磁头用基板、磁头以及记录媒体驱动装置的制作方法

文档序号:6781042阅读:171来源:国知局

专利名称::磁头用基板、磁头以及记录媒体驱动装置的制作方法
技术领域
:本发明是有关硬盘驱动器、磁带驱动器等记录媒体驱动器所使用的磁头,以及用于形成磁头的基材的滑动器的磁头用基板。
背景技术
:作为高密度磁盘的记录再生用磁头,一般是利用磁性薄膜。这磁头要求耐磨耗性好,且浮上面具有良好的表面平滑性、机械加工性等。为制造这种磁头,首先在Al2Cb-TiC系陶瓷形成的陶瓷基板上,通过溅射法形成由非晶质状的氧化铝构成的下地膜,并在上述下地膜上搭载电磁变换元件。电磁变换元件,用于发挥磁电阻效应。这种电磁变换元件,被用于例如MR(MagnetroResistive)元件(以下称"MR元件")、GMR(GiantMagnetroResistive)元件(以下称"GMR元件"),或是TMR(TunnelMagnetroResistive)元件(以下称"TMR元件")。接着,将电磁变换元件所搭载的陶瓷基板以长条形切断,并在将切断面研磨成镜面后,除去镜面的一部分而形成凹部。凹部是通过离子研磨加工、反应性离子刻蚀而形成的。并且将切断成长条形的陶瓷基板分割为芯片状,从而取得磁头。这样所制造的磁头,未被除去的镜面部分与磁记录媒体相对成为浮上面,而凹部则起到使磁头上浮的流通空气的流路的作用。近年来,记录媒体驱动装置,要求记录媒体的具有更高的记录密度。为顺应这一要求,磁头相对记录媒体的磁头上浮量(间隙)必须非常的小,在lOnm以下。而磁头的上浮量小,则磁头的电磁变换元件的线圈所产生的热影响就相对较强,将导致记录媒体所保存的记录遭到破坏。一方面,作为形成磁头的滑动器(磁头用基板)的材料,所采用的氧化铝系复合陶瓷。有关氧化铝系复合陶瓷,有各种建议(例如专利文献1一4)。专利文献l中,对使在具有0.5lim—100nm的结晶粒子的氧化铝结晶粒内的,颗粒直径在2.0"m以下的氮化钛微粒子分散的氧化铝系复合陶瓷进行了阐述。该氧化铝系复合陶瓷,谋求更高强度以及耐热性。专利文献2对包含有氮化钛重量比例为10—25%,在氧化铝的结晶粒内均一分散氮化钛超微粒子的,相对密度在96%以下,且体积固有电阻控制在1X104—5X106Q-cm烧结体组成的氧化铝系复合陶瓷进行了阐述。该氧化铝系复合陶瓷,谋求高强度化、高密度化以及比电阻的优化。专利文献3对包括由氧化铝例子77—96体积%、炭化钛、氮化钛、炭化锆、氮化锆、炭化铪、氮化铪、氮化铌、炭化钽以及氮化钽构成的群中所选的一种以上的导电性化合物粒子体积比例4-23%,氧化铝粒子与前述导电性化合物粒子的平均粒子直径在5um以下的,面电阻率为106—1(^Q/cmS的氧化铝系复合陶瓷进行了阐述。该氧化铝系复合陶瓷,在电子部品中,被用于带电除去。专利文献4,对作为磁头用的陶瓷的各种进行了举例说明,对作为氧化铝系复合材料的氧化铝、炭化钨进行了举例说明。专利文献l:特开平2-229756号公报专利文献2:特开平8-119722号公报专利文献3:特许3313380号公报专利文献4:特幵2000-348321号公报
发明内容发明预解决的问题但是,专利文献l一3所阐述的氧化铝系复合陶瓷,并非以作为磁头滑动器的材料为目的,因此较难用于磁头。也就是说,专利文献l中所阐述的氧化铝系复合陶瓷,是高强度、高耐热冲击性的复合陶瓷,破坏韧性也高。因此,其机械加工性低,较难从磁头用基板加工成磁头。专利文献2以及专利文献3所阐述氧化铝系复合陶瓷,是高密度的复合陶瓷,导电性低而不适用于磁头。如上所述,专利文献l一3中所说明的氧化铝系复合陶瓷,若被用于磁头,将导致机械加工性或是导电性低等问题。而专利文献4所阐述的氧化铝"炭化钨烧结体,是用于磁头的,但是有机械加工性差的问题。也就是说,由于鸨的比重大于氧化铝,在制造工程中,调合原料粉末时,不易均一混合,容易发生沉淀凝集等问题。因此制成的磁头用基板容易发生凝集缺陷,在使用磁头用基板制造磁头时,所进行的离子研磨加工,由于该凝集缺陷,导致无法进行高精度加工。于是,难于控制以磁头表面为目的的表面粗糙度,亦难于保持磁头一定的上浮量。特别是无法釆用低背化磁头。本发明的课题是提供兼具机械加工性以及导电性的磁头材料。解决课题的方法
技术领域
:本发明的第l侧面,是提供一种磁头用基板,由含有氧化铝质量比在35°/。以上,60%以下,导电性化合物质量比在40%以上,65%以下的烧结体组成,上述导电性化合物,包括钨的炭化物,氮化物以及炭氮化物中的至少一种,上述烧结体的最大结晶粒径在4ym以下(0nm除外)。本发明的第2侧面,是提供一种磁头,该磁头具备滑动器以及电磁变换元件,上述滑动器由含有氧化铝质量比在35%以上,60%以下,导电性化合物质量比在40%以上,65%以下的烧结体组成,上述导电性化合物,包括钨的炭化物,氮化物以及炭氮化物中的至少一种,上述烧结体的最大结晶粒径在4um以下(0um除外)。上述滑动器,具有浮上面以及用于导入空气的凹部。上述凹部,理想情况为表面的算术平均高Ra为20nm以下。本发明的第3侧面,是提供一种记录媒体驱动装置,该装置具备与本发明的第2侧面相关的磁头、具有通过上述磁头进行信息记录以及再生的磁记录层的记录媒体、以及使上述记录媒体驱动的马达。理想情况下,上述烧结体,平均结晶粒径在lym以下(Ojxm除外)。理想情况下,上述氧化铝,平均结晶粒径在lPm以下(Oum除外)。理想情况下,上述导电性化合物,是钨的炭化物。上述导电性化合物,若平均结晶粒径10nm(O.Olum)以上lum以下,则理想为包含有楔形形状粒子。本发明的磁头用基板以及磁头,在从电磁变换元件所形成的主面、滑动器的端面到深度lmm处的领域内,上述主面、端面以及平行面中,导电性化合物的结晶粒子的分布密度为5X105个/mm2以上。上述烧结体,其热传导率,例如在30W/(m.k)以上,抗折强度,例如在700MPa以上。发明效果本发明的磁头用基板,含有氧化铝质量比在35%以上,60%以下,导电性化合物质量比在40%以上,65%以下,并包含有钨的炭化物,氮化物以及炭氮化物中的至少一种,且可恰当维持导电性。上述烧结体的最大结晶粒径在4ym以下(Oum除外),因此可抑制氧化铝以及导电性化合物的凝集,从而可谋求组织的均一化,实现良好的机械加工性。从而提供以机械加工面的表面粗糙度为目的的优良上浮特性的磁头。本发明的磁头,由于滑动头与上述磁体用基板具有相同组成以及组织状态,因此可适当维持导电性,同时具有良好的机械加工性,从而获得良好的上浮特性。本发明的磁头用基板以及磁头的滑动器中,作为导电性化合物,若使用钩的炭化物所构成的物质,由于钨的炭化物比钨的氮化物、炭氮化物廉价,因此有利于节约制造成本。而作为导电性化合物,若使用钨碳化物,在对磁头用基板或其分割片进行研磨时,由于可充分确保砥粒与钨化合物间的电阻,因此可提高磁头用基板或其分割片的研磨率。本发明的磁头用基板以及磁头的滑动器,导电性化合物的结晶粒子若含有楔形形状的粒子,则在制造磁头时,通过氧化铝的结晶相对的导电性化合物的结晶粒子的固定效果,可抑制氧化铝的结晶粒子以及导电性化合物的结晶粒子的脱粒。因此,本发明的磁头用基板具有良好的机械加工性,并可以机械加工性的表面粗糙度为目的,因此可使磁头的上浮量更安定化。本发明的磁头用基板以及磁头滑动器,若导电性化合物的平均结晶粒径在10nm(O.Olum)以上lum以下,则可实现磁头用基板以及滑动器全体的电阻值的均一性,同时使体积固有电阻在1Q'cra以下。本发明的磁头用基板以及磁头的滑动器,若电磁变换元件所形成的主面、端面至深度为lmm的领域中,主面、端面以及平行面的导电性化合物的结晶粒子分布密度在5Xl()S个/mm2以上,则由于组织均一化,因此可实现更良好的机械加工性。而在维持适当的导电性的同时,由于滑动器端面的带电领域的减少(分散),因此可抑制静电的产生。并且,若分布密度在5Xl()S个/mm2,则由于导电性化合物的结晶粒子的放热性良好,因此还可提高烧结体全体的放热性。本发明的磁头用基板以及磁头的滑动器,若热传导率在30W/(m-k)以上,由于可使磁头中从电磁变换元件的线圈中所产生的热迅速散热,因此可抑制由热导致的对记录媒体所保存的记录的破坏。本发明的磁头用基板以及磁头的滑动器,若抗折强度在700MPa以上,由于可适当防止微型裂口,其结果是可抑制氧化铝以及导电性化合物的脱粒,从而获得具有良好CSS(ContactStartStop)特性的磁头。本发明的磁头,若滑动器的凹部表面的算术平均高Ra在20rnn以下(Onm除外),由于提高了凹部的平滑性,可使上浮特性安定化。本发明的记录媒体驱动装置,由于磁头的上浮特性实现了安定化,即使滑动器为小型化,也可使其上浮量保持一定,因此可进行长时间的正确的信息记录、再生。图1表示与本发明相关的记录媒体驱动装置的一例的平面图。图2沿图1的II-II线的断面图。图3沿图i的m-m线的断面图。图4表示与本发明相关的磁头的一例的整体斜视图。图5表示与本发明相关的磁头的滑动器以及磁头用基板的组织构造的模式图。图6楔形形状的导电性化合物的结晶粒子模式图。图7图7A是用于说明磁头用基板的制造工程的斜视图,图7B是用于说明磁头用基板中形成电磁变换元件工程的集合基板的斜视图。图8图8A以及图8B是用于说明将磁头用基板切断后形成长条片的工程的斜视图。图9表示长条片的研磨所使用的研磨装置的概略构成的斜视图。图10将图9所示的研磨装置的一部分以断面进行表示的正面图。图ll用于说明在长条片上形成凹部的工程的斜视图。图12用于说明切断长条片取得磁头的工程的斜视图。图13表示图10所示的研磨装置的研磨装置夹具中配置磁头用基板的分割片状态的斜视图。符号说明1硬盘驱动器(记录媒体驱动装置)2磁头20(磁头的)电磁变换元件21(磁头的)滑动器22(滑动器的)浮上面23(滑动器的)凹部24(滑动器的)端面3A,3B磁盘(记录媒体)40马达6烧结体61导电性化合物的结晶粒子7磁头用基板70(磁头用基板的)主面具体实施例方式以下参照图,对本发明进行具体说明。图1至3所示的硬盘驱动器1,与记录媒体驱动装置的一例相当,在箱体10内部,收容有磁头2、磁盘3A,3B、以及旋转驱动机构4。磁头2,访问任意磁盘轨道,用于进行信息的记录以及再生。磁头2,相对调节器5,由悬挂臂50支持,在磁盘3A,3B上以非接触状态移动。更具体的说,磁头2,以调节器5为中心,可在磁盘3A,3B的半径方向旋转,且能在上下方向往返移动。磁头2,具备有电磁变换元件20以及滑动器21。如图4所示,电磁变换元件20,发挥磁电阻效果,作为例如MR(MagnetroResistive)元件(以下称"MR元件")、GMR(GiantMagnetroResistive)元件(以下称"GMR元件")或是TMR(TunnelMagnetroResistive)元件(以下称"TMR元件")等而构成。滑动器21,是磁头2的基材,具有浮上面22以及凹部23。浮上面22,是与磁盘3相对的面,为镜面。凹部23,是使磁头上浮的流通空气的流路。凹部23,通过离子研磨加工、反应性离子刻蚀等方法,形成所需要的深度以及形状,比如表面的算术平均高Ra,在20ntn以下(0//m除外)。若在这样的表面粗糙度上形成凹部23,则可提高凹部23的平滑性,适当控制空气的流动,并使磁头2的上浮特性安定化。滑动器21,如图5所示,由含有氧化铝质量比在35%以上,60%以下,导电性化合物质量比在40%以上,65%以下的烧结体6组成。可通过ICP(InductivityCou。ledPlasma)发光分析法,获取铝以及钩的比率,再对铝以重量换算为氧化物的同时,对钨则以重量换算为导电性化合物的种类相应的炭化物,氮化物或炭氮化物,从而求得烧结体6(滑动器21)的氧化铝以及导电性化合物的比率。烧结体6,包含有氧化铝的结晶粒子60以及导电性化合物的结晶粒子61,最大结晶粒径在4/zm以下(0/im除外),理想为lMm以下。这种滑动器21,可防止氧化铝结晶粒子60以及导电性化合物的结晶粒子61的凝集,可实现组织的均一化,由于表面粗糙度低,因此在提高组织均一性的同时,可维持适当的导电性。氧化铝的结晶粒子60,比如平均结晶粒径在lMiii以下(0Azm除外)。一方面,导电性化合物的结晶粒子61,由钨的炭化物,氮化物以及炭氮化物的至少其中之一的化合物构成,理想为钨炭化物。导电性化合物,若使用钨的炭化物,由于钨的炭化物比钨的氮化物、炭氮化物廉价,因此有利于节约制造成本。导电性化合物的结晶粒子61,比如平均结晶粒径在10nm(0.OIaiii)以上l;um以下。氧化铝的结晶粒子60以及导电性化合物的结晶粒子61的最大结晶粒径,平均结晶粒径,如果使用扫描型电子显微镜(SEM)对例如滑动器21的端面24或是其他目的的断面进行观察,对应最大结晶粒径、平均结晶粒径的大小,从放大倍率325013000倍中选择适当的倍率迸行摄影,将所获得的5"m女8/im20/ztn大32/iin范围的图像通过图像解析软件(Image—ProPlus)进行解析,从而算出其直径大小。导电性化合物的结晶粒子61,理想情况是包含有楔形形状的粒子。若导电性化合物的结晶粒子61包含有楔形形状的粒子,则由于相对氧化铝结晶粒子60的导电性化合物的结晶粒子61的固定效果,氧化铝都以及导电性化合物的结晶粒子60、61都不易发生脱粒。这里所谓的楔形形状,是指以扫描型电子显微镜(SEM)等观察研磨滑动器21的电磁变换元件20侧的端面24或该端面24以下lmm的领域所获得镜面时,如图6所示,具有一个以上不满90度的,由导电性化合物的结晶粒子61的轮廓线所形成的交差角e的粒子。最小的交差角6,相对磁头2的浮上面22(参照图4),理想情况为可获得最高规定固定效果的垂直位置。如图4所示,滑动器21,从电磁变换元件20侧的端面24到深度D为lmm的领域中,端面24与平行面25,理想的导电性化合物的结晶粒子61(参照图5以及图6)的分布密度为5X105个/咖2以上。导电性化合物的结晶粒子61的分布密度,在1乂106个/,2则更为理想。有关滑动器21,从端面24到深度D为lmm的面25的导电性化合物的结晶粒子61的分布密度若为5*105个/咖2以上,则可更适合地维持导电性,同时可抑制端面24的用于减少(分散)耐电领域的静电。若分布密度在5乂105个/咖2以上,由于导电性化合物的结晶粒子61的放热性良好,一次可提高烧结体6的放热性。将从端面24到深度D为lmm的领域的平行于端面24的面25作为测定分布密度的领域,是由于端面24的放热性,会对磁头2的上浮量,磁盘3A,3B的记录的破坏产生影响。分布密度的测定面,若是从端面24到深度为D为lmni的领域,则可以是该端面24,也可以是断面。分布密度的测定范围,理想为测定面为20/imX20Mm。在该范围内,可充分确认导电性化合物的结晶粒子61的分散。这里,所谓分布密度在5乂1()5个/鹏2以上,是指例如端面24或指定端面的20/in^20/zm的范围内,导电性化合物粒子2存在有200个以上的状态。这一状态可以通过扫描型电子显微镜以7000倍13000倍的倍率进行观察。滑动器21,其热传导率例如在30W/(m'k)以上,抗折强度例如在700MPa以上。滑动器21的热传导率若在30W/(m'k)以上,则磁头2所形成的线圈所产生的热可迅速散热,因此可抑制由热导致的对磁盘3A,3B中所保存的记录的破坏。一方面,若抗折强度若在700MPa以上,由于可防止微型裂口,因此可抑制氧化铝以及导电性化合物的脱粒,可取得具有良好的CSS(ContactStartStop)特性的磁头。这里,形成滑动器21的烧结体6的热传导率,可以JISR1611—1997为依据进行测定,而抗折强度,以JISR1601—1995为依据,通过3点弯曲强度进行评价。图1或图3所示的磁盘3A,3B,是记录媒体的一例,具有磁记录层(省略图示)。这些磁盘3A,3B,为圆板状,圆板上具有贯通孔30A,30B。旋转驱动机构4,是用于使磁盘3旋转的机构,具备马达40以及旋转轴41。马达40,固定于箱体10的底壁11,向旋转轴41付与旋转力。旋转轴41,在通过马达40迸行旋转的同时,还支持磁盘3A,3B。集线器42相对该旋转轴41固定。集线器42与旋转轴41共同旋转,具有插入部43以及凸缘部44。磁盘3A,3B,在贯通孔30A,30B中插入有插入部43的状态下,通过隔离物45,46,47,积层于凸缘部44。磁盘3A,3B,还通过螺钉48,将夹板49固定于隔离物47,进而使旋转轴41固定于马达40上。这样的旋转机械4,通过马达40,使旋转轴41转动,从而使集线器42乃至磁盘3A,3B旋转。接着,对磁头2的制造方法,参照图7至图12进行说明。首先如图7A所示,形成有圆板状的磁头用基板7。该磁头用基板7,是使用混合材料粉末、制造颗粒所取得的颗粒,通过加压烧结制造而成的。作为材料粉末,采用含有氧化铝粉末质量比为35%以上,60%以下的,以及导电性化合物质量比在40%以上,65%以下的物质。作为材料粉末,为使促进烧结的烧结体更为致密,可添加丫1)203、、03以及^^0中至少一种,质量比在0.1%以上,0.6%以下。材料粉末的混合,采用例如球磨机,振动磨机、胶体磨,搅拌研磨机或是高速搅拌机进行。氧化铝粉末,使用例如平均粒径为0.3;utn以上,0.7Mm以下的微粒。作为氧化铝粉末,使用0.3;am以上,0.7/zm以下的微粒,是由于氧化铝发粉末的平均粒径若超出0.7Mm,则会造成烧结体的致密化的不充分,导致强度不足,若小于0.3^um,易造成成形性低下,使烧结难于控制。因此,氧化铝粉末通过使用平均粒径在0.3^m以上,0.7Mm以下的微粒,促进烧结体的致密化,并易于获得作为磁头用基板7所必要的强度。特别是作为氧化铝粉末,通过使用平均粒径在0.05Mm以上,0.5Mm以下的微粒,可使氧化铝的结晶粒子的粒径为l.Owm以下。导电性化合物,使用平均粒径10nm以上,800ntn以下的钩(W)的炭化物、氮化物以及炭氮化物中的至少一种,其中特别理想是使用相比氮化物钨、炭氮化物钩,较为廉价的炭化物的钨。这样有利于节约制造成本。导电性化合物使用平均粒径在10nm以上,800nm的颗粒,是因为若平均粒径小于10nm,会造成导电性化合物粒子的粉末凝集力过强,容易形成凝集体,若超出800nm,则会导致低温下的烧结性恶化倾向。因此,作为导电性化合物粒子的粉末,通过使用平均粒径在lOnni以上,800mn以下的颗粒,可在不形成凝集体的条件下,使导电性化合物的平均结晶粒径在10nm以上,10Mm以下,获得在低温下的烧结性良好的磁头用基板7。再者,氧化铝粉末以及导电性化合物的粉末的平均粒径,可通过液相沉淀法、离心沉淀光透过法、激光曲折散乱法、激光多普勒法等进行测定。颗粒的制造,是在材料粉末的混合物中,添加结合剂、分散剂等成形助剂,均一混合后,使用滚动造粒机、喷雾吹风机、压缩造粒机等各种造粒机进行。加压烧结,是将所取得颗粒以成形方法,形成所希望的形状,成为成形体后,在还原性气体氛围中进行的。成形通过干式加压成形,冷间等方静水压成形等众所周知的方法进行。还原性气体氛围,由例如氩、氦、氖、氮、真空而实现。加压力,理想为设定在30MPa以上。这样,可促进烧结体的致密化,可满足磁头用基板7所要求的强度,例如抗折强度在700MPa以上。若磁头用基板7的抗折强度在700MPa以上,则可适当防止微型裂口的发生。其结果,由于磁头用基板7可抑制氧化铝粒子、导电性化合物粒子的脱粒,因此可提供具有良好CSS(ContactStartStop)特性的磁头。而抗折强度,可以JISR1601—1995为依据,通过3点弯曲强度进行评价。烧结温度,比如在1400。C以上,1700。C以下。烧结温度若不满1400°C,则无法充分使材料粉末烧结,若超出1700。C,则导电性化合物粒子易于凝集,将导致无法充分发挥导电性化合物本身具备的功能。包含炭质量材料的遮蔽材料配置于上述成形体周围,较合适进行加压烧结。这样,可防止导电性化合物粒子变质为氧化物粒子,可成为具有优良机械特性的磁头用基板7。这样形成的磁头用基板7,如图4所示,含有氧化铝(结晶粒子60)质量比为35%以上,60%以下,导电性化合物(结晶粒子61)质量比在40%以上,65%以下,成为最大结晶粒径在4/im以下(0;um除外)的烧结体6。这种烧结体(磁头用基板7),由于导电性化合物(结晶粒子61)质量比在40%以上,因此不会导致切片加工等的耐切削性、电荷除去速度等的低下,导电性化合物(结晶粒子61)质量比在65%以下,因此不会损伤表面品位,可适当维持滑动特性。这里表示的烧结体6(磁头用基板7)中氧化铝以及导电性化合物粒子的合计质量比为100%,但也可包含有质量比在0.5%以下的杂质。而烧结体6(磁头用基板7)的氧化铝以及导电性化合物粒子的比率,与滑动器21相同,通过ICP(InductivitycoupledPlasma)发光分析法,基于氧化铝以及钨的比率可以求得。烧结体6(磁头用基板7)还通过适当调节材料粉末的粒径、烧结条件(烧结温度、烧结压力),导电性化合物的结晶粒子61的平均结晶粒径比如在10nm(0.Olym)以上,1〃m以下,使电磁变换元件所形成的主面70至深度为lmm的领域的与主面70平行的面71(参照图7)的分布密度在5X105个/mm2以上。若磁头基板7的导电性化合物的平均结晶粒径在10nm(O.Ol"m)以上,lgm以下,则可使磁头用基板7的全体电阻值均一,且体积固有电阻在1Q'cm以下。若导电性化合物的结晶粒子61的分布密度在5X10S个/ra^以上,可维持导电性的同时,使之具有良好的机械加工性,并提高其放热性。另外,导电性化合物的结晶粒子61的分布密度的定义以及测定方法,与滑动器21相同。并且,通过将烧结温度设定为1500。C以上,使导电性化合物的结晶粒子61在一定程度上凝集,还可使导电性化合物的结晶粒子61的一部分型成为楔形形状。这里,有关楔形形状的定义,参照图4,与对滑动器21的说明相同。磁头用基板7中,若含有作为导电性化合物的结晶粒子61的楔形形状粒子,相对氧化铝结晶粒子60的导电性化合物的结晶粒子61的固定效果,氧化铝的结晶粒子60以及导电性化合物的结晶粒子61不易发生脱粒。因此,磁头用基板7具有良好机械加工性,可以机械加工面的表面粗糙度为目的,从而可提供安定的上浮特性的磁头2。通过适当选择材料粉末的组成,可使烧结体(磁头用基板7)的热传导率为30W/(m'k)以上。这样从磁头用基板7所获得的滑动器21(磁头2)具有良好的热传导性。因此,可使磁头2的电磁变换元件20的线圈(省略图示)所产生的热迅速散热,因此磁头用基板7可提供抑制由热导致的对记录媒体所保存的记录的破坏的磁头2。而热传导率,可以JISR1611—1997为依据进行测定。接着,如图7B所示,磁头用基板7,在通过偏压溅射法对预磁头用基板7形成由非晶质的氧化铝构成的下地膜后,将多个电磁变换元件80共同造入,从而形成集合基板8。使用半导体集成技术,通过形成例如间膜、保护膜、上下磁极膜、线圈膜以及绝缘膜,将多个电磁变换元件80造入磁头用基板7。间膜以及保护膜,通过例如偏压溅射法,形成作为氧化铝溅射膜。上下磁极膜以及线圈膜,则通过例如镀膜法形成。上下磁极膜,由例如Ni—Fe合金形成,而线圈膜由例如铜形成。绝缘膜,是用于保持磁极膜与线圈间的,以及线圈间的绝缘性,使用例如具有绝缘性的热硬化性树脂的,通过光刻方法形成。如图8A以及图8B所示,将集合基板8切断后取得长条片81。该工程包括有如图8A所示的将集合基板8切为四角形的第1切断加工、如图8B所示的将电磁变换元件80的所排的列作为一个单位,切断成长条片81的第2切断加工。第1以及第2切断加工,使用例如金刚切刀进行。然后,对长条片81的滑动器21的成为上浮面22(参照图4)的面进行研磨。该研磨使用如图9以及图10所示的研磨装置9进行。研磨装置9具备研磨盘90、研磨夹具91以及容器92。研磨盘90,是通过驱动部(省略图示)实现旋转的,例如通过锡,在平坦度为10Aim以下,维氏硬度(H)在78MPa的条件下形成。该研磨盘90,具有漩涡状的沟93。沟93的断面为矩形,螺距Pt设定为0.l—0.5mm。研磨夹具91,用于保持长条片81,成圆板状。该研磨夹具91,由驱动器(省略图示)驱动,可在上下方向上反复移动,以所定压力将所保持的长条片81按上于研磨盘90而构成。容器92,用于保持供给研磨盘90的研磨液94。研磨液94,可使用例如包含浓度为0.11.0/L的研磨粒的PH7.58.5的泥浆状物质。研磨粒,可使用例如平均粒径为0.05~0.15Mm的金刚石砥粒。使用该研磨装置9研磨长条片81时,使研磨盘90以所定周速度旋转,同时以向着研磨盘90,从容器92吐出研磨液94的状态下,通过将保持长条片81的研磨夹具91按上于研磨盘90而进行研磨。来自容器92的研磨液94的吐出速度,比如设定为0.3mL/60sec,研磨盘90的旋转速度设定为比如0.51.0m/sec,将长条片81(研磨夹具91)按上研磨盘90的压力设定为比如50100MPa。这样,通过对长条片81的应成为滑动器21的浮上面22(参照图4)的面进行研磨,则研磨面82成为算数平均粗糙度Ra为O.20.4nm的镜面。然后,如图11所示,在长条片81的研磨面82上形成凹部83。凹部83,是用于流通使磁头2上浮的空气的流路(凹部23)(参照图4),研磨面82的非除去镜面部分,是磁头2的与磁记录媒体相对的浮上面22(参照图4)。上面的凹部83,通过例如离子研磨加工、反应性离子刻蚀,形成所希望的形状、深度以及表面粗燥度。凹部83的表面的算术平均粗糙度Ra,在例如20nm以下(Onm除外)。若在这种表面粗糙度上形成凹部83,则将提高磁头2的凹部23(参照图4)的平滑性,可适当控制空气的流动,使磁头2的上浮特性安定化。最后,如图12所示,通过切断形成凹部83的长条片81,可取得如图4所示的芯片状磁头2。实施例下面对本发明的实施例进行说明。但是,本发明并不仅限于这些实施[实施例1]本实施例,使用组成以及组织状态不同的多个试验片,探讨组成以及组织状态对机械特性的影响。(试验片的制作)试验片,使用包含所希望的组成而调合的材料粉末的研磨料,形成成形体后,对该成形体加压烧结,形成磁头基板,并通过切断该磁头基板,制作试验片。作为材料粉末,使用氧化铝、导电性化合物以及Yb203,并对这些材料粉末添加分散剂。再者,通过选择材料粉末的氧化铝以及导电性化合物的平均粒径、含有量,如下面表l所示,调整了烧结体(试验片)的氧化铝以及导电性化合物的平均结晶粒径以及含有量。而材料粉末的¥13203的含有量的质量比为0.2%。在将研磨料投入喷雾千燥机成为颗粒后,用离子交换水10%向颗粒喷雾,成为粘合剂后,通过千式加压成形,形成成形体。加压烧结,是将成形体配置于模具中(直径127mm,深度2mm),在氩气氛围中进行。烧结温度,参照下面表l。试验片,通过切断磁头用基板,形成10mm大10mm女2mm的板状,以及20mm*50mm*1.2mm的板状。(组织状态的观察)试验片的组织状态,以氧化铝以及导电性化合物的各个平均结晶粒径,试验片的最大结晶粒径以及平均结晶粒径进行观察。使用那个扫描型电子显微镜(SEM),根据最大结晶粒径、平均结晶粒径的大小,从倍率325013000倍中选定适当倍率,将拍摄下的5mm*8mm20Mm*32Mm范围的画像,通过图像分析软件(Iroage—ProPlus),分析计算出最大结晶粒径以及平均结晶粒径。有关氧化铝以及导电性化合物的各个平均结晶粒径,试验片的最大结晶粒径以及平均结晶粒径的计算结果,如表l所不O(试验片的组成)试验片的组成,是算出氧化铝以及导电性化合物的重量比率。首先,使用ICP(InductivityCoupledPlasma)发光分析装置(精工电子工业制造,SPS1200VR),求得铝以及钨的比率。接着,换算铝的氧化物的重量,以及根据导电性化合物的种类,换算钨的炭化物、氮化物或炭氮化物的重量,并算出它们的比率(重量百分比)。有关重量比率的算出结果,如表1所示。(机械的特性评价)机械的特性,是评价研磨率,凹部的表面粗糙度,以及维氏硬度。研磨率,是使用如图9以及图10所示的研磨装置9(LAPMASTERSFT社制9"型),评价单位时间的研磨量。研磨液94,是使用将平均粒径0.1^m的金刚石砥粒,以浓度0.5g/L分散的PH8.1的泥浆状物质。研磨盘90,使用平坦度10;am以下,维氏硬度(H)78MPa,沟95的螺距Pt为0.3mm的锡制物质。研磨盘90的旋转速度,周速设定为0.65m/秒。如图13所示,对研磨夹具91,将10mmX10mmX2mm的试验片95,以30枚等间隔,圆周状配置。相对研磨盘90的研磨液94的供给速度,设定为0.3mL/60sec,相对研磨盘90的试验片95的按下压力设定为0.07MPa。使用万分表,分别测定研磨加工前的试验片95的厚度(ta)以及研磨加工后的试验片95的厚度(tb),将其差(ta—tb)除以研磨加工所需要的时间,求得研磨率。凹部的表面粗糙度,是使用原子间力显微镜,依据JISB0601—2001,测定算术平均高(Ra)。而评价长度为10/im。凹部是使用离子研磨装置(『AP—MIED型』日本电子株式会社制)而形成的。离子研磨,是对20mmX50mmX1.2mm的试验片,使用Ar+离子,加速电压3kV/30mA,维氏硬度,是试验力为196N以外,依据JISR1610—2003进行测定。研磨率、凹部的表面粗糙度、以及维氏硬度的测定结果,如表1所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>如表1所示,含有氧化铝质量比在35%以上,60%以下,导电性化合物质量比在40%以上,65%以下的,且烧结体(试验片)的最大结晶粒径在4um以下的本发明的试料(No.2,46,8,1012,1419,22,24,2729,3234,36),研磨率为0.064ym/min以上,离子研磨加工后的凹部的算术平均高Ra在22nm以下,维氏硬度在19.2GPa以上,离子研磨加工后的氧化铝、导电性化合物的组织的分散性高,可取的非常高精度的表面。本发明的试料中,除No.24的烧结体(试验片)的平均结晶粒径在lixm以下的试料,在离子研磨加工后的凹部的算术平均高Ra在21nm以下,可获得更高精度的表面。并且,除No.l7的烧结体(试验片)的氧化铝的平均结晶粒径在1Pm以下的试料,以及除No.6的导电性化合物粒子的平均结晶粒径在10nm(0.01um)以上,lum以下的试料,在离子研磨加工后的算术平均高Ra在20nm以下,可获得更高精度的表面。本发明的试料中,被作为导电性化合物的使用钨的炭化物(WC)的试料(No.2,46,8,1012,1419,22,24,36),与其他导电性化合物(WN,WCN)相比,与金刚石砥粒间的电阻增加,研磨率大于0.093um/min或为更高值。对此,试料No.l,其氧化铝粉末的平均粒径在0.3um以下,因此氧化铝粉末自身的分散性变坏,而成形体的弹性回复也大,结果导致无法进行良好的烧结。试料No.7,由于其加压烧结温度不满1400。C,而试料No.21使用常压烧结,因此都无法进行充分烧结,无法进行全面评价。并且,烧结体的最大粒径超出4nm的试料(No.3,20,21,23,25,37),在离子研磨加工后的算术平均高Ra非常大,在24nm以上,36nm以下。同样,不含有氧化铝质量比在35%以上,60%以下,导电性化合物质量比在40%以上,65%以下的试料(No.9,13,26,30,31,35),多为研磨率为0.045um/min或更低,研磨加工后的算术平均高Ra在25nm左右的试料,加工性低下。本实施例,探讨试验片的导电性化合物的分布密度对导电性、机械的特性的影响。(试验片的制作)试验片,与实施例1同样制作。而对于烧结体(试验片)的氧化铝以及导电性化合物粒子,如表2对平均结晶粒径以及含有量进行调整,通过调整烧成温度,调整试验片的导电性化合物粒子的分布密度。而对试验片,通过切断烧结体,制作成10mmX2mm的板状,20mmX50mmX3.5mm的长尺状。(分布密度的测定)分布密度,是以实施例l相同的条件,对试验片施加研磨加工,使用扫描型电子显微镜,计算研磨加工面中20umX20nm范围的导电性化合物粒子数量,确认其分布密度。扫描型电子显微镜的倍率,从700013000倍的范围内选择最适合的倍率。以扫描型电子显微镜进行观察时,可同时确认导电性化合物粒子的形状。(机械的特性)机械特性,以体积固有电阻、研磨率以及最大切片量进行评价。体积固有电阻,依据JISC2141—1992进行测定。研磨率,与实施例1一样进行测定。最大切片量,是在使用切片机(「SPG25N—13K型」(株)不二越社制)形成沟时,从沟表面测定而得的。作为试验片,各试料分别准备10个,呈20mmX50mmX3.5mm的长尺状。切片机的金刚刀片,使用SD1200EL—1H/Size(金刚刀片尺寸为宽99mmX高40mmX厚0,07mm)。沟是在金刚刀的传送速度为220mm/min,旋转数lOOOOrpm下,以加工深度3.5mm,加工螺距2mm,加工长度50mm而形成的。对于沟表面,则使用金属显微镜,以倍率IOOO倍进行拍摄,通过对60ymX80ixm的范围的进行解析,算出最大切片量。体积固有电阻、研磨率以及最大切片量的测定结果,如表2所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>如表2所示,本发明的试料中,导电性化合物粒子的分布密度在5*1()5个/mm2以上的试料(No.4147),体积固有电阻在3X105Q'cm以下则较低,最大切片量在llwm以下则较小。特别是在这些试料中,作为导电性化合物粒子,包含有楔形形状粒子的试料(No.4145),最大切片量在6um以下则能实现更小。权利要求1.一种磁头用基板,是由包含有质量比在35%以上,60%以下的氧化铝、质量比40%以上,65%以下的导电性化合物的烧结体所构成;上述导电性化合物,是从钨的炭化物、氮化物以及炭氮化物中选择的至少一种;上述烧结体的最大结晶粒径在4μm以下(0μm除外)。2.根据权利要求1所记载的磁头用基板,上述烧结体,平均结晶粒径在1lim以下(0ym除外)。3.根据权利要求1所记载的磁头用基板,上述氧化铝,平均结晶粒径在lixm以下(0um除外)。4.根据权利要求1所记载的磁头用基板,上述导电性化合物,是钨的炭化物。5.根据权利要求1所记载的磁头用基板,上述导电性化合物,平均结晶粒径在10nm(0.01um)以上,lum以下。6.根据权利要求1所记载的磁头用基板,从电磁变换元件所形成的主面至深度lmm的领域,在与前述主面平行的面中,上述导电性化合物的结晶粒子的分布密度在5X105个/mm2以上。7.根据权利要求1所记载的磁头用基板,前述导电性化合物的结晶粒子,包含有楔形形状的粒子。8.根据权利要求1所记载的磁头用基板,前述烧结体,热传导率在30W/(mk)以上。9.根据权利要求1所记载的磁头用基板,前述烧结体,抗折强度在700MPa以上。10.—种磁头,具备滑动器、电磁变换元件上述滑动器,由包含有质量比在35%以上,60%以下的氧化铝、质量比40%以上,65%以下的导电性化合物的烧结体所构成;上述导电性化合物,是从钨的炭化物、氮化物以及炭氮化物中选择的至少一种;上述烧结体的最大结晶粒径在4um以下(0nm除外)。11.根据权利要求IO所记载的磁头,上述烧结体,平均结晶粒径在lum以下(0um除外)。12.根据权利要求IO所记载的磁头,上述氧化铝,平均结晶粒径在llim以下(0um除外)。13.根据权利要求10所记载的磁头,上述导电性化合物,是钨的炭化物。14.根据权利要求10所记载的磁头,上述导电性化合物,平均结晶粒径在10nm(0.01um)以上,lym以下。15.根据权利要求IO所记载的磁头,从上述滑动器的电磁变换元件所形成的端面至深度lmm的领域,在与前述端面平行的面中,上述导电性化合物的结晶粒子的分布密度在5*105个/,2以上。16.根据权利要求IO所记载的磁头,前述导电性化合物的结晶粒子,包含有楔形形状的粒子。17.根据权利要求10所记载的磁头,前述烧结体,热传导率在30W/(m.k)以上。18.根据权利要求10所记载的磁头,前述烧结体,抗折强度在700MPa以上。19.根据权利要求IO所记载的磁头,上述滑动器,具有浮上面、以及导入空气的凹部;前述凹部,表面的算术平均高Ra在20nm以下。20.—种记录媒体驱动装置,具备权利要求10至19的任意一项所记载的磁头;具有通过前述磁头进行信息记录以及再生的磁记录层的记录媒体;以及驱动前述记录媒体的马达。全文摘要本发明是有关由包含有质量比在35%以上,60%以下的氧化铝、质量比40%以上,65%以下的导电性化合物的烧结体所构成磁头用基板。导电性化合物,包含有钨的炭化物、氮化物以及炭氮化物中选择的至少一种。前述烧结体的最大结晶粒径在4μm以下(0μm除外)。本发明还提供具备前述磁头用基板所形成的滑动器的磁头,以及具备该磁头的记录媒体驱动装置。文档编号G11B5/31GK101432806SQ20078001530公开日2009年5月13日申请日期2007年2月26日优先权日2006年2月27日发明者中原正博,源通拓哉,须惠敏幸申请人:京瓷株式会社
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1