專利名稱：磁光設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁光設(shè)備，包括在線圈座上具有線圈的磁光讀取和/或?qū)懭腩^以及用于產(chǎn)生激光束的裝置，其中所述激光束在操作過程中穿過所述線圈。
首段中所描述類型的系統(tǒng)的一種實(shí)施例公開于US 6069853A中。
在這種設(shè)備中，光記錄技術(shù)應(yīng)用于磁光頭中，所述磁光頭在操作過程中靠近盤上的記錄層。偏振光用于在盤上進(jìn)行讀取和/或?qū)懭?。所述激光束穿過線圈，所述線圈例如一體形成于滑塊或致動(dòng)器上。新一代的光記錄盤具有更高的數(shù)據(jù)容量和更小的位尺寸。每一代新記錄設(shè)備都趨于減小光學(xué)讀出的波長，增大光學(xué)拾取單元(OPU)的數(shù)值孔徑(NA)。焦距和工作距離減小，傾斜余量變得更加受限。對(duì)于下一代光存儲(chǔ)系統(tǒng)而言，物鏡的數(shù)值孔徑將上升到NA＝0.85，甚至NA＝0.95，以提高分辨能力。盡管物鏡區(qū)域增加重量，但是，日益增長的對(duì)高數(shù)據(jù)率和短存取時(shí)間的要求迫使物鏡的總質(zhì)量區(qū)域縮小。當(dāng)NA保持恒定時(shí)，僅可以在焦距和自由工作距離(FWD)減小的情況下實(shí)現(xiàn)所述效果?？梢圆捎帽∧ぜ夹g(shù)制造所述包含線圈的頭。所述線圈形成在薄片(例如玻璃)的頂部，嵌入到氧化物(例如Al2O3)中。頭與盤之間的自由工作距離(FWD)小于20微米，并且，如上所述，對(duì)于新的設(shè)計(jì)，所述距離更小?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，這種較小的自由工作距離會(huì)引起兩個(gè)問題首先，水會(huì)冷凝在頭上，其次，水蒸發(fā)之后會(huì)留下沉積物。水和沉積物反過來影響頭的操作，由于頭和激光功率的光學(xué)要求持續(xù)增加，因此所述影響尤其相關(guān)。
本發(fā)明的目的在于提供一種可以緩解上述問題的磁光設(shè)備。
為此，線圈座包括位于線圈的中心位置或在所述線圈的中心位置附近的具有凹口深度的凹口(recess)，從盤的方向看過去，透鏡在線圈的后面延伸，從而與所述線圈部分重疊。
如果不存在表面，水和污染物將不能沉積在頭的表面上。現(xiàn)在，水將沉積在最靠近盤的表面上，其位于光路之外，不會(huì)干擾光路。這將不再阻礙或干擾光路，也不會(huì)再在水蒸發(fā)之后在光路上留下任何污染物。透鏡位于線圈座上，該透鏡位于線圈之后，并與線圈重疊。這使線圈可以盡可能靠近盤，從而在確保相對(duì)較大的NA的同時(shí)還獲得了強(qiáng)的磁場。
線圈座優(yōu)選地包括由于考慮到機(jī)械穩(wěn)定性而僅在線圈中心延伸的凹口。
本發(fā)明還涉及權(quán)利要求7所定義的讀取和/或?qū)懭腩^。
借助于示例，參考下文中所述的具體實(shí)施例，本發(fā)明的這些和其他方面將更加明顯和易于闡明。
在附圖中

圖1A和1B示意性的示出了用于磁光設(shè)備的頭的兩種設(shè)計(jì)。
圖2更詳細(xì)的示意性示出了圖1的一個(gè)設(shè)計(jì)。
圖3更詳細(xì)的示意性示出了圖1的一個(gè)設(shè)計(jì)。
圖4給出了線圈的頂視圖，其示出了激光束在操作過程中所穿過的孔徑。
圖5示意性的示出了激光束穿過線圈的光路的截面圖。
圖6A到6C示出了線圈座上水冷凝現(xiàn)象的發(fā)生。
圖7A到7D示出了線圈座的幾個(gè)設(shè)計(jì)，其中，圖7A和7D示出了本發(fā)明范圍之外的設(shè)計(jì)，圖7B和7C的設(shè)計(jì)具體實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明。
圖8和9示出了包含在本發(fā)明的概念之內(nèi)的線圈座的幾個(gè)設(shè)計(jì)。
所述附圖并非按比例繪制。通常，附圖中相同的附圖標(biāo)記代表相同的元件。
本發(fā)明適用于每一種以及任何類型的具有讀取和/或?qū)懭腩^以及在操作過程中穿過線圈的激光器的磁光設(shè)備。不管所述磁光設(shè)備是否是所謂的遠(yuǎn)場類型，也不管是否使用了滑塊或致動(dòng)器，其均與本發(fā)明無關(guān)。
圖1A和1B示出了兩種布置方案。在兩種布置方案中，激光束均在操作過程中穿過了支持器3上的物鏡2以及第二透鏡4，以聚焦在盤7上。盤7設(shè)置有覆蓋層8。激光束1穿過線圈5。圖1A示出了所謂滑塊型讀取和/或?qū)懭腩^中的一種，其中，第二透鏡4和線圈5設(shè)置在滑塊6上。圖1B示出了一種所謂致動(dòng)器型的頭，其中透鏡4和線圈5設(shè)置在玻璃片9之上和/或之內(nèi)。自由工作距離FWD是支持器3與盤7之間的距離。
圖2更詳細(xì)的示出了圖1A所示類型的頭。該附圖中示出了滑塊的懸臂10。圖3更詳細(xì)的示出了圖1B所示類型的頭。
在所有類型中，頭都包括線圈5。圖4更詳細(xì)的示出了線圈5。所述線圈包括兩條導(dǎo)線5a和5b以及激光束在操作過程中所穿過的孔徑12。所述線圈部分安裝或嵌入到滑塊6或薄片(wafer)9中。
包含線圈的頭由薄膜技術(shù)制造出來。所述線圈形成在薄片(例如玻璃)的頂部，嵌入到氧化物(例如Al2O3)中。圖5是使用過程中頭的示意圖。頭與盤之間的自由工作距離(FWD)小于20微米?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，在所述FWD下進(jìn)行工作會(huì)引起光學(xué)記錄方面的問題。盤上激光光點(diǎn)所產(chǎn)生的熱引起盤表面之內(nèi)或之上的水蒸發(fā)。所述水蒸氣將從盤流向頭。由于頭的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于盤的溫度，因此，水將凝結(jié)在頭上。圖6A、6B和6C中示出了所述情況。激光被引導(dǎo)穿過線圈的中心(A)。在(B)中，水清晰可見。當(dāng)關(guān)閉激光器時(shí)，水將在一段時(shí)間之后蒸發(fā)，一些污染物將最終沉積下來(C所包圍的部分)。
圖7示出了幾個(gè)設(shè)計(jì)。示意性的示出于圖7A和7D中的設(shè)計(jì)不表示根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備中所采用的線圈座的實(shí)施例，示意性的示出于圖7B和7C中的設(shè)計(jì)表示根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備中的線圈座的實(shí)施例。
在圖7A的設(shè)計(jì)中，線圈座不包括位于線圈5的中心或附近的凹口或孔(本發(fā)明的概念中的孔是一種特殊類型的凹口)。
對(duì)于本設(shè)計(jì)而言，如下幾個(gè)方面是很重要的線圈中心的直徑Dcoil；自由工作距離FWD；數(shù)值孔徑NA(由角度θ定義)；能效；凹口深度h。
線圈的能效隨線圈中孔的增大而降低，并且隨線圈與盤之間的距離的增大而降低。如上所述的問題在于水的冷凝。效率的降低增加了所需用的熱量，從而增加了線圈的電流密度和溫度，當(dāng)電流密度或溫度超過臨界值時(shí)，這將最終導(dǎo)致線圈擊穿。因此有必要采用更多或更大的繞組，由此，線圈的電感和電容顯著增大，這又反過來減小了線圈的諧振頻率(以及帶寬)。
圖7A示出了標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。在圖7A中，線圈包括線圈中心。如上所述，線圈產(chǎn)生的熱量使水蒸發(fā)，從而產(chǎn)生了上述問題。在圖7B中，凹口設(shè)在線圈中。這略微增大了線圈中心直徑(因此d1大于Dcoil0)。然而，水冷凝在中心上的現(xiàn)象的減少的正面影響比能效的降低更重要。圖7C示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例。明顯可以看出，在圖7B中，凹口形成在線圈的中心，而在圖7C中，線圈本身相對(duì)于線圈座的其余部分被置于凹口之內(nèi)。這意味著，線圈中心直徑略大，線圈與盤之間的距離從FWD增加到FWD+h。后者也導(dǎo)致能效的降低，這是因?yàn)榫€圈和盤之間的距離增大。然而，根據(jù)距離h和線圈直徑，其可獲得的優(yōu)點(diǎn)要比其所帶來的缺點(diǎn)更重要。凹口深度h優(yōu)選地小于2FWD，更優(yōu)選的小于FWD，但是優(yōu)選地大于1/2FWD。示意性的示出于圖7B中的設(shè)計(jì)出于能效方面的考慮優(yōu)選采用圖7C中所示的設(shè)計(jì)方式。凹口深度h優(yōu)選在以上所指示的范圍之內(nèi)(相對(duì)于FWD)，然而，所述要求也同樣適用于圖7B。
在圖7D所示的設(shè)計(jì)中，最終，線圈5沿透鏡4所定位的孔徑周圍設(shè)置，但是在本設(shè)計(jì)中，盡管線圈的中心凹進(jìn)，但是，能效顯著下降，以致于其優(yōu)點(diǎn)不再比其缺點(diǎn)更重要?？梢詫⑼哥R和線圈定位得使其不再重疊。相互重疊意味著從盤方向看過去所述盤至少部分延伸于所述線圈匝之后，即，透鏡的直徑大于線圈中孔徑的直徑。在圖7D的設(shè)計(jì)中，透鏡的直徑小于線圈中心的直徑，因此透鏡適合在線圈孔徑之內(nèi)。結(jié)果，與圖7B和7C的設(shè)計(jì)相比，線圈中的孔徑的直徑增大，線圈增大，效率顯著降低，產(chǎn)生了上述缺點(diǎn)。應(yīng)以非限制性的方式看待這里所使用的詞語“直徑”，將其視為用于指示尺寸或大小，沒必要將其限定為元件(透鏡、孔徑、線圈)，認(rèn)為該詞語僅適用于圓形或圓柱形對(duì)象。
圖8A、8B和9示意性的示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備中的線圈座的各種實(shí)施例。
在圖8A和8B中，孔形成在線圈的光學(xué)中心中。如果不存在，那么水和污染物將不能沉積在頭的表面上現(xiàn)在水將沉積在靠近盤的表面上，或是沉積在側(cè)壁上，或是沉積在線圈的頂面上，靠近孔。這樣將不再阻礙或干擾光路。線圈的深度由線圈的內(nèi)徑?jīng)Q定。在圖8A中，使用了一種略復(fù)雜一些的透鏡系統(tǒng)，其包括透鏡4和透鏡4A。所述線圈例如由Cu制成，覆蓋有Al2O3?？梢酝ㄟ^濕或干刻蝕方式氧化刻蝕形成孔。線圈層的厚度是例如4微米，層5C和5D之間的氧化物為2微米，層5C中的氧化物為0.5微米。
圖9示出了另一實(shí)施例。此時(shí)，支撐線圈的基底也具有一個(gè)孔。所述結(jié)構(gòu)可以通過下述兩種方式制造出來1.在基底上制造線圈，對(duì)前側(cè)進(jìn)行處理之后，在基底的后側(cè)處理孔。所述孔可以通過“粗制”技術(shù)(例如火藥爆破)以及濕或干刻蝕技術(shù)的組合形成。由于激光僅在空氣中行進(jìn)，因此也可以利用不透明基底，特別是Si基底。這樣可以獲得線圈可直接形成在IC上這一優(yōu)點(diǎn)。
2.使用“任意基底硅(Silicon on Anything)”(如國際專利申請(qǐng)WO200213188)中所公開的方式制造所述線圈。制成具有孔的所述線圈之后，將其整體置于載體之上。
這種實(shí)施例具有可以選用比廣泛使用的玻璃具有更好熱導(dǎo)率λ(W/m2K)的載體的優(yōu)點(diǎn)。玻璃具有典型值λ＝1，而SiO2為4到8，Al2O3約為25，SiC為125。熱導(dǎo)率越好，線圈的冷卻效果越好，從而，與普通線圈相比，可以使用更高的電流。這將進(jìn)一步抵消較大線圈直徑所帶來的負(fù)面影響，所述較大線圈直徑是與普通線圈相比形成具有孔的線圈所必需的。
本發(fā)明可以如下所述在操作過程中其中激光束穿過線圈的磁光設(shè)備中，線圈座包括位于線圈的光學(xué)中心位置或線圈的光學(xué)中心位置周圍的凹口，從盤方向上看過去，透鏡在線圈的后面延伸，與線圈至少部分重疊。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚，本發(fā)明并不局限于已經(jīng)特別示出并在上文中描述過的內(nèi)容。本發(fā)明具有新的技術(shù)特征，并且包含所述技術(shù)特征的組合。權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記并不限制其保護(hù)的范圍。動(dòng)詞“包含”及其動(dòng)詞變化的使用并不排除權(quán)利要求所述元件之外元件的存在。元件前冠詞“一”或“一個(gè)”的使用并不排除多個(gè)這種元件的存在。
權(quán)利要求(按照條約第19條的修改)1、磁光設(shè)備，包括具有線圈(5)的磁光讀取和/或?qū)懭腩^和用于產(chǎn)生激光束(1)的裝置，以及從盤的方向看過去在線圈(5)的后面延伸并與所述線圈至少部分重疊的透鏡(4)，其中，所述激光束在操作過程中穿過線圈(5)中的孔徑(12)，其中，線圈座包括位于線圈的中心位置或在所述線圈的中心位置附近的具有凹口深度(h)的凹口，其中，凹口的深度大于自由工作距離(FDW)的1/2，小于自由工作距離的兩倍。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁光設(shè)備，其特征在于，凹口的深度小于自由工作距離。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁光設(shè)備，其特征在于，所述凹口被限制在線圈的孔徑之內(nèi)的區(qū)域中。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁光設(shè)備，其特征在于，所述線圈位于凹口中。
5、包括了上述任意一個(gè)權(quán)利要求所述的頭的所有特征的讀取和/或?qū)懭腩^，所述讀取和/或?qū)懭腩^如此構(gòu)造，顯然可用在上述任意一個(gè)權(quán)利要求所述的磁光設(shè)備中。
權(quán)利要求
1.磁光設(shè)備，包括磁光讀取和/或?qū)懭腩^和用于產(chǎn)生激光束(1)的裝置，所述磁光讀取和/或?qū)懭腩^具有包括線圈(5)的線圈座(6，9)，其中，所述激光束在操作過程中穿過線圈(5)中的孔徑(12)，所述線圈座包括位于線圈的中心位置或在所述線圈的中心位置附近的具有凹口深度(h)的凹口，并且從盤的方向看過去，透鏡(4)在線圈的后面延伸，從而與所述線圈至少部分重疊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁光設(shè)備，其特征在于，所述凹口被限制在線圈的孔徑之內(nèi)的區(qū)域中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁光設(shè)備，其特征在于，所述線圈(5)位于凹口中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁光設(shè)備，其特征在于，凹口的深度(h)小于自由工作距離(FWD)的兩倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁光設(shè)備，其特征在于，凹口的深度小于自由工作距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的磁光設(shè)備，其特征在于，凹口的深度(h)大于自由工作距離的一半。
7.包括了上述任意一個(gè)權(quán)利要求所述的頭的所有特征的讀取和/或?qū)懭腩^，所述讀取和/或?qū)懭腩^如此構(gòu)造，顯然可用在上述任意一個(gè)權(quán)利要求所述的磁光設(shè)備中。
全文摘要
磁光設(shè)備，包括磁光讀取和/或?qū)懭腩^和用于產(chǎn)生激光束(1)的裝置，所述磁光讀取和/或?qū)懭腩^具有線圈(5)，其中，所述激光束在操作過程中穿過線圈(5)中的孔徑(12)，其特征在于，所述線圈座包括位于線圈的中心位置或在所述線圈的中心位置附近的具有凹口深度(h)的凹口，從盤的方向看過去，透鏡(4)在線圈的后面延伸，與所述線圈部分重疊。
文檔編號(hào)G11B11/105GK1813298SQ200480017712
公開日2006年8月2日 申請(qǐng)日期2004年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月25日
發(fā)明者R·J·M·沃勒斯, M·B·范德馬克, B·范索梅倫, F·滋普 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司