磁盘存储系统和薄膜磁头技术方案

在本发明专利技术中，具有大于１．５Ｔ的高饱和磁通密度和大于４０μΩ.ｃｍ的电阻率的磁膜通过使用（４０－６０）Ｎｉ－Ｆｅ电镀方法并向（４０－６０）Ｎｉ－Ｆｅ加入Ｃｏ，Ｍｏ，Ｃｒ，Ｂ，Ｉｎ，Ｐｄ等制造。从而可获得能够在高的频率范围进行充分记录的记录磁头，并获得带有高记录密度的磁盘存储系统，该系统具有高于１５ＭＢ／ｓ传输速率，高于４５ＭＨｚ的记录频率和高于４０００ｒｐｍ的磁盘旋转速度。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。本专利技术涉及用于磁头的磁心，并特别涉及用于带有高记录密度磁盘系统的双元磁头的记录磁头。近年来由于磁盘记录系统的记录密度不断上升，并且记录介质的矫顽磁力增加，需要能够向具有高矫顽磁力的记录介质充分进行记录的薄膜磁头。为了实现这一点，必须使用具有高饱和磁通密度(Bs)的材料作为磁头的磁心材料。以前，使用3μm厚的80Ni-Fe合金作为这种材料。然而，由于80Ni-Fe合金膜的电阻率低为16至20μΩ·cm，故涡流损耗在高频带变大。因而，在高频带磁头的记录磁场强度降低，于是记录频率限制最大约为30MHz。作为代替的材料，提出Co系统非晶形材料，Fe-Al-Si铁硅铝合金薄膜。可是由于前者材料是非晶形的因而热不稳定，后者由于需要将近500℃的高温热处理，作为感应磁头的磁心材料有制造工艺中的缺陷。近年来，提出Co-Ni-Fe三元组材料(日本专利申请公开No.昭60-82,638，日本专利申请公开No.昭61-76,642，日本专利申请公开No.昭64-8,605，日本专利申请公开No.平2-68,906，日本专利申请公开No.平2-290,995)。虽然这些三元组系统材料的饱和磁通密度(Bs)高达1.5T，但是电阻率不大，并且晶粒尺度比在80Ni-Fe合金中不小，并且除此之外如同在80Ni-Fe合金中那样在高频特性上有缺陷。另一方面，磁盘存储系统的存储能力一年年不断增长，并且当前生产的3.5-英寸型磁盘的面密度已达到350MB/in2。这种情形下，数据记录频率接近27MHz，这接近使用80Ni-Fe合金薄膜或Co-Ni-Fe合金薄膜的磁头的性能极限。虽然在日本专利申请公开No.3-68,744中提出了通过溅镀方法添加Nb，Ta，Cr，Mo到(40-50)Ni-Fe中形成供高频使用的磁膜，但是由于该材料具有很大的磁晶各向异性，通过溅涂方法形成磁性厚膜是困难的。本专利技术的一个目的是提供一种，其中磁盘存储系统带有在高频带用于高密度记录的磁头。本专利技术的另一目的是提供一种在高频带用于高密度记录的磁头，即，能够执行高速存取和高传输率。本专利技术是为了解决先有技术中的以上问题的，并涉及装在带有高传输率和高记录密度的磁盘存储系统上的薄膜磁头，当磁盘存储系统记录或重放时具有的磁盘旋转在4000rpm以上，并设定在高于45MHz的记录频率。所需要的是写磁头的磁心是由具有大饱和磁通密度(Bs)，在难轴方向上小的矫顽磁力和大电阻率的材料制成的。换言之，对于Ni-Fe合金可能得到大的电阻率和高的饱和磁通密度的组合是Ni含量为38到60wt％的范围。然而，当具有2μm以上的厚度的磁膜通常用于通过溅涂方法制造的薄膜磁头等时，膜的晶粒度变大，难轴方向上的矫顽磁力是大的，并且由于这一组成区域是磁晶各向异性最大的范围，难于感应出单轴磁各向异性。因而，为了迫使晶粒度变小已经应用了电镀方法，并研究了添加第三种元素，诸如Co，Mo，Cr，Pd，B，In等等，到38-60wt％的Ni-Fe二元素合金之中。所得的结果是一种优秀薄膜的一个组合范围和一个制造方法，该薄膜在保持记录磁场所需的膜厚为2到5μm时具有大于1.5T的饱和磁通密度(Bs)，在难轴方向上(HCH)矫顽磁力小于1.0Oe，并且电阻率大于40μΩ·cm。使用用于薄膜磁头的材料，可提供一种具有面密度为500MB/in2，记录频率为45MHz，传输速率15MB/s以上的高性能的磁盘存储系统。本专利技术的特征在于磁盘存储系统包括用于记录信息的薄膜磁盘，用于薄膜磁盘的旋转器件，用于进行写和读信息装设在浮动式滑块中的薄膜磁头，用于支撑浮动式滑块并用于对薄膜磁盘进行访问的传输器件。本专利技术的特征在于一种磁盘存储系统，其中写磁头的上磁心或者下磁心至少之一是由具有小于500埃平均晶粒度，大于40μΩ·cm的室温电阻率及小于10Oe的难轴方向矫顽磁力的金属磁性材料制成。本专利技术的特征在于一种磁盘存储系统，其中写磁头的写磁心的上磁心或者下磁心至少之一是由具有38至60wt％的Ni和40到62wt％的Fe的Ni-Fe组合金制成的电镀薄膜。进而，本专利技术的特征在于磁盘存储系统，该系统包含具有大于每秒15兆字节的传输速率，大于每平方英寸500兆位的记录数据面密度及小于3.5英寸磁盘直径的磁盘。本专利技术的特征在于一种磁盘存储系统，其中磁盘在记录和重放期间转速快于4000rpm，记录频率大于45MHz，用于进行记录的薄膜磁头的至少一个上磁心是由具有38至60wt％的Ni和40到62wt％的Fe的Ni-Fe合金制成，并具有膜厚为1至5μm，小于500埃平均晶粒度，40至60μΩ·cm的电阻率及小于10Oe的难轴方向矫顽磁力，写磁头的记录磁势大于0.5安培匝。根据本专利技术的磁盘存储系统中的磁心包含按总重量由Co少于15wt％，Mo，Cr，Pd，B，In，少于3wt％之一的至少一种组成的物质。进而，本专利技术的特征在于磁盘存储系统包括用于记录信息的薄膜磁盘，用于薄膜磁盘的旋转器件，用于以装设在浮动式滑块中的分开的元件进行写和读信息的双元磁头，以及用于支撑浮动式滑块并用于对薄膜磁盘进行访问的传输器件。本专利技术的特征在于一种磁盘存储系统，其中具有上述相同特征和相同组成的磁膜用于写磁头的磁膜。而且，本专利技术的特征在于磁盘存储系统，该系统包含具有大于每秒15兆字节的传输速率，大于每平方英寸500兆位的记录数据面密度及小于3.5英寸磁盘直径的磁盘。本专利技术的特征在于一种磁盘存储系统，其中磁盘在记录和重放期间转速快于4000rpm，记录频率大于45MHz，用于以分开的元件进行记录和重放的双元磁头，具有上述相同特征和相同组成的膜用于写磁头的至少一个上磁心。本专利技术的特征在于一种薄膜磁头，包括一个下磁膜，一个在该下磁膜上形成的上磁膜，一端与下磁膜的一端接触，另一端通过一个磁隙面向下磁膜的另一端，从而上磁膜形成在与下磁膜一起的部分具有磁隙的一个磁回路，一个感应线圈形成具有通过两个磁膜之间的给定匝数的一个线圈。本专利技术的特征在于一种薄膜磁头，其中上磁膜和下磁膜的至少一个是通过电镀方法形成的，由具有38至60wt％的Ni和40到62wt％的Fe的Ni-Fe合金制成，并具有膜厚为1至5μm，小于500埃平均晶粒度，及小于10Oe的难轴方向矫顽磁力。本专利技术涉及一种薄膜磁头的制造方法，该磁头包括一个下磁膜，一个在该下磁膜上形成的上磁膜，一端与下磁膜的一端接触，另一端通过一个磁隙面向下磁膜的另一端，从而上磁膜形成在与下磁膜一起的部分具有磁隙的一个磁回路，一个感应线圈形成具有通过两个磁膜之间的给定匝数的一个线圈。本专利技术涉及一种薄膜磁头的制造方法，其中至少下和上磁膜之一通过应用Ni-Fe电镀槽的电镀形成，电镀槽包含的金属离子浓度为Ni++离子是15到20g/l，Fe++离子浓度2.0到2.7g/l，Ni++离子与Fe++离子的比率(Ni++/Fe++)是7到8，包含一种应力释放剂和一种表面活化剂，pH为2.5到3.5。特别地，薄膜磁头最好通过一掩膜由电镀在下述条件的磁场中形成保持电镀槽的温度为20到35℃，电流密度为5到30mA/cm2。而且，本专利技术中，薄膜磁头最好包含权项1中所述的磁心，该膜应用电镀槽形成，所加的每一种离子是，Co离子为0.4到0.6g/l和/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁盘存储系统，包括：用于记录信息的薄膜磁盘，用于所述薄膜磁盘的旋转器件，用于进行写和读信息装设在浮动式滑块中的薄膜磁头，用于支撑所述浮动式滑块并用于对薄膜磁盘进行访问的传输器件，其中所述薄膜磁头的所述写磁心的上磁心或者下磁心至少之一是由具有小于５００埃平均晶粒度，大于４０μΩ.ｃｍ的室温电阻率及小于１０Ｏｅ的难轴方向矫顽磁力的金属磁性材料制成。

【技术特征摘要】
JP 1995-2-3 16666/951.一种磁盘存储系统，包括用于记录信息的薄膜磁盘，用于所述薄膜磁盘的旋转器件，用于进行写和读信息装设在浮动式滑块中的薄膜磁头，用于支撑所述浮动式滑块并用于对薄膜磁盘进行访问的传输器件，其中所述薄膜磁头的所述写磁心的上磁心或者下磁心至少之一是由具有小于500埃平均晶粒度，大于40μΩ·cm的室温电阻率及小于10Oe的难轴方向矫顽磁力的金属磁性材料制成。2.一种磁盘存储系统，包括用于记录信息的薄膜磁盘，用于所述薄膜磁盘的旋转器件，用于进行写和读信息装设在浮动式滑块中的薄膜磁头，用于支撑所述浮动式滑块并用于对薄膜磁盘进行访问的传输器件，其中所述薄膜磁头的所述写磁心的上磁心或者下磁心至少之一是由具有38至60wt％的Ni和40到62wt％的Fe的Ni-Fe合金制成的电镀薄膜。3.一种磁盘存储系统，包括具有大于每秒15兆字节的传输速率、大于每平方英寸500兆位的面密度数据及小于3.5英寸磁盘直径的磁盘，其中所述磁盘在记录和重放期间转速快于4000rpm，记录频率大于45MHz，用于进行记录的薄膜磁头的至少一个上磁心是由具有38至60wt％的Ni和40到62wt％的Fe的Ni-Fe合金制成，并具有膜厚为1至5μm，小于500埃的平均晶粒度，40至60μΩ·cm的电阻率及小于10Oe的难轴方向矫顽磁力，所述记录磁头的记录磁通势大于0.5安培匝。4.一种磁盘存储系统，包括用于记录信息的薄膜磁盘，用于所述薄膜磁盘的旋转器件，用于进行写和读信息装设在浮动式滑块中的薄膜磁头，用于支撑所述浮动式滑块并用于对薄膜磁盘进行访问的传输器件，其中所述磁盘在记录和重放期间转速快于4000rpm，记录频率大于45MHz，用于进行记录的薄膜磁头的至少一个上磁心是由具有38至60wt％的Ni和40到62wt％的Fe的Ni-Fe合金制成，并具有膜厚为1至5μm，小于500埃的平均晶粒度，40至60μΩ·cm的电阻率及小于10Oe的难轴方向矫顽磁力，所述记录磁头的记录磁通势大于0.5安培匝。5.一种磁盘存储系统，包括具有大于每秒15兆字节的传输速率、大于每平方英寸500兆位的记录数据面密度及小于3.5英寸磁盘直径的磁盘，其中所述磁盘在记录和重放期间转速快于4000rpm，记录频率大于45MHz，用于进行记录的薄膜磁头的至少一个上磁心是由Ni-Fe合金制成，所述薄膜具有膜厚为1至5μm，小于500埃的平均晶粒度，40至60μΩ·cm的电阻率及小于10Oe的难轴方向矫顽磁力，所述记录磁头的记录磁通势大于0.5安培匝。6.一种磁盘存储系统，包括具有大于每秒15兆字节的传输速率、大于每平方英寸500兆位的面密度数据及小于3.5英寸磁盘直径的磁盘，其中所述磁盘在记录和重放期间转速快于4000rpm，记录频率大于45MHz，用于进行记录的薄膜磁头的至少一个上磁心是由具有38至60wt％的Ni和40到62wt％的Fe的Ni-Fe合金制成，并具有膜厚为1至5μm。7.根据权项2，3，4，和6的任何一个的磁盘存储系统，其中所述磁心包括由按总重量Co少于15wt％，Mo，Cr，Pd，B，In，少于3wt％之一的至少一种组成的物质。8.一种磁盘存储系统，包括用于记录信息的薄膜磁盘，用于所述薄膜磁盘的旋转器件，用于以装设在一浮动式滑块中的分开的元件进行写和读信息的双元磁头，用于支撑所述浮动式滑块并用于对薄膜磁盘进行访问的传输器件，其中所述薄膜磁头的所述写磁心的上磁心或者下磁心至少之一是由具有38至60wt％的Ni和40到62wt％的Fe的Ni-Fe合金制成的电镀薄膜。9.一种磁盘存储系统，包括用于记录信息的薄膜磁盘，用于所述薄膜磁盘的旋转器件，用于以装设在一浮动式滑块中的分开的元件进行写和读信息的双元磁头，用于支撑所述浮动式滑块并用于对薄膜磁盘进行访问的传输器件，其中所述薄膜磁头的所述写磁心的上磁心或者下磁心至少之一是由具有小于500埃的平均晶粒度，大于40μΩ·cm的室温电阻率及小于10Oe的难轴方向矫顽磁力的磁性金属材料制成。10.一种磁盘存储系统，包括具有大于每秒15兆字节的传输速率、大于每平方英寸500兆位的记录数据面密度及小于3.5英寸磁盘直...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐野雅章，北芳明，鸣海俊一，川边隆，府山盛明，高野公史，山本久乃，益田贤三，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]