Brevet FR2622335A1 — publié le 19890428

Tête magnétique d'enregistrement lecture et procédé de réalisation. La présente invention concerne une technique magnétique d'enregistrement/lecture, et plus particulièrement. une tête planétaire c'est-à-dire une tête magnétique dans laquelle les pôles magnétiques sont situés selon un même plan. Une telle tête magnétique est particulièrement utilisable dans les techniques d'enregistrement/lecture sur bandes magnétiques. L'invention concerne également un procédé de réalisation d'une telle tête magnétique. Il est connu de faire des têtes magnétiques planétaire de la forme représentée en figure 1. Ces têtes possèdent un circuit magnétique M comportant une face plane P. Les pôles magnétiques de la tête d'enregistrement et l'entrefer E qui les sépare, sont situés selon ce plan P. Le milieu d'enregistrement tel qu'une bande magnétique est placé, à proximité des pâles magnétiques et de l'entrefer E, parallèlement au plan P. Un bobinage d'induction de champ magnétique, alimenté en courant par les connexions 70 et 71, entoure une branche du circuit magnétique M. Comme on peut le voir'sur la figure 1, une telle tête comporte, au niveau de l'entrefer E, une partie rétrécie. Cette partie rétrécie est fragile et est difficile à réaliser. L'invention concerne une tête de ce type moins fragile et plus facile à réaliser. De plus, dans les têtes planétaires connues, l'importance du Gap (0,2 micromètres d'épaisseur -sur un micromètre de hauteur) nécessite de réaliser des croissances de matériaux non planes comme cela est décrit, par exemple dans la demande de brevet français n' 86 14974 déposée le 28 octobre 1986. Ainsi, comme cela est- représenté en figure 2, un pâle magnétique Pl est réalisé sur un substrat S avec une couche d'un matériau non magnétique E disposée sur un fl'anc du pôle Pl. Une autre couche de matériau magnétique (P2) est déposée sur l'ensemble. Puis la face supérieure de la tête est usInée pour obtenir une tête magnétique planétaire telle que représentée en figure 3 avec les pôles magnétiques Pl et P2 séparés par un entrefer E. Comme on peut le voir sur la figure 2, la couche de matériau magnétique constituant le pôle magnétique P2 doit épouser la forme de l'entrefer E ce qui perturbe les propriétés magnétiques au bord de l'entrefer E. La définition de Ventrefer et de la discontinuité qu'il engendre au niveau du champ magnétique sont donc détériorés et cela dans une zone s'étendant à une distance égale à quelques multiples de la hauteur de l'entrefer mesurée à partir de Ventrefer. Il est cependant fondamental de réaliser des couches minces de 2 à 3 micromètres d'épaisseur pour les têtes magnétiques planétaires. Selon cette technique, le pôle magnétique P2 est donc tributaire de la hauteur de Ventrefer. L'invention prévoit selon une variante de réalisation de résoudre cette difficulté. L'invention concerne donc une tète magnétique comprenant un circuit magnétique de forme massive comportant une face plane correspondant à la face d'enregistrement de la tête caractérisé en ce que ce circuit magnétique comporte - une interruption du circuit magnétique sensiblement perpendiculaire à ladite face plane laquelle Interruption comporte un matériau non magnétique qui affleure la face plane du circuit magnétique. - deux couches d'un matériau magnétique formant les pôles magnétiques de la tête, déposées sur ladite face plane et séparées par un entrefer situé à l'endroit du matériau non magnétique. L'invention concerne également une tête magnétique caractérisée en ce que le circuit magnétique comporte deux pièces en forme de "U" colées l'une à l'autre par les extrémItés l'une des extrèmités d'au moins une de ces deux pièces comprenant une pièce en matériau non magnétique affleurant ladite face plane, les deux couches en matériau magnétique étant réalisées sur ladite face plane avec l'entrefer située à l'endroit de la pièce en matériau non magnétique Enfin l'invention concerne un procédé de réalisation d'une tête magnétique caractérisée en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - - une première étape de réalisation d'une pièce en matériau magnétique comportant au moins une face plane et Incorporé dans cette pièce un élément en matériau non magnétique affleurant la face plane sur une surface déterminée - une deuxième étape de réalisation d'une ouverture dans la pièce en matériau magnétique et atteignant l'élément en matériau non magnétique de telle façon que cet élément constitue une Interruption du circuit magnétique constitué par ladite pièce ; - - une troisième étape de réalisation de pâles magnétiques situés sur la face plane et possédant deux bords séparés par un entrefer situé sur ladite surface déterminée occupée par l'élément en matériau non magnétique, ces pâles magnétiques étant réalisés à l'aide d'une couche mince de matériau magnétique ; - - une quatrième étape de réalisation d'au moins un bobinage d'induction magnétique passant par l'ouverture et entourant le circuit- magnétique de la pièce en matériau magnétique. Les différents objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à Valde de la description qui va suivre faite en se reportant aux figures annexées qui représentent - - la figure 1, une tête magnétique planaire connue dans la technique et décrite précédemment - les figures 2 et 3 une forme de réalisation de pâles magnétiques séparés par un entrefer pour une tête magnétique planaire, tel que cela est connu dans la technique et décrites précédemment la figure 4, une vue en perspective d'un exemple de réalisation d'une tête magnétique selon l'invention, - la figure 5, une vue de face de la tête magnétique de la figure 1 ; - la figure 6, une vue en perspective d'une variante de réalisation d'une tête magnétique selon l'invention ; - la figure 7, une vue de face de la tête magnétique de la fi gure 6 ; - les figures 8 à 11 des étapes d'un exemple de procédé de réalisation d'une tête magnétique selon linvention. - En se reportant aux figures 4 et 5 on va tout d'abord décrire un exemple de réalisation de la tête magnétique selon l'invention . Cette tête comporte un circuit magnétique réalisé sous forme massive. Ce circuit magnétique comporte une face plane 10. Sensiblement au milieu de cette face plane, le circuit magnétique est Interrompu sur une largeur 11 et comporte dans l'interruption un élément en matériau non magnétique 6. Sur la face 10 comportant du matériau non magnétique (6) avec de part et d'autre du matériau magnétique (1), sont réalisés deux poles magnétiques 3 et 3' séparés par un entrefer 5 situé sensiblement au milieu de l'élément 6. Ces poles magnétiques sont réalisés à l'aide d'un matériau magnétique en couche mince. Chaque pole recouvre le matériau magnétique situé d'un coté de l'élément 6 et se rétrécit, sur la pièce 6 en matériau non magnétique, jusqu'à Ventrefer 5. Ainsi le circuit magnétique 1 se referme par les pôles magnétiques 3 et 3' et par Ventrefer 5. La largeur 11 de l'élément en matériau non magnétique 6 est nettement plus grande que la largeur de l'entrefer 5 de façon que le champ magnétique se referme par l'entrefer 5. Le circuit magnétique possède une ouverture 12 permettant, comme représenté en figure 5,- le bobinage d'un enroulement 7 d'induction de champ magnétique pouvant être alimenté en courant par des connexions 70 et 71. Cet enroulement permet alors l'induction d'un champ magnétique dans le circuit magnétique. Sur la figure 5, on a représenté qu'un seul enroulement 7 mais il est évident que l'on peut en prévoir plusieurs. Les pôles magnétiques 3, 3' peuvent être réalisés de façon que l'entrefer 5 soit perpendiculaire par rapport à l'axe XX' de déplacement du support d'enregistrement, mais lis peuvent également être tels que l'entrefer 5 fasse un angle différent de 90 degrés. Selon l'invention, on a ainsi réalisé une tête d'enregistrément/lecture de forme planaire permettant d'enregistrer sur une bande magnétique ou de lire celle-ci La figure 6 représente une variante de réalisation d'une tête magnétique planaire selon l'invention. Cette tête magnétique comporte deux circuits magnétiques 1 et l' qui ont été séparés sur la figure 6 pour fournir une représentation plus claire. Chaque circuit magnétique comporte une pièce en matériau non magnétique 6, 6'. Chaque pièce 6,6' - comporte une face 14,141 qui est d ans le même plan qu'une face 13,13' du circuit magnétique 1,1'. Les deux circuits magnétiques 1, l' sont accolés l'un à l'autre selon la flèche F, par les faces 13, 13'et 14, 14'. Les parties supérieures des circuits magnétiques 1, l' et des pièces en matériau non magnétique 6, 6' comportent des faces planes 10,10'. Sur ces faces planes 10,10' se trouvent des pôles magnétiques 3, 3' constitués d'une couche mince d'un matériau magnétique. Chaque pôle magnétique 3,3' affleure la face 14, 14' de la pièce en matériau non magnétique 6, 6. Chaque pôle se termine ainsi par une face (30, 30') contenue dans le même plan que les faces 14, 14' des pièces 6, 6'. De plus, chaque pôle magnétique 3, 3' possède, aux abords de sa face 30, 30 ', un rétrécissement 31, 31' dont la forme permet la concentration du flux magnétique. Les deux circuits magnétiques étant accolés selon la flèche F, les faces 13 et 13' sont en vis à vis et les faces 30 et 30' des poles sont également en vis à vis. Comme cela est représenté en figure 7, les deux circuits magnétiques sont rendus solidaires l'un de l'autre par une couche d'un matériau de collage placée entre les faces 13, 13' et 14, 14'. Les faces 13 et 13' sont collées par une couche 8. Les faces 14, 14' et 30, 30' sont, collées par une couche 5.Le matériau de collage peut être un matériau à base de verre. La couche 5 tient lieu d'entrefer entre les faces 30 et 30' les pôles magnétIques.Le matériau de collage peut être un matériau à base de verre. Un bobinage 7, allmenté en circuit par les connexions 70, 71 et entourant une branche d'un circuit magnétique, complète la tête d'enregistrement lecture. Il est à noter que les faces 30, 13,' 14 et 30', 13', 14' peuvent être perpendiculaires à l'axe XX' de déplacement d'un support d'enregistrement (non représenté). Elles peuvent également, tout en étant parallèles entre elles, faire un angle différent de 90 degrés avec cet axe XX'. En se reportant aux figures 8 à 11, on va maintenant décrire un procédé de réalisation selon l'invention de la tête magnétique planaire des figures 6 et 7. Lors d'une première étape (Figure 8) de ce procéde on réalise deux pièces 1 en.matériau magnétique comportant dans un angle de la pièce, un élément 6 de matériau non magnétique. Cet élément 6 affleure une face 10 et une face 15 de la pièce 1. L'épaisseur e de la pièce 6 selon la face 10 sera par exemple d'une centaine de micromètres. Au cours d'une deuxième étape (Figure 9), on réalise sur la face 10 de chaque pièce 1, un pôle magnétique 3 en couche mince. Le pôle recouvre sur la face 10 le matériau magnétique de la pièce 1 de façon à recevoir tout le champ magnétique circulant dans le circuit magnétique de la tête magnétique, Sur la zone de matériau non magnétique de la face 10, le pole 3 est réalisé avec un rétrécissement 31. L'épaisseur h de la couche mince de matériau magnétique sera par de 1 à 3 micromètres par exemple. La réalisation du pôle magnétique se fera par tout procédé de dépôt tel qu'un procédé d'épitaxIe suivi d'une opération de gravure pour réaliser le rétrécissement 30. Au cours d'une troisième étape, on réalise une encoche 12 à partir de la face 15 de la pièce 1. Cette encoche atteint l'élément 6, voire même comme représenté en figures 9 et 10, enlève une partie de l'élément 6. La hauteur H de cette encoche sera par exemple de 200 à 300 micromètres et sa profondeur également de 200 à 300 micromètres. Au cours d'une quatrième étape représentée en figure 11, on colle l'une à l'autre deux pièces telle celle représentée en figure 10. Les faces - 13 et 13' de deux pièces sont collées l'une à l'autre par une couche de colle 8. Les faces 30 et 30 ' ainsi que 14 et 14 ' sont collées l'une à l'autre par une couche de colle 5 La couche de colle 5 constitue l'entrefer d'enregistrement de la tête magnétique. L'épaisseur de la couche 5 est alors d'environ 0,2 micromètre. Le collage se fait par soudure à l'aide d'un matériau non magnétique à base de verre par exemple. La technique utilisée peut être un sputtering (pulvérisation) de verre. Au cours d'une cinquième étape non représentée sur les figures on réalise un ou plusieurs bobinages d'induction de champ magnétique entourant au moins une pièce 1 du circuit magnétique. Selon une première variante du procédé ainsi décrit, l'étape de réalisation d'une encoche 12 dans chaque pièce 1 est réalisée avant la deuxième étape de réalisation du pôle magnétique 3. Selon une deuxième variante du procédé de l'invention la cinquième étape de. réalisation de bobinage est -prévue après l'étape de réalisation d'une encoche 12 et avant l'étape de collage de deux pièces 1, l' entre elles. Selon une troisièm? variante de réalisation du procédé de l'invention, l'étape de réalisation de pâles magnétiques (3,3') est prévue après collage de deux pièces 1, 11 entre elles. Les pôles magnétiques 3, S' séparés par un entrefer 5 sont alors réalisés sur les faces 10, 10' par une technique connue telle que celle décrite dans la demande de brevet français n' 86 14974. Le procédé de l'invention et toutes les variantes ainsi décrites prévoient, avant collage de deux pièces 1, 1', un polissage des faces 30, 13, 14 et 30', 13', 14'. De plus, selon l'invention ces faces peuvent être perpendiculaires à un axe XX' de déplacement d'un support magnétique devant la tête, mais selon une autre variante de réalisation du procédé de l'invention on prévoit une phase d'usinage suivie d'une phase de polissage des faces 13, 14 et 30 selon un angle déterminé par rapport à l'axe XX' cela pour une pièce 1. La pièce l' à coller à la pièce 1 subit durant ces phases un usinage et un polissage des faces 13', 14', 30' selon un angle supplémentaire (à 180 degrés) de l'angle précédent par rapport à l'axe XX'. Selon une autre variante de réalisation après réalisation des pâles magnétiques et collage de deux pièces 1,1', la tête magnétique est revêtue sur ces pôles 3, 3' et sur sa face 10, 10', d'une couche d'un matériau non magnétique tel qu'un matériau à base de silice. Ensuite cette couche est usinée et polie jusqu'à atteindre les pâles magnétiques 3, 3'. Cet usinage et ce polissage peut se faire de façon à donner une courbure convexe à la tête magnétique. Du reste il est à noter que les faces 10, 10' peuvent être elles-mêmes usinées de façon à ce que la tête magnétique présente une courbure. Le procédé de réalisation décrit précédemment et ses variantes permet d'obtenir une tête magnétique conforme aux figures 6 et 7. Pour obtenir une tête magnétique conforme aux figures 4 et 5, l'invention prévoit un procédé selon lequel on réalise une ouverture 12, dans une pièce 1 comportant une face 10 et un. élément en matériau non magnétique 6 intégré dans la pièce 1 et affleurant la face 10. Cette ouverture 12' est telle que l'élément en matériau non magnétIque 6 détermine une Interruption du circuit magnétique 1. Ensuite, les pôles magnétiques 3 et 3' sont réalisés sur la face 10 selon une technique telle que celle décrite dans la demande de brevet français n' 86 14974 avec l'entrefer perpendiculaire ou en biais par rapport à l'axe XX. Enfin le ou les bobinages sont réalisés autour d'un circuit magnétique. Il est bien évident que la description qui précède n'a. été faite qu'à titre d'exemple non limitatif. D'autres variantes peuvent être envisagées sans sortir du cadre de l'invention. Les exemples numériques n'ont été fournis que pour illustrer la description. REVENDICATIONS 1. Tête magnétique comprenant un circuit magnétique (1) de forme massive comportant une face plane (10) correspondant à la face d'enregistrement de la tête caractérisé en ce que le circuit magnétique comporte : - une Interruption (11) du circuit magnétique sensiblement perpendiculaire à ladite face plane (10), laquelle Interruption comporte un matériau non magnétique (6) qui affleure la face plane (10) du circuit magnétique (1). - deux couches d'un matériau magnétique (3,3') formant les pôles magnétiques de la tête, déposées sur ladite face plane (10) et séparées par un entrefer (5) situé à l'endroit du matériau non magnétique (6). 2. Tête magnétique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit magnétique comporte deux pièces en forme de "U" (1,V) ayant ces extrêmités (13,13' et 14, 14') collées l'une à l'autre par une couche de colle, une des extrêmités (14,14') d'au moins une de ces deux pièces (1, 1') comprenant une pièce en matériau non magnétique (6) affleurant ladite face plane (10), chaque couche en- matériau magnétique (3,3') formant les pôles magnétiques (3,3') étant réalisée sur ladite face'plane (10) avec l'entrefer. (5) situé à l'endroit de la pièce en matériau non magnétique (6). 3. Tête magnétique selon la revendication 2, caractérisé en ce que les bords (30, 30') des pâles magnétiques (3, 3') sont collées l'une à l'autre par ladite couche de colle qui forme alors Ventrefer qui doit exister entre lesdits pôles. 4. TC-te magnétique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les pâles magnétiques (3, 3') ont des formes rétrécies aux abords de Ventrefer (5). 5. Tête magnétique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les bords (30 et 30') des pôles magnétiques (3,3) se faisant face et définissant l'entrefer (5) font un angle de 90 degrés par rapport à l'axe longitudinal (XX') de la tête. 6. Tête magnétique selon la revendication 1 caractérisée en ce que les bords des pôles magnétiques (30, 30') se faisant face et définissant l'entrefer (5) font un angle différent de 90 degrés par rapport à l'axe longitudinal (XX') de la tête. 7. Tête magnétique selon la revendication 2 caractérisée en ce qu'au moins une des extrémités collées (13, 13', 14, 14') de chaque pièce en forme de "U" (1, 1') forment un angle par rapport à l'axe longitudinal (XX') de la tête. B. Érocédé de réalisation d'une tête magnétique selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - - une première étape de réalisation d'une pièce en matériau magnétique (1) comportant au moins une face plane (10) et, Incorporé dans cette pièce (1), un élément (2) en matériau non magnétique affleurant la face plane (10) sur une surface déterminée - une deuxième étape de réalisation d'une ouverture dans la pièce en matériau magnétique (1) et atteignant l'élément en matériau non magnétique (2) de telle façon que cet élément constitue une interruption du cireuit magnétique constitué par ladite pièce (1) ; - une troisième étape de réalisation de pôles magnétiques (3,3') situés sur la face plane (10) et possédant deux bords (30,30') séparés par un entrefer (5) situé sur ladite surface déterminée occupée par l'élément en matériau non magnétique (2), ces pâles magnétiques étant réalisés à l'aide d'une couche mince de matériau magnétique ; - une quatri ème étape de réalisation d'au moins un bobinage (7) d'induction magnétique passant par l'ouverture (12) et entourant le circuit magnétique de la pièce en matériau magnétique (1). 9. Procédé de réalisation d'une tête magnétique selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - une première étape de réalisation d'au moins deux pièces en matériau magnétique (1,V) comportant chacune une première face plane (10, 10'), une deuxième face plane et incorporé dans chacune de ces pièces, un élément (6,6') en matériau non magnétique affleurant la première face plane (10,10') et la deuxième face plane (15, 15'). (l# 11) d'une - une encoche deuxième (12, étape 12') de dans réalisation la deuxième dans face chaque plane pièce (15, 15') de telle façon que l'on ait, d'un coté de l'encoche, une face (14, 14') de l'élément en matériau non magnétique (6, 6') et de l'autre côté de l'encoche, une face (13, 13') du matériau magnétique de ladite pièce (1, l') ; - une troisième étape de collage de deux pièces en matériau magnétique (1, l') par collage entre elles des faces (14, 14') de matériau non magnétique et des faces (13, 13') entre elles de matériau magnétique ; - une quatrième étape de réalisation sur les premières faces (10, 10') des deux pièces (1, l') d'une couche mince d'un matériau magnétique et réalisation dans cette couche de deux pôles magnétiques (3, 3') séparés par un entrefer (5) situé au dessus des éléments en matériau non magnétique (6,6'). - une cinquième étape de réalisation d'au moins un bobinage (7) d'inductIon magnétique passant par les encoches (12,12') entourant une partie du circuit magnétique d'une pièce (1,1') en matériau magnétique. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en -ce que la quatrième étape de réalisation de pôles magnétiques (3, 3') sur les premières faces (10, 10') est prévue avant la troisième étape de collage. Il. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce que la troisième étape de collage est précédée d'une phase de polissage des faces (13, 13', 14, 14') à coller. 12. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la troisième étape de collage se fait par soudure avec un matériau ebase de verre. 13. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce que la cinquième étape' de réalisation d'au moins un bobinage est prévu après la deuxième étape de réalisation d'encoches et avant la troisième étape de collage par réalisation d'au moins un bobinage autour d'une pièce en matériau magnétique (1, l') et passant par l'encoche (12, 12') de cette pièce. 14. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la quatrième étape de réalisation des pôles magnétiques (3, 3') prévoit de fabriquer un rétrécissement (31, 3V) des pôles aux abords de l'entrefer. 15. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la première étape de réalisation des pièces en matériau magnétique (1,1') comporte un usinage des deuxième faces (15, 15') selon un angle différent de 90 degrés par rapport à l'axe (XX') longitudinal de la tête magnétique à obtenir. 16. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la troisième étape de réalisation de pôles magnétique est suivie d'une étape de dépôt d'une couche d'un matériau non magnétique sur les premières faces (10, 10') et sur les pôles magnétiques (3, 3'), puis d'une étape d'usinage et de polissage de cette couche jusqu'à atteindre les pâles magnétiques (3,3'). 17. Procédé selon la' revendication 16, caractérisé en ce que la couche de matériau non magnétique est un matériau à base de silice. 18. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'usinage en tambour de la tête magnétique.