(57)【要約】【課題】放電発生時における磁気ヘッドの特性評価をより正確に行う。【解決手段】ＭＲヘッド１は、配線電極を接地して、放電台２の上面に固定される。ＭＲヘッド１の直下にはアンテナ６を配置する。電圧発生装置５によって電圧印加ピン４に電圧を印加し、電圧印加ピン４をＭＲヘッド１のヘッド面に接近させ、放電させる。放電時にＭＲヘッド１に流れる電流により電磁波が放射され、アンテナ６にこの電磁波を受信させ、アンテナ６に誘起された電圧や電流をオシロスコープ８で測定する。これにより、放電発生時のＭＲヘッド１における破壊現象の発生タイミングや破壊強度等の情報がリアルタイムで得られる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電発生時における磁気ヘッドの特性を測定する磁気ヘッドの測定方法において、
ヘッド素子からの配線電極を接地した磁気ヘッドの近傍にアンテナを配設し、
電圧を印加した電極を前記磁気ヘッドのヘッド面に接近または接触させて放電させ、
放電時に放射される電磁波により前記アンテナに誘起される電圧または電流を測定する、
ことを特徴とする磁気ヘッドの測定方法。
【請求項２】
前記アンテナとしてモノポールアンテナを使用することを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッドの測定方法。
【請求項３】
前記アンテナとしてループアンテナを使用することを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッドの測定方法。
【請求項４】
前記アンテナは、前記磁気ヘッドとの間に平板状の絶縁体を介して配設されることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッドの測定方法。
【請求項５】
前記アンテナは、前記磁気ヘッドに対して前記電極と対向する位置に配設されることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッドの測定方法。
【請求項６】
前記磁気ヘッドは磁気抵抗効果型素子によってなる前記ヘッド素子を具備することを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッドの測定方法。
【請求項７】
放電発生時における磁気ヘッドの特性を測定する磁気ヘッドの測定装置において、
ヘッド素子からの配線電極を接地した磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドのヘッド面に接近または接触させることが可能な電極と、
前記電極に対して電圧を印加する電圧印加手段と、
前記磁気ヘッドの近傍に配設されたアンテナと、
前記電極から前記磁気ヘッドへの放電時に放射される電磁波によって前記アンテナに誘起される電圧または電流を測定する電磁波測定手段と、
を有することを特徴とする磁気ヘッドの測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電発生時における磁気ヘッドの特性を測定する磁気ヘッドの測定方法および測定装置に関し、特に、磁気テープの再生用として使用される磁気抵抗効果型（ＭＲ）ヘッドの測定に適した磁気ヘッドの測定方法および測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気テープを用いてデータの記録および再生を行う磁気記録再生装置においては、取り扱う情報量の増大にともなってさらなる記録密度の向上が望まれており、信号の読み取り用の磁気ヘッドとして、従来のインダクティブ型ヘッドに代わりＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｏ　Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ：磁気抵抗効果型）ヘッドを採用することが必要不可欠となっている。ＭＲヘッドは、ＭＲ素子により磁気抵抗効果を利用して磁気記録媒体に記録された信号を読み取る磁気ヘッドであり、信号の検出感度が高く、大きな再生出力を得られるため、磁気テープ上の記録トラック幅を容易に縮小できるとともに線方向の記録密度が高められ、高密度の記録および再生を行うことが可能となる。
【０００３】
このＭＲヘッドは、一般的に、インダクティブ型ヘッドと比較して静電気や熱に弱いという性質を有している。例えば、ＭＲヘッドを磁気テープを使用したシステムに応用する場合、ヘッド摺動面に保護膜がない状態でＭＲ素子が磁気テープに直接接触される。このとき、磁気テープ上の帯電電荷が、ＭＲヘッドに放電電流として流れ、ＭＲ素子においてＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ　Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）破壊が発生する恐れがある。このため、ＭＲヘッドの開発においては、ＭＲヘッドにおけるＥＳＤ破壊による影響を実際の使用条件に即して測定することが重要になっている。
【０００４】
ＭＲヘッドにおけるＥＳＤ破壊特性を評価するためには、従来、ＭＲヘッドに対して直接ＥＳＤのパルス電圧を印加した後に、このＭＲヘッドのＭＲ素子部の抵抗や磁気特性を測定し、その変化によって評価するのが一般的であった。また、この他に、ＨＢＭ（Ｈｕｍａｎ　Ｂｏｄｙ　Ｍｏｄｅｌ）等の規格化された方法が存在している。これらの規格化された方法は、デバイスを扱う環境として人体、帯電物、機械等を想定し、これらの環境を等価回路に置き換えて、ＥＳＤ破壊現象をシミュレートして評価するものである。このＨＢＭを用いた場合でも、放電発生後のＭＲヘッドに対して抵抗や磁気特性等を測定することにより評価を行う。
【０００５】
図６は、これらのうちＨＢＭを用いてＭＲヘッドのＥＳＤ破壊現象をシミュレートする装置の回路構成を示す図である。
図６に示す回路は、人体に帯電した電荷によりＭＲヘッドに放電現象が生じた場合を再現するための等価回路となっている。この回路において、電圧源１０１には、切り換えスイッチ１０２を介して、人体とほぼ同じ１００ｐＦの容量を有するコンデンサ１０３が直列に接続されて、電圧源１０１によりコンデンサ１０３に電荷を蓄積させることが可能となっている。
【０００６】
また、コンデンサ１０３の充電後に切り換えスイッチ１０２を切り換えると、１．５ｋΩの抵抗１０４を介して、測定対象のＭＲヘッド１０５がコンデンサ１０３に直列に接続されて、蓄積された電荷がＭＲヘッド１０５を通じて接地電位に放電される。この放電後にＭＲヘッド１０５の抵抗値等を測定することにより、ＭＲヘッド１０５におけるＥＳＤ破壊現象を擬似的に評価することができる。
【０００７】
図７は、上記の回路を用いた場合のＭＲヘッドにおける電圧測定例を示すグラフである。図７（Ａ）はＡＭＲ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ　Ｍａｇｎｅｔｏ　Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）ヘッド、（Ｂ）はＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ　Ｍａｇｎｅｔｏ　Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）ヘッドについての測定結果をそれぞれ示す。
【０００８】
図７に示すグラフは、上記の回路を用いた場合の電圧源１０１の電圧とＭＲヘッド１０５の抵抗値との関係を示している。これらのグラフによると、ＡＭＲヘッドの場合は２３０〜２４０Ｖ程度、またＧＭＲヘッドの場合は３５〜４０Ｖ程度でそれぞれ抵抗値が大きく変化し、放電によるＭＲ素子のＥＳＤ破壊が発生していることがわかる。
【０００９】
また、図８は、上記の回路を用いた場合のＧＭＲヘッドの感度の測定例を示すグラフである。
図８のグラフは、上記の回路を用いて放電を発生させた後のＧＭＲヘッドの感度を、このＧＭＲヘッドに一定の磁界をかけたときのＧＭＲヘッドの電圧変化量として示している。このグラフによれば、電圧源１０１の発生電圧が３０Ｖ程度に達するとＧＭＲヘッドの磁気特性が劣化することがわかる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようなＭＲヘッドのＥＳＤ破壊に対する影響を評価する従来の方法は、ＭＲ素子自体のＥＳＤ破壊に対する影響を評価することができる。しかし、ＭＲヘッドに対する放電発生時には、実際にはＭＲ素子自体の特性では正確に評価できない現象が生じることがある。例えば、ＭＲ素子の周囲に積層された絶縁膜が絶縁破壊を起こす場合もあり、この場合にはＭＲ素子自体の抵抗値の変化としては現れず、ＭＲヘッドの破壊現象の発生を検出できないので、十分な特性評価ができない。
【００１１】
また、上述した従来の測定方法は、ＭＲヘッドに実際に放電させた後に、そのＭＲヘッドの特性の変化を測定している。このため、測定に２段階のステップを要することになり、放電破壊の発生時にリアルタイムで測定することができない。例えば、放電時にＭＲ素子に流れる電流をリアルタイムに測定することはできるが、この場合もＭＲ素子自体の測定が行われるに過ぎず、ＭＲヘッドの正確な特性評価は不可能であった。
【００１２】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、放電発生時における磁気ヘッドの特性評価をより正確に行うことが可能な磁気ヘッドの測定方法を提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、放電発生時における磁気ヘッドの特性評価をより正確に行うことが可能な磁気ヘッドの測定装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、放電発生時における磁気ヘッドの特性を測定する磁気ヘッドの測定方法において、ヘッド素子からの配線電極を接地した磁気ヘッドの近傍にアンテナを配設し、電圧を印加した電極を前記磁気ヘッドのヘッド面に接近または接触させて放電させ、放電時に放射される電磁波により前記アンテナに誘起される電圧または電流を測定することを特徴とする磁気ヘッドの測定方法が提供される。
【００１５】
このような磁気ヘッドの測定方法では、電圧を印加した電極を磁気ヘッドのヘッド面に接近または接触させることにより、電極からヘッド面に対する放電が発生する。この放電時に磁気ヘッド内に流れる電流により電磁波が放射され、磁気ヘッドの近傍に配設されたアンテナはこの電磁波を受信する。このときアンテナに誘起される電圧または電流を測定することにより、磁気ヘッドの特性を評価することができる。
【００１６】
また、本発明では、放電発生時における磁気ヘッドの特性を測定する磁気ヘッドの測定装置において、ヘッド素子からの配線電極を接地した磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドのヘッド面に接近または接触させることが可能な電極と、前記電極に対して電圧を印加する電圧印加手段と、前記磁気ヘッドの近傍に配設されたアンテナと、前記電極から前記磁気ヘッドへの放電時に放射される電磁波によって前記アンテナに誘起される電圧または電流を測定する電磁波測定手段とを有することを特徴とする磁気ヘッドの測定装置が提供される。
【００１７】
このような磁気ヘッドの測定装置では、電圧印加手段によって電圧が印加された電極が、磁気ヘッドのヘッド面に接近または接触されることにより、電極から磁気ヘッドのヘッド面に対する放電が発生する。アンテナは、磁気ヘッドの近傍に配設されることにより、放電時に磁気ヘッド内に流れる電流によって放射される電磁波を受信する。このときアンテナに誘起される電圧または電流が電磁波測定手段により測定されることで、磁気ヘッドの特性を評価することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態例である測定装置の全体構成を示す図である。
【００１９】
図１に示す測定装置は、磁気ヘッドにおける放電時の特性を測定するための装置であり、本実施の形態では特に磁気ヘッドとして、ＡＭＲ素子を用いて磁気テープの記録データを読み取るＭＲヘッド１を適用する。この測定装置は、放電台２、昇降機構３、電圧印加ピン４、電圧発生装置５、アンテナ６、アンプ７およびオシロスコープ８によって構成される。
【００２０】
放電台２は、上面に測定対象であるＭＲヘッド１を固定するための台である。また、ＭＲヘッド１の直下には、放電台２の上面またはその内部に、後述するようにアンテナ６が配置されている。ＭＲヘッド１には、外部配線と接続してＭＲ素子で検出された再生信号を出力するための２つの配線電極（図示せず）が設けられており、これらの配線電極のうち一方または双方が接地されている。
【００２１】
昇降機構３は、電圧印加ピン４を保持して、これを垂直方向に昇降させるための機構である。電圧印加ピン４は、ＭＲヘッド１のヘッド面に放電させるためのピン状の電極であり、昇降機構３によって下降されると、ＭＲヘッド１における磁気テープの摺動面であるヘッド面に接近するようになっている。または、ヘッド面に電圧印加ピン４が接触するようになされていてもよい。電圧発生装置５は、電圧印加ピン４と接続されており、この電圧印加ピン４に電圧を印加する。また、その印加電圧は可変とされている。
【００２２】
放電台２上に固定されたＭＲヘッド１の直下には、アンテナ６が配設されている。アンテナ６は、放電台２の上面に平行となるように固定されている。また、ＭＲヘッド１のヘッド面に対して電圧印加ピン４に対向する位置に、アンテナ６のほぼ中央部が位置するように配置されることが望ましい。
【００２３】
また、このアンテナ６からの配線は、アンプ７を介して、オシロスコープ８に接続されている。アンプ７は、アンテナ６による受信信号を増幅して、オシロスコープ８に供給する。オシロスコープ８は、アンプ７から供給された信号の電圧または電流を測定して、電圧波形または電流波形を経時的に出力することが可能となっている。
【００２４】
この測定装置を使用した基本的な測定手順は、以下のようになる。すなわち、電圧発生装置５によって電圧印加ピン４に電圧を印加し、昇降機構３を操作して電圧印加ピン４をＭＲヘッド１のヘッド面に接近させる。やがて、所定の位置で電圧印加ピン４からＭＲヘッド１に対する放電が発生する。このとき、ＭＲヘッド１内に流れる電流によって電磁波が放射され、この電磁波がアンテナ６によって受信される。電磁波によってアンテナ６に誘起された電圧や電流は、アンプ７を介してオシロスコープ８によって測定される。
【００２５】
また、例えば、ＭＲヘッド１から十分離した位置で電圧印加ピン４に所定の電圧を印加し、この電圧印加ピン４を徐々にＭＲヘッド１に接近させて放電を発生させ、このとき、放電発生時のＭＲヘッド１と電圧印加ピン４との距離や、印加した電圧に応じたアンテナ６における電圧または電流波形をオシロスコープ８で観測してもよい。あるいは、電圧印加ピン４とＭＲヘッド１を一定の距離に接近させてから電圧を印加し、印加電圧ごとのアンテナ６における電圧または電流波形を観測してもよい。さらに、電圧印加ピン４とＭＲヘッド１のヘッド面とを接触させて放電させた場合の観測を行ってもよい。
【００２６】
次に、図２は、放電台２に対するアンテナ６の実装状態の例を示す断面図である。
図２に示すように、放電台２の上面には、絶縁体として例えばガラスエポキシ基板２１が設けられている。また、アンテナ６は例えば、このガラスエポキシ基板２１の下面にＣｕ等の金属膜がエッチングされることにより形成される。ＭＲヘッド１から放射される電磁波をアンテナ６が検出するために、ガラスエポキシ基板２１の厚さは例えば１ｍｍ以下程度にできるだけ薄くすることが望ましいが、ＭＲヘッド１とアンテナ６との間にガラスエポキシ基板２１のような薄い絶縁体が配置されることで、電圧印加ピン４からアンテナ６に対して直接放電が発生することが防止される。
【００２７】
次に、図３は、このアンテナ６の形状例を示す平面図である。
図３では、放電台２の上部から見た場合のアンテナ６の形状例を示している。図３（Ａ）はモノポールアンテナの例であり、（Ｂ）はループアンテナの例である。これらのアンテナの感度を高め、正確な測定を行うためには、モノポールアンテナの場合はその中央部が、またループアンテナの場合はその中心部が、それぞれＭＲヘッド１のヘッド面の直下となるように配置されることが望ましい。
【００２８】
次に、図４は、上記の測定装置において観測される電流波形の例を示す図である。
図４は、アンテナ６としてモノポールアンテナを用いた場合に、オシロスコープ８において観測される電流の波形例を示している。なお、この波形例は、ＭＲヘッド１の固定位置に、実際のＭＲヘッド１の代わりに抵抗を配置して放電させた場合に観測された電流の波形を示している。
【００２９】
この図４の電流波形では、放電発生時において、数ｎｓｅｃといったごく短時間に放射される電磁波が検出されていることがわかる。アンテナ６では、ＭＲヘッド１内で流れる電流の変化量に応じて電流が誘起されることから、電流波形により、放電発生時におけるＭＲヘッド１内での微少な電流変化をリアルタイムで正確に知ることができる。
【００３０】
例えば、電圧印加ピン４からＭＲヘッド１に対して放電された時には、ＭＲヘッド１ではＭＲ素子だけでなく、その周囲でも放電電流による破壊現象が生じることがある。上記のような電流波形は、このような破壊現象が発生する過程の解析に役立つと考えられる。
【００３１】
ここで、放電発生時にＭＲ素子以外で破壊現象が発生する場合の例について説明する。図５は、ＭＲヘッド１における磁気テープに対する摺動面の構成例を示す図である。
【００３２】
図５では、ＭＲヘッド１の磁気テープに対する摺動面を、磁気テープ側から見た場合の構成例を示している。このＭＲヘッド１は、導電性を有するヘッド基板１１および保護基板１２の間に、ＭＲ素子１３と、軟磁性材料によってなる一対のシールド膜１４ａおよび１４ｂが配設された構造を有している。ヘッド基板１１および保護基板１２と、各シールド膜１４ａおよび１４ｂとの間には、絶縁膜１５ａおよび１５ｂが形成され、また、シールド膜１４ａおよび１４ｂの間に、絶縁膜１５ｃおよび１５ｄを介してＭＲ素子１３が形成されて、再生用の磁気ヘッド部をなしている。なお、ＭＲ素子１３は、図示しない配線電極を通じて電源が供給されることにより、磁気テープの記録データを読み取る。
【００３３】
ここで、ヘッド基板１１および保護基板１２は、例えばこのＭＲヘッド１を保持するベースメタル等を通じてグランドに接続されている。また、各絶縁膜１５ａ〜１５ｄは、１μｍ未満程度の薄膜として形成されている。
【００３４】
このような構造のＭＲヘッド１の衝動面に対して電圧印加ピン４から放電された場合に、ＭＲ素子１３自体に大電流が流れて損傷が発生する場合の他に、ＭＲ素子１３とシールド膜１４ａおよび１４ｂとの間や、各シールド膜１４ａおよび１４ｂとヘッド基板１１および保護基板１２との間で絶縁破壊が発生して、放電電流が流れる場合がある。このような絶縁破壊が発生した位置には、例えば図５に示すような放電痕１６ａおよび１６ｂが形成されてしまい、ＭＲヘッド１として使用不可能な状態となってしまう。
【００３５】
このように絶縁膜１５ａ〜１５ｄにおいて損傷が発生した場合には、例えばこの後にＭＲ素子１３自体の抵抗値を測定しても変化は見られず、損傷の発生を検出できない。また、例えば放電時にＭＲ素子１３に流れる電流を測定した場合にも、同様に検出することができない。しかし、図１に示した測定装置では、アンテナ６に誘起される電流や電圧を測定することにより、ＭＲヘッド１全体における電流の変化を検出でき、上記のような絶縁膜１５ａ〜１５ｄの破壊現象の発生タイミングが実測でき、その破壊程度等を推測することが可能となる。また、ＭＲヘッド１内の微少な電流変化を検出することができることから、放電時におけるＭＲヘッド１内の破壊現象の発生過程を詳しく解析することが可能となる。
【００３６】
以上のように、本発明の測定装置では、アンテナ６に誘起される電圧や電流を測定することにより、放電発生時のＭＲヘッド１における破壊現象について、例えば破壊強度やその詳細なタイミング等の情報を、リアルタイムで、かつＭＲヘッド１に非接触で得ることができる。これらの情報は、ＭＲ素子の抵抗値や磁気特性等を事後測定するといった従来の測定方法では得ることができず、ＥＳＤ破壊現象のより正確な分析に役立つ。
【００３７】
また、放電後のＭＲヘッド１に対して抵抗や磁気特性を測定する従来の測定方法では、ＭＲヘッド１の取り扱いの際に誤って放電が発生し、ＭＲヘッド１を破壊してしまうことがあった。本発明では、上記の測定をＭＲヘッド１に非接触で行うことができるため、このような取り扱い時の放電の発生を防止することができる。
【００３８】
さらに、同様にＭＲヘッド１に対して非接触で測定を行うことができるため、本発明のようなアンテナ６を用いた測定は、ＭＲヘッド１の製造ラインにおけるＥＳＤ破壊センサとして応用することも可能である。
【００３９】
なお、上記の測定装置は、磁気テープの記録用や再生用の磁気ヘッド以外にも、例えばＨＤＤ（ハードディスクドライブ）の記録用や再生用の磁気ヘッド等の測定にも適用することが可能である。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の磁気ヘッドの測定方法では、電圧を印加した電極から磁気ヘッドに対する放電発生時に、磁気ヘッド内に流れる電流により放射される電磁波が、磁気ヘッドの近傍に配設されたアンテナによって受信される。このときアンテナに誘起される電圧または電流を測定することにより、放電発生時の磁気ヘッドにおける破壊現象の発生タイミングや破壊強度等の情報がリアルタイムで得られ、磁気ヘッドにおける破壊現象をより詳しく評価することが可能となる。
【００４１】
また、本発明の磁気ヘッドの測定装置では、電圧を印加した電極から磁気ヘッドに対する放電発生時に、磁気ヘッド内に流れる電流により放射される電磁波が、磁気ヘッドの近傍に配設されたアンテナによって受信される。このときアンテナに誘起される電圧または電流を電磁波測定手段により測定することにより、放電発生時の磁気ヘッドにおける破壊現象の発生タイミングや破壊強度等の情報がリアルタイムで得られ、磁気ヘッドにおける破壊現象をより詳しく評価することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例である測定装置の全体構成を示す図である。
【図２】放電台に対するアンテナの実装状態の例を示す断面図である。
【図３】アンテナの形状例を示す平面図である。
【図４】本発明に係る測定装置において観測される電流波形の例を示す図である。
【図５】ＭＲヘッドにおける磁気テープに対する摺動面の構成例を示す図である。
【図６】ＨＢＭを用いてＭＲヘッドのＥＳＤ破壊現象をシミュレートする装置の回路構成を示す図である。
【図７】ＨＢＭを用いた場合のＭＲヘッドにおける電圧測定例を示すグラフである。
【図８】ＨＢＭを用いた場合のＧＭＲヘッドの感度の測定例を示すグラフである。
【符号の説明】
１……ＭＲヘッド、２……放電台、３……昇降機構、４……電圧印加ピン、５……電圧発生装置、６……アンテナ、７……アンプ、８……オシロスコープ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004039159.tif 000009
【図８】
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