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Magnetwiderstandskopf
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Aufbau eines Magnetwiderstandskopfes
und insbesondere auf einen Kopfaufbau, der sich zum Senken des Abfalls des Nutz/Stör-Verhältnisses
eignet, der durch äußere Störungen verursacht wird, die wiedergegebenen Signalen
überlagert sind, wenn Signale abgelesen werden.
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Dichten der magnetischen Aufzeichnungseinheiten wurden mehr und mehr
gesteigert. Als Köpfe zur Herstellung solcher Aufzeichnungseinheiten kamen Dünnschichtköpfe
unter Anwendung der Dünnschichttechnik in Gebrauch. Unter diesen Dünnschichtköpfen
liefert ein Magnetwiderstandskopf für Vielspurbetrieb (im folgenden mit MW-Kopf
bezeichnet), der den magnetoresistiven Effekt einer ferromagnetischen Dünnschicht
ausnutzt,
vorteilhaft einen Hochpegelausgang trotz seiner hohen
Aufzeichnungsdichte, da sein Wiedergabeausgang nicht von der relativen Geschwindigkeit
zwischen dem Aufzeichnungsmedium und dem Magnetkopf abhängt, sondern nur von der
Größe des durch das Aufzeichnungsmedium verursachten Signalmagnetfelds abhängt.
Die MW-Köpfe werden bei magnetischen Aufzeichnungseinheiten in verschiedenen Gebieten
als Wiedergabeköpfe verwendet.
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Der allgemeine Aufbau des MW-Kopfes wird in der JP-OS 50-59023 offenbart.
Wie Fig. 2 zeigt, ist auf einer Basisplatte 1 ein Paar von magnetischen Abschirmschichten
6, 7 auf beiden Seitenflächen eines MW-Elements 2 über dünne Isolierschichten 8,
9 vorgesehen.
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Eine Leiterschicht 5 zum Einlaß eines Stromflusses in das MW-Element
und zum Auslaß eines wiedergegebenen Signals vom MW-Element ist mit dem MW-Element
2 verbunden. Die magnetischen Abschirmschichten 6, 7 sind vorgesehen, um einen unnötigen
Teil des durch das Aufzeichnungsmedium verursachten Signalmagnetfeldes abzuschirmen,
welcher Teil vom MW-Element 2 erfaßt, jedoch nicht benötigt wird. So werden die
Frequenzeigenschaften des wiedergegebenen Signals verbessert, und die Auflösung
wird gesteigert.
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Bei einem solchen Aufbau werden jedoch Rauschspitzen verursacht,
wenn ein Aufzeichnungsmedium, das ein Isolator ist, in einem engen, der Kopfoberfläche
zugewandten Spalt läuft. Wenn die Information wiedergegeben wird, senken solche
Rauschspitzen das Rauschabstandsverhältnis
und verursachen Wiedergabefehler.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Magnetwiderstandskopf
zu entwickeln, der von dem oben erwähnten Problem der mit dem bekannten Magnetwiderstandskopf
verbundenen Rauschspitzen frei ist und solche Rauschspitzen erheblich verringert.
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Die Erfinder untersuchten das erwähnte Problem des Auftretens der
Rauschspitzen im einzelnen. Als Ergebnis wurde der Grund des Auftretens der Rauschspitzen
folgendermaßen aufgeklärt. Reibung und Kontakt werden zwischen dem Medium 130 und
der Kopfoberfläche gemäß Darstellung in Fig. 1 hervorgerufen. Als Ergebnis entsteht
Reibungselektrizität und wird auf der Kopfoberfläche gespeichert. Die Elektrizität
wird auf dem Leiterteil (z. B. der Abschirmschicht 3) der Kopfoberfläche konzentriert,
wobei die Spannung des Leiterteils merklich geändert wird. Eine Isolierschicht 4
ist zwischen dem magnetoresistiven Element 2 und diesen Leiterteilen vorgesehen.
Wenn die Spannungsdifferenz zwischen dem magnetoresistiven Element 2 und dem Leiterteil
3 soweit ansteigt, daß sie die Durchschlaqspannung der Luft übersteigt, tritt jedoch
der Isolationsdurchschlag zwischen dem magnetoresistiven Element 2 und dem Leiterteil
3 auf.
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Der Einfluß des Durchschlags wird im Ausgang des magnetoresistiven
Elements 2 als Rauschspitzen beobachtet Vor anderen haben somit die Erfinder den
Grund des Auftretens von für das magnetoresistive Element 2 charakteristischen Rauschspitzen
ermittelt. Weiter entwarfen die Erfinder einen konkreten Aufbau eines Magnetwiderstandskopfes,
der
sich zur Verringerung des im wiedergegebenen Signal enthaltenen
Rauschanteils eignet.
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Gegenstand der Erfindung, womit die genannte Aufgabe gelöst wird,
ist zunächst ein Magnetwiderstandskopf mit einem magnetoresistiven Element, mit
dem Kennzeichen, daß er eine Einrichtung zum Anlegen eines Vorspannungsfeldes an
das magnetoresistive Element aufweist und daß an wenigstens einer Seite des magnetoresistiven
Elements ein leitendes Bauteil angeordnet ist, das vom magnetoresistiven Element
isoliert und mit einem Gleichstrompotential verbunden ist.
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Die Elektrizität aufgrund der Reibung od. dgl., die verursacht wird,
wenn das Aufzeichnungsmedium läuft, kann so durch die elektrische Leiterschicht
beseitigt werden.
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Ausgestaltungen dieses Magnetwiderstandskopfes sind in den Unteransprüchen
2 bis 13 gekennzeichnet.
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Gegenstand der Erfindung, womit die genannte Aufgabe gelöst wird,
ist außerdem ein Magnetwiderstandskopf mit einer Mehrzahl von magnetoresistiven
Elementen, mit dem Kennzeichen, daß er eine Einrichtung zum Anlegen von Vorspannungsfeldern
an die Mehrzahl der magnetoresistiven Elemente aufweist und daß an wenigstens einer
Seite der Mehrzahl der magnetoresistiven Elemente leitende Bauteile angeordnet sind,
die von der Mehrzahl der magnetoresistiven Elemente isoliert und mit einem Gleichstrompotential
verbunden sind.
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Ausgestaltungen dieses Magnetwiderstandskopfes sind in den Ansprüchen
15 bis 20 gekennzeichnet.
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So ist es beispielsweise vorteilhaft, daß ein Bauteil zum Abschirmen
der Mehrzahl der magnetoresistiven Elemente als ein Körper mit einem Gleichstrompotential
verbunden ist, um die Rauschanteile auch im Magnetwiderstandskopf für den Vielspurbetrieb
weiter zu senken, und es ist auch vorteilhaft, zwischen der Mehrzahl der magnetoresistiven
Elemente Nuten zum Verhindern des Austritts von Signalen vorzusehen.
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Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten
Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen: Fig. 1 eine Schnittdarstellung
eines Aufbaus eines MW-Kopfes und eines Speichermediums zur Veranschaulichung der
Grundidee der Erfindung; Fig. 2 eine Perspektivdarstellung des schon erläuterten
MW-Kopfes bekannter Art; Fig. 3a einen Grundriß eines ersten Ausführungsbeispiels
gemäß der Erfindung und Fig. 3b eine Schnittdarstellung nach der Linie IIIb-IIIb
in Fig. 3a; Fig. 4a einen Grundriß eines zweiten Ausführungsbeispiels gemäß der
Erfindung
und Fig. 4b eine Schnittdarstellung nach der Linie IVb-IVb
in Fig. 4a; Fig. 5a einen Grundriß eines dritten Ausführungsbeispiels gemäß der
Erfindung und Fig. 5b eine Schnittdarstellung nach der Linie Vb-Vb in Fig. 5a; Fig.
6 eine Schnittdarstellung eines vierten Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung;
Fig. 7 eine Schnittdarstellung eines fünften Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung;
Fig. 8a einen Grundriß eines sechsten Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung und
Fig. 8b eine Schnittdarstellung längs der Linie VIIIb-VIIIb in Fig. 8a; Fig. 9a
einen Grundriß eines siebenten Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung und Fig.
9b eine Schnittdarstellung nach der Linie IXb-IXb in Fig. 9a; Fig. 10a einen Grundriß
eines achten Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung und Fig. 10b eine Schnittdarstellung
nach der Linie Xb-Xb in Fig. 1Oa;
Fig. 11a einen Grundriß eines
ersten Ausführungsbeispiels eines Vielspur-MW-Kopfes gemäß der Erfindung und Fig.
11b eine Schnittdarstellung nach der Linie XIb-XIb in Fig. 11a; Fig. 12a einen Grundriß
eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Vielspur-MW-Kopfes gemäß der Erfindung,
Fig. 12b einen Grundriß eines Ausführungsbeispiels, das eine Variante des Ausführungsbeispiels
von Fig. 12a ist, und Fig. 12c einen Grundriß eines anderen Ausführungsbeispiels,
das eine weitere Variante des Ausführungsbeispiels von Fig. 12a ist; Fig. 13a eine
Schnittdarstellung nach der Linie XIIIa-XIIIa in Fig. 12a, Fig. 13b eine Schnittdarstellung
nach der Linie XIIIb-XIIIb in Fig. 12a und Fig. 13c eine Schnittdarstellung längs
der Linie XIIIc-XIIIc in Fig. 12a.
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Es werden nun Beispiele der Erfindung im einzelnen erläutert.
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Fig. 1 ist eine Schnittdarstellung des Aufbaus eines MW-Kopfes zur
Veranschaulichung des Grundgedankens der Erfindung. Leitende permeable Abschirmschichten
(z. B. aus "Permalloy") 3 sind auf beiden Seiten
des MW-Elements
2 über Isolierschichten (z. B. aus SiO2) 4 angeordnet. Ein Anschluß 50 ist von den
leitenden Abschirmschichten 3 herausgeführt und geerdet. Das Ende des Kopfes liegt
unter Bildung einer dem Aufzeichnungsmedium 130 zugewandten Oberfläche frei. Das
Ende des Kopfes ist bezüglich der Richtung, in der das Aufzeichnungsmedium 130 läuft,
gekrümmt. Das MW-Element 2 ist am Gipfel der gekrümmten Oberfläche positioniert.
Bei diesem Ausführungsbeispiel konnten die Elektrizität aufgrund der Reibung od.
dgl. beseitigt und die Auftrittshäufigkeit von durch das durch den engen Spalt laufende
Medium 130 verursachten Rauschspitzen von zwei-oder dreimal je Sekunde auf keinmal
je Sekunde verbessert werden.
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Ein ähnlicher Effekt kann auch erhalten werden, wenn entweder die
Abschirmschicht 3 auf einer Seite oder die Abschirmschichten 3 auf beiden Seiten
aus nichtmagnetischen Leiterschichten gemacht werden.
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Konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der
Fig. 3a bis 13c erläutert. Fig. 3a ist ein Grundriß eines Beispiels eines Kopfes
gemäß der Erfindung Fig. 3b ist eine Schnittdarstellung des längs der Linie IIIb-IIIb
in Fig. 3a gesehenen Kopfes. In einem MW-Kopf muß ein geeignetes Vorspannungsfeld
an das MW-Element angelegt werden, um die Betriebseigenschaften des MW-Kopfes zu
linearisieren und die Verzerrung der wiedergegebenen Wellenform zu beseitigen. Als
Verfahren zum Anlegen des Vorspannungsfeldes an das MW-Element sind das Nebenschluß-Vorspannungsverfahren
und das
Dauermagnet-Vorspannungsverfahren bekannt. Beim Nebenschluß-Vorspannungsverfahren
wird das Vorspannungsfeld erzeugt, indem man einen Strom durch die an das MW-Element
angrenzende Schicht aus einem leitenden Material fließen läßt. Beim Dauermagnet-Vorspannungsverfahren
wird eine Dauermagnetschicht nahe dem MW-Element angeordnet, und das Streufeld der
Dauermagnetschicht wird als das Vorspannungsfeld verwendet. Das vorliegende Ausführungsbeispiel
wird für den MW-Kopf unter Anwendung des Nebenschluß-Vorspannungsverfahrens beschrieben.
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Nachdem eine untere Abschirmschicht 6 aus einem magnetischen Material,
wie z. B. "Permalloy", auf einer Basisplatte 1 gebildet ist, wird eine erste Isolierschicht
8 aus einem Isoliermaterial, wie z. B. Al203 oder SiO2, gebildet. Nachdem dann ein
MW-Element 2 (z. B. "Permalloy") gebildet ist, wird eine Vorspannungsschicht 13
aus einem leitenden Material, wie z. B. Ti, gebildet. Dann wird die erste Isolierschicht
8 geätzt, um ein durchgehendes Loch 20 herzustellen. Anschließend wird eine Leiterschicht
5 aus Au, Al, Cu od. dgl. gebildet und elektrisch mit der unteren Abschirmschicht
6 verbunden. Das durchgehende Loch 20 kann unmittelbar nach der Bildung der ersten
Isolierschicht 8 gebildet werden. Dann wird eine zweite Isolierschicht 9 aus Al203,
SiO2 od. dgl. gebildet und zur Herstellung eines durchgehenden Loches 21 geätzt.
Weiter wird eine obere Abschirmschicht 7 aus einem magnetischen Material, wie z.
B. "Permalloy', gebildet und elektrisch mit der leitenden Schicht 5 verbunden. Danach
wird die zweite Isolierschicht 9 zur Herstellung eines durchgehenden Loches 22
geätzt.
Anschließend wird ein Anschluß 10 aus einem leitenden Material, wie z.B. Au, Al,
Cu od. dgl., gebildet und elektrisch mit der leitenden Schicht 5 verbunden. Schließlich
wird eine Schutzschicht 11 aus Al203, SiO2 od. dgl. gebildet, und ihre Oberfläche
wird durch Läppen od. dgl. bearbeitet, bis der Anschluß 10 freigelegt ist. Bei dem
vorstehend beschriebenen Aufbau werden die untere Abschirmschicht 6 und die obere
Abschirmschicht 7 elektrisch mit dem Anschluß 10 durch die leitende Schicht 5 verbunden.
Wenn der mittlere Anschluß 10 mit Erde verbunden wird und eine Strom-2 quelle zum
Steuern des MW-Elements'sowie ein Differentialverstärker 12 zum Verstärken des vom
MW-Element 2 abgelesenen wiedergegebenen Signals zwischen den beiden übrigen Anschlüssen
10, wie in Fig. 3a dargestellt, verbunden werden, werden daher vom MW-Element 2
abgelesene Rauschanteile durch die Differentialverstärkung beseitigt. Die Rauschanteile
der unteren Abschirmschicht 6 und der oberen Abschirmschicht 7 können durch den
geerdeten Anschluß 10 beseitigt werden. So werden die durch den gesamten MW-Kopf
erzeugten Rauschanteile verringert, wobei das Rauschabstandsverhältnis S/N verbessert
wird.
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Ein gleichartiger Effekt läßt sich erzielen, auch wenn die obere
oder untere Abschirmschicht aus einer nicht-magnetischen Leiterschicht besteht.
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Fig. 4a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines nebenschluß-vorgespannten
MW-Kopfes mit einem Doppelanschlußaufbau gemäß der Erfindung, bei dem zwei Leiterschichten
5 für das MW-Element 2 gebildet sind. Fig. 4b ist eine Schnittdarstellung des längs
der in Fig. 4a dargestellten Linie IVb-IVb gesehenen Kopfes. Die untere Abschirmschicht
6
und die obere Abschirmschicht 7 sind mit je einer der mit dem MW-Element 2 verbundenen
Leiterschichten 5 verbunden. In diesem Fall sind der Aufbau und das Herstellverfahren
zum elektrischen Verbinden der Leiterschichten 5 mit der unteren Abschirmschicht
6 und der oberen Abschirmschicht 7 mittels des in der ersten Isolierschicht8gebildeten
durchgehenden Loches 20 und der in der zweiten Isolierschicht 9 gebildeten durchgehenden
Löcher 21 und 22 die gleichen wie die des in den Fig. 3a und 3b veranschaulichten
Ausführungsbeispiels. Nur die Grundrißfigur 4a unterscheidet sich von dem Grundriß
nach Fig. 3a. Wenn der auf der Leiterschicht 5 mit der oberen Abschirmschicht 7
angeordnete Anschluß 10 und die damit verbundene Abschirmschicht 6 geerdet werden
und die Stromquelle sowie der Differentialverstärker 12 zwischen diesem Anschluß
10 und dem anderen Anschluß 10 angeschlossen werden, lassen sich die Rauschanteile
in der gleichen Weise wie beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3a und 3b verringern.
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Fig. 5a ist ein Grundriß eines anderen Ausführungsbeispiels eines
MW-Kopfes gemäß der Erfindung. Fig. Sb ist eine Schnittdarstellung des längs einer
in Fig. Sa dargestellten Linie Vb-Vb gesehenen MW-Kopfes. Der MW-Kopf dieses Aufbaus
kennzeichnet sich dadurch, daß an einer von der des auf der Leiterschicht 5 angeordneten
Anschlusses 10 verschiedenen Stelle ein Anschluß 10 aus einem leitenden Material,
wie z.B. Au, Al oder Cu, angeordnet ist, um die untere Abschirmschicht 6 und die
obere Abschirmschicht 7 mit Erde in einem äußeren Kreis zu verbinden. Das Herstellverfahren
für den in den Fig.
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Sa und 5b veranschaulichten MW-Kopf wird nun erläutert.
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Nachdem die untere Abschirmschicht 6, die erste Isolierschicht 8,
das MW-Element 2, eine Vorspannungsschicht 13, die zweite Isolierschicht 9 nacheinander
auf der Basisplatte 1 gebildet sind, wird ein durchgehendes Loch 23 durch die erste
Isolierschicht 8 und die zweite Isolierschicht 9 gebildet. Danach wird die obere
Abschirmschicht 7 gebildet und elektrisch mit der unteren Abschirmschicht 6 verbunden.
Nachdem der Anschluß 10 gebildet ist, wird die Schutzschicht 11 gebildet und durch
Läppen od. dgl. bearbeitet, bis der Anschluß 10 an der Oberfläche freiliegt. Dadurch
wird der Anschluß 10 elektrisch mit der unteren Abschirmschicht 6 und der oberen
Abschirmschicht 7 verbunden.
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Durch Erden des Anschlusses 10 und Verbinden der Stromquelle sowie
des Differentialverstärkers 12 zwischen den übrigen Anschlüssen 10 können daher
die Rauschanteile des MW-Kopfes in der gleichen Weise wie bei den zuvor beschriebenen
Ausführungsbeispielen verringert werden.
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Es werden nun weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
Fig. 6 ist eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels, bei dem der Aufbau
des an der Vorspannungsschicht 13 des in den Fig. 5a und 5b veranschaulichten MW-Kopfes
angebrachten durchgehenden Loches 23 modifiziert ist. Nachdem die untere Abschirmschicht
6, die erste Isolierschicht 8, das MW-Element 2, die Vorspannungsschicht 13, die
zweite Isolierschicht 9 und die obere Abschirmschicht 7 gebildet sind, werden alle
diese Schichten geätzt, um ein durchgehendes Loch 24 zu erzeugen. Danach werden
ein Anschluß 14 aus Au, Cu od. dgl. und die Schutzschicht 11 gebildet. Das durchgehende
Loch 24 kann alternativ gebildet werden, indem man die erste Isolierschicht 8 ohne
Ätzen der
unteren Abschirmschicht 6 ätzt. Bei diesem Aufbau kann
ebenfalls der Anschluß 14 elektrisch mit der unteren Abschirmschicht 6 und der oberen
Abschirmschicht 7 verbunden werden. Weiter kann dieser Aufbau auf die entsprechend
den Darstellungen in den Fig. 3a, 3b, 4a und 4b aufgebauten MW-Köpfe angewandt werden.
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Und zwar können die durchgehenden Löcher 20 und 22 gleichzeitig nach
der Bildung der oberen Abschirmschicht 7 gebildet werden.
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Fig. 7 ist eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels, bei
dem der Aufbau des durchgehenden Loches 21 der in den Fig. 3b und 4b gezeigten MW-Köpfe
modifiziert ist. Nachdem die zweite Isolierschicht 9 gebildet ist, werden alle Schichten
geätzt, um ein durchgehendes Loch 25 zu erzeugen. Das durchgehende Loch 25 kann
alternativ durch Ätzen der ersten Isolierschicht 8 gebildet werden. Indem man die
obere Abschirmschicht 7 danach bildet, kann die Leiterschicht 5 elektrisch mit der
oberen Abschirmschicht 7 und der unteren Abschirmschicht 6 verbunden werden.
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Fig. 8a ist eine Grundriß eines Ausführungsbeispiels eines MW-Kopfes
des Dauermagnet-Vorspannungstyps mit einem Doppelanschlußaufbau gemäß der Erfindung,
bei dem zwei Leiterschichten 5 am MW-Element 2 gebildet sind.
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Fig. 8b ist eine Schnittdarstellung des in Fig. 8a gezeigten MW-Kopfes.
Die untere Abschirmschicht 6 und die obere Abschirmschicht 7 werden mit je einer
der mit dem MW-Element 2 verbundenen Leiterschichten 5 verbunden.
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In diesem Fall sind der Aufbau und das Herstellverfahren zum elektrischen
Verbinden der Leiterschicht 5 mit der unteren Abschirmschicht 6 und der oberen Abschirmschicht
7 über das in der ersten Isolierschicht 8 gebildete
durchgehende
Loch 20 und die in der zweiten Isolierschicht 9 gebildeten durchgehenden Löcher
21 und 22 die gleichen wie die des in den Fig. 3a und 3b gezeigten Ausführungsbeispiels
des Nebenschluß-Vorspannungstyps. Nur der Schnittdarstellungsaufbau unterscheidet
sich von dem nach Fig. 3a und 3b. Eine in Fig. 8b dargestellte Schicht 14 ist eine
Isolierschicht zum Isolieren einer Dauermagnetschicht 13 vom MW-Element 2.
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Jeder der Anschlüsse der Dauermagnetschicht 13, die ein Vorspannungselement
ist, wird mit der vom MW-Element 2 herausgeführten Leiterschicht 5 über die Leiterschicht
5 verbunden. Demgemäß wird die in der Dauermagnetschicht 13 erzeugte Elektrizität
unmittelbar durch den Anschluß 10 entladen, so daß keine Rauschanteile verursacht
werden.
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Fig. 9a ist ein Grundriß eines Ausführungsbeispiels eines Nichtabschirmungs-Nebenschlußvorspannungs-MW-Kopfes
mit einem Doppelanschlußaufbau gemäß der Erfindung, bei dem die Nebenschluß-Vorspannungsschicht
13 über dem MW-Element gebildet ist und zwei Leiterschichten 5 an beiden Enden der
Nebenschluß-Vorspannungsschicht 13 gebildet sind. Fig. 9b ist eine Schnittdarstellung
des in Fig. 9a dargestellten MW-Kopfes. Nachdem die erste Isolierschicht 8 auf der
nicht-magnetischen leitenden Basisplatte 1 aus Aluminiumoxid-Titancarbid (Al203-TiC)
od. dgl. gebildet ist, wird das MW-Element 2 gebildet. Anschließend wird die Vorspannungsschicht
13 aus einem leitenden Material, wie z.B.
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Titan (Ti) oder Molybdän (Mo), gebildet, und danach werden die Leiterschichten
5 an beiden Enden der Vorspannungsschicht 13 gebildet. Dann wird der Anschluß 10
gebildet. Weiter wird die Schutzschicht 11 gebildet, und ihre Oberfläche wird einem
Läppen unterworfen, bis
der Anschluß 10 freiliegt. Schließlich
wird ein MW-Kopfelementblock 100 an einem aus einem Metallmaterial, wie z.B. Bronze,
bestehenden Kopfblock 101 mittels eines leitenden Bindemittels 105 befestigt. Dann
wird ein Anschluß 102 im Kopfblock 101 z.B. mittels eines Schraubenlochs vorgesehen.
Wenn der Anschluß 102 und der vom MW-Element herausgeführte Anschluß 10 geerdet
werden und die Stromquelle mit dem verbleibenden Anschluß 10 verbunden wird, wird
die Wechselspannungsdifferenz zwischen den Anschlüssen 10 und 10 über Kondensatoren
103 und einen Differentialverstärker 12 abgelesen Die an der Oberfläche der Basisplatte
1 durch Reibung erzeugte Elektrizität wird unmittelbar durch den Anschluß 102 entladen,
wodurch keine Rauschanteile verursacht werden.
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Die Fig. 10a und 10b zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Differential-MW-Kopfes
gemäß der Erfindung.
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Fig. 10a ist ein Grundriß des MW-Kopfes. Fig. 10b ist eine Schnittdarstellung
des MW-Kopfes. Nachdem die untere Abschirmschicht 6 auf der Basisplatte 1 gebildet
ist, wird die erste Isolierschicht 8 gebildet. Anschließend wird das MW-Element
2 gebildet, und dann wird die Vorspannungsschicht 13 aus einem leitenden Material,
wie z.B. Ti, gebildet. Die erste Isolierschicht 8 wird zur Erzeugung des durchgehenden
Loches 20 geätzt. Dann wird die Leiterschicht 5 gebildet und elektrisch mit der
unteren Abschirmschicht 6 verbunden. Die zweite Isolierschicht 9 wird gebildet und
schräg geätzt, um die Schicht 5 des mittleren Teils an der Oberfläche freizulegen.
Weiter wird die obere Abschirmschicht 7 gebildet und elektrisch mit der Leiterschicht
5 verbunden. Danach werden die Anschlüsse 10 gebildet.
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Schließlich wird die Schutzschicht 11 gebildet und durch
Läppen
od. dgl. bearbeitet, bis die Anschlüsse 10 an der Oberfläche freiliegen. Beim vorstehend
beschriebenen Aufbau werden die untere Abschirmschicht 6, die obere Abschirmschicht
7 und die Leiterschicht 5 elektrisch mit den Anschlüssen 10 verbunden. Wenn der
mittlere Anschluß 10 geerdet wird und die Stromquelle zum Steuern des MW-Elements
2 sowie der Differentialverstärker 12 zum Verstärken des vom MW-Element 2 abgelesenen
wiedergegebenen Signals zwischen den übrigen zwei Anschlüssen 10 angeschlossen werden,
erfährt daher das vom MW-Element 2 abgelesene Signal eine Differentialverstärkung,
und gleichzeitig wird die in den oberen und unteren Abschirmschichten 6, 7 erzeugte
Elektrizität unmittelbar durch den Anschluß 10 entladen. Daher werden die Rauschanteile
des MW-Kopfes verringert, was zu einem erhöhten Rauschabstandsverhältnis S/N führt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel können die durchgehenden Löcher in nur einem Verfahrensschritt
gebildet werden, was ein vereinfachtes Verfahren bedeutet.
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Bei einem Vielspur-MW-Kopf mit einem Aufbau, bei dem Abschirmschichten
der einzelnen Elemente als ein Körper vereinigt werden, können die obere Abschirmschicht
und die untere Abschirmschicht leicht unter Verwendung des oben beschriebenen Aufbaus
geerdet werden.
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Fig. 11a ist ein Grundriß eines MW-Kopfes zur Veranschaulichung dieses
Ausführungsbeispiels. Fig. 11b ist die zugehörige Schnittdarstellung. An von denen
der Stromquelle zum Steuern des MW-Elements 2 und der Anschlüsse 10 zum Ablesen
der wiedergegebenen Signale unterschiedlichen Stellen werden Anschlüsse 13' zum
Erden der unteren Abschirmschicht 6 und der oberen Abschirmschicht 7 vorgesehen.
Der Anschluß 13' kann an einer Seite vorgesehen werden. Jedoch wird der Rauschanteil
-Verringerungseffekt
verbessert, wenn die Anschlüsse 13' an beiden Seiten vorgesehen werden. Das Herstellverfahren
ist das gleiche wie für das Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. Sa und 5b. Weiter
können der Aufbau und das Herstellverfahren, die in auch den Fig. 4a und 4b veranschaulicht
sind, auf einen Vielelement-MW-Kopf mit einem Aufbau angewandt werden, bei dem Abschirmschichten
6, 7 der einzelnen Elemente als ein Körper vereinigt sind. Und zwar wird über eine
oder zwei Leiterschichten 5 unter einer Mehrzahl von Elementen die Leiterschicht
5 elektrisch mit der unteren Abschirmschicht 6 und der oberen Abschirmschicht 7
unter Verwendung des Aufbaus und des Herstellverfahrens verbunden, die in den Fig.
4a und 4b veranschaulicht sind. Weiter werden die Anschlüsse 10 zum Verbinden der
Leiterschichten 5 mit äußeren Kreisen vorgesehen.
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Aufgrund dieser können die Rauschanteile des Vielelement-MW-Kopfes
mit einem Aufbau, bei dem die Abschirmschichten 6, 7 als ein Körper vereinigt sind,
verringert werden. Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel können die
obere Abschirmschicht 7 und die untere Abschirmschicht 6 geerdet werden. Der Aufbau
zum Erden entweder der oberen Abschirmschicht 7 oder der unteren Abschirmschicht
6 kann analog dem vorstehenden Ausführungsbeispiel leicht vorgenommen werden.
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Beispielsweise kann nur die obere, in den Fig. 3a, 3b, 4a und 4b dargestellte
Abschirmschicht 7 mit der Leiterschicht 5 verbunden werden, indem man die Bildung
des durchgehenden Loches 20 der ersten Isolierschicht 8 im Fall der Fig. 3a, 3b,
4a und 4b vermeidet und die Bildung des durchgehenden Loches 23 der ersten Isolierschicht
8 und der zweiten Isolierschicht 9 im Fall der Fig. 5a und 5b vermeidet.
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Weitere Ausführungsbeispiele eines Vielspur-MW-Kopfes gemäß der Erfindung
werden nun anhand der Fig. 12a bis 12c und 13a bis 13c beschrieben. Fig. 12a ist
ein Grundriß eines Beispiels eines Kopfes gemäß der Erfindung. Fig. 13a, 13b und
13c sind Schnittdarstellungen nach den Linien XIIIa-XIIIa bzw. XIIIb-XIIIb bzw.
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XIIIc-XIIIc. Im MW-Kopf muß ein geeignetes Vorspannungsfeld an das
MW-Element 2 angelegt werden, um die Betriebseigenschaften zu linearisieren und
die Empfindlichkeit zu verbessern. Als Verfahren zum Anlegen des Vorspannungsfeldes
an das MW-Element sind, wie schon erwähnt, das Nebenschluß-Vorspannungsverfahren
und das Dauermagnet-Vorspannungsverfahren bekannt. Das vorliegende Ausführungsbeispiel
wird für den MW-Kopf bei Anwendung des Nebenschluß-Vorspannungsverfahrens beschrieben.
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Nachdem eine erste Abschirmschicht 6 aus einem leitenden, weichmagnetischen
Material, wie z.B.
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"Permalloy", auf der Basisplatte 1 gebildet ist, wird die erste Isolierschicht
8 aus einem Isoliermaterial, wie z.B. Al203 oder SiO21gebildet. Nachdem dann das
MW-Element 2 (z.B. "Permalloy") gebildet ist, wird die Vorspannungsschicht 13 aus
einem leitenden Material, wie z.B. Ti, gebildet. Dann wird die zweite Isolierschicht
9 aus Al203, SiO2 od. dgl. gebildet. Das durchgehende Loch 20 wird durch die Isolierschichten
8 und 9 hergestellt, um die Leitfähigkeit mit der zweiten Abschirmschicht 7 und
der ersten Abschirmschicht 6 zu sichern. Der Anschluß 10 aus einem leitenden Material,
wie z.B. Au, Al oder Cu, wird auf dem oberen Teil des durchgehenden Loches gebildet.
Schließlich wird die Schutzschicht 11 aus Al203, SiO2 od. dgl. gebildet und durch
Läppen od. dgl. bearbeitet, bis derAnschluß 10
an der Oberfläche
freiliegt. Beim vorstehend beschriebenen Aufbau wird die erste Abschirmschicht 6
elektrisch mit der zweiten Abschirmschicht 7 am Anschluß 10 über das durchgehende
Loch 20 verbunden. Durch Verbinden des Anschlusses 10 mit entweder einem festen
Potential oder Erde wird es möglich, die Rauschanteile, die in die Abschirmschicht
eintreten, zu entladen und ihren Eintritt in das MW-Element zu verhindern. Wie in
Fig.
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12a dargestellt ist, wird ein Bereich der Abschirmschicht zwischen
den MW-Elementen, der eine Breite W und eine Tiefe L hat, entfernt. Die Breite W
muß breit genug sein, um den in die Abschirmschicht in diesem Bereich eintretenden
Magnetfluß nicht kurzzuschließen.
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Und die Breite W muß wenigstens den Abschirmabstand (angenähert die
Summe der Dicke der in Fig. 13 dargestellten Isolierschichten 8 und 9) betragen.
Der geeignete Wert von W ist üblicherweise etwa das 2,5- bis 5-fache des Abschirmabstandes.
Es ist erwünscht, daß die Tiefe L groß ist, soweit die Leitfähigkeit der Abschirmung
zwischen den Spuren gesichert werden kann. Die Tiefe L darf nicht geringer als die
Höhe H des MW-Elements 2 sein und wird üblicherweise im Bereich des 2- bis 3-fachen
der Höhe H gewählt. Da im Ausführungsbeispiel der Abschirmabstand 2 pm war und die
Höhe H des MW-Elements 10 pm war, wurden die Breite und die Tiefe mit W = 5 pm bzw.
L = 25 pm festgesetzt, und die Elektrode 10 wurde geerdet. Der äußere Rauschanteil
konnte auf nahezu 0 verringert werden. Außerdem konnte ein Signalaustritt von der
angrenzenden Spur auf ein Drittel desjenigen des in Fig. 11 dargestellten Aufbaus
verringert werden.
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Es ist offenbar, daß ein gleichartiger Effekt auch erhalten werden
kann, wenn der Bereich mit der entfernten
Abschirmung durch einen
Isolierstoff gebildet wird.
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Bei der vorstehenden Beschreibung dieses Ausführungsbeispiels wurde
das Nebenschluß-Vorspannungsverfahren zum Vorspannen des MW-Elements verwendet.
Jedoch ist es klar, daß der Effekt der Erfindung gleichfalls erhalten werden kann,
wenn andere Vorspannungsverfahren angewandt werden.
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In diesem Ausführungsbeispiel war der entfernte Bereich der Abschirmschicht
rechteckigen Querschnitts.
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Jedoch ist es offenbar, daß ein gleichartiger Effekt erwartet werden
kann, auch wenn diese Querschnittsform dreieckig, wie in Fig. 12b dargestellt ist,
oder gekrümmt ist, wie in Fig. 12c dargestellt ist.
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Weiter wurde in diesem Beispiel der von der Abschirmung herausgeführte
Anschluß geerdet. Jedoch ist es klar, daß ein gleichartiger Effekt auch erhalten
werden kann, wenn der Anschluß mit einem festen Gleichstrompotential, wie z B. einem
Potential verbunden wird, das an einem mittleren Abgriff auftritt, wenn die MW-Elemente
2 in der Differentialart angeschlossen sind.
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