JPS61216109A - 薄膜磁気ヘツド - Google Patents

薄膜磁気ヘツド

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JPS61216109A
JPS61216109A JP60056778A JP5677885A JPS61216109A JP S61216109 A JPS61216109 A JP S61216109A JP 60056778 A JP60056778 A JP 60056778A JP 5677885 A JP5677885 A JP 5677885A JP S61216109 A JPS61216109 A JP S61216109A
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JP
Japan
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layer
magnetic
magnetic head
film
thin film
Prior art date
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Pending
Application number
JP60056778A
Other languages
English (en)
Inventor
Taketoshi Yonezawa
米澤 武敏
Hideo Kurokawa
英雄 黒川
Tsutomu Mitani
力 三谷
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS61216109A publication Critical patent/JPS61216109A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/40Protective measures on heads, e.g. against excessive temperature 
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/31Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
    • G11B5/3109Details
    • G11B5/313Disposition of layers
    • G11B5/3133Disposition of layers including layers not usually being a part of the electromagnetic transducer structure and providing additional features, e.g. for improving heat radiation, reduction of power dissipation, adaptations for measurement or indication of gap depth or other properties of the structure
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/31Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
    • G11B5/3163Fabrication methods or processes specially adapted for a particular head structure, e.g. using base layers for electroplating, using functional layers for masking, using energy or particle beams for shaping the structure or modifying the properties of the basic layers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 磁気記録密度の向上に伴い、磁気ヘラ1゛のトラック幅
を小さくするために、あるいは多トラツク構成とするた
めに薄膜構造を採用した磁気ヘッドの実用化が進んでい
る。本発明はそれら薄膜磁気ヘッドに関するものである
従来の技術 従来の薄膜磁気ヘッドの構成例を以下に説明する。
第2図は記録用薄膜磁気ヘッドの断面を説明する図であ
る[吉良 徹、他:PCM録音用薄膜磁気ヘッド、シャ
ープ技術、 /17;26 (1983)97]。
フェライト等の軟磁性材で、下部コアとなる基板1の上
に、絶縁層2を介して、1層で4タ一ン程度のスパイラ
ル状信号巻線3が形成され、絶縁層4を介して共通バイ
アス線6が積層されている。
バイアス線5および信号巻線3は2〜4μm厚のCu膜
が使用され、巻線抵抗を下げるようにしている。
バイアス線5の上に、先端ギャップオオを兼ねる絶縁層
6を介して、上部コアとなる磁性層7が形成されている
。磁性層7としては、Ni−Fe合等が用いられる。磁
性層7の上には保護層8として8102等が10〜20
μm被着され、さらに非磁性の保護板10が接着層9に
よって接着されている。保護層8の上面は、磁性層7よ
り下に積層された電磁変換部の凹凸を反映して数ミクロ
ンの凹凸が存在するが、この凹凸を研摩によって平坦化
した後に保護板10を貼りつけている。
次に、第3図は再生用薄膜磁気ヘッドの断面を1006
〕。
基板11d:フェライト笠の軟融イイ1月あるいはガラ
ス等の非磁性材が用いられるが、軟磁性高透磁率イ2の
場合には、磁気抵抗効果素子(以後λ4R素子と称する
)をシールドする効果と感度を高める効果が生じる。こ
こではフェライトを用いた例について説明する。基板1
1の上に、絶縁層12を介してバイアス線13が形成さ
れ、さらに絶縁層14を介してMR素子15が形成され
ている。
MFt素子16はパーマロイの薄膜であり、図にd、示
していないが両端に導電層が接続されている。
MR素子16の上に、絶縁層16を介して高透磁率月よ
I)なる磁性層17が形成されている。磁性層17の作
用は基板11と同じ<MR素子15のシールドと感度の
向上である。磁性層17の上にば5i02等の保護層1
8が10〜2011mの厚みで形成されている。保護層
18の上面は第1図の例と同様に平坦化され、この上に
非磁性の保護板20が接着層19によって接着されてい
る。
発明が解決しようとする問題点 第2図で説明した記録用の薄膜磁気ヘット゛において記
録のだめの磁界の強さは、バイアス線お」:び信号巻線
の巻数と、流れる電流の積に比例するが、薄膜構造のヘ
ッドにおいてd、巻数を多くとることが困難であり、電
流値を大きくせざるを得ない。電流値が大きくなると、
巻線の電気抵抗にもとづくジュール熱が発生することに
なり、磁気テープに記録する場合等においてC2磁気テ
ープの走行を停止し、テープ摺動面21に磁気テープが
接触した状態で記録電流を通じた場合には、発生したジ
ュール熱に」:って磁気テープが損傷を受けることもあ
る。寸だ、磁性層7や基板1の磁気特性も温度土Hによ
って劣化する。しだがって、この発4tりする熱を放散
させ磁気ヘッドの温度上昇を防tl=することが必要で
ある。
しかし、各絶縁層および保護層8としては、一般に真空
蒸着によるSiOあるいは8102等が用いられ、その
熱伝導率は、0.003 c a l 7cm −Se
c −℃程度てあって、熱の不良導体である。各絶縁層
は薄膜であるため、その悪影響は寸だ軽微であるが、保
護層8は厚みも大きく、これに」:る熱絶縁のために磁
気ヘッドの温度上昇が回避されないといってもよい。
この保護層8を熱伝導率の高い材料、たとえばCu等の
金属にすることが考えられるが、テープ摺動面21にそ
の様な軟質の金属が広い面積にわたって露出するとテー
プ摺動によって金属が塑性流動を生じたりして、磁気ヘ
ッドのギャップがくずれてし1い、正常に機能しなくな
るだめ不適当である。
保g4層8としてセラミックを用いることも考えられる
。七ラミックの熱伝導率は5102に比べて1桁程度大
きいため熱の発生はやや軽減される可能性がある。しか
しセラミックの膜は一般にスパッタリング等の方法で形
成されるだめ成膜速度が低く、膜形成に10時間程度を
要し実用的ではない。
次に第3図に示した再生用の薄膜磁気ヘッドの場合には
次の様な問題点がある。
MR素子から得られる出力電圧は、MR素子に流す電流
の電流密度に比例する。すなわち再生感度を上げようと
すれば、電流を多く流せばよい。
しかしそうなれば第2図の例の場合と同様に、通電によ
るジュール熱の発生がある。第3図の場合にも各絶縁層
および保護層18の材質は第2図と同様のSiOあるい
はS x 02 であり、放熱は極めて不利である。M
R素子はその温度が上昇すると急激に雑音を発生する特
性を有しており、従来の構成では感度を上げるために電
流を多く流すことが出来ず、やむを得ず低い感度で使用
せざるを得なかった。
第2図および第3図の場合に共通ずる最大の問題点け、
保護層8および18の熱伝導率が悪いことであり、耐摩
耗性と熱伝導性に優れ、かつ膜形成が容易な保護層が望
丑れていた。
問題点を解決するだめの手段 以」−に述べた様なS 10 、 S No 2等の従
来の保護層の問題点を解決する手段として、ダイヤモン
ドを保護膜とすることが考えられる。ダイヤモンドの熱
伝導率は、I型のダイヤモンドが1.3〜2.1ca 
l 7cm −′iec ・℃、  l型のダイヤモン
ドが4.4cal/cm 5IIC℃程度であり、金属
を上まわる熱伝導率を有している。またダイヤモンドは
物質中で最高の硬度を示す物質であり、化学的にも極め
て安定であるから薄膜磁気ヘッドの保護層として用いた
場合にも、テープ摺動面に露出しだ保護層がヘッドの耐
摩耗性を劣化させることは無く、むしろ耐摩耗性を向上
させることが可能である。
ダイヤモンドの薄膜を形成する技術に関しては多くの報
告がなされている。
(参考文献) (1)難波義捷:ダイヤモンド薄膜の低圧合成の研究、
応用機械工学、1984年7月号 (2)松本精一部:ダイヤモンドの低圧合成、現代化学
、1984年9月号 (3)瀬高信雄:ダイヤモンドの低圧合成2日本産業技
術振興協会、技術資料/g 1s s 、 59/6/
20しかしながら、いずれも丑だ研究段階であり、未だ
実用には至っていない。
我々は、ダイヤモンドに近い特性を示す高硬度の炭素膜
を形成する方法を開発した(黒用英雄。
他:プラズマ・インジェクションCVD法による高硬度
炭素膜の形成及び評価、昭和60年年度様学会春季大会
学術講演会論文集、IG;422)。
我々の開発した方法は、メタンガス等の炭化水素ガスを
材料ガスとして、10〜20Paの低圧力でこれをプラ
ズマ化し、プラズマもしくはプラズマ中のイオンを加速
電界によって基板に噴射し、基板を加熱することなく、
最高5000人/分程度の高速で成膜することが可能な
ものであり、我々はプラズマ・インジェクションCVD
法と称している(以下、PI−CVD法と略す)。
PI−CVD法によって形成した膜は、SP5ないしS
P の電子配置を含む、ダイヤモンドに近い結合状態の
アモルファス状炭素からなっており、ビッカース硬さは
2000〜3000 Kg/ml 、熱伝導率は0 、
6 Ca l 7cm SeC・℃程度である。寸た比
抵抗および屈折率は成膜条件によるが、それぞれ、10
’−10130−cm、2.0〜2.4程度となる。
膜の成分は、基本的には炭素であるが、水素等の不純物
を若干含むこともある。
すなわちP l−CVD法による高硬度の炭素を、薄膜
磁気ヘッドの保護層として用いるならば、金属と同程度
の熱伝導率と、セラミックと同程度の硬度と耐摩耗性を
付与することが可能となり、従来例で述べた問題点を解
決することが出来る。
作  用 PI−CVD法による高硬度の炭素膜を、薄膜磁気ヘッ
ドの保護層として用いるならば、金属と同程度の熱伝導
率を有することから、通電によって発生するジュール熱
を保護板にすみやかに伝熱することが可能となり、多く
の電流を流すことが可能となり、薄膜磁気ヘッドの記録
特性あるいは再生特性を大いに改善することが可能とな
る。さらに、この保護層はセラミックと同程度の硬度を
10 、 有し、耐摩耗性も同等以上であることから、テープとの
摺動においてもヘッドを保護し、ヘッドの寿命を改善す
ることが出来る。
またP l−CVD法によれば、室温での成膜が可能で
あり、パーマロイ等の磁性層を劣化させる危険もない。
さらに成膜速度が高いために、とれを工業的に実施する
ことは容易である。
実施例 第1図に本発明の実施例を示す。本発明は記録用の薄膜
磁気ヘッドおよび再生用の薄膜磁気ヘッドはもちろんの
こと、薄膜構造で電磁変換部を構成する磁気ヘッド全般
に適用されるものであるから、電磁変換部の詳細な構成
については省略することとする。
基板23の上に、電磁変換部24が形成されている。電
磁変換部24は、導電層、絶縁層、磁性層等を積層した
構造である。導電層の材質としてはAu/Cr 、 C
u 、 A I等が用いられる。絶縁層の材質としては
Sin、SiO2等が用いられるが、ここにPI−CV
D法による高硬度炭素膜を使用することも可能であり、
熱伝導性の良さを発揮出来る。
しかしP l−CVD法による高硬度炭素膜は化学的に
安定であるため、エツチング等によるパターン形成が困
難となるため、電磁変換部24のような複雑な構成の中
で用いるのは適当でない。
磁性層としてはパーマロイ等のNi−Fe系合金が使用
される。電磁変換部24の上面は、通常の構成では磁性
層があられれる。ここでP I −CVD法を適用する
場合の問題点について触れる。この方法は前述の様々特
徴を有しているが、膜の付着力は基板材料との化学的な
結合力が強く依存しており、任意の材料に対して強固な
膜を形成出来るものではない。P l−CVD法によっ
て高硬度の炭素膜を形成することが可能々材質は以下の
通りである。
寸ず、St、Ge、Bおよびそれらの化合物とは非常に
強い結合が可能である。次に、Co、Cr、Fe。
Ni、Mn等の鉄型金属もしくはそれらを主成分とする
合金とも強い結合が可能である。さらに、Ae。
Be、Zr、Hf、V、Nb、Ta、W等の金属もしく
はそれらを主成分とする合金も基板材質として使用でき
る。
すなわち、薄膜磁気ヘッドの磁性層としてなく用いられ
る。Ni−Fe系の合金に対して、PI−CVD法で高
硬度の炭素膜を形成することは容易であり、その特徴を
よく発揮した応用例とみることが出来る。
一方、PI−CVD法で高硬度炭素膜を形成することが
困難な材質としてAu、Ag、Cu等があげられる。こ
れらの材質は薄膜磁気ヘッドの導電層として用いられる
ことがあり、この表面にPI−CVD法による高硬度炭
素膜を直接形成することは好ましくないが、表面の一部
に含まれる場合には、他の部分に強く付着した膜に支え
られるため、実用上は問題はない。しかし、さらに確実
に成膜をしようとするならば、P l−CVD法による
成膜を行う前に、その下地として、SiC等をスパッタ
リング等の手段で薄く形成しておくととが有効である。
電磁変換部24の上には、以−1−に述べたように、P
 l−CVD法によって形成された高硬度の炭素膜より
なる保護層25が形成されている。保護層26の」二面
は電磁変換部24の凹凸を反映して数ミクロンの凹凸を
有しているが、これをダイヤモンド砥石等による研削加
工、あるいはラッピングによって平坦化し、接着層26
によって保護板27を接着する。接着剤としては低融点
ガラスあるいはエポキシ樹脂等が用いられる。保護層2
5の」−面を平坦化することによって、保護板27との
密着性が良く々す、熱をすみやかに放散させることが出
来る。
しかし、保護層25の上面を平坦化しない場合にも、保
護層26の熱伝導性が良好であれば、電磁変換部24で
発生した熱の放散は従来例に比べればすみやかに行われ
るため、必ずしも上面を平坦化する必要はない。
媒体当接面28は、テープ、ディスク等の記録媒体とス
ムーズに接触するよう表面を平滑に仕上げられるが、保
護層25の炭素はダイヤモンドに14、 比べれば軟質であり、基板23や保護板27と同時に研
摩しても特に問題は々い。
発明の効果 本発明によれば、P l−CVD法による高硬度炭素膜
を保護層とすることによって、電磁変換部で発生した熱
をすみやかに放散させることが出来るため、電流を多く
流すことが可能となり、薄膜磁気ヘッドの記録特性ある
いは再生特性を太いに向上しうるものであって、垂直磁
気記録等の今後の高密度記録用磁気ヘッド等にとって極
めて有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における薄膜磁気ヘッドの要
部拡大断面図、第2図は従来例の記録用薄膜磁気ヘッド
の要部拡大断面図、第3図は従来例の再生用薄膜磁気ヘ
ッドの要部拡大断面図である。 1.11.23・・・・・・基板、礼 4. 6. 1
2゜14.16・・・・・・絶縁層、3・・・・・・信
号巻線、5,13・・・・・・バイアス線、7,17・
・・・・磁性層、8.18゜25・・・・保護層、9,
19.26・・・・・接着層、15・・・・・・MR素
子、24・・・・・電磁変換部、10,20゜27・・
・・・・保護板。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図 第3図 /l光躊A 手続補正書 nt3和60イ1.9刀、31」 ’4’!J’ R’I庁長官殿 2発明の名称 薄膜磁気ヘッド 3補正をする者 41件とO)関係      9!1′   許  出
  願  人任 i!Ii   大阪府門真市大字門真
1006番地名 称 (582)松下電器産業株式会社
代表者    山  下  俊  彦 4代理人 〒571 住 所  大阪府門真市大字門真1006番地松下電器
産業株式会社内 6補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 6、補IFの内容 (1)明細書第2頁第15行目の「N’1−Fe合」を
rNi−Fe合金」に補正し−fす。 (2)同第9頁第4行目の「2.0〜2.4」を12.
0〜3.0」に補正し1ず。 (3)同第11頁第12行目の「結合力が」を「結合力
に」に補正し丑す。 (4)  同第12頁第4〜5行目の1磁性層としてな
く用いられている。」ヲ「磁性層として多く用いられて
いる」に補正し捷す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基板上に導電層、絶縁層、磁性層等を積層した電
    磁変換部が構成され、この電磁変換部の上に炭素もしく
    は炭素を主成分とする保護層が形成され、この保護層の
    上に保護板が接着された薄膜磁気ヘッド。
  2. (2)保護層が、プラズマもしくはイオンを使用して低
    温、低圧で形成されたダイヤモンド状炭素である特許請
    求の範囲第1項記載の薄膜磁気ヘッド。
JP60056778A 1985-03-20 1985-03-20 薄膜磁気ヘツド Pending JPS61216109A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1995018442A1 (en) * 1993-12-30 1995-07-06 Seagate Technology, Inc. Amorphous diamond-like carbon gaps in magnetoresistive heads
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