熱アシスト用の光源ユニットを備えたヘッドの製造方法
【課題】光源ユニットの接合面とスライダのスライダ背面との間の倣いを向上させて、高い接合強度および接合位置精度を得る。
【解決手段】熱アシスト磁気記録ヘッド２１の製造方法において、光源４０を備えた光源ユニット２３を背当て治具６２に吸着させ、背当て治具６２を、光学系３１を備えたスライダ２２に近づけ、受光端面４３０を含むスライダ背面２２０１に光源ユニット２３を接触させる。加重手段６５を用いて光源ユニット２３の被加重面２３０１に荷重を加え、光源ユニット２３の接合面２３００をスライダ背面２２０１に倣わせる。光源ユニット２３とスライダ２２とを離隔させ、光源４０と光学系３１とを位置合わせし、光源ユニット２３とスライダ２２とを再度接触させ、加重手段６５を用いて被加重面２３０１に再度荷重を加え、光源ユニット２３の接合面２３００をスライダ背面２２０に倣わせる。
【解決手段】熱アシスト磁気記録ヘッド２１の製造方法において、光源４０を備えた光源ユニット２３を背当て治具６２に吸着させ、背当て治具６２を、光学系３１を備えたスライダ２２に近づけ、受光端面４３０を含むスライダ背面２２０１に光源ユニット２３を接触させる。加重手段６５を用いて光源ユニット２３の被加重面２３０１に荷重を加え、光源ユニット２３の接合面２３００をスライダ背面２２０１に倣わせる。光源ユニット２３とスライダ２２とを離隔させ、光源４０と光学系３１とを位置合わせし、光源ユニット２３とスライダ２２とを再度接触させ、加重手段６５を用いて被加重面２３０１に再度荷重を加え、光源ユニット２３の接合面２３００をスライダ背面２２０に倣わせる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体の書き込むべき部分を加熱し、この部分の異方性磁界を低下させて書き込みを行う熱アシスト磁気記録に用いる光源を備えた熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法に関し、特に、光源ユニットとスライダとを接合する熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法に関する。また、本発明は、そのような接合に用いる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のインターネットの爆発的な普及に伴い、サーバ、情報端末等において、従来とは桁違いの大容量を有する多量のデータが保存され利用され始めており、この傾向は、今後とも加速度的に高まることが予測されている。そのような状況下で、大容量ストレージとしての磁気ディスク装置に代表される磁気記録装置に対する需要は、ますます拡大し、その高記録密度化への要請も、日を追ってエスカレートしている。
【０００３】
この磁気記録技術において、さらなる高記録密度を達成するためには、磁気ヘッドが磁気記録媒体により微小な記録ビットを書き込むことが不可欠となる。現在、このより微小な記録ビットを安定して形成するために、媒体面に垂直な磁化成分を記録ビットとする垂直磁気記録技術が実用化され、さらに、磁化の熱安定性がより高い磁気記録媒体を使用可能とする熱アシスト磁気記録技術の開発が精力的に進められている。
【０００４】
この熱アシスト磁気記録技術においては、記録ビットを形成する磁化がより安定するように磁気異方性エネルギーＫUの大きな磁性材料で形成された磁気記録媒体を用いる一方で、この磁気記録媒体の書き込むべき部分を加熱することによってこの部分の異方性磁界を低下させ、その直後に書き込み磁界を印加して書き込みを行う。実際には、磁気記録媒体に近接場光等の光を照射することによって磁気記録媒体を加熱する方法が一般的である。この方法においては、十分に高い強度の光を安定的に所望の位置に供給するために、高出力の光源を磁気ヘッド内の何処に且つどのように設置するかが重要なポイントとなる。
【０００５】
この光源の設置については、例えば、特許文献１は、レーザダイオードを含むレーザユニットをスライダの背面に搭載した構造を開示しており、また、特許文献２は、反射ミラーがレーザダイオード素子にモノリシックに集積された構造体をスライダの背面に搭載した構造を開示している。
【０００６】
ここで、本願発明者等は、光源を備えた光源ユニットを、磁気ヘッド素子を備えたスライダの媒体対向面とは反対側の端面（背面）に接合して構成される、「複合スライダ構造」の熱アシスト磁気記録ヘッドを提案している。この「複合スライダ構造」は、例えば、特許文献３及び特許文献４に開示されている。この「複合スライダ構造」の熱アシスト磁気記録ヘッドの利点として、
ａ）スライダにおいて媒体対向面と集積面とが垂直であるので、従来の薄膜磁気ヘッド製造工程と親和性が良いこと、
ｂ）光源を媒体対向面から遠ざけることができ、光源に対して動作中に機械的な衝撃が直接及ぶ事態を回避することができること、
ｃ）光源、例えばレーザダイオードと、磁気ヘッド素子とをそれぞれ個別に評価することができ、その結果、光源と磁気ヘッド素子とをすべてスライダ内に設けた場合のような、光源の歩留まりとスライダの歩留まりとが積算的に影響してヘッド全体の歩留まりが著しく低下する事態を回避することができること、
ｄ）ヘッド内に、光ピックアップレンズ等の非常に高い精度を要する光学部品、さらには光ファイバ等の接続に特別な構造を要する光学部品を設ける必要がないので、製造工数を低減することができ、低コストであること
を挙げることができる。
【０００７】
この「複合スライダ構造」の熱アシスト磁気記録ヘッドの製造においては、光源ユニットとスライダとの接合を適切に行うことが非常に重要となる。具体的には、十分な強度の接合を得ること、接合後の光源の放熱経路を確保すること、さらに十分に高い接合位置精度を得ることが必須の要件となる。
【０００８】
最初に、接合強度に関しては、光源ユニットとスライダとを金属半田材料を用いて接合することで、十分な強度の接合を得ることが可能となる。この場合、光源ユニットとスライダとは金属半田材料を間に挟む形となる。その結果、磁気記録媒体上を浮上したヘッドによる書き込み動作時において、光源から発生した熱がユニット基板、金属半田材料、スライダ基板を順次伝導して磁気記録媒体に至る放熱経路を確保することも可能となる。
【０００９】
ここで、接合に金属からなる半田材料を用いる場合、半田材料の厚みを適切に、例えば０.０５〜２μｍ（マイクロメートル）程度の厚みに、設定する必要がある。半田材料の厚みが小さすぎると、当然に十分な接合強度を得ることが困難となる。一方、この半田材料の厚みが大きすぎると、光源ユニットとスライダとの間隔が空きすぎて、光源から放射された光がスライダ内の光学系に到達するまでに大きく減衰し、ヘッドとしての光利用効率が著しく低下してしまう場合が生じてしまう。さらに、半田材料が光源と光学系との間に回り込む不具合も懸念される。
【００１０】
このように厚みが制限された半田材料を用いて光源ユニットとスライダとを接合する場合、両者の接合面の間の「倣い」を極めて高い状態にすることが重要となる。ここで、「倣い」とは、ある面の基準面に対する平行度、又は追随する度合いを意味する。実際、トラック幅方向の幅が例えば５００μｍである光源ユニットの接合面を、この接合面よりも十分に広いスライダの接合面に接合する場合を考える。ここで、光源ユニットの接合面がスライダの接合面に僅か０.５°（度）傾いた状態で接合前の位置合わせが終了し、この状態で半田材料が溶融されて接合が完了したとする。そうすると、光源ユニットの接合面の一端は、少なくともスライダの接合面から約４.４μｍだけ離隔することになり、例え厚さが２μｍの半田材料を用いていたとしても両接合面の間に隙間が生じてしまい、接合強度の低下が問題となる可能性が生じてしまう。なお、接合強度が低い場合、例えば洗浄などの後工程において、又はヘッド使用時において、光源ユニットがスライダから離脱するおそれが生じ得る。
【００１１】
次に、接合位置精度に関しては、アクティブアラインメント法を実施することで、光源ユニットとスライダとの間で十分に高い位置精度を得ることが可能となる。ここで、アクティブアラインメント法とは、レーザダイオード等の光源と導波路等の光学系とを相対的に移動させている間、光源を実際に作動させ、光源から放射されて光学系の受光端に入射した光を光学系の発光端側でリアルタイムに監視し、この監視位置での光強度が最大となる状態を、光源と光学系との所望の相対位置とする位置合わせ方法である。このアクティブアラインメント法を実施する場合、光源ユニットの光源用の電極にプローブを押し当てて光源に給電しながら光源ユニットをスライダ上で移動させる必要がある。このための方法として、光源ユニットの電極が形成された面を覆わないように、光源ユニットをクランプで挟み、光源ユニットが保持されたこのクランプを、スライダを設置したステージ上で移動させて位置合わせを行う方法が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第７５３８９７８号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００８／０５６０７３号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００８／０４３３６０号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００９／０５２０７８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、この移動方法では、光源ユニット及びスライダの接合面の間の倣いを十分に高めることが困難である。実際、光源ユニットのユニット基板の各表面は、加工精度の限界から互いの直角度において誤差を有している。また、クランプの光源ユニットを挟む面も誤差を有しており、さらにステージに対するクランプの移動も調整限界故の誤差を含んでいる。従って、クランプをステージに近づけて光源ユニットをスライダに当てたとしても、両者の接合面の間の倣いを高い状態におくことは全く容易ではないのである。なお、これへの対策として、ステージにエアジンバル等の倣い調整機構を持たせることも考えられるが、ステージに設置されるスライダのサイズが極めて小さくその倣い調整効果がほとんど期待できない。また、接合のための装置も非常に複雑化してしまう。
【００１４】
そこで本発明の目的は、光源ユニットとスライダとの接合において、アクティブアラインメント法による位置合わせを行った上で、両者の接合面の間の「倣い」を極めて高い状態にすることが可能な方法を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明について説明する前に、本明細書において用いられる用語の定義を行う。本発明に係る磁気記録ヘッドのスライダ基板の集積面、又はユニット基板の光源設置面に形成された積層構造若しくは素子構造において、基準となる層又は素子から見て、基板側を「下方」とし、その反対側を「上方」とする。また、本発明に係る光源ユニット、スライダ、及び磁気記録ヘッドの実施形態において、必要に応じ、いくつかの図面中、「Ｘ、Ｙ、及びＺ軸方向」を規定している。ここで、Ｚ軸方向は、上述した「上下方向」であり、＋Ｚ側がトレーリング側に相当し、−Ｚ側がリーディング側に相当する。また、Ｙ軸方向をトラック幅方向とし、Ｘ軸方向をハイト方向とする。
【００１６】
本発明によれば、ユニット基板に設けられた光源を備えた光源ユニットと、スライダ基板に設けられた光学系を備えたスライダとを接合する、熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法であって、
吸着手段を備えた背当て治具を用いてユニット基板の光源設置面とは反対側のユニット背面を吸着し、
背当て治具をスライダに近づけて、背当て治具に吸着された光源ユニットを、スライダの媒体対向面とは反対側に位置しており光学系の受光端面を含むスライダ背面に接触させ、
加重手段を用いてユニット基板のスライダと接合する接合面とは反対側の被加重面に荷重を加えることによって、光源ユニットの接合面を、スライダのスライダ背面に少なくともトラック幅方向において倣わせ、
荷重を加えることを止め、背当て治具をスライダから遠ざけて光源ユニットとスライダとを離隔させ、光源の発光中心と光学系の受光端面とのスライダのスライダ背面内の方向における位置合わせを行い、
背当て治具をスライダに再度近づけて、光源ユニットをスライダのスライダ背面に接触させ、
加重手段を用いてユニット基板の被加重面に再度荷重を加えることによって、光源ユニットの接合面をスライダのスライダ背面に倣わせる製造方法が提供される。
【００１７】
また、この製造方法において、光源ユニットに設けられた光源用の電極にプローブを押し当て、この光源に給電して発光動作をさせ、光源からの光が光学系に入射するように光源の発光中心と光学系の受光端面との位置合わせを行うことが好ましい。
【００１８】
以上に述べた本発明による製造方法においては、実際に光源を発光させるアクティブアラインメント法による位置合わせを行った上で、光源ユニットの接合面とスライダのスライダ背面との間の「倣い」を極めて高い状態にできるので、光源ユニットとスライダとの接合において、十分に高い接合強度と十分に高い接合位置精度とが実現される。ここで、アクティブアラインメント法とは、光源と導波路等の光学系とを相対的に移動させている間、光源を実際に作動させ、光源から放射されて光学系の受光端に入射した光を光学系の発光端側でリアルタイムに監視し、この監視位置での光強度が最大となる状態を、光源と光学系との所望の相対位置とする位置合わせ方法である。また、「倣い」とは、ある面の基準面に対する平行度、又は追随する度合いを意味する。
【００１９】
また、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法においては、背当て治具に備えられた吸着手段による光源ユニットを吸着する力は、光源ユニットに所定の荷重を加えることによって光源ユニットの位置又は方向が変化する程度の大きさを有することが好ましい。さらに、背当て治具に備えられた吸着手段は、背当て治具に設けられた少なくとも１つの吸着穴であり、この少なくとも１つの吸着穴の一方の端に接続された排気系を駆動させて、光源ユニットを背当て治具に吸着することも好ましい。さらにまた、加重手段は、ユニット基板の被加重面に当たる部分が球面又は凸曲面をなす治具であることが好ましい。
【００２０】
さらに、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法においては、光源ユニットの接合面及びスライダのスライダ背面のいずれか一方又は両方に、接着材料層を前もって形成しておき、接合面をスライダ背面にこの接着材料層を間に挟みながら倣わせた後、ユニット基板を透過する波長を含む光を、ユニット基板を介して接着材料層に照射して、接着材料層を溶融させ、光源ユニットとスライダとを接着するステップをさらに含むことも好ましい。ここで、例えば、ユニット基板をＳｉ、ＧａＡｓ、ＳｉＣ等の半導体材料で形成しておき、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ光をこのユニット基板を透過させる形で接着材料層に照射し、この接着材料層を溶融させることにより、光源ユニットとスライダとを接合することが可能となる。
【００２１】
本発明によれば、さらにまた、以上に述べた製造方法を実施するための、光源ユニットとスライダとの接合装置であって、
スライダを固定する固定治具と、
光源ユニットを吸着する吸着手段が設けられておりユニット基板のユニット背面と接面する吸着面を備えた背当て治具であって、固定治具に固定されたスライダに対する光源ユニットの相対位置を調整することができるように、移動させることが可能な背当て治具と、
ユニット基板の被加重面に荷重を加えるための加重手段と、
光源の発光中心と光学系の受光端面とのスライダのスライダ背面内の方向における位置合わせを行うために、光源ユニットに設けられた光源用の電極に押し当てて光源に給電するためのプローブと、
背当て治具の移動、吸着手段による吸着、加重手段による荷重の印加、プローブの移動、及びプローブを介しての光源への給電を適宜制御するためのコントローラと、
を備えた接合装置が提供される。
【００２２】
この本発明による接合装置においては、この接合装置が、光源の発光中心と光学系の受光端面との位置合わせを行う際に、プローブを介して給電された光源から放射され、光学系を伝播して、スライダの媒体対向面から放射された光を検出するための光検出器をさらに備えていることが好ましい。また、光源ユニットの接合面及びスライダのスライダ背面のいずれか一方又は両方に接着材料層を前もって形成しておき、接合面をスライダ背面に接着材料層を間に挟みながら倣わせた後、接着材料層を溶融させ、光源ユニットとスライダとを接着するためにユニット基板を透過する波長を含む光をユニット基板を介して接着材料層に照射するための接着用光源を、この接合装置がさらに備えていることも好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
光源ユニットとスライダとの接合において、十分に高い接合強度と十分に高い接合位置精度とが実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による製造方法によって製造される熱アシスト磁気記録ヘッドの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】熱アシスト磁気記録ヘッドにおける、スライダのヘッド素子部、光源ユニットのレーザダイオード、及びそれらの周辺の構成を概略的に示す、図１のＡ面による断面図である。
【図３】導波路、近接場光発生素子及び主磁極の構成を概略的に示す斜視図である。
【図４】本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法を実施するための、光源ユニットとスライダとの接合装置の一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。
【図５】図４に示した本発明による接合装置における光源ユニットの保持機構に対する比較例を概略的に示す斜視図である。
【図６】光源ユニットの接合面とスライダのスライダ背面との間の「倣い」が不十分であった場合の両者の接合状態を示す概略図である。
【図７ａ１】光源ユニットとスライダとを接合する、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法の一実施形態の一部を示す概略図である。
【図７ａ２】光源ユニットとスライダとを接合する、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法の一実施形態の一部を示す概略図である。
【図７ｂ】光源ユニットとスライダとを接合する、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法の一実施形態の一部を示す概略図である。
【図７ｃ】光源ユニットとスライダとを接合する、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法の一実施形態の一部を示す概略図である。
【図７ｄ】光源ユニットとスライダとを接合する、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法の一実施形態の一部を示す概略図である。
【図７ｅ】光源ユニットとスライダとを接合する、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法の一実施形態の一部を示す概略図である。
【図７ｆ】光源ユニットとスライダとを接合する、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法の一実施形態の一部を示す概略図である。
【図７ｇ】光源ユニットとスライダとを接合する、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法の一実施形態の一部を示す概略図である。
【図７ｈ】光源ユニットとスライダとを接合する、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法の一実施形態の一部を示す概略図である。
【図７ｉ】光源ユニットとスライダとを接合する、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法の一実施形態の一部を示す概略図である。
【図７ｊ】光源ユニットとスライダとを接合する、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法の一実施形態の一部を示す概略図である。
【図８】本発明に係る磁気ディスク装置の一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。
【図９】本発明に係るＨＧＡの一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面において、同一の要素は、同一の参照番号を用いて示されている。また、図面中の構成要素内及び構成要素間の寸法比は、図面の見易さのため、それぞれ任意となっている。
【００２６】
図１は、本発明による製造方法によって製造される熱アシスト磁気記録ヘッドの一実施形態を示す斜視図である。
【００２７】
図１によれば、熱アシスト磁気記録ヘッド２１は、熱アシスト用の光源としてのレーザダイオード４０を備えた光源ユニット２３と、光学系３１を備えたスライダ２２とが、位置を合わせられ接合されることによって製造される。
【００２８】
ここで、スライダ２２は、適切な浮上量を得るように加工された媒体対向面である浮上面（ＡＢＳ）２２００を有するスライダ基板２２０と、ＡＢＳ２２００に垂直であってＡＢＳ２２００と隣り合う集積面２２０２上に形成された、光学系３１を含むヘッド素子部２２１とを備えている。一方、光源ユニット２３は、接合面２３００を有するユニット基板２３０と、接合面２３００に垂直であって接合面２３００と隣り合う光源設置面２３０２に設けられた光源としてのレーザダイオード４０とを備えている。
【００２９】
また、これらスライダ２２と光源ユニット２３とは、スライダ基板２２０のＡＢＳ２２００とは反対側のスライダ背面２２０１とユニット基板２３０の接合面２３００とを対向させて、接着材料層である半田層５８を間に挟む形で互いに接合されている。
【００３０】
（光源ユニット）
同じく図１に示された光源ユニット２３において、レーザダイオード４０は、端面発光型の半導体レーザダイオードであってよい。このレーザダイオード４０は、熱アシスト用のレーザ光を放射する発光中心４０００を有しており、発光中心４０００が光学系３１の受光端面４３０と対向するように、ユニット基板２３０の光源設置面２３０２に設置されている。また、レーザダイオード４０は、ｐ電極４０ｉ（図２）を底にして（光源設置面２３０２に向けて）ユニット基板２３０に接着されていることが好ましい。一般に端面発光型レーザダイオードにおいては、最も発熱する活性層（発光中心）付近がｐ電極側に偏って存在する。従って、ｐ電極４０ｉを底にすることによって活性層がよりユニット基板２３０に近くなり、ユニット基板２３０をヒートシンクとしてより有効に機能させることができる。その結果、ヘッド２１による書き込み動作時においても、レーザダイオード４０からの熱を受けたユニット基板２３０から、半田層５８、スライダ基板２２０を順次伝導して磁気記録媒体に至る放熱経路を確保することが可能となるのである。
【００３１】
なお、このようにｐ電極４０ｉを底にしてレーザダイオード４０を設置した場合、レーザダイオード４０の上面は、ｎ電極４０ａ（図２）の表面となる。このｎ電極４０ａは、後に図７ｇを用いて詳述するアクティブアラインメントにおいて、プローブ６７が当てられる電極である。
【００３２】
同じく図１によれば、光源ユニット２３の光源設置面２３０２に、光源電極４１０及び引き出し電極４１１が設けられている。光源電極４１０は、レーザダイオード４０のｐ電極４０ｉ（図２）と直接電気的に接続される電極である。また、引き出し電極４１１は、光源電極４１０から引き出された電極であり、後に図７ｇを用いて詳述するアクティブアラインメントにおいて、同じくプローブ６７が当てられる電極である。なお、これら引き出し電極４１１及びレーザダイオード４０のｎ電極４０ａは、光源ユニット２３とスライダ２２とを接合した後に、ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）１７（図９）の配線部材２０３の接続パッドに、ワイヤボンディング、ソルダー・ボール・ボンディング（ＳＢＢ）等の方法によって電気的に接続される。これにより、レーザダイオード４０に電力が供給可能となる。
【００３３】
なお、これら光源電極４１０及び引き出し電極４１１は、光源設置面２３０２上に設けられていてＡｌ2Ｏ3（アルミナ）、ＳｉＯ2等の絶縁材料から形成された絶縁層５６上に設けられており、ユニット基板２３０とは電気的に絶縁されていることが好ましい。また、光源電極４１０及び引き出し電極４１１は、例えば厚さ１０ｎｍ（ナノメートル）程度のＴａ、Ｔｉ等からなる下地層と、この下地層上に形成された例えば厚さ１〜５μｍ（マイクロメートル）程度のＡｕ、Ｃｕ、Ａｕ合金等の導電材料からなる導電層とから構成されることができる。
【００３４】
同じく図１において、ユニット基板２３０は、アルチック（Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ）、ＳｉＯ2等のセラミック材料で形成されていてもよく、又はＳｉ、ＧａＡｓ、ＳｉＣ等の半導体材料で形成されていることも好ましい。ユニット基板２３０がこれらの半導体材料で形成されている場合、後に図７ｉを用いて詳述するように、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ光等の光を、光源ユニット２３を透過させる形で半田層５８に照射し、半田層５８を溶融させて、光源ユニット２３とスライダ２２とを接合することが可能となる。
【００３５】
また、ユニット基板２３０は、スライダ基板２２０よりも一回り小さい大きさを有する。ただし、ユニット基板２３０のトラック幅方向の（Ｙ軸方向の）幅ＷUNは、レーザダイオード４０のトラック幅方向の（Ｙ軸方向の）幅ＷLAよりも大きくなっており、光源電極４１０上にレーザダイオード４０を設置しても、引き出し電極４１１が、光源設置面２３０２上で露出して設けられるようになっている。例えば、スライダ基板２２０にフェムトスライダを用いた場合、ユニット基板２３０として、（Ｘ軸方向の）厚みＴUNが例えば３５０μｍであり、トラック幅方向の幅ＷUNが例えば５００μｍであって、（Ｚ軸方向の）長さＬUNが例えば３００μｍであるサイズのものを用いることができる。
【００３６】
なお、ユニット基板２３０の光源設置面２３０２とは反対側の面２３０３は、後に図７ａ２を用いて詳述するように、光源ユニット２３を保持する背当て治具６２の吸着面６２０に接面して吸着される面であり、以後、ユニット背面２３０３と呼ぶ。また、ユニット基板２３０の接合面２３００とは反対側の面２３０１は、後に図７ｄを用いて詳述するように、接合面２３００の「倣い」を高めるよう光源ユニット２３に荷重を加えるために、先球棒６５が押し付けられる面であり、以後、被加重面２３０１と呼ぶ。ここで、「倣い」とは、ある面の基準面に対する平行度、又は追随する度合いを意味する。
【００３７】
（スライダ）
同じく図１に示されたスライダ２２において、集積面２２０２上に形成されたヘッド素子部２２１は、磁気ディスク１０（図８）からデータを読み出すためのＭＲ素子３３と磁気ディスク１０にデータを書き込むための電磁変換素子３４とから構成される磁気ヘッド素子３２と、レーザダイオード４０の発光中心４０００から放射されたレーザ光を受け、このレーザ光のスポットサイズを変換（小さく）した上でこのレーザ光を導波路３５に導くスポットサイズ変換素子４３と、スポットサイズが変換されたレーザ光を媒体対向面であるヘッド端面２２１０まで又はその近傍まで導く導波路３５と、導波路３５を伝播するレーザ光と結合して熱アシスト用の近接場光を発生させる近接場光発生素子３６と、磁気ヘッド素子３２、スポットサイズ変換素子４３、導波路３５及び近接場光発生素子３６を覆うように集積面２２０２上に形成された保護層３８とを含む。ここで、スポットサイズ変換素子４３と、導波路３５と、近接場光発生素子３６とが、ヘッド２１（ヘッド素子部２２１）内における近接場光生成用の光学系３１を構成する。なお、スポットサイズ変換素子４３及び導波路３５は、その周囲を保護層３８で被覆されており、光の伝搬においてコアとしての機能を果たす。一方、周囲を被覆する保護層３８は、クラッドとしての機能を果たす。
【００３８】
ＭＲ素子３３、電磁変換素子３４、及び近接場光発生素子３６の一端は、媒体対向面であるヘッド端面２２１０に達している。ここで、このヘッド端面２２１０とＡＢＳ２２００とが、熱アシスト磁気記録ヘッド２１全体の媒体対向面をなしている。実際の書き込み又は読み出し時においては、熱アシスト磁気記録ヘッド２１が回転する磁気ディスク１０の表面上において流体力学的に所定の浮上量をもって浮上する。この際、ＭＲ素子３３及び電磁変換素子３４それぞれの一端が、磁気ディスク１０の磁気記録層の表面と適当なマグネティックスペーシングを介して対向することになる。この状態において、ＭＲ素子３３が磁気記録層からのデータ信号磁界を感受して読み出しを行い、電磁変換素子３４が磁気記録層にデータ信号磁界を印加して書き込みを行う。ここで、書き込みの際、光源ユニット２３のレーザダイオード４０からスポットサイズ変換素子４３及び導波路３５を通って伝播してきたレーザ光が、近接場光発生素子３６で近接場光ＮＦ（図３）に変換される。この近接場光ＮＦが磁気記録層の書き込みを行う部分に照射され、この磁気記録層の部分を加熱する。この加熱によって、同部分の異方性磁界（保磁力）が書き込みを行うことが可能な値にまで低下し、この低下した部分に電磁変換素子３４によって書き込み磁界ＷＦ（図３）が印加されることによって、熱アシスト磁気記録を行うことが可能となる。
【００３９】
同じく図１によれば、スポットサイズ変換素子４３は、レーザダイオード４０から放射されたレーザ光を、トラック幅方向（Ｙ軸方向）の幅ＷSCを有する受光端面４３０で受け取り、できるだけ低損失でより小さなスポット径のレーザ光に変換した上で、導波路３５の受光端面３５２に導く光学素子である。スポットサイズ変換素子４３は、本実施形態において、受光端面４３０から入射したレーザ光の進行方向（−Ｘ方向）に沿って、トラック幅方向（Ｙ軸方向）の幅が幅ＷSCから徐々に狭くなっている下部伝播層と、トラック幅方向（Ｙ軸方向）の幅が幅ＷSCからより急激に狭くなっている上部伝播層とを備えている。受光端面４３０から入射したレーザ光は、このような積層構造を伝播するにつれてそのスポットサイズを小さく変換させられて、導波路３５の受光端面３５２に至る。
【００４０】
なお、スポットサイズ変換素子４３の受光端面４３０位置での幅ＷSCは、例えば１〜１０μｍ程度とすることができる。また、受光端面４３０位置での（Ｚ軸方向の）厚さＴSCも、例えば１〜１０μｍ程度とすることができる。さらに、スポットサイズ変換素子４３は、周囲を被覆する保護層３８の構成材料の屈折率ｎOCよりも高い屈折率を有する材料から構成されており、後述する導波路３５を構成する誘電材料と同一の材料で形成され得る。この場合、これらスポットサイズ変換素子４３及び導波路３５は、一体に形成されていてもよい。
【００４１】
また、導波路３５は、本実施形態において、スポットサイズ変換素子４３から放射されるレーザ光を受ける受光端面３５２から、ヘッド端面２２１０側の端面３５０まで、集積面２２０２に平行に伸長している。ここで、端面３５０はヘッド端面２２１０の一部となっていてもよく、またはヘッド端面２２１０から所定の距離だけ後退していてもよい。また、導波路３５の一側面の端面３５０近傍部分は、近接場光発生素子３６と対向している。受光端面３５２から入射し導波路３５を伝播するレーザ光（導波路光）は、この近接場光発生素子３６と対向する部分に至り、近接場光発生素子３６と結合可能となる。
【００４２】
さらに、同じく図１によれば、スライダ２２の保護層３８の上面上に、磁気ヘッド素子３２用である一対の端子電極３７０及び一対の端子電極３７１が設けられている。これら端子電極３７０及び３７１も、ＨＧＡ１７（図９）に設けられた配線部材２０３の接続パッドに、ワイヤボンディング、ＳＢＢ等の方法によって電気的に接続される。
【００４３】
また、スライダ基板２２０は、例えば、（Ｘ軸方向の）厚みＴSLが２３０μｍであり、トラック幅方向の（Ｙ軸方向の）幅ＷSLが７００μｍであり、（Ｚ軸方向の）長さＬSLが８５０μｍである、いわゆるフェムトスライダとすることができる。フェムトスライダは、高記録密度に対応可能な薄膜磁気ヘッドの基板として一般的に使用されており、現在使用されているスライダの中で最も小さいサイズの規格を有する。なお、スライダ基板２２０は、アルチック（Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ）、ＳｉＯ2等のセラミック材料で形成可能である。
【００４４】
（熱アシスト磁気記録ヘッド）
以上に説明したように、熱アシスト磁気記録ヘッド２１は、スライダ２２と光源ユニット２３とを接着、接合した「複合スライダ構造」を有している。従って、スライダ２２及び光源ユニット２３をそれぞれ個別に製造した上で両者を接合することによって、ヘッド２１を製造することができる。その結果、例えば、前もって光源ユニット２３とスライダ２２のそれぞれの特性評価、信頼性評価を行って、良品のみをヘッドの製造に使用すれば、ヘッド製造工程でのヘッド２１自体の製造歩留まりが、光源ユニット２３とスライダ２２のそれぞれの不良品率によって深刻な影響を受ける事態が回避される。
【００４５】
また、この「複合スライダ構造」の熱アシスト磁気記録ヘッド２１の製造においては、光源ユニット２３とスライダ２２との接合を適切に行うことが非常に重要となる。具体的には、十分な強度の接合を得ること、十分に高い接合位置精度を得ること、さらには接合後のレーザダイオード４０の放熱経路を確保することが必須の要件となる。後に、図７ａ１〜７ｊを用いて、これらの要件を満たす本発明による熱アシスト磁気記録ヘッド２１の製造方法を詳細に説明する。
【００４６】
図２は、熱アシスト磁気記録ヘッド２１における、スライダ２２のヘッド素子部２２１、光源ユニット２３のレーザダイオード４０、及びそれらの周辺の構成を概略的に示す、図１のＡ面による断面図である。
【００４７】
（レーザダイオード）
図２によれば、レーザダイオード４０は端面発光型である。このレーザダイオード４０として、例えば、ＩｎＰ系、ＧａＡｓ系、ＧａＮ系等の、通信用、光学系ディスクストレージ用、又は材料分析用等として通常用いられているものが使用可能である。また、放射されるレーザ光の波長λLは、例えば３７５ｎｍ〜１.７μｍの範囲内の値に設定可能である。図２に示したこのレーザダイオード４０は、例えば、上面側から、ｎ電極４０ａと、ｎ−ＧａＡｓ基板４０ｂと、ｎ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４０ｃと、第１のＩｎＧａＡｌＰガイド層４０ｄと、多重量子井戸（ＩｎＧａＰ／ＩｎＧａＡｌＰ）等からなる活性層４０ｅと、第２のＩｎＧａＡｌＰガイド層４０ｆと、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４０ｇと、ｐ電極下地層４０ｈと、ｐ電極４０ｉとが順次積層された構造を有する。さらに、このレーザダイオード４０の多層構造の劈開面の前後には、全反射による発振を励起するための反射層５１０及び５１１が形成されている。ここで、反射層５１０の活性層４０ｅの位置に発光中心４０００が存在する。また、本実施形態において、ｎ電極４０ａは、ｎ−ＧａＡｓ基板４０ｂ上に形成された厚さが例えば０.１μｍ程度のＡｕ又はＡｕ合金層とすることができる。
【００４８】
なお当然に、レーザダイオード４０の構成は以上に述べたものに限定されるものではない。しかしながら、いずれにしてもレーザダイオード４０の設置においては、ｐ電極４０ｉを底面として光源電極４１０に接着させることが好ましい。一般に、端面発光型のレーザダイオードでは、活性層４０ｅ（発光中心４０００）は、積層方向（Ｚ軸方向）において、ｎ電極４０ａよりもｐ電極４０ｉにより近い位置にある。従って、動作時の発熱量が最も多い活性層４０ｅにより近いｐ電極４０ｉを底面としてレーザダイオード４０を設置することによって、ユニット基板２３０を光源のヒートシンクとしてより有効に機能させることができる。実際、レーザダイオード４０から発生する熱量の適切な処理は、レーザダイオード４０の発振動作を正常に維持するために非常に重要となる。
【００４９】
さらに、このレーザダイオード４０の駆動においては、磁気ディスク装置内の電源が使用可能である。磁気ディスク装置は、通常、例えば２〜５Ｖ程度の電源を備えており、レーザ発振動作には十分の電圧を有している。また、レーザダイオード４０のトラック幅方向の（Ｙ軸方向の）幅ＷLA（図１）は、ユニット基板２３０の幅ＷUNよりも小さく設定される。一方、レーザダイオード４０の長さＬLAは、反射層５１０と５１１の間の距離である共振器長に概ね相当するものであるが、十分な光出力を得るため、例えば３００μｍ又はそれ以上であることが好ましい。さらに、レーザダイオード４０のｐ電極４０ｉとユニット基板２３０上の光源電極４１０との接着は、例えばＡｕＳｎ合金等からなる半田を用いた半田付けによって実施可能である。
【００５０】
（ヘッド素子部）
同じく図２によれば、ヘッド素子部２２１は、ＭＲ素子３３、電磁変換素子３４、及び光学系３１を備えている。
【００５１】
このうち、ＭＲ素子３３は、ＭＲ積層体３３２と、対となってＭＲ積層体３３２及び絶縁層３８１を挟む位置に配置されており軟磁性材料から形成された下部シールド層３３０及び上部シールド層３３４とを含み、集積面２２０２上に形成されたＡｌ2Ｏ3（アルミナ）等の絶縁材料からなる下地層３８０上に形成されている。ＭＲ積層体３３２は、ＭＲ効果を利用して信号磁界を感受する感磁部であり、例えば、面内通電型巨大磁気抵抗（ＣＩＰ-ＧＭＲ）積層体、垂直通電型巨大磁気抵抗（ＣＰＰ-ＧＭＲ）積層体、又はトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）積層体とすることができる。
【００５２】
また、電磁変換素子３４は、垂直磁気記録用であって、上部ヨーク層３４０と、主磁極３４００と、書き込みコイル層３４３と、コイル絶縁層３４４と、下部ヨーク層３４５と、下部シールド３４５０とを備えている。
【００５３】
上部ヨーク層３４０は、コイル絶縁層３４４を覆うように形成されており、主磁極３４００は、Ａｌ2Ｏ3（アルミナ）等の絶縁材料からなる絶縁層３８５上に形成されている。これら上部ヨーク層３４０及び主磁極３４００は、互いに磁気的に接続されており、書き込みコイル層３４３に書き込み電流を印加することによって発生した磁束を、書き込みがなされる磁気ディスク１０（図８）の磁気記録層（垂直磁化層）まで収束させながら導くための導磁路となっている。主磁極３４００は、ヘッド端面２２１０に達した、トラック幅方向の小さな幅ＷP（図３）を有する端面３４００ｅを有している。この幅ＷPは、書き込み磁界ＷＦのトラック幅方向（Ｙ軸方向）における分布の幅を規定し、例えば０.０５〜０.５μｍ程度とすることができる。主磁極３４００は、上部ヨーク層３４０よりも高い飽和磁束密度を有する軟磁性材料から形成されていることが好ましく、例えば、Ｆｅが主成分である鉄系合金の軟磁性材料から形成される。
【００５４】
書き込みコイル層３４３は、絶縁層３８５上に形成されたＡｌ2Ｏ3（アルミナ）等の絶縁材料からなる絶縁層３４２１上において、１ターンの間に少なくとも下部ヨーク層３４５と上部ヨーク層３４０との間を通過するように形成されており、バックコンタクト部３４０２を中心として巻回するスパイラル構造を有している。この書き込みコイル層３４３は、例えばＣｕ（銅）等の導電材料から形成されている。ここで、例えば加熱キュアされたフォトレジスト等の絶縁材料からなる書き込みコイル絶縁層３４４が、書き込みコイル層３４３を覆っており、書き込みコイル層３４３と上部ヨーク層３４０との間を電気的に絶縁している。書き込みコイル層３４３は、本実施形態において１層であるが、２層以上でもよく、又はヘリカルコイルでもよい。さらに、巻き数も図２での数に限定されるものではない。
【００５５】
なお、バックコンタクト部３４０２には、Ｘ軸方向に伸長した貫通孔が設けられており、この貫通孔の中を、導波路３５及び導波路３５を被覆する絶縁層が通り抜けている。この貫通孔内においては、バックコンタクト部３４０２の内壁と導波路３５とが所定の距離、例えば少なくとも１μｍ離隔している。これにより、バックコンタクト部３４０２による導波路光の吸収が防止される。
【００５６】
下部ヨーク層３４５は、Ａｌ2Ｏ3（アルミナ）等の絶縁材料からなる絶縁層３８３上に形成されており、磁気ディスク１０の磁気記録層（垂直磁化層）の下に設けられた軟磁性裏打ち層から戻ってきた磁束を導く導磁路としての役割を果たす。この下部ヨーク層３４５は軟磁性材料から形成されている。また、下部シールド３４５０は、下部ヨーク層３４５と磁気的に接続されていてヘッド端面２２１０に達した導磁路の一部である。下部シールド３４５０は、近接場光発生素子３６を介して主磁極３４００と対向しており、主磁極３４００から発して広がった磁束を取り込む役割を果たす。下部シールド３４５０は、高飽和磁束密度を有する、ＮｉＦｅ（パーマロイ）又は主磁極３４００と同様の鉄系合金材料等から形成されることが好ましい。なお、絶縁層３８１、３８２、３８３、３８４、３８５及び３８６が、保護層３８を構成することになる。
【００５７】
同じく図２によれば、光学系３１は、スポットサイズ変換素子４３、導波路３５、及び近接場光発生素子３６を備えている。
【００５８】
このうちのスポットサイズ変換素子４３によってスポットサイズを変換（小さく）されたレーザ光５３は、導波路３５の受光端面３５２に入射し導波路３５中を伝播する。導波路３５は、受光端面３５２から、バックコンタクト部３４０２に設けられたＸ軸方向の貫通孔の中を通って、ヘッド端面２２１０側の端面３５０まで伸長している。さらに、近接場光発生素子３６は、導波路３５を伝播してきたレーザ光（導波路光）５３を近接場光に変換する素子である。導波路３５のヘッド端面２２１０側の部分及び近接場光発生素子３６は、下部シールド３４５０（下部ヨーク層３４５）と主磁極３４００（上部ヨーク層３４０）との間に設けられている。以上に述べた光学系３１について、次に図３を用いてさらに説明を行う。
【００５９】
図３は、導波路３５、近接場光発生素子３６、及び主磁極３４００の構成を概略的に示す斜視図である。同図においては、書き込み磁界及び近接場光が磁気記録媒体に向かって放射される位置を含むヘッド端面２２１０が、左側に位置している。
【００６０】
図３によれば、近接場光を発生させるためのレーザ光（導波路光）５３を端面３５０に向かって伝播させるための導波路３５と、導波路光５３を受けて近接場光ＮＦを発生させる近接場光発生素子３６とが設けられている。また、導波路３５の側面３５４の一部分と、近接場光発生素子３６の下面３６２の一部との間に挟まれた部分が、緩衝部５０となっている。この緩衝部５０は、導波路３５の屈折率よりも低い屈折率を有する例えば誘電材料から形成されており、導波路光５３を近接場光発生素子３６に結合させる役割を果たす。なお、図１〜３に示されるような光源及び光学系において、レーザダイオード４０の発光中心４０００から放射されるレーザ光は、電場の振動方向がＺ軸方向であるＴＭモードの偏光を有することが好ましい。
【００６１】
同じく図３によれば、近接場光発生素子３６は、本実施形態において、Ａｕ、Ａｇ、又はＡｕ、若しくはＡｇを含む合金等の金属材料から形成されていて、三角形状のＹＺ面による断面を有している。また、特にヘッド端面２２１０に達した端面３６ａは、リーディング側（−Ｚ側）に、底辺と対向した頂点を有する二等辺三角形の形状を有している。近接場光発生素子３６は、導波路３５を伝播する導波路光５３を近接場光に変換し、端面３６ａから近接場光ＮＦを放射する。この近接場光ＮＦが磁気ディスク１０（図８）の磁気記録層に向けて照射され、磁気ディスク１０の表面に達し、磁気ディスク１０の磁気記録層部分を加熱する。これにより、その部分の異方性磁界（保磁力）が書き込みを行うことが可能な値にまで低下する。その直後、この部分に、主磁極３４００から発生する書き込み磁界ＷＦを印加して書き込みを行う。以上、熱アシスト磁気記録を行うことが可能となる。
【００６２】
なお、ヘッド素子部２２１に設けられた熱アシスト用の光を発生させるための光学系は、以上に述べたものに限定されるものではない。例えば、別の形状、構造を有する近接場光発生素子を用いた光学系、又は金属片からなるプラズモン・アンテナを導波路端に配した光学系を用いることも可能である。
【００６３】
図４は、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法を実施するための、光源ユニット２３とスライダ２２との接合装置の一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。
【００６４】
図４によれば、光源ユニット２３とスライダ２２とを接合するための接合装置６０は、スライダ２２を固定する固定治具であるステージ６１と、光源ユニット２３を吸着する吸着手段である少なくとも１つの吸着穴６３０が設けられた背当て治具６２と、ユニット基板２３０の被加重面２３０１に荷重を加える加重手段としての先球棒６５と、光源ユニット２３に設けられたレーザダイオード４０用の電極に押し当ててレーザダイオード４０に給電するためのプローブ６７とを備えている。
【００６５】
また、接合装置６０はコントローラ６９を有している。このコントローラ６９は、背当て治具駆動装置６４を介して背当て治具６２の移動を、排気装置６３を介して吸着穴６３０による吸着を、加重装置６６０及びロードセル６６１を介して先球棒６５による荷重の印加を、プローブ駆動装置６８１を介してプローブ６７の移動を、さらに、アクティブアラインメント用電源６８０及びプローブ６７を介してのレーザダイオード４０への給電をそれぞれ適宜制御する。なお、このコントローラ６９は、以上に述べた制御を適宜行うためのソフトウエア及び記録媒体を備えたコンピュータであってもよい。
【００６６】
さらに、背当て治具６２は、ユニット基板２３０のユニット背面２３０３と接面する吸着面６２０を有している。吸着穴６３０は背当て治具６２を貫通しており、吸着穴６３０の一方の端はこの吸着面６２０に達していて、他方の端は排気装置６３に接続されている。このように、背当て治具６２は光源ユニット２３の１つの面２３０３を覆うのみであるので、背当て治具６２に取り付けられた光源ユニット２３に対して、外部から種々の治具、デバイスを近づけることが非常に容易になる。さらに、背当て治具６２は、背当て治具駆動装置６４に接続されており、ステージ６１に固定されたスライダ２２に対する光源ユニット２３の相対位置を調整することができるように、移動させることができる。
【００６７】
同じく図４によれば、先球棒６５は、球面又は凸曲面をなす端部を有しており、この端部をもって光源ユニット２３を押さえ付け荷重を加える。先球棒６５は、加重装置６６０及び重量センサであるロードセル６６１に接続されていて、所定の荷重をユニット基板２３０の被加重面２３０１に印加する。ここで、被加重面２３０１は、ユニット基板２３０の接合面２３００とは反対側の上面である。なお、先球棒６５に代わる変更態様として、先端部が三角錐台、四角錐台、円錐台等の、非常に微細な頂面を有する形状を備えた棒を加重手段として用いてもよい。
【００６８】
また、プローブ６７は、アクティブアラインメント法を実施するための金属針である。プローブ６７は、アクティブアラインメント用電源６８０に電気的に接続されており、本実施形態において光源ユニット２３の光源設置面２３０２に設けられた引き出し電極４１１とレーザダイオード４０の上面をなすｎ電極４０ａとに押し当てられ、レーザダイオード４０に電力を供給する。なお、このアクティブアラインメント法においては、レーザダイオード４０の発光中心４０００と光学系３１の受光端面４３０とのスライダ背面２２０１内の方向（ＹＺ面内の方向）における位置合わせを行うことになる。従って、プローブ６７は、プローブ駆動装置６８１に接続されており、この位置合わせの間、レーザダイオード４０の電極に押し当てられた状態を維持できるように移動可能となっている。
【００６９】
図５は、図４に示した本発明による接合装置６０における光源ユニット２３の保持機構に対する比較例を概略的に示す斜視図である。また、図６は、光源ユニット２３の接合面２３００とスライダ２２のスライダ背面２２０１との間の「倣い」が不十分であった場合の両者の接合状態を示す概略図である。ここで、「倣い」とは、ある面の基準面に対する平行度、又は追随する度合いを意味する。
【００７０】
図５によれば、本比較例においては、クランプ７０が光源ユニット２３を保持している。具体的には、クランプ７０の２つのアーム７００及び７０１が、それぞれ光源ユニット２３のトラック幅方向（Ｙ軸方向）で対向する２つの側面２３０４及び２３０５に接面する形で、光源ユニット２３を挟んでいる。従って、光源ユニット２３のクランプ７０に対するＺ軸を中心とした回転移動は一切できないことになる。また一方で、光源ユニット２３のユニット基板２３０の各表面は、加工精度の限界から互いの直角度において誤差を有している。さらに、クランプ７０のアーム７００及び７０１の光源ユニット２３を挟む面も誤差を有しており、さらにまた、ステージ７１に対するクランプ７０の移動も調整限界故の誤差を含んでいるのである。以上に述べたことから、例え、クランプ７０のステージ７１に対する位置の誤差、向きの誤差を極力小さく抑えた上で、クランプ７０をステージ７１に近づけて、光源ユニット２３をスライダ２２に当てたとしても、光源ユニット２３の接合面２３００とスライダ２２のスライダ背面２２０１との間の倣いを高い状態におくことは容易ではないことが理解される。
【００７１】
ここで、図６を用いて、光源ユニット２３の接合面２３００とスライダ２２のスライダ背面２２０１との間の倣いが不十分であった場合の両者の接合状態を説明する。
【００７２】
図６に示すように、トラック幅方向（Ｙ軸方向）の幅ＷUNが例えば５００μｍである光源ユニット２３（ユニット基板２３０）がスライダ２２に接合された状態を考える。ここで、スライダ２２のスライダ背面２２０１には半田層５８が前もって設けられており、半田層５８の厚みｄERは例えば２μｍとする。なお、半田層５８の厚みｄERを相当に大きく、例えば２μｍを超えて大きくすることは好ましくない。半田層５８の厚みが大きすぎると、光源ユニット２３とスライダ２２との間隔が空きすぎて、レーザダイオード４０から放射された光がスライダ２２内の光学系に到達するまでに大きく減衰し、ヘッドとしての光利用効率が著しく低下してしまう場合が生じる。さらに、半田層５８がレーザダイオード４０と光学系との間に回り込む不具合も懸念されるのである。
【００７３】
ここで、光源ユニット２３の接合面２３００がスライダ２２のスライダ背面２２０１に僅かθER＝０.５°（度）傾いた状態で接合前の位置合わせが終了し、この状態で半田材料が溶融されて接合が完了したとする。そうすると、光源ユニット２３の接合面２３００の端２３００ａは半田層５８によってスライダ背面２２０１に接着されるが、反対側の端２３００ｂは、端２３００ａと比較して＋Ｘ方向にｄER＝４.４μｍだけスライダ背面２２０１からより離隔する。従って、例え厚さが２μｍの半田層５８を用いたとしても、僅かθER＝０.５°の傾きが原因となって、端２３００ｂ近傍とスライダ背面２２０１との間に隙間が生じてしまい、接合強度の低下が問題となる可能性が生じてしまう。なお、接合強度が低い場合、例えば洗浄などの後工程において、又はヘッド使用時において、光源ユニット２３がスライダ２２から離脱するおそれが生じ得る。
【００７４】
図７ａ１〜７ｊは、光源ユニット２３とスライダ２２とを接合する、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッド２１の製造方法の一実施形態を示す概略図である。ここで、図７ａ１〜７ｈ及び図７ｊにおいては、図面の見易さのため、スライダ２２のスライダ背面２２０１に設けられた半田層５８は省略されている。
【００７５】
図７ａ１および７ａ２によれば、最初に、吸着穴６３０を備えた背当て治具６２に光源ユニット２３を保持させる。具体的には、背当て治具６２の吸着穴６３０が達した吸着面６２０に、光源ユニット２３のユニット背面２３０３を吸着させる。この吸着穴６３０による光源ユニット２３の吸着は、吸着穴６３０の一端に接続された排気装置６３を作動させ吸着穴６３０内の気圧を下げることによって行われる。ここで、光源ユニット２３を吸着する力の大きさは、吸着穴６３０の内径、吸着穴６３０の設置数、排気装置６３による排気の程度等に依存し、相当の範囲で調整可能である。本実施形態においては、この吸着力は、光源ユニット２３に所定の荷重を加えることによって光源ユニット２３の位置又は方向が変化する程度の大きさを有するように調整される。これにより、後の工程である先球棒６５による接合面２３００の倣いの調整を有効に行うことができる。
【００７６】
また、光源ユニット２３は、自身の接合面２３００が背当て治具６２の下面６２１よりも下方（−Ｘ側）に位置するように吸着される。これにより、背当て治具６２をスライダ２２に近づけた際、背当て治具６２をスライダ２２に接触させずに、光源ユニット２３をスライダ２２に接触させることができる。ここで、光源ユニット２３を吸着する際、接合面２３００と下面６２１とを平行に揃える必要はない。接合面２３００の倣いは後の工程である先球棒６５による荷重の印加によって調整されるからである。その結果、背当て治具６２に光源ユニット２３を保持させる本工程を、比較的容易に短時間で完了させることが可能となる。
【００７７】
次いで、図７ｂに示すように、背当て治具６２をスライダ２２に近づけ、背当て治具６２に吸着された光源ユニット２３を、スライダ２２のスライダ背面２２０１に近づける又は接触させる。さらに、図７ｃに示すように、背当て治具６２の下面６２１とスライダ背面２２０１との距離が所定値、例えば数十μｍ、となるまで、背当て治具６２をスライダ２２により近づけて、光源ユニット２３をスライダ２２に当てて押し込む。なお、この押し込みによっても、光源ユニット２３の接合面２３００のスライダ背面２２０１に対する倣いは、必ずしも十分に高い状態になっていない。すなわち、一般に、ある部材の１つの面を基準面に単に押し付けても、その面が容易に倣うわけではないのである。
【００７８】
次いで、図７ｄに示すように、先球棒６５を光源ユニット２３の被加重面２３０１に押し付け、光源ユニット２３に荷重を加える。これにより、光源ユニット２３の接合面２３００を、スライダ２２のスライダ背面２２０１に少なくともトラック幅方向（Ｙ軸方向）において倣わせることができる。本実施形態においてはこの段階で、トラックに沿った方向（Ｚ軸方向）においても、接合面２３００がスライダ背面２２０１に倣った状態となっている。先球棒６５の被加重面２３０１に対する接触面積は、接合面２３００の面積に比べて格段に小さい。このように微小な接触面積でもって光源ユニット２３を押しているので、接合面２３００が多少の傾きを有していても、接合面２３００は、スライダ背面２２０１に押し付けられる過程でスライダ背面２２０１に十分に倣うのである。
【００７９】
ここで、先球棒６５は、重量センサであるロードセル６６１（図４）を介して加重装置６６０に接続されている。従って、光源ユニット２３に印加される荷重の大きさを、倣いを得るのに適切な値、例えば１０〜２００ｇｆ（グラム重量）の範囲内の値に調整することが可能となっている。また、上述したように、吸着穴６３０が光源ユニット２３を吸着する力は、光源ユニット２３が所定の荷重の印加により移動する程度の大きさに調整されている。その結果、背当て治具６２が停止していても、先球棒６５の押し付けによって、光源ユニット２３が変位して接合面２３００がスライダ背面２２０１に倣うことが可能となるのである。
【００８０】
次いで、図７ｅに示すように、プローブ６７を、光源ユニット２３の光源設置面２３０２に設けられた引き出し電極４１１とレーザダイオード４０の上面をなすｎ電極４０ａとに押し当てる。ここで、光源ユニット２３の背後には停止した背当て治具６２が当てられているので、プローブ６７を押し当てても、光源ユニット２３は動かず、接合面２３００がスライダ背面２２０１に倣った状態は変わらない。また、この光源ユニット２３がより確実に動かないように、プローブ６７を押し当てる際、先球棒６５を光源ユニット２３に押し付けたままの状態にしておくことが好ましい。
【００８１】
次いで、図７ｆに示すように、先球棒６５を引き上げて光源ユニット２３に荷重を加えることを止め、背当て治具６２をスライダ２２から遠ざけて光源ユニット２３とスライダ２２とを所定の距離ＤUSだけ、例えば数μｍだけ離隔させる。この離隔した状態では、光源ユニット２３の接合面２３００のスライダ背面２２０１に対するトラック幅方向（Ｙ軸方向）での倣いは高い状態に維持されるが、トラックに沿った方向（Ｚ軸方向）での倣いは低くなってしまう。これは、光源ユニット２３が背当て治具６２の吸着面６２０に再び密着する方向にずれることによる。なお、光源ユニット２３の動きに追随して、プローブ６７も移動し、引き出し電極４１１及びｎ電極４０ａに押し当てられた状態を維持する。
【００８２】
このような接合面２３００の倣いの状態で、図７ｇに示すように、光源ユニット２３のレーザダイオード４０の発光中心４０００と、スライダ２２の光学系３１の受光端面４３０との、スライダ背面２２０１内の方向（ＹＺ面内の方向）における位置合わせをアクティブアラインメント法によって行う。具体的には、光源ユニット２３（レーザダイオード４０）をスライダ２２（光学系３１）に対して移動させている間、プローブ６７を介してレーザダイオード４０に給電してレーザダイオード４０を実際に作動させる。次いで、レーザダイオード４０の発光中心４０００から放射されて光学系３１の受光端面４３０に入射したレーザ光７２を光学系３１の発光端（近接場光発生素子３６の端面３６ａ）の側でリアルタイムに監視し、この監視位置での光強度が最大となる状態を、光源ユニット２３（レーザダイオード４０）とスライダ２２（光学系３１）との所望の相対位置とする。このようなアクティブアラインメント法によれば、接合後、実際に所望の光路を確実に確保することができ、光源ユニット２３とスライダ２２との間で非常に高い接合位置精度を得ることが可能となる。
【００８３】
スライダ２２のヘッド端面２２１０から放射されたレーザ光７２又は変換された近接場光のリアルタイムでの監視は、スライダ２２のヘッド端面２２１０側に設けられたフォトダイオード等の光検出器７３を用いて行うことができる。この光検出器７３も、コントローラ６９に接続されており、光検出器７３のモニタ出力に基づいて、背当て治具６２（光源ユニット２３）のＹＺ面内での移動を制御することができる。
【００８４】
なお、上述した位置合わせの間、レーザダイオード４０は作動し続けており、相当に多量の熱を発生させる。しかしながら、背当て治具６２をステンレス鋼、Ｃｕ（銅）等の高い熱伝導率を有する金属材料等で形成し、この背当て治具６２をヒートシンクとしても用いることによって、レーザダイオード４０から発生した多量の熱をユニット基板２３０を介して放熱させることができる。これにより、レーザダイオード４０の発振が安定し、良好なアクティブアラインメントが実施可能となるのである。
【００８５】
次いで、光源ユニット２３とスライダ２２との位置合わせの終了後、図７ｈに示すように、背当て治具６２を−Ｘ方向に移動させてスライダ２２に近づけ、光源ユニット２３を、図７ｆの工程で離隔させた距離ＤUSだけ逆にスライダ２２に向かって移動させ、スライダ２２に接触させる。なお、この動作によっても光源ユニット２３とスライダ２２とのＹＺ面内での相対位置は変わらない。次いで、先球棒６５を光源ユニット２３の被加重面２３０１に押し付け、光源ユニット２３に再度荷重を加える。この際の荷重の大きさは、例えば１０〜２００ｇｆ（グラム重量）の範囲内の値とすることができる。これにより、光源ユニット２３の接合面２３００を、スライダ２２のスライダ背面２２０１に、トラック幅方向（Ｙ軸方向）及びトラックに沿った方向（Ｚ軸方向）において倣わせることができるのである。
【００８６】
次いで、図７ｉに示すように、スライダ２２のスライダ背面２２０１に設けられた半田層５８を溶融して、光源ユニット２３とスライダ２２とを接合する。ここで、光源ユニット２３とスライダ２２とは、ＹＺ面内での位置合わせが行われた後、Ｘ軸方向に移動させられて、半田層５８を間に挟む形で接触している。本実施形態においては、この間に挟まれた半田層５８に、ユニット基板２３０を透過する所定の波長の光７４を、ユニット基板２３０を介して照射する。この光７４の照射によって半田層５８を溶融させ固化させて、光源ユニット２３とスライダ２２とを接着するのである。なお、半田層５８が前もって形成される個所は、スライダ背面２２０１に限定されるものではなく、光源ユニット２３の接合面２３００でもよいし、スライダ背面２２０１及び接合面２３００の両方でもよい。
【００８７】
この光７４は、接着用光源としてのＮｄ−ＹＡＧレーザ発振器７６から光ファイバ７５を介して放射されたＮｄ−ＹＡＧレーザ光（波長：１０６４ｎｍ）とすることができる。ここで、ＹＡＧとは、Ｙ（イットリウム）とＡｌ（アルミニウム）との複合酸化物（Ｙ3Ａｌ5Ｏ12）からなるガーネット構造の結晶名であり、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ光は、ＹＡＧ結晶において数％のＹをＮｄ（ネオジム）で置換したものをレーザ媒質として用いて得られるレーザ光であり、研究用、工業用及び医療用等に広く使用されている。このように光７４としてＮｄ−ＹＡＧレーザ光を用いる場合、ユニット基板２３０を、Ｓｉ（透過率：６７％）、ＧａＡｓ（透過率：６６％）、ＳｉＣ（透過率：８０％）等の、この波長での透過率が５０％以上である材料で形成しておくことによって、溶融に十分な量の光７４を、ユニット基板２３０を介して半田層５８に照射することが可能となる。光７４としては、他に、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ光以外のＹＡＧレーザ光、ＹＡＧレーザ光以外の固体レーザ光、又は炭酸ガスレーザ光等のガスレーザ光も使用することが可能である。いずれにしても、ユニット基板２３０を透過する波長と半田層５８を溶融するのに必要な出力とを有する光が使用され、または、使用光の波長を透過する材料から形成されたユニット基板２３０が使用される。なお、光７４の照射による接合工程中においても、背当て治具６２の位置、吸着動作は維持され、さらに、先球棒６５による荷重の印加も継続されることが好ましい。
【００８８】
さらに、半田層５８は、融点が４００℃未満の金属材料で形成されていることが好ましい。例えば、半田層５８として、ＡｕＳｎ合金（Ｓｎ：２０重量％）を用いた場合、この半田層５８の融点は約２８０℃となる。ここで、この半田層５８に対して、例えば、光出力が０.１ｋＷであり、スポット径が１００μｍであって、パルス幅が４ｍ秒であるＮｄ−ＹＡＧレーザ光７４を、光源ユニット２３を介して照射すると、この半田層５８が十分に溶融し、光源ユニット２３とスライダ２２とが確実に接着されることが実験により確認されている。
【００８９】
このように、光７４を半田層５８に照射して光源ユニット２３とスライダ２２とを接着することによって、光源ユニット２３とスライダ２２との接合が完了し、熱アシスト磁気記録ヘッド２１が製造される。このヘッド２１においては、光源ユニット２３とスライダ２２とは半田層５８を間に挟んで接合されている。その結果、磁気記録媒体上を浮上したヘッド２１による書き込み動作時においても、発光動作中のレーザダイオード４０から発生した熱がユニット基板２３０、半田層５８、スライダ基板２２０を順次伝導して磁気記録媒体に至る放熱経路を確保することができる。なお、図７ｊに示すように、製造された熱アシスト磁気記録ヘッド２１を、次の工程、例えば洗浄工程を実施するための作業位置まで運搬するのに、背当て治具６２による光源ユニット２３の吸着をそのまま維持し、背当て治具６２とともにヘッド２１を移動させることも可能である。
【００９０】
以上、図７ａ１〜７ｊを用いて説明したように、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッド２１の製造方法によれば、アクティブアラインメント法による位置合わせを行った上で、光源ユニット２３の接合面２３００とスライダ２２のスライダ背面２２０１との間の「倣い」を極めて高い状態にできるので、光源ユニットとスライダとの接合において、十分に高い接合強度と十分に高い接合位置精度とが実現される。また、接合後のレーザダイオード４０の放熱経路が確保されるので、レーザダイオード４０の安定した発振動作が得られ、その結果、良好な熱アシスト作用を実現することができる。
【００９１】
図８は、本発明に係る磁気ディスク装置の一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。また、図９は、本発明に係るＨＧＡの一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。図５においてはＨＧＡの磁気ディスク表面に対向する側が上になって表示されている。
【００９２】
図８に示した磁気記録装置としての磁気ディスク装置は、スピンドルモータ１１の回転軸の回りを回転する、磁気記録媒体としての複数の磁気ディスク１０と、複数の駆動アーム１４が設けられたアセンブリキャリッジ装置１２と、各駆動アーム１４の先端部に取り付けられており熱アシスト磁気記録ヘッド２１を備えたＨＧＡ１７と、熱アシスト磁気記録ヘッド２１の書き込み及び読み出し動作を制御し、さらに、熱アシスト磁気記録用のレーザ光を発生させる光源であるレーザダイオード４０の発光動作を制御するための記録再生及び発光制御回路１３とを備えている。
【００９３】
磁気ディスク１０は、本実施形態において、垂直磁気記録用であり、例えば、ディスク基板に、軟磁性裏打ち層、中間層及び磁気記録層（垂直磁化層）が順次積層された構造を含んでいる。アセンブリキャリッジ装置１２は、熱アシスト磁気記録ヘッド２１を、磁気ディスク１０の磁気記録層に形成されており記録ビットが並ぶトラック上に位置決めするための装置である。同装置内において、駆動アーム１４は、ピボットベアリング軸１６に沿った方向にスタックされており、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１５によってこの軸１６を中心にして角揺動可能となっている。なお、本発明に係る磁気ディスク装置の構造は、以上に述べた構造に限定されるものではない。磁気ディスク１０、駆動アーム１４、ＨＧＡ１７及びヘッド２１は、単数であってもよい。
【００９４】
図９によれば、ＨＧＡ１７において、サスペンション２０は、ロードビーム２００と、このロードビーム２００に固着されており弾性を有するフレクシャ２０１と、ロードビーム２００の基部に設けられたベースプレート２０２と、フレクシャ２０１上に設けられておりリード導体及びその両端に電気的に接続された接続パッドからなる配線部材２０３とを備えている。熱アシスト磁気記録ヘッド２１は、各磁気ディスク１０の表面に対して所定の間隔（浮上量）をもって対向するように、サスペンション２０の先端部であってフレクシャ２０１に固着されている。ここで、フレクシャ２０１には、開口２０１０が設けられており、熱アシスト磁気記録ヘッド２１は、光源ユニット２３が、この開口２０１０を通してフレクシャ２０１の反対側に出るように接着されている。
【００９５】
さらに、配線部材２０３の一端をなす接続パッドは、熱アシスト磁気記録ヘッド２１の磁気ヘッド素子３２用の端子電極３７０及び３７１（図１）に、さらには光源ユニット２３の引き出し電極４１１及びレーザダイオード４０のｎ電極４０ａ（図１）に、ワイヤボンディング、ＳＢＢ等の方法によって電気的に接続されている。これにより、ＭＲ素子３３、電磁変換素子及びレーザダイオード４０に通電し、これらの素子を駆動することが可能となるのである。サスペンション２０の構造も、以上に述べた構造に限定されるものではない。図示されていないが、サスペンション２０の途中にヘッド駆動用ＩＣチップが装着されていてもよい。
【００９６】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【符号の説明】
【００９７】
２１ 熱アシスト磁気記録ヘッド
２２ スライダ
２３ 光源ユニット
３１ 光学系
４０ レーザダイオード
５８ 半田層
６１ ステージ
６２ 背当て治具
６３ 排気装置
６５ 先球棒
６７ プローブ
６９ コントローラ
７３ 光検出器
７４ Ｎｄ−ＹＡＧレーザ光
７６ Ｎｄ−ＹＡＧレーザ発振器
２２０ スライダ基板
２３０ ユニット基板
４１０ 光源電極
４３０ 受光端面
６２０ 吸着面
６３０ 吸着穴
６６０ 加重装置
２２００ 浮上面（ＡＢＳ）
２２０１ スライダ背面
２３００ 接合面
２３０１ 被加重面
２３０２ 光源設置面
２３０３ ユニット背面
４０００ 発光中心
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体の書き込むべき部分を加熱し、この部分の異方性磁界を低下させて書き込みを行う熱アシスト磁気記録に用いる光源を備えた熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法に関し、特に、光源ユニットとスライダとを接合する熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法に関する。また、本発明は、そのような接合に用いる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のインターネットの爆発的な普及に伴い、サーバ、情報端末等において、従来とは桁違いの大容量を有する多量のデータが保存され利用され始めており、この傾向は、今後とも加速度的に高まることが予測されている。そのような状況下で、大容量ストレージとしての磁気ディスク装置に代表される磁気記録装置に対する需要は、ますます拡大し、その高記録密度化への要請も、日を追ってエスカレートしている。
【０００３】
この磁気記録技術において、さらなる高記録密度を達成するためには、磁気ヘッドが磁気記録媒体により微小な記録ビットを書き込むことが不可欠となる。現在、このより微小な記録ビットを安定して形成するために、媒体面に垂直な磁化成分を記録ビットとする垂直磁気記録技術が実用化され、さらに、磁化の熱安定性がより高い磁気記録媒体を使用可能とする熱アシスト磁気記録技術の開発が精力的に進められている。
【０００４】
この熱アシスト磁気記録技術においては、記録ビットを形成する磁化がより安定するように磁気異方性エネルギーＫUの大きな磁性材料で形成された磁気記録媒体を用いる一方で、この磁気記録媒体の書き込むべき部分を加熱することによってこの部分の異方性磁界を低下させ、その直後に書き込み磁界を印加して書き込みを行う。実際には、磁気記録媒体に近接場光等の光を照射することによって磁気記録媒体を加熱する方法が一般的である。この方法においては、十分に高い強度の光を安定的に所望の位置に供給するために、高出力の光源を磁気ヘッド内の何処に且つどのように設置するかが重要なポイントとなる。
【０００５】
この光源の設置については、例えば、特許文献１は、レーザダイオードを含むレーザユニットをスライダの背面に搭載した構造を開示しており、また、特許文献２は、反射ミラーがレーザダイオード素子にモノリシックに集積された構造体をスライダの背面に搭載した構造を開示している。
【０００６】
ここで、本願発明者等は、光源を備えた光源ユニットを、磁気ヘッド素子を備えたスライダの媒体対向面とは反対側の端面（背面）に接合して構成される、「複合スライダ構造」の熱アシスト磁気記録ヘッドを提案している。この「複合スライダ構造」は、例えば、特許文献３及び特許文献４に開示されている。この「複合スライダ構造」の熱アシスト磁気記録ヘッドの利点として、
ａ）スライダにおいて媒体対向面と集積面とが垂直であるので、従来の薄膜磁気ヘッド製造工程と親和性が良いこと、
ｂ）光源を媒体対向面から遠ざけることができ、光源に対して動作中に機械的な衝撃が直接及ぶ事態を回避することができること、
ｃ）光源、例えばレーザダイオードと、磁気ヘッド素子とをそれぞれ個別に評価することができ、その結果、光源と磁気ヘッド素子とをすべてスライダ内に設けた場合のような、光源の歩留まりとスライダの歩留まりとが積算的に影響してヘッド全体の歩留まりが著しく低下する事態を回避することができること、
ｄ）ヘッド内に、光ピックアップレンズ等の非常に高い精度を要する光学部品、さらには光ファイバ等の接続に特別な構造を要する光学部品を設ける必要がないので、製造工数を低減することができ、低コストであること
を挙げることができる。
【０００７】
この「複合スライダ構造」の熱アシスト磁気記録ヘッドの製造においては、光源ユニットとスライダとの接合を適切に行うことが非常に重要となる。具体的には、十分な強度の接合を得ること、接合後の光源の放熱経路を確保すること、さらに十分に高い接合位置精度を得ることが必須の要件となる。
【０００８】
最初に、接合強度に関しては、光源ユニットとスライダとを金属半田材料を用いて接合することで、十分な強度の接合を得ることが可能となる。この場合、光源ユニットとスライダとは金属半田材料を間に挟む形となる。その結果、磁気記録媒体上を浮上したヘッドによる書き込み動作時において、光源から発生した熱がユニット基板、金属半田材料、スライダ基板を順次伝導して磁気記録媒体に至る放熱経路を確保することも可能となる。
【０００９】
ここで、接合に金属からなる半田材料を用いる場合、半田材料の厚みを適切に、例えば０.０５〜２μｍ（マイクロメートル）程度の厚みに、設定する必要がある。半田材料の厚みが小さすぎると、当然に十分な接合強度を得ることが困難となる。一方、この半田材料の厚みが大きすぎると、光源ユニットとスライダとの間隔が空きすぎて、光源から放射された光がスライダ内の光学系に到達するまでに大きく減衰し、ヘッドとしての光利用効率が著しく低下してしまう場合が生じてしまう。さらに、半田材料が光源と光学系との間に回り込む不具合も懸念される。
【００１０】
このように厚みが制限された半田材料を用いて光源ユニットとスライダとを接合する場合、両者の接合面の間の「倣い」を極めて高い状態にすることが重要となる。ここで、「倣い」とは、ある面の基準面に対する平行度、又は追随する度合いを意味する。実際、トラック幅方向の幅が例えば５００μｍである光源ユニットの接合面を、この接合面よりも十分に広いスライダの接合面に接合する場合を考える。ここで、光源ユニットの接合面がスライダの接合面に僅か０.５°（度）傾いた状態で接合前の位置合わせが終了し、この状態で半田材料が溶融されて接合が完了したとする。そうすると、光源ユニットの接合面の一端は、少なくともスライダの接合面から約４.４μｍだけ離隔することになり、例え厚さが２μｍの半田材料を用いていたとしても両接合面の間に隙間が生じてしまい、接合強度の低下が問題となる可能性が生じてしまう。なお、接合強度が低い場合、例えば洗浄などの後工程において、又はヘッド使用時において、光源ユニットがスライダから離脱するおそれが生じ得る。
【００１１】
次に、接合位置精度に関しては、アクティブアラインメント法を実施することで、光源ユニットとスライダとの間で十分に高い位置精度を得ることが可能となる。ここで、アクティブアラインメント法とは、レーザダイオード等の光源と導波路等の光学系とを相対的に移動させている間、光源を実際に作動させ、光源から放射されて光学系の受光端に入射した光を光学系の発光端側でリアルタイムに監視し、この監視位置での光強度が最大となる状態を、光源と光学系との所望の相対位置とする位置合わせ方法である。このアクティブアラインメント法を実施する場合、光源ユニットの光源用の電極にプローブを押し当てて光源に給電しながら光源ユニットをスライダ上で移動させる必要がある。このための方法として、光源ユニットの電極が形成された面を覆わないように、光源ユニットをクランプで挟み、光源ユニットが保持されたこのクランプを、スライダを設置したステージ上で移動させて位置合わせを行う方法が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第７５３８９７８号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００８／０５６０７３号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００８／０４３３６０号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００９／０５２０７８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、この移動方法では、光源ユニット及びスライダの接合面の間の倣いを十分に高めることが困難である。実際、光源ユニットのユニット基板の各表面は、加工精度の限界から互いの直角度において誤差を有している。また、クランプの光源ユニットを挟む面も誤差を有しており、さらにステージに対するクランプの移動も調整限界故の誤差を含んでいる。従って、クランプをステージに近づけて光源ユニットをスライダに当てたとしても、両者の接合面の間の倣いを高い状態におくことは全く容易ではないのである。なお、これへの対策として、ステージにエアジンバル等の倣い調整機構を持たせることも考えられるが、ステージに設置されるスライダのサイズが極めて小さくその倣い調整効果がほとんど期待できない。また、接合のための装置も非常に複雑化してしまう。
【００１４】
そこで本発明の目的は、光源ユニットとスライダとの接合において、アクティブアラインメント法による位置合わせを行った上で、両者の接合面の間の「倣い」を極めて高い状態にすることが可能な方法を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明について説明する前に、本明細書において用いられる用語の定義を行う。本発明に係る磁気記録ヘッドのスライダ基板の集積面、又はユニット基板の光源設置面に形成された積層構造若しくは素子構造において、基準となる層又は素子から見て、基板側を「下方」とし、その反対側を「上方」とする。また、本発明に係る光源ユニット、スライダ、及び磁気記録ヘッドの実施形態において、必要に応じ、いくつかの図面中、「Ｘ、Ｙ、及びＺ軸方向」を規定している。ここで、Ｚ軸方向は、上述した「上下方向」であり、＋Ｚ側がトレーリング側に相当し、−Ｚ側がリーディング側に相当する。また、Ｙ軸方向をトラック幅方向とし、Ｘ軸方向をハイト方向とする。
【００１６】
本発明によれば、ユニット基板に設けられた光源を備えた光源ユニットと、スライダ基板に設けられた光学系を備えたスライダとを接合する、熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法であって、
吸着手段を備えた背当て治具を用いてユニット基板の光源設置面とは反対側のユニット背面を吸着し、
背当て治具をスライダに近づけて、背当て治具に吸着された光源ユニットを、スライダの媒体対向面とは反対側に位置しており光学系の受光端面を含むスライダ背面に接触させ、
加重手段を用いてユニット基板のスライダと接合する接合面とは反対側の被加重面に荷重を加えることによって、光源ユニットの接合面を、スライダのスライダ背面に少なくともトラック幅方向において倣わせ、
荷重を加えることを止め、背当て治具をスライダから遠ざけて光源ユニットとスライダとを離隔させ、光源の発光中心と光学系の受光端面とのスライダのスライダ背面内の方向における位置合わせを行い、
背当て治具をスライダに再度近づけて、光源ユニットをスライダのスライダ背面に接触させ、
加重手段を用いてユニット基板の被加重面に再度荷重を加えることによって、光源ユニットの接合面をスライダのスライダ背面に倣わせる製造方法が提供される。
【００１７】
また、この製造方法において、光源ユニットに設けられた光源用の電極にプローブを押し当て、この光源に給電して発光動作をさせ、光源からの光が光学系に入射するように光源の発光中心と光学系の受光端面との位置合わせを行うことが好ましい。
【００１８】
以上に述べた本発明による製造方法においては、実際に光源を発光させるアクティブアラインメント法による位置合わせを行った上で、光源ユニットの接合面とスライダのスライダ背面との間の「倣い」を極めて高い状態にできるので、光源ユニットとスライダとの接合において、十分に高い接合強度と十分に高い接合位置精度とが実現される。ここで、アクティブアラインメント法とは、光源と導波路等の光学系とを相対的に移動させている間、光源を実際に作動させ、光源から放射されて光学系の受光端に入射した光を光学系の発光端側でリアルタイムに監視し、この監視位置での光強度が最大となる状態を、光源と光学系との所望の相対位置とする位置合わせ方法である。また、「倣い」とは、ある面の基準面に対する平行度、又は追随する度合いを意味する。
【００１９】
また、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法においては、背当て治具に備えられた吸着手段による光源ユニットを吸着する力は、光源ユニットに所定の荷重を加えることによって光源ユニットの位置又は方向が変化する程度の大きさを有することが好ましい。さらに、背当て治具に備えられた吸着手段は、背当て治具に設けられた少なくとも１つの吸着穴であり、この少なくとも１つの吸着穴の一方の端に接続された排気系を駆動させて、光源ユニットを背当て治具に吸着することも好ましい。さらにまた、加重手段は、ユニット基板の被加重面に当たる部分が球面又は凸曲面をなす治具であることが好ましい。
【００２０】
さらに、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法においては、光源ユニットの接合面及びスライダのスライダ背面のいずれか一方又は両方に、接着材料層を前もって形成しておき、接合面をスライダ背面にこの接着材料層を間に挟みながら倣わせた後、ユニット基板を透過する波長を含む光を、ユニット基板を介して接着材料層に照射して、接着材料層を溶融させ、光源ユニットとスライダとを接着するステップをさらに含むことも好ましい。ここで、例えば、ユニット基板をＳｉ、ＧａＡｓ、ＳｉＣ等の半導体材料で形成しておき、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ光をこのユニット基板を透過させる形で接着材料層に照射し、この接着材料層を溶融させることにより、光源ユニットとスライダとを接合することが可能となる。
【００２１】
本発明によれば、さらにまた、以上に述べた製造方法を実施するための、光源ユニットとスライダとの接合装置であって、
スライダを固定する固定治具と、
光源ユニットを吸着する吸着手段が設けられておりユニット基板のユニット背面と接面する吸着面を備えた背当て治具であって、固定治具に固定されたスライダに対する光源ユニットの相対位置を調整することができるように、移動させることが可能な背当て治具と、
ユニット基板の被加重面に荷重を加えるための加重手段と、
光源の発光中心と光学系の受光端面とのスライダのスライダ背面内の方向における位置合わせを行うために、光源ユニットに設けられた光源用の電極に押し当てて光源に給電するためのプローブと、
背当て治具の移動、吸着手段による吸着、加重手段による荷重の印加、プローブの移動、及びプローブを介しての光源への給電を適宜制御するためのコントローラと、
を備えた接合装置が提供される。
【００２２】
この本発明による接合装置においては、この接合装置が、光源の発光中心と光学系の受光端面との位置合わせを行う際に、プローブを介して給電された光源から放射され、光学系を伝播して、スライダの媒体対向面から放射された光を検出するための光検出器をさらに備えていることが好ましい。また、光源ユニットの接合面及びスライダのスライダ背面のいずれか一方又は両方に接着材料層を前もって形成しておき、接合面をスライダ背面に接着材料層を間に挟みながら倣わせた後、接着材料層を溶融させ、光源ユニットとスライダとを接着するためにユニット基板を透過する波長を含む光をユニット基板を介して接着材料層に照射するための接着用光源を、この接合装置がさらに備えていることも好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
光源ユニットとスライダとの接合において、十分に高い接合強度と十分に高い接合位置精度とが実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による製造方法によって製造される熱アシスト磁気記録ヘッドの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】熱アシスト磁気記録ヘッドにおける、スライダのヘッド素子部、光源ユニットのレーザダイオード、及びそれらの周辺の構成を概略的に示す、図１のＡ面による断面図である。
【図３】導波路、近接場光発生素子及び主磁極の構成を概略的に示す斜視図である。
【図４】本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法を実施するための、光源ユニットとスライダとの接合装置の一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。
【図５】図４に示した本発明による接合装置における光源ユニットの保持機構に対する比較例を概略的に示す斜視図である。
【図６】光源ユニットの接合面とスライダのスライダ背面との間の「倣い」が不十分であった場合の両者の接合状態を示す概略図である。
【図７ａ１】光源ユニットとスライダとを接合する、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法の一実施形態の一部を示す概略図である。
【図７ａ２】光源ユニットとスライダとを接合する、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法の一実施形態の一部を示す概略図である。
【図７ｂ】光源ユニットとスライダとを接合する、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法の一実施形態の一部を示す概略図である。
【図７ｃ】光源ユニットとスライダとを接合する、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法の一実施形態の一部を示す概略図である。
【図７ｄ】光源ユニットとスライダとを接合する、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法の一実施形態の一部を示す概略図である。
【図７ｅ】光源ユニットとスライダとを接合する、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法の一実施形態の一部を示す概略図である。
【図７ｆ】光源ユニットとスライダとを接合する、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法の一実施形態の一部を示す概略図である。
【図７ｇ】光源ユニットとスライダとを接合する、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法の一実施形態の一部を示す概略図である。
【図７ｈ】光源ユニットとスライダとを接合する、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法の一実施形態の一部を示す概略図である。
【図７ｉ】光源ユニットとスライダとを接合する、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法の一実施形態の一部を示す概略図である。
【図７ｊ】光源ユニットとスライダとを接合する、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法の一実施形態の一部を示す概略図である。
【図８】本発明に係る磁気ディスク装置の一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。
【図９】本発明に係るＨＧＡの一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面において、同一の要素は、同一の参照番号を用いて示されている。また、図面中の構成要素内及び構成要素間の寸法比は、図面の見易さのため、それぞれ任意となっている。
【００２６】
図１は、本発明による製造方法によって製造される熱アシスト磁気記録ヘッドの一実施形態を示す斜視図である。
【００２７】
図１によれば、熱アシスト磁気記録ヘッド２１は、熱アシスト用の光源としてのレーザダイオード４０を備えた光源ユニット２３と、光学系３１を備えたスライダ２２とが、位置を合わせられ接合されることによって製造される。
【００２８】
ここで、スライダ２２は、適切な浮上量を得るように加工された媒体対向面である浮上面（ＡＢＳ）２２００を有するスライダ基板２２０と、ＡＢＳ２２００に垂直であってＡＢＳ２２００と隣り合う集積面２２０２上に形成された、光学系３１を含むヘッド素子部２２１とを備えている。一方、光源ユニット２３は、接合面２３００を有するユニット基板２３０と、接合面２３００に垂直であって接合面２３００と隣り合う光源設置面２３０２に設けられた光源としてのレーザダイオード４０とを備えている。
【００２９】
また、これらスライダ２２と光源ユニット２３とは、スライダ基板２２０のＡＢＳ２２００とは反対側のスライダ背面２２０１とユニット基板２３０の接合面２３００とを対向させて、接着材料層である半田層５８を間に挟む形で互いに接合されている。
【００３０】
（光源ユニット）
同じく図１に示された光源ユニット２３において、レーザダイオード４０は、端面発光型の半導体レーザダイオードであってよい。このレーザダイオード４０は、熱アシスト用のレーザ光を放射する発光中心４０００を有しており、発光中心４０００が光学系３１の受光端面４３０と対向するように、ユニット基板２３０の光源設置面２３０２に設置されている。また、レーザダイオード４０は、ｐ電極４０ｉ（図２）を底にして（光源設置面２３０２に向けて）ユニット基板２３０に接着されていることが好ましい。一般に端面発光型レーザダイオードにおいては、最も発熱する活性層（発光中心）付近がｐ電極側に偏って存在する。従って、ｐ電極４０ｉを底にすることによって活性層がよりユニット基板２３０に近くなり、ユニット基板２３０をヒートシンクとしてより有効に機能させることができる。その結果、ヘッド２１による書き込み動作時においても、レーザダイオード４０からの熱を受けたユニット基板２３０から、半田層５８、スライダ基板２２０を順次伝導して磁気記録媒体に至る放熱経路を確保することが可能となるのである。
【００３１】
なお、このようにｐ電極４０ｉを底にしてレーザダイオード４０を設置した場合、レーザダイオード４０の上面は、ｎ電極４０ａ（図２）の表面となる。このｎ電極４０ａは、後に図７ｇを用いて詳述するアクティブアラインメントにおいて、プローブ６７が当てられる電極である。
【００３２】
同じく図１によれば、光源ユニット２３の光源設置面２３０２に、光源電極４１０及び引き出し電極４１１が設けられている。光源電極４１０は、レーザダイオード４０のｐ電極４０ｉ（図２）と直接電気的に接続される電極である。また、引き出し電極４１１は、光源電極４１０から引き出された電極であり、後に図７ｇを用いて詳述するアクティブアラインメントにおいて、同じくプローブ６７が当てられる電極である。なお、これら引き出し電極４１１及びレーザダイオード４０のｎ電極４０ａは、光源ユニット２３とスライダ２２とを接合した後に、ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）１７（図９）の配線部材２０３の接続パッドに、ワイヤボンディング、ソルダー・ボール・ボンディング（ＳＢＢ）等の方法によって電気的に接続される。これにより、レーザダイオード４０に電力が供給可能となる。
【００３３】
なお、これら光源電極４１０及び引き出し電極４１１は、光源設置面２３０２上に設けられていてＡｌ2Ｏ3（アルミナ）、ＳｉＯ2等の絶縁材料から形成された絶縁層５６上に設けられており、ユニット基板２３０とは電気的に絶縁されていることが好ましい。また、光源電極４１０及び引き出し電極４１１は、例えば厚さ１０ｎｍ（ナノメートル）程度のＴａ、Ｔｉ等からなる下地層と、この下地層上に形成された例えば厚さ１〜５μｍ（マイクロメートル）程度のＡｕ、Ｃｕ、Ａｕ合金等の導電材料からなる導電層とから構成されることができる。
【００３４】
同じく図１において、ユニット基板２３０は、アルチック（Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ）、ＳｉＯ2等のセラミック材料で形成されていてもよく、又はＳｉ、ＧａＡｓ、ＳｉＣ等の半導体材料で形成されていることも好ましい。ユニット基板２３０がこれらの半導体材料で形成されている場合、後に図７ｉを用いて詳述するように、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ光等の光を、光源ユニット２３を透過させる形で半田層５８に照射し、半田層５８を溶融させて、光源ユニット２３とスライダ２２とを接合することが可能となる。
【００３５】
また、ユニット基板２３０は、スライダ基板２２０よりも一回り小さい大きさを有する。ただし、ユニット基板２３０のトラック幅方向の（Ｙ軸方向の）幅ＷUNは、レーザダイオード４０のトラック幅方向の（Ｙ軸方向の）幅ＷLAよりも大きくなっており、光源電極４１０上にレーザダイオード４０を設置しても、引き出し電極４１１が、光源設置面２３０２上で露出して設けられるようになっている。例えば、スライダ基板２２０にフェムトスライダを用いた場合、ユニット基板２３０として、（Ｘ軸方向の）厚みＴUNが例えば３５０μｍであり、トラック幅方向の幅ＷUNが例えば５００μｍであって、（Ｚ軸方向の）長さＬUNが例えば３００μｍであるサイズのものを用いることができる。
【００３６】
なお、ユニット基板２３０の光源設置面２３０２とは反対側の面２３０３は、後に図７ａ２を用いて詳述するように、光源ユニット２３を保持する背当て治具６２の吸着面６２０に接面して吸着される面であり、以後、ユニット背面２３０３と呼ぶ。また、ユニット基板２３０の接合面２３００とは反対側の面２３０１は、後に図７ｄを用いて詳述するように、接合面２３００の「倣い」を高めるよう光源ユニット２３に荷重を加えるために、先球棒６５が押し付けられる面であり、以後、被加重面２３０１と呼ぶ。ここで、「倣い」とは、ある面の基準面に対する平行度、又は追随する度合いを意味する。
【００３７】
（スライダ）
同じく図１に示されたスライダ２２において、集積面２２０２上に形成されたヘッド素子部２２１は、磁気ディスク１０（図８）からデータを読み出すためのＭＲ素子３３と磁気ディスク１０にデータを書き込むための電磁変換素子３４とから構成される磁気ヘッド素子３２と、レーザダイオード４０の発光中心４０００から放射されたレーザ光を受け、このレーザ光のスポットサイズを変換（小さく）した上でこのレーザ光を導波路３５に導くスポットサイズ変換素子４３と、スポットサイズが変換されたレーザ光を媒体対向面であるヘッド端面２２１０まで又はその近傍まで導く導波路３５と、導波路３５を伝播するレーザ光と結合して熱アシスト用の近接場光を発生させる近接場光発生素子３６と、磁気ヘッド素子３２、スポットサイズ変換素子４３、導波路３５及び近接場光発生素子３６を覆うように集積面２２０２上に形成された保護層３８とを含む。ここで、スポットサイズ変換素子４３と、導波路３５と、近接場光発生素子３６とが、ヘッド２１（ヘッド素子部２２１）内における近接場光生成用の光学系３１を構成する。なお、スポットサイズ変換素子４３及び導波路３５は、その周囲を保護層３８で被覆されており、光の伝搬においてコアとしての機能を果たす。一方、周囲を被覆する保護層３８は、クラッドとしての機能を果たす。
【００３８】
ＭＲ素子３３、電磁変換素子３４、及び近接場光発生素子３６の一端は、媒体対向面であるヘッド端面２２１０に達している。ここで、このヘッド端面２２１０とＡＢＳ２２００とが、熱アシスト磁気記録ヘッド２１全体の媒体対向面をなしている。実際の書き込み又は読み出し時においては、熱アシスト磁気記録ヘッド２１が回転する磁気ディスク１０の表面上において流体力学的に所定の浮上量をもって浮上する。この際、ＭＲ素子３３及び電磁変換素子３４それぞれの一端が、磁気ディスク１０の磁気記録層の表面と適当なマグネティックスペーシングを介して対向することになる。この状態において、ＭＲ素子３３が磁気記録層からのデータ信号磁界を感受して読み出しを行い、電磁変換素子３４が磁気記録層にデータ信号磁界を印加して書き込みを行う。ここで、書き込みの際、光源ユニット２３のレーザダイオード４０からスポットサイズ変換素子４３及び導波路３５を通って伝播してきたレーザ光が、近接場光発生素子３６で近接場光ＮＦ（図３）に変換される。この近接場光ＮＦが磁気記録層の書き込みを行う部分に照射され、この磁気記録層の部分を加熱する。この加熱によって、同部分の異方性磁界（保磁力）が書き込みを行うことが可能な値にまで低下し、この低下した部分に電磁変換素子３４によって書き込み磁界ＷＦ（図３）が印加されることによって、熱アシスト磁気記録を行うことが可能となる。
【００３９】
同じく図１によれば、スポットサイズ変換素子４３は、レーザダイオード４０から放射されたレーザ光を、トラック幅方向（Ｙ軸方向）の幅ＷSCを有する受光端面４３０で受け取り、できるだけ低損失でより小さなスポット径のレーザ光に変換した上で、導波路３５の受光端面３５２に導く光学素子である。スポットサイズ変換素子４３は、本実施形態において、受光端面４３０から入射したレーザ光の進行方向（−Ｘ方向）に沿って、トラック幅方向（Ｙ軸方向）の幅が幅ＷSCから徐々に狭くなっている下部伝播層と、トラック幅方向（Ｙ軸方向）の幅が幅ＷSCからより急激に狭くなっている上部伝播層とを備えている。受光端面４３０から入射したレーザ光は、このような積層構造を伝播するにつれてそのスポットサイズを小さく変換させられて、導波路３５の受光端面３５２に至る。
【００４０】
なお、スポットサイズ変換素子４３の受光端面４３０位置での幅ＷSCは、例えば１〜１０μｍ程度とすることができる。また、受光端面４３０位置での（Ｚ軸方向の）厚さＴSCも、例えば１〜１０μｍ程度とすることができる。さらに、スポットサイズ変換素子４３は、周囲を被覆する保護層３８の構成材料の屈折率ｎOCよりも高い屈折率を有する材料から構成されており、後述する導波路３５を構成する誘電材料と同一の材料で形成され得る。この場合、これらスポットサイズ変換素子４３及び導波路３５は、一体に形成されていてもよい。
【００４１】
また、導波路３５は、本実施形態において、スポットサイズ変換素子４３から放射されるレーザ光を受ける受光端面３５２から、ヘッド端面２２１０側の端面３５０まで、集積面２２０２に平行に伸長している。ここで、端面３５０はヘッド端面２２１０の一部となっていてもよく、またはヘッド端面２２１０から所定の距離だけ後退していてもよい。また、導波路３５の一側面の端面３５０近傍部分は、近接場光発生素子３６と対向している。受光端面３５２から入射し導波路３５を伝播するレーザ光（導波路光）は、この近接場光発生素子３６と対向する部分に至り、近接場光発生素子３６と結合可能となる。
【００４２】
さらに、同じく図１によれば、スライダ２２の保護層３８の上面上に、磁気ヘッド素子３２用である一対の端子電極３７０及び一対の端子電極３７１が設けられている。これら端子電極３７０及び３７１も、ＨＧＡ１７（図９）に設けられた配線部材２０３の接続パッドに、ワイヤボンディング、ＳＢＢ等の方法によって電気的に接続される。
【００４３】
また、スライダ基板２２０は、例えば、（Ｘ軸方向の）厚みＴSLが２３０μｍであり、トラック幅方向の（Ｙ軸方向の）幅ＷSLが７００μｍであり、（Ｚ軸方向の）長さＬSLが８５０μｍである、いわゆるフェムトスライダとすることができる。フェムトスライダは、高記録密度に対応可能な薄膜磁気ヘッドの基板として一般的に使用されており、現在使用されているスライダの中で最も小さいサイズの規格を有する。なお、スライダ基板２２０は、アルチック（Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ）、ＳｉＯ2等のセラミック材料で形成可能である。
【００４４】
（熱アシスト磁気記録ヘッド）
以上に説明したように、熱アシスト磁気記録ヘッド２１は、スライダ２２と光源ユニット２３とを接着、接合した「複合スライダ構造」を有している。従って、スライダ２２及び光源ユニット２３をそれぞれ個別に製造した上で両者を接合することによって、ヘッド２１を製造することができる。その結果、例えば、前もって光源ユニット２３とスライダ２２のそれぞれの特性評価、信頼性評価を行って、良品のみをヘッドの製造に使用すれば、ヘッド製造工程でのヘッド２１自体の製造歩留まりが、光源ユニット２３とスライダ２２のそれぞれの不良品率によって深刻な影響を受ける事態が回避される。
【００４５】
また、この「複合スライダ構造」の熱アシスト磁気記録ヘッド２１の製造においては、光源ユニット２３とスライダ２２との接合を適切に行うことが非常に重要となる。具体的には、十分な強度の接合を得ること、十分に高い接合位置精度を得ること、さらには接合後のレーザダイオード４０の放熱経路を確保することが必須の要件となる。後に、図７ａ１〜７ｊを用いて、これらの要件を満たす本発明による熱アシスト磁気記録ヘッド２１の製造方法を詳細に説明する。
【００４６】
図２は、熱アシスト磁気記録ヘッド２１における、スライダ２２のヘッド素子部２２１、光源ユニット２３のレーザダイオード４０、及びそれらの周辺の構成を概略的に示す、図１のＡ面による断面図である。
【００４７】
（レーザダイオード）
図２によれば、レーザダイオード４０は端面発光型である。このレーザダイオード４０として、例えば、ＩｎＰ系、ＧａＡｓ系、ＧａＮ系等の、通信用、光学系ディスクストレージ用、又は材料分析用等として通常用いられているものが使用可能である。また、放射されるレーザ光の波長λLは、例えば３７５ｎｍ〜１.７μｍの範囲内の値に設定可能である。図２に示したこのレーザダイオード４０は、例えば、上面側から、ｎ電極４０ａと、ｎ−ＧａＡｓ基板４０ｂと、ｎ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４０ｃと、第１のＩｎＧａＡｌＰガイド層４０ｄと、多重量子井戸（ＩｎＧａＰ／ＩｎＧａＡｌＰ）等からなる活性層４０ｅと、第２のＩｎＧａＡｌＰガイド層４０ｆと、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４０ｇと、ｐ電極下地層４０ｈと、ｐ電極４０ｉとが順次積層された構造を有する。さらに、このレーザダイオード４０の多層構造の劈開面の前後には、全反射による発振を励起するための反射層５１０及び５１１が形成されている。ここで、反射層５１０の活性層４０ｅの位置に発光中心４０００が存在する。また、本実施形態において、ｎ電極４０ａは、ｎ−ＧａＡｓ基板４０ｂ上に形成された厚さが例えば０.１μｍ程度のＡｕ又はＡｕ合金層とすることができる。
【００４８】
なお当然に、レーザダイオード４０の構成は以上に述べたものに限定されるものではない。しかしながら、いずれにしてもレーザダイオード４０の設置においては、ｐ電極４０ｉを底面として光源電極４１０に接着させることが好ましい。一般に、端面発光型のレーザダイオードでは、活性層４０ｅ（発光中心４０００）は、積層方向（Ｚ軸方向）において、ｎ電極４０ａよりもｐ電極４０ｉにより近い位置にある。従って、動作時の発熱量が最も多い活性層４０ｅにより近いｐ電極４０ｉを底面としてレーザダイオード４０を設置することによって、ユニット基板２３０を光源のヒートシンクとしてより有効に機能させることができる。実際、レーザダイオード４０から発生する熱量の適切な処理は、レーザダイオード４０の発振動作を正常に維持するために非常に重要となる。
【００４９】
さらに、このレーザダイオード４０の駆動においては、磁気ディスク装置内の電源が使用可能である。磁気ディスク装置は、通常、例えば２〜５Ｖ程度の電源を備えており、レーザ発振動作には十分の電圧を有している。また、レーザダイオード４０のトラック幅方向の（Ｙ軸方向の）幅ＷLA（図１）は、ユニット基板２３０の幅ＷUNよりも小さく設定される。一方、レーザダイオード４０の長さＬLAは、反射層５１０と５１１の間の距離である共振器長に概ね相当するものであるが、十分な光出力を得るため、例えば３００μｍ又はそれ以上であることが好ましい。さらに、レーザダイオード４０のｐ電極４０ｉとユニット基板２３０上の光源電極４１０との接着は、例えばＡｕＳｎ合金等からなる半田を用いた半田付けによって実施可能である。
【００５０】
（ヘッド素子部）
同じく図２によれば、ヘッド素子部２２１は、ＭＲ素子３３、電磁変換素子３４、及び光学系３１を備えている。
【００５１】
このうち、ＭＲ素子３３は、ＭＲ積層体３３２と、対となってＭＲ積層体３３２及び絶縁層３８１を挟む位置に配置されており軟磁性材料から形成された下部シールド層３３０及び上部シールド層３３４とを含み、集積面２２０２上に形成されたＡｌ2Ｏ3（アルミナ）等の絶縁材料からなる下地層３８０上に形成されている。ＭＲ積層体３３２は、ＭＲ効果を利用して信号磁界を感受する感磁部であり、例えば、面内通電型巨大磁気抵抗（ＣＩＰ-ＧＭＲ）積層体、垂直通電型巨大磁気抵抗（ＣＰＰ-ＧＭＲ）積層体、又はトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）積層体とすることができる。
【００５２】
また、電磁変換素子３４は、垂直磁気記録用であって、上部ヨーク層３４０と、主磁極３４００と、書き込みコイル層３４３と、コイル絶縁層３４４と、下部ヨーク層３４５と、下部シールド３４５０とを備えている。
【００５３】
上部ヨーク層３４０は、コイル絶縁層３４４を覆うように形成されており、主磁極３４００は、Ａｌ2Ｏ3（アルミナ）等の絶縁材料からなる絶縁層３８５上に形成されている。これら上部ヨーク層３４０及び主磁極３４００は、互いに磁気的に接続されており、書き込みコイル層３４３に書き込み電流を印加することによって発生した磁束を、書き込みがなされる磁気ディスク１０（図８）の磁気記録層（垂直磁化層）まで収束させながら導くための導磁路となっている。主磁極３４００は、ヘッド端面２２１０に達した、トラック幅方向の小さな幅ＷP（図３）を有する端面３４００ｅを有している。この幅ＷPは、書き込み磁界ＷＦのトラック幅方向（Ｙ軸方向）における分布の幅を規定し、例えば０.０５〜０.５μｍ程度とすることができる。主磁極３４００は、上部ヨーク層３４０よりも高い飽和磁束密度を有する軟磁性材料から形成されていることが好ましく、例えば、Ｆｅが主成分である鉄系合金の軟磁性材料から形成される。
【００５４】
書き込みコイル層３４３は、絶縁層３８５上に形成されたＡｌ2Ｏ3（アルミナ）等の絶縁材料からなる絶縁層３４２１上において、１ターンの間に少なくとも下部ヨーク層３４５と上部ヨーク層３４０との間を通過するように形成されており、バックコンタクト部３４０２を中心として巻回するスパイラル構造を有している。この書き込みコイル層３４３は、例えばＣｕ（銅）等の導電材料から形成されている。ここで、例えば加熱キュアされたフォトレジスト等の絶縁材料からなる書き込みコイル絶縁層３４４が、書き込みコイル層３４３を覆っており、書き込みコイル層３４３と上部ヨーク層３４０との間を電気的に絶縁している。書き込みコイル層３４３は、本実施形態において１層であるが、２層以上でもよく、又はヘリカルコイルでもよい。さらに、巻き数も図２での数に限定されるものではない。
【００５５】
なお、バックコンタクト部３４０２には、Ｘ軸方向に伸長した貫通孔が設けられており、この貫通孔の中を、導波路３５及び導波路３５を被覆する絶縁層が通り抜けている。この貫通孔内においては、バックコンタクト部３４０２の内壁と導波路３５とが所定の距離、例えば少なくとも１μｍ離隔している。これにより、バックコンタクト部３４０２による導波路光の吸収が防止される。
【００５６】
下部ヨーク層３４５は、Ａｌ2Ｏ3（アルミナ）等の絶縁材料からなる絶縁層３８３上に形成されており、磁気ディスク１０の磁気記録層（垂直磁化層）の下に設けられた軟磁性裏打ち層から戻ってきた磁束を導く導磁路としての役割を果たす。この下部ヨーク層３４５は軟磁性材料から形成されている。また、下部シールド３４５０は、下部ヨーク層３４５と磁気的に接続されていてヘッド端面２２１０に達した導磁路の一部である。下部シールド３４５０は、近接場光発生素子３６を介して主磁極３４００と対向しており、主磁極３４００から発して広がった磁束を取り込む役割を果たす。下部シールド３４５０は、高飽和磁束密度を有する、ＮｉＦｅ（パーマロイ）又は主磁極３４００と同様の鉄系合金材料等から形成されることが好ましい。なお、絶縁層３８１、３８２、３８３、３８４、３８５及び３８６が、保護層３８を構成することになる。
【００５７】
同じく図２によれば、光学系３１は、スポットサイズ変換素子４３、導波路３５、及び近接場光発生素子３６を備えている。
【００５８】
このうちのスポットサイズ変換素子４３によってスポットサイズを変換（小さく）されたレーザ光５３は、導波路３５の受光端面３５２に入射し導波路３５中を伝播する。導波路３５は、受光端面３５２から、バックコンタクト部３４０２に設けられたＸ軸方向の貫通孔の中を通って、ヘッド端面２２１０側の端面３５０まで伸長している。さらに、近接場光発生素子３６は、導波路３５を伝播してきたレーザ光（導波路光）５３を近接場光に変換する素子である。導波路３５のヘッド端面２２１０側の部分及び近接場光発生素子３６は、下部シールド３４５０（下部ヨーク層３４５）と主磁極３４００（上部ヨーク層３４０）との間に設けられている。以上に述べた光学系３１について、次に図３を用いてさらに説明を行う。
【００５９】
図３は、導波路３５、近接場光発生素子３６、及び主磁極３４００の構成を概略的に示す斜視図である。同図においては、書き込み磁界及び近接場光が磁気記録媒体に向かって放射される位置を含むヘッド端面２２１０が、左側に位置している。
【００６０】
図３によれば、近接場光を発生させるためのレーザ光（導波路光）５３を端面３５０に向かって伝播させるための導波路３５と、導波路光５３を受けて近接場光ＮＦを発生させる近接場光発生素子３６とが設けられている。また、導波路３５の側面３５４の一部分と、近接場光発生素子３６の下面３６２の一部との間に挟まれた部分が、緩衝部５０となっている。この緩衝部５０は、導波路３５の屈折率よりも低い屈折率を有する例えば誘電材料から形成されており、導波路光５３を近接場光発生素子３６に結合させる役割を果たす。なお、図１〜３に示されるような光源及び光学系において、レーザダイオード４０の発光中心４０００から放射されるレーザ光は、電場の振動方向がＺ軸方向であるＴＭモードの偏光を有することが好ましい。
【００６１】
同じく図３によれば、近接場光発生素子３６は、本実施形態において、Ａｕ、Ａｇ、又はＡｕ、若しくはＡｇを含む合金等の金属材料から形成されていて、三角形状のＹＺ面による断面を有している。また、特にヘッド端面２２１０に達した端面３６ａは、リーディング側（−Ｚ側）に、底辺と対向した頂点を有する二等辺三角形の形状を有している。近接場光発生素子３６は、導波路３５を伝播する導波路光５３を近接場光に変換し、端面３６ａから近接場光ＮＦを放射する。この近接場光ＮＦが磁気ディスク１０（図８）の磁気記録層に向けて照射され、磁気ディスク１０の表面に達し、磁気ディスク１０の磁気記録層部分を加熱する。これにより、その部分の異方性磁界（保磁力）が書き込みを行うことが可能な値にまで低下する。その直後、この部分に、主磁極３４００から発生する書き込み磁界ＷＦを印加して書き込みを行う。以上、熱アシスト磁気記録を行うことが可能となる。
【００６２】
なお、ヘッド素子部２２１に設けられた熱アシスト用の光を発生させるための光学系は、以上に述べたものに限定されるものではない。例えば、別の形状、構造を有する近接場光発生素子を用いた光学系、又は金属片からなるプラズモン・アンテナを導波路端に配した光学系を用いることも可能である。
【００６３】
図４は、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法を実施するための、光源ユニット２３とスライダ２２との接合装置の一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。
【００６４】
図４によれば、光源ユニット２３とスライダ２２とを接合するための接合装置６０は、スライダ２２を固定する固定治具であるステージ６１と、光源ユニット２３を吸着する吸着手段である少なくとも１つの吸着穴６３０が設けられた背当て治具６２と、ユニット基板２３０の被加重面２３０１に荷重を加える加重手段としての先球棒６５と、光源ユニット２３に設けられたレーザダイオード４０用の電極に押し当ててレーザダイオード４０に給電するためのプローブ６７とを備えている。
【００６５】
また、接合装置６０はコントローラ６９を有している。このコントローラ６９は、背当て治具駆動装置６４を介して背当て治具６２の移動を、排気装置６３を介して吸着穴６３０による吸着を、加重装置６６０及びロードセル６６１を介して先球棒６５による荷重の印加を、プローブ駆動装置６８１を介してプローブ６７の移動を、さらに、アクティブアラインメント用電源６８０及びプローブ６７を介してのレーザダイオード４０への給電をそれぞれ適宜制御する。なお、このコントローラ６９は、以上に述べた制御を適宜行うためのソフトウエア及び記録媒体を備えたコンピュータであってもよい。
【００６６】
さらに、背当て治具６２は、ユニット基板２３０のユニット背面２３０３と接面する吸着面６２０を有している。吸着穴６３０は背当て治具６２を貫通しており、吸着穴６３０の一方の端はこの吸着面６２０に達していて、他方の端は排気装置６３に接続されている。このように、背当て治具６２は光源ユニット２３の１つの面２３０３を覆うのみであるので、背当て治具６２に取り付けられた光源ユニット２３に対して、外部から種々の治具、デバイスを近づけることが非常に容易になる。さらに、背当て治具６２は、背当て治具駆動装置６４に接続されており、ステージ６１に固定されたスライダ２２に対する光源ユニット２３の相対位置を調整することができるように、移動させることができる。
【００６７】
同じく図４によれば、先球棒６５は、球面又は凸曲面をなす端部を有しており、この端部をもって光源ユニット２３を押さえ付け荷重を加える。先球棒６５は、加重装置６６０及び重量センサであるロードセル６６１に接続されていて、所定の荷重をユニット基板２３０の被加重面２３０１に印加する。ここで、被加重面２３０１は、ユニット基板２３０の接合面２３００とは反対側の上面である。なお、先球棒６５に代わる変更態様として、先端部が三角錐台、四角錐台、円錐台等の、非常に微細な頂面を有する形状を備えた棒を加重手段として用いてもよい。
【００６８】
また、プローブ６７は、アクティブアラインメント法を実施するための金属針である。プローブ６７は、アクティブアラインメント用電源６８０に電気的に接続されており、本実施形態において光源ユニット２３の光源設置面２３０２に設けられた引き出し電極４１１とレーザダイオード４０の上面をなすｎ電極４０ａとに押し当てられ、レーザダイオード４０に電力を供給する。なお、このアクティブアラインメント法においては、レーザダイオード４０の発光中心４０００と光学系３１の受光端面４３０とのスライダ背面２２０１内の方向（ＹＺ面内の方向）における位置合わせを行うことになる。従って、プローブ６７は、プローブ駆動装置６８１に接続されており、この位置合わせの間、レーザダイオード４０の電極に押し当てられた状態を維持できるように移動可能となっている。
【００６９】
図５は、図４に示した本発明による接合装置６０における光源ユニット２３の保持機構に対する比較例を概略的に示す斜視図である。また、図６は、光源ユニット２３の接合面２３００とスライダ２２のスライダ背面２２０１との間の「倣い」が不十分であった場合の両者の接合状態を示す概略図である。ここで、「倣い」とは、ある面の基準面に対する平行度、又は追随する度合いを意味する。
【００７０】
図５によれば、本比較例においては、クランプ７０が光源ユニット２３を保持している。具体的には、クランプ７０の２つのアーム７００及び７０１が、それぞれ光源ユニット２３のトラック幅方向（Ｙ軸方向）で対向する２つの側面２３０４及び２３０５に接面する形で、光源ユニット２３を挟んでいる。従って、光源ユニット２３のクランプ７０に対するＺ軸を中心とした回転移動は一切できないことになる。また一方で、光源ユニット２３のユニット基板２３０の各表面は、加工精度の限界から互いの直角度において誤差を有している。さらに、クランプ７０のアーム７００及び７０１の光源ユニット２３を挟む面も誤差を有しており、さらにまた、ステージ７１に対するクランプ７０の移動も調整限界故の誤差を含んでいるのである。以上に述べたことから、例え、クランプ７０のステージ７１に対する位置の誤差、向きの誤差を極力小さく抑えた上で、クランプ７０をステージ７１に近づけて、光源ユニット２３をスライダ２２に当てたとしても、光源ユニット２３の接合面２３００とスライダ２２のスライダ背面２２０１との間の倣いを高い状態におくことは容易ではないことが理解される。
【００７１】
ここで、図６を用いて、光源ユニット２３の接合面２３００とスライダ２２のスライダ背面２２０１との間の倣いが不十分であった場合の両者の接合状態を説明する。
【００７２】
図６に示すように、トラック幅方向（Ｙ軸方向）の幅ＷUNが例えば５００μｍである光源ユニット２３（ユニット基板２３０）がスライダ２２に接合された状態を考える。ここで、スライダ２２のスライダ背面２２０１には半田層５８が前もって設けられており、半田層５８の厚みｄERは例えば２μｍとする。なお、半田層５８の厚みｄERを相当に大きく、例えば２μｍを超えて大きくすることは好ましくない。半田層５８の厚みが大きすぎると、光源ユニット２３とスライダ２２との間隔が空きすぎて、レーザダイオード４０から放射された光がスライダ２２内の光学系に到達するまでに大きく減衰し、ヘッドとしての光利用効率が著しく低下してしまう場合が生じる。さらに、半田層５８がレーザダイオード４０と光学系との間に回り込む不具合も懸念されるのである。
【００７３】
ここで、光源ユニット２３の接合面２３００がスライダ２２のスライダ背面２２０１に僅かθER＝０.５°（度）傾いた状態で接合前の位置合わせが終了し、この状態で半田材料が溶融されて接合が完了したとする。そうすると、光源ユニット２３の接合面２３００の端２３００ａは半田層５８によってスライダ背面２２０１に接着されるが、反対側の端２３００ｂは、端２３００ａと比較して＋Ｘ方向にｄER＝４.４μｍだけスライダ背面２２０１からより離隔する。従って、例え厚さが２μｍの半田層５８を用いたとしても、僅かθER＝０.５°の傾きが原因となって、端２３００ｂ近傍とスライダ背面２２０１との間に隙間が生じてしまい、接合強度の低下が問題となる可能性が生じてしまう。なお、接合強度が低い場合、例えば洗浄などの後工程において、又はヘッド使用時において、光源ユニット２３がスライダ２２から離脱するおそれが生じ得る。
【００７４】
図７ａ１〜７ｊは、光源ユニット２３とスライダ２２とを接合する、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッド２１の製造方法の一実施形態を示す概略図である。ここで、図７ａ１〜７ｈ及び図７ｊにおいては、図面の見易さのため、スライダ２２のスライダ背面２２０１に設けられた半田層５８は省略されている。
【００７５】
図７ａ１および７ａ２によれば、最初に、吸着穴６３０を備えた背当て治具６２に光源ユニット２３を保持させる。具体的には、背当て治具６２の吸着穴６３０が達した吸着面６２０に、光源ユニット２３のユニット背面２３０３を吸着させる。この吸着穴６３０による光源ユニット２３の吸着は、吸着穴６３０の一端に接続された排気装置６３を作動させ吸着穴６３０内の気圧を下げることによって行われる。ここで、光源ユニット２３を吸着する力の大きさは、吸着穴６３０の内径、吸着穴６３０の設置数、排気装置６３による排気の程度等に依存し、相当の範囲で調整可能である。本実施形態においては、この吸着力は、光源ユニット２３に所定の荷重を加えることによって光源ユニット２３の位置又は方向が変化する程度の大きさを有するように調整される。これにより、後の工程である先球棒６５による接合面２３００の倣いの調整を有効に行うことができる。
【００７６】
また、光源ユニット２３は、自身の接合面２３００が背当て治具６２の下面６２１よりも下方（−Ｘ側）に位置するように吸着される。これにより、背当て治具６２をスライダ２２に近づけた際、背当て治具６２をスライダ２２に接触させずに、光源ユニット２３をスライダ２２に接触させることができる。ここで、光源ユニット２３を吸着する際、接合面２３００と下面６２１とを平行に揃える必要はない。接合面２３００の倣いは後の工程である先球棒６５による荷重の印加によって調整されるからである。その結果、背当て治具６２に光源ユニット２３を保持させる本工程を、比較的容易に短時間で完了させることが可能となる。
【００７７】
次いで、図７ｂに示すように、背当て治具６２をスライダ２２に近づけ、背当て治具６２に吸着された光源ユニット２３を、スライダ２２のスライダ背面２２０１に近づける又は接触させる。さらに、図７ｃに示すように、背当て治具６２の下面６２１とスライダ背面２２０１との距離が所定値、例えば数十μｍ、となるまで、背当て治具６２をスライダ２２により近づけて、光源ユニット２３をスライダ２２に当てて押し込む。なお、この押し込みによっても、光源ユニット２３の接合面２３００のスライダ背面２２０１に対する倣いは、必ずしも十分に高い状態になっていない。すなわち、一般に、ある部材の１つの面を基準面に単に押し付けても、その面が容易に倣うわけではないのである。
【００７８】
次いで、図７ｄに示すように、先球棒６５を光源ユニット２３の被加重面２３０１に押し付け、光源ユニット２３に荷重を加える。これにより、光源ユニット２３の接合面２３００を、スライダ２２のスライダ背面２２０１に少なくともトラック幅方向（Ｙ軸方向）において倣わせることができる。本実施形態においてはこの段階で、トラックに沿った方向（Ｚ軸方向）においても、接合面２３００がスライダ背面２２０１に倣った状態となっている。先球棒６５の被加重面２３０１に対する接触面積は、接合面２３００の面積に比べて格段に小さい。このように微小な接触面積でもって光源ユニット２３を押しているので、接合面２３００が多少の傾きを有していても、接合面２３００は、スライダ背面２２０１に押し付けられる過程でスライダ背面２２０１に十分に倣うのである。
【００７９】
ここで、先球棒６５は、重量センサであるロードセル６６１（図４）を介して加重装置６６０に接続されている。従って、光源ユニット２３に印加される荷重の大きさを、倣いを得るのに適切な値、例えば１０〜２００ｇｆ（グラム重量）の範囲内の値に調整することが可能となっている。また、上述したように、吸着穴６３０が光源ユニット２３を吸着する力は、光源ユニット２３が所定の荷重の印加により移動する程度の大きさに調整されている。その結果、背当て治具６２が停止していても、先球棒６５の押し付けによって、光源ユニット２３が変位して接合面２３００がスライダ背面２２０１に倣うことが可能となるのである。
【００８０】
次いで、図７ｅに示すように、プローブ６７を、光源ユニット２３の光源設置面２３０２に設けられた引き出し電極４１１とレーザダイオード４０の上面をなすｎ電極４０ａとに押し当てる。ここで、光源ユニット２３の背後には停止した背当て治具６２が当てられているので、プローブ６７を押し当てても、光源ユニット２３は動かず、接合面２３００がスライダ背面２２０１に倣った状態は変わらない。また、この光源ユニット２３がより確実に動かないように、プローブ６７を押し当てる際、先球棒６５を光源ユニット２３に押し付けたままの状態にしておくことが好ましい。
【００８１】
次いで、図７ｆに示すように、先球棒６５を引き上げて光源ユニット２３に荷重を加えることを止め、背当て治具６２をスライダ２２から遠ざけて光源ユニット２３とスライダ２２とを所定の距離ＤUSだけ、例えば数μｍだけ離隔させる。この離隔した状態では、光源ユニット２３の接合面２３００のスライダ背面２２０１に対するトラック幅方向（Ｙ軸方向）での倣いは高い状態に維持されるが、トラックに沿った方向（Ｚ軸方向）での倣いは低くなってしまう。これは、光源ユニット２３が背当て治具６２の吸着面６２０に再び密着する方向にずれることによる。なお、光源ユニット２３の動きに追随して、プローブ６７も移動し、引き出し電極４１１及びｎ電極４０ａに押し当てられた状態を維持する。
【００８２】
このような接合面２３００の倣いの状態で、図７ｇに示すように、光源ユニット２３のレーザダイオード４０の発光中心４０００と、スライダ２２の光学系３１の受光端面４３０との、スライダ背面２２０１内の方向（ＹＺ面内の方向）における位置合わせをアクティブアラインメント法によって行う。具体的には、光源ユニット２３（レーザダイオード４０）をスライダ２２（光学系３１）に対して移動させている間、プローブ６７を介してレーザダイオード４０に給電してレーザダイオード４０を実際に作動させる。次いで、レーザダイオード４０の発光中心４０００から放射されて光学系３１の受光端面４３０に入射したレーザ光７２を光学系３１の発光端（近接場光発生素子３６の端面３６ａ）の側でリアルタイムに監視し、この監視位置での光強度が最大となる状態を、光源ユニット２３（レーザダイオード４０）とスライダ２２（光学系３１）との所望の相対位置とする。このようなアクティブアラインメント法によれば、接合後、実際に所望の光路を確実に確保することができ、光源ユニット２３とスライダ２２との間で非常に高い接合位置精度を得ることが可能となる。
【００８３】
スライダ２２のヘッド端面２２１０から放射されたレーザ光７２又は変換された近接場光のリアルタイムでの監視は、スライダ２２のヘッド端面２２１０側に設けられたフォトダイオード等の光検出器７３を用いて行うことができる。この光検出器７３も、コントローラ６９に接続されており、光検出器７３のモニタ出力に基づいて、背当て治具６２（光源ユニット２３）のＹＺ面内での移動を制御することができる。
【００８４】
なお、上述した位置合わせの間、レーザダイオード４０は作動し続けており、相当に多量の熱を発生させる。しかしながら、背当て治具６２をステンレス鋼、Ｃｕ（銅）等の高い熱伝導率を有する金属材料等で形成し、この背当て治具６２をヒートシンクとしても用いることによって、レーザダイオード４０から発生した多量の熱をユニット基板２３０を介して放熱させることができる。これにより、レーザダイオード４０の発振が安定し、良好なアクティブアラインメントが実施可能となるのである。
【００８５】
次いで、光源ユニット２３とスライダ２２との位置合わせの終了後、図７ｈに示すように、背当て治具６２を−Ｘ方向に移動させてスライダ２２に近づけ、光源ユニット２３を、図７ｆの工程で離隔させた距離ＤUSだけ逆にスライダ２２に向かって移動させ、スライダ２２に接触させる。なお、この動作によっても光源ユニット２３とスライダ２２とのＹＺ面内での相対位置は変わらない。次いで、先球棒６５を光源ユニット２３の被加重面２３０１に押し付け、光源ユニット２３に再度荷重を加える。この際の荷重の大きさは、例えば１０〜２００ｇｆ（グラム重量）の範囲内の値とすることができる。これにより、光源ユニット２３の接合面２３００を、スライダ２２のスライダ背面２２０１に、トラック幅方向（Ｙ軸方向）及びトラックに沿った方向（Ｚ軸方向）において倣わせることができるのである。
【００８６】
次いで、図７ｉに示すように、スライダ２２のスライダ背面２２０１に設けられた半田層５８を溶融して、光源ユニット２３とスライダ２２とを接合する。ここで、光源ユニット２３とスライダ２２とは、ＹＺ面内での位置合わせが行われた後、Ｘ軸方向に移動させられて、半田層５８を間に挟む形で接触している。本実施形態においては、この間に挟まれた半田層５８に、ユニット基板２３０を透過する所定の波長の光７４を、ユニット基板２３０を介して照射する。この光７４の照射によって半田層５８を溶融させ固化させて、光源ユニット２３とスライダ２２とを接着するのである。なお、半田層５８が前もって形成される個所は、スライダ背面２２０１に限定されるものではなく、光源ユニット２３の接合面２３００でもよいし、スライダ背面２２０１及び接合面２３００の両方でもよい。
【００８７】
この光７４は、接着用光源としてのＮｄ−ＹＡＧレーザ発振器７６から光ファイバ７５を介して放射されたＮｄ−ＹＡＧレーザ光（波長：１０６４ｎｍ）とすることができる。ここで、ＹＡＧとは、Ｙ（イットリウム）とＡｌ（アルミニウム）との複合酸化物（Ｙ3Ａｌ5Ｏ12）からなるガーネット構造の結晶名であり、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ光は、ＹＡＧ結晶において数％のＹをＮｄ（ネオジム）で置換したものをレーザ媒質として用いて得られるレーザ光であり、研究用、工業用及び医療用等に広く使用されている。このように光７４としてＮｄ−ＹＡＧレーザ光を用いる場合、ユニット基板２３０を、Ｓｉ（透過率：６７％）、ＧａＡｓ（透過率：６６％）、ＳｉＣ（透過率：８０％）等の、この波長での透過率が５０％以上である材料で形成しておくことによって、溶融に十分な量の光７４を、ユニット基板２３０を介して半田層５８に照射することが可能となる。光７４としては、他に、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ光以外のＹＡＧレーザ光、ＹＡＧレーザ光以外の固体レーザ光、又は炭酸ガスレーザ光等のガスレーザ光も使用することが可能である。いずれにしても、ユニット基板２３０を透過する波長と半田層５８を溶融するのに必要な出力とを有する光が使用され、または、使用光の波長を透過する材料から形成されたユニット基板２３０が使用される。なお、光７４の照射による接合工程中においても、背当て治具６２の位置、吸着動作は維持され、さらに、先球棒６５による荷重の印加も継続されることが好ましい。
【００８８】
さらに、半田層５８は、融点が４００℃未満の金属材料で形成されていることが好ましい。例えば、半田層５８として、ＡｕＳｎ合金（Ｓｎ：２０重量％）を用いた場合、この半田層５８の融点は約２８０℃となる。ここで、この半田層５８に対して、例えば、光出力が０.１ｋＷであり、スポット径が１００μｍであって、パルス幅が４ｍ秒であるＮｄ−ＹＡＧレーザ光７４を、光源ユニット２３を介して照射すると、この半田層５８が十分に溶融し、光源ユニット２３とスライダ２２とが確実に接着されることが実験により確認されている。
【００８９】
このように、光７４を半田層５８に照射して光源ユニット２３とスライダ２２とを接着することによって、光源ユニット２３とスライダ２２との接合が完了し、熱アシスト磁気記録ヘッド２１が製造される。このヘッド２１においては、光源ユニット２３とスライダ２２とは半田層５８を間に挟んで接合されている。その結果、磁気記録媒体上を浮上したヘッド２１による書き込み動作時においても、発光動作中のレーザダイオード４０から発生した熱がユニット基板２３０、半田層５８、スライダ基板２２０を順次伝導して磁気記録媒体に至る放熱経路を確保することができる。なお、図７ｊに示すように、製造された熱アシスト磁気記録ヘッド２１を、次の工程、例えば洗浄工程を実施するための作業位置まで運搬するのに、背当て治具６２による光源ユニット２３の吸着をそのまま維持し、背当て治具６２とともにヘッド２１を移動させることも可能である。
【００９０】
以上、図７ａ１〜７ｊを用いて説明したように、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッド２１の製造方法によれば、アクティブアラインメント法による位置合わせを行った上で、光源ユニット２３の接合面２３００とスライダ２２のスライダ背面２２０１との間の「倣い」を極めて高い状態にできるので、光源ユニットとスライダとの接合において、十分に高い接合強度と十分に高い接合位置精度とが実現される。また、接合後のレーザダイオード４０の放熱経路が確保されるので、レーザダイオード４０の安定した発振動作が得られ、その結果、良好な熱アシスト作用を実現することができる。
【００９１】
図８は、本発明に係る磁気ディスク装置の一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。また、図９は、本発明に係るＨＧＡの一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。図５においてはＨＧＡの磁気ディスク表面に対向する側が上になって表示されている。
【００９２】
図８に示した磁気記録装置としての磁気ディスク装置は、スピンドルモータ１１の回転軸の回りを回転する、磁気記録媒体としての複数の磁気ディスク１０と、複数の駆動アーム１４が設けられたアセンブリキャリッジ装置１２と、各駆動アーム１４の先端部に取り付けられており熱アシスト磁気記録ヘッド２１を備えたＨＧＡ１７と、熱アシスト磁気記録ヘッド２１の書き込み及び読み出し動作を制御し、さらに、熱アシスト磁気記録用のレーザ光を発生させる光源であるレーザダイオード４０の発光動作を制御するための記録再生及び発光制御回路１３とを備えている。
【００９３】
磁気ディスク１０は、本実施形態において、垂直磁気記録用であり、例えば、ディスク基板に、軟磁性裏打ち層、中間層及び磁気記録層（垂直磁化層）が順次積層された構造を含んでいる。アセンブリキャリッジ装置１２は、熱アシスト磁気記録ヘッド２１を、磁気ディスク１０の磁気記録層に形成されており記録ビットが並ぶトラック上に位置決めするための装置である。同装置内において、駆動アーム１４は、ピボットベアリング軸１６に沿った方向にスタックされており、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１５によってこの軸１６を中心にして角揺動可能となっている。なお、本発明に係る磁気ディスク装置の構造は、以上に述べた構造に限定されるものではない。磁気ディスク１０、駆動アーム１４、ＨＧＡ１７及びヘッド２１は、単数であってもよい。
【００９４】
図９によれば、ＨＧＡ１７において、サスペンション２０は、ロードビーム２００と、このロードビーム２００に固着されており弾性を有するフレクシャ２０１と、ロードビーム２００の基部に設けられたベースプレート２０２と、フレクシャ２０１上に設けられておりリード導体及びその両端に電気的に接続された接続パッドからなる配線部材２０３とを備えている。熱アシスト磁気記録ヘッド２１は、各磁気ディスク１０の表面に対して所定の間隔（浮上量）をもって対向するように、サスペンション２０の先端部であってフレクシャ２０１に固着されている。ここで、フレクシャ２０１には、開口２０１０が設けられており、熱アシスト磁気記録ヘッド２１は、光源ユニット２３が、この開口２０１０を通してフレクシャ２０１の反対側に出るように接着されている。
【００９５】
さらに、配線部材２０３の一端をなす接続パッドは、熱アシスト磁気記録ヘッド２１の磁気ヘッド素子３２用の端子電極３７０及び３７１（図１）に、さらには光源ユニット２３の引き出し電極４１１及びレーザダイオード４０のｎ電極４０ａ（図１）に、ワイヤボンディング、ＳＢＢ等の方法によって電気的に接続されている。これにより、ＭＲ素子３３、電磁変換素子及びレーザダイオード４０に通電し、これらの素子を駆動することが可能となるのである。サスペンション２０の構造も、以上に述べた構造に限定されるものではない。図示されていないが、サスペンション２０の途中にヘッド駆動用ＩＣチップが装着されていてもよい。
【００９６】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【符号の説明】
【００９７】
２１ 熱アシスト磁気記録ヘッド
２２ スライダ
２３ 光源ユニット
３１ 光学系
４０ レーザダイオード
５８ 半田層
６１ ステージ
６２ 背当て治具
６３ 排気装置
６５ 先球棒
６７ プローブ
６９ コントローラ
７３ 光検出器
７４ Ｎｄ−ＹＡＧレーザ光
７６ Ｎｄ−ＹＡＧレーザ発振器
２２０ スライダ基板
２３０ ユニット基板
４１０ 光源電極
４３０ 受光端面
６２０ 吸着面
６３０ 吸着穴
６６０ 加重装置
２２００ 浮上面（ＡＢＳ）
２２０１ スライダ背面
２３００ 接合面
２３０１ 被加重面
２３０２ 光源設置面
２３０３ ユニット背面
４０００ 発光中心
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユニット基板に設けられた光源を備えた光源ユニットと、スライダ基板に設けられた光学系を備えたスライダとを接合する、熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法であって、
吸着手段を備えた背当て治具を用いて、前記ユニット基板の光源設置面とは反対側のユニット背面を吸着し、
前記背当て治具を前記スライダに近づけて、該背当て治具に吸着された前記光源ユニットを、前記スライダの媒体対向面とは反対側に位置しており前記光学系の受光端面を含むスライダ背面に接触させ、
加重手段を用いて、前記ユニット基板の前記スライダと接合する接合面とは反対側の被加重面に荷重を加えることによって、前記光源ユニットの接合面を、該スライダのスライダ背面に少なくともトラック幅方向において倣わせ、
前記荷重を加えることを止め、前記背当て治具を前記スライダから遠ざけて前記光源ユニットと該スライダとを離隔させ、前記光源の発光中心と前記光学系の受光端面との、該スライダのスライダ背面内の方向における位置合わせを行い、
前記背当て治具を前記スライダに再度近づけて、前記光源ユニットを前記スライダのスライダ背面に接触させ、
前記加重手段を用いて前記ユニット基板の被加重面に再度荷重を加えることによって、前記光源ユニットの接合面を前記スライダのスライダ背面に倣わせる
熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記光源ユニットに設けられた前記光源用の電極にプローブを押し当て、該光源に給電して発光動作をさせ、該光源からの光が前記光学系に入射するように前記光源の発光中心と前記光学系の受光端面との位置合わせを行う、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記背当て治具に備えられた吸着手段によって前記光源ユニットを吸着する力は、該光源ユニットに所定の荷重を加えることによって該光源ユニットの位置又は方向が変化する程度の大きさを有する、請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記背当て治具に備えられた吸着手段は、該背当て治具に設けられた少なくとも１つの吸着穴であり、該少なくとも１つの吸着穴の一方の端に接続された排気系を駆動させて、前記光源ユニットを該背当て治具に吸着する、請求項１から３のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項５】
前記加重手段は、前記ユニット基板の被加重面に当たる部分が球面又は凸曲面をなす治具である、請求項１から４のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項６】
前記光源ユニットの接合面及び前記スライダのスライダ背面のいずれか一方又は両方に、接着材料層を前もって形成しておき、該接合面を該スライダ背面に該接着材料層を間に挟みながら倣わせ、
前記ユニット基板を透過する波長を含む光を、前記ユニット基板を介して前記接着材料層に照射して、該接着材料層を溶融させ、
前記光源ユニットと前記スライダとを接着する
ことをさらに含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の製造方法を実施するための、前記光源ユニットと前記スライダとの接合装置であって、
前記スライダを固定する固定治具と、
前記光源ユニットを吸着する吸着手段が設けられており前記ユニット基板のユニット背面と接面する吸着面を備えた背当て治具であって、前記固定治具に固定された前記スライダに対する該光源ユニットの相対位置を調整することができるように移動可能な背当て治具と、
前記ユニット基板の被加重面に荷重を加えるための加重手段と、
前記光源の発光中心と前記光学系の受光端面との前記スライダのスライダ背面内の方向における位置合わせを行うために、前記光源ユニットに設けられた前記光源用の電極に押し当てて該光源に給電するためのプローブと、
前記背当て治具の移動、前記吸着手段による吸着、前記加重手段による荷重の印加、前記プローブの移動、及び該プローブを介しての光源への給電を適宜制御するためのコントローラと
を備えた接合装置。
【請求項８】
前記光源の発光中心と前記光学系の受光端面との位置合わせを行う際に前記プローブを介して給電された前記光源から放射され、前記光学系を伝播して前記スライダの媒体対向面から放射された光を検出するための光検出器をさらに備えている、請求項７に記載の接合装置。
【請求項９】
前記背当て治具に備えられた吸着手段は、該背当て治具に設けられた少なくとも１つの吸着穴であり、該少なくとも１つの吸着穴の一方の端が前記吸着面に達しており、他方の端が排気系に接続されている、請求項７または８に記載の接合装置。
【請求項１０】
前記加重手段は、前記ユニット基板の被加重面に当たる部分が球面又は凸曲面をなす治具である、請求項７から９のいずれか１項に記載の接合装置。
【請求項１１】
前記光源ユニットの接合面及び前記スライダのスライダ背面のいずれか一方又は両方に、接着材料層を前もって形成しておき、該接合面を該スライダ背面に該接着材料層を間に挟みながら倣わせた後、該接着材料層を溶融させ、該光源ユニットと該スライダとを接着するために、前記ユニット基板を透過する波長を含む光を、該ユニット基板を介して該接着材料層に照射するための接着用光源をさらに備えている、請求項７から１０のいずれか１項に記載の接合装置。
【請求項１】
ユニット基板に設けられた光源を備えた光源ユニットと、スライダ基板に設けられた光学系を備えたスライダとを接合する、熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法であって、
吸着手段を備えた背当て治具を用いて、前記ユニット基板の光源設置面とは反対側のユニット背面を吸着し、
前記背当て治具を前記スライダに近づけて、該背当て治具に吸着された前記光源ユニットを、前記スライダの媒体対向面とは反対側に位置しており前記光学系の受光端面を含むスライダ背面に接触させ、
加重手段を用いて、前記ユニット基板の前記スライダと接合する接合面とは反対側の被加重面に荷重を加えることによって、前記光源ユニットの接合面を、該スライダのスライダ背面に少なくともトラック幅方向において倣わせ、
前記荷重を加えることを止め、前記背当て治具を前記スライダから遠ざけて前記光源ユニットと該スライダとを離隔させ、前記光源の発光中心と前記光学系の受光端面との、該スライダのスライダ背面内の方向における位置合わせを行い、
前記背当て治具を前記スライダに再度近づけて、前記光源ユニットを前記スライダのスライダ背面に接触させ、
前記加重手段を用いて前記ユニット基板の被加重面に再度荷重を加えることによって、前記光源ユニットの接合面を前記スライダのスライダ背面に倣わせる
熱アシスト磁気記録ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記光源ユニットに設けられた前記光源用の電極にプローブを押し当て、該光源に給電して発光動作をさせ、該光源からの光が前記光学系に入射するように前記光源の発光中心と前記光学系の受光端面との位置合わせを行う、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記背当て治具に備えられた吸着手段によって前記光源ユニットを吸着する力は、該光源ユニットに所定の荷重を加えることによって該光源ユニットの位置又は方向が変化する程度の大きさを有する、請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記背当て治具に備えられた吸着手段は、該背当て治具に設けられた少なくとも１つの吸着穴であり、該少なくとも１つの吸着穴の一方の端に接続された排気系を駆動させて、前記光源ユニットを該背当て治具に吸着する、請求項１から３のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項５】
前記加重手段は、前記ユニット基板の被加重面に当たる部分が球面又は凸曲面をなす治具である、請求項１から４のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項６】
前記光源ユニットの接合面及び前記スライダのスライダ背面のいずれか一方又は両方に、接着材料層を前もって形成しておき、該接合面を該スライダ背面に該接着材料層を間に挟みながら倣わせ、
前記ユニット基板を透過する波長を含む光を、前記ユニット基板を介して前記接着材料層に照射して、該接着材料層を溶融させ、
前記光源ユニットと前記スライダとを接着する
ことをさらに含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の製造方法を実施するための、前記光源ユニットと前記スライダとの接合装置であって、
前記スライダを固定する固定治具と、
前記光源ユニットを吸着する吸着手段が設けられており前記ユニット基板のユニット背面と接面する吸着面を備えた背当て治具であって、前記固定治具に固定された前記スライダに対する該光源ユニットの相対位置を調整することができるように移動可能な背当て治具と、
前記ユニット基板の被加重面に荷重を加えるための加重手段と、
前記光源の発光中心と前記光学系の受光端面との前記スライダのスライダ背面内の方向における位置合わせを行うために、前記光源ユニットに設けられた前記光源用の電極に押し当てて該光源に給電するためのプローブと、
前記背当て治具の移動、前記吸着手段による吸着、前記加重手段による荷重の印加、前記プローブの移動、及び該プローブを介しての光源への給電を適宜制御するためのコントローラと
を備えた接合装置。
【請求項８】
前記光源の発光中心と前記光学系の受光端面との位置合わせを行う際に前記プローブを介して給電された前記光源から放射され、前記光学系を伝播して前記スライダの媒体対向面から放射された光を検出するための光検出器をさらに備えている、請求項７に記載の接合装置。
【請求項９】
前記背当て治具に備えられた吸着手段は、該背当て治具に設けられた少なくとも１つの吸着穴であり、該少なくとも１つの吸着穴の一方の端が前記吸着面に達しており、他方の端が排気系に接続されている、請求項７または８に記載の接合装置。
【請求項１０】
前記加重手段は、前記ユニット基板の被加重面に当たる部分が球面又は凸曲面をなす治具である、請求項７から９のいずれか１項に記載の接合装置。
【請求項１１】
前記光源ユニットの接合面及び前記スライダのスライダ背面のいずれか一方又は両方に、接着材料層を前もって形成しておき、該接合面を該スライダ背面に該接着材料層を間に挟みながら倣わせた後、該接着材料層を溶融させ、該光源ユニットと該スライダとを接着するために、前記ユニット基板を透過する波長を含む光を、該ユニット基板を介して該接着材料層に照射するための接着用光源をさらに備えている、請求項７から１０のいずれか１項に記載の接合装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７ａ１】
【図７ａ２】
【図７ｂ】
【図７ｃ】
【図７ｄ】
【図７ｅ】
【図７ｆ】
【図７ｇ】
【図７ｈ】
【図７ｉ】
【図７ｊ】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７ａ１】
【図７ａ２】
【図７ｂ】
【図７ｃ】
【図７ｄ】
【図７ｅ】
【図７ｆ】
【図７ｇ】
【図７ｈ】
【図７ｉ】
【図７ｊ】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−６９２３５（Ｐ２０１２−６９２３５Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９７１６１（Ｐ２０１１−１９７１６１）
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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