DE3931374C2 - Thin film magnetic head for writing and / or reading information on or from a magnetic disk - Google Patents

Thin film magnetic head for writing and / or reading information on or from a magnetic disk

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DE3931374C2
DE3931374C2 DE19893931374 DE3931374A DE3931374C2 DE 3931374 C2 DE3931374 C2 DE 3931374C2 DE 19893931374 DE19893931374 DE 19893931374 DE 3931374 A DE3931374 A DE 3931374A DE 3931374 C2 DE3931374 C2 DE 3931374C2
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Description

Die Erfindung betrifft einen Dünnfilm-Magnetkopf mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a thin film magnetic head with the Features specified in the preamble of claim 1.

Ein derartiger Dünnfilm ist aus der US-Patentschrift 4 219 855 bekannt.Such one Thin film is known from U.S. Patent 4,219,855.

Einer der wichtigsten Faktoren, die die Aufzeichnungsdichte einer Magnetplatte bestimmen, ist die Ausgestaltung des oberen und des unteren Magnetpolstücks des Magnetkopfes an den der Magnetplatte zugewandten Enden.One of the main factors affecting the recording density determine a magnetic disk, is the design of the top and the lower magnetic pole piece of the magnetic head to which the Magnetic disk facing ends.

Die genannte US-Patentschrift befaßt sich in diesem Zusammenhang mit dem aus Ungenauigkeiten bei der Fertigung resultierenden Problem des teilweisen Umgreifens ("wrap-around"), bei dem das obere Polstück gegenüber dem unteren verschoben ist und dieses teilweise umgreift, was zu Störungen des Magnetfeldes an den Spurrändern führt. Zur Vermeidung dieses Problems schlägt die Druckschrift vor, das obere Magnetpolstück um etwa 10% schmäler zu machen als das untere.The aforementioned US patent is concerned in this context with the result of inaccuracies in production Problem of partial wrap-around which the upper pole piece is shifted from the lower and this partially encompasses, which leads to disturbances in the magnetic field leads the rims. To avoid this problem beats the publication, the upper magnetic pole piece by about 10% to make it narrower than the lower one.

Der genannten Druckschrift ist zu entnehmen, daß die effektive Spurbreite auf der Magnetplatte von der Breite des oberen, schmaleren Magnetpolstücks bestimmt wird, von den Abmessungen des breiteren, unteren Magnetpolstücks dagegen relativ unabhängig ist. Ferner ist ersichtlich, daß sich dieser Stand der Technik mit Polstück-Breiten bis hinunter zu 25 µm befaßt, was einer Magnetspurdichte von etwa 1000 TPI (tracks per inch) bzw. 40 Spuren/mm entspricht.The cited document shows that the effective Track width on the magnetic disc from the width of the top, narrower magnetic pole piece is determined by the dimensions the wider, lower magnetic pole piece, however, relative is independent. It can also be seen that this status the technology deals with pole piece widths down to 25 µm, which has a magnetic track density of around 1000 TPI (tracks per inch) or 40 tracks / mm.

Aus der japanischen Offenlegungsschrift 62-212910 ist ferner ein Dünnfilm-Magnetkopf bekannt, bei dem das untere Magnetpolstück an seinen seitlichen Kanten auf den Magnetspalt zu abgeschrägt ist und daher längs dem Magnetspalt eine geringere Breite hat als das obere Magnetpolstück.From Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-212910 is also a thin film magnetic head is known in which the lower magnetic pole piece beveled at its lateral edges towards the magnetic gap is and therefore a smaller along the magnetic gap Width than the upper magnetic pole piece.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Magnetkopf anzugeben, der bei hohen Spurdichten ab etwa 1800 TPI bzw. 70 Spuren/mm einen verbesserten Rauschabstand aufweist. The invention has for its object a magnetic head to be specified for high track densities from around 1800 TPI or 70 Tracks / mm has an improved signal-to-noise ratio.  

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.The solution to this problem is in the characterizing part of the claim 1 specified. Advantageous developments of the invention are marked in the subclaims.

Die Zeichnung stellt bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Im einzelnen zeigtThe drawing represents preferred embodiments of the Invention represents

Fig. 1 die schematische Darstellung eines Magnetplattengerätes entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 1 is a schematic representation of a magnetic disk apparatus according to an embodiment of the invention,

Fig. 2A und 2B die Gestaltung der Kontur eines Ausführungsbeispiels der Magnetpolstücke, wie sie im Dünnfilmmagnetkopf verwendet werden, von der der Magnetplatte zugewandten Seite aus gesehen, Fig. 2A and 2B, the design of the contour of the surface facing the magnetic disk side seen from an embodiment of the magnetic pole pieces, as used in the thin film magnetic head,

Fig. 3 die Gestaltung der Kontur der Magnetpolstücke entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 3 shows the design of the contour of the magnetic pole pieces according to another embodiment of the invention,

Fig. 4A, 4B und 4C die Intensität des Magnetfeldes auf der durch die Verlängerung des Spaltes gegebenen Achse, FIGS. 4A, 4B and 4C, the magnetic field intensity on the given by the extension of the gap axis,

Fig. 5 die Beziehung der Signalintensität und der Untergrundintensität zu der Breitendifferenz von oberem und unterem Magnetpolstück, Fig. 5 shows the relationship of the signal intensity and the background intensity to the width difference of upper and lower magnetic pole piece,

Fig. 6 die Abhängigkeit des Signal-zu-Untergrund-Verhältnisses von der Breitendifferenz des oberen und unteren Magnetpolstückes, Fig. 6 shows the dependence of the signal-to-background ratio of the difference in width of the upper and lower magnet pole piece,

Fig. 7 die Beziehung zwischen dem Reziprokwert der Spurdichte und dem Grenzwert für die Breitendifferenz von oberem und unterem Magnetpolstück des Dünnfilmmagnetkopfes, Fig. 7 shows the relationship between the reciprocal of the track density and the limit value for the width difference of upper and lower magnetic pole of the thin film magnetic head,

Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Gestaltung der Kontur der Magnetpolstücke entsprechend der Erfindung, Fig. 8 shows a further embodiment of the design of the contour of the magnetic pole pieces according to the invention,

Fig. 9 eine Frontansicht, die eine gebräuchliche Gestaltung der Kontur der Magnetpolstücke eines Dünnfilmmagnetkopfes zeigt, Fig. 9 is a front view showing a common configuration of the contour of the magnetic pole of a thin film magnetic head,

Fig. 10 eine ausschnittweise Darstellung der Lage der Spur auf der Magnetplatte und des Dünnfilmmagnetkopfes zueinander, Fig. 10 is a partial illustration of the position of the track on the magnetic disk and the thin film magnetic head to each other,

Fig. 11 eine perspektivische Darstellung der Konstruktion eines Dünnfilmmagnetkopfes. Fig. 11 is a perspective view of the construction of a thin film magnetic head.

Fig. 9 zeigt als Beispiel in vergrößerter Form an der dem Aufzeichnungsmedium zugewandten freien Fläche Konturen von Magnetpolstücken eines Dünnfilmmagnetkopfes, wie er in einem Magnetplattengerät verwendet wird, und einen magnetischen Spalt zwischen den Magnetpolstücken. Fig. 9 shows, by way of example, in enlarged form on the free surface facing the recording medium, contours of magnetic pole pieces of a thin-film magnetic head, as used in a magnetic disk device, and a magnetic gap between the magnetic pole pieces.

Ein oberes Magnetpolstück 21 besitzt entlang eines magnetischen Spaltes 22 eine Kante mit der Länge CWU (µm). Ein unteres Magnetpolstück 23 besitzt entlang des Magnetspaltes 22 eine Kante mit der Länge CWD (µm). Die Begriff "oben" und "unten" sind so verwendet, wie man sie sieht, wenn der Magnetkopf mit seiner Grundplatte nach unten gehalten wird.An upper magnetic pole piece 21 has an edge with the length C WU (μm) along a magnetic gap 22 . A lower magnetic pole piece 23 has an edge along the magnetic gap 22 with the length C WD (μm). The terms "top" and "bottom" are used as seen when the magnetic head is held with its base plate down.

Unter der Bedingung, daß die Spurdichte (Tr) der Magnetplatte 1800 TPI oder mehr beträgt, genügt die Differenz (ΔCW ) zwischen CWU und CWD der folgenden Beziehung:On the condition that the track density (Tr) of the magnetic disk is 1800 TPI or more, the difference (ΔC W ) between C WU and C WD satisfies the following relationship:

0 < ΔCW ≦ 5000/Tr (µm) .0 <ΔC W ≦ 5000 / Tr (µm).

Außerdem muß der größere der beiden Werte CWU und CWD kleiner sein als der Spurabstand der Magnetplatte und größer als die Spurbreite.In addition, the larger of the two values C WU and C WD must be smaller than the track spacing of the magnetic disk and larger than the track width.

Unter der Annahme, daß CWU der kleinere Wert ist, werden Spurabstand und Spurbreite der Magnetplatte in Fig. 10 dargestellt.Assuming that C WU is the smaller value, the track pitch and track width of the magnetic disk are shown in Fig. 10.

Die Spurbreite ist mit dem Bezugszeichen 50 versehen und steht für die Breite, über die Information auf der Magnetplatte aufgezeichnet wird und die durch die kleinere der beiden Längen CWU und CWD bestimmt wird. In Fig. 10 bezeichnet 56 eine Mittellinie eines Streifens zwischen zwei nebeneinanderliegenden Spuren, der Sicherheitsstreifen genannt wird. Die beiden mit 55 bezeichneten Teile in Fig. 10 sind jeweils die Hälften des Sicherheitsstreifens. Der Spurabstand der Magnetplatte ist mit 51 bezeichnet und steht für eine Breite, die sich aus der Spurbreite 50 und der Breite des Sicherheitsstreifens zusammensetzt, der als Schutzzone vorgesehen ist, um das Überlappen von Information auf benachbarten Spuren zu verhindern.The track width is provided with the reference symbol 50 and stands for the width over which information is recorded on the magnetic disk and which is determined by the smaller of the two lengths C WU and C WD . In Fig. 10, 56 denotes a center line of a strip between two adjacent tracks, which is called a security strip. The two parts labeled 55 in FIG. 10 are each halves of the security strip. The track spacing of the magnetic disk is denoted by 51 and stands for a width which is composed of the track width 50 and the width of the security strip which is provided as a protective zone in order to prevent information from overlapping on adjacent tracks.

Das obere Magnetpolstück ist in Fig. 10 mit 52, das untere mit 53 und der Magnetspalt mit 54 bezeichnet.The upper magnetic pole piece is designated in FIG. 10 with 52 , the lower one with 53 and the magnetic gap with 54 .

Unter der oben genannten Bedingung für die Abmessungen erweist sich das Signal-zu-Untergrund-Verhältnis als hoch, und die Nebenspureigenschaften sind verbessert.Under the above condition for the dimensions the signal-to-background ratio turns out to be high, and the secondary track properties are improved.

Die Konturen der Magnetpolstücke müssen mit hoher Genauigkeit in Übereinstimmung mit der Spurdichte festgelegt werden, um das Signal-zu-Untergrund-Verhältnis zu erhöhen und die Nebenspureigenschaften auch für den Fall, daß die Spurdichte erhöht wird, zu verbessern.The contours of the magnetic pole pieces must be in with high accuracy Agreement with the track density, to increase the signal-to-background ratio and the secondary tracking properties also in the event that the track density increases will improve.

Der optimale Bereich von ΔCW, der die oben genannte Beziehung erfüllt, kann auch dann gültig sein, wenn die Magnetplatte eine Spurdichte hat, die nicht größer ist als 1800 TPI.The optimal range of ΔC W that satisfies the above relationship may be valid even if the magnetic disk has a track density that is not larger than 1800 TPI.

Wenn die Spurdichte niedrig ist, wird das Signal-zu-Untergrund- Verhältnis des Magnetplattengerätes stark von anderen Faktoren als ΔCW bestimmt, und es gab in der Vergangenheit keine Notwendigkeit, Werte für ΔCW fest vorzuschreiben.When the track density is low, the signal-to-background ratio of the magnetic disk device is largely determined by factors other than ΔC W , and there has been no need in the past to prescribe values for ΔC W.

Für eine Spurdichte von 1800 TPI oder mehr hat es sich jedoch erwiesen, daß der Wert von ΔCW sehr stark das Signal- zu-Untergrund-Verhältnis des Magnetplattenspeichers beeinflußt.For a track density of 1800 TPI or more, however, it has been found that the value of ΔC W influences the signal-to-background ratio of the magnetic disk memory very strongly.

Der Spurabstand einer Magnetplatte in einem Magnetplattengerät mit hoher Aufzeichnungsdichte und einer Spurdichte von 1800 TPI oder mehr beträgt ungefähr 14 µm.The track spacing of a magnetic disk in a magnetic disk device with high recording density and a track density of 1800 TPI or more is about 14 µm.

In Übereinstimmung damit müssen die Konturen der Magnetpolstücke des Dünnfilmmagnetkopfes an der der Magnetplatte zugewandten freien Fläche klein sein, um der Informationsaufzeichnung angepaßt zu sein. Andernfalls würde zwischen benachbarten Spuren ein Übersprechen auftreten, das Signal-zu-Untergrund- Verhältnis verringern und eine genaue Wiedergabe der Information verhindern. In accordance with this, the contours of the magnetic pole pieces of the thin film magnetic head facing the magnetic disk free space to be small for information recording to be adapted. Otherwise it would be between neighboring ones Traces of crosstalk occur, the signal-to-background Reduce ratio and accurate reproduction of information prevent.  

Insbesondere muß wegen des Sicherheitsstreifens die Spurbreite, die dem kleineren Wert von CWU und CWD entspricht und einen wichtigen Faktor für die Informationsaufzeichnung darstellt, unbedingt kleiner sein als der Spurabstand der Magnetplatte.In particular, because of the security strip, the track width, which corresponds to the smaller value of C WU and C WD and is an important factor for information recording, must be smaller than the track spacing of the magnetic disk.

Der Herstellungsprozeß jedoch legt der Reduzierung der Größe der Magnetpolstücke Beschränkungen auf, und zu kleine Magnetpolstücke gefährden das Lesen der Information.The manufacturing process, however, lays down the reduction of Size of the magnetic pole pieces restrictions on, and too small Magnetic pole pieces endanger the reading of the information.

In Betracht der Wichtigkeit der Abmessungen der Kontur des Magnetkerns unter diesen Umständen und der Positioniergenauigkeit des Magnetplattengerätes soll der Wert CWU sich von CWD unterscheiden und das Randzonenmagnetfeld, das aufgrund dieser Differenz entsteht, vorteilhaft ausgenützt werden.In view of the importance of the dimensions of the contour of the magnetic core under these circumstances and the positioning accuracy of the magnetic disk device, the value C WU should differ from C WD and the edge zone magnetic field which arises due to this difference should be used to advantage.

Die Werte CWU und CWD müssen exakt festgelegt sein, um ein genau kontrolliertes Randzonenmagnetfeld zu erzeugen. Das aufgrund ihrer Differenz entstehende Randzonenmagnetfeld wird verwendet, um Informationen auf ein großes Gebiet zu schreiben und dadurch die Nebenspureigenschaften zu verbessern.The values C WU and C WD must be precisely defined in order to generate a precisely controlled edge zone magnetic field. The boundary zone magnetic field that arises due to their difference is used to write information over a large area and thereby improve the secondary track properties.

Die hier erreichte Wirkung beruht auf magnetischen Randzonenfeldern auf den an die beiden lateralen Enden der beiden Magnetpolstücke angrenzenden Gebieten. Daher genügt die Differenz (ΔCW′) zwischen jeder der lateralen Kanten einer Seite von oberem (CWU ) und unterem (CWD ) Magnetpolstück entlang des magnetischen Spaltes der folgenden Relation:The effect achieved here is based on magnetic edge zone fields in the areas adjacent to the two lateral ends of the two magnetic pole pieces. Therefore, the difference (ΔC W ′) between each of the lateral edges of one side of the upper (C WU ) and lower (C WD ) magnetic pole piece along the magnetic gap satisfies the following relation:

0 < ΔCW′ ≦ 2500/Tr (µm) .0 <ΔC W ′ ≦ 2500 / Tr (µm).

Wie im Fall der vorher beschriebenen Beziehung für die Abmessungen erweist es sich, daß diese Beziehung das Signal- zu-Untergrund-Verhältnis erhöht und die Nebenspureigenschaften verbessert.As in the case of the relationship previously described for the Dimensions, it turns out that this relationship is the signal to underground ratio increased and the secondary track properties improved.

In Betrachtung des Herstellungsprozesses kann die untere Grenze von ΔCW in der Praxis vorzugsweise 0,2 µm und die untere Grenze von ΔCW′ vorzugsweise 0,1 µm betragen.Considering the manufacturing process, the lower limit of ΔC W in practice can preferably be 0.2 µm and the lower limit of ΔC W 'can preferably be 0.1 µm.

Es wurde auch nachgewiesen, daß das obere Magnetpolstück vorzugsweise im wesentlichen symmetrisch bezüglich der zentralen, in Schreib- und Leserichtung verlaufenden Symmetrieachse des unteren Magnetpolstückes angeordnet werden soll, um gleichförmige magnetische Felder zu erzeugen, die in die Gebiete an den lateralen Enden der beiden Magnetpolstücke hinein verlaufen.It was also demonstrated that the upper magnetic pole piece preferably essentially symmetrical with respect to the central,  axis of symmetry running in the writing and reading direction of the lower magnetic pole piece is to be arranged to be uniform generate magnetic fields in the areas run into the lateral ends of the two magnetic pole pieces.

Andererseits muß sowohl die Spurdichte als auch die lineare Aufzeichnungsdichte erhöht werden, um die gesamte Aufzeichnungsdichte eines Magnetplattengerätes zu verbessern.On the other hand, both the track density and the linear recording density can be increased to the total recording density to improve a magnetic disk device.

Weil sich das Signal-zu-Untergrund-Verhältnis mit steigender linearer Aufzeichnungsdichte verringert, ist ein genaues Steuern der Werte von ΔCW oder ΔCW′ von großer Bedeutung.Because the signal-to-background ratio decreases with increasing linear recording density, precise control of the values of ΔC W or ΔC W ′ is of great importance.

Es erweist sich, daß die lineare Aufzeichnungsdichte vorzugsweise 12 oder mehr Kilo-Bits pro Zentimeter betragen sollte.It is found that the linear recording density is preferred Should be 12 or more kilo bits per centimeter.

Weiterhin erweist es sich, daß die Flächenaufzeichnungsdichte vorzugsweise 8,4 oder mehr Mega-Bits pro Quadratzentimeter betragen sollte.Furthermore, it turns out that the surface recording density preferably 8.4 or more mega bits per square centimeter should be.

Wie oben beschrieben, kann das erhöhte Signal-zu-Untergrund- Verhältnis und die verbesserte Nebenspureigenschaft für eine hohe Aufzeichnungsdichte des Magnetplattengerätes sorgen, indem die Längendifferenz zwischen den Seiten entlang des magnetischen Spaltes von oberem und unterem Magnetpolstück exakt gesteuert und in einem optimalen Bereich gehalten wird.As described above, the increased signal-to-background Ratio and the improved secondary track property for ensure a high recording density of the magnetic disk device, by making the length difference between the sides along the magnetic Gaps between the upper and lower magnetic pole piece exactly controlled and kept in an optimal range.

Andererseits verändert sich das magnetische Randzonenfeld in Abhängigkeit der Breite der Seiten der magnetischen Polstücke und in Abhängigkeit der Winkel an den Querseiten.On the other hand, the magnetic boundary zone field changes depending on the width of the sides of the magnetic pole pieces and depending on the angles on the transverse sides.

Für den Winkel (ΘS ) zwischen der Endkante der Magnetpolstücke und der Seite, die dem magnetischen Spalt zugewandt ist, soll vorzugsweise ein Wert im BereichThe angle (Θ S ) between the end edge of the magnetic pole pieces and the side facing the magnetic gap should preferably have a value in the range

45° ≦ ΘS ≦ 150°45 ° ≦ Θ S ≦ 150 °

eingehalten werden, um ein wirksames magnetisches Randzonenfeld zu bilden. Dies gilt für dasjenige des oberen oder unteren Magnetpolstückes, dessen Seite (CWU oder CWD ) entlang des Magnetspaltes kürzer ist. are observed in order to form an effective magnetic boundary zone field. This applies to that of the upper or lower magnetic pole piece, the side (C WU or C WD ) of which is shorter along the magnetic gap.

Für ΘS<45° wird der Magnetkern und seine Kante magnetisch gesättigt, und als eine Folge davon kann beim Schreiben ein wirksames Magnetfeld nicht erzeugt werden, und das Signal-zu-Untergrund-Verhältnis beim Lesen wird vermindert.For Θ S <45 °, the magnetic core and its edge become magnetically saturated, and as a result, an effective magnetic field cannot be generated during writing, and the signal-to-background ratio during reading is reduced.

Für ΘS<150° wird die Spurbreite erheblich erhöht, und ein wirksames Magnetfeld kann ebenfalls nicht erzeugt werden.For Θ S <150 °, the track width is increased considerably, and an effective magnetic field cannot be generated either.

Außerdem wurde gezeigt, daß für den Winkel (ΘL) zwischen der Endkante des Magnetpolstückes und seiner Seite entlang des magnetischen Spaltes vorzugsweise ein Wert im BereichIt was also shown that the angle (Θ L ) between the end edge of the magnetic pole piece and its side along the magnetic gap is preferably a value in the range

91° ≦ ΘL ≦ 150°91 ° ≦ Θ L ≦ 150 °

eingehalten werden soll, um ein wirksames magnetisches Randzonenfeld zu erhalten. Dies gilt für dasjenige des oberen oder unteren Magnetpolstückes, das die längere Kante (CWU oder CWD ) entlang des magnetischen Spaltes besitzt.should be observed in order to obtain an effective magnetic boundary zone field. This applies to that of the upper or lower magnetic pole piece that has the longer edge (C WU or C WD ) along the magnetic gap.

Es wurde ebenfalls gezeigt, daß die Wirkung erhöht werden kann, wenn die günstigsten Bereiche die Winkel ΘS und ΘL gleichzeitig eingehalten werden.It has also been shown that the effect can be increased if the most favorable ranges of the angles Θ S and Θ L are observed at the same time.

Auf diese Weise kann ein wirksames magnetisches Randzonenfeld erzeugt werden, um die Nebenspureigenschaft und das Übersprechverhalten beim Lesen zu verbessern.In this way, an effective magnetic fringe field generated to the secondary track property and that Improve crosstalk behavior when reading.

Obwohl bei der in Fig. 9 gezeigten Anordnung der Magnetkerne ein Beispiel gewählt wurde, bei dem CWU kürzer ist als CWD, wird die Wirkung in keinem Fall beeinträchtigt, wenn CWU länger ist als CWD.Although in the arrangement of the magnetic cores shown in FIG. 9, an example was chosen in which C WU is shorter than C WD , the effect is in no way impaired if C WU is longer than C WD .

Im praktischen Herstellungsprozeß eines Magnetkopfes mit einer größeren Länge CWU als CWD jedoch müssen nicht-magnetische isolierende Elemente mit derselben Dicke wie das untere Magnetpolstück angrenzend an seine beiden seitlichen Enden angeordnet werden, um parallele, ebene Oberflächen zu erhalten und den Zustand mit außen umgreifendem Magnetfeld zu vermeiden.In the practical manufacturing process of a magnetic head with a length C WU longer than C WD, however, non-magnetic insulating elements with the same thickness as the lower magnetic pole piece have to be arranged adjacent to its two lateral ends in order to obtain parallel, flat surfaces and to encompass the state with an outside encompassing Avoid magnetic field.

Um die nicht-magnetischen isolierenden Elemente zu bilden, ist ein komplizierter Herstellungsschritt erforderlich. Daher ist CWU vorzugsweise kürzer als CWD. A complicated manufacturing step is required to form the non-magnetic insulating members. Therefore, C WU is preferably shorter than C WD .

In einem Dünnfilmmagnetkopf bilden eine leitfähige Spule und der Isolationsfilm eine Stufe mit einer Höhe von 10 bis 20 µm, und das obere Magnetpolstück ist üblicherweise an seinem der Stufe benachbarten unteren Teil so strukturiert und bearbeitet, daß sich die Seitenlänge (CWU ) entlang des magnetischen Spaltes ergibt.In a thin film magnetic head, a conductive coil and the insulation film form a step with a height of 10 to 20 µm, and the upper magnetic pole piece is usually structured and machined on its lower part adjacent to the step so that the side length (C WU ) along the magnetic Gap results.

Der Wert von CWU kann mittels dieser Methode der Profilbildung so gesteuert werden, daß er mit dem Wert CWD der Seitenlänge entlang des magnetischen Spaltes des unteren Magnetpolstückes gut zusammenwirkt. Im praktischen Herstellungsprozeß ist es jedoch schwierig, den Magnetkern an seinem unteren, dem gestuften Abschnitt benachbarten Teil mit hoher Genauigkeit zu fertigen.The value of C WU can be controlled by means of this profile formation method so that it interacts well with the value C WD of the side length along the magnetic gap of the lower magnetic pole piece. However, in the practical manufacturing process, it is difficult to manufacture the magnetic core with high accuracy at its lower part adjacent to the step portion.

Unter diesen Umständen wurde als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Magnetpolstück mit einer Kontur wie in Fig. 3 gezeigt erfunden, bei der der Magnetkern eine maßgenaue Spurbreite erzeugt und so eine hohe Spurdichte erreicht werden kann.Under these circumstances, as an exemplary embodiment of the invention, a magnetic pole piece with a contour as shown in FIG. 3 was invented, in which the magnetic core produces a dimensionally accurate track width and a high track density can thus be achieved.

In diesem Ausführungsbeispiel besitzt ein oberes Magnetpolstück 31 einen mittleren Abschnitt (in Fig. 3 mit a bezeichnet) mit einer Seitenlänge CWU, die um ΔCW kürzer ist als die Seitenlänge CWD eines unteren Magnetpolstückes 33 entlang eines magnetischen Spaltes 32, und seitliche Abschnitte (in Fig. 3 mit b bezeichnet), die sich in eine von dem unteren Magnetpolstück abgewandte Richtung erstrecken.In this exemplary embodiment, an upper magnetic pole piece 31 has a central section (denoted by a in FIG. 3) with a side length C WU which is shorter by ΔC W than the side length C WD of a lower magnetic pole piece 33 along a magnetic gap 32 , and lateral sections (denoted by b in Fig. 3) extending in a direction away from the lower magnetic pole piece.

Im folgenden wird beschrieben, wie der Dünnfilmmagnetkopf mit der in Fig. 3 gezeigten Gestalt hergestellt wird.How the thin film magnetic head having the shape shown in Fig. 3 is manufactured will now be described.

Zunächst wird das untere Magnetpolstück gefertigt und dann eine nicht-magnetische isolierende Lage, die beide Seiten und beide seitlichen Kanten bedeckt, so abgeschieden, daß oben auf dem unteren Magnetpolstück eine Aussparung bleibt.First the lower magnetic pole piece is manufactured and then a non-magnetic insulating layer that both sides and covered both side edges, so deposited that top a recess remains on the lower magnetic pole piece.

Anschließend wird die Aussparung mit einem Magnetspalt- Film bedeckt und auf diesem der obere magnetische Film abgeschieden.Then the recess is closed with a magnetic gap Film covered and the upper magnetic film deposited on this.

Bei einem Dünnfilmmagnetkopf mit der in Fig. 3 gezeigten Kontur wird die Spurbreite des Magnetpolstückes von dem Wert CWU bestimmt. In dieser Anordnung kann die Höhe der Stufe minimiert und die Länge CWU mit hoher Genauigkeit kontrolliert werden.In the case of a thin-film magnetic head with the contour shown in FIG. 3, the track width of the magnetic pole piece is determined by the value C WU . In this arrangement, the height of the step can be minimized and the length C WU can be controlled with high accuracy.

Wie im Fall des Dünnfilmmagnetkopfes mit der in Fig. 9 gezeigten Anordnung ist auch hier gezeigt worden, daß für ein Magnetplattengerät mit einer Spurdichte von 1800 TPI oder mehr der Wert ΔCW der BedingungAs in the case of the thin film magnetic head with the arrangement shown in Fig. 9, it has also been shown here that for a magnetic disk device with a track density of 1800 TPI or more, the value ΔC W of the condition

0 < ΔCW ≦ 5000/Tr (µm)0 <ΔC W ≦ 5000 / Tr (µm)

genügen sollte.should be enough.

Ebenfalls wurde gezeigt, daß die Differenz ΔCW′ zwischen dem mittleren Abschnitt a des oberen Magnetpolstückes 31 und jeder der beiden seitlichen Enden des unteren Magnetpolstückes 33 vorzugsweise der BedingungIt was also shown that the difference ΔC W 'between the central portion a of the upper magnetic pole piece 31 and each of the two lateral ends of the lower magnetic pole piece 33 is preferably the condition

0 < ΔCW′ ≦ 2500/Tr (µm)0 <ΔC W ′ ≦ 2500 / Tr (µm)

genügen sollte.should be enough.

In der Praxis, unter Betrachtung des Herstellungsprozesses, soll die untere Grenze von ΔCW vorzugsweise 0,2 µm und die von ΔCW′ vorzugsweise 0,1 µm betragen.In practice, considering the manufacturing process, the lower limit of ΔC W should preferably be 0.2 µm and that of ΔC W 'should preferably be 0.1 µm.

Weiterhin wurde unter Betrachtung des Wunsches, daß das obere Magnetpolstück 31 und das untere Magnetpolstück 33 symmetrisch zur in Schreib/Lese-Richtung liegenden Achse angeordnet sein sollten und daß die lineare Aufzeichnungsdichte 12 oder mehr Kilo-Bits pro Zentimeter und die Flächenaufzeichnungsdichte 8,4 oder mehr Mega-Bits pro Quadratzentimeter betragen sollte, gezeigt, daß der Winkel an der Endkante des oberen Magnetpolstückes (in Fig. 3 mit ΘS bezeichnet) und der Winkel an der Endkante der unteren Magnetpolspitze ( in Fig. 3 mit ΘL bezeichnet) vorzugsweise jeweils folgender Bedingung genügen sollte:Furthermore, considering the desire that the upper magnetic pole piece 31 and the lower magnetic pole piece 33 should be arranged symmetrically to the axis in the read / write direction, and that the linear recording density is 12 or more kilo-bits per centimeter and the areal recording density is 8.4 or should be more mega-bits per square centimeter, shown that the angle at the end edge of the upper magnetic pole piece (denoted by Θ S in Fig. 3) and the angle at the end edge of the lower magnetic pole tip (denoted by Θ L in Fig. 3) are preferred the following condition should be met:

45° ≦ ΘS ≦ 150°45 ° ≦ Θ S ≦ 150 °

91° ≦ ΘL ≦ 150°91 ° ≦ Θ L ≦ 150 °

Um eine hohe Aufzeichnungsdichte zu erreichen, muß der magnetische Teil, also das Aufzeichnungsmedium auf der Magnetplatte eine hohe Koerzitivkraft und eine geringe Dicke besitzen.In order to achieve a high recording density, the magnetic part, i.e. the recording medium on the  Magnetic plate has a high coercive force and a small thickness have.

Im Hinblick auf die Wirkung der Erfindung soll die magnetische Schicht eine Koerzitivkraft von 48 000 A/m oder mehr und eine Dicke von 0,35 µm oder weniger besitzen.In view of the effect of the invention, the magnetic Layer has a coercive force of 48,000 A / m or more and have a thickness of 0.35 µm or less.

Mit dem Ziel, ein ausreichend hohes, wirksames Magnetfeld mit dem Magnetkopf zu erzeugen, können die Magnetpolstücke jeweils vorzugsweise aus einem einlagigen Film mit einer Sättigungsmagnetflußdichte von einem Tesla oder mehr oder aus einem mehrlagigen Film derselben Sättigungsmagnetflußdichte, mit einem oder mehreren dazwischen gelagerten nicht-magnetischen Filmen gefertigt sein, und die Zahl der Windungen der Leiterspule kann 18 oder mehr betragen.With the aim of a sufficiently high, effective magnetic field to generate with the magnetic head, the magnetic pole pieces can each preferably a single layer film with a saturation magnetic flux density from a Tesla or more or from one multilayer film of the same saturation magnetic flux density, with one or more non-magnetic films interposed be made, and the number of turns of the conductor coil can be 18 or more.

Um die Effizienz des Schreibens und Lesens auf der Magnetplatte zu erhöhen und so eine hohe Aufzeichnungsdichte zu erreichen, muß die Flughöhe des Magnetkopfes minimiert werden. Sie kann entsprechend der Erfindung vorzugsweise 0,25 µm oder weniger betragen.To the efficiency of writing and reading on the magnetic disk to increase and so a high recording density reach, the flying height of the magnetic head must be minimized. According to the invention, it can preferably be 0.25 μm or be less.

Bei dem oben beschriebenen Dünnfilmmagnetkopf ist die Differenz der Breiten von oberem und unterem Magnetpolstück optimiert, um die beste Kombination von Randzonenmagnetfeld beim Schreiben und Untergrund-reduzierter Zone beim Lesen zu erzielen. So wird sichergestellt, daß das Signal-zu-Untergrund-Verhältnis des Magnetplattengerätes erhöht und das Nebenspurverhalten verbessert werden kann.In the thin film magnetic head described above is the difference between the widths of the upper and lower magnetic pole piece optimized to the best combination of fringe magnetic field when writing and underground reduced zone to achieve when reading. This ensures that the Signal-to-background ratio of the magnetic disk device increased and the lane behavior can be improved.

Entsprechend kann die Wirkung verbessert werden, wenn der Dünnfilmmagnetkopf induktiv arbeitet und Schreib- und Lesekopf identisch sind.Accordingly, the effect be improved if the thin-film magnetic head works inductively and read and write head are identical.

Jedoch auch wenn der Dünnfilmmagnetkopf beispielsweise als gemischter Typ verwirklicht wird, der beim Schreiben induktiv und beim Lesen als Magneto-Widerstandskopf wirkt (MR- Typ), können die obigen Maßnahmen zumindest auf den schreibenden Teil des Dünnfilmmagnetkopfes angewandt werden. However, even if the thin film magnetic head, for example is realized as a mixed type, which is inductive when writing and acts as a magneto-resistance head when reading (MR- Type), the above measures can at least apply to the writing part of the thin film magnetic head can be applied.  

Was die Struktur betrifft, um die Lage der Enden der Magnetpolstücke maßgenau festzulegen, so sollte dies vorzugsweise durch Trocken- oder Naßätzen eines durch Sputtern geformten magnetischen Bauelements geschehen, wie in M. Hanazono et al., "Design and Fabrication of Thin-Film Heads Based on a Dry Process", J. Appl. Phys., Vol. 61, Nr. 8, S. 4157-4162 (1987), offenbart, oder durch selektives Metallisieren unter Verwendung einer Photoresist-Maske. Wie in R. E. Jones Jr., "IBM 3370 Film Head Design and Fabrication", IBM Disk Storage Technology, Februar 1980, S. 6-9, offenbart.As for the structure, the location of the ends of the magnetic pole pieces precisely, so this should preferably by dry or wet etching one by sputtering shaped magnetic device happen, as in M. Hanazono et al., "Design and Fabrication of Thin-Film Heads Based on a Dry Process ", J. Appl. Phys., Vol. 61, No. 8, pp. 4157-4162 (1987), or by selective metallization under Use a photoresist mask. As in R.E. Jones Jr., "IBM 3370 Film Head Design and Fabrication", IBM Disk Storage Technology, February 1980, pp. 6-9.

Zusätzlich sollte in einem Dünnfilmmagnetkopf zur Verwendung in einem Magnetplattengerät dieses Typs der Wert ΔCW der BeziehungIn addition, in a thin film magnetic head for use in a magnetic disk device of this type, the value ΔC W of the relationship should be

0 < ΔCW ≦ 5000/Tr0 <ΔC W ≦ 5000 / Tr

genügen, wobei Tr die Spurdichte der Magnetplatte bezeichnet.are sufficient, where Tr denotes the track density of the magnetic disk.

Ein Aufnahmesystem unter Verwendung des Magnetplattengerätes kann an ein Primärgerät, wie zum Beispiel einen Computer, angeschlossen werden, um ein System mit großer Speicherkapazität bereitzustellen.A recording system using the magnetic disk device can be connected to a primary device, such as a computer, be connected to a system with large storage capacity to provide.

Wie bisher dargestellt, sind es die Bedingungen, die an die Gestaltung der Kontur der Magnetpolstücke eines Dünnfilmmagnetkopfes an der dem Speichermedium zugewandten freien Fläche gestellt werden müssen, zur Anwendung in einem Magnetplattengerät mit hoher Speicherdichte und einer Magnetplatte mit einer Spurdichte von 1800 oder mehr TPI.As previously shown, it is the conditions the design of the contour of the magnetic pole pieces Thin film magnetic head on the storage medium facing must be made available for use in a free area Magnetic disk device with high storage density and a magnetic disk with a track density of 1800 or more TPI.

Speziell wird die Differenz zwischen der Länge CWU des oberen Magnetpolstückes und CWD des unteren Magnetpolstückes entlang des magnetischen Spaltes optimiert in Übereinstimmung mit der Spurdichte der Magnetplatte des Magnetplattengerätes, um das Signal-zu-Untergrund-Verhältnis zu vergrößern und die Nebenspureigenschaften zu verbessern, auch wenn die Aufzeichnungsdichte hoch ist.Specifically, the difference between the length C WU of the upper magnetic pole piece and C WD of the lower magnetic pole piece along the magnetic gap is optimized in accordance with the track density of the magnetic disk of the magnetic disk device in order to increase the signal-to-background ratio and to improve the secondary tracking properties, even if the recording density is high.

Unter Verwendung des Dünnfilmmagnetkopfes mit einem unteren und einem oberen Magnetpolstück, deren Konturen auf der dem Aufzeichnungsmedium zugewandten Seite wie in Fig. 4A gezeigt gestaltet sind, hat man die Intensität des von den Magnetpolstücken erzeugten Magnetfeldes untersucht. Die Ergebnisse der Messung des in longitudinale Richtung des Aufzeichnungsmediums verlaufenden Magnetfeldes an einem Punkt auf der Verlängerungslinie des Magnetspaltes in Z-Richtung (Fig. 4A) in der Höhe, in der der Kopf über dem Aufzeichnungs-Medium schwebt (Fig. 4B), zeigen, daß die Intensität abnimmt, wenn der Abstand in Z-Richtung zunimmt. Die Ergebnisse zeigen außerdem, daß der Abstand in Z-Richtung, bei dem ein bestimmter Wert Ha der Magnetfeldintensität angenommen wird, zunimmt, wenn die Differenz ΔCW zwischen CWU und CWD zunimmt, wie am Beispiel der Längen W₀, W₁ und W₂ gezeigt. Der Wert konvergiert jedoch zu W₂₀₀ hin, wie in Fig. 4C gezeigt. Der Wert von ΔCW ist in Fig. 4C durch den Index 0, 1, 2 und 200 angegeben. Die grafische Darstellung zeigt, daß das Streu-Magnetfeld in seiner Intensität begrenzt ist, auch wenn die Differenz ΔCW zunimmt.Using the thin film magnetic head having a lower and an upper magnetic pole piece whose contours on the side facing the recording medium are shaped as shown in Fig. 4A, the intensity of the magnetic field generated by the magnetic pole pieces was examined. The results of measuring the longitudinal magnetic field of the recording medium at a point on the extension line of the magnetic gap in the Z direction ( Fig. 4A) in the height at which the head hovers over the recording medium ( Fig. 4B) that the intensity decreases as the distance in the Z direction increases. The results also show that the distance in the Z direction, at which a certain value Ha of the magnetic field intensity is assumed, increases as the difference ΔC W between C WU and C WD increases, as shown for the lengths W am, W₁ and W₂ . However, the value converges to W₂₀₀ as shown in Fig. 4C. The value of ΔC W is indicated by the index 0, 1, 2 and 200 in FIG. 4C. The graphic representation shows that the scattering magnetic field is limited in its intensity, even if the difference ΔC W increases.

Die Werte W₀, W₁ und W₂₀₀ für den Abstand in Z- Richtung entsprechen Längen für das Streuen des von den Magnetpolstücken erzeugten Magnetfeldes.The values W₀, W₁ and W₂₀₀ for the distance in Z- Direction correspond to lengths for scattering the magnetic pole pieces generated magnetic field.

Auf diese Weise kann die Beziehung zwischen dem Wert von ΔCW und der Breite des Randzonenmagnetfeldes bestimmt werden um zu ermöglichen, daß auch die Beziehung zwischen der Signalintensität und ΔCW bestimmt werden kann, wenn ein Dünnfilmmagnetkopf mit einer bestimmten Spurbreite verwendet wird. Die Ergebnisse sind durch Kurve S in Fig. 5 dargestellt.In this way, the relationship between the value of ΔC W and the width of the peripheral magnetic field can be determined to enable the relationship between the signal intensity and ΔC W to also be determined when a thin film magnetic head with a certain track width is used. The results are shown by curve S in FIG. 5.

Andererseits erhöht sich mit steigendem Wert von ΔCW die Intensität des Untergrundsignals, insbesondere des durch Übersprechen von benachbarten Spuren erzeugten Untergrundes und des Nebenspuruntergrundes beim Lesen, wie in Kurve N der Fig. 5 gezeigt.On the other hand, as the value of ΔC W increases, the intensity of the background signal, in particular the background generated by crosstalk from neighboring tracks and the sub-track background when reading, increases, as shown in curve N of FIG. 5.

Entsprechend ist die Beziehung zwischen dem Signal-zu-Untergrund- Verhältnis (Rauschabstand) als typischem Merkmal der Leistung eines Magnetplattengerätes und des Wertes ΔCW in Fig. 6 dargestellt. Es wurde gezeigt, daß das Signal-zu-Untergrund-Verhältnis in einem Bereich 0<ΔCW<ΔCWlim größer ist als bei ΔCW=0.Correspondingly, the relationship between the signal-to-background ratio (signal-to-noise ratio) as a typical feature of the performance of a magnetic disk device and the value ΔC W is shown in FIG. 6. It has been shown that the signal-to-background ratio is greater in a range 0 <ΔC W <ΔC Wlim than in ΔC W = 0.

Fig. 6 zeigt auch, daß das Signal-zu-Untergrund-Verhältnis abnimmt und der Wert ΔCWlim auf ΔCWlim′ abnimmt, wenn die Spurdichte der Magnetplatte weiter erhöht wird. Fig. 6 also shows that the signal-to-background ratio decreases and the value ΔC Wlim decreases to ΔC Wlim 'when the track density of the magnetic disk is further increased.

Fig. 7 zeigt die Beziehung zwischen der Spurdichte (Tr) der Magnetplatte und ΔCWlim. Sie beweist, daß der Wert von ΔCWlim im wesentlichen proportional zum Kehrwert der Spurdichte (1/Tr) ist, mit einer Proportionalitätskonstante von ungefähr 5000. Fig. 7 shows the relationship between the track density (Tr) of the magnetic disk and ΔC Wlim . It proves that the value of ΔC Wlim is substantially proportional to the reciprocal of the track density (1 / Tr), with a proportionality constant of approximately 5000.

Es wurde auch gezeigt, daß der Wert ΔCWlim, gemessen in Abhängigkeit der Differenz ΔCW′ zwischen der Seite CWU und der Seite CWD, an jeder der lateralen Enden der Magnetpolstücke ebenfalls im wesentlichen proportional zu dem Reziprokwert der Spurdichte (1/Tr) ist und die Proportionalitätskonstante ungefähr 2500 beträgt.It has also been shown that the value ΔC Wlim , measured as a function of the difference ΔC W ′ between the side C WU and the side C WD , at each of the lateral ends of the magnetic pole pieces is also substantially proportional to the reciprocal of the track density (1 / Tr ) and the proportionality constant is approximately 2500.

Entsprechenderweise kann in einem Magnetplattengerät hoher Aufzeichnungsdichte unter Verwendung einer Magnetplatte mit einer Spurdichte von 1800 TPI oder mehr das Signal-zu-Untergrund- Verhältnis größer sein als bei ΔCW=0 oder ΔCW′=0, wenn die Werte im BereichAccordingly, in a high density magnetic disk apparatus using a magnetic disk having a track density of 1800 TPI or more, the signal-to-background ratio may be larger than ΔC W = 0 or ΔC W ′ = 0 if the values are in the range

0 < ΔCW ≦ 5000/Tr0 <ΔC W ≦ 5000 / Tr

0 < ΔCW′ ≦ 2500/Tr0 <ΔC W ′ ≦ 2500 / Tr

gewählt werden. to get voted.  

Im folgenden werden praktische Ausführungsbeispiele beschrieben.The following are practical examples described.

Wie in Fig. 1 gezeigt, besitzt ein Magnetplattengerät in seiner Struktur die mit den Bezugszeichen 1 bis 8 versehenen Komponenten und eine Schwingspulensteuerung.As shown in Fig. 1, a magnetic disk device has in its structure the components identified by reference numerals 1 to 8 and a voice coil controller.

Mit 1 ist eine Grundplatte und mit 2 eine Spindel benannt. 1 denotes a base plate and 2 denotes a spindle.

Eine Vielzahl von kreisförmigen Magnetscheiben 4 wird von der einzelnen Spindel, so wie in Fig. 1 gezeigt, getragen.A plurality of circular magnetic disks 4 are carried by the single spindle as shown in FIG. 1.

Im dargestellten Beispiel trägt die Spindel fünf Magnetplatten. Die Zahl der Magnetplatten ist jedoch in keiner Weise auf fünf begrenzt.In the example shown, the spindle carries five magnetic disks. However, the number of magnetic disks is in no way limited to five.

Alternativ kann eine Vielzahl von Spindeln vorgesehen sein, die jede wiederum eine Vielzahl von Magnetplatten in der Art wie in Fig. 1 gezeigt trägt.Alternatively, a plurality of spindles can be provided, each of which in turn carries a plurality of magnetic disks in the manner shown in FIG. 1.

Mit 3 ist ein Motor benannt, der die Spindel 2 antreibt, um die Magnetplatten zu drehen. 3 with a motor is named, which drives the spindle 2 to rotate the magnetic plates.

5 bezeichnet Magnetköpfe zur Dateninformation und 5a einen Magnetkopf zur Positionierung.5 denotes magnetic heads for data information and 5 a a magnetic head for positioning.

Mit 6 ist ein Wagen, mit 7 eine Schwingspule und mit 8 ein Magnet bezeichnet. 6 is a carriage, 7 is a voice coil and 8 is a magnet.

Die Schwingspule 7 und der Magnet 8 bilden den Schwingspulenantrieb.The voice coil 7 and the magnet 8 form the voice coil drive.

Die Positionierung des Kopfes wird mittels des Wagens 6 der Spule 7 und des Magnets 8 ausgeführt.The positioning of the head is carried out by means of the carriage 6 of the coil 7 and the magnet 8 .

Die Schwingspule 7 ist mit den Magnetköpfen 5 und 5a über eine Schwingspulensteuerung verbunden.The voice coil 7 is connected to the magnetic heads 5 and 5 a via a voice coil control.

In Fig. 1 umfaßt das Primärgerät zum Beispiel ein Computersystem.In Fig. 1, the primary device includes, for example, a computer system.

Der Dünnfilmmagnetkopf 5 in Fig. 1 besitzt Magnetpolstücke mit einer Kontur an der der Magnetplatte 4 zugewandten freien Fläche, wie sie vergrößert in den Fig. 2A und 2B dargestellt ist. The thin-film magnetic head 5 in FIG. 1 has magnetic pole pieces with a contour on the free surface facing the magnetic plate 4 , as is shown enlarged in FIGS. 2A and 2B.

Der Dünnfilmmagnetkopf ist wie in Fig. 11 gezeigt konstruiert.The thin film magnetic head is constructed as shown in FIG. 11.

In Fig. 11 kennzeichnet das Bezugszeichen 100 die Grundplatte und 200 einen Unterlage-Film zur Bildung einer ebenen Oberfläche.In Fig. 11, reference numeral 100 denotes the base plate and 200 a base film for forming a flat surface.

Gestapelt auf dem Unterlage-Film 200 sind ein unteres Magnetpolstück 300 aus magnetischem Material, ein isolierender Film 600, um einen magnetischen Spalt G festzulegen, und ein oberes Magnetpolstück 400, das ebenfalls aus magnetischem Material besteht, in dieser Reihenfolge.Stacked on the backing film 200 are a lower magnetic pole piece 300 made of magnetic material, an insulating film 600 to define a magnetic gap G, and an upper magnetic pole piece 400 also made of magnetic material, in that order.

Spulen-Leiter 500 sind in den Isolierfilm 600 eingebettet und werden elektrisch angeregt, um ein Magnetfeld zu induzieren.Coil conductors 500 are embedded in the insulating film 600 and are electrically excited to induce a magnetic field.

Das Bezugszeichen 700 bezeichnet einen Schutz-Film, der auf dem oberen Magnetpolstück 400 abgeschieden wird.Reference numeral 700 denotes a protective film which is deposited on the upper magnetic pole piece 400 .

Der schraffierte Abschnitt in Fig. 11 ist, wie in Fig. 2A oder in Fig. 2B gezeigt, besonders gestaltet.The hatched portion in FIG. 11 is specially designed as shown in FIG. 2A or in FIG. 2B.

Ein Dünnfilmmagnetkopf, der in dem Magnetplattengerät mit einer Spurdichte von 2500 TPI angewendet wird, weist Magnetkerne mit einer Gestaltung der Kontur an der dem Aufzeichnungsmedium zugewandten freien Fläche auf, wie in Fig. 2A oder 2B gezeigt.A thin-film magnetic head used in the magnetic disk device with a track density of 2500 TPI has magnetic cores with a contour configuration on the free surface facing the recording medium, as shown in Fig. 2A or 2B.

Insbesondere bei einem Dünnfilmmagnetkopf, dessen Magnetpolstücke mittels Magnetron-Sputtern eines magnetischen Materials und mittels Formen durch einen Ionenstrahl-Ätzprozeß hergestellt wurden, besitzen die Magnetpolstücke eine Gestaltung der Kontur an der der Magnetplatte zugewandten freien Fläche wie in Fig. 2A gezeigt.Particularly in the case of a thin-film magnetic head, the magnetic pole pieces of which were produced by means of magnetron sputtering of a magnetic material and by means of shaping by means of an ion beam etching process, the magnetic pole pieces have a contour configuration on the free surface facing the magnetic disk, as shown in FIG .

Bei den Magnetpolstücken in Fig. 2A besitzt ein oberes Magnetpolstück 11 die Breite CWU von 6,9 µm und ein unteres Magnetpolstück 13 eine Breite von 8,7 µm (CWD ), jeweils entlang eines Magnetpolspaltes 12.In the magnetic pole in Fig. 2A, an upper magnetic pole piece 11 has the width WU C of 6.9 microns and a lower magnetic pole piece 13 has a width of 8.7 microns (C WD), in each case along a Magnetpolspaltes 12th

Das obere und das untere Magnetpolstück 11 und 13 sind so angeordnet, daß ihre Konturen, von der der Magnetplatte zugewandten Seite aus gesehen, symmetrisch bezüglich einer gemeinsamen, in Schreib/Lese-Richtung liegenden Achse sind.The upper and lower magnetic pole pieces 11 and 13 are arranged so that their contours, viewed from the side facing the magnetic disk, are symmetrical with respect to a common axis lying in the read / write direction.

Die Eigenschaften des oben beschriebenen Dünnfilmmagnetkopfes beim Schreiben und Lesen mit dem Magnetplattengerät wurden untersucht, und die Ergebnisse zeigten, daß das Signal- zu-Untergrund-Verhältnis, verglichen mit einem Magnetkopf mit CWU=6,9 µm und CWD=9,1 µm, um 4,3% größer war.The properties of the thin film magnetic head described above when writing and reading with the magnetic disk device were examined, and the results showed that the signal-to-background ratio compared to a magnetic head with C WU = 6.9 µm and C WD = 9.1 µm, was 4.3% larger.

Bei einem Dünnfilmmagnetkopf andererseits mit einem Magnetkern, bei dem ein unteres Magnetpolstück 16 mittels Magnetron- Sputtern eines magnetischen Materials und Strukturieren durch einen Ionenstrahl-Ätzprozeß und ein oberes Magnetpolstück 14 mittels Strukturieren durch einen selektiven Metallisierungsprozeß unter Verwendung einer Photoresistmaske hergestellt wurde, haben die Magnetpolstücke eine Kontur, wie sie in Fig. 2B gezeigt ist.On the other hand, in a thin film magnetic head having a magnetic core in which a lower magnetic pole piece 16 was made by magnetron sputtering a magnetic material and patterning by an ion beam etching process and an upper magnetic pole piece 14 by patterning by a selective metallization process using a photoresist mask, the magnetic pole pieces have one Contour as shown in Fig. 2B.

Bei der in Fig. 2B gezeigten Magnetpolspitze hat das obere Magnetpolstück 14 eine Breite (CWU ) von 7,0 µm und das untere Magnetpolstück 16 eine Breite (CWD ) von 8,6 µm, jeweils entlang eines magnetischen Spaltes 15.In the magnetic pole tip shown in FIG. 2B, the upper magnetic pole piece 14 has a width (C WU ) of 7.0 μm and the lower magnetic pole piece 16 has a width (C WD ) of 8.6 μm, each along a magnetic gap 15 .

Die Differenz zwischen einem lateralen Ende des oberen Magnetpolstückes 14 und dem entsprechenden Ende des unteren Magnetpolstückes 16 beträgt 0,9 µm, wogegen die Differenz zwischen dem anderen lateralen Ende des oberen Magnetpolstückes und dem entsprechenden Ende des unteren Magnetpolstückes 0,7 µm beträgt.The difference between a lateral end of the upper magnetic pole piece 14 and the corresponding end of the lower magnetic pole piece 16 is 0.9 μm, whereas the difference between the other lateral end of the upper magnetic pole piece and the corresponding end of the lower magnetic pole piece is 0.7 μm.

Die Eigenschaften des oben beschriebenen Dünnfilmmagnetkopfes beim Schreiben und Lesen mit dem Magnetplattengerät wurden untersucht, und die Ergebnisse zeigten, daß das Signal- zu-Untergrund-Verhältnis um 8,6%, verglichen mit einem Magnetkopf mit CWU=7,0 µm und CWD=9,5 µm, erhöht wurde.The properties of the thin film magnetic head described above when writing and reading with the magnetic disk device were examined, and the results showed that the signal-to-background ratio was 8.6% compared to a magnetic head with C WU = 7.0 µm and C WD = 9.5 µm, was increased.

Der Dünnfilmmagnetkopf zur Verwendung in einem Magnetplattengerät mit einer Spurdichte von 3000 TPI hat eine Magnetpolanordnung mit einer Gestaltung der Kontur an der dem Aufzeichnungsmedium zugewandten Fläche wie in Fig. 8 gezeigt.The thin film magnetic head for use in a magnetic disk device with a track density of 3000 TPI has a magnetic pole arrangement with a contour configuration on the surface facing the recording medium as shown in FIG. 8.

Insbesondere bei einem Dünnfilmmagnetkopf, der eine Magnetpolanordnung verwendet, die mittels Magnetron-Sputtern eines magnetischen Materials und Strukturieren durch einen Ionenstrahl-Ätzprozeß hergestellt wurde, besitzt die Magnetkernanordnung eine Kontur, wie sie in Fig. 8 dargestellt ist.In particular, in a thin film magnetic head using a magnetic pole assembly made by magnetron sputtering a magnetic material and patterning by an ion beam etching process, the magnetic core assembly has a contour as shown in FIG. 8.

Zur Bildung dieser Magnetpol-Struktur wird zunächst ein unteres Magnetpolstück 83 hergestellt, dann ein nicht-magnetisches isolierendes Material 84 auf beiden Seiten und auf den seitlichen Endbereichen der Oberfläche des unteren Magnetpolstückes so abgeschieden, daß eine Aussparung 85 oben auf dem unteren Magnetpolstück 83 bleibt, und anschließend ein Magnetspalt- Film 82 abgeschieden, um das nicht-magnetische isolierende Material und die Aussparung zu bedecken.To form this magnetic pole structure, a lower magnetic pole piece 83 is first produced, then a non-magnetic insulating material 84 is deposited on both sides and on the lateral end regions of the surface of the lower magnetic pole piece such that a cutout 85 remains on top of the lower magnetic pole piece 83 , and then deposited a magnetic gap film 82 to cover the non-magnetic insulating material and the recess.

Dieser Herstellungsprozeß ist geeignet, um den Wert von CWU sehr exakt zu kontrollieren.This manufacturing process is suitable for controlling the value of C WU very precisely.

Das obere Magnetpolstück 81 hat eine Breite (CWU ) von 6,0 µm und das untere Magnetpolstück 83 die Breite (CWD ) 7,2 µm, jeweils entlang des magnetischen Spaltes.The upper magnetic pole piece 81 has a width (C WU ) of 6.0 μm and the lower magnetic pole piece 83 has a width (C WD ) 7.2 μm, in each case along the magnetic gap.

Die Eigenschaften des obigen Dünnfilmmagnetkopfes beim Schreiben und Lesen mit dem Magnetplattengerät wurden untersucht, und die Ergebnisse zeigten, daß das Signal-zu-Untergrund- Verhältnis um 8,6% gegenüber einem Magnetkopf mit CWU=6,0 µm und CWD=8,0 µm erhöht war.The properties of the above thin film magnetic head when writing and reading with the magnetic disk device were examined, and the results showed that the signal-to-background ratio was 8.6% compared to a magnetic head with C WU = 6.0 µm and C WD = 8 , 0 µm was increased.

Claims (10)

1. Dünnfilm-Magnetkopf (5) zum Schreiben und/oder Lesen von Informationen auf eine bzw. von einer Magnetplatte (4) einer Spurdichte Tr, angegeben in TPI ("tracks per inch", entsprechend Spuren pro 25,4 mm), mit einem oberen Magnetpolstück (400; 52; 21) und einem unteren Magnetpolstück (300; 53; 23), das mit dem oberen Magnetpolstück einen Magnetspalt (G; 54; 22) bildet und eine längs dem Luftspalt gemessene Breite CWD aufweist, die von der Breite CWU des oberen Magnetpolstücks verschieden ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die kleinere der Breiten CWU, CWD der beiden Magnetpolstücke (300, 400; 52, 53; 21, 23) geringer ist als 14 µm,
daß die Differenz ΔCW, angegeben in µm, zwischen den Breiten CWU und CWD die Relation 0 < ΔCW ≦ 5000/Tr,vorzugsweise0,2 ≦ ΔCW ≦ 5000/Tr,erfüllt, und
daß bei dem breiteren Magnetpolstück (300; 53; 23) der Winkel ΘL zwischen der längs dem Magnetspalt (G; 54; 22) verlaufenden Kante und der Seitenkante zwischen 91° und 150° liegt.
1. Thin-film magnetic head ( 5 ) for writing and / or reading information on or from a magnetic disk ( 4 ) with a track density Tr, specified in TPI ("tracks per inch", corresponding to tracks per 25.4 mm), with an upper magnetic pole piece ( 400; 52; 21 ) and a lower magnetic pole piece ( 300; 53; 23 ), which forms a magnetic gap (G; 54; 22 ) with the upper magnetic pole piece and has a width C WD measured along the air gap that of the width C WU of the upper magnetic pole piece is different, characterized in that
that the smaller of the widths C WU , C WD of the two magnetic pole pieces ( 300, 400; 52, 53; 21, 23 ) is less than 14 µm,
that the difference ΔC W , given in µm, between the widths C WU and C WD fulfills the relation 0 <ΔC W ≦ 5000 / Tr, preferably 0.2 ≦ ΔC W ≦ 5000 / Tr, and
that in the wider magnetic pole piece ( 300; 53; 23 ) the angle Θ L between the edge running along the magnetic gap (G; 54; 22 ) and the side edge is between 91 ° and 150 °.
2. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in µm angegebene Differenz ΔCW′ zwischen den jeweils entsprechenden Enden der beide Magnetpolstücke (300, 400; 52, 53; 21, 23) die Relation 0 < ΔCW′ ≦ 2500/Tr,vorzugsweise0,1 ≦ ΔCW′ ≦ 2500/Tr,erfüllt.2. Magnetic head according to claim 1, characterized in that the difference ΔC W 'in µm between the respective corresponding ends of the two magnetic pole pieces ( 300, 400; 52, 53; 21, 23 ) the relation 0 <ΔC W ' ≦ 2500 / Tr, preferably 0.1 ≦ ΔC W ′ ≦ 2500 / Tr. 3. Magnetkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem schmäleren Magnetpolstück (400; 52; 21) der Winkel Θs zwischen der längs dem Magnetspalt (G; 54; 22) verlaufenden Kante und der Seitenkante zwischen 45° und 150° liegt.3. Magnetic head according to claim 1 or 2, characterized in that in the narrower magnetic pole piece ( 400; 52; 21 ) the angle Θ s between the along the magnetic gap (G; 54; 22 ) and the side edge between 45 ° and 150 ° lies. 4. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Magnetpolstück (31) an seiner der Magnetplatte (4) zugewandten Stirnfläche einen im wesentlichen parallel zur Stirnfläche des unteren Magnetpolstückes (33) verlaufenden mittleren Bereich sowie von dem unteren Magnetpolstück weiter entfernte seitliche Endbereiche aufweist.4. Magnetic head according to one of claims 1 to 3, characterized in that the upper magnetic pole piece ( 31 ) on its end facing the magnetic plate ( 4 ) has a substantially parallel to the end face of the lower magnetic pole piece ( 33 ) extending central region and of the lower magnetic pole piece has more distal end portions. 5. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen beider Magnetpolstücke (400, 300; 52, 53; 21, 23) bezüglich der in Schreib/Lese-Richtung verlaufenden Mittellinie im wesentlichen symmetrisch sind.5. Magnetic head according to one of claims 1 to 4, characterized in that the end faces of both magnetic pole pieces ( 400, 300; 52, 53; 21, 23 ) are substantially symmetrical with respect to the center line running in the read / write direction. 6. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Magnetpolstück (400; 52; 21) schmaler ist als das untere (300; 53; 23). 6. Magnetic head according to one of claims 1 to 5, characterized in that the upper magnetic pole piece ( 400; 52; 21 ) is narrower than the lower ( 300; 53; 23 ). 7. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Magnetpolstücke (400, 300; 52, 53; 21, 23) aus einem magnetischen Material mit einer Sättigungs-Magnetflußdichte von 1 T bestehen und eine Einzellagen- Filmstruktur aufweisen.7. Magnetic head according to one of claims 1 to 6, characterized in that both magnetic pole pieces ( 400, 300; 52, 53; 21, 23 ) consist of a magnetic material with a saturation magnetic flux density of 1 T and have a single-layer film structure. 8. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Magnetpolstücke (400, 300; 52, 53; 21, 23) aus einem magnetischen Material mit einer Sättigungs-Magnetflußdichte von mindestens 1 T bestehen und eine Mehrlagen- Filmstruktur mit einer oder mehreren Zwischenlagen aus nicht- magnetischen Filmen aufweisen.8. Magnetic head according to one of claims 1 to 6, characterized in that both magnetic pole pieces ( 400, 300; 52, 53; 21, 23 ) consist of a magnetic material with a saturation magnetic flux density of at least 1 T and a multilayer film structure with have one or more intermediate layers of non-magnetic films. 9. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Leiterspule (500) mit mindestens 18 Windungen enthält.9. Magnetic head according to one of claims 1 to 8, characterized in that it contains a conductor coil ( 500 ) with at least 18 turns. 10. Magnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seitenflächen und den seitlichen Bereichen der Stirnfläche des unteren Magnetpolstücks (83) eine nicht-magnetische isolierende Lage (84) angeordnet ist, die an der Oberseite der Stirnfläche eine den Magnetspalt definierende Aussparung (85) aufweist.10. Magnetic head according to one of claims 1 to 9, characterized in that on both side surfaces and the lateral regions of the end face of the lower magnetic pole piece ( 83 ) a non-magnetic insulating layer ( 84 ) is arranged, which on the top of the end face one Has recess ( 85 ) defining the magnetic gap.
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