(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に磁気抵抗効果型ヘッド及び誘導型ヘッドが設置され、更に前記磁気抵抗効果型ヘッドの上部シールドと前記誘導型ヘッドの下部磁気コアとが一体構造となっている記録再生分離型磁気ヘッドにおいて、
前記下部磁気コアの上に断面が実質的に矩形である薄膜導体からなる少なくとも２層の多層薄膜コイルが設けられ、その上に上部磁気コアが形成されており、前記多層薄膜コイルのうち最下層以外の少なくとも一層の薄膜コイルの薄膜導体はその薄膜導体の側面と底面とのコーナーに丸みが付いており、底面コーナーに丸みが付いている薄膜導体の薄膜コイル層のすぐ下の層の薄膜コイルの薄膜導体はその薄膜導体の側面と上面とのコーナーに丸みが付いており、
ヘッドのギャップ深さ方向縦断面において、底面コーナーに丸みが付いている上層側の薄膜コイルの隣り合った薄膜導体の間に、上面コーナーに丸みが付いている下層側の薄膜コイルの薄膜導体が位置し、
前記上層側の薄膜コイルの隣り合った薄膜導体と、前記下層側の薄膜コイルの薄膜導体とは、薄膜導体の互いのコーナーの丸み部分以下で、絶縁層を介して重なり合っていることを特徴とする記録再生分離型磁気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気ディスク装置などで情報の記録および再生に用いられる記録再生分離型磁気ヘッド、特に基板上に磁気抵抗効果型ヘッドと誘導型ヘッドが積層して設置されており、この磁気抵抗効果型ヘッドの上部シールドと、誘導型ヘッドの下部磁気コアとが一体となっているもので、下部磁気コアの上に少なくとも２層以上の薄膜コイルが形成されてその上に上部磁気コアが形成されている記録再生分離型磁気ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
記録再生分離型磁気ヘッドは図８に斜視図で示すように、アルミナ・チタンカーバイドなどで作られた非磁性基板１０の上に、アルミナ層１２、下部シールド１３、磁気抵抗効果素子１４、上部シールドと下部磁気コアを兼ねた磁性膜１５（以下下部磁気コアと言う）、上部磁気コア１６を持つ。この図で下部シールド、磁気抵抗効果素子、上部シールド間を絶縁する絶縁膜は省略している。この下部磁気コアと上部磁気コアの間に、アルミナなどからなる非磁性薄膜を有しており、この非磁性薄膜を介して対向している両磁性膜の端部は、誘導型ヘッドの磁極となっている。
【０００３】
記録再生分離型磁気ヘッドの誘導型ヘッドにおいては前記の下部磁気コア１５と上部磁気コア１６の間に薄膜コイル４５、４６が巻回配置されている。上下部磁気コアとコイル間の電磁変換特性を確保するために通常このコイルの巻き数は１５回程度である。また、コイルの抵抗を小さくすると共に、コイル薄膜導体間の絶縁を確保するために、各薄膜導体の幅と高さ共に約２．５〜３μｍ、薄膜導体間のスぺーシング２〜３μｍとして用いられている。上下部磁気コアの間でこのコイルの占める空間を小さくして、誘導型ヘッドのインダタンスを小さくするために、薄膜コイルを多層に配置することが行われている。
【０００４】
図７に、この記録再生分離型磁気ヘッドのコイル部を縦断面図（図８の縦断面図）で示しているように、下部磁気コア１５の上に形成した磁気ギャップ材としてアルミナ等の非磁性薄膜１８の上に第一の絶縁樹脂層２１を介して下層の薄膜コイル４５が並べられてており、この下層の薄膜コイル４５の薄膜導体を包み込んでいる第二の絶縁樹脂層４２の上に上層の薄膜コイル４６が並べられている。この上層の薄膜コイル４６の薄膜導体も絶縁樹脂層４３で包み込まれており、その上に上部磁気コア１６が形成されている。なお、この図で１８は、磁極（図示せず）の間に形成されたアルミナなどの非磁性薄膜から延長された部分である。
【０００５】
この積層された下層の薄膜コイル４５と上層の薄膜コイル４６の間の絶縁すなわち層間の絶縁を確保するために、下層の薄膜コイル４５の薄膜導体と上層の薄膜コイル４６の薄膜導体の間隔を、ある大きさ以上にする必要がある。いま絶縁を確保するのに必要な層間距離をｄとおく。下層の薄膜コイルの薄膜導体の上部にδの大きさの突出部がある場合には、それだけこの層間距離を大きくする必要があり、必要な距離はｄ＋δとなってくる。
【０００６】
そこで、下部磁気コア１５と上部磁気コア１６の間隔は、多層の薄膜コイル及びその絶縁層を容れることのできるだけの大きさが必要である。ところが、情報の読み出しに磁気抵抗効果型ヘッドが用いられるような高記録密度の場合では、記録再生分離型磁気ヘッドの誘導型ヘッドのインダクタンスを小さくしなければ、情報の記録が正しくできないために、下部磁気コアと上部磁気コアとでできている磁路を短くすることが必要である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、薄膜コイルの層間の間隔を小さくしても層間の絶縁を確保することができて、下部磁気コアと上部磁気コアからなる磁路を短くすることができる記録再生分離型磁気ヘッドを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の記録再生分離型磁気ヘッドは、
基板上に磁気抵抗効果型ヘッド及び誘導型ヘッドが設置され、更に前記磁気抵抗効果型ヘッドの上部シールドと前記誘導型ヘッドの下部磁気コアとが一体構造となっている記録再生分離型磁気ヘッドにおいて、
前記下部磁気コアの上に断面が実質的に矩形である薄膜導体からなる少なくとも２層の多層薄膜コイルが設けられ、その上に上部磁気コアが形成されており、前記多層薄膜コイルのうち最下層以外の少なくとも一層の薄膜コイルの薄膜導体はその薄膜導体の側面と底面とのコーナーに丸みが付いており、底面コーナーに丸みが付いている薄膜導体の薄膜コイル層のすぐ下の層の薄膜コイルの薄膜導体はその薄膜導体の側面と上面とのコーナーに丸みが付いており、
ヘッドのギャップ深さ方向縦断面において、底面コーナーに丸みが付いている上層側の薄膜コイルの隣り合った薄膜導体の間に、上面コーナーに丸みが付いている下層側の薄膜コイルの薄膜導体が位置し、
前記上層側の薄膜コイルの隣り合った薄膜導体と、前記下層側の薄膜コイルの薄膜導体とは、薄膜導体の互いのコーナーの丸み部分以下で、絶縁層を介して重なり合っていることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら本発明の実施態様について詳細に説明する。図１は、本発明の記録再生分離型磁気ヘッドの一実施態様の主要部の縦断面図で、図２は本発明の記録再生分離型磁気ヘッドの一実施態様のコイル部の拡大縦断面図、図３は本発明の記録再生分離型磁気ヘッドの他の実施態様のコイル部の拡大縦断面図である。図４は上下層の薄膜導体の対向しているコーナーに丸みを持っている場合の一モデルの説明縦断面図、図５は上下層の薄膜導体の対向しているコーナーに丸みを持っている場合の他のモデルの説明縦断面図、図６は上下の薄膜コイル層の薄膜導体間の重なりを説明するための縦断面図である。これらの図面及び従来の記録再生分離型磁気ヘッドを示す図７、８で共通の部分は同じ参照符号を用いている。
【００１４】
図１および図２において、１５，１６は各々下部磁気コア及び上部磁気コアであり、下部磁気コア１５は絶縁層を介して磁気抵抗効果素子１４と積層されている。下部磁気コア１５の上面にはアルミナなどからなる非磁性薄膜１８を有しており、下部磁気コア１５と上部磁気コア１６の端部１５１、１６１は非磁性薄膜１８を介して対向しており、誘導型ヘッドの磁極となっている。この誘導型ヘッドは下部磁気コア１５と上部磁気コア１６とで磁路を形成している。磁路の励磁用コイルは、ここでは下部磁気コア１５に近いところに下層の薄膜コイル２５と、その上に上層の薄膜コイル２６が並んでいて、これらのコイルは磁路を取り囲むように巻回している。
【００１５】
上下層の薄膜コイル２５，２６を構成している各薄膜導体はその断面が実質的に矩形である。薄膜導体をメッキで形成する際のレジスト膜の形状に従って、方形、台形あるいは逆台形の断面、あるいはメッキ溶液に加える添加剤によっては断面上部が丸くなることがあるが、それらを含めて、実質的に矩形であるとしている。
【００１６】
誘導型ヘッドの磁極間に設けられている非磁性薄膜１８の延長された部分の上に、第一の絶縁樹脂層２１があり、その上に下層の薄膜コイル２５が並べられている。下層の薄膜コイル２５の各薄膜導体はその上面が上に凸となり、すなわち薄膜導体の側面と上面とのコーナーに丸みが付いている。下層の薄膜コイル２５は第二の絶縁樹脂層２２で包み込まれている。この第二の絶縁樹脂層２２の上面は、下層薄膜コイル２５の薄膜導体上では突出し、薄膜導体間ではへっこんでいるようなアンデュレーションが生じており、下層薄膜コイル２５の薄膜導体間に相当する第二の絶縁樹脂層２２の凹部のところに上層薄膜コイル２６の薄膜導体が設けられている。すなわち上層薄膜コイル２６の薄膜導体各々は、ヘッドの縦断面図を横から見た図でその長さ方向で、下層コイル２５の薄膜導体間に位置していることになる。上層薄膜コイル２６の薄膜導体は、第二の絶縁樹脂層２２の凹部に設けられていて、その底面が下に凸の形状をしている。上層薄膜コイル２６も矩形断面をしているが、その導体側面と底面とのコーナーは下層薄膜コイル２５の薄膜導体の丸みが付いたコーナーと対向しており、そのコーナーに丸みが付いている。これらの丸みは少なくとも０．２μｍＲあることが望ましく、好ましくは０．３〜０．５μｍＲ付いている。また、下層薄膜コイル２５の薄膜導体上面と上層薄膜コイル２６の薄膜導体底面との高さ方向での距離は１．０μｍ以上あることが好ましい。下層薄膜コイル２５と上層薄膜コイル２６の距離を１．０μｍ以上とすることでその間の絶縁性能を十分なものとすることができる。上層薄膜コイル２６の薄膜導体は、第三の絶縁樹脂層２３によって包み込まれている。上層薄膜コイル２６の薄膜導体上面の形状は平坦でも凸の形状でもよい。
【００１７】
このように、上層薄膜コイル２６の薄膜導体底面を下に凸として、コーナーに丸みを付けたものを形成するには通常のリソグラフィーの技術によって作製することができる。第一の絶縁樹脂層２１を形成した上に、下層の薄膜コイル２５を形成するために、銅などの導電性材料をスパッタリングして、下地導電体膜２５１を形成する。次に下地導電体膜２５１の表面にレジスト膜を塗布し、所定の温度でベークを行う。このレジスト膜の上にフォトマスクを位置決めして露光し、続いて現像および水洗処理を施す。これにより、下層薄膜コイル２５の形に合ったレジストパターンが形成される。次に、硫酸銅などのメッキ溶液を用いて下層の薄膜コイル２５をメッキにて形成する。このメッキに用いる溶液に平滑剤及び結晶粒径を小さくする光沢剤を加えて使用すると、メッキ時に形成される銅片の端部の電流密度が抑制されるのでよく知られているように、薄膜コイル２５の薄膜導体上面が上に凸となって、上部コーナーが丸くなる。次に、レジスト膜を剥離した後、薄膜コイル２５の薄膜導体間の下地導電体膜をイオンミリングで除去し、下層の薄膜コイル２５を完成する。
【００１８】
次に、下層の薄膜コイル２５の上にレジストを充填して、コイル２５を包み込むようにしたうえで、このレジストを２７０℃前後の温度で加熱、硬化すると、下層薄膜コイル２５の薄膜導体上では突出し、コイル間ではへっこんでいるようなアンデュレーションを上面に持った第二の絶縁樹脂層２２が形成される。アンデュレーションを得る方法としては、レジスト塗布時に基板の回転数を上げてレジスト膜厚を薄く塗布するか、低粘度のレジストを使用すること若しくは、第二の樹脂層の形状に露光、現像を行った後に、レジスト全面を再度露光し無感光基を反応させ加熱すると、レジストが流れ易くなりアンデュレーションを持った形状に硬化する。次に、第二の絶縁樹脂層２２の上面全体に、銅などの導電性材料をスパッタリングして、下地導電体膜２６１を形成する。この下地導電体膜２６１は、第二の絶縁樹脂層２２の上面のアンデュレーションに沿った形に形成される。下地導電体膜２６１の表面にレジスト膜を塗布し、所定の温度でベークを行う。このレジスト膜の上にフォトマスクを、下層薄膜コイル２５の薄膜導体間の第二の絶縁樹脂層２２のへっこんでいる部分にその窓の部分が位置するように設置して露光し、続いて現像および水洗処理を施す。続いて、硫酸銅などのメッキ溶液を用いて上層の薄膜コイル２６をメッキして形成する。上層薄膜コイル２６の薄膜導体は下地導電体膜２６１の、下に凸になった部分に形成されるので、上層薄膜コイル２６の薄膜導体下面も下に凸となる。次にレジスト膜を剥離した後、薄膜コイル２６の薄膜導体間の下地導電体膜をイオンミリングで除去して上層の薄膜コイル２６を完成する。
【００１９】
次に、上層の薄膜コイル２６の上にレジストを充填してコイル２６の薄膜導体を包み込んだ上で、このレジストを加熱して、第三の絶縁樹脂層２３を形成する。第三の絶縁樹脂層２３の上には上部磁気コア１６が形成されるため、薄膜導体上では突出し、薄膜導体間ではへっこんでいるようなアンジュレーションは好ましくない。そのため、第二の絶縁樹脂層形成方法とは違い、出来る限りレジストを厚く塗布するか、高粘度のレジストを用いる。レジスト全面を再度露光し無感光基を反応させ、加熱した時レジストが流れ易くなるような工程は避けた方が好ましい。上部磁気コア１６を形成し、その上に保護膜５０を形成し磁気ヘッドを完成する。
【００２０】
いま、上層薄膜コイルの薄膜導体下面と、下層薄膜コイルの薄膜導体上面とが平面の場合に、下層薄膜導体と上層薄膜導体の間の絶縁を確保するのに必要な層間距離をｄと置く。本発明の磁気ヘッドにおいては、上層薄膜コイル２６の薄膜導体底面を下に凸としているので、この突出部の大きさをδ2 と置くと、上層薄膜コイル２６の薄膜導体が、下層薄膜コイル２５の薄膜導体間に配置されていると、層間距離をｄ−δ2 まで小さくすることができる。下層薄膜コイル２５の薄膜導体上面を上に凸としている場合には、その大きさをδ1 とすると、同様に層間距離をｄ−δ1 まで小さくできるので、両方の効果によってｄ−δ1 −δ2 まで小さくできる。
【００２１】
本発明の記録再生分離型磁気ヘッドでは、下層薄膜コイルと上層薄膜コイルの薄膜導体はその断面が実質的に矩形をしていて、下層薄膜コイルの薄膜導体はその上面が上に凸、すなわち薄膜導体の側面と上面とのコーナーが丸みを持っている。とともに、上層薄膜コイルの薄膜導体はその底面が下に凸、すなわち薄膜導体の側面と底面とのコーナーが丸みを持っている。コーナーとは薄膜導体の上面あるいは底面が水平であるとして仮想の水平線を引いたとき、それと側面線との交点である。これらの丸みが好ましくは少なくとも０．２μｍＲであって、上下層の薄膜コイルの高さ間隔が好ましくは１．０μｍ以上である。このように上下薄膜コイルの薄膜導体の対向するコーナーに丸みを付けることによって、上下層コイル薄膜導体間の最も近い間隔を大きくすることができるので、絶縁耐圧を上げることができる。
【００２２】
これを図４、５に示すモデルについて検討してみる。図４、５はいずれも対向する丸みのあるコーナーを持った上下層の薄膜導体の間隔ｄ′を説明する図であって、下層薄膜コイル２５の薄膜導体の側面２５２と上層薄膜コイル２６の薄膜導体の側面２６２が同一面にあるとしている。何れの図でも下層薄膜コイル２５の薄膜導体はその上部コーナー部分が丸くなっていて、その半径をｒとしている。図４では、上層薄膜コイル２６の薄膜導体の底面全体が丸みを持っている場合でその底面の丸みの半径をＲとして、その半径の中心が薄膜導体の中央線の上にあるとしている。図５は上層薄膜コイル２６の薄膜導体が下部コーナーの部分のみが丸くなっている場合で、その半径が下層薄膜導体の上部コーナーの丸みと同じ半径ｒをしているとする。
【００２３】
下層薄膜コイル２５の薄膜導体と上層薄膜コイル２６の薄膜導体との高さ間隔ｄを１．０μｍとして、最も近接しているコイル表面間距離ｄ′を求め、上層薄膜導体の下面全体が丸みを持っている場合を表１に、上層薄膜導体の下部コーナー部分のみが丸くなっている場合を表２に示す。
【００２４】
【表１】
0003822379.tif 000002
【００２５】
【表２】
0003822379.tif 000003
【００２６】
この表から明らかなように、上下薄膜コイルの薄膜導体コーナーに０．２μｍ以上の丸みを付けることによって５％以上導体間距離ｄ′を大きくすることができる。また、上層薄膜導体の下面全体を丸くすることによっても約１０％以上導体間距離ｄ′を大きくすることができる。更に薄膜導体の近接しているコーナー同士が丸みを帯びているので、電位の集中を防止することができるので、下層と上層の薄膜コイルの層間を更に小さくすることができる。
【００２７】
下層薄膜コイル２５の薄膜導体と上層薄膜コイル２６の薄膜導体はヘッドのギャップ深さ方向縦断面を横から見ると、下層薄膜コイル２５の薄膜導体の間にそのすぐ上にある上層薄膜コイル２６の薄膜導体が形成されていることがよい。しかし、図６に拡大して示すように下層薄膜コイル２５の薄膜導体と上層薄膜コイル２６の薄膜導体は一部分重なり合うように配置することができる。その重なりの程度は薄膜導体幅の１／４以下、すなわち薄膜導体の幅が２μｍ程度なので重なりを０．５μｍ以下とするとよい。好ましくは重なりが薄膜導体のコーナー部の丸みの部分以下にしておくとよい。
【００２８】
本発明によって、絶縁樹脂層２２、２３の部分を薄くすることができるので、下部磁気コア１５と上部磁気コア１６の距離も小さくできて、誘導型ヘッドの磁路が短くなって、インダクタンスも小さくすることができるようになる。
【００２９】
図１、２では、上層薄膜コイル２６の薄膜導体底面を下に凸とし、下層薄膜コイル２５の薄膜導体の上面を上に凸としてコーナーを丸くしているが、図３に示す他の実施態様のように、下層の薄膜コイル２５を包み込んでいる第二の絶縁樹脂層２２の上面に形成したアンデュレーションに従って、上層（ここでは第二層）の薄膜コイル２６' の薄膜導体底面を下に凸とする。とともに、薄膜コイル２６' の薄膜導体上面を上に凸として、この薄膜コイル２６' を包み込んでいる第三の絶縁樹脂層２３' の上面をも、凹凸を持つようにする。その上に、更に、最上層の薄膜コイル２７を形成し、そのコイル２７の薄膜導体下面を下に凸となるようにする。最上層の薄膜コイル２７を包み込むように第四の絶縁樹脂層２４を形成し、これら全体の上に上部磁気コア１６を形成する。最上層の薄膜コイル２７の薄膜導体上面の形状は平坦でも凸の形状でも良いものである。このように薄膜コイルを３層にすることもできる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では最下層以外の薄膜コイル薄膜導体の底面が下に凸となっているので、コイル層間の間隔を小さくすることができて、コイル部分および絶縁樹脂層を小さくでき、下部磁気コアと上部磁気コアからなる磁路を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の記録再生分離型磁気ヘッドの一実施態様の主要部の縦断面図である。
【図２】本発明の記録再生分離型磁気ヘッドの一実施態様のコイル部の拡大縦断面図である。
【図３】本発明の記録再生分離型磁気ヘッドの他の実施態様のコイル部の拡大縦断面図である。
【図４】上下層の薄膜導体の対向しているコーナーに丸みを持っている場合の一モデルの説明縦断面図である。
【図５】上下層の薄膜導体の対向しているコーナーに丸みを持っている場合の他のモデルの説明縦断面図である。
【図６】上下の薄膜コイル層の薄膜導体間の重なりを説明するための縦断面図である。
【図７】従来の記録再生分離型磁気ヘッドの主要部の縦断面図である。
【図８】従来の記録再生分離型磁気ヘッドの斜視図である。
【符号の説明】
１０            非磁性基板
１２            アルミナ層
１３            下部シールド
１４            磁気抵抗効果素子
１５            下部磁気コア
１６            上部磁気コア
１８            非磁性薄膜
２１、２２、２３、２３' 、２４、４２、４３    絶縁樹脂層
２５、２６、２６' 、２７、４５、４６          薄膜コイル
２５１、２６１        下地導電体膜
２５２、２６２        側面
１５１、１６１        磁極
５０                  保護膜
【図１】
0003822379.tif 000004
【図２】
0003822379.tif 000005
【図３】
0003822379.tif 000006
【図４】
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【図５】
0003822379.tif 000008
【図６】
0003822379.tif 000009
【図７】
0003822379.tif 000010
【図８】
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