JP2004087123A - Recording head, method for manufacturing recording head, and composite head and magnetic recording and reproducing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は磁気記録再生装置用の磁気ヘッド、ならびに磁気記録再生装置に関するものであり、特に詳しくは、高い記録能力を実現する飽和磁化の大きい材料を磁気コアに用いた場合にも、再生特性の変動を抑制した記録ヘッド、複合ヘッド、ならびに磁気記録再生装置に関するものである。 The present invention relates to a magnetic head for a magnetic recording / reproducing apparatus and a magnetic recording / reproducing apparatus. More particularly, the present invention relates to a magnetic recording / reproducing apparatus. The present invention relates to a recording head, a composite head, and a magnetic recording / reproducing apparatus in which fluctuation is suppressed.
磁気記憶装置の小型化および大容量化に伴って、磁気媒体上に記録される1ビット当りの体積が急速に小さくなって来ている。この微小なビットから発生する磁気信号を大きな再生出力として検出できるのが、磁気抵抗効果型ヘッド(以下「MRヘッド」という。)である。 (4) With the miniaturization and large capacity of magnetic storage devices, the volume per bit recorded on a magnetic medium is rapidly decreasing. A magnetoresistive head (hereinafter referred to as "MR head") can detect a magnetic signal generated from the minute bit as a large reproduction output.
このMRヘッドについては、非特許文献1において「A MagnetoresistivityReadoutTransducer」として論じられている。
This MR head is discussed in
更に最近では、このMRヘッドに対して大幅な高出力化を実現できる巨大磁気抵抗効果(以下「GMR」という。)を用いたGMRヘッドが実用化されてきている。 More recently, a GMR head using a giant magnetoresistance effect (hereinafter referred to as "GMR") capable of realizing a significantly higher output than this MR head has been put into practical use.
このGMR効果において、特に、抵抗の変化が2枚の隣接する磁性層の磁化方向間の余弦と対応する、一般にスピンバルブ効果と呼ばれる磁気抵抗効果は、小さな動作磁界で大きな抵抗変化をすることから、これを用いてのGMRヘッドが「GMRヘッド」の総称となっている。 In the GMR effect, in particular, the magnetoresistive effect generally called a spin valve effect, in which the change in resistance corresponds to the cosine between the magnetization directions of two adjacent magnetic layers, is because a large change in resistance occurs with a small operating magnetic field. A GMR head using this is a general term for a “GMR head”.
このスピンバルブ効果を用いたGMRヘッドについては非特許文献2において「Design,Fabrication & Testing of Spin−ValveRead Heads for High DensityRecording」として論じられている。
G The GMR head using the spin valve effect is discussed in
この中で、スピンバルブ効果を発生させる2枚の磁性層の内の一方の磁性層は、この磁性層に反強磁性膜を積層することにより発生する交換結合磁界によって、ヘッド感磁部に進入する媒体磁界の方向に実質的に揃うように磁化が固定された磁化固定層となっている。 Among them, one of the two magnetic layers that generate the spin valve effect enters the head magnetic sensing part by an exchange coupling magnetic field generated by laminating an antiferromagnetic film on this magnetic layer. The magnetization fixed layer has a magnetization fixed so as to be substantially aligned with the direction of the medium magnetic field.
そして、この磁化固定層とCu等の導電層とを介して隣接するもう一方の磁性層は、媒体磁界に対して自由に磁化方向を変えることができる磁化自由層となっている。以下ではこのスピンバルブ効果を用いたGMRヘッドを「GMRヘッド」と称する。 {Circle around (2)} The other magnetic layer adjacent to the fixed magnetization layer and the conductive layer made of Cu or the like is a magnetization free layer that can freely change the magnetization direction with respect to the medium magnetic field. Hereinafter, a GMR head using the spin valve effect is referred to as a “GMR head”.
図6、図7は従来に於けるGMR再生ヘッド70とID記録ヘッド60からなる複合ヘッド50の一具体例の構成図であり、図7はGMRヘッドの構造を、磁気媒体と対向する面であるエア・ベアリング・サーフェイス面(ABS面)から見た図、および、図6は、図7中のA−Bの線での断面図である。
6 and 7 are configuration diagrams of a specific example of a conventional
すなわち、スライダとなるセラミック1上に積層された下シールド2及び上シールド6の間に、絶縁体から成る磁気分離層3を介し、中央領域4としてGMR効果を発生させるスピンバルブ積層構造体を配置し、この中央領域4の両端に、これに電流とバイアス磁界とを供給するための端部領域5を形成する。以上が再生を行うGMR素子である。
That is, between the
さらに、上シールド6を第1の磁気コア6とし、この磁気コア6のGMR素子と反対側の面に、記録ギャップ7を介して、第2の磁気コア11を配置する。
Furthermore, the
磁気コア6、11のABSから少し奥には、記録ギャップ膜7、非磁性絶縁体10aおよび非磁性絶縁体10bで挟まれたコイル9を配置し、このコイルからの発生磁界によって磁化された磁気コア6、11間の記録ギャップ7から漏れる磁束によって記録を行う。
A
以上のGMR、あるいはMRによる再生ヘッドと、インダクティブ(以下「ID」という。)による記録ヘッドとが積層された複合構造ヘッドを称して、ここでは複合ヘッドと呼ぶこととする。 複合 A composite structure head in which the above-described GMR or MR reproducing head and an inductive (hereinafter, referred to as “ID”) recording head are stacked is referred to as a composite head.
ところで、GMRを用いた複合ヘッドが実際に使用される記録密度は、1平方インチ当たり3ギガビット以上の高密度記録領域である。これ以下の記録密度では、従来からの磁気異方性を用いた複合ヘッドで十分にまかなうことができる。 The recording density at which the composite head using GMR is actually used is a high-density recording area of 3 gigabits or more per square inch. At recording densities lower than this, a conventional composite head using magnetic anisotropy can be sufficiently covered.
すなわち、実用的に意味のあるGMRを用いた複合ヘッドは、1平方インチ当たり3ギガビット以上の高密度な磁気記録再生を実現するものとなる。 That is, a composite head using GMR that is practically meaningful realizes high-density magnetic recording and reproduction of 3 gigabits or more per square inch.
逆に言えば、GMRを用いた複合ヘッドを用いて構築される磁気記録再生装置は、1平方インチ当たり3ギガビット以上の高密度な記録再生を行う装置である。 Conversely, a magnetic recording / reproducing device constructed using a composite head using GMR is a device for performing high-density recording / reproducing of 3 gigabits per square inch or more.
ところで、磁気媒体への記録機能を担うIDヘッドは、常に高密度な記録性能の向上が求められてきた。特に、高密度な記録を行うためには磁気媒体の高保磁力化が必須である。これは、記録密度の向上とともに媒体上に記録される磁化の遷移長を小さくするため、また、1ビット当りの磁化長が短くなっても磁化を安定に保持するためである。 IDBy the way, an ID head having a function of recording on a magnetic medium has always been required to have high-density recording performance. In particular, in order to perform high-density recording, it is essential to increase the coercive force of the magnetic medium. This is because the transition length of the magnetization recorded on the medium is reduced along with the improvement in the recording density, and the magnetization is stably maintained even if the magnetization length per bit is shortened.
このことから従来より、IDヘッドとしては高密度記録に適した高保磁力媒体に記録を行えるよう記録磁界を増大させるための開発が精力的に進められてきた。 From this, the development of an ID head for increasing the recording magnetic field so as to perform recording on a high coercive force medium suitable for high-density recording has been energetically advanced.
従来、IDヘッドの磁気コアには、Niが80重量%程度のNi−Feめっき膜(以下、パーマロイと言う)が使用されてきた。この材料は1T(テスラ)程度の飽和磁化(Bs)を持ち、1平方インチ当たり3ギガビットの記録を行えることが、非特許文献3において「3Gb/in2 recordingdemonstration with dual element heads & thin film disks」として述べられている。
Conventionally, a Ni—Fe plated film (hereinafter, referred to as permalloy) of about 80% by weight of Ni has been used for the magnetic core of the ID head. This material has a saturation magnetization (Bs) of about 1T (tesla) and can perform recording of 3 gigabits per square inch, which is described in Non-Patent
しかしながら、1平方インチ当たり5ギガビット以上の記録を行うためには、パーマロイに代えて、Niが45重量%程度のNi−Feめっき膜(以下、45NiFeと略す)が必要なことが、非特許文献4において「5Gb/in2 recording demonstration withconventional AMR dual element heads& thin film disks」として述べられている。 However, in order to perform recording at 5 gigabits or more per square inch, a Ni—Fe plating film (hereinafter abbreviated as 45NiFe) of about 45% by weight of Ni is required instead of permalloy. No. 4 describes “5 Gb / in2 recording demonstration with conventional AMR dual element heads & thin film disks”.
この材料は最大で1.6T(テスラ)程度の飽和磁化を持つ。また、この材料で1平方インチ当たり12ギガビット程度の記録を行えることが、非特許文献5において「12Gb/in2 recording demonstration with SV read heads & conventional narrow pole−tipwrite」として述べられている。一方、Bsが1.6程度のNi−Feめっき膜を用いた例としては、特許文献1や特許文献2が挙げられる。
材料 This material has a maximum saturation magnetization of 1.6T (tesla). In addition, Non-Patent
又、スパッタ法により形成された高飽和磁化Bs材料を用いた例としては、特許文献3のように、Co−Ta−Zrスパッタ膜に代表される、Co系の非晶質を用いた例がある。
Further, as an example using a high saturation magnetization Bs material formed by a sputtering method, an example using a Co-based amorphous material typified by a Co-Ta-Zr sputtered film as in
Co系非晶質膜では1.5T程度までの高Bsが可能である。また、特許文献4では、窒化第2鉄などの高Bs材料の適用が開示されている。鉄−窒素系材料では1.9T程度の高Bsが可能と思われる。
In a Co-based amorphous film, high Bs up to about 1.5T is possible.
更に、磁気ヘッドとしての製造工程の簡便性、低コスト性を考慮した場合、記録磁極を形成する磁性材料としては、めっき法で形成されることが有効である。 Further, in consideration of the simplicity of the manufacturing process and the low cost of the magnetic head, it is effective that the magnetic material for forming the recording magnetic pole is formed by a plating method.
めっき法においては、予め磁極の形状を貫いたフォトレジスト枠を形成し、この枠内にめっき膜を成長させることで所望のパタンを得ることができる。この方法の簡便性、低コスト性から、現在ではこの方法が薄膜磁気ヘッドの標準的な製造方法になっている。 In the plating method, a desired pattern can be obtained by forming a photoresist frame in advance through the shape of the magnetic pole and growing a plating film in the frame. Due to the simplicity and low cost of this method, this method is now the standard method for manufacturing thin-film magnetic heads.
一方、スパッタ法により磁気コアパタンを形成する場合は、予め成膜した磁性膜上にフォトレジストマスクをコア形状に形成し、イオンビームを用いたエッチングによりコアパタンを形成することになる。 On the other hand, when a magnetic core pattern is formed by a sputtering method, a photoresist mask is formed in a core shape on a magnetic film formed in advance, and the core pattern is formed by etching using an ion beam.
この方法では、第1に高価なイオンビームエッチング装置が必要であり、第2に数μmという厚い磁気コア膜をパタニングするためには長い加工時間が必要であり、第3に媒体への記録幅を決定する磁気コア先端部を狭幅に形成することがたいへん難しいという問題がある。 In this method, firstly, an expensive ion beam etching apparatus is required, secondly, a long processing time is required to pattern a thick magnetic core film of several μm, and thirdly, a recording width on a medium is required. There is a problem that it is very difficult to form a magnetic core tip portion having a narrow width.
特に、図6のようにコイルおよびその上下の絶縁体層による大きな段差のある条件下での上コア11のパタニングはたいへん難しい。
Particularly, it is very difficult to pattern the
特許文献5では、コイルおよび絶縁層による大きな段差を形成する前に磁気コア先端部のみを形成し、この部分に鉄−窒素スパッタ膜を導入する方法を開示しているが、本来、イオンビームエッチングを用いる方法であり、安価な製造方法を提供することはできない。
以上のように、スパッタ膜を磁気コアに適用することは、製造工程の複雑化に伴うコストの上昇を免れ得ない。 As described above, applying the sputtered film to the magnetic core cannot avoid the increase in cost due to the complicated manufacturing process.
又、記録密度の向上とともに、45Ni−Feで得られる1.5Tを超える高Bs膜が必須となることが考えられる。これを安価なめっき法で実現することには大きな意義がある。めっき膜で1.5Tを超える高Bsを実現する材料系としてはCo−Fe−Ni系が有望と考えられる。 Also, it is considered that a high Bs film exceeding 1.5 T obtained by 45Ni—Fe is required as the recording density is improved. It is of great significance to achieve this with an inexpensive plating method. A Co-Fe-Ni-based material is considered to be promising as a material system for realizing high Bs exceeding 1.5 T in the plating film.
更には、特許文献6の第1図の3元素の組成図には、Co−Fe−Niめっき膜における磁歪λs=0の線が示され、同公報第2図の3元組成図には、Co−Fe−Niめっき膜におけるBsが示されている。
Further, in the composition diagram of the three elements in FIG. 1 of
これらの図から、λsが実質的にゼロとなる80Co10Fe10Ni付近でのBsは1.6T程度であることが開示されている。 From these figures, it is disclosed that Bs in the vicinity of 80Co10Fe10Ni where λs becomes substantially zero is about 1.6T.
一方、特許文献7では、上記の特許文献8で実現されなかった低磁歪と高Bsとを両立するために、Co−Fe−Niめっき膜の結晶性の調整を行っている。
On the other hand, in
この結果、λs<5×10−6でBsが1.7T程度のめっきCo−Fe−Ni膜を得ている。 As a result, a plated Co—Fe—Ni film with λs <5 × 10 −6 and Bs of about 1.7 T is obtained.
また、特許文献9では、やはり結晶性の調整により低保磁力を得るとともに、1.3から2Tの範囲のBsを得た旨が述べられている。
Moreover,
さらに、特許文献10では、Co−Ni−Fe めっき膜をサッカリンなどのSを含む添加剤の無い浴で成膜し、膜中のイオウ濃度を0.1重量%以下に抑えた高純度な膜とすることによって、特許文献11に対して、Fe組成の多い領域にfccとbccの混晶組成が移動するとともに、この組成で磁歪が実用水準にまで低減し、1.9Tから2.2Tという極めて高いBsが、保磁力2.50e以下という良好な軟磁気特性とともに実現することが開示されている。
Further, in
以上のように、Co- Ni−Fe系のめっき膜は、その結晶性や膜中への混入物の含有量の制御などによって、IDヘッドの磁気コア材料としての実用的な軟磁気特性を実現することができる。そして、特許文献12に開示されたように、極めて大きなBsを有し、かつ、良好な軟磁性を実現することも可能である。
上記した様に、高密度な磁気記録を達成するための記録コア材料として、以上のように、めっき法により形成された飽和磁化の大きい、Co−Ni−Fe膜や45NiFe膜が極めて有望であるといえる。しかしながら、これらの膜には、以下のような性質があるために、従来、この性質に起因した様々な問題を引き起こしていた。 As described above, as described above, a Co-Ni-Fe film or a 45NiFe film having a large saturation magnetization formed by a plating method is extremely promising as a recording core material for achieving high-density magnetic recording. It can be said that. However, these films have the following properties, and have conventionally caused various problems due to these properties.
即ち、第1の問題点は、高BsのCo−Ni−Fe膜や45NiFe膜の磁歪が正である点である。 That is, the first problem is that the magnetostriction of a high Bs Co—Ni—Fe film or 45NiFe film is positive.
例えば、45NiFe膜を記録コアと兼用されたGMR再生ヘッドの上シールドに適用した場合、記録動作後の再生出力の変動が著しく顕著となり、実用に耐えない複合ヘッドとなっていた。 For example, when a 45NiFe film is applied to the upper shield of a GMR reproducing head also used as a recording core, the reproduction output after the recording operation fluctuates significantly, resulting in a composite head that is not practical.
これは、磁歪が正であるために、記録動作後の上シールドの磁化状態が一定の状態に安定しにくくなり、再生特性に影響を与えるためである。 (4) This is because the magnetostriction is positive, so that the magnetization state of the upper shield after the recording operation is hardly stabilized at a constant state, which affects the reproduction characteristics.
よって、記録用の磁気コアと兼用された上シールドに、45NiFeを適用することは出来なかった。 Therefore, 45NiFe could not be applied to the upper shield which was also used as the recording magnetic core.
このため、飽和磁化の大きい45NiFeは上コアのみへの適用となり、上シールドは通常のパーマロイが適用されたため、記録能力自体にも制限を与える結果となっていた。 (4) For this reason, 45NiFe having a large saturation magnetization was applied only to the upper core, and ordinary permalloy was applied to the upper shield, so that the recording capability itself was limited.
また、Co−Ni−Fe膜は、組成の制御によって磁歪を正から負へと制御することはできるが、飽和磁化が1.7T以上と大きい組成では正磁歪である。よって、前述の45NiFeと同様の問題を抱えていた。 CoAlthough the Co—Ni—Fe film can control the magnetostriction from positive to negative by controlling the composition, it has positive magnetostriction when the saturation magnetization is as large as 1.7 T or more. Therefore, there was a problem similar to that of 45NiFe described above.
更には、従来から上シールドに用いられてきたパーマロイの場合には、パーマロイ膜の磁歪は膜組成で制御されるため、上シールドとして適切な磁歪とするための組成の管理が厳密にされる必要があった。これは製造コストを引き上げる原因となっていた。 Furthermore, in the case of permalloy conventionally used for the upper shield, since the magnetostriction of the permalloy film is controlled by the film composition, it is necessary to strictly control the composition for obtaining an appropriate magnetostriction as the upper shield. was there. This has led to increased manufacturing costs.
又、第2の問題点は、特に、飽和磁化が2T程度と大きな値が得られるCo−Ni−Fe膜で、応力が大きい点である。 2The second problem is that the stress is large especially in a Co—Ni—Fe film in which the saturation magnetization is as large as about 2T.
応力としては0.8GPa程度であり、2μm以上の厚い膜を形成しようとすると、膜の剥離が顕著となっていた。 The stress is about 0.8 GPa, and when a thick film having a thickness of 2 μm or more is to be formed, peeling of the film has been remarkable.
その結果、従来、上磁気コア全体を飽和磁化の大きいCo−Ni−Fe膜で形成しようとすると、膜厚として2μm以上を必要とするために、製造が困難であった。Co−Ni−Fe膜を上磁気コアに適用する方法としては、記録ギャップ近傍にCo−Ni−Fe膜を0.5μm程度形成し、さらにパーマロイを3.5μm程度積層する方法が用いられてきた。 As a result, conventionally, if it was attempted to form the entire upper magnetic core with a Co—Ni—Fe film having a large saturation magnetization, it was difficult to manufacture because the film thickness required was 2 μm or more. As a method of applying the Co-Ni-Fe film to the upper magnetic core, a method of forming a Co-Ni-Fe film in the vicinity of the recording gap in a thickness of about 0.5 µm and further laminating a permalloy in a thickness of about 3.5 µm has been used. .
この方法でも高飽和磁化材料の効果を大きく引き出すことに成功しているが、更に、効果を最大限引き出すためには、上コア全体をCo−Ni−Fe膜で形成することが望ましい。 で も Also with this method, the effect of the high saturation magnetization material has been successfully brought out to a great extent, but in order to further bring out the effect to the maximum, it is desirable to form the entire upper core with a Co—Ni—Fe film.
更に、第3の問題点は、一般的に、記録ヘッドには、記録密度の向上とともに、より高周波での動作が求められている。特に、飽和磁化が2T程度と大きな値が得られるCo−Ni−Fe膜では、比抵抗が20μΩcm程度と小さいために、高周波動作での渦電流損失が増大し、記録特性の劣化を招きやすいと言う点である。 Further, the third problem is that, generally, the recording head is required to operate at higher frequency as well as to increase the recording density. In particular, in the case of a Co—Ni—Fe film having a large saturation magnetization of about 2T, the specific resistance is as small as about 20 μΩcm, so that the eddy current loss in high-frequency operation increases and recording characteristics are likely to deteriorate. That is the point.
従って、本発明の主たる目的は、上記した従来技術の欠点を改良し、高い記録能力を実現する飽和磁化の大きいCo−Ni−Fe膜や45NiFe膜を複合ヘッドの上シールドに適用した場合にも、再生特性の変動の抑制された記録ヘッド、および、複合ヘッドを提供することである。 Therefore, a main object of the present invention is to improve the above-mentioned disadvantages of the conventional technique and to apply a Co--Ni--Fe film or 45NiFe film having a large saturation magnetization for realizing high recording performance to the upper shield of the composite head. Another object of the present invention is to provide a recording head and a composite head in which fluctuations in reproduction characteristics are suppressed.
又、本発明の第2の目的は、飽和磁化の大きい磁気コア材料、特に、1.5以上の飽和磁化の得られるCo−Ni−Fe膜やNi−Fe合金膜を用いて、その高飽和磁化特性を最大限に記録特性として活用できる、記録ヘッドを提供することである。 A second object of the present invention is to use a magnetic core material having a large saturation magnetization, in particular, a Co—Ni—Fe film or a Ni—Fe alloy film having a saturation magnetization of 1.5 or more to obtain a high saturation magnetization. An object of the present invention is to provide a recording head capable of maximizing the use of magnetization characteristics as recording characteristics.
又、本発明の第3の目的は、高周波での記録性能の高い、記録ヘッドを提供することである。 A third object of the present invention is to provide a recording head having high recording performance at high frequencies.
更に、本発明の第4の目的は、上記の記録ヘッド、複合ヘッドの製造方法を提供することである。特に、本発明の記録ヘッドを適用することにより実現する高密度記録に対応した狭幅な記録を可能とする磁気コアの製造方法を提供することである。 {Circle around (4)} A fourth object of the present invention is to provide a method for manufacturing the above-described recording head and composite head. In particular, it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a magnetic core capable of performing narrow recording corresponding to high-density recording realized by applying the recording head of the present invention.
更に、本発明の第5の目的は、上記の記録ヘッド、複合ヘッドを搭載した磁気記録再生装置を提供することである。 Further, a fifth object of the present invention is to provide a magnetic recording / reproducing apparatus equipped with the above recording head and composite head.
本発明は上記した目的を達成するため、基本的には以下に記載されたような技術構成を採用するものである。 In order to achieve the above object, the present invention basically adopts the technical configuration as described below.
即ち、本発明に係る第1の態様としては、対向する第1の磁気コアと第2の磁気コアの一方の端部が記録ギャップを形成し、その他方の端部が磁気的接合を形成しており、前記第1の磁気コアと前記第2の磁気コアとの間に、絶縁体により絶縁されたコイルが設けられ、前記コイルにより励磁された前記第1、第2の磁気コアの磁束が、前記記録ギャップから漏れることにより磁気媒体に記録を行う磁気ヘッドであって、前記記録ギャップの磁気媒体に近接する先端部から、前記磁気的な接合の接点までの距離L(以下、ヨーク長という)が、20μm以下であって、前記対向する第1、第2の磁気コアの少なくとも一方の磁気コアの記録ギャップ近傍が、Co,Fe,Niから選択される少なくとも2種類の元素を主成分とすることを特徴とする記録ヘッドであり、又、本発明に係る第2の態様としては、上記した様な磁気ヘッドを有する記録ヘッドを製造する方法であって、前記コイルの形成は、絶縁体膜上にシード層を形成する第1の工程、前記シード層上にレジストパタンを形成する第2の工程、前記レジストパタン間にコイル材をめっき成形により堆積せしめる第3の工程、前記レジストパタンを除去する第4の工程、レジストパタン下にあったシード層を除去する第5の工程、及び絶縁体で当該コイル材を覆う第6の工程、とが上記の順番で実行される様に構成されている記録ヘッドの製造方法である。 That is, according to a first aspect of the present invention, one end of the opposing first magnetic core and the second magnetic core forms a recording gap, and the other end forms a magnetic junction. A coil insulated by an insulator is provided between the first magnetic core and the second magnetic core, and a magnetic flux of the first and second magnetic cores excited by the coil is provided. A magnetic head that performs recording on a magnetic medium by leaking from the recording gap, wherein a distance L (hereinafter referred to as a yoke length) from a leading end of the recording gap close to the magnetic medium to a contact point of the magnetic junction. ) Is 20 μm or less, and the vicinity of the recording gap of at least one of the opposing first and second magnetic cores is mainly composed of at least two types of elements selected from Co, Fe, and Ni. Specially According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a recording head having a magnetic head as described above, wherein the coil is formed by seeding on an insulator film. A first step of forming a layer, a second step of forming a resist pattern on the seed layer, a third step of depositing a coil material between the resist patterns by plating, and a fourth step of removing the resist pattern. , A fifth step of removing the seed layer under the resist pattern, and a sixth step of covering the coil material with an insulator in the above-described order. Is a manufacturing method.
更に、本発明に係る第3の態様としては、上記した様な磁気ヘッドを有する記録ヘッドを製造する方法であって、前記コイルの形成は、絶縁体膜パタンを形成する第1の工程、前記絶縁体膜パタンにコイルを形成するための溝部を形成する第2の工程、前記溝部を形成された絶縁体パタンにシード層を形成する第3の工程、前記シード層上にめっきによりコイル材を形成する第4の工程、研磨により、前記溝部以外に形成されたコイル材を除去するとともに、前記溝部中に形成されたコイル材表面の高さと、前記溝部以外の前記絶縁体膜表面の高さとを合せる第5の工程、及び前記溝部中に形成されたコイル材と、前記溝部以外の前記絶縁体膜表面を絶縁体で覆う第6の工程、とが上記の順番で実行される様に構成されている記録ヘッドの製造方法である。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a recording head having a magnetic head as described above, wherein the coil is formed by a first step of forming an insulator film pattern, A second step of forming a groove for forming a coil in the insulator film pattern, a third step of forming a seed layer in the insulator pattern in which the groove is formed, and forming a coil material on the seed layer by plating. The fourth step of forming, while removing the coil material formed other than the groove by polishing, the height of the surface of the coil material formed in the groove, the height of the surface of the insulator film other than the groove, And a sixth step of covering the surface of the insulator film other than the groove with an insulator, and a fifth step of combining the coil material formed in the groove with an insulator. Of the recording head It is a production method.
一方、本発明に係る第4の態様としては、前記した記録ヘッドに設けられている当該第1、第2の磁気コアの一方の磁気コアを第1の磁気シールドとして兼用し、前記第1の磁気シールドと、前記第1の磁気シールドと対向して設けられた第2の磁気シールドとの間に設けられた磁気抵抗効果素子によって再生を行う様に構成されている複合ヘッドであり、本発明に係る第5の態様としては、上記した当該複合ヘッドを搭載した磁気記録再生装置である。 On the other hand, according to a fourth aspect of the present invention, one of the first and second magnetic cores provided in the recording head is also used as a first magnetic shield, and the first magnetic shield is provided. The present invention is a composite head configured to perform reproduction by a magnetoresistive element provided between a magnetic shield and a second magnetic shield provided opposite to the first magnetic shield. A fifth aspect according to the present invention is a magnetic recording / reproducing apparatus equipped with the above-described composite head.
本発明により、第1に、高い記録能力を実現する飽和磁化の大きいCo−Ni−Fe膜や45NiFe膜を複合ヘッドの上シールドに適用した場合でも、再生ノイズの抑制された記録ヘッド、および、複合ヘッドが実現した。 According to the present invention, first, even when a Co—Ni—Fe film or 45NiFe film having a large saturation magnetization for realizing high recording performance is applied to the upper shield of the composite head, a recording head in which reproduction noise is suppressed, and A composite head has been realized.
第2に、飽和磁化の大きい磁気コア材料、特に、2Tの飽和磁化の得られるCo−Ni−Fe膜を用いて、その高飽和磁化特性を最大限に記録特性として活用できる記録ヘッドが提供された。 Secondly, there is provided a recording head which uses a magnetic core material having a large saturation magnetization, in particular, a Co-Ni-Fe film capable of obtaining a 2T saturation magnetization, and can utilize its high saturation magnetization characteristics to the maximum extent as recording characteristics. Was.
第3に、高周波での記録性能の高い、記録ヘッドが提供された。 Third, a recording head having high recording performance at high frequencies was provided.
第4に、高密度記録に対応したトラック幅の狭い記録ヘッドを提供する事が可能となった。 Fourth, it is possible to provide a recording head with a narrow track width corresponding to high-density recording.
第5に、以上の記録ヘッド、複合ヘッドの製造方法が提供しえる様になった。第6に、上記の記録ヘッド、複合ヘッドを搭載した磁気記録再生装置により、大容量で高速データ転送に適した記憶装置が実現された。 Fifth, the above-described method of manufacturing a recording head and a composite head can be provided. Sixth, a storage device suitable for high-speed data transfer with a large capacity has been realized by the magnetic recording / reproducing device equipped with the above-mentioned recording head and composite head.
本発明に係る当該記録ヘッド、複合ヘッド、或いは磁気記録再生装置は、上記した様な技術構成を採用しているので、高い記録能力を実現する飽和磁化の大きいCo−Ni−Fe膜や45NiFe膜を複合ヘッドの上シールドに適用した場合でも、再生ノイズの抑制された記録ヘッド、および、複合ヘッドを実現させる事が可能となると同時に、飽和磁化の大きい磁気コア材料、特に、1.5以上の飽和磁化の得られるCo−Ni−Fe膜を用いて、その高飽和磁化特性を最大限に記録特性として活用できる記録ヘッドが実現し得る。 Since the recording head, the composite head, or the magnetic recording / reproducing apparatus according to the present invention employs the above-described technical configuration, a Co—Ni—Fe film or a 45NiFe film having a large saturation magnetization for realizing high recording performance is provided. Is applied to the upper shield of the composite head, it is possible to realize a recording head in which reproduction noise is suppressed, and a composite head, and at the same time, a magnetic core material having a large saturation magnetization, in particular, 1.5 or more. By using a Co—Ni—Fe film capable of obtaining a saturation magnetization, a recording head capable of maximally utilizing its high saturation magnetization characteristics as recording characteristics can be realized.
特に、Bsが1・7以上のCo−Ni−Fe膜や、Ni−Fe合金膜などでは、いずれも、高Bsになるほど磁歪が正に大きくなる傾向があるため再生ノイズが大きくなる問題があったが、本発明の構成では磁歪が大きな材料でも再生ノイズを抑制できる為、より高Bs膜を磁気コアに適用する事が出来る。 In particular, in the case of a Co—Ni—Fe film or a Ni—Fe alloy film having a Bs of 1.7 or more, the magnetostriction tends to be positively increased as the Bs increases, and thus there is a problem that the reproduction noise increases. However, in the configuration of the present invention, since the reproduction noise can be suppressed even with a material having a large magnetostriction, a higher Bs film can be applied to the magnetic core.
又、本発明に係る当該記録ヘッド、複合ヘッド、或いは磁気記録再生装置は、高周波での記録性能が高く、又高密度記録に対応したトラック幅の狭い記録ヘッドを構成しえるので、大容量で高速データの記録、再生並びにその転送に適した記憶装置が実現出来ることになる。 In addition, the recording head, composite head, or magnetic recording / reproducing apparatus according to the present invention has a high recording performance at high frequencies and can form a recording head with a narrow track width corresponding to high-density recording. A storage device suitable for recording, reproducing, and transferring high-speed data can be realized.
以下に、本発明に係る記録ヘッド及びその製造方法の一具体例の構成を図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, the configuration of a specific example of a recording head and a method of manufacturing the recording head according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
即ち、図1は、本発明に係る当該記録ヘッドの一具体例の構成を示す断面図であって、図中、対向する第1の磁気コア6と第2の磁気コア11の一方の端部61が記録ギャップ7を形成し、その他方の端部62が磁気的接合63を形成しており、前記第1の磁気コア6と前記第2の磁気コア11との間に、絶縁体10により絶縁されたコイル9が設けられ、前記コイル9により励磁された前記第1、第2の磁気コア6、11からの磁束が、前記記録ギャップ7から漏れることにより磁気媒体31に記録を行う磁気ヘッド60であって、前記記録ギャップ7の磁気媒体31に近接する先端部64から、前記磁気的な接合63の接点65までの距離L(以下、ヨーク長という)が、20μm以下である様に設定された記録ヘッド60が示されている。
That is, FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a specific example of the recording head according to the present invention, in which one end of a first
又、図3は、上記した本発明に係る記録ヘッド60の他の構成例を示すものであって、コイル9を覆う下側の絶縁体として、フォトレジスト8を配置した場合である。又、図4は、上記した本発明に係る記録ヘッド60の更に他の構成例を示すものであって、コイル9を2層構成とした場合である。
FIG. 3 shows another configuration example of the
図1、図3、図4には、本発明に係る当該記録ヘッド60で定義される各パラメータの呼び名が示されている。
FIGS. 1, 3 and 4 show the names of the parameters defined by the
即ち、上記した各具体例に於いても、ヨーク長Lは、磁気コア11のABS面40から、磁気コア11と磁気コア6とが接する点65までの長さとする。最端部のコイルからコイルを図中、上側から覆う絶縁体10、10a、10bの端部までの距離をW1、W2、W1’、W2’と表す。コイル9を覆う図中上側の絶縁体10、10a、10bのコイル上の厚さをh、h’と表す。
That is, also in each of the above-described specific examples, the yoke length L is a length from the
又、本発明に係る当該記録ヘッド60に於いては、前記対向する第1、第2の磁気コア6、11の少なくとも一方の磁気コアの記録ギャップ近傍が、Co,Fe,Niから選択される少なくとも2種類の元素を主成分とする磁性体であって、且つ飽和磁化1.5T以上の磁性体で構成されている事が望ましい。
In the
更に、本発明に於ける当該記録ヘッド60に於いては、前記対向する第1、第2の磁気コアの少なくとも一方の磁気コアが、飽和磁化の大きさの異なる磁性体の積層体で構成されており、且つ前記記録ギャップ近傍の磁性体の飽和磁化が、当該記録ギャップから遠い方の磁性体の飽和磁化よりも大きくなる様に構成されている事も望ましい。
Further, in the
この場合、前記記録ギャップ近傍の磁性体が、Co,Fe,Niから選択される少なくとも2種類の元素を主成分とする磁性体であって、且つ飽和磁化が、1.5T以上である事が望ましい。 In this case, the magnetic material in the vicinity of the recording gap is a magnetic material containing at least two kinds of elements selected from Co, Fe, and Ni as main components, and has a saturation magnetization of 1.5 T or more. desirable.
又、本発明に係る当該記録ヘッド60に於いては、前記互いに対向する第1と第2の磁気コア6、11の各々を構成する磁性体の飽和磁化(単位:T)と膜厚(単位:μm)との積が、ヨーク長(単位:μm)に対して、0.05(T)×ヨーク長(μm)+0.5(T・μm)≦飽和磁化(T)×膜厚(μm)の関係を満たす様に構成されている事が好ましい。
Further, in the
また、より好ましい条件としては、0.05(T)×ヨーク長(μm)+0.5(T・μm)≦飽和磁化(T)×膜厚(μm)≦4(T・μm)の関係式を満足するものである。 As a more preferable condition, a relational expression of 0.05 (T) × yoke length (μm) +0.5 (T · μm) ≦ saturated magnetization (T) × film thickness (μm) ≦ 4 (T · μm) Is satisfied.
本願発明者等は、上記した従来技術の問題点を解決する為に種々の実験を行い本発明に到達したものである。 発 明 The inventors of the present application have conducted various experiments to solve the above-mentioned problems of the prior art, and have reached the present invention.
即ち、本願発明者等は、上記した本発明の主たる目的である、高い記録能力を実現する飽和磁化の大きいCo−Ni−Fe膜や45NiFe膜を記録ヘッドの上シールド或いは磁気コアに於ける記録ギャップの近傍に配置する事によって、再生特性の変動の抑制された記録ヘッド、および、複合ヘッドが製造出来ることを知得したものであるが、その際に種々の技術的な問題が発生する事が判明し、その対策も合わせて検討する必要が有った。 That is, the inventors of the present invention have proposed a method of recording a Co-Ni-Fe film or a 45NiFe film having a large saturation magnetization, which achieves a high recording performance, on the upper shield of a recording head or a magnetic core, which is a main object of the present invention. It has been found that by arranging the recording head in the vicinity of the gap, it is possible to manufacture a recording head and a composite head in which fluctuations in reproduction characteristics are suppressed, but various technical problems may occur at that time. It became clear that the countermeasures had to be considered together.
そこで、本願発明者等は、表1から表3に記載されている様な、磁気ヘッドに於ける上コアを構成する磁気コアと上シールドを構成する磁気コアを表1から表3に示す様な種々の膜構成有する試料を作成し、それを使用して種々の磁気ヘッドを制作した。 The inventors of the present application have shown in Tables 1 to 3 the magnetic cores constituting the upper core and the magnetic shield constituting the upper shield in the magnetic head as described in Tables 1 to 3. Samples having various film configurations were prepared, and various magnetic heads were manufactured using the samples.
上記各試料は、各種のパーマロイ膜をはじめ、Co−Ni−Feのそれぞれの組成の構成比率を種々変更した磁性膜をメッキ法或いはスパッタ法で製造したものである。 Each of the above samples is manufactured by plating or sputtering, including various permalloy films and magnetic films in which the composition ratio of each composition of Co—Ni—Fe is variously changed.
又それぞれの試料膜の飽和磁界(T)、磁歪、比抵抗及び膜厚は、それぞれ表1に示した通り変化させると共に、当該各試料膜を使用して磁気ヘッドを製造する場合のヨーク長Lの長さも種々に変化させて製造した。 The saturation magnetic field (T), magnetostriction, specific resistance, and film thickness of each sample film are changed as shown in Table 1, and the yoke length L when manufacturing a magnetic head using each sample film. Was manufactured with various lengths.
特に、当該ヨーク長Lに関しては、表1から表3に記載された通り、当該ヨーク長Lを5μmから75μmの間で種々に変化された磁気ヘッドを作成し、当該ヨーク長を変化させた場合の当該記録ヘッド60に対する影響に付いて検討した。
In particular, regarding the yoke length L, as described in Tables 1 to 3, when a magnetic head in which the yoke length L is variously changed between 5 μm and 75 μm is created and the yoke length is changed. Of the
尚、当該磁気ヘッドを構成するコイルに関しては、図34に示すパターン形状とし、ヨーク長Lの長さに応じてこのパターン形状を縮小、拡大して形成した。そして、コイルにより発生する磁界強度(コイル巻数×電流)の大きさはいずれも同じとなる様にして測定を行った。 The coil constituting the magnetic head had the pattern shape shown in FIG. 34, and was formed by reducing or enlarging the pattern shape according to the length of the yoke length L. The measurement was performed so that the magnitude of the magnetic field intensity (the number of coil turns × current) generated by the coil was the same.
先ず、表1に示す本発明に於ける第1の実施形態及比較例1、2、3に於いては、図2及び図5に示す様に、当該磁気ヘッドの構成は、当該コイルの形態は2段で、磁気コア6は2層の磁性膜で構成し、構成する磁気コア11は1層の磁性膜で構成されている。
First, in the first embodiment and Comparative Examples 1, 2, and 3 of the present invention shown in Table 1, as shown in FIGS. 2 and 5, the configuration of the magnetic head is the same as that of the coil. The
又、表2に於ける本発明に係る第2の実施形態及び表1に示す比較例4乃至14に於いては、図8及び図9に示す様な構成を有する磁気ヘッドを構成したものであり、当該コイルの形態は1段で、磁気コア6は2層の磁性膜で構成し、構成する磁気コア11も2層の磁性膜で構成されている。
Further, in the second embodiment according to the present invention in Table 2 and Comparative Examples 4 to 14 shown in Table 1, magnetic heads having the structure shown in FIGS. 8 and 9 are formed. In this case, the form of the coil is one stage, the
又、表2に於ける本発明に係る第3の実施形態に於いては、図11及び図12に示す様に、当該磁気ヘッドの構成は、当該コイルの形態は1段で、磁気コア6は1層の磁性膜で構成し、構成する磁気コア11は2層の磁性膜で構成されている。
Further, in the third embodiment according to the present invention shown in Table 2, as shown in FIGS. 11 and 12, the configuration of the magnetic head is such that the form of the coil is one stage and the
更に、表2に示す本発明に於ける第4の実施形態に於いては、図13及び図14に示す様に、当該磁気ヘッドの構成は、当該コイルの形態は1段で、磁気コア6は1層の磁性膜で構成し、構成する磁気コア11も1層の磁性膜で構成されている。
Further, in the fourth embodiment of the present invention shown in Table 2, as shown in FIGS. 13 and 14, the configuration of the magnetic head is such that the form of the coil is one stage and the
更に、表3に示す本発明に於ける第5の実施形態及比較例15に於いては、図15に示す様に、当該磁気ヘッドの構成は、当該コイルの形態は1段で、磁気コア6は2層の磁性膜で構成し、構成する磁気コア11は1層の磁性膜で構成されている。
Further, in the fifth embodiment and comparative example 15 of the present invention shown in Table 3, as shown in FIG. 15, the configuration of the magnetic head is such that the form of the coil is one stage,
又、上記表1から表3に於ける各試料に付いての評価は、後述する出力変動率、30%Roll−off周波数が100MHz及びO/W値(dB)を採用し、当該出力変動率が1.0%以下であって、且つ、当該30%Roll−off周波数が100MHz以上であり、且つオーバーライトO/W値(dB)が30以上の場合は、磁気ヘッドとして良好なる特性を示すものとする基準を設けて評価した。 In the evaluation of each sample in Tables 1 to 3, the output fluctuation rate, a 30% Roll-off frequency of 100 MHz, and an O / W value (dB) described later were adopted. Is not more than 1.0%, the 30% Roll-off frequency is not less than 100 MHz, and the overwrite O / W value (dB) is not less than 30. The evaluation was performed based on criteria to be established.
又、記録再生条件としては、磁気媒体の保磁力4000Oe、磁気スペーシング35nmを基準として評価した。 記録 The recording and reproducing conditions were evaluated based on the coercive force of the magnetic medium of 4000 Oe and the magnetic spacing of 35 nm.
先ず、当該第1の実施形態の各特性値から判断すると、当該ヨーク長が、19μm以下であれば、当該磁性膜の構成や、その製造方法には関係なく、後述する出力変動率が1.0%以下であって、且つ、30%Roll−off周波数が100MHz以上であると言う磁気ヘッドとして良好なる特性を示す事が判った。これに対し、比較例1に示した様に、ヨーク長が長いと特に周波数特性が悪化する事が判った。 First, judging from the respective characteristic values of the first embodiment, if the yoke length is 19 μm or less, the output fluctuation rate described later is 1. regardless of the configuration of the magnetic film and the manufacturing method thereof. It was found that the magnetic head exhibited good characteristics of being 0% or less and having a 30% Roll-off frequency of 100 MHz or more. On the other hand, as shown in Comparative Example 1, it was found that when the yoke length was long, the frequency characteristics were particularly deteriorated.
又、特に当該上コア11に45NiFe膜を使用した場合で当該45NiFe膜の磁歪の値が15×10−6であっても、良好な磁気ヘッド特性を示すことが理解される。
特 に Also, it is understood that good magnetic head characteristics are exhibited even when the 45NiFe film is used for the
尚、比較例2及び比較例3は、上記した本発明に係る第1の実施形態と同一の構成を有してはいるものの、特に上コアを構成する磁気コア11の膜厚が薄すぎた為、O/W値(dB)が著しく小さくなるので、当該磁気ヘッドとしては、好ましくない特性を示す事が判った。
Although the comparative examples 2 and 3 have the same configuration as the above-described first embodiment of the present invention, the thickness of the
次に、本発明に於ける第2の実施形態、及びヨーク長Lを23μmから75μmまで変化させた比較例4乃至14の結果から、記録動作に伴う出力変動、及び30%Roll−off周波数特性のヨーク長に対する評価結果を図18及び図19に示した。 Next, from the results of the second embodiment of the present invention and the results of Comparative Examples 4 to 14 in which the yoke length L was changed from 23 μm to 75 μm, the output fluctuation accompanying the recording operation and the 30% Roll-off frequency characteristic 18 and 19 show the evaluation results for the yoke length.
尚、ここでの「記録動作に伴う出力変動」とは記録動作後ごとに再生出力を測定した時の、再生出力の標準偏差の、再生出力の平均値に対する割合(「標準偏差」/再生出力の平均値」)である。 Here, the “output fluctuation accompanying the recording operation” means the ratio of the standard deviation of the reproduction output to the average value of the reproduction output (“standard deviation” / reproduction output) when the reproduction output is measured after each recording operation. The average value of ").
係る実験に於いては、複合ヘッド50では、図8、図9に示すように、記録ギャップ7の近傍の磁気コア6a、磁気コア11aに、飽和磁化が大きく磁歪が正であるCo−Ni−Fe膜を配置した。又、記録ギャップ7から遠い磁気コア6b、磁気コア11bにはパーマロイ膜を配置した。
In such an experiment, in the
図18より明らかな様に、ヨーク長Lを20μm以下となる様に、短くすることによって、上記に説明した、記録動作に伴う出力変動が減少することが明確である。 明 ら か As is clear from FIG. 18, it is clear that the above-described output fluctuation accompanying the recording operation is reduced by shortening the yoke length L so as to be 20 μm or less.
このヨーク長Lを短くすることでのノイズの低減効果は、従来全く指摘されていなかった事柄であるが、実際には驚くほど顕著であることが判明した。 ノ イ ズ The effect of reducing the noise by shortening the yoke length L is a matter which has not been pointed out at all, but it has been found that it is actually surprisingly remarkable.
図18で示すように、ヨーク長が20μm以下となると、出力変動は1%以下(「標準偏差」/再生出力の平均値」≦0.01」)となる。 As shown in FIG. 18, when the yoke length is 20 μm or less, the output fluctuation becomes 1% or less (“standard deviation” / average value of reproduced output ≦ 0.01).
この水準は、記録ヘッドの記録動作の影響がほとんど無視できる水準である。一方、図19は、ヨーク長Lを変えた複合ヘッド(構成は図8及び図9)において、インダクタンスの周波数特性を測定し、高周波側でのインダクタンスが低周波側に対して30%低減する周波数(「30%Roll−off周波数」、と言う)を示す。 This level is such that the effect of the recording operation of the recording head can be almost ignored. On the other hand, FIG. 19 shows the frequency characteristics of the inductance of the composite head (the configuration is shown in FIGS. 8 and 9) in which the yoke length L is changed, and the frequency at which the inductance on the high frequency side is reduced by 30% from the low frequency side. (Referred to as “30% Roll-off frequency”).
ここで、30%Roll−off周波数を高周波特性の目安としたのは、記録再生特性の内のノン−リニア−トランジション−シフト(NLTS)が、インダクタンスが30%程度低減する周波数であるならば20%未満となり、磁気記録再生系として満足の得られる範囲となることが確認されたことによる。 Here, the 30% Roll-off frequency is used as a guide of the high frequency characteristics because the non-linear transition shift (NLTS) in the recording / reproducing characteristics is a frequency at which the inductance is reduced by about 30%. %, Which has been confirmed to be a range in which a magnetic recording / reproducing system can be satisfactorily obtained.
本発明に於いては、当該30%Roll−off周波数を100MHz以上である場合を当該磁気ヘッドとして適切な特性を有するものとして評価したものである。 (4) In the present invention, the case where the 30% Roll-off frequency is 100 MHz or more was evaluated as having appropriate characteristics as the magnetic head.
図18及び図19から明らかな様に、磁気ヘッドに於けるヨーク長Lを短くすることによって、高周波特性は改善され、特に、ヨーク長Lが20μm以下での改善が極めて顕著であることが確認された。 As is clear from FIGS. 18 and 19, it was confirmed that the shortening of the yoke length L in the magnetic head improved the high-frequency characteristics, and particularly when the yoke length L was 20 μm or less, the improvement was extremely remarkable. Was done.
ヨーク長Lを短くすることによる、出力変動減少の原因については、定性的には、記録動作時に上シールドが磁化される体積が減少したことによって、実効的な磁歪の影響が減少したためである、と推察される。 The reason for the decrease in output fluctuation caused by shortening the yoke length L is that, qualitatively, the effect of the effective magnetostriction is reduced due to the reduced volume of the upper shield magnetized during the recording operation. It is inferred.
しかしながら、この体積の減少が、実質的に再生出力の変動としてどの程度の影響になるかについては、定量的な見積りは困難であり、これまでも全く予測されて来なかった。 定量 However, it is difficult to quantitatively estimate how much the reduction in volume will substantially affect the fluctuation of the reproduction output, and it has not been predicted at all.
本発明の上記実験結果によって、出力変動とヨーク長Lとの関係が初めて定量化したものである。 The relationship between the output fluctuation and the yoke length L is quantified for the first time based on the above experimental results of the present invention.
以上の結果は、上シールドに磁歪が正である磁性膜が配置されても、再生特性に及ぼす記録動作の影響を、十分に小さくできることを示している。すなわち、従来の如く、パーマロイ膜のみを上シールドに適用してきた場合においては、その膜組成の管理を緩めることができることを意味し、製造歩留を向上させることが可能となる。 The above results show that even if a magnetic film having a positive magnetostriction is disposed on the upper shield, the effect of the recording operation on the reproduction characteristics can be sufficiently reduced. That is, when only the permalloy film is applied to the upper shield as in the related art, it means that the management of the film composition can be relaxed, and the production yield can be improved.
また、本発明の実施例において使用したCo−Ni−Feめっき膜(元素の組成比が組成比が、Coが60〜70wt%、Feが15〜30wt%、Niが5〜15wt%のもの)は特に高Bs膜であるため、高密度記録に適した材料であるが、その反面、磁歪や応力が大きい材料である。この為、本発明の技術を適用する上では特に好ましい材料であると言える。 Further, a Co-Ni-Fe plating film used in the embodiment of the present invention (having an element composition ratio of 60 to 70 wt% Co, 15 to 30 wt% Fe, and 5 to 15 wt% Ni). Is a material suitable for high-density recording, especially since it is a high Bs film, but is a material having large magnetostriction and stress. For this reason, it can be said that it is a particularly preferable material in applying the technology of the present invention.
更に、上記実施例から明らかのように、スパッタ法により形成されたFe−N膜であっても、本発明の目的を達成し得ることが判る。 Furthermore, as is clear from the above example, it can be seen that the object of the present invention can be achieved even with an Fe—N film formed by a sputtering method.
一方、図20、図21、図22はヨーク長Lが5μm、10μm、20μmと短い長さに於て変化させた時の、記録ギャップから発生する記録磁界強度と、磁気コアの飽和磁化と膜厚との積の関係(シュミレーション結果)を示すものである。 On the other hand, FIG. 20, FIG. 21 and FIG. 22 show the recording magnetic field intensity generated from the recording gap, the saturation magnetization of the magnetic core and the film thickness when the yoke length L is changed to a short length of 5 μm, 10 μm and 20 μm. It shows the relationship of the product with the thickness (simulation result).
このとき、記録ギャップ長や記録ギャップの奥行きなどは一定とした。 At this time, the recording gap length and the recording gap depth were constant.
また、各ヘッドのコイルの発生磁界(コイルの巻数×コイルに流す電流)はいずれも一定となるようにした。 磁 界 Further, the magnetic field generated by the coil of each head (the number of turns of the coil × the current flowing through the coil) was made constant.
さらに、磁界強度は、飽和値で規格化した。 Furthermore, the magnetic field strength was normalized by the saturation value.
各図を参照すると判る様に、記録磁界強度が飽和する飽和磁化×膜厚は、ヨーク長5μmで0.75(T・nm)、10μmで1.00(T・nm)、20μmで1.5(T・nm)と大きくなる。 As can be seen from the respective drawings, the saturation magnetization × film thickness at which the recording magnetic field intensity is saturated is 0.75 (T · nm) at a yoke length of 5 μm, 1.00 (T · nm) at 10 μm, and 1. at 20 μm. 5 (T · nm).
各々のヨーク長に対して、前記以上の飽和磁化×膜厚とすることによって、記録磁界強度が飽和すること、即ち十分な記録磁界を得ることが判る。 (4) It can be understood that the recording magnetic field intensity is saturated, that is, a sufficient recording magnetic field is obtained by setting the saturation magnetization to the above-mentioned thickness for each yoke length.
つまり、上記の結果から判断すると、飽和磁化を一定としてみた場合、ヨーク長が短いほど、磁性膜の膜厚はより薄く構成出来ることが判る。即ち、ヨーク長に対しては、それに応じた適切な膜厚を設定する必要がある事を示している。 In other words, judging from the above results, when the saturation magnetization is assumed to be constant, it is understood that the shorter the yoke length, the thinner the magnetic film can be configured. That is, it is indicated that it is necessary to set an appropriate film thickness corresponding to the yoke length.
記録密度の向上に対応して、再生ギャップと記録ギャップとを近づけるために、上シールドを薄くすることが求められている。 対 応 In order to make the reproduction gap and the recording gap close to each other in response to the improvement in recording density, it is required to make the upper shield thinner.
従来、上シールドを薄くすると、記録動作後の出力変動が大きくなると言う傾向を示していた。そこで、上記の結果の如く、ヨーク長Lを20μm以下と短くすることによって、上シールドを薄膜化しても、出力変動の抑制された複合ヘッドを提供できることが判る。 (4) Conventionally, there has been a tendency that when the upper shield is made thinner, the output fluctuation after the recording operation becomes larger. Thus, as shown in the above results, it can be seen that by reducing the yoke length L to 20 μm or less, it is possible to provide a composite head with suppressed output fluctuation even if the upper shield is made thinner.
更に、上記の結果から判断すると、磁気コアの膜厚は、薄いほど渦電流損失の影響が小さくなる。 Further, judging from the above results, the influence of the eddy current loss becomes smaller as the film thickness of the magnetic core becomes thinner.
また、ヨーク長Lを短くすることによって、ヨーク幅やヨーク膜厚を小さくすることができることから、磁気コアの体積を飛躍的に減少できる。 (4) Since the yoke length L can be reduced by reducing the yoke length L, the volume of the magnetic core can be drastically reduced.
この結果、高周波での渦電流損失が大幅に減少するために、ヨーク長Lを短くすればするほど、高周波での特性が飛躍的に改善される結果をもたらすものと考えられる。ただし、実用上は、使用する周波数帯域での記録特性を満足できれば良く、これを満たす範囲であるならば、製造しやすい厚さとすれば良い。 As a result, since the eddy current loss at high frequencies is greatly reduced, it is considered that as the yoke length L is reduced, the characteristics at high frequencies are dramatically improved. However, in practice, it is only necessary to satisfy the recording characteristics in the frequency band to be used, and if the recording characteristics are within the range, the thickness may be easily manufactured.
めっき法で磁気コア膜を形成する場合、膜厚があまり薄くなると、膜厚の管理は難しくなる。よって、ある程度膜厚が厚いことも製造上は利点がある。 場合 When forming a magnetic core film by plating, if the film thickness is too small, it becomes difficult to control the film thickness. Therefore, there is an advantage in manufacturing that the film thickness is somewhat large.
更に、上記した各実施形態によって得られたそれぞれの記録ヘッドに関する特性データから、当該記録ヘッドとして好ましい特性を示す当該ヨーク長Lと飽和磁化及び膜厚との関係を図24に示す。 FIG. 24 shows the relationship between the yoke length L, which indicates preferable characteristics as the recording head, the saturation magnetization, and the film thickness, based on the characteristic data of each recording head obtained in each of the above embodiments.
つまり、図24は、上記した各実験結果に基づいて、好ましい磁気コアの領域を示したグラフである。 That is, FIG. 24 is a graph showing a preferable magnetic core region based on the above-described experimental results.
即ち、図24の好ましい領域は、ヨーク長Lが20μm以下であって、磁気コアは、0.05(T)×ヨーク長L(μm)+0.5(T・μm)≦飽和磁化(T)×コア膜厚(μm)の関係を満たす様に設定されている事が望ましい。 That is, the preferable region in FIG. 24 has a yoke length L of 20 μm or less, and the magnetic core has a length of 0.05 (T) × yoke length L (μm) +0.5 (T · μm) ≦ saturated magnetization (T). It is desirable that the setting is made so as to satisfy the relationship of × core film thickness (μm).
また、図24の結果は、磁気コアが磁性膜の積層体で構成された場合も含む。即ち、磁性膜が2層以上の場合には、上記の、飽和磁化(T)×コア膜厚(μm)は、磁気コアを構成する個々の磁性体に於ける飽和磁化(T)×コア膜厚(μm)との積の総和Σ(飽和磁化(T)×コア膜厚(μm))であり、この場合、0.05(T)×ヨーク長L(μm)+0.5(T・μm)≦Σ(飽和磁化(T)×膜厚(μm))の関係を満足するように設定されることが望ましい。 結果 The results in FIG. 24 also include the case where the magnetic core is formed of a laminated body of magnetic films. That is, when there are two or more magnetic films, the above-mentioned saturation magnetization (T) × core film thickness (μm) is obtained by calculating the saturation magnetization (T) × core film in each magnetic material constituting the magnetic core. The sum of the product of the thickness and the thickness (μm) Σ (saturation magnetization (T) × core film thickness (μm)). In this case, 0.05 (T) × yoke length L (μm) +0.5 (T · μm ) ≦ Σ (saturation magnetization (T) × film thickness (μm)).
さらに、飽和磁化の大きいCo−Ni−Feめっき膜の場合、その応力が問題となる。 (4) In the case of a Co—Ni—Fe plating film having a large saturation magnetization, the stress becomes a problem.
例えば、飽和磁化2TのCo−Ni−Feめっき膜では、0.8GPa程度の応力を持つ場合もあることから、あまり膜が厚いと膜の剥離が発生する。 For example, a Co—Ni—Fe plating film having a saturation magnetization of 2T may have a stress of about 0.8 GPa.
図23は、飽和磁化が2TのCo−Ni−Feめっき膜の膜厚と膜の剥離発生率との関係を示した図である。 FIG. 23 is a diagram showing the relationship between the thickness of a Co—Ni—Fe plated film having a saturation magnetization of 2T and the rate of occurrence of peeling of the film.
この図から判る様に、膜厚2μm以上で急激に剥離が発生する。 に As can be seen from this figure, abrupt peeling occurs when the film thickness is 2 μm or more.
このことから、本発明において、高BsのCo−Ni−Feめっき膜を用いる場合には、ヨーク長Lが20μm以下であって、磁気コアは、0.05(T)×ヨーク長L(μm)+0.5(T・μm)≦飽和磁化(T)×コア膜厚(μm)≦4(T・μm)の関係を満足するように設定されることが望ましい。 From this, in the present invention, when a Co—Ni—Fe plated film of high Bs is used, the yoke length L is 20 μm or less, and the magnetic core is 0.05 (T) × yoke length L (μm ) +0.5 (T · μm) ≦ saturation magnetization (T) × core film thickness (μm) ≦ 4 (T · μm).
上記した様に、上記の表1乃至表3に示された各試料に於いては、図34に示す様な、巻数が5ターンのコイル或いは二段に配置されているコイルの場合には、9ターンの巻数を持つコイルを使用するもので、従って、当該ヨーク長Lの長さが短くなれば、それに伴って、当該磁気コア間を貫通するコイルの幅は、それ以外に配置されていれる同一コイルの幅よりも細く形成されている。 As described above, in each of the samples shown in Tables 1 to 3 above, in the case of a coil having 5 turns or a coil arranged in two stages as shown in FIG. A coil having 9 turns is used. Therefore, as the length of the yoke length L becomes shorter, the width of the coil penetrating between the magnetic cores is accordingly arranged. It is formed narrower than the width of the same coil.
従って、当該ヨーク長Lの長さに応じて、当該磁気コア間を貫通しているコイルの幅も変化する事になる。 Accordingly, the width of the coil penetrating between the magnetic cores changes according to the length of the yoke length L.
そこで、本発明に係る当該磁気ヘッドに使用されるコイルとしては、互いに対向する第1と第2の磁気コアの間に形成された空間部を当該絶縁体を介して貫通する様に構成された当該コイルであって、当該コイルが形成されている面に上面(図34の方向)から見た場合の、当該空間部を貫通している当該コイルの幅は、当該空間部以外に配置されている当該コイルの幅よりも細くなる様に構成されていることが好ましい。これによって、コイル抵抗の増大を抑制することができる。 Therefore, the coil used in the magnetic head according to the present invention is configured to penetrate through a space formed between the first and second magnetic cores facing each other via the insulator. In the coil, the width of the coil penetrating through the space when viewed from above (in the direction of FIG. 34) on the surface on which the coil is formed is such that the width of the coil is located outside the space. It is preferable that the coil is configured to be thinner than the width of the coil. Thereby, an increase in coil resistance can be suppressed.
つまり、磁気コア間に形成するコイル部分はヨーク長Lが短くなるに伴って、コイル幅を小さくする必要がある。しかしコイル幅を小さくするとコイル抵抗の増大を招く。 That is, the coil portion formed between the magnetic cores needs to have a smaller coil width as the yoke length L becomes shorter. However, reducing the coil width causes an increase in coil resistance.
この為、このコイル抵抗の増大を抑制するために、コイル幅を小さくする必要のない部分、つまり磁気コア間に形成するコイル部分以外の所を大きくする。 為 Therefore, in order to suppress the increase in the coil resistance, a portion that does not need to be reduced in the coil width, that is, a portion other than the coil portion formed between the magnetic cores is increased.
これによって、コイル全体としてのコイル抵抗の増大を抑制することができる。 Thereby, an increase in coil resistance of the entire coil can be suppressed.
本発明においては、特にヨーク長Lを20μm以下とすることに特徴があるため、特に磁気コア間に形成するコイル部分の幅は小さくする必要があり、よって、本発明において、上記の如くコイル間隔を適宜変えることによってコイル抵抗を抑制することの効果は非常に大きい。 In the present invention, the characteristic is that the yoke length L is set to 20 μm or less, so that the width of the coil portion formed between the magnetic cores needs to be particularly small. The effect of suppressing the coil resistance by appropriately changing is very large.
上記表1〜表3の各実施形態に於いては、ヨーク長Lが短くなると、コイルの発生磁界(=コイル巻数×電流)を同電流で一定とする為には、コイル幅を狭くして巻数を同じとする必要がある。 In each of the embodiments shown in Tables 1 to 3, when the yoke length L is reduced, the coil width is reduced in order to keep the generated magnetic field of the coil (= the number of coil turns × current) constant at the same current. The number of turns must be the same.
然しながら、一般的には、コイル磁界は全てヨークに吸収されるので、物理的に考慮すると、コイルが細くなっても、太くなっても当該磁気ヘッドからの出力には変化は無い。 However, in general, the entire coil magnetic field is absorbed by the yoke. Therefore, when physically considered, the output from the magnetic head does not change even if the coil becomes thinner or thicker.
図33は、ヨーク長Lを44μmに設定し、上コアとしての磁気コア11を11aが67Co8Ni25Fe、11bが82Ni18Feの2層で構成された磁性膜で構成し、上シールドとしての磁気コア6を6aが67Co8Ni25Fe、6bが 82Ni18Feの2層で構成された磁性膜で構成した磁気ヘッドに於いて、当該磁気コア間を貫通するコイルの幅を変化させた場合の出力変動(%)を測定した結果を示すものである。
FIG. 33 shows that the yoke length L is set to 44 μm, the
図33から理解される様に、当該コイルの幅を変化させても、当該磁気ヘッドに於ける出力変動には、影響がない事が理解される。 理解 As understood from FIG. 33, it is understood that even if the width of the coil is changed, the output fluctuation in the magnetic head is not affected.
この事は、コイルの発生磁界はコイルの幅には無関係であり、コイルの幅の変化が、当該磁気ヘッドの出力変動に影響を及ぼす物理的な要因とはなりえない事を示している。 (4) This indicates that the magnetic field generated by the coil is independent of the width of the coil, and that a change in the width of the coil cannot be a physical factor affecting the output fluctuation of the magnetic head.
同様に、本発明にかかる上記各実施形態に於て、磁気コアを構成する組成が変わると磁歪の値も変化する事が判る。 Similarly, in each of the above embodiments according to the present invention, it is understood that the value of the magnetostriction changes when the composition constituting the magnetic core changes.
然しながら、図32に示す様に、図18と同様に、ヨーク長Lと出力変動値との関係を、磁歪が5×10−6である磁性膜と磁歪が0.5×10−6である磁性膜とに付いて比較実験を行い、その相違を検討した結果、出力変動が1%以下となる条件は、何れもヨーク長Lが20μm以下である事が判った。 However, as shown in FIG. 32, similarly to FIG. 18, the relationship between the yoke length L and the output fluctuation value is as follows: the magnetic film whose magnetostriction is 5 × 10 −6 and the magnetostriction is 0.5 × 10 −6. A comparative experiment was conducted on the magnetic film and the difference was examined. As a result, it was found that the yoke length L was 20 μm or less under any conditions where the output fluctuation was 1% or less.
従って、当該ヨーク長Lが20μm以下であれば、当該出力変動値に於て当該磁歪の影響が無い事が理解出来る。 Accordingly, if the yoke length L is 20 μm or less, it can be understood that the output fluctuation value is not affected by the magnetostriction.
従って、上記した様に、磁気ヘッドに於けるヨーク長Lの20μm以下に短くする事により得られる効果は、それ以外の各種の要因とは無関係に得られるものである事を示している。 Accordingly, as described above, the effect obtained by shortening the yoke length L of the magnetic head to 20 μm or less is obtained irrespective of other various factors.
次に、本発明に係る当該磁気ヘッドに関する製造工程に於ける応力の問題に付いて検討した。 (4) Next, the problem of stress in the manufacturing process for the magnetic head according to the present invention was examined.
処で、前述したように、特に、飽和磁化が大きいめっき膜では応力が大きく、Co−Ni−Fe膜では0.8GPa程度の応力を持つ場合もあることから、あまり膜が厚いと膜の剥離が発生することになる。 However, as described above, in particular, a plating film having a large saturation magnetization has a large stress, and a Co—Ni—Fe film may have a stress of about 0.8 GPa. Will occur.
図23は、飽和磁化が2TであるCo−Ni−Fe膜をめっき成膜した時の、膜厚と膜の剥離発生率との関係を示すグラフである。 FIG. 23 is a graph showing the relationship between the film thickness and the rate of occurrence of film peeling when a Co—Ni—Fe film having a saturation magnetization of 2T is formed by plating.
即ち、膜厚が2μm以上で、急激に剥離発生率が増大する。すなわち、大きい飽和磁化を有する記録ヘッドを製造するためには、磁気コアとしては2μm以下であることが必要である事が判る。 That is, when the film thickness is 2 μm or more, the rate of occurrence of peeling sharply increases. That is, it is understood that the magnetic core needs to be 2 μm or less in order to manufacture a recording head having a large saturation magnetization.
次に、本発明に係る当該磁気ヘッドを製造する場合に於ける上記した当該記録ヘッド或いは再生ヘッドの構造に係わる技術的な問題点に付いて検討した。 (4) Next, the technical problems relating to the structure of the recording head or the reproducing head in manufacturing the magnetic head according to the present invention were examined.
特に、本発明に於いては、めっき処理方法による当該磁気ヘッドの製造が有利と考えられていることから、以下の検討では、めっき処理方法を中心に検討した。 Especially, in the present invention, the production of the magnetic head by the plating method is considered to be advantageous. Therefore, in the following examination, the plating method was mainly examined.
即ち、前記した様に、本発明にかかる当該記録ヘッドの製造方法の一具体例としては、対向する第1の磁気コアと第2の磁気コアの一方の端部が記録ギャップを形成し、その他方の端部が磁気的接合を形成しており、前記第1の磁気コアと前記第2の磁気コアとの間に、絶縁体により絶縁されたコイルが設けられ、前記コイルにより励磁された前記第1、第2の磁気コアの磁束が、前記記録ギャップから漏れることにより磁気媒体に記録を行う磁気ヘッドを有する記録ヘッドを製造するに際し、当該コイルを形成する工程が、絶縁体膜上にシード層を形成する第1の工程、前記シード層上にレジストパタンを形成する第2の工程、前記レジストパタン間にコイル材をめっき成形により堆積せしめる第3の工程、前記レジストパタンを除去する第4の工程、レジストパタン下にあったシード層を除去する第5の工程、及び絶縁体で当該コイル材を覆う第6の工程、とが上記の順番で実行される様に構成されている記録ヘッドの製造方法である。 That is, as described above, as one specific example of the method for manufacturing the recording head according to the present invention, one end of the opposing first magnetic core and second magnetic core forms a recording gap, and One end forms a magnetic junction, a coil insulated by an insulator is provided between the first magnetic core and the second magnetic core, and the coil excited by the coil is provided. When manufacturing a recording head having a magnetic head for performing recording on a magnetic medium by leaking magnetic fluxes of the first and second magnetic cores from the recording gap, a step of forming the coil includes a step of forming a seed on an insulator film. A first step of forming a layer, a second step of forming a resist pattern on the seed layer, a third step of depositing a coil material between the resist patterns by plating, and removing the resist pattern. The fourth step, the fifth step of removing the seed layer under the resist pattern, and the sixth step of covering the coil material with an insulator are performed in the above order. This is a method for manufacturing a recording head.
又、本発明に係る当該記録ヘッド60の製造方法の他の具体例としては、対向する第1の磁気コアと第2の磁気コアの一方の端部が記録ギャップを形成し、その他方の端部が磁気的接合を形成しており、前記第1の磁気コアと前記第2の磁気コアとの間に、絶縁体により絶縁されたコイルが設けられ、前記コイルにより励磁された前記第1、第2の磁気コアの磁束が、前記記録ギャップから漏れることにより磁気媒体に記録を行う磁気ヘッドを有する記録ヘッドを製造するに際し、当該コイルを形成する工程が、絶縁体膜パタンを形成する第1の工程、前記絶縁体膜パタンにコイルを形成するための溝部を形成する第2の工程、前記溝部が形成された絶縁体パタンにシード層を形成する第3の工程、前記シード層上にめっきによりコイル材を形成する第4の工程、機械研磨により、前記溝部以外に形成されたコイル材を除去するとともに、前記溝部中に形成されたコイル材表面の高さと、前記溝部以外の前記絶縁体膜表面の高さとを合せる第5の工程、及び前記溝部中に形成されたコイル材と、前記溝部以外の前記絶縁体膜表面を絶縁体で覆う第6の工程、とが上記の順番で実行される様に構成されている記録ヘッドの製造方法である。
Further, as another specific example of the method of manufacturing the
本発明に係る上記の記録ヘッド60の製造方法に於いては、前記コイル材がCuを主成分とするものである事が望ましく、又、前記シード層がCuを主成分とするものである事も望ましい。
In the method of manufacturing the
更には本発明に係る当該記録ヘッドの製造方法に於いて、前記シード層がCuの拡散を防止する目的から、Ta、TaN、Ti、TiNから選択される少なくとも1種類の下地層上に形成されることが好ましい。 Further, in the method for manufacturing a recording head according to the present invention, the seed layer is formed on at least one kind of underlayer selected from Ta, TaN, Ti, and TiN for the purpose of preventing diffusion of Cu. Is preferred.
以下に、本発明に係る当該記録ヘッド60及びその製造方法に付いて、より詳細に実施例の形で説明する。
Hereinafter, the
即ち、図1、図2及び図5は、表1に示す本発明に係る当該記録ヘッド60の第1の実施形態の一部の構成を示す図であり、図1は記録媒体31と対向するABS面40と垂直な断面図で見た図であり、又図2は、ABS面40から見た平面図である。(つまり図1は、図2に於けるA−B線で見た断面図である。)又、図5は、本発明に係る記録ヘッド60を含み、適宜の再生ヘッド部70を含む複合ヘッド50の一具体例の構成を示す断面図であり、図に於いて、スライダとなる基体1は、アルミナとチタンカーバイドとからなる複合セラミック1aとアルミナ膜1bとからなる。この上に再生機能を有するGMRヘッド70が形成されている。
That is, FIGS. 1, 2 and 5 are views showing a part of the configuration of the first embodiment of the
このGMRヘッド70は、パタン化された膜厚1μmのCo−Zr−Ta−Cr膜(軟磁気特性を示す組成のもの、例えば、Co87Zr5 Ta5 Cr3)からなる下シールド2と、上シールド6の間にあって、アルミナからなる磁気分離層3を介した磁気抵抗効果素子4とから構成されている。
The
更には、下シールド2と上シールド6の間のギャップ長は0.12μmである。
Furthermore, the gap length between the
この磁気抵抗効果素子4は、図2に示すように、記録媒体31からの磁界を感磁する中央領域4と、この中央領域4にバイアス磁界と電流とを供給する機能を有する端部領域5とからなる。
As shown in FIG. 2, the
この中央領域4は一般にスピンバルブ効果と呼ばれるGMR効果を有する積層構造体からなり、具体的には下シールド2側から、下地Zr膜(膜厚3nm)、Pt−Mn膜(膜厚20nm)、Co−Fe膜(膜厚2nm)、Cu膜(膜厚2.1nm)、Co−Fe膜(膜厚0.5nm)、Ni−Fe膜(膜厚2nm)、Zr膜(膜厚3nm)をこの順に積層した構成からなる。この中央領域4の幅は0.4μmであり、再生トラック幅を規定している。
The
また、当該端部領域5は永久磁石膜としてのCo−Pt膜(膜厚20nm)、電極膜としてのAu膜(膜厚50nm)の積層構造である。
The
一方、上シールド6は、記録ヘッド60の第1の磁気コア6として兼用される。上シールド6は、膜厚2μmのパーマロイ膜6bと、膜厚0.5μmのCo−Ni−Fe膜(軟磁気特性を示す組成のもの、例えば、65Co12Ni23Fe)6aとからなる。
On the other hand, the
更に、本発明に於ける記録ヘッド60としては、前記上シールド6を第1の磁気コア6とし、磁気コア6上の膜厚0.18μmのアルミナによる記録ギャップ7を介して存在する非磁性絶縁体10aによってゼロスロートハイトを規定する。
Further, in the
この非磁性絶縁体10aはフォトレジストからなる。コイル9はCuめっき膜からなる二層構成とし、第一層目は非磁性絶縁体10aにより絶縁され、第二層目は非磁性絶縁体10bにより絶縁される。
非 This
以上のコイル9と非磁性絶縁体10からなる構造体を跨るように第2の磁気コア11を形成する。
The second
第2の磁気コア11は、飽和磁化が2TのCo−Ni−Fe膜(軟磁気特性を示す組成のもの、例えば、65Co12Ni23Fe)からなる。磁気コア11のヨーク長は9.5μm、膜厚は1μmである。
{Circle around (2)} The second
次に、図8、図9、図10は、前記表2に示す本発明の第2の実施態様の構成に係る一部の記録ヘッドを使用した複合ヘッド50の構成例を示すものであり、図8は記録媒体31と対向するABS面40から見た構成図であり、図9、図10は、当該ABS面40と垂直な断面図(図8のAB断面)である。
Next, FIGS. 8, 9 and 10 show configuration examples of a
本具体例に於ける当該複合ヘッド50は、上記した第2の実施態様に於ける一部の記録ヘッド60と適宜の再生ヘッド70とが積層して形成された構成を有するものである。
The
図に於いては、スライダとなる基体1の上に、下シールド2、GMR素子4、上シールド6からなる再生ヘッド70と、当該上シールド6を第1の磁気コア6とする上記した第2の実施態様に示す記録ヘッド60が形成された構成が示されている。
In the figure, a reproducing
本具体例に於ける当該記録ヘッド60部に於けるゼロスロートハイトは、図9では非磁性絶縁体10で規定されるており、又、図10では非磁性絶縁体8で規定される構成になっている。
The zero throat height of the
又、本具体例に於いては、コイル9は、一層構成としている。
コ イ ル In this example, the
更に、本実施形態に於ける一部の当該記録ヘッド60に於ける第2の磁気コア11は、飽和磁化が2TのCo−Ni−Fe膜(軟磁気特性を示す組成のもの、例えば、65Co12Ni23Fe)11aと、パーマロイ膜11bの積層構成とした。
Further, the second
係る第2の実施態様に於ける一部の磁気コア11に関するより詳細な構成としては、当該第2の磁気コア11に於けるヨーク長Lは9.5μm、膜厚はCo−Ni−Fe膜11aが0.6μm、パーマロイ膜が11bが1μmである。
As a more detailed configuration of a part of the
次に、表2に示す、本発明に係る第3の実施形態に於ける一部の構成の例を図11及び図12に示す。 Next, FIGS. 11 and 12 show an example of a part of the configuration according to the third embodiment of the present invention shown in Table 2.
即ち、本発明の第3の実施形態では、第2の実施形態と同様に、本発明に係る当該記録ヘッド60を含む複合ヘッド50の形で示されるものであり、図11は記録媒体31と対向するABS面40から見た構成を示す平面図であり、図12は当該ABS面40と垂直な断面図で見た構成を示す断面図、つまり図11に於けるA−B線から見た断面図である。
That is, the third embodiment of the present invention is shown in the form of a
本実施形態の一部の具体例に於いては、スライダとなる基体1上に、下シールド2、GMR素子4、上シールド6で構成された適宜の再生ヘッド70の上に、当該上シールド6を第1の磁気コア6とする上記した第1の実施形態に示す記録ヘッド60が形成された構成が示されている。
In a specific example of this embodiment, the
本実施形態に於ける一部の当該記録ギャップ7の構成は、前述の本発明の第1の実施形態と同様であり、上記上シールド6は、膜厚2μmのCo−Ni−Fe膜(軟磁気特性を示す組成のもの、例えば、65Co12Ni23Fe)であり、当該第2の磁気コア11は、飽和磁化が2TのCo−Ni−Fe膜(軟磁気特性を示す組成のもの、例えば、65Co12Ni23Fe)11aと、パーマロイ膜11bの積層構成からなる。
The configuration of a part of the
尚、当該実施形態における、該磁気コア11のヨーク長Lは9.5μm、膜厚はCo−Ni−Fe膜11aが0.6μm、パーマロイ膜11bが1μmである。
In the embodiment, the yoke length L of the
一方、図13、図14は、本発明に係る当該記録ヘッド60を含む複合ヘッド50の第4の実施形態を示す図であり、図13は記録媒体31と対向するABS面40から見た構成を示す平面図であり、図14は記録媒体31と対向するABS面40と垂直な断面図、つまり図13に於けるA−B線でみた断面図である。本実施形態に於いては、スライダとなる基体1上に、下シールド2、GMR素子4、及び上シールド6で構成された再生ヘッド70の上に、前記した実施形態に於けると同様、当該上シールド6を第1の磁気コア6とする構成からなる記録ヘッド60が搭載された構成を有している。
13 and 14 are views showing a fourth embodiment of the
そして、当該記録ギャップ7、第2の磁気コア11の構成は、前述の本発明の第1の実施形態と同様である。
The configurations of the
又、当該実施形態の一部に於ける当該記録ヘッドでの上シールド6は、膜厚2μmのCo−Ni−Fe膜(軟磁気特性を示す組成のもの、例えば、65Co12Ni23Fe)である。
The
既に説明した様に、上記した各実施形態に係る試料のそれぞれに付いて、当該上シールド6(6a,6b)、第2の磁気コア11(11a、11b)を構成する磁性膜の組成、製造方法、飽和磁化、磁歪、比抵抗およびその膜厚、ヨーク長Lを変化させて記録再生機能に関する特性値を測定した結果を表1に示すと共に、本発明の実施の形態に対する比較例として、従来のヨーク長の長い複合ヘッドに於ける特性値を表1に示した。 As already described, for each of the samples according to the above-described embodiments, the composition and manufacture of the magnetic film constituting the upper shield 6 (6a, 6b) and the second magnetic core 11 (11a, 11b). Table 1 shows the results of measuring characteristic values relating to the recording / reproducing function by changing the method, the saturation magnetization, the magnetostriction, the specific resistance and its film thickness, and the yoke length L. Table 1 shows the characteristic values of the composite head having a long yoke length.
上記した比較実験結果から明らかな様に、本発明のヘッドの低ノイズ特性、良好な高周波特性が明らかであり、O/W特性も十分である。 (4) As is clear from the results of the above-described comparative experiments, the low noise characteristics and good high-frequency characteristics of the head of the present invention are evident, and the O / W characteristics are sufficient.
次に、本発明に係る上記の記録ヘッド60の製造方法に付いて検討する。
Next, a method of manufacturing the
処で、ヨーク長Lが20μm以下の記録ヘッドは、従来、製造されたことが無かった。又、ヨーク長Lの短い磁気コアを製造するためには、コイルの幅と厚さ、コイル間隔、コイルを絶縁するための絶縁体のコイルに対する位置関係、絶縁体の厚さなどが適切に設定されなければならない。 Here, a recording head having a yoke length L of 20 μm or less has never been manufactured. In order to manufacture a magnetic core having a short yoke length L, the width and thickness of the coil, the coil interval, the positional relationship of the insulator for insulating the coil with respect to the coil, the thickness of the insulator, and the like are appropriately set. It must be.
この内、コイルの幅と厚さ、およびコイル間隔は、必要とされるコイル巻数とコイル抵抗から任意に設定される。この際、主には、コイルパタン形成時の露光解像度が限界を規定する。 内 Of these, the width and thickness of the coil and the coil interval are arbitrarily set based on the required number of coil turns and coil resistance. In this case, mainly, the exposure resolution at the time of forming the coil pattern defines the limit.
また、コイル抵抗が大きくなりすぎる場合には、前記した様に、図34で示す磁気コア間を貫通しているコイル部分よりも貫通していないコイル部分のコイル幅を広くすることが有効である。 When the coil resistance becomes too large, as described above, it is effective to increase the coil width of the coil portion not penetrating than the coil portion penetrating between the magnetic cores shown in FIG. .
一方、ヨーク長Lが短くなることによって、コイルを絶縁する絶縁体の体積も適宜変更する必要がある。すなわち、絶縁体の厚さが薄くなり過ぎると、コイル絶縁不良の発生が問題となる。 On the other hand, as the yoke length L decreases, the volume of the insulator that insulates the coil also needs to be appropriately changed. That is, if the thickness of the insulator becomes too thin, the occurrence of coil insulation failure becomes a problem.
そこで、特に、コイルの絶縁不良の原因となりやすい、最端部のコイルの被覆性、および、コイル上面の被覆性について、種々の試料を作成し、試験評価を行った。 Therefore, various samples were prepared and test evaluations were made especially on the coatability of the coil at the outermost end and the coatability of the coil upper surface, which are likely to cause insulation failure of the coil.
その結果を図25に示す。即ち、図25は、上記した記録ヘッド60の各部分の好ましい位置関係において、最短部のコイルから、例えば図1中で上側からコイル9を覆う絶縁体10の端部までの距離W1,W2(μm)と、コイル9の厚さd(μm)との比W1/dと、絶縁不良率との関係を示す。
The results are shown in FIG. That is, FIG. 25 shows the distances W1 and W2 () from the shortest coil to the end of the
この時のコイル、および、絶縁体の製造方法は、例えば、後述する様に、図30に示すように、(a)絶縁体膜12上にシード層13を形成する工程、(b)シード層上にレジストパタン14を形成する工程、(c)レジストパタン間にコイル材15をめっき形成する工程、(d)レジストパタンを除去する工程、(e)レジストパタン下にあったシード層を除去する工程、(f)レジストによる絶縁体16でコイルを覆う工程から構成されているものである。
At this time, the method for manufacturing the coil and the insulator includes, for example, as shown in FIG. 30, (a) a step of forming a
つまり、図25のように、W1/dが0.5以上で絶縁不良はほぼ無くなる。 That is, as shown in FIG. 25, when W1 / d is 0.5 or more, insulation failure is almost eliminated.
これは、コイル9の厚さに対して、コイル端からレジスト絶縁層端までの距離を十分に確保することで、最端部のコイル9の角の被覆性が十分に確保されるようになるためである。
This is because a sufficient distance from the coil end to the end of the resist insulating layer is ensured with respect to the thickness of the
この傾向は、図1乃至図3に示す本発明に係る当該記録ヘッド60の構成に於けるW2/d、W1’/d’、W2’/d’の場合も同様である。
This tendency is the same in the case of W2 / d, W1 '/ d', and W2 '/ d' in the configuration of the
一方、図26は、コイル9を被覆する絶縁体のコイル9上での厚さh(μm)と、コイルの厚さd(μm)との比h/dと、絶縁不良率との関係を示す。
On the other hand, FIG. 26 shows the relationship between the ratio h / d of the thickness h (μm) of the insulator covering the
コイル部の製造方法は図25のときと同様である。h/dが0.2以上で絶縁不良はほぼ無くなる。これは、コイル9上のレジスト膜厚が薄いときには、コイル間の凹凸を表面に残した状態となるために、コイル9の角などでの被覆性が十分でなくなるためである。この傾向は、例えば図3にように、コイルを2層構成とした時の、下層コイル、上層コイルの場合にも当てはまる。
製造 The method of manufacturing the coil portion is the same as that of FIG. When h / d is 0.2 or more, insulation failure is almost eliminated. This is because when the resist film thickness on the
また、図25で絶縁不良が無くなる、W1/d≧0.5以上は、図26で示されたh/d≧0.2であれば成り立つ。 WW1 / d ≧ 0.5 or more where insulation failure is eliminated in FIG. 25 holds when h / d ≧ 0.2 shown in FIG.
つまり、本発明に於ける記録ヘッドに於て、当該コイル9の厚さd(μm)と最端部のコイル9から当該コイル9を覆う絶縁体10の端部までの距離をW1、W2(μm)とすると、当該距離W1,W2(μm)は、それぞれ、W1/d≧0.5、W2/d≧0.5を満足する様に構成されている事が望ましい。
That is, in the recording head according to the present invention, the thickness d (μm) of the
更には、本発明に於ける当該記録ヘッド60に於いては、当該コイル9の厚さd(μm)、コイル9を被覆する絶縁体10のコイル上での厚さh(μm)とすると、当該厚さh(μm)は、h/d≧0.2を満足する様に構成されている事が望ましい。
Further, in the
以上のようにコイル9をレジスト10を用いて被覆する構成ならびに工程を用いた場合には、上記のような規定が必要である。例えば、i線ステッパ露光の場合、上記の工程で作製可能なコイル幅、および、コイル間隔は、それぞれ0.8μm、0.3μm程度と見積られる。
In the case where the configuration and the process of covering the
これは、コイル厚さを1μm程度確保するためには、レジストパタン高さとしては2μm程度が必要であること、また、めっき時のレジストパタンの密着性を確保する必要があること、などから見積られる現実的な寸法である。 This is estimated from the fact that a resist pattern height of about 2 μm is required to secure a coil thickness of about 1 μm, and that it is necessary to ensure adhesion of the resist pattern during plating. Realistic dimensions.
この時、コイル9を2層構成とし、下層5ターン、上層4ターンとすると、ヨーク長として10μm程度が実現する。本発明により作製される複合ヘッド50は、例えば、図5に示すとおりである。
At this time, if the
さらなる短ヨークを実現する方法としては、前記した様に、図31に示すように、(a)絶縁体膜パタン17を形成する工程、(b)前記の絶縁体膜パタンにコイルを形成するための溝部を形成する工程として、レジストパタン18を形成する工程、(c)前記レジストパタンを用いてエッチングを行う工程、(d)レジストパタンを除去する工程、(e)前記の溝部を形成された絶縁体パタンに下地層19、シード層20を形成する工程、(f)前記のシード層上にめっきによりコイル材21を形成する工程、(g)研磨により、前記の溝部以外に形成されたコイル材を研磨により除去するとともに、前記の溝部中に形成されたコイル材22表面の高さと、溝部以外の絶縁体膜表面の高さとを合せる工程、(h)溝部中に形成されたコイル材と、溝部以外の絶縁体膜表面を絶縁体23で覆う工程から構成される方法を採用する事が望ましい。
As a method for realizing a further short yoke, as described above, as shown in FIG. 31, (a) a step of forming an
この方法によると、絶縁体膜17のパタン化の際のレジスト厚は1μm程度で済むため、コイル幅、および、コイル間隔は、それぞれ0.3μm、0.3μm程度でも作製できる。
According to this method, the resist thickness at the time of patterning the
即ち、当該製造方法によって、コイル幅、及びコイル間隔をより精密に作製することの可能な製造方法である。 In other words, this is a manufacturing method capable of manufacturing the coil width and the coil interval more precisely by the manufacturing method.
又、この方法では、図30の方法の際の規定となったWとdとの関係、hとdとの関係から開放される。 In addition, in this method, the relationship between W and d and the relationship between h and d, which are defined in the method of FIG. 30, are released.
以上の製造方法によって、ヨーク長Lが20μm以下の磁気コアの製作も可能になり、更には、5μm以下の磁気コアの作製も可能となる。本方法により作製される複合ヘッドは、図15に示すとおりである。 By the above manufacturing method, a magnetic core having a yoke length L of 20 μm or less can be manufactured, and a magnetic core having a yoke length of 5 μm or less can be manufactured. The composite head manufactured by this method is as shown in FIG.
本発明により作製される記録ヘッド60を用いた複合ヘッド50としては、図16、図17に示すように、再生ヘッド70と記録ヘッド60とが独立しており、上シールド6’と下側の記録コア6とが兼用されていない構成とすることもできる。
As shown in FIGS. 16 and 17, in a
本発明の複合ヘッド50を搭載した磁気記録再生装置80の構成は図29に示すとおりである。駆動用のモータ30で回転する磁気媒体31の、磁気記録面に対向して本発明のヘッド32が、サスペンション33、アーム34により取り付けられ、ヴォイスコイルモータ(VCM)35でトラッキングされる。
The configuration of the magnetic recording / reproducing
ヘッド32は図28に示すように、スライダ25、電極27、記録再生素子(複合ヘッド)26から構成されている。記録再生動作は、ヘッドへの記録再生チャネル38からの信号により行われ、この記録再生チャネル38、ヘッドの位置決めを行うVCM35、および媒体を回転させる駆動モータ30は、制御ユニット37により連動している。
The
次に、上記の各種の条件を参照しながら、本発明の複合型ヘッド50の製造方法についての一実施形態を図5を参照しながら詳細に説明する。
Next, an embodiment of a method of manufacturing the
即ち、スライダである基体1となるアルミナとチタンカーバイドとからなる複合セラミック1a上に、絶縁体であるアルミナ膜1bをスパッタ法により形成する。
That is, an
その後、この上に再生機能を有するGMRヘッド70、記録機能を有するIDヘッド60の順に形成する。
Then, a
本実施形態に於ける当該再生ヘッド70として機能するGMRヘッド70は、以下の手順で形成する。
G The
まず、下シールド2となるCo−Ta−Zr膜をスパッタ法により1μmの膜厚で成膜した後に、フォトレジストマククを用いてイオンビームでエッチングしパタン化する。
{Circle over (1)} First, a Co-Ta-Zr film serving as the
次に、磁気分離層に相当する再生ギャップ3を形成するアルミナ膜をスパッタ法により0.03μmの膜厚で形成する。
Next, an alumina film for forming the reproducing
その後、この上に、スパッタ法を用いて中央領域4となるスピンバルブ積層構造体を、下シールド2側から、下地Zr膜(膜厚3nm)、Pt−Mn膜(膜厚20nm)、Co−Fe膜(膜厚2nm)、Cu膜(膜厚2.1nm)、Co−Fe膜(膜厚0.5nm)、Ni−Fe膜(膜厚2nm)、Zr膜(膜厚3nm)の順に積層する。さらに、フォトレジストマスクを用いてイオンビームでエッチングしパタン化する。
Thereafter, a spin valve laminated structure to be the
次いで、このフォトレジストマスクを用いて、スパッタ法により端部領域5となるCo−Pt膜(膜厚20nm)、Au膜(膜厚50nm)の積層構造膜を成膜し、フォトレジストマスクをリフトオフすることによってMR素子4を完成させる。
Next, a laminated structure film of a Co—Pt film (thickness: 20 nm) and an Au film (thickness: 50 nm) to be the
このMR素子4上に、もう一方の再生ギャップ3を形成するアルミナ膜をスパッタ法により0.057μmの膜厚で形成する。再生ギャップ長は0.12μmとなる。
(4) On this
一方、本実施形態に係るIDヘッド60は以下の手順で形成する。
On the other hand, the
即ち、記録磁極と兼用される上シールド6は、フォトレジストの枠内にめっき膜を成長させる方法により形成する。
That is, the
本実施形態に於いて使用する当該上シールド6bを構成するパーマロイ膜のめっき浴の条件は次のとおりである。
条件 The conditions of the plating bath for the permalloy film constituting the
名 称 濃 度(mol/L)
塩化ニッケル 0.16
硫酸ニッケル 0.08
塩化ナトリウム 0.42
ほう酸 0.40
サッカリンNa 0.0072
硫酸第一鉄 0.0045
ラウリル硫酸Na 0.00035
36%塩酸 0.0017
PH 2.6
電流密度 6mA/cm2
さらに、上シールド6aを構成するCo−Ni−Fe膜のめっき浴の条件は次のとおりである。
Name Concentration (mol / L)
Nickel chloride 0.16
Nickel sulfate 0.08
Sodium chloride 0.42
Boric acid 0.40
Saccharin Na 0.0072
Ferrous sulfate 0.0045
Na lauryl sulfate 0.00035
36% hydrochloric acid 0.0017
PH 2.6
Further, the conditions of the plating bath for the Co—Ni—Fe film constituting the
名 称 濃 度(mol/L)
硫酸コバルト 0.092
硫酸ニッケル 0.20
塩化アンモニウム 0.28
ほう酸 0.40
硫酸第一鉄 0.0016
ラウリル硫酸Na 0.00035
80%硫酸 0.0012
PH 2.8
電流密度 15mA/cm2
上記した第1の磁気コア6と上シールド6とは兼用であり、上シールド6上に、膜厚0.18μmのアルミナによる記録ギャップ7をスパッタ法で成膜する。この上に、フォトレジストの枠内にCuめっき膜を成長させる方法で、コイル9の1層目を形成し、さらにフォトレジストからなる非磁性絶縁体10aを形成する。同様の方法でコイル9の2層目を形成し、さらにフォトレジストからなる非磁性絶縁体10bを形成する。
Name Concentration (mol / L)
Cobalt sulfate 0.092
Nickel sulfate 0.20
Ammonium chloride 0.28
Boric acid 0.40
Ferrous sulfate 0.0016
Na lauryl sulfate 0.00035
80% sulfuric acid 0.0012
PH 2.8
The above-mentioned first
この工程は図30に示す通りである。 This step is as shown in FIG.
ヨーク長Lが9.5μmの磁気コアを作製する際には、図5のように2層コイル構成とし、1層目5ターン、2層目4ターンとすると、コイル厚1μm、コイル幅1μm、コイル間隔0.3μm程度で可能となる。 When manufacturing a magnetic core having a yoke length L of 9.5 μm, assuming a two-layer coil configuration as shown in FIG. This becomes possible with a coil interval of about 0.3 μm.
この際、図4で示したW1、W2はスロートハイトを0.5μmとすると、1.4μmとなり、W1/d≧0.5、W2/d≧0.5、W1’/d≧0.5、W2’/d≧0.5を満足できる。 At this time, W1 and W2 shown in FIG. 4 become 1.4 μm when the throat height is 0.5 μm, and W1 / d ≧ 0.5, W2 / d ≧ 0.5, and W1 ′ / d ≧ 0.5. , W2 ′ / d ≧ 0.5.
また、h/d≧0.2、h’/d’≧0.2を満足するためには、h(h’)≧0.2μmであり、これは十分に作製可能である。 Also, in order to satisfy h / d ≧ 0.2 and h ′ / d ′ ≧ 0.2, h (h ′) ≧ 0.2 μm, which can be sufficiently manufactured.
この時のコイル抵抗は18Ω程度であった。 コ イ ル The coil resistance at this time was about 18Ω.
コイルの断面積が小さいことで抵抗は増大するが、磁気コアと交差しない部分でのコイル幅を大きくすることによって、抵抗値を小さく保つことが可能であった。 (4) Although the resistance increases due to the small cross-sectional area of the coil, it was possible to keep the resistance small by increasing the coil width at a portion that does not intersect with the magnetic core.
図5に於いてdとd’を1μm、hとh’を0.5μmとすると、2層コイルと絶縁体との構造体の高さは3μmとなる。 す る と If d and d ′ are 1 μm and h and h ′ are 0.5 μm in FIG. 5, the height of the structure of the two-layer coil and the insulator is 3 μm.
従来、ヨーク長Lの長いヘッドでは、コイル幅2μm、コイル厚さ2μm、コイル上の絶縁膜厚2μm程度が標準的であるため、2層コイルと絶縁体との構造体の高さは8μm程度となっていた。 Conventionally, in a head having a long yoke length L, a coil width of 2 μm, a coil thickness of 2 μm, and an insulating film thickness on the coil of about 2 μm are standard. It was.
本発明の記録ヘッド60では、上磁気コア11を形成する際の、コイルと絶縁体との構造体の高さによる段差を、従来の8μmから3μmへと大幅に減少させることができた。
記録 In the
当該第2の磁気コア11を形成する際には図27に示すように、コイル/絶縁体の段差上に、フォトレジスト28を塗布する。
(4) When forming the second
この時、従来、3μm程度の膜厚の磁気コアを形成するためには5μm程度のレジストを塗布する必要があったが、記録幅を決定する最も狭幅でパタン化する必要のあるABS付近でのレジスト厚は、前記段差の影響で10μm程度にまで達していた。よって、従来のヘッドでパタン化できる最小の幅は1μm程度であった。 At this time, conventionally, it was necessary to apply a resist of about 5 μm to form a magnetic core having a thickness of about 3 μm, but in the vicinity of the ABS where the patterning must be performed at the narrowest width that determines the recording width. The resist thickness reached about 10 μm due to the influence of the step. Therefore, the minimum width that can be patterned by the conventional head is about 1 μm.
それに対して、本発明の記録ヘッド60では、前記コイル/絶縁体の段差が3μm程度と低い上に、磁気コア自体の膜厚も薄くできることから、ABS付近でのレジスト厚は5μm以下となり、0.5μm程度のパタン化が可能となった。一方、第2の磁極11は、Bsが2TのCo−Ni−Fe膜を用いた。Co−Ni−Fe膜のめっき浴の条件は次のとおりである。
名 称 濃 度(mol/L)
硫酸コバルト 0.092
硫酸ニッケル 0.20
塩化アンモニウム 0.28
ほう酸 0.40
硫酸第一鉄 0.0016
ラウリル硫酸Na 0.00035
80%硫酸 0.0012
PH 2.8
電流密度 15mA/cm2
次に、表3に示されている本発明の第5の実施形態を、複合ヘッド50の構成として図15に示す。
On the other hand, in the
Name Concentration (mol / L)
Cobalt sulfate 0.092
Nickel sulfate 0.20
Ammonium chloride 0.28
Boric acid 0.40
Ferrous sulfate 0.0016
Na lauryl sulfate 0.00035
80% sulfuric acid 0.0012
PH 2.8
Next, a fifth embodiment of the present invention shown in Table 3 is shown in FIG.
スライダとなる基体1、下シールド2、GMR素子4、記録ギャップ7、上シールド6の構成は、前述の本発明の第1の実施形態と同様である。本実施形態でのヨーク長Lは5μmである。本発明でのヘッドの実施形態例、および、比較例15を、表3に示す。
The structures of the
第5の実施形態の製造方法を以下に述べる。本実施形態では、コイル9およびその絶縁体10a、10bの製造方法に、図31に示す全く新しい方法を用いている。
製造 The manufacturing method according to the fifth embodiment will be described below. In the present embodiment, a completely new method shown in FIG. 31 is used for the method of manufacturing the
まず、記録ギャップ7を構成するアルミナ膜上に、膜厚1μmのSiO2 膜を成膜しパタン化17した(図31(a))。
First, an SiO 2 film having a thickness of 1 μm was formed on the alumina film constituting the
次に、前記のSiO2 絶縁体膜パタン17にコイルを形成するための溝部を形成する工程として、レジストパタン18を形成した(図31(b))。
Next, as a step of forming a groove for forming a coil in the SiO 2
次に、前記レジストパタンを用いてCF4ガスを用いてエッチングを行った(図31(c))。エッチング深さは0.8μmとした。 Next, etching was performed using the resist pattern and CF4 gas (FIG. 31C). The etching depth was 0.8 μm.
次に、レジストパタンを除去し(図31(d))、前記の溝部の形成された絶縁体パタンにTaN下地層19、Cuシード層20を形成し(図31(e))、シード層上にめっきによりCu膜21を形成した(図31(f))。
Next, the resist pattern is removed (FIG. 31 (d)), and a
次に、機械研磨によって、前記の溝部以外に形成されたCu膜を研磨により除去するとともに、溝部中に形成されたCu膜22の表面の高さと、溝部以外の絶縁体膜表面の高さとを合せ(図31(g))、最後に、溝部中に形成されたCuコイルと、溝部以外の絶縁体膜表面を膜厚0.2μmのSiO2 絶縁体23で覆うことにより、コイルと絶縁体との構造体を完成させた。
Next, by mechanical polishing, the Cu film formed in the portions other than the grooves is removed by polishing, and the height of the surface of the
この方法により、コイル幅0.4μm、コイル厚さ(高さ)0.7μm、コイル間隔0.3μm、スロートハイト0.5μm、最端部コイル側面から磁気コア間のSiO2 幅0.65μmとなり、ヨーク長5μmが実現した。 According to this method, the coil width is 0.4 μm, the coil thickness (height) is 0.7 μm, the coil interval is 0.3 μm, the throat height is 0.5 μm, and the SiO 2 width between the magnetic core and the outermost coil side is 0.65 μm. And a yoke length of 5 μm.
また、このコイルと絶縁体との構造体の高さは、わずか1.1μmであった。この低い段差によって、ABS面付近では0.3μm幅程度のパタン化が可能であった。 (4) The height of the structure including the coil and the insulator was only 1.1 μm. Due to this low step, a pattern having a width of about 0.3 μm could be formed near the ABS.
よって、本プロセスは、ヨーク長の短い磁気コアを形成するのに有効であるのみならず、トラック幅の狭い記録ヘッドの製造にも好適であると言える。 Therefore, it can be said that this process is effective not only for forming a magnetic core having a short yoke length but also for manufacturing a recording head having a narrow track width.
次に、本発明の第6の実施形態を、複合ヘッドの構成として図16及び、図17に示す。 Next, a sixth embodiment of the present invention is shown in FIGS. 16 and 17 as a configuration of a composite head.
即ち、図16は記録媒体31と対向するABS面40から見た構成を示す平面図であり、図17は、当該ABS面40と垂直な断面、つまり図16のA−B線から見た断面図である。
That is, FIG. 16 is a plan view showing the configuration viewed from the
本実施形態では、再生GMRヘッド70の上シールド6’と記録ヘッド60の下側の磁気コア6とは独立であり、非磁性層24によって分離されている構成を採用している。
In the present embodiment, the
本実施形態に於ける当該上シールド6’は膜厚2μmのパーマロイ膜である。又、そのヨーク長Lは9.5μmであり、下側の磁気コア6、および、上側の磁気コア11は、ともに膜厚1μmのCo−Ni−Fe膜(軟磁気特性を示す組成のもの、例えば、65Co12Ni23Fe)からなっている。
上 The
本実施形態の複合ヘッド50でも、記録動作に伴う出力変動は0.5%以下、インダクタンスの30%Roll−off周波数は390MHz、O/Wは45dBと良好であった。
Also in the
一方、本発明の第7の実施形態は、本発明による記録ヘッド60を含む複合ヘッド50を搭載した磁気記録再生装置80である。
On the other hand, the seventh embodiment of the present invention is a magnetic recording / reproducing
図29に示すように、駆動用のモータ30で回転する磁気媒体31の、磁気記録面に対向して本発明のヘッド32が、サスペンション33、アーム34により取り付けられ、ヴォイスコイルモータ(VCM)35でトラッキングされる。
As shown in FIG. 29, a
ヘッド32は図28に示すように、スライダ25、電極27、記録再生素子(複合ヘッド)26から構成されている。
The
記録再生動作は、ヘッドへの記録再生チャネル38からの信号により行われ、この記録再生チャネル、ヘッドの位置決めを行うVCM、および媒体を回転させる駆動モータは、制御ユニット37により連動している。
The recording / reproducing operation is performed by a signal from a recording / reproducing channel 38 to the head. The recording / reproducing channel, the VCM for positioning the head, and the drive motor for rotating the medium are linked by the
本磁気記録再生装置は、高密度で大容量な記憶装置であるとともに、高速度でのデータ転送に有利な記憶装置である。 The present magnetic recording / reproducing device is a storage device that is a high-density and large-capacity storage device and is advantageous for high-speed data transfer.
さらに、前記の第1、第2の磁気コアの一方を第1の磁気シールドとして兼用し、前記の第1の磁気シールド(上シールドと言う)と、前記の第1の磁気シールドと対向して設けられた第2の磁気シールド(下シールドと言う)との間に設けられた磁気抵抗効果素子4によって再生を行い、上記記載の記録ヘッド60によって記録を行うことを特徴とする複合ヘッド50である。
Further, one of the first and second magnetic cores is also used as a first magnetic shield, and the first magnetic shield (referred to as an upper shield) is opposed to the first magnetic shield. The
また、対向して設けられた第1の磁気シールド(上シールドと言う)と第2の磁気シールド(下シールドと言う)との間に設けられた磁気抵抗効果素子4によって再生を行い、これと積層された上記の記載の記録ヘッド60によって記録を行うことを特徴とする複合ヘッド50である。
Further, reproduction is performed by a
そして、上記の複合ヘッド50を搭載して構成されたのが、本発明に於ける上記実施形態に示す磁気記録再生装置80である。
The magnetic recording / reproducing
1…基体
1a…複合セラミック
1b…アルミナ膜
2…下シールド
3…再生ギャップ
4…中央領域
5…端部領域
6…磁気コア
6’…上シールド
6a…Co−Ni−Fe膜
6b…パーマロイ膜
7…記録ギャップ
8…フォトレジスト
9…コイル
10、10a、10b…絶縁体
11…第2の磁気コア、上側磁気コア
12…絶縁体膜
13…シード層
14…レジストパタン
15…コイル材
16…絶縁体
17…絶縁体膜パタン
18…レジストパタン
19…下地層
20…シード層
21…コイル材
22…コイル材
23…絶縁体
24…非磁性層
25…スライダ
26…記録再生素子(複合ヘッド)
27…電極
30…駆動用のモータ
31…記録媒体
32…ヘッド
33…サスペンション
34…アーム
35…ヴォイスコイルモータ(VCM)
37…制御ユニット
38…記録再生チャネル
40…ABS面
50…複合ヘッド
60…記録ヘッド
61、62…磁気コアの端部
63…磁気的接合
64…先端部
65…接点
70…再生ヘッド、GMRヘッド
80…磁気記録再生装置
DESCRIPTION OF
27 ...
37 control unit 38 recording / reproducing
Claims (19)
0.05(T)×ヨーク長L(μm)+0.5(T・μm)≦飽和磁化(T)×膜厚(μm)
の関係を満たす様に構成されている事を特徴とする記録ヘッド。 One end of the opposing first magnetic core and the second magnetic core forms a recording gap, and the other end forms a magnetic junction, and the first magnetic core and the second magnetic core are connected to each other. A coil insulated by an insulator is provided between the magnetic core and the magnetic core, and the magnetic flux of the first and second magnetic cores excited by the coil leaks from the recording gap to record data on the magnetic medium. Wherein the distance from the tip of the recording gap close to the magnetic medium to the contact point of the magnetic junction (hereinafter referred to as yoke length) is 20 μm or less. The product of the saturation magnetization (unit: T) and the film thickness (unit: μm) of the magnetic material constituting each of the first and second magnetic cores facing each other is the yoke length L (unit: μm)
0.05 (T) × yoke length L (μm) +0.5 (T · μm) ≦ saturation magnetization (T) × film thickness (μm)
A recording head characterized by satisfying the following relationship.
0.05(T)×ヨーク長L(μm)+0.5(T・μm)≦Σ(飽和磁化(T)×膜厚(μm))
の関係を満たす様に構成されている事を特徴とする記録ヘッド。 One end of the opposing first magnetic core and the second magnetic core forms a recording gap, and the other end forms a magnetic junction, and the first magnetic core and the second magnetic core are connected to each other. A coil insulated by an insulator is provided between the magnetic core and the magnetic core, and the magnetic flux of the first and second magnetic cores excited by the coil leaks from the recording gap to record data on the magnetic medium. Wherein the distance from the tip of the recording gap close to the magnetic medium to the contact point of the magnetic junction (hereinafter referred to as yoke length) is 20 μm or less. Wherein each of the first and second magnetic cores facing each other has a configuration in which a plurality of magnetic materials are laminated, and each of the individual magnetic cores forming each magnetic core Saturation magnetization at Position: T) and film thickness (unit: [mu] m) the product of the sum sigma (saturation magnetization and (T) × thickness ([mu] m)) is, the yoke length L (unit: against [mu] m),
0.05 (T) × yoke length L (μm) +0.5 (T · μm) ≦ Σ (saturation magnetization (T) × film thickness (μm))
A recording head characterized by satisfying the following relationship.
W1/d≧0.5、W2/d≧0.5
を満足する様に構成されている事を特徴とする記録ヘッド。 One end of the opposing first magnetic core and the second magnetic core forms a recording gap, and the other end forms a magnetic junction, and the first magnetic core and the second magnetic core are connected to each other. A coil insulated by an insulator is provided between the magnetic core and the magnetic core, and the magnetic flux of the first and second magnetic cores excited by the coil leaks from the recording gap to record data on the magnetic medium. Wherein the distance from the tip of the recording gap close to the magnetic medium to the contact point of the magnetic junction (hereinafter referred to as yoke length) is 20 μm or less. If the thickness d (μm) of the coil and the distances W1 and W2 (μm) from the outermost coil to the end of the insulator covering the coil, the distances W1 and W2 (μm) are as follows: Respectively,
W1 / d ≧ 0.5, W2 / d ≧ 0.5
A recording head characterized by being configured to satisfy the following.
h/d≧0.2
を満足する様に構成されている事を特徴とする記録ヘッド。 One end of the opposing first magnetic core and the second magnetic core forms a recording gap, and the other end forms a magnetic junction, and the first magnetic core and the second magnetic core are connected to each other. A coil insulated by an insulator is provided between the magnetic core and the magnetic core, and the magnetic flux of the first and second magnetic cores excited by the coil leaks from the recording gap to record data on the magnetic medium. Wherein the distance from the tip of the recording gap close to the magnetic medium to the contact point of the magnetic junction (hereinafter referred to as yoke length) is 20 μm or less. When the thickness of the coil is d (μm) and the thickness of the insulator covering the coil is h (μm) on the coil, the thickness h (μm) is
h / d ≧ 0.2
A recording head characterized by being configured to satisfy the following.
絶縁体膜上にシード層を形成する第1の工程、
前記シード層上にレジストパタンを形成する第2の工程、
前記レジストパタン間にコイル材をめっき成形により堆積せしめる第3の工程、
前記レジストパタンを除去する第4の工程、
レジストパタン下にあったシード層を除去する第5の工程、及び絶縁体で当該コイル材を覆う第6の工程、
とが上記の順番で実行される様に構成されている事を特徴とする記録ヘッドの製造方法。 A method for manufacturing a recording head having the magnetic head according to claim 1, wherein the coil is formed by:
A first step of forming a seed layer on the insulator film,
A second step of forming a resist pattern on the seed layer;
A third step of depositing a coil material between the resist patterns by plating;
A fourth step of removing the resist pattern,
A fifth step of removing the seed layer under the resist pattern, and a sixth step of covering the coil material with an insulator;
Are performed in the order described above.
絶縁体膜パタンを形成する第1の工程、
前記絶縁体膜パタンにコイルを形成するための溝部を形成する第2の工程、
前記溝部が形成された絶縁体パタンにシード層を形成する第3の工程、
前記シード層上にめっきによりコイル材を形成する第4の工程、
研磨により、前記溝部以外に形成されたコイル材を除去するとともに、前記溝部中に形成されたコイル材表面の高さと、前記溝部以外の前記絶縁体膜表面の高さとを合せる第5の工程、及び前記溝部以外に形成されたコイル材と、前記溝部以外の前記絶縁体膜表面を絶縁体で覆う第6の工程、とが上記の順番で実行される様に構成されている事を特徴とする記録ヘッドの製造方法。 A method for manufacturing a recording head having the magnetic head according to claim 1, wherein the coil is formed by:
A first step of forming an insulator film pattern,
A second step of forming a groove for forming a coil in the insulator film pattern;
A third step of forming a seed layer on the insulator pattern in which the groove is formed,
A fourth step of forming a coil material by plating on the seed layer;
A fifth step of removing the coil material formed in other than the groove by polishing, and adjusting the height of the surface of the coil material formed in the groove with the height of the surface of the insulator film other than the groove, And a sixth step of covering the surface of the insulating film other than the groove with the coil material formed in the other than the groove and covering the surface of the insulator film with the insulator in the above order. Manufacturing method of a recording head.
A magnetic recording / reproducing apparatus equipped with the recording head or the composite head according to any one of claims 1 to 14.
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