具有采用多種材料的螺旋線圈結構的磁寫入頭制造技術

本發明專利技術提供一種用于垂直磁記錄的磁寫入頭，具有能夠降低制造復雜性并提高制造的周期的螺旋線圈設計。所述寫入頭包括寫入極和螺旋寫入線圈，螺旋寫入線圈具有經過寫入極的上面的上部線圈部分和經過寫入極的下面的下部線圈部分。上部和下部線圈部分通過連接柱相互連接。盡管上部和下部線圈部分由諸如Ｃｕ的非磁性導電材料構成，但是連接柱由諸如ＮｉＦｅ的磁性導電材料構成。通過采用磁性材料構建連接柱，能夠在與用來制造寫入頭的各種磁結構，例如磁成形層和／或后間隙的制造步驟相同的制造步驟中構建所述連接柱。這通過刪減了很多額外的制造步驟極大地簡化了寫入頭的制造，否則將需要這些制造步驟來制造具有非磁連接柱的螺旋線圈。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及垂直磁記錄，更具體而言，涉及具有螺旋線圈設計的寫入頭 的制造方法，所述設計采用了多種材料來提高可制造性。
技術介紹
計算機的長期存儲器的核心是被稱為磁盤驅動器的組件。磁盤驅動器包 括旋轉磁盤、通過臨近旋轉磁盤的表面的懸臂懸置的寫入頭和讀出頭以及使 懸臂發生擺動從而將讀出頭和寫入頭放置到旋轉盤上的選定圓形磁道上的致動器。讀出頭和寫入頭直接位于具有氣墊面(ABS)的滑塊上。懸臂使滑 塊朝向盤的表面偏置，在盤旋轉時，臨近盤的空氣連同盤的表面一起運動。 所述滑塊依附于這一運動空氣構成的墊在盤的表面上飛行。當滑塊依附在氣 墊上時，采用寫入頭和讀出頭向旋轉盤寫入,茲轉變(transition)以及從旋轉盤 讀出磁轉變。將讀出頭和寫入頭連接到根據計算機程序工作的處理電路，以 實現寫入和讀取功能。寫入頭通常包括嵌入在第一、第二和第三絕緣層(絕緣疊層)內的線圈 層，所述絕緣疊層夾在所述第一和第二極片(pole piece )層之間。通過處于 寫入頭的氣墊面(ABS)處的間隙層在第一和第二極片層之間形成間隙，并 在后間隙(back gap)處連接所述極片層。傳導至線圈層的電流在極片內引 發磁通量，其使得磁場在ABS處的寫間隙處彌散出來，其目的在于在運動 介質上的磁道中例如前述旋轉盤上的圓形磁道中寫入上述磁轉變。在近來的讀出頭設計中，采用又被稱為巨磁致電阻(GMR)傳感器的自 旋閥傳感器從旋轉磁盤檢測磁場。所述傳感器包括夾在被稱為被釘扎 (pinned )層和自由層的第一和第二鐵磁層之間的被稱為間隔層的非磁導層。 將第一和第二引線連接至自旋閥傳感器，從而通過其傳導檢測電流。垂直于 氣墊面(ABS)釘扎所述被釘扎層的磁化，并且自由層的磁矩平行于ABS， 但是能夠響應于外部磁場而自由旋轉。通常通過與反鐵磁層的交換耦合釘扎 被釘扎層的磁化。將間隔層的厚度選擇為小于通過傳感器的傳導電子的平均自由程。憑借 這一設置，能夠通過間隔層與被釘扎層和自由層中的每者之間的界面散射一 部分傳導電子。在被釘扎層和自由層的磁化相對于彼此平行時，散射最小， 在被釘扎層和自由層的磁化反平行時，散射最大。散射的變化能夠使自旋閥傳感器的電阻與cose成比例變化，其中，e是被釘扎層和自由層的磁化之間的夾角。在讀取模式中，自旋閥傳感器的電阻與來自旋轉盤的磁場的幅度 成比例變化。在通過自旋閥傳感器傳導檢測電流時，電阻變化將引起電勢變 化，將所述電勢變化進行探測和處理作為回放信號。為了滿足日益增強的對提高的數據率和數據容量的需求，研發人員近來 將其工作重點放在了垂直記錄系統的開發上。常規縱向記錄系統，例如，結合了上述寫入頭的縱向記錄系統沿磁盤表面的平面內的磁道將數據存儲為 具有縱向取向的磁位。這種縱向數據位是通過形成于由寫間隙分隔的一對磁 極之間的彌散場記錄的。相反，垂直記錄系統則將數據記錄為垂直于磁盤的平面取向的磁化。磁 盤具有通過薄的硬磁頂層覆蓋的軟磁襯層襯層。垂直寫入頭具有帶有非常小 的截面的寫入極和帶有大得多的截面的返回極。高度集中的強磁場沿垂直于 磁盤表面的方向從寫入極發射，從而使;更磁頂層》茲化。之后，所形成的磁通 通過軟襯層行進，返回至返回極，在該處，所述磁通充分展開并變弱，因而 在其返回至返回極的過程中往回穿過硬萬茲頂層時，不會擦除通過寫入極記錄 的信號。為了進一步提高這樣的磁頭的寫入場，可以為所述頭配置螺旋寫入線圈 (與更為普通的扁平線圈相對)?？梢詫⑦@樣的螺旋線圈配置為具有通過所 述寫入極之上和之下的線壓。但是，難以構造這樣的螺旋線圈，因為它們是沿垂直于淀積層的平面的尺度(dimension)形成的。換言之，如果將構成寫 入頭的淀積層的平面看作是水平面，那么就要在垂直以及水平的尺度內構造 所述寫入線圈。這一固有的制造困難導致了制造復雜性和成本的極大提高。因此，需要 一種寫入頭結構，其允許使用螺旋寫入線圈，同時能夠使制造復雜性降至最
技術實現思路
本專利技術提供了 一種具有螺旋寫入線圈的寫入頭結構，能夠以最低的制造 復雜性和最少的制造步驟有效地制造所述螺旋寫入線圈。所述寫入頭包括寫入極和螺旋寫入線圈，所述螺旋寫入線圈具有經過所述寫入極的上面的上部線圈部分和經過所述寫入極的下面的下部線圈部分。所述上部和下部線圏部分通過連接柱(connection stud)相互電連接。盡管所述上部和下部線圏部分由 諸如Cu的非磁性導電材料構成，但是所述連接柱由諸如NiFe的磁性導電材 料構成。通過采用磁性材料構建連接柱，能夠在與用來制造寫入頭的各種磁結 構，例如磁成形層和/或后間隙的制造步驟相同的制造步驟中有利地構建所述 連接柱。這種做法通過刪減了很多額外的制造步驟極大地簡化了寫入頭的制 造，否則將需要所述額外制造步驟來制造具有非磁連接柱的螺旋線圈。在結合附圖閱讀了下述對優選實施例的詳細說明之后，本專利技術的這些以 及其他特征和優點將變得顯而易見，在附圖中始終采用類似的附圖標記表示 類似的元件。附圖說明為了更充分地理解本專利技術的本質和優點，以及優選使用模式，可以接合 附圖閱讀下述詳細說明，以供參考，所述附圖并非按比例繪制。 圖1是其中可以實施本專利技術的盤驅動系統的示意圖； 圖2是沿圖1的2-2線得到的滑塊的ABS視圖，示出了磁頭在其上的位置；圖3是沿圖2的3-3線截取并逆時針旋轉了 90度的根據本專利技術的實施例的^f茲頭的截面圖；圖4是沿圖3的4-4線得到的寫入頭的ABS視圖；圖5是沿圖3的5-5線得到的寫入頭的頂視圖；以及圖6是線圏連接結構和寫入極二者的側視截面圖，將兩圖并排布置的目的在于說明所述結構的層之間的關系。具體實施方式下述說明給出了當前構思的實施本專利技術的最佳實施例。給出這一說明的 目的在于對本專利技術的一般原理進行舉例說明，而不是為了將所要求保護的發 明概念限定于此。.參考圖1,示出了實施本專利技術的磁盤驅動器100。如圖1所示，至少一個可旋轉磁盤112支持在主軸114上并通過磁盤驅動馬達118旋轉。每一磁 盤上的磁記錄具有磁盤112上的同心數據道(未示出)的環形圖案的形式。至少一個滑塊113處于磁盤112的附近，每一滑塊113支持一個或多個 趕玄頭組件221。隨著磁盤旋轉，滑塊113在,茲盤表面122上沿徑向內外移動， 從而使磁頭組件121能夠訪問寫入預期數據的^f茲盤的不同》茲道。每一滑塊 113通過懸臂115連接至致動器臂119。懸臂115提供輕微的彈力，從而使 滑塊113抵靠著磁盤表面122偏置。每一致動器臂119連接至致動器機構127。 圖1所示的致動器機構127可以是音圈馬達(VCM)。 VCM包括可以在固 定磁場內移動的線圈，線圈移動的方向和速度通過由控制器129提供的馬達 電流信號控制。在磁盤存儲系統的運轉過程中，磁盤112的旋轉在滑塊113和磁盤表面 122之間生出了氣墊，其對滑塊施加向上力或提升作用。因而氣墊平衡了懸 臂115的輕微的彈力，并支撐滑塊113在正常運轉過程中離開磁盤表面并以 一小的基本恒定的間隔略微處于磁盤表面上方。在運轉過程中，通過控制單元129生成的控制信號，例如存取控制信號 和內部時鐘信號，控制磁盤存儲系統的各個部件。典型地，控制單元129包 括邏輯控制電路、存儲機構和微處理器?？刂茊卧?29生成控制信號，以控 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于垂直磁記錄的磁寫入頭，包括：　　　　具有前緣、尾緣以及第一和第二橫向相對側面的磁寫入極，所述寫入極延伸至氣墊面；以及　　　　導電寫入線圈，其進一步包括：　　　　形成于所述寫入極之下的由非磁性導電材料構成的下部線圈部分，所述下部線圈部分與所述寫入極隔開，并且橫向延伸超過所述寫入極的所述第一和第二橫向相對側面；　　　　形成于所述寫入極之上的由非磁性導電材料構成的上部線圈部分，所述上部線圈部分與所述寫入極隔開，并且橫向延伸超過所述寫入極的所述第一和第二橫向相對側面；以及　　　　連接柱，在橫向超過所述寫入極的所述第一和第二側面之一的區域內與所述上部和下部線圈部分連接，所述連接柱包括磁性導電材料。

【技術特征摘要】
US 2007-2-7 11/672,4831.一種用于垂直磁記錄的磁寫入頭，包括具有前緣、尾緣以及第一和第二橫向相對側面的磁寫入極，所述寫入極延伸至氣墊面；以及導電寫入線圈，其進一步包括形成于所述寫入極之下的由非磁性導電材料構成的下部線圈部分，所述下部線圈部分與所述寫入極隔開，并且橫向延伸超過所述寫入極的所述第一和第二橫向相對側面；形成于所述寫入極之上的由非磁性導電材料構成的上部線圈部分，所述上部線圈部分與所述寫入極隔開，并且橫向延伸超過所述寫入極的所述第一和第二橫向相對側面；以及連接柱，在橫向超過所述寫入極的所述第一和第二側面之一的區域內與所述上部和下部線圈部分連接，所述連接柱包括磁性導電材料。2. 根據權利要求1所述的磁寫入頭，其中，所述連接柱包括NiFe。3. —種磁寫入頭，包括由磁性材料構成的并且包括延伸至氣墊面的磁寫入極的磁軛結構；以及 螺旋寫入線圏，其包括圈部分，所述下部線圈部分包括非磁性導電材料；經過所述寫入極的上面并且橫向延伸超過所述》茲軛結構的上部線 圏部分，所述上部線圏部分包括非磁性導電材料；以及連接柱，在橫向超過所述磁輒結構的區域內與所述下部線圏部分和 上部線圈部分連接，所述連接柱包括^U生導電材料。4. 根據權利要求3所述的磁頭，其中，所述連接柱和所述磁軛結構的 至少一部分由相同的材料構成。5. 根據權利要求3所述的磁頭，其中，所述磁軛結構的至少一部分和 所述連接柱的至少 一部分包括NiFe。6. 根據權利要求3所述的磁寫入頭，其中，所述磁軛結構包括由磁性 材料構成的磁后間隙結構，并且其中，所述連接柱的至少一部分由與所述后 間隙結構相同的磁性材料構成。7. 根據權利要求6所述的磁頭，其中，所述后間隙結構的至少一部分 和所述連接柱包括NiFe。8. 根據權利要求6所述的磁頭，其中，所述后間隙結構的至少一部分 和所述連接柱的 一部分在共同的制造步驟中形成。9. 根據權利要求3所述的磁寫入頭，其中，所述磁軛結構包括與所述 寫入極磁連接并且由磁性材料構成的磁成形層結構，并且其中，所述連接柱 的至少一部分由與所述成形層結構相同的磁性材料構成。10. 根據權利要求9所述的磁寫入頭，其中，所述成形層結構和所述連 接柱結構的至少 一部分包括NiFe。11. 根據權利要求9所述的磁寫入頭，其中，所述成形層結構和所述連 接柱結構的至少一部分在共同的制造步驟中構建。12. 根據權利要求3所述的磁寫入頭，其中，所述上部線圈部分和所述 下部線圈部分由Cu構成，并且其中，所述連接柱的至少一部分包括NiFe...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蕭文千，李顯邦，珍妮弗AM盧，
申請(專利權)人：日立環球儲存科技荷蘭有限公司，
類型：發明
國別省市：NL[荷蘭]