利用电磁引力的头-介质接触检测的制作方法
【专利说明】利用电磁引力的头-介质接触检测
[0001] 概述
[0002] 本公开的装置一般地包括记录头（recording head)、电路、热传感器和检测器。记 录头对记录介质具有电磁引力。此电路被配置成使记录头和记录介质之间的电磁引力振 荡。振荡的电磁引力在记录头和记录介质之间产生相应的振荡的间隙（clearance)。位于 记录头中或附近的热传感器感测由振荡的间隙引发的振荡的温度并产生代表所感测的温 度的传感器信号。检测器被耦合至热传感器并且被配置成利用传感器信号和电磁引力检测 头-介质接触和间隙中的至少一个。
[0003] 本公开的另一装置一般地包括电路和控制器。此电路被配置成使记录头和记录介 质之间的电磁引力振荡。振荡的电磁引力在记录头和记录介质之间产生相应的振荡的间 隙。控制器被耦合至电路并且被配置成感测由振荡的间隙引发的振荡的温度；并且利用所 感测的温度和电磁引力检测头-介质接触。
[0004] 本公开的方法包括引起在记录头和记录介质之间的电磁引力的振荡。该方法进一 步包括通过振荡的电磁引力引起由在记录头中或附近的热传感器产生的信号中的振荡并 且利用来自热传感器的信号和电磁引力两者来检测头-介质接触。
[0005] 以上
【发明内容】
并不旨在描述每个实施例或每种实现方式。通过参照下面详细的描 述以及权利要求书并结合附图，更完整的理解将变得很显然。
[0006] 附图简述
[0007] 图1是根据各实施例的包括电阻温度系数（TCR)传感器的加热器致动的头换能器 布置的简化侧视图。
[0008] 图2是图1中所示的加热器致动的头换能器布置的前视图。
[0009] 图3示出了处于预致动配置和致动配置下的图1和2的加热器致动的头换能器布 置。
[0010] 图4是示出了根据各实施例的在写操作中使用以执行利用电磁力的头-介质接触 检测的部件的示例的框图。
[0011] 图5是示出了根据各实施例的被施加至主轴电机的电压偏置的简化的框图。
[0012] 图6是示出了根据各实施例的衬底偏置方案的电路示意图。
[0013] 图7是示出了根据各实施例的在利用电磁力的头-介质接触检测期间电压和静电 力中的变化的示例的曲线图。
[0014] 图8是示出了响应于增加的加热器功率的在头盘界面（head disk interface)两 端的静电力的一次谐波处的热传感器振幅的示例的曲线图。
[0015] 图9是示出了根据各实施例的响应于振荡的磁力的飞行高度变化的示例的曲线 图。
[0016] 图10是示出了根据各实施例的利用电磁力的头介质接触检测的过程的流程图。
[0017] 这些附图不一定按比例示出。附图中使用的相同数字表示相同部件。然而，将理 解在给定附图中使用数字来指代部件不旨在限制用另一附图中同一数字标记的部件。
[0018] 详细描述
[0019] 根据各实施例并参见图1-3,滑块100被示为由悬架101支撑成紧邻旋转磁性存储 介质106。滑块100支撑记录头换能器103和热耦合至该头换能器103的加热器102。电 阻温度系数（TCR)传感器105被示为位于头换能器103上接近磁性记录介质106的点处。 此接近点一般被理解为头换能器103和磁性记录介质106之间的最靠近的接触点。TCR传 感器105可包括双端电阻温度系数（DETCR)传感器。TCR类型传感器通过测量在传感器两 端的电阻变化或电阻变化率来测量温度变化并且照此可感测头-介质间距的变化以及在 一些实施例中可感测介质106的粗糙度的变化。
[0020] 如图3中所描绘的，在头-介质接触之前，存在在热头表面和相对冷的盘106之间 所限定的空气间隙107。加热器102和TCR传感器105可被用于控制在滑块100和磁性介 质106之间的空气间隙107或间距。例如，对加热器102供能引起头换能器103处的局部突 出并且此突出可通过改变施加至加热器102的电流进行控制。TCR传感器105可通过在滑 块100接近和/或接触介质106时测量已知的热特征（signature)来检测与磁性介质106 之间的间距以及与磁性介质106的接触。
[0021] 现在参见图4, 一框图提供了在写操作期间由硬盘驱动器所使用的部件中的一些 的示例。这些部件包括主机110、控制器专用集成电路（ASIC) 112、前置放大器114和写入 头116。主机110可包括能够执行一系列逻辑运算的计算机或其它类似设备并且可经由主 机协议（诸如3414、3 &3、3031、？(：1等）被耦合至431(：112。控制器431(：112-般包括在 固件120控制下操作的控制器微处理器118、利用格式化程序逻辑的格式化器122和写通道 124。前置放大器114包括写入器驱动器126而写入头116包括写入器线圈128。
[0022] 在操作中，主机110启动写操作，该写操作被传送至控制器ASIC 112并且具体地 传送至控制器微处理器118。控制器微处理器118已经经由固件120进行编程以对主机指 令进行操作并且生成至格式化器122的写请求以及寻找磁性记录介质106 (见图1和3)上 期望的轨道/位置。格式化器122将WrGate信号提供至写通道124,这启用了前置放大器 114的写入器驱动器126。在此示例中，写通道124将写数据提供至写入驱动器126。来自 写入器驱动器126的电流激活写入器线圈128,允许写入头116完成写操作。
[0023] 为了发生准确的写操作，期望在记录头和其相关联的介质之间具有相对小的距离 或间距。此距离或间距被称为"飞行高度"或"头-介质间距"。通过减小飞行高度，记录头 通常更能够将数据写入介质和从介质读出数据。减小飞行高度还允许勘测记录介质形貌， 诸如用于检测记录介质表面的粗糙度和其它特征。头-介质接触检测和/或头-介质间距 感测技术有助于磁性存储系统的性能和可靠性。较高的接触检测可重复性使得较低的主动 间隙并因此较高的记录密度成为可能。较高的接触检测灵敏度减少磨损并提高可靠性。
[0024] 可在头-盘系统开始任意类型的记录之前执行接触检测。接触检测可在逐个头的 基础上进行执行并且需要头和盘之间显著的相互作用时间。现今，很多系统执行一接触检 测方案，该接触检测方案包含确定致使滑块（头（head))的热膨胀从被动的飞行条件到间 歇的头-盘接触所必需的加热器功率。此间歇的接触可引起滑块飞行高度的显著调制。滑 块飞行高度的调制接着导致头和盘之间的热传递的调制。热接近传感器（例如双端的电阻 温度系数（DETCR)传感器）可容易地拾取头-盘热传递中的这些相对大的波动。来自热接 近传感器的读取结合加热器功率可被用于建立接触检测。
[0025] 然而，新开发的低间隙技术（LCT)头-盘系统已经减少或消除归因于间歇的 头-盘接触的飞行高度调制。飞行高度调制的减少/消除已有利地导致在接触检测和非 故意的头-盘相互作用期间头的减少的磨损。然而，其同样已不幸地导致经由传感器和/ 或技术的接触检测强度的减小，该接触检测强度依赖于飞行高度调制。如此，响应于