具快速切換的螺旋寫入線圈和輔助線圈的垂直磁記錄系統的製作方法

2024-01-29 17:55:15

專利名稱：具快速切換的螺旋寫入線圈和輔助線圈的垂直磁記錄系統的製作方法
技術領域：
本發明總的涉及垂直磁記錄系統，並且更具體地，涉及能夠快速切換垂直寫入頭 的磁化方向的系統。
背景技術：
垂直磁記錄，其中所記錄的位以垂直的或平面外的定向而存儲在記錄層中，使得 可以在磁記錄硬碟驅動器中實現甚高記錄密度。寫入頭必須能夠不僅以高的位密度寫入數 據而且能夠以高的數據率寫入數據。寫入速度在整個磁碟驅動器中特別地重要。但是，隨 著數據率的增加，寫入頭的主極的從一個磁化方向至另一個磁化方向的切換的切換時間是 一個限制因素。在高的數據速率下，如磁碟上的記錄層能面對的，能從寫入頭獲得的磁通由 從寫入頭輸出的低頻磁通所控制。寫入磁通損失的原因包括寫入頭的主極中的磁化反轉 的固定有時間常量。另外，較的數據速率系統仍要求來自磁碟驅動器的寫入驅動器電路的 過衝寫入電流以有助於磁化反轉。該額外的過衝要求來自寫入驅動器電路的額外的電能。已經提出了具有高頻輔助寫入的垂直磁記錄系統，如美國專利6816339B 1和美 國專利7256955B2所說明的。在這些所提出的系統中，寫入線圈產垂直寫入磁場及高頻輔 助磁場。輔助磁場具有接近於記錄層中的磁性顆粒的共振頻率的頻率以使顆粒的磁化的切 換易於進行。美國專利2007/0253106A1說明了高頻輔助寫入系統，其中輔助線圈用以放高 頻輔助磁場施加到記錄層的磁性顆粒。由此對於高的數據率的和較低的數據率的垂直磁記錄，所必須的是這樣的寫入頭 和系統其減小了主極的磁化反轉時間和用於主極的過衝，而不用將高頻輔助磁場應用到
記錄層。

發明內容
本發明涉及的垂直磁記錄系統具有寫入頭，其具有主螺旋線圈(寫入線圈)和主 極(寫入磁極)，用以沿垂直於磁記錄介質中的記錄層的方向引導寫入磁通的；及輔助線圈 和輔助磁極，用以以關於寫入磁極的主軸或垂直軸一定的角度而將磁通注入寫入磁極。輔 助線圈優選地是卷繞輔助磁極的螺旋線圈。被非平行於寫入磁極的主磁化地注入的來自輔 助磁極的額外的磁通對寫入磁極的磁化施加相對大的扭矩，由此使得寫入磁極的磁化反轉 變得容易。輔助磁極具有的縱軸以一定的角度(大於15度)定向並且優選地大致正交(70 度到90度)於寫入磁極的主軸或垂直軸。電路被連接到主線圈和輔助線圈以與寫入磁極的磁化的切換同步地產生輔助磁 通。至輔助線圈的電流具有的幅值優選地至少是寫入電流的幅值的20%。至輔助線圈的 信號的頻率優選地大於最大寫入頻率，並且優選地接近寫入磁極的磁性材料的鐵磁共振頻 率。鐵磁共振在存在輔助線圈的輔助磁場的情況下，出現於寫入磁極的磁性材料的旋進運 動。輔助磁場對寫入磁極的磁性材料的磁化施加扭矩，使磁矩繼續旋進。但是，當以適當的 相對於寫入磁極的磁各向異性的主方向的角度施加時， 具有的頻率低於鐵磁共振頻率的輔助磁場也將有助於寫入磁極的磁化的切換。如果輔助磁場所處頻率小於鐵磁共振頻率，輔 助磁場對於寫入磁極的磁化的切換的有效的影響將被與sin( θ )成比例的磁化反轉的增 加所控制，這裡θ是主線圈和輔助線圈的合成磁場的局部方向與寫入磁極的磁化的局部 方向之間的夾角。為進一步理解本發明的特性和優點，將根據正面結合附圖進行的詳細說明給出參考。附圖描述

圖1是硬碟驅動器的記錄頭/磁碟組件的頂視平面圖。圖2是滑塊的放大端部視圖和沿圖1中的方向2-2截取的磁碟的截面圖。圖3是沿圖2的方向3-3的視圖並示出了從磁碟的方向入視的讀/寫頭的端部。圖4Α是示出先前技術的帶有相應的扁平線圈的垂直寫入頭和垂直磁記錄磁碟的 部分的滑塊的部分的剖視圖。圖4Β是沿圖4Α的方向 4Β-4Β的視圖並說明了用於垂直寫入頭的喇叭形寫入磁極 的喇叭形區。圖5是示出讀取頭的滑塊、先前技術的帶有螺旋線圈的垂直寫入頭及垂直磁記錄 磁碟的部分的側向剖視圖。圖6Α是從平行於數據磁軌的平面截取的帶有具有螺旋線圈的平面垂直寫入頭的 滑塊的部分的側向剖視圖。圖6Β是沿圖6Α的方向6Β-6Β的視圖，並說明了圖6Α的垂直寫入頭的共面主極和 返回極。圖7Α是說明本發明的基本構思的示意圖，其示出了帶有主極的主線圈(MC)和大 致正交於主極定向的帶有輔助磁極的輔助線圈(AC)。圖7Β是表示帶有(曲線B)和不帶有(曲線Α)輔助正交磁場的寫入磁極的柱形 磁性納米結構的磁化反轉的計算機生成的微磁性仿真的曲線圖。圖8Α示出了帶有分離的振蕩器信號源和分離的互連線的連接到主線圈(MC)和輔 助線圈(AC)的電路的實施方式。圖8B是用於圖8A的電路實施方式的作為時間的函數的至MC的寫入電流(Iw)和 至AC的輔助電流的曲線圖。圖9A示出了連接到MC和AC並且不需要振蕩器作為分離的信號源和分離的互聯 線的電路的實施方式。圖9B是用於圖9A的電路實施方式的作為時間的函數的至MC的寫入電流(Iw)和 至AC的輔助電流的曲線圖。圖IOA到圖IOB示出了依據本發明的作為帶有如對應的圖6A到圖6B中示出的螺 旋線圈的平面寫入頭的修改例的寫入頭的實施方式。
具體實施例方式圖1是蓋被移除的硬碟驅動器10的磁頭/磁碟組件的頂視平面圖。磁碟驅動器 10包括支撐心軸14的剛性基底12，心軸14支撐包括頂部磁碟16的磁碟的堆疊。心軸14 由心軸電機(未示出)旋轉用於沿曲線箭頭17示出的方向旋轉磁碟。硬碟驅動器10具有至少一個負載梁組件20，其具有帶有導電互連的磁軌或線的陣列32的一體的前懸臂(ILS) 或彎曲部30。負載梁組件20附接到連接於E形支撐結構的剛性臂22，E形支撐結構有時稱 作E形塊24。每個彎曲部30附接到氣承滑塊28。磁記錄讀/寫頭29位於滑塊28的端部 或尾部表面25。彎曲部30使得滑塊28在由旋轉在磁碟16所產生的氣墊上「傾斜」並「滾 動」。磁碟驅動器10還包括旋轉地安裝在剛性基底12處的樞軸點41處的旋轉致動器組件 40。致動器組件40是音圈電機(VCM)致動器，其包括固定到基底12的磁體組件42和音圈 43。當被控制電路(未示出)激活時，音圈43移動並且由此以所附接的臂22和負載梁組 件20旋轉E形塊24來將讀/寫頭29定位到磁碟上的數據磁軌。磁軌陣列32 —端連接至 讀/寫頭29，且另一端連接至固定在E形塊24的一側的電子模塊或晶片50中的讀/寫電 路。晶片50包括讀取預放大器和寫入驅動器電路。 圖2是滑塊28的放大端部視圖和沿圖1的方向2-2截取的磁碟16的截面圖。滑 塊28附接到彎曲部30並且具有朝向磁碟16的氣承表面(ABS) 27和通常垂直於ABS27的 端部或尾部表面25。ABS27使得來自旋轉的磁碟16的氣流產生支撐滑塊28的氣墊，該氣 墊非常靠近磁碟16的表面或近乎接觸於磁碟16的表面地支撐滑塊28。讀/寫頭29形成 為沉積在滑塊28上在其尾端表面上的一系列薄膜。一般地，比如氧化鋁的一層絕緣材料被 沉積在讀/寫頭29上並用作滑塊28的外表面。讀/寫頭29連接到端子墊31。端子墊31 連接到彎曲部30上的磁軌陣列32用於電性地連接到晶片50中的讀取預放大器和寫入驅 動器(圖1)。圖3是沿圖2的方向3-3的視圖並且示出了當從磁碟16入視時的讀/寫頭29的 端部。讀/寫頭29包括讀取頭96和寫入頭33，讀取頭96和寫入頭33形成為沉積的一系 列薄膜並光刻地成型在滑塊28的尾部表面25上，讀取頭的膜首先沉積並且寫入頭的膜沉 積在讀取頭上。磁阻讀取傳感器或讀取頭96位於兩個磁屏蔽S 1和S2之間，第一屏蔽S 1位於尾部表面25上。寫入頭33具有垂直寫入頭並包括磁帶有WP頂端72和磁通返回極 76的磁性寫入磁極(WP)。WP頂端72可以通常地由可選的側屏蔽84和尾部屏蔽80圍繞在 ABS處。尾部屏蔽80和側屏蔽84可以連接以形成卷繞屏蔽(WAS)。WAS在被授予本申請的 同一代理人的美國專利7002775B2中被詳細描述為用於傳統垂直記錄頭的屏蔽。WAS由非 磁性間隙材料而與WP頂端72分離開，改變了寫入磁場的角度並改進了寫入點處的寫入磁 場梯度，並且另外在遠離被寫入的磁軌的磁碟的區域處屏蔽了磁場。用於讀取頭96的屏蔽 S1、S2和用於WP頂端72的屏蔽80、84由可磁性滲透的材料形成。比如氧化鋁的一層絕緣 材料沉積在寫入頭33上，產生外表面26。WP頂端72和讀取頭96沿穿過磁軌方向的寬度 通常地對應於磁碟16上的數據磁軌的磁軌寬度(TW)。圖4A是示出垂直寫入頭33的滑塊28的部分和垂直磁記錄磁碟16的部分的截 面視圖。磁碟16包括在形成在磁碟基底上的「軟」的或相對低的矯磁性的磁性滲透底層 (SUL)上的垂直磁性數據記錄層(RL)。寫入頭33包括由主極74、磁通返回極76及連接主 極74和磁通返回極76的磁軛柱製成的磁軛；和薄膜「扁平」線圈79，其示出為卷繞磁軛柱 78的截面。返回極76和磁軛柱78由軟鐵磁性材料形成，比如典型地通過電鍍形成的NiFe、 CoFe和NiFeCo的合金。圖4A中的寫入頭33的描述不帶有可選的WAS(圖3)。線圈79連 接滑塊28的外表面26上的端子，比如端子31。喇叭形寫入磁極(WP) 70是主極74的部分 並且具有喇叭形部分71和朝向磁碟16的表面的磁極頂端72。WP70由高磁矩材料形成，比如高磁矩的CoFe合金，其典型地通過濺射沉積形成，並且可以是層疊結構。通過薄膜線圈 79的寫入電流從喇叭形WP70引入磁場(由虛線90示出)，該磁場穿過數據RL (磁化WP70 下面的RL的區域)，穿過由SUL提供的磁通返迴路徑，並回到返回磁極76。滑塊28隨著磁 盤16沿箭頭100標註的方向經過寫入頭33而具有支撐在磁碟16的表面上方的氣墊表面 (ABS)27。RL利用垂直記錄或磁化區域來說明，表示鄰近於磁極頂端72的數據。示出的先 前的區域具有隨機記錄的磁化方向，如箭頭所表示的。磁性轉變能由讀取頭(圖4A中未示 出)作為記錄的位而檢測出。寫入線圈79稱為「扁平」線圈，因為其實際上作為單個層而 被沉積並成型在滑塊的尾端上，並且由此全部的線圈匝位於大致同一平面中。當來自晶片 50的寫入驅動器的寫入電流(圖1)被沿一個方向引導到線圈79時，例如在圖4A中，在上 部線圈部79中以小圓點引出紙面，並且在下部線圈部79中以Xs引入紙面，在WP頂端72 下的RL的區域被沿一個方向磁化，向下或進入圖4A中的磁碟。當寫入驅動器將寫入電流 的方向切換到線圈79時，在WP頂端72下的RL的區域被沿反向的方向磁化，即，向上或延 伸出圖4A中的磁碟。
圖4B是沿圖4A的方向4B-4B的視圖並說明了喇叭形WP70的喇叭形區域71。在 WP頂端72和喇叭形部分71之間的區域稱為喇叭形拐點75。WP70的喇叭形拐點75有時 稱為「節流(choke)」拐點，因為在該點處磁通密度最高並且在該點處WP70飽和。WP頂端 72使其主軸或垂直軸的定向垂直於ABS並且具有被稱為喉高(TH)的從ABS到喇叭形拐點 75的「高度」或距離。如圖4B中所示，WP頂端72的兩個側壁定義了它沿穿過磁軌方向的 寬度，這大致上定義了記錄在磁碟16的RL中的數據的磁軌寬度(TW)。圖4A的垂直寫入頭具有「扁平」線圈79。圖5示出了帶有尾端表面25、外表面26 和在屏蔽S1、S2之間的讀取頭96的滑塊28，如圖4A-4B中的那樣，但是其中垂直寫入頭133 具有卷繞主極74的薄膜「螺旋」線圈(以線圈部139a、139b示出)。帶有螺旋線圈的垂直 寫入頭在授權給本申請的同一代理人的美國專利2008/0186628A1中進行了說明。寫入頭 133形成在具有外表面26的滑塊28上並且另外包括由主極74、屏蔽層135和連接至主極 74的柱137構成的磁軛。磁極136是用於磁通90的返迴路徑並且被連接到可以是WAS的 部分的尾端屏蔽150。返回磁極136具有將返回磁極136連接到主極74的磁軛柱138。喇 叭形喇叭形WP70是主極74的部分並且具有喇叭形部分71和WP頂端72，如圖4A-4B中所 示的那樣。穿過線圈139a、139b的寫入電流從WP70引入磁場(由虛線90所示)，其穿過 RL(以磁化WP頂端72下的RL區域)，穿過由SUL提供的磁通返迴路徑，並回到返回磁極 136。WP頂端72的端部大致位於ABS處，並且返回磁極136具有的端部136a大致位於ABS 處並且由此通常與端部WP頂端72共面。圖6A是示出帶有尾端表面25、外表面26和屏蔽Si、S2之間的讀取頭96的滑塊 28的側向截面視圖，如圖5中所示的那樣，但其中垂直寫入頭233是帶有卷繞主極274的薄 膜「螺旋」線圈(以線圈部239a、239b示出)的「平面」寫入頭。圖6A示出了第一組線圈部 239a、主極274和連接的WP270、及第二組線圈部239b。在圖6A中，磁通返迴路徑是不可見 的，與圖6中的項90不同，這是因為返回磁極大致與主極274共面。圖6B是沿圖6A的方向6B-6B的視圖。主極274、第一返回磁極235、第二返回磁極 236和連接柱237全部形成為單個的連續層。返回磁極235、236沿穿過磁軌的方向在主極 274的反向側上分開。圖6B另外說明了兩組線圈部239a、239b。第一線圈部239a形成在主極和返回磁極前並且第二線圈部239b形成在主極和返回磁極後。兩組線圈部239a、239b 然後在它們的端部被連接以形成卷繞主極274的螺旋線圈。進入和離開引線239c、239d的 寫入電流沿繞主極274的螺旋路徑先進。依據電流的方向，磁場被沿離開WP270的通常垂 直於RL的兩個方向中的一個方向引入。例如，在圖6B中，線圈沿某個方向卷繞使得從引線 239c流入和從引線239d流出的寫入電流將引入垂直於RL的磁場，如在WP頂端272的端部 下的RL中的箭頭的方向所示。返回磁極235、236可以可選地分別具有端部235a、236a，其 WP頂端272成錐度。這使得返回磁極端面235a、236a的定位比從ABS凹陷的返回磁極區 域更接近於主極274，並且使得利於磁通返迴路徑290，同時仍提供用於形成線圈部239a、 239b的空間。帶有圖6A-6B中示出的螺旋線圈的平面垂直寫入頭在2007年5月2日提交 的未審查申請11/743150中進行了描述，該申請公布為US 2008/0273268A1，並授權給本申 請的同一代理人。
在本發明中，帶有輔助線圈的輔助磁極用以以一定的角度將磁通注入主極，優選 地大致正交於主極的主軸。來自主極的寫入磁通沿垂直於ABS的方向流動，依據主線圈中 的寫入電流的方向，或者朝向RL或者遠離RL。來自輔助磁極的額外磁通的注入不平行於 主極的主磁化，並對主極的磁化施加相對大的扭矩，由此使得主極的磁化反轉變得容易。本 發明的基本構思示出在圖7A中，其說明了主線圈(MC)及寫入磁通垂直於磁碟的RL定向的 主極和輔助線圈(AC)及輔助磁通以一定的角度(大於15度)並且優選地大致正交(70到 90度)於主極定向的輔助磁極。計算機仿真已經建立，即直接相關於數據率性能的用於主極中的磁通反轉的所 要求的時間利用該發明被顯著地減小。這降低了切換時間，或增加了寫入頭切換速度，由此 允許磁碟驅動器具有增大的數據率。圖7B示出了計算機產生的表示寫入磁極的柱形磁性 納米結構的磁性反轉的微磁性仿真結果。納米結構具有D = Snm的直徑和h = IOnm的高 度。在t = 0的時刻，納米結構具有規範化的磁化+1。曲線A示出了試圖通過施加平行於 納米結構的頻率為0. 5GHz的磁場來反轉磁化至-1的努力。如曲線A所示，磁化並未被切 換，而僅在Ins後減小至大約+0. 3。曲線B示出了相同的平行的磁場被與正交於納米結構 的高度的輔助磁場一起施加時的結果。正交的輔助磁場具有的幅度等於平行的磁場的幅度 的20%並且以1.0GHz的頻率被施加，是平行的磁場的頻率的兩倍。如曲線B所示，磁化在 大約0. 8ns後被完全地切換至-1。用於輔助的正交磁場的在不同頻率處的另外的仿真示 出頻率越高，甚至能進一步地改進切換時間。例如，在用於輔助正交磁場的6. 5GHz的頻率 處，磁化在大約0. 5ns內被切換到-1。由此已經確定，寫入磁極的磁化的切換受益於正交輔助磁場的應用，其改進依賴 於輔助磁場的頻率。如在本領域已經為人所熟知的，鐵磁材料對所應用的磁場的吸收在 或接近它們的鐵磁共振頻率處更為有效[Kittle C,"Onthe Theory of Ferromagnetic Resonance Absorption", Phys. Rev. 73, p. 155-161(1948)]。因此，來自輔助線圈的輔助磁 場的頻率能夠選擇為優選地在接近構成寫入磁極的磁性材料的鐵磁共振的範圍內，這通常 暗指高於主寫入磁場的頻率的頻率。鐵磁共振在存在來自輔助線圈的輔助磁場的情況下出 現於寫入頭的磁性材料的旋進運動。輔助磁場對寫入磁極的磁性材料的磁化施加扭矩，這 使得磁矩旋進。鐵磁旋進的共振頻率依賴於材料特性，包括磁性結構的磁各向異性和磁矩 密度及形狀。例如，對於用作傳統磁碟驅動器寫入頭的寫入磁極的材料，鐵磁共振頻率典型地在l-4GHz的範圍內。但是，具有的頻率低於鐵磁共振頻率的輔助磁場當以相對於寫入磁極的磁各向異性的主要方向的適當的角度被施加時也將有助於寫入磁極的磁化的切換。如 果輔助磁場所在頻率小於鐵磁共振頻率，輔助磁場對於寫入磁極的磁化的切換的有效的影 響將受到磁化反轉扭矩的與sin( θ )成比例的增加的控制，這裡θ是主線圈和輔助線圈的 合成磁場的局部方向與寫入磁極的磁化的局部方向之間的夾角。磁性扭矩與sin(e)的比 例也解釋了為什麼輔助磁場不僅在相對於寫入磁極的90度的角度處有用而且在更小的角 度處也起作用，優選地在15到90度的範圍內。圖8A示出了連接到主線圈(MC)和輔助線圈(AC)的電路的實施方式，用以產生 隨同主極的磁化的切換的輔助磁通仿真。寫入驅動器電路在晶片50的讀/寫集成電路中 (圖1)，其定位遠離於滑塊，典型地在E形塊24上(圖1)。寫入驅動器經由集成引線懸架 (ILS)上的互連線在端子Tl、T2處連接到MC。寫入頭具有電阻Rw，MC具有感抗LMC，並且 術語CMC表示寄生電容。在圖5A的實施方式中，振蕩器另外定位在晶片50的電路中作為 用於輔助線圈(AC)的具有電感LAC的獨立信號源。振蕩器經由與寫入驅動器和MC之間 的互連線分離的互連線連接到AC，而且定位在ILS上。振蕩器將高頻信號(比來自寫入驅 動器的寫入信號的頻率高)提供到AC。振蕩器的頻率由電壓(Vfmtl)控制。振蕩器的相位 (θ )被關於寫入信號的相位來控制使得AC產生的輔助磁通的相位相關於來寫入電流的從 MC的切換。用於輔助電流的相位匹配於寫入信號的相位的獨立信號源能夠使用傳統的鎖相 環(PLL)和壓控振蕩器(VCO)來實現。圖8Β是作為時間的函數的至MC的寫入電流(Iw)和至AC的輔助電流的曲線圖。 在該實例中，寫入電流描述為在250MHz的頻率處從+50mA至_50mA的切換，該頻率對應於 500Mb/s的最大數據率。輔助電流具有的頻率應該大於最大寫入頻率，優選地接近寫入磁 極的磁性材料的鐵磁共振頻率。輔助電流具有的幅值應該至少為寫入電流的幅值的20%。 例如，在圖8B中，輔助信號所處的頻率約是寫入信號的頻率的12倍並且信號幅值約是寫入 信號的幅值的20%，並且由此將AC中的電流從+IOmA切換到-10mA。圖9A示出現連接到MC和AC的電路的實施方式，其中需要振蕩器作為分離的信號 源和分離的互連線。在該實施方式中，寫入信號的高通濾波的信號用以激活AC並產生輔 助磁通。一對匹配的電視器Cac串聯於AC並用作於寫入信號從寫入驅動器至MC的高通濾 波器(HPF)。HPF也MC並聯。在圖9B中，Iw是至MC的寫入電流並且與從HPF產生的至AC 的電源一起示出。當寫入信號切換了寫入電流的方向時，例如在2ns處從正極轉換為負極， HPF傳遞被定向到AC的高頻分量來產生輔助磁通。高頻分量由寫入電流的高通變換所產 生。下面的方程示出了寫入信號的本徵共振頻率(fHP)的計算，其是HPF的高通部分fHP —J-7--r
2π \CAC\LMC+LAC)無源組件能夠形成在滑塊上以產生HPF並如在滑塊上生產讀/寫頭所使用的使用 相同的材料和薄膜處理生產出。數歐姆或數十歐姆的量級的電阻能夠從現有的膜生產出， 其電阻範圍在0. 010hm/sq到200hm/sq之間。範圍在數毫微微法到數十皮法之間的電容器 能夠從範圍在IOnm到若干微米的氧化鋁間隙製造出。直到數十納享的電感器能夠從用於 讀/寫頭所需的屏蔽和磁極材料製成。另外，阻性無源組件可以添加為串聯於LAC和/或 LMC以幫助減緩HPF的共振。
圖10A-10B示出了作為帶有圖6A-6B中示出的螺旋線圈的平面寫入頭的修改例的 本發明的寫入頭的一個實施方式。在圖10A的側向截面視圖中，輔助磁極280形成的縱軸 的定向優選地大致正交(70到90度)於兩個主要磁極274的主軸並且其所附接的WP270。 單匝輔助線圈282示出了卷繞輔助磁極280的部分。輔助線圈282也可以是多匝線圈。輔 助磁極280可以具有朝向WP270的附接的磁導281並協助將磁通引導向WP270。輔助磁極 280和磁導281可以由類似WP270的傳統寫入磁極中使用的相同高磁矩材料形成。圖10B 是帶有保護性氧化鋁塗層的滑塊28的外表面，這裡氧化鋁塗層被移除以示出本發明的寫 入頭的基礎特性。輔助線圈282連接到滑塊28上的端子T3、T4。主線圈239a、239b被連 接到滑塊28上的端子Tl、T2。在圖10B中，寫入頭示出為連接到電路的實施方式，其中輔 助線圈由高通濾波的寫入信號所激活，如圖9A中所示出的。由此形成HPF的兩個匹配的電 容器CAe示出為製成在滑塊28上並被分別連接在T1與T4之間、和T2與T3之間。帶有螺旋線圈和輔助線圈的寫入頭的其它的實施方式也是可以的。例如，參考圖 5中說明的螺紋寫入線圈，該結構可以通過在WP70和返回磁極136之間添加輔助線圈和輔 助磁極(如圖10A、10B中帶有磁導281的線圈282和磁極280)進行修改。儘管參考優選的實施方式具體地示出並描述了本發明，本領域技術人員應該明白 可以在形式和細節上進行多種改變，只要不偏離本發明的精神和範圍。因此，所公布的發明 僅認為是說明性的並且局限於權利要求中所說明的範圍。本申請涉及同時提交的題目為「帶有用於快速切換寫入磁極磁化的輔助線圈和電 路的垂直磁記錄系統」的申請(代理申請案編號HSJ920080186US1)。
權利要求
一種用於垂直磁記錄層中的磁化區的垂直磁記錄寫入系統，其包括寫入頭，所述寫入頭包括主極；主導電螺旋線圈，所述主導電螺旋線圈卷繞所述主極，用於在所述主極中產生磁通；輔助磁極，所述輔助磁極以相對於所述主極一角度定向，該角度大於15度並小於或等於90度；和輔助導電螺旋線圈，所述輔助導電螺旋線圈卷繞所述輔助磁極；寫入驅動器，所述寫入驅動器能夠沿兩個方向向所述主導電螺旋線圈供應寫入電流；和電路，所述電路耦合到所述輔助導電螺旋線圈，用於在所述寫入驅動器將所述寫入電流的方向切換到所述主導電螺旋線圈時給所述輔助導電螺旋線圈供電。
2.根據權利要求1所述的系統，其中，所述輔助磁極的定向大致正交於所述主極。
3.根據權利要求1所述的系統，其中，所述輔助導電螺旋線圈是單匝線圈。
4.根據權利要求1所述的系統，其中，還包括連接到所述輔助磁極的磁導，用於將來自 所述輔助磁極的磁通引導到所述主極。
5.根據權利要求1所述的系統，其中，所述主極具有鐵磁共振頻率，並且耦接到所述輔 助導電螺旋線圈的電路給所述輔助導電螺旋線圈供電，以在所述鐵磁共振頻率處產生輔助 磁場。
6.根據權利要求1所述的系統，其中，所述寫入驅動器在所述寫入頻率處產生主信號， 並且其中，耦接到所述輔助導電螺旋線圈的電路包括用於在大於所述寫入頻率的頻率處施 加輔助信號的振蕩器。
7.根據權利要求6所述的系統，其中，所述寫入驅動器耦接到所述振蕩器，並且其中， 來自所述振蕩器的所述輔助信號的相位與來自所述寫入驅動器的所述主信號的相位匹配。
8.根據權利要求1所述的系統，其中，所述寫入驅動器產生主信號，並且其中，耦接到 所述輔助導電螺旋線圈的電路包括高通濾波器，用於從所述主信號濾出對應於寫入電流的 電流方向切換的高頻分量。
9.根據權利要求8所述的系統，其中，所述高通濾波器包括串聯連接於所述輔助導電 螺旋線圈的兩個匹配的電容器，所述輔助導電螺旋線圈位於所述兩個電容器之間。
10.根據權利要求1所述的系統，其中，來自所述寫入驅動器的所述寫入電流具有幅值 Iw，並且其中，耦接到所述輔助導電螺旋線圈的電路產生的輔助電流Ia具有的幅值大於約 0. 2IW。
11.一種磁記錄磁碟驅動垂直記錄寫入頭，其用於磁化所述磁碟上的垂直磁記錄層的 數據磁軌中的區域，所述寫入頭形成在具有朝向所述記錄層的氣承面的滑塊上，並包括基底；在所述基底上的主極；第一和第二返回極，其在所述基底上並且大致與所述主極共面，所述第一和第二返回 極在所述主極的反向側上沿交叉循跡方向隔開並且其端部大致在氣承面處，所述第一和第 二返回極在從所述氣承面凹陷的區域處連接到所述主極；寫入磁極，其在所述主極上並且不與所述主極共面，並且其端部大致在所述氣承面處。主導電螺旋線圈，所述主導電螺旋線圈卷繞所述主極，用於在所述主極和與所述主極 連接的寫入磁極中產生磁通；輔助磁極，所述磁極的定向大致正交於所述主極；以及輔助導電螺旋線圈，所述輔助導電螺旋線圈卷繞所述輔助磁極。
12.根據權利要求11所述的寫入頭，其中，還包括磁導，其連接到所述輔助磁極，用於 將來自所述輔助磁極的磁通引導到所述主極。
13.根據權利要求11所述的寫入頭，其中，所述主導電螺旋線圈包括所述基底上的第 一組導電的大致共面的線圈部；和沿磁軌方向與所述第一組線圈部分開的第二組導電的大 致共面的線圈部，並且其中，所述主極位於所述第一組線圈部的平面和所述第二組線圈部 的平面之間。
14.一種磁記錄磁碟驅動垂直記錄寫入系統，其包括根據權利要求11所述的寫入頭；寫入驅動器，其能夠沿兩個方向將寫入電流供應到所述主導電螺旋線圈；及電路，所述電路耦接到所述輔助導電螺旋線圈，用於在所述寫入驅動器將寫入電流的 方向切換到所述主導電螺旋線圈時給所述輔助導電螺旋線圈供電。
15.根據權利要求14所述的系統，其中，所述寫入驅動器在所述寫入頻率處產生主信 號，並且其中，耦接到所述輔助導電螺旋線圈的所述電路包括振蕩器，所述振蕩器用於以大 於所述寫入頻率的頻率施加輔助信號。
16.根據權利要求15所述的系統，其中，所述寫入驅動器耦接到所述振蕩器，並且其中 來自所述振蕩器的所述輔助信號的相位與來自所述寫入驅動器的所述主信號的相位匹配。
17.根據權利要求14所述的系統，其中，所述寫入驅動器產生主信號，並且其中，耦接 到所述輔助導電螺旋線圈的電路包括高通濾波器，所述高通濾波器用於從所述主信號中濾 出對應於所述寫入電流的所述電流方向切換的高頻分量。
18.根據權利要求17所述的系統，其中，所述高通濾波器包括串聯於所述輔助導電螺 旋線圈的兩個匹配的電容器，所述輔助導電螺旋線圈位於所述兩個電容器之間。
19.根據權利要求14所述的系統，其中，來自所述寫入驅動器的所述寫入電流具有幅 值Iw，並且其中，耦接到所述輔助導電螺旋線圈的所述電路產生的輔助電流Ia具有的幅值 大於約0. 2IW。
20.根據權利要求14所述的系統，其中，所述主極具有鐵磁共振頻率，並且其中，耦接 到所述輔助導電螺旋線圈的電路在所述鐵磁共振頻率處給所述輔助線圈供電以產生輔助 磁場。
全文摘要
本發明涉及一種垂直磁記錄系統，該系統具有螺旋線圈(寫入線圈)和主極(寫入磁極)，其沿垂直於磁記錄介質中的記錄層的方向引導寫入磁通；和輔助線圈和輔助磁極，其以相對於寫入磁極的主軸或垂直軸有一定的角度將磁通注入寫入磁極。輔助線圈優選地是卷繞輔助磁極的螺旋線圈。另外的來自輔助磁極的磁通的注入不平行於寫入磁極的主磁化強度，並對於寫入磁極的主磁化強度施加相對大的扭矩，由此使寫入磁極易於反向磁化。電路被連接到主線圈和輔助線圈以產生與寫入磁極的磁化強度切換同步的輔助磁通。
文檔編號G11B5/127GK101859571SQ200910262170
公開日2010年10月13日 申請日期2009年12月25日 優先權日2009年4月6日
發明者曼弗雷德·E·沙布斯, 約翰·T·康特雷拉斯, 麥可·亞歷克斯, 邢新志 申請人:日立環球儲存科技荷蘭有限公司