JP3231510B2 - Magnetic head - Google Patents

Magnetic head

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JP3231510B2 JP23965193A JP23965193A JP3231510B2 JP 3231510 B2 JP3231510 B2 JP 3231510B2 JP 23965193 A JP23965193 A JP 23965193A JP 23965193 A JP23965193 A JP 23965193A JP 3231510 B2 JP3231510 B2 JP 3231510B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高密度記録装置である
ハードディスクに用いられる薄膜磁気抵抗効果型ヘッド
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film magnetoresistive head used for a hard disk as a high density recording device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、コンピュータの高性能化に伴いハ
ードディスクの小型化、高容量化が要求されており、特
に小型化に伴い、記録媒体の速度が低下してきている。
従って磁気ディスクからデータを読み出す際に、信号出
力が記録媒体との速度に依存しない薄膜磁気抵抗効果型
磁気ヘッド(以下薄膜MR型ヘッドという)の必要性が
高くなっている。この薄膜MR型ヘッドは従来の誘導型
の薄膜ヘッドを記録専用ヘッドとし、薄膜磁気抵抗素子
を再生専用ヘッドとして使用した、いわゆる複合型薄膜
磁気ヘッドである。薄膜MR型ヘッドでは、薄膜磁気抵
抗素子を再生専用ヘッドとして使用しているため、読み
出し出力が記録媒体との相対速度に依存せず、原理的に
は記録媒体が低速でもデータを読み取ることができる。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been a demand for miniaturization and high capacity of a hard disk in accordance with high performance of a computer. In particular, with the miniaturization, the speed of a recording medium has been reduced.
Therefore, when reading data from a magnetic disk, the need for a thin film magnetoresistive head (hereinafter referred to as a thin film MR head) whose signal output does not depend on the speed with a recording medium has been increasing. This thin-film MR head is a so-called composite thin-film magnetic head using a conventional inductive type thin-film head as a recording-only head and a thin-film magnetoresistive element as a reproduction-only head. In the thin-film MR head, since the thin-film magnetoresistive element is used as a read-only head, the read output does not depend on the relative speed with respect to the recording medium. In principle, data can be read even at a low speed of the recording medium. .

【0003】ところで、上述した薄膜MR型ヘッドの構
造には、薄膜磁気抵抗素子の位置により3種類のタイプ
が提案されている。その1つは、記録専用ヘッドの磁気
回路の一部に薄膜磁気抵抗素子を形成したヨーク型、そ
の2は記録専用ヘッドのエアーギャップの間に薄膜磁気
抵抗素子を形成したインギャップ型、さらにその3は薄
膜磁気抵抗素子を形成後、その上に記録専用ヘッドを形
成したピギーバック型がある。近年、固定ディスク用薄
膜MR型ヘッドの主流になっているのはその3のピギー
バック型である。また、ヘッド全体をスライダーの中央
に配置したセンターエレメント型とヘッド全体をスライ
ダーの端に配置したサイドエレメント型がある。センタ
ーエレメント型のヘッドは浮上特性が安定しているとい
う特徴がある。しかし、ハードディスクの小型化に伴い
メディアの記録面に、より効率良く記録するためにはサ
イドエレメント型が有利という考えから、近年はサイド
エレメント型が主流になりつつある。更に、高容量化を
図るためにスライダーのサイズを小さくする傾向にあ
る。元々、ハードディスク用の標準的な寸法は、幅3.
18mm×高さ0.86mm×長さ4.04mmである
が、高容量化に伴い標準寸法の70%のものや50%の
ものが出てきている。
In the structure of the above-mentioned thin film MR type head, three types are proposed depending on the position of the thin film magnetoresistive element. One is a yoke type in which a thin-film magnetoresistive element is formed in a part of a magnetic circuit of a recording-only head. The other is an in-gap type in which a thin-film magnetoresistive element is formed between air gaps of a recording-only head. No. 3 is a piggyback type in which a recording-only head is formed on a thin-film magnetoresistive element formed thereon. In recent years, the piggyback type 3 is the mainstream of thin-film MR heads for fixed disks. There are a center element type in which the entire head is arranged at the center of the slider and a side element type in which the entire head is arranged at the end of the slider. The center element type head has a characteristic that the flying characteristics are stable. However, with the idea that the side element type is advantageous for recording more efficiently on the recording surface of the medium with the miniaturization of the hard disk, the side element type is becoming mainstream in recent years. Further, there is a tendency that the size of the slider is reduced in order to increase the capacity. Originally, the standard dimensions for hard disks are width 3.
The size is 18 mm x 0.86 mm in height x 4.04 mm in length, but 70% or 50% of the standard dimensions have come out with the increase in capacity.

【0004】図3は従来の薄膜MR型ヘッドのパターン
図である。図中、1はセラミック基板、3は磁気抵抗素
子、4はMRリード、5はMRコンタクトホール、6は
引出し電極部のリード線であるMRリード引き回し線、
10はコイル、12はコイルリード引き回し線である。
FIG. 3 is a pattern diagram of a conventional thin film MR type head. In the figure, 1 is a ceramic substrate, 3 is a magnetoresistive element, 4 is an MR lead, 5 is an MR contact hole, 6 is an MR lead lead wire which is a lead wire of an extraction electrode portion,
10 is a coil, 12 is a coil lead wire.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】薄膜MR型ヘッドで、
薄膜磁気抵抗素子部の引出し電極部のリード線と記録専
用ヘッドのコイルのリード線を形成するため、スライダ
ーのサイズが小さくなるに伴いリードの引き回しが問題
となる。例えば、薄膜磁気抵抗素子のリード線と記録専
用ヘッドのリード線を重なりなしに引き回すためには、
リード線の幅を狭くしたり、引き回し線の長さを長くす
ることが必要となる。しかし、リード線の幅を狭くした
り、引き回し線の長さを長くすると全体の抵抗が大きく
なりDCRノイズの原因となる。すなわち図3におい
て、リード線であるMRリード引き回し線6やコイルリ
ード引き回し線12を限られたスペース内に配線するた
めには、リード線の幅は小さくなり、抵抗は大きくなっ
てDCRノイズの原因となる訳である。
SUMMARY OF THE INVENTION In a thin film MR type head,
Since the lead wire of the lead electrode portion of the thin film magnetoresistive element portion and the lead wire of the coil of the recording-only head are formed, lead routing becomes a problem as the size of the slider decreases. For example, in order to route the lead wire of a thin film magnetoresistive element and the lead wire of a recording-only head without overlapping,
It is necessary to reduce the width of the lead wire or increase the length of the lead wire. However, if the width of the lead wire is reduced or the length of the lead wire is lengthened, the overall resistance increases and causes DCR noise. That is, in FIG. 3, in order to arrange the MR lead routing wire 6 and the coil lead routing wire 12, which are the lead wires, in a limited space, the width of the lead wire is reduced, the resistance is increased, and the cause of DCR noise is increased. That is,

【0006】これらの問題を解決するために、従来から
リード線の厚さを厚くする試みもなされているが、リー
ド線を厚く形成するためのプロセスが複雑になるという
問題点が生じる。また、リード線の幅を狭くしたり、引
き回し線の長さを長くするにも限界があり、スライダー
寸法が標準寸法の50%未満になると実質的にリードの
引き回しが困難になってくる。
In order to solve these problems, attempts have been made to increase the thickness of the lead wire. However, there is a problem that the process for forming the lead wire is complicated. In addition, there is a limit in reducing the width of the lead wire or increasing the length of the lead wire. When the slider dimension is less than 50% of the standard dimension, it becomes substantially difficult to lead the lead.

【0007】本発明は上述した従来の問題点を解決し、
簡単な工程により、再生ノイズの少ない信頼性の高い薄
膜MR型ヘッドを提供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems,
An object of the present invention is to provide a highly reliable thin-film MR head with little reproduction noise by a simple process.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】そこで本発明の薄膜MR
型ヘッドは、少なくとも記録専用ヘッドのコイルのリー
ド線の一部を重ね合わせた構造、薄膜磁気抵抗素子部の
引出し電極部のリード線と記録専用ヘッドのコイルのリ
ード線の一部を重ね合わせた構造、また薄膜磁気抵抗素
子部の引出し電極部のリード線の一部を重ね合わせた構
造としたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, a thin film MR of the present invention is provided.
The type head has a structure in which at least a part of a lead wire of a coil of a recording-only head is overlapped, and a part of a lead wire of an extraction electrode portion of a thin-film magnetoresistive element part and a part of a lead of a coil of a recording-only head are overlapped. It has a structure in which a part of a lead wire of an extraction electrode portion of a thin film magnetoresistive element portion is overlapped.

【0009】[0009]

【作用】上記構成によれば、リード線を重ね合わせるこ
とにより、限られたスペース内で、リード線の幅を極力
広くして抵抗を小さくでき、ノイズの少ない信頼性の高
い薄膜MR型ヘッドを得ることができる。
According to the above construction, by overlapping the lead wires, the width of the lead wires can be increased as much as possible in a limited space to reduce the resistance, and a highly reliable thin film MR head with less noise can be obtained. Obtainable.

【0010】[0010]

【実施例】次に、図面を参照しながら本発明の一実施例
を説明する。図1(a)(b)(c)(d)は、それぞ
れ本発明の一実施例の薄膜MR型ヘッドのパターン図で
ある。図中、1はセラミック基板、2は下部シールド、
3は磁気抵抗素子、4はMRリード、5はMRコンタク
トホール、6はMRリード引き回し線、7は上部シール
ド、8は下部磁性層としての下部コア、9はバックギャ
ップスルホール、10はコイル、11は上部磁性層とし
ての上部コア、12はコイルリード引き回し線、13は
パッドである。図示するように、各実施例のMRリード
引き回し線6もしくはコイルリード引き回し線12は何
れも複数本を重ね合わせて形成されており、このように
することにより、限られたスペース内でコイルリード引
き回し線12の幅を極力大きくし、その抵抗を小さくし
ている。下部シールド2、磁気抵抗素子3、MRリード
4、MRコンタクトホール5、MRリード引き回し線
6、上部シールド7より再生専用ヘッドが構成される。
また下部コア8、バックギャップスルホール9、コイル
10、上部コア11、コイルリード引き回し線12によ
り記録専用ヘッドが形成される。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1A, 1B, 1C, and 1D are pattern diagrams of a thin-film MR head according to one embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a ceramic substrate, 2 is a lower shield,
3 is a magnetoresistive element, 4 is an MR lead, 5 is an MR contact hole, 6 is an MR lead routing line, 7 is an upper shield, 8 is a lower core as a lower magnetic layer, 9 is a back gap through hole, 10 is a coil, 11 Denotes an upper core as an upper magnetic layer, 12 denotes a coil lead wiring, and 13 denotes a pad. As shown in the drawing, each of the MR lead routing wire 6 and the coil lead routing wire 12 of each embodiment is formed by overlapping a plurality of wires, and thus, the coil lead routing wire is limited in a limited space. The width of the line 12 is made as large as possible to reduce its resistance. The lower shield 2, the magnetoresistive element 3, the MR lead 4, the MR contact hole 5, the MR lead routing line 6, and the upper shield 7 constitute a read-only head.
A recording-only head is formed by the lower core 8, the back gap through hole 9, the coil 10, the upper core 11, and the coil lead wire 12.

【0011】次に図1(a)に示す薄膜MR型ヘッドを
例にとり、その形成工程を説明する。図2は本発明の一
実施例の薄膜MR型ヘッドの形成工程図である。図2
(a)において基板として、従来、薄膜インダクティブ
ヘッドに使用されているAl23 とTiCより形成さ
れたアルチックというセラミック基板1を用いる。最初
に、この基板1の表面を仕上研磨した後、アルミナ等の
絶縁材料をスパッタまたは物理蒸着等の方法により例え
ば4μm形成した後、下部シールド2をセンダストまた
はNiFeにより約2μm形成し、パターニングする。
次に、読み込みヘッドの下部リードギャップをアルミナ
等により2000A形成後、軟磁性バイアス補助層を例
えば500A形成し、その上に非磁性層Ta等を例えば
100A形成し、パーマロイのMR3を450A形成す
る。次に、フォトレジストを全体に塗布し、磁気抵抗素
子3の矩形形状をパターニングする。これをイオンミリ
ングにより矩形形状に形成する。この上にバルクハウゼ
ンノイズ等をコントロールするための交換バイアス層を
形成する。
Next, the steps of forming the thin-film MR type head shown in FIG. FIG. 2 is a process chart for forming a thin film MR type head according to one embodiment of the present invention. FIG.
In (a), a ceramic substrate 1 called Altic made of Al 2 O 3 and TiC conventionally used for a thin-film inductive head is used. First, after the surface of the substrate 1 is finished and polished, an insulating material such as alumina is formed to a thickness of, for example, 4 μm by a method such as sputtering or physical vapor deposition.
Next, after forming the lower read gap of the read head at 2000 A using alumina or the like, a soft magnetic bias auxiliary layer is formed at 500 A, for example, a nonmagnetic layer Ta is formed at 100 A thereon, and a permalloy MR3 is formed at 450 A. Next, a photoresist is applied to the whole, and the rectangular shape of the magnetoresistive element 3 is patterned. This is formed into a rectangular shape by ion milling. On this, an exchange bias layer for controlling Barkhausen noise and the like is formed.

【0012】その上にMRリード4をフォトレジストに
よりパターニング(図2(b))し、Ti,Ta,Cu
またはCu合金,W,Cr,Mo,Au等の材料をスパ
ッタリング又は蒸着法により1200A形成した後、リ
フトオフし、MRリード4の形状を形成する。
On top of this, an MR lead 4 is patterned with a photoresist (FIG. 2B), and Ti, Ta, Cu
Alternatively, a material such as a Cu alloy, W, Cr, Mo, or Au is formed to 1200 A by sputtering or vapor deposition, and then lifted off to form the shape of the MR lead 4.

【0013】次に上部リードギャップ層のアルミナ膜を
適当なバイアスを印加しながら、例えば2000A形成
する。バイアススパッタはコンベンショナル型のスパッ
タ装置でRFバイアスをセラミック基板1に印加しなが
ら行う。基板印加バイアス電圧は−100V未満では平
坦化効果が少なく、−100V以上だとアルミナ膜の内
部応力が大きくなり、磁気抵抗素子3の磁化を乱す原因
となるので−100Vを選択する。次に、この上部リー
ドギャップ層にMRコンタクトホール5を形成しMRリ
ード引き回し線6とのコンタクトを取る(図2
(c))。この上に上部シールド7をNiFeメッキに
より形成することにより、再生専用ヘッドが構成され
る。次に下部コア8を同じくNiFeメッキにより形成
する(図2(d))。次に、コンベンショナル型のバイ
アススパッタリング装置により磁気ギャップの材料であ
るアルミナ膜を例えば0.6μm形成する。これに、バ
ックコンタクトの穴を開けるためレジストによりバック
コンタクトパターンを形成しミリングにより磁気ギャッ
プ層に穴を開ける。この後、第一絶縁層としてレジスト
を塗布しこれをパターニングしベーキングする。この上
に銅のコイル10を銅の下地電極により化学メッキ法で
形成する(図2(e))。このコイルは、下部コア8と
上部コア11の両磁性層間を通り磁気回路を旋回する所
定巻数形成される。そして再びレジストで第二絶縁層を
形成する。その後、第一絶縁層と同様な方法で第二絶縁
層を形成し、この上に上部コア11をNiFeメッキに
より形成する(図2(f))。以上のようにして記録専
用ヘッドが形成される。この時、コイルリード引き回し
線12も同時に形成するが、薄膜磁気抵抗素子部の引出
し電極部のMRリード引き回し線6と記録専用ヘッドの
コイルリード引き出し線12の一部は重ね合ったパター
ンとする。その後、Cuパッド13を形成し、保護層を
アルミナにより形成し薄膜磁気ヘッドとする。図1
(b)(c)に示す記録専用ヘッドのコイルリード引き
回し線12の一部を重ね合わせた構造のパターン、およ
び図1(d)に示す薄膜磁気抵抗素子部の引出し電極部
のMRリード引き回し線6の一部を重ね合わせた構造の
パターンの場合も図2に示す手法と同様の手法により形
成できる。
Next, for example, 2000 A is formed on the alumina film of the upper read gap layer while applying an appropriate bias. The bias sputtering is performed while applying an RF bias to the ceramic substrate 1 using a conventional sputtering apparatus. When the bias voltage applied to the substrate is less than -100 V, the flattening effect is small. When the applied bias voltage is -100 V or more, the internal stress of the alumina film becomes large, and the magnetization of the magnetoresistive element 3 is disturbed. Next, an MR contact hole 5 is formed in the upper read gap layer, and a contact is made with the MR lead routing line 6 (FIG. 2).
(C)). By forming the upper shield 7 thereon by NiFe plating, a read-only head is formed. Next, the lower core 8 is similarly formed by NiFe plating (FIG. 2D). Next, an alumina film, which is a material for the magnetic gap, is formed to a thickness of, for example, 0.6 μm by a conventional bias sputtering apparatus. Then, a back contact pattern is formed by a resist in order to form a hole for the back contact, and a hole is formed in the magnetic gap layer by milling. Thereafter, a resist is applied as a first insulating layer, which is patterned and baked. A copper coil 10 is formed thereon by a chemical plating method using a copper base electrode (FIG. 2E). This coil is formed with a predetermined number of turns which turns a magnetic circuit through both magnetic layers of the lower core 8 and the upper core 11. Then, a second insulating layer is formed again with a resist. Thereafter, a second insulating layer is formed in the same manner as the first insulating layer, and the upper core 11 is formed thereon by NiFe plating (FIG. 2 (f)). The recording-only head is formed as described above. At this time, the coil lead wire 12 is also formed at the same time, but the MR lead wire 6 of the lead electrode portion of the thin film magnetoresistive element portion and a part of the coil lead wire 12 of the recording-only head are formed in an overlapping pattern. Thereafter, a Cu pad 13 is formed, and a protective layer is formed of alumina to form a thin-film magnetic head. FIG.
(B) A pattern of a structure in which part of the coil lead routing lines 12 of the recording-only head shown in (c) are overlapped, and an MR lead routing line of the extraction electrode portion of the thin film magnetoresistive element shown in FIG. 6 can be formed by the same method as the method shown in FIG.

【0014】図1の各図に示す本発明の各実施例に係る
各パターンと図3に示す従来例のパターンを比較する
と、前者はリード線であるMRリード引き回し線6やコ
イルリード引き回し線12を重ね合わせているので、限
られたスペース内で従来例よりもその幅を極力大きくす
ることができ、また引き回しを延長する必要もなくな
る。これに対し後者は、リード線は重なっていないた
め、リード線の幅を狭くする必要があり、抵抗が大きく
なってしまうのである。
A comparison between the patterns according to the embodiments of the present invention shown in FIGS. 1A and 1B and the patterns of the conventional example shown in FIG. 3 shows that the former is an MR lead lead wire 6 or a coil lead lead wire 12 which is a lead wire. Are superimposed, the width can be made as large as possible in the limited space as compared with the conventional example, and it is not necessary to extend the wiring. On the other hand, in the latter, since the lead wires do not overlap, it is necessary to reduce the width of the lead wire, and the resistance increases.

【0015】[0015]

【発明の効果】以上説明した様に本発明は、少なくとも
記録専用ヘッドのコイルのリード線の一部を重ね合わせ
た構造、膜磁気抵抗素子部の引出し電極のリード線と記
録専用ヘッドのコイルのリード線の一部を重ね合わせた
構造、または薄膜磁気抵抗素子部の引出し電極部のリー
ド線の一部を重ね合わせた構造とすることにより、リー
ド線の幅を狭くすることなく抵抗を小さくでき、再生ノ
イズの少ない信頼性の高い薄膜MR型ヘッドを従来の方
法に較べ簡便な工程により得ることができる。
As described above, the present invention has a structure in which at least a part of the lead wire of the coil of the recording head is overlapped, the lead wire of the lead electrode of the film magnetoresistive element portion and the coil of the recording head. By adopting a structure in which a part of the lead wire is overlapped, or a structure in which a part of the lead wire of the extraction electrode part of the thin film magnetoresistive element part is overlapped, the resistance can be reduced without reducing the width of the lead wire. A highly reliable thin-film MR head with little reproduction noise can be obtained by a simpler process than the conventional method.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)は本発明の一実施例の薄膜MR型ヘッド
のパターン図 (b)は本発明の一実施例の薄膜MR型ヘッドのパター
ン図 (c)は本発明の一実施例の薄膜MR型ヘッドのパター
ン図 (d)は本発明の一実施例の薄膜MR型ヘッドのパター
ン図
1A is a pattern diagram of a thin-film MR head according to one embodiment of the present invention; FIG. 1B is a pattern diagram of a thin-film MR head according to one embodiment of the present invention; (D) is a pattern diagram of a thin-film MR head according to an embodiment of the present invention.

【図2】(a)は本発明の一実施例の薄膜MR型ヘッド
の形成工程図 (b)は本発明の一実施例の薄膜MR型ヘッドの形成工
程図 (c)は本発明の一実施例の薄膜MR型ヘッドの形成工
程図 (d)は本発明の一実施例の薄膜MR型ヘッドの形成工
程図 (e)は本発明の一実施例の薄膜MR型ヘッドの形成工
程図 (f)は本発明の一実施例の薄膜MR型ヘッドの形成工
程図
FIG. 2A is a view showing a process of forming a thin-film MR head according to one embodiment of the present invention; FIG. 2B is a view showing a process of forming a thin-film MR head according to one embodiment of the present invention; FIG. 4D is a diagram illustrating a process of forming a thin film MR head according to an embodiment of the present invention. FIG. 5E is a diagram illustrating a process of forming a thin film MR head according to an embodiment of the present invention. f) is a process diagram of forming a thin film MR type head according to one embodiment of the present invention.

【図3】従来の薄膜MR型ヘッドのパターン図FIG. 3 is a pattern diagram of a conventional thin film MR type head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 セラミック基板 2 下部シールド 3 磁気抵抗素子 4 MRリード 5 MRコンタクトホール 6 MRリード引き回し線 7 上部シールド 8 下部コア 9 バックギャップスルホール 10 コイル 11 上部コア 12 コイルリード引き回し線 13 パッド REFERENCE SIGNS LIST 1 ceramic substrate 2 lower shield 3 magnetoresistive element 4 MR lead 5 MR contact hole 6 MR lead lead wire 7 upper shield 8 lower core 9 back gap through hole 10 coil 11 upper core 12 coil lead lead wire 13 pad

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 薄膜で構成され、リード部及びパッド部を
2つ有する記録ヘッドと、薄膜磁気抵抗素子で形成さ
、リード部及びパッド部を2つ有する再生専用ヘッド
とが複合してスライダー上に一つに形成され、4つのリ
ード部とパッド部を有する磁気ヘッドであって、少なく
とも前記再生専用ヘッドのリード線と前記記録ヘッドの
リード線の一部を重ね合わせた構造とするとともに、そ
れぞれのリード線に配置される4つのパッド部が前記ス
ライダーの幅方向に沿って配置されていることを特徴と
する磁気ヘッド。
A lead portion and a pad portion formed of a thin film ;
And having two recording heads are formed by a thin film magnetoresistive element, and a read-only head having two lead portions and pad portions is formed in one on complexed slider, 4 recruited
A magnetic head having a over de portion and the pad portion, while at least the superposed portions of the leads and the leads of the read-only head the recording head structure, are disposed in each of the leads 4 A magnetic head, wherein two pad portions are arranged along a width direction of the slider.
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