专利名称：具有发热元件和散热器的薄膜磁头的制作方法
优先权要求本申请要求于2005年6月28日申请的日本专利申请No.2005-188017的优先权，该申请在此以引用的方式被纳入。
背景技术：
发明领域本发明涉及具有发热元件和散热器的薄膜磁头、具有该薄膜磁头的磁头万向架组件(HGA)以及具有该HGA的磁盘驱动器装置。
相关技术描述在磁盘驱动器装置中，薄膜磁头(浮动块)在写或读信号时以预定间距(浮动高度)液动地(hydrodynamically)悬浮在旋转的磁盘上。当薄膜磁头在磁盘上浮动时，其利用感应式写入头元件产生的磁场将信号写入磁盘，并利用磁阻(MR)效应读取头元件通过检测与所述信号相应的磁场从磁盘读取信号。在这些情形下，磁间距dMS的定义是这些头元件的末端与磁盘表面之间的有效磁距。
近些年，由于数据存储容量的不断增大和磁盘驱动器装置的小型化导致了更高的记录密度，所以薄膜磁头的磁道宽度变得较小。实际上，为了避免因磁道宽度较小而导致写和读性能下降，最新的磁盘驱动器装置将磁间距dMS减小到10nm或更小的量级。
通常，当将写电流施加到感应式写入头元件上时，因焦耳热、涡流损失等引起的热膨胀导致发生热磁极尖伸出(thermal pole tipprotrusion，TPTP)现象，即磁头元件的末端向磁盘表面伸出。在这种情况下，极小的磁间距dMS可能导致磁头元件的伸出端接触磁盘表面。伸出引起的接触有可能导致故障(热粗暴)，如产生异常信号等，且有导致磁头元件和磁盘的物理损坏或损毁(crash)的风险。
为避免引起故障的接触，例如，在美国专利No.5,991,113、美国专利公开No.2003/0174430A1和2003/0099054A1中，提出了一些技术，这些技术借助设置在薄膜磁头内部的发热器正面利用TPTP现象，以控制磁间距dMS。在这些技术中，磁间距dMS根据发热器产生的热所引起的伸出设计，且通过控制操作过程中施加于发热器的功率进行调节。
当发热器被设置于覆盖磁头元件的保护层中，且其位置距浮动块衬底某一距离时，发热器产生的热在保护层中积累，并引起保护层的有效热膨胀。结果，单位施加功率所对应的头端面伸出总量变大。然而，为了使磁头元件的末端有效地伸出，发热器需要更接近磁头元件。在更接近的位置，发热器也会变得更接近热导率较高的浮动块衬底。因此发热器的更接近位置导致发热器产生的热更多地通过浮动块衬底散逸。作为一种避免该散逸的方法，可通过将发热器小型化来使热集中于磁头元件。发热器的小型化使磁头元件的末端能更有效地伸出。
然而，发热器的小型化可能导致发热器自身的过度升温。通常，即使在间歇使用中，也需要稳定的发热操作来控制很小的伸出量。因此，发热器需要在位置和尺寸上具有高精度，然而，过度升温有可能导致发热器变形，甚至因断裂等而被毁坏。因此，在过度升温的情况下，不仅所需的精度而且发热操作本身得不到保证。
为解决该问题，美国专利公开No.2004/0017638A1中所述的薄膜磁头具有用于扩散感应式写入头元件产生的热的散热层，虽然其中并没有发热器。在该磁头中，例如，通过将发热器设置在散热器附近以扩散发热器自身积累的热，可以防止发热器的过度升温。此外，日本专利公开No.2005-011414A中公开了一种薄膜磁头，其中在位于下磁芯层(下磁极层)之上并与之相对的位置设置发热器，虽然并非用于散热目的。在该磁头中也可防止发热器的过度升温。
然而产生了一个问题，即发热器产生的热可能导致MR读取头元件的可靠性下降。
不管是在使用美国专利公开No.2004/0017638A1中所述的薄膜磁头时，还是在使用日本专利公开No.2005-011414A中公开的薄膜磁头时，发热器产生的热都可能导致MR多层—MR读取头元件的检测部分—显著升温，原因是大量的热通过散热层或下磁极层到达MR读取头元件。显著升温可能导致MR读取头元件的可靠性甚至输出稳定性恶化。尤其是，目前广泛使用的巨磁阻(GMR)读取头元件导致此问题的风险比较高。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种薄膜磁头、装备该薄膜磁头的HGA以及装备该HGA的磁盘驱动器装置，所述薄膜磁头具有改善了的因发热器产生的热而引起的、磁头元件的伸出效率，且不但因抑制发热器的过度升温而保证发热操作的可靠性，而且因抑制MR读取头元件的过度升温而使读输出稳定。
在此，解释本发明之前将定义一些术语。在形成于浮动块衬底的元件形成面上的磁头元件的分层结构中，比标准层更接近元件形成面的元件相对于标准层被定义为“以下”(below)或“下”(lower)，位于标准层的叠置方向侧的元件相对于标准层被定义为“以上”(above)或“上”(upper)。
根据本发明，提供一种薄膜磁头，该薄膜磁头包括至少一个用于写入和/或读取数据信号的磁头元件；用于至少在至少一个磁头元件的操作期间产生热的至少一个发热元件；以及与所述至少一个发热元件邻近的至少一个第一散热元件，所述至少一个第一散热元件用于接收所述至少一个发热元件产生的部分热，所述至少一个第一散热元件与所述至少一个磁头元件保持一距离。
作为发热元件的散热器的第一发热器散热元件与发热元件邻近，也就是说，不接触发热元件但与之相当接近，其接近程度保证第一发热器散热元件能够接收发热元件产生的部分热。因此，即使在获得所需伸出量的同时也可防止发热元件的过度升温。此外，第一发热器散热元件与磁头元件保持一距离，也就是说，与磁头元件分开一个预定距离。因此，可以避免从第一散热元件扩散的热成为MR读取头元件过度升温的因素。结果，因发热元件产生的热而引起的、磁头元件的伸出效率得以改善，同时不但因抑制发热元件的过度升温而保证发热操作的可靠性，而且因抑制MR读取头元件的过度升温而使读输出稳定。
在此，所述至少一个磁头元件优选包括一个感应式写入头元件和至少一个与所述感应式写入头元件邻近的第二散热元件，所述至少一个第二散热元件用于接收感应式写入头元件产生的部分热。
第二散热元件充当感应式写入头元件的散热器，因此，可以容易地将第一散热元件设置为与磁头元件分开。
此外，还优选所述至少一个磁头元件包括一个感应式写入头元件，且所述至少一个第一散热元件被设置在使其可以接收感应式写入头元件产生的部分热的位置。
此外，所述至少一个第一散热元件优选为具有预定面积的矩形，且所述矩形在磁道宽度方向上的长度大于其在空气支承面(ABS)的垂直方向上的长度。面积相同但宽度更大的第一散热元件在进一步抑制MR读取头元件升温的同时使伸出效率得到更大改善。
此外，所述至少一个第一散热元件优选被设置得就与所述至少一个磁头元件的关系而言与ABS相对。
还优选所述至少一个磁头元件包括一个MR读取头元件，所述MR读取头元件包括下屏蔽层和上屏蔽层，且所述至少一个第一散热元件被设置在与下屏蔽层或上屏蔽层在叠置方向上具有相同或几乎相同的高度的位置。在此，MR读取头元件可以是GMR读取头元件。此外，所述至少一个第一散热元件优选包括单个散热层，或有/无插入的绝缘层的多个散热层的多层，且单个散热层或每个散热层由与下屏蔽层、上屏蔽层以及感应式写入头元件的多个磁极层中的其中之一相同的材料构成。
此外，所述至少一个第一散热元件优选设置在所述至少一个发热元件以上/以下。
此外，优选所述至少一个第一散热元件和所述至少一个发热元件中的每个都具有平面对称形状，且该形状的每个对称平面都位于使该对称平面与所述至少一个磁头元件的ABS垂直的平面内。
此外，所述至少一个磁头元件优选包括用于纵向磁记录或垂直磁记录的感应式写入头元件。
根据本发明，还提供了HGA，其包括上述薄膜磁头；所述至少一个磁头元件的第一示踪导体(trace conductor)；用于提供电流给所述至少一个发热元件的第二示踪导体；以及用于支撑薄膜磁头的支撑结构。
根据本发明，还提供了磁盘驱动器装置，其包括至少一个上述HGA；至少一个磁盘；以及记录/再现和发热控制装置，所述记录/再现和发热控制装置用于控制薄膜磁头向所述至少一个磁盘的读和写操作，以及控制提供给所述至少一个发热元件的电流。
通过以下对附图中所示的本发明的优选实施方案的说明，本发明的其他目的及优点将显而易见。在不同的附图中，相同的要素用相同的参考数字标出。
图1示出了示意性图解根据本发明的磁盘驱动器装置的一个实施方案的主要部分的结构的透视图；图2示出了图解根据本发明的HGA的一个实施方案的透视图；图3a示出了设置在HGA的端部上的薄膜磁头(浮动块)的一个实施方案的透视图；图3b示出了示意性图解图3a中所示磁头元件的平面图；图4a示出了沿图3b中A-A线截取的剖面图，该解了薄膜磁头的主要部分的结构，所述薄膜磁头装备有图3b中所示的用于纵向磁记录的磁头元件；图4b示出了图解薄膜磁头的主要部分的结构的剖面图，所述薄膜磁头装备有作为根据本发明的另一实施方案的用于垂直磁记录的磁头元件；图5a至5i示出了示意性图解根据本发明的发热器散热元件的多种可选方案的剖面图；图6示出了图解图4a所示发热元件的一个实施方案的结构的平面图；图7示出了沿图3a中B-B线截取的剖面图，所述剖面解了发热元件的驱动电极的结构；图8a至8h示出了沿图3b中A-A线截取的剖面图，所述剖面图解释了图4a中所示薄膜磁头的制造过程；图9a至9f示出了沿图3b中A-A线截取的剖面图，所述剖面图解释了图4a中所示薄膜磁头的制造过程；图10a至10c示出了沿图3b中A-A线截取的剖面图，所述剖面图解释了图4a中所示薄膜磁头的制造过程；图11示出了图解图1所示磁盘驱动器装置的记录/再现和发热控制电路的电路结构的方框图；
图12a示出了图解根据本发明的实施方案1的薄膜磁头中的主要部分的结构的剖面图；图12b示出了说明薄膜磁头中发热器散热元件的尺寸和位置的平面图；图13a示出了图解没有散热元件的常规薄膜磁头中的主要部分的结构的剖面图；图13b示出了说明图13a所示结构的尺寸的平面图；图14a示出了图解作为对比实例的仅具有线圈散热元件的薄膜磁头中的主要部分的结构的剖面图；图14b示出了说明图14a所示薄膜磁头中线圈散热元件的尺寸和位置的平面图；图15示出了表1中所示的常规实例、对比实例和实施方案1的MR多层和发热元件的单位功率所对应升温的曲线图；图16示出了表1中所示的常规实例、对比实例和实施方案1的MR多层和发热元件的单位温度所对应伸出量的曲线图；图17a示出了图解薄膜磁头的其他实施方案的主要部分的结构的剖面图；图17b示出了说明其它实施方案中发热器散热元件的尺寸和位置的平面图；图18a示出了表3中所示的这些实施方案的MR多层的单位功率所对应升温的曲线图；图18b示出了表3中所示的这些实施方案的发热元件的单位功率所对应升温的曲线图；图19a示出了表3中所示的实施方案的MR多层的单位温度所对应伸出量的曲线图；和图19b示出了表3中所示的实施方案的发热元件的单位温度所对应伸出量的曲线图。
具体实施例方式
图1示出了示意性图解根据本发明的磁盘驱动器装置的一个实施方案的主要部分的结构的透视图，图2示出了图解根据本发明的HGA的一个实施方案的透视图，图3a示出了设置在HGA的端部上的薄膜磁头(浮动块)的一个实施方案的透视图，图3b示出了示意性图解图3a中所示磁头元件的平面图。
在图1中，参考数字10表示绕主轴马达11的旋转轴旋转的多个磁盘，12表示用于将薄膜磁头(浮动块)21定位在磁道上的组件架设备(assembly carriage device)，13表示用于控制薄膜磁头的读/写操作以及将在稍后描述的发热元件的发热操作的记录/再现和发热控制电路。
组件架设备12装备有多个驱动臂14。这些驱动臂14可通过音圈马达(VCM)15绕枢轴支撑轴(pivot bearing axis)16旋转，并可沿该轴16的方向叠置。HGA 17设置在各个驱动臂14的端部。浮动块以这样一种方式安装在各个HGA 17上，使得浮动块面向各个磁盘10的表面。磁盘10、驱动臂14、HGA 17以及薄膜磁头(浮动块)21各自的数量还可以仅为一个。
如图2所示，通过将具有磁头元件的浮动块21固定在悬架20的端部上，以及将接线部件(wiring member)25的一端电连接到浮动块21的信号电极，构造HGA。
悬架20主要由负载梁22、被固定和承托在负载梁22上的具有弹性的挠性件(flexure)23、设置在负载梁22的基底部分上的基板(baseplate)24和接线部件25构成，接线部件25由示踪导体和电连接到示踪导体两端的连接焊盘构成并设置在挠性件23上。显然，根据本发明的HGA中的悬架的结构并不限于上述一种结构。尽管在图中未示出，但还可能在悬架20的某个中点附上一个磁头驱动IC芯片。
如图3a所示，薄膜磁头(浮动块)21装备有被形成用以获得合适的浮动高度的ABS 30、形成于元件形成面31上的磁头元件32、用于因热膨胀而将磁头元件32向磁盘伸出的发热元件36、邻近发热元件36以接收发热元件36所产生的一部分热的发热器散热元件(第一散热元件)37、在保护层87的表面上露出的四个信号电极38和两个驱动电极39，所述保护层87形成于元件形成面上。磁头元件32包括MR读取头元件33和感应式写入头元件34。四个信号电极38与MR读取头元件33以及感应式写入头元件34相连，两个驱动电极39与发热元件36相连。
两个驱动电极39分别位于四个信号电极38组的两侧。这样的布置能防止如日本专利公开No.2004-234792A中所述的、MR读取头元件和感应式写入头元件的线路之间的串扰。当然，当允许串扰时，两个驱动电极39可以被置于四个信号电极38的居间位置。电极的数量和位置不限于图3a的模式。在图3a所示的实施方案中有六个电极，然而也可能提供五个电极和一个连接到浮动块衬底的地。
如图3b所示，MR读取头元件33和感应式写入头元件34的一端抵达位于ABS 30那侧的头端面300。当浮动块21写入和读取时，其以预定的浮动高度液动地悬浮在旋转的磁盘上，且通过检测信号场进行的读取和通过施加信号场进行的写入由元件的、与磁盘表面相对的一端执行。
线圈散热元件(第二散热元件)35被设置得邻近感应式写入头元件34的下磁极层340。通过接收和扩散因通过感应式写入头元件35施加写电流而生成的一部分焦耳热和涡流损失，线圈散热层35抑制由写操作引起的不可控的TPTP现象。
另外，在本实施方案中，发热元件36和发热器散热元件37被设置在就与磁头元件32的关系而言与头端面300(ABS 30)相对的位置。由于因提供功率给发热元件36而产生的热引起磁头元件32自身的热膨胀，且由于周围材料的热膨胀引起磁头元件32的伸出，磁头元件32以这样一种方式向磁盘表面伸出，使得头端面300膨胀。通过控制该伸出，可将磁间距dMS在期望的窄范围内调整。
在本实施方案中，被设置位于发热元件36之下且与之邻近的发热器散热元件37为矩形，其面积大于发热元件36的面积，它接收发热元件36产生的一部分热。所接收的热的比率可以通过改变发热器散热元件37的尺寸、形状、组成材料，中间层的组成材料以及发热器散热元件37与发热元件36之间的位置关系等等来控制。因此，即使在防止发热元件36过度升温的情况下，也可以用发热元件36获得足够的伸出。而且，发热器散热元件37与磁头元件32保持预定的距离，且不与如金属之类的具有高热导率的材料的任何部分相连。因此，可以避免从发热器散热元件37扩散的热成为MR读取头元件33过度升温的因素。
发热器散热元件37的尺寸和形状以及发热器散热元件37与发热元件36之间的位置关系等等不限于上述实施方案的情形。将会详细说明发热器散热元件的可替换方案。
图4a示出了沿图3b中A-A线截取的剖面图，该解了薄膜磁头的主要部分的结构，所述薄膜磁头装备有图3b中所示的用于纵向磁记录的磁头元件32，图4b示出了图解薄膜磁头的主要部分的结构的剖面图，所述薄膜磁头装备有作为根据本发明的另一实施方案的用于垂直磁记录的磁头元件32’。在图4b中，与图4a中所示的元件相应的元件用与图4a中相同的参考数字标记，并省略对其结构的说明。而且，为简化图起见，图4a和4b中线圈的圈数显得好象比图3b中的圈数少。
在图4a中，参考数字210表示具有与磁盘表面相对的ABS 30的浮动块衬底。当将ABS 30设为底时，在作为侧面的元件形成面上，主要形成MR读取头元件33、感应式写入头元件34、线圈散热元件(第二散热元件)35、发热元件36、发热器散热元件(第一散热元件)37和覆盖这些元件的保护层87。
MR读取头元件33包括MR多层332、其位置将MR多层332夹在中间的下屏蔽层330和上屏蔽层334。MR多层332包括一个电流在平面内的巨磁阻(CIP-GMR)多层膜、一个电流垂直于平面的巨磁阻(CPP-GMR)多层膜或一个隧道型磁阻(TMR)多层膜，并以极高的灵敏度从磁盘检测信号场。上、下屏蔽层334和330的作用是屏蔽给MR多层332带来噪声的外部磁场。
当MR多层332包括CIP-GMR多层膜时，分别在MR多层332与上、下屏蔽层334和330的每个之间设置上、下屏蔽间隙层，而且，形成MR引线导体层用于施加检测电流和引出再现输出。然而，当MR多层332包括CPP-GMR或TMR多层膜时，上、下屏蔽层334和340还分别充当上、下电极。在这种情况下，不需要上、下屏蔽间隙层和MR引线导体层并将其省略，并在从头端面300观察时的MR多层332的后侧、以及MR多层332的沿磁道宽度方向的两侧形成绝缘层。
发热器散热元件37起着重要作用，尤其是在MR多层332包括CIP-GMR或CPP-GMR多层膜的情况下。实际上，GMR效应比TMR效应具有更大的温度依赖性，温度的升高会严重减弱GMR效应。因此，为了在这种情况下使大的输出保持稳定，CIP-GMR或CPP-GMR多层膜的升温需要变小。而且，在这种情况下，需要避免因加速的电迁移而导致MR读取头元件劣化，因为CIP-GMR或CPP-GMR多层膜的温度会因承受大的检测电流而变得相当高。根据本发明，发热器散热元件37解决了该情形下的这一问题。
感应式写入头元件34在本实施方案中用于纵向磁记录，其装备有下磁极层340、写入间隙层341、线圈层343、线圈绝缘层344和上磁极层345。上、下磁极层345和340为磁性路径，以引导流过线圈层343的电流所引起的磁通量，且端部345a和340a夹着写入间隙层341的位于头端面300侧的端部。作为来自写入间隙层341的端部的泄漏磁场，写入磁场向磁盘写入以进行纵向磁记录。上、下磁极层345和340位于磁盘侧的末端抵达头端面300。头端面300涂有金刚石样的碳(DLC)等作为极薄的保护膜。图4a中所示的线圈层343为单层，然而线圈层也可以具有双层或多层结构，或具有螺旋线圈形状。
由绝缘材料或金属形成的非磁性层被设置于上屏蔽层334和下磁极层340之间，用于将MR读取头元件33与感应式写入头元件34在磁性上分离。然而，非磁性层不是必需的，取代夹于上屏蔽层344和下磁极层340之间的非磁性层，可仅形成一个磁性层来起层344和340的作用。
线圈散热元件(第二散热元件)35被设置于线圈层343的一个部分之下且与之邻近，线圈层343的所述部分与稍后描述的后间隙(back-gap)部分(如图9a中参考数字47)相比距头端面更远。线圈散热元件35具有这样的结构第一线圈散热层350、第二线圈散热层351和第三线圈散热层352以此顺序叠置，且在其中插入绝缘层。第一线圈散热层350、第二线圈散热层351和第三线圈散热层352分别由与下屏蔽层330、上屏蔽层334和下磁极层340相同的金属材料形成，因此，线圈散热元件35整体具有高的热导率。结果，线圈散热层35有效地接收和扩散感应式写入头元件34产生的部分热，因而抑制了因写入操作而导致的TPTP现象。在此，可以将插入的绝缘层省略。线圈散热元件也可以由第一、第二和第三线圈散热层中的一个或两个构成，且有/无插入的绝缘层。进一步，线圈散热元件不是必需的，当感应式写入头元件34产生热的程度在允许的范围内时，可以省略。
发热元件36被设置在就与磁头元件32的关系而言与头端面300相对的位置，且与下磁极层340在叠置方向上具有相同的高度，并装备有发热层360和发热器绝缘层361。提供给发热层360的功率导致产生预定的热。可通过使用保护层代替发热器绝缘层361来将层361省略。
发热器散热元件(第一散热元件)37被设置位于发热元件36之下且相隔一绝缘层，并具有这样的多层结构第一发热器散热层370和第二发热器散热层371叠置，且一个绝缘层插入这些层之间。第一发热器散热层370和第二发热器散热层371分别由与下屏蔽层330和上屏蔽层334相同的材料形成。因此，发热器散热元件37整体具有高的热导率。结果，发热器散热层37有效地接收和扩散发热元件36产生的部分热，因而防止了发热元件36自身的过度升温。在此，第一发热器散热层370和第二发热器散热层371不限于磁性层，可以是具有一定程度热导率的非磁性层。然而，当第二发热器散热层具有导电性时，必须在发热器散热元件37和发热元件36之间设置某种绝缘装置，如绝缘层等，以确保电绝缘。
接下来，将会说明根据本发明的薄膜磁头的另一个实施方案。
在图4b中，感应式写入头元件34’用于垂直磁记录，并装备有主磁极层340’、写入间隙层341’、线圈层343’、线圈绝缘层344’和辅磁极层345’。主磁极层340’为磁性路径，用于会聚和引导由流过线圈层343’的电流所引起的磁通量，并由主极基本层3400’和主极支撑层3401’组成。对应于主极基本层3400’的厚度，主磁极层340’在头端面300侧的端部340a’在叠置方向上的长度(厚度)变小。结果，主磁极层340’能够产生对应于更高密度记录的精细写入磁场。
辅磁极层345’在头端面300侧的端部在叠置方向上，相比辅磁极层345’的作为拖尾屏蔽部分3450’的其它部分，具有较大的厚度。拖尾屏蔽部分3450’导致其端部3450a’和主磁极层340’的端部340a’之间的磁场梯度更陡。结果，信号输出的抖动变小，因而能够降低读取过程中的错误率。
在图4b中，在MR读取头元件33’和感应式写入头元件34’之间形成元件间屏蔽层86和反接线圈元件85。反接线圈元件85包括反接线圈层850和反接线圈绝缘层851，通过产生磁通量用以消除由感应式写入头元件34’通过MR读取头元件33’的上、下屏蔽层而引起的磁回路，来抑制大面积邻近磁道(adjacent-track)擦除(WATE)行为，所述行为是一种不期望的对磁盘的写或读操作。在图4b中线圈层343’是单层，然而也可以具有双层或多层结构，或具有螺旋线圈形状。
进一步，在图4b中，提供了线圈散热元件(第二散热元件)35’、发热元件36’和发热器散热元件(第一散热元件)37’。
线圈散热元件35’具有这样的结构第一线圈散热层350’、第二线圈散热层351’、第三线圈散热层352’和第四线圈散热层353’以此顺序叠置，其中插入反接线圈元件85的一部分以及绝缘层。第一线圈散热层350’、第二线圈散热层351’、第三线圈散热层352’和第四线圈散热层353’分别由与下屏蔽层330、上屏蔽层334、元件间绝缘层86以及主磁极层340’相同的金属材料形成，因而，线圈散热元件35’整体具有高的热导率。结果，线圈散热层35’有效地接收和扩散感应式写入头元件34’和反接线圈元件85产生的部分热，因而抑制了因写入操作而产生的TPTP现象。在此，可将插入的绝缘层省略，且线圈散热元件可由第一、第二、第三和第四线圈散热层中的一个、两个或三个构成，且有/无插入的绝缘层。
在本实施方案中，发热元件36’被设置在就与磁头元件32’的关系而言与头端面300相对的位置，且在叠置方向上与反接线圈元件85具有相同的高度，并装备有发热层360’和发热器绝缘层361’。提供给发热层360’的功率导致产生预定的热。
发热器散热元件37’被设置位于发热元件36’之下且相隔一绝缘层，并具有这样的多层结构第一发热器散热层370’、第二发热器散热层371’以及第三发热器散热层372’叠置，且在这些层之间插入绝缘层。第一发热器散热层370’、第二发热器散热层371’和第三发热器散热层372’分别由与下屏蔽层330、上屏蔽层334以及元件间绝缘层86相同的金属材料形成，因此，发热器散热元件37’整体具有高的热导率。结果，发热器散热层37’有效地接收和扩散从发热元件36’中产生的一部分热，因而防止发热元件36’自身的过度升温。
图5a至5i示出了示意性图解根据本发明的发热器散热元件的多种可选方案的剖面图。
如图5a所示，发热器散热元件50可以包括第一层370、第二层371以及第三层372，第三层由与下磁极层340相同的金属材料形成。如图5b所示，发热器散热元件37可以包括第一层370和第二层371，这对应于图4a中所示的结构。进一步，如图5c所示，发热器散热元件51可以具有仅有第一层370的单层结构。在这些情形下，可将发热器散热层之间插入的绝缘层省略。此外，发热器散热元件可以仅由第二或第三层组成。而且，发热器散热元件还可以由第一、第二和第三层中的两层构成，且有/无插入的绝缘层。
如图5d所示，发热器散热元件52可以被设置位于发热元件36之下且与之邻近，这对应于图4a所示的结构。进一步，如图5e所示，发热器散热元件53可以被设置位于发热元件36之上且与之邻近。此外，如图5f所示，两个发热器散热元件54和55可以被设置分别位于发热元件36之上和之下，而将发热元件36夹在中间。发热器散热元件的尺寸可以根据从发热元件接收热的预定速率，在物理上允许的范围内自由设置。例如，如图5g所示，可以提供面积大约与发热元件36一样小的散热元件。发热器散热元件的形状不限于矩形，可以具有凸形(convex shape)、缺少(lack)至少一个角的四边形、三角形或半圆形，或这些形状中一种、两种或多于两种形状的组合，或这些形状中的一种或组合形状但其中的角为圆形。
通常，为了使磁头元件的末端位置主要在磁道宽度方向上伸出，需要使因发热元件发热而导致的磁头元件的伸出关于图5h所示的平面57呈现平面对称，所述平面57是磁头元件形状的对称平面，且垂直于头端面300(ABS 30)。为此，发热元件和发热器散热元件的形状优选关于对称平面57具有平面对称，就象发热元件58和发热器散热元件59一样。进一步，当设置两个或多个发热元件和发热器散热元件对时，这些对的布局优选关于对称平面57具有平面对称。
此外，如图5i所示，一对发热元件和发热器散热元件优选地被设置位于就与磁头元件的关系而言与头端面300(ABS 30)相对的位置Pa、Pa之上的位置Pb或磁头元件32之上的位置Pc。
根据刚才所述任一实施方案及图5a至5i所示的可选方案，由于发热器散热元件邻近发热元件并与磁头元件保持预定的距离，所以即便在防止发热元件过度升温并抑制MR读取头元件的更大温升的情况下，利用发热元件也可以使磁头元件获得足够的伸出。
图6示出了图解图4a所示发热元件36的一个实施方案的结构的平面图。
根据图6，发热元件36包括由盘绕(meander)于层内的一条线路组成的发热层360，以及分别与发热层360的两端连接的引线电极360a和360b，构成预定长度的电流路径。
更具体地说，发热层360由向上线路部分64、向下线路部分65、连接部分66和67组成，形成所述向上线路部分64以便从预定起点60起以方波形盘绕至回转61，形成所述向下线路部分65以便从回转61起沿向上线路部分64盘绕至靠近起点60的终点62，所述连接部分66连接起点60与引线电极360b，所述连接部分67连接终点62与引线电极360a。向上线路部分64和向下线路部分65之间形成距离W1以便沿彼此延伸，W1被设置为窄于向上线路部分64的相向部分之间的距离W2和向下线路部分65的相向部分之间的距离W3。显而易见，发热层的形状并不限于上述实施方案，而可以是简单的线路、U形线路或任何形状，只要其中具有预定面积的发热元件能够产生所需的热量即可。
发热层360具有例如大约0.03μm至5μm的厚度，由例如包含NiCu的材料构成。该NiCu中Ni的含量为例如约15至60原子百分比，优选25至45原子百分比。而且，该NiCu中可以包含Ta、Al、Mn、Cr、Fe、Mo、Co、Rh、Si、Ir、Pt、Ti、Nb、Zr和Hf中的至少一种元素作为添加剂。该添加剂的含量优选为5原子百分比或更小。
此外，发热层360也可以由包含NiCr的材料构成。在这种情况下，该NiCr中Ni的含量为约55至90原子百分比，优选70至85原子百分比。而且，该NiCr中可以包含Ta、Al、Mn、Cu、Fe、Mo、Co、Rh、Si、Ir、Pt、Ti、Nb、Zr和Hf中的至少一种元素作为添加剂。该添加剂的含量优选为5原子百分比或更小。
此外，发热层360也可以仅由Ta构成或由含有Ta的材料构成。此时，该Ta或含Ta的材料中可以包含Al、Mn、Cu、Cr、Fe、Mo、Co、Rh、Si、Ir、Pt、Ti、Nb、Zr和Hf中的至少一种元素作为添加剂。该添加剂的含量优选为5原子百分比或更小。
此外，发热层360也可以仅由W构成或由含有W的材料构成。此时，该W或含W的材料中可以包含Al、Mn、Cu、Cr、Fe、Mo、Co、Rh、Si、Ir、Pt、Ti、Nb、Zr和Hf中的至少一种元素作为添加剂。该添加剂的含量优选为5原子百分比或更小。
此外，发热层360还可由Ti、Cu、Au或NiFe构成。实际上，优选使用其电阻具有相当低的温度依赖性的材料。另外，引线电极360a和360b也可由与发热层360相同的材料构成。
图7示出了沿图3a中B-B线截取的剖面图，所述剖面解了发热元件36的驱动电极39的结构。
根据图7，从图6中所示的发热层360引出的引线电极360a和360b出现在截面中。具有导电性的基底电极膜70a和70b分别在引线电极360a和360b上形成。向上延伸的凸起(bump)71a和71b是通过将基底电极膜70a和70b用作电极进行电解电镀形成的，它们分别被设置于基底电极膜70a和70b上。基底电极膜70a和70b以及凸起71a和71b由诸如Cu之类的导电材料构成。基底电极膜70a和70b的厚度为约10nm至200nm，凸起71a和71b的厚度为约5μm至30μm。
凸起71a和71b的顶端从保护层87中露出，焊盘72a和72b被设置于这些顶端上。上述这些元件组成驱动电极39。通过驱动电极39将电流提供给发热元件。同样，MR读取头元件33和感应式写入头元件34连接到图3a中所示的信号电极38。然而为简化附图，没有示出这些元件的连接结构。
图8a至8h、图9a至9f以及图10a至10c示出了沿图3b中A-A线截取的剖面图，这些图解释了图4a中所示薄膜磁头的制造过程。
在下文中，将参照
图4a中所示薄膜磁头的制造过程。首先，如图8a所示，通过例如溅射技术，在由AlTiC(Al2O3-TiC)等构成的浮动块衬底(晶片衬底)210上沉积绝缘基底层40，所述绝缘基底层由例如Al2O3或SiO2等构成，厚度为约0.1μm至5μm。接着，如图8b所示，通过例如框架电镀技术，在绝缘基底层41上用例如NiFe、CoFeNi、CoFe、FeN或FeZrN等或这些合金的多层，形成厚度为约0.5μm至3μm的下屏蔽层330、第一线圈散热层350和第一发热器散热层370。然后，通过例如溅射技术，沉积由例如Al2O3或SiO2等构成的绝缘层，并通过使用化学机械抛光(CMP)技术使绝缘层平整来形成平整层41。
接着，如图8c所示，通过例如溅射技术或化学气相沉积(CVD)技术，在下屏蔽层330上沉积下屏蔽间隙层331，所述下屏蔽间隙层由例如Al2O3、SiO2、AlN或DLC等构成，厚度为约0.01μm至0.5μm。接着，如图8d所示，形成MR多层膜，所述多层膜如各向异性磁阻(AMR)多层膜、包括自旋阀磁阻(SVMR)多层膜在内的GMR多层膜或TMR多层膜。然后，形成具有MR引线层(图中未示出)的照相底片形状(就图案的存在或不存在而言的反形状)的抗蚀掩模图。抗蚀掩模图的截面优选具有适合于之后进行的剥离(lift-off)工序的倒锥形。接着，通过例如研磨技术，用抗蚀掩模图作为掩模对MR多层膜进行刻蚀。然后，通过例如溅射技术，在不去除抗蚀掩模图的情况下形成用于形成磁畴控制层(图中未示出)和MR引线层的膜。此后，用有机溶剂例如丙酮或NMP等，将抗蚀掩模图及其上用于形成磁畴控制层和MR引线层的膜去除(剥离)。在此，用于形成磁畴控制层的膜由反铁磁性材料例如CoPt或CoPtCr等构成，其厚度为10纳米量级。用于形成MR引线层的膜由导电材料例如W、TiW、Au、AuCu、Ta或Cu等构成，其厚度也为10纳米量级。
接着，形成其形状与MR多层膜和MR引线层的形状相配合的抗蚀掩模图。抗蚀掩模图的截面优选具有适合于之后进行的剥离工序的倒锥形。接着，通过例如研磨技术，用抗蚀掩模图作为掩模对MR多层膜和MR引线层进行刻蚀。然后，通过例如溅射技术，在不去除抗蚀掩模图的情况下形成用于形成再填充平整层42的绝缘膜。此后，用有机溶剂例如丙酮或NMP等，将抗蚀掩模图及其上的绝缘膜去除(剥离)。通过上述剥离工序，形成了MR多层膜332、磁畴控制层、MR引线层和再填充平整层42。在此，用于形成再填充平整层42的膜由绝缘材料例如Al2O3、SiO2、AlN或DLC等构成。
接着，通过例如溅射技术或CVD技术，用例如Al2O3、SiO2、AlN或DLC形成上屏蔽间隙层333，其厚度为约0.01μm至0.05μm。然后，通过例如框架电镀技术，在上屏蔽间隙层333上用例如NiFe、CoFeNi、CoFe、FeN或FeZrN等或这些合金的多层，沉积形成厚度为约0.5μm至3μm的上屏蔽层334、第二线圈散热层351和第二发热器散热层371。通过上述过程形成了MR读取头元件33。此后，如图8e所示，通过利用例如溅射技术沉积由例如Al2O3或SiO2构成的绝缘层来形成平整层43，然后用CMP技术使绝缘膜平整化。
接着，如图8f所示，通过例如溅射技术或CVD技术，用绝缘材料例如Al2O3、SiO2、AlN或DLC等，或金属材料例如Ti、Ta或Pt等形成厚度为约0.1μm至0.5μm的非磁性层44，用于将MR读取头元件33与此后形成的感应式写入头元件在磁性上分离。然后，如图8g所示，通过例如框架电镀技术，在非磁性层44上用例如NiFe、CoFeNi、CoFe、FeN或FeZrN或这些合金的多层等，沉积形成下磁极层340，其厚度为约0.5μm至3μm。
另外，发热层360的厚度例如约为0.01μm至5μm。通过例如溅射技术或框架电镀技术，以及干刻蚀技术，将例如厚度约为0.03μm至5μm的上述NiCu等沉积在非磁性层44上形成发热层360。然后，通过例如照相平版印刷法，用例如热固性酚醛树脂清漆(novolak)蚀刻剂形成发热器绝缘层361，以覆盖发热层360。此后，如图8h所示，通过利用例如溅射技术沉积由例如Al2O3或SiO2构成的绝缘层，然后用CMP技术使绝缘膜平整化来形成平整层46。
接着，如图9a所示，通过例如溅射技术或CVD技术，形成由例如Al2O3、SiO2、AlN或DLC等构成的写入间隙层341，其厚度为约0.01μm至0.05μm。此后，通过例如如研磨技术之类的干刻蚀技术或采用抗蚀掩模图的活性离子刻蚀(RIE)，将写入间隙层341的一部分移除以形成作为下磁极层340的外露部分的后间隙(back-gap)部分47。然后，如图9b所示，通过例如框架电镀技术，在写入间隙层341上沉积例如Cu等以形成线圈层343，其厚度为约1μm至5μm。
接着，如图9c所示，通过例如照相平版印刷法，用例如热固性酚醛树脂光蚀剂形成线圈绝缘层344，其厚度为约0.5μm至7μm，以覆盖线圈层343。然后，如图9d所示，通过例如框架电镀技术，在写入间隙层431上用例如NiFe、CoFeNi、CoFe、FeN或FeZrN或这些合金的多层等，沉积形成厚度为约0.5μm至3μm的上磁极3450和后接触(back-contact)磁极3451。
当发热元件36被设置在与线圈层343在叠置方向上具有相同高度的位置，而不是图8g所示的位置时，通过例如框架电镀技术，在形成线圈层343的同时形成发热层，然后，通过例如照相平版印刷法，在形成线圈绝缘层344的同时，形成发热器绝缘层以覆盖发热层。在这种情况下，制造的步骤数相比发热元件36被设置在图8g所示位置的情况大大减少。
接着，如图9e所示，通过例如溅射技术，沉积由例如Al2O3或SiO2构成的绝缘层以形成平整层48，然后用CMP技术使绝缘膜平整化。然后，如图9f所示，通过例如溅射技术或CVD技术，用例如Al2O3或SiO2形成绝缘层49。此后，通过例如如研磨技术之类的干刻蚀技术或采用抗蚀掩模图的活性离子刻蚀(RIE)，使下面的层的部分暴露，以形成用于连接上磁极和稍后将描述的轭(yoke)的部分80、用于连接后接触磁极和轭的部分81以及线圈引线部分82。
接着，如图10a所示，通过例如框架电镀技术，用例如NiFe、CoFeNi、CoFe、FeN或FeZrN或这些合金的多层等，形成厚度为约0.5μm至3μm的轭层3452和线圈引线层83。在此，还可以通过例如框架电镀技术，用例如Cu等形成线圈引线层。此后，进行修整研磨工序，以使上磁极3450和下磁极层340的、通过写入间隙层341彼此相对的末端在磁道宽度方向上的宽度一致。通过上述形成上磁极3450、后接触磁极3451和轭层3452的过程，完成了上磁极层345的形成。
接着，如图10b所示，通过例如溅射技术，沉积由例如Al2O3或SiO2构成的绝缘层，然后用CMP技术使绝缘膜平整化以形成平整层84。然后，如图10c所示，通过例如溅射技术，用例如Al2O3或SiO2在平整表面上形成保护层87。
接着，已针对其完成了上述薄膜工序的用作浮动块衬底的晶片衬底被切割成多个窄条(low bar)，其中排列有多个磁头元件。然后，进行MR高度工序，通过敲击(rap)窄条获得所需的MR高度。此后，将经过MR高度工序的窄条切割成多个浮动块，薄膜磁头的制造过程完成。
上述制造过程用于图4a所示的用于纵向磁记录的薄膜磁头。然而，也可采用不同条件下的替代过程或其它过程。此外，图4b所示的用于垂直磁记录的薄膜磁头也可用上述过程制造。
图11示出了图解图1所示磁盘驱动器装置的记录/再现和发热控制电路13的电路结构的方框图。
在图11中，参考数字90表示记录/再现控制LSI，91表示从记录/再现控制LSI 90接收记录数据的写门，92表示写电路，93表示ROM，其存储用于控制施加于发热元件的电流值的表等，95表示提供检测电流到MR读取头元件33的恒流电路，96表示将MR读取头元件33的输出电压放大的放大器，97表示输出再现数据给记录/再现控制LSI 90的解调器电路，98表示温度检测器，99表示用于控制发热元件36的发热元件控制单元。
从记录/再现控制LSI 90输出的记录数据被提供给写门91。仅当从记录/再现控制LSI 90输出的记录控制信号指示写操作时，写门91才将记录数据提供给写电路92。写电路92让对应于该记录数据的写电流流过线圈层343，感应式写入头元件34将数据写到磁盘上。
仅当从记录/再现控制LSI 90输出的再现控制信号指示读操作时，恒定电流才从恒流电路95流入MR多层332中。该MR读取头元件33再现的信号由放大器96放大，由解调器电路97解调，然后，所获得的再现数据被输出给记录/再现控制LSI 90。
发热元件控制单元99接收从记录/再现控制LSI 90输出的发热开/关信号和发热电流控制信号。当发热开/关信号为开操作指示时，电流流入发热元件36的发热层360中。这种情况下的电流值被控制为一个对应于发热电流控制信号的值。LSI 90根据写/读操作的状态、温度检测器98测得的温度值等来确定发热开/关信号和发热电流控制信号的值。
这样，通过提供独立于记录/再现控制信号系统的、发热开/关信号和发热电流控制信号的系统，有可能采用更多种电流施加模式。
显然，记录/再现和发热控制电路13的电路结构不限于图11所示的结构。还可能利用除记录/再现控制信号之外的信号来规定写和读操作。发热元件36的发热优选在写和读操作期间都进行，然而，发热也可仅在写或读时进行，或仅在预定时段内进行。此外，既可能用直流(DC)也可能用交流(AC)或脉冲电流等作为流过发热元件36的电流。
在下文中，将通过公开一些实施方案来说明在根据本发明的薄膜磁头中引入发热器散热元件的效果。
实施方案1的结构图12a示出了图解根据本发明的实施方案1的薄膜磁头中的主要部分的结构的剖面图，图12b示出了说明该薄膜磁头中发热器散热元件的尺寸和位置的平面图。
根据图12a，发热元件1200、发热器散热元件(第一散热元件)1201和线圈散热元件(第二散热元件)1202的结构和布局几乎与图4a中所示实施方案相同。发热器散热元件1201包括作为主要层的第一和第二发热器散热层。根据图12b，发热器散热元件1201为矩形，尺寸为WHS1＝90μm、LHS1＝30μm，其中WHS1为矩形在磁道宽度方向上的长度，LHS1为矩形在垂直于ABS(头端面300)的方向上的长度。发热器散热元件1201和线圈散热元件1202之间的间距G1为5μm，线圈散热元件1202的尺寸为WHS2＝90μm、LHS2＝20μm。此外，图中G2＝5μm、LMP＝25μm。
常规实例的结构图13a示出了图解没有散热元件的常规薄膜磁头中的主要部分的结构的剖面图，图13b示出了说明所述结构的尺寸的平面图。
根据图13a，常规薄膜磁头既没有发热元件，也没有散热元件。根据图13b，下磁极层340的尺寸为WMP＝90μm、LMP＝25μm。
对比实例的结构图14a示出了图解作为对比实例的仅有线圈散热元件的薄膜磁头中的主要部分的结构的剖面图，图14b示出了说明所述薄膜磁头中线圈散热元件的尺寸和位置的平面图。
根据图14a，在对比实例中，薄膜磁头没有发热器散热元件，具有第一和第二层的多层线圈散热元件1402延伸至刚好位于发热元件1400之下的区域。根据图14b，线圈散热元件1402的尺寸为WHS2＝90μm、LHS2＝20μm。此外，图中G2＝5μm、LMP＝25μm。
常规实例、对比实例以及实施方案1
下面，将说明常规实例、对比实例和实施方案1的薄膜磁头在发热操作过程中的升温量和伸出量的模拟结果。
表1示出了常规实例、对比实例和实施方案1的单位功率升温和单位温度伸出量的模拟结果。在该模拟中，发热元件的电阻值为100ohm，施加到发热元件上的功率为100mW。将头端面中上、下屏蔽层之间的读间隙的伸出值确定为伸出量。此外，设操作环境为薄膜磁头面向磁盘表面浮动，且薄膜磁头产生的一部分热向磁盘扩散。
表1
在该表中，单位功率升温定义为对MR多层或发热元件施加的单位电功率所产生的升温量。单位功率升温越小，升温受到越大的抑制。此外，单位温度伸出量是当温度升高1℃时MR多层或发热元件的伸出增量。该量值越大，即使在抑制升温的情况下能获得的伸出量也越大。
图15示出了表1中所示的常规实例、对比实例和实施方案1的MR多层和发热元件的单位功率升温的曲线图。
如图15所示，注意到，实施方案1中的MR多层的单位功率升温最小。此外，实施方案1和对比实例中发热元件的单位功率升温显著小于常规实例。因此清楚的是，如在实施方案1中，通过提供与磁头元件分开的发热器散热元件可以充分抑制MR多层以及发热元件的升温。
图16示出了表1中所示的常规实例、对比实例和实施方案1的MR多层和发热元件的单位温度伸出量的曲线图。
如图16所示，注意到，与常规实例相比，实施方案1和对比实例中发热元件的单位温度伸出量得到更大的改善。然而，对比实例中MR多层的单位温度伸出量变得相当小，但在实施方案1中保持与常规实例中几乎相同的值。因此清楚的是，如在实施方案1中，即使在抑制发热元件和MR多层的升温的同时，通过提供与磁头元件分开的发热器散热元件可以获得更大的伸出量。
实施方案2和3下面将要说明多种结构的发热器散热元件的升温量和伸出量的模拟结果。
表2示出了实施方案2和3中单位功率升温和单位温度伸出量的模拟结果。表中还描述了实施方案1的结果，以方便数值的比较。在此，实施方案2的发热器散热元件具有图5c所示的单层结构，实施方案3的发热器散热元件具有图5a所示的包括第一、第二和第三发热器散热层的主三层结构。在该模拟中，发热元件的电阻值为100ohm，施加到发热元件上的功率为100mW。将头端面中上、下屏蔽层之间的读间隙的伸出值确定为伸出量。此外，设操作环境为薄膜磁头面向磁盘表面浮动，且薄膜磁头产生的一部分热向磁盘扩散。
表2
根据该表，注意到，与常规实例相比，实施方案2和3中的MR多层和发热元件的单位功率升温以及发热元件的单位温度伸出量得到了改善。MR多层的单位温度伸出量与常规实例具有同一量级的值。因此清楚的是，如在实施方案2和3中，即使在抑制发热元件和MR多层升温的同时，通过提供与磁头元件分开的发热器散热元件可以获得更大的伸出量。
显然，与上述实施方案不同的实施方案也可能在本发明的范围内。图17a示出了图解薄膜磁头的其他实施方案中的主要部分的结构的剖面图，图17b示出了说明这些实施方案中发热器散热元件尺寸和位置的平面图。
根据图17a，发热元件1700和发热器散热元件1701被设置得彼此邻近，并与磁头元件32分开预定的距离。未提供线圈散热元件，发热器散热元件1701还针对感应式写入头元件34起散热器的作用。发热器散热元件1701主要具有第一和第二发热器散热层，然而也可以仅具有第一层，或还具有第三层，这取决于发热元件1700的位置。
实施方案1和4至7下面，将说明具有各种尺寸(面积)的发热器散热元件的薄膜磁头的升温量和伸出量的模拟结果。
实施方案4至7具有与实施方案1相同的、如图12a和12b所示的结构，且具有尺寸各不相同的发热器散热元件。
在实施方案4、5(和1)中，WHS1的值同为90μm，而LHS1分别为11、16(和30)μm。在实施方案6、7(和1)中，LHS1的值同为30μm，而WHS1分别为30、50(和90)μm。另外，在实施方案4至7(和1)中，G2＝5μm、LMP＝25μm。
表3示出了实施方案1和4至7中单位功率升温和单位温度伸出量的模拟结果。在该表中，还示出了实施方案1的结果，并分别与实施方案4、5以及实施方案6、7一起两次列于表中，以便于数值的比较。在该模拟中，发热元件的电阻值为100ohm，施加到发热元件上的功率为100mW。将头端面中上、下屏蔽层之间的读间隙的伸出值确定为伸出量。此外，设操作环境为薄膜磁头面向磁盘表面浮动，且薄膜磁头产生的一部分热向磁盘扩散。
表3
图18a示出了表3中所示的这些实施方案的MR多层的单位功率升温的曲线图，图18b示出了表3中所示的这些实施方案的发热元件的单位功率升温的曲线图。在这些曲线图中，横轴是发热元件的面积。因此，便于在具有相同面积的发热元件的样本之间比较单位功率升温。
如图18a所示，注意到，在面积相同的情况下，通过实施方案4、5和1的、WHS1具有恒定的最大值90μm的数据点而形成的曲线上的MR多层的单位功率升温，小于通过实施方案6、7和1的、具有较小的WHS1值的数据点而形成的曲线上的相应值。在此，如表3所示，实施方案4、5和1中的WHS1值至少是LHS1值的三倍。而实施方案6、7和1中的WHS1值等于或大于LHS1值，但小于LHS1值的三倍。因此，当使用面积相同但WHS1较大的发热元件时，MR多层的单位功率升温受到更大的抑制。此外，如图18b所示，发热元件的单位功率升温具有与上述MR多层相同的趋势。因此，当使用面积相同但WHS1较大的发热元件时，发热元件自身的单位功率升温受到更大的抑制。
图19a示出了表3中所示的实施方案的MR多层的单位温度伸出量的曲线图，图19b示出了表3中所示的实施方案的发热元件的单位温度伸出量的曲线图。
如图19a所示，注意到，在面积相同的情况下，通过实施方案4、5和1的、WHS1具有恒定的最大值90μm的数据点而形成的曲线上的MR多层的单位温度伸出量，大于通过实施方案6、7和1的、具有较小的WHS1值的数据点而形成的曲线上的相应值。在此，如表3所示，实施方案4、5和1中的WHS1值至少是LHS1值的三倍。而实施方案6、7和1中的WHS1值等于或大于LHS1值，但小于LHS1值的三倍。因此，当使用面积相同但WHS1较大的发热元件时，单位温度伸出量得到更大的改善。此外，如图19b所示，发热元件的单位温度伸出量具有与上述MR多层相同的趋势。因此，当使用面积相同但WHS1较大的发热元件时，发热元件自身的单位温度伸出量也得到更大的改善。
根据图18a和18b以及图19a和19b所示的结果，应该理解的是，通过使发热器散热元件的宽度更大，即使在进一步抑制MR读取头元件升温的同时，也使磁头元件的伸出效率得到更大的改善。
包括实施方案1至7在内的以上所有实施方案，尤其是发热器散热元件的尺寸，仅是对本发明的示例，并不旨在限制。过大的发热器散热元件会导致单位施加功率伸出量(nm/mW)显著降低。相反，过小的发热器散热元件会导致单位功率升温(℃/mW)显著升高。因此，优选将发热器散热元件的尺寸设计为使得单位温度伸出量(nm/℃)等于或大于一个预定值，所述单位温度伸出量等于单位功率伸出量除以单位功率升温。此外，优选考虑，通过防止诸如断路之类的失效来保证可靠性所要求的升温上限取决于发热元件的尺寸、形状和组成材料。
此外，在不偏离本发明的主旨和范围的情况下，可以构造本发明的多种大不相同的改型和变体。因此，本发明仅由以下权利要求及其等同物所限定的范围限制。
权利要求
1.一种薄膜磁头，包括至少一个用于写和/或读数据信号的磁头元件；用于至少在所述至少一个磁头元件的操作期间产生热的至少一个发热元件；以及与所述至少一个发热元件邻近的至少一个第一散热元件，所述至少一个第一散热元件用于接收所述至少一个发热元件产生的部分热，所述至少一个第一散热元件与所述至少一个磁头元件保持某一距离。
2.权利要求1的薄膜磁头，其中所述至少一个磁头元件包括一个感应式写入头元件和至少一个与所述感应式写入头元件邻近的第二散热元件，所述第二散热元件用于接收所述感应式写入头元件产生的部分热。
3.权利要求1的薄膜磁头，其中所述至少一个磁头元件包括一个感应式写入头元件，且所述至少一个第一散热元件的位置使其可以接收所述感应式写入头元件产生的部分热。
4.权利要求1的薄膜磁头，其中所述至少一个第一散热元件为具有预定面积的矩形，且所述矩形在磁道宽度方向上的长度大于其在空气支承面的垂直方向上的长度。
5.权利要求1的薄膜磁头，其中所述至少一个第一散热元件就与所述至少一个磁头元件的关系而言与空气支承面相对。
6.权利要求1的薄膜磁头，其中所述至少一个磁头元件包括一个磁阻读取头元件，所述磁阻读取头元件包括下屏蔽层和上屏蔽层，且所述至少一个第一散热元件的位置在叠置方向上与所述下屏蔽层或所述上屏蔽层具有相同或几乎相同的高度。
7.权利要求6的薄膜磁头，其中所述磁阻读取头元件是巨磁阻读取头元件。
8.权利要求6的薄膜磁头，其中所述至少一个第一散热元件包括单个散热层，或有/无插入的绝缘层的多个散热层的多层，且所述单个散热层或所述多个散热层的每层由与所述下屏蔽层、所述上屏蔽层以及所述感应式写入头元件的多个磁极层中的其中之一相同的材料构成。
9.权利要求1的薄膜磁头，其中所述至少一个第一散热元件位于所述至少一个发热元件以上。
10.权利要求1的薄膜磁头，其中所述至少一个第一散热元件位于所述至少一个发热元件以下。
11.权利要求1的薄膜磁头，其中所述至少一个第一散热元件和所述至少一个发热元件的每一个都具有平面对称形状，且所述形状的每个对称平面都位于所述至少一个磁头元件的垂直于空气支承面的对称平面内。
12.权利要求1的薄膜磁头，其中所述至少一个磁头元件包括一个用于纵向磁记录或用于垂直磁记录的感应式写入头元件。
13.一种磁头万向架组件，包括薄膜磁头，所述薄膜磁头包括至少一个用于写和/或读数据信号的磁头元件；用于至少在所述至少一个磁头元件的操作期间产生热的至少一个发热元件；以及与所述至少一个发热元件邻近的至少一个第一散热元件，所述至少一个第一散热元件用于接收所述至少一个发热元件产生的部分热，所述至少一个第一散热元件与所述至少一个磁头元件保持某一距离；所述至少一个磁头元件的第一示踪导体；为所述至少一个发热元件提供电流的第二示踪导体；以及支撑所述薄膜磁头的支撑结构。
14.权利要求13的磁头万向架组件，其中所述至少一个磁头元件包括一个感应式写入头元件和至少一个与所述感应式写入头元件邻近的第二散热元件，所述第二散热元件用于接收所述感应式写入头元件产生的部分热。
15.权利要求13的磁头万向架组件，其中所述至少一个磁头元件包括一个感应式写入头元件，且所述至少一个第一散热元件的位置使其可以接收所述感应式写入头元件产生的部分热。
16.权利要求13的磁头万向架组件，其中所述至少一个第一散热元件为具有预定面积的矩形，且所述矩形在磁道宽度方向上的长度大于其在空气支承面的垂直方向上的长度。
17.权利要求13的磁头万向架组件，其中所述至少一个第一散热元件就与所述至少一个磁头元件的关系而言与空气支承面相对。
18.权利要求13的磁头万向架组件，其中所述至少一个磁头元件包括一个磁阻读取头元件，所述磁阻读取头元件包括下屏蔽层和上屏蔽层，且所述至少一个第一散热元件的位置在叠置方向上与所述下屏蔽层或所述上屏蔽层具有相同或几乎相同的高度。
19.权利要求18的磁头万向架组件，其中所述磁阻读取头元件是巨磁阻读取头元件。
20.权利要求18的磁头万向架组件，其中所述至少一个第一散热元件包括单个散热层，或有/无插入的绝缘层的多个散热层的多层，且所述单个散热层或所述多个散热层的每层由与所述下屏蔽层、所述上屏蔽层以及所述感应式写入头元件的多个磁极层中的其中之一相同的材料构成。
21.权利要求13的磁头万向架组件，其中所述至少一个第一散热元件位于所述至少一个发热元件以上。
22.权利要求13的磁头万向架组件，其中所述至少一个第一散热元件位于所述至少一个发热元件以下。
23.权利要求13的磁头万向架组件，其中所述至少一个第一散热元件和所述至少一个发热元件的每个都具有平面对称形状，且所述形状的每个对称平面都位于所述至少一个磁头元件的垂直于空气支承面的对称平面内。
24.权利要求13的磁头万向架组件，其中所述至少一个磁头元件包括一个用于纵向磁记录或用于垂直磁记录的感应式写入头元件。
25.磁盘驱动器装置，包括至少一个磁头万向架组件，所述磁头万向架组件包括薄膜磁头，所述薄膜磁头包括至少一个用于写和/或读数据信号的磁头元件；用于至少在所述至少一个磁头元件的操作期间产生热的至少一个发热元件；以及与所述至少一个发热元件邻近的至少一个第一散热元件，所述至少一个第一散热元件用于接收所述至少一个发热元件产生的部分热，所述至少一个第一散热元件与所述至少一个磁头元件保持某一距离；所述至少一个磁头元件的第一示踪导体；为所述至少一个发热元件提供电流的第二示踪导体；以及支撑所述薄膜磁头的支撑结构；至少一个磁盘；以及记录/再现和发热控制装置，所述控制装置用于控制薄膜磁头向所述至少一个磁盘的读写操作，以及控制向所述至少一个发热元件提供的电流。
26.权利要求25的磁盘驱动器装置，其中所述至少一个磁头元件包括一个感应式写入头元件和至少一个与所述感应式写入头元件邻近的第二散热元件，所述第二散热元件用于接收所述感应式写入头元件产生的部分热。
27.权利要求25的磁盘驱动器装置，其中所述至少一个磁头元件包括一个感应式写入头元件，且所述至少一个第一散热元件的位置使其可以接收所述感应式写入头元件产生的部分热。
28.权利要求25的磁盘驱动器装置，其中所述至少一个第一散热元件为具有预定面积的矩形，且所述矩形在磁道宽度方向上的长度大于其在空气支承面的垂直方向上的长度。
29.权利要求25的磁盘驱动器装置，其中所述至少一个第一散热元件就与所述至少一个磁头元件的关系而言与空气支承面相对。
30.权利要求25的磁盘驱动器装置，其中所述至少一个磁头元件包括一个磁阻读取头元件，所述磁阻读取头元件包括下屏蔽层和上屏蔽层，且所述至少一个第一散热元件的位置在叠置方向上与所述下屏蔽层或所述上屏蔽层具有相同或几乎相同的高度。
31.权利要求30的磁盘驱动器装置，其中所述磁阻读取头元件是巨磁阻读取头元件。
32.权利要求30的磁盘驱动器装置，其中所述至少一个第一散热元件包括单个散热层，或有/无插入的绝缘层的多个散热层的多层，且所述单个散热层或所述多个散热层的每层由与所述下屏蔽层、所述上屏蔽层以及所述感应式写入头元件的多个磁极层中的其中之一相同的材料构成。
33.权利要求25的磁盘驱动器装置，其中所述至少一个第一散热元件位于所述至少一个发热元件以上。
34.权利要求25的磁盘驱动器装置，其中所述至少一个第一散热元件位于所述至少一个发热元件以下。
35.权利要求25的磁盘驱动器装置，其中所述至少一个第一散热元件和所述至少一个发热元件的每个都具有平面对称形状，且所述形状的每个对称平面都位于所述至少一个磁头元件的垂直于空气支承面的对称平面内。
36.权利要求25的磁盘驱动器装置，其中所述至少一个磁头元件包括一个用于纵向磁记录或用于垂直磁记录的感应式写入头元件。
全文摘要
提供一种在不但保证发热操作可靠性、而且使读输出稳定的条件下，具有改善的伸出效率的薄膜磁头。所述磁头包括用于写和/或读数据信号的磁头元件；用于至少在所述磁头元件的操作期间产生热的发热元件；以及与所述发热元件邻近的第一散热元件，所述第一散热元件用于接收所述发热元件产生的部分热，所述第一散热元件与所述磁头元件保持某一距离。
文档编号G11B21/21GK1892823SQ20061000291
公开日2007年1月10日 申请日期2006年1月27日 优先权日2005年6月28日
发明者太田宪和, 栗原克树, 平林启, 大池太郎, 松隈裕树 申请人:Tdk株式会社