JP2007004857A - Magnetic disk apparatus having tunnel magneto-resistive head element - Google Patents

Magnetic disk apparatus having tunnel magneto-resistive head element Download PDF

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望 蜂須賀
Naoki Ota
尚城 太田
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Yosuke Antoku
洋介 安徳
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic disk apparatus having a TMR head element capable of easily and surely monitoring the TMR head element even during actual operation, and to provide a head amplifier for a magnetic disk apparatus having the TMR head element. <P>SOLUTION: The apparatus is provided with: an applying means capable of applying a plurality of voltages or currents different in value are to the TMR head element; a measuring means for measuring a resistance value of the TMR head element while the plurality of voltages or currents are applied respectively; a resistance change rate calculating means for calculating a resistance change rate from the plurality of resistance values obtained by measurement; and a self monitor system including an identifying means for identifying a state of the TMR head element by comparing the calculated resistance change rate with at least one threshold value. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、トンネル磁気抵抗効果(TMR)を利用したヘッド素子を有する磁気ディスク装置及びTMRヘッド素子を有する磁気ディスク装置用のヘッドアンプに関する。   The present invention relates to a magnetic disk device having a head element utilizing a tunnel magnetoresistive effect (TMR) and a head amplifier for a magnetic disk device having a TMR head element.

近年、磁気ディスク装置(ハードディスクドライブ(HDD))においては、大幅な記録密度の向上が図られており、これに応じて、TMR読出しヘッド素子を用いたHDDが提案されている。   In recent years, in a magnetic disk device (hard disk drive (HDD)), the recording density has been greatly improved, and an HDD using a TMR read head element has been proposed accordingly.

この種のHDDを実際に動作させた場合、内蔵されているTMR読出しヘッド素子にピンホールが発生する、その数が増加する等によって、特性が劣化してくることが予測される。   When this type of HDD is actually operated, it is predicted that the characteristics will deteriorate due to the occurrence of pinholes in the built-in TMR read head element or the increase in the number thereof.

従来より、TMR読出しヘッド素子については、製造した直後又はその製造途中において、良品であるか又は不良品であるかを評価することが行われている。特許文献1には、TMRヘッド素子にダメージを与えたり破壊させることなく信頼性の確認を行う検査方法として、設定された初期電流値をTMRヘッド素子に通電して抵抗値を測定し、この抵抗値を用いて検査電流値を求めるか、又はこの抵抗値と素子の測定基準となる電圧値により修正電流値を求めることを何度か行い、最終的な修正電流値をTMRヘッド素子に通電して抵抗値を測定し、最終的な抵抗値を用いて検査電流値を求め、このようにして求めた検査電流値を用いてTMRヘッド素子の電磁変換特性等の特性検査を行う方法が開示されている。   Conventionally, a TMR read head element has been evaluated whether it is a good product or a defective product immediately after it is manufactured or during its manufacturing. In Patent Document 1, as an inspection method for confirming reliability without damaging or destroying the TMR head element, a resistance value is measured by passing a set initial current value through the TMR head element and measuring the resistance value. The test current value is obtained using the value, or the correction current value is obtained several times based on the resistance value and the voltage value which is a measurement standard of the element, and the final corrected current value is supplied to the TMR head element. A method is disclosed in which a resistance value is measured, an inspection current value is obtained using the final resistance value, and a characteristic inspection such as an electromagnetic conversion characteristic of the TMR head element is conducted using the inspection current value thus obtained. ing.

しかしながら、特許文献1に記載されている方法は、製造時又は製造途中に行われる検査方法であり、HDDに組み込まれたTMR読出しヘッド素子をその実際の動作中に自己モニタするものではなかった。   However, the method described in Patent Document 1 is an inspection method performed during manufacturing or during manufacturing, and does not self-monitor the TMR read head element incorporated in the HDD during its actual operation.

HDDの自己モニタ方法又はプログラムとして、SMART(Self−Monitoring, Analysis and Reporting Technology)機能が知られている。このSMART機能は、例えばヘッド浮上量、リマップされたセクタ数、エラー数、温度、データ出力レート等のアトリビュート値をモニタしてHDDの信頼性悪化を予知しようとするものである。   As an HDD self-monitoring method or program, a SMART (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology) function is known. This SMART function is intended to predict the deterioration of HDD reliability by monitoring attribute values such as the head flying height, the number of remapped sectors, the number of errors, the temperature, and the data output rate.

特開2001−23131号公報JP 2001-23131 A

しかしながら、TMR読出しヘッド素子に関してHDD動作中にモニタすることは、従来より全く行われておらず、提案すらなされていなかった。   However, monitoring of the TMR read head element during HDD operation has not been performed at all and has not been proposed.

従って本発明の目的は、TMRヘッド素子に関するモニタを、実際の動作中においても容易にかつ確実に行うことができるTMRヘッド素子を有する磁気ディスク装置及びTMRヘッド素子を有する磁気ディスク装置用のヘッドアンプを提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a magnetic disk device having a TMR head element and a head amplifier for a magnetic disk device having a TMR head element that can easily and reliably monitor a TMR head element even during actual operation. Is to provide.

本発明によれば、TMRヘッド素子に互いに異なる値の複数の電圧又は電流を印加可能な印加手段と、複数の電圧又は電流をそれぞれ印加した状態でTMRヘッド素子の抵抗値を測定する測定手段と、測定して得た複数の抵抗値から抵抗変化率を算出する抵抗変化率算出手段と、算出した抵抗変化率を少なくとも1つの閾値と比較してTMRヘッド素子の状態を識別する識別手段とを含む自己モニタシステムを備えた磁気ディスク装置が提供される。   According to the present invention, an applying means capable of applying a plurality of voltages or currents having different values to the TMR head element, and a measuring means for measuring the resistance value of the TMR head element in a state where a plurality of voltages or currents are respectively applied. A resistance change rate calculating means for calculating a resistance change rate from a plurality of resistance values obtained by measurement, and an identifying means for comparing the calculated resistance change rate with at least one threshold to identify the state of the TMR head element. A magnetic disk drive having a self-monitoring system is provided.

自己モニタシステムが、識別した状態を通知する通知手段をさらに含んでいることが好ましい。   It is preferable that the self-monitoring system further includes notification means for notifying the identified state.

印加手段が、互いに異なる電圧又は電流を互いに不連続又は連続に印加する手段であることも好ましい。ここで、不連続に電圧又は電流を印加するとは、1つの電圧又は電流を印加した後、その電圧又は電流印加を一旦止め、その後、次の電圧又は電流を印加することをいう。   It is also preferable that the applying means is means for applying different voltages or currents to each other discontinuously or continuously. Here, applying a voltage or current discontinuously means that after applying one voltage or current, the voltage or current application is temporarily stopped, and then the next voltage or current is applied.

本発明によれば、さらに、TMRヘッド素子に第1の値の電圧又は電流並びにこの第1の値より絶対値が大きい第2の値の電圧又は電流を印加可能な印加手段と、TMRヘッド素子に第1の値の電圧又は電流を印加した状態で抵抗値を測定して第1の抵抗値とする第1の測定手段と、TMRヘッド素子に第2の値の電圧又は電流を印加した状態で抵抗値を測定して第1の抵抗値とする第2の測定手段と、第1の抵抗値と第2の抵抗値とから抵抗変化率を算出する抵抗変化率算出手段と、算出した抵抗変化率を少なくとも1つの閾値と比較してTMRヘッド素子の状態を識別する識別手段とを含む自己モニタシステムを備えた磁気ディスク装置が提供される。   According to the present invention, there is further provided an application means capable of applying a voltage or current having a first value and a voltage or current having a second value larger in absolute value than the first value to the TMR head element, and the TMR head element. A first measuring means for measuring a resistance value in a state where a voltage or current having a first value is applied to the first resistance value and a state in which a voltage or current having a second value is applied to the TMR head element A second measuring means for measuring the resistance value to obtain a first resistance value, a resistance change rate calculating means for calculating a resistance change rate from the first resistance value and the second resistance value, and the calculated resistance There is provided a magnetic disk drive comprising a self-monitoring system including an identification means for comparing the rate of change with at least one threshold to identify the state of the TMR head element.

TMRヘッド素子に互いに異なる値の電圧又は電流を印加した時の抵抗値を求め、抵抗変化率を求めること行う。抵抗変化率%VbdMRR(電圧印加時)又は%dMRR(電流印加時)が低いTMRヘッド素子においてはバリア層の金属伝導の度合いが低く、ピンホールが少ないため素子破壊電圧が高い。逆に、抵抗変化率が高いTMRヘッド素子にいてはバリア層の金属伝導の度合いが高く、ピンホールが多いため素子破壊電圧が低い。従って、異なる電圧又は電流値によって測定した抵抗値から抵抗変化率%VbdMRR又は%dMRRを求め、これを閾値と比較することによって、TMRヘッド素子に関する信頼性、劣化程度を極めて容易にかつ短時間に識別することができ、その結果がユーザに通知される。これにより、ユーザは、磁気ディスク装置内のTMR読出しヘッド素子の特性劣化等の情報を知ることができ、磁気ディスク装置の交換や情報のバックアップ等をこの磁気ディスク装置が故障する前に行うことが可能となる。   The resistance value when different voltages or currents are applied to the TMR head element is obtained, and the resistance change rate is obtained. In a TMR head element having a low resistance change rate% VbdMRR (when voltage is applied) or% dMRR (when current is applied), the degree of metal conduction in the barrier layer is low and the number of pinholes is small, so that the element breakdown voltage is high. Conversely, in a TMR head element with a high rate of change in resistance, the degree of metal conduction in the barrier layer is high, and since there are many pinholes, the element breakdown voltage is low. Accordingly, the resistance change rate% VbdMRR or% dMRR is obtained from the resistance values measured at different voltages or current values, and the comparison is made with the threshold value, so that the reliability and deterioration degree of the TMR head element can be extremely easily and quickly. Can be identified and the result is notified to the user. As a result, the user can know information such as characteristic deterioration of the TMR read head element in the magnetic disk device, and can perform replacement of the magnetic disk device, backup of information, etc. before this magnetic disk device fails. It becomes possible.

特に、異なる電圧値によって測定した抵抗値から抵抗変化率%VbdMRRを求めるようにした場合、TMR層のサイズが異なる場合にもこの層にかかる負荷、即ち電圧が等しいため、負荷率を一定に保って測定及び識別を行うことができる。しかも、TMRヘッド素子を実際に使用する形態に近い状態の電圧条件下で測定を行うことができる。即ち、この場合、抵抗変化率が、TMRヘッド素子の抵抗値とはさほど強い相関性を持たず、ある値に近づくことでTMR層のサイズによる面積効果が無くなり、TMR層として十分に機能するものと欠陥を有しているものとの見分けが容易になる。換言すれば、抵抗値と抵抗変化率との関係を表す1本の連続相関線において、抵抗値が小さい領域では傾きが大きくかつ抵抗変化率が減少し、抵抗値がある値以上となると変局して傾きが変化し、ある抵抗変化率へ漸近して飽和する。この抵抗値が小さくかつ相関線が負の大きな傾きを有する領域と、相関線が変局してその傾きが変化しある抵抗変化率に漸近する領域とでは、異なる膜質を示しているのである。その結果、TMRヘッド素子に関する信頼性の確認を、明確かつ確実に行うことができるのである。   In particular, when the resistance change rate% VbdMRR is obtained from the resistance values measured with different voltage values, the load applied to this layer, that is, the voltage is equal even when the size of the TMR layer is different, so the load factor is kept constant. Measurement and identification. Moreover, the measurement can be performed under voltage conditions in a state close to a form in which the TMR head element is actually used. That is, in this case, the resistance change rate does not have a strong correlation with the resistance value of the TMR head element, and by approaching a certain value, the area effect due to the size of the TMR layer is eliminated, and the TMR layer functions sufficiently. Can be easily distinguished from those having defects. In other words, in one continuous correlation line representing the relationship between the resistance value and the resistance change rate, the slope is large and the resistance change rate decreases in a region where the resistance value is small, and the change occurs when the resistance value exceeds a certain value. As a result, the slope changes, and asymptotically approaches a certain rate of change in resistance. The region where the resistance value is small and the correlation line has a large negative slope and the region where the correlation line is transformed and the slope gradually changes to a certain resistance change rate show different film qualities. As a result, the reliability of the TMR head element can be confirmed clearly and reliably.

自己モニタシステムが、識別した状態を通知する通知手段をさらに含んでいることが好ましい。   It is preferable that the self-monitoring system further includes notification means for notifying the identified state.

印加手段が、第1の値の電圧又は電流と第2の値の電圧又は電流とを互いに不連続又は連続に印加する手段であることも好ましい。ここで、不連続に電圧又は電流を印加するとは、1つの電圧又は電流を印加した後、その電圧又は電流印加を一旦止め、その後、次の電圧又は電流を印加することをいう。   It is also preferable that the applying means is means for applying the first value voltage or current and the second value voltage or current discontinuously or continuously. Here, applying a voltage or current discontinuously means that after applying one voltage or current, the voltage or current application is temporarily stopped, and then the next voltage or current is applied.

抵抗変化率算出手段が、第1の抵抗値をRとし、第2の抵抗値をRとすると、(R−R)/R×100(%)から抵抗変化率を算出する手段であることが好ましい。 The resistance change rate calculating means, the first resistance value and R 1, is calculated when the second resistance value and R 2, the resistance change ratio from the (R 2 -R 1) / R 1 × 100 (%) Preferably it is a means.

識別手段が、(R−R)/R×100(%)なる抵抗変化率が第1の閾値を越える場合はTMRヘッド素子が使用できない状態であると識別する手段であることが好ましい。 The identification means is preferably means for identifying that the TMR head element cannot be used when the resistance change rate of (R 2 −R 1 ) / R 1 × 100 (%) exceeds the first threshold value. .

識別手段が、(R−R)/R×100(%)なる抵抗変化率が第1の閾値以下でありかつ第1の閾値より低い第2の閾値を越える場合はTMRヘッド素子が不安定ではあるが使用できる状態であると識別する手段であることも好ましい。 When the identification means has a resistance change rate of (R 2 −R 1 ) / R 1 × 100 (%) that is equal to or lower than the first threshold value and exceeds a second threshold value that is lower than the first threshold value, the TMR head element is It is also preferable to be a means for discriminating that it is unstable but ready for use.

識別手段が、(R−R)/R×100(%)なる抵抗変化率が第2の閾値以下でありかつ第2の閾値より低い第3の閾値を越える場合はTMRヘッド素子が安定した状態であると識別する手段であることも好ましい。 When the identification means has a resistance change rate of (R 2 −R 1 ) / R 1 × 100 (%) that is equal to or lower than the second threshold and exceeds a third threshold that is lower than the second threshold, the TMR head element is It is also preferable to be a means for identifying that the state is stable.

識別手段が、(R−R)/R×100(%)なる抵抗変化率が第3の閾値を越える場合はTMRヘッド素子が非常に安定した状態であると識別する手段であることも好ましい。 When the resistance change rate of (R 2 −R 1 ) / R 1 × 100 (%) exceeds the third threshold, the identification means is a means for identifying that the TMR head element is in a very stable state. Is also preferable.

TMRヘッド素子のトンネルバリア層がアルミニウム(Al)の酸化物、例えば、酸化アルミニウム(アルミナ、Al)で構成されており、かつ、第1の電圧値が25mV、第2の電圧値が150mVの場合、第1の閾値が−0.8(%)であることが好ましい。さらに、この場合、第2の閾値が−1.2(%)であることが好ましい。さらにまた、第3の閾値が−1.8(%)であることが好ましい。 The tunnel barrier layer of the TMR head element is made of aluminum (Al) oxide, for example, aluminum oxide (alumina, Al 2 O 3 ), and the first voltage value is 25 mV, and the second voltage value is In the case of 150 mV, the first threshold value is preferably −0.8 (%). Further, in this case, the second threshold value is preferably −1.2 (%). Furthermore, it is preferable that the third threshold value is −1.8 (%).

TMRヘッド素子のトンネルバリア層がアルミニウム(Al)の酸化物、例えば、酸化アルミニウム(アルミナ、Al)で構成されており、かつ、第1の電流値が0.1mA、第2の電流値が0.4mAの場合、第1の閾値が−0.6(%)であることが好ましい。さらに、この場合、第2の閾値が−0.8(%)であることが好ましい。さらにまた、第3の閾値が−1.0(%)であることが好ましい。 The tunnel barrier layer of the TMR head element is made of an oxide of aluminum (Al), for example, aluminum oxide (alumina, Al 2 O 3 ), and the first current value is 0.1 mA, the second current When the value is 0.4 mA, the first threshold value is preferably −0.6 (%). Furthermore, in this case, it is preferable that the second threshold value is −0.8 (%). Furthermore, it is preferable that the third threshold value is −1.0 (%).

なお、トンネルバリア層をAlの酸化物以外の材料で構成する場合、それに応じて、第1の電圧又は電流値、第2の電圧又は電流値及び抵抗変化率の第1〜第3の閾値を設定すれば、同様に評価が可能となる。   When the tunnel barrier layer is made of a material other than the oxide of Al, the first voltage or current value, the second voltage or current value, and the first to third threshold values of the resistance change rate are set accordingly. If set, the same evaluation is possible.

自己モニタシステムが、磁気ディスク装置の起動時に、設定された時間毎に、及び/又は指示される毎に作動してTMRヘッド素子の状態を識別することが好ましい。   It is preferable that the self-monitoring system is operated at a set time and / or whenever instructed to identify the state of the TMR head element when starting the magnetic disk device.

自己モニタシステムは、TMRヘッド素子が磁気ディスクの記録領域上から退避した状態、又はTMRヘッド素子が磁気ディスクの特定の情報を記録した領域上に位置する状態で作動することが好ましい。   The self-monitoring system preferably operates in a state where the TMR head element is retracted from the recording area of the magnetic disk or in a state where the TMR head element is positioned on the area where specific information is recorded on the magnetic disk.

本発明によれば、さらにまた、TMRヘッド素子に第1の値の電圧又は電流並びにこの第1の値より絶対値が大きい第2の値の電圧又は電流を印加可能な印加手段と、TMRヘッド素子に第1の値の電圧又は電流を印加した状態で抵抗値を測定して第1の抵抗値とする第1の測定手段と、TMRヘッド素子に第2の値の電圧又は電流を印加した状態で抵抗値を測定して第1の抵抗値とする第2の測定手段と、第1の抵抗値と第2の抵抗値とから抵抗変化率を算出する抵抗変化率算出手段と、算出した抵抗変化率を少なくとも1つの閾値と比較してTMRヘッド素子の状態を識別する識別手段とを含む自己モニタシステムを備えた磁気ディスク装置用のヘッドアンプが提供される。   According to the present invention, furthermore, an application means capable of applying a first value voltage or current and a second value voltage or current having an absolute value larger than the first value to the TMR head element; A first measuring means for measuring a resistance value in a state in which a voltage or current having a first value is applied to the element to obtain a first resistance value, and a voltage or current having a second value applied to the TMR head element A second measuring means for measuring a resistance value in a state to obtain a first resistance value, a resistance change rate calculating means for calculating a resistance change rate from the first resistance value and the second resistance value, and calculating There is provided a head amplifier for a magnetic disk drive having a self-monitoring system including an identification means for identifying a state of a TMR head element by comparing a resistance change rate with at least one threshold value.

このようなヘッドアンプを、通常の磁気ディスク装置に用いて使用する。これにより、TMRヘッド素子に互いに異なる値の電圧又は電流を印加した時の抵抗値を求め、抵抗変化率を求めること行う。抵抗変化率%VbdMRR(電圧印加時)又は%dMRR(電流印加時)が低いTMRヘッド素子においてはバリア層の金属伝導の度合いが低く、ピンホールが少ないため素子破壊電圧が高い。逆に、抵抗変化率が高いTMRヘッド素子にいてはバリア層の金属伝導の度合いが高く、ピンホールが多いため素子破壊電圧が低い。従って、異なる電圧又は電流値によって測定した抵抗値から抵抗変化率%VbdMRR又は%dMRRを求め、これを閾値と比較することによって、TMRヘッド素子に関する信頼性、劣化程度を極めて容易にかつ短時間に識別することができ、その結果がユーザに通知される。これにより、ユーザは、磁気ディスク装置内のTMR読出しヘッド素子の特性劣化等の情報を知ることができ、磁気ディスク装置の交換や情報のバックアップ等をこの磁気ディスク装置が故障する前に行うことが可能となる。   Such a head amplifier is used in a normal magnetic disk device. Thus, the resistance value when different voltages or currents are applied to the TMR head element is obtained, and the resistance change rate is obtained. In a TMR head element having a low resistance change rate% VbdMRR (when voltage is applied) or% dMRR (when current is applied), the degree of metal conduction in the barrier layer is low and the number of pinholes is small, so that the element breakdown voltage is high. Conversely, in a TMR head element with a high rate of change in resistance, the degree of metal conduction in the barrier layer is high, and since there are many pinholes, the element breakdown voltage is low. Accordingly, the resistance change rate% VbdMRR or% dMRR is obtained from the resistance values measured at different voltages or current values, and the comparison is made with the threshold value, so that the reliability and deterioration degree of the TMR head element can be extremely easily and quickly. Can be identified and the result is notified to the user. As a result, the user can know information such as characteristic deterioration of the TMR read head element in the magnetic disk device, and can perform replacement of the magnetic disk device, backup of information, etc. before this magnetic disk device fails. It becomes possible.

特に、異なる電圧値によって測定した抵抗値から抵抗変化率%VbdMRRを求めるようにした場合、TMR層のサイズが異なる場合にもこの層にかかる負荷、即ち電圧が等しいため、負荷率を一定に保って測定及び識別を行うことができる。しかも、TMRヘッド素子を実際に使用する形態に近い状態の電圧条件下で測定を行うことができる。即ち、この場合、抵抗変化率が、TMRヘッド素子の抵抗値とはさほど強い相関性を持たず、ある値に近づくことでTMR層のサイズによる面積効果が無くなり、TMR層として十分に機能するものと欠陥を有しているものとの見分けが容易になる。換言すれば、抵抗値と抵抗変化率との関係を表す1本の連続相関線において、抵抗値が小さい領域では傾きが大きくかつ抵抗変化率が減少し、抵抗値がある値以上となると変局して傾きが変化し、ある抵抗変化率へ漸近して飽和する。この抵抗値が小さくかつ相関線が負の大きな傾きを有する領域と、相関線が変局してその傾きが変化しある抵抗変化率に漸近する領域とでは、異なる膜質を示しているのである。その結果、TMRヘッド素子に関する信頼性の確認を、明確かつ確実に行うことができるのである。   In particular, when the resistance change rate% VbdMRR is obtained from the resistance values measured with different voltage values, the load applied to this layer, that is, the voltage is equal even when the size of the TMR layer is different, so the load factor is kept constant. Measurement and identification. Moreover, the measurement can be performed under voltage conditions in a state close to a form in which the TMR head element is actually used. That is, in this case, the resistance change rate does not have a strong correlation with the resistance value of the TMR head element, and by approaching a certain value, the area effect due to the size of the TMR layer is eliminated, and the TMR layer functions sufficiently. Can be easily distinguished from those having defects. In other words, in one continuous correlation line representing the relationship between the resistance value and the resistance change rate, the slope is large and the resistance change rate decreases in a region where the resistance value is small, and the change occurs when the resistance value exceeds a certain value. As a result, the slope changes, and asymptotically approaches a certain rate of change in resistance. The region where the resistance value is small and the correlation line has a large negative slope and the region where the correlation line is transformed and the slope gradually changes to a certain resistance change rate show different film qualities. As a result, the reliability of the TMR head element can be confirmed clearly and reliably.

印加手段が、第1の値の電圧又は電流と第2の値の電圧又は電流とを互いに不連続又は連続に印加する手段であることが好ましい。ここで、不連続に電圧又は電流を印加するとは、1つの電圧又は電流を印加した後、その電圧又は電流印加を一旦止め、その後、次の電圧又は電流を印加することをいう。   The applying means is preferably means for applying the first value voltage or current and the second value voltage or current discontinuously or continuously. Here, applying a voltage or current discontinuously means that after applying one voltage or current, the voltage or current application is temporarily stopped, and then the next voltage or current is applied.

抵抗変化率算出手段が、第1の抵抗値をRとし、第2の抵抗値をRとすると、(R−R)/R×100(%)から抵抗変化率を算出する手段であることが好ましい。 The resistance change rate calculating means, the first resistance value and R 1, is calculated when the second resistance value and R 2, the resistance change ratio from the (R 2 -R 1) / R 1 × 100 (%) Preferably it is a means.

識別手段が、(R−R)/R×100(%)なる抵抗変化率が第1の閾値を越える場合はTMRヘッド素子が使用できない状態であると識別する手段であることが好ましい。 The identification means is preferably means for identifying that the TMR head element cannot be used when the resistance change rate of (R 2 −R 1 ) / R 1 × 100 (%) exceeds the first threshold value. .

識別手段が、(R−R)/R×100(%)なる抵抗変化率が第1の閾値以下でありかつ第1の閾値より低い第2の閾値を越える場合はTMRヘッド素子が不安定ではあるが使用できる状態であると識別する手段であることも好ましい。 When the identification means has a resistance change rate of (R 2 −R 1 ) / R 1 × 100 (%) that is equal to or lower than the first threshold value and exceeds a second threshold value that is lower than the first threshold value, the TMR head element is It is also preferable to be a means for discriminating that it is unstable but ready for use.

識別手段が、(R−R)/R×100(%)なる抵抗変化率が第2の閾値以下でありかつ第2の閾値より低い第3の閾値を越える場合はTMRヘッド素子が安定した状態であると識別する手段であることも好ましい。 When the identification means has a resistance change rate of (R 2 −R 1 ) / R 1 × 100 (%) that is equal to or lower than the second threshold and exceeds a third threshold that is lower than the second threshold, the TMR head element is It is also preferable to be a means for identifying that the state is stable.

識別手段が、(R−R)/R×100(%)なる抵抗変化率が第3の閾値を越える場合はTMRヘッド素子が非常に安定した状態であると識別する手段であることも好ましい。 When the resistance change rate of (R 2 −R 1 ) / R 1 × 100 (%) exceeds the third threshold, the identification means is a means for identifying that the TMR head element is in a very stable state. Is also preferable.

本発明によれば、異なる電圧又は電流値によって測定した抵抗値から抵抗変化率%VbdMRR又は%dMRRを求め、これを閾値と比較することによって、TMRヘッド素子に関する信頼性、劣化程度を極めて容易にかつ短時間に識別することができ、その結果がユーザに通知される。これにより、ユーザは、磁気ディスク装置内のTMR読出しヘッド素子の特性劣化等の情報を知ることができ、磁気ディスク装置の交換や情報のバックアップ等をこの磁気ディスク装置が故障する前に行うことが可能となる。   According to the present invention, the resistance change rate% VbdMRR or% dMRR is obtained from the resistance values measured with different voltage or current values, and compared with the threshold value, the reliability and the degree of deterioration of the TMR head element can be extremely easily obtained. And it can identify in a short time and the result is notified to a user. As a result, the user can know information such as characteristic deterioration of the TMR read head element in the magnetic disk device, and can perform replacement of the magnetic disk device, backup of information, etc. before this magnetic disk device fails. It becomes possible.

図1は本発明の一実施形態として、TMR薄膜磁気ヘッドを備えたHDDの電気的構成を概略的に示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram schematically showing an electrical configuration of an HDD having a TMR thin film magnetic head as one embodiment of the present invention.

同図において、10は磁気記録媒体である磁気ディスク、11はこの磁気ディスク10を回転させるスピンドルモータ(SPM)、12はTMR読出しヘッド素子及びインダクティブ書込みヘッド素子を備えたTMR薄膜磁気ヘッド、13はこのTMR薄膜磁気ヘッド12の支持機構、14は支持機構13を回動させて磁気ヘッドの位置決めを行うボイスコイルモータ(VCM)、15はTMR読出しヘッド素子及びインダクティブ書込みヘッド素子用のヘッドアンプ、16はSPM11及びVCM14を駆動するモータドライバ、17はリードライトチャネル、18はハードディスクコントローラ(HDC)、19はマイクロコンピュータ、20はデータのバッファ用として用いられるメモリをそれぞれ示している。   In the figure, 10 is a magnetic disk as a magnetic recording medium, 11 is a spindle motor (SPM) for rotating the magnetic disk 10, 12 is a TMR thin film magnetic head provided with a TMR read head element and an inductive write head element, and 13 is A support mechanism of the TMR thin film magnetic head 12, 14 is a voice coil motor (VCM) that rotates the support mechanism 13 to position the magnetic head, 15 is a head amplifier for the TMR read head element and inductive write head element, 16 Represents a motor driver for driving the SPM 11 and the VCM 14, 17 a read / write channel, 18 a hard disk controller (HDC), 19 a microcomputer, and 20 a memory used as a data buffer.

ヘッドアンプ15は、インダクティブ書込みヘッド素子に印加される書込み電流を発生する書込みドライバ回路と、TMR読出しヘッド素子へ定電流回路から所定のセンス電流を供給してその出力電圧を増幅する読出しアンプ回路とを備えている。特に本実施形態では、読出しアンプ回路は、自己モニタ動作時に、TMR読出しヘッド素子へ互いに異なる値の電圧を印加する必要があることから、このTMR読出しヘッド素子に流すセンス電流を徐々に変化できるように構成されている。なお、本実施形態のように定電流を流す電流バイアス方式に代えて、定電圧を印加する電圧バイアス方式を用いても良いことは明らかである。   The head amplifier 15 includes a write driver circuit that generates a write current applied to the inductive write head element, a read amplifier circuit that supplies a predetermined sense current from the constant current circuit to the TMR read head element and amplifies its output voltage. It has. In particular, in this embodiment, the read amplifier circuit needs to apply different voltages to the TMR read head element during the self-monitoring operation, so that the sense current flowing through the TMR read head element can be gradually changed. It is configured. It is obvious that a voltage bias method of applying a constant voltage may be used instead of the current bias method of supplying a constant current as in the present embodiment.

リードライトチャネル17は、主に、書込みデータをコード変調してヘッドアンプ15へ出力すると共に、ヘッドアンプ15からの読出し信号波形からデータを検出してコード復調する処理を行うものである。   The read / write channel 17 mainly performs code modulation of write data and outputs the code to the head amplifier 15, and also performs processing of detecting data from the read signal waveform from the head amplifier 15 and demodulating the code.

HDC18は、エラー訂正、バッファ制御、キャッシュ制御、インタフェース制御、サーボ制御等を行うものであり、このHDDに接続されているホストコンピュータ等と、書込みデータ及び読出しデータの送受を行う。   The HDC 18 performs error correction, buffer control, cache control, interface control, servo control, and the like, and exchanges write data and read data with a host computer connected to the HDD.

マイクロコンピュータ19は、HDD全体の制御を行うものであり、VCM14による薄膜磁気ヘッドの位置制御、インタフェース制御、HDDの各回路の初期化、設定等を行うと共に自己モニタ処理を実行するものである。図1において、この自己モニタ処理を実行する部分が自己モニタシステム19aとして表わされている。   The microcomputer 19 controls the entire HDD. The microcomputer 19 performs position control of the thin film magnetic head, interface control, initialization and setting of each circuit of the HDD by the VCM 14, and executes self-monitoring processing. In FIG. 1, the part that executes this self-monitoring process is represented as a self-monitoring system 19a.

図2はHDDの自己モニタシステム19aの処理動作を説明するフローチャートである。   FIG. 2 is a flowchart for explaining the processing operation of the HDD self-monitoring system 19a.

マイクロコンピュータ19は、HDD起動時、あらかじめ定めた時間が経過する毎、及び/又は任意の指示に応じてこの自己モニタ処理を実行する。HDD起動時においてはTMR読出しヘッド素子が磁気ディスク10の記録領域に移動する前の記録領域外に退避している状態で自己モニタ処理を実行し、時間毎及び指示毎の場合はTMR読出しヘッド素子を磁気ディスク10の記録領域外に退避させた状態で自己モニタ処理を実行する。TMR読出しヘッド素子が磁気ディスク10の記録領域外に退避した状態とは、ロードアンロード方式のHDDにおいては、TMR読出しヘッド素子を含む薄膜磁気ヘッドが磁気ディスクの外側に位置するランプ上に載置されている状態を意味しており、コンタクトスタートストップ(CSS)方式のHDDにおいては、TMR読出しヘッド素子を含む薄膜磁気ヘッドが磁気ディスク上のCSS領域に存在している状態を意味している。このように退避させた状態で自己モニタ処理を行うことにより、磁気ディスクからTMR読出しヘッド素子に印加される磁気的影響をできるだけ小さくするためである。TMR読出しヘッド素子が磁気ディスク10の記録領域外に退避した状態で自己モニタ処理を行うことが望ましいが、TMR読出しヘッド素子が磁気ディスク10の特定の情報を記録した領域上、例えば、1−1−1−1を記録したようなトラック上、に位置する状態で自己モニタ処理を行っても良い。即ち、退避していない状態で自己モニタ処理を行うことも本発明の適用範囲である。   The microcomputer 19 executes this self-monitoring process when a predetermined time elapses and / or according to an arbitrary instruction when the HDD is activated. When the HDD is started, the self-monitoring process is executed in a state where the TMR read head element is retracted outside the recording area before moving to the recording area of the magnetic disk 10, and the TMR read head element is used every time and every instruction. The self-monitoring process is executed in a state where the disk is retracted outside the recording area of the magnetic disk 10. The state in which the TMR read head element is retracted outside the recording area of the magnetic disk 10 means that in a load / unload type HDD, a thin film magnetic head including the TMR read head element is placed on a ramp positioned outside the magnetic disk. In a contact start / stop (CSS) type HDD, the thin film magnetic head including the TMR read head element is present in the CSS area on the magnetic disk. This is because the magnetic influence applied from the magnetic disk to the TMR read head element is made as small as possible by performing the self-monitoring process in such a retracted state. Although it is desirable to perform the self-monitoring process in a state where the TMR read head element is retracted outside the recording area of the magnetic disk 10, for example, 1-1 on the area where the TMR read head element records specific information on the magnetic disk 10. The self-monitoring process may be performed in a state where it is positioned on the track where 1-1 is recorded. That is, it is also within the scope of the present invention to perform the self-monitoring process in a state where it has not been saved.

まず、HDD内に設けられているTMR読出しヘッド素子に、第1の電圧値、例えば25mV、を有する電圧を印加する(ステップS1)。この場合、ヘッドアンプ15内の定電流回路より、既知の電流値の電流をTMR読出しヘッド素子に流してその出力電圧をヘッドアンプ15及びリードライトチャネル17を介してマイクロコンピュータ19によってモニタし、その値が第1の電圧値、例えば25mV、となる定電流値を知る。その際、定電流回路からの電流を、ステップ的に変化させて第1の電圧値に到達させても良いし、連続的に変化させて第1の電圧値に到達させても良い。   First, a voltage having a first voltage value, for example, 25 mV, is applied to the TMR read head element provided in the HDD (step S1). In this case, a constant current circuit in the head amplifier 15 causes a current of a known current value to flow through the TMR read head element, and its output voltage is monitored by the microcomputer 19 via the head amplifier 15 and the read / write channel 17. A constant current value whose value is a first voltage value, for example, 25 mV, is known. At this time, the current from the constant current circuit may be changed stepwise to reach the first voltage value, or may be changed continuously to reach the first voltage value.

次いで、第1の電圧値と、この値に到達したときの定電流回路からの電流値とからオームの法則によってTMR読出しヘッド素子の抵抗値を算出する(ステップS2)。算出した抵抗値は、第1の抵抗値Rとして、マイクロコンピュータ19内に記憶される。 Next, the resistance value of the TMR read head element is calculated from Ohm's law from the first voltage value and the current value from the constant current circuit when this value is reached (step S2). Calculated resistance value, as the first resistance value R 1, is stored in the microcomputer 19.

次いで、第1の電圧値より高い第2の電圧値、例えば150mV、を有する電圧をTMR読出しヘッド素子に印加する(ステップS3)。この場合、定電流回路より、既知の電流値の電流をTMR読出しヘッド素子に流してその出力電圧をヘッドアンプ15及びリードライトチャネル17を介してマイクロコンピュータ19によってモニタし、その値が第2の電圧値、例えば150mV、となる定電流値を知る。その際、定電流回路からの電流を、ステップ的に変化させて第2の電圧値に到達させても良いし、連続的に変化させて第2の電圧値に到達させても良い。   Next, a voltage having a second voltage value higher than the first voltage value, for example, 150 mV, is applied to the TMR read head element (step S3). In this case, a current having a known current value is supplied from the constant current circuit to the TMR read head element, and the output voltage is monitored by the microcomputer 19 via the head amplifier 15 and the read / write channel 17, and the value is the second value. Know the constant current value at which the voltage value is, for example, 150 mV. At this time, the current from the constant current circuit may be changed stepwise to reach the second voltage value, or may be changed continuously to reach the second voltage value.

次いで、第2の電圧値と、この値に到達したときの定電流回路からの電流値とからオームの法則によってTMR読出しヘッド素子の抵抗値を算出する(ステップS4)。算出した抵抗値は、第2の抵抗値Rとして、マイクロコンピュータ19内に記憶される。 Next, the resistance value of the TMR read head element is calculated according to Ohm's law from the second voltage value and the current value from the constant current circuit when this value is reached (step S4). Calculated resistance value, as the second resistance value R 2, is stored in the microcomputer 19.

その後、第1の抵抗値R及び第2の抵抗値Rから抵抗変化率%VbdMRRを、式%VbdMRR(%)=(R−R)/R×100を用いて算出し、その計算結果が第1の閾値である−0.8%より大きいか否か、即ち−0.8%より正の側に大きいか否かを判別する(ステップS5)。 Then, the first resistance value R 1 and the second resistance value R 2 from the resistance change ratio% VbdMRR, wherein% VbdMRR (%) = (R 2 -R 1) / R 1 × 100 calculated using, It is determined whether or not the calculation result is larger than the first threshold value of −0.8%, that is, larger than −0.8% on the positive side (step S5).

大きい場合は、そのTMR読出しヘッド素子のバリア層に多数のピンホールが生じており、特性が劣化していて使用できない状態(ランクD)であると識別する(ステップS6)。   If it is large, a large number of pinholes are generated in the barrier layer of the TMR read head element, and the characteristics are deteriorated, and it is identified that the TMR read head element cannot be used (rank D) (step S6).

−0.8%以下の場合は、この%VbdMRRを第2の閾値である−1.2%より大きいか否か、即ち−1.2%より正の側に大きいか否かを判別する(ステップS7)。   In the case of −0.8% or less, it is determined whether or not this% VbdMRR is larger than the second threshold value −1.2%, that is, larger than −1.2% on the positive side ( Step S7).

大きい場合は、そのTMR読出しヘッド素子のバリア層に多少のピンホールが生じて、不安定であるが何とか使用できる状態(ランクC)であると識別する(ステップS8)。   If it is larger, some pinholes are generated in the barrier layer of the TMR read head element, and the TMR read head element is identified as being in an unstable but usable state (rank C) (step S8).

−1.2%以下の場合は、この%VbdMRRを第3の閾値である−1.8%より大きいか否か、即ち−1.8%より正の側に大きいか否かを判別する(ステップS9)。   In the case of −1.2% or less, it is determined whether or not this% VbdMRR is larger than the third threshold value −1.8%, that is, whether it is larger than −1.8% on the positive side ( Step S9).

大きい場合は、そのTMR読出しヘッド素子のバリア層にピンホールがほとんど生じておらず、安定した状態(ランクB)であると識別する(ステップS10)。   If it is larger, almost no pinholes are generated in the barrier layer of the TMR read head element, and it is identified as being in a stable state (rank B) (step S10).

−1.8%以下の場合は、このTMR読出しヘッド素子のバリア層にピンホールが全く生じておらず、非常に安定した状態(ランクA)であると識別する(ステップS11)。   If it is −1.8% or less, no pinhole is generated in the barrier layer of this TMR read head element, and it is identified as being in a very stable state (rank A) (step S11).

その後、以上のステップS6、S8、S10又はS11によって識別した状態をホストコンピュータに通知する(ステップS12)。   Thereafter, the host computer is notified of the state identified in step S6, S8, S10 or S11 (step S12).

TMR読出しヘッド素子が複数設けられている場合は、その全てに対して同様の自己モニタ処理を行う。   When a plurality of TMR read head elements are provided, the same self-monitoring process is performed for all of them.

これにより、ユーザは、HDD内のTMR読出しヘッド素子の特性劣化等の情報を知ることができ、HDDの交換や情報のバックアップ等をHDDが故障する前に行うことが可能となる。   As a result, the user can know information such as characteristic deterioration of the TMR read head element in the HDD, and can perform HDD replacement, information backup, etc. before the HDD fails.

図3は、この図2の自己モニタ処理における電圧印加シーケンスを説明する図である。   FIG. 3 is a diagram for explaining a voltage application sequence in the self-monitoring process of FIG.

同図(A)に示すように、定電流回路からの電流をステップ的に変化させる方式の場合は、まず、定電流回路からの電流をステップ的に増大させて、TMR読出しヘッド素子の出力電圧が例えば25mVという低い方の第1の電圧値に到達した際に流した電流から抵抗値Rを求める。次いで、同様に、定電流回路からの電流をステップ的に増大させて、TMR読出しヘッド素子の出力電圧が例えば150mVという第1の電圧値より高い第2の電圧値に到達した際に流した電流から抵抗値Rを求める。その後、抵抗変化率%VbdMRRを%VbdMRR(%)=(R−R)/R×100から計算し、その結果を、第1、第2及び第3の閾値と比較して、TMR読出しヘッド素子の状態識別を行う。各電圧値における持続時間は任意であり、また、その間隔も任意である。 As shown in FIG. 4A, in the case of a method in which the current from the constant current circuit is changed stepwise, first, the current from the constant current circuit is increased stepwise to output the output voltage of the TMR read head element. There obtaining the resistance value R 1 of current supplied upon reaching the first voltage value, for example lower as 25 mV. Next, similarly, the current from the constant current circuit is increased stepwise so that the current flowed when the output voltage of the TMR read head element reaches a second voltage value higher than the first voltage value, for example, 150 mV. From this, the resistance value R 2 is obtained. Thereafter, the resistance change rate% VbdMRR is calculated from% VbdMRR (%) = (R 2 −R 1 ) / R 1 × 100, and the result is compared with the first, second, and third threshold values, and the TMR is calculated. The state of the read head element is identified. The duration at each voltage value is arbitrary, and the interval is also arbitrary.

同図(B)に示すように、定電流回路からの電流を連続的に変化させる方式の場合は、まず、定電流回路からの電流を連続的に増大させて、TMR読出しヘッド素子の出力電圧が例えば25mVという低い方の第1の電圧値に到達した際に流した電流から抵抗値Rを求める。次いで、同様に、定電流回路からの電流を連続的に増大させて、TMR読出しヘッド素子の出力電圧が例えば150mVという第1の電圧値より高い第2の電圧値に到達した際に流した電流から抵抗値Rを求める。その後、抵抗変化率%VbdMRRを%VbdMRR(%)=(R−R)/R×100から計算し、その結果を、第1、第2及び第3の閾値と比較して、TMR読出しヘッド素子の状態識別を行う。電流増大の傾きは任意であり、また、第1及び第2の電圧値の間隔も任意である。 As shown in FIG. 5B, in the case of the method of continuously changing the current from the constant current circuit, first, the current from the constant current circuit is continuously increased to output the output voltage of the TMR read head element. There obtaining the resistance value R 1 of current supplied upon reaching the first voltage value, for example lower as 25 mV. Subsequently, similarly, the current from the constant current circuit is continuously increased, and the current flowed when the output voltage of the TMR read head element reaches a second voltage value higher than the first voltage value of, for example, 150 mV. From this, the resistance value R 2 is obtained. Thereafter, the resistance change rate% VbdMRR is calculated from% VbdMRR (%) = (R 2 −R 1 ) / R 1 × 100, and the result is compared with the first, second, and third threshold values, and the TMR is calculated. The state of the read head element is identified. The slope of the current increase is arbitrary, and the interval between the first and second voltage values is also arbitrary.

以上の電圧印加シーケンスは、第1の電圧値の電圧を印加した後、その電圧印加を一旦止め、その後、第2の電圧値の電圧を印加する、不連続な電圧印加方法であるが、第1の電圧値の電圧を印加した状態からその電圧を第2の電圧値まで上昇させる、連続的な電圧印加方法を用いても良い。   The above voltage application sequence is a discontinuous voltage application method in which a voltage having a first voltage value is applied, the voltage application is temporarily stopped, and then a voltage having a second voltage value is applied. You may use the continuous voltage application method which raises the voltage to the 2nd voltage value from the state which applied the voltage of 1 voltage value.

また、同図(C)に示すように、図2の処理シーケンスとは異なるが定電圧回路から定電圧を印加し、電流計により電流測定を行う方式を用いても良い。この場合、まず、例えば25mVという低い方の第1の電圧値の矩形波状の電圧を印加し、その時にTMR読出しヘッド素子を流れる電流値を測定して抵抗値Rを求める。次いで、例えば150mVという第1の電圧値より高い第2の電圧値の矩形波状の電圧を印加し、その時にTMR読出しヘッド素子を流れる電流値を測定して抵抗値Rを求める。その後、抵抗変化率%VbdMRRを%VbdMRR(%)=(R−R)/R×100から計算し、その結果を、第1、第2及び第3の閾値と比較して、TMR読出しヘッド素子の状態識別を行う。各電圧値における持続時間は任意であり、また、その間隔も任意である。 Further, as shown in FIG. 2C, a method of applying a constant voltage from a constant voltage circuit and measuring current with an ammeter may be used, which is different from the processing sequence of FIG. In this case, first, for example by applying a rectangular waveform voltage of the lower first voltage value of 25 mV, determine the resistance R 1 by measuring a current value flowing in the TMR read head element at that time. Then, for example, a rectangular waveform voltage of the first voltage a second voltage value higher than the value applied as 150 mV, obtains the resistance value R 2 by measuring the current flowing in the TMR read head element at that time. Thereafter, the resistance change rate% VbdMRR is calculated from% VbdMRR (%) = (R 2 −R 1 ) / R 1 × 100, and the result is compared with the first, second, and third threshold values, and the TMR is calculated. The state of the read head element is identified. The duration at each voltage value is arbitrary, and the interval is also arbitrary.

さらに、このように定電圧回路から定電圧を印加し、電流計により電流測定を行う方式を用いた場合に電圧を連続的に印加しても良い。同図(D)に示すように、まず、例えば25mVという低い方の第1の電圧値の電圧を印加し、その時にTMR読出しヘッド素子を流れる電流値を測定して抵抗値Rを求める。次いで、電圧印加を止めることなく、その電圧値を例えば150mVという第1の電圧値より高い第2の電圧値まで上昇させ、その時にTMR読出しヘッド素子を流れる電流値を測定して抵抗値Rを求める。その後、抵抗変化率%VbdMRRを%VbdMRR(%)=(R−R)/R×100から計算し、その結果を、第1、第2及び第3の閾値と比較して、TMR読出しヘッド素子の状態識別を行う。各電圧値の持続時間は任意である。 Furthermore, when using a method in which a constant voltage is applied from a constant voltage circuit and current measurement is performed with an ammeter, the voltage may be applied continuously. As shown in Graph 1 (D), first, for example by applying a lower voltage of the first voltage value of 25 mV, determine the resistance R 1 by measuring a current value flowing in the TMR read head element at that time. Next, without stopping the voltage application, the voltage value is increased to a second voltage value higher than the first voltage value of, for example, 150 mV, and the current value flowing through the TMR read head element at that time is measured to measure the resistance value R 2. Ask for. Thereafter, the resistance change rate% VbdMRR is calculated from% VbdMRR (%) = (R 2 −R 1 ) / R 1 × 100, and the result is compared with the first, second, and third threshold values, and the TMR is calculated. The state of the read head element is identified. The duration of each voltage value is arbitrary.

図4は、多数のTMR読出しヘッド素子について、上述した処理動作により、25mV印加時の第1の抵抗値R及び150mV印加時の第2の抵抗値Rを測定し、抵抗変化率%VbdMRRを求めた結果を表すグラフである。ただし、同図の横軸はTMR素子抵抗値(この場合、第1の抵抗値Rに等しい)を、縦軸は抵抗変化率%VbdMRRをそれぞれ表している。また、図5〜図8は抵抗変化率%VbdMRR及び後述する抵抗変化率%dMRRによって決まる各ランクのTMR読出しヘッド素子について、150mVの電圧を印加した状態を長時間(12時間)継続し、そのTMR素子抵抗値及び出力電圧を求めた結果を表すグラフである。ただし、これらの図の横軸は時間を、縦軸はTMR素子抵抗値及び出力電圧をそれぞれ表している。 4, the number of TMR read head element, by the processing operations described above, and measuring a second resistance value R 2 at the time of the first resistance value R 1 and 150mV applied at 25mV applied, the resistance change rate% VbdMRR It is a graph showing the result of having calculated | required. However, the horizontal axis of the figure represents the TMR element resistance value (in this case, equal to the first resistance value R1), and the vertical axis represents the resistance change rate% VbdMRR. 5 to 8 show a state in which a voltage of 150 mV is applied for a long time (12 hours) for each rank of the TMR read head element determined by the resistance change rate% VbdMRR and the resistance change rate% dMRR described later. It is a graph showing the result of having calculated | required the TMR element resistance value and the output voltage. In these figures, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents TMR element resistance value and output voltage.

図4に示すように、抵抗変化率%VbdMRRについて、−0.8%の第1の閾値、−1.2%の第2の閾値及び−1.8%の第3の閾値を設定し、多数のTMR読出しヘッド素子について、ランクA(第3の閾値以下)、ランクB(第2の閾値以下かつ第3の閾値より大きい)、ランクC(第1の閾値以下かつ第2の閾値より大きい)及びランクD(第1の閾値より大きい)に分類した。その場合、ランクAに分類されるTMR読出しヘッド素子については、図5にその一例(%VbdMRR=−2.09%のTMR読出しヘッド素子)を示すように、150mVを長時間印加した場合にも、素子抵抗値及び出力電圧が全く変化せず、非常に安定した状態を保っていた。ランクBに分類されるTMR読出しヘッド素子については、図6にその一例(%VbdMRR=−1.58%のTMR読出しヘッド素子)を示すように、150mVを長時間印加した場合にも、素子抵抗値及び出力電圧がほとんど変化せず、安定した状態を保っていた。一方、ランクCに分類されるTMR読出しヘッド素子については、図7にその一例(%VbdMRR=−0.89%のTMR読出しヘッド素子)を示すように、150mVを長時間印加した場合、素子抵抗値及び出力電圧が変化して不安定であるが、何とか使用できる状態であった。これに対して、ランクDに分類されるTMR読出しヘッド素子については、図8にその一例(%VbdMRR=−0.60%のTMR読出しヘッド素子)を示すように、150mVを印加して非常に短時間(30秒程度)で素子破壊が生じてしまい、使用できない状態であった。   As shown in FIG. 4, for the resistance change rate% VbdMRR, a first threshold value of -0.8%, a second threshold value of -1.2%, and a third threshold value of -1.8% are set. For a number of TMR read head elements, Rank A (below the third threshold), Rank B (below the second threshold and greater than the third threshold), Rank C (below the first threshold and greater than the second threshold) ) And rank D (greater than the first threshold). In that case, the TMR read head element classified as rank A is also applied when 150 mV is applied for a long time, as shown in FIG. 5 as an example (TMV read head element of% VbdMRR = −2.09%). The element resistance value and the output voltage did not change at all, and a very stable state was maintained. For the TMR read head element classified as rank B, as shown in FIG. 6 as an example (% VbdMRR = −1.58% TMR read head element), even when 150 mV is applied for a long time, the element resistance The value and the output voltage hardly changed, and the stable state was maintained. On the other hand, with respect to the TMR read head elements classified as rank C, when 150 mV is applied for a long time as shown in FIG. 7 as an example (% VbdMRR = −0.89% TMR read head element), the element resistance Although the value and the output voltage were unstable, it was in a state where it could be used somehow. On the other hand, the TMR read head element classified as rank D has a very high voltage of 150 mV as shown in FIG. 8 (% VbdMRR = −0.60% TMR read head element). The device was destroyed in a short time (about 30 seconds), and was unusable.

上述した実施形態では、抵抗変化率%VbdMRRに関する第1〜第3の閾値を−0.8(%)、−1.2(%)及び−1.8(%)としているが、これら閾値は、TMR素子のトンネルバリア層がAlの酸化物、例えば、Alで構成されており、かつ、第1の電圧値が25mV、第2の電圧値が150mVの場合の閾値である。トンネルバリア層をAlの酸化物以外の材料で構成する場合、それに応じて、第1の電圧値、第2の電圧値及び抵抗変化率の第1〜第3の閾値を設定すれば、同様に識別することが可能となる。また、閾値の数は3つに限定されるものではなく、1つ又は2つであっても良いし、4つ以上であっても良い。即ち、閾値の値及び数は上述した実施形態の値及び図に限定されるものではなく、TMR読出しヘッド素子及びHDDの仕様に応じて任意に設定される。 In the embodiment described above, the first to third threshold values relating to the resistance change rate% VbdMRR are set to −0.8 (%), −1.2 (%), and −1.8 (%). The threshold value when the tunnel barrier layer of the TMR element is made of an Al oxide, for example, Al 2 O 3 , the first voltage value is 25 mV, and the second voltage value is 150 mV. When the tunnel barrier layer is made of a material other than the oxide of Al, the first voltage value, the second voltage value, and the first to third threshold values of the resistance change rate are set accordingly. It becomes possible to identify. Further, the number of thresholds is not limited to three, but may be one or two, or may be four or more. That is, the threshold value and number are not limited to the values and figures of the above-described embodiments, but are arbitrarily set according to the specifications of the TMR read head element and the HDD.

また、印加する電圧として、第1の抵抗値Rを測定する際に印加する第1の電圧値と第2の抵抗値Rを測定する際に印加する第2の電圧値とは、上述した値に限定されるものではなく、TMR読出しヘッド素子が破壊される電圧値より絶対値が小さくかつ第2の電圧値が第1の電圧値より絶対値が大きければ良い。例えば、第1の電圧値を25mVとした場合、第2の電圧値はこれより高くかつTMRヘッド素子が破壊される電圧値より低ければ良い。もちろん、第1の電圧値を25mV以外の値としても良い。また、第2の電圧値の電圧を先に印加して、その後に、これより低い第1の電圧値の電圧を印加するようにしても良い。 Further, as the voltage to be applied, and the second voltage value to be applied in measuring the first voltage value and the second resistance value R 2 to be applied in measuring a first resistance value R 1, above The absolute value is smaller than the voltage value at which the TMR read head element is destroyed and the second voltage value is larger than the first voltage value. For example, when the first voltage value is 25 mV, the second voltage value may be higher than this and lower than the voltage value at which the TMR head element is destroyed. Of course, the first voltage value may be a value other than 25 mV. Alternatively, the voltage of the second voltage value may be applied first, and then the voltage of the first voltage value lower than this may be applied.

また、電圧の印加方向は、流れる電流の方向がTMR読出しヘッド素子の基板側(積層方向で下側)から非基板側(積層方向で上側)に向かう方向であってもその逆であっても良い。これは、TMR層の積層順序にかかわらない。   In addition, the direction in which the voltage is applied may be the direction in which the direction of the flowing current is from the substrate side (lower side in the stacking direction) to the non-substrate side (upper side in the stacking direction) or vice versa. good. This is not related to the stacking order of the TMR layers.

以上述べたように、本実施形態によれば、第1の電圧値の電圧がTMR読出しヘッド素子に印加された時に流れる電流値からこのTMR読出しヘッド素子の第1の抵抗値Rを算出し、第1の電圧値の電圧とは不連続に、かつこの第1の電圧値より高い第2の電圧値の電圧がTMR読出しヘッド素子に印加された時に流れる電流値からTMR読出しヘッド素子の第2の抵抗値Rを算出し、第1の抵抗値R及び第2の抵抗値Rから、抵抗変化率%VbdMRR(%)=(R−R)/R×100を求め、これを第1〜第3の閾値と比較している。このため、TMR読出しヘッド素子に関する信頼性、劣化程度を極めて容易にかつ短時間に識別することができる。その識別結果が通知されるため、ユーザは、HDD内のTMR読出しヘッド素子の特性劣化等の情報を知ることができ、HDDの交換や情報のバックアップ等をHDDが故障する前に行うことが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, the first resistance value R 1 of the TMR read head element is calculated from the current value that flows when the voltage of the first voltage value is applied to the TMR read head element. The first voltage value of the TMR read head element is determined based on the current value that flows when a voltage having a second voltage value that is discontinuous with the first voltage value and higher than the first voltage value is applied to the TMR read head element. calculating a second resistance value R 2, the first resistance value R 1 and the second resistance value R 2, the resistance change rate% VbdMRR (%) = determine the (R 2 -R 1) / R 1 × 100 This is compared with the first to third threshold values. Therefore, the reliability and the degree of deterioration related to the TMR read head element can be identified very easily and in a short time. Since the identification result is notified, the user can know information such as characteristic deterioration of the TMR read head element in the HDD, and can perform HDD replacement, information backup, etc. before the HDD fails. It becomes.

特に、異なる電圧値によって測定した抵抗値から抵抗変化率%VbdMRRを求めるようにしているので、TMR層のサイズが異なる場合にもこの層にかかる負荷、即ち電圧が等しいため、負荷率を一定に保って測定及び識別を行うことができる。しかも、TMRヘッド素子を実際に使用する形態に近い状態の電圧条件下で測定を行うことができる。即ち、この場合、抵抗変化率が、TMR読出しヘッド素子の抵抗値とはさほど強い相関性を持たず、ある値に近づくことでTMR層のサイズによる面積効果が無くなり、TMR層として十分に機能するものと欠陥を有しているものとの見分けが容易になる。換言すれば、抵抗値と抵抗変化率との関係を表す1本の連続相関線において、抵抗値が小さい領域では傾きが大きくかつ抵抗変化率が減少し、抵抗値がある値以上となると変局して傾きが変化し、ある抵抗変化率へ漸近して飽和する。この抵抗値が小さくかつ相関線が負の大きな傾きを有する領域と、相関線が変局してその傾きが変化しある抵抗変化率に漸近する領域とでは、異なる膜質を示しているのである。その結果、TMR読出しヘッド素子に関する信頼性の確認を、明確かつ確実に行うことができるのである。   In particular, since the resistance change rate% VbdMRR is obtained from the resistance values measured with different voltage values, the load applied to this layer, that is, the voltage is equal even when the size of the TMR layer is different. Measurement and identification can be performed. Moreover, the measurement can be performed under voltage conditions in a state close to a form in which the TMR head element is actually used. That is, in this case, the resistance change rate does not have a strong correlation with the resistance value of the TMR read head element, and by approaching a certain value, the area effect due to the size of the TMR layer is eliminated, and the TMR layer functions sufficiently. It is easy to distinguish between those having defects and those having defects. In other words, in one continuous correlation line representing the relationship between the resistance value and the resistance change rate, the slope is large and the resistance change rate decreases in a region where the resistance value is small, and the change occurs when the resistance value exceeds a certain value. As a result, the slope changes, and asymptotically approaches a certain rate of change in resistance. The region where the resistance value is small and the correlation line has a large negative slope and the region where the correlation line is transformed and the slope gradually changes to a certain resistance change rate show different film qualities. As a result, the reliability of the TMR read head element can be clearly and reliably confirmed.

図9は本発明の他の実施形態として、TMR薄膜磁気ヘッドを備えたHDDの電気的構成を概略的に示すブロック図である。図1の実施形態においては、マイクロコンピュータ19が自己モニタシステム19aを有しているのに対し、本実施形態では、ヘッドアンプ15′の内部にマイクロコンピュータを用いた自己モニタシステム15a′が設けられており、ここで自己モニタ処理を行っている。このようなヘッドアンプ15′を、通常の構成のHDDのヘッドアンプと置換することにより、極めて容易に自己モニタ処理を行うことが可能となる。本実施形態におけるその他の構成は図1の実施形態の場合とほぼ同様である。従って、図9において図1と同様の構成要素には同じ参照番号を使用している。   FIG. 9 is a block diagram schematically showing an electrical configuration of an HDD provided with a TMR thin film magnetic head as another embodiment of the present invention. In the embodiment of FIG. 1, the microcomputer 19 has a self-monitoring system 19a. In the present embodiment, a self-monitoring system 15a 'using a microcomputer is provided in the head amplifier 15'. Here, the self-monitoring process is performed. Replacing such a head amplifier 15 'with a head amplifier of an HDD having a normal configuration makes it possible to perform self-monitoring processing very easily. Other configurations in the present embodiment are substantially the same as those in the embodiment of FIG. Accordingly, in FIG. 9, the same reference numerals are used for the same components as in FIG.

図9において、10は磁気記録媒体である磁気ディスク、11はこの磁気ディスク10を回転させるスピンドルモータ(SPM)、12はTMR読出しヘッド素子及びインダクティブ書込みヘッド素子を備えたTMR薄膜磁気ヘッド、13はこのTMR薄膜磁気ヘッド12の支持機構、14は支持機構13を回動させて磁気ヘッドの位置決めを行うボイスコイルモータ(VCM)、15′はTMR読出しヘッド素子及びインダクティブ書込みヘッド素子用のヘッドアンプ、16はSPM11及びVCM14を駆動するモータドライバ、17はリードライトチャネル、18はハードディスクコントローラ(HDC)、19′はマイクロコンピュータ、20はデータのバッファ用として用いられるメモリをそれぞれ示している。   In FIG. 9, 10 is a magnetic disk as a magnetic recording medium, 11 is a spindle motor (SPM) for rotating the magnetic disk 10, 12 is a TMR thin film magnetic head provided with a TMR read head element and an inductive write head element, and 13 is A support mechanism for the TMR thin film magnetic head 12, a voice coil motor (VCM) 14 for rotating the support mechanism 13 to position the magnetic head, 15 'a head amplifier for a TMR read head element and an inductive write head element, Reference numeral 16 denotes a motor driver for driving the SPM 11 and VCM 14, 17 a read / write channel, 18 a hard disk controller (HDC), 19 'a microcomputer, and 20 a memory used as a data buffer.

ヘッドアンプ15′は、インダクティブ書込みヘッド素子に印加される書込み電流を発生する書込みドライバ回路と、TMR読出しヘッド素子へ定電流回路から所定のセンス電流を供給してその出力電圧を増幅する読出しアンプ回路と、自己モニタ処理を実行する部分が自己モニタシステム15a′とを備えている。特に本実施形態では、読出しアンプ回路は、自己モニタ動作時に、TMR読出しヘッド素子へ互いに異なる値の電圧を印加する必要があることから、このTMR読出しヘッド素子に流すセンス電流を徐々に変化できるように構成されている。なお、本実施形態のように定電流を流す電流バイアス方式に代えて、定電圧を印加する電圧バイアス方式を用いても良いことは明らかである。また、自己モニタシステム15a′は、図1の実施形態ではマイクロコンピュータ19が行っていた自己モニタ処理をこの自己モニタシステム15a′自体を構成するマイクロコンピュータで行うようになされている。   The head amplifier 15 'includes a write driver circuit that generates a write current applied to the inductive write head element, and a read amplifier circuit that supplies a predetermined sense current from the constant current circuit to the TMR read head element and amplifies its output voltage. The part that executes the self-monitoring process includes a self-monitoring system 15a '. In particular, in this embodiment, the read amplifier circuit needs to apply different voltages to the TMR read head element during the self-monitoring operation, so that the sense current flowing through the TMR read head element can be gradually changed. It is configured. It is obvious that a voltage bias method of applying a constant voltage may be used instead of the current bias method of supplying a constant current as in the present embodiment. Further, the self-monitoring system 15a 'is configured so that the self-monitoring process performed by the microcomputer 19 in the embodiment of FIG. 1 is performed by the microcomputer constituting the self-monitoring system 15a' itself.

リードライトチャネル17は、主に、書込みデータをコード変調してヘッドアンプ15′へ出力すると共に、ヘッドアンプ15′からの読出し信号波形からデータを検出してコード復調する処理を行うものである。   The read / write channel 17 mainly performs code modulation of write data and outputs the code to the head amplifier 15 ′, and also performs processing of detecting data from the read signal waveform from the head amplifier 15 ′ and demodulating the code.

HDC18は、エラー訂正、バッファ制御、キャッシュ制御、インタフェース制御、サーボ制御等を行うものであり、このHDDに接続されているホストコンピュータ等と、書込みデータ及び読出しデータの送受を行う。   The HDC 18 performs error correction, buffer control, cache control, interface control, servo control, and the like, and exchanges write data and read data with a host computer connected to the HDD.

マイクロコンピュータ19′は、HDD全体の制御を行うものであり、VCM14による薄膜磁気ヘッドの位置制御、インタフェース制御、HDDの各回路の初期化、設定等を行う。   The microcomputer 19 'controls the entire HDD, and performs position control of the thin film magnetic head by the VCM 14, interface control, initialization and setting of each circuit of the HDD, and the like.

本実施形態における自己モニタ処理内容及びその作用効果等は、図1の実施形態の場合とほぼ同様である。   The contents of the self-monitoring process in this embodiment, its operation effect, and the like are almost the same as those in the embodiment of FIG.

図10は本発明のさらに他の実施形態におけるHDDの自己モニタシステムの処理動作を説明するフローチャートである。なお、本実施形態におけるHDDの電気的構成は図1に示したものと全く同様である。本実施形態において、図1の実施形態と同様の構成要素については同じ参照符号を使用する。   FIG. 10 is a flowchart for explaining the processing operation of the HDD self-monitoring system according to still another embodiment of the present invention. The electrical configuration of the HDD in this embodiment is exactly the same as that shown in FIG. In this embodiment, the same reference numerals are used for the same components as those in the embodiment of FIG.

マイクロコンピュータ19は、HDD起動時、あらかじめ定めた時間が経過する毎、及び/又は任意の指示に応じてこの自己モニタ処理を実行する。HDD起動時においてはTMR読出しヘッド素子が磁気ディスク10の記録領域に移動する前の記録領域外に退避している状態で自己モニタ処理を実行し、時間毎及び指示毎の場合はTMR読出しヘッド素子を磁気ディスク10の記録領域外に退避させた状態で自己モニタ処理を実行する。TMR読出しヘッド素子が磁気ディスク10の記録領域外に退避した状態とは、ロードアンロード方式のHDDにおいては、TMR読出しヘッド素子を含む薄膜磁気ヘッドが磁気ディスクの外側に位置するランプ上に載置されている状態を意味しており、CSS方式のHDDにおいては、TMR読出しヘッド素子を含む薄膜磁気ヘッドが磁気ディスク上のCSS領域に存在している状態を意味している。このように退避させた状態で自己モニタ処理を行うことにより、磁気ディスクからTMR読出しヘッド素子に印加される磁気的影響をできるだけ小さくするためである。TMR読出しヘッド素子が磁気ディスク10の記録領域外に退避した状態で自己モニタ処理を行うことが望ましいが、退避していない状態で自己モニタ処理を行うことも本発明の適用範囲である。   The microcomputer 19 executes this self-monitoring process when a predetermined time elapses and / or according to an arbitrary instruction when the HDD is activated. When the HDD is started, the self-monitoring process is executed in a state where the TMR read head element is retracted outside the recording area before moving to the recording area of the magnetic disk 10, and the TMR read head element is used every time and every instruction. The self-monitoring process is executed in a state where the disk is retracted outside the recording area of the magnetic disk 10. The state in which the TMR read head element is retracted outside the recording area of the magnetic disk 10 means that in a load / unload type HDD, a thin film magnetic head including the TMR read head element is placed on a ramp positioned outside the magnetic disk. In a CSS type HDD, this means that a thin film magnetic head including a TMR read head element exists in the CSS area on the magnetic disk. This is because the magnetic influence applied from the magnetic disk to the TMR read head element is made as small as possible by performing the self-monitoring process in such a retracted state. Although it is desirable to perform the self-monitoring process with the TMR read head element retracted outside the recording area of the magnetic disk 10, it is also within the scope of the present invention to perform the self-monitoring process without retracting.

まず、HDD内に設けられているTMR読出しヘッド素子に、第1の電流値、例えば0.1mA、を有する電流を流す(ステップS1′)。この場合、ヘッドアンプ15内の定電流回路より、この電流値のセンス電流をTMR読出しヘッド素子に印加する。   First, a current having a first current value, for example, 0.1 mA is passed through the TMR read head element provided in the HDD (step S1 ′). In this case, a sense current of this current value is applied to the TMR read head element from the constant current circuit in the head amplifier 15.

次いで、第1の電流値と、TMR読出しヘッド素子の出力電圧をヘッドアンプ15及びリードライトチャネル17を介してマイクロコンピュータ19に入力された電圧値とからオームの法則によってTMR読出しヘッド素子の抵抗値を算出する(ステップS2′)。算出した抵抗値は、第1の抵抗値Rとして、マイクロコンピュータ19内に記憶される。 Next, the resistance value of the TMR read head element is calculated according to Ohm's law from the first current value and the voltage value input to the microcomputer 19 via the head amplifier 15 and the read / write channel 17 from the output voltage of the TMR read head element. Is calculated (step S2 '). Calculated resistance value, as the first resistance value R 1, is stored in the microcomputer 19.

次いで、第1の電流値より大きい第2の電流値、例えば0.4mA、を有する電流をTMR読出しヘッド素子に印加する(ステップS3′)。この場合、定電流回路より、この電流値のセンス電流をTMR読出しヘッド素子に印加する。   Next, a current having a second current value larger than the first current value, for example, 0.4 mA, is applied to the TMR read head element (step S3 ′). In this case, a sense current having this current value is applied to the TMR read head element from the constant current circuit.

次いで、第2の電流値と、TMR読出しヘッド素子の出力電圧をヘッドアンプ15及びリードライトチャネル17を介してマイクロコンピュータ19に入力された電圧値とからオームの法則によってTMR読出しヘッド素子の抵抗値を算出する(ステップS4′)。算出した抵抗値は、第2の抵抗値Rとして、マイクロコンピュータ19内に記憶される。 Next, the resistance value of the TMR read head element is determined by Ohm's law from the second current value and the voltage value input to the microcomputer 19 via the head amplifier 15 and the read / write channel 17 from the output voltage of the TMR read head element. Is calculated (step S4 '). Calculated resistance value, as the second resistance value R 2, is stored in the microcomputer 19.

その後、第1の抵抗値R及び第2の抵抗値Rから抵抗変化率%dMRRを、式%dMRR(%)=(R−R)/R×100を用いて算出し、その計算結果が第1の閾値である−0.6%より大きいか否か、即ち−0.6%より正の側に大きいか否かを判別する(ステップS5′)。 Then, the first resistance value R 1 and the second resistance value R 2 from the resistance change ratio% DMRR, wherein% dMRR (%) = (R 2 -R 1) / R 1 × 100 calculated using, It is determined whether or not the calculation result is larger than the first threshold value of −0.6%, that is, larger than −0.6% on the positive side (step S5 ′).

大きい場合は、そのTMR読出しヘッド素子のバリア層に多数のピンホールが生じており、特性が劣化していて使用できない状態(ランクD)であると識別する(ステップS6′)。   If it is larger, a large number of pinholes are generated in the barrier layer of the TMR read head element, and it is identified that the characteristics are deteriorated and cannot be used (rank D) (step S6 ').

−0.6%以下の場合は、この%dMRRを第2の閾値である−0.8%より大きいか否か、即ち−0.8%より正の側に大きいか否かを判別する(ステップS7′)。   If it is −0.6% or less, it is determined whether or not this% dMRR is larger than the second threshold value −0.8%, that is, whether it is larger than −0.8% on the positive side ( Step S7 ').

大きい場合は、そのTMR読出しヘッド素子のバリア層に多少のピンホールが生じて、不安定であるが何とか使用できる状態(ランクC)であると識別する(ステップS8′)。   If it is larger, some pinholes are generated in the barrier layer of the TMR read head element, and the TMR read head element is identified as being in an unstable but usable state (rank C) (step S8 ').

−0.8%以下の場合は、この%dMRRを第3の閾値である−1.0%より大きいか否か、即ち−1.0%より正の側に大きいか否かを判別する(ステップS9′)。   In the case of −0.8% or less, it is determined whether or not this% dMRR is larger than the third threshold value −1.0%, that is, larger than −1.0% on the positive side ( Step S9 ').

大きい場合は、そのTMR読出しヘッド素子のバリア層にピンホールがほとんど生じておらず、安定した状態(ランクB)であると識別する(ステップS10′)。   If it is large, almost no pinholes are generated in the barrier layer of the TMR read head element, and it is identified as being in a stable state (rank B) (step S10 ').

−1.0%以下の場合は、このTMR読出しヘッド素子のバリア層にピンホールが全く生じておらず、非常に安定した状態(ランクA)であると識別する(ステップS11′)。   If it is −1.0% or less, no pinhole is generated in the barrier layer of this TMR read head element, and it is identified as being in a very stable state (rank A) (step S11 ′).

その後、以上のステップS6′、S8′、S10′又はS11′によって識別した状態をホストコンピュータに通知する(ステップS12′)。   Thereafter, the host computer is notified of the state identified in the above steps S6 ', S8', S10 'or S11' (step S12 ').

TMR読出しヘッド素子が複数設けられている場合は、その全てに対して同様の自己モニタ処理を行う。   When a plurality of TMR read head elements are provided, the same self-monitoring process is performed for all of them.

これにより、ユーザは、HDD内のTMR読出しヘッド素子の特性劣化等の情報を知ることができ、HDDの交換や情報のバックアップ等をHDDが故障する前に行うことが可能となる。   As a result, the user can know information such as characteristic deterioration of the TMR read head element in the HDD, and can perform HDD replacement, information backup, etc. before the HDD fails.

図11は、この図10の自己モニタ処理における電流印加シーケンスを説明する図である。   FIG. 11 is a diagram for explaining a current application sequence in the self-monitoring process of FIG.

同図(A)に示すように、定電流回路から、まず、例えば0.1mAという低い方の第1の電流値を有する矩形波状の電流を印加し、その時にTMR読出しヘッド素子から出力される電圧値を測定して抵抗値Rを求める。次いで、例えば0.4mAという第1の電流値より高い第2の電流値を有する矩形波状の電流を印加し、その時にTMR読出しヘッド素子から出力される電圧値を測定して抵抗値Rを求める。その後、抵抗変化率%dMRRを%dMRR(%)=(R−R)/R×100から計算し、その結果を、第1、第2及び第3の閾値と比較して、TMR読出しヘッド素子の状態識別を行う。各電流値における持続時間は任意であり、また、その間隔も任意である。 As shown in FIG. 6A, a rectangular current having a lower first current value of, for example, 0.1 mA is first applied from a constant current circuit, and then output from the TMR read head element. by measuring the voltage value obtaining the resistance value R 1. Next, for example, a rectangular wave current having a second current value higher than the first current value of 0.4 mA is applied, and a voltage value output from the TMR read head element at that time is measured to obtain a resistance value R 2 . Ask. Thereafter, the resistance change rate% dMRR is calculated from% dMRR (%) = (R 2 −R 1 ) / R 1 × 100, and the result is compared with the first, second, and third threshold values, and TMR is calculated. The state of the read head element is identified. The duration in each current value is arbitrary, and the interval is also arbitrary.

このように、電流印加を不連続的に行っても良いが、連続的に行っても良い。同図(B)に示すように、定電流回路から、まず、例えば0.1mAという低い方の第1の電流値を有する電流を印加し、その時にTMR読出しヘッド素子から出力される電圧値を測定して抵抗値Rを求める。次いで、連続して、即ち、この電流を印加停止することなく、例えば0.4mAという第1の電流値より高い第2の電流値まで上昇させ、その時にTMR読出しヘッド素子から出力される電圧値を測定して抵抗値Rを求める。その後、抵抗変化率%dMRRを%dMRR(%)=(R−R)/R×100から計算し、その結果を、第1、第2及び第3の閾値と比較して、TMR読出しヘッド素子の状態識別を行う。各電流値における持続時間は任意である。 As described above, the current application may be performed discontinuously or continuously. As shown in FIG. 5B, first, a current having a lower first current value of, for example, 0.1 mA is applied from the constant current circuit, and the voltage value output from the TMR read head element at that time is measurements to determine the resistance R 1. Subsequently, the voltage value output from the TMR read head element is continuously increased, that is, without stopping application of the current, to a second current value higher than the first current value of, for example, 0.4 mA. the measured obtaining the resistance value R 2. Thereafter, the resistance change rate% dMRR is calculated from% dMRR (%) = (R 2 −R 1 ) / R 1 × 100, and the result is compared with the first, second, and third threshold values, and TMR is calculated. The state of the read head element is identified. The duration at each current value is arbitrary.

図12は、多数のTMR読出しヘッド素子について、上述した処理動作により、0.1mA印加時の第1の抵抗値R及び0.4mA印加時の第2の抵抗値Rを測定し、抵抗変化率%dMRRを求めた結果を表すグラフである。ただし、同図の横軸はTMR素子抵抗値(この場合、第1の抵抗値Rに等しい)を、縦軸は抵抗変化率%dMRRをそれぞれ表している。 12, for a number of TMR read head element, by the processing operations described above, and measuring a second resistance value R 2 at the time of the first resistance value R 1 and 0.4mA applied at 0.1mA is applied, the resistance It is a graph showing the result of having obtained change rate% dMRR. However, the horizontal axis of the figure represents the TMR element resistance value (in this case, equal to the first resistance value R1), and the vertical axis represents the resistance change rate% dMRR.

図12に示すように、抵抗変化率%dMRRについて、−0.6%の第1の閾値、−0.8%の第2の閾値及び−1.0%の第3の閾値を設定し、多数のTMR読出しヘッド素子について、ランクA(第3の閾値以下)、ランクB(第2の閾値以下かつ第3の閾値より大きい)、ランクC(第1の閾値以下かつ第2の閾値より大きい)及びランクD(第1の閾値より大きい)に分類した。その場合、ランクAに分類されるTMR読出しヘッド素子については、図5にその一例(%dMRR=−1.73%のTMR読出しヘッド素子)を示すように、150mVを長時間印加した場合にも、素子抵抗値及び出力電圧が全く変化せず、非常に安定した状態を保っていた。ランクBに分類されるTMR読出しヘッド素子については、図6にその一例(%dMRR=−1.02%のTMR読出しヘッド素子)を示すように、150mVを長時間印加した場合にも、素子抵抗値及び出力電圧がほとんど変化せず、安定した状態を保っていた。一方、ランクCに分類されるTMR読出しヘッド素子については、図7にその一例(%dMRR=−0.66%のTMR読出しヘッド素子)を示すように、150mVを長時間印加した場合、素子抵抗値及び出力電圧が変化して不安定であるが、何とか使用できる状態であった。これに対して、ランクDに分類されるTMR読出しヘッド素子については、図8にその一例(%dMRR=−0.50%のTMR読出しヘッド素子)を示すように、150mVを印加して非常に短時間(30秒程度)で素子破壊が生じてしまい、使用できない状態であった。   As shown in FIG. 12, for the resistance change rate% dMRR, a first threshold value of -0.6%, a second threshold value of -0.8%, and a third threshold value of -1.0% are set. For a number of TMR read head elements, Rank A (below the third threshold), Rank B (below the second threshold and greater than the third threshold), Rank C (below the first threshold and greater than the second threshold) ) And rank D (greater than the first threshold). In that case, the TMR read head element classified as rank A is also applied when 150 mV is applied for a long time as shown in FIG. 5 as an example (TMR read head element of% dMRR = −1.73%). The element resistance value and the output voltage did not change at all, and a very stable state was maintained. For the TMR read head elements classified as rank B, as shown in FIG. 6 as an example (% dMRR = −1.02% TMR read head element), even when 150 mV is applied for a long time, the element resistance The value and the output voltage hardly changed, and the stable state was maintained. On the other hand, with respect to TMR read head elements classified as rank C, when 150 mV is applied for a long time, as shown in FIG. 7 as an example (% dMRR = −0.66% TMR read head element), the element resistance Although the value and the output voltage were unstable, it was in a state where it could be used somehow. On the other hand, for the TMR read head element classified as rank D, as shown in FIG. 8 as an example (% dMRR = −0.50% TMR read head element), a very high voltage of 150 mV is applied. The device was destroyed in a short time (about 30 seconds), and was unusable.

上述した実施形態では、抵抗変化率%dMRRに関する第1〜第3の閾値を−0.6(%)、−0.8(%)及び−1.0(%)としているが、これら閾値は、TMR素子のトンネルバリア層がAlの酸化物、例えば、Alで構成されており、かつ、第1の電流値が0.1mA、第2の電流値が0.4mAの場合の閾値である。トンネルバリア層をAlの酸化物以外の材料で構成する場合、それに応じて、第1の電流値、第2の電流値及び抵抗変化率の第1〜第3の閾値を設定すれば、同様に識別することが可能となる。また、閾値の数は3つに限定されるものではなく、1つ又は2つであっても良いし、4つ以上であっても良い。即ち、閾値の値及び数は上述した実施形態の値及び図に限定されるものではなく、TMR読出しヘッド素子及びHDDの仕様に応じて任意に設定される。 In the embodiment described above, the first to third threshold values relating to the resistance change rate% dMRR are set to −0.6 (%), −0.8 (%), and −1.0 (%). The threshold value when the tunnel barrier layer of the TMR element is made of an Al oxide, for example, Al 2 O 3 , and the first current value is 0.1 mA and the second current value is 0.4 mA. It is. When the tunnel barrier layer is made of a material other than an oxide of Al, if the first current value, the second current value, and the first to third threshold values of the resistance change rate are set accordingly, similarly, It becomes possible to identify. Further, the number of thresholds is not limited to three, but may be one or two, or may be four or more. That is, the threshold value and number are not limited to the values and figures of the above-described embodiments, but are arbitrarily set according to the specifications of the TMR read head element and the HDD.

また、印加する電流として、第1の抵抗値Rを測定する際に印加する第1の電流値と第2の抵抗値Rを測定する際に印加する第2の電流値とは、上述した値に限定されるものではなく、TMR読出しヘッド素子が破壊される電流値より絶対値が小さくかつ第2の電流値が第1の電流値より絶対値が大きければ良い。例えば、第1の電流値を0.1mAとした場合、第2の電流値はこれより大きくかつTMRヘッド素子が破壊される電流値より小さければ良い。もちろん、第1の電流値を0.1mA以外の値としても良い。また、第2の電流値の電流を先に印加して、その後に、これより小さい第1の電流値の電流を印加するようにしても良い。 Further, as the current to be applied, and the second current value to be applied in measuring the first current value and the second resistance value R 2 to be applied in measuring a first resistance value R 1, above The absolute value is smaller than the current value at which the TMR read head element is destroyed, and the second current value is larger than the first current value. For example, when the first current value is 0.1 mA, the second current value may be larger than this and smaller than the current value at which the TMR head element is destroyed. Of course, the first current value may be a value other than 0.1 mA. Alternatively, the current having the second current value may be applied first, and then the current having the first current value smaller than this may be applied.

また、電流の印加方向は、TMR読出しヘッド素子の基板側(積層方向で下側)から非基板側(積層方向で上側)に向かう方向であってもその逆であっても良い。これは、TMR層の積層順序にかかわらない。   The direction of current application may be from the substrate side (lower side in the stacking direction) to the non-substrate side (upper side in the stacking direction) of the TMR read head element or vice versa. This is not related to the stacking order of the TMR layers.

以上述べたように、本実施形態によれば、第1の電流値の電流がTMR読出しヘッド素子に印加された時に出力される電圧値からこのTMR読出しヘッド素子の第1の抵抗値Rを算出し、第1の電流値の電流とは不連続に、かつこの第1の電流値より大きい第2の電流値の電流がTMR読出しヘッド素子に印加された時に出力される電圧値からTMR読出しヘッド素子の第2の抵抗値Rを算出し、第1の抵抗値R及び第2の抵抗値Rから、抵抗変化率%dMRR(%)=(R−R)/R×100を求め、これを第1〜第3の閾値と比較している。このため、TMR読出しヘッド素子に関する信頼性、劣化程度を極めて容易にかつ短時間に識別することができる。その識別結果が通知されるため、ユーザは、HDD内のTMR読出しヘッド素子の特性劣化等の情報を知ることができ、HDDの交換や情報のバックアップ等をHDDが故障する前に行うことが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, the first resistance value R 1 of the TMR read head element is calculated from the voltage value output when the current of the first current value is applied to the TMR read head element. TMR reading is calculated from the voltage value output when a current having a second current value that is discontinuous with the current having the first current value and larger than the first current value is applied to the TMR read head element. The second resistance value R 2 of the head element is calculated, and the resistance change rate% dMRR (%) = (R 2 −R 1 ) / R 1 from the first resistance value R 1 and the second resistance value R 2. X100 is obtained and compared with the first to third threshold values. Therefore, the reliability and the degree of deterioration related to the TMR read head element can be identified very easily and in a short time. Since the identification result is notified, the user can know information such as characteristic deterioration of the TMR read head element in the HDD, and can perform HDD replacement, information backup, etc. before the HDD fails. It becomes.

図10の実施形態における自己モニタシステムを、図9の実施形態のごとくヘッドアンプ内に設けることももちろん可能である。   It is of course possible to provide the self-monitoring system in the embodiment of FIG. 10 in the head amplifier as in the embodiment of FIG.

以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。   All the embodiments described above are illustrative of the present invention and are not intended to be limiting, and the present invention can be implemented in other various modifications and changes. Therefore, the scope of the present invention is defined only by the claims and their equivalents.

本発明の一実施形態として、TMR薄膜磁気ヘッドを備えたHDDの電気的構成を概略的に示すブロック図である。1 is a block diagram schematically showing an electrical configuration of an HDD including a TMR thin film magnetic head as one embodiment of the present invention. FIG. 図1の実施形態におけるHDDの自己モニタシステムの処理動作を説明するフローチャートである。2 is a flowchart for explaining a processing operation of the HDD self-monitoring system in the embodiment of FIG. 1. 図2の自己モニタ処理における電圧印加シーケンスを説明する図である。It is a figure explaining the voltage application sequence in the self-monitoring process of FIG. 多数のTMR読出しヘッド素子について、25mV印加時の第1の抵抗値R及び150mV印加時の第2の抵抗値Rを測定し、抵抗変化率%VbdMRRを求めた結果を表すグラフである。For a number of TMR read head element is a graph showing the results of measuring a second resistance value R 2 at the time of the first resistance value R 1 and 150mV applied at 25mV is applied to determine the resistance change ratio% VbdMRR. ランクAのTMR読出しヘッド素子について、150mVの電圧を印加した状態を長時間継続し、そのTMR素子抵抗値及び出力電圧を求めた結果を表すグラフである。5 is a graph showing the results of obtaining the TMR element resistance value and the output voltage by continuously applying a voltage of 150 mV for a rank A TMR read head element for a long time. ランクBのTMR読出しヘッド素子について、150mVの電圧を印加した状態を長時間継続し、そのTMR素子抵抗値及び出力電圧を求めた結果を表すグラフである。5 is a graph showing the results of obtaining the TMR element resistance value and the output voltage by continuously applying a voltage of 150 mV for a rank B TMR read head element for a long time. ランクCのTMR読出しヘッド素子について、150mVの電圧を印加した状態を長時間継続し、そのTMR素子抵抗値及び出力電圧を求めた結果を表すグラフである。5 is a graph showing the result of obtaining the TMR element resistance value and the output voltage for a rank C TMR read head element by continuously applying a voltage of 150 mV for a long time. ランクDのTMR読出しヘッド素子について、150mVの電圧を印加し、そのTMR素子抵抗値及び出力電圧を求めた結果を表すグラフである。5 is a graph showing the results of applying a voltage of 150 mV and obtaining the resistance value and output voltage of a rank D TMR read head element. 本発明の他の実施形態として、TMR薄膜磁気ヘッドを備えたHDDの電気的構成を概略的に示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram schematically showing an electrical configuration of an HDD including a TMR thin film magnetic head as another embodiment of the present invention. 本発明のさらに他の実施形態におけるHDDの自己モニタ処理動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the self-monitoring process operation | movement of HDD in other embodiment of this invention. 図10の自己モニタシステムの処理における電流印加シーケンスを説明する図である。It is a figure explaining the electric current application sequence in the process of the self-monitoring system of FIG. 多数のTMR読出しヘッド素子について、0.1mA印加時の第1の抵抗値R及び0.4mA印加時の第2の抵抗値Rを測定し、抵抗変化率%dMRRを求めた結果を表すグラフである。For a number of TMR read head element, representing the results of measuring a second resistance value R 2 at the time of the first resistance value R 1 and 0.4mA applied at 0.1mA is applied to determine the resistance change ratio% DMRR It is a graph.

符号の説明Explanation of symbols

10 磁気ディスク
11 SPM
12 TMR薄膜磁気ヘッド
13 支持機構
14 VCM
15、15′ ヘッドアンプ
15a′、19a 自己モニタシステム
16 モータドライバ
17 リードライトチャネル
18 HDC
19、19′ マイクロコンピュータ
20 メモリ
10 Magnetic disk 11 SPM
12 TMR thin film magnetic head 13 Support mechanism 14 VCM
15, 15 'Head amplifier 15a', 19a Self-monitoring system 16 Motor driver 17 Read / write channel 18 HDC
19, 19 'Microcomputer 20 Memory

Claims (29)

トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子に互いに異なる値の複数の電圧又は電流を印加可能な印加手段と、該複数の電圧又は電流をそれぞれ印加した状態で該トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子の抵抗値を測定する測定手段と、該測定して得た複数の抵抗値から抵抗変化率を算出する抵抗変化率算出手段と、該算出した抵抗変化率を少なくとも1つの閾値と比較して該トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子の状態を識別する識別手段とを含む自己モニタシステムを備えたことを特徴とするトンネル磁気抵抗効果ヘッド素子を有する磁気ディスク装置。   Application means capable of applying a plurality of voltages or currents having different values to the tunnel magnetoresistive head element, and measurement for measuring the resistance value of the tunnel magnetoresistive head element in a state where the plurality of voltages or currents are applied respectively. Means, a resistance change rate calculating means for calculating a resistance change rate from a plurality of resistance values obtained by the measurement, and comparing the calculated resistance change rate with at least one threshold value. A magnetic disk device having a tunnel magnetoresistive head element, comprising a self-monitoring system including an identification means for identifying a state. 前記自己モニタシステムが、前記識別した状態を通知する通知手段をさらに含んでいることを特徴とする請求項1に記載の磁気ディスク装置。   The magnetic disk apparatus according to claim 1, wherein the self-monitoring system further includes notification means for notifying the identified state. 前記印加手段が、互いに異なる電圧又は電流を互いに不連続又は連続に印加する手段であることを特徴とする請求項1又は2に記載の磁気ディスク装置。   3. The magnetic disk apparatus according to claim 1, wherein the applying means is means for applying different voltages or currents to each other discontinuously or continuously. トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子に第1の値の電圧又は電流並びに該第1の値より絶対値が大きい第2の値の電圧又は電流を印加可能な印加手段と、該トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子に該第1の値の電圧又は電流を印加した状態で抵抗値を測定して第1の抵抗値とする第1の測定手段と、該トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子に前記第2の値の電圧又は電流を印加した状態で抵抗値を測定して第1の抵抗値とする第2の測定手段と、前記第1の抵抗値と前記第2の抵抗値とから抵抗変化率を算出する抵抗変化率算出手段と、該算出した抵抗変化率を少なくとも1つの閾値と比較して該トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子の状態を識別する識別手段とを含む自己モニタシステムを備えたことを特徴とするトンネル磁気抵抗効果ヘッド素子を有する磁気ディスク装置。   An application means capable of applying a voltage or current having a first value and a voltage or current having a second value larger in absolute value than the first value to the tunnel magnetoresistive head element; A first measuring means for measuring a resistance value in a state in which the voltage or current of the first value is applied to obtain a first resistance value; and the voltage or the second value of the tunnel magnetoresistive head element. A resistance change rate for calculating a resistance change rate from the second measuring means for measuring the resistance value in a state in which a current is applied to obtain a first resistance value, and the first resistance value and the second resistance value. A tunnel magnetoresistor comprising: a self-monitoring system comprising: calculating means; and identifying means for comparing the calculated rate of change of resistance with at least one threshold to identify the state of the tunnel magnetoresistive head element Has an effective head element The gas disk device. 前記自己モニタシステムが、前記識別した状態を通知する通知手段をさらに含んでいることを特徴とする請求項4に記載の磁気ディスク装置。   5. The magnetic disk apparatus according to claim 4, wherein the self-monitoring system further includes notifying means for notifying the identified state. 前記印加手段が、前記第1の値の電圧又は電流と前記第2の値の電圧又は電流とを互いに不連続又は連続に印加する手段であることを特徴とする請求項4又は5に記載の磁気ディスク装置。   The said application means is a means to apply the voltage or electric current of the said 1st value, and the voltage or electric current of the said 2nd value discontinuously or continuously to each other, The Claim 4 or 5 characterized by the above-mentioned. Magnetic disk unit. 前記抵抗変化率算出手段が、前記第1の抵抗値をRとし、前記第2の抵抗値をRとすると、(R−R)/R×100(%)から抵抗変化率を算出する手段であることを特徴とする請求項4から6のいずれか1項に記載の磁気ディスク装置。 When the resistance change rate calculation means sets the first resistance value to R 1 and the second resistance value to R 2 , the resistance change rate from (R 2 −R 1 ) / R 1 × 100 (%). The magnetic disk device according to claim 4, wherein the magnetic disk device is a means for calculating a magnetic field. 前記識別手段が、(R−R)/R×100(%)なる抵抗変化率が第1の閾値を越える場合は該トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子が使用できない状態であると識別する手段であることを特徴とする請求項7に記載の磁気ディスク装置。 The means for identifying that the tunnel magnetoresistive head element is in an unusable state when the resistance change rate of (R 2 −R 1 ) / R 1 × 100 (%) exceeds the first threshold. The magnetic disk device according to claim 7, wherein the magnetic disk device is a magnetic disk device. 前記識別手段が、(R−R)/R×100(%)なる抵抗変化率が前記第1の閾値以下でありかつ該第1の閾値より低い第2の閾値を越える場合は該トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子が不安定ではあるが使用できる状態であると識別する手段であることを特徴とする請求項8に記載の磁気ディスク装置。 When the identification means has a resistance change rate of (R 2 −R 1 ) / R 1 × 100 (%) that is less than or equal to the first threshold and exceeds a second threshold that is lower than the first threshold, 9. The magnetic disk apparatus according to claim 8, wherein the tunnel magnetoresistive head element is means for identifying that the head element is unstable but is usable. 前記識別手段が、(R−R)/R×100(%)なる抵抗変化率が前記第2の閾値以下でありかつ該第2の閾値より低い第3の閾値を越える場合は該トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子が安定した状態であると識別する手段であることを特徴とする請求項9に記載の磁気ディスク装置。 When the identification means has a resistance change rate of (R 2 −R 1 ) / R 1 × 100 (%) that is less than or equal to the second threshold and exceeds a third threshold that is lower than the second threshold, 10. The magnetic disk apparatus according to claim 9, wherein said magnetic disk device is means for identifying that the tunnel magnetoresistive head element is in a stable state. 前記識別手段が、(R−R)/R×100(%)なる抵抗変化率が前記第3の閾値を越える場合は該トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子が非常に安定した状態であると識別する手段であることを特徴とする請求項10に記載の磁気ディスク装置。 When the identification means has a resistance change rate of (R 2 −R 1 ) / R 1 × 100 (%) exceeding the third threshold, the tunnel magnetoresistive head element is in a very stable state. 11. The magnetic disk apparatus according to claim 10, wherein the magnetic disk apparatus is a means for identifying. 前記トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子のトンネルバリア層がアルミニウムの酸化物で構成されており、かつ、前記第1の電圧値が25mV、前記第2の電圧値が150mVの場合、前記第1の閾値が−0.8(%)であることを特徴とする請求項8から11のいずれか1項に記載の磁気ディスク装置。   When the tunnel barrier layer of the tunnel magnetoresistive head element is made of an oxide of aluminum, the first voltage value is 25 mV, and the second voltage value is 150 mV, the first threshold value is 12. The magnetic disk device according to claim 8, wherein the magnetic disk device is −0.8 (%). 前記トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子のトンネルバリア層がアルミニウムの酸化物で構成されており、かつ、前記第1の電圧値が25mV、前記第2の電圧値が150mVの場合、前記第2の閾値が−1.2(%)であることを特徴とする請求項9から11のいずれか1項に記載の磁気ディスク装置。   When the tunnel barrier layer of the tunnel magnetoresistive head element is made of an oxide of aluminum and the first voltage value is 25 mV and the second voltage value is 150 mV, the second threshold value is The magnetic disk device according to claim 9, wherein the magnetic disk device is −1.2 (%). 前記トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子のトンネルバリア層がアルミニウムの酸化物で構成されており、かつ、前記第1の電圧値が25mV、前記第2の電圧値が150mVの場合、前記第3の閾値が−1.8(%)であることを特徴とする請求項10から12のいずれか1項に記載の磁気ディスク装置。   When the tunnel barrier layer of the tunnel magnetoresistive head element is made of an oxide of aluminum, and the first voltage value is 25 mV and the second voltage value is 150 mV, the third threshold value is 13. The magnetic disk device according to claim 10, wherein the magnetic disk device is −1.8 (%). 前記トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子のトンネルバリア層がアルミニウムの酸化物で構成されており、かつ、前記第1の電流値が0.1mA、前記第2の電流値が0.4mAの場合、前記第1の閾値が−0.6(%)であることを特徴とする請求項8から11のいずれか1項に記載の磁気ディスク装置。   When the tunnel barrier layer of the tunnel magnetoresistive head element is made of an oxide of aluminum, the first current value is 0.1 mA, and the second current value is 0.4 mA, the first 12. The magnetic disk device according to claim 8, wherein a threshold value of 1 is −0.6 (%). 前記トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子のトンネルバリア層がアルミニウムの酸化物で構成されており、かつ、前記第1の電流値が0.1mA、前記第2の電流値が0.4mAの場合、前記第2の閾値が−0.8(%)であることを特徴とする請求項9から11のいずれか1項に記載の磁気ディスク装置。   When the tunnel barrier layer of the tunnel magnetoresistive head element is made of an oxide of aluminum, the first current value is 0.1 mA, and the second current value is 0.4 mA, the first The magnetic disk device according to claim 9, wherein a threshold value of 2 is −0.8 (%). 前記トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子のトンネルバリア層がアルミニウムの酸化物で構成されており、かつ、前記第1の電流値が0.1mA、前記第2の電流値が0.4mAの場合、前記第3の閾値が−1.0(%)であることを特徴とする請求項10から12のいずれか1項に記載の磁気ディスク装置。   When the tunnel barrier layer of the tunnel magnetoresistive head element is made of an oxide of aluminum, the first current value is 0.1 mA, and the second current value is 0.4 mA, the first 13. The magnetic disk device according to claim 10, wherein a threshold value of 3 is −1.0 (%). 前記自己モニタシステムが、当該磁気ディスク装置の起動時に作動して前記トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子の状態を識別することを特徴とする請求項1から17のいずれか1項に記載の磁気ディスク装置。   18. The magnetic disk device according to claim 1, wherein the self-monitoring system is activated when the magnetic disk device is started to identify a state of the tunnel magnetoresistive head element. 前記自己モニタシステムが、設定された時間毎に作動して前記トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子の状態を識別することを特徴とする請求項1から18のいずれか1項に記載の磁気ディスク装置。   The magnetic disk device according to claim 1, wherein the self-monitoring system operates every set time to identify the state of the tunnel magnetoresistive head element. 前記自己モニタシステムが、指示される毎に作動して前記トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子の状態を識別することを特徴とする請求項1から19のいずれか1項に記載の磁気ディスク装置。   20. The magnetic disk apparatus according to claim 1, wherein the self-monitoring system is activated each time it is instructed to identify the state of the tunnel magnetoresistive head element. 前記自己モニタシステムは、前記トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子が磁気ディスクの記録領域上から退避した状態で作動することを特徴とする請求項1から20のいずれか1項に記載の磁気ディスク装置。   21. The magnetic disk device according to claim 1, wherein the self-monitoring system operates in a state where the tunnel magnetoresistive head element is retracted from a recording area of the magnetic disk. 前記自己モニタシステムは、前記トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子が磁気ディスクの特定の情報を記録した領域上に位置する状態で作動することを特徴とする請求項1から20のいずれか1項に記載の磁気ディスク装置。   21. The self-monitoring system according to any one of claims 1 to 20, wherein the self-monitoring system operates in a state where the tunnel magnetoresistive head element is positioned on an area where specific information is recorded on a magnetic disk. Magnetic disk unit. トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子に第1の値の電圧又は電流並びに該第1の値より絶対値が大きい第2の値の電圧又は電流を印加可能な印加手段と、該トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子に該第1の値の電圧又は電流を印加した状態で抵抗値を測定して第1の抵抗値とする第1の測定手段と、該トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子に前記第2の値の電圧又は電流を印加した状態で抵抗値を測定して第1の抵抗値とする第2の測定手段と、前記第1の抵抗値と前記第2の抵抗値とから抵抗変化率を算出する抵抗変化率算出手段と、該算出した抵抗変化率を少なくとも1つの閾値と比較して該トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子の状態を識別する識別手段とを含むモニタシステムを備えたことを特徴とするトンネル磁気抵抗効果ヘッド素子を有する磁気ディスク装置用のヘッドアンプ。   An application means capable of applying a voltage or current having a first value and a voltage or current having a second value larger in absolute value than the first value to the tunnel magnetoresistive head element; A first measuring means for measuring a resistance value in a state in which the voltage or current of the first value is applied to obtain a first resistance value; and the voltage or the second value of the tunnel magnetoresistive head element. A resistance change rate for calculating a resistance change rate from the second measuring means for measuring the resistance value in a state in which a current is applied to obtain a first resistance value, and the first resistance value and the second resistance value. A tunnel magnetoresistive effect comprising: a calculating system; and an identification unit for comparing the calculated rate of change of resistance with at least one threshold to identify the state of the tunnel magnetoresistive head element Magnetic with head element Head amplifier for disk devices. 前記印加手段が、前記第1の値の電圧又は電流と前記第2の値の電圧又は電流とを互いに不連続又は連続に印加する手段であることを特徴とする請求項23に記載のヘッドアンプ。   24. The head amplifier according to claim 23, wherein the applying means is means for applying the first value voltage or current and the second value voltage or current discontinuously or continuously to each other. . 前記抵抗変化率算出手段が、前記第1の抵抗値をRとし、前記第2の抵抗値をRとすると、(R−R)/R×100(%)から抵抗変化率を算出する手段であることを特徴とする請求項23又は24に記載のヘッドアンプ。 When the resistance change rate calculation means sets the first resistance value to R 1 and the second resistance value to R 2 , the resistance change rate from (R 2 −R 1 ) / R 1 × 100 (%). 25. The head amplifier according to claim 23, wherein the head amplifier is a means for calculating. 前記識別手段が、(R−R)/R×100(%)なる抵抗変化率が第1の閾値を越える場合は該トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子が使用できない状態であると識別する手段であることを特徴とする請求項25に記載のヘッドアンプ。 The means for identifying that the tunnel magnetoresistive head element is in an unusable state when the resistance change rate of (R 2 −R 1 ) / R 1 × 100 (%) exceeds the first threshold. 26. The head amplifier according to claim 25, wherein: 前記識別手段が、(R−R)/R×100(%)なる抵抗変化率が前記第1の閾値以下でありかつ該第1の閾値より低い第2の閾値を越える場合は該トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子が不安定ではあるが使用できる状態であると識別する手段であることを特徴とする請求項26に記載のヘッドアンプ。 When the identification means has a resistance change rate of (R 2 −R 1 ) / R 1 × 100 (%) that is less than or equal to the first threshold and exceeds a second threshold that is lower than the first threshold, 27. The head amplifier according to claim 26, wherein the tunnel magnetoresistive head element is a means for identifying that the head element is unstable but is usable. 前記識別手段が、(R−R)/R×100(%)なる抵抗変化率が前記第2の閾値以下でありかつ該第2の閾値より低い第3の閾値を越える場合は該トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子が安定した状態であると識別する手段であることを特徴とする請求項27に記載のヘッドアンプ。 When the identification means has a resistance change rate of (R 2 −R 1 ) / R 1 × 100 (%) that is less than or equal to the second threshold and exceeds a third threshold that is lower than the second threshold, 28. The head amplifier according to claim 27, wherein the head magnetoresistive head element is means for identifying that the head element is in a stable state. 前記識別手段が、(R−R)/R×100(%)なる抵抗変化率が前記第3の閾値を越える場合は該トンネル磁気抵抗効果ヘッド素子が非常に安定した状態であると識別する手段であることを特徴とする請求項28に記載のヘッドアンプ。
When the identification means has a resistance change rate of (R 2 −R 1 ) / R 1 × 100 (%) exceeding the third threshold, the tunnel magnetoresistive head element is in a very stable state. 29. The head amplifier according to claim 28, wherein the head amplifier is a means for identifying.
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