JP2004039159A - Method and device for measuring magnetic head - Google Patents

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JP2004039159A JP2002196982A JP2002196982A JP2004039159A JP 2004039159 A JP2004039159 A JP 2004039159A JP 2002196982 A JP2002196982 A JP 2002196982A JP 2002196982 A JP2002196982 A JP 2002196982A JP 2004039159 A JP2004039159 A JP 2004039159A
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antenna
magnetic head
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discharge
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Yutaka Hayata
早田 裕
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To more accurately evaluate the characteristics of a magnetic head when an electric discharge is generated. <P>SOLUTION: An MR head 1 is fixed on the upper surface of a discharge board 2 by grounding a wiring electrode. An antenna 6 is arranged just under the MR head 1. A voltage is impressed to a voltage impression pin 4 by a voltage generator 5 to approach the pin 4 to the head surface of the MR head 1 and to discharge electricity. Electromagnetic waves are radiated by a current allowed to flow into the MR head 1 by the discharge and received by the antenna 6 and the voltage or a current induced in the antenna 6 is measured with an oscilloscope 8. Consequently information such as the generation timing of a destruction phenomenon, and destruction strength of the MR head 1 when discharge is generated can be obtained in real time. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電発生時における磁気ヘッドの特性を測定する磁気ヘッドの測定方法および測定装置に関し、特に、磁気テープの再生用として使用される磁気抵抗効果型(MR)ヘッドの測定に適した磁気ヘッドの測定方法および測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、磁気テープを用いてデータの記録および再生を行う磁気記録再生装置においては、取り扱う情報量の増大にともなってさらなる記録密度の向上が望まれており、信号の読み取り用の磁気ヘッドとして、従来のインダクティブ型ヘッドに代わりMR(Magneto Resistive:磁気抵抗効果型)ヘッドを採用することが必要不可欠となっている。MRヘッドは、MR素子により磁気抵抗効果を利用して磁気記録媒体に記録された信号を読み取る磁気ヘッドであり、信号の検出感度が高く、大きな再生出力を得られるため、磁気テープ上の記録トラック幅を容易に縮小できるとともに線方向の記録密度が高められ、高密度の記録および再生を行うことが可能となる。
【0003】
このMRヘッドは、一般的に、インダクティブ型ヘッドと比較して静電気や熱に弱いという性質を有している。例えば、MRヘッドを磁気テープを使用したシステムに応用する場合、ヘッド摺動面に保護膜がない状態でMR素子が磁気テープに直接接触される。このとき、磁気テープ上の帯電電荷が、MRヘッドに放電電流として流れ、MR素子においてESD(Electrostatic Discharge)破壊が発生する恐れがある。このため、MRヘッドの開発においては、MRヘッドにおけるESD破壊による影響を実際の使用条件に即して測定することが重要になっている。
【0004】
MRヘッドにおけるESD破壊特性を評価するためには、従来、MRヘッドに対して直接ESDのパルス電圧を印加した後に、このMRヘッドのMR素子部の抵抗や磁気特性を測定し、その変化によって評価するのが一般的であった。また、この他に、HBM(Human Body Model)等の規格化された方法が存在している。これらの規格化された方法は、デバイスを扱う環境として人体、帯電物、機械等を想定し、これらの環境を等価回路に置き換えて、ESD破壊現象をシミュレートして評価するものである。このHBMを用いた場合でも、放電発生後のMRヘッドに対して抵抗や磁気特性等を測定することにより評価を行う。
【0005】
図6は、これらのうちHBMを用いてMRヘッドのESD破壊現象をシミュレートする装置の回路構成を示す図である。
図6に示す回路は、人体に帯電した電荷によりMRヘッドに放電現象が生じた場合を再現するための等価回路となっている。この回路において、電圧源101には、切り換えスイッチ102を介して、人体とほぼ同じ100pFの容量を有するコンデンサ103が直列に接続されて、電圧源101によりコンデンサ103に電荷を蓄積させることが可能となっている。
【0006】
また、コンデンサ103の充電後に切り換えスイッチ102を切り換えると、1.5kΩの抵抗104を介して、測定対象のMRヘッド105がコンデンサ103に直列に接続されて、蓄積された電荷がMRヘッド105を通じて接地電位に放電される。この放電後にMRヘッド105の抵抗値等を測定することにより、MRヘッド105におけるESD破壊現象を擬似的に評価することができる。
【0007】
図7は、上記の回路を用いた場合のMRヘッドにおける電圧測定例を示すグラフである。図7(A)はAMR(Anisotropic Magneto Resistive)ヘッド、(B)はGMR(Giant Magneto Resistive)ヘッドについての測定結果をそれぞれ示す。
【0008】
図7に示すグラフは、上記の回路を用いた場合の電圧源101の電圧とMRヘッド105の抵抗値との関係を示している。これらのグラフによると、AMRヘッドの場合は230〜240V程度、またGMRヘッドの場合は35〜40V程度でそれぞれ抵抗値が大きく変化し、放電によるMR素子のESD破壊が発生していることがわかる。
【0009】
また、図8は、上記の回路を用いた場合のGMRヘッドの感度の測定例を示すグラフである。
図8のグラフは、上記の回路を用いて放電を発生させた後のGMRヘッドの感度を、このGMRヘッドに一定の磁界をかけたときのGMRヘッドの電圧変化量として示している。このグラフによれば、電圧源101の発生電圧が30V程度に達するとGMRヘッドの磁気特性が劣化することがわかる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようなMRヘッドのESD破壊に対する影響を評価する従来の方法は、MR素子自体のESD破壊に対する影響を評価することができる。しかし、MRヘッドに対する放電発生時には、実際にはMR素子自体の特性では正確に評価できない現象が生じることがある。例えば、MR素子の周囲に積層された絶縁膜が絶縁破壊を起こす場合もあり、この場合にはMR素子自体の抵抗値の変化としては現れず、MRヘッドの破壊現象の発生を検出できないので、十分な特性評価ができない。
【0011】
また、上述した従来の測定方法は、MRヘッドに実際に放電させた後に、そのMRヘッドの特性の変化を測定している。このため、測定に2段階のステップを要することになり、放電破壊の発生時にリアルタイムで測定することができない。例えば、放電時にMR素子に流れる電流をリアルタイムに測定することはできるが、この場合もMR素子自体の測定が行われるに過ぎず、MRヘッドの正確な特性評価は不可能であった。
【0012】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、放電発生時における磁気ヘッドの特性評価をより正確に行うことが可能な磁気ヘッドの測定方法を提供することを目的とする。
【0013】
また、本発明の他の目的は、放電発生時における磁気ヘッドの特性評価をより正確に行うことが可能な磁気ヘッドの測定装置を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、放電発生時における磁気ヘッドの特性を測定する磁気ヘッドの測定方法において、ヘッド素子からの配線電極を接地した磁気ヘッドの近傍にアンテナを配設し、電圧を印加した電極を前記磁気ヘッドのヘッド面に接近または接触させて放電させ、放電時に放射される電磁波により前記アンテナに誘起される電圧または電流を測定することを特徴とする磁気ヘッドの測定方法が提供される。
【0015】
このような磁気ヘッドの測定方法では、電圧を印加した電極を磁気ヘッドのヘッド面に接近または接触させることにより、電極からヘッド面に対する放電が発生する。この放電時に磁気ヘッド内に流れる電流により電磁波が放射され、磁気ヘッドの近傍に配設されたアンテナはこの電磁波を受信する。このときアンテナに誘起される電圧または電流を測定することにより、磁気ヘッドの特性を評価することができる。
【0016】
また、本発明では、放電発生時における磁気ヘッドの特性を測定する磁気ヘッドの測定装置において、ヘッド素子からの配線電極を接地した磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドのヘッド面に接近または接触させることが可能な電極と、前記電極に対して電圧を印加する電圧印加手段と、前記磁気ヘッドの近傍に配設されたアンテナと、前記電極から前記磁気ヘッドへの放電時に放射される電磁波によって前記アンテナに誘起される電圧または電流を測定する電磁波測定手段とを有することを特徴とする磁気ヘッドの測定装置が提供される。
【0017】
このような磁気ヘッドの測定装置では、電圧印加手段によって電圧が印加された電極が、磁気ヘッドのヘッド面に接近または接触されることにより、電極から磁気ヘッドのヘッド面に対する放電が発生する。アンテナは、磁気ヘッドの近傍に配設されることにより、放電時に磁気ヘッド内に流れる電流によって放射される電磁波を受信する。このときアンテナに誘起される電圧または電流が電磁波測定手段により測定されることで、磁気ヘッドの特性を評価することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施の形態例である測定装置の全体構成を示す図である。
【0019】
図1に示す測定装置は、磁気ヘッドにおける放電時の特性を測定するための装置であり、本実施の形態では特に磁気ヘッドとして、AMR素子を用いて磁気テープの記録データを読み取るMRヘッド1を適用する。この測定装置は、放電台2、昇降機構3、電圧印加ピン4、電圧発生装置5、アンテナ6、アンプ7およびオシロスコープ8によって構成される。
【0020】
放電台2は、上面に測定対象であるMRヘッド1を固定するための台である。また、MRヘッド1の直下には、放電台2の上面またはその内部に、後述するようにアンテナ6が配置されている。MRヘッド1には、外部配線と接続してMR素子で検出された再生信号を出力するための2つの配線電極(図示せず)が設けられており、これらの配線電極のうち一方または双方が接地されている。
【0021】
昇降機構3は、電圧印加ピン4を保持して、これを垂直方向に昇降させるための機構である。電圧印加ピン4は、MRヘッド1のヘッド面に放電させるためのピン状の電極であり、昇降機構3によって下降されると、MRヘッド1における磁気テープの摺動面であるヘッド面に接近するようになっている。または、ヘッド面に電圧印加ピン4が接触するようになされていてもよい。電圧発生装置5は、電圧印加ピン4と接続されており、この電圧印加ピン4に電圧を印加する。また、その印加電圧は可変とされている。
【0022】
放電台2上に固定されたMRヘッド1の直下には、アンテナ6が配設されている。アンテナ6は、放電台2の上面に平行となるように固定されている。また、MRヘッド1のヘッド面に対して電圧印加ピン4に対向する位置に、アンテナ6のほぼ中央部が位置するように配置されることが望ましい。
【0023】
また、このアンテナ6からの配線は、アンプ7を介して、オシロスコープ8に接続されている。アンプ7は、アンテナ6による受信信号を増幅して、オシロスコープ8に供給する。オシロスコープ8は、アンプ7から供給された信号の電圧または電流を測定して、電圧波形または電流波形を経時的に出力することが可能となっている。
【0024】
この測定装置を使用した基本的な測定手順は、以下のようになる。すなわち、電圧発生装置5によって電圧印加ピン4に電圧を印加し、昇降機構3を操作して電圧印加ピン4をMRヘッド1のヘッド面に接近させる。やがて、所定の位置で電圧印加ピン4からMRヘッド1に対する放電が発生する。このとき、MRヘッド1内に流れる電流によって電磁波が放射され、この電磁波がアンテナ6によって受信される。電磁波によってアンテナ6に誘起された電圧や電流は、アンプ7を介してオシロスコープ8によって測定される。
【0025】
また、例えば、MRヘッド1から十分離した位置で電圧印加ピン4に所定の電圧を印加し、この電圧印加ピン4を徐々にMRヘッド1に接近させて放電を発生させ、このとき、放電発生時のMRヘッド1と電圧印加ピン4との距離や、印加した電圧に応じたアンテナ6における電圧または電流波形をオシロスコープ8で観測してもよい。あるいは、電圧印加ピン4とMRヘッド1を一定の距離に接近させてから電圧を印加し、印加電圧ごとのアンテナ6における電圧または電流波形を観測してもよい。さらに、電圧印加ピン4とMRヘッド1のヘッド面とを接触させて放電させた場合の観測を行ってもよい。
【0026】
次に、図2は、放電台2に対するアンテナ6の実装状態の例を示す断面図である。
図2に示すように、放電台2の上面には、絶縁体として例えばガラスエポキシ基板21が設けられている。また、アンテナ6は例えば、このガラスエポキシ基板21の下面にCu等の金属膜がエッチングされることにより形成される。MRヘッド1から放射される電磁波をアンテナ6が検出するために、ガラスエポキシ基板21の厚さは例えば1mm以下程度にできるだけ薄くすることが望ましいが、MRヘッド1とアンテナ6との間にガラスエポキシ基板21のような薄い絶縁体が配置されることで、電圧印加ピン4からアンテナ6に対して直接放電が発生することが防止される。
【0027】
次に、図3は、このアンテナ6の形状例を示す平面図である。
図3では、放電台2の上部から見た場合のアンテナ6の形状例を示している。図3(A)はモノポールアンテナの例であり、(B)はループアンテナの例である。これらのアンテナの感度を高め、正確な測定を行うためには、モノポールアンテナの場合はその中央部が、またループアンテナの場合はその中心部が、それぞれMRヘッド1のヘッド面の直下となるように配置されることが望ましい。
【0028】
次に、図4は、上記の測定装置において観測される電流波形の例を示す図である。
図4は、アンテナ6としてモノポールアンテナを用いた場合に、オシロスコープ8において観測される電流の波形例を示している。なお、この波形例は、MRヘッド1の固定位置に、実際のMRヘッド1の代わりに抵抗を配置して放電させた場合に観測された電流の波形を示している。
【0029】
この図4の電流波形では、放電発生時において、数nsecといったごく短時間に放射される電磁波が検出されていることがわかる。アンテナ6では、MRヘッド1内で流れる電流の変化量に応じて電流が誘起されることから、電流波形により、放電発生時におけるMRヘッド1内での微少な電流変化をリアルタイムで正確に知ることができる。
【0030】
例えば、電圧印加ピン4からMRヘッド1に対して放電された時には、MRヘッド1ではMR素子だけでなく、その周囲でも放電電流による破壊現象が生じることがある。上記のような電流波形は、このような破壊現象が発生する過程の解析に役立つと考えられる。
【0031】
ここで、放電発生時にMR素子以外で破壊現象が発生する場合の例について説明する。図5は、MRヘッド1における磁気テープに対する摺動面の構成例を示す図である。
【0032】
図5では、MRヘッド1の磁気テープに対する摺動面を、磁気テープ側から見た場合の構成例を示している。このMRヘッド1は、導電性を有するヘッド基板11および保護基板12の間に、MR素子13と、軟磁性材料によってなる一対のシールド膜14aおよび14bが配設された構造を有している。ヘッド基板11および保護基板12と、各シールド膜14aおよび14bとの間には、絶縁膜15aおよび15bが形成され、また、シールド膜14aおよび14bの間に、絶縁膜15cおよび15dを介してMR素子13が形成されて、再生用の磁気ヘッド部をなしている。なお、MR素子13は、図示しない配線電極を通じて電源が供給されることにより、磁気テープの記録データを読み取る。
【0033】
ここで、ヘッド基板11および保護基板12は、例えばこのMRヘッド1を保持するベースメタル等を通じてグランドに接続されている。また、各絶縁膜15a〜15dは、1μm未満程度の薄膜として形成されている。
【0034】
このような構造のMRヘッド1の衝動面に対して電圧印加ピン4から放電された場合に、MR素子13自体に大電流が流れて損傷が発生する場合の他に、MR素子13とシールド膜14aおよび14bとの間や、各シールド膜14aおよび14bとヘッド基板11および保護基板12との間で絶縁破壊が発生して、放電電流が流れる場合がある。このような絶縁破壊が発生した位置には、例えば図5に示すような放電痕16aおよび16bが形成されてしまい、MRヘッド1として使用不可能な状態となってしまう。
【0035】
このように絶縁膜15a〜15dにおいて損傷が発生した場合には、例えばこの後にMR素子13自体の抵抗値を測定しても変化は見られず、損傷の発生を検出できない。また、例えば放電時にMR素子13に流れる電流を測定した場合にも、同様に検出することができない。しかし、図1に示した測定装置では、アンテナ6に誘起される電流や電圧を測定することにより、MRヘッド1全体における電流の変化を検出でき、上記のような絶縁膜15a〜15dの破壊現象の発生タイミングが実測でき、その破壊程度等を推測することが可能となる。また、MRヘッド1内の微少な電流変化を検出することができることから、放電時におけるMRヘッド1内の破壊現象の発生過程を詳しく解析することが可能となる。
【0036】
以上のように、本発明の測定装置では、アンテナ6に誘起される電圧や電流を測定することにより、放電発生時のMRヘッド1における破壊現象について、例えば破壊強度やその詳細なタイミング等の情報を、リアルタイムで、かつMRヘッド1に非接触で得ることができる。これらの情報は、MR素子の抵抗値や磁気特性等を事後測定するといった従来の測定方法では得ることができず、ESD破壊現象のより正確な分析に役立つ。
【0037】
また、放電後のMRヘッド1に対して抵抗や磁気特性を測定する従来の測定方法では、MRヘッド1の取り扱いの際に誤って放電が発生し、MRヘッド1を破壊してしまうことがあった。本発明では、上記の測定をMRヘッド1に非接触で行うことができるため、このような取り扱い時の放電の発生を防止することができる。
【0038】
さらに、同様にMRヘッド1に対して非接触で測定を行うことができるため、本発明のようなアンテナ6を用いた測定は、MRヘッド1の製造ラインにおけるESD破壊センサとして応用することも可能である。
【0039】
なお、上記の測定装置は、磁気テープの記録用や再生用の磁気ヘッド以外にも、例えばHDD(ハードディスクドライブ)の記録用や再生用の磁気ヘッド等の測定にも適用することが可能である。
【0040】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の磁気ヘッドの測定方法では、電圧を印加した電極から磁気ヘッドに対する放電発生時に、磁気ヘッド内に流れる電流により放射される電磁波が、磁気ヘッドの近傍に配設されたアンテナによって受信される。このときアンテナに誘起される電圧または電流を測定することにより、放電発生時の磁気ヘッドにおける破壊現象の発生タイミングや破壊強度等の情報がリアルタイムで得られ、磁気ヘッドにおける破壊現象をより詳しく評価することが可能となる。
【0041】
また、本発明の磁気ヘッドの測定装置では、電圧を印加した電極から磁気ヘッドに対する放電発生時に、磁気ヘッド内に流れる電流により放射される電磁波が、磁気ヘッドの近傍に配設されたアンテナによって受信される。このときアンテナに誘起される電圧または電流を電磁波測定手段により測定することにより、放電発生時の磁気ヘッドにおける破壊現象の発生タイミングや破壊強度等の情報がリアルタイムで得られ、磁気ヘッドにおける破壊現象をより詳しく評価することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態例である測定装置の全体構成を示す図である。
【図2】放電台に対するアンテナの実装状態の例を示す断面図である。
【図3】アンテナの形状例を示す平面図である。
【図4】本発明に係る測定装置において観測される電流波形の例を示す図である。
【図5】MRヘッドにおける磁気テープに対する摺動面の構成例を示す図である。
【図6】HBMを用いてMRヘッドのESD破壊現象をシミュレートする装置の回路構成を示す図である。
【図7】HBMを用いた場合のMRヘッドにおける電圧測定例を示すグラフである。
【図8】HBMを用いた場合のGMRヘッドの感度の測定例を示すグラフである。
【符号の説明】
1……MRヘッド、2……放電台、3……昇降機構、4……電圧印加ピン、5……電圧発生装置、6……アンテナ、7……アンプ、8……オシロスコープ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic head measuring method and a magnetic head measuring method for measuring the characteristics of a magnetic head when a discharge occurs, and more particularly to a magnetic head suitable for measuring a magnetoresistive (MR) head used for reproducing a magnetic tape. The present invention relates to a head measuring method and a measuring device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in a magnetic recording / reproducing apparatus which records and reproduces data using a magnetic tape, a further improvement in recording density is desired as the amount of information to be handled is increased. It is indispensable to employ an MR (Magneto Resistive) head instead of the inductive type head. An MR head is a magnetic head that reads a signal recorded on a magnetic recording medium by using a magnetoresistive effect by an MR element, and has a high signal detection sensitivity and a large reproduction output. The width can be easily reduced, and the recording density in the linear direction can be increased, so that high-density recording and reproduction can be performed.
[0003]
This MR head generally has a property that it is more susceptible to static electricity and heat than an inductive head. For example, when an MR head is applied to a system using a magnetic tape, the MR element is directly contacted with the magnetic tape without a protective film on the head sliding surface. At this time, the charge on the magnetic tape flows as a discharge current to the MR head, and there is a possibility that ESD (Electrostatic Discharge) destruction occurs in the MR element. For this reason, in the development of the MR head, it is important to measure the influence of the ESD destruction in the MR head in accordance with the actual use conditions.
[0004]
In order to evaluate the ESD breakdown characteristics of an MR head, conventionally, after applying an ESD pulse voltage directly to the MR head, the resistance and magnetic characteristics of the MR element portion of the MR head are measured, and the evaluation is made based on the change. It was common to do. In addition, there are standardized methods such as HBM (Human Body Model). According to these standardized methods, a human body, a charged object, a machine, and the like are assumed as environments in which devices are handled, and these environments are replaced with equivalent circuits to simulate and evaluate an ESD breakdown phenomenon. Even when this HBM is used, evaluation is performed by measuring the resistance, magnetic characteristics, and the like of the MR head after the discharge has occurred.
[0005]
FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration of an apparatus for simulating the ESD destruction phenomenon of the MR head using the HBM.
The circuit shown in FIG. 6 is an equivalent circuit for reproducing a case where a discharge phenomenon occurs in the MR head due to electric charges charged on a human body. In this circuit, a capacitor 103 having substantially the same capacitance as that of a human body and having a capacitance of 100 pF is connected in series to a voltage source 101 via a changeover switch 102, so that the voltage source 101 can accumulate charges in the capacitor 103. Has become.
[0006]
When the changeover switch 102 is switched after the capacitor 103 is charged, the MR head 105 to be measured is connected in series to the capacitor 103 via the resistor 104 of 1.5 kΩ, and the accumulated charge is grounded through the MR head 105. Discharged to potential. By measuring the resistance value and the like of the MR head 105 after this discharge, the ESD breakdown phenomenon in the MR head 105 can be evaluated in a pseudo manner.
[0007]
FIG. 7 is a graph showing an example of voltage measurement in an MR head using the above circuit. FIG. 7A shows the measurement results for an AMR (Anisotropic Magneto Resistive) head, and FIG. 7B shows the measurement results for a GMR (Giant Magneto Resistive) head.
[0008]
The graph shown in FIG. 7 shows the relationship between the voltage of the voltage source 101 and the resistance of the MR head 105 when the above circuit is used. According to these graphs, it can be seen that the resistance value greatly changes at about 230 to 240 V in the case of the AMR head and about 35 to 40 V in the case of the GMR head, and the ESD breakdown of the MR element is caused by the discharge. .
[0009]
FIG. 8 is a graph showing a measurement example of the sensitivity of the GMR head when the above circuit is used.
The graph of FIG. 8 shows the sensitivity of the GMR head after generating a discharge using the above-described circuit, as the amount of voltage change of the GMR head when a constant magnetic field is applied to the GMR head. According to this graph, it is understood that when the voltage generated by the voltage source 101 reaches about 30 V, the magnetic characteristics of the GMR head deteriorate.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional method for evaluating the effect of the MR head on ESD damage as described above can evaluate the effect of the MR element itself on ESD damage. However, when a discharge occurs in the MR head, a phenomenon that cannot be accurately evaluated may actually occur based on the characteristics of the MR element itself. For example, the insulating film laminated around the MR element may cause dielectric breakdown. In this case, it does not appear as a change in the resistance value of the MR element itself, and the occurrence of the destruction phenomenon of the MR head cannot be detected. Sufficient characteristics cannot be evaluated.
[0011]
In the above-described conventional measuring method, a change in characteristics of the MR head is measured after the MR head is actually discharged. For this reason, the measurement requires two steps, and cannot be measured in real time when a discharge breakdown occurs. For example, the current flowing in the MR element during discharge can be measured in real time. However, in this case, the measurement of the MR element itself is merely performed, and accurate characteristic evaluation of the MR head is impossible.
[0012]
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a magnetic head measuring method capable of more accurately evaluating the characteristics of a magnetic head when a discharge occurs.
[0013]
It is another object of the present invention to provide a magnetic head measuring device capable of more accurately evaluating the characteristics of a magnetic head when a discharge occurs.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides a method of measuring the characteristics of a magnetic head when a discharge occurs, comprising: disposing an antenna near a magnetic head in which a wiring electrode from a head element is grounded; A method of measuring a magnetic head, characterized in that the electrode to which the magnetic head is applied is brought into contact with or in contact with the head surface of the magnetic head to discharge, and a voltage or a current induced in the antenna by an electromagnetic wave radiated during the discharge is measured. Provided.
[0015]
In such a method for measuring a magnetic head, a discharge is generated from the electrode to the head surface by bringing the electrode to which the voltage is applied close to or in contact with the head surface of the magnetic head. An electromagnetic wave is radiated by a current flowing in the magnetic head at the time of the discharge, and an antenna disposed near the magnetic head receives the electromagnetic wave. At this time, the characteristics of the magnetic head can be evaluated by measuring the voltage or current induced in the antenna.
[0016]
Further, according to the present invention, in a magnetic head measuring apparatus for measuring characteristics of a magnetic head when a discharge occurs, a wiring electrode from a head element may be brought close to or in contact with a grounded magnetic head and a head surface of the magnetic head. A possible electrode, a voltage applying means for applying a voltage to the electrode, an antenna disposed near the magnetic head, and an electromagnetic wave radiated at the time of discharging from the electrode to the magnetic head. An electromagnetic wave measuring device for measuring induced voltage or current is provided.
[0017]
In such a magnetic head measuring device, when the electrode to which the voltage is applied by the voltage applying means approaches or comes into contact with the head surface of the magnetic head, discharge occurs from the electrode to the head surface of the magnetic head. The antenna receives the electromagnetic wave radiated by the current flowing in the magnetic head at the time of discharge by being disposed near the magnetic head. At this time, the voltage or current induced in the antenna is measured by the electromagnetic wave measuring means, so that the characteristics of the magnetic head can be evaluated.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a measuring device according to an embodiment of the present invention.
[0019]
The measuring device shown in FIG. 1 is a device for measuring characteristics of a magnetic head at the time of discharge. In this embodiment, an MR head 1 for reading recorded data on a magnetic tape using an AMR element is particularly used as a magnetic head. Apply. This measuring device includes a discharge table 2, a lifting mechanism 3, a voltage application pin 4, a voltage generator 5, an antenna 6, an amplifier 7, and an oscilloscope 8.
[0020]
The discharge table 2 is a table for fixing the MR head 1 to be measured on the upper surface. An antenna 6 is disposed directly below the MR head 1 on the upper surface of the discharge table 2 or inside the discharge table 2 as described later. The MR head 1 is provided with two wiring electrodes (not shown) for connecting to external wiring and outputting a reproduction signal detected by the MR element, and one or both of these wiring electrodes are provided. Grounded.
[0021]
The elevating mechanism 3 is a mechanism for holding the voltage application pin 4 and elevating the same in the vertical direction. The voltage application pin 4 is a pin-shaped electrode for discharging the head surface of the MR head 1 and, when lowered by the elevating mechanism 3, approaches the head surface of the MR head 1 which is the sliding surface of the magnetic tape. It has become. Alternatively, the voltage application pin 4 may be in contact with the head surface. The voltage generator 5 is connected to the voltage application pin 4 and applies a voltage to the voltage application pin 4. The applied voltage is variable.
[0022]
An antenna 6 is provided immediately below the MR head 1 fixed on the discharge table 2. The antenna 6 is fixed so as to be parallel to the upper surface of the discharge table 2. Further, it is desirable that the antenna 6 is disposed such that the substantially central portion of the antenna 6 is located at a position facing the voltage application pin 4 with respect to the head surface of the MR head 1.
[0023]
The wiring from the antenna 6 is connected to an oscilloscope 8 via an amplifier 7. The amplifier 7 amplifies the signal received by the antenna 6 and supplies the signal to the oscilloscope 8. The oscilloscope 8 can measure the voltage or current of the signal supplied from the amplifier 7 and output a voltage waveform or a current waveform with time.
[0024]
The basic measuring procedure using this measuring device is as follows. That is, a voltage is applied to the voltage application pin 4 by the voltage generator 5, and the lifting mechanism 3 is operated to bring the voltage application pin 4 closer to the head surface of the MR head 1. Eventually, a discharge from the voltage application pin 4 to the MR head 1 occurs at a predetermined position. At this time, an electromagnetic wave is radiated by the current flowing in the MR head 1, and the electromagnetic wave is received by the antenna 6. The voltage or current induced on the antenna 6 by the electromagnetic wave is measured by the oscilloscope 8 via the amplifier 7.
[0025]
Further, for example, a predetermined voltage is applied to the voltage application pin 4 at a position sufficiently separated from the MR head 1, and the voltage application pin 4 is gradually approached to the MR head 1 to generate a discharge. The oscilloscope 8 may observe the distance between the MR head 1 and the voltage application pin 4 at that time and the voltage or current waveform at the antenna 6 according to the applied voltage. Alternatively, the voltage may be applied after bringing the voltage application pin 4 and the MR head 1 close to a certain distance, and the voltage or current waveform at the antenna 6 for each applied voltage may be observed. Further, observation may be performed when the voltage application pin 4 is brought into contact with the head surface of the MR head 1 to cause discharge.
[0026]
Next, FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an example of a mounting state of the antenna 6 on the discharge table 2.
As shown in FIG. 2, on the upper surface of the discharge table 2, for example, a glass epoxy substrate 21 is provided as an insulator. The antenna 6 is formed, for example, by etching a metal film such as Cu on the lower surface of the glass epoxy substrate 21. In order for the antenna 6 to detect the electromagnetic waves radiated from the MR head 1, it is desirable that the thickness of the glass epoxy substrate 21 be as small as possible, for example, about 1 mm or less. By disposing a thin insulator such as the substrate 21, it is possible to prevent the discharge from being directly generated from the voltage application pin 4 to the antenna 6.
[0027]
Next, FIG. 3 is a plan view showing an example of the shape of the antenna 6.
FIG. 3 shows an example of the shape of the antenna 6 when viewed from above the discharge table 2. FIG. 3A shows an example of a monopole antenna, and FIG. 3B shows an example of a loop antenna. In order to increase the sensitivity of these antennas and perform accurate measurement, the center of the monopole antenna and the center of the loop antenna are directly below the head surface of the MR head 1, respectively. It is desirable that they are arranged as follows.
[0028]
Next, FIG. 4 is a diagram showing an example of a current waveform observed in the above measuring device.
FIG. 4 shows an example of a current waveform observed in the oscilloscope 8 when a monopole antenna is used as the antenna 6. This waveform example shows a waveform of a current observed when a resistor is disposed at a fixed position of the MR head 1 in place of the actual MR head 1 and discharged.
[0029]
It can be seen from the current waveform of FIG. 4 that an electromagnetic wave radiated in a very short time of several nsec is detected when a discharge occurs. Since the antenna 6 induces a current in accordance with the amount of change in the current flowing in the MR head 1, it is possible to accurately know, in real time, a minute current change in the MR head 1 when a discharge occurs, by using a current waveform. Can be.
[0030]
For example, when the voltage is applied to the MR head 1 from the voltage application pin 4, the MR head 1 may be damaged not only by the MR element but also by the discharge current around the MR element. It is considered that the current waveform as described above is useful for analyzing a process in which such a breakdown phenomenon occurs.
[0031]
Here, an example will be described in which a breakdown phenomenon occurs in a part other than the MR element when a discharge occurs. FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a sliding surface of the MR head 1 with respect to a magnetic tape.
[0032]
FIG. 5 shows a configuration example when the sliding surface of the MR head 1 with respect to the magnetic tape is viewed from the magnetic tape side. The MR head 1 has a structure in which an MR element 13 and a pair of shield films 14a and 14b made of a soft magnetic material are provided between a conductive head substrate 11 and a protective substrate 12. Insulating films 15a and 15b are formed between the head substrate 11 and the protecting substrate 12 and the respective shield films 14a and 14b, and MR films are provided between the shield films 14a and 14b via the insulating films 15c and 15d. The element 13 is formed to form a reproducing magnetic head. The MR element 13 reads data recorded on a magnetic tape when power is supplied through a wiring electrode (not shown).
[0033]
Here, the head substrate 11 and the protection substrate 12 are connected to the ground through, for example, a base metal holding the MR head 1. Each of the insulating films 15a to 15d is formed as a thin film having a thickness of less than about 1 μm.
[0034]
When the impulse surface of the MR head 1 having such a structure is discharged from the voltage application pin 4, a large current flows through the MR element 13 itself to cause damage. In some cases, dielectric breakdown occurs between the shield films 14a and 14b and between the shield films 14a and 14b and the head substrate 11 and the protection substrate 12, and a discharge current flows. At the positions where such dielectric breakdown has occurred, for example, discharge marks 16a and 16b as shown in FIG. 5 are formed, and the MR head 1 cannot be used.
[0035]
When damage occurs in the insulating films 15a to 15d in this way, for example, even if the resistance value of the MR element 13 itself is measured thereafter, no change is observed, and the occurrence of damage cannot be detected. Further, for example, even when the current flowing through the MR element 13 at the time of discharge is measured, the same cannot be detected. However, the measurement device shown in FIG. 1 can detect a change in current in the entire MR head 1 by measuring a current or a voltage induced in the antenna 6, and thus the destruction phenomenon of the insulating films 15 a to 15 d as described above. Can be measured, and the degree of destruction can be estimated. Further, since a minute current change in the MR head 1 can be detected, it is possible to analyze in detail the generation process of the destruction phenomenon in the MR head 1 during discharge.
[0036]
As described above, the measuring device of the present invention measures the voltage and current induced in the antenna 6 to obtain information on the destruction phenomenon of the MR head 1 at the time of occurrence of discharge, such as the destruction strength and detailed timing thereof. Can be obtained in real time and without contact with the MR head 1. Such information cannot be obtained by a conventional measurement method such as post-measurement of a resistance value, a magnetic property, and the like of the MR element, and is useful for more accurate analysis of an ESD breakdown phenomenon.
[0037]
Further, in the conventional measuring method of measuring the resistance and the magnetic characteristics of the MR head 1 after the discharge, a discharge may be erroneously generated when the MR head 1 is handled, and the MR head 1 may be destroyed. Was. In the present invention, since the above measurement can be performed without contacting the MR head 1, it is possible to prevent the occurrence of such a discharge during handling.
[0038]
Further, since the measurement can be similarly performed on the MR head 1 in a non-contact manner, the measurement using the antenna 6 as in the present invention can be applied as an ESD destruction sensor in the production line of the MR head 1. It is.
[0039]
The above-described measuring apparatus can be applied to measurement of, for example, a magnetic head for recording and reproduction of an HDD (hard disk drive) in addition to a magnetic head for recording and reproduction of a magnetic tape. .
[0040]
【The invention's effect】
As described above, in the magnetic head measuring method of the present invention, when a discharge is generated from the electrode to which the voltage is applied to the magnetic head, the electromagnetic wave radiated by the current flowing in the magnetic head is disposed near the magnetic head. Received by the antenna. At this time, by measuring the voltage or current induced in the antenna, information such as the timing of the destruction phenomenon and the destruction strength of the magnetic head when a discharge occurs is obtained in real time, and the destruction phenomenon in the magnetic head is evaluated in more detail It becomes possible.
[0041]
Further, in the magnetic head measuring device of the present invention, when a discharge is generated from the electrode to which the voltage is applied to the magnetic head, an electromagnetic wave radiated by a current flowing in the magnetic head is received by an antenna disposed near the magnetic head. Is done. At this time, by measuring the voltage or current induced in the antenna by the electromagnetic wave measuring means, information such as the timing of the destruction phenomenon and the strength of the destruction of the magnetic head when the discharge occurs can be obtained in real time. It is possible to evaluate in more detail.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an example of a mounting state of an antenna on a discharge table.
FIG. 3 is a plan view showing an example of the shape of an antenna.
FIG. 4 is a diagram showing an example of a current waveform observed in the measuring device according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a sliding surface for a magnetic tape in an MR head.
FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration of an apparatus for simulating an ESD breakdown phenomenon of an MR head using an HBM.
FIG. 7 is a graph showing an example of voltage measurement in an MR head using an HBM.
FIG. 8 is a graph showing a measurement example of the sensitivity of a GMR head when an HBM is used.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... MR head, 2 ... Discharge table, 3 ... Elevating mechanism, 4 ... Voltage application pin, 5 ... Voltage generator, 6 ... Antenna, 7 ... Amplifier, 8 ... Oscilloscope

Claims (7)

放電発生時における磁気ヘッドの特性を測定する磁気ヘッドの測定方法において、
ヘッド素子からの配線電極を接地した磁気ヘッドの近傍にアンテナを配設し、
電圧を印加した電極を前記磁気ヘッドのヘッド面に接近または接触させて放電させ、
放電時に放射される電磁波により前記アンテナに誘起される電圧または電流を測定する、
ことを特徴とする磁気ヘッドの測定方法。
In a magnetic head measuring method for measuring the characteristics of a magnetic head when a discharge occurs,
An antenna is arranged near the magnetic head where the wiring electrode from the head element is grounded,
The electrode to which the voltage is applied approaches or contacts the head surface of the magnetic head and is discharged,
Measuring the voltage or current induced in the antenna by the electromagnetic waves radiated during the discharge,
A method for measuring a magnetic head, comprising:
前記アンテナとしてモノポールアンテナを使用することを特徴とする請求項1記載の磁気ヘッドの測定方法。The method according to claim 1, wherein a monopole antenna is used as the antenna. 前記アンテナとしてループアンテナを使用することを特徴とする請求項1記載の磁気ヘッドの測定方法。The method according to claim 1, wherein a loop antenna is used as the antenna. 前記アンテナは、前記磁気ヘッドとの間に平板状の絶縁体を介して配設されることを特徴とする請求項1記載の磁気ヘッドの測定方法。2. The method according to claim 1, wherein the antenna is disposed between the antenna and the magnetic head via a flat insulator. 前記アンテナは、前記磁気ヘッドに対して前記電極と対向する位置に配設されることを特徴とする請求項1記載の磁気ヘッドの測定方法。The method according to claim 1, wherein the antenna is provided at a position facing the electrode with respect to the magnetic head. 前記磁気ヘッドは磁気抵抗効果型素子によってなる前記ヘッド素子を具備することを特徴とする請求項1記載の磁気ヘッドの測定方法。2. The method according to claim 1, wherein the magnetic head includes the head element made of a magnetoresistive element. 放電発生時における磁気ヘッドの特性を測定する磁気ヘッドの測定装置において、
ヘッド素子からの配線電極を接地した磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドのヘッド面に接近または接触させることが可能な電極と、
前記電極に対して電圧を印加する電圧印加手段と、
前記磁気ヘッドの近傍に配設されたアンテナと、
前記電極から前記磁気ヘッドへの放電時に放射される電磁波によって前記アンテナに誘起される電圧または電流を測定する電磁波測定手段と、
を有することを特徴とする磁気ヘッドの測定装置。
In a magnetic head measuring device for measuring the characteristics of a magnetic head when a discharge occurs,
A magnetic head in which the wiring electrode from the head element is grounded,
An electrode capable of approaching or contacting the head surface of the magnetic head;
Voltage applying means for applying a voltage to the electrode,
An antenna disposed near the magnetic head;
Electromagnetic wave measuring means for measuring a voltage or a current induced in the antenna by an electromagnetic wave radiated at the time of discharge from the electrode to the magnetic head,
A measuring device for a magnetic head, comprising:
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