JP2001291211A - 薄膜磁気ヘッド、その製造方法および磁気ディスク装置 - Google Patents
薄膜磁気ヘッド、その製造方法および磁気ディスク装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】膜厚方向の組成及び磁気特性を厳密に制御した
上部シ−ルドを形成し、ライト後ノイズ及び出力変動を
抑えた薄膜磁気ヘッドを提供すること。 【解決手段】薄膜磁気ヘッドの上部シ−ルドを電気めっ
き法で形成する薄膜磁気ヘッドの製法において、めっき
電流密度を時間と共にステップ型に変化させる。
上部シ−ルドを形成し、ライト後ノイズ及び出力変動を
抑えた薄膜磁気ヘッドを提供すること。 【解決手段】薄膜磁気ヘッドの上部シ−ルドを電気めっ
き法で形成する薄膜磁気ヘッドの製法において、めっき
電流密度を時間と共にステップ型に変化させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はめっき膜製造方法の
技術に関し、特に薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する。
さらに詳細には上部シ−ルドにおいて、初期形成層の組
成を厳密に制御した電気めっき法で形成する薄膜磁気ヘ
ッドの製造方法に関する。また本発明は、この薄膜磁気
ヘッドの製造方法を用いて製造した薄膜磁気ヘッド及び
この薄膜磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置に関す
る。
技術に関し、特に薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する。
さらに詳細には上部シ−ルドにおいて、初期形成層の組
成を厳密に制御した電気めっき法で形成する薄膜磁気ヘ
ッドの製造方法に関する。また本発明は、この薄膜磁気
ヘッドの製造方法を用いて製造した薄膜磁気ヘッド及び
この薄膜磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置に関す
る。
【０００２】尚、本発明は、薄膜磁気ヘッドの製造方法
以外のめっき膜製造方法にも応用でき、このめっき膜製
造方法を用いて電子回路基板を製造することも可能であ
る。
以外のめっき膜製造方法にも応用でき、このめっき膜製
造方法を用いて電子回路基板を製造することも可能であ
る。
【０００３】
【従来の技術】磁気ディスク装置として、高記録密度化
とデ−タ通信速度の高速化が要求されている。
とデ−タ通信速度の高速化が要求されている。
【０００４】この磁気ディスク装置に使用する薄膜磁気
ヘッドとして、再生ヘッドをMR素子あるいはGMR素子と
し、記録ヘッドをインダクティブ素子とした記録再生分
離型ヘッドの開発が進んでいる。
ヘッドとして、再生ヘッドをMR素子あるいはGMR素子と
し、記録ヘッドをインダクティブ素子とした記録再生分
離型ヘッドの開発が進んでいる。
【０００５】薄膜磁気ヘッドでは、高記録密度化に対応
してBPI（BitsPerInch）及びTPI（TracksPerInch）の向
上が要求され、このBPI及びTPIが向上する程、再生出力
は低下傾向にある。再生出力が小さくなる程、ライト後
ノイズと出力変動が再生出力に与える影響は大きく、再
生エラ−が発生してしまう。
してBPI（BitsPerInch）及びTPI（TracksPerInch）の向
上が要求され、このBPI及びTPIが向上する程、再生出力
は低下傾向にある。再生出力が小さくなる程、ライト後
ノイズと出力変動が再生出力に与える影響は大きく、再
生エラ−が発生してしまう。
【０００６】また、高速通信化に対応して記録周波数の
高周波数化が進み、高周波数化によりライト後ノイズが
増加するという傾向がある。
高周波数化が進み、高周波数化によりライト後ノイズが
増加するという傾向がある。
【０００７】ここでライト後ノイズとは、磁気ディスク
にデ−タを記録した後、再生を行なう時にその再生出力
にノイズが生じる現象である。
にデ−タを記録した後、再生を行なう時にその再生出力
にノイズが生じる現象である。
【０００８】図2に示すように、一定周波数のライト電
流を数10μsec流し、ライト電流OFF後、数10μsecの間
のリ−ドヘッド出力において、あるスライスレベル以上
のノイズ出力をカウント計測することで評価出来る。本
評価においては、薄膜磁気ヘッド1スライダ−につき記
録再生を10000回繰り返し、上記ノイズが一定個数以上
発生する薄膜磁気ヘッドを不良品とした。
流を数10μsec流し、ライト電流OFF後、数10μsecの間
のリ−ドヘッド出力において、あるスライスレベル以上
のノイズ出力をカウント計測することで評価出来る。本
評価においては、薄膜磁気ヘッド1スライダ−につき記
録再生を10000回繰り返し、上記ノイズが一定個数以上
発生する薄膜磁気ヘッドを不良品とした。
【０００９】一方、出力変動とは、磁気ディスク上のデ
−タの再生を行なう時にその再生出力振幅が、減少又は
増加してしまう現象である。この現象は、記録動作を加
えることで加速される為、図3に示すように、出力変動d
Vpp＝｜Vpp(MAX)−Vpp(min)｜/Vpp(Ave.)×100（％）で
与えられ、本評価においては、薄膜磁気ヘッド1スライ
ダ−につき記録再生を10000回繰り返し、出力変動dVpp
が一定％以上発生する薄膜磁気ヘッドを不良品とした。
−タの再生を行なう時にその再生出力振幅が、減少又は
増加してしまう現象である。この現象は、記録動作を加
えることで加速される為、図3に示すように、出力変動d
Vpp＝｜Vpp(MAX)−Vpp(min)｜/Vpp(Ave.)×100（％）で
与えられ、本評価においては、薄膜磁気ヘッド1スライ
ダ−につき記録再生を10000回繰り返し、出力変動dVpp
が一定％以上発生する薄膜磁気ヘッドを不良品とした。
【００１０】従来、薄膜磁気ヘッドにおけるライト後ノ
イズと出力変動対策として、再生エレメントであるセン
サ−膜の上下部に形成するシ−ルド膜に対し、上部シ−
ルドの膜厚と磁気特性である磁歪定数λを制御すること
で効果があった。シ−ルド膜厚とライト後ノイズ及び出
力変動の関係を図4に示す。シ−ルド膜厚が厚くなる
程、ライト後ノイズ、出力変動はともに減少する傾向が
あり、ライト後ノイズは4.5μm、出力変動は3.0μmで最
小となる。しかしシ−ルド膜厚3.5μm以上では、磁気デ
ィスク内外周におけるリ−ドトラックとライトトラック
の位置決め精度が低下してしまう。従ってライト後ノイ
ズ及び出力変動の許容範囲からシ−ルド膜厚2.7〜3.5μ
mでなければならない。
イズと出力変動対策として、再生エレメントであるセン
サ−膜の上下部に形成するシ−ルド膜に対し、上部シ−
ルドの膜厚と磁気特性である磁歪定数λを制御すること
で効果があった。シ−ルド膜厚とライト後ノイズ及び出
力変動の関係を図4に示す。シ−ルド膜厚が厚くなる
程、ライト後ノイズ、出力変動はともに減少する傾向が
あり、ライト後ノイズは4.5μm、出力変動は3.0μmで最
小となる。しかしシ−ルド膜厚3.5μm以上では、磁気デ
ィスク内外周におけるリ−ドトラックとライトトラック
の位置決め精度が低下してしまう。従ってライト後ノイ
ズ及び出力変動の許容範囲からシ−ルド膜厚2.7〜3.5μ
mでなければならない。
【００１１】一方、磁歪定数λとライト後ノイズ及び出
力変動の関係を図5に示す。ライト後ノイズは磁歪定数
λ=−3.5×10-7近傍で最小となり、λ≧0×10-7におい
て著しく増加する。出力変動は磁歪定数λ=−2.0×10-7
近傍で最小となる。またシ−ルド材であるNiFe合金のパ
−マロイは、プロセス後工程の熱処理によって磁歪定数
が＋1.0〜+2.0×10-7シフトしてしまう。従って熱処理
による磁歪定数λ変動と、ライト後ノイズ及び出力変動
の許容範囲から磁歪定数λ=-2.0〜-4. 0×10-7でなけれ
ばならない。このとき膜組成は図6に示した磁歪定数λ
と膜組成の関係からNi=80.8〜81.2wt%である。しかし、
この上部シ−ルド膜はめっき下地膜上の初期形成層にお
いてFeリッチの傾向が有り、膜厚3.5μmでNi=81.1wt%、
λ=-3.5×10-7の場合、初期層0.2μmではNi=78.9wt%、
λ=+4.8×10-7といった膜であることがわかった。
力変動の関係を図5に示す。ライト後ノイズは磁歪定数
λ=−3.5×10-7近傍で最小となり、λ≧0×10-7におい
て著しく増加する。出力変動は磁歪定数λ=−2.0×10-7
近傍で最小となる。またシ−ルド材であるNiFe合金のパ
−マロイは、プロセス後工程の熱処理によって磁歪定数
が＋1.0〜+2.0×10-7シフトしてしまう。従って熱処理
による磁歪定数λ変動と、ライト後ノイズ及び出力変動
の許容範囲から磁歪定数λ=-2.0〜-4. 0×10-7でなけれ
ばならない。このとき膜組成は図6に示した磁歪定数λ
と膜組成の関係からNi=80.8〜81.2wt%である。しかし、
この上部シ−ルド膜はめっき下地膜上の初期形成層にお
いてFeリッチの傾向が有り、膜厚3.5μmでNi=81.1wt%、
λ=-3.5×10-7の場合、初期層0.2μmではNi=78.9wt%、
λ=+4.8×10-7といった膜であることがわかった。
【００１２】ライト後ノイズ及び出力変動に対して、セ
ンサ−膜近傍に位置する上部シ−ルド初期形成層の膜組
成及び磁歪定数依存性は明らかであり、然るべく、さら
なる磁気ディスク装置の高記録密度化及び高速通信化に
対して上部シ−ルドの改良が必要となった。
ンサ−膜近傍に位置する上部シ−ルド初期形成層の膜組
成及び磁歪定数依存性は明らかであり、然るべく、さら
なる磁気ディスク装置の高記録密度化及び高速通信化に
対して上部シ−ルドの改良が必要となった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】磁気ディスク装置の高
記録密度化及び高速通信化に伴い、ライト後ノイズと出
力変動の無い薄膜磁気ヘッドを用いることが必要であ
る。
記録密度化及び高速通信化に伴い、ライト後ノイズと出
力変動の無い薄膜磁気ヘッドを用いることが必要であ
る。
【００１４】上部シ−ルド膜として、めっき後で磁歪定
数λ=-2.0〜-4.0×10-7、組成Ni =80.8〜81.2wt%のパ−
マロイ膜を構成することにより、ライト後ノイズと出力
変動を低減することが出来た。しかし、めっき初期形成
層においてFeリッチの傾向が有る為、さらなる磁気ディ
スク装置の高記録密度化及び高周波数化に対し、ライト
後ノイズと出力変動対策として不十分であった。
数λ=-2.0〜-4.0×10-7、組成Ni =80.8〜81.2wt%のパ−
マロイ膜を構成することにより、ライト後ノイズと出力
変動を低減することが出来た。しかし、めっき初期形成
層においてFeリッチの傾向が有る為、さらなる磁気ディ
スク装置の高記録密度化及び高周波数化に対し、ライト
後ノイズと出力変動対策として不十分であった。
【００１５】本発明の目的は、上述の薄膜磁気ヘッドの
問題点を解決した薄膜磁気ヘッドを提供することにあ
る。
問題点を解決した薄膜磁気ヘッドを提供することにあ
る。
【００１６】また、この薄膜磁気ヘッドを用いた高性能
磁気ディスク装置を実現することにある。
磁気ディスク装置を実現することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は主として次のような構成を採用する。上部
シ−ルド膜においてNiFe合金であるパ−マロイを材料と
して電気めっき法で形成し、その初期形成層の組成が上
層と比較して同等もしくはNiリッチとなっていること、
あるいはその初期形成層の磁歪定数が上層と比較して同
等もしくは小さくなっていること、これらの形成方法が
同一めっき浴中で電流値を変化させてめっきを行なうこ
と、を有する薄膜磁気ヘッド及びその製造方法。
に、本発明は主として次のような構成を採用する。上部
シ−ルド膜においてNiFe合金であるパ−マロイを材料と
して電気めっき法で形成し、その初期形成層の組成が上
層と比較して同等もしくはNiリッチとなっていること、
あるいはその初期形成層の磁歪定数が上層と比較して同
等もしくは小さくなっていること、これらの形成方法が
同一めっき浴中で電流値を変化させてめっきを行なうこ
と、を有する薄膜磁気ヘッド及びその製造方法。
【００１８】第１の発明の特徴は、記録ヘッドと再生ヘ
ッドを有する薄膜磁気ヘッドにおいて、再生ヘッドエレ
メントであるセンサ−膜の周りに設けられ、軟磁気特性
と磁気的なシ−ルド機能とを持つ強磁性体膜がNiFe合金
であるパ−マロイから成り、初期形成層から膜厚1.0μm
における組成範囲がNi=80.8〜82.0wt%であり、膜厚1.0
μmから上部形成層における膜組成範囲が、Ni=81.0〜8
1.2wt%である薄膜磁気ヘッドにある。
ッドを有する薄膜磁気ヘッドにおいて、再生ヘッドエレ
メントであるセンサ−膜の周りに設けられ、軟磁気特性
と磁気的なシ−ルド機能とを持つ強磁性体膜がNiFe合金
であるパ−マロイから成り、初期形成層から膜厚1.0μm
における組成範囲がNi=80.8〜82.0wt%であり、膜厚1.0
μmから上部形成層における膜組成範囲が、Ni=81.0〜8
1.2wt%である薄膜磁気ヘッドにある。
【００１９】第２の発明の特徴は、記録ヘッドと再生ヘ
ッドを有する薄膜磁気ヘッドにおいて、再生ヘッドエレ
メントであるセンサ−膜の周りに設けられ、軟磁気特性
と磁気的なシ−ルド機能とを持つ強磁性体膜がNiFe合金
であるパ−マロイから成り、上記強磁性体膜の磁気特性
である磁歪定数λが、初期形成層から膜厚1.0μmにおい
てλ=-2.0〜-7.0×10-7であり、膜厚1.0μmから上部形
成層においてλ=-3.0〜-4.0×10-7である薄膜磁気ヘッ
ドにある。
ッドを有する薄膜磁気ヘッドにおいて、再生ヘッドエレ
メントであるセンサ−膜の周りに設けられ、軟磁気特性
と磁気的なシ−ルド機能とを持つ強磁性体膜がNiFe合金
であるパ−マロイから成り、上記強磁性体膜の磁気特性
である磁歪定数λが、初期形成層から膜厚1.0μmにおい
てλ=-2.0〜-7.0×10-7であり、膜厚1.0μmから上部形
成層においてλ=-3.0〜-4.0×10-7である薄膜磁気ヘッ
ドにある。
【００２０】第３の発明の特徴は、記録ヘッドと再生ヘ
ッドを有する薄膜磁気ヘッドにおいて、再生ヘッドエレ
メントであるセンサ−膜の周りに設けられ、軟磁気特性
と磁気的なシ−ルド機能とを持つ強磁性体膜がNiFe合金
であるパ−マロイから成り、該パ−マロイのめっき膜の
膜厚1.0μmより大きい膜厚の組成精度がNi=±0.1wt%で
あり、膜厚1.0μm以下の組成精度がNi=±0.3wt%である
薄膜磁気ヘッドにある。
ッドを有する薄膜磁気ヘッドにおいて、再生ヘッドエレ
メントであるセンサ−膜の周りに設けられ、軟磁気特性
と磁気的なシ−ルド機能とを持つ強磁性体膜がNiFe合金
であるパ−マロイから成り、該パ−マロイのめっき膜の
膜厚1.0μmより大きい膜厚の組成精度がNi=±0.1wt%で
あり、膜厚1.0μm以下の組成精度がNi=±0.3wt%である
薄膜磁気ヘッドにある。
【００２１】第４の発明の特徴は、上記第１から３まで
のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドにおいて、パ−マロ
イめっきの電流密度を時間的に変化させる制御を、パソ
コンを用い、時間と電流値を設定して行ない、膜形成を
行なう薄膜磁気ヘッドの製造方法にある。。
のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドにおいて、パ−マロ
イめっきの電流密度を時間的に変化させる制御を、パソ
コンを用い、時間と電流値を設定して行ない、膜形成を
行なう薄膜磁気ヘッドの製造方法にある。。
【００２２】第５の発明の特徴は、上記第１から３まで
のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドを使用する磁気ディ
スク装置にある。
のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドを使用する磁気ディ
スク装置にある。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態に係る薄膜磁気
ヘッドおよびその製造方法について、以下説明する。こ
こで、基板は5インチ径ガラス基板を使用し、めっき導
通下地膜としてスパッタリング法によりNiFe合金のパ−
マロイ0.15μm、磁歪定数λ＝-3〜-4×10-7を形成し
た。
ヘッドおよびその製造方法について、以下説明する。こ
こで、基板は5インチ径ガラス基板を使用し、めっき導
通下地膜としてスパッタリング法によりNiFe合金のパ−
マロイ0.15μm、磁歪定数λ＝-3〜-4×10-7を形成し
た。
【００２４】めっき浴は、浴温30℃、pH3.6、浴組成は
金属イオン濃度がFe2+0.5〜1.5g/l ,Ni2+10〜30g/l、サ
ッカリンナトリウム1.0〜2.0g/l、ほう酸20〜30g/l、塩
化ナトリウム20〜30g/lを使用した。
金属イオン濃度がFe2+0.5〜1.5g/l ,Ni2+10〜30g/l、サ
ッカリンナトリウム1.0〜2.0g/l、ほう酸20〜30g/l、塩
化ナトリウム20〜30g/lを使用した。
【００２５】めっき電源は定電流電源を使用し、パソコ
ンを用いて時間と電流値を設定することで、1秒及び1mA
単位で印加電流シ−ケンスを自由に設定できるようにし
た。
ンを用いて時間と電流値を設定することで、1秒及び1mA
単位で印加電流シ−ケンスを自由に設定できるようにし
た。
【００２６】膜組成測定は蛍光X線分析装置を使用し、
磁歪定数測定は薄膜用B-Hトレ−サを用いて応力印加時
における膜の異方性磁界Hkの変化から数1を用いて求め
た。
磁歪定数測定は薄膜用B-Hトレ−サを用いて応力印加時
における膜の異方性磁界Hkの変化から数1を用いて求め
た。
【００２７】
【数１】
【００２８】ここで、Hk0：応力が零時の膜の異方性磁
界（A/m）,λ：磁歪定数,ν：膜のポアッソン比（0.32
とした）,σ：応力（Pa）,Is：膜の飽和磁束密度（1Tと
した）である。印加磁界の方向は応力方向と一致させ、
応力は3点曲げ法で加えた。応力σを変化させて異方性
磁界Hkを測定し、その変化率から磁歪定数λを求めた。
単位面積当たりのめっき電流値をめっき電流密度あるい
は単に電流密度といい、この電流密度に対して、上述の
めっき浴から図7で示すような膜組成（Ni含有量）のめ
っき膜が形成される。
界（A/m）,λ：磁歪定数,ν：膜のポアッソン比（0.32
とした）,σ：応力（Pa）,Is：膜の飽和磁束密度（1Tと
した）である。印加磁界の方向は応力方向と一致させ、
応力は3点曲げ法で加えた。応力σを変化させて異方性
磁界Hkを測定し、その変化率から磁歪定数λを求めた。
単位面積当たりのめっき電流値をめっき電流密度あるい
は単に電流密度といい、この電流密度に対して、上述の
めっき浴から図7で示すような膜組成（Ni含有量）のめ
っき膜が形成される。
【００２９】また図7で示した膜組成に対して図6で示す
ような磁歪定数λの特性が得られる。但し、図6及び図7
の膜はめっき初期から上層まで一定電流で3.5μｍ形成
している為、初期形成層の膜組成変動及び磁歪定数λの
変動を含んだ値である。
ような磁歪定数λの特性が得られる。但し、図6及び図7
の膜はめっき初期から上層まで一定電流で3.5μｍ形成
している為、初期形成層の膜組成変動及び磁歪定数λの
変動を含んだ値である。
【００３０】また、めっき膜厚は電解量で決まる為、定
電流に対してめっき時間に比例する。上部シ−ルド膜と
して磁歪定数λ=-3.5×10-7,膜厚3.5μmを形成する場
合、図6及び図7から膜組成Ni=81.1wt%、電流密度i=4mA/
cm2である。また基板形状から被めっき面積が112.5cm2
である為、電流値I=450mAとなる。
電流に対してめっき時間に比例する。上部シ−ルド膜と
して磁歪定数λ=-3.5×10-7,膜厚3.5μmを形成する場
合、図6及び図7から膜組成Ni=81.1wt%、電流密度i=4mA/
cm2である。また基板形状から被めっき面積が112.5cm2
である為、電流値I=450mAとなる。
【００３１】従来方法によれば、めっき開始から終了ま
で一定電流I=450mAを印加する為、図8に示すように膜厚
1.0μm以下の範囲でNi含有量が急激に減少し、膜厚3.5
μmでNi=81.1wt%、λ=-3.5×10-7の場合、初期層0.2μm
ではNi=78.9wt%、λ=+4.8×10-7となり膜組成差ΔNi=2.
2wt%、磁歪定数シフト量Δλ=8.3×10-7を生じる。しか
も磁歪が正となってしまう。ここで、図8は各膜厚まで
めっきした基板を用いて膜組成及び磁歪定数λを測定し
たものである。
で一定電流I=450mAを印加する為、図8に示すように膜厚
1.0μm以下の範囲でNi含有量が急激に減少し、膜厚3.5
μmでNi=81.1wt%、λ=-3.5×10-7の場合、初期層0.2μm
ではNi=78.9wt%、λ=+4.8×10-7となり膜組成差ΔNi=2.
2wt%、磁歪定数シフト量Δλ=8.3×10-7を生じる。しか
も磁歪が正となってしまう。ここで、図8は各膜厚まで
めっきした基板を用いて膜組成及び磁歪定数λを測定し
たものである。
【００３２】そこで本発明では、めっき開始時の電流値
Iと印加時間tをI1=160mA（i=1.42mA/cm2）,t1=120secと
低電流側に設定し、続いてI2=240mA（i=2.13mA/cm2）,
t2=30sec、I3=360mA（i=3.20mA/cm2）, t3=30sec、I4=4
20mA（i=3.73mA/cm2）, t4=150sec、I5=440mA（i=3.91m
A/cm2）, t5=180sec、I6=445mA（i=3.96mA/cm2）, t6=1
125sec、I7=450mA（i=4.00mA/cm2）, t7=1125secとステ
ップ状に高電流側に電流値を上げていく印加方式を採用
した。この電流シ−ケンスを図11に示す。このようなス
テップ型の電流シ−ケンスを用いると膜組成は図8に示
すように膜厚3.5μmでNi=81.1wt%、λ=-3.5×10-7の場
合、初期層0.2μmにおいてNi=80.9wt%、λ=-3.3×10-7
であり、膜組成差ΔNi=0.2wt%、磁歪定数シフト量Δλ=
1.2×10-7といった膜を形成することが出来た。上述の
一定電流I=450mAでのめっき膜と比較して、初期層と上
層の膜組成及び磁歪定数を同等にすることが出来た。
Iと印加時間tをI1=160mA（i=1.42mA/cm2）,t1=120secと
低電流側に設定し、続いてI2=240mA（i=2.13mA/cm2）,
t2=30sec、I3=360mA（i=3.20mA/cm2）, t3=30sec、I4=4
20mA（i=3.73mA/cm2）, t4=150sec、I5=440mA（i=3.91m
A/cm2）, t5=180sec、I6=445mA（i=3.96mA/cm2）, t6=1
125sec、I7=450mA（i=4.00mA/cm2）, t7=1125secとステ
ップ状に高電流側に電流値を上げていく印加方式を採用
した。この電流シ−ケンスを図11に示す。このようなス
テップ型の電流シ−ケンスを用いると膜組成は図8に示
すように膜厚3.5μmでNi=81.1wt%、λ=-3.5×10-7の場
合、初期層0.2μmにおいてNi=80.9wt%、λ=-3.3×10-7
であり、膜組成差ΔNi=0.2wt%、磁歪定数シフト量Δλ=
1.2×10-7といった膜を形成することが出来た。上述の
一定電流I=450mAでのめっき膜と比較して、初期層と上
層の膜組成及び磁歪定数を同等にすることが出来た。
【００３３】また、めっき電流値I1〜I4を更に低電流側
でステップ型に設定することにより、図8に示すように
初期層の膜組成をNiリッチにすることが可能であり、膜
厚3.5μmでNi=81.1wt%、λ=-3.5×10-7の場合、初期層
0.2μmにおいてNi=82.0wt%、λ=-7.0×10-7となり、膜
組成差ΔNi=-0.9wt%、磁歪定数シフト量Δλ=-3.5×10-
7といった膜を形成することが出来た。上記方法によ
り、初期層と上層の膜組成差及び磁歪定数シフト量を低
減し、同等にした膜Ａ、Niリッチな膜Ｂ、Feリッチな膜
Ｃを形成して上部シ−ルドとして用い、薄膜磁気ヘッド
を製造し、ライト後ノイズ及び出力変動を評価した。そ
の結果を図9及び図10に示す。これは350スライダ−の薄
膜磁気ヘッドに対して、記録周波数60〜180MHzで記録と
再生を10000回繰り返し行ない、ライト後ノイズ発生数
及び出力変動dVppを測定し、累積度数で示したものであ
る。従来技術と比較すると、ライト後ノイズ（=WN）発
生数が10スライダ−以下、出力変動dVppは10%以下を目
標値とすれば、膜ＡはWNが約20%、dVppが約40％低減、
膜ＢはWNが約21%、dVppが約39％低減、膜ＣはWNが約18
%、dVppが約38％低減することが出来た。膜Ａ、Ｂ、Ｃは
ともに磁気ヘッドの電気特性上同等レベルであり従来品
と比較して、ライト後ノイズを約20％、出力変動を約40
%と低減する効果が得られた。
でステップ型に設定することにより、図8に示すように
初期層の膜組成をNiリッチにすることが可能であり、膜
厚3.5μmでNi=81.1wt%、λ=-3.5×10-7の場合、初期層
0.2μmにおいてNi=82.0wt%、λ=-7.0×10-7となり、膜
組成差ΔNi=-0.9wt%、磁歪定数シフト量Δλ=-3.5×10-
7といった膜を形成することが出来た。上記方法によ
り、初期層と上層の膜組成差及び磁歪定数シフト量を低
減し、同等にした膜Ａ、Niリッチな膜Ｂ、Feリッチな膜
Ｃを形成して上部シ−ルドとして用い、薄膜磁気ヘッド
を製造し、ライト後ノイズ及び出力変動を評価した。そ
の結果を図9及び図10に示す。これは350スライダ−の薄
膜磁気ヘッドに対して、記録周波数60〜180MHzで記録と
再生を10000回繰り返し行ない、ライト後ノイズ発生数
及び出力変動dVppを測定し、累積度数で示したものであ
る。従来技術と比較すると、ライト後ノイズ（=WN）発
生数が10スライダ−以下、出力変動dVppは10%以下を目
標値とすれば、膜ＡはWNが約20%、dVppが約40％低減、
膜ＢはWNが約21%、dVppが約39％低減、膜ＣはWNが約18
%、dVppが約38％低減することが出来た。膜Ａ、Ｂ、Ｃは
ともに磁気ヘッドの電気特性上同等レベルであり従来品
と比較して、ライト後ノイズを約20％、出力変動を約40
%と低減する効果が得られた。
【００３４】表1に従来品と本発明品Ａ、Ｂ、Ｃによる薄
膜磁気ヘッド評価判定表を示す。
膜磁気ヘッド評価判定表を示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】更に試作検討を行ない、電流値をステップ
型に変化させる方法を用いることで、図1及び図2に示す
ような膜厚方向に対する膜組成及び磁歪定数を有する膜
の形成が可能となり、この膜を上部シ−ルドとして用い
た薄膜磁気ヘッドによってライト後ノイズ及び出力変動
を低減することが出来た。
型に変化させる方法を用いることで、図1及び図2に示す
ような膜厚方向に対する膜組成及び磁歪定数を有する膜
の形成が可能となり、この膜を上部シ−ルドとして用い
た薄膜磁気ヘッドによってライト後ノイズ及び出力変動
を低減することが出来た。
【００３７】また図11に示す膜Ａの電流シ−ケンスを用
いてライト後ノイズと出力変動の膜組成及び磁歪定数依
存性を調査した。その結果を図4及び図5に示す。従来品
と比較するとシ−ルド膜厚2.5μｍ以上でライト後ノイ
ズ、出力変動ともに最小となり、かつ膜厚依存性が小さ
くなる。磁歪定数に対しては、-3.5×10-7以下でライト
後ノイズ、出力変動ともに最小となり、かつ磁歪定数依
存性が小さくなる。
いてライト後ノイズと出力変動の膜組成及び磁歪定数依
存性を調査した。その結果を図4及び図5に示す。従来品
と比較するとシ−ルド膜厚2.5μｍ以上でライト後ノイ
ズ、出力変動ともに最小となり、かつ膜厚依存性が小さ
くなる。磁歪定数に対しては、-3.5×10-7以下でライト
後ノイズ、出力変動ともに最小となり、かつ磁歪定数依
存性が小さくなる。
【００３８】一方、膜厚方向に対する膜組成変動を低減
する他の実施例として、攪拌速度または浴温,浴組成, p
H等を時間と共に変化させてめっきを行なう方法があ
る。攪拌条件としては、棒を往復揺動して、めっきする
基板表面近傍の液を攪拌する方法を行ない、膜厚上層に
おいて70往復/分に対して初期形成層において高速100往
復/分とすることで初期形成層のFeリッチを抑制するこ
とが出来る。また、浴温条件としては、めっき開始時浴
温38℃に設定し、初期形成層から膜厚上層にかけて加熱
・冷却機構を用いて浴温30℃まで温調制御することで同
様の効果が得られた。またpH条件としては、pH2.5でめ
っきを開始し、アルカリ滴定により膜厚上層においてpH
3.0までpH上昇を行なうことで同様の効果が得られた。
また浴組成条件としては、硫酸鉄の濃縮溶液を用いて、
めっき開始からこの溶液を適定して金属イオン濃度比
（Ni2+/Fe2+）を変化させることで、同様の効果が得ら
れた。
する他の実施例として、攪拌速度または浴温,浴組成, p
H等を時間と共に変化させてめっきを行なう方法があ
る。攪拌条件としては、棒を往復揺動して、めっきする
基板表面近傍の液を攪拌する方法を行ない、膜厚上層に
おいて70往復/分に対して初期形成層において高速100往
復/分とすることで初期形成層のFeリッチを抑制するこ
とが出来る。また、浴温条件としては、めっき開始時浴
温38℃に設定し、初期形成層から膜厚上層にかけて加熱
・冷却機構を用いて浴温30℃まで温調制御することで同
様の効果が得られた。またpH条件としては、pH2.5でめ
っきを開始し、アルカリ滴定により膜厚上層においてpH
3.0までpH上昇を行なうことで同様の効果が得られた。
また浴組成条件としては、硫酸鉄の濃縮溶液を用いて、
めっき開始からこの溶液を適定して金属イオン濃度比
（Ni2+/Fe2+）を変化させることで、同様の効果が得ら
れた。
【００３９】また、上部シ−ルド材として高飽和磁束密
度を持つNi含有量44〜48wt%のNiFe合金を使用すること
が可能であり、この材料を電気めっき法で形成する場合
においても、上述のステップ状に変化させた電流値を適
正化することで初期層と上層の膜組成差ΔNiを低減する
ことが出来る。
度を持つNi含有量44〜48wt%のNiFe合金を使用すること
が可能であり、この材料を電気めっき法で形成する場合
においても、上述のステップ状に変化させた電流値を適
正化することで初期層と上層の膜組成差ΔNiを低減する
ことが出来る。
【００４０】次に、本発明の他の実施形態について図12
及び図13を用いて説明する。図12は図13で示した磁気コ
ア10の端部である上部書き込みポ−ル4を電気めっき法
で形成した場合の、断面図を示したものである。上部書
き込みポ−ル4はパ−マロイないしは高飽和磁束密度を
持つNi含有量44〜48wt%のNiFe合金を材料として形成さ
れ、初期層と上層との膜組成差をΔNi=3.0wt%からΔNi=
0.5wt%まで低減することが出来た。組成測定は、上部書
き込みポ−ル4断面をEDX（エネルギ−分散型Ｘ線分析）
法を用いた。上部書き込みポ−ル4の形成方法は、ま
ず、基板1上にめっき導通下地膜2をスパッタリング法で
形成し、続いて上部書き込みポ−ル4を含む磁気コア10
の形状にレジストフレ−ム3を形成する。ここにめっき
を行なうと、上部書き込みポ−ル4はフレ−ム間0.5〜1.
0μm、フレ−ム高さ5〜10μmでありアスペクト比10〜20
と非常に狭小部となる。この場合、他のめっきパタ−ン
部と面積差が大きい為、電流密度差が生じること及び浴
攪拌状態から浴組成差が生じることから膜厚方向に組成
変動が起きてしまうのである。
及び図13を用いて説明する。図12は図13で示した磁気コ
ア10の端部である上部書き込みポ−ル4を電気めっき法
で形成した場合の、断面図を示したものである。上部書
き込みポ−ル4はパ−マロイないしは高飽和磁束密度を
持つNi含有量44〜48wt%のNiFe合金を材料として形成さ
れ、初期層と上層との膜組成差をΔNi=3.0wt%からΔNi=
0.5wt%まで低減することが出来た。組成測定は、上部書
き込みポ−ル4断面をEDX（エネルギ−分散型Ｘ線分析）
法を用いた。上部書き込みポ−ル4の形成方法は、ま
ず、基板1上にめっき導通下地膜2をスパッタリング法で
形成し、続いて上部書き込みポ−ル4を含む磁気コア10
の形状にレジストフレ−ム3を形成する。ここにめっき
を行なうと、上部書き込みポ−ル4はフレ−ム間0.5〜1.
0μm、フレ−ム高さ5〜10μmでありアスペクト比10〜20
と非常に狭小部となる。この場合、他のめっきパタ−ン
部と面積差が大きい為、電流密度差が生じること及び浴
攪拌状態から浴組成差が生じることから膜厚方向に組成
変動が起きてしまうのである。
【００４１】本発明の薄膜磁気ヘッドを用いて、磁気デ
ィスク装置を製作した。図14に磁気ディスク装置の構造
概略図を示す。
ィスク装置を製作した。図14に磁気ディスク装置の構造
概略図を示す。
【００４２】また本発明は、薄膜磁気ヘッドの製造方法
に限ったことではなく、このめっき膜製造方法を用いて
電子回路基板を製造することも可能である。
に限ったことではなく、このめっき膜製造方法を用いて
電子回路基板を製造することも可能である。
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば、ライトヘッドとリ−ド
ヘッドを有する磁気記録装置に使用する薄膜磁気ヘッド
において、めっき電流密度をステップ型に変化させて、
めっき初期形成層の組成を厳密に制御した上部シ−ルド
膜を用いることにより、ライト後ノイズと出力変動の小
さい薄膜磁気ヘッドを提供することができる。またこの
薄膜磁気ヘッドを使用することにより、高記録密度化及
び高速通信化された磁気ディスク装置を提供することが
できる。
ヘッドを有する磁気記録装置に使用する薄膜磁気ヘッド
において、めっき電流密度をステップ型に変化させて、
めっき初期形成層の組成を厳密に制御した上部シ−ルド
膜を用いることにより、ライト後ノイズと出力変動の小
さい薄膜磁気ヘッドを提供することができる。またこの
薄膜磁気ヘッドを使用することにより、高記録密度化及
び高速通信化された磁気ディスク装置を提供することが
できる。
【図１】本発明による膜厚に対する膜組成Ni領域及び磁
歪定数λ領域を示す図である。
歪定数λ領域を示す図である。
【図２】ライト後ノイズを示す図である。
【図３】出力変動を示す図である。
【図４】膜厚に対するライト後ノイズ及び出力変動を示
す図である。
す図である。
【図５】磁歪定数λに対するライト後ノイズ及び出力変
動を示す図である。
動を示す図である。
【図６】膜組成Niと磁歪定数λの関係を示す図である。
【図７】めっき電流密度と膜組成Niの関係を示す図であ
る。
る。
【図８】本発明品と従来品における膜厚に対する膜組成
Ni及び磁歪定数λを示す図である。
Ni及び磁歪定数λを示す図である。
【図９】本発明品と従来品におけるライト後ノイズ発生
数の累積度数を示す図である。
数の累積度数を示す図である。
【図１０】本発明品と従来品における出力変動の累積度
数を示す図である。
数を示す図である。
【図１１】本発明によるめっき電流シ−ケンスの図であ
る。
る。
【図１２】上部書き込みポ−ルをめっき形成した図であ
る。
る。
【図１３】薄膜磁気ヘッドの先端部の断面図である。
【図１４】本発明の薄膜磁気ヘッドを用いた磁気ディス
ク装置の概略図である。
ク装置の概略図である。
1…基板、2…めっき導通下地膜、3…レジストフレ−
ム、4…上部書き込みポ−ルのめっき形状、10…上部書
き込みポ−ル、11… GAP、12… コイル、13 …絶縁膜、
14 …下部シ−ルド、15… 上部シ−ルド、16… MRセン
サ−部、17… ハ−ドバイアス層及び電極層、18… 基
板、21 …磁気記録媒体、22 …磁気記録媒体駆動部、23
…磁気ヘッド、24 …磁気ヘッド駆動部、25 …記録再
生信号処理系。
ム、4…上部書き込みポ−ルのめっき形状、10…上部書
き込みポ−ル、11… GAP、12… コイル、13 …絶縁膜、
14 …下部シ−ルド、15… 上部シ−ルド、16… MRセン
サ−部、17… ハ−ドバイアス層及び電極層、18… 基
板、21 …磁気記録媒体、22 …磁気記録媒体駆動部、23
…磁気ヘッド、24 …磁気ヘッド駆動部、25 …記録再
生信号処理系。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 治信 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 斉木 教行 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 香川 昌慶 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 近藤 祥 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 石掛 賢治 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 椎名 宏実 茨城県日立市弁天町三丁目10番２号 日立 協和エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 5D033 BA03 BA07 BB43 DA04 5D034 BA18 BB08 BB12 CA04 DA07 5E049 AA07 AA09 BA12
Claims (5)
- 【請求項１】記録ヘッドと再生ヘッドを有する薄膜磁気
ヘッドにおいて、再生ヘッドエレメントであるセンサ−
膜の周りに設けられ、軟磁気特性と磁気的なシ−ルド機
能とを持つ強磁性体膜がNiFe合金であるパ−マロイから
成り、初期形成層から膜厚1.0μmにおける組成範囲がNi
=80.8〜82.0wt%であり、膜厚1.0μmから上部形成層にお
ける膜組成範囲が、Ni=81.0〜81.2wt%であることを特徴
とする薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項２】記録ヘッドと再生ヘッドを有する薄膜磁気
ヘッドにおいて、再生ヘッドエレメントであるセンサ−
膜の周りに設けられ、軟磁気特性と磁気的なシ−ルド機
能とを持つ強磁性体膜がNiFe合金であるパ−マロイから
成り、上記強磁性体膜の磁気特性である磁歪定数λが、
初期形成層から膜厚1.0μmにおいてλ=-2.0〜-7.0×10-
7であり、膜厚1.0μmから上部形成層においてλ=-3.0〜
-4.0×10-7であることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項３】記録ヘッドと再生ヘッドを有する薄膜磁気
ヘッドにおいて、再生ヘッドエレメントであるセンサ−
膜の周りに設けられ、軟磁気特性と磁気的なシ−ルド機
能とを持つ強磁性体膜がNiFe合金であるパ−マロイから
成り、該パ−マロイのめっき膜の膜厚1.0μmより大きい
膜厚の組成精度がNi=±0.1wt%であり、膜厚1.0μm以下
の組成精度がNi=±0.3wt%であることを特徴とする薄膜
磁気ヘッド。 - 【請求項４】請求項１から３までのいずれかに記載の薄
膜磁気ヘッドにおいて、パ−マロイめっきの電流密度を
時間的に変化させる制御を、パソコンを用い、時間と電
流値を設定して行ない、膜形成を行なうことを特徴とす
る薄膜磁気ヘッドの製造方法。 - 【請求項５】請求項１から３までのいずれかに記載の薄
膜磁気ヘッドを使用することを特徴とする磁気ディスク
装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000101206A JP2001291211A (ja) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | 薄膜磁気ヘッド、その製造方法および磁気ディスク装置 |
| US09/784,141 US20010036043A1 (en) | 2000-03-31 | 2001-02-16 | Magnetic thin film head, the fabrication method, and magnetic disk |
| US11/095,533 US7274541B2 (en) | 2000-03-31 | 2005-04-01 | Magnetic thin film head, the fabrication method, and magnetic disk |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000101206A JP2001291211A (ja) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | 薄膜磁気ヘッド、その製造方法および磁気ディスク装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001291211A true JP2001291211A (ja) | 2001-10-19 |
| JP2001291211A5 JP2001291211A5 (ja) | 2006-03-30 |
Family
ID=18615292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000101206A Pending JP2001291211A (ja) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | 薄膜磁気ヘッド、その製造方法および磁気ディスク装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US20010036043A1 (ja) |
| JP (1) | JP2001291211A (ja) |
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| US7061726B2 (en) | 2003-05-09 | 2006-06-13 | Hitachi Global Storage Technologies Japan, Ltd. | Thin film magnetic head |
| US7995311B2 (en) | 2006-06-19 | 2011-08-09 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv | Magnetic shield, manufacturing method thereof and thin film magnetic head employing the same |
| JP2013008441A (ja) * | 2011-06-24 | 2013-01-10 | Hgst Netherlands B V | 垂直磁気ヘッドにおける側部シールド用の低透磁率材料 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2006012250A (ja) * | 2004-06-23 | 2006-01-12 | Tdk Corp | 垂直磁気記録用磁気ヘッド |
| US8085038B2 (en) * | 2007-05-25 | 2011-12-27 | Tdk Corporation | Method for testing noise of thin-film magnetic head, and magnetic disk drive apparatus with noise testing function |
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|---|---|---|---|---|
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