JP2005116101A - Magnetic head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば浮上式磁気ヘッドなどに使用される記録用の磁気ヘッドに係り、特に、トロイダルコイル層の形状を適正化することで、放熱性に優れた磁気ヘッドに関する。 The present invention relates to a magnetic head for recording used in, for example, a floating magnetic head, and more particularly to a magnetic head excellent in heat dissipation by optimizing the shape of a toroidal coil layer.
コア層とコイル層とを有してなる記録用の薄膜磁気ヘッド(インダクイティブヘッド)は、近年の高記録密度化に伴って小型化が進み、非常に微小な空間内にコイル層を巻回形成しなければならなくなった。そのためコア層を軸として、そのコア層の周囲をトロイダル状に巻回形成する構造が、今後のインダクティブヘッドでは主流になると考えられている。 Thin-film magnetic heads for recording (inductive heads) having a core layer and a coil layer have been downsized with the recent increase in recording density, and the coil layer is wound in a very small space. It has to be formed. For this reason, a structure in which the core layer is wound around in a toroidal shape around the core layer is considered to be the mainstream in future inductive heads.
例えば、以下に示す公知文献には、インダクティブヘッドを構成するコア層の周りをトロイダル状に巻回されたコイル層の構成が開示されている。このようなトロイダル形状のコイル層を用いることで、前記コア層の周囲の三次元的な空間を有効活用でき、これによってインダクティブヘッドの小型化を実現できるとともに、磁化効率も良好になると期待された。 For example, the following publicly known documents disclose the configuration of a coil layer wound around a core layer constituting an inductive head in a toroidal shape. By using such a toroidal coil layer, it was expected that the three-dimensional space around the core layer could be effectively utilized, thereby enabling the downsizing of the inductive head and improving the magnetization efficiency. .
しかしながら、トロイダル形状のコイル層を用いた小型化のインダクティブヘッドでは、特に次のような課題が顕著化した。すなわち前記コイル層を流れる記録電流によって発生するジュール熱やコアに発生する渦電流による熱が前記インダクティブヘッドから効率良く放出され難く、その結果、前記インダクティブヘッド内部の温度が非常に高くなるという現象が生じたのである。 However, in the downsized inductive head using the toroidal-shaped coil layer, the following problems are particularly noticeable. In other words, Joule heat generated by the recording current flowing through the coil layer and heat due to eddy current generated in the core are not easily released from the inductive head, and as a result, the temperature inside the inductive head becomes very high. It has occurred.
前記インダクティブヘッド内部での温度が高くなると、金属材料で形成されているコイル層やコア層と、その周囲を覆う絶縁材料との間での熱膨張係数の違いによって、前記インダクティブヘッドが形成されている部分が、他の部分に比べて記録媒体との対向面から突出しやくなる。 When the temperature inside the inductive head increases, the inductive head is formed due to the difference in thermal expansion coefficient between the coil layer or core layer formed of a metal material and the insulating material covering the periphery thereof. The portion that is present is more likely to protrude from the surface facing the recording medium as compared to other portions.
特に、高記録密度化を可能とした薄膜磁気ヘッドでは、トロイダルコイルに与えられる記録電流の周波数が高いため、インダクティブヘッド内部の温度が急激に高くなり、記録媒体との対向面からの突出量が大きくなってしまう。そして、このように前記インダクティブヘッドが記録媒体との対向面から突出すると、前記インダクティブヘッドが記録媒体に衝突する頻度が高まり、記録媒体を傷つけたり、インダクティブヘッドが損傷しやくなる。 In particular, in a thin film magnetic head capable of increasing the recording density, the frequency of the recording current applied to the toroidal coil is high, so the temperature inside the inductive head increases rapidly, and the amount of protrusion from the surface facing the recording medium increases. It gets bigger. When the inductive head protrudes from the surface facing the recording medium in this way, the frequency with which the inductive head collides with the recording medium increases, and the recording medium is damaged or the inductive head is easily damaged.
図10及び図11に、特許文献1に示されるような従来のトロイダルコイル型の磁気ヘッドを示す。図10は磁気ヘッドの断面図であり、図11は図10を図示上方向からみた平面図である。
10 and 11 show a conventional toroidal coil type magnetic head as disclosed in
図10に示されるように、磁性材料からなる下部コア層1の上に、絶縁層2を介して、トロイダルコイルを構成する複数の第1コイル片3が形成されており、第1コイル片3は、絶縁層4に覆われている。絶縁層4の上には、磁性材料からなる上部コア層5が形成されている。下部コア層1の記録媒体との対向面F側には、磁性材料からなる上部磁極層6、非磁性材料からなるギャップ層7、磁性材料からなる下部磁極層8からなる磁極部9が形成されており、この磁極部9の図示X方向(トラック幅方向)の幅寸法で磁気ヘッドのトラック幅寸法が規定される。
As shown in FIG. 10, a plurality of
上部磁極層8は上部コア層5に接続されている。また、下部コア層1と上部コア層5は図示Y方向後方で磁性材料からなるバックギャップ層10を介して接続されている。
The upper magnetic pole layer 8 is connected to the
上部コア層5の上には、絶縁層11を介してトロイダルコイルを構成する複数の第2コイル片12が形成されている。
A plurality of
第1コイル片3のトラック幅方向における端部と、第2コイル片12のトラック幅方向における端部とが電気的に接続されて、第1コイル片3と第2コイル片12を有する、上部コア層5を軸にして巻回形成されたトロイダルコイルが形成されている。
ここで、図10及び図11に示されるように、従来のトロイダルコイル型の磁気ヘッドは、第2コイル片12がバックギャップ層10の前端面10aよりも、記録媒体との対向面F側に形成されており、バックギャップ層10の上に形成されることがなかった。
Here, as shown in FIGS. 10 and 11, in the conventional toroidal coil type magnetic head, the
従って、放熱性に優れたトロイダルコイルを形成するために、第2コイル片12の形状を適性化することが制限されていた。
Therefore, in order to form the toroidal coil excellent in heat dissipation, making the shape of the
また、図12に示されるような、第2コイル片12に記録電流を供給するためのリード層13がバックギャップ層10の上に形成されている磁気ヘッドが、特許文献2に記載されている。
A magnetic head in which a
ただし、このリード層13は、バックギャップ層10の上で、第2コイル片12の延長方向(図示X方向)に平行方向に延びているものではない。すなわち、リード層13から発生する磁束は、第2コイル片から発生する磁束と同一方向に周回するものではなく、上部コア層に磁束を与える第2コイル片として機能するものではなかった。
However, the
本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、トロイダルコイル層の形状を適正化し、放熱性に優れた磁気ヘッドを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a magnetic head that optimizes the shape of the toroidal coil layer and is excellent in heat dissipation.
本発明の磁気ヘッドは、記録媒体との対向面側から第1の方向に延びて形成された下部コア層と、前記下部コア層上の所定距離離れた位置に、磁性材料からなるバックギャップ層を介して、前記下部コア層とハイト側で直接的あるいは間接的に接続される磁性層を有し、
前記磁性層の下側に形成された複数の第1コイル片のトラック幅方向における端部と、前記磁性層の上側に形成された複数の第2コイル片のトラック幅方向における端部とが電気的に接続されて、前記第1コイル片と第2コイル片とを有する、前記磁性層を軸にして巻回形成されたトロイダルコイル層が形成され、
前記バックギャップ層の上に、他の第2コイル片と相似形状の第2コイル片が形成されていることを特徴とするものである。
A magnetic head according to the present invention includes a lower core layer formed extending in a first direction from a surface facing the recording medium, and a back gap layer made of a magnetic material at a predetermined distance from the lower core layer. A magnetic layer directly or indirectly connected to the lower core layer on the height side via,
The ends in the track width direction of the plurality of first coil pieces formed on the lower side of the magnetic layer and the ends in the track width direction of the plurality of second coil pieces formed on the upper side of the magnetic layer are electrically connected. Connected to each other, and a toroidal coil layer formed around the magnetic layer having the first coil piece and the second coil piece is formed,
A second coil piece similar in shape to the other second coil pieces is formed on the back gap layer.
本発明では、前記第2コイル片を、前記上部コア層の上で、前記バックギャップ層の前端面よりも記録媒体との対向面側の範囲内にだけ形成するのではなく、前記バックギャップ層の上にも形成している。 In the present invention, the second coil piece is not formed on the upper core layer only within the range of the surface facing the recording medium from the front end surface of the back gap layer. It is also formed on the top.
従って、上部コア層や下部コア層の大きさを従来と同様または従来より小さくしても、前記第2コイル片の断面積を大きく維持できるので前記第2コイル片の直流抵抗値を低減できる。 Therefore, even if the size of the upper core layer and the lower core layer is the same as or smaller than the conventional size, the cross-sectional area of the second coil piece can be maintained large, so that the DC resistance value of the second coil piece can be reduced.
この結果、本発明の磁気ヘッドは、前記コイル層を流れる記録電流によって発生するジュール熱を低減し、磁気ヘッド内部の温度上昇を抑制でき、記録周波数が高くなっても金属材料からなる磁気ヘッドの先端部分の記録媒体との対向面からの突出を抑えることができる。 As a result, the magnetic head of the present invention reduces Joule heat generated by the recording current flowing through the coil layer, can suppress the temperature rise inside the magnetic head, and even when the recording frequency is high, the magnetic head made of a metal material Protrusion of the front end portion from the surface facing the recording medium can be suppressed.
すなわち、磁気ヘッドが記録媒体に衝突する頻度を低減し、記録媒体及び磁気ヘッドの損傷を抑制できる。 That is, the frequency with which the magnetic head collides with the recording medium can be reduced, and damage to the recording medium and the magnetic head can be suppressed.
本発明では、前記複数の第2コイル片の全てが長方形状であって、互いに平行になるように配置されていること、或いは、前記複数の第2コイル片の全てがV字形状であって、各第2コイル片の各辺が互いに平行になるように配置されていることが好ましい。 In the present invention, all of the plurality of second coil pieces are rectangular and arranged so as to be parallel to each other, or all of the plurality of second coil pieces are V-shaped. The second coil pieces are preferably arranged so that the sides of the second coil pieces are parallel to each other.
前記第2コイル片は前記上部コア層を横切って形成されるため、前記上部コア層の側面によって形成される段差をまたぐことになる。前記第2コイル片が長方形状のような単純な形、または、V字形状のようなで面対称形状であると、前記第2コイル片を所定の形状と均一な膜厚を有するものとして形成することが容易になる。 Since the second coil piece is formed across the upper core layer, the second coil piece straddles the step formed by the side surface of the upper core layer. When the second coil piece has a simple shape such as a rectangular shape or a plane-symmetric shape such as a V shape, the second coil piece is formed to have a predetermined shape and a uniform film thickness. Easy to do.
また、本発明では、前記第2コイル片が、前記第1の方向に直交する第2の方向に延ばされて形成されていると、前記上部コア層および前記下部コア層に対する磁界誘導の効率が向上するので好ましい。 In the present invention, when the second coil piece is formed to extend in a second direction orthogonal to the first direction, the magnetic field induction efficiency for the upper core layer and the lower core layer is increased. Is preferable.
また、前記複数の第1のコイル片の上部コア層と重なる部分か、互いに平行になるように配置されていると、前記上部コア層および前記下部コア層に対する磁界誘導の効率が向上するので好ましい。 In addition, it is preferable that the plurality of first coil pieces overlap with the upper core layer or be arranged in parallel with each other because the efficiency of magnetic field induction with respect to the upper core layer and the lower core layer is improved. .
特に、前記第1コイル片の上部コア層と重なる部分が、前記第2の方向に平行方向に延ばされて形成されているとより好ましい。 In particular, it is more preferable that a portion overlapping the upper core layer of the first coil piece is formed so as to extend in a direction parallel to the second direction.
また、本発明においては、前記下部コア層の上に、下から下部磁極層、ギャップ層及び前記磁性層である上部磁極層の順に構成された積層構造を有し、前記積層構造の前記対向面でのトラック幅方向における幅寸法でトラック幅Twが決定されるものにすることができる。 Further, in the present invention, on the lower core layer, the lower magnetic pole layer, the gap layer, and the upper magnetic pole layer that is the magnetic layer are arranged in this order from the bottom, and the facing surface of the laminated structure The track width Tw can be determined by the width dimension in the track width direction.
本発明では、下部磁極層、ギャップ層及び上部磁極層を有する積層構造が、記録媒体との対向面側とハイト方向側で下部コア層と接続され、前記積層構造を前記第1コイル片の上に平面状に形成することができる。 In the present invention, a laminated structure having a lower magnetic pole layer, a gap layer, and an upper magnetic pole layer is connected to the lower core layer on the side facing the recording medium and in the height direction, and the laminated structure is placed on the first coil piece. It can be formed flat.
または、本発明は、前記下部コア層の上に、少なくとも下から下部磁極層、非磁性金属材料で形成されたギャップ層及び上部磁極層の順にメッキ形成され、記録媒体との対向面側の端面の、トラック幅方向における幅寸法でトラック幅Twが規定される磁極端層が設けられ、前記磁極端層の上に前記磁性層が積層されるものでもよい。 Alternatively, in the present invention, at least the lower magnetic pole layer, the gap layer formed of a nonmagnetic metal material, and the upper magnetic pole layer are sequentially formed on the lower core layer in order from the bottom, and the end surface on the side facing the recording medium is formed. A magnetic pole end layer whose track width Tw is defined by a width dimension in the track width direction may be provided, and the magnetic layer may be laminated on the magnetic pole end layer.
本発明では、前記磁極端層は前記下部コア層の記録媒体との対向面側の端部に形成され、前記磁性層が前記下部コア層のハイト側と前記磁極端層とを接続する上部コア層となる。前記第1コイル片と第2コイル片は、上部コア層である前記磁性層を軸にして巻回形成される。 In the present invention, the magnetic pole end layer is formed at an end of the lower core layer facing the recording medium, and the magnetic layer connects the height side of the lower core layer and the magnetic pole end layer. Become a layer. The first coil piece and the second coil piece are wound around the magnetic layer that is the upper core layer.
前記磁性層が上部コア層である本発明では、前記磁性層は、記録トラック幅の外側で磁気記録することを防ぐために、前記上部磁極層よりも飽和磁束密度が低いことが好ましい。 In the present invention in which the magnetic layer is an upper core layer, the magnetic layer preferably has a lower saturation magnetic flux density than the upper magnetic pole layer in order to prevent magnetic recording outside the recording track width.
なお、本発明では、前記トロイダルコイル層の発熱を低減するために、前記第2コイル片の電流が流れる方向と直交する第3の方向の長さ寸法が、前記第1コイル片の前記第3の方向の長さ寸法よりも大きいことが好ましい。
本発明では、前記第2コイル片を前記バックギャップ層の上にも形成できるので、前記第2コイル片の第3の方向の長さ寸法を大きくしても、上部コア層や下部コア層の大きさを従来と同様または従来より小さくすることができ、磁気ヘッドのインダクタンスを小さくすることができる。
In the present invention, in order to reduce the heat generation of the toroidal coil layer, the length dimension in the third direction orthogonal to the direction in which the current of the second coil piece flows is the third dimension of the first coil piece. It is preferable that it is larger than the length dimension of this direction.
In the present invention, since the second coil piece can be formed also on the back gap layer, even if the length dimension in the third direction of the second coil piece is increased, the upper core layer and the lower core layer The size can be the same as or smaller than the conventional one, and the inductance of the magnetic head can be reduced.
また、前記第2コイル片の膜厚が、前記第1コイル片の膜厚よりも大きいことが好ましい。 Moreover, it is preferable that the film thickness of the said 2nd coil piece is larger than the film thickness of the said 1st coil piece.
本発明では、前記第2コイル片を前記バックギャップ層の上にも形成することにより、上部コア層や下部コア層の大きさを従来と同様または従来より小さくしても、前記第2コイル片の断面積を大きく維持できるので前記第2コイル片の直流抵抗値を低減できる。従って、前記コイル層を流れる記録電流によって発生するジュール熱を低減して、磁気ヘッド内部の温度上昇を抑制でき、記録周波数が高くなっても金属材料からなる磁気ヘッドの先端部分の記録媒体との対向面からの突出を抑えることができる。すなわち、磁気ヘッドが記録媒体に衝突する頻度を低減し、記録媒体及び磁気ヘッドの損傷を抑制できる。 In the present invention, by forming the second coil piece also on the back gap layer, the second coil piece can be formed even if the size of the upper core layer and the lower core layer is the same as or smaller than the conventional one. Since the cross-sectional area of the second coil piece can be maintained large, the DC resistance value of the second coil piece can be reduced. Therefore, the Joule heat generated by the recording current flowing through the coil layer can be reduced, the temperature rise inside the magnetic head can be suppressed, and the recording medium at the tip of the magnetic head made of a metal material can be controlled even when the recording frequency is increased. Protrusion from the facing surface can be suppressed. That is, the frequency with which the magnetic head collides with the recording medium can be reduced, and damage to the recording medium and the magnetic head can be suppressed.
図1は、本発明の磁気ヘッドがスライダに搭載された磁気ヘッド装置を示す全体斜視図、図2は、本発明における第1実施形態の磁気ヘッドの構造を示す部分縦面図、図3は図2に示す磁気ヘッドの部分平面図である。 FIG. 1 is an overall perspective view showing a magnetic head device in which the magnetic head of the present invention is mounted on a slider, FIG. 2 is a partial vertical view showing the structure of the magnetic head according to the first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 3 is a partial plan view of the magnetic head shown in FIG. 2.
なお以下では図示X方向をトラック幅方向と呼び、図示Y方向をハイト方向と呼ぶ。ハイト方向は本発明の第1の方向に相当し、トラック幅方向は本発明の第2の方向に相当する。 In the following, the X direction shown in the figure is called the track width direction, and the Y direction shown in the figure is called the height direction. The height direction corresponds to the first direction of the present invention, and the track width direction corresponds to the second direction of the present invention.
また図示Z方向は記録媒体(磁気ディスク)の進行方向である。また磁気ヘッドの前端面(図2に示す最左面)を「記録媒体との対向面」と呼ぶ。さらに各層において「前端面(前端部)」とは図2における左側の面を指し「後端面(後端部)」とは図2における右側の面を指す。 The Z direction shown in the figure is the traveling direction of the recording medium (magnetic disk). Further, the front end surface (the leftmost surface shown in FIG. 2) of the magnetic head is referred to as “a surface facing the recording medium”. Further, in each layer, “front end surface (front end portion)” refers to the left surface in FIG. 2 and “rear end surface (rear end portion)” refers to the right surface in FIG.
また図面を用いて説明する磁気ヘッドは、記録用ヘッド(インダクティブヘッドとも言う)と再生用ヘッド(MRヘッドとも言う)とが複合された磁気ヘッドであるが、記録用ヘッドのみで構成された磁気ヘッドであってもよい。 The magnetic head described with reference to the drawings is a magnetic head in which a recording head (also referred to as an inductive head) and a reproducing head (also referred to as an MR head) are combined, but a magnetic head composed only of the recording head. It may be a head.
符号20はアルミナチタンカーバイト(Al2O3−TiC)などで形成されたスライダであり、その対向面20aが記録媒体に対向する。図1に示すようにスライダ20のトレーリング側の端部20b上に、磁気ヘッドHと端子部P1,P1及び端子部P2,P2が形成されている。磁気ヘッドHを構成するインダクティブヘッドのトロイダルコイル層42は、リード層を介して端子部P1,P1に接続されている。またMRヘッドの磁気抵抗効果素子が設けられている場合には、端子部P2,P2から磁気抵抗効果素子に検出電流が与えられ、且つ端子部P2,P2から再生磁気信号が得られる。
図2に示すように、スライダ20上にAl2O3層21が形成されている。
Al2O3層21上には、NiFe系合金やセンダストなどで形成された下部シールド層22が形成され、下部シールド層22の上にAl2O3などで形成された下部ギャップ層や上部ギャップ層からなるギャップ層23が形成されている。
As shown in FIG. 2, an Al 2 O 3 layer 21 is formed on the
A
ギャップ層23内にはスピンバルブ型薄膜素子などのGMR素子に代表される磁気抵抗効果素子24が形成されており、磁気抵抗効果素子24の前端面は記録媒体との対向面から露出している。
A
ギャップ層23上にはNiFe系合金などで形成された上部シールド層25が形成されている。
An
下部シールド層22から上部シールド層25までを再生用ヘッド(MRヘッドとも言う)と呼ぶ。
The portion from the
図2に示すように上部シールド層25上には、Al2O3などで形成された分離層28が形成されている。なお上部シールド層25及び分離層28が設けられておらず、上部ギャップ層26上に次の下部コア層29が設けられていてもよい。かかる場合、下部コア層29が上部シールド層をも兼ね備える。
As shown in FIG. 2, a
図2では、分離層28の上に下部コア層29が形成されている。下部コア層29はNiFe系合金などの磁性材料で形成される。下部コア層29は記録媒体との対向面からハイト方向(図示Y方向)に所定の長さ寸法で形成される。
In FIG. 2, a
下部コア層29上には記録媒体との対向面からハイト方向(図示Y方向)にかけて所定の長さ寸法で形成された磁極端層(隆起層)30が形成されている。
On the
磁極端層30はトラック幅方向(図示X方向)への幅寸法がトラック幅Twで形成されている。トラック幅Twは、例えば0.5μm以下で形成される。
The
図2に示す実施形態では、磁極端層30は、下部磁極層31、ギャップ層32、および上部磁極層33の3層膜の積層構造で構成されている。
In the embodiment shown in FIG. 2, the magnetic
下部コア層29上には磁極端層30の最下層となる下部磁極層31がメッキ形成されている。下部磁極層31は磁性材料を用いて形成され、下部コア層29と磁気的に接続されており、下部磁極層31は、下部コア層29と同じ材質でも異なる材質で形成されていてもどちらでもよい。また単層膜でも多層膜で形成されていてもどちらでもよい。
On the
下部磁極層31上には、非磁性のギャップ層32が積層されている。
ギャップ層32は非磁性金属材料で形成されて、下部磁極層31上にメッキ形成されることが好ましい。非磁性金属材料として、NiP、NiReP、NiPd、NiW、NiMo、NiRh、NiRe、Au、Pt、Rh、Pd、Ru、Crのうち1種または2種以上を選択することが好ましく、ギャップ層32は、単層膜で形成されていても多層膜で形成されていてもどちらであってもよい。
A
The
ギャップ層32上には、上部磁極層33がメッキ形成されている。本実施の形態では、上部磁極層33を下層33aと上層33bの積層構造にしている。下層33a及び上層33bは磁性材料によって形成され、下層3aの飽和磁束密度は、上層33bの飽和磁束密度より大きくなっている。
On the
上記したようにギャップ層32が、非磁性金属材料で形成されていれば、下部磁極層31、ギャップ層32および上部磁極層33を連続してメッキ形成することが可能になる。
As described above, if the
さらに磁極端層30のハイト方向後端面からハイト方向(図示Y方向)に所定距離離れた位置にバックギャップ層34が下部コア層29上に形成されている。
Further, a
バックギャップ層34は磁性材料で形成され、下部コア層29と同じ材質で形成されてもよいし、別の材質で形成されていてもよい。またバックギャップ層34は単層であってもよいし多層の積層構造で形成されていてもよい。バックギャップ層34は下部コア層29に磁気的に接続されている。
The
磁極端層30とバックギャップ層34間の下部コア層29上にはコイル絶縁下地層35が形成され、コイル絶縁下地層35上には、上部コア層39と重なる部分が、トラック幅方向(図示X方向)に平行に延び、且つ互いに平行に形成された複数本の第1コイル片36がハイト方向に並んで形成されている。
A coil insulating
第1コイル片36上はAl2O3などの無機絶縁材料で形成されたコイル絶縁層37で埋められている。図2に示すように磁極端層30の上面、コイル絶縁層37の上面、及びバックギャップ層34の上面は連続した平坦化面となっている。
The
下部コア層29上には、記録媒体との対向面からハイト方向(図示Y方向)に所定の距離離れた位置からハイト方向に向けてGd決め層38が形成されている。上部磁極層33の後端部はGd決め層38上に載せられている。ギャップデプス(Gd)は、ギャップ層32の記録媒体との対向面からGd決め層38に突き当たるまでのハイト方向(図示Y方向)への長さで決められる。
On the
上部磁極層33とバックギャップ層34上には上部コア層(磁性層)39がメッキ形成されている。上部コア層39は、バックギャップ層34を介して、下部コア層29のハイト側と磁極端層30とを接続しており、上部コア層39が本発明の磁性層に相当する。
An upper core layer (magnetic layer) 39 is formed on the upper
なお上部磁極層33と上部コア層39と同じ材質で形成されていてもよいが、異なる材質で形成されるほうが好ましい。特に、上部コア層39が上部磁極層33の上層33bよりも飽和磁束密度が低いことがより好ましい。上部コア層39の飽和磁束密度は例えば1.4T〜1.9T、上部磁極層33の飽和磁束密度は例えば下層が1.9T〜2.4T、上層が1.4T〜1.9Tである。
The upper
上部コア層39の飽和磁束密度が上部磁極層33の飽和磁束密度よりも低いと、上部コア層39からの洩れ磁界で磁気記録することを防ぐことが容易になる。
When the saturation magnetic flux density of the
図2に示すように上部コア層39の上には、例えばAl2O3などの絶縁材料で形成された絶縁層40が形成されている。絶縁層40は無機絶縁材料で形成されていることが好ましい。
As shown in FIG. 2, an insulating
図2に示すように絶縁層40上には、複数本の第2コイル片41が形成されている。
第1コイル片36と第2コイル片41とは、それぞれのトラック幅方向における端部同士が図3に示す接続層42aを介して電気的に接続されており、第1コイル片36と第2コイル片41とを有し、上部コア層39を軸にして巻回形成されたトロイダルコイル層42が形成されている。
As shown in FIG. 2, a plurality of
The ends of the
トロイダルコイル層42上にはAl2O3やAlSiOなどの絶縁材料で形成された保護層43が形成されている。なお、下部コア層29及びバックギャップ層34のハイト方向後方は、絶縁層44である。
A
コイル層42に記録電流が与えられると、下部コア層29及び上部コア層39に記録磁界が誘導され、ギャップ層32を介して対向する下部磁極層31及び上部磁極層33間に漏れ磁界が発生し、この漏れ磁界により、ハードディスクなどの記録媒体に磁気信号が記録される。
When a recording current is applied to the
図3に図2に示される磁気ヘッドを図示上側から見た部分平面図を示す。
図3に示される磁気ヘッドでは、複数の第2コイル片41の全てが長方形状であって、互いに平行になるように配置されている。
FIG. 3 shows a partial plan view of the magnetic head shown in FIG. 2 as viewed from above.
In the magnetic head shown in FIG. 3, all of the plurality of
また、バックギャップ層34の上にも、第2コイル片41が形成されており、この第2コイル片41は、他の第2コイル片41と相似形状であり、各々の第2コイル片41から発生する誘導磁界の方向は同じ方向である。
A
なお、本発明における「相似形状」とは、隣りあう2つの第2コイル片41の向かいあう辺が平行状態にあることを意味している。すなわち、ある第2コイル片41とその隣りの第2コイル片41の間隔が全ての位置において一定の値S1であればよく、各第2コイル片41のハイト方向の幅寸法W1は各第2コイル片41ごとに異なっていてもよい。
The “similar shape” in the present invention means that the sides facing each other of the two
第2コイル片41を、上部コア層39の上で、バックギャップ層34の前端面34aよりも記録媒体との対向面側Fの範囲内にだけ形成するのではなく、バックギャップ層34の上にも形成している。
The
従って、上部コア層39や下部コア層29の大きさを従来と同様または従来より小さくしても、第2コイル片41の断面積を大きく維持できるので第2コイル片41の直流抵抗値を低減できる。
Therefore, even if the size of the
この結果、本実施の形態の磁気ヘッドは、コイル層42を流れる記録電流によって発生するジュール熱を低減し、磁気ヘッド内部の温度上昇を抑制でき、記録周波数が高くなっても金属材料からなる磁気ヘッドの先端部分の記録媒体との対向面からの突出を抑えることができる。
As a result, the magnetic head of the present embodiment can reduce Joule heat generated by the recording current flowing through the
すなわち、磁気ヘッドが記録媒体に衝突する頻度を低減し、記録媒体及び磁気ヘッドの損傷を抑制できる。 That is, the frequency with which the magnetic head collides with the recording medium can be reduced, and damage to the recording medium and the magnetic head can be suppressed.
本実施の形態では、各第2コイル片41は、第1の方向であるハイト方向(図示Y方向)に直交するトラック幅方向(第2の方向)に延ばされて形成されている。これによって、ハイト方向に延ばされて形成されている上部コア層39に、ハイト方向の誘導磁界を与えることができ、記録効率を高めることができる。
In the present embodiment, each
また、上部コア層39と重なる部分Cの第1コイル片36(図3では斜線のハッチングを施している)か、互いに平行になるように配置されている。さらに、上部コア層39と重なる部分Cの第1コイル片36が、トラック幅方向(第2の方向)に延ばされて形成されている。これによって、ハイト方向に延ばされて形成されている上部コア層39に、ハイト方向の誘導磁界を与えることができ、記録効率を高めることができる。
Further, the
なお、図3に示されるように、第1コイル片36の上部コア層39と重なる部分Cをトラック幅方向(第2の方向)に延ばしつつ、トラック幅方向に延びる第2コイル片41とトロイダル状のコイルを形成するために、上部コア層39の両側部に延びた部分Sの第1コイル片36は、ハイト方向に屈曲している。
As shown in FIG. 3, the
第1コイル片36は平坦面であるコイル絶縁下地層35上に形成されるので、両側部を屈曲させても、正確な形状および均一な膜厚でパターン形成できる。
Since the
また、第2コイル片41の電流が流れる方向と直交する第3の方向の長さ寸法W1は、第1コイル片36の第3の方向の長さ寸法W2よりも大きくなっている。図3では、第3の方向はハイト方向であり、第2の方向と同じ方向である。
The length dimension W1 in the third direction orthogonal to the direction in which the current of the
本実施の形態では、第2コイル片41をバックギャップ層34の上にも形成できるので、第2コイル片41のハイト方向(第3の方向)の長さ寸法W1を大きくしても、上部コア層39や下部コア層29の大きさを従来と同様または従来より小さくすることができ、磁気ヘッドのインダクタンスを小さくすることができる。
In the present embodiment, since the
なお、図2に示されるように、第2コイル片41の膜厚t1を、第1コイル片36の膜厚t2よりも大きくすることによって、コイル層42の直流抵抗値を低減し、発熱量及び磁極端層30の突出量を低減することができる。
As shown in FIG. 2, the DC resistance value of the
図4は、本発明の第2の実施の形態の磁気ヘッドの平面図である。本実施の形態は、全ての第2コイル片51の形状がV字形状である点で、図2及び図3に示された第1の実施の形態の磁気ヘッドと異なっており、第1コイル片36などの他の構成要素は第1の実施の形態の磁気ヘッドと同じである。第2コイル片51と第1コイル片36が端部で接続層42aを介して接続されて、上部コア層39の周りを巻回するトロイダル上のコイル層が形成される。
FIG. 4 is a plan view of the magnetic head according to the second embodiment of the present invention. This embodiment is different from the magnetic head of the first embodiment shown in FIGS. 2 and 3 in that the shape of all the
図4に示されるように、第2コイル片51の辺51aおよび辺51bが、互いに平行になるように配置されている。また、第2コイル片51の電流が流れる方向と直交する第3の方向の長さ寸法W3は、第1コイル片36の第3の方向の長さ寸法W2よりも大きくなっている。
As shown in FIG. 4, the
第2コイル片51がV字形状のように、一点鎖線Mを通る垂直面に対する面対称形状であれば、第2コイル片51が上部コア層39の側面によって形成される段差をまたいでも。第2コイル片51を所定の形状と均一な膜厚を有するものとして形成することが容易になる。
If the
本実施の形態でも、バックギャップ層34の上に、第2コイル片51が形成されている。この第2コイル片51は、他の第2コイル片51と相似形状であり、各々の第2コイル片51から発生する誘導磁界の方向は同じ方向である。
Also in the present embodiment, the
従って、上部コア層39や下部コア層29の大きさを従来と同様または従来より小さくしても、第2コイル片51の断面積を大きく維持できるので第2コイル片51の直流抵抗値を低減でき、磁気ヘッドの発熱を抑えて磁気ヘッドの先端部分の記録媒体との対向面からの突出を抑えることができる。すなわち、磁気ヘッドが記録媒体に衝突する頻度を低減し、記録媒体及び磁気ヘッドの損傷を抑制できる。
Therefore, even if the size of the
なお、本発明における「相似形状」とは、隣りあう2つの第2コイル片51の向かいあう辺51aおよび51bが平行状態にあることを意味している。すなわち、ある第2コイル片51とその隣りの第2コイル片51の間隔が全ての位置において一定の値S2であればよく、各第2コイル片51のハイト方向の幅寸法は各第2コイル片51ごとに異なっていてもよい。
The “similar shape” in the present invention means that the
本発明では、第2コイル片が面対称形状であれば、第2コイル片が上部コア層の側面によって形成される段差をまたいでも。第2コイル片を所定の形状と均一な膜厚を有するものとして形成することが容易になる。 In the present invention, if the second coil piece has a plane-symmetric shape, the second coil piece straddles the step formed by the side surface of the upper core layer. It becomes easy to form the second coil piece having a predetermined shape and a uniform film thickness.
ここで、図5に示されるように、第2コイル片50がハイト方向(Y方向)に湾曲している場合には、第2コイル片50の後端辺50aの端点50bから第2コイル片50の対称面(一点鎖線Mを通る垂直面に)に下ろした垂線と、端点50bと後端辺50aの中央点50cを結ぶ直線とがなす角度θが0°以上30°以下であることが好ましい。
Here, as shown in FIG. 5, when the
図6は本発明の第3の実施の形態の磁気ヘッドの平面図である。本実施の形態は、第2コイル片52が、長方形状であってトラック幅方向(第2の方向:図示X方向)に対して鋭角方向に延長形成されている点および第1コイル片53がトラック幅方向に延びる長方形状である点で、図2及び図3に示された第1の実施の形態の磁気ヘッドと異なっており、上部コア層39などの他の構成要素は第1の実施の形態の磁気ヘッドと同じである。
FIG. 6 is a plan view of a magnetic head according to a third embodiment of the present invention. In the present embodiment, the
本発明では、バックギャップ層の上に、他の第2コイル片と相似形状の第2コイル片が形成されていればよく、図6に示されるように、バックギャップ層34の上に形成される第2コイル片52も含めて、全ての第2コイル片52がトラック幅方向に対して等しい鋭角で傾いていてもよい。
In the present invention, a second coil piece similar in shape to the other second coil pieces may be formed on the back gap layer. As shown in FIG. 6, the second coil piece is formed on the
全ての第2コイル片52がトラック幅方向に対して等しい鋭角で傾いていれば、全ての第2コイル片52から同じ方向に誘導磁界が発生するからである。
This is because if all the
なお、本発明では、各第1コイル片はトラック幅方向(図示X方向)からハイト方向に傾斜して延びていてもよい。 In the present invention, each first coil piece may be inclined and extended in the height direction from the track width direction (X direction in the drawing).
また、本発明において第2コイル片がバックギャップ層の上に形成されているとは、バックギャップ層の前端面よりハイト方向後方に、第2コイル片の少なくとも一部が形成されていることを意味する。従って、図6に示されるように、少なくともひとつの第2コイル片52の一部がバックギャップ層34に重なっていればよい。
あるいは、2つ以上の第2コイル片がバックギャップ層34に重なっていてもよい。
In the present invention, the second coil piece is formed on the back gap layer means that at least a part of the second coil piece is formed behind the front end face of the back gap layer in the height direction. means. Therefore, as shown in FIG. 6, at least one part of the
Alternatively, two or more second coil pieces may overlap the
また、図7に示すように、バックギャップ層34の上に形成された最もハイト方向(図示Y方向;第1の方向)奥側の第2コイル片41aが、バックギャップ層34の後端面34bよりもハイト方向奥側に延びて形成されてもよい。図7に示される磁気ヘッドでは、第2コイル片41aのハイト方向の幅寸法W4が、他の第2コイル片41のハイト方向の幅寸法W1よりも大きくなっている。
Further, as shown in FIG. 7, the
上述したように、本発明における「相似形状」とは、隣りあう2つの第2コイル片41の向かいあう辺が平行状態にあることを意味しており、第2コイル片41と第2コイル片41aの間隔が全ての位置において一定の値であればよい。
As described above, the “similar shape” in the present invention means that the opposite sides of two adjacent
図2ないし図7に示した磁気ヘッドは、下部コア層29の上に、下から下部磁極層31、非磁性金属材料で形成されたギャップ層32及び上部磁極層33の順にメッキ形成され、トラック幅Twを規定する磁極端層30が設けられ、磁極端層30の上に磁性層である上部コア層39が積層されているものであった。
The magnetic head shown in FIG. 2 to FIG. 7 is formed by plating a lower
本発明の磁気ヘッドは、以下の図8及び図9に示すように、下部コア層29の上に、磁性材料からなる隆起層60が形成され、この隆起層60とバックギャップ層34の上に、下から下部磁極層61、ギャップ層62及び本発明の磁性層である上部磁極層63の順に構成された積層構造64を有し、積層構造64の記録媒体との対向面Fでのトラック幅方向(X方向)における幅寸法でトラック幅Twが決定されるものも含む。
In the magnetic head of the present invention, as shown in FIGS. 8 and 9 below, a raised
図8及び図9は、本発明の第5の実施の形態の磁気ヘッドの断面図及び平面図である。
本実施の形態の磁気ヘッドは、下部コア層29の上に、磁性材料からなる隆起層60が形成され、この隆起層60とバックギャップ層34の上に、下から下部磁極層61、ギャップ層62及び上部磁極層63の順に構成された積層構造64と上部コア層65が積層されている点で、図2及び図3に示された磁気ヘッドと異なっており、その他の構成は図2及び図3に示された磁気ヘッドと同様である。例えば、下部コア層29の上にコイル絶縁下地層35を介して形成された第1コイル片36及び上部コア層65の上に絶縁層40を介して形成された第2コイル片41の構成、及び第1コイル片36及び第2コイル片41を接続層42aを介して接続して構成されるトロイダル状のコイル層の構造は図2及び図3に示された磁気ヘッドと同様であり、ハイト方向最後部の第2コイル片41は、バックギャップ層34上に形成されている。
8 and 9 are a sectional view and a plan view of the magnetic head according to the fifth embodiment of the present invention.
In the magnetic head of the present embodiment, a raised
図8及び図9に記載された磁気ヘッドを詳しく説明する。
下部コア層29上には記録媒体との対向面からハイト方向(図示Y方向)にかけて所定の長さ寸法で形成された隆起層60が形成されている。さらに隆起層60のハイト方向後端面60aからハイト方向(図示Y方向)に所定距離離れた位置にバックギャップ層34が下部コア層29上に形成されている。
The magnetic head described in FIGS. 8 and 9 will be described in detail.
On the
隆起層60及びバックギャップ層34は磁性材料で形成され、下部コア層29と同じ材質で形成されてもよいし、別の材質で形成されていてもよい。また隆起層60及びバックギャップ層34は単層であってもよいし多層の積層構造で形成されていてもよい。隆起層60及びバックギャップ層34は下部コア層29に磁気的に接続されている。
The raised
図8に示すように、コイル絶縁下地層35上には、複数本の第1コイル片36が形成されている。
As shown in FIG. 8, a plurality of
第1コイル片36上はAl2O3などの無機絶縁材料で形成されたコイル絶縁層37で埋められている。図8に示すように隆起層60の上面、コイル絶縁層37の上面、及びバックギャップ層34の上面は連続した平坦化面となっている。
The
図8に示すように隆起層60及びコイル絶縁層37の平坦化面上には、記録媒体との対向面からハイト方向(図示Y方向)に所定の距離離れた位置からハイト方向に向けてGd決め層66が形成されている。
As shown in FIG. 8, on the planarized surfaces of the raised
また図8に示すように、記録媒体との対向面からGd決め層66の前端面66aまでの隆起層60上、Gd決め層66の後端面66bよりハイト方向のコイル絶縁層37上、及びバックギャップ層34上に、下から下部磁極層61及びギャップ層62が形成されている。下部磁極層61及びギャップ層62はメッキ形成されている。なおギャップ層62のハイト方向への寸法がGd決め層66によって決められている。
Further, as shown in FIG. 8, on the raised
また図8に示すようにギャップ層62上及びGd決め層66上には、本発明の磁性層である上部磁極層63がメッキ形成され、さらに上部磁極層63上には上部コア層65がメッキ形成されている。上部磁極層63は、バックギャップ層34を介して、下部コア層29と直接的あるいは間接的に接続されている。下部磁極層61、ギャップ層62、上部磁極層63が本発明の積層構造64である。
Further, as shown in FIG. 8, an upper
この実施の形態では、下部磁極層61、ギャップ層62、上部磁極層63及び上部コア層65の4層で積層体70が構成されている。
In this embodiment, the
下部磁極層61、上部磁極層63及び上部コア層65は磁性材料で形成され、ギャップ層62はNiP、NiRePなどの非磁性材料で形成される。
The lower
積層体70は真上から見ると例えば図9のような形態である。積層体70の記録媒体との対向面側にある先端領域70bはトラック幅方向(図示X方向)への幅寸法が狭く形成され、先端領域70bの記録媒体との対向面でのトラック幅方向の寸法でトラック幅Twが決められる。トラック幅Twは例えば0.7μm以下であり、好ましくは0.5μm以下である。また積層体70の後端領域70cは、先端領域70bの基端からトラック幅方向への幅がハイト方向(図示Y方向)に向けて広がって形成され、後端領域70cの面積は先端領域70bの面積よりも十分に広くされている。
When viewed from directly above, the
図8に示すように上部コア層65の上には、例えばAl2O3などの絶縁材料で形成された絶縁層43が形成されている。絶縁層43は無機絶縁材料で形成されていることが好ましい。
As shown in FIG. 8, an insulating
本実施の形態でも、バックギャップ層34の上に、第2コイル片41が形成されている。この第2コイル片41は、他の第2コイル片41と相似形状であり、各々の第2コイル片41から発生する誘導磁界の方向は同じ方向である。
従って、上部コア層39や下部コア層29の大きさを従来と同様または従来より小さくしても、第2コイル片41の断面積を大きくできるので第2コイル片41の直流抵抗値を低減でき、磁気ヘッドの発熱を抑えて磁気ヘッドの先端部分の記録媒体との対向面からの突出を抑えることができる。すなわち、磁気ヘッドが記録媒体に衝突する頻度を低減し、記録媒体及び磁気ヘッドの損傷を抑制できる。
Also in the present embodiment, the
Therefore, even if the size of the
29 下部コア層
30 磁極端層
34 バックギャップ層
36 第1コイル片
39 上部コア層
41、51、52 第2コイル片
64 積層構造
29
Claims (11)
前記磁性層の下側に形成された複数の第1コイル片のトラック幅方向における端部と、前記磁性層の上側に形成された複数の第2コイル片のトラック幅方向における端部とが電気的に接続されて、前記第1コイル片と第2コイル片とを有する、前記磁性層を軸にして巻回形成されたトロイダルコイル層が形成され、
前記バックギャップ層の上に、他の第2コイル片と相似形状の第2コイル片が形成されていることを特徴とする磁気ヘッド。 A lower core layer formed extending in the first direction from the surface facing the recording medium, and the lower core via a back gap layer made of a magnetic material at a predetermined distance from the lower core layer. Having a magnetic layer connected directly or indirectly to the layer at the height side,
The ends in the track width direction of the plurality of first coil pieces formed on the lower side of the magnetic layer and the ends in the track width direction of the plurality of second coil pieces formed on the upper side of the magnetic layer are electrically connected. Connected to each other, and a toroidal coil layer formed around the magnetic layer having the first coil piece and the second coil piece is formed,
A magnetic head, wherein a second coil piece similar in shape to another second coil piece is formed on the back gap layer.
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JP2007273802A (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Tdk Corp | Thin-film device |
-
2003
- 2003-10-09 JP JP2003351060A patent/JP2005116101A/en active Pending
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