(57)【要約】【課題】上部シールドと下部シールドの磁区構造がばらつくことにより、リード素子の出力がばらつくことを防止し、磁気ヘッドの特性を安定させ、製造歩留まりを向上させることができる磁気ヘッドを提供する。【解決手段】リードヘッドのリード素子１０を磁気シールドするシールド３０を備えた磁気ヘッドにおいて、前記シールド３０の外形形状を平面形状で六角形に形成し、該シールド３０の一つの辺を磁気ヘッドの浮上面４０に面一に配置したことを特徴とする。シールド３０は、通常はリード素子の配置位置に対してコア幅方向に線対称、ハイト方向に線対称に形成する。【選択図】図１
2008010052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードヘッドのリード素子を磁気シールドするシールドを備えた磁気ヘッドにおいて、
前記シールドの外形形状を平面形状で六角形に形成し、該シールドの一つの辺を磁気ヘッドの浮上面に面一に配置したことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】
前記シールドを、リード素子の配置位置に対してコア幅方向に線対称に形成したことを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項３】
前記シールドを、ハイト方向に線対称に形成したことを特徴とする請求項１または２記載の磁気ヘッド。
【請求項４】
前記シールドの、コア幅方向の両側面に形成される角部の内角の大きさを、１７０度を最大角とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の磁気ヘッド。
【請求項５】
リードヘッドのリード素子を磁気シールドするシールドを備えた磁気ヘッドにおいて、
前記シールドの外形形状を平面形状で三角形に形成し、該シールドの一つの辺を磁気ヘッドの浮上面に面一に配置したことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項６】
前記シールドを、リード素子の配置位置に対してコア幅方向に線対称としたことを特徴とする請求項５記載の磁気ヘッド。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項記載の磁気ヘッドを搭載したことを特徴とする磁気ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気ヘッドに関し、より詳細には磁気ヘッドのリードヘッドに設けられる上部シールドと下部シールドの構成を特徴とし、リードヘッドの出力のばらつきを抑え、高歩留まりが得られる磁気ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、磁気記録情報を読み出す際の、記録媒体５と磁気ヘッドのリードヘッドの位置関係を示す。リードヘッドには、リード素子１０とリード素子１０を挟む配置に軟磁性膜である下部シールド１２と上部シールド１４が設けられ、下部シールド１２と上部シールド１４の端面が記録媒体５の媒体面に対向するように配置され、リード素子１０によって磁気記録情報が読み取られる。下部シールド１２と上部シールド１４は、リード素子１０が直下の磁気記録情報を高分解能でセンシングできるように磁気的にシールドする作用をなす。この下部シールド１２と上部シールド１４は平面形状が長方形または正方形に形成されることが多い。
【０００３】
図９は、リード素子１０の近傍の構造をABS面（Air Bearing Surface）側から見た模式図である。絶縁層を介して下部シールド１２と上部シールド１４によってリード素子１０を挟む配置に設けられ、リード素子１０の両側に電流端子２２が形成されている。
図示例のリード素子は、スピンバルブ（spin-valve）型GMR（Giant Magnetoresistance）素子である。GMR素子は複数の磁性/非磁性金属層から構成される。その構造の概略は、下層から、反強磁性層１０１／ピン層（Pin層）１０２／フリー層（Free層）１０３／キャップ層１０４である。反強磁性層１０１はピン層１０２と反強磁性結合してピン層の磁化方向を素子高さ方向に固定する作用をなす。フリー層１０３は媒体に記録された磁気記録情報に応じてその磁化方向を自由に変える層である。GMR効果はフリー層１０３とピン層１０２の磁化方向の角度に依存して抵抗が変化する効果であり、これによって媒体の磁気記録情報が抵抗の変化として検出される。
【０００４】
現在用いられているスピンバルブ型の磁気抵抗効果素子では、再生効率の最大化および再生出力の対称性確保のために、比較的保磁力の大きい永久磁石材料（ハード膜２０）をリード素子の両側に配置し、外部から磁界が作用しないときのフリー層１０３の磁化方向がコア幅方向（図の左右方向）に揃うようにしている。
このため、磁気ヘッドの製造工程では、コア幅方向に数 kOe程度の強い磁界を印加して、ハード膜２０の磁化方向をコア幅方向に揃える着磁工程を行っている。着磁操作の際には磁気ヘッドに形成されている磁性層の磁化方向は着磁方向に向くが、着磁磁界を取り除くと、各磁性層は次のような磁化状態となる。ハード膜：着磁方向とほぼ一致、フリー層：ハード膜からのバイアス磁界により着磁方向とほぼ一致、ピン層：反強磁性層１０１との反強磁性結合によって着磁方向に関係なく素子高さ方向へ向く。
【０００５】
一方、上部シールド１４、下部シールド１２は保磁力が小さい軟磁性体であるためその磁化パターンは静磁気エネルギーを最小とする構造、すなわち、シールド全体として見た巨視的な磁化がほぼゼロとなる磁区構造となる。従来の正方形または長方形のシールドは図８（ａ）、（ｂ）に示すような、４個の磁区に分かれる場合と、図８（ｃ）に示すような、７個の磁区に分かれる場合に大別される。なお、同一形状のシールドであっても、着磁工程によって7個の磁区構造から４個の磁区構造に変化したり、また逆もある。
【特許文献１】特開２００１−２２９５１５号公報
【特許文献２】特開２００５−３５３６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、シールドの大きさは幅、高さともに数十μｍ程度あるのに対して、リード素子はコア幅および素子の高さ寸法とも１００nm程度と、シールドにくらべてはるかに小さい（数百から千分の１）。このためリード素子は、リード素子が配置されている位置での上部シールド１４の磁化の影響を受ける。とくに、スピンバルブ型のGMR素子では、素子の側面に電流端子２２が形成されるため、上部シールド１４の素子に対向する側に凹凸が生じ、上部シールド１４の凸部（落ち込み部）から大きな磁界（漏れ磁界）が発生する。この磁界の方向は、素子近傍のシールドの磁化方向と同じであり、図８（ａ）、（ｂ）の磁区構造に対応して、図１０（ａ）、（ｂ）に示すような磁界が作用する。図１０（ａ）はハード膜２０の磁化方向と同方向に磁界が作用する場合であり、図１０（ｂ）はハード膜２０の磁化方向と逆方向に磁界が作用する場合である。
【０００７】
実験によると、図８（ｃ）に示すような、磁区が７個の場合には着磁磁界を取り除いた後のシールド磁化方向が一意的に定まるのに対して、図８（ａ）、（ｂ）に示すような、磁区が４個の場合には、着磁磁界を取り除いた後に、右回りと左回りの磁区構造が同一の確率で生じる。したがって、着磁磁界を取り除いた後の磁区構造が右回りとなるか左回りになるかによって、ハード膜２０による磁界と上部シールド凸部から生じる磁界とを合わせた、リード素子に作用するバイアス磁界の大きさがばらつき、結果としてリード素子の出力がばらつくという問題が生じる。
【０００８】
本発明は、このように上部シールドの磁区構造がばらつくことによってリード素子の出力がばらつき、ひいては磁気ヘッドの製造歩留まりを低下させるという課題を上部シールドが一意的な磁区構造となるようにして、リード素子に作用する磁界のばらつきを解消し、安定した出力を得ることができ、製造歩留まりを向上させることができる磁気ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を備える。
すなわち、リードヘッドのリード素子を磁気シールドするシールドを備えた磁気ヘッドにおいて、前記シールドの外形形状を平面形状で六角形に形成し、該シールドの一つの辺を磁気ヘッドの浮上面に面一に配置したことを特徴とする。
なお、シールドはリード素子を挟んで配置される上部シールドと下部シールドの双方を平面形状で六角形に形成してもよいし、一方のみを六角形としてもよい。
【００１０】
また、前記シールドを、リード素子の配置位置に対してコア幅方向に線対称に形成したこと、また前記シールドを、ハイト方向に線対称に形成したことが安定した磁区構成を実現する上で有効である。
また、前記シールドの、コア幅方向の両側面に形成される角部の内角の大きさを、１７０度を最大角とすることが効果的である。
【００１１】
また、リードヘッドのリード素子を磁気シールドするシールドを備えた磁気ヘッドにおいて、前記シールドの外形形状を平面形状で三角形に形成し、該シールドの一つの辺を磁気ヘッドの浮上面に面一に配置したことを特徴とする。
また、前記シールドを、リード素子の配置位置に対してコア幅方向に線対称としたことが有効である。
また、前記磁気ヘッドを磁気ディスク装置に搭載することによって、再生特性が良好な磁気ディスク装置として提供できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、リードヘッドに形成されるシールドを平面形状で六角形あるいは三角形とすることにより、着磁工程後のシールドに生成される磁区構造を安定化させることができ、磁区の磁化方向を着磁磁界の方向に対して一意的に定めることができることから、リード素子の出力のばらつきを抑え、安定した特性の磁気ヘッドとして提供できる。また、品質のばらつきがなくなることから磁気ヘッドの製造歩留まりを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る磁気ヘッドの好適な実施の形態について、添付図面にしたがって詳細に説明する。
本発明に係る磁気ヘッドは、リードヘッドに形成するシールド（上部シールドと下部シールド）の形態を特徴とするもので、その他のリード素子およびライトヘッド等の磁気ヘッドを構成する各部の構成は従来構造と変わらない。したがって、以下では、リードヘッドに形成するシールドの形態について説明する。
【００１４】
（第１の実施の形態）
図１（ａ）および（ｂ）は、磁気ヘッドのリードヘッドに形成するシールドの構成を示す平面図および斜視図である。本実施の形態においては、シールド３０の外形形状を平面形状が六角形となるように形成したことを特徴とする。図１（ａ）に示すように、シールド３０は、シールド３０の六角形の一つの辺Ａを磁気ヘッドの浮上面４０と面一に配置し、リード素子１０を通過する中心線Ｌに対し、左右方向（コア幅方向）に対称形に形成する。平面形状が六角形のシールド３０の各辺をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆとすると、辺ＡとＤとが浮上面４０に平行となり、シールド３０は、辺ＢとＣ、辺ＥとＦによって挟まれた角部分を結ぶ直線に対して上下（ハイト方向）方向に対称となる。シールド３０のコア幅方向の両側面に形成される、辺ＢとＣ、辺ＥとＦによって挟まれた角部分は外方に凸の角部となる、
【００１５】
図１（ｂ）は、一対のシールド３０によってリード素子１０を挟む配置とした状態を示す。シールド３０は、NiFe等の軟磁性材により所定の厚さに形成され、実際には短い六角柱となる。
電解めっきによってシールド３０を形成する場合には、ワークの表面にレジストをコーティングし、シールド３０を形成する領域の平面形状が六角形の凹部となるようにレジストをパターニングし、凹部内に磁性材をめっき盛り上げして形成する。シールド３０の平面形状は、レジストを適宜パターニングすることによって任意に選択できる。従来の矩形にシールドを形成する場合も、レジストを矩形にパターニングして形成しており、シールドを六角形に形成することで従来の製造工程に負荷がかかるといったことはない。電解めっきによらずに、スパッタリング等によって磁性層を形成する場合も同様である。
【００１６】
図２（ａ）は、図１に示すシールド３０に対して着磁磁界を作用させた状態、図２（ｂ）は、着磁磁界を取り去った状態を示す。着磁磁界Ｈは、シールド３０の面に平行にコア幅方向に印加する。
図２（ａ）に示すように、シールド３０に着磁磁界Ｈを作用させると、シールド３０は着磁磁界と同方向に磁化された単一磁区構造となる。そして、着磁磁界を取り去ると、図２（ｂ）に示すような７磁区の磁区構造となる。磁性層では、磁性層のコーナー部分に磁壁が位置するように磁区が形成されるという性質がある。本実施形態ではシールド３０を平面形状で六角形としたことにより、シールド３０の側面の頂部で磁壁が誘起され７磁区の磁区構造となる。
【００１７】
シールド３０はコア幅方向およびハイト方向に線対称に形成されているから、シールド３０に形成される磁区は、コア幅方向とハイト方向に対称となる。各磁区の磁化方向は中央の磁区を介して還流磁区構造となり、シールド３０の全体としての静磁気エネルギーが最小となるように磁壁が配置される。
【００１８】
実験によると、７磁区構成とした場合には、図２（ｂ）に示すように、着磁磁界の磁界の方向によって、シールド３０の磁区に生じる磁化方向が一意的に定まることがわかる。すなわち、７磁区構成の場合には、着磁磁界の方向とシールド３０央の磁区の磁化方向が逆向き（この例では右向き）の磁化となる。この場合、リード素子１０が配置されている直上の磁区についてみると、着磁磁界の磁界の方向と同方向の磁化が残ることになる。
図２（ａ）では、着磁磁界の方向を左向きとしているが、着磁磁界の方向を右向きとすることも可能であり、その場合には、シールド３０に生成される磁区の磁化方向は、シールド３０の中央の磁区の磁化方向が左向きとなる。この場合もリード素子１０が配置されている磁区の磁化方向は、着磁磁界の磁界の方向と同方向となる。
【００１９】
本実施形態によれば、シールド３０の平面形状を六角形としたことにより、シールド３０に作用する着磁磁界が取り除かれた際にシールド３０に誘起される磁区を７磁区構造に安定化させるこができ、また、これによってリード素子１０に作用する磁区の磁化方向を一意的に定めることができる。
シールド３０の磁区及び磁化方向を一意的に定めることができれば、シールド３０からリード素子１０に作用する漏れ磁界の向きを固定させることができ、リード素子１０に作用するバイアス磁界がばらつくことを防止することができる。これによって、リード素子１０の出力のばらつきを抑え、磁気ヘッドの特性を安定化させ、磁気ヘッドの製造歩留まりを向上させることができる。
【００２０】
なお、シールド３０を平面形状で六角形に形成するのは、シールド３０を強制的に７磁区構造とするものであるから、シールド３０の辺ＢとＣ、辺ＥとＦによって挟まれた角部分は、磁壁が誘起できる程度の角度に設定する。具体的には、辺ＢとＣ、辺ＥとＦに挟まれた角部の内角の大きさは１７０度を最大角とするのがよい。
また、シールド３０はハイト方向およびコア幅方向に非対称に形成することも可能であるが、対称形に形成することが特性上からも良好である。
また、図１（ｂ）では、リード素子１０を挟む配置に設けたシールド３０を、ともに平面形状で六角形状としたが、上部シールドと下部シールドの一方のみを平面形状で六角形とし、他方については従来と同様な矩形状とすることも可能である。
【００２１】
（第２の実施の形態）
図３は、磁気ヘッドのリードヘッドに形成するシールドについての第２の実施の形態を示す。図３（ａ）はシールド３２の平面図、図３（ｂ）はシールド３２によりリード素子１０を挟む配置とした斜視図である。
本実施形態のシールド３２は、シールド３２の外形形状を平面形状が三角形に形成したことを特徴とする。すなわち、平面形状が三角形に形成されたシールド３２の一つの辺Ｇを、磁気ヘッドの浮上面４０と面一に配置し、リード素子１０に対して左右方向（コア幅方向）に線対称となるようにシールド３２を形成する。
【００２２】
図４（ａ）は、シールド３２に着磁磁界を作用させている状態、図４（ｂ）は着磁磁界を取り除いた状態でのシールド３２の磁区構造を示す。なお、シールド３２に着磁磁界を作用させる方法は第１の実施の形態におけると同様である。
本実施形態のようにシールド３２を平面形状で三角形に形成した場合は、図４（ａ）に示すようにシールド３２に着磁磁界を作用させた際に、辺ＪとＫによって挟まれた角部には、着磁方向とは逆向きの反磁界を生成する作用が生じる。図４（ａ）は、辺ＪとＫによって挟まれた角部に磁壁が生じて、着磁方向とは逆向きの磁化が誘起されることを示している。
【００２３】
このように反磁界が生じるように磁化が誘起される結果、シールド３２を平面形状が三角形に形成した場合には、着磁磁界を取り去った状態でシールド３２に３磁区が誘起され、その磁化方向が反磁界を維持する向きとなる。図４（ｂ）に、シールド３２に生成される磁区構造と各磁区の磁化方向を示す。すなわち、シールド３２を平面形状で三角形状にすることにより、リード素子１０が配置される部位の磁区では、着磁磁界の方向と同方向の磁化が誘起される。いいかえれば、シールド３２を着磁方向に対して上下（ハイト方向に）非対称としたことにより、反磁界に偏りが生じ、シールド３２に誘起される磁区の磁化方向が一意的に定められる。
【００２４】
本実施形態においても、シールド３２に誘起される磁区の磁化方向、すなわち、リード素子１０に作用する磁区の磁化方向が一意的に定まるから、磁区の磁化方向がばらつく（一意的に決まらない）ことによってリード素子１０に作用するバイアス磁界がばらつき、その結果としてリード素子の出力がばらつくことを防止することができる。これにより、磁気ヘッドの特性を安定化させることができ、磁気ヘッドの製造歩留まりを向上させることができる。
【００２５】
なお、シールド３２の外形形状を三角形状とする場合、三角形の形状（頂角の角度等）はとくに限定されるものではない。シールド３２をコア幅方向に非対称に形成することも可能であるが、リード素子１０の配置位置に対してコア幅方向に線対称（二等辺三角形）とするのが安定した磁区構成とする上で好ましい。
【００２６】
本発明は、GMR形の磁気ヘッドに限らず、リード素子を磁気シールドするシールドを備える磁気ヘッドについては共通に使用することができる。たとえば、ＭＲ、スピンバルブ型、ＧＭＲ型、ＴＭＲ(Tunneling Magnetoresistance）、ＣＰＰ（current perpendicular to the plane)−ＧＭＲ型等の磁気ヘッドに適用可能である。
【００２７】
（磁気ディスク装置）
図５は、上述した記録ヘッドを搭載した磁気ディスク装置の例を示す。この磁気ディスク装置５０は、矩形の箱状に形成されたケーシング５１内に、スピンドルモータ５２によって回転駆動される複数の磁気記録ディスク５３を備える。磁気記録ディスク５３の側方には、ディスク面に平行に揺動可能に支持されたキャリッジアーム５４が配置されている。キャリッジアーム５４の先端には、キャリッジアーム５４の延長方向にヘッドサスペンション５５が取り付けられ、ヘッドサスペンション５５の先端にヘッドスライダー６０が取り付けられる。ヘッドスライダー６０は、ヘッドサスペンション５５ののディスク面に対向する面に取り付けられる。
【００２８】
図６は、ヘッドスライダー６０の斜視図を示す。ヘッドスライダー６０の磁気ディスクに対向する面（ＡＢＳ面）には、スライダー本体６１の側縁に沿ってヘッドスライダー６０を磁気ディスク面から浮上させるための浮上用レール６２ａ、６２ｂが設けられている。上述した平面形状が六角形あるいは三角形のシールドを備えた磁気ヘッド６３は、ヘッドスライダー６０の前端側（気流が流出する側）に磁気ディスクに対向して配置される。磁気ヘッド６３は保護膜６４によって被覆して保護されている。
【００２９】
ヘッドスライダー６０は、スピンドルモータ５２により磁気記録ディスク５３が回転駆動されると、磁気記録ディスク５３の回転によって生じた気流によってディスク面から浮上し、アクチュエータ５６によりシーク動作がなされて、磁気記録ディスク５３との間で磁気ヘッド６３により情報を記録し情報を再生する処理がなされる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１の実施の形態におけるシールドの構成を示す平面図（ａ）および斜視図である。
【図２】第１の実施の形態でのシールドの磁区と磁化方向を示す説明図である。
【図３】第２の実施の形態におけるシールドの構成を示す平面図（ａ）および斜視図である。
【図４】第２の実施の形態でのシールドの磁区と磁化方向を示す説明図である。
【図５】本発明に係る磁気ヘッドを搭載した磁気ディスクの平面図である。
【図６】ヘッドスライダーの斜視図である。
【図７】記録媒体と磁気ヘッドのリードヘッドの位置関係を示す説明図である。
【図８】シールドの磁区構造を示す説明図である。
【図９】リード素子とシールドの構成を示す概略図である。
【図１０】リード素子近傍のシールドの磁化方向を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  リード素子
１２  下部シールド
１４  上部シールド
２０  ハード膜
３０、３２  シールド
４０  浮上面
【図１】
2008010052.tif 000003
【図２】
2008010052.tif 000004
【図３】
2008010052.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2008010052.tif 000011
【図１０】
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