JP4102371B2

JP4102371B2 - Thin film magnetic head

Info

Publication number: JP4102371B2
Application number: JP2005041184A
Authority: JP
Inventors: 一太岡本
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2005-02-17
Filing date: 2005-02-17
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2025-02-17
Also published as: JP2006228332A

Description

本発明は、記録用または録再用の薄膜磁気ヘッドに関する。 The present invention relates to a thin film magnetic head for recording or recording / reproducing.

記録用または録再用の薄膜磁気ヘッドは、記録媒体との対向面（以下、「媒体対向面」という。）から後退した位置で磁気的に接続した下部コア層と上部コア層と、この下部コア層及び上部コア層の間に位置して媒体対向面に臨む磁気ギャップ層と、下部コア層及び上部コア層に記録磁界を与えるコイル層とを備えた記録ヘッド部を有している。この記録ヘッド部は一般に、例えばＡｌ₂Ｏ₃等の絶縁材料からなる保護層によって覆われている。このような記録ヘッド部を有する薄膜磁気ヘッドは、コイル層を流れる電流によって上部コア層と下部コア層に誘電磁界を生じさせ、磁気ギャップ層から洩れる洩れ磁界を記録磁界として記録媒体に付与することで、記録動作する。この記録動作は、薄膜磁気ヘッドが記録媒体の表面から微小間隔をもって浮上した姿勢で行なわれる。
特開２００３−９１８０２号公報特開２００４−５５０６７号公報 A thin film magnetic head for recording or recording / reproducing is composed of a lower core layer and an upper core layer that are magnetically connected at a position retracted from a surface facing a recording medium (hereinafter referred to as “medium facing surface”), The recording head unit includes a magnetic gap layer located between the core layer and the upper core layer and facing the medium facing surface, and a coil layer that applies a recording magnetic field to the lower core layer and the upper core layer. This recording head portion is generally covered with a protective layer made of an insulating material such as Al ₂ O ₃ . A thin film magnetic head having such a recording head section generates a dielectric magnetic field in the upper core layer and the lower core layer by a current flowing through the coil layer, and applies a leakage magnetic field leaking from the magnetic gap layer to the recording medium as a recording magnetic field. Then, the recording operation is performed. This recording operation is performed in a posture in which the thin film magnetic head floats from the surface of the recording medium with a minute interval.
JP 2003-91802 A Japanese Patent Laid-Open No. 2004-55067

薄膜磁気ヘッドの記録動作中は、コイル層を流れる電流により該コイル層が発熱し、記録ヘッド部全体の温度が上昇する。上述したように記録ヘッド部は絶縁材料からなる保護層で覆われているため、記録ヘッド部の熱は外方へ放出され難く、記録ヘッド部は高温となる。この記録ヘッド部での温度上昇は、記録ヘッド部を熱膨張させ、媒体対向面から突出させてしまう。特に、高記録密度化に対応している薄膜磁気ヘッドは、コイル層に与えられる記録電流の周波数が高いことから、記録ヘッド部の温度が１００℃を超えることが多く、記録ヘッド部の突出量も大きい。また、高記録密度化及び高速記録化に対応している薄膜磁気ヘッドは、記録媒体と薄膜磁気ヘッドとの対向間隔が狭く（薄膜磁気ヘッドの浮上量が小さく）設定されているため、記録ヘッド部が媒体対向面から突出すると、記録ヘッド部が記録媒体に当接し、記録媒体または記録媒体に記録された磁気情報を損傷させたり、記録ヘッド部自体を損傷する危険性が高くなる。 During the recording operation of the thin film magnetic head, the coil layer generates heat due to the current flowing through the coil layer, and the temperature of the entire recording head unit rises. As described above, since the recording head part is covered with the protective layer made of an insulating material, the heat of the recording head part is hardly released to the outside, and the recording head part becomes high temperature. This temperature rise at the recording head portion causes the recording head portion to thermally expand and protrude from the medium facing surface. In particular, a thin film magnetic head that supports high recording density has a high recording current frequency applied to the coil layer, so the temperature of the recording head often exceeds 100 ° C., and the amount of protrusion of the recording head Is also big. In addition, the thin film magnetic head that supports high recording density and high speed recording has a narrow opposing distance between the recording medium and the thin film magnetic head (the flying height of the thin film magnetic head is small). When the portion protrudes from the medium facing surface, the recording head portion comes into contact with the recording medium, and there is a high risk of damaging the recording medium or magnetic information recorded on the recording medium or damaging the recording head portion itself.

本発明は、熱膨張による記録ヘッド部の過度な突出を抑制し、高記録密度化及び高速記録化に対応可能な薄膜磁気ヘッドを提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide a thin-film magnetic head that can suppress excessive protrusion of a recording head portion due to thermal expansion and can cope with high recording density and high-speed recording.

本発明は、記録ヘッド部の温度に応じて記録ヘッド部に流れる電流が自動的に増減すれば、記録ヘッド部の熱膨張による過度な突出を容易に防止できることに着目し、さらに上記電流制御手段としてはＰＴＣ薄膜サーミスタが最適であることを提案するものである。 The present invention focuses on the fact that excessive protrusion due to thermal expansion of the recording head unit can be easily prevented if the current flowing through the recording head unit automatically increases or decreases according to the temperature of the recording head unit. Suggests that PTC thin film thermistors are optimal.

すなわち、本発明は、積層方向で上下に位置する下部コア層と上部コア層と、該下部コア層と上部コア層の間に位置する磁気ギャップ層と、下部コア層及び上部コア層に誘電磁界を与えるコイル層とを備えた記録ヘッド部を有する薄膜磁気ヘッドにおいて、上記記録ヘッド部の近傍に、コイル層と直列に接続したＰＴＣ薄膜サーミスタを設けたことを特徴としている。 That is, the present invention provides a lower core layer and an upper core layer positioned vertically in the stacking direction, a magnetic gap layer positioned between the lower core layer and the upper core layer, and a dielectric magnetic field on the lower core layer and the upper core layer. A thin film magnetic head having a recording head portion provided with a coil layer for providing a PTC thin film thermistor connected in series with the coil layer is provided in the vicinity of the recording head portion.

ＰＴＣ薄膜サーミスタは、記録媒体との対向面に臨んで配置されていることが好ましい。この態様によれば、ＰＴＣ薄膜サーミスタが媒体対向面での記録ヘッド部の温度を感知してその抵抗値が増減するので、記録ヘッド部を流れる電流量を精度良く制御することができる。 The PTC thin film thermistor is preferably arranged facing the surface facing the recording medium. According to this aspect, since the PTC thin film thermistor senses the temperature of the recording head portion on the medium facing surface and the resistance value increases or decreases, the amount of current flowing through the recording head portion can be controlled with high accuracy.

ＰＴＣ薄膜サーミスタは、絶縁層を介し、積層方向において上部コア層の上方位置に配置することが好ましい。あるいは、コイル層と同一の積層高さに位置させて、下部コア層と上部コア層の間を埋める絶縁層内に埋設されていてもよい。これらの態様によれば、記録ヘッド部の構成を大幅に変更することなく、ＰＴＣ薄膜サーミスタによる電流制御を実現可能である。 The PTC thin film thermistor is preferably disposed above the upper core layer in the stacking direction via an insulating layer. Or you may embed in the insulating layer which is located in the same lamination | stacking height as a coil layer, and embeds between a lower core layer and an upper core layer. According to these aspects, current control by the PTC thin film thermistor can be realized without significantly changing the configuration of the recording head unit.

本発明によれば、熱膨張により記録ヘッド部が媒体対向面から過度に突出することがなく、高記録密度化及び高速記録化に対応可能な薄膜磁気ヘッドを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a thin film magnetic head that can cope with higher recording density and higher speed recording without excessively protruding the recording head portion from the medium facing surface due to thermal expansion.

図１は、本発明による薄膜磁気ヘッドＨ（ｈ１、ｈ２）を搭載したスライダの全体斜視図である。薄膜磁気ヘッドＨは、再生部ｈ１と記録部ｈ２を有する録再用の薄膜磁気ヘッドであり、Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣからなる略直方体の浮上式スライダ１のトレーリング側端面１ａに設けられている。スライダ１のトレーリング側端面１ａには、薄膜磁気ヘッドＨを挟んで一対の端子部６０、６１も設けられている。端子部６０は薄膜磁気ヘッドＨの記録部ｈ２のコイル層に接続し、端子部６１は薄膜磁気ヘッドＨの再生部ｈ１の磁気抵抗効果素子に接続している。 FIG. 1 is an overall perspective view of a slider on which a thin film magnetic head H (h1, h2) according to the present invention is mounted. The thin film magnetic head H is a recording / reproducing thin film magnetic head having a reproducing unit h1 and a recording unit h2. The thin film magnetic head H is provided on the trailing side end face 1a of a substantially rectangular floating slider 1 made of Al ₂ O ₃ —TiC. Yes. A pair of terminal portions 60 and 61 are also provided on the trailing side end surface 1 a of the slider 1 with the thin film magnetic head H interposed therebetween. The terminal part 60 is connected to the coil layer of the recording part h2 of the thin film magnetic head H, and the terminal part 61 is connected to the magnetoresistive effect element of the reproducing part h1 of the thin film magnetic head H.

図２は、本発明の第１実施形態による薄膜磁気ヘッドＨ１の積層構造をヘッド中央で切断して示す断面図であり、図３は、同薄膜磁気ヘッドＨ１の積層構造を媒体対向面から見て示す断面図である。図２及び図３においてＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向は、トラック幅方向、デプス方向（ハイト方向）及び薄膜磁気ヘッドＨ１を構成する各層の積層方向とそれぞれ定義する。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing the laminated structure of the thin-film magnetic head H1 according to the first embodiment of the present invention cut at the center of the head. FIG. 3 shows the laminated structure of the thin-film magnetic head H1 as viewed from the medium facing surface. FIG. 2 and 3, the X direction, the Y direction, and the Z direction are defined as a track width direction, a depth direction (height direction), and a stacking direction of each layer constituting the thin film magnetic head H1, respectively.

スライダ１のトレーリング側端面１ａの表面は、基板保護層として、Ａｌ₂Ｏ₃からなるアンダーコート２により覆われており、このアンダーコート２の上に、薄膜磁気ヘッドＨ１の再生部ｈ１と記録部ｈ２とこれらを覆う絶縁保護層２０とが順に積層形成されている。 The surface of the trailing end face 1a of the slider 1 is covered with an undercoat 2 made of Al ₂ O ₃ as a substrate protective layer. On the undercoat 2, the reproducing portion h1 of the thin film magnetic head H1 and the recording are recorded. The part h2 and the insulating protective layer 20 covering them are laminated in order.

再生部ｈ１は、アンダーコート２側から順に積層した下部シールド層３、下部ギャップ層４、磁気抵抗効果素子５、上部ギャップ層８及び上部シールド層９を備えている。下部シールド層３及び上部シールド層９はＮｉＦｅ等の軟磁性材料で形成され、下部ギャップ層４及び上部ギャップ層８はＡｌ₂Ｏ₃等の非磁性材料で形成されている。磁気抵抗効果素子５は、スピンバルブ膜に代表される巨大磁気抵抗効果を発揮するＧＭＲ素子や、異方性磁気抵抗効果を発揮するＡＭＲ素子である。この磁気抵抗効果素子５の図示Ｘ方向の両側には、下部ギャップ層４の上に、ＣｏＰｔ合金等の高磁性材料からなるバイアス層６と、Ａｕ等の良導電材料からなり該磁気抵抗効果素子５とトレーリング側端面１ａの端子部６１とを電気的に接続する一対の電極層７が形成されている。この一対の電極層７の間隔が再生トラック幅寸法と同等である。一対の電極層７の上には、上述の上部ギャップ層８及び上部シールド層９が位置している。図示されていないが、下部ギャップ層４とバイアス層６との間には、ＣｒやＴａ等の金属膜からなるバイアス下地層が形成されている。再生部ｈ１を構成する各層（下部シールド層３、下部ギャップ層、磁気抵抗効果素子５、上部ギャップ層８及び上部シールド層９）は、図３に示されるように、それらの先端がスライダ１の媒体対向面１ｂに露出している。薄膜磁気ヘッドＨ１は、磁気抵抗効果素子５に一定電流を与え、外部磁界に対する磁気抵抗効果素子５の抵抗変化を電圧変化として読み出すことで、再生動作する。 The reproducing unit h1 includes a lower shield layer 3, a lower gap layer 4, a magnetoresistive effect element 5, an upper gap layer 8, and an upper shield layer 9 that are sequentially stacked from the undercoat 2 side. The lower shield layer 3 and the upper shield layer 9 are made of a soft magnetic material such as NiFe, and the lower gap layer 4 and the upper gap layer 8 are made of a nonmagnetic material such as Al ₂ O ₃ . The magnetoresistive element 5 is a GMR element that exhibits a giant magnetoresistive effect typified by a spin valve film, or an AMR element that exhibits an anisotropic magnetoresistive effect. On both sides of the magnetoresistive effect element 5 in the X direction in the figure, a bias layer 6 made of a high magnetic material such as a CoPt alloy and a magnetoresistive effect element made of a highly conductive material such as Au are formed on the lower gap layer 4. 5 and a pair of electrode layers 7 that electrically connect the terminal portion 61 of the trailing side end face 1a are formed. The distance between the pair of electrode layers 7 is equal to the reproduction track width dimension. The upper gap layer 8 and the upper shield layer 9 described above are located on the pair of electrode layers 7. Although not shown, a bias underlayer made of a metal film such as Cr or Ta is formed between the lower gap layer 4 and the bias layer 6. Each layer (lower shield layer 3, lower gap layer, magnetoresistive effect element 5, upper gap layer 8 and upper shield layer 9) constituting the reproducing unit h1 has a tip of the slider 1 as shown in FIG. It is exposed on the medium facing surface 1b. The thin film magnetic head H1 performs a reproducing operation by applying a constant current to the magnetoresistive effect element 5 and reading out a change in resistance of the magnetoresistive effect element 5 with respect to an external magnetic field as a voltage change.

再生部ｈ１の最上層である上部シールド層９の上には、Ａｌ₂Ｏ₃等の絶縁材料からなる分離絶縁層１０が形成されている。記録部ｈ２は、この分離絶縁層１０を介して再生部ｈ１の上に積層されている。 An isolation insulating layer 10 made of an insulating material such as Al ₂ O ₃ is formed on the upper shield layer 9 that is the uppermost layer of the reproducing portion h1. The recording unit h2 is stacked on the reproducing unit h1 with the isolation insulating layer 10 interposed therebetween.

記録部ｈ２は、媒体対向面に臨ませて分離絶縁層１０側から順に積層した下部コア層１１、メッキ下地層１２及び記録コア部１３と、記録コア部１３の上に積層され媒体対向面には露出しない上部コア層１４と、レジスト等の有機絶縁材料からなるＧｄ決め絶縁層１５と、メッキ下地層１２を挟んで下部コア層１１と上部コア層１４を磁気的に接続する磁気接続部１６と、絶縁層１７内に埋設されたコイル層Ｌとを備えている。下部コア層１１及び上部コア層１４はパーマロイやＣｏ合金、Ｆｅ合金等の磁性膜により形成され、メッキ下地層１２は導電材料により形成されている。 The recording portion h2 faces the medium facing surface and is laminated on the recording core portion 13 and the lower core layer 11, the plating base layer 12, and the recording core portion 13 stacked in order from the separation insulating layer 10 side. The upper core layer 14 that is not exposed, the Gd determining insulating layer 15 made of an organic insulating material such as a resist, and the magnetic connecting portion 16 that magnetically connects the lower core layer 11 and the upper core layer 14 with the plating base layer 12 interposed therebetween. And a coil layer L embedded in the insulating layer 17. The lower core layer 11 and the upper core layer 14 are formed of a magnetic film such as permalloy, Co alloy, or Fe alloy, and the plating base layer 12 is formed of a conductive material.

記録コア部１３は、メッキ下地層１２を介して下部コア層１１に磁気的に接続する下部磁極層１３ａ、非磁性金属材料からなるギャップ層１３ｂ及び上部コア層１４と磁気的に接続する上部磁極層１３ｃの三層構造をなしている。下部磁極層１３ａ及び上部磁極層１３ｃは、パーマロイやＣｏ合金、Ｆｅ合金等の磁性材料により形成することができ、下部コア層１１よりも飽和磁束密度の高い磁性材料で形成されていることが好ましい。記録コア部１３のトラック幅方向の両側には、絶縁層１７の一部である絶縁下地層１７ａ及び第１コイル絶縁層１７ｂが形成されている。 The recording core portion 13 includes a lower magnetic pole layer 13a that is magnetically connected to the lower core layer 11 through the plating base layer 12, a gap layer 13b made of a nonmagnetic metal material, and an upper magnetic pole that is magnetically connected to the upper core layer 14. The layer 13c has a three-layer structure. The lower magnetic pole layer 13a and the upper magnetic pole layer 13c can be formed of a magnetic material such as permalloy, a Co alloy, or an Fe alloy, and are preferably formed of a magnetic material having a saturation magnetic flux density higher than that of the lower core layer 11. . On both sides of the recording core portion 13 in the track width direction, an insulating base layer 17a and a first coil insulating layer 17b which are part of the insulating layer 17 are formed.

薄膜磁気ヘッドＨ１の書込みトラック幅Ｗ−Ｔｗは、この記録コア部１３の媒体対向面に露出するトラック幅方向の寸法により規定される。具体的に、記録コア部１３の媒体対向面に露出するトラック幅方向の寸法は、高記録密度化に対応できるよう０．７μｍ以下で形成されていることが好ましく、より好ましくは０．５μｍ以下である。また、下部磁極層１３ａの厚み寸法は例えば０．３μｍ程度、ギャップ層１３ｂの厚み寸法は例えば０．１μｍ程度、上部磁極層１３ｃの厚み寸法は例えば２．４〜２．７μｍ程度である。 The write track width W-Tw of the thin film magnetic head H1 is defined by the dimension in the track width direction exposed on the medium facing surface of the recording core unit 13. Specifically, the dimension in the track width direction exposed on the medium facing surface of the recording core portion 13 is preferably 0.7 μm or less, more preferably 0.5 μm or less so as to cope with higher recording density. It is. The thickness of the lower magnetic pole layer 13a is, for example, about 0.3 μm, the thickness of the gap layer 13b is, for example, about 0.1 μm, and the thickness of the upper magnetic pole layer 13c is, for example, about 2.4 to 2.7 μm.

Ｇｄ決め絶縁層１５は、媒体対向面からデプス方向に所定長さ後退させた位置に形成され、記録コア部１３のギャップ層１３ｂのデプス方向の寸法を規定している。すなわち、薄膜磁気ヘッドＨ１のギャップデプス（Ｇｄ）は、媒体対向面からＧｄ決め絶縁層１５の先端までの距離によって規制されている。磁気接続部１６は、パーマロイやＣｏ合金、Ｆｅ合金等の磁性材料により形成されている。 The Gd determining insulating layer 15 is formed at a position retracted by a predetermined length in the depth direction from the medium facing surface, and defines the dimension of the gap layer 13b of the recording core portion 13 in the depth direction. That is, the gap depth (Gd) of the thin film magnetic head H1 is regulated by the distance from the medium facing surface to the tip of the Gd determining insulating layer 15. The magnetic connection portion 16 is made of a magnetic material such as permalloy, Co alloy, or Fe alloy.

絶縁層１７は、上部磁極層１３ｃ、Ｇｄ決め絶縁層１５、メッキ下地層１２及び磁気接続部１６の露出面を覆う絶縁下地層１７ａと、この絶縁下地層１７ａの上に形成されて第１コイル層１８及び該第１コイル層１８のピッチ間を覆う第１コイル絶縁層１７ｂと、第１コイル絶縁層１７ｂの上に形成されて第２コイル層１９及び該第２コイル層１９のピッチ間を覆う第２コイル絶縁層１７ｃから構成されている。第２コイル絶縁層１７ｃの上には、上述の上部コア層１４が形成されている。絶縁下地層１７ａ及び第１コイル絶縁層１７ｂは、図３に示されるように媒体対向面に露出している。この絶縁層１７は、Ａｌ₂Ｏ₃やＳｉＯ₂等の無機絶縁材料またはレジスト等の有機絶縁材料により形成されている。 The insulating layer 17 is formed on the insulating base layer 17a covering the exposed surfaces of the upper magnetic pole layer 13c, the Gd determining insulating layer 15, the plating base layer 12, and the magnetic connection portion 16, and the first coil. A first coil insulating layer 17b covering the pitch between the layer 18 and the first coil layer 18, and a pitch between the second coil layer 19 and the second coil layer 19 formed on the first coil insulating layer 17b. The second coil insulating layer 17c is covered. The above-described upper core layer 14 is formed on the second coil insulating layer 17c. The insulating base layer 17a and the first coil insulating layer 17b are exposed on the medium facing surface as shown in FIG. The insulating layer 17 is made of an inorganic insulating material such as Al ₂ O ₃ or SiO ₂ or an organic insulating material such as a resist.

コイル層Ｌは、Ｃｕ等の電気抵抗の低い導電材料から形成されており、巻き中心部１８ａを中心として螺旋状に巻かれた第１コイル層１８と、この第１コイル層１８とは逆向きに巻かれた螺旋状の第２コイル層１９とによる二層構造をなしている。第１コイル層１８及び第２コイル層１９は、コンタクト導体αを介して巻き中心部１８ａ、１９ａで互いに接続されている。図示されていないが、第１コイル層１８の巻き終端部には、該第１コイル層１８とスライダ１のトレーリング側端面１ａに配設された一対の端子部６０の一方とを電気的に接続する第１コイルリード層が形成されている。コイル層Ｌは、単層構造であっても三層以上の多層構造であってもよい。薄膜磁気ヘッドＨ１は、コイル層Ｌを流れる記録電流によって上部コア層１４と下部コア層１１に誘電磁界を生じさせ、記録コア部１３のギャップ層１３ｂから洩れる洩れ磁界を記録磁界として記録媒体に付与することで、記録動作する。 The coil layer L is made of a conductive material having a low electrical resistance such as Cu, and the first coil layer 18 wound in a spiral shape around the winding center portion 18a is opposite to the first coil layer 18. A two-layer structure is formed by a spiral second coil layer 19 wound around the coil. The first coil layer 18 and the second coil layer 19 are connected to each other at the winding center portions 18a and 19a via the contact conductor α. Although not shown in the figure, the winding end portion of the first coil layer 18 is electrically connected to the first coil layer 18 and one of the pair of terminal portions 60 disposed on the trailing end surface 1a of the slider 1. A first coil lead layer to be connected is formed. The coil layer L may have a single layer structure or a multilayer structure of three or more layers. The thin film magnetic head H1 generates a dielectric magnetic field in the upper core layer 14 and the lower core layer 11 by a recording current flowing through the coil layer L, and applies a leakage magnetic field leaking from the gap layer 13b of the recording core 13 to the recording medium as a recording magnetic field. Recording operation.

絶縁保護層２０は、Ａｌ₂Ｏ₃等の絶縁材料からなり、記録部ｈ２及び再生部ｈ１全体を覆って形成されている。 The insulating protective layer 20 is made of an insulating material such as Al ₂ O ₃ and is formed so as to cover the entire recording portion h2 and reproducing portion h1.

以上の全体構造を有する薄膜磁気ヘッドＨ１は、さらに、図２及び図３に示されるように記録部ｈ２の近傍、より具体的には上部コア層１４の上方位置に、コイル層Ｌに直列に接続したＰＴＣ薄膜サーミスタ３０を備えている。ＰＴＣ薄膜サーミスタ３０は、温度上昇により抵抗値が増大する温度センサであり、その一端面が媒体対向面に露出している（臨んでいる）。 The thin film magnetic head H1 having the overall structure described above is further connected in series with the coil layer L in the vicinity of the recording portion h2, more specifically, above the upper core layer 14, as shown in FIGS. A connected PTC thin film thermistor 30 is provided. The PTC thin film thermistor 30 is a temperature sensor whose resistance value increases as the temperature rises, and one end surface of the PTC thin film thermistor 30 is exposed to the medium facing surface.

ＰＴＣ薄膜サーミスタ３０は、Ａｌ₂Ｏ₃等の絶縁材料からなる絶縁下地層３１を介して上部コア層１４の上に積層されており、この絶縁下地層３１上に部分的に形成された、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｕの中から選ばれる少なくとも２種類以上の元素を含む複合酸化物膜からなるサーミスタ薄膜３２と、該サーミスタ薄膜３２の両端部に形成された一対の薄膜電極層３３とから構成されている。 The PTC thin film thermistor 30 is laminated on the upper core layer 14 via an insulating base layer 31 made of an insulating material such as Al ₂ O ₃ , and is partially formed on the insulating base layer 31. A thermistor thin film 32 made of a complex oxide film containing at least two elements selected from Ni, Co, Fe, and Cu, and a pair of thin film electrode layers 33 formed at both ends of the thermistor thin film 32; It is composed of

絶縁下地層３１は上部コア層１４を全体的に覆って形成されており、媒体対向面には、上部コア層１４ではなくこの絶縁下地層３１が露出している。記録コア部１３のトラック幅方向の両側において絶縁下地層３１と下部コア層１１の間は、絶縁層１７の一部である絶縁下地層１７ａ及び第１コイル絶縁層１７ｂによって埋められている。 The insulating base layer 31 is formed so as to entirely cover the upper core layer 14, and the insulating base layer 31 is exposed on the medium facing surface instead of the upper core layer 14. Between the insulating core layer 31 and the lower core layer 11 on both sides of the recording core portion 13 in the track width direction, the insulating core layer 17a and the first coil insulating layer 17b, which are part of the insulating layer 17, are filled.

サーミスタ薄膜３２は、周知のように、例えばＭｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｕ等からなる複合酸化物の焼結体をターゲットとしたスパッタリング法により形成することができる。一対の薄膜電極層３３は、図示されていないが、一方がデプス方向に引き延ばされて第２コイル層１９の巻き終端部に接続され、他方がスライダ１のトレーリング側端面１ａに配設された一対の端子部６０の他方に接続されている。この薄膜電極層３３は、Ａｕ、Ｃｒ、Ａｇ、Ｐｔ等の導電材料により形成されている。 As is well known, the thermistor thin film 32 can be formed by sputtering using a composite oxide sintered body made of, for example, Mn, Ni, Co, Fe, Cu or the like as a target. The pair of thin film electrode layers 33 are not shown, but one is extended in the depth direction and connected to the winding terminal portion of the second coil layer 19, and the other is disposed on the trailing side end surface 1 a of the slider 1. The other end of the pair of terminal portions 60 is connected. The thin film electrode layer 33 is made of a conductive material such as Au, Cr, Ag, or Pt.

図４は、記録部ｈ２の電気回路系を示す模式図である。記録回路４０は、コイル層ＬとＰＴＣ薄膜サーミスタ３０による直列回路である。外部電源Ｖから一対の端子部６０を介して記録回路４０（記録部ｈ２）への電力供給が開始されると、記録回路４０を流れる電流Ｉによってコイル層Ｌが発熱し、この発熱によりコイル層Ｌを含む記録部ｈ２全体の温度が上昇する。このとき、記録部ｈ２は該記録部ｈ２の温度上昇に伴い膨張して媒体対向面から突出するが、ＰＴＣ薄膜サーミスタ３０は記録部ｈ２の温度上昇に伴い抵抗が増大し、記録回路４０内を流れる電流Ｉを減少させる。すると、コイル層Ｌを流れる電流Ｉの減少によりコイル層Ｌの発熱は減少し、記録部ｈ２の温度は徐々に降下する。これにより、記録部ｈ２の熱膨張は緩和され、ＰＴＣ薄膜サーミスタ３０は記録部ｈ２の温度降下に伴い抵抗が減少し、記録回路４０内を流れる電流Ｉを増大させる。すると、コイル層Ｌを流れる電流Ｉの増大によりコイル層Ｌの発熱は再び増大し、コイル層Ｌを含む記録部ｈ２全体の温度が上昇する。 FIG. 4 is a schematic diagram showing an electric circuit system of the recording unit h2. The recording circuit 40 is a series circuit including a coil layer L and a PTC thin film thermistor 30. When power supply from the external power supply V to the recording circuit 40 (recording unit h2) is started via the pair of terminal portions 60, the coil layer L generates heat due to the current I flowing through the recording circuit 40, and this heating generates the coil layer. The temperature of the entire recording portion h2 including L rises. At this time, the recording unit h2 expands and protrudes from the medium facing surface as the temperature of the recording unit h2 rises, but the resistance of the PTC thin film thermistor 30 increases as the temperature of the recording unit h2 increases, and the inside of the recording circuit 40 is increased. The flowing current I is decreased. Then, the heat generation of the coil layer L decreases due to the decrease of the current I flowing through the coil layer L, and the temperature of the recording part h2 gradually decreases. As a result, the thermal expansion of the recording unit h2 is alleviated, and the PTC thin film thermistor 30 decreases in resistance with a temperature drop of the recording unit h2, and increases the current I flowing in the recording circuit 40. Then, the heat generation of the coil layer L increases again due to the increase of the current I flowing through the coil layer L, and the temperature of the entire recording unit h2 including the coil layer L rises.

電力供給中（薄膜磁気ヘッドＨ１の書込み動作中）は、以上の記録部ｈ２の温度上昇→ＰＴＣ薄膜サーミスタ３０の抵抗増大→供給電流減少→記録部ｈ２の温度降下→ＰＴＣ薄膜サーミスタ３０の抵抗減少→供給電流増大→記録部ｈ２の温度上昇…というサイクルが繰り返し実行される。 During the power supply (during the write operation of the thin film magnetic head H1), the temperature rise of the recording unit h2 → the resistance increase of the PTC thin film thermistor 30 → the supply current decrease → the temperature drop of the recording unit h2 → the resistance decrease of the PTC thin film thermistor 30 The cycle of increasing the supply current, increasing the temperature of the recording unit h2, and so on is repeated.

このように本実施形態では、ＰＴＣ薄膜サーミスタ３０を介して、記録部ｈ２の温度が検知され、該検知温度に応じてコイル層Ｌを流れる電流Ｉの大きさが自動制御される。つまり、熱膨張により記録部ｈ２が突出して該記録部ｈ２と記録媒体との距離間隔が短くなる、記録部ｈ２の温度が高い場合には、ＰＴＣ薄膜サーミスタ３０によりコイル層Ｌを流れる電流Ｉが減少することから、記録部ｈ２の熱膨張は緩和され、記録媒体や記録媒体に記録された磁気情報及び記録部ｈ２自体の損傷を防止することができる。コイル層Ｌを流れる電流Ｉが減少すると記録コア部１３（ギャップ層１３ｂ）に生じる記録磁界は規定の強さよりも弱くなるが、熱膨張により記録部ｈ２と記録媒体との距離間隔は短くなっているので、書込能力が劣化する虞はない。一方、記録部ｈ２は熱膨張により突出せず該記録部ｈ２と記録媒体との距離間隔が規定の間隔で保たれる、記録部ｈ２の温度が低い場合には、ＰＴＣ薄膜サーミスタ３０によりコイル層Ｌに流れる電流Ｉが増大する（元に戻る）ので、記録部ｈ２は規定の強さの記録磁界で記録動作する。これにより、記録部ｈ２の温度によらず、記録媒体に対して略一定強さの記録磁界で記録動作可能である。 Thus, in this embodiment, the temperature of the recording unit h2 is detected via the PTC thin film thermistor 30, and the magnitude of the current I flowing through the coil layer L is automatically controlled according to the detected temperature. That is, when the recording portion h2 protrudes due to thermal expansion and the distance between the recording portion h2 and the recording medium becomes short. When the temperature of the recording portion h2 is high, the current I flowing through the coil layer L is caused by the PTC thin film thermistor 30. Accordingly, the thermal expansion of the recording unit h2 is alleviated, and damage to the recording medium, the magnetic information recorded on the recording medium, and the recording unit h2 itself can be prevented. When the current I flowing through the coil layer L decreases, the recording magnetic field generated in the recording core portion 13 (gap layer 13b) becomes weaker than the prescribed strength, but the distance between the recording portion h2 and the recording medium is shortened due to thermal expansion. Therefore, there is no possibility that the writing ability deteriorates. On the other hand, the recording unit h2 does not protrude due to thermal expansion, and the distance between the recording unit h2 and the recording medium is maintained at a predetermined interval. When the temperature of the recording unit h2 is low, the coil layer is formed by the PTC thin film thermistor 30. Since the current I flowing through L increases (returns to the original), the recording unit h2 performs a recording operation with a recording magnetic field having a specified strength. As a result, the recording operation can be performed with a recording magnetic field having a substantially constant strength on the recording medium regardless of the temperature of the recording unit h2.

図５は、本発明の第２実施形態による薄膜磁気ヘッドＨ２の積層構造を媒体対向面から見て示す断面図である。この第２実施形態は、ＰＴＣ薄膜サーミスタの配置以外は第１実施形態と同一である。図５では、第１実施形態と実質的に同様の構成要素に対し、図２及び図３と同一の符号を付して示してある。 FIG. 5 is a sectional view showing the laminated structure of the thin-film magnetic head H2 according to the second embodiment of the present invention as seen from the medium facing surface. The second embodiment is the same as the first embodiment except for the arrangement of the PTC thin film thermistor. In FIG. 5, the same reference numerals as those in FIGS. 2 and 3 are given to components that are substantially the same as those in the first embodiment.

第２実施形態による薄膜磁気ヘッドＨ２は、記録部ｈ２の近傍、より具体的には記録コア部１３のトラック幅方向の両側に、コイル層Ｌと略同一の積層高さに位置させて、該コイル層Ｌと直列に接続したＰＴＣ薄膜サーミスタ１３０を一対で備えている。記録コア部１３のトラック幅方向の両側には、下部コア層１１と上部コア層１４の間を満たす第１コイル絶縁層１７ｂが形成されており、この第１コイル絶縁層１７ｂ内に、ＰＴＣ薄膜サーミスタ１３０は埋設されている。 The thin film magnetic head H2 according to the second embodiment is positioned near the recording portion h2, more specifically, on both sides of the recording core portion 13 in the track width direction, at substantially the same stacking height as the coil layer L, and A pair of PTC thin film thermistors 130 connected in series with the coil layer L are provided. On both sides of the recording core portion 13 in the track width direction, a first coil insulating layer 17b that fills the space between the lower core layer 11 and the upper core layer 14 is formed, and a PTC thin film is formed in the first coil insulating layer 17b. The thermistor 130 is embedded.

各ＰＴＣ薄膜サーミスタ１３０は、端面が媒体対向面に露出するサーミスタ薄膜１３２と、媒体対向面には露出せず第１コイル絶縁層１７ｂ内でサーミスタ薄膜１３２に接続された一対の電極層（不図示）とから構成され、記録部ｈ２の温度上昇により抵抗値が増大してコイル層Ｌに流れる電流量を制御する。図示されていないが、一対の電極層は、一方がデプス方向に引き延ばされて第２コイル層１９の巻き終端部に接続され、他方がスライダ１のトレーリング側端面１ａに配設された一対の端子部６０の他方に接続されている。サーミスタ薄膜１３２及び一対の電極層の材質は、第１実施形態と同一である。 Each PTC thin film thermistor 130 has a thermistor thin film 132 whose end face is exposed to the medium facing surface and a pair of electrode layers (not shown) that are not exposed to the medium facing surface and are connected to the thermistor thin film 132 in the first coil insulating layer 17b. ), And the resistance value increases as the temperature of the recording portion h2 increases, and the amount of current flowing through the coil layer L is controlled. Although not shown, one of the pair of electrode layers is extended in the depth direction and connected to the winding end portion of the second coil layer 19, and the other is disposed on the trailing side end surface 1 a of the slider 1. It is connected to the other of the pair of terminal portions 60. The materials of the thermistor thin film 132 and the pair of electrode layers are the same as in the first embodiment.

この第２実施形態によっても、ＰＴＣ薄膜サーミスタ１３０を介して記録部ｈ２の温度を感度良く検知することができ、該検知温度に応じてコイル層Ｌを流れる電流量を自動制御可能である。本第２実施形態のように記録コア部１３のトラック幅方向の両端にＰＴＣ薄膜サーミスタ１３０を一対で備えれば記録部ｈ２の温度を偏りなく検知でき記録部ｈ２の温度検知精度を更に高められるが、ＰＴＣ薄膜サーミスタ１３０は、記録コア部１３のトラック幅方向の両端のいずれか一方のみに配置してもよい。 Also according to the second embodiment, the temperature of the recording unit h2 can be detected with high sensitivity via the PTC thin film thermistor 130, and the amount of current flowing through the coil layer L can be automatically controlled according to the detected temperature. If a pair of PTC thin film thermistors 130 are provided at both ends of the recording core portion 13 in the track width direction as in the second embodiment, the temperature of the recording portion h2 can be detected evenly, and the temperature detection accuracy of the recording portion h2 can be further improved. However, the PTC thin film thermistor 130 may be disposed only at either one of both ends of the recording core portion 13 in the track width direction.

以上の各実施形態によれば、コイル層Ｌに直列接続されたＰＴＣ薄膜サーミスタ３０を記録部ｈ２の近傍に備えているので、ＰＴＣ薄膜サーミスタ３０により記録部ｈ２の温度に応じてコイル層Ｌを流れる電流量を自動制御することが可能である。これにより、熱膨張により記録部ｈ２が媒体対向面から過度に突出しないよう抑制することができ、記録媒体や記録媒体に記録された磁気情報、及び記録部ｈ２自体を損傷する虞がない。同時に、記録部ｈ２及び記録媒体の距離間隔とコイル層Ｌを流れる電流量との相互関係により、記録コア部１３から記録媒体に与える記録磁界の強さを略一定に保つことができ、安定した書込性能を得ることができる。これにより、今後の更なる高記録密度化及び高速記録化にも対応可能である。 According to each of the above embodiments, since the PTC thin film thermistor 30 connected in series to the coil layer L is provided in the vicinity of the recording unit h2, the PTC thin film thermistor 30 causes the coil layer L to be formed according to the temperature of the recording unit h2. It is possible to automatically control the amount of flowing current. Thereby, it is possible to suppress the recording portion h2 from excessively protruding from the medium facing surface due to thermal expansion, and there is no possibility of damaging the recording medium, the magnetic information recorded on the recording medium, and the recording portion h2 itself. At the same time, due to the mutual relationship between the distance between the recording unit h2 and the recording medium and the amount of current flowing through the coil layer L, the strength of the recording magnetic field applied from the recording core unit 13 to the recording medium can be kept substantially constant and stable. Write performance can be obtained. Thereby, it is possible to cope with further higher recording density and higher speed recording in the future.

各実施形態では、ＰＴＣ薄膜サーミスタ３０を媒体対向面に臨ませて、上部コア層１４の上方位置またはコイル層Ｌと同一の積層高さ位置に配置する構成としたので、薄膜磁気ヘッドの素子部構造を大幅に変更することなく、ＰＴＣ薄膜サーミスタ３０による温度制御を実現可能である。またＰＴＣ薄膜サーミスタ３０は、上述のように媒体対向面に露出していなくても、記録部ｈ２の近傍に備えられていればよい。このＰＴＣ薄膜サーミスタ３０の構造は、上述のようにサーミスタ薄膜３２の両側に一対の電極が形成されたものに限らず、サーミスタ薄膜の表面上に一対のくし形電極を設けるようにしてもよく、また電極の上下にサーミスタ薄膜を積層した積層構造で形成してもよい。 In each embodiment, since the PTC thin film thermistor 30 faces the medium facing surface and is arranged at the upper position of the upper core layer 14 or the same stacking height position as the coil layer L, the element portion of the thin film magnetic head The temperature control by the PTC thin film thermistor 30 can be realized without significantly changing the structure. Further, the PTC thin film thermistor 30 may be provided in the vicinity of the recording unit h2 even if it is not exposed on the medium facing surface as described above. The structure of the PTC thin film thermistor 30 is not limited to the one in which the pair of electrodes is formed on both sides of the thermistor thin film 32 as described above, and a pair of comb electrodes may be provided on the surface of the thermistor thin film. Moreover, you may form with the laminated structure which laminated | stacked the thermistor thin film on the upper and lower sides of the electrode.

以上では、本発明を録再用の薄膜磁気ヘッドＨに適用した実施形態について説明したが、本発明は、記録部ｈ２のみを備える（再生部ｈ１を備えない）記録用の薄膜磁気ヘッドにも勿論適用することができる。また録再用の薄膜磁気ヘッドＨとしては、上述した再生部ｈ１の上部シールド層９と記録部ｈ２の下部コア層１１とを別々に備えるピギーバック型に限らず、再生部の上部シールド層と記録部の下部コア層とを兼用するマージド型にも勿論適用可能である。 The embodiment in which the present invention is applied to the recording / reproducing thin film magnetic head H has been described above. However, the present invention also applies to a recording thin film magnetic head having only the recording unit h2 (not having the reproducing unit h1). Of course, it can be applied. The thin film magnetic head H for recording / playback is not limited to the piggyback type including the upper shield layer 9 of the reproducing unit h1 and the lower core layer 11 of the recording unit h2 described above. Of course, the present invention can also be applied to a merged type that also serves as the lower core layer of the recording unit.

本発明による薄膜磁気ヘッドを搭載したスライダの全体斜視図である。1 is an overall perspective view of a slider equipped with a thin film magnetic head according to the present invention. 本発明の第１実施形態による薄膜磁気ヘッドの積層構造を、ヘッド中央で切断して示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a laminated structure of a thin film magnetic head according to a first embodiment of the present invention, cut at the center of the head. 同薄膜磁気ヘッドの積層構造を、媒体対向面から見て示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the laminated structure of the thin film magnetic head as viewed from the medium facing surface. 薄膜磁気ヘッドの記録部の電気回路系を示す模式回路図であるIt is a schematic circuit diagram which shows the electric circuit system of the recording part of a thin film magnetic head. 本発明の第２実施形態による薄膜磁気ヘッドの積層構造を、媒体対向面から見て示す断面図である。It is sectional drawing which shows the laminated structure of the thin film magnetic head by 2nd Embodiment of this invention seeing from a medium opposing surface.

Explanation of symbols

１スライダ
１ａトレーリング側端面
１ｂ媒体対向面
２アンダーコート
３下部シールド層
４下部ギャップ層
５磁気抵抗効果素子
６バイアス層
７電極層
８上部ギャップ層
９上部シールド層
１０分離絶縁層
１１下部コア層
１２メッキ下地層
１３記録コア部
１３ａ下部磁極層
１３ｂギャップ層
１３ｃ上部磁極層
１４上部コア層
１５Ｇｄ決め絶縁層
１６磁気接続部
１７絶縁層
１７ａ絶縁下地層
１７ｂ第１コイル絶縁層
１７ｃ第２コイル絶縁層
１８第１コイル層
１９第２コイル層
２０絶縁保護層
３０、１３０ＰＴＣ薄膜サーミスタ
３１絶縁下地層
３２、１３２サーミスタ薄膜
３３薄膜電極層
４０記録回路
６０、６１端子部
Ｈ（Ｈ１、Ｈ２）薄膜磁気ヘッド
ｈ１再生部
ｈ２記録部（記録ヘッド部）
Ｉ電流
Ｌコイル層
Ｖ外部電源
Ｗ−Ｔｗ書込みトラック幅
Ｘトラック幅方向
Ｙデプス方向（ハイト方向）
Ｚ積層（高さ）方向

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Slider 1a Trailing side end surface 1b Medium facing surface 2 Undercoat 3 Lower shield layer 4 Lower gap layer 5 Magnetoresistive element 6 Bias layer 7 Electrode layer 8 Upper gap layer 9 Upper shield layer 10 Separation insulating layer 11 Lower core layer 12 Plating underlayer 13 Recording core portion 13a Lower magnetic pole layer 13b Gap layer 13c Upper magnetic pole layer 14 Upper core layer 15 Gd determining insulating layer 16 Magnetic connection portion 17 Insulating layer 17a Insulating underlying layer 17b First coil insulating layer 17c Second coil insulating layer 18 First coil layer 19 Second coil layer 20 Insulating protective layer 30, 130 PTC thin film thermistor 31 Insulating underlayer 32, 132 Thermistor thin film 33 Thin film electrode layer 40 Recording circuit 60, 61 Terminal portion H (H1, H2) Thin film magnetic head h1 playback unit h2 recording unit (recording head unit)
I Current L Coil layer V External power supply W-Tw Write track width X Track width direction Y Depth direction (height direction)
Z Stacking (height) direction

Claims

A lower core layer and an upper core layer positioned vertically in the stacking direction; a magnetic gap layer positioned between the lower core layer and the upper core layer; a coil layer that applies a dielectric magnetic field to the lower core layer and the upper core layer; In a thin film magnetic head having a recording head portion comprising:
A thin film magnetic head comprising a PTC thin film thermistor connected in series with the coil layer in the vicinity of the recording head portion.

2. The thin film magnetic head according to claim 1, wherein the PTC thin film thermistor is disposed facing a surface facing the recording medium.

3. The thin film magnetic head according to claim 1, wherein the PTC thin film thermistor is disposed above the upper core layer in the stacking direction via an insulating layer.

3. The thin film magnetic head according to claim 1, wherein the PTC thin film thermistor is positioned at the same stacking height as the coil layer and embedded in an insulating layer that fills between the lower core layer and the upper core layer. Thin film magnetic head.

5. The thin film magnetic head according to claim 4, wherein the PTC thin film thermistor is formed as a pair on both sides of the recording head portion in the track width direction, and the pair of PTC thin film thermistors are connected in series with the coil layer. head.

2. The thin film magnetic head according to claim 1, wherein the PTC thin film thermistor is formed of a composite oxide containing two or more elements selected from Mn, Ni, Co, Fe, and Cu.

7. The thin film magnetic head according to claim 6, wherein the PTC thin film thermistor is formed by a sputtering method using a composite oxide sintered target containing two or more elements selected from Mn, Ni, Co, Fe, and Cu. Thin film magnetic head.