JPH0475570B2 - - Google Patents

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JPH0475570B2
JPH0475570B2 JP59067299A JP6729984A JPH0475570B2 JP H0475570 B2 JPH0475570 B2 JP H0475570B2 JP 59067299 A JP59067299 A JP 59067299A JP 6729984 A JP6729984 A JP 6729984A JP H0475570 B2 JPH0475570 B2 JP H0475570B2
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JP
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thin film
conductor
write
read
yoke
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JP59067299A
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JPS59193518A (ja
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Jei Jakuson Buruusu
Efu Shimonzu Rarufu
Eru Kobaruto Maiku
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HP Inc
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Hewlett Packard Co
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Publication date
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Publication of JPH0475570B2 publication Critical patent/JPH0475570B2/ja
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    • G—PHYSICS
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、記録媒体として剛性磁気デイスクを
用いる磁気記録・読出装置に関し、特に、誘導的
書込（記録）及び磁気抵抗的読出の可能な薄膜書
込・読出トランスデユーサヘツドに関する。
積層アセンブリまたはフエライト材を用いる磁
気トランスデユーサヘツドは、トランスデユーシ
ングギヤツプの長さを非常に小さくすることは極
めて困難であり、特に大量生産が極めて困難であ
る。近時のデータ処理技術は高いデータ記録密度
を必要とするため、センシング素子中のトランス
デユーシングギヤツプも極めて狭くなければなら
ず、また、これら素子は磁性記録媒体（すなわ
ち、高速回転磁気デイスク）に近接していなけれ
ばならない。これらの要求は薄膜技術及び薄膜構
造を用いてトランスデユーサヘツドを製造するこ
とによつて実現されている。
良く知られている通り、記録されたデータの読
出しに磁気抵抗センシング素子を用いることが極
めて望ましい。薄膜磁気抵抗素子を用いるトラン
スデユーサヘツドは、薄くてスペースを節約する
ことが出来る上に、許容し得る程度の歩どまりで
バツチ生産することが出来る。その上、斯かるト
ランスデユーサヘツドは生産コストが比較的に安
い。また、低速では磁気抵抗センサは誘導的読出
しヘツドより相当大きな信号出力を発生するとい
う事も立証されている。データを誘導的に記録し
て当該データを磁気抵抗的に読出すという二つの
能力を有するトランスデユーサヘツドが望ましい
という事が米国特許第3887945号に記載されてい
るが、その二重機能ヘツドは米国特許第3813692
号及び同第3814863号の磁気抵抗読出し専用構造
を改良したものである。本発明もまた、誘導記録
（若しくは書込）及び磁気抵抗読出しを行なうト
ランスデユーサヘツドに関する。
磁気抵抗センサによる磁性データの読出しが望
ましいという事の理由を明らかにするため、磁気
抵抗効果について簡単に説明する。磁気抵抗効果
は、磁束中に置かれた或る種の物質の電気抵抗が
その磁束に応じて変化する現象である。従来の誘
導磁気読出し装置は磁束の変化率に応答するの
で、その出力は記録媒体の速度の関数である。従
つて、従来の磁気読出しヘツドは、狭い媒体速度
範囲でのみ使用可能である。一方、磁気抵抗素子
は広い媒体速度範囲にわたつて一定の出力を発生
する。この事は、普通の磁性記録媒体が回転式デ
イスクであつてそのセンサに対する相対速度が、
センサが該デイスクの面を横切つて移動するに連
れて、かなり変化するので、重要な事である。
『磁気抵抗効果による磁気テープの読出』 （“Read Out of ａ Magnetic Tape By
the Magnetoresistance Effect”）と題した論文
（Philips Tech.Rev.37，42−50，1977，Number
2/3に掲載）に指摘されている通り、磁気抵抗
効果は1857年以来知られているが、磁気記録にお
けるその重要性が評価されるに至つたのは最近の
ことである。この論文によると、磁気抵抗の変動
を手がかりとする記録データ読出しの最も重要な
利点は、許容し得ない程に感度を落すことなく読
出しヘツドを小型化し得る可能性があるという点
にある。
低感度を克服して、記録された磁場の強度が小
さいときリニアーな出力を発生するトランスデユ
ーサを作るうえで、電流と好ましい磁化方向とが
互いに鋭角（すなわち、30ないし60度）をなすよ
うな磁気抵抗素子を作ることが望ましい。これ
は、磁気抵抗素子とそれに対するコイル（１ター
ンまたはそれ以上）とがいわゆる『バーバーポー
ル（bar ber pole）（床屋の看板柱のような形
状）』構成をとることによつて達成することが出
来る。すなわち、所望の鋭角を得るため、磁気抵
抗素子の作動域を１個またはそれ以上の斜めの導
電性ストリツプで覆うことによつて電流を斜めに
流すのである。この技術は、『結合された薄膜磁
気抵抗読出し、誘導書込ヘツド』（“Combined
Thin Film Magnetoresistive Read，Inductive
Write Heads”）と題し、IEEE Transactions
on Magnetics，Volume MAG−12，No.6.
November，1976に記載されている。
本発明の目的は、製作が容易で読出し性能の高
い薄膜トランスデユーサヘツドを提供することで
ある。本発明の薄膜トランスデユーサヘツドは、
記録デイスクの記録（読出）トラツク幅に比して
大きな寸法の薄膜下部ヨークを有する。トランス
デユーサヘツドの他の要素に比して、この薄膜下
部ヨークは本質的に無次元の平坦面であるから、
該ヨークは、磁性薄膜、絶縁薄膜、金属薄膜をそ
の次に形成させるための優れた担持平坦面を提供
するものである。よつて、斯かる担持平坦面は形
成面の不連続性（段部や溝）の問題を回避するも
のである。
本発明によれば、上部ヨークと下部ヨークとの
間に如何なる物理的及び電気的接続も不要なの
で、接続目的のためにいずれかのヨークの一部分
を露出させる工程は不要であり、製造工程が単純
化される。このような接続を省略することによ
り、下部ヨークに達する形成面で段部となるはず
だつたものの上に連続的な磁気的特性を得ること
も可能となる。
従来、両ヨーク間の接続の目的は低磁気抵抗径
路を設けることだつたので、このような径路を達
成するため本発明の上部ヨークは特別に設計され
ている。すなわち、本発明の上部ヨークはほぼ長
円形であり、その長円の一側は先細りとなつて
『書込』導体上に存在する尾部となつている。こ
の書込導体は、両ヨーク間で単一ターンのコイル
で構成され得るものであり、誘導書込を可能なら
しめるものである。読出しの際、両ヨークは磁気
抵抗素子のための磁気シールドとしても作用す
る。
磁気抵抗膜は、磁気抵抗膜の主軸から直角に、
同一方向に伸びる１対の脚部の内にその作動域を
画成するように形成される。この磁気抵抗素子の
形状は、その中央部（すなわち前記作動域）に単
一の磁区を確保するものである。更に、磁気抵抗
素子は単一の連続的な膜であるべきであるから、
平らな面上に磁気抵抗素子を形成させることが望
ましい。本発明によれば、この事は、下部ヨーク
を構成する大きな平膜により可能となつている。
トランスデユーサヘツドは非磁性材からなる機
械的支持部材（『スライダ』と称する）の垂直面
に形成される。このスライダの形状は、その下で
回転する剛性記憶デイスクの面の上を実際に飛行
するように空気力学的に設定されている。ここで
『飛行』という用語は、その空気力学的特性によ
りスライダは実際にデイスクに接触せずに所定間
隔を保つてその面の上を移動するということを意
味する。本発明のヨーク形状及び『バーバーポー
ル』導体の対称性の故に、スライダの製作も簡単
である。この対称性のため、トランスデユーサヘ
ツドの読出素子と記録トラツクとの間の整合が可
能となり、しかもこの整合はトランスデユーサヘ
ツドの薄膜素子に対するエアベアリング面の位置
に依存しない。本発明のトランスデユーサヘツド
を用いる場合、記録トラツクの幅は上部ヨークの
形状及び寸法のみに依存するのであり、下部ヨー
クに対する整合には依存しないし下部ヨーク幅に
も依存しない。
上記スライダには２つのエアベアリング面レー
ルが設けられている。本発明のトランスデユーサ
構造により、スライダの２つのエアベアリング面
レール上の薄膜構造は、薄膜ヘツドがその上で確
実に作動し得るスロートデプス窓の20ないし60％
だけ変位できる。『スロートデプス』
（“throatdepth”）とは、トランスデユーサヘツド
の薄膜中の任意に選んだ点からスライダレールの
エアベアリング面までの距離である。この事によ
り、薄膜構造に対するエアベアリング面の位置の
製造公差を20ないし60％高めることが出来るの
で、２つのスライダレール上の薄膜ヘツドの中の
少くとも一方は確実に作動することとなる。
薄膜構造を作る際、段部をどれ位許容できるか
（段部許容度）が極めて重要である。或る面上に
形成された薄膜構造ないし薄膜素子かその面を完
全に覆つてはいない場合、そのような薄膜構造な
いし薄膜素子の上に付着された次の薄膜層に段が
生じる。薄膜構造の性能及び信頼性は、形成面内
の不連続箇所を覆う膜特性の連続性に依存する。
本発明の磁気抵抗ヘツドの場合、上述段部許容度
の問題は３つの領域で減少ないし消去されてい
る。第１に、誘導書込ヘツドにおいて、単一ター
ンを形成する導体が用いられている。従つて、多
数のターンを有するヘツドの場合に必要な内部水
平管を通じた導体の段部許容度の問題はなくな
る。次に、本発明によると、下部ヨークは、磁気
抵抗素子、『バーバーポール』、及び書込導体層の
形成に用いられる平らな、段差の無い面を提供す
るのに充分な大きさのシート状体で構成し得るも
のである。第３に、本発明においては、従来の大
部分の薄膜ヘツドとは異なり、上部ヨークは下部
ヨークに接続されてはいない。両ヨークの接続は
単一ギヤツプ磁気回路を作るために普通に用いら
れているが、本発明においては大きくて平らな下
部ヨークと新規な上部ヨークとを用いるので、そ
のような接続は不要である。上部ヨークの上部の
比較的大きな区域が、従来の薄膜ヘツドにおいて
は通例両ヨークの接続により形成されていた低磁
気抵抗径路を提供する。上部及び下部ヨークを接
続する接点孔をなくすことにより、段部許容度の
問題が無くなり、薄膜ヘツドの製造工程の数が減
少する。以下図面を用いて本発明を説明する。
第１図は本発明による書込・読出薄膜トランス
デユーサヘツドを具えたエアベアリングスライダ
の斜視図である。ヘツドはレール部の垂直面上に
配置されている。
第１図に示したエアベアリング・スライダ２
は、セラミツク又はその他の非磁性材からなる。
スライダ２は、その長手方向主軸に平行な底縁に
沿つて伸びる２本のレール部４，６を有する。本
発明の薄膜トランスデユーサヘツドは、レール部
４，６の垂直面４′，６′上に設けられている。ス
ライダ２の寸法は次の通りである。すなわち、全
高（頂部−底部）が約1.92mmであり、幅が約3.76
mmである。レール部４，６の中心間距離は約
2.987mm、レール部の高さ及び幅はそれぞれ約
0.175mm及び0.57mmである。スライダ２の本体の
この垂直面上に、薄膜読出・書込トランスデユー
サヘツドを適当な読出・書込回路に接続するため
の接続パツド８，１０，１２，１４が設けられて
いる。スライダ２を吊るし、また接続パツド８，
１０，１２，１４に接続された導体を支持してい
る支持構造は、図示されていない。周知のよう
に、スライダ２は、該スライダのレール部４，６
の垂直面４′，６′上のトランスデユーサヘツド自
体を磁性記録媒体に対して垂直に位置するように
して、磁性記録媒体の面の上を『飛行』するよう
に設計されている。
第２図は、本発明の薄膜トランスデユーサヘツ
ドの主要素子の正面図であり、上部ヨーク、下部
ヨークおよび書込導体間の関係を示している。第
３図は第２図の線３−３に沿つた断面図であり、
レール部４の垂直面４′に対して90゜の方向からヘ
ツド全体を見た断面図である。下部ヨーク２０は
レール部４の垂直面４′上に載置されている。書
込導体２２は下部ヨーク２０上に絶縁されて（後
述する）載置され、一方、上部ヨーク２４は書込
導体２２上に絶縁されて（後述する）載置されて
いる。下部ヨーク２０は、レール部４の垂直面
４′をほとんど覆い尽した連続的で平らなパーマ
ロイ等の磁性材のシートである。書込導体２２は
導電性材料からなるＵ字状の部材である。上部ヨ
ーク２４は、書込導体２２の上に設けられ、その
一部分は書込導体２２のＵ字状部分２２′より内
側で且つその尾部は水平部分２２の上に、設け
られている。上部ヨーク２４は『コンマ』（，）状
であると形容することか出来る。それは、長円形
部分２４′と、書込導体２２の両脚部を連結して
いる部分２２の長手方向に対して傾斜して下方
に伸びている尾部２４″とからなつているからで
ある。トランスデユーサヘツドの構造及び配置、
並びに第３図に示した構造の説明を明確にするた
め、トランスデユーサヘツドの誘導書込ヘツド部
を構成する部分のみを第２図に示した。
第３図には、スライダ２が記録媒体２６の面の
上を飛行する際のトランスデユーサヘツドの該面
に対する相対位置も示されている。第３図に断面
を示した薄膜構造は、薄膜製作技術の分野におい
て周知のホトレジストマスキング及びスパツタリ
ング工程を用いて薄膜形成・エツチング技術によ
り形成されたものである。第４図は本発明による
トランスデユーサヘツドの分解斜視図である。既
に説明した通り、レール部４，６を有するスライ
ダは、セラミツクから作ることが出来る。レール
部４の垂直面４′上に初めに形成されるのは酸化
アルミニウムの層２１であり、その上に磁性材
（すなわち、パーマロイ）の下部ヨーク２０が形
成される。下部ヨーク２０は二酸化ケイ素の絶縁
層２３で覆われる。次に磁気抵抗膜２８が絶縁層
２３上に形成される。磁気抵抗材としてニツケル
−コバルト若しくはニツケル−鉄を用いる。次に
読出導体３０が形成されるが、この導体３０は、
絶縁層２３と、磁気抵抗素子２８とに蒸着若しく
はスパツタリングされたアルミニウムや銅などの
導電性材料からなる。次に、二酸化シリコンの絶
縁層２３′が読出導体３０を覆つて形成される。
次に、書込導体２２が絶縁層２３′上に形成され
る。書込導体２２もまた蒸着若しくはスパツタリ
ングされたアルミニウム及び銅からなる。書込導
体２２は台形断面を有する。次に二酸化シリコン
の絶縁膜２３″が書込導体２２を覆つて形成され
る。読出・書込トランスデユーサヘツドの最後の
機能素子、すなわち磁性材（パーマロイ）からな
る上部ヨーク２４が絶縁層２３″上に形成される。
最後のコーテイング３２は保護用のものであり、
二酸化ケイ素からなる。
上記の種々の層は全て厚みがほぼ一様である。
その典型的な厚みは次の通りである。すなわち、
絶縁層２３，２３′，２３″の厚みは1.3ないし0.1
ミクロンである。書込導体２２の厚みは3.0ない
し0.1ミクロンである。上部ヨーク２４の厚みは
0.5ないし10.0ミクロンである。
スライダ２のレール部４のエアベアリング面に
対する薄膜ヘツドの位置は、上記の薄膜構造が完
成した後に仕上げラツピング処理によつて定めら
れる。エアベアリング面に対する薄膜ヘツドの距
離はスロートデプス（throat dept）（のど厚）と
称されており、誘導書込・磁気抵抗読出ヘツドの
場合、スロートデプスは、スライダ２のレール部
４のエアベアリング面に対する書込導体２２の位
置及び磁気抵抗素子２８の高さの尺度である。ス
ロートデプスの制御は、読出及び書込を適切に行
なうために決定的意味をもつ。スライダ１個あた
り２個のヘツドが、各レール部に１個ずつ設けら
れるので、この冗長性を利用して、各々のスライ
ダの２個のヘツドを互いにスロートデプス仕様に
つき幾分変位させることによつて、臨界スロート
デプス仕様に適合した歩どまりを増やすことが出
来る。典型的な変位量は0.5である。分布平均を
下まわるスロートデプスを有するスライダの場
合、一方のヘツドが仕様の中に入る。スロートデ
プスが分布平均を上まわつていれば、他方のヘツ
ドが仕様の中に入る。両ヘツドの相対変位は、本
発明のヘツドの薄膜構造を製作するのに用いられ
るホトマスキング工程で考慮される。また、スラ
イダ１個あたり２個のヘツドを重複して設けたこ
とを利用して他の工程の歩どまりを改善すること
が出来る。
誘導書込・磁気抵抗読出ヘツドの場合、読出素
子と書込素子との相対位置は、バーバーポールす
なわち読出導体の平面に対する上部ヨークの整合
（位置調整）によつて制御される。この整合をス
ロートデプスに依存させないように、上部ヨーク
２４の幾何構造はバーバーポール（読出導体）の
幾何構造に関連している。例えば、スライダ２の
レール部４のエアベアリング面の近傍の、上部ヨ
ーク２４の尾部２４″の縁は、バーバーポールす
なわち読出導体３０のギヤツプ構造体の縁部に平
行である。すなわち、読出導体３０のバーバーポ
ール構造は、その横断脚部にギヤツプを有してお
り、このギヤツプは読出導体３０の横断脚部の長
手方向に対して鋭角（すなわち、30ないし60度。
好ましくは34度。）をなす。それ故、上部ヨーク
２４の尾部２４″は、読出導体３０のバーバーポ
ール及びギヤツプ領域に対してほぼ同一の角度
（すなわち、34度）をなしてその上に重なつてい
る。
保磁力1000エルステツドの典型的薄膜記録媒体
に本発明の薄膜ヘツドを適用した試験において、
600ミリアンペアを下まわる書込電流で記録媒体
が飽和した。本発明の薄膜ヘツドを用いて
19.4kbits／mmの密度の記録を達成することが出
来る。本発明の薄膜ヘツドは、ヘツドと記録媒体
との相対速度に依存しない出力を発生する磁気抵
抗読取素子を用いているので、このヘツドを用い
たシステムは小直径の剛性デイスクドライブ装置
に用いるのに理想的である。本発明の薄膜ヘツド
は製造工程が簡単化されているので、大量生産に
適している。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による書込・読出トランスデユ
ーサヘツドを具えたエアベアリングスライダの斜
視図、第２図は本発明のトランスデユーサヘツド
の主要素子を示した平面図、第３図は第２図の線
３−３に沿い且つ本発明のトランスデユーサヘツ
ドの断面図、第４図は本発明によるトランスデユ
ーサヘツドの分解斜視図である。 ２……スライダ、４，６……レール部、８，１
０，１２，１４……パツド、２１……Al2O3膜、
２０……下部ヨーク、２３，２３′，２３″……絶
縁膜、２８……磁気抵抗膜、３０……読出導体、
２２……書込導体、２４……上部ヨーク、２６…
…記録媒体。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 非磁性材料基板と、前記基板上に形成された
    磁性材料より成り、平坦面を与える第１薄膜ヨー
    クと、前記第１薄膜ヨーク上に絶縁されて形成さ
    れ、そして所定部分に単一の磁区を形成するため
    に、主軸部分とそれに直角且つ並行に伸びる一対
    の脚部とを有する薄膜磁気抵抗素子と、その長さ
    方向軸に対し鋭角をもつて形成されたギヤツプを
    有し、前記ギヤツプが前記磁区上に重なるように
    前記薄膜磁気抵抗素子上に形成された導電性薄膜
    読出導体と、前記導電性薄膜読出導体上に絶縁さ
    れて形成された導電性薄膜書込導体と、前記導電
    性薄膜書込導体上に絶縁され、且つ前記ギヤツプ
    に重なるように形成された尾部を少なくとも有
    し、前記尾部は前記ギヤツプが前記導電性薄膜読
    出導体の長さ方向軸に対してなす角度とほぼ同一
    の角度をなして前記導電性薄膜書込導体に重なつ
    て形成されている磁性材料より成る第２薄膜ヨー
    クと、より成る書込・読出トランスデユーサヘツ
    ド。 ２ 前記角度は約34゜である特許請求の範囲第１
    項記載の書込・読出トランスデユーサヘツド。
JP59067299A 1983-04-04 1984-04-04 書込・読出トランスデユ−サヘツド Granted JPS59193518A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/482,654 US4555740A (en) 1983-04-04 1983-04-04 Thin film transducer head for inductive recording and magnetoresistive reading
US482654 1983-04-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59193518A JPS59193518A (ja) 1984-11-02
JPH0475570B2 true JPH0475570B2 (ja) 1992-12-01

Family

ID=23916901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59067299A Granted JPS59193518A (ja) 1983-04-04 1984-04-04 書込・読出トランスデユ−サヘツド

Country Status (4)

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US (1) US4555740A (ja)
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