垂直磁记录写系统技术方案

本发明专利技术涉及垂直磁记录写系统，用于磁化垂直磁记录层中的区域，具有写头，该写头包括：主极；耦合到所述主极的主导电线圈，用于在所述主极中产生磁通；辅助极；及耦合到所述辅助极的辅助导电线圈，用于以相对于所述主极的大于１５度且小于或等于９０度的一角度在所述辅助极中产生磁通；写驱动器，能够沿两个方向向所述主线圈供应写电流；及耦合到所述辅助线圈的电路，用于当所述写驱动器变换供给所述主线圈的写电流的所述方向时激励所述辅助线圈。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总地涉及垂直磁记录系统，更具体而言，涉及垂直写头的磁化方向快速变 换的系统。
技术介绍
在磁记录硬盘驱动器中，记录位以垂直或离面取向存储在记录层中的垂直磁记录 允许超高记录密度。写头必须能够不仅以高位密度而且以高数据速率写数据。写速率在企 业级磁盘驱动器中尤其重要。然而，随着数据速率提高，写头的主极从一个磁化方向变换到 另一磁化方向的变换时间是一个限制因素。在高数据速率下，从盘上的记录层来看，来自写 头的可用磁通由写头的低频磁通输出主导。写磁通损失的原因包括写头的主极中磁化反转 的慢的固有时间常数。另外，低数据速率系统仍然需要来自盘驱动器的写驱动器电路的写 电流的额外过冲来辅助磁化反转。该额外过冲要求来自写驱动器电路的额外功率。已经提出了具有高频辅助写入的垂直磁记录系统，如US6816339B1和 US7256955B2中所述。在这些所建议的系统中，写线圈产生主垂直写场和高频辅助场。 辅助场具有接近记录层中的磁晶粒的共振频率的频率，从而促进晶粒的磁化的翻转。 US2007/0253106A1描述一种高频辅助写系统，其中辅助线圈用于向记录层的磁晶粒施加高 频辅助场。因此，对于高数据速率和低数据速率的垂直磁记录，所需的是减少主极的磁化反 转时间和主极的过冲而不向记录层施加高频辅助场的写头和系统。
技术实现思路
本专利技术涉及具有写头的垂直磁记录系统，所述写头具有主线圈(写线圈)和主 极(写极)、以及辅助线圈和辅助极，主极沿垂直于磁记录介质中的记录层的方向引导写磁 通，辅助极以相对于写极的主轴或垂直轴的一角度注入磁通到写极中。非平行地注入到主 极的主磁化的来自辅助极的附加磁通向主极的磁化施加一个较大的转矩(torque)，由此促 进主极的磁化反转。辅助极使其纵轴相对于主极的主轴或垂直轴以一角度(大于15度) 且优选基本垂直(70至90度)地取向。电路连接到主线圈和辅助线圈从而产生与主极的磁化的变换同步的辅助磁通。在 一实施例中，所述电路包括产生供给写线圈的写信号的写驱动器电路、以及连接到写驱动 器电路并耦合到辅助线圈的振荡器。振荡器提供高频信号给辅助线圈，优选地高于来自写 驱动器的写信号的频率。相对于写信号的相位控制振荡器的相位，使得辅助线圈产生与来 自写线圈的写电流的变换同相的辅助磁通。在另一实施例中，所述电路包括耦合到所述写 驱动器电路和写线圈之间的连接的高通滤波器。写信号的高通滤波信号用于激励辅助线圈 并产生辅助磁通。当写信号变换写电流的方向时，高通滤波器通过送往辅助线圈的高频分 量从而产生辅助磁通。高频分量通过写电流的高通转变(high-pass transition)产生。送往辅助线圈的电流优选地具有写电流的幅度的至少约20%的幅度。送往辅助线圈的信号的频率优选地大于最大写频率，且优选地接近写极的磁材料的铁磁共振频率。 铁磁共振源于在存在来自辅助线圈的辅助磁场时写极的磁材料的旋进运动(precessional motion) 0辅助磁场对写极的磁材料的磁化施加转矩，这引起磁矩旋进。然而，当相对于写 极的磁各向异性的主方向以显著的角度施加时，频率低于铁磁共振频率的辅助场也将有助 于写极的磁化的变换。如果辅助磁场处于比铁磁共振频率低的频率，则辅助磁场对写极的 磁化变换的有益效果将由与sin( θ )成比例的磁反转矩的增加主导，其中θ是来自主线圈 和辅助线圈的总场的局部方向(local direction)与写极的磁化的局部方向之间的角度。为了对本专利技术的本质和优点进行更全面的理解，应当结合附图参照下面的详细说 明。 附图说明图1是硬盘驱动器的头/盘组件的俯视图；图2是沿图1的方向2-2取得的滑块的放大端视图和盘的剖视图；图3是沿图2的方向3-3的视图并示出了从盘观察的读/写头的末端；图4A是部分滑块的剖视图，示出了具有扁平线圈的现有技术垂直写头和部分垂直磁记录盘；图4B沿图4A的方向4B-4B的视图并示出了用于垂直写头的展开的写极的展开区 域；图5是部分滑块的侧剖视图，示出了读头、具有螺旋线圈的现有技术垂直写头和垂直磁记录盘；图6A是通过平行于数据道的平面取得的部分滑块的侧剖视图，平面垂直写头具 有螺旋线圈；图6B是沿图6A方向6B-6B的视图并示出了图6A的垂直写头的共平面的主极和 返回极；图7A示意性说明本专利技术的基本构思，示出了主极的主线圈(MC)和辅助极的辅助 线圈(AC)，辅助极基本垂直于主极取向；图7B是代表写极的柱形磁纳米结构在具有(曲线B)和没有(曲线A)辅助垂直 磁场时的磁化反转的计算机产生的微磁模拟图；图8A示出了连接到主线圈(MC)和辅助线圈(AC)的具有单独的振荡器信号源和 单独的互连线的电路的实施例；图8B是用于图8A的电路实施例的作为时间的函数的给MC的写电流(Iw)和给AC 的辅助电流的曲线图；图9A示出了连接到主线圈(MC)和辅助线圈(AC)的不需要振荡器作为单独的信 号源和单独的互连线的电路的实施例；图9B是用于图9A的电路实施例的作为时间的函数的给MC的写电流(Iw)和给AC 的辅助电流的曲线图；图10A-10B示出了根据本专利技术的写头的实施例，作为相应的图6A-6B所示的具有 螺旋线圈的平面写头的变型。具体实施例方式图1是去除了盖的硬盘驱动器10的头/盘组件的顶平面图。盘驱动器10包括支 承主轴14的刚性基座12，主轴14支承包括顶部盘16的盘堆叠。主轴14通过用于沿弯曲 箭头17所示的方向旋转盘的主轴马达(未示出)旋转。硬盘驱动器10具有至少一个负载 梁组件20，负载梁组件20具有集成引线悬架(ILS)或挠性部(flexure) 30，该ILS具有导 电互连线缆或线路的阵列32。负载梁组件20附着到刚性臂22，刚性臂22连接到有时称为 E块(E-block)24的E形支承结构。每个挠性部30连接到气垫滑块28。磁记录读/写头 29位于滑块28的末端或拖尾表面25。挠性部30使滑块28能够在旋转的盘16产生的气 垫上“俯仰”和“滚转”。盘驱动器10还包括在枢转点41处旋转地安装到刚性基座12的旋 转致动器组件40。致动器组件40是音圈马达(VCM)致动器，其包括固定到基座12的磁体 组件42和音圈43。当通过控制电路(未示出)激励时，音圈43移动并由此旋转连接有臂 22和负载梁组件20的E块24从而定位读/写头29到盘上的数据道。线缆互连阵列32在 一端连接到读/写头29并且在另一端连接到固定到E块24的一侧的电模块或芯片50中 包含的读/写电路。芯片50包括读前置放大器和写驱动器电路。图2是沿图1的方向2-2取得的滑块28的放大端视图和盘16的剖面。滑块28 附着到挠性部30并具有面对盘16的气垫面(ABS) 27和基本垂直于ABS 27的末端或拖尾 表面25。ABS 27使得源自旋转盘16的气流产生气垫，该气垫支承滑块28非常靠近或几乎 接触盘16的表面。读/写头29形成为沉积在滑块28的拖尾表面25上的一系列薄膜。通 常，绝缘材料层例如氧化铝沉积在读/写头29之上并作为滑块28的外表面。读/写头29 连接到端子焊盘31。端子焊盘31连接到挠性部30上的线缆阵列32以用于电连接到芯片 50中的读前置放大器和写驱动器(图1)。图3是沿图2的方向3-3的视本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垂直磁记录写系统，用于磁化垂直磁记录层中的区域，该垂直磁记录写系统包括：写头，包括：主极；耦合到所述主极的导电的主线圈，用于在所述主极中产生磁通；辅助极；以及耦合到所述辅助极的导电的辅助线圈，用于以相对于所述主极大于１５度且小于或等于９０度的角度在所述辅助极中产生磁通；写驱动器，能沿两个方向向所述主线圈供应写电流；以及耦合到所述辅助线圈的电路，用于当所述写驱动器变换供给所述主线圈的写电流的方向时激励所述辅助线圈。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：约翰T康特雷拉斯，曼弗雷德E沙布斯，戴维J西格尔，
申请(专利权)人：日立环球储存科技荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]