[发明专利]具有热噪声消除功能的MR读出传感器

说明书

本发明涉及薄膜磁阻(MR)读出传感器，特别涉及用于MR读出传感器的导线装置，这种装置能够消除带有移动磁介质的传感器接触点上的微粒热噪声(thermal asperity noise)。

MR读出传感器采用了一个MR条或MR层，它的电阻可对运动着的磁介质，如旋转式磁盘的磁通流产生响应从而发生变化。流过MR条的传感器电流，与MR条的电阻的变化成比例地变化。MR条的响应是基于电阻的变化是如何跟随着因磁介质感应而产生的磁通密度变化。

在传统的读头配置中，MR条是一个薄膜层，它被夹在底端绝缘层G1和顶端绝缘层G2中间，绝缘层又依次夹在底端保护层S1和顶端保护层S2中间。保护层间的距离被称为“读间隙”。读间隙越小，MR读出传感器的分辨率越高。通过采用这项技术，MR读出传感器在处理高速数据传输方面有很大的前途。

MR读出传感器遇到的问题之一是在MR条中会产生大的信号瞬变过程，这是因为在磁介质上具有微粒的传感器接触造成的。这被称作“微粒热噪声”。比如，当传感器接触到旋转磁盘上的微粒时，则在MR条内部产生热量，它改变了MR条的电阻而产生一个大的信号瞬变过程。在磁盘驱动器上，当由传感器产生的读回信号被放大时，这样的信号瞬变过程将表现为噪音。

MR读出传感器的另一个问题是在传感器的空气支撑表面(ABS)和磁存贮介质之间出现电短路。如果传感器的ABS的电位和介质的电位不相同，那么当两者接触时，会有电流流过传感器和介质之间。和存贮介质的接触或几乎接触，会增加短路的可能性。在短路一次的情况下，MR读出传感器会被严重地损伤，使之变得无法再进行工作。MR读出传感器和介质之间的电位差越高，对传感器的磁盘损伤也越大。

MR读出传感器的另一个问题是，当由镍铁合金构成屏蔽层时，在屏蔽层S1、S2和MR条之间可能发生短路。当来自屏蔽层具有导电性的镍铁合金越过ABS被弄脏时，则在操作期间，磁盘头接触时，会发生短路。除非置于ABS上的MR条部分或接近等电势，否则会使磁头停止工作。现有技术通过构成铁硅铝磁合金屏蔽层克服了这个问题，此屏蔽层避免了被弄污。铁硅铝磁合金需要高温处理，它表现在对底层需要大大地增加压力，因此要求对MR条的磁致伸缩进行精密的控制。在MR读出传感器准静态测试期间，铁硅铝合金也带来了噪音。另一方面，镍铁合金仅需要相对简单的处理步骤，易于组成磁头处理过程，且在对短路问题的处理上，此铁硅铝磁合金更可取。

此项发明提供的MR读出传感器解决了前面提到的现有技术问题的三个全部问题。即(1)微粒热噪声，(2)MR读出传感器的ABS和移动磁介质二间者的电短路，和(3)屏蔽层和MR条层两者间的电短路。这项发明提供了与MR读出传感器的MR条相连接的三根导线。三根导线中的两个以空间分隔关系沿着MR条的顶端边缘相连接，并且第三根导线沿着它的底部边缘和MR条相连接。第一导线和第二导线均有一个直边，且第三根导线有一和第二直边。在MR条的一个薄膜表面的边界范围内，导线的所有的边都相互间隔。第一条导线的直边和第三条导线的第一直边相对于MR条的纵轴以α角相互面对。第二条导线的直边和第三条导线的第二垂直边相对于MR条的纵轴以β角相互面对。角α和角β最好取相等，对于MR条的纵轴近似地为45°角。相同的电流施加到第一和第二导线的每一个，同时第三个沿着MR条的底边的导线接地。在静止状态中，电流从第一条导线流向第三条导线，并且从第二条导线流向第三条导线，这些电流彼此都相等。

通过在第一和第二导线间跨接一个差分前置放大器克服了微粒热噪声问题。当MR条由于和磁介质相接触而导致温度上升时，它将对两个电流造成相同的影响，但这个影响将在差分前置放大器中被共模抑制掉。第二个问题，即MR读出传感器和磁介质之间的电流短路则通过它的支持设备将磁介质接地来克服。在磁盘驱动设备中，可将设备的主轴接地来达到这个目的。由于MR条的底边缘在ABS处也被接地。它将和介质具有相同的电位，且MR读出传感器和磁介质之间的接触不会产生影响。第三个问题，即在ABS处的MR读出传感器的垫片这间的电流短路问题，是通过在MR条把底边处把第三根导线和两屏蔽层之一相连，且两个屏蔽层均接地来克服。这使在MR读出传感器的ABS处的全部导电层处于相同的电位，使得在这儿的电流短路没有作用。在这种安排下，屏蔽层S1和S2可用镍铁合金来构成，它优于铁硅铝磁合金。