DE3641222C2 - - Google Patents

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DE3641222C2
DE3641222C2 DE19863641222 DE3641222A DE3641222C2 DE 3641222 C2 DE3641222 C2 DE 3641222C2 DE 19863641222 DE19863641222 DE 19863641222 DE 3641222 A DE3641222 A DE 3641222A DE 3641222 C2 DE3641222 C2 DE 3641222C2
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Magnetkopf mit schicht­ weisem Aufbau für ein senkrecht (vertikal) zu magnetisierendes Aufzeichnungsmedium, wobei der Magnetkopf
  • - einen den magnetischen Fluß führenden magnetischen Leitkörper aufweist, dessen dem Aufzeichnungsmedium zugewandten, einen dünnen Hauptpol und einen vergleichsweise dickeren Hilfspol bildenden Endstücke seiner Magnetschenkel an einer Seite eines nicht-magnetischen Substrates angeordnet sind, wobei die in Bewegungsrichtung des Kopfes gesehen hintereinander­ liegenden Endstücke durch mindestens eine isolierende Spalt­ schicht getrennt sind, die zwischen den Magnetpolen minde­ stens 5 µm ausgedehnt ist,
  • - und mit mindestens einer Schreib-/Lesespulenwicklung ver­ sehen ist, deren Leiterwindungen sich durch einen zwischen den Magnetschenkeln ausgebildeten Zwischenraum erstrecken.
Ein Magnetkopf mit einem derartigen Aufbau geht aus der DE 29 24 013 A1 bzw. der US-PS 42 87 544 hervor. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Magnetkopfes.
Das Prinzip einer senkrechten Magnetisierung zur Speicherung von Informationen in entsprechenden Aufzeichnungsmedien ist allgemein bekannt (vgl. "IEEE Transactions on Magnetics", vol. MAG-16, no. 1, Jan. 1980, Seiten 71 bis 76 oder vol. MAG-20, no. 5, Sept. 1984, Seiten 657 bis 662 und 675 bis 680). Für dieses Prinzip, das vielfach auch als vertikale Magnetisierung bezeichnet wird, sind neben besonderen Aufzeichnungsmedien auch spezielle Schreib-/Lese-Magnetköpfe erforderlich. Ein hierfür geeigneter Kopf weist im allgemeinen zur Führung des magnetischen Flusses einen Leitkörper aus magnetisier­ barem Material auf, der mit zwei Magnetschenkeln eine Gestalt ähnlich einer Hufeisenform hat. Dabei bildet einer der Magnet­ schenkel einen Hauptpol, mit dem ein hinreichend starkes senk­ rechtes Magnetfeld zum Ummagnetisieren einer Speicherschicht des Aufzeichnungsmediums längs einer Spur zu erzeugen ist. Der notwendige magnetische Rückschluß kann dann mit Hilfe des anderen Magnetschenkels vorgenommen werden, der einen soge­ nannten Hilfspol bildet.
Bei Magnetköpfen von diesem Kopftyp soll also der Hilfspol lediglich zur magnetischen Flußrückführung dienen. Dieser nur mit dem Hauptpol schreibende Kopftyp wird deshalb auch als Einzelpol-Kopf bezeichnet.
Auch bei dem aus der eingangs genannten DE-OS zu entnehmenden Magnetkopf handelt es sich um einen Kopf von diesem Typ (vgl. auch "IEEE Trans. Magn.", vol. MAG-17, no. 6, Nov. 1981, Sei­ ten 3120 bis 3122). Dementsprechend enthält der bekannte Magnetkopf in Bewegungsrichtung des unter ihm hinwegbewegten Aufzeichnungsmediums gesehen auf seiner vorderen Stirnseite den Hilfspol und auf seiner rückwärtigen Seite den eigentlichen Hauptpol. Die beiden Pole sind auf einer Flachseite eines nicht-magnetischen Substrates angeordnet, wobei die Normale auf dieser Seite parallel zur Bewegungsrichtung liegt. Der Haupt­ pol besteht im wesentlichen aus einer dünnen, senkrecht zur Be­ wegungsrichtung verlaufenden Schicht eines Endstückes des ent­ sprechenden Magnetschenkels. Demgegenüber wird der in Be­ wegungsrichtung gesehen vor dem Hauptpol liegende Hilfspol von einem vergleichsweise wesentlich dickeren Endstück des weiteren Magnetschenkels gebildet, das aus mehreren senkrecht zur Be­ wegungsrichtung angeordneten dünnen Magnetschichten mit da­ zwischenliegenden Isolationsschichten zusammengesetzt ist. Um ein Mitlesen dieses somit eine verhältnismäßig große Fläche der Spur überdeckenden Hilfspols mit seiner ablaufenden Kante zumindest weitgehend zu unterbinden, muß der zwischen den bei­ den Polen ausgebildete Abstand hinreichend ausgedehnt sein, damit eine weitgehende Reduzierung der magnetischen Flußdichte am Hilfspol zu gewährleisten ist. Für den durch diesen Abstand festgelegten sogenannten Luftspalt zwischen den beiden Haupt­ polen wird deshalb im allgemeinen eine Breite von mindestens 5 µm vorgesehen.
Der bei dem bekannten Magnetkopf von den Leiterwindungen einer Schreib-/Lesespulenwicklung nicht ausgefüllte, dem Aufzeich­ nungsmedium zugewandte Restraum des Luftspaltes muß mit minde­ stens einer sogenannten isolierenden Spaltschicht gefüllt sein. Eine entsprechende Isolationsschicht sollte aus möglichst har­ tem Material bestehen, um Einkerbungen oder Auswaschungen während der Kopfherstellung zu vermeiden. Unebenheiten können nämlich zum Absturz des über dem Aufzeichnungsmedium mit äußerst geringem Abstand geführten Magnetkopfes durch sich an­ lagernde Schmutzpartikel führen. Es hat sich nun gezeigt, daß für den bekannten Magnetkopf die Herstellung dieser zwischen dem Haupt- und dem Hilfspol liegenden Spaltschicht außer­ ordentlich schwierig ist. Dabei treten auch Probleme bei der Herstellung eines magnetischen Rückschlusses im hinteren Kopfteil zwischen den beiden Magnetschenkeln auf, wo die Spaltschicht durchgeätzt werden muß. Da schließlich der be­ kannte Magnetkopf in Bewegungsrichtung gesehen einen ver­ hältnismäßig ausgedehnten Aufbau hat, treten auch Einebnungs­ probleme auf, wodurch die magnetischen Eigenschaften des Hauptpoles beeinträchtigt werden können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, den Magnet­ kopf der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß er verhältnismäßig einfach herzustellen ist und dabei insbeson­ dere die erwähnten Probleme hinsichtlich der Ausbildung der Spaltschicht verringert sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Sub­ strat mit einer Ausnehmung versehen ist, in welcher das den Hilfspol bildende Endstück des einen Magnetschenkels und ein sich daran anschließendes Teilstück dieses Schenkels sowie ein Teil der Spaltschicht versenkt angeordnet sind.
Die mit dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Magnetkopfes verbundenen Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, daß sich wegen des in der Aussparung versenkt angeordneten Hilfspols eine hinreichend dicke Spaltschicht auf verhältnismäßig ein­ fache Weise dadurch herstellen läßt, daß man nach Ausbildung des entsprechenden Magnetschenkels den noch verbliebenen Rest­ raum der Aussparung mit dem Material der Spaltschicht ausfüllt. Der weitere Aufbau des Magnetkopfes kann dann in bekannter Weise auf einer eingeebneten Fläche erfolgen.
Aus der GB 20 58 436 A ist ein Magnetkopf mit ringkopfähnlicher Gestalt bekannt, dessen einer von zwei Magnetschenkeln zwar teilweise in einer Vertiefung eines Substrates untergebracht ist. Jedoch sind bei diesem bekannten Kopf die die Magnetpole ausbildenden Endstücke seiner Magnetschenkel so nah benachbart, daß der Kopf die Funktion eines Einzelpolkopfes mit Haupt- und Hilfspol nicht erfüllen kann. Somit sind bei diesem Kopftyp die Probleme hinsichtlich der Ausbildung einer breiten Spaltschicht praktisch nicht gegeben. Außerdem liegt bei dem bekannten Magnetkopf der in das Substrat versenkte Teil des einen Magnet­ schenkels nicht im Bereich des Magnetpols, sondern in einem mittleren, erweiterten Kopfbereich, durch den sich die Leiter­ windungen der Schreib-/Lesespulenwicklung erstrecken. Einen ähnlichen Aufbau eines Magnetkopfes mit eng benachbarten Magnetpolen zeigt auch die EP 1 85 289 A1.
Besonders vorteilhaft ist es, den erfindungsgemäßen Magnet­ kopf dadurch herzustellen, daß nacheinander die folgenden Verfahrensschritte durchgeführt werden:
  • a) In eine ebene Flachseite des Substrates wird eine Vertiefung so eingearbeitet, daß mindestens eine abgeschrägte Böschung und eine Bodenfläche entstehen, welche die Gestalt des den Hilfspol bildenden Magnetschenkels festlegen,
  • b) von dieser Flachseite her wird eine Magnetschicht mit einer solchen Dicke aufgebracht, die auf der Bodenfläche der Vertiefung der Dicke des den Hilfspol bildenden Endstückes des zugehörenden Magnetschenkels entspricht,
  • c) der verbliebene Restraum der Vertiefung wird mit dem Material der Spaltschicht ausgefüllt,
  • d) die Leiterwindungen der Schreib-/Lesespulenwicklung und die den Hauptpol bildende Magnetschicht des weiteren Magnet­ schenkels werden aufgebracht und
  • e) der so gewonnene Aufbau wird in einer Ebene aufgeschnitten, deren Lage durch die auszubildende, dem Aufzeichnungsmedium zugewandte Unterseite des Magnetkopfes festgelegt ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen Magnetkopfes gehen aus den übrigen Unteran­ sprüchen hervor.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird nachfolgend auf die Zeichnung Bezug genommen, deren Fig. 1 schematisch einen er­ findungsgemäßen Magnetkopf zeigt. In den Fig. 2 und 3 sind schematisch zwei Verfahrensschritte zur Herstellung eines sol­ chen Magnetkopfes veranschaulicht. In den Figuren sind überein­ stimmende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.
Bei dem in Fig. 1 nur teilweise als Längsschnitt gezeigten Magnetkopf nach der Erfindung wird von an sich bekannten huf­ eisenähnlichen Ausführungsformen von Einzelpolköpfen ausge­ gangen, mit denen sowohl eine Schreib- als auch eine Lese­ funktion gemäß dem Prinzip einer senkrechten (vertikalen) Magnetisierung auszuüben ist (vgl. z.B. die eingangs genannte DE-OS). Der allgemein mit 2 bezeichnete Kopf wird von einem Substrat 3 getragen, das die Stirn- oder Rückseite eines ge­ bräuchlichen, als Flugkörper bezeichneten Elementes bildet, welches in der Figur nicht näher ausgeführt ist. Dieser Kopf ist relativ zu einem an sich bekannten Aufzeichnungsmedium M in geringer Flughöhe f seiner Unterseite 4 von beispielsweise 0,2 µm zu führen. Zum Beispiel bewegt sich das Aufzeichnungsmedium M unter dem Kopf 2 hinweg. Die relative Bewegungsrichtung dieser Teile ist dabei durch eine mit v bezeichnete gepfeilte Linie angedeutet. Das vertikal zu magnetisierende Aufzeichnungsmedium M enthält eine entsprechende Speicherschicht 5, z.B. aus CoCr oder Ba-Ferrit, die auf einer weichmagnetischen Unterlage 6, z.B. aus einer NiFe-Legierung wie "Permalloy" (Warenzeichen der "Bell Telephone Manufacturing Company"), angeordnet ist.
Der Magnetkopf 2 enthält einen den magnetischen Fluß führenden, aus einem hierfür geeigneten weichmagnetischen Material be­ stehenden magnetischen Leitkörper 8. Dabei soll in diesem Mate­ rial die sogenannte leichte Magnetisierung stets zumindest weitgehend senkrecht zur Führungsrichtung des magnetischen Flusses gerichtet sein. Der Leitkörper 8 besteht aus zwei Magnetschenkeln 9 und 10, die im Bereich ihrer dem Aufzeich­ nungsmedium M zugewandten Endstücke 11 und 12 zumindest an­ nähernd senkrecht zur Oberfläche des Aufzeichnungsmediums aus­ gerichtet sind und dort jeweils einen Magnetpol P1 bzw. P2 bilden. Da der Magnetkopf 2 quasi als Einzelpolkopf wirken soll, stellen in bekannter Weise der dünnere Magnetpol P1 einen Hauptpol und der vergleichsweise wesentlich dickere Magnetpol P2 einen Hilfspol dar. Vorteilhaft wird eine in Bewegungsrich­ tung v zu messende Dicke d2 des Hilfspoles P2 gewählt, die mindestens 3mal, vorzugsweise mindestens 5mal so groß ist wie die entsprechende Dicke d1 des Hauptpoles P1. Hierbei sollte die dem Aufzeichnungsmedium zugewandte Fläche des Hilfspoles P2 vorzugsweise mindestens eine bis zwei Größenordnungen größer sein als die entsprechende Fläche des Hauptpoles P1. Außerdem sollte die Dicke d2 größer sein als der durch den verwendeten Aufzeichnungs-Code vorgegebene zulässige Flußwechselabstand. Hiermit wird vorteilhaft erreicht, daß beim Lesen jede Spur den Hilfspol P2 mit mindestens zwei Flußwechseln unterschiedlicher Polarität beaufschlagt, wodurch das sogenannte Nebenlesen dieses Pols reduziert wird. Diese Bedingungen lassen sich im allgemeinen mit Dicken d2 zwischen etwa 2 und 30 µm erfüllen. Zwischen diesen beiden Polen ist ein Luftspalt 13 mit einer verhältnismäßig ausgedehnten longitudionalen, d.h. in Be­ wegungsrichtung v weisenden Weite w von über 5 µm ausgebildet. Durch diesen Spalt erstrecken sich die in der Figur nicht näher ausgeführten Windungen einer dem Hauptpol P1 zugeordneten Schreib-/Lesespulenwicklung 15. Auf der dem Aufzeichnungsmedium abgewandten Seite des magnetischen Leitkörpers 8 sind die bei­ den Magnetschenkel 9 und 10 in bekannter Weise in einem Ver­ bindungsbereich 17 aneinandergefügt, so daß sich damit die hufeisenähnliche Form des magnetischen Leitkörpers 8 ergibt. Der zwischen den Magnetschenkeln 9 und 10 verbleibende Restraum ist insbesondere im Bereich des Luftspaltes 13 mit einem har­ ten, isolierenden Material ausgefüllt. Die entsprechende Schicht 18 wird im allgemeinen als Spaltschicht bezeichnet.
Wie aus dem in Fig. 1 gezeigten Schnitt ferner hervorgeht, ist der Magnetkopf 2 nicht wie üblich auf einer ebenen Flachseite 3a des Substrates 3 aufgebracht, die senkrecht bezüglich der Unterseite 4 des Kopfes 2 verläuft. Vielmehr ist gemäß der Erfindung im Bereich der sonst zwischen diesen Seiten 3a und 4 ausgebildeten Kante K eine Ausnehmung 20 vorgesehen, deren Form durch die Gestalt des den Hilfspol P2 bildenden Magnetschenkels 10 festgelegt wird. Diese in der Figur durch eine gestrichelte Linie angedeutete Ausnehmung 20 hat dabei gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine trapezförmige Schnittfläche. Sie ist mit dem Endstück 12 sowie einem sich daran anschließenden Teil­ stück 10a des Magnetschenkels 10 sowie mit einem im Schnitt trapezförmigen Teilstück 18a der Spaltschicht 18 ausgefüllt.
Der Magnetkopf 2 wird in bekannter Dünnschicht- bzw. Dünn­ filmtechnik hergestellt, wobei die einzelnen Schichten in bekannter Weise durch Aufdampfen oder Aufstäuben (Sputtern) oder durch galvanische oder stromlose Abscheidung auf der jeweils darunterliegenden Schicht aufgebracht werden. Ausge­ gangen wird von einem zunächst ebenen, nicht-magnetischen Substrat oder Substratkörper 22, der insbesondere ein soge­ nannter Wafer aus einer TiC-Al2O3-Mischkeramik sein kann. Wie aus dem in Fig. 2 gezeigten schematischen Längsschnitt ersichtlich, wird dann in eine ebene Flachseite 23 des Sub­ strates 22 eine beispielsweise grabenförmige Vertiefung 24 eingearbeitet, z.B. eingesägt. Diese Vertiefung soll dabei mindestens eine abgeschrägte Böschung 25 und eine parallel zu der Ebene der Flachseite 23 liegende Bodenfläche 26 aufweisen, wobei die Lage und die Ausdehnung dieser Flächen durch die Gestalt des herzustellenden, den Hilfspol bildenden Magnet­ schenkels festgelegt sind. Hierbei sollte der gegenüber der Ebene der Flachseite 23 gemessene Böschungswinkel α der Bö­ schung 25 möglichst flach sein zwischen etwa 30° und 70°, vor­ zugsweise zwischen 35° und 50° liegen. Die gesamte Ausdehnung a der Vertiefung 24 in Längsrichtung, d.h. in Hauptausdehnungs­ richtung des herzustellenden Magnetkopfes bzw. seiner Magnet­ schenkel, sollte vorteilhaft zwischen 60 und 300 µm liegen. Die Tiefe t der Bodenfläche 26 gegenüber der Ebene der Flachseite 23 wird hierbei zwischen 7 und 200 µm gewählt. Zur Erzielung guter magnetischer Eigenschaften des nachfolgend aufzubringen­ den Magnetschenkels bzw. seiner Magnetschicht ist es vorteil­ haft, wenn die Vertiefung 24 im Substrat 22 im Bereich des Hilfspols, d.h. an der Bodenfläche 26 glatt gearbeitet, bei­ spielsweise chemisch oder mechanisch poliert wird. Stattdessen kann man auch einen glatten Überzug wie z.B. eine Glasur vor­ sehen. Auf einem Substrat 22 aus einem elektrisch leitfähigen Material wie z.B. dem TiC-Al2O3 wird dann eine dünne Isola­ tionsschicht 28 aus einem Nitrid, Carbid oder Oxid, z.B. eine Al2O3-Schicht, mit 15 µm (± 5 µm) Dicke abgeschieden. Diese Isolationsschicht 28 dient als Unterlage für eine auf sie anschließend aufzubringende, verhältnismäßig dicke Schicht 29 aus magnetischem Material wie z.B. aus "Permalloy" oder amorphem CoZr. Diese Magnetschicht 29 mit der Dicke d 2 im Bereich der Bodenfläche 26 kann vorzugsweise durch nicht-lei­ tende, dünne Isolationsschichten, z.B. etwa 20 nm dicke SiO2- Schichten lamelliert sein, um so bei höheren Frequenzen auf­ tretende Wirbelstromverluste niedrig zu halten. Die Dicke der einzelnen Lamellen richtet sich dabei nach dem erforder­ lichen Frequenzbereich. Zur Ausbildung der Spaltschicht wird schließlich der gesamte Aufbau mit einer sehr dicken, harten Isolationsschicht 30 in bekannter Weise überzogen, wobei zuvor noch eine dünne Zwischenschicht 31 aus einem harten, elektrisch leitenden Material auf der Magnetschicht 29 aufgebracht wird. Die Isolationsschicht 30 besteht beispielsweise aus Al2O3 oder einem Glas. Entsprechende Glasschichten lassen sich z.B. durch Lotglas- oder Sinterglas-Techniken herstellen. Auch ist hierfür ein Sol-Gel-Verfahren bekannt, oder es können metallorganische Ausgangsprodukte mit anschließender Calcination vorgesehen wer­ den. Die beispielsweise aus TiN bestehende Zwischenschicht 31 kann vorteilhaft als sogenannte Stoppschicht bei einem nachfol­ genden Läppen und Polieren dienen, bei dem die Isolations­ schicht 30 bis zu einer durch die Oberkante der Zwischenschicht 31 festgelegten Ebene 32 abgetragen wird. Ist nämlich die Ab­ tragung von der Seite der Isolationsschicht 30 her so weit fortgeschritten, daß die Zwischenschicht 31 erreicht wird, so kann der beim Freilegen dieser Zwischenschicht entstehende elektrische Kontakt zwischen dieser Schicht und einer die Abtragung ausführenden Vorrichtung als Signal zur Beendigung des Abtragungsvorganges ausgenutzt werden. Das dann entstandene Zwischenprodukt ist in Fig. 2 mit 33 und der verbliebene Rest der Isolationsschicht 30 ist mit 30′ bezeichnet.
Dieses Zwischenprodukt 33 ist dem Schnitt der Fig. 3 zugrunde­ gelegt, aus dem der weitere Aufbau des erfindungsgemäßen Magnet­ kopfes zu entnehmen ist. Wie in dieser Figur besonders ausge­ führt ist, kann gegebenenfalls bei sehr dicken Zwischenschich­ ten 31 aus TiN im Bereich des magnetischen Rückschlusses in dem Verbindungsbereich 17 zwischen der Magnetschicht 29 des den Hilfspol P2 bildenden Magnetschenkels und einer Magnetschicht 35 des den Hauptpol P1 bildenden Magnetschenkels die Zwischen­ schicht 31 freigeätzt werden. Auf diese Weise läßt sich der magnetische Widerstand zwischen den die beiden Magnetschenkel bildenden Magnetschichten reduzieren. Hieran anschließend wird noch eine dünne Schicht 36, z.B. eine 0,5 µm dicke SiO2- Schicht, zur elektrischen Isolation auf dem Unterbau aufge­ bracht. Daran schließt sich der Aufbau der Windungen der Schreib-/Lesespulenwicklung 15 und der Magnetschicht 35 an. Diese Magnetschicht 35 setzt sich dabei vorteilhaft aus einer dünnen, den Hauptpol P1 bildenden Schicht 35a und einer außer­ halb des Polbereiches endenden dickeren Schicht 35b zusammen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn diese dickere Magnet­ schicht 35b erst kurz vor der eigentlichen Polspitze endet, da in diesem Fall beim Schreiben die Polspitze in die Sättigung getrieben werden kann und beim Lesen ein hoher Wirkungsgrad erzielt wird. Bei niedrigen Spurbreiten von höchstens 14 µm ist es zur Vermeidung von unerwünschten Abschlußdomänen vorteil­ haft, wenn zumindest auch die dünne Magnetschicht 35a des Hauptpols lamelliert ist. Zur endgültigen Bearbeitung des Flug­ körpers wird dann der Aufbau an der durch eine mit 37 bezeich­ nete Linie angedeuteten Schnittebene zersägt und anschließend geläppt. Die Schnittebene ist dabei so gelegt, daß sie, senk­ recht auf der Ebene 32 des Zwischenproduktes 33 stehend, die Bodenfläche 26 schneidet und so die dem Aufzeichnungsmedium zugewandte Unterseite 4 des Magnetkopfes 2 bzw. des Flugkörpers bildet. Bedingt durch den großen Abstand zwischen Haupt- und Hilfspol ist dabei der Läpp-Prozeß, der ansonsten bei Dünn­ film-Ringköpfen sehr aufwendig ist, ohne Schwierigkeiten durch­ zuführen.
Der so ausgebildete Magnetkopf 2 ist aus der Schnittansicht der Fig. 1 ersichtlich. Dabei stellt der nach dem Schnitt verblei­ bende Teil der Vertiefung 24 in dem Substratkörper 22 u.a. die Ausnehmung 20 in dem Substrat 3 dar, während der verbleibende Teil der Rest-Isolationsschicht 30′ zusammen mit den Resten der Schichten 31 und 36 die Spaltschicht 18 bildet.
Gemäß dem anhand der Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungs­ beispiel wurde davon ausgegangen, daß mit dem erfindungsge­ mäßen Verfahren lediglich ein einziger Magnetkopf ausgebildet wird. Ebensogut kann jedoch auf einem hinreichend ausgedehnten Substrat auch eine ganze Reihe von nebeneinanderliegenden Magnetköpfen ausgebildet werden. Dabei lassen sich die je­ weiligen Vertiefungen für diese Köpfe zu einer grabenförmigen Nut zusammenfassen.

Claims (22)

1. Magnetkopf mit schichtweisem Aufbau für ein senkrecht (vertikal) zu magnetisierendes Aufzeichnungsmedium, wobei der Magnetkopf
  • - einen den magnetischen Fluß führenden magnetischen Leit­ körper aufweist, dessen dem Aufzeichnungsmedium zugewandten, einen dünnen Hauptpol und einen vergleichsweise dickeren Hilfspol bildenden Endstücke seiner Magnetschenkel an einer Seite eines nicht-magnetischen Substrates angeordnet sind, wobei die in Bewegungsrichtung des Kopfes gesehen hinterein­ anderliegenden Endstücke durch mindestens eine isolierende Spaltschicht getrennt sind, die zwischen den Magnetpolen mindestens 5 µm ausgedehnt ist,
  • - und mit mindestens einer Schreib-/Lesespulenwicklung ver­ sehen ist, deren Leiterwindungen sich durch einen zwischen den Magnetschenkeln ausgebildeten Zwischenraum erstrecken,
dadurch gekennzeichnet, daß das Sub­ strat (3) mit einer Ausnehmung (20) versehen ist, in welcher das den Hilfspol (P2) bildende Endstück (12) des einen Magnet­ schenkels (10) und ein sich daran anschließendes Teilstück (10a) dieses Schenkels sowie ein Teil (18a) der Spaltschicht (18) versenkt angeordnet sind.
2. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Material für die Spaltschicht (18, 18a) Glas oder Al2O3 vorgesehen ist.
3. Magnetkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Material für das Substrat (3) eine TiC-Al2O3-Mischkeramik vorgesehen ist.
4. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Aufzeichnungs­ medium (M) zugewandte Fläche des Hilfspoles (P2) mindestens zwei Größenordnungen größer als die entsprechende Fläche des Hauptpoles (P1) ist.
5. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfspol (P2) eine in Bewegungsrichtung (v) des Magnetkopfes (2) zu messende Dicke (d2) aufweist, die größer als der durch den verwendeten Auf­ zeichnungs-Code vorgegebene zulässige Flußwechselabstand ist.
6. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der Hilfspol (P2) eine in Bewegungsrichtung (v) des Magnetkopfes (2) zu messende Dicke (d2) zwischen 2 und 30 µm aufweist.
7. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die in Be­ wegungsrichtung (v) des Magnetkopfes (2) zu messende Dicke (d2) des Hilfspoles (P2) mindestens 3mal, vorzugsweise mindestens 5 mal so groß ist wie die entsprechende Dicke (d1) des Haupt­ poles (P1).
8. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der den Haupt­ pol (P1) aufweisende Magnetschenkel (9) und/oder der den Hilfs­ pol (P2) aufweisende Magnetschenkel (10) aus lamellierten Magnetschichten aufgebaut sind/ist.
9. Magnetkopf nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die einzelnen Lamellen der lamellier­ ten Magnetschichten durch dünne elektrisch nicht-leitende Schichten getrennt sind.
10. Verfahren zur Herstellung eines Magnetkopfes nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeich­ net, daß nacheinander die folgenden Verfahrensschritte durchgeführt werden:
  • a) In eine ebene Flachseite (23) des Substrates (22) wird eine Vertiefung (24) derart eingearbeitet, daß mindestens eine abgeschrägte Böschung (25) und eine Bodenfläche (26) entstehen, welche die Gestalt des den Hilfspol (P2) bilden­ den Magnetschenkels (10, 29) festlegen,
  • b) von dieser Flachseite (23) her wird eine Magnetschicht (29) mit einer solchen Dicke (d2) aufgebracht, die auf der Bodenfläche (26) der Vertiefung (24) der Dicke (d2) des den Hilfspol (P2) bildenden Endstückes (12) des zugehörenden Magnetschenkels (10) entspricht,
  • c) der verbliebene Restraum der Vertiefung (24) wird mit dem Material der Spaltschicht (18, Isolationsschicht 30) ausge­ füllt,
  • d) die Leiterwindungen der Schreib-/Lesespulenwicklung (15) und die den Hauptpol (P1) bildende Magnetschicht (35) des weiteren Magnetschenkels (9) werden aufgebracht
und
  • e) der so gewonnene Aufbau wird in einer Ebene (37) aufge­ schnitten, deren Lage durch die auszubildende, dem Auf­ zeichnungsmedium (M) zugewandte Unterseite (4) des Magnet­ kopfes (2) festgelegt ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Böschungswinkel (α) der Böschung (25) gegenüber der ebenen Flachseite (3a, 23) des Substrates (3) zwischen 30° und 70°, vorzugsweise zwischen 35° und 50° vorgesehen wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in das Substrat (3) eine Ver­ tiefung (24) mit einer Tiefe (t) der Bodenfläche (26) gegenüber der ebenen Flachseite (3a, 23) zwischen 7 und 200 µm einge­ arbeitet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß in das Substrat (3) eine Vertiefung (24) mit einer in Längsrichtung des herzu­ stellenden magnetischen Leitkörpers (8) zu messenden Ausdeh­ nung (a) zwischen 60 und 300 µm eingearbeitet wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß zumindest die Bodenfläche (26) in der in das Substrat (3) eingearbeiteten Vertiefung (24) glatt gearbeitet, insbesondere poliert wird oder mit einem glatten Überzug versehen wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, daß das Substrat (3) mit seiner Vertiefung (24) vor dem Aufbringen der den magne­ tischen Leitkörper (8) des Magnetkopfes (2) bildenden Schichten mit einer dünnen elektrisch isolierenden Schicht (Isolations­ schicht 28) versehen wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine 10 bis 20 µm dicke Al2O3-Schicht als Isolationsschicht (28) vorgesehen wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, da­ durch gekennzeichnet, daß eine aus dem Material der Spaltschicht (18) bestehende Isolationsschicht (30) nach deren Aufbringen auf die den Hilfspol (P2) bildende, sich durch die Vertiefung (24) erstreckende Magnetschicht (29) zumindest annähernd bis zu der durch diese Magnetschicht (29) außerhalb der Vertiefung (24) aufgespannte Ebene (32) abge­ arbeitet wird und daß dann das so entstandene Zwischenprodukt (33) vor dem Aufbringen der weiteren Schichten des Magnetkopfes (2) geläppt und/oder poliert wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf die den Magnetschenkel (10) mit dem Hilfspol (P2) bildende Magnetschicht (29) eine dünne Zwischen­ schicht (31) aus einem harten, elektrisch leitenden Material aufgebracht wird, mit der ein Stoppsignal für den Abarbeitungs­ vorgang der Isolationsschicht (30) bei Erreichen der Zwischen­ schicht (31) zu erzeugen ist.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Zwischenschicht (31) aus TiN vor­ gesehen wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 19, da­ durch gekennzeichnet, daß die durch das Aufschneiden längs der Schnittebene (37) ausgebildete Unter­ seite (4) des Magnetkopfes (2) poliert, vorzugsweise geläppt wird.
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