JP2004039160A - Method and device for measuring magnetic head - Google Patents

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Yutaka Hayata
早田 裕
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic head measuring method capable of evaluating the characteristics of a head element when electric discharge is generated in an environment in which the head element is practically integrated into a device. <P>SOLUTION: An insulating sheet 12 is arranged on a grounded ground plane 11 and a magnetic tape cut in a prescribed length is fixed on the sheet 12. A voltage is applied to the recording surface of a magnetic tape 1 by a voltage source 13 to charge the recording surface with electricity. Immediately after stopping the voltage application, the surface of the MR head 2 is brought into contact with the recording surface of the magnetic tape 1. Consequently electric charge is discharged from the magnetic tape 1 to the ground potential through the MR head 20 and the discharged current is measured with an oscilloscope 14. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気テープに対するヘッド摺動面に放電が発生したときの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破壊現象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破壊現象を測定するための方法としては、従来よりHBM(Human Body Model)、CDM(Charged Device Model)等のいくつかの規格化された方法が存在している。これらの方法は、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。
【0005】
図9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9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31には、切り換えスイッチ32を介して、人体とほぼ同じ100pFの容量を有するコンデンサ33が直列に接続されて、電圧源31によりコンデンサ33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33の充電後に切り換えスイッチ32を切り換えると、1.5kΩの抵抗34を介して、測定対象のMRヘッド35がコンデンサ33に直列に接続されて、蓄積された電荷がMRヘッド35を通じて接地電位に放電される。この放電後にMRヘッド35の抵抗値等を測定することにより、MRヘッド35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10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10(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10に示すグラフは、上記の回路を用いた場合の電圧源31の電圧とMRヘッド35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11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11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31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】
ところで、上記のようなESD破壊の測定方法は、MR素子を用いたヘッド部分のみを取り出し、単体で発生したESD破壊現象を測定するものである。このため、磁気テープを使用した実際のシステムにMRヘッドを組み込んだ場合の使用環境をシミュレートすることができないということが問題となる。
【0011】
例えば、MR素子の特性劣化は、実際には電流による熱的溶断により発生する。また、GMRヘッドの場合は、GMR膜の磁性体が電流によって着磁することでも特性劣化が発生する。このため、実際のシステムに組み込んだ場合、上記の測定方法ではMR素子の性能劣化を正確に知ることができない可能性がある。
【0012】
特に、GMR素子やTMR(Tunneling Magneto Resistive)素子はAMR素子に比べてESD破壊が発生しやすいことから、今後これらの素子を用いたヘッドの普及を進めるためにも、ヘッドの特性測定を厳密に行うことがさらに重要となる。
【0013】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、放電発生時のヘッド素子の特性を、実際に装置に組み込まれたときの環境に応じて評価する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。
【0014】
また、本発明の他の目的は、放電発生時のヘッド素子の特性を、実際に装置に組み込まれたときの環境に応じて評価することが可能な磁気ヘッドの測定方法を提供することである。
【0015】
【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、磁気テープに対するヘッド摺動面に放電が発生したときの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、接地面上に配設した平板状の絶縁体上に、記録面を上側に向けた磁気テープを固定し、前記磁気テープに電圧を印加して電荷を帯電させ、前記電圧の印加を停止した直後に磁気ヘッドのヘッド摺動面を前記磁気テープの記録面に接触させ、前記磁気ヘッドと前記磁気テープの接触前後において、前記磁気ヘッドから接地電位に対して流れる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。
【0016】
このような磁気ヘッドの測定方法では、電圧印加により磁気テープに電荷を帯電させた後、この磁気テープに磁気ヘッドのヘッド摺動面を接触させることにより、電荷が磁気ヘッドを通じて放電され、この放電現象の発生に伴って磁気ヘッドを通じて流れる電流がリアルタイムで測定される。
【0017】
また、本発明では、磁気テープに対するヘッド摺動面に放電が発生したときの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、接地面上に配設された平板状の絶縁体と、前記絶縁体上に記録面を上側に向けた状態で固定された磁気テープと、前記磁気テープに対して電圧を印加する電圧印加手段と、ヘッド摺動面が前記磁気テープの記録面に接触するように移動可能に設けられた磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドと接地電位との間に接続されて、前記磁気テープの接触前後において、前記磁気ヘッドから接地電位に対して流れる電流を測定する電流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。
【0018】
このような磁気ヘッドの測定装置では、電圧印加手段による電圧印加により、磁気テープには電荷が帯電する。そして、電荷が帯電した磁気テープに磁気ヘッドのヘッド面を接触させることにより、電荷が磁気ヘッドを通じて放電される。電流測定手段では、磁気テープから磁気ヘッドへの放電現象の発生に伴って磁気ヘッドを通じて流れる電流がリアルタイムで測定される。
【0019】
【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。
【0020】
図1に示す測定装置は、磁気テープ1に対するデータの記録または再生を行う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、データを再生する再生ヘッド部にAMR素子を用いたMRヘッド2を適用する。この測定装置は、グランドプレーン11、絶縁シート12、電圧源13およびオシロスコープ14によって構成される。
【0021】
グランドプレーン11は、電気抵抗率が10Ω〜1010Ωcm程度のいわゆる抵抗導電性の材料によってなり、接地電位とされている。絶縁シート12は、例えばガラスエポキシ基板等による厚さ1mm以下のシート状の絶縁体であり、グランドプレーン11上に配置されて、この上に、所定の長さに切断された磁気テープ1が載置される。この磁気テープ1は、磁性層が形成された記録面が絶縁シート12の反対面を向くように載置され、粘着テープ等により絶縁シート12に固定される。なお、磁気テープ1は、全面が絶縁シート12に一様に接触するように固定されることが望ましい。
【0022】
この磁気テープ1の記録面側には、電圧源13に接続されたプローブ13aと、MRヘッド2が配置される。電圧源13は、プローブ13aを磁気テープ1に接触させることにより、磁気テープ1に対して電圧を印加する。また、その発生電圧は可変とされている。
【0023】
MRヘッド2は、磁気テープをヘリカル状に走査して記録信号を読み取るヘリカルスキャン用の磁気ヘッドであり、例えば、MR素子や絶縁膜、シールド膜等がヘッド基板上に薄膜形成され、このヘッド基板がベースメタル上に固定された構造を有する(図示せず)。このMR素子等が積層された端面はデータ再生時に磁気テープが摺動される面とされ、円筒面状に形成されている。上記の測定装置では、このヘッド摺動面が、通常のデータ再生時と同じ角度で磁気テープ1の記録面に正しく接触するように、MRヘッド2が上下に移動される。
【0024】
また、MRヘッド2のベースメタル上には2つの配線電極が設けられている。これらの配線電極は、MR素子の磁気テープ1の幅方向の両端に接続されており、各配線電極と外部配線とを接続して、MR素子で得られた再生信号を外部に出力するためのものである。上記の測定装置では、これらの配線電極の一方または双方と接地電位との間にオシロスコープ14のプローブ14aを接続して、MRヘッド2を通じて接地電位に放電される電流波形を測定できるようになっている。
【0025】
次に、図2は、この測定装置を用いた基本的な測定工程を示すフローチャートである。
ステップS21において、プローブ13aを磁気テープ1の記録面に接触させて、電圧源13より所定の電圧を印加する。この測定装置では、磁気テープ1の記録面とグランドプレーン11との間には、コンデンサが形成されているとみなすことができる。このため、電圧源13のプローブ13aを磁気テープ1に接触させて電圧を印加することにより、磁気テープ1の記録面には、印加した電圧Vとコンデンサの静電容量Cとから求められる電荷量Q(=C×V)の電荷が一様に蓄積される。
【0026】
電圧印加が所定時間だけ行われた後、ステップS22において、オシロスコープ14を用いて、MRヘッド2に流れる電流波形のモニタを開始する。ステップS23において、電圧印加用のプローブ13aを磁気テープ1から離して、電圧印加を停止する。ステップS24において、MRヘッド2のヘッド摺動面を磁気テープ1の記録面に接触させる。これにより、磁気テープ1に蓄積された電荷がMRヘッド2を通じて放電される。この放電時にMRヘッド2に流れる電流の波形が、オシロスコープ14で得られる。なお、電荷の自然放電を防止するため、ステップS23およびS24の各工程の間隔が短いことが望ましい。
【0027】
この後、例えば、放電が行われたMRヘッド2の抵抗値等を測定して、MRヘッド2の性能変化を評価する。
なお、この測定装置において、MRヘッド2の代わりに、このMRヘッド2の具備するヘッド素子と同じ抵抗値を有する抵抗を取り付けて使用してもよい。この場合、抵抗の一端を放電電流が流れる接続線に接続し、他端を磁気テープ1の記録面に接触させて測定を行う。現状のMRヘッドの場合、例えば30Ωの抵抗を使用することが可能である。このような構成により、例えば同じ抵抗値を有するMRヘッドに対して、使用する磁気テープの仕様を変えた場合の測定を容易に行うことができる。
【0028】
次に、上記の測定装置を用いた測定例と、この測定に基づくMRヘッド2の性能評価の例について具体的に説明する。この測定で使用する磁気テープ1の仕様を、以下の表1に示す。
【0029】
【表1】

Figure 2004039160
【0030】
表1で示した4種類の磁気テープA、B、CおよびDは、いずれもデジタルビデオ用のME(Metal Evaporated)テープと呼ばれるものであり、樹脂ベース上に磁性体粒子が蒸着されて記録面が形成されている。表1ではこれらの磁気テープA〜Dにおける磁性層の厚さと表面抵抗が示されている。磁気テープDは、他の磁気テープA〜Cと比較して5倍以上の表面抵抗を有している。
【0031】
次に、これらの磁気テープA〜Dを用いて上記の測定装置により測定を行った結果を、表2に示す。
【0032】
【表2】
Figure 2004039160
【0033】
ここでは、磁気テープA〜Dのそれぞれに対して、電圧源13により30Vの電圧を印加したときの、同じ仕様のMRヘッド2に対する放電現象について測定している。なお、この測定では実際のMRヘッド2の代わりに30Ωの抵抗を取り付けて測定を行った。また、磁気テープA〜Dをすべて長さ25cmに切断して使用した。
【0034】
表2において、磁気テープA〜Dの静電容量および電荷量は、抵抗へ放電させる前と同じ条件で磁気テープA〜Dに電圧を印加させたときに、ナノクーロンメータを用いて測定した値である。この測定結果によれば、磁気テープA〜Dの間で、静電容量および電荷量に大きな差は見られない。しかし、これらの磁気テープA〜Dから抵抗に放電させた場合には、抵抗を通じて流れる電流のピーク値は、磁気テープDについての値が他の磁気テープA〜Cの1/5以下となっている。
【0035】
ここで、図3は、放電時に抵抗を通じて流れた電流の波形の測定例を示すグラフである。なお、図3では例として、磁気テープCおよびDを用いた場合の電流波形を挙げる。図3(A)は磁気テープC、(B)は磁気テープDを使用して測定した場合について示す。
【0036】
この図3によれば、磁気テープCおよびDを用いた場合のいずれでも、放電電流がピーク値を示している時間は5ns以下であり、各磁気テープCおよびDに蓄積されていた電荷は、放電から50ns以内にほぼ放出されている。また、図示しないが、磁気テープAおよびBを用いた場合でも同様な結果が得られた。
【0037】
以上の測定では、磁気テープ1の記録面における表面抵抗が、MRヘッド2への放電時に流れる放電電流の値に大きな影響を与えることがわかる。ただし、上記のように電圧源13により30Vの電圧を印加した場合では、いずれの磁気テープA〜Dを用いて実際のMRヘッド2に放電させた場合でも、MRヘッド2の特性にはほとんど影響を与えなかった。
【0038】
ところで、磁気テープ1からの放電が行われたMRヘッド2の特性を評価する方法としては、例えば、MRヘッド2の抵抗を測定してMR素子の破壊の有無を調べる方法や、MRヘッド2に磁界を印加してその感度を測定する方法等がある。
【0039】
そこで、次に、電圧源13による印加電圧をさらに高めて、磁気テープ1に蓄積させる電荷量を大きくした場合のMRヘッド2の特性を、抵抗の測定によって行う。ここでは例として、上記の磁気テープA〜Dのうち磁気テープCおよびDを使用して測定を行う。
【0040】
なお、以下の測定では、30Ωの抵抗値を有する実際のMRヘッド2を使用している。また、MRヘッド2を通じた放電電流が流れる接続線は、MRヘッド2の具備する2つの配線電極の双方に結線させている。
【0041】
図4は、磁気テープC上に蓄積された電荷量と、この電荷を放電させた後のMRヘッド2の抵抗値との関係を示したグラフである。また、図5は、磁気テープC上に蓄積された電荷量に応じたMRヘッド2における放電電流の波形を示したグラフである。
【0042】
図4では、電圧源13による印加電圧を変化させて、磁気テープCに蓄積させる電荷量を変化させた場合のそれぞれについて、放電後にMRヘッド2の抵抗値を測定した値を示している。MRヘッド2の抵抗値の測定は、放電後にMRヘッド2の具備する2つの配線電極間の抵抗を測定することによって行っている。また、図5では、磁気テープCの蓄積電荷量を変化させるごとに、放電時にオシロスコープ14で測定された電流波形を示している。
【0043】
図4によれば、磁気テープCにおける電荷量が15nC以下の場合には、MRヘッド2の抵抗値の変化はほとんど見られないが、電荷量が20nCの場合ではMRヘッド2の抵抗値が落ち込んでおり、放電によってMR素子が破壊されたことが観測されている。また、図5によれば、蓄積された電荷量が20nCの場合の放電電流は、300mA以上に達していることがわかる。
【0044】
図6は、磁気テープD上に蓄積された電荷量と、この電荷を放電させた後のMRヘッド2の抵抗値との関係を示したグラフである。また、図7は、磁気テープD上に蓄積された電荷量に応じたMRヘッド2における放電電流の波形を示したグラフである。
【0045】
図6および図7は、上記の図4および図5に対応する測定を磁気テープDを使用して行った場合の測定値を示している。図6によれば、磁気テープDにおける電荷量が100nCに達した場合にも、MRヘッド2の抵抗値の変化はほとんど見られず、放電によるMR素子の破壊が発生していない。図7によれば、蓄積された電荷量が100nCの場合の放電電流は90mA程度となっており、磁気テープDでは磁気テープCと比較して、放電電流が大幅に抑制されることがわかる。
【0046】
以上の測定例により、高電圧の印加により磁気テープ1に大量の電荷が帯電した場合でも、磁気テープ1の記録面の表面抵抗が高いほど、この磁気テープ1からMRヘッド2への放電時に流れる放電電流が抑制されることが確認された。従って、表面抵抗の高い磁気テープ1を使用した方が、MRヘッド2の安全性が保たれると言える。
【0047】
ところで、上記の磁気テープA〜Dを実際に樹脂製のテープカートリッジに収めた状況では、通常の使用時に上記のように数十nCの電荷が磁気テープA〜Dに帯電することは少ない。例えば、磁気テープをテープカートリッジに収め、このテープカートリッジの表面をナイロン手袋で摩擦した場合の磁気テープに帯電した電荷量は、表3のようになる。
【0048】
【表3】
Figure 2004039160
【0049】
表3の測定結果において、(A)は磁気テープCを用いた場合、(B)は磁気テープDを用いた場合を示している。また、各磁気テープCおよびDについて、異なる気温および湿度の環境下で、テープカートリッジの摩擦とその後の電荷測定を3回ずつ行った。
【0050】
この表3によれば、気温10度〜25度の環境においては磁気テープCに帯電する電荷量は5nCに達しない。同様に、磁気テープDの場合では、電荷量は3nCにも達しない。従って、通常の取り扱いによりテープカートリッジに静電気が帯電した状態で、MRヘッド2によるデータの再生が行われるような環境では、上記の磁気テープA〜DとMRヘッド2とを含むシステムは、MRヘッド2におけるESD破壊の発生に対して大きなマージンを有していると言える。
【0051】
このように、上記の測定装置では、実際に使用する磁気テープ1を使用して、この磁気テープ1とMRヘッド2が接触した場合の放電現象をシミュレートすることができ、実際の使用環境により近い条件でMRヘッド2の性能評価を行うことが可能となる。例えば、テープシステムの開発時において、テープドライブ内の条件を考慮した、MRヘッドのESD破壊に対するシステム設計の指針を与えることができる。また、より実際のテープシステムに近い状態でのESD破壊に対するマージンを測定できる。従って、より信頼性の高いテープシステムの開発を行うことが可能となる。
【0052】
また、上記の測定装置を用いることにより、MRヘッドや磁気テープの仕様の基準値を明確にすることができ、品質の安定した製品の供給のために貢献することができる。なお、例えば、MRヘッドに対する磁気テープの特性の測定に本発明を利用する場合には、上述したように、MRヘッドの代わりに同じ抵抗値を有する抵抗を使用して放電させることで、効率のよい測定が可能となる。
【0053】
また、上記の測定例のように、AMR素子を用いた磁気ヘッドの場合は、現状のシステムにおいてESD破壊に対する十分なマージンを有しているが、今後、ESD破壊現象がより発生しやすいGMR素子やTMR素子が用いられた場合には、磁気ヘッドや磁気テープの仕様基準がさらに厳密なものとされる。その場合に、本発明のように、実際の仕様環境により近い条件で正確な特性評価を行うことの重要性がさらに高まると考えられる。
【0054】
ところで、図1に示した測定装置は基本的な要素のみで構成されており、実際にはこの他に、MRヘッドの特性測定用の構成や、測定条件を変化させるための構成等を付加することが望ましい。以下、このような要素が付加された測定装置の一例を挙げる。
【0055】
図8は、本発明の第2の実施の形態である測定装置の構成の一部を示す図である。なお、図8では、図1で示した測定装置と対応する構成要素には同じ符号を付して示しており、その説明は省略する
図8に示す測定装置では、MRヘッド単体での測定に加えて、MRヘッドをヘッドドラムに装着した状態での測定が可能となっている。図8では、MRヘッドをヘッドドラム20に装着した状態での測定例を示している。
【0056】
この測定装置において、ヘッドドラム20は昇降機構15のホルダ15aに装着されている。ヘッドドラム20は、MRヘッドのヘッド摺動面が磁気テープ1側に向くように装着されて、昇降機構15により、磁気テープ1の記録面に対して垂直に移動して、ヘッド摺動面が磁気テープ1の記録面に接触するようになっている。なお、磁気テープ1は、図示の測定装置と同様に、グランドプレーン11上に配置された絶縁シート12の上に、記録面を上にした状態で固定される。
【0057】
また、ホルダ15aは、ヘッドドラム20またはMRヘッドを保持するとともに、これらの具備する配線電極に外部の接続線15b、15cおよび15dを切り換えて接続する機能を有している。
【0058】
接続線15bの他端は接地されており、この接地電位とホルダ15aとの間には、オシロスコープ14のプローブ14a、ナノクーロンメータ16のプローブ16a、およびインピーダンス調整回路17が接続されている。ナノクーロンメータ16は、接続線15bに流れる電流に基づいて、磁気テープ1に帯電した電荷量を測定する。インピーダンス調整回路17は、内部に抵抗やコンデンサ、コイル等の回路を具備して、接続線15bのインピーダンスを任意に調整することが可能となっている。
【0059】
接続線15cには、抵抗測定装置18が接続されている。接続線15cは例えば2本の導線によってなり、MRヘッドにおいてMR素子に接続された2つの配線電極のそれぞれの導線が接続されて、これにより抵抗測定装置18は、MR素子の抵抗を測定することが可能となっている。
【0060】
接続線15dには、磁気特性測定装置19が接続されている。磁気特性測定装置19は、磁界印加装置19aと電圧測定装置19bによって構成される。磁界印加装置19aは、例えば測定対象に磁界を印加するための磁気コアに巻き線がされ、この巻き線に交流電流が流される構造を有している。
【0061】
ホルダ15aに装着されたヘッドドラム20またはMRヘッドは、昇降機構15の動作により磁気特性測定装置19の磁界印加装置19a内にセットされる。電圧測定装置19bは、接続線15dを通じてMRヘッド内のMR素子に定電流を流し、磁界印加時の電圧を測定する。
【0062】
なお、抵抗測定装置18と、磁気特性測定装置19内の電圧測定装置19bは、同一の装置として実現されてもよい。また、図8では、磁気テープ1に電荷を帯電させるために電圧を印加する電圧源と、電圧印加のためのプローブについては図示を省略している。
【0063】
このような測定装置による測定は、例えば以下のように行う。まず、昇降機構15のホルダ15aでの接続を、接続線15bに切り換えておく。そして、電圧源により磁気テープ1に電圧を所定の時間だけ印加し、電荷を帯電させる。
【0064】
次に、電圧印加を停止し、その直後に昇降機構15を作動させて、ヘッドドラム20のヘッド摺動面を磁気テープ1の記録面に接触させる。これにより、磁気テープ1からヘッドドラム20に対して放電が発生し、接続線15bおよびインピーダンス調整回路17を通じて接地電位に放電電流が流れる。このときの放電電流がオシロスコープ14により測定されるとともに、ナノクーロンメータ16では磁気テープ1に蓄積されていた電荷量が測定される。
【0065】
またこの後、ホルダ15aでの接続を接続線15cに切り換え、放電が行われたヘッドドラム20内のMR素子の抵抗値を、抵抗測定装置18によって測定する。あるいは、ホルダ15aでの接続を接続線15dに切り換えるとともに、昇降機構15を作動させてヘッドドラム20を磁気特性測定装置19内の測定位置に移動させ、磁界印加装置19aによって磁界を印加させたときの電圧変化を電圧測定装置19bによって測定する。これにより、放電後のMRヘッドの磁気に対する感度を測定できる。
【0066】
以上の測定装置では、放電電流の流路上にオシロスコープ14とナノクーロンメータ16を直列に挿入したことにより、放電時にMR素子に流れる電流と、磁気テープ1上の電荷量とを同時に測定することが可能となる。また、この流路上にインピーダンス調整回路17を設けたことにより、例えばMRヘッドの配線電極に実際に接続されるアンプ等の回路のインピーダンスに応じて、放電時のインピーダンスを合致させて測定を行うことができ、より実際のシステムに近い条件でのシミュレーションが可能となる。
【0067】
さらに、ホルダ15aにおいてMRヘッドの配線電極との接続が切り換えられることにより、放電が行われた後のMRヘッドの抵抗値や電圧変化量を、抵抗測定装置18や磁気特性測定装置19を用いて容易に測定することが可能となる。従って、MRヘッドの特性評価を効率よく行うことができる。
【0068】
また、このホルダ15aでは、単体のMRヘッドだけでなくヘッドドラムを装着できるため、MRヘッドをヘッドドラムに搭載した状態でのシミュレーションが可能となる。
【0069】
また、上記の昇降機構15、オシロスコープ14、ナノクーロンメータ16、抵抗測定装置18、磁気特性測定装置19と、図示しない電圧源の動作を一括して制御し、これらを用いた測定工程を自動的に行うようにすることが望ましい。特に、測定の自動化により、磁気テープ1への電圧の印加後にMRヘッドを接触させるタイミングを一定にすることで、放電電流の測定を正確に行うことができる。
【0070】
【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、記録または再生システムに実際に使用される磁気テープを使用して、この磁気テープから磁気ヘッドへ放電させた際に、磁気ヘッドを通じて流れる電流を測定することができる。従って、磁気テープの特性に対して、実際の使用環境に即した正確な評価を行うことが可能となる。
【0071】
また、本発明の磁気ヘッドの測定装置では、記録または再生システムに実際に使用される磁気テープを使用して、この磁気テープから磁気ヘッドへ放電させた際に、磁気ヘッドを通じて流れる電流を測定することができる。従って、磁気テープの特性に対して、実際の使用環境に即した正確な評価を行うことが可能となる。
【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2】測定装置を用いた測定工程例を示すフローチャートである。
【図3】表面抵抗の異なる磁気テープを使用した場合に、放電時に抵抗を通じて流れた電流の波形の測定例を示すグラフである。
【図4】磁気テープC上に蓄積された電荷量と、この電荷を放電させた後のMRヘッドの抵抗値との関係を示したグラフである。
【図5】磁気テープC上に蓄積された電荷量に応じたMRヘッドにおける放電電流の波形を示したグラフである。
【図6】磁気テープD上に蓄積された電荷量と、この電荷を放電させた後のMRヘッドの抵抗値との関係を示したグラフである。
【図7】磁気テープD上に蓄積された電荷量に応じたMRヘッドにおける放電電流の波形を示したグラフである。
【図8】本発明の第2の実施の形態である測定装置の構成の一部を示す図である。
【図9】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10】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11】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……磁気テープ、2……MRヘッド、11……グランドプレーン、12……絶縁シート、13……電圧源、13a……プローブ、14……オシロスコープ、14a……プローブ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic head measuring method and a magnetic head measuring method for measuring characteristics of a magnetic head when a discharge occurs on a head sliding surface with respect to a magnetic tape, and is particularly suitable for measuring a magnetoresistive (MR) head. The present invention relates to a method and an apparatus for measuring a magnetic head.
[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 ESD breakdown phenomenon in the MR head in accordance with actual use conditions.
[0004]
As a method for measuring an ESD breakdown phenomenon in an MR head, there have conventionally been some standardized methods such as a HBM (Human Body Model) and a CDM (Charged Device Model). These methods assume a human body, a charged object, a machine, or the like as an environment in which a device is handled, replace these environments with an equivalent circuit, and simulate and evaluate an ESD breakdown phenomenon.
[0005]
FIG. 9 is a diagram showing a circuit configuration of an apparatus for simulating the ESD breakdown phenomenon of the MR head by using the HBM.
The circuit shown in FIG. 9 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 33 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 31 via a changeover switch 32, so that electric charges can be stored in the capacitor 33 by the voltage source 31. Has become.
[0006]
When the changeover switch 32 is switched after the capacitor 33 is charged, the MR head 35 to be measured is connected in series to the capacitor 33 via the 1.5 kΩ resistor 34, and the accumulated charge is grounded through the MR head 35. Discharged to potential. By measuring the resistance value and the like of the MR head 35 after this discharge, the ESD breakdown phenomenon in the MR head 35 can be evaluated in a pseudo manner.
[0007]
FIG. 10 is a graph showing an example of voltage measurement in an MR head using the above circuit. FIG. 10A shows a measurement result for an AMR (Anisotropic Magneto Resistive) head, and FIG. 10B shows a measurement result for a GMR (Giant Magneto Resistive) head.
[0008]
The graph shown in FIG. 10 shows the relationship between the voltage of the voltage source 31 and the resistance of the MR head 35 when the above-described 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. 11 is a graph showing a measurement example of the sensitivity of the GMR head when the above circuit is used.
The graph of FIG. 11 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 31 reaches about 30 V, the magnetic characteristics of the GMR head deteriorate.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the above-described method for measuring ESD destruction involves taking out only a head portion using an MR element and measuring the ESD destruction phenomenon that has occurred alone. For this reason, there is a problem that it is not possible to simulate a use environment when the MR head is incorporated in an actual system using a magnetic tape.
[0011]
For example, the characteristic deterioration of the MR element actually occurs due to thermal fusing by an electric current. Also, in the case of a GMR head, the magnetic material of the GMR film is magnetized by an electric current to cause deterioration of characteristics. For this reason, when incorporated in an actual system, there is a possibility that the performance degradation of the MR element cannot be accurately known by the above-described measuring method.
[0012]
In particular, GMR elements and TMR (tunneling magneto-resistive) elements are more susceptible to ESD destruction than AMR elements. Therefore, in order to promote the spread of heads using these elements, strict measurement of head characteristics is required. It is even more important to do.
[0013]
The present invention has been made in view of such problems, and has a method of measuring a magnetic head capable of evaluating characteristics of a head element when a discharge occurs, according to an environment when the head element is actually incorporated in a device. The purpose is to provide.
[0014]
Another object of the present invention is to provide a magnetic head measuring method capable of evaluating the characteristics of a head element when a discharge occurs, according to an environment when the head element is actually incorporated in a device. .
[0015]
[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 discharge occurs on a head sliding surface with respect to a magnetic tape. A magnetic tape with the recording surface facing upward is fixed on the body, a voltage is applied to the magnetic tape to charge the magnetic tape, and immediately after the application of the voltage is stopped, the head sliding surface of the magnetic head is fixed to the magnetic tape. There is provided a method of measuring a magnetic head, wherein the magnetic head is brought into contact with a recording surface of a tape, and a current flowing from the magnetic head to a ground potential is measured before and after the magnetic head contacts the magnetic tape.
[0016]
In such a method of measuring a magnetic head, after a charge is applied to a magnetic tape by applying a voltage, the charge is discharged through the magnetic head by bringing the head sliding surface of the magnetic head into contact with the magnetic tape. The current flowing through the magnetic head as the phenomenon occurs is measured in real time.
[0017]
Further, according to the present invention, in a magnetic head measuring device for measuring characteristics of a magnetic head when discharge occurs on a head sliding surface with respect to a magnetic tape, a flat insulator disposed on a ground plane; A magnetic tape fixed on an insulator with a recording surface facing upward, voltage applying means for applying a voltage to the magnetic tape, and a head sliding surface contacting the recording surface of the magnetic tape. Current measuring means connected between the magnetic head and a ground potential for measuring the current flowing from the magnetic head to the ground potential before and after contact with the magnetic tape; And a magnetic head measuring device characterized by having the following.
[0018]
In such a magnetic head measuring device, the magnetic tape is charged by the application of the voltage by the voltage applying means. Then, by bringing the head surface of the magnetic head into contact with the charged magnetic tape, the charges are discharged through the magnetic head. The current measuring means measures, in real time, a current flowing through the magnetic head when a discharge phenomenon from the magnetic tape to the magnetic head occurs.
[0019]
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.
[0020]
The measuring device shown in FIG. 1 is a device for measuring a characteristic at the time of discharge in a magnetic head for recording or reproducing data on or from a magnetic tape 1. In the present embodiment, a reproducing device for reproducing data is particularly used as a magnetic head. An MR head 2 using an AMR element for a head portion is applied. This measuring device includes a ground plane 11, an insulating sheet 12, a voltage source 13, and an oscilloscope 14.
[0021]
The ground plane 11 has an electric resistivity of 10 2 Ω-10 10 It is made of a so-called resistance conductive material of about Ωcm, and is set to the ground potential. The insulating sheet 12 is, for example, a sheet-like insulator having a thickness of 1 mm or less made of a glass epoxy board or the like. The insulating sheet 12 is disposed on the ground plane 11 and the magnetic tape 1 cut to a predetermined length is placed thereon. Is placed. The magnetic tape 1 is mounted such that the recording surface on which the magnetic layer is formed faces the opposite surface of the insulating sheet 12, and is fixed to the insulating sheet 12 with an adhesive tape or the like. It is desirable that the magnetic tape 1 be fixed so that the entire surface uniformly contacts the insulating sheet 12.
[0022]
On the recording surface side of the magnetic tape 1, a probe 13a connected to a voltage source 13 and an MR head 2 are arranged. The voltage source 13 applies a voltage to the magnetic tape 1 by bringing the probe 13 a into contact with the magnetic tape 1. The generated voltage is variable.
[0023]
The MR head 2 is a helical scan magnetic head that scans a magnetic tape in a helical manner and reads a recording signal. For example, an MR element, an insulating film, a shield film, and the like are formed as a thin film on a head substrate. Has a structure fixed on a base metal (not shown). The end surface on which the MR elements and the like are stacked is a surface on which the magnetic tape slides during data reproduction, and is formed in a cylindrical shape. In the above-described measuring device, the MR head 2 is moved up and down so that the head sliding surface correctly contacts the recording surface of the magnetic tape 1 at the same angle as during normal data reproduction.
[0024]
Further, two wiring electrodes are provided on the base metal of the MR head 2. These wiring electrodes are connected to both ends of the MR element in the width direction of the magnetic tape 1, and are used for connecting each wiring electrode to an external wiring to output a reproduction signal obtained by the MR element to the outside. Things. In the above-described measuring device, the probe 14a of the oscilloscope 14 is connected between one or both of these wiring electrodes and the ground potential, and the current waveform discharged to the ground potential through the MR head 2 can be measured. I have.
[0025]
Next, FIG. 2 is a flowchart showing a basic measuring process using this measuring device.
In step S21, the probe 13a is brought into contact with the recording surface of the magnetic tape 1 and a predetermined voltage is applied from the voltage source 13. In this measuring device, it can be considered that a capacitor is formed between the recording surface of the magnetic tape 1 and the ground plane 11. Therefore, by applying a voltage by bringing the probe 13 a of the voltage source 13 into contact with the magnetic tape 1, the charge amount obtained from the applied voltage V and the capacitance C of the capacitor is applied to the recording surface of the magnetic tape 1. The charge of Q (= C × V) is uniformly accumulated.
[0026]
After the voltage has been applied for a predetermined time, in step S22, monitoring of the waveform of the current flowing through the MR head 2 using the oscilloscope 14 is started. In step S23, the voltage application probe 13a is separated from the magnetic tape 1, and the voltage application is stopped. In step S24, the head sliding surface of the MR head 2 is brought into contact with the recording surface of the magnetic tape 1. Thereby, the electric charges accumulated in the magnetic tape 1 are discharged through the MR head 2. The waveform of the current flowing through the MR head 2 during this discharge is obtained by the oscilloscope 14. In order to prevent spontaneous discharge of electric charges, it is desirable that the intervals between the steps S23 and S24 be short.
[0027]
Thereafter, for example, a change in performance of the MR head 2 is evaluated by measuring a resistance value or the like of the discharged MR head 2.
In this measuring device, a resistor having the same resistance as the head element of the MR head 2 may be used instead of the MR head 2. In this case, the measurement is performed by connecting one end of the resistor to a connection line through which a discharge current flows, and bringing the other end into contact with the recording surface of the magnetic tape 1. In the case of the current MR head, for example, a resistance of 30Ω can be used. With such a configuration, for example, it is possible to easily perform measurement when the specifications of the magnetic tape to be used are changed for MR heads having the same resistance value.
[0028]
Next, an example of measurement using the above-described measuring device and an example of performance evaluation of the MR head 2 based on the measurement will be specifically described. The specifications of the magnetic tape 1 used in this measurement are shown in Table 1 below.
[0029]
[Table 1]
Figure 2004039160
[0030]
The four types of magnetic tapes A, B, C, and D shown in Table 1 are all referred to as ME (Metal Evaporated) tapes for digital video, and magnetic particles are deposited on a resin base and the recording surface is formed. Is formed. Table 1 shows the thickness and surface resistance of the magnetic layers in these magnetic tapes A to D. The magnetic tape D has a surface resistance five times or more that of the other magnetic tapes A to C.
[0031]
Next, Table 2 shows the results of measurement using these magnetic tapes A to D by the above-described measuring device.
[0032]
[Table 2]
Figure 2004039160
[0033]
Here, the discharge phenomena to the MR head 2 of the same specification when a voltage of 30 V is applied by the voltage source 13 to each of the magnetic tapes A to D is measured. In this measurement, the measurement was performed by attaching a 30Ω resistor instead of the actual MR head 2. Further, the magnetic tapes A to D were all cut to a length of 25 cm before use.
[0034]
In Table 2, the capacitance and the amount of charge of the magnetic tapes A to D are values measured using a nanocoulomb meter when a voltage is applied to the magnetic tapes A to D under the same conditions as before discharging to the resistor. It is. According to this measurement result, there is no large difference in the capacitance and the charge amount between the magnetic tapes A to D. However, when the magnetic tapes A to D are discharged to the resistor, the peak value of the current flowing through the resistor is such that the value for the magnetic tape D is 1/5 or less of the other magnetic tapes A to C. I have.
[0035]
Here, FIG. 3 is a graph showing a measurement example of a waveform of a current flowing through a resistor during discharging. FIG. 3 shows a current waveform when magnetic tapes C and D are used as an example. FIG. 3A shows a case where measurement was performed using a magnetic tape C, and FIG.
[0036]
According to FIG. 3, in each of the cases where the magnetic tapes C and D were used, the time during which the discharge current showed a peak value was 5 ns or less, and the electric charge accumulated in each of the magnetic tapes C and D was: It is almost emitted within 50 ns after the discharge. Although not shown, similar results were obtained when the magnetic tapes A and B were used.
[0037]
The above measurements show that the surface resistance of the recording surface of the magnetic tape 1 has a large effect on the value of the discharge current flowing when discharging to the MR head 2. However, when a voltage of 30 V is applied by the voltage source 13 as described above, the characteristics of the MR head 2 are hardly affected even when the actual MR head 2 is discharged using any of the magnetic tapes A to D. Did not give.
[0038]
By the way, as a method of evaluating the characteristics of the MR head 2 discharged from the magnetic tape 1, for example, a method of measuring the resistance of the MR head 2 to check whether or not the MR element is destroyed, There is a method of measuring the sensitivity by applying a magnetic field.
[0039]
Therefore, next, the characteristics of the MR head 2 in the case where the voltage applied by the voltage source 13 is further increased to increase the amount of charge stored in the magnetic tape 1 are measured by measuring the resistance. Here, as an example, the measurement is performed using the magnetic tapes C and D among the above magnetic tapes A to D.
[0040]
In the following measurement, an actual MR head 2 having a resistance value of 30Ω is used. The connection line through which the discharge current flows through the MR head 2 is connected to both of the two wiring electrodes of the MR head 2.
[0041]
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the amount of charge accumulated on the magnetic tape C and the resistance value of the MR head 2 after discharging the charge. FIG. 5 is a graph showing a waveform of a discharge current in the MR head 2 according to the amount of charge accumulated on the magnetic tape C.
[0042]
FIG. 4 shows values obtained by measuring the resistance value of the MR head 2 after the discharge in each case where the amount of charge accumulated on the magnetic tape C is changed by changing the voltage applied by the voltage source 13. The measurement of the resistance value of the MR head 2 is performed by measuring the resistance between two wiring electrodes of the MR head 2 after discharging. FIG. 5 shows a current waveform measured by the oscilloscope 14 at the time of discharging each time the amount of charge stored on the magnetic tape C is changed.
[0043]
According to FIG. 4, when the charge amount of the magnetic tape C is 15 nC or less, the resistance value of the MR head 2 hardly changes, but when the charge amount is 20 nC, the resistance value of the MR head 2 drops. It has been observed that the discharge destroyed the MR element. Further, according to FIG. 5, it can be seen that the discharge current reaches 300 mA or more when the accumulated charge amount is 20 nC.
[0044]
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the amount of charge accumulated on the magnetic tape D and the resistance value of the MR head 2 after discharging the charge. FIG. 7 is a graph showing a waveform of a discharge current in the MR head 2 according to the amount of charge accumulated on the magnetic tape D.
[0045]
FIGS. 6 and 7 show measured values obtained when the measurements corresponding to FIGS. 4 and 5 were performed using the magnetic tape D. According to FIG. 6, even when the amount of charge on the magnetic tape D reaches 100 nC, there is almost no change in the resistance value of the MR head 2 and no destruction of the MR element due to discharge has occurred. According to FIG. 7, when the accumulated charge amount is 100 nC, the discharge current is about 90 mA, and it can be seen that the discharge current is significantly suppressed in the magnetic tape D as compared with the magnetic tape C.
[0046]
According to the above measurement example, even when a large amount of electric charge is charged on the magnetic tape 1 by applying a high voltage, the higher the surface resistance of the recording surface of the magnetic tape 1 is, the more the magnetic tape 1 flows during discharge from the magnetic tape 1 to the MR head 2. It was confirmed that the discharge current was suppressed. Therefore, it can be said that the safety of the MR head 2 is maintained by using the magnetic tape 1 having a high surface resistance.
[0047]
By the way, in a situation where the magnetic tapes A to D are actually housed in a tape cartridge made of a resin, the electric charges of several tens nC rarely charge the magnetic tapes A to D during normal use as described above. For example, when a magnetic tape is housed in a tape cartridge and the surface of the tape cartridge is rubbed with nylon gloves, the amount of charge on the magnetic tape is as shown in Table 3.
[0048]
[Table 3]
Figure 2004039160
[0049]
In the measurement results of Table 3, (A) shows the case where the magnetic tape C was used, and (B) shows the case where the magnetic tape D was used. The friction of the tape cartridge and the subsequent charge measurement were performed three times for each of the magnetic tapes C and D under different temperature and humidity environments.
[0050]
According to Table 3, the amount of charge on the magnetic tape C does not reach 5 nC in an environment where the temperature is 10 to 25 degrees. Similarly, in the case of the magnetic tape D, the charge amount does not reach 3 nC. Therefore, in an environment in which data is reproduced by the MR head 2 in a state in which static electricity is charged in the tape cartridge by normal handling, the system including the magnetic tapes A to D and the MR head 2 requires the MR head 2 2 has a large margin against the occurrence of ESD destruction.
[0051]
As described above, in the above-described measuring apparatus, it is possible to simulate a discharge phenomenon when the magnetic tape 1 and the MR head 2 come into contact with each other by using the magnetic tape 1 actually used. It is possible to evaluate the performance of the MR head 2 under close conditions. For example, during the development of a tape system, it is possible to provide a system design guide against the ESD destruction of the MR head in consideration of the conditions in the tape drive. In addition, a margin for ESD destruction in a state closer to an actual tape system can be measured. Therefore, it is possible to develop a more reliable tape system.
[0052]
In addition, by using the above-described measuring device, it is possible to clarify the standard values of the specifications of the MR head and the magnetic tape, and to contribute to the supply of products of stable quality. For example, when the present invention is used to measure the characteristics of a magnetic tape with respect to an MR head, as described above, the efficiency is improved by discharging using a resistor having the same resistance value in place of the MR head. Good measurement becomes possible.
[0053]
In the case of a magnetic head using an AMR element as in the above measurement example, the current system has a sufficient margin for ESD destruction, but a GMR element in which an ESD destruction phenomenon is more likely to occur in the future. When a TMR element or a TMR element is used, the specification standards for magnetic heads and magnetic tapes are stricter. In such a case, it is considered that the importance of performing accurate characteristic evaluation under conditions closer to the actual specification environment as in the present invention is further increased.
[0054]
By the way, the measuring device shown in FIG. 1 is composed of only basic elements, and actually, in addition to the above, a configuration for measuring the characteristics of the MR head, a configuration for changing the measurement conditions, and the like are added. It is desirable. Hereinafter, an example of a measuring device to which such an element is added will be described.
[0055]
FIG. 8 is a diagram showing a part of the configuration of the measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 8, components corresponding to those of the measuring apparatus shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
The measurement device shown in FIG. 8 can perform measurement in a state where the MR head is mounted on the head drum, in addition to the measurement using the MR head alone. FIG. 8 shows a measurement example in a state where the MR head is mounted on the head drum 20.
[0056]
In this measuring device, the head drum 20 is mounted on the holder 15a of the lifting mechanism 15. The head drum 20 is mounted so that the head sliding surface of the MR head faces the magnetic tape 1 side, and is vertically moved with respect to the recording surface of the magnetic tape 1 by the elevating mechanism 15 so that the head sliding surface is moved. It comes into contact with the recording surface of the magnetic tape 1. The magnetic tape 1 is fixed on an insulating sheet 12 disposed on a ground plane 11 with the recording surface facing up, as in the measuring device shown in the figure.
[0057]
The holder 15a has a function of holding the head drum 20 or the MR head, and switching and connecting external connection lines 15b, 15c and 15d to the wiring electrodes provided therein.
[0058]
The other end of the connection line 15b is grounded, and a probe 14a of the oscilloscope 14, a probe 16a of the nanocoulomb meter 16, and an impedance adjustment circuit 17 are connected between the ground potential and the holder 15a. The nanocoulomb meter 16 measures the amount of charge on the magnetic tape 1 based on the current flowing through the connection line 15b. The impedance adjustment circuit 17 includes a circuit such as a resistor, a capacitor, and a coil therein, and can arbitrarily adjust the impedance of the connection line 15b.
[0059]
The resistance measuring device 18 is connected to the connection line 15c. The connection line 15c is composed of, for example, two conductors, and the respective conductors of the two wiring electrodes connected to the MR element in the MR head are connected, whereby the resistance measuring device 18 measures the resistance of the MR element. Is possible.
[0060]
The magnetic characteristic measuring device 19 is connected to the connection line 15d. The magnetic property measuring device 19 includes a magnetic field applying device 19a and a voltage measuring device 19b. The magnetic field application device 19a has a structure in which, for example, a magnetic core for applying a magnetic field to a measurement target is wound around a magnetic core, and an alternating current flows through the winding.
[0061]
The head drum 20 or the MR head mounted on the holder 15a is set in the magnetic field applying device 19a of the magnetic property measuring device 19 by the operation of the elevating mechanism 15. The voltage measuring device 19b supplies a constant current to the MR element in the MR head through the connection line 15d, and measures a voltage when a magnetic field is applied.
[0062]
The resistance measuring device 18 and the voltage measuring device 19b in the magnetic property measuring device 19 may be realized as the same device. In FIG. 8, a voltage source for applying a voltage to charge the magnetic tape 1 with electric charges and a probe for applying the voltage are not shown.
[0063]
The measurement by such a measuring device is performed, for example, as follows. First, the connection of the lifting mechanism 15 by the holder 15a is switched to the connection line 15b. Then, a voltage is applied to the magnetic tape 1 by a voltage source for a predetermined time to charge the electric charge.
[0064]
Next, the application of the voltage is stopped, and immediately after that, the lifting mechanism 15 is operated to bring the head sliding surface of the head drum 20 into contact with the recording surface of the magnetic tape 1. As a result, a discharge is generated from the magnetic tape 1 to the head drum 20, and a discharge current flows to the ground potential through the connection line 15b and the impedance adjustment circuit 17. The discharge current at this time is measured by the oscilloscope 14, and the nanocoulomb meter 16 measures the amount of charge accumulated on the magnetic tape 1.
[0065]
After that, the connection in the holder 15a is switched to the connection line 15c, and the resistance value of the MR element in the head drum 20 where the discharge has been performed is measured by the resistance measuring device 18. Alternatively, when the connection in the holder 15a is switched to the connection line 15d, the head drum 20 is moved to the measurement position in the magnetic property measuring device 19 by operating the elevating mechanism 15, and the magnetic field is applied by the magnetic field applying device 19a. Is measured by the voltage measuring device 19b. Thus, the sensitivity of the MR head to magnetism after the discharge can be measured.
[0066]
In the above measuring device, by inserting the oscilloscope 14 and the nanocoulomb meter 16 in series on the flow path of the discharge current, the current flowing in the MR element at the time of discharge and the charge amount on the magnetic tape 1 can be measured simultaneously. It becomes possible. In addition, by providing the impedance adjustment circuit 17 on this flow path, it is possible to match the impedance at the time of discharge according to the impedance of a circuit such as an amplifier that is actually connected to the wiring electrode of the MR head and perform measurement. And simulation under conditions closer to the actual system becomes possible.
[0067]
Further, by switching the connection of the MR head to the wiring electrode in the holder 15a, the resistance value and the voltage change amount of the MR head after the discharge is performed can be measured by using the resistance measuring device 18 and the magnetic characteristic measuring device 19. It becomes possible to measure easily. Therefore, it is possible to efficiently evaluate the characteristics of the MR head.
[0068]
In addition, since the holder 15a can mount not only a single MR head but also a head drum, it is possible to perform a simulation with the MR head mounted on the head drum.
[0069]
In addition, the operation of the lifting mechanism 15, the oscilloscope 14, the nanocoulomb meter 16, the resistance measuring device 18, the magnetic characteristic measuring device 19, and the operation of a voltage source (not shown) are collectively controlled, and the measuring process using these is automatically performed. It is desirable to do so. In particular, by automating the measurement, the discharge current can be measured accurately by keeping the timing at which the MR head is brought into contact after the voltage is applied to the magnetic tape 1 constant.
[0070]
【The invention's effect】
As described above, in the magnetic head measuring method of the present invention, when a magnetic tape actually used in a recording or reproducing system is used and the magnetic tape is discharged to the magnetic head, the magnetic tape flows through the magnetic head. The current can be measured. Therefore, it is possible to accurately evaluate the characteristics of the magnetic tape in accordance with the actual use environment.
[0071]
In the magnetic head measuring apparatus of the present invention, a magnetic tape actually used in a recording or reproducing system is used to measure a current flowing through the magnetic head when the magnetic tape is discharged to the magnetic head. be able to. Therefore, it is possible to accurately evaluate the characteristics of the magnetic tape in accordance with the actual use environment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an overall configuration of a measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a measurement process using a measurement device.
FIG. 3 is a graph showing a measurement example of a waveform of a current flowing through a resistor during discharge when magnetic tapes having different surface resistances are used.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the amount of charge accumulated on a magnetic tape C and the resistance value of an MR head after discharging the charge.
FIG. 5 is a graph showing a waveform of a discharge current in an MR head according to an amount of electric charge accumulated on a magnetic tape C;
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the amount of charge accumulated on a magnetic tape D and the resistance value of an MR head after discharging the charge.
FIG. 7 is a graph showing a waveform of a discharge current in an MR head according to an amount of charge accumulated on a magnetic tape D.
FIG. 8 is a diagram showing a part of a configuration of a measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a circuit configuration of an apparatus for simulating an ESD breakdown phenomenon of an MR head using an HBM.
FIG. 10 is a graph showing an example of voltage measurement in an MR head using an HBM.
FIG. 11 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 ... Magnetic tape, 2 ... MR head, 11 ... Ground plane, 12 ... Insulating sheet, 13 ... Voltage source, 13a ... Probe, 14 ... Oscilloscope, 14a ... Probe

Claims (9)

磁気テープに対するヘッド摺動面に放電が発生したときの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、
接地面上に配設した平板状の絶縁体上に、記録面を上側に向けた磁気テープを固定し、
前記磁気テープに電圧を印加して電荷を帯電させ、
前記電圧の印加を停止した直後に磁気ヘッドのヘッド摺動面を前記磁気テープの記録面に接触させ、
前記磁気ヘッドと前記磁気テープの接触前後において、前記磁気ヘッドから接地電位に対して流れる電流を測定する、
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 discharge occurs on a head sliding surface with respect to a magnetic tape,
On a flat insulator placed on the ground plane, fix the magnetic tape with the recording surface facing up,
A voltage is applied to the magnetic tape to charge it,
Immediately after stopping the application of the voltage, the head sliding surface of the magnetic head is brought into contact with the recording surface of the magnetic tape,
Before and after contact of the magnetic head and the magnetic tape, measure a current flowing from the magnetic head to a ground potential,
A method for measuring a magnetic head, comprising:
前記磁気テープに対する電圧印加時に、前記磁気テープに帯電した電荷量をさらに測定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, further comprising, when applying a voltage to the magnetic tape, further measuring an amount of charge on the magnetic tape. 前記磁気ヘッドを前記磁気テープに接触させた後に、前記磁気ヘッドの有するヘッド素子の抵抗値を測定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 a resistance value of a head element of the magnetic head is measured after the magnetic head is brought into contact with the magnetic tape. 前記磁気ヘッドを前記磁気テープに接触させた後に、前記磁気ヘッドに磁界を印加し、前記磁気ヘッドの磁界に対する感度を測定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 after the magnetic head is brought into contact with the magnetic tape, a magnetic field is applied to the magnetic head to measure the sensitivity of the magnetic head to the magnetic field. 前記磁気ヘッドは磁気抵抗効果型素子によってなる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 a head element made of a magnetoresistive element. 磁気テープに対するヘッド摺動面に放電が発生したときの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、
接地面上に配設された平板状の絶縁体と、
前記絶縁体上に記録面を上側に向けた状態で固定された磁気テープと、
前記磁気テープに対して電圧を印加する電圧印加手段と、
ヘッド摺動面が前記磁気テープの記録面に接触するように移動可能に設けられた磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドと接地電位との間に接続されて、前記磁気テープの接触前後において、前記磁気ヘッドから接地電位に対して流れる電流を測定する電流測定手段と、
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 the magnetic head when discharge occurs on the head sliding surface with respect to the magnetic tape,
A flat insulator disposed on the ground plane,
A magnetic tape fixed with the recording surface facing upward on the insulator,
Voltage applying means for applying a voltage to the magnetic tape,
A magnetic head movably provided such that a head sliding surface contacts a recording surface of the magnetic tape,
Current measuring means connected between the magnetic head and ground potential, for measuring a current flowing from the magnetic head to ground potential before and after contact with the magnetic tape,
A measuring device for a magnetic head, comprising:
前記磁気テープに帯電した電荷量を測定する電荷量測定手段をさらに有することを特徴とする請求項6記載の磁気ヘッドの測定装置。7. The magnetic head measuring apparatus according to claim 6, further comprising a charge amount measuring unit for measuring a charge amount charged on the magnetic tape. 前記磁気ヘッドの有するヘッド素子の抵抗値を測定する抵抗測定手段をさらに有することを特徴とする請求項6記載の磁気ヘッドの測定装置。7. The magnetic head measuring device according to claim 6, further comprising a resistance measuring means for measuring a resistance value of a head element of the magnetic head. 前記磁気ヘッドに対して磁界を印加し、前記磁気ヘッドの磁界に対する感度を測定する感度測定手段をさらに有することを特徴とする請求項6記載の磁気ヘッドの測定装置。7. The magnetic head measuring apparatus according to claim 6, further comprising a sensitivity measuring unit that applies a magnetic field to the magnetic head and measures a sensitivity of the magnetic head to the magnetic field.
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