DE69617319T2

DE69617319T2 - Dünnfilmübertrager zur Unterschwingungsreduktion

Info

Publication number: DE69617319T2
Application number: DE69617319T
Authority: DE
Inventors: Nathan Curland; Steven B. Slade; Brian S. Zak
Original assignee: Seagate Technology LLC
Current assignee: Seagate Technology LLC
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1996-06-05
Publication date: 2002-07-04
Anticipated expiration: 2016-06-06
Also published as: KR100218178B1; KR970002912A; US5615069A; EP0747885A1; JPH09102107A; SG45484A1; EP0747885B1; US5737826A; HK1012118A1; DE69617319D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Wandler mit geformten Polen für Dünnfilm-Magnetköpfe. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf geformte Magnetpole, die das Unterschwingen in dem Informations-Rückgewinnungssignal verringern.
In magnetischen Aufzeichnungsgeräten gewinnen ("lesen") und speichern ("schreiben") Dünnfilm-Magnetköpfe Informationen von bzw. auf magnetischen Medien durch magneto-resistives oder induktives Messen der Magnetisierung von bzw. durch Erzeugen von lokalisierten magnetischen Domänen indem Medium. Beim Lesen von Informationen von einem magnetischen Medium bewegt sich die Grenzflächen- Oberfläche eines Dünnfilm-Kopfes über das Medium in einer kurzen Entfernung von dem Medium, so daß Magnetfluß von den lokalisierten Domänen in aus permeablen Material bestehende Polspitzen in der Grenzflächen-Oberfläche eintritt. Dieser Magnetfluß erstreckt sich über einen aus ausgewähltem permeablen Material bestehenden Pfad von der Oberfläche der Polspitzen an der Grenzflächen-Oberfläche zu einem elektromagnetischen Wandler, der den Magnetfluß in dem Pfad in einen elektrischen Lesestrom umwandelt. Der elektrische Lesestrom wird von dem Aufzeichnungsgerät, in dem der Kopf befestigt ist, dazu verwendet, ein elektrisches Lesesignal zu erzeugen. Wenn sich der Dünnfilm-Kopf einer neuen magnetischen Domäne nähert, so erstreckt sich der Magnetfluß von dieser Domäne durch die Vorderkante der nähergelegenen der beiden Polspitzen, wodurch ein eine kleine Amplitude aufweisender Impuls in dem Lesesignal erzeugt wird. Wenn der Dünnfilm- Kopf vollständig die neue Domäne überquert, so erstreckt sich der Magnetfluß von dieser Domäne durch beide Polspitzen und über den aus permeablem Material bestehenden Pfad, wodurch ein eine große Amplitude aufweisender Impuls in dem Lesesignal mit entgegengesetzter Polarität zu der des ersten Impulses erzeugt wird. Wenn der Magnetkopf die Domäne verläßt, erstreckt sich ein kleiner Betrag des Magnetflusses von dieser Domäne durch die Hinterkante der letzten Polspitze und erzeugt einen eine kleine Amplitude aufweisenden Impuls in dem Lesesignal mit der gleichen Polarität wie der erste kleine Impuls.
Der eine große Amplitude aufweisende Impuls liegt in der Mitte der Zeit, die der Kopf benötigt, um die Domäne zu überqueren, und er ist der primäre Impuls in dem Lesesignal. Die Serie von primären Impulsen in dem Lesesignal, das von dem Dünnfilm-Kopf erzeugt wird, während sich dieser über die Reihe von magnetischen Domänen in dem Medium bewegt, wird durch Dekodierschaltungen in dem magnetischen Aufzeichnungsgerät in Binärdaten umgesetzt. Idealerweise weisen die von jeder Domäne gewonnenen primären Impulse eine große Amplitude auf, so daß sie sehr leicht von der Dekodierschaltung erfaßt werden, und sie weisen eine geringe Breite auf, das heißt eine kurze Zeitdauer bezüglich der Domänenüberquerungszeit, so daß sie einander nicht stören. Die beiden kleineren Impulse, die zeitlich auf jeder Seite des Primärimpulses liegen, werden als "Unterschwinger" bezeichnet. Unterschwinger in dem Lesesignal sind unerwünscht, weil sie eine zeitliche Überlappung, das heißt eine "Störung" mit primären Impulsen aufweisen können, die durch andere magnetische Domänen erzeugt werden. Diese Störung, die als Zwischenzeichen-Störung bekannt ist, verringert indirekt die lineare Dichte der Domänen in dem magnetischen Medium, weil die linear aufeinanderfolgenden Domänen weit genug voneinander entfernt angeordnet werden müssen, damit Unterschwinger von einer Domäne keine Störung mit dem primären Impuls einer anderen Domäne in einer derartigen Weise ergeben, daß der primäre Impuls nicht mehr erfaßbar ist.
Die Größe der Unterschwinger in dem Lesesignal wird durch die Geometrie der Polspitzen und speziell durch die Lage und Position der Kanten der Polspitzen beeinflußt. Um Unterschwinger zu vermeiden, wurden verschiedene Verfahren entwickelt, die die Lage und Position dieser Kanten ändern. Diese Verfahren fräsen die Kanten der vorhandenen Polspitzen fort, um neue Polspitzen-Formen zu schaffen. Beispiele dieser neuen Polspitzen-Formen finden sich in Ramaswamy, RECORDING HEAD TO MINIMIZE UNDERSHOOTS IN READBACK PULSES; US-Patent 4,970,616 vom 13. Nov. 1990; in der Veröffentlichung von Howell, T.D. et al.; "Advanced Read Channels for Magnetic Disk Drives", IEEE Transactions on Magnetics, Bd. 30, Nr. 6 (November 1994), Seiten 3807-3812; und in der Veröffentlichung von Yoshida, M. "Edge Eliminated Head", IEEE Transactions on Magnetics, Bd. 29, Nr. 6 (November 1993), Seiten 3837-3839.
Ein Dünnfilm-Magnetkopf zur Verringerung von Unterschwingern ist weiterhin in dem US-Patent 5452166 vorgesehen. Die Polspitzen-Baugruppe des Dünnfilm-Kopfes weist eine allgemein hexagonale Konfiguration mit einem erhöhten hexagonalen Mittelabschnitt auf, der voreilende und nacheilende Polspitzen umfaßt.
Obwohl diese neuen Polspitzen-Formen die Lage und Position der Polspitzen ändern, weisen die in diesen Dokumenten zu findenden Polspitzen-Formen Herstellungs- oder Betriebsleistungs-Eigenschaften auf, die zu einem weniger als optimalen Ergebnis bei der Verringerung von Unterschwingern in dem Lesesignal führen.
Ein elektromagnetischer Wandler und ein Verfahren gemäß der Erfindung sind in den Ansprüchen 1 bzw. 10 definiert.
Die Polspitzen gemäß der vorliegenden Erfindung verringern die Amplitude der voreilenden und nacheilenden Unterschwinger dadurch, daß voreilende und nacheilende Kanten der Polspitzen beseitigt werden, die senkrecht zu der Richtung stehen, in der sich der Kopf über das Medium bewegt, oder die parallel zu den den Spalt definierenden Kanten der Polspitzen sind. Weil die Polspitzen der vorliegenden Erfindung eine symmetrische Form haben, verringert die Erfindung zusätzlich Unterschwinger-Änderungen, die durch Änderungen des Schräglaufwinkels des Dünnfilm-Kopfes hervorgerufen werden. Dies bedeutet, daß die vorliegende Erfindung die Verringerung der Amplitude der Unterschwinger an allen Positionen über das Medium hinweg zu einem Maximum macht.
Bei bevorzugten Ausführungsformen werden die Polspitzen geformt, nachdem der Dünnfilm-Kopf in Reihen geschnitten und von einer Substratscheibe abgeschnitten wurde, die eine Anzahl der Dünnfilm-Köpfe enthält. Die Polspitzen werden dadurch geformt, daß ein Muster über den Oberflächen der Polspitzen maskiert und Kopf- Material um die Maske herum entfernt wird. Die Formen der Maske sind so gewählt; daß Fehler bei der Ausrichtung der Maske mit den Polspitzen nicht zu schmaleren Lesespalten führen, nachdem das Material außerhalb der Maske entfernt wurde.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nunmehr unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 - ein Abschnitt einer Substratscheibe von teilweise hergestellten Dünnfilm- Köpfen ist,
Fig. 2 - eine seitliche Querschnittsansicht einer induktiven, teilweise hergestellten Dünnfilm-Kopfes ist, der von der Scheibe nach Fig. 1 abgetrennt ist,
Fig. 3A - eine isometrische Ansicht der Arbeitsoberfläche des teilweise hergestellten Dünnfilm-Kopfes nach Fig. 2 ist,
Fig. 3B - eine isometrische Ansicht des teilweise hergestellten Dünnfilm-Kopfes mit einem Film aus Photoabdecklack ist, der auf die Arbeitsoberfläche aufgebracht wurde;
Fig. 3C - eine isometrische Ansicht des teilweise hergestellten Dünnfilm-Kopfes ist, wobei Teile des Photoabdecklackes entfernt sind,
Fig. 3C - eine isometrische Ansicht des teilweise hergestellten Dünnfilm-Kopfes ist, nachdem nicht maskiertes Material entfernt wurde,
Fig. 3E - eine isometrische Ansicht des teilweise hergestellten Dünnfilm-Kopfes ist, nachdem der Photoabdecklack auf den maskierten Teilen entfernt wurde,
Fig. 4 - eine graphische Darstellung der Lesesignale von einem bekannten Kopf und einem mit einem Muster versehenen Polstück versehenen Kopf der vorliegenden Erfindung ist,
Fig. 5 - eine Draufsicht auf die mit einem Muster versehenen Pole nach Fig. 3E ist,
Fig. 6 - eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform der mit einem Muster versehenen Pole der vorliegenden Erfindung ist,
Fig. 7 - eine dritte Ausführungsform der mit einem Muster versehenen Pole der vorliegenden Erfindung ist, und
Fig. 8 - eine Draufsicht auf einen Dünnfilm-Kopf der vorliegenden Erfindung ist, der über einer Magnetplatte angeordnet ist.
Fig. 1 ist ein Teil einer Substratscheibe 20, die eine Vielzahl von teilweise hergestellten induktiven Dünnfilm-Köpfen 22 enthält, die mit Hilfe geeigneter Materialabscheidungen und Ätzvorgänge auf einem Substrat 24 in einer gut bekannten Weise gebildet wurden. Um eine Verdeckung der Ansicht auf dem Rest der Köpfe zu vermeiden, zeigt Fig. 1 keine abschließende Isolierschicht, die über der Oberseite der Dünnfilm-Köpfe 22 liegt. Die Dünnfilm-Köpfe 22 sind in Reihen hergestellt, und werden von der Scheibe 20 entlang der Schnittlinien 26 abgeschnitten, die die oberen Polspitzen 28 und die unteren Polspitzen 30 (nicht gezeigt) schneiden.
Fig. 2 ist eine seitliche Querschnittsansicht eines induktiven Dünnfilm-Kopfes 22, der von der Scheibe 20 abgebrochen wurde. Die Arbeitsoberfläche 31, die auf der rechten Seite des induktiven Dünnfilm-Kopfes 22 gezeigt ist, ist die durch die Schnittlinien 26 nach Fig. 1 erzeugte Oberfläche. Der Dünnfilm-Kopf 22 wird in der Scheibe 20 durch Abscheiden und Ätzen von Schichten von Material auf ein Substrat 24 hergestellt. Allgemein wird eine untere Isolierschicht 33 aus nichtmagnetischem Material, wie zum Beispiel Al&sub2;O&sub3;, als erstes auf dem Substrat 24 abgeschieden. Ein unterer Kernschenkel 34, der eine untere Polspitze 30 in der Nähe der Arbeitsoberfläche 31 bildet, wird auf der Oberseite der unteren Isolierschicht 33 abgeschieden. Ein oberer Kernschenkel 37 wird oberhalb des unteren Kernschenkels 34 gebildet und bildet die Polspitze 28 in der Nähe der Arbeitsoberfläche 31. Die beiden Kernschenkel werden typischerweise aus einer Nickel-Eisen-Legierung hergestellt, die hinsichtlich ihrer magnetischen Eigenschaften ausgewählt ist. Zwischen dem oberen Kernschenkel 37 und dem unteren Kernschenkel 34 befindet sich ein Isoliermaterial 41, das leitende Spulen 43 und 45 aufnimmt. Die obere Polspitze 28 und die untere Polspitze 30 bilden einen Spalt 36 zwischen sich, der typischerweise mit einem nichtmagnetischen Material, wie zum Beispiel Al&sub2;O&sub3; gefüllt ist. Oberhalb des oberen Kernschenkels 37 befindet sich eine obere Isolierschicht 53, die ebenfalls vorzugsweise aus Al&sub2;O&sub3; besteht. Die Schnittlinie 26 schneidet durch die obere Isolierschicht 53, die obere Polspitze 28; den Spalt 36; die untere Polspitze 30 und die untere Isolierschicht 33, um die Arbeitsoberfläche 31 zu bilden, die senkrecht zur Ebene des Substrats 24 steht.
Fig. 3A ist eine isometrische Ansicht der Arbeitsoberfläche 31 für einen teilweise hergestellten Dünnfilm-Kopf, der durch das Schneiden der Scheibe 20 entlang der Schnittlinien 26 geschaffen wird. Die Schnittlinie 26 legt die Arbeitsoberfläche 31 frei, die die obere Isolierschicht 53, die untere Isolierschicht 33, den Spalt 36 und die Oberflächen der oberen Polspitze 28 und der unteren Polspitze 30 einschließt. Die obere Isolierschicht 53 und die untere Isolierschicht 33 bilden ein umgebendes Material 32, das eine integrale Einheit von Isoliermaterial ist; das die Polspitzen umgibt. Der Rest der Polspitzen; der unterhalb der Oberfläche 31 liegt und der einen Teil des aus permeablen Material bestehenden Pfades zum elektromagnetischen Wandler bildet, ist mit gestrichelten Linien in Fig. 3A gezeigt. Die bei der Herstellung der Scheibe 20 durchgeführten Abscheidungen und Ätzvorgänge haben die trapezförmigen Querschnittsformen der oberen Polspitze 28 und der unteren Polspitze 30 geschaffen. Die obere Polspitze 28 weist eine voreilende Kante 38 und eine den Spalt begrenzende Kante 40 auf, während die untere Polspitze 30 eine den Spalt begrenzende Kante 42 und eine nacheilende Kante 44 aufweist. Diese Kanten sind allgemein parallel zueinander, und wenn der Kopf in einem magnetischen Aufzeichnungsgerät angeordnet wird, so verlaufen diese Kanten allgemein senkrecht zur Bewegungsrichtung des Kopfes über das magnetische Medium. Der Kopf ist in dem Aufzeichnungsgerät so angeordnet, daß die voreilende Kante 38 das magnetische Medium vor dem Spalt 36 und der nacheilenden Kante 44 überquert.
In Köpfen ohne hinsichtlich ihrer Form nachbearbeiteten Polspitzen sind die voreilende Kante 38 und die nacheilende Kante 44 für das große Ausmaß an Unterschwingern verantwortlich, die sich in dem Lesesignal finden. Gerade bevor der Spalt 36 über eine Domäne hinwegläuft, erstreckt sich Magnetfluß von der Domäne durch die voreilende Kante 38, wodurch ein voreilender Unterschwinger erzeugt wird. Gerade nachdem der Spalt 36 über die Domäne hinweggelaufen ist, erstreckt sich Magnetfluß von der Domäne durch die nacheilende Kante 44, wodurch ein nacheilender Unterschwinger erzeugt wird. Die Größe des Magnetflusses, der sich durch die Kanten zu irgendeiner vorgegebenen Zeit erstreckt, hängt von dem Ausmaß, in dem die Polspitzen-Kanten senkrecht zur Bewegungsrichtung des Kopfes über das magnetische Medium sind, von dem Ausmaß, in dem die Polspitzen-Kanten parallel zu den den Spalt begrenzenden Kanten sind, und von der Entfernung zwischen den Polspitzen-Kanten zu der Oberfläche des magnetischen Mediums ab. Wie dies weiter unten erläutert wird, ersetzt die vorliegende Erfindung die voreilende Kante 38 und die nacheilende Kante 44 durch eine voreilende und eine nacheilende Kante, die weiter von der Oberfläche des Mediums entfernt sind, und durch verjüngte Kanten, die eine geringere Magnetflußänderung pro Zeiteinheit ergeben, als die voreilende Kante 38 und die nacheilende Kante 44.
Der Polspitzen-Formgebungsprozeß beginnt mit der Verwendung eines gut bekannten Prozesses zur Abscheidung eines dünnen Films aus Photoabdecklack 46 über der Gesamtheit der Arbeitsoberfläche 31, wie dies in Fig. 3B gezeigt ist. Der Photoabdecklack 46 kann irgendeiner von vielen gut bekannten Materialien sein, die auf elektromagnetische Strahlung mitbestimmten Wellenlängen reagieren und deren Bindungseigenschaften sich ändern, wenn sie derartiger Strahlung ausgesetzt werden. Der Photoabdecklack 46 wird dadurch einem Muster dieser Strahlung ausgesetzt, das die Strahlung durch eine Photomaske hindurchgeleitet wird, die die Strahlung räumlich filtert und es der Strahlung ermöglicht, lediglich auf bestimmte Bereiche des Photoabdecklacks 46 aufzutreffen. Diese ausgewählten Teile des Photoabdecklacks 46, auf die die Strahlung aufgetroffen ist; werden gegenüber den Teilen geändert, auf die die Strahlung nicht auftraf. Diese Änderung führt zu Bereichen auf der Arbeitsoberfläche 31, an denen der Photoabdecklack 46 fest an der Oberfläche gebunden ist, sowie zu Bereichen, an denen der Photoabdecklack 46 nur leicht an der Oberfläche gebunden ist. Zusätzliche gut bekannte Verarbeitungsschritte entfernen den nur leicht gebundenen Photoabdecklack und härten den fest gebundenen Abdecklack, wodurch ein Muster aus ausgehärtetem Photoabdecklack gebildet wird. Ein derartiges Muster ist in Fig. 3C gezeigt; in der ein Photoabdecklack- Kantenrahmen 48 und eine Photoabdecklack-Polspitzen-Maske 50 die einzigen Teile des Photoabdecklacks 46 sind, die nach der Entwicklung des Photoabdecklacks zurückbleiben. Der Polspitzen-Umformungsvorgang wird mit der Entfernung des Kopfmaterials in der Nähe der Arbeitsoberfläche 31 fortgesetzt, das nicht durch den Kantenrahmen 48 oder die Polspitzenmaske 50. abgedeckt ist. Dieses Material kann bis zu einer ausgewählten Tiefe durch chemisches Ätzen oder durch Ionenfräsen entfernt werden, was beides gut bekannte Verfahren zur Entfernung von Material von Dünnfilm-Köpfen sind. Wie dies in Fig. 3D gezeigt ist, erzeugt die Entfernung dieses Material seine Vertiefung 52, die vorzugsweise eine Tiefe von 0,05 bis 0,5um aufweist. Zwischen der Vertiefung 52 und dem Kantenrahmen 48 und der Polspitzenmaske 50 befinden sich schräge Wände 54: Die schrägen Wände 54 sind das Ergebnis von Beschränkungen des Materialentfernungsprozesses. Wenn der Materialentfernungsprozess abgeschlossen ist, wird Photoabdecklack 46 von den maskierten Bereichen über einen mechanischen Prozeß entfernt, der den brüchigen Photoabdecklack aufbricht, wodurch dieser dazu gebracht wird, daß er sich von der darunterliegenden Oberfläche löst. Sobald der Kantenrahmen 48 und die Polspitzenmaske 50 entfernt sind, ist der Vorgang der Musterbildung der Polspitzen abgeschlossen. Eine isometrische Ansicht der fertigen Grenzflächen-Oberfläche mit den umgeformten Polspitzen einer bevorzugten Ausführungsform ist in Fig. 3E gezeigt.
In Fig. 3E hat der Materialentfernungsprozeß, der zur Formung der Grenzflächen- Oberfläche verwendet wurde, eine erhöhte Kante 64, eine erhöhte innere Oberfläche 66 und eine Vertiefung 52 zurückgelassen. Er hat weiterhin die voreilende Kante 38 und die nacheilende Kante 44 entfernt, wobei eine vertiefte voreilende Kante 68 und eine vertiefte nacheilende Kante 70 verbleibt, die eine gewisse Entfernung, typischerweise 0,05 bis 0,5 gm von der Ebene der erhöhten Innenoberfläche 66 aufweisen. Durch Ersetzen der voreilenden Kante 38 und der nacheilenden Kante 44 durch die vertiefte voreilende Kante 68 und die vertiefte nacheilende Kante 70 vergrößert die vorliegende Erfindung den Abstand zwischen diesen Kanten und dem magnetischen Medium, wodurch die Größe des Magnetflusses, der an diesen Kanten entsteht, verringert wird und damit auch die Größe des Unterschwingers verringert wird, der durch diese Kanten erzeugt wird.
Zusätzlich erzeugt die vorliegende Erfindung abgeschrägte Kanten 56, 58, 60 und 62, die nicht senkrecht zur Bewegungsrichtung des Dünnfilm-Kopfes über das Medium stehen, und die nicht parallel zu den den Spalt begrenzenden Kanten 40 und 42 sind. Diese abgeschrägten Kanten verringern die Unterschwinger dadurch, daß der Magnetfluß, der sich durch diese Kanten erstreckt, zeitlich aufgespreizt wird. Statt daß sich eine große Menge an Magnetfluß durch die voreilende oder nacheilende Kante der Polspitze zu irgendeiner Zeit erstreckt, ergibt die vorliegende Erfindung kleine Mengen an Magnetfluß; die sich durch die abgeschrägten Kanten über eine längere Zeit hinweg erstrecken. Dies spreizt den Unterschwinger auf, so daß er bei einer kleineren Amplitude länger wird.
Fig. 4 zeigt Lesesignale für einen Dünnfilm-Kopf ohne umgeformte Polspitzen, wie zum Beispiel für den bekannten Kopf, der in Fig. 3A gezeigt ist, sowie für einen Kopf gemäß der vorliegenden Erfindung mit umgeformten Polspitzen, wie zum Beispiel den, der in Fig. 3E gezeigt ist. Die Lesesignale werden dadurch erzeugt, daß die Köpfe über einen magnetischen Übergang zwischen zwei Domänen bewegt werden. Das Signal 72 des nicht umgeformten Kopfes ist das Lesesignal, das von dem Kopf ohne umgeformte Polspitzen erzeugt wird, und das Signal 74 für den umgeformten Kopf ist das Lesesignal von dem Kopf mit umgeformten Polspitzen gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Signal 72 für den nicht umgeformten Kopf hat einen voreilenden Unterschwinger 76, einen primären Impuls 77 und einen nacheilenden Unterschwinger 78. Das Signal 74 des umgeformten Kopfes hat einen voreilenden Unterschwinger 80, einen primären Impuls 81 und einen nacheilenden Unterschwinger 82. Der voreilende Unterschwinger 76 und der nacheilende Unterschwinger 78 des Signals 72 für den nicht umgeformten Kopf weisen eine größere Amplitude als der voreilende Unterschwinger 80 und der nacheilende Unterschwinger 82 des Signals 74 für den umgeformten Kopf auf. Der voreilende Unterschwinger 80 und der nacheilende Unterschwinger 82 erstrecken sich weiterhin näher an dem primären Impuls 81, als sich der voreilende Unterschwinger 76 und der nacheilende Unterschwinger 78 zum primären Impuls 77 erstrecken. Somit weisen die voreilenden und nacheilenden Unterschwinger von den umgeformten Polen gemäß der vorliegenden Erfindung eine geringere Amplitude auf, aber sie haben eine größere Erstreckung als die Unterschwinger bei den Köpfen nach dem Stand der Technik. Weil es die Amplitude der Unterschwinger ist, die eine Verringerung der linearen Datendichte in dem magnetischen Medium erzwingen kann, ermöglicht die vorliegende Erfindung eine größere lineare Datendichte durch Verringern dieser Amplitude.
Die Schlüsselmerkmale der mit einem Muster versehenen Pole der vorliegenden Erfindung sind in Fig. 5 gezeigt, die eine Draufsicht der mit einem Muster versehenen Pole nach Fig. 3E ist. Die oberen abgeschrägten Kanten 56 und 58 bilden identische obere Abschrägungswinkel 86 und 88 mit der vertieften voreilenden Kante 68. Zusätzlich weist die obere verjüngte Kante 56 die gleiche Länge wie die obere verjüngte Kante 58 auf, und die beiden Kanten sind symmetrisch zu einer Linie senkrecht zu der den Spalt definierenden Kante 40 in der Ebene der Figur und stoßen an dieser Linie an. Die Symmetrie zwischen diesen beiden Kanten macht die Verringerung der Unterschwinger, die durch die verjüngten Kanten erzeugt wird, gleichförmig für alle Positionen des Dünnfilm-Kopfes über das Medium hinweg, und zwar unabhängig von dem Schräglaufwinkel des Kopfes. Eine ähnliche Symmetrie findet sich zwischen den unteren abgeschrägten Kanten 60 und 62. Die unteren abgeschrägten Kanten 60 und 62 treffen die oberen abgeschrägten Kanten 56 und 58. an einem Punkt, der auf der gleichen Ebene wie der Mittelpunkt des Spaltes 36 liegt. In idealer Weise treffen sich alle abgeschrägten Kanten an einem Punkt, wobei jedoch ein Fräsen in unvermeidbarer Weise die Ecken abrundet, an denen sich diese Kanten treffen.
Die einzigen Abschnitte der abgeschrägten Kanten, die die Unterschwinger in dem Lesesignal beeinflussen, sind diejenigen, die einen Teil der oberen Polspitze 28 oder der unteren Polspitze 30 bilden. Die übrigen Teile der abgeschrägten Kanten befinden sich in dem umgebenden Material 32 und haben keine direkte Auswirkung auf den in die Polspitzen eintretenden Magnetfluß. Die Abschnitte der abgeschrägten Kanten in dem umgebenden Material 32 beeinflussen jedoch indirekt das Gesamtbetriebsverhalten der mit einem Musterversehenen Pole. Die abgeschrägten Kanten in dem umgebenden Material 32 sind so konstruiert, daß unvermeidbare Fehler in der Positionierung der Polspitzen-Maske 50 während der Musterbildung des Abdecklackes nicht dazu führen, daß eine der abgeschrägten Kanten die den Spalt begrenzenden Kanten 40 oder 42 überquert. Eine Überquerung in den Spalt ist unerwünscht, weil hierdurch die Spaltbreite verringert wird und damit unvorhersehbare Änderungen der Spaltbreite hervorgerufen werden. Damit müssen in der idealen Position die abgeschrägten Kanten weit genug von den den Spalt begrenzenden Kanten 40 und 42 entfernt sein, damit sichergestellt wird; daß unter Bedingungen mit extremen Positionsfehlern keine der abgeschrägten Kanten die den Spalt begrenzenden Kanten überquert. In der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform wird diese Positionierung dadurch erzielt, daß die Abschrägungswinkel der abgeschrägten Kanten so eingestellt werden, daß die abgeschrägten Kanten in dem umgebenden Materialausreichend weit von den den Spalt begrenzenden Kanten entfernt sind. Im einzelnen sind die Abschrägungswinkel 86, 88, 90 und 92 angenähert 25 bis 30 Grad bei dieser Ausführungsform.
Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die identisch zu der Ausführungsform nach Fig. 5 ist, jedoch mit der Ausnahme, daß die Abschrägungswinkel 94, 96, 98 und 100 kleiner als die Abschrägungswinkel nach Fig. 5 sind, wodurch der Abstand zwischen den abgeschrägten Kanten 102; 104, 106 und 108 und den den Spalt begrenzenden Kanten 110 und 112 größer als der entsprechende Abstand in Fig. 5 ist. Im einzelnen beträgt der Abschrägungswinkel in Fig. 6 ungefähr 15 bis 20 Grad, während er 25 bis 30 Grad in Fig. 5 betrug. In der Praxis kann der Abschrägungswinkel im Bereich zwischen 10 und 50 Grad liegen. Durch Bewegen der abgeschrägten Kanten 102, 104, 106 und 108 weiter von dem Spalt fort; bleibt diese Ausführungsform selbst dann funktionsfähig, wenn größere Masken-Positionierfehler auftreten:
Fig. 7 zeigt eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die eine andere Technik verwendet, um sicherzustellen, daß die Kanten der Grenzflächen-Oberfläche nicht die den Spalt begrenzenden Kanten überqueren. Bei dieser Ausführungsform treffen die oberen abgeschrägten Kanten 114 und 116 nicht auf die unteren abgeschrägten Kanten 118 und 120 auf. Stattdessen treffen die oberen abgeschrägten Kanten 114 und 116 auf obere Flügelkanten 122 bzw. 124 auf, und die unteren abgeschrägten Kanten 118 und 120 treffen auf untere Flügelkanten 130 bzw. 132 auf. Die oberen Flügelkanten 122 und 124 und die unteren Flügelkanten 130 und 132 sind alle parallel zu den den Spalt begrenzenden Kanten 126 und 128. Die obere Flügelkante 122 trifft weiterhin auf die Flügel-Endkante 134 auf, die auf die untere Flügelkante 130 auftrifft. Zusammen bilden diese drei Kanten den Flügel 136. In ähnlicher Weise bilden die obere Flügelkante 124, die untere Flügelkante 132 und eine Flügel-Endkante 138 einen Flügel 140.
Das in Fig. 7 gezeigte Muster ist aus einer Reihe von Gründen bedeutsam. Erstens sind die abgeschrägten Kanten lang genug, damit sich abgeschrägte Kanten über die gesamte Breite beider Polspitzen ergeben. Durch Fortsetzen der abgeschrägten Kanten außerhalb der Polspitzen stellt die Konstruktion sicher, daß selbst bei Polspitzen-Masken-Ausrichtfehlern die abgeschrägten Kanten sich zur Außenbegrenzung der Polspitzen hin fortsetzen. Hierdurch wird die Verringerung von Unterschwingern zu einem Maximum gemacht, indem sichergestellt wird, daß die oberen und unteren Flügelkanten 122, 124, 130 und 132, die alle parallel zu den den Spalt begrenzenden Kanten sind, keine Kante in den Polspitzen bilden.
Die Form ist ebenfalls von Bedeutung, weil die Flügel 136 und 140 einen größeren Abschrägungswinkel innerhalb der Polspitzen ermöglichen. Ohne die Flügel 136 und 140 würden extreme Masken-Positionierfehler dazu führen, daß die abgeschrägten Kanten die den Spalt begrenzenden Kanten überqueren würden. Mit den Flügeln sind die Kanten jedoch weit genug von den den Spalt begrenzenden Kanten entfernt, damit selbst bei extremen Masken-Positionierfehlern die Kanten nicht die den Spalt begrenzenden Kanten überqueren. Schließlich ist die Form von Bedeutung, weil sie symmetrisch ist. Die obere abgeschrägte Kante 114 weist den gleichen Schrägwinkel und die gleiche Länge über der oberen Polspitze 28 auf, wie die obere abgeschrägte Kante 116. Obwohl sie nicht notwendigerweise die gleiche Länge oder den Abschrägungswinkel aufweisen, wie die oberen abgeschrägten Kanten, weisen die unteren abgeschrägten Kanten 118 und 120 den gleichen Abschrägungswinkel und die gleiche Länge über der unteren Polspitze 30 auf. Aufgrund dieser Symmetrie verringert der Dünnfilm-Kopf nach Fig. 7 Unterschwinger in gleichförmiger Weise bei allen Positionen und Schräglaufwinkeln über dem Medium.
Fig. 8 zeigt die Beziehung zwischen den umgeformten Polspitzen der vorliegenden Erfindung und dem Schräglaufwinkel des Dünnfilm-Kopfes 150. Weil der Dünnfilm-Kopf 150 auf einem Arm befestigt ist, der eine andere Achse als die Magnetplatte 151 hat, liegt der Spalt des Kopfes nicht immer senkrecht zur Bewegungsrichtung des Kopfes. Der Winkel zwischen der Senkrechten zu dem Spalt und der Bewegungsrichtung des Kopfes ist der Schräglaufwinkel. In Fig. 8 weist der Dünnfilm-Kopf 150 zwei Extremstellungen über der Platte auf, eine an einer inneren Spur 152 und eine an einer äußeren Spur 154. Über der inneren Spur 152 verläuft die relative Bewegung des Dünnfilm-Kopfes 150 in Richtung der Tangente 156, die eine Tangente an die innere Spur 150 an ihrem Mittelpunkt bildet. In ähnlicher Weise verläuft die Bewegungsrichtung des Dünnfilm-Kopfes 150 über der äußeren Spur 154 in Richtung der Tangente 158. Die senkrechte Linie 160, die senkrecht zur Spaltbreite steht, ist weder mit der Tangente 156 noch mit der Tangente 158 ausgerichtet, wenn sich der Kopf 150 über der inneren Spur 152 bzw. der äußeren Spur 154 befindet. Der Winkel zwischen der senkrechten Linie 160 und der Tangente 156 bildet einen Schräglaufwinkel 162, und der Winkel zwischen der senkrechten Linie 160 und der Tangente 158 bildet einen Schräglaufwinkel 164. Der Schräglaufwinkel 162 wird als negativ angesehen und hat einen typischen Wert von -20 Grad. Der Schräglaufwinkel 164 wird als positiv angesehen und hat einen typischen Wert von +20 Grad. Wie dies weiter oben erwähnt wurde, sind alle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung symmetrisch, so daß die Unterschwinger-Verringerung über Schräglaufwinkel von -20 Grad bis +20 Grad relativ konstant ist.
Bei allen den vorstehenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind die voreilenden und nacheilenden Kanten der bekannten Polspitzen durch voreilende und nacheilende Kanten; die weiter von dem magnetischen Medium entfernt sind, und durch symmetrische abgeschrägte Kanten ersetzt, die nicht parallel zu den den Spalt der Polspitzen begrenzenden Kanten und auch nicht senkrecht zur Bewegungsrichtung des Kopfes sind. Zusätzlich sind die Muster; die zur Umformung der Polspitzen verwendet werden, derart; daß selbst extreme Masken-Positionierfehler nicht zu eine kleinere Breite aufweisenden Spalten führen. Somit verringert die vorliegende Erfindung in gleichförmiger und übereinstimmender Weise Unterschwinger über das gesamte Medium durch Umformen oder eine neue Formgebung der Dünnfilm-Kopf- Polspitzen, ohne daß die Breite des Lesespaltes verringert wird.
Zusätzlich wird, obwohl die vorliegende Erfindung die Form der Polspitzen ändert und eine Vertiefung in der Grenzflächen-Oberfläche erzeugt, das elektrische oder mechanische Betriebsverhalten des Dünnfilm-Kopfes nicht beeinträchtigt. Die Amplitude des Schreibsignals und die Fähigkeit, die Muster von magnetischen Domänen auf dem Medium zu überschreiben, werden nicht wesentlich durch die Polspitzen-Neuformung der vorliegenden Erfindung beeinflußt. Zusätzlich beeinflussen bei Köpfen, die sich über das Medium auf einer Luftlager-Oberfläche bewegen, die Änderungen der Luftlager-Oberfläche gemäß der Erfindung die Abhebegeschwindigkeit, die Flughöhe, die Stiktion oder die dynamische Reibung nicht.

Claims

1. Elektromagnetischer Wandler für einen Dünnfilm-Kopf in einem Plattenlaufwerk- System, wobei der Wandler obere und untere Pole (28, 30) aufweist und jeder Pol eine einen Spalt begrenzende, geradlinige Kante (40, 42) aufweist, um einen Spalt (36) des Wandlers zu begrenzen, wobei zumindest einer der Pole weiterhin zwei geradlinige Kanten (56, 58, 60; 62) aufweist und jede geradlinige Kante unter einem Winkel bezüglich der jeweiligen den Spalt begrenzenden geradlinigen Kante angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten einander an einem Ende treffen und sich am anderen Ende ohne Übergreifen auf den Spalt erstrecken.

2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Pole das Paar von geradlinigen Kanten aufweisen.

3. Wandler nach Anspruch 1 oder 2, der weiterhin ein umgebendes Material (32) aufweist, das die Oberfläche der Polstücke umgibt, wobei sich das Paar von geradlinigen Kanten in das umgebende Material erstreckt.

4. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die geradlinigen Kanten nicht auf die jeweilige, den Spalt begrenzende, geradlinige Kante auftreffen.

5. Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche; bei dem das Paar von linearen Kanten oder jede lineare Kante symmetrisch zu einer Achse senkrecht zu den jeweiligen den Spalt begrenzenden geradlinigen Kanten ist und diese trifft.

6. Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, unter Rückbeziehung auf Anspruch 2, bei dem die geradlinigen Kanten eines Pols unter einem ersten spitzen Winkel zu der jeweiligen den Spalt begrenzenden Kante liegen und die geradlinigen Kanten des anderen Pols unter einem zweiten spitzen Winkel zu der jeweiligen den Spalt begrenzenden Kante liegen.

7. Wandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, unter Rückbeziehung auf Anspruch 2, bei dem jede der geradlinigen Kanten der Pole auf eine Flügelkante (122, 124, 130; 132) auftrifft, wobei die Flügelkanten sich unter einem spitzen Winkel zu den jeweiligen den Spalt begrenzenden Kanten befinden und kleiner als der spitze Winkel zwischen den beiden linearen Kanten und der jeweiligen den Spalt begrenzenden Kante sind.

8. Wandler nach Anspruch 7, bei dem die Flügelkanten die den Spalt begrenzende Kante nicht schneiden.

9. Wandler nach Anspruch 7 oder 8, bei dem eine erste Verbindungskante (134) eine Flügelkante (122) von einem Pol mit einer Flügelkante (130) von dem anderen Pol verbindet, und wobei eine zweite Verbindungskante (138) eine zweite Flügelkante (124) von einem Pol mit einer zweiten Flügelkante (132) von dem anderen Pol verbindet.

10. Verfahren zur Herstellung eines Wandlers für einen Dünnfilm-Magnetkopf mit umgeformten Polspitzen, wobei das Verfahren folgendes umfaßt:

Herstellen eines teilweise fertiggestellten Dünnfilm-Magnetkopfes durch Abscheiden und Ätzen von Material in einer ersten Richtung;

Schneiden durch ein Ende des Kopfes in der ersten Richtung zur Bildung einer Arbeitsoberfläche (31), die Polspitzen-Oberflächen aufweist, wobei die Oberflächen der Pole (28, 30) ein Ende der Polspitzen bilden und geradlinige, einen Spalt begrenzende Kanten (40, 42) aufweisen;

Abscheiden einer Schicht aus Photoabdeckmaterial (46) über der gesamten Arbeitsoberfläche;

Ausrichten einer Maske mit der Arbeitsoberfläche, wobei die Maske undurchlässige Bereiche und durchlässige Bereiche aufweist;

Hindurchleiten einer elektromagnetischen Strahlung durch die Maske und auf die Schicht von Photoabdecklack; wobei die Strahlung lediglich durch die durchlässigen Bereiche der Maske hindurchläuft und die Strahlung auf die Schicht aus Photoabdecklack in einem Muster auftrifft, das nahezu identisch zu dem Muster der durchlässigen Bereiche in der Maske ist; wobei die Strahlung die Bindungseigenschaften der Teile der Photoabdecklack-Schicht, auf die das Auftreffen erfolgt, gegenüber den Teilen ändert, auf die kein Auftreffen erfolgt;

Entfernen der Teile der Photoabdecklack-Schicht, die schwächere Bindungseigenschaften verglichen mit anderen Teilen der Photoabdecklack-Schicht haben, wobei die Entfernung eine mit einem Muster versehene Photoabdecklack-Schicht zurückbleiben läßt, wobei zumindest ein Teil der mit einem Muster versehenen Photoabdecklack-Schicht (50) mit den Polspitzen-Oberflächen derart ausgerichtet ist, daß zwei identische Seiten des mit einem Muster versehenen Abschnittes unter einem spitzen Winkel zu einer einen Spalt begrenzenden linearen Kante von zumindest einer der Polspitzen-Oberflächen liegen; Entfernen des Kopf-Materials um die mit einem Muster versehene Photoabdecklack- Schicht herum, wobei die Entfernung des Kopf-Materials Abschnitte der Polspitzen in der Nähe der Polspitzen-Oberflächen umformt; und Entfernen der mit einem Muster versehenen Photoabdecklack-Schicht.

11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die mit einem Muster versehene Photoabdecklack-Schicht so geformt ist, daß, wenn das Kopf-Material um die mit einem Muster versehene Photoabdecklack-Schicht herum entfernt wird; kein Teil einer geradlinigen, den Spalt begrenzenden Kante entfernt wird, selbst wenn extreme Fehler bei der Ausrichtung der Maske mit der Arbeitsoberfläche auftreten.