专利名称：用于磁记录头的散热器的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种用在磁盘驱动器中的磁记录头，更具体地说涉及装有散热器的磁记录头。
背景技术：
利用磁记录数字信息的磁盘驱动器在现代计算机系统中存储了大部分信息。磁盘驱动器具有至少一个带有分立的同心数据磁道的转盘。每个磁盘驱动器还具有至少一个记录头，该记录头通常具有用于在磁道上写入和读取数据的单独的写元件和读元件。记录头构造在浮动块上，并且该浮动块安装在悬架上。记录头、浮动块和悬架的组合被称为磁头万向架组件。另外，还有一促动器，该促动器将记录头定位在所关心的特定磁道上。该促动器首先转动以寻找所关心的特定磁道，并且在将记录头定位在该磁道上之后，使记录头保持与那个磁道紧密对准。磁盘驱动器中的磁盘具有一基底和位于该基底上用于进行磁记录的一磁性层。承载着记录头的浮动块具有一面对磁盘的表面，在该表面上形成一空气支承。该空气支承使得浮动块能够漂浮在空气垫上并且被定位在磁盘表面附近。或者，面对着磁盘的该浮动块表面可以用来与磁盘部分或连续接触。
记录头由各种金属形成并且通过一薄绝缘层与浮动块的本体分开。在记录头中的这些材料的热膨胀系数的数值通常高于绝缘层或浮动块的相应数值。因此，随着记录头和浮动块的温度增加，记录头的物理膨胀要大于绝缘层或浮动块。在写过程中当写电流通过记录头的写元件时，这个温度升高是显著的。在写操作期间，由于焦耳加热而在线圈中产生出热量，并且由于涡电流加热而在磁头组(yoke)的磁性部分中产生热量。由于所述加热，由于热膨胀系数的不匹配并且在靠近线圈的区域中的温度相对于浮动块本体更高，所以记录头会朝着磁盘伸出到浮动块的空气支承表面外几个纳米。
浮动块在磁盘表面上方的浮动高度对于每个新磁盘驱动器产品系列而言通常更低，以便于实现更高的记录信息密度。所要求的浮动高度目前相当于在写操作期间由于温度升高而引起的记录头的伸出量。记录头和磁盘之间的接触会对记录头造成损伤并且还会导致在记录头和磁盘之间的界面处磨坏。
另外的接触记录设备允许浮动块和磁盘之间进行接触。但是，虽然浮动块表面可以构成为允许与磁盘进行局部或连续接触，但是从浮动块的面对磁盘的表面伸出的记录头会受到过大的磨损。
因此，导致记录头伸出的记录头和浮动块之间的热膨胀系数不匹配是一个日益严重的问题。
发明内容
在一优选实施方案中，本发明提供一种有效的用于记录头的散热器。这样提供的散热器有效地消散热量，因此减小了记录头的温度变化。本发明相当大地改善了记录头的由温度引起的伸出。
在一个实施方案中，散热器被实施为设置在记录头的读元件和写元件之间的导热层。在可选的实施方案中，散热器被实施为设置在写元件上面的导热层。在另一个可选实施方案中，散热器被实施为设置在写元件的绕组中的两层线圈之间的导热层。在这些实施方案中的导热层由适当的材料例如铜形成。导热层可以与浮动块接触或连接以增强散热效果。在另一个实施方案中，该散热器设有导热部分和较小的绝热部分。
在一可选的实施方案中，提供这样一种磁盘驱动器，其中记录头设有散热器。
从以下详细说明中将了解本发明的其它方面和优点，以下详细说明结合附图以实施例的方式说明了本发明的原理。
图1为具有装有带散热器的记录头的磁盘驱动器的顶视图；图2为浮动块和装有散热器的记录头的透视图；图3为具有设置在写元件和读元件之间的散热器的记录头的剖视图；图4为具有设置在写元件和读元件的散热器的记录头的详细剖视图；图5为其中散热器形成在写元件的上电极上面的记录头的剖视图；图6为具有设置在写元件绕组中的两层线圈匝之间的散热器的记录头的剖视图。
具体实施例方式
本发明具体表现为一种有效地散发来自记录头的热量的散热器。该散热器减小了记录头的温度变化，因此限制了记录头从浮动块的面对磁盘的表面伸出的量。从而大大降低了对记录头的磨损危险以及记录头和磁盘之间的界面损坏的危险。
参照图1，磁盘驱动器100具有至少一个由主轴104支撑并且由马达(未示出)转动的可旋转磁盘102。至少有一个浮动块，它具有相连的记录头108和在读写期间位于磁盘102的表面上方的散热器(下面将详细说明)。浮动块106连接在悬架110上，而悬架110连接在促动器112上。促动器112通过枢轴114连接在磁盘驱动器100的外壳116上，并且由音圈马达118驱动。在磁盘正在旋转时，促动器112使浮动块106和悬架110一起径向或者沿着弧形路径120定位于磁盘102的表面上方，以访问有关数据磁道。
参照图1，在磁盘驱动器100的操作期间，旋转磁盘102相对于浮动块106的运动在浮动块106和磁盘102的表面之间产生出一空气支承，这对浮动块106施加一向上的力。这个向上的力由朝着磁盘102的表面压迫浮动块106的来自悬架110的弹性力所平衡。或者，浮动块106在操作期间可以与磁盘102部分或连续接触。
图1还显示出位于悬架110的远端上的可选装载/卸载片(load/unload tab)122。该装载/卸载片122与装载/卸载夹具(load/unload fixture)协同操作以在磁盘驱动器100被关闭或者进入节能模式时将浮动块106抬离磁盘102的表面。当起动卸载操作时，促动器112沿着顺时针方向126转动足够远，从而装载/卸载接头122滑上装载/卸载夹具124，后者轻轻地将浮动块106抬离磁盘102的表面。图1还显示出作为记录头108和前置放大器130之间的电线或柔性电缆的电连接128。
图2显示出浮动块202的更详细的视图。该记录头和散热器204优选构建在浮动块202的后表面(trailing surface)206上。图2显示出记录头的写元件的绕组214的上电极208和线圈匝210。在图2中没有显示出读元件。图中示出了使得能够与写元件和读元件连接的电连接焊盘212。在图2显示出散热器204的一个实施方案。散热器的这个实施方案是一导热材料层，它在物理上充分靠近绕组214和写元件的至少一个电极208以从写元件中将热量有效导出。通常使用碳化钛和氧化铝的陶瓷组合物来形成浮动块。该材料是一种比通常用来使记录头与浮动块隔开的大致纯净的氧化铝更好的导热体。因此，在一部分散热器与浮动块物理接触或连接的情况下，该散热器在一定程度上更有效。图2显示出散热器导热层204的两个区域216，它们通过在下面的绝缘层(未示出)中的开口(将在下面详细说明)与浮动块202的后表面206接触。
图3显示出一典型记录头302的剖视图和散热器304的一个实施方案。该记录头302通常具有一读元件306，该读元件通过一绝缘材料层310与浮动块本体308分开。该读元件306具有一薄膜传感器312和两个磁屏蔽层314。读元件306通常具有用于与磁盘(未示出)进行通信的暴露端316。该写元件318具有下电极320和上电极322以及形成设置在这些电极320、322之间的绕组的线圈匝324。写元件318的这些电极320、322具有用于与磁盘(未示出)进行通信的暴露端326。读元件306和写元件318除了其暴露端316、326之外都通常由绝缘材料包围。在暴露端316、326上可以形成有一层非常薄的碳材料保护层以防止写元件318和读元件306的腐蚀。具有薄碳外涂层的记录头被认为具有暴露端以便与磁盘磁连通。在图3中的散热器304被实施为设在读元件306和写元件318之间的导热材料层。在绝缘部分310中的一个或多个开口329使得散热器304的导热材料的一部分328与浮动块308接触，从而提高了导热性。
图4显示出具有一散热器的记录头402的放大图。记录头的写元件418具有一上电极422和一下电极420。该写元件418还具有线圈匝424和用于与磁盘(未示出)通信的一暴露端426。读元件406具有两个屏蔽层414、一读传感器412和用于与磁盘(未示出)进行通信的一暴露端416。在图4中所示的散热器被实施为设置在写元件418和读元件406之间的一层428。在图4中所示的具体实施方案中，散热器层428具有由优选具有高导热性的导热材料构成的一个部分432和由绝缘材料构成的另一个较小的部分430。绝缘部分430设置在写元件426和读元件416的暴露端附近。优选由稳定绝缘体例如氧化铝形成的散热器的绝缘部分430有助于保护导热部分426不受腐蚀或磨损。或者，该较小的部分430可以由稳定的覆盖材料(capping material)例如坡莫合金或其它铁镍合金形成。
图5显示出散热器的另一实施方案。在该实施方案中，该散热器由形成在写元件518的上电极522上面的一层528构成。该散热器层528具有由导热材料形成的一部分532和由绝缘体形成的一可选部分530。图中还显示出下电极520和写绕组的线圈匝524。
散热器可以实施为设置在写磁头绕组中的线圈匝附近的导热层。因为主要的热源是在写操作期间在绕组中产生的热量，所以散热器的这个结构提供一种有效的散热器。图6显示出一散热器的具体实施方案，该散热器包括设置在写元件618中的两层绕组的线圈匝624、625之间的导热层632。该写元件618具有一下电极620和一上电极622。
在上述散热器的实施方案中，导热材料可以由任意合适的材料形成。铜是优选的导热材料，因为其导热率较高，并且容易通过电镀和真空沉积等已知方法来形成铜层。写元件的绕组通常由铜形成。磁性材料不适于用作导热体，因为可能与写元件或读元件的功能产生干扰。散热器的可选绝缘部分一般可以由氧化铝形成，该材料被广泛用在记录头结构中作为绝缘体。其它绝缘材料例如氧化硅对于本领域普通技术人员是公知的。形成散热器的方法对于本领域普通技术人员是公知的，包括形成掩模、电镀、溅射或其它合适的技术。
在模拟由具有散热器的写磁头、读磁头导致的温度上升的数字试验中，显示的温度上升与没有散热器的记录头的温度上升相比只有70％。因此，具有散热器的记录头由温度引起的凸出与没有散热器的记录头相比的降低幅度高达30％。
从上面可以看出，本发明提供一种用于记录头的有效散热器。散热器的这些实施方案明显限制了记录头温度的增加并且明显减小了由温度引起的记录头凸出。虽然已经针对具体实施方案对本发明进行了说明，但是其内容不应该被认为是对其进行限制，显然在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以有各种实施方案、改变和改进方案，并且要理解的是，这些等同实施方案应该包含在本发明的范围内。
权利要求
1.一种与浮动块的后表面结合的磁记录头，它包括具有一暴露端的一写元件；具有一暴露端的一读元件；以及设置在所述写元件和所述读元件之间的一散热器。
2.如权利要求1所述的磁记录头，其中所述散热器的一部分与所述浮动块的后表面连接。
3.如权利要求1所述的磁记录头，其中所述散热器包括一导热层。
4.如权利要求3所述的磁记录头，其中所述导热层延伸至所述写元件和读元件的暴露端。
5.如权利要求1所述的磁记录头，其中所述散热器包括一导热部分和一绝缘部分，所述绝缘部分延伸至所述写元件和读元件的暴露端处。
6.如权利要求3或5所述的磁记录头，其中所述散热器的所述导热部分由铜构成。
7.如权利要求5所述的磁记录头，其中所述散热器的所述绝缘部分由氧化铝构成。
8.一种与浮动块的后表面结合的磁记录头，所述磁记录头包括一写元件，该写元件包括具有一暴露端的一下电极；设置在所述下电极上方的绕组的线圈匝；具有一暴露端的一上电极，所述上电极设置在绕组的所述线圈匝上方；以及设置在所述上电极上方的一散热器。
9.如权利要求8所述的磁记录头，其中所述散热器的一部分与所述浮动块的后表面连接。
10.如权利要求8所述的磁记录头，其中所述散热器包括一导热层。
11.如权利要求10所述的磁记录头，其中所述导热层延伸至所述上电极和下电极的所述暴露端。
12.如权利要求8所述的磁记录头，其中所述散热器包括具有一导热部分和一绝缘部分的一层，所述绝缘部分延伸至所述第一和第二电极的暴露端处。
13.如权利要求10或12所述的磁记录头，其中所述散热器的所述导热部分包括铜。
14.如权利要求12所述的磁记录头，其中所述散热器的所述绝缘部分包括氧化铝。
15.一种包括一写元件的磁记录头，所述磁记录头与一浮动块的后表面结合，它包括一下电极；设置在所述下电极上方的绕组的第一层线圈匝；设置在所述第一层线圈匝上方的第二层线圈匝；设置在绕组的所述第二层线圈匝上方的一上电极；以及设置在绕组的所述第一层线圈匝和绕组的所述第二层线圈匝之间的一散热器。
16.如权利要求15所述的磁记录头，其中所述散热器包括铜。
17.如权利要求15所述的磁记录头，其中所述散热器的一部分与所述浮动块的后表面连接。
18.一种磁盘驱动器，它包括一磁盘；一浮动块；与所述浮动块结合，用来在所述磁盘上进行磁记录的磁记录头，其中所述磁记录头包括用于向所述磁盘进行写入的一写元件；用于从所述磁盘进行读取的一读元件；以及设置在所述写元件和所述读元件之间的一散热器。
19.如权利要求18所述的磁盘驱动器，其中所述散热器包括铜。
20.一种磁盘驱动器，它包括一磁盘；一浮动块；与所述浮动块结合，用来在所述磁盘上进行磁记录的磁记录头，所述磁记录头包括一写元件，其中所述磁记录头包括具有一暴露端的一下电极；设置在所述下电极上方的绕组线圈匝；具有一暴露端的一上电极，所述上电极设置在绕组的所述线圈匝上方；以及设置在所述上电极上方的一散热器。
21.如权利要求20所述的磁盘驱动器，其中所述散热器包括一导热层。
22.如权利要求20所述的磁盘驱动器，其中所述导热层由铜形成。
23.一种磁盘驱动器，它包括一磁盘；一浮动块；与所述浮动块结合，用来在所述磁盘上进行磁记录的磁记录头，所述磁记录头包括一写元件，该写元件包括一下电极；设置在所述下电极上方的绕组的第一层线圈匝；设置在所述第一层线圈匝上方的第二层线圈匝；设置在绕组的所述第二层线圈匝上方的一上电极；以及设置在绕组的所述第一层线圈匝和绕组的所述第二层线圈匝之间的一散热器。
24.如权利要求23所述的磁盘驱动器，其中所述散热器包括铜。
全文摘要
一种用于磁记录头的散热器。该散热器从记录头中引导出热量，因此限制了记录头的温度范围。在记录头上的散热器明显降低了由热引起的凸出。
文档编号G11B5/48GK1516117SQ0312780
公开日2004年7月28日 申请日期2003年8月8日 优先权日2002年8月8日
发明者塞维斯·吉德尔, 温奇恩·海斯奥, 维拉迪米尔·尼奇丁, 海斯奥, 塞维斯 吉德尔, 米尔 尼奇丁 申请人:日立环球储存科技荷兰有限公司