KR100376023B1 - 포화성소자를가진자기헤드및한세트의자기헤드를포함한매트릭스장치 - Google Patents

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똥송-쎄 에스 에프
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Abstract

자기 회로를 갖는 자기 헤드는 갭(4)에 의해 격리된 2개의 극(2, 2')과 적어도 하나의 포화성 소자(6)를 구비한다. 포화성 소자(6)는 갭(4) 외부에서 갭과 병렬로 연결된다. 자기 헤드는 자기 매체에 정보를 기록 및 판독하기 위한 장치의 부분을 형성하도록 설계된다(제 1a도).

Description

포화성 소자를 가진 자기 헤드 및 한 세트의 자기 헤드를 포함한 매트릭스 장치
발명의 범위
본 발명은 기록/판독용 매트릭스 장치의 부품을 구성하도록 특별하게 제조된 자기 헤드에 관한 것이다.
자기 헤드는 자기 매체 특히 테이프 상에 있는 정보의 기록/판독을 위한 장치이다. 기록은 매체의 여자(magnetization)를 지역적으로 변화시킴으로써 이루어진다. 이러한 형식의 자기 헤드는 예를 들어 컴퓨터 응용 분야 또는 탑재 장비(on-board equipment) 또는 전문가 뿐만 아니라 일반 소비자의 비디오 레코더에서 사용되는 자기 레코더에 이용될 수 있다.
이와 같은 헤드는 비자기 갭에 의해 격리된 2개의 자극을 가진 자기 회로를 갖는다. 정보 요소들의 기록을 위해서, 자계가 자기 회로에서 만들어지고, 자기 매체는 자극 및 갭에 가까이 배치된다. 그 결과, 자기 회로는 갭의 위치에서 자기 매체에 의한 폐쇄 상태를 취한다. 이것은 상기 위치에서 매체의 여자 또는 소자(demagnetization)를 가능하게 한다.
매체에 기록된 정보 요소는 매체에 의해 형성된 자기 회로에서 자속의 변화에 의해 초래된 기전력으로부터 발생되는 전기 신호에 의하여 판독된다. 이러한 자속 변화는 매체와 헤드의 상대 이동중에 매체의 여자 변화로부터 발생한다.
종래 기술
기록 매트릭스 장치에서는, 일반적으로 어드레스 헤드의 여진(excitation) 레벨과 비어드레스 헤드(non-address head)에 있는 기생 신호 (parasitic signals) 간의 비를 3으로 한다. 기록 신호의 레벨과 기생 신호의 레벨을 구별하는 임계 효과를 제공하는 것은 자기 매체이다. 강한 기록계에서, 이러한 비율 3 을 감소시키는 포화 효과(saturation effects)가 나타난다. 프랑스 특허출원 제 2 639 137 호에서는, 자극 재료의 포화도 보다 낮은 포화도를 갖는 자성 재료로 제조된 소자를 갭 내에 배치할 것을 제안하고 있다. 포화성 재료가 포화되지 않으면, 자계는 자기 회로에서 감금된 채로 남아 있어서 매체를 통과하지 않는다. 포화성 재료가 포화되면, 자계는 갭에 감금된 채로 남아 있지 않는다. 이 자계의 일부는 매체내로 들어가서 매체를 여자시킨다. 여진을 일으키는 전류가 예정 임계값을 초과할 때에만 기록이 행해진다.
그러나, 갭 내에 도입된 포화성 소자는 그 치수 때문에 단지 작은 자속만을 처리할 수 있다. 이 재료는 신속하게 포화 상태를 취하고, 낮은 여진 값에서 기록된다. 그 효과는 거의 무시된다. 이러한 단점은 좁은 트랙을 가진 매트릭스 장치에서 특히 현저하게 나타난다. 자기 매체에 대해 수직인 갭의 표면적이 약 수십 μ㎡ 의 범위에 있는 것은 드물지 않다.
발명의 요약
본 발명은 상기 단점을 극복한다. 본 발명은 적어도 하나의 효과적인 포화성 소자를 갖는 자기 혜드를 제안한다. 이 자기 헤드는 자기 매체에 기록된 신호의 질을 향상시킬 수 있다. 포화성 소자는 기생 자속의 효과적인 단락을 만들고, 높은 기록 전류에서만 기록된다.
이를 위하여, 본 발명에 의한 자기 헤드는 갭에 의해 격리된 2개의 자극과, 갭의 외부에서 갭에 평행하게 전기 제어를 받지 않는 하나 이상의 포화성 소자를 갖춘 자기 헤드를 가진다.
상기 포화성 소자는 갭의 아래에 또는 갭과 동일한 면에 또는 갭 보다 높은 면에 배치될 수 있다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 포화성 소자는 적어도 부분적으로 하나의 자극의 연장이다.
바람직하게도 포화성 소자는 자극의 포화점보다 낮은 포화점을 가진다.
또한 본 발명은 다수의 자기 헤드를 갖는 자기 매트릭스 장치에 관한 것이다.
게다가, 본 발명은 그러한 헤드의 제조 장치에 관한 것이다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 첨부한 도면에 따라 아래의 설명에서 더욱 명백히 나타날 것이다.
실시예
제 1a 도는 본 발명에 의한 자기 헤드의 개략도이다. 제 1b 도는 제 1a 도의 자기 헤드에 해당하는 전기 회로를 도시한다.
상기 자기 헤드는 자극(2,2')에 의해 각각 둘러싸인 2개의 돌출 패드(8, 9)를 갖는 자기 회로(3)를 포함하는 자기 회로(1)에 의해 형성된다. 마주보는 자극(2,2')은 비자기 갭(4)에 의해 격리된다. 코일(5)은 갭(4) 및 자극(2,2')의 부근에 위치하는 자기 매체(도시되지 않음)에 정보 요소들을 기록하기 위한 자계를 만들기 위하여 자기 회로(1)와 연관되어 있다. 갭(4)의 외부에 위치한 적어도 하나의 포화성 소자(6)는 자기 회로의 2 부품을 자기적으로 연결한다. 이 포화성 소자는 자속의 흐름에 관하여 갭(4)과 병렬 연결된다. 여기서 포화성 소자(6)와 자기 회로 간의 연결은 자극(2,2')에서 만들어진다. 포화성 소자(6)는 전기 제어를 받지 않는다. 이 포화성 소자에는 어떤 전류가 흐르지 않는다.
포화성 수자(6)는 자성 재료로 제조되고, 양호하게는 극(2,2')의 포화점 보다 낮은 포화점을 갖는다. 포화성 소자가 임계 전류 보다 낮은 코일의 여진 전류에서 포화되지 않으면, 자계는 포화성 소자에 남아 있게 되고 갭에 도달하지 않는다. 포화성 소자가 임계 전류보다 큰 여진 전류에서 포화되면, 자계가 갭에 도달하고 갭을 빠져나와 자기 매체에 기록 동작을 수행한다.
종래 방식에서는, 갭 외부에서 자기 회로에 적어도 하나의 비자기 소자(7)를 제공하는 것이 바람직하다. 이러한 비자기 소자(7)는 자계의 총 자기 저항을 증가시킴으로써 포화성 소자의 효과를 강화시킨다. 상기 비자기 소자(7)는 기록에 필요한 여진 전류를 더욱 증가시키는 자기 누설계(magnetic leakage field)를 발생시킨다.
도시된 실시예에서, 자기 회로에는 2개의 비자기 소자(7)가 있고, 포화성 소자(6)가 비자기 소자(7)와 극(2,2') 사이의 자기 회로와 연결되어 있다. 비자기 소자(7)는 패드(8.9)를 둘러싼다.
제 1b 도에서, 코일(5)은 전원(V)에 해당되고, 비자기 소자(7)는 저항기(R1, R2)에 해당되고, 포화성 소자(6)는 퓨즈(F)에 해당된다. 갭(4)은 퓨즈(F)의 단자에서 전압(U)으로 나타나 있다. 저항기(R1, R2)와 전원(V)은 직렬 연결되어 있다. 각각의 저항기는 전원(V)과 퓨즈(F) 사이에 장착된다.
단 하나의 포화성 소자를 사용하는 대신에 동일한 자기 헤드에서 여러 개의 포화성 소자를 사용할 수 있고, 이것은 제 2 도에 도시되어 있다.
포화성 소자를 갭 아래에 배치하는 것 대신에 갭 및 극과 동일한 면에 배치하거나 또는 갭 보다 위에 배치할 수도 있다.
제 2 도는 본 발명에 의한 자기 헤드(1)의 개략적인 평면도를 도시한다. 이 도면은 텅(tongue)의 형태로 된 2개의 극(2,2')을 도시하고, 2개의 패드(8, 9)는 점선으로 도시되어 있다. 2개의 극(2,2')은 서로 마주보며 갭(4)에 의해 격리되어 있다. 상기 극은 갭(4)을 제한하는 역할을 한다. 도시된 2개의 포화성 소자(6)는 갭(4)의 양쪽에 위치해 있다. 상기 포화성 소자(6)는 극(2)의 연장이다. 포화성 소자들은 극(2)에서 나와 극(2')을 향하여 돌출한다. 극(2')에 의해 둘러싸인 패드(9) 위에 있는 포화성 소자(6)의 단부는 비자기 구간 (interval)(60)에 의해 극(2')에서 격리되어 있다. 다리와 유사하게, 포화성 소자(6)는 갭(4)을 거쳐 2개의 극(2, 2')을 연결한다. 이러한 형태에서, 2개의 포화성 소자(6)는 갭 및 극과 동일면에 있다. 동일한 두께에서는, 2개의 포화성 소자(6)의 체적은 프랑스 특허원 제 2 639 137호에 기재된 갭 내의 포화성 소자의 체적 보다 매우 크다.
또한 본 발명은 다수의 자기 헤드를 구비하는 매트릭스형 기록 장치에 관한 것이다.
제 3 도는 본 발명에 의한 매트릭스 장치의 분해 사시도를 도시한다.
상기 매트릭스 장치는 페라이트와 같은 자성체로 제조된 기판(10)을 가지며, 이 기판은 직선형 홈(111, 112, 113...)의 제 1 시리즈 및 직선형 홈(121, 122, 123...)의 제 2 시리즈를 한 표면(13)에서 가진다.
홈(111, 112, 113...)은 서로 평행하며 종렬(column)을 형성하고, 한편 홈(121, 122, 123...)은 실제로 종렬에 수직이며 횡렬(row)을 형성한다.
각각의 홈에는 전기 여진 도체(141, 142, 143, ...; 151, 152, 153...)가 있다. 종렬 도체(141)는 홈(112, ...) 내에 위치하고, 횡렬도체(151)는 홈(121...)내에 위치한다.
상기 홈(111, 112...; 121, 122...)은 돌출 패드의 매트릭스 네트웍을 구분한다. 이 네트웍은 제 1 패드(17'ij) 및 제 2 패드(18'kj)의 종렬이 교대함으로써 형성된다. 여기서, i 는 1 부터 제 1 패드의 종렬의 수까지 이르는 정수이고, j는 1 부터 종렬당 패드의 수까지 이르는 정수이고, k 는 1 부터 제 2 패드의 종렬의 수까지 이르는 정수이다.
모든 종렬은 동일한 수의 패드를 가진다. 어떤 형태에서는 달라질 수 있다.
자성체로 제조된 기판(10)은 포화성 소자를 형성하는 자성체로 제조된 층(6)으로 덮힌 홈 있는 면(grooved face)(13)을 가진다. 상기 층(6)은 제 1 패드(17'ij) 위에서 제 1 극(17ij)의 종렬과, 제 2 패드(18'kj) 위에서 제 2 극(18kj)의 종렬에 의하여 둘러싸여 있다.
상기 극(17ij, 18kj)은 넓은 표면적(17a, 18a)을 각각 갖는 실제로 정사각형부 또는 직사각형부(17a, 18a)를 가지며, 대응하는 패드(17'ij, 18'kj) 뿐만 아니라 도체의 교차점 부근에서 적어도 하나의 코너의 연장부(17b, 18b)를 덮는다. 갭(19)은 마주보는 2개의 연장부(17b, 18b) 사이에 형성된다. 이 연장부의 방향은 횡렬 및 종렬에 관하여 대각선으로 소위, 약 45°를 향한다.
이 실시예에서, 예를 들어 자기 헤드(M1)는 2개의 패드(17'12, 18'11) 및 홈(111, 121)의 교차점에 의해 구분된 기판(10)의 한 부분과, 2개의 극(1712, 1811), 포화성 소자(6), 상기 2 극(1712, 1811)의 연장부(17b, 18b) 사이에 있는 갭(19), 및 여진 도체(141, 151)로써 형성된 자기 회로를 포함한다.
포화성 소자(6)는 여기서는 2개의 패드(17'12, 18'11)인 자기회로의 2 부분을 자기적으로 연결한다. 이 소자는 갭(19) 및 극(1712, 1811) 아래에 위치한다. 이 소자는 제 3 도에서 층의 형태로 도시되어 있다.
포화성 소자(6)가 극 및 갭과 동일면 또는 이 위에 배치되면, 홈들은 수지와 같은 비자성체로 채워져서 기판(10)이 패드 쪽에서 평면을 가질 수 있다. 다음에, 이 평면에서, 극, 갭 및 포화성 소자를 만들 수 있다.
제 4a 도는 본 발명에 의한 매트릭스형 기록 장치의 다른 변경예를 도시하며, 극과 동일한 면에서 자기 헤드마다 여러 개의 포화성 소자를 가지고 있다. 전술한 바와 같이, 이 장치는 홈에서 전기 여진 도체(141, 142, 143...; 151, 152, 153...)와 돌출 패드(17'ij, 18'kj)를 갖춘 홈 있는 자성체로 제조된 기판(10)을 가진다. 상기 기판(10)은 비자성체로 제조된 판(16)으로 덮혀 있고, 이 판에는 극(17ij, 18kj), 갭(19) 및 포화성 소자(6,6')가 위치해 있다. 각 패드(17'ij, 18'kj)는 각각의 극(17ij, 18kj)에 의해 둘러싸여 있다. 이 변경예에서, 각 포화성 소자(6,6')는 극(17ij, 18kj)과 동일한 평면에 위치한다. 극(1712, 1811)과 2개의 극 사이에서 위치한 갭(19)을 포함하는 자기 헤드 M1의 자기 회로는 또한 2개의 포화성 소자(6,6')를 포함한다. 각 포화성 소자는 생각한 헤드의 적어도 하나의 극에 이웃하는 적어도 하나의 제 3 극으로서 한 헤드의 2 극을 자기적으로 연결한다. 단일 포화성 소자(6 또는 6')는 유극을 가질 수 있다. 이들 포화성 소자(6,6')는 극의 연장이다.
따라서, 자기 헤드 M1에 대한 제 4a 도의 실시예에서, 포화성 소자(6)는 자기 헤드 M1의 제 1 극(1712)을 동일한 종렬의 이웃한 극(1711)에 연결하는 제 1 포화성 브릿지(60)와, 극(1711)에서부터 연장하여 자기 헤드 M1의 제 2 극(1811)을 향해 돌출하는 제 2 포화성 브릿지(61)에 의하여 형성된다. 패드(18'11) 위에 있는 브릿지(61)의 단부는 비자기 구간(31)에 의해 극(1811)에서 격리된다.
포화성 소자(6')는 자기 헤드 M1의 제 2 극(1811)을 동일한 종렬의 이웃하는 극(1812)에 연결하는 제 1 포화성 브릿지(62)와, 자기헤드 M1의 제 1 극(1712)에서부터 연장하여 극(1812)을 향해 돌출하는 제 2 포화성 브릿지(63)에 의하여 형성된다. 다음에 패드(18'12) 위에 있는 브릿지(63)의 단부는 비자기 구간(31)에 의해 극(1812)에서 격리된다. 포화성 소자(6,6')가 있는 특별한 실시예에서, 제 2 브릿지(61, 63)는 동일한 종렬의 연속적인 자기 헤드에 공통이다.
제 4a 도는 비자성체로 제조된 판(16)을 도시한다. 그러나 또한 패드 사이에서 이 패드와 함께 평면을 형성할 수 있는 비자성체를 제공함으로써 패드의 상부면에서 직접 자극, 갭 및 포화성 소자를 만들 수도 있다.
제 4b 도는 본 발명에 의한 매트릭스형 기록 장치의 또다른 변경예를 도시한다. 적어도 패드(17'ij, 18'kj)를 가진 홈 있는 기판(10)에 관하여서는 제 4a 도와 필적한다.
그러나, 이런 경우, 패드(17'ij또는 18'kj)는 패드(17'ij) 상의 2 극(117ij, 118ij)과 패드(18'kj) 상의 2 극(217kj, 218kj)에 의해 덮혀 있다. 하나의 동일한 패드를 둘러 싸는 2 극은 비자기 구간(32)에 의해 격리된다.
제 4a 도에 도시한 실시예에서와 같이, 이들 극은 대응하는 패드 위에서 커다란 표면적 뿐만 아니라 도체의 교차점 위에서 극의 하나의 코너 연장부를 가진 하나의 부분을 가진다. 자기 헤드의 갭(19)은 마주보는 2개의 연장부 사이에 형성된다.
예를 들어, 자기 헤드 M'1의 자기 회로는 패드(17'13, 18'12)와, 홈(122, 111)의 교차점, 제 1 극(11713), 제 2 극 (21812), 및 이들 극의 연장부 사이에 있는 갭(19)을 포함하는 기판(10)을 구비한다. 자기 헤드 M'2의 자기 회로는 패드 (18'12, 17'21)와, 홈(121, 112)의 교차부, 제 1 극(21712), 제 2 극(11821), 및 이들 극의 연장부 사이에 있는 갭(19)을 포함하는 기판(10)을 갖는다. 이웃하는 2개의 헤드 M'1, M'2는 공통 패드(18'12)를 갖는다. 패드(21812)는 이것이 놓여 있는 비자기 링크를 거쳐 공동 패드(18'12)를 헤드 M'1의 갭(19)에 자기적으로 연결한다. 이 링크는 제 4b 도에는 도시되어 있지 않다. 극(21812)에서부터 비자기 갭(32)에 의해 격리된 극(21712)은 공통패드(18'12)를 자기 헤드 M'2의 갭(19)에 자기적으로 연결한다.
이 실시예에서 각각의 자기 헤드에 대해서 포화성 소자(6)가 도시되어 있다. 상기 포화성 소자(6)는 2개의 포화성 브릿지(600, 610)에 의해 형성된다. 이들 브릿지는 헤드의 2 극에 이웃하는 하나의 극에 의해 2 극을 자기적으로 연결한다.
예를 들어, 패드(17'12, 18'11)와, 제 1 극(11712) 및 제 2 극(21811)에 의해 형성된 자기 헤드(M1)의 자기 회로는 브릿지(610) 및 브릿지(600)에 의해 형성된 포화성 소자(6)를 가진다. 상기 브릿지(610)는 제 1 극(11712)을 동일한 횡렬에 속하지만 이웃한 종렬에 속하는 이웃한 극(21812)에 자기적으로 연결하고, 상기 브릿지(600)는 상기 이웃한 극(21812)을 제 2 극(21811)에 자기적으로 연결한다. 극(11712)에서 나오는 브릿지(610)는 극(21812)을 향해 돌출한다. 비자기 구간(31)이 브릿지(610)의 단부와 극(21812)과의 사이에서 패드(18'12) 위에 만들어져 있다.
자기 헤드(M1)의 여진 중에, 패드(17'12, 18'11)에서 발생된 자속은 이들 패드 각각을 둘러싸는 2개의 극, 즉 패드(17'12)에 대해서는 극(11712, 11812)을 거쳐 흐르고, 패드(18'11)에 대해서는 극(21811, 11812)을 거쳐 흐른다. 결과적으로, 헤드(M1)의 갭(19)에 의해 격리되지 않는 2개의 극(11812, 21711)은 상기 헤드(M1)를 여진시키는 자속의 경로에 기여할 수 있다.
극은 일반적으로 철, 알루미늄 및 실리콘의 합금인 센다스트(sendust)로 제조된다. 포화성 소자(6)의 재료는 페라이트, 센다스트 또는 다른 자성체를 기초로한 재료로서 제조될 수 있다. 포화성 소자의 센다스트는 극과 같은 것일 수도 있고, 또는 하급의 센다스트 즉, 낮은 포화도를 갖는 센다스트일 수도 있다. 이를 위하여, 포화성 소자의 센다스트의 알루미늄 함량은 극의 센다스트의 알루미늄 함량보다 더 클 것이다. 포화성 소자가 극과 동일한 재료로 제조되면, 기록 전류 보다 낮은 전류에서 포화하는 극의 섹션 보다 더 작은 섹션을 기록 매체의 표면에 대해 수직으로 부여하기에 충분하다.
이제, 본 발명에 의한 기록 장치의 제조방법의 실시예를 설명하기로 한다. 제 5a 도 내지 5f 도와 함께 제 3 도를 참고로 한다. 이 과정은 자성체 예를 들어 페라이트로 제조되어 홈이 파인 기판(10)에서 시작한다. 이 기판은 평행한 직선형 홈(111, 112, 113...; 121, 122, 1213...)의 2개의 시리즈를 가진다. 이들 홈은 실제로 직각으로 교차한다. 이러한 방법으로 패드(17'ij, 18'kj)의 교호하는 종렬이 구분되어 있다. 각각의 홈에서는 적어도 하나의 전기도체(141, 142, 143...; 151, 152...)가 있다(제 5a 도). 제 5a 도 내지 5f 도의 단면도는 2개의 홈(111, 121)의 교차부, 및 2개의 도체(151, 141)의 교차부에서 축선 a - a 를 따라 만들어진다. 이때, 기판(10)에는 제 1 극(17ij), 제 2 극(18kj), 및 제 1 극과 제 2 극 사이의 갭(19)이 형성된다. 따라서, 자기 회로는 각각의 자기 헤드에 대해 만들어진다. 갭 마다 적어도 하나의 포화성 소자를 계획한다. 포화성 소자는 갭 외부에 위치하고 또 갭을 건너서 자기 회로의 두 부품을 자기적으로 연결한다.
제 3 도와 제 5a 도 내지 5f 도의 실시예에서, 포화성 소자(6)는 패드(17'ij, 18'ij) 및 홈(111, 112, 121, 122)을 덮는 판이다. 포화성 소자는 예를 들어 접착에 의해 기판(10)에 고정된다(제 5b 도). 다음에 프랑스 특허 제 2 630853 호에 기재된 바와 같은 얇은 층에서 극 및 갭이 만들어진다. 또한 홈은 비자성체로 채워지며 평평하게 깎여지고, 다음에 포화성 소자(6)는 층의 형태로 제조될 수 있다.
또한 극 및 갭은 비자성체로 제조된 판에 형성될 수 있고, 포화성 소자(6)는 판의 뒷면에 약 1μm 두께의 얇은 층으로서 증착될 수 있다.
제 1 자기층(27)은 먼저 포화성 소자(6) 또는 비자성체로 제조된 판에 증착된다. 상기 제 1 층(27)의 한 모서리는 하나의 동일한 종렬의 자기 헤드에서 연속적으로 형성되기 위하여 갭(19)을 통해 지나간다. 이 층은 이어서 절단될 제 1 극(17ij)을 포함한다. 이러한 형성 공정은 제 1 마스크로서 화학 또는 이온 포토에칭(photoetching)에 의해 수행될 수 있다(제 5c 도). 상기 층은 제 1 극(17ij)의 종렬에서와 같이 많은 밴드에 의해 형성된다. 마스크의 외형은 제 3 도에 점선으로 도시되어 있다. 상기 제 1 층(27)은 적어도 갭에서, 포화성 소자(6) 또는 비자기판의 표면에 관하여 어떤 각을 형성하는 플랭크(flank)(20)를 구비한다.
다음에, 제 1 층(27) 및 포화성 소자(6) 또는 비자기판 위에 비자기 층(21)이 증착된다(제 5d 도). 이 층(21)은 제 1 자기층(27) 보다 얇다.
그후 비자성체로 제조된 층(21) 상에는 자성체로 제조된 제 2 층(22)이 증착된다(제 5e 도).
이와 같이 증착된 층이 제 1 층(27)과 동일한 평면을 가지도록 기계 가공 및 폴리싱 가공된다. 제 1 층(27) 및 제 2 층(22)은 예를 들어 제 2 마스크와 함께 화학 또는 이온 포토에칭에 의하여 제 1 극(17ij) 및 제 2 극(18kj)을 위해 필요한 외형까지 절삭된다(제 5f 도). 이 도면에서는 제 2 극(1811)이 비자기층(21)에 해당하는 갭(19) 만큼 플랭크(20)에서 제 1 극(1712)으로부터 격리되어 있음을 보여주고 있다. 이러한 방법은 매트릭스형 기록 장치를 제조하는데 사용되는 대신에 단일 자기 헤드를 제조하는데 사용될 수도 있다. 이 경우에는 홈 있는 기판은 단 2개의 패드만을 가진다.
이와 유사한 방법은 포화성 소자가 갭 및 극과 동일한 면에 위치할 때 사용될 수 있다. 포화성 소자는 적어도 부분적으로 하나의 극의 연장이다. 이제 제 4a 도 및 제 6a 도 내지 6f 도를 참고하기로 한다.
이 공정은 홈 마다 하나 이상의 전도체(141, 142)를 포함하는 돌출 패드를 갖는 홈 있는 자성체로 제조된 기판(10)에서 시작하기로 한다. 이 기판(10)은 패드쪽에서 비자성체로 제조된 판(10)으로 덮혀 있다(제 6a 도).
홈이 수지와 같은 비자성체로 채워져 있어서 패드쪽의 기판(10)의 표면이 실제로 평평하다면 비자성체로 제조된 판 (16)이 없어도 실시할 수 있다.
다음에 판(16) 위에 또는 기판(10)의 평면 위에 직접 자성체의 제 1 층(27)이 증착된다. 상기 제 1 층의 한 모서리는 이어서 형성되는 동일한 종렬의 자기 헤드의 갭을 통과한다. 상기 제 1 층(27)은 제 1 극(17ij)과, 이어서 절삭해야 할 포화성 소자(6)의 적어도 한 부분을 포함한다(제 6b도). 이 제 1 층(27)은 제 1패드(17'ij)를 전체적으로 덮고, 제 2 패드(18'kj)를 부분적으로 덮는다.
앞서 실시한 바와 같이, 다음에 자성체의 제 1 층(27)은 이 층보다 얇은 비 자기 층(21)으로 덮힌다. 그후 비자기 층(21) 상에는 자성체의 제 2 층(22)이 증착된다(제 6c 도). 기판(10)의 상부면이 기계가공 및 폴리싱 가공되어 제 1 층(27)을 노출시킨다. 그후 자기층(27, 22)은 제 1 극(17ij), 제 2 극(18kj) 및 포화성 소자(6,6")의 외형까지 절삭된다.
이 실시예에서, 포화성 소자(6)는 제 1 극(17ij)과 동시에 제조되는데, 왜냐하면 포화성 소자가 제 1 극에 직접 연결된 한 단부를 가지기 때문이다. 제 4a 도에서, 상기 포화성 소자(6)는 브릿지(60)(제 1 극(17ij)을 동일한 종렬의 이웃한 제 1 극(소위 17ij+1또는 17ij-1)에 연결시킴)와, 브릿지(61)(제 1 극(17ij)을 동일한 종렬의 이웃한 제 2 극(소위 18i-1,j, 또는 18i+1.j)에 연결시킴)에 해당한다는 것을 알 수 있다. 이 실시예에서, 포화성 소자(6)의 한 부분은 제 1 극에 직접 연결된 한 단부를 가지기 때문에 제 1 극(17ij)과 동시에 제조되며, 이들은 브릿지(63)이다.
포화성 소자(6')의 다른 부분은 제 2 극(18ij)과 동시에 제조되고, 이들은 동일한 종렬의 제 2 극에 직접 연결된 단부들을 갖는 브릿지(62)이다.
비자성체로 채워진 구간(31)은 좁고 또 패드 위에 위치하기 때문에 자속의 흐름에 실제적으로 영향을 주지 않는다.
제 4a 도에 점선으로 도시된 제 1 자기층(27)의 증착 중에 사용된 제 1 마스크의 모서리는 갭(19) 및 상기 구간(31)을 지나간다. 그 결과, 제 1 층(27)의 모서리가 갭(19) 및 구간(31)을 지나간다.
제 6d 도는 제 4a 도의 축선 b - b 를 취한 부분 도면이다. 이 도면은 브릿지(63)의 부분을 도시하고 있다. 제 6e 도는 제 4a 도의 축선 C - C 를 취한 부분 도면이다. 이 부분은 어떠한 브릿지도 통과하지 않는다. 제 6f 도는 제 4a 도에서 축선 d - d 를 취한 부분 도면이며, 공통 극(1812)을 갖는 이웃하는 2개의 자기 헤드의 갭(19)을 도시한다. 헤드중 하나는 그 극과 같은 극(1713, 1812)을 가지고, 다른 하나는 극(1812, 1721)을 가진다.
기록 장치를 제조하는 방법의 다른 실시예는 자기 헤드 M1의 제 1 극(1712)과 동시에 하나 이상의 포화성 소자를 제조하는 것으로 구성되고, 예를 들어 상기 소자는 제 1 극의 이웃에 있는 극(1711또는 1812)을 통과하지 않고 이어서 형성된 제 2 극(1811)에 제 1 극(1712)을 자기적으로 연결한다.
또한, 방금 설명한 바와 같이 극을 제조한 후, 극의 두께 보다 더 작은 두께를 갖는 얇은 층을 극(17ij, 18kj)에 증착함으로써 포화성 소자를 제조할 수 있다. 다음에 상기 극은 적어도 부분적으로 폴리싱 가공에 의하여 다시 벗겨진다.
본 발명에 의한 기록 장치를 제조하는 방법의 다른 실시예가 제 9a 도 내지 9e 도와 관련되어 제 4b 도에 도시되어 있다.
이 변경예는 제 4a 도 및 제 6a 도 내지 6f 도를 참고하여 기술한 것과 비교될 수 있다. 제 4a 도에 도시한 기판과 동일한 자기 기판에서 시작하기로 한다.
이 공정은 제 1 자기층(37)의 증착에서 시작한다. 상기 제 1 자기층(37)은 제 1 극(117ij, 217ij)과, 이어서 절삭해야할 포화성 소자(6)의 적어도 한 부분을 포함한다(제 9a 도). 상기 층(37)은 제 1 패드(17'ij), 한 종렬 도체(14i)의 한 측면에 위치한 제 2 패드(18'kj) 및 이 도체를 둘러싸고 있는 공간의 종렬들을 부분적으로 덮는 밴드에 의해 형성된다.
비자성체로 제조된 층(21)(제 9b 도)과 자성체로 제조된 제 2 층(22)(제 9c 도)은 제 1 층(37)에 증착된다.
이와 같이 증착된 층들은 제 1 자기층(37)을 평평하게 만들기 위하여 기계 가공 및 폴리싱 가공된다. 다음에, 자기 층은 제 1 극(117ij, 217kj), 제 2 극(118ij, 218kj) 및 포화성 소자(6)의 외형에 까지 절삭된다(제 9d 도). 포화성 소자의 제 1 부분은 제 1 극(117ij, 217kj)의 절삭 도중에 절삭된다. 상기 부분은 다른 패드이지만 동일한 횡렬에 위치한 이웃한 제 2 극(218ij또는 118k+1.j)에 제 1 극(117ij또는 217kj)을 자기적으로 연결하는 브릿지(610)에 해당한다. 상기 브릿지(610)는 홈(111, 112...)들을 건너 지른다. 상기 브릿지(610)는 한 단부에서 제 1 패드(17'ij) 위에 있고, 다른 단부에서 제 2 패드(18'ij) 위에 있다. 상기 브릿지(610)는 제 2 극(218ij또는 118k+1,j)과 직접 접촉하지 않는다. 브릿지(610)와제 2 극(218ij또는 118k+1,j) 사이에 제 1 비자기 구간(31)이 만들어지고, 상기 제 1 구간(31)이 패드(17'ij또는 18'ij) 위에 있다. 이런 제 1 구간(31)은 좁고 또 패드에 근접해 있기 때문에 자속의 순환에 실제로 영향을 주지 않는다.
제 1 층(37)을 만들기 위해 사용되며 제 4b 도에 점선으로 도시된 마스크는 갭(19) 및 제 1 구간(31)을 한정짓는 모서리를 갖는다.
포화성 소자의 제 2 부분은 제 2 극(118ij, 218kj)과 동시에 절단된다. 상기 제 2 부분은 제 2 극(118ij또는 218kj)을 동일한 종렬의 이웃한 극을 직접 연결하는, 다시 말하면 극(118ij)에 대해 극(118i+1,j 또는 118i-1,j)을 직접 연결하고, 극(218kj)에 대해 극(218k+1,j 또는 218k-1,j)을 직접 연결하는 브릿지(600)에 해당한다. 상기 제 2 브릿지(600)는 홈(121, 122...)을 건너지른다.
상기 변경에서, 패드(17'ij)는 첫째로 제 1 극(117ij)에 의해 둘러싸이고, 둘째로 제 2 극(118ij)에 의해 둘러싸인다. 또한, 이것은 동일한 패드(18'kj)를 둘러싸는 극(217kj, 218kj)에 대한 경우이다. 동일한 패드를 둘러싸는 상기 2 극은 비자성체로 제조된 제 2 구간(32)에 의해 격리된다. 상기 제 2 구간(32)은 좁고 하나의 패드에 위치하기 때문에 자속의 흐름에 실제로 영향을 주지 않는다. 극(218kj또는 118ij) 아래에 위치한 비자기 링크(50)는 비자기 구간(32)을 갭(19)에 연결하도록설계되어서 상기 극이 디파이닝(defining)에 기여하게 된다. 제 1 비자기 층(37)을 제조하는데 사용된 마스크는 상기 제 2 비자기 구간(32)을 통과하는 모서리를 가진다. 그 결과, 제 1 자기층(37)은 상기 비자기 구간(32)을 지나가는 하나의 모서리를 가진다.
이 변경예의 장점은 공통 패드를 갖는 2개의 자기 헤드가 모두다 동일한 방향으로 향하는 극 및 갭을 가진다는 것이다. 제 9e 도는 제 4b 도에서 축선 d - d를 취한 부분 도면이다. 공통 패드를 갖는 2 자기 헤드의 부분들은 동일하다. 이것은 제 6f 도의 경우가 아니었다.
자기 기판 또는 비자기 층 어느 하나에 극 및 갭을 만드는 대신에, 자기/비 자기 복합 기판에서 전술한 바와 같이 얇은 층 내에 극 및 갭을 만들 수도 있다. 제 7a 도 내지 7i 도는 제조 공정에 있는 기록 장치의 단면도를 도시한다.
이 공정은 연속 형성된 자기 헤드의 홈을 구분하는 돌출 패드(75)를 한정하며 홈을 가지고 자성체로 제조된 제 1 기본 기판(71)에서 시작한다. 상기 기판(71)은 종래 방식대로 평행한 직선형 홈(72)의 제 1 시리즈와, 도면에서는 보이지 않고 제 1 시리즈에 수직인 홈의 제 2 시리즈를 갖는다.
다음에 상기 2 시리즈의 홈들은 유리(76)와 같은 비자성체로 채워진다. 바람직하게도, 비자성체는 홈이 채워지는 것을 확실히 하기 위하여 과다하게 흐를 수 있다(제 7b 도).
비자성체(76)는 패드(75)를 노출시키기 위해 기계 가공된다(제 7c 도).
자성체/비자성체의 복합 기판을 구한다. 포화성 소자(73)는 패드(75)와 동일한 면에서, 제 1 기본 기판(71) 상에 연속 층의 형태로 증착된다. 상기 층은 홈이 약 100 내지 200μm의 피치를 가지면 약 0.5μm의 두께를 가진다. 돌출 패드(85)를 가진 홈 있는 재료로 제조된 제 2 기본 기판(81)을 취한다. 상기 제 2 기판(81)은 제 1 기판(71)과 동일한 크기를 갖는 것이 바람직하다(제 7e 도). 제 1 기판(71)의 패드(75)의 중심은 실제로 제 2 기판(81)의 중심과 일치한다. 제 1 기판(71)은 두 기판(81, 71) 사이에 포화성 소자(73)를 두고 예를 들어 접착시킴으로써 제 2 기판(81)에 결합된다(제 7f 도). 제 1 기판의 패드의 한 부분은 제 2 기판의 패드와 마주본다. 접착제는 참고부호(70)로 도시되어 있다. 제 1 기판의 점거되지 않은 표면은 패드(75)와 비자성체(76)를 평평하게 만들기 위하여 기계 가공 및 폴리싱 가공에 의해 평평하게 된다(제 7g 도).
다음에, 자기 혜드의 극(77, 78) 및 갭(79)이 형성되고, 상기 극(77, 78)이 패드(75)를 둘러싸고, 갭(79)이 비자성체(76) 위에 있다(제 7h 도). 상기 극 및 갭은 제 6 도를 참고하여 기술한 바와 같이 박층 기술(thin-layer technology)에 의하여 만들어질 수 있다.
최종 공정은 제 2 기본 기판(81)의 홈 내에 전기 여진 도체(86, 87)를 위치 결정하는 것으로 구성된다.
접착제(70)의 이음매는 용이하게 사용 가능한 자기저항 소자이다. 이음매의 두께(e)는 5μm 의 범위에 있다. 100μm 의 한 측면을 갖는 패드에서 접착제의 두이음매의 투자율(permeance)의 값은 아래 식과 같다.
여기서, μo 는 진공 투자율이고 1.3 x 10-6과 동일하다. S는 접착제 이음매의 표면적이다.
기록 매체에서 300mA 의 기록 전류(I)에 의해 각각 패드에서 유도된 선속은 다음과 같이 주어진다.
포화성 소자에 의하여 마스크되어야 할 선속의 몫은 0.13nWb 의 범위에 있는데 즉, 유도 선속의 1/3 이다. 만일 포화성 소자가 1 테슬라(tesla) 이하의 포화도를 가진 재료로 제조되어 있으면 선속이 가로지르는 포화성 소자의 부분은 약 100μ㎡ 이다.
2개의 기본 기판 사이에 포화성 소자를 삽입하는 대신에 포화성 소자를 극과 동시에 제조할 수 있다. 또한 포화성 소자를 극 및 갭 위에 만들 수도 있다.
이러한 목적을 위해서, 제 7c 도 및 7e 도의 기본 기판들은 예를 들어 접착에 의해 결합된다(제 8a 도). 제 1 기판(71)의 점거되지 않은 표면은 제 7g 도를 참고로 하여 기술한 바와 같이 기계 가공된다(제 8b 도). 극(77, 78) 및 갭(79)은 제 6 도를 참고하여 기술한 바와 같이 연속하는 얇은 층을 증착시킴으로써 만들어진다(제 8c 도). 다음에, 포화성 소자(80)는 얇은 층의 형태로서 극(77, 78) 및 갭(79) 상에 증착된다(제 8d 도). 다음에 수행하도록 남아 있는 것은 제 7i 도와 같이 도체(86, 87)를 위치 결정하는 것이다.
자기 헤드의 여러가지 변경예 및 제조 방법을 설명하였는데 이들을 서로 조합할 수도 있다.
제 1a 도 및 1b 도는 각각 본 발명에 의한 자기 헤드 및 이에 해당하는 전기 회로의 개략 단면도.
제 2 도는 본 발명에 의한 자기 헤드의 변경예의 평면도.
제 3 도는 본 발명에 의한 자기 매트릭스 장치의 분해도.
제 4a 도 및 4b 도는 본 발명에 의한 자기 매트릭스 장치의 2개의 변경예의 분해도.
제 5a 도 내지 5f 도는 본 발명에 의한 방법에 의하여 제 3 도의 자기 헤드를 제조하는데 사용되는 여러가지 단계들의 축선 a - a 를 취한 단면도.
제 6a 도 내지 6f 도는 본 발명에 의한 방법의 변경에 의하여 제 4a 도의 자기 헤드를 제조하는 여러가지 단계들의 단면도.
제 7a 도 내지 7i 도는 본 발명에 의한 방법의 다른 변경에 의하여 자기 헤드를 제조하는 여러가지 단계들의 횡단면도.
제 8a 도 내지 8e 도는 단계 7c 및 7e 에서 취한 2개의 기본 기판을 기초로 하여 본 발명에 의한 자기 헤드를 제조하기 위한 단계들의 횡단면도.
제 9a 도 내지 9e 도는 본 발명에 의한 방법의 또다른 변경에 의하여 제 4b도의 자기 헤드를 제조하는 여러가지 단계들의 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
2,2' : 극 4 : 갭
6 : 포화성소자(saturable element)
10 : 기판 21 : 비자기층
27, 37 : 제 1 자기층

Claims (28)

  1. 갭에 의해 격리된 2개의 극을 갖는 자기 회로와, 상기 갭 외측에서 자속의 흐름에 관하여 갭과 병렬 연결된 하나 이상의 포화성 소자를 구비하고, 여자 전류에 의해 생성된 자계가 상기 자기 회로로 유도되고, 상기 포화성 소자는 어떠한 전기적 제어를 받지 않고, 여자 전류가 임계 전류 보다 클 때 포화되며, 자계가 갭에 도달하고, 여자 전류가 임계 전류 보다 작을 때에는 포화되지 않고 포화성 소자 내에 남아 있는 자계가 갭에 도달하지 않도록 구성되어 있는 자기 헤드.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 포화성 소자는 상기 극의 포화점 보다 낮은 포화점을 갖는 자기 헤드.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 포화성 소자는 상기 갭 아래에 배치되는 자기 헤드.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 극에 의해 둘러싸인 자성체의 기판을 구비하고, 상기 포화성 소자는 기판과 극 사이에 삽입된 층 형태로서 놓여 있는 자기 헤드.
  5. 제 3 항에 있어서, 2개의 기본 기판과 상호 대응하는 패드와를 결합함으로써 형성되는 기판 조립체를 포함하며, 상기 층의 형태인 포화성 소자가 2개의 기본 기판 사이에 삽입되는 자기 헤드.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 포화성 소자는 상기 2개의 극을 연결하는 자기 헤드.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 포화성 소자는 상기 갭과 동일한 평면에 있는 자기 헤드.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 극에 의해 둘러싸인 자성체의 기판을 구비하고, 상기 포화성 소자는 적어도 하나의 극의 연장인 자기 헤드.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 자기 기판은 상기 극에 의해 둘러싸인 2개의 돌출 패드를 가지고, 하나의 극의 연장은 그 단부가 다른 극에 의해 둘러싸인 패드 위에 있고, 상기 단부는 비자기 구간에 의해 다른 극에서 격리되는 자기 헤드.
  10. 제 6 항에 있어서, 포화성 소자는 상기 갭 위에 배치되는 자기 헤드.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 극에 의해 둘러싸인 자성체의 기판을 구비하고, 자성체의 층이 상기 기판과 극 사이에 삽입되는 자기 헤드.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 포화성 소자는 상기 극중에서 적어도 하나의 극과동일한 재료로서 제조되는 자기 헤드.
  13. 제 1 항 내지 12 항 중 어느 한 항에 의한 자기 헤드를 복수개 포함하는 매트릭스 장치.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 포화성 소자는 하나의 자기 헤드의 2 극을 다른 자기 헤드의 하나의 극으로써 자기적으로 연결하는 매트릭스 장치.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 포화성 소자는 적어도 부분적으로 하나의 극의 연장인 매트릭스 장치.
  16. 제 13 항에 있어서, 돌출 패드를 가진 자기 기판을 구비하고, 각 패드는 적어도 하나의 극에 의해 둘러싸이는 매트릭스 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 패드가 2개의 극에 의해 둘러싸일 때 상기 패드 및 극들은 비자기 구간에 의해 격리되는 매트릭스 장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 하나의 극이 비자기 구간을 갭에 연결하는 비자기 링크를 둘러싸면서 이 극이 디마케이팅(demarcating)에 기여하는 매트릭스 장치.
  19. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 자기 헤드를 제조하는 방법에 있어서, 갭에 의해 격리된 2개의 극을 갖는 적어도 하나의 자기 회로를 제조하는 단계를 포함하고, 적어도 하나의 포화성 소자는 상기 갭 외부에서 갭과 병렬 연결되는 제조방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 자기 회로를 자기 기판으로 제조하는 단계와, 이 기판 위에 층의 형태로서 포화성 소자를 형성하는 단계와, 포화성 소자에 상기 극을 증착하는 단계를 포함하는 제조방법.
  21. 제 19 항에 있어서, 상기 자기 회로는 상호 대응하는 패드를 갖는 2개의 기본 기판으로 제조되고, 상기 포화성 소자는 2개의 기본 기판 사이에 삽입되는 제조방법.
  22. 제 19 항에 있어서, 상기 자기 회로를 자기 기판으로 제조하는 단계와, 상기 기판을 비자기 층으로 덮는 단계와, 상기 비자기층 위에 극 및 포화성 소자를 만드는 단계를 포함하는 제조방법.
  23. 제 19 항에 있어서, 상기 자기 회로를 돌출 패드를 갖는 자기 기판으로 제조하는 단계와, 상기 패드 사이의 공간을 비자성체로 채우는 단계와, 패드 측에서 기판 위에 극 및 포화성 소자를 만드는 단계를 포함하는 제조방법.
  24. 제 22 항 또는 제 23 항에 있어서,
    자기 헤드의 제 1 극과 포화성 소자의 적어도 한 부분을 형성하는 적어도 하나의 연장부를 형성하도록 설계되며 또한 적어도 제 1 극의 장소 및 연장부의 장소를 포함하는 자성체의 제 1 층을 상기 기판 위에 증착하는 단계와,
    상기 기판과 제 1 자기층 위에 갭을 형성하도록 설계된 비자성체의 층을 증착하는 단계와,
    자기 헤드의 제 2 극을 형성하도록 설계된 자성체의 제 2 층과 가능하면 포화성 소자의 다른 부분으로 상기 비자성체의 층을 덮는 단계와,
    상기 제 1 자기층을 평평하게 만들기 위하여 제 2 자기층 및 비자기층을 기계가공 및 폴리싱 가공하는 단계와,
    상기 제 1 자기층에서 제 1 극 및 연장부의 외형을 절단하는 단계와,
    상기 제 2 자기층에서 제 2 극과 가능하면 포화성 소자의 다른 부분의 외형을 절단하는 단계를 포함하는 제조방법.
  25. 제 24 항에 있어서, 하나의 패드가 극으로서 둘러싸여 있을 때 제 1 자기층이 자기 헤드의 제 1 패드를 덮고 또한 제 2 패드 위에서 연장부의 단부에 있는 비 자기 구간 및 갭을 제 1 자기층의 모서리가 통과하도록 제 2 패드를 부분적으로 덮어씌우도록 하는 방식으로 제 1 자기층(27)을 증착하는 단계를 포함하는 제조방법.
  26. 제 24 항에 있어서, 하나의 패드가 비자기 구간에 의해 격리된 2개의 극으로서 둘러싸여 있을 때 제 1 자기층이 자기 헤드의 2개의 패드를 덮으며 또 이들 패드 사이의 공간을 부분적으로 덮고 또한 제 1 자기층의 모서리가 갭과, 제 2 패드 위에서 연장부의 단부에 있는 비자기 구간 및 2 극 사이의 비자기 구간을 통과하도록 하는 방식으로 제 1 자기층을 증착하는 단계를 포함하는 제조방법.
  27. 제 19 항에 있어서, 자기 회로를 여진 도체와 연합시키는 단계를 포함하는 제조방법.
  28. 제 24 항에 있어서, 자기 회로를 여진 도체와 연합시키는 단계를 구성하는 제조방법.
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