DE2260317A1 - Verfahren zur herstellung eines magnetkopfes - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines magnetkopfes

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Description

Aktenzeichen der Anmelderin: SA 970 052
Verfahren zur Herstellung eines Magnetkopfes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Magnetkopfes, der mit Mitteln versehen ist, die eine Prüfung seiner magnetischen Eigenschaften ermöglichen. . ... .
Zum Schreiben und Lesen von magnetisch speicherbaren, digitalen Informationen sind seit einiger Zeit sogenannte' Dünnschicht-Magnetköpfe bekannt. Solche Magnetköpfe sind beispielsweise in der US-Patentschrift 3 344 237 beschrieben. Die Köpfe werden durch Aufbringen geeigneter magnetischer, elektrisch leitender und isolierender Schichten auf eine nichtmagnetische Unterlage hergestellt. Sie werden weiterhin in ein nichtmagnetisches Material eingebettet, das die Form eines Gleiters aufweist und bewirkt, daß der Magnetkopf bei einer Relativbewegung zwischen dem Kopf und dem magnetischen Aufzeichnungsträger von einem Luftkissen getragen wird. Hierdurch werden die Abnutzungserscheinungen Infolge einer Reibung zwischen Kopf und Aufzeichnungsträger sehr gering gehalten.
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Es 1st bisher noch nicht möglich gewesen, Magnetköpfe herzustellen, bei denen mit Sicherheit vorausgesagt werden kann, daß sie fehlerfrei sind oder daß sie die gewünschten magnetischen Eigenschaften besitzen. Es ist möglich, daß die zur Herstellung der Köpfe verwendeten Materialien sich in ihrer Zusammensetzung ändern oder den gestellten Anforderungen nicht entsprechen. Unbrauchbare Magnetköpfe können auch entstehen, wenn während ihrer Herstellung wichtige Prozeßparameter, wie z. B. Temperatur oder Druck, selbst geringfügig von den vorgegebenen Werten abweichen.
Dünnschicht-Magnetköpfe werden meist gleichzeitig in großer Anzahl auf flachen Unterlagen aus Glas, Ferrlten oder Silicium gebildet. Dabei ist erforderlich, daß die magnetischen Eigenschaften jedes einzelnen Kopfes geprüft werden müssen. Eine Möglichkeit hierfür besteht darin, jeden einzelnen vollständig fertiggestellten Kopf in einem Gleiter oder einer ähnlichen Tragevorrichtung anzuordnen und anschließend mit diesem Kopf Aufzeichnungs- und Lesevorgänge mit Hilfe eines bewegten magnetischen Aufzeichnungsträgers durchzuführen. Dieses Prüfverfahren ist jedoch sehr aufwendig und langwierig.
Es wurde weiterhin vorgeschlagen, bei der Herstellung eines Magnetkopfes einen zusätzlichen elektrischen Leiter in der Nähe des Ubertragungsspaltes auf der Unterlage vorzusehen. Dies führt in der praktischen Ausführung jedoch zu erheblichen Schwierigkeiten, da durch den LuftZwischenraum zwischen dem Leiter und dem Übertragungsspalt nur eine geringe Kopplung zwischen diesen besteht. Weiterhin muß der Grad dieser Kopplung bekannt sein, um aus den erhaltenen Meßwerten auf die magnetischen Eigenschaften des Kopfes schließen zu können.
Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Magnetkopfes anzugeben, bei dem eine Prüfung der magnetischen Eigenschaften des Kopfes bereits vor der endgültigen Fertigstellung erfolgen kann, wobei die bei
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der Prüfung erhaltenen Meßwerte eine zuverlässige Aussage über die Eigenschaften des Magnetkopfes darstellen. Diese Aufgabe wird bei dem anfangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen zwei magnetischen Schichten, die an ihren Enden jeweils miteinander verbunden sind und somit einen geschlossenen magnetischen Pfad bilden, zwei elektrisch leitende, voneinander getrennte Wicklungen hindurchgeführt werden und daß nach mit Hilfe der beiden induktiv gekoppelten Wicklungen erfolgter Prüfung des, Magnetkopfes die beiden magnetischen Schichten im Bereich zwischen den beiden Wicklungen durchtrennt werden. Die magnetischen Schichten und die Wicklungen werden dabei vorzugsweise als parallele Schichten ausgebildet. Die Durchtrennung der magnetischen Schichten erfolgt vorteilhaft senkrecht zu der Ebene, in der die Schichten verlaufen. Die magnetischen Schichten im Bereich zwischen den beiden Wicklungen können mit einem geringeren Abstand voneinander versehen werden als in den die Wicklungen umgebenden Bereichen. Die Wicklungen können in geeigneter Weise mindestens im Bereich der magnetischen Schichten zwischen zwei elektrisch isolierenden Schichten eingebettet werden. Nach dem Durchtrennen werden die Trennstellen zur Erzielung eines genauen übertragungsSpaltes vorteilhaft mechanisch nachbehandelt. Die eine der beiden Wicklungen wird vorzugsweise mit nur einer Windung hergestellt und nach dem Durchtrennen der magnetischen Schichten entfernt.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Figur zeigt die Schnittansicht eines Magnetkopfes in perspektivischer Darstellung.
Die mit 10 bezeichnete Magnetkopfanordnung weist eine nichtmagnetische Unterlage 11 auf. Die Unterlage 11 kann aus -einem geeigneten isolierenden Material wie oxydiertem Silicium, Aluminiumoxyd oder Bariumtitanat bestehen und besitzt eine ebene Oberfläche. Auf dieser Oberfläche wird eine erste magnetische Schicht
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12 in Form eines dünnen rechteckigen Parallelepipeds aufgebracht. Das Material dieser Schicht besteht beispielsweise aus Permalloy oder einem Ferrit. Die Dicke dieser Schicht beträgt vorzugsweise 1 bis 2 ]xm. Die magnetische Schicht 12 kann z. B. in der Weise gebildet werden, daß zuerst eine durchgehende magnetische Schicht auf der Unterlage 11 niedergeschlagen wird und daß anschließend die nicht benötigten Bereiche dieser Schicht durch das bekannte photolithographische Verfahren, d. h. durch Maskieren und Ätzen, entfernt werden.
Eine Isolierschicht 16 wird nun selektiv über der magnetischen Schicht 12 gebildet. Die Isolierschicht 16 dient dazu, die einzelnen Windungen der verwendeten Wicklungen voneinander zu isolieren. Es wird dann eine Wicklung 13, die die Form einer Spirale besitzt, auf der nichtmagnetischen Unterlage 11 aufgebracht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Wicklung 13 mit nur zwei Windungen dargestellt; die Magnetkopf wicklungen weisen jedoch gewöhnlich wesentlich mehr Windungen auf. Die Wicklung 13 endet in den Anschlußpunkten 17 und 18. Eine zweite Wicklung 14, die coplanar zur Wicklung 13 angeordnet ist, wird auf die Unterlage 11 aufgebracht. Die nur aus einer Windung bestehende Wicklung endet in den Anschlußpunkten 20 und 21. Die Wicklungen
13 und 14 sind so zueinander ausgerichtet, daß die die magnetische Schicht 12 kreuzenden Windungsteile parallel zueinander liegen. Die Herstellung der Wicklung 14 erfolgt in gleicher Weise wie die der Wicklung 13. Die Wicklungen werden dann oberhalb der magnetischen Schicht 12 mit einer weiteren Isolierschicht bedeckt.
Es wird nun eine zweite magnetische Schicht 15 auf die Isolierschicht aufgebracht. Die magnetischen Schichten 12 und 15 überdecken sich und sind an ihren jeweils beiden Enden miteinander verbunden. Die magnetischen Schichten 12 und 15 sowie die Windungen der Wicklungen 13 und 14 verlaufen in Ebenen, die parallel zueinander und zur Oberfläche der Unterlage 11 liegen. Die beiden Schichten 12 und 15 bilden einen geschlossenen magneti-
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sehen Pfad. Die beiden Wicklungen 13 und 14 sind mit diesem Pfad gekoppelt, so daß die dargestellte Anordnung einem Übertrager entspricht.
in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel bestehen die magnetischen Schichten 12 und 15 aus einer Nickel-Eisen-Legierung (Permalloy), die elektrisch leitend ist. Die Isolierschicht 16 ist daher erforderlich, um die Wicklungen 13 und 14 elektrisch von den Schichten 12 und 15 zu isolieren. Als Isoliermaterial wird vorzugsweise Glas verwendet, es kann jedoch jedes andere beliebige organische oder anorganische isolierende Material gewählt werden.
Eine Stromquelle 19 ±st zwischen die Anschlußpunkte 17 und 18
der Wicklung 13 geschaltet. Mit den Anschlußpunkten 20 und 21 der Wicklung 14 wird ein Voltmeter 22 verbunden. An das Voltmeter 22 ist eine Vergleichsschaltung 23 angeschlossen, die die Spannung zwischen den Anschlußpunkten 20 und 21 mit einem Bezugswert vergleicht und so eine Anzeige darüber abgibt, ob der Magnetkopf die gewünschten magnetischen Eigenschaften aufweist. Die Prüfung des Magnetkopfes kann auch in der Weise erfolgen, daß die Stromquelle 19 mit den Anschlußpunkten 20 und 21 und das Voltmeter 22 mit der Vergleichsschaltung 23 mit den Anschlußpunkten 17 und 18 verbunden werden.
Während des Prüfvorganges fließt ein von der Stromquelle 19 gelieferter Strom durch die Wicklung 13. Die hierdurch in der Wicklung 14 induzierte Spannung wird durch das Voltmeter 22 gemessen. Diese Spannung wird der Vergleichsschaltung 23 zugeführt und dort mit vorgegebenen Spannungswerten verglichen. Aufgrund des Vergleichs erfolgt eine Anzeige darüber, ob die Anordnung die gewünschten magnetischen Eigenschaften aufweist^ oder nicht. Erreicht die in der Wicklung 14 induzierte Spannung nicht den erforderlichen Mindestwert, dann wird die Anordnung als ungeeignet befunden und aussortiert. Die Beeinträchtigungen der magnetischen Eigenschaften ergeben sich in erster Linie aus
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dem fehlerhaften Aufbringen der leitenden, Isolierenden oder magnetischen Schichten. Da die auch später für den Magnetkopf verwendete Wicklung 13 sehr viel komplizierter aufgebaut ist als die normalerweise nur mit einer Windung versehene Wicklung 14, treten fast alle Defekte im Bereich der Wicklung 13 auf. Da die Leitungen der Wicklung 13 sehr dünn und schmal sind, können infolge der thermischen Beanspruchung nur sehr geringe Ströme durch diese Wicklung fließen. Die in der Wicklung 14 induzierte Spannung ist demgemäß relativ klein. Durch die Verwendung des geschlossenen magnetischen Pfades ist jedoch eine einwandfreie Ermittlung dieser Spannung möglich, was ohne den magnetischen Kreis infolge des Auftretens von Störsignalen nur schwer möglich oder sogar unmöglich wäre.
Aus der Geometrie des geschlossenen magnetischen Pfades kann der Kopplungskoeffizient zwischen den beiden Wicklungen 13 und 14 bestimmt werden. Aus den gemessenen Werten des erregenden Stromes sowie der induzierten Spannung kann somit die Gegeninduktivität ermittelt werden, mit deren Hilfe wiederum die Permeabilität des magnetischen Materials bestimmt werden kann. Der so gefundene Wert für die Permeabilität wird dann mit einem vorgegebenen Wert verglichen.
Genügt die beschriebene Anordnung den gegebenen Anforderungen, dann wird der magnetische Pfad durch Trennen der magnetischen Schichten 12 und 15 entlang der Linie 25 unterbrochen. Das Durchtrennen erfolgt in einer Ebene, die senkrecht zu den Schichten 12, 13 und 15 verläuft. Es wurde gefunden, daß das Durchtrennen mit Ultraschall sehr gute Ergebnisse liefert, obwohl auch die Verwendung einer Carborund- oder Diamantsäge möglich ist. Die abgetrennte Wicklung 14 mit dem dazugehörigen Teil des magnetischen Kreises wird nun entfernt, während die Wicklung 13 mit dem zugehörigen magnetischen Kreis den Magnetkopf darstellt. Der Übertragungsspalt 26 befindet sich im verengten Bereich zwischen den Schichten 12 und 15. Der Abstand der beiden Schichten 12 und 15 wird am übertragungsspalt kleiner gewählt als im
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Bereich der Windungen der Wicklung 13.
Der übertragungsspalt wird anschließend durch Polieren mit feinem Diamantstaub auf vorbestimmte Maße gebracht. Über der Magnetkopfanordnung kann nun eine nichtmagnetische Abdeckung angeordnet werden, die mit einer Aussparung zur Aufnahme des Magnetkopfes versehen ist. Diese Abdeckung besitzt vorzugsweise die Form eines Gleiters. Die tragende Oberfläche dieses Gleiters wird ebenfalls poliert.
Dünnschicht-Magnetköpfe werden normalerweise gleichzeitig in großer Anzahl auf einer Unterlage hergestellt. Das Aufbringen der einzelnen Schichten auf die Unterlage erfolgt automatisch. Ebenso kann die Prüfung der einzelnen Magnetköpfe hinsichtlich ihrer magnetischen Eigenschaften automatisiert werden. Dabei wird die Prüfung durchgeführt t bevor die Unterlage zur Herstellung der einzelnen Köpfe zerschnitten wird.
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Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    Verfahren zur Herstellung eines Magnetkopfes, der mit Mitteln versehen ist, die eine Prüfung seiner magnetischen Eigenschaften ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei magnetischen Schichten, die an ihren Enden jeweils miteinander verbunden sind und somit einen geschlossenen magnetischen Pfad bilden, zwei elektrisch leitende, voneinander getrennte Wicklungen hindurchgeführt werden und daß nach mit Hilfe der beiden induktiv gekoppelten Wicklungen erfolgter Prüfung des Magnetkopfes die beiden magnetischen Schichten im Bereich zwischen den beiden Wicklungen durchtrennt werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Schichten und die Wicklungen als parallele Schichten ausgebildet werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrennung der magnetischen Schichten senkrecht zu der Ebene, in der die Schichten verlaufen, erfolgt.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Schichten im Bereich zwischen den beiden Wicklungen mit einem geringeren Abstand voneinander versehen werden als in den die Wicklungen umgebenden Bereichen.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen mindestens im Bereich der magnetischen Schichten zwischen zwei elektrisch isolierenden Schichten eingebettet werden.
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  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Durchtrennen die Trennstellen zur Erzielung eines genauen übertragungsSpaltes mechanisch nachbehandelt werden.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der beiden Wicklungen nur mit einer Windung hergestellt wird und daß diese Wicklung nach dem Durchtrennen der magnetischen Schichten entfernt wird.
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    AO
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