(57)【要約】【課題】磁気ディスク装置において、低コスト化を図るとともに、環境温度変化による熱凹凸を補償して信頼性を確保し、スライダ浮上量を縮めて記録密度の増大、装置の大容量化あるいは小型化を図ること。【解決手段】磁気ディスク装置は、磁気ディスク１０と、磁気ヘッドスライダ１と、この磁気ヘッドスライダ１を移動させる駆動装置とを備え、回転する磁気ディスク１０と磁気ヘッドスライダ１との間に空気流を発生させて磁気ヘッドスライダ１を浮上させた状態で記録再生を行なうものである。磁気ヘッドスライダ１は、スライダ基板部１ａと、このスライダ基板部１ａ上に記録再生素子２、３、金属膜４及び絶縁膜５を有し且つこのスライダ基板部１ａと並んでスライダ浮上面を構成する薄膜ヘッド部１ｂとを備える。スライダ基板部１ａは、凹部２１ａを有するシリコン基板２１と、この凹部２１ａ内に埋設された金属体１８とを備える。【選択図】図３
2006260617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在に配設された磁気ディスクと、
この磁気ディスク面に対向するように配設される磁気ヘッドスライダと、
この磁気ヘッドスライダを前記磁気ディスク面の半径方向に移動させる駆動装置とを備え、
回転する前記磁気ディスクと前記磁気ヘッドスライダとの間に空気流を発生させて前記磁気ヘッドスライダを浮上させた状態で記録または再生を行なう磁気ディスク装置において、
前記磁気ヘッドスライダは、スライダ基板部と、このスライダ基板部上に記録素子または再生素子、金属膜及び絶縁膜を有し且つこのスライダ基板部と並んでスライダ浮上面を構成する薄膜ヘッド部とを備え、
スライダ基板部は、薄膜ヘッド部側の面に凹部を有するシリコン基板と、この凹部内に埋設された金属体とを備えている
ことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気ディスク装置において、前記記録素子または再生素子はスライダ基板部より空気流出端側に位置して設けられ、前記金属体は前記薄膜ヘッド部よりも空気流入端側に位置して設けられていることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項３】
請求項１に記載の磁気ディスク装置において、前記金属体は前記シリコン基板におけるスライダ浮上高さ方向の中心よりもスライダ浮上面側にその中心が位置するように設けられていることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項４】
請求項１に記載の磁気ディスク装置において、前記金属体はスライダ浮上面には露出せずに前記シリコン基板に内蔵されていることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項５】
請求項１に記載の磁気ディスク装置において、前記絶縁膜はシリコン系セラミックス材料が用いられ、前記金属体は前記金属膜の材料と概ね等しい熱膨張率の材料で形成されていることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項６】
請求項５に記載の磁気ディスク装置において、前記金属体の材料は、ニッケルおよび鉄の合金、あるいはニッケルおよび鉄を主成分としてコバルト、タンタル等の少量元素が混ぜられた合金から成ることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項７】
請求項１に記載の磁気ディスク装置において、前記金属体のスライダ浮上高さ方向寸法は、前記再生素子の磁気シールドの当該方向寸法あるいは前記記録素子の磁極の当該方向寸法と概略同等であることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項８】
請求項１に記載の磁気ディスク装置において、前記磁気ヘッドスライダは、実質的に平行な３つ以上の空気軸受面を有し、前記空気軸受面は、稼動時に磁気ディスクに最も接近しかつ記録再生素子が設置された第一の面と、前記第一の面からそれぞれ２種類以上の所定の深さを有する２種類以上の面とから構成され、前記金属体のスライダ幅方向寸法は前記第一の面における前記スライダ基板部で構成する部分の当該方向寸法と同等あるいはそれ以上であることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項９】
請求項１に記載の磁気ディスク装置において、前記磁気ヘッドスライダは、実質的に平行な３つ以上の空気軸受面を有し、前記空気軸受面は、稼動時に磁気ディスクに最も接近しかつ記録再生素子が設置された第一の面と、前記第一の面からそれぞれ２種類以上の所定の深さを有する２種類以上の面とから構成され、前記金属体のスライダ長手方向寸法は前記第一の面における前記スライダ基板部で構成する部分の当該方向寸法と同等あるいはそれ以上であることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項１０】
回転する磁気ディスクとの間に空気流を発生させて磁気ディスク面から浮上させた状態で記録または再生を行なう磁気ヘッドスライダにおいて、
シリコン製のスライダ基板部と、このスライダ基板部上に記録素子または再生素子、金属膜及び絶縁膜を有して形成され且つこのスライダ基板部と並んでスライダ浮上面を構成する薄膜ヘッド部とを備え、
スライダ基板部は、薄膜ヘッド部側の面に凹部を有するシリコン基板と、この凹部内に埋設された金属体とを備えている
ことを特徴とする磁気ヘッドスライダ。
【請求項１１】
回転する磁気ディスクとの間に空気流を発生させて磁気ディスク面から浮上させた状態で記録または再生を行なう磁気ヘッドスライダの製造方法において、
シリコンウエハに凹部を成形してこの凹部内に金属体を埋設して成形した後、前記シリコンウエハ上に薄膜プロセスを用いて記録素子または再生素子、金属膜及び絶縁膜からなる薄膜ヘッド部を成形して磁気ヘッドスライダ部分を複数成形した後、
前記シリコンウエハをエッチングで切断して個々の磁気ヘッドスライダとする
ことを特徴とする磁気ヘッドスライダの製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の磁気ヘッドスライダの製造方法において、前記シリコンウエハの凹部に金属メッキを施した後、この金属メッキの表面側を研磨して前記シリコンウエハと同一面を有する前記金属体を成形することを特徴とする磁気ヘッドスライダの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク装置並びに磁気ヘッドスライダ及びその製造方法に係り、特にシリコン製基板部上に薄膜ヘッド部を形成した磁気ヘッドスライダ及びこれを用いた磁気ディスク装置に好適なものである。なお、以下の説明における記録／再生の表現には、記録のみ、再生のみ、記録再生の両方を含むものとする。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置では、記録／再生素子を搭載した磁気ヘッドスライダが空気のくさび膜効果によって磁気ディスクから浮上し、磁気ディスクに記録された磁気情報を記録／再生するようになっている。磁気ディスク装置の高記録密度化とそれによる装置の大容量化あるいは小型化とを両立して実現するためには、磁気ヘッドスライダと磁気ディスクとの距離（スライダ浮上量）を縮め、線記録密度を上げることが有効である。近年、前記スライダ浮上量は１０ｎｍ程度あるいは１０ｎｍ以下まで縮められている。
【０００３】
従来の磁気ディスク装置に用いられる一般的な磁気ヘッドスライダとしては、スライダ基板部と、スライダ基板部上に形成されスライダ基板部と並んでスライダ浮上面を構成する薄膜ヘッド部とを備えて構成されたものがある。
【０００４】
係る従来の一般的な磁気ヘッドスライダは、アルミナ及び炭化チタンの混合焼結体（アルチックと表記することもある）製のウエハ上に、薄膜プロセスを用いて金属膜、セラミックス絶縁膜及び樹脂膜などを積層するとともに記録／再生素子を形成して複数の磁気ヘッドスライダ部分を成形し、最後に機械加工でウエハから個々の磁気ヘッドスライダを切り出すようにしているため、生産性の低いものとなっていた。
【０００５】
そこで、非特許文献１に記載されているように、スライダ基板部の材料としてアルチックを用いずにシリコンを用いた磁気ヘッドスライダが案出されている。スライダ基板部の材料としてシリコンを用いる目的は、機械加工に代えて、エッチングでスライダ基板を切断してスライダ外形を形成することにより、低コスト化することである。
【０００６】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ誌４０巻１号３３２頁乃至３３６頁、Ｆｌｙｉｎｇ−ｈｅｉｇｈｔ  ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ｏｆ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｈｅａｄ  ｓｌｉｄｅｒｓ。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、アルチックで形成されたスライダ基板部と金属膜、セラミックス絶縁膜などを有する薄膜ヘッド部とからなる従来の一般的な磁気ヘッドスライダにおいて、スライダ基板部の材料をアルチックからシリコンに変えると、低い加工コストなどの利点を有するものの、環境温度変化によって薄膜ヘッド部の熱凹凸が生じ、信頼性を低下させやすいということが分かった。この環境温度変化による熱凹凸とは、スライダ基板部あるいはセラミックス絶縁膜に対して、金属膜の線膨張係数が大きく異なるため、平滑に仕上げられたはずのスライダ浮上面（空気軸受面とも称す）に、低温時または高温時に微小な凹凸が生じることである。
【０００８】
スライダ基板部あるいはセラミックス絶縁膜に比べて金属膜の線膨張係数は一般的に大きいので、平滑に仕上げられたはずのスライダ浮上面に、高温時には凸部が生じる。そうすると、磁気ヘッドスライダと磁気ディスクとの距離（スライダ浮上量）が設計値に比べて小さくなり、磁気ヘッドスライダと磁気ディスクとの接触の可能性が高まる。磁気ヘッドスライダと磁気ディスクとが接触すると、摩擦振動の影響で磁気情報を記録／再生できなくなったり、摩耗で記録／再生素子がダメージを受けたりする。高温時でも接触しないようにするためには、設計浮上量を十分高くせざるを得ず、記録／再生性能を向上することが困難になる。また、低温時には、記録／再生素子を形成する金属膜は浮上面から凹むことになり、記録／再生素子と磁気ディスクとの距離が設計値より大きくなりすぎて、記録／再生性能が低下する。
【０００９】
以上述べた環境温度変化による熱凹凸は、アルチックで形成されたスライダ基板部と、主にアルミナで形成されたセラミックス絶縁膜から構成される、従来の一般的な磁気ヘッドスライダでも、発生していた。しかし、スライダ基板部の材料をアルチックからシリコンに、セラミックス絶縁膜の材料をアルミナからシリカ、シリコンカーバイド、シリコンナイトライドなどのシリコン系セラミックスに変えると、環境温度変化による熱凹凸は、一層大きくなる。その理由を表１を用いて説明する。表１は、従来の一般的な磁気ヘッドスライダと、比較例であるシリコン基板を用いた磁気ヘッドスライダとの主要構成要素の材料及びその線膨張係数の一例を示すものである。
【００１０】
【表１】
2006260617.tif 000003
表１に示すように、記録／再生素子に用いられる、主にニッケルと鉄との合金から成る金属膜の線膨張係数が約１３ｐｐｍ／Ｋ（温度１度あたり百万分の１３）であり、アルチック及びアルミナの線膨張係数は約７ｐｐｍ／Ｋであり、シリコン及びシリコン系セラミックスの線膨張係数は約３ｐｐｍ／Ｋである。高温時または低温時における熱凹凸はこの係数差に起因して発生する。従来の一般的な磁気ヘッドスライダではその係数差約６ｐｐｍ／Ｋなのに対し、比較例であるシリコン基板を用いた磁気ヘッドスライダでは係数差約１０ｐｐｍ／Ｋとなり、約３分の５倍化する。すなわち、シリコン基板を用いた磁気ヘッドスライダは幾つかの利点を有するものの、環境温度変化による熱凹凸が従来の一般的な磁気ヘッドスライダに比べて大きくなってしまうという問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、磁気ヘッドスライダの生産性を向上して低コスト化を図るとともに、環境温度変化による熱凹凸を補償して信頼性を確保し、スライダ浮上量を縮めて記録密度の増大、装置の大容量化あるいは小型化を図ることができる磁気ディスク装置並びに磁気ヘッドスライダ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述の目的を達成するための本発明の第１の態様は、回転自在に配設された磁気ディスクと、この磁気ディスク面に対向するように配設される磁気ヘッドスライダと、この磁気ヘッドスライダを前記磁気ディスク面の半径方向に移動させる駆動装置とを備え、回転する前記磁気ディスクと前記磁気ヘッドスライダとの間に空気流を発生させて前記磁気ヘッドスライダを浮上させた状態で記録または再生を行なう磁気ディスク装置において、前記磁気ヘッドスライダは、スライダ基板部と、このスライダ基板部上に記録素子または再生素子、金属膜及び絶縁膜を有し且つこのスライダ基板部と並んでスライダ浮上面を構成する薄膜ヘッド部とを備え、スライダ基板部は、薄膜ヘッド部側の面に凹部を有するシリコン基板と、この凹部内に埋設された金属体とを備えているものである。
【００１３】
係る本発明の第１の態様におけるより好ましい具体的構成例は次の通りである。
（１）前記記録素子または再生素子はスライダ基板部より空気流出端側に位置して設けられ、前記金属体は前記薄膜ヘッド部よりも空気流入端側に位置して設けられていること。
（２）前記金属体は前記シリコン基板におけるスライダ浮上高さ方向の中心よりもスライダ浮上面側にその中心が位置するように設けられていること。
（３）前記金属体はスライダ浮上面には露出せずに前記シリコン基板に内蔵されていること。
（４）前記絶縁膜はシリコン系セラミックス材料が用いられ、前記金属体は前記金属膜の材料と概ね等しい熱膨張率の材料で形成されていること。
（５）前記（４）において、前記金属体の材料は、ニッケルおよび鉄の合金、あるいはニッケルおよび鉄を主成分としてコバルト、タンタル等の少量元素が混ぜられた合金から成ること。
（６）前記金属体のスライダ浮上高さ方向寸法は、前記再生素子の磁気シールドの当該方向寸法あるいは前記記録素子の磁極の当該方向寸法と概略同等であること。
（７）前記磁気ヘッドスライダは、実質的に平行な３つ以上の空気軸受面を有し、前記空気軸受面は、稼動時に磁気ディスクに最も接近しかつ記録再生素子が設置された第一の面と、前記第一の面からそれぞれ２種類以上の所定の深さを有する２種類以上の面とから構成され、前記金属体のスライダ幅方向寸法は前記第一の面における前記スライダ基板部で構成する部分の当該方向寸法と同等あるいはそれ以上であること。
（８）前記磁気ヘッドスライダは、実質的に平行な３つ以上の空気軸受面を有し、前記空気軸受面は、稼動時に磁気ディスクに最も接近しかつ記録再生素子が設置された第一の面と、前記第一の面からそれぞれ２種類以上の所定の深さを有する２種類以上の面とから構成され、前記金属体のスライダ長手方向寸法は前記第一の面における前記スライダ基板部で構成する部分の当該方向寸法と同等あるいはそれ以上であること。
【００１４】
また、本発明の第２の態様は、回転する磁気ディスクとの間に空気流を発生させて磁気ディスク面から浮上させた状態で記録または再生を行なう磁気ヘッドスライダにおいて、シリコン製のスライダ基板部と、このスライダ基板部上に記録素子または再生素子、金属膜及び絶縁膜を有して形成され且つこのスライダ基板部と並んでスライダ浮上面を構成する薄膜ヘッド部とを備え、スライダ基板部は、薄膜ヘッド部側の面に凹部を有するシリコン基板と、この凹部内に埋設された金属体とを備えているものである。
【００１５】
また、本発明の第３の態様は、回転する磁気ディスクとの間に空気流を発生させて磁気ディスク面から浮上させた状態で記録または再生を行なう磁気ヘッドスライダの製造方法において、シリコンウエハに凹部を成形してこの凹部内に金属体を埋設して成形した後、前記シリコンウエハ上に薄膜プロセスを用いて記録素子または再生素子、金属膜及び絶縁膜からなる薄膜ヘッド部を成形して磁気ヘッドスライダ部分を複数成形した後、前記シリコンウエハをエッチングで切断して個々の磁気ヘッドスライダとすることである。
【００１６】
係る本発明の第３の態様におけるより好ましい具体的構成例は次の通りである。
（１）前記シリコンウエハの凹部に金属メッキを施した後、この金属メッキの表面側を研磨して前記シリコンウエハと同一面を有する前記金属体を成形すること。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の磁気ディスク装置並びに磁気ヘッドスライダ及びその製造方法によれば、磁気ヘッドスライダの生産性を向上して低コスト化を図るとともに、環境温度変化による熱凹凸を補償して信頼性を確保し、スライダ浮上量を縮めて記録密度の増大、装置の大容量化あるいは小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施例について図を用いて説明する。
【００１９】
まず、本発明の一実施例に係る磁気ディスク装置並びに磁気ヘッドスライダ及びその製造方法について図１から図６を用いて説明する。
【００２０】
本実施例に係る磁気ディスク装置の全体構成を、図１を参照しながら説明する。図１は本実施例の磁気ディスク装置の斜視図である。
【００２１】
磁気ディスク装置１３は、コンピュータ装置などに搭載されるハードディスク装置として適用されるものであり、回転自在に配設された磁気ディスク１０と、磁気ディスク面に対向するように配設される磁気ヘッドスライダ（単にスライダとも呼ぶ）１と、この磁気ヘッドスライダ１を磁気ディスク１０面の半径方向に移動させる駆動装置とを備えて構成されている。そして、この磁気ディスク装置１３は、回転する磁気ディスク１０と磁気ヘッドスライダ１との間に空気流を発生させ、この空気流によるくさび効果によって磁気ヘッドスライダ１を磁気ディスク１０から微小間隙で浮上させ、磁気ディスク１０と磁気ヘッドスライダ１とが直接固体接触しない状態で記録／再生するように構成されている。磁気ディスク装置１３の高記録密度化と、それによる装置の大容量化あるいは小型化を実現するためには、スライダ１と磁気ディスク１０の距離、すなわちスライダ浮上量を縮め、線記録密度を上げることが有効である。近年、スライダ浮上量は１０ｎｍ程度あるいは１０ｎｍ以下まで縮められている。
【００２２】
磁気ディスク１０は、磁気情報が格納される円板状の媒体であり、筐体内に設置されたスピンドルモータに装着され、高速で回転される。この磁気ディスク１０は、ガラス等の硬質基板と、この硬質基板上に真空蒸着法等の薄膜形成手段により成膜されてなる磁性膜を有して構成されている。
【００２３】
磁気ヘッドスライダ１は、磁気ディスク１０に対して情報を記録／再生するためのものであり、駆動装置の一部を構成する板ばね状のロードビーム１５の先端部に装着され、ロードビーム１５によって磁気ディスク面への押し付け荷重を与えられている。すなわち、磁気ヘッドスライダ１は、相対的に磁気ディスク１０上を走行して、磁気ディスク１０に記録された磁気情報を読み、磁気ディスク１０に書き込みする。
【００２４】
駆動装置は、ロードビーム１５及びボイスコイルモータ１６を備えて構成されている。このロードビーム１５は、ボイスコイルモータ１６により回転運動が可能な形で支持されている。これによって、磁気ヘッドスライダ１は、ロードビーム１５を介してボイスコイルモータ１６により駆動されて磁気ディスク１０上の任意の半径位置に移動され、磁気ディスク面全体で記録／再生を行なう。そして、磁気ヘッドスライダ１は、装置の停止時あるいは記録／再生命令が一定時間無い時に、磁気ディスク１０の外側に位置するランプ１４に退避し、磁気ディスク１０面から離れた状態で保持される。なお、ここではロード・アンロード機構を備えた装置を示したが、装置停止中は磁気ヘッドスライダ１が磁気ディスク１０のある特定の領域で待機するコンタクト・スタート・ストップ方式の磁気ディスク装置１３でも本発明の効果は同様に得られる。
【００２５】
次に、上述した磁気ヘッドスライダ１の具体的構造に関して図２を参照しながら説明する。図２は本実施例の磁気ディスク装置１３に用いる磁気ヘッドスライダの斜視図である。
【００２６】
磁気ヘッドスライダ１は、空気流入端面１１、スライダ浮上面（空気軸受面）、及び空気流出端面１２、両側面、背面の計６面を備えて構成されている。ここでスライダ浮上面は、実質的に平行な３つ以上の空気軸受面６〜８を有し、これらの空気軸受面６〜８は、稼動時に磁気ディスクに最も接近しかつ記録再生素子が設置された第一の面（レール面）６と、レール面６からそれぞれ２種類以上の所定の深さを有する２種類以上の面（浅溝面７及び深溝面８）とから構成されている。この磁気ヘッドスライダ１は、シリコンを主要材料として形成されたスライダ基板部１ａと、このスライダ基板部１ａ上に薄膜プロセスを用いて形成された薄膜ヘッド部１ｂとを備えて構成されている。磁気ヘッドスライダ１は、ウエハ状態で、スパッタリング、メッキ、研磨などの工程を繰り返して、薄膜ヘッド部１ｂをスライダ基板部１ａ上に積層した後に、エッチングによってウエハから磁気ヘッドスライダ１を多数切り出すことにより形成される。従来のアルチック基板では機械加工によってウエハから磁気ヘッドスライダを切り出すことが必要であるが、本実施例ではシリコンの基板からエッチングによって低コストで磁気ヘッドスライダ１を切り出すことができる。
【００２７】
磁気ヘッドスライダ１は、例えば長さ１．２５ｍｍ、幅１．０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのほぼ直方体形状をした規格形状となっている。そのスライダ浮上面は研磨によって平滑に仕上げられている。なお、磁気ヘッドスライダ１の寸法は前記以外に、例えば更に小型で長さ０．８５ｍｍ、幅０．７ｍｍ、厚さ０．２３ｍｍの規格がある。この小型の磁気ヘッドスライダにおいても、本発明の効果は同様に得られる。
【００２８】
スライダ浮上面にはイオンミリングやエッチングなどのプロセスによって微細な段差（ステップ軸受）が設けられており、磁気ディスク１０と対向して空気圧力を発生し、背面に負荷される荷重を支える空気軸受の役目を果たしている。スライダ浮上面には上述した段差６〜８が設けられ、実質的に平行な３種類の面に分類される。最もディスクに近いレール面６、レール面より約１００ｎｍ乃至２００ｎｍ深いステップ軸受面である浅溝面７（７ａ及び７ｂの総称）、レール面より約１μｍ深くなっている深溝面８の３種類である。磁気ディスク１０が回転することで生じる空気流が、浅溝面７からレール面６へ進入する際に、先すぼまりの流路によって圧縮され、正の空気圧力を生じる。一方、レール面６や浅溝面７から深溝面８へ空気流が進入する際には流路の拡大によって、負の空気圧力が生じる。
【００２９】
磁気ヘッドスライダ１は空気流入端１１側の浮上量が空気流出端１２側の浮上量より大きくなるような姿勢で浮上するように設計されている（図３、図４参照）。従って、空気流出端１２近傍の浮上面が磁気ディスク１０に最も接近する。空気流出端１２近傍では、レール面６の一部であるセンターパッド６ａが周囲の浅溝面７ａ、深溝面８に対して突出しているので、スライダピッチ姿勢及びロール姿勢が一定限度を超えて傾かない限り、レール面６が最もディスクに近づくことになる。記録素子２及び再生素子３は、レール面６ａの薄膜ヘッド部分１ｂに属する部分に形成されている。ロードビームから押し付けられる荷重と、浮上面で生じる正負の空気圧力とがうまくバランスし、記録素子２及び再生素子３から磁気ディスク１０までの距離を１０ｎｍ程度あるいはそれ以下の適切な値に保つよう、浮上面の形状が設計されている。
【００３０】
なお、ここでは浮上面８が実質的に平行な３種類の面６、７、８から形成される、二段ステップ軸受浮上面の磁気ヘッドスライダ１について説明したが、４種類以上の平行な面から形成されるステップ軸受浮上面の磁気ヘッドスライダでも本発明は同様の効果が得られる。
【００３１】
次に、記録素子２及び再生素子３近傍の詳細構造に関して、図２及び図３を参照しながら説明する。図３は本実施例の磁気ディスク装置１３に用いる磁気ヘッドスライダ１の要部断面図であり、図２におけるＡ−Ａ断面を示す。図３において、１７は磁気ディスク１０の回転方向を示す。
【００３２】
磁気情報を記録／再生する薄膜ヘッド部１ｂは、コイルを流れる電流で磁極間に磁界を発生して磁気情報を記録するインダクティブ記録素子２と、磁界によって抵抗値が変化するのを測る磁気抵抗型の再生素子３とを備えている。具体的には、シリコン基板１ａ上に、メッキ、スパッタ、研磨などの薄膜プロセスを用いて形成された、金属膜４、セラミックス絶縁膜５、樹脂膜などによって構成されている。浮上面にはレール面６（センターパッド６ａを含む）、浅溝面７（７ａ）などのステップ軸受が形成されている。また、レール面６（センターパッド６ａを含む）上には磁気ディスク１０との短時間かつ軽微な接触が起こっても摩耗しないよう、また記録素子２及び再生素子３の腐食を防ぐため、厚さ数ｎｍの炭素保護膜９が形成されている。記録方式には、磁気ディスク１０上の磁化の方向が長手（面内）方向と垂直方向の二種類があり、記録素子２及び磁気ディスク１０の構造が方式によって異なるが、本発明の効果はどちらの方式でも同様に得られる。
【００３３】
スライダ基板部１ａに薄膜ヘッド部１ｂを形成する前に、ウエハ状態の基板にドライエッチング等によって凹部が形成され、その凹部に金属体１８が埋められている。この金属体１８は、スライダ基板部１ａにおけるセンターパッド６ａとほぼ同じ面積で形成されると共に、センターパッド６ａに近接して対応して設けられている。また、金属体１８は、金属膜４に近接して対応して設けられている。
【００３４】
金属体１８を設けたことによる効果に関して図４を参照しながら説明する。図４は従来の構造と本実施例の構造とを比較して、ヘッドの熱突出及びその補償効果を示す磁気ヘッドスライダの断面図である。金属膜４に関しては、図３における形状より単純化して示してある。また、スライダ寸法に比べて、浮上高さや段差のスケールを誇張して示してある。
【００３５】
図４（ａ）に示す従来構造においては、環境温度変化による熱凹凸が記録／再生素子部の浮上量ＦＨに大きな影響を与える。スライダ基板部１ａあるいはセラミックス絶縁膜５に比べて金属膜４の線膨張係数は一般的に大きいので、常温では平滑な浮上面（形状Ｓ１）、高温時には凸部（形状Ｓ２）が生じる。突出するのは記録／再生素子の近傍部分だけである。その結果、スライダ浮上量ＦＨは設計値に比べて大幅に小さくなり、接触の可能性が高まる。一方、低温時には記録／再生素子の近傍部のみ浮上面から凹むことにより、浮上量ＦＨは設計値より大幅に大きくなり、記録／再生性能が大幅に低下する。
【００３６】
これに対して、図４（ｂ）に示す本実施例の構造においては、高温時には金属体１８の存在によって、記録／再生素子の近傍部分のみではなく、センターパッド６ａ全体が突出する。センターパッド６ａ全体が磁気ディスク１０に近づくと、センターパッド６ａ上で発生する空気圧力が大幅に増え、サスペンションから負荷される荷重と釣り合わなくなる。またサスペンションピボット点まわりのピッチモーメントも釣り合わなくなる。その結果、荷重と空気圧力が釣り合い、サスペンションピボット点まわりのピッチモーメントがゼロになるまで、スライダ全体の浮上姿勢が変わり（スライダ全体の浮上量が増加し）、図４（ｃ）に示すように設計値と同等なスライダ浮上量ＦＨを有する状態となる。逆に、低温時にはセンターパッド６ａ全体が凹むことにより、空気圧力が減り、スライダ全体の浮上姿勢が変わる（スライダ全体の浮上量が減少する）。結果的に記録／再生素子部の浮上量は、ほとんど温度に影響されない。
【００３７】
再び図３に戻って金属体１８について説明を加える。
【００３８】
金属体１８の材料としては、例えば記録素子２の一部である磁極や、再生素子３の一部である磁気シールドと類似の材料である、ニッケル及び鉄の合金、あるいはニッケル及び鉄を主成分としてコバルト、タンタル等の少量元素が混ぜられた合金とすると良い。第一の理由は、成膜プロセス上の実績が豊富なことである。第二の理由は、熱膨張に関する機械的物性値である弾性係数や熱膨張率が、環境温度変化による熱凹凸を起こす金属膜４の弾性係数や熱膨張率と概ね等しければ、図４に示した効果を得るための金属体１８の寸法設計が容易であるからである。
【００３９】
図３から明らかなように、記録素子２及び再生素子３は、スライダ基板部１ａの最上面より上側（空気流出端１２側）に位置されている。それに対し、金属体１８の少なくとも大部分は、スライダ基板部１ａの最上面より下側（空気流入端１１側）に位置されている。金属メッキによって凹部を埋め、その金属メッキを研磨することによって金属体１８及び基板部１ａの上面を同一平面に揃えた場合は図３のごとくなる。また、金属メッキによって凹部を完全には埋めず、薄膜ヘッド部のベース（基礎）となるセラミックス膜をスパッタリング等で形成してから研磨して平面を出した場合は、金属体１８の上面はスライダ基板部１ａの上面よりわずかに凹んでいる。
【００４０】
図３に示すように、浮上高さ方向（図３の寸法Ｌ１と同じ方向）に関して、金属体１８の中心は、スライダ基板部１ａの中心よりも、浮上面側に位置するのが好ましい。金属体１８の中心とスライダ基板部１ａの中心が概ね一致するか、金属体１８の中心が浮上面から遠い側に位置する場合は、本発明の効果は比較的小さくなるので、浮上面側に位置する場合と同様の効果を得るためには、金属体１８の浮上高さ方向寸法Ｌ１を大きくしなければならず、コストアップを招いてしまう。
【００４１】
なお、図３に示すように、金属体１８は浮上面に露出しないことが好ましい。第一の理由は金属体１８の腐食を防ぐためである。第二の理由は、磁気ディスク１０との摺動可能性がある浮上面に露出する材料としては、摺動材として実績のあるシリコン、セラミックス、及び炭素保護膜などに限定するのが望ましいためである。
【００４２】
金属体１８に関して、図４に示した効果を得るためには、図３の浮上高さ方向寸法Ｌ１は、再生素子３の磁気シールドの当該方向寸法、あるいは記録素子２の磁極の当該方向寸法と、概略同等であることが好ましい。センターパッド６ａが概ね一様に突出するからである。しかし、同等でない場合にも、限定的な効果は得られる。すなわち、温度が記録／再生素子部の浮上量に及ぼす影響を無くすことはできないが、従来構造に比べれば小さくできる。
【００４３】
金属体１８に関して、図４に示した効果を得るためには、図２のスライダ幅方向（ディスク半径方向）寸法Ｌ２は、センターパッド６ａの当該方向寸法と、同等あるいはそれ以上であることが好ましい。センターパッド６ａが概ね一様に突出するからである。しかし、寸法Ｌ２がセンターパッド６ａの当該方向寸法未満である場合でも、限定的な効果は得られる。すなわち、温度が記録／再生素子部の浮上量に及ぼす影響を無くすことはできないが、従来構造に比べれば小さくできる。
【００４４】
金属体１８に関して、図４に示す効果を得るためには、図３のスライダ長手方向寸法（ディスク円周方向寸法）Ｌ３は、スライダ基板部１ａにおけるセンターパッド６ａの当該方向寸法と、同等あるいはそれ以上であることが好ましい。センターパッド６ａが概ね一様に突出するからである。しかし、寸法Ｌ３がセンターパッド６ａ基板部分の当該方向寸法より小さい場合でも、限定的な効果は得られる。すなわち、温度が記録／再生素子部の浮上量に及ぼす影響を無くすことはできないが、従来構造に比べればその影響を小さくできる。
【００４５】
次に、磁気ヘッドスライダ１の製造方法について、図５及び図６を用いて説明する。図５は本実施例の磁気ディスク装置１３に用いる磁気ヘッドスライダ１の各製造工程を示す要部断面図、図６は図５の製造工程の続きを示す要部断面図である。
【００４６】
まず、図５（ａ）に示すように、シリコン基板２１の上面をレジスト膜、熱酸化膜などでマスク２２を形成する。次いで、図５（ｂ）に示すように、ドライエッチングなどの除去手段によって、スライダ基板部１ａにおけるセンターパッド６ａの寸法に匹敵あるいはそれ以上の深さの凹部２１ａを形成する。次いで、マスク２２を除去した後、図５（ｃ）に示すように、ニッケル及び鉄の合金などの薄い下地金属膜１８ａをスパッタリング等によってシリコン基板２１における表面（凹部２１ａを形成する面を含む）に形成する。この金属下地膜１８ａが後述するメッキの下地膜となる。
【００４７】
次いで、図６（ｄ）に示すように、金属下地膜１８ａと同じ金属材料の金属メッキ膜１８ｂをメッキする。次いで、図６（ｅ）に示すように、スライダ基板２１と金属メッキ膜１８ｂの上面を揃える研磨を行ないう。次いで、通常の薄膜ヘッド形成プロセスとスライダ切り分けプロセス、浮上面形成プロセスを行なうことにより、図６（ｆ）に示す本実施例の磁気ヘッドスライダ１が完成する。
【００４８】
セラミックス絶縁膜５が一種類の材料のみから構成される構造ではなく、部分的に二種類以上のセラミックス材料に分割された構造となっていても、本発明の効果は同様に得られる。
【００４９】
本実施例によれば、シリコン製スライダ基板部を用いることにより磁気ヘッドスライダの生産性を向上して低コスト化を図ることができると共に、環境温度変化が記録／再生素子部の浮上量に及ぼす影響を最小化することにより、磁気ヘッドスライダと磁気ディスクとの接触を防止して信頼性を確保することができる。したがって、磁気ヘッドスライダの低浮上化を可能として記録密度の増大、装置の大容量化あるいは小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施例に係る磁気ディスク装置の斜視図である。
【図２】本実施例の磁気ディスク装置に用いる磁気ヘッドスライダの斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】従来構造及び本発明構造を比較して、ヘッドの熱突出及びその補償効果を示す磁気ヘッドスライダの断面図である。
【図５】本実施例の磁気ディスク装置に用いる磁気ヘッドスライダの製造方法を示す工程断面図である。
【図６】図５の続き示す工程断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１…磁気ヘッドスライダ、１ａ…スライダ基板部、１ｂ…スライダ薄膜ヘッド部分、２…記録素子、３…再生素子、４…金属膜、５…セラミックス絶縁膜、６…レール面、６ａ…センターパッド、７…浅溝面、８…深溝面、９…炭素保護膜、１０…磁気ディスク、１１…空気流入端面、１２…空気流出端面、１３…磁気ディスク装置、１４…ランプ、１５…ロードビーム、１６…ボイスコイルモータ、１７…ディスク回転方向、１８…金属体、１８ａ…金属下地膜、２１…シリコン基板、２２…マスク、Ｓ１…研磨加工時のレール面形状、Ｓ２…環境温度が上昇した場合のレール面形状、ＦＨ…記録／再生素子部浮上量、Ｌ１…浮上高さ方向寸法、Ｌ２…スライダ幅方向寸法、Ｌ３…スライダ長手方向寸法。
【図１】
2006260617.tif 000004
【図２】
2006260617.tif 000005
【図３】
2006260617.tif 000006
【図４】
2006260617.tif 000007
【図５】
2006260617.tif 000008
【図６】
2006260617.tif 000009