读出/写入磁头及其操作方法、浮动块装置及硬盘驱动器

发明领域

本发明一般涉及读出/写入磁头组件，并且尤其涉及用于消除这种磁 头内的不需要的电磁场的装置。

已有技术描述

在利用所谓的MR磁头作为记录换能器的传统的硬盘驱动器 (HDD)中，记录磁头典型地使用磁头上的不同的元件来执行写入和读 出操作。在硬盘上的写入典型地应用感应写入磁头元件来执行，并且从 硬盘的读回典型地应用具有磁致电阻(MR)元件的读出磁头来执行。 感应写入磁头元件和MR元件是读出/写入磁头上的特制的结构，由特 殊沉积的薄膜层构成。读出磁头典型地首先沉积在衬底上，在读出磁头 沉积后沉积写入磁头层。在另一个已有技术装置中，写入磁头层首先沉 积，在此之后沉积读出磁头。在任一种磁头结构中，由于写入磁头产生 的电磁场会通过偏置MR元件对读出磁头的操作产生负面的影响而都 会出现重大的问题。在MR元件通过暴露于写入磁头的电磁场而被偏置 的情况下，它产生最终导致读出误差的噪音信号。因此需要一种改进的 读出/写入磁头，其中MR元件不暴露于来自写入磁头的强电磁场。本 发明通过在MR处产生反向取向的基本上干扰和抵消写入磁头产生的 电磁场的效果的电磁场而解决了这个问题。

发明概述

本发明是用于向磁性媒体写入信息并从磁性媒体读出信息的读出/ 写入磁头。它包括用于向磁性媒体写入信息的写入磁头、从磁性媒体读 出信息的读出磁头和靠近读出磁头设置的用来在读出磁头处产生通常 与写入磁头产生的电磁场反向的电磁场的电路元件。用于操作硬盘驱动 器中的读出/写入磁头的方法，包括把数据写在硬盘上并同时在读出磁头 处产生与写入磁头产生的电磁场反向的电磁场的步骤。

本发明的一个优点是读出磁头的电磁场偏置被降低。

本发明的另一个优点是电磁场产生电路靠近读出磁头设置以产生 基本上干扰和抵消写入磁头的电磁场的电磁场。

本发明还有一个优点是改进的读出/写入磁头已经利用现有的制造 工艺被开发出来。

本发明的又一个优点是具有设置其上的改进的读出/写入磁头的改 进的浮动块和组合该改进的浮动块的改进的硬盘驱动器可能通过利用 本发明来实现。

本发明的这些和其它特征与优点在一读完下面的参考附图中的几 个附图的对优选实施例的具体描述后将得到充分的理解。

附图的简要说明

图1是具有设置在其后表面上的本发明的读出/写入磁头的典型的 硬盘驱动器浮动块的立体图。

图2是沿图1的2-2线看去，本发明的读出/写入磁头的第一实施例 的横截面图。

图3是图2中描述的带有更好体现本发明的进一步切除部分的读出 /写入磁头的立体图。

图4是图2中描述的带有更好体现本发明的切除部分的读出/写入磁 头的另一个实施例的立体图。

图5是与图2所描述的视图类似的本发明的读出/写入磁头的第二实 施例的侧截面图。

图6是图5中描述的带有更好体现本发明的进一步切除部分的并且 与图3所描述的视图类似的读出/写入磁头的立体图。

图7是本发明的读出/写入磁头的又一实施例的并与图2所描述的视 图类似的侧截面图。

图8是图7中描述的带有更好体现本发明的切除部分的读出/写入磁 头的后部升高视图。

图9是图7和8中描述的带有更好体现本发明的进一步切除部分的 并且与图3所描述的视图类似的读出/写入磁头的立体图。

图10是图7中描述的带有切除部分的读出/写入磁头的又一实施例 的并且与图9所描述的视图类似的立体图。

图11是本发明的读出/写入磁头的又一实施例的并且与图2所描述 的视图类似的侧截面视图。

图12是本发明的读出/写入磁头的又一实施例的并且与图11所描述 的视图类似的侧截面视图。

图13是本发明的读出/写入磁头的又一实施例的并且与图12所描述 的视图类似的侧截面视图。

优选实施例的具体描述

在本申请中，描述了带有新颖、有利结构特征的记录磁头。记录磁 头包括写入磁头和读出磁头，并且还包括电路元件。已知写入磁头的操 作可对靠近那里设置的读出磁头产生负面的影响，在那里写入磁头的电 磁场偏置读出磁头。偏置干扰读出磁头的操作并且引起读出磁头的噪音 输出。在本发明中，电路元件在读出磁头处产生通常与写入磁头产生的 电磁场反向的电磁场。因此，电路元件产生的电磁场用来干扰和抵消写 入磁头产生的电磁场。在制造本发明的一个实施例中，在读出磁头沉积 完成后把电路元件沉积在读出磁头的顶部。当写入电流也通过电路元件 时，写入磁头和电路元件产生的净电磁场在读出磁头处被明显降低。感 应写入磁头结构和读出磁头结构，以及这两种结构的制造过程与读出/ 写入磁头的传统的制造过程类似。下面将讨论本发明的具体特征。

如图1所描述的那样，本发明的读出/写入磁头10被设置在典型的 浮动块18的后表面14上。如已有技术中熟知的那样，这种浮动块18 典型地被设置来在硬盘22的表面上方飞移，硬盘22以箭头26的方向 从浮动块18的前沿表面30向后表面14旋转。接着将联系图2和3进 行讨论，得到对本发明的读出/写入磁头10的各种优选实施例的新颖性 特征的最好理解。

图2是沿图1的2-2线看去的读出/写入磁头10的第一优选实施例 的侧截面图，图3是具有切除部分以更好描述本发明的组件的读出/写入 磁头10的立体图。如图2和3所示，读出/写入磁头10通常包括形成在 浮动块18的后表面14上的感应写入磁头40、形成在写入磁头40的外 侧上的磁致电阻(MR)读出磁头48，和设置在MR磁头48的外侧上 的电路元件54。在下面将具体讨论各个元件。

写入磁头40包括形成在浮动块18的后表面14上的第一磁极件60。 读出/写入磁头10的各种元件利用半导体处理工业中熟知的薄膜沉积工 艺来制造，绝缘材料66被沉积在写入磁头40、读出磁头48与电路元件 54的各种有源组件之间，这对熟悉本领域的人员是公知的。写入磁头 40的第一磁极件60用扩宽的上面部分72形成，该上面部分72向较窄 的下面部分76以锥度延伸并且在下面端部以极尖80终止。磁极连接元 件86把第一磁极件60的上面端部72与第二磁极件94的上面端部90 连接起来。第二磁极件94通常用与第一磁极件60相同的形状形成；即 其具有扩宽的上面端部90和变窄的下面端部96，该下面端部96以具有 宽度100的窄极尖98终止。第二极尖98的宽度100不必要与第一极尖 80的宽度相同。写入间隙104通过形成在第一磁极件60上的间隙形成 件108形成在第一磁极件的下面端部80和第二磁极件的下面端部98之 间。间隙形成件108的宽度(W)确定数据写入磁道的宽度。

感应线圈120被用来产生由磁极件60和94聚焦的磁场。感应线圈 120具有通常的螺旋形状并用通过磁极件60和94之间的下部线圈部分 124和通过磁极件60和94外侧的上部线圈部分128形成。为向感应线 圈120提供电能，第一电引线134与线圈120的外端138接触，第二电 引线144与感应线圈120的内端148接触。形成引线144的薄膜沉积处 理工艺可包括形成通路152以把引线144引出感应线圈120的平面并引 向外部电连接终端156。

在第二磁极件96形成后，接着沉积读出磁头48的组件；其组件对 熟悉本领域的技术人员是公知的。基本上，读出磁头48包括形成在第 二磁极件96后面的用作读出磁头48的第一磁屏蔽元件的磁致电阻 (MR)元件162和在此后沉积的第二磁屏蔽元件166。MR元件162 的宽度优选小于写入磁头40的间隙形成件108的宽度(W)，从而读出 磁头48甚至在读出/写入磁头10被设置在与磁道方向的最大斜交角时也 被设置在写入磁头40所在的相同的盘磁道上面，这对本领域的技术人 员是容易理解的。在优选的实施例中，MR元件162的宽度从大约写入 磁头的间隙形成件108的宽度(W)到间隙形成件的宽度(W)的1/10。

在本实施例10中以导电线路54形式的电路元件54接着被设置在 读出磁头48后面以提供干扰并用来降低和消除在读出磁头MR元件162 处写入磁头40引起的电磁场的电磁场。导电线路54被沉积在读出磁头 48后面，从而一层绝缘层180把导电线路54与读出磁头48的第二屏 蔽166分开，可在导电线路54下面设置足够厚度的绝缘材料188以防 止腐蚀问题，尤其是在导电线路54由铜构成的情况下。

导电线路54的电能优选通过感应线圈电路提供。即，感应线圈的 内端148的电引线144被串行路由并经过导电线路54。尤其，电引线 144经通路152来提供并且向外到达包括导电线路54的衬底层。电引线 144通过线路54并从而经通路192向内经通路196向上到达它的外部终 端连接156。装置10的一个重要的特征是不需要新的电连接或附加的读 出/写入磁头终端来获得导电线路54提供的性能增强。这是由于感应线 圈120的电引线144经线路54被路由并且从而到达终端156。

由此可以理解通过感应线圈120以对写入磁头产生电磁场的电流也 通过导电线路54，从而它可经线路54由它的通路产生小的电磁场。而 且，本领域技术人员容易理解，由于经过导电线路54的电流的方向， 导电线路54在MR元件162处产生的电磁场与写入磁头产生的电磁场 反向地被取向。即，特别是参考MR元件162的位置，写入磁头40(根 据右手法则)在MR元件162处产生通常是向下的电磁场，导电线路 54产生通常是向上的电磁场；从而导电线路54的电磁场用来干扰并抵 消写入磁头40产生的电磁场的效果。这样，导电线路54产生干扰电磁 场，该场用来抵消MR元件162上的写入磁头电磁场的效果。因此读出 /写入磁头实施例10中的导电线路54用来消除读出磁头上的写入磁头的 偏置效果。

如上所述，装置10的制造过程包括对熟知本领域人员公知的薄膜 处理工艺。对可操作的装置的生成尤其关心的是读出磁头48的元件被 平面沉积并且彼此平行。为实现这一点，本发明的制造方法优选包括至 少一个平面化步骤。尤其如图2所示，平面化层196(以剖视图表示) 可在感应线圈120和磁极尖件108沉积后形成。诸如化学机械抛光的处 理可用来形成平面化层196。

上面讨论的实施例10的第一种选择的实施例210在图4中被描述， 其是类似与图3的立体图。比较图4中描述的实施例210与图3描述的 实施例10，可以理解实施例210与10之间的明显不同是导电线路54 的电连接。尤其，实施例210的导电线路54并行电连接于感应线圈120 的电路，而在实施例10中，导电线路54串行电连接于感应线圈120的 电路。尤其，电路212经通路216和220形成在装置210的沉积层中以 把导电线路54电连接与装置210的终端156。感应线圈120内端148 的电引线144同样提供给装置终端156。熟悉本领域的技术人员将理解 必须在导电线路54的电路212中提供阻抗匹配组件(未示出)来匹配 感应线圈120的阻抗。可以理解实施例210的其它组件和元件是结构上 与上述实施例10的这些组件相同的。

本发明的另一个实施例240在图5和6中描述，其中图5是类似于 图2的侧截面图，图6是类似于图3的立体图。实施例240与实施例10 的明显不同是在实施例240中使用3个通常是并行的导电线路248形式 的电路元件来代替实施例10的单一电路导电线路54。3个导电线路248 彼此并行电连接，并且提供与实施例10的单一导电线路54不同形状的 电磁场。但是，3个导电线路248产生的电磁场仍是反向于写入磁头40 在MR元件162处产生的电磁场的。即，特别是参考MR元件162的位 置，写入磁头40(根据右手法则)在MR元件162处产生通常是向下 的电磁场，3个导电线路248产生组合的通常是向上的电磁场；从而导 电线路248的电磁场用来干扰并抵消写入磁头40产生的电磁场的效果。 这样，对于实施例10，导电线路248产生一个干扰电磁场，其用来抵消 MR元件162上的写入磁头电磁场的偏置效果。另外，并且可选择的是， 尽管是3个导电线路248串行地电连接至感应线圈120，如实施例10 中的单一导电线路54那样，可以理解，3个导电线路248也可并行地 电连接至感应线圈120，如在实施例210、图4和上述那样。

本发明的又一实施例260在图7、8和9中描述，其中图7是类似 于图2的侧截面图，图8是带有切除部分的后部升高的视图，图9是类 似与图3的立体图。实施例260与前面的实施例10和240之间的明显 不同是电路元件54和248分别用成型为线圈结构268形状的电路元件 替代。尤其如图7-9所述的那样，电路元件268形成为通常的平面螺旋 状，类似于感应线圈120，只是在尺寸上更小。电路元件268在装置260 内互相电连接，从而电路元件268在MR元件162处产生的电磁场与写 入磁头40产生的电磁场反向。即，特别是参考MR元件162的位置， 写入磁头40(根据右手法则)在MR元件162处产生通常是向下的电 磁场，电路元件268在MR元件处产生通常是向上的电磁场，从而电路 元件268的电磁场用来干扰并抵消写入磁头40产生的电磁场的效果。 这样，电路元件268产生一个干扰电磁场，其用来抵消MR元件162上 的写入磁头电磁场的偏置效果。注意电路元件268串行电连接至感应线 圈120。即，感应线圈120的内端148的电引线144被串行路由并且经 过电路元件268。尤其，电引线144经通路152提供并向外到达包括电 路元件268的衬底层。电引线144通过电路元件268并从而向内经过通 路272和276并向上通过通路280到达外部终端连接156。

本发明的又一实施例290在图10中描述，其是类似于图9的立体 图。本领域技术人员将理解实施例290与实施例260的明显不同是实施 例290的电路元件268并行地与感应线圈120互相电连接，而实施例260 的电路元件268串行电连接。尤其电路294通过通路296到达包括电路 元件268的衬底层并通过通路272和276到达外部终端连接156。与前 面所述的电并行连接一样，在电路294内必须包括阻抗匹配元件。

本发明的又一实施例310在图11中描述，其是类似于图2的侧截 面图。图11所述的实施例310与图2所述的实施例10的明显不同是读 出磁头48与写入磁头40的位置被反向，电路元件312被设置在读出磁 头48的内侧，但是仍在读出磁头48相对于写入磁头40的相反侧上。

尤其如图11所述，电路元件包括导电线路312，其首先被沉积在浮 动块18的平面的后表面14上，并且绝缘材料314被沉积来电绝缘导电 线路312。此后，平面化表面318(以剖面图示出)优选在第一读出磁 头磁屏蔽件322沉积之前形成，从而产生屏蔽322的平面沉积表面。在 第一读出磁头屏蔽322沉积后，读出磁头48和写入磁头40的又一个组 件利用已知的半导体处理工艺来沉积。与前面所述的优选实施例10一 样，导电线路312在装置310内被互相电连接，从而经过导电线路312 的电流方向在MR元件162处产生与写入磁头产生的电磁场反向的电磁 场。即，特别是参考MR元件162的位置，写入磁头40(根据右手法 则)在MR元件162处产生通常是向下的电磁场，导电线路312产生通 常是向上的电磁场；从而导电线路312的电磁场用来干扰并抵消写入磁 头40产生的电磁场的效果。这样，导电线路312产生一个干扰电磁场， 其用来抵消MR元件162上的写入磁头电磁场的偏置效果。可以理解， 考虑这里上述的优选实施例10和210，导电线路312基本上与导电线路 54相同，并且它可串行或并行地被电连接于写入磁头40的感应线圈。

本发明的又一实施例340在图12中描述，其是类似于图5和11的 侧截面图。实施例340与实施例310的明显不同是实施例310的导电线 路312用包括3个导电线路348的电路元件来替代。在这方面，与实施 例240类似于实施例10一样，实施例340类似与实施例310。尤其3 个导电线路348在浮动块18的表面14上被沉积在第一层中。此后，产 生平面化表面352(以剖面图表示)，并且跟随有写入磁头40的读出磁 头48被形成其上。本领域技术人员在一读完并理解了上面描述的实施 例240后容易理解3个导电线路348可以串行或并行被电连接与写入磁 头40的感应线圈120。3个导电线路348的电连接的重要特征是通过导 电线路348的电流的方向必须是使得导电线路348在MR元件162处产 生的电磁场反向于写入磁头40产生的电磁场。从而导电线路348产生 用来抵消MR元件162上的写入磁头电磁场的偏置效果的干扰电磁场。

本发明的又一实施例360在图13中描述，其是类似于上面的图12 和7的侧截面图。图13描述的实施例360与图12描述的实施例340的 明显不同是实施例360包括是通常的螺旋形状的电路元件366，其类似 与图7、8和9所描述的并且在上面具体描述的螺旋电路元件268。尤其 电路元件366形成为平面螺旋元件，通常类似于螺旋元件268，并且形 成在浮动块本体18的外表面14上。此后，优选形成平面化表面372(以 剖面图表示)，并且跟随有写入磁头40的读出磁头48被沉积以形成实 施例360。对于实施例260的电路元件268，重要的是使通过电路元件 366的电流的方向能使得电路元件366在MR元件162处产生的电磁场 反向于写入磁头40产生的电磁场；从而电路元件366的电磁场用来干 扰和抵消写入磁头40产生的电磁场的偏置效果。还可理解电路元件366 可在装置360中与写入磁头40的感应线圈串行或并行电连接。

尽管本发明参考特定的优选实施例进行了表示和描述，熟悉本领域 的技术人员一读完前面的公开内容就可以理解在形式和细节上的某些 改变和修改是包括在其中的。因此本发明人旨在由下面的权利要求涵盖 所有的这些改变和修改，并且这些改变和修改都包括本发明的真正精神 和实质。

发明背景