磁带头模块和数据存储系统的制作方法
【专利摘要】本公开涉及磁带头模块和数据存储系统。根据一种实施例的一种模块包括朝着模块的介质面向表面定位的N个背负式或合并式第一数据换能器的阵列；以及与背负式或合并式数据换能器的阵列交错的M个第二数据换能器，其中第二数据换能器是单式数据换能器，这些数据换能器中的至少一些与焊盘耦接。根据另一种实施例的一种模块包括朝着模块的介质面向表面定位的N个第一数据换能器的阵列，第一数据换能器包括至少一个数据读出器、数据写入器以及它们的组合；以及与第一数据换能器的阵列交错的M个第二数据换能器，第二数据换能器包括至少一个数据读出器、数据写入器以及它们的组合，其中并非全部的第一和/或第二数据换能器与焊盘耦接。
【专利说明】磁带头模块和数据存储系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及数据存储系统，并且更特别地，本发明涉及被选择性地制作以用于潜在不兼容的产品中的管理磁带头模块。
【背景技术】
[0002]在磁存储系统中，通常使用磁换能器从磁记录介质中读出数据以及将数据写到其上。数据通过将磁记录换能器移动到数据将被存储于其内的介质之上的位置而写到磁记录介质上。磁记录换能器然后产生磁场，该磁场将数据编码到磁介质内。数据通过类似地定位磁读出换能器并然后感测磁介质的磁场而从介质中读出。读操作和写操作可以独立地与介质的运动同步，以确保数据能够从介质上的期望位置读出以及写入该位置。
[0003]在数据存储行业中的一个重要的且持续的目标是提高存储于介质上的数据的密度。对于磁带存储系统，该目标已经导致增大了记录磁带上的轨道和线性位密度，并且减小了磁带介质的厚度。但是，随着小占用区域(footprint)的发展,更高性能的磁带驱动系统已经在用于此类系统中的磁带头组件的设计方面产生了各种问题。
[0004]在磁带驱动系统中,磁带在磁带头的表面上高速运动。通常，磁带头被设计为使磁头与磁带之间的间距最小化。在磁头与磁带之间的间距是关键的，使得作为磁记录通量的来源的换能器的记录间隙与磁带近接触(near contact)以实现写入的急剧转变,并且使得读出元件与磁带近接触以提供从磁带到读出元件的有效磁场耦合。
【发明内容】
[0005]根据一种实施例的一种模块包括朝着模块的介质面向表面定位的N个背负式或合并式第一数据换能器的阵列；以及与背负式或合并式数据换能器的阵列交错的M个第二数据换能器，其中第二数据换能器是单式(single)数据换能器，这些数据换能器中的至少一些与焊盘耦接。
[0006]根据另一种实施例的一种模块包括朝着模块的介质面向表面定位的N个第一数据换能器的阵列，第一数据换能器包括至少一个数据读出器、数据写入器以及它们的组合；以及与第一数据换能器的阵列交错的M个第二数据换能器，第二数据换能器包括至少一个数据读出器、数据写入器以及它们的组合，其中并非全部的第一和/或第二数据换能器与焊盘耦接。
[0007]这些实施例中的任一项可以被实现于磁数据存储系统(例如，磁带驱动系统)中，该磁数据存储系统可以包括磁头、用于使磁介质(例如，记录磁带)于磁头上经过的驱动机构，以及与磁头电耦接的控制器。
[0008]本发明的其他方面和实施例根据下面的详细描述将变得清楚，下面的详细描述在结合附图进行时以实例的方式来说明本发明的原理。
【专利附图】
【附图说明】[0009]图1是根据一种实施例的简化磁带驱动系统的示意图。
[0010]图2示出了根据一种实施例的平叠式(flat-lapped)双向双模块磁带头的侧视图。
[0011]图2A是沿图2的直线2A获取的磁带支承面视图。
[0012]图2B是从图2A的圆圈2B中获取的详细视图。
[0013]图2C是一对模块的部分磁带支承面的详细视图。
[0014]图3是具有写-读-写配置的磁头的部分磁带支承面视图。
[0015]图4是具有读-写-读配置的磁头的部分磁带支承面视图。
[0016]图5是根据其中模块通常全都沿近似平行的平面平放的一种实施例的具有三个模块的磁带头的侧视图。
[0017]图6是具有成相切(成角)配置的三个模块的磁带头的侧视图。
[0018]图7是具有成包裹(overwrap)配置的三个模块的磁带头的侧视图。
[0019]图8是根据一种实施例的模块的部分磁带支承面视图。
[0020]图9是根据一种实施例的模块的部分截面图。
[0021]图10A-10F是根据若干种实施例的焊盘的不同取向的代表性图示。
[0022]图11A-11C是根据若干种实施例的用于连接换能器和焊盘的引线的代表性示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面的描述是为了说明本发明的一般原理而作出的，而并非旨在限制本文所要求权利的发明概念。此外，本文所描述的特定特征能够在每种可能的组合和置换中与其他描述的特征结合起来使用。
[0024]除非本文另有特别规定，否则所有术语都应当被赋予其最宽泛的可能解释，包括由本说明书所暗示的意思，以及本领域技术人员所理解的和/或在词典、论文等中所定义的意思。
[0025]还必须注意，在用于本说明书和所附权利要求书中时，单数形式“一”、“一个”和“该”包括多个所指对象，除非另有规定。
[0026]下面的描述公开了磁存储系统，以及其操作和/或组成部分的几种优选实施例。
[0027]在一种一般实施例中，模块包括:朝着模块的介质面向表面定位的N个背负式或合并式第一数据换能器的阵列；以及与背负式或合并式数据换能器的阵列交错的M个第二数据换能器，其中第二数据换能器是单式数据换能器，这些数据换能器中的至少一些与焊盘耦接。
[0028]在另一种一般实施例中，模块包括:朝着模块的介质面向表面定位的N个第一数据换能器的阵列，第一数据换能器包括至少一个数据读出器、数据写入器以及它们的组合；以及与第一数据换能器的阵列交错的M个第二数据换能器，第二数据换能器包括至少一个数据读出器、数据写入器以及它们的组合，其中并非全部的第一和/或第二数据换能器与焊盘耦接。
[0029]图1示出了基于磁带的数据存储系统的简化的磁带驱动器100，该磁带驱动器100可以在本发明的背景下使用。虽然图1示出了磁带驱动器的一种具体实现方式，但是应当注意，本文所描述的实施例可以在任一种磁带驱动系统的背景下实现。
[0030]如图所不，供带筒(tapesupply cartridge)120 和卷带轴(take-up reel)121 被设置用于支持磁带122。这些卷轴中的一个或多个可以形成移动式盒式磁带的一部分，而并不一定是系统100的一部分。磁带驱动器，例如，图1所示的那种，还可以包括用于驱动供带筒120和卷带轴121以使磁带122在任何类型的磁带头126上移动通过的驱动电机。这样的磁头可以包括读出器、写入器或两者的阵列。
[0031]引导件(guide) 125引导磁带122越过磁带头126。该磁带头126进而经由电缆130与控制器组件128耦接。控制器128典型地控制磁头的功能，例如，伺服跟随、写入、读出等。控制器可以在本【技术领域】已知的逻辑以及本文所公开的任何逻辑下操作。电缆130可以包括用于将数据传输给磁头126以记录于磁带122上的以及用于接收由磁头126从磁带122中读出的数据的读/写电路。致动器132控制磁头126相对于磁带122的位置。
[0032]接口 134同样可以被设置用于磁带驱动器与主机(内部或外部)之间的通信，以便发送和接收数据以及控制磁带驱动器的操作并将磁带驱动器的状态传递给主机，所有这些都应当是本领域技术人员所了解的。
[0033]举例来说，图2示出了可以在本发明的背景下实现的平叠式双向双模块磁带头200的侧视图。如图所示，磁头包括一对基座202，每个基座202装备有模块204，并且固定为相对于彼此成小的角度a。基座可以是以粘合方式耦接在一起的“U柱(U-beams)”。每个模块204包括衬底204A和具有薄膜部分的封闭件204B，共同称为读出器和/或写入器206形成于其内的“间隙”。在使用中，磁带208按照所示的方式沿着介质(磁带)支承面209在模块204上移动，以使用读出器和写入器在磁带208上读出及写入数据。在进入和离开平面介质支撑面209的边缘处的磁带208的包角0通常为大约0.1° -5°。
[0034]衬底204A典型地由耐磨材料(例如，陶瓷)构成。封闭件204B由与衬底204A相同的或相似的陶瓷制成。
[0035]读出器和写入器可以排列成背负式或合并式配置。一种说明性的背负式配置包括在(磁屏蔽的)读出器换能器(例如，磁阻式读出器等)之上(或之下)的(磁感应的)写入器换能器，其中写入器的极和读出器的屏蔽体一般是分离的。一种说明性的合并式配置包括在与一个写入器极相同的物理层内的一个读出器屏蔽体(因此为“合并的”)。读出器和写入器同样可以排列成交错式配置。作为选择，每个通道阵列可以仅为读出器或写入器。这些阵列中的任一阵列都可以含有用于读出介质上的伺服数据的一个或多个伺服轨道读出器。
[0036]图2A示出了模块204之一沿图2的直线2A截取的磁带支承面209。以虚线示出了代表性的磁带208。模块204优选为足够长的，以致于能够在磁带于数据带之间步进时支持磁带。
[0037]在本例中，磁带208包括4至22个数据带，例如，16个数据带和17个伺服轨道210，如同在图2A中示于0.5英寸宽的磁带208上的。数据带被限定于伺服轨道210之间。每个数据带都可以包括多个数据轨道，例如，512个数据轨道(未示出)。在读/写操作期间，读出器和/或写入器206被定位于一个数据带内的具体的轨道位置。外读出器(有时称为伺服读出器)读出伺服轨道210。伺服信号进而被用来保持读出器和/或写入器206在读/写操作期间与特定的一组轨道对齐。
[0038]图2B示出了在图2A的圆圈2B内的形成于模块204上的间隙218内的多个读出器和/或写入器206。如图所示，该读出器和写入器阵列206包括，例如，16个写入器214、16个读出器216和2个伺服读出器212，尽管元件的数量可以改变。说明性的实施例包括每个阵列8个、16个、32个、40个及64个读出器和/或写入器206。一种优选的实施例包括每个阵列32个读出器和/或每个阵列32个写入器，其中换能元件的实际数量能够更大，例如，33、34等。这允许磁带更慢地行进，由此减少速度引起的跟踪和机械困难和/或执行更少的“缠绕”来填充或读出磁带。虽然读出器和写入器可以排列成如图2B所示的背负式配置，但是读出器216和写入器214同样可以排列成交错式配置。作为选择，每个读出器和/或写入器阵列206可以仅为读出器或写入器，并且这些阵列可以含有一个或多个伺服读出器212。如同通过将图2和2A-B进行共同考虑所指出的，每个模块204可以包括一组互补的读出器和/或写入器206，用于诸如双向读出和写入、同时读写能力、向后兼容性等事情。
[0039]图2C示出了根据一种实施例的磁带头200的互补模块的部分磁带支承面视图。在本实施例中，每个模块都具有按背负式配置形成于共同衬底204A上的多个读/写(R/W)以及可选的电绝缘层236。以写入磁头214为例的写入器以及以读出磁头216为例的读出器平行于越过其上的磁带介质的行进方向而对齐，以形成以R/W对222为例的R/W对。
[0040]可以存在若干个R/W对222，例如，8对、16对、32对等。如图所示的R/W对222在大体上与越过其上的磁带行进方向垂直的方向上线性对齐。但是，这些对也可以沿对角线等对齐。伺服读出器212定位于R/W对阵列的外部，伺服读出器212的功能是众所周知的。
[0041]—般地,磁带介质沿着箭头220所指示的正向或反向方向运动。磁带介质和磁头组件200以本【技术领域】所熟知的方式按照换能关系来操作。背负式MR磁头组件200包括两个构造大体相同的薄膜模块224和226。
[0042]模块224和226被接合在一起，在它们的封闭件204B (部分示出)之间存在间距，用于形成单个物理单元以通过激活先导模块的写入器以及平行于磁带相对其行进的方向与先导模块的写入器对齐的尾随模块的读出器来提供同时读写能力。当背负式磁头200的模块224、226被构造时，在创建于例如AlTiC的导电衬底204A (部分示出)之上的间隙218内通常按照下列顺序来形成用于R/W对222的层:绝缘层236，典型为铁合金(例如，NiFe(坡莫合金(Permalloy))、CZT或Al-Fe-Si (铁硅铝合金(Sendust)))的第一屏蔽体232，用于感测磁介质上的数据轨道的传感器234，典型为镍-铁合金(例如，80/20坡莫合金)的第二屏蔽体238，第一及第二写入器极尖228、230，以及线圈(未示出)。
[0043]第一及第二写入器极228、230可以由高磁矩材料(例如，45/55NiFe)制成。注意，这些材料仅作为示例而给出，并且其他材料也可以使用。还可以存在另外的层，例如，在屏蔽体和/或极尖与包围着传感器的绝缘层之间的绝缘层。说明性的绝缘材料包括氧化招及其他氧化物、绝缘聚合物等。
[0044]根据一种实施例的磁带头126的配置包括多个模块，优选为三个或更多个。在写-读-写(W-R-W)磁头中，用于写入的外模块与用于读出的一个或多个内模块侧面相接。参照示出W-R-W配置的图3，外模块402、406每个包括一个或多个写入器阵列410。图3的内模块404包括配置相似的一个或多个读出器阵列408。多模块磁头的变型包括R-W-R磁头(图4)、R-R-W磁头、W-W-R磁头等。在另外别的变型中，一个或多个模块可以具有读/写换能器对。而且，可以存在多于三个的模块。在更多的方案中，两个外模块可以按照例如W-R-R-W、R-W-W-R布局等与两个或更多个内模块侧面相接。为简单起见，W-R-W磁头在此主要用来作为本发明的实施例的示例。已获悉本文的教导的本领域技术人员应当认识到，本发明的置换会如何应用于除W-R-W配置外的配置。
[0045]图5示出了根据本发明的一种实施例的包括各自分别具有磁带支承面308、310、312的第一、第二及第三模块302、304、306的磁头126，这些磁带支承面308、310、312可以为平面、波状等。注意，虽然术语“磁带支承面”看起来暗示着面对磁带315的表面与磁带支承面物理接触，但这并不一定是这样。相反，只有磁带的一部分可以连续地或间断性地与磁带支承面接触，磁带的其他部分在空气层上骑行(或“飞行”)于磁带支承面之上，有时称为“空气支承”。第一模块302将称为“先导”模块，因为它是在磁带按指示方向运动的三模块设计中磁带所遇到的第一模块。第三模块306将称为“尾随”模块。尾随模块紧随中间模块之后并且是在三模块设计中磁带所见到的最后模块。先导和尾随模块302、306共同称为外模块。还要注意，外模块302、306将交替作为先导模块，取决于磁带315行进的方向。
[0046]在一种实施例中，第一、第二及第三模块302、304、306的磁带支承面308、310、312位于近似平行的平面上(这意味着包括平行的和几乎平行的平面，例如，在平行与相切之间，如图6所示)，而第二模块304的磁带支承面310在第一及第三模块302、306的磁带支承面308、312之上。如同下文所描述的，这具有产生磁带相对于第二模块304的磁带支承面310的期望包角Ci2的作用。
[0047]在磁带支承面308、310、312沿着平行的或者几乎平行但偏移的平面平放的情况下，在直观上，磁带会脱离先导模块302的磁带支承面308。但是，已经通过实验发现，先导模块302的刮削(skiving)边缘318产生的真空足以使磁带保持附着于先导模块302的磁带支承面308。T先导模块302的尾随边缘320 (磁带从该处离开先导模块302的末端)是用于定义在第二模块304的磁带支承面310之上的包角a 2的近似参考点。磁带保持为紧紧接近于磁带支承面，直到接近先导模块302的尾随边缘320。因此，读出和/或写入元件322可以位于外模块302、306的尾随边缘的附近。这些实施例特别地适合于写-读-写应用。
[0048]本实施例以及本文所描述的其他实施例的好处是:因为外模块302、306被固定为相对第二模块304偏移确定的偏移，所以当模块302、304、306被耦接在一起或者(否则的话)被固定于磁头内时，内包角a 2是固定的。内包角a2近似为tarT1 (S/W)，其中5是在磁带支承面308、310的平面之间的高度差，而W是在磁带支承面308、310的相对末端之间的宽度。说明性的内包角a 2为大约0.5° -1.1°，尽管也能够是由设计所要求的任何角度。
[0049]有利的是，内包角a 2在接收磁带(先导边缘)的模块304 —侧可以设置为稍微小于在尾随边缘上的内包角a 3，因为磁带315骑行于尾随模块306之上。该差异通常是有利的，因为较小的a 3倾向于对抗至今已经较陡的退出有效包角。
[0050]注意，外模块302、306的磁带支承面308、312被定位以在先导模块302的尾随边缘320处获得负包角。这一般地有利于帮助减小因与尾随边缘320接触所致的摩擦，假定对在磁带内形成于磁带脱离磁头处的撬棒区(crowbar region)的位置给予适当的考虑。该负包角还会减少对在先导模块302上的元件的颤振和擦洗破坏。此外，在尾随模块306处，磁带315飞行于磁带支承面312之上，所以当磁带沿该方向运动时，在元件上几乎没有磨损。特别地，磁带315会带走(entrain)空气，并因而将不会显著地骑行于第三模块306的磁带支承面312上(可以发生一定的接触)。这是允许的，因为先导模块302在尾随模块306空闲时与入。
[0051]写入和读出功能在任何给定的时间由不同的模块来执行。在一种实施例中，第二模块304包括多个数据及可选的伺服读出器331，但没有写入器。第一及第三模块302、306包括多个写入器322，但没有读出器，除了外模块302、306可以包括可选的伺服读出器之夕卜。伺服读出器可以在读出和/或写入操作期间用来定位磁头。在每个模块上的伺服读出器典型地被定位为朝向读出器或写入器阵列的末端。
[0052]通过在衬底与封闭件之间的间隙内只具有读出器或者并排的写入器和伺服读出器，间隙长度能够被大幅减小。典型的磁头具有背负式读出器和写入器，其中写入器形成于每个读出器之上。典型的间隙为25-35微米。但是，在磁带上的不规则性会倾向于低垂到间隙之内并造成间隙侵蚀。因而，间隙越小越好。在此所允许的较小的间隙展现出了较少的磨损相关的问题。
[0053]在某些实施例中，第二模块304具有闭合件，而第一及第三模块302、306不具有闭合件。在没有闭合件的情况下，优选地给模块添加硬涂层。一种优选的涂层是类金刚石碳(DLC)0
[0054]在图5所示的实施例中，第一、第二及第三模块302、304、306每个都具有封闭件332、334、336，这些封闭件332、334、336使关联模块的磁带支承面延长，由此有效地定位读/写元件使其远离磁带支承面的边缘。在第二模块304上的封闭件332能够是常见于磁带头上的一类陶瓷封闭件。但是，第一及第三模块302、306的封闭件334、336可以比第二模块304的封闭件332短，如同平行于磁带在各个模块上行进的方向所测得的。这允许将模块定位得更紧密地靠在一起。生产较短的封闭件334、336的一种方式是使第二模块304的标准陶瓷封闭件另外重叠一定的量。另一种方式是在薄膜处理过程中将薄膜封闭件电镀或沉积于元件之上。例如，硬材料(例如，铁硅铝合金或镍-铁合金(例如，45/55))的薄膜封闭件能够形成于模块上。
[0055]对于厚度减小的陶瓷或薄膜封闭件334、336或者在外模块302、306上没有封闭件的情形，写入-读出间隙间距能够减小到小于大约1mm，例如，大约0.75mm，或者比标准的LTO磁带头间距小50%。在模块302、304、306之间的开口间距仍然能够设置为大约
0.5-0.6mm,这在某些实施例中对于使在第二模块304之上的磁带运动稳定化是理想的。
[0056]可能希望的是使外模块的磁带支承面相对于第二模块的磁带支承面成角度，取决于磁带张力和硬度。图6示出了其中模块302、304、306处于相切或几乎相切(成角度的)配置的实施例。特别地，外模块302、306的磁带支承面按照第二模块304的期望包角a 2近似平行于磁带。换言之，外模块302、306的磁带支承面308、312的平面按照磁带315相对于第二模块304近似成所期望的包角％来取向。磁带在本实施例中还会脱离尾随模块306，由此减小在尾随模块306内的元件上的磨损。这些实施例对于写-读-写应用是特别有用的。这些实施例的另外方面类似于以上所给出的那些方面。
[0057]典型地，磁带包角可以被设置于图5和6所示的实施例之间的中点附近。
[0058]图7示出了其中模块302、304、306成包裹配置的实施例。特别地，当设置为相对于第二模块304成所期望的包角a 2时，外模块302、306的磁带支承面308、312的角度稍微大于磁带315。在本实施例中，磁带没有脱离尾随模块，从而允许它被用于写入或读出。因此，先导和中间模块都能够执行读出和/或写入功能，而尾随模块能够读出任何刚刚写入的数据。因而，这些实施例对于写-读-写、读-写-读和写-写-读应用是优选的。在后面的那些实施例中，封闭件应当比磁带护盖宽，以便确保读出能力。较宽的封闭件将会迫使较宽的间隙-间隙分离。因此，一种优选的实施例具有写-读-写配置，这可以使用减短的封闭件，该减短的封闭件从而允许更接近的间隙到间隙分离。
[0059]图6和7所示的实施例的另外方面类似于以上给出的那些方面。
[0060]多模块磁头126的24或更高的通道版本可以使用具有间距与当前的16通道背负式LTO模块相同的引线的电缆350，或者作为选择，在模块上的连接可以是风琴键盘式的(organ-keyboarded),以使电缆跨度减小50%。上-下式地(Over-under),写入对的未遮蔽电缆可以用于写入器模块，该写入器模块可以具有集成的伺服读出器。
[0061]外包角a工可以通过例如本【技术领域】已知的任何类型的引导件(例如，可调整的滚筒、滑块等)来设置于驱动器内。例如，具有偏移轴的滚筒可以用来设置包角。偏移轴造成旋转的轨道弧，从而允许包角Ct1的精确对齐。
[0062]要组合以上所述的任何实施例，能够使用常规的U柱组件。因此，合成的磁头的质量能够得以保持或者甚至相对于前几代的磁头减小。在其他方案中，模块可以被构造成单一整体。获悉了本发明的教导的本领域技术人员应当认识到，用于制造此类磁头的其他已知方法可以适合于用于构造此类磁头。
[0063]应当清楚，上述方法的各种特征可以按任何方式来结合，从而根据以上所给出的描述创造出多种组合。
[0064]按照常规，不同的模块设计(例如，只读模块或只写模块格式以及背负式读/写模块格式)缺少以多种产品类型工作的能力，例如，背负式格式的模块无法用于只读或只写格式，反之亦然。尽管在不同设计中使用的换能器是潜在相同的，但是模块设计尚未成功，因而远未能实现与多种产品类型的兼容。因此，有利的是开发出与多个(若非全部)当前使用的产品类型选择性兼容的模块设计。
[0065]参照图8，模块800包括朝着模块800的介质面向表面定位的N个背负式或合并式第一数据换能器802的阵列。第一数据换能器优选地包括至少一个数据读出器、数据写入器或者它们的组合。在一种方案中，第一数据换能器802可以定位于模块800的封闭件808与衬底810之间的间隙内。
[0066]模块800还包括与背负式或合并式第一数据换能器802的阵列交错的M个第二数据换能器804，其中在此所使用的M被定义为N±P，其中P=0、l、2、3等。在本例中，M个第二数据换能器804之一可以位于N个背负式第一数据换能器802中的每个换能器与伺服读出器806之间，使得N个背负式第一数据换能器802每个都在至少一侧具有第二数据换能器804。各种阵列的示例性实施例可以包括8、16、24、32、40、48、56、64等个第一和/或第二换能器。
[0067]根据不同的方案，第二数据换能器可以包括至少一个数据读出器、数据写入器或者它们的组合。因而，第二数据换能器可以为背负式、合并式、单式等数据换能器。在一种优选的方案中，第二数据换能器可以是单式数据换能器。根据本实施例，“单式数据换能器”旨在表示数据换能器不是背负式或合并式数据换能器对的一部分，不是伺服读出器，而是仅起着读出或写入的作用。在一种方案中，第二数据换能器可以是全部写入器或全部读出器，取决于模块的预期功能。
[0068]第一及第二数据换能器的读出器和/或写入器可以是相同设计的(当然，除了在薄膜制造中所固有的微小变化之外)。在其他方案中，设计可以是不同的。而且，在一种优选的方案中，第一和/或第二数据换能器802、804中的至少一些可以与焊盘805耦接。
[0069]现在参照图9，根据一种示例性的实施例的模块900包括晶片衬底950，在该晶片衬底950之上的是具有屏蔽体904、906的读出换能器902。模块900另外还包括用于使屏蔽体904、906与相邻层绝缘的绝缘层908、910。在一种优选的方案中，绝缘层908、910之一和/或两者可以是非磁性的。
[0070]如图9所示，写入器极912和914可以将线圈916夹入其中；在该线圈之上可以是外涂层918并且最终为通过例如本【技术领域】已知的类型的粘合剂(未示出)与其耦接的可选的封闭件920。
[0071]继续参考图9，模块900还包括焊盘928、930。根据各种方案，焊盘可以包括:导电金属，例如，金、铜、银、铝等；导电氧化物；等。优选地，焊盘928、930可以包括非腐蚀性的材料以防止和/或最小化焊盘的降级。
[0072]焊盘可以优选地与模块的换能器中的一个、至少一个、一些、全部等耦接，由此实现不同数量的读出和/或写入换能器，取决于所期望的实施例。
[0073]根据各种方案，不同的期望实施例可以包括用于实现不同数量的读出和/或写入换能器的设计。因而，各种阵列的示例性实施例可以包括8、16、24、32、40、48、56、64等个第一和/或第二换能器。例如，如果磁头将用于32通道模式，并且单式数据换能器是写入器，则单式数据换能器和背负式和/或成对式数据换能器的写入器与焊盘耦接，而背负式和/或成对式换能器的读出器则不与焊盘耦接。因而，与多种格式兼容的通用换能器阵列可以适合于通过在制造过程中将适当的换能器耦接至焊盘而以选定的一种格式来使用。以下将提供更多的实例，包括焊盘耦接方案的说明性实例(参见图11A-11C)。
[0074]在一种优选的方案中，焊盘可以经由引线和/或焊盘外延(pad-out)耦接至换能器，这同样可以按不同的组合来实现以获得所期望的实施例。仍然参照图9，换能器可以经由引线924、922和927以及焊盘外延932、933、934、926与焊盘928、930电通信。根据各种方案，导电通路的各个部分可以包括导电层、导电通孔、次引线、电缆等。而且，焊盘外延可以包括形成穿过薄膜叠层的导电通孔，如图9所示。根据不同的方案，形成焊盘外延可以包括掩蔽、铣削、沉积、电镀等。
[0075]根据各种方案，引线可以通过本领域技术人员在阅读本文的描述时所明了的任何耦接方法耦接至焊盘。如同以上所间接提及的，在构造晶片时，最后的步骤之一可以包括使所选引线从它们在叠层内各自的层面向外拉长，对应于模块的期望功能。因此，并非与换能器连接的全部引线都可以耦接至焊盘外延，取决于所期望的实施例(将在下文更详细地解释)。
[0076]因而，根据各种方案，焊盘928、930可以沿优选的取向排列，例如，单个行、第一及第二行等，以适应所期望的实施例。图10A-10F示出了根据若干种实施例的焊盘1002、1004的不同取向。作为选择，焊盘1002、1004的不同取向可以结合本文所列出的任何其他实施例的特征来实现，例如，参照其他图所描述的那些实施例的特征。但是，当然，焊盘1002、1004的此类取向以及本文所给出的其他取向可以用于各种应用中和/或用于可以是或不是在本文所列出的说明性实施例中特别描述的置换中。此外，本文所给出的焊盘1002、1004的不同取向可以在任何期望的环境下使用。
[0077]现在参照图10A-10F，焊盘1002、1004根据所期望的实施例可以排列成各种取向。优选的是，在耦接的焊盘与换能器之间的距离是尽可能短的，由此使噪声、时间延迟、功率消耗等最小化。但是，焊盘1002、1004可以包括本文所公开的和/或所暗示的任何焊盘类型、配置和/或取向，或者本领域技术人员在阅读本文的描述时所明了的任何其他焊盘。
[0078]如图1OA所示，焊盘1002、1004可以沿单个行取向，使得打算用于第一数据换能器的焊盘1002被定位于左侧，而打算用于第二数据换能器的焊盘1004被定位于右侧。相反的取向同样可以实现，如图1OB所示，其中打算用于第一数据换能器的焊盘1002被定位于右侧，而打算用于第二数据换能器的焊盘1004被定位于左侧。在一种优选的方案中，单行焊盘优选地沿单一直线排列，但是并不限定于此。在其他方案中，单个行可以是倾斜的、成角度的、沿其变化的，等等。
[0079]参照图10C，焊盘1002、1004可以沿单个行取向，使得打算用于第一数据换能器的一组焊盘1002被定位于打算用于第二数据换能器的多组焊盘1004之间。再一次，相反的取向也可以实现，如图1OD所示，其中打算用于第二数据换能器的一组焊盘1004被定位于打算用于第一数据换能器的多组焊盘1002之间。
[0080]在又一种方案中，焊盘1002、1004可以是交错的。
[0081]现在参照图10E，焊盘1002、1004可以沿两个行取向，使得打算用于第一数据换能器的焊盘1002被定位于打算用于第二数据换能器的焊盘1004之上。再一次，相反的取向同样可以实现，如图1OF所示。
[0082]如同之前所提及，在某些实施例中，并非全部换能器都与焊盘耦接。根据各种方案，具有两行焊盘的模块可以针对特定的格式来配置；例如，第一焊盘行可以耦接至数据换能器，而第二焊盘行可以不与任何数据换能器耦接；只有在第一行内的一些焊盘可以耦接至数据换能器，而在第二行内的某些或全部焊盘与数据换能器耦接；从第二换能器中延伸出的引线中的至少一些、大多数、全部等可以与在第一行内的焊盘电通信，而从第二换能器中延伸出的引线中的至少一些、大多数、全部等可以与在第二行内的焊盘电通信；等等。
[0083]在一种优选的方案中，第一及第二行的每个行的焊盘可以处于它们自己各自的单一直线内，但是并不限定于此。在其他方案中，第一及第二行可以是倾斜的、成角度的、沿其变化的，等等。而且，第一及第二行中的每个行可以具有关于彼此的相似的、相同的或不同的取向。
[0084]取决于所期望的实施例，模块可以具有设定的最小数量和/或与其换能器和/或焊盘关联的位置。如图10A-10E所示，各种取向可用来适应模块的期望实施例。但是，在另一种方案中，模块可以包括足够多的换能器和/或焊盘以适应任何期望实施例。
[0085]如同以上所间接提及的，引线和/或焊盘外延可以在换能器与焊盘之间延伸，由此将换能器与焊盘耦接在一起。因而，取决于所期望的实施例，引线和/或焊盘外延可以被排列，使得不同的换能器可以耦接至不同的焊盘，对应于所期望的实施例(参见图1lA-1lO0例如，模块可以具有适当数量的换能器和焊盘以形成8、16、32、40等个换能器，交错的、背负式的、高密度的、只写的等模块。因此，取决于模块的期望实施例，引线和/或焊盘外延可以连接适当的换能器和焊盘。而且，从换能器中延伸出的引线可以耦接至焊盘，不考虑焊盘各自的取向。
[0086]如同以上所间接提及的，在构造晶片时，最后的步骤之一可以包括拉长来自它们各自在叠层中的层面的选定引线，对应于模块的期望功能。如图9所示，模块900包括从第一及第二数据换能器集合两者的第一及第二数据换能器中的一些或每个数据换能器延伸出的引线922、924、927。经由焊盘外延(例如，导电通孔、次引线、电缆等)与焊盘耦接的引线的数量和位置确定哪些换能器在模块中起作用。因而，如果来自第一及第二数据换能器的读出换能器的引线与焊盘耦接，则模块可以充当只读模块，例如，具有24、32或更多个读出通道。但是，如果来自仅为第一换能器的读出器和写入器的引线与引线耦接，则作为读/写模块的模块功能具有例如16个读出通道。对于更多的实施例可参见下面关于图11A-11C的描述。
[0087]再次参照图9，引线922、924与读出换能器902耦接。在一种方案中，屏蔽体904、906可以充当引线922、924，例如，如同在读出电流垂直于读出换能器的薄膜的平面而行进的设计中的那样。在另一种方案中，引线可以处于同一平面内，例如，如同在读出电流沿薄膜的平面行进的设计中的那样。引线926、933与线圈916耦接。常规的和/或其他引线设计可以用于任何换能器，这是本领域技术人员在阅读本公开内容时所应当明了的。
[0088]使读出器和写入器的引线交错由于串扰的高度可能性而一般为不利的。如果读出器引线是充分闭合的，则通过引线传递到写入器以执行写操作的大量电流可以容易地耦合到读出器引线之内。即使在读出器于写操作期间没有被使用的情况下，信号耦合是足够强的，以促使泄漏返回通过读出器引线并且甚至已经获知中断控制器卡功能。因此，优选的是，用于写入器和读出器的引线与在晶片上的叠层内的不同层面分离。继续参考图9，焊盘外延933、926、932被分成在晶片上的叠层内的第一层面L1、第二层面L2和第三层面L3。而且，焊盘外延934被示出为没有形成于叠层中的层面内，而是与焊盘930直接连接，而焊盘外延932与焊盘930之后的焊盘耦接。因而，在一种方案中，焊盘外延可以不通过在晶片上的叠层内的层面来分离。在又一种方案中，焊盘外延可以共用一个或多个层面。
[0089]因此，在一种方案中，从第一数据换能器的数据读出器延伸出的引线可以存在于模块的薄膜的第一层面内，并且可以任选地位于共同的平面内，但并非必要的。另外，从第一数据换能器的线圈延伸出的引线可以存在于模块的薄膜的一个或多个层面内，例如，存在于数据读出器的引线之上的区域内。这样的引线可以位于一个或多个共同的平面内，但并非必要的。根据各种方案，第一及第二层面及其内的引线可以按照任何顺序垂直地和/或水平地排列于晶片衬底之上。
[0090]而且，从第二数据换能器延伸出的引线可以存在于模块的薄膜的第三层面内。在一种方案中，如果第二数据换能器包括数据读出器，则从第二数据换能器延伸出的引线可以存在于模块的薄膜的第一层面内。在另一种方案中，如果第二数据换能器是数据写入器，从第二数据换能器延伸出的引线可以存在于模块的薄膜的第二层面内。根据各种其他方案，这三个层面可以按照任何顺序垂直地排列于晶片衬底之上。在更多的方案中，引线可以划分成多于三个的层面。
[0091]在一种方案中，只有一部分(S卩，不到全部)引线可以经由焊盘外延与上述焊盘电通信。在根据一种方案的实例中，只有一些引线可以向外引到焊盘，取决于哪些换能器可以用于模块的目标应用。而且，未连接的引线可以简单地终结于模块的薄膜叠层中。在各种方案中，模块可以包括与焊盘耦接的一些、至少一些、全部、没有任何一个等换能器。如上所述，换能器与焊盘耦接的方式确定哪些换能器在模块中起作用。
[0092]图11A-11C示出了根据几种实施例的用于连接换能器和焊盘的连接器1102 (例如，引线和/或焊盘外延)的代表性示意图。作为选择，用于连接器1102的当前布线配置可以结合本文所列出的任何其他实施例(例如，参照其他附图所描述的那些实施例)的特征来实现。但是，当然，用于连接器1102的此类布线配置以及本文所给出的其他布线配置可以用于各种应用中和/或用于可以是或不是在本文所列出的说明性实施例中特别描述的置换中。此外，本文所给出的用于连接器1102的布线配置可以在任何期望的环境下使用。例如，根据各种方案，在图11A-11C中示出的代表性示意图可以合并本文所描述的和/或所暗示的任何期望的焊盘布局，或者本领域技术人员在阅读本文的描述时所明了的焊盘布局，取决于实施例。
[0093]如同图1lA的交错的代表性示意图所示的，来自背负式或合并式第一数据换能器的读出器1106以及第二数据换能器1110 (例如，写入器)经由连接器1102与它们各自的焊盘1104连接。
[0094]参照图11B，该背负式的代表性示意图现在示出了:来自背负式或合并式第一数据换能器的读出器1106和写入器1108经由连接器1102与它们各自的焊盘1104连接，而第二数据换能器1110没有与焊盘耦接。
[0095]现在参照图11C，该代表性的示意图示出了其中来自N个背负式或合并式第一数据换能器的写入器1108以及M个第二数据换能器1110(例如，写入器)经由连接器1102与它们各自的焊盘1104连接的高密度只写模块。
[0096]在一种实施例中，在模块上的全部换能器可以与它们各自的引线连接；但是，并非全部引线都与焊盘耦接。因此，尽管全部换能器都可以与它们各自的引线连接，但是只有选定的引线可以与焊盘连接。
[0097]而且，电缆根据本文所描述的和/或暗示的任何方案可以提供在磁头与控制器之间的导电通路的至少一部分。在一种示例性的方案中，在模块上的全部换能器可以与它们各自的焊盘连接。因而，尽管在模块上的全部换能器可以与它们各自的焊盘连接，但是电缆可以只与一些焊盘耦接，由此最终确定哪些换能器在模块中起作用。在另一种方案中，并非全部换能器都与焊盘耦接，但是电缆与全部焊盘耦接。
[0098]在一种方案中，电缆可以将模块的至少一些焊盘连接至多路复用器，该多路复用器进而将电缆耦接至控制器。而且，多路复用器可以经由总线、电缆、导线、无线信号等与控制器连接。
[0099]根据一种实施例，数据存储系统可以包括磁头。在一种方案中，根据本文所描述的和/或暗示的任何实施例，磁头可以包括I个、至少2个、至少3个、至少4个等模块。根据各种方案，包含于数据存储系统内的模块可以是彼此相似的、相同的或不同的。
[0100]数据存储系统还可以包括用于使磁介质在磁头之上通过的驱动机构。
[0101]数据存储系统还可以包括与磁头电耦接的控制器。在各种方案中，控制器可以经由引线、电缆、无线等来电耦接。
[0102]本文所描述的和/或所暗示的实施例示出了与32通道产品、16通道产品等兼容的模块设计。这些设计特征可以优选地允许在以上所描述的不同的，更优选地为全部的产品当中再用全部模块。这样的能力通过减少存货、晶片处理等来有效地减少管理、复杂性等。
[0103]虽然以上已经描述了各种实施例，但是应当理解，它们仅出于示例目的而给出，并且不作为限定。因而，本发明的实施例的广度和范围不应受限于以上所述的任何示例性的实施例，而应当仅根据后面的权利要求及它们的等同物来定义。
【权利要求】
1.一种模块,包括: 朝所述模块的介质面向表面定位的N个背负式或合并式第一数据换能器的阵列；以及 与所述背负式或合并式数据换能器阵列交错的M个第二数据换能器，其中所述第二数据换能器是单式数据换能器， 所述数据换能器中的至少一些与焊盘耦接。
2.根据权利要求1所述的模块，其中所述第一和/或第二数据换能器全都与所述焊盘耦接。
3.根据权利要求1所述的模块，其中并非全部所述第一和/或第二数据换能器与所述焊盘I禹接。
4.根据权利要求3所述的模块，其中所述焊盘存在于单个行内。
5.根据权利要求3所述的模块，还包括自所述第一及第二数据换能器中的每个数据换能器延伸出的引线，其中只有所述引线的一部分与所述焊盘电通信。
6.根据权利要求5所述的模块，还包括多个第二焊盘，其中所述第二焊盘不与所述数据换能器中的任一个耦接。
7.根据权利要求1所述的模块，其中所述焊盘排列成单个行，并且所述模块还包括自所述第一及第二数据换能器中的每个数据换能器延伸出的引线，其中从所述第一数据换能器的数据读出器延伸出的引线存在于所述模块的第一层薄膜内，其中从所述第一数据换能器的数据写入器延伸出的引线存在于所述模块的第二层薄膜内，其中从所述第二数据换能器延伸出的引线存在于所述模块的第三层薄膜内，其中只有来自所述层中的两个层的引线与所述焊盘耦接。
8.根据权利要求1所述的模块，其中所述焊盘排列成第一及第二行，并且所述模块还包括自所述第一及第二数据换能器中的每个数据换能器延伸出的引线，其中从所述第一数据换能器延伸出的引线与在所述第一行中的所述焊盘电通信，其中从所述第二换能器延伸出的引线与在所述第二行中的所述焊盘电通信，其中从所述第二换能器延伸出的引线中的至少一些还与在所述第一行内的焊盘电通信。
9.根据权利要求1所述的模块，其中所述第一数据换能器是背负式数据换能器。
10.根据权利要求1所述的模块，其中所述第一数据换能器是合并式数据换能器。
11.一种数据存储系统，包括: 具有至少一个根据权利要求1所述的模块的磁头； 用于使磁介质在所述磁头上通过的驱动机构； 与所述磁头电耦接的控制器；以及 用于提供在所述磁头与所述控制器之间的导电通路的至少一部分的电缆，其中全部换能器与焊盘耦接，其中所述电缆只与所述焊盘中的一些耦接。
12.—种数据存储系统，包括: 具有至少一个根据权利要求1所述的模块的磁头； 用于使磁介质在所述磁头上通过的驱动机构； 与所述磁头电耦接的控制器；以及 用于提供在所述磁头与所 述控制器之间的导电通路的至少一部分的电缆，其中并非全部换能器都与焊盘耦接，其中所述电缆与全部所述焊盘耦接。
13.—种模块,包括: 朝所述模块的介质面向表面定位的N个第一数据换能器的阵列，所述第一数据换能器包括以下中的至少一个:数据读出器、数据写入器、以及数据读出器和数据写入器的组合；以及 与所述第一数据换能器阵列交错的M个第二数据换能器，所述第二数据换能器包括以下中的至少一个:数据读出器、数据写入器、以及数据读出器和数据写入器的组合， 其中并非全部所述第一和/或第二数据换能器与焊盘耦接。
14.根据权利要求13所述的模块，其中所述第二数据换能器是单式数据换能器。
15.根据权利要求13所述的模块，其中所述焊盘存在于单个行内。
16.根据权利要求15所述的模块，还包括自所述第一及第二数据换能器中的每个数据换能器延伸出的引线，其中只有所述引线的一部分与所述焊盘电通信。
17.根据权利要求13所述的模块，其中所述焊盘排列成单个行，并且所述模块还包括自所述第一及第二数据换能器中的每个数据换能器延伸出的引线，其中从所述第一数据换能器的数据读出器延伸出的引线存在于所述模块的第一层薄膜内，其中从所述第一数据换能器的数据写入器延伸出的引线存在于所述模块的第二层薄膜内，其中从所述第二数据换能器延伸出的引线存在于所述模块的第三层薄膜内，其中只有来自所述层中的两个层的引线与所述焊盘耦接。
18.根据权利要求13所述的模块，其中所述焊盘排列成第一及第二行，并且所述模块还包括自所述第一及第二数据换能器中的每个数据换能器延伸出的引线，其中从所述第一数据换能器延伸出的引线与在所述第一行中的所述焊盘电通信，其中从所述第二换能器延伸出的引线与在所述第二行中的所述焊盘电通信，其中从所述第二换能器延伸出的引线中的至少一些还与在所述第一行内的焊盘电通信。
19.一种数据存储系统，包括: 具有至少一个根据权利要求13所述的模块的磁头； 用于使磁介质在所述磁头上通过的驱动机构； 与所述磁头电耦接的控制器；以及 用于提供在所述磁头与所述控制器之间的导电通路的至少一部分的电缆，其中全部换能器都与焊盘耦接，其中所述电缆只与所述焊盘中的一些耦接。
20.一种数据存储系统，包括: 具有至少一个根据权利要求13所述的模块的磁头； 用于使磁介质在所述磁头上通过的驱动机构； 与所述磁头电耦接的控制器；以及 用于提供在所述磁头与所述控制器之间的导电通路的至少一部分的电缆，其中并非全部换能器都与焊盘耦接，其中所述电缆与全部所述焊盘耦接。
【文档编号】G11B5/48GK103811025SQ201310571853
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月14日 优先权日:2012年11月14日
【发明者】R·G·比斯克伯恩, C·S·罗, K·T·卢翁 申请人:国际商业机器公司