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JP2008165852A - Thin film magnetic head - Google Patents

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JP2008165852A
JP2008165852A JP2006351221A JP2006351221A JP2008165852A JP 2008165852 A JP2008165852 A JP 2008165852A JP 2006351221 A JP2006351221 A JP 2006351221A JP 2006351221 A JP2006351221 A JP 2006351221A JP 2008165852 A JP2008165852 A JP 2008165852A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
heat
magnetic head
heater
thin film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006351221A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hironori Nanba
裕徳 難波
Tomoo Otsuka
智雄 大塚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP2006351221A priority Critical patent/JP2008165852A/en
Publication of JP2008165852A publication Critical patent/JP2008165852A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin film magnetic head high in heater thermal efficiency. <P>SOLUTION: This thin film magnetic head is provided with: a reproducing element formed on an undercoat film of a head substrate surface; a recording element formed on a layer above the reproduction element; and a heater formed between the reproducing and recording elements and energized to generate heat, thereby projecting at least one of the reproducing and recording elements to the recording medium side by thermal expansion. A heat dissipation suppression layer lower in heat conductivity than the undercoat film is positioned in an area overlapping at least the reproducing element and the heater in a stacking direction in the undercoat film. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、熱膨張により素子部を局所的に記録媒体側へ突出させ、浮上量を制御する薄膜磁気ヘッドに関する。   The present invention relates to a thin film magnetic head that controls the flying height by locally projecting an element portion toward a recording medium by thermal expansion.

薄膜磁気ヘッドには、磁気抵抗効果を利用して記録媒体から磁気情報を読み出す再生素子と、この再生素子の上に積層され、記録媒体に対して記録磁界を印加して磁気情報を記録する記録素子とが備えられている。周知のように、再生素子は下部シールド層と上部シールド層の間にギャップ層を介して形成されており、記録素子は、例えば垂直記録方式においては、記録媒体との対向面に磁気ギャップ層を挟んで露出する主磁極層及びリターンヨーク層や主磁極層に記録磁界を与える記録コイル等により構成される。近年では、さらに、通電により発熱するヒーターを素子近傍に設け、素子部を熱膨張により記録媒体側へ突出させて該素子部と記録媒体との対向間隔を局所的に狭めることで、再生記録性能を向上させるものがある。このようなヒーターを備えた薄膜磁気ヘッドは、例えば特許文献1、2に記載されている。
特開2004−199797号公報 特開2006−107656号公報
A thin film magnetic head uses a magnetoresistive effect to read out magnetic information from a recording medium and a recording element that is stacked on the reproducing element and records the magnetic information by applying a recording magnetic field to the recording medium. And an element. As is well known, the reproducing element is formed between the lower shield layer and the upper shield layer via a gap layer. For example, in the perpendicular recording system, the recording element has a magnetic gap layer on the surface facing the recording medium. The main magnetic pole layer, the return yoke layer, and the recording coil that applies a recording magnetic field to the main magnetic pole layer are exposed. In recent years, a heater that generates heat when energized is provided in the vicinity of the element, and the element part protrudes toward the recording medium side by thermal expansion, so that the distance between the element part and the recording medium is locally narrowed. There is something that improves. A thin film magnetic head provided with such a heater is described in Patent Documents 1 and 2, for example.
Japanese Patent Laid-Open No. 2004-199797 JP 2006-107656 A

上記従来のヒーターを備えた薄膜磁気ヘッドでは、素子部と記録媒体との対向間隔を狭めるほど再生記録性能が向上することから、ヒーター熱効率(ヒーターから発せられた全熱量と素子部に伝わる熱量の割合)をいかにして高めるかが課題となっている。   In the conventional thin film magnetic head having a heater, the reproducing recording performance is improved as the facing distance between the element portion and the recording medium is reduced. Therefore, the heater thermal efficiency (the total amount of heat generated from the heater and the amount of heat transmitted to the element portion). The challenge is how to increase the ratio).

本発明は、ヒーター熱効率の高い薄膜磁気ヘッドを得ることを目的とする。   An object of the present invention is to obtain a thin film magnetic head having high heater thermal efficiency.

本発明は、ヒーターの熱が素子部からヘッド基板を介して外方へ逃げてしまうことに着目し、このヘッド基板からの放熱を抑制して素子部への熱量を増大させ、ヒーター熱効率を高めることを提案するものである。   The present invention pays attention to the fact that the heat of the heater escapes from the element part to the outside through the head substrate, suppresses heat radiation from the head substrate, increases the amount of heat to the element part, and increases the heat efficiency of the heater. I suggest that.

すなわち、本発明は、ヘッド基板表面のアンダーコート膜上に形成された再生素子と、この再生素子より上層に形成された記録素子と、この再生素子と記録素子の間に形成され、通電時に発熱して再生素子及び記録素子の少なくとも一方を熱膨張により記録媒体側へと突出させるヒーターとを備えた薄膜磁気ヘッドにおいて、アンダーコート膜内に、再生素子及びヒーターと積層方向で重なる領域に位置させて、該アンダーコート膜より熱伝導率の低い放熱抑制層を設けたことを特徴としている。   That is, the present invention is a reproducing element formed on the undercoat film on the surface of the head substrate, a recording element formed above the reproducing element, and formed between the reproducing element and the recording element, and generates heat when energized. Then, in the thin film magnetic head provided with a heater for projecting at least one of the reproducing element and the recording element to the recording medium side by thermal expansion, the reproducing element and the heater are positioned in a region overlapping with the reproducing element and the heater in the stacking direction. In addition, a heat dissipation suppression layer having a lower thermal conductivity than the undercoat film is provided.

上記放熱抑制層を設けることで、ヒーター及び素子部からヘッド基板側へ伝わる分の熱を該ヒーターと放熱抑制層との間に留めておくことができ、ヘッド基板からの放熱を抑制することができる。これにより、ヘッド基板表面にアンダーコート膜のみが形成されている場合に比して、素子部に加えられる熱量(素子部の突き出しに寄与する熱量)が増大し、ヒーター熱効率が向上する。特に、再生素子がヒーターと放熱抑制層で積層方向に挟まれる構造となるので、ヒーターからの熱を素子部に集中的に加えることができる。   By providing the heat dissipation suppression layer, heat transferred from the heater and the element portion to the head substrate side can be kept between the heater and the heat dissipation suppression layer, and heat dissipation from the head substrate can be suppressed. it can. As a result, compared to the case where only the undercoat film is formed on the head substrate surface, the amount of heat applied to the element portion (the amount of heat contributing to the protrusion of the element portion) is increased, and the heater thermal efficiency is improved. In particular, since the reproducing element is sandwiched between the heater and the heat dissipation suppressing layer in the stacking direction, heat from the heater can be concentrated on the element portion.

放熱抑制層の熱伝導率は、アンダーコート膜の熱伝導率の1/10以下であることが好ましい。実際的には、アンダーコート膜はAl23で形成され、放熱抑制層はSiO2で形成される。 The heat conductivity of the heat dissipation suppressing layer is preferably 1/10 or less of the heat conductivity of the undercoat film. Actually, the undercoat film is made of Al 2 O 3 and the heat dissipation suppressing layer is made of SiO 2 .

放熱抑制層は、少なくとも再生素子及び記録素子の素子面積よりも大面積を有することが好ましい。放熱抑制層の平面的な大きさが大きくなるほど、該放熱抑制層内により多くの熱を留めることができる。   The heat dissipation suppressing layer preferably has a larger area than at least the element areas of the reproducing element and the recording element. The larger the planar size of the heat dissipation suppressing layer, the more heat can be retained in the heat dissipation suppressing layer.

放熱抑制層は、記録媒体との対向面からハイト方向奥側に後退させて形成されていることが好ましい。この態様によれば、記録媒体との対向面を形成する研磨加工時に、アンダーコート膜との研磨加工レート差から局所的に凹んだりスメアが生じたり等の不具合を回避することができる。   The heat dissipation suppressing layer is preferably formed so as to recede from the surface facing the recording medium to the back side in the height direction. According to this aspect, it is possible to avoid problems such as local indentation and smearing due to a difference in polishing processing rate with the undercoat film during polishing processing for forming a surface facing the recording medium.

本発明によれば、ヒーター及び素子部からヘッド基板側へ伝わる熱が放熱抑制層で留められるので、素子部に加えられる熱量が増大し、ヒーター熱効率の高い薄膜磁気ヘッドが得られる。   According to the present invention, since the heat transmitted from the heater and the element unit to the head substrate side is retained by the heat dissipation suppression layer, the amount of heat applied to the element unit increases, and a thin film magnetic head with high heater thermal efficiency can be obtained.

以下、図面に基づいて本発明を説明する。各図においてX方向はトラック幅方向、Y方向はハイト方向、Z方向は薄膜磁気ヘッドを構成する各層の積層方向及び記録媒体の移動方向で定義される。   The present invention will be described below with reference to the drawings. In each figure, the X direction is defined by the track width direction, the Y direction is defined by the height direction, and the Z direction is defined by the stacking direction of each layer constituting the thin film magnetic head and the moving direction of the recording medium.

図1は、本発明の第1実施形態による薄膜磁気ヘッドH1の構造を素子中央で切断して示す縦断面図である。薄膜磁気ヘッドH1は、スライダ(ヘッド基板)1に、薄膜を積層してなる再生素子Rと記録素子Wを有する垂直磁気ヘッドである。再生素子Rは磁気抵抗効果を利用して記録媒体Mからの磁気情報を読み出し、記録素子Wは記録媒体Mに垂直記録磁界Φを与えることで記録媒体Mのハード膜Maを垂直方向に磁化させて記録動作する。   FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the structure of the thin-film magnetic head H1 according to the first embodiment of the present invention, cut at the center of the element. The thin film magnetic head H1 is a perpendicular magnetic head having a reproducing element R and a recording element W formed by laminating thin films on a slider (head substrate) 1. The reproducing element R reads magnetic information from the recording medium M using the magnetoresistive effect, and the recording element W magnetizes the hard film Ma of the recording medium M in the vertical direction by applying a perpendicular recording magnetic field Φ to the recording medium M. Recording operation.

記録媒体Mは、残留磁化の高いハード膜Maを媒体表面側に、磁気透過率の高いソフト膜Mbをハード膜Maよりも内側に有している。この記録媒体Mは、例えばディスク状であり、ディスクの中心が回転軸中心となって回転させられる。スライダ1はAl23・TiCで形成されており、スライダ1の一端面1aが記録媒体Mに対向し、記録媒体Mが回転すると、表面の空気流によりスライダ1は記録媒体Mの表面から浮上する。 The recording medium M has a hard film Ma with high residual magnetization on the medium surface side and a soft film Mb with high magnetic permeability on the inner side of the hard film Ma. The recording medium M has a disk shape, for example, and is rotated around the center of the disk as the rotation axis. The slider 1 is made of Al 2 O 3 .TiC. One end face 1a of the slider 1 faces the recording medium M. When the recording medium M rotates, the slider 1 is moved from the surface of the recording medium M by the air flow on the surface. Surface.

スライダ1のトレーリング側端面1bには、Al23からなるアンダーコート膜2が形成され、このアンダーコート膜2の上に、再生素子Rが積層形成されている。再生素子Rは、下部シールド層11と、上部シールド層13と、この下部シールド層11及び上部シールド層13の間を埋めるギャップ絶縁層14と、このギャップ絶縁層14内に位置する多層膜12とを有している。多層膜12は、AMR、GMR、TMRなどの磁気抵抗効果素子である。 An undercoat film 2 made of Al 2 O 3 is formed on the trailing side end face 1 b of the slider 1, and a reproducing element R is laminated on the undercoat film 2. The reproducing element R includes a lower shield layer 11, an upper shield layer 13, a gap insulating layer 14 that fills the space between the lower shield layer 11 and the upper shield layer 13, and a multilayer film 12 that is positioned in the gap insulating layer 14. have. The multilayer film 12 is a magnetoresistive effect element such as AMR, GMR, or TMR.

記録素子Wは、上部シールド層13上に分離層20を介して積層形成されていて、Ni−Fe、Co−Fe、Ni−Fe−Coなどの飽和磁束密度の高い強磁性材料からなる主磁極層34及びリターンヨーク層40と、記録媒体Mとの対向面(媒体対向面)Fで主磁極層34とリターンヨーク層40の間に介在させたAl23、SiO2、Au、Ru等の非磁性材料からなる磁気ギャップ層35と、主磁極層34に記録磁界を与えるコイル層(31、37)と、主磁極層34よりも飽和磁束密度に低い磁性材料で該主磁極層34の直下に形成した補助ヨーク層33と、磁気ギャップ層35上に媒体対向面Fから所定距離後退させて形成したハイト決め層39とを有している。 The recording element W is laminated on the upper shield layer 13 via the separation layer 20, and is a main magnetic pole made of a ferromagnetic material having a high saturation magnetic flux density such as Ni—Fe, Co—Fe, Ni—Fe—Co. Al 2 O 3 , SiO 2 , Au, Ru, etc. interposed between the main magnetic pole layer 34 and the return yoke layer 40 on the facing surface (medium facing surface) F of the layer 34 and the return yoke layer 40 and the recording medium M A magnetic gap layer 35 made of a nonmagnetic material, coil layers (31, 37) for applying a recording magnetic field to the main magnetic pole layer 34, and a magnetic material having a saturation magnetic flux density lower than that of the main magnetic pole layer 34. There is an auxiliary yoke layer 33 formed immediately below, and a height determining layer 39 formed on the magnetic gap layer 35 by retreating a predetermined distance from the medium facing surface F.

主磁極層34は、媒体対向面Fに露出する先端面の図示X方向の寸法が書込トラック幅に規定されており、リターンヨーク層40は、媒体対向面Fに露出する先端面40aで所定間隔(ギャップ間隔)をあけて主磁極層34と対向し、該先端面40aよりもハイト方向奥側に位置する接続部40bで主磁極層34と接続する。このリターンヨーク層40は、主磁極層34よりもトラック幅方向及びハイト方向に大きな寸法で形成されている。主磁極層34及び補助ヨーク層33の周囲には、例えばAl23、SiO2、Al−Si−O等からなる絶縁層41、42が形成されている。 In the main magnetic pole layer 34, the dimension in the X direction shown in the drawing of the front end surface exposed to the medium facing surface F is defined by the write track width, and the return yoke layer 40 is a predetermined end surface 40a exposed to the medium facing surface F. The main magnetic pole layer 34 is opposed to the main magnetic pole layer 34 with an interval (gap interval), and is connected to the main magnetic pole layer 34 at a connecting portion 40b located on the far side in the height direction from the tip end surface 40a. The return yoke layer 40 is formed with dimensions larger than the main magnetic pole layer 34 in the track width direction and the height direction. Insulating layers 41 and 42 made of, for example, Al 2 O 3 , SiO 2 , Al—Si—O or the like are formed around the main magnetic pole layer 34 and the auxiliary yoke layer 33.

上部シールド層13上にコイル絶縁下地層30を介して積層した下層コイル31と磁気ギャップ層35上にコイル絶縁下地層36を介して積層した上層コイル37は、トラック幅方向に延びる複数のコイル線をハイト方向に複数列並べて形成したもので、各コイル線の端部同士が接続され、主磁極層34及び補助ヨーク層33を中心として両層の上下に巻回されたソレノイド状コイルをなす。下層コイル31及び上層コイル37の各コイル線は、例えばAu、Cu、Al、Pt、Ag、W、Ni、NiP、Rh、Fe、Co、Cr、Ta、Tiから選ばれる1種または2種以上の非磁性金属材料から形成され、レジストなどの有機絶縁材料からなるコイル絶縁層32、38で覆われている。コイル絶縁層32、38の上面は平坦化されており、この平坦面の上に補助ヨーク層33及びリターンヨーク層40がそれぞれ形成されている。リターンヨーク層40の上には、Al23からなる保護層43が形成されている。 A lower coil 31 laminated on the upper shield layer 13 via a coil insulating underlayer 30 and an upper coil 37 laminated on the magnetic gap layer 35 via a coil insulating underlayer 36 are composed of a plurality of coil wires extending in the track width direction. Are arranged in a plurality of rows in the height direction, and the ends of the coil wires are connected to each other to form a solenoid coil wound around the upper and lower layers of the main magnetic pole layer 34 and the auxiliary yoke layer 33. Each coil wire of the lower layer coil 31 and the upper layer coil 37 is, for example, one or more selected from Au, Cu, Al, Pt, Ag, W, Ni, NiP, Rh, Fe, Co, Cr, Ta, and Ti. The coil insulating layers 32 and 38 are made of an organic insulating material such as a resist. The upper surfaces of the coil insulating layers 32 and 38 are flattened, and the auxiliary yoke layer 33 and the return yoke layer 40 are formed on the flat surfaces. A protective layer 43 made of Al 2 O 3 is formed on the return yoke layer 40.

再生素子Rと記録素子Wの間に介在する分離層20内には、通電により発熱するヒーター21が備えられている。ヒーター21は、例えば図2に平面形状が示されるように、実際に発熱する平面M字形状の発熱領域21aと、該発熱領域21aのトラック幅方向の両端からハイト方向奥側に延出した一対の引出電極21bとを有している。発熱領域21aのパターン形状は、任意であり、ミアンダ形状としてもよい。一対の引出電極21bは、発熱領域21aより幅広に形成された給電用電極である。ヒーター21は、例えばNiFe、CuNiまたはCuMnによりスパッタ法を用いて形成される。   In the separation layer 20 interposed between the reproducing element R and the recording element W, a heater 21 that generates heat when energized is provided. For example, as shown in FIG. 2, the heater 21 includes a pair of planar M-shaped heat generating regions 21 a that actually generate heat, and a pair of heat generating regions 21 a that extend from both ends in the track width direction to the depth direction rear side. And an extraction electrode 21b. The pattern shape of the heat generating region 21a is arbitrary, and may be a meander shape. The pair of extraction electrodes 21b are power feeding electrodes formed wider than the heat generating region 21a. The heater 21 is formed by sputtering using, for example, NiFe, CuNi, or CuMn.

ヒーター21から発せられた熱は、媒体対向面F側に向かって伝わり、素子部(再生素子R及び記録素子Wの主磁極層34)を熱膨張により記録媒体M側へ局所的に突出させる。このとき、ヒーター21から素子部へ伝わる熱量が大きくなるほど素子部の突出量は増大し、素子部と記録媒体Mとの対向間隔が短くなることで記録再生特性が向上する。   Heat generated from the heater 21 is transmitted toward the medium facing surface F, and causes the element portion (the main magnetic pole layer 34 of the reproducing element R and the recording element W) to locally protrude toward the recording medium M by thermal expansion. At this time, as the amount of heat transmitted from the heater 21 to the element portion increases, the protrusion amount of the element portion increases, and the facing distance between the element portion and the recording medium M becomes shorter, thereby improving the recording / reproducing characteristics.

上記構成の薄膜磁気ヘッドH1では、アンダーコート膜2の凹部2a内に、該アンダーコート膜2よりも熱伝導率の低い絶縁材料からなる放熱抑制層3が設けられている。本実施形態では、アンダーコート膜2がAl23で形成され、放熱抑制層3はSiO2で形成されている。SiO2の熱伝導率1.32W/(m・K)は、Al23の熱伝導率21W/(m・K)の1/10以下である。また、スライダ1は、上述のようにAl23・TiCで形成されていて、アンダーコート膜2と同等の熱伝導率を有している。この熱伝導率の差から、放熱抑制層3は、アンダーコート膜2に比べて熱が逃げにくく、ヒーター21及び素子部からスライダ1側に伝わる熱を層内に留めておくこと、すなわち、スライダ1からの放熱を抑制することができる。 In the thin film magnetic head H <b> 1 having the above configuration, the heat radiation suppressing layer 3 made of an insulating material having a lower thermal conductivity than the undercoat film 2 is provided in the recess 2 a of the undercoat film 2. In the present embodiment, the undercoat layer 2 is formed of Al 2 O 3, the heat radiation suppressing layer 3 is formed of SiO 2. The thermal conductivity 1.32 W / (m · K) of SiO 2 is 1/10 or less of the thermal conductivity 21 W / (m · K) of Al 2 O 3 . The slider 1 is made of Al 2 O 3 .TiC as described above, and has a thermal conductivity equivalent to that of the undercoat film 2. Due to this difference in thermal conductivity, the heat radiation suppressing layer 3 is less likely to escape heat than the undercoat film 2, and heat transmitted from the heater 21 and the element portion to the slider 1 side is kept in the layer. Heat dissipation from 1 can be suppressed.

図2は、放熱抑制層3の平面形状を示している。放熱抑制層3は、該放熱抑制層3とヒーター21で再生素子Rを積層方向に挟む構造をとるように、再生素子R及びヒーター21の両方に積層方向で重なる領域に形成されている。放熱抑制層3の平面形状は、アンダーコート膜2に設けた凹部2aにより画定されるもので、図示実施形態では矩形状をなす。放熱抑制層3のトラック幅方向及びハイト方向の寸法は、再生素子R、記録素子Wの主磁極層34及びヒーター21の発熱領域21aのトラック幅方向及びハイト方向の寸法よりも十分大きく設定してある。放熱抑制層3の平面的な大きさが大きくなるほど、素子部及びヒーター21からスライダ1側へ伝わる全熱量のうち、放熱抑制層内3に留まる熱量の割合が増大し、アンダーコート膜2からスライダ1に逃げる熱量の割合が減少する。また、放熱抑制層3は、媒体対向面Fからハイト方向に後退させて形成されており、媒体対向面Fに露出しない。媒体対向面Fに露出しないことで、該媒体対向面Fを形成する研磨工程時に、アンダーコート膜2との研磨加工レート差から局所的に凹んだりスメアが生じたり等の不具合を回避することができる。本実施形態では、媒体対向面Fからハイト方向に2μm程度後退させてある。   FIG. 2 shows a planar shape of the heat dissipation suppressing layer 3. The heat dissipation suppressing layer 3 is formed in a region overlapping both the reproducing element R and the heater 21 in the stacking direction so as to have a structure in which the reproducing element R is sandwiched between the heat dissipation suppressing layer 3 and the heater 21 in the stacking direction. The planar shape of the heat dissipation suppressing layer 3 is defined by the recess 2a provided in the undercoat film 2, and is rectangular in the illustrated embodiment. The dimensions of the heat dissipation suppressing layer 3 in the track width direction and the height direction are set sufficiently larger than the dimensions of the reproducing element R, the main magnetic pole layer 34 of the recording element W, and the heat generation area 21a of the heater 21 in the track width direction and the height direction. is there. As the planar size of the heat dissipation suppressing layer 3 increases, the ratio of the amount of heat remaining in the heat dissipation suppressing layer 3 out of the total amount of heat transferred from the element portion and the heater 21 to the slider 1 increases. The ratio of the amount of heat that escapes to 1 decreases. The heat dissipation suppressing layer 3 is formed so as to recede from the medium facing surface F in the height direction and is not exposed to the medium facing surface F. By not exposing to the medium facing surface F, it is possible to avoid problems such as local dents and smearing due to a polishing processing rate difference with the undercoat film 2 during the polishing step for forming the medium facing surface F. it can. In the present embodiment, it is retracted from the medium facing surface F by about 2 μm in the height direction.

放熱抑制層3は、スライダ1のトレーリング端面1b上にAl23からなるアンダーコート膜2を全面的に形成し、このアンダーコート膜2の一部を例えばイオンミリング等で削って放熱抑制層3の形成領域及び平面形状を規定する凹部2aを形成し、この凹部2a内にSiO2を成膜することで、形成することができる。 The heat dissipation suppressing layer 3 is formed by forming an undercoat film 2 made of Al 2 O 3 on the trailing end face 1b of the slider 1 and cutting a part of the undercoat film 2 by, for example, ion milling to suppress heat dissipation. a recess 2a for defining the forming regions and the planar shape of the layer 3, by forming the SiO 2 within the recess 2a, can be formed.

上記第1実施形態の薄膜磁気ヘッドH1では、ヒーター21から素子部(再生素子R及び記録素子Wの主磁極層34)に熱が伝わると、素子部及びその周辺の温度が上昇し、熱膨張により素子部が記録媒体M側へ突出する。このとき、ヒーター21の熱は素子部からさらにスライダ1側へ伝搬し、再生素子R及びヒーター21の下層に位置する放熱抑制層3に伝わる。放熱抑制層3は、上述したようにアンダーコート膜2に比べて熱が逃げにくく、層内に熱を留める機能を果たす。これにより、図3に模式的に示されるように、放熱抑制層3が存在していなければスライダ1から放熱されるはずの熱がヒーター21と放熱抑制層3の間に留まり、素子部(特にヒーター21と放熱抑制層3で挟まれた再生素子R)には集中的に熱が加えられる。このようにしてヒーター21から発せられた熱は、スライダ1から即時に放熱されてしまわずに大部分が素子部の突き出しに寄与することとなり、アンダーコート膜2をトレーリング端面1b全面に備える場合に比べてヒーター熱効率は大幅に向上する。ヒーター熱効率が向上すれば、少ない投入電力で素子部を大きく突出させることができ、低電力化を実現できる。   In the thin film magnetic head H1 of the first embodiment, when heat is transferred from the heater 21 to the element portion (the main magnetic pole layer 34 of the reproducing element R and the recording element W), the temperature of the element portion and its surroundings rises and thermal expansion occurs. As a result, the element portion protrudes toward the recording medium M. At this time, the heat of the heater 21 is further propagated from the element portion to the slider 1 side, and is transmitted to the heat dissipation suppressing layer 3 positioned below the reproducing element R and the heater 21. As described above, the heat dissipation suppressing layer 3 is less likely to escape heat than the undercoat film 2 and functions to retain heat in the layer. Thereby, as schematically shown in FIG. 3, heat that should be radiated from the slider 1 stays between the heater 21 and the heat dissipation suppressing layer 3 unless the heat dissipation suppressing layer 3 exists, and the element portion (particularly, Heat is intensively applied to the reproducing element R) sandwiched between the heater 21 and the heat radiation suppressing layer 3. The heat generated from the heater 21 in this way does not immediately radiate from the slider 1 but largely contributes to the protrusion of the element portion, and the undercoat film 2 is provided on the entire trailing end face 1b. Compared with, the heater thermal efficiency is greatly improved. If the heat efficiency of the heater is improved, the element portion can be protruded greatly with a small input power, and low power can be realized.

図4は、本発明の第2実施形態による薄膜磁気ヘッドH2の構造を、素子中央で切断して示す縦断面図である。この第2実施形態は、再生素子R及びヒーター21の両方に積層方向で重なる領域に、アンダーコート膜2に替えて、該アンダーコート膜2よりも熱伝導率の低い絶縁材料からなる放熱抑制層3を設けた実施形態である。この放熱抑制層3は、スライダ1のトレーリング端面1b上にAl23からなるアンダーコート膜2を全面的に形成し、再生素子R及びヒーター21の両方に積層方向で重なる領域のアンダーコート膜2を除去し、該除去部分にSiO2を形成することで得られる。あるいは、スライダ1のトレーリング端面1b上にSiO2膜を全面的に形成し、このSiO2膜をパターニングして再生素子R及びヒーター21の両方に積層方向で重なる領域に所望形状で残し、該SiO2膜の周囲を埋めるアンダーコート膜2をAl23で形成することで得られる。放熱抑制層3の下にアンダーコート膜2を残すか否か以外の構成は、上述の第1実施形態と同様である。 FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the structure of the thin film magnetic head H2 according to the second embodiment of the present invention, cut at the center of the element. In the second embodiment, a heat radiation suppressing layer made of an insulating material having a lower thermal conductivity than the undercoat film 2 is used instead of the undercoat film 2 in a region overlapping both the reproducing element R and the heater 21 in the stacking direction. 3 is an embodiment. This heat dissipation suppressing layer 3 is formed by forming an undercoat film 2 made of Al 2 O 3 on the trailing end face 1b of the slider 1 over the entire surface and overcoating both the reproducing element R and the heater 21 in the stacking direction. It is obtained by removing the film 2 and forming SiO 2 in the removed portion. Alternatively, a SiO 2 film is entirely formed on the trailing end face 1b of the slider 1, and this SiO 2 film is patterned and left in a desired shape in a region overlapping both the reproducing element R and the heater 21 in the stacking direction, It can be obtained by forming the undercoat film 2 filling the periphery of the SiO 2 film with Al 2 O 3 . The configuration other than whether or not the undercoat film 2 is left under the heat dissipation suppressing layer 3 is the same as that in the first embodiment.

図5は、放熱抑制層を備えた薄膜磁気ヘッド(実施例)と放熱抑制層を具備しない薄膜磁気ヘッド(比較例1)と放熱抑制層の替わりに熱伝導抑制層を備えた薄膜磁気ヘッド(比較例2)について、ヒーター通電時における薄膜磁気ヘッドの記録媒体M側への突き出し量を測定した結果を示すグラフである。グラフの横軸はアルミナエッジαからの距離[μm]であり、縦軸は薄膜磁気ヘッドの突き出し量[nm]である。ここで、アルミナエッジαからの距離はトレーリングエッジ(保護層43の上面位置)を基準位置0として表す距離であり、33〜37μm付近が再生素子近傍を示し、26〜30μm付近が記録素子近傍を示している。また、薄膜磁気ヘッドの突き出し量は、ヒーター非通電時におけるスライダ1の記録媒体Mと対向する一端面1aを基準面0として測定した値である。   FIG. 5 shows a thin film magnetic head (Example) having a heat dissipation suppression layer, a thin film magnetic head (Comparative Example 1) not having a heat dissipation suppression layer, and a thin film magnetic head having a heat conduction suppression layer instead of the heat dissipation suppression layer ( It is a graph which shows the result of having measured the protrusion amount to the recording medium M side of the thin film magnetic head at the time of heater energization about comparative example 2). The horizontal axis of the graph is the distance [μm] from the alumina edge α, and the vertical axis is the protrusion amount [nm] of the thin film magnetic head. Here, the distance from the alumina edge α is a distance representing the trailing edge (the upper surface position of the protective layer 43) as the reference position 0, the vicinity of 33 to 37 μm indicates the vicinity of the reproducing element, and the vicinity of 26 to 30 μm is the vicinity of the recording element. Is shown. Further, the protrusion amount of the thin film magnetic head is a value measured with the one end face 1a facing the recording medium M of the slider 1 when the heater is not energized as the reference plane 0.

実施例は、図1及び図2に示す第1実施形態の薄膜磁気ヘッドH1である。薄膜磁気ヘッドH1では、上述したように、アンダーコート膜2の再生素子R及びヒーター21の両方に積層方向で重なる領域に該アンダーコート膜2よりも熱伝導率の低い放熱抑制層3が形成され、再生素子Rがヒーター21と放熱抑制層3で積層方向に挟まれる構造となっている。   An example is the thin-film magnetic head H1 of the first embodiment shown in FIGS. In the thin film magnetic head H1, as described above, the heat radiation suppressing layer 3 having a lower thermal conductivity than the undercoat film 2 is formed in a region overlapping both the reproducing element R of the undercoat film 2 and the heater 21 in the stacking direction. The reproducing element R is sandwiched between the heater 21 and the heat dissipation suppressing layer 3 in the stacking direction.

比較例1は、スライダのトレーリング端面上にAl23からなるアンダーコート膜を全面的に備えた薄膜磁気ヘッドであり、放熱抑制層を具備しない点以外の構造は実施例1と同様である。 Comparative Example 1 is a thin-film magnetic head having an undercoat film made of Al 2 O 3 on the entire trailing end face of the slider, and the structure is the same as that of Example 1 except that no heat dissipation suppressing layer is provided. is there.

比較例2は、特許文献2(特に図5)に記載された薄膜磁気ヘッド構造をなすもので、発熱体46の直下位置に熱伝導抑制層47を備えた薄膜磁気ヘッドである。熱伝導抑制層47は、例えば熱効果されたレジスト層等からなり、厚さ約0.3μm〜0.4μmを有する。発熱体46の上層には放熱部48が設けられている。   Comparative Example 2 has a thin film magnetic head structure described in Patent Document 2 (particularly FIG. 5), and is a thin film magnetic head provided with a heat conduction suppressing layer 47 immediately below the heating element 46. The heat conduction suppressing layer 47 is made of, for example, a heat-effect resist layer or the like, and has a thickness of about 0.3 μm to 0.4 μm. A heat radiating portion 48 is provided in the upper layer of the heating element 46.

以上の実施例と比較例1、2において、薄膜磁気ヘッドの突き出し量の測定時の条件(例えばヒーターへの投入電力の大きさや時間等)はすべて同一である。   In the above embodiment and Comparative Examples 1 and 2, the conditions for measuring the protrusion amount of the thin film magnetic head (for example, the magnitude of power input to the heater and the time) are all the same.

図5を見ると、実施例及び比較例1、2のいずれにおいても、再生素子近傍及び記録素子近傍で記録媒体M側へより突出しており、再生素子近傍側のほうが記録素子側より突出量が若干大きい傾向となっている。   Referring to FIG. 5, in both the example and the comparative examples 1 and 2, the recording element M protrudes in the vicinity of the reproducing element and in the vicinity of the recording element, and the protruding amount in the vicinity of the reproducing element is larger than the recording element side. The trend is slightly larger.

比較例2では、記録素子より下層(アルミナエッジαからの距離が28μm以上の範囲)での突出量が比較例1よりも小さく、記録素子よりも上層(アルミナエッジαからの距離が25μmを超える範囲)での突出量が比較例1より大きくなっている。これは、発熱体46から発生する熱のうち基板側に伝搬した分が熱伝導抑制層47に遮られて放熱部48が受け取る熱量の割合が増加し、放熱部48から多くの熱量が放出されたためと考えられる。このように発熱体46の直下位置に熱伝導抑制層47を設けると、素子部に熱量を集中させること(素子部の突き出しに寄与する熱量を増大させること)が難しい。比較例2によれば、比較例1に比べてヒーター熱効率が悪化してしまう。   In Comparative Example 2, the amount of protrusion in the lower layer (the distance from the alumina edge α is 28 μm or more) below the recording element is smaller than that in Comparative Example 1, and the upper layer (the distance from the alumina edge α exceeds 25 μm) than the recording element. The amount of protrusion in (range) is larger than that in Comparative Example 1. This is because the portion of the heat generated from the heating element 46 that has propagated to the substrate side is blocked by the heat conduction suppression layer 47 and the amount of heat received by the heat radiating portion 48 increases, and a large amount of heat is released from the heat radiating portion 48. It is thought that it was because of. When the heat conduction suppressing layer 47 is provided immediately below the heating element 46 as described above, it is difficult to concentrate the amount of heat on the element portion (increase the amount of heat contributing to the protrusion of the element portion). According to Comparative Example 2, the heater thermal efficiency is deteriorated as compared with Comparative Example 1.

これに対し、実施例では、比較例1のグラフ形状と相似しており、再生素子近傍及び記録素子近傍においても比較例1より突出量が大きくなっている。これにより、アンダーコート膜2内に設けた放熱抑制層3でスライダ1からの放熱が抑制されていること、別言すれば、素子部の突き出しに寄与する熱量が増大することがわかる。この実施例によれば、比較例1、2に比べてヒーター熱効率が向上することが明らかである。   On the other hand, the example is similar to the graph shape of Comparative Example 1, and the amount of protrusion is larger than that of Comparative Example 1 in the vicinity of the reproducing element and the recording element. Thereby, it can be seen that the heat dissipation suppression layer 3 provided in the undercoat film 2 suppresses heat dissipation from the slider 1, in other words, the amount of heat contributing to the protrusion of the element portion increases. According to this example, it is clear that the heater thermal efficiency is improved as compared with Comparative Examples 1 and 2.

以上では、垂直記録方式の薄膜磁気ヘッドに本発明を適用した実施形態について説明したが、本発明は長手記録方式の薄膜磁気ヘッドにも勿論適用可能である。   Although the embodiment in which the present invention is applied to the perpendicular recording type thin film magnetic head has been described above, the present invention is naturally applicable to a longitudinal recording type thin film magnetic head.

本発明の第1実施形態による薄膜磁気ヘッドの構造を素子中央で切断して示す断面図であって、図2のI−I線に沿う断面図に対応している。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of the thin-film magnetic head according to the first embodiment of the present invention cut at the center of the element, and corresponds to a cross-sectional view taken along line II in FIG. 2. 図1の放熱抑制層の平面形状を示す平面図である。It is a top view which shows the planar shape of the heat dissipation suppression layer of FIG. ヒーターから発せられた熱の伝わり方を説明する模式断面図である。It is a schematic cross section explaining how to transmit heat generated from a heater. 本発明の第2実施形態による薄膜磁気ヘッドの構造を素子中央で切断して示す断面図である。It is sectional drawing which cut | disconnects and shows the structure of the thin film magnetic head by 2nd Embodiment of this invention in the element center. ヒーター通電時における薄膜磁気ヘッドの突き出しを測定したグラフである。It is the graph which measured the protrusion of the thin film magnetic head at the time of heater energization.

符号の説明Explanation of symbols

1 スライダ
1b トレーリング端面
2 アンダーコート膜
3 放熱抑制層
α アルミナエッジ
R 再生素子
W 記録素子
H1、H2 薄膜磁気ヘッド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Slider 1b Trailing end surface 2 Undercoat film 3 Heat radiation suppression layer α Alumina edge R Reproducing element W Recording element H1, H2 Thin film magnetic head

Claims (5)

ヘッド基板表面のアンダーコート膜上に形成された再生素子と、この再生素子より上層に形成された記録素子と、この再生素子と記録素子の間に形成され、通電時に発熱して前記再生素子及び前記記録素子の少なくとも一方を熱膨張により記録媒体側へ突出させるヒーターとを備えた薄膜磁気ヘッドにおいて、
前記アンダーコート膜内に、少なくとも前記再生素子及び前記ヒーターと積層方向で重なる領域に位置させて、該アンダーコート膜より熱伝導率の低い放熱抑制層を設けたことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
A reproducing element formed on the undercoat film on the surface of the head substrate, a recording element formed above the reproducing element, and formed between the reproducing element and the recording element. In a thin film magnetic head comprising a heater for projecting at least one of the recording elements to the recording medium side by thermal expansion,
A thin film magnetic head, wherein a heat dissipation suppressing layer having a lower thermal conductivity than the undercoat film is provided in the undercoat film so as to be positioned at least in a region overlapping with the reproducing element and the heater in the stacking direction.
請求項1記載の薄膜磁気ヘッドにおいて、前記放熱抑制層の熱伝導率は、前記アンダーコート膜の熱伝導率の1/10以下である薄膜磁気ヘッド。 2. The thin film magnetic head according to claim 1, wherein the heat conductivity of the heat dissipation suppressing layer is 1/10 or less of the heat conductivity of the undercoat film. 請求項1または2記載の薄膜磁気ヘッドにおいて、前記アンダーコート膜はAl23で形成され、前記放熱抑制層はSiO2で形成されている薄膜磁気ヘッド。 According to claim 1 or 2 thin film magnetic head according, the undercoat layer is formed of Al 2 O 3, the heat radiation suppressing layer thin-film magnetic head has formed of SiO 2. 請求項1ないし3のいずれか一項に記載の薄膜磁気ヘッドにおいて、前記放熱抑制層は、少なくとも前記再生素子及び前記記録素子の素子面積よりも大面積を有する薄膜磁気ヘッド。 4. The thin film magnetic head according to claim 1, wherein the heat dissipation suppressing layer has a larger area than at least the element area of the reproducing element and the recording element. 請求項1ないし4のいずれか一項に記載の薄膜磁気ヘッドにおいて、前記放熱抑制層は、記録媒体との対向面からハイト方向奥側に後退させて形成されている薄膜磁気ヘッド。 5. The thin film magnetic head according to claim 1, wherein the heat dissipation suppressing layer is formed so as to recede from the surface facing the recording medium to the back side in the height direction.
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