JPS62229515A - 磁気ヘツドスライダ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁気ディスクからデータを読出し、又は記録し
、あるいはそのいずれかを行うための磁気ヘッド装置に
用いられる磁気ヘッドスライダに関する。

〔従来の技術〕

計算機用の記憶装置として磁気ディスク装置が広く用い
られている。この磁気ディスク装置は、ディスクの各面
に１個あるいは複数個の磁気ヘッドスライダを装備して
おり、この磁気ヘッドスライダ上に磁気コア、巻線及び
磁気ギャップから成る磁気回路が構成され、この磁気回
路によって磁気ディスクへの記録の書込み、読出しが行
われる。

また、この磁気ヘッドスライダは板バネ及びアームによ
り固着され、移動可能な懸垂装置によって磁気ディスク
面へ支持されており、磁気ディスクの回転時には気体粘
性（一般には空気粘性）によって、磁気ディスク面から
α１〜０３μｍ程度浮上するように設計されている。し
たがって、磁気ディスクの起動時及び停止時には磁気ヘ
ッドスライダは磁気ディスク表面を滑走するため、両者
の摺動特性が問題となる。この起動、停止の動作を一般
にＣＳ　／　Ｓ　（Ｃｏｎｔａｃｔ　５ｔａｒｔ　／　
Ｅｉｔｏｐ　）　　と呼んでおり、この動作に対する磁
気ディスクや磁気ヘッドスライダの安定性を０８　／　
Ｓ性能と呼んでいる。また更に、磁気ディスクの定常回
転中にも偶発的ではあるが磁気ディスクと磁気ヘッドス
ライダとが接触する場合がある。これは主に空気中や磁
気ディスク中のゴミが磁気ヘッドスライダに付着して浮
上姿勢が乱れたシ、機械的な外乱によって磁気ヘッドス
ライダを支えて込るアームが振動したシするためであシ
、この場合、磁気ヘッドスライダは高速回転（典型的に
は３６００　ｒｐｍ　）する磁気ディスクと高速で衝突
する。したがって、磁気ディスク装置の信頼性を増すた
めには、このような衝突に対して、ダメージの少なりこ
とが磁気ディスクや磁気ヘッドスライダの材料に対して
求められている。

近年、磁気記録密度を高めるために磁気回路を利用した
＃膜ヘッドが用いられ始めており、磁気ヘッドスライダ
材料としては化学的、機械的安定性、及び加工性の面か
らＡ　４０！　／　Ｔ　ｉ　Ｃのようなセラミックス材
料が用いられている。しかしながら、このようなセラミ
ックス材料は従来モノリシックスライダ材料として用い
られてきたＮ１−Ｚｎ系７エライトに比べて上述の０８
　／　Ｓ性能が悪く、また、衝突の際の磁気ディスクへ
のダメージが大きいという欠点があった。

この欠点を補うために、特開昭５９−１９２７２号にお
いてはＡｌ４０＠　／　Ｔｉｅセラミックスの表面に非
晶質層を設ける方法が提案されている。しかしながら、
この方法はＯＳ　／　Ｓ性能向上には有効であるが、上
述の衝突によるダメージ低減の点がらは必ずしも有効で
はなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

すなわち、上記従来技術においては、セラミックス表面
に非晶質層を設ける方法として、（］）表面を機械的に
加工する方法、（２）表面を酸化する方法及び、（３）
スパッタリング法にょシ別の非晶質相を設ける方法が提
案されている。これらの非晶質相は磁気ディスクと衝突
した場合、局部的にはがれ、このはがれた部分の端がそ
の後の衝突の際、磁気ディスク会損傷させることがわか
った。この問題は磁気ディスクとして金属板上に磁性体
のメッキ膜やスパッタ膜を設けた連続媒体ディスクの場
合はもちろん、磁性体の粉末、フィラー（一般に粒径１
１！程度のム１，０．粉末が用いられる）及び樹脂から
成る塗布媒体ディスクの場合にも発生する。

なお、従来法で非晶質層がはがれやすい原因は、機械的
加工によシ非晶質層内にマイクロクラック分生じ、これ
が起点となって衝突時はく離すること、及び、表面に酸
化やスパッタ法によって非晶質相を設けた場合、セラミ
ックスと非晶質層との密着性の不足や両者の熱膨張率や
ヤング率の違いによって、セラミックスと非晶質相との
界面ではがれやすいこと、にあるものと推定される。

また、セラミックスをそのまま磁気ヘッドスライダとし
て用いた場合、前述のようにＣＳ　／　Ｓ性能が劣るば
かシでなく、磁気ディスクとの衝突の際セラミックスが
割れて一部はく離し、その後の衝突の際、磁気ディスク
に損傷を与えることが判った。これはセラミックスがぜ
い性材料でもろいこと、粒界が一般に破壊の起点になシ
易いこと、が原因である。

本発明は、上述した従来技術の欠点を除き、ＣＳ　／　
Ｓ性能に優れ、かつ、衝突時に磁気ディスクに損傷分与
えにくい磁気ヘッドスライダを提供することを目的とし
ている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成する大め、本発明においては、磁気ヘッ
ドスライダとして、磁気ディスクの記録媒体面と接触起
動、停止動作を行う上記スライダの空気ベアリング面の
少なくとも一部分が表面にイオン打込みされたセラミッ
クスを用いることを特徴とする。

なお、用いるセラミックスとしては熱伝導率がα１ｃａ
ｘ　７ｃｍ、　ｓｅａ、　ｔ：以上あるものが望ましく
、具体的にはＳｉＣ，Ａｔ１４、Ｍｏ５ｉｌ、ＭｇＯ、
ＢｅＯなどを用いることができる。

また、これらのセラミックスに打込むイオン種としては
窒素又は酸素を用いることができ、また、有効なドーズ
量は約Ｉ　Ｘ　１０’　７ｃｍ”以上である。

更に、イオン打込層の深さは用いるセラミックスの種類
及び打込みの際の加速電圧によって制御可能であり、具
体的には約［ｌＬ１μｍ以上あれば本発明の目的に対し
て充分有効である。また、加速装置上の制限から深さは
普通数μｍ以下に制限される。

セラミックスにイオンを打込むとセラミックス中の原子
間の結合が原子オーダーで乱され、イオン打込みによっ
て新たな析出相の生成を伴わない場合には、セラミック
スの硬度及びぜい性が低下し、逆にじん性が増して、機
械的応力に対して塑性変形しやすくなる。このため、イ
オン打込みした相を磁気ヘッドスライダの空気ベアリン
グ面（磁気ディスクの媒体面との対抗面）に設けること
によシ、衝突の際、セラミックスがぜい性破壊してはが
れることの問題がなくなる。この結果、衝突による磁気
ディスクへのダメージが大幅に低下する。また、イオン
打込みした相は滑走時に適度に変形して、摺動による磁
気ディスクの損ｇＪｔ防止する効果も有する。これらの
結果、磁気ディスク全体としての信頼性を大幅に高める
ことができる。

なお、イオン打込みした相内には当然のこと々から内部
歪が　存在するが、歪は原子オーダーに局在している九
め、この歪が起点になって衝突の際にマイクロクラック
が発生する恐れはない。ただし、打込量（ドーズｆ＃）
があまりに多いと、内部歪が大きくなりすぎて、この結
果、マイクロクラックが発生して好ましくない。これを
避けるためにはドーズ量けｌＸ１０”・／　ｃＩＲ”以
下であることが望オしい。

また、イオン打込相中のイオン蛋は深さ方向に適当表分
布を持つため、イオンが打込まれた相と打込まれていな
い相との境界はあいまいであり、したがって、両者の結
合はしりか９していて、イオンが打込まれた相と打込ま
れていない相との界面ではく離する恐れは全く無い。

磁気ヘッドスライダとして用いるセラミックスとしては
、滑走時や衝突時に発生する熱が逃げやすく、その結果
として記録媒体の変質（特に減磁）が起きにくい理由か
ら、熱伝導率が大きいほど望ましい。本発明者等の検討
結果では、セラミックスとして熱伝導率がＱ、　ｊ　ｃ
ａｌ　／ｅ１ｎ１ｇ１３０　、　Ｃ以上の材料を用すれ
ば上述の減磁の問題は起こらなくすることができること
がわかった。この要求を満足する材料としてはＳｉＣ、
Ａｌ１４　、　Ｍｏｇｉ！、ＭｇＯ、Ｂｏ。

などがある。

また、打込むイオン種としては、セラミックス中で析出
物を生じにくいこと、打込装置上の問題からガスになり
やすいこと、が必要とされる。セラミックスとして上述
の８１０　、　ＡｔＮ　、　ＭＯ８ｉ！、ＭｇＯ、Ｂｏ
ｏを用いる場合、イオン種としては窒素又は酸素が最も
望ましい。これらのイオン種を用いた場合、容易にセラ
ミックスのしん性を改善できるだけでなく、打込まれた
相の特性が５００Ｃ程度までの熱処理に対して安定で、
磁気ディスク装置として使用する際にイオン打込層の機
械的性質が長期にわたって安定であるという利点もある
。

また、本発明のイオン打込層を設ける方法は空気ベアリ
ング１ｍの形状が平面の場合だけでなく、曲面の場合に
も利用できる。

イオン打込層は必ずしも空気ベアリング面の全面に設け
られている必要はなく、空気ベアリング面の一部に設け
られていても摺動特性の向上にある程度の効果を発揮す
る。これは一般にイオン打込層が周囲よりも盛上るため
、イオン打込層が優先的に磁気ディスクと接触するため
である。しかしながら、充分に優れた摺動特性を得る目
的のためには、イオン打込層の面積が空気ベアリング面
の捧以上であることが望ましい。

〔実施列〕

以下、本発明を実施列によシ更に具体的に説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されない。

実施例１ 第１表に示した各種セラミックス材料を用いて、第１図
に示す構造のスライダ？作製した。第１図において、符
号１はスライダ、２は空気ベアリング面、３はイオン打
込層、４はパーマロイとコイル及び樹脂絶縁膜より成る
磁気回路を意味し、使用時には空気ベアリング面２を磁
気ディスク面に対向させて配置する。

なお、イオン打込みは、磁気回路形成後のスライダに対
して行った。

このスライダを、１４インチの塗布型ディスク（最大表
面粗さα２μｍ　）と組合せた時のＣ８／　８性能、及
び浮上量をｃＬ１５μｍ　（通常の使用条件はα２５μ
ｍであシ、約１０倍の加速試験に相当する）として３６
００ｒｐｍで回転した時の連続寿命を第１表に示す。こ
こで、ａＳ／Ｓ寿命及び連続寿命は、共にディスクが変
質して磁気ヘッドの磁気回路に現れる出力が１０％減少
するまでのＣＳ　／　Ｓ回数又は回転数として示した。

第１表より、本発明のスライダの特性が優れていること
がわかる。特にセラミックスとして熱伝導率の大きいも
のを用いた場合、減磁の少ないことがわかる。

また、ディスクを５６００　ｒｐｍで回転させながら、
磁気ヘッドにＩ　Ｈｚの振動を加えて６０分間強制的に
磁気ヘッドをディスクに衝突させた。その結果、本発明
のスライダでは空気ベアリング面に大きな損傷はなく、
特にセラミックスの割れは全く認められなかった。他方
、イオン打込層を設けない場合には、粒界単位でセラミ
ックスにクラックが入って、所々粒子のはがれを生じた
。

更にまた、Ａ１１０ｚ　／　Ｔｉｅ　　セラミックス表
面に約α１μｍ厚さのｈｔ！ｏ３又はソーダライムガラ
スをスパッタしたスライダを同じ方法で試験した所、セ
ラミックスとスパッタ層との界面ではく離を生じた。こ
れらの結果、ディスク表面にも大きな損傷を生じた。

実施例２ セラミックスとしてＭｇＯとＡｔＮの１＝１から成る混
合焼結体を、打込イオン種としてＮ、十を選び、イオン
の加速電圧を変えて、打込層深さの変化したスライダを
作製した。なお、打込量はＩ　Ｘ　１０１７／備２一定
とした。イオン打込層深さくμｍ）と上述の連続寿命（
回）の関係を第２図にグラフとして示す。

第２図より、打込層深さが１ｌ１１μｍ以上の時に特に
有効なことがわかる。

実施例３ 第５図に示すように、Ｓｉｎ！セラミックスを用いて、
空気ベアリング面が曲面（長円）の形状をしたスライダ
を作製した。次に、この空気ベアリング面にＮ２　　イ
オンを打込んで、深さ約０．２μｍのイオン打込層を形
成した。このスライダは特に耐摺動性に優れておシ、実
施例１に述べた塗布型ディスクに対する連続寿命はｌＸ
１０７回と極めて大きい。

また、塗布型ディスクの代シに、Ｆｅ２Ｏ３のスパッタ
ディスク（表面の最大粗さく１１２μｍ　）に対するＣ
　Ｓ　／　Ｓ寿命及びスペーシング１１μｍにおける連
続寿命は、それぞれ５Ｘ１０’回及び３Ｘ１０７回と、
スライダとして極めて高い信頼性を示す。

実施例４ 実施列１と同様な方法でスライダを作製し、空気ベアリ
ング面にイオン打込を行った後、第４図に示すように、
空気ベアリング面の一端を斜め研磨して、テーパ部２１
を形成した。このテーパ部の形成により、スライダの浮
上特性が安定する。

このテーパ部ではイオン打込層３が削り落されているが
、第４図に示したスライダは第１図に示したスライダと
同様のＯＢ　／　Ｓ寿命及び連続寿命を示した。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のスライダは耐摺動性に優
れ、従来のイオン打込層のないスライダに比べて連続寿
命は１０〜１００倍以上に向上するという顕著な効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図、第５図及び第４図は本発明の磁気ヘッドスライ
ダの構造例を示す模式図、第２図は本発明の実施例で得
られた磁気ヘッドスライダの特性を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、記録媒体に対し接触起動・停止動作を伴う浮動形磁
   気ヘッドスライダにおいて、上記スライダがセラミック
   スから構成されており、かつ、記録媒体面と接触起動・
   停止動作を行う上記スライダの空気ベアリング面の少な
   くとも一部分が、イオン打込層から成ることを特徴とす
   る磁気ヘッドスライダ。 ２、該セラミックスの熱伝導率が、０．１Ｃａｌ／ｃｍ
   、ｓｅｃ、℃以上である特許請求の範囲第１項記載の磁
   気ヘッドスライダ。 ３、該セラミックスが、ＳｉＣ、ＡｌＮ、ＭｏＳｉ＿２
   、ＭｇＯ又はＢｅＯを主体としているものである特許請
   求の範囲第２項記載の磁気ヘッドスライダ。 ４、該イオン打込層に打込まれたイオン種が、窒素又は
   酸素を主体とするものである特許請求の範囲第１項〜第
   ５項のいずれかに記載の磁気ヘッドスライダ。