Тонкопленочная магнитная головка

 

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 .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

0NN

РЕСПУБЛИК, А С 11 В 5/30 зю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21,) 3606792/18-10 (22) 16.06.83 (46) 23.11;84. Вюл. У 43 (72) В.И. Курмашев и А.М.. Гиро (71) Минский радиотехнический инсти- тут (53) 534.852.2(088.8) (56) 1. Патент США У 3813692, кл. 360-113, опублик. 1974.

2. Патент США Ф 4107583, кл. 360-113, опублик. 1978 (прототип) .. (54) (57) ТОНКОПЛЕНОЧНАЯ МАГНИТНАЯ

ГОЛОВКА, содержащая сердечник иэ магнитного материала, состоящий из центральной ветви и двух боковых ветвей, разделенных дополнительным зазором, рабочий зазор, сформирован-.

„SU„, 112 6 ный в месте перекрытия цейтральной

И боковых ветвей, сердечника, два электрически связанных между собой магниторезистивных элемента, расположенных над немагнитньичи промежутками между центральной и боковьии ветвями сердечника и шунтирующих их, проводник смещения, диэлектрические слой и общую шину, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения линейности амплитудной характеристики, проводник смещения вы- . полнен П-обраэньвк, расположен над. магниторезистивными элементами и отделен от них слоем диэлектрика, при этом проводник смещения электричес- Е ки .связан с магниторезистивными эле-. ментами и центральной ветвью сердечника. рабочий зазор, сформированный в месте перекрытия центральной и боковых ветвей сердечника, два электрически связанных между собой магниторезистивных элемента, расположенных над немагнитными промежутками между цент ральной и боковыми ветвями,сердечника и шунтирующих их, проводник смещения, диэлектрические слои и . общую шину, проводник смещения выполнен U-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 - cxeMa электрическим соединений.

Магнитная головка содержит магнитный сердечник 1, имеющий .центральную ветвь 2, состоящую ив 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 яад немагнитными промежутками 11 и 12 между центральной ветвью магнитного сердечника и его боковыми ветвями 5 и 6 и шунтирующих. эти промежутки, причем магниторезистивные элементы 9 и 10 отделены от вет» вей магнитного сердечника диэлектрическим слоем 13, 0- образный проводник 14 смещения, расположенный над магниторезистивными элементами 9 и

10 и отделенный от них диэлектричесБоковые ветви 5 и 6, а также элемент 3 центральной ветви сердечника расположены в окнах, сформированных

t в диэлектрическом слое 16, имеют образуют с ним планарную поверх-. ность. Через окна 17 и 18 в диэлектрическом слое 15 магниторезистивные элементы 9 и 10 электрически соединены с проводником 14 смещения, котоПоставленная цель достигается тем, что в тонкопленочной магнитной головке, содержащей сердечник из магнитного материала, состоящий из централь ной ветви и двух боковых ветвей, разделенных дополнительным зазором, рый, в свою очередь, через окно 19 в диэлектрических слоях 13 и 15 электрически соединен с центральной ветвью 2 магнитного сердечника, а

1125651 2

Изобретение относится к приборостроению, в частности к технике магнитной записи,и может быть использо" вано в производстве магниторезистив ных головок. 5

Известна магниторезистивная головка, содержащая нижний магнитный экран, нижний диэлектрический слой, магниторезистивный элемент. проводящий слой, верхний диэлектрический 10 слой и верхний магнитный экран 1).

Недостатком головки является высокий уровень нелинейных искажений воспроизводимого сигнала.

Наиболее близкой к изобретению 1S является тонкопленочная магнитная головка, содержащая магнитный сердечник, состоящий иэ центральной ветви и двух бокову ветвей, разделенных между собой дополнительным зазором, 20 рабочий зазор, сформированный в мес- . те перекрытия центральной и боковых ветвей магнитного сердечника, два магниторезистивных элемента,.шунтирующих промежуток между центральной 25 .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, необходимую магнитодвижущую силу в режиме записи, причем магниторезистивные элементы соединены в мост Уитстона, который 35 дает сигнал, пропорциональный разности потоков в боковых ветвях элемагнитного сердечника (2 ).

Недостатком известной головки является то, что в режиме воспроизведе10, ния она только осуществляет слежение эа положением магнитной головки относительно центра информационной дорож- ки л ки. При сложении же потоков в боковых ветвях магнитного сердечника из45. вестная головка обладает существенной нелинейностью амплитудной характеристики. цель изобретения - улучшение ли- . толщину, равную толщине слоя 16, и нейяости амплитудной характеристики тонкопленочной магнитной головки, 55 .

3 11256 через нее — с общей шиной 20, внешние соединения к которой осуществляются через окно 21 в диэлектрических слоях 13, 15 и 16.

Магнитная головка работает,следующим образом.

Векторы намагниченности М магниторезистивных элементов 9 и 10, первоначально напргвленные вдоль .осей легкого намагничивания, совпадающих 10 с длинной стороной магниторезистивных элементов, отклоняются в одну и ту же сторону на угол 8<30 токами смещения i Ä и 1 создаваемыми источниками напряжения U в ветвях 15

U-образного проводника 14 смещения.

На фиг. 3 показано направление магнигного поля Н, возникающего вокругветвей проводника 14 смещения.

ТОки детектирОВания 1. и 12 сОзда 2п ваемые источниками тока I и Т2, протекая через магниторезистивные элементы 9 и 10, создают на них падения напряжения U è U2 .

Показанное на фиг. 3 соединение магниторезистивных элементов обеспечивает выходное напряжение, равное разности падений напряжений на каждом магниторезистивном элементе и равное нулю при отсутствии сигнала, При воздействии на тонкогленочную магнитную головку сигнального поля носителя магнитной записи в ее сердечнике возникает магнитный поток. 35

Магнитный поток носителя магнитной записи, входящий, например, в центральную ветвь 2 сердечника (фиг. 1) разветвляется затем через магниторезистивные элементы 9 и 10 в боко- 4о вые 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 45 причем в одном из (магниторезистивном элементе 9) си1нальное поле

h совпадает с направлением поля смещения H> a в другом (магниторезистивном элементе 10) оно про- 50 тивоположно полю смещения Н . В этом случае в выходном сигнале магнитной головки U равном U -U2, происходит компенсация постоянной составляющей и второй гармоники, а выходной сигнал становится линейным относчтельно сигнального поля h.

Причем амплитуда выходного сигнала

51 4 .на основной гармонике удваивается, а сам сигнал становится биполярным.

Величина смещающего поля выбрана такой, чтобы обеспечить угол между вектором намагниченности магниторезистивных элементов и направлением протекания тока детектирования

О Ъ 30 по следующим трем причинам;

Во-первых, при 8 = 30 намагниченность магниторезистивных элементов достигает половины намагниченности насыщения М, что не приводит еще к существенно большим размагничивающим 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 боковых кромках отсутствуют фиктивные магнитные заряды, являющиеся источниками размагничивающего поля.

Во-вторых, при 8 = 30 магниторезистивный элемент имеет наибольший сигнальный диапазон: его намагниченность может изменяться на

1М/2 от + М,/2, соответствующей полю смещения Н до M при увеличе3 нии сигнального поля и до нуля при уменьшении сигнального поля. ,В-третьих, при малых полях смещения (О 430 ) наблюдается существенное снижение уровня третьей гармоники

Резисторы К1 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 ветви 2,5 и 6 сердечника получают из нермаллоя электролитическим осаждением из электролита (Ni SO õ сахарин) при плотностй тока 10 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 (807 Ni и 207 Fe) термическим испарением в вакууме.

Диэлектрический слой 16 получают сквозным электролитическим прокис1-1 25651

S лением напиленного слоя алюминия в

5Х-ном растворе Н РО при напряжении формовки 40 В.

Диэлектрические слои 13 и 15 получают термическим испарением оксида алюминия в вакууме. Для травления окон в А1 0з используют раствор

20 г/л Стаи 5 г/л H>PO+.

Измерения, проведенные на изготовленном образце тонкопленочной магнитной головки, показывают, что уровень второй гармоники s ee выход"

5 ном сигнале по сравнению с известной головкой уменывается на, 40 дВ, а выходной сигнал увеличивается в два раза.

" ) 12565!

Составитель О. Смирнов

Редактор О.Юрковецкая Техред И.Асталощ Корректор О. Билак

Заказ 8546/38 Тирам 574 Подпи с ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по .делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. У кгород, ул. Проектная, 4