KR100455296B1 - 자기재생헤드 - Google Patents

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KR100455296B1
KR100455296B1 KR10-2002-0026891A KR20020026891A KR100455296B1 KR 100455296 B1 KR100455296 B1 KR 100455296B1 KR 20020026891 A KR20020026891 A KR 20020026891A KR 100455296 B1 KR100455296 B1 KR 100455296B1
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Abstract

자기재생헤드가 제공된다. 개시된 자기재생헤드는, 바닥층과, 바닥층의 상부에 적층된 자성층을 포함하는 기록매체에 기록된 정보를 재생하는 자기헤드에 있어서, 바닥층과 소정 간격(G) 이격되어 자성층의 상부에 위치하는 MR소자와, MR 소자와 소정 거리를 두고 양측면에 평행하게 배열된 한 쌍의 차폐층을 구비하며, 차폐층은 소정 간격(G)의 2배 이하의 폭을 가진다. 본 발명은 차폐층의 폭을 적절히 조절하여 차폐층의 하부에 위치하는 기록매체의 자화에 의한 자기장이 MR소자에 영향을 미치지 않게 하여 자기재생헤드의 감도를 향상시킬 수 있다.

Description

자기재생헤드{A magnetic reading head}
본 발명은 MR소자를 이용한 자기재생헤드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차폐층의 폭을 조절하여 감도를 향상시킨 자기재생헤드에 관한 것이다.
도 1a는 종래의 자기재생헤드의 구조를 간략히 나타낸 사시도이며, 도 1b는 종래의 자기재생헤드의 자기장의 분포를 간략히 나타낸 개념도이다.
도 1a를 참조하면, 일반적인 자기재생헤드는 센서로 사용되는 MR(magnetoresistive)소자(11)와, MR소자를 둘러싸는 차폐층(13, 15; Shield layer)을 포함한다. 종래의 자기헤드는 MR소자(11)와 기록매체(18)의 바닥층(18b; soft under layer)사이의 간격(G)에 비해 차폐층(13, 15)의 폭이 매우 넓어 자화에 의한 영향이 크다.
자기재생헤드에 사용되는 MR소자는 MR소자의 자유층(free layer)의 자화방향과 고정층(pinned layer)의 자화방향간의 상대적인 각도 차이에 의해 MR소자의 저항변화가 일어나는 원리를 이용한 센서이다. 자기재생헤드는 기록매체의 자화방향에 따라 MR소자의 자유층의 자화방향이 변하므로 MR소자의 저항변화를 검출하여 기록매체의 정보를 재생할 수 있다.
차폐층(13, 15)은 MR소자의 하부에 검출하고자 하는 기록매체의 자화에 의한 자기장이외의 외부 자기장을 차폐하고 MR 소자를 기계적으로 보호하는 역할을 한다.
하지만, 도 1b를 참조하면, 종래의 자기 차폐층(13, 15)은 MR소자에 인접한기록매체(18)의 자화뿐만 아니라 차폐층(13, 15)의 하단부에 대응하는 위치의 자구의 자화에 의해서도 자로가 형성되므로, 차폐층(13, 15)의 하단부의 단면의 면적에 비례해 노이즈가 증가하여 정보재생시 자기헤드의 감도가 떨어지게 된다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 정보재생시 노이즈를 감소시켜 감도를 향상시킨 자기재생헤드를 제공하는 것이다.
도 1a는 종래의 자기재생헤드를 나타낸 사시도,
도 1b는 종래의 자기재생헤드의 자장분포를 간략히 나타낸 개념도,
도 2a는 본 발명의 제1실시예에 따른 자기재생헤드를 나타낸 사시도,
도 2b는 본 발명의 제1실시예에 따른 자기재생헤드의 자장분포를 간략히 나타낸 개념도,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 자기재생헤드를 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 자기재생헤드를 나타낸 사시도,
도 5는 종래의 자기헤드와 본 발명의 제1 및 제2실시예에 따른 자기재생헤드 의 감도를 나타낸 그래프,
도 6은 종래의 자기헤드와 본 발명의 제1 및 제2실시예에 따른 자기재생헤드 의 감도를 나타낸 그래프.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
11, 21 ; MR소자 13, 15, 23', 25' ; 차폐층
23, 25 ; 제1차폐층 27, 29 ; 제2차폐층
18, 28 ; 기록매체
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 바닥층과, 상기 바닥층의 상부에 적층된 자성층을 포함하는 기록매체에 기록된 정보를 재생하는 자기헤드에 있어서,
상기 바닥층과 소정 간격(G) 이격되어 상기 자성층의 상부에 위치하는 MR소자;와 상기 MR 소자와 소정 거리를 두고 양측면에 평행하게 배열된 한 쌍의 차폐층;을 구비하며,
상기 차폐층은 상기 소정 간격(G)의 2배 이하의 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 자기재생헤드를 제공한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 또한, 바닥층과, 상기 바닥층의 상부에 적층된 자성층을 포함하는 기록매체에 기록된 정보를 재생하는 자기헤드에 있어서,
상기 바닥층과 소정 간격(G) 이격되어 상기 자성층의 상부에 위치하는 MR소자;와 상기 MR 소자와 소정 거리를 두고 양측면에 평행하게 배열된 한 쌍의 제1차폐층; 및 상기 제1차폐층과 소정 거리를 두고 양측면에 평행하게 배열된 한 쌍의 제2차폐층;을 구비하며,
상기 제1차폐층은 상기 소정 간격(G)의 2배 이하의 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 자기재생헤드를 제공한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 또한, 바닥층과, 상기 바닥층의 상부에 적층된 자성층을 포함하는 기록매체에 기록된 정보를 재생하는 자기헤드에 있어서,
상기 바닥층과 소정 간격(G) 이격되어 상기 자성층의 상부에 위치하는 MR소자;와 상기 MR소자와 소정 거리를 두고 양측면에 평행하게 배열된 한 쌍의 차폐층;을 구비하며,
상기 제1차폐층은 상단부가 하단부보다 폭이 넓고 기록매체를 향한 하단부의 단면의 폭이 상기 소정 간격(G)의 2배 이하인 것을 특징으로 하는 자기재생헤드를 제공한다.
상기 차폐층은 기록매체를 향한 하단부의 단면의 폭이 0.1μm 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 자기헤드는 기록매체와 근접하는 차폐층의 하단부의 단면이 소정 폭 이하를 가지도록 하여 차폐층 하부에 위치하는 자구(magnetic domain)의 자화(magnetization)에 의해 발생하는 자기장이 MR 소자에 영향을 미치지 않게 하여 노이즈를 감소시킴으로써 감도가 향상된다.
여기서, MR소자는 GMR(Giant Magnetoresistance)소자와 TMR(Tunnel Magnetoresistance) 소자를 모두 포괄하는 개념이다.
이하 본 발명의 실시예에 따른 자기재생헤드를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면에서 MR소자 및 차폐층의 폭을 설명을 위해 과장되게 도시하였음에 유의해야 한다.
도 2a는 본 발명의 제1실시예에 따른 자기재생헤드를 나타낸 사시도이다.
도 2a를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 자기재생헤드는, 기록매체(28)의 자성층(28a; magnetic layer)의 상부에 위치하는 MR소자(21)와, MR소자(21)와 소정 거리를 두고 양측면에 평행하게 배열된 한 쌍의 차폐층(23)을 구비한다.
상기 MR소자(21)는 상기 기록매체(28)의 자성층(28a)의 하부에 위치하는 바닥층(28b; soft under layer)으로부터 소정 간격(G) 이격되어 위치하고 있다. 여기서, MR소자(21)가 바닥층(28b)로부터 소정 간격 즉, G 만큼 이격되어 있다고 함은 바닥층(28b)의 표면으로부터 MR소자(21) 저면 사이의 거리가 G 임을 의미한다.
차폐층(23)은 그 폭(S1)이 상기 소정 간격(G)의 2배 이하가 되도록 형성되며, 바람직하게는 0.1 μm이하의 폭을 가지도록 제조된다.
종래에는 차폐층(13, 15)의 하부에 있는 차폐층(13, 15)의 하단면의 면적에 해당하는 자화에 의한 자기장이 거의 대부분 MR소자(21)에까지 전달됨으로써 노이즈성분이 증가되어 자기헤드의 성능이 떨어졌으나, 본 발명의 실시예에 따른 자기헤드에서는 차폐층(23)의 폭(S1)을 감소시켜, 차폐층(23)의 외부에 위치하는 자구의 자화에서 발생되는 자기장이 MR소자(21)에까지 영향을 미치지 않도록 하였다.
도 2b는 본 발명의 제1실시예에 따른 자기재생헤드의 자기분포를 나타낸 개념도이다.
도 2b를 참조하면, MR소자(21)의 하부에 위치하는 기록매체(28)의 자화에 의한 자기력선은 기록매체(28)와 MR소자(21)사이의 공극을 지나 MR소자(21)중 자유층(free layer)의 자화방향을 변화시키고 MR소자(21)와 차폐층(25)사이의 공극을 지나 차폐층(25)을 통과하여 다시 기록매체(28)의 바닥층(28b)으로 향하는 자기회로(24)를 구성한다.
차폐층(23)의 외부에 위치하는 기록매체(28)의 자구의 자화에 의한 자기력선은 기록매체(28)와 차폐층(23)사이의 공극을 지나 차폐층(23)을 통과하여 다시 기록매체(28)로 향하는 자기회로(26)를 구성하므로 MR소자(21)에는 영향을 미치지 아니한다.
이와 같은 효과는 본 발명의 제2 및 제3실시예에 따른 자기재생헤드에도 동일하게 나타난다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 자기재생헤드를 나타낸 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 자기재생헤드는, 본 발명의 제1실시예에 따른 자기재생헤드와 동일한 구성요소를 가지며, 더하여 한 쌍의 제1차폐층(25)과 소정 거리(l)를 두고 양측면에 평행하게 배열되는 한 쌍의 제2차폐층(27)을 구비한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 자기재생헤드에서, 제1차폐층(25)의 폭(S2)이 너무 얇으면 자기재생헤드와 나란히 위치하는 기록헤드나 외부의 고주파 노이즈에 대해 자기저항이 반응을 하여 원치 않는 노이즈를 발생시킬 수 있으므로, 제2 차폐층(27)을 더 배열하여 제1차폐층(25)을 향한 자기력선을 제2차폐층(27)으로 향하게 하여 외부 자기장의 침투를 막을 수 있다.
여기서, 제1차폐층(25)과 제2차폐층(27)사이의 거리(l)는 제1차폐층의 폭(S2)과 비슷한 값을 가지며, 제2차폐층(27)의 두께는 두꺼울수록 좋으나 제작상 2μm 전후의 값이 좋다.
제1차폐층(25)은 본 발명의 제1실시예에 따른 자기헤드에서와 같이, MR소자(21)와 바닥층(28b)과의 소정간격(G2)의 2배이하의 폭을 가지며, 바람직하게는 0.1μm의 폭을 가진다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 자기재생헤드를 나타낸 사시도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 자기재생헤드는, 본 발명의 제2실시예에 따른 자기재생헤드와 동일한 효과를 얻기 위해 차폐층(29)의 상단부가 하단부보다 폭이 넓고 하단부의 폭(S3)을 본 발명의 제2실시예에 따른 자기재생헤드와 유사하게 MR소자(21)와 바닥층(28b)사이의 소정 간격(G3)의 2배 이하가 되도록 하며, 바람직하게는 0.1μm 이하가 되게 한다.
또한, 본 발명의 제2실시예에 따른 자기재생헤드와 동일한 효과를 얻기 위하여 하단부에 도시된 바와 같이 단차를 주어 상단부가 하단부보다 폭을 넓게 하여 차폐층(29)의 하부의 기록매체(28)의 자화로부터의 자기력선이 차폐층(29)을 MR소자(21)와 반대방향으로 향하도록 자로를 형성하여 MR소자(21)에 대한 노이즈의 영향을 감소시킬 수 있다.
여기서, 단차의 높이는 상기 MR소자(21)와 바닥층(28b)과의 간격(G3)과 유사한 값을 가지도록 한다.
도 5는 종래의 자기헤드와 본 발명의 제1 및 제2실시예에 따른 자기헤드를 사용한 경우 자기헤드의 중심으로부터의 거리에 따른 MR소자의 감도의 변화를 나타낸 그래프이다.
여기서, 본 발명의 제2실시예에 따른 자기헤드에서 제1차폐층(23)과 제2차폐층(27)과의 거리는 0.3μm로 설정하였다.
f1은 종래의 자기헤드를 사용한 경우 MR소자로부터 좌우측으로 떨어진 거리에 따른 감도의 변화를 보인 그래프이며, f2와 f3는 본 발명의 제1 및 제2실시예에 따른 자기헤드를 사용한 경우 MR소자로부터 좌우측으로 떨어진 거리에 따른 감도의 변화를 보인 그래프이다.
MR소자와 차폐층사이의 거리는 대략 0.1μm 이므로 감도는 MR소자가 위치하는 중심부가 가장 높으며, 좌우측으로 0.1μm 에 이르기까지 점차 감소하다가 0.1μm를 지나서는 거의 0의 값을 나타낸다.
도 5에 도시된 감도에 대한 그래프를 푸리에 트랜스폼(Fourier transformation)하면 도 6에 도시된 바와 같은 그래프를 얻을 수 있다.
도 6은 종래의 자기헤드와 본 발명의 제1 및 제2실시예에 따른 자기헤드 사용시 감도의 주파수 특성에 대한 향상을 나타낸 그래프이다.
도 6을 참조하면, g1은 종래의 자기헤드의 주파수에 따른 감도를 나타낸 그래프이며, g2는 본 발명의 제1실시예에 따른 자기헤드의 주파수에 따른 감도를 나타낸 그래프이며, g3는 본 발명의 제2실시예에 따른 자기헤드의 주파수에 따른 감도를 나타낸 그래프이다.
주파수가 2×10-5(1/s)보다 작은 경우 나타나는 신호는 노이즈므로 주파수 대역에 대한 감도가 낮을수록 자기헤드의 성능이 우수한 것이다.
도면을 참조하면, 주파수가 2×10-5(1/s)보다 작은 경우 g1의 감도가 가장 높고 g3, g2 순서로 낮아지고 있으므로, 본 발명의 제1 및 제2실시예에 따른 자기헤드의 성능이 우수한 것을 알 수 있다.
본 발명은 자기재생헤드의 차폐층의 기록매체를 향한 하단부의 폭을 소정 폭 이하로 설정하여 차폐층의 외부에 위치하는 기록매체의 자화의 자기장이 MR소자에 영향을 미치지 않게 하여 자기재생헤드의 감도를 향상시킬 수 있다.
상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다.
예를 들어 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상에 의해 자기재생헤드의 구조를 변형할 수 있을 것이다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 자기재생헤드의 장점은 MR소자의 하부에 위치하는 기록매체의 자화만을 검출하도록 차폐층의 하단부의 단면의 폭을 조절함으로써 차폐층의 하부에 위치하는 기록매체의 자화에 의한 노이즈를 감소시켜 감도를 향상시킬 수 있다는 것이다.

Claims (6)

  1. 바닥층과, 상기 바닥층의 상부에 적층된 자성층을 포함하는 기록매체에 기록된 정보를 재생하는 자기헤드에 있어서,
    상기 바닥층과 소정 간격(G) 이격되어 상기 자성층의 상부에 위치하는 MR소자;
    상기 MR 소자와 소정 거리를 두고 양측면에 평행하게 배열된 한 쌍의 차폐층;을 구비하며,
    상기 차폐층은 상기 소정 간격(G)의 2배 이하의 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 자기재생헤드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 차폐층은 0.1 μm이하의 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 자기재생헤드.
  3. 바닥층과, 상기 바닥층의 상부에 적층된 자성층을 포함하는 기록매체에 기록된 정보를 재생하는 자기헤드에 있어서,
    상기 바닥층과 소정 간격(G) 이격되어 상기 자성층의 상부에 위치하는 MR소자;
    상기 MR 소자와 소정 거리를 두고 양측면에 평행하게 배열된 한 쌍의 제1차폐층; 및
    상기 제1차폐층과 소정 거리를 두고 양측면에 평행하게 배열된 한 쌍의 제2차폐층;을 구비하며,
    상기 제1차폐층은 상기 소정 간격(G)의 2배 이하의 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 자기재생헤드.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1차폐층은 0.1μm 이하의 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 자기재생헤드.
  5. 바닥층과, 상기 바닥층의 상부에 적층된 자성층을 포함하는 기록매체에 기록된 정보를 재생하는 자기헤드에 있어서,
    상기 바닥층과 소정 간격(G) 이격되어 상기 자성층의 상부에 위치하는 MR소자;
    상기 MR소자와 소정 거리를 두고 양측면에 평행하게 배열된 한 쌍의 차폐층;을 구비하며,
    상기 차폐층은 상단부가 하단부보다 폭이 넓고 기록매체를 향한 하단부의 단면의 폭이 상기 소정 간격(G)의 2배 이하인 것을 특징으로 하는 자기재생헤드.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 차폐층은 기록매체를 향한 하단부의 단면의 폭이 0.1μm 이하인 것을 특징으로 하는 자기재생헤드.
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