垂直磁记录头的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种垂直磁记录头，其特征在于：磁盘驱动器包含有一个可转动的磁盘被支承在主轴上，且该主轴由磁盘驱动电机旋转；磁盘附近设置有滑动器，其支撑一个或多个磁头组件，滑动器可在磁盘表面上径向移入或移出；滑动器通过悬架与一个致动器臂相连，每个致动器臂又连接到致动器装置上，致动器装置为是音圈电机，电机包括一个在固定磁场内移动的线圈，线圈移动的方向和速度由由控制器提供的电流信号控制。本发明的有益效果是：减少了磁性热点在写入极附近形成，从而防止这样的热点不小心清除相邻或远离数据轨道的介质，且有效地提高了写入头的写入磁性介质的能力。
【专利说明】垂直磁记录头
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于数据记录的磁头，特别是一种垂直磁记录头。
【背景技术】
[0002]在垂直磁记录系统中，磁性介质有一个由薄的硬磁性顶层覆盖的软磁性底层。垂 直写入头有一个具有非常小的横截面的写入极和具有更大的横截面的返回极。一个强大 的，高度浓缩的磁场在与磁盘表面垂直的方向上从写入极发出，磁化硬磁性顶层。由此产生 的磁通量穿过柔软的底层，返回到返回极，并充分散开且足够弱，它不会删除由写入极记录 的信号，当它在通过硬磁性顶层返回返回极的途中。随着垂直磁记录头变小，相邻轨道干扰 (ATI)和远程轨道干扰(FTI)等问题出现。在形成磁性热点的尾随环绕的磁屏蔽内的特定 区域，该问题尤为严重。因此，有需要设计一种垂直磁头，其可以最大限度地减少这样的相 邻轨道干扰和FTI，同时保持优良的磁性性能。这些磁性热点通常在写入过程中因磁场范围 结构的集中“泄漏”局部磁场。泄漏领域实际上可以抹去底下的磁性介质，导致这些相邻或 远离轨道错误。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供了一种垂直磁记录头，用以解决上述的现有问题。
[0004]本发明的技术方案如下:一种垂直磁记录头，其特征在于:磁盘驱动器包含有一 个可转动的磁盘被支承在主轴上，且该主轴由磁盘驱动电机旋转；磁盘附近设置有滑动器， 其支撑一个或多个磁头组件，滑动器可在磁盘表面上径向移入或移出；滑动器通过悬架与 一个致动器臂相连，每个致动器臂又连接到致动器装置上，致动器装置为是音圈电机，电机 包括一个在固定磁场内移动的线圈，线圈移动的方向和速度由由控制器提供的电流信号控 制。
[0005]磁盘存储系统的各个组成部分通过由控制器产生的控制信号控制，与致动器装置 之间通过线二相连，与磁盘驱动电机通过线相连，与磁头组件通过记录通道进行传递。
[0006]垂直磁记录头具有一磁写入，其包含有磁写入极和磁返回极，两者之间有磁性后 间隙层和磁成形层与之相连，磁写入极和磁返回极之间有非磁性的写线圈通过，非磁性的 写线圈可以位于非磁性电绝缘材料二的顶部，也被嵌入到非磁性电绝缘材料内。
[0007]磁写入头还包括有一磁后屏蔽，其可从磁写入极中分离，也可连接着后返回极。
[0008]磁后屏蔽的侧部，侧部二由非磁性侧间隙层和非磁性侧间隙层二从写入极分离， 写入极的后缘由非磁性后间隙层三从磁后屏蔽分离。
[0009]磁写入头包括第一硬质磁铁和第二硬质磁铁，其位于后环绕磁屏蔽的第一和第二 外侧，其具有磁化强度和磁化强度二。
[0010]磁后屏蔽中具有磁性热点、磁性热点二、磁性热点三、磁性热点四的形式。
[0011]本发明的有益效果是:减少了磁性热点在写入极附近形成，从而防止这样的热点 不小心清除相邻或远离数据轨道的介质，且有效地提高了写入头的写入磁性介质的能力。【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是磁盘驱动器系统的示意图；
图2是从图1中线2-2截取，示出磁头在其上的位置一个滑动器的ABS视图；；
图3是本发明的磁性写入头的截面图；
图4是从图3中线4-4观察的磁性写入头的部分ABS视图；；
图5是一种先前技术中的写入头的ABS视图；
图6是另一种现有技术的与入头的ABS视图。
[0013]图中标不:100、磁盘驱动器，112、磁盘，113、滑动器，114、主轴，115、悬架，118、磁 盘驱动电机，119、致动器臂，121、磁头组件，122、磁盘表面，123、线，125、记录通道，127、致 动器装置，128、线二，129、控制器，302、磁写入头，304、磁写入极，306、磁返回极，308、磁性 后间隙层，310、磁成形层，312、磁后屏蔽，316、后返回极，318、写线圈，320、非磁性电绝缘材 料，322、非磁性电绝缘材料二，402、侧部，404、侧部二，406、第一硬质磁铁，408、第二硬质磁 铁，410、磁化强度，412、磁化强度二，414、非磁性侧间隙层，416、非磁性侧间隙层二，418、非 磁性后间隙层三，502、磁性热点，504、磁性热点二，602、磁性热点三，604、磁性热点四。
【具体实施方式】
[0014]结合附图，对本发明作进一步详细说明。
[0015]如图所示，本发明垂直磁记录头，其特征在于:磁盘驱动器100包含有一个可转动 的磁盘112被支承在主轴114上，且该主轴由磁盘驱动电机118旋转；磁盘112附近设置有 滑动器113，其支撑一个或多个磁头组件121，滑动器113可在磁盘表面122上径向移入或 移出；滑动器113通过悬架115与一个致动器臂119相连，每个致动器臂119又连接到致动 器装置127上，致动器装置127为是音圈电机，电机包括一个在固定磁场内移动的线圈，线 圈移动的方向和速度由由控制器129提供的电流信号控制。磁盘存储系统的各个组成部分 通过由控制器129产生的控制信号控制，与致动器装置127之间通过线二 128相连，与磁盘 驱动电机118通过线123相连，与磁头组件121通过记录通道125进行传递。垂直磁记录 头具有一磁写入头302，其包含有磁写入极304和磁返回极306，两者之间有磁性后间隙层 308和磁成形层310与之相连，磁写入极304和磁返回极306之间有非磁性的写线圈318通 过,非磁性的写线圈318可以位于非磁性电绝缘材料二 322的顶部，也被嵌入到非磁性电绝 缘材料320内。磁写入头302还包括有一磁后屏蔽312，其可从磁写入极304中分离，也可 连接着后返回极316。磁后屏蔽312的侧部402，侧部二 404由非磁性侧间隙层414和非磁 性侧间隙层二 416从写入极304分离，写入极304的后缘由非磁性后间隙层三418从磁后 屏蔽312分离。写入头302包括第一硬质磁铁406和第二硬质磁铁408，其位于后环绕磁屏 蔽312的第一和第二外侧，其具有磁化强度410和磁化强度二 412。磁后屏蔽312中具有磁 性热点502、磁性热点二 504、磁性热点三602、磁性热点四604的形式。
[0016]本发明的具体结构如上文所述。现在参照图1，其中示出了本发明实施例的磁盘驱 动器100。如图1所示，至少一个可转动的磁盘112被支承在主轴114上，并由磁盘驱动电 机118旋转。在每个磁盘上的磁性记录在磁盘112上以同心数据磁道的环形模式的形式。 至少一个滑动器113位于磁盘112附近，每个滑动器113支撑一个或多个磁头组件121。当磁盘旋转时，滑动器113在磁盘表面122上径向移入或移出，以便使磁头组件121可以进入 磁盘的不同的轨道，其中写入所需的数据。每个滑动器113通过悬架115的方式连接到一 个致动器臂119上。悬架115提供了一个轻微的弹簧力，其朝向磁盘表面122偏向滑动器 113。每个致动器臂119连接到致动器装置127上。如图1所示，该致动器装置127可以是 音圈电机(VCM)。VCM包括一个在固定磁场内移动的线圈，线圈移动的方向和速度由由控制 器129提供的电机的电流信号控制。
[0017]在磁盘存储系统的操作过程中，磁盘112的旋转在滑动器113和磁盘表面122之 间产生的空气轴承，在滑动器上施加一个向上的力或提升。从而，在正常操作过程中，空气 轴承通过一个小的，基本恒定的间距来平衡悬架115的轻微的弹簧力和支撑滑动器113在 磁盘表面上方稍微远离。
[0018]磁盘存储系统的各个组成部分通过由控制器129产生的控制信号控制，例如存取 控制信号和内部时钟信号。通常情况下，控制器129包括逻辑控制电路，存储装置和一个微 处理器。控制器129产生控制信号，以控制各种系统操作，例如在线123上驱动马达控制信 号，在线二 128上，头部寻求控制信号。线二 128上的控制信号提供所需的电流分布，以最 佳地移动和定位滑动器113到磁盘112上的所需数据磁道上。写入和读取信号通过记录通 道125从写入和读取头121上传递。
[0019]如图2所示，可以更详细地看出，滑动器113中磁头组件121的方向。图2是滑动 器113的ABS视图，可以看出，包括感应写入头和读取传感器的磁头位于滑动器的后缘。典 型的磁盘存储系统的以上描述和所附的说明图1只为了展示的目的。很明显，磁盘存储系 统可能包含大量的磁盘和致动器，每个致动器可支撑若干滑动器。
[0020]图3示出了磁写入头302，其包括磁写入极304和磁返回极306。磁性后间隙层 308和磁成形层310在从一个空气轴承表面(ABS)中移除的位置上连接着磁写入极304和 返回极306。导电的，非磁性的写线圈318在写入磁极304和返回极306之间通过，并通过 磁写入极304的上方。写线圈318可以位于非磁性电绝缘材料二 322的顶部，也被嵌入到 非磁性电绝缘材料320内，如氧化铝，或硬烘焙光致抗蚀剂。
[0021]在操作过程中，流经写线圈318的电流感应出磁场，该磁场导致磁通量流经磁写 入极304。这将导致磁场从磁写入极304向磁介质发出，如图1所示的磁盘表面122。这种 磁写入领域流经磁盘表面，并返回到具有足够大的截面的磁返回极306，并没有消除磁写入 极304写入的磁位。
[0022]为了增加写入场梯度(从而有利于磁开关)，写入头302还包括一个磁后屏蔽312。 这磁后屏蔽312通过侧部402从磁写入极304中分离。磁写入极312也可以连接着后返回 极316，其连接着磁后屏蔽312和磁写入头3 02的后部，如磁成形层310的后部。
[0023]图4示出了从ABS (从图3中线4-4看)观察磁写入头302的极尖区。在图4中可 以看出，磁写入极304具有一锥形的，梯形形状，其特征在于，它在前缘处窄，在后缘处宽。 尾随屏蔽312有侧部402和404，其环绕着写入极的左右两侧，因此，被称为环绕尾随磁屏 蔽。屏蔽312的侧部由非磁性侧间隙层从写入极304分离，磁写入极304的后缘由非磁性 后间隙层418从磁后屏蔽312分离。虽然已经示出和描述磁后屏蔽312作为后环绕式屏蔽 层，屏蔽层可能也有很少或没有侧屏蔽部分，因此，起主要或纯粹后屏蔽层的功能。
[0024]此外，可以看出，磁写入头302包括第一和第二硬质磁铁，其位于后环绕磁屏蔽312的第一和第二外侧。这些硬磁铁被磁化具有磁化强度(通过箭头410，412表示)，与数 据磁道方向(如边线DT表不)相同的方向垂直,并平行于空气轴承表面ABS。虽然图4中的 箭头指向右，这只用于说明，磁化强度可以在任一方向上。磁化的硬磁铁的存在防止形成磁 场范围，从而改善写入头的误比特率(BER)，以及防止相邻轨道干扰(ATI)和远程轨道干扰 (FTI)0
[0025]图5和6均示出了类似于图4的视图，示出了现有技术的不具有上面描述的第一 硬质磁铁406，第二硬质磁铁408的写入头。在这些现有技术的写入头中，已经发现，在磁后 屏蔽312中有磁性热点502，磁性热点二 504 (图5)，磁性热点三602，磁性热点四604 (图 6)的形式。这些磁性热点，如图5中所示，位于这些热点被认为是特别成问题的区域中。然 而，这样的热点也可以位于后屏蔽的其他部分。外部磁场会影响这些热点的强度和尺寸。这 些热点往往形成在磁写入极304，两个非磁性侧间隙层和非磁性后间隙层三418的区域内， 其中，当传送磁写入极304和三个非磁性后间隙层时，压缩磁通量线。
[0026]这些热点由在尾随屏蔽中的磁场范围形成而引起。这样的磁性热点的存在一个问 题，在这些磁性热点502，磁性热点二 504，磁性热点三602，磁性热点四604的位置上磁通 量集中能磁化磁介质。虽然在单一写入途径内相邻轨道干扰可能不是一个问题，在兴趣数 据轨道的一个数据轨道上的若干个写入途径之后，其一个或多个远离预定轨道的数据轨道 会被这些杂散磁场的存在而损坏。
[0027]再次参考图4，第一硬质磁铁406，第二硬质磁铁408存在通过在交叉轨道方向上 施加磁场缓和了这个热点问题。磁铁可以使用退磁场来设置环绕屏蔽的磁场方向。在这种 情况下，不需要物理连接。另外，磁铁可以使用交换穿针领域来设置环绕屏蔽磁化方向。在 这种情况下，需要连接磁铁与屏蔽。人们认为，这种交叉轨道磁场的存在通过移动磁场范围 远离磁写入极304和非磁性侧间隙层的区域来改善误码率BER，ACI和FTI。只有在70-80 奥斯特的磁场内，可以实现显着改善误码率，ATI和FTI。为此，优选建造和煅烧第一硬质磁 铁406，第二硬质磁铁408，以便在磁写入极304的位置上产生50-100奥斯特或70-80奥斯 特的磁场。
[0028]交叉轨道磁场的存在提供的另一个好处是，磁开关比较容易通过增加的场梯度。 这种效果类似于通过磁后屏蔽312的后部穿过非磁性后间隙层三418来增加磁场梯度。
[0029]虽然上面已经描述了各种实施例，但应当理解，它们仅作为示例，而不是限制的方 式。在本【技术领域】的技术人员也可以采用在本发明的范围内的其它实施例。因此，本发明 的广度和范围不应受限于任何上述示例性实施例，但应当仅根据下面的声明及其等同物的 限定。
【权利要求】
1.一种垂直磁记录头，其特征在于:磁盘驱动器(100)包含有一个可转动的磁盘(112)被支承在主轴(114)上，且该主轴由 磁盘驱动电机(I 18)旋转；磁盘(112)附近设置有滑动器(113)，其支撑一个或多个磁头组件(121)，滑动器(113) 可在磁盘表面(122)上径向移入或移出；滑动器(113)通过悬架(115)与一个致动器臂(119 )相连，每个致动器臂(119)又连接 到致动器装置(127)上，致动器装置(127)为是音圈电机，电机包括一个在固定磁场内移动 的线圈，线圈移动的方向和速度由由控制器(129)提供的电流信号控制。
2.根据权利要求1所述的垂直磁记录头，其特征在于:磁盘存储系统的各个组成部分 通过由控制器(129)产生的控制信号控制，与致动器装置(127)之间通过线二( 128)相连， 与磁盘驱动电机(118)通过线(123)相连，与磁头组件(121)通过记录通道(125)进行传递。
3.根据权利要求1所述的垂直磁记录头，其特征在于:垂直磁记录头具有一磁写入头 (302)，其包含有磁写入极(304)和磁返回极(306)，两者之间有磁性后间隙层(308)和磁成 形层(310)与之相连，磁写入极(304)和磁返回极(306)之间有非磁性的写线圈(318)通 过，非磁性的写线圈(318)可以位于非磁性电绝缘材料二(322)的顶部，也被嵌入到非磁性 电绝缘材料(320)内。
4.根据权利要求3所述的垂直磁记录头，其特征在于:磁写入头(302)还包括有一磁后 屏蔽(312)，其可从磁写入极(304)中分离，也可连接着后返回极(316)。
5.根据权利要求4所述的垂直磁记录头，其特征在于:磁后屏蔽(312)的侧部(402)， 侧部二(404)由非磁性侧间隙层(414)和非磁性侧间隙层二(416)从写入极(304)分离，写 入极(304)的后缘由非磁性后间隙层三(418)从磁后屏蔽(312)分离。
6.根据权利要求3所述的垂直磁记录头，其特征在于:磁写入头(302)包括第一硬质磁 铁(406)和第二硬质磁铁(408)，其位于后环绕磁屏蔽(312)的第一和第二外侧，其具有磁 化强度(410)和磁化强度二(412)。
7.根据权利要求4所述的垂直磁记录头，其特征在于:磁后屏蔽(312)中具有磁性热点 (502),磁性热点二(504)、磁性热点三(602)、磁性热点四(604)的形式。
【文档编号】G11B5/31GK103594095SQ201310566842
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月13日 优先权日:2013年11月13日
【发明者】朱科奇 申请人:宁波市鄞州科启动漫工业技术有限公司