NL9100191A - Werkwijze voor het vervaardigen van een magneetkop en magneetkop vervaardigd volgens de werkwijze. - Google Patents

Description

"Werkwijze voor het vervaardigen van een magneetkop en magneetkop vervaardigd volgens de werkwijze."

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een magneetkop voorzien van een kopvlak met overdrachtsspleten, waarbij uitgegaan wordt van een substraat waarop laagsgewijze een magneetkopstructuur, omvattende magneto-resistieve elementen, die elk door tenminste twee eerste aansluit-sporen met eerste aansluitvlakken zijn verbonden, en fluxgeleiders voor samenwerking met de magneto-resistieve elementen, wordt gevormd.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een magneetkop vervaardigd volgens de werkwijze.

Een werkwijze zoals hierboven aangegeven en een daarmede verkregen magneetkop zijn bekend uit de Nederlandse octrooiaanvrage NL-A 8 901 373 (PHN 12.952; herewith incorporated by reference). De bekende magneetkop is voorzien van een aantal, althans ten dele uit niet-magnetisch materiaal opgebouwde overdrachtsspleten voor samenwerking met een in tenminste een bewegingsrichting verplaatsbare magnetische informatiedrager. De overdrachtsspleten zijn naast elkaar aangebracht en strekken zich met hun lengterichting parallel aan de bewegingsrichting van de informatiedrager uit. De magneetkop is bestemd voor het· lezen van informatie, die in verscheidene sporen en met verschillende golflengten op de informatiedrager aanwezig is, waarbij fluxgeleiders voor de overdracht van de magnetische flux naar magneto-weerstands-elementen zorgen. Een toepassing kan bijvoorbeeld plaatsvinden in magneetband-apparaten, zoals audio- of videorecorders. De magneto-weerstandselementen kunnen van een soort zijn zoals beschreven is in het Amerikaanse octrooischrift US-A 4,052,748 (PHN 7469; herewith incoiporated by reference). Ten behoeve van het aansturen van de magneto-weerstandselementen is de bekende magneetkop voorzien van een aantal als bias-winding fungerende electrische geleiders, welke elk met één of verscheidene magneto-weerstandelementen samenwerken.

De electrische geleiders worden volgens de bekende werkwijze tijdens het vormen van de magneetkopstructuur ruimtelijk van elkaar gescheiden aangebracht en elk voorzien van twee aansluitsporen en aansluitvlakken. Nadat volgens de bekende werkwijze de volledige magneetkopstructuur gevormd is, wordt deze beschermd door een tegenblok. Na het aanbrengen van het tegenblok wordt door mechanische bewerkingen, zoals slijpen, het kopvlak gevormd, waarbij de gevormde magneetkopstructuur geen veranderingen ondergaat.

Een bezwaar van de bekende werkwijze is, dat de bekende magneetkopstructuur geen geschikte middelen bevat voor het tijdens fabricage op een eenvoudige manier uitvoeren van metingen voor het bepalen van het magnetische gedrag van de aangebrachte magneto-weerstandselementen. Dit bezwaar zou ondervangen kunnen worden door het in de magneetkopstructuur aanbrengen van een extra langs alle magneto-weerstandselementen lopende ononderbroken testwinding. Een dergelijke additionele, electrisch geleidende laag zou de magneetkop echter complexer maken en problemen opleveren in verband met de beperkte beschikbare ruimte, in het bijzonder vanwege de aanwezigheid van de noodzakelijke aansluitvlakken. Voorts zijn voor het vormen van een dergelijke testwinding extra werkwijze-stappen nodig.

De uitvinding beoogt een werkwijze aan te geven, waarbij de magneetkopstructuur zodanig wordt gevormd dat deze zonder dat een extra werkwijze-stap en/of een extra laag vereist is, van een geschikte configuratie is om het gedrag van de magneto-resistieve elementen tijdens fabricage van de magneetkop vast te stellen.

Daartoe wordt bij de werkwijze volgens de uitvinding uitgegaan van een substraat waarop laagsgewijze een magneetkopstructuur, omvattende magneto-resistieve elementen, die elk door tenminste twee eerste aansluitsporen met eerste aansluitvlakken zijn verbonden, en fluxgeleiders voor samenwerking met de magneto-resistieve elementen, wordt gevormd, waarbij bij het vormen van de magneetkopstructuur een electrisch geleidende, parallel aan het te vormen kopvlak lopende, ononderbroken laag wordt aangebracht, die bij het vormen van het kopvlak plaatselijk wordt onderbroken voor het definiëren van ruimtelijk van elkaar gescheiden electrische geleiders voor het aansturen van tenminste een magneto-resistieve element, welke electrische geleiders elk door tenminste twee tweede aansluitsporen met tweede aansluitvlakken zijn verbonden.

Een voordeel van de werkwijze volgens de uitvinding is, dat de electrische geleiders aanvankelijk deel uitmaken van de ononderbroken laag en derhalve met elkaar verbonden zijn, waardoor ze in die toestand tijdens fabricage, in het bijzonder tijdens het wafer-stadium, benut kunnen worden als testwinding bij het uitvoeren van metingen betreffende de eigenschappen van de magneto-resistieve elementen. De de electrische geleiders verbindende delen van de ononderbroken laag zijn bij voorkeur zodanig gevormd, dat ze tijdens het vormen van het kopvlak automatisch verwijderd worden, teneinde de onderlinge verbinding tussen de geleiders te verbreken, opdat de geleiders na het vormen van het kopvlak onafhankelijk van elkaar aangestuurd kunnen worden. De bedoelde delen van de ononderbroken laag springen daartoe bij voorkeur tot voorbij het te vormen kopvlak uit.

Ten behoeve van het meten van de magnetische en/of electrische eigenschappen van het gevormde magneetkopsamenstel worden meetpennen van een meetinrichting achtereenvolgens in contact gebracht met de twee aansluitvlakken van elk van de magneto-resistieve elementen en dienen de uiteinden van de ononderbroken laag met de polen van een stroombron verbonden te worden. Gebleken is, dat het practische voordelen heeft, om tijdens de meting de verbinding tussen de stroombron en de als testwinding gebruikte ononderbroken laag tot stand te brengen met behulp van contact-pennen, die synchroon met de meetpennen bewegen. Om dit te bereiken, heeft een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding het kenmerk, dat bij het vormen van de magneetkopstructuur twee ruimtelijk van elkaar gescheiden, electrisch geleidende, parallel aan de electrisch geleidende ononderbroken laag lopende en zich in een voorbij het te vormen kopvlak liggend gebied bevindende banen worden aangebracht, welke elk met een uiteinde van de electrisch geleidende ononderbroken laag zijn verbonden, elk tijdens het uitvoeren van de meting met een pool van een stroombron worden verbonden en elk bij het vormen van het kopvlak worden verwijderd.

Een voordeel van de tijdelijk aanwezige electrisch geleidende banen is, dat relatief eenvoudige meetapparatuur nodig is, bijvoorbeeld voorzien van een drager met twee meetpennen en twee contactpennen, en de meetprocedure automatisch, dat wil zeggen volledig computer gestuurd uitgevoerd kan worden.

De uitvinding zal nu bij wijze van voorbeeld nader toegelicht worden aan de hand van de tekening, waarin:

Figuur 1 een lay-out van een uitvoeringsvoorbeeld van de dunne filmmagneetkop volgens de uitvinding toont,

Figuur 2 een schematische doorsnede II-II dwars op het kopvlak door een overdrachtsspleet van de in figuur 1 weergegeven magneetkop toont, en

Figuur 3 een lay-out van de in figuur 1 weergegeven magneetkop in een stadium van fabricage toont, waarin het tegenblok nog niet is aangebracht en het kopvlak nog niet is gevormd. Tevens is in figuur 3 schematisch een meetcircuit aangegeven.

De in de figuren 1 en 2 getoonde magneetkop volgens de uitvinding omvat een drager of substraat 1, in dit voorbeeld van een magnetisch materiaal, namelijk NiZnFe, waarop een structuur opgebouwd uit magnetische lagen, electrische lagen en isolatielagen is aangebracht, waarbij de structuur beschermd is door een tegenblok 3. De magneetkop is voorzien van een kopvlak 5 met in dit voorbeeld elf overdrachtsspleten voor samenwerking met een informatiedrager 7, welke in een richting x langs het kopvlak beweegt. Van de elf overdrachtsspleten is een groep van negen spleten SI tot en met S9 bestemd voor het uitlezen van informatie in digitale vorm en een groep van twee spleten S10 en Sll bestemd voor het uitlezen van informatie in analoge vorm. De spleten SI tot en met S9 voor digitale toepassing hebben in het algemeen een kleinere spleeüengte dan de spleten S10 en Sll voor analoge toepassing.

Overigens kan ook een zodanige spleetlengte gekozen worden, dat zowel analoge als digitale informatie door een zelfde spleet uitgelezen kan worden.

De magneetkop omvat een op het substraat 1 aangebrachte isolatielaag 9, waarop zich in dit voorbeeld drie electrische geleiders Cl, C2 en C3 bevinden, welke zich tot in de overdrachtsspleten kunnen uitstrekken. De magneetkop omvat voorts elf magneto-resistieve elementen El tot en met Eli, verder aangeduid als MR-elementen, bestaande uit bijvoorbeeld een Ni-Fe-laag, waarop voor het vormen van zogenaamde barberpolen geleidende strippen, bijvoorbeeld uit Au, zijn aangebracht. De MR-elementen El tot en met Eli zijn elk voorzien van een paar aansluitsporen 11a en 11b, verder aangeduid als eerste aansluitsporen, welke eindigen in eerste aansluitvlakken 13a respectievelijk 13b. In de getoonde uitvoeringsvorm zijn de elf eerste aansluitvlakken 13b met elkaar verbonden. Zowel de eerste aansluitsporen als de eerste aansluitvlakken zijn bij voorkeur uit Au vervaardigd. Opgemerkt wordt, dat een MR-element voorzien van een barberpole op zichzelf bekend is en onder andere is beschreven in het reeds genoemde Amerikaanse octrooischrift 4,052,748.

De genoemde electrische geleiders Cl, C2 en C3 dienen voor het aansturen van de MR-elementen El tot en met E9, E10 respectievelijk Eli en zijn elk voorzien van een paar tweede aansluitsporen 15a en 15b, welke eindigen in tweede aansluitvlakken 17a respectievelijk 17b.

De magneetkop omvat voorts elf paar fluxgeleiders, waarbij elk paar een eerste of voorste fluxgeleider 19a en een op afstand daarvan gelegen tweede of achterste fluxgeleider 19b omvat. De voorste fluxgeleider 19a strekt zich tot aan het kopvlak 5 uit voor samenwerking met de magnetische informatiedrager 7. De MR-elementen El tot en met Eli bevinden zich tussen het substraat 1 en de fluxgeleiders, waarbij elk MR-element een brug vormt tussen een eerste en een tweede fluxgeleider 19a en 19b. In bepaalde constructies en voor bepaalde toepassingen is het mogelijk om de achterste fluxgeleiders weg te laten.

De electrische geleiders, de MR-elementen en de fluxgeleiders zijn electrisch ten opzichte van elkaar geïsoleerd door een aantal isolatielagen; in figuur 2 aangeduid door de cijfers 21 en 23. Tussen de gezamenlijke fluxgeleiders 19a en 19b en het tegenblok 3 bevindt zich een verdere isolatielaag 25, bijvoorbeeld in de vorm van een lijmlaag.

Onder verwijzing naar de figuren 2 en 3 zal nader op de werkwijze volgens de uitvinding worden ingegaan. Uitgaande van het substraat 1, wordt met behulp van een dunnefïlmtechniek laagsgewijze een magneetkopstructuur aangebracht.

Bij het opbouwen van de magneetkopstructuur wordt op de isolatielaag 9 een ononderbroken, electrisch geleidende laag 27 aangebracht, bijvoorbeeld door middel van sputteren of opdampen van Au en vervolgens structuren. De ononderbroken laag 27 is voorzien van uitspringende delen, in dit voorbeeld de uitspringende delen 27a en 27b, welke zich uitstrekken tot in een vóór het beoogde kop vlak 5 liggend gebied 29. Bij voorkeur gelijktijdig met het structuren van de ononderbroken laag 27 worden de benodigde tweede aansluitsporen 15a en 15b en de tweede aansluitvlakken 17a en 17b gevormd, welke sporen en vlakken electrisch met de ononderbroken laag zijn verbonden. Voorts kunnen tijdens dezelfde werkwijze-stap twee parallel aan de ononderbroken laag 27 en onderling parallel lopende electrisch geleidende banen 31 en 33 worden gevormd. Van de gevormde banen is een van de banen 31 electrisch verbonden met een eerste uiteinde 35 van de ononderbroken laag 27 en de andere baan 33 electrisch verbonden met een tweede uiteinde 37 van de ononderbroken laag 27. Beide lagen 31 en 33 bevinden zich in het gebied 29.

Na het aanbrengen van de isolatielaag 21 worden de van barberpolen voorziene MR-elementen El tot en met El 1 en de daarbij behorende eerste aansluitsporen 11a en 11b en eerste aansluitvlakken 13a en 13b gevormd. Na het aanbrengen van de isolatielaag 23 worden de fluxgeleiders 19a en 19b gevormd. Hierna wordt de electrische weerstand van de MR-elementen gemeten en vervolgens een meting ter controle van het magnetische gedrag van de MR-elementen uitgevoerd. Daartoe worden de uiteinden 35 en 37 van de electrisch geleidende ononderbroken laag 27 op een wisselstroombron I aangesloten, en wordt een spanningsmeting over de MR-elementen El tot en met Eli uitgevoerd met behulp van een spanningsmeter V.

De aanwezigheid van de electrische banen 31 en 33 maakt het mogelijk om met een eenvoudige mechanische inrichting, die is voorzien van een verplaatsbaar draagelement 39 met vier pennen 41 tot en met 44, de genoemde meting uit te voeren. De pennen 41 en 42 zijn contactpennen voor het verbinden van de stroombron met de electrische banen 31 en 33 en de pennen 43 en 44 zijn meetpennen voor het aansluiten van de spanningsmeter op de eerste aansluitvlakken 13a en 13b.

Na het meten kan de fabricage van het goedgekeurde produkt worden voortgezet. Daartoe wordt eerst het tegenblok 3 aangebracht en vervolgens het kopvlak 5 door middel van bijvoorbeeld zagen, slijpen en polijsten gevormd. Bij het vormen van het kopvlak 5 worden de electrische banen 31 en 33, alsmede de uitspringende haandelen 27a en 27b van de ononderbroken laag 27 verwijderd en ontstaat de magneetkop zoals getoond in de figuren 1 en 2, voorzien van drie als afzonderlijke biaswindingen fungerende geleiders Cl, C2 en C3.

De uitvinding is vanzelfsprekend niet beperkt tot het getoonde uitvoering svoorbeeld. De werkwijze volgens de uitvinding is eveneens van toepassing voor het vervaardigen van magneetkoppen met meer of minder dan het getoonde aantal spleten en/of aantal electrische geleiders. Voorts wordt opgemerkt, dat bij metingen, waarbij alle MR-elementen gelijktijdig doorgemeten worden, de electrische banen achterwege kunnen blijven.

Claims (5)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een magneetkop voorzien van een kopvlak met overdrachtsspleten, waarbij uitgegaan wordt van een substraat waarop laagsgewijze een magneetkopstructuur, omvattende magneto-resistieve elementen, die elk door tenminste twee eerste aansluitsporen met eerste aansluitvlakken zijn verbonden, en fluxgeleiders voor samenwerking met de magneto-resistieve elementen, wordt gevormd, waarbij bij het vormen van de magneetkopstructuur een electrisch geleidende, parallel aan het te vormen kopvlak lopende, ononderbroken laag wordt aangebracht, die bij het vormen van het kopvlak plaatselijk wordt onderbroken voor het definiëren van ruimtelijk van elkaar gescheiden electrische geleiders voor het aansturen van tenminste een magneto-resistieve element, welke electrische geleiders elk door tenminste twee tweede aansluitsporen met tweede aansluitvlakken zijn verbonden.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat alvorens het kopvlak wordt gevormd, de electrisch geleidende ononderbroken laag wordt gebruikt als testgeleider bij het uitvoeren van een meting betreffende de eigenschappen van de magneto-weerstandselementen.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de electrisch geleidende ononderbroken laag bij het aanbrengen plaatselijk wordt voorzien van zich tot voorbij het te vormen kopvlak uitstrekkende uitspringende delen, welke bij het vormen van het kopvlak worden verwijderd, waarbij de electrisch geleidende ononderbroken laag ter plaatse wordt onderbroken ten behoeve van het definiëren van de electrische geleiders.

4. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat bij het vormen van de magneetkopstructuur twee ruimtelijk van elkaar gescheiden, electrisch geleidende, parallel aan de electrisch geleidende ononderbroken laag lopende en zich in een voorbij het te vormen kopvlak liggend gebied bevindende banen worden aangebracht, welke elk met een uiteinde van de electrisch geleidende ononderbroken laag zijn verbonden, elk tijdens het uitvoeren van de meting met een pool van een stroombron worden verbonden en elk bij het vormen van het kopvlak worden verwijderd.

5. Magneetkop vervaardigd volgens de werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies.