JPH0644531A - 薄膜磁気ヘッド - Google Patents

薄膜磁気ヘッド

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JPH0644531A
JPH0644531A JP3506593A JP3506593A JPH0644531A JP H0644531 A JPH0644531 A JP H0644531A JP 3506593 A JP3506593 A JP 3506593A JP 3506593 A JP3506593 A JP 3506593A JP H0644531 A JPH0644531 A JP H0644531A
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conductor
magnetic head
magnetic
layer
magnetic pole
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JP3506593A
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English (en)
Inventor
Isamu Yuhito
勇 由比藤
Kazuo Shiiki
一夫 椎木
Atsushi Saiki
篤 斉木
Yoshio Honma
喜夫 本間
Takayuki Kumasaka
登行 熊坂
Yoshihiro Shiroishi
芳博 城石
Sanehiro Kudo
実弘 工藤
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はコイルを形成する導体の高さを該導
体の幅より大きくすることにより、磁気ヘッドのできる
だけ先端近傍に複数巻きのコイルを形成して記録再生の
効率を大幅に改善し、かつ導体を流れる信号電流を大き
くとることのできる薄膜磁気ヘッドを提供するものであ
る。 【構成】 磁気ギャップをはさんでなる第1磁極1およ
び第2磁極2、第1磁極と第2磁極を磁気的、電気的に
分離する絶縁層3、および絶縁層内にあって信号入出力
用のコイルとなる多巻の導体層10を有し、導体の幅、
すなわち磁気ギャップが形成されている磁気ヘッド先端
の方向にはかった一つの連続した導体の最小部の長さを
1,となり合った導体間の最小部の長さをd2、導体層
の高さ、すなわち導体層の磁気ギャップが形成されてい
る磁気ヘッド先端方向への射影の連続した長さの最大値
をhとしたとき以下の条件式を満足することを特徴とす
る薄膜磁気ヘッドが開示されている。 3μm≧d1>d2,h/d1≧1.5,7.5μm≧h

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は磁気の記録再生を行なう
薄膜磁気ヘッドの信号入出力用のコイルに関するもので
ある。本発明はコイルを形成する導体の高さを該導体の
幅より大きくすることにより、磁気ヘッドのできるだけ
先端近傍に複数巻きのコイルを形成して記録再生の効率
を大幅に改善し、かつ導体を流れる信号電流を大きくと
ることのできる薄膜磁気ヘッドを提供するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の薄膜磁気ヘッドは例えば特開昭4
9−83868号、特開昭55−84019号に示され
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の薄膜磁気ヘッド
断面の1例を図1に示す。磁気的に絶縁性の基板6上に
第2磁極2および第1磁極1、該第1磁極および該第2
磁極2を電気的、磁気的に分離する絶縁層3、さらに該
絶縁層3内にあって信号入出力用のコイルを形成する導
体4より構成されている。なお、場合によっては磁性基
板を用い第2磁極と兼用させることもあるし、電気的絶
縁性や密着性等を改善するために適当な絶縁層や金属層
を中間に設けることもあるが、ここでは簡単のため省略
した。以下においても説明に必要な主要な部分について
のみ述べ、本発明の説明に不必要な部分については省略
した。
【0004】導体4に信号電圧を印加することにより磁
気ヘッド先端の第1磁極1、第2磁極2間で記録媒体5
を通過する漏れ磁束が生じ記録が行なわれる。
【0005】一方、再生出力は記録媒体5より発生して
いる磁束が第1磁極1、第2磁極2を通過することによ
る、いわゆる電磁誘導体により導体4に出力電圧として
表われる。したがって、導体4(コイル)の巻数の多い
程、信号の記録、再生は容易となると考えられるが、実
際には単に巻数を増すと、磁路が増して磁気抵抗が大き
くなるので必ずしも効率は改善されない。効率を改善す
るには磁気ヘッド先端にできるだけ近く密にコイルを多
数巻く必要がある。一方記録電流をたくさん流すために
は導体の断面積を大きくとる必要がある。すなわち、限
られた領域内に導体4の断面積は大きく、かつ導体4
(コイル)の巻き数を多くするという互いに矛盾する問
題を解決しなければならない。
【0006】本発明は従来の欠点をなくし、1層でも導
体4(コイル)の巻き数を増し、かつ導体4の断面積の
大きい薄膜磁気ヘッドを提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本願発明の磁気ヘッド
は、磁気記録媒体に記録再生を行なうための磁気ギャッ
プをはさんでなる第1磁極および第2磁極、および該第
1磁極と該第2磁極の少なくとも一部を磁気的、電気的
に分離する絶縁層、および該絶縁層内にあって信号入出
力用のコイルとなる多巻の導体層を有する薄膜磁気ヘッ
ドにおいて、前記導体の幅、すなわち磁気ギャップが形
成されている磁気ヘッド先端の方向にはかった一つの連
続した導体の最小部の長さをd1,となり合った導体間
の最小部の長さをd2、導体層の高さ、すなわち導体層
の磁気ギャップが形成されている磁気ヘッド先端方向へ
の射影の連続した長さの最大値をhとしたとき以下の条
件式を満足することを特徴とする。
【0008】3μm≧d1>d2 h/d1≧1.5 7.5μm≧h
【0009】
【作用】薄膜磁気ヘッドの出力を高めるためには、コイ
ルを多巻化すればよい。しかし、単にコイルの数を増す
と磁路の長さ(第1及び第2磁極の長さ)が長くなり、
磁気記録媒体から吸い上げた磁束が漏洩する部分が増え
る。また、磁気抵抗が大きくなる。すなわち、磁束の長
さを増大せずに多巻化し、コイル密度を上げなければ、
薄膜磁気ヘッドの出力効率を上げられない。このため
に、本願発明ではコイルの間隔d2をコイルの幅d1より
小さくし、限られた空間に多くのコイルを配置した。さ
らに本願発明では、コイルの高さhを幅d1の1.5倍
以上として磁路の長さを増さずにコイルの断面積を大き
くした。このようにして、限られた領域内に断面積の大
きい導体を多数配置することができる。
【0010】ところで、コイルの高さは限界が有り、流
動性の有る絶縁物によりコイルを平坦に埋め込むために
はコイルの高さhは、約7.5μm以下である必要が有
る。すなわち、有機絶縁材が硬化する際にコイル導体の
間で体積の減少が生じるからである。
【0011】また、コイルの幅はコイル密度の点から、
小さい方が好ましいが、コイルの高さhに対して必要な
コイルの幅d1が有る。これは、高さhに対して幅d1
小さ過ぎると、コイル導体が傾きやすく問題であるため
である。コイルの幅d1は高さhを最高の7,5μmと
したとき3μm以上必要である。このような構成により
必要最小限の幅を有し、かつ、断面積の大きい導体コイ
ルを実現することができる。
【0012】
【実施例】図2に本発明による薄膜磁気ヘッドの断面構
造を示す。導体10は基板6に対して縦長であり絶縁層
3の厚さの大部分を占めている。また、導体10の幅d
5が狭くヘッド先端に密に巻き数を増すことができ、記
録再生の効率を向上できる。
【0013】以下、実施例によって本発明を詳細に説明
する。
【0014】(実施例1)図3を用いて本願発明のヘッ
ドの製造工程を説明する。
【0015】基板6にはホトセラム(コーニング社製)
を用いた。先ず該基板6上に第2磁極2となる磁性層、
磁気ヘッド先端のギャップとなる磁気的、電気的絶縁層
11を積層する(図3−a)。ここでは磁性層2として
パーマロイを2μm、絶縁層11としてSiO2を2μ
mスパッタリング法で形成した。
【0016】次に該絶縁層11上に第1磁極と第2磁極
を分離する絶縁層12としてPIQ(ポリイミド系樹
脂、日立化成工業(株)商標)層を8μmスピン塗布し
た(図3−b)。
【0017】その後、該PIQ上にMo13を0.4μ
m蒸着し、さらにホトエッチング法によりd6=3μ
m、d7=2μmにMo層13をパターニングする(図
3−c)。
【0018】そして、該Mo層13をマスクとしてPI
Qを酸素によりスパッタエッチングして、PIQに絶縁
層11に達する溝を加工する。この場合、PIQに対す
るMoのスパッタエッチ速度は極めて小さくMo層はほ
とんどエッチングされない。またMoの代りにCrを用
いても同様であった。また、PIQはMoマスクの下に
0.5μm前後にアンダーカットを生ずる(図3−
d)。
【0019】次に、基板6に対してほぼ垂直方向から導
体層4となるAl14をPIQ膜厚より若干薄く(7.
5μm)積層した(図3−e)。ここで、Moマスク1
3の上面はAlが積層されているが、Moマスク13の
アンダーカット部分にはAlは付着していない。そこ
で、Al層14に電圧を印加してMo層13をシュウ酸
系溶液中で電解・選択エッチングを行なうとMo層およ
びMoマスク上のAl層が除去される(図3−f)。
【0020】ここまでで、Al導体がPIQに形成した
溝に埋め込まれた形状となる。その後、PIQ層12と
Al層14の段差を平坦化し、かつAl導体と第1磁極
1を電気的に絶縁するために、再度PIQ層15をスピ
ンコートした。Al層14とPIQ層12との段差は
0.5μmであり、PIQ層12の膜厚を2μmとすれ
ばPIQ層の段差は0.1μm前後に容易に抑さえるこ
とができる。最後にPIQ層12および15、絶縁膜1
1をパターンニングし、さらに該PIQ上および第2磁
極2の一部にパーマロイを蒸着し第1磁極1を形成すれ
ば磁気ヘッドは完成する。
【0021】本実施例において形成された導体の幅、す
なわち磁気ギャップが形成されている磁気ヘッド先端の
方向にはかった1つの連続した導体長さの最小値はd6
〜3μm、導体の高さ、すなわち導体層の磁気ギャップ
が形成されている磁気ヘッド先端方向への射影の連続し
た長さh〜7.5μm、となりあった導体間の最小距離
はd7〜2μmであって、導体4の断面積は20μm2
度となる。従来の反応性スパッタエッチング法により本
実施例と同じ3μm幅の導体4を形成すると、導体4の
厚さは〜3μmが限界である。すなわち、本製造工程に
より断面積の大きいコイルを有する本願発明の薄膜磁気
ヘッドを製造可能である。また磁気ヘッド先端付近にコ
イルを多数回巻くことができるのでヘッドの記録再生効
率が良好である。
【0022】本実施例は導体の高さhが導体の幅d1
よび導体間隔d2よりも大きいことを特徴とするが、第
1磁極と第2磁極が離れており、その間に存在する絶縁
層中の大部分が導体で占められているときに、さらに効
率が改善される。したがってh/d 11.5とすること
が望ましくさらにh/d 12とすると非常に良好な記
録再生効率が得られる。
【0023】導体間の最小距離d7は小さいことが望ま
しい。しかし、d7が小さすぎると導体間の電気的絶縁
耐圧の点で問題が生じる。また、図3(e)に示したよ
うに、導体間に形成されているPIQパターンは、縦長
の形状となっている。このため、該PIQパターンと絶
縁層11との接触面積が小さくなると機械的に弱くな
り、プロセス中に倒れる問題もある。これらの問題点を
検討した結果、導体の間隔d7としては2μmあれば充
分であった。
【0024】図3−e,fの工程は通常リフトオフ法と
して知られている方法に類似している。しかし、リフト
オフ法では導体形成のために用いる層(ここではPIQ
層12にあたる)を最終的に除去するが、本実施例では
該PIQ層12を残すことによって図3−gに示した平
坦化を容易にした。すなわちこの層を除去してしまうと
約7.5μmの凹凸を平坦化しなければならず非常に困
難である。PIQは電気的絶縁性が良好で耐熱性にもす
ぐれているので第1磁極と第2磁極を電気的磁気的に分
離する絶縁層として使用でき、かつスピン塗布により容
易に平坦化できることを利用した。また、図3−eにお
いて過剰のAl層はMo層13を境界として除去される
ためPIQの凹部壁面にAlが回わり込んで付着しても
何ら問題はない。本実施例に示したプロセスではh<3
6の範囲でAl導体を比較的容易にかつ再現性よく形
成できた。
【0025】(実施例2)実施例1において基板6にフ
ェライトを用い第2磁極とすることにより、磁性層2の
形成を省略しても何ら問題はない。
【0026】(実施例3)本実施例では導体4の形成を
以下に述べる方法で形成した。図4に形成過程を示し
た。図4−(a)は実施例1(図5−(a)〜(d)と
同様である。次にMo層13を除去し(図4−
(b))、その後Al層14をPIQ層により若干薄く
7.5μm積層する(図4−(c))。さらに該Al層
14上にPIQ15をスピン塗布する。PIQは流動性
があり、約20μmの厚さに塗布するとPIQ表面は約
1μm程度の凹凸に平坦化される。その後、Al層14
の凸部上面が現われるまでPIQをエッチングし(図4
−(d))、次に該PIQ層15をマスクとしてAl層
14をエッチングする。Al層はPIQ層12の凸部上
のAlのみをエッチングする(図4−(e))。ここま
でで、PIQ層凹部にのみAlが埋めこまれた形状とな
る。最後にPIQ層15の凹凸を平坦化するために、再
びPIQ層16をスピン塗布した(図4−(f))。
【0027】以上の工程により、幅3μm、高さ7.5
μmのAl導体層を形成できた。
【0028】(実施例4)上記した薄膜磁気ヘッドの製
造方法では導体層の形成に該導体自身のエッチング工程
が含まれない。そのため、エッチング時のアンダーカッ
トが大きい等の理由によりエッチングの難しい材料には
特に有効である。本実施例では耐エレクトロマイグレー
ション性に優れ、寿命の点からも好ましいCuを導体層
として用いた。Cuは通常過硫酸アンモニウム水溶液で
エッチングを行なうが、Cu表面の酸化、パターンの精
度が悪い等の問題がある。本発明による方法では、前記
の事項は全く問題なく、信頼性の大幅に向上した薄膜磁
気ヘッドを製造できた。
【0029】(実施例5)PIQは耐熱性、絶縁性にお
いて優れた高分子樹脂である。しかし前記PIQの代り
に環化ポリブタジエン(日本合成ゴム(株)商標)、パ
イラリン(Dupont社商標)を用いても同様の工程で本発
明による薄膜磁気ヘッドを作製できた。
【0030】(実施例6)図2に示した本発明による薄
膜磁気ヘッドにおいて、磁束を磁気ヘッド先端より有効
に放出させるために導体10はでき得る限り磁気ヘッド
の先端近傍に形成されることが望ましい。図2に示した
例では、基板6に対して導体10が垂直方向に長いため
に、ギャップ後端と導体10との距離d8が広がりやす
い。本実施例では、図5に示すように基板6に対して導
体10を傾斜させることによりd9<d8とした。導体1
0の傾き角θ1は第1磁極1先端近傍の肩部の傾き角θ2
とほぼ等しいことがよい。θ1>θ2となるとd8を小さ
くできず、θ1<θ2となると第1磁極1の肩部で導体1
0と第1磁極1が離れてしまい好ましくない。
【0031】本実施例による薄膜磁気ヘッドは実施例1
とほとんど同様のプロセスで製造できるが、PIQのス
パッタエッチングおよび導体層10の形成を斜め方向
(角度θ2)から行なう必要がある。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば記録再生の効率を大幅に
改善し、かつ導体を流れる信号電流を大きくとることの
できる薄膜磁気ヘッドを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の薄膜磁気ヘッドを示す概略断面図。
【図2】本発明の薄膜磁気ヘッドの概略断面図。
【図3】本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法を示す概略
断面図。
【図4】本発明の他の実施例による磁気ヘッドの導体層
の製造方法を示す概略断面図。
【図5】本発明のさらに他の実施例における薄膜磁気ヘ
ッドを示す概略断面図である。
【符号の説明】
1…第1磁極、2…第2磁極、3…絶縁層、4…導体、
6…基板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本間 喜夫 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 熊坂 登行 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 城石 芳博 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 工藤 実弘 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】磁気記録媒体に記録再生を行なうための磁
    気ギャップをはさんでなる第1磁極および第2磁極、お
    よび該第1磁極と該第2磁極の少なくとも一部を磁気
    的、電気的に分離する絶縁層、および該絶縁層内にあっ
    て信号入出力用のコイルとなる多巻の導体層を有する薄
    膜磁気ヘッドにおいて、前記導体の幅、すなわち磁気ギ
    ャップが形成されている磁気ヘッド先端の方向にはかっ
    た一つの連続した導体の最小部の長さをd1,となり合
    った導体間の最小部の長さをd2、導体層の高さ、すな
    わち導体層の磁気ギャップが形成されている磁気ヘッド
    先端方向への射影の連続した長さの最大値をhとしたと
    き以下の条件式を満足することを特徴とする薄膜磁気ヘ
    ッド。 3μm≧d1>d2 h/d1≧1.5 7.5μm≧h
  2. 【請求項2】請求項1記載の薄膜磁気ヘッドにおいてh
    /d1≧2であることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
  3. 【請求項3】請求項1または2記載の薄膜磁気ヘッドに
    おいて、前記絶縁膜の少なくとも一部にポリイミド系の
    高分子樹脂を用いたことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
  4. 【請求項4】請求項1乃至3のうちいずれかに記載の薄
    膜磁気ヘッドにおいて、前記導体層が薄膜磁気ヘッドの
    後部側に傾いて形成されていることを特徴とする薄膜磁
    気ヘッド。
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