DE2500984A1 - THIN FILM MAGNETIC HEAD - Google Patents
THIN FILM MAGNETIC HEADInfo
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Description
PHN.7300. Va/EVH.PHN.7300. Va / EVH.
- ·■ N. V. PiViiij.., .j-.;.;i-Lu.jiiiiubtiekeo Z U U U c) Ö 4- · ■ NV PiViiij .., .j- .; .; i-Lu.jiiiiubtiekeo ZUUU c) Ö 4
■ -'--- -■·■■■■>■ PHN- 7^09
u!--:-«- .-on.: 10. Jan. 1975 ■ -'--- - ■ · ■■■■> ■ PHN- 7 ^ 09
u! -: - «-.-on. : Jan 10, 1975
"Dünnf ilinmagnetkopf ""Thin film magnetic head"
Die Erfindung bezieht sich auf einen mit einer elektrischen Wicklung versehenen Dünnfilmmagnetkopf, der eine Anzahl Kernteile aus einem magnetisierbaren Material enthält, von denen mindestens die den Nutzspalt begrenzenden Kernteile dünne Schichten sind und sich unter Einschluss einer den Spalt ausfüllenden Schicht aus einem nichtmagnetisierbaren Material seitlich überlappen.The invention relates to an electrically wound thin film magnetic head, the contains a number of core parts made of a magnetizable material, of which at least those delimiting the useful gap Core parts are thin layers and include a layer that fills the gap laterally overlap a non-magnetizable material.
Ein derartiger Magnetkopf, der z.B. bei der Speicherung von Information in magnetischen Scheibenspeichern verwendet wird, ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 1θ4 kk-5 bekannt.Such a magnetic head, which is used, for example, when storing information in magnetic disk memories, is known from German Offenlegungsschrift 2 1θ4 kk-5 .
509833/0567509833/0567
PUM.730?.PUM.730 ?.
Jetzt liegt bei der Industrie der Bedarf an einer Vergrösserung der Speicherkapazität und damit an Magnetköpfen für sehr schmale Spuren vor. Die heutigen Spurbreiten liegen im Bereich von I50 bis 200/um. Im Zusammenhang mit Obenstehendem liegt aber der Bedarf an Spurbreiten von einigen Zehn Mikrons vor. Da diese aber nicht mehr durch' das übliche Verfahren, bei dein zwei Kernteile unter Zwischenfügung eines nichtmagnetisierbaren. Distanzgliedes fluchtrecht zueinander angeordnet werden und die Dicke der Kernteile die Spurbreite bestimmt, erhalten werden können, ist der in der vorgenannten deutschen Offenlegungsschrift beschriebene Dünnfilmmagnetkopf vorgeschlagen worden. Bei diesem Magnetkopf überlappen sich an der Stelle des Spaltes zwei Kernteile seitlich, was zur Folge hat, dass die Spurbreite nicht durch die Dicke der Kernteile, sondern durch das Ausmass der gegenseitigen Ueberlappung der Kernteile bestimmt wird. Ein derartiger Aufbau ermöglicht es, mit Hilfe von Dünnfilmtechniken und photolithographischen Techniken für Spurbreiten von einigen Zehn Mikrons geeignete Köpfe herzustellen. Ein Nachteil besteht jedoch darin, dass die in bezug auf die Dicke der Kernteile grosse Oberfläche, über die sich die Kernteile an der Stelle des Spaltes überlappen, die Leseeigenschaften des Kopfes beeinträchtigt: je grosser das Ausmass der Ueberlappung ist, desto geringerNow there is a need in the industry for an increase in storage capacity, and thus on Magnetic heads for very narrow tracks. Today's Track widths are in the range from 150 to 200 µm. in the However, there is a need in connection with the above Track widths of a few tens of microns. Since this is no longer through 'the usual procedure, with your two Core parts with the interposition of a non-magnetizable. Spacer are arranged in alignment with each other and the thickness of the core parts determines the track width, obtained is the thin film magnetic head described in the aforementioned German laid-open specification has been proposed. Overlap in this magnetic head two core parts laterally at the point of the gap, with the result that the track width is not through the Thickness of the core parts, but is determined by the extent of the mutual overlap of the core parts. Such a structure makes it possible with the aid of thin film techniques and photolithographic techniques for heads suitable for track widths of several tens of microns to manufacture. A disadvantage, however, is that the large surface in relation to the thickness of the core parts, Over which the core parts overlap at the point of the gap, the reading properties of the head are impaired: the greater the extent of the overlap, the less
• 509833/0S67• 509833 / 0S67
PHN.7309.PHN.7309.
ist die Lesewirkung.is the reading effect.
Die Erfindung bezweckt, einen Kopf der obengenannten Art zu schaffen, bei dem die Leseeigenschaften in geringem Masse von dem Ausrnass der gegenseitigen Ueberlappung der Kernteile als bei dem bekannten Kopf abhängen und der ausserdem eine Anzahl zusätzlicher Vorteile aufweist» The aim of the invention is to provide a head of the type mentioned above, in which the reading properties depend to a lesser extent on the extent of the mutual overlapping of the core parts than in the case of the known head and which also has a number of additional advantages »
Der Magnetkopf nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein erster den Spalt begrenzender Kernteil vorhanden ist, von dem ein Ende an der Stelle des Spaltes eine Breite aufweist, die der gewünschten Spurbreite entspricht, und dass sich ein zweiter den Spalt begrenzender Kernteil unter einem Winkel zu dem ersten Kernteil zu beiden'Seiten desselben erstreckt und die beiden Enden des zweiten Kernteiles und das dem den Spalt begrenzenden Ende gegenüber liegende Ende des ersten Kernteiles magnetisch miteinander gekoppelt sind. .The magnetic head according to the invention is characterized in that a first one delimits the gap Core part is present, one end of which has a width at the location of the gap, which is the desired Track width corresponds, and that a second core part delimiting the gap is at an angle to the first core part on both sides of the same and the two ends of the second core part and the den Gap-delimiting end opposite end of the first core part are magnetically coupled to one another. .
Bei einer gleichen Ueberlappungsoberflache der den Spalt begrenzenden Teile weist der Magnetkopf nach der Erfindvmg erheblich günstigere Leseeigenschaften als der bekannte Kopf auf.With the same overlapping surface the parts delimiting the gap, the magnetic head according to the invention has considerably more favorable reading properties than the familiar head on.
Eine Beschränkung der Ueberlappung kann erwünschtenfalls dadurch erzielt werden, dass die Breite des zv^eiten Kernteiles an der Stelle und zu beiden Seiten des ersten Kernteiles herabgesetzt wird.A restriction on the overlap can be used if desired can be achieved in that the width of the second core part at the point and on both sides of the first core part is reduced.
509833/Q5G7509833 / Q5G7
PHN.7309.PHN.7309.
5.1O.72+.5.1O.7 2 +.
Vorzugsweise beträgt die Breite des zweiten Kernteiles wenigstens an der Stelle des ersten Kernteiles höchstens die Hälfte der Breite des ersten Kernteiles.The width of the second core part is preferably at least at the point of the first core part at most half the width of the first core part.
Obgleich die magnetische Kopplung der vorgenannten Enden der Kernteile z.B. mittels eines Schliessjoches erhalten werden kann, auf dem Überdies eine elektrische Wicklung angebracht sein kann, ist eine bevorzugte AusfUhrungsform des Magnetkopfes nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kernteil die Form einser geschlossenen Schleife aufweist und der erste Kernteil die Schleife wenigstens nahezu in der Mitte UberbrUckt, Ein derartiger Aufbau lässt sich sehr vorteilhaft und in wenigen Schritten mit Hilfe von DUnnfilrntechniken erzielen.Although the magnetic coupling of the aforementioned ends of the core parts, e.g. by means of a closing yoke can be obtained, on which an electric winding can also be attached, is a preferred one Embodiment of the magnetic head according to the invention, characterized in that the second core part has the shape of a closed loop and the first core portion at least substantially in the loop Middle bridged, such a structure can be very advantageously and in a few steps with the help of thin film techniques achieve.
Der symmetrische Aufbau des Magnetkopfes nach der Erfindung kann vorteilhaft dazu benutzt werden, eine Anzahl dieser Magnetköpfe in einer xy-Matrix zu betreiben.The symmetrical structure of the magnetic head according to the invention can advantageously be used to produce a Number of these magnetic heads to operate in an xy matrix.
Eine weitere bevorzugte AusfUhrungsform des Magnetkopfes nach der Erfindung ist dazu dadurch gekennzeichnet, dass die Teile der Schleife zu beiden Seiten des Überbrückenden Teiles mit je einer oder mehreren elektrischen Wicklungen versehen sind, *Another preferred embodiment of the Magnetic head according to the invention is characterized in that the parts of the loop on both sides of the bridging part are each provided with one or more electrical windings, *
Eine besondere bevorzugte AusfUhrungsform des Magnetkopfes nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,A particularly preferred embodiment of the magnetic head according to the invention is characterized in that
509833/0567509833/0567
PIiN. 7309.PIiN. 7309.
dass bei einem symmetrisch bewickelten Kopf der obengenannten Art in dem schleifenfcJrmigen zweiten Kornteil genau an der Stelle der Mitte des Spaltes ein den Kernteil völlig durchschneidender, sich senkrecht zu dem Spalt erstreckender Ililfsspalt angebracht ist.that with a symmetrically wound head of the type mentioned above in the loop-shaped second grain part exactly at the point of the middle of the gap a core part completely cutting through, perpendicular to the gap extending iliac gap is attached.
Die obeiibeschriebene Ausführungsform einesThe above-described embodiment of a
Magnetkopfes kann vorteilhaft zur richtigen Positionierung des Kopfes in bezug auf eine zu verfolgende Spur benutzt werden. Durch die Anbringung des Hilfsspaltes wird der eigentliche Spalt gleichsam in zwei Teile geteilt, die je eine Hälfte einer zu verfolgenden Spur beanspruchen. Wenn nun der Kopf nicht richtig in bezug auf die Spur positioniert ist, werden bei einem Lesevorgang die beiden auf der Aussenseite der Schleife angebrachten Wicklungen Signale verschiedener Starke abgeben. Das Dif'ferenzsignal kann dann dazu benutzt werden, den Kopf mit Hilfe eines Servomechanismus an der richtigen Stelle über der Spur zu justieren. Wenn der Kopf einmal über der Spur justiert worden ist, ist das Differenzsignal gleich Null und bleibt die Situation- erhalten. Das Summensignal stellt dann das vollständige Lesesignal dar.Magnetic head can advantageously be used for correct positioning of the head with respect to a track to be followed will. By attaching the auxiliary gap, the actual gap is divided into two parts, as it were each claim one half of a track to be followed. Now if the head is not right in relation to the track is positioned, the two windings attached to the outside of the loop are read during a reading process Give signals of different strengths. The difference signal can then be used to put the head in the right place over the track with the help of a servo mechanism to adjust. Once the head has been adjusted over the track, the difference signal is zero and the situation remains. The sum signal then represents the complete read signal.
Eine noch weitere bevorzugte Ausführungsform des Kopfes nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Schreibwicklung in dem Ueberlappungsgebiet des Spaltes angebracht ist. Dadurch können optimaleYet another preferred embodiment of the head according to the invention is characterized in that at least one write winding in the overlap area of the gap is attached. This allows optimal
509833/0567509833/0567
PIIN. 7309. 5.10.7**.PIIN. 7309. 5.10.7 **.
Schreibeigenschaften erzielt werden.Writing properties can be achieved.
Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below, for example with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 einen Dtlnnfilmmagnetkopf eines bekannten Typs,Fig. 1 shows a thin film magnetic head of a known one Type,
Pig, 2 einen DUnnfilmmagnetkopf nach der ErfindungPig, 2 shows a thin film magnetic head according to the invention
Fig. 3 eines besondere Aus führung s form des Dtinnfilmmagnetkopfes nach der Erfindung, und3 shows a particular embodiment of the thin film magnetic head according to the invention, and
Fig. h in vergrössertem Masstab einen Teil des Magnetkopfes nach Fig. 3·Fig. H shows a part of the magnetic head according to Fig. 3 on an enlarged scale.
Fig. 1 zeigt eine bekannte Ausführurigsform einos DUnnfilmmagnetkopfes 1 mit sich seitlich überlappenden, einen Spalt begrenzenden Teilen 2 und k (z.B. aus einer Nickel-Eisen-Legierung), die an der Stelle des Spaltes durch eine dünne Schicht aus einem nichtniagnetischeri Material 3 (z.B. Glas) voneinander getrennt sind. Die Spurbreite B wird durch das Ausmass der gegenseitigen Ueberlappung der Teile 2 und h bestimmt. Der Kopf 1 ist weiter mit einer elektrischen Wicklung 5 versehen.Fig. 1 shows a known embodiment of a thin film magnetic head 1 with laterally overlapping, a gap delimiting parts 2 and k (e.g. made of a nickel-iron alloy), which at the location of the gap by a thin layer of a non-diagnostic material 3 (e.g. Glass) are separated from each other. The track width B is determined by the extent of the mutual overlap of the parts 2 and h . The head 1 is further provided with an electrical winding 5.
Fig, 2 zeigt einen DUnnfilmmagnetkopf 6 nach der Erfindung, Dieser Kopf besteht aus einer schleifenförmigen magnetischen Schicht 7» die in der Mitte von einer magnetischen Schicht 8 überbrückt wird. In dem Ueberlappungsgebiet des Spaltes werden die Teile 7 und durch einen Streifen aus einem nicht-magnetischen Material 9Fig. 2 shows a thin film magnetic head 6 according to of the invention, this head consists of a loop-shaped magnetic layer 7 »which is bridged in the middle by a magnetic layer 8. By doing The overlap area of the gap is formed by the parts 7 and 9 by a strip of a non-magnetic material 9
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pun.7309.pun.7309.
5.10.7*».5.10.7 * ».
voneinander getrennt. Die Spurbreite wird durch die Breite des Teiles 8 bestimmt.separated from each other. The track width is determined by the width of the part 8.
Um die Schicht 7 sind identische elektrische Wicklungen 10 und 11 angebracht, die es ermöglichen, mit dem Kopf 6 in einer xy-Matrix zu lesen und/oder zu schreiben. Die gegenseitige Ueberlappung der Schichten 7 und 8 ist derart gewählt, dass ein optimales Schreibfold erzielt werden kann. Zu diesem Zweck endet die Schicht 8 troinpetenf örmig und erstrecken sich die beiden Enden der Schicht 7 unter einem Winkel von etwa h$° von der Schicht ab.Identical electrical windings 10 and 11 are applied around the layer 7 and make it possible to read and / or write in an xy matrix with the head 6. The mutual overlapping of the layers 7 and 8 is selected in such a way that an optimal writing fold can be achieved. For this purpose, the layer 8 ends in the shape of a trout and the two ends of the layer 7 extend from the layer at an angle of approximately h $ ° .
Eine derartige Ausfuhrung.sf orm dos Kopfes eignet sich besonders gut zur !magnetischen Aufzeichnung auf verhältnismässig schmale Spuren. Hei der üblichen Positionierung mit z. 13. einer gesonderten Servoc.;pur gibt es jedoch für die anwendbare Sptirbreite eine untere Grenze. Wenn die Spur schmäler als 100 /um wird, ist es notwendig, zur Vermeidung von Schwierigkeiten beim Auslesen, der signaItragenden Spur selber ein Servosignal zu entnehmen. Ein besonderer Aspekt der Erfindung besteht nun darin, dass eine Lösung angegeben wird, durch die Magnetköpfe des beschriebenen Typs über einer in ein magnetisches Medium geschriebenen Spur justiert werden können, wenn die Spuren sehr schmal worden.Such an embodiment form of the head is particularly suitable for magnetic recording on relatively narrow tracks. Hei the usual positioning with z. 13. a separate servo c .; Pure, however, there is a lower limit for the usable spout width. If the track becomes narrower than 100 μm, it is necessary to take a servo signal from the track carrying the signal itself in order to avoid difficulties in reading out. A particular aspect of the invention now consists in providing a solution by which magnetic heads of the type described can be adjusted over a track written in a magnetic medium when the tracks have become very narrow.
Um d.i e beiden Auseoiischenkel des MagnetkreisesAround the two Auseoiischenkel of the magnetic circuit
509833/0567509833/0567
PHN.7309.PHN.7309.
eines Dünnfilmmagnetkopfes 1h vom dreischenkeligen Typ (Fig. 3) sind identische Schreibwicklungen 15, 16 angebracht. Der vordere Teil 17 des Magnetkreises besitzt, wie in vergrossertem Masstab in Fig. h dargestellt ist, zwei Spalte, und zwar den Schreib/Lesespalt 1- mit einer Länge gleich der Spurbreite B und einen kleinen Hilfsspalt senkrecht zu I1 in der Mitte der magnetischen Schicht 12, Der kleine Hilfsspalt mit einer Breite gleich der Dicke der magnetischen Schicht trennt die beiden Aussenschenkel des Magnetkreises also in dem Ueberlappungsgebiet voneinander. Dies hat ztir Folge, dass gleichsam zwei miteinander fluchtende Spalte mit einer Länge gleich' der Hälfte der Spurbreite gebildet werden. Wenn der Kopf ungenau über der Spur justiert ist, kann nun der Unterschied zwischen den Signalen der Wicklungen 15 und 16 dazu benutzt werden, den Kopf über der Spur zu justieren und die Summe umzulesen. Weicht der Kopf von der Spur ab, so wird ein Unterschied in der Stärke der Signale der Wicklungen 15 und 16 erhalten. Die eine Hälfte des Spaltes I1'sieht dann einen grösseren Teil der geschriebenen Spur als die andere Hälfte, Das Differenzsignal kann den Kopf mittels eines Servomechanismus über der Spur zurückführen. Das Vorseichen des Differenzsignals ist mit einer bestimmten Richtung der Ausweichung gekoppelt. Wenn der Kopf einmal über der Spur justiert worden ist, ist das Differnzsignal 0 unda thin film magnetic head 1 h (Fig. 3) from the three-legged type identical writing windings 15, 16 are mounted. The front part 17 of the magnetic circuit has, as shown on an enlarged scale in Fig. H , two gaps, namely the write / read gap 1- with a length equal to the track width B and a small auxiliary gap perpendicular to I 1 in the middle of the magnetic Layer 12, the small auxiliary gap with a width equal to the thickness of the magnetic layer separates the two outer limbs of the magnetic circuit from one another in the overlapping area. The consequence of this is that, as it were, two aligned gaps with a length equal to half the track width are formed. If the head is inaccurately adjusted over the track, the difference between the signals of the windings 15 and 16 can now be used to adjust the head over the track and read back the sum. If the head deviates from the track, a difference in the strength of the signals of the windings 15 and 16 is obtained. One half of the gap I 1 'then sees a larger part of the written track than the other half. The difference signal can lead the head back over the track by means of a servo mechanism. The presetting of the difference signal is coupled with a specific direction of evasion. Once the head has been adjusted over the track, the differential signal is 0 and
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pun.7309. 5.10.7^.pun.7309. 5.10.7 ^.
dann bleibt die Situation erhalten.then the situation remains.
Der magnetische Widerstand zwischen den beiden Aussenschenkein in vorderen Teil 17 des Kreises muss möglichst gross sein um, wenn eine Ausweichung des Kopfes auftritt, ein maximales Differenzsignäl zu bekommen. Als Schreibwicklung wird in diesem Falle vorzugsweise ein im Ueberlappungsgebiet liegender Streifen 13 aus einem nichtniagnetisierbaren elektrisch leitenden Material verwendet. Der Spalt I2 muss klein sein, um beim Schreiben die Störung in der Mitte des Schreibfeldes des Spaltes I1 möglichst gering zu halten. Dieser Spalt 1„ erfordert übrigens keinen zusätzlichen Schritt in dem Verfahren zur Herstellung des Kopfes.The magnetic resistance between the two outer legs in the front part 17 of the circle must be as large as possible in order to get a maximum difference signal when the head deflects. In this case, a strip 13, which is located in the overlap area and made of an electrically conductive material which cannot be niagneted, is preferably used as the write winding. The gap I 2 must be small in order to keep the disturbance in the middle of the writing field of the gap I 1 as small as possible when writing. Incidentally, this gap 1 ″ does not require any additional step in the process of manufacturing the head.
¥ie oben bereits bemerkt wurde, schafft die¥ as noted above, creates the
Integration von Köpfen in Reihen (batches) die Möglichkeit, die Köpfe in Form einer Matrix zu b.etreiben. Ein Kopf aus dieser Matrix kann die Justierung versorgen. Durch diese Anordnung wird die mechanische Positionierung auch bei sehr schmalen Spuren (Spuren von 5 bis 10 /um sind nun anwendbar) einfacher. Der die Justierung versorgende Kopf kann ausserdem seine Lese- und Schreibfunktion normal erfüllen.Integration of heads in rows (batches) the possibility of to drive the heads in the form of a matrix. A head from this matrix can take care of the adjustment. Through this Arrangement is the mechanical positioning even with very narrow tracks (tracks from 5 to 10 / um are now applicable) easier. The head supplying the adjustment can also perform its read and write functions normally fulfill.
Der Magnetkopf nach der Erfindung kann durch die für integrierte Schaltungen entwickelten. Verfahren und Techniken ohne Schwierigkeiten hergestellt werden.The magnetic head according to the invention can be achieved by those developed for integrated circuits. procedure and techniques can be produced without difficulty.
509833/0667509833/0667
PHN.7309. 5.10.74.PHN.7309. 10/5/74.
Auch, in bezug auf· die Auf Zeichnungstechnik ist dieser Typ attraktiv, weil die Möglichkeit besteht, eine verhältnismässig grosse Anzahl Wicklungen anzubringen-, und weil die Lage des Schreib-Lesespaltes sehr günstig ist.Also, with regard to the drawing technique, this is the case Type attractive because there is the possibility of a proportionate to attach a large number of windings, and because the position of the read-write gap is very favorable.
509833/0S67509833 / 0S67
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Legal Events
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