TW577055B - Magnetic head with improved heat dissipation properties - Google Patents

Description

577055 A7 I__________ψ _ 五、發明説明（1 ) ~~ ~^ 發明背景 · 1. 發明範疇 本發明有關於一種用於將資料寫入或讀出一磁光 (magneto optical)碟片或一磁碟片之磁頭本說明書所用的 磁頭名％係指具有—磁場產生線圈之任何類型的資料寫 /讀頭’因此，“磁頭，，譬如可指一種磁光頭。 ‘ 2. 相關技藝描1 田電々丨L通過一個用於產生磁場的磁頭之線圈時，將 s加熱此線圈。線圈的溫度增高時，線圈的電阻亦增高。 因此，為了在線圈加熱至較高溫度時產生一適當強磁場， 需要增大供應至線圈的功率。然而，若使用一大的電源供 應器，線圈可能過熱而損傷線圈本身及/或周遭的磁頭組 件。並且，大的電源供應器可能造成線圈中的“電致遷移 (eleCtr〇migrati〇n)”，結果，線圈的傳導性元件可能因為電 致遷移造成（在傳導性元件中）的空隙成長而變得更細甚至 破裂。 因為線圈中的發熱會導致線圈的損傷，應提供一種適 當的反制措施，在揭露如14圖所示的一磁頭之 JP-A-8-235556號中提供一種解決方式，此習知的磁頭係包 括一滑件91，此滑件91由一懸件90所支撐並面對一資料儲 存碟片D。此滑件91設有一線圈92以產生一磁場。在底表 面（面對磁片D)中’滑件91形成數個槽93，各槽93係大致在 碟片D的磁執方向中延伸。 藉由上述配置，滑件91旋轉時係漂浮在碟片D上方， "" ' -- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） ^4 : ---—

---------------------费…： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂丨 五、發明説明（2 ) 且在滑件91與碟片D之間流動的空氣係通過槽％，所通過 的空氣係從滑件91帶走部份熱量。 習知磁頭雖然可具有許多方面的功能，卻在防止線圈 92溫度升高方面具有部份缺點。 具體㊁之，滑件91通常由一種並非優良熱導體的合成 樹脂製成’此外’線圈92係由—介電保護塗層所封閉，介 電保護塗層係利用譬如亦非優良熱«的氧切所製成。 因此雖以回速空氣流來冷卻滑件91的外露表面，但由於 存在低,，、、傳V ί±的材料，所以經力σ熱的線圈可能並未顯著 降低溫度。 並且’習知的滑件91雖然設有槽93以加大散熱面積， 各槽93僅有—種簡單的直線構造而在㈣全長均有固定的 寬度。因此，所通過的空氣可能無法接觸到槽幻的整個壁 表面，因此無法從滑件91帶走足夠多的熱量。 發明概述 已經在上述情況下提出本發明，因此本發明之一目的 係提供一種能夠有效率地防止線圈中的溫度升高之磁頭。 根據本發明之第-態樣，提供_種磁頭，此磁頭包含： 一介電構件，其包括面對一資料儲存碟片的一正表面；一 線圈，其產生一磁場並與介電構件保持接合；及一熱導體， 其接取由線圈產生的熱量並具有比介電構件的熱傳導性： 高之熱傳導性，熱導體包括一不規則表面。 較佳，不規則表面可從介電構件的正表面露出。 根據本發明的第二態樣，提供_種磁頭，此磁頭 577055 五、發明説明（3 ) 一介電構件，其包括面對一資 線圈，^ 叶儲存碟片的一正表面；_ 、渌圈八產生一磁場並與介電 其設置於介電構件中並包括—第=接二及;， =於線圈與碟呈相對定位，而第二部從介電構件的: 導性路出’熱導體具有比介電構件的熱傳導性更高之熱傳 根據本發明的第三態樣，提供—種磁頭，含. ;線圈’其用於產生-磁場；及-表面，其面對一資料儲 存碟片並設有在碟片旋轉時允許空氣通過之複數個槽。各 槽$括可供所通過空氣進入之一入口端點，以及可供所通 ^間離開之一出口端點’各槽從入口端點往出口端點變 根據本發明的第四態樣’提供-種磁頭，此磁頭包含： -線圈’其用於產生一磁場’·及一表面，其面對一資料儲 存碟片。此表面係包括一不規則部，此不規則部係具有在 碟片的一磁執方向（track direction)及一追蹤方向（tracking direction)中彼此相隔之複數個突部。 可參圖式並由下列詳細描述更清楚得知本發明的其 他特性與優點。 凰式簡單說明 第1圖為顯示根據本發明第一實施例之一種磁頭的基 本結構之剖視圖； 第2圖為顯示第1圖的磁頭之主要部份的剖視圖； 第3圖為從第2圖的箭頭m-πι方向所示的平面圖； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（21〇χ297公釐） 577055 五、發明説明（4 , f 4A_4E圖顯示-種熱傳導層之製造方法； 第5圖為顯示第3圖所示的敲 規則配置之平面圖；.....傳導層之—種經修改的不 第6圖為顯示第3圖所示的熱傳導 不規則配置之平面圖； 種、、Ά改的 第7圖為顯示根據本發 、Η π a弟一貫施例之一磁頭的基本 結構之剖視圖； 第8圖為顯示根據本發明箆—奢 73第二貫施例之一磁頭的基本 、、、吉構之剖視圖； 第9圖為顯示根據本發明第四實施例之一磁頭的基本 結構之剖視圖； 第10圖為顯示根據本發明第五實施例之一磁頭的基本 結構之剖視圖； 第11圖為顯示根據本發明第六實施例之一磁頭的基本 結構之剖視圖； 第12圖為顯示第n圖所示之磁頭的介電層的表面構造 之平面圖； 第13圖為顯示第11圖所示之磁頭的介電層之經修改不 規則配置的平面圖；及 第14圖顯示一種習知的磁頭及部份的配合組件。 較佳實施例的詳細描怵 在下文參照圖式詳細地描述本發明的較佳實施例。 第1至3圖顯示根據本發明第一實施例之一種磁頭η， 如第1圖清楚顯示，此實施例的磁頭Η係包括一鏡片固持件 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、可| 577055 A7 _一 -____B7_ 五、發明説明（5 ) 10、由鏡片固持件1〇所固持之兩個物鏡片lla、llb、用於 產生一磁場之一線圈5、用於覆蓋住線圈2之一介電層3以及 一對的熱傳導層4。 鏡片固持件1 〇係由一滑架5〇所承載而放置於一磁光碟 片D底下，具體言之，係經由可在箭頭Tg顯示的碟片d的追 縱方向或徑向中移動之支撐裝置將鏡片固持件10安裝至滑 架50 °因此，鏡片固持件1〇亦可在方向Tg中移動，並且， 鏡片固持件10可藉由一電磁驅動裝置19在箭頭Fc所示的聚 焦方向中移動，磁光碟片D可藉由一心軸馬達（未圖示）沿著 軸線C(虛線）高速旋轉，碟片D包括位於一碟片表面上面對 鏡片固持件10之一記錄層88(見第2圖）。或者，記錄層88可 設置於碟片D的另一側上，但是，此配置可能有以下缺點： 兄錄層88與線圈2之間的距離變大，所以造成較大的磁力損 失。並且，當一雷射束通過磁光碟片D的基材時，可能因 為基材的偏向而不利地影響雷射束。由於上述缺點，如同 圖示實施例，記錄層88較佳係配置為面對磁光碟片D。如 第2圖所示，記錄層88由一透明絕緣膜89予以保護。 滑架50可藉由譬如一音圈馬達（未圖示）在追蹤方向Tg 中移動，利用移動滑架50來進行尋找操作，以使得鏡片固 持件10位置靠近一預定的磁執（目標磁執）。 如第1圖所示，一鏡面5 1係安裝在滑架5〇上以使水平雷 射束往上引導，雷射束係從一靜態光學單元（未圖示）發 射，此靜態光學單元由一雷射二極體、一準直鏡片等所組 成。往上反射的束係通過物鏡片丨la及丨lb藉以收斂形成記 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（21〇><297公楚） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

^//055 發明説明（， 錄層88上的一雷射點。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 月r恶光學單元係設有一分光器及一光偵測器，在記錄 層88將往上的雷射束反射之後，利用光偵測器偵測此反射 光可藉由‘片固持件10在一適當方向中移動來進行追縱 &制及聚焦控制。但亦可能藉由改變鏡面5丨的傾斜角度來 進行追5k控制，藉此可在追蹤方向中改變反射光的行進路 徑。 ,、町| 如第2圖所示，線圈2係形成於與物鏡片丨lb附接之一透 明基材60上，基材60可為長方形且由與物鏡片lib相同的玻 璃材料製成，基材60緊密結合至物鏡片i lb以致於其間並無 間隙。根據本發明，若不將線圈2形成於基材60上，則不使 用基材60即可將線圈2直接設置於物鏡片ub上。 可將譬如銅所形成的一金屬膜賦予圖案藉以形成線圈 2，線圈2具有由第一及第二螺旋元件2〇a及2〇b所組成之一 種兩層結構。如第2圖所示，線圈2具有與物鏡片Ub的軸線 L2相重合之一中央軸線L1，所以已經通過物鏡片ub之雷 射束並不會受線圈2所阻礙。如第3圖所示，螺旋元件2〇&、 2〇b係連接至傳導性引線，傳導性引線係往上延伸至基材6〇 或”電層3的一邊緣（側表面）。在此處，引線係連接至用於 供電予線圈2之端子20c及20d。如第2圖所示，一個譬如由 高導磁合金（permalloy)製造的磁性層61係設置於線圈2底 下，磁性層61可令線圈2產生的磁場有效率地施加至碟片 D。 介電層3可由一種諸如氧化鋁或氧化矽等光穿透性介

五、發明説明（7 ) 電物質製成·，介電層3形成於基材60上以覆蓋住磁性層61 及線圈2 "電層3由一體疊層在彼此頂上的複數個介電膜 所組成，介電膜可與磁性層61及線圈2同時形成。較佳，介 電層3所具有的折射率係等於（或大致等於）物鏡片ub或基 材60的折射率。 熱傳導層4係由一種具有比介電層3更高熱傳導性的金 屬（言如銅）所形成。圖示實施例中，熱傳導層4係作為一排 熱器藉以消除線圈2的溫度升高，並且亦作為一感測器的一 組件以經由偵測靜電容量來量測碟片D與磁頭Hi間的距 離。具體言之，熱傳導層2與記錄層88之間的靜電容量係隨 著層4與88之間的距離而變化。譬如，當此距離增大時，靜 電容量係減小，這代表可依據靜電容量值來決定碟片D與 磁頭Η之間的距離。利用所偵測得之碟片D與磁頭H之間距 離的資料來改良聚焦控制的精密度。 從介電層3露出之熱傳導層4係保持緊密面對碟片D， 如第3圖所示，熱傳導層4以避開線圈2的方式形成於介電層 3的正表面30上方，兩個熱傳導層4彼此相隔一段在線圈2 徑向延伸之間隙，標示S代表間隙寬度，在一高頻電流施 加至線圈2以磁場調變將資料寫入碟片〇時，此分隔係可防 止在層4中產生過強的感應電流。結果，可能避免層4中的 感應電流產生之磁場不可接受地弱化了線圈2產生之磁場。 熱傳導層4係具有面對磁光碟片〇之一不平的正表 面，具體言之，正表面係設有複數個槽4〇(反之，複數個突 部41)，各槽40在箭頭Tc所示的磁執方向中延伸，槽仂的 577055 A7 _____B7___ 五、發明説明（8 ) 度在長度上並不固定，具體言之，第3圖所示的實施例中碟 片D係逆時針方向旋轉（見箭頭N1)，各槽40具有位於上游 端點42a上之一較大寬度Sa以及位於下游端點42b上之一較 小寬度Sb。槽40從上游端點42a往下游端點42b呈規則推拔 狀’易言之，可用於界定槽40之縱向側表面43a彼此係不相 平行，但從上游端點42a往下游端點42b前進時彼此係將更 靠近。 可由第4A至4E圖所示之一種方法來製造熱傳導層4。 首先，如第4A圖所示，一銅基層49a係譬如藉由噴濺 或氣相沉積而形成於一介電基材3 a上。然後，如第4B圖所 不’第一阻抗罩幕69a係形成於銅基層49a上，可由一阻 抗層形成於銅基層49a然後使阻抗層進行暴光及顯影藉以 製成罩幕69a。在設置罩幕69a之後，一額外的銅層49b係（鐾 如電鍍）形成於銅基層49a中未受罩幕69a覆蓋之部份上。然 後，如第4C圖所示，一第二阻抗罩幕69b形成於第一阻抗 罩幕69a及額外的銅層49b上，第二阻抗罩幕69b係設有位於 額外銅層49b上之複數個開縫，這些開縫充滿著銅材料 49c，然後，如第4D圖所示，移除第一及第二阻抗罩幕6%、 69b。然後，譬如藉由離子打薄（i〇n milHng)來移除銅基層 49a的不需要部份，結果獲得如第忉圖所示之一熱傳導^ 4 〇 現在將描述磁頭Η的功能，為了藉由磁場調變將資料 寫入一磁光碟片D，將一雷射束照耀在記錄層88中的一目 標磁執上，此操作中，將記錄層88中的相關磁性物質加熱 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210 X 297公楚) ------. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

577055 A7 ----— —__Β7_ 五、發明説明（9 ) 至居袼/jnL度，在此同時將一高頻電流施加至線圈2以改變 磁場的磁通量方向，利用此方式來控制用於構成記錄層8 的兹f生物貝之磁化方向。在此資料寫人操作期間，線圈^ 所务的熱里係部份地傳遞過介電層3前往熱傳導層*而消散 在周遭空氣中。因為各熱傳導層4具有高的熱傳導性並具有 一不規則的外露表面（代表大的熱傳導面積），故可經由熱 傳導層4有效率地消散不需要的熱量。 圖不實施例中，磁光碟片d的旋轉將造成碟片D與熱傳 導層4之間的向速空氣流，可藉此確實地冷卻了熱傳導層 4。如第3圖的箭頭>^2所示，周遭空氣係在其較寬端點42& 處流入槽40内而前往較小端點42b。因為各槽4〇從較寬端點 42a往較小端點42b呈推拔狀，如上述，高速冷卻空氣係與 槽40的縱向側表面4以產生充分的接觸，結果，可以比習知 可能情形更有效地冷卻熱傳導層4。 可經由熱傳導層4有效率之散熱藉以滿意地阻止線圈2 的溫度升高，因此可能防止線圈2中發生電致遷移，並且， 線圈2中受限制的溫度升高係可阻止線圈2中的電阻增大， 因此可能防止功率消耗的增加，並藉此防止因耗電增大所 造成線圈2中之額外溫度升高。 上述實施例中，熱傳導層4可提供兩種目的，亦即··作 為一排熱器以冷卻線圈2;並作為一感測器的一組件以偵測 磁片D與磁頭Η之間的距離，這將有利於降低磁頭H所需要 的元件數。因此，可更容易以降低的製造成本來製造磁頭 Η。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

577055 A7 B7 五、發明説明（10 ) 第5圖及第6圖顯示第3圖中的熱傳導層配置之可能的 修改。 藉由第5圖所示的配置，熱傳導層4設有複數個呈長方 形剖面的突部44，突部44在一追蹤方向Tg及磁執方向Tc中 彼此規則地相隔，易言之，突部44係配置為一矩陣，藉由 此種結構，突部44的矩陣配置係增大熱傳導層4的表面積， 這將有利於確貫地有效冷卻線圈2。並且，當磁光碟片D旋 轉使空氣流動於碟片D與熱傳導層4之間時，高速空氣係如 箭頭nl所示碰撞突部44，這將增強對於線圈2的冷卻效果。 藉由第6圖所示的配置，熱傳導層4設有呈現固定寬度 之複數個非推拔槽45，各槽45係由彼此平行延伸之一對的 縱向側表面54a所界定，相較於第3或5圖所示的配置，此配 置係可減輕對於層4(因此亦對於線圈2)的冷卻效果。然 而，相較於層4中並未形成槽或突部的情形，第6圖的直線 槽配置仍然可有效地冷卻線圈2。 要 不 置 之 積 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •訂— 第7圖顯示根據本發明第二實施例之一種磁頭的主 結構，第二實施例中，熱傳導層4Λ係嵌入介電層3中而 從介電層3的上表面3〇露出。一般而言，熱傳導層4八配 :線圈2下方而位於比線圈2更低的一位置，熱傳導層4 a係 為比介電層3更好的一熱導體，熱傳導層4八由一種磁性物 貝製成並進行與第一實施例的磁性層61(見第2圖）相同 力月b…、傳V層4A係形成於基材6〇的正表面之一較大面 上’熱傳導層4A的上表面係設有複數個突部48a或槽48b。 熱傳導層4A藉由不平的上表面而具有加大表面積，並 本紙張尺度國家標 577055 A7 _____B7_ 五、發明説明（11 ) 且令熱傳導層4A具有比介電層3更高的熱傳導性，因此， 可經由熱傳導層4A有效地消散線圈2上產生的不需要熱 量。 第8圖顯示根據本發明第三實施例之一種磁頭的主要 結構，此實施例中，磁頭包括由一第一元件46a與一第二元 件46b所組成之一熱導體4B，比第二元件46b更薄的第一元 件46a係與基材60保持接觸。第二元件46b在底側與第一元 件46a保持接觸，但第一元件46b在上側則從介電層3露出而 面對碟片D。第一及第二元件46&、46b均為比介電層3更好 的熱導體，第一元件46a由一種磁性物質製成並進行與第2 圖所示的磁性層61相同之功能，第一元件46a在線圈2底下 相鄰地延伸。 藉由此結構，可利用第一元件46a吸收由線圈2產生並 往基材60傳導之熱量、然後傳導至第二元件46b、最後經由 第二元件46b的外露表面消散在空氣中。利用此方式，可經 由熱導體4B將原本困在介電層3中不需要的熱量確實地消 散在空氣中。 第9圖顯示根據本發朋第四實施例之一種磁頭的主要 結構，此實施例中，一對的熱導體4C係設置於介電層3中， 各熱導體4C由一第一或下元件47a、一第二或上元件47b及 一第二或中間元件47c所組成。一種磁性物質製成的第一元 件47a係配置於線圈2底下而與基材60相鄰，第二元件47b 具有從介電層3露出的一正表面，第三元件47c將第一元件 47a連接至第一元件47b，第二元件47b可比第一元件47a更 14 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 577055 A7 ____ B7 五、發明説明（12) 大。 藉由此結構，將線圈2產生的熱量經由熱導體4(：有效 地消散在周遭空氣中。 第10圖顯示根據本發明第五實施例之一種磁頭的主要 結構，此實施例的磁頭基本上係與第四實施例的磁頭（第9 圖）相同，但差異在於熱導體40包括一第二元件47b，此第 二元件47b的正表面（外露表面）係設有複數個突部47b以增 加散熱面積。突部47b可與第3、5或6圖所示相同。 第11及12圖顯示根據本發明第六實施例之一種磁頭的 主要結構，此實施例中，介電層3係具有除了雷射束通過部 份以外均完全呈不規則狀的一不平的正表面3〇，正表面3〇 可具有與第3或5圖所示的熱傳導層4的不規則表面相同之 構造。具體言之，如第12圖所示，介電層3的正表面3〇可能 設有複數個槽39(或複數個突部38)，藉由在箭頭奶所示的 空氣流動方向中前進時兩個逐漸彼此靠近之壁表面來 界定各槽39的寬度。 可藉由第13圖所示的突部37之矩陣配置來提供介電層 3的外露表面30的不規則性，如圖所示，各突部”具有一長 方形剖面，此矩陣配置係類似於第5圖所示的熱傳導層4並 可具有相同的優點。 雖已由上文描述本發明，顯然可作出多種方式的改 變，這些變化並不脫離本發明之精神與範圍，熟悉此技藝 者瞭解所有此等修改均包含在申請專利範圍的範嘴内。 本紙張尺度適财_家標準（⑽A4規格（210X297公釐)

、可I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 577055 A7 B7 五、發明説明（13) 元件標號對照 3 :介電層 44 :突部 3a :介電基材 45 :非推拔槽 4:熱傳導層 46a第一元件 4A :熱傳導層 46b :第二元件 4B :熱導體 47a:第一或下元件 4C :熱導體 47b :第二或上元件 4D :熱導體 47c ··第三或中間元件 5 :線圈 48a :突部 10 :鏡片固持件 48b :槽 11a :物鏡片 49a :銅基層 lib :物鏡片 49b :額外的銅層 19 :電磁驅動裝置 49c :銅材料 20a :第一螺旋元件 50 :滑架 20b :第二螺旋元件 51 :鏡面 20c ··端子 54a ··縱向側表面 20d ··端子 60 :透明基材 30 :正表面 61 :磁性層 40 :槽 69a :第一阻抗罩幕 41 :突部 69b :第二阻抗罩幕 42b :下游端點（較小端點） 88 :記錄層 42a :上游端點（較寬端點） 89 :透明絕緣膜 43a :縱向側表面 90 :懸件 -------------------------- • t (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 16 577055 A7 B7 五、發明説明（14 ) 91 _•滑件 L1 :中央軸線 92 •線圈 L2 :轴線 93 :槽 S ： 間隙寬度 C : 軸線 Tc •磁軌方向 D ： 資料儲存碟片 Tg :追蹤方向 Fc :聚焦方向 Sa :較大寬度 Η ： 磁頭 Sb :較小寬度 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

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Claims (1)

1. 種磁頭，其包含： 介電構件’其包括面對存^之一正表 及’―線圈’其產生—磁場並與該介電構件保持接合； 電構：其接取該線圈產生的熱量並具有比該介 電構件的熱傳導性更高之—埶傳導 不規則表面。 傳w生，该熱導體包括— 2. 3. 其中該不規則表面係從 如申睛專利範圍第1項之磁頭 该介電構件的正表面露出。 一種磁頭，其包含·· •"電構件’其包括面對_資料儲存碟片之一正表 ^ -線圈’其產生—磁場並與該介電構件保持接合； ^熱導體，其設置於該介電構件中並包括_第一部 第一邛’孩第一部係相對於該線圈定位在與該碟片 體具有比該介電構件的熱傳 4· 一種磁頭，其包含·· 一線圈，其用於產生一磁場；及 表面八面對一 > 料儲存碟片並設有在該碟片旋 轉^以空Hit過之複數個槽，各㈣包括可供該通過 的空氣進入之一入口端點以及可供該通過的空氣離開 之一出口端點； 其中各K該人口端點往該出口端點變得更窄。 18 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 577055 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 5 · —種磁頭，其包含： 一線圈，其用於產生一磁場；及 一表面，其面對一資料儲存碟片； 其中該表面包括一不規則部，該不規則部係設有在 該碟片的一切線方向與一徑向方向中彼此相隔之複數 個突部。 19 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 X 297公釐）