Тонкопленочная магнитная головка Советский патент 1984 года по МПК G11B5/30 

Изобретение относится к приборостроению, в частности к технике магнитной записи,и может быть использовано в производстве магн торезистив ных головок. Известна магниторезистивная головка, содержащая нижний магнитный экран, нижний диэлектрический слой, магниторезистивный элемент, проводящий слой, верхний диэлектрический слой и верхний магнитный экран СО Недостатком головки является высокий уровень нелинейных искажений воспроизводимого сигнала. Наиболее близкой к, изобретению является тонкопленочная магнитная головка, содержащая магнитный сердеч ник, состоящий из центральной ветви и двух боковых ветвей, разделенных между собой дополнительным зазором, рабочий зазор, сформированньй в месте перекрытия центральной и боковых ветвей магнитного сердечника, два магниторезистивных элемента,.шунтирующих промежуток между центральной .ветвью магнитного сердечника и его боковыми ветвями, а также проводник смещения, расположенный в рабочем зазоре и обеспечивающий в режиме воспроизведения смещение рабочей точки магниторезистивных элементов на квазилинейный участок их рабочих характеристик либо, необходимзш) магнитодвижущую силу в режиме записи, причём магниторезистивные элементы соединены в мост Уитстона, который дает сигнал, пропорциональный разности потоков в боковых ветвях элемагнитного сердечника 2 3 Недостатком известной головки яв ляется то, что в режиме воспроизвед ния она только осуществляет слеже1ш за положением магнитной головки отн сительно центра информационной доро ки. При сложении же потоков в боковых ветвях магнитного сердечника из вестная головка обладает существенн нелинейностью амплитудной характери тики. Цель изобретения - улучшение линейности амплитудной характеристики тонкопленочной магнитной головки. Поставленная цель достигается тем что в тонкопденочной магнитной голо ке, содержащей сердечник из магнитного материала,состоящий из централь ной ветви и двух боковых вёТвёй, разделенных дополнительным зазором. рабочий зазор, сформированный в месте перекрытия центральной и боковых ветвей сердечника, два электрически связанных между собой магниторезистивных элемента, расположенных над немагнитными промежутками между центральной и боковыми ветвями,сердечника и шунтирующих их, проводник смещения, диэлектрические слои и . общую шину, проводник смещения выполнен и образным, расположен над магниторезистивными элементами и отделен от них слоем диэлектрика, при этом проводник смещения электрически связан с магниторезистивными элементами и центральной ветвью сердечника. . На фиг. 1 изображена предлагаемая тонкопленочная магнитная головка; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема электрических сое;дине1Шй. Магнитная головка содержит магнитный сердечник 1, имеющий центральную ветвь 2, состоящую из эле- ментов 3 и 4, и боковые ветви 5 и 6, которые разделены между собой дополнительным зазором 7, рабочий зазор 8, сформированный в месте перекрытия элемента 4 и боковых ветвей 5 и 6 магнитного сердечника, два магниторезистивных элемента 9 и 10, расположенных над немагнитными промежутками 11 и 12 между центральной ветвью магнитного сердечника и его боковыми ветвЯ1уш 5 и 6 и шунтирующих эти промежутки, причем магниторезистив- ные элементы 9 и 10 отделены от вей магнитного сердечника диэлектрическим слоем 13, и- образньй проводник 14 смещения, расположенный над магниторезистивными элементами 9 и 10 и отделенньй от них диэлектрическим слоем 15. I . Боковые ветви 5 и 6,а также элемент 3 центральной ветви сердечника расположены в окнах, сформированньк в диэлектрическом слое 16 имеют толщину, равную.толщине слоя 16, и образуют с ним планарную поверхт ность. Через окна 17 и 18 в диэлектрическом слое 15 магниторезистивные элементы 9 и 10 электрически соединены с проводником 14 смещения, который, в свою очередь, через окно 19 в диэлектрических слоях 13 и 15 электрически.соединен с центральной ветвью 2 магнитного сердечника, а через нее - с общей шиной 20, внешние соединения к которой осзпцествляются через окно 21 в диэлектричес ких слоях 13, 15 и 16. Магнитная головка работает ,следукицим образом. Векторы намагниченности М магнит резистнвных элементов 9 и 10, первоначально нап ргвленные вдоль.осей легкого намагничивания, совпадающих с длинной стороной магниторезистивных элементов, отклоняются в одну и ту же сторону на угол токаvat смещения i. и i., создаваемыми исто никами напряжения U в ветвях и-образного проводника 1А смещения. На фиг. 3 показано направление магни ного поля Н, возникающего вокру ветвей проводника 14 смещения. Токи детектирования созд Баемые источниками тока 1 и 1л, пр текая через магниторезистивные элементы 9 и 10, создают на них падения напряжения UT и Ug. Показанное на фиг. 3 соединение магниторезистивных элементов обеспечивает выходное напряжение, равно разности падений напряжений на каждом магниторезистивном элементе и равное нулю при отсутствии сигнала. При воздействии на тонкопленочну магнитную головку сигнального поля носителя магнитной записи в ее сердечнике возникает магнитньй поток. Мапштный поток носителя магнитной записи, входящий, например, в центральную ветвь 2 сердечника (фиг. 1) разветвляется затем через магниторезистивные элементы 9 и 10 в боковые ветви 5 и 6 и через них замыкается на носитель магнитной записи. .Из фиг. 1 и 3 видно, что сигнальный поток создает в магниторезистивных элементах 9 и 10 сигнальные поля h, причем в одном из (магниторезистивном элементе 9) СИ1нальное поле h совпадает с направлением поля смещения Н, а в другом (магниторезистивном элементе 10) оно противоположно полю смещения Н. В этом случае в выходном сигнале магнитной головки и, равном , происходит компенсация постоянной составляющей и второй гармоники, а выходной сигнал становится линейным относительно сигнального поля h Причем амплитуда выходного сигнала -на основной гармонике удваивается, а сам сигнал становится биполярным. Величина смещающего поля выбрана такой, чтобы обеспечить угол между вектором намагниченности магниторезистивных элементов и направлением протеканиятока детектирования 97/ следующим трем причинам; Во-первых, при 9 30° намагниченность магниторезистивных элементов достигает половины намагниченности насыщения М, что не приводит еще к существенно большим размагничиваняцим полям, отклоняющим характеристику магниторезистивных элементов от квадратичной; размагничивающие поля уменьшаются также вследствие того, что магниторезистивные элементы размещены в разрывах магнитной цепи сердечника тонкопленочной магнитной головки и на их боков гх: кромках отсутствуют фиктивные магнитные заряды, являющиеся источниками, размагничивакицего поля.. Во-вторых, при 6 30 магниторезистивный элемент имеет наибольший сигнальный диапазон: его намагниченность может изменяться на ±Мс;/2 от + Mgi/2, соответствующей полю смещения увеличении сигнального доля и до нуля при уменьшении сигнального поля, .В-третьих, при мальк полях смещения (б 30°) наблюдается существенное снижение уровня третьей гармоники . Резисторы R1 и R2 в цепях проводника 14 смещения служат для создания смещения идентичного в обоих магниторезистивных элементах, что контролируется по минимуму нелинейных искажений. При практической реализации предложенной тонкопленочной магнитной головки ветви2,5 и 6 сердечника получают из пермаллоя электролитическим осаждением из электролита ( X THgO NiClj6H2()FeSO -7H20, HjBOj сахарин) при плотности тока It) мА/см в постоянном магнитном поле напряженностью 60 Э. Магниторезистивные элементы 9 и 10, а также элемент 4. центральной ветви 2 сердечника получают из пермаллоя (80% Ni и 20% Fe) термическим испарением в вакууме. Диэлектрический слой 16 получают сквозным электролитическим прокислением напыленного слоя алюминия в 5Z-HO растворе HjPO при напряжении формовки 40 В. Диэлектрические слои 13 и 15 получают термическим испарением оксид алкя«1ния в вакууме. Для травления окон в используют раствор 20 г/л 5 г/л HjPO.

Ц 16 Измерения, проведенные на изготовленном образце тонкопленочной магнитной головки, показывают, что уровень второй гармоники в ее выходном сигнале по сравнению с известной Головкой уменьшается на.40 дБ, а выходной сигнал увеличивается в два раза.

/J-/1

Напрябление ОЛН

Фиг.З

ТОНКОПЛЕНОЧНАЯ МАГНИТНАЯ ГОЛОВКА, содержащая сердечник из магнитного материала, состоящий из центральной ветви и двух боковых ветвей, разделенных дополнительным зазором, рабочий зазор, сформированный в месте перекрытия центральной и боковых ветвей,сердечника, два электрически связанных между собой магниторезистивных 3JieMeiiTa, расположенньсс над немагнитнюш промежутками между центральной и боковыми ветвяю сердечника и В унтирзт1цих их, 1фрводник смещения, диэлектрические слои и общую шину, отличающаяся тем, что, с цепью улучшения линейности амплитудной характеристики, проводник смещения выполнен и-образньа4, расположен над магниторезистивными элементами и отделен от них слоем диэлектрика, при 9 этом проводник смещения электрически связан с магниторезистивными элементами и центральной ветвью сердечника.