(57)【要約】【課題】高保磁力媒体の書き込み支援のための集積化半コイル構造を提供する。【解決手段】高保磁力媒体に書き込む垂直薄膜ヘッドのための２つの書き込み支援成分を供給するための構造を開示する。本発明により提供される２つの成分は媒体書き込み支援成分とヘッドスイッチング支援成分を含む。本構造は、ＡＢＳにおける磁極端を囲む補助半コイルと、補助半コイルに接続される磁極層に平行に走る導体とを含む。ＡＢＳまたはＡＢＳから奥まった位置のいずれかに配置される集積化ヒートシンクを提供する。導体は、半コイルへの差動または同相モード電流フローを可能にする対称または非対称給電形状のいずれかを備えることができる。【選択図】図５
2011086366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁極の幅が増加し始めるフレア点を有する磁極層と、
前記磁極層の着磁状態に影響を与える、複数の巻数を有する主コイルと、
エアベアリング面における前記磁極層の３つの辺の周囲に延在する補助半コイルであって、第１の終端部と第２の終端部を有する補助半コイルと、
前記補助半コイルの前記第１の終端部に結合され、前記エアベアリング面から前記磁極層の前記フレア点を越えるまで延在する前記第１の導体と、
前記補助半コイルの前記第２の終端部に結合され、前記エアベアリング面から前記磁極層の前記フレア点を越えるまで延在する前記第２の導体と、
を含むヘッド。
【請求項２】
前記第１の導体は、前記磁極層から第１の距離だけ離れて配置され、
前記第２の導体は、前記磁極層から第２の距離だけ離れて配置される、請求項１に記載のヘッド。
【請求項３】
前記第１の距離と前記第２の距離は等しい、請求項２に記載のヘッド。
【請求項４】
前記第１の距離は前記第２の距離より長い、請求項２に記載のヘッド。
【請求項５】
前記第１の導体と前記第２の導体に熱的に結合されたヒートシンクをさらに含む、請求項１に記載のヘッド。
【請求項６】
前記ヒートシンクは前記エアベアリング面に配置される、請求項５に記載のヘッド。
【請求項７】
前記ヒートシンクは金属からなる、請求項６に記載のヘッド。
【請求項８】
前記ヒートシンクは低導電率と高熱伝導率を有する材料からなる、請求項６に記載のヘッド。
【請求項９】
前記ヒートシンクの前記導電率は前記補助コイルの２０％未満である、請求項８に記載のヘッド。
【請求項１０】
前記ヒートシンクはダイヤモンドライクカーボンを含む、請求項８に記載のヘッド。
【請求項１１】
前記ヒートシンクはシリコンの窒化物を含む、請求項８に記載のヘッド。
【請求項１２】
前記ヒートシンクはシリコンの炭化物を含む、請求項８に記載のヘッド。
【請求項１３】
前記ヒートシンクはポリシリコンを含む、請求項８に記載のヘッド。
【請求項１４】
前記ヒートシンクは前記エアベアリング面から奥まった位置にある、請求項５に記載のヘッド。
【請求項１５】
前記ヒートシンクは前記エアベアリング面から前記磁極層の前記フレア点を越える位置まで奥まった位置にある、請求項１４に記載のヘッド。
【請求項１６】
前記ヒートシンクは金属からなる、請求項１５に記載のヘッド。
【請求項１７】
前記ヒートシンクは前記補助半コイルに電流を供給する、請求項１６に記載のヘッド。
【請求項１８】
シールドをさらに含み、前記補助半コイルは前記エアベアリング面における前記シールドと前記磁極層の間に配置される、請求項１に記載のヘッド。
【請求項１９】
前記シールドはラップアラウンドシールドである、請求項１８に記載のヘッド。
【請求項２０】
エアベアリング面において前記第１および前記第２の導体に熱的に結合される第１のヒートシンクと、
前記エアベアリング面から奥まった位置にある、前記第１および前記第２の導体に熱的に結合される第２のヒートシンクと、をさらに含む、請求項１に記載のヘッド。
【請求項２１】
前記第１および前記第２のヒートシンクは金属からなる、請求項２０に記載のヘッド。
【請求項２２】
前記第１のヒートシンクは低導電率と高熱伝導率を有する材料からなり、前記第２のヒートシンクは金属からなる、請求項２０に記載のヘッド。
【請求項２３】
前記第１のヒートシンクはダイヤモンドライクカーボンを含む、請求項２２に記載のヘッド。
【請求項２４】
前記第１のヒートシンクはシリコンの窒化物を含む、請求項２２に記載のヘッド。
【請求項２５】
前記第１のヒートシンクはシリコンの炭化物を含む、請求項２２に記載のヘッド。
【請求項２６】
前記第１のヒートシンクはポリシリコンを含む、請求項２２に記載のヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は薄膜垂直磁気ヘッド構造に関する。具体的には、本発明は高保磁力媒体への信号書き込みを支援する補助半コイルを採用するための構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブの記憶容量を増加しようとして磁気記録のビット面密度が向上し続けるにつれて、磁気転移寸法と記録ヘッドクリティカルフィーチャ（ｃｒｉｔｉｃａｌ  ｆｅａｔｕｒｅｓ）が縮小し続けている。高ビット面密度において記録媒体を安定させるためには高保磁力を有する磁気的に硬い媒体材料が必要となる。一般的には、硬い媒体への書き込みは、誘導性書き込みヘッドを含む磁性材料の飽和磁化を増加させることにより実現されてきたが、この点に関し現在の技術は公知の材料の限界に急速に到達しつつある。高面密度化の別の結果としてはデータ転送速度の増加である。非常に高いデータ書き込み速度では、従来の書き込み磁場を使用して記録媒体の磁化を切り替えることはますます困難になった。
【０００３】
上記困難のいくつかを克服するために提案された一技術は、磁極端の３つの側面を囲む単一のアンペアワイヤ（ａｍｐｅｒｅ  ｗｉｒｅ）を利用するワイヤ増幅磁気記録ヘッド（ＷＡＭＲ：ｗｉｒｅ  ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ  ｈｅａｄ）である。唯一の磁界発生素子として使用されると、アンペアワイヤはより速い書き込み速度およびデータ転送速度（その低インダクタンスによる）と、よりよく制限されたクロストラックプロフィールとを生成する可能性がある。このような装置は例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４においてＣｌｉｎｔｏｎらにより開示されている。Ｃｌｉｎｔｏｎらにより開示された装置では、アンペアワイヤは媒体にデータ信号を書き込むための主コイルである。いくつかの実施形態では、媒体のスイッチングを支援するアンペアワイヤにより書き込まれるデータ信号にＲＦ−ＡＣ信号が単純に加えられる。データを書き込むためにアンペアワイヤを使用することの主要な困難の１つは、十分な大きさの磁場を得るのに必要な非常に大きな電流密度である。この高電流密度は、アンペアワイヤを高温にする可能性があり、配線と磁極端における望ましくない拡散とエレクトロマイグレーションをもたらすかもしれない。温度を制御する試みにおいては、ワイヤ素子自体に電流を供給するだけでなくワイヤを冷却するために、ＡＢＳ（エアベアリング面：ａｉｒ  ｂｅａｒｉｎｇ  ｓｕｒｆａｃｅ）に配置されるヒートシンク構造を採用する。しかしながら、アンペアワイヤ素子の小さい断面積のために、ワイヤからの伝導による冷却はその有用性が制限される。
【０００４】
必要とされるのは、高保磁力媒体にデータを書き込むための改善された方法と構造である。
【０００５】
図１（先行技術）は、従来のコイルを有する一般的な垂直薄膜ヘッドの部分断面図１００である。ヘッドは、シールド層１０２、１０４、読み取り素子１０３、成形層１１０、コイル１０８、主磁極１１２、下側の戻り磁極層１０６、シールド１１４、充填層１１８、および上側の戻り磁極層１１６を含む。シールド１１４は、トレイリングシールド（ｔｒａｉｌｉｎｇ  ｓｈｉｅｌｄ）であってもラップアラウンドシールド（ｗｒａｐ  ａｒｏｕｎｄ  ｓｈｉｅｌｄ）であってもよい。垂直記録ヘッドに適用された場合のラップアラウンドシールドとトレイリングシールドの詳細は、例えば、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９に見出すことができる。
【０００６】
図２（先行技術）は、ＷＡＭＲヘッドの簡略化されたＡＢＳ図２００である。このヘッド構造では、アンペアワイヤ２０４は主磁極１１２（磁極端）の３側面を囲み、アンペアワイヤ２０４により発生される熱のヒートシンクとしても役立つ導体２０２を介し書込み電流がアンペアワイヤ２０４に供給される。アンペアワイヤは、シールド１１４、１１５ａおよび１１５ｂからの主磁極１１２の分離を最小化するために小断面積を有しなければならない。アンペアワイヤ２０４の低インダクタンスと小断面積との組み合わせにより、高保磁力媒体に書き込むのに十分な強さの磁場における高電流密度をもたらす。この高電流は、特にはヒートシンク接続部から最も遠い磁極端の上のアンペアワイヤ部において局所的に高温を生ずる可能性がある。この高温はアンペアワイヤ内およびその周囲において成分のエレクトロマイグレーションと拡散を引き起こすので望ましくない。
【０００７】
図３（先行技術）はＷＡＭＲヘッドの部分断面図３００である。この構造において、図１の従来のコイル１０８はアンペアワイヤ２０４とヒートシンクとしての導体２０２とで置換されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第７，２１２，３６７号明細書
【特許文献２】米国特許第７，１４９，０５５号明細書
【特許文献３】米国特許第６，６６５，１３６号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００８／０１１２０８７号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００７／０１４６９３０号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２００７／０１１５５８４号明細書
【特許文献７】米国特許出願公開第２００６／０１７４４７４号明細書
【特許文献８】米国特許出願公開第２００６／００４４６８２号明細書
【特許文献９】米国特許出願公開第２００７／０１３７０２７号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、フレア点を有する磁極層と、磁極層の着磁状態に影響を与えるように動作可能な複数の巻数を有する主コイルと、エアベアリング面における磁極層の３つの辺の周囲に延在し第１の終端部と第２の終端部を有する補助半コイルと、エアベアリング面から磁極層のフレア点を越えるまで延在する、補助半コイルの第１の終端部に結合されエアベアリング面にほぼ垂直な第１の導体と、エアベアリング面から磁極層のフレア点を越えるまで延在する、補助半コイルの第２の終端部に結合され、エアベアリング面にほぼ垂直な第２の導体と、を有する垂直ヘッドを提供することを目的とする。
【００１０】
本発明は以下の詳細説明を考察するとよりよく理解される。このような説明は以下の添付図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来のコイルを有する一般的な垂直薄膜ヘッドの部分断面図である（先行技術）。
【図２】ＷＡＭＲヘッドの簡略化されたＡＢＳ図である（先行技術）。
【図３】ＷＡＭＲヘッドの部分断面図である（先行技術）。
【図４】本発明の一実施形態によるＡＢＳにヒートシンクを有する補助半コイルのＡＢＳ図である。
【図５】本発明の一実施形態による図４に開示された構造の部分平面図である。
【図６】本発明の一実施形態によるヒートシンクを有する補助半コイルのＡＢＳ図である。
【図７】本発明の一実施形態による図６に開示された構造の部分平面図である。
【図８】本発明の一実施形態による図７のＡ−Ａ部の部分断面図である。
【図９】本発明の一実施形態によるヒートシンクを有する補助半コイルおよび非対称給電の部分平面図である。
【図１０】本発明の一実施形態による図９のＢ−Ｂ部の部分断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態による図９と図１０の構造のＡＢＳ図である。
【図１２】本発明の一実施形態によるＡＢＳにヒートシンクを有する補助半コイルおよび非対称給電のＡＢＳ図である。
【図１３】本発明の一実施形態による図１２の構造の部分平面図である。
【図１４】本発明の一実施形態によるＡＢＳに電気絶縁性のヒートシンクを有する補助半コイルの部分平面図である。
【図１５】本発明の一実施形態による図１４の構造のＡＢＳ図である。
【図１６】本発明の一実施形態によるＡＢＳに電気絶縁性のヒートシンクを有する補助半コイルおよび非対称給電の部分平面図である。
【図１７】本発明の一実施形態による図１６の構造のＡＢＳ図である。
【図１８ａ】本発明の一実施形態によるＡＢＳにヒートシンクと電気絶縁性のヒートシンクの両方を有する補助半コイルの平面図である。
【図１８ｂ】本発明の一実施形態によるヒートシンク、ＡＢＳにおける電気絶縁性のヒートシンクを有する補助半コイルおよび非対称給電の平面図である。
【図１９ａ】本発明の一実施形態によるＡＢＳにヒートシンクと金属ヒートシンクの両方を有する補助半コイルの平面図である。
【図１９ｂ】本発明の一実施形態によるヒートシンク、ＡＢＳにおける金属ヒートシンクを有する補助半コイルおよび非対称給電の平面図である。
【図２０】本発明の一実施形態による媒体書き込み支援のための差動モード電流フローを有する補助半コイルおよび対称給電の平面図である。
【図２１】本発明の一実施形態によるヘッドスイッチング支援のための同相モード電流フローを有する補助半コイルおよび対称給電の平面図である。
【図２２】本発明の一実施形態による非対称給電を使用するヘッドスイッチング支援と媒体書き込み支援の両方のための差動モード電流フローを有する補助半コイルの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１〜３（先行技術）については上に検討された。
【００１３】
本発明は、先に開示されたＷＡＭＲヘッド構成を多くのやり方で改良するのに役立つ。第１に、本発明は従来の主コイル構造（図１の１０８のような）と補助半コイルとの組み合わせを利用する。これにより半コイルの電流密度を著しく低減し、ひいては放熱要件を減らし、温度を下げ、半コイルにおける有害なエレクトロマイグレーションと拡散効果を低減または防止する。さらに、本発明は、半コイルにヘッドスイッチング支援機能を追加するために磁極層に平行に走る導体を追加する。半コイルは、媒体への書き込みを支援し、かつヘッドのスイッチングを改良するために利用されるＲＦ信号またはデータ導出特別信号を導入する役目を果たす。半コイルは従来の主コイルと平行に接続されてもよいしあるいは別の回路に接続されてもよい。
【００１４】
図４は、本発明の一実施形態によるＡＢＳにヒートシンク４０４ａ、４０４ｂを有する補助半コイル４０４ｃのＡＢＳ図４００である。この図では、磁極端４０８は３つの辺（側面）上で補助半コイル４０４ｃにより囲まれる。絶縁層４０６は、補助半コイル４０４ｃを磁極端４０８から効果的に電気的に絶縁する低導電率（半コイルに対し）かつ非磁性体の層である。好ましくは、ヒートシンクの導電率はいかなる寄生効果も最小限にするために半コイルの導電率の約２０％未満でなければならない。本実施形態では、補助半コイル４０４ｃはヒートシンク４０４ａと４０４ｂに一体的に接続される。好ましくは、ヒートシンク４０４ａ、４０４ｂと補助半コイル４０４ｃはすべて同じ材料を含む。電流は、図４では直接視認できない導体４１０ａと４１０ｂにより補助半コイル４０４ｃに供給される。これらの導体は磁極層が蒸着される平面の下に存在するということに留意されたい。シールド４０２は、ラップアラウンドシールドであり、補助半コイル４０４ｃを囲む。必要に応じ補助半コイル４０４ｃとシールド４０２との間に絶縁層（図示せず）を使用してもよい。補助半コイル４０４ｃは絶縁層４０６とシールド４０２の間に配置されるので実効ギャップを増加させる。したがって補助半コイル４０４ｃは可能な限り薄くしておかなければならない。ギャップを増加するとシールド効果が低下する。しかしながら、薄い半コイル、高電流密度における抵抗加熱を抑制するために総電流を下げるように制限される。このため、非常に高い電流を有する単一コイルＷＡＭＲ実施形態はラップアラウンドシールドを有する垂直ヘッドに対して実用的ではないかもしれない。本発明では、半コイルは補助コイルであり、かつ媒体にデータを書き込む責任を負わないので、電流フローを低く保つことができる。
【００１５】
図４の実施形態では、ヒートシンク４０４ａ、４０４ｂ、導体４１０ａ、４１０ｂおよび補助半コイル４０４ｃは、非磁性体金属、好ましくは半コイルの製造中または動作中に安定でありかつ腐食を起こしにくい貴金属または銅などの低導電率金属からなる。磁極層とシールド４０２は当業者によく知られた適切な磁気合金で構成される。絶縁層４０６は、アルミナ、二酸化ケイ素、または当該技術領域でよく知られた他の任意の類似の材料などの絶縁体で構成されてもよい。
【００１６】
図５は、本発明の一実施形態による図４に開示された構造の部分平面図５００である。これは戻り磁極層１１６と絶縁層４０６上のすべての充填層（充填層１１８の部分など）とが除去された図４の構造の平面図であることに留意されたい。導体４１０ｅ、４１０ａ、４１０ｂおよび４１０ｆは補助半コイル４０４ｃに電流を供給する。導体４１０ａと４１０ｂは、磁極の幅が増加し始める「フレア点」を越えて（絶縁層４０６下で）磁極と平行に走るように意図的に配置される。図４に示すように、これらの導体はまた磁極層の基底面下に存在する。この形状の目的は補助半コイルにより追加の書き込み支援機能を提供することである。適切な同相モードＲＦ電流またはデータ導出信号電流が導体４１０ａと４１０ｂの両方において生成されると、面内水平磁界が磁極端に誘起され、媒体へのデータの書き込みをさらに改善するヘッドスイッチング支援機能を提供する。詳細説明については図２０〜２２の考察を参照されたい。今後の参照では、この形状（磁極に対して対称的に配置される給電導体を有する）は「対称給電」と呼ぶものとする。
【００１７】
適切な差動ＲＦ電流が導体４１０ａと４１０ｂにおいて生成され補助半コイル４０４ｃを流れると、媒体へのデータの書き込みも改良する媒体書き込み支援機能が生成される。詳細説明については図２０〜２２の考察を参照されたい。ヘッドスイッチング支援機能と媒体書き込み支援機能の両方を一緒に利用することができかつそれらが相補的であるのは本発明の利点である。
【００１８】
図４と図５の実施形態は先行技術に勝る多くの利点を有する。先行技術のＷＡＭＲヘッドでは、電流は半コイルを介しヒートシンク部（すなわち図２の２０２）を通って流れ、導体４１０は存在しない。したがって磁極に平行な電流フローは存在しないので、生成されるヘッドスイッチング支援磁場は存在しない。本発明の図４と図５の実施形態は、ＡＢＳに搭載されるヒートシンクの有用性を維持する。導体４１０ａ、４１０ｂは補助半コイル４０４ｃからの熱伝導を制限するので、熱は熱伝導により補助半コイル４０４ｃからヒートシンク４０４ａ、４０４ｂに伝達される。ヒートシンク４０４ａ、４０４ｂは先行技術のＷＡＭＲヘッドにおけるようにいかなる差動モード電流も搬送しないが、寄生キャパシタを介したグラウンドへの同相モード電流の伝導経路を提供することもできる。ヒートシンクの形状は、同相モード電流を供給する回路内の他のパラメータを調整することができるように容量結合効果を調節するために、設計者により使用することができる。
【００１９】
図６は、本発明の一実施形態によるヒートシンク６０４ｅ、６０４ｆを有する補助半コイル６０４ｃのＡＢＳ図６００である。図７は図６に開示された構造の部分平面図７００である。これは戻り磁極層１１６と絶縁層４０６上のすべての充填層（充填層１１８の部分など）とが除去された図６の構造の平面図であることに留意されたい。図８は図７のＡ−Ａ部の部分断面図８００である。充填層１１８の部分は詳細を明らかにするために透明である。本発明のこの実施形態では、ヒートシンク６０４ｅと６０４ｆは磁極のフレア点（絶縁層４０６下）を過ぎるまでＡＢＳから奥まった位置にある。導体６０４ａと６０４ｂは、補助半コイル６０４ｃ内に発生した熱を伝導させることと、半コイルに／から電流を供給することとの二重の目的を果たす。図４と図５の実施形態のように、導体６０４ａと６０４ｂは、適切な同相モード電流をヘッドスイッチング支援にそして適切な差動モード電流を媒体書き込み支援に与える対称給電構成として配置される。本実施形態では、ヒートシンク６０４ｅ、６０４ｆは導体６０４ａ、６０４ｂを介し補助半コイル６０４ｃに同相モードおよび差動モード電流の両方を搬送する。導体６０４ａ、６０４ｂはまた、ヒートシンクに熱伝導経路を提供するので、図４と図５（図面は原寸に比例していない）に示すものより一般的には厚く、それらより大きな断面となる。導体６０４ａ、ｂもまた高熱伝導率金属で構成されてよい。
【００２０】
図９は、本発明の一実施形態によるヒートシンク９０４ｅ、９０４ｆと非対称給電を有する補助半コイル９０４ｃ部分平面図９００である。これは戻り磁極層１１６と絶縁層４０６上のすべての充填層（充填層１１８の部分など）とが除去された平面図であることに留意されたい。図１０は図９のＢ−Ｂ部の部分断面図である。充填層１１８の部分は詳細を明らかにするために透明である。図１１は図９と図１０の構造のＡＢＳ図である。本発明の本実施形態では、ヒートシンク９０４ｅと９０４ｆは磁極のフレア点（絶縁層４０６下）を過ぎるまでＡＢＳから奥まった位置にある。導体９０４ａと９０４ｂは、補助半コイル６０４ｃ内に発生した熱を伝導させることと、半コイルから／へ電流を供給することとの二重の目的を果たす。先の図４〜８の実施形態とは異なり、導体９０４ａ、ｂは磁極に対して非対称に配置される。これは、ヘッドスイッチング支援のための同相モードおよび差動モード電流フローの併用を可能にするために行われる。対称給電形状を利用する先の実施形態では、磁極端上に磁界の面内（水平）成分は存在しない。面内磁界成分を生成するために、１つの導体は磁極に最も近い導体（すなわち導体９０４ａ）からの水平磁界成分が磁極端に存在するようにする適切な距離だけ移動され、移動された導体（すなわち９０４ｂ）内に流れる電流からの磁場勾配からの影響が小さくなるようにする。詳細説明については図２０〜２３を参照されたい。差動電流フローは、同相モードにおける場合のように電流が寄生キャパシタに依存しないという点で、回路設計観点からはいくつかの利点を有すると考えられる。差動電流は１つのヒートシンクから補助半コイルを通って他のヒートシンクに流れるので、導体を分離させることができ、接地効果を最小限にする。本実施形態では、先に説明された実施形態におけるように、差動電流モードはまた媒体書き込み支援のために利用される。
【００２１】
図１２は、本発明の一実施形態によるＡＢＳにヒートシンク４０４ａ、４０４ｂを有する補助半コイル４０４ｃと非対称給電のＡＢＳ図１２００である。図１３は図１２の構造の部分平面図１３００である。この実施形態は対称給電が非対称給電で置換されるということを除いて図４、５の実施形態と同様である。差動媒体書き込み支援およびヘッドスイッチング電流は導体１２１０ｅ、１２１０ａ、１２１０ｂ、１２１０ｆを通って補助半コイル４０４ｃから／へ流れる。
【００２２】
図１４は、本発明の一実施形態によるＡＢＳに電気絶縁性のヒートシンク１４０２を有する補助半コイル４１０ｃの部分平面図１４００である。図１５は図１４の構造のＡＢＳ図１５００である。この実施形態は、金属製のヒートシンク４０４ａ、４０４ｂが、熱伝導性であるが電気絶縁性のヒートシンク１４０２により置換されたこと以外は図４、５に示すものと同様である。ヒートシンク１４０２に好適な材料としては、限定するものではないが、ＤＬＣ（ダイヤモンド類似カーボン）、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ポリシリコンが挙げられる。ヒートシンク１４０２の電気的絶縁性は、補助半コイル４１０ｃを流れる電流のかなりの部分が導体４１０ａ、ｂを通って流れることを保証する。
【００２３】
図１６は、本発明の一実施形態によるＡＢＳに電気絶縁性のヒートシンク１４０２を有する補助半コイル１２１０ｃおよび非対称給電の部分平面図１６００である。電流は導体１２１０ａ、ｂ、ｅ、ｆを介し補助半コイル１２１０ｃに供給される。図１７は図１６の構造のＡＢＳ図１７００である。この実施形態は対称給電が非対称給電で置換されたこと以外は図１４、１５のものと同様である。ヒートシンク１４０２の電気的絶縁性は、補助半コイル４１０ｃを流れる電流のかなりの部分が導体１２１０ａ、ｂを通って流れることを保証する。
【００２４】
図１８ａは、本発明の一実施形態によるＡＢＳにヒートシンク６０４ｅ、ｆと電気絶縁性のヒートシンク１４０２の両方を有する補助半コイル６０４ｃの平面図１８００である。給電は対称的である。この実施形態は、高電流構成に対処するための、あるいはヒートシンクまたはＡＢＳにのみ存在するヒートシンクのいずれかの一組により得られるものよりさらに温度を下げるための、ヒートシンクの両方の組の冷却力を組み合わせる。図１９ａは、対称給電構成のＡＢＳにヒートシンク６０４ｅ、ｆと導電性のヒートシンク４０４ａ、４０４ｂの両方を有する補助半コイル４０４ｃの平面図１９００である。
【００２５】
図１８ｂは、本発明の一実施形態によるヒートシンク９０４ｅ、９０４ｆ、ＡＢＳにおける電気絶縁性のヒートシンク１４０２を有する補助半コイル９０４ｃおよび非対称給電の平面図１８０１である。図１９ｂは、ヒートシンク９０４ｅ、９０４ｆ、ＡＢＳにおける導電性のヒートシンク４０４ａ、４０４ｂを有する補助半コイル４０４ｃおよび非対称給電の平面図１９０１である。
【００２６】
図２０は、本発明の一実施形態による媒体書き込み支援のための差動モード電流フローを有する補助半コイル６０４ｃおよび対称な電流給電の平面図２０００である。図２０には、補助半コイルを通る差動電流フローの電流フロー経路を例示する。ヒートシンクを有する構造（図６、７、８）が一例として用いられたが、先に開示された対称給電を有する実施形態の任意のものを使用し得ることは当業者にとって明らかであろう。電流はＲＦ周波数を有するＡＣ信号またはデータ導出信号であるので、矢印で表される２００２ａ、２００２ｂ、２００２ｃ、２００２ｄはフローの「瞬間的」方向を示す。用語「差動」は、電流２００２ｃ、２００２ｄが電流２００２ａ、２００２ｂにほぼ等しいが磁極に平行な反対方向に流れる場合を指す。この電流は、補助半コイル６０４ｃを流れる電流にほぼ等しい。寄生キャパシタ効果による共通（グラウンド）への電流フローが存在する場合、電流２００２ｂ、２００２ｃは正確には等しくないかもしれない。これらの寄生電流は、補助半コイルと導体６０４ａ、６０４ｂ、６０４ｅ、６０４ｆの低インピーダンスのために主電流フローと比較して小さいものと予測される。媒体書き込み支援に関しては、半コイルを通る差動電流フローが大きい。
【００２７】
一例として、１ＫＯｅ垂直磁界強度を生成するためには１０〜１５ｍＡ程度の電流レベルが必要とされる。このレベルは、約２０ｎｍ×４０ｎｍの断面寸法の補助半コイルにおいて１〜２×１０９Ａ／ｃｍ２の電流密度を生成する。媒体書き込み支援のためのＲＦ周波数は１０〜５０ＧＨｚである。この電流レベルは大きいが、８０〜１００ｍＡ程度を必要とする可能性がある先行技術のＷＡＭＲヘッドより著しく低い。
【００２８】
図２１は、本発明の一実施形態によるヘッドスイッチング支援および対称電流給電のための同相モード電流フローを有する補助半コイル６０４ｃの平面図２１００である。第２の書き込み支援成分（ヘッドスイッチング支援）を供給するために、磁極端（ＡＢＳ）に面内（水平）磁界２１０４を供給しなければならない。これを行うための１つの方法は、２つの導体６０４ｂと６０４ａのそれぞれにおいて２つの同相モード電流２１０２ｃと２１０２ｂをそれぞれ発生することである。用語「同相モード」は、磁極に平行な同じ「瞬間的」フロー方向を有する導体６０４ａ、６０４ｂ内の電流を指す。電流２１０２は、媒体書き込み支援またはデータ導出信号に使用されるものより大きさが一桁低いＲＦ周波数を有するＡＣ信号である。導体６０４ａと６０４ｂの電流は同じ方向に流れるので、これらの電流により生成される水平磁界成分は増強され、約１００〜２００Ｏｅの磁界Ｈｃｍ２１０４を生成する。
【００２９】
図２２は、本発明の一実施形態による非対称給電を使用するヘッドスイッチング支援と媒体書き込み支援の両方のための差動モード電流フローを有する補助半コイル９０４ｃの平面図２２００である。ヒートシンクを有する構造（図９，１０，１１）が一例として用いられたが、先に開示された非対称給電を有する実施形態の任意のものを使用し得ることは当業者にとって明らかであろう。非対称給電形状を使用することで、媒体書き込み支援とヘッドスイッチング支援の両方を生成する差動電流フローを使用できるようになる。媒体書き込み支援に関しては、その説明は図２０、２１において上に検討したもの全く同様であり、繰り返さない。ヘッドスイッチング支援に関しては、１つの導体９０４ａが磁極の近傍に存在するので面内（水平）磁場Ｈｄｉｆｆ２２０４を発生するために差動電流フローを使用することができ、そして水平磁場はこの導体素子を流れる電流２２０２ｃにより支配される。補助半コイル９０４ｃから離れて流れる電流は通常、戻り導体９０４ｂが磁極の極近傍に存在すれば、Ｈｄｉｆｆを零にする等しくかつ反対方向の磁界成分を生成するであろう。しかしながら、磁極から離れた位置に戻り導体９０４ｂを再配置することにより、逆磁界成分の影響を著しく低減して、大きな磁界成分Ｈｄｉｆｆが所望のヘッドスイッチング支援機能を依然として提供できるようにする。
【００３０】
本発明は先に説明された実施形態により制限されない。むしろ、本発明の範囲は添付特許請求範囲およびそれらの同等物と併せてなされたこれらの説明により定義される。
【符号の説明】
【００３１】
１００  垂直薄膜ヘッドの部分断面図
１０２、１０４  シールド層
１０３  読み取り素子
１０６  戻り磁極層
１０８  コイル
１１０  成形層
１１２  主磁極
１１４、１１５ａ、１１５ｂ  シールド
１１６  戻り磁極層
１１８  充填層
２００、４００  ＡＢＳ図
２０２、９０４ａ、９０４ｂ、１２１０ｅ、１２１０ａ、１２１０ｂ、１２１０ｆ  導体
２０４  アンペアワイヤ
３００  ＷＡＭＲヘッド部分断面図
４０２  シールド
４０４ａ、４０４ｂ、６０４ｅ、６０４ｆ、９０４ｅ、９０４ｆ、１４０２  ヒートシンク
４０４ｃ、６０４ｃ、９０４ｃ、１２１０ｃ、  補助半コイル
４０６  絶縁層
４０８  磁極端
４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｅ、４１０ｆ、６０４ａ、６０４ｂ、１２１０ａ、１２１０ｂ、１２１０ｅ、１２１０ｆ  導体
５００  図４の部分平面図
６００  補助半コイルＡＢＳ図
７００  図６の部分平面図
８００  図７の部分断面図
９００  補助半コイルの部分平面図
９０４ｂ  戻り導体
１０００  図９の部分断面図
１１００  図９と図１０の構造のＡＢＳ図
１２００  ヒートシンクを有する補助半コイルと非対称給電のＡＢＳ図
１３００  図１２の部分平面図
１４００  電気絶縁性のヒートシンクを有する補助半コイルの部分平面図
１４０２  電気絶縁性のヒートシンク
１５００  図１４の構造のＡＢＳ図
１６００  ＡＢＳに電気絶縁性のヒートシンクを有する補助半コイルおよび非対称給電の部分平面図
１７００  図１６の構造のＡＢＳ図
１８００  ＡＢＳにヒートシンクと電気絶縁性のヒートシンクの両方を有する補助半コイルの平面図
１８０１  ヒートシンク、ＡＢＳにおける電気絶縁性のヒートシンクを有する補助半コイルおよび非対称給電の平面図
１９００  対称給電構成のＡＢＳにヒートシンクと導電性ヒートシンクの両方を有する補助半コイルの平面図
１９０１  ヒートシンク、ＡＢＳにおける導電性ヒートシンクを有する補助半コイルおよび非対称給電の平面図
２０００  媒体書き込み支援のための差動モード電流フローを有する補助半コイルおよび対称電流給電の平面図
２００２ａ、２００２ｂ、２００２ｃ、２００２ｄ  電流（フローの方向）
２１００  ヘッドスイッチング支援のための同相モード電流フローを有する補助半コイルおよび対称電流給電の平面図
２１０２ｃ、２１０２ｂ  同相モード電流
２１０４、２２０４  面内磁界
２２００  非対称給電を使用するヘッドスイッチング支援と媒体書き込み支援の両方のための差動モード電流フローを有する補助半コイルの平面図
２２０２ｃ  電流
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８ａ】
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【図１８ｂ】
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【図１９ａ】
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【図１９ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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