JPS61255523A - 薄膜磁気変換器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分計 本発明は磁気ディスク上のデジタルデータを読み取り、
又は磁気ディスク上にデジタルデータを書き込むための
薄膜磁気変換器に関する。より特定していえば、変換器
の効率を妨げることなく巻線回数を増加したコイルを持
ち、且つセンタータップを有する薄膜磁気変換器に関す
る。

Ｂ、開示の概要 本明細書は第１のコイル及び第２のコイルを収容するＮ
ｉＦｅ層を有する磁気回路を持つ薄膜変換器を開示する
。ＮｉＦｅ層に並置された各巻線の部分は並列の面で相
互に離隔し且つ同数の導体セグメントを持っている。コ
イルとＮｉＦｅ層の傾斜領域との短絡を防止するように
、各コイルの導体セグメントは、一方のコイルの導体セ
グメントの中心から中心の間隔が他方のコイルの導体セ
グメントの中心から中心間隔と異なるような配列トシ、
シかも各コイルは同じインダクタンスを持っている。セ
ンタータップを持つコイルを形成するように２つのコイ
ルは夫々の一端部が結合されている。

Ｏ１従来技術 データ処理システムにおいて、メモリ容量を大きくする
要求は、それに対応して、システムメモリのデータ密度
を増大して来た０磁気デイスク技術において、データ密
度を増加する必要性が記録データ及び読み取りデータの
トラック幅の減少となって現われ人、その結果磁気変換
器からの信号の大きさが小さくなった。高密度メモリと
して薄膜磁気ディスクを応用する試みは変換器からの信
号の大きさを減少することになる。低い電流で効果的に
書き込むことの出来る磁気変換器を得ることもまた望ま
れている。

Ｄ８発明が解決しようとする問題点 より大きな振幅の信号を発生し、且つ低い電流で書き込
むための解決法としては、薄膜変換器の磁極片の間に置
かれたコイルの巻線数を増加することがある。然しなか
ら、巻線数を増加することには制限がある。変換器の効
率は部分的には、磁極端部の領域と、磁極片の後方磁気
ギャップ閉鎖部の領域との間の距離によって左右される
。上述の２つの領域の間の距離はコイルの巻線を増加す
るための空間を設けるために増加するから、変換器の効
率は落ちることになる。

薄膜変換器の読み取り及び書き込み効率を上げる１つの
試みが、１９７９年１１月の磁気に関する工ＩＩＩＥＥ
の会報、ＶｏｌｌＭ　ａ　ｇ−］−５、＆　６．１６１
６頁乃至１６１８頁に掲載された１８回巻線の複数トラ
ック薄膜ヘッドの製造Ｊ　　（Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ
ｏｆ　　Ｅｉｇｈｔ　　Ｔｕｒｎ　　Ｍｕｌｔｉ−Ｔｒ
ａｃｋ　　ＴｈｉｎＦｉｌｍ　　Ｈｅａｄ）と題する文
献に記載されている。

この文献は複数個の巻線を利用した磁気ヘッドであって
、各巻線が対応する数の絶縁層によって分離された並列
の層の中に積層されている磁気ヘッドが開示されている
。そのような多層の絶縁層及び導体層は磁気変換器の後
方磁気ギャップ閉鎖部分及び磁極端部の部分を連結する
急峻な勾配の傾斜部の領域がある。磁気変換器の磁極端
部及び後方磁気ギャップ閉鎖部の領域は、よりゆるやか
な勾配で傾斜するのが好ましいから、上述の急勾配の傾
斜部分は通常のデポジション技術に対して問題を課する
ことになる。この文献に記載された構造は多数の絶縁層
を持っているので、隣接する磁極片と巻線とが短絡する
危険性が大きいという問題がある。

磁気変換器の巻線を増加する場合、センタータップを設
けて、書き込み動作の時に半数の巻線を使い、読み取り
動作の時に感知モードとして全体の巻線を使うことは利
益がある。理想的には、センタータップ構造のコイルに
おいて、前半の巻線でも後半の巻線でも何れの巻線も書
き込み用に使用可能であって、各巻線の駆動回路は全く
同じであることが好ましい。このような柔軟性を達成す
るために、センタータップ構造のコイルヲ構成する各半
分の巻線は等しいインピーダンスを有することが必要で
ある。即ち、インダクタンス成分及び抵抗成分が両巻線
とも等しい値を持つことが必要である。

巻線部分間の抵抗値が等しいことの必要性は米国特許第
４３１８１４８号に述べられている。本発明は、コイル
にセンタータップが設けられた磁気変換器において、半
分の巻線が夫々、等しい大きさの抵抗値及びインダクタ
ンス値を与えることを追求している。

本発明の目的は磁気ディスク上のデータを読み取り又は
磁気ディスクにデータを書き込むための複数巻線の薄膜
磁気変換器を提供することにある。

本発明の他の目的は磁束の発生能力及び磁束の感知能力
を改良した薄膜磁気変換器を提供することにある。

本発明の他の目的は、巻線の巻回数を変えて情報の書き
込み及び読み取りを行うため、センタータップを設けた
薄膜磁気変換器を提供することにあるＯ Ｅ０問題点を解決するための手段 本発明に従って、上述の目的及び他の目的が達成される
。第１のコイルと第２のコイルを有し、複数の巻線を持
つ薄膜磁気変換器が与えられ、上−記の第２のコイルは
上記の第１のコイルから隔離した面に設けられる。各コ
イル間は間隔があけられており、そして各コイルの個々
の巻線は、磁極端部の磁気変換ギャップ領域を限定する
一端と、後方磁気ギャップ閉鎖部を限定する他端との間
にある２つの磁気材料層に挾まれた空間に配置される。

後方磁気ギャップ閉鎖部に関して、各コイルの各巻線の
平均間隔は、両方のコイルが同じインダクタンスを呈す
るように選択される。本発明の薄膜磁気変換器は、デー
タの書き込みにはただ１つのコイルを使い、データの読
み取りには両方のコイルを使う。

本発明に従った良好な実施例において、各コイルは同じ
巻線回数を持ち、且つセンタータップを持つコイルを与
えるため共通の接続点で結合される。第２コイルの巻線
の中心から中心の間隔は第１コイルの巻線の中心から中
心の間隔とは異なるよう選ばれている。このことは、磁
極端部領域や後方磁気ギャップ閉鎖部を形成するための
折り曲がった磁極片の傾斜領域と、個々の巻線との間隔
を等しくすることを可能にする。上述の等しい中心間隔
で置かれた巻線は、通常のデポジション技術でも、ゆる
やかな勾配の傾斜領域を与えるのを可能とし、従って、
近接する磁極片の傾斜領域とコイルとが短絡する危険を
回避することが出来る。

Ｆ、実施例 第１図及び第２Ａ図を参照すると、本発明に従った薄膜
磁気変換器の平面図が第１図に、そして第１図に示した
２Ａ−２Ａに沿った断面図が第２Ａ図に示されている。

薄膜磁気変換器は、磁気ディスク上のデジタルデータを
読み取り、又は磁気ディスク上にデジタルデータを書き
込むため、空気ベアリング面に近接した磁極端部領域Ｐ
を持っている。磁極端部領域Ｐは、酸化アルミニウムの
ような絶縁体材料を可とする非磁性スペーサ１６によっ
て限定される磁気変換ギャップを備えている。非磁性ス
ペーサ１６の一方の側に第１磁極片１２があり、他の側
に第２磁極片１１がある。薄膜磁気変換器の製造におい
て既に知られているように、これ等の層は基体１０上に
デポジット（付着）され、一般に、基体１０はデポジシ
ョン・プロセスによって与えられる複数の薄膜変換器を
保持している。

薄膜磁気変換器を製造するデポジション・プロセスで、
第１磁極片１２が基本１０にデポジットされる。第１図
に示された磁極端部領域Ｐにおいて、磁極端部は、磁気
ディスクのトラックの幅より僅かに狭いか、又はそれと
等しい幅Ｗを持ってイル。一般に、ニッケル鉄、Ｎ１Ｆ
ｅ材料の層で構成されている磁極片１２は後方へ延びて
おり、且つ磁極端部領域から側面方向に角度φで拡がっ
ている。磁極片１２の最後部にある後方磁気ギャップ閉
鎖部１９は磁極片１１及び１２のための閉磁路を構成し
ている。

第２Ａ図を参照する。非磁性材料１６が絶縁材料である
場合、空気ベアリング変換面と、薄膜変換器の後方磁気
ギャップ閉鎖部１９との間の領域内に、変換ギャップを
構成する非磁性材料１３が磁極片１２の全表面にわたっ
て、デポジットされる。然しなから、非磁性材料１３が
導電性を有する場合は、後述されるように、コイルの短
絡を防ぐため、材料１６のデポジットの範囲は極めて厳
格に制御されなければならない。

焼結されるホトレジストを可とする第１の絶縁層１５が
磁気変換ギャップ層１３の上にデポジットされる。この
絶縁層１５は複数個の導電セグメントで構成される連続
した１個のコイル１７を保持している。絶縁層１５は磁
極端部領域において、全体的に傾斜する終端部を有する
。磁極端部領域の前縁は変換器のスロー）　（ｔｈｒｏ
ａｔ）の高さの１つの縁を限定する。スロートの高さを
構成する他の縁は磁極片の端部において空気ベアリング
面、ＡＢＳによって限定されている。２つのコイルのう
ちの第１コイル１７は、第１図に示した実施例では、１
２回巻きで構成され、そしてコイルの始めが外部接続点
１７ａで始まり、絶縁層１５上で反時計方向の渦巻状で
中心部にある接続点１７ｂへ続いている。第１図に示さ
れているように、磁極端部領域Ｐと、後方磁気ギャップ
閉鎖部１９との間の領域を横切るコイル１７の巻線は磁
極片の軸に対して交差している。第２Ａ図に示されたよ
うに、磁極片１１及び１２の間にあるコイル１７の各巻
線、即ちコイル１７の各セグメントの間隔は等しくされ
、２つのセグメントの中心線から中心線の間隔はＤ２で
ある。加えて、磁極端部領域における、コイル１７の最
外側のセグメントのエツジは、他の磁極片１１との短絡
を防止するように、磁極片１１から離隔されている。コ
イル１７は例えば銅の如き導電性材料をデポジットして
形成することが出来る。

焼結されるホトレジストを可とする第２の絶縁層１８が
連続したコイル１７を被ってデポジットされ、それは後
方磁気ギャップ閉鎖部と、磁極端部領域とにおいて、上
述したような傾斜形状を持つ。絶縁層１８は他の１２回
巻きの渦巻き状コイル（巻線）２０の基部を形成し、そ
してコイル２０は第１のコイルの端部１７ｂと重ねて設
けられた中心部コイル端部２０ｂを持っている（第２Ｂ
図参照）。第２Ａ図から理解されるように、コイル２０
は時計方向で渦巻く複数個の巻線セグメントを有し、そ
してセグメントの中心線から中心線の間隔は第１フイル
１７のそれよりも小さい寸法を持っている。加えて、第
１コイルの各導体の幅Ｗ２に比較して、第２コイルの各
導体の幅Ｗ１は対応する変更が行われている。第２コイ
ルの幅Ｗ１は第１コイルの幅Ｗ２より狭い。第２フイル
２０は銅又は他の任意の電気良導体で作られる。焼結さ
れるホトレジストを可とする他の絶縁層２１が導体コイ
ル２０を被ってデポジットされ、この絶縁層は磁極端部
及び後方磁気ギャップ閉鎖部１９の所で傾斜形状を持っ
ている。結果として、一対のコイル１７及び２０の各々
は第１端部１７ａ及び２０ａを持っており、対応した接
続部１７ａ及び２０ａによって基体１０の端部で電気的
にアクセスすることが出来る。

最後のデポジション・プロセスは、薄膜磁気変換器の他
の磁極片を形成するため、ＮｉＦθ材料の層１１をデポ
ジットするステップである。第２の磁極片１１は磁極端
部領域において第１及び第２の傾斜領域１１ａ及び１１
ｂと、後方磁気ギヤツブ閉鎖部領域において同じような
２つの傾斜領域１１ｄ及び１１ｅを含んでおり、これ等
の傾斜領域は薄膜変換器中に形成された絶縁及び巻線の
複数の層を横切っている。１２回巻きのコイルを１個だ
け付加することはこの傾斜領域に対して成る傾斜形状を
与えるが、これは、コイル１７及び２０の外側の巻線が
デポジットされた磁極片傾斜領域１１ａ、１１ｂ１１１
ｄ及び１１ｅと短絡する危険を高めるものではない。

磁極片の後端部付近におけるコイル１７及び２０の結合
部分を説明するため、変換器の巻線導体セグメント部分
の詳細を第２Ｂ図に示す。第２Ｂ図において、後方磁気
ギャップ閉鎖部１９の後方のセンタータップ接続部が示
されており、それはコイル端部２０ｂ及び１７ｂと、導
体２４とを含んでいる。導体２４は磁極片１１と同時に
デポジットされるので、電気的良導体であるＮｉＦｅか
ら作られている。コイルのインダクタンスは磁極端部領
域にあるコイルの導体セグメントによって主として決め
られるので、コイル１７及び２０の磁極端部領域外にあ
るこれ等の個々の導体セグメントは共通の間隔と共通の
幅を有するものとして図示されている。

コイルの端部２０ｂはコイルの端部１７ｂと接触するた
め、マスクを介してデポジットされた一体的な脚部材２
０ｃを含んでいる。導体２４はまた、コイル端部２０ｂ
と接触する一体的な脚部材２４ｂを有するものとして示
されている。従って、導体２４はコイル１７及び２０の
端部へ接続するセンタータップを提供する。絶縁層１５
．１８及び２１は磁極端部領域中の対応絶縁層と同時に
デポジットされ、センタータップ接続部においてコイル
が互に接続を維持するようにデポジットされる０ コイル１７及び２０は連続した一方向の電流路を与える
。従って、読み取りの際に、ディスク上の磁気遷移が磁
極片１１及び１２によって感知され、それはコイル１７
及び２０を介して電圧を誘起する。この電圧はコイル端
部１７ａ及び２０ａで測ることが出来る。コイル１７及
び２０は、第２Ａ図に示されたように、同じ感知方向に
巻かれ、そしてコイル２０はコイル端部２０ａを出発し
、後方磁気ギヤツブ閉鎖部１９付近の巻線を経て時計回
りの渦巻き方向に進み、導体端部２０ｂで渦巻が終り、
そして単一の脚部材２０ｃを介してコイル１７の導体端
部１７ｂに連続し、コイル１７はそこからコイル端部１
７ａへ時計回りで拡がる渦巻きで進む。コイル２０がコ
イル１７の先端にデポジットされるか、又はコイル１７
がコイル２０の先端にデポジットされるか何れかの条件
下で、若しコイルの端部１７’ａで渦巻の方向が始まる
とすれば、コイルの渦巻き方向は反時計方向であり、コ
イルの渦巻き方向は任意に決められるから、本発明はコ
イルの渦巻き方向で制限されることがないことは理解さ
れるべきである。コイル１７及び２０は、夫々のコイル
に誘起される電圧が合計の出力電圧の方向に付加的であ
り、相互の出力を打ち消し合わない方向に巻かれる。

第２Ａ図に示されたように、巻線の相互の中心距離Ｄ１
及びＤ２と巻線の幅Ｗ１及びＷ２とを選択することによ
って、コイルが磁極片層１１と電気的な短絡を起さない
ようにすることが可能である。加えて、コイル２０及び
１７の間の間隔を変化することは不都合をもたらす程コ
イルのインダクタンスを変化しない。良好な実施例にお
いて、コイル１７の巻線の中心から中心の間隔Ｄ２は約
８ミクロンに選ばれ、且つコイル２０の巻線の中心から
中心の間隔Ｄ１は約７．５ミクロンに選ばれた。導体コ
イル２０の狭い間隔の効果は、空気ベアリング面に最も
近く且つ後方磁気ギャップ閉鎖部に最も近い導体２０′
を、コイル１７の、対応する第１層巻線に関して内側に
約３ミクロン引き寄せることにある。これは、空気ベア
リング面に最も近い導体２０′及び傾斜領域１１ａとの
距離と、後方磁気ギャップ閉鎖部に最も近い導体２０′
及び傾斜領域１１ｄとの距離とがコイル１７の対応する
巻線導体及び傾斜領域との距離と同じ間隔をあける。各
コイルの各巻線と関連するインダクタンスは後方磁気ギ
ャップ閉鎖部からの巻線の距離によってのみ決められる
。従って、２つのコイルの各巻線に対する、後方磁気ギ
ャップ閉鎖部からの平均距離を同じに維持することによ
って、各コイルのインダクタンスはほぼ同じに保つこと
が出来る。２つのコイルの夫々の抵抗は、各コイルをデ
ポジションする際の厚さ制御によって維持することが出
来る。従って、各コイルの電気的特性は実質的に同一に
維持することが可能である。

Ｇ１発明の効果 上述の２重コイル構造によって、１２回巻きの一方のコ
イルを使って、変換器に書き込みモードを与え、且つ２
つのコイルが結合する２４回巻線を使って読み取りモー
ドを与えることが可能である。書き込み用の１個のコイ
ルを利用することにより、書き込み回路に低インピーダ
ンス駆動を与えることが可能である。加えて、各コイル
のインダクタンス及び抵抗値は実質的に同じなので、書
き込み回路に、対応する変更を施すことなく、どちらの
コイルでも選択することが可能である。

２個のコイル構成を用いる他の利益は差動読み取り回路
が利用出来ることである。即ち、コイルを直列に接続し
て、センタータップを共通接続として用いて、磁気媒体
からデータが読まれた時、磁束変化の差を得ることが出
来る。換言すれば、この道の専門家に知られているよう
に、共通接続点に関する２つの信号の差異によってノイ
ズの消去を改善する。

本発明の上述の実施例では２つのコイルの夫々が１２回
巻きであるとして説明して来たが、本発明は他の任意の
巻線回数にも同様に良好に適用しうろことは明らかであ
ろう。本発明は、磁極端部から後方磁気ギャップ閉鎖部
への寸法の増加を伴なう薄膜磁気変換器のように変換効
率を損なうことなく、磁束を強化することが出来る。一
方の導電体層の巻線間隔に対して、他方の導電体層の巻
線間隔を変えることは、変換器の効率を犠牲にすること
なく、従来の複数導体の巻線構造に特有の急峻な勾配を
有する傾斜形状に伴う問題を回避する。

外側ＮｉＦｅ層の磁極片間に絶縁層を適用して付加され
た分離と、付加したコイルの巻線導体とは、磁極片の間
の磁束の漏洩を減少し、これによって、磁極端部領域の
磁束密度を高める。また、漏洩磁束の減少は変換器の効
率を高める。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従った薄膜磁気変換器の実施例の平面
図、第２Ａ図は第１図の磁気変換器の先端部領域を２Ａ
−２Ａ線に沿って切断した断面図・第２Ｂ図は第１図の
変換器を２Ｂ−２Ｂ線に沿って切断して薄膜磁気変換器
のセンタータップ接続を説明するための断面図である。 １０・・・・基体、１１・・・・第２磁極片、１１ａ。 １　ｌｂ、１１ｄ、１１ｅ＝・・傾斜領域、１２・−・
第１磁極片、１５，１８．２１・・・・絶縁層、１７・
・・・第１フイル、１９・・・・後方磁気ギャップ閉鎖
部、２Ｑ・・・・第２コイル、２，４・・・・センター
タップ導体、Ｐ・・・・磁極端部領域。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 磁気変換ギャップを形成する磁極端部と、互いに離隔し
   てコイルを内包する収容部を固定するために折り曲つて
   いる傾斜部と、磁気回路を完成する後方磁束ギャップ閉
   鎖部とを構成する第１及び第２磁極片と、 上記収容部から絶縁され、且つ上記収容部を通る導電体
   からなる第１のコイルと、 上記第１のコイル及び上記磁極片とから絶縁され、且つ
   上記第１のコイルと並置され上記収容部を通る導電体か
   らなる第２のコイルとから成り、上記第１のコイルは一
   定間隔の複数個の導体セグメントを有し、且つ上記第２
   のコイルは第２の一定間隔の複数個の導体セグメントを
   有することと、 上記傾斜部で干渉を生ずることなく、同数の導体セグメ
   ントが上記収容部内に並置しうるように、上記第１のコ
   イルの上記導体セグメントの中心間隔と、上記第２のコ
   イルの上記導体セグメントの中心間隔とが異なつた寸法
   であることとを特徴とする薄膜磁気変換器。