JPH1125629A

JPH1125629A - 磁気ヘッドスライダ及び磁気ディスク記録装置

Info

Publication number: JPH1125629A
Application number: JP17696897A
Authority: JP
Inventors: Mieko Ishii; 美恵子石井; Yoichi Kawakubo; 洋一川久保; Mikio Tokuyama; 幹夫徳山; Ryuji Tsuchiyama; 龍司土山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-07-02
Filing date: 1997-07-02
Publication date: 1999-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】前部ヘッドと後部ヘッドを有し、両パッドの
側縁が予想最大傾斜角をなして配置された磁気ヘッドス
ライダにおいて、スライダと磁気ディスク記録面のステ
ックションを低減する。【解決手段】磁気ヘッドスライダの磁気ディスク対向
面上に２つの前部パッド１２及び１つの後部パッド１３
を形成し、前部パッド１２のディスク対向面上に、磁気
ディスク静止時に該対向面が磁気ディスク記録面に対し
て０．５〜１．５mradの角度を成すようなスペーサ膜１
４を成膜し、その後、前部パッド１２の磁気ディスク対
向面の表面粗さが後部パッド１３の磁気ディスク対向面
の表面粗さよりも粗くなるようにディスク対面上にテク
スチャア加工を施す。テクスチャア加工に加えて、また
は、テクスチャア加工に代えて曲率加工を施してもよ
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，磁気ディスクと磁
気ヘッドの相対的移動により、情報を記録再生する磁気
記録装置、および、磁気ディスク記録装置に係り、さら
に詳細には磁気ヘッドスライダにおいてステックション
を防止することを配慮した磁気ヘッドスライダおよび磁
気ディスク記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】計算機等に用いられる磁気記録装置の１
種である磁気ディスク記録装置には、剛性基板上に磁性
層を積層した磁気ディスクと、この磁気ディスクに対し
てデータの記録再生を行う磁気ヘッドスライダが用いら
れている。

【０００３】このような磁気ディスク記録装置において
は、従来、塗布型の磁気ディスクが用いられていたが、
磁気ディスク記録装置の大容量化に伴い、磁気特性、記
録密度の点で有利なことから、スパッタ法等の気相成膜
法により積層される磁性層を有する薄膜型磁気ディスク
が用いられるようになっている。

【０００４】薄膜型磁気ディスクとしては、Ａｌ系のデ
ィスク状基板にＮi-Ｐ下地膜をメッキにより形成する
か、あるいはこの金属板表面を酸化してアルマイトを形
成したものを基板とし、この基板上にＣr層、Ｃo−Ｎi
等の金属磁性層、さらに、Ｃ等の保護膜をスパッタ法に
より順次積層して構成されるものが一般的である。

【０００５】一方、磁気ヘッドスライダはヘッド用基板
に下部磁性膜、ギャツプ絶縁膜、コイル導体上部磁性
膜、ヘッド構成膜等を積層形成して得られる一体、また
は、別々の部品で構成される薄膜磁気ヘッドが一般的で
ある。

【０００６】一般に、この種の磁気ディスク媒体を用い
る磁気ディスク記憶装置においては、装置の起動時には
磁気ディスク媒体面に接触していたスライダが磁気ディ
スク媒体面に摺動しながら浮上し、また、停止時には浮
上していたスライダが磁気ディスク媒体面に摺動しなが
ら停止するといういわゆるコンタクトスタートストップ
（以下ＣＳＳと略す）による起動方式を採用している。
このため、これまでは磁気ディスク媒体面を、磁気ディ
スク媒体面上でＣＳＳ動作を行うためのＣＳＳ領域と情
報の記録を行う記録領域とに分けて使用したり、ＣＳＳ
領域の一部または全面にテクスチャアをかけて表面あら
さを変えるなどのことによりスライダの磁気ディスクに
対するステックションを防止してきた。

【０００７】また、磁気記録装置においては、情報の記
録密度を高め、小形で大容量の記憶が可能な装置が求め
られる。このためには、磁気ヘッドと磁気ディスクの間
隔を狭めることが、磁気記録の原理から要求される。磁
気ヘッドと磁気ディスクの間隔を狭めることにより、両
者が接触摺動し、どちらか一方あるいは両方が摩耗する
可能性が高まるため、両者の耐摩耗性を向上することが
装置の動作信頼性を向上するために重要な課題となって
いる。最近の磁気記録装置では、潤滑剤をディスク表面
に塗布する等の磁気ディスク側の改良に加えて、磁気デ
ィスクの表面を加工し、できるだけ平滑にすることによ
り磁気ヘッドと磁気ディスクの間隔を狭め、また、同時
に磁気ヘッドスライダの摩耗を防止することが考えられ
ている。

【０００８】しかし磁気ディスクの表面を平滑にする
と、スライダがＣＳＳの際にステックションを起こしや
すくなり磁気ヘッドスライダが壊れやすくなる。そのた
め、テクスチャア領域を設けたゾーンテクスチャアを持
つ磁気ディスクを使用することや、または、特開平７−
２１７１７号公報に記載のように、スライダに２つの前
部パッド及び１つの後部パッドを設け、磁気ディスク停
止時、両パッドの側縁（パッドの磁気ディスク記録面に
垂直かつ磁気ディスク移動方向に平行な平面での断面に
おけるパッドの磁気ディスク対向面を表す線）は、磁気
ディスク記録面に対し予想最大傾斜角にほぼ等しい傾斜
角をなすように配置することにより、平滑磁気ディスク
上でもスライダと磁気ディスクが線接触を行って、スラ
イダとディスクのステックションを防止するスライダが
考案されている。

【０００９】また、上述したスライダにおいて、スライ
ダは磁気ディスク上に浮上してデータを読み書きしてい
るが、稼働時の磁気ヘッド素子下端部とスライダの最下
端部が一致していないことにより、磁気ヘッドと磁気デ
ィスクのスペーシングが、磁気ヘッド素子後部に存在し
ている保護膜等によって妨げられ低減できないなどの問
題がある。

【００１０】このような課題を解決するため、従来、特
開平７−５７２１９号公報や特開平４−６０９７６号公
報に記載のように、磁気ヘッド素子の後部を平滑化加工
して磁気ヘッド素子下端部、もしくは、その直下の部分
をスライダの最下端部とする方法が考案されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本体から伸び出る前部
パッド及び後部パッドを有し、両パッドの側縁が予想最
大傾斜角にほぼ等しい傾斜角をなして配置されたスライ
ダにおいて、ＣＳＳ時にパッドに加わる摩擦力による前
向き回転モーメントの方が、スライダの荷重による後ろ
向き回転モーメントより大きくなる場合が生じると、ス
ライダはディスク回転方向にディスクに引っ張られて前
向きに回転し、前部パッド面がディスクと平面接触する
場合が生じる。この現象が生じると、スライダとディス
クのステックション力が増大し、スライダがＣＳＳ時に
ディスクから離れることができず、スライダが壊れやす
くなる。

【００１２】また、上述した平らな本体から伸び出る前
部パッド及び後部パッドを有し、両パッドの側縁が予想
最大傾斜角にほぼ等しい傾斜角をなして配位されたスラ
イダにおいて、上述したように磁気ヘッド素子部後端か
らスライダ後端部までに存在しているスライダ保護膜及
びヘッド構成膜は、磁気記録スペーシングｈｍ（磁気ヘ
ッド素子と磁性膜間の距離）を短縮するためには図１４
に示すＹ寸法を低減する必要がある。従って、このよう
な傾斜によるスペーシングロスを低減するためには、上
述したスライダにおいて流出端後端部を上記公知例の手
法を用いて加工すること、また、上記両パッドの側縁が
形成する傾斜角を小さくすることなどが考えられる。

【００１３】しかしながら上記スライダにおいて、スペ
ーシングロス低減のため、流出端部を素子部後端から流
出端後端まで上記公知例に従って加工すると、パッドと
磁気ディスク記録面が接触したときの接触面積が大きく
なり、静止摩擦力が増加する。また、上記両パッドの側
縁が形成する傾斜角を小さくすることによるスペーシン
グロス低減方法を用いると、スライダとディスクの接触
角度が小さくなってスライダとディスクの接触面積が大
きくなる。このため、上記手法と同様に静止摩擦力が大
きくなり、スライダの信頼性が低下する等の問題が生じ
てくる。

【００１４】本発明の課題は、本体から伸び出る前部パ
ッド及び後部パッドを有し、両パッドの側縁が予想最大
傾斜角にほぼ等しい傾斜角をなして配置されたスライダ
において、上記に示したステックションを低減すること
にある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題は、以下に述べ
る手段により達成される。

【００１６】すなわち、磁気ディスク記録面に対向する
主表面と、前記磁気ディスクの移動方向に直交する方向
に配置された前縁と後縁及び前記磁気ディスクの移動方
向に沿って配置された２つの側縁とを有するスライダ本
体と、前記スライダ本体の前記前縁に沿って分散配置さ
れ前記主表面から突出して前記磁気ディスク記録面に対
向する対向面を持つ２つの前部パッドと、前記スライダ
本体の前記後縁に沿って配置され前記主表面から突出し
て前記磁気ディスク記録面に対向する対向面を持つとと
もに後縁近傍に磁気ヘッドを搭載した１つの後部パッド
とを含んでなり、前記後部パッドの前縁は前記前部パッ
ドの後縁より少なくとも上記スライダの前記側縁の長さ
の半分以上離れており、前記前部パッドの前記対向面に
は前記スライダ本体とは同一、または、異なる材質の膜
が形成され、前記膜を含む前部パッドの前記主表面から
の高さは、パッド部分を下にしてスライダを平面に置い
たときに、前部パッド及び後部パッドの前記対向面が前
記平面に対し静的傾斜角度θstを成すような高さであ
り、さらに、前記前部パッド及び後部パッドの前記磁気
ディスクに対面する外面には一層ないし３層の保護膜を
形成して成る、磁気ヘッドを搭載したスライダにおい
て、前記前部パッドの前記対向面の表面粗さを、前記後
部パッドの前記対向面の表面粗さよりも粗くすること、
または、前記前部パッドの前記対向面の曲率が前記後部
パッドの前記対向面の曲率よりも大きい形状とすること
により、平滑な磁気ディスクを用いた場合でもステック
ションが生じにくく、浮上量の小さい磁気ヘッドスライ
ダを提供することができる。ここでいう曲率は、パッド
が凸な球面あるいは円筒面やパッドが凹な球面あるいは
円筒面の曲率をいう。

【００１７】また前記スライダにおいて、前記後部パッ
ドの後縁部から前記磁気ヘッド後端までの前記保護膜を
前記磁気ヘッド側に短縮加工することにより、磁気記録
スペーシングｈｍ(磁気ヘッドと磁性膜間の距離)をより
小さくすることができる。

【００１８】これにより磁気記録スペーシングｈｍが５
０nm以下でかつステックションを起こしにくいスライダ
を実現できる。

【００１９】本発明のスライダは、前部パッドの磁気デ
ィスク対向面の表面粗さが後部パッドの磁気ディスク対
向面の表面粗さよりも粗い形状、または、前部パッドの
磁気ディスク対向面の磁気ディスク側に凸な曲面の曲率
が後部パッドの磁気ディスク対向面の磁気ディスク側に
凸な曲面の曲率より大きい形状とすることにより、スラ
イダを前後部パッドの対向面を磁気ディスクに対向させ
て磁気ディスクの記録面に置いたときに両パッドの側縁
が磁気ディスクの記録面との間に形成する角度が小さい
場合でも、スライダと磁気ディスクの接触面積が小さく
なるため、スライダと磁気ディスクがステックションを
起こしにくくなり、磁気ディスク装置の信頼性が向上す
る。

【００２０】また同時に、後部パッドの後縁部から磁気
ヘッドの後端までの保護膜及びヘッド構成膜を磁気ヘッ
ド側に傾けて斜めに加工（短縮加工）する事により、磁
気ディスク回転時に磁気ヘッドが磁気ヘッド後部のヘッ
ド構成膜及びヘッド保護膜等により邪魔されずに磁気デ
ィスクに接近することができ、磁気ヘッドと磁性膜との
距離を短縮することができる。この短縮加工によって、
接触面積が増える場合でも、前部パッドの表面粗さが、
後部パッドの表面粗さよりも粗い、または、曲率が大き
い形状とすることにより、接触面積が小さくなり、スラ
イダの磁気ディスクに対するステックション力を低減で
きる。これにより、スライダと磁気ディスクとの間隔が
５０nm以下の平滑な磁気ディスクを使用した場合でもス
ライダと磁気ディスクのステックションが生じず、信頼
性が高く、記憶密度の大きい磁気ディスク記憶装置を提
供することが可能となる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した実施例に
ついて、具体的に説明する。図１及び図２に本発明を応
用した磁気ディスク記録装置用磁気ヘッドスライダ１の
第１の実施例を示す。図１は磁気ヘッドスライダ停止時
のスライダの側面図であり、図２はスライダのＣＳＳ時
における動作を説明する図である。図１に示すように、
磁気ヘッドスライダ１は、磁気ヘッド用基板１１と、磁
気ヘッド用基板１１の主表面１１Ａから磁気ディスク７
０側に突出して形成された２つの前部パッド１２及び１
つの後部パッド１３を含んで形成され、前部パッド１２
の磁気ディスク対向面（単に対向面ともいう）には磁気
ヘッドスライダのＣＳＳ時における接触面積を減少さ
せ、ステックションを防止するためのスペーサ膜１４が
形成されている。前部パッド１２及び後部パッド１３
は、磁気ディスク回転時には、スライダを浮上させる空
気軸受面になるものであり、後部パッド１３の後縁近傍
には、磁気ディスク７０に対して情報の読み出し、書き
込みを行う磁気ヘッドが搭載されている。

【００２２】このスペーサー膜１４は、磁気ディスク７
０静止時には、スライダに磁気ディスク記録面との間に
静的な傾斜角度θstを生じさせる。これによりスライダ
は磁気ディスク７０に線接触することとなり、起動時の
ステックション力が低減される。前部パッド１２及び後
部パッド１３の前記主表面１１Ａからの高さが同じであ
れば、スペーサ膜１４の厚さはスライダの静的傾斜角度
θstを決定する。スペーサ膜１４が厚ければ厚いほど静
的な傾斜角度θstが大きくなり、それによりスライダの
磁気ディスクに対するステックション力は減少する。し
かし、傾斜角度θstを大きくするとスライダ浮上量の周
速依存性が悪くなり、磁気ディスク回転中心に対してス
ライダ内周側とスライダ外周側で浮上量が変わりやすく
なる（スライダ内周側とスライダ外周側で磁気ディスク
の周速が異なるため。浮上量計算結果による）。そのた
め、スライダ浮上量の周速依存性が良く、またステック
ション力も大きく変化しない、静的な傾斜角度θstが
０．５〜１．５mradの範囲の傾斜角を成すようにスペー
サ膜１４の厚さを決定することとした。傾斜角度θst
は、磁気ディスク移動方向に平行でかつ磁気ディスク７
０の記録面に垂直な平面内で前部パッド１２の磁気ディ
スク対向面と磁気ディスク７０の記録面がなす角度であ
る。なお、図２においては、前部パッド１２の傾斜角度
θstと後部パッド１３の傾斜角度θstとは同じになって
いるが、この傾斜角度θstは、０．５〜１．５mradの範
囲であれば、両者が必ずしも同じでなくともよい。

【００２３】本実施例におけるスライダのサイズは１×
１．２５mm（幅×ディスク移動方向長さ）であるため、
傾斜角度θstを1mradとするとスペーサ膜１４の必要厚
みはは１．０μm程度になる。この必要膜厚はスライダ
寸法によって異なるため、スライダ寸法が変わった場合
は傾斜角度θstが０．５〜１．５mradになるようにスペ
ーサ膜１４の厚さ（前部パッド１２の対向面と後部パッ
ド１３の対向面の主表面１１Ａからの高さの差）を決定
すればよい。また、本スライダの前記前部パッド１２及
び後部パッド１３の面の空気軸受面になりうる面全体の
浮上力の範囲は約０．１〜２．０gfである。

【００２４】また、前記スペーサ膜１４の材質として
は、カーボン（水素入り、窒素入りを含む）、Ｓi、Ｓi
Ｏ₂、アルミナ、ダイヤモンドライクカーボン、または
アモルファス、セミアモルファス構造を有するカーボ
ン、カーボンを主体とする膜等が考えられる。

【００２５】また、前記スライダにおいては、磁気記録
スペーシングｈｍ(磁気ヘッドと磁性膜間の距離、図１
４参照)をより小さくするため、前記後部パッド１３の
後縁部から前記磁気ヘッド後端までの保護膜を前記磁気
ヘッド側に斜めに加工（短縮加工）した短縮加工（テー
パー部）１５が設けられている。これにより磁気ディス
ク回転時に磁気ヘッドが磁気ヘッド後部のヘッド構成膜
（図１５の４０）及びヘッド保護膜（図１５の３６）等
により邪魔されずに磁気ディスクに接近することがで
き、磁気ヘッドと磁性膜との距離が短縮される。

【００２６】図２を参照して本スライダにおけるＣＳＳ
時の動作を説明する。本スライダは磁気ディスク７０静
止時には、図１に示すように平滑媒体（磁気ディスク７
０の記録面）上に線接触した状態で停止している。磁気
ディスク７０が回転し始めるとスライダ１にはディスク
回転により空気浮上力が生じ、浮上を開始するようにな
っている。しかし、図２に示すように前部パッドに生じ
る摩擦力ＦによるモーメントＦ＊ｄが、スライダの荷重
ＷによるモーメントＷ＊ｌより大きくなると(Ｗ＊ｌ＜
Ｆ＊ｄ)、スライダは反時計方向に回転し、スライダ１
と磁気ディスク７０が平面接触することになりステック
ションが起こりやすくなる。

【００２７】本発明のスライダでは、ステックションを
低減するという課題を解決するため、図１に示した前部
パッド１２のディスク対向面（最外面）に後部パッド１
３のディスク対向面より粗さが粗くなるようにテクスチ
ャア加工を施す。または、平面接触を起こさないよう
に、前部パッド１２のディスク対向面に曲率加工を施
す。これにより、傾斜角度が小さい場合でも、摩擦力に
よるモーメントＦ＊ｄが大きい場合でも、スライダと磁
気ディスク７０との接触面積が大きくならず、ステック
ションを防止することができる。従って、平滑なディス
クを用いた場合でもスライダのステックションが起こら
ないため、記憶密度が高く信頼性の高い磁気ヘッドスラ
イダを提供することができる。

【００２８】図３〜図７に、本発明において前部パッド
１２に形成するテクスチャアのパターンの実施例の拡大
図を示す。矢印は磁気ディスクの移動方向を示す。図３
〜図７のそれぞれのパターンは、パターンを明瞭にする
ため拡大されており、それらのパターンは通常のフォト
リソグラフ手法を用いて前部パッド１２の表面上に形成
されている。黒い線の部分がテクスチャアの突起部分で
あり、各々の突起はエッチング等で形成される。

【００２９】図３及び図４のエッチングパターンは線状
のパターンであり、ヘッドの進行方向に対して静止摩擦
力を最小にする任意の角度をとるものである。さらに詳
しく説明すると、図３のパターンはヘッド進行方向に方
向に対して角度９０度でテクスチャアを形成したパター
ンであり、このような配置によりテクスチャアの突起近
傍に潤滑剤が溜まりやすく、接触界面に潤滑剤が供給さ
れやすくなり、静止摩擦力を低減させる。図４のパター
ンは粘度の低い潤滑剤を用いた場合に、潤滑剤が進行方
向に流れやすく供給されやすくなっており、静止摩擦力
を低減する効果がある。

【００３０】図５は格子状のパターンであり、図の格子
を形成する斜めの線が突起した稜線をなし、格子で区切
られた部分が凹みとなっている。このようなパターンに
して、テクスチャアの突起部分（稜線）の幅をさらに細
くすることにより接触面積をさらに低減することができ
る。また、各格子部分に潤滑剤が溜まるので静止摩擦力
が低減されるとともにテクスチャア突起部の摩耗が抑制
される。

【００３１】図６はピット状のテクスチャアであり、半
球面状のピット（ふくらみ）が前部パッド上にランダム
に配置されている。ピット部には潤滑剤が溜まりやす
く、格子状のパターンと同様に静止摩擦力を低減させる
とともにテクスチャア突起部の摩耗を抑制する。このパ
ターンも静止摩擦力を最小にするように形成される。

【００３２】また、図７はドット状のテクスチャアであ
り、図の市松模様の白い部分が黒い部分に対して凹みと
なっていて、パッドの面積を１／２に減少させることが
できる。このパターンは図５、図６のパターンと同様に
潤滑剤の溜まりを作り、静止摩擦力を減少することがで
きる。またこのほかにも多角形状を配置したパターンや
不均一な円形状をランダムに配置したパターン等任意の
パターンも考えられる。いずれも、加工のしやすさや潤
滑剤の種類等により最適な形状で形成される。

【００３３】各々のテクスチャアの突起高さは、計算結
果よりスライダの浮上力及び浮上姿勢に影響を与えない
ように、中心線最大高さＲpがスペーサ膜１４の厚さの
１／４以下になるように形成される。また、各々のテク
スチャア形状は潤滑剤との作用なども考慮して静止摩擦
力が最小になるように決定するのがよい。

【００３４】図８に本発明の第２の実施例を示す。本実
施例は図８に示すように前部パッド１２の磁気ディスク
対向面部分に磁気ディスクに対して凸な曲率を持たせた
ものである。この場合の曲率もスライダの浮上力に影響
しない範囲でステックション力を最小にするように決定
される。また、曲率半径を小さくしすぎると磁気ディス
クとの接触部の面圧が上がり、前部パッドの摩耗が進行
しやすくなることも考えられる。実験結果によれば、前
部パッドの曲率半径は５〜２０mm程度とするのが望まし
い。また、本スライダにおいては、前述のような前部パ
ッド表面にテクスチャアパターンを形成する加工をした
後にさらに曲率加工を行うようにしてもよいし、また、
その逆に、曲率加工を行った後にテクスチャアパターン
を形成する加工を行うようにしてもよい。

【００３５】曲率加工を行う場合、前部パッドの対向面
を球面、あるいは軸線が磁気ディスク移動方向に直交し
磁気ディスク記録面に平行な円筒面としてもよいし、こ
の円筒面と平面の組合せとしてもよい。

【００３６】図９〜図１１は前部パッド１２にテクスチ
ャア加工等を施す加工部分を説明する説明図である。図
９に示すように、前部パッド１２はスライダ基板１１と
同一、または、異なる材質で構成されたパッド基板１２
Ａとその上に構成されたスペーサ膜１４、さらにその上
に形成された保護膜４０よりなる。

【００３７】図９に示す構成は、前部パッド１２のディ
スク対向面に施すテクスチャア加工として、前部パッド
のパッド基板１２Ａの部分をテクスチャア加工し、その
後スペーサ膜１４、保護膜４０を規定の条件にしたがっ
て成膜したものである。図１０に示す構成は、パッド基
板１２Ａにスペーサ膜１４を成膜した後スペーサ膜１４
にテクスチャア加工を行い、その後、テクスチャア加工
されたスペーサ膜１４の上に保護膜４０を規定の条件に
したがって成膜したものである。図１１に示す構成は、
パッド基板１２Ａの上にスペーサ膜１４，保護膜４０を
順に成膜し、その後、保護膜４０にテクスチャア加工を
施したものである。

【００３８】以上述べたように、粗さをつけるためのテ
クスチャア加工のやり方はパッド基板１２Ａに粗さをつ
ける方法、スペーサ膜１４に粗さをつける方法、保護膜
４０に粗さをつける方法が考えられる。どの方法も同様
な効果が得られる。

【００３９】パッド部分に粗さをつける方法の例を図１
２を参照して説明する。図１２はエッチングパターンに
より表面粗さを形成する方法を説明する図である。ま
ず、パッド基板１２Ａ上にスペーサ膜としてシリコン膜
４１を形成し、その上にカーボン等の保護膜４０を形成
する。次に、保護膜４０のテクスチャア（表面粗さ）を
形成する部分にマスク４２をし、その後、エッチングを
行ってパターンを形成する。これにより、保護膜４０に
突起部４３が形成される。このエッチング処理方法とし
ては、化学エッチング、レーザ誘起化学エッチング、プ
ラズマエッチング等の化学エッチング法、反応性イオン
ミリング等の物理化学的エッチング法、電解エッチング
等の電気化学的エッチング法等によってエッチングされ
る。種々の形状のパターンを形成、再生することが可能
である。さらにパターンの深さも調節することができ
る。

【００４０】また図１０、１１に示した方法において
は、スパッタ法等により膜を形成するときにパターンを
形成するようにマスクをして２回に分けて成膜する方法
等が考えられる。

【００４１】次に、スライダに、スペーシングロス低減
のために後部パッド１３の後端部に流出端短縮加工（テ
ーパ加工）１５を施した実施例について説明する。

【００４２】まず、スライダ稼働時の後端部をモデル化
した拡大した図１４を参照し、スペーシングロスを説明
する。磁気ヘッド構成膜３７はヘッドスライダ基板１１
より軟らかいため、ＡＢＳ面（磁気ディスク対向面）を
研磨するスライダ加工を行う際に、ヘッドスライダ基板
１１より深く削られ両者の間に段差が生じている。ま
た、磁気ヘッド素子部３８の部分にも素子段差が生じて
いる。スライダ稼働時（磁気ディスク回転時）のスライ
ダの磁気ディスク記録面に対する動的な傾斜角度をθ、
スライダ後端から磁気ヘッド素子部３８後端までの距離
をＸとすると、スペーシングロスＹはθが小さければ、
Ｙ＝Ｘ＊θで与えられる。しかしながら傾斜角度θが大
きいと、図１４に示すように、スライダ稼働時の磁気ヘ
ッド素子部３８後端からスライダ後端までのカーボン保
護膜などによるスペーシングロスＹが大きくなるため、
磁気記録スペーシングｈｍ（ヘッド素子と磁性膜間の距
離）を低減することができない等の問題が生じてくる。

【００４３】このようなスライダのスペーシングロス低
減のために、後部パッド１３の後端部に流出端短縮加工
（テーパ加工）１５を施した実施例を図１３に示す。図
１３（ａ）が標準のスライダ後端部を示し、流出端短縮
加工（テーパ加工）１５を施した例として、図１３
（ｂ）に示す流出端後端の長さを短縮したスライダ、図
１３（ｃ）に示す流出端の素子部後端をフラット加工し
たスライダ（この場合フラット部はスライダが稼働中に
ディスクと平行になる）、図１３（ｄ）に示す流出端後
端をθ"度傾斜加工したスライダ、図１３（e）に示す傾
斜角度θをθ'に低減したスライダ等が考えられる。こ
れらの加工は、研磨、機械加工、スパッタエッチング、
アルカリエッチング等のエッチング法等によって行われ
る。

【００４４】しかしながら、図１３（ｃ），（ｅ）に示
すようなスライダにおいてはこのような加工をしたこと
によりスペーシングロスは低減されるものの、ＣＳＳ時
における磁気ディスクとの接触面積が図１３（ａ）に示
すものに比較して大きくなるため、ステックション力が
大きくなる。

【００４５】このような問題を解決するため、本発明で
は、図１に示した前部パッドに後部パッドよりもディス
ク対向面の面粗さが粗くなるようなテクスチャ加工、ま
たは、曲率加工を施した。これにより、図１３の
（ｃ），（ｅ）に示す例のように傾斜角度が小さくて
も、流出端加工を行った場合でもスライダとディスクと
の接触面積が大きくならず、ステックションを防止する
ことができる。従って、傾斜によるスペーシングロスが
少なく、かつ、信頼性の高い磁気ヘッドスライダを提供
することができる。

【００４６】参考のため、図１５に本実施例の磁気ヘッ
ドスライダ流出端部の拡大した断面図を示す。図示のよ
うに、本実施例の磁気ヘッドスライダ１は、磁気ヘッド
スライダ用基板１１の後部の側面上に、下地膜３１とし
てアルミナ膜を形成し、しかる後、下部磁極３０ｂ、ギ
ャップ規制膜３２、下部絶縁膜３３、記録再生巻線３
４、上部絶縁膜３５、上部磁極３０ａ、を通常の薄膜磁
気ヘッド製造工程に従って磁気ヘッド素子部３８（前記
磁気ヘッドに相当）として形成し、さらにその表面にア
ルミナ膜を磁極保護膜３６として形成し、しかる後、上
部磁極３０ａの後端から磁極保護膜３６の後端まで、磁
気ディスク回転時に磁極３０より下部に磁極保護膜３６
が存在しないように磁極保護膜３６を研磨、または、イ
オン注入法等で短縮加工する。下地膜３１、磁気ヘッド
素子部３８、磁極保護膜３６をまとめてヘッド構成膜３
７という。その後、基板を所定の個別の磁気ヘッド寸法
に従って切断研磨し、磁気ディスク対向面（以下ＡＢＳ
面）２５を研磨により形成した後、ＡＢＳ面２５側から
磁気ヘッド用保護膜（以下ＡＢＳ保護膜）４０をスパッ
タ成膜法等により形成する。ＡＢＳ保護膜４０は少なく
とも２層から構成されている。第１の層は適切な接着層
であり、第２の層はカ−ボン等の材質で構成される保護
層である。また、３層で構成される場合には、さらに第
３の層として適切なマスク層が構成される。保護膜全体
の厚さは、薄膜ヘッドの電磁変換特性を良好に保つため
約２５ｎｍ以下で構成される。

【００４７】また、前部パッド１２には、スペーサ膜１
４と、スペーサ膜１４の上のＡＢＳ保護膜４０とが成膜
され、前部パッド１２の磁気ディスク対向面の方が後部
パッド１３の磁気ディスク対向面よりも粗くなるように
加工されている。

【００４８】上記ＡＢＳ保護膜４０の材質としては、カ
ーボン（水素入り、窒素入りを含む）、ダイヤモンドラ
イクカーボン、またはアモルファス、セミアモルファス
構造を有するカーボン、カーボンを主体とする膜、Ａl₂
Ｏ₃−ＴiＣを主成分とするセラミックス、ＺrＯ₂を主成
分とするセラミックス、ＳiＯ₂を主成分とするセラミッ
クス、ＡlＮを主成分とするセラミックス等を含むセラ
ミック材料、また、ジルコニア膜等が用いられる。

【００４９】上記スペーサ膜１４及びＡＢＳ保護膜４０
は、蒸着、スパッタ、ＣＶＤ、ＥＣＲ−ＣＶＤ法等によ
り形成される。

【００５０】上記に示したように、２つの前部パッド及
び１つの後部パッドを備え、磁気ディスク静止時に、前
部パッド及び後部パッドの磁気ディスク対向面が磁気デ
ィスク記録面に対してある角度を成すように前部パッド
にスペーサ膜を形成し、その後、前部パッドの磁気ディ
スク対向面にテクスチャアを形成するか、曲率加工を施
すことにより、平滑なディスクを用いた場合でも、ＣＳ
Ｓ時におけるスライダの磁気ディスクに対するステック
ションを防止する事ができる。

【００５１】また、同時にスライダ後端部に短縮加工を
施すことにより、磁気ディスク稼働時に、磁気ヘッドが
磁気ヘッド後部の磁極保護膜３６（またはヘッド構成膜
３７）及びヘッド保護膜等により邪魔されずに磁気ディ
スクに接近することができるため、磁気ヘッドと磁性膜
との距離（磁気記録スペーシングｈｍ）を短縮すること
ができる。さらに、磁気ヘッド部の手前までしか研磨加
工されないため、磁気ヘッド部は硬度の高い磁極保護膜
３６（またはヘッド構成膜３７）によって保護され、ス
ライダと磁気ディスクが接触した場合でも磁気ヘッドが
損傷しない。これにより、スライダと磁気ディスクとの
間隔が５０nm以下の平滑な磁気ディスクを使用した場合
でもスライダのステックションが生じず、信頼性が高
く、記憶密度の大きい磁気ディスク記録装置を提供する
ことが可能となる。また、本発明はパッド部分を有する
スライダのみに関するものでなく、テーパ型スライダ、
ステップ型スライダなどにも適用可能である。

【００５２】また、図１６は本発明における磁気ディス
クの１種である磁気ディスク７０の構造を示している。
磁気ディスクとしては、従来、塗布型の磁気ディスクが
用いられていたが、磁気ディスクの大容量化に伴い、磁
気特性、記録密度の点で有利な、スパッタ法等の気相成
膜法により積層される磁性層を有する薄膜型磁気ディス
クが用いられるようになっている。

【００５３】薄膜型磁気ディスクは、Ａl系のディスク
状基板７１にＮi−Ｐ下地膜をめっきにより積層する
か、または、この金属板表面を酸化してアルマイトを形
成したものを基板７２とし、この基板上にＣr層７３、Ｃ
oＣrＴa、Ｃo−Ｎi等の金属磁性層７４、さらにＣ等の
保護膜７５をスパッタ法等により順次積層して形成され
る。本発明に用いられる磁気ディスクは、さらに保護膜
７５をバニッシュ加工法等により加工し、磁気ヘッドス
ライダ１と磁気ディスク７０の静止時の距離が３０nm以
下になるように平滑化される。磁気ディスク７０の実施
例としては、中心線平均粗さＲaが１nm以下、中心線最
大高さＲpが１０nm以下の超平滑なディスクも含まれ
る。

【００５４】図１７は本発明の磁気ヘッドスライダを用
いた磁気ディスク記録装置９０の一例を示している。本
発明の磁気ヘッドスライダ１はサスペンション８１に支
持され、サスペンション８１はガイドアーム８２に支持
される。ガイドアーム８２はキャリッジ８３に接続さ
れ、キャリッジ８３は磁気ヘッドスライダ１を、スピン
ドル８４によって回転する磁気ディスク７０上に位置決
めする。このようにして、磁気ヘッドスライダ１が、図
１６の磁気ディスク７０上にデータを読み書きする構成
となっている。

【００５５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、磁
気ヘッドスライダと磁気ディスクの静止時の間隔が３０
nm以下である平滑な磁気ディスクを用いた場合でも、磁
気ヘッドスライダと磁気ディスクがステックションを起
こさず、したがって、稼働時の磁気ヘッドと磁気ディス
クの距離が５０nm以下の記録密度の高い磁気ディスク記
憶装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例である磁気ヘッドスライ
ダを示す側面図である。

【図２】図１に示す実施例における磁気ヘッドスライダ
のＣＳＳ時の動作を説明する側面図である。

【図３】本発明の実施例におけるテクスチャアパターン
の例を示す平面図である。

【図４】本発明の実施例におけるテクスチャアパターン
の例を示す平面図である。

【図５】本発明の実施例におけるテクスチャアパターン
の例を示す平面図である。

【図６】本発明の実施例におけるテクスチャアパターン
の例を示す平面図である。

【図７】本発明の実施例におけるテクスチャアパターン
の例を示す平面図である。

【図８】本発明の第２の実施例である磁気ヘッドスライ
ダを示す側面図である。

【図９】本発明の実施例におけるテクスチャアパターン
の加工手順の例を示す断面図である。

【図１０】本発明の実施例におけるテクスチャアパター
ンの加工手順の例を示す断面図である。

【図１１】本発明の実施例におけるテクスチャアパター
ンの加工手順の例を示す断面図である。

【図１２】図１１に示す加工手順を説明する断面図であ
る。

【図１３】本発明の実施例における磁気ヘッドスライダ
の流出端短縮加工の例を示す断面図である。

【図１４】本発明の実施例における磁気ヘッドスライダ
の流出端短縮加工を説明する概念図である。

【図１５】本発明の実施例における磁気ヘッドスライダ
の流出端部を示す断面拡大図である。

【図１６】磁気ディスクの構成を示す断面図である。

【図１７】本発明の実施例である磁気ディスク記録装置
を示す平面図である。

【符号の説明】

１磁気ヘッドスライダ１１磁気ヘッ
ド用基板１１Ａ主表面１２前部パッ
ド１２Ａパッド基板１３後部パッ
ド１４スペーサ膜１５短縮加工２５ＡＢＳ面３０薄膜磁気
ヘッド磁極３０ａ上部磁極３０ｂ下部磁極３１下地薄膜３２ギャップ
規制膜３３下部絶縁膜３４記録再生
巻線３５上部絶縁膜３６磁極保護
膜３７ヘッド構成膜３８磁気ヘッ
ド素子部４０ＡＢＳ保護膜４１シリコン
膜４２マスク４３突起部７０磁気ディスク７２下地膜７３Ｃｒ層７４金属磁性
層７５保護膜８１サスペン
ション８２ガイドアーム８３キャリッ
ジ８４スピンドル９０磁気ディ
スク記録装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者土山龍司茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気記録媒体上を浮上させるための空気
の流入端に隣接した空気軸受面になりうる前部パッド
と、磁気ヘッドを搭載し、流出端に隣接した空気軸受面
になりうる後部パッドを有してなるスライダにおいて、
前部パッドの磁気ディスク対向面の表面粗さが後部パッ
ドの磁気ディスク対向面の表面粗さより粗いことを特徴
とする磁気ヘッドスライダ。
【請求項２】磁気記録媒体上を浮上させるための空気
の流入端に隣接した空気軸受面になりうる前部パッド
と、磁気ヘッドを搭載し、流出端に隣接した空気軸受面
になりうる後部パッドを有してなるスライダにおいて、
前部パッドの磁気記録媒体対向面の曲率が後部パッドの
磁気記録媒体対向面の曲率より大きいことを特徴とする
磁気ヘッドスライダ。
【請求項３】請求項１記載の磁気ヘッドスライダにお
いて、前記前部パッドの磁気記録媒体対向面と後部パッ
ドの磁気記録媒体対向面とが同一平面上にないことを特
徴とする磁気ヘッドスライダ。
【請求項４】請求項３記載の磁気ヘッドスライダにお
いて、前記前部パッド面と前記後部パッド面とが同一平
面上でないようにするために、前部パッド面と後部パッ
ド面の高さの差が、前記磁気記録媒体静止時に前記前部
パッド及び後部パッドの磁気記録媒体対向面と前記磁気
記録媒体記録面とがなす角度が、前記磁気記録媒体の移
動方向に平行でかつ磁気記録媒体記録面に垂直な断面
で、０．５〜１．５mradになるような範囲であることを
特徴とする磁気ヘッドスライダ。
【請求項５】請求項３記載の磁気ヘッドスライダにお
いて、前記前部パッド面と前記後部パッド面とが同一平
面上でないようにするために、前部パッド面上に少なく
とも一層形成された膜が設けられていることを特徴とす
る磁気ヘッドスライダ。
【請求項６】請求項５記載の磁気ヘッドスライダにお
いて、前部パッド面に少なくとも１層形成された膜の厚
さが、前記磁気記録媒体静止時に前記前部パッド及び後
部パッドの磁気記録媒体対向面と前記磁気記録媒体記録
面の間の角度が、前記磁気記録媒体の移動方向に平行で
かつ磁気記録媒体記録面に垂直な断面で、０．５〜１．
５mradになるような範囲の厚さであることを特徴とする
磁気ヘッドスライダ。
【請求項７】請求項１記載の磁気ヘッドスライダにお
いて、前記前部パッドの磁気記録媒体対向面の表面粗さ
の中心線平均高さＲpが前記後部パッドと前部パッドの
厚さの差の１／４以下で形成されることを特徴とする磁
気ヘッドスライダ。
【請求項８】請求項１乃至７のいずれかに記載の磁気
ヘッドスライダにおいて、前記後部パッドの後端近傍に
磁気ヘッドの再生素子部が形成されており、空気の流出
端から前記磁気ヘッドの再生素子部までの長さを低減す
るために、前記前部パッド面及び後部パッド面の側縁部
が作る傾斜角を低減したことを特徴とする磁気ヘッドス
ライダ。
【請求項９】請求項１乃至７のいずれかに記載の磁気
ヘッドスライダにおいて、前記後部パッドの空気の流出
端から前記磁気ヘッドの再生素子部までの磁気記録媒体
対向面が磁気記録媒体から離れる方向に傾斜しているこ
とを特徴とする磁気ヘッドスライダ。
【請求項１０】情報が記録される磁気記録媒体と、該
磁気記録媒体に対して情報の読み出し書き込みを行う磁
気ヘッドを備えた磁気ヘッドスライダと、を含んでなる
磁気ディスク記録装置において、前記磁気ヘッドスライ
ダが請求項１乃至９のいずれかに記載の磁気ヘッドスラ
イダであり、前記磁気記録媒体が記録面の中心線平均粗
さＲaが１ｎｍ以下、中心線最大高さＲpが１０ｎｍ以下
の磁気記録媒体であることを特徴とする磁気ディスク記
録装置。