薄膜磁头的制作方法

xiaoxiao2020-8-1  1

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专利名称:薄膜磁头的制作方法
技术领域
本发明涉及一种安装在磁记录装置中的薄膜磁头的磁极结构。
为了增加记录密度,需要增加磁记录介质的矫顽力和降低磁头的缝隙,以便适合于渐趋变短的记录波长。然而,为了使具有高矫顽力的记录介质磁化,需要产生强的磁场,但是由于窄缝隙磁头,由于临近磁头缝隙的磁膜饱和,这种磁饱和使可能产生的磁场的强度受到限制,因而不可能进行充分的记录。
在JP-A-57-24015所介绍的薄膜磁头中,在下磁膜之上和在上磁膜之下装一高饱和磁通密度的磁膜。图2和图3示有该先有技术的磁头结构,其中在缝隙中置一高饱和磁通密度的材料,以便抑制磁头中的磁饱和。
如在上述先有技术中所述的,为了提高记录密度,在下磁膜之上和在上磁膜之下使用一个高饱和磁通密度的磁膜。为了将记录密度进一步提高到70KFC或其以上,要适应于提高的记录密度,需磁化具有1800Oe(奥斯特)或其以上的高矫顽力记录介质,但是这是很困难的。
换句话说,为了记录需要采用大约0.3μm(微米)的窄缝隙,为了再现需要大约0.4μm的宽缝隙,因而,利用单一磁头来实现记录和重现要满足以上两个要求的确是非常困难的。
另一个问题是,高饱和磁通密度材料具有低的磁导率,使得在缝隙处的缝隙磁阻大,并好像磁隙加大,由于上述低磁导率使磁阻增加所引起的再现效率的下降的影响,使再现输出下降。
本发明的目的是提高记录密度并提供一种磁头,其易于磁化高矫顽力记录介质,并且具有优异的重现特性。


图1所示,具有本发明该特征的薄膜磁头的开路的磁路具有一磁隙3,其用一非磁性薄膜填满,该磁隙位于磁路的一侧,面向记录介质。就其组成部分而言,该磁头包括一磁芯,该磁芯包括下磁极1、上磁极2、磁头还包括一绕在磁芯上的电导体线圈4。至少其中一一个磁极是多层结构,其由高磁导率的磁膜5、高饱和磁通密度磁膜6和低饱和磁通密度磁膜7依次构成,配置方式为将低饱和磁通密度磁膜配置在邻近磁隙的多层结构的一侧面上。
在薄膜磁头中,至少其中一个磁极是按照多层结构形成的,其由高磁导率磁膜5、高饱和磁通密度磁膜6和低饱和磁通密度磁膜7依次构成,配置方式为将低饱和磁通密度磁膜7配置在邻近磁隙的多层结构的那一侧面上。在记录时,由于产生的磁场使低饱和磁通密度磁膜饱和,这一磁膜的磁导率具有的数值与空气的磁导率的数值相似。换句话说,有效的记录缝隙长度被加宽了,使得可以产生强磁场。该有效记录缝隙长度是非磁性薄膜填充缝隙3和低饱和磁通密度磁膜7厚度的和。此外,由于高饱和磁通密度磁膜6仍不饱和,可以得到很强的陡峭的磁场分布。
在再现时,利用非磁性薄膜形成的磁隙3确定再现缝隙长度,由于窄的缝隙使缝隙损失降低,该磁头呈现优异的再现特性。
此外,假如使低饱和磁通密度磁膜具有高磁导率,则由于高饱和磁通密度磁膜的低磁导率,可以防止再现效率的降低。
图1是根据本发明的一个实施例的磁头结构的断面图;图2是常规磁头结构的断面图;图3是另一种常规磁头结构的断面图;图4是薄膜磁头的磁场分布示意图;图5是薄膜磁头的磁场分布示意图;图6是表示缝隙长度和重写(overwrite)相互关系的曲线图;图7是用于解释一个孤波波形的示意图;图8是表示再现方式缝隙长度和孤波的中间点部分宽度之间相互关系的曲线图;图9是表示缝隙长度和中间点部分宽度之间相互关系的曲线图;图10是表示缝隙长度和孤波的输出电压之间相互关系的曲线图;图11是本发明的另一实施例的断面图;图12是本发明的再一实施例的断面图;图13是本发明的再一实施例的断面图;图14是本发明的再一实施例的断面图;图15是本发明的再一实施例的断面图;图16是本发明的再一实施例的断面图。
下面参照图1到图10介绍本发明的各实施例。图1是根据本发明的薄膜磁头的典型实施例的断面图。
如图1所示,薄膜磁头为一开路的磁路,其具有磁隙3用非磁性薄膜填满,该磁隙位于磁路的一侧,面向记录介质。按照组成部分来说,该磁头由一磁芯和线圈4构成,磁芯包括下磁极1、上磁极2,该线圈4由绕在磁芯上的电导体构成,上磁极为多层结构,由高磁导率磁膜5、高饱和磁通密度磁膜6和低饱和磁通密度磁膜7依次构成,配置方式为将低饱和磁通密度磁膜配置在邻近磁隙的多层结构的那一侧面上。
图4表示在实施例1的磁头尖部处的磁饱和区域和磁场分布的计算结果。关于上磁极的材料,更具体地讲,这一多层结构首先是由作为高磁导率的磁膜5的NiFe构成(Bs=1T(特斯拉),磁导率1000,膜厚3μm),然后是CoFeNi,作为高饱和磁通密度磁膜(Bs=1.7T,磁导率500,膜厚0.7μm),最后是NiFe上磁极(Bs=1T,磁导率1000,膜厚0.1μm)。
低饱和磁通密度磁膜7是完全饱和的。高饱和磁通密度磁膜6则不饱和。在图5中将图3所示类型的常规磁头和本发明实施例中的磁头之间的磁头磁场分布的计算结果进行比较。尽管这一实施例的磁头的缝隙长度为0.3μm,其磁场分布基本上与缝隙长度0.4μm的常规磁头相同。
这意味着,通过使用相同类型的磁膜对于高饱和磁通密度磁膜和低饱和磁通密度磁膜可以得到相同的效果。
在图6中通过实验将常规的磁头和本发明的磁头之间的写入记录能力进行比较。
被比较的各部分的形状与在上述计算中的结果相同。
对于常规磁头,假如将缝隙长度缩短到0.3μm,与0.4μm缝隙长度相比,重写特性降低大约3dB。然而,根据本发明这一实施例的0.3μm,缝隙长度的磁头与常规的0.4μm缝隙长度的磁头具有相同的性能。
下面将介绍再现方面的研究结果。
图7表示一孤波的再现波形的定义。波形的中间点部分宽度用PW50标注,其幅值用Vo标注。
图8表示再现的缝隙宽度和中间点部分宽度之间的相互关系的计算结果。就自记录和再现方式而言,假如缝隙被变短,中间点部分宽度变短。这对高密度记录是有利的。另一方面,当记录的缝隙长度固定在0.4μm时,记录方式的缝隙长度和所示的中间点部分宽度几乎具有相同的数值。这表明,再现特性是由再现缝隙长度确定的。
图9和图10表示实验结果,反映了缝隙长度和中间点部分宽度以及孤波的输出电压之间的相互关系。
根据本发明这一实施例的磁头与具有0.3μm缝隙长度的常规磁头相比,记录的中间点部分宽度变窄,输出电压变大,并且它们是由于采用低饱和磁通密度和高磁导率的磁膜。换句话说,可以理解这一实施例的磁头在记录时按照0.4μm缝隙工作,在再现时按照0.3μm缝隙工作,并且因为邻近缝隙薄膜的磁膜的高磁导率,使得与常规的磁头相比该磁头可以得到更陡峭的波形和更高的输出电压。
由于各个磁膜的晶体结构彼此相似,CoFeNi在作为基层的具有良好的薄膜质量的NiFe上外延生长,以及NiFe同样在CoFeNi层上生长。因此,从晶体结构的观点出发,在磁化方式方面多层结构是非常适合的,使得诸如摆动或爆玉米花(popcorn)式噪声之类的噪声不会产生。在如先有技术的实例中的二层结构中,由于该基层是通常显示具有很强的磁的异向性的高饱和磁通密度磁膜,因而上层薄膜的质量变差,再现输出下降。因而,本发明的磁头结构在磁记录性能和晶体结构方面是优异的。
不管这些磁膜是通过溅射还是喷镀构成的,它们产生相似的效果。特别是当利用喷镀形成常规磁头的磁膜时,假如将低饱和磁通密度材料用作高饱和磁通密度材料的基层,在处理调整中无需很大的交流作用,并且可以得到良好的结果。
图11到16以断面图方式表示本发明的另一些实施例的磁头结构。
图11表示分别以类似的三层结构方式形成的上磁芯部分和下磁芯部分。
图12表示按照高饱和磁通密度磁膜6形成的下磁芯部分。
图13表示以高磁导率磁膜5和高饱和磁通密度磁膜6的二层结构方式构成的下磁芯。
图14、15和16表示磁头的一些结构,其中高饱和磁通密度磁膜6与缝隙深度具有相同的长度,以便使得在缝隙中更易于产生磁饱和。
根据本发明的磁头能够在记录时和再现时改变其间的缝隙长度,在高矫顽力介质上记录时,产生足够强的磁场强度,从而使行记录密度能够提高。通过利用本发明的磁头,借助这些措施,使得能够在高矫顽力的介质上提高记录密度。此外,由于磁畴结构形成的噪声可以得到抑制,从而能够提供高质量的磁头。
权利要求
1.一种薄膜磁头,包含一开路的磁路,其具有的磁隙用非磁性薄膜填满,该磁隙位于磁路的一侧,面向记录介质,所述磁路经过一包括下磁极和上磁极的磁芯;以及一电导体线圈,其以所述导体在所述上磁极和所述下磁极之间通过的方式绕在所述磁路上,其特征在于,至少其中一个磁极包含多层结构,其由高磁导率磁膜、高饱和磁通密度磁膜和低饱和磁通密度磁膜依次构成,配置方式为使所述低饱和磁通密度磁膜位于邻近磁隙的多层结构的一侧面上。
2.一种薄膜磁头,包含一开路的磁路,其具有的磁隙用非磁性薄膜填满,该磁隙位于该磁路的一侧,面向记录介质,所述磁路通过一包括下磁极和上磁极的磁芯;以及一电导体线圈,其以所述导体在所述上磁极和所述下磁极之间通过的方式绕在所述磁路上,其特征在于,至少其中一个磁极包含多层结构,由高磁导率磁膜、高饱和磁通密度磁膜和低饱和磁通密度磁膜构成,使低饱和磁通密度磁膜位于在邻近磁隙的多层结构的一侧面上,以及其中,假如高磁导率磁膜的饱和磁通密度选定为Bs1,高饱和磁通密度磁膜的饱和磁通密度选定为Bs2以及低饱和磁通密度磁膜的饱和磁通密度选定为Bs3,则保持Bs1<Bs2,Bs3<Bs2的相互关系。
3.一种薄膜磁头,包含一开路的磁路,其具有的磁隙用非磁性薄膜填满,该磁隙位于该磁路的一侧,面向记录介质,所述磁路通过一包括下磁极和上磁极的磁芯;以及一电导体线圈,其以所述导体在所述上磁极和所述下磁极之间通过的方式绕在所述磁路上,其特征在于,至少其中一个确定缝隙深度的磁极是一多层结构,其由高磁导率磁膜、高饱和磁通密度磁膜和低饱和磁通密度磁膜依次构成,配置方式为使低饱和磁通密度磁膜位于邻近磁隙的多层结构的一侧面上。
4.一种薄膜磁头,包含一开路的磁路,其具有的磁隙用非磁性薄膜填满,该磁隙位于该磁路的一侧,面向记录介质,所述磁路通过一包括下磁极和上磁极的磁芯;以及一电导体线圈,其以所述导体在所述上磁极和所述下磁极之间通过的方式绕在所述磁路上,其特征在于,至少其中一个磁极是多层结构,其由高磁导率磁膜、高饱和磁通密度磁膜和低饱和磁通密度磁膜依次构成,并且其中高磁导率磁膜和低饱和磁通密度磁膜由同样的磁性材料构成。
5.一种薄膜磁头,包含一开路的磁路,其具有的磁隙用非磁性薄膜填满,该磁隙位于该磁路的一侧,面向记录介质,所述磁路通过一包括下磁极和上磁极的磁芯;以及一电导体线圈,其以所述导体在所述上磁极和所述下磁极之间通过的方式绕在所述磁路上,其特征在于,至少其中一个磁极是多层结构,其由高磁导率磁膜、高饱和磁通密度磁膜和低饱和磁通密度磁膜依次构成,并且其中每个磁膜的基本成分是NiFe。
6.一种薄膜磁头,包含一开路的磁路,其具有的磁隙用非磁性薄膜填满,该磁隙位于该磁路的一侧,面向记录介质,所述磁路通过一包括下磁极和上磁极的磁芯;以及一电导体线圈,其以所述导体在所述上磁极和所述下磁极之间通过的方式绕在所述磁路上,其特征在于,至少其中一个磁极是多层结构,其由高磁导率磁膜、高饱和磁通密度磁膜和低饱和磁通密度磁膜依次构成,并且其中高饱和磁通密度磁膜沿着低饱和磁通密度磁膜的结晶排列方向在该低饱和磁通密度磁膜上外延生长。
7.一种薄膜磁头,包含一开路的磁路,其具有的磁隙用非磁性薄膜填满,该磁隙位于该磁路的一侧,面向记录介质,所述磁路通过一包括下磁极和上磁极的磁芯;以及一电导体线圈,其以所述导体在所述上磁极和所述下磁极之间通过的方式绕在所述磁路上,其特征在于,至少其中一个磁极是多层结构,其由高磁导率磁膜、高饱和磁通密度磁膜和低饱和磁通密度磁膜构成,使低饱和磁通密度磁膜位于在邻近磁隙的多层结构的一侧面上,以及其中,假如高磁导率磁膜用t1表示,高饱和磁通密度磁膜用t2表示,低饱和磁通密度磁膜用t3表示,按照下式t1>t2>t3维持相互关系。
8.一种薄膜磁头,包含一开路的磁路,其具有的磁隙用非磁性薄膜填满,该磁隙位于该磁路的一侧,面向记录介质,所述磁路通过一包括下磁极和上磁极的磁芯;以及一电导体线圈,其以所述导体在所述上磁极和所述下磁极之间通过的方式绕在所述磁路上,其特征在于,至少其中一个磁极是多层结构,其由高磁导率磁膜、高饱和磁通密度磁膜和低饱和磁通密度磁膜构成,使低饱和磁通密度磁膜位于在邻近磁隙的多层结构的一侧面上,以及其中假如高磁导率磁膜的饱和磁通密度和膜厚分别用BS1和t1表示,高饱和磁通密度磁膜的饱和磁通密度和膜厚分别用BS2和t2表示,以及低饱和磁通密度磁膜的饱和磁通密度和膜厚分别用BS3和t3表示,则按照下式Bs*t2>Bs*t3维持相互关系。
9.一种薄膜磁头,包含一开路的磁路,其具有的磁隙用非磁性薄膜填满,该磁隙位于该磁路的一侧,面向记录介质,所述磁路通过一包括下磁极和上磁极的磁芯;以及一电导体线圈,其以所述导体在所述上磁极和所述下磁极之间通过的方式绕在所述磁路上,其特征在于,至少其中一个磁极是多层结构,其由高磁导率磁膜、高饱和磁通密度磁膜和低饱和磁通密度磁膜依次构成,使低饱和磁通密度磁膜位于邻近磁隙的多层结构的一侧面上,并且其中高磁导率磁膜的磁导率为1000或其以上,高饱和磁通密度磁膜的饱和磁通密度为1.3特斯拉或其以上,以及低饱和磁通密度磁膜的饱和磁通密度为1特斯拉或其以下。
10.一种薄膜磁头,包含一开路的磁路,其具有的磁隙用非磁性薄膜填满,该磁隙位于该磁路的一侧,面向记录介质,所述磁路通过一包括下磁极和上磁极的磁芯;以及一电导体线圈,其以所述导体在所述上磁极和所述下磁极之间通过的方式绕在所述磁路上,其特征在于,至少其中一个磁极是多层结构,其由高磁导率磁膜、高饱和磁通密度低磁导率磁膜和低饱和磁通密度、高磁导率磁膜依次构成,使低饱和磁通密度、高磁导率的磁膜位于邻近磁隙的多层结构的一侧面上。
11.一种薄膜磁头,包含一开路的磁路,其具有的磁隙用非磁性薄膜填满,该磁隙位于该磁路的一侧,面向记录介质,所述磁路通过一包括下磁极和上磁极的磁芯;以及一电导体线圈,其以所述导体在所述上磁极和所述下磁极之间通过的方式绕在所述磁路上,其特征在于,至少其中一个磁极是多层结构,其由高磁导率磁膜、高饱和磁通密度的和低磁导率的磁膜以及低饱和磁通密度的高磁导率的磁膜依次构成,使低饱和磁通密度的高磁导率的磁膜位于邻近磁隙的多层结构的一侧面上,并且其中高磁导率磁膜具有的磁导率为1000或其以上,高饱和磁通密度的和低磁导率的磁膜具有的饱和磁通密度为1.3特斯拉或其以上,磁导率为1000或其以下,以及低饱和磁通密度的和高磁导率的磁膜具有的饱和磁通密度为1特斯拉或其以下,磁导率为1000或其以上。
全文摘要
一种薄膜磁头,能够在记录和再现时改变其间的磁隙长度,在高矫顽力的介质上进行记录时产生足够的磁场强度,使得能够提高行记录密度,所述薄膜磁头包含一开路的磁路,其具有的磁隙用非磁性薄膜填满,所述磁路通过一包括下磁极和上磁极的磁芯,包含的电导体线圈,其以所述导线在所述上磁极和所述下磁极之间通过的方式绕在所述磁路上,其中至少其中一个磁极包括多层结构,其由高磁导率磁膜、高饱和磁通密度磁膜和低饱和磁通密度磁膜依次构成。
文档编号G11B5/31GK1142652SQ95116899
公开日1997年2月12日 申请日期1995年9月12日 优先权日1994年9月12日
发明者大津孝佳, 栉田伸昌, 齐藤治信, 香川昌庆, 斋藤真 申请人:株式会社日立制作所

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