JPS6077407A - 薄膜磁気ヘツド用基板 - Google Patents
薄膜磁気ヘツド用基板Info
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- JPS6077407A JPS6077407A JP58185496A JP18549683A JPS6077407A JP S6077407 A JPS6077407 A JP S6077407A JP 58185496 A JP58185496 A JP 58185496A JP 18549683 A JP18549683 A JP 18549683A JP S6077407 A JPS6077407 A JP S6077407A
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Landscapes
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- Magnetic Heads (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高密度記録用としての用途が期待される薄膜磁
気ヘッドに適した基板に関づるものである。
気ヘッドに適した基板に関づるものである。
近年、フェライト、センダストなどを使用した磁気ヘッ
ドに代わって、小型、高密度記録などの特徴をもつＦｆ
ｔ膜磁気ヘッドが注目されている。
ドに代わって、小型、高密度記録などの特徴をもつＦｆ
ｔ膜磁気ヘッドが注目されている。
薄膜磁気ヘッド用基板として要求される特性としては、
（１）表面が平坦で気孔が存在しない、（２）加工性が
良好で加工中にクラック、デツピングを生じない、（３
）耐摩耗性が良好、（４）摺動特性が良好、く５）絶縁
膜のＡｌ２Ｏ３と熱膨張率の差が小さいこと、などが重
要である。このような特性を満たす材料としては、一般
にセラミックが用いられるが、現在主流となっているＡ
＋。
（１）表面が平坦で気孔が存在しない、（２）加工性が
良好で加工中にクラック、デツピングを生じない、（３
）耐摩耗性が良好、（４）摺動特性が良好、く５）絶縁
膜のＡｌ２Ｏ３と熱膨張率の差が小さいこと、などが重
要である。このような特性を満たす材料としては、一般
にセラミックが用いられるが、現在主流となっているＡ
＋。
０１ ＴｔＣ基板では（２）（３）の特性は優れるが、
（４）の摺動特性は不十分であり、９．０１１ｉＴ間で
磁気ディスクに傷をつけてしまう欠点をもっている。そ
こで、種々の材料を探索した結果、ホツ１−プレス法に
より高密度に緻密化した安定化ジルコニアが特に１習動
特性に優れ、かつ他の特性にも優れていることを゛見出
した。
（４）の摺動特性は不十分であり、９．０１１ｉＴ間で
磁気ディスクに傷をつけてしまう欠点をもっている。そ
こで、種々の材料を探索した結果、ホツ１−プレス法に
より高密度に緻密化した安定化ジルコニアが特に１習動
特性に優れ、かつ他の特性にも優れていることを゛見出
した。
ジルコニアは周知のように約１２００℃で単斜晶（…）
句正方晶（１）の変態を生じ、その際に体積変化を伴な
うため単独では焼結できない６（のためＹ２０３ 、Ｃ
ａ Ｏ，Ｍ！Ｉ Ｏ等の安定化剤を添加し、安定なＳγ
方品を析出させて焼結体としている。焼結は通常、大気
中常圧焼結により行われている。しかしながら、基板材
どしては（１〉の特性を満たづため相対密度は少なくと
も９９．５％以上はなくてはならず、゛畠圧焼結ではな
お不十分である。
句正方晶（１）の変態を生じ、その際に体積変化を伴な
うため単独では焼結できない６（のためＹ２０３ 、Ｃ
ａ Ｏ，Ｍ！Ｉ Ｏ等の安定化剤を添加し、安定なＳγ
方品を析出させて焼結体としている。焼結は通常、大気
中常圧焼結により行われている。しかしながら、基板材
どしては（１〉の特性を満たづため相対密度は少なくと
も９９．５％以上はなくてはならず、゛畠圧焼結ではな
お不十分である。
本発明では、安定化ジルコニアをホラ１〜プレス法で焼
結づることにより、相対密度が９９．５％以上となり、
（１）の表面に気孔がほとんど存在しないという条件を
満たりことができることを見出しＩＪｏまた、ジルコニ
アを強靭化づるためには、準安定正方晶をｖ温まＣ残留
させることが不可欠であるが、常圧焼結では一部単斜晶
が残留し強度低下をまねくことが不可避であるのに対し
、ホラ１〜プレス法では、圧力下で焼結づることににり
正１ノ品は完全に残留づるため、高い強度が得られる。
結づることにより、相対密度が９９．５％以上となり、
（１）の表面に気孔がほとんど存在しないという条件を
満たりことができることを見出しＩＪｏまた、ジルコニ
アを強靭化づるためには、準安定正方晶をｖ温まＣ残留
させることが不可欠であるが、常圧焼結では一部単斜晶
が残留し強度低下をまねくことが不可避であるのに対し
、ホラ１〜プレス法では、圧力下で焼結づることににり
正１ノ品は完全に残留づるため、高い強度が得られる。
また、焼結温度も常圧焼結より数百℃低くすることが可
能であり、組織の微細化という点Ｃ′りｆΣＬしい影響
を与える。
能であり、組織の微細化という点Ｃ′りｆΣＬしい影響
を与える。
本発明では、安定化剤どしてＹ２Ｏ３を６〜２０ｍｏ１
％添加する。これは０ｍ０１％以下では準安定正方晶の
含有率が高いために基板への膜（＝Ｊ ４）、パターン
付けの際の数１００℃の加熱・冷却に起因して残留正方
品が単斜晶へ変態し、基板のソリ、パターンずれなどの
問題が生じるからである。また、準安定正方晶の含有率
が高いジルコニアは強靭であり、切断の際の切削抵抗が
高く、加工能４・°がおちるため微ＩＩＩＩｌな加■を
必髪とする基板材としては不適である。上限を２０ ｍ
ｏ１％と定めたのはＺｒ０２Ｙ２０３二元系ではＹ２Ｏ
３ｍが９ｍ０１％を越えると室温から高温まで立方晶−
相であるが、２０ ｍ ・０１％を越えると立方晶中に
Ｙａ７ｒ３０＋□が析出し、強度低下をまねくと共に立
方晶ジルコニアのもつ摺動長す！ｌが失われてしまうた
めである。
％添加する。これは０ｍ０１％以下では準安定正方晶の
含有率が高いために基板への膜（＝Ｊ ４）、パターン
付けの際の数１００℃の加熱・冷却に起因して残留正方
品が単斜晶へ変態し、基板のソリ、パターンずれなどの
問題が生じるからである。また、準安定正方晶の含有率
が高いジルコニアは強靭であり、切断の際の切削抵抗が
高く、加工能４・°がおちるため微ＩＩＩＩｌな加■を
必髪とする基板材としては不適である。上限を２０ ｍ
ｏ１％と定めたのはＺｒ０２Ｙ２０３二元系ではＹ２Ｏ
３ｍが９ｍ０１％を越えると室温から高温まで立方晶−
相であるが、２０ ｍ ・０１％を越えると立方晶中に
Ｙａ７ｒ３０＋□が析出し、強度低下をまねくと共に立
方晶ジルコニアのもつ摺動長す！ｌが失われてしまうた
めである。
摺動特性と共に薄膜磁気ヘッド用基板にめられる持す１
のひとつに耐チッピング性がある。ジルコニアでは正方
品は微細な粒子であるのに対し、Ｙ２Ｏ３を固溶した立
方晶粒成長を起しやづく、通常結晶粒径は１０〜２０μ
ｌとかなり大きい。
のひとつに耐チッピング性がある。ジルコニアでは正方
品は微細な粒子であるのに対し、Ｙ２Ｏ３を固溶した立
方晶粒成長を起しやづく、通常結晶粒径は１０〜２０μ
ｌとかなり大きい。
このため、基板をヘッド形状に加工でる際、綾部に大き
なチッピングを生じやづい。本発明では△１，０３を
１〜１０〜Ｖｔ％添加することににす、立方晶の結晶粒
径を５〜１０μｍと微細化でき、耐チッピング性が向上
Ｊることを見出した。また、Ａｌ２Ｏ３は焼結助剤とし
て焼結を促進すると共に、硬度が大きいので耐摩耗性も
増加させる。添加ｍは１％ｔ％以下では結晶粒微細化の
効果がなく、まｊこ、あまり多いと切削抵抗が増加する
ので望ましくない。
なチッピングを生じやづい。本発明では△１，０３を
１〜１０〜Ｖｔ％添加することににす、立方晶の結晶粒
径を５〜１０μｍと微細化でき、耐チッピング性が向上
Ｊることを見出した。また、Ａｌ２Ｏ３は焼結助剤とし
て焼結を促進すると共に、硬度が大きいので耐摩耗性も
増加させる。添加ｍは１％ｔ％以下では結晶粒微細化の
効果がなく、まｊこ、あまり多いと切削抵抗が増加する
ので望ましくない。
製造方法としては、平均粒径０，１μｍ以下の７．。
０２微粉末とＹ２Ｏ３粉末及びＡｌ２Ｏ３を所定量配合
し、混合溶媒を純水、エタノールとして振動ミル、ボー
ルミルにより２４時間以上混合（る。
し、混合溶媒を純水、エタノールとして振動ミル、ボー
ルミルにより２４時間以上混合（る。
混合溶液を乾燥後、ＰＶＡ等のバインダーを適量添加し
、らいかい機による造粒を行い、６０メツシコのふるい
で整粒ブる。次に＋ｔ、’ｃｍ’以上のＨ−力で予備成
型し、さらに温度１４００−．１６００℃、圧力２００
〜３ｏｏｋｇ ／ Ｃｍ’の条件でホラ１−プレスして
焼結体どする。ホットプレス温邸を限定したのは１４０
０℃以下では相対密度が９９％以上にならないからであ
り、また１６００℃以上は粒成長が箸しくなるためであ
る。
、らいかい機による造粒を行い、６０メツシコのふるい
で整粒ブる。次に＋ｔ、’ｃｍ’以上のＨ−力で予備成
型し、さらに温度１４００−．１６００℃、圧力２００
〜３ｏｏｋｇ ／ Ｃｍ’の条件でホラ１−プレスして
焼結体どする。ホットプレス温邸を限定したのは１４０
０℃以下では相対密度が９９％以上にならないからであ
り、また１６００℃以上は粒成長が箸しくなるためであ
る。
本発明によ゛るジルコニア焼結体の表面を鏡面ω１摩し
、Ｘ線回折を行うと、単斜晶のピークは出現せず、正方
品あるいは立方晶のピークのみ１ｍされる。
、Ｘ線回折を行うと、単斜晶のピークは出現せず、正方
品あるいは立方晶のピークのみ１ｍされる。
しかるに、焼結体を長時間粉砕した粉末をＸ線回折する
と、Ｙ ２０３ ｆａが７ｍｏ １％以下では単斜晶の
ピークが観察される。これは残留正方品が粉砕の際、応
ツノ誘起変態によって単斜晶へ変態したものである。残
留正方品が全て単斜晶に変態したしのと仮定し、最初の
焼結体の正方品の含有率４郭）末Ｘ線の積分強度より次
式からめた。
と、Ｙ ２０３ ｆａが７ｍｏ １％以下では単斜晶の
ピークが観察される。これは残留正方品が粉砕の際、応
ツノ誘起変態によって単斜晶へ変態したものである。残
留正方品が全て単斜晶に変態したしのと仮定し、最初の
焼結体の正方品の含有率４郭）末Ｘ線の積分強度より次
式からめた。
（粉末における単斜晶含有率）
１ｍ （Ｉｌｌ） ：単斜晶（ｍ ）ピークの積分強度
１ｍ （＋＋ｉ） ： ｎ （１１ｉ）Ｉｃ （＋＋＋
） ：立方晶１＋） 残留正方晶の含有率が高いと強度は増加するが、組織的
に不安定であり、前述したように薄膜ヘッド製作の工程
中に受（）る加熱・冷却の際に変態を起こし、基板の変
形を生じる恐れがある。そのため、正方晶含有率は５％
以下におさえることが肝要である。この範囲内ならば、
組織は平均粒径５〜１０μｍの立方晶が焼結体の大半を
占めてＪ３す、粒界に０．５μｍ以下の微細な正方品が
わずかに散在づ−る程度であり、熱処理をうけても変形
をびさ起こすことはない。
１ｍ （＋＋ｉ） ： ｎ （１１ｉ）Ｉｃ （＋＋＋
） ：立方晶１＋） 残留正方晶の含有率が高いと強度は増加するが、組織的
に不安定であり、前述したように薄膜ヘッド製作の工程
中に受（）る加熱・冷却の際に変態を起こし、基板の変
形を生じる恐れがある。そのため、正方晶含有率は５％
以下におさえることが肝要である。この範囲内ならば、
組織は平均粒径５〜１０μｍの立方晶が焼結体の大半を
占めてＪ３す、粒界に０．５μｍ以下の微細な正方品が
わずかに散在づ−る程度であり、熱処理をうけても変形
をびさ起こすことはない。
以下、本発明を実施例により説明する。
実施例
平均粒径０，０３μｍのＺｒＯ７微粉末と６〜１０ｍｏ
１％のＹ ２０３粉末を総計１０００になるよう配合し
、さらにＡｌ ２０ａを２ｇ添加し、純粋を溶媒として
アルミナ・ボールミルで２４時間混合した。
１％のＹ ２０３粉末を総計１０００になるよう配合し
、さらにＡｌ ２０ａを２ｇ添加し、純粋を溶媒として
アルミナ・ボールミルで２４時間混合した。
混合溶液を乾燥し、造粒後１ｔ／ａｍ２の圧ツノで８０
φ×６〜７の成型体に予備成型した。次にこれを真空中
１４５０℃、 ３００ｋｇ ７ｃｍ２，１１＋の条ｆｌ
下でホラ１−プレスした。
φ×６〜７の成型体に予備成型した。次にこれを真空中
１４５０℃、 ３００ｋｇ ７ｃｍ２，１１＋の条ｆｌ
下でホラ１−プレスした。
次に焼結体をダイ１７モンドブレードで切削し、試験片
どしたが、イの際の切削抵抗はＡｌ２０３−ＦＩＣ基板
に比べ小さく、またＹ２Ｏ３ｆｆ１が増加づるにつれ減
少した。また、切削面の綾に生ずるカケはＩＪとんと存
在せず加工性は良Ｏｒぐあった。
どしたが、イの際の切削抵抗はＡｌ２０３−ＦＩＣ基板
に比べ小さく、またＹ２Ｏ３ｆｆ１が増加づるにつれ減
少した。また、切削面の綾に生ずるカケはＩＪとんと存
在せず加工性は良Ｏｒぐあった。
焼結体の密度は水中置換法により測定した。切断した試
験片の一部はＲ柊的に １μｍのダイ１７−［ンド凪粒
までラッピングし、光学顕微鏡で気孔の人ぎさ、但を観
察した。また曲げ試験には４×３×３５の試片を使用し
、ＪＩ８４点曲げで測定した。
験片の一部はＲ柊的に １μｍのダイ１７−［ンド凪粒
までラッピングし、光学顕微鏡で気孔の人ぎさ、但を観
察した。また曲げ試験には４×３×３５の試片を使用し
、ＪＩ８４点曲げで測定した。
破断した試Ｈの破面を走査型電子顕微鏡（ＳトＭ）によ
り結晶粒を観察した。硬度はマイクロビッカース硬度削
を用い、荷重２００Ｑで測定した。熱膨張係数は３ｘ
３ｘ２０の試片を使用し、室温から／１００℃までの平
均熱膨張係数を測定した。
り結晶粒を観察した。硬度はマイクロビッカース硬度削
を用い、荷重２００Ｑで測定した。熱膨張係数は３ｘ
３ｘ２０の試片を使用し、室温から／１００℃までの平
均熱膨張係数を測定した。
また、熱的衣定性として室温から８００℃までの加熱・
冷却の際の熱膨張、収縮曲線が線望に変化し、原位置へ
もどるかどうかで判断した。また、磁気ヘッドの形に基
板を切り出し磁気ディスクと接触ざぜてディスクを回転
し摺動特性を測定しｔ、：。
冷却の際の熱膨張、収縮曲線が線望に変化し、原位置へ
もどるかどうかで判断した。また、磁気ヘッドの形に基
板を切り出し磁気ディスクと接触ざぜてディスクを回転
し摺動特性を測定しｔ、：。
以上の測定結果を第１表に示す。
第１表で本発明範囲内の実施例はＮｏ、４〜９であり、
Ｎｏ、１．２，３．’１０は比較例である。いずれの試
料にＪ５いＣも相対密度は９９．５％を越えていた。ま
た鏡面ω１摩而においても、ミクロ組織は微ｉなＡｌ２
０３粒が所々散在しているだ【ノで、空孔はほとんど観
υｆされず薄膜ヘッド用基板として不可欠な表面に気孔
が存在しないという条ｆｌをみたしていることがわかっ
た。硬度はＹ、０３ｆｆｉの影響はなく ４２００・−
１３００の値を示したが、曲げ強度はＹ２Ｏ３Ｑが増加
づるにつれ減少した。これは残留正方品の減少に対応す
る。熱膨張率もＹ２０ａｍが多くなるにつれ減少する傾
向がある。絶縁膜のＡＩ、０１の熱膨引番率は８０Ｘ
１０ ℃ であリ、Ｎｏ、３〜８の９０〜９５Ｘ１０−
７℃−１は多少大きいが、実用上問題とならない程度で
ある。正方品の含有率が高いＮｏ、１−３の試料では熱
膨張曲線は昇温の際にはほぼ直線的ゴに増加するのに対
し、冷却の際、／１００−０００℃で膨張を示し、熱的
安定性に欠１ノているのがわかった。
Ｎｏ、１．２，３．’１０は比較例である。いずれの試
料にＪ５いＣも相対密度は９９．５％を越えていた。ま
た鏡面ω１摩而においても、ミクロ組織は微ｉなＡｌ２
０３粒が所々散在しているだ【ノで、空孔はほとんど観
υｆされず薄膜ヘッド用基板として不可欠な表面に気孔
が存在しないという条ｆｌをみたしていることがわかっ
た。硬度はＹ、０３ｆｆｉの影響はなく ４２００・−
１３００の値を示したが、曲げ強度はＹ２Ｏ３Ｑが増加
づるにつれ減少した。これは残留正方品の減少に対応す
る。熱膨張率もＹ２０ａｍが多くなるにつれ減少する傾
向がある。絶縁膜のＡＩ、０１の熱膨引番率は８０Ｘ
１０ ℃ であリ、Ｎｏ、３〜８の９０〜９５Ｘ１０−
７℃−１は多少大きいが、実用上問題とならない程度で
ある。正方品の含有率が高いＮｏ、１−３の試料では熱
膨張曲線は昇温の際にはほぼ直線的ゴに増加するのに対
し、冷却の際、／１００−０００℃で膨張を示し、熱的
安定性に欠１ノているのがわかった。
ＮＯ６４〜９の試料ではほぼ直線的に膨張収縮を示し、
熱的に安定していた。
熱的に安定していた。
摺動特性は、ＡＩ ２０３−Ｔ’ｔ Ｃ基板では短時間
でディスクに（口をつけてしまうのに対し、安定化ジル
コニアでは長時間の使用が可能であり、特にＹ２Ｏ３吊
が増加するほど良好であった。
でディスクに（口をつけてしまうのに対し、安定化ジル
コニアでは長時間の使用が可能であり、特にＹ２Ｏ３吊
が増加するほど良好であった。
出願人 日立金属株式会社
手続補正書
昭和５９年１ 月１７ 日
昭和５８年 特許願 第１８５４９（３号発明の名称
薄膜磁気ヘッド用基板 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区丸〕内二丁目１番２号名称 （５
０８）日立金属株式会社 電話 東京０３−２８４−４（ｉ４２ 明細書の「発明の詳細な説明」の欄。
薄膜磁気ヘッド用基板 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区丸〕内二丁目１番２号名称 （５
０８）日立金属株式会社 電話 東京０３−２８４−４（ｉ４２ 明細書の「発明の詳細な説明」の欄。
補正の内容
１、明細書第６頁第８行の７１６００℃以」二は」を［
１６００℃以上では」に訂正する。
１６００℃以上では」に訂正する。
手続補正書（方式）
％式％
′とｌ！ＩＩ ＆）名（４２薄膜磁気−ラド用基板ｉ由
１１．をする省 禎）１１：の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の掴
１１．をする省 禎）１１：の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の掴
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、酸化ジルコニウム（Ｚｒ ０２ ） ８０〜９４
ｍｏ１％。 酸化イツトリウム（Ｙ’２０３ ） ６〜２０ ｍｏ１
％からなる主成分に対し、焼結助剤として酸化アルミニ
ウム（Ａｌ２Ｏ３）を１〜１０ｗｔ％を添加してなる混
合物を１４００〜１６００℃でボットプレスし、正方晶
と立方晶の二相混合組織あるいは立方晶の単一組織から
構成されることを特徴とする薄膜磁気ヘッド用基板。 ２、相対密度が９９．５％以上であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の薄膜磁気ヘッド用基板。 ３、特許請求の範囲第１項記載の基板において、立方晶
の結晶粒径が５−１０μｍ、正方品の結晶粒径が０．５
μｍ以下であることを特徴とする薄膜磁気ヘッド用基板
。 ４、特許請求の範囲第１項記載の基板において、Ｘ線回
折より定量される残留正方晶の量が５％以下であること
を特徴とする薄膜磁気ヘッド用基板。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58185496A JPS6077407A (ja) | 1983-10-04 | 1983-10-04 | 薄膜磁気ヘツド用基板 |
| EP84107935A EP0137134B1 (en) | 1983-09-21 | 1984-07-06 | A magnetic head having a non-magnetic substrate |
| DE8484107935T DE3478162D1 (en) | 1983-09-21 | 1984-07-06 | A magnetic head having a non-magnetic substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58185496A JPS6077407A (ja) | 1983-10-04 | 1983-10-04 | 薄膜磁気ヘツド用基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6077407A true JPS6077407A (ja) | 1985-05-02 |
Family
ID=16171782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58185496A Pending JPS6077407A (ja) | 1983-09-21 | 1983-10-04 | 薄膜磁気ヘツド用基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6077407A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62278164A (ja) * | 1986-05-26 | 1987-12-03 | 住友特殊金属株式会社 | 磁気ヘツド・スライダ用材料 |
| JPH0868919A (ja) * | 1995-09-21 | 1996-03-12 | Toshiba Corp | 光コネクタ用部品 |
-
1983
- 1983-10-04 JP JP58185496A patent/JPS6077407A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62278164A (ja) * | 1986-05-26 | 1987-12-03 | 住友特殊金属株式会社 | 磁気ヘツド・スライダ用材料 |
| JPH0868919A (ja) * | 1995-09-21 | 1996-03-12 | Toshiba Corp | 光コネクタ用部品 |
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