JPH06325323A - 薄膜磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 媒体対向面の研削時の基板の欠けを抑制し、
良好な記録再生特性を付与する。 【構成】 基板１上に薄膜素子よりなる磁気回路部２を
形成した薄膜素子基板３と、保護板５を接合して形成さ
れる薄膜磁気ヘッドにおいて、薄膜素子基板３の熱膨張
率を保護板５の熱膨張率よりも大きくし、且つ保護板５
接合後の薄膜素子基板３の反りの曲率半径を４０００ｍ
ｍ以上とする。また、上記のような薄膜磁気ヘッドにお
いて、基板１上に磁気回路２を形成した際の薄膜素子基
板３の反り量を保護板５接合時の薄膜素子基板３の反り
量よりも小さいものとしても良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気回路部を構成する
磁気コアやコイル等が真空薄膜形成技術によって形成さ
れてなる薄膜磁気ヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、薄膜磁気ヘッドは、磁気回路部
が真空薄膜形成技術によって形成される薄膜素子により
構成されるため、狭トラック化や狭ギャップ化等の微細
寸法化が容易で高分解能記録が可能であるという特徴を
有しており、高密度記録化に対応した磁気ヘッドとして
注目されている。

【０００３】このような薄膜磁気ヘッドとしては、薄膜
素子の形成される薄膜素子基板と保護板がガラス接合さ
れたものが一般的である。上記薄膜素子基板は、薄膜素
子である上部磁気コア，導体コイル等よりなる磁気回路
を下部磁気コアであるフェライト等よりなる基板上に形
成したものであり、多チャンネル形成されていても良
い。また、保護板は上記磁気回路を保護するように、基
板の磁気回路形成面にガラス接合されている。

【０００４】このような薄膜磁気ヘッドは、次のような
製造方法によって製造される。先ず、図６に示すように
下部磁気コアである基板１１上に上部磁気コアや導体コ
イル等よりなる磁気回路部１２を真空薄膜形成技術によ
って形成し、薄膜素子基板１３を得る。次いで、薄膜素
子基板１３と保護板の接合を行う。この際、図７に示す
ように保護板１４が薄膜素子基板１３の磁気回路部１２
の素子部１２ａを覆うように、保護板１４と薄膜素子基
板１３を重ね合わせるようにする。

【０００５】そして、図８に示すように加圧治具１５に
よって薄膜素子基板１３と保護板１４を挟み込み、図中
矢印Ｐで示す方向に圧力をかけながら図示しない融着ガ
ラスを配して薄膜素子基板１３と保護板１４のガラス融
着を行う。最後に、図９に示すように得られた接合物で
ある薄膜磁気ヘッド１６の媒体対向面１６ａに円筒研削
を行い、上述したような薄膜磁気ヘッドを得る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
薄膜磁気ヘッドにおいては、基板が磁気回路部より剥離
し易く、最終工程である媒体対向面の円筒研削の際に基
板に欠けが発生してしまうという問題が発生している。
下部磁気コアである基板に欠けが発生すると、その部分
の磁気ギャップ長が大きくなってしまい、十分な記録再
生特性を得ることが出来ず、不良品となってしまう。ま
た、欠けが大きくなると、媒体への傷付きが生じ、媒体
の製品寿命を縮めてしまう。

【０００７】このような薄膜磁気ヘッドの媒体対向面研
削時に発生する基板の欠けは次のような理由により発生
するものと思われる。基板上に磁気回路部を形成する際
には主に磁気回路部形成面が凸形状となるような方向の
反りが発生し易いが、この後工程である保護板との接合
時に保護板によって薄膜素子基板の反りを矯正し、反り
のない薄膜磁気ヘッドを形成している。ところが、この
時の薄膜素子基板には内部歪みが発生しており、結果的
に基板を磁気回路部より剥離する方向の内部応力が発生
して磁気回路部から基板が剥離してしまい、媒体対向面
の研削の際にその部分から基板の欠けが発生するものと
思われる。

【０００８】また、媒体対向面研削により表面的な基板
の欠けを除去して製品としても、基板を磁気回路部より
剥離する方向の内部応力が残存していることから、実使
用によって再び基板の欠けが発生してしまう。

【０００９】このような問題を解決するために、基板と
磁気回路の密着強度を向上させる、或いは保護板との接
合の際に用いられる融着ガラスのガラス転移点を下げる
等の手法が提案されているが、これらの実施は困難であ
る。

【００１０】そこで、本発明は従来の実情に鑑みて提案
されたものであり、磁気回路部からの基板の剥離がな
く、媒体対向面の研削時に基板の欠けが発生することが
なく、媒体の製品寿命を縮めることがなく、良好な記録
再生特性を有する薄膜磁気ヘッドを提供することを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明者等が鋭意検討した結果、薄膜素子基板と保
護板の熱膨張率を調整することにより、薄膜素子基板に
基板を磁気回路部より剥離する方向の内部応力を発生さ
せることなく両者の接合を行い、基板が磁気回路部から
剥離することもなく、媒体対向面の研削時に基板の欠け
が発生することのない磁気ヘッドを得ることができるこ
とを見出した。また、薄膜素子基板の薄膜素子を形成す
る際に発生する反り量を保護板接合後の薄膜素子基板の
反り量よりも小さくすることによっても上述の目的を達
成することが可能であることを見出した。

【００１２】すなわち、本発明は、基板上に薄膜素子の
形成される薄膜素子基板と保護板が接合されてなる薄膜
磁気ヘッドにおいて、上記薄膜素子基板の熱膨張率が上
記保護板の熱膨張率よりも大きく、且つ保護板を接合し
た後の薄膜素子基板の反りの曲率半径が４０００ｍｍ以
上であることを特徴とするものである。

【００１３】保護板を接合した後の薄膜素子基板の反り
が、曲率半径４０００ｍｍ未満の反りであると、複数チ
ャンネルの薄膜素子を形成した際に、アジマスロスが問
題となる。

【００１４】また、上記のような薄膜磁気ヘッドにおい
て、基板上に薄膜素子を形成した際の薄膜素子基板の反
り量は、保護板を接合した後の薄膜素子基板の反り量よ
りも小さくなるように設定することが好ましい。この逆
であると、基板と磁気回路部とが剥離する方向に力が加
わることになる。

【００１５】

【作用】基板上に薄膜素子の形成される薄膜素子基板と
保護板とが接合されてなる薄膜磁気ヘッドにおいて、上
記薄膜素子基板の熱膨張率が上記保護板の熱膨張率より
も大きくなるように設定すると、薄膜素子基板が凸にな
る方向に反りが発生し、保護板に対して押し付けられる
形になってギャップの欠けが抑制される。このとき、薄
膜素子基板の反りが曲率半径４０００ｍｍ以上となるよ
うな反りであれば、多チャンネル化したときにもアジマ
スロスによる出力の低下は問題にならない。

【００１６】通常、薄膜素子基板は薄膜素子形成面側が
凸になるような反りを有しているので、初期の反り量，
すなわち基板上に薄膜素子を形成した際の薄膜素子基板
の反り量が、保護板を接合した後の薄膜素子基板の反り
量よりも小さくなるように設定すれば、基板が磁気回路
部より剥離する方向の内部応力を発生させることはな
く、残留歪等による構造物（磁気回路部）への負荷が解
消される。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて、実験結果に基づいて詳細に説明する。

【００１８】本実験例においては、基板上に多チャンネ
ルの磁気回路が形成される多チャンネル型薄膜磁気ヘッ
ドにおける保護板の熱膨張率（本実験例においては熱膨
張係数として示している。）と媒体対向面研削時の基板
の欠けの発生率，保護板接合後の薄膜素子基板の反り量
の関係について調査を行った。

【００１９】すなわち、図１に示すように、基板１上に
薄膜素子である多チャンネルの磁気回路部２を形成して
薄膜素子基板３を形成し、図２に示すように融着ガラス
４を介して薄膜素子基板３と保護板５を接合して薄膜磁
気ヘッドを形成した。この際、基板１として熱膨張係数
αが１２２×１０^-7であるフェライトを用い、保護板５
として熱膨張係数αが１０１×１０^-7であるセラミック
ス保護板Ａまたは熱膨張係数αが１２６×１０^-7である
セラミックス保護板Ｂを用いた。なお、融着ガラスの熱
膨張係数αは９０×１０^-7であり、融着条件は４９０℃
×３０分とした。

【００２０】このとき、厳密に言えば薄膜素子基板３の
熱膨張係数と基板１の熱膨張係数は微妙に相違すること
が予想されるが、便宜上、ここでは同等と見做した。以
上により２種類の薄膜磁気ヘッドを作成したが、セラミ
ックス保護板Ａを用いた薄膜磁気ヘッドをサンプル１と
し、セラミックス保護板Ｂを用いた薄膜磁気ヘッドをサ
ンプル２とした。

【００２１】そして、上記サンプル１，２について媒体
対向面研削時の基板の欠けの発生率及び保護板接合後の
薄膜素子基板の反り量を調査した。基板の欠けの発生率
は、多チャンネル型の薄膜磁気ヘッドに形成される全ト
ラック（５２トラック）中、欠けの発生したトラックの
割合として表し、薄膜素子基板の反り量は、全トラック
中で最も反っているトラックと、基板の両端に形成され
るトラックを基準とした水平面との距離を測定して表し
た。なお、本実験例に用いた薄膜素子基板の反り量は、
磁気回路部が凸形状となるような方向で１〜２μｍであ
り、その反りの曲率半径は、２０１６１〜１００８０ｍ
ｍ程度であった。結果を表１に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】表１の結果を見てわかるように、セラミッ
ク保護板Ｂの熱膨張係数αが薄膜素子基板の熱膨張係数
αよりも大きいサンプル２においては、接合後の薄膜素
子基板の反り量は減少し（表１中、負の表示は反りの方
向が逆方向となったことを示す。）、且つ基板の欠け発
生率は１９．７％であり、セラミック保護板Ａの熱膨張
係数αが基板の熱膨張係数αよりも小さいサンプル１に
おいては、接合後の薄膜素子基板の反り量は増加し、且
つ基板の欠け発生率は０％であった。従って、基板上に
薄膜素子の形成される薄膜素子基板と保護板が接合され
てなる薄膜磁気ヘッドにおいて、上記薄膜素子基板の熱
膨張係数（熱膨張率）を上記保護板の熱膨張係数（熱膨
張率）よりも大きくすることにより、媒体対向面研削時
の基板の欠けの発生を防止することができることが確認
された。

【００２４】なお、このことは以下のように説明され
る。先ず、図３に示すように基板１上に磁気回路部２を
形成する際には、基板１には図中矢印Ｎ₁ で示す方向の
内部応力が発生し、その結果薄膜素子基板３には図中矢
印Ｓ₁ で示すような方向の力が加わって反りが生じ、薄
膜素子基板３は磁気回路部２を凸形状とするような方向
に沿った形状となる。

【００２５】次に、上記薄膜素子基板３に融着ガラス４
を介して保護板５を接合するが、サンプル２のように保
護板５として薄膜素子基板３よりも熱膨張係数αの大き
いものを用いた場合には、図４に示すように薄膜素子基
板３の磁気回路部２から基板１が剥離して間隙６が生じ
るが、これは次のように説明される。

【００２６】薄膜素子基板３と保護板５の接合の際に
は、加熱加圧を行って融着ガラス４を溶融させた後に冷
却固化させる。この時、加熱によって薄膜素子基板３と
保護板５はそれぞれの熱膨張係数に応じて熱膨張し、冷
却によって元の形状に戻ろうとする。しかしながら、保
護板５の方が熱膨張係数が大きく熱膨張が大きいことか
ら、冷却時の収縮量は薄膜素子基板３よりも多くなり、
薄膜素子基板３内部には内部歪みが発生し、その結果図
中矢印Ｎ₂ 方向の内部応力が発生し、該内部応力によっ
て図中矢印Ｓ₂ 方向の力が発生して基板１が磁気回路部
２から剥離され、間隙６が発生する。そして、該薄膜磁
気ヘッドの媒体対向面に円筒研削を行うと、この間隙６
より基板の欠けが発生してしまう。なお、このような薄
膜磁気ヘッドにおいては、上記実験例でも述べたように
薄膜素子基板の反り量は接合後に小さくなる。

【００２７】一方、サンプル１のように保護板５として
薄膜素子基板３よりも熱膨張係数αの小さいものを用い
た場合には、基板１，磁気回路部２間に間隙が発生しな
い。これは、次のように説明される。この薄膜磁気ヘッ
ドにおいても、薄膜素子基板３と保護板５の接合の際に
は融着ガラス４を溶融させた後に冷却固化させる。この
時、やはり加熱によって薄膜素子基板３と保護板５はそ
れぞれの熱膨張係数に応じて熱膨張し、冷却によって元
の形状に戻ろうとする。上記薄膜磁気ヘッドにおいて
は、保護板５の熱膨張係数が薄膜素子基板３の熱膨張係
数よりも小さく熱膨張が小さいことから、冷却時の収縮
量は薄膜素子基板３よりも小さくなり、薄膜素子基板３
内部には図中矢印Ｎ₃ 方向の内部応力が発生し、図中矢
印Ｓ₃ 方向の力が加わって基板１は磁気回路部２に押し
つけられる。すなわち、媒体対向面に円筒研削を行って
も、基板の欠けは発生しない。なお、このような薄膜磁
気ヘッドにおいては、薄膜素子基板の反り量は接合後に
大きくなる傾向にある。

【００２８】従って、基板に薄膜素子を形成する時に発
生する薄膜素子基板の反り量を保護板を接合した後の薄
膜素子基板の反り量よりも小さくすることによって、媒
体対向面研削時の基板の欠けを防止できることも確認さ
れた。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明は、基板上に薄膜素子の形成される薄膜素子基板と保
護板とが接合されてなる薄膜磁気ヘッドにおいて、上記
薄膜素子基板の熱膨張率が上記保護板の熱膨張率よりも
大きくなるように設定すると、薄膜素子基板が凸になる
方向に反りが発生し、保護板に対して押し付けられる形
になってギャップの欠けが抑制される。従って、薄膜素
子基板に基板を磁気回路部より剥離する方向の内部応力
を発生させることなく保護板との接合が行われ、基板が
薄膜素子から剥離することがなく、媒体対向面研削時に
基板に欠けが生じることがなく、媒体の製品寿命を縮め
ることがなく、良好な記録再生特性を有する薄膜磁気ヘ
ッドを得ることができる。このとき、薄膜素子基板の反
りが曲率半径４０００ｍｍ以上となるような反りであれ
ば、多チャンネル化したときにもアジマスロスによる出
力の低下は問題にならず、良好な特性を有する薄膜磁気
ヘッドを得ることが可能となる。

【００３０】また、本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて
は、基板上に薄膜素子を形成した際の薄膜素子基板の反
り量を保護板を接合した後の薄膜素子基板の反り量より
も小さくしても良い。通常、薄膜素子基板は薄膜素子形
成面側が凸になるような反りを有していることから、初
期の反り量，すなわち基板上に薄膜素子を形成した際の
薄膜素子基板の反り量が、保護板を接合した後の薄膜素
子基板の反り量よりも小さくなるように設定すれば、基
板が磁気回路部より剥離する方向の内部応力を発生させ
ることはなく、残留歪等による構造物（磁気回路部）へ
の負荷が解消される。従って、薄膜素子基板に基板を磁
気回路部より剥離する方向の内部応力を発生させること
なく保護板との接合が行われ、基板が薄膜素子から剥離
することがなく、媒体対向面研削時に基板に欠けが生じ
ることがなく、媒体の製品寿命を縮めることがなく、良
好な記録再生特性を有する薄膜磁気ヘッドを得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実験例において作製した薄膜磁気ヘッドの製造
方法をその工程順にしたがって示すものであり、基板上
に磁気回路部を形成して薄膜素子基板を形成する工程を
示す概略断面図である。

【図２】薄膜素子基板と保護板を接合する工程を示す概
略断面図である。

【図３】磁気回路を形成した際に薄膜素子基板に発生す
る内部応力及び薄膜素子基板に加わる力の方向を示す模
式図である。

【図４】保護板を接合した際に薄膜素子基板に発生する
内部応力及び薄膜磁気ヘッドに加わる力の方向の一例を
示す模式図である。

【図５】保護板を接合した際に薄膜素子基板に発生する
内部応力及び薄膜磁気ヘッドに加わる力の方向の他の例
を示す模式図である。

【図６】従来の薄膜磁気ヘッドの製造方法を工程順に示
すものであり、基板上に磁気回路を構成して薄膜素子基
板を形成する工程を示す斜視図である。

【図７】薄膜素子基板と保護板を重ね合わせる工程を示
す斜視図である。

【図８】薄膜素子基板と保護板をガラス融着する工程を
示す斜視図である。

【図９】薄膜磁気ヘッドの媒体対向面に円筒研削を行う
工程を示す斜視図である。

【符号の説明】

１・・・・・・・・・・基板 ２・・・・・・・・・・磁気回路部 ３・・・・・・・・・・薄膜素子基板 ４・・・・・・・・・・融着ガラス ５・・・・・・・・・・保護板 Ｎ₁ ，Ｎ₂ ，Ｎ₃ ・・・内部応力 Ｓ₁ ，Ｓ₂ ，Ｓ₃ ・・・力

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に薄膜素子が形成された薄膜素子
   基板と保護板とが接合一体化されてなる薄膜磁気ヘッド
   において、 上記薄膜素子基板の熱膨張率が上記保護板の熱膨張率よ
   りも大きく、且つ保護板を接合した後の薄膜素子基板の
   反りの曲率半径が４０００ｍｍ以上であることを特徴と
   する薄膜磁気ヘッド。
2. 【請求項２】 基板上に薄膜素子を形成した際の薄膜素
   子基板の反り量が、保護板を接合した後の薄膜素子基板
   の反り量よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の
   薄膜磁気ヘッド。