CN1402222A - 具有改进的散热性能的磁头 - Google Patents

Abstract

一种磁头包括一个绝缘件、一个线圈和一个导热器。绝缘件具有固定成面向数据存储磁盘的对应表面。线圈产生所要求的磁场。线圈设置在绝缘件中或在绝缘件的对应表面中。导热器吸收线圈产生的热量，导热器具有的导热率高于绝缘件的导热率。导热器具有至少部分不规则的一个表面。

Description

具有改进的散热性能的磁头

发明背景

发明领域

本发明关于用于记录或读取磁光磁盘或磁盘的数据的磁头。本说明书中所用的术语“磁头”指的是具有磁场产生线圈的任何类型的数据记录/读取的磁头。因此，作为例子，该磁头”可以指磁光磁头。

相关技术的描述

当电流通过一个磁头的线圈而产生磁场时，线圈被加热。当线圈温度增大时，线圈的电阻也增大。因此，为了在线圈加热到较高温度时产生合适的强磁场，必须增大供给线圈的电力。然而，随着供给大的电力，线圈可能过热，因此会损害线圈本身或磁头周围的元件。另外，大的电力供给会在线圈中引起“电移”。结果线圈中的导电件会变薄、或由于电移引起(在导电件中)的空隙的增大而破裂。

由于线圈中产生的热量会导致线圈的损坏，因此应采取适当的对策。在日本的JP-A-8-235556中建议了一种解决方案，在该方案中公开了如图14所示的磁头。这种传统的磁头包括由一个悬臂90支撑的滑动件91，滑动件91面向数据存储盘D。滑动件91具有用以产生磁场的线圈92。在其底面上(面向磁盘D)，滑动件91上做成多个槽93，每个槽通常在磁盘D的磁道方向上延伸。

采用上述设计，滑动件91浮在转动的磁盘D上方，滑动件91和磁盘D之间的气流通过槽93，通过的气体带走滑动件91的热量。

在传统的磁头已在许多方面被采用的同时，在防止线圈92上的温度上升的问题上，它还有一些缺陷。

特别是，滑动件91通常由合成树脂制成，它不是一种优良的导热体。另外，线圈92被一层绝缘的保护涂层包住，该保护涂层由如二氧化硅等不是良导热体的材料制成，因此，当滑动件91由高速气流冷却时，由于存在低导热率材料，已加热的线圈的温度不会有大的降低。

另外，虽然传统的滑动件91具有加大散热区的槽93，每个槽93仅为简单的直线形，在槽的整个长度上槽宽为常数，因此，流过的空气不能与槽93的整个表面接触，因此不能从滑动件带走足够的热量。

发明概述

本发明是在上述情况下提出的，因此本发明的目的在于提供一种磁头，它可有效地防止线圈中温度的上升。

按照本发明的第一个方面，所提供的磁头包括面向数据存储磁盘的对应面，一个产生磁场并固定成与绝缘件贴合的线圈和一个导热器，该导热器带走线圈产生的热量并具有比绝缘件的导热率要高的导热率。导热器包括一个不规则的表面。

最好，该不规则表面可从绝缘件的对应面露出。

按照本发明的第二个方面，所提供的磁头包括：一个绝缘件，它包括一个面向数据存储磁盘的对应面；一个线圈，它产生磁场并固定成与绝缘件贴合；和一个导热件，它具有绝缘件并包括一个第一部分和一个第二部分。第一部分位于相对于线圈的磁盘的对面，而第二部分从绝缘件的对应面上露出。导热件的导热率高于绝缘件的导热率。

按照本发明的第三个方面，所提供的磁头包括：一个用以产生磁场的线圈；一个表面，它面向数据存储磁盘，并做成具有在磁盘转动时允许空气流过的多个槽。每个槽包括用于使通过的空气进入的进口端，和使通过的空气排出的出口端。每个槽从进口端到出口端逐渐变窄。

按照本发明的第四个方面，所提供的磁头包括：一个产生磁场的线圈和一个面向数据存储盘的表面。该表面包括一个不规则部分，该不规则部分具有多个在磁盘的磁道方向相互隔开的凸起件。

从下面参照附图的详细描述可以更加清楚本发明的其它特征和优点。

附图概述

图1是一个剖视图，它表示本发明第一个实施例的磁头的基本结构；

图2是一个剖视图，它表示图1磁头的主要部分；

图3是沿图2的箭头III-III方向的平面图；

图4A-4E说明了制造导热层的方法；

图5是一个平面视图，它表示图3所示的导热层的改型的不规则形状设计；

图6是一个平面视图，它表示图3所示的导热层的另一改型的不规则形状设计，

图7是一个剖视图，它表示本发明第二个实施例的磁头的基本结构；

图8是一个剖视图，它表示本发明第三个实施例的磁头的基本结构；

图9是一个剖视图，它表示本发明第四个实施列的磁头的基本结构；

图10是一个剖视图，它表示本发明第五个实施例的磁头的基本结构；

图11是一个剖视图，它表示本发明第六个实施例的磁头的基本结构；

图12是一个平面视图，它表示图11所示的磁头的绝缘层的表面形状；

图13是一个平面视图，它表示图11所示的磁头的绝缘层的改型的不规则形状设计；和

图14表示传统的磁头和一些相关的构件。

优选实施例的详细描述

下面将参照附图详细描述本发明的优选实施例。

图1～3表示本发明第一个实施例的磁头H。正如图1所示，该实施例的磁头H包括镜片座10，两个物镜11a，11b由镜片座10固定，一个产生磁场的线圈2，一个覆盖线圈2的绝缘层3和一对导热层4。

镜片座10由托架托住，它将置于磁光磁盘D的下方。镜片座由支撑装置安装到托架50上，支撑装置可在磁道方向或由箭头Tg所示的磁盘D的径向移动。因此，镜片座10也可在Tg方向上移动。另外，镜片座10可由电磁驱动装置19在箭头Fc所示的聚焦方向上移动。该磁光磁盘D可由主轴马达(未示出)绕轴C(点划线)高速转动。磁盘D包括在面向镜片座10(见图2)的磁盘表面上的记录层88，记录层88也可设在磁盘D的另一侧。然而这样安置会有下列缺点：记录层88和线圈2之间的距离变大，因此会引起较大的磁力损失。另外，当激光束穿过磁光磁盘D的基板时，由于基板的折射可对激光束产生负面影响。由于存在这个缺点，记录层88最好安置成如图示实施例那样面向磁光磁盘D。正如图2所示，记录层88受到透明的绝缘薄膜89的保护。

托架50可由如音频线圈马达(未示出)在磁道方向Tg上移动。通过移动托架50来进行希望的操作，因此镜片座10放置成靠近预期的磁道(目标磁道)。

正如图1所示，一个镜子51安装在托架50上，用来使水平的激光束向上引导。该激光束从一个包括激光二极管、准直透镜等的静止的光学装置(未示出)射出。向上反射的光束穿过物镜11a和11b，由此汇聚而在记录层88上形成激光点。

该静止的光学装置装有光束分离设备和光探测器。在向上的激光束反射在记录层88上后，由光探测器探测该反射光。通过使镜片座10在预定方向上的移动来进行磁道控制和聚焦控制。还可通过改变镜子51的倾角来使反射光的运行路线在磁道方向上变化，从而进行磁道控制。

正如图2所示，线圈2形成在透明的基板60上，物镜11b附着到该基板上。基板60可以是长方形的并可用与物镜11b相同的玻璃材料制成。基板60紧密地粘接到物镜11b上，从而在它们之间没有任何间隙。按照本发明，除了在基板60上形成线圈2外，线圈2可直接地设在物镜11b上而不采用基板60。

线圈2可用如铜之类的材料形成的金属膜的布线图案来形成。线圈2具有两层结构，即由第一和第二螺旋件20a和20b构成。正如图2所示，线圈2具有中心轴L1，该轴与物镜11b的轴L2重合，这样已穿过物镜11b的激光束不会受到线圈2的阻挡。正如图3所示，螺旋件20a，20b连到向上延伸到基板60的绝缘层3的一个边缘(侧表面)上的导线上。该导线再连到为线圈2提供电力的终端20c和20d上。正如图2所示，例如由强磁性铁镍合金制成的磁层61设置在线圈2的下方，该磁层61使线圈2产生的磁场有效地加到磁盘D上。

绝缘层3可用如氧化铝或氧化硅等透光绝缘材料制成，它形成在基板60上以覆盖磁层61和线圈2。绝缘层3包括相互叠合在一起的绝缘膜，这些绝缘膜可与磁层61和线圈2同时形成。绝缘层3最好具有与基板60或物镜11b的折射率相等或基本相等的折射率。

导热层4由金属(如铜)形成，它的导热率高于绝缘层3。在图示的实施例中，导热层4用作散开线圈2上升的温度的散热器，同时还用作一个传感器，用来在探测静电电容的基础上测量磁盘D和磁头H之间的距离。在导热层4和记录层88之间的静电电容随着层4和88之间的距离而变化，例如，当距离增大时，静电电容降低。这就是说，磁盘D和磁头H之间的距离可在静电电容值的基础上确定。探测到的磁盘D和磁头H之间的距离的数据用作改进聚焦控制的精度。

从绝缘层3露出的导热层4紧密地固定成面向磁盘D。正如图3所示，导热层4以避开线圈2的方式形成在绝缘层3的对应表面30上。两个导热层4由线圈2的径向延伸的间隙相互分开，标记S表示该间隙的宽度。两个导热层分开是用于防止在高频电流加到线圈2上、由磁场调制来将数据记录在磁盘上时，在层4上产生过强的感应电流。结果，就能防止线圈2产生的磁场由该层4中的感应电流产生的磁场带来不可接受的弱化。

该导热层4具有面向磁光磁盘D的不平坦的对应表面，特殊情况下该对应表面上形成多个槽40(相对地具有多个凸件41)。每个槽40在箭头Tc所示的磁道方向上延伸，槽40的宽度在其全长上不是一个常数，特别是在图3所示的实施例中，磁盘D逆时针转动(见箭头N1)，每个槽40在其上游端42a具有较大的宽度Sa，在其下游端42b具有较小的宽度Sb。槽40从上游端42a到下游端42b有规律地倾斜。换言之，确定槽40的纵向侧表面不相互平行，而是从上游端42a到下游端42b逐渐相互靠近。

导热层4可由图4A～4E所示的方法制成。

首先，如图4A所示，用阴极真空喷镀或蒸汽沉积等方法在绝缘基板3a上形成铜基层49a，然后如图4B所示，在铜基层49a上形成第一防护层69a。可通过将防护层形成在铜基层49a上、然后该防护层经受光照和显影来制成层69a。在制成层69a后，在没有被层69a覆盖的铜基层49a的部分上形成(如通过电镀方法)附加的铜层49b。然后，如图4C所示，在第一防护层69a和附加铜层49b上形成第二防护层69b。在附加铜层49b上的第二层69b具有多个长裂口。在这些长裂口中填上铜材49c。然后如图4D所示，除去第一和第二防护层69a、69b。然后采用如离子切削等方法除去铜基层49a的不必要的部分。结果就可得到如图4E所示的导热层4。

下面将描述磁头H的功能。为了用磁场调制来将数据记录在磁光磁盘D上，激光束照射在记录层88的目标磁道上。在这项操作中，在记录层88上的相关的磁性材料加热到居里温度。同时，高频电流加到线圈2上以改变磁场的磁通方向。这样，就控制了构成记录层88的磁性材料的磁化方向。在该数据记录操作期间，线圈2产生的热量部分地通过绝缘层3传到导热层4，散到周围的空气中。由于每个导热层具有高的导热率，并具有不规则的暴露面(意味着具有大的热传导区)，故不希望要的热量可通过导热层4有效地散出去。

在图示的实施例中，磁光磁盘D的转动在磁盘D和导热层4之间产生了高速气流，由此完全能冷却导热层4。正如图3中的箭头N2所示，周围的空气在它们的较宽端42a流入槽40，进入较窄端42b。由于每个槽如上所述从较宽端42a向较窄端42b倾斜，高速冷却气流能与槽40的纵向侧面43a充分接触，结果导热层4可比传统的设计受到更有效的冷却。

通过导热层4的有效散热令人满意地降低了线圈2中温度的上升，因此，就能防止在线圈2中出现电移。另外，限制线圈2中温度的上升导致了防止线圈2的电阻增大，因此能防止功耗增大和由增大功耗引起的线圈2中额外的温度上升。

在上述实施例中，导热层4有两个用途，即作为冷却线圈2的冷却器和探测磁盘D和磁头H之间距离的传感器。这对减少构成磁头所需要的构件数量是有利的。因此，可更容易地制成磁头H，并降低了制造成本。

图5和6表示图3所示导热层设计的改型。

通过采用图5所示的设计，导热层4设有多个具有长方形截面的凸件44，它们在磁道方向Tg和Tc上相互有规律地隔开，换言之，凸件44安置成阵列形式。采用这样的结构，凸件44的阵列设计增大了导热层4的表面积，这对确保有效地冷却线圈2是有利的。另外，当在磁光磁盘D转动、在磁盘D和导热层4之间空气流动时，高速气体如箭头n1所示撞击凸件44，这就增强了对线圈2的冷却效果。

通过采用图6的设计，导热层4设有具有恒定宽度的多个不倾斜的槽45。每个槽45由一对相互平行延伸的纵向侧表面45a限定，这种设计与图3或5所示的相比对层4(因此对线圈2)的冷却效率稍差。然而，与在层4不形成槽和凸件相比，它仍能有效地冷却线圈2。

图7表示本发明第二个实施例的磁头的主要结构。在第二个实施例中，导热层4A埋在绝缘层3中，它们并不从绝缘层3的上表面30露出。通常，层4A安置在线圈2的下方的比线圈2要低的位置上。层4A是比绝缘层3要好的导热器。层4A由磁性材料制成，它能起到与第一个实施例(图2)的磁层61相同的功能。该导热层4A形成在基板60对应面的较大的区域上，它的上表面做成具有多个凸件48a或槽48b。

导热层4A由于其不平坦的上表面而提供了加大的表面积，同时又由比绝缘层要大的导热率的材料制成，因此，由线圈2上产生的不希望有的热量可通过导热层4A有效地散出。

图8表示本发明第三个实施例的磁头的主要结构。在该实施例中，磁头包括由第一元件46a和第二元件46b组成的导热器。比第二元件46b要薄的第一元件46a固定成与基板60接触。第二元件46b固定成使它的底侧与第一元件46a接触，第二元件46b的上侧从绝缘层3露出以面向磁盘D。第一和第二元件46a、46b均比绝缘层3的导热性能好。第一元件46a由磁性材料制成并起到如图2所示的磁层60的功能。第一元件46a在线圈2的下方和附近延伸。

采用这样的结构，线圈2产生并传向基板60的热量可由第一元件46a吸收，然后传导到第二元件46b，最后由第二元件46b的暴露面散到空气中。这样，集积在绝缘层3内的不希望有的热量就完全可通过导热器4B散到空气中。

图9表示本发明第四个实施例的磁头的主要结构。在该实施例中，在绝缘层3中提供一对导热器4C，每个导热器包括第一或下方的元件47a、第二或上方的元件47b和第三或中间元件47c。由磁性材料制成的第一元件47a安置在线圈2的下方和基板60的附近。第二元件47b具有从绝缘层3露出的对应面。第三元件47c连接第一元件47a和第二元件47b。第二元件47b可比第一元件47a稍大一些。

采用这样的结构，由线圈2产生的热量能通过导热器4C有效地散到周围的空气中。

图10表示本发明第五个实施例的磁头的主要结构。该实施例的磁头基本与第四实施例(图9)的磁头相同。只是导热器4D包括第二元件47b，它的对应面(暴露面)做成具有多个凸件47b，用以增加散热面积。凸件47b可做成与图3、5或6中所示的相同。

图11和12表示本发明第六个实施例的磁头的主要结构。在该实施例中，绝缘层3具有不平坦的对应表面30，除了激光束通过的部分外，整个表面30是不规则的。对应表面30可以具有与图3或5所示的导热层4的不规则表面相同的表面，尤其如图12所示，绝缘层3的对应表面30可以做成具有多个槽39(或多个凸件38)。每个槽39的宽度由两个壁表面39a确定，两个壁表面顺着箭头N5所示的气流方向逐渐靠近。

绝缘层3的暴露表面30的不规则形状可采用如图13所示的凸件37的阵列设计。该阵列设计类似于图5所示的导热层4，并具有相同的优点。

在已描述了本发明后，显然可以多种方式进行改变，这些变化均不背离本发明的精神和范围，对本专业技术人员来说，这些变化均是显而易见的，并且均包含在下列权利要求的范围内。

Claims (5)

1.一种磁头包括：

一个包括面向数据存储磁盘的对应面的绝缘件；

一个产生磁场并固定成与绝缘件贴合的线圈；

一个排出线圈产生的热并具有比绝缘件的导热率要高的导热率的导热器，该导热器包括一个不规则表面。

2.按照权利要求1的磁头，其中不规则表面从绝缘件的对应表面露出。

3.一种磁头包括：

一个包括面向数据存储磁盘的对应面的绝缘件；

一个产生磁场并固定成与绝缘件贴合的线圈；和

一个导热器，它设置在绝缘件中并包括第一部分和第二部分，第一部分位于相对于线圈的磁盘的对面，第二部分从绝缘件的对应表面露出，该导热器的导热率高于绝缘件的导热率。

4.一种磁头包括：

一个用于产生磁场的线圈；

一个面向数据存储磁盘的表面做成具有多个槽，这些槽在磁盘转动时允许空气通过，每个槽包括所通过的空气进入的进口端和通过的空气排出的出口端；

其中每个槽从进口端到出口端逐渐变窄。

5.一种磁头包括：

一个用于产生磁场的线圈；和

一个面向数据存储磁盘的表面；

其中该表面包括不规则部分，该不规则部分具有多个在磁盘的切向和径向相互隔开的凸件。

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