专利名称：主动地同步屏蔽和写入极的磁响应的制作方法
主动地同步屏蔽和写入极的磁响应
背景技术：
为了确保在写操作中换能器写入头准确地对磁性介质上的正确磁性单元进行磁化，介质上的单元被定位在写入头之下并同步于磁性单元在写入头之下的通过。这种同步不仅依赖于写入极速度而且依赖于尾部屏蔽或前端屏蔽能多快地闭合磁路，在处理中建立写入场梯度。
发明内容
披露了主动地同步屏蔽和写入极的磁响应。换能器头包括写入极和屏蔽。屏蔽可以是前端屏蔽和/或侧部屏蔽。控制电路在操作中主动地同步屏蔽和写入极的磁响应，从而例如减少擦除并提高磁存储设备中的性能。其它实现也在这里描述和记载。提供本概述从而以简化方式介绍概念的选集，这些概念将在后面的详细说明中进一步被描述。本概述不旨在确定所保护主题的关键特征或必要特征也不旨在用来限定所保护主题的范围。所保护主题的其它特征、细节、用途和方面将从下面更具体记载的各种实现的详细描述以及在附图中进一步示出且在所附权利要求书中定义的实现中清楚得知。附图简述·所描述的技术可从结合附图描述了各种实现的下面详细说明中得到理解。
图1示出磁存储盘的示例性实现的平面图，其中换能器头座落在致动器组件的一端上。图2a示出一示例性换能器头的简化侧视图，其中写入极和前端屏蔽是可见的。图2b示出一示例性换能器头的简化空气承载表面(ABS)视图，其中写入极、前端屏蔽和侧部屏蔽是可见·的。图3a_d示出表现线圈线相对于侧部屏蔽处于不同位置的示例性换能器头的简化自顶向下图。图4a_b示出表现线圈线相对于前端屏蔽处于不同位置的示例性换能器头的简化侧视图。图5示出可被配置成主动地同步屏蔽和写入极的磁响应的示例性控制电路的方框图。图6示出表示用于主动地同步屏蔽和写入极的磁响应的示例性操作的流程图。图7示出表示制造换能器头的示例性操作的流程图，该示例性操作可被用来主动地同步屏蔽和写入极的磁响应。
具体实施例方式磁性数据存储设备包括介质，其中每个数据位被磁性存储在介质上。数据沿一致的位轨道被存储在诸个单元中，这些单元通常被记录在存储介质中的同心径向位置处(例如从存储介质的内径(ID)至其外径(OD))。随着存储介质在存储设备中旋转，换能器头沿一数据轨道位于紧邻存储介质表面的位置，以从轨道中的诸个独立单元读取数据，并向轨道中的诸个独立单元写入数据。盘驱动器通常使用致动器以将换能器头定位在紧邻于存储介质。伺服控制系统接收换能器头从数据轨道所读取的伺服定位信息，所述伺服定位信息一般来自大致径向延伸跨越诸个轨道的等角度间距的诸个伺服扇区。伺服控制系统将控制信号提供给致动器以将使换能器头保持在轨道上并使换能器头移动至期望的轨道以进行数据的读取和写入。建立磁路的写入极与闭合磁路的前端屏蔽的同步提高了写准确性，确保所提供的写磁场将获得两个位之间快速和尖锐的过渡。图1示出盘100的示例性实现的平面图，其中换能器头105座落在致动器组件110的一端上。盘100包括外径102和内径104，在外径102和内径104之间具有许多同心轨道106，这些轨道用圆形虚线表示。轨道106基本为圆形并且是规则间隔的，这在盘100上图示为轨道106中的椭圆线。在操作中，盘100绕盘转轴转动。将信息写入至/读取自盘100上的不同轨道106。换能器头105 (如图1中的分解图中也能看出的那样)被安装在致动器组件110转轴远端处的致动器组件110上，并在盘工作期间紧贴地降落到盘100的表面之上。致动器组件110在寻道操作中绕位于盘100附近的致动器组件110的转轴旋转。寻道操作将换能器头105定位在目标轨道之上。在一种实现中，为了提高过渡的尖锐性并减少侧部轨道擦除，例如使用线圈150来主动地使换能器头105中的写入极与前端屏蔽进行同步。示例性写入极和前端屏蔽可在图2a和图2b中示出的换能器头的视图中看出。图2a示出示例性换能器头205 (例如图1中的换能器头105)的简化侧视图200。换能器头205 (已将致动器组件省去)图示为包括写入极210和前端屏蔽220。图2b示出图2a所示的示例性换能器头205的简化空气承载表面(ABS)视图201。ABS视图201示出当例如沿箭头2-2的方向从ABS 202 “查看”换能器头200所观察到的写入极210和前端屏蔽220。侧部屏蔽230a和230b也可通过图2b所示的视图观察到。
换能器头205设计有紧凑内芯。紧凑内芯表现出响应于减少的写入场上升时间的性能优势(也就是，写入极多快地对线圈场的方向变化作出响应)。为了减少写入场上升时间，主换能器头线圈201a、201b可被实现为靠近磁存储介质的ABS202。然而，改变写入场上升时间不影响梯度上升时间(即写入器结构能多快地达到理想梯度)。写入场大部分由写入极来确定，但梯度依赖于写入器结构的响应。梯度上升时间一般远慢于写入场上升时间，并且不仅依赖于写入极速度而且依赖于前端屏蔽(例如前端屏蔽220和/或侧部屏蔽230a、230b)能多快地闭合磁路以建立写入场梯度。紧凑内芯设计展现出侧部轨道擦除(即，写入相邻轨道)的重大危险。一示例性方法利用插入到换能器头的写入极和前端屏蔽之间的写入间隙内的安培线。安培线同时对写入极和前端磁极供能。然而，将该线安置在写入间隙中增加了写入间隙的尺寸，这无法与建立良好的写入场梯度相适应。另外，安培线的尺寸和布置可能引发可靠性问题。尽管可选择安培线的位置以使得由安培线产生的场直接改善写入场和写入场梯度，然而这种改善当用于具有小写入间隙的换能器头时好像是不充分的。为了将安培线放置在写入间隙中，可能需要增加写屏蔽和写入极之间的距离，这导致减小的梯度。为了有助于擦除减少和性能改善，揭示了更好的线圈设计。该线圈设计产生一磁场，该磁场由ABS上的位于写入极210附近的线圈线250进行供能和场放大。线圈线250能借助在细线中的大电流密度来产生大的局部磁场。来自线的场分布映射到写入极210的场分布210上，以产生经改善的场梯度。使用磁屏蔽和/或使用在换能器头205产生的其它磁场的场对消来将磁场约束在交叉轨道方向上。在一示例中，换能器头205包括位于前端屏蔽220和/或侧部屏蔽230a、230b附近和/或设置在前端屏蔽220和/或侧部屏蔽230a、230b的内部的线圈线。在图2a和2b中，线圈线250图示为位于换能器头205中的前端屏蔽220上。这一实现仅以说明为目的而给出，并且不旨在构成限制。下面参照图3a_d和图4a_b中的几个示例性实现来更详细地描述线圈线250的布置。也可构想线圈线250的其它布置，如本领域内技术人员在熟悉本文教示后所能清楚理解的那样。要注意可使用一个或多个线圈线250，每个线圈线包括一个或多个用来构成线圈的线绕组。用来制造线圈线的材料可包括众多种传统电导体中的任何一种，包括但不局限于例如Cu、Au、Al、W和Mo之类的金属。也可使用其它非金属材料，例如碳纳米管。也可将材料选择为具有小热膨胀系数，以即便当流过线圈线250的电流产生热量时也能包容该尺寸。可根据期望的结果来设计被用来制造线圈线250的导电性和材料。例如，可使用不同材料来产生期望的导电性和电流密度，以产生极性与写入极210的极性相反的强磁场。也可选择材料和设计以产生减小的侧面场、良好的交叉轨道场约束以及对相邻轨道的屏蔽。使用沿与流入主换能器头线圈201a、201b的电流相反的方向流动的相对小电流来对线圈线250供能。该电流产生磁场以在写操作中主动地使写入极210的响应与前端屏蔽220和/或侧部屏蔽230a、230b同步。
线圈线250中的电流可与被提供给主线圈的电流相似，或者可以不同(例如，具有不同波形)。对于飞行过程中的换能器头，在高电流密度下产生的热可通过从ABS处可获得的冷却功率而耗散。由于记录介质相对于换能器头205的大表面积，该冷却功率已与换倉奉禹&。可使用任何适当的源对线圈线250供能，包括但不局限于电流源。在一示例中，使用与用来对主换能器头线圈201a、201b供能的同一电流源对线圈线250供能。在另一示例中，可独立于主换能器头线圈20la、20Ib而驱动线圈线250中的电流。在这一实现中，电流源被用来在线圈线250中建立一电流，该电流独立于被提供给主换能器头线圈201a、201b的电流。使用独立电流源允许例如基于工作条件和反馈环来“微调”线圈线250的电流的特性(例如波形、振幅和相位)，这将在下面结合图5所示的电路图予以更详细的说明。线圈线250被缠绕(一匝或多匝)并包括至少一根导体。线圈线250通过来自电流源的电流被供能。如前所述，线圈线被设置在换能器头中的任何适当位置以获得期望的结果。图3a_d示出换能器头(例如图2a和2b所示的示例性换能器头205)的一部分的简化自顶向下图300a_c。这些视图分别示出线圈线350a_c相对于写入极310a_c和侧部屏蔽330a_c的各示例位置。要注意，尽管图3a_3d中的视图300a_c中仅示出侧部屏蔽330a-c中的一个，然而线圈线350a_c位于侧部屏蔽的一个或全部两个上。
在图3a中，线圈线350a被图示为相对于写入极310a设置在侧部屏蔽330a的后面。在图3b中，线圈线350b被图示为设置在侧部屏蔽330b之中或内侧。在图3c中，线圈线350c被图示为设置在侧部屏蔽330c之上，并相对于写入极310c露出。在图3d中，线圈线350d被图示为设置在侧部屏蔽330d和写入极310d之间。在图3a_d所示的每个示例中，线圈线350a_c沿下游轨道方向被定位在侧部屏蔽330a-c上。该位置允许线圈线350a_c产生一电磁场,该电磁场使写入极310a_c产生的磁通泄漏直接反向进入侧部屏蔽330a_c。在侧部轨道擦除的研究过程中，观察到侧部屏蔽330具有比写入极310更快的响应时间。侧部屏蔽330也可具有大得多的动磁导率。此外，线圈线350比起主换能器头线圈更为靠近侧部屏蔽330。因此，只需要少量由线圈线350产生的安培场就能使侧部屏蔽的磁化沿与写入极开始磁化的方向相 反的方向迅速对准。结果，来自写入极310的磁通路径返回到软磁下方层(SUL)并回到侧部屏蔽330，而不是移动到擦除路径上，由此减少侧部擦除并改善交叉轨道梯度。图4a_4b示出相对于前端屏蔽处于不同位置的线圈的示例性换能器头的简化侧视图。在图4a中，线圈线450a被图示为相对于写入极410a紧邻于前端屏蔽420a (例如在其上或其顶部)。在图4b中，线圈线450b被图示为设置在前端屏蔽420b之中或内侧。在图4a-b两幅图中示出的示例中，线圈线450沿交叉轨道方向取向并紧邻或嵌入到前端屏蔽中，并沿自写入极的下游轨道方向凹进。在图3a_d和图4a_b所示的每个示例中，沿与主换能器头线圈的方向相反的方向施加电流。这种实现允许在写入时间沿与写入极相反的方向快速再磁化前端屏蔽并导致改善的梯度上升时间和振幅，并减小前端屏蔽饱和。还要注意，可通过调节线圈线的特性(例如绝缘体厚度、导体厚度、磁性材料体积以及所使用材料的磁性特性)、线圈线和写入极之间的交界处的面积以及提供给线圈线的电流来分别调节屏蔽至写入极和返回磁极的磁耦合。还要注意，屏蔽可由任何适当材料来制成并可被制造成例如通过电气特性和热学特性来补足线圈线的操作，该电气特性和热学特性改善和/或引导由线圈线产生的磁场。例如，当软磁材料既充当从换能器头放射出的磁通的回归路径又充当磁性屏蔽(屏蔽写入极不受从相邻轨道射出的场的影响)时，屏蔽可被设计成约束线圈线的磁场分布。合适的磁性材料的示例包括但不局限于NiFe、CoFe以及Cu/CoFe多层结构。另外，可使用线圈线中较高的电流密度以产生极性与写入极的极性相反的强边场。这种效果与屏蔽的软磁材料结合，导致减小的副作用、良好的交叉轨道场约束以及屏蔽相邻的轨道。由于屏蔽也充当线圈线的热宿，因此磁性材料应具有良好的热学特性。在另一实现中，附加导线被设置在换能器头中并被用来提供附加场以影响写入极的磁性状态，从而减少在类似擦除的写后擦除。由此，对于同一个写入场，侧部屏蔽擦除的量级可显著减小。还要注意，在前端屏蔽之上沿交叉轨道方向布置线圈线导致梯度上升时间的改善。尽管从附加线所产生的场减缓了写后擦除(EAW)，然而这也可能对写入极的性能产生负面的影响，因为来自线圈线的安培场处于与由主换能器头线圈所产生的方向相反的方向。然而，可采用额外的措施以减小或甚至消除这种影响。例如，特定电流波形可被用来在最初对主换能器头线圈供能之前或短暂地在其期间对线圈线供能，但当主换能器头线圈供能时快速断开线圈线。在另一示例中，线圈线可用磁性材料来包覆以防止对写入极产生影响的直接磁漏。包覆的一个示例是将线嵌入到前端屏蔽中。在又一示例中，以这样一种方式设计线圈线的形状:使其几何形状有利于在前端屏蔽中一而不是在写入极中一产生磁场。表现出这种特性的示例形状是沿下游轨道方向延伸的、但在沿与ABS垂直的方向上缩短的线圈，由此使线圈线形成与ABS平行的薄导电平面。图5示出可被配置成主动地同步换能器头中的写入极和屏蔽的磁响应的示例控制电路500的方框图。在一种实现中，主动地同步写入极和屏蔽的磁响应是通过位于换能器头之外以对一个或多个线圈线510供能的电路来实现的。在另一实现中，电路位于换能器头之上或之内。也可采用头外和头上电路的组合。在一个示例中，控制电路500包括供能源520。供能源520可以是将电流传递至线圈线510的电流发生器。如前所述，供能源520可以是驱动主换能器头线圈的同一电流源。供能源520也可独立于驱动主换能器头线圈的电流源。这一示例允许供能源520传递独立于被提供给换能器头线圈的电流的、针对线圈线510 “经微调”或经调节的电流。一独立供能源可被实现在包含传感器模块530的控制电路500中。传感器模块530接收来自线圈线510a的输入和/或由线圈线510产生的电磁场。传感器模块530也可接收来自其它源的输入。由传感器模块530接收的输入被处理并被用来对供能源520的输出进行调整。例如，在传感器模块530处的输入可被用于相位调整531、幅度调整532和/或电流信号的波形533，这里仅指出可对供能源520的输出所进行的调整的一些例子。图6示出一流程图,其示出主动地同步屏蔽和写入极的磁响应的示例操作600。示例性操作600可被实现在电路中和/或被编码成逻辑。
在供能操作602中，使用沿与在主换能器头线圈中流动的电流相反方向流动的电流对线圈线供能。在一种实现中，前端屏蔽上的线圈被供能602a和/或前端屏蔽内的线圈被供能602b。在另一实现中，侧部屏蔽上的线圈被供能602c和/或侧部屏蔽内的线圈被供能602d。应当理解，电流(例如方向、波形和/或振幅)可以变化。在同步操作604中，屏蔽和写入极的磁响应是同步的。在另一实现中，侧部屏蔽和前端屏蔽两者的组合被供能。图7示出表示用于制造换能器头的示例性操作700的流程图，该示例性操作可被用来主动地同步屏蔽和写入极的磁响应。在组装操作702中，为磁存储介质提供换能器头。在另一个组装操作704中，为换能器头提供写入极和屏蔽。在另一个组装操作706中，提供一线圈。线圈可设置为邻近于屏蔽。在另一种实现中，将线圈设置在屏蔽内。屏蔽可以是前端屏蔽和/或侧部屏蔽。在另一个组装操作708中，为线圈提供供能源。在配置操作710中，控制电路被配置成在操作中主动地使屏蔽和写入极的磁响应同步。在一种实现中，控制电路被配置成在操作中对至少一个线圈供能。前述的用于主动地同步屏蔽和写入极的磁响应的实现提供了高效率写操作，例如使用在ABS上操作地与感应写入头相关联的薄膜线圈线。来自线圈线的高磁通密度使写入极磁化。来自线圈线的场分布映射到写入极的场分布，以得到超出当前技术能力的经改善的场梯度，并且这种设计可容易地使用常见的低复杂度材料和加工技术来制造和生产。
尽管本文的示例性实现应用于磁性介质，然而要理解它们也可应用于其它类型的介质，例如图案化介质及其相应的记录方法。前面的说明、示例和数据提供对可用来同步写入极和屏蔽的磁响应的方法和装置的示例性实现的结构的完整描述。尽管在前面已用某一程度的特殊性或结合一个或多个单独的实现对装置的各种实现进行了描述，然而本领域内技术人员可对所披露的实现作出多种改变而不脱离本发明的精神或范围。旨在使在前的说明书中所包含且在附图中所示出的所有事项被解释为仅针对特定实现而非限制性的。然而可作出细节和结构的变化而不脱离本发明下列权利要求书中所定义的基本要素。`
权利要求
1.一种制造换能器头的方法，所述方法包括: 配置控制电路以在操作中主动地同步屏蔽和写入极的磁相应；以及配置所述控制电路以在操作中使用与在主换能器头线圈中流动的电流相反的电流方向对至少一个线圈线供能。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括: 将线圈线设置在所述屏蔽附近。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括: 将线圈线设置在所述屏蔽之中。
4.一种方法，包括: 主动地同步屏蔽和写入极的磁响应。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括对所述屏蔽供能。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括: 用与在主换能器头线圈中流动的电流相反的电流方向对线圈线供能。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括: 对前端屏蔽上的线圈线供能。
8.如权利要求4所述的方 法，其特征在于，还包括: 对前端屏蔽内的线圈线供能。
9.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括: 对侧部屏蔽上的线圈线供能。
10.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括: 对侧部屏蔽内的线圈线供能。
11.一种换能器头，包括: 与入极和屏蔽；以及 控制电路，用于主动地同步所述屏蔽和所述写入极的磁响应。
12.如权利要求11所述的换能器头，其特征在于，所述屏蔽是前端屏蔽。
13.如权利要求11所述的换能器头，其特征在于，所述屏蔽是侧部屏蔽。
14.如权利要求11所述的换能器头，其特征在于，所述控制电路被配置成对至少一个线圈线供能。
15.如权利要求14所述的换能器头，其特征在于，所述控制电路被配置成使用与在主换能器头线圈中流动的电流相反的电流方向对至少一个线圈线供能。
16.如权利要求14所述的换能器头，其特征在于，所述线圈线邻近所述屏蔽。
17.如权利要求14所述的换能器头，其特征在于，所述线圈线在所述屏蔽之内。
18.如权利要求11所述的换能器头，其特征在于，所述控制电路被配置成增加磁性单元在记录介质上的密度以减少擦除并改善性能。
19.如权利要求11所述的换能器头，其特征在于，所述控制电路被配置成增加磁性单元沿记录介质上的轨道的密度。
20.如权利要求11所述的换能器头，其特征在于，所述控制电路被配置成增加磁性单元在记录介质上的相邻轨道之间的密度。
全文摘要
在一个示例中，制造换能器头的方法包括配置控制电路以在操作中主动地同步屏蔽和写入极的磁响应。该方法还包括配置控制电路以在操作中使用与在主换能器头线圈中流动的电流相反的电流方向对至少一个线圈线供能。在另一示例中，一方法包括主动地同步屏蔽和写入极的磁响应。在另一示例中，换能器头包括写入极和屏蔽以及主动地使屏蔽和写入极的磁响应同步的控制电路。
文档编号G11B5/48GK103247299SQ20121008521
公开日2013年8月14日 申请日期2012年3月20日 优先权日2012年2月3日
发明者R·洛普斯尼克, M·班纳可利, K·A·瑞弗钦, D·麦卡恩, J·G·韦塞尔, J·B·盖德伯伊斯 申请人:希捷科技有限公司