FR2676301A1 - Magnetic write and read head with asymmetric pole width - Google Patents
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Abstract
Description
TETE MAGNETIQUE D'ECRITURE ET DE LECTURE
A LARGEUR DE POLES DISSYMETRIQUE
DESCRIPTION
La présente invention a pour objet une tête magnétique d'écriture et de Lecture à largeur de pôles dissymétrique.MAGNETIC WRITING AND READING HEAD
WITH DISSYMMETRIC POLES WIDTH
DESCRIPTION
The subject of the present invention is a magnetic writing and reading head with asymmetrical pole width.
L'invention s'applique essentiellement aux têtes dites horizontales à couches minces. Une telle tête est représentée sur la figure 1 annexée. Sur cette figure, on voit, en coupe, une tête horizontale comprenant un substrat semiconducteur 10, par exemple en siLicium, dans Lequel a été gravé un caisson 12 ; dans ce caisson, une couche magnétique inférieure 14 a été formée par exemple électrolytiquement et a été prolongée par deux plots verticaux 161, 162 magnétiques ou non. The invention applies essentially to so-called horizontal heads with thin layers. Such a head is shown in Figure 1 attached. In this figure, we can see, in section, a horizontal head comprising a semiconductor substrate 10, for example made of silicon, in which a box 12 has been engraved; in this box, a lower magnetic layer 14 has been formed for example electrolytically and has been extended by two vertical pads 161, 162 magnetic or not.
Un bobinage 18 entoure ces plots ; il est noyé dans une couche isolante 20. Le circuit magnétique se complète par une couche magnétique supérieure séparée en deux pièces polaires 221, 222 par un espaceur amagnétique 24. Chaque pièce polaire définit un pôle magnétique.A coil 18 surrounds these pads; it is embedded in an insulating layer 20. The magnetic circuit is completed by an upper magnetic layer separated into two pole pieces 221, 222 by a non-magnetic spacer 24. Each pole piece defines a magnetic pole.
Un élément magnétorésistant MR, par exemple en fernickel, est disposé sous l'espaceur amagnétique 24.A magnetoresistive element MR, for example made of fernickel, is placed under the non-magnetic spacer 24.
Cet élément est obtenu par photogravure, en prenant l'espaceur comme masque. IL est donc autoaligné par rapport à L'espaceur.This element is obtained by photoengraving, using the spacer as a mask. It is therefore self-aligned with respect to the spacer.
La tête se déplace devant un support magnétique 30 ou L'on doit lire ou écrire des informations. The head moves in front of a magnetic support 30 or Information must be read or written.
Dans le mode de réalisation illustré, ce support est supposé se déplacer de La droite vers la gauche. La pièce polaire 221 peut donc être quaLifiée de pièce polaire "avant" et La pièce polaire 222 de pièce poLaire "arrière". In the illustrated embodiment, this support is assumed to move from right to left. The pole piece 221 can therefore be qualified as a "front" pole piece and the pole piece 222 as a "rear" pole piece.
Le fonctionnement de ce dispositif est schématiquement Le suivant. The operation of this device is schematically the following.
A L'écriture, Le courant circulant dans le bobinage 18 crée un champ magnétique et, par conséquent, une induction dans le circuit magnétique. Les lignes de champ qui s'épanouissent autour de l'espaceur 24 induisent une aimantation dans le support 30. On writing, the current flowing in the winding 18 creates a magnetic field and, consequently, an induction in the magnetic circuit. The field lines which open out around the spacer 24 induce a magnetization in the support 30.
A la Lecture, une information magnétique enregistrée dans le support 30 produit un champ magnétique de lecture et, par conséquent, une induction dans le circuit magnétique. Cette induction se referme, en partie, à travers l'élément magnétorésistant MR. On reading, magnetic information recorded in the support 30 produces a magnetic reading field and, consequently, an induction in the magnetic circuit. This induction closes, in part, through the magnetoresistive element MR.
Il en résulte une variation de résistance de l'élément.This results in a variation in resistance of the element.
La figure 2 montre le dispositif en vue de dessus, ce qui permet d'illustrer la forme de l'enroulement 18, des deux pièces polaires 221, 222 et de la magnétorésistance MR. A propos de cette dernière, on voit qu'il s'agit d'une pièce en forme de H avec deux larges bandes latérales 32, 33 et une bande centrale 34 située juste sous l'espaceur 24. L'écartement entre les deux bandes latérales 32, 33 est de valeur lat inférieure à l'écartement La entre les bords de l'espaceur. En d'autres termes, la largeur de la magnétorésistance est plus faible que la largeur des pôles. Figure 2 shows the device in top view, which illustrates the shape of the winding 18, the two pole pieces 221, 222 and the magnetoresistance MR. Regarding the latter, it can be seen that it is an H-shaped part with two large lateral bands 32, 33 and a central band 34 located just under the spacer 24. The spacing between the two bands lateral 32, 33 is of lat value less than the spacing La between the edges of the spacer. In other words, the width of the magnetoresistance is narrower than the width of the poles.
Une telle tête est décrite dans le document
FR-A-2 645 314.Such a head is described in the document
FR-A-2 645 314.
La différence de largeur entre la partie centrale de la magnétorésistance et les pièces polaires (respectivement la et La) permet, en principe, de lire la piste magnétique sur une largeur la, alors que cette piste a été décrite sur une largeur La, comme illustré sur la figure 3. La différence entre ces deux largeurs, de valeur D, se répartit idéalement en deux intervalles de valeur D/2 situés de part et d'autre de la piste de lecture. The difference in width between the central part of the magnetoresistor and the pole pieces (respectively la and La) makes it possible, in principle, to read the magnetic strip over a width la, whereas this track has been described over a width La, as illustrated in FIG. 3. The difference between these two widths, of value D, is ideally divided into two intervals of value D / 2 located on either side of the reading track.
Si ce dispositif connu donne satisfaction à certains égards, il présente néanmoins des inconvé nients. If this known device is satisfactory in certain respects, it nevertheless has drawbacks.
En effet, à la lecture, le flux magnétique est censé se diviser en deux parties, L'une empruntant
Les deux pièces polaires 221, 222 et L'autre la magnétorésistance MR. Le flux émis par le support magnétique 30 est, en fait, moyenné sur toute l'épaisseur du matériau constituant les pièces polaires et Le signal détecté aux bornes de la magnétorésistance MR est proportionnel au flux moyenné par Les pôles et non au flux que la magnétorésistance capterait si elle était seule.Indeed, on reading, the magnetic flux is supposed to divide into two parts, one borrowing
The two pole pieces 221, 222 and the other the magnetoresistance MR. The flux emitted by the magnetic support 30 is, in fact, averaged over the entire thickness of the material constituting the pole pieces and The signal detected at the terminals of the magnetoresistance MR is proportional to the flux averaged by the poles and not to the flux that the magnetoresistance would pick up if she was alone.
Ainsi, contrairement à ce qu'on pouvait attendre, la largeur de lecture est sensiblement la même que la largeur d'écriture.Thus, contrary to what one might expect, the reading width is roughly the same as the writing width.
Par ailleurs, l'efficacité d'une telle tête est faible, car Le couplage entre la magnétorésistance et les pôles s'effectue mal. De plus, à L'écriture, une partie du flux magnétique est canalisée par les larges bandes latérales 32, 33, ce qui court-circuite en partie L'entrefer. Furthermore, the efficiency of such a head is low, because the coupling between the magnetoresistance and the poles is poor. In addition, during writing, part of the magnetic flux is channeled by the wide lateral bands 32, 33, which partially short-circuits the air gap.
Enfin, du fait de leur grande masse, les ailes 32 et 33 de l'élément magnétorésistant vont attirer de manière privilégiée le flux magnétique de
Lecture et réduire d'autant l'effet de ce flux sur
La mince bande centrale magnétorésistante située sous
L'entrefer.Finally, because of their large mass, the wings 32 and 33 of the magnetoresistive element will favorably attract the magnetic flux of
Reading and reducing the effect of this flow on
The thin magnetoresistive central strip located under
The air gap.
La présente invention a justement pour but de remédier à ces inconvénients. A cette fin, elle propose une structure où les deux pièces polaires ne sont pas identiques, L'une, (à savoir la pièce polaire arrière) étant plus étroite que l'autre, (la pièce polaire avant) au niveau de l'entrefer. En d'autres termes, si la largeur du pôle arrière est égale à une valeur l, celle du pôle avant est égale à une valeur
L, avec L supérieur à L. The object of the present invention is precisely to remedy these drawbacks. To this end, it offers a structure where the two pole pieces are not identical, one (namely the rear pole piece) being narrower than the other, (the front pole piece) at the air gap . In other words, if the width of the rear pole is equal to a value l, that of the front pole is equal to a value
L, with L greater than L.
A L'écriture, la dissymétrie des pièces polaires permet d'écrire sur une Largeur égale à environ la largeur du pôle arrière (I) augmentée de la valeur e d'un micromètre environ en saturant le pôle avant. When writing, the asymmetry of the pole pieces makes it possible to write over a width equal to approximately the width of the rear pole (I) increased by the value e of a micrometer approximately by saturating the front pole.
En revanche, à la lecture, où il n'y a plus de phénomène de saturation, la largeur lue est celle du pôle arrière Cl). On the other hand, on reading, where there is no longer any saturation phenomenon, the width read is that of the rear pole Cl).
Cette structure originale des pièces polaires est indépendante de la présence ou de l'absence d'une magnétorésistance, bien que, dans la pratique, on préfère Lire avec un tel moyen plutôt qu'avec l'enroulement ayant servi à L'écriture. This original structure of the pole pieces is independent of the presence or absence of a magnetoresistance, although in practice it is preferred to read with such a means rather than with the winding used for writing.
Lorsqu'une magnétorésistance est utilisée, elle peut prendre la forme d'un barreau disposé sous l'entrefer, la longueur de ce barreau étant de façon avantageuse inférieure à la largeur (L) du pôle avant. When a magnetoresistor is used, it can take the form of a bar arranged under the air gap, the length of this bar being advantageously less than the width (L) of the front pole.
Quant à sa largeur, elle est supérieure à celle de
L'entrefer. Cette disposition permet d'accroître l'efficacité de la tête en lecture par un recouvrement partiel de la magnétorésistance par les pôles, ce qui augmente
Le couplage magnétique.As for its width, it is greater than that of
The air gap. This arrangement makes it possible to increase the efficiency of the read head by partial covering of the magnetoresistance by the poles, which increases
Magnetic coupling.
Mais la magnétorésistance peut être également disposée à l'arrière de la tête, dans la pièce polaire inférieure. La magnétorésistance est alors logée dans un intervalle ménagé dans le circuit magnétique et se trouve ainsi disposée en série dans Le circuit magnétique (alors qu'elle était en parallèle dans la variante précédente). However, the magnetoresistance can also be placed at the rear of the head, in the lower pole piece. The magnetoresistor is then housed in an interval formed in the magnetic circuit and is thus arranged in series in the magnetic circuit (whereas it was in parallel in the previous variant).
Comme on le constatera par La suite, cette différence introduite dans Les dimensions des deux pièces polaires ne complique en rien la réalisation de la tête, car elle est introduite automatiquement lors des opérations de gravure. As will be seen later, this difference introduced into the dimensions of the two pole pieces does not in any way complicate the production of the head, since it is introduced automatically during the etching operations.
De manière plus précise, la présente invention a pour objet une tête magnétique de lecture et d'écriture en couches minces du genre de celles qui viennent d'être décrites au titre de l'art antérieur, et qui est caractérisée par le fait que la pièce polaire arrière présente une Largeur plus faible que celle de la pièce polaire avant. More specifically, the present invention relates to a magnetic head for reading and writing in thin layers of the kind which have just been described under the prior art, and which is characterized in that the rear pole piece has a narrower width than that of the front pole piece.
De toute façon, les caractéristiques et avantages de l'invention appara;tront mieux à la lumière de la description qui va suivre. Cette description porte sur des exemples de réalisation donnés à titre explicatif et nullement limitatif et se réfère à des dessins annexés, sur Lesquels
- La figure 1, déjà décrite, montre en coupe
une tête magnétique selon l'art antérieur ;
- La figure 2, déjà décrite, montre cette
tête en vue de dessus ;
- la figure 3, déjà décrite, montre un support
magnétique d'information avec une piste
d'écriture et une piste de lecture plus
étroite ;
- la figure 4 montre la structure des pièces
polaires dans une tête conforme à L'inven
tion ;
- la figure 5 montre une tête conforme à
L'invention avec un barreau magnétorésistif
sous L'entrefer ; ;
- La figure 6 montre une variante dans Laquel-
le le barreau magnétorésistif est placé
à L'arrière de La tête ;
- La figure 7 est un relevé de champ magnéti
que dans L'entrefer à l'écriture et à la
lecture ;
- la figure 8 illustre diverses étapes d'un
procédé de réalisation d'une tête conforme
à L'invention.In any case, the characteristics and advantages of the invention appear; will be better in the light of the description which follows. This description relates to exemplary embodiments given by way of explanation and in no way limitative and refers to the attached drawings, on which
- Figure 1, already described, shows in section
a magnetic head according to the prior art;
- Figure 2, already described, shows this
head seen from above;
- Figure 3, already described, shows a support
magnetic information with a track
writing and a more reading track
narrow;
- Figure 4 shows the structure of the parts
polar in a head according to the inven
tion;
- Figure 5 shows a head according to
The invention with a magnetoresistive bar
under the air gap; ;
- Figure 6 shows a variant in which
the magnetoresistive bar is placed
at the back of the head;
- Figure 7 is a magnetic field reading
that in The air gap to writing and
reading ;
- Figure 8 illustrates various stages of a
process for producing a conforming head
to the invention.
On voit, sur la figure 4, en vue de dessus, une couche magnétique horizontale supérieure 22 dans une tête conforme à L'invention. Cette couche comprend une pièce polaire arrière PPar, de Largeur I au niveau de L'entrefer (autrement dit au niveau du pôle), et une pièce polaire avant PPav de Largeur L au niveau de L'entrefer. Les deux pôles sont séparés par un espaceur amagnétique 24. Selon l'invention, L est supérieur à l. FIG. 4 shows a top view of an upper horizontal magnetic layer 22 in a head according to the invention. This layer includes a rear pole piece PPar, of width I at the gap (in other words at the pole), and a front pole piece PPav of width L at the gap. The two poles are separated by a non-magnetic spacer 24. According to the invention, L is greater than l.
La tête représentée sur la figure 5 diffère de la précédente par La présence d'une magnétorésistance
MR disposée sous l'espaceur. Cette magnétorésistance est reliée à deux conducteurs électriques 32 et 34, qui viennent prendre contact avec la bande magnétorésistante très près des pôles. La longueur I' de la zone efficace de la magnétorésistance MR est alors comprise par exemple entre La largeur (L) de La pièce polaire arrière (PPar) et La Largeur (L) de la pièce polaire avant (PPav). La largeur d de La magnétorésistance est supérieure à l'épaisseur e de L'espaceur 24.The head shown in Figure 5 differs from the previous one by the presence of a magnetoresistance
MR placed under the spacer. This magnetoresistor is connected to two electrical conductors 32 and 34, which come into contact with the magnetoresistive strip very close to the poles. The length I ′ of the effective area of the magnetoresistor MR is then for example between the width (L) of the rear pole piece (PPar) and the width (L) of the front pole piece (PPav). The width d of the magnetoresistance is greater than the thickness e of the spacer 24.
Bien entendu, La longueur de La magnétorésistance pourrait être inférieure à la Largeur du pôle arrière, en particulier dans le cas de champ parasite important induit par les bords de L'entrefer. Of course, the length of the magnetoresistance could be less than the width of the rear pole, in particular in the case of a large parasitic field induced by the edges of the air gap.
Dans la variante illustrée sur La figure 6, la magnétorésist#nce MR' est insérée dans la couche magnétique horizontale inférieure 14. L'intervalle d'insertion peut être situé n'importe où dans La couche inférieure. In the variant illustrated in FIG. 6, the magnetoresist # nce MR ′ is inserted into the lower horizontal magnetic layer 14. The insertion interval can be located anywhere in the lower layer.
La figure 7 permet de préciser L'écart entre les largeurs de pistes en écriture et en lecture avec une tête conforme à l'invention. Sur cette figure, l'axe des abscisses représente la Largeur de piste comptée en micromètres (l'origine est à 3 micromètres). FIG. 7 makes it possible to specify the difference between the widths of tracks in writing and in reading with a head according to the invention. In this figure, the abscissa axis represents the Track width counted in micrometers (the origin is 3 micrometers).
L'axe des ordonnées porte l'intensité du champ magnétique mesuré dans l'entrefer, d'une part en écriture (courbe A), d'autre part en lecture (courbe B). On voit que la largeur n'est pas La même et qu'il existe intrinsèquement un écart E, de l'ordre de 0,5 pm dans l'exemple illustré, entre les largeurs à L'écriture et à La lecture.The ordinate axis carries the intensity of the magnetic field measured in the air gap, on the one hand in writing (curve A), on the other hand in reading (curve B). It can be seen that the width is not the same and that there is intrinsically a difference E, of the order of 0.5 μm in the example illustrated, between the widths in writing and in reading.
La figure 8 montre diverses étapes d'un procédé de réalisation de la tête qui vient d'être décrite. FIG. 8 shows various stages of a method for producing the head which has just been described.
La plupart des opérations réalisées sont connues dans ce genre de technique et ont été décrites dans des demandes de brevets antérieures déposées par le présent
Demandeur et notamment la demande FR-A-2 604 021 (et ses correspondants EP-A-O 262 028, US-A-4,837,924) ou encore dans EP-A-O 152 326.Most of the operations carried out are known in this kind of technique and have been described in previous patent applications filed hereby.
Applicant and in particular application FR-A-2 604 021 (and its correspondents EP-AO 262 028, US-A-4,837,924) or also in EP-AO 152 326.
L'étape représentée sur la partie (a) de
La figure 8 correspond à l'étape (j) de la figure 5 de FR-A-2 604 021. On y voit un substrat 10, une couche magnétique inférieure 14, deux plots verticaux 161, 162 magnétiques ou non, prolongés par des concentrateurs 171, 172 et un ilôt isolant 19. Sur cet ensemble, une couche isolante 34 a été déposée puis gravée sous forme de caisson 36.The step represented on part (a) of
FIG. 8 corresponds to step (j) of FIG. 5 of FR-A-2 604 021. It shows a substrate 10, a lower magnetic layer 14, two vertical pads 161, 162 magnetic or not, extended by concentrators 171, 172 and an insulating island 19. On this assembly, an insulating layer 34 has been deposited and then etched in the form of a box 36.
La partie (b) montre, en vue de dessus, la forme du caisson 36. Sa largeur au centre est égale à L. Part (b) shows, in top view, the shape of the box 36. Its width in the center is equal to L.
Le procédé se poursuit (partie c) par le dépôt d'une couche d'isolant 35 tel qu'une résine Laissant dégagée La moitié droite du caisson. The process continues (part c) by depositing an insulating layer 35 such as a resin Leaving the right half of the box free.
Une nouvelle gravure (par exemple du même type que celle ayant permis la gravure du caisson précédemment) est alors effectuée pour agrandir la moitié droite du caisson et amener la partie centrale à une largeur L (au lieu de I). La partie (d) montre Le recul du bord droit référencé 37 et La partie (e) montre, en vue de dessus, les deux parties du caisson, la partie gauche, d'origine, et La partie droite, agrandie. A new engraving (for example of the same type as that which allowed the engraving of the box previously) is then carried out to enlarge the right half of the box and bring the central part to a width L (instead of I). Part (d) shows the recoil from the right edge referenced 37 and Part (e) shows, in top view, the two parts of the box, the left part, original, and The right part, enlarged.
On forme alors, dans ce double caisson, un espaceur amagnétique 42 (partie f) par l'intermédiaire de la couche 35. Le moyen d'obtenir un tel espaceur a été décrit dans le document FR-A-2 604 021 (figure 5, parties k et L) ainsi que dans le document FR-A2 583 887 (figure 2d). Une fois l'espace obtenu, on élimine la couche 35. A non-magnetic spacer 42 (part f) is then formed in this double box through the layer 35. The means of obtaining such a spacer has been described in document FR-A-2 604 021 (FIG. 5). , parts k and L) as well as in document FR-A2 583 887 (FIG. 2d). Once the space has been obtained, layer 35 is eliminated.
On dépose ensuite éventuellement une couche conductrice 43 au fond du caisson (dans le cas où on réalise un dépôt magnétique par électrolyse), de part et d'autre de l'espaceur 42. Par croissance électolyti- que sur cette couche, on forme deux pièces polaires, respectivement avant (PPav) et arrière (PPar). La partie (g) montre ces deux pièces en coupe et la partie (h) en vue de dessus. A conductive layer 43 is then optionally deposited at the bottom of the box (in the case where magnetic deposition is carried out by electrolysis), on either side of the spacer 42. By electrolytic growth on this layer, two forms are formed. pole pieces, respectively front (PPav) and rear (PPar). Part (g) shows these two parts in section and part (h) in top view.
On voit que la différence de largeur des pôles n'est en rien une source de compLication, puisque seule La surgravure illustrée aux figures c, d et e, est à prévoir en plus du procédé ordinaire. It can be seen that the difference in width of the poles is in no way a source of complication, since only the over-engraving illustrated in FIGS. C, d and e is to be expected in addition to the ordinary process.
La tête magnétique de L'invention, de par sa structure présente les avantages suivants - Le centre du pôle arrière est aligné avec Le centre
du pôle avant ; - La distance (L-l) étant définie par gravure (donc
avec une bonne précision) on obtient une bonne repro
ductibilité pour# E et donc pour la Largeur de piste
écrite et la largeur de piste Lue ; - La longueur de la magnétorésistance n'intervient
pas dans la définition de la largeur de la piste
lue. The magnetic head of the invention, by its structure has the following advantages - The center of the rear pole is aligned with The center
the front pole; - The distance (L1) being defined by etching (therefore
with good precision) we get a good repro
ductility for # E and therefore for the Track width
written and the track width read; - The length of the magnetoresistance does not intervene
not in the definition of the track width
read.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9105620A FR2676301B1 (en) | 1991-05-07 | 1991-05-07 | MAGNETIC WRITING AND READING HEAD WITH DISSYMMETRIC POLES WIDTH. |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| FR9105620A FR2676301B1 (en) | 1991-05-07 | 1991-05-07 | MAGNETIC WRITING AND READING HEAD WITH DISSYMMETRIC POLES WIDTH. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2676301A1 true FR2676301A1 (en) | 1992-11-13 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2676301B1 (en) |
Cited By (2)
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Also Published As
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|---|---|
| FR2676301B1 (en) | 1993-07-16 |
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