JPH0628632A - 薄膜磁気ヘッド作製用基板及びそれを用いた薄膜磁気ヘッド - Google Patents

薄膜磁気ヘッド作製用基板及びそれを用いた薄膜磁気ヘッド

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JPH0628632A
JPH0628632A JP20182292A JP20182292A JPH0628632A JP H0628632 A JPH0628632 A JP H0628632A JP 20182292 A JP20182292 A JP 20182292A JP 20182292 A JP20182292 A JP 20182292A JP H0628632 A JPH0628632 A JP H0628632A
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JP
Japan
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magnetic head
substrate
thin film
film magnetic
main component
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JP20182292A
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Inventor
Shinsuke Higuchi
晋介 樋口
Yasutaka Suzuki
康隆 鈴木
Takeshi Miyazaki
猛 宮崎
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 主成分がAl2 3 、TiO2 又はY2 3
安定化ZrO2 からなり、該主成分にErがEr2 3
換算で2〜10重量%含有している薄膜磁気ヘッド作製
用基板であり、上記基板においては、主成分にNb、T
a、Ti又はSiから選ばれた酸化物を金属原子数換算
で2〜18モル%含有させることができ、この場合主成
分としてAl2 3 を用いた場合は、Erの一部又は全
部が、La、Ce、Prなどの希土類、又はSc、Yな
どの IIIa族元素で置換されてもよいし、更に、上記基
板においては、SiC、ZrC、NbC、TaC、Ti
C又はTiNなどの非酸化物が40重量%以下の範囲で
含まれてもよい。 【効果】 上記基板は、機械加工によるボイドやチッピ
ングが少なく、さらに、摺動したときの磁気ディスクの
カーボン保護膜の摩耗も小さい。このため、磁気ヘッド
の生産性が向上でき、また、磁気ディスクの摺動耐久性
が向上する効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク装置の薄
膜磁気ヘッド作製用基板に係り、特に、ヘッド作製が高
精度、高能率に行えるとともに、薄膜磁気ヘッドとして
の使用において磁気ディスクの摩耗を少なくする薄膜磁
気ヘッド作製用基板に関する。
【0002】
【従来の技術】記録密度を大きくするために適した磁気
ディスクとして、スパッター型磁気ディスク又はメッキ
型磁気ディスクがある。これらの表面は保護膜で被覆さ
れている。磁気ヘッドは磁気ディスクとの間に極めて微
小な空隙を保って保持される。従来の一般的な機構とし
ては、磁気ヘッドは装置が停止中はバネにより磁気ディ
スクに押し付けられて静止しており、磁気ディスクが回
転を始めると磁気ヘッド・スライダが磁気ディスクと摺
動しつつ浮上揚力を増し、ついにはバネ荷重に打ち勝っ
て完全に浮上し、磁気ディスクとの間に微小な空隙を持
つ。磁気ディスクが回転を停止する時はこれと逆の過程
をたどる。このような機構をCSS方式と称し、従来一
般的に使用されてきた。この方式では磁気ヘッド・スラ
イダが磁気ディスクと過渡的に摺動することはさけられ
ない。さらに、一層の低浮上化によって、浮上状態とい
えども接触や摺動を完全に避けるのは難しくなってきて
おり、磁気ディスクの保護膜の摩耗損傷がますます問題
となっている。
【0003】保護膜の材質には多くの提案があるが、ダ
イヤモンド状カーボン(特開平1−258223号公
報)やアモルファス状カーボン(特開平1−25821
8号公報)が一般的である。カーボン保護膜に組み合わ
せる磁気ヘッド・スライダの材質としては、Al23
−TiC複合材を用いた報告や、Al2 3 −TiO2
複合材やAl2 3−ZrO2 複合材を用いた報告など
が見られる。また、特開平1−258219号公報には
ZrO2 −カーバイドやZrO2 −Al2 3 複合材を
用いた例が見られる。いずれも酸化物が主材である。こ
れらの磁気ヘッド・スライダは、基板から機械加工によ
って切り出されて作製される。この際、スライダの寸法
や表面状態は極めて高精度に管理される。加工性をよく
するために、Al2 3 −TiC複合材にY2 3 やL
2 3 を添加したり(特開昭64−52213号公
報)、Al2 3 −TiO2 複合材にY2 3 を添加し
たり(特開昭61−215252号公報)する工夫がな
されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の酸化物基板で
は、機械加工性が必ずしも十分ではなかった。また、磁
気ヘッド・スライダとして使用したときの磁気ディスク
の保護膜の摩耗も十分に小さくできなかった。本発明の
目的は、機械加工が高精度、高能率に行え、また磁気ヘ
ッド・スライダとして使用したときの磁気ディスクの保
護膜の摩耗を抑制することのできる薄膜磁気ヘッド作製
用基板とそれを用いた薄膜磁気ヘッドを提供することに
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、主成分がAl2 3 、TiO2 又はY
2 3 安定化ZrO2 からなり、該主成分にErがEr
2 3 換算で2〜10重量%含有している薄膜磁気ヘッ
ド作製用基板としたものである。上記基板においては、
主成分にNb、Ta、Ti又はSiから選ばれた酸化物
を金属原子数換算で2〜18モル%含有させることがで
き、この場合主成分としてAl2 3 を用いた場合は、
Erの一部又は全部が、La、Ce、Prなどの希土
類、又はSc、Yなどの IIIa族元素で置換されてもよ
い。また、上記基板においては、更にSiC、ZrC、
NbC、TaC、TiC又はTiNなどの非酸化物が4
0重量%以下の範囲で含まれてもよい。そして、これら
の薄膜磁気ヘッド作製用基板を用いることによって、機
械加工がよく、磁気ディスク保護膜の摩耗損傷が少ない
薄膜磁気ヘッドを作製することができる。
【0006】
【作用】以下に本発明の内容を説明する。本発明者ら
は、Al2 3 、TiO2 又はY2 3 安定化ZrO2
を主成分とする材料を機械加工したときのチッピング
や、表面研磨したときのボイドを小さくするために、種
々の添加材を探索した結果、Er2 3 添加が良好なこ
とを見出した。この理由は明確になっていない。効果を
得るためには2重量%以上を添加しなければならない
が、10重量%を超えては強度が低下する傾向が見られ
るため好ましくない。さらに、カーボン保護膜で被覆さ
れた磁気ディスクとのなじみのよい薄膜磁気ヘッド用基
板材を探索した結果、主成分としてAl2 3 と、Al
2 3 に対して金属原子数換算で2モル%以上18モル
%以下の割合のNb、Ta、Ti又はSiの酸化物より
成る複合材が適していることを見出した。
【0007】この材料は、カーボンの酸化に対する触媒
性が小さい。通常の酸化物は比較的大きい触媒性をもつ
ために、磁気ディスクと摺動すると、摩擦熱との複合作
用によりカーボン保護膜の燃焼を促進し、保護膜を消耗
する。これに対し、上記材料は触媒性が小さいため、カ
ーボン保護膜の消耗が小さい。この効果を得るために
は、Nb、Ta、Ti又はSiの酸化物は、金属原子数
換算で2モル%以上18モル%以下の範囲になければな
らず、この範囲をはずれては触媒性が大きくなる。この
材料の場合には、加工性改善材料として、Er2 3
代わりにLa2 3 、Ce2 3 、Pr2 3 などの希
土類、またはSc2 3 、Y2 3 などのIIIa族元素
の酸化物の添加でもよいことがわかった。なお、以上に
説明した材料のいずれも、40重量%以下の範囲であれ
ば、SiC、ZrC、NbC、TaC、TiCまたはT
iNなどの非酸化物が含まれてもよい。
【0008】
【実施例】以下に本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されない。 実施例1 表1に示した各組成の材料で、図1に示すような直径5
インチ、厚さ3mmの基板を作製した。これらの材料
は、純度99%以上の原料粉を真空雰囲気中でホットプ
レス焼結して作製した。焼結は、No.1〜4、19、
20のAl2 3 系では1650℃で1時間、No.5
のTiO2 系では1200℃で1時間、その他では14
50℃で1時間行った。基板の表面は、いずれも最終的
に鏡面状態にラップしたが、その前に、#400の砥石
で、ついで#800の砥石で研削した。この段階で表面
のボイドが多いと、最終的なラップの労力がより多くか
かるだけでなく、場合によっては鏡面状態にできない。
そこで、#800の砥石で研削後の表面ボイドの様子を
顕微鏡で調べた。単位面積当たりのボイドの数を数え、
No.19の従来例の結果を1として、規格化して表し
た。これらを表1に示す。Er2 3を5重量%添加し
た本発明No.1〜10、15、17、およびEr2
3 にかえて希土類又は IIIa族元素の酸化物を添加した
本発明No.11−14、16、18では、従来例N
o.19、20よりもボイドの数が20〜30%少ない
ことがわかる。
【0009】次に、図1の基板から図2の薄膜磁気ヘッ
ドを作製した。この磁気ヘッドスライダを切り出す際に
#1500の砥石を用いて切断したが、このときに切断
エッジ部に大きなチッピングが生じると精度上問題とな
る。そこで、チッピングの大きさを調べ、No.19の
従来例の結果を1として、規格化して表した。これらを
表1に示す。ボイドの数と同様に、Er2 3 を5重量
%添加した本発明No.1〜10、15、17、及びE
2 3 にかえて希土類又は IIIa族元素の酸化物を添
加した本発明No.11−14、16、18では、従来
例No.19、20よりもチッピング寸法が小さいこと
がわかる。
【0010】次に、作製した磁気ヘッドの摺動による磁
気ディスクの摩耗を調べた。カーボン保護膜の摩耗を定
量的に調べるため、カーボン膜の厚さは50nmとし、
かつ、表面にはあらかじめ深さ30nmの規則的な溝を
全面に設けた。このようにして、摺動後の溝の深さを測
定することにより、保護膜の摩耗を定量的に調べること
が可能である。スライダを磁気ディスクに押し付けた状
態で、磁気ディスクを、スライダの位置での周速が20
m/sとなるように回転させ、連続的に摺動させた。摺
動は磁気ディスクの同一円周上で30000回転行っ
た。試験結果は、No.19の従来例の結果を1とし
て、規格化して表した。これらを表1に示す。本発明の
中でも、主成分としてAl2 3 と、Al2 3 に対し
て金属原子数換算で2モル%以上18モル%以下の割合
のNb、Ta、Ti又はSiの酸化物が含まれるNo.
8〜18では、とくに磁気ディスクの摩耗が小さいこと
がわかる。
【0011】
【表1】
【0012】本実施例から、Al2 3 、TiO2 又は
2 3 安定化ZrO2 を主成分としてEr2 3 が添
加された基板は、加工チッピングやボイドが少ないこと
がわかる。さらに、主成分としてAl2 3 と、Al2
3 に対して金属原子数換算で2モル%以上18モル%
以下の割合のNb、Ta、Ti又はSiの酸化物が含ま
れる基板は、磁気ディスクの摩耗も小さいことがわか
る。なお、No.1〜7、15〜18では、SiC、Z
rC、NbC、TaC、TiC又はTiNなどの非酸化
物が40重量%以下の範囲で含まれているが、いずれも
加工性や摺動性の点で問題ない。
【0013】実施例2 次にEr2 3 の添加量の影響について調べた。このた
めに、表2に示すように、主成分としてAl2 3 −3
0重量%TiC及び〔(Al2 3 −10モル%SiO
2 )−5重量%NbC〕を選び、Er2 3 の添加量を
変えた材料を作製した。実施例1と同様に加工性試験を
行った結果を表2に示す。Er2 3 の添加量が2重量
%以上のNo.23〜25、28〜30で、加工チッピ
ングやボイドが少なくなっていることがわかる。つい
で、断面寸法が3mm×4mmの抗折試験用試験片を作
製し、抗折強度を調べた。この結果も、No.21の従
来例の結果を1として、規格化して表した。これらを表
2に示す。Er2 3 の添加量が10重量%を超えたN
o.25、30では抗折強度が大きく低下していること
がわかる。
【0014】
【表2】 本実施例から、Er2 3 の添加量は、加工性改善効果
を得るためには2重量%以上が必要であるが、10重量
%を超えては強度が低下して好ましくないことがわか
る。
【0015】実施例3 次に主成分のAl2 3 に対するNb、Ta、Ti又は
Siの酸化物の添加量の影響について調べた。このた
め、表3に示すように、Nb2 5 やSiO2 の添加量
を変えた材料を作製した。実施例1と同様に加工性試験
と摺動性試験を行った結果を表3に示す。Nb25
SiO2 の添加量が異なるいずれの場合も、加工性には
大きな違いがないことがわかる。しかし摺動性について
は、添加量が金属原子数換算で2モル%以上18モル%
以下の範囲のNo.32〜33、36〜37で摩耗が少
なくなることがわかる。このことは、Ta2 5 やTi
2 の添加でも同様であった。
【0016】
【表3】 本実施例から、母材のAl2 3 に対するNb、Ta、
Ti又はSiの酸化物の添加量は、摺動性の点から、金
属原子数換算で2モル%以上18モル%以下の範囲が良
好であることがわかる。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、基板の加工性が増すの
で、高精度、高能率に磁気ヘッドを作製できる。さら
に、磁気ディスクのカーボン保護膜の摩耗を抑制できる
ので、磁気ディスクの摩耗耐久性の高い磁気ディスク装
置を得ることができる。このことからさらに、磁気ヘッ
ドと磁気ディスクの距離を接近させ、記録密度の大きい
磁気ディスク装置を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】薄膜磁気ヘッド作製用基板の外観図である。
【図2】薄膜磁気ヘッドの外観図である。
【符号の説明】
1…スライダ、2…薄膜磁気ヘッド素子

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主成分がAl2 3 、TiO2 又はY2
    3 安定化ZrO2からなり、該主成分にErがEr2
    3 換算で2〜10重量%含有していることを特徴とす
    る薄膜磁気ヘッド作製用基板。
  2. 【請求項2】 主成分がTiO2 又はY2 3 安定化Z
    rO2 からなり、該主成分にNb、Ta、Ti又はSi
    から選ばれた酸化物を金属原子数換算で2〜18モル
    %、及びErをEr2 3 換算で2〜10重量%含有し
    ていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド作製用基板。
  3. 【請求項3】 主成分がAl2 3 からなり、該主成分
    にNb、Ta、Ti又はSiから選ばれた酸化物を金属
    原子数換算で2〜18モル%、及びErをEr2 3
    算で2〜10重量%含有していることを特徴とする薄膜
    磁気ヘッド作製用基板。
  4. 【請求項4】 請求項3記載において、Erの一部又は
    全部が、La、Ce、Pr、Sc又はYから選ばれた金
    属の一種以上で置換されていることを特徴とする薄膜磁
    気ヘッド作製用基板。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項記載におい
    て、更に、SiC、ZrC、NbC、TaC、TiC又
    はTiNから選ばれたいずれか1種以上を40重量%以
    下の範囲で含むことを特徴とする薄膜磁気ヘッド作製用
    基板。
  6. 【請求項6】 請求項1〜5のいずれか1項記載の薄膜
    磁気ヘッド作製用基板を用いて作製された薄膜磁気ヘッ
    ド。
JP20182292A 1992-07-07 1992-07-07 薄膜磁気ヘッド作製用基板及びそれを用いた薄膜磁気ヘッド Pending JPH0628632A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7414002B2 (en) 2004-11-29 2008-08-19 Kyocera Corporation Aluminum oxide-titanium nitride sintered body, manufacturing method thereof, and magnetic head substrate, ultrasonic motor and dynamic pressure bearing using the same

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7414002B2 (en) 2004-11-29 2008-08-19 Kyocera Corporation Aluminum oxide-titanium nitride sintered body, manufacturing method thereof, and magnetic head substrate, ultrasonic motor and dynamic pressure bearing using the same

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