[发明专利]带线圈保护环的薄膜传感器

说明书

本发明涉及盘片驱动器中所用类型的薄膜传感器。

用在盘片驱动器中，对磁性存储盘片写入数据或从中读出数据的薄膜磁性传感器已为众所周知。典型的薄膜传感器包括一对磁极片，磁极片接合于通常称为背隙区的第一区，而在通常称为极尖区的对立区相互隔开。磁极片在背隙区与极尖区之间分离开，以容纳一个与磁极片电绝缘的导电线圈。该线圈通过邻近衬底表面上所形成的外部导线与相关的读/写电路电气相连。传感器一般利用光刻技术制造在一块通称为浮动块的较厚的衬底上，其极尖区终止于称为空气轴承表面（ABS）的表面处。美国专利第4，458，279号及其中引用的参考文献描述并图示了这类传感器的一个典型例子，这些文献的揭示内容在此引为参考。

通常在浮动块表面上制造一对这样的薄膜传感器，各传感器位于浮动块表面不同的一端，邻近的一个凸起部分由遍及浮动块整个长度的一条导轨所限定。这样，在一个给定的组件中，浮动块有一对沿其长度方向彼此平行伸展的导轨，而薄膜传感器同每个由相关的导轨所限定的各个凸起相关联。

对磁性媒介更高的数据密度要求导致要有极小的磁迹宽度和极尖区相应小的传感器。随着磁极尖缩小，传感器线圈输出的电信号幅值也相应减小。这是不希望的，因为在读出操作中，噪声信号会进一步掩盖线圈所产生的数据信号，导致错误的数据取出。以往通过减小各线圈环的宽度并制造两层或多层线圈，从而增加传感器线圈匝数，以弥补信号幅值的降低。另外，利用超小型薄膜变压器增强薄膜传感器输出的电信号也实现了信号幅值的提高。在我们同时提出的专利申请07/463，567号（1990年1月11日申请，名为“薄膜传感器/变压器组件”，现已批准）中，描述了一种适当的薄膜变压器，该变压器形成于两个浮动块凸起之一，即在已有技术装置中通常由薄膜传感器之一所占据的位置上。该薄膜变压器包括一个底极构件、一个与底极构件构成闭合磁路的顶极构件和一个线圈。顶、底极构件用透磁材料制成。导电线圈定位于顶、底极构件之间，线圈有一对端部，两端部之间有一抽头接头。变压器的底极构件包括第1、第2端部和在其间延伸的中间体部。顶极构件包括第1、第2端部和在其间延伸的中间体部，该中间体部位于底极构件的中间体部之上，形成一个内部空间用于容纳线圈，底极构件的第1、2端部分别与顶极构件的第1、2端部耦合。顶极构件的中间体部最好有一下垂延伸至底极构件中间体部的中央部，变压器线圈以置于顶极构件的中央部为佳。变压器除了设在两个凸起之一的部件以外，也可设于薄膜传感器同一衬底上的它处，或者可做成一个独立单元。变压器线圈通过导电引线连至传感器线圈和后续电路。与传感器类似，薄膜变压器用集成电路制造技术制成。

在制作薄膜变压器和薄膜传感器的过程中，在形成线圈上层之后应在其上设置一绝缘层。然后，在绝缘层上淀积一层形成顶极构件的适当的铁磁材料，在铁磁材料层之上形成一层光刻胶，通过一适当的掩膜而曝光，形成顶极构件所需的轮廓。此后，利用离子束蚀刻工艺蚀去未受曝光后光刻胶保护的铁磁材料层，形成最后的顶极结构。虽然离子束蚀刻工艺可以得到仔细控制，但由于线圈前沿区域（即邻近薄膜传感器中极尖区的线圈区域，或者邻近变压器中顶、底极区连接一端的线圈区域）中保护性绝缘层较薄，在离子束蚀刻步骤中，经常发生顶部线圈层的最外一圈被损坏的情况。这要归因于在制造多层线圈和绝缘层的过程中绝缘层所形成的倾斜外形。外侧线圈被损坏的结果是薄膜传感器和薄膜变压器的制造成品率都低于期望值。

本发明包括用于薄膜传感器和薄膜变压器两者的改进型线圈结构，还包括成品率提高和基本上避免离子束蚀刻损坏的制造方法。

本发明改进的线圈结构可适用于薄膜传感器和薄膜变压器。在每一种用途中，通过切断一外侧线圈环与内侧线圈环的电气连接，而改变通常的线圈图形。在一个实施例中，这一点如此实现，将最外侧线圈环的外端与外部引线断开，并将该外部引线连接至下一线圈环的相邻部分。在另一实施例中，最外侧线圈环的外端与其内侧下一线圈环的邻近部分相连接，并连至外部引线。在两个实施例中，外侧线圈环局部去除，或者局部不淀积，因而它不能连接其余的线圈构造，即，外侧线圈环在内螺旋方向上是断开的。

将外部引线连至线圈内侧的一环，同时保留外侧线圈环的大部分，则用于形成顶极的离子束蚀刻工艺所造成的损坏仅发生在外侧的虚设线圈环上。因而，无需对整个制造工艺作任何重大的改动，就能大大提高制造成品率。

要完整理解本发明的性质和优点，必须联系附图参见后文所作的详细说明。

图1是从浮动块上侧观看的理想化透视图，浮动块带有的薄膜传感器和薄膜变压器具有本发明改进的线圈结构;