JPS5841409A - 薄膜磁気ヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、薄膜技術を用いて製作されるいわゆる薄膜磁
気ヘッドの改良に関する。

薄膜磁気ヘッドは、磁気ドラム、磁気ディスク等の高記
録密度が要求される磁気記録装置の記録再生ヘッドとし
て使用されるもので、下部磁性膜とその上に積層された
上部磁性膜とによって形成されその一端に磁気ギャップ
を有する開ループ状の磁気回路と、上部磁性膜と下部磁
性膜との間を通って磁気回路と交差するコイル導体と、
を具備した構成となっている。勿論磁気ギャップ、コイ
ル導体と上部磁性膜及び下部磁性膜との間、更にコイル
導体が複数個ある場合にはコイル導体間には絶縁物が介
在されている。そして、薄膜磁気ヘッドは通常非磁性の
基板上に載置された構成となっている。

第１図は従来の薄膜磁気ヘッドの代表的な２つの例を示
すものである。

第１図（ａ）は、下部磁性膜１１とコイル導体１２との
間にデフロンの絶縁層１３を介在し、これを磁気ギャッ
プＧｔで延長すると共に、コイル導体１２相互間及びコ
イル導体１２と上部磁性膜１４との間にはテフロンをエ
ツチングしない液でエツチングできる有機材料から選ば
れた絶縁層１５を介在した薄膜磁気ヘッドである。この
ヘッドは、絶縁層１５のエツチングによるバターニング
の際に絶縁層１３がエツチングされるおそれがないので
絶縁層１５の形状が上部磁性膜１４上に正確に表われる
。磁気ギャップＧの深さｔｇは絶縁層１５の端部から磁
気ギヤツブＧ先端までの寸法をいい、この寸法は基板１
６上に磁気回路及びコイル導体を形成後研摩することに
よって所定値にされる。従って、絶縁層１５の形状が上
部磁性膜１４上に正確に表われるこのヘッドでは、磁気
ギャップＧの深さｔｇが高精度に形成できるという利点
を有している。−力、このヘッドは次のような欠点をも
有している。即ち、このヘッドは所定の磁気ギャップ深
さｔｇを得る研摩工程で問題が生じる。それは基板とし
て、アルミナ、アルミナとチタンカーバイトの焼結体、
ホトセラム、フェライト、ガラス等が、磁性膜としては
パーマロイが、それぞれ使用されるに対し、磁気ギャッ
プにはそれらよりも非常に軟らかいテフロンが介在され
ているためである。このように、硬度の大幅に異なる材
料で形成された面を研摩すると、硬度の低いテフロンの
面が硬度の高い磁性膜の面より０．１〜０．２μｍ程度
凹部状となる。その結果、磁性膜の端部がだれ磁気特性
が劣化するという欠点が生じる。また、一般に有機材料
は流動し得ないため、テフロンも長時間使用している間
に磁性膜端面よりも突出し、記録媒体と接触するという
事故を招くおそれがある。

第１図（ｂ）は、絶縁層１３をアルミナ層１３１と熱硬
化したホトレジスト層１３２との２層で形成し、下部磁
性膜１１側に位置するアルミナ層１３１を磁気ギャップ
Ｇまで延長すると共に、蝉縁層１５を熱硬化したホトレ
ジスト層で形成したヘッドである。このヘッドは、磁気
ギャップＧが硬度の高いアルミナ層で形成されているた
め、第１図（ａ）のヘッドのような欠点は解決できるが
、コイル導体の上側及び下側がホトレジスト層で形成さ
れているだめ、第１図（ａ）の構成では問題にならなか
った磁気ギャップ深さが高精度に形成できないという欠
点を有している。

本発明の目的は上記の欠点を除去した改良された薄膜磁
気ヘッドを提供することにある。

かかる目的を達成する本発明薄膜磁気ヘッドの特徴とす
るところは、下部磁性膜とコイル導体との間に介在する
絶縁層を、下部磁性膜上に形成した有機絶縁層と、有機
絶縁層上にそれを被覆するように形成しかつ一端が磁気
ギャップまで延びている無機絶縁層とから構成した点に
ある。

以下、本発明を実施例として示した図面により詳細に説
明する。

第２図において、２１は基板２７上に形成され（た−ト
部磁性膜、２２は下部磁性膜２１の特定領域上に形成さ
れた第１の有機絶縁層、２３は大部分が第１の有機絶縁
層２２上に第１の有機絶縁層２２を被覆するように形成
され、その一部分が下部磁性膜２１上に延在している無
機絶縁層、２４は無機絶縁層２３上に形成したコイル導
体、２５はコイル導体２４を被覆するように形成した第
２の有機絶縁層、２６は一部２６１が無機絶縁層２３の
下部磁性膜２１に延在している部分上に、他の一部２６
２が直接下部磁性膜２１上に、残りの部分２６３が第２
の有機絶縁層２５上に位置するように形成され、これに
よって一部に磁気ギャップＧを有する開ループ状磁気回
路を構成する上部磁性膜である。

かかる構成にすれば、磁気ギャップＧは磁性膜と同等の
硬度を有する無機絶縁物が介在されているため、磁性膜
端部がだれて磁気特性が劣化するという欠点、及び長時
間の使用によって磁性膜端面より突出し記録媒体と接触
するという事故を招くおそれは一掃することができる。

また、第１の有機絶縁層２２が無機絶縁層２３で被覆さ
れているため、第２の有機絶縁層２５のエツチングの際
に第１の有機絶縁層２２がエツチングされるおそれはな
くなり、磁気ギャップの深さｔｇを高精度に形成するこ
とができる。

本発明薄膜磁気ヘッドに使用する無機絶縁層２３として
は、Ａｔ２０．　、　Ｓ　ｉ　０２をはじめとしてあら
ゆる無機酸化物が使用できる。塘た、第１及び第２の有
機絶縁層２２及び２５についても特に使用上の制限はな
いが、製作の容易さ或いは高周波特性の向」二という観
点から検討すれば３００ｃ以上の耐熱性を有する有機材
料で形成するのが望ましい。これについて以上説明する
。

磁気ディスク、磁気ドラムを始めとする磁気記録は、年
々大容量化が進んでいる。一方、パーマロイ膜の透磁率
μと周波数特性とは、１ｏＭＨ２を越えるとμが大幅に
低下する関係にある。１０Ｍ　Ｈｚ以上の高周波領域で
もμが低下しなければ、ビット密度を大きくでき記憶の
大容量化が可能となる。そこで、１０ＭＨｚ以上の高周
波領域でもμが低下しない磁性膜について検討したとこ
ろ、パー−７ロイ７Ｌ！：　Ｓ　ｉ　０２　、　Ａｔ２
０．のような非磁性絶縁層とを交互に積層１〜だ多層構
造の磁性膜は５０〜１００ＭＨｚｔでμが低下しないこ
とがわかった。

次に、多層構造の磁性膜の形成法としては、蒸着法或い
はスパッタリング法により同一真空容器中で連続的に磁
性層と絶縁層とを交互に積層する方法と、磁性層をめっ
き法で形成し絶縁層を蒸着法或いはスパッタリング法で
形成する方法の２通りが考えられるが、後者の方法はめ
っき工程を含むため製作工数が多くなり好ましくない。

前者の方法で多層構造でかつ磁性特性の優れた磁性膜を
形成する場合、堆積面の温度を少なくとも３００〜４０
０Ｃにする必要があることがわかった。従って、磁性膜
として磁性体と絶縁体との多層構造を使用する薄膜磁気
ヘッドにおいては、第１及び第２の有機絶縁層が３００
Ｃ以上の耐熱性を有する必要がある。

第３図は薄膜磁気ヘッドの第１及び第２の有機絶縁層と
して使用し得る代表的な有機材料の耐熱温度の調査結果
を示すもので、曲線Ａはノボラック系樹脂（ホトレジス
ト）、曲線Ｂはポリイミド系樹脂、曲線Ｃはラダーシリ
コン系樹脂の特性を’Ｆ　シている。この結果から、ノ
ボラック系樹脂は多層構造の磁性膜を採用した磁気ヘッ
ドには使用できないが、ポリイミド系樹脂及びラダーシ
リコン系樹脂は使用できることがわかった。

次に本発明薄膜磁気ヘッドの製法を第４図により説明す
る。

斗ず、表面にＡ４０３膜４１１を有する基板４１を準備
しくａ）、基板４１のＡ　／、０．膜４１１上に磁性体
と絶縁体との多層構造を有する磁性膜をスパッタリング
により形成し、所定形状に成形して下部磁性膜４２を得
る（１））。この場合、マスクを使用してスパッタリン
グを行なえば、スパッタリングで部所定形状の磁性膜が
得られる。次に、下部磁性膜４２上の所定個所にポリイ
ミド系樹脂からなる第１の有機絶縁層４３を形成しくＣ
）、その上にＡ４（）ｓからなる無機絶縁層４４を形成
する（ｄ）。この層は第１の有機絶縁層４３全面を被覆
すると共に磁気ギャップを形成する側の下部磁性膜４２
上に延長１−７で形成される。無機絶縁層４４の第１の
何機絶縁層４３に対応する個所上に複数個のコイル導体
４５を形成しくｅ）、それをポリイミド系樹脂からなる
第２の有機絶縁層４６で被覆する（ｆ）。次に第２の有
機絶縁層４６、無機絶縁層４４の露出個所及び下部磁性
膜４２の露出個所上に多層構造の磁性膜をスパッタリン
グで形成し、それを成形して上部磁性膜４７を形成する
（ｇ）。しかる後（ｇ）のＧ−Ｇ′線で切断研摩して薄
膜磁気ヘッドを得る。

このような方法で薄膜磁気ヘッドを製造する場合、磁気
ギャップの深さを磁気ギャップでの損失が大きくならな
いように１μｍ以内にする必要がある。それを実現する
ためには、第１の有機絶縁層の厚さを、それをエツチン
グ成形する際の精度誤差が１μｍ以下となるような範囲
にしなければならない。第５図はポリイミド系樹脂の厚
さとパターン精度との関係を調べた結果で、１μｍ以内
の精度を得るためにはポリイミド系樹脂の厚さは４μｍ
以下にすればよいことがわかる。この結果は他の有機材
料でも略同じであった。

以上は本発明を代表的な実施例について説明したが、本
発明はこれらに限定されず種々の変形が可能である。例
えば、コイル導体を二層以」二の積層構造にすること、
第２の有機絶縁層上にも無機絶縁層を形成すること、等
が考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の薄膜磁気ヘッドを示す概略断面図、第２
図は本発明の薄膜磁気ヘッドを示す概略断面図、第３図
は本発明薄膜磁気ヘッドに使用し得る有機材料の耐熱特
性を示す図、第４図は本発明薄膜磁気ヘッドの製造工程
図、第５図はポリイミド系樹脂膜の膜厚とパターン精度
との関係を示す特性図アある。 ２１・・・下部磁性膜、２２・・・第１の有機絶縁層、
２３・・・無機絶縁層、２４・・・コイル導体、２５・
・・第２の有機絶縁層、２６・・・上部磁性膜。 策　１　日 （（Ａ） （ｂ） 第　２　謹 ラ監斥（°す （イ） 第　４　ロ 第　５　臼 −項厚

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　下部磁性膜とその上に積層された上部磁性膜とに
   よって形成され一端に磁気ギャップを有する開ループ状
   の磁気回路と、上部磁性膜と下部磁性膜との間を通って
   磁気回路と交差するコイル導体と、下部磁性膜とコイル
   導体との間に介在した第１の有機絶縁層と、第１の有機
   絶縁層とコイル導体間にあって第１の有機絶縁層を被覆
   すると共に磁気ギャップまで延びその厚さで磁気ギャッ
   プの間隔を決定している無機絶縁層と、コイル導体及び
   無機絶縁膜と上部磁性膜との間に介在した第２の有機絶
   縁層とを具備することを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 ２、特許請求の範囲第１項忙おいて、上部磁性膜及び下
   部磁性膜が磁性体層と絶縁物層との多層構造を有し、第
   １の有機絶縁層及び第２の有機絶縁層が３０００以上の
   耐熱性を有し、かつ第１の有機絶縁層が４μｍ以下の厚
   さを有することを特徴とする薄膜磁気ヘッド。