(57)【要約】【課題】記録再生用ヘッド素子の浮上位置の制御を応答性良く行える磁気ヘッド、磁気ヘッドの製造方法及び磁気記録装置を提供する。【解決手段】磁気記録装置は、磁気ディスク３上にロードされる磁気ヘッド１０を有する。磁気ヘッド１０は、サスペンション６に取り付けられたスライダ１１を有し、スライダ１１の先端面である素子面１１Ａにヘッド素子１２が搭載されると共に、ヘッド素子１２の上方に積層圧電素子４１が取り付けられている。積層圧電素子４１は、ヘッド素子１２の搭載位置を含む領域に対応して配置されており、電圧を印加すると圧電横縦効果又は圧電縦効果によって伸縮してヘッド素子１２を磁気ディスク３に向けて変位させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に対して記録、再生を行うヘッド素子と、
前記ヘッド素子が形成されるヘッド素子形成面と前記記録媒体に対する浮上面とを有するスライダと、
前記ヘッド素子形成面において前記ヘッド素子を含む領域の上方に取り付けられ、前記浮上面に対して垂直な方向に前記ヘッド素子形成面の少なくとも一部を変位させる圧電素子と、
を含むことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】
前記圧電素子は、内部電極を挟んで圧電層を積層した積層圧電素子であることを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド。
【請求項３】
前記スライダのうち前記ヘッド素子の周囲の一部に溝が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の磁気ヘッド。
【請求項４】
記録媒体に対して記録、再生を行うヘッド素子と、
前記ヘッド素子が形成されるヘッド素子形成面と前記記録媒体に対する浮上面とを有するスライダと、
前記ヘッド素子形成面において前記ヘッド素子を含む領域の上方に取り付けられ、前記浮上面に対して垂直な方向に前記ヘッド素子形成面の少なくとも一部を変位させる圧電素子と、
前記ヘッド素子形成面に設けられ、前記ヘッド素子の周囲の一部に形成された溝と、
を含むことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項５】
前記溝には、前記スライダよりヤング率の低い材料が充填されていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の磁気ヘッド。
【請求項６】
前記内部電極のそれぞれは、前記ヘッド素子形成面に対して垂直成分を有する方向に間隔をおいて配置されていることを特徴とする請求項２に記載の磁気ヘッド。
【請求項７】
前記圧電素子は、前記圧電層の前面又は後面の少なくとも一方に表面電極を有することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の磁気ヘッド。
【請求項８】
記録媒体と、
記録、再生用のヘッド素子と、
前記ヘッド素子が形成されるヘッド素子形成面と前記記録媒体に対する浮上面とを有するスライダと、
前記ヘッド素子形成面において前記ヘッド素子を含む領域の上方に取り付けられ且つ前記浮上面に対して垂直な方向に前記ヘッド素子形成面の少なくとも一部を変位させる圧電素子とを含む磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを支持するサスペンションと、
を含むことを特徴とする磁気記録装置。
【請求項９】
磁気ディスクに対して記録、再生を行うヘッド素子をウェハ上に形成する工程と、
前記ヘッド素子を含む領域の上方に圧電素子を取り付ける工程と、
前記ウェハを切断、整形することにより、前記ヘッド素子及び前記圧電素子が搭載されたスライダを形成する工程と、
を含む磁気ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気的なデータの読み書きを行う磁気記録装置の磁気ヘッド、磁気記録装置、磁気ヘッドの製造方法に関し、特に記録再生素子の位置調整機構を備えた磁気ヘッドと、磁気記録装置と、磁気ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録装置は、磁気ディスクに保存されたデータにアクセスする磁気ヘッドをサスペンションの先端に備えている。磁気ヘッドは、ヘッド素子を搭載したスライダを有し、スライダがサスペンションを備えるアームの回動により磁気ディスク上の所望のトラックにロードされ、磁気情報を読み書きする。
【０００３】
近年では磁気ディスクの記録容量が増大しており、これに伴って磁気ヘッドと磁気ディスクの間隙、つまりヘッド素子の磁気ディスクからの浮上量が非常に小さくなっている。このため、磁気ヘッドの浮上量の制御が重要になっている。現在では、ヘッド素子に薄膜型のマイクロヒータを形成し、このマイクロヒータへの通電加熱による熱膨張でヘッド素子の突き出し量を調整する方法が開発されている。しかしながら、ヒータ加熱による制御では応答時間が長かった。さらに、製造工程におけるばらつきや、気圧変動などによる浮上量の補正は可能であるが、アクティブな高速の浮上量制御は困難であった。
【０００４】
そこで、浮上量の制御性を改善するために、圧電マイクロアクチュエータを用いる試みがなされている。従来の圧電マイクロアクチュエータを有する磁気ヘッドとしては、スライダに圧電素子を取り付け、圧電素子の下に再生素子及び記録素子を搭載させた構成が知られている。再生素子の読み取り信号の強度に応じて圧電素子を縦方向に伸縮させると、再生素子と磁気ディスクの距離が調整される。
【０００５】
また、従来では、磁気ディスクの記録面に平行な方向にスライダと、圧電素子と、記録再生素子を順番に配置した構成が知られている。圧電素子は、電圧を印加すると、磁気ディスクの記録面に垂直に伸縮する性質を有するタイプが用いられる。圧電素子を伸縮させると、圧電素子に取り付けられた記録再生素子が変位して記録再生素子と磁気ディスクの間の距離が調整される。
【０００６】
さらに、先端に磁気ヘッドが取り付けられたサスペンションの基端上面側に圧電セラミックからなるアクチュエータが取り付けられた構成が知られている。磁気ヘッドの変位に伴うサスペンションの変形をセンサで感知し、サスペンションを正常状態に矯正することで磁気ヘッドの浮上高さを一定に保っている。
【特許文献１】特開平７−２３５１５７号公報
【特許文献２】特開２０００−３４８３２１号公報
【特許文献３】特開平７―２６２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、スライダと再生記録素子の間に圧電素子を設けると、製造工程が複雑になり、製造コストが大幅に上昇する。
また、サスペンションにアクチュエータを取り付ける構成は、磁気ヘッドの製造工程に大幅な変更はないが、サスペンションを変形させることにより磁気ヘッドを変位させるため、アクチュエータとして共振周波数を高くできなかった。したがって、アクティブな制御が困難であった。また、アクチュエータから磁気ヘッドまでの距離が長いため、微小な制御が難しかった。
【０００８】
本発明の目的は、記録再生用ヘッド素子の浮上位置の制御を応答性良く行える磁気ヘッド、磁気ヘッドの製造方法及び磁気記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの観点によれば、記録媒体に対して記録、再生を行うヘッド素子と、前記ヘッド素子が形成されるヘッド素子形成面と前記記録媒体に対する浮上面とを有するスライダと、前記ヘッド素子形成面において前記ヘッド素子を含む領域の上方に取り付けられ、前記浮上面に対して垂直な方向に前記ヘッド素子形成面の少なくとも一部を変位させる圧電素子と、を含むことを特徴とする磁気ヘッドが提供される。
【００１０】
また、本発明の別の観点によれば、記録媒体に対して記録、再生を行うヘッド素子と、前記ヘッド素子が形成されるヘッド素子形成面と前記記録媒体に対する浮上面とを有するスライダと、前記ヘッド素子形成面において前記ヘッド素子を含む領域の上方に取り付けられ、前記浮上面に対して垂直な方向に前記ヘッド素子形成面の少なくとも一部を変位させる圧電素子と、前記ヘッド素子形成面に設けられ、前記ヘッド素子の周囲の一部に形成された溝と、を含むことを特徴とする磁気ヘッドが提供される。
【００１１】
さらに、本発明の別の観点によれば、記録媒体と、記録、再生用のヘッド素子と、前記ヘッド素子が形成されるヘッド素子形成面と前記記録媒体に対する浮上面とを有するスライダと、前記ヘッド素子形成面において前記ヘッド素子を含む領域の上方に取り付けられ且つ前記浮上面に対して垂直な方向に前記ヘッド素子形成面の少なくとも一部を変位させる圧電素子とを含む磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを支持するサスペンションと、を含むことを特徴とする磁気記録装置が提供される。
【００１２】
そして、本発明の別の観点によれば、磁気ディスクに対して記録、再生を行うヘッド素子をウェハ上に形成する工程と、前記ヘッド素子を含む領域の上方に圧電素子を取り付ける工程と、前記ウェハを切断、整形することにより、前記ヘッド素子及び前記圧電素子が搭載されたスライダを形成する工程と、を含む磁気ヘッドの製造方法が提供される。
【００１３】
発明の目的および利点は、請求の範囲に具体的に記載された構成要素および組み合わせによって実現され達成される。
前述の一般的な説明および以下の詳細な説明は、典型例および説明のためのものであって、本発明を限定するためのものではない、と理解すべきである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ヘッド素子を含む領域の上方に取り付けた圧電素子によってヘッド素子の先端位置を変位させることができるので、圧電素子で変位させる部分が小さくて済み、応答時間を短くすることができる。
しかも、圧電素子の取り付けは、ヘッド素子形成後であってウェハの切断前に行われるので、磁気ヘッドの製造工程の大幅な変更は不要になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。図面において、同様の構成要素には同じ参照番号が付されている。
（第１実施形態）
図１に本発明の実施形態に係る磁気記録装置を示し、エンクロージャのカバーを外した状態を示している。
磁気記録装置１は、装置内部を密閉するエンクロージャ２の中央に磁気記録媒体である磁気ディスク３がスピンドルモータによって回転可能に配置されている。さらに、エンクロージャ２内には、キャリッジアーム４が軸５を中心に回動可能に取り付けられている。キャリッジアーム３は板ばね状のサスペンション６を有し、サスペンション６の先端部には磁気ヘッド１０が取り付けられている。
【００１６】
エンクロージャ２に搭載した制御装置８で軸４を回動させるとキャリッジアーム４が磁気ディスク３の上方を回転移動する。これによって、磁気ヘッド１０が磁気ディスク３のトラック幅方向に移動し、所望のトラックにロードされる。
以上のような磁気記録装置１は、磁気ヘッド１０を除いて以下に述べる他の実施形態においても同様に採用される。
【００１７】
図２に磁気ヘッドの側面図を示す。磁気ヘッド１０は、サスペンション６の先端部で、磁気ディスク３に対向する面側に搭載されたスライダ１１を有する。スライダ１１は、アルチック（Al2O3−TiC）のような非磁性材からなる。スライダ１１の先端には、磁気ディスク３に対して情報を記録、再生するヘッド素子１２が形成されるヘッド素子形成面１１Ａが形成され、その下面には浮上面１１Ｂが形成されている。
【００１８】
図３に示すように、ヘッド素子１２は、例えば、垂直磁気記録方式に適用される構造を有する。より詳細には、アルミナ（Al2O3）などの絶縁層１８を介してスライダ１１上に磁気再生ヘッド１９が形成され、磁気再生ヘッド１９上には絶縁分離層２２及び非磁性分離層２３を介して磁気記録ヘッド２０が形成されている。
【００１９】
非磁性のスライダ１１は、基板上にヘッド素子１２を形成後に切断、研磨等によって形状が加工される。加工後には、磁気再生ヘッド１９と磁気記録ヘッド２０を含むヘッド素子１２が磁気ディスク３の記録面に対向して配置される。
スライダ１１上において、磁気再生ヘッド１９は磁気ディスク３に対してリーディング側となるように配置され、磁気記録ヘッド２０はトレーリング側に配置される。
磁気再生ヘッド１９は、絶縁層１８の上に順に形成された下部磁気シールド層２５、絶縁ギャップ層２６及び上部磁気シールド層３７から構成され、絶縁ギャップ層２６の中には再生用素子２８が形成されている。
【００２０】
下部磁気シールド層２５と上部磁気シールド層３７は磁性材、例えばFeNi合金層から構成され、また、絶縁ギャップ層２６はアルミナのような絶縁材から構成されている。再生用素子２８は、絶縁ギャップ層２６内に形成される一対の電極（不図示）に接続されるが、その素子構造によっては下部及び上部磁気シールド層２５，２７が一対の電極として兼用されることもある。
【００２１】
再生用素子２８として、例えば磁気抵抗（Magneto Resistance:ＭＲ）効果素子、巨大
磁気抵抗(Giant Magneto Resistance: ＧＭＲ)効果素子又はトンネル磁気抵抗(Tunneling
Magneto Resistance:ＴＭＲ)効果素子が形成される。
再生用素子２８は、磁気ディスク３に対するヘッド素子１２の浮上面（ＡＢＳ面：Air Bearing Surface）１１Ｂ、即ち媒体対向面となる領域に形成される。
【００２２】
磁気記録ヘッド２０は、磁気分離層４上に主磁極３１が形成され、主磁極３１の周囲には主磁極３１から磁気的に分離される非磁性絶縁層３２が設けられている。また、主磁極３１及び非磁性絶縁層３２上には、非磁性ギャップ層３３が形成されている。非磁性ギャップ層３３上には、下側絶縁層３４ａと、励磁コイル（励磁部）３５とが形成され、被覆絶縁層３４ｂで励磁コイル３５を覆っている。被覆絶縁層３４ｂのトレーリング側の上には、磁性層からなるリターンヨーク３６が設けられている。さらに、リターンヨーク３６の媒体対向面側の先端部には、トレーディング側磁気シールド層３７がリターンヨーク３６に接続されるように配置されている。
【００２３】
図２及び図４に示すように、スライダ１１のヘッド素子形成面１１Ａには、カバー絶縁膜であるアルミナ層４０がヘッド素子１２を覆うように形成されている。さらに、アクチュエータとして機能する積層圧電素子４１がアルミナ層４０を介してヘッド素子形成面１１Ａに接着されている。
なお、アルミナ層４０は、積層圧電素子４１を装着する面を平坦にするために形成されており、その材料はアルミナに限定されず、非磁性の材料から製造されていれば良く、接着剤であってもよい。
【００２４】
図４及び図５に示すように、積層圧電素子４１は、圧電層４２と、圧電層４２の内外に配置した複数の電極を有している。圧電層４２の積層方向は、ヘッド素子形成面１１Ａに垂直な方向、言い換えると浮上面１１Ｂに略平行な方向である。
積層圧電素子４１は、前後の表面に配置される一対の表面電極４３Ａ，４３Ｂと、圧電層４２の間に配置される複数の第１、第２の内部電極４４Ａ，４４Ｂを有する。さらに、これらの電極４３Ａ，４３Ｂ，４４Ａ，４４Ｂのいずれかの端部に接続される第１、第２の端子用電極４５Ａ，４５Ｂが設けられている。第１の内部電極４４Ａと第２の内部電極４４Ｂは、積層方向に間隔をおいて交互に配置されている。
【００２５】
第１、第２の端子用電極４５Ａ、４５Ｂは、それぞれ圧電層４２の外周面に形成されている。そのうち第１の端子用電極４５Ａは、表面電極４３Ａ、４３４Ｂと第１の内部電極４４Ａの上端に接続され、また、第２の端子用電極４５Ｂは、第２の内部電極４４Ｂの上端に接続されるとともに圧電層４２の前後の面にはみ出している。
さらに、表面電極４３Ａ，４３Ｂと第１の内部電極４４Ａは、第２の端子用電極４５Ｂと短絡しないように一部カットされた切り欠き部を有しており、第１の端子用電極４５Ａのみに電気的に接続されている。第２の内部電極４４Ｂは、第１の端子用電極４５Ａと短絡しないように一部カットされた切り欠き部を有しており、第２の端子用電極４５Ｂのみに電気的に接続されている。
【００２６】
この積層圧電素子４１を電源に接続する場合、例えば、一方の端子用電極４５Ａ又は一方の表面電極４３Ａ（４３Ｂ）に電源のプラス（＋）極を接続する。さらに、他方の第２の端子用電極４５Ｂにマイナス（−）極を接続する。この場合は、２つの表面電極４３Ａ，４３Ｂと、中央の１つの第１の内部電極４４Ａがプラス電位となり、それらに挟まれる２つの第２の内部電極４４Ｂはマイナス電位となる。なお、積層圧電素子４１の積層数及び内部電極の数は、図５に限定されない。また、表面電極４３Ａ、４３Ｂは、前面又は後面の少なくも一方に配置されてもよい。
圧電層４２は、通常の積層圧電素子に使用される圧電セラミックス（電歪材料も含む）から製造される。具体的には、Pb（Ni,Nb)O3-PbZrO3-PbTiO3系（PNN-PZT系）、Pb（Mg,Nb)O3-PbZrO3-PbTiO3系（PNN-PZT系）などのPb系ペロブスカイト酸化物や、Ba系やBi系など非Pb系圧電セラミックスなどが使用できる。
【００２７】
第１，第２の内部電極４４Ａ，４４Ｂは、Pt、Pd、Au、Ag、Cu、Ni、又はこれらの合金など、セラミックスと同時焼成しても混合しない材料が好ましい。表面電極４３Ａ，４３Ｂ及び第１、第２の端子用電極４５Ａ，４５Ｂは、Au、Ag、Pt、Ni、Cu、Snなどの各種金属が使用できる。このような積層圧電素子４１は、単純な形状の矩形で良く、安価に製造及び入手できる。
積層圧電素子４１の接合及び電気的な接続を確保するために、スライダ１１のヘッド素子形成面１２を覆うアルミナ層４０上には、図６に示すように、金属接合部５１と複数の電極パッド５２が設けられている。
【００２８】
金属接合部５１は、ヘッド素子１２に略対向する位置を含む領域に形成されている。金属接合部５１は、導電性を有し、表面電極４３Ａと略等しい形状に形成されている。
また、電極パッド５２のうち、中央の２つは積層圧電素子４１の給電に用いられ、その他は、ヘッド素子１２の読み出し用端子、書き込み用端子との電気的接続のために用いられる。
中央の２つの電極パッド５２のうちの一方は、その下の金属接合部５１と一体に形成されているが、独立に形成して後から接続しても良い。また、ヘッド素子１２に電気的に接続される電極パッド５２は、ヘッド素子１２の電極端子に接続させるためにアルミナ層４０に形成された開口部（不図示）を通して接続される。その接続については以下の説明、及び他の実施形態でも同様である。
【００２９】
なお、複数の電極パッド５２には、ヘッド素子１２の読み出し用配線、書込み用配線及び積層圧電素子４１の駆動用配線がそれぞれ接続され、それらの配線は図１に示したサスペンション６の下面に沿って引き出されて制御装置８に接続される。
【００３０】
積層圧電素子４１とスライダ１１との接合は、できるだけ高い剛性をもつように接合することが好ましい。このために、金属接合部５１を設けて、積層圧電素子４１の表面電極４３Ｂと金属接合させている。この金属接合には、例えば、金ペーストによるAu/Au接合が用いられる。第１、第２の端子用電極４５Ａ，４５Ｂと電極パッド５２の接合には、金ペースや、銀ペースト、半田を用いることができる。また、有機系または無機系のヤング率が高い接着層を極めて薄く形成することも可能である。
なお、接着剤により積層圧電素子４１をヘッド素子形成面１１Ａの上に接着する場合には、接着剤がヘッド素子１２、ヘッド素子形成面１１Ａと積層圧電素子４１との隙間を埋めるので、ヘッド素子１２を覆うアルミナ層４０を形成しなくてもよい。
【００３１】
次に、磁気ヘッド１０の製造方法について説明する。
最初に、図７（ａ）に示すように、アルチックウェハ６１上に、例えば図３に示したようなヘッド素子１２を形成する。ヘッド素子１２は、公知のプロセスを用いて１枚のアルチックウェハ６１にマトリクス状に複数配列される。この後、図７（ｂ）に示すように、アルチックウェハ６１の表面及びヘッド素子１２を覆うようにアルミナ層４０をスパッタリング法などにより堆積させる。
【００３２】
続いて、アルミナ層４０の表面を例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法で研磨して平坦化する。さらに、アルミナ層４０の表面に、マスク（不図示）を使用して金属接合部５１及び電極パッド５２（図６参照）を無電解メッキによって形成する。この場合、ヘッド素子１２から引き出された電極（不図示）の上にフォトリソグラフィー法により開口部を設け、その開口部内にヘッド用の電極パッド５２を形成する。金属接合部５１と電極パッド５２は、ヘッド素子１２の上方に位置決めして形成される。
その後、図８（ａ）に示すように、積層圧電素子４１をヘッド素子１２の配置に対応して、つまり１つの金属接合部５１に対して１つの表面電極４３Ａが接するように１つの積層圧電素子４１を接着する。積層圧電素子４１の接着には例えば金ペーストを用い、加熱又は超音波によって固定する。また、金ペースなどを用いて第２の端子用電極４５Ｂと電極パッド５２をそれぞれ接合する。
【００３３】
ここで、積層圧電素子４１の製造工程について図９を参照して説明する。
最初に、圧電層４２となるグリーンシートを例えばPNN-PZT圧電セラミック粉から製造する。さらに、図９（ａ）に示すように、グリーンシート７１の一方の平面に例えばPtペーストを使って内部電極パターン７２Ａ，７２Ｂをスクリーン印刷法によって形成する。積層圧電素子４１を４層構造にする場合には、内部電極パターン７２Ａ，７２Ｂを形成したグリーンシート７１を３枚作製する。このとき、１枚目と３枚目のグリーンシート７１には、第２の内部電極４４Ｂ（図５参照）が得られるような内部電極パターン７２Ａを形成する。２枚目のグリーンシート７１には、第１の内部電極４４Ａが得られるように位置をずらした内部電極パターン７２Ｂを形成する。即ち、積層する順番に２通りの内部電極パターン７２Ａ，７２Ｂを交互に形成する。
【００３４】
複数のグリーンシート７１を内部電極パターン７２Ａ，７２Ｂが互いに接しないように積層し、その上からさらに内部電極パターンを形成していないグリーンシート７１を１枚重ねる。この積層体を熱間プレスにより一体化し、例えば、大気中にて１０５０℃で焼成すると、図９（ｂ）に示すような焼結体７３が得られる。焼成後は、焼結体７３の表面及び裏面が研磨・平坦化される。
【００３５】
次に、図９（ｃ）に示すように、焼成体７３の表面に電極パターン７４を形成する。この電極パターン７４は、図５に示した切り欠き部を有する表面電極４３Ａ，４３Ｂを連結させた形状を有し、焼成体７３の表面と裏面のそれぞれに形成する。電極パターン７４の形成には、例えば、メタルマスクを用いたスパッタリングによってAuを堆積させることがあげられる。
【００３６】
次に、ダイシングソーで焼結体７３を破線で示す列方向に切断してバー７５を複数形成する。これにより、図９（ｄ）に示すように、バー７５の切断面には、第１、第２の内部電極４４Ａ，４４Ｂの端面が交互に露出する。さらに、１つの切断面にメタルマスクを用いてスパッタリングによりAuを堆積させて電極パターン７６を形成する。電極パターン７６は、後の工程を経て端子用電極４５Ａ，４５Ｂになる。そして、このようなバー７５を長さ方向に直交する方向で切断すると、図５に示すような積層圧電素子４１が得られる。
【００３７】
このようにして製造した積層圧電素子４１を金属接合によってアルチックウェハ６１に接着した後に、図８（ａ）に破線で示すようにアルチックウェハ６１を列方向に切断する。これにより、図８（ｂ）に示す複数本の磁気ヘッド用のバー７７を形成する。バー７７は、積層圧電素子４１及びその下方のヘッド素子１２が一列に複数個並んだ構成を有する。さらに、バー７７の側面（切断面）を加工してスライダ１１の浮上面１１Ｂを形成し、さらに、研磨により再生用素子２８の長さを調整する。
この後、バー７７を長さ方向に直交する方向に切断し、大きさを調整する。アルチックウェハ６１は図２に示したスライダ１１となり、ヘッド素子２１、積層圧電素子４１を有するブロック状の磁気ヘッド１０を形成する。
【００３８】
なお、積層圧電素子４１の表面保護のため、積層圧電素子４１の表面に保護膜を形成しても良い。保護膜の形成は、スライダ１１への接着前でも接着後でも良い。保護膜は耐水性が高いことが好ましく、無機系材料から製造しても良く、有機系材料から製造しても良い。
【００３９】
次に、この実施形態の作用について説明する。
図１に示す磁気ディスク３に情報を記録するときは、キャリッジアーム４を所定位置に移動させ、磁気ヘッド１０に電気的な記録信号を入力する。磁気ヘッド１０先端の磁気記録ヘッド２０は、記録信号に担持された情報に応じた磁界を発生して磁気ディスク３の各微小領域に印加し、磁気ディスク３に磁気的な情報を記録する。
一方、情報を再生するときは、磁気ヘッド１０の先端の磁気再生ヘッド１９が磁気ディスク３の各微小領域に記録された情報を、各微小領域の磁化の向きに応じて電気的な再生信号に変換する。
【００４０】
ここで、磁気ディスク３と磁気再生ヘッド１９、記録ヘッド２０の間の距離が適切でないと、記録信号の書き込み不良や、再生信号の読み取り不良が生じてしまう。
そこで、制御装置８は、再生ヘッド１９による読み取り信号強度に応じて積層圧電素子４１を駆動して、ヘッド素子１２と磁気ディスク３の間の距離を調整する。より詳細には、磁気ヘッド１０の積層圧電素子４１は、圧電横縦効果（ｄ３１効果）による縦方向の伸縮によってヘッド素子形成面１１Ａを微小移動させ、浮上面１１Ｂに対するヘッド素子１２先端の突き出し量を制御する。
【００４１】
積層圧電素子４１の縦方向の伸縮量ΔＬは、一般に以下の式で表される。
ΔＬ＝ｄ３１×Ｖ×Ｌ／ｔ
但し、ｄ３１は圧電横定数、Ｖは印加電圧、Ｌは積層圧電素子４１の長さ、ｔは圧電層４２の厚さである。例えば、ｄ３１＝２００ｐｍ／Ｖ、Ｖ＝３０Ｖ、Ｌ＝１５０μｍ、ｄ＝１５μｍとすると、ΔＬ＝６０ｎｍの伸縮量が得られる。
【００４２】
積層圧電素子４１は、ヘッド素子１２の搭載位置に一致するようにヘッド素子形成面１１Ａに接合されている。このため、積層圧電素子４１が伸縮すると、例えば、図２に仮想線で示すように、積層圧電素子４１がスライダ１１のヘッド素子形成面１１Ａとともに磁気ディスク３に対して垂直方向に変位する。
その結果、ヘッド素子１２の浮上面１１Ｂからの突き出し量が変化し、ヘッド素子１２と磁気ディスク３との間の距離が小さくなる。積層圧電素子４１に接続される電極パッド５２に印加する電圧を制御することで、ヘッド素子１２の突き出し量、即ちヘッド素子１２と磁気ディスク３の間の距離を応答性良く制御できる。なお、電圧の調整による積層圧電素子４１の縮みによってその下端が浮上面１１Ｂから上方に後退するようにしてもよい。
【００４３】
このような積層圧電素子４１をスライダ１１に取り付けた場合のヘッド素子１２の変位量をシミュレーションした。ここで、積層圧電素子４１の形状は、幅が５００μｍ、高さが２００μｍ、厚さが６０μｍ、圧電層厚が１５μｍ、圧電層数が４で、印加電圧は３０Ｖとした。
この条件でのヘッド素子１２の突き出し量は１２．４ｎｍであった。スライダ１１の浮上量は、現在、既に１０ｎｍを切っており、１２．４ｎｍの変位は充分な大きさである。また、積層圧電素子４１のアクチュエータとしての共振周波数は約５ＭＨｚと極めて高かった。これは、サスペンション６やスライダ１１全体を変形させるのではなく、スライダ１１のうちヘッド素子形成面１１Ａを選択的に変位させるからである。
【００４４】
このようにして作成した磁気ヘッド１０の特性と、熱突き出しによる磁気ヘッドの特性を浮上評価装置により評価した。この結果、積層圧電素子４１を１ｋＨｚの低周波で駆動して磁気ヘッド１０を変異させると、熱突き出し式の磁気ヘッドに比べて、同じ変位量を得るために必要な消費電力が１／１０００以下であった。また、周波数特性を調べたところ、この磁気ヘッド１０は、熱突き出し式の磁気ヘッドの１００倍以上高い周波数で駆動させることができ、応答性がよい。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態では、スライダ１１のヘッド素子形成面１１Ａ側でヘッド素子１２を含む領域の上に積層圧電素子４１を取り付け、電圧横縦効果によって磁気ディスク３の記録面に対して垂直方向にヘッド素子１２の先端部を変位させるようにした。これによって、積層圧電素子４１で変位させる部位は小さくてもよく、応答時間を短くすることができる。従って、磁気ディスク３に対するヘッド素子１１と磁気ディスク３の間隔を精度良くアクティブ制御ができる。
【００４６】
また、磁気ヘッド１０の製造プロセスは、ヘッド素子１２を形成した後であってスライダ加工プロセス前に、積層圧電素子１２をアルチック基板上に貼り付ける工程を追加するだけなので、生産性が良く、歩留まりを高くすることができる。
従って、従来のようにスライダとヘッド素子の間にアクチュエータを設ける構成や、サスペンションを変形させる構成に比べて、本実施形態に係る磁気ヘッド１０の構造が簡単であり、製造プロセスの大幅な変更は不要であって製造が容易である。
【００４７】
次に、本実施形態における磁気ヘッドの別な例を説明する。なお、以下に例示する図１１〜図１５において、図２〜図４と同じ符号は同じ要素を示している。
図１０及び図１１に示す磁気ヘッド１０Ｂは、スライダ１１の浮上面１１Ｂに溝８１が設けられている。溝８１は、ヘッド素子１２が搭載されるヘッド素子形成面１１Ａの近傍に所定の深さで、ヘッド素子１２と略平行に設けられており、スライダ１１を幅方向に横切っている。
そのような溝１８によれば、スライダ１１のうちヘッド素子形成面１１Ａ下部の拘束が大幅に減少するので、積層圧電素子４１の変形に伴うヘッド素子１２の下方への変位量を大きくすることができる。
【００４８】
この磁気ヘッド１０Ｂを製造方法について説明する。図８（ｂ）に示すバー７７を製造するまでは前記と同様のプロセスを採用する。
その後に、図１２に示すように、バー７７の側面（切断面）であって、後に浮上面１１Ｂとして加工される側の面に、溝８１をダイシングソーで形成する。
溝８１は、アルチックウェハ６１から切り出された部分であってヘッド素子１２の近傍でかつヘッド素子１２と略平行に形成される。この後、スライダ１１の浮上面１１Ｂを形成し、研磨により再生用素子２８の長さを調整する。そして、バー７７を長さ方向に直交する方向で切断すると、図１１に示すスライダ１１、ヘッド素子１２及び積層圧電素子４１を備えた磁気ヘッド１０Ｂが得られる。
【００４９】
ここで、ヘッド素子１２から５０μｍの位置に深さ５０μｍの溝８１を形成した場合の変位をシミュレーションした結果、ヘッド素子１２の突き出し量はさらに１７．４ｎｍまで拡大した。また、積層圧電素子４１をアクチュエータとして機能させたときの共振周波数は、溝８１が無い場合とほとんど変わらなかった。
【００５０】
このことから、この磁気ヘッド１０Ｂでは、前記と同様の効果が得られると共に積層圧電素子４１の駆動によるヘッド素子形成面１１Ａの変位量をさらに大きくできる。なお、溝８１は、ダイシングソーにより高速、高精度、安価に加工できるが、マスクを用いて放電加工やイオンミリングなど他の加工方法で形成しても良い。また、溝８１は、加工したままの状態で使用しても良いが、スライダ材であるアルチックよりヤング率が小さい材料をその中に充填しても良い。なお、この充填については、以下の説明、及び他の実施形態において採用してもよい。
溝８１の形状は直線に限定されない。さらに、溝８１は、スライダ１１を幅方向の両側面に至るまで貫通しているが、ヘッド素子１２の近傍のみに設けても良い。その他、溝８１の幅方向の長さ、深さは適宜変更できる。
【００５１】
図１３に示す別の例の磁気ヘッド１０Ｃは、スライダ１１に溝８１を有すると共に、矢印で示す変位方向の高さが図１１に示す磁気ヘッド１０Ｂよりも低い積層圧電素子４１Ａが接着されている。積層圧電素子４１Ａの高さは、溝８１の深さより高く且つスライダ１１の高さより小さくて良いし、或いは溝８１の深さよりも低くてもよい。
これは、溝８１よりも上側の領域では、積層圧電素子４１を駆動させてもあまり変形させることができないからである。このため、溝８１よりも上側の領域において積層圧電素子４１Ａの量を少なくしてもヘッド素子１２の突き出しの変位量や、応答速度にほとんど変化はない。積層圧電素子４１Ａのその他の構成や製法は、前記の積層圧電素子４１と同じである。
この磁気ヘッド１０Ｃでは、小さい積層圧電素子４１Ａで、高い応答速度を維持しつつ十分な変位を実現できる。
【００５２】
図１４に示すさらに別の磁気ヘッド１０Ｄは、上記の溝８１の他に縦溝８２が形成された構造を有している。縦溝８２は、積層圧電素子４１の両側方であってスライダ１１のヘッド素子形成面１１Ａ及びアルミナ層４０に一対形成されている。
一対の縦溝８２の間には、ヘッド素子１２が配置されている。また、一対の縦溝８２は、スライダ１１を上下に貫通しているために、ヘッド素子１２に接続される電極パッド５２がその間に配置されている。
【００５３】
さらに、縦溝８２は、アルミナ層４０を経てスライダ１１（アルチックウェハ６１）まで至る深さを有し、前記した浮上面１１Ｂの溝８１に連通している。
この場合、ヘッド素子１２の端子が縦溝８２により切断されないように、一対の縦溝８２の間に全ての電極パッド５２を形成する。
このように高さ方向にも縦溝８２を入れることで、スライダ１１におけるヘッド素子１２の幅方向（横方向）の束縛が弱くなる。その結果、積層圧電素子４１を駆動したときのヘッド素子形成面１１Ａが変位しやすくなり、その下面の変異量をさらに大きくすることができる。
【００５４】
一対の縦溝８２は、浮上面１１Ｂ側の溝８１まで貫通する深さを有しなくてもよい。また、一対の縦溝８２の形状は直線に限定されない。さらに、縦溝８２は、スライダ１１を高さ方向の上下面に至るまで形成せずに、ヘッド素子１２の近傍のみに設けても良い。その他、縦溝８２の幅方向の長さ、深さは適宜変更できる。
なお、積層圧電素子４１の代わりに、図１３に示した低い積層圧電素子４１Ａを用いても良い。また、浮上面１１Ｂの横方向の溝８１を設けなくても良い。一対の縦溝８２によって幅方向の束縛を弱くできるので、ヘッド素子１２の下面の変位が容易になる。
【００５５】
図１５に示す別の磁気ヘッド１０Ｅは、上記の積層圧電素子４１とは異なって第１、第２の端子用電極４５Ｃ，４５Ｄを上面側ではなくて幅方向の両側面に設けた積層圧電素子４１Ｂを示している。
一方の表面電極４３Ｂは、図４と異なり、第２の端子用電極４５Ｄ側の一部に切り欠き４３Ｃを有して非接続状態となる一方、第１の端子用電極４５Ｃに電気的に接続されている。同様に、他方の表面電極４３Ａは、第１の端子用電極４５Ｃ側の一部に切り欠きを有して非接続状態となる一方、第２の端子用電極４５Ｄに電気的に接続されている。
第１、第２の端子用電極４５Ｃ，４５Ｄを除く側面と上下面には、圧電層４２が露出している。図４に示した積層方向に向かい合う第１、第２の内部電極４４Ａ，４４Ｂは、いずれか一方が第１の端子用電極４５Ｃ又は第２の端子電極４５Ｄ電気的に接続され、他方が残りの端子用電極４５Ｃ又は４５Ｄに電気的に接続される。
このような積層圧電素子４１Ｂを備える磁気ヘッド１０Ｅでも前記と同様の効果が得られる。
【００５６】
（第２実施形態）
図１６及び図１７は、本発明の第２実施形態に係る磁気記録装置の磁気ヘッドを示す。
磁気ヘッド１００は、スライダ１１に搭載されたヘッド素子１２と、アクチュエータとして機能する積層圧電素子１０１とを有する。積層圧電素子１０１は、ヘッド素子１２の上にアルミナ層４０を介してヘッド素子形成面１１Ａの上に接着されている。
本実施形態に係る積層圧電素子１０１は、磁気ディスク３に垂直な方向、即ち浮上面１１Ｂに垂直な方向に積層した構造を有し、圧電縦効果（ｄ３３効果）により伸縮する。
【００５７】
積層圧電素子１０１は、電極を設けた圧電層４２を複数積層させた構成を有する。圧電層４２の積層方向は、ヘッド素子形成面１１Ａに平行な方向、言い換えると浮上面１１Ｂに略垂直な方向である。積層圧電素子１０１を構成する電極は、ヘッド幅方向の両側面に配置される第１、第２の端子用電極１０２Ａ，１０２Ｂと、圧電層４２の間に配置される複数の内部電極１０３Ａ，１０３Ｂを有する。
【００５８】
第１、第２の端子用電極１０２Ａ，１０２Ｂは、スライダ１１側のアルミナ層４０上に形成された電極パッド５２に導電性接着剤（例えば、金ペースト）を用いて接続されている。内部電極１０３Ａ，１０３Ｂは、第１の端子用電極１０２Ａ又は第２の端子用電極１０２Ｂの一方にのみ電気的に接続されている。より詳細には、それぞれ積層方向に第１の端子用電極１０２Ａと第２の端子用電極１０２Ｂに交互に接続されている。
図１６の構成において、例えば、電源の＋極に第１の端子用電極１０２Ａを接続し、−極に第２の端子用電極１０２Ｂを接続すると、２層目及び４層目の内部電極１０３Ａがプラス電位となり、１層目、３層目及び５層目の内部電極１０３Ｂがマイナス電位となる。なお、圧電層４２の積層数及び内部電極１０３Ａ，１０３Ｂの数は、図１６に限定されない。
【００５９】
積層圧電素子１０１に使用される圧電材料及び電極の材料、並びにスライダ１１との接合構造、その他の構成は、第１実施形態と同様である。この積層圧電素子１０１は、単純な形状の矩形で良く、製造が容易である。
【００６０】
次に、磁気ヘッド１００の製造方法について説明する。
最初に、アルチックウェハ６１上にヘッド素子１２を公知のプロセスを用いて製造する（図７（ａ）参照）。さらに、その上にアルミナ層４０をスパッタリング法などを用いて形成し、アルミナ層４０の表面を研磨により平坦化する（図７（ｂ）参照）。
続いて、アルミナ層４０の表面に、マスク（不図示）を使用して電極パッド５２を無電解メッキによって形成する。この場合、ヘッド素子１２から引き出された電極（不図示）の上にフォトリソグラフィー法により開口部を設け、その開口部内にヘッド用の電極パッド５２を形成する。
【００６１】
その後、積層圧電素子１０１をヘッド素子１２の配置に対応させて１つずつ接着する。この場合、積層圧電素子１０１の接着面には複数の内部電極１０３Ａ、１０３Ｂのエッジが露出する。短絡を防止するため、金ペースト、銀ペースト等を使用せず、第１、第２の端子用電極１０２Ａ、１０２Ｂを除いて、絶縁性接着剤により積層圧電素子１０１とアルミナ層４０を接着する。又は、積層圧電素子１０１の前後の両面を絶縁層で覆って導電性接着剤又は絶縁性接着剤で接着する。この接着方法は、圧電縦効果を利用する他の積層圧電素子でも同様である。
なお、接着剤は、ヘッド素子１２と積層圧電素子１０１の隙間を十分に埋めるので、アルチックウェハ６１上にアルミナ層４０を形成せずに、接着剤を介してヘッド素子１２及びその周辺のヘッド素子形成面１１Ａに積層圧電素子１０１を接着してもよい。
【００６２】
積層圧電素子１０１を作成するステップとして、まず、図１８（ａ）に示すように、例えばPNN-PZT圧電セラミック粉からなるグリーンシート７１の所定位置にPtペーストを使って内部電極パターン１０５Ａ，１０５Ｂをスクリーン印刷法によって形成する。ここでの内部電極パターン１０５Ａ，１０５Ｂは、平行に延びる複数の帯になっている。
積層圧電素子１０１を４層構造にする場合には、内部電極パターン１０５Ａ，１０５Ｂを形成したグリーンシート７１を３枚作製する。このとき、１枚目と３枚目のグリーンシート７１は、図１６に示した内部電極１０３Ａが得られるような第１の内部電極パターン１０５Ａを形成する。２枚目のグリーンシート７１には、図１６に示した内部電極１０３Ｂが得られるように、第１の内部パターン１０５Ａに一部が重なる第２の内部電極パターン１０５Ｂを形成する。そして、積層する順番に２通りの第１、第２の内部電極パターン１０５Ａ，１０５Ｂを交互に形成する。
【００６３】
複数のグリーンシート７１を内部電極パターン１０５Ａ，１０５Ｂが互いに接しないように積層する。さらに、重ねた後に露出する最上の内部電極パターン１０５Ａの上に、内部電極パターンの無いグリーンシート７１ａを１枚積層する。この積層体を熱間プレスにより一体化して大気中にて１０５０℃で焼成すると、図１８（ｂ）に示すような焼結体１０６になる。焼成後は、焼結体１０６の表面及び裏面が研磨・平坦化される。
【００６４】
次に、ダイシングソーで焼結体１０６を破線で示す列方向に切断してバー１０７を複数形成する。これにより、内部電極パターン１０５Ａ，１０５Ｂが内部電極１０３Ａ，１０３Ｂになる。図１８（ｃ）に示すように、バー１０７の端面では内部電極１０３Ａ，１０３Ｂが交互に露出する。
さらに、図１８（ｄ）に示すように、内部電極１０３Ａ，１０３Ｂのエッジが露出する両側面の全面に、Auをスパッタ法により成膜して電極パターン１０８を形成する。その後、積層圧電素子のバー１０７をスライスすると、積層圧電素子１０１が得られる。これにより、電極パターン１０８は、図１６に示した第１、第２の端子用電極１０２Ａ，１０２Ｂになる。
【００６５】
このような工程により形成された積層圧電素子１０１を、第１実施形態と同様に、アルチックウェハ６１上でヘッド素子１２の上方にマトリクス状に貼り付ける。例えば、積層圧電素子１０１の一方の切断面を、ヘッド素子形成面１１Ａを覆うアルミナ層４０に接着剤によって接着する。
また、積層圧電素子１０１の両側の第１、第２の端子用電極１０２Ａ，１０２Ｂを、それぞれスライダ１１側の電極パッド５２に位置合わせし、それらを金ペーストなどの導電性接着剤により電気的に接合する。
その後に、図８（ｂ）に示したと同様に、列方向に切断して磁気ヘッドのバー１０９を形成する。
【００６６】
バー１０９は、積層圧電素子１０１及びその下側のヘッド素子１２が間隔をおいて一列に並んで複数配列された構成を有している。さらに、バー１０９の切断面（側面）を加工してスライダ１１の浮上面１１Ｂを形成し、ヘッド素子１２内の再生用素子２８の長さを調整する。この後、バー１０３を長さ方向に直交する方向で切断すると、図１６に示した磁気ヘッド１００が得られる。
なお、第１実施形態と同様に、積層圧電素子１０１の表面保護のため、積層圧電素子１０１の表面に保護膜を形成しても良い。
【００６７】
次に、この実施形態の作用について説明する。
磁気記録装置１では、微小の積層圧電素子１０１をスライダ１１のヘッド素子形成面１１Ａに接着させ、圧電縦効果（ｄ３３効果）による圧電素子の伸縮により、ヘッド素子１２の浮上面１１Ｂにおける突き出し量を制御する。
積層圧電素子１０１の縦方向の伸縮量ΔＬは以下の式で表される。
ΔＬ＝ｎ×ｄ３３×Ｖ
ここで、ｎは圧電層数、ｄ３３は圧電定数、Ｖは印加電圧である。仮に、ｎ＝１０層、ｄ３３＝６５０ｐｍ／Ｖ、Ｖ＝３０Ｖとすると、ΔＬ＝１８６ｎｍの伸縮量が得られる。
【００６８】
積層圧電素子１０１は、ヘッド素子１２の搭載位置とその周囲を含む領域に取り付けられている。このため、積層圧電素子１０１の伸縮により、例えば、図１７に仮想線で示すように、ヘッド素子１２を含む領域のスライダ１１の一部が磁気ディスク３の面に対して上下方向に変位する。その結果、ヘッド素子１２の突き出し量が変化し、ヘッド素子１２と磁気ディスク３との間の距離が適正値となる。積層圧電素子１０１に印加する電圧を制御することにより、ヘッド素子１２の突き出し量、即ちヘッド素子１２と磁気ディスク３の間の距離を高精度に制御できる。
【００６９】
このような積層圧電素子１０１をスライダ１１のヘッド素子形成面１１Ａに接合した場合のヘッド素子１２の変位量をシミュレーションした。積層圧電素子１０１の形状は、幅５００μｍ、高さ２００μｍ、厚さ５０μｍ、圧電層厚２０μｍ、圧電層数１０層で、印加電圧は３０Ｖとした。この時のヘッド素子１２の突き出し量は１５．６ｎｍであった。これは、ハードディスクドライブの浮上量としては充分な大きさである。また、積層圧電素子４１のアクチュエータとしての共振周波数は約５ＭＨｚと極めて高かった。これは、サスペンション６やスライダ１１全体を変形させるのではなく、ヘッド素子１２の近傍のみを変位させるからである。
【００７０】
このようにして製造した磁気ヘッド１００と、熱突き出し式による磁気ヘッドの双方を浮上評価装置により特性を評価した。磁気ヘッド１００を１ｋＨｚの低周波で駆動させたとき、同じ変位量を得るために必要な消費電力が従来の熱突き出し式の磁気ヘッドの１／１０００以下であった。また、周波数特性を調べたところ、この磁気ヘッド１００、従来の熱突き出し式の磁気ヘッドの１００倍以上高い周波数で駆動させることができ、応答性が良好になった。
【００７１】
以上、説明したように、この実施形態では、スライダ１１のヘッド素子形成面１１Ａ側のヘッド素子１２の上方に積層圧電素子１０１を取り付け、圧電縦効果によってヘッド素子１２を変位させるようにしたので、応答時間を短くすることができる。従って、磁気ディスク３に対する磁気ヘッド１０の浮上量、より詳しくはヘッド素子１２の浮上量について、高性能のアクティブ制御が可能になる。
また、従来の構成に比べて、アクチュエータを形成しない磁気ヘッドのヘッド素子１２を形成した後に、積層圧電素子１０１を取り付けるという工程を追加するだけなので、構造が簡単で、製造方法が容易である。さらに、このような磁気記録装置１では、ヘッド素子１２と磁気ディスク１３の間隔を応答性良く一定に保持することが可能になり、最適な読み込み、書き込みをすることが可能になる。
【００７２】
なお、図１６に示す磁気ヘッド１において電極パッド５２の形成位置は、スライダ１１のヘッド素子形成面１１Ａに限られるものではなく、例えばスライダ１１の側面、上面等に形成しても良い。
【００７３】
ここで、本実施形態における別の例を以下に説明する。なお、以下に例示する図１９〜図２４において、図１６、図１７と同じ符号は同じ要素を示している。
図１９及び図２０に示す磁気ヘッド１００Ｂは、スライダ１１の浮上面１１Ｂに溝８１が設けられている。溝８１は、幅方向でスライダ１１を横切っている。このような溝８１を設けることで、スライダ１１のうちヘッド素子１２近傍領域の一部が他の領域から分離解放されるので、積層圧電素子１０１を駆動させたときにヘッド素子１２の配置領域と周囲の部分が変位し易くなる。
【００７４】
この磁気ヘッド１００Ｂを形成する際、アルチックウェハ６１を切断して図８（ｂ）に示すようなバー１０９を形成した後に、図１２に示すと同様に、バー１０９の側面（切断面）であって、後に浮上面１１Ｂとして加工される面に、溝８１をダイシングソーで形成する。この後、スライダ１１の浮上面１１Ｂを形成し、主磁極３１の長さを調整する。そして、バー１０９を長さ方向に直交する方向で切断すると、磁気ヘッド１００Ｂが得られる。
スライダ面１１Ａからスライダ１１の内部に向けて５０μｍの位置に深さ５０μｍの溝８１を形成した場合の変位をシミュレーションした結果、ヘッド素子１２の突き出し量は、溝８１の無い場合に比べて３２ｎｍまで拡大できた。また、共振周波数は、溝８１が無い場合とほとんど変わらなかった。
【００７５】
このことから、図１９、図２０に示す磁気ヘッド１００Ｂでは、前記と同様の効果が得られると共に、変位量をさらに大きくすることができる。なお、溝８１の形成方法は、第１実施形態と同様な方法を採用してもよく、また溝８１内に第１実施形態に示した充填剤を充填してもよい。
【００７６】
図２１に例示する別の磁気ヘッド１００Ｃは、ヘッド素子形成面１１Ａ寄りの領域の浮上面１１Ｂに溝８１を有すると共に、その高さを図１６に示す磁気ヘッド１００よりも低くした積層圧電素子１０１Ａを有している。これは、溝８１よりも上側の領域では、溝８１のある領域に比べて、積層圧電素子１０１Ａによる変動率が小さいからである。
これにより、溝８１よりも上側の領域にかかる積層圧電素子１０１Ａの量を少なくして、積層圧電素子１０１Ａによるスライダ面１１Ａの駆動効率を高めることができる。
【００７７】
図２２に例示する磁気ヘッド１００Ｄは、スライダ１１のヘッド素子形成面１１Ａ及びアルミナ層４０のうち積層圧電素子１０１Ｂの両側に一対の縦溝８２が形成されている。積層圧電素子１０１Ｂは、前記の積層圧電素子１０１Ａの幅を狭めた構造となっている。
一対の縦溝８２の間の領域には、ヘッド素子１２が配置されている。縦溝８２は、スライダ１１を上下に貫通すると共に、前記した浮上面１１Ｂの溝８１に至る深さを有している。
縦溝８２を入れることにより、スライダ１１のうち縦溝８２からアルミナ層４０にかけた領域の幅方向（横方向）が空間的に分離して他からの拘束力が弱くなる。その結果、積層圧電素子１０１Ｂを駆動させたときのヘッド素子１２の変位量をさらに大きくできる。また、一対の溝８２を形成することにより、幅の狭い小型の積層圧電素子１０１Ｂを使用することができ、駆動効率を高めることができる。
【００７８】
なお、ヘッド素子１２の端子が縦溝８２により切断されないように、一対の縦溝８２の間の領域に全ての電極パッド５２を形成する。
一対の縦溝８２は、浮上面１１Ｂ側の溝８１に達する深さを有しなくても良い。また、図２２に示す積層圧電素子１０１Ｂの代わりに、図１６、図２１に示した積層圧電素子１０１，１０１Ａを用いても良い。
図２３に示す磁気ヘッド１００Ｅは、さらに別の圧電縦効果により伸縮する積層圧電素子１０１Ｃを有している。
【００７９】
積層圧電素子１０１Ｃは、内層電極１０３Ａ，１０３Ｂを引き出す第１、第２の端子用電極１０２Ｃ，１０２Ｄの配置が図１６、図２１、図２２に示す積層圧電素子１０１、１０１Ａ、１０１Ｂとは端子用電極の位置が異なっている。
第１、第２の端子用電極１０２Ｃ，１０２Ｄは、それぞれヘッド素子形成面１１Ａと平行に配置される圧電層４２の前面と後面に形成され、内層電極１０３Ａ，１０３Ｂの後端と前端に交互に接続されている。
【００８０】
以上、説明したように、この積層圧電素子１０１Ｃは、１つの電極パッド５２に繋がる金属接合部５１をアルミナ層４０上に形成し、金ペースト、銀ペースト等により第１の端子用電極１０２Ｃを金属接合部５１に接合するようにした。これにより、１つの電極パッド５２への電気的な接続と第１の端子用電極１０２Ｃの接着を同時に行うことができる。
一方、第２の端子用電極１０２Ｄは、圧電層４２の前面に形成され、さらに圧電層４２の上面に形成された第３の端子用電極１２１に電気的に接続されている。また、第３の端子用電極１２１は、第１の端子用電極１０２Ｃの切り欠きによって第１の端子用電極１０２Ｃとの接触しない形状を有している。第３の端子用電極１２１は、電極パッド５２に金ペースト、銀ペースト等を介して接続されている。
【００８１】
第２の端子用電極１０２Ｄと電極パッド５２は、第３の端子用電極１２１のように積層圧電素子１０１Ｃ上のパターンを介して接続されるものに限られるものではない。例えば、図２４（ａ）、（ｂ）に示すように、金線のような導電性ワイヤ１３１を介して第２の端子用電極１０２Ｄと電極パッド５２を電気的に接続してもよい。
図２４（ａ）、図２４（ｂ）において、スライダ１１においてヘッド素子１２を覆うアルミナ層４０上のうちヘッド素子１２に重なる領域には、圧電縦効果により伸縮する積層圧電素子１０１Ｄが取り付けられている。
積層圧電素子１０１Ｄは、圧電層４２内に間隔をおいて縦方向に並列に間隔をおいて形成された複数の内層電極１０３Ａ，１０３Ｂを有し、さらに、上面と下面にはさらに表面電極１３０が形成されている。
【００８２】
また、表面電極１３０と内層電極１０３Ａ、１０３Ｂの前後のエッジは交互に前面と後面にそれぞれ露出している。また、圧電層４２の後面にエッジが露出する内層電極１０３Ａと表面電極１３０は、ともに後面上に接続される第１の端子用電極１０２Ｃに接続されている。
さらに、残りの内層電極１０３Ｂは、圧電層４２の前面に形成される第２の端子用電極１０２Ｄに接続されている。
第１の端子用電極１０２Ｃと表面電極１３０は、それぞれ非接触状態となり、積層圧電素子１０１Ｄにおいて第１、第２の端子用電極１０２Ｃはそれぞれ分離している。
【００８３】
積層圧電素子１０１Ｄの第１の端子用電極１０２Ｃは、図２４（ａ）に示すように、ヘッド素子形成面１１Ａ側のアルミナ層４０上に形成され且つ１つの電極パッド５２に繋がる金属接合部５１の上に、金ペースト、銀ペースト等により接着されている。
また、反対側の第２の端子用電極１０２Ｄは、図２４（ｂ）に示すように、金製のワイヤ１３１を用いたワイヤボンディングにより他の電極パッド５２Ｃに接続されている。
これによれば一対の縦溝８２の外側のアルミナ層４０上に形成された第２の電極パッド５２Ｃと積層圧電素子１０１Ｄを電気的に接続することが可能になる。これにより、一対の縦溝８２により挟まれた領域に形成する電極パッド５２の密度を減らして、外部配線と電極パッド５２の接続を容易にすることができる。
【００８４】
（第３実施形態）
図２５は、本発明の第３実施形態に係る磁気記録装置の磁気ヘッドを構成する積層圧電素子を示す。
図２５に示す積層圧電素子１４０は、スライダ１１の浮上面１１Ｂに略垂直な方向への圧電縦効果（ｄ３３効果）による伸縮によって、浮上面１１Ｂからのヘッド素子１２の突き出し量を制御する。
【００８５】
積層圧電素子１４０は、浮上面１１Ｂに対して略垂直方向に積層した複数の層からなる圧電層４２を有し、圧電層４２の内部には第１、第２の内部電極１４１Ａ，１４１Ｂが間隔をおいて交互に配置されている。さらに、圧電層４２のうち磁気ディスク３に臨む下面及びその反対側の上面には、それぞれ表面電極１４２が形成されている。
第２の内部電極１４１Ｂと表面電極１４２は、間隔をおいて第１の内部電極１４１Ａを挟み、また、それらの電極１４０、１４１Ａ、１４１Ｂは圧電層４２を挟んでいる。
圧電層４２の両側面には、それぞれ第１、第２の端子用電極１４３Ａ、１４３Ｂが形成され、第１の端子用電極１４３Ａは、表面電極１４２及び第２の内部電極１４１Ｂの一側端に接続され、また、第２の端子用電極１４３Ｂは第１の内部電極１４１Ａの他側端に接続されている。
なお、図２５において、第２の端子用電極１４３Ｂと表面電極１４２の境界は、積層圧電素子１４０の２つの角をレーザートリミング等により研削することにより電気的に分離されている。
【００８６】
次に、積層圧電素子１４０の作成プロセスを説明する。
まず、第２実施形態と同様な工程により、例えばPNN-PZT圧電セラミック粉からなるグリーンシートを複数枚形成する。そして、第１の内部電極１４１Ａとなる帯状の金属パターンを一部のグリーンシート上に形成し、さらに、第２の内部電極１４１Ｂとなる帯状の金属パターンを残りのグリーンシート上に形成する。
その後に、それら２種類のグリーンシートを第１、第２の内部電極パターン１４１Ａ，１４１Ｂが互いに接しない向きに交互に積層する。さらに、重ねた後に露出する最上の第１の内部電極パターン１４１Ａの上に、内部電極パターンの無いグリーンシート１枚積層する。この積層体を第２実施形態と同様な条件により焼成して焼結体を形成する。そして、ダイシングソーで焼結体を切断して、図１８（ｃ）と同様なバーを形成する。
【００８７】
その後に、図２６（ａ）に示すように、バーの４つの側面に金の電極１４３をスパッタにより成膜する。この後、図２６（ｂ）に示すように、第１の内部電極パターン１４１Ａの側端部が露出する面の２つの隅１４５を研磨して圧電材料を露出させる。
その後に、バーをスライスすることにより、図２５に示す積層圧電素子１４０を形成する。
一方、積層圧電素子１４０が取り付けられるスライダ１１上には、図２７（ａ）に示すように、ヘッド素子１２を覆うアルミナ層４０上に一対の圧電素子用電極パッド５２Ｄ、５２Ｅが形成されている。一対の圧電素子用電極パッド５２Ｄ、５２Ｅは、それぞれスライダ１１の上部に並ぶ複数の電極５２のうちの中央寄りの電極５２ａ、５２ｂに引出配線を介して接続されている。
【００８８】
そして、積層圧電素子１４０をスライダ１１に取り付ける場合には、図２７（ｂ）に示すように、第１、第２の端子用電極１４３Ａ，１４３Ｂのそれぞれを圧電素子用電極パッド５２Ｄ、５２Ｅに導電性接着剤５２Ｆ、５２Ｇを介して接合する。導電性接着剤５２Ｆ、５２Ｇとして金ボール、半田ボール等を用いてもよい。
以上のような構成の積層圧電素子１４０に所定の電圧を印加すると、圧電縦効果（ｄ３３効果）によって、図２５において矢印で示す方向に伸縮する。その結果、積層圧電素子１４０の近傍に配置されたスライダ１１の一部が矢印方向に変位し、浮上面１１Ｂからのヘッド素子１２の突き出し量が調整される。
【００８９】
このようにして製造した磁気ヘッド１４６の特性と、熱突き出し式による磁気ヘッドの特性を浮上評価装置により評価した。磁気ヘッド１４６を１ｋＨｚの低周波で駆動させたとき、同じ変位量を得るために必要な消費電力が従来の熱突き出し式の磁気ヘッドの１／１０００以下であった。また、周波数特性を調べたところ、この磁気ヘッド１４６は、熱突き出し式の磁気ヘッドの１００倍以上高い周波数で駆動させることができ、応答速度が速くなる。
【００９０】
このような積層圧電素子１４０を備える磁気ヘッド１４６及び磁気記録装置１によれば、圧電縦効果による積層圧電素子１４０の伸縮により、ヘッド素子１２の浮上面１１Ｂにおける突き出し量を制御することができ、第２実施形態と同様の効果が得られる。
なお、磁気ヘッド１４６は、図２７に示すようにスライダ１１の浮上面１１Ｂに溝８１を形成した構造を有しているが、その溝８１は形成しなくてもよい。また、溝８１の代わりに、又は溝８１に加えて、図１４に例示したような縦溝８２を形成しても良い。
【００９１】
（第４実施形態）
図２８は、本発明の第４実施形態に係る磁気記録装置の磁気ヘッドのヘッド素子を取り付ける面から見た正面図である。
図２８に示す磁気ヘッド１５０において、ヘッド素子形成面１１Ａを覆うアルミナ層４０上に積層圧電素子１５１が取り付けられている。積層圧電素子１５１は、スライダ１１の浮上面１１Ｂに垂直な方向に薄い圧電層を積層した圧電層４２を有し、圧電縦効果（ｄ３３効果）による伸縮により、浮上面１１Ｂからのヘッド素子１２の突き出し量を制御する。
【００９２】
積層圧電素子１５１では、圧電層４２を構成する複数の薄い圧電層４２の間に内部電極１５２が形成されている。内部電極１５２は、横方向に圧電層４２を貫通してその両端が露出している。それらの内部電極１５２の端部は、右と左の一方の端を絶縁膜１５３により厚さ方向に交互に覆われている。
即ち、積層方向の２層目及び４層目の内部電極１５２では、図中左側の一端が絶縁膜１５３に覆われて絶縁される一方、１層目、３層目及び５層目の内部電極１５２は、図中右の他端が絶縁膜１５３に覆われて絶縁されている。
【００９３】
また、２層目及び４層目の内部電極１５２の他端が露出する側の圧電層４２の他側面には、第１の端子用電極１５４Ａが形成される。これにより２層目及び４層目の内部電極１５２に第１の端子用電極１５４Ａが接続される。同様に、１層目、３層目及び５層目の内部電極１５２の一端が露出する側の圧電層４２の一側面には、第２の端子用電極１５４Ｂが形成される。これにより１層目、３層目及び５層目の内部電極１５２に第２の端子用電極１５４Ｂが接続される。
なお、第１の端子用電極１５４Ａは、圧電層４２の最上面と最下面の少なくとも一方に延在し、この部分では、表面電極を兼用している。
【００９４】
次に、図２９を参照して積層圧電素子１５１の製造工程を説明する。
図２９（ａ）に示すように、例えばPNN-PZT圧電セラミック粉からなるグリーンシート７１の一面の所定位置に、例えば両側縁部を除く上面にPtペーストを使って内部電極パターン１６１をスクリーン印刷法によって形成する。ここでの内部電極パターン１６１は、四角形の平面形状を有する。なお、グリーンシート７１の全面に形成してもよい。
そのような内部電極パターン１６１を有するグリーンシート７１を複数枚形成する。その後に、グリーンシート７１を積層し、その上からさらに内部電極パターンを形成していないグリーンシート７１ａを積層する。そのような積層体を熱間プレスにより一体化して大気中にて１０５０℃で焼成すると、図２９（ｂ）に示すような焼結体１６２になる。焼成後は、焼結体１６２の表面及び裏面が研磨・平坦化される。
【００９５】
さらに、ダイシングソーで焼結体１６２を破線で示す列方向に帯状に切断し、図２９（ｃ）に示すようなバー１６３を形成する。内部電極パターン１６１は切断されて内部電極１５２となり、切断面である側面１６３Ａには、内部電極１５２が露出している。
【００９６】
次に、図２９（ｄ）に示すように、端子用電極１５４Ａ，１５４Ｂを形成しようとする側面１６３Ａに例えば感光性ＳＯＧ（Spin on Glass、塗布型ガラス材料）を塗布する。この後、これを露光することにより複数層の内部電極１５２の端部を左と右を交互に覆うガラスパターン１６４を形成する。なお、光を照射しなかった領域のＳＯＧを溶剤により除去すると、図２８に示す絶縁膜１５３となる。
なお、感光性ＳＯＧの代わりに感光性樹脂、例えば感光性ポリイミドを使用してもよいし、スクリーン印刷により絶縁膜１５３を形成してもよい。
【００９７】
これにより、ガラス膜１６４は、両側面１６３Ａのそれぞれにおいて積層方向で１つおきに内部電極１５２の端部が皮膜されるように形成する。この場合、一方の側面１６３Ａにガラス膜１６４を形成したら、その反対側の側面１６３Ａの対応する位置にはガラス膜１６４を形成しない。これによって、両側の側面１６３Ａにおいて、積層方向に交互にガラス膜１６４が左右交互に内部電極１５２を覆うことになる。
【００９８】
次に、図３０（a）に示すように、例えばスパッタ法により、バー１６３の側面１６３Ａ及び上下面１６３Ｂの全周と絶縁膜１５３の上に金よりなる電極膜１６５を成膜する。
その後、図３０（ｂ）に示すように、例えばレーザートリミングにより、圧電層４２のうちガラス膜１６４が形成されている側面のうちの一方の上下の隅部にある電極膜１６５を除去する。
これにより、電極膜１６５は２つに分離し、一対の端子用電極１５４Ａ，１５４Ｂとなる。その後に、図３０（ｃ）に示すように、ダイシングソーにより個別に切断すると、積層圧電素子１５１が完成する。なお、切断面のうちスライダ１１に対向しない側にＳＯＧにより絶縁膜を形成してもよい。
【００９９】
この後、ヘッド素子１１の作成プロセスが完了したアルチックウェハ６１上に、電極パッド５２を形成し、さらにアルチックウェハ６１を覆うアルミナ層４０上に、上記した他の実施形態と同様な方法により、積層圧電素子１５１を接合させる。
さらに、図３１（ａ）に示すように、アルチックウェハ６１の上面に積層圧電素子１５１及びその下側のヘッド素子１２を挟むように第１の溝１７１を複数、平行に形成する。
その後、アルチックウェハ６１を第１の溝１７１に直交する方向に列切断することにより、図３１（ｂ）に示すバー１７２を形成する。
【０１００】
さらに、バー１７２のうちスライダ面１１Ｂとなるアルチックウェハ６１の切断面（側面）１７２Ａに、ダイシングソー等を用いて第２の溝１７３を形成する。第２の溝１７３は、ヘッド素子１２を搭載するヘッド素子形成面１１Ａの近傍で、かつヘッド素子１２に略平行になる位置に形成される。第２の溝１７３は、図３１（ｂ）では第１の溝１７１に連通させているが、第１の溝１７１に連通しない位置であってもよい。そして、第２の溝１７３が形成された側面１７２Ａを加工して浮上面１１Ｂを形成すると共に研磨により再生用素子２８の長さの調整を行ってから、個別に切断する。
これにより、図２８に示すような磁気ヘッド１５０が形成され、第１の溝１７１は縦溝８２となる、第２の溝１７３は横溝８１となる。なお、第１の溝１７１は、積層圧電素子１５１を接合する前に形成してもよい。
【０１０１】
磁気ヘッド１５０は、ヘッド素子形成面１１Ａにアルミナ層４０を介して積層圧電素子１５１が接着され、積層圧電素子１５１を挟むように一対の縦溝８２を有すると共に、浮上面１１Ｂでヘッド素子１２の近傍に１つの横溝８１を有する。
この磁気記録装置１では、積層圧電素子１５１に電圧を印加すると、圧電縦効果（ｄ３３効果）によって図２８に矢印に示す方向に伸縮する。その結果、積層圧電素子１５１の近傍に配置されたスライダ１１の一部が矢印方向に変位し、ヘッド素子１２の浮上面１１Ｂにおける突き出し量が調整される。
【０１０２】
このようにして製造した磁気ヘッド１５０の特性と、従来の熱突き出しによる磁気ヘッドの特性を浮上評価装置により評価した。磁気ヘッド１５０を１ｋＨｚの低周波で駆動させたとき、同じ変位量を得るために必要な消費電力が従来の熱突き出し式の磁気ヘッドの１／１０００以下であった。また、周波数特性を調べたところ、この磁気ヘッド１５０は、従来の熱突き出し式の磁気ヘッドの１００倍以上高い周波数で駆動させることができ、良好な応答が得られた。
【０１０３】
このような積層圧電素子１５１を備える磁気ヘッド１８１及び磁気記録装置１によれば、圧電縦効果による積層圧電素子１５１の伸縮により、ヘッド素子１２の浮上面１１Ｂにおける突き出し量を応答性良く制御することができる。これにより、第２実施形態と同様の効果が得られる。なお、この磁気ヘッド１４６は、横溝８１、縦溝８２の少なくとも一方を省略してもよい。
本発明は、前記の各実施形態に限定されずに、また、各実施形態を組み合わせてもよく、その趣旨を逸脱しない範囲で広く応用することができる。
【０１０４】
（第５実施形態）
図３２は、本発明の第５実施形態に係る磁気記録装置の磁気ヘッドの側面図である。
図３２に示すように、磁気ヘッド２００は、ヘッド素子形成面１１Ａを覆うアルミナ層４０に圧電素子１０１が取り付けられている。圧電素子１０１は、スライダ１１の浮上面１１Ｂに垂直な方向に薄い圧電膜を積層した圧電層４２を有し、圧電縦効果（ｄ３３効果）による伸縮により、浮上面１１Ｂからのヘッド素子１２の突き出し量を制御する。
【０１０５】
この磁気ヘッド２００には溝２０１がスライダ１１のヘッド素子形成面１１Ａの加工により設けられている。より詳細には、溝２０１は、ヘッド素子形成面１１Ａに設けた段差であり、ヘッド素子１２と略平行に、且つスライダ１１を幅方向に横切っている。
【０１０６】
溝２０１の高さ（深さ）は、ヘッド素子１２の高さと同程度であり、溝２０１の下端は浮上面１１Ｂに達している。例えば、溝２０１の高さは５０μｍである。溝２０１の幅、即ちスライダ１１の浮上面１１Ｂに平行な方向における長さは、例えば２μｍである。なお、溝２０１の高さは、ヘッド素子１２の位置を自由に変位できる量であればよく、ヘッド素子１２の高さより低くてもよいし、高くてもよい。
【０１０７】
また、溝２０１の高さ方向及び幅方向のそれぞれに直交する方向の長さは、スライダ１１の幅に等しい。しかしながら、溝２０１は、ヘッド素子１２の形成位置を中心に形成されていればよく、且つヘッド素子１２の位置を自由に変位できる大きさであればよいので、スライダ１１の幅より短くしてもよい。なお、ヘッド素子１２の変位を容易にする観点から、溝２０１は、ヘッド素子１２の幅以上であることが好ましい。
【０１０８】
さらに、溝２０１には、耐熱性樹脂２０２として、ポリイミドが充填されている。耐熱性樹脂は、スライダ１１よりヤング率が低く、且つヘッド素子形成プロセス温度の上限（通常２５０℃程度）の高温でも安定な樹脂であればよく、アラミド系の繊維や、ポリエーテルエーテルケトン系の樹脂、ポリエーテルサルフォン系の樹脂でもよい。
【０１０９】
次に、磁気ヘッド２００の製造方法について説明する。
図３３（ａ）に示すように、アルチックウェハ６１のヘッド素子形成面１１Ａにレジストパターンを形成し、イオンミリングや反応性プラズマエッチングなどの方法を用いて複数の溝２１０を平行に形成する。溝２１０は、ヘッド素子１２の変位し易さとヘッド素子１２を支持する機械的強度を考慮し、幅（前記の図３２における高さ（深さ）に相当）３０μｍ〜１５０μｍ、深さ（同じく前記の図３２における幅に相当）０．１〜１０μｍとする。この後、図３３（ｂ）に示すように、ポリイミド等の耐熱性樹脂２０２をヘッド素子形成面１１Ａ上に塗布し、溝２１０を完全に埋めてから硬化させる。
【０１１０】
図３４（ａ）に示すように、アルチックウェハ６１のヘッド素子形成面１１Ａを例えばＣＭＰ法で研磨し、余剰の耐熱性樹脂２０２を除去し、表面を平坦化する。これにより、耐熱性樹脂２０２は、溝２１０のみに残される。
さらに、図３４（ｂ）に示すように、アルチックウェハ６１のヘッド素子形成面１１Ａと、溝２１０に充填した耐熱性樹脂２０２との上に、アルミナなどの絶縁膜２０３を成膜する。なお、絶縁膜２０３の代わりに、非磁性材料からなる金属膜、例えばルテニウム酸タンタル膜を形成してもよい。
【０１１１】
この後、例えば、第１実施形態と同様にして、絶縁膜２０３上にヘッド素子１２を形成する。ヘッド素子１２は、溝２１０の上方に、所定の間隔をおいて形成される。複数の溝２１０が平行に形成されていることから、アルチックウェハ６１上には、複数のヘッド素子１２がマトリックス状に配置される。ヘッド素子１２は、溝２１０の側壁２１０Ａがヘッド素子１２の壁面と重なるように形成することが好ましい。なお、溝２１０とヘッド素子１２が上下に重なる位置であれば溝２１０より内側に相当する位置にヘッド素子１２を形成してもよい。
【０１１２】
さらに、ヘッド素子１２を覆うように、絶縁膜２０３上にアルミナ層４０を形成する。図３４（ｃ）に示すように、アルミナ層４０の上に、積層圧電素子１０１を接着する。積層圧電素子１０１は、ヘッド素子１２上に位置を合わせて接着され、接着層にはAu/Au接続等が用いられる。
次に、アルチックウェハ６１を破線で示すように列方向に切断して複数のバー２１１を形成する。１つのバー２１１には、図１２と同様に積層圧電素子１０１と、その下側のヘッド素子１２とがバー２１１の長さ方向に間隔をおいて一列に並ぶ。
【０１１３】
さらに、図３４（ｄ）に示すように、バー２１１の切断面（側面）を加工してスライダ１１の浮上面１１Ｂを形成し、ヘッド素子１２内の再生用素子２８の長さを調整する。このとき、溝２１０の側壁部分が一緒に研磨されて、溝２１０に充填された耐熱性樹脂２０２がバー２１１の側面、即ち浮上面１１Ａに露出する。このように研磨された溝２１０が図３２に示す溝２０１になる。この後、バー２１１を長さ方向に直交する方向で切断すると、磁気ヘッド２００が得られる。
【０１１４】
ここで、磁気ヘッド２００は、積層圧電素子１０１がヘッド素子１２の搭載位置とその周囲を含む領域に取り付けられている。このため、積層圧電素子１０１の伸縮により、例えば、図３２に仮想線で示すように、ヘッド素子１２を含む部分が磁気ディスク３の面に対して上下方向に変位する。その結果、ヘッド素子１２の突き出し量が変化し、ヘッド素子１２と磁気ディスク３との間の距離が適正値となる。
【０１１５】
このような磁気ヘッド２００におけるヘッド素子１２の変位量をシミュレーションした。積層圧電素子１０１の形状は、幅５００μｍ、高さ２００μｍ、厚さ５０μｍ、圧電層厚２０μｍ、圧電層数１０層で、印加電圧は３０Ｖとした。この時のヘッド素子１２の突き出し量は２０．８ｎｍになった。
さらに、磁気ヘッド２００と、熱突き出し式による磁気ヘッドの双方を浮上評価装置により特性を評価した。磁気ヘッド２００を１ｋＨｚの低周波で駆動させたとき、同じ変位量を得るために必要な消費電力が従来の熱突き出し式の磁気ヘッドの１／１０００以下であった。また、周波数特性を調べたところ、この磁気ヘッド２００、従来の熱突き出し式の磁気ヘッドの１００倍以上高い周波数で駆動させることができ、応答性が良好になった。
【０１１６】
以上、説明したように、この実施形態では、スライダ１１、ヘッド素子１２、積層圧電素子１０１をこの順番に設け、積層圧電素子１０１の圧電縦効果によってヘッド素子１２を変位させるようにしたので、応答時間を短くすることができる。
さらに、ヘッド素子形成面１１Ａに溝２０１を設け、溝２０１の端部を浮上面１１Ｂに露出させるようにしたので、スライダ１１がヘッド素子１２の移動に及ぼす影響が軽減され、積層圧電素子１０１を駆動させたときのヘッド素子１２の変位量を大きくすることができる。
【０１１７】
磁気ヘッド２００の製造工程では、ヘッド素子１２を形成する前に溝２１０を形成するようにしたので、第１実施形態のようにヘッド素子１２を形成した後に溝を刻む場合に比べて、溝２１０とヘッド素子１２の間の距離を短くできる。このため、ヘッド素子２１をさらに変位させ易くなる。
【０１１８】
また、溝２０１を耐熱性樹脂２０２で充填したので、溝２０１にゴミ等が付着することを防止できる。耐熱性樹脂２０２を採用したことで、製造時に行われる熱処理による劣化を防止できる。
なお、アルチックウェハ６１を切断した後に、耐熱性樹脂２０２を溶解等させて溝２０２から除去することも可能である。この場合は、スライダ１１によるヘッド素子１２の移動規制の影響がさらに軽減され、ヘッド素子１２の変位量をさらに大きくできる。
このような磁気記録装置１では、ヘッド素子１２と磁気ディスク１３の間隔を応答性良く一定に保持することが可能になり、最適な読み込み、書き込みをすることが可能になる。
【０１１９】
なお、積層圧電素子１０１の代わりに積層圧電素子４１を用いてもよい。
また、溝２０１に加えて、図１４に示すような積層圧電素子１０１を挟む一対の溝８２を形成してもよい。この場合、一対の溝８２を溝２０１と同様に半導体プロセスで形成してもよい。
【０１２０】
（第６実施形態）
図３５は、本発明の第６実施形態に係る磁気記録装置の磁気ヘッドの側面図である。
図３５に示すように、磁気ヘッド３００は、ヘッド素子形成面１１Ａ上でヘッド素子１２を覆うアルミナ層４０上に積層圧電素子４１が取り付けられている。積層圧電素子４１は、第１実施形態と同様にスライダ１１のヘッド素子面１１Ａに平行に薄い圧電層を積層した圧電層４２を有し、圧電縦効果（ｄ３１効果）による伸縮により、浮上面１１Ｂからのヘッド素子１２の突き出し量を制御する。
【０１２１】
ヘッド素子１２は、第５実施形態と同様に絶縁層２０３上に形成されている。ヘッド素子１２を覆うアルミナ層４０は、下地絶縁膜３０２を介してスライダ１１のヘッド素子形成面１１Ａ上に形成されている。
この磁気ヘッド３００では、溝３０１が下地絶縁膜３０２に形成されている。より詳細には、溝３０１は、下地絶縁膜３０２に形成された段差であり、ヘッド素子１２と略平行に、且つスライダ１１の幅方向に横切っている。
【０１２２】
溝３０１の高さは、ヘッド素子２１の高さと同程度であり、溝３０１の下端は浮上面１１Ｂに連なる下地絶縁層３０２の下面に達している。さらに、溝３０１には、スライダ１１よりヤング率が低い耐熱性樹脂２０２が充填されている。なお、溝３０１の形状及び大きさ、及び耐熱性樹脂２０２の材料は、第５実施形態と同様である。
【０１２３】
次に、磁気ヘッド３００の製造方法について説明する。
図３６（ａ）に示すように、アルチックウェハ６１の表面に、下地絶縁膜３０２としてアルミナを成膜する。下地絶縁膜３０２は、酸化ケイ素（SiO2）などのアルミナ以外の絶縁材料でもよいが、アルミナを採用するとヘッド素子１２の絶縁膜として使用されるアルミナとの密着性が良好になる。
さらに、下地絶縁膜３０２の表面にレジストパターンを形成し、イオンミリングや反応性プラズマエッチングなどの方法を用いて複数の溝３１０を平行に形成する。溝３１０は、ヘッド素子１２の変位し易さとヘッド素子１２を支持する機械的強度を考慮し、幅３０μｍ〜１５０μｍ、深さ０．１〜１０μｍとする。この後、図３６（ｂ）に示すように、ポリイミド等の耐熱性樹脂２０２を絶縁膜３０２上に塗布し、溝３１０を完全に埋めてから硬化させる。
【０１２４】
図３７（ａ）に示すように、アルチックウェハ６１の表面を例えばＣＭＰ法で研磨し、余剰の耐熱性樹脂２０２を除去し、平坦化する。これにより、耐熱性樹脂２０２は、溝３１０のみに残される。
この後、溝３１０の上方にヘッド素子１１を形成する。まず、図３７（ｂ）に示すように、下地絶縁膜３０２及び溝３１０に充填した耐熱性樹脂２０２の上に、アルミナなどの絶縁膜２０３を成膜する。なお、絶縁膜２０３の代わりに、非磁性材料からなる金属膜を形成してもよい。さらに、絶縁膜２０３の上に、ヘッド素子１１を第１実施の形態と同様に形成する。
ヘッド素子１２は、溝３１０の上方に、且つアルチックウェハ６１の表面にマトリックス状に形成される。なお、ヘッド素子１２は、溝３１０の側壁３１０Ａと重なるように形成することが好ましい。なお、溝３１０とヘッド素子１２が上下に重なる位置であれば溝３１０より内側に相当する位置にヘッド素子１２を形成してもよい。
【０１２５】
さらに、図３７（ｃ）に示すように、アルミナ層４０上に、積層圧電素子４１をヘッド素子１２上に位置を合わせて接着する。
【０１２６】
次に、アルチックウェハ６１を破線で示すように列方向に切断して複数のバー３１３を形成する。各バー３１３は、積層圧電素子４１と、その下側のヘッド素子１２とが図１２と同様に長さ方向に間隔をおいて一列に並ぶ。さらに、図３７（ｄ）に示すように、バー３１３の切断面（側面）を加工してスライダ１１の浮上面１１Ｂを形成し、ヘッド素子１２内の再生用素子２８の長さを調整する。このとき、溝３１０の側壁部分が一緒に研磨されて、溝３１０に充填された耐熱性樹脂２０２がバー３１３の側面、即ち浮上面１１Ｂに露出する。このように研磨により加工された溝３１０が図３５に示す溝３０１を形成する。この後、バー３１３を長さ方向に直交する方向で切断すると、磁気ヘッド３００が得られる。
【０１２７】
この磁気ヘッド３００では、積層圧電素子４１の伸縮により、例えば、図３５に仮想線で示すように、ヘッド素子１２を含む部分が磁気ディスク３の面に対して上下方向に変位する。その結果、ヘッド素子１２の突き出し量が変化し、ヘッド素子１２と磁気ディスク３との間の距離が適正値となる。
この磁気ヘッド３００におけるヘッド素子１２の変位量をシミュレーションしたところ、第５実施形態と同様の変位量が得られた。さらに、浮上評価装置により特性を測定し、熱突き出し式による磁気ヘッドと比較したところ、消費電力が１／１０００以下であった。また、熱突き出し式による磁気ヘッドの１００倍以上の高い周波数で駆動できた。
【０１２８】
以上、説明したように、この実施形態では、アルチックウェハ６１上の絶縁層に溝３１０を形成すると共に、ヘッド素子１２の近傍に積層圧電素子４１を取り付けたので、第５実施形態と同様の効果が得られる。特に、表面粗さの小さい絶縁層２０３に溝３１０を形成することで、アルチックウェハ６１に溝を形成する場合に比べて平坦性のより高い面の上にヘッド素子１２を形成することができる。また、溝３０１の加工面を滑らかにできる。
【０１２９】
なお、積層圧電素子４１の代わりに積層圧電素子１０１を用いてもよい。
溝３０１に加えて、積層圧電素子１０１を挟む一対の溝８２を形成してもよい。一対の溝８２を溝３０１と同様に半導体プロセスで形成してもよい。
【０１３０】
ここで挙げた全ての例および条件的表現は、発明者が技術促進に貢献した発明および概念を読者が理解するのを助けるためのものであり、ここで具体的に挙げたそのような例および条件に限定することなく解釈すべきであり、また、明細書におけるそのような例の編成は本発明の優劣を示すこととは関係ない。本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、それに対して種々の変更、置換および変形を施すことができると理解すべきである。
【０１３１】
以下に、上記実施形態の特徴を付記する。
（付記１）記録媒体に対して記録、再生を行うヘッド素子と、前記ヘッド素子が形成されるヘッド素子形成面と前記記録媒体に対する浮上面とを有するスライダと、前記ヘッド素子形成面において前記ヘッド素子を含む領域の上方に取り付けられ、前記浮上面に対して垂直な方向に前記ヘッド素子形成面の少なくとも一部を変位させる圧電素子と、を含むことを特徴とする磁気ヘッド。
（付記２）前記圧電素子は、前記ヘッド素子を覆う絶縁層を介して前記ヘッド素子形成面に取り付けられていることを特徴とする付記１に記載の磁気ヘッド。
（付記３）前記圧電素子は、内部電極を挟んで圧電層を積層した積層圧電素子であることを特徴とする付記１又は付記２に記載の磁気ヘッド。
（付記４）前記圧電素子が圧電横縦効果、圧電縦効果のいずれかにより伸縮する素子であることを特徴とする付記１乃至付記３のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（付記５）前記スライダのうち前記ヘッド素子の周囲の一部に溝が形成されていることを特徴とする付記１乃至付記４に記載の磁気ヘッド。
（付記６）記録媒体に対して記録、再生を行うヘッド素子と、前記ヘッド素子が形成されるヘッド素子形成面と前記記録媒体に対する浮上面とを有するスライダと、前記ヘッド素子形成面において前記ヘッド素子を含む領域の上方に取り付けられ、前記浮上面に対して垂直な方向に前記ヘッド素子形成面の少なくとも一部を変位させる圧電素子と、前記ヘッド素子形成面に設けられ、前記ヘッド素子の周囲の一部に形成された溝と、を含むことを特徴とする磁気ヘッド。
（付記７）前記溝は、前記ヘッド素子形成面に形成された絶縁膜に設けられていることを特徴とする付記５に記載の磁気ヘッド。
（付記８）前記溝には、前記スライダよりヤング率の低い材料が充填されていることを特徴とする付記５乃至付記７のいずれか一項に記載の磁気ヘッド。
（付記９）前記溝に重なるように前記ヘッド素子を配置したことを特徴とする付記６又は付記７に記載に磁気ヘッド。
（付記１０）前記内部電極のそれぞれは前記ヘッド素子形成面に対して垂直成分を有する方向に間隔をおいて配置されていることを特徴とする付記３又は付記４に記載の磁気ヘッド。
（付記１１）前記圧電素子は、前記圧電層の前面、後面の少なくとも一方に表面電極を有することを特徴とする付記５に記載の磁気ヘッド。
（付記１２）前記溝は、前記浮上面に形成されて前記ヘッド素子形成面に沿って延びることを特徴とする付記４に記載の磁気ヘッド。
（付記１３）前記ヘッド素子を挟む領域で、前記浮上面に交差する方向に延びる一対の溝を有することを特徴とする付記１乃至付記５のいずれか一項に記載の磁気ヘッド。
（付記１４）記録媒体と、記録、再生用のヘッド素子と、前記ヘッド素子が形成されるヘッド素子形成面と前記記録媒体に対する浮上面とを有するスライダと、前記ヘッド素子形成面において前記ヘッド素子を含む領域の上方に取り付けられ且つ前記浮上面に対して垂直な方向に前記ヘッド素子形成面の少なくとも一部を変位させる圧電素子とを含む磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを支持するサスペンションと、を含むことを特徴とする磁気記録装置。
（付記１５）前記スライダのうち前記ヘッド素子の周囲の一部に溝が形成されていることを特徴とする付記１４に記載の磁気記録装置。
（付記１６）前記溝は、前記ヘッド素子形成面に設けられていることを特徴とする付記１５に記載の磁気記録装置。
（付記１７）前記溝には、前記スライダよりヤング率の低い材料が充填されていることを特徴とする付記１５又は付記１６に記載の磁気記録装置。
（付記１８）磁気ディスクに対して記録、再生を行うヘッド素子をウェハ上に形成する工程と、前記ヘッド素子を含む領域の上方に圧電素子を取り付ける工程と、前記ウェハを切断し、整形することにより、前記ヘッド素子及び前記圧電素子が搭載されたスライダを形成する工程と、を含む磁気ヘッドの製造方法。
（付記１９）前記ヘッド素子を形成する前に前記ウェハ上に溝を形成する工程と、前記溝に前記ウェハよりヤング率の低い材料を充填する工程と、を含む付記１８に記載の磁気ヘッドの製造方法。
（付記２０）前記ヘッド素子を形成する前に前記ウェハ上に絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層に溝を形成する工程と、前記溝に前記ウェハよりヤング率の低い材料を充填する工程と、を含む付記１８に記載の磁気ヘッドの製造方法。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る磁気ヘッドを有する磁気ディスク装置の概略図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態に係る磁気ヘッドの側面を一部破断させた図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る磁気ヘッドを構成するヘッド素子の構成を示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態に係る磁気ヘッドの斜視図である。
【図５】図５は、本発明の第１実施形態に係る磁気ヘッドにおける積層圧電素子の構成を示す斜視図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係る磁気ヘッドにおける積層圧電素子の接合構造を説明するための図である。
【図７】図７（ａ）、図７（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る磁気ヘッドを形成する工程を示す斜視図（その１）を示す。
【図８】図８（ａ）、図８（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る磁気ヘッドを形成する工程を示す斜視図（その２）を示す。
【図９】図９（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１実施形態に係る磁気ヘッドを構成する積層圧電素子の形成工程を示す斜視図を示す。
【図１０】図１０は、本発明の第１実施形態に係る磁気ヘッドの浮上面に溝が形成された状態を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、図１０に示す磁気ヘッドの側面を一部破断させた図である。
【図１２】図１２は、本発明の第１実施形態に係る磁気ヘッドを形成するためのバーに溝を形成した図である。
【図１３】図１３は、本発明の第１実施形態に係る磁気ヘッドにおいて別の積層圧電素子を装着した状態を示す斜視図である。
【図１４】図１４は、本発明の第１実施形態に係る磁気ヘッドにおいて積層圧電素子を挟むように一対の溝を形成した状態を示す斜視図である。
【図１５】図１５は、本発明の第１実施形態に係る磁気ヘッドにおいてさらに別の積層圧電素子を装着した状態を示す斜視図である。
【図１６】図１６は、本発明の第２実施形態に係る磁気ヘッドを示す斜視図である。
【図１７】図１７は、図１６に示す磁気ヘッドの側面を一部破断させた図である。
【図１８】図１８（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第２実施形態に係る磁気ヘッドを構成する積層圧電素子の形成工程を示す斜視図を示す。
【図１９】図１９は、本発明の第２実施形態に係る磁気ヘッドの浮上面に溝が形成された状態を示す斜視図である。
【図２０】図２０は、図１９に示す磁気ヘッドの側面を一部破断させた図である。
【図２１】図２１は、小型の積層圧電素子を備える磁気ヘッドを示す図である。
【図２２】図２２は、本発明の第２実施形態に係る磁気ヘッドにおいて、積層圧電素子を挟むように一対の溝を形成した状態を示す斜視図である。
【図２３】図２３は、本発明の第２実施形態に係る磁気ヘッドにおいて別な積層圧電素子を装着した状態を示す斜視図である。
【図２４】図２４（ａ）、（ｂ）は、図２３に示す積層圧電素子の接合を説明する図である。
【図２５】図２５は、本発明の第３実施形態に係る磁気ヘッドにおいて適用される積層圧電素子を示す斜視図である。
【図２６】図２６（ａ）、（ｂ）、図２５に示した積層圧電素子の形成工程を示す斜視図である。
【図２７】図２７（ａ）、（ｂ）は、図２５に示した積層圧電素子の接合を説明する図である。
【図２８】図２８は、本発明の第４実施形態に係る磁気ヘッドを示す正面図である。
【図２９】図２９（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第４実施形態に係る磁気ヘッドを構成する積層圧電素子の形成工程を示す斜視図（その１）である。
【図３０】図３０（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第４実施形態に係る磁気ヘッドを構成する積層圧電素子の形成工程を示す斜視図（その２）である。
【図３１】図３１（ａ）、（ｂ）は、本発明の第４実施形態に係る磁気ヘッドの製造工程を示す斜視図である。
【図３２】図３２は、本発明の第５実施形態に係る磁気ヘッドの側面を一部破断させた図である。
【図３３】図３３（ａ）、（ｂ）は、本発明の第５実施形態に係る磁気ヘッドを製造する工程を示す側面図（その１）である。
【図３４】図３４（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第５実施形態に係る磁気ヘッドを製造する工程を示す側面図（その２）である。
【図３５】図３５は、本発明の第６実施形態に係る磁気ヘッドの側面を一部破断させた図である。
【図３６】図３６（ａ）、（ｂ）は、本発明の第６実施形態に係る磁気ヘッドを製造する工程を示す側面図（その１）である。
【図３７】図３７（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第６実施形態に係る磁気ヘッドを製造する工程を示す側面図（その２）である。
【符号の説明】
【０１３３】
１    磁気記録装置
３    磁気ディスク
６    サスペンション
１０，１００，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１４６，１８１，２００，３００    磁気ヘッド
１１    スライダ
１１Ａ    浮上面
１１Ｂ    ヘッド素子形成面
１２    ヘッド素子
４０    アルミナ層
４１，１０１，１４０，１５１    積層圧電素子
４３Ａ，４３Ｂ，１３０，１４２    表面電極
４４Ａ，４４Ｂ，１０３Ａ，１０３Ｂ，１４１Ａ，１４１Ｂ，１５２    内部電極
４５Ａ，４５Ｂ，１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０２Ｄ，１２１，１４３Ａ，１４３Ｂ，１５４Ａ，１５４Ｂ    端子用電極
５１    金属接合部
５２    電極パッド
８１，８２，１７１，１７３，２０１，３０１    溝
２０２    耐熱性樹脂
２０３    絶縁膜
３０２    下地絶縁膜
【図１】
2009259376.tif 000003
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2009259376.tif 000012
【図１１】
2009259376.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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