专利名称：记录头上的改进的研磨的传感器的制作方法
技术领域：
本申请涉及硬盘驱动器，特别涉及一种控制研磨加工的装置和方法，以便制造一种包含具有所需带高度的初级磁阻读出元件的读写头。
背景技术：
磁盘驱动器的存储介质是一平的圆盘，它能够保持局部的磁场。存储在磁盘里的数据通过这些局部的磁场找到物理显示。数据以同心的圆形路径、即磁轨的方式布置在磁盘上。
局部的磁场可在磁盘非常靠近磁头时通过磁性敏感头检测。在操作过程中，磁盘连续转动，这意味着每次转动，固定在从磁盘中心起的一个给定半径上的磁头将遭遇沿着给定磁轨的每个局部的磁场。
图1显示了一个能够读出和写入局部的磁场于磁盘表面的读写头100。图1所示的读写头100包括由AlTiC(铝，钛和碳化物)晶片材料构成的本体102。与本体102连接的是用标号104共同表示的磁阻读出元件和一写入元件。磁阻读出元件104的电阻在导入磁场时变化。通常，磁阻读出元件104位于其中的磁场越大，其电阻越高。因此，磁阻读出元件104被用来通过定向读出元件104下面的局部的磁场和和观测在元件104里的电阻的变化检测存储在磁盘表面上的局部的磁场。
为了检测读出元件104的电阻的变化，一恒定电流通过磁阻读出元件104，并观测横跨元件104的电压。当元件104的电阻由于靠近的磁场的影响增加时，横跨元件104的电压按比例增加。这样，由于横跨读出元件104的电压的相应升高而观测到电阻的变化。被用来检测局部的磁场的恒定电流被传送通过导体106和108，而导体106和108与磁阻元件104的相反两端电接触。导体106和108通向一对线接头110和112，而线接头110和112将导体106和118与一对细长导体114和116连接，该细长导体114和116沿磁头100的整个长度延伸并与检测电路(未画出)连接。读写头100还包括导体118和120，电流通过它们记录在磁盘表面的磁场。导体118和120还通向一对线接头122和124，而线接头122和124将导体118和120与一对细长导体126和128连接，该细长导体126和128沿磁头100的整个长度延伸并与写入电路(未画出)连接。
图2显示了一磁阻读出元件104的放大图。从图2中可看到，磁阻读出元件104的底部边缘200沿滑动件的空气支承表面延伸。空气支承表面的作用是制造一空气“垫子”，当读写头100位于转动的磁盘上面时，读写头100漂浮在该气垫上。
磁阻读出元件104的顶部边缘用标号204表示。磁阻读出元件104的底部边缘200和顶部边缘204之间的距离叫做“带高度”。磁阻读出元件的带高度是一个重要的变量，因为它确定了磁阻元件对磁场的灵敏度。通常，带高度越小，磁阻元件的灵敏度越高，反之亦然。
如图3所示，在加工前，磁阻读出元件具有约100,000的带高度。导体106和108具有大致相同的高度。在制造过程中，磁阻头部被“研磨”，由此减少磁阻读出元件104的带高度，如图2所示，约是500(通常具有±10％的公差)，这取决于产品要求。“研磨”是一个术语，用来描述一个研磨加工，其中，磁阻读出元件104和与其相关的导体106和108通过研磨性泥浆被仔细地磨削，直至达到理想的带高度。研磨加工的目的是减少磁阻读出元件的带高度，直至制造出适当的磁性灵敏度。
理想的是，能够在研磨过程中直接测试磁阻读出元件的灵敏度，这样，当达到适当的灵敏度时可停止研磨。不幸的是，为了直接测试读出元件的灵敏度必须使电信号通过磁阻读出元件，这样，磁阻读出元件和研磨性泥浆之间的静电放电的可能性增加。这种静电放电对于读出元件是有害的，因此，最好将这种放电的可能性降至最低。
本技术领域的技术人员知道，在研磨过程中，次级电阻元件的电阻可被监控并被用作一代替物以直接检测初级磁阻元件的带高度。当次级磁阻元件的电阻达到预定的水平时，可假定初级磁阻元件的带高度处于适当的范围，而研磨可停止了。为了使用这种通过代替物检测的方案，初级和次级元件应该这样布置在初级和次级元件的灵敏度之间存在已知的关系。
图4显示了一未切块的和未研磨的晶片400，它包含两个读写头402和404及一个研磨导向件406。读写头402包含一初级磁阻元件408，而研磨导向件406包含一次级电阻元件410，其电阻与磁阻元件408有已知的关系。在研磨过程中，次级电阻元件410的电阻被监控。当次级电阻元件410的电阻达到一定水平时，就假定初级磁阻元件408的带高度处于适当的范围，而研磨即被停止。为了确保次级电阻元件410的电阻与初级磁阻元件408的带高度处于已知的关系，初级和次级元件的顶部边缘被对齐。因此，在研磨过程中，初级和次级元件的带高度应该相等，而次级元件的电阻应该作为初级元件的带高度的适当的代替物。然而，现有技术中已知的该方案具有若干问题。初级和次级元件408和410之间的距离相当大(大概500微米)。由于这么大的距离，初级元件408和次级元件410的顶部边缘的对齐必定具有大的公差。这种大的公差是不合需要的，因为它降低了准确性，而次级电阻元件410是通过这种准确性来指示初级元件408的带高度的。这样，次级电阻元件410对于初级磁阻元件408来说是一个不可靠的代替物。因此，有必要提供一种手段，以便精确地检测和控制初级磁阻元件的带高度，而又不会使元件经受来自静电放电的危险。
发明内容
按照本发明的方法和装置通过这里所述的装置和方法可解决上述的问题和其它的问题。该方法包括使位于读写头上的、准备研磨的初级磁阻读出元件接地。接着，一测试信号通过也位于该读写头上的次级磁阻读出元件。初级和次级磁阻元件的研磨开始。研磨继续进行，直至测试信号显示一所需的特性。
本发明的另一方面包括一具有初级磁阻读出元件的读写头(在磁盘驱动器工作过程中，用来读出数据，而读写头设置在磁盘驱动器里)。读写头还包括一次级磁阻读出元件，其尺寸与初级磁阻读出元件成比例且位于初级磁阻读出元件附近。
通过阅读下面的详细的介绍和参照相关的附图将更清楚地了解表征本发明特性的上述的和其它的许多特征和优点。
附图的简要说明图1表示现有技术中已知的读写头；图2表示经过研磨后的磁阻读出元件的放大图；
图3表示研磨前的磁阻读出元件的放大图；图4表示一未切块的和未研磨的晶片，它包含两个读写头和一个研磨导向件；图5表示按照本发明一个实施例的未研磨的一读写头；图6表示按照本发明另一实施例的未研磨的一读写头；图7表示按照本发明另一实施例的未研磨的一读写头；图8表示按照本发明另一实施例的未研磨的一读写头；图9表示控制用于图5至8所示的实施例的研磨加工的方法。
具体实施例方式
通过将一次级磁阻元件加入到一读写头获得一改进的研磨导向件。由于其在作为初级磁阻元件(在磁盘驱动器操作过程中用来读出数据)的相同读写头上的位置，次级元件非常靠近初级元件，导致在对齐或结合初级和次级元件的顶部边缘时的较小公差。因此，次级磁阻元件能更可靠地作为初级元件的代替物。作为一种选择，次级磁阻元件可加工成与初级元件同样的尺寸，从而使次级元件在磁性灵敏度方面等于初级元件。
图5显示了按照本发明一个实施例的一未研磨的读写头500。从图5中可看到，读写头500具有一初级磁阻读出元件502和一次级磁阻元件504。初级磁阻读出元件502位于两导体506和508之间。次级磁阻元件504位于两导体508和510之间。初级磁阻元件502和次级磁阻元件504共享一个导体508。初级磁阻读出元件502和次级磁阻元件504具有以共面方式对齐的顶部边缘。在一个替换的实施例里，它们各自的顶部边缘处于任何已知的互相关系。第三对导体510和512直接互相接触，其中一个导体510与次级磁阻元件504共享。
在研磨过程中，测试信号可通过导体508、次级磁阻读出元件504和导体510。由此产生的导体508和导体510之间的电压表示如果相同的操作在初级磁阻读出元件502上进行时将被检测的电压。如果次级磁阻元件504被相同地加工成初级磁阻读出元件502，以及如果导体510被相同地加工成导体506，那么电压是相同的。如此测得的电压代表导体508和510的电阻、次级磁阻元件504的电阻、以及在导体508和510与次级元件504之间的结合处的电阻。当导体508和510之间的电压达到预定的界限时可停止研磨，这表示初级磁阻读出元件502已研磨到适当的带高度。
电流可经过导体510和512。由此在导体510和512之间产生的电压表示它们的组合的电阻。如果导体510和512以与环绕着初级磁阻读出元件502的导体506和508相同的方式加工，由此形成的电压表示这些导体506和508的电阻。这样，导体508和510之间的电压可减去导体506和508之间的电压，以便取消导体电阻的作用。通过这样做，磁阻元件504本身的电阻(没有导体508和510的附加的电阻)可在研磨停止中起决定性的因素。当上述差值达到预定的界限时，可停止研磨，这表示初级磁阻读出元件502已被研磨至适当的带高度。
图6显示了本发明的一个实施例，其中，初级磁阻读出元件600位于两导体602和604之间，两导体中没有一个被次级磁阻元件606或用来计算导体电阻的一对导体608和610共享。通过隔离初级磁阻读出元件600，它的电容量减少，由此提高它的带宽。
图7显示了本发明的另一实施例，其中，初级磁阻元件700位于两导体702和704之间，两导体中没有一个被次级磁阻元件706或用来计算导体电阻的一对导体708和710共享。在这个实施例里，次级元件706被隔离，如同导体708和710。将初级磁阻读出元件700与次级磁阻元件706隔开的好处是，它们各自的导体—元件—导体线路的几何形状可完全相同。
图8显示了本发明的另一实施例。在图8中，初级磁阻读出元件800、次级磁阻元件802和各导体位于两个磁屏蔽804和806之间。磁屏蔽806用虚线表示，表示它被切去，以便看到位于它后面的磁阻元件800和802。屏蔽804和806保护磁阻元件800和802免受杂散磁场的影响。通过将初级磁阻元件800和次级磁阻元件802放置在屏蔽804上，它们各自的顶部边缘的对齐将更精确。提高的精度是基于这样的事实初级和次级元件设置在同一平表面上，这提供相对照相平版印刷术的相同的光学布置。虽然图8显示了屏蔽804和806与图7所示的本发明的实施例一起使用，但屏蔽804和806也可用于图5和6所示的本发明的实施例。
图5-8所示的本发明的实施例可与图9所示的方法相结合。参考图9描述的方法可通过一自动测试系统实现。参考图9描述的功能性可包括在实验室设备的电路(诸如数字式万用表或示波器)里，也可包括在一用来控制该实验室设备的计算机的软件里。
用于图5-8里所示的实施例的方法的总体结构如图9所示。从图9可以看出，该方法从工序900开始，其中，环绕着初级磁阻读出元件的导体接地，从而在研磨过程中使初级读出元件和泥浆之间的静电放电的可能降至最低程度。接着，在测试工序902中，测试信号通过次级磁阻元件，而研磨在工序904时开始。在置疑工序906中，确定测试信号是否显示一个或多个所需的特性，表示适当的带高度已经达到。如果测试信号未显示一个或多个所需的特性，流程将返回到工序902，以便继续研磨和测试。否则，研磨停止，如工序908所示。测试工序902和置疑工序906可用不同的步骤实现，如下面所述的。
在一个实施例里，测试工序902包括使一已知的电压信号通过次级磁阻元件。由于研磨进行，初级磁阻元件和次级磁阻元件的电阻增加(因为带高度降低，留下较小的横截面积供电流通过)，导致逐渐减少电流。因此，在这个实施例里，置疑工序906包括确定测试信号是否降至所需的电流强度水平。
同样的，在另一个实施例里，测试工序902包括使一已知的电流强度的信号通过次级磁阻元件。由于研磨进行，初级磁阻元件和次级磁阻元件的电阻增加，导致横跨次级磁阻元件的电压逐渐增加。因此，在这个实施例里，置疑工序906包括确定测试信号是否达到所需的电压水平。
在又一个实施例里，测试工序902包括使次级磁阻元件暴露在一动态磁场里，并使一已知的电流的信号通过所述元件。在该实施例里，次级磁阻元件的电阻随它暴露于其中的磁场和它目前减小到的带高度而变化。这样，置疑工序906包括确定测试信号是否达到所需的电压水平(通过其均方根值RMS测定)。此外，测试工序902可包括将次级磁阻元件暴露于一动态磁场和使一已知的电压的信号通过所述元件。因此，置疑工序906包括确定测试信号是否降至一电流的所需的水平(通过其均方根值RMS测定)。
在另一个实施例里，测试工序902包括使次级磁阻元件暴露在一动态磁场里，并使一直流电(DC)信号通过次级磁阻元件。在该实施例里，置疑工序906包括确定测试信号是否具有电压分布(依据时间标绘的电压)而没有DC补偿。或者，置疑工序906可包括确定测试信号是否具有一电流分布(依据时间标绘的电流强度)而没有DC补偿。
在另一个实施例里，测试工序902包括使一已知的电压的信号通过次级磁阻元件。在该实施例里，置疑工序906包括通过确定测试信号是否降低到预定水平的电流之下来寻找一严热。作为一种选择，测试工序902包括使一已知的电流强度的信号通过次级磁阻元件。因此，置疑工序906包括通过确定测试信号电压是否上升高于预定的临界电压来寻找一严热。
在另一个实施例里，测试工序902包括使一电流通过一对用来消除导体电阻的作用的导体，还包括使一已知的电流的信号通过次级磁阻元件。在该实施例里，置疑工序906包括确定横跨次级磁阻元件的电压和横跨一对导体的电压之间的差值是否超过一临界电压。
显然，本发明除了达到固有的优点，还很好地用来达到所述的目的和优点。虽然为了描述本发明的目的介绍了较佳的实施例，但可以作出许多变化，这对于本技术领域的技术人员来说是容易的，而且这包含在由附后的权利要求书描述和限定的本发明的精神内。
权利要求
1.一种用于磁盘驱动器里的读写头，该读写头包括第一磁阻读出元件；以及第二磁阻读出元件，其尺寸与第一磁阻元件成比例且位于第一磁阻读出元件附近。
2.如权利要求1所述的读写头，其特征在于，第二磁阻读出元件具有与第一磁阻读出元件相同的尺寸。
3.如权利要求1所述的读写头，其特征在于，第一和第二磁阻读出元件各具有一顶部边缘，其中，第一和第二磁阻读出元件的顶部边缘是共线的。
4.如权利要求1所述的读写头，其特征在于，第一磁阻读出元件位于第一对导体之间，第二磁阻读出元件位于第二对导体之间，第一对和第二对导体被加工成具有大致相同的阻抗。
5.如权利要求4所述的读写头，其特征在于，第一对导体包括第一导体和第二导体，而第二对导体包括该第二导体和一第三导体。
6.如权利要求4所述的读写头，其特征在于，还包括第三对导体，该第三对导体互相接触，并被加工成具有与第一对和第二对导体大致相同的阻抗。
7.如权利要求6所述的读写头，其特征在于，第一对导体包括第一导体和第二导体，而第三对导体包括该第二导体和一第三导体。
8.如权利要求1所述的读写头，其特征在于，还包括第一磁屏蔽；以及第二磁屏蔽，其中，第一和第二磁阻元件在第一和第二磁屏蔽之间被定位。
9.如权利要求1所述的读写头，其特征在于，还包括一磁阻屏蔽，其中，第一和第二磁阻元件设置在该磁阻屏蔽之上。
10.一种确定用来制造读写头的研磨的适当量的方法，该读写头包括一具有所需的带高度的初级磁阻读出元件，该方法包括(1)使初级磁阻读出元件接地；(2)使一测试信号通过位于读写头上的次级磁阻读出元件；(3)研磨初级和次级磁阻读出元件；以及(4)继续研磨初级和次级读出元件，直至测试信号显示所需的特性。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于步骤(2)包括使一已知的电压的信号通过次级读出元件；以及步骤(4)包括继续研磨初级和次级磁阻读出元件，直至测试信号降至所需的水平的电流。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于步骤(2)包括使一已知的电流的信号通过次级读出元件；以及步骤(4)包括继续研磨初级和次级磁阻读出元件，直至测试信号达到所需的电压水平。
13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括将次级磁阻读出元件暴露于一动态磁场里；其中，步骤(2)包括使一已知的电流的信号通过次级读出元件；以及步骤(4)包括继续研磨初级和次级磁阻读出元件，直至测试信号达到一所需的电压水平。
14.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括将次级磁阻读出元件暴露于一动态磁场里；其中，步骤(2)包括使一已知的电压的信号通过次级读出元件；以及步骤(4)包括继续研磨初级和次级磁阻读出元件，直至测试信号降至所需的电流水平。
15.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括将次级磁阻读出元件暴露于一动态磁场里；以及步骤(4)包括继续研磨初级和次级磁阻读出元件，直至测试信号显示一没有直流电补偿的电压分布。
16.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括将次级磁阻读出元件暴露于一动态磁场里；以及步骤(4)包括继续研磨初级和次级磁阻读出元件，直至测试信号显示没有直流电补偿的电流分布。
17.如权利要求10所述的方法，其特征在于步骤(2)包括使一恒定电压信号通过次级磁阻读出元件；以及步骤(4)包括继续研磨初级和次级磁阻读出元件，直至通过检测到测试信号降至临界电流水平之下时检测到一严热。
18.如权利要求10所述的方法，其特征在于步骤(2)包括使一恒定电流信号通过次级磁阻读出元件；以及步骤(4)包括继续研磨初级和次级磁阻读出元件，直至通过检测到测试信号升高至一临界电压水平之上时检测到一严热。
19.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括使一电流通过第一对导体，该第一对导体具有与第二对导体相同的阻抗，而初级磁阻读出元件位于第二对导体之间，由此产生一横跨第一对导体的电压；步骤(2)包括使一已知的电流的信号通过次级磁阻读出元件，由此产生一横跨次级磁阻读出元件的电压；以及步骤(4)包括继续研磨初级和次级磁阻读出元件，直至横跨次级磁阻读出元件的电压和横跨第一对导体的电压之间的差值超过所需的水平。
20.一种用于磁盘驱动器里的读写头，该读写头包括具有电特性的第一磁阻读出元件；以及通过代替物确定第一磁阻读出元件的电特性的装置。
全文摘要
这里公开一种用来控制研磨加工、从而产生一读写头的方法和装置，该读写头包括一具有所需的带高度的初级磁阻读出元件。通过在一读写头里结合一次级磁阻元件获得一种改进的研磨导向件。由于其位置与初级磁阻元件(在磁盘驱动器工作过程中用来读出数据)在同一个读写头上，次级元件位于初级元件的附近，导致初级和次级元件的顶部边缘的对齐只有较小的公差。因此，次级磁阻元件能更可靠地作为初级元件的代替物。作为一种选择，次级磁阻元件可制成与初级元件具有相同的尺寸，从而使次级元件在磁性灵敏度方面等同于初级元件。在研磨过程中，次级磁阻元件的磁性灵敏度被监控，并被用来作为初级磁阻读出元件的磁性灵敏度的替代测量。
文档编号G11B5/455GK1439156SQ01811970
公开日2003年8月27日 申请日期2001年5月25日 优先权日2000年5月25日
发明者齐尼－埃迪纳布塔古, E·S·默多克 申请人:西加特技术有限责任公司