KR20130080044A - 폴 팁 실드를 갖는 자기 레코딩 헤드 - Google Patents

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KR20130080044A
KR20130080044A KR1020137009567A KR20137009567A KR20130080044A KR 20130080044 A KR20130080044 A KR 20130080044A KR 1020137009567 A KR1020137009567 A KR 1020137009567A KR 20137009567 A KR20137009567 A KR 20137009567A KR 20130080044 A KR20130080044 A KR 20130080044A
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더화 한
후아큉 인
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Abstract

폴 팁 실드(200, 300, 302, 400, 500)를 포함하는 기록 엘리먼트(120)가 개시된다. 개시된 실시예들에서, 예를 들어, 폴 팁 실드는, 측면 실드 부분들(300, 302, 402, 404)의 길이를 따라 다운-트랙 방향으로 감소하는 자기 모멘트를 갖는 등급화된 측면 실드 부분들(300, 302, 402, 404)을 형성하기 위하여 등급화된 자기 모멘트 물질로 제작된 측면 실드 부분들을 포함한다. 다른 실시예에서, 폴 팁 실드는 폴 팁(148)의 측면 에지들(205)의 부분적 길이를 따라 연장되는 단축된 길이를 갖는 측면 실드 부분들(204, 502, 504)을 포함한다. 예시된 실시예들에서, 측면 실드 부분들(402, 404, 502, 504)은 폴 팁(148)의 리딩 에지(174)의 전방에 톱니형 부분(414, 514)을 갖는 컨투어드 바디(contoured body)로 형성된다. 톱니형 부분(414, 514)은, 폴 팁(148)의 리딩 에지(174)의 전방에 폴 팁 실드(400, 500)의 리딩 에지 부분 사이에 갭 영역(416, 522)에 대하여 라운딩된 프로파일을 형성하는 라운딩된 톱니형 표면 컨투어를 갖는다.

Description

폴 팁 실드를 갖는 자기 레코딩 헤드 {MAGNETIC RECORDING HEAD HAVING A POLE TIP SHIELD}
이 본 출원은 "MAGNETIC RECORDING HEAD WITH MAGNETIC WALL ANGLE"라는 제목으로 2009년 3월 16일자로 출원된 미국 특허 출원 일련 번호 12/404,579의 부분 연속 출원이고, 상기 미국 특허 출원을 우선권으로 주장하며, 상기 미국 특허 출원의 전체 내용은 이로써 인용에 의해 포함된다.
데이터 저장 디바이스들은 자기 저장 매체 상에 디지털적으로 인코딩된 정보 또는 데이터를 저장한다. 데이터는 자기 레코딩 헤드를 사용하여 저장 매체 상에 저장된다. 예시적인 자기 레코딩 헤드들은 폴 팁을 갖는 메인 폴 및 하나 또는 그 초과의 보조 폴들을 포함한다. 저장 매체의 자기 저장 층 상에 데이터를 자기적으로 레코딩하기 위하여 메인 폴 및 하나 또는 그 초과의 보조 폴들에서 자속 경로를 발생시키기 위해 코일에 전압이 가해진다(energize). 데이터는 세로(longitudinal) 또는 수직(perpendicular) 패턴으로 자기 저장 층 상에 저장될 수 있다. 예시적인 데이터 저장 매체는 다수의 동심(concentric) 데이터 트랙들을 갖는 회전 디스크들을 포함한다. 헤드들은 자기 저장 매체 상에 데이터를 인코딩하기 위하여 다수의 동심 데이터 트랙들 중 하나 또는 그 초과에 관하여 위치설정된다. 통상적으로 헤드들은 하나 또는 그 초과의 동심 데이터 트랙들에 관해 사각(skew angle)에 배향된다. 스큐(skew)는 트랙의 중심선(center-line)과 헤드 사이의 각도로서 정의된다. 큰 사각은 레코딩에 간섭하고 인접 트랙 소거(ATI: adjacent track erasure)들에 기여할 수 있다.
폼 팩터(form factor) 사이즈의 감소들 및 면 밀도(areal density)의 증가들은 ATI 없이 충분한 기록 필드 진폭 또는 기록 필드 그래디언트(gradient)를 발생시키는 능력에 간섭할 수 있다. 충분한 기록 필드 진폭 또는 기록 필드 그래디언트의 부족은 레코딩 매체의 기록능력 및 신뢰성에 영향을 미친다.
애플리케이션은 예를 들어, 기록능력을 향상시키고 인접 트랙 간섭(ATI: adjacent track interference)을 제한하기 위하여 측면 실드 부분들을 포함하는 폴 팁 실드를 개시한다. 일 실시예에서, 측면 실드 부분들은 등급화된 측면 실드 부분들을 형성하는 등급화된 자기 모멘트 물질로 제작된다. 등급화된 측면 실드 부분들은 측면 실드 부분들의 길이를 따라 다운-트랙 방향으로 감소하는 자기 모멘트를 제공한다. 예시된 실시예들에서, 폴 팁 실드는, 폴 팁의 전방에(forward) 폴 팁으로부터 이격된 리딩(leading) 에지 부분 및 다운-트랙(down-track) 방향으로 리딩 에지 부분으로부터 연장되는 등급화된 측면 실드 부분들을 포함한다.
개시된 다른 실시예들에서, 폴 팁 실드는 폴 팁의 측면 에지들의 부분적 길이를 따라 연장되는 단축된(shortened) 길이를 갖는 측면 실드 부분들 및 리딩 에지 부분을 포함한다. 리딩 에지 부분 및 측면 실드 부분들은 폴 팁의 측면 에지들을 따라 단축된 측면 실드 부분들 및 폴 팁의 리딩 에지의 전방의 리딩 에지 부분을 형성하는 톱니형(indented) 부분을 갖는 콘투어드 바디(contoured body)로 형성된다. 측면 실드 부분들의 단축된 길이는 폴 팁의 트레일링(training) 에지의 전방에 이격된 말단(terminal) 에지 표면을 형성한다. 폴 팁 실드의 톱니형 부분은 폴 팁의 리딩 에지의 전방에 갭 영역(region)에 대한 라운딩된(rounded) 프로파일을 형성하기 위하여 라운딩된 톱니형 표면 컨투어를 갖는다.
개시된 폴 팁 실드들의 하나 또는 그 초과의 실시예들은 예를 들어, ATI를 감소시키기 위하여 기록 컨투어 버블(write contour bubble)을 향상시키거나 최적화시킨다. 예시적인 실시예들은, 레코딩 헤드의 기록능력을 향상시키기 위하여 유효 기록 필드 및 필드 그래디언트의 손실과 자속 누설을 제한하는 폴 팁 실드를 제공한다. 청구되는 주제는, 애플리케이션의 배경기술 섹션에 논의된 문제들 중 임의의 것 또는 전부를 해결하거나 장점들을 제공하는 구현예들로 제한되지 않는다.
도 1은 실시예에 따른 디스크 표면 또는 저장 매체에 면하는, 헤드의 베어링 표면을 예시하는 레코딩 헤드의 일 실시예의 평면도이다.
도 2는 실시예에 따른 도 1의 라인 2--2를 따라 취해진 바와 같은 레코딩 헤드의 단면도이다.
도 3a-3c는 실시예에 따른 데이터를 인코딩하기 위한 레코딩 헤드의 기록 엘리먼트의 실시예들을 개략적으로 예시한다.
도 4는 실시예에 따른 자기 저장 매체 상의 데이터 트랙에 관한 헤드의 배향의 개략적 예시이다.
도 5는 실시예에 따른 자기 저장 매체 상의 데이터 트랙들에 관한 헤드의 스큐(skew)를 보상하기 위한 벽 각도를 갖는 폴 팁의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 6a-6c는 실시예에 따른 기록 엘리먼트의 폴 팁에 대한 폴 팁 실드의 실시예들을 개략적으로 예시한다.
도 7은 실시예에 따른 ATI를 감소시키기 위한 자기 벽 각도를 갖는 자기장 프로파일을 개략적으로 예시한다.
도 8a-8b는 실시예에 따른 스텝형(stepped) 두께 세그먼트들을 갖는 기록 엘리먼트의 폴 팁에 대한 폴 팁 실드의 실시예들을 개략적으로 예시한다.
도 8c는 실시예에 따른 폴 팁의 프로파일을 예시하는 도 8b의 라인 8C -- 8C를 따라 취해진 단면도이다.
도 8d-8g는 실시예에 따른 폴 팁의 자기 벽 각도를 형상화하기 위한 가변 기하학적 구조를 갖는 폴 팁 실드의 실시예들을 개략적으로 예시한다.
도 9a-9b는 실시예에 따른 컨투어드 폴 팁 및 스텝형 두께 세그먼트들을 갖는 기록 엘리먼트의 폴 팁에 대한 폴 팁 실드의 실시예들을 개략적으로 예시한다.
도 10a-10b는 실시예에 따른 폴 팁 실드를 포함하는 기록 엘리먼트의 실시예들을 개략적으로 예시한다.
도 11a-11e는 실시예에 따른 보조 폴에 자기적으로 연결된 폴 팁 실드를 포함하는 기록 엘리먼트의 실시예들을 개략적으로 예시한다.
도 12a-12b는 실시예에 따른, 제1 보조 폴에 자기적으로 연결되는 폴 팁 실드 및 폴 팁 실드로부터 이격되고 제2 보조 폴에 자기적으로 연결되는 리딩 에지 실드를 포함하는, 기록 엘리먼트의 실시예들을 개략적으로 예시한다.
도 13a는 실시예에 따른 기록 엘리먼트의 폴 팁의 측면들로부터 이격되고 상기 측면들을 따라 연장되는 등급화된 측면 실드 부분들의 실시예를 개략적으로 예시하는 평면도이다.
도 13b는 실시예에 따른 도 13a에 예시된 등급화된 측면 실드 부분들의 실시예를 개략적으로 예시하는 사시도이다.
도 14a는 실시예에 따른 도 13a-13b에 도시된 바와 같은, 등급화된 측면 실드 부분들을 갖는 폴 팁 실드의 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 14b는 실시예에 따른 등급화된 측면 실드 부분들을 구비한 폴 팁 실드를 갖는 헤드의 실시예를 예시하는 평면도이다.
도 14c는 실시예에 따른 등급화된 측면 실드 부분들을 갖는 폴 팁 실드의 실시예의 사시도 예시(perspective illustration)이다.
도 14d는 실시예에 따른 다수의 등급화된 세그먼트들을 포함하는 등급화된 측면 실드 부분들을 갖는 폴 팁 실드의 일 실시예를 예시하는 평면도이다.
도 14e는 실시예에 따른 다수의 등급화된 세그먼트들을 포함하는 등급화된 측면 실드 부분들을 갖는 폴 팁 실드의 다른 실시예를 예시하는 평면도이다.
도 15a는 실시예에 따른 단축된 측면 실드 부분들을 갖는 폴 팁 실드를 개략적으로 예시하는 평면도이다.
도 15b는 실시예에 따른, 도 15a의 라인 15B-15B를 따라 취해진 폴 팁 실드 및 폴 팁의 단면도이다.
도 15c는 실시예에 따른, 단축된 측면 실드 부분들을 갖는 폴 팁 실드를 포함하는 헤드의 실시예의 평면도이다.
도 1-2는 데이터를 기록하거나 판독하기 위한 자기 레코딩 헤드(106)의 실시예를 예시한다. 예시된 실시예에서, 헤드(106)는 예를 들어, 박막 증착 기법들을 사용하여, 기판 또는 슬라이더 바디(124) 상에 형성되는 기록 엘리먼트(120) 및 판독 엘리먼트(122)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 기록 엘리먼트(120)는 슬라이더 바디(124) 및 헤드의 리딩 에지(126)로부터 이격된 슬라이더 바디 또는 헤드의 트레일링 에지(125)에 근접하게 제작된다. 예시된 실시예에서, 판독 엘리먼트(122)는 (도 2에 도시된) 데이터 저장 매체 또는 디스크(131)로부터 자기적으로 인코딩된 데이터를 판독하도록 구성되는 센서(130)를 포함한다. 센서(130)는 판독 동작들에 간섭할 수 있는 외부 자기장들로부터 센서(130)를 절연시키기 위하여 실드들(132, 134) 사이에 배치된다. 예시적인 센서 엘리먼트들(130)은 자기적으로 인코딩된 데이터를 판독하는, 자기저항성, 거대 자기저항성(GMR), 터널링 자기저항성(TMR) 또는 다른 센서들을 포함한다.
도시된 바와 같이, 기록 엘리먼트(120)는 메인 폴(140) 및 보조 폴(142)을 포함한다. 메인 폴(140) 및 보조 폴(142)은 자속 경로를 형성하기 위하여 (도 2에 도시된) 요크 부분(144)을 통해 자기적으로 연결된다. 전도성 코일(146)은 보조 폴(142) 및 메인 폴(140)에 자속을 유도하기 위하여 요크 부분(144) 둘레에 권선된다. 절연 물질은 메인 폴(140)과 보조 폴(142) 사이의 갭 또는 구역을 충진하며, 메인 및 보조 폴들(140, 142)로부터 전도성 코일(146)을 전기적으로 절연시키기 위하여 전도성 코일(146)을 둘러싼다. 본 명세서에 개시된 실시예들은 도 1에 도시된 바와 같은 그리고 본 명세서에서 더 충분히 설명되는 바와 같은 폴 팁 실드(200)를 포함한다.
예시된 실시예에서, 기록 엘리먼트(120) 및 판독 엘리먼트(122)는 데이터 저장 매체 또는 디스크의 표면에 면하는 헤드의 에어 베어링 표면(147)을 따라 형성된다. 예시된 실시예에서, 디스크의 회전은 헤드의 에어 베어링 표면(147)을 따라 공기 흐름(air flow) 경로를 생성한다. 공기는 헤드의 리딩 에지(126)로부터 트레일링 에지(125)까지 에어 베어링 표면(147)을 따라 흐른다. 근접 또는 거의 근접 레코딩에 대해, 에어 베어링 표면(147)을 따르는 공기 흐름은 앙력(lifting force)을 제공하기 위해 여압되어(pressurized), 헤드는 데이터 저장 매체 또는 디스크(102) 위에서 "부유(float)"한다. 예시된 실시예들에서, 헤드의 에어 베어링 표면(147)은 판독 및/또는 기록 동작들에 대한 최적의 압력 프로파일 및 피치(pitch)를 제공하기 위하여 알려진 에칭 프로세스들을 사용하여 패터닝된다. 도 1-2에 도시된 바와 같이, 메인 폴(140)은 헤드의 에어 베어링 표면(147)을 따라 폴 팁(148)을 갖는다. 폴 팁(148)은 (도 3a에 도시된 바와 같은) 메인 폴(140)의 리딩 측 또는 (도 3b에 도시된 바와 같은) 트레일링 측 중 어느 하나의 상부에 위치된 개별적으로 연결된 엘리먼트, 또는 (도 1에 도시된 바와 같은) 메인 폴(140)의 연장부(extension)일 수 있다. 통상적으로, 판독 및 기록 엘리먼트들(120, 122)은 웨이퍼 상에 증착되며, 웨이퍼는 헤드의 에어 베어링 표면(147)의 에칭된 표면들을 형성하기 위하여 슬라이스된다.
도 3a-3b는 자기 저장 매체 또는 디스크(131)에 데이터를 레코딩하거나 또는 기록하도록 구성되는 상이한 기록 엘리먼트 실시예들 또는 구조들을 예시하는 측단면도들이다. 실시예들 각각에서, 애플리케이션은 도시된 특정 저장 매체로 제한되지 않으나, 데이터 저장 매체는 자기 레코딩 층(150) 및 자기 백킹 층(152)을 포함한다. 예를 들어, 다른 실시예에서, 자기 레코딩 층(150)과 자기 백킹 층(152) 사이에 비-자기 층이 놓인다(interposed). 애플리케이션에 개시된 실시예들은 또한 교환 결합 복합물(ECC: exchange coupled composite) 매체와 함께 사용될 수 있다. 예시된 실시예에서, 자속을 유도하기 위하여 코일(146)에 전압이 가해진다. 디스크 또는 저장 매체 상에 데이터를 수직으로 인코딩하기 위하여 업 앤 다운(up and down) 배향들로 데이터 비트들을 레코딩하도록 자속 경로의 방향을 변화시키기 위해 코일(146)의 전류의 방향은 반전된다.
도 3a에 도시된 예시된 실시예에서, 기록 엘리먼트는, 폴 팁(148)을 갖는 메인 폴(140), 및 트레일링 에지 방향으로 폴 팁(148)으로부터 이격되는 보조 폴(142)을 포함한다. 코일(146)에 전압이 가해질 때, 플럭스 경로 또는 회로는 자기 레코딩 층(150) 상에 데이터를 수직으로 레코딩하기 위하여 도시된 바와 같이 형성된다. 도 3b에 도시된 대안적 실시예에서, 폴 팁(148)은 헤드(106)의 트레일링 에지에 근접하여 위치설정되고, 보조 폴(142)은 리딩 에지를 향하는 방향으로 폴 팁(148)으로부터 이격된다. 도 3c는 기록 엘리먼트가 다수의 보조 폴들(142-1, 142-2)을 포함하는, 자기 레코딩 헤드의 다른 실시예를 예시한다. 코일들(146-1, 146-2)은 보조 폴들(142-1, 142-2)을 메인 폴(140)에 연결하는 요크들(144-1, 144-2) 둘레에 권선된다. 데이터 저장 매체의 자기 레코딩 층(150)에 데이터를 레코딩하도록, 도시된 바와 같이 다수의 플럭스 경로들을 제공하기 위하여 코일들(146-1, 146-2)에 전압이 가해진다.
헤드(106)는 위치설정 또는 액추에이션 디바이스를 통한 데이터 트랙들의 선택에 관하여 위치설정된다. 도 4에 개략적으로 예시된 바와 같이, 헤드는 트랙(166)의 중심선(164)과 헤드 사이에 사각(160)이 존재하도록 매체 상에 위치설정된다. 헤드(및 기록 엘리먼트)의 배향은 트랙(166)의 중심선(164)에 대하여 사각(160)(명료성을 위해 과장된 - 본 예에서 대략 15도의)으로 오프셋되기 때문에, 기록 엘리먼트는 인접 트랙들(168)에 레코딩된 데이터에 간섭할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, (메인 폴(140)의) 메인 폴 팁(148)은 디스크 또는 매체 표면(131)에 면하는 폴 팁 표면을 갖는다. 종래 설계들에서, 폴 팁 표면은 폴 팁(148)의 리딩 에지(174)와 트레일링 에지(176) 사이에 벽 각도(172)를 제공하기 위하여 사다리꼴 형상(170)을 갖는다. 벽 각도(172)는 폴 팁의 리딩 에지에서 좁은 폭 프로파일을 그리고 트레일링 에지에서 더 넓은 프로파일을 제공하여, 폴 팁(148)의 리딩 에지(174)에 근접한 크로스 트랙 방향으로 인접 트랙 간섭(ATI: adjacent track interference)을 감소시킨다.
도 6a-6c는 매체 또는 디스크에 면하는 헤드의 에어 베어링 표면(147)으로부터 보여지는 바와 같은 레코딩 헤드의 기록 엘리먼트에 대한 애플리케이션을 갖는 폴 팁 실드(200)의 실시예들을 예시한다. 예시된 실시예들에서, 폴 팁 실드(200)는 일반적으로 "U"자형이며, 메인 폴 팁(148)의 측면들(205)을 따라 연장되는 측면 부분들(204) 및 메인 폴 팁(148)의 리딩 에지(174)의 전방의 리딩 에지 실드 부분(202)을 포함한다. 예시된 실시예에서, 메인 폴 팁(148)은, 강자성 물질, 예컨대, 철(Fe), 코발트(Co), 그리고 철 코발트(CoxFey(여기서 x
Figure pct00001
20-45% 그리고 y
Figure pct00002
55-80%)), 철 니켈(FeyNix(여기서 x
Figure pct00003
55-95% 그리고 y
Figure pct00004
5-45%)), 코발트 철 니켈(CoxFeyNiz(여기서 x
Figure pct00005
15-55%, y
Figure pct00006
10-80%, 그리고 z
Figure pct00007
5-35%)) 또는 다른 강자성 물질들과 같은 이들의 조합물들(그러나 이에 제한되는 것은 아님)을 포함한다. 게다가, 기록 폴 팁은 또한 상기 언급된 것들의 적어도 하나의 합금으로 만들어지거나 적층된 구조물일 수 있다.
몇몇 실시예들에서 폴 팁 실드(200)는 또한 강자성 물질, 예컨대, 철 코발트(CoxFey(여기서 x
Figure pct00008
20-45% 그리고 y
Figure pct00009
55-80%)), 철 니켈(FeyNix(여기서 x
Figure pct00010
55-95% 그리고 y 5-45%)), 또는 코발트 철 니켈(CoxFeyNiz(여기서 x
Figure pct00012
15-55%, y
Figure pct00013
10-80%, 그리고 z
Figure pct00014
5-35%))로 형성된다. 일 실시예에서, 폴 팁(148) 및 실드(200) 양자 모두는 Fe60Co40와 같은 하이 모멘트(high moment) 합금으로 형성된다. 실드(200)와 메인 폴 팁(148) 사이의 갭 구역(area) 또는 영역(206)은 알루미나와 같은 비-자기 및 전기적 절연 물질로 충진된다.
매체 상에 데이터를 인코딩하기 위하여 기록 폴에 전압이 가해질 때, 기록 폴 팁(148)은 포화에 가깝다. 도 6a-6c의 예시된 실시예들에서, 자속의 부분은 실드(200)로 션팅되어(shunted), 대향 자하(opposing magnetic charge)가 실드(200)의 표면 상에 축적되고, 네트(net) 필드 감소 및 실드(200)에 근접한 필드 각도 변화를 야기한다. 필드 각도 변화는 ATI를 제한하거나 감소시키기 위하여 자기 벽 각도 또는 컨투어를 제공한다. 설명된 바와 같은 "U" 폴 팁 실드(200)는 도 7에 도시된 바와 같이 일반적으로 사다리꼴 형상으로 자기 기록 버블(210)을 제공하도록 구성된다. 자기 기록 버블(210)의 사다리꼴 형상은 ATI를 감소시키기 위하여 리딩 에지(174)에 근접한 좁은 필드 폭 또는 프로파일을 제공하도록 자기 벽 각도를 형성한다. 폴 팁(148)의 자기-기록 버블(210)은 또한 트랙(166)에 관하여 트레일링 에지(176)에 근접한 상대적으로 더 넓은 필드 폭 프로파일을 포함한다. 예시된 실시예에서 설명된 바와 같이, 폴 팁 실드(200)는 본 명세서에 설명된 바와 같이 기록 동작들에 대하여 자기 벽 각도를 최적화하기 위해 실드(200)의 가변 자기 모멘트들 또는 특성들을 제공하도록, 상이한 자기 물질들 또는 조성물들(상이한 x, y 또는 z 퍼센트를 갖는 상기 논의된 물질들의 상이한 조성물들을 포함함)로 형성될 수 있다.
도 6a-6b에 예시된 실시예들에서, 일반적으로 "U"자형인 실드(200)의 측면 부분들(204)은 일반적으로 폴 팁(148)의 리딩 에지(174)로부터 트레일링 에지(176)까지 폴 팁(148)의 측면들(205)의 길이를 따라 연장된다. 도 6b에 예시된 실시예에서, 측면 부분들(204)은 폴 팁 실드(200)의 리딩 에지 실드 부분(202)의 측면 에지들(203)로부터 안쪽으로 리세스(recess)된다.
도 6c에 도시된 실시예에서, 실드(200)의 측면 부분들(204)의 길이는 폴 팁(148)의 측면들(205)의 길이보다 짧다. 특히, 도 6c에 도시된 실시예에서, 실드(200)의 측면 실드 부분들(204)은 폴 팁(148)의 중간길이(midlength) 주위로 연장된다.
예시된 실시예들에서, "U"자형 폴 팁 실드(200)의 측면 부분들(204)은 실드(200)의 측면 실드 부분들(204)의 길이를 따라 가변 자기 모멘트를 제공하도록 구성된다. 특히, 예시된 실시예에서, 폴 팁 실드(200)의 리딩 에지 부분은 폴 팁(148)의 리딩 에지에 근접한 자기 벽 각도를 형상화하기 위하여 트레일링 에지 부분보다 더 큰 자기 모멘트를 갖는다. 예시된 실시예에서, "U"자형 폴 팁 실드(200)의 측면 부분들(204)은 자화 및 기록 필드를 최적화하기 위하여 상이한 자기 모멘트들을 제공하도록 그것의 길이를 따라 상이한 자기 물질들 또는 조성물들로 형성될 수 있다.
도 8a-8b는 "U"자형 폴 팁 실드(200)의 측면 부분들(204)의 길이를 따라 상이한 자기 모멘트들을 제공하기 위하여 폴 팁 실드(200)의 길이를 따라 상이한 두께 치수들을 포함하는 "U"자형 폴 팁 실드(200)의 실시예들을 예시한다. 도 8a-8b에 도시된 실시예들에서, 스텝형(stepped) 두께 세그먼트들을 통해 상이한 두께 치수들이 형성된다. 스텝형 두께 세그먼트들 각각은 폴 팁(148)의 길이를 따라 상이한 필드 효과 또는 필드 각도 변화를 제공한다. 예시된 실시예에서, 상이한 두께 세그먼트들은 자기 벽 각도의 치수 또는 각도를 형상화하기 위하여 상이한 자기 모멘트들을 갖는 상이한 자기 물질들 또는 조성물들의 것일 수 있다.
도 8a-8b의 예시된 실시예들에서, 폴 팁(148)은 에어 베어링 표면(147)에서 최적의 기록 폴 팁 구역을 제공하기 위하여 매체에 면하는 일반적으로 평면인 표면(222)을 형성하는 직사각형 형상을 포함한다. 스텝형 두께 세그먼트들 또는 상이한 두께 치수들은 ATI를 감소시키기 위하여 직사각 형상의 폴 팁(148)의 자기장 또는 벽 각도를 최적화시킨다. 예시적으로, 폴 팁 실드(200)는 대략 4-5도의 자기 벽 각도를 제공하도록 구성되나, 애플리케이션은 특정 벽 각도 치수로 제한되지 않는다. 예시된 실시예에서, 실드 구성에 의하여 인에이블된 직사각형 폴은, 특히 높은 면 밀도를 수용하기 위하여 폴 팁의 치수들이 감소됨에 따라 기록기 프로세스를 크게 간략화시킨다.
구체적으로, 도 8a에 예시된 실시예에서, 폴 팁 실드(200)는 두께 치수(t1)를 갖는 제1 두께 세그먼트(220-1)를 갖는 리딩 에지 부분(202)을 포함한다. 도 8a에 도시된 폴 팁 실드(200)의 측면 부분들(204)은, 제2 두께 치수(t2)를 갖는 제2 두께 세그먼트(220-2) 및 제3 두께 치수(t3)를 갖는 제3 두께 세그먼트(220-3)를 포함하며, 여기서 t3 < t2 < t1이다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 더 큰 두께 세그먼트들(220-1 및 220-2)은 더 큰 필드 각도 변화 또는 효과를 제공하여, 리딩 에지에 근접한 좁은 필드 프로파일을 제공하는 반면, 더 작은 두께 세그먼트(220-3)는 트레일링 에지에 근접한 더 작은 필드 각도 변화를 제공한다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 애플리케이션은 도 8a에 예시된 특정 실시예로 제한되지 않으나, 제1, 제2 및 제3 두께 세그먼트들(220-1, 220-2, 220-3)은 두께 스텝에 의하여 분리된다. 예시된 실시예에서, 두께 스텝들은, 두께 세그먼트들(220-1, 220-2, 220-3)이 에어 베어링 표면(147)을 따라 공통적인 동일평면상의(co-planar) 표면을 갖도록 배향된다. 대안적 실시예에서, 두께 스텝들은 에어 베어링 표면(147)으로부터 리세스된다. 스텝형 두께 세그먼트들(220-1, 220-2, 220-3)에 더하여 또는 대안으로서, 예시된 실시예들에서, 폴 팁 실드(200)는 폴 팁(148)의 리딩 에지에 근접한 좁은 필드 프로파일을 제공하기 위하여 상이한 물질 세그먼트들을 포함한다.
도 8b는 도 8a에 도시된 실시예와 유사한 다수의 스텝형 두께 세그먼트들(220-1, 220-2, 220-3)을 포함하는 폴 팁 실드(200)를 예시한다. 도 8b에 도시된 실시예에서, 측면 부분들(204)은 리딩 에지(174)와 트레일링 에지(176) 사이에 폴 팁(148)의 길이에 관한 단축된 길이 치수를 포함한다. 예시된 실시예들에서, 메인 폴 팁(148)은 디스크 매체에 면하는 일반적으로 평면인 표면(222)을 포함한다. 도 8c에 도시된 바와 같이, 폴 팁(148)은 에어 베어링 표면(147)에 이르는 폴 팁(148)의 평면 표면(222)에 테이퍼드(tapered) 프로파일을 제공하기 위하여 경사진 리딩 에지 표면(224) 및 경사진 트레일링 에지 표면(226)을 제공하는 컨투어드 프로파일을 포함한다.
도 8a-8b의 예시된 실시예들에서 스텝형 두께 세그먼트들(220-1, 220-2, 220-3)이 도시되나, 애플리케이션은 도시된 바와 같이 이산 스텝형 세그먼트들을 갖는 실시예로 제한되지 않는다. 예시된 실시예들에서, 폴 팁 실드(200)는 자기장 프로파일을 최적화시키도록 자기적으로 유도된 벽 각도의 형상을 구성하기 위하여 실드(200)의 측면 부분들(204)의 길이를 따라 자기 모멘트를 변화시키기 위해 상이한 기하학적 구조들을 이용할 수 있다. 예를 들어, 도 8d에 예시된 실시예에서, 측면 부분들(204)은 경사진 두께 치수를 갖는다. 도시된 바와 같이, 경사진 두께 치수는 도 8d의 "U"자형 실드(200)의 측면 부분들(204)의 트레일링 에지에 근접하여 더 작은 두께 치수를 그리고 리딩 에지에서 더 큰 두께 치수를 제공한다. 측면 부분들(204)은 경사진 두께 치수를 형성하기 위하여 에어 베어링 표면(147)을 따라 경사진 컨투어를 그리고 에어 베어링 표면(147)을 따라 동일평면상의 표면을 가질 수 있다.
도 8e 및 8f에 도시된 대안적 실시예들에서, "U"자형 실드(200)의 측면 부분들(204)은 테이퍼드 폭 프로파일을 포함한다. 도 8g에 예시된 다른 실시예에서, "U"자형 실드(200)는 이전에 설명된 바와 같이 자기 벽 각도의 각도 또는 치수를 형상화하기 위하여 상이한 자기 모멘트들을 제공하기 위해 스텝형 폭 치수들을 갖는 다수의 스텝형 폭 세그먼트들(227-1, 227-2)을 포함한다. 특히, 도시된 바와 같이 폭 세그먼트들(227-1)은 폴 팁(148)의 리딩 에지(174)에 근접하여 더 좁은 필드 프로파일을 제공하기 위하여 폭 세그먼트(227-2)보다 더 큰 치수를 갖는다.
도 9a-9b는 기록 엘리먼트의 대안적 실시예를 예시한다. 도 9a에 도시된 실시예에서, 기록 엘리먼트는 리딩 에지 실드 부분(202) 및 측면 실드 부분들(204)을 포함하는 폴 팁 실드(200)를 포함한다. 도 9a에 예시된 실시예에서, 측면 실드 부분들(204)의 길이는 일반적으로 폴 팁(148)의 리딩 에지(174)로부터 트레일링 에지(176)까지 폴 팁(148)의 측면들의 길이를 따라 연장된다. 예시된 실시예에서, 폴 팁(148)은 리딩 에지(174)에서 더 좁은 폭 치수를 그리고 트레일링 에지(176)에 근접하여 더 넓은 폭 치수를 제공하도록 형상화 또는 컨투어되어, 폴 팁 실드(200)와 결합하여 자기장 프로파일을 향상시킨다. 예를 들어, 예시적 실시예에서, 폴 팁(148)은 4-5 도(degree) 물리적 벽 각도를 제공하도록 컨투어되고, (도시된 바와 같이 스텝형 부분들(220-1, 220-2, 220-3)과 함께) 폴 팁 컨투어 및 폴 팁 실드(200)의 조합은 10+ 도의 유효 벽 각도를 제공하도록 설계된다.
도 9b에 예시된 다른 실시예에서, 폴 팁 실드(200)의 측면 부분들(204)은, 폴 팁(148)의 리딩 및 트레일링 에지들(174, 176) 사이의 폴 팁(148)의 측면들의 길이 치수보다 작은, 단축된 길이 치수를 갖는다. 도 9a-9b의 예시된 실시예들 각각에서, 폴 팁 실드들(200)은 도 8a-8b에 대하여 이전에 설명된 바와 같이, 스텝형 두께 세그먼트들(220-1, 220-2 및 220-3)을 포함한다. 대안적으로, 다른 실시예들에서, 본 명세서에서 앞서 설명된 "U"자형 폴 팁 실드는 도 9a-9b에 도시된 바와 같이 컨투어드 폴 팁과 조합하여 이용된다.
도 10a 및 10b는 폴 팁 실드(200)를 포함하는 기록 엘리먼트의 실시예들을 예시한다. 도 10a에서, 폴 팁 실드(200)는 등급화된 폴 팁 실드를 제공하기 위하여 상이한 자기 모멘트를 갖는 다수의 세그먼트들(220-1, 220-2, 220-3)을 포함한다. 이전에 설명된 바와 같이, 예시된 일 실시예에서, 세그먼트들(220-1, 220-2, 220-3)은 다운-트랙 방향으로 가변 자기 모멘트를 제공하기 위하여 이전에 설명되고 도시된 바와 같이, 스텝형 두께 세그먼트들(220-1, 220-2, 220-3)을 형성하기 위해 상이한 두께 치수들을 갖는다. 대안적으로, 물질들의 세그먼트들(220-1, 220-2, 220-3)은 가변 자기 모멘트를 제공하기 위하여 상이한 자기 모멘트를 갖는다.
도 10b에 예시된 실시예에서, 기록 엘리먼트는 폴 팁 실드(200)로부터 분리된 트레일링 에지 실드(240)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 헤드(106)의 에어 베어링 표면(147)을 따라 폴 팁 실드(200)와 트레일링 에지 실드(240) 사이에 갭(242)을 형성하기 위하여, 트레일링 에지 실드(240)는 폴 팁 실드(200)로부터 이격된다. 에어 베어링 표면(147)을 따르는 트레일링 에지 실드(240)와 폴 팁 실드(200) 사이의 갭(242)은 알루미나와 같은 비-자기 물질로 충진된다. 도 10a에 예시된 실시예에서, 폴 팁 실드(200)는 도 10b에 예시된 폴 팁 실드(200)와 대조되는 상이한 두께 치수들을 갖는다. 다른 실시예에서, 도 10b의 폴 팁 실드(200)는 도 10a에 도시된 바와 같은 스텝형 두께 세그먼트들(220-1, 220-2, 220-3)을 포함할 수 있다.
도 11a-11e는 폴 팁 실드(200)를 포함하는 기록 엘리먼트들의 실시예들을 예시한다. 도 11b-11e에 도시된 예시된 실시예들에서, 기록 엘리먼트는 헤드(106)의 에어 베어링 표면(147)을 따라 폴 팁 실드(200)로부터 분리되고 이격되는 트레일링 에지 실드(240)를 포함한다. 예시된 실시예들 각각에서, 예를 들어, 폴 팁 실드(200)는 보조 폴(142)에 자기적으로 연결되어, 도 3b 또는 3c에서 앞서 예시된 바와 같이 폴 팁 실드(200)와 보조 폴(142) 사이에 플럭스 연결을 제공한다. 보조 폴(142)은 폴 팁(148)의 자기 벽 각도를 향상시키기 위하여 실드(200)로부터의 자하에 대한 플럭스 경로를 제공한다.
도 11a-11c의 예시된 실시예들에서, 폴 팁 실드(200)는 리딩 에지 부분(202) 및 측면 부분들(204)을 포함한다. 도 11a-11c에서, 측면 부분들(204)은 일반적으로 폴 팁(148)의 리딩 에지(174)로부터 트레일링 에지(176)까지 폴 팁(148)의 측면들(205)을 따라 연장되는 신장 길이(elongate length)를 갖는다. 도 11b에 예시된 실시예에서, 리딩 에지 부분(202) 및 측면 부분들(204)은 실드(200)의 상이한 두께 치수들을 제공하기 위하여 스텝형 두께 세그먼트들(220-1, 220-2)을 포함한다. 도 11c에 예시된 실시예에서, 실드(200)는 실드(200)의 상이한 두께 치수들을 형성하기 위하여 스텝형 두께 세그먼트들(220-1, 220-2, 220-3)을 포함한다. 도 11a-11c에 도시된 실시예들 각각에서, 기록 엘리먼트는 도 11b-11c에서와 같은 트레일링 에지 실드를 포함할 수 있거나 또는 도 11a에서와 같은 트레일링 에지 실드(240)를 포함하지 않을 수 있다. 예시적으로, 트레일링 에지 실드(240)의 두께는 폴 팁 실드(200)의 리딩 에지 부분의 두께와 유사하다. 예시된 실시예들에서, 보조 폴(142)은 자기 벽 각도를 향상시키기 위하여 폴 팁 실드(200)에 연결된다. 트레일링 에지 실드(240)를 갖는 예시적 실시예에서, 보조 폴(142)은 트레일링 에지 실드(240)에 연결될 수 있다.
도 11d에서, 폴 팁 실드(200)는 리딩 에지 부분(202) 및 단축된 측면 부분들(204)을 포함한다. 예시된 실시예에서, 리딩 에지 부분(202) 및 측면 부분들(204)은 이전에 설명된 실시예들과 유사한 스텝형 두께 세그먼트들(220-1, 220-2)에 의하여 형성되는 상이한 두께 치수들을 포함한다. 도 11e는 에어 베어링 표면(147)을 따라 폴 팁 실드(200)로부터 분리되고 이격되는 트레일링 에지 실드(240) 및 보조 폴(142)에 결합되는 폴 팁 실드(200)의 실시예를 예시한다. 도시된 바와 같이, 폴 팁 실드(200)는 기록을 위해 자기장 프로파일을 제공하기 위하여 폴 팁의 리딩 에지의 전방에 이격되는 리딩 에지 부분(202)을 포함한다. 예시된 실시예들 각각에서, 교번 피쳐(alternate feature)들이 헤드의 기록 엘리먼트의 자기 프로파일 또는 벽 각도를 형상화하기 위하여 본 명세서에 설명된 바와 같이 이용될 수 있다.
도 12a-12b는 도 3c에서 이전에 예시된 바와 같이 요크들을 통해 메인 폴로 연결되는 보조 폴들(142-1, 142-2)을 포함하는 기록 엘리먼트들의 실시예들을 예시한다. 도 12a 및 12b의 예시된 실시예들 각각은 폴 팁 실드(200) 및 트레일링 에지 실드(240)를 포함한다. 도 12a-12b에 예시된 실시예들에서, 폴 팁 실드(200)는 리딩 에지 부분(202) 및 측면 부분들(204)을 포함한다. 실드는 폴 팁(148)의 리딩 에지의 전방의 제1 보조 폴(142-1)에 자기적으로 연결된다. 트레일링 에지 실드(240)는 폴 팁 실드(200)로부터 이격되며, 폴 팁(148)의 후부의(aft) 제2 보조 폴(142-2)에 자기적으로 결합된다. 도시된 바와 같이, 폴 팁 실드(200) 및 트레일링 에지 실드(240)는 에어 베어링 표면(147)을 따라 비-자기 갭(242)을 통해 분리되고, 도 3c에서 이전에 예시된 바와 같이 메인 폴(140)로의 보조 폴들(142-1, 142-2)의 연결을 통해 자기적으로 연결된다. 도 12b에 예시된 실시예에서, 다른 애플리케이션들이 본 명세서에 설명된 교번 피쳐들을 이용할 수 있으나, 폴 팁 실드(200)는 애플리케이션에 개시된 다른 실시예들과 관련하여 이전에 설명된 바와 같이 스텝형 두께 세그먼트들(220-1, 220-2, 220-3)을 포함한다.
도 13a에 개략적으로 도시된 다른 실시예에서, 등급화된 측면 실드 부분들(300, 302)은 자기 프로파일 또는 기록 필드를 형상화하도록 구성된다. 도시된 바와 같이, 등급화된 측면 실드 부분들(300, 302)은 폴 팁(148)의 측면들(205)의 길이를 따라 연장된다. 예시된 실시예에서, 등급화된 측면 실드 부분들(300, 302)은 측면 실드 부분들(300, 302)의 길이를 따라 가변 투자율 또는 자속을 제공하는 등급화된 자기 모멘트 물질로 제작된다.
특히, 측면 실드 부분들(300, 302)은 자기 합금으로 형성된다. 이전에 설명된 바와 같이, 자기 합금의 조성은 등급화된 자기 모멘트 물질을 제공하기 위하여 합금 엘리먼트들의 퍼센트를 변경함으로써 측면 실드 부분들(300, 302)의 길이를 따라 변경된다. 예를 들어, 예시적인 실시예들에서, 측면 실드 부분들(300, 302)은 코발트 철(CoxFey), 철 니켈(FeyNix), 코발트 철 니켈(CoxFeyNiz) 또는 다른 강자성 합금 물질들로 형성되며, 합금 엘리먼트들 중 하나 또는 그 초과의 x, y 및/또는 z의 퍼센트들은 등급화된 포화 자화(Ms)를 갖는 등급화된 자기 모멘트 물질을 제공하기 위하여 측면 실드 부분들(300, 302)의 길이를 따라 변경된다.
도 13a에 도시된 실시예에서, 측면 실드 부분들(300, 302)은 일반적으로 폴 팁(148)의 리딩 에지(174)와 트레일링 에지(176) 사이에 폴 팁(148)의 길이를 따라 연장된다. 측면 실드 부분들(300, 302)은 폴 팁(148)의 측면들(205)로부터 이격되어, 갭 영역(304)을 형성한다. 갭 영역(304)은 이전의 실시예들에 대하여 설명된 바와 같이 알루미나와 같은 절연 물질로 충진된다.
측면 실드 부분들(300, 302)은, 측면 실드들(300, 302)의 리딩 에지 부분이 더 높은 자기 모멘트 물질로 제작되고, 물질의 자기 모멘트의 크기(magnitude)가 폴 팁(148)의 리딩 에지(174)에 근접한 더 높은 자기 모멘트 물질로부터 폴 팁(148)의 트레일링 에지(176)에 근접한 더 낮은 자기 모멘트 물질까지 다운 트랙 방향으로 감소하도록 제작된다. 등급화된 자기 모멘트 물질은 폴 팁(148)으로부터 측면 실드 부분들(300, 302)까지 션팅된 플럭스의 크기를 감소시킨다. 이것은 폴 팁(148)의 트레일링 에지(176)에 근접한 자기장 그래디언트의 손실을 제한한다. 등급화된 측면 실드 부분들(300, 302)은 또한 매체로부터의 프린지 플럭스(fringe flux)를 감소시키며, 이는 ATI를 감소시킨다. 예시된 실시예에서, 측면 실드 부분들(300, 302)은 감소하는 자기 모멘트 물질의 이산 등급화된 세그먼트들(306-1, 306-2, 306-3)을 포함하지만, 애플리케이션은 이산 세그먼트들의 특정 수 또는 어레인지먼트(arrangement)로 제한되지 않으며, 합금 물질은 도 7에 도시된 바와 같이 기록 버블(210)의 자기 특성들 및 컨투어를 최적화시키기 위하여 측면 실드 부분들(300, 302)을 따라 계속해서 변화할 수 있다.
도 13b에 예시된 실시예에서, 측면 실드 부분들(300, 302)은 일반적으로 균일한 높이 치수(308)를 갖는다. 도시된 바와 같이, 측면 실드 부분들(300, 302)의 균일한 높이는 일반적으로 폴 팁(148)의 스로트 높이(310)에 대응한다. 설명된 바와 같이, 도 13a-13b에 관하여, 자기 물질의 조성은 측면 실드 부분들(300, 302)의 변화하는 높이 또는 다른 치수들 없이도 다운 트랙 방향으로 감소하는 가변 자기 모멘트를 제공하기 위하여, 측면 실드 부분들(300, 302)의 길이를 따라 변화한다. 대안적 실시예들에서, 측면 실드 부분들(300, 302)은 애플리케이션에 개시된 대안적 실시예들에서 설명된 바와 같이 리딩 에지 부분으로부터 연장된다.
도 14a는 등급화된 측면 실드 부분들(402, 404)을 갖는 폴 팁 실드(400)의 실시예를 예시한다. 도 14a에 도시된 예시된 실시예에서, 폴 팁 실드(400)는 자기 합금 물질로 제작되는 바디(406)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 도 14a에서, 바디(406)는 폴 팁(148)의 측면들(205)을 따라 연장되는 측면 실드 부분들(402, 404) 및 리딩 에지 부분(408)을 형성하도록 형상화된다. 도시된 바와 같이, 바디(406)는 리딩 에지(410) 및 트레일링 에지(412)를 포함한다. 트레일링 에지(412)는 도시된 바와 같이, 톱니형 부분(414)을 형성하는 컨투어드 프로파일을 포함하며, 상기 톱니형 부분(414)은 폴 팁(148)의 대향 측면들 상에 측면 실드 부분들(402, 404) 및 폴 팁의 리딩 에지(174)로부터 이격되는 리딩 에지 부분(408)을 정의한다.
폴 팁 실드(400)의 바디(406)는 리딩 에지 부분(408)과 폴 팁(148) 사이에 그리고 측면 실드 부분들(402, 404)과 폴 팁(148) 사이에 갭 영역(416)을 형성하기 위하여 폴 팁으로부터 이격된다. 폴 팁 실드(400)와 폴 팁(148) 사이의 갭 영역(416)에 절연 물질이 형성된다. 도시된 바와 같이, 톱니형 부분(414)은 폴 팁의 전방의 절연된 갭 영역(416)에 라운딩된 프로파일을 제공하기 위하여 라운딩된 톱니형 표면 컨투어를 포함한다. 폴 팁(148)의 리딩 에지에 근접한 라운딩된 프로파일은 프린지 누설을 제한한다.
도 14a에 예시된 폴 팁 실드(400)의 바디(406)는 측면 실드 부분들(402, 404)을 따라 감소하는 자기 모멘트 및 리딩 에지에 근접하여 더 높은 자기 모멘트를 제공하기 위하여 등급화된 자기 모멘트 물질로 제작된다. 폴 팁 실드(400)의 합금 엘리먼트들의 조성 또는 퍼센트는 이전에 설명된 바와 같이 다운-트랙 방향으로 감소하는 자기 모멘트를 제공하기 위하여 변경된다.
도 14b는 도 14a에 도시된 것과 유사한 등급화된 폴 팁 실드(400)의 실시예를 예시한다. 도 14b에 도시된 예시된 실시예에서, 크로스-트랙 방향의 바디(406)의 폭 치수는 슬라이더 바디(124) 또는 기판의 대향 측면 에지들(418, 419) 사이로 연장된다. 특히, 도 14b에 예시된 실시예에서, 폴 팁 실드의 바디(406)는 둘레 에지(perimeter edge)들(420, 422)을 포함하며, 둘레 에지들(420, 422) 사이의 횡단-폭은 슬라이더 바디(124) 또는 헤드의 전체 횡단-폭 치수를 연장시킨다. 도 14b에 도시된 바와 같이, 트레일링 에지 갭 영역(424)은 폴 팁 실드의 트레일링 에지로부터 폴 팁(148)으로부터의 다운-트랙에 리턴 폴(142)까지 연장되며, 자기적 절연 물질로 충진된다.
도 14c에 도시된 실시예에서, 폴 팁 실드(400)의 바디(406)는 폴 팁 실드(400)의 리딩 에지(410)와 트레일링 에지(412) 사이에 다운-트랙 방향으로 균일한 바디 높이(426) 및 대향 둘레 에지들(420, 422) 사이에 크로스-트랙 방향으로 균일한 높이(426)를 갖는다. 예시적 실시예에서, 폴 팁 실드의 균일한 높이(426)는 폴 팁(148)의 스로트 높이(310)에 대응한다.
도 14d는 도 14a-14c에 예시된 바와 같이 등급화된 측면 실드 부분들(402, 404)을 갖는 등급화된 폴 팁 실드(400)의 실시예를 예시한다. 도 14d에 도시된 실시예에서, 폴 팁 실드(400)는 다운-트랙 방향으로 감소하는 자기 모멘트를 제공하는 이산 등급화된 세그먼트들을 포함한다. 도 14d에서, 리딩 에지(410)로부터 트레일링 에지(412)까지의 이산 자기 모멘트 세그먼트들은, 1.6 테슬라(Tesla)의 자기장 또는 자기 모멘트를 갖는 제1 세그먼트, 1.0 테슬라의 자기장 또는 자기 모멘트를 갖는 제2 세그먼트, 0.8 테슬라의 자기장 또는 자기 모멘트를 갖는 제3 세그먼트, 0.6 테슬라의 자기장 또는 자기 모멘트를 갖는 제4 세그먼트, 0.4 테슬라의 자기장 또는 자기 모멘트를 갖는 제5 세그먼트, 0.2 테슬라의 자기장 또는 자기 모멘트를 갖는 제6 세그먼트를 포함한다. 예시된 실시예에서, 측면 실드 부분들(402, 404)의 종단(end) 세그먼트(427)는 자기적으로 절연된 세그먼트로 형성된다.
도 14e는 설명된 바와 같이 이산 등급화된 세그먼트들을 갖는 등급화된 측면 실드 부분들(402, 404)을 갖는 등급화된 폴 팁 실드(400)의 다른 실시예를 예시한다. 도 14e의 예시된 실시예에서, 리딩 에지(410)로부터 트레일링 에지(412)까지의 이산 자기 모멘트 세그먼트들은 1.6 테슬라의 자기장 또는 자기 모멘트를 갖는 제1 세그먼트, 1.0 테슬라의 자기장 또는 자기 모멘트를 갖는 제2 세그먼트, 0.6 테슬라의 자기장 또는 자기 모멘트를 갖는 제3 세그먼트를 포함한다.
도 14d가 등급화된 폴 팁 실드에 대한 특정 패턴 또는 어레인지먼트를 예시하나, 애플리케이션은 개시된 등급화된 세그먼트들의 수 또는 특정 등급화된 세그먼트들로 제한되지 않는다. 특히, 본 기술분야의 당업자들에 의하여 인식될 바와 같이, 측면 실드 부분들 또는 폴 팁 실드의 자기 특성들은 기록 필드 그래디언트 또는 기록 필드의 컨투어를 최적화시키도록 모델링될 수 있다. 도 14a-14d에 도시된 예시된 실시예들 각각에서, 폴 팁(148)은 일반적으로 ATI를 감소시키기 위한 물리적 벽 각도 또는 리딩 에지에서의 좁은 폭 치수를 제공하기 위하여 사다리꼴 형상이다.
도 15a-15c는 리딩 에지에서 좁은 기록 버블 컨투어(write bubble contour) 및 최적의 기록 필드 그래디언트를 제공하기 위하여 단축된 측면 실드 부분들(502, 504)을 이용하는 폴 팁 실드(500)의 실시예들을 예시한다. 단축된 측면 실드 부분들(502, 504)의 단축된 길이는 상기 논의된 바와 같이 플럭스 또는 필드 그래디언트 손실을 감소시킨다. 도 15a에 도시된 바와 같이, 폴 팁 실드는 자기 물질로 제작되는 바디(506)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 바디(506)는 리딩 에지(510) 및 트레일링 에지(512)를 포함한다. 트레일링 에지(512)는, 다운-트랙 방향으로 폴 팁(148)의 측면들을 따라 연장되는 단축된 측면 실드 부분들(502, 504) 및 폴 팁(148)의 리딩 에지(174)의 전방에 리딩 에지 부분(516)을 형성하기 위하여 톱니형 부분(514)을 갖는, 컨투어드 프로파일을 포함한다. 설명된 바와 같이, 단축된 측면 부분들(502, 504)은 폴 팁(148)의 트레일링 에지(176)의 전방에서 종료되는 크로스-트랙 방향으로 연장되는 말단 에지 표면들(520)을 형성하기 위하여 폴 팁(148)의 부분적 길이를 따라 연장된다.
도시된 실시예에서, 톱니형 부분(514)은 폴 팁 실드(500)와 폴 팁(148) 사이에 갭 영역(522)을 형성하기 위하여 폴 팁(148)으로부터 이격된다. 도시된 바와 같이, 기록 엘리먼트는 폴 팁(148)의 트레일링 에지(176)를 향해 단축된 측면 실드 부분들(502, 504)의 말단 에지 표면(520)로부터 다운-트랙에 절연된 영역(524)을 또한 포함한다. 예시된 실시예에서, 절연된 영역(524)은 말단 에지 표면들(520)로부터 리턴 폴(142)까지 연장된다. 절연된 영역(524) 및 갭(522) 각각은 알루미나와 같은 절연 물질로 형성된다.
도 15a에 도시된 바와 같이, 톱니형 부분(514)은 폴 팁의 리딩 에지(174)의 전방에 라운딩된 프로파일을 제공하기 위하여 라운딩된 톱니형 표면 컨투어를 포함한다. 폴 팁 실드(500)는 단축된 측면 실드 부분들(502, 504)의 말단 에지 표면들(520)과 톱니형 부분(514) 사이에 라운딩된 에지 표면들(525)을 또한 포함한다. 폴 팁의 리딩 에지(174)에 근접한 라운딩된 프로파일은 프린지 누설을 제한하는 경향이 있다. 예시된 실시예에서, 다른 실시예들에 관하여 이전에 설명된 바와 같이, 절연된 영역(524)은 필드 그래디언트 손실을 감소시키기 위하여 자속 흐름을 제한한다.
도 15b에 도시된 실시예에서, 폴 팁 실드(500)의 바디(506)는 매체에 대하여 일반적으로 직각으로 배향되는 높이 치수(526)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 폴 팁 실드의 바디는 폴 팁 실드의 리딩 에지(510)와 트레일링 에지(512) 사이에서 다운-트랙 방향으로 균일한 높이(526)를 그리고 크로스-트랙 방향으로 균일한 높이(526)를 가지며, 상기 균일한 높이(526)는 예시된 실시예에서 폴 팁(148)의 스로트 높이(310)에 대응한다.
도 15c는 둘레 에지들(530, 532) 사이에 형성되는 횡단-폭 치수를 갖는 단축된 측면 실드 부분들(502, 504)을 갖는 폴 팁 실드(500)의 실시예를 예시한다. 예시된 실시예에서, 둘레 에지들(530, 532) 사이의 폴 팁 실드(500)의 횡단-폭은 슬라이더 바디(124) 또는 헤드의 전체 횡단-폭 치수를 연장시킨다. 도 15a-15c는 단축된 측면 실드 부분들(502, 504)을 갖는 폴 팁 실드의 실시예들을 예시하나, 애플리케이션은 도시된 특정 실시예들로 제한되지 않으며, 도 15a-15c에 예시된 피쳐들은 상이한 기록 엘리먼트 구성들에 대하여 폴 팁 실드를 형성하는데 이용될 수 있다.
설명된 바와 같이, 기록 폴 팁으로부터의 자속은 폴 팁(148)의 자기 벽 각도를 향상시키는 측면 실드 부분들을 향해 션팅된다. 그러나 션팅된 플럭스는 기록 필드 진폭 및 필드 그래디언트를 감소시키는 경향이 있다. 또한, 션팅된 플럭스는 실드의 자기 도메인 패턴들을 변화시키고 레코딩 층의 소거 필드를 발생시킬 수 있어, 큰 비트 에러율 저하를 초래한다. 예시된 실시예들의 등급화된 측면 실드 부분들 또는 측면 실드 부분들의 단축된 길이는 필드 그래디언트 손실을 감소시키고 폴 팁 실드의 측면 실드 소거를 제한하며, 이는 기록 엘리먼트의 기록 성능을 저하시킬 수 있다.
다양한 실시예들의 기능 및 구조에 대한 세부사항들과 함께 다양한 실시예들의 다수의 특징들 및 장점들이 전술한 설명에서 진술되었더라도, 이 개시물은 단지 예시적인 것이며, 특히, 본 발명의 원리들 내의 부분들의 어레인지먼트 및 구조에 관하여, 첨부되는 청구항들이 표현되는 용어들의 폭넓은 일반적 의미에 의하여 표현되는 전체 범위까지 세부적으로 변화들이 이루어질 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 첨부되는 청구항들 및/또는 개시물의 범위 및 진의를 벗어나지 않고, 실질적으로 동일한 기능을 유지하면서, 특정 엘리먼트들은 특정 애플리케이션에 따라 변화할 수 있다. 게다가, 본 명세서에 설명되는 실시예들 중 하나 또는 그 초과가 특정 데이터 저장 애플리케이션에 관련되나, 첨부되는 청구항들 및/또는 개시물의 범위 및 진의를 벗어나지 않고, 본 명세서에 개시되는 교시들이 다른 데이터 저장 애플리케이션들에도 적용될 수 있다는 것이 본 기술분야의 당업자들에 의하여 인식될 것이다.
부가적으로, 예시된 실시예들이 특정 조합으로 배열되는 피쳐들을 개시하나, 다른 애플리케이션들 또는 실시예들이 본 명세서에 설명되는 하나 또는 그 초과의 피쳐들을 통합할 수 있으며, 애플리케이션은 도시된 특정 조합들 또는 배열들로 제한되지 않는다.

Claims (20)

  1. 어셈블리로서,
    리딩 에지(leading edge), 트레일링 에지(trailing edge) 및 측면 에지(side edge)들을 포함하는 폴 팁(pole tip)을 갖는 폴에서 자속을 유도하기 위하여 전압을 가할 수 있는(energizable) 코일을 갖는, 자기 폴 어셈블리(magnetic pole assembly);
    상기 폴 팁의 측면들을 따라 같은 길이로 연장되고 상기 폴 팁의 측면들로부터 이격되는 등급화된 측면 실드 부분(graded side shield portion)들을 포함하는, 폴 팁 실드 ― 상기 등급화된 측면 실드 부분들은 상기 측면 실드 부분들의 길이를 따라 가변 자기 모멘트를 제공하기 위하여 등급화된 자기 모멘트 물질로 형성됨 ― ; 및
    상기 등급화된 측면 실드 부분들과 상기 폴 팁 사이에 자기적 절연 물질로 형성되는, 갭 영역
    을 포함하는, 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폴 팁의 상기 트레일링 에지(trailing edge)에 관해 상기 폴 팁의 상기 리딩 에지에 근접한 상기 등급화된 측면 실드 부분들에 더 큰 자기 모멘트를 제공하기 위하여, 상기 등급화된 자기 모멘트 물질이 다운-트랙(down-track) 방향으로 감소하는, 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 등급화된 측면 실드 부분들은 다수의 등급화된 세그먼트들을 포함하며, 상기 등급화된 세그먼트들의 자기 모멘트는 상기 폴 팁의 상기 트레일링 에지를 향해 다운-트랙 방향으로 감소하는, 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 등급화된 측면 실드 부분들의 높이 및 폭 치수(dimension)는 상기 등급화된 측면 실드 부분들의 리딩 에지와 트레일링 에지 사이에 상기 등급화된 측면 실드 부분들의 길이를 따라 동일하며, 상기 등급화된 자기 모멘트 물질은 상기 등급화된 측면 실드 부분들의 길이를 따라 가변 자기 모멘트를 제공하는, 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 등급화된 측면 실드 부분들은 다수의 원소 물질(elemental material)들을 포함하는 강자성 합금으로 형성되며, 상기 합금의 상기 다수의 원소 물질들 중 하나 또는 그 초과의 퍼센트는 상기 등급화된 측면 실드 부분들을 형성하기 위하여 변경되는, 어셈블리.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 다수의 원소 물질들은 코발트, 철, 니켈 중 하나 또는 그 초과의 것을 포함하는, 어셈블리.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 폴 팁 실드는 상기 폴 팁의 전방에 리딩 에지 부분을 포함하며, 상기 리딩 에지 부분은 상기 리딩 에지 부분으로부터 다운-트랙 방향으로 연장되는 상기 등급화된 측면 실드 부분들보다 더 높은 자기 모멘트를 갖는, 어셈블리.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 폴 팁 실드는 슬라이드 바디 상에 형성되며, 상기 등급화된 측면 실드 부분들의 폭은 상기 갭 영역의 둘레(perimeter)로부터 상기 슬라이더 바디의 대향 측면들로 연장되는, 어셈블리.
  9. 자기 어셈블리로서,
    폴 팁을 갖는 폴에서 자속 경로를 유도하기 위하여 전압을 가할 수 있는 코일을 갖는, 자기 폴 어셈블리 ― 상기 폴 팁은 리딩 에지, 트레일링 에지 및 측면 에지들을 포함함 ― ;
    리딩 에지 실드 부분 및 측면 실드 부분들을 포함하고, 등급화된 자기 모멘트 물질로 형성되는, 폴 팁 실드 ― 상기 등급화된 자기 모멘트 물질은, 상기 폴 팁의 상기 트레일링 에지에 근접한 상기 폴 팁 실드에 대한 자기 모멘트에 관하여 상기 폴 팁의 상기 리딩 에지에 근접한 상기 폴 팁 실드에 더 큰 자기 모멘트를 제공하기 위해 다운-트랙 방향으로 감소하는 자기 모멘트를 제공함 ― ; 및
    상기 폴 팁 실드와 상기 폴 팁 사이에 자기적 절연 물질로 형성되는, 갭 영역
    을 포함하는, 자기 어셈블리.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 어셈블리는 슬라이더 바디를 포함하고, 상기 폴 어셈블리는 상기 슬라이더 바디의 트레일링 에지에 근접하게 제작되며, 상기 폴 팁 실드의 횡단-폭(cross-width)은 상기 슬라이더 바디의 대향 측면들 사이에 상기 슬라이더 바디의 전체 횡단-폭 치수를 연장시키는, 자기 어셈블리.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 리딩 에지 실드 부분은 상기 폴 팁 실드의 바디의 톱니형(indented) 부분을 따라 형성되며, 상기 톱니형 부분은 상기 폴 팁의 상기 리딩 에지의 전방에 라운딩된 톱니형 표면 컨투어(roundedn indented surface contour)를 포함하는, 자기 어셈블리.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 폴 팁 실드는 다수의 원소 물질들을 포함하는 강자성 합금으로 형성되며, 상기 합금의 상기 다수의 원소 물질들 중 적어도 하나의 퍼센트는 다운-트랙 방향으로 감소하는 상기 자기 모멘트를 갖는 상기 등급화된 자기 모멘트 물질을 형성하기 위하여 변경되는, 자기 어셈블리.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 등급화된 자기 모멘트 물질은 철, 니켈 또는 코발트 원소들 중 하나 또는 그 초과로 형성되며, 상기 철, 니켈 또는 코발트 원소들 중 하나 또는 그 초과의 퍼센트는 상기 등급화된 자기 모멘트 물질을 제공하기 위하여 변경되는, 자기 어셈블리.
  14. 자기 어셈블리로서,
    리딩 에지, 트레일링 에지 및 측면 에지들을 갖는 폴 팁을 포함하는 폴에서 자속 경로를 유도하기 위하여 전압을 가할 수 있는 코일을 갖는, 자기 폴 어셈블리;
    리딩 에지 및 트레일링 에지를 갖는 바디를 포함하는, 폴 팁 실드 ― 상기 바디의 상기 트레일링 에지는 리딩 에지 실드 부분을 정의하는 톱니형 부분을 포함하고, 상기 측면 실드 부분들은 상기 폴 팁의 상기 측면 에지들의 부분적 길이를 따라 연장되는 단축된 길이(shortened length)를 갖고, 상기 측면 실드 부분들의 상기 단축된 길이는 상기 폴 팁의 상기 트레일링 에지의 전방에 이격되고 상기 폴 팁의 상기 리딩 에지로부터 다운-트랙으로 상기 측면 실드 부분들에 대한 말단(terminal) 에지 표면들을 형성함 ― ;
    상기 폴 팁과 상기 폴 팁 실드의 상기 바디의 상기 톱니형 부분 사이에 자기적 절연 물질로 형성되는 갭 영역 ― 상기 톱니형 부분은 상기 폴 팁의 상기 리딩 에지의 전방의 상기 갭 영역에 라운딩된 프로파일을 제공하기 위하여 라운딩된 톱니형 표면 컨투어를 가짐 ― ; 및
    상기 폴 팁의 상기 측면 에지들을 따라 상기 다운-트랙 방향으로 상기 측면 실드 부분들의 상기 말단 에지 표면들로부터 상기 폴 팁의 상기 트레일링 에지로 연장되는 기계적으로 절연된 영역
    을 포함하는, 자기 어셈블리.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 자기 폴 어셈블리는 슬라이더 바디 상에 제작되고, 상기 폴 팁 실드의 둘레 에지들 사이의 상기 폴 팁 실드의 폭은 상기 슬라이더 바디의 전체 횡단-폭 치수를 연장시키는, 자기 어셈블리.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 자기 폴 어셈블리는 기판 상에 제작되고, 상기 측면 실드 부분들의 폭은 상기 갭 영역으로부터 상기 기판의 측면 에지들로 연장되는, 자기 어셈블리.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 폴 팁은 상기 폴 팁에 대한 벽 각도(wall angle)를 형성하기 위하여 상기 폴 팁의 상기 트레일링 에지보다 상기 리딩 에지에서 더 작은 폭 치수를 갖는, 자기 어셈블리.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 폴 팁 실드의 상기 측면 실드 부분들 및 상기 리딩 에지 실드 부분은 상기 폴 팁의 표면에 면하는(facing) 매체로부터 멀리 연장되는 방향으로 균일한 높이 치수를 갖는, 자기 어셈블리.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 폴 팁 실드의 상기 측면 실드 부분들 및 상기 리딩 에지 실드 부분의 높이 치수는 상기 폴 팁의 스로트 높이(throat height)에 대응하는, 자기 어셈블리.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 단축된 측면 실드 부분들의 상기 말단 에지 표면들과 상기 톱니형 부분 사이에 라운딩된 에지 표면을 포함하는, 자기 어셈블리.
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