JP2009110644A - ワイヤアシスト磁気書き込み装置用のワイヤ及びワイヤリード設計 - Google Patents

Abstract

【課題】媒体対向面を形成している書き込み素子先端を有する書き込み素子を含む磁気装置を提供する。
【解決手段】書き込み素子は、媒体対向面に第１の磁界を発生するために動作可能である。導体は、書き込み素子先端の近傍に位置し、第１及び第２の導電性リード線は、導体に接続し、第１の磁界を増大する第２の磁界を発生するために導体に電流を供給するように構成される。第１及び第２の側部素子は、媒体対向面のところでクロストラック方向の書き込み素子先端の対向面上に配置される。第１の導電性リード線の少なくとも一部は、媒体対向面に対向する側面上の第１の側部素子に隣接して配置され、第２の導電性リード線の少なくとも一部は、媒体対向面に対向する側面上の第２の側部素子に隣接して配置される。
【選択図】図３Ｂ

Description

本発明は、磁気装置に関し、特に、書き込み磁界を補助する磁界を発生するための通電導体を含む磁気ライタに関する。

磁気記録記憶密度は、磁気記憶装置の記憶容量を増大するために引き続き進歩を続けている。記録装置の磁化転移（すなわち、ビット）寸法及び臨界形状は、現在１００ｎｍ以下になっている。ある場合には、書き込み素子の臨界寸法は、書き込み素子及び磁気媒体間の間隔よりも急速に小さくなってきている。そのため、磁界強度を効果的に低減するのがかなり難しくなっているばかりでなく、媒体での磁界プロファイルがうまく制限できない。その結果、オフトラック磁界が、隣接トラック、すなわちサイドトラック消去のような望ましくない影響を引き起こす場合がある。そのため、媒体での磁界強度をあまり劣化させないで、磁界をもっと効果的に制限することが設計上の重要な考慮事項になっている。

更に、もっと高い面積密度で、記録媒体をもっと安定なものにするには、磁気的にもっと硬磁性の（すなわち、保磁力の高い）記憶媒体材料を必要とする。磁気媒体に適用する磁界を増大するために、記録装置の磁気材料の飽和磁化値を増大することにより、磁気的により硬度の高い媒体に書き込むことができる。しかし、飽和磁化値の増大速度は、ビット面積密度の毎年の増大速度を支持するのに十分なものではない。もう１つのアプローチは、書き込み磁極の近くの磁気媒体の保磁力を低減するために、磁界を発生する書き込み磁極の先端に隣接する導体を内蔵させることによりより強力な書き込み磁界を提供する方法である。そうすることにより、書き込み磁極からのもっと弱い磁界により、保磁力の高い媒体にデータを書き込むことができる。しかし、ダウントラック方向への導体の厚さ及びその位置には限りがあるので、導体が発生する磁界は、ダウントラック磁界勾配に悪影響を及ぼす恐れがある。更に、導体に電流を供給するリード線は、リード線の材料が腐食を誘起する薬剤に曝されるために、潜在的な処理及び信頼性の問題を引き起こす場合がある。更に、ライタにサイドシールドを内蔵させると、媒体対向面、書き込み磁極及び補助装置の近くのリード線の一部は、多くの場合、通常、理想的な電気的及び熱的特性を持たない磁気材料により置換される。

本発明は、媒体対向面を形成している書き込み素子先端を有する書き込み素子を含む磁気装置に関する。書き込み素子は、媒体対向面に第１の磁界を発生するために動作可能である。導体は、書き込み素子先端の近傍に位置していて、第１及び第２の導電性リード線は、導体に接続していて、第１の磁界を増大する第２の磁界を発生するために導体に電流を供給するように構成される。第１及び第２の側部素子は、媒体対向面でのクロストラック方向の書き込み素子先端の対向面上に配置される。第１の導電性リード線の少なくとも一部は、第１の側部素子の媒体対向面に対向する側面上の第１の側部素子に隣接して配置されていて、第２の導電性リード線の少なくとも一部は、第２の側部素子の媒体対向面に対向する側面上の第２の側部素子に隣接して配置される。

他の態様においては、磁気装置は、書き込み素子先端を含む書き込み素子を含む。書き込み素子は、書き込み素子先端のところに第１の磁界を発生するために動作可能である。導体は、媒体対向面のところの書き込み素子先端の近傍に位置していて、最大保持電流密度ｊ_ｍａｘ、媒体対向面から該媒体対向面から遠い方の導体の側面までのストライプ高さｈ、及びダウントラック方向に延びる厚さｔを有する。最大電流がＩ_ｍａｘである電流源は、第１の磁界を増大する第２の磁界を発生するために導体に電流を供給する。ストライプ高さｈは、Ｉ_ｍａｘ／（ｊ_ｍａｘ×ｔ）にほぼ等しい。

更に別の態様においては、磁気ライタは、媒体対向面を形成している書き込み素子先端を有する書き込み素子を含む。書き込み素子は、媒体対向面に第１の磁界を発生するために動作可能である。戻り素子は、媒体対向面から遠い方の書き込み素子と磁気的に結合している。導体は、媒体対向面のところの書き込み素子先端の近傍に位置する。第１及び第２の導電性ヒートシンクは、導体と接続していて、第１の磁界を増大する第２の磁界を発生するために導体に電流を供給する。第１及び第２のサイドシールドは、媒体対向面のところでクロストラック方向に側部素子先端の対向側面上に配置される。第１のサイドシールドの少なくとも一部は、媒体対向面に対向する第１のサイドシールドの側面上の第１の導電性のヒートシンクに隣接して配置されていて、第２のサイドシールドの少なくとも一部は、媒体対向面に対向する第２のサイドシールドの側面上の第２の導電性のヒートシンクに隣接して配置される。

本発明の上記概要は、本発明の各開示の実施形態、又は各実施を記述するためのものではない。下記の図面及び詳細な説明は、例示としての実施形態をより詳細に列挙している。

下記の図面のうちのいくつかは、本発明の１つ又は複数の実施形態について記述しているが、説明に記載するように、他の実施形態も本発明に含まれる。いずれにせよ、本明細書に記載する本発明は、例示としてのものであって、本発明を制限するものではない。当業者であれば、本発明の原理の範囲及び精神に入る多数の種々の他の修正及び実施形態を思い付くことができることを理解されたい。また、下記の図面の縮尺は正確なものではないことも理解されたい。

図１は、磁気媒体１６のトラック１４上でスライダ１２を位置決めするための作動システムを含むディスクドライブ１０の斜視図である。ディスクドライブ１０の特定の構成は、本発明の記述を容易にするためのものであって、いかなる意味でも本発明の範囲を制限するものではない。ディスクドライブ１０は、軸２２を中心にしてスピンドル上のアクチュエータアーム２０を回転するように配置されているボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１８を含む。ロードビーム２４は、ヘッドマウンティングブロック２６のところでアクチュエータアーム２０と接続している。サスペンション２８は、ロードビーム２４の端部と接続していて、スライダ１２は、サスペンション２８に取り付けられる。ＶＣＭ１８は、図示していないが、当業者であれば周知のコントローラにより調節される。磁気媒体１６は、軸３０を中心にして回転し、そのため、空気の流れがスライダ１２と衝突し、スライダは、磁気媒体１６の表面から上方へ少し離れた位置に保持される。磁気媒体１６の各トラック１４は、データを記憶するためのデータ記憶セルのアレイと一緒にフォーマットされる。スライダ１２は、磁気媒体１６のトラック１４上でデータを読み取り／書き込むための磁気トランスジューサ（図１に図示せず）を備える。磁気トランスジューサについては、下記の図面のところで詳細に説明するが、この説明は単に例示としてのものに過ぎない。

図２は、書き込み素子先端４４を含む書き込み素子４２、通電導体４６、戻り素子４８、及び導電性コイル５０を含む磁気ライタ４０の斜視図である。磁気ライタ４０は、アシスト磁気ライタの概念図であり、アシスト磁気ライタの機能全体を示すためのものである。下記の全体的な動作は、本明細書に記載する種々の磁気ライタの実施形態に適用される。しかし、図の構成は、単に例示としてのものであって、下記の実施形態のいずれをも制限するものではなく、またそれを定義するためのものでもない。

導体４６は、書き込み素子先端４４の後縁部に隣接して位置する。書き込み素子４２は、磁気スタッド５４により戻り素子４８と磁気的に結合している。導電性のコイル５０（図はその一部）は、書き込み素子４２を囲んでいて、導電性コイル５０の一部は、書き込み素子４２と戻り素子４６の間に配置される。第１のリード線／ヒートシンク６０及び第２のリード線／ヒートシンク６２（仮想線で示す）は、導体４６の対向クロストラックの端部のところで導体４６と接続している。第１のリード線／ヒートシンク６０及び第２のリード線／ヒートシンク６２は、導体４６に電流Ｉ_ｗを供給するために電流源６４に接続している。

磁気ライタ４０の、書き込み素子先端４４、導体４６及び戻り素子４８が形成する媒体対向面は、磁気媒体１６と向き合っている。磁気媒体１６は、軟磁性下地層（ＳＵＬ）７０及び中間層７２を含む。磁気媒体１６は、磁気ライタ４０の近傍に位置しているために、ＳＵＬ７０に対向している中間層７２の表面は、書き込み素子４２の方を向いている。図の磁気媒体１６は、単に説明のためのものであって、磁気ライタ４０と一緒に使用することができる、合成媒体、連続している／粒状結合（ＣＧＣ）媒体、個々のトラック媒体、及びビットパターン形成媒体のような任意のタイプの媒体であってもよい。

磁気ライタ４０は、磁気ライタ４０に対して矢印７６で示すように移動する磁気媒体１６の表面上を移動するので、書き込み素子４２は、戻り素子４８の前を移動し、磁気媒体１６にデータを物理的に書き込むために使用される。磁気媒体１６にデータを書き込むために、導電性コイル５０を通して電流Ｉｃが流れる。導電性コイル５０内の起磁力は、ＳＵＬ７０を横切って媒体層７２を通して、また第１の閉磁束経路を形成するために、戻り素子４８及び磁気スタッド５４を通して、垂直に書き込み素子先端４４から移動するために、磁束（矢印７８で示す）を発生する。磁気媒体１６に書き込まれたデータの状態に関連する、書き込み素子先端４４の媒体対向面のところの書き込み磁界（矢印７９で示す）の方向は、第１の導電性コイル５０を通して第１の電流が流れる方向に基づいて制御することができる。

図の磁気ライタ４０は、単に本発明の原理により使用することができる例示としての構造を示すためのものであって、この設計は種々に変更することができる。例えば、図には後部（トレーリング）戻り素子４８は１つしか示していないが、別の方法としては、書き込み素子４２の前面（リーデング）及び後面（トレーリング）の両方の上に戻り素子を含む２つの戻り素子構成を使用することもできる。更に、戻り素子４８から「後部（トレーリング）シールド」磁気ライタ設計の媒体対向面の近くの書き込み素子４２の方向に延びるシールドを形成することができる。

高い保磁力の媒体層７２にデータを書き込むために、媒体内で磁化を反転させるためにもっと強力な書き込み磁界を提供することができる。そうするために、導体４６は、磁気媒体１６及び書き込み素子先端４４の後面の近傍に配置される。電流Ｉ_ｗが導体４６に供給されると、補助磁界（矢印８０で示す）が発生し、この磁界が書き込み素子４２が発生した書き込み磁界を増大する。書き込み磁界７９と導体４６が発生した補助磁界８０の組合わせが、磁気媒体１６へのデータの制御下での書き込むができるように、媒体層７８の高い保磁力に打ち勝つ。磁気媒体１６は矢印７６の方向に移動し、媒体層７２内の磁気領域８２、８４、８６及び８８の磁化の方向は、書き込み素子先端４４の近くの書き込み磁界７９及び補助磁界８０の影響を受ける。更に、導体４６は、書き込み磁界の勾配を改善し、それにより書き込み素子先端４４の近くの書き込み磁界がより強力になる。

図３Ａは、媒体対向面１０２のところでその一部が露出しているリード線／ヒートシンク６０を含む磁気ライタ１００の断面斜視図である。図３Ａの断面図は、リード線／ヒートシンク６２を図示していない。図３Ｂは、磁気ライタ１００の媒体対向面の図面であり、図３Ｃは、図３Ｂの３Ｃ−３Ｃ線に沿って切断した磁気ライタ１００の断面図である。図３Ａの断面図は、図３Ｂの３Ａ−３Ａ線に沿って切断したものである。磁気ライタ１００は、書き込み素子先端４４を含む書き込み素子４２と、戻り素子４８と、第１のリード線／ヒートシンク６０と、第２のリード線／ヒートシンク６２と、導体４６と、非磁気ベース１０４と、第１のサイドシールド１０６と、第２のサイドシールド１０８と、後部（トレーリング）シールド１１０と、絶縁材料１１２とを含む。

書き込み素子４２の書き込み素子先端４４は、媒体対向面１０２のところに位置していて、非磁気ベース１０４に隣接している。非磁気ベース１０４は、書き込み素子先端４４の後面上に位置している。導体４６は、書き込み素子先端４４に隣接していて、媒体対向面１０２のところの書き込み素子先端４４の３つの面に沿って延びる。絶縁材料１１２は、媒体対向面１０２のところの導体４６と書き込み素子先端４４との間に位置していて、書き込み素子４２の側面に沿って、媒体対向面１０２から延びる。後部シールド１１０は、導体４６と戻り素子４８との間に位置していて、絶縁材料１１２により、導体４６及びサイドシールド１０６及び１０８から分離している。リード線／ヒートシンク６０及び６２は、導体４６の断面積より大きい断面積を有する。

第１のサイドシールド１０６及び第２のサイドシールド１０８は、クロストラック方向に書き込み素子４２の対向面上に配置される。ある実施形態の場合には、サイドシールド１０６及び１０８は、隣接する導体４６及びリード線／ヒートシンク６０及び６２から絶縁されている。他の実施形態の場合には、リード線／ヒートシンク６０及び６２は、それぞれサイドシールド１０６及び１０８と電気的に接触している。後者の場合、リード線／ヒートシンク６０及び６２の抵抗は、通常、サイドシールド１０６及び１０８の材料の抵抗より遥かに低い抵抗を有する材料からできているので、電流Ｉ_ｗの大部分は、リード線／ヒートシンク６０及び６２を通る。更に、絶縁材料１１２は、リード線／ヒートシンク６０及び６２を相互に絶縁しているので、電流Ｉ_ｗは導体４６を通して流れることになる。

サイドシールド１０６及び１０８及び後部シールド１１０は、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ又はＣｕ／ＣｏＦｅ多重層構造体のような軟磁性材料（ｓｏｆｔ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ）から作ることができる。サイドシールド１０６及び１０８及び後部シールド１１０も導体４６に対してヒートシンクとして機能するので、サイドシールド１０６及び１０８及び後部シールド１１０は、優れた熱特性を有する材料からできている。サイドシールド１０６及び１０８及び後部シールド１１０は、磁気ライタ１００の磁界プロファイルを制限している。何故なら、軟磁性材料は、磁気ライタ１００からの磁束の戻り経路として、また（磁気媒体１６上の隣接するトラックからの磁界から書き込み磁極の先端４４をシールドしている）磁気シールドとして機能するからである。他の実施形態の場合には、サイドシールド１０６及び１０８の代わりに、優れた熱特性及び高い耐食性を有する材料の非磁気ブロックを使用する。

リード線／ヒートシンク６０及び６２の大部分の材料は、媒体対向面１０２のところでの腐食誘起剤に対するリード線／ヒートシンク６０及び６２の露出を少なくするために、媒体対向面１０２から凹状に窪んでいる。図３Ｂに示すように、第１のリード線／ヒートシンク６０は、媒体対向面１０２に対向する面上の第１のサイドシールド１０６に隣接していて、第２のリード線／ヒートシンク６２は、媒体対向面１０２に対向する面上の第２のサイドシールド１０８に隣接している。第１のリード線／ヒートシンク６０の凹部は、一方の面上の導体４６と接続するために書き込み素子４２と第１のシールド１０６との間を延びていて、第２のリード線／ヒートシンク６２の凹部は、対向面上の導体４６と接続するために書き込み素子４２と第２のシールド１０８との間を延びている。

リード線／ヒートシンク６０及び６２の凹部は、処理限界及びシールドの厚さ要件が許す限り媒体対向面１０２の近くに位置している。ある実施形態の場合には、リード線／ヒートシンク６０及び６２は、導体４６のストライプ高さｈより長いか又はほぼ等しい距離だけ、媒体対向面１０２から凹状に窪んでいる。リード線／ヒートシンク６０及び６２が、ストライプ高さｈにほぼ等しい距離だけ媒体対向面１０２から窪んでいる場合には、導体４６の磁気的、電気的及び熱的性能の損失は、リード線／ヒートシンク６０及び６２が媒体対向面１０２から窪んでいない場合と比較すると、非常に少ない（＜１０％）。

リード線／ヒートシンク６０及び６２は、導体４６と同じ材料から作ることができる。そうすることにより、リード線／ヒートシンク６０及び６２と導体４６との境界のところでの電気の移動が防止できる。ある実施形態の場合には、リード線／ヒートシンク６０及び６２及び導体４６はＣｕからできている。別の方法としては、媒体対向面１０２の方向に延びるリード線／ヒートシンク６０及び６２の一部を、導体４６及びサイドシールド１０６及び１０８により、媒体対向面１０２から窪んでいるリード線／ヒートシンク６０及び６２の一部とは異なる材料から作ることもできる。媒体対向面１０２のところのリード線／ヒートシンク６０の一部が、リード線／ヒートシンク６０の凹部とは異なる材料からできている実施形態の場合には、リード線／ヒートシンク６０及び６２の凹部及び導体４６をＣｕから作ることができ、媒体対向面１０２のところのリード線／ヒートシンク６０の一部をＡｕ、Ａｌ又は耐食性を有する媒体対向面１０２のところで使用するのに適している他の材料から作ることができる。

書き込み素子先端４４の後縁部のところの導体４６の寸法は、実効磁界が最大になるように、また媒体対向面１０２のところの磁界勾配が改善されるように設定することができる。導体４６の書き込み素子先端４４の後縁部のところの厚さはｔであり、ストライプ高さｈは、媒体対向面１０２から、該媒体対向面１０２から遠い方の導体４６の縁部に延びる。導体４６の寸法が変化した場合の影響を示すために、図４は、静磁気有限素子のシミュレーションに基づく、磁気ライタ１００のクロストラック位置の関数としての、媒体対向面１０２から１０ｎｍのところのシミュレートした実効磁界Ｈ_ｅｆｆ（すなわち、結合書き込み及び補助磁界）を示すグラフである。導体４６の後面の寸法は、対称面からクロストラック方向に移動する書き込み素子４２の対称面（クロストラック位置０ｎｍ）から測定する実効磁界Ｈ_ｅｆｆにより異なる。

ライン１２０は、５０ｎｍの厚さｔを有し、５０ｎｍのストライプ高さｈを有する（すなわち、２，５００ｎｍ^２の断面積を有する）導体４６の実効磁界Ｈ_ｅｆｆを示す。ライン１２２は、１００ｎｍの厚さｔを有し、５０ｎｍのストライプ高さｈを有する（すなわち、５，０００ｎｍ^２の断面積を有する）導体４６の実効磁界Ｈ_ｅｆｆを示す。ライン１２４は、７０．７１ｎｍの厚さｔを有し、７０．７１ｎｍのストライプ高さｈを有する（すなわち、５，０００ｎｍ^２の断面積を有する）導体４６の実効磁界Ｈ_ｅｆｆを示す。ライン１２６は、５０ｎｍの厚さｔを有し、１００ｎｍのストライプ高さｈを有する（すなわち、５，０００ｎｍ^２の断面積を有する）導体４６の実効磁界Ｈ_ｅｆｆを示す。２，５００ｎｍ^２の断面を有する導体４６（ライン１２０）が３．０×１０^９Ａ／ｃｍ^２の電流密度を有していたのを除けば、シミュレートした各導体４６の電流密度ｊは、１．５×１０^９Ａ／ｃｍ^２であった。比較のために、ライン１２８は、導体４６を含んでいない実質的に同じ装置が発生した書き込み磁界を示す。図に示すように、後縁部のところの書き込み素子４４の中心（クロストラック位置０）の最大磁界は、最も小さい断面を有する導体４６（ライン１２０）の場合には、約１．９５Ｔであり、最大ストライプ高さｈを有する導体４６（ライン１２６）の場合には約１．８Ｔであった。

同様に、導体４６の寸法の影響を受ける磁界勾配は、磁気ライタ１００が描く転移の鮮明さにとって重要なものである。図５は、静磁気有限素子シミュレーションに基づく磁気ライタ１００が発生する実効磁界Ｈ_ｅｆｆのダウントラックプロファイルを示すグラフである。実効磁界Ｈ_ｅｆｆは、媒体対向面１０２から１０ｎｍのところの書き込み素子先端４４の中心の対称面に沿って測定した。書き込み素子先端４４の前縁部は、ダウントラック位置０ｎｍのところに位置していて、書き込み素子先端４４の後縁部は、約１６０ｎｍのダウントラック位置に位置している。ライン１３０は、ライン１２０に対するダウントラック磁界プロファイル系であり、ライン１３２は、ライン１２０に対するダウントラック磁界プロファイル系であり、ライン１３４は、ライン１２４に対するダウントラック磁界プロファイル系であり、ライン１３６は、ライン１２６に対するダウントラック磁界プロファイル系である。比較のために、ライン１３８は、導体４６を含んでいない実質的に同じ装置が発生するダウントラック磁界プロファイルを示す。書き込み磁極の先端４４の後縁部の背後の磁界プロファイル（すなわち、１６０ｎｍより大きなダウントラック位置）は、磁界勾配の対象となるエリアである。このエリア内の０方向への実効磁界Ｈ_ｅｆｆの転移が鋭角であればあるほど、磁界勾配は大きくなり、磁気媒体１６に書き込まれる転移は良くなる。図に示すように、５０ｎｍの厚さｔを有する導体８０を含む磁気ライタ１００は、最大磁界勾配を発生した。しかし、導体４６及びその周囲を発熱させ、磁気ライタ１００の信頼性に影響を与える抵抗損は、もっと大きな断面を有する導体４６を使用することにより低減することができる。それ故、これらのシミュレートした装置の中で最も優れた性能の装置は、５０ｎｍの厚さｔ，及び１００ｎｍのストライプ高さｈを有する導体４６を含む装置であった（図４のライン１２６、及び図５のライン１３６）。媒体特性の選択により、磁界勾配の要件を緩和することができる場合には、７０．７１ｎｍの厚さｔ及び７０．７１ｎｍのストライプ高さｈを有する導体４６（図４のライン１２４及び図５のライン１３４）を使用することが好ましい。何故なら、そうすれば、実効磁界Ｈ_ｅｆｆがより大きくなるからである。

全電力消費及び磁界勾配に対する装置仕様に適合し、導体４６の信頼性を確保しながら、導体４６が確実に最大補助磁界を供給するようにするために、厚さｔ及びストライプ高さｈを決定するための最適化方向を適用することができる。電源６４（図２）が供給することができる最大電流Ｉ_ｍａｘが導体４６を駆動する。最大電流Ｉ_ｍａｘは、電流源６４のプリアンプ、記録システムの電力消費仕様、及び磁束漏洩、サイドトラック消去のような他の記録システムの性能のパラメータにより制限される。次に、厚さｔをできるだけ厚く維持しながら適当な磁界勾配を入手するために厚さｔが調整される。磁界勾配の最適な値も、使用する磁気媒体１６のタイプのような記録システムのパラメータにより変化する。次に、導体４６が高い信頼性で維持することができる最大電流密度ｊ_ｍａｘが、導体４６の材料及び抵抗に基づいて決定される。次に、最適ストライプ高さｈが下記式により決定される。
ｈ＝Ｉ_ｍａｘ／（ｊ_ｍａｘ×ｔ） （式１）

図６Ａは、媒体対向面１０２のところで露出している薄いリード線／ヒートシンク６０及び６２を含む磁気ライタ１４０の媒体対向面の図面である。図６Ｂは、図６Ａの６Ｂ−６Ｂ線に沿って切断した磁気ライタ１４０の断面図である。磁気ライタ１４０は、書き込み素子先端４４を含む書き込み素子４２と、戻り素子４８と、第１のリード線／ヒートシンク６０と、第２のリード線／ヒートシンク６２と、導体４６と、非磁気ベース１０４と、第１のサイドシールド１０６と、第２のサイドシールド１０８と、後部シールド１１０と、絶縁材料１１２とを含む。

磁気ライタ１４０の構成要素及び配置は、上記磁気ライタ１００のそれに類似している。この実施形態の場合には、媒体対向面１０２のところのリード線／ヒートシンク６０及び６２及び導体４６の導電性材料への腐食誘起剤の影響を更に低減するために、媒体対向面１０２のところでのリード線／ヒートシンク６０及び６２の材料の露出はより少ない。図６Ｂに示すように、第１のリード線／ヒートシンク６０は、媒体対向面１０２に対向する面上の第１のサイドシールド１０６に隣接していて、第２のリード線／ヒートシンク６２は、媒体対向面１０２に対向する面上の第２のサイドシールド１０８に隣接している。第１のリード線／ヒートシンク６０の凹部は、一方の面上の導体４６と接続するために書き込み素子４２と第１のシールド１０６との間を延びていて、第２のリード線／ヒートシンク６２の凹部は、対向面上の導体４６と接続するために書き込み素子４２と第２のシールド１０８との間を延びている。

リード線／ヒートシンク６０及び６２の凹部は、処理限界及びシールドの厚さ要件が許す限り媒体対向面１０２の近くに位置している。ある実施形態の場合には、リード線／ヒートシンク６０及び６２は、導体４６のストライプ高さｈより長いか又はほぼ等しい距離だけ、媒体対向面１０２から凹状に窪んでいる。リード線／ヒートシンク６０及び６２が、ストライプ高さｈにほぼ等しい距離だけ媒体対向面１０２から窪んでいる場合には、導体４６の磁気的、電気的及び熱的性能の損失は、リード線／ヒートシンク６０及び６２が媒体対向面１０２から窪んでいない場合と比較すると、非常に少なくなる。

図７Ａは、媒体対向面１０２のところで露出している薄いリード線／ヒートシンク６０及び６２を含む磁気ライタ１５０の媒体対向面の図面である。図７Ｂは、図７Ａの７Ｂ−７Ｂ線に沿って切断した磁気ライタ１４０の断面図である。磁気ライタ１４０は、書き込み素子先端４４を含む書き込み素子４２と、戻り素子４８と、第１のリード線／ヒートシンク６０と、第２のリード線／ヒートシンク６２と、導体４６と、非磁気ベース１０４と、第１のサイドシールド１０６と、第２のサイドシールド１０８と、後部シールド１１０と、絶縁材料１１２とを含む。

磁気ライタ１５０の構成要素及び配置は、上記磁気ライタ１００のそれに類似している。この実施形態の場合には、リード線／ヒートシンク６０及び６２の腐食を防止するために、リード線／ヒートシンク６０及び６２は媒体対向面１０２から完全に窪んでいる。図７６Ｂに示すように、第１のリード線／ヒートシンク６０は、媒体対向面１０２に対向する面上の第１のサイドシールド１０６に隣接していて、第２のリード線／ヒートシンク６２は、媒体対向面１０２に対向する面上の第２のサイドシールド１０８に隣接している。第１のリード線／ヒートシンク６０は、一方の面上の導体４６と接続するために書き込み素子４２と第１のシールド１０６との間を延びていて、第２のリード線／ヒートシンク６２は、対向面上の導体４６と接続するために書き込み素子４２と第２のシールド１０８との間を延びている。

リード線／ヒートシンク６０及び６２は、処理限界及びシールドの厚さ要件が許す限り媒体対向面１０２の近くに位置している。ある実施形態の場合には、リード線／ヒートシンク６０及び６２は、導体４６のストライプ高さｈより長いか又はほぼ等しい距離だけ媒体対向面１０２から凹状に窪んでいる。リード線／ヒートシンク６０及び６２が、ストライプ高さｈにほぼ等しい距離だけ媒体対向面１０２から窪んでいる場合には、導体４６の磁気的、電気的及び熱的性能の損失は、リード線／ヒートシンク６０及び６２が媒体対向面１０２から窪んでいない場合と比較すると、非常に少なくなる。

図８は、媒体対向面に形成されている厚いリード線／ヒートシンク１６２及び１６４を含む磁気ライタ１６０の媒体対向面の図面である。磁気ライタ１６０は、書き込み素子先端４４を含む書き込み素子４２と、戻り素子４８と、第１のリード線／ヒートシンク１６２と、第２のリード線／ヒートシンク１６４と、導体４６と、非磁気ベース１０４と、後部シールド１１０と、絶縁材料１１２とを含む。

書き込み素子先端４４の後縁部の近傍に大きな勾配を有するもっと強力でもっと焦点の合った磁界を提供するためには、媒体対向面のところ又は近くの書き込み素子先端４４の近くの薄い導電性経路内に電流Ｉ_ｗを閉じこめることが望ましい。これらの薄い導電性経路を形成するために、トレンチ１６６及び１６８が、それぞれリード線／ヒートシンク１６２及び１６４内に形成され、絶縁材料又は導電性の低い他の材料により充填される。トレンチ１６６及び１６８内の材料も、導体４６から熱を効率的に発散させるために十分な熱伝導性を提供する。トレンチ１６６及び１６８をこれらの特性を有する材料で充填すると、電流Ｉ_ｗは、これらの領域の周囲を流れ、書き込み素子先端４４の周囲を流れ、そのため書き込み素子先端４４のところの導体４６の磁界強度が改善される。同時に、熱が材料の熱伝導性により発散し、それにより磁気ライタ１６０の信頼性が改善する。

トレンチ１６６及び１６８は、種々のレベルの熱伝導性を有する種々の材料により充填することができる。例えば、トレンチ１６６及び１６８は、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３のような熱伝導性の低い優れた絶縁体で充填することができる。それにより、電流Ｉ_ｗはトレンチ１６６及び１６８の周囲を流れることになり、磁界は大きく増幅されるが、放熱は小さくなる。別の方法としては、トレンチ１６６及び１６８を、薄い絶縁層で充填し、次に、Ａｕ又はＣｒのようなヒートシンク材料（すなわち、熱伝導性の高い材料）で裏込めすることもできる。また、これにより、すべての電流Ｉ_ｗは、トレンチ１６６及び１６８の周囲を流れるようになり、磁界が大きく増幅され、熱の発散が改善する。もう１つの例としては、トレンチ１６６及び１６８は、非常に高い熱伝導性を有するが、絶縁材料としての働きもする薄いダイヤモンド状の炭素（ＤＬＣ）膜で充填することができる。これにより、すべての電流Ｉ_ｗは、トレンチ１６６及び１６８の周囲を流れるようになり、磁界が大きく増幅され、熱の発散が改善する。また、トレンチ１６６及び１６８は、絶縁層を全然使用しないで、（Ｃｕの抵抗率の５倍の抵抗率を有する）Ｒｈのような熱伝導性の低い材料で裏込めすることもできる。この簡単な製造プロセスの場合には、電流の大部分は、トレンチ１６６及び１６８の周囲を流れるが、熱の優れた発散はそのまま維持される。他の例の場合には、トレンチ１６６及び１６８を、絶縁材料、又は電流Ｉ_ｗをトレンチの周囲に流すが、同時にトレンチ内の磁気材料が磁気サイドシールドとして機能する熱伝導性の低い磁気材料で充填することもできる。トレンチ１６６及び１６８は、またリード線を媒体対向面からトレンチにより凹状にすることにより、上記凹状リード線磁気ライタの設計に組み込むこともできることに留意されたい。

要するに、本発明は、媒体対向面を形成する書き込み素子先端を有する書き込み素子を含む磁気装置に関する。書き込み素子は、媒体対向面に第１の磁界を発生するために動作可能である。導体は、書き込み素子先端の近傍に位置していて、第１及び第２の導電性リード線は、導体に接続していて、第１の磁界を増大する第２の磁界を発生するために導体に電流を供給するように構成される。第１及び第２の側部素子は、媒体対向面のところでクロストラック方向に、書き込み素子先端の対向面上に配置される。第１の導電性リード線の少なくとも一部は、媒体対向面に対向する面上の第１の側部素子に隣接して配置されていて、第２の導電性リード線の少なくとも一部は、媒体対向面に対向する面上の第２の側部素子に隣接して配置される。媒体対向面から導電性リード線の少なくとも一部を凹状に窪ませることにより、媒体対向面でのリード線の腐食が防止される。更に、導電性リード線をできるだけ媒体対向面の近くに形成することにより、装置の性能への影響を最小限度に低減することができる。更に、導体の寸法を磁気装置の磁界勾配を最適状態に維持しながら、補助磁界が最大になるように調整することができる。

好ましい実施形態を参照しながら本発明を説明してきたが、当業者であれば本発明の精神及び範囲から逸脱することなしに、形状及び詳細を種々に変更することができることを理解することができるであろう。

磁気記録システムの斜視図である。 補助磁界を発生するために電流を供給する導体を含む磁気ライタの斜視図である。 一部が媒体対向面のところで露出している、導電性リード線／ヒートシンクを含む磁気ライタの断面斜視図である。 図３Ａの磁気ライタの媒体対向面である。 ３Ｃ−３Ｃ線に沿って切断した図３Ａ及び３Ｂの磁気ライタの断面図である。 種々の寸法を有する導体のクロストラック位置の関数としての、図３Ａ−３Ｃの磁気ライタの媒体対向面近くの実効磁界のグラフである。 種々の寸法を有する導体のダウントラック位置の関数としての、図３Ａ−３Ｃの磁気ライタの媒体対向面近くの実効磁界のグラフである。 媒体対向面のところで露出している薄い導電性リード線／ヒートシンクを含む磁気ライタの媒体対向面である。 ６Ｂ−６Ｂ線に沿って切断した図６Ａの磁気ライタの断面図である。 媒体対向面から完全に引っ込んでいる導電性リード線／ヒートシンクを含む磁気ライタの媒体対向面である。 ７Ｂ−７Ｂ線に沿って切断した図７Ａの磁気ライタの断面図である。 導電性のリード線／ヒートシンク内の低い導電性のトレンチを含む磁気ライタの媒体対向面である。

符号の説明

１０ ディスクドライブ
１２ スライダ
１４ トラック
１６ 磁気媒体
１８ ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
２０ アクチュエータアーム
２２ 軸
２４ ロードビーム
２６ ヘッドマウンティングブロック
２８ サスペンション
４０ 磁気ライタ
４２ 書き込み素子
４４ 書き込み素子先端
４６ 通電導体
４８ 戻り素子
５０ 導電性コイル
６０ 第１のリード線／ヒートシンク
６２ 第２のリード線／ヒートシンク
６４ 電流源
７０ 軟磁性下地層（ＳＵＬ）
７２ 中間層

Claims (22)

1. 媒体対向面を形成している書き込み素子先端を含む書き込み素子であって、前記媒体対向面に第１の磁界を発生するために動作可能である書き込み素子と、
   前記書き込み素子先端の近傍に位置している導体と、
   前記導体に接続し、前記第１の磁界を増大する第２の磁界を発生するために、前記導体に電流を供給するように構成される第１及び第２の導電性リード線と、
   前記媒体対向面でのクロストラック方向に、前記書き込み素子先端の対向面上に配置される第１及び第２の側部素子であって、前記第１の導電性リード線の少なくとも一部が、前記第１の側部素子の前記媒体対向面に対向する側面上の前記第１の側部素子に隣接して配置され、前記第２の導電性リード線の少なくとも一部が、前記第２の側部素子の前記媒体対向面に対向する側面上の前記第２の側部素子に隣接して配置されている第１及び第２の側部素子と、
   を備える磁気装置。
2. 前記第１及び第２の導電性リード線及び前記導体が、同じ材料からできている、請求項１に記載の磁気装置。
3. 前記第１及び第２の導電性リード線が、前記導体とは異なる材料からできている、請求項１に記載の磁気装置。
4. 前記導体が、前記媒体対向面のところの前記書き込み素子先端と前記第１及び第２の側部素子との間を延びる、請求項１に記載の磁気装置。
5. 前記導体が、前記媒体対向面から前記媒体対向面から遠い方の前記導体の側面へ延びるストライプ高さを有し、前記第１の導電性リード線の前記少なくとも一部及び前記第２の導電性リード線の前記少なくとも一部が、それぞれ、前記媒体対向面から前記ストライプ高さより長いか又はほぼ等しい距離のところに配置される、請求項１に記載の磁気装置。
6. 前記第１及び第２の側部素子が、磁気材料からできている、請求項１に記載の磁気装置。
7. 前記第１及び第２の側部素子が、非磁気材料からできている、請求項１に記載の磁気装置。
8. 書き込み素子先端を含む書き込み素子であって、該書き込み素子先端のところに第１の磁界を発生するために動作可能である書き込み素子と、
   媒体対向面のところの前記書き込み素子先端の近傍に位置する導体であって、最大保持可能な電流密度ｊ_ｍａｘ、前記媒体対向面から前記媒体対向面から遠い方の前記導体の側面に延びるストライプ高さがｈ、及びダウントラック方向に延びる厚さｔである導体と、
   前記第１の磁界を増大する第２の磁界を発生するために前記導体に電流を供給する電流源であって、最大電流Ｉ_ｍａｘを供給し、前記ストライプ高さｈがＩ_ｍａｘ／（ｊ_ｍａｘ×ｔ）にほぼ等しい電流源と、
   を備える磁気装置。
9. 前記導体に接続し、前記電流源から前記導体に電流を供給するように構成される第１及び第２の導電性リード線を更に備える、請求項８に記載の磁気装置。
10. 前記第１及び第２の導電性リード線及び前記導体が、同じ材料からできている、請求項９に記載の磁気装置。
11. 前記第１及び第２の導電性リード線が、前記導体とは異なる材料からできている、請求項９に記載の磁気装置。
12. 前記媒体対向面のところでクロストラック方向に前記書き込み素子先端の対向側面上に配置される第１及び第２の側部素子であって、前記第１の導電性リード線の少なくとも一部が、前記媒体対向面に対向する側面上の前記第１の側部素子に隣接して配置され、前記第２の導電性リード線の少なくとも一部が、前記媒体対向面に対向する側面上の前記第２の側部素子に隣接して配置される第１及び第２の側部素子を更に備える、請求項９に記載の磁気装置。
13. 前記導体が、前記媒体対向面のところの前記書き込み素子先端と前記第１及び第２の側部素子との間を延びる、請求項１２に記載の磁気装置。
14. 前記第１のリード線の前記少なくとも一部及び前記第２のリード線の前記少なくとも一部が、それぞれ前記媒体対向面から前記ストライプ高さより長いか又はほぼ等しい距離のところに配置される、請求項１２に記載の磁気装置。
15. 前記第１及び第２の側部素子が、磁気材料からできている、請求項１２に記載の磁気装置。
16. 前記第１及び第２の側部素子が、非磁気材料からできている、請求項１２に記載の磁気装置。
17. 媒体対向面を形成している書き込み素子先端を含む書き込み素子であって、前記媒体対向面に第１の磁界を発生するために動作可能である書き込み素子と、
    前記媒体対向面から遠い方の前記書き込み素子と磁気的に結合している戻り素子と、
    前記媒体対向面に前記書き込み素子先端の近傍に位置する導体と、
    前記導体に接続し、前記第１の磁界を増大する第２の磁界を発生するために、前記導体に電流を供給するように構成される第１及び第２の導電性ヒートシンクと、
    前記媒体対向面のところでクロストラック方向に前記書き込み素子先端の対向側面上に配置される第１及び第２のサイドシールドであって、前記第１のサイドシールドの少なくとも一部が、前記媒体対向面に対向する前記第１のサイドシールドの側面上の前記第１の導電性ヒートシンクに隣接して配置され、前記第２のサイドシールドの少なくとも一部が、前記媒体対向面に対向する前記第２のサイドシールドの側面上の前記第２の導電性ヒートシンクに隣接して配置される第１及び第２のサイドシールドと、
    を備える磁気ライタ。
18. 前記第１の磁界を増大する第２の磁界を発生するために前記導体に電流を供給する電流源であって、前記電流源が最大電流Ｉ_ｍａｘを供給し、前記導体が、最大保持可能な電流密度ｊ_ｍａｘ、前記媒体対向面から前記媒体対向面から遠い方の前記導体の側面に延びるストライプ高さｈ、及びダウントラック方向に延びる厚さｔを有し、前記ストライプ高さｈが、Ｉ_ｍａｘ／（ｊ_ｍａｘ×ｔ）にほぼ等しい電流源を更に備える、請求項１７に記載の磁気ライタ。
19. 前記第１の導電性ヒートシンクの前記少なくとも一部及び前記第２のヒートシンクの前記少なくとも一部が、それぞれ、前記媒体対向面から前記ストライプ高さｈより長いか又はほぼ等しい距離のところに配置される、請求項１８に記載の磁気ライタ。
20. 前記第１及び第２の導電性ヒートシンク及び前記導体が、同じ材料からできている、請求項１７に記載の磁気ライタ。
21. 前記第１及び第２の導電性ヒートシンクが、前記導体とは異なる材料からできている、請求項１７に記載の磁気ライタ。
22. 前記導体が、前記媒体対向面のところの前記書き込み素子先端と前記第１及び第２のサイドシールドとの間を延びる、請求項１７に記載の磁気ライタ。
    

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