DE2226364A1

DE2226364A1 - Einrichtung und Verfahren zum Testen einer Vielzahl von auf einem Substrat aufgebrachten Magnetkopfelementen

Info

Publication number: DE2226364A1
Application number: DE19722226364
Authority: DE
Inventors: Stephen Manuel PaIo Alto Calif.; Smith Sifney Henry Broomfield CoI.; Barrager (V.St.A.)
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1971-06-04
Filing date: 1972-05-30
Publication date: 1972-12-14
Also published as: GB1343860A; US3710235A

Description

I. 142

Augsburg, den 23. Mai 1972

International Business Machines Corporation, Arraonk, N.Y. 10 504, V.St.A.

Einrichtung und Verfahren zum Testen einer Vielzahl von auf einem Substrat aufgebrachten Magnetkopfelementen

Die Erfindung betrifft Einrichtungen zum Testen einer Vielzahl von auf einem Substrat aufgebrachten Magnetkopfelementen während deren Herstellung und vor deren endgültiger Abtrennung und Weiterverarbeitung.

Außerdem wird ein Verfahren zum Testen von aus einem

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magnetischen Material auf gesonderten Flächenbereichen eines Substrats serienmäßig aufzubringenden Magnetkopfelementen während deren Herstellung angegeben.

Die verhältnismäßig billige Herstellung hochgenauer Magnetköpfe, welche für eine Informationsaufzeichnung mit großer Speicherungsdichte auf Bändern, Platten, Trommeln usw. verwendet werden, ist durch die Anwendung von Serienfertigungsverfahren ermöglicht worden· üblicherweise wird ein Folienblatt so zugeschnitten, daß eine Vielzahl von Magnetkopfelementen gebildet wird, oder es dient ein Isolator als ein Substrat für übereinander angeordnete Schichten von magnetischen, leitenden und isolierenden Materialien. Bei dem letztgenannten Verfahren werden komplizierte Muster durch Aufbringen, Verdampfen, Maskieren, Ätzen, chemisches Verbinden usw. gebildet. Beispielsweise kann eine Vielzahl von Magnetköpfelementen auf einem einzelnen Substrat durch Aufbringen einer Magnetschicht auf das Substrat, durch Aufbringen einer leitenden Schicht auf diese magnetische Schicht und durch eine weitere magnetische Schicht auf dieser leitenden Schicht gebildet werden. Durch geeignete Maskierungs- und Ätzschritte werden gesonderte Elemente hergestellt, welche jeweils einen Leiter aufweisen, der von einem in einem Lese/Schreib-Spalt endigenden magnetischem Pfad umschlossen ist. Gemäß

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einem bekannten Verfahren werden die einzelnen Magnetkopfelemente durch Zerschneiden des Substrats voneinander getrennt» danach fertigbearbeitet und anschließend getestet, um festzustellen, ob ihre elektrischen und magnetischen Eigenschaften innerhalb bestimmter zulässiger Grenzen liegen. Das Herausfallen eines der Elemente aus den zulässigen Grenzen zeigt gewöhnlich an, daß sämtliche anderen Elemente aus der gleichen Serie ebenfalls aus den zulässigen Grenzen herausfallen, weil der Fehler beim Schneiden, Aufbringen, Maskieren, Ätzen usw. aufgetreten ist. Es ist bereits bei den bekannten Verfahren eine Prühfeststellung von Fehlern versucht worden, um das unnötige Bearbeiten großer Mengen von unbrauchbaren Teilen zu verhinderm Bei solchen bekannten Testverfahren werden eine visuelle überprüfung der Oberflächen, eine chemische Analyse von Stichproben, ein Nachmessen der Größe der Teile usw. durchgeführt. Die Korrelation zwischen solchen Tests und den elektrischen und magnetischen Eigenschaften fertiger Elemente ist jedoch gering.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Vielzahl von auf einem Substrat aufgebrachten Magnetkopfelementen bereits während deren Herstellung auf einfache

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und zuverlässige Weise zu testen .

Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe beinhaltet die Erfindung eine Einrichtung zum Testen einer Vielzahl von auf einem Substrat aufgebrachten Magnetkopfelementen während deren Herstellung und vor deren endgültiger Abtrennung und Weiterverarbeitung. Eine solche Einrichtung ist gemäß der Erfindung durch eine auf dem Substrat gehalterte Leiteranordnung, ferner durch eine mit der Leiteranordnung verbindbare Signalquelle zur Erzeugung eines die Magnetkopfelemente durchsetzenden Magnetfeldes, weiter durch eine mit jedem der Magnetkopfelemente verbindbare Signalüberwachungsschaltung zum Abfühlen des das jeweils angeschlossene Magnetkopfeiernent durchsetzenden Magnetfeldes in Form eines elektrischen Stromes, fernerhin durch eine der Signalüberwachungsschaltung zugeordnete Interpretierschaltung zum Vergleichen des durch die Signalüberwachungsschaltung abgefühlten elektrischen Stromes mit einem zulässigen Strom und endlich durch eine mit der Interpretierschaltung verbundene Anzeigeeinrichtung gekennzeichnet, welche dann eine Anzeige liefert, wenn der Vergleich ergibt, daß der abgefühlte elektrische Strom in einem bestimmten Verhältnis zu dem zulässigen Strom steht.

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Die Erfindung beinhaltet außerdem ein Verfahren zum Testen von aus einem magnetischen Material auf gesonderten Plächenbereichen eines Substrats serienmäßig aufgebrachten Magnetkopfelementen während deren Herstellung. Ein solches Verfahren ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:

a) Beaufschlagen einer bestimmten Anzahl der Magnetkopfelemente mit einem Magnetfeld mit bekannten Eigenschaften,

b) Abfühlen von elektrischen Strömen in den dem Magnetfeld ausgesetzten Magnetkopfelementen,

c) Vergleichen der abgefühlten elektrischen Ströme mit in bezug auf die bekannten Magnetfeldeigenschaften festgelegten Werten, und

d) Unterscheiden aufgrund des Vergleiches zwischen guten Magnetkopfelementen mit zulässigen Stromwerten und fehlerhaften Magnetkopfelementen mit unzulässigen Stromwerten.

Während des Herstellungsverfahrens werden eine Magnetschicht sowie dieser zugeordnete leitende Schichten auf

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das Substrat aufgebracht. Die leitenden Schichten werden derart maskiert bzw. geätzt, daß für jedes Magnetkopfelement leitende Flächenbereiche und außerdem ein besonderer Leiter gebildet werden. Es werden elektrische Kontakte zum wahlweisen Verbinden eines oder mehrerer der Magnetkopfelementkopfleiter und des besonderen Leiters mit einer elektrischen Signalquelle und einem Verstärker vorgesehen. Die elektrischen Signale werden entweder dem Magnetkopfeleraentleiter oder dem besonderen Leiter zugeleitet und dadurch ein Magnetfeld erzeugt, welches den jeweils anderen Leiter schneidet. Ein durch dieses Magnetfeld verursachtes Signal wird verstärkt und mit einem bestimmten Signalwert verglichen. Wenn der sich bei dem Vergleich ergebende Wert innerhalb bestimmter Grenzen liegt, sind der Magnetkopfelementleiter und die unterlagerte Magnetschicht in Ordnung. Dieser Test kann wiederholt werden, wenn die nächste Schicht aufgebracht wird bzw· er kann erst an dieser Stelle des Verfahrens zum erstenmal vorgenommen werden. Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung ist der besondere Leiter ein Streifen, welcher in einer Linie an einer Vielzahl der Magnetkopfelemente vorbeiläuft und in keiner funktioneilen Beziehung zu irgendeinem der fertigen Magnetkopfelemente steht.

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Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. IA eine Lese/Schreibkopfanordnung

für ein Magnetband,

Fig. IB eine weitere Ausführungsform

einer Lese/Schreibkopfanordnung für ein Magnetband,

Fig. IC eine Lese/Schreibkopfanordnung

für eine Magnetplattej

die Fig. 2A bis 2E jeweils schematisch die Spuren,

auf welchen durch einen unter verschiedenen Winkeln in bezug auf ein Aufzeichnungsmedium angeordneten Lese/Schreibkopf Informationen aufgezeichnet werden können,

die Fig. 3A bis 3C verschiedene Ausführungsformen

von serienmäßig hergestellten

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magnetischen Lese/Schreibkopfelementen,

Pig. 4 als Einzelheit den Aufbau einer

bevorzugten Ausführungsform der in Fig. 3B dargestellten Lese/ Schreibkopfelemente,

die Pig, 5A bis 5C verschiedene Verfahren zur

Herstellung von Spalten in magnetischen Lese/Schreibkopfelementen der in Pig. 3B dargestellten Bauart,

Fig. 6 ein weiteres Verfahren zur Her

stellung der in Fig. 3B dargestellten magnetischen Lese/Schreibkopfelemente,

Fig. 7A die Anordnung eines magnetischen

Lese/Schreibkopfelementes für das Testen desselben während dessen Herstellung,

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Pig. 7B ein Blockdiagramm einer erfindungs

gemäßen Einrichtung zum Testen des in Pig, 7A dargestellten Magnetkopfelementes, und

die Pig. 8a und SB eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Testen von magnetischen Lese/Schreibkopfelementen·

Ein Wandler zeichnet Informationen als magnetische Bereiche auf einem Aufzeichnungsmedium auf, indem er elektrische Signale in magnetische Felder umsetzt. Der gleiche Wandler kann außerdem magnetische Bereiche auf einem Aufzeichnungsmedium feststellen und in elektrische Signale umwandeln. Solche Wandler, welche üblicherweise magnetische Lese/Schreibköpfe genannt werden, fühlen die Plußänderungen eines sich an ihnen vorbeibewegenden magnetischen Aufzeichnungsmediums ab. Es ist nicht erforderlich, daß sich das Aufzeichnungsmedium an dem Kopf vorbeibewegt, denn es kann auch der Kopf bewegt werden. Es ist lediglich erforderlich, daß zwischen dem Aufzeichnungsmedium und dem Wandler eine Relativbewegung vorhanden ist,

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damit der Zugriff zu aufeinanderfolgenden Bits ermöglicht wird. Als eine große Bitdichte kann man etwa 400 Fluß* änderungen/mm und als eine große Spurdichte Werte zwischen 20 Spuren/mm und 80 Spuren/mm bei einer großen Datenfrequenz von etwa 2,5 MHz ansehen·

Zur Erzielung der gewünschten großen Bitdichte, großen Spurdichte und großen Datenfrequenz wird der magnetische Lese/Schreibkopf in Halbqueranordnung betrieben. Das bedeutet, daß der Magnetkopf nicht notwendigerweise rechtwinkelig zur Relativbewegung zwischen dem Magnetkopf und dem Aufzeichnungsmedium angeordnet ist. In Fig. IA ist eine magnetische Lese/Schreibkopfanordnung 100, welche der Einfachheit halber im folgenden mit Magnetkopf bezeichnet wird, in bezug auf eine über ein Magnetband 101 querverlaufende Linie unter einem Winkel θ angeordnet. Der Magnetkopf 100 ist ein Wandlerelement 103, welches eine Vielzahl von j eweils einer Spur 102 auf dem Band 101 entsprechenden Spalten aufweist. Bei dem Wandlerelement handelt es »ich um, wie im folgenden noch näher erläutert, eine serienmäßig hergestellte Dünnschicht, einen Folienstreifen oder ein Blatt, in welcher bzw. in welchem jeder Spalt durch einen Schlitz gebildet ist. Das Wandlereleraent ist zwischen Haltern 104 und 105 mittels Schrauben 108 und 109 befestigt,

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welche durch Befestigungslöcher 106 und 107 hindurchgeführt sind. In den Fig· 2A bis 2E ist näher dargestellt, daß der Winkel θ die Anzahl der Spuren 102, welche auf dem Hagnetband 101 aufgezeichnet werden können, und den Abstand und die Breite dieser Spuren festlegt.

Die Fig. IB und IC zeigen zwei andere Ausführungsformen 100* und 100" des in Fig· IA dargestellten Magnetkopfes. Der in Fig. IB dargestellte Magnetkopf 100* unterscheidet sich von dem Magnetkopf 100 hauptsächlich in den Haltern, die das Wandlerelement 103 in seiner Stellung über dem Magnetband 101 festhalten. Die Halter 110 und 111 werden durch Schrauben 112 und 113 zusammengehalten. Die in Fig. IB dargestellte Halteranordnung weist ein niedrigeres Profil als die in Fig. IA dargestellte Halteranordnung auf. In Fig. IC trägt ein fliegender Arm 118 den Kopf 100" und bildet eine schwimmende Anordnung, mittels welcher Magnetspuren 102· auf einer rotierenden Magnetplatte 101· gelesen werden können. Das Wandlerelement 103 ist unter einem Winkel θ in bezug auf eine durch den Arm 118 hindurchgehende Linie in einer Halterung gehaltert, welche aus Teilen 114 und 115 besteht, die in einen an dem Arm 118 mittels einer Feder 117 angebrachten äußeren Halter 116 mittig eingesetzt sind.

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In den Pig. 2A bis 2E sind jeweils in Draufsicht Einzelheiten des Wandlerelements 103 und der Spuren auf dem Magnetband 101 dargestellt. Die gleichen Einzelheiten gelten auch für die Spuren 102* auf der Platte 101*. Die Wandlerelemente 103, welche eine Dicke t haben, bestehen jeweils aus η Abschnitten, welche zur Erläuterung als Abschnitte 103A bis 103D dargestellt sind, und die diesen Abschnitten entsprechenden Spuren sind mit 102A bis 102C bezeichnet. Es ist zu beachten, daß eine Magnetspurbezeichnung einem Spalt zwischen zwei Wandlerabschnitten entspricht; beispielsweise ergibt der Spalt, welcher eine Breite w aufweist, zwischen den Abschnitten 103A und 103B die Spur 102A. In Fig. 2A ist die Standardanordnung Magnetkopf-zu-Magnetspur dargestellt, bei welcher der Magnetkopf quer (©_Q =0°) zur Bewegung des Magnetbandes bzw. der Magnetplatte angeordnet ist. Die Spuren 102A bis 102C haben jeweils eine Breite, welche gleich dem Abstand w zwischen jedem der Wandlerelementabschnitte 103A bis 103D ist und welche als "Spaltbreite" bezeichnet wird, sowie einen Abstand voneinander, welcher gleich der Breite χ der Abschnitte 103A bis 103D ist. Bei bekannten, in herkömmlicher Weise aufgebauten Magnetköpfen sind die Spalte längs einer Achse angeordnet, welche um einen Winkel von 90° gegen die dargestellte Achse geneigt ist.

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Wenn das Kopfelement 103 gemäß Pig. 2B parallel zur Spurbewegung angeordnet ist (Qq₀ ^s 90°), so hat die einzige Spur 102 eine Breite, welche gleich der Dicke t des Kopfelementes 103 ist. Das ist die Spaltausrichtung bei einem herkömmlichen Magnetkopf. In den Pig. 2C bis 2E sind verschiedene Magnetkopfwinkel fortschreitend von Θ1 bis Θ3 dargestellt. Es zeigt sich, daß, wenn der Winkel von mehr als 0° auf weniger als 90° ansteigt, die Spurbreite (t sin Θ) ansteigt und der Gesamtabstand zwischen η Spuren (W cos θ - η t sin Θ) abnimmt.

Fig. 2C zeigt einen Bandschräglaufwinkel Θ1 von etwa 45°, bei welchem die Spurbreite und der Spalt zwischen den Spuren etwa gleich sind und die aufgezeichnete Spur etwas schmaler als die Spaltbreite bzw. die Dicke t des Kopfelementes 103 ist. In Fig. 2D ist bei Θ2 der Abstand zwischen den Spuren praktisch gleich Null und die Spurbreiten nehmen fast die gesamte Fläche ein, die auf dem Aufzeichnungsmedium zum Aufzeichnen und Lesen zur Verfügung steht. Wenn der Bandschräglaufwinkel etwa 27,5° beträgt, stoßen die Spuren aneinander an und es ergeben sich bei einer Elementdicke von etwa 0,05 mm und einem Mitte-zu-Mitte-Abstand von 0,1 mm etwa 20 Spuren/mm. In Fig. 2E, wo der

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Bandschräglaufwinkel auf Θ3 vergrößert ist, überlappen die Spuren 102A bis 102C einander.

Ein Winkel von Θ3 = 75° bewirkt in Pig, 2E, daß die Spuren einander überlappen. Jede Spur ist dabei etwa 0,025 nun breit und es sind etwa 40 Spuren/mm vorhanden. Durch eine Vergrößerung des Bandschräglaufwinkels lassen sich bis zu 80 Spuren/mm erreichen· Man könnte annehmen, daß bei Aufzeichnungsspalten, die um 0,1 mm gegeneinander versetzt sind und die durch starke Ströme in der Größenordnung von 1 A erregt werden, benachbarte Spuren ebenfalls erregt werden und der sogenannte Kopiereffekt auftritt. Beim Testen der erfindungsgemäßen Einrichtung, wobei einander abwechselnde Spuren mit 20 Flußänderungen/mm und 40 Flußänderungen/mm bei einem Schreibstrom von 1 A betrieben wurden, wurde beobachtet, daß die auf einander benachbarten Spuren ausgezeichneten Signale klar und ungestört waren.

Die Fig. 3A bis 3C zeigen eine Anzahl von verschiedenen Ausführungsformen serienmäßig hergestellter Kopfelemente 103, welche in den in den Fig. IA bis IC dargestellten Wandlern 100, 100· und 100^H verwendet werden können. In Fig. 3A ist eine Einspurfolie bzw. ein lameliiertes Kopfelement

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dargestellt. Das Material 201 ist ein magnetisches Material, wie beispielsweise HyMu 80, Mo-Permalloy oder dgl., welches eine Stärke von 0,0064 mm bis 0,05 mm aufweist· Das Kopfelement weist eine öffnung 203 mit einem Durchmesser in der Größenordnung von 0,06 mm und einen von der öffnung aus zu dem Rand des Materials 201 verlaufenden Spalt mit einer Spaltbreite in der Größenordnung von 0,005 ram auf. Eine Windung 204 verläuft durch die öffnung 203 hindurch. Es ist zwar nur eine einzelne Windung 204 dargestellt, es ist jedoch möglich, die Windung 204 so oft durch die öffnung 203 hindurchzuführen, wie es für eine größere Signalstärke sowohl zum Aufzeichnen wie auch zum Lesen erforderlich ist.

Das in Fig. 3A dargestellte Konzept kann auf eine Vielzahl von parallelen Spuren ausgedehnt werden, was in Fig. 3B dargestellt ist. Die Spuren haben ·jeweils eine entsprechende öffnung 207 und einen, einen Spalt 206 in einem Material 205 bildenden Schlitz. Windungen 208 sind jeweils durch die öffnungen 207 in oben mit Bezug auf Pig· 3A beschriebener Weise hindurehgeführt. Fig. 3C zeigt noch eine weitere Ausführungsform, welche ein engeres Nebeneinanderanordnen von Spalten mit nur begrenzter Schwächung des Materialquerschnitts durch die öffnungen

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gestattet. Eine Ausdehnung dieses Konzeptes auf die Dünnschichttechnologie ist ebenfalls möglich, indem leitende und magnetische Elemente auf ein Substrat aufgebracht werden, was weiter unten mit Bezug auf Fig. 4 näher erläutert ist.

Im Falle einer Querbewegung, wie in Fig. 2A dargestellt, können zwar die Spuren sehr schmal gemacht werden (in der Größenordnung von 0,0064 mm bis 0,013 mm), der Spurabstand wird jedoch durch die Dicke der Drähte 208, die zur Erregung der Kopfelemente 103 verwendet werden, begrenzt. Bei einem Draht mit einer Dicke von 0,05 mm ist deshalb der Mitte-zu-Mitte-Abstand auf 0,1 mm und die Anzahl der Spuren auf 10 Spuren/mm begrenzt. Andererseits kann gemäß Fig. 2B die Spurbreite lediglich durch die Kopfelementdicke, d.h. 0,025 mm bis 0,05 mm, "begrenzt werden, so daß sich 20 Spuren/mm bis 4o Spuren/mm ergeben. Im letzteren Fall ergibt sich jedoch das Problem, daß sämtliche Spuren in der gleichen Ebene erregt werden und daß jede nachfolgende Spur deshalb die durch die vorhergehende Spur aufgezeichneten Daten löscht. Aus diesem Grund ist eine der in den Fig. 2C bis 2E dargestellten Anordnungen vorzuziehen.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Magnetkopfelemente werden durch eine Anzahl von Verfahren hergestellt,

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zu welchen Dünnschichtaufdampfung, Lamellieren, Abscheren usw. gehören. Gemäß Pig. 4 können durch Dünnschichtauftragoder Folienverbindungsverfahren Magnetkopfelemente der in Fig. 3B dargestellten Art hergestellt werden. Ein Substrat 400, bei welchem es sich um ein Isolationsmaterial, wie beispielsweise Glas, handelt, trägt eine Isolierschicht 2O5A und ein magnetisches Material 2O5B. Durch öffnungen 207 ist jeweils eine Windung 208 hindurchgeführt und Spalte werden durch Schlitze 206 gebildet, welche sich von der öffnung 207 aus zur Vorderseite 401 des Kopfelementes hin erstrecken. Die Windung 208 ist aus drei Abschnitten hergestellt, nämlich einem unteren Abschnitt 402, einem oberen Abschnitt 403 und einem durch die öffnung 207 hindurchragenden Mittelabschnitt 4o4. Bei Anwendung der normalen Schritte zum Aufbau einer Dünnschichtanordnung wird der Leiter 402 auf das Substrat aufgedampft und anschließend werden der Reihe nach die Isolier- und Magnetschichten aufgedampft. Die öffnungen und Schlitze können sodann geätzt und die Leiter 4o4 und 403 durch geeignetes Maskieren, Aufdampfen und Ätzen hinzugefügt werden. Zwischen diesen Schritten werden in bekannter Weise noch verschiedene Sprüh-, Oxydations- und Glasierungsschritte ausgeführt. Vor der Verwendung des

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Magnetkopfelementes wird dieses durch Abscheren längs einer durch die Vorderfläche 401 hindurchverlaufenden Linie abgetrennt· Bei einem anderen Verfahren zur Herstellung des in Fig. 4 dargestellten Magnetkopfes wird ein lamelliertes Folienmaterial verwendet, welches aus einem Isolator 205A und einem magnetischen Material 205B besteht und welches in oben bereits beschriebener Weise mehreren Xtz- und Niederschlagungsschritten unterworfen wird.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 5A und 5B wird ein weiteres Verfahren zur Bildung der Schlitze 206 erläutert. Das zur Bildung der Köpfe verwendete Material kann das in Fig. 4 dargestellte magnetische Material 2O5B oder aber ein Sandwich-Material 205 sein, welches aus einem Isolator und aus einem magnetischen Material besteht. In beiden Fällen wird das Material mit einem Maskierungslack bedeckt. Der erste Schritt zur Herstellung der Schlitze besteht darin, daß von der öffnung 207 aus zu einem Rand des Materials 205 hin eine Linie festgelegt wird, längs welcher die Schlitze zu bilden sind. Ein unteres Stanzwerkzeug 504 und ein oberes Stanzwerkzeug 505 sind jeweils längs der Linien 206* derart aufeinander ausgerichtet, daß die in Fig. 5B dargestellten Spalte 206 gebildet werden. Die aufeinanderfolgenden Stanzbewegungen des oberen und

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des unteren Werkzeuges erzeugen Linien 502, die mit einer Grundlinie 501 einen Winkel 0 einschließen. Es können entweder nur ein unteres Werkzeug 50¹I und ein oberes Werkzeug 505 verwendet werden oder aber es kann gleichzeitig eine Vielzahl von oberen und unteren Stanzwerkzeugen auf das Material 205 einwirken. In jedem Fall wird die Fläche 501 in aufeinanderfolgende Segmente unterteilt, welche mit der ursprünglichen Grundlinie 501 jeweils einen Winkel 0 einschließen. Das Material 205 wird sodann geätzt, um die Schlitze auf ihre endgültige Breite zu vergrößern und um die Schlitzränder zu glätten. Danach wird der das Material 205 bedeckende Lack von diesem abgezogen. Das Teil 205 wird sodann gerichtet, normalgeglüht und seine Oberfläche wird, bei Bedarf, oxydiert. Das Endresultat ist ein spannungsfreies Magnetkopfelement mit einem gleichmäßigen Spalt 2O6.

Bei einem in Fig. 5C dargestellten Verfahren, welches dem mit Bezug auf die Fig. 5A und 5B oben beschriebenen Verfahren ähnlich ist, wird eine Schereribewegung zweier gegenüberliegender Klingen 506 und 507 mit dem Ziel verwendet, eine gekrümmte Fläche 503 und nicht die ebene Fläche bei dem Verfahren gemäß den Fig. 5A und 5B herzustellen. Die anschließenden Verfahrensschritte sind mit

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den oben bereits beschriebenen identisch.

Es sind auch noch andere Verfahren zur Bildung der Spalte und anderer Abmessungen vorhanden. Beispielsweise kann von der öffnung aus zum Rand hin eine Linie eingeritzt und der Schlitz anschließend durch Ätzen, Schneiden, Sägen, Verwenden eines Lasers, elektrische Entladung oder Verwenden eines Elektronenstrahls hergestellt werden. Da das Material anfänglich mit einem Lack bedeckt ist, greift das Ätzmittel nur die eingeritzte Fläche an. Die öffnungen können in gleicher Weise oder aber durch Versenken der Fläche und Ätzen oder durch vollständiges Herausstanzen gebildet werden.

In Fig. 6 ist noch ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines Kopfelementes der in Fig. 3B dargestellten Art gezeigt. Ein normalgeglühter oder nicht normalgeglühter ebener Magnetfolienstreifen bzw. -draht 601, beispielsweise aus HyMu 80 oder dgl., welcher eine Dicke t und eine Breite χ aufweist, ist durch Aufdampfen oder durch i

ein anderes geeignetes Verfahren mit einem Spaltmaterial 603, ^l wie beispielsweise Kupfer mit einer Breite w, plattiert ' j

worden. Es ist möglich, eine Hälfte der Breite w auf jede Seite des Streifens 601 zu plattieren, obwohl der

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Streifen nur auf einer Seite plattiert dargestellt ist. Der plattierte Streifen 601 ist auf einen Dorn mit einem Durchmesser d aufgewickelt, welch letzterer viel größer ist als die Drahtbreite x. Der aufgewickelte Streifen kann anschließend normalgeglüht werden, beispielsweise bei etwa 65O ⁰C, bis an der Grenzfläche zwischen den Materialien 6OI und 603 eine schwache Diffusionsbindung auftritt. Eine Stirnfläche 609 des aufgewickelten Streifens wird sodann in geeigneter Weise maskiert, damit zusätzliche Magnetmaterialien 604, 605 usw., beispielsweise Permalloy, an aufeinanderfolgenden Stellen um den aufgewickelten Streifen herum aufgebracht werden können· Anschließend werden Löcher 607 gebohrt, gestanzt oder mittels anderer bekannter Verfahren, wie beispielsweise durch das Verwenden von Laserstrahlen, hergestellt und die Außenseite wird eingefaßt, damit der Dorn entfernt werden kann· Anschließend kann eine Drahtsäge oder ein Laser zum Abschneiden aufeinanderfolgender Abschnitte längs Linien usw. von dem aufgewickelten Streifen verwendet werden und die Rückseite 608 wird zur Herstellung der erforderlichen Spurbreite geläppt. Mit diesem Herstellungsverfahren wird ein Magnetkopf mit einer Spaltbreite w, mit einem Abstand zwischen den Spalten von χ + w und einer Spurbreite von t bzw. weniger hergestellt.

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In Pig. 7A ist zu Erläuterungszwecken ein Hufeisenmagnetkopf dargestellt, welcher während des Herstellungsverfahrens und vor seinem endgültigen Zusammenbau getestet werden kann. In Fig, 7A ist zwar ein Dünnschichtkopfelement dargestellt, um,das breite Anwendungsgebiet der Erfindung zu zeigen, jedoch kann das erfindungsgemäße Testverfahren in gleicher Weise bei den in den Fig. 3A bis 3C und insbesondere in Fig. 4 dargestellten Kopfelementen ebenfalls angewendet werden.

Unter Verwendung bekannter Verfahren ist auf einem Substrat 210 ein Magnetkopf mit einer Leiterwindung gebildet worden. Der Magnetkopf weist einen Leiter 211 und ein Hufeisen aus magnetischem Material 212A und 212B auf, welche einen vorderen Spalt 700 und einen hinteren Spalt bilden. Auf dem Substrat 210 sind eine Vielzahl von Magnetkopfelementen zusammen mit einem Streifen aus leitendem Material 702 gebildet, welch letzterer zum Testen sämtlicher Magnetkopfelemente verwendet wird, um während der Herstellung möglichst frühzeitig festzustellen, ob die Magnetkopfelemente Fehler aufweisen. Für Testzwecke sollte sich der Streifen 702 in unmittelbarer Nähe

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des vorderen Spaltes 700 befinden, wie in Fig. 7A dargestellt. In der Praxis nimmt ein vorragender Teil des Magnetkopfelementes normalerweise den Zwischenraum zwischen dem Magnetkopfelement und dem Streifen ein. Dieser vorragende Teil kann vor dem Testen entfernt werden, um den vorderen Spalt, wie dargestellt, freizulegen bzw, als letzter Schritt bei der Herstellung entfernt werden»

Gemäß Fig. 7B ist eine Vielzahl von Magnetkopfelementen 211 auf dem Substrat 210 dem Leiterstreifen 702 zugeordnet, welcher mit einem Eingabeteststrom-Wellenformgenerator 217 verbunden ist. Die Magnetkopfelemente sind über Drähte 213 mit einem Schaltnetzwerk 21Ö verbunden, welches jedes der Magnetkopfelemente 211 der Reihe nach mit einem hochohmigen Verstärker 219 verbindet. Bei Bedarf können sämtliche Magnetkopfelemente 211 gleichzeitig mit gesonderten hochohmigen Verstärkern verbunden werden, so daß das Schaltnetzwerk 218 nicht erforderlich ist. Wenn ein bekannter elektrischer Strom auf Drähten dem Streifen 702 zugeleitet wird, umgibt diesen Streifen ein Magnetfeld, welches in jedem der Magnetkopfelemente 211 einen Strom induziert. Demzufolge fließt in den Drähten 213 ein Strom, welcher mit dem bekannten Strom verglichen werden kann, um festzustellen,

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ob die Magnetkopfelemente 211 innerhalb gewünschter Toleranzgrenzen liegen» Es ist klar, daß der gleiche Effekt erreicht werden kann, wenn der Strom über die Drähte 213 zugeführt und das Ergebnis auf den Drähten überwacht wird. Im Betrieb wird der bekannte Strom von einem Nennkopfausgangssignal-Generator 216 geliefert, welcher ein Standardtestsignal an den Eingabeteststrom-Wellenformgenerator 217 und an eine Vergleicherschaltung abgibt. Der Eingabeteststrom-Wellenformgenerator 217 gibt an den Teststreifen 702 ein Signal ab und die Vergleicherschaltung 220 empfängt das resultierende Signal aus dem Magnetkopfelement 211 über das Schaltnetzwerk 218 und den hochohmigen Verstärker 219· Eine mit der Vergleicherschaltung 220 verbundene Schaltung 221 erzeugt eine Ja/Nein-Anzeige. Wenn beispielsweise das durch den hochohmigen Verstärker 219 empfangene Signal innerhalb einer bestimmten Toleranz des Nennkopfausgangssignals aus dem Generator 216 liegt, zeigt die Schaltung 221 an, daß sämtliche Magnetkopfelemente auf dem Substrat 210 fehlerfrei sind. Aufeinanderfolgende Tests werden durch eine Teststeuerschaltung 215 gesteuert, welche bewirkt, daß eine gesonderte Eingabeteststromschwingung, welche durch die Schaltung 217 zu erzeugen ist, für jedes

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der aufeinanderfolgenden Magnetköpfelemente 211 erzeugt wird, welche über das Schaltnetzwerk 218 getestet werden. Die aufeinanderfolgenden Tests werden unter der Steuerung durch die Teststeuerschaltung 215 summiert.

In den Fig. 8A und 8B ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Testen von Magnetköpfen dargestellt. Der für die Tests verwendete Streifen 702 kann weggelassen werden, wenn die Magnetkopfelemente in komplementären Reihen auf dem Substrat 210 angeordnet werden. Abwechselnde Reihen von Magnetkopfelementen sind derart ausgerichtet, daß die Spaltbereiche der Magnetkopfelemente in den beiden Reihen sich jeweils in unmittelbarer Nähe befinden, beispielsweise in einem Abstand von weniger als 0,025 mm. Die Leiter und 211· sind magnetischem Material 212A und 212B bzw. 212A' und 212B* auf dem Substrat 210 zugeordnet. Die Magnetkopfelemente können mit Abstand zwischen den einzelnen Elementen der beiden Reihen auf das Substrat aufgebracht werden, indem beispielsweise die Magnetkopfelemente bis zu einer Linie aus Lichtlack aufgebracht werden. Andererseits können die beiden Reihen von Magnetkopfelementen zusammenhängend aufgebracht und anschließend durch Schneiden

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oder durch Ätzen voneinander getrennt werden· In beiden Fällen wird der Strom einer Reihe der Magnetkopfelemente zugeleitet und ein Magnetfeld 800 induziert in der anderen Reihe von Magnetkopfelementen einen Stromfluß. Das ist im einzelnen in Fig. 8B dargestellt, wobei zwei Reihen von Magnetkopfelementen auf einem Substrat 210 gehaltert sind und wobei Schalter jeweils Paare von Magnetkopfelementen mit Treiberschaltungen und Detektorschaltungen verbinden. Bei Bedarf können diese Schalter weggelassen werden, wenn jedes komplementäre Paar von Magnetkopfelementen mit gesonderten Treiber- und Detektorschaltungen verbunden wird. Jedes Magnetkopfelement 211 und 211* wird der Reihe nach durch einen Schalter 805 mit Schaltungen 801 und 803 verbunden. Im Betrieb gibt die Treiberschaltung 801 an das Magnetkopfelement 211 ein Signal ab, welches innerhalb desselben einen Stromfluß bewirkt. Dieser Stromfluß verursacht ein magnetisches Feld, welches in dem komplementären Magnetkopfelement 211* einen elektrischen Strom induziert, der über Drähte 213* zu der Detektorschaltung 802 fließt. Eine Interpretierschaltung 803 ermittelt, ob da· festgestellte Signal sich innerhalb zulässiger Toleranten befindet, und eine Anzeigeeinrichtung 804 addiert aufeinanderfolgende Tests, um anzuzeigen,

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ob sämtliche Magnetkopfelemente auf dem Substrat innerhalb zulässiger Toleranzen liegen. Es ist klar, daß sämtliche Magnetkopfelemente in einer Reihe gleichzeitig betrieben werden können und daß sämtliche Magnetkopfelemente in der anderen Reihe gleichzeitig überwacht werden können bzw· daß sämtliche Elemente in einer Reihe gleichzeitig betrieben werden können und daß nur ein Element gleichzeitig in der anderen Reihe überwacht werden kann. Außerdem ist es möglich, die in den Fig. 7B und 8B dargestellten Schaltungen zur Erzeugung gleicher interpretierbarer Daten gegeneinander auszutauschen. Es ist nicht erforderlich, daß die getesteten Magnetkopfelemente summierbar sind, obgleich die Peststellung erwünscht ist, ob sämtliche Magnetkopfelemente auf einem bestimmten Substrat fehlerfrei sind. Es ist jedoch möglich, eine Information zu verwenden, welche- anzeigt, welches der Magnetkopfelemente nicht fehlerfrei ist, so daß bei anschließenden Herstellungsschritten die fehlerhaften Magnetkopfelemente ersetzt bzw. das Substrat derart verwendet werden kann, daß die fehlerhafte Magnetkopfelemente enthaltenden Abschnitte außer Acht gelassen werden. Zusätzlich zu den oben beschriebenen Tests kann eine Vielzahl von Tests durchgeführt werden, indem beispielsweise das Ausgangssignal als Punktion der. Treiberfrequenz, das Ausgangssignal als Punktion des

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Treiberstromoa, die Forn dee Auegangnetromee bein Zugriff, sekundäre Kurzschlünne oder die Induktivität der PrImSrwicklung festgestellt wird oder indem Kopiererf>Vtteete usw. durchgeführt werden. Die gleichen Ttete k^nn^n auch bei den anderen Ausführungeformen der oben beschriebenen Magnetküpfe durchgeführt werden»

Im Rahmen der Erfindung bietet eich dem Fnch^mn über die beschriebenen AusfUhrungcibeiepiele hin«un nelbstyerstAndlich eine Vielzahl von Vereinfachung»- urvl Verbesserung!« möglichkeiten sowohl hinsichtlich der erfindunr.nR^m.iBen Testeinrichtung als auch dee erfiniungegemSßen Trntverfahrens.

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Claims

to

Patentansprüche

Einrichtung zum Testen einer Vielzahl von auf einem Subntrat aufgebrachten Magnetkopfelementen während deren Herstellung und vor deren endgültiger Abtrennung und Weiterverarbeitung, gekennzeichnet durch eine auf dem Substrat (210) gehalterte Leiteranordnung (702), ferner durch eine mit der Leiteranordnung vorbindbare Signalquelle (217) zur Erzeugung eines die Magnetkopfelemente (211) durchsetzenden Magnetfeldes» weiter durch eine mit jedem der Magnetkopfeleraente verbindbare Signalüberwachungsschaltung (218, 219) zum Abfühlen dea das jeweils angeschlossene Magnetkopfelement durchsetzenden Magnetfeldes in Form eines elektrischen Stromes, fernerhin durch eine der SignalUberwaohungsschaltung zugeordnete Interpretlerschaltung (220) zum Vergleichen des durch die Signal-Uberwachungßschaltung abgefühlten elektrischen Stromes mit einem zulässigen Strom und endlich durch eine mit der Interpretierschaltung verbundene Anzeigeeinrichtung (221), welche dann eine Anzeige liefert, wenn der Vergleich ergibt, daß der abgefühlte elektrische Strom in einem bestimmten Verhältnis zu dem zulässigen Strom steht.

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2, Einrichtung nach Anspruch X, daduroh gekennzeichnet, daß die Leiteranordnung (702) au· einer Antahl von elektrisch leitenden Streifen besteht, die auf d»»m Substrat (210) Jewell« in unmittelbarer N«he und getrennt von einer Anzahl zugeordneter Magnetkopfelemente (211) aufgebracht sind.

3* Einrichtung nach Anspruoh 1 odtr 2 turn Testen von serienmäßig auf dem Substrat gebildeten Lese/Schreib-Magnetkopfelementen während deran Herstellung, daduroh gekennzeichnet, daß die Signalquellt (217) elektrische Testsignale abgibt, daß ferner die Leiteranordnung (702) auf dem Substrat (210) mit der Signalquelle verbunden ist und durch die elektrischen Signale derart erregt wird, daft ein eine Vielzahl der Magnetkopfelemente durchsetzendes Magnetfeld erzeugt wird, und daft endlich die Signalüberwachungosrhaltung (218, 219) mit einer bestimmten Anzahl aus der Vielzahl der von dem Magnetfeld durchsetzten Magnetkopfelemente verbunden ist und durch dieses Magnetfeld erzeugte elektrische Signale empfängt,

¹I. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteranordnung (702) aus einem Material gebildet ist, welches zusätzlich zu den

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Magnetkopfelementen (211) und mit HiITe dee gleichen Verfahrene wie die Magnetkopfelemente auf das Substrat aufgebracht ist.

5, Einrichtung nach einem der Ancprüche 1 bie Ί, dadurch gekennzeichnet, daft di· Leiteranordnung (702) von einem in der NShe einer Anzahl von Magnetkopfelementen (211) auf dem Substrat (210) angeordneten Leiteretreifen gebildet iet, daft ferner die Signalquelle (217) Eingabetestaignale zur Erzeugung eines veränderlichen Magnetfeldes (701) liefert, daft weiter eine Einrichtung (218) vorgesehen ist, mittels welcher die SignalUberwachungsschaltung (?\9) der Reihe nach mit Jedem der Magnetkopfelemente verbindbar ist, daft fernerhin eine Nenneignalquelle (216) zur Erzeugung von Kennbezugssignalen vorgesehen ist, daß weiterhin als Interpretierschaltung der Signalüberwachungsschaltung und der Nennsignalquelle eine Ver-, gleicherschaltung (220) sum Vergleichen des durch die Signalüberwachungsschaltung abgefühlten elektrischen Strömet mit den Nennbezugssign&len zugeordnet ist und daft die Anzeigeeinrichtung (221) mit dieser Vergleicherschaltung verbunden ist und anzeigt, ob der abgefUnite elektrische Strom in einem bestimmten Verhältnis zu den Nennsignalen steht.

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6, Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Substrat (210) eine Gruppe von serienmäßig hergestellten Magnetkopfelementen (211) und in deren Nähe eine Leitergruppe (702) aufgebracht sind, daß ferner die elektrische Signalquelle (217) mit einer der beiden Gruppen verbunden ist und ein Magnetfeld erzeugt, welches die andere der beiden Gruppen durchsetzt, und daß schließlich die Signalüberwachungsschaltung (218, 219, 220 bzw. 802, 803) mit der anderen der beiden Gruppen verbunden ist und das diese Gruppe durchsetzende Magnetfeld abfühlt.

7. Verfahren zum Testen von aus einem magnetischen Material auf gesonderten Plächenbereichen eines Substrats serienmäßig aufgebrachten Magnetkopfelementen während deren Herstellung, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Beaufschlagen einer bestimmten Anzahl der Magnetkopfelemente mit einem Magnetfeld mit bekannten Eigenschaften,

b) Abfühlen von elektrischen Strömen in den dem

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Magnetfeld ausgesetzten Magnetkopfelementen,

j ■

c) Vergleichen der abgefühlten elektrischen Ströme

mit in bezug auf die bekannten Magnetfeldeigenschaften festgelegten Werten, und

d) unterscheiden aufgrund des Vergleiches zwischen guten Magnetkopfelementen mit zulässigen Stromwerten und fehlerhaften Magnetkopfelementen mit unzulässigen Stromwerten.

Ί 8, Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

; daß das magnetische Feld elektrisch erzeugt wird.

\ 9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

j daß das Magnetfeld von Leitermaterial erzeugt wird, welches

] in der Nähe des magnetischen Materials gleichzeitig mit den j ■ ·

j elektrisch leitenden Teilen der Magnetkopfelemente auf das

Substrat aufgebracht worden ist.

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