JPH0912366A - 非磁性基板とそれを使った浮上型磁気ヘッド用スライダ - Google Patents

非磁性基板とそれを使った浮上型磁気ヘッド用スライダ

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JPH0912366A
JPH0912366A JP7184705A JP18470595A JPH0912366A JP H0912366 A JPH0912366 A JP H0912366A JP 7184705 A JP7184705 A JP 7184705A JP 18470595 A JP18470595 A JP 18470595A JP H0912366 A JPH0912366 A JP H0912366A
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英雄 新田
Tomoki Saotome
友己 五月女
Yoshiro Shimizu
芳郎 清水
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    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ｆｅ2Ｏ3を主成分とする非磁性基板の組成に
関するもので、精密加工性に優れると共に、浮上型磁気
ヘッドのスライダに適用した場合、一定低浮上に好適な
スライダ材を得るものである。 【構成】 Ｆｅ2Ｏ3にＮｄ2Ｏ3またはＧｄ2Ｏ3のいずれ
か両方を０．１から５ｗｔ％添加する。この材料を適用
したスライダは、クラウニング加工あるいはレーール部
に微少な面取り加工が施される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｆｅ2Ｏ3を主成分とす
る非磁性基板の組成とその応用に関するものであって、
特にＣＳＳ（Contact Start and Stop ）特性に優れ、
一定低浮上に適した浮上型磁気ヘッド用スライダに係
る。
【０００２】
【従来の技術】小型ＨＤＤ（ハードディスク装置）は、
パソコン，ワークステーション等の外部記憶装置に一般
的に用いられている。これら小型ＨＤＤは磁気ディスク
を記録媒体として、誘導型磁気ヘッドによって情報の書
き込み／読み出しを行うものである。ここ数年来、小型
ＨＤＤに関して磁気ディスク一枚当たりの記憶容量が急
速に高められると同時に、ノート型パソコンなどの用途
向けとしてＨＤＤ装置自体の軽薄短小化が急速に進めら
れている。記録の高密度化の面から見ると、その増加率
は驚異的な値であり、年率２０〜３０％以上のペースで
高密度化が進行している。更に、この高い伸び率は今後
とも衰えることなく、寧ろ一層の加速を以て進められて
いく動向にある。
【０００３】このような高記録密度化の要請に対して、
ＨＤＤのシステム部品として解決すべき課題あるいは問
題は山積している。例えば、主要な構成部品の一つであ
る磁気ヘッドに関する技術課題を挙げると、線記録密度
を高くでき且つ狭トラック幅に適したヘッド構造である
と共に、高周波特性に優れた電磁変換特性を持つことが
必要である。薄膜誘導型磁気ヘッドまたは磁気抵抗効果
を利用した録再分離構造の磁気抵抗効果型磁気ヘッド
は、この高記録密度化の要求に沿った構成上のコンセプ
トを持っているが、製造プロセスが多い上に複雑な構造
であるため、信頼性，コスト等の点で未解決な問題を多
く抱えている。
【０００４】一方、一対の磁気コア片を接合して磁気ギ
ャップを形成した磁気コアを、非磁性基板から作製され
たスライダの溝部に固定したコンポジット構造の浮上型
磁気ヘッドは、構造が簡単である上使用実績があり、信
頼性が高いという利点を持つが、記録密度を現状から飛
躍的に高めるためには解決しなければならない技術課題
が多くある。しかし、薄膜誘導型磁気ヘッドの場合と比
べると本質的に問題が異なる。
【０００５】コンポジット構造の浮上型磁気ヘッドの概
略構成を図４に示す。図４において、電磁変換素子の主
要部を構成する磁気コア１２は、スライダ１０の空気軸
受面（ＡＢＳ面）側に設けられたレール２１の媒体流出
側の一端にあるスロット１４に、磁気ギャップ１６をＡ
ＢＳ面側に露出させてボンディングガラス１８により固
定される。磁気コア１２には図には示してないが、所要
の巻き回数のコイルが設けられる。書き込み／読み出し
時には磁気ヘッドは、記録媒体である磁気ディスク（図
示してない。）に対し僅かな距離（浮上量）をもって動
作する。従って磁気ヘッドと磁気ディスクとは非接触状
態であり、磁気ヘッドは磁気ディスク面上を滑空するこ
とになる。図４においてレール２２の縦方向（Ｂ−
Ｂ’）の断面を図６に、またレール２１の前部Ａの拡大
を図５に示す。これらの構造は前述したように磁気ヘッ
ドの磁気ディスク面上の摺動特性を向上させるためのも
ので、スライダは中央部が僅かに突出した断面形状を持
っている。レールのエッジ部には狭い幅の切り欠き段差
加工が施される。
【０００６】浮上型磁気ヘッドの記録密度を高める方法
としては、磁気ギャップ長を短くし、更にトラック幅を
狭めるなどの手段がよく採られる。このため、書き込み
／読み出しの際における磁気ディスクと磁気ヘッドとの
間隙、即ち浮上量を低減することが行われる。しかし、
単に浮上量を下げれば解決するという問題でなく、浮上
量を下げることによって従来にない困難な技術課題が生
じてくる。
【０００７】現状での記録密度は３００〜４００Ｍｂ／
ｉｎ2程度が最大であり、この場合の浮上高さは０．１
ミクロン以下となっている。現在でも小型ＨＤＤの書き
込み／読み出し時には、サブミクロン以下程度の浮上量
が保たれるように設計されているが、更に４００Ｍｂ／
ｉｎ2以上の高記録密度化に対応するために浮上量を下
げると共に一定にする必要があり、これにより様々な問
題が生じてくる。浮上量を低減していくと、まず磁気ヘ
ッドと磁気ディスクとの摺動性能であるＣＳＳ特性の低
下が起きる。ＣＳＳ特性の低下はＨＤＤの寿命および信
頼性に直結するものであるため、従来から色々な対策が
考えられてきた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】特公平１ー２２２２０
号公報には、Ｆｅ2Ｏ3を主成分に、副成分としてＡｌ2
Ｏ3，ＺｒＯ2，ＳｎＯ2，ＣｅＯ2等を添加したＦＤＤ
（フロッピディスクドライブ装置）用磁気ヘッドのスラ
イダ材の製造方法が開示されている。この発明による基
板材を用いたＨＤＤ用浮上型スライダは、従来程度の記
録密度に対応した浮上量で使用する限りでは支障なく動
作するが、更に高記録密度の機種に適用すると、ＣＳＳ
特性が極端に低下した。この原因調査を検討するとスラ
イダに問題があることが分かった。スライダのＡＢＳ面
を拡大観察すると、研削仕上げ加工後のＡＢＳ面側のレ
ールの端部に、多くの欠け等が発生していることを見い
出した。特に、角部を直線的にかつ精確に仕上げが必要
なＡＢＳ面のレールのエッジ付近に多くのカケが集中
し、微視的に観るならばレールのエッジ部が直線的に形
成されずに、凹凸の出入りの激しい構造になっている。
【０００９】図７にこの拡大写真を示す。写真は浮上型
磁気ヘッドのＡＢＳ面側から磁気ギャップ部付近を拡大
したものであり、写真の上側にある白い広い帯状の部分
がレールで、スライダ材の露出面である。また、下側の
狭い方は磁気ヘッドの磁気コアの露出部で、トラック幅
に相当する。写真の下部にスケールを示すが、レール部
のスライダ材には１０ミクロン以上の欠落が多く発生し
ていることが判読できる。浮上型磁気ヘッドのＣＳＳ特
性は多くのファクタが関係するため、一概にその悪化原
因を特定することは困難である。例えば、浮上量一つと
っても相互に複雑に作用し合っている。磁気ヘッドの磁
気ディスク面上の半径方向位置によって、浮上量に差が
生じることが知られている。この浮上量の変化は、磁気
ヘッドと磁気ディスクとの相対速度に依存するためで、
磁気ディスク面上では外周側の方が内側より相対速度が
大きいことによる。
【００１０】磁気ヘッドの磁気ディスク面上の位置によ
って、浮上量が変わることはＨＤＤの動特性即ち書き込
み／読み出しに不都合を来す。このため、浮上量の変動
を是正し一定浮上を確保する構造として、米国特許第
４，６７３，９９６号にスライダのレールの端部を記録
媒体の流出方向に５〜１０ミクロン程の微小エッジを設
けることが有効である旨が開示されている。しかし、こ
の発明を実施しようとするとスライダ材がカケ易いた
め、所要の形状寸法にスライダを製造できず、十分にそ
の効果を得ることが難しかった。特に、図７に示したよ
うに１０ミクロン程の微小エッジに正確に仕上げること
ができず、発明の効果が得られなかった。また、材質的
にカケ易い特性であるため、ＨＤＤに組立後にスライダ
の一部が欠落する可能性があった。この微小な欠落物が
磁気ヘッドと記録媒体である磁気ディスクとの隙間に入
る、いわゆる噛み込み現象を招き、情報の破壊あるいは
ＨＤＤの動作停止などの重大事故につながり、信頼性，
寿命に対し大きな課題があった。
【００１１】一方、ＣＣＳ特性を改善する一方法とし
て、特公平７ー１９４５９号公報に開示されているよう
に、ＡＢＳ面のほぼ全面をスッパタリング等により適当
に荒らしたスライダが示されている。この場合の発明の
実施に際しても、ＡＢＳ面に１０ミクロン程度以下の凹
凸が得にくいため、発明の効果が十分発揮されていなか
った。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、従来の欠点を
解決するためにＦｅ2Ｏ3を主成分にして、Ｎｄ2Ｏ3また
はＧｄ2Ｏ3の内いずれか一方または両方を０．１〜５ｗ
ｔ％の範囲で添加するものである。
【００１３】
【作用】本発明は、Ｆｅ2Ｏ3を主成分とする非磁性材料
において、Ｎｄ2Ｏ3及びＧｄ2Ｏ3の内いずれか一方また
は両方を０．１〜５ｗｔ％の範囲で添加することによ
り、最大結晶粒径を５ミクロン以下に制御できることを
見い出した結果である。添加物Ｎｄ2Ｏ3及びＧｄ2Ｏ
3は、Ｆｅ2Ｏ3の燒結性の改善に効果があり、結晶粒径
を微細化させるのに有効である。０．１〜５ｗｔ％の範
囲で添加することは、保磁力０．１エルステッド以下の
磁気特性を維持しながら、結晶粒径を５ミクロンを越え
ない領域である。更につけ加えるならば、Ｎｄ2Ｏ3及び
Ｇｄ2Ｏ3の添加量は０．５〜３ｗｔ％の範囲が好適であ
る。
【００１４】一般に、セラミックス等の燒結体の機械的
加工では、堅くて脆いという材質的な特徴という観点か
ら、溝切り加工時の割れあるいはカケなどの発生頻度数
による切削性、切断の容易さを判断する切断性、また研
磨仕上げした面の良否を見る研磨性などが良く用いられ
る試験項目である。本発明による燒結体を上記の試験項
目を導入して評価したもので、最大結晶粒径が５ミクロ
ンを超えない範囲に制御すれば、カケ割れが発生しない
加工性の優れた燒結体を製造することが可能である。ま
た、カケ割れが例え起きたとしても最大結晶粒径が５ミ
クロン以下であることにより、その大きさは５ミクロン
を越えることがなく、浮上量などに影響しない程度の加
工性を確保できる。更にはＡＢＳ面の全面に亘ってスパ
ッタリング等で適当に荒らす場合、５ミクロン以下の凹
凸をつけることができ、良好なＣＳＳ特性が得られる。
【００１５】
【実施例】図３は本発明による製造工程の例を示すブロ
ック図である。まずＦｅ2Ｏ3を規定の重さに秤量し、次
に添加物を０．０５〜１０ｗｔ％の範囲で量り、ボール
ミルで１２時間湿式混合する。造粒工程ではポリビニー
ルアルコール（ＰＶＡ）１ｗｔ％を結合材として添加
し、スプレードライヤー等で造粒を行う。１トン／ｃｍ
2の油圧プレスを用いて成形を行い、燒結炉に導き４Ｈ
Ｒ，１１００℃の環境で焼結させる。更に、燒結後ＨＩ
Ｐ処理をして高密度化を図る。ＨＩＰ処理条件は、１１
００℃，１０００気圧でＡｒガス中である。
【００１６】本発明による非磁性基板の結晶粒径の分布
を図１に示す。図から明らかな如く、結晶粒径の大きさ
は５ミクロン以下であり、１〜５ミクロンの間に分布し
ている。この場合、Ｎｄ2Ｏ3が２ｗｔ％含まれている例
であるが、０．１〜５ｗｔ％の範囲ならば図１に示す分
布となる。また、Ｇｄ2Ｏ3の場合も同様である。
【００１７】図２は添加量に対する熱膨張係数の制御特
性を示す。磁気コアを単結晶フェライトとすると、その
熱膨張係数は１１０〜１１５ｘ１０ー7／℃前後であるた
め、添加量が０．１〜５ｗｔ％の範囲で単結晶フェライ
トとほぼ一致させることができる。このことは磁気コア
に無用な応力が加わらないことになり、磁気ヘッドの特
性および信頼性を高める効果がある。
【００１８】
【表１】
【００１９】表１は添加量を１０ｗｔ％まで増加させた
ときの最大結晶粒径、熱膨張係数、ビッカース硬度（硬
さ）、ＣＳＳ特性および加工性の比較を示すものであ
る。Ｎｄ2Ｏ3を０．１ｗｔ％以上添加することにより最
大結晶粒径を５ミクロン以下に、また加工性も向上でき
ることが分かる。ビッカース硬度は 900 kgf/mm2 以上
に、また熱膨張係数を１１０ｘ１０ー7／℃付近の特性が
得られる。ＣＳＳ特性は添加量にあまり影響されない。
【００２０】添加物の組成の違いによる比較を表２に示
す。Ｎｄ2Ｏ3以外の組成では耐溶剤性、加工性、結晶粒
径、ＣＳＳ特性および磁化の観点から比較すると、劣っ
ている。Ｇｄ2Ｏ3も同様な傾向を示す。結晶構造から検
討すると、Ｆｅ2Ｏ3にＮｄ2Ｏ3を添加した場合、主相に
対して第２相にＮｄＦｅＯ3のペロブスカイトが生成さ
れ、結晶粒径の微細化に寄与しているものと考えられ
る。
【００２１】
【表２】
【００２２】
【発明の効果】以上実施例の説明から明らかな如く、主
成分であるＦｅ2Ｏ3にＮｄ2Ｏ3またはＧｄ2Ｏ3のいずれ
か一方または両方を０．１から５ｗｔ％の範囲で添加す
ることにより、結晶粒径の最大を５ミクロン以下に抑制
できる。このことにより加工性が著しく向上でき、精密
な仕上げ加工が可能となる。更には加工による欠け割れ
が生じなくなるため、設計通りの性能をスライダに付与
でき一定低浮上化の効果を奏することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による結晶粒径の度数分布を示す図であ
る。
【図２】本発明による添加量と熱膨張係数の関係を示す
図である。
【図３】本発明による製造工程を示す図である。
【図４】コンポジット型スライダの斜視図を示す図であ
る。
【図５】レール部の拡大図を示す図である。
【図６】スライダの断面形状を示す図である。
【図７】従来の磁気ヘッドギャップ部の顕微鏡写真であ
る。
【図８】本発明による磁気ヘッドギャップ部の顕微鏡を
示す写真である。
【符号の説明】
１０ スライダ 、１２ 磁気コア、１４ スロット、
１６ 磁気ギャップ、１８ ボンディングガラス、２０
スライダ前部、２１ レール、２２ レール

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 主成分がＦｅ2Ｏ3であり、副成分として
    Ｎｄ2Ｏ3 ，Ｇｄ2Ｏ3のいずれか一方または両方を０．
    １〜５ｗｔ％含んでいる非磁性基板であって、最大結晶
    粒径が５ミクロン以下であることを特徴とする非磁性基
    板。
  2. 【請求項２】 主成分がＦｅ2Ｏ3であり、副成分として
    Ｎｄ2Ｏ3 を０．１〜５ｗｔ％含んでいる非磁性基板で
    あって、最大結晶粒径が５ミクロン以下であると共にペ
    ロブスカイト構造のＮｄＦｅＯ3を有することを特徴と
    する非磁性基板。
  3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の非磁性基板に
    おいて、保磁力が０．１エルステッド以下であることを
    特徴とする非磁性基板。
  4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の非磁性
    基板を用いて作製されたスライダを有することを特徴と
    する浮上型磁気ヘッド用スライダ。
  5. 【請求項５】 請求項４において、前記スライダは空気
    軸受面（以下、ＡＢＳ面と省略する。）を有し、前記Ａ
    ＢＳ面の記録媒体流出方向とほぼ平行な端部に微小エッ
    ジが設けられていることを特徴とする浮上型磁気ヘッド
    用スライダ。
  6. 【請求項６】 請求項４または５に記載の浮上型磁気ヘ
    ッド用スライダにおいて、前記ＡＢＳ面は記録媒体に平
    行に僅かなクラウニング加工が施されていることを特徴
    とする浮上型磁気ヘッド用スライダ。
  7. 【請求項７】 請求項４〜６のいずれかに記載の浮上型
    磁気ヘッドにおいて、前記ＡＢＳ面には微小な凹み加工
    が全面に亘って施されていることを特徴とする浮上型磁
    気ヘッド用スライダ。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載の浮上型磁気ヘッド用ス
    ライダにおいて、前記微小な凹みの大きさは、最大５ミ
    クロン以下であることを特徴とする浮上型磁気ヘッド用
    スライダ。
JP7184705A 1995-06-28 1995-06-28 非磁性基板とそれを使った浮上型磁気ヘッド用スライダ Pending JPH0912366A (ja)

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GB9613540A GB2302686B (en) 1995-06-28 1996-06-27 Non-magnetic substrate material and slider assembly for use in flying-type magnetic head
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