KR100207740B1 - 박막자기헤드팁 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

웨이퍼 프로세스(wafer process)에 의한 박막자기헤드팁 및 그 제조방법에 관한 내용이 개시되어 있다. 웨이퍼와, 웨이퍼에 마련된 전도성 접점과, 웨이퍼 위에 적층된 베이스부와, 베이스부 내부에 일부가 몰입된 코어와, 코어 주위의 베이스부에 몰입되어 연결되면서 적층되며 접점에 일단과 타단이 각각 연결된 코일과, 베이스부 및 코어에 소정의 라운드부가 형성된 점에 특징이 있다. 그리고, 박막자기헤드 제조방법은 웨이퍼에 구멍을 형성시키는 단계와, 구멍에 전도성 물질을 넣는 단계와, 웨이퍼에 베이스부와 코어와 코일을 웨이퍼 프로세스에 의하여 적층하는 단계와, 코어 및 베이스부를 둥글게 적층하는 단계를 포함한다. 이와 같은 특징을 갖는 박막자기헤드 및 그 제조방법은 제조 공정을 줄일 수 있고, 자기헤드를 효과적으로 대량 생산할 수 있다.

Description

박막자기헤드팁 및 그 제조방법{Thin film magnetic head tip and its production method}

본 발명의 목적은 자기헤드의 제조 공정을 줄일 수 있고, 자기헤드를 대량 생산할 수 있는 박막자기헤드팁 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명은 VCR(Video Cassette Recorder) 등에 사용되어 정보를 기록 및 재생하는 박막자기헤드팁 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 웨이퍼 프로세스(wafer process)에 의한 박막자기헤드팁 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, VCR에는 도 1에 도시된 바와 같이, 주행하는 자기테이프(1)로부터 기록된 소정의 정보를 판독하거나 자기테이프(1)에 새로운 정보를 기록하기 위해 자기테이프(1)의 주행방향에 대하여 경사상으로 스캐닝(scanning)하는 헤드드럼(2)이 설치된다.

상기 헤드드럼(2)은 자기테이프(1)를 가이드하는 고정드럼(3)과, 고정드럼(3)과 동일 축에 회전 가능하게 설치되는 회전드럼(4)과, 회전드럼(4)에 설치되는 자기헤드(5)를 포함하며, 자기헤드(5)는 도 2에 도시된 바와 같이, 헤드베이스(6)와, 자기헤드팁(7)을 포함한다. 그리고, 자기헤드팁(7)의 단부에는 도 3에 도시된 바와 같이, 코일(8)이 감겨져 있다.

도 3에 도시된 자기헤드팁(7)은 통상적으로 코어(9)와 코어(9')를 따로 제작하여 랩핑, 본딩 등의 가공 및 조립공정을 거쳐야 하고, 코어(9,9') 상호간의 간격을 형성을 위한 여러 가지 작업을 해야 한다. 즉, 이러한 자기헤드팁(7) 및 그 제조공정은 가공할 때 발생하는 여러 가지 오차 및 편차로 인해 불량이 발생되는 문제점이 있었으며, 또한 페라이트(ferrite)를 가공해야 하기 때문에 그 크기를 소형화하기 어려운 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 개선하기 위하여 최형에 의해 1995년 2월 6일자 출원된 대한민국 특허출원번호 제95-2081호에는 자기헤드 및 그 제조방법이 제안되어 있다.

상기 최형에 의해 제안된 자기헤드 및 그 제조방법은 자성층막을 선택적으로 형성하므로 자로가 짧아져 인덕턴스가 줄어들고, 그에 따라 C/N을 높일 수 있으며, 종래와 같이 I 코어와 C 코어를 따로 제작하여 랩핑 등의 가공공정을 해야하는 번거로움이 없어 수율이 향상되고, 특히 애지머스 각도 설정을 반도체 공정을 이용하지 않고 간단한 제작에 의해 구현함으로써 제품의 생산 단가를 절감할 수 있는 장점이 있었다.

그러나, 적층구조체의 최상층에 소정의 애지머스 각도로 가공된 기판부재를 부착시키는 단계와, 권선용 윈도우(window)를 형성하는 단계와, 구조체의 일 측면을 테이프와의 접촉을 좋게 하기 위하여 소정 곡률의 라운드를 가공하는 단계와, 권선을 하는 단계를 포함하여 자기헤드를 완성시켜야 하는 수작업 공정이 잔존하였다.

자기헤드의 제조 공정을 줄일 수 있고, 자기헤드를 대량 생산할 수 있는 박막자기헤드팁 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

도 1은 VCR용 헤드드럼을 도시한 사시도이다.

도 2는 도 1의 자기헤드를 도시한 평면도이다.

도 3은 도 2의 자기헤드팁을 도시한 사시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 박막자기헤드에 사용되는 웨이퍼를 도시한 일부 절제 사시도이다.

도 5a∼5m은 본 발명에 따른 박막자기헤드팁이 웨이퍼 프로세스에 의하여 적층되는 과정을 도시한 공정 단면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 박막자기헤드팁이 적층된 상태의 웨이퍼 원판을 도시한 사시도이다.

도 7은 도 6의 웨이퍼 원판을 잘라서 만든 박막자기헤드팁을 도시한 사시도이다.

도 8은 본 발명에 따른 박막자기헤드팁이 헤드베이스에 부착되는 상태를 도시한 사시도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호 설명

100...웨이퍼 110...코어

120...베이스부 130...코일

140...애지머스 홈 150...라운드부

200...박막자기헤드팁 210...접점

300...헤드베이스 121...실리콘산화막

500...포토레지스트 600...제1마스크

610...제2마스크

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 박막자기헤드팁은; 비자성 절연체인 웨이퍼와, 상기 웨이퍼에 마련된 다수개의 전도성 접점과, 상기 웨이퍼 위에 적층된 비자성 절연체인 베이스부와, 상기 베이스부 내부에 일부가 몰입되어 적층되며 애지머스 홈이 형성된 코어와, 상기 코어 주위의 상기 베이스부에 몰입되어 연결되면서 적층되며 상기 접점에 일단과 타단이 각각 연결된 코일과, 상기 애지머스 홈이 형성된 면의 베이스부 및 코어가 곡률진 라운드부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 박막자기헤드팁의 제조방법은 웨이퍼에 소정의 구멍을 형성시키는 단계와, 상기 구멍에 전도성 물질을 넣는 단계와, 상기 웨이퍼에 비자성 절연성 베이스부와, 애지머스 홈이 형성되는 자성체 코어와, 상기 코어 주위의 상기 베이스부에 몰입되는 코일을 웨이퍼 프로세스에 의하여 미리 정해진 형상으로 적층하는 단계와, 상기 애지머스 홈이 형성되는 면의 상기 코어 및 베이스부를 계단형으로 둥글게 적층하는 단계와, 상기 적층된 웨이퍼를 절단하여 박막자기헤드를 만드는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성요소를 구비하는 본 발명에 따른 박막자기헤드팁 및 그 제조방법은 수작업에 의한 제조 공정을 줄일 수 있고, 자기헤드를 효과적으로 대량 생산할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서, 본 발명에 따른 박막자기헤드팁 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 박막자기헤드팁은 잘 알려진 웨이퍼 프로세스에 의하여 제조되는데, 웨이퍼 프로세스는 웨이퍼(Wafer)에 종래의 반도체 제조공정으로 사용되는 포토리소그래피(photo-lithography), 증착(Deposition), 스퍼터링(sputtering) 등을 이용하여 소정의 재료들을 순차적으로 적층하는 공정이다.

먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(100)에 구멍을 형성하고, 그 구멍에 구리와 같은 금속을 채운다. 이 금속의 일측은 박막자기헤드팁의 접점(210)으로 사용된다.

그리고, 도 5a에 도시된 바와 같이, 접점(210)이 형성된 웨이퍼(100) 위에 실리콘산화막(121)을 형성시키고, 포토레지스트(500;Photo Resist)를 도포한다. 다음으로, 상기 포토레지스트(500)위에 제1마스크(600;Mask)를 올려놓고 빛을 쬐여서 포토레지스트(500)의 일정한 부위만 감광시킨다(도 5b). 그리고, 상기 포토레지스트(500)의 감광된 부분에 현상액을 반응시켜 제거한다(도 5c. 다음에, 포토레지스트(500)가 없는 부분의 실리콘산화막(121)을 식각(도 5d)한 후, 상기 포토레지스트(500)를 제거한다.

그리고, 상기 식각공정에 의해 실리콘산화막(121)이 제거된 웨이퍼(100)위에 증착(Deposition) 및 스퍼터링(Sputtering) 방법으로 전기전도성이 양호한 구리 등의 금속을 적층하여 코일층(131)을 형성한다(도 5e). 이 때, 적층된 코일층(131)은 상기 접점(210)과 연결되며 코일(130; 도 7 참조)의 일부가 된다

이 때, 실리콘산화막(121)은 비자성체인 베이스부(120; 도 7 참조)로 사용되며, 내마모성이 우수한 재질로서 보통 SiO2가 사용된다. 그리고, 적층되는 코일층(131)은 베이스부(120)에 몰입되면서 형성되며, 일단과 타단은 웨이퍼(100)에 형성된 접점(210)에 각각 연결된다.

도 5f∼5j는 자성체인 코어층(111)을 형성하는 과정을 나타내는 공정도로서, 코어층(111)은 상기 코일층(131)과는 같은 평면상에 놓이면서 코일층(131)과는 다른 재질의 금속을 적층함으로써, 별도의 제조공정을 거쳐서 형성한다.

먼저, 상기 코일층(131)이 형성된 웨이퍼(100)위에 포토레지스트(500)를 도포하고(도 5F), 상기 코일층(131)을 형성하기 위해 사용한 제1마스크(600)와는 다른 형상의 제2마스크(610)를 포토레지스트(500)위에 올려놓고 빛을 쬐여서 코어층(111)을 형성할 일정한 부위만 감광시킨다(도 5g). 그리고, 상기 감광된 부분의 포토레지스트(500)를 현상액으로 제거한다(도 5h). 다음에, 포토레지스트가 없는 부분의 실리콘산화막(121)을 식각하고, 포토레지스트(500)를 제거한다(도 5i). 다음에, 식각된 부분에 증착 및 스퍼터링 방법으로 금속박막을 적층하여 코어층(111)을 형성한다(도 5j).

이 때, 적층된 코어층(111)은 자성체인 코어(110)로 사용되며, 상기 실리콘산화막(121)에 의해 상기 코일층(131)과는 절연된다. 그리고, 상기 코어층(111)으로 사용되는 물질로는 투자율 및 포화자속밀도가 크고 보자력이 작은 철(Fe)계 화합물 또는 코발트(Co)계 비정질 합금 등이 있다.

한편, 상기 코일층(131)과 코어층(111)을 형성한 후, 다시 도 5a∼5e의 코일층(131)을 형성하는 공정과 도 5f∼5j의 코어층(111)을 형성하는 공정을 수회 반복한다. 즉, 도 5a∼5j의 과정을 되풀이하여 코일층(131)과 코어층(111)을 교번하여 적층한다. 이렇게 하면 도 5k에 도시된 바와 같이, 다층의 적층구조체가 형성되게 된다.

그리고, 도 5l에 도시한 바와 같이, 상기 코일층(131)의 일단으로부터 상기 코어층(111)의 둘레를 감싸도록 동일 평면상에 원주 형상의 수평코일층(133)을 1차로 적층한 후, 다음에 적층할 때에는 높이를 달리하도록 수직코일층(134)을 적층한다. 이때, 상기 수직코일층(134)은 수평코일층(133)과 연결되며, 상기 수평코일층(133)위에는 실리콘산화막(121)이 동시에 적층된다. 그리고, 적층된 실리콘산화막(121)위에 코어층(111)을 감싸도록 원주형상으로 수평코일층(133)을 2차로 적층한다. 이때에도 상기 수직코일층(134)과 연결되도록 한다. 이와같은 공정을 반복하여 상기 코어층(111)을 감싸는 수평코일층(133) 및 수직코일층(134)을 형성시켜서 도 7에 도시된 바와 같이, 코일(130)을 형성한다.

공정의 마지막으로 도 5m에 도시된 바와 같이, 상기 자성 코어(110)의 상단에는 애지머스 홈(140)이 형성되고, 베이스부(120)에는 라운드부(150)가 형성된다. 애지머스 홈(140) 및 라운드부(150)는 증착 및 포토리소그래피법에 의하여 의도적으로 형성된다. 애지머스 홈(140)은 자성 코어(110)가 분리되어 있는 부분이다. 라운드부(150)는 실리콘신화막을 다단으로 적층함으로써 도 5m에 확대되어 도시된 바와 같은 계단형으로 형성되나, 계단(151)의 높이는 수㎛이므로 자기테이프(1;도 1 참조)와 원활한 접촉이 가능하다.

상술한 바와 같이, 웨이퍼 프로세스에 의하여 만들어진 박막자기헤드칩을 다수 가지는 웨이퍼 원판(400;도 6 참조)이 완성된다. 원판(400)의 크기에 따라 다르지만, 통상 하나의 웨이퍼 원판을 이용하여 수백개의 박막자기헤드팁(200)을 만들 수 있다. 상기 원판(400)을 절단기로 절단하면 도 7에 도시된 바와 같은 박막자기헤드팁(200)이 다수개 만들어진다. 그리고, 절단된 박막자기헤드팁(200)은 도 8에 도시된 바와 같이, 헤드베이스(300)에 부착되어 사용된다.

첨부된 참조 도면에 의해 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 단지 일 실시예에 불과하다. 당해 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 바람직한 실시예를 충분히 이해하여 유사한 형태의 박막자기헤드팁 및 그 제조방법을 구현할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

본 발명에 따른 박막자기헤드 및 그 제조방법은 수작업에 의한 제조 공정을 줄일 수 있고, 자기헤드를 대량 생산할 수 있다. 특히, 자기테이프와 접촉하는 라운드부를 별도로 가공하지 않아 제조 공정을 줄일 수 있다.

Claims (4)

1. 비자성 절연체인 웨이퍼와,

   상기 웨이퍼에 마련된 다수개의 전도성 접점과,

   상기 웨이퍼 위에 적층된 비자성 절연체인 베이스부와,

   상기 베이스부 내부에 일부가 몰입되어 적층되며 애지머스 홈이 형성된 코어와,

   상기 코어 주위의 상기 베이스부에 몰입되어 연결되면서 적층되며 상기 접점에 일단과 타단이 각각 연결된 코일과,

   상기 애지머스 홈이 형성된 면의 베이스부 및 코어가 곡율진 라운드부를 구비하는 것을 특징으로 하는 박막자기헤드팁.
2. 제1항에 있어서,

   상기 전도성 접점이 상기 웨이퍼를 관통되어 마련되는 것을 특징으로 하는 박막자기헤드팁.
3. 웨이퍼에 소정의 구멍을 형성시키는 단계와,

   상기 구멍에 전도성 물질을 넣는 단계와,

   상기 웨이퍼에 비자성 절연성 베이스부와, 애지머스 홈이 형성되는 자성체 코어와, 상기 코어 주위의 상기 베이스부에 몰입되는 코일을 웨이퍼 프로세스에 의하여 미리 정해진 형상으로 적층하는 단계와,

   상기 애지머스 홈이 형성되는 면의 상기 코어 및 베이스부를 계단형으로 둥글게 적층하는 단계와,

   상기 적층된 웨이퍼를 절단하여 박막자기헤드를 만드는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막자기헤드팁 제조방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 적층하는 단계는 증착 및 포토리소그래피법을 이용하여 웨이퍼 위에 소정의 물질을 소정 모양으로 순차적으로 적층하는 것을 특징으로 하는 박막자기헤드팁 제조방법.