CN109427349B - 磁头以及具备该磁头的盘装置 - Google Patents

磁头以及具备该磁头的盘装置 Download PDF

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Abstract

本发明的实施方式提供能够抑制再现信号质量的劣化并实现高记录密度化的磁头以及具备该磁头的盘装置。实施方式的磁头具有主磁极60、夹着写间隙WG与主磁极对向的写屏蔽件62、在主磁极的磁道宽度方向的两侧隔着间隙配置的侧屏蔽件63、在写间隙内设置在主磁极与写屏蔽件之间的磁性或非磁性的第1层80、以及设置在主磁极与侧屏蔽件之间的磁性或非磁性的第2层82。第1层80具有比第2层82的相对导磁率小的相对导磁率。

Description

磁头以及具备该磁头的盘装置
关联申请
本申请享有以日本特许申请2017-164490号(申请日：2017年8月29日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包含基础申请的全部内容。
技术领域
本发明的实施方式涉及磁头以及具备该磁头的盘装置。
背景技术
作为盘装置，磁盘驱动器具备配设在壳体内的盘状的记录介质即磁盘和对磁盘进行信息的读/写的磁头。磁头例如包括记录头以及再现头(再现元件)。记录头具有产生记录磁场的主磁极和隔着主磁极的间隙相对向的写屏蔽件以及侧屏蔽件。
在这样的记录头中，记录分辨率(记录密度)受主磁极与屏蔽件之间的距离(间隙长度)很大影响。近年来，面向高记录密度化，存在间隙长度变小的倾向。然而，若间隙长度变小，则会因从主磁极产生的磁场导致写屏蔽件磁饱和，不再起到作为屏蔽件的功能。该情况下，记录头的记录分辨率、记录密度反而会劣化。
发明内容
本发明的实施方式提供能够抑制屏蔽件的饱和、实现记录密度的提高的磁记录头以及具备该磁记录头的磁盘装置。
实施方式的磁头，具备：产生记录磁场的主磁极；夹着写间隙与所述主磁极对向的写屏蔽件；在所述主磁极的磁道宽度方向的两侧隔着间隙配置的侧屏蔽件；在所述写间隙内设置在所述主磁极与写屏蔽件之间的磁性或非磁性的第1层；以及设置在所述主磁极与侧屏蔽件之间的磁性或非磁性的第2层。所述第1层具有比所述第2层的相对导磁率小的相对导磁率。
附图说明
图1是概略性表示实施方式的硬盘驱动器(HDD)的框图。
图2是表示所述HDD中的磁头、悬架、磁盘的侧视图。
图3是对所述磁头的头部进行放大表示的剖视图。
图4是将所述磁头中的记录头的主要构成要素进行局部剖切来表示的立体图。
图5是对所述记录头的前端部进行放大表示的剖视图。
图6是从ABS侧观察所述记录头的平面图。
图7是表示所述记录头以及比较例的磁头中的、间隙长度与记录密度的关系的图。
图8是从ABS侧观察第2实施方式的磁头的平面图。
图9是从ABS侧观察第3实施方式的磁头的平面图。
图10是对第3实施方式的磁头的前端部进行放大表示的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对实施方式的盘装置进行说明。
此外，公开只不过是一例，对于本领域技术人员维持发明主旨而进行适当变更且容易想到的实施方式，当然也包含在本发明的范围内。另外，附图是为了使说明更加明确，因此，与实际的技术方案相比，有时对各部的宽度、厚度、形状等进行示意性表示，但这只不过是一例，并没有限定本发明的解释。另外，在本说明书和各图中，对与前面出现的图中的前述的要素同样的要素，标注同一标号，有时适当省略详细的说明。
(第1实施方式)
作为盘装置，对实施方式的硬盘驱动器(HDD)进行详细说明。图1是概略性表示第1实施方式的HDD的框图，图2是表示上浮状态的磁头以及磁盘的侧视图。
如图1所示，HDD10具备：矩形状的框体11；配置在框体11内的作为记录介质的磁盘12；支承磁盘12以及使其旋转的主轴马达21；以及对磁盘12进行数据的写入(write)、读出(read)的多个磁头16。另外，HDD10具备将磁头16移动到磁盘12上的任意磁道上并且进行定位的头致动器18。头致动器18包括：能够以可移动的方式支承磁头16的托架组件20、和使该托架组件20转动的音圈马达(VCM)22。
HDD10具备头放大器IC30、主控制器32和驱动器IC37。头放大器IC30例如设置于托架组件20，与磁头16电连接。主控制器32以及驱动器IC37例如在设置于框体11的背面侧的未图示的控制电路基板上构成。主控制器32具备R/W通道33、硬盘控制器(HDC)34和微处理器(MPU)36。主控制器32经由头放大器IC30与磁头16电连接。另外，主控制器32经由驱动器IC37与VCM22以及主轴马达21电连接。HDC34能够连接于主机计算机38。
如图1以及图2所示，磁盘12作为垂直磁记录介质而构成。磁盘12例如具有包括形成为直径约2.5英寸(6.35cm)的圆板状的非磁性体的基板101。在基板101的各表面，依次层叠有：作为基底层的包括表示软磁特性的材料的软磁性层102、以及其上层部的在与磁盘12的表面垂直的方向上具有磁各向异性的垂直磁记录层103和保护膜104。磁盘12与主轴马达21的轮毂(hub)互相同轴地嵌合。磁盘12通过主轴马达21以预定的速度向箭头B方向旋转。
托架组件20具有以转动自如的方式固定于框体11的轴承部24和从轴承部24延伸出的多个悬架26。如图2所示，磁头16被各悬架26的延出端支承。磁头16经由设置于托架组件20的配线部件28与头放大器IC30电连接。
如图2所示，磁头16作为上浮型的头而构成，具有形成为大致直方体状的滑动条42、和在滑动条42的流出端(trailing，尾随)侧的端部形成的记录再现用的头部44。滑动条42例如由铝和碳化钡的烧结体(AlTiC)形成。头部44通过层叠多个薄膜而形成。磁头16固定于在悬架26的前端部设置的万向弹簧41。
滑动条42具有与磁盘12的表面对向的矩形状的盘对向面(介质对向面、空气支承面(ABS))43。滑动条42通过因磁盘12的旋转而在盘表面与ABS43之间产生的空气流C，维持为从磁盘12的表面上浮了预定量的状态。空气流C的方向与磁盘12的旋转方向B一致。滑动条42具有位于空气流C的流入侧的引导端42a以及位于空气流C的流出侧的尾随端42b。伴随磁盘12的旋转，磁头16相对于磁盘12在箭头A方向(头行走方向)即与盘的旋转方向B相反的方向上行走。
图3是对头部44进行放大表示的剖视图。如图3所示，头部44具有在滑动条42的尾随端42b通过薄膜工艺形成的再现头(读取头)54以及记录头58，作为分离型的磁头而形成。读取头54以及记录头58除了在滑动条42的ABS43露出的部分之外，被非磁性的保护绝缘膜覆盖。保护绝缘膜构成头部44的外形。
读取头54由呈现磁阻效果的磁性膜55和在该磁性膜的尾随侧以及引导侧夹着磁性膜55而配置的屏蔽件膜56、57构成。这些磁性膜55、屏蔽件膜56、57的下端在滑动条42的ABS43露出。
记录头58相对于读取头54设置在滑动条42的尾随端42b侧。图4是将记录头的主要构成要素局部剖切来表示的立体图，图5是对记录头的前端部进行放大表示的剖视图，图6是对从ABS侧观察的记录头进行放大表示的平面图。
如图3以及图4所示，记录头58具有：包含高饱和磁通密度材料的主磁极60、包含软磁性材料的尾随屏蔽件(写屏蔽件)62、一对侧屏蔽件63、以及引导屏蔽件64。主磁极60产生与磁盘12的表面垂直的方向的记录磁场。尾随屏蔽件62在主磁极60的尾随侧隔着写间隙WG(磁道下行(down-track))方向D的间隙长度)而配置，为了经由主磁极60正下方的软磁性层102高效地闭合磁路而设置。一对侧屏蔽件63在主磁极60的磁道宽度方向TW的两侧分别隔着侧间隙SG而对向配置。引导屏蔽件64在主磁极60的引导侧隔着间隙而配置。在本实施方式中，侧屏蔽件63以及引导屏蔽件64也可以通过软磁性材料来一体形成。
尾随屏蔽件62形成为大致L字形状，具有与主磁极60连接的第1连接部50。第1连接部50经由非导电体52与主磁极60的上部即从盘对向面43离开的上部(背部间隙)连接。引导屏蔽件64具有在与磁盘12分离的位置(背部间隙)经由非导电体(绝缘体)69与主磁极60接合的第2连接部68。该第2连接部68例如由软磁性体形成，与主磁极60以及引导屏蔽件64一起形成磁路。另外，在第2连接部68的位置，主磁极60和引导屏蔽件64因绝缘体69而电绝缘。
记录头58具有用于在主磁极60中流通磁通的第1记录线圈70以及第2记录线圈72。第1记录线圈70配置成卷绕于包含主磁极60以及尾随屏蔽件62的第1磁芯，第2记录线圈72配置成卷绕于包含主磁极60以及引导屏蔽件64的第2磁芯。第1记录线圈70以及第2记录线圈72分别连接有端子95、96，这些端子95、96与记录电流电路97连接。第2记录线圈72与第1记录线圈70串联连接。在向磁盘12写入信号时，从记录电流电路97向第1记录线圈70以及第2记录线圈72供给预定的电流，在主磁极60中流通磁通并产生磁场。
如图3～图6所示，主磁极60与磁盘12的表面以及ABS43大致垂直地延伸。主磁极60的ABS43侧的前端部60a朝向ABS43缩小为前端细(漏斗状)。主磁极60的前端部60a具有位于尾随端侧的尾随侧端面60c、与尾随侧端面对向的引导侧端面60d、以及两侧面60e。主磁极60的前端面在滑动条42的ABS43露出。在前端部60a，尾随侧端面60c相对于与ABS43垂直的方向倾斜地延伸。两侧面60e相对于主磁极60的中心轴线、即磁道下行方向D倾斜地延伸。
尾随屏蔽件62的前端部62a形成为细长的矩形状。尾随屏蔽件62的下端面在滑动条42的ABS43露出。前端部62a的引导侧端面(主磁极侧端面)62b沿着磁道宽度方向TW延伸。引导侧端面62b相对于与ABS43垂直的方向倾斜地延伸。引导侧端面62b在主磁极60的前端部60a，隔着写间隙WG与主磁极60的尾随侧端面60c大致平行地对向。此外，主磁极60的尾随侧端面60c以及尾随屏蔽件62的引导侧端面62b也可以在与ABS43垂直的方向上延伸。
在本实施方式中，一对侧屏蔽件63通过软磁性体来与引导屏蔽件64一体形成，从引导屏蔽件64向尾随屏蔽件62侧延伸。一对侧屏蔽件63在主磁极60的磁道宽度方向TW两侧以物理方式从主磁极60分割，并且与引导屏蔽件64磁连接且电连接。各侧屏蔽件63的侧面63b隔着间隙SG与主磁极60的侧面60e大致平行地对向。侧屏蔽件63的前端面在ABS43露出。
如图5以及图6所示，在主磁极60与尾随屏蔽件62的前端部62a之间、主磁极60与引导屏蔽件64之间、以及主磁极60与侧屏蔽件63之间的空间，设置有非磁性的绝缘体、例如包括氧化铝、氧化硅等的保护绝缘膜73。
在本实施方式中，在主磁极60与尾随屏蔽件62之间的写间隙WG填充有非磁性或磁性的第1层80。在主磁极60与各侧屏蔽件63之间的写间隙SG填充有非磁性或磁性的第2层82。第1层的相对导磁率A比第2层82的相对导磁率B小，设定为A<B的关系。进而，第1层80的相对导磁率A与第2层82的相对导磁率B之差优选为2以上。作为第1层80，例如可以使用Fe、Co、Ni等。作为第2层82，例如可以使用Fe、Co、Ni等。
根据如上述那样构成的磁头16，在记录头58的屏蔽件间设置满足相对导磁率A<B的关系的第1层80以及第2层82，通过调整在磁记录时流向侧屏蔽件63侧的磁通，即，调整成使磁通主动流向侧屏蔽件63侧。由此，即使主磁极60与尾随屏蔽件62之间的写间隙WG变窄，也能够降低从主磁极60向写屏蔽件62侧直接流动的磁通，能够抑制写屏蔽件62的磁饱和。因此，能够一边维持写屏蔽件62的屏蔽件功能，一边实现记录密度的提高。
图7示出了针对本实施方式的磁头以及比较例的磁头测定了写间隙WG的长度与磁道下行方向D的记录密度(分辨率)BPI的关系的结果。此外，比较例的磁头使用不具有第1层80以及第2层82的磁头、即在主磁极与写屏蔽件之间的间隙整体设置有保护绝缘膜的磁头。
如图所示，在比较例的磁头中，当主磁极与尾随屏蔽件之间的距离(写间隙WG)变窄时，虽然在一定距离之前能够改善记录密度，但从尾随屏蔽件发生饱和的区域起却无法扩大记录密度。即，若使写间隙WG过于变窄，则尾随屏蔽件会发生磁饱和，记录密度会劣化。
与此相对，在本实施方式的磁头中，可知，即使主磁极与尾随屏蔽件之间的距离(写间隙WG)变窄，记录密度也会相应地提高。能够使磁通避向侧屏蔽件，能够改善记录密度。
根据以上所述，根据本实施方式，可获得能够抑制屏蔽件的饱和并实现记录密度的提高的磁记录头以及具备该磁记录头的磁盘装置。
此外，记录头的第1层以及第2层只要设定为相对导磁率A<B的关系即可，并不限于上述的第1实施方式，可以选择各种各样的材料。
接着，对其他实施方式的磁头以及盘装置进行说明。在以下说明的其他实施方式中，对与前述的第1实施方式相同的部分标注相同的参照标号，省略或简化其详细的说明，以与第1实施方式不同的部分为中心来进行详细说明。
(第2实施方式)
图8是从ABS侧观察第2实施方式的记录头的前端部而得到的记录头的平面图。在本实施方式中，在记录头58的主磁极60与尾随屏蔽件62之间填充的第1层80，与周围的保护绝缘膜73同层地形成，其相对导磁率A设为1。在主磁极60与各侧屏蔽件63之间的侧间隙SG填充的第2层82，由相对导磁率B比1高的磁性层或者弱磁性层形成。作为第2层82，例如可以使用Fe、Co、Ni。第1层80的相对导磁率A与第2层82的相对导磁率B之差优选为2以上。在第2实施方式中，记录头58的其他构成以及磁头的其他构成，与前述的第1实施方式同样。
根据如上述那样构成的磁头，在记录头58的屏蔽件间设置满足相对导磁率A<B的关系的第1层80以及第2层82，使在磁记录时流向侧屏蔽件63侧的磁通增加。由此，即使使主磁极60与尾随屏蔽件62之间的写间隙WG变窄，也能够降低从主磁极60向写屏蔽件62侧直接流动的磁通，能够抑制写屏蔽件62的磁饱和。因此，能够一边维持写屏蔽件62的屏蔽件功能，一边实现记录密度的提高。
(第3实施方式)
图9是从ABS侧观察第3实施方式的记录头的前端部而得到的记录头的平面图，图10是表示第3实施方式的记录头的前端部的剖视图。
在第3实施方式中，在记录头58的主磁极60与尾随屏蔽件62之间的写间隙WG填充的第1层80，使用层叠多个导电层而构成的磁通控制层。磁通控制层例如具有从主磁极60侧朝向尾随屏蔽件62依次层叠的第1控制层80a、第2控制层80b、第3控制层80c。第1控制层80a可以使用Cu、Au、Ag、Al、Ir、NiAl合金等金属相且不会妨碍自旋传导的物质。第2控制层80b包含金属层，可以使用从Fe、Co、Ni中选择的磁性金属以及包含它们的至少一个的软磁性金属合金。第3控制层80c可以使用非磁性金属且会切断自旋传导的材料。具体而言，可以通过从Ta、Ru、Pt、W、Mo中选择的至少一个或者包含至少一个的合金来形成。第1控制层80a和第3控制层80c的层叠顺序也可以反过来。
主磁极60的前端部60a和尾随屏蔽件62的前端部62a经由磁通控制层80电导通。
在主磁极60与各侧屏蔽件63之间的侧间隙SG填充有第2层82。作为第2层82，例如可以使用氧化铝等。
如图10所示，用于向主磁极60以及尾随屏蔽件62通电的连接端子90、91，分别与主磁极60以及尾随屏蔽件62连接。HDD的控制部具有与连接端子90、91连接的电源94。构成能够通过连接端子90、主磁极60、磁通控制层80、尾随屏蔽件62、连接端子91地通电的电路。
当从电源94经由主磁极60以及尾随屏蔽件62向磁通控制层80通电时，磁通控制层80在与从主磁极60向尾随屏蔽件62的磁通相反方向上产生磁通。其结果是，磁通控制层80的相对导磁率A低于空气的相对导磁率，实质上也低于第2层82的相对导磁率B。因此，相对导磁率成为A<B的关系。
在第3实施方式中，记录头58以及磁头的其他构成与前述的第1实施方式中的磁头以及记录头同样。在上述第3实施方式中，也使磁记录时流向侧屏蔽件63侧的磁通增加。由此，即使使主磁极60与尾随屏蔽件62之间的写间隙WG变窄，也能够降低从主磁极60向写屏蔽件62侧直接流动的磁通，能够抑制写屏蔽件62的磁饱和。因此，能够一边维持写屏蔽件62的屏蔽件功能，一边实现记录密度的提高。
此外，磁通控制层的形成材料并不限定于上述的实施方式，可以选择各种各样的导电层。磁通控制层并不限定于3层，也可以是2层或者4层以上。
本发明并不限定于上述的实施方式原样，在实施阶段能够在不脱离其要旨的范围内使构成要素变形而具体化。另外，通过上述实施方式所公开的多个构成要素的适当组合，可以形成各种各样的发明。例如，也可以从实施方式所示的全部构成要素中删除几个构成要素。进而，也可以对不同实施方式中的构成要素进行适当组合。
例如，在磁记录头中，可以省略引导屏蔽件。构成盘装置的要素的材料、形状、大小等并不限定于上述的实施方式，可以根据需要进行各种变更。

Claims (8)

1.一种磁头，其中，具备：
产生记录磁场的主磁极；
夹着写间隙与所述主磁极对向的写屏蔽件；
在所述主磁极的磁道宽度方向的两侧隔着间隙配置的侧屏蔽件；
在所述写间隙内设置在所述主磁极与所述写屏蔽件之间的磁性或非磁性的第1层；以及
设置在所述主磁极与所述侧屏蔽件之间的磁性或非磁性的第2层，
所述第1层具有比所述第2层的相对导磁率小的相对导磁率，
所述第1层具有层叠多个导电层而形成的磁通控制层，所述磁通控制层通过进行通电而具有比空气小的相对导磁率。
2.根据权利要求1所述的磁头，其中，
所述第1层的相对导磁率与所述第2层的相对导磁率之差为2以上。
3.根据权利要求1或2所述的磁头，其中，
所述第1层由非磁性层形成，所述第2层由相对导磁率大于空气的磁性层或弱磁性层形成。
4.根据权利要求1或2所述的磁头，其中，
还具备填充在所述主磁极与所述写屏蔽件之间以及所述主磁极与所述侧屏蔽件之间的绝缘膜。
5.根据权利要求1或2所述的磁头，其中，
还具备用于通过所述主磁极、所述磁通控制层以及所述写屏蔽件地通电的连接端子。
6.根据权利要求1或2所述的磁头，其中，
所述磁通控制层具有第1控制层和层叠于所述第1控制层的第2控制层，所述第1控制层包含从包括Cu、Ag、Au的群中选择出的至少一个元素，所述第2控制层包含从包括Fe、Co、Ni的群中选择出的至少一个元素。
7.一种盘装置，其中，具备：
盘状的记录介质；和
向所述记录介质记录信息的权利要求1～6中任一项所述的磁头。
8.根据权利要求7所述的盘装置，其中，
所述记录介质具备软磁性层和设置在所述软磁性层上并具有相对于记录介质面垂直的磁各向异性的磁记录层。
CN201810010238.0A 2017-08-29 2018-01-05 磁头以及具备该磁头的盘装置 Active CN109427349B (zh)

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