JP2006172650A

JP2006172650A - 磁気ヘッド

Info

Publication number: JP2006172650A
Application number: JP2004366052A
Authority: JP
Inventors: Takayoshi Otsu; 孝佳大津; Shoji Natori; 章二名取
Original assignee: Hitachi Global Storage Technologies Netherlands BV; Hitachi Global Storage Technologies Inc
Current assignee: HGST Netherlands BV; HGST Inc
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2004-12-17
Publication date: 2006-06-29
Also published as: US7558188B2; US20060132985A1

Abstract

【課題】高密度化・高速転送化に対応した磁気ディスク装置を実現する静電気耐力の優れた再生ヘッドを提供する。
【解決手段】磁気ヘッドにおいて、再生素子からスライダへの電荷の拡散時定数が100ms以下であることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、静電気耐力を向上し、信頼性の高い磁気ヘッドに関するものである。

磁気ディスク装置の読み出し素子として、巨大磁気抵抗効果を用いたスピンバルブ素子が実用化されている。記録密度の向上とともに再生感度の向上がなされ、それとともに製造工程での静電気によるダメージが問題となってきている。静電気によるダメージには絶縁破壊や溶融の他に波形変動やノイズの増加などが生じるため、ヘッド歩留まりとともに信頼性の上でも大きな課題とされる。そこで、静電気によるダメージの対策として、従来下記のような対策が行われている。
（１）端子間をショートする方法として、特開平１０−５５５１１１号に示されるＭＲヘッドサスペンションでＭＲリードを短絡させ、組立完了前に開路させる手段にて静電気から保護する方法
（２）端子間に抵抗をいれる方法として、特開平７−１６９００５号に示されるＭＲヘッド要素の電流を分流する経路を設けて放電保護回路。
（３）端子間にダイオードを入れる方法として、特開平１０−２６９５３４号に示される、ショットキーダイオードを接続した保護回路。等が開示されている。

特開平１０−５５５１１１号特開平７−１６９００５号特開平１０−２６９５３４号

しかしながら、ＧＭＲヘッドのような再生素子のように静電気に弱いデバイスではチャージされた電荷量と放電時間の制御が重要であるが、これまでにそのような開示はされていない。製造工程においてさらに静電気耐力を向上させるためには、端子間をショートさせたり、端子間に抵抗、ダイオードを入れたりするだけでなく、帯電した電荷の拡散時間の制御についても改善しなければならない。短時間での拡散では大電流が流れるために再生素子にダメージを与えてしまう。一方で、長時間での拡散では次の工程まで電荷を保ってしまい静電気破壊をおこしてしまう。そこで、本発明は、高密度化・高速転送化に対応した磁気ディスク装置を実現する静電気耐力の優れた再生ヘッドを提供するものである。

磁気ヘッドにおいて、再生素子からスライダへの電荷の拡散時定数が100ms以下であることを特徴とする。また、電極とスライダ間の抵抗値が１０⁶Ωから１０¹¹Ωであることを特徴とする。

または、ヘッドサスペンションアセンブリにおいて、再生素子からサスペンションへの電荷の拡散時定数が100ms以下であることを特徴とする。また、電極とサスペンション間の抵抗が１０⁶Ωから１０¹¹Ωであることを特徴とする。

本発明により、静電気耐力を高めることができ、高歩留まりで信頼性の高い磁気ヘッドを実現できる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明による磁気ディスク装置の概念図である。図１（a）は、磁気ディスク装置を上面から見た図、図１（ｂ）は、磁気ディスク装置を側面から見た図である。モータ４によって、回転する磁気ディスク１１上の所定位置において、サスペンションアーム１２の先端に固定されたスライダ１３に搭載された磁気ヘッドが、磁化信号の記録再生を行う。ロータリアクチュエータ１５を駆動することにより、磁気ヘッドの磁気ディスク半径方向の位置（トラック）を選択することができる。磁気ヘッドへの記録信号及び磁気ヘッドからの読み出し信号は信号処理回路３５ａ，３５ｂにて処理される。

図２に、本発明のヘッドサスペンションアセンブリの外観図を示す。ヘッドサスペンションアセンブリは、サスペンションアーム１６と、サスペンションアーム１６の先端に固定されたスライダ１３と、スライダの流出端側に形成された再生素子とを有する。

図３に、面内磁気記録方式の磁気ヘッドを磁気ディスク断面方向から見た図を示す。再生ヘッドは、基板３４上に、上部磁気シールド２９と下部磁気シールド２７間に挟まれた再生素子２５を有している。再生素子２５に電極により電流が印加される。記録ヘッドは、下部磁極３０と、上部磁極３１と、その間に位置する磁気ギャップ層３２によって磁気ディスク３３に面するＡＢＳ表面に磁気ギャップを形成する。面内記録方式は、図３のように、記録の際に、下部磁極３０から漏洩した磁束が、磁性媒体上の周回トラックを面内方向に磁化する。再生の際には、回転する磁性媒体の磁化された領域が、磁束を再生ヘッドの再生素子２５に注入されて、再生素子２５内部で抵抗変化が起こる。

図４に、垂直磁気記録方式の磁気ヘッドを磁気ディスク断面方向から見た図を示す。再生ヘッドは、基板３４上に、上部磁気シールド２９と下部磁気シールド２７間に挟まれた再生素子２５を有している。再生素子２５に電極により電流が印加される。記録ヘッドは、下部磁極３０と、上部磁極３１と、その間に位置する磁気ギャップ層３２によって磁気ディスク３３に面するＡＢＳ表面に磁気ギャップを形成する。記録の際には、信号電流がコイル層Ｃを通して導かれ、かつ磁束がＡＢＳ表面で漏洩する。漏洩した磁束は、記録媒体の下部軟磁性膜３４を経由して磁気ヘッドに帰還する。この磁束により、記録操作の際に磁性媒体上の周回トラックを垂直方向に磁化する。再生の際には、回転する磁性媒体の磁化された領域が、磁束を再生ヘッドの再生素子２５に注入されて、再生素子２５の内部で抵抗変化が起こる。この抵抗変化は再生素子２５の電圧変化として検出される。

図５に、再生素子に帯電した電荷の拡散時間と再生素子とスライダ間の抵抗値の関係を示す。図５より、拡散時間は抵抗値により決定されることが分かる。ここで、再生素子とスライダ間の抵抗値は、電極とシールド間の抵抗値Rrとシールドとスライダ間の抵抗値Rl及び浮上面の保護膜の抵抗値Rcによって決まる値である。ここで、拡散定数が小さいと大電流が流れてしまい再生素子にダメージを起こしてしまう。一方で、拡散定数が大きいと長い間電荷を保存してしまい、組み立て工程の中での静電気破壊を起こしてしまう。したがって、再生素子の電極とスライダ間抵抗が１０⁶Ωから１０¹¹Ωであることが好ましい。
図６は、図５における抵抗値の測定方法である。再生素子端子３７とスライダ１３間の抵抗値を高抵抗測定器３５によって測定する。
図７は、図５における拡散時間の測定方法である。スライダ１３面を接地し、サスペンション１２のリード端子１７から電源１６により帯電させ、減衰時間を電位測定器２０によって測定する。
図１２に、本発明の第１の実施例による磁気ヘッドを示す。本実施例において、ＡＢＳ保護膜３８として、Si下地膜を1nm形成した上にCACカーボン膜を2nm形成した。ベースアルミナ３９の厚さを0.7nmとし、また、下部シールド２７の厚さを3umとした。この結果、スライダ１３と再生素子端子３７間の抵抗値は１０¹⁰Ωとなり、その際の拡散時間は10msとなった。

図１３に、本発明の第２の実施例による磁気ヘッドを示す。本実施例においては、ＡＢＳ保護膜３８として、CACカーボンのスパッタレートを１０⁴Torrから１０^-5Torrとしてガス圧を低圧に変えることにより、緻密な膜を作成して、Si下地膜を1nm形成した上にCACカーボン膜を2nm形成した。また、ベースアルミナ３９の厚さは0.7nmとした。また、下部シールド２７の厚さを3umとした。その結果、スライダ１３と再生素子端子３７間の抵抗値は10⁸Ωとなり、その際の拡散時間は1msとなった。

図８は、ベースアルミナ膜厚と抵抗値の関係を示す図である。図８に示すように、図１２、１３に示す磁気ヘッドのベースアルミナ３９を薄くすれば抵抗値を小さくすることが出来ることがわかる。

図９は、保護膜厚と抵抗値の関係を示す図である。図９に示すように、図１２、１３に示す磁気ヘッドの保護膜３２を薄くすれば抵抗値を小さく出来ることがわかる。

図１０は、保護膜形成方法依存性である。従来のCVDカーボンに対して、本発明で用いたCACカーボンが抵抗値を小さくできることがわかる。

図１１は、保護膜プロセスと抵抗値の関係を示す図である。CACカーボン方式において、第２の実施例のように、窒素を10％程度含有させることによって、抵抗値を下げることを実現できることが明らかとなった。

本発明による磁気ディスク装置を上面および側面から見た図を示す。本発明の磁気ヘッドの外観図を示す。面内磁気記録方式の磁気ヘッドを磁気ディスク断面方向から見た図を示す。垂直磁気記録方式の磁気ヘッドを磁気ディスク断面方向から見た図を示す。再生素子に帯電した電荷の拡散時間と再生素子とスライダ間の抵抗値の関係を示す。図５における抵抗値の測定方法を示す。図５における拡散時間の測定方法を示す。ベースアルミナ膜厚と抵抗値の関係を示す図である。保護膜厚と抵抗値の関係を示す図である。保護膜形成方法と抵抗値の関係を示す図である。保護膜プロセスと抵抗値の関係を示す図である。本発明の第１の実施例による磁気ヘッドを示す。本発明の第２の実施例による磁気ヘッドを示す。

符号の説明

Ｃ…コイル、１１…磁気ディスク、１２…サスペンションアーム、１３…磁気ヘッドスライダー、１４…磁気ヘッド、１５…ロータリアクチュエータ、１６…ＤＣ電源、１７…サスペンション上の再生素子端子、１８…コンタクトプローブ、１９…デジタルオシロスコープ、２０…電位測定器、２１…プレート、２２…ワイヤ、２５…再生素子、２６、２６'…電極、２７…下部磁気シールド、２８…磁気ギャップ膜、２９…上部磁気シールド、３０…下部磁極、３１…上部磁極、３２…磁気ギャップ層、３３…磁気ディスク、３４…基板、３５ａ，３５ｂ…信号処理回路、３６…軟磁性膜、３７…再生素子端子、３８…ＡＢＳ保護膜、３９…ベースアルミナ

Claims

スライダと、前記スライダ上に形成されたベースアルミナと、前記ベースアルミナ上に形成された下部磁気シールドと、前記下部磁気シールド上に形成された再生素子と、前記再生素子に電流を印加する電極と、前記電極上に形成された上部磁気シールドと、浮上面に形成された保護膜と、を有する磁気ヘッドにおいて、
前記再生素子から前記スライダへの電荷の拡散時定数が100ms以下である磁気ヘッド。
前記保護膜が、カーボンを有することを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド。
前記電極と前記スライダ間の抵抗値が１０⁶Ωから１０¹¹Ωであることを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド。
前記再生素子と前記スライダ間の抵抗値は、前記電極と前記上部シールド及び下部磁気シールド間の抵抗値Ｒｒと前記上部磁気シールド及び前記下部磁気シールドと前記スライダ間の抵抗値Ｒｌ及び前記浮上面の保護膜の抵抗値Ｒｃによって決まることを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド。
前記ベースアルミナの膜厚は、0.7nm以下であることを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド。
磁気ディスクから情報を再生する再生素子と、前記再生素子に電流を印加する電極と、前記再生素子及び前記電極を有するスライダと、前記スライダを支持するサスペンションとを有するヘッドサスペンションアセンブリにおいて、
前記再生素子から前記サスペンションへの電荷の拡散時定数が100ms以下であることを特徴とするヘッドサスペンションアセンブリ。
前記電極と前記サスペンション間の抵抗が１０⁶Ωから１０¹¹Ωであることを特徴とする請求項１に記載のヘッドサスペンションアセンブリ。
前記サスペンションは、電気グランドと接続する配線を有し、前記電極と前記グランド配線との間の抵抗が１０⁶Ωから１０¹¹Ωであることを特徴とする請求項１に記載のヘッドサスペンションアセンブリ。