JP2004095026A - 薄膜磁気ヘッド - Google Patents
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Abstract
【課題】製造上の困難性及び特性の劣化を招くことなくそのインダクタンスの低減化が可能な薄膜磁気ヘッドを提供する。
【解決手段】一方の端が絶縁ギャップを介して互いに対向した磁極を構成しており他方の端が互いに磁気的に連結している1対のヨーク層と、1対のヨーク層の少なくとも一方に巻回されたコイル導体と、コイル導体の両端にそれぞれの一端が接続されている第1及び第2のトレース導体と、第1及び第2のトレース導体の他端がそれぞれ接続されている第1及び第2の接続バンプとを備えており、第1のトレース導体が互いに並列接続された上側導体層及び下側導体層を含んでおり、第2のトレース導体が互いに並列接続された上側導体層及び下側導体層を含んでおり、第1のトレース導体の上側導体層と第2のトレース導体の下側導体層とが上下に互いに対向して配置されており、第2のトレース導体の上側導体層と第1のトレース導体の下側導体層とが上下に互いに対向して配置されている。
【選択図】 図1
【解決手段】一方の端が絶縁ギャップを介して互いに対向した磁極を構成しており他方の端が互いに磁気的に連結している1対のヨーク層と、1対のヨーク層の少なくとも一方に巻回されたコイル導体と、コイル導体の両端にそれぞれの一端が接続されている第1及び第2のトレース導体と、第1及び第2のトレース導体の他端がそれぞれ接続されている第1及び第2の接続バンプとを備えており、第1のトレース導体が互いに並列接続された上側導体層及び下側導体層を含んでおり、第2のトレース導体が互いに並列接続された上側導体層及び下側導体層を含んでおり、第1のトレース導体の上側導体層と第2のトレース導体の下側導体層とが上下に互いに対向して配置されており、第2のトレース導体の上側導体層と第1のトレース導体の下側導体層とが上下に互いに対向して配置されている。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インダクティブ書込みヘッド素子を備えた薄膜磁気ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の薄膜磁気ヘッドは、記録ギャップで隔てられた2つの磁極に磁気的に結合されたヨークと、このヨークに巻回されたコイルと、このコイルに接続された1対のトレース導体と、これら1対のトレース導体に接続された接続バンプとを備えており、接続バンプ及びトレース導体を介してこのコイルに書込み電流を流すことによって磁気情報の書込みを行うように構成されている。
【0003】
書込み電流として薄膜磁気ヘッドに印加される電流は、通常、矩形波パルスである。このような矩形波パルスを印加した際に実際にそのコイルに流れる電流の波形及び大きさは、薄膜磁気ヘッドの構造や、コイルに接続される電流源の出力インピーダンスや、印加される矩形波パルスの周波数及び電流値等に応じて変化する。また、電流源と磁気ヘッドとの間のトレース導体及び接続線の特性インピーダンスによっても影響される。
【0004】
薄膜磁気ヘッドのインダクティブ書込み素子のコイルに流れる電流波形が崩れると、磁気媒体に書込まれる磁化パターンがいびつになり、データの書込み及び読出しが困難となる。また、動特性のNLTS(Non−Linear Transition Shift)を良好にするためには、コイルを流れる電流波形の立上り時間を短くする必要がある。
【0005】
従って、コイルに流れる電流波形は、(1)電流源の出力する矩形波パルスのプロファイルをできるだけ維持する、(2)早い立上り時間を有する、(3)強い書込み磁界を得るために波形を維持した状態で高い電流値を有することが要求される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このような(1)〜(3)の要求を満たすためには、書込み電流の周波数におけるコイルのインダクタンスを小さくすれば良いが、そのために、コイルの巻回数を減らすと発生する磁力が小さくなって特性改善をすることができず、コイルのピッチを小さくするなどその寸法を小さくすることは製造の困難性及び発熱の問題を招く。
【0007】
従って本発明の目的は、製造上の困難性及び特性の劣化を招くことなくそのインダクタンスの低減化が可能な薄膜磁気ヘッドを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、一方の端が絶縁ギャップを介して互いに対向した磁極を構成しており他方の端が互いに磁気的に連結している1対のヨーク層と、1対のヨーク層の少なくとも一方に巻回されたコイル導体と、コイル導体の両端にそれぞれの一端が接続されている第1及び第2のトレース導体と、第1及び第2のトレース導体の他端がそれぞれ接続されている第1及び第2の接続バンプとを備えており、第1のトレース導体が互いに並列接続された上側導体層及び下側導体層を含んでおり、第2のトレース導体が互いに並列接続された上側導体層及び下側導体層を含んでおり、第1のトレース導体の上側導体層と第2のトレース導体の下側導体層とが上下に互いに対向して配置されており、第2のトレース導体の上側導体層と第1のトレース導体の下側導体層とが上下に互いに対向して配置されている薄膜磁気ヘッドが提供される。
【0009】
互いに逆方向の電流が流れる第1のトレース導体の上側導体層と第2のトレース導体の下側導体層とが上下に互いに対向して配置されているため、これら電流によって下側導体層及び上側導体層に生じる磁界が互いに打ち消しあい、電流が流れることによって生じる浮遊インダクタンスが大幅に減少する。一方、互いに逆方向の電流が流れることで、下側導体層及び上側導体層間には強い電界が発生するから浮遊キャパシタンスが増大する。第2のトレース導体の上側導体層と第1のトレース導体の下側導体層とにおいても、同様の作用が生じる。その結果、コイル導体に接続されるトレース導体のインダクタンスを下げることができるから、入力される矩形波パルスのプロファイルをできるだけ維持し、早い立上り時間を有し、しかも高い電流値の書込み電流をコイル導体に流すことができる。従って、書込み周波数を例えば300MHz以上の高周波とした場合にも、立上り時間が短いため、正しい書込み動作を行うことが可能となる。もちろん、コイル導体自体の形状や寸法に変更が無いため、その製造が困難となったり、特性の劣化を招くことは全く無い。
【0010】
第1のトレース導体の上側導体層と第2のトレース導体の上側導体層とが左右に並んで配置されており、第1のトレース導体の下側導体層と第2のトレース導体の下側導体層とが左右に並んで配置されていることが好ましい。
【0011】
第1のトレース導体及び第2のトレース導体が、接続バンプ及びコイル導体間をほぼ直線状に結んでいることも好ましい。これにより、第1のトレース導体及び第2のトレース導体の長さが短くなるので、その分、浮遊インダクタンスが減少する。
【0012】
第1のトレース導体の上側導体層と第2のトレース導体の上側導体層とが外部に露出していることも好ましい。第1のトレース導体及び第2のトレース導体の長さを短くした場合、浮遊キャパシタンスがかなり大きくなってしまうが、上側導体層の上面が空気に露出していれば、その面側の誘電率が1.0であるため、誘電率が下がった分、浮遊キャパシタンスが低下する。
【0013】
第1のトレース導体及び第2のトレース導体が、低誘電率材料で囲まれていることも好ましい。この場合も、誘電率が下がった分、浮遊キャパシタンスが低下する。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の一実施形態における薄膜磁気ヘッドのヨーク層、コイル導体、及びトレース導体の一部分の構成を簡略化して示す斜視図であり、図2は同じ構成を図1とは異なる方向から見た斜視図であり、図3は同じ構成をさらに異なる方向から見た斜視図であり、図4は図1の実施形態におけるトレース導体の一部分の構成を異なる方向から見た斜視図であり、図5は図1の実施形態におけるトレース導体の他の部分の構成を示す斜視図であり、図6は同じ構成を図5とは異なる方向から見た斜視図であり、図7は同じ構成の頂面図であり、図8は同じ構成の底面図であり、図9は同じ構成の一方の側面図であり、図10は同じ構成の他方の側面図であり、図11は図1の実施形態における薄膜磁気ヘッドの全体構成を示す断面図である。
【0015】
図1〜図10において、10は薄膜磁気ヘッドの書込みヘッド部用の例えば銅等の導電材料によるコイル導体、11は先端が絶縁ギャップを介して互いに対向する1対の磁極を構成しており、後端が磁気的に互いに接続されている例えばパーマロイ等の強磁性体材料による1対のヨーク層、12及び13は一端がコイル導体10の両端にそれぞれ接続された例えば銅等の導電材料による第1及び第2のトレース導体、14及び15は第1及び第2のトレース導体12及び13の他端にそれぞれ接続された第1及び第2の接続バンプ、16及び17は第1及び第2の接続バンプ14及び15の上面に形成された例えば金等による接続電極(接続パッド)をそれぞれ示している。
【0016】
図11において、さらに、18及び19はその間に図示されていない磁気抵抗効果(MR)層が絶縁ギャップ層を介して設けられている下部及び上部シールド層、20は絶縁層を示している。本実施形態の薄膜磁気ヘッドは、このように、インダクティブ書込みヘッド部とMR書込みヘッド部とを有する複合型薄膜磁気ヘッドである。もちろん、インダクティブヘッド部のみを有する薄膜磁気ヘッドに対しても本発明は適用可能である。
【0017】
コイル導体10及び1対のヨーク層11は、従来より存在する一般的な構成のものである。なお、図1〜図3においては、コイル導体10の各ターンを矩形状に巻回して示しているが、実際には、これらは曲線状、例えば円状又は長円状、に巻回されている。
【0018】
第1及び第2のトレース導体12及び13は、図1〜図4に示されている、コイル導体10に接続される側の第1の部分と、図5〜図10に示されている、第1及び第2の接続バンプ14及び15に接続される側の第2の部分とを備えている。図1〜図3においては、第1及び第2のトレース導体12及び13の第1の部分とコイル導体10の両端とが分離された状態で示されているが、これらは実際には互いに接続されている。また、第1の部分の図1〜図4における矢印21の方向に、図5〜図10に示す第2の部分が存在し、これら第1の部分及び第2の部分は互いに接続されてほぼ直線状に形成されている。
【0019】
第1のトレース導体12は、互いに並列接続された下側導体層12aと上側導体層12bとから主として構成されており、第2のトレース導体13は、互いに並列接続された下側導体層13aと上側導体層13bとから主として構成されている。第1のトレース導体12の上側導体層12bと第2のトレース導体13の下側導体層13aとは上下に互いに対向しかつ互いに平行に配置されている。また、第2のトレース導体13の上側導体層13bと第1のトレース導体12の下側導体層12aも上下に互いに対向しかつ互いに平行に配置されている。さらに、第1のトレース導体12の上側導体層12bと第2のトレース導体13の上側導体層13bとは左右に並んで配置されており、第1のトレース導体12の下側導体層12aと第2のトレース導体13の下側導体層13aも左右に並んで配置されている。従って、これら4つの導体層12a、13a、12b及び13bは、その軸方向の断面において、互いに逆方向に電流が流れる導体層同士が上下左右で隣り合うこととなる。
【0020】
図12は、本実施形態における作用を説明するために、4つの導体層12a、13a、12b及び13bをそれらの軸方向から見た断面で表した図である。
【0021】
第1のトレース導体12の下側導体層12a及び上側導体層12bにおいては、図にて手前から奥に向けて電流が流れ、逆に、第2のトレース導体13の下側導体層13a及び上側導体層13bにおいては、図にて奥から手前に向けて電流が流れる。従って、これら各導体層の周りには、矢印22で示すような磁界が発生する。これらの磁界は、下側導体層12a及び上側導体層13b間で、並びに下側導体層13a及び上側導体層12b間で互いに打ち消しあうから、電流によって生じる浮遊インダクタンスが大幅に減少する。一方、互いに逆方向の電流が流れることで、下側導体層12a及び上側導体層13b間で、並びに下側導体層13a及び上側導体層12b間には強い電界が発生するから浮遊キャパシタンスが増大する。
【0022】
この浮遊キャパシタンスについては、導体層の断面形状、導体層の幅及び長さ、下側導体層と上側導体層との相対位置、下側導体層と上側導体層と間隔D1、下側導体層間及び上側導体層間の間隔D2、又は通常の平行に走る導体層との組み合わせ等によって調整可能であり、過度に増大することを防止することができる。また、この浮遊キャパシタンスは、導体層の周囲の材料の誘電率によっても変化する。例えば、本実施形態のように、第1のトレース導体12の上側導体層12bと第2のトレース導体13の上側導体層13bとを絶縁層の外部に露出させることにより、これら上側導体層の上面側の誘電率が1.0となるため、誘電率が下がる分だけ浮遊キャパシタンスが低下する。さらに、これら導体層の周囲の絶縁層を、例えばレジストやポリイミド等の低誘電率材料で構成することによっても、浮遊キャパシタンスは低下する。
【0023】
浮遊インダクタンスは、第1のトレース導体12及び第2のトレース導体13を直線状としその長さを短くすることによって、大幅に低下させることができる。
【0024】
このように、浮遊インダクタンスを低下させ、さらに浮遊キャパシタンスを適切に調整することにより、入力される矩形波パルスのプロファイルをできるだけ維持し、早い立上り時間を有し、しかも高い電流値の書込み電流をコイル導体に流すことができる。従って、書込み周波数を例えば300MHz以上の高周波とした場合にも、立上り時間が短いため、正しい書込み動作を行うことが可能となる。
【0025】
従来の薄膜磁気ヘッドについて、書込み周波数を変えた場合の入力インピーダンス特性を実際に測定すると、図13に示すようになる。同図から明らかのように、従来の磁気ヘッドにおける入力インピーダンスの周波数特性は、そのピーク値までの立上り部が急峻であるがピーク値より高周波数側では緩やかな立下りとなっている。
【0026】
このプロファイル特性を等価回路によって再現したものが、図14のAに示されている。これに対して、ピーク値までの立上り及びピーク値からの立下りが共に急峻な図14のBに示すごときプロファイル特性を示す等価回路を作成した。具体的には、インダクタンスは等しく保ち、キャパシタンスを大きくした回路定数の等価回路である。このインダクタンス及びキャパシタンスは、第1及び第2のトレース導体の浮遊インダクタンス及び浮遊キャパシタンスに相当する。
【0027】
このような2つの等価回路に300MHz及び400MHzの矩形波パルスを印加した際の電流波形が図15(300MHz)及び図16(400MHz)にそれぞれ示されている。これらの図からも明らかのように、鋭いピークを有するプロファイルBの方が電流の立上り時間が短くなっている。プロファイルBでは、入力インピーダンスのピーク値は多少低い周波数側に移動しているが、鋭いピーク値を有することによってこのような早い立上り時間を得ることができる。
【0028】
従って、本実施形態のように、浮遊インダクタンスを低下させ、浮遊キャパシタンスを適度に増大させることによって、入力される矩形波パルスのプロファイルをできるだけ維持し、早い立上り時間を有し、しかも高い電流値の書込み電流をコイル導体に流すことができるのである。
【0029】
図17は第1及び第2のトレース導体を、従来技術のように平面上で平行配置された2つの導体層で構成した場合(プロファイルC)と、本実施形態のように配置した4つの導体層で構成した場合(プロファイルD)の入力インピーダンスの周波数特性を示している。
【0030】
同図から明らかのように、本実施形態の構成によれば、浮遊インダクタンスが低下し浮遊キャパシタンスが増大することによって、非常に鋭いピークを有するプロファイルが得られている。
【0031】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【0032】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明の薄膜磁気ヘッドは、互いに逆方向の電流が流れる第1のトレース導体の上側導体層と第2のトレース導体の下側導体層とが上下に互いに対向して配置されているため、これら電流によって下側導体層及び上側導体層に生じる磁界が互いに打ち消しあい、電流が流れることによって生じる浮遊インダクタンスが大幅に減少する。一方、互いに逆方向の電流が流れることで、下側導体層及び上側導体層間には強い電界が発生するから浮遊キャパシタンスが増大する。第2のトレース導体の上側導体層と第1のトレース導体の下側導体層とにおいても、同様の作用が生じる。その結果、入力される矩形波パルスのプロファイルをできるだけ維持し、早い立上り時間を有し、しかも高い電流値の書込み電流をコイル導体に流すことができる。従って、書込み周波数を例えば300MHz以上の高周波とした場合にも、立上り時間が短いため、正しい書込み動作を行うことが可能となる。もちろん、コイル導体自体の形状や寸法に変更が無いため、その製造が困難となったり、特性の劣化を招くことは全く無い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における薄膜磁気ヘッドのヨーク層、コイル導体、及びトレース導体の一部分の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図2】図1の実施形態における薄膜磁気ヘッドのヨーク層、コイル導体、及びトレース導体の一部分の構成を図1とは異なる方向から見た斜視図である。
【図3】図1の実施形態における薄膜磁気ヘッドのヨーク層、コイル導体、及びトレース導体の一部分の構成をさらに異なる方向から見た斜視図である。
【図4】図1の実施形態におけるトレース導体の一部分の構成を異なる方向から見た斜視図である。
【図5】図1の実施形態におけるトレース導体の他の部分の構成を示す斜視図である。
【図6】図1の実施形態におけるトレース導体の他の部分の構成を図5とは異なる方向から見た斜視図である。
【図7】図1の実施形態におけるトレース導体の他の部分の構成の頂面図である。
【図8】図1の実施形態におけるトレース導体の他の部分の構成の底面図である。
【図9】図1の実施形態におけるトレース導体の他の部分の構成の一方の側面図である。
【図10】図1の実施形態におけるトレース導体の他の部分の構成の他方の側面図である。
【図11】図1の実施形態における薄膜磁気ヘッドの全体構成を示す断面図である。
【図12】図1の実施形態における作用を説明する図である。
【図13】従来の薄膜磁気ヘッドについての入力インピーダンスの周波数特性を実際に測定した結果を表す特性図である。
【図14】2つの等価回路による入力インピーダンスの周波数特性を表す特性図である。
【図15】2つの等価回路に300MHzの矩形波パルスを印加した際の電流波形を表す図である。
【図16】2つの等価回路に400MHzの矩形波パルスを印加した際の電流波形を表す図である。
【図17】第1及び第2のトレース導体を、従来技術のように平面上で平行配置された2つの導体層で構成した場合と、図1の実施形態のように配置した4つの導体層で構成した場合の入力インピーダンスの周波数特性を表す特性図である。
【符号の説明】
10 コイル導体
11 ヨーク層
12 第1のトレース導体
12a、13a 下側導体層
12b、13b 上側導体層
13 第2のトレース導体
14 第1の接続バンプ
15 第2の接続バンプ
16、17 接続電極
18 下部シールド層
19 上部シールド層
20 絶縁層
【発明の属する技術分野】
本発明は、インダクティブ書込みヘッド素子を備えた薄膜磁気ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の薄膜磁気ヘッドは、記録ギャップで隔てられた2つの磁極に磁気的に結合されたヨークと、このヨークに巻回されたコイルと、このコイルに接続された1対のトレース導体と、これら1対のトレース導体に接続された接続バンプとを備えており、接続バンプ及びトレース導体を介してこのコイルに書込み電流を流すことによって磁気情報の書込みを行うように構成されている。
【0003】
書込み電流として薄膜磁気ヘッドに印加される電流は、通常、矩形波パルスである。このような矩形波パルスを印加した際に実際にそのコイルに流れる電流の波形及び大きさは、薄膜磁気ヘッドの構造や、コイルに接続される電流源の出力インピーダンスや、印加される矩形波パルスの周波数及び電流値等に応じて変化する。また、電流源と磁気ヘッドとの間のトレース導体及び接続線の特性インピーダンスによっても影響される。
【0004】
薄膜磁気ヘッドのインダクティブ書込み素子のコイルに流れる電流波形が崩れると、磁気媒体に書込まれる磁化パターンがいびつになり、データの書込み及び読出しが困難となる。また、動特性のNLTS(Non−Linear Transition Shift)を良好にするためには、コイルを流れる電流波形の立上り時間を短くする必要がある。
【0005】
従って、コイルに流れる電流波形は、(1)電流源の出力する矩形波パルスのプロファイルをできるだけ維持する、(2)早い立上り時間を有する、(3)強い書込み磁界を得るために波形を維持した状態で高い電流値を有することが要求される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このような(1)〜(3)の要求を満たすためには、書込み電流の周波数におけるコイルのインダクタンスを小さくすれば良いが、そのために、コイルの巻回数を減らすと発生する磁力が小さくなって特性改善をすることができず、コイルのピッチを小さくするなどその寸法を小さくすることは製造の困難性及び発熱の問題を招く。
【0007】
従って本発明の目的は、製造上の困難性及び特性の劣化を招くことなくそのインダクタンスの低減化が可能な薄膜磁気ヘッドを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、一方の端が絶縁ギャップを介して互いに対向した磁極を構成しており他方の端が互いに磁気的に連結している1対のヨーク層と、1対のヨーク層の少なくとも一方に巻回されたコイル導体と、コイル導体の両端にそれぞれの一端が接続されている第1及び第2のトレース導体と、第1及び第2のトレース導体の他端がそれぞれ接続されている第1及び第2の接続バンプとを備えており、第1のトレース導体が互いに並列接続された上側導体層及び下側導体層を含んでおり、第2のトレース導体が互いに並列接続された上側導体層及び下側導体層を含んでおり、第1のトレース導体の上側導体層と第2のトレース導体の下側導体層とが上下に互いに対向して配置されており、第2のトレース導体の上側導体層と第1のトレース導体の下側導体層とが上下に互いに対向して配置されている薄膜磁気ヘッドが提供される。
【0009】
互いに逆方向の電流が流れる第1のトレース導体の上側導体層と第2のトレース導体の下側導体層とが上下に互いに対向して配置されているため、これら電流によって下側導体層及び上側導体層に生じる磁界が互いに打ち消しあい、電流が流れることによって生じる浮遊インダクタンスが大幅に減少する。一方、互いに逆方向の電流が流れることで、下側導体層及び上側導体層間には強い電界が発生するから浮遊キャパシタンスが増大する。第2のトレース導体の上側導体層と第1のトレース導体の下側導体層とにおいても、同様の作用が生じる。その結果、コイル導体に接続されるトレース導体のインダクタンスを下げることができるから、入力される矩形波パルスのプロファイルをできるだけ維持し、早い立上り時間を有し、しかも高い電流値の書込み電流をコイル導体に流すことができる。従って、書込み周波数を例えば300MHz以上の高周波とした場合にも、立上り時間が短いため、正しい書込み動作を行うことが可能となる。もちろん、コイル導体自体の形状や寸法に変更が無いため、その製造が困難となったり、特性の劣化を招くことは全く無い。
【0010】
第1のトレース導体の上側導体層と第2のトレース導体の上側導体層とが左右に並んで配置されており、第1のトレース導体の下側導体層と第2のトレース導体の下側導体層とが左右に並んで配置されていることが好ましい。
【0011】
第1のトレース導体及び第2のトレース導体が、接続バンプ及びコイル導体間をほぼ直線状に結んでいることも好ましい。これにより、第1のトレース導体及び第2のトレース導体の長さが短くなるので、その分、浮遊インダクタンスが減少する。
【0012】
第1のトレース導体の上側導体層と第2のトレース導体の上側導体層とが外部に露出していることも好ましい。第1のトレース導体及び第2のトレース導体の長さを短くした場合、浮遊キャパシタンスがかなり大きくなってしまうが、上側導体層の上面が空気に露出していれば、その面側の誘電率が1.0であるため、誘電率が下がった分、浮遊キャパシタンスが低下する。
【0013】
第1のトレース導体及び第2のトレース導体が、低誘電率材料で囲まれていることも好ましい。この場合も、誘電率が下がった分、浮遊キャパシタンスが低下する。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の一実施形態における薄膜磁気ヘッドのヨーク層、コイル導体、及びトレース導体の一部分の構成を簡略化して示す斜視図であり、図2は同じ構成を図1とは異なる方向から見た斜視図であり、図3は同じ構成をさらに異なる方向から見た斜視図であり、図4は図1の実施形態におけるトレース導体の一部分の構成を異なる方向から見た斜視図であり、図5は図1の実施形態におけるトレース導体の他の部分の構成を示す斜視図であり、図6は同じ構成を図5とは異なる方向から見た斜視図であり、図7は同じ構成の頂面図であり、図8は同じ構成の底面図であり、図9は同じ構成の一方の側面図であり、図10は同じ構成の他方の側面図であり、図11は図1の実施形態における薄膜磁気ヘッドの全体構成を示す断面図である。
【0015】
図1〜図10において、10は薄膜磁気ヘッドの書込みヘッド部用の例えば銅等の導電材料によるコイル導体、11は先端が絶縁ギャップを介して互いに対向する1対の磁極を構成しており、後端が磁気的に互いに接続されている例えばパーマロイ等の強磁性体材料による1対のヨーク層、12及び13は一端がコイル導体10の両端にそれぞれ接続された例えば銅等の導電材料による第1及び第2のトレース導体、14及び15は第1及び第2のトレース導体12及び13の他端にそれぞれ接続された第1及び第2の接続バンプ、16及び17は第1及び第2の接続バンプ14及び15の上面に形成された例えば金等による接続電極(接続パッド)をそれぞれ示している。
【0016】
図11において、さらに、18及び19はその間に図示されていない磁気抵抗効果(MR)層が絶縁ギャップ層を介して設けられている下部及び上部シールド層、20は絶縁層を示している。本実施形態の薄膜磁気ヘッドは、このように、インダクティブ書込みヘッド部とMR書込みヘッド部とを有する複合型薄膜磁気ヘッドである。もちろん、インダクティブヘッド部のみを有する薄膜磁気ヘッドに対しても本発明は適用可能である。
【0017】
コイル導体10及び1対のヨーク層11は、従来より存在する一般的な構成のものである。なお、図1〜図3においては、コイル導体10の各ターンを矩形状に巻回して示しているが、実際には、これらは曲線状、例えば円状又は長円状、に巻回されている。
【0018】
第1及び第2のトレース導体12及び13は、図1〜図4に示されている、コイル導体10に接続される側の第1の部分と、図5〜図10に示されている、第1及び第2の接続バンプ14及び15に接続される側の第2の部分とを備えている。図1〜図3においては、第1及び第2のトレース導体12及び13の第1の部分とコイル導体10の両端とが分離された状態で示されているが、これらは実際には互いに接続されている。また、第1の部分の図1〜図4における矢印21の方向に、図5〜図10に示す第2の部分が存在し、これら第1の部分及び第2の部分は互いに接続されてほぼ直線状に形成されている。
【0019】
第1のトレース導体12は、互いに並列接続された下側導体層12aと上側導体層12bとから主として構成されており、第2のトレース導体13は、互いに並列接続された下側導体層13aと上側導体層13bとから主として構成されている。第1のトレース導体12の上側導体層12bと第2のトレース導体13の下側導体層13aとは上下に互いに対向しかつ互いに平行に配置されている。また、第2のトレース導体13の上側導体層13bと第1のトレース導体12の下側導体層12aも上下に互いに対向しかつ互いに平行に配置されている。さらに、第1のトレース導体12の上側導体層12bと第2のトレース導体13の上側導体層13bとは左右に並んで配置されており、第1のトレース導体12の下側導体層12aと第2のトレース導体13の下側導体層13aも左右に並んで配置されている。従って、これら4つの導体層12a、13a、12b及び13bは、その軸方向の断面において、互いに逆方向に電流が流れる導体層同士が上下左右で隣り合うこととなる。
【0020】
図12は、本実施形態における作用を説明するために、4つの導体層12a、13a、12b及び13bをそれらの軸方向から見た断面で表した図である。
【0021】
第1のトレース導体12の下側導体層12a及び上側導体層12bにおいては、図にて手前から奥に向けて電流が流れ、逆に、第2のトレース導体13の下側導体層13a及び上側導体層13bにおいては、図にて奥から手前に向けて電流が流れる。従って、これら各導体層の周りには、矢印22で示すような磁界が発生する。これらの磁界は、下側導体層12a及び上側導体層13b間で、並びに下側導体層13a及び上側導体層12b間で互いに打ち消しあうから、電流によって生じる浮遊インダクタンスが大幅に減少する。一方、互いに逆方向の電流が流れることで、下側導体層12a及び上側導体層13b間で、並びに下側導体層13a及び上側導体層12b間には強い電界が発生するから浮遊キャパシタンスが増大する。
【0022】
この浮遊キャパシタンスについては、導体層の断面形状、導体層の幅及び長さ、下側導体層と上側導体層との相対位置、下側導体層と上側導体層と間隔D1、下側導体層間及び上側導体層間の間隔D2、又は通常の平行に走る導体層との組み合わせ等によって調整可能であり、過度に増大することを防止することができる。また、この浮遊キャパシタンスは、導体層の周囲の材料の誘電率によっても変化する。例えば、本実施形態のように、第1のトレース導体12の上側導体層12bと第2のトレース導体13の上側導体層13bとを絶縁層の外部に露出させることにより、これら上側導体層の上面側の誘電率が1.0となるため、誘電率が下がる分だけ浮遊キャパシタンスが低下する。さらに、これら導体層の周囲の絶縁層を、例えばレジストやポリイミド等の低誘電率材料で構成することによっても、浮遊キャパシタンスは低下する。
【0023】
浮遊インダクタンスは、第1のトレース導体12及び第2のトレース導体13を直線状としその長さを短くすることによって、大幅に低下させることができる。
【0024】
このように、浮遊インダクタンスを低下させ、さらに浮遊キャパシタンスを適切に調整することにより、入力される矩形波パルスのプロファイルをできるだけ維持し、早い立上り時間を有し、しかも高い電流値の書込み電流をコイル導体に流すことができる。従って、書込み周波数を例えば300MHz以上の高周波とした場合にも、立上り時間が短いため、正しい書込み動作を行うことが可能となる。
【0025】
従来の薄膜磁気ヘッドについて、書込み周波数を変えた場合の入力インピーダンス特性を実際に測定すると、図13に示すようになる。同図から明らかのように、従来の磁気ヘッドにおける入力インピーダンスの周波数特性は、そのピーク値までの立上り部が急峻であるがピーク値より高周波数側では緩やかな立下りとなっている。
【0026】
このプロファイル特性を等価回路によって再現したものが、図14のAに示されている。これに対して、ピーク値までの立上り及びピーク値からの立下りが共に急峻な図14のBに示すごときプロファイル特性を示す等価回路を作成した。具体的には、インダクタンスは等しく保ち、キャパシタンスを大きくした回路定数の等価回路である。このインダクタンス及びキャパシタンスは、第1及び第2のトレース導体の浮遊インダクタンス及び浮遊キャパシタンスに相当する。
【0027】
このような2つの等価回路に300MHz及び400MHzの矩形波パルスを印加した際の電流波形が図15(300MHz)及び図16(400MHz)にそれぞれ示されている。これらの図からも明らかのように、鋭いピークを有するプロファイルBの方が電流の立上り時間が短くなっている。プロファイルBでは、入力インピーダンスのピーク値は多少低い周波数側に移動しているが、鋭いピーク値を有することによってこのような早い立上り時間を得ることができる。
【0028】
従って、本実施形態のように、浮遊インダクタンスを低下させ、浮遊キャパシタンスを適度に増大させることによって、入力される矩形波パルスのプロファイルをできるだけ維持し、早い立上り時間を有し、しかも高い電流値の書込み電流をコイル導体に流すことができるのである。
【0029】
図17は第1及び第2のトレース導体を、従来技術のように平面上で平行配置された2つの導体層で構成した場合(プロファイルC)と、本実施形態のように配置した4つの導体層で構成した場合(プロファイルD)の入力インピーダンスの周波数特性を示している。
【0030】
同図から明らかのように、本実施形態の構成によれば、浮遊インダクタンスが低下し浮遊キャパシタンスが増大することによって、非常に鋭いピークを有するプロファイルが得られている。
【0031】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【0032】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明の薄膜磁気ヘッドは、互いに逆方向の電流が流れる第1のトレース導体の上側導体層と第2のトレース導体の下側導体層とが上下に互いに対向して配置されているため、これら電流によって下側導体層及び上側導体層に生じる磁界が互いに打ち消しあい、電流が流れることによって生じる浮遊インダクタンスが大幅に減少する。一方、互いに逆方向の電流が流れることで、下側導体層及び上側導体層間には強い電界が発生するから浮遊キャパシタンスが増大する。第2のトレース導体の上側導体層と第1のトレース導体の下側導体層とにおいても、同様の作用が生じる。その結果、入力される矩形波パルスのプロファイルをできるだけ維持し、早い立上り時間を有し、しかも高い電流値の書込み電流をコイル導体に流すことができる。従って、書込み周波数を例えば300MHz以上の高周波とした場合にも、立上り時間が短いため、正しい書込み動作を行うことが可能となる。もちろん、コイル導体自体の形状や寸法に変更が無いため、その製造が困難となったり、特性の劣化を招くことは全く無い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における薄膜磁気ヘッドのヨーク層、コイル導体、及びトレース導体の一部分の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図2】図1の実施形態における薄膜磁気ヘッドのヨーク層、コイル導体、及びトレース導体の一部分の構成を図1とは異なる方向から見た斜視図である。
【図3】図1の実施形態における薄膜磁気ヘッドのヨーク層、コイル導体、及びトレース導体の一部分の構成をさらに異なる方向から見た斜視図である。
【図4】図1の実施形態におけるトレース導体の一部分の構成を異なる方向から見た斜視図である。
【図5】図1の実施形態におけるトレース導体の他の部分の構成を示す斜視図である。
【図6】図1の実施形態におけるトレース導体の他の部分の構成を図5とは異なる方向から見た斜視図である。
【図7】図1の実施形態におけるトレース導体の他の部分の構成の頂面図である。
【図8】図1の実施形態におけるトレース導体の他の部分の構成の底面図である。
【図9】図1の実施形態におけるトレース導体の他の部分の構成の一方の側面図である。
【図10】図1の実施形態におけるトレース導体の他の部分の構成の他方の側面図である。
【図11】図1の実施形態における薄膜磁気ヘッドの全体構成を示す断面図である。
【図12】図1の実施形態における作用を説明する図である。
【図13】従来の薄膜磁気ヘッドについての入力インピーダンスの周波数特性を実際に測定した結果を表す特性図である。
【図14】2つの等価回路による入力インピーダンスの周波数特性を表す特性図である。
【図15】2つの等価回路に300MHzの矩形波パルスを印加した際の電流波形を表す図である。
【図16】2つの等価回路に400MHzの矩形波パルスを印加した際の電流波形を表す図である。
【図17】第1及び第2のトレース導体を、従来技術のように平面上で平行配置された2つの導体層で構成した場合と、図1の実施形態のように配置した4つの導体層で構成した場合の入力インピーダンスの周波数特性を表す特性図である。
【符号の説明】
10 コイル導体
11 ヨーク層
12 第1のトレース導体
12a、13a 下側導体層
12b、13b 上側導体層
13 第2のトレース導体
14 第1の接続バンプ
15 第2の接続バンプ
16、17 接続電極
18 下部シールド層
19 上部シールド層
20 絶縁層
Claims (5)
- 一方の端が絶縁ギャップを介して互いに対向した磁極を構成しており他方の端が互いに磁気的に連結している1対のヨーク層と、該1対のヨーク層の少なくとも一方に巻回されたコイル導体と、該コイル導体の両端にそれぞれの一端が接続されている第1及び第2のトレース導体と、該第1及び第2のトレース導体の他端がそれぞれ接続されている第1及び第2の接続バンプとを備えており、前記第1のトレース導体が互いに並列接続された上側導体層及び下側導体層を含んでおり、前記第2のトレース導体が互いに並列接続された上側導体層及び下側導体層を含んでおり、前記第1のトレース導体の前記上側導体層と前記第2のトレース導体の前記下側導体層とが上下に互いに対向して配置されており、前記第2のトレース導体の前記上側導体層と前記第1のトレース導体の前記下側導体層とが上下に互いに対向して配置されていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
- 前記第1のトレース導体の前記上側導体層と前記第2のトレース導体の前記上側導体層とが左右に並んで配置されており、前記第1のトレース導体の前記下側導体層と前記第2のトレース導体の前記下側導体層とが左右に並んで配置されていることを特徴とする請求項1に記載の薄膜磁気ヘッド。
- 前記第1のトレース導体及び前記第2のトレース導体が、前記接続バンプ及び前記コイル導体間をほぼ直線状に結んでいることを特徴とする請求項1又は2に記載の薄膜磁気ヘッド。
- 前記第1のトレース導体の前記上側導体層と前記第2のトレース導体の前記上側導体層とが外部に露出していることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の薄膜磁気ヘッド。
- 前記第1のトレース導体及び前記第2のトレース導体が、低誘電率材料で囲まれていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の薄膜磁気ヘッド。
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