KR100381318B1 - 자기기록/재생헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명의 자기헤드는 펄스 전류 또는 교류가 공급되는 자기 플럭스 유도코일을 구비하는 폐쇄 자기회로 내로 있는 제 2 도체에 루프되는 제 1 유도 도체를 포함한다. 그러므로 코일 대신에, 단지 하나의 도체만이 각 헤드내로 통과된다. 상기와 같은 디자인은 매트릭스 제어를 가진 높은 밀도의 헤드를 제조하는데에 적합하다.

Description

자기 기록/재생 헤드

발명의 배경

본 발명은 자기 기록/재생 헤드에 관한 것으로서, 특히 코일이 얇은 층인 매트릭스 헤드(matrix head) 형태로 제조되는 일체식 자기헤드에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 상기 헤드를 제조하는 방법에 관한 것이다.

상기와 같은 기술은 헤드의 피치를 감소시키는 데에 사용될 수 있으므로, 보다 높은 기록밀도를 성취할 수 있다.

프랑스 특허 제 2 605 783 호는 매트릭스 헤드를 배치(batch)로 제조할 수 있는 얇은 층의 자기 헤드 제조 방법을 기재하고 있다.

상기 프랑스 특허 제 2 630 853 호는 상술된 특허 출원의 방법에 따라 제조된 자기헤드의 매트릭스와 관련된 코일을 제조하는 방법을 기재한다. 특히 IBM MEE 특허에서는, 헤드에 감겨진 얇은 층의 매트릭스 제조를 위한 방법이 기재되어 있다.

평면 기술과, 얇은 층 형태로 제조된 코일 기술의 관련은 2 가지 단점을 가진다;

가) 상기 구성품의 전방면이 매체 앞에 있기 때문에, 상기 전방 면위에 위치된 코일을 연결하기가 어렵다. 접촉은 상기 기판 만을 통하여 발생될 수 있고 이것은 기술적으로 어렵다.

나) 상기 전자 제어회로는 기록 전류를 제한할 수 있도록 얇은 층에 최대수의 권취를 요구한다. 이것은 구성품을 가열시키는 높은 전기 저항을 발생시키거나 기록갭 사이에서 바람직한 피치에 의해 허용되는 표면 영역보다 더 큰 표면 영역을 가지는 코일로 발생시킨다.

상기 매트릭스 헤드는 기계속도를 조절함에도 불구하고 높게되는 정보 비트 비(an informatin bit rate) 뿐만 아니라 인접 트랙 위에서 각 헤드의 기계적인 재위치가 가능한 것보다 훨씬 더 좁은 트랙 밀도를 얻는 것을 가능하게 한다. 예를 들면, 자기 테이프에 대한 각 헤드의 재위치의 정밀도는 회전 헤드의 경우 1㎛ 범위이고, 고정 헤드의 경우는 10㎛ 이며 서브 제어헤드의 경우는 3㎛ 이다. 매트릭스 헤드는 테이프와 비교하여 향상된 위치 선정을 제공할 뿐만 아니라, 기록된 트랙의 정밀한 상대 위치 선정을 동시에 가능하게 한다.

그러나, 상기 매트릭스 헤드를 가지는 매우 좁은 트랙의 기록은 2가지 문제점이 있다;

가) 상기 갭의 횡방향 피치(매체의 이동방향에 수직)는 컴팩트한 기록을 얻기 위하여 자기헤드 매트릭스에서 갭의 행수에 의하여 다중화되는 트랙의 피치와 동일하여야만 한다.

나) 상기 헤드의 종방향 연장은 0.5 mRd 범위가 될 수 있는 테이프 구동의 방위 에러(azimuth error)에도 불구하고 일정한 피치를 가진 트랙의 팩키트(packet)를 얻기 위하여 통상적인 트랙폭에 300배가 넘어서는 안된다.

이러한 점은 갭 피치와 트랙 피치 사이의 비가 16를 초과해서는 안된다. 그래서, 1000 TPI(3㎛의 트랙폭)의 밀도는 약 40㎛ 의 갭 피치가 필요하다.

상기 서로 다른 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 자기장 유도체에 의하여 각 자기헤드를 제어하기 위하여 제공되고, 상기 자기장 유도체에서는 자기 제어 회로에 의하여 그 자체가 유도되는 제어 전류가 흐르게 된다.

발명의 요약

따라서, 본 발명은 제 1 자기회로와, 상기 제 1 자기회로를 통과하는 자기 플럭스(magnetic flux)를 유도하기 위한 적어도 하나의 제 1 유도 도체를 포함하고, 상기 제 1 유도 도체는 제 2 제어 도체에 루프된(looped) 회로이며, 상기 제 2 제어 도체는 펄스된 전류 또는 교류에 의하여 공급되는 자기 플럭스를 유도하기 위하여 제 1 유도 권취부(41)를 구비하는 제 2 의 폐쇄된 자기회로를 통과하고, 상기 제 1 유도 도체는 자기 재료로 제조되는 기판의 제 1 면 위에 위치되고, 상기 제 1 면에 대향된 기판의 제 2 면에 부착되는 자기 재료로 제조된 판을 또한 포함하는자기 기록/재생 헤드에 있어서,

상기 제 1 유도 권취부는 상기 기판에 대하여 제 1 유도 도체로부터 완전히 이격되게 위치될 수 있도록 상기 판 주위에 코일링되는 것을 특징으로 하는 자기 기록/재생 헤드를 제공한다.

본 발명의 다양한 목적 및 특징은 다음의 설명과 첨부 도면으로부터 보다 상세히 설명된다.

제 1a 도 및 제 1b 도에서, 자기 기록/판독 헤드를 간략화된 예로서 설명한다. 상기 자기회로(1)는 제 1a 도 및 제 1b 도의 오른쪽 부분에 적절히 도시된다. 자기회로는 갭(12)에 의해 분리되는 2개의 제 1 자기층(10,10')을 가진다. 상기 자기충의 자기 회로는 자기 재료로 제조되는 기판(3)에 의하여 폐쇄된다. 유도 도체(11)는 자기회로에서 자기 플럭스를 유도하기 위하여 상기 자기층과 기판 사이를 통과한다.

제 1a 도 및 제 1b도의 왼쪽 부분에는 자기헤드의 제어 회로가 있다. 상기 회로는 자기헤드의 도체(11)에 연결되는 도체(21)를 가진다. 제 1b 도에 도시된 바와같이, 상기 도체(11 및 21)는 폐쇄된 루프를 형성한다. 상기 도체(21)는 기판(3)위에 제조된다. 제 2 자기층(20)으로 제조된 요소는 도체(21)위에 부분적으로 얹혀져 있다. 상기 도체(21)는 도체(21) 아래에 비자기 재료로 제조된 기판의 부분(31)위에 배치된다. 상기 자기층(20)은 자기 재료 제조되고 상기 부분(31)의 어느 측부위에서도 위치되는 2개 부분의 기판(30 및 30') 사이에서 자기 커플링을 설정한다.

홈(40)을 가진 판(4)은 기판(3)에 부착되고, 유도 권취부(41)는 상기 판(4)주위에서 홈을 통하여 감겨진다.

상기 유도 권취부(41)는 제어 전류를 공급하도록 설계된다. 그 다음, 상기 전류는 판(4)과 상기 기판(3)의 부분(30 및 30') 및 자기층(20)에 의하여 형성된 자기 전류에서 자기 플럭스(φ)를 유도한다. 계속하여, 상기 도체(21)는 유도된 전류의 시트(seat)가 된다. 이러한 전류는 자기회로(1)에서 자기 플러스를 유도하는 도체(12)에서 흐른다.

상기와 같은 자기헤드는 제 1 자기층(10, 10') 아래에서 단지 하나의 유도도체(11)를 구비하는 단점을 가진다. 이러한 점은 헤드의 피치가 매우 작을지라도 쉽게 제조되도록 한다. 상기 도체(21)와 유도 권취부(41)는 변환기를 구성한다. 유도 권취부(41)의 충분한 수의 권취를 계획함으로써, 코일의 매우 낮은 공급 전류로부터 도체 21 과 11 의 높은 전류를 얻을 수 있다. 초과적인 전력값을 제공함이 없이 전자 회로에 의하여 코일의 제어 구성이 가능하다.

제 2a 도 및 제 2b 도는 자기회로(1, 1', 1") 및 이들의 제어회로(2, 2', 2')의 세트를 도시한다. 각각의 자기회로와 이것의 제어회로는 제 1a 도 및 제 1b도와 동일한 방법으로 제조된다. 상기 전형적인 실시예의 특징은 상기 자기 기판(3)이 3개의 모든 자기회로에 공통으로 될 수 있고, 상기 자기층(20)이 3개의 모든 제어회로용의 단일편으로 제조될 수 있으며, 도체(11, 11', 11")는 공통의 도체(5)에 의해 상기 도체(21, 21', 21")에 연결된다는 것이다.

상기 유도 권취부(41)는 자기회로(1)를 제어하고 유도 권취부(41')는 자기헤드(1')를 제어하며, 유도 권취부(41")는 자기회로(1")를 제어한다.

제 3a 도 내지 제 9b 도를 참조하여, 매트릭스 형태로 제조되는 본 발명에 따른 자기헤드의 전형적인 실시예를 도시한다.

자기 재료로 제조된 판(4)이 이것의 면(42)에서 수평홈(40.1)과 수직홈(40.2)을 포함하는 것을 제 3a 도 및 제 3b 도가 도시한다. 코일은 각각의 홈을 관통하고, 상기 면(42)에 대향된 면을 관통함으로써 판을 둘러싼다. 그래서 도면부호 41.1의 수평코일과, 도면부호 41.2와 같은 2개의 수직코일이 도시된다.

제 4a 도 및 제 4b 도에 도시된 것과 같은 기판(3)은 판(4)의 면(42)에 부착된다. 상기 판은 비자기 재료(예를들면 글라스)로 제조되는 도면부호 31.1과 같은 수평밴드와, 도면부호 31.2와 같은 수직 밴드에 의하여 형성된다. 이러한 밴드는 판(4)의 홈에 대응된다. 상기 수평 및 수직 밴드 사이에는, 도면부호 30 및 30'과 같은 자기 재료가 있다. 기판(3)의 중앙부분(35)은 자기 재료로 구성된 사각면을 가진다. 상기 판(3)은 이것의 면(33)에 의해 판(4)의 면(42)에 부착된다.

도체(21.1)의 어레이는 상기 면(34)위에 제조된다. 수평 도체(21.1)는 제 5도에 도시된 바와같이 비자기 재료(31.1)의 각 밴드위에 제조된다. 상기 면(34)의 상부에는 예를들면 4개의 도체가 제공되고, 하부에도 4개의 도체가 제공된다.

그 다음 8개의 평행한 도체(11.1)는 도체(21.1)에 연결된 하나의 단부를 가지는 각각을 구비한다. 상기 도체(21.1)의 다른 단부는 도체(5.1)에 의해 도체(11.1)의 자유단부에 연결된다.

전체 유닛은 절연 재료의 층으로 피복된다. 수직도체 (21.2 및 11.2)의 어레이는 절연체(제 6 도 참조)위에 제조된다. 상기 어레이는 제 5 도와 어레이와 비슷하지만, 상기 도체(21 1 및 11.1)에 대하여 90° 배향되어 있다. 상기 도체(21.2)는 비자기 수직 밴드(31.2) 위에 위치된다. 다시 전체 유닛은 절연층으로 매트릭스의 제어도체를 형성한다. 상기 도체(11.1 및 11.2)는 자기 헤드의 매트릭스의 제어 도체를 형성한다.

실질적으로 도체(11.1 및 11.2)의 각 교차 점위에 자기헤드가 제조된다. 각각의 자기헤드는 2개의 제 1 자기층(10 및 10')을 구비하는데, 상기 자기층은 매우 높은 자기 투과율을 가진 재료(예를들면 센더스트(sendust), 즉 알루미늄, 철 및 주석의 합금)에 의해 얇은층으로 제조되는 것이 양호하다. 상기 2개의 자기층은 갭(12)에 의해 분리된다. 이들은 비교적 큰 표면 영역을 가진 부분(14, 14')을 각각 구비하고 제 7a 도에 도시된 바와 같은 형상을 한다. 상기 2개의 부분(14, 14')은 교차점에 대하여 대각선 방향으로 위치된다. 갭(12)에 의해 차단되는 2개의 좁은 요소(15, 15')는 상기 부분(14, 14')을 결합한다.

제 7b 도의 섹션 CC 에 도시된 바와 같이, 자기 폴(14 및 14')의 부분은 기판(3)의 자기재료로 제조된 영역(35)과 직접 접촉한다. 이러한 목적을 위하여, 도체(11.1 및 11.2) 위에 배치된 절연체 재료의 층은 상기 부분(14 및 14')의 위치에서 에칭된다.

마지막으로, 상기 도체(21.1 및 21.2)는 제 1a 도에 도시된 것과 유사한 방법으로 각 도체위에서 자기회로를 폐쇄하기 위하여 제 1 자기층(20)으로 피복된다. 제 8 도에는, 중첩된 도체(21.1 및 21.2)의 어레이가 도시된다. 상기 자기층(20)은 점선(23 및 24)에 의하여 구분되고, 상기 도체(21.1 및 21.2) 위의 점선 사이에 있다.

그래서 본 발명에 따라, 자기헤드의 얇은 층 도체의 제조는 다중 권취의 코일을 제조하는 것 보다 기술적으로 훨씬 간단한 것이 판명되었다.

영역이 에칭되는 절연층에 의하여 접촉부를 재점유하게 하는 분리된 다른 얇은층에 의하여 와이어의 내부 단부 복귀용으로 제공할 필요가 없다.

얇은층 형태의 복귀 와이어가 없는 것은 저항과 열확산에 있어서 2의 계수에 의해 게인(gain)용으로 제공된다.

상기 제조 법칙은 덜 구속적이며, 층의 에칭을 더 두껍게 하며 저항이 더 작게 된다.

그래서 본 발명은 구성품의 전방면에 제어 신호를 보내어, 단일 권취의 얇은 층 코일의 사용을 위하여 필요한 변환기 작용을 수행가능하게 만든다.

제 4a 도 및 제 4b 도에 도시된 기판은 유리로 충진되어 연마에 의해 얇게되는 페라이트 블록의 쇼잉(sawing)에 의하여 얻어진다. 이것은 플럭스의 통로가 원주 부분을 통하여 이루어진다는 점에서 종래 기술의 구성과 다르다. 자기헤드가 배치된 중앙부분은 페라이트 단일암체(monolith)이다. 또한, 전방면으로 전달되는 플럭스는 각 코일 교차점과 대응 갭에 대응하여 1 × c 플럭스가 아니며, 1 개의 수평코일과 c 개의 수직코일에 대응하는 1 + c 플럭스만으로 된다.

이러한 1 + c 플럭스의 매트릭스 정렬은 제 9 도에 도시된 도체층에 의하여 얻어진다. 상기 회로 요소의 원주 수직 구조체를 각각 둘러싸는 플럭스의 변화는 중앙부분에서 흐르는 전류를 유도하는 요소에서 포텐션을 발생시킨다.

도시된 바와 같이, 제 1a 도는 상기 플럭스가 흐르는 요소를 도시한다. 홈이 지고 후방면위에 감겨진 페라이트 블록(4)이 있고, 상기 유리 페라이트 합성 유닛(3)은 기판으로 사용되며, 제 2 자기층(20)의 얇은층은 전방면위에서 얇은층 권취부를 피복한다. 상기 제 2 자기층(20)은 제 1 자기층(10, 10')이 자기헤드를 형성함과 동시에 침착되는 것이 양호하다. 상기 회로에 유도될 수 있는 플럭스는 상기 얇은층의 포화(1 테스라(Tesla) 범위내에서)에 의하여 제한된다. 5mm의 홈과 4㎛ 층 위에서, 20nwb의 플럭스가 유도될 수 있다. 15MHz에서의 플럭스의 변화는 상기 얇은층 회로에서 2volts의 전압을 유도한다. 상기 권취부의 저항에 10 ohms 보다 더 작다면, 기록에 충분한 전류가 유도될 수 있다. 이것은 통상적으로 0.1ohm²/cm 의 저항을 가진 층에 대응한다. 이것은 동, 금 또는 알루미늄과 같은 양호한 도체로 제조된 층의 미크론 분수에 해당한다.

상기 자기헤드의 구조는 특허 출원 제 2,605,783호에 기재된 구조와는 약간 다르다. 자기헤드의 피치 값을 조절하기 위하여, 도진 회로의 분리용으로 사용되는 절연층(제 8 도에 도시된 바와 같이)을 중공으로 제조하는 것이 꼭 필요한 것은 아니다. 매우 작은 피치 값(몇십 미크론 정도)을 위하여, 자기 회로를 적절하게 폐쇄하도록 제 8도에 도시된 것과 같이 하는 것이 양호하다.

상기 기재된 매트릭스 자기헤드의 제조는 다음의 방법에 따라 이루어질 수 있다.

대각선 홈(40.1 및 40.2)은 자기 재료의 판(4)으로 제조된다. 각 홈에는 홈으로 들어가고 홈의 대향면(제 3a 도 및 제 3b 도)위에 있는 여기 코일(41.1, 41.2)이 제조된다.

또한, 홈은 자기재료(3)로 제조되고 비자기 재료(31.1, 31.2 ; 제 9a 도 및 제 9b 도 참조)로 충진된 기판으로 제조된다. 상기 홈에 대향된 면은 제 4b 도의 면(33)을 얻기 위하여 가공된다. 이러한 가공은 이때에 또는 이후에 이루어질 수 있다.

제 5 도에 도시된 바와같이, 유도 도체(11.1)는 물론 수평의 제어 도체(21.1)가 비자기 재료의 수평밴드(31.1)위에 제조된다. 제 10a 도는 예를들면 유도 도체(11.1)의 단면을 도시한다.

제 10b 도에 도시된 바와 같이, 상기 유닛은 유도 도체(11.1 및 11.2)가 교차해야만 하는 영역(35)위에서 절연층으로 피복된다.

그 다음 수직 유도 도체(11.2)는 물론 수직 제어 도체(21.2)가 제 6 도에 도시된 바와 같이 제조된다. 제 10c 도는 수평 유도 도체(11.1)와 수직 유도 도체(11.2) 사이의 교차점을 단면으로 도시한다.

다시 전체 유닛은 절연층으로 피복된다(제 10d 도). 그다음, 이미 배치된 2개의 절연층은 자기 재료로 제조된 기판(3)의 중앙영역(35)에 접근을 얻기 위하여 각 교차점의 측부위에서 대각선 방향으로 에칭된다(제 10e 도).

그 다음, 제 8 도에 도시된 바와 같은 서로 다른 자기헤드는 예를들면 특허 출원 제 2,605,783 호에 기재된 기술에 따라 제조된다. 동일한 작동에서, 상기 제어 도체(21.1 및 21.2)를 자기 재료 층으로 피복하는 것이 가능하다.

마지막으로, 이렇게 미리 감겨진 판(4)은 자기 헤드와 자기 제어회로를 구비하는 것에 대향된 기판(3)의 판의 면(33)에 상기 판의 면(42)에 의하여 부착됨으로써, 상기 자기 제어회로에 연속성을 얻을 수 있고, 상기 코일은 기판(3)의 비자기재료(31.2)의 밴드에 거의 아래에 있게 된다.

제 1a 도 및 제 1b 도는 본 발명에 따른 기본적인 자기 헤드의 전형적인 실시예를 도시하는 도면.

제 2a 도 및 제 2b 도는 자기헤드 세트의 전형적인 실시예를 도시하는 도면.

제 3a 도 및 제 3b도는 여기 코일을 가진 자기 재료 판을 도시하는 도면.

제 4a 도 및 제 4b 도는 상기 구성품의 기판으로서 사용되는 글라스-페라이트 합성재료의 판을 도시하는 도면.

제 5 도 및 제 6 도는 자기헤드 매트릭스를 처리할 수 있는 얇은 층 도체의 형상을 도시하는 도면.

제 7a 도 및 제 7b 도는 헤드 매트릭스의 교차점에 위치된 자기헤드를 도시하는 도면.

제 8 도는 매트릭스를 명령할 수 있는 중첩된 도체의 2개 어레이를 도시하는 도면.

제 9a 도 및 제 9b 도는 자기 재료로 제조된 자기 헤드 매트릭스의 기판을 도시하는 도면.

제 10a 도 내지 제 10e 도는 본 발명에 따른 제조방법의 단계를 도시하는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 1', 1" : 자기회로

2, 2', 2" : 제어회로

3 : 자기 기판

11, 11', 11" : 유도 도체

12 : 갭

31.1 : 수평밴드

31.2 : 수직밴드

Claims (3)

1. 제 1 자기회로와, 상기 제 1 자기회로를 통과하는 자기 플럭스(magnetic flux)를 유도하기 위한 적어도 하나의 제 1 유도 도체를 포함하고, 상기 제 1 유도 도체는 제 2 제어 도체(21)에 루프된(looped) 회로이며, 상기 제 2 제어 도체는 펄스된 전류 또는 교류에 의하여 공급되는 자기 플럭스를 유도하기 위하여 제 1 유도 권취부(41)를 구비하는 제 2의 폐쇄된 자기 회로(2)를 통과하고, 상기 제 1 유도 도체(11)는 자기 재료로 제조되는 기판(3)의 제 1 면(34)위에 위치되고, 상기 제 1 면(34)에 대향된 기판(3)의 제 2 면에 부착되는 자기 재료로 제조된 판(4)을 또한 포함하는 자기 기록/재생 헤드에 있어서,

   상기 제 1 유도 권취부(41)는 상기 기판(3)에 대하여 제 1 유도 도체(11)로부터 완전히 이격되게 위치될 수 있도록 상기 판(4) 주위에 코일링되는 것을 특징으로 하는 자기 기록/재생헤드.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 기판(3)은 제 2 제어 도체(21) 아래에서는 비자기성이며,

   상기 제 1 유도 도체(11)는 갭(12)에 의하여 차단되는 양호한 자기 투자율을 가지며 상기 자기헤드를 제조하는 재료의 제 1 자기층(10, 10')에 의하여 피복되며,

   상기 제 2 제어 도체(21)는 양호한 자기 투자율을 가지는 재료의 제 2 자기층(20)에 의하여 피복되는 것을 특징으로 하는 자기 기록/재생 헤드.
3. 제 2 항에 있어서,

   기본적인 자기 헤드의 제 1 자기회로(1)와 각각 관련된 몇몇의 제 1 의 상호 평행한 유도 도체(11)와,

   상기 제 1의 유도 도체(11)중의 하나에 각각 루프된 몇몇의 제 2의 상호 평행한 제어 도체(21)와,

   상기 제 2 제어 도체(21)중의 하나와 자기적으로 각각 관련되어 있는 몇몇의 유도 권취부(41)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 기록/재생 헤드.