(57)【要約】  【課題】  記録媒体駆動装置が駆動して高速回転するハードディスク上を磁気ヘッドが移動しているときに磁気ヘッドから結晶粒子が脱粒したり、不意の振動や衝撃によってハードディスクと磁気ヘッドとが接触することによって結晶粒子が脱粒してハードディスクや磁気ヘッドが損傷し、情報の記録や再生が行なわれなくなることがあった。  【解決手段】  Ａｌ２Ｏ３が60〜70質量％、ＴｉＣＸＯＹＮＺ（ただし、Ｘ，ＹおよびＺは、0.5≦Ｘ≦0.993，0.005≦Ｙ≦0.30，0.002≦Ｚ≦0.20，0.507≦Ｘ＋Ｙ＋Ｚ≦１である。）が30〜40質量％の範囲の焼結体からなり、焼結体の切断面における任意の10μｍ以上の直線上に存在するＡｌ２Ｏ３の結晶粒子およびＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数の合計に対して、ＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数の比率が55〜75％の磁気ヘッド用基板１である。結晶粒子の脱粒の少ない良好な特性の磁気ヘッド３とすることができる。【選択図】  図１
2009110571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｌ２Ｏ３が６０〜７０質量％、ＴｉＣＸＯＹＮＺ（ただし、Ｘ，ＹおよびＺは、０．５≦Ｘ≦０．９９３，０．００５≦Ｙ≦０．３０，０．００２≦Ｚ≦０．２０，０．５０７≦Ｘ＋Ｙ＋Ｚ≦１である。）が３０〜４０質量％の範囲の焼結体からなる磁気ヘッド用基板であって、前記焼結体の切断面における任意の１０μｍ以上の直線上に存在する前記Ａｌ２Ｏ３の結晶粒子および前記ＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数の合計に対して、前記ＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数の比率が５５〜７５％であることを特徴とする磁気ヘッド用基板。
【請求項２】
前記ＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の平均結晶粒径が０．２５μｍ未満であることを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド用基板。
【請求項３】
抗折強度が８００ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気ヘッド用基板。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の磁気ヘッド用基板をチップ状に分割してなるスライダに電磁変換素子を形成したことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項５】
前記スライダは、浮上面と空気を通す流路面とを有しており、該流路面は、算術平均高さ（Ｒａ）が１５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の磁気ヘッド。
【請求項６】
請求項４または５に記載の磁気ヘッドと、該磁気ヘッドによって情報の記録および再生を行なう磁気記録層を有する記録媒体と、該記録媒体を駆動させるモータとを備えていることを特徴とする記録媒体駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体駆動装置に用いられる磁気抵抗効果（ＭＲ）ヘッド，巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）ヘッド，トンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）ヘッドまたは異方性磁気抵抗効果（ＡＭＲ）ヘッド等を構成するスライダの基材である磁気ヘッド用基板およびこれを用いた磁気ヘッドならびに記録媒体駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、記録媒体へ記録する磁気記録の高密度化は急速に進んでおり、一般に記録再生用の磁気ヘッドとして、記録媒体上を浮上走行するスライダに電磁変換素子を搭載した磁気ヘッドが使用されている。
【０００３】
かかる磁気ヘッドに用いるスライダは、機械加工性，耐磨耗性および記録媒体等に相対して空気により浮力を受ける浮上面の表面平滑性に優れることが要求されており、一例として以下のような手順で作製されるものである。
【０００４】
まず、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ系セラミックス等からなるセラミック基板上に非晶質状のアルミナからなる絶縁膜をスパッタリング法により成膜して、この絶縁膜上に磁気抵抗効果を用いたＭＲ（Magnetro Resistive）素子（以下、ＭＲ素子と称す），ＧＭＲ（Giant Magnetro Resistive）素子（以下、ＧＭＲ素子と称す），ＴＭＲ（Tunnel Magnetro Resistive）素子（以下、ＴＭＲ素子と称す）またはＡＭＲ（Anisotropic Magnetro Resistive）素子（以下、ＡＭＲ素子と称す）等の電磁変換素子のいずれかを複数、所望の間隔で列設して搭載する。
【０００５】
そして、列設した複数の電磁変換素子が搭載されたセラミック基板をスライシングマシンやダイシングソーを用いて短冊状に切断する。そして、短冊状のセラミック基板の切断面を研磨して鏡面とした後に、イオンミリング加工法や反応性イオンエッチング法によって鏡面の一部を除去して得られた面を流路面とし、除去されずに残った鏡面を浮上面としている。この後、短冊状に切断されたセラミック基板をチップ状に分割することで、スライダに電磁変換素子を搭載した磁気ヘッドが得られる。
【０００６】
また、スライダが磁気記録層を有する記録媒体に相対する面には、研磨して鏡面とした浮上面と鏡面の一部を除去して空気を通す流路面とが形成されており、記録媒体の高速回転に伴って生じる浮力により磁気ヘッドが浮上して記録媒体と接触しないように保たれた状態で情報の記録や再生が行なわれる。
【０００７】
このような磁気ヘッドが搭載された記録媒体駆動装置（ハードディスク駆動装置）は、益々その記録容量を増加させることが望まれ、記録密度をさらに高くすることが求められるようになってきている。この要求に応じようとすれば、磁気ヘッドの記録媒体であるハードディスクからの浮上高さ（浮上量）は10ｎｍ以下と極めて小さくしなければならなくなる。しかしながら、高速回転するハードディスクと磁気ヘッドとの隙間が10ｎｍ以下であれば、不意の振動や衝撃によってハードディスクと磁気ヘッドとが接触し、磁気ヘッドを構成するスライダの組成物の結晶粒子が脱落（以下、脱粒と称す）してハードディスクや磁気ヘッドが損傷し、情報の記録や再生が行なわれなくなるおそれがある。また、磁気ヘッド用基板を短冊状およびチップ状とするために切断した部分や、イオンミリング加工法または反応性イオンエッチング法により流路面を形成した部分から結晶粒子の脱粒が生じて高速回転するハードディスク上に落ちても、同様のおそれが生じる。
【０００８】
そのために、磁気ヘッドを構成するスライダの基材である磁気ヘッド用基板に対しては、その組成物の結晶粒子が容易に脱粒しない材料が求められており、結晶粒子間の結合力の向上、即ち焼結性の向上が要求されている。
【０００９】
このような要求に応じるために、組成物の結晶粒子の微粒化が検討されている。例えば、特許文献１では、24〜75ｍｏｌ％のα−Ａｌ２Ｏ３と残部がＮａＣｌ型の結晶構造のＴｉＣＸＯＹＮＺ（ここにおいて、Ｘ，ＹおよびＺは、0.5≦Ｘ≦0.993，0.005≦Ｙ≦0.30，０≦Ｚ≦0.2，0.505≦Ｘ＋Ｙ＋Ｚ≦１である）からなる磁気ヘッド用基板材料が提案されている。また、磁気ヘッド用基板材料の任意面の正方形単位面積９μｍ２内にＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子および集合粒子の中の少なくとも１個あるいは少なくとも１個の一部が存在していることが記載されている。これによれば、基本組成がＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣＸＯＹＮＺで形成されているので、結晶粒子間の結合力が強く、均一な組織が得られ、面粗さの劣化が少ないというものである。
【特許文献１】特開平８−34662号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に提案されている磁気ヘッド用基板材料では、基本組成がＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣＸＯＹＮＺで形成され、磁気ヘッド用基板材料の任意面の正方形単位面積９μｍ２内にＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子および集合粒子の中の少なくとも１個あるいは少なくとも１個の一部が存在していることが記載されているが、基本組成だけでは、結晶粒子間の結合力を示すことはできず、任意面の正方形単位面積９μｍ２内にＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子および集合粒子の中の少なくとも１個あるいは少なくとも１個の一部が存在しているだけでは、Ａｌ２Ｏ３の結晶粒子の粒成長を抑える働きのあるＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子が少ないためにＡｌ２Ｏ３の結晶粒子が異常な粒成長を起こすおそれがある。このようなＡｌ２Ｏ３の結晶粒子の異常な粒成長が発生すると、磁気ヘッド用基板を短冊状およびチップ状とする切断や、イオンミリング加工法または反応性イオンエッチング法により流路面を形成する加工において結晶粒子の脱粒を十分に防ぐことができずに、高速回転するハードディスク上を磁気ヘッドが移動しているときに、結晶粒子が脱粒し記録媒体や磁気ヘッドが損傷して情報の記録や再生が行なわれなくなるおそれを十分に回避することは困難である。また、発生するチッピングのサイズも大きいという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記問題を解決すべく案出されたものであり、磁気ヘッド用基板を短冊状およびチップ状に切断した部分や、イオンミリング加工法または反応性イオンエッチング法により流路面を形成した部分から結晶粒子が脱粒して高速回転するハードディスク上に落ちることが少なく、不意の振動や衝撃によりハードディスクと磁気ヘッドとが接触しても結晶粒子の脱粒することの少ない磁気ヘッド用基板およびこれを用いた磁気ヘッドならびに記録媒体駆動装置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】
【００１２】
本発明の磁気ヘッド用基板は、Ａｌ２Ｏ３が60〜70質量％、ＴｉＣＸＯＹＮＺ（ただし、Ｘ，ＹおよびＺは、0.5≦Ｘ≦0.993，0.005≦Ｙ≦0.30，0.002≦Ｚ≦0.20，0.507≦Ｘ＋Ｙ＋Ｚ≦１である。）が30〜40質量％の範囲の焼結体からなる磁気ヘッド用基板であって、前記焼結体の切断面における任意の10μｍ以上の直線上に存在する前記Ａｌ２Ｏ３の結晶粒子および前記ＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数の合計に対して、ＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数の比率が55〜75％であることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の磁気ヘッド用基板は、上記構成において、前記ＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の平均結晶粒径が0.25μｍ未満であることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の磁気ヘッド用基板は、上記いずれかの構成において、抗折強度が800ＭＰａ以上であることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の磁気ヘッドは、上記いずれかの構成の本発明の磁気ヘッド用基板をチップ状に分割してなるスライダに電磁変換素子を備えてなることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の磁気ヘッドは、上記構成において、前記スライダは、浮上面と空気を通す流路面とを有しており、該流路面は、算術平均高さ（Ｒａ）が15ｎｍ以下であることを特徴とするものである。
【００１７】
さらに、本発明の記録媒体駆動装置は、上記いずれかの構成の本発明の磁気ヘッドと、該磁気ヘッドによって情報の記録および再生を行なう磁気記録膜を有する記録媒体と、該記録媒体を駆動するモータとを備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の磁気ヘッド用基板によれば、Ａｌ２Ｏ３が60〜70質量％、ＴｉＣＸＯＹＮＺ（ただし、Ｘ，ＹおよびＺは、0.5≦Ｘ≦0.993，0.005≦Ｙ≦0.30，0.002≦Ｚ≦0.20，0.507≦Ｘ＋Ｙ＋Ｚ≦１である。）が30〜40質量の範囲の焼結体からなる磁気ヘッド用基板であって、前記焼結体の切断面における任意の10μｍ以上の直線上に存在する前記Ａｌ２Ｏ３の結晶粒子および前記ＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数の合計に対して、ＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数の比率が55〜75％であることから、Ａｌ２Ｏ３の結晶粒子より硬度が高いＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子が分散してＡｌ２Ｏ３の結晶粒子に対してアンカー効果をもたらすので、磁気ヘッド用基板を短冊状およびチップ状に切断した部分やイオンミリング加工法または反応性イオンエッチング法により流路面を形成した部分から結晶粒子が脱粒して高速回転するハードディスク上に落ちることが少なく、不意の振動や衝撃によりハードディスクと磁気ヘッドとが接触しても結晶粒子の脱粒を少なくすることができる。
【００１９】
また、本発明の磁気ヘッド用基板によれば、前記ＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の平均結晶粒径が0.25μｍ未満であるときには、Ａｌ２Ｏ３の結晶粒子の粒成長を抑える働きのあるＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子が微粒であることによってＡｌ２Ｏ３の結晶粒子の周囲を取り巻くように分散させることができるので、Ａｌ２Ｏ３の結晶粒子の異常な粒成長が抑制されやすくなるために、脱粒しやすい過大なＡｌ２Ｏ３の結晶粒子が存在しなくなるので、さらに結晶粒子の脱粒を少なくすることができる。
【００２０】
また、本発明の磁気ヘッド用基板によれば、抗折強度が800ＭＰａ以上であるときには、短冊状およびチップ状に分割してスライダとするときに、マイクロクラックの発生が抑制され、結晶粒子の脱粒を少なくすることができるので、スライダとしたときに良好なＣＳＳ（コンタクト・スタート・ストップ）特性を得ることができる。
【００２１】
また、本発明の磁気ヘッドによれば、本発明の磁気ヘッド用基板をチップ状に分割してなるスライダに電磁変換素子を形成したときには、微細な結晶組織を有する磁気ヘッド用基板から個々に切り出されたスライダはマイクロクラックの発生を抑制することができ、スライダからの結晶粒子の脱粒を少なくすることができるので、フェムトスライダやアトスライダ等の小型化されたスライダにも好適に用いることができる。
【００２２】
また、本発明の磁気ヘッドによれば、スライダは浮上面と空気を通す流路面とを有しており、流路面の算術平均高さ（Ｒａ）が15ｎｍ以下であるときには、流路面の平滑性が向上するために、浮上状態の磁気ヘッドを安定させることができる。
【００２３】
また、本発明の記録媒体駆動装置によれば、本発明の磁気ヘッドを備えていることから、小型化されたスライダにおいても、高精度な浮上面を有するためにその浮上高さ（浮上量）を一定に保持することができて、情報を長期間にわたって正確な記録および再生を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００２５】
図１は、本発明の磁気ヘッド用基板の実施の形態の一例を示す、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’線での断面図である。
【００２６】
本発明の磁気ヘッド用基板１は、導電性と機械加工性とを兼ね備えたものであり、Ａｌ２Ｏ３が60〜70質量％、ＴｉＣＸＯＹＮＺ（ただし、Ｘ，ＹおよびＺは、0.5≦Ｘ≦0.993，0.005≦Ｙ≦0.30，0.002≦Ｚ≦0.20，0.507≦Ｘ＋Ｙ＋Ｚ≦１であり、以下、簡便のため、各原子数Ｘ，Ｙ，Ｚの範囲の記載は省略する。）が30〜40質量％の範囲の焼結体からなり、例えば、直径ｄが102〜153ｍｍ，厚みｔが1.2〜２ｍｍの基板である。
【００２７】
磁気ヘッド用基板１は、Ａｌ２Ｏ３が有する機械的特性，耐磨耗性および耐熱性をできるだけ維持しながら、ＴｉＣＸＯＹＮＺにより速やかに電荷を除去したり、破壊靱性を調整したりするように構成されている。磁気ヘッド用基板１におけるＴｉＣＸＯＹＮＺの含有量は、導電性および機械加工性に影響を及ぼし、ＴｉＣＸＯＹＮＺの含有量が少ないと、体積固有抵抗が高くなるために導電性が低下し、ＴｉＣＸＯＹＮＺの含有量が多いと、磁気ヘッド用基板１の靱性が高くなり機械加工性は低下する。
【００２８】
この磁気ヘッド用基板１の導電性については体積固有抵抗を求めて評価すればよく、体積固有抵抗は、ＪＩＳ  Ｃ  2141−1992に準拠して測定することができる。磁気ヘッド用基板１の導電性を示す体積固有抵抗は、電磁変換素子に帯電した電荷を速やかに除去できる点から２×10−１Ω・ｍ以下であることが好ましく、特に２×10−３Ω・ｍ以下であることが好適である。
【００２９】
このような好適な導電性と高い機械加工性とを有するものにするためには、ＴｉＣＸＯＹＮＺの含有率を30〜40質量％とすることが重要である。これに対し、ＴｉＣＸＯＹＮＺを30質量％未満にすると導電性が低くなり、この磁気ヘッド用基板１をチップ状に分割したスライダに形成した電磁変換素子に電荷が帯電した後に、速やかに電荷を除去することができなくなる。一方、ＴｉＣＸＯＹＮＺが40質量％を超えると、焼結工程で直径が100〜500ｎｍの微少な気孔が内部に発生して、焼結工程後に、短冊状およびチップ状に切断し、あるいはイオンミリング加工や反応性イオンエッチング等の加工を行なうと、その気孔の周囲から結晶粒子が脱粒しやすくなる。
【００３０】
本発明の磁気ヘッド用基板を構成するＡｌ２Ｏ３およびＴｉＣＸＯＹＮＺの質量％を求めるには、まず、蛍光Ｘ線分析法またはＩＣＰ（Inductivity Coupled Plasma）発光分光分析法によりＡｌおよびＴｉの含有量を測定し、Ｃ，Ｏ２およびＮ２の含有量については、炭素分析装置および酸素・窒素分析装置を用いて測定する。そして、Ａｌ２Ｏ３の質量％については、Ａｌを酸化物に換算することにより求められる。また、このＡｌの酸化物換算に必要なＯ２量を酸素・窒素分析装置により測定したＯ２の含有量から差し引いたものがＴｉＣＸＯＹＮＺのＯ２量となり、ＴｉＣＸＯＹＮＺの質量％については、このＯ２量にＣ，Ｎ２，Ｔｉの含有量を加えることにより求められる。
【００３１】
ところで、ＴｉＣＸＯＹＮＺは、その結晶構造がＮａＣｌ型であり、ＴｉＣ中の炭素の一部が酸素および窒素に置換された組成である。このＴｉＣＸＯＹＮＺにおいて、炭素の原子数Ｘは、0.5以上0.993以下の範囲とすることが重要であり、この範囲にすることで、ＴｉＣＸＯＹＮＺの硬度を高くすることができるとともに、Ａｌ２Ｏ３との結合力が高くなるため、ＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の脱粒を少なくすることができる。特に、炭素の原子数Ｘは、0.7以上0.9以下の範囲であることが好適である。これに対し、炭素の原子数Ｘが0.5未満では、ＴｉＣＸＯＹＮＺの硬度が低くなって、ＣＳＳにおける磨耗が著しい。また、炭素の原子数Ｘが0.993を超えると、酸素の原子数Ｙが小さくなり、即ち、ＴｉＣＸＯＹＮＺの酸素を含有する能力が低くなるので、Ａｌ２Ｏ３との結合力が低くなって、結晶粒子の脱粒が多くなる。
【００３２】
また、ＴｉＣＸＯＹＮＺの酸素の原子数Ｙは、0.005以上0.30以下の範囲とすることが重要であり、この範囲にすることで、結晶粒子の脱粒を少なくすることができるとともに、切断における酸素とダイヤモンドブレードとの反応が抑制されるために、チッピングの大きさを小さくすることができる。特に、酸素の原子数Ｙは、0.02以上0.12以下の範囲であることが好適である。これに対し、酸素の原子数Ｙが0.005未満では、ＴｉＣＸＯＹＮＺの酸素を含有する能力が低くなるので、Ａｌ２Ｏ３との結合力が低くなるため、結晶粒子の脱粒が多くなり、酸素の原子数Ｙが0.30を超えると、磁気ヘッド用基板を短冊状に切断するときに用いられるダイヤモンドブレードと酸素とが反応しやすくなって、切断しにくくなり、チッピングが大きくなる。
【００３３】
また、ＴｉＣＸＯＹＮＺの窒素の原子数Ｚは、0.002以上0.20以下の範囲とすることが重要であり、この範囲にすることで、結晶粒子の脱粒を少なくすることができるとともに、切断における窒素とダイヤモンドブレードとの反応が抑制されるために、チッピングの大きさを小さくすることができる。特に、窒素の原子数Ｚは、0.005以上0.07以下の範囲であることが好適である。これに対し、窒素の原子数Ｚが0.002未満では、Ａｌ２Ｏ３の粒成長を十分抑制することができずに、脱粒を生じやすい過大なＡｌ２Ｏ３の結晶粒子が存在することとなり、窒素の原子数Ｚが0.2を超えると、磁気ヘッド用基板を短冊状に切断するときに用いられるダイヤモンドブレードと窒素とが反応しやすくなって、切断しにくくなり、チッピングが大きくなる。
【００３４】
なお、ＴｉＣＸＯＹＮＺにおける原子数Ｘ，ＹおよびＺの各最小値の合計は0.507である。また、ＴｉＣＸＯＹＮＺは、ＴｉＣ中の炭素の一部が酸素と窒素に置換された組成であるため、原子数Ｘ，ＹおよびＺの合計の最大値は１であり、合計（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）のとり得る範囲は、必然的に0.507以上１以下となる。特に、磁気ヘッド用基板を製造する工程で、雰囲気の影響による酸化を抑制するために、ＴｉＣＸＯＹＮＺの格子点に原子が飽和するようにＸ＋Ｙ＋Ｚは１に近い方がよく、Ｘ＋Ｙ＋Ｚは0.85以上であることが好適である。
【００３５】
このＸ，ＹおよびＺの原子数を求めるには、まず、蛍光Ｘ線分析法またはＩＣＰ発光分光分析法により、ＡｌおよびＴｉの含有量を測定し、Ｃ，Ｏ２およびＮ２の含有量については、炭素分析装置および酸素・窒素分析装置を用いて測定する。次に、Ａｌを酸化物に換算し、酸素・窒素分析装置を用いて測定したＯ２量からＡｌの酸化物換算に必要なＯ２量を差し引いたものがＴｉＣＸＯＹＮＺのＯ２量となる。これにより、ＴｉＣＸＯＹＮＺの各元素の含有量が明らかとなり、これらの各元素の含有量をそれぞれの原子量で除すことにより各元素のモル数が求められ、Ｔｉのモル数を１としたときの各元素の比がＸ，ＹおよびＺの原子数となる。
【００３６】
図２は、本発明の磁気ヘッド用基板の実施の形態の他の例を示す、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ’線での断面図である。
【００３７】
図２に示す磁気ヘッド用基板１は、直径が102〜153ｍｍ，厚みが1.2〜２ｍｍの基板であり、その一部に直線部であるオリエンテーションフラット２を備えている。オリエンテーションフラット２は、絶縁膜を介して電磁変換素子をスライダに搭載するときや磁気ヘッド用基板１を短冊状に切断するときの位置決めに用いられるものである。このオリエンテーションフラット２は、図１に示す磁気ヘッド用基板１の一部をその厚み方向にダイシングソーで切除することで形成することができる。
【００３８】
本発明の磁気ヘッド用基板１から磁気ヘッドを作製する場合には、以下のような手順で作製される。
【００３９】
まず、磁気ヘッド用基板１上に非晶質状のアルミナからなる絶縁膜をスパッタリング法により成膜して、磁気抵抗効果を用いたＭＲ素子，ＧＭＲ素子，ＴＭＲ素子，ＡＭＲ素子等の電磁変換素子をこの絶縁膜上に搭載する。
【００４０】
次に、電磁変換素子が搭載された磁気ヘッド用基板１をスライシングマシンやダイシングソーを用いて短冊状に切断し、磁気ヘッド用基板１の厚み方向（図１中に白抜き矢印で示す方向）に平行な面を研磨して鏡面とした後に、イオンミリング加工法や反応性イオンエッチング法によって鏡面の一部を除去することで流路面が形成され、除去されずに残った鏡面は浮上面となる。そして、短冊状に切断された磁気ヘッド用基板１をチップ状に分割することで、磁気ヘッドが得られる。
【００４１】
図３は、本発明の磁気ヘッドの実施の形態の一例を示す斜視図である。
【００４２】
本発明の磁気ヘッド３は、浮上面４と空気を通す流路面５とを有するスライダ６に絶縁膜７を介して搭載された電磁変換素子８を形成してなるものである。浮上面４は情報の記録および再生を行なう磁気記録層を有する記録媒体であるハードディスク（図示せず）に対向するものであり、その浮上高さ（浮上量）は例えば10ｎｍ以下である。また、流路面５は、ハードディスクに対向して、磁気ヘッド３を浮上させるための空気を通す流路として機能するものであり、流路面５の深さは例えば1.5〜2.5μｍである。
【００４３】
このように、高速回転するハードディスクと磁気ヘッド３との隙間が10ｎｍ以下であれば、不意の振動や衝撃によってハードディスクと磁気ヘッド３とが接触し、磁気ヘッド３を構成するスライダ６の組成物の結晶粒子が脱粒してハードディスクや磁気ヘッド３が損傷し、情報の記録や再生が行なわれなくなるおそれがある。また、磁気ヘッド用基板１を短冊状やチップ状とするために切断した部分や、イオンミリング加工法または反応性イオンエッチング法により流路面５を形成した部分から結晶粒子の脱粒が生じて高速回転するハードディスク上に落ちても、上記と同様のおそれが生じる。本発明者らは、この脱粒の発生の有無が磁気ヘッド用基板１を形成する焼結体の切断面におけるＴｉＣＸＯＹＮＺ結晶粒子の個数の比率に影響されることを見出した。
【００４４】
本発明の磁気ヘッド用基板１は、Ａｌ２Ｏ３が60〜70質量％、ＴｉＣＸＯＹＮＺが30〜40質量％の範囲の焼結体からなる磁気ヘッド用基板であって、焼結体の切断面における任意の10μｍ以上の直線上に存在するＡｌ２Ｏ３の結晶粒子およびＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数の合計に対して、ＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数の比率が55〜75％であることが重要である。ＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数の比率をこの範囲にすることにより、Ａｌ２Ｏ３の結晶粒子より硬度の高いＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子が分散しているためにＡｌ２Ｏ３の結晶粒子に対してアンカー効果をもたらすので、磁気ヘッド用基板を短冊状およびチップ状に切断した部分や、イオンミリング加工法または反応性イオンエッチング法により流路面を形成した部分から結晶粒子が脱粒して高速回転するハードディスク上に落ちることが少なく、不意の振動や衝撃によりハードディスクと磁気ヘッドとが接触しても、結晶粒子の脱粒を少なくすることができる。
【００４５】
このＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数の比率が55％未満では、異常な粒成長をした過大なＡｌ２Ｏ３の結晶粒子が発生して、このＡｌ２Ｏ３の結晶粒子が容易に脱粒しやすくなる。また、導電性も低くなり、磁気ヘッド３に電荷が帯電したときに、速やかに電荷を除去することができなくなる。また、ＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数の比率が75％を超えると、焼結工程でＡｌ２Ｏ３の焼結が阻害され、焼結体が緻密化されにくくなる。
【００４６】
また、ＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数の比率を求めるのに焼結体の切断面における任意の直線の長さを10μｍ以上としたのは、本発明の磁気ヘッド用基板１を形成する焼結体の平均結晶粒径は0.25μｍ以下であり、直線の長さが10μｍ以上であれば、焼結体全体のＡｌ２Ｏ３の結晶粒子およびＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数の合計に対するＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数の比率を精度よく求めることができるからである。なお、測定の精度を十分に確保しつつ必要以上に手間をかけ過ぎないようにするには、その任意の直線の長さの上限は100μｍ以下とすることが好適である。
【００４７】
また、任意の10μｍ以上の長さの直線上に存在するＡｌ２Ｏ３の結晶粒子およびＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数合計に対するＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数の比率については、以下のような手順で求めることができる。
【００４８】
まず、磁気ヘッド用基板１の任意の面をダイヤモンド砥粒を用いて研磨加工して鏡面とした後、この面を燐酸により数10秒程度エッチング処理する。次に、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、エッチング処理した面のうちで任意の場所を選び、倍率を10,000〜13,000倍程度で撮影して画像（以下、この画像をＳＥＭ画像と称す）を得る。そして、ＳＥＭ画像を例えば「Image-Pro Plus」という画像解析ソフト（日本ビジュアルサイエンス（株）製）を用いて解析することにより、Ａｌ２Ｏ３およびＴｉＣＸＯＹＮＺの平均結晶粒子径を求めておく。
【００４９】
次に、ＳＥＭ画像を例えば「Jtrim」というフリーソフトを用いて画像処理する。具体的には、ＳＥＭ画像をグレースケールに変換し、その後、フィルタによって細かいノイズを除去して、ＳＥＭ画像よりもコントラストを強調した画像を得る。そして、このコントラストが強調された画像にこの画像の輝度（明暗）を強調する処理を行ない、画像の濃度を白か黒の２つの値に変換する２値化処理を行なう。これにより、Ａｌ２Ｏ３の結晶粒子は黒色，ＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子は白色として処理される。
【００５０】
そして、例えば「画像から面積」（製作者：赤尾鉄平）というフリーソフトを用いて、表示された画素数からＡｌ２Ｏ３の結晶粒子およびＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子のそれぞれの占有する面積に変換する。次に、これらの結晶粒子の占有する面積の合計を100μｍ２とした場合のＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子およびＡｌ２Ｏ３の結晶粒子の面積をそれぞれ算出する。次に、算出したそれぞれの結晶粒子の面積が占める部分を正方形とみなして、その正方形の一辺の長さを求め、求めておいたそれぞれの平均結晶粒径で除すことでＡｌ２Ｏ３の結晶粒子およびＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数を求めることができる。そして、得られたＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数をＡｌ２Ｏ３の結晶粒子およびＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数の合計で除することによって、任意の10μｍの直線上に存在するＡｌ２Ｏ３の結晶粒子およびＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数の合計に対するＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数の比率を算出することができる。
【００５１】
また、本発明の磁気ヘッド用基板１は、ＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の平均結晶粒径の大きさによって加工性が異なり、ＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の平均結晶粒径が大きいと、Ａｌ２Ｏ３の結晶粒子の異常な粒成長が十分に抑制されなくなってＡｌ２Ｏ３の結晶粒子が大きくなるために、結晶粒子は脱粒しやすくなる。一方、ＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の平均結晶粒径が小さいと、Ａｌ２Ｏ３の結晶粒子の異常な粒成長が抑制されやすくなるために、過大なＡｌ２Ｏ３の結晶粒子が存在しないようになり、結晶粒子は脱粒しにくくなる。
【００５２】
特に、本発明の磁気ヘッド用基板１は、ＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の平均結晶粒径が0.25μｍ未満であることが好適である。平均結晶粒径が0.25μｍ未満の微粒なＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子により、Ａｌ２Ｏ３の結晶粒子の異常な粒成長がより確実に抑制されやすくなるために、結晶粒子はさらに脱粒しにくくなるからである。加えて、本発明の磁気ヘッド用基板１は、Ａｌ２Ｏ３の結晶粒子の平均結晶粒径が0.25μｍ未満であることがより好適である。Ａｌ２Ｏ３の結晶粒子の平均結晶粒径が0.25μｍ未満であることによって、Ａｌ２Ｏ３の結晶粒子とＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子とが共に微粒となるために、結晶粒子の脱粒の危険性をさらに低減することができるからである。
【００５３】
また、磁気ヘッド用基板１は、スライダの小型化に伴って厚みが薄くなると、その抗折強度の影響が大きくなるため、本発明の磁気ヘッド用基板１は、その抗折強度が800ＭＰａ以上であることが好適である。磁気ヘッド用基板１の抗折強度を800ＭＰａ以上とすることで、チップ状のスライダに分割してもマイクロクラックの発生が抑制され、このマイクロクラックの発生に伴う結晶粒子の脱粒が起こりにくくなるために、良好なＣＳＳ特性を有する磁気ヘッド３を得ることができる。特に、フェムトスライダやアトスライダ等の小型化されたスライダを構成する際に好適に用いることができる。なお、抗折強度は、ＪＩＳ  Ｒ  1601−1995に準拠して３点曲げ強度で評価することができる。ただし、磁気ヘッド用基板１が薄く、ＪＩＳ  Ｒ  1601−1995に準拠した試験片の形状および寸法とすることができないときには、磁気ヘッド用基板１から切り出した試験片の形状および寸法においての３点曲げ強度として評価することができる。
【００５４】
磁気ヘッド用基板１は、磁気ヘッド３の放熱性を考慮して、その熱伝導率は高い方が好ましく、その熱伝導率が19Ｗ／（ｍ・ｋ）以上であることが好適である。記録媒体駆動装置（ハードディスク駆動装置）の記録密度を高くするために、磁気ヘッド３の浮上量は10ｎｍ以下となっており、記録媒体に保存された記録が電磁変換素子８から発生した熱の影響を受けやすくなっているが、熱伝導率が高ければこの熱を速やかにスライダ６に逃がせるために、記録媒体に保存された記録が破壊されずに済むからである。特に熱伝導率は21Ｗ／（ｍ・ｋ）以上であることが好適である。なお、熱伝導率は、ＪＩＳ  Ｒ  1611−1997に準拠して測定することができる。
【００５５】
また、本発明の磁気ヘッド３の流路面５は、算術平均高さ（Ｒａ）が15ｎｍ以下であることが好適である。磁気ヘッド３は、スライダ６に形成された流路面５の表面性状により浮上特性が影響されることから、算術平均高さ（Ｒａ）を15ｎｍ以下と微小なものにすることにより、乱流の発生を抑えて磁気ヘッド３の浮上特性を安定させることができる。これに対し、表面性状を示す算術平均高さ（Ｒａ）が15ｎｍを超えると、流路面５で空気の乱流が発生して浮上特性が不安定になる。
【００５６】
流路面５の算術平均高さ（Ｒａ）については、原子間力顕微鏡を用いて、ＪＩＳ  Ｂ  0601−2001に準拠して測定することができる。ただし、スライダ６の長手方向（図３中に白抜き矢印で示す方向）の長さは短く、ＪＩＳ  Ｂ  0601−2001に準拠した基準長さとできないときには、例えば測定する長さが10μｍにおいての算術平均高さ（Ｒａ）として評価することができる。
【００５７】
図４は、上述した本発明の磁気ヘッドを搭載した記録媒体駆動装置（ハードディスク駆動装置）の一例の概略構成を示す、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ’線における断面図である。
【００５８】
記録媒体駆動装置９は、磁気ヘッド用基板１をチップ状に分割したスライダ６に電磁変換素子を備えてなる磁気ヘッド３と、磁気ヘッド３によって情報の記録および再生を行なう磁気記録層を有する記録媒体であるハードディスク10と、ハードディスク10を駆動するモータ11とを備えている。
【００５９】
ハードディスク10はモータ11の回転軸12に装着され、回転軸12とともに回転するハブ13に複数のハードディスク10とスペ−サ14とを交互に挿入した後、最後にスペーサ14をクランプ15で押さえ付け、このクランプ15をネジ16で締め付けることにより固定される。モータ11は記録媒体駆動装置９のシャーシ17に固定され、この状態で回転軸12を駆動することによりハードディスク10を回転させる。
【００６０】
磁気ヘッド３は、基端をキャリッジ18で保持されてなるサスペンション19の先端に固定された状態で、ハードディスク10上を非接触状態で移動することにより、ハードディスク10の任意のトラックにアクセスして、情報の記録および再生を行なうようになっている。このような本発明の記録媒体駆動装置９は、本発明の磁気ヘッド用基板１から得られた磁気ヘッド３を用いているので、磁気ヘッド３からの脱粒が少なく、信頼性の高い記録媒体駆動装置９とすることができる。
【００６１】
図５は、サスペンション19の先端に固定された磁気ヘッド３を拡大した図であり、（ａ）は底面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は拡大した側面図である。
【００６２】
本発明の磁気ヘッド３の浮上特性とは、磁気ヘッド３のローリングおよびピッチングを指し、ローリングとは、矢印θ１に示す方向の浮上特性であり、ピッチングとは、矢印θ２に示す方向の浮上特性であり、本発明の磁気ヘッド用基板１から得られた磁気ヘッド３は、均質性が高く、浮上時に気孔による乱流が低減されるので、浮上特性が安定する。
【００６３】
次に、本発明の磁気ヘッド用基板の製造方法について説明する。
【００６４】
本発明の磁気ヘッド用基板１を得るためには、Ａｌ２Ｏ３粉末を60〜70質量％と、Ｘ，ＹおよびＺが0.5≦Ｘ≦0.993，0.005≦Ｙ≦0.30，0.002≦Ｚ≦0.20，0.507≦Ｘ＋Ｙ＋Ｚ≦１になるように調整されたＴｉＣＸＯＹＮＺ粉末を30〜40質量％とからなる原料をビーズミル，振動ミル，アトライターあるいは高速ミキサー等に投入して、直径が2.8ｍｍ以下の粉砕用のビーズにより平均粒径が0.5μｍ以下（ただし、０μｍを除く。）になるまで均一に混合し、粉砕する。なお、この粉砕は60分以上行ない、焼結体の平均結晶粒径を0.25μｍ未満とすることが好ましい。
【００６５】
この粉砕後の平均粒径は、液相沈降法，遠心沈降光透過法，レーザー回折散乱法あるいはレーザードップラー法等により測定することができる。なお、焼結を促進してより緻密にするためには、前記原料に対しＹｂ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３およびＭｇＯの少なくともいずれか１種を0.1〜0.6質量％加えてもよい。
【００６６】
次に、粉砕した原料にバインダ，分散剤等の成形助剤を添加して均一に混合した後に、転動造粒機，噴霧乾燥機，圧縮造粒機等の各種造粒機を用いて、平均の顆粒径を100μｍ以下とする。平均の顆粒径を100μｍ以下としたのは、粉砕された原料が凝集したり、原料を構成する組成が分離したりするのを防止するためであり、特に平均の顆粒径を10μｍ以下とすることがより好適である。そして、得られた顆粒を乾式加圧成形，冷間等方静水圧成形等の成形手段で所望の形状に成形して成形体とした後に、加圧焼結装置内に配置する。
【００６７】
図６は、加圧焼結装置内におけるこの成形体の配置状態を示す断面図である。
【００６８】
成形体１ａは、その両主面より黒鉛製スペーサ20で挟まれ、段積み状態で配置される。このように成形体１ａを配置した後に、アルゴン，ヘリウム，ネオン，または真空等の雰囲気中で1400〜1700℃の範囲の温度で加圧焼結することで、図１に示す本発明の磁気ヘッド用基板１を得ることができる。ここで、加圧焼結温度を1400〜1700℃の範囲の温度とすることにより、ＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子を焼結体全体に均一に分散させることができる。この理由は、加圧焼結温度が1400℃未満では十分焼結させることができないからであり、加圧焼結温度が1700℃を超えると、ＴｉＣＸＯＹＮＺ粉末が成長し結晶組織が不均一になりやすく、ＴｉＣＸＯＹＮＺが本来備えている機能を十分に発揮することができなくなるからである。
【００６９】
焼結方法について加圧焼結を選択したのは、焼結体の緻密化を促進し、磁気ヘッド用基板１として求められる強度を得るためであり、加圧力は30ＭＰａ以上とすることが好適である。図６中の白抜き矢印はこの加圧力の方向を示している。なお、加圧焼結後に、必要に応じて熱間等方加圧焼結（ＨＩＰ）を行なってもよい。熱間等方加圧焼結（ＨＩＰ）を行なうことで抗折強度を800ＭＰａ以上にすることができる。
【００７０】
また、炭素質材料を含む遮蔽材21を成形体１ａの周囲に配置して加圧焼結することが好適である。このように成形体１ａの周囲に遮蔽材21を配置することで、ＴｉＣＸＯＹＮＺ粒子からＴｉＯ，ＴｉＯ２等の酸化物粒子への変質を防ぎ、機械的特性の優れた磁気ヘッド用基板１とすることができるからである。
【００７１】
上述した製造方法で得られた磁気ヘッド用基板１は、焼結体の切断面における任意の10μｍ以上の直線上に存在するＡｌ２Ｏ３結晶粒子およびＴｉＣＸＯＹＮＺ結晶粒子の個数の合計に対して、ＴｉＣＸＯＹＮＺ結晶粒子の個数の比率が55〜75％であるので、Ａｌ２Ｏ３の結晶粒子より硬度の高いＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子が分散してＡｌ２Ｏ３の結晶粒子に対してアンカー効果をもたらすため、磁気ヘッド用基板を短冊状およびチップ状に切断した部分や、イオンミリング加工法または反応性イオンエッチング法により流路面を形成した部分から結晶粒子が脱粒して高速回転するハードディスク上に落ちることが少なく、不意の振動や衝撃によりハードディスクと磁気ヘッドとが接触しても、結晶粒子の脱粒を少なくすることができる。
【００７２】
なお、磁気ヘッド３において流路面５の算術平均高さ（Ｒａ）を15ｎｍ以下にするには、イオンミリング加工や反応性イオンエッチングで適宜加工条件を選択すればよく、イオンミリング加工により流路面５を形成する場合には、例えば、Ａｒイオンを用いて、加速電圧を600Ｖとし、ミリングレートを18ｎｍ／分として75〜125分間加工すればよい。また、反応性イオンエッチングで流路面５を形成する場合には、例えば、ＡｒガスおよびＣＦ４ガスをそれぞれ流量3.4×10−２Ｐａ・ｍ３／ｓおよび1.7×10−２Ｐａ・ｍ３／ｓとして混合したガス雰囲気中で、このガスの圧力を0.4Ｐａにして加工すればよい。
【実施例】
【００７３】
以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００７４】
（実施例１）
まず、Ａｌ２Ｏ３粉末，ＴｉＣＸＯＹＮＺ粉末，Ｙｂ２Ｏ３粉末，成形用バインダおよび分散剤を所定量ビーズミルに投入し、メディアとしてビーズの平均粒径が表１に示す値のものを用い、原料の粉砕粒径が表１に示す粉砕粒径となるようにして、試料Ｎｏ．１〜31のスラリーを作製した。
【００７５】
なお、スラリー中の原料の粉砕粒径は、ＪＩＳ  Ｚ  8823−２−2004で規定する光透過式遠心沈降法を用いて平均粒径を測定し、その値を表１に示した。作製した各スラリーを噴霧乾燥法を用いて顆粒とした後に、この顆粒を成形型に充填し乾式加圧成形してそれぞれの成形体を得た。次に、この成形体を図６に示すように試料毎に14段配置し、真空雰囲気中、1600℃で加圧焼結した後、熱間等方加圧焼結（ＨＩＰ）を行ない、直径が152.4ｍｍ，厚みが３ｍｍの試料Ｎｏ．１〜31の磁気ヘッド用基板を作製した。
【００７６】
そして、蛍光Ｘ線分析装置（（株）リガク製、ZSX−100e）を用いてＡｌおよびＴｉの含有量を測定し、Ｃ，Ｏ２およびＮ２の含有量については、炭素分析装置（（株）堀場製作所製、EMTA−511）および酸素・窒素分析装置（（株）堀場製作所製、EMGA−650FA）を用いて測定した。そして、Ａｌ２Ｏ３の質量％については、Ａｌを酸化物に換算することにより求めた。このＡｌの酸化物換算に必要なＯ２量を測定したＯ２の含有量から差し引いたものがＴｉＣＸＯＹＮＺのＯ２量となり、このＯ２量にＣ，Ｎ２，Ｔｉの含有量を加えることによりＴｉＣＸＯＹＮＺの質量％を求めた。なお、Ｙｂ２Ｏ３については、いずれの試料においても１質量％未満の微量であったため、表１には記載していない。
【００７７】
また、各試料のＴｉＣＸＯＹＮＺのＸ，ＹおよびＺの原子数については、前述のＴｉＣＸＯＹＮＺの質量％を求める際に用いた各元素の含有量をそれぞれの原子量で除すことにより各元素のモル数を求めて、Ｔｉのモル数を１としたときの各元素の比を算出した。この値がＸ，ＹおよびＺの原子数であり、その算出結果を表１に示した。
【００７８】
また、任意の10μｍ以上の直線上に存在するＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数およびＡｌ２Ｏ３の結晶粒子の個数の合計に対するＴｉＣＸＯＹＮＺ結晶粒子の個数の比率については、以下のような手順で求めた。
【００７９】
まず、ダイヤモンド砥粒を用いて各試料の表面を研磨加工して鏡面とした後に、この面を燐酸により数10秒程度エッチング処理した。次に、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、エッチング処理した面のうちで任意の場所を選び、倍率13,000倍で撮影した５μｍ×８μｍの範囲の画像を「Image-Pro Plus」という画像解析ソフトを用いて解析することによりＡｌ２Ｏ３およびＴｉＣＸＯＹＮＺの平均結晶粒子径を求めた。次に、得られたＳＥＭ画像から「Jtrim」というフリーソフトと「画像から面積」というフリーソフトとを用いてそれぞれの結晶粒子の面積を求め、これらの結晶粒子の占有する面積の合計を100μｍ２とした場合のＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子およびＡｌ２Ｏ３の結晶粒子の面積をそれぞれ算出した。
【００８０】
次に、算出したそれぞれの結晶粒子の面積が占める部分を正方形とみなして、その正方形の一辺の長さを求め、求めておいたそれぞれの平均結晶粒径で除することによって、Ａｌ２Ｏ３の結晶粒子およびＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数を求めた。そして、得られたＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数をＡｌ２Ｏ３の結晶粒子およびＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数の合計で除することによって、任意の10μｍの直線上に存在するＡｌ２Ｏ３の結晶粒子およびＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数の合計に対するＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数の比率を算出した。その結果を表１に示した。
【００８１】
また、各試料の導電性については、ＪＩＳ  Ｃ  2141−1992に準拠して体積固有抵抗を測定して、体積固有抵抗が４×10−１Ω・ｍ以下である試料を合格とし、４×10−１Ω・ｍを超える試料は、この試料から磁気ヘッドを形成した場合には電磁変換素子に帯電した電荷を速やかに除去することができないために、不合格とした。
【００８２】
また、各試料の機械加工性については、各試料の中心部から長さが70ｍｍ，幅が３ｍｍ，厚みが２ｍｍの短冊状の試料10本をダイヤモンドブレードを備えたスライシングマシンで切り出し、金属顕微鏡を用いて倍率400倍で切断面に発生するチッピングの長さを測定し評価した。なお、このときのダイヤモンドブレードにはＳＤ1200を用い、このダイヤモンドブレードの回転数を10000ｒｐｍ、送り速度を100ｍｍ／分とし、１回の切り込み量を２ｍｍとして切り出した。測定の結果、チッピングの最大値が８μｍ以上である場合には、磁気ヘッドのＣＳＳ特性に影響がでるために、問題ありとして不合格とし、また、チッピングの最大値が８μｍ未満のときは問題なしとして合格とした。また、各試料のビッカース硬度はＪＩＳ  Ｒ  1610−2003に準拠して、測定した。これら測定値は表１に示す通りである。
【表１】
2009110571.tif 000003
【００８３】
表１に示す通り、試料Ｎｏ．１は、ＴｉＣＸＯＹＮＺが40質量％を超えているために、焼結工程で試料の内部に発生した気孔の周囲からの脱粒しやすくなり、また、ＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数の比率が55％未満であるために、焼成で異常な粒成長をしたＡｌ２Ｏ３の結晶粒子が試料を短冊状およびチップ状に切り出した際に脱粒し、チッピングの測定値が大きくなっていることがわかる。
【００８４】
また、試料Ｎｏ２，３，５は、ＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数の比率が55％未満であるために、試料を短冊状およびチップ状に切り出したときに焼成で異常な粒成長をしたＡｌ２Ｏ３の結晶粒子が脱粒しチッピングが８μｍ以上と大きくなったものと思われる。
【００８５】
さらに、試料Ｎｏ．６については、炭素の原子数Ｘが0.5未満であるため、ＴｉＣＸＯＹＮＺの硬度が低くなり、試料そのもののビッカース硬度が低くなっている。試料Ｎｏ．11については、炭素の原子数Ｘが0.993を超え、酸素および窒素の原子数が０であるため、Ａｌ２Ｏ３の粒成長を十分抑制することができずに脱粒を生じやすい過大なＡｌ２Ｏ３の結晶粒子が存在することとなり、Ａｌ２Ｏ３との結合力も低いことから結晶粒子の脱粒が生じてチッピングが大きくなっていることがわかる。
【００８６】
また、試料Ｎｏ．12については、酸素の原子数Ｙが0.005未満および窒素の原子数Ｚが0.002未満であるため、Ａｌ２Ｏ３の粒成長を十分抑制することができずに、ＴｉＣＸＯＹＮＺとＡｌ２Ｏ３との結合力が低くなって、結晶粒子の脱粒が生じてチッピングが大きくなっていることがわかる。さらに、試料Ｎｏ．18については、酸素の原子数Ｙが0.30を、試料Ｎｏ．23については、窒素の原子数Ｚが0.20を超えているため、酸素および窒素が切断に使用しているダイヤモンド砥石と反応しやすくなって、切断しにくくなり、チッピングが大きくなっていることがわかる。
【００８７】
また、試料Ｎｏ．29，30は、ＴｉＣＸＯＹＮＺが30質量％未満であるために、体積固有抵抗が大きく、この試料を用いた磁気ヘッドに搭載された電磁変換素子に電荷が帯電すると、速やかに電荷を除去することができない。さらに、試料Ｎｏ．31については、ＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数の比率が75％より高いことから、焼結工程でＡｌ２Ｏ３の焼結が阻害され、緻密化されずにスライシングマシンによる切断によって試料に存在する気孔の周囲からＡｌ２Ｏ３の結晶粒子の脱粒が発生したものと思われる。
【００８８】
一方、本発明の試料Ｎｏ．４，６，７〜10，13〜17，19〜22，24〜28は、ＴｉＣＸＯＹＮＺが30〜40質量％の範囲であったため、導電性，機械加工性ともに高い。加えて、ＴｉＣＸＯＹＮＺのＸ，ＹおよびＺの原子数は、いずれも0.5≦Ｘ≦0.993，0.005≦Ｙ≦0.30，0.002≦Ｚ≦0.20，0.507≦Ｘ＋Ｙ＋Ｚ≦１の範囲にあり、しかも各試料の切断面における任意の10μｍ以上の直線上に存在するＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数の比率が55〜75％であったために、密度が高く緻密化されており、スライシングマシンによる切断によって発生するチッピングも小さいことがわかった。
【００８９】
（実施例２）
次に、ＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の平均結晶粒径と加工性との関係を確認するために、スライシングマシンで切り出した切断面に発生するチッピングのうち径方向の寸法が最も大きいものを測定した。このときのダイヤモンドブレードは実施例１と同一規格のものを使用した。また、スライシングマシンの条件としては、実施例１の条件に対して送り速度を140ｍｍ／分として、加工条件を厳しくした。
【００９０】
まず、実施例１で用いた試料Ｎｏ．25の原料を用いて表２に示すように粉砕時間が異なるスラリーを作製した。作製した各スラリーを噴霧乾燥法で顆粒とした後に、この顆粒を成形型に充填し、乾式加圧成形して５種類の成形体を作製して、残りの工程および製品サイズは実施例１と同一として、磁気ヘッド用基板である試料Ｎｏ．32〜36を作製した。
【００９１】
また、各試料のＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の平均結晶粒径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用い、倍率を13,000倍にして撮影した５μｍ×８μｍの範囲の画像を「Image-Pro Plus」という画像解析ソフトを用いて解析することにより、ＴｉＣＸＯＹＮＺの平均結晶粒子径を求めた。また、各試料の機械加工性については、各試料の中心部から長さが70ｍｍ，幅が３ｍｍ，厚みが２ｍｍの短冊状の試料10本をダイヤモンドブレードを備えたスライシングマシンで切り出し、金属顕微鏡を用いて倍率400倍で切断面に発生するチッピングの長さを測定して、その最大値を表２に示した。
【表２】
2009110571.tif 000004
【００９２】
表２に示す通り、ＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の平均結晶粒径が0.25μｍ未満である試料Ｎｏ．34〜36は、加工条件を厳しくしてダイヤモンドブレードの送り速度を140ｍｍ／分で加工しても、ＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の平均結晶粒径が0.25μｍ未満と微粉であるためにチッピングの最大値は５μｍ以下と小さく、良好であることがわかる。しかし、同条件で加工したＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の平均結晶粒径が0.25μｍ以上である試料Ｎｏ．32，33は、ＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の平均結晶粒径が0.25μｍ以上と大きいためにチッピングの最大値は８μｍ以上と大きくなったことがわかる。
【００９３】
（実施例３）
次に、抗折強度の差と加工性との関係を確認するために、スライシングマシンで切り出した切断面に発生するチッピングのうち径方向の寸法が最も大きいものを測定した。このときのダイヤモンドブレードには実施例１と同一規格のものを使用した。また、スライシングマシンの条件としては、実施例２に対して送り速度を180ｍｍ／分として加工条件をさらに厳しくした。まず、実施例１で用いた試料Ｎｏ．25の条件を用いてスラリーを作製した。次に、作製したスラリーを加圧焼結まで実施例１と同一の工程で進めた後に、表３に示す温度で熱間等方加圧焼結（ＨＩＰ）を行ない、実施例１と同サイズの磁気ヘッド用基板である試料Ｎｏ．37〜39を作製した。
【００９４】
各試料の抗折強度は、ＪＩＳ  Ｒ  1601−1995に準拠して３点曲げ強度を測定した。
【００９５】
また、各試料の機械加工性については、各試料の中心部から長さが70ｍｍ，幅が３ｍｍ，厚みが２ｍｍの短冊状の試料10本をダイヤモンドブレードを備えたスライシングマシンで切り出し、金属顕微鏡を用いて倍率400倍で切断面に発生するチッピングの長さを測定し、その最大値を表３に示した。
【表３】
2009110571.tif 000005
【００９６】
表３に示す通り、３点曲げ強度が800ＭＰａ以上である試料Ｎｏ．38，39は、ダイヤモンドブレードの送り速度が180ｍｍ／分と早くなっても発生するチッピングが小さく、脱粒しにくいことがわかる。しかし、３点曲げ強度が800ＭＰａ未満である試料Ｎｏ．37は、３点曲げ強度が低いために、切断加工のときに切断面にマイクロクラックの発生に伴う脱粒によりチッピングが大きくなったと思われる。
【００９７】
（実施例４）
次に、流路面の算術平均高さ（Ｒａ）の差によって発生する磁気ヘッドの浮上高さのばらつきを確認した。まず、実施例１で用いた試料Ｎｏ．25と同一の条件で磁気ヘッド基板を製作した。
【００９８】
次に、イオンミリング装置（日本電子（株）製、AP−MIED型）を用いて鏡面の一部を除去して、流路面を形成した。イオンミリング加工については、アルゴンイオンを用いて加速電圧を600Ｖとし、表４に示すミリングレートで加工して、深さが0.2μｍになるまで加工して、表面粗さの異なる試料Ｎｏ．40〜42を作製した。
【００９９】
流路面の算術平均高さ（Ｒａ）は、原子間力顕微鏡を用いて、ＪＩＳ  Ｂ  0601−2001に準拠して測定した。ただし、測定長さを10μｍとした。また、得られた磁気ヘッド３について、フライングハイトテスターにて浮上高さ（浮上量）を測定した。このフライングハイトテスターによる測定では、磁気記録層を付けない透明なガラス基板を回転させてその表面に使用する磁気ヘッドをガラス基板上で浮上走行させ、周速12.44ｍｍ／ｓにおける磁気ヘッドの浮上高さを５秒毎に合計10回測定した。なお、磁気ヘッドを形成するスライダとしては、長さが0.85ｍｍ，幅が0.7ｍｍ，厚みが0.23ｍｍであるフェムトスライダを用いた。これら各磁気ヘッドの浮上高さの平均値と標準偏差は表４に示す通りである。
【表４】
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【０１００】
表４に示す通り、流路面の算術平均高さ（Ｒａ）が15ｎｍを超える試料Ｎｏ．42は、磁気ヘッドの浮上高さ（浮上量）の平均値は11ｎｍであり、試料Ｎｏ．40，41とはあまり差はなかったが、流路面の算術平均高さ（Ｒａ）が大きいために、浮上高さがばらついて標準偏差が0.11ｎｍと大きくなっている。これに対し、流路面の算術平均高さ（Ｒａ）が15ｎｍ以下である試料Ｎｏ．40，41は、磁気ヘッドの浮上高さ（浮上量）の平均値を10ｎｍ以下と低くすることができ、標準偏差も0.05ｎｍ以下と小さく、浮上特性が安定していることがわかった。
【０１０１】
以上の結果から、本発明の磁気ヘッド用基板を用いれば、Ａｌ２Ｏ３が60〜70質量％、ＴｉＣＸＯＹＮＺが30〜40質量％の範囲の焼結体からなり、焼結体の切断面における任意の10μｍ以上の直線上に存在するＡｌ２Ｏ３の結晶粒子およびＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数の合計に対して、ＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数の比率が55〜75％であり、ＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子の個数の比率をこの範囲にすることにより、Ａｌ２Ｏ３の結晶粒子より硬度の高いＴｉＣＸＯＹＮＺの結晶粒子が分散しているためにＡｌ２Ｏ３の結晶粒子に対してアンカー効果をもたらすので、記録媒体駆動装置が駆動して高速回転するハードディスク上を磁気ヘッドが移動しているときに磁気ヘッド用基板を短冊状およびチップ状に切断した部分やイオンミリング加工法または反応性イオンエッチング法により流路面を形成した部分から結晶粒子が脱粒して高速回転するハードディスク上に落ちることが少なく、チッピングも小さくなることから、流路面の平滑性が向上し、安定した浮上状態の磁気ヘッドとできることが確認できた。
【０１０２】
また、このような優れた本発明の磁気ヘッドを用いて記録媒体駆動装置を作製すれば、高精度な浮上面を有するために磁気ヘッドの浮上高さ（浮上量）を一定に保持することができて、情報を長期間にわたって正確な記録および再生を行なうことができるので、信頼性の高い記録媒体駆動装置となり好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の磁気ヘッド用基板の実施の形態の一例を示す、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’線での断面図である。
【図２】本発明の磁気ヘッド用基板の実施の形態の他の例を示す、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ’線での断面図である。
【図３】本発明の磁気ヘッドの実施の形態の一例を示す斜視図である。
【図４】本発明の磁気ヘッドを搭載した記録媒体駆動装置（ハードディスク駆動装置）の一例の概略構成を示す、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ’線における断面図である。
【図５】サスペンション19の先端に固定された磁気ヘッド３を拡大した図であり、（ａ）は底面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は拡大した側面図である。
【図６】加圧焼結装置内における成形体の配置状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１：磁気ヘッド用基板
２：オリエンテーションフラット
３：磁気ヘッド
４：浮上面
５：流路面
６：スライダ
７：絶縁膜
８：電磁変換素子
９：記録媒体駆動装置
【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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