JP2007149297A - ヘッドの製造方法、ヘッド、およびこれを備えたディスク駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】設計自由度が高く、所望形状のスライダを製造することが可能なヘッドの製造方法、この製造方法によって製造されたヘッド、およびこのヘッドを備えたディスク駆動装置を提供する。
【解決手段】ヘッド４０のスライダ４２は、記録媒体の表面に対向する対向面４３と、対向面に突設された複数の凸部（４８、５２、６６）および負圧キャビティ５４と、有している。スライダの製造方法では、対向面に所定形状を有したマスクを設けた後、対向面を除去加工して、向い合う２辺を有する凸状部を含んだ凸部を形成する。向い合う２辺の内の一辺および凸状部の一部を覆う他のマスクをスライダの対向面に設けた後、対向面を除去加工し、向い合う２辺がそれぞれ深さの異なる溝に隣接しているとともに使用したマスクの最小幅部分よりも幅の狭い凸状部を形成する。
【選択図】 図３

Description

この発明は、磁気ディスク装置等のディスク駆動装置に用いるヘッドの製造方法、この製造方法によって製造されたヘッド、およびこのヘッドを備えたディスク駆動装置に関する。

ディスク装置として、例えば、磁気ディスク装置は、ケース内に配設された磁気ディスクと、磁気ディスクを支持および回転駆動するスピンドルモータと、磁気ディスクに対して情報のリード／ライトを行う磁気ヘッドと、磁気ヘッドを磁気ディスクに対して移動自在に支持したキャリッジアッセンブリと、を備えている。キャリッジアッセンブリは、回動自在に支持されたアームと、アームから延出したサスペンションとを備え、このサスペンションに延出端に磁気ヘッドが支持されている。磁気ヘッドは、サスペンションに取り付けられたスライダ、およびスライダに設けられたヘッド部を有し、ヘッド部は、リード用の再生素子、ライト用の記録素子を含んで構成されている。

スライダは、磁気ディスクの記録面と対向した対向面、つまり、ＡＢＳ（エア・ベアリング・サーフェース）面を有している。スライダの対向面には、負圧を発生させるための負圧発生部として負圧キャビティが形成されている。スライダは、サスペンションにより、磁気ディスクの磁気記録層に向う方向に所定のヘッド荷重が印加されている。磁気ディスク装置の動作時、回転する磁気ディスクとスライダとの間には空気流が発生し、スライダの対向面には、パッドにより発生した正圧と負圧キャビティにより発生した負圧とが作用する。この空気流によって作用する力とヘッド荷重とを釣り合わせることにより、スライダは磁気ディスク記録面と一定の隙間を保って浮上している。この隙間は、磁気ディスクのどの半径位置においても同程度であることが求められる。

スライダに負圧を発生させることは、スライダの諸特性を向上させる。諸特性が良くなると減圧、誤差感度、衝撃等のためにとっている余裕分（浮上マージン）を減らせるため、通常時の磁気スペーシングを小さくでき、記録密度の向上につながる。

負圧発生は、細い空気流路をとってきた空気が、広い空気流路に広がった際に発生する。そのため、スライダのＡＢＳ面の中央付近より上流側に凸部を形成し、この凸部により、ＡＢＳ面の中央付近に負圧を発生させる凹状部、つまり、負圧キャビティを形成することによって負圧を発生させる。

このような負圧を発生させるスライダは、ＡＢＳ面に凸部を残すような除去加工を施すことによって形成される。このようなスライダの形状は複雑であるため、通常のフライス、研削などの機械加工のみでは製作できない。所望形状を実現するため、スライダは、フォトレジストでパターニングされたマスクを保護膜とし、イオンミリングや、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などの除去加工によって製作される。

通常、フォトレジストのパターンニング−除去加工−フォトレジスト除去の工程によりＡＢＳ面に凸部を製作する。この凸部を製作する工程を、マスク形状および除去加工する深さを変えて、複数回繰り返することにより、所望形状のＡＢＳ面が製作される（例えば、特許文献１、２、３）。
特開平１０−１７７９４７号公報 特開２００３−１８８０８８号公報 特開２００１−３２５７０７号公報

近年、記録密度の向上に伴い、スライダの小型化が図られ、いわゆる、ピコスライダ、フェムトスライダ等の商品開発がなされている。スライダが小型化し、その寸法が小さくなると、ＡＢＳ面に形成される凸部の幅も狭くなる。しかしながら、細い凸パターンを作ろうとした際、マスクパターンが細くなってしまい、細い凸パターンの加工が困難となる。これは、マスクパターンが細いと、マスクが剥がれやすくなるためである。除去加工前、もしくは、除去加工中にマスクが剥がれると、保護しなくてはならない部分が除去加工時に露出するため、所望の形状が得られない。また、剥がれたマスクが加工面に再付着することもある。この場合、マスクによって不所望の部位を保護してしまい、除去加工後、所望形状が得られない。

マスクの寸法には制限があり、最小幅寸法は３０μｍとされている。このようなマスクを使用をすると、スライダのディスク対向面の最小パターン幅は、３０μｍとなる。スライダのパターンは、３０μｍ以上の幅を持たなくてはいけないという制約により、設計自由度が低下し、スライダの各種特性を損なってきた。スライダは、負圧発生部の面積が大きい程、絶対値の大きな負圧を発生することができる。そのため、ＡＢＳ面上の凸部の幅が大きいと、負圧発生部の面積が小さくなり、ヘッドの特性を損なってしまう。

この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、設計自由度が高く、所望形状のスライダを製造することが可能なヘッドの製造方法、この製造方法によって製造されたヘッド、およびこのヘッドを備えたディスク駆動装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、この発明の態様に係るヘッドの製造方法は、回転自在な記録媒体の表面に対向するとともに複数の凸部および負圧キャビティを有した対向面を備え、前記記録媒体の回転によって前記記録媒体表面と対向面との間に生じる空気流により前記対向面と記録媒体表面との間を一定に保つスライダと、前記スライダに設けられ前記記録媒体に対し情報の記録再生を行うヘッド部と、を具備したヘッドの製造方法であって、
前記スライダの対向面に所定形状を有したマスクを設けた後、前記対向面を除去加工して、向い合う２辺を有する凸状部を含んだ凸部を形成し、前記向い合う２辺の内の一辺および前記凸状部の一部を覆う他のマスクを前記スライダの対向面に設けた後、前記対向面を除去加工し、前記向い合う２辺がそれぞれ深さの異なる溝に隣接しているとともに前記使用したマスクの最小幅部分よりも幅の狭い凸状部を形成する。

この発明の他の態様に係るヘッドは、上記製造方法によって製造されたヘッドであって、前記対向面を有するスライダと、前記スライダの対向面に形成され、それぞれ前記凸部を構成したリーディングステップ、および一対のサイドステップと、前記リーディングステップおよび一対のサイドステップによって規定された負圧キャビティと、を備え、前記各サイドステップの内、前記空気流の下流側に位置した端部は、前記凸状部を形成している。

この発明の他の態様に係るディスク駆動装置は、ディスク状の記録媒体と、前記記録媒体を支持しているとともに回転駆動する駆動部と、前記記録媒体の表面に対向する対向面を有し、前記記録媒体の回転によって前記記録媒体表面と対向面との間に生じる空気流により前記対向面と記録媒体表面との間を一定に保つスライダと、前記スライダに設けられ前記記録媒体に対し情報の記録再生を行うヘッド部と、を具備した上記ヘッドと、前記記録媒体に対して前記ヘッドを移動自在に支持しているとともに、前記記録媒体の表面に向かうヘッド荷重を前記ヘッドに印加するヘッドサスペンションと、を備えている。

本発明の態様によれば、使用するマスクの最小幅部分よりも幅の狭い凸状部を形成することができ、スライダの対向面の設計自由度が向上し、所望形状のスライダを製造することが可能なヘッドの製造方法、この製造方法によって製造されたヘッド、およびこのヘッドを備えたディスク駆動装置を提供することができる。

以下図面を参照しながら、この発明の実施形態に係る磁気ヘッドの製造方法、この製造方法によって製造された磁気ヘッドを備えたディスク駆動装置としてのハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤと称する）について詳細に説明する。

始めにＨＤＤについて説明する。図１は、ＨＤＤのトップカバーを取り外して内部構造を示す平面図であり、図２は、浮上状態の磁気ヘッドを示している。図１に示すように、ＨＤＤは、上面の開口した矩形箱状のケース１２と、複数のねじによりケースにねじ止めされケースの上端開口を閉塞する図示しないトップカバーと、を有している。

ケース１２内には、記録媒体としての磁気ディスク１６、磁気ディスクを支持および回転させる駆動部としてのスピンドルモータ１８、磁気ディスクに対して情報の書き込み、読み出しを行なう複数の磁気ヘッド、これらの磁気ヘッドを磁気ディスク１６に対して移動自在に支持したキャリッジアッセンブリ２２、キャリッジアッセンブリを回動および位置決めするボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭと称する）２４、磁気ヘッドが磁気ディスクの最外周に移動した際、磁気ヘッドを磁気ディスクから離間した退避位置に保持するランプロード機構２５、およびヘッドＩＣ等を有する基板ユニット２１等が収納されている。

ケース１２の底壁外面には、基板ユニット２１を介して、スピンドルモータ１８、ＶＣＭ２４、および磁気ヘッドの動作を制御する図示しないプリント回路基板がねじ止めされている。

磁気ディスク１６は、上面および下面に磁気記録層を有している。磁気ディスク１６は、スピンドルモータ１８の図示しないハブの外周に嵌合されているとともに、クランプばね１７によってハブ上に固定されている。スピンドルモータ１８を駆動することにより、磁気ディスク１６は所定の回転数、例えば、４２００ｒｐｍで矢印Ｂ方向に回転される。

キャリッジアッセンブリ２２は、ケース１２の底壁上に固定された軸受部２６と、軸受部から延出した複数のアーム３２と、を備えている。これらのアーム３２は、磁気ディスク１６の表面と平行に、かつ、互いに所定の間隔を置いて位置しているとともに、軸受部２６から同一の方向へ延出している。キャリッジアッセンブリ２２は、弾性変形可能な細長い板状のサスペンション３８を備えている。サスペンション３８は、例えば、板ばねにより構成されている。サスペンション３８は、その基端がスポット溶接、接着あるいはかしめによりアーム３２の先端に固定され、アームから延出している。各サスペンション３８は対応するアーム３２と一体に形成されていてもよい。アーム３２およびサスペンション３８によりヘッドサスペンションを構成し、このヘッドサスペンションと磁気ヘッドとによりヘッドサスペンションアッセンブリを構成している。

図２に示すように、各磁気ヘッド４０は、ほぼ直方体形状のスライダ４２とこのスライダに設けられた記録再生用のヘッド部４４とを有し、サスペンション３８の先端部に設けられたジンバルばね４１に固定されている。各磁気ヘッド４０は、サスペンション３８の弾性により、磁気ディスク１６の表面に向かうヘッド荷重Ｌが印加されている。

図１に示すように、キャリッジアッセンブリ２２は、軸受部２６からアーム３２と反対の方向へ延出した支持枠４５を有し、この支持枠により、ＶＣＭ２４の一部を構成するボイスコイル４７が支持されている。支持枠４５は、合成樹脂によりボイスコイル４７の外周に一体的に成形されている。ボイスコイル４７は、ケース１２に固定された一対のヨーク４９間に位置し、これらのヨーク、および一方のヨークに固定された図示しない磁石とともにＶＣＭ２４を構成している。ボイスコイル４７に通電することにより、軸受部２６の回りでキャリッジアッセンブリ２２が回動し、磁気ヘッド４０は磁気ディスク１６の所望のトラック上に移動および位置決めされる。

ランプロード機構２５は、ケース１２の底壁に設けられているとともに磁気ディスク１６の外側に配置されたランプ５１と、各サスペンション３８の先端から延出したタブ５３と、を備えている。キャリッジアッセンブリ２２が、磁気ディスク１６の外側の退避位置まで回動すると、各タブ５３は、ランプ５１に形成されたランプ面と係合し、その後、ランプ面の傾斜によって引き上げられ、磁気ヘッド４０のアンロード動作を行う。

次に、磁気ヘッド４０の構成について詳細に説明する。図３は磁気ヘッドを示す斜視図、図４はスライダの平面図である。なお、図４では、スライダのディスク対向面において、深さの異なる領域が明確となるように、深さごとにハッチングを変えて示している。例えば、ハッチング（１）は非加工面、ハッチング（２）、（３）、（４）、（５）は非開口面からの深さが１２０ｎｍ、３２０ｎｍ、１．３２μｍ、１５２０μｍの領域をそれぞれ示している。

図２ないし図４に示すように、磁気ヘッド４０はほぼ直方体状に形成されたスライダ４２を有し、このスライダは磁気ディスク１６の表面に対向する矩形状のディスク対向面（ＡＢＳ面）４３を有している。ディスク対向面４３の長手方向を第１方向Ｘ、これと直交する幅方向を第２方向Ｙとする。

磁気ヘッド４０は浮上型のヘッドとして構成され、スライダ４２は、磁気ディスク１６の回転によってディスク表面とディスク対向面４３との間に生じる空気流Ｃにより浮上する。ＨＤＤの動作時、スライダ４２のディスク対向面４３はディスク表面に対し常に隙間を保って対向している。ここで、空気流Ｃの方向は、磁気ディスク１６の回転方向Ｂと一致している。スライダ４２は、磁気ディスク１６表面に対し、ディスク対向面４３の第１方向Ｘが空気流Ｃの方向とほぼ一致するように配置されている。

ディスク対向面４３上には磁気ディスク表面と対向したほぼ矩形状のリーディングステップ部５０が突設されている。このリーディングステップ部５０は、空気流Ｃの方向に対し、ディスク対向面４３の上流側の領域に渡って形成されている。ディスク対向面４３上には、細長い一対のサイドステップ部４６が突設され、リーディングステップ部５０からスライダ４２の下流端側に延出ている。サイドステップ部４６は、ディスク対向面４３の各長辺に沿って延びているとともに、互いに間隔を置いて対向している。リーディングステップ部５０および一対のサイドステップ部４６は、凸部を構成し、全体として、上流側が閉塞され、下流側に向かって開放したほぼＵ字形状に形成されている。

磁気ヘッド４０のピッチ角を維持するため、リーディングステップ部５０上には、空気膜によってスライダ４２を支えるリーディングパッド５２が突設されている。リーディングパッド５２は、第２方向Ｙに沿ってリーディングパッド５２の幅方向全域に渡り連続的に延びているとともに、スライダ４２の流入側端から下流側にずれた位置に形成されている。リーディングパッド５２は、空気流Ｃに対し、スライダ４２の流入端側に位置している。各サイドステップ４６の長手方向中央部上には、サイドパッド４８が突設されている。リーディングパッド５２およびサイドパッド４８はほぼ平坦に形成され、磁気ディスク表面と対向している。

ディスク対向面４３のほぼ中央部には、一対のサイドステップ部４６およびリーディングステップ部５０によって規定された凹所からなる負圧キャビティ５４が形成されている。負圧キャビティ５４は、空気流Ｃの方向に対し、リーディングステップ部５０の下流側に形成され、かつ、下流側に向かって開放している。負圧キャビティ５４を設けることにより、ＨＤＤで実現される全てのスキュー角において、ディスク対向面４３中心部で負圧を発生させることができる。

各サイドステップ４６において、空気流Ｃに対して下流側に位置した端部は、サイドステップの他の部分よりも細長い凸状部４６ａとして形成されている。図３ないし図５に示すように、各凸状部６４ａは、それぞれ長手方向Ｘに沿って延びているとともに互いに向い合った２辺を有している。後述するように、これらの２辺は、ディスク対向面４３を除去加工することにより形成され、それぞれ深さの異なる溝に隣接している。例えば、凸状部６４ａの一方の辺は負圧キャビティ５４に隣接し、他方の辺は、負圧キャビティよりも浅い溝に隣接している。各凸状部６４ａの幅Ｗは、除去工程時に用いるマスクの最小幅部分よりも狭い幅、例えば、３０μｍ以下に形成されている。

スライダ４２は、空気流Ｃの方向に対して、ディスク対向面４３の下流側の端部に突出して設けられたほぼ矩形状のトレーリングステップ部６０を有している。凸部を構成するトレーリングステップ部６０は、空気流Ｃの方向に対して、負圧キャビティ５４の下流側に位置し、かつ、ディスク対向面４３の幅方向ほぼ中央に位置している。トレーリングステップ部６０上にはトレーリングパッド６６が突設され、磁気ディスク表面と対向している。

磁気ヘッド４０のヘッド部４４は、磁気ディスク１６に対して情報の記録再生を行う記録素子および再生素子を有している。これら再生素子および記録素子は、空気流Ｃの方向に対して、スライダ４２の下流側端部内に埋め込まれている。再生素子および記録素子は、トレーリングパッド６６に形成されたリード／ライトギャップ６４を有している。
図２に示すように、上記構成の磁気ヘッド４０は、ヘッド部４４のリード／ライトギャップ６４が最も磁気ディスク表面に接近した傾斜姿勢をとって浮上する。

次に以上のように構成されたＨＤＤにおける磁気ヘッドの製造方法について説明する。ここでは、スライダ４２のディスク対向面４３を所望の凹凸形状に加工する方法について説明する。
まず、基本方法として、図６に示すように、直方体８０の一方の表面８０ａ上に、幅が３０μｍ以下の細い凸状部８２を形成する方法について説明する。図７および図９ａに示すように、直方体８０の表面８０ａ上にフォトレジストを塗布し、露光、現像することにより、所定形状、例えば、矩形状の第１マスク８４ａを形成する。第１マスク８４ａの幅は、３０μｍよりも充分に大きく形成されている。この状態で、図９（ｂ）に示すように、表面８０ａの内、第１マスク８４ａで保護されていない領域Ｂを、イオンミリングや反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により除去加工し、所定深さの溝を形成する。その後、第１マスク８４ａを除去する。これにより、図９（ｃ）に示すように、表面８０ａには、第１マスク８４ａに対応した矩形状の凸部、つまり、向い合う２辺８３ａ、８３ｂを有した凸部８７が形成される。

続いて、図８および図９（ｄ）に示すように、直方体８０の表面８０ａ上に第２マスク８４ｂを形成する。第２マスク８４ｂの幅は、３０μｍよりも充分に大きく形成されている。第２マスク８４ｂにより、凸部８７の一方の辺８３ａを含む凸部８７の所定幅領域、および表面８０ａの所定領域を覆って保護する。凸部８７の内、第２マスク８４ｂにより覆われた領域は、幅が３０μｍ以下であり、凸状部８２に対応している。

この状態で、図９（ｂ）に示すように、表面８０ａおよび凸部８７の内、第２マスク８４ｂで保護されていない領域Ｃを、イオンミリングやＲＩＥにより除去加工し、図９（ｅ）に示すように、所定深さの溝を形成する。その後、第２マスク８４ａを除去する。これにより、図９（ｆ）および図６に示すように、表面８０ａにおいて、２回の除去加工が施された領域Ｃには、最も深い溝が形成される。また、凸部８７はその一部が除去され、第２マスク８４ｂに対応した、幅が３０μｍ未満の細い凸状部８２が形成される。凸状部８２は、向い合う２辺８３ａ、８３ｃを有し、これらの２辺はそれぞれ深さの異なる溝に隣接している。一方の辺８３ａは、１回目の除去加工で形成された溝に隣接し、他方の辺８３ｃは、２回目の除去加工で形成された浅い溝に隣接している。
以上の方法により、最小部分の幅が３０μｍ以上のマスクを用いて、幅が３０μｍ以下の凸状部８２を形成することができる。

次に、上述した基本方法を用いてスライダ４２のディスク対向面４３を所望の凹凸形状に加工する方法について説明する。
まず、図１０に示すように、スライダ４２のディスク対向面４３上に、リーディングパッド５２、サイドパッド４８、およびトレーリングパッド６６にそれぞれ対応した形状を有する第１マスク８４ａを形成する。第１マスク８４ａの最小部の幅は、３０μｍよりも充分に大きく形成されている。この状態で、ディスク対向面４３の内、第１マスク８４ａで保護されていない領域Ｂを、イオンミリングやＲＩＥにより除去加工し、所定深さ、例えば、深さ１２０ｎｍの溝を形成する。その後、第１マスク８４ａを除去する。これにより、ディスク対向面４３に、リーディングパッド５２、サイドパッド４８、およびトレーリングパッド６６が形成される。リーディングパッド５２、サイドパッド４８、およびトレーリングパッド６６の表面は、除去加工が施されていない非加工面となる。

続いて、図１１に示すように、スライダ４２のディスク対向面４３上に、リーディングステップ５０、一対のサイドステップ４６、およびトレーリングステップ６０にそれぞれ対応した形状を有する第２マスク８４ｂを形成する。第２マスク８４ｂの最小部の幅は、３０μｍよりも充分に大きく形成されている。この状態で、ディスク対向面４３の内、第２マスク８４ｂで保護されていない領域Ｃを、イオンミリングやＲＩＥにより除去加工する。領域Ｃは、１回目の除去加工が施された領域Ｂと重複しているため、所定深さ、例えば、深さ２００ｎｍの溝が形成される。その後、第２マスク８４ｂを除去する。これにより、リーディングステップ５０、一対のサイドステップ４６、およびトレーリングステップ６０、並びに、負圧キャビティ５４が形成される。

次いで、３回目の除去加工を行い、サイドステップ４６の下流側端部に細長い凸状部４６ａを形成する。この場合、図１２に示すように、スライダ４２のディスク対向面４３上に、リーディングステップ５０、一対のサイドステップ４６、トレーリングステップ６０、および負圧キャビティ５４を覆う第３マスク８４ｃを形成する。第３マスク８４ｃは、各サイドステップ４６の下流側端部の内、負圧キャビティ５４側の一辺および幅方向のほぼ半分の領域、つまり、幅３０μｍ以下の領域、を覆うように形成する。第３マスク８４ｃの最小部の幅は、３０μｍよりも充分に大きく形成されている。

この状態で、ディスク対向面４３および各サイドステップ４６の下流側端部の内、第３マスク８４ｃで保護されていない領域Ｄを、イオンミリングやＲＩＥにより除去加工し、所定深さの溝を形成する。その後、第３マスク８４ｃを除去する。これにより、図３および図４に示したように、ディスク対向面３４において、３回の除去加工が施された両側縁の領域Ｄには、最も深い溝、例えば、深さ１２００ｎｍの溝が形成される。また、サイドステップ４６の下流側端部はその一部が除去され、第３マスク８４ｃに対応した幅が３０μｍ未満の細い凸状部４６ａが形成される。凸状部４６ａは、向い合う２辺を有し、これらの２辺はそれぞれ深さの異なる溝に隣接している。一方の辺は、負圧キャビティ５４に隣接し、他方の辺は、３回目の除去加工で形成された浅い溝に隣接している。

以上のように構成されたヘッドの製造方法によれば、最小幅が３０μｍ以上のマスクを用いて、幅が３０μｍ以下の凸状部を形成することが可能となる。そのため、凸状部の幅の最小幅にとらわれることなく、ディスク対向面の凹凸形状の設計自由度が増し、性能の高い磁気ヘッドを作成可能となる。また、サイドステップの幅を３０μｍ以下の狭い幅とすることが可能となり、負圧キャビティの面積を多くとることができる。これにより、負圧の大きなスライダを実現し、スライダの特性向上を図ることができる。

また、上記製造方法によれば、面積の小さなディスク対向面に対して細かい凸パターンを形成することができ、フェムトスライダ等の小型のスライダの製造において有効となる。このように構成された磁気ヘッドを用いてＨＤＤを構成することにより、安定性および信頼性の向上したＨＤＤを実現することができる。

本発明者は、図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、サイドステップ４６における凸状部４６ａの幅Ｗがそれぞれ４０μｍ、３０μｍ、２０μｍ、１０μｍ、０μｍに形成された５種類のスライダ４２を用意し、凸状部の幅と発生負圧との関係を解析した。図１３（ｃ）、図１３（ｄ）、図１３（ｅ）は上述した実施形態の製造方法により製造されたスライダを示している。その解析結果を以下の表１および図１４に示す。

なお、解析条件は、以下の通りとした。
ディスク回転数：４２００ ｒｐｍ
ディスク半径：２５ ｍｍ
スキュー角：０ ｄｅｇ
ヘッド荷重：２ ｇｆ
ピッチモメント：０．５７ ｇｆｍｍ
上記表および図１４から、凸状部４６ａの幅が３０μｍ以上の場合に比較して、幅を２０μｍ、１０μｍと狭くすることにより、発生負圧が増加することが解る。すなわち、本実施形態により製作可能になった幅の狭い凸状部を有したスライダが大きな負圧が発生することがわかった。

一方、上述した製造方法によれば、２回の除去加工にて凸状部を形成するため、マスクのアライメントが２回必要となる。マスクのアライメント公差は、５μｍ程度であり、２回の除去加工であると最大で１０μｍずれる場合がある。そのため、形成される凸状部のの最小幅は、マスクのアライメント能力により決定され、１回のアライメント公差の２倍の幅が最小幅となる。通常のアライメント技術であると、１０μｍと見積もれる。ただし、上記表および図１４に示したように、負圧増大の効果は、凸状部の幅が１０μｍの場合も、更に、０μｍの場合も、大きく変わらないことが、解析から導かれている。

次に、この発明の第２の実施形態に係るＨＤＤの磁気ヘッドについて説明する。
図１５に示すように、第２の実施形態によれば、スライダ４２のディスク対向面４３上には、それぞれ凸部を構成するリーディングステップ５０、一対のサイドステップ４６、およびトレーリングステップ６０が形成されている。リーディングステップ５０、サイドステップ４６、およびトレーリングステップ６０には、それぞれリーディングパッド５２、サイドパッド４８、およびトレーリングパッド６６が形成されている。

各サイドステップ４６において、リーディングパッド５２とサイドパッド４８との間に位置した部分は、サイドステップの他の部分よりも細長い凸状部４６ａとして形成されている。各凸状部６４ａは、それぞれ長手方向Ｘに沿って延びているとともに互いに向い合った２辺を有している。これらの２辺は、ディスク対向面４３を除去加工することにより形成され、それぞれ深さの異なる溝に隣接している。各凸状部６４ａの幅は、除去工程時に用いるマスクの最小幅部分よりも狭い幅、例えば、３０μｍ以下に形成されている。
第２の実施形態において、磁気ヘッドの他の構成は前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。

次に、上記のように構成された磁気ヘッドの製造方法、ここでは、スライダ４２のディスク対向面４３を所望の凹凸形状に加工する方法について説明する。
第１の実施形態と同様に、まず、図１６（ａ）に示すように、スライダ４２のディスク対向面４３上に、リーディングパッド５２、サイドパッド４８、およびトレーリングパッド６６にそれぞれ対応した形状を有する第１マスク８４ａを形成する。ディスク対向面４３の内、第１マスク８４ａで保護されていない領域Ｂを、イオンミリングやＲＩＥにより除去加工し、所定深さ、例えば、深さ１２０ｎｍの溝を形成する。その後、第１マスク８４ａを除去する。これにより、ディスク対向面４３に、リーディングパッド５２、サイドパッド４８、およびトレーリングパッド６６が形成される。

続いて、図１１（ｂ）に示すように、スライダ４２のディスク対向面４３上に、リーディングステップ５０、一対のサイドステップ４６、およびトレーリングステップ６０にそれぞれ対応した形状を有する第２マスク８４ｂを形成する。第２マスク８４ｂの最小部の幅は、３０μｍよりも充分に大きく形成されている。この状態で、ディスク対向面４３の内、第２マスク８４ｂで保護されていない領域Ｃを、イオンミリングやＲＩＥにより除去加工する。その後、第２マスク８４ｂを除去することにより、リーディングステップ５０、一対のサイドステップ４６、およびトレーリングステップ６０、並びに、負圧キャビティ５４が形成される。

次いで、３回目の除去加工を行い、サイドステップ４６の中間部に細長い凸状部４６ａを形成する。この場合、図１６（ｃ）に示すように、スライダ４２のディスク対向面４３の全面を覆う第３マスク８４ｃを形成する。第３マスク８４ｃには一対の矩形状の開口８５が形成されている。各開口８５は、各サイドステップ４６の中間部の内、負圧キャビティ５４側の一辺および幅方向の一部に対向している。これにより、サイドステップ４６の中間部の内、負圧キャビティ５４と反対側の一辺および幅３０μｍ以下の領域は、第３マスク８４ｃによって覆われている。

この状態で、ディスク対向面４３の内、第３マスク８４ｃで保護されていない領域、すなわち、第３マスク８４ｃの開口８５と対向した領域をイオンミリングやＲＩＥにより除去加工し、所定深さの溝を形成する。その後、第３マスク８４ｃを除去する。これにより、図１５に示したように、サイドステップ４６の中間部はその一部が除去され、幅が３０μｍ未満の細い凸状部４６ａが形成される。凸状部４６ａは、向い合う２辺を有し、これらの２辺はそれぞれ深さの異なる溝に隣接している。
以上のように構成されたヘッドの製造方法および磁気ヘッドによれば、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

次に、この発明の第３の実施形態に係るＨＤＤの磁気ヘッドについて説明する。
図１７に示すように、第３の実施形態によれば、スライダ４２のディスク対向面４３上には、それぞれ凸部を構成するリーディングステップ５０、一対のサイドステップ４６、およびトレーリングステップ６０が形成されている。リーディングステップ５０、サイドステップ４６、およびトレーリングステップ６０には、それぞれリーディングパッド５２、サイドパッド４８、およびトレーリングパッド６６が形成されている。

トレーリングステップ６０には、負圧キャビティ５４に向かって開放した矩形状の凹所６０ｂ、および、第２方向Ｙに沿って凹所６０ｂの両側に位置した、一対の細長い凸状部６０ａがそれぞれ形成されている。各凸状部６０ａは、それぞれ第１方向Ｘに沿って延びているとともに互いに向い合った２辺を有している。これらの２辺は、ディスク対向面４３を除去加工することにより形成され、それぞれ深さの異なる溝に隣接している。各凸状部６０ａの幅は、除去工程時に用いるマスクの最小幅部分よりも狭い幅、例えば、３０μｍ以下に形成されている。
第３の実施形態において、磁気ヘッドの他の構成は前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。

次に、上記のように構成された磁気ヘッドの製造方法、ここでは、スライダ４２のディスク対向面４３を所望の凹凸形状に加工する方法について説明する。
第１の実施形態と同様に、まず、図１８（ａ）に示すように、スライダ４２のディスク対向面４３上に、リーディングパッド５２、サイドパッド４８、およびトレーリングパッド６６にそれぞれ対応した形状を有する第１マスク８４ａを形成する。ディスク対向面４３の内、第１マスク８４ａで保護されていない領域Ｂを、イオンミリングやＲＩＥにより除去加工し、その後、第１マスク８４ａを除去する。これにより、ディスク対向面４３に、リーディングパッド５２、サイドパッド４８、およびトレーリングパッド６６が形成される。

続いて、図１８（ｂ）に示すように、スライダ４２のディスク対向面４３上に、リーディングステップ５０、一対のサイドステップ４６、およびトレーリングステップ６０にそれぞれ対応した形状を有する第２マスク８４ｂを形成する。第２マスク８４ｂの最小部の幅は、３０μｍよりも充分に大きく形成されている。この状態で、ディスク対向面４３の内、第２マスク８４ｂで保護されていない領域Ｃを、イオンミリングやＲＩＥにより除去加工する。その後、第２マスク８４ｂを除去することにより、リーディングステップ５０、一対のサイドステップ４６、およびトレーリングステップ６０、並びに、負圧キャビティ５４が形成される。

次いで、３回目の除去加工を行い、トレーリングステップ６０に凹所６０ｂおよび細長い凸状部６０ａを形成する。この場合、図１８（ｃ）に示すように、スライダ４２のディスク対向面４３の全面を覆う第３マスク８４ｃを形成する。第３マスク８４ｃには矩形状の開口８５が形成されている。各開口８５は、トレーリングステップ６０の内、負圧キャビティ５４側の一辺および幅方向の一部に対向している。これにより、トレーリングステップ６０の内、第１方向Ｘに延びた２辺と幅３０μｍ以下の領域は、第３マスク８４ｃによって覆われている。

この状態で、ディスク対向面４３の内、第３マスク８４ｃで保護されていない領域、すなわち、第３マスク８４ｃの開口８５と対向した領域をイオンミリングやＲＩＥにより除去加工し、所定深さの溝を形成する。その後、第３マスク８４ｃを除去する。これにより、図１７に示したように、トレーリングステップ６０の一部が除去され、凹所６０ｂおよびそれぞれ幅が３０μｍ未満の一対の細長い凸状部６０ａが形成される。凸状部６０ａは、向い合う２辺を有し、これらの２辺はそれぞれ深さの異なる溝に隣接している。

以上のように構成されたヘッドの製造方法および磁気ヘッドによれば、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、第３の実施形態によれば、トレーディングステップ６０の流入側に、凹所６０ｂと、トレーリングパッド部に空気流を集める一対の凸状部６０ａとを設けることにより、トレーリングステップで発生する正圧を大きくすることができる。同時に、負圧を発生させる負圧キャビティ５４の面積を大きくでき、特性の優れた磁気ヘッドを実現することができる。

次に、この発明の第４の実施形態に係るＨＤＤの磁気ヘッドについて説明する。
図１９に示すように、第４の実施形態によれば、スライダ４２のディスク対向面４３上には、それぞれ凸部を構成するリーディングステップ５０、一対のサイドステップ４６、およびトレーリングステップ６０が形成されている。リーディングステップ５０、サイドステップ４６、およびトレーリングステップ６０には、それぞれリーディングパッド５２、サイドパッド４８、およびトレーリングパッド６６が形成されている。

トレーリングステップ６０には、負圧キャビティ５４に向かって開放した複数、例えば、３つの矩形状の凹所６０ｂ、および、それぞれトレーリングパッド６６から負圧キャビティ５４側に延出した複数、例えば、４つの凸状部６６ａが形成されている。各凸状部６６ａは、それぞれ第１方向Ｘに沿って延びているとともに互いに向い合った２辺を有している。これらの２辺は、ディスク対向面４３を除去加工することにより形成され、それぞれ深さの異なる溝に隣接している。各凸状部６６ａの幅は、除去工程時に用いるマスクの最小幅部分よりも狭い幅、例えば、３０μｍ以下に形成されている。
第４の実施形態において、磁気ヘッドの他の構成は前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。

次に、上記のように構成された磁気ヘッドの製造方法、ここでは、スライダ４２のディスク対向面４３を所望の凹凸形状に加工する方法について説明する。
第１の実施形態と同様に、まず、図２０（ａ）に示すように、スライダ４２のディスク対向面４３上に、リーディングパッド５２、サイドパッド４８、およびトレーリングパッド６６にそれぞれ対応した形状を有する第１マスク８４ａを形成する。ディスク対向面４３の内、第１マスク８４ａで保護されていない領域Ｂを、イオンミリングやＲＩＥにより除去加工し、その後、第１マスク８４ａを除去する。これにより、ディスク対向面４３に、リーディングパッド５２、サイドパッド４８、およびトレーリングパッド６６が形成される。

続いて、図２０（ｂ）に示すように、スライダ４２のディスク対向面４３上に、リーディングステップ５０、一対のサイドステップ４６、およびトレーリングステップ６０にそれぞれ対応した形状を有する第２マスク８４ｂを形成する。第２マスク８４ｂの最小部の幅は、３０μｍよりも充分に大きく形成されている。この状態で、ディスク対向面４３の内、第２マスク８４ｂで保護されていない領域Ｃを、イオンミリングやＲＩＥにより除去加工する。その後、第２マスク８４ｂを除去することにより、リーディングステップ５０、一対のサイドステップ４６、およびトレーリングステップ６０、並びに、負圧キャビティ５４が形成される。

次いで、３回目の除去加工を行い、トレーリングステップ６０に３つの凹所６０ｂおよび細長い凸状部６０ａを形成する。この場合、図２０（ｃ）に示すように、スライダ４２のディスク対向面４３の全面を覆う第３マスク８４ｃを形成する。第３マスク８４ｃには、それぞれ矩形状の３つの開口８５が第２方向Ｙに並んで形成されている。各開口８５は、トレーリングステップ６０の内、負圧キャビティ５４側の一辺および幅方向の一部、並びに、トレーリングパッド６６の内、負圧キャビティ５４側の一辺および幅方向の一部に対向している。これにより、トレーリンツステップ６０の一部、およびトレーリングパッド６６の一部は、第３マスク８４ｃによって覆われている。

この状態で、ディスク対向面４３の内、第３マスク８４ｃで保護されていない領域、すなわち、第３マスク８４ｃの開口８５と対向した領域をイオンミリングやＲＩＥにより除去加工し、所定深さの溝を形成する。その後、第３マスク８４ｃを除去する。これにより、図１９に示したように、トレーリングステップ６０の一部が除去され、３つの凹所６０ｂが形成される。同時に、トレーリングパッド６６の一部が除去され、それぞれ幅が３０μｍ未満の細長い４つの凸状部６６ａが形成される。各凸状部６６ａは、向い合う２辺を有し、これらの２辺はそれぞれ深さの異なる溝に隣接している。

以上のように構成されたヘッドの製造方法および磁気ヘッドによれば、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、第４の実施形態によれば、トレーディングステップ６０の流入側に複数の凹所６０ｂを設けるとともに、トレーリングパッド部に空気流を集める複数の凸状部６６ａを設けることにより、トレーリングステップで発生する正圧を大きくすることができる。同時に、負圧を発生させる負圧キャビティ５４の面積を大きくでき、特性の優れた磁気ヘッドを実現することができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

例えば、スライダのディスク対向面に形成された凸部および凹所の形状は、矩形状に限定されることなく、種々の形状とすることができる。この発明は、ピコスライダ、ペムトスライダ、フェムトスライダに限らず、より寸法の大きなスライダにも適用可能である。更に、この発明は、前述した浮上型のスライダに限らず、ヘッドの記録素子が記録媒体の表面に接触する接触型のヘッドにも適用可能である。

図１は、この発明の第１の実施形態に係るＨＤＤを示す平面図。 図２は、上記ＨＤＤにおける磁気ヘッド部分を拡大して示す側面図。 図３は、上記磁気ヘッドのスライダのディスク対向面側を示す斜視図。 図４は、上記スライダのディスク対向面側を示す平面図。 図５は、図１の線Ａ−Ａに沿った上記スライダを示す断面図。 図６は、第１の実施形態に係る製造方法の基本方法により製造された凹凸構造を示す斜視図。 図７は、上記基本方法の製造工程を示す平面図。 図８は、上記基本方法の製造工程を示す平面図。 図９は、上記基本方法の複数の製造工程をそれぞれ示す断面図。 図１０は、第１の実施形態に係る製造方法における１回目の除去工程を示すスライダの平面図。 図１１は、第１の実施形態に係る製造方法における２回目の除去工程を示すスライダの平面図。 図１２は、第１の実施形態に係る製造方法における３回目の除去工程を示すスライダの平面図。 図１３は、第１の実施形態に係る製造方法によって製造された複数種類のスライダ、および比較例に係る複数種類のスライダを示す平面図。 図１４は、前記複数種類のスライダの凸状部の幅と発生負圧との関係を示す図。 図１５は、この発明の第２の実施形態に係る磁気ヘッドを示す斜視図。 図１６は、前記第２の実施形態に係る磁気ヘッドの製造工程をそれぞれ示す平面図。 図１７は、この発明の第３の実施形態に係る磁気ヘッドを示す斜視図。 図１８は、前記第３の実施形態に係る磁気ヘッドの製造工程をそれぞれ示す平面図。 図１９は、この発明の第４の実施形態に係る磁気ヘッドを示す斜視図。 図２０は、前記第４の実施形態に係る磁気ヘッドの製造工程をそれぞれ示す平面図。

符号の説明

１２…ケース、 １６…磁気ディスク、 １８…スピンドルモータ
２２…キャリッジアッセンブリ、 ２６…軸受部、 ３２…アーム、
３８…サスペンション、 ４０…磁気ヘッド、 ４２…スライダ、
４３…ディスク対向面、 ４４…ヘッド部、 ４６…サイドステップ、
５０…リーディングステップ、 ５２…リーディングパッド、
６０…トレーリングステップ、 ６６…トレーリングパッド、
４６ａ、６０ａ、６６ａ…凸状部

Claims (9)

1. 回転自在な記録媒体の表面に対向するとともに複数の凸部および負圧キャビティを有した対向面を備え、前記記録媒体の回転によって前記記録媒体表面と対向面との間に生じる空気流により対向面と記録媒体表面との間を一定に保つスライダと、前記スライダに設けられ前記記録媒体に対し情報の記録再生を行うヘッド部と、を具備したヘッドの製造方法において、
   前記スライダの対向面に所定形状を有したマスクを設けた後、前記対向面を除去加工して、向い合う２辺を有する凸状部を含んだ凸部を形成し、
   前記向い合う２辺の内の一辺および前記凸状部の一部を覆う他のマスクを前記スライダの対向面に設けた後、前記対向面を除去加工し、前記向い合う２辺がそれぞれ深さの異なる溝に隣接しているとともに前記使用したマスクの最小幅部分よりも幅の狭い凸状部を形成するヘッドの製造方法。
2. 請求項１に記載の製造方法により製造されたヘッドであって、
   前記対向面を有するスライダと、
   前記スライダの対向面に形成され、それぞれ前記凸部を構成したリーディングステップ、および一対のサイドステップと、前記リーディングステップおよび一対のサイドステップによって規定された負圧キャビティと、を備え、
   前記各サイドステップの内、前記空気流の下流側に位置した端部は、前記凸状部を形成しているヘッド。
3. 請求項１に記載の製造方法により製造されたヘッドであって、
   前記対向面を有するスライダと、
   前記スライダの対向面に形成され、それぞれ前記凸部を構成したリーディングステップ、一対のサイドステップ、および各サイドステップ上に突設されたサイドパッドと、前記リーディングステップおよび一対のサイドステップによって規定された負圧キャビティと、を備え、
   前記各サイドステップの内、前記リーディングステップとサイドパッドとの間に位置した中間部は、前記凸状部を形成しているヘッド。
4. 請求項１に記載の製造方法により製造されたヘッドであって、
   前記対向面を有するスライダと、
   前記スライダの対向面に形成され、それぞれ前記凸部を構成したリーディングステップ、一対のサイドステップ、トレーリングステップ、および前記トレーリングステップ上に突設されたトレーリングパッドと、前記リーディングステップおよび一対のサイドステップによって規定された負圧キャビティと、を備え、
   前記トレーリングステップは、前記負圧キャビティ側に向かって開口した凹所と、凹所に並んで位置しているとともにそれぞれ前記負圧キャビティ側に向かって延出した前記凸状部を有しているヘッド。
5. 請求項１に記載の製造方法により製造されたヘッドであって、
   前記対向面を有するスライダと、
   前記スライダの対向面に形成され、それぞれ前記凸部を構成したリーディングステップ、一対のサイドステップ、トレーリングステップ、および前記トレーリングステップ上に突設されたトレーリングパッドと、前記リーディングステップおよび一対のサイドステップによって規定された負圧キャビティと、を備え、
   前記トレーリングパッドは、前記負圧キャビティ側に向かってそれぞれ延出した凸状部を有しているヘッド。
6. ディスク状の記録媒体と、
   前記記録媒体を支持しているとともに回転駆動する駆動部と、
   前記記録媒体の表面に対向する対向面を有し、前記記録媒体の回転によって前記記録媒体表面と対向面との間に生じる空気流により前記対向面と記録媒体表面との間を一定に保つスライダと、前記スライダに設けられ前記記録媒体に対し情報の記録再生を行うヘッド部と、を具備した請求項２に記載のヘッドと、
   前記記録媒体に対して前記ヘッドを移動自在に支持しているとともに、前記記録媒体の表面に向かうヘッド荷重を前記ヘッドに印加するヘッドサスペンションと、を備えたディスク駆動装置。
7. ディスク状の記録媒体と、
   前記記録媒体を支持しているとともに回転駆動する駆動部と、
   前記記録媒体の表面に対向する対向面を有し、前記記録媒体の回転によって前記記録媒体表面と対向面との間に生じる空気流により前記対向面と記録媒体表面との間を一定に保つスライダと、前記スライダに設けられ前記記録媒体に対し情報の記録再生を行うヘッド部と、を具備した請求項３に記載のヘッドと、
   前記記録媒体に対して前記ヘッドを移動自在に支持しているとともに、前記記録媒体の表面に向かうヘッド荷重を前記ヘッドに印加するヘッドサスペンションと、を備えたディスク駆動装置。
8. ディスク状の記録媒体と、
   前記記録媒体を支持しているとともに回転駆動する駆動部と、
   前記記録媒体の表面に対向する対向面を有し、前記記録媒体の回転によって前記記録媒体表面と対向面との間に生じる空気流により前記対向面と記録媒体表面との間を一定に保つスライダと、前記スライダに設けられ前記記録媒体に対し情報の記録再生を行うヘッド部と、を具備した請求項４に記載のヘッドと、
   前記記録媒体に対して前記ヘッドを移動自在に支持しているとともに、前記記録媒体の表面に向かうヘッド荷重を前記ヘッドに印加するヘッドサスペンションと、を備えたディスク駆動装置。
9. ディスク状の記録媒体と、
   前記記録媒体を支持しているとともに回転駆動する駆動部と、
   前記記録媒体の表面に対向する対向面を有し、前記記録媒体の回転によって前記記録媒体表面と対向面との間に生じる空気流により前記対向面と記録媒体表面との間を一定に保つスライダと、前記スライダに設けられ前記記録媒体に対し情報の記録再生を行うヘッド部と、を具備した請求項５に記載のヘッドと、
   前記記録媒体に対して前記ヘッドを移動自在に支持しているとともに、前記記録媒体の表面に向かうヘッド荷重を前記ヘッドに印加するヘッドサスペンションと、を備えたディスク駆動装置。

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