磁头介绍

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磁记录基本条件
电磁转换器件,即磁头. 记录媒介,存储信号的载体,如磁盘, 磁带. 磁头与磁盘间的相对匀速运动,且读与 写一致. 外加信号必须是交变信号
硬盘磁头工作原理-1 硬盘磁头工作原理
MIG,薄膜感应式磁头工作原理
写入(Write)过程
读出(Read)过程
硬盘磁头工作原理-1 硬盘磁头工作原理
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巨磁阻(GMR)磁头原理 磁头原理 巨磁阻
自旋阀效应这一概念源于"电子磁矩" 通过反铁磁层间交换耦合作用,钉扎层(Pinned Layer)磁矩不随外磁场方向变化而改变,而自由层 (Ni-Fe Free Layer)磁矩则随外磁场方向变化而改变 电信号输出~偏置电流I X (1+ R/ R ) X Cosθ ( ~ I (1+△R/ (钉 扎层与自由层之间磁矩夹角) 通常钉扎层和自由层趋向于相同磁矩取向,磁能级 最低
硬盘磁头展望
各向异性磁阻(AMR)磁头逐渐被淘汰 2000年,GMR磁头约占90%产量 低飞高 (<0.5 U") GMR 磁头将会介入 遂道结磁阻 (TMR)磁头有望实现 超磁阻(CMR)磁头(>40gb/sq")处于研制中
硬盘制造业展望
硬盘需求量将比99年增长15%. /HSA. 由于PC 降价, 减少零件和降低成本的压力更大 . 预期更多的公司将合并.面密度每年增长 100% . 技术需求超前于商业需求. 在电子娱乐和DVD领域的新应用. 平均 2.5 heads ESD & 脏污仍然是挑战.
硬盘磁头进展及Kaifa产品历程 产品历程-1 硬盘磁头进展及 产品历程
整体式磁头 (大约 1960s). 铁氧体铁芯, sendust (Fe-Al, Mg-Zn) 涡流电流通过铁芯间隙产生磁通 目前仍广泛应用于录像头和软盘磁头 Kaifa尚没介入磁头行业
硬盘磁头进展及Kaifa产品历程 产品历程-2 硬盘磁头进展及 产品历程
硬盘磁头进展及Kaifa产品历程 产品历程-3 硬盘磁头进展及 产品历程
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感应式薄膜磁头 1979年,始现于IBM 3370硬盘驱动器 采用半导体工艺技术(如:光刻腐蚀) 采用感应式线圈读写 Kaifa典型产品 1996年,Seagate Lapaz 1997年,Seagate Maui, Micropolis Mustang 5
磁记录发展简史-3 磁记录发展简史
1962年,IBM1301使用浮动感应式磁头; 1970年,IBM提出各向异性磁阻(AMR)磁头概念; 1973年,IBM3340采用Winchester磁盘技 术; 1979年,薄膜感应式磁头商品化; 1990年,IBM开发出磁阻感应式复合型薄膜磁 头, 即 各向异性磁阻(AMR)磁头; 1991年,发现巨磁阻(GMR)效应; 1997年,IBM FJ 产品 "Titan"开始采用巨磁阻磁头 .
磁记录发展简史-2 磁记录发展简史
1935年,德国的E.Shuler研制出环形磁 头,这种磁 头具有很窄工作缝隙,克服 了过去磁头磁场发散的 缺点. 1940年,日本的永井健三等发明了交流偏磁 技术,提高了录音灵敏度和输出信号幅度; 1956年,美国IBM公司发明了电子计算机,用磁鼓 实现了数字磁记录; 1957年,IBM公司推出350硬磁盘机,24英寸可移动 磁头的硬盘机商品化;
硬盘磁头工作原理-2 硬盘磁头工作原理
AMR,GMR磁阻式磁头工作原理
V
M
I saturation
X
H X
硬盘磁头工作原理-2 硬盘磁头工作原理
writer
1
1
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0
0
0
Disc rotation
Voltage output
Bias current
Reader detects vertical field from disc
各向异性磁阻(AMR)磁头结构 磁头结构 各向异性磁阻
media
硬盘磁头进展及Kaifa产品历程 产品历程-5 硬盘磁头进展及 产品历程
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巨磁阻(GMR)磁头 1991年发现巨磁阻效应或称自旋阀效应 1997年开始被用在IBM Fujisawa 的产品 "Titan" 上 1999年10月,据称3.5英寸单碟存贮容量已能达到50GB Kaifa典型产品 1999年,WD Revolution & Triumph; Maxtor Nova
KAIFA磁头产品基本知识介绍 磁头产品基本知识介绍
ZY HE
ZYHE@kaifa.com.hk
Feb 12, 2000
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磁记录发展简史 硬盘磁头进展及Kaifa产品历程 磁记录基本条件 硬盘磁头工作原理 硬盘磁头及硬盘制造业展望
磁记录发展简史-1 磁记录发展简史
1898年,丹麦的V.Poulsen 发明了人类历史上第一 台磁性录音机,所用磁头是电磁铁.记录介质是碳 钢钢丝; 1907年,采用直流偏磁记录,提高灵敏度,降低了 失真度,但磁记录仍处于实验阶段; 1920年,电子管放大器出现,使磁记录进入实用化 阶段; 1930年,德国的F.Pfleumer发明了矫顽力较高的γ— Fe2O3磁性颗粒材料改善了记录介质的特性和稳定性 ;
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感应式薄膜磁头结构
Mag layer
Gap
Throat height
Pole tips
P1 p2
硬盘磁头进展及Kaifa产品历程 产品历程-4 硬盘磁头进展及 产品历程
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各向异性磁阻(AMR)磁头 1970年,Ampex公司(磁带公司)Hunt & Wolf研制开 发了各向异性磁阻磁头(AMR) 直到1991年,AMR磁头才被IBM用在Corsair 硬驱上 AMR磁头工作原理: 磁阻(MR)元件由恒定电流驱动, 其 电阻随磁化方向改变而变化, 因此其输出信号(电压信 号) 也相应变化, 从而能检测出磁盘上记录信号. 通常 AMR磁头用SAL薄膜电流磁偏置, Kaifa典型产品 1997年,Maxtor North Star, NEC Capricorn 1998年,Maxtor Pulsar & Quasar, WD Chandler
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MIG合成磁头(1970s后期) 铁芯间隙材料----高磁导率金 属, 如铁铊氮合金 铁芯主体材料----锰锌,铁锌 铁氧体 手工绕制线圈 玻璃绕结铁氧体铁芯 Kaifa典型Seagate产品 1993年,Bobcat 1994年,Cabo,CaboII 1995年,Stingray,Rayboat
巨磁阻(GMR)磁头原理 磁头原理 巨磁阻
巨磁阻(GMR)磁头结构 磁头结构 巨磁阻
放大10,000倍的巨磁阻磁头 倍的巨磁阻磁头 放大
P2W S2
Mrw
S1
典型GMR磁头制造计划 磁头制造计划 典型
Wafer - 6 weeks 浮动块加工- 2 weeks HGA-0.5 week HSA- 0.5 weeks 总共: 9 weeks