專利名稱：磁頭、磁頭折片組合、硬盤驅(qū)動(dòng)器及其磁頭的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及用于硬盤驅(qū)動(dòng)器上的磁頭及其制造方法。
背景技術(shù)：
硬盤驅(qū)動(dòng)器(disk drive)作為具有高速、大容量、高可靠性、低成本的存儲(chǔ)介質(zhì)，廣泛應(yīng)用到數(shù)字信息的記錄中，隨著多年的技術(shù)開發(fā)，硬盤驅(qū)動(dòng)器的記錄密度(recording density)可超過100千兆比特/平方英寸。硬盤驅(qū)動(dòng)器中，多個(gè)具有驅(qū)動(dòng)臂及被設(shè)置在驅(qū)動(dòng)臂尖端上的磁頭折片組合(head gimbal assembly，HGA)的磁頭臂組合(head arm assembly)，對(duì)應(yīng)于作為存儲(chǔ)介質(zhì)的磁盤數(shù)量而被設(shè)置。磁頭折片組合具有磁頭，該磁頭至少包括一個(gè)向存儲(chǔ)介質(zhì)寫入信息的寫入單元與從存儲(chǔ)介質(zhì)中讀出信息的讀取單元中的任意一單元的讀寫部。該讀寫部設(shè)置在磁頭的一端部上。磁頭相對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)的面稱為空氣支承面(ABS)。
磁頭在存儲(chǔ)介質(zhì)中進(jìn)行信息的記錄/再生時(shí)，磁頭及與其一同進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)的存儲(chǔ)介質(zhì)之間將會(huì)有空氣流進(jìn)入?？諝饬鲝脑O(shè)有讀寫部的端部的相反側(cè)端進(jìn)入，從讀寫部的所設(shè)端部向磁頭外漏出。由于空氣流，磁頭在存儲(chǔ)介質(zhì)上略有浮動(dòng)。這樣，由于空氣流發(fā)生浮動(dòng)時(shí)的ABS與存儲(chǔ)介質(zhì)表面間的距離稱為飛行高度(flying height)。
飛行高度越小則存儲(chǔ)介質(zhì)的比特(bit)長(zhǎng)會(huì)越短，因此飛行高度變小對(duì)于記錄媒體的高密度化很有效。因此，按照近年來對(duì)硬盤驅(qū)動(dòng)器的進(jìn)一步高記錄密度化的需求，要求能進(jìn)一步控制飛行高度。
然而，為了在磁頭與存儲(chǔ)介質(zhì)間產(chǎn)生適量的空氣流，在磁頭的空氣支承面上形成了調(diào)整空氣流動(dòng)的凹凸部。該凸部包括有讀寫部及伸向空氣流進(jìn)入方向的導(dǎo)軌(rail)部。但是，如果讀寫部與凹部以接近90°的角度，即基本上形成為直角的邊緣部相連接，則會(huì)在邊緣部的壁面附近出現(xiàn)渦流現(xiàn)象，不僅使空氣流動(dòng)不穩(wěn)定，而且邊緣部易發(fā)生脫落現(xiàn)象，這些都是不希望出現(xiàn)的問題。因此采用利用傾斜部來連接讀寫部與凹部的方案。通過設(shè)置傾斜部，空氣流可沿著傾斜部順暢地流入讀寫部與存儲(chǔ)介質(zhì)間的微小空間。傾斜部也可以是曲面段傾斜結(jié)構(gòu)(參照專利文獻(xiàn)1，專利文獻(xiàn)2的圖3(d))。
為了形成此類的傾斜部，采用的是離子研磨法。所謂離子研磨法是指把在離子源容器內(nèi)發(fā)生的等離子體中的離子用引出電極以離子束形式引出，用于磁頭的制造過程中對(duì)基板等被加工物表面進(jìn)行研磨的方法。把離子束前進(jìn)的方向與被加工物表面法線所形成的角度設(shè)定在90度以上(即，離子束斜向入射)，通過被加工物在法線周邊旋轉(zhuǎn)，使離子束成為保護(hù)層的背面部分，從而可以容易形成傾斜部。傾斜部的形成也可以采用反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)法(參照專利文獻(xiàn)3)。RIE在有反應(yīng)性氣體(CF4、CH2、H2等)環(huán)境下進(jìn)行研磨，可以增加其蝕刻速度。
專利文獻(xiàn)1日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_2001-229514號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_2002-312916號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_2003-323707號(hào)公報(bào)如上所述，控制磁頭的飛行高度對(duì)完成硬盤驅(qū)動(dòng)器的高記錄密度化很重要。為此，更加順利地控制空氣流是極為重要的，并且要求傾斜部的形狀也不僅僅加工成平面或曲面形狀，而是應(yīng)該加工成更加合適的形狀。
一方面，為了控制磁頭飛行高度而控制飛行高度的偏差也很重要。為此，控制發(fā)生大浮力的傾斜部下擺的長(zhǎng)度(即斜面的長(zhǎng)度)也同樣重要，并且要求制造出高精度、無偏差的傾斜部。現(xiàn)有技術(shù)中，也從此類觀點(diǎn)出發(fā)，采用了容易實(shí)現(xiàn)傾斜部角度的調(diào)整、及曲面傾斜部的形成的離子研磨法。但是，采用離子研磨法，導(dǎo)致制造上傾斜部長(zhǎng)度的偏差量達(dá)到目標(biāo)長(zhǎng)度的2至5倍，且飛行高度的偏差也增加。并且，作用在高硬度的陶瓷的形成上時(shí)，其蝕刻速度會(huì)非常慢，從而導(dǎo)致生產(chǎn)效率下降等問題。
另外，RIE不同于根據(jù)離子的入射方向決定蝕刻方向的離子研磨，由于其利用的是根據(jù)反應(yīng)性氣體的化學(xué)蝕刻，因此，不能控制其蝕刻方向，而且傾斜部角度的調(diào)整，以及具有特殊形狀的斜面結(jié)構(gòu)的形成都成了難題。即，RIE中，從施加高頻電力到等離子體穩(wěn)定需要數(shù)秒鐘時(shí)間，在該時(shí)間內(nèi)發(fā)生10nm以上的蝕刻，而正是在該不穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行的蝕刻即成了偏差的原因，從而導(dǎo)致形成精度良好的斜面結(jié)構(gòu)比較困難的后果。

發(fā)明內(nèi)容
因此，鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種具有小浮力偏差的傾斜部結(jié)構(gòu)的磁頭，及其包含能有效制造出高精度且能控制偏差的傾斜部的磁頭的制造方法。
本發(fā)明中的磁頭包括以凸部形式設(shè)置在與存儲(chǔ)介質(zhì)相對(duì)的空氣支承面上的、具有向該存儲(chǔ)介質(zhì)寫入信息的寫入單元與從該存儲(chǔ)介質(zhì)中讀出信息的讀取單元中的至少一個(gè)單元的讀寫部；用于連接所述讀寫部與所述空氣支承面的凹部即在該存儲(chǔ)介質(zhì)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)位于空氣流進(jìn)入方向側(cè)的凹部的傾斜部，該傾斜部可以使與所述讀寫部的連接位置和與所述凹部的連接位置的相連直線相對(duì)所述讀寫部的角度超出90°。其中，所述傾斜部具備與所述讀寫部表面相連接的基本上為直線形狀的第一傾斜部，及與所述凹部相連接的基本上為直線形狀的第二傾斜部，且對(duì)應(yīng)于該第一傾斜部該凹部的第一傾斜角大于對(duì)應(yīng)于該第二傾斜部該凹部的第二傾斜角。
如上所述，該傾斜部比較圓滑地從空氣流進(jìn)入方向側(cè)的側(cè)面凹部向讀寫部形成，因此，空氣流可以穩(wěn)定地流到讀寫部與空氣支承面之間所形成的微小空間中，可以控制磁頭飛行高度的偏差。
首先，在其中一個(gè)實(shí)施例中，使第一傾斜角在25°～35°的范圍內(nèi)形成、第二傾斜角在8°～15°的范圍內(nèi)形成為佳，第一傾斜部的高度為讀寫部及凹部表面間的高度的1/20～1/4倍為佳，傾斜部的空氣流進(jìn)入方向側(cè)的長(zhǎng)度為所述凸部高度的4～6倍為佳。
其次，在另一個(gè)實(shí)施例中，使第一傾斜角在70°～90°的范圍內(nèi)形成、第二傾斜角在2°～5°的范圍內(nèi)形成為佳，第一傾斜部的高度為讀寫部及凹部表面間的高度的1/15～1/4倍為佳，傾斜部的空氣流進(jìn)入方向側(cè)的長(zhǎng)度為所述凸部高度的14～20倍為佳。
本發(fā)明中的磁頭，在其第一傾斜部及第二傾斜部之間至少有一個(gè)中間傾斜部，且每個(gè)中間傾斜部從第一傾斜部到第二傾斜部依次相互連接，從連接到第一傾斜部的中間傾斜部到連接到第二傾斜部的中間傾斜部，其相對(duì)每個(gè)凹部的傾斜角比第一傾斜角小且依次變小，且使其角度大于上述第二傾斜角而被形成。
本發(fā)明中的磁頭折片組合，其包括相對(duì)上述存儲(chǔ)介質(zhì)所配置的磁頭、以及彈性支撐所述磁頭的懸架。
本發(fā)明中的硬盤驅(qū)動(dòng)器，其包括相對(duì)于被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的圓盤狀存儲(chǔ)介質(zhì)所配置的磁頭、以及支撐所述磁頭的同時(shí)確定磁頭對(duì)所述存儲(chǔ)介質(zhì)位置的定位裝置。
本發(fā)明中的磁頭制造方法是指包括基板、以及以凸部形式設(shè)置在與該基板的存儲(chǔ)介質(zhì)相對(duì)的空氣支承面上的，至少有一個(gè)從該存儲(chǔ)介質(zhì)中讀出信息的讀取單元的讀寫部；以及向該存儲(chǔ)介質(zhì)寫入信息的寫入單元、以及用于連接所述讀寫部與所述空氣支承面的凹部即在該存儲(chǔ)介質(zhì)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)位于空氣流進(jìn)入方向側(cè)的凹部，并可以使與所述讀寫部的連接位置和與所述凹部的連接位置的相連直線相對(duì)所述讀寫部的角度超出90°的傾斜部的磁頭制造方法。該制造方法包括以下幾個(gè)步驟即，在設(shè)置有讀寫部的基板上形成保護(hù)層的保護(hù)層形成步驟；被形成保護(hù)層的基板上，用含有CF4氣體的第一反應(yīng)氣體并采用反應(yīng)性離子蝕刻法進(jìn)行蝕刻，從而在該基板的，與所述空氣流進(jìn)入方向側(cè)的所述保護(hù)層的基體相鄰處形成與所述讀寫部表面連接的略直線狀的第一傾斜部的，第一傾斜部形成步驟；形成第一傾斜部的所述基板上，用含有CF4氣體及C2H2氣體的第二反應(yīng)氣體并采用反應(yīng)性離子蝕刻法進(jìn)行蝕刻，從而在所述第一傾斜部的表面及與該第一傾斜部相鄰并延伸到所述保護(hù)層的相反方向的所述基板的表面上堆積相關(guān)堆積物的，堆積步驟；對(duì)有堆積物的所述基板，用所述第二反應(yīng)氣體且采用反應(yīng)性離子蝕刻法進(jìn)行蝕刻，從而形成與所述凹部及該凹部表面相連的基本上為直線形狀的，并可以使相對(duì)所述凹部的傾斜角比相對(duì)所述第一傾斜部凹部的傾斜角小的第二傾斜部的，第二傾斜部形成步驟。
如上所述，用含有CF4氣體的第一反應(yīng)氣體進(jìn)行蝕刻形成第一傾斜部后，更換使用含有CF4氣體及C2H2氣體的第二反應(yīng)氣體，把因C2H2氣體所生成的碳及DLC將堆積在第一傾斜部及其周邊的基板上。這種堆積物在后續(xù)進(jìn)行的第二傾斜部的形成步驟中，能保護(hù)在堆積物下方的第一傾斜部及基板，因此蝕刻的進(jìn)展比沒有被堆積物覆蓋的基板要慢。由此，可以形成以上所述形狀的傾斜部。
第一傾斜部的形成步驟中，也可以在其反應(yīng)氣體中添加Ar氣體。
第一傾斜部的形成步驟中，在結(jié)束保護(hù)層形成步驟結(jié)束后的狀態(tài)下，把所采用的反應(yīng)氣體直接更換為第二反應(yīng)氣體，并進(jìn)行10～45秒鐘的蝕刻為佳。
并且，第二傾斜部的形成步驟中，在第一傾斜部形成步驟結(jié)束后繼續(xù)進(jìn)行1～10分鐘的蝕刻為佳，并且，第二傾斜部的形成步驟中的反應(yīng)氣體仍采用所述第二反應(yīng)氣體為佳。
第二傾斜部的形成步驟結(jié)束之后，可以增加用有機(jī)溶劑除去保護(hù)層的步驟，還可以增加用O2氣體除去堆積物的步驟。
如以上所述，根據(jù)本發(fā)明中的磁頭，可將傾斜部做成具有2個(gè)以上角度的面組合起來的多段傾斜部的結(jié)構(gòu)，由此，可以提供具有浮力偏差小的傾斜部結(jié)構(gòu)的磁頭。另外，根據(jù)本發(fā)明中的磁頭制造方法，可以用反應(yīng)性離子蝕刻法制造出高精度的所述多段斜面結(jié)構(gòu)，由此可縮短制造時(shí)間提高制造效率。


圖1為尖端上具有根據(jù)本發(fā)明的磁頭制造方法所得到的磁頭的磁頭臂組合的立體圖。
圖2為圖1中所示的磁頭的立體圖。
圖3為圖2中所示的磁頭層疊狀態(tài)下的截面圖。
圖4(a)和圖4(b)為圖3中所示的A部的部分詳解圖。
圖5是關(guān)于本發(fā)明中的磁頭制造方法的流程圖。
圖6(a)和圖6(b)為形成薄膜磁頭部的晶片及長(zhǎng)形條的立體圖。
圖7為根據(jù)本發(fā)明中的磁頭制造方法進(jìn)行制造時(shí)其過程中一個(gè)階段的說明圖。
圖8為根據(jù)本發(fā)明中的磁頭制造方法進(jìn)行制造時(shí)其過程中另一階段的說明圖。
圖9(a)-9(e)為本發(fā)明中的磁頭制造方法中傾斜部的加工工序圖。
圖10為組裝了本發(fā)明中的磁頭的硬盤驅(qū)動(dòng)器的重要部分說明圖。
圖11為組裝了本發(fā)明中的磁頭的硬盤驅(qū)動(dòng)器的平面圖。
標(biāo)號(hào)說明1磁頭臂組合2磁頭折片組合21 磁頭22 撓性件23 負(fù)載桿24 讀寫部25、25a 導(dǎo)軌部26 凹部27 基板28 薄膜磁頭部31 屏蔽層32 磁阻單元33 下部磁極層34 存儲(chǔ)蓋35 上部磁極層36 連接部37a、37b 線圈38、39、40 絕緣層41 外層42 保護(hù)膜43 內(nèi)部45 臨時(shí)保護(hù)膜6傾斜部61 第一傾斜部62 第二傾斜部71 晶片72 長(zhǎng)形條ABS 空氣支承面具體實(shí)施方式
下面，參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明中的磁頭及其制造方法。圖1是尖端上具有磁頭的磁頭臂組合的立體圖。與光盤數(shù)對(duì)應(yīng)有多個(gè)磁頭臂組件1設(shè)置在硬盤驅(qū)動(dòng)器(參照?qǐng)D11)內(nèi)部。磁頭臂組合1包括驅(qū)動(dòng)臂11以及設(shè)置在驅(qū)動(dòng)臂11的尖端上的磁頭折片組合2，驅(qū)動(dòng)臂11的另一端則被旋轉(zhuǎn)軸12所支撐。磁頭折片組合2包括具有薄膜磁頭部28(參照?qǐng)D2)的磁頭21、支撐磁頭21的撓性件22、以及把撓性件22連接到驅(qū)動(dòng)臂11上的負(fù)載桿23。磁頭臂組合1以軸12為中心旋轉(zhuǎn)，且針對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)P對(duì)磁頭按照規(guī)定位置進(jìn)行定位。負(fù)載桿23與把該負(fù)載桿23安裝到驅(qū)動(dòng)臂11上的連接板23a統(tǒng)稱為懸架。在圖1中，磁頭21設(shè)置在存儲(chǔ)介質(zhì)P的下側(cè)，同樣在存儲(chǔ)介質(zhì)P的上側(cè)也設(shè)置有相同的磁頭臂組合。
圖2表示從空氣支承面ABS側(cè)可看到的磁頭立體圖。磁頭21與圖1相同都表示了斜向俯視圖，其磁頭21的上方設(shè)有旋轉(zhuǎn)的圓盤形狀的存儲(chǔ)介質(zhì)P。圖1及圖2中的x方向?yàn)榇跑墮M截面方向、z方向?yàn)榇鎯?chǔ)介質(zhì)P的圓周方向，且存儲(chǔ)介質(zhì)P旋轉(zhuǎn)時(shí)為空氣流進(jìn)入方向。
磁頭21包括基板27以及由層疊體構(gòu)成的薄膜磁頭部28。磁頭21大致成長(zhǎng)方體形狀，且與存儲(chǔ)介質(zhì)P對(duì)著的空氣支承面ABS正是由其六個(gè)面中的一個(gè)面所形成的?？諝庵С忻鍭BS上設(shè)置有含薄膜磁頭部28的讀取單元/寫入單元的讀寫部24、及導(dǎo)軌部25a及25b，由這些部件形成作為空氣支承面ABS的凸部29。讀寫部24的空氣流進(jìn)入方向側(cè)設(shè)置有與讀寫部24相連的傾斜部6。其余部分則形成空氣支承面ABS的凹部26，且傾斜部6與該凹部26的空氣流進(jìn)入方向側(cè)相連。
旋轉(zhuǎn)存儲(chǔ)介質(zhì)P時(shí)，空氣流從磁頭21的空氣流進(jìn)入方向進(jìn)入，再從設(shè)有薄膜磁頭部28的存儲(chǔ)介質(zhì)前進(jìn)方向的下端側(cè)排出到磁頭21外。即，空氣流進(jìn)入到導(dǎo)軌部25b與存儲(chǔ)介質(zhì)P間的微小的縫隙中，經(jīng)導(dǎo)軌部25a、25b及傾斜部6的整流，再進(jìn)入到讀寫部24與存儲(chǔ)介質(zhì)P間的縫隙中。根據(jù)該空氣流，發(fā)生圖1及圖2中的y方向朝下的升力，磁頭21從存儲(chǔ)介質(zhì)P的表面浮上。
圖3表示的是圖2中所示的磁頭在該圖中沿3-3線剖開的截面圖。在圖3中，存儲(chǔ)介質(zhì)P(未圖示)擴(kuò)展到空氣支承面ABS的圖面上側(cè)，與圖面垂直的方向。薄膜磁頭部28具有從存儲(chǔ)介質(zhì)P中讀取磁存儲(chǔ)信息的磁阻效果單元、及往存儲(chǔ)介質(zhì)P里寫入磁存儲(chǔ)信息的誘導(dǎo)型磁性相吸單元，但也可以只具備其中任意一個(gè)單元。誘導(dǎo)型磁性相吸單元其存儲(chǔ)方式可以是向存儲(chǔ)介質(zhì)P的內(nèi)面方向存儲(chǔ)的水平存儲(chǔ)方式，也可以是向存儲(chǔ)介質(zhì)P的外面方向存儲(chǔ)的垂直存儲(chǔ)方式。
薄膜磁頭部28則由圖中右側(cè)的，由基片(Al2O3□TiC)等陶瓷材料構(gòu)成的基板27，朝圖左側(cè)依次層疊所組成?；?7的上部(在圖中為左側(cè)，下同)通過絕緣層形成有，例如由強(qiáng)磁性鐵鎳合金(NiFe)構(gòu)成的屏蔽層31。該屏蔽層31的上部設(shè)有讀取單元即磁阻單元32，且該磁阻單元32與空氣支承面ABS相對(duì)而設(shè)置。磁阻單元32可以用AMR(各向異性磁阻效果)單元、GMR(巨型磁阻效果)單元、或TMR(隧道磁阻效果)單元等使用示出磁阻效果的磁阻膜單元。另外，磁阻單元32連接有傳送已讀取信號(hào)的一雙讀取層(未圖示)。
磁阻單元32上形成有，例如通過鍍高導(dǎo)磁鐵鎳合金或CoNiFe等的方法可以成膜的磁性材料構(gòu)成的下部磁極層33。該下部磁極層33既有作為存儲(chǔ)磁頭的下部磁極層所具有的功能，也有作為再生磁頭(磁阻單元32)的上部屏蔽層所具有的功能。
通過為了絕緣形成的存儲(chǔ)蓋34，下部磁極層33上設(shè)置有上部磁極層35。存儲(chǔ)蓋34的材料有，例如通過鍍NiP等的方法可以成膜的非磁性金屬材料等。上部磁極層35的材料可以用例如通過鍍高導(dǎo)磁鐵鎳合金或CoNiFe等的方法可以成膜的磁性材料，尤其如果是高飽和磁通密度材料則更好。下部磁極層33與上部磁極層35通過連接部36相連，整體上形成一個(gè)U形導(dǎo)體。
上部磁極層35與下部磁極層33間的，空氣支承面ABS與連接部36之間設(shè)有由銅等導(dǎo)電材料構(gòu)成的2段堆積的線圈37a、37b。線圈37a、37b以連接部36為中心纏繞，并向上部磁極層35與下部磁極層33提供磁通。線圈37a被絕緣層38，線圈37b被絕緣層39、40包圍著，因此與周圍絕緣。線圈37b上又有能從外部接受電流信號(hào)的讀取層(未圖示)相連。另外還設(shè)有外層41，使得能覆蓋上部磁極層35及讀取層。外層41的材料可以使用氧化鋁等絕緣材料。
空氣支承面ABS中，其導(dǎo)軌部25a是相對(duì)于存儲(chǔ)介質(zhì)P最突出的部分，而讀寫部24相對(duì)于存儲(chǔ)介質(zhì)P，比導(dǎo)軌部25a向里進(jìn)了1～3mm。導(dǎo)軌部25a、25b之間不一定要有段差?？諝庵С忻鍭BS上形成有Si與DLC(Diamond like carbon；金剛石狀的碳)的混合膜構(gòu)成的，厚度為1～4nm左右的保護(hù)膜42。磁頭21的空氣支承面ABS的內(nèi)部43則成為與支持磁頭21的撓性件22的接觸面。
圖4(a)表示的是與圖3A部中示出的傾斜部的yz面(參照?qǐng)D2)平行的面中的部分放大截面圖。傾斜部6的形成可以使連接讀寫部24與存儲(chǔ)介質(zhì)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)的空氣流進(jìn)入方向側(cè)的凹部26的直線L，相對(duì)于讀寫部24的表面形成超出90°的角度α。傾斜部6包括略直線狀的第一傾斜部61和第二傾斜部62。第一傾斜部61是讀寫部24的表面與交叉角θ1連接而成，第二傾斜部62是一邊連接第一傾斜部61，另一邊連接交叉角θ2而成。圖4(b)表示的是現(xiàn)有技術(shù)中的傾斜部的部分放大圖，然而在本實(shí)施方式涉及的磁頭其交叉角θ1明顯大于交叉角θ2。另外，圖中示出的交叉角θ1及θ2、讀寫部24與凹部26間的段差d、讀寫部24與第一及第二傾斜部61及62的交點(diǎn)間的段差d1、傾斜部的長(zhǎng)度s，均在如表1所示的范圍內(nèi)為佳。再者，交叉角θ1是第一傾斜部61與讀寫部24表面所構(gòu)成的角度β1的補(bǔ)角。換言之，對(duì)應(yīng)于一傾斜部61的凹部26或凹部26的延長(zhǎng)線所形成的第一傾斜角(相當(dāng)于交叉角θ1)，要比對(duì)于第一傾斜部61的凹部26或凹部26的延長(zhǎng)線所形成的第二傾斜角(相當(dāng)于交叉角θ2)。
表1


這兩種情況的形狀與導(dǎo)軌部25a的設(shè)計(jì)結(jié)合使用，這樣可以制造出更穩(wěn)定地浮動(dòng)的磁頭。
另外，傾斜部的形狀不僅僅局限于2段傾斜結(jié)構(gòu)，3段或更多段的傾斜結(jié)構(gòu)均可以。此時(shí)，磁頭其第一傾斜部與第二傾斜部之間至少具有一個(gè)中間傾斜部，而各中間傾斜部相對(duì)凹部26的傾斜角，其角度從第一傾斜部到第二傾斜部比第一傾斜角要小且依次減小，而要比第二傾斜角大。
還有，讀寫部的形狀也不僅僅局限于上述的結(jié)構(gòu)，也可以是2段以上的多段結(jié)構(gòu)。
其次，參照?qǐng)D5的流程圖，說明以上說明的磁頭的制造方法，尤其是其中傾斜部的形成方法。
(步驟51)首先，如圖6(a)所示，晶片71上有多個(gè)根據(jù)薄膜工程層疊起來的薄膜磁頭部28，如圖6(b)所示，把晶片71切斷成多個(gè)短的帶狀長(zhǎng)形條72。然后，晶片71及被切斷的長(zhǎng)形條72中，為了管理其次步驟52中的介質(zhì)相對(duì)量ABS的研磨量，事先在每個(gè)薄膜磁頭部28上設(shè)置1個(gè)測(cè)定單元73。
(步驟52)其次，對(duì)長(zhǎng)形條72的內(nèi)部43進(jìn)行研磨。其研磨作業(yè)可以按如下方式進(jìn)行，即，提供包含鉆石砥粒的水溶性或供給油性的一圈液，并固定旋轉(zhuǎn)的研磨臺(tái)上的長(zhǎng)形條72，再按住內(nèi)部43，進(jìn)行研磨。由此內(nèi)部43被磨得比較平滑，則完成的磁頭21穩(wěn)固地固定在撓性件22上。
(步驟53)其次，研磨空氣支承面ABS。其研磨作業(yè)如圖7所示，在形成MR單元32的MR高度(MR單元的質(zhì)相對(duì)面ABS到反對(duì)側(cè)端部的高度)時(shí)事先使其高度有充足的余量，以獲得所需的MR高度為目的對(duì)空氣支承面ABS進(jìn)行研磨。并且可以按如下方式進(jìn)行，即，在由Sn(錫)構(gòu)成的圓板表面上鑲?cè)虢饎偸w粒的研磨板表面上按下長(zhǎng)形條72的空氣支承面ABS進(jìn)行研磨。由此，空氣支承面ABS的位置比起本步驟開始前的位置，整體上向內(nèi)側(cè)(有線圈37a等的一側(cè))移動(dòng)。
(步驟54)其次，如圖8所示，在空氣支承面ABS上形成凹凸部。具體地說，用RIE除去空氣支承面ABS的一部分，形成凹部26及導(dǎo)軌部25b及傾斜部6。其中，對(duì)傾斜部6的形成方法，以形成表1的情況2表示的形狀時(shí)為例，并參照?qǐng)D9做詳細(xì)的說明。
首先，如圖9(a)所示，在基板27上形成保護(hù)層69，使得保護(hù)導(dǎo)軌部25a及讀寫部24等不被蝕刻掉。
其次，如圖9(b)所示，進(jìn)行RIE的第一步驟，即用RIE對(duì)一部分被保護(hù)層69覆蓋著的基板27進(jìn)行蝕刻。蝕刻條件如表2中的第一步驟欄所記載。反應(yīng)氣體使用的是CF4，但也可以在CF4中摻雜惰性氣體Ar，使用其混合氣體。根據(jù)該步驟可形成第一傾斜部61。可以根據(jù)RIE裝置的各個(gè)條件(擴(kuò)散腔的內(nèi)氣壓、CF4氣體流量、Ar氣體流量、線圈電流等)或保護(hù)層69的厚度調(diào)整第一傾斜部61的角度。另外，本制造方法中的各個(gè)步驟所涉及的RIE可以從以下方式中適當(dāng)選擇，即有螺旋波等離子體方式、平行平板方式、磁控管方式、2頻勵(lì)磁方式、ECR(Electron Cyclotron Resonance)方式、ICP(Inductively CoupledPlasma)。
其次，進(jìn)行RIE的第二步驟，即在第一步驟結(jié)束后的狀態(tài)下直接將RIE的條件變更為表2中的第二步驟欄所記載的內(nèi)容。等變更條件10～45秒鐘之后，如圖9(c)所示，在第一步驟中形成的第一傾斜部61的周邊處有堆積物68形成。該堆積物68既是在第二步驟的條件下添加C2H2氣體后所生成的碳及DLC。該堆積物68生成、堆積在即板27及保護(hù)層69的整個(gè)表面上，但根據(jù)腔內(nèi)氣體的流動(dòng)，可分成易堆積部分和難堆積部分，如圖9(c)所示，大多堆積在保護(hù)層69的基部和其周邊即第一傾斜部61的周邊，或從第一傾斜部61延伸的凹部76上。
其后，接著在第二步驟的條件下用RIE對(duì)基板27進(jìn)行1～10分鐘的蝕刻，則會(huì)形成如圖9(d)所示的第一傾斜部61與第二傾斜部62及凹部26。此時(shí)，根據(jù)轉(zhuǎn)換為第二步驟的條件時(shí)所生成的堆積物68，保護(hù)第一傾斜部61及其周邊的凹部76。如圖9(d)所示，這些受保護(hù)的部分比沒有保護(hù)的部分其蝕刻量少，從而形成第二傾斜部62。
最后，從RIE裝置中取出磁頭，如圖9(d)所示用有機(jī)溶液剝離保護(hù)層69。此時(shí)，在圖9(d)所示的步驟中若還留有未被蝕刻掉的堆積物69，則可以用O2拋光除去。
表2


(步驟55)其次，將長(zhǎng)形條72放在100～200℃下預(yù)熱1～2小時(shí)。這是為了補(bǔ)償由于研磨時(shí)與作為產(chǎn)品使用時(shí)的溫度差而產(chǎn)生的基板27及薄膜磁頭部28之間的熱變形。
(步驟56)其次，在常溫下對(duì)空氣支承面ABS進(jìn)行再研磨。由此，可以提高軌道25a、25b及讀寫部24的平滑度，可以將導(dǎo)軌部的邊緣磨得稍圓，從而可以控制邊緣部的脫落及導(dǎo)軌部周邊上有異物附著。
(步驟57)其次，在空氣支承面ABS上形成厚度大約為1～4nm的保護(hù)膜42。該保護(hù)膜42可以用DLC膜或SiO2等無機(jī)材料。此時(shí)的狀態(tài)如圖3所示。
(步驟58)其次，洗凈長(zhǎng)形條72。
(步驟59)其次，切斷長(zhǎng)形條72，將每一塊都做成磁頭片。
另外，本發(fā)明事先將長(zhǎng)形條切斷成一塊塊磁頭片，每塊磁頭片可以進(jìn)行上述各個(gè)步驟，或在步驟中間階段也可以進(jìn)行磁頭片的切斷。而且，重復(fù)第一步驟、第二步驟，可形成3段以上的多段傾斜結(jié)構(gòu)。
總結(jié)以上所述，本發(fā)明的有益效果如以下記載。首先，根據(jù)本發(fā)明中的制造方法形成2段傾斜形狀，其傾斜部的長(zhǎng)度浮動(dòng)可以比以前更靈活地控制。現(xiàn)有技術(shù)中的傾斜部形狀(圖4(b))，其傾斜部的長(zhǎng)度為2～6nm，最大值為最小值的3倍，相對(duì)于此，本發(fā)明中的傾斜部形狀為2段傾斜結(jié)構(gòu)，最大值與最小值的比率的浮動(dòng)可以控制，最多也只有1.7倍(情況1)。另外，根據(jù)本發(fā)明中的制作方法，只能由以往的離子研磨法可以實(shí)現(xiàn)的2段傾斜結(jié)構(gòu)，也可以利用反應(yīng)性離子蝕刻法來形成，且減少了處理每一批所用的時(shí)間。例如，用離子研磨法要花費(fèi)28分鐘的處理可縮短為22分鐘。因此，與使用離子研磨法的以往技術(shù)相比，可以在短時(shí)間內(nèi)形成磁頭。
另外，如上述原理，RIE具有容易控制蝕刻面的表面粗糙度的優(yōu)點(diǎn)。例如，傾斜部的算術(shù)平均粗糙度Ra從原先的8.86改善到目前的2.38。所謂算術(shù)平均粗糙度Ra，是指JIS B0601-1994中記載的表面粗糙度的指標(biāo)，是從粗糙度曲線抽出一定的基準(zhǔn)長(zhǎng)度，把被抽出的部分的平均表面高度與實(shí)際高度的偏差的絕對(duì)值作為該被抽出部分的基準(zhǔn)長(zhǎng)度進(jìn)行平均化的數(shù)值。
最后，參照?qǐng)D10及圖11，說明使用本發(fā)明中的磁頭的磁頭懸臂組合及硬盤驅(qū)動(dòng)器。圖10表示硬盤驅(qū)動(dòng)器的主要部分的說明圖，圖11表示硬盤驅(qū)動(dòng)器的平面圖。磁頭懸臂組合250包括具備多個(gè)驅(qū)動(dòng)臂252的托架(carriage)251。多個(gè)驅(qū)動(dòng)臂252上安裝有相互隔開一定間隔并直交方向排列的多個(gè)磁頭折片組合220。在托架251的相反側(cè)安裝有屬于音圈馬達(dá)的一部分的線圈253。磁頭懸臂組合250可以組裝到硬盤驅(qū)動(dòng)器中。硬盤驅(qū)動(dòng)器具備安裝在主軸電機(jī)261上的多個(gè)硬盤262。每個(gè)硬盤262上都配置有2個(gè)磁頭210使得可以相對(duì)夾住硬盤262。另外，音圈馬達(dá)包括配置在相對(duì)夾住磁頭懸臂組合250的線圈(coil)253的位置上的永久磁鐵263。
除磁頭210外，磁頭懸臂組合250及調(diào)節(jié)器(adjustor)與本發(fā)明中的定位裝置相對(duì)應(yīng)，支撐磁頭210的同時(shí)對(duì)硬盤262進(jìn)行定位。
本硬盤驅(qū)動(dòng)器中，根據(jù)調(diào)節(jié)器移動(dòng)磁頭210到硬盤262的磁軌(track)的橫截方向上，磁頭210相對(duì)硬盤262確定其位置。包括在磁頭210上的薄膜磁頭根據(jù)存儲(chǔ)磁頭將信息存儲(chǔ)到硬盤262中，或再生硬盤262中存儲(chǔ)的信息。
權(quán)利要求
1.一種磁頭，其特征在于包括一讀寫部，其以凸部形式被設(shè)置在與存儲(chǔ)介質(zhì)相對(duì)的空氣支承面上，且具備向該存儲(chǔ)介質(zhì)寫入信息的寫入單元及從該存儲(chǔ)介質(zhì)中讀出信息的讀取單元中至少一單元；一傾斜部，用于連接所述讀寫部與所述空氣支承面的凹部，即在該存儲(chǔ)介質(zhì)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)位于空氣流進(jìn)入方向側(cè)的凹部，并且與所述讀寫部的連接位置和與所述凹部的連接位置的相連直線，相對(duì)所述讀寫部表面成超過90°的角度而形成；其中，所述傾斜部具備與所述讀寫部表面相連接的基本上為直線形狀的第一傾斜部，及與所述凹部相連接的基本上為直線形狀的第二傾斜部，且對(duì)應(yīng)于該第一傾斜部的該凹部的第一傾斜角比對(duì)應(yīng)于該第二傾斜部的該凹部的第二傾斜角大。
2.如權(quán)利要求1所述的磁頭，其特征在于上述第一傾斜角在25°～35°的范圍內(nèi)形成，上述第二傾斜角在8°～15°的范圍內(nèi)形成。
3.如權(quán)利要求2所述的磁頭，其特征在于上述第一傾斜部的高度為上述讀寫部及上述凹部表面間的高度的1/20～1/8倍。
4.如權(quán)利要求3所述的磁頭，其特征在于上述傾斜部的空氣流進(jìn)入方向的長(zhǎng)度為所述凸部高度的4～6倍。
5.如權(quán)利要求1所述的磁頭，其特征在于上述第一傾斜角在70°～90°的范圍內(nèi)形成、上述第二傾斜角在2°～5°的范圍內(nèi)形成。
6.如權(quán)利要求5所述的磁頭，其特征在于上述第一傾斜部的高度為所述讀寫部及上述凹部表面間高度的1/5～1/4倍。
7.如權(quán)利要求6所述的磁頭，其特征在于上述傾斜部的空氣流進(jìn)入方向側(cè)的長(zhǎng)度及凹凸方向的高度為上述凸部高度的14～20倍。
8.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求7中任意一項(xiàng)所述的磁頭，其特征在于上述第一傾斜部及第二傾斜部之間至少有一個(gè)中間傾斜部，所述每個(gè)中間傾斜部從上述第一傾斜部到第二傾斜部依次相互連接，從連接在所述第一傾斜部的中間傾斜部到連接在所述第二傾斜部的中間傾斜部，其相對(duì)于所述每個(gè)凹部的傾斜角比上述第一傾斜角小且依次變小，但要比上述第二傾斜角的角度大。
9.一種磁頭折片組合，其特征在于包括權(quán)利要求1至權(quán)利要求8中任意一項(xiàng)所述的相對(duì)上述存儲(chǔ)介質(zhì)所配置的磁頭；以及彈性支撐所述磁頭的懸臂件。
10.一種硬盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于包括權(quán)利要求1至權(quán)利要求8中任意一項(xiàng)所述的相對(duì)被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的圓盤形狀的存儲(chǔ)介質(zhì)所配置的磁頭；以及支撐所述磁頭的同時(shí)確定磁頭對(duì)所述存儲(chǔ)介質(zhì)位置的定位裝置。
11.一種磁頭的制造方法，其中磁頭包括基板及以凸部形式設(shè)置在與該基板的存儲(chǔ)介質(zhì)相對(duì)的空氣支承面上、并連接向所述存儲(chǔ)介質(zhì)寫入信息的寫入單元與所述空氣支承面的凹部，即在該存儲(chǔ)介質(zhì)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)位于空氣流進(jìn)入方向側(cè)的凹部的傾斜部，其中該傾斜部與所述讀寫部的連接位置和與所述凹部的連接位置的相連直線相對(duì)所述讀寫部的角度超過90°而被設(shè)置，上述磁頭的制造方法包括以下幾個(gè)步驟保護(hù)層形成步驟；即在形成有所述讀寫部的基板部分形成保護(hù)層；第一傾斜部形成步驟；對(duì)形成所述保護(hù)層的基板，用含有CF4氣體的第一反應(yīng)氣體并采用反應(yīng)性離子蝕刻法進(jìn)行蝕刻，從而在該基板與所述空氣流進(jìn)入方向側(cè)的所述保護(hù)層的基體相鄰處形成與所述讀寫部表面連接的基本上為直線形狀的第一傾斜部；堆積步驟；對(duì)形成第一傾斜部的所述基板，用含有CF4氣體及C2H2氣體的第二反應(yīng)氣體并采用反應(yīng)性離子蝕刻法進(jìn)行蝕刻，從而在所述第一傾斜部的表面及與該第一傾斜部相鄰并延伸到所述保護(hù)層的相反方向的所述基板的表面上堆積相關(guān)堆積物；第二傾斜部形成步驟；對(duì)有堆積物的所述基板，用所述第二反應(yīng)氣體并采用反應(yīng)性離子蝕刻法進(jìn)行蝕刻，從而形成與所述凹部及該凹部表面相連的基本上為直線形狀的，并可以使相對(duì)所述凹部的傾斜角比相對(duì)所述第一傾斜部的凹部的傾斜角小的第二傾斜部。
12.如權(quán)利要求11所述的磁頭的制造方法，其特征在于上述第一傾斜部的形成步驟中，所用反應(yīng)氣體中還包含有Ar氣體。
13.如權(quán)利要求11或12中任意一項(xiàng)所述的磁頭的制造方法，其特征在于上述第一傾斜部的形成步驟包括在上述保護(hù)層形成步驟結(jié)束后的狀態(tài)下，把所采用的反應(yīng)氣體直接更換為第二反應(yīng)氣體，并進(jìn)行10～45秒鐘的蝕刻工序。
14.如權(quán)利要求13所述的磁頭的制造方法，其特征在于上述第二傾斜部的形成步驟包括在上述第一傾斜部形成步驟結(jié)束后繼續(xù)進(jìn)行1～10分鐘的蝕刻工序。
15.如權(quán)利要求14所述的磁頭的制造方法，其特征在于上述第二傾斜部形成步驟中進(jìn)行蝕刻時(shí)所采用的反應(yīng)氣體仍然是所述第二反應(yīng)氣體。
16.如權(quán)利要求11至權(quán)利要求15中任意一項(xiàng)所述的磁頭的制造方法，其特征在于上述第二傾斜部形成步驟結(jié)束后，另有用有機(jī)溶劑除去上述保護(hù)層的步驟。
17.如權(quán)利要求11至權(quán)利要求16中任意一項(xiàng)所述的磁頭的制造方法，其特征在于上述第二傾斜部的形成步驟結(jié)束后，另有用O2氣體除去上述堆積物的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種磁頭的制造方法。其中所述磁頭包括連接以凸部形式設(shè)置在與存儲(chǔ)介質(zhì)對(duì)著的空氣支承面上的讀寫部24與位于空氣流進(jìn)入方向側(cè)的凹部26的傾斜部6。該傾斜部6包括與讀寫部24的表面相連的類似直線狀的第一傾斜部61與凹部26相連的類似直線狀的第二傾斜部62，并且，相對(duì)于第一傾斜部的凹部26的第一傾斜角θ1大于相對(duì)于第二傾斜部62的凹部26的第二傾斜角θ2。
文檔編號(hào)G11B21/21GK1885410SQ200510078489
公開日2006年12月27日 申請(qǐng)日期2005年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月20日
發(fā)明者王進(jìn)武, 李國(guó)偉, 黃堅(jiān)輝 申請(qǐng)人:新科實(shí)業(yè)有限公司, 新科技研有限公司