JP2000508809A - ポールチップ後退を低減した薄膜テープヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明はポールチップ後退の低減されたテープヘッド（３０）を提供する。テープヘッドのくぼんだ基板（３７）と閉鎖部（３２）は複数の層によって隔てられており、この複数の層は、例えば、ボトム層（３５）、くぼんだボトムポール（８６）、書込みギャップ（８８）、共用ポール（８４）、読取りギャップ（６０）、トップポール（８２）およびトップ層（４８）を含んでいる。くぼんだボトムポールは基板のくぼみに位置決めされている。このくぼんだ基板とくぼんだボトムポールを利用することによって、保護層の厚さは低減され、よって記録ヘッドの空気軸受面における基板と閉鎖部間の距離を低減する。本発明によって、磨耗は低減され、よってポールチップ後退を低減する。

Description

【発明の詳細な説明】 ポールチップ後退を低減した薄膜テープヘッド 発明の背景 発明の分野 この発明は改良したヘッド性能を持つ薄膜テープヘッドに関する。より詳細に は、この発明はポールチップ後退を低減することによって、ヘッドの性能を改良 した薄膜テープヘッドに関する。 関連技術 薄膜磁気テープヘッドは、既知の原理を利用して磁化できる記録媒体上にデー タを格納するのに定期的に使用される。通常の薄膜テープヘッドは基板の表面に 置かれた複数の層を持ち、この層は基板と閉鎖部の間に位置決めされている。例 えば、これらの層はボトム層、ボトムポール、ギャップ層、コイルおよびトップ ポールを含むことができる。これらの層の結果図は非平面であるので、閉鎖部に 対してて位置決めするための平坦な表面になることができる厚いトップ層を加え ることが必要である。 薄膜テープヘッドの空気軸受面の末端は所定量の間隔を置いて磁気記録媒体か ら隔てられている。都合の良いことに、テープとヘッド間のこの間隔はわずか１ ０分の数マイクロメータである。テープヘッドと記録媒体間のこのわずかの間隔 が、使用中、一定に保持されて、最大テープヘッド性能を保証することが重要で ある。 本明細書に記述されているように構成された薄膜テープヘッドにおいて、空気 軸受面の材料は使用するにつれて磨耗する。特に、基板と閉鎖部間、すなわちボ トム層、ボトムポール、ギャップ層、トップポールおよびトップ層、の材料は基 板と閉鎖部の割合とは異なる割合で磨耗する。代表的には、基板と閉鎖部間の材 料は基板と閉鎖部のそれより柔らかい。従ってこれらの層はより速く磨耗してへ こみを形成する。テープヘッドの空気軸受面末端における結果のテープヘッド外 形は、通常、ポールチップ後退（ＰＴＲ）と称される。ＰＴＲの結果、ヘッドの 性能は使用するにつれて劣化すると思われる。ＰＴＲがひどくなるとヘッドを不 動作することがある。 発明の概要 この発明では、薄膜記録ヘッドは、基板および、基板上に置かれて基板との間 に位置決めされた複数の層を持つ閉鎖部を含んでいる。複数の層には基板上のボ トム層に置かれたくぼんだボトムポールが含まれる。このくぼんだボトムポール は基板の面にあるくぼみに位置決めされている。くぼんだボトムポール上に置か れた幾つかの層にはコイル構造、ギャップ層、トップポールおよびトップ層が含 まれる。 くぼんだ基板およびくぼんだボトムポールを使用することによって、より薄い トップ平面化層が使用できるようになり、よってテープヘッドの空気軸受面末端 における基板と閉鎖部間の距離を低減する。その結果、露出して、テープヘッド の空気軸受面上を通過するテープによって磨耗される基板と閉鎖部間の層の表面 領域は、ずっと少なくなる。本発明において、空気軸受面で露出した上表は従来 通りのテープヘッドに見られるものより薄い。基板と閉鎖部間の距離を低減する ことによって、主としてトップ層の厚さを低減することで、使用中のＰＴＲの広 がりと生長率が低減される。 本発明はまた、「ピギーパック」テープヘッドと称されるタイプのテープヘッ ドでも利用することができる。本発明はまた、マルチトラックテープヘッドでも 利用することができる。 この発明の主な利点はテープヘッドにおけるＰＴＲの影響を低減することであ る。 発明のもう一つの利点は、従来のテープヘッドの材料を使用してＰＴＲを低減 することである。 発明の別の利点は使用に伴うＰＴＲの生長率を低減することである。 発明の他の目的、利点、および顕著な特徴は、添付の図面に関連して発明の良 好な実施例を開示する以下の詳細な記述から明らかになるであろう。 図面の簡単な説明 第１図は関連技術の薄膜テープヘッドの断面図であり、 第２図は関連技術の薄膜テープヘッドの空気軸受面末端図であり、 第３図は本発明の薄膜記録ヘッドの断面図であり、 第４図は本発明の薄膜記録ヘッドの空気軸受面末端図であり、 第５図は併合タイプ薄膜記録ヘッドの関連技術薄膜テープヘッドの断面図であ り、 第６図は、本発明による併合タイプ薄膜記録ヘッドの薄膜記録ヘッドの実施例 の断面図であり、 第７図は、本発明による併合タイプ薄膜記録ヘッドの薄膜記録ヘッドの別の実 施例の断面図であり、そして 第８図は、本発明のマルチトラック薄膜テープヘッドの一部を示す。 良好な実施例の詳細な説明 次に、この明細書の一部を形成ずる図面を参照して説明する。 第１図は、参照番号１０で示される関連技術薄膜テープヘッドの断面図である 。テープヘッド１０は、テープ（図示されていない）に隣接して位置決めされる ための空気軸受面末端１１を持っている。テープは、テープヘッド１０の空気軸 受面末端１１の上を通過するので、従来の操作に従って、データはテープヘッド １０に読取られ、そこから書込まれる。 テープヘッド1０は、酸化アルミニウム炭化チタンあるいは他の同等な材料か ら作られた閉鎖部１２と基板１４を備えている。閉鎖部１２と基板１４の間には 参照番号１６で示される複数の層がある。層１６は基板１４上に置かれた酸化ア ルミニウム基層１８を含む。平坦なボトムポール２０は基層１８上に置かれてい る。酸化アルミニウムのような絶対材料から作られたギャップ層２２は平坦なボ トムポール２０上に置かれている。コイル構造２４はギャップ層２２上に構成さ れる。これは従来の操作に従って行われる。トップポール２６はギャップ層２２ 上に、コイル構造２４を覆って置かれる。その結果、トップポール２６は結果的 に隆起した形状になる。上述のプロセスの終わりには重ねられた層の輪郭は非平 面状である。閉鎖部１２を取付けるためには平坦面が必要であるのでトップポー ルの上に厚い保護酸化アルミニウム層２８を置き、そしてそれを覆いかぶせて、 平坦面を形成する必要がある。 第２図で示されるように、閉鎖部１２と基板１４間の距離は複数の層１６の厚 さによって決定される。テープヘッド１０と同様のタイプのテープヘッドではこ の距離は約４０ミクロンであって、２ミクロンの基層１８、５ミクロンのボトム ポール２０、１ミクロンのギャップ層、５ミクロンのトップポール２６、そして トップポール２６と閉鎖部１２間にある少なくとも２５ミクロンの保護層２８か ら成る。 これらの層１６は、テープヘッド１０の空気軸受面末端１１におけるポールチ ップ後退（ＰＴＲ）の損害を蒙る。ＰＴＲは、複数層１６の磨耗あるいは後退、 特に、テープヘッド１０の空気軸受面末端１１を横断して通るテープ（図示され ていない）によって生じる閉鎖部１２と基板１４間のトップポール２６とボトム ポール２０のそれ、を述べるのに使用される用語である。 出願者は、ＰＴＲの衝撃は、テープヘッドの閉鎖部と基板間の距離を低減する ことによって減少できることを発見した。特に、閉鎖部と基板間の距離が低減さ れる場合、その間の層は磨耗しにくくなる。従って、その詳細は以下の説明にお いて述べる本発明によって、ＰＴＲを低減したために、確実な性能を持ち、寿命 の増加したテープヘッドを作ることができる。 次に第３図では、薄膜磁気テープ記録ヘッドを備えるテープヘッド３０が、本 発明の１実施例に従って示されている。使用中、テープヘッド３０の空気軸受面 末端３１は、データを読取りそして／または書込むための記録媒体（図示されて いない）に隣接して位置決めされている。テープヘッド３０は複数の層によって 隔てられた閉鎖部３２と基板３４を含んでいる。基板３４は、酸化アルミニウム 炭化チタンあるいは他の同等な材料のような連続ブロックの材料に形成される。 閉鎖部３２と基板３４間の距離は基板３４の面３６にくぼみ３７を形成すること によって低減することができる。従ってくぼみ３７は、そうでなければほぼ平坦 な面に沿って、くぼんだ部分を形成する。ほぼ一定の厚さの絶縁酸化アルミニウ ム基層から成るボトム層３５は基板３４上に置かれている。くぼんだボトムポー ル３８は、そのくぼみ４０が基板３４のくぼみ３７に対応するようにボトム層３ ５に隣接して位置決めされている。コイル構造４２はくぼんだボトムポール３８ のくぼみ４０に置かれている。コイル構造４２は従来の操作に従って、くぼみ４ ０内に構成される。図示されるように、ギャップ層４４はボトムポール３８とコ イル構造４２上に置かれている。コイル構造４２を置く前にボトムポール３８上 にギャップ層を置くことは発明の範囲内である。そのような場合、ギャップ層は ボトムポール３８に沿って置かれ、そしてボトムポール３８の形状に対応する形 状を持つであろう。平坦なトップポール４６はギャップ層４４上に置かれる。く ぼんだボトムポール３８とくぼんだ基板３４が使用されるので、くぼんたボトム ポール３８のくぼみ４０は基板３４の面３６を越えて基板３４に延びる。従って 、基板３４上に置かれたいくつかの層の輪郭は、部分的に、基板３４内にくぼん でおり、この輪郭は、第１図と第２図に示されたテープヘッド１０により勾配が 険しくない。従って、本発明によって、絶縁酸化アルミニウム保護層を備える、 より薄いトップ層４８をトップポール４６の上に置き、そして平坦面になるよう に覆うことができる。特に、トップポール４６と閉鎖部３２間にあるトップ層部 分４８が低減され、よってテープヘッド３０の空気軸受面末端３１における閉鎖 部３２と基板３４間の距離全体を低減する。 第３図と第４図に示される本発明において、閉鎖部３２と基板３４間の距離は 、その距離が少なくとも４０ミクロンである第１図と第２図に比較すると、約１ ５ミクロンである。本発明では、ボトム層３５はほぼ２ミクロン、ボトムポール ３８はほぼ５ミクロン、ギャップ層４４はほぼ１ミクロン、トップポール４６は ほぼ５ミクロンそして、トップポール４６と閉鎖部３２間のトップ層４８はほぼ ２ミクロンの厚さである。 基板３４と閉鎖部３２は、基板３４と閉鎖部３２間に置かれた層の材料の耐磨 耗性を持つ材料から作られている。基板３４と閉鎖部３２は酸化アルミニウム炭 化チタンから作られ、そして両者間の層より大きい耐磨耗性を持っているので、 基板３４と閉鎖部３２間の距離が減少する場合、テープが基板３４と閉鎖部３２ 間の層を磨耗することはずっと困難になる。 次に、第５図には関連技術の併合ヘッドの断面図が一般的に５０で示されてい る。これらのテープヘッドは二重素子ヘッド、併合ヘッドあるいはピギーパック ヘッドと称することができるが、ここでは簡素化するために併合ヘッドとして述 べる。テープヘッド５０には、トップポール７６、共用ポール５２およびボトム ポール７８が含まれる。ボトムポール７８と共用ポール５２間には読取りギャッ プ５４、そして共用ポール５２とトップポール７６間には書込みギャップ８０が ある。書込みギャップ８０はコイル構造４２を備えるタイプであり、そして読取 りギャップ５４は磁気抵抗（ＭＲ）素子５６を持つタイプである。第１図および 第２図と同様に、閉鎖部１２が取付けられるために、厚いトップ層２８を加えて 、覆わなければならない。 併合テープヘッドに関する本発明の実施例は第６図と第７図に示されている。 第６図は、ほぼ平坦なトップポール８２、ほぼ平坦な共用ポール８４およびくぼ んだボトムポール８６を持つ併合テープヘッド５８を示す。ＭＲ素子５６を含む 読取りギャップ６０は共用ポール８４とトップポール８２の間にある。コイル構 造４２を含む書込みギャップ８８は共用ギャップ８４とボトムポール８６の間に ある。第６図に示される実施例では、ボトムポール８６はくぼんでいる。くぼん だボトムポール８６は基板３４のくぼみ３７に対応し、よって第３図と第４図に 関して先に説明したように、より薄いトップ層４８を生じている。 第７図に示される代替例においては、併合テープヘッド９０はトップポール９ ２、くぼんだ共用ポール９４およびくぼんだボトムポール９６を持っている。ト ップポール９２とくぼんだ共用ポール９４の間にはコイル構造４２を含む書込み ギャップ９８がある。くぼんだ共用ポール９４とくぼんだボトムポール９６の間 にはＭＲ素子５６を含む読取りギャップ１００がある。 第６図と第７図に示される両実施例は第３図と第４図に関して説明したのと同 じ利点を持っている。 本発明のテープヘッドを、基板とボトムポール間に位置決めされた絶縁ボトム 層に関して述べてきたが、絶縁基板構造を使用することによってこのボトム層を 削除することは発明の範囲内である。さらに、単一テープヘッドが示され、記述 されてきたが、マルチトラックテープヘッドを利用して、本発明のくぼんだテー プヘッド構造を組入れることもできる。マルチトラックテープヘッドの１部分は 第８図の１０８で示され、本発明のギャップ層、トップポール、平坦化層および 閉鎖部は発明のマルチトラック様相を説明するために取除かれている。図示され たマルチトラックテープヘッド部分１０８はくぼんだ基板１１０、ボトム層１１ ２、くぼんだボトムポール１１４および、くぼんだボトムポール１１４のくぼみ １１８に沿って形成された多重コイル１１７を含むコイル構造１１６を含んでい る。 有利な実施例が選択されて、発明を説明しているが、添付の請求の範囲におい て規定された発明の範囲から逸脱することなく、種々の変化および変更がなされ 得ることは、当業者には理解されるであろう。例えば、絶縁材量から成る基板が 使用される場合、個別のボトム層の使用を削除することは、発明の範囲内である 。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ほぼ平坦な面を持ち、前記面に沿ってくぼんだ部分を形成する基板くぼみの ある基板と、 閉鎖部と、 前記基板と前記閉鎖部間に位置決めされた複数層、とを備える薄膜磁気テー プ記録ヘッドにおいて、前記複数層は、 前記基板の前記面に沿って位置決めされたくぼんだボトムポールと、 前記くぼんだボトムポールは前記基板の前記面における前記基板くぼみに隣 接してポールくぼみを持ち、それによって前記ポールくぼみには前記ほぼ平坦 な面を越えて前記くぼみ内に延びる、 前記ポールくぼみに置かれたコイル構造と、 前記くぼんだボトムポールと前記閉鎖部間に置かれたギャップ層と、 前記ギャップ層と前記閉鎖部間に位置決めされたトップポールと、 前記トップポールと前記閉鎖部間に位置決めされたトップ層、とを備えてお り、 前記トップ層はヘッドの空気軸受面末端における前記基板と前記閉鎖部間の 距離を低減するほど十分に薄い、 ことを特徴とする前記薄膜磁気テープ記録ヘッド。 ２．前記トップポールと前記閉鎖部間の前記空気軸受面に露出した前記トップ層 は十分に薄いので、前記基板と前記閉鎖部間の距離は前記くぼんだボトムポー ルと前記トップポールによってほぼ決定されていることを特徴とする、請求の 範囲１記載の薄膜磁気テープ記録ヘッド。 ３．前記閉鎖部と前記基板間の前記距離はほぼ１５ミクロンであり、そして前記 トップ層は前記距離のうちの２ミクロンを構成することを特徴とする、請求の 範囲２記載の薄膜磁気テープ記録ヘッド。 ４．前記ギャップ層の１部分は前記トップポールと前記コイル間に置かれている ことを特徴とする、請求の範囲１記載の薄膜磁気テープ記録ヘッド。 ５．前記トップポールはほぼ平坦であることを特徴とする、請求の範囲１記載の 薄膜磁気テープ記録ヘッド。 ６．前記複数層はなお、 前記トップポールと前記ボトムポール間に置かれた共用トップポールと、 前記ボトムポールと前記共用ポール間の第１ギャップ層と、 前記トップポールと前記共用ポール間の第２ギャップ層、とを備え、 前記第２ギャップ層は読取りギャップを、そして前記第１ギャップ層は書込 みギャップを決定することを特徴とする、請求の範囲１記載の薄膜磁気テープ 記録ヘッド。 ７．前記空気軸受面における前記トップ層は十分に薄いので、前記基板と前記閉 鎖部間の距離は前記くぼんだボトムポール、前記第１ギャップ層、前記共用ポ ール、前記第２ギャップ層および前記トップポールによっでほぼ決定されるこ とを特徴とする、請求の範囲６記載の薄膜磁気テープ記録ヘッド。 ８．前記複数層はなお、 前記トップポールと前記第１のくぼんだボトムポール間に置かれたくぼんだ 共用ポールと、 前記トップポールと前記くぼんだ共用ポール間の第１ギャップ層と、 前記くぼんだボトムポールと前記くぼんだ共用ポール間の第２ギャップ層、 とを備えており、 前記第２ギャップ層は読取りギャップを、そして前記第１ギャップ層は書込 みギャップを決定することを特徴とする、請求の範囲１記載の薄膜磁気テープ 記録ヘッド。 ９．前記トップ層はアルミナ（酸化アルミニウム）から成り、そして前記閉鎖部 と前記基板は酸化アルミニウム炭化チタンから成ることを特徴とする、請求の 範囲２記載の薄膜磁気テープ記録ヘッド。 １０．さらに、前記ボトムポールと前記基板に位置決めされたボトム層を備えて いることを特徴とする、請求の範囲１記載の薄膜磁気テープ記録ヘッド。 １１．ほぼ平坦な面を持ち、それに沿ってくぼんだ表面部分を決定する基板くぼ みのある基板と、 閉鎖部と、 前記基板と前記閉鎖部間に位置決めされた複数の層、とを備える薄膜磁気テ ープ記録ヘッドにおいて、前記複数の層は、 前記基板の前記面に沿って位置決めされたくぼんだボトムポールと、前記く ぼんだボトムポールは前記基板の前記面における前記基板くぼみに隣接してポ ールくぼみを持ち、それによって前記ポールくぼみは前記ほぼ平坦な面を越え て前記基板内に延びている、 前記くぼんだボトムポールと前記閉鎖部間に置かれた第１ギャップ層と、 前記第１ギャップ層と前記閉鎖部間に置かれた共用ポールと、 前記共用ポールと前記閉鎖部間に置かれた第２ギャップ層と、 前記第２ギャップ層と前記閉鎖部間に位置決めされたトップポールと、 前記トップポールと前記閉鎖部間に位置決めされたトップ層、とを備えてお り、前記トップ層はヘッドの空気軸受面末端における前記基板と前記閉鎖部間 の距離を低減するのに十分なほど薄い、 ことを特徴とする前記薄膜磁気テープ記録ヘッド。 １２．前記共用ポールはくぼんでおり、そして前記第１ギャップ層は読取りギャ ップ、そして前記第２ギャップ層は書込みギャップ層から成ることを特徴とす る請求の範囲１１記載の薄膜磁気テープ記録ヘッド。 １３．前記共用ポールはほぼ平坦であり、そして前記第１ギャップ層は書込みギ ャップ層、そして前記第２ギャップ層は読取りギャップ層から成ることを特徴 とする、請求の範囲１１記載の薄膜磁気テープ記録ヘッド。 １４．さらに、前記ボトムポールと前記基板間に位置決めされたボトム層を備え ていることを特徴とする、請求の範囲１１記載の薄膜磁気テープ記録ヘッド。 １５．それぞれの薄膜磁気テープ記録ヘッドが、 ほぼ平坦な面を持ち、前記ほぼ平坦な面に沿ってくぼんだ表面部分を形成す る基板くぼみのある基板と、 閉鎖部と、 前記基板と前記閉鎖部間に位置決めされた複数の層、とから成る複数の薄膜 磁気テープヘッドを備えるマルチトラック薄膜磁気テープヘッドにおいて、前 記複数の層は、 前記基板の前記面に沿って位置決めされたくぼんだトップポールと、前記く ぼんだボトムポールは前記基板の前記面における前記基板くぼみに隣接してポ ールくぼみを持ち、それによって前記ポールくぼみは前記ほぼ平坦な面を越え て前記基板内に延びている。 前記くぼみに沿って置かれた多重コイルを含むコイル構造と、 前記くぼんだボトムポールと前記閉鎖部間に置かれたギャップ層と、 前記ギャップ層と前記閉鎖部間に位置決めされたトップポールと、 前記トップポールと前記閉鎖部間に位置決めされたトップ層、とを備えており 、 前記トップ層は、ヘッドの空気軸受面末端における前記基板と前記閉鎖部間 の距離を低減するのに十分なほど薄い、ことを特徴とする前記マルチトラック 薄膜磁気テープ記録ヘッド。