专利名称：磁头滑动器和磁记录装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种磁记录装置的磁头滑动器。
背景技术：
在磁记录装置中，配备有记录转换器(transducer)(在本发明中也简称为“磁头”)的磁头滑动器读写信息，同时浮动于硬盘或磁记录介质的上方。
磁头和磁层之间的距离被称为磁距(magnetic spacing)，该磁层在硬盘上记录(写)和/或再现(读)磁信息。磁距越小，记录密度的改善就越大。因此，为了满足近年来对更高记录密度的强烈需求，目前磁头浮动间隙的水平已变得小至10nm或更小。在这样的超小浮动间隙中，仅仅少量的粘着于磁头滑动器上的污染物也可能会使磁头的浮动稳定性极大地失去平衡。
由外界产生的挥发性有机材料、碎屑等是这些污染物的实例。当磁头滑动器移动时，粘着于硬盘的挥发性有机材料、碎屑等被一起刮落并聚集到磁头滑动器上，最后填入到磁头浮动间隙中，造成磁头碰撞。
各种方法被建议用来解决上述问题。例如，提出一种方法，通过提供具有图案结构的面向磁记录介质的磁头滑动器表面(在本说明书中也简称为“磁头滑动器表面”)以减少表面能量，来抑制污染物的附着(参见日本待审专利申请公开No.H09-219077)。然而，该方法具有这样的缺陷，即高生产成本对于这种磁头滑动器的制造来说是不可避免的。
还建议一种方法，其中在磁头滑动器表面上形成自组装(self-assembled)膜，以减少表面能量(例如参见待审专利申请公开No.H11-16313)。但是，自组装膜的膜厚度(或分子链的长度)相当大，需要很宽的磁距。因此，这不适用于更高的记录密度。而且，该方法中所用的自组装膜包含硅，其公知为一种易造成磁头碰撞的物质。这也带来了不合实际应用的缺陷。
此外，提出了借助如下步骤来减少污染物的粘着将与涂敷于硬盘的润滑剂相同或相似的润滑剂涂敷到磁头滑动器表面和磁头滑动器保护层(在本说明书中也称为“磁头保护层”)表面上；然后通过UV射线照射以便降低表面能量(例如，参见日本待审专利申请公开No.H07-85438)。然而，该方法存在下面的缺点。一般公知的，润滑剂通过从磁盘蒸发并与磁头滑动器间歇接触等从磁盘表面转移到磁头滑动器表面的一侧，结果在面向磁盘的最外面的磁头滑动器表面(也称为“ABS”，即“空气承载面”的缩写)上形成与磁盘上的润滑层厚度相同的膜。在具有足够宽的浮动间隙的装置中，这些粘着到ABS的润滑剂几乎不会造成问题。然而，当浮动间隙被制造得更小时，逐渐公知的是，这种工作情况使得磁头的浮动不稳定。可理解的是，与磁盘接触的ABS上的润滑剂以及形成的液桥阻碍了该浮动。
该方法的一个优点是，通过借助UV射线的照射固定涂敷于磁头滑动器的润滑剂使得液体润滑层被制成为固体形式，由此使得液桥不易发生。然而，如在日本待审专利申请公开No.H07-85438中所揭示的，简单涂敷这样一种具有极化分子末端基团的润滑剂将导致由于其粘合力造成的润滑剂凝结，因此，利用UV射线的照射来固化润滑剂不但会造成不均匀的涂敷，而且凝结的润滑剂高度会占据相当一部分的浮动间隙，有时会导致浮动问题，比如磁头滑动器的浮动故障、磁头碰撞、磁记录介质的刮擦等。同时，取决于UV射线照射的程度，部分的磁头滑动器润滑层(在本发明中也称为“磁头润滑层”)可能作为液体存在。这样的部分仍将造成液桥，使得预期效果下降。
如上所述，难以实现既减少粘着于磁头滑动器上的污染物又获得磁头滑动器的超低浮动性。这里还有形成磁头润滑层的树脂的凝结问题。因此，存在对于解决这些问题的需求。本发明的目的就是解决这些问题，并提供多种技术，这些技术能够减少磁头滑动器上粘着的污染物，防止用于形成磁头润滑层的树脂的凝结，并能获得磁头滑动器的超低浮动性。本发明的其他目的和优点将通过下面的说明进行阐明。
发明内容
按照本发明的一个方案，提供一种磁头滑动器，其配备有用于将信息记录到磁记录介质上和/或从该磁记录介质再现信息的记录转换器(或磁头)，其中磁头滑动器润滑层具有小于等于2.5nm的平均膜厚度，并且由防水树脂组成，该磁头滑动器润滑层形成于面向该磁记录介质的磁头滑动器表面和磁头滑动器保护层表面上；以及通过Fowkes公式所确定的磁头滑动器润滑层的表面张力小于等于该磁头滑动器表面和该磁头滑动器保护层表面的表面张力。
按照本发明的另一个方案，提供一种磁头滑动器，其配备有用于将信息记录到磁记录介质上和/或从该磁记录介质再现信息的记录转换器(或磁头)，其中磁头滑动器润滑层具有的平均膜厚度小于等于在未设置该磁头滑动器润滑层时所提供的浮动间隙的20％，并且由防水树脂组成，该磁头滑动器润滑层形成于面向该磁记录介质的磁头滑动器表面和磁头滑动器保护层表面上；以及通过Fowkes公式所确定的磁头滑动器润滑层的表面张力小于等于该磁头滑动器表面和该磁头滑动器保护层表面的表面张力。
对于这两个方案，优选的是，该磁头滑动器润滑层被充分地化学结合(chemically banded)于该磁头滑动器表面和该磁头滑动器保护层表面；该磁头滑动器润滑层粘着到该磁头滑动器表面和该磁头滑动器保护层表面的粘着率大于等于85％；特别地，该磁头滑动器润滑层是通过使用溶剂进行清洗来形成的；该磁头滑动器润滑层是通过使用具有高能量的活化能射线(active energy rays)进行照射来形成的，比如氙受激准分子射线、电子束等；该磁头滑动器润滑层包括氟树脂，比如可被支化(branched)的氟化碳氢化合物、可被支化的氟化聚醚、或其混合物等；该氟树脂的至少一部分的分子末端基团为三氟甲基基团；以及其他相似的实施例。
按照本发明，提供一种磁头滑动器，其几乎没有污染物的粘着，可具有形成的均匀平坦的磁头润滑层表面，并提供优良的超低浮动性。
按照本发明的另一个方案，提供一种配备有上述磁头滑动器的磁记录装置。优选地，该磁头滑动器是通过加载-卸载机构(loading-unloadingmechanism)或接触-启动-停止机构(contact-start-stop mechanism)进行操作的。同时优选地，该磁头滑动器通过选自于由完全浮动方法、气-液混合方法和接触方法构成的组合中的处理来记录和/或再现信息。
按照本发明，提供一种磁头滑动器，其几乎没有污染物的粘着，可具有形成的均匀平坦的磁头润滑层表面，并提供优良的超低浮动性；以及提供一种配备有该磁头滑动器的磁记录装置。
图1是说明硬盘装置内部结构的示意性平面图；图2是说明硬盘装置的磁头和磁记录介质之间关系的示意性侧面截面图；图3是表示反冲粒子强度和润滑膜厚度之间关系的坐标图；图4是表示从硬盘剥离磁头滑动器的力和润滑膜厚度之间关系的坐标图；图5是表示TOV、TDV和磁头润滑层膜厚度之间关系的坐标图；图6是示出降落高度、升起高度和磁头润滑层膜厚度之间关系的坐标图；以及图7是示出磁头润滑层膜厚度对磁距的影响的坐标图。
具体实施例方式
参照下面的附图、实例等将描述按照本发明的实施例。应当理解的是，下面的这些附图、实例以及解释是用于说明本发明的目的，而并非用于限制本发明的范围。毋庸赘言，其他实施例只要符合本发明的主旨也应当被包含于本发明的范畴中。在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。还应注意，按照本发明的“记录转换器(或磁头)”、“记录介质”和“磁记录装置”对于仅记录(写)磁信息、仅再现(读)磁信息和既记录又再现磁信息都是适用的。
在下文中，将主要针对硬盘装置来说明本发明。然而，除了那些用于硬盘装置的磁头滑动器以外，任何类型的磁头滑动器都可以是按照本发明的“磁头滑动器”，包括通过加载-卸载机构进行操作的磁头滑动器；通过接触-启动-停止机构进行操作的磁头滑动器；通过完全浮动方法记录和/或再现信息的磁头滑动器；通过气-液混合方法记录和/或再现信息的磁头滑动器；以及通过接触方法记录和/或再现信息的磁头滑动器。同时，任何记录介质都可以是按照本发明的“磁记录介质”，包括纵向记录介质，SFM(合成铁耦合介质；Synthetic Ferri Coupled Medium)；垂直记录介质；以及用于硬盘装置的晶格记录介质(patterned recording medium)。使用这种磁记录介质的任何磁记录装置包含于按照本发明的“磁记录装置”中。
图1是说明硬盘装置内部结构的示意性平面图，图2是说明硬盘装置的磁头和磁记录介质之间关系的示意性侧面截面图(当沿着垂直于磁记录介质磁层的方向切割该装置时所得到的视图)。
如图1所示，作为主要组成，该硬盘装置包括磁记录介质1；配备有磁头的磁头滑动器2；磁记录介质1的旋转控制机构3(例如，主轴马达)；磁头定位机构4；以及记录/再现信号处理电路(比如读-写放大器)5。
如图2所示，磁头滑动器2与磁头定位机构4通过悬浮架6和用于柔性支撑磁头滑动器2的方向支架7进行连接。磁头8被安装于磁头滑动器2的尖端上。磁头保护层9和磁头润滑层10被设置于磁头滑动器表面上。
在许多情况下，磁头保护层并不覆盖整个磁头滑动器表面，而是覆盖一部分。因此，按照本发明的“磁头滑动器润滑层”与磁头滑动器表面本身以及磁头保护层经常接触。在本发明中，当整个磁头滑动器表面被磁头保护层覆盖时，“磁头滑动器表面和磁头滑动器保护层表面”是磁头滑动器表面，当部分磁头滑动器表面被磁头保护层覆盖时，“磁头滑动器表面和磁头滑动器保护层表面”就意味着是两个表面。应当注意的是，磁头滑动器润滑层在该说明书中有时被称为磁头润滑层。
一般来说，对于硬盘，磁头润滑层的厚度为约1nm到约2nm，磁头保护层的厚度为约3nm到约5nm。
该说明书中的如下解释将针对一种结构进行，在该结构中，磁头保护层覆盖一部分磁头滑动器表面，并且磁头润滑层覆盖磁头滑动器表面和磁头保护层表面。
磁记录介质11在从图2的底部到顶部的方向上具有衬底12、Cr基层13、磁层14、磁记录介质保护层(在下文中也称为介质保护层)15、磁记录介质润滑层(在下文中也称为介质润滑层)16等。还有同时设置种子层或其他层的情况。然而，这些层在图中被省略了。一般来说，对于硬盘，介质润滑层的厚度为约1nm到约2nm，介质保护层的厚度为约3nm到约5nm，磁层的厚度约为20nm，Cr基层的厚度约为10nm。
有利地，在磁头滑动器表面和磁头保护层表面上形成具有小于等于2.5nm的平均膜厚度并由防水树脂组成的磁头润滑层，以稳定配备有用于以超小浮动间隙(例如约10nm)记录和/或再现信息的记录转换器(或磁头)的磁头滑动器在磁记录介质上方的浮动，而不用将各种专用图案(specialpatterning)应用于磁头滑动器表面和磁头保护层表面。平均膜厚度优选小于等于1.5nm。由此，ABS被防水树脂均匀地覆盖，使得挥发性有机材料、碎屑等难以进行粘着。由防水树脂组成的磁头润滑层在有水进行测量时优选具有70°或更大的接触角。
选择小于等于2.5nm并且优选小于等于1.5nm的平均膜厚度的理由如下。首先，研究反冲粒子(氢)强度和平均膜厚度之间的关系。图3表示当使用将含氢的无定形碳层叠于衬底上的磁盘，并且使用在其末端具有三氟甲基基团的全氟聚醚(分子量为9,500)作为润滑剂时，反冲粒子强度和润滑膜厚度之间的关系。反冲粒子强度越小，衬底表面覆盖的润滑剂就越多。从图3中可理解的是，当厚度约为1nm时，衬底表面被润滑剂覆盖，因此如果厚度是1.5nm或更大，则绰绰有余。这可能意味着形成至少一个分子层的润滑剂。另一方面，从上述各种问题来看，不希望润滑膜厚度过大。因此，形成一个或两个分子层等的润滑剂的状态是优选的。
而且，以将磁头滑动器从磁盘剥离的力的观点来看时，润滑膜厚度表现出图4中所示的工作情况，并说明了在约1nm至2nm的低值。图4中纵坐标上的吸附能力是用于提起放置于磁记录介质上的磁头滑动器的力。
而且，图5是表示当使用硬盘介质时磁头润滑层膜厚度和TOV(升起速度)或TDV(降落速度)之间关系的坐标图。可认识到，TOV或TDV越小，磁头浮动稳定性就越好。从该图中可认识到，膜厚度优选大于0nm并小于约2.0nm。
此外，研究磁头润滑层膜厚度和降落高度、升起高度之间的关系，以及从磁的转换性所获得的磁距变化和膜厚度之间的关系。
结果，磁头润滑层膜厚度和降落高度、升起高度之间的关系表明了，较厚的膜厚度优选至少达到2nm；磁距变化和膜厚度之间的关系表明了，当考虑统计波动时，可接受上至2.5nm的平均膜厚度。
从这些结果可以理解的是，平均膜厚度必须是2.5nm或更小，优选为1.5nm或更小。应当注意，按照本发明的平均膜厚度可通过任何公知方法进行测量。例如，可以应用X射线光电子光谱学、傅立叶变换红外光谱学、利用偏振光椭圆率测量仪的方法等。
从与磁头浮动间隙的关系中可认识到，磁头润滑层具有这样的平均膜厚度是可接受的，该平均膜厚度小于等于在未设置磁头滑动器润滑层时(如实例5所示)所提供的浮动间隙的20％。
优选地，由防水树脂组成的磁头润滑层被充分地化学结合于磁头滑动器表面和磁头滑动器保护层表面，以便稳定这种磁头滑动器的浮动。这里，术语“充分地化学结合”并不需要确认该化学结合实际上已经出现。如果被吸附的材料的数量小于等于几个重量百分比(wt.％)就足够了。
由于以微弱的吸附能力(比如物理吸附)吸附到磁头滑动器表面和磁头保护层表面上的部分润滑剂在磁头滑动器的运行中可能是浮动的障碍，所以通过使磁头润滑层充分地化学结合于磁头滑动器表面和磁头滑动器保护层表面，能够以微弱的吸附能力获得没有或几乎没有润滑剂部分的均匀和类似固体的磁头润滑层。这里，“类似固体的层”意思是与容易变形的液体相比通过物理接触并不容易变形的层。如果磁头润滑层是类似液体的，则污染物将破坏该层，并且沉积于该层之下的磁头滑动器表面和磁头保护层表面上。当类似固体的层被形成为稳固地保持于磁头滑动器表面和磁头保护层表面上时，就能够防止此类现象。
磁头润滑层对于磁头滑动器表面和磁头滑动器保护层表面的粘着率优选为大于等于85％。具体来说，该比率可这样来确定利用溶剂，比如2，3-二氢癸氟戊烷(2，3-dihydrodecafluoropentane)和六氟异丙醇(hexafluoroisopropanol)，对由防水树脂组成的磁头润滑层进行萃取；在稳定状态下测量磁头润滑层的膜厚度；以及将该层在萃取之后的膜厚度除以该层在萃取之前的膜厚度。该膜厚度是平均厚度。该萃取可一直进行到膜厚度表现为恒定值为止。通常约一分钟就足够了。利用如前所述的X射线光电子光谱学、傅立叶变换红外光谱学、利用偏振光椭圆率测量仪的方法等，能够测量膜厚度。或者，该比率可通过尚未完成萃取的材料重量与萃取之前的重量之比进行确定，其中尚未完成萃取的材料重量是在萃取量达到稳定状态时确定的。磁头滑动器润滑层对于面向磁记录介质的磁头滑动器表面和磁头滑动器保护层表面的粘着率更优选为大于等于95％，而且再优选为大于等于98％。
为了满足这样的条件，有利的是，使用溶剂清洗磁头润滑层，并使用具有高能量的活化能射线照射磁头润滑层。通过清洗，能够去除以物理吸附等被微弱地吸附到磁头滑动器表面和磁头保护层表面上的润滑剂部分。氟化溶剂，比如2，3-二氢癸氟戊烷和六氟异丙醇，是用于该目的的溶剂实例。可认识到，利用具有高能量的活化能射线进行照射，有助于磁头润滑层和磁头滑动器表面、磁头保护层表面之间的化学结合。UV射线、受激准分子射线、X射线、电子束、聚焦离子束等都能够用作具有高能量的活化能射线。氙受激准分子射线和电子束是特别优选的。照射时间可适当地进行确定。在氙受激准分子射线的情况下，对于照射通常几秒钟就足够了。
具有上述特性的磁头润滑层可由任何材料形成，只要该材料不与本发明的主旨相矛盾即可，优选包含氟树脂。作为用于该目的的氟树脂，可列举出可被支化的氟化碳氢化合物、可被支化的氟化聚醚、或其混合物。更优选的是，可被支化的全氟碳氢化合物、可被支化的全氟聚醚、或其混合物。分子中的氟含量越大，凝结性就越小，因此能够形成具有较小表面张力的均匀层。关于氟含量，在一个分子中氟的摩尔数占氟和氢的总摩尔数的比优选大于等于80％，更优选大于等于90％，而且再优选大于等于95％。应当注意的是，这些树脂的重均分子量优选在2,000到20,000的范围内。
磁头润滑层优选含有重量百分比不少于95％的氟树脂。更优选地，它主要由除微量成分比如催化剂之外的氟树脂组成。
已经发现，如果磁头润滑层的表面张力变为大于磁头滑动器表面和磁头保护层表面的表面张力，那么即使采用了这些条件，润滑剂仍然可能凝结，并且该凝结本身会使磁距变窄。例如，常用的全氟聚醚润滑剂在分子末端处具有功能基团，由于该处的凝结能量相对较大，因而它们易于具有这样的结构，其中全氟聚醚的主链部分包裹在作为其中心的功能基团周围。当磁头润滑层的表面张力被制成为小于等于磁头滑动器表面和磁头保护层表面的表面张力时，就能够防止这样的倾向。
通过通常所应用的悬滴法或板法(plate method)对润滑剂的表面张力进行的测量，并不反映分子末端基团的特性，因此将它作为指标是不充分的。
相反，已经发现，在用于形成磁头润滑层的树脂所组成的衬底上，在形成约1μm到几μm厚度的润滑剂上，通过Fowkes公式从两种或更多种不同液体的接触角的测量中所获得的数值，反映了分子末端基团的特性，并很好地适合用作指标的目的。本发明中的“通过Fowkes公式所确定的磁头滑动器润滑层的表面张力”意味着通过上述条件而获得的数值。作为用于接触角测量目的的液体，可列举有水、二碘甲烷(CH2I2)、甲酰氨等。通过Fowkes公式所确定的磁头滑动器润滑层的表面张力值优选小于等于30mN/m。应当注意的是，Fowkes公式的表达如下。
当γS是固体样本的表面自由能，γL是液体样本的表面自由能，θSL是固体样本/液体样本的接触角，并且γSL是固体样本/液体样本的界面自由能时，则等式(1)所示的杨氏(Young’s)方程成立。
γS＝γL·cosθSL+γSL(1)另一方面，粘着功WSL，或通过将液体粘着到固体表面的稳定化能，遵循杜普雷(Dupre)公式(2)。
γS+γL＝WSL+γSL(2)杨氏-杜普雷(Young-Dupre)公式(3)是从这两个等式推导的，因此粘着功可从液体的表面自由能和接触角获得。
WSL＝γL(1+cosθSL) (3)当将每个表面自由能分量的几何平均规则应用于粘着功时，等式(4)成立。
WSL＝2(γSd·γLd)+2γSh·γLh(4)这里，d和h分别是色散(dispersion)分量和氢键结合分量。
在使用两种不同液体(i，j)时，关于粘着功，如下关系成立。
WSLiWSLj=2γLd,iγLh,iγLd,jγLh,jγSdγSh...(5)]]>
因此，如果粘着功是通过实际测量两种不同液体的接触角来确定的，则对于各成分的固体表面自由能可通过如下关系来获得。该关系被称为Fowkes公式。而且，可从该关系中获得表面自由能γ＝γd+γh。
γSdγSh=12γLd,iγLh,iγLd,jγLh,j-1WSLiWSLj...(6)]]>已经发现，按照该方法对表面张力进行测量的情况下，至少一部分的分子末端基团是三氟甲基基团的全氟聚醚具有较小的表面张力，该表面张力小于等于磁头滑动器表面和磁头保护层表面的表面张力，因而可润湿和薄薄地涂敷于磁头滑动器表面和磁头保护层表面的上方。
当在分子末端具有三氟甲基基团的全氟聚醚形成为一层时，具有约1nm厚度的一个或两个分子的膜可提供充分的防水性。由于这样的树脂不具有极性功能基团，仅具有与用于形成介质润滑层的润滑剂凝结的较小能力，所以表面张力可以小于等于磁头滑动器表面和磁头保护层表面的表面张力，并可润湿和薄薄地涂敷于磁头滑动器表面和磁头保护层表面的上方，由此防止润滑剂向ABS转移。可认识到，这种倾向与其他氟树脂(比如全氟碳氢化合物)是相同的。
换而言之，一种磁头滑动器，配备有形成于磁头滑动器表面和磁头滑动器保护层表面上的磁头润滑层，该磁头润滑层具有小于等于2.5nm的平均膜厚度，或者具有这样的平均膜厚度，该平均膜厚度小于等于在未设置磁头滑动器润滑层时所提供的浮动间隙的20％，并且由防水树脂组成，其中，通过Fowkes公式确定的磁头润滑层的表面张力小于等于面向磁记录介质的磁头滑动器保护层表面和磁头滑动器表面的表面张力。该磁头滑动器几乎不粘着污染物，并具有优良的超小浮动性。
在分子未被支化时，氟树脂在一个分子中具有两个分子末端基团，而在支化时，则具有三个或更多个分子末端基团。然而，并不需要所有分子末端基团都是三氟甲基基团。根据实际条件，比如表面张力的所需程度，可适当判断多少部分的末端基团被三氟甲基基团占据。更优选地，不少于90％的分子末端是三氟甲基基团。
应当注意的是，即使形成这样既薄又均匀的膜，但是如果该膜是类似液体的，则不仅污染物会破坏该膜，而且该膜还可能由于装置运行过程中的气压而发生变形。因此，与上述实施例一起，优选的是，磁头润滑层形成于磁头滑动器表面和磁头滑动器保护层表面上，如上所述充分地化学结合于这些表面；使得磁头润滑层对于这些表面的粘着率大于等于85％；磁头滑动器润滑层是通过使用溶剂进行清洗来形成的；以及/或者磁头润滑层是通过使用具有高能量的活化能射线进行照射来形成的。
公知地，当使用全氟聚醚族的润滑剂时，该润滑剂有助于通过具有高能量的活化能射线的照射而很容易地俘获电子，其结果是很容易将该反应限制于衬底。因此优选地，照射比磁头滑动器表面和磁头保护层表面的功函数具有更高能量的活化能射线，以射出光电子，或者直接照射电子束。
如上所述的磁头润滑层可通过用于制备常规磁头润滑层的公知方法来制备。旋涂方法和浸涂(浸入)方法是实例。其他处理比如烘焙也可根据需要来使用。溶剂清洗和利用具有高能量的活化能射线的照射可以在磁头润滑层形成之后的任何阶段使用。
对于本发明的磁头保护层和磁头滑动器可分别任意选择用于形成磁头保护层和磁头滑动器的任何公知材料。作为磁头保护层的材料，可列举有TiO2、Cr2O3、CrN、WC、TiC、ZrC、SiC、Al2O3、BN等，以及通过CVD的无定形碳和类金刚石碳(DLC)。作为磁头滑动器的材料，可列举有Al2O3-TiC、硅、蓝宝石等。
在这种方式下，能够实现几乎不粘着污染物并具有优良的超小浮动性的磁头滑动器，因此当配备有这样的磁头滑动器时，可实现具有高记录密度的小型化磁记录装置。
该磁头滑动器不仅可应用于通过加载-卸载机构或接触-启动-停止机构、以及当前盛行的完全浮动方法进行操作的磁记录装置，而且还可应用于通过有望成为未来技术的气-液混合系统进行操作的磁记录装置，在该气-液混合系统中，一部分滑动器与介质润滑层接触，另一部分则是浮动的。还可认识到，能够将该技术扩展到一部分或所有滑动器与磁记录介质接触的接触系统。
接着，将具体描述按照本发明的实例和比较实例。应当注意的是，粘着率是通过将润滑层在被2，3-二氢癸氟戊烷清洗之后的厚度除以润滑层在清洗之前的厚度来确定的。
无定形碳保护膜被沉积于AlTiC衬底(AL2O3-TiC衬底)上，作为模拟磁头保护层的模型。全氟聚醚(两个分子末端基团都是三氟甲基基团，分子量是9,500)被涂敷于表面，以形成具有1nm平均膜厚度的磁头润滑层。然后，将它浸入到溶剂2，3-二氢癸氟戊烷中并在其中清洗5分钟。此后，将它放置三天。
通过使光对角入射到磁头润滑层表面上在显微镜下进行观察，并未观察到润滑剂的凝结。在该润滑剂大部分的表面张力被测量为24mN/m(悬滴法)时，通过在以约1nm的厚度涂敷于硅晶片的润滑剂上测量水和二碘甲烷的接触角，应用Fowkes公式所获得的表面张力是12.8mN/m。为了比较，通过Fowkes公式所获得的上述无定形碳膜的表面张力是32.2mN/m，通过Fowkes公式所获得的AlTiC衬底的表面张力是43mN/m。润滑剂和水之间的接触角是118°。
无定形碳保护膜(通过Fowkes公式所确定的表面张力是32.2mN/m)被沉积于由Al2O3-TiC组成的磁头滑动器上，以形成磁头保护层。其部分表面被去除，以暴露磁头滑动器表面。在这些表面上，在与实例1相同的条件下涂敷润滑剂，以形成磁头润滑层(防水树脂层)。在照射氙受激准分子光(波长是172nm)以使粘着率为90％之后，进行浮动测试。TOV和TDV分别约为2,055和1,669rpm，表现处良好的浮动性。浮动间隙是8.5nm。在氙受激准分子射线的照射之后，通过Fowkes公式所获得的磁头滑动器润滑层的表面张力是24.5N/m。
对于用于浮动测试的磁盘介质，使用了铝衬底，并且与实例1相同的无定形碳的介质保护层和介质润滑层以该次序被层叠于磁层的上方。介质润滑层的厚度是1nm，其中两个分子末端基团都是羟基基团的全氟聚醚(分子量是4,000)被作用润滑剂。
对于在与实例2相同的条件下制备的磁头滑动器和磁盘介质，在80℃和60％RH的气氛中进行100小时的运行测试。在运行测试期间没有出现浮动问题，比如磁头滑动器浮动故障、磁头碰撞、磁记录介质上的刮擦等。在运行测试之后，在光学显微镜下观察ABS，没有显示有污染物，表现出正常状态。
按照与实例1相同的处理来制备样本，不同之处在于，使用全氟聚醚(两个分子末端基团是羟基基团，分子量是4,000)替代了用于实例1的润滑剂，并且未使用溶剂进行清洗。
通过使光对角入射到样本(该样本在涂敷之后已被放置三天)的磁头润滑层表面上在显微镜下进行观察，观察到润滑剂的凝结。
该润滑剂大部分的表面张力通过悬滴法被确定为24mN/m。然而，从以约1μm的厚度涂敷于硅晶片的润滑剂上所测量的水和二碘甲烷的接触角，通过Fowkes公式所获得的表面张力为39mN/m。应当注意的是，水和该润滑剂之间的接触角是54°。
当将该结果与实例1的结果进行比较时，可理解的是，润滑剂的表面张力值在与实例1一样通过Fowkes公式进行确定时是彼此不同的，尽管通过悬滴法并未检测到不同。还可理解的是，对于通过Fowkes公式来确定的表面张力而言，润滑剂在其表面张力比磁头滑动器表面和磁头保护层表面的表面张力更大时表现出凝结。
按照与实例2相同的处理来制备磁头滑动器和磁盘介质，不同之处在于，在与比较实例1相同的条件下，通过将润滑剂涂敷于磁头滑块来形成磁头润滑层。进行氙受激准分子光线的照射，直至粘着率变为90％为止。此后，进行与实例2相同的浮动测试。TOV和TDV分别约为3,521和3,290rpm，表明未获得良好的浮动性。这是因为润滑剂在ABS处的凝结造成了浮动性的恶化。应当注意的是，通过Fowkes公式所确定的磁头滑动器润滑层在氙受激准分子射线进行照射之后的表面张力是28.7mN/m。
按照与实例2相同的处理来制备磁头滑动器和磁盘介质，不同之处在于，在与比较实例1相同的条件下，通过将润滑剂涂敷于磁头滑动器来形成磁头润滑层，并且进行氙受激准分子光线(波长172nm)的照射，直至粘着率变为75％为止。当以与实例3相同的方式在80℃和60％RH的气氛中进行100小时的运行测试时，在运行测试期间发现存在磁头碰撞。因此，当润滑剂涂敷于磁头滑动器表面和磁头保护层表面的粘着率小于等于85％时，容易出现磁头碰撞。
对于按照与实例2相同的处理来制备的磁头滑动器和磁盘介质(不同之处在于改变了膜厚度)，研究磁头润滑层的膜厚度和降落高度、升起高度之间的关系。
降落高度和升起高度是从在磁盘介质的运行期间撤走该气氛时的浮动间隙获得的。具体来说，这些数值是在下面的情况中获得的首先，保持磁头飞行；逐渐减少气压，同时保持转速；当磁头接触磁盘时从压力所转换的高度，其被定义为降落高度；随后逐渐增加压力；当磁头脱离磁盘时从压力所转换的高度，其被定义为升起高度。这就是所谓的高度可靠性实验。一般来说，对于降落高度和升起高度，较高的高度意味着系统的性能较佳。
从图6中很明显地看到，膜厚度越大，高度可靠性就越好。在该实验中发现，2nm或更多是有利的。
对于按照与实例2相同的处理来制备的磁头滑动器和磁盘介质(不同之处在于改变了膜厚度)，研究从磁转换性获得的磁距变化和膜厚度之间的关系。图7示出了该结果。
使用下面的等式从磁转换性中获得磁距的变化。这里，Δd是磁距的变化，v是介质的圆周速率，f是读入频率，R1是处理之前的读入输出，并且R2是处理之后的读入输出。
Δd＝v/(2πf)×ln(R1/R2)在图7中，膜厚度＝0(表示为“0”)处的磁距是未设置磁头润滑层时的磁距。关于各点(◆)的自上而下的线条表示数据波动的范围。
从图7中，可发现磁距在1.0nm的膜厚度处减少，在2.0nm的膜厚度处增大。
当磁头润滑层作为简单的固体层时，即使膜厚度仅为1.0nm，但是只要磁头润滑层存在，磁距就增大。因此，磁距在膜厚度为1.0nm时减少的理想结果出乎意料之外。这可能是由于限制了润滑剂从介质润滑层转移到磁头间距(head spacer)。
应当注意的是，尽管磁距在2.0nm的膜厚度处变得较大，但是高度可靠性效果在如实例3所示的这种情况下是很大的。因此，可认识到，这种程度在可接受的范围中。由于膜厚度的统计波动在最大时约为30％，所以上至约2.5nm的范围在被纳入考虑之中时是可接受的。
当磁头上无磁头滑动器润滑层时，浮动间隙是12nm。因此，基于与未设置磁头润滑层时的浮动间隙的关系，2.5/12＝0.20，其表明优选考虑这样的磁头滑动器润滑层是可接受的，该磁头滑动器润滑层具有的平均膜厚度小于等于在未设置磁头滑动器润滑层时所提供的浮动间隙的20％。
使用按照与实例2相同的处理来制备的磁头滑动器和磁盘介质(不同之处在于膜厚度改变为2.0nm和2.5nm)，在80℃和60％RH下进行100小时的运行测试。在运行测试期间没有飞行缺陷，比如磁头滑动器的飞行故障、磁头碰撞和磁记录介质的损坏。当在光学显微镜下观察运行测试之后的ABS时，没有污迹，这表明系统处于正常状态下。
权利要求
1.一种磁头滑动器，配备有用于将信息记录到磁记录介质上和/或由该磁记录介质再现信息的记录转换器或磁头，其中磁头滑动器润滑层具有小于等于2.5nm的平均膜厚度，并且由防水树脂组成，形成于面向该磁记录介质的磁头滑动器表面和磁头滑动器保护层上；以及通过Fowkes公式所确定的磁头滑动器润滑层的表面张力小于等于该磁头滑动器表面和该磁头滑动器保护层表面的表面张力。
2.一种磁头滑动器，配备有用于将信息记录到磁记录介质上和/或由该磁记录介质再现信息的记录转换器或磁头，其中磁头滑动器润滑层，具有的平均膜厚度小于等于在未设置该磁头滑动器润滑层时所提供的浮动间隙的20％，该磁头滑动器润滑层由防水树脂组成，形成于面向该磁记录介质的磁头滑动器表面和磁头滑动器保护层上；以及通过Fowkes公式所确定的磁头滑动器润滑层的表面张力小于等于该磁头滑动器表面和该磁头滑动器保护层表面的表面张力。
3.如权利要求1所述的磁头滑动器，其中所述磁头滑动器润滑层被充分地化学结合于该磁头滑动器表面和该磁头滑动器保护层表面。
4.如权利要求1所述的磁头滑动器，其中该磁头滑动器润滑层粘着于该磁头滑动器表面和该磁头滑动器保护层表面的粘着率大于等于85％。
5.如权利要求1所述的磁头滑动器，其中所述磁头滑动器润滑层是通过使用溶剂进行清洗来形成的。
6.如权利要求1所述的磁头滑动器，其中所述磁头滑动器润滑层是通过具有高能量的活化能射线进行照射来形成的。
7.如权利要求5所述的磁头滑动器，其中所述具有高能量的活化能射线是氙受激准分子射线或电子束。
8.如权利要求1所述的磁头滑动器，其中所述磁头滑动器润滑层包括氟树脂。
9.如权利要求8所述的磁头滑动器，其中所述氟树脂是可被支化的氟化碳氢化合物、可被支化的氟化聚醚、或其混合物。
10.如权利要求8所述的磁头滑动器，其中所述氟树脂的至少一部分的分子末端基团是三氟甲基基团。
11.如权利要求8所述的磁头滑动器，其中所述氟树脂的不少于90％的分子末端基团是三氟甲基基团。
12.一种磁记录装置，配备有如权利要求1所述的磁头滑动器。
13.如权利要求12所述的磁记录装置，其中所述磁头滑动器是通过加载-卸载机构或接触-启动-停止机构进行操作的。
14.如权利要求12所述的磁记录装置，其中所述磁头滑动器通过选自于由完全浮动方法、气-液混合方法和接触方法构成的组合中的处理来记录和/或再现信息。
全文摘要
提供一种几乎没有污染物粘着的磁头滑动器和一种配备有该磁头滑动器的磁记录装置，该磁头滑动器能够形成均匀平坦的磁头润滑层表面，并具有优异的超低浮动性。该磁头滑动器配备有磁头滑动器润滑层，该磁头滑动器润滑层具有小于等于2.5nm的平均膜厚度，并且由防水树脂构成，该润滑层形成于面向该磁记录介质的磁头滑动器表面和磁头滑动器保护层表面上，使用Fowkes公式所确定的磁头滑动器润滑层的表面张力小于等于该磁头滑动器表面和磁头滑动器保护层表面的表面张力。
文档编号G11B5/187GK1702739SQ20051005262
公开日2005年11月30日 申请日期2005年3月7日 优先权日2004年5月26日
发明者千叶洋, 渡部庆二, 笠松祥治, 武藏贵之, 押久保由纪子, 山川荣进, 东海林武, 渡边淳, 中村哲一 申请人:富士通株式会社