DE69314960T2

DE69314960T2 - Bidirektionale magnetoresistive dünnfilmbandkopfanordnung

Info

Publication number: DE69314960T2
Application number: DE69314960T
Authority: DE
Inventors: Theodore Schwarz
Original assignee: Imation Corp
Current assignee: GlassBridge Enterprises Inc
Priority date: 1992-08-21
Filing date: 1993-08-10
Publication date: 1998-02-26
Anticipated expiration: 2013-08-11
Also published as: CN1149540C; CN1237756A; JPH08500462A; CN1532813A; CN1051394C; JP3822230B2; EP0657059B1; US5331493A; EP0657059A1; WO1994005007A2; KR950703195A; WO1994005007A3; CN1083614A; DE69314960D1; US5541793A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Dünnfilm-Magnetwiderstandsbandkopfanordnung.
Bei gegenwärtigen bekannten Magnetbandaufzeichnungsgeräten für Computerdatenaufzeichnung stellt die Fähigkeit des Lesens während des Schreibens ein wesentliches Merkmal zur Bereitstellung von praktisch fehlerfreien magnetisch aufgezeichneten Daten dar. Eine Kopfanordnung, die gleichzeitig liest und schreibt, weist ein Schreibelement zusammen mit einem Leseelement auf, wobei der Spalt des Leseelements nahe dem Spalt des Schreibelements angeordnet ist, und wobei das Leseelement in Bandlaufrichtung stromabwärts des Schreibelements angeordnet ist. Durch das kontinuierliche Lesen von "gerade aufgezeichneten" Daten ist die Qualität der aufgezeichneten Daten zu einem Zeitpunkt, zu dem die ursprünglichen Daten noch in dem Aufzeichnungssystem zwischengespeichert sind, unmittelbar bestimmbar. Die wiedergegebenen Daten werden gegen die ursprünglichen Daten geprüft und im Falle eines Fehlers kann eine geeignete Maßnahme ergriffen werden, beispielsweise ein erneutes Aufzeichnen.
Zahlreiche moderne Bandaufzeichnungssysteme erfordern Operationen, bei denen das Schreiben und Lesen von Daten in beiden Richtungen des Bandlaufs erforderlich ist. Das Streaming-System, bei dem die Aufzeichnung auf dem Band in einem Serpentinenmuster für die verschiedenen Bandlaufrichtungen erfolgt, ist ein Beispiel für ein solches bidirektionales Aufzeichnungssystem. Das Einbeziehen einer Fähigkeit des gleichzeitigen Lesens und Schreibens von Daten für bidirektionale Operationen hat traditionell eine Kopfanordnung erfordert, die aus drei Köpfen besteht: einem ersten Schreibelement, das einem Leseelement benachbart ist, welches seinerseits einem zweiten Schreibelement benachbart ist, oder einem ersten Leseelement neben einem Schreibelement, das neben einem zweiten Leseelement angeordnet ist. Siehe zum Beispiel in US-A-5 034 838.
Die auf einem Magnetband gespeicherte Datenmenge kann durch Erhöhen der Zahl der Datenspuren auf dem Band vergrößert werden, wodurch der Abstand zwischen den Mittellinien benachbarter Spuren verringert wird. Bandköpfe, die zum Lesen und Schreiben auf solchen Bändern geeignet sind, erfordern ein hohes Maß an Genauigkeit bei der Ausrichtung der Lese- und Schreibelemente in der Kopfanordnung. Dies kann durch das Minimieren des Abstandes zwischen jedem Leseelement und dessen jeweiligen Schreibelement erreicht werden. Das Problem der Ausrichtung der Lese- und Schreibelemente kann ferner durch Vereinfachung eines der drei Köpfe erreicht werden, obwohl, wie bei dem System IBM 3480, dies üblicherweise die Fähigkeit des gleichzeitigen Lesens und Schreibens beeinträchtigt.
Bandköpfe haben ferner das Problem des Kopfverschleißes durch das Magnetaufzeichnungsband. Wiederholte Durchläufe eines Bandes über den Bandkopf führen mit der Zeit zu einem Verschleiß der Oberfläche des Bandkopfes, wodurch die Leistung des Kopfes nachteilig beeinflußt werden kann.
Aus US-A-4 867 300 ist eine zum gleichzeitigen Lesen und Schreiben geeignete Magnetbandkopfanordnung bekannt, die einen einzelnen Kopf mit einem Lese- und einem Schreibmodul aufweist. Jedes dieser Module weist ein Substrat, mehrere auf der Substruktur aufgebrachte Dünnfilmstrukturen und eine Isolierschicht auf, die die mehreren Dünnfilmstrukturen bedeckt. Die Dünnfilmstrukturen des Lesemoduls weisen wenigstens ein Leseelement auf, während die Dünnfilmstrukturen des Schreibmoduls wenigstens ein Schreibelement aufweisen. Ferner weist der bekannte Magnetkopf eine Verbondungsschicht auf, die zwischen dem Lese- und dem Schreibmodul angeordnet ist. Durch die Verbondungsschicht werden die Lese- und Schreibmodule in einer festen Position in bezug zueinander gehalten, so daß jedes der wenigstens einen Leseelemente in Bandlautrichtung mit einem jeweiligen Schreibelement ausgerichtet ist. Dadurch ist der bekannte Magnetkopf in der Lage, in einer Richtung gleichzeitig zu lesen und zu schreiben.
Ferner ist aus US-A-4 639 808 ein Lese-/Schreib-Magnetkopf bekannt, der in Lese- und ein Schreibmodul aufweist, die beide Isolierschichten aufweisen.
In JP-A-59-210520 ist ein Magnetkopf offenbart, bei dem ein Kohlestoffilm mit amorpher Struktur wenigstens auf einer Oberfläche eines Substrats des Magnetkopfs ausgebildet ist, mit dem das Magnetaufzeichnungsmedium in gleitendem Kontakt steht. Der Film mit der amorphen Struktur weist ungefähr dieselbe Härte und Verschleißfestigkeit auf wie Diamant.
Es ist erwünscht, eine Bandkopfanordnung zu schaffen, die (1) den Kopfverschleiß minimiert, (2) der den Abstand zwischen den Leseelementen und den jeweiligen Schreibelementen durch Kombinieren beider Elemente zu einer einzigen Kopfanordnung minimiert, (3) nur ein einzelnes Paar von Lese- und Schreibelementen pro Spur (und nicht zwei Leseelemente und ein Schreibelement oder ein Leseelement und zwei Schreibelemente) aufweist, und (4) die Fähigkeit des bidirektionalen gleichzeitigen Lesens und Schreibens besitzt.
Die vorliegende Erfindung betriffi eine bidirektionale Dünnfilm-Bandkopfanordnung bestehend aus zwei verbondeten Bandköpfen. Der erste Bandkopf besteht aus miteinander verbondeten Lese- und Schreibmodulen. Das Lesemodul besteht aus Dünnfilm strukturen, die auf ein Substrat aufgebracht sind, und einer Isolierschicht, die die Dünnfilmstrutuuren bedeckt. Die Dünnfilmstrukturen weisen wenigstens ein Leseelement auf. Das Schreibmodul ist dem Lesemodul ähnlich, mit der Ausnahme, daß es wenigstens ein Schreibelement anstelle eines Leseelements aufweist. Die beiden Module sind derart miteinander verbondet, daß das (die) Leseelement(e) mit einem (den) jeweiligen Schreibelement(en) entlang der Laufrichtung, die das Magnetband an den Köpfen vorbei nimmt, ausgerichtet ist (sind). Dies ermöglicht es dem ersten Kopf während des Schreibens auf wenigstens ein Spur in einer Magnetbandlaufrichtung zu lesen.
Der zweite Kopf ist gleich dem ersten Kopf, jedoch ist seine Ausrichtung gegenüber dem ersten Kopf umgekehrt, so daß er in der Lage ist, in der in bezug zum ersten Kopf entgegengesetzten Richtung gleichzeitig zu lesen und zu schreiben. Die beiden Köpfe sind miteinander verbondet, so daß die sich ergebende Kopfanordnung in der Lage ist, bidirektional gleichzeitig zu lesen und zu schreiben.
Nach einem anderen Ausführungsbeispiel weist die vorliegende Erfindung eine Bandkopfanordnung auf, die den zuvor beschriebenen ähnlich ist, jedoch ferner einen zwischen den beiden Unteranordnungen angeordneten harten Block mit einer Härte von mindestens 800 auf der Knoop-Härteskala aufweist. Der harte Block verbessert die Verschleißfestigkeit der Bandkopfanordnung.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die vorliegende Erfindung miteinander verbondete Lese- und Schreibmodule. Das Lesemodul weist ein Substrat, eine erste dünne Isolierschicht, eine magnetoresistive Schicht, wenigstens eine leitfähige Schicht, eine zweite dünne Isolierschicht, eine Abschirmschicht, und eine dicke Isolierschicht auf. Das Schreibmodul weist ein Substrat, eine erste dünne Isolierschicht, eine leitfähige Schicht, eine zweite dünne Isolierschicht, eine Polschicht und eine dicke Isolierschicht auf. Die beiden Module sind derart miteinander verbondet, daß der Kopf in der Lage ist, während des Schreibens in einer Bandlaufrichtung gleichzeitig zu lesen. Das Substrat kann aus Al&sub2;O&sub3;-TiC bestehen, die Abschirm- und die Polschicht können aus FeTaN oder CoZnNb und die Isolierschichten aus diamantartigem Kohlenstoffbestehen.
Die verschiedenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung minimieren den Kopfverschleiß durch: (1) Minimieren des Abstands zwischen den Leseelementen und deren jeweiligen Schreibelementen, (2) Bilden der Kopfanordnung aus harten Materialien und (3) Anordnen eines harten Blocks zwischen den Lese- und den Schreibelementen. Die vorliegende Erfindung verwendet lediglich ein einziges Paar von Lese- und Schreibelementen pro Datenspur, jedoch sind die Paare in bezug zueinander entgegengesetzt, so daß die Kopfanordnung in der Lage ist, während des Schreibens in beiden Bandlaufrichtungen gleichzeitig zu lesen.
Die neuartigen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich für den Fachmann aus der Betrachtung der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, die auf die zugehörigen Zeichnungen Bezug nimmt, welche zeigen:
Figur 1 - einen geschnittene Seitenansicht einer bekannten Bandkopfanordnung;
Figur 2 - eine geschnittene Seitenansicht des vorderen Endes eines Bandkopfes nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Figur 3 - eine Schnittdarstellung eines Bandkopfes nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Figur 4 - eine geschnittene Seitenansicht eines stark verschlissenen Bandkopfes nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Figur 5 - eine geschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der Erfindung zur Verringerung des Kopfverschleißes.
Figur 6 - eine Draufsicht der Lese- und Schreibelemente einer Bandkopfanordnung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Eine bekannte Bandkopfanordnung 10, die dem IBM 3480-Kopf ähnlich ist, ist in Figur 1 dargestellt. Ein Dünnfilm-Magnetowiderstands("MR")-Leseelementsandwich 12 ist mit einem Ferrit-Wafer 16 verbondet. Eine Ferrit-Abdeckung 26 ist der Oberfläche des Ferrit-Wafers 16 zugewandt durch Verbonden zur Bildung eines Lesekopfs 22 angebracht, wobei das Leseelementsandwich 12 zischen diesen verbondet ist. Ferner ist ein induktives Dünnfilm-Schreibelementsandwich 14 mit einem Ferrit-Wafer 18 verbondet. Eine Ferrit-Abdeckung 28 ist der Oberfläche des Ferrit-Wafers 18 zugewandt durch Verbonden angebracht, wobei das Schreibelementsandwich 14 zur Bildung des Schreibkopfs 24 dazwischen verbondet ist. Die gegenüberliegende Fläche des Ferrit-Wafers 18 wird sodann mit der dem Leseelementsandwich 12 abgewandten Fläche des Ferrit-Wafers 16 verbondet, wie in Figur 1 dargestellt, um die gesamte Anordnung zu bilden. Da die Bandkopfanordnung 10 nur zwei Einzelköpfe (den Lesekopf 22 und den Schreibkopf 24) aufweist, hat sie nicht die Fähigkeit bidirektional gleichzeitig schreiben und lesen zu können.
Das Dünnfilm-Leseelementsandwich 12 ist von dem Dünnfilm-Schreibelementsandwich 14 um einen Abstand von ungefähr 3,8 mm etrennt. Diese weite Trennung ist aus drei Gründen nachteilig. Erstens erhöht der gro Abstand die Möglichkeit, daß das Leselementsandwich 12 nicht mit einer bestimmten Schreibspur eines (nicht dargestellten) Magnetbandes ausgerichtet wird, die durch das Dünnfilm-Schreibelementsandwich 14 beschrieben wurde, da eine gewisse Schwankung im Bandlaufweg des Magnetbandes in bezug zu den beiden Köpfen gegeben ist. Dies würde zu einer Beeinträchtigung der Fähigkeit der Kopfanordnung 10 zum gleichzeitigen Lesen und Schreiben führen. Es ist daher vorteilhaft, das Lesesandwich 12 und das Schreibsandwich 14 so nahe beieinander anzuordnen wie möglich, um so den Abstand, über den das Band sich bewegen kann, zu minimieren. Zweitens führt der große Abstand zwischen dem Lesesandwich 12 und dem Schreibsandwich 14 erhöhten Schwierigkeiten beim Ausrichten des lese- und Schreibelements während der Herstellung der Bandkopfanordnung 10. Drittens führt der große Abstand zwischen dem Lesesandwich 12 und dem Schreibsandwich 14 zu vermehrten Spurfehlern aufgrund der fehlerhaften Ausrichtung des Antriebskopfs in bezug auf die Bandspurmittellinie.
Eine geschnittene Seitenansicht der Spitze eines erfindungsgemäßen einzelnen Kopfs 30 ist in Figur 2 dargestellt. Der Kopf 30 besteht aus einem Lesemodul 32 und einem Schreibmodul 52. Ein (nicht dargestelltes) Magnetband läuft während des gleichzeitigen Lesens uns Schreibens von rechts nach links über die Oberseite des Bandkopfes 30. Das Lesemodul 32 besteht aus einem Substrat 34, Dünnfilmstrukturen 57 und einer dicken Isolierschicht 48. Die Dünnfilmstrukturen 57 bestehen aus einer ersten dünnen Isolierschicht 36, einer magnetoresistiven (MR) Sensorschicht 38, einer ersten leitenden Schicht 40, einer zweiten leitenden Schicht 42, einer zweiten dünnen Isolierschicht 44 und einer Abschirmschicht 46.
Das Substrat 34 kann entweder magnetische oder nicht magnetische Keramik enthalten. Bevorzugte magnetische Keramiken sind solche mit geringer Koerzitivkraft, einem großen magnetischen Moment, und hoher magnetischer Durchlässigkeit, beispielsweise NiZn (Ferrit). Weist das Substrat 34 jedoch eine nicht magnetische Keramik auf, muß das Substrat auch eine (nicht dargestellte) magnetische Schicht aufweisen, die zwischen der Keramikschicht und der ersten dünnen Isolierschicht 36 angeordnet ist. Diese magnetische Schicht kann aus MFB (Permalloy), Kobalt-Zirkonium-Niobium (CZN), Kobalt-Zirkonium-Tantal (CZT) oder AlFeSi bestehen. Bevorzugte nicht magnetische Keramiken weisen Al&sub2;O&sub3;-TiC auf, das eine Härte von ungefähr 1800 auf der Knoop- Härteskala aufweist. Eine bevorzugte Al&sub2;O&sub3;-TiC-Keramik ist 3M Ceramic 210, erhältlich von 3M, St. Paul, Minnesota, die einen Titankarbidpartikelgehalt von 30 Gewichtsprozent hat.
Das Substrat 34 dient als untere oder erste magnetische Abschirmung für die MR- Sensorschicht 38. Diese Abschirmung verhindert, daß Magnetflux von benachbarten Übergängen im Magnetband, die nahe den abgetasteten Bereichen liegen, die MR- Sensorschicht 38 erreichen und das vom Band kommende Signal beeinflussen.
Die drei Isolierschichten 36, 44 und 48 sind vorzugsweise nicht magnetisch und nicht leitend. Die drei Isolierschichten 36, 44 und 48 können aus Aluminiumoxid Al&sub2;O&sub3; bestehen. Vorzugsweise bestehen die drei Isolierschichten 36, 44 und 48 aus diamantartigem Kohlenstoff, insbesondere amorphem hydrogenisiertem Kohlenstoff (a-C:H). Diamantartiger Kohlenstoff ist eine amorphe Form des Kohlenstoffs mit einem hohen Grad an sp³-Bonding, so daß das Kohlenstoffmaterial zahlreiche der physikalischen Eigenschaften eines Diamanten aufweist. Es können andere Materialien verwendet werden, beispielsweise amorpher Kohlenstoff (a-C), durch Ionenstrahl aufgebrachter Kohlenstoff (i-C), Diamant oder amorpher Diamant. Abhängig von dem Aufbau des Lesemoduls 32 kann die Dicke der ersten und der zweiten dünnen Isolierschicht 36 und 44 zwischen 0,05 und 0,5µm liegen. Die dicke Isolierschicht 48 ist vorzugsweise sehr viel dicker als die erste und die zweite dünne Isolierschicht 36 und 44, so daß sie durch Bearbeiten eben gemacht werden kann, und sie kann eine Dicke zwischen 0,2 µm und mehreren hundert Mikrometer aufweisen.
Die MR-Sensorschicht 38 liefert ein Signal, indem sie den Widerstand verändert, wenn sich das von dem Signal des Magnetbands erzeugte Magnetfeld verändert. Die MR- Sensorschicht 38 besteht vorzugsweise aus NiFe (Permalloy) mit einer Zusammensetzung aus ungefähr 80% Nickel und 20% Eisen.
Vorzugsweise besteht die Abschirmschicht 46 aus einem magnetischen Material mit geringer Koerzitivkraft und einem hohen magnetischen Sättigungsmoment. Die Abschirmschicht 46 ist vorzugsweise ungefähr 2-6 µm dick und kann aus NiFe (Permalloy) bestehen, das eine Härte von weniger als 500 auf der Knoop-Härteskala hat. Vorzugsweise besteht die Abschirmschicht 46 jedoch aus einer härteren Substanz, beispielsweise FeTaN oder CoZnNb, die jeweils eine Härte von ungefähr 600-900 auf der Knoop-Skala aufweisen.
Die erste leitende Schicht 40 ist vorzugsweise 0,04 bis 0,10 µm dick und sollte aus einem Leiter mit hohem Widerstand bestehen, beispielsweise Titan, Tantal, Niobium oder Chrom. Der durch die erste leitende Schicht 40 fließende Strom schafft ein Magnetvorspannungsfeld, das bewirkt, daß die MR-Sensorschicht 38 in ihrem linearsten Bereich arbeitet. Die zweite leitende Schicht 42 ist vorzugsweise ungefähr 0,1 bis 0,3 µm dick und sollte aus einem Leiter mit geringem Widerstand bestehen, beispielsweise Gold, Kupfer oder Aluminium. Die zweite leitende Schicht 42 schafft einen Pfad mit geringem Widerstand zwischen dem Sensorbereich der Schichten 38 und 40 und (nicht dargestellten) Anschlußpads. Die zweite leitende Schicht 42 erstreckt sich nicht nach oben zu der Magnetbandkontaktfläche des Einzelkopfs 30.
Wie in Figur 2 gezeigt, besteht das Schreibmodul 52 aus einem Substrat 54, Dünnfilmstrukturen 67 und einer dicken Isolierschicht 68. Die Dünnfilmstrukturen 67 bestehen aus einer ersten dünnen Isolierschicht 56, einer leitenden Schicht 58, einer optionalen Glättungsschicht 60, einer zweiten dünnen Isolierschicht 64 und einer Polschicht 66. Das Substrat 54 besteht vorzugsweise aus den selben Materialien wie das Substrat 34 des Lesemoduls 32. Das Substrat 54 dient als unterer oder erster Magnetpol für das Schreibmodul 52.
-,Die erste und die zweite Isolierschicht 56 und 64 bestehen vorzugsweise aus den selben Materialien wie die erste und die zweite dünne Isolierschicht 36 und 44 im Lesemodul 32. Die dicke Isolierschicht 68 besteht vorzugsweise aus dem selben Material wie die dicke Isolierschicht 48 im Lesemodul 32 und, wie die dicke Isolierschicht 48, ist sie erheblich dicker als die erste und die zweite dünne Isolierschicht 36 und 44, so daß sie flach ausgebildet werden kann.
Die leitende Schicht 58 besteht aus Schreibspulen, die aus dem selben Material bestehen können wie die zweite leitende Schicht 42 im Lesemodul 32. Die Glättungsschicht 60 ist vorzugsweise ein Photoresist. Die Polschicht 66 leitet und fokussiert das Magnetfeld von den Schreibspulen zum Schreiben auf das Magnetmedium (z.B. Band oder Platte). Die Polschicht 66 besteht vorzugsweise aus dem selben Material wie die Abschirmschicht 46 im Lesemodul 32. Sämtliche oder einige der genannten Schichten können in einer zur Schnittdarstellung in Figur 2 querverlaufenden Richtung strukturiert sein.
Die dicke Isolierschicht 48 des Lesemoduls 32 ist durch eine Epoxidschicht 50 mit der dicken Isolierschicht 68 des Schreibmoduls 52 verbondet. Die Epoxidschicht 50 sollte so dünn wie möglich sein.
Die zweite leitende Schicht 42 des Lesemoduls 32 und die leitende Schicht 58 (z.B. die Schreibspulen) des Schreibmoduls 52 sind elektrisch mit den Leitungen 59 bzw. 63 verbunden, wie in Figur 3 dargestellt. Der horizontale Bereich der Oberseite des Kopfs 30 ist zwischen ungefähr 0,1 mm und 0,5 mm breit. Das Lesemodul 32 ist von dem Schreibmodul um ungefähr 0,05 bis 0,25 mm beabstandet. Somit ist der Abstand zwischen dem Lese- und dem Schreibmodul um einen Faktor von 15 bis 75 gegenüber dem Stand der Technik gemäß Figur 1 verringert.
Die Form der Oberseite des Kopfs 30 von Figur 3 ermöglicht es einem darüber laufenden (nicht dargestellten) Magnetband sich enger an das Lesemodul 32 und das Schreibmodul 52 anzupassen, wodurch die Trennung zwischen Band und Kopf verringert wird. Der horizontale Bereich der Oberseite des Kopfs muß nicht mehr als ein paar Mil (0,1 mm) breit oder höher als der Rest der Substarte 34 und 54 sein, um den Zweck zu erfüllen.
Der in Figur 2 dargestellte Teil des Bandkopfes 30 ist in Figur 3 durch die Klammer 55 dargestellt. Figur 3 zeigt sie Gesamtheit der Substrate 34 und 54 des Kopfs 30. Die Schichten 36-46 des Lesemoduls 32 sind zusammenfassend als Dünnfilmstrukturen 57 dargestellt. Die Schichten 56 - 66 des Schreibmoduls 52 sind zusammenfassend als Dünnfilmstrukturen 67 dargestellt. Die elektrischen Leitungen 59 und 63 sind auf den Substraten 34 bzw. 54 aufgebracht. Die Leitungen 59 sind elektrisch mit der zweiten leitenden Schicht 42 im Lesemodul 32 verbunden, und die Leitungen 63 sind elektrisch mit der leitenden Schicht 58 (z.B. den Schreibspulen) des Schreibmoduls 52 verbunden. Die Substrate 34 und 54 sind derart ausgebildet, daß die Leitungen 59 und 63 voneinander getrennt sind, so daß ein Zwischenraum zum Anbringen (nicht dargestellter) flexibler Kabel an die Leitungen 59 und 63 ohne gegenseitige Berührung vorhanden ist. Die dicke Isolierschicht 48 des Lesemoduls 32 bedeckt die gesamte Leitung 59, wie in Figur 3 dargestellt. In gleicher Weise bedeckt die dicke Isolierschicht 68 des Schreibmoduls 52 die Leitung 63.
Ein erfindungsgemäßer Kopf 30 ist wie folgt aufgebaut: Die Schichten 36-48 werden aufeinanderfolgend auf dem Substrat 34 aufgebracht. Anschließend werden die Schichten 56-68 aufeinanderfolgend auf dem Substrat 54 aufgebracht. Flexible Leitungen sind an jedem Modul befestigt. Das Lese- und das Schreibmodul 32 und 52 werden anschließend durch Verbonden der dicken Isolierschicht 48 mit der dicken Isolierschicht 68 durch ein Epoxid 50 zusammengefügt.
Sämtliche genannten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfmdung unterliegen dem Verschleiß des Bandkopfes durch den Kontakt mit dem (nicht dargestellten) Magnetband. Wie in Figur 4 dargestellt, kann das konstante Laufen eines Magnetbandes über die Oberseite eines Kopfes 30' über einen längeren Zeitraum dazu führen, daß der Mittelbereich des Kopfes zwischen einem Lesemodul 32' und einem Schreibmodul 52' abgenutzt wird.
Figur 5 zeigt einen Kopf 70 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem der Kopfverschleiß geringer ist. In der Mitte zwischen dem Lese- und dem Schreibmodul 32 und 52 ist ein harter Block 69 angeordnet. Der Block 69 sollte hochverschleißfest sein und kann aus demselben Material bestehen, wie die Substrate 34 und 44, beispielsweise Ferrit, mit einer Knoop-Härte von mehr als 800, oder aus einem härteren Material, beispielsweise Al&sub2;O&sub3;TiC, mit einer Knoop-Härte von ungefähr 1800. Der harte Block 69 kann als elektromagnetische Abschirmung für die Leseelemente beim Schreiben verwendet werden, wenn er aus einem magnetischen Material wie Ferrit besteht. Der Block 69 kann ungefähr 0,13-0,26 mm dick sein. Der Block 69 befindet sich zwischen den dicken Isolierschichten 48 und 68 und ist mit diesen Schichten durch die Epoxidschichten 49 bzw. 51 verbondet. Das Vorsehen des Blocks 69 unterstützt eine Trennung der Leitungen 59 und 63 voneinander.
Figur 6 ist eine repräsentative Draufsicht auf eine Kopfanordnung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Schreibelemente sind figürlich durch rechteckige Kästchen und die Leseelemente durch gerade Linien dargestellt. Die Kopfanordnung 80 besteht aus den Köpfen 120 und 130, die dem Kopf 30 der Figuren 2 und 3 ähnlich sind. Der Kopf 120 besteht aus einem Lesemodul 82 und einem Schreibmodul 84, die durch eine Epoxidschicht 90 miteinander verbunden sind. Das Lesemodul 82 besteht aus einem Substrat 102, Dünnfilmstrukturen 122 und einer dicken Schicht 112. Die Dünnfilmstrukturen 122 weisen wenigstens ein Leseelement 92 auf. Vier Leseelemente 92 sind in Figur 6 dargestellt.
Das Schreibmodul 84 besteht aus dem Substrat 104, Dünnfilmstrukturen 124 und einer dicken Isolierschicht 114. Die Dünnfilmstrukturen 124 enthalten wenigstens ein Schreibelement 94. Vier Schreibelemente 94 sind in Figur 6 dargestellt.
Ein (nicht dargestelltes) Magnetband kann über den Kopf 120 in Richtung der Pfeile 115 und 125 laufen. Jedes der Leseelemente 92 ist mit einem jeweiligen Schreibelement 94 in Richtung des Pfeils 115 ausgerichtet.
Wie der Kopf 120 besteht der Kopf 130 aus einem Schreibmodul 86 und einem Lesemodul 88, die durch eine Epoxidschicht 100 verbondet sind. Das Schreibmodul 86 besteht aus einem Substrat 106, Dünnfilmstrukturen 126 und einer dicken Isolierschicht 116. Die Dünnfilmstrukturen 126 enthalten wenigstens ein Schreibelement 96. Vier Schreibelemente 96 sind in Figur 6 dargestellt.
Das Lesemodul 88 besteht aus einem Substrat 108, Dünnfilmstrukturen 128 und einer dicken Isolierschicht 118. Die Dünnfilmstrukturen 128 weisen wenigstens ein Leseelement 98 auf. Vier Leseelemente 98 sind in der Figur 6 dargestellt.
Das Magnetband kann sich über den Kopf 130 in Richtung der Pfeile 115 und 125 bewegen. Jedes der Leseelemente 98 ist mit einem jeweiligen Schreibelement 96 in Richtung des Pfeiles 125 ausgerichtet. Der Kopf 120 ist mit dem Kopf 130 durch eine Epoxidschicht 110 verbondet, wie in Figur 6 gezeigt.
Die Kopfanordnung 80 ist zum Lesen und Schreiben von acht Spuren ausgelegt. Die Kopfanordnung 80 kann gleichzeitig beim Schreiben auf vier Spuren in Richtung der Pfeile 115 und 125 lesen. Wenn das Magnetband sich über die Anordnung 80 in Richtung des Pfeils 115 bewegt, kann die Kopfanordnung die Datenspuren, die über die Leselemente 92 des Kopfes 120 laufen, unmittelbar nach dem Schreiben durch eines der Schreibelemente 94 des selben Kopfs lesen. Wenn sich das Magnetband über die Kopfanordnung 80 in Richtung des Pfeils 125 bewegt, kann die Kopfanordnung die Datenspuren, die über die Leselemente 98 des Kopfes 130 laufen, unmittelbar nach dem Schreiben durch eines der Schreibelemente 96 des selben Kopfs lesen. Es kann eine beliebige Zahl von Lese- und Schreibelementen verwendet werden, solange ein Schreibelement 92 im Schreibmodul 82 in Richtung des Pfeils 115 oder 125 mit jedem der Schreibelemente 94 im Schreibmodul 84, oder umgekehrt, und ein Schreibelement 96 im Schreibmodul 86 mit einem Leselement 98 im Lesemodul 88 ausgerichtet ist, oder umgekehrt.

Claims

1. Bidirektionale Dünnfilm-Bandkopfanordnung (80) mit:

(a) einem ersten Kopf (120) mit

(i) einem Lesemodul (82) mit einem ersten Substrat (102), einer ersten Vielzahl von auf das Substrat (102) aufgebrachten Dünnfilmstrukturen (122) und einer ersten Isolierschicht (112), welche die erste Vielzahl von Dünnfilmstrukturen (122) bedeckt, wobei die erste Vielzahl von Dünnfilmstrukturen (122) wenigstens ein Leseelement (92) enthält;

(ii) einem Schreibmodul (84) mit einem zweiten Substrat (104), einer zweiten Vielzahl von auf das Substrat (104) aufgebrachten Dünnfilmstrukturen (124) und einer zweiten Isolierschicht (114), welche die zweite Vielzahl von Dünnfilmstrukturen (124) bedeckt, wobei die zweite Vielzahl von Dünnfilmstrukturen (124) wenigstens ein Schreibelement (94) enthält; und

(iii) einer Verbindungsschicht (90) zwischen dem Lese- und dem Schreibmodul (82, 84), durch welche diese in bezug zueinander in fester Position gehalten sind, so daß jedes Leseelement (82) in der Laufrichtung (115; 125) eines Magnetbandes in bezug zu einem jeweiligen Schreibelement (84) ausgerichtet ist, wobei der erste Kopf (120) in der Lage ist, während des Schreibens in einer Richtung (115; 125) zu lesen;

gekennzeichnet durch

(b) einen zweiten Kopf (130), wobei der zweite Kopf (130) zu dem ersten Kopf (120) identisch ist, jedoch seine Ausrichtung entgegengesetzt zu dem ersten Kopf (120) ist, so daß er in der Lage ist, in zu dem ersten Kopf (120) entgegengesetzter Richtung während des Schreibens zu lesen; und

(c) eine Einrichtung (11) zum Verbinden des ersten Kopfs (120) mit dem zweiten Kopf (130), so daß die Kopfanordnung (80) in der Lage ist, bidirektional während des Schreibens zu lesen.

2. Dünnfilm-Magnetowiderstandsbandkopf (30) mit:

- einem Lesemodul (32), bestehend aus einem ersten Stapel von Schichten,

mit, in der folgenden Reihenfolge, einem Substrat (34), einer ersten dünnen Isolierschicht (36), einer magnetoresistiven (MR) Sensorschicht (38), wenigstens einer leitenden Schicht (40), einer zweiten dünnen Isolierschicht (44), einer Abschirmschicht (46) und einer dicken Isolierschicht (48);

- einem Schreibmodul (52), bestehend aus einem zweiten Stapel von Schichten,

mit, in der folgenden Reihenfolge, einem Substrat (54), einer ersten dünnen Isolierschicht (56), einer leitenden Schicht (58), einer zweiten dünnen Isolierschicht (64), einer Polschicht (66) und einer dicken Isolierschicht (68); und

- einer Verbindungsschicht (50) zwischen der dicken Isolierschicht (48) des Lesemoduls (32) und der dicken Isolierschicht (68) des Schreibmoduls (52) angeordnet, wobei das Lese- und das Schreibmodul (32, 52) in Laufrichtung des Magnetbands entlang dem Bandkopf (30) ausgerichtet sind, und wobei das Lese- und das Schreibmodul (32, 52) miteinander verbunden sind.

3. Bandkopf nach Anspruch 2, bei dem der Bandkopf ein erster Bandkopf (120) ist und ferner einen zu dem ersten Kopf (120) identischen zweiten Bandkopf (130) und eine Einrichtung (110) zum Verbinden des zweiten Kopfs (130) mit dem ersten Kopf (120) in einer zu der genannten Richtung (115; 125) entgegengesetzten Richtung angeordnet ist, so daß eine Kopfanordnung (80) gebildet ist, die in der Lage ist, bidirektional während des Schreibens auf das Band dieses zu lesen.

4. Bandkopf nach Anspruch 2 oder 3, bei dem die Pol- und die Schutzschicht (66,46) jeweils FeTaN oder CoZnNb enthalten.

5. Bandkopf nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem die Isolierschichten (36, 44, 48, 56, 64, 68) diamantartigen Kohlenstoff aufweisen.

6. Bandkopf nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem zwei Verbindungsschichten (49, 51) zwischen den dicken Isolierschichten (48, 68) des Lese- und des Schreibmoduls (32, 52) angeordnet sind, und bei dem ein verschleißfester Block (69) zwischen den beiden Verbindungsschichten (49, 51) angeordnet und mit den dicken Isolierschichten (48, 68) des Lese- und des Schreibmoduls (32, 52) durch die Verbindungsschichten (49, 51) verbunden ist.