专利名称：对数据存储介质减小力矩接触的磁头的制作方法
技术领域：
本发明涉及在将数据写入诸如磁盘或磁光盘的记录介质或者从诸如磁盘或磁光盘的记录介质内读取数据的数据读写设备内使用的磁头。在此说明书中，将“磁头”定义为任何一种设置了磁场生成线圈的读写头。根据此定义，将磁光头简称为“磁头”。本发明还涉及包含这种磁头的数据读写设备。
背景技术：
图7示出包括衬底93和成型在衬底93上的线圈92的传统磁头。线圈92被透明介质层94全部包围，透明介质层94具有均匀厚度并覆盖衬底93的整个上表面。在衬底93之下设置大直径物镜91a和小直径物镜91b。从所示光源发出后，激光束被这两个物镜91a、91b会聚并通过衬底93和介质层94在磁盘D的记录层形成聚束点。为了通过进行磁场调制来实现数据记录过程，在产生聚束点的点，将线圈92产生的磁场施加到记录层。为了实现聚焦控制，利用致动器(未示出)支持磁头，这样它就可以移动到接近或远离磁盘D。
尽管传统磁头的优势在于，均匀厚度介质层94可以使线圈92免受外部机械损伤，但是它仍具有如下缺点。
通常，磁光盘D包括在其上成型了记录层的薄衬底。由于支持结构非常脆弱，所以磁光盘D易弯曲，以致接触介质层94的边缘94a。即使磁光盘D本身不弯曲，也会因为支持该磁光盘D的转轴旋转不稳定导致倾斜，如图7中的点划线所示。还是在此例中，磁光盘D会接触介质层94的边缘94a。
不幸的是，磁光盘D会因为接触介质层94而被损伤。此外，与磁头相连的致动器也可能被损伤，因为在磁光盘D撞击介质层94时会对磁头产生非常大的力矩M。
发明内容
在上述描述的情况下建议本发明。因此，本发明的一个目的是提供一种被配置以减小记录介质与磁头接触产生的力矩的磁头。本发明的另一个目的是提供一种引入了这种磁头的数据读写设备。
根据本发明的第一方面，提供了一种磁头，对该磁头设置线圈，用于产生施加到记录介质的磁场；衬底，其主表面对着记录介质，该主表面包括内部区域和围绕该内部区域的外部区域；以及接触部件，对着记录介质，在记录介质倾斜时，该接触部件接触记录介质。仅将该接触部件设置在主表面的内部区域内以防止倾斜的记录介质接触主表面的外部区域。
接触部件最好是成型在衬底上封闭该线圈的介质层。
介质层最好包括朝着衬底中心的、与衬底的外部边缘分开的边缘部分。该边缘部分接触倾斜记录介质。
介质层最好包括下子层和成型在下子层的内部区域上的上子层。在此例中，上子层可以包括接触倾斜记录介质的边缘部分。
线圈最好包括第一导电螺旋线和第二导电螺旋线，其中将第一导电螺旋线设置在上子层内，而将第二导电螺旋线设置在下子层内。
最好使介质层边缘部分成圆角，或者对介质层边缘部分进行倒角，这样就不会因为接触介质层而损坏记录介质。
为了防止记录介质被接触部件损坏，最好对接触部件涂敷润滑剂。
根据本发明的第二方面，提供了一种磁头，对该磁头设置衬底，包括对着记录介质的主表面；磁场生成线圈，成型在衬底的主表面上，并且包括第一导体和比第一导体更靠近记录介质的第二导体；以及介质层，成型在衬底的主表面上，并且封闭该线圈。第二导体的外径小于第一导体的外径。介质层具有阶梯配置。具体地说，该介质层包括封闭第一导体的第一部分和封闭第二导体的第二部分。第二部分的尺寸小于第一部分的尺寸。
该磁头最好进一步包括围绕线圈的第一导体的第一冷却金属环和围绕线圈的第二导体的第二冷却金属环。第二冷却金属环的直径小于第一冷却金属环的直径。
该磁头最好进一步包括设置在衬底主表面的对侧用于会聚光源发出的激光束的物镜。会聚光束通过衬底和介质层传播到记录介质。
该磁头最好进一步包括对着记录介质的防反射层，其中将防反射层设置在成型在介质层中的槽内。物镜会聚的光束通过防反射层传播到记录介质。
致动器支持衬底以通过致动器使衬底移动到更靠近记录介质和远离记录介质。
根据以下参考附图所做的详细说明，本发明的其它特征和优势将变得更加明显。
图1示出引入了根据本发明磁头的数据读写设备的各主要部件；图2是示出根据本发明磁头的细节的剖视图；图3是示出根据本发明磁头的透视图；图4A和4B示出根据本发明磁头的介质层的圆角边缘和倒角边缘；图5A和5B示出如何生产根据本发明磁头；图6示出倾斜磁光盘如何接触模型磁头；以及图7示出传统磁头和在磁头上倾斜的磁光盘。
具体实施例方式
以下将参考
本发明的优选实施例。
图1示出引入了根据本发明磁头的数据读写设备A的各主要部件。具体地说，所示实施例的磁头H是磁光头，因此设备A可以将数据写入磁光盘D，并且可以将它从该磁光盘D中读出。
通过致动器10由滑架20支持的磁头H包括透镜固定器11，透镜固定器11上固定了两个物镜5a、5b。致动器10使透镜固定器11在聚焦方向Fs和跟踪方向Tg(磁光盘D的径向方向)移动。
利用主轴马达90，磁光盘D可以绕轴C高速旋转。如图2所示，磁光盘D包括在其上成型了记录层99和用于保护记录层99的透明涂层97的底板98。这两层99、97设置在底板98的下侧。因此，将磁头H相应地设置在磁光盘D的下方并与记录层99保持直接相对关系。利用这种配置，可以减小在在记录层99上形成聚束点时因为透明涂层97的厚度变化观察到的像差。
如图1所示，在滑架20上设置倾斜反射镜23，用于向上反射固定光学单元4发出的激光束。光学单元4设置有激光二极管40、准直透镜41、射束分裂器42、射束扩展器43以及电流镜44。透镜41使激光二极管40发出的激光束准直。然后，激光束通过射束分裂器42和射束扩展器43，并被电流镜反射到倾斜反射镜23。反射镜23反射的向上光束被物镜5a、5b会聚，从而在磁光盘D的记录层上形成聚束点。会聚光束被记录层99反射以回扫先前路径。最后，激光束被射束分裂器42分裂，然后被光检测器45检测。
射束扩展器43包含两个透镜43a、43b，用于减小激光束的有效直径。减小有效直径使得物镜5a、5b的尺寸可以减小，这样就可以降低磁头H的总重量。如果惯性小，则磁头H就可以在外力作用下快速移动。设置在磁光盘D下方的滑架20可以在跟踪方向Tg移动以完成要求查找动作。代替滑架20，可以使用旋臂以在磁光盘D的径向移动，磁头H被安装在此旋臂上。
除了上述物镜5a、5b之外，磁头H还包括透明衬底6、磁性层80、线圈3、介质层7、一对冷却金属层81以及防反射层82，如图2所示。
将衬底6安装到透镜固定器11的顶部以支持磁性层80、线圈3、介质层7等。透明衬底6可以由玻璃制成。将物镜5b的平透镜面50安装在衬底6的下表面。介质层7可以由透明矾土制成。在此配置中，物镜5b、衬底6以及介质层7组合在一起作为一个透镜。
设置磁性层80是为了将线圈3产生的磁场有效施加到磁光盘D上的聚束点区域。磁性层80可以由Ni-Fe合金、基于钴(Co)的非晶合金、Fe-Al-Si合金、Fe-C合金与Ni-Fe合金的组合、Fe-Ta-N合金或Mn-Zn铁氧体。磁性层80的厚度可以是8μm，并对磁性层80成型中心孔80a以使激光束通过。介质层7填充孔80a。
例如，通过使金属层形成图形来成型线圈3。利用传统电镀技术形成金属层(通常是铜层)。所示的线圈3是双层结构，包括上导电螺旋线30a和与上螺旋线30a相连的下导电螺旋线30b。电流以同一个方向通过这两个螺旋线30a、30b。线圈3的中心线L对准透镜5a的中心线和透镜5b的中心线。为了从介质层7的外部对线圈3供电，设置从介质层7的边缘部分延伸到线圈3的电源线(未示出)。如图2所示，线圈3的中心内填充介质层7。为了降低线圈3的电感，标号31表示的这部分(光传输部分)应该尽可能小，但是也不能小到不能通过激光束。
设置环形冷却层81是为了防止线圈3过热。如图2所示，上冷却层81围绕上导电螺旋线30a，而下冷却层81围绕下导电螺旋线30b。上螺旋线30a的直径小于下螺旋线30b的直径。因此，上冷却层81的直径也应该相应地小于下冷却层81的直径。为了实现要求的冷却效果，利用其热导率比介质层7高的材料制造冷却层81。在所示的实施例中，冷却层81和线圈3由同一种材料制成，因此可以在同一个制造过程制造它们。
成型在衬底6上的介质层7封闭磁性层80、线圈3以及冷却层81。如图2和图3所示，介质层7包括厚度为h2的下部70a和厚度为h1的上部70b。上部70b的直径小于下部70a的直径。因此，下部70a的周边部分70’从上部70b横向伸出。
参考图3，衬底6是矩形，而介质层的上部70b和下部70a是同心的圆形(L表示公共中心线)。圆形下部70a的面积小于矩形衬底6的面积，因此出现了衬底6的边缘区域6a。如图4A和4B所示，最好使上部70b边缘区域70b’的边缘成圆角，或对其进行倒角(chamfer)。最好对此圆角边缘或倒角边缘涂敷润滑剂(例如氟树脂)。以下将说明这些特征的技术意义。
参考图2，在其间插入空气层情况下，介质层7的上表面73a对着磁光盘D。对上表面73a成型其中心线对准中心线L的圆形槽73b。槽73b的直径大于在激光束通过槽73b的底部时测量的激光束的直径。
设置在槽73b内的防反射层82允许激光束通过。层82可以由氧化硅、氧化钨、氟化镁或氮化硅制成。在所示的例子中，层82是单层结构。作为一种选择，层82还可以是包括两个或更多个由上述不同材料制成的子层的多层结构。层82的厚度应该小于槽73b的深度，这样层82就不会从介质层7的上表面73a上凸出。
可以以如下方式生产上述描述的磁头H。
参考图5A，制备其大小足以生产规定数量的矩形衬底6的母衬底6A(例如，参考图3)。因此，根据待生产的衬底6，对母衬底6A设置同样数量的“磁头构造位置”。
在每个构造位置，与此后将被去除的假(dummy)金属层89一起，成型磁性层80、导电螺旋线30a-30b、冷却层81和介质层7，如图5A所示。在该图中，省略了上述防反射层82和槽73b。
象假金属层89那样，介质层7由几个互相层叠的子层7a构成。从图5A中可以看出，在母衬底6A上，介质层7的子层7a与假金属层89互补。可以以几种方式构造此结构。例如，利用同一种材料成型磁性层80和最下面的假金属层89a。然后，成型最下面子层7a以覆盖母衬底6A上未设置磁性层和假金属层的明面。然后，在第一最下面假金属层89a上成型第二最下面假金属层89。成型第二假金属层89的材料与成型第一假金属层89a的材料可以相同也可以不同。然后，在磁性层80和第一最下面子层7a上成型第二最下面子层7a。这样，磁性层80被介质材料完全封闭。对于本技术领域内的技术人员，图5A所示的完成该结构的剩余步骤是显而易见的，因此不对它们进行解释。
参考图5B，完成要求结构后，例如，利用蚀刻过程消除假金属层89。这样，就在母衬底6A上产生空隙S。在此蚀刻过程中，不消除磁性层80、螺旋线30a、30b以及冷却层81，因为它们被介质层7封闭。
最后，将母衬底6A切割为矩形片以提供大量相同产品，如图3所示。以下说明这样生产的磁头H的特性。
例如，利用磁场调制过程可以将数据写入磁光盘D。根据此方法，物镜5a、5b会聚激光束以在磁光盘D的记录层99上产生聚束点，从而将记录层99加热到接近居里温度的规定温度。在这种情况下，将线圈3产生的磁场施加到记录层99。这样，控制记录层99内的磁化方向，从而将要求数据写入磁光盘D。
与现有技术情况相同，在写入数据过程中，磁光盘D会发生倾斜。然而，在本实施例中，以这样的方式进行配置，即倾斜磁光盘D接触介质层7的上边缘部分70b’，但是不接触下边缘部分70a’，也不接触介质层7的边缘6a(参考图2内的点划线)。从图2中可以看出，接触边缘部分70b’的位置比下边缘部分70a’和边缘6a的位置更靠近磁头H的中心。因此，在接触到倾斜的磁光盘D时，磁头H接收的力矩比介质层7的下边缘部分70a或衬底6的边缘6a接触倾斜磁光盘D时接收的力矩相对较小。因此，可以防止损坏支持磁头H的致动器。
图6示出为了说明倾斜的磁光盘D如何接触类似于本发明磁头H的模型磁头He的模拟情况。
如图6所示，在磁光盘D倾斜θ角并接触介质层7的边缘部分70b’时，等式d1＝2×WD/tanθ成立，其中d1是介质层7的上圆形部分70b的直径，WD是磁光盘D与介质层7之间的工作距离。
在磁光盘D接触介质层7的下圆形部分70a的边缘部分70a’时，另一个等式d2＝2×(WD+h1)/tanθ成立，其中d2是下部70a的直径。因此，为了防止下边缘部分70a’接触倾斜磁光盘D(倾角为θ)，将下部70a的直径设置得小于2×(WD+h1)/tanθ。
同样，在磁光盘D接触衬底6的边缘6a时，等式d3＝2×(WD+h1+h2)/tanθ成立，其中d3是衬底6的最大长度。因此，为了防止边缘6a接触倾斜磁光盘D(倾角为θ)，将衬底6的最大长度设置得小于2×(WD+h1+h2)/tanθ。
如上所述，致动器10使本发明的磁头H在聚焦方向Fs移动。与被设计成利用介入空气流在旋转磁光盘上浮动的滑块型磁头相比，利用这种配置，可以将磁头H与磁光盘D之间的间距设置得较大(例如，约30μm)。然而，不应该将此数值(即30μm)代入上述等式内的参数WD来确定直径d2或最大长度d3，因为致动器10移动的磁头H实际上正在靠近磁光盘D。因为此原因，为了更安全，例如，WD的输入值应该为7μm。例如，倾角应该在10-20mrad。
在本实施例中，如图3所示，介质层7的上部70b是圆形的。此圆边缘配置的优势在于可以防止倾斜磁光盘D在接触介质层7的上部70b时被损坏。为了提供更安全的防损坏保护，可以使边缘部分70b’的边缘成为圆角，或者对其进行倒角，如图4A和4B所示，并进一步涂敷氟润滑剂。
在磁头H内，光源发出的激光束通过物镜5a和5b、介质层7以及防反射层82传播到记录层99。防反射层82的折射率低于介质层7的折射率，但是高于空气的折射率。这样做的优势在于，可以减少激光束通过介质层7与防反射层82之间的界面以及防反射层82与空气之间的界面时产生的反射。因此，激光束可以有效照射记录层99。
防反射层82不凸出地容纳在介质层7的槽73b内，因此即使在磁光盘D靠近介质层7时，也不会损伤磁光盘D。此外，将防反射层82固定安装在槽73b内。这样，在倾斜磁光盘D撞击磁头H时，就可以防止防反射层82不适当地从介质层7出来。
本发明并不局限于附图所示的特定特征。例如，线圈3可以只有一个导电螺旋线，或者多于两个导电螺旋线。同样，介质层7可以只有一个子层，或者多于两个子层。此外，可以对介质层7的上表面73a设置可以接触磁光盘D的圆形凸出。此接触凸出可以由介质材料制成也可以不是由介质材料制成。
尽管对本发明进行了描述，但是，显然，可以以许多方式来对其进行变化。这些变化均属于本发明的实质范围，并且对于本技术领域内的技术人员显而易见的所有调整均包含在如下权利要求所述的范围内。
权利要求
1.一种磁头，该磁头包括线圈，用于产生施加到记录介质的磁场；衬底，其主表面对着记录介质，该主表面包括内部区域和围绕该内部区域的外部区域；以及接触部件，对着记录介质，在记录介质倾斜时，该接触部件接触记录介质；其中仅将该接触部件设置在主表面的内部区域内以防止倾斜的记录介质接触主表面的外部区域。
2.根据权利要求1所述的磁头，其中接触部件包括封闭所述线圈的介质层。
3.根据权利要求2所述的磁头，其中介质层包括朝着衬底中心的、与衬底的外部边缘分开的边缘部分，该边缘部分接触倾斜记录介质。
4.根据权利要求2所述的磁头，其中介质层包括下子层和成型在下子层的内部区域上的上子层，上子层包括接触倾斜记录介质的边缘部分。
5.根据权利要求4所述的磁头，其中线圈包括第一导电螺旋线和第二导电螺旋线，第一导电螺旋线被设置在上子层内，第二导电螺旋线被设置在下子层内。
6.根据权利要求3所述的磁头，其中介质层边缘部分成圆角。
7.根据权利要求3所述的磁头，其中介质层边缘部分被倒角。
8.根据权利要求1所述的磁头，其中接触部件被涂敷润滑剂。
9.一种磁头，该磁头包括衬底，包括对着记录介质的主表面；磁场生成线圈，成型在衬底的主表面上，并且包括第一导体和比第一导体更靠近记录介质的第二导体；以及介质层，成型在衬底的主表面上，并且封闭该线圈；其中第二导体的外径小于第一导体的外径，并且其中介质层具有阶梯配置，它包括封闭第一导体的第一部分和封闭第二导体的第二部分，第二部分的尺寸小于第一部分的尺寸。
10.根据权利要求9所述的磁头，该磁头进一步包括围绕第一导体的第一冷却金属环和围绕第二导体的第二冷却金属环，第二冷却金属环的直径小于第一冷却金属环的直径。
11.根据权利要求9所述的磁头，该磁头进一步包括设置在衬底主表面的相对侧用于会聚光源发出的激光束的物镜，其中会聚光束通过衬底和介质层传播到记录介质。
12.根据权利要求11所述的磁头，该磁头进一步包括对着记录介质的防反射层，其中防反射层被设置在成型在介质层中的槽内，并且其中会聚光束通过防反射层，然后传播到记录介质。
13.根据权利要求9所述的磁头，其中衬底由致动器支持以通过致动器使衬底移动到更靠近记录介质和远离记录介质。
14.一种包括根据权利要求9所述磁头的数据读写设备。
全文摘要
磁头设置有衬底和成型在该衬底上的磁场生成线圈。该衬底具有对着存储磁盘的主表面，并将该衬底分割为内部区域和围绕该内部区域的外部区域。该磁头还包括封闭该线圈并对着存储磁盘的介质层。介质层被成型在衬底主表面的内部区域内，而不是成型在外部区域内。倾斜时，存储磁盘接触介质层，从而避免了撞击衬底主表面的外部区域。
文档编号G11B5/187GK1434444SQ0215268
公开日2003年8月6日 申请日期2002年11月29日 优先权日2002年1月25日
发明者藤巻徹, 松本刚 申请人:富士通株式会社