DE2536931A1

DE2536931A1 - Magnetkopf

Info

Publication number: DE2536931A1
Application number: DE19752536931
Authority: DE
Inventors: Kenji Kanai
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1974-08-20
Filing date: 1975-08-19
Publication date: 1976-03-04
Also published as: DE2536931C2; CA1046634A; GB1518515A; US4051542A

Description

DR. BERG DIPL.-!>;G. SlAPF DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAiR

PATENTANWÄLTE 9536931

8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 86 02 45

Anwaltsalcte 26358 19- August 1975

MATSUSHITA ELECTRIC INDUSTRIAL CO. LTD. 1006, Oasa Kadoma Kadoma-shi Osaka-fu / JAPAN

Magnetkopf

Die Erfindung bezieht sich auf einen verbesserten, auf dem Magneto widerstand beruhenden Magnetkopf.

Bei den Magnetkopfen des hier beschriebenen Typs wird der physikalische Effekt ausgenutzt, daß der elektrische bzw. Strom-

VIl/Ma - 2 -

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widerstand oder die Leitfähigkeit eines ferromagnetischen Materials, wie beispielsweise eines Permalloys, sich, ändert, wenn ein Magnetfeld an ein solches Material angelegt wird. Die herkömmlichen, mit Magnetowiderstand arbeitenden Magnetkopf e bestehen im allgemeinen aus einem dünnen, ferromagnetischen, blattartigen bzw. Flächengebilde, das sich im Kontakt mit oder in einem sehr geringen Abstand von einem magnetischen Aufzeichnungsmedium befindet, das in eine Richtung vorwärtsbewegt wird; an dem dünnen, ferromagnetischen Flächengebilde ist ein Paar Stromanschlüsse angebracht, die in longitudinal er Richtung einen geeigneten Abstand voneinander haben; durch die dünne, ferromagnetische Platte fließt ein Strom mit vorher bestimmter Größe; die Änderung des Magnetfeldes, die durch das über die dünne, ferromagnetische Platte verlaufende magnetischen Aufzeichnungsmaterial erzeugt wird, kann als Änderung der Spannung oder des Widerstandes zwischen den Stromanschlüssen festgestellt und gemessen werden. Wenn die Oberfläche der schmaleren Seite der dünnen, ferromagnetischen Platte in Kontakt mit dem magnetischen Aufzeichnungsmaterial gebracht wird, verringert sich die Größe des dadurch erzeugten Magnetfeldes exponentjelL in der zu der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums senkrechten Richtung. Wenn deshalb die Wellenlänge des auf dem magnetischen Aufzeichnungsmedium gespeicherten Signals kurz ist, wird das Magnetfeld zu stark verringert, um ein ausreichend starkes Signal zu erhalten. Zur Überwindung dieses Problems ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem eine der größeren Oberflächen der dünnen, ferromagnetischen Platte

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in Kontakt mit dem magnetischen Aufzeichnungsmedium gebracht wird; bei diesem Verfahren sind jedoch der Abrieb bzw. die Schleifwirkung und damit die Abnutzung bzw. der Verschleiß so stark, daß solche Magnetköpfe nur eine sehr kurze nutzbare Lebensdauer haben.

Mit der vorliegenden Erfindung soll deshalb ein Magnetkopf geschaffen werden, bei dem einerseits der Abrieb und der Verschleiß des dünnen, ferromagnetischen Flächengebildes oder der Schicht minimal ist und der anderseits eine Änderung des von dem magnetischen Aufzeichnungsmedium in dem Kopf erzeugten Magnetfeldes mit sehr hohem Wirkungsgrad feststellen und messen kann (im folgenden soll zur Abkürzung statt Flächengebilde nur "Schicht" oder "dünne Platte" gesagt werden ; damit ist ein dreidimensionales Teil gemeint, bei dem die Abmessungen in einer Ebene sehr viel größer als in der zu dieser Ebene senkrechten Richtung sind).

Weiterhin soll mit der vorliegenden Erfindung ein Magnetkopf geschaffen werden, der einen sehr einfachen Aufbau hat, beim Betrieb jedoch sehr stabil bzw. genau und zuverlässig ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Magnetkopf vorgeschlagen, der eine dünne, ferromagnetische Platte, die in einem magnetischen Kreis des Kopfes mit einem Luft- oder .Kopfspalt geschaltet ist, und ein -^aar Stromanschlüsse oder Elektroden aufweist, die an der dünnen, ferromagnetischen Platte angebracht sind und voneinander einen vorher bestimmten Abstand

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in einer vorher "bestimmten Richtung haben, ao daß ein Strom von vorher bestimmter Größe duroh die dünne, ferromagnetische Platte fließt, wodurch eine Änderung des Magnetfeldes, die von dem über den Kopf- oder Luftspalt laufenden magnetischen AufBeichnungsmedium erzeugt wird, als Spannungsdiffe-" renz zwischen den StromanSchlüssen festgestellt bzw. gemessen werden kann.

Die Erfindung schafft also ein dünnes, ferromagnetisohes Flächengebilde oder Sohioht, die Magnetowiderstand zeigt und in den magnetischen Kreis eines Magnetkopfes mit einem Kopf- oder Luftspalt gesohaltet ist, wobei ein Paar StromanSchlüsse an dem dünnen, ferromagnetisohen Flächengebilde angebracht ist und die beiden Stromansohlüsse einen solchen vorher bestimmten Abstand voneinander haben, daß ein Stroe mit einer vorher bestimmten Grüße duroh das dünne, ferromagnetische Flächen gpbilde fließen kann} dadurch lassen sich Änderungen des Magnetfeldes, die duroh das über den Kopf- oder Luftspalt laufende magnetische Aufzeichnungsmedium erzeugt werden, als Spannungsänderung zwischen den Stromansohlüssen feststellen bzw· messen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beillegenden, sohematisohen Zeichnungen näher erläutert.

Wegen ihrer Klarheit und Übersichtlichkeit wird zur Offenbarung der Erfindung ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen.

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Es zeigen:

Pig. 1(A) und 1 (B) perspektivische Ansichten von herkömmlichen Magnetkopfen, die auf dem Magnetowiderstand "beruhen;

Fig. 2 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Funktionsweise dieser Magnetköpfe;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Pig. 4 "bis 8 jeweils Ansichten von fünf weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;

Pig. 9 einen Schnitt durch die sechste, in Pig. dargestellte Ausführungsform;

Pig. 10 einen fragmentarischen Schnitt durch eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Pig. 11 eine Ansicht zur Erläuterung dieser Ausführungsform;

Pig. 12 eine magnetische Ersatzschaltung dieser Ausführungsform; und

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Fig. 13 eine elektrische Ersatzschaltung dieser Ausführungsforia.

Vor der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sollen kurz die herkömmlichen Magnetköpfe erläutert werden, um die neuen Merkmale der Magnetköpfe nach der vorliegenden Erfindung anhand der einzelnen, spezifischen Punkte und Unterschiede klar und eindeutig herausarbeiten zu können.

Dabei wird zunächst auf Fig. 1 (A) Bezug genommen; ein Magnetowiderstandselement 2, das aus einem dünnen, ferromagnetieohen Flächengebilde oder einer Platte besteht, wird in Kontakt mit einem magnetischen Aufzeichnungsmaterial oder einem Band 1 gebracht; als Alternative hierzu kann das Magneto widerstandselement 2 auch in einem sehr geringen Abstand von dem magnetischen Aufzeichnungsmaterial oder dem Band 1 angeordnet werden; in beiden Fällen verläuft · das Magneto widerstandselement 2 senkrecht zu dem Aufzeichnungsmaterial in der Richtung Y; an den beiden Enden des Reluktanzelementes 2 sind StromanSchlüsse oder Elektroden 3 und 4 angebracht, die in ihrer longitudinalen Richtung Z einen bestimmten Abstand voneinander haben. Ein konstanter Strom JL fließt von der Elektrode 3 zu der Elektrode 4» so daß eine Änderung des Widerstandes in der Richtung Z aufgrund einer Änderung des Magnetfeldes in der Richtung Y als Änderung der Spannung ode» des Stroms festgestellt und gemessen werden kann. Bei'dem Magnetkopf des hier beschriebenen

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~ 7 —

Typs nimmt die Größe des Magnetfeldes, das von dem Magnetband 1 erzeugt wird, exponentiell in der Richtung des Elementes 2 ab-(dessen Breite in der Richtung Z mit W bezeichnet ist). Insbesondere, wenn die Wellenlänge des auf dem Magnetband 1 gespeicherten Signals kurz ist, tritt eine relativ große Äbsehwäohung oder Dämpfung in der Richtung Y auf. Zur Überwindung dieses Problems ist ein Magnetkopf vorgeschlagen worden, wie er in ^ig. 1(B) dargestellt ist. Dabei wird das Magnetowiderstandselement 2 parallel zu der Oberfläche des Magnetbandes 1 angeordnet, so daß die Abschwäcli^ng oder Dämpfung des Magnetfeldes in die Richtung Y minimal gemacht werden kann. 3a jedoch das Element 2 im allgemeine:, aus einer dünnen, ferromagnetischen Platte besteht und in Kontakt mit dem Magnetband 1 gebracht wird, treten starke Reibungskräfte zwischen dem Magnetband und dem Element 2 auf, so daß dieses rasch verschleißt. Die Änderung des Magnetowiderstandes ^2 des Elementes 2 und der Winkel θ zwischen der Magnetisierungsrichtung und der Richtung des Stromflusses kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:

^p = a + b cos θ ;
dabei sind 6 und b Konstanten.

Die Beziehung zwischen dem angelegten Magnetfeld und der Widerstandsänderung AB ist in Pig. 2 gezeigt. Dieser Pigur läßt sich entnehmen, daß die Kennlinie einen im wesentlichen nicht-

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linearen Verlauf hat. Um den dynamischen "bzw. Aussteuerbereich so breit wie möglich zu machen, muß deshalb der Arbeitspunkt in dem Punkt P in Fig. 2 ausgewählt werden, indem ein Vormagnetisierungsfeld Hb angelegt wird. Zu diesem Zweck muß zusätzlich eine Anordnung vorgesehen werden, die das Vormagnetisierungsfeld anlegt; dadurch wird Jedoch der Gesamtaufbau des Magnetkopfes sehr komplex.

Im folgenden soll unter Bezugnahme auf Fig. 3 der prinzipielle Aufbau der Magnetköpfe nach der vorliegenden Erfindung erläutert werden. Eine dünne Platte 6, die aus einem ferromagnetischen Material, wie beispielsweise Permalloy, hergestellt ist, bildet einen geschlossenen magnetischen Kreis, der aus einem Magnetowiderstandsbereich 5 und einem Luftspalt 7 mit einer Spaltbreite £ besteht,· an der dünnen, ferromagnetischen Platte 6 sind Stromelektroden 8 und 9 angebracht, die einen vorher bestimmten Abstand von dem Luftspalt 7 haben. Zwischen den Elektroden 8 und 9 fließt ein konstanter Strom, so daß eine Änderung des Widerstandes in der dünnen, ferromagnetischen Platte 6 aufgrund einer Änderung des Magnetfeldes in dem Luftspalt 7 als Spannungsdifferenz zwischen den Anschlüssen 8 und 9 festgestellt und gemessen werden kann, wenn das magnetische Aufzeichnungsmedium in einer Richtung in Berührung mit dem Luftspalt 7 vorwärtsbewegt wird.

Die in Fig. 4 gezeigte zweite Ausführungsform hat im wesentljdien einen ähnlichen Aufbau wie die erste, in Fig. 3 dargestellt Ausführungsformj der Unterschied liegt darin, daß die

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Breite W des Magnetowiderstandsbereichs 5 soweit wie möglich verringert ist, während die Länge £ soweit erhöht wird, wie es in der Praxis möglich ist; dadurch kann der Widerstand des Abschnittes 5 soweit wie möglich erhöht werden. Da der Abschnitt 5 durch die geraden Linien definiert ist, kann er die gleiche Orientierung bzw. Ausrichtung haben, so daß sich die Herstellung der dünnen, ferromagnetischen Platte 6 sehr vereinfacht; außerdem läßt sich das Anlegen einer geeigneten Vormagnetisierung leichter durchführen.

Die dritte, in Pig. 5 dargestellte Ausführungsform hat ebenfalls im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die erste Ausführungsform; der Unterschied liegt darin, daß die dünne, ferromagnetische Platte oder Schicht 6 durch ein geeignetes Aufdampfverfahren im Vakuum auf einer nicht-magnetischen Grundplatte oder einem !Präger 10 abgelagert wird. Die Spurbreite ;t des Magnetkopfes ist gleich der Dicke der dünnen ferromagnetischen Platte oder Schicht 6.

Die vierte, in Pig. 6 gezeigte Ausführungsform hat im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die dritte, in Fig. 5 gezeigte Ausführungsform; der wesentliche Unterschied liegt darin, daß Kerne 11 und 12 mit einer Dicke t„ an der dünnen, ferromagnetischen Platte bzw. Schicht 6 angebracht sind und einen Abstand voneinander haben, der gleich der Spalthöhe £ des Luftspaltes 7 ist; die Kerne 11 und 12 führen zu einer Konvergenz des magnetischen Flusses. Deshalb hat der Magnetkopf nach der vierten

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Ausführungsform eine Spurbreite, diest + tp ist.

Die fünfte, in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform ähnelt der vierten, in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform. Dabei sind Magnetkerne 13 und 14, die den Kernen 11 und 12 der fünften Ausführungsform entsprechen, an einer Basis oder einem Verstärkungsteil 16 angebracht, und haben einen Abstand £ voneinander, der gleich der Spaltbreite des Luftspaltes 7 der dünnen, ferromagnetischen Schicht 6 ist, die an den Kernen 14 und 15 und der Basis 16 angebracht ist. Der Spalt 7 der dünnen, ferromagnetischen Schicht 6 ist mit dem Spalt 15 zwischen den Kernen 13 und 14 ausgerichtet.

Die Magnetköpfe nach der vorliegenden Erfindung mit dem oben beschriebenen Aufbau haben nicht nur einen geringeren Formeffektverlust, der von der BeZiehung^wischen der Wellenlänge des auf dem Magnetband gespeicherten Signals und der Kontaktlänge zwischen dem Magnetband und dem Magnetkopf abhängt, sondern auch einen geringeren Trennungsverlust.

Die sechste Ausführung eines Magnetkopfes nach der vorliegenden Erfindung ist in den Figuren 8 und 9 dargestellt und weist eine Basis 17 auf, die aus einem magnetischen Material besteht; auf der Basis 17 ist eine erste isolierende Schicht 18 ausgebildet, auf der eine streifenförmige leitende Schicht 19 ausgebildet ist; auf der leitenden Schicht ig ist eine zweite isolierende Schicht 20 ausgebildet. Die unteren Seiten der er-

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sten und zweiten isolierenden Schicht 18 und 20 und der leitenden Schicht 19 sind koplanar mit dem Boden der Basis 17, liegen also in derselben Ebene. Der Magnetkopf weist weiterhin ein dünnes, ferromagnetisches Plächengebilde oder dünne Schicht 21 auf, die auf der zweiten isolierenden Schicht 20 ausgebildet ist und im wesentlichen parallel zu der longitudinalen Achse der leitenden Schicht 19 liegt; auf der dünnen, ferromagnetischen Schicht 21 und der zweiten,isolierenden Schicht 20 ist eine dritte, isolierende Schicht 22 ausgebildet. Weiterhin enthält der Magnetkopf noch einen ersten Kern 23, von dem ein Ende (das obere Ende) magnetisch mit der Basis 17 gekoppelt ist, während das andere Ende (das untere Ende) magnetisch mit der dünnen, ferromagnetischen Schicht 21 gekoppelt ist; außerdem ist ein zweiter Kern 24 vorgesehen, von dem ein Ende (das obere Ende) magnetisch mit der dünnen, ferromagnetischen Schicht 21 gekoppelt ist, während die Oberfläche der unteren Seite in derselben Ebene liegt wie der Boden der Basis 17. Die untere Seite der dritten, isolierenden Schicht 22 ist ebenfalls koplanar mit dem Boden der Basis 17. Bei einem Magnetkopf mit dem oben beschriebenen Aufbau bildet sich ein geschlossener magnetischer Kreis von der magnetischen Basis, dem ersten Kern 23,der dünnen, ferromagnetischen schicht 21, dem zweiten Kern 24, dem Luftspalt 25 mit einer Spaltbreite £ (die durch die erste, zweite und dritte isolierende Schicht 18, 20 und 21 und die . leitende Schicht 19 definiert wird) und zurück zu der Basis 17. An den Enden der dünnen, ferromagnetischen Schicht 21 sind Elektroden 26 und 27 angebracht.

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Im folgenden soll die Funktionsweise der Anordnung erläutert werden. Wenn das magnetische Aufzeichnungsmedium oder ein Magnetband tfber den Kopf spalt 25 verläuft, erzeugt es ein Magnetfeld in dem Magnetkopf, so daß ein magnetischer Fluß durch die dünne, ferromagnetische Schicht 21 fließt. Wenn also ein Strom durch die dünne, ferromagnetische Schicht 21 fließt, können Änderungen des magnetischen Flusses als Widerstandsänderung festgestellt und gemessen werden. Wenn der Strom an die leitende Schicht 19 angelegt wird, können Vormagnetisierungsfeider in der ferromagnetischen Schicht 21 in den Richtungen erzeugt, werden, die durch den Pfeil 29 mit den zwei Spitzen angedeutet werden.

Der Kopfspalt des Magnetkopfes mit dem oben beschriebenen Aufbau kann entweder in direktem Kontakt mit dem magnetischen Aufzeichnungsmedium sein oder in einem sehr kleinen Abstand von dem magnetischen Aufzeichnungsmedium angeordnet werden, so daß die Größe des durch die dünne, ferromagnetische Schicht 21 fließenden magnetischen Flusses effektiv erhöht werden kann. Deshalb können die Trennungsverluste besonders klein gemacht werden. Weiterhin kann der Kern 24, der sich im Kontakt mit dem magnetischen Aufzeichnungsmedium befindet, eine große Dicke haben, so daß die Wellenlänge, bei der der Formeffekt des Magnetkopfes auftritt, wesentlich erhöht werden kann. Dadurch ist bei den Magnetköpfen gemäß der vorliegenden Erfindung eine stabile Aufzeichnungs- und WMergabekennlinie sichergestellt. Weiterhin kann bei den Magnetköpfen gemäß der vorlie-

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? π .ι ρ ο 7 - 13 - ,„....--».

genden Erfindung das Vormagnetisierungsfeld in einfacher Weise angelegt werden, um die nicht-lineare Beziehung zwischen der Widerstandsänderung und dem angelegten Magnetfeld aufzuheben. Wenn die dünne, ferromagnetische Schicht 21 eine Dicke hat, die geringer als die des Kerns 24 ist, so kann das Vormagnetisierungsfeld, das an dem Kopfspalt auftritt, minimal gemacht werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die von dem Magnetkopf gemessene Spannung so hoch wie möglich. Zu diesem Zweck muß die Dicke der dünnen, ferromagnetischen Schicht 21 soweit wie in der Praxis möglich, verringert werden, damit der Widerstand erhöht werden kann. Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird deshalb die dünne, ferromagnetische Schicht 21 durch Aufdampfen im Vakuum oder durch eine galvanische Oberflächenbehandlung bzw. Metallabscheidung hergestellt. Um die Änderung des Widerstandes in Bezug auf das angelegte Magnetfeld

Wirkung/

zu erhöhen und die nachteilige der Hysterese zu vermeiden, sollte die dünne, ferromagnetische Schicht in der Richtung der Achse der einachsigen Anisotropie sowie in der Richtung, die durch den Pfeil 28 in Fig. 8 angedeutet ist, und senkrecht zu der Flußrichtung orientiert werden, weil sich die Magnetisierungsrichtung .dreht, wenn das Magnetfeld angelegt wird. Deshalb wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Basis auf eine Temperatur erwärmt, die über ihrer Curie-Temperatur liegt, wenn der dünne, ferromagnetische Film abgelagert wird, während das Magnetfeld angelegt wird. Auf diese Weise kann die dünne, ferromagnetische Schicht 21 in die durch den Pfeil 29 angedeutete Richtung ausgerichtet werden; d.h. also, in die Richtung, die senkrecht zu

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dem magnetischen Fluß ist. Wenn die dünne, ferromagnetische Schicht auf die oben beschriebene Weise ausgebildet ist, wird das angelegte Magnetfeld nicht durch die magnetische Basis 17 absorbiert, sondern wird effektiv an den abgelagerten Film angelegt.

Die siebte, in Fig. 10 im Querschnitt gezeigte Ausführungsform hat im wesentlichen einen ähnlichen Aufbau wie die sechste, oben beschriebene Ausführungsform. Danach besteht die Basis 17 aus einem monolrristallinen oder polykristallinen Ferrit, auf dem die erste isolierende Schicht 18, die aus SiO oder SiO_? besteht, ausgebildet ist. Auf der ersten isolierenden Schicht 18 wird durch Aufdampfen im Vakuum oder durch galvanische Abscheidung die leitende Schicht 19 hergestellt, die aus Al, Cu oder Cr besteht. Bei Bedarf kann die leitende Schicht 19 mittels eines geeigneten, herkömmlichen Verfahrens geätzt werden. Auf der leitenden Schicht 19 wird die zweite isolierende Schicht 20 ausgebildet, auf der eine dünne Schicht aus einem ferromagnetischen Material, wie beispielsweise Permalloy, Sendust oder Ferrit_/hergestellt und geätzt wird, so daß eine Nut mit der Breite W₁ entsteht; dadurch werden die magnetischen Kerne 30 und 31 gebildet. Die Oberflächen der gegenüberliegenden Seiten der magnetischen Kerne 30 und 31 werden weiter geätzt, so daß eine V-förmige Nut entsteht. Auf den magnetischen Kernen 30 und 31 wird einschließlich den Oberflächen der V-förmigen Nut die isolierende ^bchicht 32 mit einer Dicke a hergestellt; auf den Oberflächen der V-förmigen Nut wird eine dünne, magnetische .Schicht ausgebildet, die aus Fe-Ni oder Ni-Co besteht.

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Die Breite b des so hergestellten Magnetowiderstandselementes 33 ist größer als die Dicke to_ des magnetischen Kerns 30. Die leitende Schicht 19, die magnetischen Kerne 30 und 31 und das Magnetowiderstandselement 33 sind parallel zueinander in der longitudinalen Richtung der Oberfläche 34 angeordnet, die in Berührung mit dem Aufzeichnungsmaterial gebracht wird. Statt der magnetischen Basis 17 kann eine nicht-magnetische Basis verwendet werden, die mit einem magnetischen Film bzw. einer Folie beschichtet ist.

Fig. 11 zeigt eine Abwicklung des Magnetowiderstandselementes. Die Spurbreite ist mit W bezeichnet, während die Breite des Elementes 33 mit w bezeichnet ist. Der effektive magnetische Fluß fließt in einer Breite von (w - b) durch den schraffierten Bereich, wie in Fig. 11 dargestellt ist; der magnetische Fluß im Bereich außerhalb der schraffierten Fläche kann näherungsweise zu Null angenommen werden. Mit anderen Worten ändert sich der Widerstand des mittleren Bereichs des Elementes 33, wenn sich das angelegte Magnetfeld ändert. Die Beziehung zwischen der Widerstandsänderung und dem angelegten Magnetfeld läßt sich aus den magnetischen Ersatzschaltungen des Kopfes und des Elementes 33 gewinnen, die in den Fig. 12 bzw. 13 darge-' stellt sind.

In den Fig. 12 und 13 bezeichnen Rg die magnetische Reluktanz bzw. den magnetischen "Widerstand des Kopfspaltes g; Rc die Fläche des Elementes 32, durch die der ^luß verläuft; den Fluß

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— 1 O —

von dem magnetischen Aufzeichnungsmedium; und^den Fluß, der durch das Element 33 in der Richtung seiner Breite verläuft. Diese Größen können näherungs weise aus den folgenden Gleichungen gewonnen werden:

^Hc	/	W	c
		w-b)	.t *
^Π1	ι	W
R₂	b	. t
1 R

f.j> t¹ " ν _w ) 2 J ;

dabei bezeichnen:

ju = Permeabilität im Vakuum
i/o

t = Dicke des Elementes 33» und

R₁Rp = elektrischer Widerstand der schraffierten Fläche und der nioht-schraffierten Fläche des Elementes 33·

Da der Wirkungsgrad ti des Kopfkerns durch die Beziehung = φ / φ

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definiert wird, wird die Widerstandsänderung des Elementes 33 auf (w - b)/w verringert. Da der Wirkungsgrad des Kopfkerns näherungsweise gegeben ist durch:

läßt sich, die Ausgangsspannung des Kopfes ausdrücken durch

a a w

Das heißt also, daß die Ausgangsspannung e_ maximal wird, wenn b gleich w/2 ist. Nach einer bevorzugten Ausführungsform beträgt also die Überlappung bzw. t)berdeckung b zwischen den magnetischen Kernen 30 und 31 und dem Element 33 eine Hälfte der Breite des Elementes 33· Wenn die magnetischen Kerne 30 und 31 und das Element 33 in dieser Weise angeordnet sind, wie es in Pig. 11 dargestellt ist, so wird die dünne, ferromagnetische Schicht 33 symmetrisch in Bezug auf die Mittellinie (Zweipunkt-Kettenlinie) der Nut mit der Breite W₁ ausgebildet; dadurch läßt sich der Widerstand R so verringern, daß der Wirkungsgrad der Magnetkerne wesentlich erhöht werden kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird also ein den Magnetowiderstand ausnutzender Magnetkopf geschaffen, der eine hohe magnetische Konvergenzwirkung hat, aus der sich eine hohe Ausgangsspannung ergibt; weiterhin hat dieser Magnetkopf eine sehr gute Wellenlängen-Kennlinie. Schließlich wird das Magnetowiderstandselement beim letzten Schritt des Herstellungsverfahrens ausgebildet, so daß es nur so vielen Temperatur-

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bzw. Wärmezyklen ausgesetzt wird, wie es unumgänglich notwendig ist; dadurch lassen sich die Kennlinie bzvr. Eigenschaften des Magnetkopfes mit sehr hoher Genauigkeit und Stabilität beibehalten.

- Batentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

M .,) Magn etkopf, gekennzeichnet durch ein dünnes, ferromagnetisches Flächengebilde (6, 21, 33), das aus einem Material mit Magnetowiderstand hergestellt und magnetisch in wenigstens einem Abschnitt eines magnetischen Kreises mit einem Luftspalt (7, 25) geschaltet ist, und durch ein Paar an den Enden des dünnen, ferromagnetischen Flächengebildes (6, 21, 33) angebrachte Stromelektroden oder Anschlüsse (8, 9; 26, 27), wobei ein Strom mit vorher bestimmter Größe durch das dünne, ferromagnetische Fläohengebilde (6, 21, 33) fließt, und wobei die Änderung des Magnetfeldes an dem Luftspalt (7, 25) als Spannungsänderung an dem Paar Stromelektroden oder Anschlüssen (8, 9; 26, 27) meßbar ist.
2. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dünne, ferromagnetische Flächengebilde (6, 21, 33) so ausgebildet ist, daß ein geschlossener magnetischer Kreis mit einem Luftspalt (7, 25) mit einer vorher bestimmten Spaltbreite definiert wird, und daß die beiden Stromelektroden oder Anschlüsse (8, 9» 26, 27) auf dem dünnen, ferromagnetischen Flächengebilde (6, 21, 33) angebracht sind und in der Richtung, in der der magnetische Fluß fließt, einen vorher bestimmten Abstand voneinander haben.
3. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Konvergenz des magnetischen Flusses zwei

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Kerne (11, 12; 13, 14; 23, 24; 30, 31) an dem dünnen, ferromagnetisehen Flächengebilde (6, 21, 33) angebracht sind und einen Abstand voneinander haben, der gleich der Spalfbreite ist.
4· Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 "bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das dünne, ferromagnetische Flächengebilde (6, 21, 33) auf einer Basis (10; 16) aus einem nicht-magnetischen Material ausgebildet oder angebracht ist.
5. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den beiden Stromanschlüssen oder Elektroden (8, 9; 26, 27) liegende Abschnitt (5) des dünnen, ferromagnetischen Flächengebildes (6) geradlinig ausgebildet ist.
6. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Kreis zusätzlich zu dem Luftspalt (7, 25) einen unterbrochenen oder magnetisch getrennten Abschnitt aufweist, der durch das dünne, ferromagnetische Flächengebilde magnetisch überbrückt wird, wobei die beiden Stromanschlüsse oder Elektroden (8, 9; 26, 27) an den Enden des dünnen, ferromagnetisohen Flächengebildes angebracht sind, und daß eine elektrisch leitende Schicht auf dem dünnen, ferromagnetischen Flächengebilde zum Durchfluß eines Stroms mit vorher bestimmter Größe ausgebildet wird, wobei ein Vormagnetisierungsfeld mit vorher bestimmter Größe an das dünne,

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ferromagnetische Flächengebilde (6, 21, 33) anlegbar ist.
7. Magnetkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Konvergenz des magnetischen Flusses jeweils ein Kern auf einer Seite des unterbrochenen oder magnetisch getrennten Abschnitts des magnetischen Kreises angebracht ist, wobei die beiden Kerne einen vorher bestimmten Abstand voneinander haben und die Dicke der Kerne größer ist als die des dünnen, ferromagnetischen Flächengebildes.
8. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Kreis durch einen magnetischen Kern definiert wird, der über den Luftspalt (7, 25) hinaus einen unterbrochenen oder magnetisch getrennten Abschnitt aufweist, und daß das dünne magnetische Fläohengebilde in dem unterbrochenen oder magnetisch getrennten Abschnitt angeordnet ist, um den Spalt durch eine isolierende Schicht magnetisch zu überbrücken und magnetisch mit einem Bereich des magnetischen Kerns durch die isolierende Schicht gekoppelt zu werden.
9. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Seitenflächen des unterbrochenen oder magnetisch getrennten Abschnittes des Magnetkerns in Form eines V oder U geneigt sind, und daß das dünne, ferromagnetische Flächengebilde auf den geneigten Seitenflächen ausgebildet ist.

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10. Magnetkopf nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß das dünne, ferromagnetische Flächengebilde im Querschnitt die Form eines V hat, und daß die geneigten Oberflächen auf beiden Seiten des V-förmigen dünnen, ferromagnetischen Flächengebildes die gleiche Fläche haben.
11. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Kern (3 » 31) aus zwei Bereichen besteht, die auf den beiden Seiten des unterbrochenen Abschnitts angeordnet sind, und daß die Länge an jedem Abschnitt des dünnen, über dem magnetischen Kern (30, 31) liegenden, ferromagnetischen Flächengebildes größer als die Dicke der Bereiche des magnetischen Kerns (30, 31) ist.
12. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in dem geradlinigen Abschnitt des dünnen, ferromagnetisohen Flächengebildes die Magnetisierungsrichtung zu der Achse der einachsigen Anisotropie ausgerichtet ist.

13· Magnetkopf nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem dünnen, ferromagnetischen Flächengebilde die Magnetisierungsrichtung zur Achse der einachsigen Anisotropie ausgerichtet ist.

14· Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das dünne, ferromagnetische Flächengebilde durch Aufdampfen im Takuum bei einer Temperatur, die höher als

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die Curie-Temperatur ist, unter Anlegen eines Magnetfeldes ausgebildet wird.

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