專利名稱：用于檢測(cè)涂層的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于檢測(cè)物體上的涂層的系統(tǒng)和方法，更具體地說(shuō)，本發(fā) 明涉及能夠檢測(cè)磁頭上的涂層的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在計(jì)算機(jī)工業(yè)中，基于磁頭的系統(tǒng)作為有成本效益的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)形式已 經(jīng)被廣泛接受。在磁帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，越，性讀/寫變換器牽拉包含沿著帶
的長(zhǎng)度方向延伸的多個(gè)橫向定位(laterally positioned)的數(shù)據(jù)軌道的磁帶， 稱作磁帶頭。當(dāng)在磁帶頭和磁帶之間出現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁帶頭可以沿著磁 帶表面的長(zhǎng)度記錄和讀取數(shù)據(jù)。
在磁記錄系統(tǒng)中，磁頭和記錄介質(zhì)的相互機(jī)械作用是確定系統(tǒng)性能和 可靠性的重要因素。理想地，磁頭與移動(dòng)的記錄介質(zhì)接觸或者親密接觸以 優(yōu)化讀/寫操作。在磁頭/介質(zhì)界面處的接觸導(dǎo)致磨損，這是影響磁頭和介 質(zhì)性能和壽命的主要關(guān)注點(diǎn)。
磁帶頭上可以具有保護(hù)涂層，以保護(hù)讀/寫元件4吏其免受磨損、腐蝕、 短路、不良操作等的影響。在磁帶頭制造階段，為了可靠性，優(yōu)選確定磁 帶頭是否已經(jīng)被適當(dāng)涂覆。同樣地，在磁帶頭失效分析和診斷分析過(guò)程中， 也希望確定保護(hù)涂層是否保留在磁帶頭上，或許，如果這樣的話，確定涂 層保留的程度。
因此，希望具有一種檢測(cè)磁帶頭上是否具有保護(hù)涂層的系統(tǒng)和方法。 然而，由于大部分涂層僅幾十埃厚，檢測(cè)這種涂層非常困難。例如，光干 涉測(cè)量法不能解決涂層的表面和底層的頭表面。螺旋材料分析(Auger materials analysis)不能辨別碳的頂層是來(lái)源于環(huán)境還是保護(hù)涂層。其它 方法例如納米壓痕、聚焦的離子束(FIB)分析等是破壞性的，并且不總 是確定的。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例， 一種用于檢測(cè)磁頭上涂層存在的方法，包含 使磁頭表面上的多個(gè)點(diǎn)與導(dǎo)電物體接觸；確定在導(dǎo)電物體和磁頭表面上的 一個(gè)或者多個(gè)點(diǎn)之間是否進(jìn)行了電連接。
根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例， 一種用于檢測(cè)磁頭上涂層存在的方法，包 含使磁頭表面上的多個(gè)點(diǎn)與導(dǎo)電物體接觸；確定在導(dǎo)電物體和磁頭表面 上的任何點(diǎn)之間進(jìn)行電連接的程度。
根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例， 一種用于檢測(cè)物品的導(dǎo)電表面上的電絕緣 涂層存在的方法，包含使物品的多個(gè)點(diǎn)與原子力顯微鏡的觸針接觸；確 定該物品的導(dǎo)電表面和觸針之間是否電連接。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例， 一種用于檢測(cè)磁頭上涂層存在的系統(tǒng)，包 含用于接觸磁頭表面上的多個(gè)點(diǎn)的導(dǎo)電物體；和用于檢測(cè)導(dǎo)電物體和磁 頭表面上的一個(gè)或者多個(gè)點(diǎn)之間是否電連接的監(jiān)視設(shè)備。
通過(guò)下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)將是顯而易 見(jiàn)的，下面通過(guò)舉例說(shuō)明本發(fā)明的原理。


為了更完全地理解本發(fā)明的特性和優(yōu)點(diǎn)，以及使用的優(yōu)選模式，應(yīng)該 接合附圖閱讀下面的詳細(xì)描述。
圖1示出了4艮據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于檢測(cè)物品例如磁頭上涂層的 存在的系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
下面的描述是目前構(gòu)想的實(shí)施本發(fā)明的最佳實(shí)施例。該描述是用于說(shuō) 明本發(fā)明的一般原理，并不意味著限制這里所要求的發(fā)明理念。
本說(shuō)明書公開(kāi)了一種用于檢測(cè)物品例如磁頭(但不限于磁頭)上涂層 存在的系統(tǒng)和方法。在具體的優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明包含用于檢測(cè)磁頭的
讀取器和伺服元件上的保護(hù)涂層的系統(tǒng)和方法。
圖1圖示了用于檢測(cè)物品102 (例如磁頭)上涂層存在的系統(tǒng)100。如 圖所示，系統(tǒng)100包含用于接觸物品102表面上多個(gè)點(diǎn)的導(dǎo)電物體104; 和用于檢測(cè)導(dǎo)電物體104和物品102表面上一個(gè)或者多個(gè)點(diǎn)之間是否電連 接的監(jiān)視設(shè)備106。在一種操作模式中，涂層是電絕緣的，電流源耦接到 該系統(tǒng)或者物品，使得物品表面和導(dǎo)電物體之間的電接觸在其間產(chǎn)生可監(jiān) 視的電流流動(dòng)，就表示缺失電絕緣涂層。
物品102可以是任何類型的物品，4艮快將清楚，本發(fā)明的一些實(shí)施例 允許檢測(cè)非常小的物品上和/或跨越非常小的區(qū)域的涂層。
在圖1中，物品102是具有以背馱結(jié)構(gòu)(piggyback configuration )形 成在公用基底30和可選擇的電絕緣層31上的多個(gè)R/W對(duì)的磁阻(MR) 磁頭。以寫器件12為例的寫入器和以讀器件14為例的讀取器排列為平行 于跨越其上的磁帶介質(zhì)的行進(jìn)方向，以形成以R/W對(duì)11為例的R/W對(duì)。 可以存在幾個(gè)R/W對(duì)11,例如8、 16、 32對(duì)等。所示的R/W對(duì)11在與 跨越該R/W對(duì)11的帶行進(jìn)方向總體上垂直的方向上線性排列。然而，這 些對(duì)也可以對(duì)角線排列、交錯(cuò)排列、呈V形排列等。伺服讀取器13位于 RAV對(duì)陣列的外部，其功能是公知的。當(dāng)構(gòu)造背馱式磁頭(piggyback head)10的模塊24時(shí)，在基底30上形成各層，該基底例如是AlTiC，可 以是導(dǎo)電的，所述各層總體上按照下列順序形成以形成元件R/W對(duì)11: 絕緣層31;諸如NiFe (鎳鐵導(dǎo)磁合金)、CZT或Al-Fe-Si (鐵硅鋁磁合金) 的通常為鐵合金第一屏蔽46;用于感測(cè)磁介質(zhì)上數(shù)據(jù)磁道的傳感器40;通 常為鎳-鐵合金(例如，80/20鎳鐵導(dǎo)磁合金)的第二屏蔽48;第一和第 二寫入器磁極56、 58;和線圈(未示出)。第一和笫二寫入器磁極56、 58 可以由高磁矩材料例如45/55 NiFe制造。注意，這些材料僅以舉例的方式 給出，可以使用其它材料?？梢源嬖诹硗獾膶樱缙帘魏?或磁極端部之 間的絕緣與圍繞傳感器的絕緣層。用于所述絕緣的說(shuō)明性的材料包含氧化 鋁和其它氧化物、絕緣聚合物等。各種器件例如寫入器和讀取器的每個(gè)一 般都耦接到特有的焊盤對(duì)(未示出)。電纜110—般接合到所述焊盤，以允
許通過(guò)電纜110與各器件直接電通訊.
可以4皮檢測(cè)的涂層類型幾乎無(wú)限制。說(shuō)明性的涂層為部分或者完全絕 緣的涂層，它可以覆蓋于物品的導(dǎo)電表面上。該涂層還可以是不希望的涂 層，例如雜質(zhì)、進(jìn)行處理的人造物品、在使用過(guò)程中沉積的碎片等。在磁 頭上，典型的涂層包含類金剛石碳、氧化鋁等。
如上所述，給系統(tǒng)100或者物品102導(dǎo)入電流或者電壓。例如，可以 將電流源耦接到導(dǎo)電物體，監(jiān)視該物品的電連接(例如磁頭的連接焊盤或 者耦接到其上的電纜)的電流。在另一個(gè)實(shí)施例中，電流源耦接到所述物 品，監(jiān)視導(dǎo)電物體的電流。在任一情況下，由監(jiān)視設(shè)備106檢測(cè)到電流表 示電路是閉合的，因此表示涂層的缺失或者不足。
導(dǎo)電物體104可以采取許多形式，例如觸針、指狀物、鉤等。優(yōu)選的 導(dǎo)電物體具有相對(duì)較細(xì)的尖端，以便允許精細(xì)的接觸。最優(yōu)選圓形的尖端， 以避免對(duì)涂層的損害。該導(dǎo)電物體可以通過(guò)人工操作者或者按照操作者的 意圖物理地移動(dòng)或者定位，可以通過(guò)自動(dòng)系統(tǒng)而機(jī)械地移動(dòng)等。注意，在 某些實(shí)施例中，可以存在多個(gè)導(dǎo)電物體。
在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，導(dǎo)電物體104是觸針剖面儀(stylus profiler) 的觸針(或者其一部分，例如端部)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，使用 觸針剖面儀來(lái)繪制物品的表面外形。本發(fā)明的該實(shí)施例提出了一種觸針剖 面儀的新用途，即產(chǎn)生與觸針的電連接以能夠檢測(cè)物品上涂層的存在。在 使用中，觸針可以掃過(guò)物品的表面，或者沿物品的表面點(diǎn)擊。在"掃"模 式中，當(dāng)在各點(diǎn)之間移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)電物體保持與物品表面接觸。在"點(diǎn)擊" 模式中，當(dāng)在各點(diǎn)之間移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)電物體不保持與物品表面接觸。
在優(yōu)選實(shí)施例中，導(dǎo)電物體104是原子力顯賴:鏡的一個(gè)部件，除了許 多原子力顯微鏡具有納米分辨率外，原子力顯孩i鏡以與觸針剖面儀相似的 原理工作。而且，該導(dǎo)電物體可以是觸針或者觸針的一部分，例如尖端。 觸針通常安裝到壓電制動(dòng)器，以在所述表面上使觸針來(lái)回掃描。激光束測(cè) 試觸針以檢測(cè)尖端的高度，從而使得能夠繪制表面外形。
在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，使用原子力顯微鏡以接觸或者點(diǎn)擊模式中任 一模式檢測(cè)磁頭上涂層的存在，在空氣承載面上，可以通i^磁頭電纜或者 接觸焊盤和導(dǎo)電尖端對(duì)讀取器和伺服元件進(jìn)行電探查。磁頭可以包含多個(gè) 讀取器和寫入器。在某些類型的磁頭中，讀取器和寫入器l磁頭的承載磁 帶的面凹進(jìn)。在其它類型的磁頭中，每個(gè)讀取器都包含傳感器和至少一個(gè) 從側(cè)翼包圍傳感器的屏蔽，該(多個(gè))屏蔽與傳感器電接觸。屏蔽可以耦 接到傳感器，以防止屏蔽的諸如靜電充電等情況的發(fā)生?？梢赃B續(xù)監(jiān)視和 記錄在觸針的導(dǎo)電尖端和接觸焊盤或者磁頭電纜之間測(cè)量的電阻值。對(duì)于 存在保護(hù)涂層的區(qū)域或者沒(méi)有電耦接到電纜的區(qū)域，測(cè)量開(kāi)路電阻。然而， 當(dāng)所述尖端在讀取器和伺服上掃描時(shí)，如果不存在保護(hù)涂層，或者沒(méi)有充 分存在涂層，則檢測(cè)到屏蔽和/或元件上的電阻。掃描速度與原子力顯微鏡
的分辨率設(shè)定相關(guān)；分辨率越低，掃描越快?？傊头直媛试O(shè)定一般將 提供涂層存在的足夠的檢測(cè)。
使用觸針剖面儀或者原子力顯微鏡提供了幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。例如， 一個(gè)優(yōu)點(diǎn) 是可以繪制磁頭表面上進(jìn)行了電連接的至少一個(gè)點(diǎn)的位置。尤其是，在監(jiān) 視電阻的同時(shí)通過(guò)掃描磁頭表面，可以產(chǎn)生電阻圖，可以用這樣的圖來(lái)確 定絕緣涂層是否存在，以及在元件或者導(dǎo)電基底的哪些位置上存在于還是 不存所述涂層。還可以使用電阻圖來(lái)診斷由于磁頭帶接口故障而導(dǎo)致的短 路問(wèn)題。
本發(fā)明的各種實(shí)施例的其它優(yōu)點(diǎn)在于，可以對(duì)磁頭表面進(jìn)行原子力顯 微鏡輪廓繪制(當(dāng)使用原子力顯微鏡時(shí))。當(dāng)進(jìn)行失效分析時(shí)，任何這些 "繪制的圖"都是特別有用的。
這里所公開(kāi)的許多實(shí)施例的進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)在于，檢測(cè)是可重復(fù)的。許多 實(shí)施例都不需要特別的環(huán)境，例如真空室等。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，使導(dǎo)電物體例如原子力顯微鏡尖端或者導(dǎo)電探針掃
描(raster)或者點(diǎn)擊所述表面，從而同時(shí)取得電數(shù)據(jù)和表面外形數(shù)據(jù)。 這樣允許對(duì)涂層中的坑洞、裂紋和其它不規(guī)則性進(jìn)行失效分析。例如，在 外形側(cè)，可測(cè)量到的電阻的位置纟艮可能與涂層中的坑洞相應(yīng)。
監(jiān)視設(shè)備106可以是能夠檢測(cè)電連接的任何類型的設(shè)備。這種設(shè)備包
括伏特計(jì)、測(cè)流計(jì)、歐姆計(jì)等。監(jiān)視設(shè)備106可以同時(shí)耦接到所述物品和 導(dǎo)電物體。然而，在其它實(shí)施例中，監(jiān)視設(shè)4^接到所述物品或者導(dǎo)電物 體其中之一，或者接地。監(jiān)視設(shè)備甚至可以作為電流源、電壓源等。
當(dāng)分析磁頭時(shí)，可以短路磁頭中的一些或者所有元件，并且將這些或 者所有元件通過(guò)單個(gè)線耦接到監(jiān)視設(shè)備106。如圖1所示，使耦接到所述 物品的電纜110的多個(gè)電觸點(diǎn)短路并且耦接到監(jiān)視設(shè)備。沿著類似的思路， 可以使磁頭的多個(gè)電觸點(diǎn)短路并且耦接到監(jiān)視設(shè)備。還可以將導(dǎo)電物體耦 接到監(jiān)視設(shè)備。
在一個(gè)實(shí)施例中，為了說(shuō)明圖1的系統(tǒng)如何工作， 一種用于檢測(cè)磁頭 上涂層存在的方法，包含佳J茲頭表面的多個(gè)點(diǎn)與導(dǎo)電物體接觸；確定導(dǎo) 電物體和磁頭表面上的一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)之間是否電連接。
在另一實(shí)施例中， 一種用于檢測(cè)磁頭上涂層存在的方法，包含使磁 頭表面上多個(gè)點(diǎn)與導(dǎo)電物體接觸；確定導(dǎo)電物體和磁頭表面上的任何點(diǎn)之 間電連接的程度。電連接程度的確定可以包含由涂層提供的電阻或者電導(dǎo) 的水平，如果存在電連接的話。進(jìn)一步地，可以才艮據(jù)與預(yù)定電阻或者電導(dǎo) 水平(或所^面上,皮接觸的其它點(diǎn)的電阻或者電導(dǎo)水平)的相對(duì)性確定 在特定點(diǎn)處由涂層提供的電阻或者電導(dǎo)的水平。
在另 一個(gè)實(shí)施例中， 一種用于檢測(cè)物品的導(dǎo)電表面上電絕緣涂層存在 的方法，包括使物品的多個(gè)點(diǎn)與原子力顯微鏡的觸針接觸，確定物品的 導(dǎo)電表面和觸針之間是否產(chǎn)生電連接。
雖然上面描述了各種實(shí)施例，但是應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅是舉例，并 不是限制性的。因此，優(yōu)選實(shí)施例的寬度和范圍不應(yīng)受上面描述的任何實(shí) 施例的限制，而M僅根據(jù)后續(xù)的權(quán)利要求及其等同描述來(lái)限定。
權(quán)利要求
1、一種用于檢測(cè)磁頭上涂層存在的方法，包含使磁頭表面上的多個(gè)點(diǎn)與導(dǎo)電物體接觸；和確定在所述導(dǎo)電物體和所述磁頭表面上的一個(gè)或者多個(gè)點(diǎn)之間是否產(chǎn)生了電連接。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中當(dāng)在所述各點(diǎn)之間移動(dòng)時(shí)，所述導(dǎo) 電物體保持與所il^磁頭表面的接觸。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中當(dāng)在所述各點(diǎn)之間移動(dòng)時(shí)，所述導(dǎo) 電物體不保持與所述磁頭表面的接觸。
4、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述導(dǎo)電物體是原子力顯微鏡的一 個(gè)部件。
5、 如權(quán)利要求4所述的方法，進(jìn)步一步包括繪制所ii/磁頭表面上產(chǎn) 生電連接的至少一個(gè)點(diǎn)的位置。
6、 如權(quán)利要求4所述的方法，進(jìn)步一步包括制作所述磁頭表面的原 子力顯孩i鏡輪廓圖。
7、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述確定是否產(chǎn)生了電連接包括 使電流通過(guò)所述導(dǎo)電物體，監(jiān)視所i^磁頭的電連接的電流。
8、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述確定是否進(jìn)行了電連接包括 使電流通過(guò)磁頭，監(jiān)視所述導(dǎo)電物體的電流。
9、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述/磁頭包含讀取器和寫入器，所 述讀取器和寫入器從所述磁頭的承載磁帶的面凹進(jìn)。
10、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述磁頭包含讀取器，該讀取器 包括傳感器和從側(cè)翼包圍該傳感器的至少一個(gè)屏蔽，所述至少一個(gè)屏蔽與 傳感器電連接。
11、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中使所M頭的多個(gè)電觸點(diǎn)短路并 且耦接到監(jiān)視設(shè)備，所述導(dǎo)電物體也與該監(jiān)視設(shè)備耦接。
12、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中使耦接到所M頭的電纜的多個(gè)電觸點(diǎn)短路并且耦接到監(jiān)視設(shè)備，所述導(dǎo)電物體也與該監(jiān)視設(shè)備耦接。
13、 如權(quán)利要求l所述的方法，進(jìn)一步包括同時(shí)搜集所M頭表面的 外形數(shù)據(jù)。
14、 一種用于檢測(cè)磁頭上涂層存在的方法，包含 使磁頭表面上的多個(gè)點(diǎn)與導(dǎo)電物體接觸；和確定在所述導(dǎo)電物體和所述磁頭表面上的任何點(diǎn)之間產(chǎn)生電連接的 程度。
15、 如權(quán)利要求14所述的方法，其中當(dāng)在所述各點(diǎn)之間移動(dòng)時(shí)，所述 導(dǎo)電物體保持與所述磁頭表面的接觸。
16、 如權(quán)利要求14所述的方法，其中當(dāng)在所述各點(diǎn)之間移動(dòng)時(shí)，所述 導(dǎo)電物體不保持與所述磁頭表面的接觸。
17、 如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述導(dǎo)電物體是原子力顯微鏡的 一個(gè)部件。
18、 一種用于檢測(cè)物品的導(dǎo)電表面上的電絕緣涂層存在的方法，包含 使物品的多個(gè)點(diǎn)與原子力顯微鏡的觸針接觸；和 確定所述物品的導(dǎo)電表面和所述觸針之間是否產(chǎn)生了電連接。
19、 一種用于檢測(cè)磁頭上涂層存在的系統(tǒng)，包含 用于接觸f茲頭表面上的多個(gè)點(diǎn)的導(dǎo)電物體；和用于檢測(cè)所述導(dǎo)電物體和所述磁頭表面上的一個(gè)或者多個(gè)點(diǎn)之間是 否產(chǎn)生電連接的監(jiān)視設(shè)備。
20、 如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述導(dǎo)電物體是原子力顯微鏡的 一個(gè)部件。
全文摘要
一種用于檢測(cè)物品(例如磁頭)上涂層的存在的系統(tǒng)和方法。使物品表面上的點(diǎn)與導(dǎo)電物體接觸。確定導(dǎo)電物體和物品表面上的一個(gè)或者多個(gè)點(diǎn)之間是否產(chǎn)生了電連接、導(dǎo)電物體和物品表面上的任何點(diǎn)之間進(jìn)行電連接的程度等。
文檔編號(hào)G01N27/02GK101206189SQ200710169529
公開(kāi)日2008年6月25日 申請(qǐng)日期2007年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月20日
發(fā)明者穎 梁 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司