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JP3152811B2 - Non-magnetic single crystal processing method - Google Patents
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JP3152811B2 - Non-magnetic single crystal processing method - Google Patents

Non-magnetic single crystal processing method

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JP3152811B2
JP3152811B2 JP19838493A JP19838493A JP3152811B2 JP 3152811 B2 JP3152811 B2 JP 3152811B2 JP 19838493 A JP19838493 A JP 19838493A JP 19838493 A JP19838493 A JP 19838493A JP 3152811 B2 JP3152811 B2 JP 3152811B2
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etching
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、非磁性単結晶材料であ
るCa2 Fe2 5 単結晶表面に凹凸の微細加工を施す
加工方法に係り、例えば、コンピュータ用ハードディス
ク,フロッピィーディスク,磁気テープ,またはオーデ
ィオ用レコーダやビデオテープレコーダ等の磁気記録に
使用され、特に、カルシウム鉄複合酸化物単結晶を用い
た磁気ヘッドのスライダーにおける磁気媒体対向面の形
状の微細加工に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a processing method for performing fine processing of irregularities on the surface of a Ca 2 Fe 2 O 5 single crystal which is a non-magnetic single crystal material, for example, a hard disk for a computer, a floppy disk, and a magnetic tape. The present invention relates to fine processing of a shape of a magnetic medium facing surface in a slider of a magnetic head using a calcium iron composite oxide single crystal, particularly for use in magnetic recording of an audio recorder, a video tape recorder, or the like.

【0002】[0002]

【従来技術】近年、磁気ヘッドを用いた磁気記録装置
は、高記録密度化,高容量化が進みつつあり、それに伴
い、磁気ヘッドに対しても高線密度化、高トラック密度
化への対応が要求されている。このような磁気ヘッドを
用いた磁気ディスクへの記録において、高容量化に対応
した高線密度、高トラック密度を達成する方法の一つと
してコンポジットスライダーが採用されている。
2. Description of the Related Art In recent years, a magnetic recording apparatus using a magnetic head has been increasing in recording density and capacity, and accordingly, the magnetic head has been adapted to higher linear density and higher track density. Is required. In recording on a magnetic disk using such a magnetic head, a composite slider is employed as one of the methods for achieving a high linear density and a high track density corresponding to an increase in capacity.

【0003】このようなスライダーの材料に要求される
特性として磁気メディアとの摺動性に優れる必要があ
る。また、高密度記録ヘッドのトラック密度は10μm
以下であり、これに使われるスライダーの材料にはポア
が少ないことが要求される。
As a characteristic required for such a slider material, it is necessary to have excellent slidability with a magnetic medium. The track density of the high-density recording head is 10 μm.
The following is required, and the material of the slider used for this is required to have few pores.

【0004】さらに、ハードディスク用磁気ヘッドで
は、ディスクが回転するとともにヘッドが浮上するCS
S(Contact Start/Stop)と呼ばれ
る方法が採用されている。このCSS方式では、ディス
クの起動及び停止時にディスクとヘッドが接触・摺動す
る。従って、摺動する際にスライダー部分にポアがある
とポア部分に潤滑剤や磁性粉等が付着またはポア部分よ
り付着物が脱落し、これにより、磁気媒体を破壊した
り、データの破壊やヘッドの破損を生じ、磁気記録装置
の信頼性を著しく低下させるという問題があった。特に
近年、運転中の磁気ディスクとヘッドの間隔(浮上量)
が小さくなり、更に磁気ディスクの磁性膜が薄くなって
おり、破損し易くなっている。この点からもスライダー
材料においてはポアサイズの小さな材料が要求されるよ
うになっている。
Further, in a magnetic head for a hard disk, a CS which causes the head to fly as the disk rotates.
A method called S (Contact Start / Stop) is employed. In this CSS method, the disk and the head come into contact and slide when the disk is started and stopped. Therefore, if there is a pore in the slider part when sliding, lubricant or magnetic powder or the like adheres to the pore part or adheres from the pore part, thereby destroying the magnetic medium, destroying the data or And the reliability of the magnetic recording device is significantly reduced. Especially in recent years, the distance between the magnetic disk and the head during operation (flying height)
And the magnetic film of the magnetic disk is thinner, which makes it easier to break. From this point, a material having a small pore size is required for the slider material.

【0005】また、磁気ディスクとヘッドの間隔が0.
15μm以下となるとディスクの内外周の周速の違いに
より外周部で浮上量が大きく内周部で浮上量が小さくな
り、ディスクの外周部では磁気ヘッドの電磁変換特性が
悪くなる。この対策としてスライダーにスキュウ角(ス
ライダーレールとディスクの接線方向との角度)をもた
せる方法が多く取られている。しかしこの方法を採用し
ても内外周の均一な浮上量は得られ難い。そこで浮上面
に凹部を作製し負圧部を設けて内外周の浮上量を一定に
する方法が開発されている。
When the distance between the magnetic disk and the head is 0.
If it is 15 μm or less, the flying height is large at the outer peripheral portion and the flying height is small at the inner peripheral portion due to the difference in the peripheral speed between the inner and outer peripheries of the disk. As a countermeasure, a method of giving a slider a skew angle (an angle between a slider rail and a tangential direction of a disk) is often used. However, even if this method is adopted, it is difficult to obtain a uniform floating amount of the inner and outer circumferences. Therefore, a method has been developed in which a concave portion is formed on the air bearing surface and a negative pressure portion is provided to make the floating amount on the inner and outer circumferences constant.

【0006】また、現在スライダー材料としては、チタ
ン酸カルシウムやチタン酸バリウム、アルミナー炭化チ
タン材料、さらに非磁性亜鉛フェライト等が使われてお
り、これらの熱膨張係数はチタン酸カルシウム系では1
00〜120×10-7/℃、チタン酸バリウムでは80
〜100×10-7/℃、アルミナ−炭化チタンでは75
×10-7/℃、非磁性亜鉛フェライトでは90×10-7
/℃である。一方、ヘッドコアとしては一般に高い透磁
率を有するMn−Znフェライトが使用されているが、
このMn−Znフェライトの熱膨張係数は110×10
-7/℃〜120×10-7/℃と大きく、このフェライト
コアに使用できる非磁性スライダー材料としてチタン酸
カルシウム系スライダー材料が多く採用されている。ま
た薄膜ヘッドではアルミナー炭化チタン材料が採用され
ている。
At present, as a slider material, calcium titanate, barium titanate, alumina-titanium carbide material, non-magnetic zinc ferrite and the like are used.
00 to 120 × 10 -7 / ° C, 80 for barium titanate
~ 100 × 10 -7 / ° C, 75 for alumina-titanium carbide
× 10 -7 / ° C, 90 × 10 -7 for nonmagnetic zinc ferrite
/ ° C. On the other hand, Mn-Zn ferrite having high magnetic permeability is generally used as a head core,
The thermal expansion coefficient of this Mn-Zn ferrite is 110 × 10
-7 / ° C. to 120 × 10 -7 / ° C., and a calcium titanate-based slider material is often used as a nonmagnetic slider material that can be used for the ferrite core. In the thin film head, an alumina-titanium carbide material is used.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、従来
の磁気ヘッドのスライダー用材料においては、浮上面に
凹部を作製し負圧部を設けて内外周の浮上量を一定にす
る方法によれば、このようなスライダーに形成される凹
部は数μmの深さで加工する必要があり、従来のような
機械的研削では数μmの凹部に加工することは困難であ
るという問題があった。加工性が問題となるのは、微細
加工性の優れたスライダー材料により磁気ヘッドの量産
が容易となり、生産性を向上することができるからであ
る。
However, in the conventional slider material for a magnetic head, according to the method of forming a concave portion on the floating surface and providing a negative pressure portion to make the floating amount on the inner and outer circumferences constant, A recess formed in such a slider needs to be machined to a depth of several μm, and there is a problem that it is difficult to machine a recess of several μm by conventional mechanical grinding. The reason why the workability is a problem is that the slider material having excellent fine workability facilitates mass production of the magnetic head and improves the productivity.

【0008】また、Mn−Znフェライトコアに使用で
きる非磁性スライダー材料のチタン酸カルシウムや、薄
膜ヘッドに使用されるアルミナー炭化チタンにおいて
も、多結晶材料であるがためにスライダーの浮上面の微
細加工が困難であるという問題があった。これは、多結
晶体では微細加工をイオンエッチング(イオンミリン
グ)等で加工する際に加工面に結晶方位の違いや粒界が
あるために均一な加工が困難だからである。しかも、従
来の多結晶材料では結晶粒界にポア等を生じ摺動特性の
向上に限界があった。
[0008] Also, calcium titanate, a non-magnetic slider material that can be used for the Mn-Zn ferrite core, and alumina-titanium carbide, which is used for the thin-film head, are polycrystalline materials, so that the slider's floating surface is finely processed. There was a problem that was difficult. This is because uniform processing is difficult due to differences in crystal orientation and grain boundaries on the processing surface when processing fine processing by ion etching (ion milling) or the like in a polycrystalline body. In addition, in the conventional polycrystalline material, pores and the like are generated at the crystal grain boundaries, and there is a limit in improving the sliding characteristics.

【0009】また、これらのチタン酸カルシウムやチタ
ン酸バリウム、アルミナー炭化チタンはいずれも焼結体
であり、化学的な安定性が強く、希塩酸等により短時間
でエッチングすることができない。仮に熱燐酸等を使用
してエッチングしても、耐熱性の高いレジスト膜を選定
することが困難であり、しかも多結晶であるがためにエ
ッチング面が図2に示すような凹凸となり、平面度の高
い面に加工することができない。
Further, these calcium titanate, barium titanate, and alumina-titanium carbide are all sintered bodies, have high chemical stability, and cannot be etched in a short time by dilute hydrochloric acid or the like. Even if etching is performed using hot phosphoric acid or the like, it is difficult to select a resist film having high heat resistance, and since the resist film is polycrystalline, the etched surface becomes uneven as shown in FIG. Cannot be machined on a high surface.

【0010】一方、磁性材料からなるモノリシックスラ
イダー材料に単結晶を使用したものがある。これはMn
−Znフェライト単結晶を採用したもので、磁性材料で
あり、摺動ノイズの小さな磁気ヘッドを作成することは
困難であった。
On the other hand, there is a monolithic slider material made of a magnetic material using a single crystal. This is Mn
-It is a magnetic material that employs a Zn ferrite single crystal, and it is difficult to produce a magnetic head with small sliding noise.

【0011】本発明は、各種磁気ヘッドのスライダーや
電子部品に適用でき、エッチングによる微細加工が容易
で、しかも磁気メディアとの摩擦係数が小さく摺動特性
の優れた非磁性単結晶の加工方法を提供することにあ
る。
The present invention provides a method for processing a non-magnetic single crystal which can be applied to sliders and electronic parts of various magnetic heads, is easy to perform fine processing by etching, has a small friction coefficient with a magnetic medium, and has excellent sliding characteristics. To provide.

【0012】[0012]

【問題点を解決するための手段】本発明者は、上記現状
に鑑み研究を重ねた結果、粒界のない結晶方位の揃った
Ca2 Fe2 5 からなる非磁性単結晶を、例えば、ス
ライダー用材料や各種電子部品等に適用すると、ポアが
なく、摺動特性や微細加工が良好であることを見出し
た。また、このCa2 Fe2 5 からなる非磁性単結晶
は、酸性溶液による化学エッチングが容易であり、ま
た、イオンビーム照射によるイオンエッチングが容易で
あり、微細加工が容易であることを見出し、本発明に到
った。
Means for Solving the Problems As a result of repeated studies in view of the above situation, the present inventor has found that a non-magnetic single crystal composed of Ca 2 Fe 2 O 5 having no grain boundaries and having a uniform crystal orientation can be used, for example. It has been found that when applied to slider materials and various electronic parts, there is no pore, and sliding characteristics and fine processing are good. Further, the nonmagnetic single crystal made of Ca 2 Fe 2 O 5 was found to be easily chemically etched by an acidic solution, easily ion-etched by ion beam irradiation, and easy to perform fine processing. The present invention has been made.

【0013】即ち、本発明は、Ca2 Fe2 5 からな
る非磁性単結晶表面にレジストパターンを形成し、この
非磁性単結晶表面を酸性溶液に接触せしめて化学エッチ
ングまたは前記非磁性単結晶表面にイオンビームを照射
してイオンエッチングすることを特徴とする。
That is, according to the present invention, a resist pattern is formed on the surface of a non-magnetic single crystal made of Ca 2 Fe 2 O 5, and the surface of the non-magnetic single crystal is brought into contact with an acidic solution to perform chemical etching or the aforementioned non-magnetic single crystal. The surface is irradiated with an ion beam to perform ion etching.

【0014】このように、Ca2 Fe2 5 からなる単
結晶を、例えば、磁気ヘッドのスライダー用非磁性材料
や各種電子部品,精密機構部品等に使用することによ
り、その組成が資源豊富なカルシウムと鉄の酸化物とす
ることで高価なMn−Znフェライト等に比べ安価な工
業材料を提供できる。
As described above, by using a single crystal made of Ca 2 Fe 2 O 5 for, for example, a non-magnetic material for a slider of a magnetic head, various electronic parts, precision mechanical parts, etc., the composition is rich in resources. By using an oxide of calcium and iron, an inexpensive industrial material can be provided as compared with expensive Mn-Zn ferrite or the like.

【0015】このようなCa2 Fe2 5 からなる単結
晶は、市販されている純度98%以上の酸化鉄を使い、
酸化カルシウム(CaO)源として塩化カルシウム(C
aCl2 )、炭酸カルシウム(CaCO3 )などを使い
CaOが2モルとFe2 3が1モルの組成比となるよ
うに秤量し、ボールミルを用いて湿式混合する。これを
乾燥させ、乾燥後の原料を800℃〜1200℃で2〜
10時間仮焼を行なう。仮焼後の原料を溶剤を使い粉砕
し平均粒径が3μm程度となるよう粉砕する。
The single crystal made of Ca 2 Fe 2 O 5 uses commercially available iron oxide having a purity of 98% or more.
Calcium chloride (C) as a source of calcium oxide (CaO)
aCl 2 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), etc., are weighed so that the composition ratio of CaO is 2 mol and Fe 2 O 3 is 1 mol, and wet-mixed using a ball mill. This is dried, and the raw material after drying is
Perform calcination for 10 hours. The calcined raw material is pulverized using a solvent and pulverized so that the average particle size becomes about 3 μm.

【0016】これにバインダーを加えて造粒を行なった
後0.8〜3トン/cm2 の圧力で成形する。その後1
150℃〜1350℃で焼成し材料棒を得る。
After adding a binder to the mixture and performing granulation, the mixture is molded at a pressure of 0.8 to 3 ton / cm 2 . Then one
It is fired at 150 ° C to 1350 ° C to obtain a material bar.

【0017】得られた多結晶材料棒を浮遊帯溶融装置
(FZ法)の材料取り付け治具に取り付け、種結晶を他
方の軸に取り付けそれぞれ逆の回転方向に回転させなが
ら溶融帯を形成し、1〜10mm/hの速さで溶融帯を
移動させ、浮遊溶融法によりCa2 Fe2 5 からなる
単結晶を得る。
The obtained polycrystalline material rod is mounted on a material mounting jig of a floating zone melting apparatus (FZ method), and the seed crystal is mounted on the other axis to form a molten zone while rotating in the opposite directions. The melting zone is moved at a speed of 1 to 10 mm / h, and a single crystal composed of Ca 2 Fe 2 O 5 is obtained by a floating melting method.

【0018】この外、この材料を使いCZ法及びブリッ
ジマン法、フラックス法等によっても同様のCa2 Fe
2 5 からなる単結晶が得られる。
In addition, using this material, the same Ca 2 Fe can be obtained by the CZ method, the Bridgman method, the flux method or the like.
A single crystal of 2 O 5 is obtained.

【0019】そして、Ca2 Fe2 5 からなる非磁性
単結晶の加工は、その表面に、例えば、エチルセロソル
ブアセテートからなるレジストパターンを塗布し、その
後、例えば、塩酸,硝酸,硫酸,フッ酸,酢酸等からな
る濃度5〜75%の酸性溶液中に、レジストパターンを
形成した非磁性単結晶を1〜60分間浸漬し、非磁性単
結晶の表面を酸性溶液に接触せしめて、レジストパター
ン以外の部分をエッチングする。その後、レジストパタ
ーンを剥離液に浸漬して除去する。
For processing a non-magnetic single crystal made of Ca 2 Fe 2 O 5 , a resist pattern made of, for example, ethyl cellosolve acetate is applied to the surface thereof, and thereafter, for example, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid is used. A non-magnetic single crystal having a resist pattern formed thereon is immersed in an acidic solution of 5 to 75% for 1 to 60 minutes, and the surface of the non-magnetic single crystal is brought into contact with the acidic solution to form a resist pattern other than the resist pattern. Is etched. Then, the resist pattern is immersed in a stripping solution and removed.

【0020】また、Ca2 Fe2 5 からなる非磁性単
結晶の加工は、その表面に、例えば、エチルセロソルブ
アセテートからなるレジストパターンを塗布し、例え
ば、イオンビーム加工装置により、ガリウムイオン,ア
ルゴンイオンからなる所定の直径に絞った集束ビーム
(FIB)を照射することにより、レジストパターン以
外の部分をエッチングする。その後、レジストパターン
を剥離液に浸漬して除去する。尚、非磁性単結晶の表面
にレジストパターンを形成することなく、イオンビーム
の照射位置を制御することにより、パターン以外の部分
をエッチングしても良い。
In the processing of a nonmagnetic single crystal made of Ca 2 Fe 2 O 5 , a resist pattern made of, for example, ethyl cellosolve acetate is applied to the surface thereof, and gallium ions, argon, etc. are formed by, for example, an ion beam processing apparatus. A portion other than the resist pattern is etched by irradiating a focused beam (FIB) of a predetermined diameter made of ions. Then, the resist pattern is immersed in a stripping solution and removed. Incidentally, the portion other than the pattern may be etched by controlling the irradiation position of the ion beam without forming the resist pattern on the surface of the nonmagnetic single crystal.

【0021】[0021]

【作用】本発明に用いられる非磁性単結晶材料では、粒
界のない結晶方位の揃ったCa2 Fe2 5 からなる非
磁性単結晶は、例えば、磁気ヘッドのスライダー用材料
として使用した場合には、ポアが殆どなく、しかも磁気
メディアとの摩擦係数が小さく摺動特性の優れた非磁性
材料である。
In the non-magnetic single crystal material used in the present invention, a non-magnetic single crystal made of Ca 2 Fe 2 O 5 having no grain boundaries and having a uniform crystal orientation is used, for example, as a material for a slider of a magnetic head. Is a non-magnetic material having few pores, a small coefficient of friction with a magnetic medium, and excellent sliding characteristics.

【0022】そして、Ca2 Fe2 5 からなる非磁性
単結晶の表面にレジストパターンを塗布し、例えば、希
塩酸等の酸性溶液中に浸漬し、非磁性単結晶の表面を酸
性溶液に接触せしめて化学エッチングし、または、例え
ば、ガリウムイオンを非磁性単結晶の表面に照射してイ
オンエッチングし、レジストパターン以外の部分をエッ
チングすることにより、Ca2 Fe2 5 からなる非磁
性単結晶の表面に凹凸パターンを容易に形成することが
できる。上記化学エッチングの方法によれば、溶液の種
類,浸漬時間,濃度を制御することにより、また、イオ
ンエッチングの方法によれば、集束直径,イオン源の種
類,印加電圧,印加電流,印加時間を制御することによ
り、ナノメータ(0.001μm)程度の微細加工を施
すことができる。
Then, a resist pattern is applied to the surface of the non-magnetic single crystal made of Ca 2 Fe 2 O 5 and immersed in an acidic solution such as dilute hydrochloric acid to bring the surface of the non-magnetic single crystal into contact with the acidic solution. Chemical etching, or, for example, ion etching by irradiating gallium ions to the surface of the non-magnetic single crystal, and etching the non-resist pattern other than the non-magnetic single crystal of Ca 2 Fe 2 O 5 An uneven pattern can be easily formed on the surface. According to the above-described chemical etching method, the type of solution, immersion time, and concentration are controlled, and according to the ion etching method, the focusing diameter, the type of ion source, the applied voltage, the applied current, and the applied time are controlled. By controlling, fine processing of about nanometer (0.001 μm) can be performed.

【0023】[0023]

【実施例】市販されている純度99.99%の酸化鉄を
使い、酸化カルシウム(CaO)源として炭酸カルシウ
ム(CaCO3 )を使い、CaO2モルとFe2 3
モルの組成比となるように秤量し、ボールミルを用いて
湿式混合した。これを乾燥させ、乾燥後の原料を800
℃で10時間仮焼を行なった。仮焼後の原料を溶剤を使
い粉砕し平均粒径が3μm程度となるよう微粉砕した。
これにバインダーを加えて造粒を行なった後2トン/c
2 の圧力で成形した。その後1240℃で焼成し材料
棒を得た。
EXAMPLE Using commercially available iron oxide having a purity of 99.99%, calcium carbonate (CaCO 3 ) as a calcium oxide (CaO) source, 2 moles of CaO and Fe 2 O 3 1
It was weighed so as to have a molar composition ratio, and was wet-mixed using a ball mill. This is dried, and the raw material after drying is 800
Calcination was performed at 10 ° C. for 10 hours. The calcined raw material was pulverized using a solvent and finely pulverized so that the average particle size became about 3 μm.
After adding the binder and granulating, 2 tons / c
Molded at a pressure of m 2 . Thereafter, firing was performed at 1240 ° C. to obtain a material bar.

【0024】得られた多結晶材料棒を浮遊帯溶融装置
(FZ法)の材料取り付け治具に取り付け、種結晶を他
方の軸に取り付けそれぞれ逆の方向に回転させながら溶
融帯を形成し、5mm/hの速さで溶融帯を移動させ、
浮遊帯溶融法によりCa2 Fe2 5 からなる単結晶を
得た。
The obtained polycrystalline material rod was mounted on a material mounting jig of a floating zone melting apparatus (FZ method), and the seed crystal was mounted on the other axis to form a molten zone while rotating in the opposite directions. / H to move the melting zone,
A single crystal composed of Ca 2 Fe 2 O 5 was obtained by the floating zone melting method.

【0025】育成した材料を切断し、幅525μmのレ
ール2本を有するスライダー形状に加工し、取付金具を
介して1250Oeの磁気ディスク上にセットした。そ
して、ディスクの最大回転数を3600rpmとして回
転と停止(CSS)を繰り返した。即ち、ディスクが最
大回転数に達するまでの時間を5秒とし最大回転数を5
秒間保持した。また、停止時間を5秒間として停止状態
から回転し停止するまでの20秒サイクルをCSS回数
1回とした。表1にCSS回数とCa2 Fe25 単結
晶及び比較例としてCaTiO3 多結晶材料の摩擦係数
との関係を示す。
The grown material was cut, processed into a slider shape having two rails with a width of 525 μm, and set on a 1250 Oe magnetic disk via a mounting bracket. Then, the rotation and stop (CSS) were repeated with the maximum rotation number of the disk set to 3600 rpm. That is, the time required for the disk to reach the maximum rotation speed is 5 seconds, and the maximum rotation speed is 5 seconds.
Hold for 2 seconds. In addition, the number of CSSs was set to one cycle of 20 seconds from the stop state to the stop and the stop, with the stop time being 5 seconds. Table 1 shows the relationship between the number of CSSs and the friction coefficient of Ca 2 Fe 2 O 5 single crystal and CaTiO 3 polycrystalline material as a comparative example.

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】この表1より、Ca2 Fe2 5 単結晶材
料は、従来のスライダー材料CaTiO3 多結晶材料に
比べCSS回数の増加による摩擦係数の上昇が小さく、
摺動特性が優れていた。
From Table 1, it can be seen that the single crystal material of Ca 2 Fe 2 O 5 has a small increase in the coefficient of friction due to an increase in the number of CSSs, as compared with the conventional slider material CaTiO 3 polycrystalline material.
The sliding characteristics were excellent.

【0028】また、Ca2 Fe2 5 単結晶材料とCa
TiO3 多結晶材料を用いてCSSを所定回数行った後
に、メディアの傷の有無とスライダーの傷の有無を金属
顕微鏡で観察し、その結果を表2に示す。
In addition, a Ca 2 Fe 2 O 5 single crystal material and Ca
After performing CSS a predetermined number of times using the TiO 3 polycrystalline material, the presence or absence of scratches on the media and the presence or absence of scratches on the slider were observed with a metallographic microscope. The results are shown in Table 2.

【0029】[0029]

【表2】 [Table 2]

【0030】この表2の結果、Ca2 Fe2 5 単結晶
スライダーを使ってCSSを行なったメディア及びスラ
イダー(試料No,1)には60000回数まで傷が無か
った。これに対して、CaTiO3 多結晶材料を用いて
CSSを行った場合(試料No,2)には、40000回
数でメディアに傷が生じ、60000回数ではメディア
及びスライダーに傷が生じた。
As shown in Table 2, the media and the slider (sample No. 1) subjected to CSS using the Ca 2 Fe 2 O 5 single crystal slider showed no damage up to 60,000 times. On the other hand, when the CSS was performed using the CaTiO 3 polycrystalline material (Sample No. 2, 2), the media was damaged after 40,000 times, and the media and the slider were damaged after 60,000 times.

【0031】さらに、スライダーの浮上面における凹部
やレールは、単結晶材料の表面を鏡面加工した後、鏡面
の一部をエチルセロソルアセテートからなるレジスト膜
で覆い、25体積%の塩酸を30℃に保持した酸性溶液
中に一定時間浸漬することにより形成した。この後、レ
ジストパターンを剥離液に浸漬して除去した。エッチン
グ時間とエッチング深さの関係を表3に示す。また、比
較のために、CaTiO3 からなる多結晶材料について
も同様にエッチング処理を行った。また、エッチング面
に対して触針式表面粗さ計により、Ca2 Fe2 5
結晶及びCaTiO3 多結晶の表面状態を図1及び図2
に示した。
Further, in the recesses and rails on the floating surface of the slider, the surface of the single crystal material is mirror-finished, and a part of the mirror surface is covered with a resist film made of ethyl cellosol acetate. By immersing it in an acidic solution held for a certain period of time. Thereafter, the resist pattern was immersed in a stripping solution and removed. Table 3 shows the relationship between the etching time and the etching depth. For comparison, a polycrystalline material made of CaTiO 3 was similarly etched. 1 and FIG. 2 show the surface state of the Ca 2 Fe 2 O 5 single crystal and the CaTiO 3 polycrystal on the etched surface using a stylus type surface roughness meter.
It was shown to.

【0032】[0032]

【表3】 [Table 3]

【0033】この表3より、本発明の加工法では、エッ
チング面は図1に示すように多結晶材料をエッチングし
た面と比べ滑らかであり、また、エッチング深さは時間
と正比例の関係にあり、加工量のコントロールが容易で
あることが判った。
From Table 3, according to the processing method of the present invention, the etched surface is smoother than the surface etched with the polycrystalline material as shown in FIG. 1, and the etching depth is directly proportional to time. It was found that the control of the processing amount was easy.

【0034】また、スライダーの浮上面における凹部や
レールをイオンビームを用いてイオンエッチングした例
について説明する。先ず、単結晶材料の表面を鏡面加工
した後、鏡面の一部をエチルセロソルアセテートからな
るレジスト膜で覆い、イオンビーム加工装置(商品名:
SMI−8100,セイコー電子工業株式会社製)を用
いて、ガリウムイオンを、電圧30kV電流1.5nA
の条件で、直径0.1μm程度に絞った集束ビーム(F
IB)を加工対象箇所に30分間走査,照射することに
より、Ca2 Fe2 5 単結晶材料の加工を行った。走
査域は14×14μmとした。この後、レジストパター
ンを剥離液に浸漬して除去した。
A description will be given of an example in which a concave portion or a rail on the air bearing surface of a slider is ion-etched using an ion beam. First, after the surface of the single crystal material is mirror-finished, a part of the mirror surface is covered with a resist film made of ethyl cellosol acetate, and an ion beam processing device (trade name:
Gallium ions using a SMI-8100 (manufactured by Seiko Instruments Inc.) at a voltage of 30 kV and a current of 1.5 nA.
Under the condition described above, the focused beam (F
By scanning and irradiating IB) on the processing target portion for 30 minutes, the Ca 2 Fe 2 O 5 single crystal material was processed. The scanning area was 14 × 14 μm. Thereafter, the resist pattern was immersed in a stripping solution and removed.

【0035】被加工面は鏡面として、深さが容易に測定
できるよう、ワークのエッジ部を加工した。そして加工
後SEMにより加工面(上面)および断面(側面)を観
察し、形状を評価した。図3は本発明の加工面の状態を
示しており、(a)は断面図、(b)は平面図である。
また、比較のために、CaTiO3 からなる多結晶材料
およびAl2 3 −TiCからなる多結晶材料について
も同様にイオンエッチング処理を行い、Ca2 Fe2
5 単結晶材料,CaTiO3 からなる多結晶材料,Al
2 3 −TiCからなる多結晶材料,多結晶フェライト
のエッチング深さとエッチング速度を表4に示すととも
に、エッチング面の状態をSEMにより観察した。
The work surface was a mirror surface, and the edge of the work was machined so that the depth could be easily measured. After processing, the processed surface (upper surface) and the cross section (side surface) were observed by SEM to evaluate the shape. 3A and 3B show a state of a machined surface according to the present invention, wherein FIG. 3A is a sectional view and FIG. 3B is a plan view.
For comparison, a polycrystalline material made of CaTiO 3 and a polycrystalline material made of Al 2 O 3 —TiC were similarly subjected to ion etching, and Ca 2 Fe 2 O
5 Single crystal material, polycrystalline material composed of CaTiO 3 , Al
Table 4 shows the etching depth and the etching rate of the polycrystalline material and polycrystalline ferrite made of 2 O 3 —TiC, and the state of the etched surface was observed by SEM.

【0036】[0036]

【表4】 [Table 4]

【0037】図4はMn−Znフェライトからなる多結
晶材料のエッチング面の状態であり、図5はCaTiO
3 からなる多結晶材料のエッチング面の状態であり、図
6はAl2 3 −TiCからなる多結晶材料のエッチン
グ面の状態であり、それぞれの(a)は断面図、(b)
は平面図である。
FIG. 4 shows the state of the etched surface of a polycrystalline material composed of Mn--Zn ferrite, and FIG.
The state of the etched surface of the polycrystalline material consisting 3, 6 is a state of the etched surface of the polycrystalline material comprised of Al 2 O 3 -TiC, respectively (a) is a sectional view, (b)
Is a plan view.

【0038】この加工法では、エッチング面は図1に示
したものと同様に多結晶材料をエッチングした面と比べ
平滑性に優れており、また、エッチング深さは時間と正
比例の関係にあり、加工性に優れていることが判った。
In this processing method, the etched surface is superior in smoothness to the surface etched with the polycrystalline material as in the case shown in FIG. 1, and the etching depth is directly proportional to time. It turned out that it was excellent in workability.

【0039】尚、本発明のCa2 Fe2 5 からなる単
結晶の熱膨張係数は80〜210×10-7/℃の範囲で
制御することができ、Mn−Znフェライトの熱膨張係
数110×10-7/℃〜120×10-7/℃に容易に対
応することができる。
The coefficient of thermal expansion of the single crystal of Ca 2 Fe 2 O 5 of the present invention can be controlled in the range of 80 to 210 × 10 −7 / ° C., and the coefficient of thermal expansion of Mn—Zn ferrite is 110. It is possible to easily cope with × 10 −7 / ° C. to 120 × 10 −7 / ° C.

【0040】また、上記実施例では、FZ法により、C
2 Fe2 5 からなる単結晶を作成した例について説
明したが、本発明のCa2 Fe2 5 は、CZ法及びブ
リッジマン法、フラックス法によっても同様の単結晶が
得られる。
In the above embodiment, the CZ is obtained by the FZ method.
Although an example in which a single crystal made of a 2 Fe 2 O 5 is prepared has been described, the same single crystal can be obtained from the Ca 2 Fe 2 O 5 of the present invention also by the CZ method, the Bridgman method, and the flux method.

【0041】さらに、上記実施例は、Ca2 Fe2 5
からなる単結晶を磁気ヘッドのスライダー用材料に適用
し、酸性溶液で化学エッチングまたはイオンエッチング
した例について説明したが、本発明は上記実施例に限定
されるものではなく、Ca2Fe2 5 からなる単結晶
を、例えば、センサー等の電子部品や精密機械部品に適
用する際に酸性溶液で化学エッチングまたはイオンエッ
チングしても良いことは勿論である。
Further, in the above embodiment, Ca 2 Fe 2 O 5
An example in which a single crystal consisting of is applied to a slider material of a magnetic head and chemically or ion-etched with an acidic solution has been described, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and Ca 2 Fe 2 O 5 For example, when a single crystal made of is applied to an electronic component such as a sensor or a precision machine component, chemical etching or ion etching may be performed using an acidic solution.

【0042】また、上記実施例では、ガリウムイオンを
照射した例について説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、一般にイオンエッチングに用
いられる他のイオンであっても良いことは勿論である。
Further, in the above embodiment, an example in which gallium ions are irradiated has been described. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and other ions generally used for ion etching may be used. Of course.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、C
2 Fe2 5 からなる非磁性単結晶の表面にレジスト
パターンを塗布し、例えば、希塩酸等の酸性溶液中に浸
漬し、非磁性単結晶の表面を酸性溶液に接触せしめて、
またはガリウムイオンを照射してレジストパターン以外
の部分を化学エッチングまたはイオンエッチングするこ
とにより、Ca2 Fe2 5 からなる非磁性単結晶の表
面に平滑性に優れた凹凸パターンを容易に形成すること
ができる。
As described in detail above, according to the present invention, C
A resist pattern is applied to the surface of a non-magnetic single crystal composed of a 2 Fe 2 O 5 and immersed in, for example, an acidic solution such as dilute hydrochloric acid, and the surface of the non-magnetic single crystal is brought into contact with an acidic solution,
Or, by irradiating gallium ions and chemically etching or ion-etching a portion other than the resist pattern, an uneven pattern having excellent smoothness can be easily formed on the surface of the nonmagnetic single crystal made of Ca 2 Fe 2 O 5. Can be.

【0044】また、粒界のない結晶方位の揃ったCa2
Fe2 5 からなる非磁性単結晶は、例えば、磁気ヘッ
ドのスライダー用材料として使用した場合には、ポアが
なく、しかも磁気メディアとの摩擦係数が小さく摺動特
性の優れた非磁性材料を得ることができる。
In addition, Ca 2 having no grain boundaries and having a uniform crystal orientation is used.
For example, when a non-magnetic single crystal made of Fe 2 O 5 is used as a material for a slider of a magnetic head, a non-magnetic material having no pores, a small friction coefficient with a magnetic medium, and excellent sliding characteristics is used. Obtainable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】Ca2 Fe2 5 からなる非磁性単結晶の表面
を酸性溶液で化学エッチッグした状態を示す縦断面図で
ある。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a state in which a surface of a nonmagnetic single crystal made of Ca 2 Fe 2 O 5 is chemically etched with an acidic solution.

【図2】CaTiO3 からなる多結晶の表面を化学エッ
チングした状態を示す縦断面図である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a state in which the surface of a polycrystal made of CaTiO 3 is chemically etched.

【図3】本発明のイオンエッチングによるエッチング面
の状態を示しており、(a)は断面図、(b)は平面図
である。
3A and 3B show a state of an etched surface by ion etching according to the present invention, wherein FIG. 3A is a cross-sectional view and FIG. 3B is a plan view.

【図4】Mn−Znフェライトからなる多結晶材料のイ
オンエッチングによるエッチング面の状態を示してお
り、(a)は断面図、(b)は平面図である。
4A and 4B show a state of an etched surface of a polycrystalline material made of Mn—Zn ferrite by ion etching, wherein FIG. 4A is a cross-sectional view and FIG. 4B is a plan view.

【図5】CaTiO3 からなる多結晶材料のイオンエッ
チングによるエッチング面の状態を示しており、(a)
は断面図、(b)は平面図である。
FIG. 5 shows a state of an etched surface of a polycrystalline material made of CaTiO 3 by ion etching, and FIG.
Is a sectional view, and (b) is a plan view.

【図6】Al2 3 −TiC3 からなる多結晶材料のイ
オンエッチングによるエッチング面の状態を示してお
り、(a)は断面図、(b)は平面図である。
6A and 6B show a state of an etched surface of a polycrystalline material made of Al 2 O 3 —TiC 3 by ion etching, wherein FIG. 6A is a sectional view and FIG. 6B is a plan view.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G11B 21/21 101 G11B 21/21 101K (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C30B 1/00 - 35/00 G11B 5/127 G11B 5/60 G11B 21/21 CA(STN) REGISTRY(STN)──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI G11B 21/21 101 G11B 21/21 101K (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C30B 1/00-35 / 00 G11B 5/127 G11B 5/60 G11B 21/21 CA (STN) REGISTRY (STN)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】Ca2 Fe2 5 からなる非磁性単結晶表
面にレジストパターンを形成し、この非磁性単結晶表面
を酸性溶液に接触せしめて化学エッチングまたは前記非
磁性単結晶表面にイオンビームを照射してイオンエッチ
ングすることを特徴とする非磁性単結晶の加工方法。
A resist pattern is formed on the surface of a non-magnetic single crystal made of Ca 2 Fe 2 O 5, and the surface of the non-magnetic single crystal is brought into contact with an acidic solution for chemical etching or ion beam irradiation on the surface of the non-magnetic single crystal. A non-magnetic single crystal, characterized in that the non-magnetic single crystal is irradiated by ion irradiation.
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