CN101859571B

CN101859571B - 具快速切换的螺旋写入线圈和辅助线圈的垂直磁记录系统

Info

Publication number: CN101859571B
Application number: CN200910262170.6A
Authority: CN
Inventors: 迈克尔·亚历克斯; 约翰·T·康特雷拉斯; 曼弗雷德·E·沙布斯; 邢新志
Original assignee: Hitachi Global Storage Technologies Netherlands BV
Current assignee: Western Digital Technologies Inc
Priority date: 2009-04-06
Filing date: 2009-12-25
Publication date: 2014-10-08
Anticipated expiration: 2029-12-25
Also published as: JP2010244677A; US8116031B2; US20100254041A1; CN101859571A

Abstract

本发明涉及一种垂直磁记录系统，该系统具有：螺旋线圈(写入线圈)和主极(写入磁极)，其沿垂直于磁记录介质中的记录层的方向引导写入磁通；和辅助线圈和辅助磁极，其以相对于写入磁极的主轴或垂直轴有一定的角度将磁通注入写入磁极。辅助线圈优选地是卷绕辅助磁极的螺旋线圈。另外的来自辅助磁极的磁通的注入不平行于写入磁极的主磁化强度，并对于写入磁极的主磁化强度施加相对大的扭矩，由此使写入磁极易于反向磁化。电路被连接到主线圈和辅助线圈以产生与写入磁极的磁化强度切换同步的辅助磁通。

Description

具快速切换的螺旋写入线圈和辅助线圈的垂直磁记录系统

技术领域

本发明总的涉及垂直磁记录系统，并且更具体地，涉及能够快速切换垂直写入头的磁化方向的系统。

背景技术

垂直磁记录，其中所记录的位以垂直的或平面外的定向而存储在记录层中，使得可以在磁记录硬盘驱动器中实现甚高记录密度。写入头必须能够不仅以高的位密度写入数据而且能够以高的数据率写入数据。写入速度在整个磁盘驱动器中特别地重要。但是，随着数据率的增加，写入头的主极的从一个磁化方向至另一个磁化方向的切换的切换时间是一个限制因素。在高的数据速率下，如磁盘上的记录层能面对的，能从写入头获得的磁通由从写入头输出的低频磁通所控制。写入磁通损失的原因包括：写入头的主极中的磁化反转的固定有时间常量。另外，较的数据速率系统仍要求来自磁盘驱动器的写入驱动器电路的过冲写入电流以有助于磁化反转。该额外的过冲要求来自写入驱动器电路的额外的电能。

已经提出了具有高频辅助写入的垂直磁记录系统，如美国专利6816339B 1和美国专利7256955B2所说明的。在这些所提出的系统中，写入线圈产垂直写入磁场及高频辅助磁场。辅助磁场具有接近于记录层中的磁性颗粒的共振频率的频率以使颗粒的磁化的切换易于进行。美国专利2007/0253106A1说明了高频辅助写入系统，其中辅助线圈用以放高频辅助磁场施加到记录层的磁性颗粒。

由此对于高的数据率的和较低的数据率的垂直磁记录，所必须的是这样的写入头和系统：其减小了主极的磁化反转时间和用于主极的过冲，而不用将高频辅助磁场应用到记录层。

发明内容

本发明涉及的垂直磁记录系统具有：写入头，其具有主螺旋线圈(写入线圈)和主极(写入磁极)，用以沿垂直于磁记录介质中的记录层的方向引导写入磁通的；及辅助线圈和辅助磁极，用以以关于写入磁极的主轴或垂直轴一定的角度而将磁通注入写入磁极。辅助线圈优选地是卷绕辅助磁极的螺旋线圈。被非平行于写入磁极的主磁化地注入的来自辅助磁极的额外的磁通对写入磁极的磁化施加相对大的扭矩，由此使得写入磁极的磁化反转变得容易。辅助磁极具有的纵轴以一定的角度(大于15度)定向并且优选地大致正交(70度到90度)于写入磁极的主轴或垂直轴。

电路被连接到主线圈和辅助线圈以与写入磁极的磁化的切换同步地产生辅助磁通。至辅助线圈的电流具有的幅值优选地至少是写入电流的幅值的20％。至辅助线圈的信号的频率优选地大于最大写入频率，并且优选地接近写入磁极的磁性材料的铁磁共振频率。铁磁共振在存在辅助线圈的辅助磁场的情况下，出现于写入磁极的磁性材料的旋进运动。辅助磁场对写入磁极的磁性材料的磁化施加扭矩，使磁矩继续旋进。但是，当以适当的相对于写入磁极的磁各向异性的主方向的角度施加时，具有的频率低于铁磁共振频率的辅助磁场也将有助于写入磁极的磁化的切换。如果辅助磁场所处频率小于铁磁共振频率，辅助磁场对于写入磁极的磁化的切换的有效的影响将被与sin(θ)成比例的磁化反转的增加所控制，这里θ是主线圈和辅助线圈的合成磁场的局部方向与写入磁极的磁化的局部方向之间的夹角。

为进一步理解本发明的特性和优点，将根据正面结合附图进行的详细说明给出参考。

附图描述

图1是硬盘驱动器的记录头/磁盘组件的顶视平面图。

图2是滑块的放大端部视图和沿图1中的方向2-2截取的磁盘的截面图。

图3是沿图2的方向3-3的视图并示出了从磁盘的方向入视的读/写头的端部。

图4A是示出先前技术的带有相应的扁平线圈的垂直写入头和垂直磁记录磁盘的部分的滑块的部分的剖视图。

图4B是沿图4A的方向4B-4B的视图并说明了用于垂直写入头的喇叭形写入磁极的喇叭形区。

图5是示出读取头的滑块、先前技术的带有螺旋线圈的垂直写入头及垂直磁记录磁盘的部分的侧向剖视图。

图6A是从平行于数据磁道的平面截取的带有具有螺旋线圈的平面垂直写入头的滑块的部分的侧向剖视图。

图6B是沿图6A的方向6B-6B的视图，并说明了图6A的垂直写入头的共面主极和返回极。

图7A是说明本发明的基本构思的示意图，其示出了带有主极的主线圈(MC)和大致正交于主极定向的带有辅助磁极的辅助线圈(AC)。

图7B是表示带有(曲线B)和不带有(曲线A)辅助正交磁场的写入磁极的柱形磁性纳米结构的磁化反转的计算机生成的微磁性仿真的曲线图。

图8A示出了带有分离的振荡器信号源和分离的互连线的连接到主线圈(MC)和辅助线圈(AC)的电路的实施方式。

图8B是用于图8A的电路实施方式的作为时间的函数的至MC的写入电流(I_w)和至AC的辅助电流的曲线图。

图9A示出了连接到MC和AC并且不需要振荡器作为分离的信号源和分离的互联线的电路的实施方式。

图9B是用于图9A的电路实施方式的作为时间的函数的至MC的写入电流(I_w)和至AC的辅助电流的曲线图。

图10A到图10B示出了依据本发明的作为带有如对应的图6A到图6B中示出的螺旋线圈的平面写入头的修改例的写入头的实施方式。

具体实施方式

图1是盖被移除的硬盘驱动器10的磁头/磁盘组件的顶视平面图。磁盘驱动器10包括：支撑心轴14的刚性基底12，心轴14支撑包括顶部磁盘16的磁盘的堆叠。心轴14由心轴电机(未示出)旋转用于沿曲线箭头17示出的方向旋转磁盘。硬盘驱动器10具有至少一个负载梁组件20，其具有带有导电互连的磁道或线的阵列32的一体的前悬臂(ILS)或弯曲部30。负载梁组件20附接到连接于E形支撑结构的刚性臂22，E形支撑结构有时称作E形块24。每个弯曲部30附接到气承滑块28。磁记录读/写头29位于滑块28的端部或尾部表面25。弯曲部30使得滑块28在由旋转在磁盘16所产生的气垫上“倾斜”并“滚动”。磁盘驱动器10还包括旋转地安装在刚性基底12处的枢轴点41处的旋转致动器组件40。致动器组件40是音圈电机(VCM)致动器，其包括固定到基底12的磁体组件42和音圈43。当被控制电路(未示出)激活时，音圈43移动并且由此以所附接的臂22和负载梁组件20旋转E形块24来将读/写头29定位到磁盘上的数据磁道。磁道阵列32一端连接至读/写头29，且另一端连接至固定在E形块24的一侧的电子模块或芯片50中的读/写电路。芯片50包括读取预放大器和写入驱动器电路。

图2是滑块28的放大端部视图和沿图1的方向2-2截取的磁盘16的截面图。滑块28附接到弯曲部30并且具有朝向磁盘16的气承表面(ABS)27和通常垂直于ABS27的端部或尾部表面25。ABS27使得来自旋转的磁盘16的气流产生支撑滑块28的气垫，该气垫非常靠近磁盘16的表面或近乎接触于磁盘16的表面地支撑滑块28。读/写头29形成为沉积在滑块28上在其尾端表面上的一系列薄膜。一般地，比如氧化铝的一层绝缘材料被沉积在读/写头29上并用作滑块28的外表面。读/写头29连接到端子垫31。端子垫31连接到弯曲部30上的磁道阵列32用于电性地连接到芯片50中的读取预放大器和写入驱动器(图1)。

图3是沿图2的方向3-3的视图并且示出了当从磁盘16入视时的读/写头29的端部。读/写头29包括读取头96和写入头33，读取头96和写入头33形成为沉积的一系列薄膜并光刻地成型在滑块28的尾部表面25上，读取头的膜首先沉积并且写入头的膜沉积在读取头上。磁阻读取传感器或读取头96位于两个磁屏蔽S 1和S2之间，第一屏蔽S 1位于尾部表面25上。写入头33具有垂直写入头并包括磁带有WP顶端72和磁通返回极76的磁性写入磁极(WP)。WP顶端72可以通常地由可选的侧屏蔽84和尾部屏蔽80围绕在ABS处。尾部屏蔽80和侧屏蔽84可以连接以形成卷绕屏蔽(WAS)。WAS在被授予本申请的同一代理人的美国专利7002775B2中被详细描述为用于传统垂直记录头的屏蔽。WAS由非磁性间隙材料而与WP顶端72分离开，改变了写入磁场的角度并改进了写入点处的写入磁场梯度，并且另外在远离被写入的磁道的磁盘的区域处屏蔽了磁场。用于读取头96的屏蔽S1、S2和用于WP顶端72的屏蔽80、84由可磁性渗透的材料形成。比如氧化铝的一层绝缘材料沉积在写入头33上，产生外表面26。WP顶端72和读取头96沿穿过磁道方向的宽度通常地对应于磁盘16上的数据磁道的磁道宽度(TW)。

图4A是示出垂直写入头33的滑块28的部分和垂直磁记录磁盘16的部分的截面视图。磁盘16包括在形成在磁盘基底上的“软”的或相对低的矫磁性的磁性渗透底层(SUL)上的垂直磁性数据记录层(RL)。写入头33包括由主极74、磁通返回极76及连接主极74和磁通返回极76的磁轭柱制成的磁轭；和薄膜“扁平”线圈79，其示出为卷绕磁轭柱78的截面。返回极76和磁轭柱78由软铁磁性材料形成，比如典型地通过电镀形成的NiFe、CoFe和NiFeCo的合金。图4A中的写入头33的描述不带有可选的WAS(图3)。线圈79连接滑块28的外表面26上的端子，比如端子31。喇叭形写入磁极(WP)70是主极74的部分并且具有喇叭形部分71和朝向磁盘16的表面的磁极顶端72。WP70由高磁矩材料形成，比如高磁矩的CoFe合金，其典型地通过溅射沉积形成，并且可以是层叠结构。通过薄膜线圈79的写入电流从喇叭形WP70引入磁场(由虚线90示出)，该磁场穿过数据RL(磁化WP70下面的RL的区域)，穿过由SUL提供的磁通返回路径，并回到返回磁极76。滑块28随着磁盘16沿箭头100标注的方向经过写入头33而具有支撑在磁盘16的表面上方的气垫表面(ABS)27。RL利用垂直记录或磁化区域来说明，表示邻近于磁极顶端72的数据。示出的先前的区域具有随机记录的磁化方向，如箭头所表示的。磁性转变能由读取头(图4A中未示出)作为记录的位而检测出。写入线圈79称为“扁平”线圈，因为其实际上作为单个层而被沉积并成型在滑块的尾端上，并且由此全部的线圈匝位于大致同一平面中。当来自芯片50的写入驱动器的写入电流(图1)被沿一个方向引导到线圈79时，例如在图4A中，在上部线圈部79中以小圆点引出纸面，并且在下部线圈部79中以Xs引入纸面，在WP顶端72下的RL的区域被沿一个方向磁化，向下或进入图4A中的磁盘。当写入驱动器将写入电流的方向切换到线圈79时，在WP顶端72下的RL的区域被沿反向的方向磁化，即，向上或延伸出图4A中的磁盘。

图4B是沿图4A的方向4B-4B的视图并说明了喇叭形WP70的喇叭形区域71。在WP顶端72和喇叭形部分71之间的区域称为喇叭形拐点75。WP70的喇叭形拐点75有时称为“节流(choke)”拐点，因为在该点处磁通密度最高并且在该点处WP70饱和。WP顶端72使其主轴或垂直轴的定向垂直于ABS并且具有被称为喉高(TH)的从ABS到喇叭形拐点75的“高度”或距离。如图4B中所示，WP顶端72的两个侧壁定义了它沿穿过磁道方向的宽度，这大致上定义了记录在磁盘16的RL中的数据的磁道宽度(TW)。

图4A的垂直写入头具有“扁平”线圈79。图5示出了带有尾端表面25、外表面26和在屏蔽S1、S2之间的读取头96的滑块28，如图4A-4B中的那样，但是其中垂直写入头133具有卷绕主极74的薄膜“螺旋”线圈(以线圈部139a、139b示出)。带有螺旋线圈的垂直写入头在授权给本申请的同一代理人的美国专利2008/0186628A1中进行了说明。写入头133形成在具有外表面26的滑块28上并且另外包括由主极74、屏蔽层135和连接至主极74的柱137构成的磁轭。磁极136是用于磁通90的返回路径并且被连接到可以是WAS的部分的尾端屏蔽150。返回磁极136具有将返回磁极136连接到主极74的磁轭柱138。喇叭形喇叭形WP70是主极74的部分并且具有喇叭形部分71和WP顶端72，如图4A-4B中所示的那样。穿过线圈139a、139b的写入电流从WP70引入磁场(由虚线90所示)，其穿过RL(以磁化WP顶端72下的RL区域)，穿过由SUL提供的磁通返回路径，并回到返回磁极136。WP顶端72的端部大致位于ABS处，并且返回磁极136具有的端部136a大致位于ABS处并且由此通常与端部WP顶端72共面。

图6A是示出带有尾端表面25、外表面26和屏蔽S1、S2之间的读取头96的滑块28的侧向截面视图，如图5中所示的那样，但其中垂直写入头233是带有卷绕主极274的薄膜“螺旋”线圈(以线圈部239a、239b示出)的“平面”写入头。图6A示出了第一组线圈部239a、主极274和连接的WP270、及第二组线圈部239b。在图6A中，磁通返回路径是不可见的，与图6中的项90不同，这是因为返回磁极大致与主极274共面。

图6B是沿图6A的方向6B-6B的视图。主极274、第一返回磁极235、第二返回磁极236和连接柱237全部形成为单个的连续层。返回磁极235、236沿穿过磁道的方向在主极274的反向侧上分开。图6B另外说明了两组线圈部239a、239b。第一线圈部239a形成在主极和返回磁极前并且第二线圈部239b形成在主极和返回磁极后。两组线圈部239a、239b然后在它们的端部被连接以形成卷绕主极274的螺旋线圈。进入和离开引线239c、239d的写入电流沿绕主极274的螺旋路径先进。依据电流的方向，磁场被沿离开WP270的通常垂直于RL的两个方向中的一个方向引入。例如，在图6B中，线圈沿某个方向卷绕使得从引线239c流入和从引线239d流出的写入电流将引入垂直于RL的磁场，如在WP顶端272的端部下的RL中的箭头的方向所示。返回磁极235、236可以可选地分别具有端部235a、236a，其WP顶端272成锥度。这使得返回磁极端面235a、236a的定位比从ABS凹陷的返回磁极区域更接近于主极274，并且使得利于磁通返回路径290，同时仍提供用于形成线圈部239a、239b的空间。带有图6A-6B中示出的螺旋线圈的平面垂直写入头在2007年5月2日提交的未审查申请11/743150中进行了描述，该申请公布为US 2008/0273268A1，并授权给本申请的同一代理人。

在本发明中，带有辅助线圈的辅助磁极用以以一定的角度将磁通注入主极，优选地大致正交于主极的主轴。来自主极的写入磁通沿垂直于ABS的方向流动，依据主线圈中的写入电流的方向，或者朝向RL或者远离RL。来自辅助磁极的额外磁通的注入不平行于主极的主磁化，并对主极的磁化施加相对大的扭矩，由此使得主极的磁化反转变得容易。本发明的基本构思示出在图7A中，其说明了主线圈(MC)及写入磁通垂直于磁盘的RL定向的主极和辅助线圈(AC)及辅助磁通以一定的角度(大于15度)并且优选地大致正交(70到90度)于主极定向的辅助磁极。

计算机仿真已经建立，即：直接相关于数据率性能的用于主极中的磁通反转的所要求的时间利用该发明被显著地减小。这降低了切换时间，或增加了写入头切换速度，由此允许磁盘驱动器具有增大的数据率。图7B示出了计算机产生的表示写入磁极的柱形磁性纳米结构的磁性反转的微磁性仿真结果。纳米结构具有D＝8nm的直径和h＝10nm的高度。在t＝0的时刻，纳米结构具有规范化的磁化+1。曲线A示出了试图通过施加平行于纳米结构的频率为0.5GHz的磁场来反转磁化至-1的努力。如曲线A所示，磁化并未被切换，而仅在1ns后减小至大约+0.3。曲线B示出了相同的平行的磁场被与正交于纳米结构的高度的辅助磁场一起施加时的结果。正交的辅助磁场具有的幅度等于平行的磁场的幅度的20％并且以1.0GHz的频率被施加，是平行的磁场的频率的两倍。如曲线B所示，磁化在大约0.8ns后被完全地切换至-1。用于辅助的正交磁场的在不同频率处的另外的仿真示出：频率越高，甚至能进一步地改进切换时间。例如，在用于辅助正交磁场的6.5GHz的频率处，磁化在大约0.5ns内被切换到-1。

由此已经确定，写入磁极的磁化的切换受益于正交辅助磁场的应用，其改进依赖于辅助磁场的频率。如在本领域已经为人所熟知的，铁磁材料对所应用的磁场的吸收在或接近它们的铁磁共振频率处更为有效[Kittle C，“Onthe Theory of Ferromagnetic Resonance Absorption”，Phys.Rev.73，p.155-161(1948)]。因此，来自辅助线圈的辅助磁场的频率能够选择为优选地在接近构成写入磁极的磁性材料的铁磁共振的范围内，这通常暗指高于主写入磁场的频率的频率。铁磁共振在存在来自辅助线圈的辅助磁场的情况下出现于写入头的磁性材料的旋进运动。辅助磁场对写入磁极的磁性材料的磁化施加扭矩，这使得磁矩旋进。铁磁旋进的共振频率依赖于材料特性，包括磁性结构的磁各向异性和磁矩密度及形状。例如，对于用作传统磁盘驱动器写入头的写入磁极的材料，铁磁共振频率典型地在1-4GHz的范围内。但是，具有的频率低于铁磁共振频率的辅助磁场当以相对于写入磁极的磁各向异性的主要方向的适当的角度被施加时也将有助于写入磁极的磁化的切换。如果辅助磁场所在频率小于铁磁共振频率，辅助磁场对于写入磁极的磁化的切换的有效的影响将受到磁化反转扭矩的与sin(θ)成比例的增加的控制，这里θ是主线圈和辅助线圈的合成磁场的局部方向与写入磁极的磁化的局部方向之间的夹角。磁性扭矩与sin(θ)的比例也解释了为什么辅助磁场不仅在相对于写入磁极的90度的角度处有用而且在更小的角度处也起作用，优选地在15到90度的范围内。

图8A示出了连接到主线圈(MC)和辅助线圈(AC)的电路的实施方式，用以产生随同主极的磁化的切换的辅助磁通仿真。写入驱动器电路在芯片50的读/写集成电路中(图1)，其定位远离于滑块，典型地在E形块24上(图1)。写入驱动器经由集成引线悬架(ILS)上的互连线在端子T1、T2处连接到MC。写入头具有电阻Rw，MC具有感抗LMC，并且术语CMC表示寄生电容。在图5A的实施方式中，振荡器另外定位在芯片50的电路中作为用于辅助线圈(AC)的具有电感LAC的独立信号源。振荡器经由与写入驱动器和MC之间的互连线分离的互连线连接到AC，而且定位在ILS上。振荡器将高频信号(比来自写入驱动器的写入信号的频率高)提供到AC。振荡器的频率由电压(V_fcntl)控制。振荡器的相位(θ)被关于写入信号的相位来控制使得AC产生的辅助磁通的相位相关于来写入电流的从MC的切换。用于辅助电流的相位匹配于写入信号的相位的独立信号源能够使用传统的锁相环(PLL)和压控振荡器(VCO)来实现。

图8B是作为时间的函数的至MC的写入电流(I_w)和至AC的辅助电流的曲线图。在该实例中，写入电流描述为在250MHz的频率处从+50mA至-50mA的切换，该频率对应于500Mb/s的最大数据率。辅助电流具有的频率应该大于最大写入频率，优选地接近写入磁极的磁性材料的铁磁共振频率。辅助电流具有的幅值应该至少为写入电流的幅值的20％。例如，在图8B中，辅助信号所处的频率约是写入信号的频率的12倍并且信号幅值约是写入信号的幅值的20％，并且由此将AC中的电流从+10mA切换到-10mA。

图9A示出现连接到MC和AC的电路的实施方式，其中需要振荡器作为分离的信号源和分离的互连线。在该实施方式中，写入信号的高通滤波的信号用以激活AC并产生辅助磁通。一对匹配的电视器C_AC串联于AC并用作于写入信号从写入驱动器至MC的高通滤波器(HPF)。HPF也MC并联。在图9B中，I_w是至MC的写入电流并且与从HPF产生的至AC的电源一起示出。当写入信号切换了写入电流的方向时，例如在2ns处从正极转换为负极，HPF传递被定向到AC的高频分量来产生辅助磁通。高频分量由写入电流的高通变换所产生。下面的方程示出了写入信号的本征共振频率(f_HP)的计算，其是HPF的高通部分：

f_{HP} \approx \frac{1}{2 π} \sqrt{\frac{2}{C_{AC} (L_{MC} + L_{AC})}}

无源组件能够形成在滑块上以产生HPF并如在滑块上生产读/写头所使用的使用相同的材料和薄膜处理生产出。数欧姆或数十欧姆的量级的电阻能够从现有的膜生产出，其电阻范围在0.01Ohm/sq到20Ohm/sq之间。范围在数毫微微法到数十皮法之间的电容器能够从范围在10nm到若干微米的氧化铝间隙制造出。直到数十纳享的电感器能够从用于读/写头所需的屏蔽和磁极材料制成。另外，阻性无源组件可以添加为串联于LAC和/或LMC以帮助减缓HPF的共振。

图10A-10B示出了作为带有图6A-6B中示出的螺旋线圈的平面写入头的修改例的本发明的写入头的一个实施方式。在图10A的侧向截面视图中，辅助磁极280形成的纵轴的定向优选地大致正交(70到90度)于两个主要磁极274的主轴并且其所附接的WP270。单匝辅助线圈282示出了卷绕辅助磁极280的部分。辅助线圈282也可以是多匝线圈。辅助磁极280可以具有朝向WP270的附接的磁导281并协助将磁通引导向WP270。辅助磁极280和磁导281可以由类似WP270的传统写入磁极中使用的相同高磁矩材料形成。图10B是带有保护性氧化铝涂层的滑块28的外表面，这里氧化铝涂层被移除以示出本发明的写入头的基础特性。辅助线圈282连接到滑块28上的端子T3、T4。主线圈239a、239b被连接到滑块28上的端子T1、T2。在图10B中，写入头示出为连接到电路的实施方式，其中辅助线圈由高通滤波的写入信号所激活，如图9A中所示出的。由此形成HPF的两个匹配的电容器C_AC示出为制成在滑块28上并被分别连接在T1与T4之间、和T2与T3之间。

带有螺旋线圈和辅助线圈的写入头的其它的实施方式也是可以的。例如，参考图5中说明的螺纹写入线圈，该结构可以通过在WP70和返回磁极136之间添加辅助线圈和辅助磁极(如图10A、10B中带有磁导281的线圈282和磁极280)进行修改。

尽管参考优选的实施方式具体地示出并描述了本发明，本领域技术人员应该明白可以在形式和细节上进行多种改变，只要不偏离本发明的精神和范围。因此，所公布的发明仅认为是说明性的并且局限于权利要求中所说明的范围。

本申请涉及同时提交的题目为“带有用于快速切换写入磁极磁化的辅助线圈和电路的垂直磁记录系统”的申请(代理申请案编号：HSJ920080186US1)。

Claims

1.一种用于垂直磁记录层中的磁化区的垂直磁记录写入系统，其包括：

写入头，所述写入头包括

主极；

主导电螺旋线圈，所述主导电螺旋线圈卷绕所述主极，用于在所述主极中产生磁通；

辅助磁极，所述辅助磁极以相对于所述主极一角度定向，该角度大于15度并小于或等于90度；和

辅助导电螺旋线圈，所述辅助导电螺旋线圈卷绕所述辅助磁极；

写入驱动器，所述写入驱动器能够沿两个方向向所述主导电螺旋线圈供应写入电流；和

电路，所述电路耦合到所述辅助导电螺旋线圈，用于在所述写入驱动器切换所述主导电螺旋线圈中的所述写入电流的方向时给所述辅助导电螺旋线圈供电。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述辅助磁极的定向大致正交于所述主极。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述辅助导电螺旋线圈是单匝线圈。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，还包括连接到所述辅助磁极的磁导，用于将来自所述辅助磁极的磁通引导到所述主极。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述主极具有铁磁共振频率，并且耦接到所述辅助导电螺旋线圈的电路给所述辅助导电螺旋线圈供电，以在所述铁磁共振频率处产生辅助磁场。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述写入驱动器在一写入频率处产生主信号，并且其中，耦接到所述辅助导电螺旋线圈的电路包括用于在大于所述写入频率的频率处施加辅助信号的振荡器。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述写入驱动器耦接到所述振荡器，并且其中，来自所述振荡器的所述辅助信号的相位与来自所述写入驱动器的所述主信号的相位匹配。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述写入驱动器产生主信号，并且其中，耦接到所述辅助导电螺旋线圈的电路包括高通滤波器，用于从所述主信号滤出对应于写入电流的电流方向切换的高频分量。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述高通滤波器包括串联连接于所述辅助导电螺旋线圈的两个匹配的电容器，所述辅助导电螺旋线圈位于所述两个电容器之间。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，来自所述写入驱动器的所述写入电流具有幅值I_w，并且其中，耦接到所述辅助导电螺旋线圈的电路产生的辅助电流I_a具有的幅值大于0.2I_w。

11.一种磁记录磁盘驱动垂直记录写入头，其用于磁化所述磁盘上的垂直磁记录层的数据磁道中的区域，所述写入头形成在具有朝向所述记录层的气承面的滑块上，并包括：

基底；

在所述基底上的主极；

第一和第二返回极，其在所述基底上并且大致与所述主极共面，所述第一和第二返回极在所述主极的反向侧上沿横截磁道的方向隔开并且其端部大致在气承面处，所述第一和第二返回极在从所述气承面凹陷的区域处连接到所述主极；

写入磁极，其在所述主极上并且不与所述主极共面，并且其端部大致在所述气承面处；

主导电螺旋线圈，所述主导电螺旋线圈卷绕所述主极，用于在所述主极和与所述主极连接的写入磁极中产生磁通；

辅助磁极，所述辅助磁极的定向大致正交于所述主极；以及

辅助导电螺旋线圈，所述辅助导电螺旋线圈卷绕所述辅助磁极。

12.根据权利要求11所述的写入头，其中，还包括：磁导，其连接到所述辅助磁极，用于将来自所述辅助磁极的磁通引导到所述主极。

13.根据权利要求11所述的写入头，其中，所述主导电螺旋线圈包括：所述基底上的第一组导电的大致共面的线圈部；和沿磁道方向与所述第一组线圈部分开的第二组导电的大致共面的线圈部，并且其中，所述主极位于所述第一组线圈部的平面和所述第二组线圈部的平面之间。

14.一种磁记录磁盘驱动垂直记录写入系统，其包括：

根据权利要求11所述的写入头；

写入驱动器，其能够沿两个方向将写入电流供应到所述主导电螺旋线圈；及

电路，所述电路耦接到所述辅助导电螺旋线圈，用于在所述写入驱动器切换所述主导电螺旋线圈中的所述写入电流的方向时给所述辅助导电螺旋线圈供电。

15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述写入驱动器在一写入频率处产生主信号，并且其中，耦接到所述辅助导电螺旋线圈的所述电路包括振荡器，所述振荡器用于以大于所述写入频率的频率施加辅助信号。

16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述写入驱动器耦接到所述振荡器，并且其中来自所述振荡器的所述辅助信号的相位与来自所述写入驱动器的所述主信号的相位匹配。

17.根据权利要求14所述的系统，其中，所述写入驱动器产生主信号，并且其中，耦接到所述辅助导电螺旋线圈的电路包括高通滤波器，所述高通滤波器用于从所述主信号中滤出对应于所述写入电流的所述电流方向切换的高频分量。

18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述高通滤波器包括串联于所述辅助导电螺旋线圈的两个匹配的电容器，所述辅助导电螺旋线圈位于所述两个电容器之间。

19.根据权利要求14所述的系统，其中，来自所述写入驱动器的所述写入电流具有幅值I_w，并且其中，耦接到所述辅助导电螺旋线圈的所述电路产生的辅助电流I_a具有的幅值大于0.2I_w。

20.根据权利要求14所述的系统，其中，所述主极具有铁磁共振频率，并且其中，耦接到所述辅助导电螺旋线圈的电路在所述铁磁共振频率处给所述辅助导电螺旋线圈供电以产生辅助磁场。