磁头用基板、磁头以及记录介质驱动装置

摘要

本发明提供一种磁头用基板，该磁头用基板包括Al2O3为60质量％以上且70质量％以下的范围、TiC为30质量％以上且40质量％以下的范围的烧结体。在磁头用基板7、7’中，在烧结体的截面的任意10μm以上的直线上存在的TiC晶粒的个数的比率相对于在所述直线上存在的TiC晶粒的个数及Al2O3晶粒的个数的合计为55％以上且75％以下。本发明还提供一种能够从所述磁头用基板得到的磁头及具有所述磁头的记录介质驱动装置。

权利要求

1.一种磁头用基板，该磁头用基板包括氧化铝在60质量％以上且70质量％以下的范围、碳化钛在30质量％以上且40质量％以下的范围的烧结体，其特征在于，在所述烧结体的截面的任意10μm以上的直线上存在的所述碳化钛晶粒的个数的比率相对于在所述直线上存在的所述碳化钛晶粒的个数及所述氧化铝晶粒的个数的合计为

55％以上且75％以下，

所述烧结体中，所述氧化铝及所述碳化钛的各晶粒内部具有平均气孔直径小于200nm的气孔。

2.根据权利要求1所述的磁头用基板，其特征在于，所述烧结体的所述碳化钛晶粒的平均晶体粒径小于0.25μm，0μm除外。

3.根据权利要求1所述的磁头用基板，其特征在于，所述烧结体的氧化铝的平均晶体粒径(DA)与碳化钛的平均晶体粒径(DT)之比(DA/DT)为1以上且2以下。

4.根据权利要求1所述的磁头用基板，其特征在于，所述烧结体的晶粒的平均晶体粒径为0.25μm以下，0μm除外。

5.根据权利要求1所述的磁头用基板，其特征在于，所述烧结体的晶粒的最大晶体粒径为1μm以下，0μm除外。

6.根据权利要求1所述的磁头用基板，其特征在于，所述烧结体的气孔的面积占有率小于0.03％。

7.根据权利要求6所述的磁头用基板，其特征在于，所述烧结体的气孔的面积占有率小于0.02％。

8.根据权利要求1所述的磁头用基板，其特征在于，所述烧结体的抗弯强度为800MPa以上。

9.一种磁头，该磁头在将磁头用基板分割成片状而成的滑块上形成了电磁转换元件，其特征在于，所述磁头用基板包括氧化铝在60质量％以上且70质量％以下的范围、碳化钛为30质量％以上且40质量以下的范围的烧结体，并且，在所述烧结体的截面的任意10μm以上的直线上存在的所述碳化钛晶粒的个数的比率相对于在所述直线上存在的所述碳化钛晶粒的个数及所述氧化铝晶粒的个数的合计为55％以上且75％以下，所述烧结体中，所述氧化铝及所述碳化钛的各晶粒内部具有平均气孔直径小于200nm的气孔。

10.根据权利要求9所述的磁头，其特征在于，所述滑块具有悬浮面和使空气通过的流道面，

所述流道面的算术平均高度(Ra)为15nm以下。

11.一种记录介质驱动装置，具有：在将磁头用基板分割成片状而成的滑块形成了电磁转换元件的磁头；具有通过所述磁头进行信息的记录及再生的磁记录层的记录介质；驱动该记录介质的电动机，其特征在于，所述磁头包括氧化铝为60质量％以上且70质量％以下的范围、碳化钛为30质量％以上且40质量以下的范围的烧结体，并且，在所述烧结体的截面的任意的10μm以上的直线上存在的所述碳化钛晶粒的个数的比率相对于在所述直线上存在的所述碳化钛晶粒的个数及所述氧化铝晶粒的个数的合计为55％以上且75％以下，所述烧结体中，所述氧化铝及所述碳化钛的各晶粒内部具有平均气孔直径小于200nm的气孔。

说明书

磁头用基板、磁头以及记录介质驱动装置

技术领域

[0001] 本发明涉及硬盘驱动器或磁带驱动器等记录介质驱动装置、使用于此的磁头以及为了形成作为磁头的基材的滑块的磁头用基板。

背景技术

[0002] 近年来，向记录介质记录的磁记录的高密度化急速发展。一般作为录放双用的磁头，使用在记录介质上悬浮运行的滑块上搭载了电磁转换元件的磁头。

[0003] 用于这种磁头的滑块，除了机械加工性及耐磨耗性优越以外，还要求与记录介质等对置且借助空气而受到浮力的悬浮面的表面平滑性优越。作为一例能够通过以下的步骤制作磁头。

[0004] 首先，在Al2O3-TiC系陶瓷构成的陶瓷基板上，通过溅射法形成由非晶质状的氧化铝构成的绝缘膜，在该绝缘膜上形成多个电磁转换元件。电磁转换元件为使用了磁阻效应的元件，例如为MR(Magnetro Resistive)元件、GMR(Giant Magnetro Resistive)元件、TMR(Tunnel Magnetro Resistive)元件或AMR(Anisotropic Magnetro Resistive)元件。例示的电磁转换元件通过以一种或多种希望的间隔形成在绝缘膜上，搭载在滑块上。

[0005] 然后，使用切割机或切割锯(dicing saw)将搭载有电磁转换元件的陶瓷基板切断成长方形。此时，在与长方形的陶瓷基板的厚度方向平行地切断，对截面进行抛光而成为镜面后，通过离子铣削加工法或反应性离子蚀刻法除去镜面的一部分。此后，将切断成长方形的陶瓷基板分割成片状，由此得到在滑块上搭载了电磁转换元件的磁头。在该磁头中，在镜面除去的部分成为流道面，在镜面未被除去而保留下的部分成为悬浮面。流道面为使空气通过的面，通过在和记录介质之间形成的狭窄的空间空气流入·流出而发生的浮力使磁头不与记录介质接触。

[0006] 这样的搭载了磁头的硬盘驱动器等的记录介质驱动装置期望进一步增加其记录容量，要求进一步提高记录密度。如果要顺应该要求，就必须使磁头距离作为记录介质的磁盘的悬浮高度(悬浮量)极小至10nm以下。然而，若为该10nm以下的悬浮高度(悬浮量)，则如上述制作的磁头容易与记录介质接触，由该接触产生的冲击会使下述的问题显著，即，构成磁头的滑块的组成物的晶粒发生脱粒，磁头的特性劣化。

[0007] 因此，对于作为构成磁头的滑块的基材的磁头用基板，要求其组成物的晶粒为不容易脱粒的材料，要求晶粒间的结合力的提高，即，烧结性的提高。

[0008] 为了响应这样的要求，组成物的晶粒的微粒化被探讨研究。例如，在由氧化铝及碳化钛构成的作为烧结体的磁头滑块用材料中，在截面的氧化铝晶粒及碳化钛晶粒所占的面积中，晶体粒径为200nm以上且350nm以下的氧化铝晶粒及碳化钛晶粒所占的面积比率设为80％以上(例如参照专利文献1)。在专利文献1的实施例中，记载了优选氧化铝晶粒及碳化钛晶粒的各平均晶体粒径分别为0.25～0.31μm以及0.25～0.32μm的范围。

[0009] 专利文献1：日本特开2007-4934号公报。

[0010] 然而，在含有碳化钛晶粒及氧化铝晶粒的磁头滑块用材料中，如果碳化钛晶粒的个数比率低，则有时难以通过TiC晶粒抑制Ai2O3晶粒的晶粒生长。因此，如果烧结时氧化铝晶粒发生了异常的晶粒生长，则在将磁头用基板切断成长方形，或通过离子铣削加工法或反应性离子蚀刻法形成流道面的加工时，不能够充分防止晶粒的脱粒。如果氧化铝晶粒发生了异常的晶粒生长，则还具有切屑(chipping)的尺寸也变大的问题。

发明内容

[0011] 本发明的课题在于抑制在磁头用基板的加工时(切断、铣削或蚀刻)的脱粒及从磁头的滑块的脱粒。

[0012] 本发明涉及一种包括氧化铝为60质量％以上且70质量％以下的范围、碳化钛为30质量％以上且40质量％以下的范围的烧结体的磁头用基板。

[0013] 本发明还涉及一种在包括将磁头用基板分割成片状而形成的烧结体的滑块上形成了电磁转换元件的磁头。

[0014] 本发明还涉及一种记录介质驱动装置，该记录介质驱动装置具有：在包括将磁头用基板分割成片状而形成的烧结体的滑块上形成了电磁转换元件的磁头；具有通过该磁头进行信息的记录及再生的磁记录层的记录介质；驱动该记录介质的电动机。

[0015] 在所述烧结体的截面的任意的10μm以上的直线上存在的所述碳化钛晶粒的个数的比率相对于在所述直线上存在的所述碳化钛晶粒的个数及所述氧化铝晶粒的个数的合计为55％以上且70％以下。

[0016] 本发明的磁头用基板及磁头的滑块包括Al2O3为60质量％以上且70质量％以下的范围、TiC为30质量％以上且40质量％以下的范围的烧结体。进而，在所述磁头用基板及所述磁头的滑块中，在所述烧结体的截面的任意的10μm以上的直线上存在的所述TiC晶粒的个数的比率相对于在所述直线上存在的所述TiC晶粒的个数及所述Al2O3晶粒的个数的合计为55％以上且70％以下。因此，因为TiC晶粒比Al2O3晶粒硬度高且适当分散，所以抑制Al2O3晶粒的异常的晶粒生长，并且作为对Al2O3晶粒带来锚定效果的晶粒发挥作用。其结果，在本发明的磁头用基板中，使用切割机或切割锯切断成长方形，或通过离子铣削加工法或反应性离子蚀刻法形成流道面时，能够抑制晶粒脱粒。另一方面，在本发明的磁头中，因为能够抑制在悬浮时组成物的晶粒从滑块脱粒，所以能够抑制起因于脱粒的晶粒的记录介质的损伤。进而，在本发明的磁头中，能够抑制滑块的微裂纹的发生，有效地防止从滑块的脱粒。因此，本发明也能够适宜地用于飞母托滑块(femto slider)或阿托滑块(atto slider)等小型化的滑块。

附图说明

[0017] 图1是表示本发明的记录介质驱动装置的一例的俯视图。

[0018] 图2是图1的沿II-II线的剖视图。

[0019] 图3是图1的沿III-III线的剖视图。

[0020] 图4是放大表示记录介质驱动装置的周围的立体图。

[0021] 图5是从背面侧观察本发明的磁头的一例的整体立体图。

[0022] 图6A及6B是表示磁头用基板的例子的整体立体图。

[0023] 图7是表示将成形体配置在加压烧结装置中的状态的加压烧结装置的主要部分的俯视图。

[0024] 图8是为了说明将电磁转换元件形成在磁头用基板上的工序的立体图。

[0025] 图9A及9B是为了说明切断磁头用基板而得到长方形片材的工序的立体图。

[0026] 图10A及10B是为了说明从长方形片材得到磁头的工序的立体图。

[0027] 图中：1-硬盘驱动器(记录介质驱动装置)，2-磁头，20-(磁头的)电磁转换元件，21-(磁头的)滑块，23-(滑块的)流道面，3A、3B-磁盘(记录介质)，40-电动机，7、7’-磁头用基板

具体实施方式

[0028] 以下，参照附图对本发明进行具体说明。

[0029] 由图1～图3所示的硬盘驱动器1相当于记录介质驱动装置的一例的装置，其为在外壳10的内部收容了磁头2、磁盘3A、3B及旋转驱动机构4的装置。

[0030] 磁头2是为了访问任意的磁道，进行信息的记录及再生的元件。磁头2经由悬挂臂50被支撑于执行器5，并在磁盘3A、3B上以非接触的状态移动。更加具体而言，磁头2能够以执行器5为中心，在磁盘3A、3B的半径方向旋转，并且在上下方向往返移动。磁头2具备电磁转换元件20及滑块21。

[0031] 如图4及图5所示，电磁转换元件20为发挥磁阻效应的元件，作为例如MR(Magnetro Resistive)元件、GMR(Giant Magnetro Resistive)元件或TMR(Tunnel Magnetro Resistive)元件而构成。电磁转换元件20形成于设置在滑块21的端面的绝缘层24的表面。

[0032] 滑块21为形成磁头2的基材的部件，具有悬浮面22及流道面23。悬浮面22为与磁盘3A、3B对置的面，被形成镜面。驱动磁头2时的悬浮面22的悬浮量例如为10nm以下。流道面23作为使空气通过的流道发挥作用，该空气是为了使磁头2悬浮的空气。通过离子铣削加工法或反应性离子蚀刻法，流道面23的从悬浮面的深度例如形成为1.5～2.5μm，表面的算术平均高度(Ra)例如设为15nm以下(0μm除外)。

[0033] 磁头2的悬浮特性受到形成在滑块21的流道面23的表面性质的影响。当以作为表面性质的指标的一个算术平均高度(Ra)为基准考虑，如果流道面23的算术平均高度(Ra)小，则空气的湍流不容易在流道面23发生，悬浮特性稳定。因此，通过将流道面23的算术平均高度(Ra)设为微小的15nm以下，能够抑制在流道面23的湍流的发生，稳定磁头2的悬浮特性。

[0034] 在此，磁头2的悬浮特性是指磁头2的左右摇摆(rolling)及前后俯仰(pitching)。左右摇摆是指在图4中箭头θ1所示方向的悬浮特性。前后俯仰是指图4中箭头θ2所示方向的悬浮特性。

[0035] 流道面23的算术平均高度(Ra)通过使用原子力显微镜，依据JIS B0601-2001能够测定。但是，在滑块21(流道面23)的尺寸小的情况下，可以设定评价长度为10μm。

[0036] 图1～图3所示的磁盘3A、3B为相当于记录介质的一例的部件，具有磁记录层(省略图示)。这些磁盘3A、3B形成为具有贯通孔30A、30B的圆板状。

[0037] 旋转驱动机构4是为了使磁盘3A、3B旋转的部件，具有电动机40及旋转轴41。电动机40是为了对旋转轴41给予旋转力的部件，固定于外壳10的底壁11。旋转轴41是被电动机40旋转的部件，并且是支撑磁盘3A、3B的部件。相对于该旋转轴固定了衬套(hub)42。衬套42是和旋转轴一同旋转的部件，具有插入部43及凸缘部44。在磁盘3A、3B的贯通孔
30A、30B插入插入物43的状态下，通过间隔件45、46、47，磁盘3A、3B层叠于凸缘部44。进而，通过用螺钉48将夹钳49固定于间隔件47，磁盘3A、3B被固定于衬套42，进而被固定于旋转轴41。在这样的旋转驱动机构4中，通过由电动机40使旋转轴41旋转，使衬套42旋转，进而使磁盘3A、3B旋转。

[0038] 其次，参照图6～图10，对磁头2的制造方法进行说明。

[0039] 首先，准备图6A或图6B所示的磁头用基板7、7’。图6A所示的磁头用基板7为在图6B所示的圆板状的磁头用基板7’上形成了定位边70的基板。定位边70是用于在将电磁转换元件20搭载在滑块21上时或将磁头用基板7’切断成长方形时的定位的标记。该定位边70能够通过以切割锯将图6B所示的磁头用基板7’的一部分切除而形成。当然，使用图6B所示的磁头用基板7’也可形成磁头2。

[0040] 磁头用基板7、7’例如是直径D为102～153mm，厚度T为1.2～2mm的烧结体。该磁头用基板7、7’为含有作为主成分的氧化铝(Al2O3)的晶粒及作为副成分的碳化钛(TiC)的晶粒的复合烧结体。

[0041] Al2O3是为了确保烧结体(磁头用基板7、7’)的机械特性、耐磨性及耐热性的材料。烧结体的机械加工性例如能够通过测定抛光加工的单位时间的抛光量进行评价。烧结体的Al2O3含有量设为60质量％以上且70质量％以下。

[0042] TiC为调整烧结体(磁头用基板7、7’)的导电性及断裂韧性的材料。烧结体的导电性例如可以作为体积电阻率进行评价。体积电阻率依据JIS C2141-1992能够测定。烧-1 -3结体的导电性作为体积电阻率，优选为2×10 Ω·m以下，尤其适宜为2×10 Ω·m以下。
烧结体的TiC含有量设为30质量％以上且40质量％以下。当烧结体的TiC含有量为30质量％以上时，能够确保较高的导电性。因此，在用磁头用基板7、7’形成的磁头2中，电荷带电于电磁转换元件时，能够迅速除去电荷。另一方面，当烧结体的TiC含有量为40质量％以下时，在之后说明的烧结工程中，能够抑制微小的气孔(例如直径为100nm～500nm的气孔)在烧结体的内部发生。因此，能够在烧结工序后的加工，例如进行切断、离子铣削加工法、反应性离子蚀刻法时抑制晶粒脱粒。

[0043] 烧结体的Al2O3及TiC的比率能够通过使用x射线荧光分析法或ICP(Inductivity Coupled Plasma)发射光谱分析法求出Al元素及Ti元素的比率而得到。关于Al2O3可以通过将Al元素的比率换算成氧化物，关于TiC可以通过将Ti元素的比率换算成碳化物而求出。

[0044] 优选烧结体(磁头用基板7、7’)的TiC晶粒的平均晶体粒径小于0.25μm(0μm除外)。如果烧结体的TiC晶粒的平均晶体粒径小于0.25μm，则能够抑制Al2O3晶粒的异常生长，抑制烧结体的晶粒的脱粒。另一方面，从抑制烧结体的脱粒的观点来说，优选烧结体的Al2O3晶粒的平均晶体粒径(DA)相对于TiC晶粒的平均晶体粒径(DT)为1倍以上且2倍以下。

[0045] 进而，从抑制烧结体的脱粒的观点来说，优选烧结体(磁头用基板7、7’)的晶粒的平均晶体粒径为0.25μm以下(0μm除外)，最大晶体粒径为1μm以下(0μm除外)。

[0046] 烧结体的TiC晶粒及Al2O3晶粒的平均晶体粒径及晶粒的最大晶体粒径能够通过图像处理软件(例如”Image-Pro Plus”，Nihon Visual Science株式会社制)对用扫描型电子显微镜(SEM)拍摄的图像进行分析而求到。

[0047] 在烧结体的截面的任意的10μm以上的直线上存在的TiC晶粒的个数的比率相对于在所述直线上存在的所述TiC晶粒的个数及所述Al2O3晶粒的个数的合计设为55％以上且75％以下。如果任意的直线上的TiC晶粒的个数的比率为55％以上，则能够通过TiC晶粒抑制Al2O3晶粒的异常的晶粒生长，并且由于硬度比Al2O3晶粒高的TiC晶粒分散于在烧结体中，TiC晶粒作为对Al2O3晶粒适当地带来锚定效果的材料而起作用。因此，即使用切割机或切割锯将磁头用基板7、7’切断成长方形，或通过离子铣削加工法或反应性离子蚀刻法形成流道面75(23)，也能够抑制晶粒的脱粒。另外，如果截面的任意的直线上的TiC晶粒的个数的比率为55％以上，因为在烧结体(磁头用基板7、7’)中能够维持较高的导电性，所以能够在电荷带电于磁头2时迅速除去电荷。另一方面，如果截面的任意的直线上的TiC晶粒的个数的比率为75％以下，因为在烧结工序中的Al2O3烧结不容易受到阻碍，所以能够使烧结体致密化。

[0048] 在此，为了求出TiC晶粒的个数的比率而将烧结体的截面的任意的直线长度设为10μm以上，是因为考虑到例如烧结体的晶粒的平均晶体粒径为0.25μm以下，如果在这样的范围的平均晶体粒径，直线的长度为10μm以上，则能够以较高的精度求出TiC晶粒及Al2O3晶粒的个数。需要说明的是，为了在确保测定的精度的同时而不过分地使用劳力和时间，将其任意的直线的长度的上限设为100μm以下为佳。

[0049] 另外，关于相对于在任意的10μm以上的长度的直线上存在的TiC晶粒的个数及Al2O3晶粒的个数的合计，TiC晶粒的个数的比率能够按照以下的步骤求出。

[0050] 首先，用金刚石磨粒对磁头用基板7、7’的任意的面进行抛光加工而成为镜面后，再以磷酸对该面进行数十秒左右的蚀刻处理。其次，用扫描型电子显微镜(SEM)，在从进行了蚀刻处理的面中选择任意的部位，得到以倍率为10,000～13,000倍左右拍摄的图像(以下，将该图像称为SEM图像)。将得到的SEM图像例如用叫做”Jtrim”的自由软件进行图像处理。具体而言，将SEM图像转换为灰度等级，其后通过滤波器除去细小的杂音，求出比SEM图像更加强调了对比度的图像。

[0051] 其次，在对强调了对比度的图像进行强调亮度(明暗)的处理后，进行二值化处理。在通过该处理而得到的图像中，将晶粒所占的面积作为像素数进行表示。需要说明的是，二值化处理是指将图像的浓度转换为黑或白的两个值的处理，例如使Al2O3晶粒作为黑色，使TiC晶粒作为白色处理。

[0052] 然后，例如用叫做”画像から面積(中文：从图像至面积)”(制作者：赤尾铁平)的自由软件，从表示的像素数转换成TiC晶粒及Al2O3晶粒分别占有的面积。将这些晶粒2
所占有的面积的合计设为100μm，分别算出TiC晶粒及Al2O3晶粒的面积。其次，将算出的各自的晶粒的面积所占的部分作为正方形，求出该正方形的边长，再通过以各自的平均晶体粒径相除，则能够求出TiC晶粒及Al2O3晶粒的个数。然后，通过将得到的各自的晶粒的个数分别用这些个数的合计相除，则能够求出存在于各正方形的一边的TiC晶粒及Al2O3晶粒的各自的个数。其结果，能够算出相对于在任意的10μm的直线上存在的TiC晶粒的个数及Al2O3晶粒的个数的合计的TiC晶粒的个数的比率。需要说明的是，在寻求在任意的
10μm以上且100μm以下的直线上存在的TiC晶粒的比率的情况下，因为该TiC晶粒的个数的比率基本上不论在什么部位都不会发生变化，所以所述的晶粒的占有面积的合计设为
2 2
100μm ～1000μm 的范围即可。

[0053] 另外，优选烧结体(磁头用基板7、7’)的抗弯强度为800MPa以上，热导率为19W/(m·k)以上。

[0054] 如果烧结体(磁头用基板7、7’)的抗弯强度为800MPa以上，即使将磁头用基板7、7’分割成片状，也能够抑制微裂纹的发生，抑制随微裂纹的发生而发生晶粒的脱粒。因此，如果用磁头用基板7、7’，则能够得到具有良好的CSS(接触启停contact·start·stop)特性的磁头2。这样的随微裂纹的发生而发生晶粒的脱粒的抑制效果对于小型化的滑块(例如飞母托滑块或阿托滑块)也能够有用地发挥。

[0055] 另一方面，如果磁头用基板7、7’的热导率为19W/(m·k)以上，则能够将从电磁转换元件20发生的热迅速放到滑块21。因此，如果使用这样的热传导性优越的磁头用基板形成磁头2，则能够抑制在纪录介质中保存的纪录被热毁坏。

[0056] 在此，抗弯强度可依据JIS R 1601-1995以三点弯曲强度进行评价。但是，在无法从磁头用基板7、7’切下在该JIS规格规定的试验片的情况下，使磁头用基板7、7’的厚度T作为试验片的厚度也可以。另一方面，热导率可依据JIS R 1611-1997来测定。

[0057] 优选烧结体(磁头用基板7、7’)的平均气孔直径小于200nm，优选烧结体的气孔的面积占有率小于0.03％。

[0058] 当烧结体的气孔的平均气孔直径小于200nm，则在磁头用基板7、7’的切断、离子铣削加工法、反应性离子蚀刻法等加工中，裂纹不容易传播到在气孔的周围存在的粒子间耦合较弱的粒子。另外，如果烧结体的气孔的面积占有率小于0.03％，则气孔的存在的概率极小，所以能够抑制在所述的磁头用基板7、7’的加工时气孔成起点发生的松裂纹(loose crack)。因此，如果设烧结体的气孔的平均气孔直径小于200nm，或设烧结体的气孔的面积占有率小于0.03％，则能够减少晶粒的脱粒。

[0059] 另外，气孔不是存在于Al2O3晶粒或TiC晶粒的三相点或两面界的晶界，而是存在于晶粒内部为佳，气孔不是凝集在粒子界面或粒子内部而是分散为更佳。通过气孔存在于晶粒的内部，能够进一步减少晶粒的脱粒的危险性。通过气孔不凝集而分散，能够降低以气孔成起点发生的裂纹的影响，进一步降低脱粒的危险性。

[0060] 这样的磁头用基板7、7’例如通过使用了将材料粉末进行混合·粉碎、造粒而得到的颗粒的加压烧结而制作。

[0061] 作为材料粉末，含有60质量％以上且70质量％以下的氧化铝，及0.2质量％以上且10质量％以下的作为烧结助剂的TiO2粉末，剩余部分使用TiC粉末的材料。除了这些材料粉末以外，为了促进烧结，使烧结体更加致密，也可以使用在0.1质量％以上且0.6质量％以下的范围添加了Yb2O3粉末、Y2O3粉末及MgO粉末的至少一种的材料。材料粉末的混合例如使用球磨机、振动研磨机、胶体研磨机、超微磨碎机、快速搅拌机来进行。材料粉末的粉碎优选使用例如直径为2.8mm以下的粉碎用玻璃珠。由此，能够形成材料粉末的平均粒径为0.5μm以下(0μm除外)，烧结体的平均晶体粒径为小于0.25μm。

[0062] 粉碎后的材料粉末的平均粒径能够通过液相沉降法、光透过离心沉降法、激光衍射散射法或激光多普勒法等进行测定。

[0063] 颗粒的造粒能够在粉碎的材料粉末中添加结合剂、分散剂等成形助剂并均一地混合后，使用公知的造粒机进行。作为造粒机，例如可以用滚筒造粒机、喷雾干燥机或压缩造粒机。颗粒例如形成平均粒径为100μm以下。将颗粒的平均粒径形成为100μm以下是为了防止被粉碎的原料凝聚，或构成原料的组成分离。

[0064] 加压烧结例如将使颗粒成形为希望的形状的成形体配置于加压烧结装置内而进行。如图7所示，在加压烧结装置8中，成形体80例如以从两个正面隔着碳质的隔离部件81被石墨制间隔件82所夹持并堆叠的状态配置。在加压烧结装置8中，在成形体80的周围配置了含有碳质材料的屏蔽部件83。

[0065] 在加压烧结装置8中，由于隔着碳质的隔离部件81，TiO2在烧成工序中被还原而产生的二氧化碳(CO2)容易从烧结体中排出，所以能够控制磁头用基板7、7’的密度偏差。

[0066] 如果将含有碳质材料的屏蔽部件83配置在成形体80的周围进行加压烧结，则能够防止从TiC粒子向TiO2粒子的变质，获得机械特性优越的磁头用基板7、7’。

[0067] 将成形体80配置于加压烧结装置8后，在氩、氦、氖或真空等气氛中，以温度为1400～1700℃、加压力为30MPa以上进行加压烧结能够得到图6B所示的圆板状的磁头用基板7’。另外，用切割锯将图6B所示的圆板状的磁头用基板7’的一部分切除，能够形成图
6A所示的磁头用基板7。

[0068] 在此，如果将加压烧结温度设为1400～1700℃的范围，则不会发生烧结不充分，在将TiC晶粒适当地分散的同时，TiC晶粒不过分地生长。因此，烧结体的结晶组织均一，能够充分发挥TiC本来所具备的功能。另外，如果将烧结时的加压力设为30MPa以上，则促进烧结体的致密化，能够得到作为磁头用基板7、7’所要求的强度。

[0069] 如此得到的烧结体(磁头用基板7、7’)成为主成分及副成分分别是Al2O3及TiC的复合烧结体。在这样的复合烧结体中，在截面的任意的10μm以上的直线上存在的TiC晶粒的个数的比率相对于在直线上存在的TiC晶粒的个数及Al2O3晶粒的个数的合计为55％以上且75％以下。

[0070] 在此，作为烧结助剂如果使用TiO2，则在烧成工序中烧成气氛中含有的微量的一氧化碳(CO)的作用下，该TiO2以反应方程式(1)所示的方式被还原成TiO。被还原的TiO如反应方程式(2)所示，固溶于TiC，进一步生成TiCxOy(x+y＜1、且x＞＞y)。需要说明的是，x＝0.85～0.9、y＝0.1～0.15。

[0071] [反应方程式1]

[0072] TiO2+CO→TiO+CO2···(1)

[0073] TiO+TiC→TiCxOy(x+y＜1、且x＞＞y)···(2)

[0074] 生成的TiCxOy根据TiO的固溶量y而密度不同，当将固溶量y设为0.15，则烧结体(磁头用基板7、7’)的密度成为最大。

[0075] 作为烧结助剂的TiO2的大部分变为TiCxOy。在x＝0.85～0.9、y＝0.1～0.15的范围中，由于TiO向TiC的固溶，因此内部发生的直径为100～500nm的气孔的发生减少，可抑制气孔的凝聚。其结果，能够设烧结体的气孔的平均气孔直径小于200nm，则烧结体的气孔的面积占有率小于0.03％。

[0076] 在加压烧结后，根据需要也可以进行热等静压烧结(HIP)。通过热等静压烧结(HIP)，使烧结体(磁头用基板7、7’)的抗弯强度容易地成为800MPa以上。

[0077] 如图8所示，烧结结束后，形成电磁转换元件72。在磁头用基板7(7’)上通过溅射法形成由非晶质状的氧化铝构成的绝缘膜71后，将电磁转换元件72形成在绝缘膜71上。电磁转换元件72作为使用了磁阻效应的MR元件、GMR元件、TMR元件或AMR元件形成。

[0078] 其次，如图9A所示，将搭载了电磁转换元件72的磁头用基板7(7’)切断而得到长方形片材73。磁头用基板7(7’)的切断可用切割机或切割锯进行。

[0079] 其次，如图9B所示，长方形片材73在滑块21上将需要成为悬浮面22(参照图5)的面抛光形成镜面。该抛光例如可用公知的抛光装置进行。

[0080] 其次，如图10A所示，在长方形片材73的抛光面74形成凹部(流道面)75。凹部75作为使磁头2漂浮的空气通过的流道面23(参照图5)发挥作用。抛光面74的未被除去的保持镜面原状态的部分为成为在磁头2与磁记录介质对置的漂浮面22(参照图5)的部件。

[0081] 凹部75例如通过离子铣削加工法或反应性离子蚀刻法形成所需要的形状、深度及表面粗糙度。相对于抛光面74(漂浮面22)(参照图5)，凹部75的深度例如设为1.5μm以上且2.5μm以下。凹部75的表面的算术平均高度(Ra)例如设为15nm以下(0nm除外)。如果在这样的表面粗糙度上形成凹部75，则因为磁头2的流道面23(参照图5)的平滑性提高，能够控制空气的流动，所以能够使磁头2的悬浮特性稳定。

[0082] 需要说明的是，要将凹部75的算术平均高度(Ra)设为15nm以下，在离子铣削加工法或反应性离子蚀刻法中选择适宜的加工条件即可。例如，在通过离子铣削加工法形成凹部75的情况下，使用Ar离子，设加速电压为600V、铣削速率为18nm/分，进行75～125分钟加工即可。另一方面，在利用反应性离子蚀刻法形成凹部75的情况下，例如使用Ar气-2 3 -2 3体及CF4气体，设流量分别为3.4×10 Pa·m/s及1.7×10 Pa·m/s，在混合的气体气氛中，设该气体的压力为0.4Pa进行加工即可。

[0083] 最后，如图10B所示，通过切割形成有凹部75的长方形片材73，可得到如图5所示的片状的磁头2。

[0084] 在上述制造方法中得到的磁头用基板7、7’及磁头2的滑块21中，在烧结体的截面的任意的10μm以上的直线上存在的TiC晶粒的个数的比率相对于在所述直线上存在的TiC晶粒的个数及Al2O3晶粒的个数的合计为55％以上且75％以下。因此，即使用切割机或切割锯将磁头用基板7、7’切断成长方形或通过离子铣削加工法或反应性离子蚀刻法形成凹部75(流道面23)，晶粒都基本上不脱粒。

[0085] 在通过磁头用基板7、7’得到的磁头2中，因为在记录介质上悬浮运行时从流道面23的脱粒受到抑制，所以能够抑制基于脱粒的晶粒使记录介质发生损伤而特性劣化。

[0086] 实施例

[0087] 以下，具体说明本发明的实施例。但是，本发明不受以下的实施例限制。

[0088] (实施例1)

[0089] 在本实施例中，对十四种磁头用基板(试料No1～14)探讨了Al2O3及TiC的质量比率、导电性、密度、TiC晶粒的个数比率及机械加工性。

[0090] 磁头用基板在调制规定的料浆形成成形体后，通过加压烧结制作。

[0091] 浆料通过将Al2O3粉末、TiC粉末、TiO2粉末、Yb2O3粉末、成形用粘合剂及分散剂按规定量投入至玻璃珠研磨机，并使用以表1所示的值为平均粒径的粉碎用玻璃珠来制作。用在JIS Z 8823-2：2004规定的光透过离心沉降法测定了料浆中原料的粉碎粒径的平均粒径。原料的粉碎粒径的测定结果如表1所示。

[0092] 成形体通过以喷雾干燥法将料浆形成颗粒后进行干式加压成形来形成。

[0093] 如图7所示将得到的成形体按每个需要制作的试料分14段配置，在真空气氛中设温度为1600℃、加压力为40MPa、升温速率为10℃/min、保持时间为60min进行加压烧结。然后，进行热等静压烧结(HIP)，制作直径为152.4mm，厚度为3mm的试料No.1～14的磁头用基板。

[0094] 磁头用基板的质量比率的测定使用x射线荧光分析装置(“RigakuZSX100e”，理学电机工业株式会社制)进行。更加具体而言，首先，用上述的x射线荧光分析装置测定了相对于构成磁头用基板的元素100质量％(碳(C)及氧(O)除外。)的Al及Ti的各比率。然后，关于Al，换算成氧化物，关于Ti，换算成碳化物，算出了各试料的Al2O3及TiC的质量比率。质量比率的测定结果如表1所示。

[0095] 需要说明的是，关于Yb2O3，因为在任意的试料中都为小于1质量％的微量，所以未在表1中记载。

[0096] 磁头用基板的导电性依据JIS C 2141-1992作为体积电阻率进行评价。体积电阻-1率的测定结果如表1所示。将磁头用基板的体积电阻率为4×10 Ω·m以下视为合格，将-1
磁头用基板的体积电阻率大于4×10 Ω·m视为不合格。将磁头用基板的体积电阻率大于-1
4×10 Ω·m视为不合格是因为在从这样的磁头用基板形成的磁头中不能够迅速除去带电于电磁转换元件的电荷。

[0097] 磁头用基板的密度依据JIS R 1634-1996进行测定。密度的测定结果表示在表1。3 3
将密度为4.26g/cm 以上的视为合格，小于4.26g/cm 的视为不合格。将密度小于4.26g/
3
cm 的情况视为不合格是因为在从这样的磁头用基板形成磁头的情况下，凹部(流道面)容易发生气孔，在记录介质上悬浮运行时，Al2O3晶粒从气孔的外围脱粒的可能性变大。

[0098] TiC晶粒的个数比率作为TiC晶粒的个数相对于在磁头用基板的截面的任意10μm以上的直线上存在的TiC晶粒的个数及Al2O3晶粒的个数的合计的比率，用以下的步骤进行评价。

[0099] 首先，将磁头用基板的表面用金刚石磨粒进行抛光加工形成镜面后，将该面用磷酸进行数十秒蚀刻处理。其次，在蚀刻处理的面中选择任意的部位，用扫描型电子显微镜(SEM)以倍率13,000倍进行拍摄，得到SEM图像。使用叫做”Jtrim”的自由软件和叫做”画象から面積”(制作者：赤尾铁平)的自由软件，从得到的SEM图像求出各自的晶粒的面积，将各自的晶粒的面积看作正方形，通过用各自的晶体粒径算出其一边，求出在任意的10μm直线上的TiC晶粒及Al2O3晶粒各自的个数。根据这样的个数的测定结果，求出TiC晶粒的个数相对于在任意的10μm以上的直线上存在的TiC晶粒及Al2O3晶粒的个数的合计的比率。关于TiC晶粒的个数、Al2O3晶粒的个数以及TiC晶粒的个数比率的测定结果，如表1所示。

[0100] 关于磁头用基板的机械加工性，以切屑的最大值的形式进行了评价。切屑的最大值以下述的方法测定，即，使用金属显微镜以倍率为400倍测定了从一个磁头用基板切出10根长方形片材时的各个长方形片材的截面。使用具备了金刚石刀片的切割机，切出长度为70mm，宽度为3mm，厚度为2mm的长方形片材。

[0101] 作为金刚石刀片使用了”SD1200”。在磁头用基板的切断时，设金刚石刀片的旋转数为10000rpm，进给速度为100mm/分，一次的进刀量为2mm。

[0102] 切屑的最大值的测定结果如表1所示。将长方形片材的切屑的最大值为8μm以上视为不合格，小于8μm视为合格。将长方形片材的切屑的最大值为8μm以上的情况视为不合格是因为存在磁头的漂浮高度发生偏差的可能性。

[0103] (表1)

[0104]

[0105] 如表1所示，在试料No.1～11中，因为体积电阻率为4×10-1Ω·m以下，密度为3
4.26g/cm 以上，所以体积电阻率(导电性)及密度达到合格的基准。但是，在试料No.1～
3、5中，切屑的最大值为8μm以上，机械加工性没有达到合格基准，为不合格。这可以考虑为以下的原因，即，因为TiC晶粒的个数的比率比55％低，烧成时Al2O3晶粒发生了异常的晶粒生长，在进行磁头用基板的切出加工时，该Al2O3晶粒脱粒了。

[0106] 对此，试料No.4、6～11中，因为切屑的最大值小于8μm，所以机械加工性达到合格基准。考虑到在这些试料中，因为TiC为在30质量％以上且40质量％以下的本发明的范围内，所以导电性(体积电阻率)及机械加工性(切屑的最大值)都变好。进一步，可知在试料No.4、6～11中，在截面的任意的10μm以上的直线上存在的TiC晶粒的个数的比率为55％以上且75％以下，密度被较高地致密化，基于切割机的切出发生的切屑也较小。

[0107] 在本发明的范围外的试料No.12～14中，因为切屑的最大值为8μm以上，所以不是满足合格基准的试料，机械加工性为不合格。

[0108] 在机械加工性为不合格的试料No.12、13中，因为TiC为25质量％与TiC为30质量％相比较少，所以相对于TiC晶粒的个数及Al2O3晶粒的个数的合计，TiC晶粒的个数相对较少。因此，可认为TiC晶粒的个数的比率比55％变低，烧成时Al2O3晶粒发生了异常的晶粒生长，切出加工时Al2O3晶粒发生脱粒。

[0109] 在机械加工性不合格的试料No.14中，因为TiC晶粒的个数的比率比75％高，所以可认为在烧结工序Al2O3的烧结被阻碍，不能致密化，切割机的切出导致Al2O3晶粒从存在于试料的气孔的外围发生脱粒。

[0110] (实施例2)

[0111] 在本实施例中，关于磁头用基板，确认了TiC晶粒的平均晶体粒径与机械加工性之间的关系。

[0112] 基本上以与实施例1相同的条件制作了磁头用基板。但是，在本实施例中，使用在实施例1中使用的试料No.8(参照表1)的原料制作5种料浆，如表2所示，该5种料浆的粉碎时间不同。从这些料浆制作磁头用基板(No.15～19)。

[0113] 通过将用扫描型电子显微镜(SEM)以倍率13,000倍拍摄的5μm×8μm的范围的图像用图像处理软件(Image-Pro Plus，Nihon Visual Science株式会社制)进行分析而求出磁头用基板的TiC晶粒的平均晶体粒径。平均晶体粒径的测定结果表示在表2。

[0114] 磁头用基板的机械加工性基本上与实施例1相同以切屑的最大值的方式进行评价。但是，作为金刚石刀片虽然和实施例1使用同一规格的刀片，但金刚石刀片的进给速度为140mm/分，比实施例1设定了更加严格的加工条件。关于切屑的最大值，选择了截面的长方形片材的长度方向的尺寸为最大的值，表示在表2。

[0115] (表2)

[0116]试料 粉碎时间 TiC晶粒的平均 在截面发生的
切屑的最大值
No. (分) 晶粒直径(μm)
(μm)
15 30 0.40 9
16 50 0.30 7
17 60 0.24 5
18 70 0.20 4
19 80 0.15 3

[0117] 如表2所示，与试料No.15、16的机械加工特性不能达到合格基准为不合格相对，即使将试料No.17～19的金刚石刀片的进给速度设为140mm/分，使加工条件更加严格，切屑的最大值也为较小的5μm，达到机械加工性的合格基准。在试料No.17～19中，TiC晶粒的平均晶体粒径小于0.25μm。因此可知，当TiC晶粒的平均晶体粒径小于0.25μm，则机械加工性优越。

[0118] (实施例3)

[0119] 在本实施例中，关于磁头用基板，确认了抗弯强度和机械加工性的关系。

[0120] 基本上以与实施例1相同的条件制作了磁头用基板。但是，在本实施例中，使用在实施例1中使用的试料No.8(参照表1)的原料，加压烧结成形体后，以表3所示的温度进行热等静压烧结(HIP)1小时，制作了磁头用基板(No.20～22)。

[0121] 磁头用基板的抗弯强度依据JIS R 1601-1995以三点弯曲强度进行了测定。三点弯曲强度的测定结果如表3所示。

[0122] 磁头用基板的机械加工性基本上与实施例1相同以切屑的最大值的形式进行评价。但是，作为金刚石刀片使用和实施例1同一规格的刀片，但将金刚石刀片的进给速度设为180mm/分，比实施例1、2设定了更加严格的加工条件。关于切屑的最大值，选择截面的长方形片材的长度方向的尺寸中最大的值，表示在表3。

[0123] (表3)

[0124]试料 热等静压烧结温度 三点弯曲强度 切屑的最大值
No. (℃) (MPa) (μm)
20 1500 710 9
21 1550 800 4
22 1600 830 2

[0125] 如表3所示，在试料No.21、22中，即使金刚石刀片的进给速度为加工条件更加严格的180mm/分，但是由于三点弯曲强度为较高的800MPa，发生的切屑的最大值比No.20小，因而可知不容易脱粒。

[0126] (实施例4)

[0127] 在本实施例中，关于磁头，确认了凹部(流道面)的算术平均高度(Ra)与磁头的漂浮高度的偏差之间的关系。

[0128] 以与在实施例1中使用的试料(No.8)相同的条件，使用磁头用基板制作磁头。将磁头用基板切断成长方形片材后实行镜面加工，通过使用离子铣削装置(“AP-MIED型”，日本电子株式会社制)除去镜面的一部分形成了凹部(流道面)。关于离子铣削加工法，设加速电压为600V，使用氩离子以与表4所示不同的铣削速率进行加工，一直加工到深度成为0.2μm为止，由此形成表面粗糙度不同的凹部。通过用金刚石刀片将微调后的长方形片材切断，形成磁头(No.23～25)。磁头的滑块是长度为0.85mm、宽度为0.7mm、厚度为0.23mm的飞母托滑块。

[0129] 凹部(流道面)的算术平均高度(Ra)通过用原子力显微镜，依据JIS B0601-2001来测定。但是，设评价长度为10μm。

[0130] 磁头的悬浮高度(悬浮量)通过飞行高度测试仪(Flying height tester)测定。在基于该飞行高度测试仪的测定中，使没有装上磁记录层的透明玻璃基板旋转且使磁头在玻璃基板上悬浮。设玻璃基板的周向速度为12.44mm，每5秒测定1次，共计测定10次磁头
2的悬浮高度。关于磁头的悬浮高度的测定结果，以10次测定的平均值和标准偏差的形式示于表4。

[0131] (表4)

[0132]

[0133] 如表4所示，在凹部(流道面)的算术平均高度(Ra)为15nm以下的试料No.23、24的磁头中，可知悬浮高度(悬浮量)的平均值为较低的10nm以下，标准偏差也为较小的
0.05nm，悬浮特性稳定。

[0134] (实施例5)

[0135] 在本实施例中，对于磁头用基板，确认了平均气孔直径及气孔的面积占有率和机械加工性的关系。

[0136] 基本上以与实施例1相同的条件制作了磁头用基板。但是，在本实施例中，使用在实施例1中使用的试料No.9(参照表1)的原料，如表5所示制作7种料浆，该7种料浆的粉碎粒径不同，从这些料浆制作了磁头用基板(No.26～32)。

[0137] 将烧结体的截面用”截面抛光机(cross Section Polisher)”(日本电子株式会社制)进行镜面加工后，根据使用扫描型电子显微镜而得到的SEM图像进行测定。SEM图像是以15视场(12.6μm×8.8μm)选择镜面加工面的任意部位，并设倍率为10,000进行拍摄。

[0138] 平均气孔直径为从得到的SEM图像测定全气孔的最大长轴，算出其平均值而得到。平均气孔直径的测定结果如表5所示。

[0139] 在气孔的面积占有率的测定中，首先用叫做”Jtrim”的自由软件和叫做”画像から面積”(制作者：赤尾铁平)的自由软件从得到的SEM图像求出气孔的面积，算出15视场的气孔的总面积。进而，求出相对于15视场份 的SEM图像的总面积(12.6μm×8.8μm×15)的气孔的总面积的比率，演算出气孔的面积占有率。气孔的面积占有率的测定结果如表5所示。

[0140] 磁头用基板的机械特性基本上与实施例1相同地以切屑的最大值的形式进行评价。但是，金刚石刀片使用与实施例1相同规格的刀片，而与实施例2相同地设金刚石刀片的进给速度为140mm/分，设定了比实施例1更加严格的加工条件。关于切屑的最大值，选择了截面的长方形片材的长度方向的尺寸为最大的尺寸，表示于表5。

[0141] (表5)

[0142]试料 粉碎粒径 平均气孔直径 气孔的面积占有率
No. (μm) (nm) (％) 切屑的最大值(μm)
26 0.8 450 0.042 11
27 0.6 238 0.033 9
28 0.5 195 0.029 6
29 0.4 173 0.026 4
30 0.3 136 0.021 4
31 0.2 73 0.017 3
32 0.1 32 0.0003 2

[0143] 如表5所示，在平均气孔直径小于200nm的试料No.28～32中，即使设定金刚石刀片的进给速度为加工条件严格的140mm/分，切屑的最大值也为较小的6μm，为机械加工性优越的部件。尤其在平均气孔直径小于100nm的试料No.31、32中，切屑的最大值为3μm以下，可知机械加工特性良好。

[0144] 在气孔的面积占有率小于0.03％的试料No.28～32中，切屑的最大值为较小的6μm，机械加工性优越。尤其在气孔的面积占有率小于0.02％的试料No.31～32中，切屑的最大值为3μm以下，可知机械加工性良好。

[0145] 从实施例1～5的结果可知，如果使用本发明的磁头用基板，则在为了制作磁头而切断加工成长方形片材时或加工凹部(流道面)时，能够防止晶粒的脱粒，并抑制切屑。因此，确认凹部(流道面)的平滑性能够得到提高，也可使磁头的漂浮高度变低，且使高度的偏差变小。

[0146] 如果使用本发明的磁头制作本发明的记录介质驱动装置，则磁头的漂浮高度被抑制低，而且漂浮高度的偏差也稳定，所以适宜成为记录密度高的记录介质驱动装置。