JP2004005948A - 予め定められた幅のテープ媒体上のデータにアクセスするためのデータトランスデューサ - Google Patents
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Abstract
【課題】従来の単一幅フラットヘッド独自の利点を提供しつつ、2方向テープヘッドの製造コストを著しく低減し、かつ、テープの磨耗を最小限にする。
【解決手段】ここに開示する2方向接触記録用可変幅フラットテープヘッドおよびその製造方法は、より単純な製造、薄膜ウェハ上での装置の効率的なレイアウトを可能とし、ヘッド製造のコストを著しく減じる。さらに、テープがヘッドと接触する不必要な表面区域を減じることで単一幅フラットヘッドにおけるようなテープの磨耗および損傷を減じ、テープの磨耗および寿命を改善する。この発明のヘッドは、同様の装置に比べ製造がより単純かつ安価であり、磁気抵抗性(MR)読出要素ストライプ高制御処理、装置アライメントおよび組立処理について独自の利点を有し、従来の輪郭づけられたテープヘッドと比べて独自の利点を有する。
【選択図】 図1
【解決手段】ここに開示する2方向接触記録用可変幅フラットテープヘッドおよびその製造方法は、より単純な製造、薄膜ウェハ上での装置の効率的なレイアウトを可能とし、ヘッド製造のコストを著しく減じる。さらに、テープがヘッドと接触する不必要な表面区域を減じることで単一幅フラットヘッドにおけるようなテープの磨耗および損傷を減じ、テープの磨耗および寿命を改善する。この発明のヘッドは、同様の装置に比べ製造がより単純かつ安価であり、磁気抵抗性(MR)読出要素ストライプ高制御処理、装置アライメントおよび組立処理について独自の利点を有し、従来の輪郭づけられたテープヘッドと比べて独自の利点を有する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【関連出願】
本願は、この発明の譲受人であるクウォンタム・コーポレイションへ譲渡された、2000年6月14日提出の米国特許出願連続番号第09/594,217号の一部継続出願であり、その開示はここに引用により特に援用される。
【0002】
【発明の分野】
この発明は、一般に磁気記録のためのデータトランスデューサの分野に関する。特に、この発明は、2方向接触記録用の可変幅フラットテープヘッドおよびその製造方法に関する。
【0003】
磁気テープドライブにおける接触記録の効果は、ヘッドとテープ媒体との間の間隔に大幅に依存しており、その結果、従来の接触記録テープヘッドはしばしば、テープに接触する複合的に輪郭づけられた表面を含む。この輪郭づけられた表面は製造が比較的高価であり、そのため、全体としてのヘッドのコストを著しく増加させる。輪郭づけられたテープヘッドでは、しかしながら、テープ速度が増加すると、端縁において空気が内に閉じ込められ得、その結果として信号損失が起こる。この条件を改善しようとする努力において(横向きまたは縦向きの)ブリードスロットをヘッドに切込むことができ、この空気の境界層の効果が減じられる。しかしながら、これは付加的な製造ステップを加えることで、ヘッド製造のコストをさらに増加させるだけである。
【0004】
代替的なヘッドの設計は、「フラットヘッド」として通常知られているものである。この設計は比較的よく理解されており、従来の設計による輪郭づけられたテープヘッドに比べ著しい利点を提供できることが知られている。さらに、フラットヘッドの設計は製造がより単純であり、輪郭づけの処理をなくすことで製造コストを著しく減じる。しかしながら、今日までに説明されたフラットヘッド設計はすべて単一幅であった。
【0005】
このような単一幅フラットヘッド設計に関する物理的特性は、とりわけ、シナン・ムフトゥ博士(Dr. Sinan Muftu)の本主題に関するいくつかの論文に説明されている。たとえば、ムフトゥおよびヒンテレッガー(Muftu, S. and Hinteregger, H)の「フラットヘッドによる高速接触テープ記録における自動亜大気箔軸受け(The Self Acting, Subambient Foil Bearing in High Speed, Contact Tape Recording with a Flat Head)」、『摩擦学会報(Tribology Transactions)』(1997年2月11日)、ヒンテレッガーおよびムフトゥ(Hinteregger, H. and Muftu, S.)の「フラットヘッド輪郭を備える接触テープ記録(Contact Tape Recording with a Flat Head Contour)」、『IEEE磁気学会報(IEEE Transactions on Magnetics)』(Vol.32. No.5、1996年9月)、ヒンテレッガーおよびムフトゥ(Hinteregger, H. and Muftu, S.)の「接触テープ記録のためのフラットヘッド:速度・張力・剛性および接触変動に対する性能の低感度性の測定(Flat Heads For Contact Tape Recording: Measurements of Performance Insensitivity to Speed, Tension, Stiffness and Wrap Variations)」、『第10回情報記憶および処理システムに関するシンポジウム紀要(Proceedings of the 10th Symposium on Information Storage and Processing Systems)』(Santa Clara, CA June 28−30, 1999)が参照される。
【0006】
選択される設計にかかわらず、テープおよびヘッド両方の磨耗がテープとヘッドとの界面において明らかに生じ、この磨耗は実際の物理的接触区域に正比例する。さらに、より進んだテープヘッドの製造のための薄膜ウェハ材料の使用によって、ウェハ基板はしばしば磨耗耐性材料(たとえばセラミックまたはアルミニウム・チタン・カーバイド「Al−TiC」(aluminum−titanium carbide))であり、テープの磨耗および損傷は重要な問題となり得る。
【0007】
【非特許文献1】
ムフトゥおよびヒンテレッガー(Muftu, S. and Hinteregger, H)著「フラットヘッドによる高速接触テープ記録における自動亜大気箔軸受け(The Self Acting, Subambient Foil Bearing in High Speed, Contact Tape Recording with a Flat Head)」、『トリボオロジー会報(Tribology Transactions)』(1997年2月11日)
【0008】
【非特許文献2】
ヒンテレッガーおよびムフトゥ(Hinteregger, H. and Muftu, S.)著「フラットヘッド輪郭を備える接触テープ記録(Contact Tape Recording with a FlatHead Contour)」、『IEEE磁気学会報(IEEE Transactions on Magnetics)』(Vol.32. No.5、1996年9月)
【0009】
【非特許文献3】
ヒンテレッガーおよびムフトゥ(Hinteregger, H. and Muftu, S.)著「接触テープ記録のためのフラットヘッド:速度・張力・剛性および接触変動に対する性能の低感度性の測定(Flat Heads For Contact Tape Recording: Measurements of Performance Insensitivity to Speed, Tension, Stiffness, and Wrap Variations)」、『第10回情報記憶および処理システムに関するシンポジウム紀要(Proceedings of the 10th Symposium on Information Storage and Processing Systems)』(Santa Clara, CA June 28−30, 1999)
【0010】
【発明の概要】
ここに開示される2方向接触記録用の可変幅フラットテープヘッドおよびその製造方法は、全体的な性能の向上および費用対効果の良い製造性の提供を助けるため、可変幅の利点を組み入れることによって、従来の単一幅フラットヘッド設計の多くの限界を克服する。この点で、この発明の可変幅2方向フラットヘッドは、従来の単一幅フラットヘッド独自の利点すべてを提供しつつ、2方向テープヘッドの作製に関連する製造コストを著しく低減するとともにテープの磨耗を最小限にするという点で、これらの古い設計を超える重要な利点を提供する。
【0011】
ここに開示されるように、この発明の可変幅フラットテープヘッド設計は、テープを物理的に支持するために付加的なウェハの空間を利用するという要件を取除くことによって、製造コストを減じる。さらに、この設計は、動作中にテープとの均一な接触を提供するためテープの幅全体にわたってテープを物理的に支持するため、装置の活性領域に隣接する「磨耗パッド」をボンディングするという必要性を取除く。この発明の可変幅フラットヘッド設計は、効果的に、ヘッドとテープとの間の接触区域を減じ、それによって、動作中のテープへの可能な損傷および磨耗を減じる。特に、ここに開示する設計は、従来の輪郭づけられたテープヘッドおよび単一幅フラットヘッドの両方を超える多くの著しい利点を示すものであり、フラットヘッド効果は、この設計においてはヘッドの活性要素にわたってのみ使用されるため、可能なテープの損傷が減じられる。
【0012】
この発明の可変幅2方向フラットテープヘッド設計の利点には、広い範囲のテープ速度にわたっての安定した性能がある。この点、テープ速度が増加するに伴いテープヘッドの間隔が実際に増加する従来の輪郭づけられたテープヘッドとは対照的に、この設計ではテープ速度が増加するに伴い(〜50インチ/秒(ips)から500ips以上)、テープとヘッドとの間隔が実際に減少する。さらには、この発明のヘッド設計は、より速いデータ転送速度を提供するため必要とされるテープ速度の増加とともに実現可能である。
【0013】
ここに開示する設計はさらに、接触記録を約1.0−3.0ozのみで達成するために必要とされる、テープとヘッドとの許容可能な間隔で、比較的低いテープ張力においてより安定した性能を提供する。より低いテープ張力により、テープの磨耗、ポールチップの後退(PTR)が減じられ、または、装置の領域および基板にわたっての磨耗差が減じられ、最終的には、テープ移送モータにおいて必要とされる電力が減じられる。
【0014】
この発明の特定の実施例の部分を形成するアウトリガーがここに例示され、0.1から〜5.0度の比較的小接触角で「フラットヘッド効果」を本質的に達成するため、ヘッドに関してのテープの接触角を正確に制御するため役立つ。これらの小接触角はさらに、テープ媒体の磨耗を減じ、テープドライブ応用で使用するときには、より単純なテープのパスを提供する能力を提供する点で有利である。さらに、ここに提供される可変幅フラットヘッドの物理的特性は、テープ幅が大きくなるほど向上し、単一ヘッド設計は、さまざまな媒体幅についてさまざまな長さのアウトリガーにおいて使用することができ、多くの可能な異なった形態要因を達成すると同時に、許容可能なテープとヘッドとの間隔および可能な後方互換性を提供する。
【0015】
さらに、この発明の可変幅2方向フラットヘッド設計は、ヘッド長の変化について安定しており、所定の長さの中に多くの活性要素を収納でき、一方で優れたテープとヘッドとの間隔を依然として提供する。提供されるヘッドプロファイルはまた、広範なタイプのテープ(重要なパラメータは、テープの厚み、ヤング率、テープ張力などを含む)において効果的に動作するであろうし、信号損失または過度のテープの損傷を引き起こし兼ねない空気の閉じ込めを最低限に抑えるために特に規定される特性を有する所定のテープ媒体用に個別に設計されねばならない従来の輪郭づけられたヘッドとは異なる。結果的に、いくつもの異なった媒体とともに使用することができ、それらに対処するために必要なのは(多くの異なった設計ではなく)単一のヘッド設計のみである。
【0016】
この設計の他の既知の利点は、テープと実際に接触するヘッド区域がより小さく、単一幅フラットヘッドおよび輪郭づけられたヘッドと比較して、テープおよびヘッドの可能な磨耗および損傷が減じられるという事実を含む。当然これによってテープ寿命が延びる。さらに、「フラットヘッド効果」は、活性クラスタの領域および活性クラスタの間の領域にわたってテープを安定化するため役立つ。これによってフラッタおよびテープの横方向への運動(LTM)などのテープの外乱が減じられ、特に光学的サーボ応用において有利である。この点、この設計は、テープの磁気側上の光学サーボマークを感知するための光学センサを含むために適切なジオメトリを提供する。さらに、対称平面の2つの活性クラスタの中心にある光学サーボマークを含む、データテープ上の光学サーボマークを検出するためのレンズを含むことができるよう、ヘッド構造内に領域を提供する。
【0017】
ここに開示する可変幅2方向フラットヘッドのための設計に内在するさらなる多くの製造上の利点があり、利点は、作製の単純さおよび多くの従来使用された処理動作の除去による著しいコストの削減を含む。ストライプの高さと輪郭の形とが相互依存的な変数であるという事実のために、比較的歩留まりが低くなる、多数の高価な輪郭ラッピング動作を必要とする、従来の輪郭づけられたテープヘッドの製造において必要とされる多数のステップとは異なり、磁気抵抗性(MR)読出要素ストライプ高は単一の動作(フラットラッピング)により制御されるであろう。さらに、特定の実施例では、この発明の設計は、現在、従来の輪郭づけられたヘッドの製造において使用されている高価な光学的アライメントステーションではなく単純な取付具を使用して、2つの装置のクラスタ内へのヘッドの活性要素のアライメントを容易にする。さらに、この発明において利用されるアウトリガーは、容易に組立てることができ、2方向クラスタ領域にわたって「フラットヘッド効果」を誘導するため必要な接触角を精密に制御する。ヘッドウェハのリアルエステート(real estate)を効率的に使用することで、従来の単一幅フラットヘッドにおいて必要とされたように、テープの幅全体にわたって機械的支持を与えるために「犠牲とされる」ウェハの空間がなくなる。
【0018】
全体として、この発明の設計の製造の単純さにより、主要な機器の製造または処理にかかる多額の支出の必要が減じられ、処理における消耗品が減じられ(たとえば、輪郭ラッピングのために使用される従来のダイヤモンドテープの必要がなくなり)、製造労力が減じられ、作業の単純さおよび作業の除去、特にストライプ高制御の除去によりヘッドの歩留まりが増加するとともに仕掛品(WIP)が同時に減じられ、全体としての処理時間が減る。
【0019】
ここに特に開示されるのは、2方向接触記録用の可変幅フラットテープヘッドである。その製造方法は、接触記録応用用の従来の輪郭づけられたテープヘッドおよび単一幅フラットヘッドの両者に対し著しい利点を有する。可変幅ヘッドおよびここに開示する処理によって、製造がはるかに容易になり、薄膜ウェハ上の装置の効率的なレイアウトが可能となり、従来の輪郭づけられたテープヘッドと比較してヘッドの製造のコストが著しく減じられる。さらに、この発明は、テープがヘッドと接触する不要な表面区域を減じ、それによって単一幅フラットヘッドに存在するテープの磨耗および損傷を減じ(単一幅フラットヘッドではテープはテープ幅にわたって均一に接触する)、それによりテープの磨耗および寿命を同時に改善する。加えて、この発明のヘッドは、同等の装置よりも製造が単純かつ低価格であり、MR読出要素ストライプ高制御処理、装置アライメントおよび組立処理について独自の利点を有し、特に、テープヘッドプロファイルを形成するためにより複雑かつ高価な製造動作を必要とする従来の輪郭づけられたテープヘッドと比較して利点を有する。
【0020】
添付の図面とともに以下の好ましい実施例の説明を参照することで、この発明の上述のおよび他の特徴ならびに目的、ならびにそれらを達成する態様がより明確隣、発明自体がもっともよく理解されるであろう。
【0021】
[詳細な説明]
図1を参照し、この発明による可変幅2方向フラットヘッド10の代表的実施例の上面図を示す。ヘッド10は、関連部分に、クラスタ14Aおよび14Bを含む1対の活性装置クラスタ12を含む。図示されるように、クラスタ14Aおよび14Bは、単一のウェハから製造されボンドライン16に沿って背同士をボンディングされてよい。
【0022】
各クラスタ14Aおよび14Bは、さらに、磁気抵抗性(MR)センサを含んでもよいそれぞれの活性装置領域18Aおよび18Bを組み入れる。1対の片持ちアウトリガー20Aおよび20Bが、互いに対してほぼ平行にかつ間隔をおいて位置づけられる関係において、それぞれのクラスタ14Aおよび14Bの横側部にボンディングされる。アウトリガー20Aおよび20Bは各々、テープの運動に依存して、立上がり端および立下がり端アウトリガーとして役立ってもよく、各々、クラスタ対12への取付部24Aおよび24Bのそれぞれの中間点からそれぞれの遠心点26Aおよび26Bへ延びる。
【0023】
さらに図2を参照し、活性装置領域18Bを含む1対の活性装置クラスタの1つ14Bのさらに詳細な図を示す。図2中、アウトリガー20Aおよび20Bそれぞれのボンディング前に、クラスタ14Aおよび14Bの横側部にキャップ22をボンディングしてもよいことがわかる。
【0024】
2方向可変幅フラットヘッド10は、動作中に「フラットヘッド効果」が達成されるであろう可変幅表面を含むことがわかる。この効果は、所望の結果であり、動作中には、テープが立上がり端において「オーバーラップ」することによりテープヘッドにわたって生み出される吸込みによる。定義上、「オーバーラップ」したテープは、テープヘッド表面に対して、接触角が約0.1から〜4.0°と考えられる。いかなる場合でも、この発明の設計の使用によって、活性要素18Aおよび18Bの組にわたっての接触記録のため、ヘッド10の部分にわたりこの効果が誘導される。しかしながら、開示される設計において現われる効果的な幅は、テープの動作中のテープとヘッド10との不必要な接触を最小限にするような態様で変化する。
【0025】
例示されるこの発明の特定の実施例においては、活性要素または「装置クラスタ」14Aおよび14B、2組が併せてボンディングされる。キャップ22が、各クラスタ14Aおよび14Bの活性要素領域にわたって、接触記録中のデータテープによる磨耗から活性要素18Aおよび18Bをそれぞれ保護するため、ボンディングされる。これらのクラスタ14Aおよび14Bは、「ロウ・バー」内にフラットラッピングされ、MRストライプ高制御を達成する。クラスタ14Aおよび14Bの2つのキャップされたロウは併せてボンディングされ、活性要素18Aおよび18Bの1組の前向きおよび後ろ向きの組を提供する。この組立のために単純な取付具が使用されてよい。活性要素18Aおよび18Bは、精密な研削切断および精密な取付具の使用により互いに隣接するよう整列される。一旦ボンディングされ整列されると、ボンディングされたロウ・バーからデュアルクラスタ14Aおよび14Bが切り出される。
【0026】
この二重クラスタ対12それ自体は、寸法が比較的狭くそれ自体では動作中にヘッド10にわたってテープを機械的に支持することができない。したがって、2つのアウトリガー20Aおよび20Bが立上がり端および立下がり端(または側部)へボンディングされ、2つのアウトリガーは、動作中データテープを機械的に支持する。加えて、アウトリガー20Aおよび20Bは、接触角制御を行ない、アウトリガー20Aおよび20Bの立ち上がりの一方、前向きおよび後ろ向き活性要素18Aおよび18B両方を備える二重クラスタ対12全体両方に沿って「フラットヘッド効果」(ヘッド10へ引き下げるテープの吸込み)を誘導する。アウトリガー20Aおよび20Bの立下りの一方は、テープに対して機械的支持を与えるが、それ自体では、テープがこの特定のアウトリガー20Aまたは20Bの立上がり端にわたって「オーバーラップ」されていないために、「フラットヘッド効果」を誘導するため役立たない。これはまた、テープの磨耗を最低限にするため役立つ。
【0027】
キャップ22に関し、この材料は、キャップ22とウェハ表面との間のいかなる非連続性もフラットラッピング処理によって除去することができるように、フラットラッピング前にウェハのロウまたはウェハのクラスタへ取付けられてよい。キャップ22の材料は、熱膨張係数、硬度、崩壊じん性、弾性係数など、ウェハ基板材料の機械的特性と一致するように選択されねばならず、接触記録中にウェハ装置を磨耗から保護するために役立つ。この発明の特定の実施例では、キャップは、たとえばアルミニウム・チタン・カーバイド(Al−TiC)を含んでよい。
【0028】
さらに図3(A)および図3(B)を参照し、活性装置領域クラスタ30のキャップされたロウの上面図および側面図がそれぞれ示され、ウェハ基板40上にスパッタリングされた装置領域38を有するウェハ32へ取付けられるいくつかのボンドパッド34およびキャップ36内に配向される粘着性グルーブ42を例示する。特定のロウに沿って任意の数のクラスタを設けてよいことが留意される。粘着性グルーブ42を粘着性材料で埋めることによってキャップ36がウェハのロウ/クラスタへボンディングされた後、キャップは、MRストライプ高制御を維持する目的でフラットラッピングされてよい。次にキャップ36とウェハ32材料との間に均一表面が作られる。粘着性グルーブ42は、ウェハ32とキャップ36との間のボンドライン内で露出される粘着剤の量を最小限とするよう使用できる。
【0029】
さらに図4(A)および図4(B)を参照し、1対の活性装置領域クラスタ50の他の実施例の上面図および側面図がそれぞれ示され、中央ボンドライン16に沿ってともにボンディングされ、セラミックのベース52を含み、その上部表面54内に配向される(粘着剤が埋込まれた)いくつかの粘着性グルーブ56を含む。示される1対の活性装置領域クラスタに関しては、既に図示および説明した構造と類似の構造については、同様の番号が振られ、上述の説明で十分とする。図示されるこの発明の特定の実施例に関し、セラミックベース52の長さは、ともにボンディングされたクラスタ対またはクラスタロウの長さと同じであってよいことが留意される。ベース52の上部表面54内の粘着性グルーブ56は、特定の応用に依存して、含まれても含まれなくてもよい。
【0030】
上述のように、ベース52は、その上部表面54において、キャップされたクラスタに図示されるようにボンディングされてもよい。それによってクラスタ対およびクラスタ対のロウをともにボンディングするための付加的な力が与えられる。好ましくは、ベースは、ウェハ基板材料に類似のポリッシュドセラミック材料または熱膨張係数、ヤング率など対応する機械的特性を有する他の材料を含んでよい。図示されるように、粘着性グルーブ56は、上部表面54に沿って加えられてよく、クラスタのアライメントを助け、粘着剤を保持するためのグルーブを提供する。
【0031】
既に説明および図示した実施例および以下に説明する実施例では、クラスタ対を形成するため、アウトリガーを取付けるため、ベースなどをボンディングするための粘着剤は、好ましい低応力および室温硬化特性を備える反応性ウレタンアクリル粘着剤などの任意の適当な物質であり得る。粘着剤は、2つの装置クラスタを可能的に接地および/またはシールドするのに使用するための銀(Ag)または他の電気的に導伝性の粒子を含有してよい。通常、組立てられるすべての構成要素は、組立およびボンディング前に洗浄されねばならない。
【0032】
特定一実施例では、キャップ36を取付けるための粘着剤は、ガラス転移温度がTg〜130℃であり、粘性がv〜350センチポイズの凍結しうる芳香族アミンを含んでよい。通常、使用される粘着剤は、多数のポスト−ウェハ処理ステップのために十分な機械的強度を提供すると同時に化学的に耐性を持たねばならない。この特定の粘着剤はオーブン硬化ステップを必要とする。
【0033】
アウトリガー20Aおよび20B(図1および図2)を取付けるための粘着剤は、アウトリガー20がそれ自体キャップとして利用されるか(したがって別個のキャップ22が必要ないか)またはアウトリガー20がキャップされたクラスタにボンディングされるかに依存して選択され得る。粘着剤についての要件は、どの程度の(熱的、機械的、化学的などの)処理応力にアウトリガー20のボンドラインが露出されるか、およびボンディングされる部分の変形要件(すなわち低収縮室温硬化粘着剤と比較して付加的な変形を引き起こすオーブン硬化粘着剤処理)に依存する。通常、アウトリガー20それ自体がキャップとして利用される場合には、選択される粘着剤は、キャップ22それ自体を(オーブン硬化を使用して)取付けるために利用されるものと同一であろう。アウトリガー20がキャップ22へボンディングされる場合には、選択される粘着剤は、クラスタ対を(室温硬化を使用して)形成する場合に利用されるものと同一であろう。
【0034】
さらに図5(A)および図5(B)を参照し、この発明の異なる実施例との可能な使用についてのキャップ36の実施例のさまざまな等角投影図を示し、第1の例においては単一の中央に位置づけられる縦型粘着性グルーブ42、第2の例においては1対のほぼ平行かつ間隔をおいて位置づけられた縦型粘着性グルーブ42Aおよび42Bをそれぞれ例示する。
【0035】
図6(A)および図6(B)をさらに参照し、この発明において使用するための上に例示したようなアウトリガー20の実施例の異なる等角投影図を示し、第1の例では、アウトリガー20を関連づけられる活性装置領域クラスタに取付けるための、粘着性ボンディング表面60が示され、第2の例では粘着性ボンディング表面60内に形成される縦型に延びる粘着性グルーブ62が示される。
【0036】
アウトリガー20の材料は、たとえば、Al−TiCなどのキャップ36およびウェハ基板材料の機械的特性および熱特性とほぼ一致する磨耗耐性セラミックなどから選択されねばならない。上述のように、アウトリガー20は、直接個々のウェハクラスタにボンディングされてよく、キャップおよびアウトリガーの両方として役立つ。この場合には、アウトリガー20は図示するように粘着性グルーブ62を含むであろう。単一のクラスタにボンディングされるアウトリガー20は、ともにフラットラッピングされてよい。2つの二重クラスタは、各々ボンディングされたアウトリガー20を有し、併せてボンディングされてよく、そのため、上述の二重クラスタ対とは異なり、クラスタ−アウトリガー対を収納するための取付具を要する。
【0037】
さらに図7(A)および図7(B)を参照し、図4(A)および図4(B)に既に示したようにそれぞれ1対の活性装置領域クラスタ70の上面図および側面図が示され、図6(B)に示すように1対のアウトリガー20のボンディングを含む。これらの図に関し、上に図示および説明した構造と類似の構造には、同様の番号を振り、上述の説明で十分なものとする。
【0038】
図8を次に参照し、いくつかのウェハクラスタ82、ウェハ区画またはウェハ全体へ複数のキャップ36をボンディングするための処理80の部分の簡略側面図が示され、またボンディング処理を実現するためのボンディング取付具ベース84およびトップ86が図示される。取付具ベース84は、硬化処理中にトップ86へ矢印の方向に向けて力が加えられる間、ボンディングのためにキャップ36を正しいアライメントに保持する。
【0039】
次に図9を参照し、予め定められた幅のテープ媒体90上のデータにアクセスするためのデータトランスデューサが、対向する端部および直交する横側部を有する少なくとも1つのほぼ直線のクラスタ94およびクラスタ内に形成される活性装置領域を含む。1対の平行かつ間隔をおいて位置づけられる片持ちアウトリガー92Aおよび92Bが、クラスタの横側部に取付けられ、対向する端部から外に向けて延びる。アウトリガー92Aおよび92Bの端部部分は、たとえばヘッドがテープの移送方向と反対方向に運動した場合などに、テープの損傷を防止するため、面取りまたは若干端縁を融合されていてもよい。図9中、1対のアウトリガー92Aおよび92Bは、テープ媒体90の幅を越えて延びるのに十分な長さであり、テープの全幅にわたって機械的に支持する。
【0040】
次に図10を参照し、データトランスデューサクラスタ94およびアウトリガー92Aおよび92Bは、テープ媒体90の幅が、1対のアウトリガー92Aおよび92Bの長さを越えて延びるように、寸法づけられる。
【0041】
次に図11を参照し、データトランスデューサクラスタ94およびアウトリガー92Aおよび92B全体は、アジマス記録ができるように、テープ媒体90に対して一定の角度に調整される。アウトリガー92Aおよび92Bは、前の図9または図10のいずれかに示すように寸法づけられ得る。
【0042】
次に図12を参照し、データトランスデューサクラスタ94が示され、1対のアウトリガー92Aおよび92Bが、クラスタ94の横側部に非対称に取付けられ、「A」で示される第1のより長い部分および「B」で示される第2のより短い部分を形成する。環状区域96は、上述のように、テープの損傷の防止のため若干面取りされてもよいアウトリガー92Aおよび92Bの端部部分を概括的に示す。
【0043】
図13中、データトランスデューサはさらに、1対のアウトリガー92Aおよび92Bの第1の部分内に装着されるセンサ98を含む。「A」領域内に、アウトリガー92Aおよび92Bは、光学素子、レーザなどの位置づけのためのセンサを支持し得、図示されるように「A」領域内のいずれの場所にも調整され得る。
【0044】
図14および図15中、アウトリガー92Aおよび92Bの付加的な非対称的位置づけが示され、それぞれ図12および図13を参照しての上の説明に対応する。
【0045】
図16中、トランスデューサ94の上面図が示され、図中アウトリガー92Aおよび92Bの相対長は、ヘッド領域の長さに対して短い(A<B)。図17中、トランスデューサ94の上面図が示され、アウトリガー92Aおよび92Bの相対長は、ヘッド領域の長さに関して長い(A>B)。
【0046】
次に図18を参照し、データトランスデューサクラスタ94の平面図は、アウトリガーの第1の対に取付けられて図示するようにアウトリガー100Aおよび100Bの組合せを形成する、ほぼ平行かつ片持ちのアウトリガーの第2の対を含む。図19中、側面図はアウトリガーの第2の対がアウトリガーの第1の対から後退し、それによって予め定められた正確なテープ媒体接触角θを確立する。
【0047】
別個に組立てられかつ併合される2つの可変幅フラットヘッドの例を図20に示す。データトランスデューサアセンブリは、横側部の1つの近くで併せてボンディングされ、互いに対して調整されて、予め定められたテープ媒体接触ピッチ角Ψを確立する第1および第2のクラスタ94を含む。図20中、2対のアウトリガー92Aおよび92B、フラットヘッド94ならびに非対称活性領域102が示される。図21の側面図中、接触ピッチ角Ψはより明瞭に図示される。2つの可変幅フラットヘッド94は、アウトリガー92Aおよび92Bにわたって接触角を確立し、ヘッド領域の所望のフラットヘッド物理的特性を誘導するよう、互いに対して調整される。
【0048】
ヘッド94の全側面上でテープの接触を正確に制御するため「ミニアウトリガー」106および108を備える二重クラスタフラットヘッド94の例を図22に示す。データトランスデューサは、対向する端部および横側部を有する少なくとも1つのほぼ直線のクラスタ94、クラスタ内に形成される活性の装置領域、横側部に取付けられるほぼ平行かつ間隔をおいて位置づけられる片持ちアウトリガー106の第1の対、および前記対向する端部に取付けられるほぼ平行かつ間隔をおいて位置づけられる片持ちアウトリガー108の第2の対を含む。アウトリガー108は、フラットヘッド94の表面から予め定められた距離114だけ後退し、フラットヘッド94からギャップ116だけ間隔をおいて位置づけられる。アウトリガー106は、フラットヘッド94の表面から予め定められた距離110だけ後退し、フラットヘッド94からギャップ112だけ間隔をおいて位置づけられる。
【0049】
上述のように、アライメント取付具も含むすべての部品および構成要素は、洗浄されねばならず、処理80用に表面が特に準備されねばならない。取付具内に組立てられる部分は、アクチベータおよび粘着剤(ボンディングを高めるための紫外線(UV)アクチベータを含んでもよい)で処理され、粘着剤が硬化するまで重量または力が加えられる。通常、ボンディング取付具も、精密表面となるよう機械加工できるセラミック材料から(キャップおよびウェハ材料の熱特性とほぼ一致するように)作られてよい。取付具は、ウェハの部分またはウェハ全体それ自体にわたってロウおよびクラスタにキャップを取付けるため作り得る。ボンディング取付具は周期変化する熱を受けるであろうから、その動作に耐えるように設計されねばならない。
【0050】
特定のヘッド構造およびアウトリガー構成に関連してこの発明の原理を上に説明してきたが、上述の説明はこの発明の例であってこの発明の範囲を限定するものではないことが理解されねばならない。特に、上述の開示の教示は、関連技術の当業者に対して他の変更例を示唆するであろうことが認識される。このような変更例は、それ自体は公知でありここに既に説明した特徴に代えてまたは特徴に加えて使用し得る他の特徴を含んでもよい。本願では特定の特徴の組合せについて請求項が作成されているが、この開示の範囲も明示的または黙示的に開示される特徴の任意の新規な組合せまたは任意の新規な特徴または関連の当業者には明らかであろう任意の一般化または変更を、これらが任意の請求項に現在クレームされる発明と同一のものに関連するか否かにかかわらず、かつこの発明により対処される技術的問題と同じ任意のまたはすべての技術的問題を緩和するか否かにかかわらず、含む。したがって、出願人は、この出願の手続中またはここから発生した任意のさらなる出願の手続中、このような特徴および/またはこのような特徴の組合せについて新しい請求項を作成する権利を保留するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】1対の活性装置領域クラスタおよび関連するアウトリガーのボンディングを示す、この発明の可変幅2方向フラットヘッドの実施例の上面図である。
【図2】ウェハにボンディングされるキャップおよび活性装置領域を示す、活性装置クラスタ対の1つのより詳細な図である。
【図3】(A)は、ウェハ基板上にスパッタリングされる装置領域を有するウェハに取付けられるいくつかのボンドパッドおよびキャップ内に配向される粘着性グルーブを示す、活性装置領域クラスタのキャップされたロウの上面図であり、(B)は、その側面図である。
【図4】(A)は、中央ボンドラインに沿って併せてボンディングされ、セラミックベースを含み、中に配向されるいくつかの粘着性グルーブを含む、1対の活性装置領域クラスタの他実施例の上面図であり、(B)は、その側面図である。
【図5】(A)は、単一の中心に位置づけられる縦型粘着性グルーブを示す、この発明の実施例とともに使用することのできるキャップの実施例の等角投影図であり、(B)は、1対のほぼ平行かつ間隔をおいて位置づけられる縦型粘着性グルーブを示す、この発明の実施例とともに使用することのできるキャップの実施例の等角投影図である。
【図6】(A)は、アウトリガーを関連する活性装置領域クラスタに取付けるための粘着性ボンディング表面を示す、この発明に関連して使用するための前述のアウトリガーの実施例の等角投影図であり、(B)は、アウトリガーを関連する活性装置領域クラスタに取付けるための縦型に延びる粘着性グルーブを示す、この発明に関連して使用するための上述のアウトリガーの実施例の等角投影図である。
【図7】(A)は、図6(B)に示す1対のアウトリガーのボンディングを含む、図4(A)および図4(B)に示す1対の活性装置領域クラスタの上面図であり、(B)は、図6(B)に示す1対のアウトリガーのボンディングを含む、図4(A)および図4(B)に示す1対の活性装置領域クラスタの側面図である。
【図8】複数のキャップをいくつかのウェハクラスタ、ウェハ区域またはウェハ全体にボンディングするための処理の部分の図であって、処理を実現するためのボンディング取付具ベースおよびトップを示す簡略側面図である。
【図9】ヘッドアウトリガーがテープよりも幅広でありテープの全幅にわたってテープを機械的に支持する、この発明による2方向フラットヘッドの上面図である。
【図10】テープがヘッドアウトリガーよりも幅広であり、アウトリガーの端部がテープの損傷を防止するよう面取りされるかまたは若干端縁融合されている、この発明による2方向フラットヘッドの上面図である。
【図11】ヘッドがアジマス記録を容易にするようにテープのパスに対して一定の角度に調整され得る、この発明による2方向フラットヘッドの上面図である。
【図12】アウトリガーの非対称位置づけを含む、アウトリガーの端部部分がテープの損傷を防止するため任意に若干面取りされる、この発明による2方向フラットヘッドの上面図である。
【図13】比較的安定したテープ領域を必要とする装着部、レーザ、光学素子または他のセンサをさらに含む、図12のヘッドの上面図である。
【図14】アウトリガーの代替的非対称位置づけを含む、この発明による2方向フラットヘッドの上面図である。
【図15】装着部、レーザ、光学素子または他のセンサをさらに含む、図14のヘッドの上面図である。
【図16】アウトリガーの長さは、ヘッド領域の長さに比較して比較的短い、この発明による2方向ヘッドの上面図である。
【図17】アウトリガーの長さは、ヘッド領域の長さに比較して比較的長い、この発明による2方向ヘッドの上面図である。
【図18】アウトリガーはさらに、フラットヘッド領域に対する接触角を正確に制御するため使用される後退したアウトリガーの付加的な組を含む、この発明による2方向ヘッドの上面図である。
【図19】図18の2方向ヘッドの側面図である。
【図20】テープパスが各アウトリガーに重なるように2つのヘッドが互いに対して浅い角度で装着される、この発明による組立および併合された2つの2方向フラットヘッドの上面図である。
【図21】図20に示す2つの2方向フラットヘッドの側面図である。
【図22】ヘッドのすべての側面においてテープの接触を正確に制御するため4側面すべて上に後退したアウトリガーを有する二重クラスタフラットヘッドの上面図および対応する側面図である。
【符号の説明】
10 可変幅2方向フラットヘッド、12 活性装置クラスタ、14Aおよび14B クラスタ、16 ボンドライン、18Aおよび18B 活性装置領域、20Aおよび20B 片持ちアウトリガー、24Aおよび24B 取付部、26Aおよび26B 遠心点。
【関連出願】
本願は、この発明の譲受人であるクウォンタム・コーポレイションへ譲渡された、2000年6月14日提出の米国特許出願連続番号第09/594,217号の一部継続出願であり、その開示はここに引用により特に援用される。
【0002】
【発明の分野】
この発明は、一般に磁気記録のためのデータトランスデューサの分野に関する。特に、この発明は、2方向接触記録用の可変幅フラットテープヘッドおよびその製造方法に関する。
【0003】
磁気テープドライブにおける接触記録の効果は、ヘッドとテープ媒体との間の間隔に大幅に依存しており、その結果、従来の接触記録テープヘッドはしばしば、テープに接触する複合的に輪郭づけられた表面を含む。この輪郭づけられた表面は製造が比較的高価であり、そのため、全体としてのヘッドのコストを著しく増加させる。輪郭づけられたテープヘッドでは、しかしながら、テープ速度が増加すると、端縁において空気が内に閉じ込められ得、その結果として信号損失が起こる。この条件を改善しようとする努力において(横向きまたは縦向きの)ブリードスロットをヘッドに切込むことができ、この空気の境界層の効果が減じられる。しかしながら、これは付加的な製造ステップを加えることで、ヘッド製造のコストをさらに増加させるだけである。
【0004】
代替的なヘッドの設計は、「フラットヘッド」として通常知られているものである。この設計は比較的よく理解されており、従来の設計による輪郭づけられたテープヘッドに比べ著しい利点を提供できることが知られている。さらに、フラットヘッドの設計は製造がより単純であり、輪郭づけの処理をなくすことで製造コストを著しく減じる。しかしながら、今日までに説明されたフラットヘッド設計はすべて単一幅であった。
【0005】
このような単一幅フラットヘッド設計に関する物理的特性は、とりわけ、シナン・ムフトゥ博士(Dr. Sinan Muftu)の本主題に関するいくつかの論文に説明されている。たとえば、ムフトゥおよびヒンテレッガー(Muftu, S. and Hinteregger, H)の「フラットヘッドによる高速接触テープ記録における自動亜大気箔軸受け(The Self Acting, Subambient Foil Bearing in High Speed, Contact Tape Recording with a Flat Head)」、『摩擦学会報(Tribology Transactions)』(1997年2月11日)、ヒンテレッガーおよびムフトゥ(Hinteregger, H. and Muftu, S.)の「フラットヘッド輪郭を備える接触テープ記録(Contact Tape Recording with a Flat Head Contour)」、『IEEE磁気学会報(IEEE Transactions on Magnetics)』(Vol.32. No.5、1996年9月)、ヒンテレッガーおよびムフトゥ(Hinteregger, H. and Muftu, S.)の「接触テープ記録のためのフラットヘッド:速度・張力・剛性および接触変動に対する性能の低感度性の測定(Flat Heads For Contact Tape Recording: Measurements of Performance Insensitivity to Speed, Tension, Stiffness and Wrap Variations)」、『第10回情報記憶および処理システムに関するシンポジウム紀要(Proceedings of the 10th Symposium on Information Storage and Processing Systems)』(Santa Clara, CA June 28−30, 1999)が参照される。
【0006】
選択される設計にかかわらず、テープおよびヘッド両方の磨耗がテープとヘッドとの界面において明らかに生じ、この磨耗は実際の物理的接触区域に正比例する。さらに、より進んだテープヘッドの製造のための薄膜ウェハ材料の使用によって、ウェハ基板はしばしば磨耗耐性材料(たとえばセラミックまたはアルミニウム・チタン・カーバイド「Al−TiC」(aluminum−titanium carbide))であり、テープの磨耗および損傷は重要な問題となり得る。
【0007】
【非特許文献1】
ムフトゥおよびヒンテレッガー(Muftu, S. and Hinteregger, H)著「フラットヘッドによる高速接触テープ記録における自動亜大気箔軸受け(The Self Acting, Subambient Foil Bearing in High Speed, Contact Tape Recording with a Flat Head)」、『トリボオロジー会報(Tribology Transactions)』(1997年2月11日)
【0008】
【非特許文献2】
ヒンテレッガーおよびムフトゥ(Hinteregger, H. and Muftu, S.)著「フラットヘッド輪郭を備える接触テープ記録(Contact Tape Recording with a FlatHead Contour)」、『IEEE磁気学会報(IEEE Transactions on Magnetics)』(Vol.32. No.5、1996年9月)
【0009】
【非特許文献3】
ヒンテレッガーおよびムフトゥ(Hinteregger, H. and Muftu, S.)著「接触テープ記録のためのフラットヘッド:速度・張力・剛性および接触変動に対する性能の低感度性の測定(Flat Heads For Contact Tape Recording: Measurements of Performance Insensitivity to Speed, Tension, Stiffness, and Wrap Variations)」、『第10回情報記憶および処理システムに関するシンポジウム紀要(Proceedings of the 10th Symposium on Information Storage and Processing Systems)』(Santa Clara, CA June 28−30, 1999)
【0010】
【発明の概要】
ここに開示される2方向接触記録用の可変幅フラットテープヘッドおよびその製造方法は、全体的な性能の向上および費用対効果の良い製造性の提供を助けるため、可変幅の利点を組み入れることによって、従来の単一幅フラットヘッド設計の多くの限界を克服する。この点で、この発明の可変幅2方向フラットヘッドは、従来の単一幅フラットヘッド独自の利点すべてを提供しつつ、2方向テープヘッドの作製に関連する製造コストを著しく低減するとともにテープの磨耗を最小限にするという点で、これらの古い設計を超える重要な利点を提供する。
【0011】
ここに開示されるように、この発明の可変幅フラットテープヘッド設計は、テープを物理的に支持するために付加的なウェハの空間を利用するという要件を取除くことによって、製造コストを減じる。さらに、この設計は、動作中にテープとの均一な接触を提供するためテープの幅全体にわたってテープを物理的に支持するため、装置の活性領域に隣接する「磨耗パッド」をボンディングするという必要性を取除く。この発明の可変幅フラットヘッド設計は、効果的に、ヘッドとテープとの間の接触区域を減じ、それによって、動作中のテープへの可能な損傷および磨耗を減じる。特に、ここに開示する設計は、従来の輪郭づけられたテープヘッドおよび単一幅フラットヘッドの両方を超える多くの著しい利点を示すものであり、フラットヘッド効果は、この設計においてはヘッドの活性要素にわたってのみ使用されるため、可能なテープの損傷が減じられる。
【0012】
この発明の可変幅2方向フラットテープヘッド設計の利点には、広い範囲のテープ速度にわたっての安定した性能がある。この点、テープ速度が増加するに伴いテープヘッドの間隔が実際に増加する従来の輪郭づけられたテープヘッドとは対照的に、この設計ではテープ速度が増加するに伴い(〜50インチ/秒(ips)から500ips以上)、テープとヘッドとの間隔が実際に減少する。さらには、この発明のヘッド設計は、より速いデータ転送速度を提供するため必要とされるテープ速度の増加とともに実現可能である。
【0013】
ここに開示する設計はさらに、接触記録を約1.0−3.0ozのみで達成するために必要とされる、テープとヘッドとの許容可能な間隔で、比較的低いテープ張力においてより安定した性能を提供する。より低いテープ張力により、テープの磨耗、ポールチップの後退(PTR)が減じられ、または、装置の領域および基板にわたっての磨耗差が減じられ、最終的には、テープ移送モータにおいて必要とされる電力が減じられる。
【0014】
この発明の特定の実施例の部分を形成するアウトリガーがここに例示され、0.1から〜5.0度の比較的小接触角で「フラットヘッド効果」を本質的に達成するため、ヘッドに関してのテープの接触角を正確に制御するため役立つ。これらの小接触角はさらに、テープ媒体の磨耗を減じ、テープドライブ応用で使用するときには、より単純なテープのパスを提供する能力を提供する点で有利である。さらに、ここに提供される可変幅フラットヘッドの物理的特性は、テープ幅が大きくなるほど向上し、単一ヘッド設計は、さまざまな媒体幅についてさまざまな長さのアウトリガーにおいて使用することができ、多くの可能な異なった形態要因を達成すると同時に、許容可能なテープとヘッドとの間隔および可能な後方互換性を提供する。
【0015】
さらに、この発明の可変幅2方向フラットヘッド設計は、ヘッド長の変化について安定しており、所定の長さの中に多くの活性要素を収納でき、一方で優れたテープとヘッドとの間隔を依然として提供する。提供されるヘッドプロファイルはまた、広範なタイプのテープ(重要なパラメータは、テープの厚み、ヤング率、テープ張力などを含む)において効果的に動作するであろうし、信号損失または過度のテープの損傷を引き起こし兼ねない空気の閉じ込めを最低限に抑えるために特に規定される特性を有する所定のテープ媒体用に個別に設計されねばならない従来の輪郭づけられたヘッドとは異なる。結果的に、いくつもの異なった媒体とともに使用することができ、それらに対処するために必要なのは(多くの異なった設計ではなく)単一のヘッド設計のみである。
【0016】
この設計の他の既知の利点は、テープと実際に接触するヘッド区域がより小さく、単一幅フラットヘッドおよび輪郭づけられたヘッドと比較して、テープおよびヘッドの可能な磨耗および損傷が減じられるという事実を含む。当然これによってテープ寿命が延びる。さらに、「フラットヘッド効果」は、活性クラスタの領域および活性クラスタの間の領域にわたってテープを安定化するため役立つ。これによってフラッタおよびテープの横方向への運動(LTM)などのテープの外乱が減じられ、特に光学的サーボ応用において有利である。この点、この設計は、テープの磁気側上の光学サーボマークを感知するための光学センサを含むために適切なジオメトリを提供する。さらに、対称平面の2つの活性クラスタの中心にある光学サーボマークを含む、データテープ上の光学サーボマークを検出するためのレンズを含むことができるよう、ヘッド構造内に領域を提供する。
【0017】
ここに開示する可変幅2方向フラットヘッドのための設計に内在するさらなる多くの製造上の利点があり、利点は、作製の単純さおよび多くの従来使用された処理動作の除去による著しいコストの削減を含む。ストライプの高さと輪郭の形とが相互依存的な変数であるという事実のために、比較的歩留まりが低くなる、多数の高価な輪郭ラッピング動作を必要とする、従来の輪郭づけられたテープヘッドの製造において必要とされる多数のステップとは異なり、磁気抵抗性(MR)読出要素ストライプ高は単一の動作(フラットラッピング)により制御されるであろう。さらに、特定の実施例では、この発明の設計は、現在、従来の輪郭づけられたヘッドの製造において使用されている高価な光学的アライメントステーションではなく単純な取付具を使用して、2つの装置のクラスタ内へのヘッドの活性要素のアライメントを容易にする。さらに、この発明において利用されるアウトリガーは、容易に組立てることができ、2方向クラスタ領域にわたって「フラットヘッド効果」を誘導するため必要な接触角を精密に制御する。ヘッドウェハのリアルエステート(real estate)を効率的に使用することで、従来の単一幅フラットヘッドにおいて必要とされたように、テープの幅全体にわたって機械的支持を与えるために「犠牲とされる」ウェハの空間がなくなる。
【0018】
全体として、この発明の設計の製造の単純さにより、主要な機器の製造または処理にかかる多額の支出の必要が減じられ、処理における消耗品が減じられ(たとえば、輪郭ラッピングのために使用される従来のダイヤモンドテープの必要がなくなり)、製造労力が減じられ、作業の単純さおよび作業の除去、特にストライプ高制御の除去によりヘッドの歩留まりが増加するとともに仕掛品(WIP)が同時に減じられ、全体としての処理時間が減る。
【0019】
ここに特に開示されるのは、2方向接触記録用の可変幅フラットテープヘッドである。その製造方法は、接触記録応用用の従来の輪郭づけられたテープヘッドおよび単一幅フラットヘッドの両者に対し著しい利点を有する。可変幅ヘッドおよびここに開示する処理によって、製造がはるかに容易になり、薄膜ウェハ上の装置の効率的なレイアウトが可能となり、従来の輪郭づけられたテープヘッドと比較してヘッドの製造のコストが著しく減じられる。さらに、この発明は、テープがヘッドと接触する不要な表面区域を減じ、それによって単一幅フラットヘッドに存在するテープの磨耗および損傷を減じ(単一幅フラットヘッドではテープはテープ幅にわたって均一に接触する)、それによりテープの磨耗および寿命を同時に改善する。加えて、この発明のヘッドは、同等の装置よりも製造が単純かつ低価格であり、MR読出要素ストライプ高制御処理、装置アライメントおよび組立処理について独自の利点を有し、特に、テープヘッドプロファイルを形成するためにより複雑かつ高価な製造動作を必要とする従来の輪郭づけられたテープヘッドと比較して利点を有する。
【0020】
添付の図面とともに以下の好ましい実施例の説明を参照することで、この発明の上述のおよび他の特徴ならびに目的、ならびにそれらを達成する態様がより明確隣、発明自体がもっともよく理解されるであろう。
【0021】
[詳細な説明]
図1を参照し、この発明による可変幅2方向フラットヘッド10の代表的実施例の上面図を示す。ヘッド10は、関連部分に、クラスタ14Aおよび14Bを含む1対の活性装置クラスタ12を含む。図示されるように、クラスタ14Aおよび14Bは、単一のウェハから製造されボンドライン16に沿って背同士をボンディングされてよい。
【0022】
各クラスタ14Aおよび14Bは、さらに、磁気抵抗性(MR)センサを含んでもよいそれぞれの活性装置領域18Aおよび18Bを組み入れる。1対の片持ちアウトリガー20Aおよび20Bが、互いに対してほぼ平行にかつ間隔をおいて位置づけられる関係において、それぞれのクラスタ14Aおよび14Bの横側部にボンディングされる。アウトリガー20Aおよび20Bは各々、テープの運動に依存して、立上がり端および立下がり端アウトリガーとして役立ってもよく、各々、クラスタ対12への取付部24Aおよび24Bのそれぞれの中間点からそれぞれの遠心点26Aおよび26Bへ延びる。
【0023】
さらに図2を参照し、活性装置領域18Bを含む1対の活性装置クラスタの1つ14Bのさらに詳細な図を示す。図2中、アウトリガー20Aおよび20Bそれぞれのボンディング前に、クラスタ14Aおよび14Bの横側部にキャップ22をボンディングしてもよいことがわかる。
【0024】
2方向可変幅フラットヘッド10は、動作中に「フラットヘッド効果」が達成されるであろう可変幅表面を含むことがわかる。この効果は、所望の結果であり、動作中には、テープが立上がり端において「オーバーラップ」することによりテープヘッドにわたって生み出される吸込みによる。定義上、「オーバーラップ」したテープは、テープヘッド表面に対して、接触角が約0.1から〜4.0°と考えられる。いかなる場合でも、この発明の設計の使用によって、活性要素18Aおよび18Bの組にわたっての接触記録のため、ヘッド10の部分にわたりこの効果が誘導される。しかしながら、開示される設計において現われる効果的な幅は、テープの動作中のテープとヘッド10との不必要な接触を最小限にするような態様で変化する。
【0025】
例示されるこの発明の特定の実施例においては、活性要素または「装置クラスタ」14Aおよび14B、2組が併せてボンディングされる。キャップ22が、各クラスタ14Aおよび14Bの活性要素領域にわたって、接触記録中のデータテープによる磨耗から活性要素18Aおよび18Bをそれぞれ保護するため、ボンディングされる。これらのクラスタ14Aおよび14Bは、「ロウ・バー」内にフラットラッピングされ、MRストライプ高制御を達成する。クラスタ14Aおよび14Bの2つのキャップされたロウは併せてボンディングされ、活性要素18Aおよび18Bの1組の前向きおよび後ろ向きの組を提供する。この組立のために単純な取付具が使用されてよい。活性要素18Aおよび18Bは、精密な研削切断および精密な取付具の使用により互いに隣接するよう整列される。一旦ボンディングされ整列されると、ボンディングされたロウ・バーからデュアルクラスタ14Aおよび14Bが切り出される。
【0026】
この二重クラスタ対12それ自体は、寸法が比較的狭くそれ自体では動作中にヘッド10にわたってテープを機械的に支持することができない。したがって、2つのアウトリガー20Aおよび20Bが立上がり端および立下がり端(または側部)へボンディングされ、2つのアウトリガーは、動作中データテープを機械的に支持する。加えて、アウトリガー20Aおよび20Bは、接触角制御を行ない、アウトリガー20Aおよび20Bの立ち上がりの一方、前向きおよび後ろ向き活性要素18Aおよび18B両方を備える二重クラスタ対12全体両方に沿って「フラットヘッド効果」(ヘッド10へ引き下げるテープの吸込み)を誘導する。アウトリガー20Aおよび20Bの立下りの一方は、テープに対して機械的支持を与えるが、それ自体では、テープがこの特定のアウトリガー20Aまたは20Bの立上がり端にわたって「オーバーラップ」されていないために、「フラットヘッド効果」を誘導するため役立たない。これはまた、テープの磨耗を最低限にするため役立つ。
【0027】
キャップ22に関し、この材料は、キャップ22とウェハ表面との間のいかなる非連続性もフラットラッピング処理によって除去することができるように、フラットラッピング前にウェハのロウまたはウェハのクラスタへ取付けられてよい。キャップ22の材料は、熱膨張係数、硬度、崩壊じん性、弾性係数など、ウェハ基板材料の機械的特性と一致するように選択されねばならず、接触記録中にウェハ装置を磨耗から保護するために役立つ。この発明の特定の実施例では、キャップは、たとえばアルミニウム・チタン・カーバイド(Al−TiC)を含んでよい。
【0028】
さらに図3(A)および図3(B)を参照し、活性装置領域クラスタ30のキャップされたロウの上面図および側面図がそれぞれ示され、ウェハ基板40上にスパッタリングされた装置領域38を有するウェハ32へ取付けられるいくつかのボンドパッド34およびキャップ36内に配向される粘着性グルーブ42を例示する。特定のロウに沿って任意の数のクラスタを設けてよいことが留意される。粘着性グルーブ42を粘着性材料で埋めることによってキャップ36がウェハのロウ/クラスタへボンディングされた後、キャップは、MRストライプ高制御を維持する目的でフラットラッピングされてよい。次にキャップ36とウェハ32材料との間に均一表面が作られる。粘着性グルーブ42は、ウェハ32とキャップ36との間のボンドライン内で露出される粘着剤の量を最小限とするよう使用できる。
【0029】
さらに図4(A)および図4(B)を参照し、1対の活性装置領域クラスタ50の他の実施例の上面図および側面図がそれぞれ示され、中央ボンドライン16に沿ってともにボンディングされ、セラミックのベース52を含み、その上部表面54内に配向される(粘着剤が埋込まれた)いくつかの粘着性グルーブ56を含む。示される1対の活性装置領域クラスタに関しては、既に図示および説明した構造と類似の構造については、同様の番号が振られ、上述の説明で十分とする。図示されるこの発明の特定の実施例に関し、セラミックベース52の長さは、ともにボンディングされたクラスタ対またはクラスタロウの長さと同じであってよいことが留意される。ベース52の上部表面54内の粘着性グルーブ56は、特定の応用に依存して、含まれても含まれなくてもよい。
【0030】
上述のように、ベース52は、その上部表面54において、キャップされたクラスタに図示されるようにボンディングされてもよい。それによってクラスタ対およびクラスタ対のロウをともにボンディングするための付加的な力が与えられる。好ましくは、ベースは、ウェハ基板材料に類似のポリッシュドセラミック材料または熱膨張係数、ヤング率など対応する機械的特性を有する他の材料を含んでよい。図示されるように、粘着性グルーブ56は、上部表面54に沿って加えられてよく、クラスタのアライメントを助け、粘着剤を保持するためのグルーブを提供する。
【0031】
既に説明および図示した実施例および以下に説明する実施例では、クラスタ対を形成するため、アウトリガーを取付けるため、ベースなどをボンディングするための粘着剤は、好ましい低応力および室温硬化特性を備える反応性ウレタンアクリル粘着剤などの任意の適当な物質であり得る。粘着剤は、2つの装置クラスタを可能的に接地および/またはシールドするのに使用するための銀(Ag)または他の電気的に導伝性の粒子を含有してよい。通常、組立てられるすべての構成要素は、組立およびボンディング前に洗浄されねばならない。
【0032】
特定一実施例では、キャップ36を取付けるための粘着剤は、ガラス転移温度がTg〜130℃であり、粘性がv〜350センチポイズの凍結しうる芳香族アミンを含んでよい。通常、使用される粘着剤は、多数のポスト−ウェハ処理ステップのために十分な機械的強度を提供すると同時に化学的に耐性を持たねばならない。この特定の粘着剤はオーブン硬化ステップを必要とする。
【0033】
アウトリガー20Aおよび20B(図1および図2)を取付けるための粘着剤は、アウトリガー20がそれ自体キャップとして利用されるか(したがって別個のキャップ22が必要ないか)またはアウトリガー20がキャップされたクラスタにボンディングされるかに依存して選択され得る。粘着剤についての要件は、どの程度の(熱的、機械的、化学的などの)処理応力にアウトリガー20のボンドラインが露出されるか、およびボンディングされる部分の変形要件(すなわち低収縮室温硬化粘着剤と比較して付加的な変形を引き起こすオーブン硬化粘着剤処理)に依存する。通常、アウトリガー20それ自体がキャップとして利用される場合には、選択される粘着剤は、キャップ22それ自体を(オーブン硬化を使用して)取付けるために利用されるものと同一であろう。アウトリガー20がキャップ22へボンディングされる場合には、選択される粘着剤は、クラスタ対を(室温硬化を使用して)形成する場合に利用されるものと同一であろう。
【0034】
さらに図5(A)および図5(B)を参照し、この発明の異なる実施例との可能な使用についてのキャップ36の実施例のさまざまな等角投影図を示し、第1の例においては単一の中央に位置づけられる縦型粘着性グルーブ42、第2の例においては1対のほぼ平行かつ間隔をおいて位置づけられた縦型粘着性グルーブ42Aおよび42Bをそれぞれ例示する。
【0035】
図6(A)および図6(B)をさらに参照し、この発明において使用するための上に例示したようなアウトリガー20の実施例の異なる等角投影図を示し、第1の例では、アウトリガー20を関連づけられる活性装置領域クラスタに取付けるための、粘着性ボンディング表面60が示され、第2の例では粘着性ボンディング表面60内に形成される縦型に延びる粘着性グルーブ62が示される。
【0036】
アウトリガー20の材料は、たとえば、Al−TiCなどのキャップ36およびウェハ基板材料の機械的特性および熱特性とほぼ一致する磨耗耐性セラミックなどから選択されねばならない。上述のように、アウトリガー20は、直接個々のウェハクラスタにボンディングされてよく、キャップおよびアウトリガーの両方として役立つ。この場合には、アウトリガー20は図示するように粘着性グルーブ62を含むであろう。単一のクラスタにボンディングされるアウトリガー20は、ともにフラットラッピングされてよい。2つの二重クラスタは、各々ボンディングされたアウトリガー20を有し、併せてボンディングされてよく、そのため、上述の二重クラスタ対とは異なり、クラスタ−アウトリガー対を収納するための取付具を要する。
【0037】
さらに図7(A)および図7(B)を参照し、図4(A)および図4(B)に既に示したようにそれぞれ1対の活性装置領域クラスタ70の上面図および側面図が示され、図6(B)に示すように1対のアウトリガー20のボンディングを含む。これらの図に関し、上に図示および説明した構造と類似の構造には、同様の番号を振り、上述の説明で十分なものとする。
【0038】
図8を次に参照し、いくつかのウェハクラスタ82、ウェハ区画またはウェハ全体へ複数のキャップ36をボンディングするための処理80の部分の簡略側面図が示され、またボンディング処理を実現するためのボンディング取付具ベース84およびトップ86が図示される。取付具ベース84は、硬化処理中にトップ86へ矢印の方向に向けて力が加えられる間、ボンディングのためにキャップ36を正しいアライメントに保持する。
【0039】
次に図9を参照し、予め定められた幅のテープ媒体90上のデータにアクセスするためのデータトランスデューサが、対向する端部および直交する横側部を有する少なくとも1つのほぼ直線のクラスタ94およびクラスタ内に形成される活性装置領域を含む。1対の平行かつ間隔をおいて位置づけられる片持ちアウトリガー92Aおよび92Bが、クラスタの横側部に取付けられ、対向する端部から外に向けて延びる。アウトリガー92Aおよび92Bの端部部分は、たとえばヘッドがテープの移送方向と反対方向に運動した場合などに、テープの損傷を防止するため、面取りまたは若干端縁を融合されていてもよい。図9中、1対のアウトリガー92Aおよび92Bは、テープ媒体90の幅を越えて延びるのに十分な長さであり、テープの全幅にわたって機械的に支持する。
【0040】
次に図10を参照し、データトランスデューサクラスタ94およびアウトリガー92Aおよび92Bは、テープ媒体90の幅が、1対のアウトリガー92Aおよび92Bの長さを越えて延びるように、寸法づけられる。
【0041】
次に図11を参照し、データトランスデューサクラスタ94およびアウトリガー92Aおよび92B全体は、アジマス記録ができるように、テープ媒体90に対して一定の角度に調整される。アウトリガー92Aおよび92Bは、前の図9または図10のいずれかに示すように寸法づけられ得る。
【0042】
次に図12を参照し、データトランスデューサクラスタ94が示され、1対のアウトリガー92Aおよび92Bが、クラスタ94の横側部に非対称に取付けられ、「A」で示される第1のより長い部分および「B」で示される第2のより短い部分を形成する。環状区域96は、上述のように、テープの損傷の防止のため若干面取りされてもよいアウトリガー92Aおよび92Bの端部部分を概括的に示す。
【0043】
図13中、データトランスデューサはさらに、1対のアウトリガー92Aおよび92Bの第1の部分内に装着されるセンサ98を含む。「A」領域内に、アウトリガー92Aおよび92Bは、光学素子、レーザなどの位置づけのためのセンサを支持し得、図示されるように「A」領域内のいずれの場所にも調整され得る。
【0044】
図14および図15中、アウトリガー92Aおよび92Bの付加的な非対称的位置づけが示され、それぞれ図12および図13を参照しての上の説明に対応する。
【0045】
図16中、トランスデューサ94の上面図が示され、図中アウトリガー92Aおよび92Bの相対長は、ヘッド領域の長さに対して短い(A<B)。図17中、トランスデューサ94の上面図が示され、アウトリガー92Aおよび92Bの相対長は、ヘッド領域の長さに関して長い(A>B)。
【0046】
次に図18を参照し、データトランスデューサクラスタ94の平面図は、アウトリガーの第1の対に取付けられて図示するようにアウトリガー100Aおよび100Bの組合せを形成する、ほぼ平行かつ片持ちのアウトリガーの第2の対を含む。図19中、側面図はアウトリガーの第2の対がアウトリガーの第1の対から後退し、それによって予め定められた正確なテープ媒体接触角θを確立する。
【0047】
別個に組立てられかつ併合される2つの可変幅フラットヘッドの例を図20に示す。データトランスデューサアセンブリは、横側部の1つの近くで併せてボンディングされ、互いに対して調整されて、予め定められたテープ媒体接触ピッチ角Ψを確立する第1および第2のクラスタ94を含む。図20中、2対のアウトリガー92Aおよび92B、フラットヘッド94ならびに非対称活性領域102が示される。図21の側面図中、接触ピッチ角Ψはより明瞭に図示される。2つの可変幅フラットヘッド94は、アウトリガー92Aおよび92Bにわたって接触角を確立し、ヘッド領域の所望のフラットヘッド物理的特性を誘導するよう、互いに対して調整される。
【0048】
ヘッド94の全側面上でテープの接触を正確に制御するため「ミニアウトリガー」106および108を備える二重クラスタフラットヘッド94の例を図22に示す。データトランスデューサは、対向する端部および横側部を有する少なくとも1つのほぼ直線のクラスタ94、クラスタ内に形成される活性の装置領域、横側部に取付けられるほぼ平行かつ間隔をおいて位置づけられる片持ちアウトリガー106の第1の対、および前記対向する端部に取付けられるほぼ平行かつ間隔をおいて位置づけられる片持ちアウトリガー108の第2の対を含む。アウトリガー108は、フラットヘッド94の表面から予め定められた距離114だけ後退し、フラットヘッド94からギャップ116だけ間隔をおいて位置づけられる。アウトリガー106は、フラットヘッド94の表面から予め定められた距離110だけ後退し、フラットヘッド94からギャップ112だけ間隔をおいて位置づけられる。
【0049】
上述のように、アライメント取付具も含むすべての部品および構成要素は、洗浄されねばならず、処理80用に表面が特に準備されねばならない。取付具内に組立てられる部分は、アクチベータおよび粘着剤(ボンディングを高めるための紫外線(UV)アクチベータを含んでもよい)で処理され、粘着剤が硬化するまで重量または力が加えられる。通常、ボンディング取付具も、精密表面となるよう機械加工できるセラミック材料から(キャップおよびウェハ材料の熱特性とほぼ一致するように)作られてよい。取付具は、ウェハの部分またはウェハ全体それ自体にわたってロウおよびクラスタにキャップを取付けるため作り得る。ボンディング取付具は周期変化する熱を受けるであろうから、その動作に耐えるように設計されねばならない。
【0050】
特定のヘッド構造およびアウトリガー構成に関連してこの発明の原理を上に説明してきたが、上述の説明はこの発明の例であってこの発明の範囲を限定するものではないことが理解されねばならない。特に、上述の開示の教示は、関連技術の当業者に対して他の変更例を示唆するであろうことが認識される。このような変更例は、それ自体は公知でありここに既に説明した特徴に代えてまたは特徴に加えて使用し得る他の特徴を含んでもよい。本願では特定の特徴の組合せについて請求項が作成されているが、この開示の範囲も明示的または黙示的に開示される特徴の任意の新規な組合せまたは任意の新規な特徴または関連の当業者には明らかであろう任意の一般化または変更を、これらが任意の請求項に現在クレームされる発明と同一のものに関連するか否かにかかわらず、かつこの発明により対処される技術的問題と同じ任意のまたはすべての技術的問題を緩和するか否かにかかわらず、含む。したがって、出願人は、この出願の手続中またはここから発生した任意のさらなる出願の手続中、このような特徴および/またはこのような特徴の組合せについて新しい請求項を作成する権利を保留するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】1対の活性装置領域クラスタおよび関連するアウトリガーのボンディングを示す、この発明の可変幅2方向フラットヘッドの実施例の上面図である。
【図2】ウェハにボンディングされるキャップおよび活性装置領域を示す、活性装置クラスタ対の1つのより詳細な図である。
【図3】(A)は、ウェハ基板上にスパッタリングされる装置領域を有するウェハに取付けられるいくつかのボンドパッドおよびキャップ内に配向される粘着性グルーブを示す、活性装置領域クラスタのキャップされたロウの上面図であり、(B)は、その側面図である。
【図4】(A)は、中央ボンドラインに沿って併せてボンディングされ、セラミックベースを含み、中に配向されるいくつかの粘着性グルーブを含む、1対の活性装置領域クラスタの他実施例の上面図であり、(B)は、その側面図である。
【図5】(A)は、単一の中心に位置づけられる縦型粘着性グルーブを示す、この発明の実施例とともに使用することのできるキャップの実施例の等角投影図であり、(B)は、1対のほぼ平行かつ間隔をおいて位置づけられる縦型粘着性グルーブを示す、この発明の実施例とともに使用することのできるキャップの実施例の等角投影図である。
【図6】(A)は、アウトリガーを関連する活性装置領域クラスタに取付けるための粘着性ボンディング表面を示す、この発明に関連して使用するための前述のアウトリガーの実施例の等角投影図であり、(B)は、アウトリガーを関連する活性装置領域クラスタに取付けるための縦型に延びる粘着性グルーブを示す、この発明に関連して使用するための上述のアウトリガーの実施例の等角投影図である。
【図7】(A)は、図6(B)に示す1対のアウトリガーのボンディングを含む、図4(A)および図4(B)に示す1対の活性装置領域クラスタの上面図であり、(B)は、図6(B)に示す1対のアウトリガーのボンディングを含む、図4(A)および図4(B)に示す1対の活性装置領域クラスタの側面図である。
【図8】複数のキャップをいくつかのウェハクラスタ、ウェハ区域またはウェハ全体にボンディングするための処理の部分の図であって、処理を実現するためのボンディング取付具ベースおよびトップを示す簡略側面図である。
【図9】ヘッドアウトリガーがテープよりも幅広でありテープの全幅にわたってテープを機械的に支持する、この発明による2方向フラットヘッドの上面図である。
【図10】テープがヘッドアウトリガーよりも幅広であり、アウトリガーの端部がテープの損傷を防止するよう面取りされるかまたは若干端縁融合されている、この発明による2方向フラットヘッドの上面図である。
【図11】ヘッドがアジマス記録を容易にするようにテープのパスに対して一定の角度に調整され得る、この発明による2方向フラットヘッドの上面図である。
【図12】アウトリガーの非対称位置づけを含む、アウトリガーの端部部分がテープの損傷を防止するため任意に若干面取りされる、この発明による2方向フラットヘッドの上面図である。
【図13】比較的安定したテープ領域を必要とする装着部、レーザ、光学素子または他のセンサをさらに含む、図12のヘッドの上面図である。
【図14】アウトリガーの代替的非対称位置づけを含む、この発明による2方向フラットヘッドの上面図である。
【図15】装着部、レーザ、光学素子または他のセンサをさらに含む、図14のヘッドの上面図である。
【図16】アウトリガーの長さは、ヘッド領域の長さに比較して比較的短い、この発明による2方向ヘッドの上面図である。
【図17】アウトリガーの長さは、ヘッド領域の長さに比較して比較的長い、この発明による2方向ヘッドの上面図である。
【図18】アウトリガーはさらに、フラットヘッド領域に対する接触角を正確に制御するため使用される後退したアウトリガーの付加的な組を含む、この発明による2方向ヘッドの上面図である。
【図19】図18の2方向ヘッドの側面図である。
【図20】テープパスが各アウトリガーに重なるように2つのヘッドが互いに対して浅い角度で装着される、この発明による組立および併合された2つの2方向フラットヘッドの上面図である。
【図21】図20に示す2つの2方向フラットヘッドの側面図である。
【図22】ヘッドのすべての側面においてテープの接触を正確に制御するため4側面すべて上に後退したアウトリガーを有する二重クラスタフラットヘッドの上面図および対応する側面図である。
【符号の説明】
10 可変幅2方向フラットヘッド、12 活性装置クラスタ、14Aおよび14B クラスタ、16 ボンドライン、18Aおよび18B 活性装置領域、20Aおよび20B 片持ちアウトリガー、24Aおよび24B 取付部、26Aおよび26B 遠心点。
Claims (11)
- 予め定められた幅のテープ媒体上のデータにアクセスするためのデータトランスデューサであって、前記トランスデューサは、
対向する端部と横側部とを示す、少なくとも1つのほぼ直線のクラスタと、
前記少なくとも1つのクラスタ内に形成される活性の装置領域と、
前記クラスタの前記横側部に取付けられ前記クラスタの対向する端部から外向きに延びるほぼ平行で間隔をおいて位置づけられる片持ちアウトリガーの第1の対とを含むデータトランスデューサ。 - 前記アウトリガーの1つの少なくとも1つの端部部分は面取りされている、請求項1に記載のデータトランスデューサ。
- アウトリガーの前記第1の対の少なくとも1つは前記テープ媒体の幅を越えて延びる十分な長さである、請求項1に記載のデータトランスデューサ。
- 前記テープ媒体の幅は、アウトリガーの前記第1の対の長さを越えて延びる、請求項1に記載のデータトランスデューサ。
- データトランスデューサ全体は、アジマス記録ができるように、前記テープ媒体に対してある角度に調整される、請求項1に記載のデータトランスデューサ。
- 前記アウトリガーの第1の対は、前記クラスタの前記横側部に取付けられ、第1のより長い部分と第2のより短い部分とを形成する、請求項1に記載のデータトランスデューサ。
- 前記アウトリガーの対の前記第1の部分内に装着されるセンサをさらに含む、請求項6に記載のデータトランスデューサ。
- 前記アウトリガーの第1の対に取付けられるほぼ平行かつ片持ちのアウトリガーの第2の対をさらに含む、請求項1に記載のデータトランスデューサ。
- アウトリガーの前記第2の対は、アウトリガーの前記第1の対から後退し、予め定められたテープ媒体接触角を確立する、請求項8に記載のデータトランスデューサ。
- 前記少なくとも1つのクラスタは、
前記クラスタの前記横側部の少なくとも1つにおいてともにボンディングされ、予め定められたテープ媒体接触角を確立するよう互いに対して調整される第1および第2のクラスタを含む、請求項1に記載のデータトランスデューサ。 - 予め定められた幅のテープ媒体上のデータにアクセスするためのデータトランスデューサであって、前記トランスデューサは、
対向する端部と横側部とを示す少なくとも1つのほぼ直線のクラスタと、
前記少なくとも1つのクラスタ内に形成される活性の装置領域と、
前記横側部に取付けられるほぼ平行かつ間隔をおいて位置づけられる片持ちアウトリガーの第1の対と、
前記対向する端部に取付けられるほぼ平行かつ間隔をおいて位置づけられる片持ちアウトリガーの第2の対とを含む、データトランスデューサ。
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