专利名称：用于检测涂层的系统和方法
技术领域：
本发明涉及用于检测物体上的涂层的系统和方法，更具体地说，本发 明涉及能够检测磁头上的涂层的系统和方法。
背景技术：
在计算机工业中，基于磁头的系统作为有成本效益的数据存储形式已 经被广泛接受。在磁带驱动系统中，越，性读/写变换器牵拉包含沿着带
的长度方向延伸的多个横向定位(laterally positioned)的数据轨道的磁带， 称作磁带头。当在磁带头和磁带之间出现相对运动时，磁带头可以沿着磁 带表面的长度记录和读取数据。
在磁记录系统中，磁头和记录介质的相互机械作用是确定系统性能和 可靠性的重要因素。理想地，磁头与移动的记录介质接触或者亲密接触以 优化读/写操作。在磁头/介质界面处的接触导致磨损，这是影响磁头和介 质性能和寿命的主要关注点。
磁带头上可以具有保护涂层，以保护读/写元件4吏其免受磨损、腐蚀、 短路、不良操作等的影响。在磁带头制造阶段，为了可靠性，优选确定磁 带头是否已经被适当涂覆。同样地，在磁带头失效分析和诊断分析过程中， 也希望确定保护涂层是否保留在磁带头上，或许，如果这样的话，确定涂 层保留的程度。
因此，希望具有一种检测磁带头上是否具有保护涂层的系统和方法。 然而，由于大部分涂层仅几十埃厚，检测这种涂层非常困难。例如，光干 涉测量法不能解决涂层的表面和底层的头表面。螺旋材料分析(Auger materials analysis)不能辨别碳的顶层是来源于环境还是保护涂层。其它 方法例如纳米压痕、聚焦的离子束(FIB)分析等是破坏性的，并且不总 是确定的。
发明内容
根据本发明一个实施例， 一种用于检测磁头上涂层存在的方法，包含 使磁头表面上的多个点与导电物体接触；确定在导电物体和磁头表面上的 一个或者多个点之间是否进行了电连接。
根据本发明另一个实施例， 一种用于检测磁头上涂层存在的方法，包 含使磁头表面上的多个点与导电物体接触；确定在导电物体和磁头表面 上的任何点之间进行电连接的程度。
根据本发明再一个实施例， 一种用于检测物品的导电表面上的电绝缘 涂层存在的方法，包含使物品的多个点与原子力显微镜的触针接触；确 定该物品的导电表面和触针之间是否电连接。
根据本发明的一个实施例， 一种用于检测磁头上涂层存在的系统，包 含用于接触磁头表面上的多个点的导电物体；和用于检测导电物体和磁 头表面上的一个或者多个点之间是否电连接的监视设备。
通过下面结合附图的详细描述，本发明的其它方面和优点将是显而易 见的，下面通过举例说明本发明的原理。
为了更完全地理解本发明的特性和优点，以及使用的优选模式，应该 接合附图阅读下面的详细描述。
图1示出了4艮据本发明一个实施例的用于检测物品例如磁头上涂层的 存在的系统。
具体实施例方式
下面的描述是目前构想的实施本发明的最佳实施例。该描述是用于说 明本发明的一般原理，并不意味着限制这里所要求的发明理念。
本说明书公开了一种用于检测物品例如磁头(但不限于磁头)上涂层 存在的系统和方法。在具体的优选实施例中，本发明包含用于检测磁头的
读取器和伺服元件上的保护涂层的系统和方法。
图1图示了用于检测物品102 (例如磁头)上涂层存在的系统100。如 图所示，系统100包含用于接触物品102表面上多个点的导电物体104; 和用于检测导电物体104和物品102表面上一个或者多个点之间是否电连 接的监视设备106。在一种操作模式中，涂层是电绝缘的，电流源耦接到 该系统或者物品，使得物品表面和导电物体之间的电接触在其间产生可监 视的电流流动，就表示缺失电绝缘涂层。
物品102可以是任何类型的物品，4艮快将清楚，本发明的一些实施例 允许检测非常小的物品上和/或跨越非常小的区域的涂层。
在图1中，物品102是具有以背驮结构(piggyback configuration )形 成在公用基底30和可选择的电绝缘层31上的多个R/W对的磁阻(MR) 磁头。以写器件12为例的写入器和以读器件14为例的读取器排列为平行 于跨越其上的磁带介质的行进方向，以形成以R/W对11为例的R/W对。 可以存在几个R/W对11,例如8、 16、 32对等。所示的R/W对11在与 跨越该R/W对11的带行进方向总体上垂直的方向上线性排列。然而，这 些对也可以对角线排列、交错排列、呈V形排列等。伺服读取器13位于 RAV对阵列的外部，其功能是公知的。当构造背驮式磁头(piggyback head)10的模块24时，在基底30上形成各层，该基底例如是AlTiC，可 以是导电的，所述各层总体上按照下列顺序形成以形成元件R/W对11: 绝缘层31;诸如NiFe (镍铁导磁合金)、CZT或Al-Fe-Si (铁硅铝磁合金) 的通常为铁合金第一屏蔽46;用于感测磁介质上数据磁道的传感器40;通 常为镍-铁合金(例如，80/20镍铁导磁合金)的第二屏蔽48;第一和第 二写入器磁极56、 58;和线圈(未示出)。第一和笫二写入器磁极56、 58 可以由高磁矩材料例如45/55 NiFe制造。注意，这些材料仅以举例的方式 给出，可以使用其它材料。可以存在另外的层，例如屏蔽和/或磁极端部之 间的绝缘与围绕传感器的绝缘层。用于所述绝缘的说明性的材料包含氧化 铝和其它氧化物、绝缘聚合物等。各种器件例如写入器和读取器的每个一 般都耦接到特有的焊盘对(未示出)。电缆110—般接合到所述焊盘，以允
许通过电缆110与各器件直接电通讯.
可以4皮检测的涂层类型几乎无限制。说明性的涂层为部分或者完全绝 缘的涂层，它可以覆盖于物品的导电表面上。该涂层还可以是不希望的涂 层，例如杂质、进行处理的人造物品、在使用过程中沉积的碎片等。在磁 头上，典型的涂层包含类金刚石碳、氧化铝等。
如上所述，给系统100或者物品102导入电流或者电压。例如，可以 将电流源耦接到导电物体，监视该物品的电连接(例如磁头的连接焊盘或 者耦接到其上的电缆)的电流。在另一个实施例中，电流源耦接到所述物 品，监视导电物体的电流。在任一情况下，由监视设备106检测到电流表 示电路是闭合的，因此表示涂层的缺失或者不足。
导电物体104可以采取许多形式，例如触针、指状物、钩等。优选的 导电物体具有相对较细的尖端，以便允许精细的接触。最优选圆形的尖端， 以避免对涂层的损害。该导电物体可以通过人工操作者或者按照操作者的 意图物理地移动或者定位，可以通过自动系统而机械地移动等。注意，在 某些实施例中，可以存在多个导电物体。
在一个说明性实施例中，导电物体104是触针剖面仪(stylus profiler) 的触针(或者其一部分，例如端部)。如本领域技术人员所理解的，使用 触针剖面仪来绘制物品的表面外形。本发明的该实施例提出了一种触针剖 面仪的新用途，即产生与触针的电连接以能够检测物品上涂层的存在。在 使用中，触针可以扫过物品的表面，或者沿物品的表面点击。在"扫"模 式中，当在各点之间移动时，导电物体保持与物品表面接触。在"点击" 模式中，当在各点之间移动时，导电物体不保持与物品表面接触。
在优选实施例中，导电物体104是原子力显賴:镜的一个部件，除了许 多原子力显微镜具有纳米分辨率外，原子力显孩i镜以与触针剖面仪相似的 原理工作。而且，该导电物体可以是触针或者触针的一部分，例如尖端。 触针通常安装到压电制动器，以在所述表面上使触针来回扫描。激光束测 试触针以检测尖端的高度，从而使得能够绘制表面外形。
在一个说明性实施例中，使用原子力显微镜以接触或者点击模式中任 一模式检测磁头上涂层的存在，在空气承载面上，可以通i^磁头电缆或者 接触焊盘和导电尖端对读取器和伺服元件进行电探查。磁头可以包含多个 读取器和写入器。在某些类型的磁头中，读取器和写入器l磁头的承载磁 带的面凹进。在其它类型的磁头中，每个读取器都包含传感器和至少一个 从侧翼包围传感器的屏蔽，该(多个)屏蔽与传感器电接触。屏蔽可以耦 接到传感器，以防止屏蔽的诸如静电充电等情况的发生。可以连续监视和 记录在触针的导电尖端和接触焊盘或者磁头电缆之间测量的电阻值。对于 存在保护涂层的区域或者没有电耦接到电缆的区域，测量开路电阻。然而， 当所述尖端在读取器和伺服上扫描时，如果不存在保护涂层，或者没有充 分存在涂层，则检测到屏蔽和/或元件上的电阻。扫描速度与原子力显微镜
的分辨率设定相关；分辨率越低，扫描越快。总之，低分辨率设定一般将 提供涂层存在的足够的检测。
使用触针剖面仪或者原子力显微镜提供了几个优点。例如， 一个优点 是可以绘制磁头表面上进行了电连接的至少一个点的位置。尤其是，在监 视电阻的同时通过扫描磁头表面，可以产生电阻图，可以用这样的图来确 定绝缘涂层是否存在，以及在元件或者导电基底的哪些位置上存在于还是 不存所述涂层。还可以使用电阻图来诊断由于磁头带接口故障而导致的短 路问题。
本发明的各种实施例的其它优点在于，可以对磁头表面进行原子力显 微镜轮廓绘制(当使用原子力显微镜时)。当进行失效分析时，任何这些 "绘制的图"都是特别有用的。
这里所公开的许多实施例的进一步优点在于，检测是可重复的。许多 实施例都不需要特别的环境，例如真空室等。
根据一个实施例，使导电物体例如原子力显微镜尖端或者导电探针扫
描(raster)或者点击所述表面，从而同时取得电数据和表面外形数据。 这样允许对涂层中的坑洞、裂紋和其它不规则性进行失效分析。例如，在 外形侧，可测量到的电阻的位置纟艮可能与涂层中的坑洞相应。
监视设备106可以是能够检测电连接的任何类型的设备。这种设备包
括伏特计、测流计、欧姆计等。监视设备106可以同时耦接到所述物品和 导电物体。然而，在其它实施例中，监视设4^接到所述物品或者导电物 体其中之一，或者接地。监视设备甚至可以作为电流源、电压源等。
当分析磁头时，可以短路磁头中的一些或者所有元件，并且将这些或 者所有元件通过单个线耦接到监视设备106。如图1所示，使耦接到所述 物品的电缆110的多个电触点短路并且耦接到监视设备。沿着类似的思路， 可以使磁头的多个电触点短路并且耦接到监视设备。还可以将导电物体耦 接到监视设备。
在一个实施例中，为了说明图1的系统如何工作， 一种用于检测磁头 上涂层存在的方法，包含佳J兹头表面的多个点与导电物体接触；确定导 电物体和磁头表面上的一个或多个点之间是否电连接。
在另一实施例中， 一种用于检测磁头上涂层存在的方法，包含使磁 头表面上多个点与导电物体接触；确定导电物体和磁头表面上的任何点之 间电连接的程度。电连接程度的确定可以包含由涂层提供的电阻或者电导 的水平，如果存在电连接的话。进一步地，可以才艮据与预定电阻或者电导 水平(或所^面上,皮接触的其它点的电阻或者电导水平)的相对性确定 在特定点处由涂层提供的电阻或者电导的水平。
在另 一个实施例中， 一种用于检测物品的导电表面上电绝缘涂层存在 的方法，包括使物品的多个点与原子力显微镜的触针接触，确定物品的 导电表面和触针之间是否产生电连接。
虽然上面描述了各种实施例，但是应理解，这些实施例仅是举例，并 不是限制性的。因此，优选实施例的宽度和范围不应受上面描述的任何实 施例的限制，而M仅根据后续的权利要求及其等同描述来限定。
权利要求
1、一种用于检测磁头上涂层存在的方法，包含使磁头表面上的多个点与导电物体接触；和确定在所述导电物体和所述磁头表面上的一个或者多个点之间是否产生了电连接。
2、 如权利要求l所述的方法，其中当在所述各点之间移动时，所述导 电物体保持与所il^磁头表面的接触。
3、 如权利要求l所述的方法，其中当在所述各点之间移动时，所述导 电物体不保持与所述磁头表面的接触。
4、 如权利要求1所述的方法，其中所述导电物体是原子力显微镜的一 个部件。
5、 如权利要求4所述的方法，进步一步包括绘制所ii/磁头表面上产 生电连接的至少一个点的位置。
6、 如权利要求4所述的方法，进步一步包括制作所述磁头表面的原 子力显孩i镜轮廓图。
7、 如权利要求l所述的方法，其中所述确定是否产生了电连接包括 使电流通过所述导电物体，监视所i^磁头的电连接的电流。
8、 如权利要求l所述的方法，其中所述确定是否进行了电连接包括 使电流通过磁头，监视所述导电物体的电流。
9、 如权利要求l所述的方法，其中所述/磁头包含读取器和写入器，所 述读取器和写入器从所述磁头的承载磁带的面凹进。
10、 如权利要求l所述的方法，其中所述磁头包含读取器，该读取器 包括传感器和从侧翼包围该传感器的至少一个屏蔽，所述至少一个屏蔽与 传感器电连接。
11、 如权利要求l所述的方法，其中使所M头的多个电触点短路并 且耦接到监视设备，所述导电物体也与该监视设备耦接。
12、 如权利要求l所述的方法，其中使耦接到所M头的电缆的多个电触点短路并且耦接到监视设备，所述导电物体也与该监视设备耦接。
13、 如权利要求l所述的方法，进一步包括同时搜集所M头表面的 外形数据。
14、 一种用于检测磁头上涂层存在的方法，包含 使磁头表面上的多个点与导电物体接触；和确定在所述导电物体和所述磁头表面上的任何点之间产生电连接的 程度。
15、 如权利要求14所述的方法，其中当在所述各点之间移动时，所述 导电物体保持与所述磁头表面的接触。
16、 如权利要求14所述的方法，其中当在所述各点之间移动时，所述 导电物体不保持与所述磁头表面的接触。
17、 如权利要求14所述的方法，其中所述导电物体是原子力显微镜的 一个部件。
18、 一种用于检测物品的导电表面上的电绝缘涂层存在的方法，包含 使物品的多个点与原子力显微镜的触针接触；和 确定所述物品的导电表面和所述触针之间是否产生了电连接。
19、 一种用于检测磁头上涂层存在的系统，包含 用于接触f兹头表面上的多个点的导电物体；和用于检测所述导电物体和所述磁头表面上的一个或者多个点之间是 否产生电连接的监视设备。
20、 如权利要求19所述的系统，其中所述导电物体是原子力显微镜的 一个部件。
全文摘要
一种用于检测物品(例如磁头)上涂层的存在的系统和方法。使物品表面上的点与导电物体接触。确定导电物体和物品表面上的一个或者多个点之间是否产生了电连接、导电物体和物品表面上的任何点之间进行电连接的程度等。
文档编号G01N27/02GK101206189SQ200710169529
公开日2008年6月25日 申请日期2007年11月9日 优先权日2006年12月20日
发明者颖 梁 申请人:国际商业机器公司