用于保护外涂层的粘合层的制作方法

文档序号:8300084阅读:394来源:国知局
用于保护外涂层的粘合层的制作方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请人于2007年4月9日提交的申请号为200710096888. 3、发明名称为 "用于保护外涂层的粘合层"的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明总体设及涂覆在金属基材上的保护膜。本发明更具体地设及用于读/写磁 头表面的薄粘合层,其具有充分的粘合性和改进的耐腐蚀性。
【背景技术】
[0003] 磁盘驱动储存系统被用来储存可W记录在磁盘介质的同屯、磁道上的数字信息。数 个磁盘可旋转地安装在一根轴上,信息通过使用写传感器W磁性转变的形式储存在磁盘 内,可使用读传感器访问。读和/或写传感器承载在位于致动臂上的滑块上,传动臂在磁盘 表面上径向移动。该滑块和传感器可W统称为磁头。
[0004] 磁盘在运行过程中高速旋转。在磁盘旋转时,滑块和读和/或写传感器在磁盘表 面上方在一个小气垫上滑动。一旦达到预定的高转速,磁头浮起在空气中,距离磁盘表面预 定的间距,并在读取和记录操作中保持该状态。为了使高面记录密度最大化,飞行高度(即 磁头浮起在磁盘表面上方的距离)必须最小化。
[000引本领域中已知,使用金刚石类碳(diamond 1化e carbon,化C)保护外涂层和/或 润滑剂层涂覆磁头和磁盘的承载空气表面。DLC外涂层的功能是保护下层的金属和合金在 制造过程W及磁盘驱动系统的整个使用寿命期间免受磨损和腐蚀。在施涂到磁头上时,DLC 外涂层包括DLC层和粘合剂层。用于磁头的DLC外涂层厚度大约在20-30埃的范围内,而 用于磁性介质的DLC外涂层的通常厚度超过30埃。DLC外涂层厚度与润滑剂层厚度是磁头 介质分开化ead media S巧aration,歷巧距离的最大的组成部分。歷S距离是从磁头的磁 性表面至介质的磁性表面测得的距离。HMS距离又影响传感器的数据读和写效率。
[0006] DLC外涂层的粘合层用来将DLC层粘附在磁头表面。本领域中已知将娃用于粘合 层。然而,娃提供的耐腐蚀保护有限,而且,如果娃粘合层做得越薄,DLC外涂层就越容易遭 受由于粘合力减弱、耐腐蚀性降低或该两者导致的可靠性失效。
[0007] 需要通过使用更薄的DLC外涂层来缩小歷S距离且提高面记录密度,同时DLC外 涂层仍具有充分的粘合性和改进的耐腐蚀性。

【发明内容】

[000引本发明设及一种装置,包括金属基材、位于该金属基材上的一层无定形粘合层、W 及位于该粘合层上的DLC保护层。所述粘合层的厚度小于约8埃,具有碳娃碳化物(carbon silicon carbide)或碳娃氮化物(carbon silicon nitride)的组成。粘合层的组合物为 金属基材提供了耐腐蚀性。
【附图说明】
[0009] 图lA是磁盘驱动器的包括读取和/或写入传感器的滑块和储存介质的部分示意 图。
[0010] 图1B是图1A中滑块的一部分的放大图,示出了滑块表面上的保护外涂层。
[0011] 图2是电流-电势关系图,示出了本发明实施例1至实施例6的耐腐蚀性。
[0012] 图3是另一张电流-电势关系图,示出了本发明实施例7和实施例8的耐腐蚀性。
【具体实施方式】
[0013] 图1A是磁盘驱动储存系统的滑块10和磁性介质磁盘12的部分示意图。滑块10 具有前缘14和后缘16,并包括读和/或写传感器18。滑块10和传感器18可W统称作磁 头。将保护性外涂层20施用在滑块10的表面22上,包括金刚石类碳(DLC)层24和粘合 层26。碳层28和润滑剂层30施用在磁盘12的表面32上。为了说明的目的,图中层24、 26、28和30的厚度均作了放大。正如下文会详细解释的(具体针对层24和26),所有该些 层都非常薄。
[0014] 滑块10与一悬架(图中未示出)相连,该悬架包括传动臂和负载梁,进行操作W 将滑块10和传感器18定位在磁盘的预先选定的数据磁道上。当磁盘12在滑块10和传感 器18下方旋转时,传感器18或从磁盘12的预先选定的数据磁道读取数据,或者向该数据 磁道写入数据。滑块10具有该样的结构;表面22上的DLC层24作为承载空气表面使得滑 块10由于滑块10的承载空气表面和磁盘12旋转产生的气流之间的相互作用而在磁盘12 的数据磁道上方飞行。当磁盘12达到其操作转速时,滑块10在枢轴上转动W使得滑块10 的前缘14升高至比其后缘16更高的水平,如图1A所示。该样,传感器18更接近磁盘12, 使得更多数据被写入磁盘12,并提高了磁盘驱动器的总体电性能。然而,必须保持滑块10 和磁盘12之间的最小间隙,W使得滑块10不会撞在高速旋转的磁盘12上。
[00巧]如图1A所示,飞行高度FH是指滑块10的承载空气表面(即DLC层24)和磁盘12 的表面(即润滑剂层30)之间的距离或间隙。磁头介质间距歷S是指传感器18的磁性表 面22和相对的磁盘12的磁性表面32之间的距离。因此,磁头介质间距歷S包括施涂在滑 块10上的层24和26 W及施涂在磁盘12上的层28和30。当滑块10和传感器18浮动在 磁盘12上方时,一旦磁盘12达到其操作转速,测量飞行高度FH和磁头介质间距歷S。
[0016] 保护外涂层20施用在滑块10的表面22上。外涂层20的主要功能是保护表面免 受磨损和腐蚀。特别重要的是,保护传感器18易受腐蚀或氧化的外露金属部分。由金刚石 类碳值LC)形成的层24构造成为滑块10提供耐腐蚀性。金刚石类碳由于其高硬度、高耐 腐蚀性、低摩擦系数和化学惰性而成为保护外涂层20的优选材料。DLC膜的缺点是;它不 能充分地粘附在所有表面上,例如滑块10的表面22。因此,使用粘合层26将DLC层24粘 附在滑块10上。
[0017] 粘合层26使用娃作为主要组分。娃能容易地与金属粘附。事实上,当娃沉积在金 属表面上时,娃与所述表面反应形成娃化物。因此,如果粘合层26主要由娃形成的话,粘合 层26将会很好地与滑块10粘合。而且,金刚石类碳与娃良好地粘合,形成娃-碳键。该 样,娃粘合层能起到使DLC层24与滑块10的表面22粘附的良好作用。然而,娃对于外涂 层20耐腐蚀性的贡献极微小。此外,由于娃与表面22反应,因此一些娃扩散进入表面22, 该样就需要更多的娃沉积在表面22上,W使得碳层24与娃结合和粘合。照此,基本上纯的 娃粘合层的厚度只能减少到在发现碳层粘合不足情况之前的程度。
[0018] 本发明包括用于粘合层26的组合物,它有利于外涂层20的耐腐蚀性,并且能减小 外涂层20的总厚度。或者,外涂层20的总厚度可W保持与目前外涂层设计的厚度相似,但 由于粘合层26的组成而显示更好的耐腐蚀性。
[0019] 图1B是图1A中滑块10的一部分的放大图,示出了传感器18和保护外涂层20,包 括厚度为Ta的粘合层26、厚度为T D的DLC层24。总厚度T T= T a+Td,即外涂层20的厚度。 本领域技术人员会认识到,粘合层26和DLC层24都会在横跨层26和24的厚度上显示一 些变化,因此厚度Ta和T D分别是层26和24的平均厚度。
[0020] 粘合层26是娃与其它组分的无定形混合物,所述其它组分包括但不限于碳和氮。 如图1B所示,粘合层26被标记为SigCbN。,该式说明了粘合层26的组成,即娃、碳和氮的混 合物,氮作为可任选的第=种组分,其中a、b和C表示各元素的组成范围,W原子百分数计。 正如将结合具体实施方案进一步描述的,a可W大约为15-50原子%,b可W大约为10-85 原子%,C可W是0至小于约60原子%。在该组成范围内的来源物质可W市售得到。
[0021] 在一个实施方案中,粘合层26由娃和碳形成,娃占约15-35原子%,碳占约65-85 原子%。一种优选的娃和碳的组合物是约20-30原子%娃和约70-80原子%碳。粘合层26 可W由与额外的碳共混的碳化娃祀(target)形成,得到碳娃碳化物(CSiC)。
[0022] 在另一个实施方案中,粘合层26由碳娃氮化物(CSiN)形成,其中娃占约30-50原 子%、碳占约10-25原子%、氮占约25-55原子%。一种优选的碳娃氮化物的组成是约45 原子%娃、约15原子%碳和约40原子%氮。
[0023] 对于上述实施方案,粘合层26是与碳共混的娃的无定形膜,或者与碳和氮共混的 娃的无定形膜。各实施方案的无定形共混物是娃原子、碳原子和氮原子无规分布。因此,上 述实施方案中的命名(CSiCXSiN)并非表明元素之间可预测或可再现的键合模式。粘合层 26的所有实施方案和组成范围W原子百分数进行描述。
[0024] 当粘合层26是碳与第二种元素和可任选的第=种元素混合的无定形混合物时, 粘合层26与仅由娃组成的粘合层相比显示显著的优点。粘合层26(SigCbN。)有利于外涂层 20的耐腐蚀性,独立于DLC层24。而且,粘合层26极微小地扩散进入表面22。该样,不再 需要同样多的粘合层26沉积在表面22上W形成一层均匀层,提供DLC层24足够的粘合性。 因此,粘合层26的厚度Ta可W减小。
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