KR20010063113A - A megnetic head having minimized output encroachment of side track - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자기기록헤드에 관한 것으로, 특히 팁의 상면을 평탄하게 형성해서 요크를 팁보다 훨씬 크게 형성하여 자기헤드의 효율을 향상시키고 모서리전계를 최소화하여 인접트랙잠식 효과를 최소화한 측면트랙의 출력잠식을 최소화한 자기기록헤드에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetic recording head. In particular, the upper surface of the tip is flat to form a yoke that is much larger than the tip, thereby improving the efficiency of the magnetic head and minimizing the edge electric field to minimize the side track erosion effect. A magnetic recording head minimizes erosion.
컴퓨터의 정보를 기록하는 하드디스크 드라이버의 고밀도화, 고용량화에 따라 이에 채용되는 자기기록헤드는 고기록밀도가 추구되고 있으며, 동시에 고주파에서 정보를 원활하게 판독하고 기록하도록 개발되고 있다. 이것을 위해, 자기기록헤드의 트랙폭을 구현하는 극성팁(pole tip)의 폭이 점점 작아져야만 하며, 또한 동작주파수는 점차 높아져야만 한다.The magnetic recording head employed in accordance with the higher density and higher capacity of a hard disk driver for recording computer information has been pursued with high recording density, and at the same time, it has been developed to read and record information smoothly at high frequency. For this purpose, the width of the pole tip, which realizes the track width of the magnetic recording head, must be smaller and smaller, and the operating frequency must be gradually increased.
일반적으로 자기기록헤드가 안정적인 기록특성을 갖기 위해서는 기록된 비트(bit)의 형태가 작고 선명한 것이 매우 중요한데 실제 제품에서는 모서리전계(fringing field)에 의해 작고 선명한 비트의 기록이 어렵게 된다. 실제로 20Gb/in2의 기록밀도를 갖는 자기기록헤드의 팁폭은 dir 0.3∼0.4μm 정도인데, 이러한 수치의 트랙폭을 갖는 자기기록헤드를 제작하기란 대단히 어려운 일이었다. 또한, 팁과 요크를 정확하게 일치시켜야만 하는 어려움도 있었다.In general, in order for the magnetic recording head to have stable recording characteristics, it is very important that the shape of the recorded bits is small and clear. In fact, the tip width of a magnetic recording head having a recording density of 20 Gb / in 2 is about 0.3 to 0.4 µm, and it is very difficult to produce a magnetic recording head having such a track width. There was also the difficulty of exactly matching the tip and yoke.
도 1은 종래의 자기기록헤드를 나타내는 도면으로, 도 1(a)는 그 기본적인 개념을 나타내는 도면이고 도 1(b)는 측면도이다. 도 1(a)에 도시된 바와 같이, 제1쉴드층(shield layer;1) 위에는 제2쉴드층(3)이 형성되어 있으며, 그 위에 일정한 갭을 두고 팁(7)이 설치되어 있다. 팁(7)은 자계의 인가에 의해 헤드에 정보를 기록하기 위한 것으로, 상기 제2쉴드층(3)와 일정한 간격의 팁갭을 형성한다. 또한, 상기 팁(7)에는 요크(york;5)가 부착되어 있다.Fig. 1 is a view showing a conventional magnetic recording head. Fig. 1 (a) shows the basic concept and Fig. 1 (b) is a side view. As shown in FIG. 1A, a second shield layer 3 is formed on the first shield layer 1, and a tip 7 is provided with a predetermined gap thereon. The tip 7 is for recording information in the head by the application of a magnetic field, and forms a tip gap at regular intervals with the second shield layer 3. In addition, a yoke (york) 5 is attached to the tip 7.
그 평면적인 구조를 살펴보면, 도 1(b)에 도시된 바와 같이 우선 상기 제1 및 제2쉴드층(1,3) 위에는 제1절연층(10)이 적층되어 있으며 그 위에 제1코일(11)이 형성되어 있다. 상기 제1절연층(10) 및 제1코일(11) 위에는 제2절연층(13)이 형성되어 있으며 그 위에 다시 제2코일(15)이 형성되어 있다. 상기 제2절연층(13) 및 제2코일(15) 위에는 다시 제3코일(17)이 형성되어 있다. 상기 제1절연층(10)은 일단면이 경사지도록 형성되며, 제1코일(11) 및 제2절연층(13)은 상기 제1절연층(10)의 일부분 위에 형성된다.Looking at the planar structure, as shown in FIG. 1B, first insulating layers 10 are stacked on the first and second shield layers 1 and 3 and first coils 11 are disposed thereon. ) Is formed. The second insulating layer 13 is formed on the first insulating layer 10 and the first coil 11, and the second coil 15 is formed on the first insulating layer 10 and the first coil 11. The third coil 17 is formed on the second insulating layer 13 and the second coil 15 again. One end of the first insulating layer 10 is formed to be inclined, and the first coil 11 and the second insulating layer 13 are formed on a portion of the first insulating layer 10.
또한, 상기 제1절연층(10)의 일부분, 즉 제1코일층(11) 및 제2절연층(13)이 형성되지 않은 영역에는 팁(7)이 형성된다. 상기 팁(7)은 제1절연층(10)의 일단면 경사면을 따라 형성되어 역시 경사를 이루고 있다. 요크(5)는 상기 팁(7)과 제3절연층(17) 위에 형성되지만, 상기 팁(7)의 경사면에는 형성되지 않는다.In addition, a tip 7 is formed in a portion of the first insulating layer 10, that is, in a region where the first coil layer 11 and the second insulating layer 13 are not formed. The tip 7 is also formed along the inclined surface of one end surface of the first insulating layer 10 to be inclined. The yoke 5 is formed on the tip 7 and the third insulating layer 17, but is not formed on the inclined surface of the tip 7.
상기 구조의 자기기록헤드에서 요크(5)와 팁(7)은 각각 두단계를 거쳐 제작된다. 따라서, 경우 미세한 팁폭을 구현하기가 용이하지만, 요크(5)와 팁(7)을 정확하게 정렬해야만 하는 어려움이 있다. 요크(5)와 팁(7)이 정확하게 정렬되지 않는 경우, 효율이 감소하게 되고 모서리자계(fringing field)에 의한 비트에러가 증하게 되는 문제가 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 고해상도의 노광장치가 필요하게 되기 때문에, 전체적으로 제조비용이 증가하게 된다.In the magnetic recording head of the above structure, the yoke 5 and the tip 7 are manufactured in two steps, respectively. Thus, although it is easy to implement a fine tip width, there is a difficulty in aligning the yoke 5 and the tip 7 accurately. If the yoke 5 and the tip 7 are not aligned correctly, there is a problem that the efficiency decreases and the bit error due to the fringing field increases. In order to solve such a problem, a high-resolution exposure apparatus is required, which increases the overall manufacturing cost.
또한, 모서리자계를 줄이기 위한 한가지 방법으로 미국특허 제 5,805,391에 요크(5)를 뒤쪽으로 리세스(recess)하는 방법이 개시되고 있지만, 이 경우 리세스거리에 따라 자기기록헤드의 기록효율이 급격히 감소하기 때문에 최소한의 리세스거리를 갖도록 유지해야만 한다. 그러나, 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 위에 요크(5)가 형성되는 팁(7)이 경사면을 갖기 때문에, 요크(5)의 단부가 팁(7)의 경사면이 아닌 평편한 면에만 형성되어야만 하고, 그 결과 설정 거리(팁의 경사거리) 이상을 항상 유지해야만 한다. 즉, 리세스거리(t)의 최소 한계가 존재하게 되어 기록효율의 향상이 어렵게 된다.In addition, a method of recessing the yoke 5 to the rear is disclosed in US Pat. No. 5,805,391 as one method for reducing the corner magnetic field. In this case, the recording efficiency of the magnetic recording head is drastically reduced according to the recess distance. Therefore, the minimum recess distance must be maintained. However, as shown in Fig. 1 (b), since the tip 7 on which the yoke 5 is formed has an inclined surface, the end of the yoke 5 is only on a flat surface, not the inclined surface of the tip 7. It must be formed and as a result must always be kept above the set distance (tilt distance of the tip). In other words, there is a minimum limit of the recess distance t, which makes it difficult to improve the recording efficiency.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 폭이 팁의 폭보다 훨씬 큰 요크를 상기 팁 위에 뒤쪽으로 리세스되도록 형성함으로써 모서리자계에 의한 자기기록효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 측면트랙의 출력잠식을 최소화한 자기기록헤드를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above, and by forming a yoke having a width much larger than the width of the tip to be recessed backward on the tip, it is possible to prevent the deterioration of the magnetic recording efficiency due to the edge magnetic field. An object of the present invention is to provide a magnetic recording head with minimized output erosion.
본 발명의 다른 목적은 팁의 상면을 평탄하게 형성하여 상기 팁 위에 형성되는 요크의 리세스거리를 최소화으로써 자기기록효율을 향상시킬 수 있는 자기기록헤드를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a magnetic recording head which can improve magnetic recording efficiency by minimizing the recess distance of the yoke formed on the tip by forming the top of the tip flat.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 자기기록헤드는 제1쉴드층 및 제2쉴드층과, 상기 제2쉴드층 위에 형성된 제1절연층과, 상기 제2쉴드층 위의 제1절연층위 단부측에 형성된 팁과, 상기 제1절연층 위에 형성된 제1코일과, 상기 제1코일 및 제1절연층 위에 형성된 제2절연층과, 상기 제2절연층 위에 형성된 제2코일과, 상기 제2절연층 및 제2코일 위에 형성된 제3절연층과, 상기 팁 및 제3절연층 위에 상기 팁의 뒤쪽으로 리세스되며 그 폭이 상기 팁보다 훨씬 크도록 형성된 요크로 구성된다.In order to achieve the above object, the magnetic recording head according to the present invention includes a first shield layer and a second shield layer, a first insulating layer formed on the second shield layer, and a first insulating layer on the second shield layer. A tip formed at an end side, a first coil formed on the first insulating layer, a second insulating layer formed on the first coil and the first insulating layer, a second coil formed on the second insulating layer, and the And a third insulating layer formed on the second insulating layer and the second coil, and a yoke formed on the tip and the third insulating layer to be recessed to the rear of the tip and the width thereof is much larger than the tip.
도 1(a)는 종래 자기기록헤드의 구조를 나타내는 개념도.Fig. 1A is a conceptual diagram showing the structure of a conventional magnetic recording head.
도 1(b)는 종래 자기기록헤드의 측면도.1B is a side view of a conventional magnetic recording head.
도 2(a)는 본 발명에 따른 자기기록헤드의 구조를 나타내는 개념도.Fig. 2A is a conceptual diagram showing the structure of the magnetic recording head according to the present invention.
도 2(b)는 본 발명에 따른 자기기록헤드의 측면도.Fig. 2B is a side view of the magnetic recording head according to the present invention.
도 3(a)는 본 발명에 따른 자기기록헤드의 기자력과 갭전계의 관계를 나타내는 그래프.Fig. 3 (a) is a graph showing the relationship between the gripping force and the gap electric field of the magnetic recording head according to the present invention.
도 3(b)는 본 발명에 따른 자기기록헤드의 리세스거리와 갭자계 및 모서리자계의 관계를 나타내는 그래프.Fig. 3 (b) is a graph showing the relationship between the recess distance and the gap magnetic field and the edge magnetic field of the magnetic recording head according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 자기기록헤드의 인접트랙거리와 TAA드롭의 관계를 나타내는 그래프.4 is a graph showing a relationship between an adjacent track distance and a TAA drop of a magnetic recording head according to the present invention;
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
101,103 : 쉴드층 105 :요크101,103: shield layer 105: yoke
107 : 팁 110,113,117 : 절연층107: tip 110,113,117: insulating layer
111,115 : 코일111,115 coils
일반적으로 자기기록헤드의 형상은 정보를 판독하는 판독부와 정보를 기록하는 기록부로 구성된다. 기록부는 코어의 미세한 갭을 형성한 상태에서 코일을 감아 전류를 흘려 갭의 주위에 강한 누설자속을 발생시킨 후 매체의 자기입자들을 전류의 방향에 따라 일정한 방향으로 바꾸어 주는 방법으로 기록한다. 이때, 기록되는 비트의 크기는 주파수 및 팁의 폭에 결정된다. 고밀도의 기록을 위해서는 팁의 폭이 점점 작아져야 하며 높은 주파수에서 잘 동작하도록 헤드의 효율 역시 증가해야만 한다.In general, the shape of the magnetic recording head is composed of a reading section for reading information and a recording section for recording the information. The recording unit records by winding a coil in a state where a fine gap of the core is formed to generate a strong leakage magnetic flux around the gap, and then changing the magnetic particles of the medium in a constant direction according to the direction of the current. At this time, the size of the recorded bit is determined by the frequency and the width of the tip. For high density recording, the tip width must be smaller and the head efficiency must be increased to work well at high frequencies.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 자기기록헤드를 상세히 설명한다.Hereinafter, a magnetic recording head according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2(a) 및 도 2(b)는 본 발명에 따른 자기기록헤드를 나타내는 도면이다.2 (a) and 2 (b) show a magnetic recording head according to the present invention.
우선, 도 2(a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 자기기록헤드에서는 제1쉴드층(101)에 형성된 자기코어로 이루어진 제2쉴드층(103)과 일정한 갭을 두고 팁(107)이 형성되어 있다. 상기 팁(107)은 전류의 인가에 의해 상기 갭에 누설자속을 발생시켜 하드디스크와 같은 기록매체에 정보를 기록한다.First, as shown in FIG. 2A, in the magnetic recording head of the present invention, the tip 107 is formed with a predetermined gap from the second shield layer 103 formed of the magnetic core formed in the first shield layer 101. Formed. The tip 107 generates leakage magnetic flux in the gap by the application of current to record information on a recording medium such as a hard disk.
상기 팁(107) 위에는 요크(105)가 형성되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 자기기록헤드에서는 상기 요크(105)의 폭(w)이 팁(107)의 폭에 비해 훨씬 크게 형성된다. 또한, 상기 요크(105)는 팁(107)의 뒤쪽으로 리세스되어 있다. 일반적으로 요크(105)의 폭(w)에 따라 헤드의 전계는 달라진다. 도 3(a)은 기자력의 변화에 따른 갭자계의 크기를 나타내는 그래프로서, 요크의 폭(w)이 커질수록 갭자계가 커진다. 자기기록헤드의 효율은 갭자계가 커질수록 효율이 증가하므로, 요크(105)의 폭(w)이 커질수록 자기기록헤드의 효율이 향상된다고 할 수 있을 것이다. 그러나, 요크(105)의 폭(w)이 커질수록 모서리에서 발생하는 모서리자계 역시 커지게 되는데, 이 모서리자계는 이미 기록된 비트를 지우기 때문에 문제가 된다. 이때, 본 발명과 같이 요크(105)를 뒤쪽으로 리세스하는 경우 모서리전계를 줄일 수 있는데, 폭이 넓은 요크(105)를 사용함으로써 리세스거리에 따른 효율감소를 최소화할 수 있다.A yoke 105 is formed on the tip 107. As shown in the figure, in the magnetic recording head of the present invention, the width w of the yoke 105 is much larger than the width of the tip 107. The yoke 105 is also recessed to the rear of the tip 107. In general, the electric field of the head depends on the width w of the yoke 105. 3 (a) is a graph showing the magnitude of the gap magnetic field according to the change in the magnetomotive force. As the width w of the yoke increases, the gap magnetic field increases. Since the efficiency of the magnetic recording head increases as the gap magnetic field increases, it can be said that the efficiency of the magnetic recording head improves as the width w of the yoke 105 increases. However, as the width w of the yoke 105 increases, the edge magnetic field generated at the edge also becomes large, which is a problem because it erases the already recorded bits. In this case, when the yoke 105 is recessed to the rear as in the present invention, the edge electric field can be reduced. By using the wide yoke 105, efficiency reduction according to the recess distance can be minimized.
도 3(b)는 리세스거리(t)에 따른 갭자계와 모서리자계를 나타내는 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 리세스거리(t)가 증가함에 따라 모서리자계는 빠르게 감소하는데 비해, 갭자계는 거의 감소하지 않음을 알 수 있다.3B is a diagram illustrating a gap magnetic field and a corner magnetic field according to the recess distance t. As shown in the figure, the edge magnetic field decreases rapidly as the recess distance t increases, whereas the gap magnetic field hardly decreases.
도 2(b)를 참조하여 본 발명의 자기기록헤드의 구조를 상세히 설명하면, 다음과 같다.Referring to Fig. 2 (b), the structure of the magnetic recording head of the present invention will be described in detail as follows.
우선, 제1쉴드층(101) 위에는 제2쉴드층(103)이 형성되어 있다. 상기 제2쉴드층(13)은 도금되어 있다. 상기 제2쉴드층(103) 위에는 절연물질이 적층되고 패터닝된 후 열처리되고 큐어링되어 제1절연층(110)이 형성된다. 상기 제1절연층(110)의 단부 앞쪽에는 팁(107)이 형성되어 도금된다. 상기 제2쉴드층(103)과 마찬가지로 상기 팁(107) 역시 도금되어 있다.First, a second shield layer 103 is formed on the first shield layer 101. The second shield layer 13 is plated. On the second shield layer 103, an insulating material is stacked, patterned, heat treated, and cured to form a first insulating layer 110. A tip 107 is formed and plated in front of the end portion of the first insulating layer 110. Like the second shield layer 103, the tip 107 is also plated.
도면에 도시된 바와 같이, 상기 제1절연층(110)과 팁(107)의 상면은 평편한 상면을 이룬다. 제조공정에서, 제2쉴드층(103) 위에 일단 제1절연층(110)을 형성한 후, 상기 제2쉴드층(103)의 일부와 제1절연층(110)의 일부 위에 팁(107)을 형성한다. 다시 말해서, 팁(107)의 일부는 제1절연층(110)과 마찬가지로 제2쉴드층(103) 위에 존재하지만 나머지 일부는 상기 제1절연층(110) 위에 존재한다. 이어서, 상기 제1절연층(110)과 팁(107)을 연마(polishing)하면, 상기 제1절연층(110)과 팁(107)의 상면이 평탄화된다.As shown in the figure, the upper surface of the first insulating layer 110 and the tip 107 forms a flat upper surface. In the manufacturing process, after the first insulating layer 110 is formed on the second shield layer 103, the tip 107 is disposed on the portion of the second shield layer 103 and the portion of the first insulating layer 110. To form. In other words, a part of the tip 107 is present on the second shield layer 103 similarly to the first insulating layer 110, but the other part is on the first insulating layer 110. Subsequently, when the first insulating layer 110 and the tip 107 are polished, the top surfaces of the first insulating layer 110 and the tip 107 are planarized.
이러한 팁(107)의 평탄화는 요크(105)의 리세스거리에 영향을 미친다. 즉, 제1코일(111), 제2절연층(113), 제2코일(115) 및 제3절연층(117)을 형성한 후, 상기 제3절연층(117) 위에 요크(105)를 형성할 때, 팁(107)이 평탄화되어 있기 때문에 요크(105)가 팁(105)의 앞쪽에 위치할 수 있게 된다. 이러한 현상은 도 1(b)에 도시된 종래의 구조와 비교하면 명확하게 나타난다. 종래의 자기기록헤드에서는 팁(107)이 일정 각도(θ)로 경사지기 때문에, 요크(105)가 상기 팁(107)의 경사면에 형성될 수 없게 된다. 따라서, 요크(105)의 리세스거리에 일정한 한계가 있었지만, 본 발명에서는 팁(107)에 경사면이 존재하지 않기 때문에 요크(105)의 리세스거리(t)를 최소화할 수 있게 된다.This flattening of the tip 107 affects the recess distance of the yoke 105. That is, after the first coil 111, the second insulating layer 113, the second coil 115, and the third insulating layer 117 are formed, the yoke 105 is formed on the third insulating layer 117. When formed, the yoke 105 can be positioned in front of the tip 105 because the tip 107 is flattened. This phenomenon is clearly seen in comparison with the conventional structure shown in Fig. 1 (b). In the conventional magnetic recording head, since the tip 107 is inclined at a certain angle θ, the yoke 105 cannot be formed on the inclined surface of the tip 107. Therefore, although the recess distance of the yoke 105 has a certain limit, in the present invention, since the inclined surface does not exist in the tip 107, the recess distance t of the yoke 105 can be minimized.
도 4에 종래의 자기기록헤드와 본 발명의 자기기록헤드 사이의 인접트랙기록거리에 따라 TAA(Track Average Amplitude) 드롭(drop)를 나타내는 그래프이다. 도면에 도시된 바와 같이, 종래의 자기기록헤드에서는 인접트랙 기록거리가 증가함에 따라 TAA가 급격하게 감소하지만, 본 발명의 자기기록헤드에서의 인접트랙 기록거리에 따른 TAA가 거의 감소하지 않음을 알 수 있다. 이러한 TAA의 감소는 요크(105)의 모서리자계에 의한 것으로, 상기 그래프에 의하면 본 발명의 자기기록헤드에서는 모서리자계가 현저히 감소된 것을 알 수 있다.4 is a graph showing a track average amplitude (TAA) drop according to an adjacent track recording distance between the conventional magnetic recording head and the magnetic recording head of the present invention. As shown in the figure, in the conventional magnetic recording head, the TAA decreases rapidly as the adjacent track recording distance increases, but the TAA according to the adjacent track recording distance in the magnetic recording head of the present invention hardly decreases. Can be. The decrease in the TAA is caused by the edge magnetic field of the yoke 105. According to the graph, it can be seen that the edge magnetic field is significantly reduced in the magnetic recording head of the present invention.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자기기록헤드는 팁을 평탄하게 형성하여 그 위에 형성되는 요크의 리세스거리를 최소화하고 그 폭을 최대화함으로써 기록효율이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.As described above, the magnetic recording head according to the present invention can prevent the recording efficiency from lowering by forming the tip flat to minimize the recess distance of the yoke formed thereon and maximizing its width.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| J201 | Request for trial against refusal decision | ||
| AMND | Amendment | ||
| AMND | Amendment | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| B601 | Maintenance of original decision after re-examination before a trial | ||
| J301 | Trial decision |
Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20011218 Effective date: 20030630 |