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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung:
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Dünnfilmmagnetkopf, der im Allgemeinen
in einem Laufwerk für
magnetische Aufzeichnungsmedien wie beispielsweise einem Magnetplattenlaufwerk,
das ein Festplattenlaufwerk (hard disk drive: HDD) enthält, und
einem Magnetbandlaufwerk eingesetzt wird, wie es aus JP-A-11 213329
bekannt ist.
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Beschreibung des Standes
der Technik:
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Ein
Dünnfilmmagnetkopf
umfasst im Allgemeinen einen zentralen Magnetkern, der innerhalb einer
Dünnfilmspule
angeordnet ist, die sich über eine
Ebene ausbreitet. Eine obere und eine untere Magnetpolschicht sind
so konstruiert, um sich von dem zentralen Magnetkern jeweilig nach
vorn hin zu einer einem Medium gegenüberliegenden Fläche eines
Kopfgleiters zu erstrecken. Der Kopfgleiter ist konstruiert, um
einer Aufzeichnungsplatte an der dem Medium gegenüberliegenden
Fläche,
wie etwa einer Bodenfläche,
die zum Beispiel eine Luftlageroberfläche enthält, gegenüberzuliegen. Die Spaltschicht
liegt zwischen den oberen und unteren Magnetpolschichten.
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Das äußerste oder
vordere Ende der oberen Magnetpolschicht wird an einem schmaleren
oberen vorderen Magnetpolstück
aufgenommen, dessen äußerstes
oder vorderes Ende an der dem Medium gegenüberliegenden Fläche exponiert
ist, wie es zum Beispiel in der japanischen offengelegten Patentanmeldung
Nr. 7-225917 offenbart ist. Das obere vordere Magnetpolstück liegt
quer durch die Spaltschicht hindurch dem vorderen Ende eines schmaleren
unteren Magnetpolstücks
gegenüber.
Das untere vordere Magnetpolstück
ist mit dem vorderen Ende der unteren Magnetpolschicht verbunden.
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Der
offenbarte Dünnfilmmagnetkopf
ist so konstruiert, dass der Magnetfluss, der in der Dünnfilmspule
erzeugt wird, durch die obere Magnetpolschicht zu dem oberen vorderen
Magnetpolstück übertragen
wird. Falls das obere vordere Magnetpolstück so konstruiert ist, um die
obere Magnetpolschicht über
einen größeren Kontaktbereich
hinweg zu kontaktieren, kann die Sättigung des Magnetflusses in
dem Kontaktbereich unterdrückt
werden, so dass ein größeres oder
stärkeres
Magnetfeld zur Aufzeichnung an dem Spalt zwischen den oberen und unteren
vorderen Magnetpolstücken
längs der
dem Medium gegenüberliegenden
Fläche
erhalten werden kann. Daher muss sich das obere vordere Magnetpolstück von der
dem Medium gegenüberliegenden
Fläche
mit einer größeren longitudinalen
Länge in
der Hin- und Rückrichtung
nach hinten erstrecken.
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In
den letzten Jahren wird eine sogenannte Kernbreite der oberen und
unteren vorderen Magnetpolstücke
merklich kleiner oder schmaler als jene der oberen Magnetpolschicht,
wie aus der obenerwähnten
offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 7-225917 hervorgeht.
Die Kernbreite kann längs
der dem Medium gegenüberliegenden
Fläche
in der lateralen Richtung einer Aufzeichnungsspur gemessen werden.
Die schmalere Kernbreite führt
unvermeidlich zu einer Reduzierung des Magnetfeldes zur Aufzeichnung
an dem Spalt zwischen den oberen und unteren vorderen Magnetpolstücken längs der
dem Medium gegenüberliegenden
Fläche.
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Die
japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 6-314414 offenbart einen Vorschlag zum Beibehalten
eines stärkeren
Magnetfeldes zur Aufzeichnung an dem Spalt zwischen den oberen und unteren
vorderen Magnetpolstücken
längs der
dem Medium gegenüberliegenden
Fläche.
Gemäß dem Vor schlag
kommt eine Schwellung oder Verdickung mit hinten gelegener Stufe
zum Einsatz, die auf dem unteren vorderen Magnetpolstück an einer
Stelle gebildet ist, die von der dem Medium gegenüberliegenden
Fläche
beabstandet ist. Solch eine Schwellung dient dazu, den Magnetfluss
an den vorderen Enden der oberen und unteren vorderen Magnetstücke zu konzentrieren.
Ein stärkeres
Magnetfeld kann an dem Spalt aus der dem Medium gegenüberliegenden Fläche nach
außen
dringen.
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Jedoch
ist es schwierig, die Schwellung auf dem unteren vorderen Magnetpolstück mit schmalerer
Breite und kleineren Dimensionen zu bilden oder zu formen. Selbst
wenn die Schwellung gebildet werden kann, ist es sehr schwierig,
das schmalere obere vordere Magnetpolstück mit solch einer schmaleren Schwellung
bei dazwischenliegender Spaltschicht auszurichten.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Daher
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Dünnfilmmagnetkopf
vorzusehen, bei dem ein oberes vorderes Magnetpolstück mit einem
unteren vorderen Magnetpolstück
ohne jede Schwierigkeit ausgerichtet werden kann, auch wenn das
untere vordere Magnetpolstück
in der Längsrichtung
im Vergleich zu dem oberen vorderen Magnetpolstück verkürzt ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ein Dünnfilmmagnetkopf
vorgesehen, der umfasst: eine Dünnfilmspule;
einen zentralen Magnetkern, der innerhalb der Dünnfilmspule angeordnet ist;
eine obere Magnetpolschicht, die sich von dem zentralen Magnetkern über einer
Bezugsebene nach vorn erstreckt; eine untere Magnetpolschicht, die
sich von dem zentralen Magnetkern unter der Bezugsebene nach vorn er streckt;
ein oberes vorderes Magnetpolstück,
das ein vorderes Ende der oberen Magnetpolschicht aufnimmt und sich über die
Bezugsebene von seinem vorderen Ende, das an einer einem Medium
gegenüberliegenden
Fläche
exponiert ist, nach hinten erstreckt; und ein unteres vorderes Magnetpolstück, das
mit einem vorderen Ende der unteren Magnetpolschicht verbunden ist
und sich unter der Bezugsebene in einer lateralen Richtung längs der
dem Medium gegenüberliegenden
Fläche
mit einer lateralen Breite erstreckt, die größer als jene des oberen vorderen Magnetpolstücks ist,
wobei sich das untere vordere Magnetpolstück von der dem Medium gegenüberliegenden
Fläche
mit einer longitudinalen Länge
nach hinten erstreckt, die kleiner als jene des oberen vorderen
Magnetpolstücks
ist.
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Bei
der obigen Anordnung zirkuliert ein Magnetfluss, der in dem zentralen
Magnetkern innerhalb der Dünnfilmspule
erzeugt wird, durch die oberen und unteren Magnetpolschichten. Im
Besonderen tendiert der Magnetfluss dazu, durch das obere vordere
Magnetpolstück
mit einer ersten longitudinalen Länge hin zu dem unteren vorderen
Magnetpolstück mit
einer zweiten longitudinalen Länge,
die kleiner als die erste longitudinale Länge ist, zu verlaufen. Das untere
vordere Magnetpolstück
dient dazu, den Magnetfluss an den Vorderenden der oberen und unteren vorderen
Magnetpolstücke
zu konzentrieren. Daher kann ein größeres oder stärkeres Mag
netfeld zur Aufzeichnung längs
der dem Medium gegenüberlie genden
Fläche
eines Kopfgleiters erhalten werden.
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Zusätzlich ist
das untere vordere Magnetpolstück
so konstruiert, um eine größere laterale
Breite in der lateralen Richtung ungeachtet einer kleineren Länge in der
longitudinalen Richtung zu haben, wie oben beschrieben. Im Ver gleich
zu dem Fall, wenn das untere vordere Magnetpolstück konstruiert ist, um eine
schmalere Breite entsprechend jener des oberen vorderen Magnetpolstücks zu haben,
kann die Produktion des unteren vorderen Magnetpolstücks spürbar erleichtert
werden. Des Weiteren dient eine größere Breite des unteren vorderen
Magnetpolstücks
in der lateralen Richtung dazu, die Ausrichtung des oberen vorderen
Magnetpolstücks
mit dem unteren vorderen Magnetpolstück in der lateralen Richtung
zu erleichtern.
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Das
untere vordere Magnetpolstück
ist vorzugsweise konstruiert, um eine Sättigungsflussdichte zu haben,
die größer als
jene der unteren Magnetpolschicht ist. Die festgelegte Sättigungsflussdichte trägt zum zuverlässigen Vermeiden
der Sättigung des
Flusses in dem unteren vorderen Magnetpolstück bei. In dem Fall, wenn 80Ni20Fe
in der unteren Magnetpolschicht eingesetzt wird, um Bs = 1,0 T zu erreichen,
kann für
das untere vordere Magnetpolstück
50Ni50Fe oder 45Ni55Fe verwendet werden. Mit 50Ni50Fe wird gewöhnlich Bs
= 1,4 T erreicht, und 45Ni55Fe wird gewöhnlich verwendet, um Bs = 1,6
T zu erreichen.
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Die
obere Magnetpolschicht kann an ihrem vorderen Ende von der dem Medium
gegenüberliegenden
Fläche
zurückgesetzt
sein. Die zurückgesetzte
obere Magnetpolschicht dient dazu, ein unerwünschtes Austreten des Magnetflusses
zu vermeiden, der das Magnetfeld zur Aufzeichnung an der dem Medium
gegenüberliegenden
Fläche
stört.
Falls hierbei das untere vordere Magnetpolstück die longitudinale Länge hat,
die kleiner als jene des oberen vorderen Magnetpolstücks ist,
kann die zurückgesetzte
obere Magnetpolschicht das Magnetfeld zur Aufzeichnung nicht reduzieren
oder abschwächen. Eine
herkömmliche
zurückgesetzte
obere Magnetpolschicht tendiert dazu, eine Reduzierung der Größe des Magnetfeldes
zur Aufzeichnung herbeizuführen.
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Das
untere vordere Magnetpolstück
kann mit einem Vorsprung versehen sein, der auf einer oberen Fläche des
unteren vorderen Magnetpolstücks
gebildet ist, um eine laterale Breite entsprechend jener des oberen
vorderen Magnetpolstücks
zu haben. Durch den Vorsprung kann somit die obenerwähnte zweite
longitudinale Länge
beibehalten werden, während
ein schmalerer Spalt zwischen dem Vorsprung und dem oberen vorderen
Magnetpolstück
definiert sein kann. Daher kann die Breite einer Aufzeichnungsspur
auf dem Aufzeichnungsmedium weiter reduziert werden, während ein
stärkeres
oder größeres Magnetfeld
zur Aufzeichnung beibehalten wird.
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Alternativ
dazu kann das untere vordere Magnetpolstück mit einem longitudinalen
Vorsprung versehen sein, der auf einer oberen Fläche des unteren vorderen Magnetpolstücks so gebildet
ist, um sich von der dem Medium gegenüberliegenden Fläche mit
einer dritten longitudinalen Länge,
die kleiner als die zweite longitudinale Länge des unteren vorderen Magnetpolstücks ist,
nach hinten zu erstrecken. Der longitudinale Vorsprung ist so konstruiert,
um eine laterale Breite entsprechend jener des oberen vorderen Magnetpolstücks zu haben.
In diesem Fall ist ein lateraler Vorsprung vorzugsweise mit dem
hinteren Ende des longitudinalen Vorsprungs verbunden, um sich auf
der oberen Fläche
des unteren vorderen Magnetpolstücks
mit der lateralen Breite zu erstrecken, die größer als jene des longitudinalen
Vorsprungs ist.
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Der
laterale Vorsprung dient dazu, eine vordere Wandfläche zu definieren,
die von dem unteren vorderen Magnetpolstück an einer Position emporsteigt,
die von der Fläche,
die dem Medium gegenüberliegt,
zurückgesetzt
ist. Die vor dere Wandfläche definiert
zusätzlich
zu einer ersten Kante, die sich längs der dem Medium gegenüberliegenden
Fläche in
der lateralen Richtung von dem vorderen Ende des longitudinalen
Vorsprungs erstreckt, eine zweite Kante, die sich in der lateralen
Richtung von dem hinteren Ende des longitudinalen Vorsprungs erstreckt. Bei
diesem Typ des Dünnfilmmagnetkopfes
kann der Magnetfluss, der in das untere vordere Magnetpolstück hineingetreten
ist, aus der ersten bzw. zweiten Kante hin zu dem oberen vorderen
Magnetpolstück gelangen.
Die derartige Trennung oder Divergenz des Magnetflusses dient dazu,
das Austreten eines Magnetfeldes aus der dem Medium gegenüberliegenden
Fläche
von dem unteren vorderen Magnetpolstück zuverlässig zu reduzieren oder zu
unterdrücken.
Die Reduzierung oder Unterdrückung
des Heraustretens des Magnetfeldes soll zu einer weiteren Reduzierung
der Breite einer Aufzeichnungsspur beitragen.
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Der
obenerwähnte
Dünnfilmmagnetkopf kann
in einem Laufwerk für
Aufzeichnungsmedien wie etwa einem Magnetplattenlaufwerk, das ein
Festplattenlaufwerk (HDD) enthält,
und einem Magnetbandlaufwerk eingesetzt werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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Die
obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen hervor, in denen:
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1 eine
Draufsicht ist, die die innere Struktur eines Festplattenlaufwerks
(HDD) schematisch zeigt;
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2 eine
vergrößerte perspektivische
Ansicht ist, die ein Beispiel für
einen fliegenden Kopfgleiter zeigt;
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3 eine
Draufsicht ist, die schematisch die Struktur eines induktiven Schreibkopfes
oder Dünnfilmmagnetkopfes
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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4 eine
Schnittteilansicht längs
der Linie 4-4 in 3 ist;
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5 eine
vergrößerte Draufsicht
ist, die ein oberes vorderes Magnetpolstück zeigt;
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6 eine
vergrößerte Schnittteilansicht
des Dünnfilmmagnetkopfes
zum Darstellen des Verlaufs eines Magnetflusses ist;
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7 eine
Draufsicht ist, die ein Beispiel für einen Photoresistfilm zum
Mustern der Kontur eines unteren vorderen Magnetpolstücks zeigt;
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8 eine
Draufsicht ist, die ein anderes Beispiel für einen Photoresistfilm zum
Mustern der Kontur des unteren vorderen Magnetpolstücks zeigt;
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9A – 9D schematisch
einen Prozess zum Bilden des Dünnfilmmagnetkopfes
zeigen, bis eine Bezugsebene gebildet wird;
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10 schematisch
einen Prozess zum Bilden des oberen vorderen Magnetpolstücks zeigt;
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11A – 11C schematisch einen Prozess zum Bilden des Dünnfilmmagnetkopfes
zeigen, nachdem das obere vordere Magnetpolstück gebildet worden ist;
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12 eine
vergrößerte perspektivische Teilansicht
ist, die ein Beispiel für
einen Vorsprung schematisch zeigt, der aus dem unteren vorderen Magnetpolstück geformt
ist;
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13 schematisch
einen Prozess zum Bilden des unteren vorderen Magnetpolstücks zeigt; und
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14 eine
vergrößerte perspektivische Teilansicht
ist, die schematisch ein Beispiel für longitudinale und laterale
Vorsprünge
zeigt, die aus dem unteren vorderen Magnetpolstück geformt sind.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORM
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1 zeigt
die innere Struktur eines Festplattenlaufwerks (HDD) 10 als
Beispiel für
ein Laufwerk für
magnetische Aufzeichnungsmedien. Ein Gehäuse 11 des HDD 10 enthält ein magnetisches
Aufzeichnungsmedium, wie etwa eine Magnetplatte 13, die
auf eine Rotationsachse zum Beispiel eines Spindelmotors 12 montiert
ist, und einen fliegenden oder Luftlagerungskopfgleiter 14,
der der Oberfläche
der Magnetplatte 13 gegenüberliegt. Der fliegende Kopfgleiter 14 ist
an dem vorderen Ende eines Wagenarms 16 befestigt, der
um eine Stützachse 15 herum schwingen
kann. Wenn Informationsdaten aus der Aufzeichnungsplatte 13 gelesen
werden oder in sie geschrieben werden, treibt ein Betätiger 17,
der eine Magnetschaltung wie beispielsweise einen Schwingspulenmotor
umfasst, den Wagenarm 16 zur Schwingbewegung an, so dass
der fliegende Kopfgleiter 14 an dem vorderen Ende des Wagenarms 16 über einer
Zielaufzeichnungsspur auf der Oberfläche der Magnetplatte 13 positioniert
wird. Eine Abdeckung, die nicht gezeigt ist, kann mit dem Gehäuse 11 gekoppelt
sein, um einen geschlossenen Innenraum zu definieren.
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2 zeigt
ein Beispiel für
den fliegenden Kopfgleiter 14. Der fliegende Kopfgleiter 14 des
Typs umfasst einen Gleiterkörper 21 aus
Al2O3-TiC und eine
Kopfschutzschicht 23 aus Al2O3, die mit dem Herausströmungs- oder hinteren Ende des
Gleiterkörpers 21 gekoppelt
ist, um einen Lese-/Schreibkopf 22 zu enthalten. Der Gleiterkörper 21 und
die Kopfschutzschicht 23 liegen der Oberfläche der
Magnetplatte 13 an einer dem Medium gegenüberliegenden Fläche oder
Boden fläche 24 gegenüber. Ein
Paar von Schienen 25 ist gebildet, um sich in einer Hin- und
Herrichtung oder Längsrichtung
des Gleiterkörpers 21 zu
erstrecken, um jeweilig eine Luftlageroberfläche (air bearing surface: ABS)
auf der oberen Fläche
zu definieren. Wenn ein Luftstrom 26 erzeugt wird, um der
Oberfläche
der rotierenden Magnetplatte 13 entlangzuströmen, ist
der fliegende Kopfgleiter 14 dafür ausgelegt, um den Luftstrom 26 an
der Bodenfläche 24,
insbesondere an den Luftlageroberflächen zu empfangen, um dadurch über der
Oberfläche
der Magnetplatte 13 zu fliegen.
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Unter
Bezugnahme auf 3 wird als Nächstes die Struktur des Lese-/Schreibkopfs 22 eingehend
beschrieben. Der Lese-/Schreibkopf 22 umfasst ein induktives
Schreibkopfelement, nämlich
einen Dünnfilmmagnetkopf 29,
das dazu bestimmt ist, Informationsdaten in die Magnetplatte 13 unter
Verwendung eines Magnetflusses zu schreiben, der an einer Dünnfilmspule
oder einem leitfähigen
Wirbelmuster 28 erzeugt wird. Der an dem leitfähigen Wirbelmuster 28 erzeugte
Magnetfluss ist dafür
ausgelegt, um in einem Magnetjoch 30 zu zirkulieren, dass das
leitfähige
Wirbelmuster 28 durchdringt.
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Das
Magnetjoch 30 umfasst ein oberes und ein unteres vorderes
Magnetpolstück 31, 32.
Das obere vordere Magnetpolstück 31 ist
so konstruiert, um sich mit einer ersten longitudinalen Länge SD von seinem äußersten
oder vorderen Ende, das an der Bodenfläche 24 exponiert ist,
nach hinten zu erstrecken. Das untere vordere Magnetpolstück 32 ist ebenfalls
konstruiert, um sich mit einer zweiten longitudinalen Länge GD von
seinem äußersten
oder vorderen Ende, das an der Bodenfläche 24 exponiert ist, nach
hinten zu erstrecken. Die zweite longitudinale Länge GD des unteren vorderen
Magnet polstücks 32 von
beispielsweise ungefähr
1,0 μm ist
kleiner als die erste longitudinale Länge SD des oberen vorderen Magnetpolstücks 31 von
zum Beispiel ungefähr
4,0 μm.
Weiterhin erstreckt sich das untere vordere Magnetpolstück 32 in
der lateralen Richtung längs
der Bodenfläche 24,
wie aus 3 hervorgeht, mit einer lateralen
Länge,
die merklich größer als
jene des oberen vorderen Magnetpolstücks 31 ist. Die laterale Richtung
entspricht einer Richtung zum Definieren der Breite einer Aufzeichnungsspur
auf der Magnetplatte 13. Die Kernbreite des oberen vorderen
Magnetpolstücks 31 in
der lateralen Richtung kann zum Beispiel ungefähr 0,3 μm betragen.
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Unter
Bezugnahme auch auf 4 umfasst das Magnetjoch 30 ferner
einen zentralen Magnetkern 36, der im Zentrum des leitfähigen Wirbelmusters 28 angeordnet
ist. Eine obere Magnetpolschicht 33 erstreckt sich von
dem zentralen Magnetkern 36 nach vorn hin zu der Bodenfläche 24.
Das äußerste oder
vordere Ende der oberen Magnetpolschicht 33 wird auf der
oberen Fläche
des oberen vorderen Magnetpolstücks 31 aufgenommen.
Die obere Magnetpolschicht 33 ist so konstruiert, dass
ihr vorderes Ende von der Bodenfläche 24 mit der Tiefe
von beispielsweise PH = 1,5 μm
zurückgesetzt
ist. Die obere Magnetpolschicht 33 kann zum Beispiel aus
NiFe hergestellt sein. Die Dicke der oberen Magnetpolschicht 33 kann
ungefähr
0,3 μm betragen,
während sich
das obere vordere Magnetpolstück 31 über eine Bezugsebene 34 in
der longitudinalen Richtung mit einer Dicke von beispielsweise etwa
1,5 μm erstrecken
kann.
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Eine
untere Magnetpolschicht 35 erstreckt sich unter der Bezugsebene 34 ebenfalls
von dem zentralen Magnetkern 36 nach vorn, bis sie die
Bodenfläche 24 erreicht.
Das äußerste oder
vordere Ende der unteren Magnetpolschicht 35 ist mit dem unteren
vorderen Magnetpolstück 32 verbunden. Das
leitfähige
Wirbelmuster 28 ist zwischen den oberen und unteren Magnetpolschichten 33, 35 angeordnet.
Die untere Magnetpolschicht 35 kann zum Beispiel aus NiFe
sein. Die Dicke der unteren Magnetpolschicht 35 kann ungefähr 3,0 μm betragen,
während
sich das untere vordere Magnetpolstück 32 über die
Fläche
der unteren Magnetpolschicht 35 mit einer Dicke von zum
Beispiel etwa 2,0 μm
erstrecken kann. Das leitfähige
Wirbelmuster 28 braucht nicht unbedingt eine mehrschichtige
Struktur zu haben, wie in 4 gezeigt,
sondern kann bekanntlich auch eine einschichtige Struktur haben.
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Eine
Spaltschicht 37 ist zwischen den oberen und unteren vorderen
Magnetpolstücken 31, 32 an dem äußersten
oder vorderen Ende des Magnetjochs 30 angeordnet. Wenn
ein Magnetfluss in dem Magnetjoch 30 als Antwort auf die
Zufuhr von elektrischem Strom zirkuliert, dient die Spaltschicht 37 dazu,
dass der Magnetfluss von dem oberen vorderen Magnetpolstück 31 aus
der Bodenfläche 24 heraustreten
kann. Demzufolge kann ein schmales Magnetfeld zur Aufzeichnung gemäß der schmalen
Kernbreite des oberen vorderen Magnetpolstücks 31 erhalten werden.
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Der
Dünnfilmmagnetkopf 29 ist
auf der Oberfläche
einer Al2O3-Schicht 39 gebildet,
in der ein Lesekopfelement wie beispielsweise ein magnetoresistiver
(MR) Kopf 38 eingebettet ist. Die Al2O3-Schicht 39 liegt zwischen der
unteren Magnetpolschicht 35 des Dünnfilmmagnetkopfes 29 und
einer unteren magnetischen Schirmschicht 40, die zum Beispiel
aus FeN oder NiFe ist. Die untere Magnetpolschicht 35 ist dazu
bestimmt, um als obere Schirmschicht für den MR-Kopf 38 zu
fungieren. Durch die Anordnung des MR-Kopfes 38 muss sich die
untere Magnetpolschicht 35 in der lateralen Richtung zwangsläufig mit einer
lateralen Länge
zu erstrecken, die merklich größer als
jene der oberen Magnetpolschicht 33 in dem Dünnfilmmagnetkopf 29 ist,
wie in 3 gezeigt. Der MR-Kopf 38 kann ein Element
mit gigantischem magnetoresistiven Effekt (GMR-Element), ein magnetoresistives
Tunnelübergangs-(TMR)-Element
und dergleichen enthalten. Der Dünnfilmmagnetkopf 29 kann unabhängig von
einem magnetischen Leseelement verwendet werden.
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Das
obere vordere Magnetpolstück 31 umfasst,
wie in 5 gezeigt, eine vordere Verlängerungskomponente 42,
die sich in der longitudinalen Richtung über die Bezugsebene 34 mit
einer konstanten Breite in der lateralen Richtung nach hinten erstreckt,
und eine Zwischenkomponente 43, die sich von dem hinteren
Ende der vorderen Verlängerungskomponente 42 über die
Bezugsebene 34 nach hinten erstreckt. Die Breite der Zwischenkomponente 43 in
der lateralen Richtung ist so festgelegt, um größer als jene der vorderen Verlängerungskomponente 42 zu
sein. Die Zwischenkomponente 43 kann mit der vorderen Verlängerungskomponente 42 eine
Einheit bilden. Die Zwischenkomponente 43 dient dazu, einen
größeren Kontaktbereich
zwischen der oberen Magnetpolschicht 33 und dem oberen
vorderen Magnetpolstück 31 herzustellen.
So kann die Sättigung des
Magnetflusses in dem Kontaktbereich unterdrückt werden. Es ist möglich, ein
unerwünschtes Heraustreten
des Magnetflusses zu vermeiden, der das obenerwähnte Magnetfeld zur Aufzeichnung
an der Bodenfläche 24 stört.
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Die
Zwischenkomponente 43 enthält eine Vorderseitenschicht 45,
die sich von dem hinteren Ende der vorderen Verlängerungskomponente mit ihrer
in der lateralen Richtung allmählich
zunehmenden Breite nach hinten erstreckt, und eine Hinterseitenschicht 46,
die mit dem hinteren Ende der Vorderseitenschicht 45 verbunden
ist, um sich mit einer konstanten Breite, die größer als die Breite der oberen Magnetpolschicht 33 in
der lateralen Richtung ist, nach hinten zu erstrecken. Die Breite
der Hinterseitenschicht 46 in der lateralen Richtung kann
sich zum Beispiel ungefähr
auf 2,0 μm
belaufen. Die Hinterseitenschicht 46 ist so konstruiert,
um sich in der lateralen Richtung über die obere Magnetpolschicht 33 hinaus
auszubreiten. Die Hinterseitenschicht 46 dient dazu, zuverlässig einen
größeren Kontaktbereich zwischen
der oberen Magnetpolschicht 33 und dem oberen vorderen
Magnetpolstück 31 zu
bilden. In dem Kontaktbereich kann die Sättigung des Magnetflusses zuverlässig unterdrückt werden.
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Nun
wird angenommen, dass dem leitfähigen
Wirbelmuster 28 in dem Dünnfilmmagnetkopf 29 ein
elektrischer Strom zugeführt
wird. Ein Magnetfluss wird in dem zentralen Magnetkern 36 innerhalb des
leitfähigen
Wirbelmusters 28 induziert. Der Magnetfluss zirkuliert
in den oberen und unteren Magnetpolschichten 33, 35.
Der übertragene
Magnetfluss ist dafür
bestimmt, um von dem schmaleren oberen vorderen Magnetpolstück 31 aus
der Bodenfläche 24 herauszutreten,
um einen Umweg um die Spaltschicht 37 zu machen. Daher
kann ein Magnetfeld zur Aufzeichnung an der Bodenfläche 24 gebildet werden.
Das Magnetfeld ist dazu bestimmt, um auf die Oberfläche der
Magnetplatte 13 zur Magnetisierung zu wirken. Auf der Oberfläche der
Magnetplatte 13 kann entsprechend der schmaleren Kernbreite des
oberen vorderen Magnetpolstücks 31 eine schmalere
Aufzeichnungsspur definiert werden.
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Der
Magnetfluss 48 soll, wie in 6 gezeigt,
durch das obere vordere Magnetpolstück 31 mit der ersten
longitu dinalen Länge
SD zu dem unteren vorderen Magnetpolstück 32 mit der zweiten
longitudinalen Länge
GD verlaufen, die kleiner als die erste longitudinale Länge SD ist.
Das untere vordere Magnetpolstück 32 mit
der zweiten longitudinalen Länge
GD dient zum Konzentrieren des Magnetflusses 48 an den
vorderen Enden der oberen und unteren vorderen Magnetpolstücke 31, 32,
wie aus 6 hervorgeht. Ein größeres oder
stärkeres
Magnetfeld zur Aufzeichnung kann längs der Bodenfläche 24 erhalten
werden. Insbesondere die obere Magnetpolschicht 33, die
so konstruiert ist, um mit ihrem vorderen Ende von der Bodenfläche 24 in
der obenerwähnten
Weise zurückgesetzt
zu sein, tendiert dazu, eine Reduzierung der Größe des Magnetfeldes zur Aufzeichnung
herbeizuführen.
Das zurückgesetzte
vordere Ende der oberen Magnetpolschicht 33 in Kombination
mit dem obenerwähnten
unteren vorderen Magnetpolstück 32 soll
eine Reduzierung des Magnetfeldes zur Aufzeichnung verhindern.
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Als
Nächstes
folgt eine kurze Beschreibung der Produktion des oben beschriebenen
Dünnfilmmagnetkopfes 29.
Ein Wafer aus Al2O3-TiC
wird hergestellt, um die untere Magnetpolschicht 35 vorzusehen.
Die untere Magnetpolschicht 35 ist auf der Al2O3-Schicht 39 gebildet worden, in
der das MR-Element 38 eingebettet
ist. Die Al2O3-Schicht 39 ist
auf der unteren magnetischen Schirmschicht 40 angeordnet.
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Anschließend wird
das untere vordere Magnetpolstück 32 auf
der Oberfläche
der unteren Magnetpolschicht 35 gebildet. Zum Bilden des
unteren vorderen Magnetpolstücks 32 kann
zum Beispiel eine galvanische Abscheidung zum Einsatz kommen. Wenn
die galvanische Abscheidung auszuführen ist, kann ein Photoresistfilm 51 auf
der Oberfläche
der unteren Magnetpolschicht 35 gebildet werden, wie in 7 gezeigt.
Der Photoresistfilm 51 dient dazu, einen Hohlraum 52 zu
definieren, der nach der Kontur des unteren vorderen Magnetpolstücks 32 gemustert
wird. Da das untere vordere Magnetpolstück 32 so konstruiert
ist, um sich weit in der lateralen Richtung DR2 ungeachtet der kürzeren Länge in der
longitudinalen Richtung DR1 zu erstrecken, kann der Hohlraum 52 in
dem Photoresist 51 während
der galvanischen Abscheidung vollständig mit einem Elektrolyten
gefüllt
werden. Das untere vordere Magnetpolstück 32 kann präzise in
der konstruierten Form gebildet werden.
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Hierbei
kann ein Rand- oder Hilfsabschnitt 54 in dem Wafer aus
Al2O3-TiC enthalten
sein, wie in 8 gezeigt. Der Randabschnitt 54 kann
angrenzend an einen Primärabschnitt
entsprechend dem fertiggestellten Gleiterkörper 21 des fliegenden
Kopfgleiters 14 definiert sein. Eine Ebene 53 entsprechend
der fertiggestellten Bodenfläche 24 des
Glei terkörpers 21 ist
dazu bestimmt, den Randabschnitt 54 und den Primärabschnitt
voneinander zu trennen. Der Randabschnitt 54 dient zum
Definieren des Hohlraums 52 in dem Photoresistfilm 51 jenseits
des Primärabschnittes,
so dass der Hohlraum 52 in einer Länge vorgesehen werden kann,
die größer als
jene des künftigen
unteren vorderen Magnetpolstücks 32 in
der longitudinalen Richtung DR1 ist. Der Hohlraum 52 mit
den größeren Maßen kann
zu einer leichteren Einführung
eines Elektrolyten während
der galvanischen Abscheidung beitragen. Das untere vordere Magnetpolstück 32 kann
zuverlässiger
präzise
in der konstruierten Form gebildet werden. Der Randabschnitt 54 kann
bei einem nachfolgenden Prozess entfernt werden. Nach dem Entfernen
des Randabschnittes 54 ist die Bodenfläche 24 des Kopfgleiters 21 exponiert.
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Wenn
das untere vordere Magnetpolstück 32 gebildet
worden ist, wird eine SiO2-Schicht 55 über der
Oberfläche
des Wafers gebildet, wie in 9A gezeigt.
Anschließend
wird ein Photoresistfilm 56 auf der Oberfläche der
SiO2-Schicht 55 zum Mustern der Kontur
der ersten oder unteren Schicht des leitfähigen Wirbelmusters 28 gebildet.
Wenn ein Ionenätzen über dem
Photoresistfilm 56 ausgeführt wird, wie in 9B gezeigt,
wird eine Wirbelnut 57 in der SiO2-Schicht 55 zum
Mustern der Form des leitfähigen
Wirbelmusters 28 gebildet. Nach dem Entfernen des Photoresistfilms 56 kann
das leitfähige
Wirbelmuster 28 zum Beispiel während einer galvanischen Abscheidung
in der Nut 57 wachsen, wie in 9C gezeigt.
Anstelle der SiO2-Schicht 55 kann
für einen Isolator
eine Al2O3-Schicht
verwendet werden.
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Dann
wird auf die Oberfläche
des Wafers ein Abflachungsprozess wie beispielsweise ein CMP (chemisch-mechanisches
Polieren) angewendet, so dass eine flache Oberfläche oder Ebene 58 erhalten werden
kann, wie in 9D gezeigt. Eine nichtmagnetische
Schicht 59 wird über
der flachen Oberfläche 58 aufgetragen.
Die Oberfläche
der nichtmagnetischen Schicht 59, die in dieser Weise gebildet
wird, entspricht der Bezugsebene 34.
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Ein
Photoresistfilm 60 wird, wie in 10 gezeigt,
auf der Oberfläche
der nichtmagnetischen Schicht 59, nämlich der Bezugsebene 34 gebildet. Der
Photoresistfilm 60 ist so konstruiert, um einen Hohlraum 61 zum
Mustern des oberen vorderen Magnetpolstücks 31 zu definieren.
Durch galvanische Abscheidung kann eine Magnetschicht in dem Hohlraum 61 wachsen.
Auf diese Weise kann das obere vordere Magnetpolstück 31 erhalten
werden. Da das untere vordere Magnetpolstück 32 konstruiert
ist, um in der lateralen Richtung ein größeres Maß zu haben, kann das obere
vordere Magnetpolstück 31 mit
dem unteren vorderen Magnetpolstück 32 mit
kleinerer longitudinaler Länge
bezüglich
des oberen vorderen Magnetpolstücks 31 ausgerichtet
werden.
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Wenn
das obere vordere Magnetpolstück 31 auf
die obige Weise gebildet worden ist, wird dann die zweite oder obere
Schicht des leitfähigen
Wirbelmusters 28 auf der Oberfläche der nichtmagnetischen Schicht 59,
nämlich
der Bezugsebene 34 gebildet. Eine Wirbelnut kann verwendet
werden, um die Form des leitfähigen
Wirbelmusters 28 in einer SiO2-Schicht
auf die oben beschriebene Weise zu mustern. Wenn dann ein galvanisches
Abscheiden erfolgt, kann das leitfähige Wirbelmuster 28 erhalten werden,
wie in 11A gezeigt. Anstelle der SiO2-Schicht kann für einen Isolator auch eine Al2O3-Schicht eingesetzt
werden.
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Wenn
das leitfähige
Wirbelmuster 28 auf die obige Weise gebildet worden ist,
wie in 11B gezeigt, wird dann ein Abflachungsprozess
wie etwa ein CMP-(chemisch-mechanischer Polier-)Prozess auf der
Oberfläche
des Wafers ausgeführt.
Anschließend wird
die obere Magnetpolschicht 33 auf einer flachen Oberfläche oder
Ebene 58 gebildet, die durch den Abflachungsprozess erhalten
wurde, wie in 11C gezeigt. Ein galvanisches
Abscheiden oder Sputtern kann zum Einsatz kommen, um die obere Magnetpolschicht 33 zu
bilden. Der Einsatz des Sputterns dient dazu, die obere Magnetschicht 33 zu
realisieren, die aus solchen Materialien wie FeN, FeNAl2O3, FeZrN, CoFe, FeAl2O3, FeTaN, CoZrNb und dergleichen zum Verbessern
der Sättigungsflussdichte
Bs und/oder des spezifischen elektrischen Widerstandes hergestellt
wird.
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Ein
winziger Vorsprung 65 kann gebildet werden, wie in 12 gezeigt,
um von der oberen Fläche
des unteren vorde ren Magnetpolstücks 32 hin
zu dem oberen vorderen Magnetpolstück 31 emporzusteigen.
Der Vorsprung 65 kann mit dem unteren vorderen Magnetpolstück 32 eine
Einheit bilden. Der Vorsprung 65 ist so konstruiert, um
eine Kontur zu haben, die teilweise jene des oberen vorderen Magnetpolstücks 31 reflektiert.
Der Vorsprung 65 kann somit eine laterale Breite entsprechend
der Kernbreite CW des oberen vorderen Magnetpolstücks 31 haben,
während
die zweite Länge
GD in dem Vorsprung 65 in der longitudinalen Richtung beibehalten
werden kann. Daher kann ein noch schmaleres Magnetfeld zur Aufzeichnung
zwischen dem oberen vorderen Magnetpolstück 31 und dem Vorsprung 65 auf
dem unteren vorderen Magnetpolstück 32 erhalten
werden, während
das Magnetfeld zur Aufzeichnung mit einem stärkeren oder höheren Niveau
beibehalten werden kann. Die Breite einer Aufzeichnungsspur auf der
Aufzeichnungsplatte 13 kann weiter reduziert werden.
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Beim
Bilden des Vorsprungs 65 auf dem unteren vorderen Magnetpolstück 32 kann
ein Ionenstrahlätzen
unter Einsatz des oberen vorderen Magnetpolstücks 31 als Maske verwendet
werden, wie in 13 gezeigt. Wenn das Ionenstrahlätzen ausgeführt wird,
kann die nichtmagnetische Schicht oder die Spaltschicht 37 außerhalb
der Peripherie des oberen vorderen Magnetpolstücks 31 entfernt werden.
Gleichzeitig leidet das untere vordere Magnetpolstück 32 unter
der teilweisen Entfernung außerhalb
der Peripherie des oberen vorderen Magnetpolstücks 31 unter der Spaltschicht 37,
so dass der Vorsprung 65 aus dem unteren vorderen Magnetpolstück 32 geformt
werden kann. Die Dicke oder Höhe des
Vorsprungs 65 ausgehend von der endgültigen Oberfläche des
unteren vorderen Magnetpolstücks 32 kann
ungefähr
0,2 μm betragen.
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Alternativ
dazu kann ein longitudinaler Vorsprung 66 gebildet werden,
um von der oberen Fläche
des unteren vorderen Magnetpolstücks 32 hin
zu dem oberen vorderen Magnetpolstück 31 emporzusteigen,
wie zum Beispiel in 14 gezeigt. Der longitudinale
Vorsprung 66 ist so konstruiert, um sich von der Bodenfläche 24 mit
einer dritten longitudinalen Länge
DD, die kleiner als die zweite longitudinale Länge GD des unteren vorderen
Magnetpolstücks 32 ist,
nach hinten zu erstrecken. Gleichzeitig ist auch der longitudinale
Vorsprung 66 so konstruiert, um die laterale Breite entsprechend
jener des oberen vorderen Magnetpolstücks 31 zu haben.
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Ein
lateraler Vorsprung 67 kann mit dem hinteren Ende des longitudinalen
Vorsprungs 66 verbunden sein. Der laterale Vorsprung 67 ist
so konstruiert, um sich auf der oberen Fläche des unteren vorderen Magnetpolstücks 32 mit
der lateralen Breite zu erstrecken, die größer als jene des longitudinalen
Vorsprungs 66 ist. Wie aus 14 hervorgeht,
kann der laterale Vorsprung 67 die laterale Breite haben,
die jener des unteren vorderen Magnetpolstücks 32 gleich ist.
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Wenn
der laterale Vorsprung 67 mit dem hinteren Ende des longitudinalen
Vorsprungs 66 auf die oben beschriebene Weise verbunden
ist, kann eine vordere Wandfläche 68 definiert
sein, um von der Oberfläche
des unteren vorderen Magnetpolstücks 32 an
einer Position emporzuragen, die von der Bodenfläche 24 zurückgesetzt
ist. Die vordere Wandfläche 68 kann
konstruiert sein, um sich parallel zu der Bodenfläche 24 zu
erstrecken. Die vordere Wandfläche 68 dient
dazu, eine erste und eine zweite Kante 69, 70 auf
beiden Seiten des longitudinalen Vorsprungs 66 zu definieren.
Die erste Kante 69 kann sich entlang der Bodenfläche 24 in
der latera len Richtung ab dem vorderen Ende des longitudinalen Vorsprungs 66 erstrecken,
während
sich die zweite Kante 70 in der lateralen Richtung ab dem
hinteren Ende des longitudinalen Vorsprungs 66 erstrecken
kann. Die ersten und zweiten Kanten 69, 70 können sich parallel
zueinander erstrecken.
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Im
Allgemeinen ist wohlbekannt, dass sich ein Magnetfluss gewöhnlich an
der Kante eines Magnetstücks
oder -körpers
konzentrieren kann. Der Magnetfluss, der in das untere vordere Magnetpolstück 32 hineingetreten
ist, kann zu den ersten und zweiten Kanten 69, 70 in
dem obenerwähnten
Dünnfilmmagnetkopf 29 geführt werden.
Der geführte
Magnetfluss kann durch die ersten und zweiten Kanten 69, 70 hin zu
dem oberen vorderen Magnetpolstück 31 verlaufen.
Die derartige Trennung oder Divergenz des Magnetflusses dient zum
zuverlässigen
Reduzieren oder Unterdrücken
des Heraustretens eines Magnetfeldes von dem unteren vorderen Magnetpolstück 32 aus
der Bodenfläche 24.
Die Reduzierung oder Unterdrückung
des Heraustretens des Magnetfeldes soll zu einer weiteren Reduzierung
der Breite einer Auszeichnungsspur auf der Magnetplatte 13 beitragen.
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Es
sei erwähnt,
dass das untere vordere Magnetpolstück 32 vorzugsweise
konstruiert ist, um eine Sättigungsflussdichte
Bs zu haben, die größer als
jene der unteren Magnetpolschicht 35 ist. Die festgelegte
Sättigungsflussdichte
Bs trägt
zum zuverlässigen
Vermeiden der Sättigung
des Flusses in dem unteren vorderen Magnetpolstück 32 bei. In dem Fall,
wenn 80Ni20Fe in der unteren Magnetpolschicht 35 verwendet
wird, um Bs = 1,0 T zu erreichen, kann 50Ni50Fe oder 45Ni55Fe für das untere vordere
Magnetpolstück 32 verwendet
werden. 50Ni50Fe ergibt gewöhnlich
Bs = 1,4 T, und 45Ni55Fe wird gewöhnlich verwendet, um Bs = 1,6
T zu erreichen.