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JP2009157984A - Manufacturing method of magnetic head - Google Patents

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JP2009157984A
JP2009157984A JP2007333518A JP2007333518A JP2009157984A JP 2009157984 A JP2009157984 A JP 2009157984A JP 2007333518 A JP2007333518 A JP 2007333518A JP 2007333518 A JP2007333518 A JP 2007333518A JP 2009157984 A JP2009157984 A JP 2009157984A
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JP
Japan
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magnetic head
magnetic
head
head slider
layer
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Withdrawn
Application number
JP2007333518A
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Japanese (ja)
Inventor
Shoichi Suda
章一 須田
Hiroshi Chiba
洋 千葉
Masayuki Takeda
正行 武田
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)

Abstract

【課題】
磁気ヘッドのヘッドスライダ面と磁気ディスク面との干渉や、浮上特性を劣化する磨耗粉の付着を抑制できる磁気ヘッドの製造方法を提供する
【解決手段】
磁気ヘッドの製造方法は、減圧雰囲気中で、磁気ヘッドのヘッドスライダ面の選択された領域に電子線を照射して帯電を生じさせ、減圧雰囲気中に潤滑層の原料ガスを供給し、帯電を生じている領域に吸着させて潤滑層を形成し、ヘッドスライダ面に吸着した潤滑層を加熱するか、ヘッドスライダ面に吸着した潤滑層に高エネルギ線を照射して、潤滑層を固定化する。
【選択図】 図4
【Task】
Provided is a magnetic head manufacturing method capable of suppressing interference between a head slider surface of a magnetic head and a magnetic disk surface and adhesion of wear powder that deteriorates flying characteristics.
In the method of manufacturing a magnetic head, charging is performed by irradiating a selected region of the head slider surface of the magnetic head with an electron beam in a reduced-pressure atmosphere, and supplying a raw material gas for the lubricating layer in the reduced-pressure atmosphere. A lubricant layer is formed by adsorbing to the generated region, and the lubricant layer adsorbed on the head slider surface is heated, or the lubricant layer adsorbed on the head slider surface is irradiated with high energy rays to fix the lubricant layer. .
[Selection] Figure 4

Description

本発明は、磁気ヘッドの製造方法に関し、特に低浮上量の磁気ヘッドの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a magnetic head, and more particularly to a method for manufacturing a magnetic head having a low flying height.

磁気ディスクを備えた磁気記憶装置では、磁気ヘッドのヘッドスライダ面が磁気ディスク上一定の浮上距離を維持して浮上し、磁気ディスクに情報を記録し、あるいは磁気ディスクに保持された情報を再生する。   In a magnetic storage device having a magnetic disk, the head slider surface of the magnetic head floats while maintaining a certain flying distance on the magnetic disk, and information is recorded on the magnetic disk or information stored on the magnetic disk is reproduced. .

近年、磁気ディスクの記録密度の向上に伴い、磁気ヘッドと磁気ディスクとの距離、いわゆる浮上量が低減されてきている。磁気ディスクに高密度で情報を記録し、再生するためには、磁気ヘッドを磁気ディスクに近接させ、微小な範囲に記録磁界を印加し、磁気ディスクから微小な空間に漏洩する磁界を検知することが必要なためである。磁気記憶装置の高記録密度化に伴い、浮上量は十数nm程度まで低下している。   In recent years, the distance between the magnetic head and the magnetic disk, that is, the so-called flying height has been reduced with the improvement of the recording density of the magnetic disk. To record and reproduce information on a magnetic disk at high density, a magnetic head is placed close to the magnetic disk, a recording magnetic field is applied to a minute range, and a magnetic field leaking from the magnetic disk to a minute space is detected. Is necessary. With the increase in recording density of magnetic storage devices, the flying height is reduced to about a dozen nm.

記録、再生を行わない時、磁気ディスクの回転は停止し、磁気ヘッドは磁気ディスクの表面に接触した状態で静置されていた。この状態で外部から衝撃が加えられると、磁気ヘッドが磁気ディスクの表面を叩いて凹みを形成したり、記録層を損傷することがあった。また、磁気ヘッドが磁気ディスクの表面に吸着し、再浮上しなくなることがあった。   When recording and reproduction were not performed, the rotation of the magnetic disk was stopped, and the magnetic head was left in contact with the surface of the magnetic disk. When an impact is applied from the outside in this state, the magnetic head may hit the surface of the magnetic disk to form a dent or damage the recording layer. In addition, the magnetic head may be attracted to the surface of the magnetic disk and may not float again.

磁気ヘッドのヘッドスライダの媒体対向面に潤滑層を形成し、ヘッドスライダと磁気ディスクの吸着を防止する磁気ディスク装置が提案されている(例えば、特開平05−325161号)。   A magnetic disk device has been proposed in which a lubricating layer is formed on the medium facing surface of the head slider of the magnetic head to prevent the head slider and the magnetic disk from being attracted (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 05-325161).

磁気ディスクが回転を停止し、ヘッドスライダが磁気ディスクに接触した時、ヘッドスライダのエアベアリング面と磁気ディスク面が直接接触することを回避し、ヘッドスライダの媒体対向面が磁気ディスク面に吸着することを防止するため、レールの媒体対向面に吸着防止用のパッドを形成することが提案されている(例えば特開平09−293223号)。   When the magnetic disk stops rotating and the head slider comes into contact with the magnetic disk, the air bearing surface of the head slider and the magnetic disk surface are prevented from contacting directly, and the medium facing surface of the head slider is attracted to the magnetic disk surface. In order to prevent this, it has been proposed to form a pad for preventing adsorption on the medium facing surface of the rail (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-293223).

潤滑層に紫外線、X線、電子線、収束イオンビーム等の高エネルギビームを照射し、下地表面と化学結合を生じさせて、選択的に又は非選択的に固定化することが提案されている(特開2006−286104号)。   It has been proposed to irradiate the lubricating layer with high energy beams such as ultraviolet rays, X-rays, electron beams, focused ion beams, etc., to form chemical bonds with the underlying surface, and to selectively or non-selectively fix them. (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-286104).

また、磁気ディスク装置に磁気ヘッド待避用のランプ部を設け、磁気ヘッド先端にロードバーを接続し、磁気ディスクの回転停止時には、磁気ヘッドをランプ部にロードさせるロード/アンロード方式が採用されるようになった。   Also, a load / unload method is adopted in which a magnetic disk device is provided with a ramp portion for retracting the magnetic head, a load bar is connected to the tip of the magnetic head, and the magnetic head is loaded onto the ramp portion when rotation of the magnetic disk is stopped. It became so.

磁気ディスクの記録面には、通常、記録層を保護層が覆い、さらにその表面を潤滑層が覆う構成が採用されている。回転する磁気ディスク上方に僅かな浮上距離で磁気ヘッドが浮上している磁気ディスク装置においては、磁気ディスク面から磨耗粉が生じることは避けがたい。ランプ部上に磁気ヘッドが待避する方式においては、磁気ヘッドのロードバーとランプ部が摺動することによっても、磨耗粉が発生することも避け難い。磨耗粉がヘッドスライダ面に付着すると磁気ヘッドの浮上特性を劣化させる可能性が大きい。   In general, the recording surface of the magnetic disk is configured such that the recording layer is covered with a protective layer and the surface is covered with a lubricating layer. In a magnetic disk apparatus in which the magnetic head is flying above the rotating magnetic disk with a slight flying distance, it is inevitable that abrasion powder is generated from the magnetic disk surface. In the system in which the magnetic head is retracted on the ramp portion, it is difficult to avoid generation of wear powder even when the load bar of the magnetic head and the ramp portion slide. If the wear powder adheres to the head slider surface, the flying characteristics of the magnetic head are likely to deteriorate.

特開平05−325161号公報JP 05-325161 A 特開平09−293223号公報JP 09-293223 A 特開2006−286104号公報JP 2006-286104 A

磁気ディスク装置において、例えロード/アンロード方式を採用しても、磁気ヘッドのヘッドスライダ面が磁気ディスク面に衝突したり、吸着したりする可能性は否定し難く、浮上特性が磨耗粉の付着で劣化する可能性もある。   Even if the load / unload method is adopted in the magnetic disk device, it is difficult to deny the possibility that the head slider surface of the magnetic head will collide with or be attracted to the magnetic disk surface, and the floating characteristics will cause wear powder to adhere. There is a possibility of deterioration.

特性が優れて、安定した磁気ヘッドを提供するためには、磁気ヘッドのヘッドスライダ面と磁気ディスク面との干渉や、浮上特性を劣化する磨耗粉の付着を抑制することが望まれる。   In order to provide a stable magnetic head with excellent characteristics, it is desired to suppress interference between the head slider surface of the magnetic head and the magnetic disk surface and adhesion of wear powder that deteriorates flying characteristics.

本発明の目的は、磁気ヘッドのヘッドスライダ面と磁気ディスク面との干渉や、浮上特性を劣化する磨耗粉の付着を抑制できる磁気ヘッドの効率的な製造方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide an efficient manufacturing method of a magnetic head capable of suppressing interference between a head slider surface of a magnetic head and a magnetic disk surface and adhesion of wear powder that deteriorates flying characteristics.

本発明の一観点によれば、
(a)減圧雰囲気中で、磁気ヘッドのヘッドスライダ面の選択された領域に電子線を照射して帯電を生じさせる工程と、
(b)前記減圧雰囲気中に潤滑層の原料ガスを供給し、前記帯電を生じている領域に吸着させて吸着潤滑剤層を形成する工程と、
(c)前記吸着潤滑剤層を加熱するか、前記吸着潤滑剤層に高エネルギ線を照射して、潤滑層を固定化する工程と、
を含む磁気ヘッドの製造方法
が提供される。
According to one aspect of the present invention,
(A) a step of irradiating a selected region of a head slider surface of a magnetic head with an electron beam in a reduced-pressure atmosphere to cause charging;
(B) supplying a raw material gas for the lubricating layer in the reduced-pressure atmosphere and adsorbing it to the region where the charge is generated to form an adsorbed lubricant layer;
(C) heating the adsorbed lubricant layer or irradiating the adsorbed lubricant layer with high energy rays to fix the lubricant layer;
A method of manufacturing a magnetic head is provided.

選択的潤滑層を効率的に形成し、吸着を防止し、磨耗分の付着を抑制して、動作の安定性に優れる磁気ヘッドを効率的に製造する製造方法が提供される。   Provided is a manufacturing method for efficiently manufacturing a magnetic head that efficiently forms a selective lubricating layer, prevents adsorption, suppresses adhesion of wear, and is excellent in operational stability.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1に示すように、磁気記憶装置10は、ハウジング11と、ハウジング11内に格納された、磁気ディスク12、磁気ヘッド13、アクチュエータユニット14等から構成される。磁気ディスク12は、ハブ15に固定され、スピンドルモータにより駆動される。磁気ヘッド13は、その基部がアーム16に固定され、アーム16を介してアクチュエータユニット14に取付けられている。磁気ヘッド13は、アクチュエータユニット14により、磁気ディスク12の径方向に回動される。また、ハウジング11の裏側には、記録再生制御、磁気ヘッド位置制御、およびスピンドルモータ制御等を行う電子基板が設けられている。磁気ヘッドをロードするランプ部を設けた構成としてもよい。   As shown in FIG. 1, the magnetic storage device 10 includes a housing 11 and a magnetic disk 12, a magnetic head 13, an actuator unit 14, and the like stored in the housing 11. The magnetic disk 12 is fixed to the hub 15 and driven by a spindle motor. The base of the magnetic head 13 is fixed to the arm 16 and is attached to the actuator unit 14 via the arm 16. The magnetic head 13 is rotated in the radial direction of the magnetic disk 12 by the actuator unit 14. Further, on the back side of the housing 11, an electronic board for performing recording / reproducing control, magnetic head position control, spindle motor control, and the like is provided. A configuration may be provided in which a ramp portion for loading the magnetic head is provided.

磁気ディスク12は、面内磁気記録媒体や、垂直磁気記録媒体、あるいは光磁気ディスクを用いることができる。磁気ディスク12は磁気ヘッド13により記録あるいは再生が可能であればよい。   As the magnetic disk 12, an in-plane magnetic recording medium, a perpendicular magnetic recording medium, or a magneto-optical disk can be used. The magnetic disk 12 only needs to be recordable or reproducible by the magnetic head 13.

面内磁気記録媒体は、磁気ディスク12の基板面に平行な方向に磁化する記録層を有する。記録層は、単層の強磁性層に限られず、複数の強磁性層の積層体でもよい。さらに、記録層は、いわゆる積層フェリ磁性構造、すなわち下部磁性層と上部磁性層が非磁性層を挟んで積層され、記録磁界が印加されていない状態で下部磁性層の磁化と上部磁性層の磁化とが互いに反平行に配置されている構造を有してもよい。記録層の下地層として、記録層の磁化が面内方向に配向させるようなCr膜、Cr合金膜(Crに添加元素として、W、Mo、V、B等を含む)を用いる。   The in-plane magnetic recording medium has a recording layer that is magnetized in a direction parallel to the substrate surface of the magnetic disk 12. The recording layer is not limited to a single ferromagnetic layer, and may be a laminate of a plurality of ferromagnetic layers. Further, the recording layer is a so-called laminated ferrimagnetic structure, that is, the lower magnetic layer and the upper magnetic layer are stacked with a nonmagnetic layer interposed therebetween, and the magnetization of the lower magnetic layer and the magnetization of the upper magnetic layer when no recording magnetic field is applied. And may be arranged antiparallel to each other. As the underlayer of the recording layer, a Cr film or a Cr alloy film (including W, Mo, V, B, etc. as additive elements in Cr) is used so that the magnetization of the recording layer is oriented in the in-plane direction.

垂直記録媒体は、磁気ディスク12の基板面に垂直方向の磁化を有する垂直磁化膜とその基板側に軟磁性裏打ち層を有する。   The perpendicular recording medium has a perpendicular magnetization film having a perpendicular magnetization on the substrate surface of the magnetic disk 12, and a soft magnetic backing layer on the substrate side.

記録層は、面内および垂直磁気記録媒体のいずれもNi、Fe、Co、Ni系合金、Fe系合金、CoCrTa、CoCrPt、CoCrPt−Mを含むCo系合金からなる群のうちいずれかの材料から構成される。ここで、Mは、B、Mo、Nb、Ta、W、Cuおよびこれらの合金から選択される。記録層の膜厚は3nm〜30nmの範囲に設定される。   The recording layer is made of any material selected from the group consisting of Ni, Fe, Co, Ni alloys, Fe alloys, CoCr alloys including CoCrTa, CoCrPt, and CoCrPt-M for both in-plane and perpendicular magnetic recording media. Composed. Here, M is selected from B, Mo, Nb, Ta, W, Cu, and alloys thereof. The film thickness of the recording layer is set in the range of 3 nm to 30 nm.

磁気ヘッド13は、その先端にヘッドスライダ18が設けられている。以下磁気ヘッド13およびヘッドスライダ18について詳細に説明する。   The magnetic head 13 is provided with a head slider 18 at its tip. Hereinafter, the magnetic head 13 and the head slider 18 will be described in detail.

図2Aは、磁気ヘッドの構成を媒体対向面側から視た平面図であり、図2Bは、磁気ヘッドのヘッドスライダが磁気ディスク上に浮上する様子を示す模式図である。   FIG. 2A is a plan view of the configuration of the magnetic head as viewed from the medium facing surface side, and FIG. 2B is a schematic diagram showing how the head slider of the magnetic head floats on the magnetic disk.

図2A、2Bに示すように、磁気ヘッド13は、サスペンション21と、その先端部に固定されたヘッドスライダ18と、ヘッドスライダ18に形成された記録再生を行う素子部22(記録素子23aおよび再生素子23b)等から構成される。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the magnetic head 13 includes a suspension 21, a head slider 18 fixed to the tip, and an element portion 22 (recording element 23a and reproducing element) formed on the head slider 18 for performing recording and reproduction. Element 23b) and the like.

サスペンション21は、板状の金属材料からなるサスペンション本体部21aと、サスペンション本体部21aの基部に設けられたベースプレート24と、サスペンション本体部21aの先端部にヘッドスライダ18を固定するためのジンバル25と、記録素子23a、再生素子23bを含む素子部22とヘッドICとを電気的に接続する配線パターン26等から構成される。ベースプレート24は、図1に示すアクチュエータユニット14のアーム16に嵌合等により固定される。サスペンション本体部21aは、例えば、板厚100μmのステンレス材等の金属材から構成される。サスペンション本体部21aは板バネとして機能する。   The suspension 21 includes a suspension body 21a made of a plate-like metal material, a base plate 24 provided at the base of the suspension body 21a, and a gimbal 25 for fixing the head slider 18 to the tip of the suspension body 21a. , A wiring pattern 26 for electrically connecting the element unit 22 including the recording element 23a and the reproducing element 23b and the head IC. The base plate 24 is fixed to the arm 16 of the actuator unit 14 shown in FIG. 1 by fitting or the like. The suspension body 21a is made of, for example, a metal material such as a stainless material having a plate thickness of 100 μm. The suspension body 21a functions as a leaf spring.

図2Bに示すように、磁気ヘッド13のヘッドスライダ18は、矢印ROTの方向に回転移動する磁気ディスク12上に浮上する。ヘッドスライダ18は、磁気ディスク12の移動に伴い流入する空気流AIRにより媒体対向面18aが磁気ディスク上方に浮上する圧力を受ける。また、ヘッドスライダ18は、ジンバル25を介してサスペンション本体部21aから磁気ディスク12側に押付ける力(押付け力)を受ける。浮上量が所望の量でかつ安定して維持されることにより、磁気ヘッドは安定した記録再生特性が得られる。   As shown in FIG. 2B, the head slider 18 of the magnetic head 13 floats on the magnetic disk 12 that rotates and moves in the direction of the arrow ROT. The head slider 18 receives a pressure at which the medium facing surface 18a floats above the magnetic disk by the air flow AIR that flows in as the magnetic disk 12 moves. Further, the head slider 18 receives a pressing force (pressing force) from the suspension body 21 a to the magnetic disk 12 side via the gimbal 25. When the flying height is maintained at a desired level and stably, the magnetic head can obtain stable recording / reproducing characteristics.

図3Aは磁気ヘッドを、磁気ディスク側から見た平面図を示し、図7B,7Cは、B−B線、C−C線に沿う断面図である。   3A is a plan view of the magnetic head as viewed from the magnetic disk side, and FIGS. 7B and 7C are cross-sectional views taken along lines BB and CC.

ヘッドスライダ18は略直方体形状をしており、大きさは例えば長さ1.25mm×幅1.00mm×高さ0.30mmである。ヘッドスライダ18の基材は、Al23・TiC(アルチック)等のセラミック材料からなる。また、ヘッドスライダ18の空気流出端18TR側は、アルミナ膜等の保護膜28が数十μmの厚さで形成されている。なお、媒体対向面18aには、セラミック材料の上にダイヤモンドライクカーボン等の保護膜が形成されてもよい。 The head slider 18 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and the size is, for example, length 1.25 mm × width 1.00 mm × height 0.30 mm. The base material of the head slider 18 is made of a ceramic material such as Al 2 O 3 .TiC (altic). On the air outflow end 18TR side of the head slider 18, a protective film 28 such as an alumina film is formed with a thickness of several tens of μm. Note that a protective film such as diamond-like carbon may be formed on the ceramic material on the medium facing surface 18a.

媒体対向面18aには、空気流入端18LD側にフロントレール30が形成され、フロントレール30の側方下流側には、空気流出端18TR側に延びるサイドレール31が形成されている。また、媒体対向面18aには、空気流出端18TR側で、ヘッドスライダ幅方向の略中央にリアセンターレール32と、その側方にはリアサイドレール33が形成されている。   A front rail 30 is formed on the medium facing surface 18a on the air inflow end 18LD side, and a side rail 31 extending on the air outflow end 18TR side is formed on the side downstream side of the front rail 30. In addition, a rear center rail 32 and a rear side rail 33 are formed on the medium facing surface 18a on the side of the air outflow end 18TR, substantially at the center in the head slider width direction, and on the side thereof.

フロントレール30は、幅方向に延在する空気ベアリング表面30aと、その下流側に空気ベアリング表面30aよりも所定の段差低いステップ面30bを有する。エアベアリング面の左右所定位置にエアベアリング面より突出するパッド30cが形成されている。パッド30cは、磁気ヘッドの吸着を防止する機能を有する。   The front rail 30 has an air bearing surface 30a extending in the width direction and a step surface 30b having a predetermined step lower than the air bearing surface 30a on the downstream side. Pads 30c protruding from the air bearing surface are formed at predetermined positions on the left and right sides of the air bearing surface. The pad 30c has a function of preventing the magnetic head from being attracted.

フロントレール30の空気流出端18TR側には凹部34が形成されている。凹部の深さは、空気ベアリング表面30aから例えば約2〜3μmに設定される。   A recess 34 is formed on the air outflow end 18TR side of the front rail 30. The depth of the recess is set to, for example, about 2 to 3 μm from the air bearing surface 30a.

リアセンターレール32は、空気流出端18TR側で、ヘッドスライダ幅方向の略中央に形成されている。リアセンターレール32は、空気ベアリング表面32aと、空気ベアリング表面32aより所定の段差だけ低いステップ面32bを有する。ステップ面32bは、空気ベアリング表面32aの空気流入端18LD側に形成されている。   The rear center rail 32 is formed at the center of the head slider width direction on the air outflow end 18TR side. The rear center rail 32 has an air bearing surface 32a and a step surface 32b that is lower than the air bearing surface 32a by a predetermined step. The step surface 32b is formed on the air inflow end 18LD side of the air bearing surface 32a.

また、リアセンターレール32には空気ベアリング表面32aの空気流出端18TR側に素子部22が形成されている。素子部22には、再生素子および記録素子が積層されている。再生素子は、例えばスピンバルブ磁気抵抗効果(MR)素子、Ferromagnetic Tunnel Junction MR(TMR)素子、バリスティックMR素子等を用いることができる。記録素子は、例えば薄膜誘導型記録素子(リング型ヘッドや垂直磁気記録媒体用の単磁極ヘッド)を用いることができる。   The rear center rail 32 is formed with an element portion 22 on the air outflow end 18TR side of the air bearing surface 32a. In the element portion 22, a reproducing element and a recording element are stacked. As the reproducing element, for example, a spin valve magnetoresistive effect (MR) element, a Ferromagnetic Tunnel Junction MR (TMR) element, a ballistic MR element, or the like can be used. As the recording element, for example, a thin film induction type recording element (a ring type head or a single magnetic pole head for a perpendicular magnetic recording medium) can be used.

リアサイドレール33は、空気ベアリング表面33aと、空気ベアリング表面33aより所定の段差だけ低いステップ面33bを有している。   The rear side rail 33 has an air bearing surface 33a and a step surface 33b that is lower than the air bearing surface 33a by a predetermined step.

空気ベアリング表面30a、32a、33aは、媒体対向面18aで近接する面であり、その形状および寸法は浮上設計のパラメータ、例えば浮上量や浮上姿勢(ピッチ角、ロール角等)により適宜設定される。   The air bearing surfaces 30a, 32a, and 33a are surfaces that are close to each other on the medium facing surface 18a, and their shapes and dimensions are set as appropriate according to flying design parameters such as flying height and flying posture (pitch angle, roll angle, etc.). .

本形態では、フロントレール32の左右2箇所に、エアベアリング面から隆起するパッド30cが形成されている。リアレールのエアベアリング面上にもパッドを形成してもよい。アルチックで構成されるヘッドスライダのこのような媒体対向面の加工は、レジストマスクを用いた反応性イオンエッチングやイオンミリング等で行なう。   In this embodiment, pads 30c that protrude from the air bearing surface are formed at two locations on the left and right sides of the front rail 32. Pads may also be formed on the air bearing surface of the rear rail. Such a medium facing surface of the head slider made of Altic is processed by reactive ion etching or ion milling using a resist mask.

本形態においては、フロントレールのパッド30c対向面上、及びリアレールのエアベアリング面上に潤滑層37が形成される。ヘッドスライダの媒体対向面全面に潤滑層を形成するのではなく、選択された領域にのみ潤滑層を形成することにより、吸着を防止すると共に、磨耗粉の付着を抑制できる。   In this embodiment, the lubricating layer 37 is formed on the surface of the front rail facing the pad 30c and on the air bearing surface of the rear rail. Rather than forming a lubricating layer over the entire medium facing surface of the head slider, forming a lubricating layer only in a selected region can prevent adsorption and adhesion of wear powder.

図4は、磁気ヘッドの製造工程を示すフローチャートである。   FIG. 4 is a flowchart showing the manufacturing process of the magnetic head.

工程S11で図2Aに示すようにサスペンション21を組み立てる。これは、公知の工程である。   In step S11, the suspension 21 is assembled as shown in FIG. 2A. This is a known process.

工程S12でヘッドスライダ18を取り付ける。これは、ヘッドスライダの構成以外、公知の工程である。   In step S12, the head slider 18 is attached. This is a known process except for the configuration of the head slider.

図5Aに示すように、電子線照射装置の可動試料ステージ61上にヘッドスライダ18を取り付けたサスペンションを複数個並べて載置する。複数の磁気ヘッドに、同時にかつ選択的に潤滑層を形成するためである。   As shown in FIG. 5A, a plurality of suspensions each having a head slider 18 mounted thereon are placed side by side on a movable sample stage 61 of the electron beam irradiation apparatus. This is because a lubricating layer is formed on a plurality of magnetic heads simultaneously and selectively.

図5Bは、電子線照射装置の構成を概略的に示す。鏡塔51上方に電子銃52、その下方に電子レンズ53、電子走査系54が配置され、高圧発生回路55、レンズ励磁電源回路56、電子走査回路58によって、それぞれ制御される。鏡塔51下方に試料室が配置され、内部に可動試料ステージ61が配置される。鏡塔51、試料室60内部は、真空排気系62によって、高真空に排気できる。試料上の電子線の位置は検出器58、モニタ59によって検出され、電子線走査回路57にフィードバックされる。試料上の所望の位置に電子線を照射することができる。キャリアガス源63からAr等の不活性ガスのキャリアガスがバブラ64に供給され、潤滑剤材料の溶液中をバブリングし、ガス化された潤滑剤材料を試料室60内に供給できる。バブラ64は、ヒータ制御電源65から給電されるヒータによって温度を制御される。図5Aに示すように、複数の磁気ヘッドを載置する可動試料ステージ61が、試料室60内に装荷される。   FIG. 5B schematically shows the configuration of the electron beam irradiation apparatus. An electron gun 52 is disposed above the mirror tower 51, and an electron lens 53 and an electron scanning system 54 are disposed below the electron gun 52, and are controlled by a high voltage generation circuit 55, a lens excitation power circuit 56, and an electronic scanning circuit 58, respectively. A sample chamber is disposed below the mirror tower 51, and a movable sample stage 61 is disposed therein. The inside of the mirror tower 51 and the sample chamber 60 can be evacuated to a high vacuum by the evacuation system 62. The position of the electron beam on the sample is detected by the detector 58 and the monitor 59 and fed back to the electron beam scanning circuit 57. A desired position on the sample can be irradiated with an electron beam. A carrier gas of an inert gas such as Ar is supplied from the carrier gas source 63 to the bubbler 64, and the solution of the lubricant material is bubbled, so that the gasified lubricant material can be supplied into the sample chamber 60. The temperature of the bubbler 64 is controlled by a heater supplied with power from the heater control power supply 65. As shown in FIG. 5A, a movable sample stage 61 on which a plurality of magnetic heads are mounted is loaded in the sample chamber 60.

本発明者らは、真空中で試料表面に選択的に帯電を生じさせ、そこに潤滑剤ガスを供給すると、潤滑剤ガスの分子が帯電面に選択的に吸着することを見出した。この吸着した潤滑剤を固定化すれば、試料表面の任意の位置に潤滑層を選択的に形成することができる。   The present inventors have found that when a charge is selectively generated on a sample surface in a vacuum and a lubricant gas is supplied thereto, the molecules of the lubricant gas are selectively adsorbed on the charged surface. If this adsorbed lubricant is fixed, a lubricating layer can be selectively formed at an arbitrary position on the sample surface.

工程S13で、電子線照射装置内の可動試料ステージ61上に載置した磁気ヘッドの選択された表面上に電子線を照射し、帯電を生じさせる。例えば、図3A〜3Cに示すパッド30cの媒体対向面、及びリアレールのエアベアリング面32a、33aに帯電を生じさせる。   In step S13, the selected surface of the magnetic head placed on the movable sample stage 61 in the electron beam irradiation apparatus is irradiated with an electron beam to cause charging. For example, charging is generated on the medium facing surface of the pad 30c shown in FIGS. 3A to 3C and the air bearing surfaces 32a and 33a of the rear rail.

工程S14において、不活性ガスをキャリアガスとして例えばフッ素化ポリエーテルの潤滑剤をバブリングし、試料室内に潤滑剤を導入する。   In step S14, for example, a fluorinated polyether lubricant is bubbled using an inert gas as a carrier gas, and the lubricant is introduced into the sample chamber.

工程S15において、所定時間の経過により、電子線の照射により帯電した領域に潤滑剤が吸着する。上述のように、本発明者らが見出した現象である。   In step S15, the lubricant is adsorbed on the region charged by the electron beam irradiation after a predetermined time. As described above, this is a phenomenon found by the present inventors.

工程16において、吸着している潤滑剤を下地表面に化学吸着させる化学吸着促進工程を、加熱、または高エネルギビームの照射により行う。加熱の場合は、オブンや急速加熱プロセッサにより、対象とする表面を80℃〜200℃の温度に加熱する。高エネルギビームの照射の場合は、例えば水銀ランプやエキシマ真空紫外ランプを用いた紫外線照射、例えば加速電圧10kV程度の電子線照射、赤外線照射等を行う。潤滑剤は、加熱、または高エネルギビームの照射により、励起され、下地表面への化学吸着を促進する。   In step 16, a chemical adsorption promotion step for chemically adsorbing the adsorbed lubricant to the base surface is performed by heating or irradiation with a high energy beam. In the case of heating, the target surface is heated to a temperature of 80 ° C. to 200 ° C. by an oven or a rapid heating processor. In the case of irradiation with a high energy beam, for example, ultraviolet irradiation using a mercury lamp or an excimer vacuum ultraviolet lamp, for example, electron beam irradiation with an acceleration voltage of about 10 kV, infrared irradiation, or the like is performed. The lubricant is excited by heating or irradiation with a high energy beam, and promotes chemical adsorption to the base surface.

工程S17において、必要に応じて、物理吸着している潤滑剤の除去を行う。例えば、サスペンションを潤滑剤の溶媒に浸漬することなどで洗浄し、自然乾燥させる。   In step S17, the physically adsorbed lubricant is removed as necessary. For example, the suspension is washed by immersing it in a solvent of a lubricant and naturally dried.

以下、例を示す。
例1
ヘッドスライダの素子部を含むリアセンターレール上エアベアリング面及びフロントレール上パッドに、250Vの加速電圧で電子線を照射し、5μC/cm帯電させる。
An example is shown below.
Example 1
An electron beam is irradiated to the air bearing surface on the rear center rail including the element portion of the head slider and the pad on the front rail with an acceleration voltage of 250 V to charge 5 μC / cm 2 .

潤滑剤として、主鎖が直鎖のパーフルオロポリエーテル、両末端基がトリフルオロメチル基のフッ素化ポリエーテルを用い、80℃に加熱したバブラに、キャリアガスとしてArを10sccm流し、試料室に30秒充填する。厚さ約1.5nmの潤滑層がパッドの媒体対向面に形成される。   As the lubricant, a perfluoropolyether having a straight chain as the main chain and a fluorinated polyether having both end groups as trifluoromethyl groups, Ar was flowed at 10 sccm as a carrier gas into a bubbler heated to 80 ° C. Fill for 30 seconds. A lubricating layer having a thickness of about 1.5 nm is formed on the medium facing surface of the pad.

潤滑剤を含むガスをパージし、10kVの加速電圧で10μC/cmの電子線を照射視する。厚さ約1.5nm、化学吸着率100%の潤滑層が形成される。
例2
ヘッドスライダの素子部を含むリアセンターレール上エアベアリング面及びフロントレール上パッドに、250Vの加速電圧で電子線を照射し、5μC/cm帯電させる。
A gas containing a lubricant is purged, and an electron beam of 10 μC / cm 2 is irradiated with an acceleration voltage of 10 kV. A lubricating layer having a thickness of about 1.5 nm and a chemical adsorption rate of 100% is formed.
Example 2
An electron beam is irradiated to the air bearing surface on the rear center rail including the element portion of the head slider and the pad on the front rail with an acceleration voltage of 250 V to charge 5 μC / cm 2 .

潤滑剤として、主鎖が直鎖のパーフルオロポリエーテル、両末端基がCFCHOHのフッ素化ポリエーテルを用い、80℃に加熱したバブラに、キャリアガスとしてArを10sccm流し、試料室に30秒充填する。厚さ約1.3nmの潤滑層がパッドの媒体対向面に形成される。 As a lubricant, a perfluoropolyether having a straight chain as a main chain and a fluorinated polyether having both end groups as CF 2 CHOH, Ar was allowed to flow at 10 sccm as a carrier gas in a bubbler heated to 80 ° C., and 30 samples were passed through the sample chamber. Fill seconds. A lubricating layer having a thickness of about 1.3 nm is formed on the medium facing surface of the pad.

潤滑剤を含むガスをパージし、10kVの加速電圧で10μC/cmの電子線を照射視する。厚さ約1.3nm、化学吸着率100%の潤滑層が形成される。 A gas containing a lubricant is purged, and an electron beam of 10 μC / cm 2 is irradiated with an acceleration voltage of 10 kV. A lubricating layer having a thickness of about 1.3 nm and a chemical adsorption rate of 100% is formed.

なお、潤滑剤としては、フッ素化ポリエーテルの他、パーフルオロハイドロカーボン等のフッ素系炭化水素等を用いてもよい。   In addition to the fluorinated polyether, a fluorine-based hydrocarbon such as perfluorohydrocarbon may be used as the lubricant.

潤滑層の厚さは、0.5nm〜2.0nmが好ましい、2.0nmを越えるとヘッドスライダ面と磁気ディスク面との距離が増加し、再生出力、S/N比が低下しやすい。0.5nm未満では、潤滑層が下地表面を覆い難くなる。   The thickness of the lubricating layer is preferably 0.5 nm to 2.0 nm. If the thickness exceeds 2.0 nm, the distance between the head slider surface and the magnetic disk surface increases, and the reproduction output and S / N ratio tend to decrease. If the thickness is less than 0.5 nm, the lubricating layer is difficult to cover the underlying surface.

潤滑剤分子の主鎖に相当する炭化水素の水素をフッ素で置換した割合をフッ素含有率と呼ぶとき、潤滑層の潤滑剤分子のフッ素含有率は80%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましく、95%以上であることがさらに好ましい。潤滑剤の平均分子量は2000〜20000の範囲が好ましい。   When the ratio of the hydrocarbon hydrogen corresponding to the main chain of the lubricant molecule replaced with fluorine is called the fluorine content, the fluorine content of the lubricant molecule in the lubricant layer is preferably 80% or more, and 90% or more. It is more preferable that it is 95% or more. The average molecular weight of the lubricant is preferably in the range of 2000-20000.

潤滑層の潤滑剤分子が下地表面に化学吸着する固着率は、30%〜100%が好ましく、70%〜100%がさらに好ましい。30%未満では、高温多湿な環境で、磁気ヘッドを磁気ディスク上に浮上させるランニング試験を行った時、ヘッドクラッシュが発生しやすくなる。物理吸着層は少ないほど好ましく、化学吸着層のみで潤滑層が形成されることが理想的である。   30% to 100% is preferable, and 70% to 100% is more preferable as the adhesion rate at which the lubricant molecules of the lubricating layer are chemically adsorbed to the underlying surface. If it is less than 30%, a head crash tends to occur when a running test is performed in which the magnetic head is levitated on the magnetic disk in a hot and humid environment. The smaller the number of physical adsorption layers, the better. Ideally, a lubricating layer is formed only by a chemical adsorption layer.

以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限られるものではない。例えば特開2006−286104号の明細書の発明を実施する最良の形態の欄に記載された種々の技術を採用することができる。   As mentioned above, although this invention was demonstrated along the Example, this invention is not limited to these. For example, various techniques described in the column of the best mode for carrying out the invention of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-286104 can be employed.

磁気ディスク装置の構成を概略的に示す平面図である。1 is a plan view schematically showing a configuration of a magnetic disk device. 図2A,2Bは、磁気ヘッドの構成を概略的に示す平面図、および磁気ヘッドが磁気ディスク上に浮上する様子を概略的に示す側面図である。2A and 2B are a plan view schematically showing the configuration of the magnetic head and a side view schematically showing how the magnetic head floats on the magnetic disk. 図3A,3B,3Cは、本発明の実施例により製造される磁気ヘッドを概略的に示す平面図及び断面図である。3A, 3B, and 3C are a plan view and a cross-sectional view schematically showing a magnetic head manufactured according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例による磁気ヘッドの製造方法の主要工程を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing main steps of a magnetic head manufacturing method according to an embodiment of the present invention. 図5A,図5Bは、電子線照射装置に搬入する磁気ヘッド及び電子線照射装置の構成を概略的に示す平面図、断面図である。5A and 5B are a plan view and a cross-sectional view schematically showing the configuration of the magnetic head and the electron beam irradiation apparatus carried into the electron beam irradiation apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

10 磁気記憶装置
12 磁気ディスク
13 磁気ヘッド
14 アクチュエータユニット
18 ヘッドスライダ
18a、50a 媒体対向面21 サスペンション
21a サスペンション本体部
22 素子部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Magnetic storage device 12 Magnetic disk 13 Magnetic head 14 Actuator unit 18 Head slider 18a, 50a Medium opposing surface 21 Suspension 21a Suspension main-body part 22 Element part

Claims (3)

(a)減圧雰囲気中で、磁気ヘッドのヘッドスライダ面の選択された領域に電子線を照射して帯電を生じさせる工程と、
(b)前記減圧雰囲気中に潤滑層の原料ガスを供給し、前記帯電を生じている領域に吸着させて吸着潤滑剤層を形成する工程と、
(c)前記吸着潤滑剤層を加熱するか、前記吸着潤滑剤層に高エネルギ線を照射して、潤滑層を固定化する工程と、
を含む磁気ヘッドの製造方法。
(A) a step of irradiating a selected region of a head slider surface of a magnetic head with an electron beam in a reduced-pressure atmosphere to cause charging;
(B) supplying a raw material gas for the lubricating layer in the reduced-pressure atmosphere and adsorbing it to the region where the charge is generated to form an adsorbed lubricant layer;
(C) heating the adsorbed lubricant layer or irradiating the adsorbed lubricant layer with high energy rays to fix the lubricant layer;
A method of manufacturing a magnetic head including:
前記磁気ヘッドのヘッドスライダ面が、レールとレール上に形成したパッドとを備え、前記工程(a)は、前記パッド上に選択的に電子線を照射する請求項1記載の磁気ヘッドの製造方法。   The method of manufacturing a magnetic head according to claim 1, wherein a head slider surface of the magnetic head includes a rail and a pad formed on the rail, and the step (a) selectively irradiates the pad with an electron beam. . 前記工程(c)が、物理吸着を化学吸着に変更する機能を有し、
(d)前記潤滑層を洗浄し、物理吸着層を除去する工程、
をさらに含む請求項1又は2記載の磁気ヘッドの製造方法。
The step (c) has a function of changing physical adsorption to chemical adsorption,
(D) cleaning the lubricating layer and removing the physical adsorption layer;
The method of manufacturing a magnetic head according to claim 1, further comprising:
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