JPS63293713A - 差動型シャントバイアス素子 - Google Patents
差動型シャントバイアス素子Info
- Publication number
- JPS63293713A JPS63293713A JP62128130A JP12813087A JPS63293713A JP S63293713 A JPS63293713 A JP S63293713A JP 62128130 A JP62128130 A JP 62128130A JP 12813087 A JP12813087 A JP 12813087A JP S63293713 A JPS63293713 A JP S63293713A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- central conductor
- pattern width
- width
- shunt bias
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は各種磁気記録装置に使用される磁気へラドの中
で、特に再生専用ヘッドとして使われる磁気抵抗効果型
薄膜ヘッドに係り、特に素子の信頼性および性能の向上
につながるヘッド構造に関する。
で、特に再生専用ヘッドとして使われる磁気抵抗効果型
薄膜ヘッドに係り、特に素子の信頼性および性能の向上
につながるヘッド構造に関する。
［従来の技術］
従来の差動型シャントバイアス素子の１例を第４図に示
す、ここで、１は磁気シールド効果のある下部磁性基板
、２は下部磁性基板１と磁気抵抗効果膜間の電気的絶縁
を行なう下部絶縁層、３は磁気抵抗効果を有する強磁性
体薄膜（磁気抵抗効果膜）、４は磁気抵抗効果膜にバイ
アス磁界を印加するための導体膜（シャント膜）、１２
はシャント膜４と上部磁性基板間の電気的絶縁を行なう
上部絶縁層、１１は磁気シールド効果のある上部磁性基
板である。この内、下部絶縁層２は下部ギャップに対応
し、またシャント膜４と上部絶縁膜５の和が上部ギャッ
プにほぼ相当する。このような両面シールド型の差動型
シャントバイアス素子は分解能が高く、シかも再生波形
の対称性が良いことは公知である。しかしながら、通電
寿命などの信頼性については充分に配慮されていなかっ
た。
す、ここで、１は磁気シールド効果のある下部磁性基板
、２は下部磁性基板１と磁気抵抗効果膜間の電気的絶縁
を行なう下部絶縁層、３は磁気抵抗効果を有する強磁性
体薄膜（磁気抵抗効果膜）、４は磁気抵抗効果膜にバイ
アス磁界を印加するための導体膜（シャント膜）、１２
はシャント膜４と上部磁性基板間の電気的絶縁を行なう
上部絶縁層、１１は磁気シールド効果のある上部磁性基
板である。この内、下部絶縁層２は下部ギャップに対応
し、またシャント膜４と上部絶縁膜５の和が上部ギャッ
プにほぼ相当する。このような両面シールド型の差動型
シャントバイアス素子は分解能が高く、シかも再生波形
の対称性が良いことは公知である。しかしながら、通電
寿命などの信頼性については充分に配慮されていなかっ
た。
［発明が解決しようとする問題点］
上記従来技術は通電寿命などの信頼性に関して充分に配
慮されていなかった。すなわち、信頼性検討のための通
電寿命試験の結果、素子の破断は過失導体部近傍に集中
していた。これは、中央導体部には各素子に流れる電流
の倍の電流が流れ込むため、電流集中部で温度が上昇し
、溶断したものと思われる。
慮されていなかった。すなわち、信頼性検討のための通
電寿命試験の結果、素子の破断は過失導体部近傍に集中
していた。これは、中央導体部には各素子に流れる電流
の倍の電流が流れ込むため、電流集中部で温度が上昇し
、溶断したものと思われる。
本発明の目的は上記の信頼性劣化の原因となる中央導体
部近傍での電流集中を防ぐための素子構造を提案し、信
頼性向上を計ることにある。
部近傍での電流集中を防ぐための素子構造を提案し、信
頼性向上を計ることにある。
［問題点を解決するための手段］
上記目的は、中央導体膜の最小パターン寸法を素子幅よ
りも大きくすることにより、達成される。
りも大きくすることにより、達成される。
［作用］
中央導体膜の最小パターン寸法を大きくすることにより
、最小パターン部の断面積は増加し、電流密度が低下す
る。それによって、中央導体部近傍での温度上昇が抑制
され１通電寿命特性は向上する。また、中央導体部の最
大パターン幅を大きくすることによっても、熱伝導特性
が向上し、通電寿命特性は向上する。
、最小パターン部の断面積は増加し、電流密度が低下す
る。それによって、中央導体部近傍での温度上昇が抑制
され１通電寿命特性は向上する。また、中央導体部の最
大パターン幅を大きくすることによっても、熱伝導特性
が向上し、通電寿命特性は向上する。
［実施例］
以下、本発明の実施例を図により説明する。
実施例１゜
第１図は本発明による差動型シャントバイアス素子の１
例である。基板１に磁気シールド効果のあるＮｉ−Ｚｎ
フェライト基板（厚さ〜２ＩＩＩＩＩ＋）を用い、下部
絶縁層２として厚さ０．６μｍのＡＱ２０３、磁気抵抗
効果膜３として厚さ４５ｎｍのパーマロイ膜（８１Ｎｉ
−１９Ｆｅ） 、導体膜（シャント膜）４として厚さ１
３０ｎｍのＴｉ膜を形成した構造である０本実施例では
素子幅Ｗが２０μｍ全トラック長Ｔが４００μｍ、片チ
ャンネルのトラック長Ｔ１．Ｔ２がそれぞれ１８０μｍ
、中央導体部の最小パターン幅ｊｌｔ（＝Ｔ ２Ｔ１
）が４０μｍ。
例である。基板１に磁気シールド効果のあるＮｉ−Ｚｎ
フェライト基板（厚さ〜２ＩＩＩＩＩ＋）を用い、下部
絶縁層２として厚さ０．６μｍのＡＱ２０３、磁気抵抗
効果膜３として厚さ４５ｎｍのパーマロイ膜（８１Ｎｉ
−１９Ｆｅ） 、導体膜（シャント膜）４として厚さ１
３０ｎｍのＴｉ膜を形成した構造である０本実施例では
素子幅Ｗが２０μｍ全トラック長Ｔが４００μｍ、片チ
ャンネルのトラック長Ｔ１．Ｔ２がそれぞれ１８０μｍ
、中央導体部の最小パターン幅ｊｌｔ（＝Ｔ ２Ｔ１
）が４０μｍ。
中央導体部の最大パターン幅Ｑ２が２００μｍである０
本実施例ではＱｉ／Ｗ＝２．０である。中央導体部の最
小パターン幅を大きくすることにより、最小パターン部
の断面積は増加し、電流密度が減少する。そのため、中
央導体部近傍での温度上昇が抑制され、素子の通電寿命
特性は向上する。しかし、全トラック長Ｔが一定で、中
央導体部の最小パターン幅Ｑ１（＝ ＝（Ｔ−α、））
が小さくなり、再生出力は低下する。そのため、中央導
体部の最小パターン幅Ｑ１は素子の通電寿命特性と再生
出力から最適なパターン幅が決まる。第２図は、全トラ
ック長Ｔが一定の場合の、最小パターン幅Ｑ、に対する
通電寿命特性と再生出力の関係である。横軸は最小パタ
ーン幅Ｑ１を素子幅Ｗで規格化した値で、縦軸は再生出
力及び通電寿命である。素子通電電流は２０ ｍ Ａで
ある。再生出力は最小パターン幅ｎ１が増加するにつれ
て一様に減少する。それに対し９通電寿命特性は最小パ
ターン幅Ｑ１の増加と共に急激に改善されるのが分かる
。第２図の結果から、差動型シャントバイアス素子とし
ては再生出力が高く、シかも通電寿命特性の良い最小パ
ターン幅Ｑ□の領域が存在する。
本実施例ではＱｉ／Ｗ＝２．０である。中央導体部の最
小パターン幅を大きくすることにより、最小パターン部
の断面積は増加し、電流密度が減少する。そのため、中
央導体部近傍での温度上昇が抑制され、素子の通電寿命
特性は向上する。しかし、全トラック長Ｔが一定で、中
央導体部の最小パターン幅Ｑ１（＝ ＝（Ｔ−α、））
が小さくなり、再生出力は低下する。そのため、中央導
体部の最小パターン幅Ｑ１は素子の通電寿命特性と再生
出力から最適なパターン幅が決まる。第２図は、全トラ
ック長Ｔが一定の場合の、最小パターン幅Ｑ、に対する
通電寿命特性と再生出力の関係である。横軸は最小パタ
ーン幅Ｑ１を素子幅Ｗで規格化した値で、縦軸は再生出
力及び通電寿命である。素子通電電流は２０ ｍ Ａで
ある。再生出力は最小パターン幅ｎ１が増加するにつれ
て一様に減少する。それに対し９通電寿命特性は最小パ
ターン幅Ｑ１の増加と共に急激に改善されるのが分かる
。第２図の結果から、差動型シャントバイアス素子とし
ては再生出力が高く、シかも通電寿命特性の良い最小パ
ターン幅Ｑ□の領域が存在する。
例えば、ヘッドの寿命時間を１万時間（１０４時間）と
するには、素子状態での寿命時間が約１０万〜１００万
時間（１０５〜１０Ｂ時間）である必要がある。これは
、ヘッド化による素子幅（Ｗ）の減少や、通電電流（電
流密度）の増加により、寿命時間が１〜２桁短かくなる
ことが予想されるためである。そこで、素子の寿命時間
としては安全率を考慮して約１００万時間（１０８時間
）以上、すなりちＱ １ ／ Ｗガス以上であることが
望ましい、また、再生出力の許容範囲が最大１０％とす
ると、第２図から最小パターン幅Ｑ１の規格値であるＱ
ｘ／Ｗは２ ＜ Ｑ １ ／ Ｗ ＜ ４の領域である
ことが望ましい、しかし、この領域は本実施例について
の結果であり、ヘッド構造、ヘッド通電電流、変調方式
などにより若干具なることは言うまでもない。
するには、素子状態での寿命時間が約１０万〜１００万
時間（１０５〜１０Ｂ時間）である必要がある。これは
、ヘッド化による素子幅（Ｗ）の減少や、通電電流（電
流密度）の増加により、寿命時間が１〜２桁短かくなる
ことが予想されるためである。そこで、素子の寿命時間
としては安全率を考慮して約１００万時間（１０８時間
）以上、すなりちＱ １ ／ Ｗガス以上であることが
望ましい、また、再生出力の許容範囲が最大１０％とす
ると、第２図から最小パターン幅Ｑ１の規格値であるＱ
ｘ／Ｗは２ ＜ Ｑ １ ／ Ｗ ＜ ４の領域である
ことが望ましい、しかし、この領域は本実施例について
の結果であり、ヘッド構造、ヘッド通電電流、変調方式
などにより若干具なることは言うまでもない。
また、中央導体部近傍の発熱を防ぐためには。
中央導体部の最大パターン幅Ｑ２を出きくとることも重
要である。これは、導体部の熱容量が大きくなると発熱
による温度上昇が抑制されるためである。通電による温
度上昇はジュール熱によるもので通電電流をｉ、抵抗を
Ｒとすると１２ＸＲに比例する。そのため、中央導体部
の最大パターン幅Ω２の最小値は、素子部に発生するジ
ュール熱と中央導体部の最大パターン部で発生するジュ
ール熱が等しくなるパターン幅Ｑ２である。素子部に流
れる電流をｉ。、素子幅をＷ、素子膜厚をｔとすると、
中央導体部に流れる電流および中央導体部の膜厚が２ｉ
（１，ｔであるため、中央導体部の最大パターン幅ρ２
の最小値はｘ ｏ２ ／％Ｉｔ＝（２ｉ ｏ）２／ Ｑ
２ ｔより！１２＝４Ｗとなる。また中央導体部の最
大パターン幅Ｑ２の最大値は、両端の導体と中央導体が
限りなく近づいた場合（２〜５μｍ）である、そこで、
ジュール熱を考慮して中央導体部の最大パターン幅Ｑ２
を決めるために、両端の導体と中央導体との最大パター
ン幅の比を１：４とし、両端の導体間の距離をＴ。とす
るとることか望ましい。但し、最大パターン幅の最大値
は両端の導体の最大パターン幅を小さくすることにより
、さらに大きくすることは可能である。
要である。これは、導体部の熱容量が大きくなると発熱
による温度上昇が抑制されるためである。通電による温
度上昇はジュール熱によるもので通電電流をｉ、抵抗を
Ｒとすると１２ＸＲに比例する。そのため、中央導体部
の最大パターン幅Ω２の最小値は、素子部に発生するジ
ュール熱と中央導体部の最大パターン部で発生するジュ
ール熱が等しくなるパターン幅Ｑ２である。素子部に流
れる電流をｉ。、素子幅をＷ、素子膜厚をｔとすると、
中央導体部に流れる電流および中央導体部の膜厚が２ｉ
（１，ｔであるため、中央導体部の最大パターン幅ρ２
の最小値はｘ ｏ２ ／％Ｉｔ＝（２ｉ ｏ）２／ Ｑ
２ ｔより！１２＝４Ｗとなる。また中央導体部の最
大パターン幅Ｑ２の最大値は、両端の導体と中央導体が
限りなく近づいた場合（２〜５μｍ）である、そこで、
ジュール熱を考慮して中央導体部の最大パターン幅Ｑ２
を決めるために、両端の導体と中央導体との最大パター
ン幅の比を１：４とし、両端の導体間の距離をＴ。とす
るとることか望ましい。但し、最大パターン幅の最大値
は両端の導体の最大パターン幅を小さくすることにより
、さらに大きくすることは可能である。
実施例２
第３図は本発明による他の一実施例である。基板１．下
部絶縁層２．磁気抵抗効果膜３．導体膜（シャント膜）
４の構成は実施例１に準する。本実施例は、素子先端部
で２つの独立している素子が、素子後部の中央導体部で
接合した差動型シャントバイアス素子である。２つの独
立した素子先端部の中央導体の最小パターン幅α、は素
子幅Ｗよりも大きいことは言うまでもない、また、中央
導体部の最大パターン幅Ｑ２についても、実施例１と同
様に最適な寸法領域があることは言うまでもない０本発
明により、素子先端の中央導体部近傍での電流集中がな
くなり、素子通電寿命特性が向上し、信頼性も向上する
。
部絶縁層２．磁気抵抗効果膜３．導体膜（シャント膜）
４の構成は実施例１に準する。本実施例は、素子先端部
で２つの独立している素子が、素子後部の中央導体部で
接合した差動型シャントバイアス素子である。２つの独
立した素子先端部の中央導体の最小パターン幅α、は素
子幅Ｗよりも大きいことは言うまでもない、また、中央
導体部の最大パターン幅Ｑ２についても、実施例１と同
様に最適な寸法領域があることは言うまでもない０本発
明により、素子先端の中央導体部近傍での電流集中がな
くなり、素子通電寿命特性が向上し、信頼性も向上する
。
［発明の効果］
本発明によれば、従来の差動型シャントバイアス素子に
比べて、中央導体部での電流集中による温度上昇゛を防
ぐことが出来るため、通電寿命特性および素子の信頼性
が向上する。
比べて、中央導体部での電流集中による温度上昇゛を防
ぐことが出来るため、通電寿命特性および素子の信頼性
が向上する。
第１図は本発明を説明するための差動型シャントバイア
ス素子の斜視図、第２図は第１図の差動型シャントバイ
アス素子において中央導体部の最、小パターン幅に対す
る再生出力と通電寿命時間の関係を示す図。第３図は本
発明による他の実施例を示す差動型シャントバイアス素
子の斜視図、第４図は従来の差動型シャントバイアス素
子の斜視図である。 １・・・磁性体基板、２・・・絶縁層、３・・・磁気抵
抗効果膜、４・・・導体膜（シャント膜）。 滲Ｚ凹 一１２′／ｙ（ｗ−２６声壁）
ス素子の斜視図、第２図は第１図の差動型シャントバイ
アス素子において中央導体部の最、小パターン幅に対す
る再生出力と通電寿命時間の関係を示す図。第３図は本
発明による他の実施例を示す差動型シャントバイアス素
子の斜視図、第４図は従来の差動型シャントバイアス素
子の斜視図である。 １・・・磁性体基板、２・・・絶縁層、３・・・磁気抵
抗効果膜、４・・・導体膜（シャント膜）。 滲Ｚ凹 一１２′／ｙ（ｗ−２６声壁）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、磁気抵抗効果膜と該磁気抵抗効果膜に並列に導体膜
を設けた差動型シャントバイアス素子において、中央導
体膜の上記導体膜の素子幅（Ｗ）よりも大きいことを特
徴とする差動型シャントバイアス素子。 ２、中央導体膜の最大パターン寸法（ｌ＿２）が素子幅
（Ｗ）の４倍以上であることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の差動型シャントバイアス素子。 ３、素子先端部では２つの独立している素子が、素子後
部の中央導体部で接合したことを特徴とする特許請求の
範囲第１項あるいは第２項記載の差動型シャントバイア
ス素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62128130A JPS63293713A (ja) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | 差動型シャントバイアス素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62128130A JPS63293713A (ja) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | 差動型シャントバイアス素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63293713A true JPS63293713A (ja) | 1988-11-30 |
Family
ID=14977137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62128130A Pending JPS63293713A (ja) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | 差動型シャントバイアス素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63293713A (ja) |
-
1987
- 1987-05-27 JP JP62128130A patent/JPS63293713A/ja active Pending
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