DE3750607T2 - Anordnung magnetischer Pole, Anwendung in einem Schreib/Lese-Magnetkopf und Herstellungsverfahren. - Google Patents

Anordnung magnetischer Pole, Anwendung in einem Schreib/Lese-Magnetkopf und Herstellungsverfahren.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf die Anordnung von Magnetpolen für einen Schreib-/Lesekopf nach der Dünnschichttechnik, auf deren Verwendung in einem Magnetkopf und auf ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
  • Nach der bekannten Dünnschichttechnik der Herstellung von Magnetköpfen ergibt sich der Magnetspalt des Magnetkopfs durch Überlagerung von magnetischen Schichten, die den ersten Magnetpol bilden, mit einer unmagnetischen Schicht, die den eigentlichen Spalt bildet, und schließlich einer weiteren Folge von Magnetschichten für den zweiten Pol.
  • Beispielsweise wird ein solcher Magnetkopf in der französischen Patentanmeldung 86 05 238 vom 11. April 1986 beschrieben.
  • Das Ganze wird dann so ausgeätzt, daß sich die Höhe des Magnetspalts entsprechend der Breite der Spur nach dem Zersägen ergibt. Schließlich wird der Spalt poliert, um die Tiefe des Spalts zu justieren.
  • Die verschiedenen Typen von Dünnschicht-Magnetköpfen differieren durch die Art der Substrate, des Superstrats und der verwendeten Schichten sowie durch die Art, wie die Wicklung hergestellt wird. Der Magnetspalt wird jedoch stets wie oben angegeben ausgebildet.
  • Die Operation der Justierung der Tiefe des Magnetspalts ist ein Einzelvorgang und sehr delikat. Dieser Magnetspalt darf nämlich nicht größer als etwa 10 Mikrometer sein, da sonst die Wirksamkeit des Kopfes zu stark vermindert wird. Das Sägen führt seinerseits zu einer Ungenauigkeit von einigen zehn Mikrometern.
  • Die bekannte Technik der Dünnschicht-Magnetköpfe leidet also hauptsächlich an der Phase des individuellen Polierens der Köpfe, die sehr teuer ist und eine niedrige Erfolgsrate besitzt.
  • Aus den Dokumenten JP-A-55 132 519 und US-A-4 399 479 sind Dünnschicht-Magnetköpfe bekannt, deren Pole aus dünnen Schichten auf einem Substrat ausgebildet werden, wobei die aktive Oberfläche des Kopfes parallel zum Substrat verläuft. Die Herstellung des Magnetspalts eines solchen Kopfs kann jedoch Schwierigkeiten bereiten. Weiter beschreibt die Druckschrift JP-A-61 151 818 einen Dünnschicht-Magnetkopf, in dem ein Träger, in den ein Leiter eingefügt ist, auf derselben Seite einen ersten und einen zweiten Magnetpol aus dünnen Schichten trägt, die durch eine Schicht aus unmagnetischem Material als Magnetspalt getrennt sind, wobei diese Schicht aus unmagnetischem Material sich zwischen dem zweiten Magnetpol und dem Träger sowie seinem Leiter verlängert. Um eine solche Struktur herzustellen, erläutert die Druckschrift JP- A-61 151 818, daß ein erster Pol auf dem Träger und dem Leiter hergestellt wird. Eine Flanke dieses Pols wird dann durch spanende Bearbeitung (z. B. mit Hilfe einer Fräse) so bearbeitet, daß der Magnetspalt ausgerichtet ist. Diese Bearbeitung sieht vor, daß die Oberseite des Leiters, auf dem der Magnetspalt ausgebildet werden soll, angeritzt wird. Man erzeugt so einen Einschnitt an der Stelle des späteren Magnetspalts. Dann wird eine Schicht aus unmagnetischem Material (für den Magnetspalt) auf das Ganze aufgebracht und dann eine Schicht aus magnetischem Material (für den zweiten Pol). Schließlich bearbeitet man die Oberseite der Anordnung, so daß die Schicht aus Magnetmaterial und die Schicht aus magnetischem Material oberhalb des ersten Pols entfernt werden.
  • Der Nachteil eines solchen Kopfes besteht drin, daß in der Nähe des Magnetspalts die Oberfläche, auf der die unmagnetische Schicht und dann die Magnetschicht erzeugt wird, einen Einschnitt besitzt. Dieser Einschnitt bildet im Maßstab der als dünne Schichten erzeugten Schichten eine erhebliche Unregelmäßigkeit der Oberfläche. Diese Unregelmäßigkeit führt örtlich zu einer Veränderung der magnetischen Eigenschaften der magnetischen Schicht des zweiten Pols und sogar zu einem Ausfall dieser Schicht. Diese Mängel sind umso erheblicher, je näher sie beim Magnetspalt des Magnetkopfes liegen. Ein Magnetkopf mit dünnen Schichten besitzt nämlich einen Magnetspalt einer Dicke von einigen Zehntel Millimetern. Unter diesen Bedingungen verhält sich eine Veränderung der Magneteigenschaften der Schicht oder eine Fehlstelle in der Nähe des Magnetspalts wie ein zusätzlicher Magnetspalt. Er stört den Betrieb des Kopfes und könnte ggf. selbst den Informationsträger beschreiben.
  • Die Erfindung schlägt eine Lösung vor, die diese Schwierigkeit zu beheben erlaubt.
  • Außerdem sieht die Erfindung vor, die Polierphase in die vor dem Zersägen des Substrat ablaufenden Operationen zu integrieren, wodurch die Kosten in einem Verhältnis nahe dem Integrationsgrad der Köpfe auf dem Substrat verringert werden, der den Wert 1000 erreichen kann. Außerdem ist der erfindungsgemäß hergestellte Kopf wirksamer als die bekannten Köpfe.
  • Gegenstand der Erfindung ist also eine Anordnung von Magnetpolen für einen magnetischen Dünnschicht-Schreib/Lesekopf, wobei die Anordnung enthält:
  • - ein Substrat, das eine parallel zur aktiven Seite des Magnetkopfes liegende Hauptseite besitzt,
  • - einen ersten Pol des Magnetkreises auf dieser Hauptseite, der eine erste, einen Winkel mit der Hauptseite bildende Flanke aufweist,
  • - einen zweiten Pol des Magnetkreises, der auf der Hauptseite sitzt und eine zweite, zur ersten Flanke im wesentlichen parallele Flanke aufweist,
  • - eine Schicht aus unmagnetischem Material zwischen der ersten Flanke und der zweiten Flanke, wobei diese Schicht sich zwischen dem zweiten Pol und der Hauptseite verlängert, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus unmagnetischem Material als einzige Unregelmäßigkeit die durch den Anschluß des Bereichs der Schicht, der sich auf der im wesentlichen ebenen Hauptseite befindet, und dem Bereich der Schicht, der sich auf der ersten Flanke des ersten Pols befindet, gebildete Unregelmäßigkeiten besitzt und daß der gesamte Raum zwischen der Hauptseite und dem zweiten Pol von der unmagnetischen Schicht besetzt ist.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Dünnschicht-Magnetkopfs, das die nachstehenden aufeinanderfolgende Schritte enthält:
  • - a) einen ersten Verfahrensschritt, bei dem auf einer im wesentlichen ebenen Oberseite eines Substrats ein erster Magnetpol mit einer einen Winkel mit der Hauptseite des Substrats einschließenden Flanke aufgebracht und ausgeschnitten wird,
  • - b) einen zweiten Verfahrensschritt, bei dem auf die Oberseite des Substrats und den ersten Magnetpol eine Schicht aus unmagnetischem Material aufgebracht wird,
  • - c) einen dritten Verfahrensschritt, bei dem auf die Schicht aus unmagnetischem Material ein zweiter Magnetpol aufgebracht und ausgeschnitten wird, der mit einem Bereich die Flanke des ersten Pols überlappt,
  • - d) einen vierten Verfahrensschritt, in dem die Schicht aus unmagnetischem Material und des zweiten Magnetpols so spanend bearbeitet und poliert wird, daß die aktive Seite des Magnetkopfes parallel zur Hauptseite des Substrats entsteht.
  • Die verschiedenen Gegenstände und Merkmale der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
  • Fig. 1 zeigt im Schnitt und in Perspektive ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Magnetkopfs.
  • Fig. 2 zeigt im Schnitt den Kopf aus Fig. 1 mit den Induktionskreisen des Magnetfelds.
  • Fig. 3 zeigt eine erste Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Magnetkopfs.
  • Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Magnetkopfs.
  • Die Fig. 5 bis 9 zeigen verschiedene Herstellungsschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform für die kollektive Herstellung von Magnetköpfen gemäß der Erfindung.
  • Anhand von Fig. 1 wird zuerst ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Magnetkopfes beschrieben.
  • Dieser Kopf enthält ein Substrat oder einen Träger 1 mit einer ebenen Oberseite 10.
  • Diese Oberseite 10 kann auch nur ungefähr eben sein und, wie in Fig. 3 gezeigt, einen Krümmungsradius besitzen, der sehr groß hinsichtlich der Dicke des Magnetspalts ist. Im Rahmen der Herstellungstechnik für dünne Schichten, die oben erwähnt wurde (französische Patentanmeldung 86 05 238), ist nämlich eine Dicke von einigen Zehntel Mikrometern in der Magnetspaltschicht vernachlässigbar bezüglich des Krümmungsradius der Seite 10 und führt dazu, daß die Seite 10 in der Umgebung des Magnetspalts als im wesentlichen eben betrachtet wird.
  • Diese ebene Seite 10 trägt einen ersten Pol 2 mit einer Flanke 20, die einen Winkel mit der ebenen Seite 10 einschließt. Gemäß dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel verläuft die Flanke 20 im wesentlichen senkrecht zur Ebene 10. Die Oberseite 10 trägt auch eine Schicht 4 aus unmagnetischem Material, die die Flanke 20 des ersten Pols 2 bedeckt. Die Schicht 4 trägt einen zweiten Pol 3, dessen eine Flanke 30 im wesentlichen senkrecht zur Ebene der Oberseite 10 und parallel zur Flanke 20 verläuft.
  • Die Flanken 20 und 30 definieren zwischen den Polen 2 und 3 einen Magnetspalt 5.
  • Die Oberseiten der Pole 2 und 3 und der unmagnetischen Schicht 4 liegen auf gleichem Niveau, zumindest in der Umgebung des Magnetspalts 5.
  • Ein nicht dargestellter Magnetträger, der vor diesem Magnetspalt 5 angeordnet wird, erlaubt es, die beiden Pole magnetisch miteinander zu verbinden und den Magnetkreis des Kopfes zu schließen.
  • Fig. 2 zeigt im Schnitt den Kopf aus Fig. 1. Der Träger 1 besteht aus einem unmagnetischen Material wie z. B. Glas, und seine Dicke ist gering, so daß ein magnetisches Schreib- oder Lesefeld ohne große Verluste durchgelassen wird.
  • Auf der der Oberseite 10 abgewandten Seite des Trägers 1 sind gegenüber den Polen 2 und 3 die Enden 60 bzw. 61 eines Magnetkreises 6 angeordnet. Auf diesem Magnetkreis sind magnetische Induktionsspulen 7 und 7' in der Nähe der Enden 60 und 61 aufgebracht. Diese Spulen induzieren ein Magnetfeld, das durch die Pole 2 und 3 in Richtung der Pfeile Φ in Fig. 2 verläuft. Man sieht in dieser Figur, daß ein Magnetträger, z. B. ein Magnetband, der auf der Oberseite der Pole 2 und 3 liegt, die beiden Pole oberhalb des Magnetspalts miteinander koppeln würde. Der in Fig. 2 dargestellte Kopf bildet also einen Magnetkopf zum Schreiben oder Lesen.
  • In den Fig. 1 und 2 ist die Oberseite des Kopfes eben dargestellt. Wie in Fig. 3 gezeigt und oben erwähnt wurde, kann diese Fläche auch konvex gekrümmt sein. Der Träger 11 ist gekrümmt, insbesondere seine Oberseite 10. Die Pole 2 und 3 und die unmagnetische Schicht 4 werden auf dieser Oberseite 10 ausgebildet und sind somit auch gekrümmt. Es sei bemerkt, daß die Enden 60 und 61 des Magnetkreises 6 gekrümmt sein müssen, um sich der Form des Trägers 1 anzupassen.
  • Ein solcher Kopf läßt sich insbesondere in Magnetbandgeräten verwenden, da das Band sich besser gegen den Kopf anlegen läßt.
  • Wie in Fig. 4 gezeigt, kann die Krümmung des Kopfes auch auf eine Zone begrenzt werden, die den Magnetspalt 5 umgibt. In diesem Fall ist der Träger 1 nur in einer schmalen Zone gekrümmt, und der Magnetkreis 6 kann so ausgebildet werden, daß seine Enden 60 und 61 auf ebenen Bereichen des Trägers 1 aufliegen, was die Herstellung des Kreises 6 erleichtert.
  • Anhand der Fig. 5 bis 9 wird nun ein Beispiel für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Magnetkopfes beschrieben, wie er in Fig. 1 gezeigt ist.
  • Während eines ersten Verfahrensschritts bildet man auf einer Oberseite 10 eines Substrats 1 eine Schicht aus Magnetmaterial und schneidet dann in dieser Schicht einen Magnetpol 2 aus, der mindestens eine zur Oberseite 10 des Substrats 1 im wesentlichen senkrechte Flanke 20 besitzt.
  • So erhält man ein Bauteil, wie es in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist.
  • Während eines zweiten Verfahrensschritts, der in Fig. 7 gezeigt ist, bringt man eine Schicht aus unmagnetischem Material 4 auf.
  • Während eines dritten Verfahrensschritts, der in Fig. 8 gezeigt ist, erzeugt man eine Schicht eines Magnetmaterials und schneidet dann diese Schicht in Form eines Magnetpols 3 aus, der eine der Flanke 20 des Pols 2 gegenüberliegende Flanke 30 besitzt.
  • Während eines vierten Verfahrensschritts fräst man die Oberfläche und poliert sie dann, was zur Wirkung hat, daß die auf dem Magnetpol 2 liegende isolierende Schicht entfernt wird und die beiden Pole 2 und 3 in Höhe der beiden Flanken 20 und 30 abgeschnitten werden, die den Magnetspalt des Magnetkopfes gemäß Fig. 1 bilden.
  • Daher ergibt sich der Anschluß des Bereichs der Schicht 4 aus unmagnetischem Material auf der Oberseite 10 des Substrats 1 mit dem Bereich dieser Schicht 4 an der Flanke 20 gemäß einem stumpfen Winkel.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Herstellung von mehreren Köpfen wie oben beschrieben auf einem gemeinsamen Substrat. In diesem Fall erfolgt nach dem vierten Verfahrensschritt in Form eines fünften Verfahrensschritts das Zerschneiden der so kollektiv hergestellten Köpfe.
  • Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man auch mehrere Magnetköpfe kollektiv mit ihrem Magnetkreis wie in Fig. 2 gezeigt herstellen. Dieses Verfahren gemäß der Erfindung ist in Fig. 10 gezeigt.
  • In dieser Figur erkennt man eine Gruppe von Magnetköpfen 2, 3, die auf einer Substratplatte 1 aufliegen.
  • Nach der Herstellung dieser Gruppe von Köpfen gemäß den ersten vier Verfahrensschritten des oben beschriebenen Verfahrens erzeugt man Spulenpaare wie z. B. 7, 7', die in ein unmagnetisches Material eingegossen werden. Diese Spulen 7, 7' werden in gleichem Abstand wie die Magnetpole 2, 3 hergestellt, so daß sie einander zugeordnet werden können.
  • Dann erzeugt man die Magnetkreise 6 aus einem Material wie z. B. Ferrit. Diese Magnetkreise besitzen Paare von Vorsprüngen 60, 60' mit gleichem Abstand wie die Magnetspulen, derart, daß jedem Spulenpaar ein Paar von Vorsprüngen zugeordnet werden kann.
  • Diese Substratplatte 1, die die Magnetpole 2, 3 trägt, wird dann, wie in Fig. 10 angedeutet, der Gesamtheit von Spulen und der Ferrit-Magnetkreise 6 so zugeordnet, daß jedem Polpaar 2, 3 ein Spulenpaar 7, 7' und ein Paar von Ferritvorsprüngen 60, 60' entspricht.
  • Schließlich erfolgt in einem fünften Verfahrensschritt die Vereinzelung der Magnetköpfe durch Zerschneiden, wie dies durch strichpunktierte Linien im rechten Teil der Fig. 10 angedeutet ist.

Claims (6)

1. Anordnung von Magnetpolen für einen magnetischen Dünnschicht-Schreib/Lesekopf, wobei die Anordnung enthält:
- ein Substrat (1), das eine parallel zur aktiven Seite des Magnetkopfes liegende Hauptseite (10) besitzt,
- einen ersten Pol des Magnetkreises (2) auf dieser Hauptseite (10), der eine erste, einen Winkel mit der Hauptseite (10) bildende Flanke (20) aufweist,
- einen zweiten Pol des Magnetkreises (3), der auf der Hauptseite (10) sitzt und eine zweite, zur ersten Flanke (20) im wesentlichen parallele Flanke (30) aufweist,
- eine Schicht (4) aus unmagnetischem Material zwischen der ersten Flanke (20) und der zweiten Flanke (30), wobei diese Schicht sich zwischen dem zweiten Pol (3) und der Hauptseite (10) verlängert, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (4) aus unmagnetischem Material als einzige Unregelmäßigkeit die durch den Anschluß des Bereichs der Schicht (4), der sich auf der im wesentlichen ebenen Hauptseite befindet, und dem Bereich der Schicht (4), der sich auf der ersten Flanke (20) des ersten Pols (2) befindet, gebildete Unregelmäßigkeit besitzt und daß der gesamte Raum zwischen der Hauptseite (10) und dem zweiten Pol (3) von der unmagnetischen Schicht (4) besetzt ist.
2. Anordnung von Magnetpolen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptseite (10) des Substrats (1) in Höhe des Magnetspalts (5) konvex gekrümmt ist.
3. Magnetkopf, der die Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 2 anwendet, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (1) aus unmagnetischem Material ist, und daß auf einer der Hauptseite (10) des Substrats gegenüberliegenden zweiten Seite (11) zwei Enden (60, 61) eines Magnetfeldinduktionskreises (6) liegen, der mindestens eine Magnetfeldinduktionsspule (7, 7') trägt, wobei jedes dieser Enden (60, 61) gegenüber einem der Pole (2, 3) liegt.
4. Verfahren zur Herstellung einer Anordnung von Magnetpolen für einen Dünnschicht-Magnetkopf gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es die nachstehenden Verfahrensschritt in Folge aufweist:
- a) einen ersten Verfahrensschritt, bei dem auf einer im wesentlichen ebenen Oberseite eines Substrats (1) ein erster Magnetpol (2) mit einer einen Winkel mit der Hauptseite (10) des Substrats (1) einschließenden Flanke (20) aufgebracht und ausgeschnitten wird,
- b) einen zweiten Verfahrensschritt, bei dem auf die Oberseite des Substrats (1) und den ersten Magnetpol (2) eine Schicht aus unmagnetischem Material (4) aufgebracht wird,
- c) einen dritten Verfahrensschritt, bei dem auf die Schicht (4) aus unmagnetischem Material ein zweiter Magnetpol (3) aufgebracht und ausgeschnitten wird, der mit einem Bereich die Flanke (20) des ersten Pols überlappt,
- d) einen vierten Verfahrensschritt, in dem die Schicht aus unmagnetischem Material (4) und des zweiten Magnetpols (3) so spanend bearbeitet und poliert wird, daß die aktive Seite des Magnetkopfes parallel zum Hauptseite des Substrats (1) entsteht.
5. Herstellungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß während der vier ersten Verfahrensschritte mehrere Anordnungen von Magnetpolen auf einem gemeinsamen Substrat hergestellt werden und daß in einem fünften Verfahrensschritt mindestens eine Anordnung von Magnetpolen abgeschnitten wird.
6. Herstellungsverfahren für einen Magnetkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem vierten Verfahrensschritt und dem fünften Verfahrensschritt eine erste Phase der Herstellung von Magnetfeldinduktionsspulen, die in ein unmagnetisches Material eingegossen werden, eine zweite Phase der Herstellung von Magnetkreisen, eine dritte Phase des Zusammenbaus der Induktionsspulen, der Magnetkreise und der Anordnungen von Magnetpolen eingefügt wird, wobei der fünfte Verfahrensschritt im Zerschneiden des so erhaltenen Aufbaus besteht.
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