專利名稱：磁盤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁盤驅(qū)動器，具體地說，涉及一種裝備有磁頭和磁盤的磁盤驅(qū)動器，該磁頭具有用于垂直磁記錄的側(cè)屏蔽，以及該磁盤具有用于限定磁道寬度的凹凸結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：
磁記錄和再現(xiàn)裝置包括磁記錄介質(zhì)和磁頭，以及借助于磁頭裝置來讀和寫磁記錄介質(zhì)上的數(shù)據(jù)。為了增加磁記錄介質(zhì)上的每一單位區(qū)域的記錄容量，需要增加區(qū)域記錄密度。但是，減小記錄比特位長度引起由于介質(zhì)磁化中的熱波動而不可能增加區(qū)域記錄密度的問題。通常，受熱波動的影響將隨著Ku V/kT的值越來越小而增加，這里Ku，V，k和T分別表示磁各向異性常數(shù)、用于磁化的最小單位體積、玻耳茲曼常數(shù)和絕對溫度。由此，要求Ku或V增加，以便減小受熱波動的影響。
作為該問題的解決辦法，已經(jīng)研制了一種垂直記錄方法。該垂直記錄方法利用單極磁頭在具有軟磁底層的雙層垂直介質(zhì)上垂直地記錄磁信號。該方法可以將更強(qiáng)的記錄磁場施加到介質(zhì)。因此，可以使用具有大的磁各向異性常數(shù)(Ku)的介質(zhì)的記錄層。此外，在垂直磁記錄方法中的磁記錄介質(zhì)中，通過在薄膜厚度方向中生長磁顆粒已實(shí)現(xiàn)在保持介質(zhì)表面上的磁顆粒直徑小或保持比特位長小的同時(shí)增加V的優(yōu)點(diǎn)。但是，如果在將來實(shí)現(xiàn)更高密度的磁記錄介質(zhì)，那么即使在垂直磁記錄方法中，熱波動抵抗性的極限也可被預(yù)測。
作為適用于高密度記錄的記錄介質(zhì)的例子，將磁性地隔離的磁顆粒整齊地對準(zhǔn)以及每個(gè)顆粒記錄一比特位的方案，所謂的模式介質(zhì)，是已知的。該方案被認(rèn)為對于高密度磁記錄是有利的，因?yàn)椴话l(fā)生由比特位過渡區(qū)中的磁化狀態(tài)的波動而引起的噪聲，以及可以盡可能小地進(jìn)行一比特位記錄，直到達(dá)到熱波動極限。類似地，僅僅磁性地隔離磁道等的離散磁道也是已知的。這些方案的特點(diǎn)在于根據(jù)介質(zhì)的凸面(平臺)尺寸決定將被記錄在磁道寬度方向中的比特位尺寸。
圖12示意地圖示了垂直記錄磁頭14和磁盤11以及垂直記錄之間的關(guān)系。常規(guī)磁頭配置有從磁頭的行進(jìn)方向側(cè)(前側(cè))依次層疊的下屏蔽8、再現(xiàn)元件7、上屏蔽9、輔助磁極3、薄膜線圈2以及主磁極1。下屏蔽8、再現(xiàn)元件7以及上屏蔽9構(gòu)成再現(xiàn)頭24；以及輔助磁極3、薄膜線圈2以及主磁極1構(gòu)成記錄頭(單極磁頭)25。
主磁極1由主磁極軛1A和主磁極端1B構(gòu)成，主磁極軛1A經(jīng)由柱子17鍵合到輔助磁極，主磁極端1B在飛行表面上露出并限定磁道寬度。來自記錄頭25的主磁極1的磁場形成穿過磁記錄層19和軟磁底層20并進(jìn)入輔助磁極3的磁回路，以在磁記錄層19上記錄磁模式。在磁記錄層19和軟磁底層20之間可以形成中間層。作為再現(xiàn)頭24的再現(xiàn)元件7，使用巨磁阻效應(yīng)(GMR)元件、隧道磁阻效應(yīng)(TMR)元件等。
由于圖12所示的頭結(jié)構(gòu)包括再現(xiàn)元件7和主磁極1之間的輔助磁極3和薄膜線圈2，記錄頭和再現(xiàn)頭之間的距離變大，以致格式化效率被不利地降低。因此，如圖13(a)所示，其中在主磁極1的尾側(cè)上設(shè)置輔助磁極3的結(jié)構(gòu)被采用。該結(jié)構(gòu)能夠使記錄頭和再現(xiàn)頭之間的距離減小。圖13(b)是從磁盤11的側(cè)面視察時(shí)磁頭24的飛行表面的視圖。如圖13(b)所示，考慮到頭具有斜交角，主磁極1的飛行表面的形狀希望是前側(cè)寬度較窄的梯形。
除記錄頭的場強(qiáng)之外，在磁頭磁場的垂直分量的輪廓中的、記錄記錄比特位單元的邊界的場梯度，即，在磁頭的行進(jìn)方向中的磁頭磁場的垂直分量的輪廓中的場梯度是實(shí)現(xiàn)高記錄密度的重要因素。為了在將來實(shí)現(xiàn)更高的記錄密度，必須更加增加場梯度。為了增加記錄場梯度，有一種在主磁極1的尾端設(shè)置磁性物質(zhì)，即，所謂的尾屏蔽32的結(jié)構(gòu)，如圖14所示。此外，提供另一結(jié)構(gòu)，其中在主磁極1的側(cè)表面上也設(shè)置所謂的側(cè)屏蔽33。
類似地，如圖13(a)所示，在主磁極1的尾端設(shè)置形成閉合磁通路徑的輔助磁極3的情況下，也可以設(shè)置尾屏蔽32和側(cè)屏蔽33。如圖15(a)所示，線圈可以是圍繞主磁極軛1A和主磁極端1B纏繞的線圈，所謂的螺旋線圈。
在模式介質(zhì)或離散介質(zhì)的情況下，在磁記錄層19和軟磁底層20上設(shè)置凹面和凸面，例如，如圖16所示。除此之外，可以在非磁性薄膜和基底上設(shè)置凹面和凸面，該基底是磁記錄層的底層。圖16(a)示意地示出了在其徑向上設(shè)置凹面和凸面(凹槽和平臺)，以便沿圓周方向限定磁道的離散介質(zhì)。在圖16(b)中，在比特位方向上也設(shè)置凹面和凸面，以限定比特位模式。
存在基底是平坦的、以及凹面和凸面被設(shè)置在軟磁底層20和磁記錄層19上、以及凹面和凸面僅僅被設(shè)置在磁記錄層19上的例子。這些例子在專利文獻(xiàn)1和2中公開。專利文獻(xiàn)3公開了一種關(guān)于通過雜散場中的數(shù)據(jù)在本磁道上進(jìn)行數(shù)據(jù)擦除的技術(shù)，但是這不同于本發(fā)明考慮的由于從由記錄電流激發(fā)的主磁極的記錄場對相鄰磁道的影響。
專利文獻(xiàn)1日本未審查專利申請公開No.2004-25930專利文獻(xiàn)2日本未審查專利申請公開No.2004-16449專利文獻(xiàn)3日本未審查專利申請公開No.6-119632

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，在使用在其上設(shè)置有凹面和凸面的介質(zhì)的方案中，在磁道寬度方向中的記錄比特位尺寸由介質(zhì)上的凸面(平臺)限定。但是，類似于常規(guī)方案，施加到鄰近于將被寫入磁道的這些磁道的場強(qiáng)必須被減小，以消除在相鄰磁道中記錄的磁化信息的衰減和刪除。
如上所述，實(shí)現(xiàn)較高記錄密度需要減小記錄磁道寬度而不衰減或刪除相鄰磁道中的數(shù)據(jù)。這些是將被解決的問題，以便利用垂直磁記錄的磁盤驅(qū)動器實(shí)現(xiàn)較高記錄密度。特別的，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果通過在軟磁底層20上的徑向中設(shè)置凹面和凸面形成平臺和凹槽，那么磁通量在相鄰磁道的軟磁底層上的平臺邊緣上集中，以便場強(qiáng)增加。
因此本發(fā)明的目的是解決相鄰磁道上的數(shù)據(jù)被從主磁極到相鄰磁道的泄漏記錄場衰減或刪除的問題，該泄漏記錄場由穿過記錄頭中的線圈的記錄電流激發(fā)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的磁盤裝置包括，用于垂直磁記錄的磁盤和用于垂直磁記錄的磁頭。該磁盤具有磁記錄層和磁記錄層下面的底層，還包括用于在磁記錄層和底層的至少一層上限定磁道寬度的凹槽和平臺。該磁頭具有主磁極、輔助磁極和位于主磁極的磁道寬度方向兩側(cè)且由磁性物質(zhì)制成的側(cè)屏蔽。用于限定磁道寬度的主磁極的寬度，以及在主磁極和主磁極兩側(cè)上的側(cè)屏蔽之間的兩個(gè)側(cè)間隙的總和不超過平臺的寬度和平臺兩側(cè)上的凹槽寬度的總和。這種結(jié)構(gòu)能夠減小施加到相鄰磁道的磁場，以及抑制相鄰磁道上的數(shù)據(jù)的刪除或減小，以便可以減窄記錄磁道寬度，從而實(shí)現(xiàn)更高的密度。
優(yōu)選地，兩個(gè)側(cè)屏蔽的各個(gè)尾端之間的距離不超過平臺的寬度和平臺兩側(cè)上的凹槽寬度的總和。由此，可以有效地抑制相鄰磁道中的數(shù)據(jù)的刪除和減小。
優(yōu)選地，兩個(gè)側(cè)屏蔽的各個(gè)前側(cè)端部之間的距離不超過平臺的寬度和平臺兩側(cè)上的凹槽寬度的總和。由此，可以有效地抑制相鄰磁道中的數(shù)據(jù)的刪除和減小。
磁頭與磁道的斜交角的最大角度由S表示；從一個(gè)側(cè)屏蔽的前側(cè)端至位于其相對拐角上的另一側(cè)屏蔽的內(nèi)側(cè)端的距離由L1表示；L1以最大斜交角度S在磁道寬度方向中投影的線長度由L1’表示；以及平臺的寬度和平臺兩側(cè)上的凹槽寬度的和由L2表示。在此情況下，L2優(yōu)選地不小于L1’。由此，可以有效地抑制相鄰磁道中的數(shù)據(jù)的刪除和減小。
所述底層可以是軟磁底層?；颍摰讓涌梢允欠谴判詫?，并且磁記錄層可以具有用于限定磁道寬度的凹槽和平臺?；蛘?，在磁記錄層上可以設(shè)置凹面和凸面，用于在比特位方向上形成記錄比特位。
本發(fā)明通過減小施加到相鄰磁道的磁場和減窄記錄磁道寬度，在磁記錄和再現(xiàn)裝置中實(shí)現(xiàn)更高密度，同時(shí)抑制相鄰磁道上的數(shù)據(jù)的刪除和減小。



圖1示意地示出了根據(jù)本實(shí)施例的HDD的整個(gè)結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖2是在從尾部方向視察的在主磁極尾端的，根據(jù)本實(shí)施例的磁頭和磁記錄介質(zhì)的例子的示意性平面圖。
圖3是根據(jù)本實(shí)施例的主磁極端周圍的飛行表面的示意性平面圖。
圖4是產(chǎn)生偏斜時(shí)，根據(jù)本實(shí)施例的磁頭位置的示意性平面圖。
圖5示出了本實(shí)施例的例子和比較例子的磁場等高線圖。
圖6示出了本實(shí)施例的例子和比較例子的磁道寬度方向中的場分布。
圖7示出了根據(jù)本實(shí)施例施加到相鄰磁道的凸面末端部分的場強(qiáng)的側(cè)間隙長度相關(guān)性。
圖8是在從尾部方向視察的在主磁極尾端的，根據(jù)本實(shí)施例的磁頭和磁記錄介質(zhì)的另一例子的示意性平面圖。
圖9是在從尾部方向視察的在主磁極尾端的，根據(jù)本實(shí)施例的磁頭和磁記錄介質(zhì)的又一例子的示意性平面圖。
圖10是在從尾部方向視察的在主磁極尾端的，根據(jù)本實(shí)施例的磁頭和磁記錄介質(zhì)的又一例子的示意性平面圖。
圖11是在從尾部方向視察的在主磁極尾端的，根據(jù)本實(shí)施例的磁頭和磁記錄介質(zhì)的又一例子的示意性平面圖。
圖12是根據(jù)常規(guī)技術(shù)的磁頭和磁記錄介質(zhì)的磁道中心的示意性剖面圖。
圖13是根據(jù)常規(guī)技術(shù)的磁頭和磁記錄介質(zhì)的磁道中心的示意性剖面圖和根據(jù)常規(guī)技術(shù)的飛行表面的示意性平面圖。
圖14是根據(jù)常規(guī)技術(shù)的磁頭和磁記錄介質(zhì)的磁道中心的示意性剖面圖。
圖15是根據(jù)常規(guī)技術(shù)的磁頭和磁記錄介質(zhì)的磁道中心的示意性剖面圖和根據(jù)常規(guī)技術(shù)的飛行表面的示意性平面圖。
圖16是根據(jù)常規(guī)技術(shù)的離散介質(zhì)和模式介質(zhì)的示意圖。

具體實(shí)施例方式 下面，參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在整個(gè)圖中，相同的元件由相同的參考標(biāo)記表示，為了簡化起見，如果沒有必要，它們的重復(fù)描述被省略。在下面所述的優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明被應(yīng)用于硬盤驅(qū)動器(HDD)，作為磁盤驅(qū)動器的例子。根據(jù)本實(shí)施例的HDD包括具有主磁極和輔助磁極的垂直磁記錄頭以及在介質(zhì)上具有凹面和凸面的模式介質(zhì)或離散介質(zhì)。本實(shí)施例的目的是，在磁盤的寫入過程中，通過垂直磁記錄頭減小施加到相鄰磁道的磁場。
圖1是從其外殼移走頂蓋的HDD的頂視圖。HDD包括磁盤11，磁盤11是用于在其上記錄數(shù)據(jù)的圓盤。根據(jù)本實(shí)施例的磁盤11具有參考圖16(a)描述的凹凸結(jié)構(gòu)。即，它具有在徑向上交替地設(shè)置的凹槽(凹面)和平臺(凸面)。此外，如圖16(b)所示，它在比特位方向上(圓周方向)可以具有凹凸結(jié)構(gòu)。
磁頭滑動器105包括磁頭和在其表面上形成磁頭的滑動器，該磁頭將從外部主機(jī)(未示出)輸入的數(shù)據(jù)寫入磁盤11和/或從磁盤11讀取輸出到外部主機(jī)(未示出)的數(shù)據(jù)。該磁頭包含根據(jù)將要被存儲在磁盤11上的數(shù)據(jù)將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌龅挠涗浽蛯碜源疟P11的磁場轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕脑佻F(xiàn)元件。之后將詳細(xì)描述磁盤11的結(jié)構(gòu)。
致動器106支撐并移動磁頭滑動器105。致動器106被樞轉(zhuǎn)軸107可樞轉(zhuǎn)地支撐以及被作為驅(qū)動機(jī)構(gòu)的音圈電機(jī)(在下文稱為VCM)109驅(qū)動。致動器106和VCM 109的組件是用于磁頭滑動器105的移動機(jī)構(gòu)。磁盤11被固定到基體102的主軸電機(jī)(在下文中稱為SPM)103支撐并被SPM 103以預(yù)定角速率旋轉(zhuǎn)。
致動器106將磁頭滑動器105移動到旋轉(zhuǎn)磁盤11的表面上的數(shù)據(jù)區(qū)上，以從磁盤11讀出數(shù)據(jù)和寫入數(shù)據(jù)到磁盤11。在面對磁盤11的滑動器的空氣支承面(ABS)和旋轉(zhuǎn)磁盤11之間的、由空氣粘度所產(chǎn)生的壓力，與由致動器106產(chǎn)生的朝向磁盤11施加的壓力平衡，從而使得磁頭滑動器105以一定的間隙在磁盤11上方飛行。
當(dāng)磁盤11停止旋轉(zhuǎn)或類似的時(shí)侯，例如，致動器106將磁頭滑動器105從數(shù)據(jù)區(qū)上面縮回到坡道115。上述每個(gè)元件的操作被控制電路板(未示出)上的控制電路控制。本發(fā)明可以被應(yīng)用于接觸開始和停止(CSS)方案，其中當(dāng)磁頭滑動器105未寫入或讀出數(shù)據(jù)時(shí)，磁頭滑動器105被縮回到位于磁盤11的內(nèi)周邊中的區(qū)域。為了簡化起見，上述HDD是磁盤11的數(shù)目是一個(gè)并且存儲表面是單面的類型，但是HDD可以裝備有一個(gè)或多個(gè)具有兩側(cè)存儲表面的磁盤。
圖2示出了根據(jù)本實(shí)施例的磁盤11和磁頭14的主磁極端1B的端部的末端部分。圖2是從尾部方向視察的在尾端的本實(shí)施例的主磁極的端部的末端部份的示意性平面圖。圖15所示結(jié)構(gòu)的截面示意視圖與本實(shí)施例的磁頭例子的磁道中心的截面示意視圖相同。如圖2所示，磁盤11具有磁記錄層19和軟磁底層20，軟磁底層20是扁平非磁性基底22上的、磁記錄層19的下層。
軟磁底層20在徑向(磁道寬度方向)上具有凹凸模式。該凹凸結(jié)構(gòu)具有在徑向上交替的凹面和凸面，以及該凹面被稱為凹槽，該凸面被稱為平臺。類似地，磁記錄層19具有連同軟磁底層20的形狀一起的、在磁道寬度方向上交替的平臺和凹槽。軟磁底層20的平臺具有平臺寬度w_land，平臺寬度w_land是徑向上的尺寸。
此外，軟磁底層20上的各個(gè)平臺的左側(cè)凹槽具有凹槽寬度w_groove_1以及右側(cè)凹槽具有凹槽寬度w_groove_2。典型地，左側(cè)和右側(cè)凹槽寬度w_groove_1和w_groove_2是相同的尺寸。在圖2的結(jié)構(gòu)中，記錄數(shù)據(jù)的磁道寬度被軟磁底層20的平臺寬度w_land限定。
磁頭14包含主磁極端1B(主磁極1)和側(cè)屏蔽33。如圖15所示，磁頭14是包括具有主磁極1和輔助磁極3的記錄頭(單極磁頭)25和具有再現(xiàn)元件7的再現(xiàn)頭24的記錄和再現(xiàn)組合頭。由巨磁阻效應(yīng)元件(GMR)、隧道磁阻效應(yīng)元件(TMR)等制成的再現(xiàn)元件7位于由前側(cè)上的下屏蔽8和尾側(cè)上的上屏蔽9構(gòu)成的一對磁屏蔽(再現(xiàn)屏蔽)之間。
主磁極1和輔助磁極3在遠(yuǎn)離飛行表面的位置上經(jīng)由柱子17磁性地鍵合，以及在由主磁極1、輔助磁極3以及柱子17構(gòu)成的磁回路周圍纏繞薄膜線圈2。主磁極1被設(shè)置在輔助磁極3的前側(cè)。主磁極1由主磁極軛1A和主磁極端1B構(gòu)成，主磁極軛1A經(jīng)由柱子17鍵合到輔助磁極3，主磁極端1B露出在磁頭飛行表面上，并限定磁道寬度。
設(shè)置在主磁極端1B的尾端的磁性物質(zhì)32(尾部屏蔽)是用于在磁頭行進(jìn)方向中增加磁頭磁場的垂直分量輪廓的場梯度的屏蔽。設(shè)置在主磁極端1B的磁道寬度方向兩側(cè)的磁性物質(zhì)33(側(cè)屏蔽)是用以減小朝向磁道寬度方向的磁場漏泄，以及減窄磁道寬度方向中的記錄磁場的分布的屏蔽。
在根據(jù)本實(shí)施例的磁頭14中，主磁極端1B具有限定磁道寬度的寬度Pw，如圖2所示。此外，磁頭14具有側(cè)間隙長度s_gl_1和s_gl_2，側(cè)間隙長度s_gl_1和s_gl_2是各個(gè)側(cè)屏蔽33和主磁極端1B之間的距離。典型地，左間隙長度s_gl_1和右間隙長度s_gl_2是相同的尺寸。
如圖2所示，在本實(shí)施例中，左間隙長度和右間隙長度s_gl_1和s_gl_2以及限定主磁極端1B的磁道寬度的寬度Pw的總和不超過離散磁道的底層20的平臺寬度w_land及其左右凹槽的兩個(gè)寬度w_groove_1和w_groove_2的總和。亦即，滿足以下公式1中的關(guān)系。
Pw+s_gl_1+s_gl_2≤w_land+w_groove_1+w_groove_2 (公式1) 在公式1中，左邊部分是左間隙長度s_gl_1和右間隙長度s_gl_2以及限定主磁極端1B的磁道寬度的寬度Pw的總和。右邊部分是軟磁底層20的平臺寬度w_land及其左右凹槽的兩個(gè)寬度w_groove_1和w_groove_2的總和。該結(jié)構(gòu)通過側(cè)屏蔽33的裝置，可以有效地抑制施加到相鄰磁道的場強(qiáng)，以便可以提供具有更高密度的磁記錄裝置，同時(shí)抑制相鄰磁道上的數(shù)據(jù)的刪除和衰減。
由記錄頭25的主磁極1產(chǎn)生的磁場形成穿過磁記錄介質(zhì)11的磁記錄層19和軟磁底層20并進(jìn)入輔助磁極3的磁回路，以在磁記錄層19上記錄磁模式。在磁記錄層19和軟磁底層20之間可以形成中間層。使用FeTaZr、CoTaZr等作為用于非磁性中間層的材料。該中間層可以改變磁記錄薄膜的性能。改變該薄膜厚度，可以調(diào)整場強(qiáng)和場梯度。
在根據(jù)本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)中，可以在記錄層的凹槽(凹面)中形成非磁性薄膜(參考圖8的非磁性薄膜21)，以根據(jù)需要平整介質(zhì)表面。此外，在根據(jù)本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)中，優(yōu)選地在記錄層19或非磁性薄膜上形成保護(hù)膜。此外，非磁性層可以被交織在軟磁底層20的平坦部分20b和軟磁底層20的凸面(平臺)20a之間。使用例如Ru作為用于非磁性層的材料。
作為用于軟磁底層20的材料，使用具有大飽和磁通密度的材料，F(xiàn)eCo系列、FeCob、FeCoV、FeSi、FeSib-C等。作為具有較小飽和磁通密度的材料，使用CoTaZr、CoZrNb、FeNi、FeCr、NiFeO、AlFeSi、NiTaZr等。作為用于記錄層19的材料，使用CoCrPt-SiO2顆粒膜、FePt有序合金、Co/Pd或Co/Pt的人造晶格薄膜、TbFeCo的非晶膜等。圖3示意地示出了從磁頭滑動器105的飛行表面(面對磁盤的表面)視察的記錄頭25及其周圍部分的形狀。圖3的頂部是尾側(cè)以及底部是前側(cè)。磁頭14在徑向上具有在主磁極端1B的左右兩側(cè)上的側(cè)屏蔽33。此外，它在圓周方向上具有在主磁極端1B的尾側(cè)上的尾屏蔽32。
在圖3的例子中，連續(xù)地形成尾屏蔽32和側(cè)屏蔽33。形成面對主磁極尖1B的尾屏蔽32和側(cè)屏蔽33的各個(gè)側(cè)面，以追蹤主磁極端1B的外形線。即，主磁極端1B和尾屏蔽32和側(cè)屏蔽33的各個(gè)面對側(cè)面互相平行。
如圖3所示，徑向上的主磁極端1B的尾側(cè)邊緣的尺寸是限定磁道寬度的寬度Pw。側(cè)間隙s_gl_1和s_gl_2分別是在沿尾側(cè)邊緣的方向上，具有寬度Pw的尾側(cè)邊緣的端點(diǎn)和側(cè)屏蔽33之間的距離。尾側(cè)上的左右屏蔽33之間的寬度由w_trailing表示，以及前側(cè)上的左右屏蔽33之間的寬度由w_leading表示。尾屏蔽32和主磁極端1B的尾側(cè)邊緣之間的間隙是尾間隙t_gl。
這里，尾側(cè)端部上的左右屏蔽33之間的寬度w_trailing希望不超過離散磁道的平臺寬度w_land和左右凹槽寬度w_groove_1和w_groove_2的總和。即，優(yōu)選地滿足以下公式2。
w_trailing≤w_land+w_groove_1+w_groove_2 (公式2) 由此，主磁極端1B的尾側(cè)邊緣上產(chǎn)生的強(qiáng)寫磁場可以可靠地抑制相鄰磁道上的數(shù)據(jù)的刪除和衰減。
從相同的視察點(diǎn)，如果沿主磁極端1B的斜面角形成側(cè)屏蔽33，如圖3所示，那么尾間隙t_gl優(yōu)選地被配置為相對于設(shè)置的側(cè)間隙滿足以上公式2。換句話說，如圖3所示，尾間隙t_gl的尺寸優(yōu)選被設(shè)置為相對于設(shè)置的側(cè)間隙s_gl_1和s_gl_2滿足下列公式3，其中斜面角由b表示。
2×t_gl≤((w_land+w_groove_1+w_groove_2) -(Pw+s_gl_1+s_gl_2))/tan(b)(公式3) 在圖3所示的例子中，應(yīng)當(dāng)理解下列公式4被滿足。
2×t_gl×tan(b)+Pw+s_gl_1+s_gl_2＝w_trailing (公式4) 由此，應(yīng)當(dāng)理解優(yōu)選地通過用公式4代替上述公式2滿足公式3。
此外，前側(cè)上的w_leading希望不超過離散磁道的平臺寬度w_land和左右凹槽的寬度w_groove_1和w_groove_2的總和。即，更優(yōu)選地滿足下列公式(5)。
w_leading≤w_land+w_groove_1+w_groove_2(公式5) 在尾側(cè)邊緣及其相鄰部分，由主磁極端1B產(chǎn)生的磁場更強(qiáng)，并且該磁場限定磁道寬度。但是，優(yōu)選地，考慮由于前側(cè)邊緣的磁場，對相鄰磁道上的數(shù)據(jù)的刪除和衰減。滿足上述公式3導(dǎo)致借助于側(cè)屏蔽33的裝置可靠抑制由寫入磁場對相鄰磁道的影響。
這里，在圖3的例子中，在磁道寬度方向上主磁極端1B是線對稱的，并具有比尾部分的寬度更窄的前部分寬度的梯形形狀。如果磁盤11和磁道之間存在斜交角，如圖4所示，這是被用于抑制刪除和衰減相鄰磁道上的數(shù)據(jù)的主磁極端1B的前部分的磁場。
在圖3的例子中，沿主磁極端1B的斜面角形成側(cè)屏蔽33，并且沿主磁極端1B的外形線形成側(cè)屏蔽33的形狀。由此，側(cè)屏蔽33的尾側(cè)上的距離w_trailing大于前側(cè)上的距離w_leading。即，如果公式2被滿足，那么公式3一定被滿足。
但是，可以假定一些情況，其中側(cè)屏蔽33的前側(cè)上的距離w_leading大于尾側(cè)上的距離w_trailing。例如，主磁極端1B具有與上面不同的形狀；面對主磁極端1B的側(cè)屏蔽33的側(cè)面不平行于主磁極端1B；等等。在這種磁頭中，公式3將是特別重要的需要。
接下來，參考圖4，說明在磁頭14和磁道之間存在斜交角的例子。在HDD中，磁頭14以一定的角度傾斜相對于記錄磁道。該角度被稱作斜交角。當(dāng)磁頭具有斜交角時(shí)，用于記錄頭25的側(cè)屏蔽33的前側(cè)部分朝向相鄰磁道突出。從本發(fā)明的視點(diǎn)，優(yōu)選地，側(cè)屏蔽33的末端部分P1被設(shè)置更靠近主磁極1而不是相鄰磁道的平臺，亦即，末端部分P1不重疊相鄰磁道的平臺，以便磁通量不會流出到限定相鄰磁道的磁道寬度的平臺(圖3的例子中的軟磁底層20的平臺)的邊緣之上。
磁頭14相對于磁道傾斜的角度的最大角，所謂的斜交角，由S表示，以及側(cè)屏蔽33的前端P1和尾屏蔽的內(nèi)端部P2之間的距離由L1表示，側(cè)屏蔽33的前端P1是磁性物質(zhì)并位于主磁極1的磁道寬度方向上，尾屏蔽的內(nèi)端部P2位于與P1相對的拐角。L1以斜交角S被投影在磁道寬度方向的線的長度由L1’表示。軟磁底層20的平臺(凸面)寬度w_land及其左右凹槽(凹面)寬度w_groove_1和w_groove_2的總和(w_land+w_groove_1+w_groove_2)由L2表示。在此情況下，L2優(yōu)選地不超過L1。為了滿足該關(guān)系，可以使用具有尾間隙長度、主磁極端1B的薄膜厚度、磁道寬度、側(cè)間隙長度以及磁頭14的前側(cè)寬度w_leading的磁頭。
關(guān)于根據(jù)本實(shí)施例的磁頭/磁盤和具有常規(guī)結(jié)構(gòu)的磁頭/磁盤，通過三維磁場計(jì)算來計(jì)算從各個(gè)主磁極產(chǎn)生的記錄磁場。這里，軟磁底層20的平臺(凸面)的寬度w_land是50nm，以及在左邊和右邊，側(cè)間隙s_gl_1和s_gl_2是相同的，在常規(guī)結(jié)構(gòu)中每個(gè)是85nm，以及在本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中每個(gè)是35nm。主磁極端1B的寬度Pw是80nm。因此，在計(jì)算中使用的本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)滿足公式1的條件。
用于計(jì)算的其他條件如下。主磁極端1B在端部末端具有8度的斜面角b并具有在前部分中有較窄的寬度的梯形形狀。薄膜厚度是200nm。主磁極端1B和尾屏蔽32之間的間隙t_gl是50nm。主磁極端1B的材料被假定為CoNiFe，具有2.4T的飽和磁通密度和500的相對磁導(dǎo)率。主磁極1的軛1A被假定為80at％Ni-20at％Fe，具有1.0T的飽和磁通密度。輔助磁極3被假定為具有1.0T的飽和磁通密度的材料，至于尺寸，在磁道寬度方向上有30μm寬度，在元件高度方向上有16μm長度，以及2μm的薄膜厚度。
上屏蔽9和下屏蔽8被假定為是具有1.0T的飽和磁通密度的80at％Ni-20at％Fe，至于尺寸，在磁道寬度方向上有32μm的寬度，在元件高度方向上有16μm長度，以及1.5μm的薄膜厚度。磁性物質(zhì)32的材料被假定為是具有1.7T的飽和磁通密度和1000的相對磁導(dǎo)率的45at％Ni-55at％Fe。假定35mA的記錄電流值和5-匝線圈。
作為磁記錄介質(zhì)的軟磁底層20的材料，假定有1.35T的飽和磁通密度的材料。軟磁底層20的平坦部分的厚度是50nm，以及軟磁底層20的平臺(凸面)的厚度是50nm。軟磁底層20的平臺(凸面)的寬度是50nm，以及凹槽(凹面)的寬度是50nm。在磁記錄層的中心位置是在磁頭飛行表面上15nm處的位置處計(jì)算該記錄磁場。關(guān)于磁記錄層19，僅僅其薄膜厚度被考慮的磁頭和底層表面之間的距離是31nm。對于具有85nm的側(cè)間隙長度磁頭/磁記錄介質(zhì)的常規(guī)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，在除側(cè)屏蔽的尺寸以外的形狀和材料上與上述例子相同的條件下進(jìn)行計(jì)算。
圖5示出了場分布中的磁場等高線圖。等高線之間的空間對應(yīng)于2000(×1000/4π(A/m))。圖5(a)是具有常規(guī)結(jié)構(gòu)的比較例子；圖5(b)是本實(shí)施例。在圖5(a)中，在被虛線圍繞的相鄰磁道附近場強(qiáng)更強(qiáng)。在本發(fā)明中該比率較小。
圖6示出了磁道寬度方向中的場分布。圖6(a)的水平軸表示磁道寬度方向位置，垂直軸表示記錄場強(qiáng)。施加到相鄰磁道邊緣附近的場強(qiáng)顯示已經(jīng)能被減少大約3000(×1000/4π(A/m))。圖6(b)用垂直軸表示對在磁道中心的場強(qiáng)的相對值。在該結(jié)構(gòu)中，與常規(guī)結(jié)構(gòu)相比，相鄰磁道邊緣周圍的場強(qiáng)與磁道中心的場強(qiáng)的比率可以被減小大約10％。這是因?yàn)閭?cè)屏蔽比軟磁底層的平臺(凸面)的相鄰磁道邊緣更靠近主磁極，以便在這個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中流出到軟磁底層的平臺(凸面)的相鄰磁道邊緣上的磁通量的數(shù)量減小。
圖7示出了施加到相鄰磁道邊緣的磁場的側(cè)間隙長度相關(guān)性。水平軸表示側(cè)間隙長度；以及垂直軸表示相鄰磁道的位置處的場強(qiáng)。如果該間隙長度在滿足公式1的范圍內(nèi)，那么施加到相鄰磁道的凸面端部的場強(qiáng)是足夠小的。使用本實(shí)施例的這種上述磁頭，可以抑制施加到模式垂直磁記錄介質(zhì)中的相鄰磁道的場強(qiáng)以及提供抑制相鄰磁道上的數(shù)據(jù)刪除和衰減并具有更高密度的磁記錄裝置。
本發(fā)明的頭結(jié)構(gòu)可以是如圖15(a)所示的結(jié)構(gòu)，在主磁極1的尾側(cè)和前側(cè)上設(shè)置薄膜線圈2，如圖13(a)所示的結(jié)構(gòu)，僅僅在尾側(cè)上設(shè)置薄膜線圈2，或如圖12和14所示的結(jié)構(gòu)，僅僅在前側(cè)上設(shè)置薄膜線圈2。該線圈可以是，如圖15(a)所示，在主磁極1A和1B周圍纏繞的線圈，所謂的螺旋線圈或其他類型的線圈。作為如圖13(a)和15(a)所示的頭結(jié)構(gòu)，可以在主磁極1的尾側(cè)上設(shè)置輔助磁極3；或如圖12和14所示，可以在主磁極1的前側(cè)上設(shè)置輔助磁極3。線圈可以不被設(shè)置在再現(xiàn)屏蔽9和主磁極1之間，如圖(13a)所示，以及可以不設(shè)置圖15(a)所示的輔助屏蔽10。
考慮到磁極端的空氣支承面的形狀，側(cè)屏蔽的末端部分(面對主磁極端1B的末端部分)可以沿主磁極端的側(cè)面，如圖3所示，或可以不沿主磁極端的側(cè)面。側(cè)屏蔽和尾屏蔽可以被分開?；颍梢圆淮嬖谖财帘?，僅僅存在側(cè)屏蔽，以便增加場強(qiáng)。在任意結(jié)構(gòu)中，可以獲得本發(fā)明的效果。顯然，如果不存在尾屏蔽，那么前側(cè)上的側(cè)屏蔽之間的距離w_leading和尾側(cè)上的距離w_trailing可以被限定。
在上面的描述中，磁頭的磁道寬度中的側(cè)間隙長度被磁盤的軟磁底層上的凹面和凸面的寬度決定，即，平臺和凹槽寬度。但是，顯然，為了獲得本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，決定磁記錄介質(zhì)的底層的凹面和凸面的寬度與磁盤的側(cè)間隙長度結(jié)合，能夠達(dá)到相同的效果。
如圖8所示，軟磁底層20可以與相鄰磁道完全分開。在磁記錄層19的凹槽中可以形成非磁性薄膜21。如圖9所示，在軟磁底層20的平臺的側(cè)表面上可以不形成磁記錄層19。盡管在制造步驟中，可以在軟磁底層20的凹槽中形成磁膜19b，磁膜19b的材料與將在底層20的平臺上磁性地記錄的層19a相同，但是磁膜19b不被用作記錄比特位。
如圖10所示，在不存在底層20的情況下，將本發(fā)明的配置應(yīng)用于磁記錄層19或非磁性層23的凹面和凸面的寬度，導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果?；?，可以在基底22上形成凹凸結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致在磁記錄層19上形成平臺和凹槽結(jié)構(gòu)。在圖10的例子中，在非磁性層23的凹槽(凹面)中形成磁膜19b，但是在非磁性層23的凹槽中可能不存在磁膜19b?；?，不同于這些結(jié)構(gòu)，可以在基底22上形成平坦的軟磁底層20，以及在其上可以形成具有構(gòu)造平臺和凹槽的凹凸結(jié)構(gòu)的磁記錄層19，如圖11所示。
如先前描述，本發(fā)明可以被應(yīng)用于具有凹凸結(jié)構(gòu)的磁盤，其中在磁記錄層和/或其底層上形成限定磁道寬度的平臺和凹槽。該磁道寬度被磁記錄層或其底層的平臺寬度限定。例如，在圖2和8的結(jié)構(gòu)中，軟磁底層20的平臺寬度小于磁記錄19的平臺寬度，該軟磁底層20是底層，以便軟磁底層20的平臺寬度限定磁道寬度。在圖9的結(jié)構(gòu)中，磁記錄層19和軟磁底層20的平臺寬度是相同的。在圖10的結(jié)構(gòu)中，磁記錄層19的平臺寬度限定磁道寬度。在頂側(cè)和底側(cè)中平臺寬度有時(shí)是不同的，但是其上磁通量可能集中的頂側(cè)的寬度變?yōu)槠脚_寬度，以限定磁道寬度，以及平臺的頂側(cè)之間的距離變?yōu)榘疾蹖挾?。顯然，磁道寬度被磁盤的平臺寬度和磁頭的磁極之間的寬度限定。
本發(fā)明可以被應(yīng)用于模式介質(zhì)，在其中在平臺的比特位方向上設(shè)置凹面和凸面，如圖16(b)所示。滿足上述結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)抑制施加到垂直磁記錄介質(zhì)中的相鄰磁道的場強(qiáng)，以提供具有抑制相鄰磁道上的數(shù)據(jù)刪除和衰減并具有更高密度的磁盤裝置。如果該磁記錄介質(zhì)是在向下磁道方向上設(shè)置用于限定磁道的凹面和凸面以及在比特位方向上設(shè)置用于限定記錄比特位的凹面和凸面的磁記錄介質(zhì)，那么在熱協(xié)助記錄和縱向磁記錄中可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果。
如上所述，通過優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以容易地修改、增加和轉(zhuǎn)變上述實(shí)施例中的每個(gè)元件。例如，本發(fā)明可以被應(yīng)用于除HDD以外的磁盤裝置或裝備有僅僅具有記錄頭的磁頭的磁盤裝置。
附圖標(biāo)記說明 1主磁極；1A主磁極軛；1B主磁極端；2薄膜導(dǎo)電線圈；3輔助磁極；7再現(xiàn)元件；8下屏蔽；9上屏蔽；10輔助屏蔽；11磁盤；14磁頭；16記錄頭；17柱子；19磁記錄層；20軟磁底層；21非磁性層；22基底；23非磁性層；24再現(xiàn)頭；25記錄頭；28電機(jī)；32磁性物質(zhì)(尾屏蔽)；33磁性物質(zhì)(側(cè)屏蔽)；102基體；103主軸電機(jī)；105磁頭滑動器；106致動器；107樞轉(zhuǎn)軸；109音圈電機(jī)
權(quán)利要求
1.一種磁盤裝置包括
用于垂直磁記錄的磁盤，具有磁記錄層和在所述磁記錄層下面的底層，以及還包括凹槽和平臺，用于限定所述磁記錄層和所述底層的至少一個(gè)上的磁道寬度；以及
用于垂直磁記錄的磁頭，具有主磁極、輔助磁極以及側(cè)屏蔽，該側(cè)屏蔽位于所述主磁極的跨磁道方向的兩側(cè)上并由磁性物質(zhì)制成；其由
用于限定所述磁道寬度的所述主磁極的寬度、和在所述主磁極與所述主磁極兩側(cè)上的所述側(cè)屏蔽之間的兩個(gè)側(cè)間隙的寬度總和，不超過所述平臺的寬度和所述平臺兩側(cè)上的凹槽寬度的總和。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的磁盤裝置，其中所述兩個(gè)側(cè)屏蔽的各個(gè)尾側(cè)端之間的距離不超過所述平臺的寬度和所述平臺兩側(cè)上的所述凹槽寬度的總和。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的磁盤裝置，其中所述兩個(gè)側(cè)屏蔽的各個(gè)前側(cè)端之間的距離不超過所述平臺的寬度和所述平臺兩側(cè)上的所述凹槽寬度的總和。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的磁盤裝置，其中
所述磁頭與磁道的斜交角的最大角度由S表示，
從所述側(cè)屏蔽之一的側(cè)屏蔽的前側(cè)端至位于其相對拐角上的所述另一側(cè)屏蔽的內(nèi)側(cè)端的距離由L1表示，
所述L1以所述最大斜交角度S投影在所述磁道寬度方向上的線的長度由L1’表示，
所述平臺的寬度和所述平臺兩側(cè)上的所述凹槽的寬度的總和由L2表示，以及
所述L2不小于所述L1’。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的磁盤裝置，其中所述底層是軟磁底層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的磁盤裝置，其中，所述底層是非磁性層，并且所述磁記錄層具有用于限定所述磁道寬度的凹槽和平臺。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的磁盤裝置，其中在所述磁記錄層上可以設(shè)置凹面和凸面，用于在比特位方向上形成記錄比特位。
全文摘要
在模式垂直磁記錄介質(zhì)中，提供一種磁頭及裝備有該磁頭的記錄裝置，在所述磁頭中可以抑制施加到相鄰磁道的磁場。在本發(fā)明的實(shí)施例中，在具有軟磁底層的磁記錄介質(zhì)中，磁頭14的主磁極1的寬度Pw和磁道的寬度方向側(cè)上的左右磁性物質(zhì)33和主磁極1之間的距離(所謂的側(cè)間隙長度s_gl_1和s_gl_2的寬度)的總和被制成不超過軟磁底層的凸面或平臺的寬度w_land和鄰近于其兩側(cè)上的平臺的凹面或凹槽的寬度w_groove_1和w_groove_2的總和。
文檔編號G11B5/73GK101241704SQ20081000134
公開日2008年8月13日 申請日期2008年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月9日
發(fā)明者望月正文, 清水幸也, 西田周治 申請人:日立環(huán)球儲存科技荷蘭有限公司