专利名称：读头传感器、磁头、磁头折片组合及硬盘驱动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及信息记录磁盘驱动单元，尤其涉及一种读头传感器、磁头、磁头折片组合(head gimbal assembly, HGA)及硬盘驱动器。
背景技术：
包含多个旋转磁盘的硬盘驱动器被普遍用来将数据存储在其磁盘表面的磁性媒介上，而包含读传感器的可移动磁头用作从磁盘表面的磁轨上读取数据。图Ia展示了一种传统的读头传感器600的立体图，图Ib为从磁头滑块的空气承载面(air bearing surface, ABS)看去的读头传感器600的示意图。如图Ia和Ib所示，该读头传感器600包括第一屏蔽层601、第二屏蔽层602、层夹于该第一、第二屏蔽层601、 602之间的读元件650，以及放置于该读元件650两侧的一对永磁层603。—般地,该永磁层603向读兀件650提供一个纵向偏压磁场,用以在一定程度上稳定读兀件650,其磁场方向11平行于ABS。通常地，向读兀件650施加一个来自磁介质,如磁盘驱动器的外部信号场，该信号场的磁场方向10垂直于ABS。为众所知,读兀件650中的自由层具有形状各向异性效应，其磁化方向会随外部磁场的变化而旋转，因此，磁化方向会随意地改变。因此，该种具有固定方向的纵向偏压磁场可以在一定程度上稳定自由层。然而，由于外部环境的改变和其他的内部元件的影响，该种读头传感器仍然不稳定，影响磁头的读取性能。若在磁头的稳定性能测试中出现过多的噪声和明显的跃动，具有该读头传感器的磁头则会被舍弃。因此，该磁头作为不良产品被抛弃，从而造成浪费以及使制造成本增加。因此，亟待一种改进的用于磁头的读头传感器以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种读头传感器，其能稳定读取性能、改善不稳定的缺陷读元件，并减少浪费和降低制造成本。本发明的另一个目的在于提供一种具有读头传感器的磁头，其能稳定读取性能、改善不稳定的缺陷读元件，并减少浪费和降低制造成本。本发明的再一个目的在于提供一种具有读头传感器的磁头折片组合，其能稳定读取性能、改善不稳定的缺陷读元件，并减少浪费和降低制造成本。本发明的又一个目的在于提供一种具有读头传感器的磁盘驱动器，其能稳定读取性能、改善不稳定的缺陷读元件，并减少浪费和降低制造成本。为达到以上目的，本发明提供一种读头传感器，包括第一屏蔽层、第二屏蔽层、形成于所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层之间的读元件以及一对分别放置于所述读元件两边的永磁层；其中，还包括形成于所述读元件之侧的磁场产生装置，所述磁场产生装置用于向所述读元件提供垂直于所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层的磁场，从而稳定所述读头传感器的读取性能。
较佳地，所述读元件包括用于形成空气承载面的前表面、与所述前表面相对的后表面、顶表面以及与所述顶表面相对的底表面。作为一优选实施例，所述磁场产生装置形成于所述顶表面和/或所述底表面之侦牝并层夹于所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层之间。作为另一优选实施例，所述磁场产生装置形成于所述后表面之侧，并层夹于所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层之间。较佳地，所述磁场产生装置形成于所述第一屏蔽层和/或所述第二屏蔽层之上。作为再一优选实施例，所述磁场产生装置包括至少一永磁体，较佳地，所述永磁体的矫顽力与所述永磁层的矫顽力不同。 作为又一优选实施例，所述磁场产生装置包括至少一电磁体。可选地，所述磁场产生装置包括至少一电线。本发明的磁头包括读头传感器以及形成于所述读头传感器上的写头；所述读头传感器包括第一屏蔽层、第二屏蔽层、形成于所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层之间的读元件以及一对分别放置于所述读元件两边的永磁层。其中，所述读头传感器还包括形成于所述读元件之侧的磁场产生装置，所述磁场产生装置用于向所述读元件提供垂直于所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层的磁场，从而稳定所述读头传感器的读取性能。本发明的磁头折片组合包括具有磁头的磁头滑块以及用于支撑所述磁头滑块的悬臂件；所述磁头包括读头传感器以及形成于所述读头传感器上的写头；所述读头传感器包括第一屏蔽层、第二屏蔽层、形成于所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层之间的读元件以及一对分别放置于所述读元件两边的永磁层。其中，所述读头传感器还包括形成于所述读元件之侧的磁场产生装置，所述磁场产生装置用于向所述读元件提供垂直于所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层的磁场，从而稳定所述读头传感器的读取性能。本发明的硬盘驱动器，包括具有磁头滑块的磁头折片组合、与所述磁头折片组合连接的驱动臂、可旋转的磁盘以及用于旋转所述磁盘的主轴马达；所述磁头滑块具有读头传感器，所述读头传感器包括第一屏蔽层、第二屏蔽层、形成于所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层之间的读元件以及一对分别放置于所述读元件两边的永磁层。其中，所述读头传感器还包括形成于所述读元件之侧的磁场产生装置，所述磁场产生装置用于向所述读元件提供垂直于所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层的磁场，从而稳定所述读头传感器的读取性倉泛。与现有技术的读头传感器相比，本发明的读头传感器在读元件侧边设置磁场产生装置，其向读兀件施加垂直于第一、第二屏蔽层的磁场，该磁场的方向可以从第一屏蔽层指向第二屏蔽层，或从第二屏蔽层指向第一屏蔽层。本发明施加的此种偏置磁场可以稳定读元件，最终稳定读头传感器的读取性能。再且，本发明能将不稳定的有缺陷的读元件改善为稳定的读头传感器，从而减少浪费并降低生产成本。通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。
图Ia为传统的读头传感器的简化的局部立体图。
图Ib为图Ia所示的读头传感器，从磁头滑块的ABS看去的示意图。图2为具有本发明磁头的磁头滑块的一个实施例的剖视图。图3a为本发明的读头传感器的第一实施例的简化的局部立体图。图3b为本发明的读头传感器的第二实施例的简化的局部立体图。图4a为本发明的读头传感器的第三实施例的简化的局部立体图。图4b为本发明的读头传感器的第四实施例的简化的局部立体图。图5为本发明的读头传感器的第五实施例的简化的局部立体图。图6为本发明的读头传感器的第六实施例的简化的局部立体图。
图7为本发明的读头传感器的第七实施例的简化的局部立体图。图8为本发明的读头传感器的第八实施例的简化的局部立体图。图9为本发明的读头传感器的第九实施例的简化的局部立体图。图10为本发明磁头折片组合的一个实施例的顶视图。图11为本发明硬盘驱动器的一个实施例的立体图。
具体实施例方式下面将参考附图阐述本发明几个不同的最佳实施例，其中不同图中相同的标号代表相同的部件。如上所述，本发明的实质在于提供一种读头传感器，该该读头传感器具有形成于读元件旁侧的磁场产生装置，其向读元件提供垂直于第一、第二屏蔽层的磁场，从而稳定读元件的读取性能，改善不稳定的读元件，并减少浪费和降低制造成本。以下将描述用于硬盘驱动器中HGA的磁头的读头传感器的一些实施例。需要注意的是，该读头传感器适用于具有带以上优点的读头传感器的任一合适的HGA和/或硬盘驱动器。即，本发明可应用于任何工业上具有读头传感器的任一适用装置。传统的用于磁头滑块的磁头一般包括用于从磁盘读取数据的读头以及向磁盘写入数据的写头。读头通常由一个读头传感器构成，例如有电流垂直平面型(CPP)传感器、电流在平面内型(CIP)传感器、隧道磁阻(TMR)传感器、巨磁阻(GMR)传感器或各向异性(AMR)传感器等。为便于理解，本发明以CPP-TMR传感器为例作为描述。显然，本领域技术人员在阅读本说明书后，能够理解本发明在应用于其他传感器的情况。以下将对具有本发明读头传感器的磁头的优选实施例进行描述。图2为本发明磁头滑块60的一个实施例的剖视图。该磁头滑块60的一面被研磨形成ABS 15，该ABS 15通过空气承载从旋转的磁盘10 (参考图10)表面分隔开。该磁头滑块60包括衬底214以及形成在该衬底214上的磁头200，用以读写数据。具体地，该磁头200包括读头传感器210以及形成于读头传感器210上的写头220。该读头传感器210包括形成在衬底214上的第一屏蔽层211、第二屏蔽层212，层夹在该第一屏蔽层211和第二屏蔽层212之间的读元件250。写头220包括第一写极221、第二写极222以及层夹在该两写极221、222之间的线圈223和绝缘层224。上述元件的表面，即面向ABS 15的表面上，覆盖有一保护层205，以防止或降低磁头受到的侵蚀。在读头传感器210的第二屏蔽层212和第一写极221之间形成间隙层225。在进行写操作时，信号电流通过线圈223传导，并在第一及第二写极221，222上产生磁通量，使得磁通量在ABS 15上围绕着极尖流动。该种磁通量使得在进行写操作时将旋转磁盘10的环形磁轨磁化。在进行读操作时，旋转磁盘10上被磁化的区域将磁通量注入读头传感器210内，使得读头传感器210的电阻改变。该种电阻的改变通过读头传感器210的电压改变而检测。图3a为本发明的读头传感器210的第一实施例的简化的立体图。结合图2，该读头传感器210还包括括放置于读元件250两边的一对永磁层238，用以纵向偏压读元件250的自由层的磁性。该永磁层238由具有高矫顽磁力的材料如CoPtCr合金制成。具体地，该永磁层238具有一个磁方向258,该磁方向258的朝向大致平行于第一、第二屏蔽层211、212并与ABS 15呈0度角。在本发明的构思下，该读头传感器210还包括形成于读元件250旁侧的磁场产生装置，用以稳定读元件250。在本实施例中，该磁场产生装置包括两个永磁体241、242。如图3a所示，该读元件250具有形成ABS 15的前表面251、与该前表面251相对的后表面252、顶表面253以及与该顶表面相对的底表面(图未标不)。具体地，该两个永磁体241、242分别形成于顶表面253和底表面的侧边，并层夹于第一屏蔽层211和第二屏蔽层212之间。 更具体地，每一永磁体241、242的两个磁极的连线垂直于第一屏蔽211和第二屏蔽层212。该永磁体241、242向读兀件250施加垂直穿过顶表面253,即垂直于第一屏蔽层211和第二屏蔽层212 (方向标不为248)的偏置磁场。可选地，该方向248包括两种情况从第一屏蔽层211指向第二屏蔽层212 ;从第二屏蔽层212指向第一屏蔽层211。这两种方向可在外部作用下相互转变。在本实施例中，该方向248起初是从第一屏蔽211指向第二屏蔽层212。经过大量的测试，发明人发现具有该种读头元件的良好磁头对该方向248(即垂直于第一、第二屏蔽层211、212)的偏置磁场不敏感，不会有强烈的响应。然而，一个在高温下使用产生大量噪声的缺陷磁头，对于具有该方向248的偏置磁场则有显著的响应。具体地，对于读取性能不稳定的缺陷的读取传感器，当对永磁体241、242进行外部操作，使磁场方向248发生改变。改变之后，该永磁体241、242向读元件250施加垂直于第一、第二屏蔽层211、212，并从第二屏蔽层212指向第一屏蔽层211的偏置磁场。具有与起初方向相反的磁化方向的磁场能够稳定读元件250的读取性能。作为一种体现，该读取传感器210的输出稳定，在输出曲线中没有明显的跃动。因此，该缺陷的读取传感器被改善为良好的读取传感器。反之，若缺陷的读取传感器的偏置磁场的初始方向为从第二屏蔽层212指向第一屏蔽层211，该方向可转化为从第一屏蔽层211指向第二屏蔽层212，从而稳定读元件，进而稳定读取性能。作为一种体现，该读取传感器210的输出稳定，在输出曲线中没有明显的跃动。因此，该缺陷的读取传感器被改善为良好的读取传感器。综上所述，由于永磁体241、242形成在读元件250旁侧，并向其施加垂直于第一、第二屏蔽层211、212的磁场，该磁场方向可以从第一屏蔽层211指向第二屏蔽层212，或从第二屏蔽层212指向第一屏蔽层211。本发明施加的此种偏置磁场可以稳定读元件250，最终稳定读头传感器210的读取性能。再且，本发明能将不稳定的有缺陷的读头传感器改善为良好的读头传感器，从而减少浪费并降低生产成本。较佳地，该永磁体241、242的矫顽力和永磁层238的矫顽力不同，从而易于控制永磁体241、242的磁场方向的改变。
可选地，该永磁体的个数可以为一个，同样可以改善读元件的稳定性。可选地，如图3b所示，该永磁体241、242可放置在第一、第二屏蔽层211、212之上，其同样可以稳定读元件250。作为一个优选实施例，如图4a所示，永磁体241、242可被两个电磁体261、262代替。该电磁体261、262的位置设置与永磁体241、242 —样,在此省略描述。同样地，该电磁体261、262提供的偏置磁场具有垂直于第一、第二屏蔽层211、212的方向268。在本实施例中，该磁场的强度和方向可通过施加于线圈264上的电流263进行调整。可选地，该电磁体的个数可以为一个，同样可以改善读元件的稳定性。可选地，如图4b所示，该电磁体261、262可放置在第一、第二屏蔽层211、212之上，其同样可以稳定读元件250。
图5展示了本发明的读头传感器的第五实施例。该磁场产生装置包括一个永磁体271,其设置于读兀件250的后表面252的一侧，即在远离ABS 15的一侧。同样地,该永磁体271层夹于第一屏蔽层211和第二屏蔽层212之间。如第一实施例所述，该永磁体271向读元件250施加垂直于第一、第二屏蔽层211、212(方向278)，即垂直穿过读元件250的顶表面253的偏置磁场。图6展示了本发明的读头传感器的第六实施例。该实施例与第五实施例类似，区别在于电磁体281取代了永磁体271。同样地,该电磁体281提供的偏置磁场具有垂直于第一、第二屏蔽层211、212的方向288。在本实施例中，该磁场的强度和方向可通过施加于线圈284上的电流283进行调整。可选地，如图7所示，永磁体271可被电线291取代。该电线291设置在读元件250的后表面252的一侧。当向该电线291施加具有方向292的变化电流时，会产生垂直穿过顶表面251的磁场(即方向298)。特定地，该电流方向292沿着永磁层238的长度方向施加。基于第一实施例，图8展示了再一个改进的设计。在本实施例中，两个永磁体241’、242’设置在读元件250的侧边。区别在于，该永磁体241’、242’设置在读元件250的后表面252的一侧，并分别位于顶表面253和底表面之上。该两永磁体241’、242’相互平行，且平行于第一、第二屏蔽层211、212。基于此设置，永磁体241’、242’提供的偏置磁场具有垂直于第一、第二屏蔽层211、212的方向248’。同样地,本实施例可包括与第一实施例相似的技术特征，因此省略相同的描述。作为一个可选的实施例，如图9所示，该永磁体241’、242’可被两个电磁体241”、242”代替，同样可稳定读元件250。类似地，该电磁体241”、242”提供的偏置磁场具有垂直于第一、第二屏蔽层211、212的方向248”。而且,该磁场的强度和方向可通过施加于线圈284”上的电流283”进行调整。上述的所有实施例均可向读元件250施加垂直于第一、第二屏蔽层211、212的磁场，该磁场方向可以从第一屏蔽层211指向第二屏蔽层212，或从第二屏蔽层212指向第一屏蔽层211。本发明施加的此种偏置磁场可以稳定读元件250，最终稳定读头传感器210的读取性能。再且，本发明能将不稳定的有缺陷的读头传感器改善为良好的读头传感器，从而减少浪费并降低生产成本。图10展示了本发明具有上述带读头传感器210的磁头滑块60的磁头折片组合20的一个实施例。如图所示，该磁头折片组合20 —般包括上述磁头滑块60及支撑该磁头滑块60的悬臂件810。该悬臂件810包括基板802、枢接件807、挠性件803及负载杆804，以上元件均装配在一起。枢接件807通过自身与基板802装配。磁头滑块60由挠性件803支承。由于磁头折片组合的悬臂件的结构和组装过程为本领域一般技术人员所熟知，所以在此省略关于其结构和组装的详细描述。图11展示了本发明包含上述磁头滑块60及磁头折片组合20的硬盘驱动器的一个实施例。该硬盘驱动器100包括主轴马达30、安装于该主轴马达30上的一系列可旋转磁盘10、磁头折片组合20、与该磁头折片组合20相连的驱动臂50、设置于该驱动臂50远端并包括本发明读头传感器210 (见图2)的磁头滑块60，以及将上述元件装配一起的壳体70。如本领域技术人员所熟知，当硬盘驱动器100运作时，磁盘10由主轴马达30驱动旋转，而由此产生的气压会使磁头滑块60在磁盘10上方飞行，进而使得磁头滑块60上的读头传感器210在磁盘磁轨上存取数据。以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利 范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
权利要求
1.ー种读头传感器，包括第一屏蔽层、第二屏蔽层、形成于所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层之间的读元件以及ー对分别放置于所述读元件两边的永磁层； 其特征在干还包括形成于所述读元件之侧的磁场产生装置，所述磁场产生装置用于向所述读元件提供垂直于所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层的磁场，从而稳定所述读头传感器的读取性能。
2.如权利要求I所述的读头传感器，其特征在于所述读元件包括用于形成空气承载面的前表面、与所述前表面相对的后表面、顶表面以及与所述顶表面相対的底表面。
3.如权利要求2所述的读头传感器，其特征在于所述磁场产生装置形成于所述顶表面和/或所述底表面之侧，并层夹于所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层之间。
4.如权利要求2所述的读头传感器，其特征在于所述磁场产生装置形成于所述后表面之侧，并层夹于所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层之间。
5.如权利要求I所述的读头传感器，其特征在于所述磁场产生装置形成于所述第一屏蔽层和/或所述第二屏蔽层之上。
6.如权利要求I所述的读头传感器，其特征在于所述磁场产生装置包括至少一永磁体。
7.如权利要求I所述的读头传感器，其特征在于所述磁场产生装置包括至少ー电磁体。
8.如权利要求I所述的读头传感器，其特征在于所述磁场产生装置包括至少ー电线。
9.如权利要求6所述的读头传感器，其特征在于所述永磁体的矫顽カ与所述永磁层的矫顽カ不同。
10.一种磁头，包括读头传感器以及形成于所述读头传感器上的写头；所述读头传感器包括第一屏蔽层、第二屏蔽层、形成于所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层之间的读元件以及ー对分别放置于所述读元件两边的永磁层； 其特征在于所述读头传感器还包括形成于所述读元件之侧的磁场产生装置，所述磁场产生装置用于向所述读元件提供垂直于所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层的磁场，从而稳定所述读头传感器的读取性能。
11.如权利要求10所述的磁头，其特征在于所述读元件包括用于形成空气承载面的前表面、与所述前表面相对的后表面、顶表面以及与所述顶表面相対的底表面。
12.如权利要求11所述的磁头，其特征在于所述磁场产生装置形成于所述顶表面和/或所述底表面之侧，并层夹于所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层之间。
13.如权利要求11所述的磁头，其特征在于所述磁场产生装置形成于所述后表面之侦牝并层夹于所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层之间。
14.如权利要求10所述的磁头，其特征在于所述磁场产生装置形成于所述第一屏蔽层和/或所述第二屏蔽层之上。
15.如权利要求10所述的磁头，其特征在于所述磁场产生装置包括至少一永磁体。
16.如权利要求10所述的磁头，其特征在于所述磁场产生装置包括至少ー电磁体。
17.如权利要求10所述的磁头，其特征在于所述磁场产生装置包括至少ー电线。
18.如权利要求15所述的磁头，其特征在于所述永磁体的矫顽カ与所述永磁层的矫顽カ不同。
19.一种磁头折片组合，包括具有磁头的磁头滑块以及用于支撑所述磁头滑块的悬臂件；所述磁头包括读头传感器以及形成于所述读头传感器上的写头；所述读头传感器包括第一屏蔽层、第二屏蔽层、形成于所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层之间的读元件以及ー对分别放置于所述读元件两边的永磁层； 其特征在于所述读头传感器还包括形成于所述读元件之侧的磁场产生装置，所述磁场产生装置用于向所述读元件提供垂直于所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层的磁场，从而稳定所述读头传感器的读取性能。
20.ー种硬盘驱动器，包括具有磁头滑块的磁头折片组合、与所述磁头折片组合连接的驱动臂、可旋转的磁盘以及用于旋转所述磁盘的主轴马达；所述磁头滑块具有读头传感器，所述读头传感器包括第一屏蔽层、第二屏蔽层、形成于所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层之间的读元件以及ー对分别放置于所述读元件两边的永磁层； 其特征在于所述读头传感器还包括形成于所述读元件之侧的磁场产生装置，所述磁场产生装置用于向所述读元件提供垂直于所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层的磁场，从而稳定所述读头传感器的读取性能。
全文摘要
本发明公开了一种读头传感器，其包括第一屏蔽层、第二屏蔽层、形成于所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层之间的读元件以及一对分别放置于所述读元件两边的永磁层；其中，还包括形成于所述读元件之侧的磁场产生装置，所述磁场产生装置用于向所述读元件提供垂直于所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层的磁场，从而稳定所述读头传感器的读取性能。本发明的读头传感器能稳定读取性能、改善不稳定的缺陷读元件，并减少浪费和降低制造成本。本发明还公开了一种磁头、磁头折片组合及磁盘驱动器。
文档编号G11B5/11GK102779529SQ20111012307
公开日2012年11月14日 申请日期2011年5月12日 优先权日2011年5月12日
发明者丁菊仁, 倪荣光, 李文杰, 梁卓荣, 梁钊明 申请人:新科实业有限公司