ITTO971069A1

ITTO971069A1 - Gruppo di sopporto di registrazione-testa magnetica ottimizzato.

Info

Publication number: ITTO971069A1
Application number: IT97TO001069A
Authority: IT
Inventors: Jean-Pierre Lazzari; Yasuo Fujima; Yoshinobu Okumura; Joel R Weiss
Original assignee: Silmag Sa
Priority date: 1996-12-11
Filing date: 1997-12-10
Publication date: 1999-06-10
Also published as: GB2320361B; US6014292A; IT1296620B1; GB9724387D0; DE19754655A1; JPH10188262A; GB2320361A; FR2756964B1; FR2756964A1

Description

DESCRIZIONE dell ’ invenzione industriale dal titolo:

"Gruppo di sopporto di registrazione-testa magnetica ottimizzato"

Campo tecnico

La presente invenzione ha come oggetto un gruppo di sopporto di registrazione-testa magnetica ottimizzato.

Essa trova un'applicazione nella registrazione magnetica di informazioni, per esempio su disco.

Stato della tecnica anteriore

Le figure 1 e 2 annesse mostrano schematicamente, nella loro parte inferiore, le espansioni polari di due tipi di teste note, rispettivamente le teste vecchie a espansioni polari perpendicolari al sopporto di registrazione, e le teste recenti planari a strati sottili, ad espansioni polari parallele al sopporto. Il campo magnetico prodotto da queste teste può essere misurato con microscopio a forza atomica. L'intensità di questo campo è rappresentata sulla parte alta delle figure.

Più precisamente, nella figura 1, (in basso), sono rag presentate due espansioni polari 10, 12, e (in alto), la superficie 14 rappresentante l'ampiezza della componente orizzontale Hx del campo magnetico in funzione della distanza x al centro del traferro lungo la dimensione trasversale.

Analogamente, si vedono, nella figura 2, due espansioni polari 20, 22 (in basso) e la superficie 24 rappresentante queste stesse variazioni (in alto).

Si vede che ii gradiente orizzontale è più rilevante per le teste planari a strati sottili (figura 2) che per le teste vecchie (figura 1). Questa differenza proviene dalla forma delle linee di campo nei due tipi di teste. In una testa classica, come rappresentato nella figura 1, le linee di campo sono sostanzialmente perpendicolari al sopporto di registrazione, mentre, in una testa planare a strati sottili, queste linee, rappresentate nella figura 2, sono sostanzialmente parallele al sopporto. In queste figure sono rappresentate pure cariche magnetiche positive e negative, che sono naturalmente fittizie, ma che permettono di meglio illustrare i fenomeni.

Per quanto riguarda il sopporto in cui sono registrate le informazioni, questo è formato in generale da un disco ricoperto da uno strato magnetico. In questo strato, l'informazione è registrata sotto forma di una transizione magnetica che separa due zone in cui la magnetizzazione presenta orientamenti di direzione opposta. La lunghezza della transizione magnetica registrata nello strato dipende dal prodotto dello spessore dello strato magnetico per la magnetizzazione dello strato. In generale, si cerca di diminuire questo prodotto, per aumentare la densità lineare di informazione registrata.

Questa tendenza ha sfortunatamente dei limiti, giacché conduce, in pari tempo, a una diminuzione dell'energia magnetica immagazzinata nello strato, quindi a una riduzione del segnale di lettura.

Per precisare la relazione esistente tra il campo magnetico prodotto dalla testa e la forma della transizione magnetica registrata nello strato magnetico, si può far riferimento alle figure annesse 3 e 4. Queste figure utilizzano una costruzione geometrica, più eloquente di un calcolo teorico, per legare il campo prodotto dalla testa alla magnetizzazione registrata nello strato.

Nella figura 3, la curva A, in alto a sinistra, rappresenta la variazione dellacomponente orizzontale Hx del campo prodotto dalla testa in funzione dell'ascissa x. L'asse delle ascisse corrisponde all'asse orizzontale della pista registrata. Questa variazione presenta una forma a campana, di cui soltanto una metà è rappresentata {l'altra metà, in linea a tratti, è simmetrica).

La curva B, in alto a destra, rappresenta un ramo di ciclo d'isteresi dello strato magnetico del disco. E' noto che un tale ciclo collega la magnetizzazione M nello strato al campo magnetico applicato. In generale, si porta il campo in ascisse e la magnetizzazione in ordinate, ma, per motivi evidenti di corrispondenza con la curva A della parte sinistra, si è portato qui il campo Ηχ in ordinate e la magnetizzazione M in ascisse. In tal modo, il valore del campo di un punto della curva B può essere immediatamente messo in corrispondenza con il campo corrispondente di un punto relativo alla curva A.

La curva C, in basso a sinistra, mostra la variazione della magnetizzazione M nello strato, in funzione dell’ascissa x presa lungo l'asse longitudinale dello strato. Questo asse delle ascisse è quindi parallelo a quello che corrisponde alla curva A.

Si può costruire la curva C punto per punto. A tal fine, occorre, per ciascuna ascissa x di un punto della curva A, trovare il valore della magnetizzazione nella figura B poi riportare questo valore nel grafico in basso a sinistra conservando la stessa ascissa x. Si può assumere, come esempio di questa costruzione, un punto M sulla curva A, la cui ascissa è x1 e l’ordinata Η1· A questo punto M corrisponde un punto N sulla curva B, della stessa ordinata. Ad esso corrisponde una magnetizzazione M^. Per la stessa ascissa x^ e per questo valore M1 della magnetizzazione, si trova un punto P nelriferimento M,x in basso a sinistra e questo punto è uno dei punti della curva c richiesta. Conoscendo la curva A relativa a una testa e la curva B relativa a uno strato, se ne deduce la transizione C nello strato.

Le curve della figura 3 corrispondono a una testa classica, come quella della figura 1. La figura 4 mostra le stesse curve, ma per una testa orizzontale a strati sottili. Si vede che la transizione magnetica ottenuta (curva C) è più stretta nel secondo caso che nel primo.

Il segnale di lettura ottenuto a partire da tali transizioni (curve C delle figure 3 e 4) ha la forma a campana, come illustra la figura 5 (segnale S). Per valutare la larghezza della transizione, si fa riferimento spesso alla larghezza a semi-altezza del segnale di lettura, larghezza indicata in modo classico Pw50.

Benché la transizione magnetica registrata sia più stretta con una testa planare a strati sottili che con una testa classica, ciò non è sufficiente ad aumentare la densità lineare di registrazione, giacché questa dipende, in effetti, essenzialmente dal rapporto segnale/rumore. Ora, il rumore è quasi costante per una catena completa di lettura, ed è quindi sul segnale di lettura che occorre giocare. Con le teste classiche quali quelle della figura 1, questo aumento non è affatto possibile, In effetti, nello strato che è sede di una transizione magnetica, si effettua un riequilibramento dopo l'operazione di scrittura, tra il campo coercitivo e il campo smagnetizzante. Quest'ultimo e, in prima approssimazione, proporzionale al prodotto dello spessore "t" dello strato magnetico (la lettera "t" corrispondendo all'iniziale della parola inglese "thickness") per il valore della magnetizzazione rimanente, ossia Kr. Per le teste classiche, che forniscono un gradiente di campo relativamente basso, l'aumento della densità di registrazione si effettua sempre con una diminuzione del prodotto (Mr)t, al fine di diminuire i campi smagnetizzanti. Questa tendenza rende la soluzione del problema sempre più difficile, giacché il segnale di lettura diminuisce correlativamente.Ci si trova allora di fronte ad un problema che sembra insolubile. Esposizione dell'invenzione

La presente invenzione ha appunto come scopo quello di risolvere questo problema. A tal fine, l'invenzione propone non già di diminuire il prodotto (Mr)t, ma, paradossalmente, di aumentarlo. Ciò è possibile, in compenso, soltanto se si utilizza la testa planare a strati sottili (figura 2), per la quale il gradiente di campo orizzontale è elevato. Inoltre, secondo un'altra caratteristica dell'invenzione, il campo coercitivo He dello strato magnetico è pure aumentato rispetto ai valori usuali, ciò che, combinato con l'aumento del prodotto (Mr)t mantiene il rapporto (Mr)t/Hc sostanzialmente costante (o, eventualmente, lo riduce un po'). L'aumento della magnetizzazione rimanente Mr e del campo coercitivo He allarga il ciclo d'isteresi del materiale costituente lo strato magnetico di registrazione, ciò che aumenta l'area delimitata da questo ciclo. Questo aumento dell'area conduce ad un aumento dell'energia immagazzinata dello strato, quindi ad una crescita dell'ampiezza del segnale di lettura, mentre un equilibrio è conservato tra il campo smagnetizzante e il campo coercitivo. Si diminuisce un po1 o anche affatto la larghezza Pw 50, ma si è ottenuto un segnale di lettura più rilevante, ciò permette di avere un miglior rapporto segnale/rumore. Si potrà quindi aumentare la densità di registrazione, sia diminuendo la lunghezza della transizione, sia diminuendo la larghezza, (in altre parole diminuendo la larghezza di pista).

Precisamente, la presente invenzione ha quindi come oggetto’ un gruppo di sopporto di registrazione-testa magnetica, nel quale il sopporto comprende uno strato magnetico presentante una certa magnetizzazione rimanente Mr, un certo spessore t, quindi un certo prodotto (Mr)t, un certo campo coercitivo He, e un certo rapporto (Mr)t/Hc, questo gruppo essendo caratterizzato dal fatto che la testa magnetica è una testa magnetica planare a strati sottili e che lo strato magnetico del sopporto presenta un prodotto (Mr)t elevato per un rapporto (Mr)t/Hc dato, ciò permettendo di ottenere densità di registrazione più elevate utilizzabili.

Preferibilmente, il campo coercitivo He è scelto superiore a circa 2200 Oe.

Ancora preferibilmente, il prodotto (Mr)t è scelto superiore a circa 1,8 in unità CGS. In questo sistema, Mr è misurato in memu/cm , t in centimetri, He in Oersted. Il prodotto Mr(t) si esprime quindi in

Ancora preferibilmente il rapporto Mr(t)/Hc è scelto prossimo a circa

Il prodotto del campo coercitivo He per la quantità (Mr)t diventa superiore a circa 4000 Oe.memu/cm2.

Breve descrizione dei disegni

- La figura 1, già descritta, illustra una testa classica vecchia ad espansioni polari-perpendicolari al sopporto di registrazione;

- la figura 2, già descritta, illustra una testa magnetica recente orizzontale a strati sottili;

la figura 3, già descritta, mostra la corrispondenza geometrica tra il campo prodotto da una testa classica e la transizione magnetica nello strato di registrazione;

la figura 4, già descritta, mostra la stessa corrispondenza tra il campo prodotto da una testa orizzontale a strati sottili e la transizione magnetica nello strato di registrazione;

la figura 5, già descritta, mostra la forma generale di un segnale di lettura S;

la figura 6 mostra il ciclo d’isteresi di uno strato magnetico utilizzato conformemente all'invenzione. Descrizione di una forma particolare di attuazione

Le tabelle che seguono illustrano una forma particolare di attuazione dell’invenzione. Queste tabelle riportano diverse caratteristiche dello strato magnetico utilizzato sul disco di registrazione, sapendo che questo strato è combinato con una testa orizzontale a strati sottili. Tale testa è ben nota al tecnico del ramo ed è descritta, per esempio, nel documento FR-A-2.645.314 (o suo corrispondente americano

In questa tabella, la nomenclatura utilizzata è la asguente:

segnale ad alta frequenza in millivolt, misurato sul diametro interno

segnale a bassa frequenza in millivolt, misurato sul diametro interno

segnale ad alta frequenza in millivolt, misurato sul diametro esterno

segnale a bassa frequenza in millivolt, misurato sul diametro esterno

larghezza del picco isolato a semi-altezza in nanosecondi sul diametro interno

larghezza del picco isolato a semi-altezza in

nanosecondi sul diametro esterno

rapporto d'ampiezza di un segnale ad alta frequenza rispetto ad un segnale a bassa frequenza misurato sul diametro interno. La risoluzione si misura in %.

rapporto d'ampiezza di un segnale ad alta frequenza rispetto ad un segnale a bassa frequenza misurato sul diametro esterno. La risoluzione si misura in %.

misura in dB della sovrascrittura della testa (in inglese "overwrite")

sovrascrittura per il diametro interno in dB sovrascrittura per il diametro esterno in dB simmetria della transizione non lineare (in inglese "Non Linearity Transition Syrnmetry”) misurato in percento.

Nelle quattro tabelle che seguono, la prima riga, indicata con l'abbreviazione De, corrisponde a un disco classico. La seconda riga, indicata con l'abbreviazione Do, corrisponde a un disco ottimizzato secondo la presente invenzione. La terza riga indica l'aumento, in percentuale, ottenuto quando si passa da un disco classico a un disco ottimizzato secondo l'invenzione.

Queste tabelle mostrano che in alta frequenza, si può aumentare l'ampiezza di lettura del 46%, che la larghezza Pw50 è diminuita di circa il 10%, che la sovrascrittura ( "overwrite") è un po' migliorata e che infine la simmetria del segnale è circa due volte migliore che per un riisco'ppqi ottimizzato.

Infine, la figura 6 mostra il ciclo d'isteresi CHo corrispondente al disco ottimizzato secondo l'invenzione e il ciclo CHc corrispondente a un disco classico. L'aumento dell'area limitata dal ciclo è manifesto.

Si può affermare, inoltre, che se si aumenta il campo coercitivo Hcm il segnale ad alta frequenza sarà più aumentato del segnale a bassa frequenza.

Se si aumenta il prodotto (Mr)t, si aumenterà più il segnale a bassa frequenza che il segnale ad alta frequenza.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Gruppo di sopporto di registrazione-testa magnetica, nel quale il sopporto comprende uno strato magnetico presentante una certa magnetizzazione rimanente Mr, un certo spessore t, quindi un certo prodotto un certo campo coercitivo He, e un certo rapporto questo gruppo essendo caratterizzato dal fatto che la testa magnetica è una testa magnetica planare a strati sottili e che lo strato magnetico di sopporto presenta un prodotto (Mr)t elevato per un rapporto (Mr)t/Hc dato.
2. Gruppo secondo la rivendicazione 1, nel quale il campo coercitivo He è scelto superiore a circa 2200 Oe.
3. Gruppo secondo la rivendicazione 1 o 2, nel quale il prodotto (Mr)t e scelto superiore a circa 1,8 (memu/cm ).
4. Gruppo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 3, nel quale il rapporto è scelto prossimo a 0,7 o 0,8.10 ^ memu/cm^/Oe.
5. Gruppo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 4, nel quale il prodotto (Hc)(Mr)t è superiore a circa 4000 Oe x memu/cm .
6. Gruppo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 5, nel quale l'aumento di He comporta un aumento preponderante del segnale ad alta frequenza.