专利名称：具有窄磁轭的薄膜磁头的制作方法
技术领域：
本发明涉及薄膜磁头，特别是薄膜磁头的磁轭结构。
薄膜磁头广泛地用于数据处理器，例如磁盘驱动器中。典型的薄膜磁头主要包括非磁性陶瓷基片，构成磁轭的第一和第二磁性材料层，以及导电线圈。在写入和读出工作方式下，磁轭中产生的磁通和线圈中的电流相互影响，实现数据信号的转换。通常，第一磁轭层P1基本上是平的，位于基片之上，而第二磁轭层P2位于P1层之上，并隔开一段距离，这两片磁性层之间是导电线圈。有通路使P1层和P2层接触，这样便形成了后部闭路。磁轭端部的两个磁极之间有一绝缘层，在读出和记录数据信号期间，磁轭端部与磁介质接触。
使用薄膜磁头的过程中产生的一个问题是磁头工作噪声，也叫作“爆米花噪声”，写磁轭材料中固有的磁畴有关。该噪声表现为噪声脉冲，并且对正在处理的数据信号产生不利影响。噪声的大小正比于与线圈排在一条线上的磁畴壁的长度。非常希望能减小噪声，以便提高信噪比。
另一个需要考虑的因素是磁头电路效率，特别在高频条件下更是如此，磁头电路的效率与电路中电感的大小有关，减小电感能提高电路效率。
为了降低噪声和提高磁头工作效率，人们已经进行了不懈的努力。1991年4月在Pittsburgh的IntermagConference上，K.Morikana等人在题为《薄膜磁头的“爆米花噪声”之研究》的简介中提出了减小噪声的一种方法，即使磁轭的宽度变窄和/或改变用于磁轭的Fe-Ni磁性材料中Fe的组份。为了将“爆米花噪声”减小70%，简介提出将磁轭宽度从170μm变到180μm。在K.B.Klassen等人所作的简介(IEEETrans.Magn.MAG-25，3212-3214(1989)中可以看到另一篇讨论在使用薄膜磁头的情况下削弱噪声的文章。这些先有技术的薄膜磁头仍然存在着很大的“爆米花噪声”，并且还具有相当大的电感，这对经磁头处理的信号将产生不利影响。
本发明的第一个目的是提供一种薄膜磁头，它在工作过程中明显地减小了“爆米花噪扭”。
本发明的第二个目的是提供一种薄膜磁头，它的电感减小了改进了高频响应特性。
本发明的第三个目的是提供一种薄膜磁头，它能将由不适宜的磁畴结构引起的对磁头性能的不利影响降至最低限定。
根据本发明，薄膜磁头磁轭的宽度非常窄，约在5至58μm的范围内。磁轭宽度对确保减小磁性材料的磁畴的非线性是非常关键的。
在本发明的最佳实施例中，薄膜磁头的磁轭有一个很窄的矩形部分，基本平行的两边从后部闭路延伸下来。勾划出磁轭的宽度，一个锥形台从矩形部分向下延伸，此外还有包括传感缝隙的很短的磁极部分。锥形台和很短的磁极部分基本上构成一个漏斗形状。在最佳实施例中，窄的矩形部分的两条平行边之间的宽度大约为30μm。薄膜磁头的整体高度约130μm，并有42匝线圈环绕磁轭。通过对具有这种特定的关键性尺寸的新颖磁轭设计进行几次试验后测得，“爆米花噪声”没有了，并且极大地改善了高频响应特性，提高了电路效率。
下面将参照附图对本发明作更详细的描述，附图中
图1是典型的薄膜磁头的剖面图;
图2是顶视图，部分地断开了表示根据本发明的具有很窄的磁轭部分的薄膜磁头的新颖设计方案。
参照图1，典型的薄膜磁头由一个磁轭构成，该磁轭包括第一坡莫合金层P1和第二坡莫合金层P2。P1层淀积在一层非常薄有坡莫合金晶粒层上，该晶粒层形成在铝衬底上，而铝衬底位于陶瓷基片10的抛光面上。然后淀积氧化铝第一绝缘层12，它构成传感缝隙G。以两层为例的图形导电线圈14通过光刻掩膜技术和化学蚀刻形成。淀积绝缘层16和18覆盖线圈14，使其和P1和P2磁性材料层绝缘。提供通路，使线圈组件和磁头电路之间有电连接。淀积P2层，使其在后部闭路20与P1层接触，从而构成一条连续的磁通通路。P1和P2层勾划出了磁头的磁轭结构。然后通过例如r.f溅射，在磁头结构上淀积一保护绝缘外层(未示出)，在机械加工和空气轴承滑块研磨过程中起加强结构强度和保护的作用，或者该绝缘外层提供形成薄膜磁头的基底。还有连接热垫、互连部件和导线，以便在读出和写入方式工作期间，将数据信号从磁头中取出或向磁头传送数据信号。
本发明的磁轭包括P1和P2层，其宽度在大约5至58μm的范围内。我们已经发现，在不降低所要求的电性能的情况下，宽度约为30μm就能减小“爆米花噪声”。在图2所示的本发明的最佳实施例中，磁轭的两平行边形成的宽度约为30μm，从后部闭路至传感缝隙G测得的磁轭高度约为130μm，线圈为42匝。这种结构大大减小了“爆米花噪声”。对具有这些特定尺寸的新颖的磁头设计进行试验发现，在10，000次读出，写入过程中，只检测到一个噪声脉冲，这可以认为基本上没有噪声脉冲。在同样的试验条件下，如果磁轭的宽度为60μm和90μm，高度为100～120μm，那么每进行10，000次读写，就测得噪声脉冲高达22个。
这里公开的非常窄的磁轭宽度以及最终减小的磁轭体积，使得电路电感也减小了。由于反电压正比于电感，所以减小电感便减小了反电压，并且写电流的上升时间也缩短了。通过采用这里公开的磁轭设计和关键性的宽度，写入信号实际上不包含噪声脉冲，所需要的上升时间也缩短了。电路响应和高频响应特性改善了，并且提高了电路工作效率。
在典型的先有技术磁头中，从后部闭路至传感缝隙处的磁极端部测得的磁轭高度约为110μm～130μm，磁轭宽度至少为60至70μm，一般为90至170μm。先有技术的薄膜磁头的磁轭其高宽比小于2，例如高度为110μm～120μm，宽度为80μm～170μm。这种先有技术设计具有加宽的磁轭，如同在常规的扁平磁轭结构中看到的那样，宽磁轭所要求的磁性材料比为使高效磁头电路工作实际所需要的磁性材料多。采用本发明的最佳实施例，磁轭宽度约30μm，高度约130μm，所需材料还远远不到典型的先有技术磁头所需材料的二分之一。这里公开的磁轭尺寸设计采用的材料少，“爆米花噪声”被减至最小，或者实际上根本不存在。此外，在保持良好的信号电平和写入性能的同时，减小电感改善了高频响应。由于磁轭的宽度非常窄，所以实际上不存在可能降低磁头性能的不适宜的磁畴排列。
权利要求
1.一种薄膜磁头包括一层非磁性基片；所说的基片上是磁轭，所说磁轭包括第一和第二磁性材料层，这两层接触形成后部闭路和连续的磁路，所说的层确定之间的传输缝隙；一个导电线圈放在所说磁性材料层之间，并和所说磁轭电绝缘；其特征在于所说磁轭宽度大约在5至58μm的范围内。
2.如权利要求1的一种薄膜磁头，其中所说磁轭宽度约为30μm。
3.如权利要求1的一种薄膜磁头，其中从所说后部闭路到所说传感缝隙测得的所说磁轭高度至少为其宽度的两倍。
4.如权利要求3的一种薄膜磁头，其中所说磁轭高度约为110μm。
5.如权利要求1的一种薄膜磁头，其中所说磁轭的高宽比大约在2∶1至22∶1的范围内。
6.如权利要求5的一种薄膜磁头，其中所说长宽比约为4.3∶1。
7.如权利要求1的一种薄膜磁头，其中所说磁性材料层由坡莫合金材料构成。
全文摘要
一种薄膜磁头，其磁轭包括P1和P2磁性材料层，磁轭的宽度在大约5至58μm的范围内，最好约为30μm。磁轭的宽度非常窄，这样便使“爆米花噪声”减至最小程度，并且改进了高频响应特性，提高了磁头电路效率。
文档编号G11B5/31GK1074307SQ92111549
公开日1993年7月14日 申请日期1992年10月20日 优先权日1991年11月12日
发明者埃德加·M·威廉姆斯, 彼得·G·比肖夫, 阿江心一 申请人:里德-莱特公司