JP2006196127A - 薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気ディスクドライブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 素早い発熱が可能であり、迅速な応答速度で突出動作することができ、また、信頼性の高いマグネティックスペーシング制御が可能な薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気ディスクドライブ装置を提供する。
【解決手段】 磁気ヘッド素子と、印加される交流磁界によって発熱し、少なくとも磁気ヘッド素子の部分をＡＢＳ方向に突出させる金属磁性体とを備えている。
【選択図】 図５

Description

本発明は、薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気ディスクドライブ装置に関する。

ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）装置に設けられている薄膜磁気ヘッド（磁気ヘッドスライダ）は、信号の書き込み又は読み出しに際し、回転する磁気ディスク上において流体力学的に所定の間隙（浮上量）をもって浮上する。薄膜磁気ヘッドは、この浮上状態においてインダクティブヘッド素子から発生する磁界により磁気ディスクに書込みを行い、磁気抵抗効果（ＭＲ）ヘッド素子により磁気ディスクからの信号磁界を感受して読出しを行う。この際のこれら磁気ヘッド素子と磁気ディスク表面との磁気的な実効距離がマグネティックスペーシングとなる。

近年のＨＤＤ装置の大容量小型化に伴う高記録密度化に対応して、薄膜磁気ヘッドのトラック幅はより減少する傾向にある。このトラック幅減少による書込み及び読出し能力の低下を回避するために、マグネティックスペーシングは、１０ｎｍ程度と小さな値に設定されている。このような微小値をとるマグネティックスペーシングを精度良く制御する方法として、ヘッド素子近傍又はヘッド素子内に発熱体を設けてＴＰＴＰ（Ｔｈｅｒｍａｌ
Ｐｏｌｅ Ｔｉｐ Ｐｒｏｔｒｕｓｉｏｎ）現象を積極的に利用することにより、個々の薄膜磁気ヘッドの浮上量のばらつきを調整する方法は公知である（例えば、特許文献１〜４）。

米国特許第５，９９１，１１３号明細書 特開平０５−０２０６３５号公報 特開２００３−１６８２７４号公報 特開２００３−２７２３３５号公報

ＴＰＴＰ現象を利用した薄膜磁気ヘッドでは、発熱体から所要の発熱量を安定して供給できることのみならず、動作目的や環境の変化に素早く対応して発熱できることが要求される。

しかしながら、従来の薄膜磁気ヘッドでは、発熱体をジュール熱のみを利用するヒータで構成しているため、充分な発熱量を安定してかつ素早く供給することが困難であった。その理由は、ジュール熱を利用するヒータでは、発熱量及び発熱の応答速度が、供給される電力によって決まり、その電力の上限は使用するアンプ及びヒータの許容電流値によって制限されてしまうためである。即ち、アンプの出力電圧は、通常、一定値に、例えば５Ｖに、規定されており、発熱量を増大させるためにヒータの抵抗値を下げて電流を増大させると、ヒータ自体の温度が上昇することも相まって断線などが生じ易くなり、製品の信頼性が著しく低下してしまうのである。

この問題を解消するため、１つの薄膜磁気ヘッド内に複数の発熱体を設けることも考えられるが、限られたスペース内に複数の発熱体やそれらの配線部材を設けることは現実的ではない。

従って、本発明の目的は、素早い発熱が可能であり、迅速な応答速度で突出動作することができる薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気ディスクドライブ装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、信頼性の高いマグネティックスペーシング制御が可能な薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気ディスクドライブ装置を提供することにある。

本発明によれば、磁気ヘッド素子と、印加される交流磁界によって発熱し、少なくとも磁気ヘッド素子の部分を浮上面（ＡＢＳ）方向に突出させる金属磁性体とを備えた薄膜磁気ヘッドが提供される。

印加される交流磁界によって高周波誘導加熱される金属磁性体を設けているので、単にジュール熱を発生する従来の発熱体に比して素早い発熱を行なうことができるから、応答速度が非常に早い突出動作を行なうことができる。しかも、交流磁界を発生する導電体に大きな電流を流す必要がなく、かつ導電体自体が多大に発熱しないので、この導電体の断線の可能性が大幅に減少するから製品の信頼性を著しく高めることが可能となるのみならず、導電体及びその配線導体の面積が小さくなると共にその設計の自由度が向上する。また、発熱量を高周波電流の振幅及び周波数の両方で制御することができるため、発熱の管理が従ってマグネティックスペーシングの調整が非常に容易となる。

なお、本発明では、金属磁性体を高周波誘導加熱しているため、渦電流による発熱に加えて、ヒステリシス加熱による発熱が生じる。このため、より効率的なかつ迅速な発熱が行なわれることとなる。

交流磁界を発生するための導電体をさらに備えており、金属磁性体が導電体の近傍に形成されていることが好ましい。この場合、金属磁性体が、導電体を取り囲んで形成されているか、導電体を両側から挟んで形成されているか、導電体の片側に形成されていることが好ましい。

金属磁性体自体が、交流磁界を発生するための導電体であることも好ましい。

導電体が、ジュール熱を発生可能であることも好ましい。

本発明によれば、さらに、上述した薄膜磁気ヘッドと、薄膜磁気ヘッドを支持する支持体とを備えた磁気ヘッドアセンブリが提供される。ここで、磁気ヘッドアセンブリとは、磁気ヘッド素子を備えた薄膜磁気ヘッド（磁気ヘッドスライダ）とその支持機構とを機械的、電気的に組み立てたアセンブリである。具体例を挙げると、磁気ヘッドスライダとサスペンションとのアセンブリの場合にはヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）と称され、磁気ヘッドスライダとこれを支持するサスペンション及び支持アームのアセンブリの場合にはヘッドアームアセンブリ（ＨＡＡ）と称され、ＨＡＡが複数積み重ねられる場合にはヘッドスタックアセンブリ（ＨＳＡ）と称されることが多い。

本発明によれば、さらにまた、上述の磁気ヘッドアセンブリを少なくとも１つ備えた磁気ディスクドライブ装置が提供される。

磁気ディスクドライブ装置が、導電体に、発熱開始直後は交流磁界を発生させるべく高周波電流を供給し、その後はジュール熱を発生させるべく直流電流を供給する制御回路をさらに備えることが好ましい。

磁気ディスクドライブ装置が、導電体に、発熱開始直後は交流磁界を発生させるべく高周波電流を供給すると共にジュール熱を発生させるべく直流電流を供給し、その後は、ジュール熱を発生させるべく直流電流のみを供給する制御回路をさらに備えることも好ましい。

本発明によれば、印加される交流磁界によって高周波誘導加熱される金属磁性体を設けているので、素早い発熱を行なうことができるから、応答速度が非常に早い突出動作を行なうことができる。しかも、交流磁界を発生する導電体に大きな電流を流す必要がなく、かつ導電体自体が多大に発熱しないので、この導電体の断線の可能性が大幅に減少するから製品の信頼性を著しく高めることが可能となるのみならず、導電体及びその配線導体の面積が小さくなると共にその設計の自由度が向上する。また、発熱量を高周波電流の振幅及び周波数の両方で制御することができるため、発熱の管理が従ってマグネティックスペーシングの調整が非常に容易となる。

図１は本発明の一実施形態として、磁気ディスクドライブ装置の要部の構成を概略的に示す斜視図であり、図２は図１のＨＧＡの一構成例を示す斜視図であり、図３は図２のＨＧＡの先端部に装着されている薄膜磁気ヘッドを示す斜視図である。

図１において、１０はスピンドルモータ１１の回転軸の回りを回転する複数の磁気ディスク、１２は薄膜磁気ヘッド（磁気ヘッドスライダ）をトラック上に位置決めするためのアセンブリキャリッジ装置、１３は薄膜磁気ヘッドの読み書き動作及び発熱動作を制御するための記録再生回路をそれぞれ示している。

アセンブリキャリッジ装置１２には、複数の駆動アーム１４が設けられている。これら駆動アーム１４は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１５によってピボットベアリング軸１６を中心にして角揺動可能であり、この軸１６に沿った方向にスタックされている。各駆動アーム１４の先端部には、ＨＧＡ１７が取り付けられている。各ＨＧＡ１７には、薄膜磁気ヘッドが、各磁気ディスク１０の表面に対向するように設けられている。磁気ディスクドライブ装置に、単数の磁気ディスク１０、駆動アーム１４、ＨＧＡ１７及び薄膜磁気ヘッドを設けるようにしても良い。

図２に示すように、ＨＧＡは、サスペンション２０の先端部に、磁気ヘッド素子を有する薄膜磁気ヘッド２１を固着し、さらにその薄膜磁気ヘッド２１の端子電極に配線部材２５の一端を電気的に接続して構成される。

サスペンション２０は、薄膜磁気ヘッド２１に印加される荷重を発生するロードビーム２２と、このロードビーム２２上に固着され支持された弾性を有するフレクシャ２３と、ロードビーム２２の基部に設けられたベースプレート２４と、フレクシャ２３及びロードビーム２２上に設けられておりリード導体及びその両端に電気的に接続された接続パッドからなる配線部材２５とから主として構成されている。

本発明の磁気ヘッドアセンブリ（ＨＧＡ）におけるサスペンションの構造は、以上述べた構造に限定されるものではないことは明らかである。なお、図示されていないが、サスペンション２０の途中にヘッド駆動用ＩＣチップを装着してもよい。

図３に示すように、本実施形態における磁気ヘッドスライダは、互いに積層された書込み用のインダクティブヘッド素子及び読出し用のＭＲヘッド素子からなる磁気ヘッド素子３０と、これらの素子に接続された４つの信号端子電極３１と、図３には示されていない発熱用導電体に接続された２つの駆動端子電極３２とを、その素子形成面３３上に備えている。３４は磁気ヘッドスライダのＡＢＳである。なお、これらの端子電極の数及び位置は、図３の形態に限定されるものではない。例えば、図３において端子電極は６つであるが、電極を５つとした上でグランドをスライダ基板に接地した形態でも良い。

図４は本実施形態における薄膜磁気ヘッドの磁気ヘッド素子部分及び発熱用導電体部分をスライダ基板の素子形成面側から模式的に示した平面図であり、図５は図４のＶ−Ｖ線断面図であり、図６は発熱用導電体部分を概略的に示した断面図である。なお、図を簡略化するため、図４におけるインダクティブヘッド素子のコイル及び発熱用導電体を構成するコイルは楕円でそれぞれ表されている。

図４において、４０は磁気ヘッドスライダのＡＢＳ側の端面、４１はインダクティブヘッド素子のコイル、４２はインダクティブヘッド素子の上部ヨーク、４３は本実施形態ではＡＢＳから見て磁気ヘッド素子の後方に位置している発熱用導電体コイル、４４は絶縁体４５を介して発熱用導電体コイル４３を囲む金属磁性体をそれぞれ示している。

インダクティブヘッド素子のコイル４１は、１層でも２層以上でも良く、また、ヘリカルコイルでも良い。発熱用導電体コイル４３は、１ターンでもマルチターンでも良く、また、その形状は丸でも角でもヘリカルでも良い。さらに、導電体であれば、コイル形状を有していなくとも良い。

図５に示すように、スライダ基板５０上には、読出し用のＭＲヘッド素子５１と、書込み用のインダクティブヘッド素子５２と、発熱用導電体コイル４３と、金属磁性体４４とが形成されている。

ＭＲヘッド素子５１は、ＭＲ層５１ａと、下部シールドギャップ層５１ｂ_１及び上部シールドギャップ層５１ｂ_２を介してＭＲ層５１ａを挟む位置に配置される下部シールド層５１ｃ及び上部シールド層５１ｄとを含んでいる。ＭＲ層５１ａは、積層面（膜面）に対して平行にセンス電流を流すヘッド構造のＣＩＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔ
Ｉｎ Ｐｌａｎｅ）−巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）多層膜、膜面に対して垂直にセンス電流を流すヘッド構造のＣＰＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ ｔｏ Ｐｌａｎｅ）-ＧＭＲ多層膜又はトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）多層膜からなり、非常に高い感度で磁気ディスクからの信号磁界を感知する。ＭＲ層５１ａがＣＰＰ-ＧＭＲ多層膜又はＴＭＲ多層膜からなる場合、下部シールド層５１ｃ及び上部シールド層５１ｄはそれぞれ下部電極及び上部電極として兼用される。下部シールド層５１ｃ及び上部シールド層５１ｄは磁性層であり、ＭＲ層５１ａに対して雑音となる外部磁界を遮断する役割を有する。

インダクティブヘッド素子５２は、下部磁極層５２ａと、上部磁極層５２ｂと、コイル４１とを含んでいる。下部磁極層５２ａ及び上部磁極層５２ｂは、コイル４１によって自身に誘導された磁束を、書込みがなされる磁気ディスク表面にまで収束させながら導くための磁路である。なお、ＭＲヘッド素子５１の上部シールド層５１ｄとインダクティブヘッド素子５２の下部磁極層５２ａとが一体となって、１つの層で両層の機能を兼ねてもよい。

ＭＲヘッド素子５１及びインダクティブヘッド素子５２の磁気ディスク表面側の端であるヘッド端面５３には、保護膜としてＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ
Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）等のコーディングが施されている。なお、ヘッド端面５３と磁気ディスク表面との書込み／読出し動作時における磁気的な実効距離がマグネティックスペーシングとなる。

発熱用導電体コイル４３及び金属磁性体４４は、本実施形態では、ヘッド端面５３から見てインダクティブヘッド素子５２の後方に形成されている。しかしながら、本発明において、これら発熱用導電体コイル及び金属磁性体を、ヘッド端面５３から見てＭＲヘッド素子５１の後方に形成しても良いし、インダクティブヘッド素子５２の積層方向で上方、ＭＲヘッド素子５１の積層方向で下方、又はインダクティブヘッド素子５２及びＭＲヘッド素子５１の間に形成しても、さらにその他の位置に形成しても良い。また、２組の発熱用導電体コイル及び金属磁性体を、ヘッド端面５３から見てインダクティブヘッド素子５２及びＭＲヘッド素子５１の後方にそれぞれ形成しても良い。

図６により詳細に示されているように、本実施形態においては、発熱用導電体コイル４３を囲むように絶縁体４５が形成されており、この絶縁体４５を介して金属磁性体４４がコイル４３の周囲を取り囲むように形成されている。この金属磁性体４４は、中央部で絶縁体４５を貫通する構造となっている。

発熱用導電体コイル４３に高周波電流を流すことによって、交流磁界が発生し、その交流磁界が金属磁性体４４に印加されるので、この金属磁性体４４が高周波誘導加熱される。より具体的には、渦電流による発熱と、ヒステリシス加熱による発熱とが生じる。これにより、金属磁性体４４の周囲の層が熱膨張し、ヘッド端面５３がＡＢＳ方向に突出する。この突出量を調整することによってマグネティックスペーシングが制御せしめられる。また、発熱用導電体コイル４３を流れる電流により、ジュール熱も発生し、その熱によっても熱膨張が生じる。

このように、本実施形態によれば、ジュール熱のみを発生する従来の発熱体に比して、高周波加熱によって素早い発熱を行なうことができるから、応答速度が非常に早い突出動作を行なうことができる。しかも、発熱用導電体コイル４３自体に大きな電流を流す必要がなく、かつ発熱用導電体コイル４３自体が多大に発熱しないので、その断線の可能性が大幅に減少するから製品の信頼性を著しく高めることが可能となる。さらに、発熱用導電体コイル４３及びその配線導体の面積が小さくなると共にその設計の自由度が向上する。また、発熱量を高周波電流の振幅及び周波数の両方で制御することができるため、発熱の管理が従ってマグネティックスペーシングの調整が非常に容易となる。さらにまた、渦電流による発熱に加えて、ヒステリシス加熱による発熱が生じるため、より効率的なかつ迅速な発熱が行なわれることとなる。

図７及び図８は、図３の薄膜磁気ヘッドのインダクティブヘッド素子部分及び発熱用導電体部分の製造工程を説明する断面図である。以下、図５、図７及び図８を用いて、この薄膜磁気ヘッドの構成を詳述する。

まず、図５に示すように、例えばアルティック（Ａｌ_２Ｏ_３−ＴｉＣ）等によるスライダ基板５０上に、例えばＡｌ_２Ｏ_３等からなる厚さ約０.０５〜１０μｍの絶縁下地層５４を例えばスパッタリング法によって積層し、その上に、例えば厚さ約０.３〜３μｍのＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等による下部シールド層５１ｃを例えばめっき法によって積層する。その上に、例えばＡｌ_２Ｏ_３又はＤＬＣ等からなる厚さ約０.００５〜０.５μｍの下部シールドギャップ層５１ｂ_１を例えばスパッタリング法によって積層し、その上に、例えばＣＩＰ-ＧＭＲ多層膜、ＣＰＰ-ＧＭＲ多層膜又はＴＭＲ多層膜から構成されるＭＲ層５１ａと、磁気バイアス層を備えておりＭＲ層５１ａの両端に接続された例えばＣｕ等からなる素子リード導体層（図示なし）を例えばスパッタリング法、フォトリソグラフィ及びドライエッチング法等によって形成する。さらに、その上に、例えばＡｌ_２Ｏ_３又はＤＬＣ等からなる厚さ約０.００５〜０.５μｍの上部シールドギャップ層５１ｂ_２を例えばスパッタリング法によって積層する。なお、ＭＲ層５１ａがＣＰＰ-ＧＭＲ多層膜又はＴＭＲ多層膜で構成される場合、下部シールドギャップ層５１ｂ_１、上部シールドギャップ層５１ｂ_２及び素子リード導体層は不要となる。次いで、上部シールドギャップ層５１ｂ_２上に、例えば厚さ約０.３〜４μｍのＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等による上部シールド層５１ｄを例えばめっき法によって積層する。なお、下部シールド層５１ｃ及び上部シールド層５１ｄ間の間隔である再生ギャップ長は、約０.０３〜１μｍである。

その後、図７（Ａ）に示すように、上部シールド層５１ｄ等の上に例えばＡｌ_２Ｏ_３等からなる厚さ約０.１〜２.０μｍの非磁性絶縁層５５を例えばスパッタリング法によって積層し、平坦化した後、その上に、例えば厚さ約０.３〜３μｍのＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等の金属磁性材料による下部磁極層５２ａ及び金属磁性体４４の底面層４４ａを例えばスパッタリング法、フォトリソグラフィ及びドライエッチング法、リフトオフ法等によって形成する。

次いで、図７（Ｂ）に示すように、下部磁極層５２ａのスロートハイト部分に磁束を集中させるための溝（トレンチ）５２ｃを例えばフォトリソグラフィ及びドライエッチング法等によって形成し、その中に例えばＡｌ_２Ｏ_３等からなる非磁性絶縁材料を例えばスパッタリング法等によって堆積して表面を平坦化する。

次いで、図７（Ｃ）に示すように、例えばＡｌ_２Ｏ_３又はＤＬＣ等からなる厚さ約０.０３〜０.５μｍ（記録ギャップ長に相当）の磁気ギャップ層５２ｄを例えばスパッタリング法等によって積層し、さらにその上に、めっき用のシード層５２ｅを例えばスパッタリング法等によって積層し、不要部分を除去する。

次いで、図７（Ｄ）に示すように、例えば厚さ約０.５〜５μｍのＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等の金属磁性材料による上部磁極層５２ｂ及び金属磁性体４４の側面層４４ｂを例えばフォトリソグラフィ及びめっき法等によって形成し、シード層５２ｅを例えばエッチング法等によって除去する。

次いで、図７（Ｅ）に示すように、その上に、例えばＡｌ_２Ｏ_３等からなる非磁性絶縁層５２ｆを例えばスパッタリング法によって積層し、図７（Ｆ）に示すように、例えば厚さ約０.５〜３μｍのＣｕ等からなるコイル４１及び発熱用導電体コイル４３を例えばフォトリソグラフィ及びめっき法、ドライエッチング法等によって形成する。

次いで、図８（Ａ）に示すように、例えば熱硬化されたレジスト層等からなる厚さ約０.１〜５μｍのコイル絶縁層５２ｇ及び発熱部絶縁体４５を例えばフォトリソグラフィ及び熱硬化法等によって形成する。

その後、図８（Ｂ）に示すように、例えばＡｌ_２Ｏ_３等からなる絶縁層５２ｈを例えばスパッタリング法等によって積層した後、表面を平坦化する。

次いで、図８（Ｃ）に示すように、その上に、例えばＡｌ_２Ｏ_３等からなる絶縁層５２ｉを例えばフォトリソグラフィ及びスパッタリング法、リフトオフ法等によって形成して、コイル４１及び発熱用導電体コイル４３の上面を絶縁する。

次いで、図８（Ｄ）に示すように、磁気ヨークの後部結合部用の穴５２ｊに対応する層を例えばエッチング法等で除去する。

その後、図５及び図８（Ｅ）に示すように、例えば厚さ約０.５〜５μｍのＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等の金属磁性材料により、下部磁極層５２ａ及び上部磁極層５２ｂに磁気的に結合する上部ヨーク５２ｋ（４２）と、コイル４１の引出しリード層５２ｌと、金属磁性体４４の上面層４４ｃとを例えばフォトリソグラフィ及びめっき法、ドライエッチング法等によって形成する。

このように、本実施形態では、絶縁体４５を介して発熱用導電体コイル４３の全周を取り囲むように金属磁性体４４が形成されているため、コイル４３から発生する交流磁界が効率良く金属磁性体４４に印加されると共に、この金属磁性体４４がシールドとなるので、発生した交流磁界が外部へ漏れて磁気ヘッド素子に悪影響を与えることを防止できる。

図９は、図１の実施形態における磁気ディスク装置の記録再生回路１３の回路構成を概略的に示すブロック図である。

同図において、９０は記録再生制御用の中央処理装置（ＣＰＵ）、９１は記録再生チャネル、９２はプリアンプ部、９３はレジスタ、９４はデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器、９５は発熱制御回路をそれぞれ示している。

記録再生チャネル９１から出力される記録データは、プリアンプ部９２に供給される。プリアンプ部９２は、記録再生制御用ＣＰＵ９０から出力される記録制御信号が書込み動作を指示するときのみ、記録データをプリアンプ部９２へ供給する。プリアンプ部９２は、この記録データに従ってコイル４１に書込み電流を流し、インダクティブヘッド素子５２により磁気ディスク１０（図１）上に記録が行われる。

記録再生制御用ＣＰＵ９０から出力される再生制御信号が読出し動作を指示するときのみ、ＭＲ層５１ａにセンス電流が流れる。このＭＲヘッド素子５１により再生された信号は、プリアンプ部で増幅復調され、再生データとして記録再生チャネル９１に出力される。

発熱制御回路９５は、記録再生チャネル９１から出力されるＯＮ／ＯＦＦ信号、及び記録再生制御用ＣＰＵ９０からレジスタ９３及びＤ／Ａ変換器９４を介して出力される振幅制御信号及び周波数制御信号を受け取る。このＯＮ／ＯＦＦ信号がオン動作指示の間、交流（ＡＣ）及び／又は直流（ＤＣ）の電流が発熱用導電体コイル４３を流れる。その際の振幅が振幅制御信号に応じて制御され、その周波数が周波数制御信号に応じて制御される。

具体的には、ＯＮ／ＯＦＦ信号がオン動作開始を指示すると、まず、例えば数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚの高周波のＡＣ電流が（場合によってはＤＣ電流と共に）発熱用導電体コイル４３に流され、これによって金属磁性体４４が高周波誘導加熱される。即ち、渦電流による発熱と、ヒステリシス加熱による発熱とが生じ、さらに、その発熱用導電体コイル４３を流れるＡＣ電流（及びＤＣ電流）により、ジュール熱も発生する。これにより、金属磁性体４４の周囲の層が急速に熱膨張し、ヘッド端面５３がＡＢＳ方向に突出することによってマグネティックスペーシングが急速に減少せしめられる。

オン動作開始からある程度時間が経過するか又は環境温度がある程度上昇して、マグネティックスペーシングが所望量だけ急速に減少した後は、ＤＣ電流のみが発熱用導電体コイル４３に流され、また、その電流の振幅も制御されて、発熱量が調整されてマグネティックスペーシングが精度良く制御される。

図１０は、このようなオン動作開始からの電流の振幅及び周波数並びに発熱量の制御例を説明する特性図であり、横軸はオン動作開始からの時間又は環境温度、縦軸は電流の振幅、周波数及び発熱量を表している。

この例では、オン動作開始時は高周波のＡＣ電流のみが流され、時間の経過又は環境温度の上昇に伴ってその周波数が低下せしめられ、ある点からはＤＣ電流のみが流されると共に、その振幅が調整せしめられている。これにより、オン動作開始時は高周波誘導加熱により発熱量が多大となるがその後は徐々に減少せしめられ、マグネティックスペーシングがその時々に適切な値に制御されることとなる。

なお、本実施形態のように、記録／再生制御信号系とは独立して、発熱用のＯＮ／ＯＦＦ信号並びに電流及び周波数制御信号系を設けることによって、より多様な通電モードを用いることが可能となり、より適切なマグネティックスペーシングの制御を実現することができる。

なお、記録再生回路１３の回路構成は、図９に示したものに限定されるものでないことは明らかである。例えば温度センサや気圧センサを備えた構成としても良い。温度センサを備えた構成では、環境温度が低い場合に突出量を大きく、環境温度が高い場合に突出量を小さく制御することが行なわれる。気圧センサを備えた構成では、気圧が高い場合に突出量を大きく、気圧が低い場合に突出量を小さく制御することが行なわれる。また、記録再生制御信号以外の信号で書込み及び読出し動作を特定してもよい。

図１１は高周波誘導加熱による発熱をシミュレーションするためのモデルの構造を示す斜視図であり、図１２はこのシミュレーション結果を示す特性図である。

図１１に示すように、このモデルでは、１ターンの発熱用導電体コイル１１３を囲むように絶縁体１１５が形成されており、この絶縁体１１５を介して金属磁性体１１４がコイル１１３の周囲を取り囲むように形成されている。

図１２から分かるように、ＧＨｚオーダの高周波電流を発熱用導電体コイル１１３に流すことにより、金属磁性体１１４が高周波誘導加熱（渦電流加熱、ヒステリシス加熱）され、１００ｍＷ程度の発熱量を瞬時に供給することが可能となる。

図１３〜図２１は、薄膜磁気ヘッドの発熱用導電体コイル部分の変更態様を概略的に示した断面図である。

図１３の変更態様においては、発熱用導電体コイル１３３を囲むように絶縁体１３５が形成されており、この絶縁体１３５を介して金属磁性体１３４がコイル１３３の周囲を取り囲むように形成されているが、金属磁性体１３４は、中央部で絶縁体１３５を貫通していない構造となっている。

図１４の変更態様においては、発熱用導電体コイル１４３を囲むように絶縁体１４５が形成されており、この絶縁体１４５を介して金属磁性体１４４がコイル１４３の上下を挟むように形成されており、金属磁性体１４４は、中央部では絶縁体１４５を貫通しており、両端部では絶縁体１４５を貫通しない上下に分かれた構造となっている。

図１５の変更態様においては、発熱用導電体コイル１５３を囲むように絶縁体１５５が形成されており、この絶縁体１５５を介して金属磁性体１５４がコイル１５３の上下を挟むように形成されており、金属磁性体１５４は、中央部でも両端部でも絶縁体１５５を貫通しない上下に分かれた構造となっている。

図１６の変更態様においては、発熱用導電体コイル１６３を囲むように絶縁体１６５が形成されており、この絶縁体１６５を介して金属磁性体１６４がコイル１６３の下側にのみ形成されており、この金属磁性体１６４は、中央部でも両端部でも絶縁体１６５を貫通しない構造となっている。

図１７の変更態様においては、発熱用導電体コイル１７３を囲むように絶縁体１７５が形成されており、この絶縁体１７５を介して金属磁性体１７４がコイル１７３の下側にのみ形成されており、この金属磁性体１７４は、中央部で絶縁体１７５を貫通し両端部で絶縁体１７５を貫通しない構造となっている。

図１８の変更態様においては、発熱用導電体コイル１８３を囲むように絶縁体１８５が形成されており、この絶縁体１８５を介して金属磁性体１８４がコイル１８３の間にのみ形成された構造となっている。

図１９の変更態様においては、発熱用導電体コイル１９３自体が金属磁性体で構成されており、この発熱用導電体コイル１９３を囲むように絶縁体１９５が形成された構造となっている。

図２０の変更態様においては、発熱用導電体コイル２０３の一方の半円側を囲むように絶縁体２０５が形成されており、この絶縁体２０５を介して金属磁性体２０４がコイル２０３のこの半円側の周囲を取り囲むように形成されているが、導電体コイル２０３の他方の半円側にはこれを囲むように絶縁体２０５′が形成されているのみであって金属磁性体は存在しない構造となっている。

図２１の変更態様においては、発熱用導電体コイル２１３を囲むように絶縁体２１５が形成されており、この絶縁体２１５を介して金属磁性体２１４がコイル２１３の周囲を取り囲むように形成されており、さらに熱膨張体２１６が金属磁性体２１４に連結して設けられた構造となっている。この熱膨張体２１６は、磁性体であっても非磁性体であっても良いが、熱膨張係数の大きな金属材料、例えばＣｕで構成されることが望ましい。このような熱膨張体２１６を金属磁性体２１４に連結することにより、金属磁性体２１４で発生した熱を効率良く熱膨張体２１６に流すことができる。

本発明における薄膜磁気ヘッドの発熱用導電体コイル部分としては、上述した変更態様以外にも種々の構成が適用可能であることは明らかである。

以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。

本発明の一実施形態として、磁気ディスクドライブ装置の要部の構成を概略的に示す斜視図である。 図１におけるＨＧＡの一構成例を示す斜視図である。 図２のＨＧＡの先端部に装着されている薄膜磁気ヘッドを示す斜視図である。 図３の薄膜磁気ヘッドの磁気ヘッド素子部分及び発熱用導電体部分をスライダ基板の素子形成面側から模式的に示した平面図である。 図４のＶ−Ｖ線断面図である。 図３の薄膜磁気ヘッドの発熱用導電体コイル部分を概略的に示した断面図である。 図３の薄膜磁気ヘッドのインダクティブヘッド素子部分及び発熱用導電体部分の製造工程を説明する断面図である。 図３の薄膜磁気ヘッドのインダクティブヘッド素子部分及び発熱用導電体部分の製造工程を説明する断面図である。 図１の実施形態における磁気ディスク装置の記録再生回路の回路構成を概略的に示すブロック図である。 オン動作開始からの電流の振幅及び周波数並びに発熱量の制御例を説明する特性図である。 高周波誘導加熱による発熱をシミュレーションするためのモデルの構造を示す斜視図である。 図１１のモデルによるシミュレーション結果を示す特性図である。 薄膜磁気ヘッドの発熱用導電体コイル部分の変更態様を概略的に示した断面図である。 薄膜磁気ヘッドの発熱用導電体コイル部分の変更態様を概略的に示した断面図である。 薄膜磁気ヘッドの発熱用導電体コイル部分の変更態様を概略的に示した断面図である。 薄膜磁気ヘッドの発熱用導電体コイル部分の変更態様を概略的に示した断面図である。 薄膜磁気ヘッドの発熱用導電体コイル部分の変更態様を概略的に示した断面図である。 薄膜磁気ヘッドの発熱用導電体コイル部分の変更態様を概略的に示した断面図である。 薄膜磁気ヘッドの発熱用導電体コイル部分の変更態様を概略的に示した断面図である。 薄膜磁気ヘッドの発熱用導電体コイル部分の変更態様を概略的に示した断面図である。 薄膜磁気ヘッドの発熱用導電体コイル部分の変更態様を概略的に示した断面図である。

符号の説明

１０ 磁気ディスク
１１ スピンドルモータ
１２ アセンブリキャリッジ装置
１３ 記録再生回路
１４ 駆動アーム
１５ ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
１６ ピボットベアリング軸
１７ ＨＧＡ
２０ サスペンション
２１ 薄膜磁気ヘッド
２２ ロードビーム
２３ フレクシャ
２４ ベースプレート
２５ 配線部材
３０ 書込み及び読出し磁気ヘッド素子
３１ 信号端子電極
３２ 駆動端子電極
３３ 素子形成面
３４、５３ ＡＢＳ
４０ ＡＢＳ側の端面
４１ インダクティブヘッド素子のコイル
４２、５２ｋ 上部ヨーク
４３、１１３、１３３、１４３、１５３、１６３、１７３、１８３、１９３、２０３、２１３ 発熱用導電体コイル
４４、１１４、１３４、１４４、１５４、１６４、１７４、１８４、１９４、２０４、２１４ 金属磁性体
４４ａ 金属磁性体の底面層
４４ｂ 金属磁性体の側面層
４４ｃ 金属磁性体の上面層
４５、１１５、１３５、１４５、１５５、１６５、１７５、１８５、１９５、２０５、２０５′、２１５ 絶縁体
５０ スライダ基板
５１ ＭＲヘッド素子
５１ａ ＭＲ層
５１ｂ_１ 下部シールドギャップ層
５１ｂ_２ 上部シールドギャップ層
５１ｃ 下部シールド層
５１ｄ 上部シールド層
５２ インダクティブヘッド素子
５２ａ 下部磁極層
５２ｂ 上部磁極層
５２ｃ 溝
５２ｄ 磁気ギャップ層
５２ｅ シード層
５２ｆ、５５ 非磁性絶縁層
５２ｇ コイル絶縁層
５２ｈ、５２ｉ 絶縁層
５２ｊ 穴
５２ｌ 引出しリード層
５４ 絶縁下地層
９０ 記録再生制御用ＣＰＵ
９１ 記録再生チャネル
９２ プリアンプ部
９３ レジスタ
９４ Ｄ／Ａ変換器
９５ 発熱制御回路
２１６ 熱膨張体

Claims (11)

1. 磁気ヘッド素子と、印加される交流磁界によって発熱し、少なくとも前記磁気ヘッド素子の部分を浮上面方向に突出させる金属磁性体とを備えたことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
2. 交流磁界を発生するための導電体をさらに備えており、前記金属磁性体が該導電体の近傍に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。
3. 前記金属磁性体が、前記導電体を取り囲んで形成されていることを特徴とする請求項２に記載の薄膜磁気ヘッド。
4. 前記金属磁性体が、前記導電体を両側から挟んで形成されていることを特徴とする請求項２に記載の薄膜磁気ヘッド。
5. 前記金属磁性体が、前記導電体の片側に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の薄膜磁気ヘッド。
6. 前記金属磁性体自体が、交流磁界を発生するための導電体であることを特徴とする請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。
7. 前記導電体が、ジュール熱を発生可能であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッドと、該薄膜磁気ヘッドを支持する支持体とを備えたことを特徴とする磁気ヘッドアセンブリ。
9. 請求項８に記載の磁気ヘッドアセンブリを少なくとも１つ備えたことを特徴とする磁気ディスクドライブ装置。
10. 前記導電体に、発熱開始直後は交流磁界を発生させるべく高周波電流を供給し、その後はジュール熱を発生させるべく直流電流を供給する制御回路をさらに備えたことを特徴とする請求項９に記載の磁気ディスクドライブ装置。
11. 前記導電体に、発熱開始直後は交流磁界を発生させるべく高周波電流を供給すると共にジュール熱を発生させるべく直流電流を供給し、その後は、ジュール熱を発生させるべく直流電流のみを供給する制御回路をさらに備えたことを特徴とする請求項９に記載の磁気ディスクドライブ装置。

Images