专利名称：磁头特性评估方法
技术领域：
本发明涉及利用测量设备测量磁头的规定特性，从而评估磁头的特 性的方法。
背景技术：
通常，磁头的规定特性,例如读出元件的p-H特性,已经在出厂之前通 过测量设备进行了评估。p-H特性为读出元件的输出值(例如电压、电流强度、电阻)的经 时变化特性，该输出值是在流过规定的感测电流的状态下对读出元件施 加外部磁场时测量的。日本特开平6-150264号公报公开了一种测量p-H特性的传统方法 (检查磁阻效应磁头的传统方法)和用于测量p-H特性的设备(传统检查 设备)。在所公开的测量p-H特性的方法中，向从晶片中切出的磁头块(原 条(rawbar))中排列的读出元件(MR磁头)施加正弦波交流外部磁场， 并且测量读出元件对于外部磁场变化的电磁转换特性。图7为示出了p-H测量设备(MR磁头检査设备)的电路的示意框图。在图7中，亥姆霍兹(Helmholtz)线圈(空心线圈)10向读出元件施 加外部磁场，亥姆霍兹线圈IO的主轴在竖直方向上平行。亥姆霍兹线圈 (空心线圈)10与由控制计算机12控制的亥姆霍兹线圈电源11电连接。 安装台13a位于亥姆霍兹线圈10之间，并且把原条14临时固定在安装 台13a上。原条14通过以下步骤生产通过薄膜成形工艺在晶片上形成多个读 出元件；沿读出元件的列把晶片切割成条；通过缝隙深度(gap depth) 工艺对该条的悬浮表面进行抛光。因此，原条14包括多个读出元件。注 意，原条14将被切割成单独的读出元件。探针15能够接触原条14中包含的各读出元件的输出电极。连接至探针15的探针电缆连接至恒流电源20，以使电流经由探针 15流过电连接至电源20的读出元件。另外，显示读出元件的输出电压的 示波器21和接收输出电压以进行分析的控制计算机12连接至探针电缆。亥姆霍兹线圈电源11和恒流电源20被连接至控制计算机12，这样 电源11和20被控制计算机12控制。控制计算机12控制亥姆霍兹线圈电源11以对原条14中排列的读出 元件施加正弦波交流外部磁场，并且通过探针15和探针电缆测量各读出 元件的输出电压相对于外部磁场变化的变化(电磁转换特性)。图8示出了测量和评估p-H特性的传统过程。首先，将从晶片中切割出的原条14中形成的磁头放置在上述p-H测 量设备中。然后，测量原条14中包含的各磁头的p-H特性(步骤Sll)。 将测量数据存储在控制计算机12的存储装置中(步骤S12)。接着，基于规定的分类标准确定磁头的质量(步骤S13)。如果磁头 满足分类标准，则将磁头出厂(步骤S14)。另一方面，如果磁头不满足 分类标准，则对磁头的测量数据进行分析(步骤S15)。在分析步骤(步骤S15)中，如果异常测量数据是由测量设备的故 障或被测磁头的故障引起的，则分析该异常数据。注意，所述"测量设备的故障"包括测量设备本身的故障；测量 设备的外围装置(例如探针)的故障；测量设备的配置故障；以及测量 设备的操作故障(例如探针15的接触不良)。接着，确定测量数据的分析结果。在这个步骤中，如果异常测量数据是由被测磁头的故障引起，则把 包含该被测磁头的原条14和分离出该原条14的晶片当作次品而不出厂 (步骤S17)。另一方面，如果异常测量数据是由测量设备的故障引起，则修复故 障(步骤S16)，并且处理返回至步骤Sll，以再次测量原条中的同一磁 头的p-H特性。并再次执行步骤S11之后的步骤。步骤S13中的用于检查磁头质量的分类标准不同于步骤S15中的用于确定异常测量数据的原因的分类标准。因此，即使测量设备出现故障，在步骤S13中有时也会把磁头判定为合格品。在步骤S15中发现了测量设备的故障的情况下，尽管是由有 故障的测量设备测量出的异常数据，也有可能在步骤Sll中把执行步骤 S15之前已经测量的磁头判定为合格品。在步骤S15中检测到测量设备的故障的情况下，必须基于步骤S15 的分类标准，检查在步骤S13中被判定为合格品的磁头是否存在故障。 即，在传统的磁头特性评估方法中，如果由测量数据发现了测量设备的 故障，则必须重新评估已经进行过特性评估的磁头的质量。在已经进行过特性评估的磁头的测量数据趋向于指示测量设备存在 故障的情况下，必须修复测量设备的故障，且必须对磁头进行重新评估。如上所述，在传统的磁头特性评估方法中，当发现测量设备的故障 时，必须停止已被判定为可出厂产品的磁头的出厂，必须对已进行了特 性评估的磁头进行再次评估，必须再次执行先前执行过的步骤，这样必 然增加了工作量。由于测量设备的故障使得需要重新执行许多先前执行过的步骤及预 定外的作业，因此必然要频繁地打断测量操作以检测测量设备的故障。 因此，必然会增加时间损耗。发明内容本发明旨在解决上述问题。本发明的目的是要提供一种磁头特性评估方法，其中可以检测测量 设备的故障，而无须停止先前评估过的磁头的出厂、重新评估磁头和停 止测量操作。为了实现所述目的，本发明具有以下组成。艮P，所述磁头特性评估方法包括以下步骤在存储装置中存储测量 数据，该测量数据是通过测量设备测量的所述磁头的指定特性；基于所 述测量数据检测所述测量设备是否发生故障；以及在所述检测步骤中未 检测到所述测量设备的故障时评估所述磁头的特性。通过该方法，当未检测到测量设备的故障时评估磁头的特性。即使 检测到测量设备存在故障，也可以避免停止先前评估过的磁头的出厂和 重新评估磁头。对于每个磁头检测测量设备是否出现故障，这样可以在 不停止测量操作的情况下检测测量设备的故障。在该方法中，可以多次向所述磁头施加在上限值和下限值之间连续 变化的磁场，通过所述测量设备测量所述磁头的读出元件的输出值，作 为所述测量数据，并且可以在所述存储步骤中将所述测量数据存储在所 述存储装置中，并且，在所述检测步骤中，基于由多次的所述测量数据 求出的输出范围变化检测所述测量设备的故障，其中各个所述输出范围 被定义为施加所述上限值的磁场时测量到的读出元件的输出值与施加所 述下限值的磁场时测量到的读出元件的输出值之差。通过该方法，可以适当地检测出由所述测量设备的被磨损的探针的 接触不良、所述测量设备的探针电缆的部分断开等引起的所述读出元件 的输出范围变化。在本方法中，可以向所述磁头施加在所述上限值和所述下限值之间 连续变化的磁场，通过所述测量设备测量所述磁头的读出元件的输出值， 作为所述测量数据，并且在所述存储步骤中将所述测量数据存储在所述 存储装置中，并且，在所述检测步骤中，基于线性式的截距的变化检测 所述测量设备的故障，其中各个所述线性式被定义为表示在将所述上限 值和所述下限值之间的数值范围按规定的间隔划分而成的各个数据区域 中、由所述测量数据表示的磁场变化与所述读出元件的输出值变化之间 的关系的线性式。通过该方法，可以适当地检测出由测量设备的探针磨损、测量设备 的探针电缆的部分断开等的接触不良引起的、相对于磁场变化的读出元 件输出范围变化和截距变化。在该方法中，可以多次向所述磁头施加在所述上限值和所述下限值 之间连续变化的磁场，通过所述测量设备测量所述磁头的读出元件的输 出值，作为所述测量数据，并且在所述存储步骤中将所述测量数据存储 在所述存储装置中，并且，在所述检测步骤中，基于由多次的所述测量数据求出的所述读出元件的输出值的变化，检测所述测量设备的故障。通过该方法，可适当地检测出由所述测量设备的磨损的探针的接触 不良、所述测量设备的探针电缆的部分断幵等引起的所述读出元件的输 出范围变化。在该方法中，在所述检测步骤中，不仅可以基于所述变化而且可以基于所述测量数据中包含的巴克豪森跳跃(Barkhausen jump)的度量来 检测所述测量设备的故障。通过该方法，通过基于巴克豪森跳跃的度量检测所述测量设备的故 障，可以使用所述测量数据的不连续部分作为检测所述测量设备的故障 的项目。因此，使用由接触不良等引起的所述读出元件的输出的剧烈变 化作为其中一项，可以高度精确地检测所述测量设备的故障。通过釆用本发明的方法，可以在无须停止先前评估过的磁头的出厂、 重新评估磁头和停止测量操作的情况下检测测量设备的故障。
以下将参照附图，以示例的方式描述本发明的实施方式，图中 图1为本发明的磁头特性评估方法的流程图；图2A示出了所施加的磁场；图2B示出了读出元件相对于磁场的输出；图3A和图3B为未检测到测量设备故障的测量数据图； 图3C到3J为检测到测量设备故障的测量数据图； 图4为巴克豪森跳跃的示意图；图5为在实施例2的检测步骤中检测测量设备故障的示意图； 图6为在实施例3的检测步骤中检测测量设备故障的示意图； 图7为传统的p-H测量设备的框图；以及 图8为传统的磁头特性评估方法的流程图。
具体实施方式
现将参照附图详细描述本发明的优选实施方式。注意，本实施方式的p-H测量设备的结构与传统的p-H测量设备的结构相同，因此对在"背景技术"部分中解释过的结构要素分配相同的标 号并且省略说明。图1为本实施方式的评估磁头p-H特性的整个方法的流程图。(存储步骤)首先，把从晶片中切割出的原条14中形成的磁头放置在p-H测量设 备中。然后，测量原条14中包含的各磁头的p-H特性(步骤S1)。为了测量特性，控制计算机12控制亥姆霍兹线圈电源11，以多次(例 如三次，即三个周期)向磁头施加图2A所示的在上限值a和下限值b之 间连续变化的磁场，通过p-H测量设备测量磁头的读出元件的输出值(输 出电压)。控制计算机12在控制计算机12的存储装置(例如，RAM)中存储 测量数据(读出元件的输出值)(步骤S2)。 (检测步骤)下一步，控制计算机12的控制部基于测量数据确定p-H测量设备是 否出现故障(步骤S3)。注意，将随后描述详细的检测处理。在检测步骤(步骤S3)中，如果检测到p-H测量设备的故障，则修 复p-H测量设备的故障(步骤S7)，然后该处理返回至步骤S1以再次测 量原条14中的同一磁头的p-H特性。并且再次执行步骤S2起的步骤。 (评估步骤)如果在检测步骤中检测到了p-H测量设备的故障(步骤S3)，则控制 计算机12的控制部基于测量数据评估磁头的p-H特性(步骤S4)。在这 个步骤中，象传统方法一样通过将测量数据与规定的分类标准进行比较 来确定磁头的质量。即，基于分类标准将磁头分类成合格品和不合格品。如果磁头符合分类标准(分类成合格品)，则出厂该磁头(步骤S5)。 另一方面，如果磁头不符合分类标准(分类成不合格品)，则停止包含该 不合格磁头的原条和分离出该原条的晶片的出厂(步骤S6)。在上述磁头评估方法中，在没有检测到p-H测量设备的故障的情况 下评估磁头的特性。因此，当测量设备没有发生故障时评估磁头的特性。即使检测到p-H测量设备发生故障，也可以避免停止先前已经评估的磁头 的出厂和重新评估磁头。针对每个磁头检测测量设备是否存在故障，这样可以在不停止测量操作的情况下检测p-H测量设备的故障。优选的是，在检测步骤(步骤S3)中，仅高精度地检测p-H测量设 备的故障，而不检测到磁头的异常特性。图3A和图3B为未检测到p-H测量设备故障的测量数据图。该测量 数据为读出元件相对于向磁头三次(三个周期)施加的外部磁场的输出 电压。另一方面，图3C-图3J为测量数据图，其中p-H测量设备因探针 15的磨损、探针电缆的部分断开等引起的不良接触产生故障。本发明的发明人研究了在p-H测量设备没有发生故障的情况和p-H 测量设备发生故障的情况之间测量数据的差异，以及由磁头本身引起的 异常测量数据和由发生故障的p-H测量设备引起的异常测量数据之间的 差异。作为研究的结果，发明人发现了基于测量数据检测p-H测量设备的 故障的方法。首先如图3A和图3B中所示，在p-H测量设备没有发生故障的情况 下，相对于多次(三个周期)施加的磁场强度，输出电压几乎是恒定的。 在磁头也发生故障的许多情况下，相对于相同的外部磁场的输出电压也 几乎是恒定的。另一方面，在p-H测量设备由于例如探针15的磨损、探针电缆的部 分断开等引起不良接触而发生故障的情况下，相对于多次(三个周期) 施加的磁场强度，输出电压发生变化，如图3C-图3J中所示。即，在p-H 测量设备发生故障的情况下，相对于相同的外部磁场，输出电压发生变 化。根据这种结果，本发明的发明人发现可以基于测量数据中包含的、 读出元件相对于相同外部磁场的输出电压变化，与磁头的故障区分开而 单独地检测出p-H测量设备中的由于探针15的磨损、探针电缆的部分断 开等引起的接触不良。现将解释测量读出元件相对于相同外部磁场的输出值变化的具体实 施例。(实施例1)图2B示出了读出元件相对于磁场的输出电压变化，其中磁场的变化 在图2A中示出。在实施例1中，控制计算机12的控制部计算由测量数据(读出元件 相对于图2A所示三次(三个周期)施加的磁场的输出电压)求出的输出 范围cl、 c2和c3 (参见图2B)。输出范围cl、 c2和c3分别被定义为施 加上限值a的磁场时测量到的读出元件的输出电压与施加下限值b的磁 场吋测量到的读出元件的输出电压之差。控制计算机12的控制部计算三次(三个周期)输出范围cl、 c2和 c3的变化，并且基于该变化检测测量设备是否存在故障。例如，在实施例1中，控制计算机12的控制部计算输出范围cl、 c2 和c3之间的差的绝对值，艮卩lcl—c2|、 lc2—c3刚c3—c11。在这三个绝对 值的最大绝对值大于规定的阈值的情况下，把p-H测量设备确定为发生故 障的p-H测量设备。阈值根据磁头的类型而定义。例如，在所施加的外部磁场的上限值 a约为300 Oe且所施加的外部磁场的下限值b约为一300 Oe的情况下， 当三个绝对值中的最大的绝对值大于53.2 的阈值时，p-H测量设备被 确定为发生故障的p-H测量设备。优选的是，在检测步骤中，可以不仅基于所述变化而且基于测量数 据中包含的巴克豪森跳跃的度量来检测测量设备的故障。如图4中所示，巴克豪森跳跃的度量BN被表示为以下公式BN=((dV/dH)/Vp)x 100 ( % )其中，dV为读出元件的输出电压；dH为单位磁场的变化；Vp为电 压的总变化。在测量数据包含所述变化，并且(作为逻辑"与"运算的一项)包含大于规定阈值的巴克豪森跳跃的情况下，p-H测量设备被确定为存在故障的测量设备。例如，阈值为10—20%，优选为14 — 15%。注意，阈值并不限于这 些示例。通过加入巴克豪森跳跃的项，可以检测出由于所述接触不良引起的包含在读出元件的输出信号中的噪声，这样可以高精度地检测p-H测量设备的故障。(实施例2)图5示出了测量数据中包含的磁头读出头的输出电压。向磁头施加 一个周期的在上限值a和下限值b之间连续变化的磁场，通过p-H测量设 备测量输出电压。如图5中所示，外部磁场和读出元件的输出电压之间的关系被表示 为线性图。当所施加的外部磁场为x且输出电压为y时，两者之间的关 系可以通过以下线性式近似地表示y=px+q其中，p为固定的斜率而q为固定的截距。在检测步骤S3中，如图5中所示，控制计算机12的控制部将上限 值a和下限值b之间的数值范围按规定的间隔分成数值区域dl、 d2、 d3 和d4，并且计算线性式，各线性式表示在各数值区域中磁场与读出元件 的输出电压之间的关系。例如，可以通过计算连接数值区域中测量数据 的最上坐标和同一数值区域中最下坐标的直线的斜率p和截距q,来建立 各数值区域的dl、 d2、 d3和d4的线性式。通过施加一个周期的图2A所示外部磁场，各数值区域dl、 d2、 d3 和d4中包含两次的测量数据，从而计算出八个线性式。控制计算机12的控制部基于八个线性式的截距ql—q8的变化检测 测量设备的故障。例如，在实施例2中，控制计算机12的控制部计算截距之间的差的 绝对值，即iql—q2|、 |q2—q3|......iq7—q8,|q8—ql|。在八个绝对值中的最大的绝对值大于规定的阈值的情况下，p-H测量设备被确定为发生故障 的p-H测量设备。优选的是，同样在实施例2中，可以不仅基于所述变化，而且基于 巴克豪森跳跃的度量(作为逻辑"与"运算的一项)来检测测量设备的 故障。(实施例3)图6示出了测量数据中包含的磁头读出头的输出电压。向磁头施加一个周期的在上限值a和下限值b之间连续变化的磁场，通过p-H测量设 备测量输出电压。在检测步骤S3中，控制计算机12的控制部计算读出元件相对于外 部磁场的输出值变化。例如，如图6中所示，对相对于两次施加的外部 磁场的输出值(电压)之差进行积分，并且计算曲线之间的面积以计算 变化。在曲线之间的面积或者曲线之间的面积相对于总变化量的百分比 大于规定的阈值的情况下(总变化量由图6所示虚线围起的区域表示)， p-H测量设备被确定为发生故障的p-H测量设备。优选的是，同样在实施例3中，可以不仅基于所述变化，而且基于 巴克豪森跳跃的度量(作为逻辑"与"运算的一项)来检测测量设备的 故障。在不脱离本发明的基本特征的情况下，本发明可以实施为其它的具 体形式。由此这些实施方式应当被理解为示例性的而非限制性的，本发 明的范围由所附权利要求限定，而不是由前面的说明限定，所有落入到 权利要求的语义及等同范围内的变化均包含在权利要求的范围内。
权利要求
1.一种磁头特性评估方法，该方法包括以下步骤在存储装置中存储测量数据，该测量数据是通过测量设备测量的所述磁头的指定特性；基于所述测量数据检测所述测量设备是否发生故障；以及在所述检测步骤中未检测到所述测量设备的故障时评估所述磁头的特性。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中多次向所述磁头施加在上限值和下限值之间连续变化的磁场，通过 所述测量设备测量所述磁头的读出元件的输出值，作为所述测量数据， 并且在所述存储步骤中将所述测量数据存储在所述存储装置中，以及在所述检测步骤中，基于由多次的所述测量数据求出的输出范围变 化检测所述测量设备的故障，其中各个所述输出范围被定义为施加所述 上限值的磁场时测量到的读出元件的输出值与施加所述下限值的磁场时 测量到的读出元件的输出值之差。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中向所述磁头施加在所述上限值和所述下限值之间连续变化的磁场， 通过所述测量设备测量所述磁头的读出元件的输出值，作为所述测量数 据，并且在所述存储步骤中将所述测量数据存储在所述存储装置中，以 及在所述检测步骤中，基于线性式的截距的变化检测所述测量设备的 故障，其中各个所述线性式被定义为表示在将所述上限值和所述下限值之间的数值范围按规定的间隔划分而成的各个数据区域中、由所述测量 数据表示的磁场变化与所述读出元件的输出值变化之间的关系的线性 式。
4. 根据权利要求2所述的方法，其中多次向所述磁头施加在所述上限值和所述下限值之间连续变化的磁 场，通过所述测量设备测量所述磁头的读出元件的输出值，作为所述测量数据，并且在所述存储步骤中将所述测量数据存储在所述存储装置中， 以及在所述检测步骤中，基于由多次的所述测量数据求出的所述读出元 件的输出值的变化，检测所述测量设备的故障。
5. 根据权利要求2所述的方法，其中在所述检测步骤中，不仅基于所述变化而且基于所述测量数据中包 含的巴克豪森跳跃的度量来确定所述测量设备的故障。
6. 根据权利要求3所述的方法，其中在所述检测步骤中，不仅基于所述变化而且基于所述测量数据中包 含的巴克豪森跳跃的度量来检测所述测量设备的故障。
7. 根据权利要求4所述的方法，其中在所述检测步骤中，不仅基于所述变化而且基于所述测量数据中包 含的巴克豪森跳跃的度量来检测所述测量设备的故障。
全文摘要
本发明公开了一种磁头特性评估方法，其中，可以在不停止先前已经评估过的磁头的出厂的情况下检测测量设备的故障、对磁头进行重新评估，并停止测量操作。该磁头特性评估方法包括以下步骤在存储装置中存储测量数据，该测量数据是通过测量设备测量的磁头的规定特性；基于所述测量数据检测所述测量设备是否存在故障；以及在该检测步骤中未检测到测量设备的故障时，评估磁头的特性。
文档编号G11B5/455GK101251998SQ20081000388
公开日2008年8月27日 申请日期2008年1月28日 优先权日2007年2月19日
发明者泽田稔 申请人:富士通株式会社