專利名稱：磁頭、磁頭懸架組件、磁性再現(xiàn)設(shè)備以及制造磁頭的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在磁盤驅(qū)動器如硬盤驅(qū)動器(HDD)中使用的磁頭，一種在其上安裝了這種磁頭的磁頭懸架組件(suspension assembly)以及一種磁性再現(xiàn)設(shè)備。
背景技術(shù)：
通常，在用于硬盤驅(qū)動器等的磁頭的表面形成用于防止磨損的保護膜(例如，見序列號為2002-279605的日本專利申請)。在該文獻所描述的技術(shù)中，通過濺射工藝在磁頭的基片上形成硅膜，通過CVD工藝在硅膜上形成DLC膜，并且通過過濾陰極真空電弧(filtered cathodicvacuum arc，F(xiàn)CVA)工藝在DLC膜上形成ta-C膜。因此，減少了ta-C膜的缺陷。
此外，在磁頭的空氣承載面(air bearing surface，ABS)上形成作為緊密接觸層的硅膜，并且在某些情況下通過FCVA工藝在硅膜上形成保護膜。在這種情況下，當為了提高硬度而施加較高的偏壓時，硅膜會與碳(C)膜混合，并且，Si會向磁頭的表面層移動。因此，耐磨性能下降。
在序列號為2002-279605的日本專利申請中，除了FCVA工藝以外，還使用了CVD工藝。因此，需要兩個薄膜形成設(shè)備，因而缺點在于降低了大批量生產(chǎn)能力并且增加了成本。

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，需要能夠利用FCVA工藝方便地形成耐磨性能優(yōu)越的保護膜的方法。
本發(fā)明的目的是提供具有優(yōu)越的耐磨性能的保護膜的磁頭；配備有這種磁頭的磁頭懸架組件；磁性再現(xiàn)設(shè)備；以及制造磁頭的方法。
按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種在磁性記錄介質(zhì)附近使用的磁頭，該磁頭包括基片；疊放在基片上的緊密接觸層；以及疊放在緊密接觸層之上并且面對磁性記錄介質(zhì)的保護層，該保護層包括通過利用過濾陰極真空電弧(FCVA)工藝在第一偏壓下在緊密接觸層上疊放疊層材料形成的第一層；以及通過利用FCVA工藝在比第一偏壓高的第二偏壓下在第一層上疊放疊層材料形成的第二層。
按照本發(fā)明，可以提供具有優(yōu)越的耐磨性能的保護膜的磁頭；配備有這種磁頭的磁頭懸架組件；以及磁性再現(xiàn)設(shè)備。


被引入說明書并且構(gòu)成了說明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實施例，附圖與上述的發(fā)明內(nèi)容以及以下對實施例進行的詳細說明一起用來解釋本發(fā)明的原理。
圖1為示出了按照本發(fā)明的實施例的，在其上能夠安裝磁頭的硬盤驅(qū)動器的透視圖；圖2為從磁盤側(cè)觀察時，來自圖1的硬盤驅(qū)動器中的致動臂155的磁頭部件160的端部的放大透視圖；圖3為按照本發(fā)明的一個實施例的磁頭的示意圖；圖4示出了在偏壓被設(shè)定為0V和100V的情況下，對保護膜的結(jié)構(gòu)進行測量的結(jié)果；并且圖5示出了偏壓與硬度之間的關(guān)系。
具體實施例方式
圖1為示出了按照本發(fā)明的實施例的，在其上能夠安裝磁頭的硬盤驅(qū)動器的透視圖。按照本發(fā)明的磁頭可以安裝在用于讀取利用磁性記錄在磁性記錄介質(zhì)上的數(shù)字數(shù)據(jù)的磁性再現(xiàn)設(shè)備上。作為磁性記錄介質(zhì)，典型的是內(nèi)置在硬盤驅(qū)動器中的盤片。此外，按照本發(fā)明的磁頭可以安裝在磁性記錄/再現(xiàn)設(shè)備上，其中，磁記錄/再現(xiàn)設(shè)備還具有將數(shù)字數(shù)據(jù)寫入磁性記錄介質(zhì)的功能。
在圖1的硬盤驅(qū)動器150中，利用旋轉(zhuǎn)的致動器移動磁頭。在圖1中，用于記錄的盤介質(zhì)200安裝在主軸152上。由電動機(沒有示出)響應(yīng)來自驅(qū)動裝置控制部分(沒有示出)的控制信號，使這個盤介質(zhì)200沿著箭頭A的方向旋轉(zhuǎn)。注意，可以提供多個盤介質(zhì)200，這種類型的裝置稱為多盤片式。
磁頭滑塊153被固定在薄膜懸架154的端部，并且，將信息存儲在盤介質(zhì)200上，或者再現(xiàn)記錄在盤介質(zhì)200上的信息。按照本實施例的磁頭安裝在磁頭滑塊153的端部附近。
當盤介質(zhì)200旋轉(zhuǎn)時，磁頭滑塊153面向介質(zhì)的表面(ABS)從盤介質(zhì)200的表面浮起一定的高度。注意，本發(fā)明的磁頭可以應(yīng)用于滑塊與盤介質(zhì)200相接觸的所謂接觸運行式設(shè)備。
懸架154與具有線架部分(沒有示出)的致動臂155的一端連接，線架部分用于固定驅(qū)動線圈(沒有示出)等。致動臂155的另一端配備有音圈電動機156，音圈電動機156是一種直線電動機。音圈電動機156包括繞在致動臂155的線架部分上的驅(qū)動線圈(沒有示出)和磁路，在磁路中，以使永久磁鐵通過線圈面對一個相對的軛的方式布置永久磁鐵。
致動臂155由布置在主軸157的上、下兩部分上的球軸承(未示出)支撐，支撐的方式是音圈電動機156能夠使之自由地旋轉(zhuǎn)/滑動。
圖2為從介質(zhì)側(cè)觀察時，來自圖1的硬盤驅(qū)動器中的致動臂155的磁頭部件160的端部的放大透視圖。在圖2中，磁頭部件160具有致動臂155。致動臂155的一端連接懸架154。磁頭滑塊153固定在懸架154的端部。懸架154具有用于對信號進行寫和讀的引線164。引線164與安裝在磁頭滑塊153中的磁頭的每個電極電氣連接。引線164還與每個電極片165連接。
圖3為按照本發(fā)明的一個實施例的磁頭的示意圖。在圖3中，基片4、硅膜3、下層四面體非晶碳(tetrahedral amorphous carbon，ta-C)薄膜2以及上層ta-C薄膜1等按照所述順序疊放。在這些薄膜中，ta-C薄膜1面對盤介質(zhì)(沒有示出)。通過濺射工藝形成硅膜3。通過FCVA工藝形成下層ta-C薄膜2和上層ta-C薄膜1。
FCVA工藝是一種薄膜形成方法，其中允許目標進行電弧放電，由此生成經(jīng)過電離的粒子，并且僅將這樣的粒子引導到基片4上。由于與等離子體同時生成的雜質(zhì)被位于目標與基片4之間的具有三維結(jié)構(gòu)的過濾器(沒有示出)捕獲，因此可以形成高純度的ta-C薄膜。此外，可以形成具有很高密度和硬度的ta-C薄膜。
在FCVA工藝中，當施加偏壓時，可以提高薄膜的硬度。偏壓加在基片4上。通過電弧放電產(chǎn)生的碳離子被偏壓加速，并且鍵合到硅膜3上。在這種結(jié)構(gòu)中存在sp2鍵和sp3鍵，并且，鍵之間的比例隨偏壓改變。sp2鍵構(gòu)成了石墨結(jié)構(gòu)，而sp3鍵構(gòu)成了金剛石結(jié)構(gòu)。
當偏壓增加時，sp3鍵的比例增加。因此，可以進一步提高保護膜的硬度。但是，當偏壓增加而使碳離子加速過多時，會在硅膜3中混入碳，Si會向表面層移動，并且耐磨能力會下降。
為了解決這個問題，在本實施例中，首先將偏壓設(shè)為零(地電位)，通過FCVA工藝在設(shè)置在基片4上的硅膜3上形成下層ta-C膜2。當偏壓被設(shè)為零時，可以防止碳混入硅膜3。
圖4示出了在偏壓被設(shè)定為0V和100V的情況下，利用俄歇電子能譜(auger electron spectroscopy，AES)對保護膜的結(jié)構(gòu)進行測量的結(jié)果。在圖4中，橫軸的左側(cè)對應(yīng)于保護膜的前表面?zhèn)?，橫軸的右側(cè)對應(yīng)于基片4側(cè)。由圖可見，在偏壓為100V的情況下(圖中的實線)，Si曲線在左側(cè)有一個很寬的峰。這說明在前表面附近存在大量Si，即，引起了混合。
另一方面，可以看出，在偏壓為零的情況下(圖中的虛線)，在前表面附近幾乎不存在Si，并且，Si存在于保護膜的下面。這個實驗結(jié)果已經(jīng)證明，當偏壓設(shè)定為0V時，能夠防止硅膜的原子與ta-C薄膜的原子混合。
此外，在零偏壓下難以得到足夠的硬度。為了解決這個問題，在較高的偏壓下，在下ta-C薄膜層2上形成上ta-C薄膜層1。即，當使保護膜形成為雙層結(jié)構(gòu)時，可以提高硬度。圖5引用了期刊“Non-Crystalline Solids”164到166(1993)的1111到1114頁中的圖1，并且從中可見，在100V的偏壓附近，得到最高硬度。
在本實施例中，如上所述，通過濺射工藝在磁頭的基片4上形成硅膜3。接著，在零偏壓下通過FCVA工藝在硅膜3上形成下層ta-C薄膜2，并且由此防止了下層ta-C薄膜2與硅膜3混合。另外，在高偏壓下通過FCVA工藝在下層ta-C薄膜2上形成上層ta-C薄膜1。
因此，使碳保護膜形成雙層結(jié)構(gòu)。即，碳保護膜具有在零偏壓下通過FCVA工藝形成的第一層以及在高偏壓下通過FCVA工藝形成的第二層。根據(jù)偏壓，第一層與第二層具有不同的結(jié)構(gòu)，并且，第二層具有比第一層更高的硬度。在這種結(jié)構(gòu)中，由于在低偏壓下形成與硅膜緊密接觸的第一層，因此第一層與硅膜不混合。由于通過第一層使第二層與硅膜分開，因此第二層與硅膜不混合。因此，能夠形成具有出色的耐磨性能的保護膜。此外，由于可以僅利用FCVA工藝形成保護層，因此，不影響批量生產(chǎn)能力。
如圖1和圖2所示，當利用圖3的磁頭來實現(xiàn)硬盤驅(qū)動器時，與現(xiàn)有的硬盤驅(qū)動器相比，可以實現(xiàn)提高了耐磨性能的硬盤驅(qū)動器。此外，進一步提高了磁記錄密度，并且能夠進一步提高記錄容量。因此，可以提供具有優(yōu)越的耐磨性能的保護膜的磁頭；配備有該磁頭的磁頭懸架組件；磁性再現(xiàn)設(shè)備；以及制造該磁頭的方法。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，另外的優(yōu)點和修改是顯而易見的。因此，在其更廣的方面，本發(fā)明不限于這里所示出和描述的具體細節(jié)和典型實施例。因此，在不脫離由所附權(quán)利要求以及它們的等價物所限定的總的發(fā)明概念的精神和范圍的情況下，可以進行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種磁頭，在磁性記錄介質(zhì)附近使用，其特征在于該磁頭包括基片(4)；緊密接觸層(3)，疊放在所述基片上；以及保護層，疊放在所述緊密接觸層之上并且面對所述磁性記錄介質(zhì)，所述保護層包括通過利用過濾陰極真空電弧(FCVA)工藝在第一偏壓下在所述緊密接觸層上疊放疊層材料形成的第一層(2)；以及通過利用FCVA工藝在比第一偏壓高的第二偏壓下在所述第一層上疊放疊層材料形成的第二層(1)。
2.如權(quán)利要求1所述的磁頭，其特征在于所述第一偏壓是地電位。
3.如權(quán)利要求1所述的磁頭，其特征在于所述緊密接觸層是硅膜，而所述保護層是ta-C膜。
4.如權(quán)利要求3所述的磁頭，其特征在于通過按照濺射工藝在所述基片上疊放硅來形成所述硅膜。
5.如權(quán)利要求3所述的磁頭，其特征在于所述第二層包含具有比所述第一層更多的sp3鍵的碳。
6.一種磁頭懸架組件，其特征在于包括如權(quán)利要求1到5中的任何一項所述的磁頭，以及支撐機構(gòu)(154)，用于以使磁頭面對磁性記錄介質(zhì)的記錄表面的方式支撐所述磁頭。
7.一種磁性再現(xiàn)設(shè)備，用于利用磁頭讀取記錄在磁性記錄介質(zhì)上的磁信息，該設(shè)備的特征在于包括如權(quán)利要求6所述的磁頭懸架組件(60)。
8.一種制造磁頭的方法，所述磁頭在磁性記錄介質(zhì)附近使用并且包括基片，疊放在所述基片上的緊密接觸層，以及疊放在所述緊密接觸層之上并且面對所述磁性記錄介質(zhì)的保護層，該方法的特征在于包括如下步驟第一步驟，利用過濾陰極真空電弧(FCVA)工藝在第一偏壓下在所述緊密接觸層上疊放疊層材料以在所述保護層上形成第一層；以及第二步驟，利用FCVA工藝在比第一偏壓高的第二偏壓下在所述第一層上疊放疊層材料以在所述保護層上形成第二層。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述第一偏壓是地電位。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述緊密接觸層是硅膜，而所述保護層是ta-C薄膜。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于通過按照濺射工藝在所述基片上疊放硅來形成所述硅膜。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述第二層包含具有比所述第一層更多的sp3鍵的碳。
全文摘要
一種在磁性記錄介質(zhì)附近使用的磁頭，其特征在于該磁頭包括基片(4)；緊密接觸層(3)，疊放在基片上；以及保護層，疊放在緊密接觸層之上并且面對磁性記錄介質(zhì)，其中，保護層包括利用過濾陰極真空電弧(FCVA)工藝在第一偏壓下在緊密接觸層上疊放疊層材料形成的第一層(2)；以及利用FCVA工藝在比第一偏壓高的第二偏壓下在第一層上疊放疊層材料形成的第二層(1)。
文檔編號G11B5/255GK1744199SQ20051008768
公開日2006年3月8日 申請日期2005年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月31日
發(fā)明者大川真輝, 山本尚之, 園田幸司 申請人:株式會社東芝