具有多个传感器的二维磁记录（TDMR）磁盘驱动器和选择活动的相关联放大器对的电路制造技术

本申请公开具有多个传感器的二维磁记录(TDMR)磁盘驱动器和选择活动的相关联放大器对的电路。一种二维磁记录(TDMR)磁盘驱动器具有气体轴承滑块，其包括第一和第二传感器以及第三和第四传感器，第一和第二传感器具有电耦合到第一磁屏蔽的第一交叉磁道间隔，第三和第四传感器具有电耦合到第二磁屏蔽的不同的交叉磁道间隔。不同的间隔导致第一和第三传感器以及第二和第四传感器具有交叉磁道间隔以适应磁头偏斜的影响。每个传感器通过悬架迹线和连接至其相关联屏蔽的公共迹线被连接至相关联放大器。开关电路根据要读取数据的径向位置选择第一和第三放大器或者第二和第四放大器作为活动对。因此，尽管高的磁头偏斜的存在，适当的传感器对与数据磁道对齐。

【技术实现步骤摘要】
具有多个传感器的二维磁记录(TDMR)磁盘驱动器和选择活动的相关联放大器对的电路
本专利技术总体涉及一种二维磁记录(TDMR)磁盘驱动器，并且更具体地涉及具有多个堆叠的传感器的TDMR磁盘驱动器，其中不同传感器被选择以提供回读(readback)信号。
技术介绍
用作磁记录磁盘驱动器中的读磁头的一种类型的传统的磁阻(MR)传感器是基于巨磁电阻(GMR)效应的“自旋阀”传感器。GMR自旋阀传感器具有层堆叠，层堆叠包括由非磁性导电间隔层隔开的两个铁磁层，该层通常为铜(Cu)或银(Ag)。与间隔层相邻的一个铁磁层具有它的固定的磁化方向，诸如通过与相邻反铁磁层的交换耦合而被钉扎，其被称为参考层或钉扎层。与间隔层相邻的另一铁磁层在外部磁场的存在下其磁化方向自由旋转，其被称为自由层。在感测电流应用于传感器的情况下，由于外部磁场的存在引起的相对于钉扎层磁化的自由层磁化的旋转可被检测为电阻中的变化。如果感测电流被引导为垂直地通过传感器堆叠中的层的平面，该传感器被称为电流垂直于平面(CPP)传感器。除了CPP-GMR读磁头之外，另一种类型的CPP传感器是磁隧道结传感器，也称隧穿MR或TMR传感器，其中非磁性间隔层是非常薄的非磁性隧道势垒层。在CPP-TMR传感器中，通过层的隧穿电流量取决于在两个铁磁层中的磁化的相对方位。在CPP-TMR读磁头中，非磁性间隔层由电绝缘材料，诸如TiO2、MgO或Al2O3形成。一种提出的使用多个CPP-MR传感器的技术是二维磁记录(TDMR)。在TDMR中，位于单一的结构上的多个传感器访问相同或相邻的数据磁道以获取联合处理的信号。这导致了面积数据位密度的增加。除了增加面积位密度之外，TDMR可以通过同时读取的来自多个数据磁道的两个信号的信号处理提供增加的回读面密度。用于TDMR的具有多个堆叠的读传感器的结构在美国2013/0286502A1中被描述。在TDMR读磁头结构中的各CPP-MR传感器中的每个需要位于磁性可渗透材料的两个屏蔽之间，该屏蔽对传感器与邻近正被读取的数据位的记录的数据位进行屏蔽。在回读期间，屏蔽确保每个传感器只读取来自其目标位的信息。
技术实现思路
在TDMR传感器结构，诸如具有两个或更多个堆叠的传感器的结构中，由于在磁盘的内径(ID)和外径(OD)区域处的传感器的偏斜而问题出现。这是因为传感器在径向致动器上被支持，径向致动器导致传感器在磁盘两端形成弧形路径。在磁盘的中径(MD)区域处，偏斜角度θ(与传感器正交的线和数据磁道之间的角度)为接近零。然而，在ID和OD区域处，偏斜角度可以达到10-20度，这取决于致动器和磁盘的几何形状。这可能导致传感器与其目标磁道未对齐。减小在堆叠的传感器之间的沿磁道(along-the-track)间隔可以减少偏斜效应；然而，磁屏蔽一定具有最小厚度以是有效的，这限制了传感器可以被间隔的多近。本专利技术的实施例涉及具有多个读磁头或传感器的TDMR磁盘驱动器和选择适当的传感器放大器对的电路，以在当磁头在磁盘的内径(ID)和外径(OD)区域中时，允许数据磁道的读取而没有高的磁头偏斜的不利的影响。磁盘驱动器的气体轴承滑块包括第一和第二间隔开的传感器以及第三和第四间隔开的传感器，该第一和第二间隔开的传感器被电耦合到第一磁屏蔽，该第三和第四间隔开的传感器被电耦合到第二磁屏蔽。第一和第二传感器的交叉磁道(cross-track)间隔不同于第三和第四传感器的交叉磁道间隔，这导致第一和第三传感器以及第二和第四传感器具有交叉磁道间隔。每个传感器通过悬架迹线和连接至与其相关联的屏蔽的公共迹线被连接至相关联的放大器。开关电路选择第一和第三放大器或者第二和第四放大器作为活动对，其取决于要读取数据的径向位置，即ID区域、OD区域或中径(MD)区域。因此，尽管高的偏斜的存在，利用它们的交叉磁道间隔，适当的传感器对与数据磁道对齐。可切换阻抗元件与每个放大器相关联，使得当选择活动放大器对时，与不活动放大器相关联的阻抗元件被切换到与悬架迹线相连接。这保证了悬架端子处的特性阻抗没有显著改变，否则其会引起不希望的传输线共振。为了更充分地了解本专利技术的性质和优点，应参考以下详细描述以及所附图。附图说明图1是一种传统磁记录硬磁盘驱动器的示意图顶部视图，其外壳被移除，其可用于二维磁记录(TDMR)。图2是根据现有技术的具有导电迹线和连接和端子焊盘的悬架的顶部视图的说明。图3是图1的方向3-3的视图，并显示了根据现有技术从磁盘上观察到的写磁头和TDMR读磁头结构的末端。图4是图3的方向4-4的气体轴承表面(GBS)的视图，显示了从磁盘观察到的根据现有技术的构成用于TDMR的一种类型的堆叠的CPP-MR传感器结构的层。图5是查看磁盘的视图，并说明了图4的现有技术结构中所示的堆叠的传感器的偏斜的问题。图6是示出本专利技术的一个实施例的示意图，其具有四个堆叠的传感器(读取器Rdr1、读取器Rdr2、读取器Rdr3、读取器Rdr4)及其磁屏蔽S1、磁屏蔽S2、磁屏蔽S3。图7是查看磁盘的视图，并说明在本专利技术的一个实施例中所选择的传感器如何解决偏斜问题。图8是根据本专利技术的一个实施例的具有传感器(读取器Rdr1、读取器Rdr2、读取器Rdr3、读取器Rdr4)、悬架和读/写集成电路(R/WIC)的滑块的电路示意图。具体实施方式本专利技术的CPP磁阻(MR)传感器结构具有在磁记录磁盘驱动器中使用的应用，其操作将参照图1-图5简要描述。图1是一种传统的磁记录硬磁盘驱动器的框图，其可用于二维磁记录(TDMR)的功能。磁盘驱动器包括磁记录磁盘12和在磁盘驱动器外壳或底座16上支持的旋转音圈电机(VCM)致动器14。磁盘12具有旋转中心13，并通过安装到底座16的主轴电机(未示出)沿方向15旋转。致动器14绕轴17为枢轴旋转，并且包括刚性致动器臂18。一般灵活的悬架20包括挠曲元件23，并被附接至臂18的末端。磁头载体或气体轴承滑块22附接至挠曲23。磁记录读/写磁头24形成在滑块22的拖尾表面25上。挠曲23和悬架20使滑块能够在由旋转磁盘12产生的气体轴承上“俯仰”和“滚动”。通常，有多个磁盘堆叠在轮轴(hub)上，该轮轴由主轴电机旋转，其中单独的滑块和读/写磁头与每个磁盘表面相关联。旋转致动器致使磁头24在磁盘12的数据区域的内径(ID)和外径(OD)之间形成跨过磁盘12的弧形路径30。线32表示磁头24在ID处的位置，线34表示磁头24在OD处的位置。偏斜角度θ被定义为磁头24(或拖尾表面25)的正交直线(orthogonalto)和数据磁道之间的角度，如在OD处的线34处所描绘的。由于弧形路径30，偏斜角度θ随磁头24的径向位置变化，并且偏斜角度θ在中径(MD)区域中的某一点处为零，并且在ID和OD处最大。臂电子器件或读/写电子器件集成电路(R/WIC)芯片或模块40被附接至致动器14。柔性电缆44提供R/WIC40和在安装到底座板16上的电路板46上的磁盘驱动器系统电子器件43之间的电连接。柔性电缆44由固定托架45被刚性地附接至一端，其连接至系统电子器件43。R/WIC模块40进而由多个电路径连接，这些电路径通过悬架20延伸并连接至滑块22，如图2进一步所示。这些电路径通常被称为迹线41，并且通常由铜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁记录磁盘驱动器，其包含：可旋转磁记录磁盘，其具有多个圆形数据磁道；磁头载体，其具有面向磁盘表面和拖尾表面，所述拖尾表面基本上正交于所述面向磁盘表面，并且相对于所述数据磁道在大致交叉磁道方向延伸；旋转致动器，其连接至所述载体，用于移动所述载体穿过所述磁盘；在所述载体的所述拖尾表面上的第一屏蔽层；第一和第二读磁头，其电连接至所述第一屏蔽层，并在交叉磁道方向间隔开；在所述载体的所述拖尾表面上的第二屏蔽层；第三和第四读磁头，其电连接至所述第二屏蔽层，并在与所述第一和第二读磁头的交叉磁道间隔不同的交叉磁道方向间隔开，所述第三和第四读磁头在沿磁道方向与所述第一和第二读磁头间隔；悬架，其包含第一组迹线和第二组迹线，所述第一组迹线包括连接至所述第一屏蔽层的公共迹线和连接至所述第一和第二读磁头的迹线，第二组迹线包括连接至所述第二屏蔽层的公共迹线和连接至所述第三和第四读磁头的迹线，所述公共迹线彼此电隔离；四个放大器，每个放大器连接至来自相关联的读磁头的迹线及其相关联的公共迹线；以及开关电路，其连接至所述放大器，用于选择所述四个放大器中的第一和第三放大器或所述四个放大器中的第二和第四放大器作为活动对，未选择的放大器是不活动对。...

【技术特征摘要】
2017.06.05 US 15/614,4541.一种磁记录磁盘驱动器，其包含：可旋转磁记录磁盘，其具有多个圆形数据磁道；磁头载体，其具有面向磁盘表面和拖尾表面，所述拖尾表面基本上正交于所述面向磁盘表面，并且相对于所述数据磁道在大致交叉磁道方向延伸；旋转致动器，其连接至所述载体，用于移动所述载体穿过所述磁盘；在所述载体的所述拖尾表面上的第一屏蔽层；第一和第二读磁头，其电连接至所述第一屏蔽层，并在交叉磁道方向间隔开；在所述载体的所述拖尾表面上的第二屏蔽层；第三和第四读磁头，其电连接至所述第二屏蔽层，并在与所述第一和第二读磁头的交叉磁道间隔不同的交叉磁道方向间隔开，所述第三和第四读磁头在沿磁道方向与所述第一和第二读磁头间隔；悬架，其包含第一组迹线和第二组迹线，所述第一组迹线包括连接至所述第一屏蔽层的公共迹线和连接至所述第一和第二读磁头的迹线，第二组迹线包括连接至所述第二屏蔽层的公共迹线和连接至所述第三和第四读磁头的迹线，所述公共迹线彼此电隔离；四个放大器，每个放大器连接至来自相关联的读磁头的迹线及其相关联的公共迹线；以及开关电路，其连接至所述放大器，用于选择所述四个放大器中的第一和第三放大器或所述四个放大器中的第二和第四放大器作为活动对，未选择的放大器是不活动对。2.根据权利要求1所述的磁盘驱动器，其进一步包含：可切换阻抗元件，其与每个放大器相关联并连接至所述开关电路，不活动放大器对的阻抗元件经配置用于响应于所述活动放大器对的选择而连接至所述悬架的迹线。3.根据权利要求1所述的磁盘驱动器，其进一步包含：第一和第二多路复用器放大器，其连接至所述开关电路，用于提供来自选择的活动放大器对的输出信号。4.根据权利要求1所述的磁盘驱动器，其中所述开关电路适于响应于所述磁盘上的所述磁头载体的预期的径向位置而选择所述活动放大器对。5.根据权利要求1所述的磁盘驱动器，其中所述交叉磁道间隔使得所述第一和第三读磁头以及所述第二和第四读磁头能够从相同的数据磁道读取数据。6.根据权利要求1所述的磁盘驱动器，其中所述交叉磁道间隔使得所述第一和第三读磁头以及所述第二和第四读磁头能够从相邻的数据磁道读取数据。7.根据权利要求1所述的磁盘驱动器，其进一步包含：在所述第一和第二读磁头以及所述第三和第四读磁头之间的绝缘材料，用于将所述第一和第二读磁头与所述第三和第四读磁头电隔离。8.根据权利要求1所述的磁盘驱动器，其中每个公共迹线包含两个公共子迹线，其中连接至来自相关联的读磁头的迹线及其相关联的公共迹线的每个放大器被连接至所述相关联的公共迹线的所述子迹线中的一个。9.根据权利要求1所述的磁盘驱动器，其进一步包含：多个中心屏蔽，每个中心屏蔽与读磁头相关联。10.根据权利要求9所述的磁盘驱动器，其中所述第一读磁头位于所述第一屏蔽和第一中心屏蔽之间，并且所述第二读磁头位于所述第一屏蔽和第二中心屏蔽之间。11.根据权利要求9所述的磁盘驱动器，其中所述第三读磁头位于第三中心屏蔽和所述第二屏蔽之间，并且所述第四读磁头位于第四中心屏蔽和所述第二屏蔽之间。12.一种二维磁记录磁盘驱动器即TDMR磁盘驱动器，其包含：可旋转磁记录磁盘，其具有多个圆形数据磁道；滑块，其具有气体轴承表面和拖尾表面，所述拖尾表面基本上正交于所述气体轴承表面，并且相对于所述数据磁道在大致交叉磁道方向延伸；旋转致动器，其连接至所述滑块，用于移动所述滑块穿过所述磁盘；在所述滑块的所述拖尾表面上的第一屏蔽层；第一和第二读磁头，其电连接至所述第一屏蔽层，并在交叉磁道方向间隔开；在所述滑块的所述拖尾表面上的第二屏蔽层；第三和第四读磁头，其电连接至所述第二屏蔽层，并在与所述第一和第二读磁头的交叉磁道间隔不同的交叉磁道方向间隔开，所述第三和第...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·T·孔特拉斯，H·G·左拉，
申请(专利权)人：西部数据技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US