專利名稱：磁頭及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有搭載在諸如碟盤機(jī)等上的滑觸部件的磁頭，特別涉及可以減小記錄載體起動(dòng)時(shí)所需要的起動(dòng)力的、同時(shí)可以保護(hù)設(shè)置在前述滑觸部件的牽引側(cè)端部處的薄膜元件與記錄載體之間的接觸等等的磁頭及其磁頭制造方法。
圖8(a)示出了一個(gè)搭載在諸如碟盤機(jī)等等上的磁頭，表示的是磁頭與滑觸部件相對(duì)的面向上時(shí)的平面圖，圖8(b)為表示沿圖8(a)所示的磁頭中的線Ib-Ib剖開時(shí)的剖面圖，圖8(c)為表示沿圖8(a)所示的磁頭中的線Ic-Ic剖開時(shí)的剖面圖。
該磁頭H的相對(duì)于碟盤移動(dòng)方向X為上流側(cè)(イ)的部分被稱為導(dǎo)向側(cè)，為下流側(cè)(ロ)的部分被稱為牽引側(cè)。滑觸部件1由陶瓷等等材料構(gòu)成，在前述滑觸部件1的碟盤相對(duì)部由位于氣槽7兩側(cè)的導(dǎo)軌部4、4形成。正如圖8(b)所示，前述導(dǎo)軌部4、4的剖面呈凸起形狀，且在其最上部形成有當(dāng)磁頭H靜止時(shí)與碟盤的記錄面相接觸的相對(duì)面(浮起面ABS)5、5。前述相對(duì)面5、5被加工成具有預(yù)定曲率的拱頂形狀。而且在如圖8(c)所示的導(dǎo)軌部4、4的導(dǎo)向側(cè)的端部處還形成有傾斜面6、6。
正如圖8(a)和圖8(c)所示，在滑觸部件1的牽引側(cè)(ロ)的端部2處還設(shè)置有薄膜元件3和蓋覆著薄膜元件3的保護(hù)層8。這一薄膜元件3具有可利用磁阻效應(yīng)檢測(cè)由碟盤機(jī)等等的記錄載體處泄漏出的漏磁磁場(chǎng)并讀取磁信號(hào)的MR頭(讀取頭)，以及由線圈等等按預(yù)定方式成型的感應(yīng)頭(寫入頭)。如舉例來說，前述的保護(hù)層8可以用氧化鋁(Al2O3)等等的非磁性陶瓷材料構(gòu)成。
磁頭H的滑觸部件1由固定在承載臂前端處的柔性體支撐著，由板簧等等構(gòu)成的承載臂的彈性力將滑觸部件1壓向碟盤。這種磁頭H可使用在按所謂的CSS(接觸·啟動(dòng)·停止)方式運(yùn)行的碟盤機(jī)裝置中，當(dāng)?shù)P運(yùn)行停止時(shí)，滑觸部件1的相對(duì)面5、5將在前述彈性力的作用下與碟盤的記錄面相接觸。在碟盤起動(dòng)運(yùn)行時(shí)，可沿著碟盤的移動(dòng)方向(方向X)將空氣流導(dǎo)入至滑觸部件1和碟盤表面之間，相對(duì)面5、5將承受由于空氣流動(dòng)而產(chǎn)生的浮起力，從而使滑觸部件1由碟盤表面上浮起短短的一段距離。
浮起的狀態(tài)呈導(dǎo)向側(cè)(イ)比牽引側(cè)(ロ)在碟盤上浮起的更高的傾斜浮起狀態(tài)。在這一浮起狀態(tài)下，可以用薄膜元件3上的MR頭由碟盤上檢測(cè)出磁信號(hào)，或是由感應(yīng)頭向碟盤寫入前述的磁信號(hào)。
設(shè)置在按CSS方式運(yùn)行的碟盤機(jī)裝置中的碟盤驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)可以給出使碟盤與滑觸部件間可靠的開始滑動(dòng)時(shí)所必須的起動(dòng)力矩。如果碟盤和滑觸部件開始運(yùn)動(dòng)時(shí)所需要的起動(dòng)力矩較高，則必須在碟盤機(jī)裝置中采用大型的電動(dòng)機(jī)，這將使得裝置難以小型化，同時(shí)還造成消耗電力比較多等等的問題。
碟盤起動(dòng)所需要的力矩是由滑觸部件1的相對(duì)面5、5與碟盤表面之間的靜摩擦力決定的。要想降低碟盤起動(dòng)時(shí)所需要的起動(dòng)力矩，就必須降低其靜摩擦力。
對(duì)于原有的作為記錄載體的碟盤機(jī)，碟盤表面的凹凸起伏比較粗糙，從而使得即使滑觸部件1的相對(duì)面5、5為比較平滑的面，也可以減小碟盤表面與前述相對(duì)面5、5之間的真實(shí)接觸面積，進(jìn)而可以減小其靜摩擦力。
然而在最近，與高密度記錄相對(duì)應(yīng)的碟盤機(jī)正傾向于使碟盤的表面平滑化。這樣作的原因包括，首先在碟盤機(jī)的碟盤面比較粗糙時(shí)，前述碟盤表面上的凸起的不均勻性將更為突出，所以在磁頭呈浮起狀態(tài)下而進(jìn)行磁記錄·再生的過程中，滑觸部件1可能會(huì)與碟盤表面上的前述凸起相磕碰，從而損傷碟盤表面。其次，由于滑觸部件1會(huì)與碟盤表面上的凸起部分頻繁的磕碰接觸，可能會(huì)損傷安裝在滑觸部件1上的端面2處的薄膜元件3，從而使記錄·再生性能下降，而且滑觸部件1與碟盤表面間的磕碰接觸會(huì)產(chǎn)生熱能，故還存在有在再生輸出時(shí)會(huì)引入噪音的問題。再次，特別是對(duì)于要進(jìn)行高密度記錄的碟盤機(jī)，必須要減小薄膜元件3與碟盤表面之間的間隙，因而必須要避免在碟盤表面上形成不規(guī)則的凸起部。如上所述，用于高密度記錄的碟盤機(jī)的碟盤表面，往往需要呈近似于鏡面狀的平滑面。
當(dāng)?shù)P機(jī)的碟盤表面為平滑面時(shí)，可以解決前述的問題，然而如果碟盤表面和滑觸部件1的相對(duì)面5、5均呈平滑表面，則在碟盤機(jī)裝置停止運(yùn)行時(shí)，涂覆在碟盤表面上的潤(rùn)滑劑和水膜將被夾在碟盤和滑觸部件1之間，從而使滑觸部件1呈相對(duì)于碟盤被吸附住的狀態(tài)。這將會(huì)增大碟盤啟動(dòng)時(shí)的靜摩擦力，所以需要非常大的、使碟盤開始運(yùn)行用的起動(dòng)力矩。
因此，對(duì)于使用其表面為平滑的、與高密度記錄相對(duì)應(yīng)的碟盤的碟盤機(jī)裝置，必須要使滑觸部件1的相對(duì)面5、5比較粗糙，以減小相對(duì)面5、5與碟盤面之間的真實(shí)接觸面積。
如果舉例來說，原有的使滑觸部件1的相對(duì)面5、5粗糙化的方法可以是所謂的網(wǎng)紋(texturing)加工方法，即通過對(duì)前述的相對(duì)面5、5施加化學(xué)腐蝕處理和濺射處理等等的方式，在前述相對(duì)面5、5處形成突起部。
然而采用這些方法時(shí)，其中的化學(xué)腐蝕會(huì)對(duì)薄膜元件3造成損傷，而且元件凹槽也比較大。當(dāng)元件的凹槽比較大時(shí)，又會(huì)增大薄膜元件3與碟盤面之間的間隔損耗，進(jìn)而導(dǎo)致信號(hào)的寫入效率下降，讀取的敏感度下降。而且一旦薄膜元件3被損壞，便不能進(jìn)行正常的讀取和寫入操作。
當(dāng)采用濺射加工方法時(shí)，難以在不損傷前述薄膜元件3的條件下，在薄膜元件3的周圍形成突起部。因此采用這種方法時(shí)并不在薄膜元件3的周圍處形成突起部，然而一旦碟盤機(jī)停止運(yùn)行時(shí)，薄膜元件3將與碟盤表面直接接觸，從而在碟盤機(jī)開始滑動(dòng)運(yùn)行時(shí)會(huì)損傷，甚至摩擦損耗掉前述的薄膜元件3。
而且濺射加工方法的工序復(fù)雜，工序數(shù)目較多，且進(jìn)行前述的濺射加工用的處理設(shè)備也非常昂貴。
本發(fā)明就是要解決上述的問題，其目的是要提供一種可以采用激光器容易的在滑觸部件的相對(duì)面處形成突起部的、特別是可以在不損傷前述薄膜元件3的條件下在薄膜元件3的周圍形成突起部的磁頭和磁頭的制造方法。
本發(fā)明提供了一種磁頭，它包括有當(dāng)記錄載體停止運(yùn)行時(shí)與記錄載體表面相接觸、在記錄載體起動(dòng)運(yùn)行后因承受由記錄載體表面流過的空氣所產(chǎn)生的浮起力而呈牽引側(cè)由記錄載體上浮起或滑動(dòng)開的浮起狀態(tài)的滑觸部件，設(shè)置在前述滑觸部件的牽引側(cè)處的磁記錄和/或再生用的薄膜元件，以及蓋覆著這一薄膜元件的保護(hù)層，其特征在于在朝向記錄載體的前述保護(hù)層的表面和/或前述滑觸部件的與記錄載體相對(duì)的相對(duì)面中的牽引側(cè)的端部附近處形成有突起部。
而且在除了前述的牽引側(cè)端部附近之外的相對(duì)面上，最好也形成有突起部。
而且形成在牽引側(cè)端部附近處的突起部，最好比形成在除了牽引側(cè)端部附近之外的相對(duì)面處的突起部的密度大。
而且形成在前述保護(hù)層和前述相對(duì)面處的突起部的平均高度，最好為5～50nm。
而且在前述保護(hù)層和前述相對(duì)面處最好還形成有硬質(zhì)碳制薄膜，前述的硬質(zhì)碳制薄膜的薄膜厚度最好為5～15nm。
在本發(fā)明中，前述的滑觸部件可以采用由Al2O3(氧化鋁)的結(jié)晶顆粒和TiC(鈦碳化物)的結(jié)晶顆?；旌隙傻难趸X—鈦碳化物構(gòu)成，也可以采用Si(硅)構(gòu)成。
本發(fā)明還提供了一種磁頭的制造方法，該磁頭包括有由陶瓷材料構(gòu)成的、當(dāng)記錄載體停止運(yùn)行時(shí)與記錄載體表面相接觸、在記錄載體起動(dòng)運(yùn)行后承受由記錄載體表面流過的空氣所產(chǎn)生的浮起力而使?fàn)恳齻?cè)呈由記錄載體上浮起或滑動(dòng)開的浮起狀態(tài)的滑觸部件，設(shè)置在前述的滑觸部件的牽引側(cè)處的磁記錄和/或再生用的薄膜元件，以及蓋覆著這一薄膜元件的保護(hù)層，這種制造方法的特征在于使朝向記錄載體的前述保護(hù)層的表面和滑觸部件的朝向記錄載體的相對(duì)面平滑化，隨后至少在前述保護(hù)層和/或前述相對(duì)面的牽引側(cè)端部處用激光光束照射以隆起形成突起部。
而且在形成了前述突起部之后，最好再在前述保護(hù)層和前述相對(duì)面處蓋覆形成硬質(zhì)碳制薄膜。
通過采用在保護(hù)層和相對(duì)面處蓋覆形成硬質(zhì)碳制薄膜的方式，即使反復(fù)進(jìn)行在碟盤表面與滑觸部件之間滑動(dòng)操作，也不會(huì)使形成在保護(hù)層和相對(duì)面處的突起部產(chǎn)生摩擦損耗。
本發(fā)明采用Nb-YAG型激光器作為產(chǎn)生前述激光光束用的激光器，而且采用前述的Nb-YAG型激光器發(fā)出的二次諧波或四次諧波中的一個(gè)為激光光波。
而且，產(chǎn)生前述激光光束用的激光器也可以采用準(zhǔn)分子型激光器。
本發(fā)明至少在作為薄膜元件的周邊部的保護(hù)層和/或滑觸部件的相對(duì)面的牽引側(cè)的端部附近處形成有突起部，因此可以避免前述的薄膜元件與碟盤表面之間的直接接觸。這樣，即使在滑觸部件與碟盤表面間反復(fù)的進(jìn)行滑動(dòng)操作，也可以用突起部保護(hù)住前述的薄膜元件，而不會(huì)出現(xiàn)使前述薄膜元件產(chǎn)生破損的問題。
本發(fā)明是通過采用由激光光束照射進(jìn)行了研磨加工后的滑觸部件的相對(duì)面和保護(hù)層的方式，來形成突起部的。通過使用激光器，可以容易的形成突起部，而且可以在所需要的任意位置處形成突起部。這樣便可以在不損傷前述薄膜元件的條件下，容易的在薄膜元件的周邊部形成突起部。而且在使用激光器進(jìn)行加工的過程中，不會(huì)在滑觸部件的相對(duì)面和薄膜元件的周圍處產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力，從而不會(huì)產(chǎn)生裂縫，也不會(huì)使結(jié)合部位產(chǎn)生變形。而且通過適當(dāng)?shù)倪x擇激光器的種類或激光光束的輸出，還可以根據(jù)需要任意的改變突起部的形狀和前述突起部的平均高度。
而且在前述的滑觸部件呈浮起狀態(tài)時(shí)，設(shè)置有薄膜元件的牽引側(cè)的端部可以由記錄載體上浮起或在其上滑動(dòng)，這一滑動(dòng)可以是連續(xù)的，也可以是不連續(xù)的。
下面參考附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。


圖1(a)示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施形式構(gòu)成的磁頭，表示的是磁頭的滑觸部件相對(duì)面向上時(shí)的平面圖，圖1(b)為表示沿圖1(a)中的線Ib-Ib剖開時(shí)的剖面圖，圖1(c)為表示沿圖1(a)中的線Ic-Ic剖開時(shí)的剖面圖。
圖2(a)～圖2(d)為表示形成在位于如圖1所示的磁頭上的薄膜元件附近處的突起部的形狀和位置的平面圖。
圖3為表示采用Nb-YAG型激光器，并將該激光器發(fā)出的激光光束調(diào)諧在四次諧波時(shí)的示意圖，其中圖(a)為表示前述激光光束的輸出為1.5mW時(shí)的突起部的形狀的放大了的正面圖，圖(b)為表示前述激光光束的輸出為2mW、3mW時(shí)的突起部的形狀的放大了的正面圖。
圖4(a)示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施形式構(gòu)成的磁頭，表示的是磁頭的滑觸部件的相對(duì)面向上時(shí)的平面圖，圖4(b)為其右側(cè)側(cè)面圖。
圖5為表示磁頭的CSS轉(zhuǎn)速與起動(dòng)力矩之間關(guān)系的曲線圖，其中磁頭在滑觸部件的相對(duì)面處形成有若干個(gè)形狀如圖1所示的突起部(平均高度為30nm，直徑為4μm)。
圖6為表示在按CSS方式運(yùn)行了3萬次后，突起部的平均高度與起動(dòng)力矩之間關(guān)系的曲線圖，其中磁頭在滑觸部件的相對(duì)面處形成有形狀如圖1所示的突起部(直徑為5μm，突起部的間隙為30μm)，而且各磁頭上的突起部具有不同的平均高度。
圖7為表示磁頭間隙與PW50之間關(guān)系的曲線圖，其中磁頭在滑觸部件的非相對(duì)面處形成有若干個(gè)突起部(平均高度為30nm，直徑為4μm)。
圖8(a)示出了一種原有的磁頭，表示的是磁頭的滑觸部件相對(duì)面向上時(shí)的平面圖，圖8(b)為表示沿圖8(a)中的線Ib-Ib剖開時(shí)的剖面圖，圖8(c)為表示沿圖8(a)中的線Ic-Ic剖開時(shí)的剖面圖。
圖1(a)為表示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施形式構(gòu)成的磁頭的平面圖，其中磁頭搭載在碟盤機(jī)等等上，且磁頭的朝向記錄載體的相對(duì)面朝上，圖1(b)為表示沿圖1(a)所示的磁頭上的線Ib-Ib剖開時(shí)的剖面圖，圖1(c)為表示沿圖1(a)所示的磁頭上的線Ic-Ic剖開時(shí)的剖面圖。
如圖1所示的磁頭H上的滑觸部件1由陶瓷材料構(gòu)成，在與作為記錄載體的碟盤機(jī)的相對(duì)部處形成有氣槽7，在氣槽7的兩側(cè)還形成有導(dǎo)軌部4、4。
如果舉例來說，本發(fā)明中的形成前述滑觸部件1用的陶瓷材料可以為由Al2O3(氧化鋁)的結(jié)晶顆粒和TiC(鈦碳化物)的結(jié)晶顆?；旌隙傻难趸X—鈦碳化物，也可以為Si(硅)。
氧化鋁—鈦碳化物具有優(yōu)異的耐摩擦損耗性和可切削性，硅材料更適合于進(jìn)行精細(xì)加工。
除了上述兩種類型的陶瓷材料之外，還可以采用Al2O3、Al2O3-TiO3、CeO2-ZrO2、Y2O3-ZrO2、TiC、SiC、WC、Si3N4、AlN來構(gòu)成，這些陶瓷材料具有優(yōu)異的耐摩擦損耗性和耐熱性。
本發(fā)明可以單獨(dú)的采用前述的某種陶瓷材料，也可以采用由兩種以上材料構(gòu)成的化合物。
前述的導(dǎo)軌部4、4的剖面呈如圖1(b)所示的凸起形狀，在前述導(dǎo)軌部4、4的最上部的表面處還形成有相對(duì)面(浮起面，即ABS面)5、5。這些相對(duì)面5、5形成為具有預(yù)定曲率的拱頂形狀，在前述的相對(duì)面5、5的表面上還用激光器形成有許多個(gè)突起部。
在滑觸部件1的牽引側(cè)(ロ)的端面(端部)2處設(shè)置有薄膜元件3，而且正如圖1(a)和圖1(c)所示的那樣，在該薄膜元件3的除了與記錄載體相對(duì)的表面之外的表面上，均用由諸如氧化鋁(Al2O3)等等的陶瓷材料構(gòu)成的保護(hù)層8蓋覆著。該保護(hù)層8上與前述的相對(duì)面5、5相類似，也用激光器形成有許多個(gè)突起部。
前述的薄膜元件3由作為磁性材料的坡莫合金(Ni-Fe類合金)和作為絕緣材料的氧化鋁的等等疊層構(gòu)成，并且包含有再生記錄在碟盤上的磁記錄信號(hào)用的磁檢測(cè)部，或是在碟盤上記錄磁信號(hào)用的磁記錄部，也可以同時(shí)包含有磁檢測(cè)部和磁記錄部。磁記錄部可以為由諸如磁阻元件(MR元件)等等構(gòu)成的MR頭。磁檢測(cè)部可以為由線圈和芯體等等按預(yù)定方式成型的感應(yīng)頭。
如圖1所示的磁頭H由滑觸部件1支撐在設(shè)置在位于承載臂前部的柔性體處。滑觸部件1被預(yù)定大小的力壓向作為記錄載體的碟盤機(jī)側(cè)。
這種磁頭可用于按CSS方式運(yùn)行的碟盤機(jī)裝置(磁記錄再生裝置)。當(dāng)?shù)P停止運(yùn)行時(shí)，與滑觸部件1的相對(duì)面5、5，即滑觸部件的表面相接觸。當(dāng)滑觸部件沿如圖所示的X方向移動(dòng)時(shí)，通過向滑觸部件1和碟盤之間導(dǎo)入空氣氣流的方式，可以使整個(gè)滑觸部件1由碟盤表面浮起，這種浮起可以呈導(dǎo)向側(cè)(イ)比牽引側(cè)(ロ)位于碟盤上的更高位置處的浮起狀態(tài)，也可以呈僅僅導(dǎo)向側(cè)(イ)由碟盤表面上浮起，而牽引側(cè)(ロ)的端部處于與碟盤表面連續(xù)的或不連續(xù)的滑動(dòng)接觸的浮起狀態(tài)。
本發(fā)明在如前所述的滑觸部件1的相對(duì)面5、5和保護(hù)層8上用激光器形成有許多個(gè)突起部?？梢允褂玫募す馄鞯姆N類將在下面詳細(xì)說明，由激光器產(chǎn)生突起部的形成過程非常簡(jiǎn)單，工序數(shù)目很少，而且可以正確的在所需要的任意位置處形成突起部。因此即使對(duì)于保護(hù)層8等等上的位于非常靠近薄膜元件3的位置處的部分，也可以在不損傷前述薄膜元件3的條件下形成突起部。而且在激光器的處理過程中，不會(huì)在滑觸部件1上產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力，從而不會(huì)產(chǎn)生裂縫，也不會(huì)使結(jié)合部位產(chǎn)生變形。
下面利用圖2說明由激光器在相對(duì)面5、5和保護(hù)層8上形成的突起部中的位于薄膜元件3周邊位置處的突起部的形狀和形成位置。形成在除了薄膜元件3的周邊位置之外處的突起部，其形狀與如圖2所示的突起部的形狀相同。
圖2為形成在如圖1中的II所示的范圍內(nèi)的突起部的放大了的平面圖。
圖2(a)示出了形成在相對(duì)面5的牽引側(cè)端面2附近處的突起部10。該突起部10的形狀呈如圖3(a)或圖3(b)所示的形狀。圖2(b)表示在保護(hù)層8處也形成有突起部10。圖2(c)示出了形成在相對(duì)面5的牽引側(cè)端面2附近和薄膜元件3兩側(cè)處的突起部10。本發(fā)明對(duì)突起部10的個(gè)數(shù)和位置并沒有任何特定的限制。然而最好是在薄膜元件3的周邊部(保護(hù)層8和相對(duì)面5的牽引側(cè)(ロ)的端面2附近)處形成比較多的突起部。
正如圖2(a)所示，當(dāng)在薄膜元件3的導(dǎo)向側(cè)(比如說在相對(duì)面5的牽引側(cè)(ロ)的端面2附近)處形成有突起部10時(shí)，可以防止碟盤上的灰塵(污物)等等與薄膜元件3相接觸，從而不用擔(dān)心使薄膜元件3的性能下降。當(dāng)在如圖2(c)所示的薄膜元件3的兩側(cè)形成有突起部10時(shí)，還可以防止在磁頭在磁道之間移動(dòng)的過程中，使碟盤上的灰塵等等與薄膜元件3相接觸，從而也不用擔(dān)心使薄膜元件3的性能下降。
在本發(fā)明中，突起部10的形狀并不僅限于如圖2(a)至圖2(c)所示的狀態(tài)，如舉例來說，還可以如圖2(d)所示的那樣，使突起部11形成為壁形形狀。如果按這種方式使用激光器，便可以在不損傷前述薄膜元件3的條件下，在薄膜元件3的周邊部形成突起部，而且可以形成形狀為所需要的任何形狀的突起部。
形成在相對(duì)面5、5和保護(hù)層8處的突起部的平均高度最好在5～50nm的范圍內(nèi)。當(dāng)突起部的平均高度在5nm以下時(shí)，滑觸部件1上的相對(duì)面5、5和碟盤表面之間的真實(shí)接觸面積較大，而使起動(dòng)力矩增大。當(dāng)突起部的平均高度大于50nm時(shí)，間隙也較大，從而使得難以提高記錄密度。正如下所述，如果采用本發(fā)明所使用的激光器來形成突起部，可以可靠的使前述突起部的平均高度形成在5～50nm的范圍內(nèi)。
形成在保護(hù)層8和相對(duì)面5的牽引側(cè)(ロ)端面2附近(薄膜元件3的周邊部)處的突起部，最好比形成在除了牽引側(cè)(ロ)的端面2附近之外的相對(duì)面5、5處的突起部形成的密一些。
形成在保護(hù)層8和相對(duì)面5的牽引側(cè)(ロ)端面2處的突起部與碟盤的接觸、滑動(dòng)的頻率比較高，因此前述突起部必須是耐摩擦損耗的。當(dāng)形成在保護(hù)層8和相對(duì)面5的牽引側(cè)(ロ)端面2附近處的突起部的密度比較大時(shí)，可以降低施加在單個(gè)突起部上的面壓力，從而可以進(jìn)一步抑制摩擦損耗的產(chǎn)生。然而當(dāng)在除了牽引側(cè)(ロ)的端面2附近之外的相對(duì)面5、5上也形成有密集的突起部時(shí)，又可能會(huì)增大按CSS方式運(yùn)行時(shí)的起動(dòng)力矩。因此如果僅僅在保護(hù)層8和相對(duì)面5的牽引側(cè)(ロ)的端面2附近處形成密集的突起部，便可以制造出可以減小按CSS方式運(yùn)行時(shí)的起動(dòng)力矩，同時(shí)還可以獲得良好的耐摩擦損耗性的磁頭。
本發(fā)明在薄膜元件3的周邊部和整個(gè)相對(duì)面5、5上均形成有突起部，所以可以防止其被涂覆在碟盤表面上的潤(rùn)滑油和水膜吸附住。這樣便可以減小起動(dòng)碟盤時(shí)所需要的起動(dòng)力矩。特別是通過采用在薄膜元件3的周邊部形成突起部的方式，還可以避免使前述的薄膜元件3與碟盤表面的直接接觸。因此即使在滑觸部件1與碟盤表面間反復(fù)的進(jìn)行滑動(dòng)操作，也不會(huì)損傷薄膜元件3，而且不會(huì)使前述的薄膜元件3產(chǎn)生摩擦損耗。
最好在相對(duì)面5、5和保護(hù)層8處還蓋覆形成有硬質(zhì)碳制薄膜，這樣即使當(dāng)形成在相對(duì)面5、5和保護(hù)層8處的突起部與碟盤表面相接觸，也不會(huì)產(chǎn)生大的摩擦損耗。而且前述硬質(zhì)碳制薄膜的膜厚最好為5～15nm左右。
下面對(duì)本發(fā)明所使用的激光器進(jìn)行詳細(xì)說明。
所使用的激光裝置應(yīng)該具有良好的可大規(guī)模生產(chǎn)性，并且應(yīng)該可以形成尺寸正確的突起部，如舉例來說，本發(fā)明采用的是Nb-YAG型激光器。而且最好采用這種Nb-YAG型激光器的四次諧波激光(266nm)或二次諧波激光。四次諧波激光和二次諧波激光的波長(zhǎng)較短，因而如果采用四次諧波激光和二次諧波激光作為激光光束，可以實(shí)施高精度的加工。
除了Nb-YAG型激光器之外，還可以使用Ar、Kr、Xe、ArF、KrF等等氣體的準(zhǔn)分子型激光器(波長(zhǎng)為120～400nm)。這種準(zhǔn)分子型激光器具有較高能量，故可以在單一構(gòu)成的陶瓷材料上形成適當(dāng)?shù)耐黄鸩俊?br> 當(dāng)用前述的激光器形成突起部時(shí)，可以將激光器的激光光束照射在預(yù)先研磨加工過的滑觸部件1的相對(duì)面5、5和保護(hù)層8的預(yù)定位置處。被激光照射到的位置處將向上膨起而形成突起部。而且在對(duì)相對(duì)面5、5和保護(hù)層8進(jìn)行激光照射之前，最好將其中心線的平均粗糙度(Ra)研磨加工至3nm以下。
在滑觸部件1的相對(duì)面5、5和保護(hù)層8處形成了突起部之后，最好還蓋覆形成膜厚為5～15nm的硬質(zhì)碳制薄膜。
下面利用前述的Nb-YAG型激光器和準(zhǔn)分子型激光器實(shí)際形成突起部，并測(cè)定這些突起部的形狀和尺寸。
實(shí)驗(yàn)1用Nb-YAG型激光器實(shí)施加工用氧化鋁—鈦碳化物形成滑觸部件1，并將前述的滑觸部件1上的相對(duì)面5、5的中心線的粗糙度(Ra)研磨加工至3nm以下。
然后調(diào)節(jié)Nb-YAG型激光器的四次諧波激光的輸出，使其分別為1.5mW、2mW、3mW，并照射至前述的相對(duì)面5、5處，相對(duì)于各種輸出分別形成10個(gè)突起部。
利用激光干涉方式，由表面形狀測(cè)定裝置測(cè)定這些突起部。對(duì)于輸出為1.5mW的場(chǎng)合，前述突起部呈如圖3(a)所示的形狀，對(duì)于輸出為2mW、3mW的場(chǎng)合，前述突起部呈如圖3(b)所示的形狀。對(duì)各個(gè)突起部的高度尺寸h、寬度尺寸w和深度尺寸d進(jìn)行測(cè)定，其結(jié)果如表1所示。
表1
正如表1所示，當(dāng)輸出為1.5mW時(shí)，突起部的平均高度大約為25nm，當(dāng)輸出為2mW時(shí)，突起部的平均高度大約為33nm，當(dāng)輸出為3mW時(shí)，突起部的平均高度大約為41nm。因此當(dāng)改變輸出功率時(shí)，突起部的形狀也會(huì)發(fā)生變化，而且通過增大輸出功率的方式，還可以提高其平均高度。
采用EPMA(電子探測(cè)微量化學(xué)分析Electron probemicroanalysis)對(duì)突起部及其周邊進(jìn)行化學(xué)分析可知，在突起部處包含有較多的Ti，在周邊部包含有較多的Al。因此在采用氧化鋁—鈦碳化物的場(chǎng)合，TiC主要形成在突起部處。由于TiC比Al2O3的硬度高，所以用TiC形成突起部將比采用Al2O3時(shí)具有更好的耐摩擦損耗性，從而可以延長(zhǎng)突起部的使用壽命。而且在形成有保護(hù)層8的場(chǎng)合，如果用TiC形成突起部，亦將比采用Al2O3時(shí)具有更好的耐摩擦損耗性。
實(shí)驗(yàn)2用準(zhǔn)分子型激光器實(shí)施加工采用作為氣體的KrF型準(zhǔn)分子型激光器(波長(zhǎng)為248nm)，在由氧化鋁—鈦碳化物形成的滑觸部件1的相對(duì)面5、5處形成若干個(gè)突起部。
利用激光干涉方式，由表面形狀測(cè)定裝置測(cè)定這些突起部，其平均高度為16nm，而且其最高值為25nm，最低值為11nm。
采用EPMA方式對(duì)突起部及其周邊進(jìn)行化學(xué)分析可知，在突起部處包含有較多的Ti，在周邊部包含有較多的Al。因此在采用氧化鋁—鈦碳化物的場(chǎng)合，TiC主要形成在突起部處。采用TiC形成突起部的優(yōu)點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)1的場(chǎng)合相類似。
由此可知，如果采用Nb-YAG型激光器和準(zhǔn)分子型激光器形成突起部，至少可以使前述突起部的平均高度形成在5～50nm的范圍內(nèi)，而且通過改變Nb-YAG型激光器的激光光束輸出功率的方式，還可以根據(jù)需要任意的改變突起部的形狀和平均高度。
下面說明采用前述的激光器形成突起部用的第二種形成方法。
首先在研磨加工后的滑觸部件1的相對(duì)面5、5處涂覆熱固化型樹脂。由于前述熱固化型樹脂的膜厚為突起部的膜厚，所以前述的熱固化型樹脂的膜厚最好亦為5～50nm左右。
然后用前述激光器的激光光束照射預(yù)定位置，使被照射的熱固化型樹脂固化。再用腐蝕劑除去未固化的熱固化型樹脂。也可以采用感光型樹脂替代熱固化型樹脂。
采用這種方法也可以容易的在所需要的任意位置處形成突起部。
圖4(a)示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施形式構(gòu)成的磁頭H，圖中所表示的是與記錄載體相對(duì)的相對(duì)面向上時(shí)的平面圖，圖4(b)為圖4(a)所示的磁頭的右側(cè)側(cè)面圖。
如圖4所示的滑觸部件1的相對(duì)面5，并不是象如圖1所示的相對(duì)面5、5那樣為完全分離的兩個(gè)，而是在導(dǎo)向側(cè)(イ)連接在一起的。
如圖4所示的磁頭H與如圖1所示的磁頭H相類似，在相對(duì)面5和薄膜元件3的周邊部處也利用激光器形成有突起部，從而可以避免前述薄膜元件3與碟盤表面的直接接觸，而且還可以減小相對(duì)面5與碟盤表面之間的靜摩擦力，進(jìn)而可以降低在碟盤起動(dòng)時(shí)所必需的起動(dòng)力矩。
如圖4所示的磁頭H也象如圖1所示的磁頭那樣，呈穩(wěn)定的浮起狀態(tài)，從而構(gòu)成為可以減小間隙、并且可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的高密度記錄的磁頭H。
下面對(duì)具有滑觸部件的磁頭的具體實(shí)施例進(jìn)行說明。
首先在滑觸部件1的相對(duì)面5、5處形成若干個(gè)形狀如圖1所示的、平均高度為30nm、直徑為4μm的突起部10，并且在前述相對(duì)面5、5處蓋覆形成10nm左右的硬質(zhì)碳制薄膜，以制作出磁頭。然后將這一磁頭組裝在碟盤機(jī)裝置中，按CSS方式使前述的碟盤機(jī)裝置起動(dòng)運(yùn)行，并測(cè)定此時(shí)的起動(dòng)力矩。
圖5示出了CSS轉(zhuǎn)速與起動(dòng)力矩之間關(guān)系的曲線圖。圖中的由25(g·f)處用虛線引出的起動(dòng)力矩表示額定力矩，對(duì)于需要比這條線更大的起動(dòng)力矩的場(chǎng)合，表明碟盤機(jī)裝置產(chǎn)生了未動(dòng)作等等的運(yùn)行故障。
如圖所示，即使CSS轉(zhuǎn)速增大，起動(dòng)力矩也在4(g·f)左右，幾乎沒有變化。這表明起動(dòng)力矩為4(g·f)左右的較小值，即通過采用在相對(duì)面5、5形成突起部的方式，確實(shí)可以減小滑觸部件1與碟盤表面間的真實(shí)接觸面積。由于在增大CSS轉(zhuǎn)速時(shí)，也可以保持為一定的起動(dòng)力矩，所以通過在相對(duì)面5、5處蓋覆形成硬質(zhì)碳制薄膜的方式，還可以進(jìn)一步減小形成在相對(duì)面5、5處的突起部由于與碟盤表面的反復(fù)滑動(dòng)所造成的摩擦損耗。
再次制作若干個(gè)磁頭，它們?cè)诨|部件1的相對(duì)面5、5處均用激光器形成有形狀如圖1所示的、突起部的直徑為5μm、突起部之間的間隔為30μm的突起部，而各自的突起部的高度彼此不同。將這些個(gè)磁頭組裝在碟盤機(jī)裝置中，在使前述的碟盤機(jī)裝置起動(dòng)運(yùn)行三萬次后，測(cè)定其起動(dòng)力矩。
圖6示出了突起部的平均高度與起動(dòng)力矩之間關(guān)系的曲線圖。
如圖所示，如果突起部的平均高度增大，則起動(dòng)力矩減小。這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果還證明，當(dāng)突起部的平均高度在5nm以上時(shí)，起動(dòng)力矩相當(dāng)小。因此可以認(rèn)為，如果突起部的平均高度較大，則相對(duì)面5、5與碟盤表面的真實(shí)接觸面積較小，從而減小了靜摩擦力。
再次制作在滑觸部件1的相對(duì)面5、5處用激光器形成有平均高度為30nm、直徑為4μm的若干個(gè)突起部10的、在前述相對(duì)面5處還蓋覆形成有10nm左右的硬質(zhì)碳制薄膜的磁頭。此時(shí)的元件凹槽為5nm。而且在碟盤表面上也形成有與前述相對(duì)面5、5相類似的、膜厚為10nm的硬質(zhì)碳制薄膜。
將這種磁頭組裝在碟盤機(jī)裝置中，一邊改變其間隙，一邊測(cè)定脈沖信號(hào)的寬度尺寸。
圖7示出了這一間隙與PW50之間關(guān)系的曲線圖。其中PW50為脈沖信號(hào)的1/2高度處的寬度尺寸。
如圖所示，當(dāng)間隙增大時(shí)，PW50也增大。換句話說就是，如果增大間隙，則脈沖信號(hào)的寬度尺寸也會(huì)增大，從而使記錄密度下降。因此如能夠減小間隙則較好些，特別是在1平方英寸上要獲得1G(千兆)字節(jié)的記錄信號(hào)時(shí)，PW50最好在0.38μm以下，即間隙最好在75nm以下。
然而，當(dāng)形成在相對(duì)面5、5處的突起部的平均高度為由間隙至蓋覆形成在相對(duì)面5、5和碟盤表面處的硬質(zhì)碳制薄膜的膜厚(在本實(shí)例中均為10nm)，以及元件凹槽(在本實(shí)例中均為5nm)所確定的值時(shí)，可以使突起部的平均高度在50nm以下。
即使對(duì)于僅僅滑觸部件1的導(dǎo)向側(cè)(イ)由碟盤表面處浮起，而在牽引側(cè)表面處為連續(xù)或不連續(xù)的滑動(dòng)的浮起狀態(tài)的場(chǎng)合，本發(fā)明利用突起部的高度和硬質(zhì)碳制薄膜的膜厚，也可以在滑觸部件1和碟盤表面之間經(jīng)常保持一定的間隙，因此可以使磁頭的輸出保持穩(wěn)定。
如上所述，形成在如圖6和圖7所示的相對(duì)面5、5和保護(hù)層8處的突起部的平均高度最好在5～50nm的范圍內(nèi)。
如果采用上面所詳細(xì)說明的本發(fā)明，通過使用Nb-YAG型激光器和準(zhǔn)分子型激光器，便可以在不損傷前述的薄膜元件3的條件下方便地在薄膜元件的周邊部形成突起部。因此可以使前述薄膜元件不與碟盤表面直接接觸，從而不會(huì)損傷前述的薄膜元件，使薄膜元件產(chǎn)生摩擦損耗。
通過使用前述的激光器，可以用較少的工序形成突起部，而且可以在所需要的任意位置處形成突起部。而且在用激光器進(jìn)行處理的過程中，不會(huì)在滑觸部件上產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力，從而不會(huì)產(chǎn)生裂縫，也不會(huì)使結(jié)合部位產(chǎn)生變形。而且通過改變激光器的激光光束的種類和激光光束的輸出的方式，還可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)突起部的形狀和前述的突起部的平均高度。
權(quán)利要求
1.一種磁頭，它包括有當(dāng)記錄載體停止運(yùn)行時(shí)與記錄載體表面相接觸、在記錄載體起動(dòng)運(yùn)行后承受由記錄載體表面流過的空氣的浮起力而使?fàn)恳齻?cè)呈由記錄載體上浮起或滑動(dòng)開的浮起狀態(tài)的滑觸部件，設(shè)置在前述滑觸部件的牽引側(cè)處的磁記錄和/或再生用的薄膜元件，以及蓋覆著這一薄膜元件的保護(hù)層，其特征在于在朝向記錄載體的前述保護(hù)層的表面和/或前述滑觸部件的與記錄載體相對(duì)的相對(duì)面中的牽引側(cè)的端部附近處形成有突起部。
2.一種如權(quán)利要求1所述的磁頭，其特征在于在除了前述牽引側(cè)的端部附近之外的相對(duì)面上也形成有突起部。
3.一種如權(quán)利要求1所述的磁頭，其特征在于形成在前述保護(hù)層和前述相對(duì)面處的突起部的平均高度為5～50nm。
4.一種如權(quán)利要求1所述的磁頭，其特征在于前述滑觸部件由Al2O3(氧化鋁)的結(jié)晶顆粒和TiC(鈦碳化物)的結(jié)晶顆?；旌隙傻难趸X—鈦碳化物構(gòu)成。
5.一種如權(quán)利要求1所述的磁頭，其特征在于前述滑觸部件由Si(硅)構(gòu)成。
6.一種如權(quán)利要求2所述的磁頭，其特征在于形成在牽引側(cè)端部附近處的突起部比形成在除了牽引側(cè)端部附近之外的相對(duì)面處的突起部的密度大。
7.一種如權(quán)利要求2所述的磁頭，其特征在于在前述保護(hù)層和前述相對(duì)面處均形成有硬質(zhì)碳制薄膜。
8.一種如權(quán)利要求2所述的磁頭，其特征在于前述滑觸部件由Al2O3(氧化鋁)的結(jié)晶顆粒和TiC(鈦碳化物)的結(jié)晶顆?；旌隙傻难趸X—鈦碳化物構(gòu)成。
9.一種如權(quán)利要求2所述的磁頭，其特征在于前述滑觸部件由Si(硅)構(gòu)成。
10.一種如權(quán)利要求4所述的磁頭，其特征在于在前述保護(hù)層和前述相對(duì)面處均形成有硬質(zhì)碳制薄膜。
11.一種如權(quán)利要求4所述的磁頭，其特征在于前述滑觸部件由Al2O3(氧化鋁)的結(jié)晶顆粒和TiC(鈦碳化物)的結(jié)晶顆?；旌隙傻难趸X—鈦碳化物構(gòu)成。
12.一種如權(quán)利要求4所述的磁頭，其特征在于前述滑觸部件由Si(硅)構(gòu)成。
13.一種如權(quán)利要求3所述的磁頭，其特征在于形成在前述保護(hù)層和前述相對(duì)面處的突起部的平均高度為5～50nm。
14.一種如權(quán)利要求3所述的磁頭，其特征在于在前述的保護(hù)層和前述的相對(duì)面處均形成有硬質(zhì)碳制薄膜。
15.一種如權(quán)利要求3所述的磁頭，其特征在于前述滑觸部件由Al2O3(氧化鋁)的結(jié)晶顆粒和TiC(鈦碳化物)的結(jié)晶顆粒混合而成的氧化鋁—鈦碳化物構(gòu)成。
16.一種如權(quán)利要求3所述的磁頭，其特征在于前述滑觸部件由Si(硅)構(gòu)成。
17.一種如權(quán)利要求7所述的磁頭，其特征在于前述硬質(zhì)碳制薄膜的膜厚為5～15nm。
18.一種如權(quán)利要求7所述的磁頭，其特征在于前述滑觸部件由Al2O3(氧化鋁)的結(jié)晶顆粒和TiC(鈦碳化物)的結(jié)晶顆?；旌隙傻难趸X—鈦碳化物構(gòu)成。
19.一種如權(quán)利要求7所述的磁頭，其特征在于前述滑觸部件由Si(硅)構(gòu)成。
20.一種如權(quán)利要求10所述的磁頭，其特征在于前述滑觸部件由Al2O3(氧化鋁)的結(jié)晶顆粒和TiC(鈦碳化物)的結(jié)晶顆?；旌隙傻难趸X—鈦碳化物構(gòu)成。
21.一種如權(quán)利要求10所述的磁頭，其特征在于前述滑觸部件由Si(硅)構(gòu)成。
22.一種如權(quán)利要求13所述的磁頭，其特征在于在前述保護(hù)層和前述相對(duì)面處均形成有硬質(zhì)碳制薄膜。
23.一種如權(quán)利要求13所述的磁頭，其特征在于前述滑觸部件由Al2O3(氧化鋁)的結(jié)晶顆粒和TiC(鈦碳化物)的結(jié)晶顆粒混合而成的氧化鋁—鈦碳化物構(gòu)成。
24.一種如權(quán)利要求13所述的磁頭，其特征在于前述滑觸部件由Si(硅)構(gòu)成。
25.一種如權(quán)利要求14所述的磁頭，其特征在于前述硬質(zhì)碳制薄膜的膜厚形成為5～15nm。
26.一種如權(quán)利要求14所述的磁頭，其特征在于前述滑觸部件由Al2O3(氧化鋁)的結(jié)晶顆粒和TiC(鈦碳化物)的結(jié)晶顆?；旌隙傻难趸X—鈦碳化物構(gòu)成。
27.一種如權(quán)利要求14所述的磁頭，其特征在于前述滑觸部件由Si(硅)構(gòu)成。
28.一種如權(quán)利要求17所述的磁頭，其特征在于前述滑觸部件由Al2O3(氧化鋁)的結(jié)晶顆粒和TiC(鈦碳化物)的結(jié)晶顆?；旌隙傻难趸X—鈦碳化物構(gòu)成。
29.一種如權(quán)利要求17所述的磁頭，其特征在于前述滑觸部件由Si(硅)構(gòu)成。
30.一種如權(quán)利要求22所述的磁頭，其特征在于前述硬質(zhì)碳制薄膜的膜厚形成為5～15nm。
31.一種如權(quán)利要求22所述的磁頭，其特征在于前述滑觸部件由Al2O3(氧化鋁)的結(jié)晶顆粒和TiC(鈦碳化物)的結(jié)晶顆?；旌隙傻难趸X—鈦碳化物構(gòu)成。
32.一種如權(quán)利要求22所述的磁頭，其特征在于前述滑觸部件由Si(硅)構(gòu)成。
33.一種如權(quán)利要求25所述的磁頭，其特征在于前述滑觸部件由Al2O3(氧化鋁)的結(jié)晶顆粒和TiC(鈦碳化物)的結(jié)晶顆粒混合而成的氧化鋁—鈦碳化物構(gòu)成。
34.一種如權(quán)利要求25所述的磁頭，其特征在于前述滑觸部件由Si(硅)構(gòu)成。
35.一種如權(quán)利要求30所述的磁頭，其特征在于前述滑觸部件由Al2O3(氧化鋁)的結(jié)晶顆粒和TiC(鈦碳化物)的結(jié)晶顆?；旌隙傻难趸X—鈦碳化物構(gòu)成。
36.一種如權(quán)利要求30所述的磁頭，其特征在于前述滑觸部件由Si(硅)構(gòu)成。
37.一種磁頭的制造方法，該磁頭包括有由陶瓷材料構(gòu)成的、當(dāng)記錄載體停止運(yùn)行時(shí)與記錄載體表面相接觸、在記錄載體起動(dòng)運(yùn)行后承受由記錄載體表面流過的空氣的浮起力而使?fàn)恳齻?cè)呈由記錄載體上浮起或滑動(dòng)開的浮起狀態(tài)的滑觸部件，設(shè)置在前述滑觸部件的牽引側(cè)處的磁記錄和/或再生用的薄膜元件，以及蓋覆著這一薄膜元件的保護(hù)層，其特征在于使朝向記錄載體的前述保護(hù)層的表面和滑觸部件的朝向記錄載體的相對(duì)面平滑化，隨后至少用激光光束照射在前述保護(hù)層和/或前述相對(duì)面的牽引側(cè)端部處以隆起形成突起部。
38.一種如權(quán)利要求37所述的磁頭的制造方法，其特征在于在形成了前述突起部之后，再在前述保護(hù)層和前述相對(duì)面處蓋覆形成硬質(zhì)碳制薄膜。
39.一種如權(quán)利要求37所述的磁頭的制造方法，其特征在于產(chǎn)生前述激光光束用的激光器采用的是Nb-YAG型激光器，并且采用前述Nb-YAG型激光器發(fā)出的二次諧波或四次諧波中的一個(gè)為激光光波。
40.一種如權(quán)利要求37所述的磁頭的制造方法，其特征在于產(chǎn)生前述激光光束用的激光器采用的是準(zhǔn)分子型激光器。
41.一種如權(quán)利要求38所述的磁頭的制造方法，其特征在于產(chǎn)生前述激光光束用的激光器采用的是Nb-YAG型激光器，并且采用前述Nb-YAG型激光器發(fā)出的二次諧波或四次諧波中的一個(gè)為激光光波。
42.一種如權(quán)利要求38所述的磁頭的制造方法，其特征在于產(chǎn)生前述激光光束用的激光器采用的是準(zhǔn)分子型激光器。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有滑觸部件的磁頭及其制造方法,如果采用Nb－YAG型激光器或準(zhǔn)分子型激光器,可以容易的在保護(hù)層8和相對(duì)面5上的靠近牽引側(cè)端部2附近的薄膜元件3的位置處形成突起部10(或突起部11)。這樣便可以避免使前述薄膜元件3與碟盤表面直接接觸,從而即使滑觸部件1在碟盤表面上反復(fù)的滑動(dòng)操作,也不會(huì)損傷前述的薄膜元件3,不會(huì)產(chǎn)生摩擦損耗。
文檔編號(hào)G11B5/31GK1193160SQ9810059
公開日1998年9月16日 申請(qǐng)日期1998年3月2日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月3日
發(fā)明者石原弘久, 相馬隆雄, 小田切正, 松澤素一郎 申請(qǐng)人:阿爾卑斯電氣株式會(huì)社, 日本礙子株式會(huì)社