专利名称：磁盘机及磁头浮动块的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁盘机及磁头浮动块，特别地，本发明优选地用于将磁头浮动块浮起于磁盘之上以记录数据的磁盘机和在这样的磁盘机中使用的磁头浮动块。
背景技术：
磁盘机具有旋转的磁盘和磁头浮动块，磁头浮动块被安装了磁记录元件并且磁头浮动块由磁头支撑机构支撑且被定位于沿磁盘的径向。磁盘机被配置以使得磁头浮动块在磁盘上相对移动以将数据记录在磁盘上。磁头浮动块具有空气润滑支承功能并且通过空气的楔入膜效应浮起于磁盘的表面之上，由此使得磁盘不直接与磁盘浮动块发生固体接触。
传统的磁盘机中使用的磁头浮动块包括JP-A-2002-25006(专利文献1)中示出的浮动块，其被设计以防止由于线圈导体产生的热而在浮动块沿浮起面方向出现突起以及线圈导体自身的断线。磁头浮动块具有感应型写入头(磁记录头)，其包括与前端处的上磁极磁耦合的上芯层；与前端处的下磁极磁耦合的下芯层；在上芯层和下芯层之间插入的线圈导体；和将线圈导体夹在中间的线圈绝缘层。在专利文献1的图7中示出的磁头浮动块中，在上芯层的外侧后方以及其外侧的两侧区域中的线圈绝缘层上形成具有良好热传输性能的热扩散部件，并且在上芯层以及热扩散部件上形成为绝缘部件的保护层。
JP-A-2002-25006近来，在磁盘机中，强烈期望记录密度的改进以及由此的磁盘机的容量的增加或者尺寸的降低。为了实现这些目的，磁头浮动块和磁盘之间的距离(或者浮动块的浮起高度)被降低以增加磁盘的线记录密度。
传统上，在浮动块的浮起高度的设计中，考虑了由于处理中的变化造成的浮起高度的降低、使用环境中大气压力的差异以及使用环境中的温度差异，并且给予浮起高度裕度以便即使在最坏的条件下磁头浮动块也不与磁盘接触。
由于使用环境中的温度差异而导致浮起高度降低有两种类型的因素。其一是由纳米级的局部热突起导致的浮起高度降低，这种纳米级的局部热突起是由产生的热而导致的磁头的磁记录元件的被加热且热膨胀的附近区域造成的。所述热是由记录电流流过线圈导体时的电磁感应而在磁极中产生的涡流损耗产生的热(铁耗)和由于记录电流而在线圈导体中产生的热(铜耗)的总和。另一种类型的因素是由于环境温度的升高导致的纳米级的局部热突起而造成的浮起高度的降低，这种环境温度的升高是因为磁记录元件或磁极附近的磁屏蔽的金属材料和其它部分的陶瓷绝缘材料之间的线膨胀系数的差异造成的。
因此，如果能够实现可以相应于使用环境保持浮起高度的浮动块，就可以降低浮起高度裕度，并且在防止磁头浮动块接触磁盘的同时，可以极大地降低磁头浮动块的浮起高度。
尽管在专利文献1中，写入头元件产生的热通过热扩散部件和保护层从保护层的表面辐射到空气中，但是因为从作为绝缘部件的保护层的表面的热辐射效率低并且保护层的表面面积小，因此写入头元件产生的热很难通过热扩散部件而被辐射到外面。因此，仍然存在磁记录元件的热突起不能被有效抑制以及浮起高度裕度不能被有效降低的问题。
当如专利文献1中那样在磁记录元件附近提供热扩散膜时，出现这样的问题，当环境稳定升高时，热扩散膜也膨胀，由此促使了磁记录元件的浮起面的热突起。
本发明的目的是提供一种磁盘机和一种磁头浮动块，其中降低了记录过程中的磁记录元件的浮起高度的裕度，由此实现记录密度的改善以及磁盘机的容量的增加和尺寸的降低。
本发明的另一个目的是提供一种磁盘机和一种磁头浮动块，其中在记录和环境稳定升高的两者期间都降低磁记录元件部分的浮起高度的裕度，并且实现记录密度的改善以及磁盘机的容量的增加和尺寸的降低。
为了达到上述目的，在本发明的第一个方面中，一种磁盘机包括以自由旋转方式布置的磁盘和被布置以面对所述磁盘的表面的磁头浮动块，所述磁盘机在所述磁盘和所述磁头浮动块之间产生气流以浮起所述磁头浮动块，并且利用在所述磁头浮动块中提供的磁记录元件在所述磁盘中记录数据，其中所述磁头浮动块具有浮动块基板部分和利用薄膜过程在所述浮动块基板部分上形成的薄膜头部分，所述薄膜头部分包括绝缘部件，在所述绝缘部件中提供的所述磁记录元件，和用于将所述磁记录元件产生的热从所述磁记录元件的侧向区域辐射到所述浮动块基板部分的热辐射部件。
更加优选地，在本发明的该第一方面中的具体结构的例子如下(1)所述浮动块基板部分和所述热辐射部件由具有比所述绝缘部件的导热率更高的导热率的材料形成；(2)在上述(1)中，所述浮动块基板部分由氧化铝和碳化钛的混合烧结体形成，所述绝缘部件由氧化铝形成，所述热辐射部件由具有比所述绝缘部件的导热率更高的导热率的金属材料形成；(3)所述薄膜头部分具有磁再现元件，其在所述磁记录元件的所述浮动块基板部分侧平行布置；和所述热辐射部件，其被形成以具有从两侧将所述磁记录元件和所述磁再现元件夹在中间的表面；(4)在上述(3)中，所述热辐射部件由对着所述磁记录元件和所述磁再现元件的两侧的两个边缘和对着相对于所述磁记录元件的所述浮动块基板部分侧的一侧的一个边缘形成；(5)在上述(4)中，对着所述磁记录元件和所述磁再现元件的两侧的所述两个边缘各自的厚度被形成为大于对着所述磁记录元件的所述浮动块基板部分侧的所述一个边缘的厚度；(6)所述热辐射部件具有对着所述浮动块基板部分的表面且与该表面热耦合的平面部分；(7)在上述(6)中，对着所述浮动块基板部分的所述表面且与该表面热耦合的所述平面部分具有20μm2或更大的面积；(8)在上述(6)中，与所述浮动块基板部分的所述表面热耦合的所述平面部分直接与所述浮动块基板部分的所述表面接触；(9)在上述(6)中，与所述浮动块基板部分的所述表面热耦合的所述平面部分与所述浮动块基板部分的所述表面具有20μm或更少的距离；(10)形成所述磁头浮动块的浮起面的空气承载表面包括第一表面，其在记录过程中最接近所述磁盘且被提供有所述磁记录元件；和具有预定的不同于所述第一表面的深度的两个或更多个表面，并且所述热辐射部件具有在所述空气承载表面上投影的位置，其在具有不同于所述第一表面深度的表面中；(11)形成所述磁头浮动块的浮起面的空气承载表面包括第一表面，其在记录过程中最接近所述磁盘且被提供有所述磁记录元件；第二表面，具有距离所述第一表面大约5nm至50nm的深度；第三表面，具有距离所述第二表面预定的深度；和第四表面，其位于比所述第三表面更深处，所述热辐射部件具有在所述空气承载表面上投影的位置，其在所述第二表面中；(12)在上述(11)中，所述热辐射部件由具有比所述绝缘部件的线膨胀系数更大的线膨胀系数的材料形成；(13)在上述(10)或(11)中，所述第一表面被提供于横向中心部分的位置，所述热辐射部件由对着所述磁记录元件的两侧的两个边缘和对着相对于所述磁记录元件的所述浮动块基板部分侧的一侧的一个边缘形成，并且投影到所述空气承载表面上的位置被形成为给所述第一表面加上边缘的形状。
在本发明的第二个方面中，一种磁头浮动块具有浮动块基板部分和利用薄膜过程在所述浮动块基板部分上形成的薄膜头部分，在磁盘和用于浮起的表面之间产生气流的浮起面和用于将数据记录到磁盘中的磁记录元件，其中所述薄膜头部分包括绝缘部件，在所述绝缘部件中提供的所述磁记录元件，和用于将所述磁记录元件产生的热从所述磁记录元件的侧向区域辐射到所述浮动块基板部分的热辐射部件。
为了达到上述另外的目的，在本发明的第三个方面中，一种磁盘机包括以自由旋转方式布置的磁盘和被布置以面对所述磁盘的表面的磁头浮动块，所述磁盘机在所述磁盘和所述磁头浮动块之间产生气流以浮起所述磁头浮动块，并且利用在所述磁头浮动块中提供的由磁记录元件和磁再现元件组成的磁记录/再现元件向所述磁盘中记录数据和从所述磁盘再现数据，其中所述磁头浮动块具有浮动块基板部分和利用薄膜过程在所述浮动块基板部分上形成的薄膜头部分，所述薄膜头部分包括绝缘部件，在所述绝缘部件中提供的所述磁记录/再现元件，和在所述磁记录/再现元件附近提供的具有比所述绝缘部件的线膨胀系数大的线膨胀系数的膨胀部件，形成所述磁头浮动块的浮起面的空气承载表面包括第一表面，其在记录过程中最接近所述磁盘且被提供有所述磁记录元件并且具有比第二表面的宽度更小的宽度；所述第二表面，具有距离所述第一表面大约5nm至50nm的深度；第三表面，具有距离所述第二表面预定的深度；和第四表面，其位于比所述第三表面更深处，所述膨胀部件被提供以使得在空气承载表面上投影的位置在所述第二表面中，并且通过随环境温度升高局部突起所述第二表面来校正浮起高度。
在本发明的第四个方面中，一种磁头浮动块具有浮动块基板部分和利用薄膜过程在所述浮动块基板部分上形成的薄膜头部分，在磁盘和用于浮起的表面之间产生气流的浮起面，用于将数据记录到磁盘中的磁记录元件，和用于从磁盘再现数据的磁再现元件，其中所述薄膜头部分包括绝缘部件，在所述绝缘部件中提供的所述磁记录元件或磁再现元件，和靠近所述磁记录元件或所述磁再现元件的具有比所述绝缘部件的线膨胀系数大的线膨胀系数的膨胀部件，形成所述磁头浮动块的浮起面的空气承载表面包括第一表面，其在记录过程中最接近所述磁盘且被提供有所述磁记录元件并且具有比第二表面的宽度更小的宽度；所述第二表面，具有距离所述第一表面大约5nm至50nm的深度；第三表面，具有距离所述第二表面预定的深度；和第四表面，其位于比所述第三表面更深处，所述膨胀部件被提供以使得在空气承载表面上投影的位置在所述第二表面中，并且通过随环境温度升高局部突出所述第二表面来校正浮起高度。
根据本发明，可以提供一种磁盘机和一种磁头浮动块，其中降低了记录期间的磁记录元件部分的浮起高度的裕度，由此实现了记录密度的改善以及磁盘机的容量的增加和尺寸的降低。
另外，根据本发明，可以提供一种磁盘机和一种磁头浮动块，其中在记录和环境稳定升高的两者期间都降低磁记录元件部分的浮起高度的裕度，并且实现记录密度的改善以及磁盘机的容量的增加和尺寸的降低。
图1是本发明的第一个实施例的磁盘机的透视图；图2是第一个实施例的磁盘机中使用的浮动块1的透视图；图3是图2的浮动块的局部放大图；图4沿图3的线A-A的放大的截面图；
图5是显示第一个实施例中的浮动块的改动的局部透视图；图6是比较例的浮动块的局部透视图；图7是比较热辐射部件存在或不存在以及布置结构的情况下显示由于磁记录元件产生的热而导致的热突起水平的特性图；图8是本发明的第二个实施例的磁盘机中使用的浮动块的透视图；图9是图8的浮动块的局部透视图；图10是从流出端侧示出的图9的浮动块1的视图；图11是显示在第二个实施例中校正由于环境温度升高而导致的浮起高度降低的视图；图12是第三个实施例的浮动块的流出端附近的放大图；图13是第四个实施例的浮动块的流出端附近的放大图。
具体实施例方式
下面，利用附图来说明描述本发明的几个实施例。各个实施例的图中的相同的参考标记指示相同或对应的部件。
(第一实施例)参照图1描述根据第一实施例的磁盘机的通常构造。图1是本发明的第一实施例的磁盘机的透视图。
作为安装在计算机设备和类似设备中的硬盘单元使用的磁盘机11包括以自由旋转方式布置的磁盘10；磁头浮动块(以下缩略为浮动块)1，其被布置以面对磁盘的表面；和驱动器41，其在磁盘10的表面的径向方向上移动浮动块1。磁盘机11被配置以在旋转的磁盘10和浮动块1之间产生气流，并且利用气流的楔入效应产生的小间隙从磁盘10浮起浮动块1，以便磁盘10不直接与浮动块1发生固体接触。为了实现磁盘机11的记录密度的改善并且由此实现磁盘机的容量的增加和尺寸的降低，有效的是降低浮动块1和磁盘10之间的距离或者浮动块的浮起高度以改善线记录密度。近来，浮动块的浮起高度被降低至大约10nm或至多10nm。
磁盘10是其中存入了磁数据的盘状介质，其被安装在提供于底盘中的主轴电机上并且高速旋转。磁盘10包括如玻璃这样的硬基片和通过如真空沉积这样的薄膜形成手段在硬基片上形成的磁膜。
浮动块1用于对磁盘10记录/再现数据，其被安装在形成为驱动器41的一部分的板簧载荷梁15的尖端、定位于磁盘10的径向方向上、并且利用压力被施加于磁盘表面的一侧。因此，浮动块1在磁盘10上相对移动，读取记录在磁盘10上的数据，以及将数据写入磁盘。浮动块1对着旋转的磁盘10，并且浮动块1的接收了气流的后端面起到空气流出端面的作用。载荷梁15形成磁头支撑机构。
驱动器41包括载荷梁15和音圈电机16。载荷梁15由音圈电机16以旋转方式支撑。因此，浮动块1由音圈电机16通过载荷梁15驱动并且由此被移动到磁盘10上的任何径向位置或者执行寻道，由此在磁盘的整个表面上执行记录/重现。在磁盘机被停止时或者当记录/重现指令在一定时间没有给出时，浮动块1退回至位于磁盘10外部的斜坡14并且以离开磁盘10的表面的状态被保持。尽管这里示出了具有加载/卸载机构的磁盘机，但是本发明的优点即使在接触起停类型的磁盘机11中也类似地获得，其中在磁盘机被停止时，浮动块在磁盘10上的特定区域等待。
下面参照图2到图4描述浮动块1的具体结构。图2是第一个实施例的磁盘机11中使用的浮动块1的透视图；图3是图2的浮动块1的局部放大图；图4沿图3的线A-A的放大的截面图。在图4中，17表示磁盘10的旋转方向。
浮动块1包括浮动块基板部分1a和利用薄膜过程在浮动块基板部分1a上形成的薄膜头部分1b。浮动块基板部分1a由典型地包括氧化铝和碳化钛的混合烧结体(此后称为AlTiC)的材料形成。薄膜头部分1b包括磁记录元件2、磁再现元件3、绝缘部件4、热辐射部件20等，它们通过薄膜过程被形成在浮动块基板部分1a上。这里，磁记录元件2是用于将数据记录于磁盘10中，磁再现元件3是用于再现记录于磁盘10中的数据。磁记录元件2和磁再现元件3将被统称为磁记录/再现元件30。
浮动块1例如为1.25mm长、1.0mm宽和0.3mm厚的近似矩形棱镜形状，并且包括浮起面9、空气流入端面12、空气流出端面13、两侧的侧面以及背面总共六个面。下一代浮动块的方向在于尺寸降低，以用于通过降低质量而改善定位精度以及用于成本降低及类似情况。例如，在被称为飞母托(femto)浮动块的标准中，浮动块具有约为传统浮动块70％的尺寸，其为0.85mm长、0.7mm宽和0.23mm厚。
通过诸如离子铣削或蚀刻过程在浮起面9上提供精细台阶(台阶式承载)，其起到面对磁盘10并且产生气压的空气承载的作用，由此支撑施加到背面的载荷。已确认本发明对于0.1mm厚的浮动块也同样有效。0.1mm的浮动块厚度对于在浮动块和悬架的粘合/布线中形成悬架的端子和浮动块的端子时可以在浮动块的流出端面上提供具有80μm边缘尺寸的端子是足够的厚度。
浮起面9被提供有如上所述的台阶，并且浮起面9被划分为基本上相互平行的三种类型的表面。浮起面9包括三种类型的表面元件设置面5(5a)，其位于最靠近磁盘10处；浅沟面7，其是深于元件设置面5大约100nm至200nm的台阶承载面；深沟面8，其深于元件设置面5大约1μm。如图所示，元件设置面5被划分为5a、5b和5c这几个组成部分。组成部分5a在空气流出端附近的横向中心部分相比于浅沟面7a以小的宽度设置。另外，组成部分5a在空气流出侧以小的宽度形成，并且磁记录元件2和磁再现元件3被布置于小的宽度区域处的表面中。组成部分5b、5c被布置于靠近空气流入端的横向两侧。浅沟面7被划分为几个组成部分7a、7b。组成部分7a被布置成包围元件设置面5a，组成部分7b被布置成包围元件设置面5b、5c。当由磁盘10旋转产生的气流从作为台阶承载面的浅沟面7进入元件设置面5时，其通过会聚性的气流道被压缩并产生正气压。另一方面，当气流从元件设置面5和浅沟面7进入深沟面8时，负气压通过扩大的气流道而产生。在图2中，沟的深度被着重地示出。
以这样的姿态来设计浮动块1在空气流入端12一侧的浮起高度大于在空气流出端13一侧的浮起高度。因此，靠近流出端的浮起面最接近磁盘10。因为元件设置面5a最反向于流出端附近围绕的浅沟面7和深沟面8突出，只要浮动块不倾斜超过一定的间距和滚转姿态的限制，元件设置面5a就最接近磁盘10。磁记录元件2和磁再现元件3被形成于附属于元件设置面5a的薄膜头部分1b的部分中。设计浮起面9的形状以使得载荷梁压下的载荷由浮起面9上产生的正和负气压合适的平衡，并且从磁记录元件2和磁再现元件3到磁盘1的距离被维持为大约10nm的合适的值。
在元件设置面5a上形成厚度为几个纳米的碳保护膜9，以便即使在该表面快速且轻微地接触磁盘10的情况下也不磨损，并且防止了磁记录元件2和磁再现元件3的腐蚀。
有两种类型的记录磁盘10的方法，即相对于磁盘10上的磁化方向沿纵向(面内)方向和沿垂直方向。尽管取决于所述方法磁记录元件2、磁再现元件3和磁盘10具有不同的结构，但是本发明的优点在任一种方法中可以类似地获得。在沿垂直于介质方向记录磁化信号的垂直记录方法中，因为必须外磁场不进入主磁极，如果热辐射部件20由诸如NiFe合金的磁性材料形成，则其可以用作垂直记录头的外磁场屏蔽。
薄膜头部分1b具有感应型磁记录头2，用于通过利用流过线圈的电流在磁极之间产生磁场来记录磁数据；和磁再现元件3，用于测量磁场产生的阻抗值变化。换句话说，薄膜头部分1b包括在浮动块基板部分1a上利用诸如电镀、溅射和抛光这样的薄膜过程形成的金属膜20和24、绝缘部件25、树脂膜26和线圈导体27。绝缘部件25由诸如氧化铝这样的材料形成。至于磁记录元件2和磁再现元件3，其外围除浮起面侧的暴露部分之外都嵌入在绝缘部分25之内。磁再现元件3在磁记录元件2的浮动块基板部分侧平行布置。换句话说，磁再现元件3和磁记录元件2以此顺序沿气流方向布置。
下面参照附图3至5描述热辐射部件20的具体构造。图5是显示第一个实施例中的浮动块1的改动的局部透视图。
热辐射部件20具有从磁记录元件2的至少侧向区域(lateralregions)向浮动块基板部分1a辐射磁记录元件2产生的热的功能。因此，与现有技术的热通过保护层(绝缘部件)的表面从热扩散部件(热辐射部件)辐射的情况相比，热辐射的水平可以显著增加，并且可以抑制在记录过程中由加热引起的磁记录元件的附近区域的热膨胀造成的局部热突起。因此，在记录过程中可以降低磁记录元件的浮起高度裕度，由此实现记录密度的改善和磁盘机的容量的增加及尺寸的降低。因为，浮动块基板部分1a与绝缘部件4相比具有大的体积和表面积并且具有靠近磁盘10的大的表面积，因此辐射到浮动块基板部分1a的热并不存储在浮动块基板部分1a中，所述热被大量辐射到磁盘10中并且剩余的热通过热传输被辐射到空气中。
具体地，浮动块基板部分1a和热辐射部件20由比绝缘部件4具有更高的导热率的金属膜形成。热辐射部件20可以由比形成在浮动块基板部分1a上且由诸如氧化铝这样的材料组成的绝缘部件4具有更高导热率的材料，例如从包括金属如Au、Cu或NiFe，或陶瓷如Al2O3、TiC或SiC的组中选择的材料(包括单质金属、合金或化合物)形成。
热辐射部件20被配置以具有从两侧将至少磁记录元件2和磁再现元件3夹在中间的表面20a1。尽管磁再现元件3被磁记录元件2产生的热加热，由此磁再现元件3作为整体膨胀并且大的热突起倾向于在其中局部地出现，但是从磁记录元件2和磁再现元件3的两侧产生的热可以被辐射到浮动块基板部分1a，并且进一步在这方面，可以降低记录过程中磁记录元件部分的浮起高度裕度，由此实现记录密度的改善和磁盘机的容量的增加及尺寸的降低。
热辐射部件20由具有对着磁记录元件2和磁再现元件3的两侧的表面20a1的两边缘20a和具有对着相对于磁记录元件2的浮动块基板部分侧的一侧的表面20b1的一个边缘20b形成。因此从相对于磁记录元件2的浮动块基板部分侧的所述一侧产生的热通过热辐射部件20的一个边缘20b和两个边缘20a也可以辐射到浮动块基板部分1a，并且由此在这方面，可以降低记录过程中磁记录元件部分的浮起高度裕度，由此实现记录密度的改善和磁盘机的容量的增加及尺寸的降低。
此处，对着磁记录元件2和磁再现元件3的两侧的两边缘20a的各个厚度大于对着相对于磁记录元件2的浮动块基板部分侧的一侧的一个边缘20b的厚度。因此，降低了两个边缘20a的热阻，由此可以提高热辐射水平。
热辐射部件20具有对着浮动块基板部分1a的顶面1a1且与该顶面热耦合的平面部分20a2。因此，可以确保从热辐射部件20的平面部分20a2到浮动块基板部分1a的顶面1a1的热辐射面积。平面部分20a2的面积优选为20μm2或更多。
从分析发现，热辐射效果随着热辐射部件20的平面部分20a2到浮动块基板部分1a的顶面1a1的距离的降低而增加，并且当热辐射部件20的平面部分20a2到浮动块基板部分1a的顶面1a1的距离为20μm或更小时，热辐射效果很高。
如图5所示，当热辐射部件20的平面部分20a2与浮动块基板部分1a的顶面1a1接触时，热辐射效果显著增加。在热辐射部件20的平面部分20a2与浮动块基板部分1a的顶面1a1接触的情况下的制造方法中，首先在浮动块基板部分1a上形成由诸如氧化铝这样的材料组成的底绝缘膜，然后使用诸如离子铣削或蚀刻这样的过程对底绝缘膜开槽直至暴露浮动块基板部分1a，并且之后在开槽的区域中形成热辐射部件20，由此如图5所示，热辐射部件20的平面部分20a2可以与浮动块基板部分1a的顶面1a1接触。可选择地，在浮动块基板部分1a的顶面1a1上形成由诸如氧化铝这样的材料组成的底绝缘膜之前形成热辐射部件20，然后在浮动块基板部分1a上除热辐射部件20之外的区域上形成底绝缘膜，由此如图5所示，热辐射部件20的平面部分20a2也可以与浮动块基板部分1a的顶面1a1接触。
使用薄膜过程形成热辐射部件20以使其被定位而暴露于浅沟面7的空气流出端侧处的组成部分7a中的薄膜头部分的平面中。取代以暴露于浅沟面7中的方式提供热辐射部件20，从防止热辐射部件20的金属腐蚀的观点来看，可以向内提供热辐射部件20而离开浅沟面7的表面预定的距离(以被嵌入的方式)。
形成浮动块1的浮起面9的空气承载表面包括元件设置面5a，其为在记录过程中最接近磁盘10且被提供有磁记录元件2和磁再现元件3的第一表面；和浅沟面7a及深沟面8，其为具有预定的不同于元件设置面(第一表面)5a的深度的两个或更多个表面。并且空气承载表面被配置以使得在空气承载表面上突出的热辐射部件20的位置在浅沟面7a和深沟面8中，浅沟面7a和深沟面8为具有不同于元件设置面(第一表面)5a的表面。因此，即使在环境温度升高热辐射部件20膨胀时，浮动块1的浮起高度也不受影响。换句话说，如果进行配置以使得在空气承载表面上突出的热辐射部件20的位置在第一表面中，则就要考虑环境温度升高时热辐射部件20的膨胀造成第一表面局部突出，其影响了浮动块1的浮起高度，导致浮起高度裕度的增加。
下面参照图6和图7描述热辐射部件20对热突出水平的影响。图6是对照第一实施例的浮动块1的比较例的浮动块1的局部透视图。在比较例的浮动块1中，平板热辐射部件20被置于与磁记录元件2的浮动块基板部分侧相对的一侧。图7是比较热辐射部件存在或不存在以及布置结构的情况下显示由于磁记录元件产生的热而导致的热突起水平的特性图。热突起水平根据磁记录元件2产生的热利用磁头热传输分析和磁头变形分析来计算。
如图7很清楚地显示的那样，证实了当使用比较例的浮动块1时，与没有热辐射部件20的浮动块1相比降低了热突出水平，但是仅仅由此，降低的效果并不充分，在使用第一实施例的浮动块1的情况下，对热突出水平的降低效果更大。
(第二实施例)下面，利用图8至图11描述本发明的第二实施例。图8是本发明的第二实施例的磁盘机中11使用的浮动块1的透视图；图9是图8的浮动块1的局部透视图；图10是从流出端侧示出的图9的浮动块1的视图；图11是显示在第二实施例中校正由于环境温度升高而导致的浮起高度降低的机构的视图。第二实施例在下述点上不同于第一实施例，在其它点上与第一实施例基本相同，因此省略重复的描述。
第二实施例的浮动块1被称作三级台阶浮动块，该三级台阶浮动块的浮起面9包括实质上相互平行的四种类型的表面。具体地，形成浮起面9的空气承载表面包括元件设置面5a，其为在记录过程中最接近磁盘10且被提供有磁记录元件2和磁再现元件3的第一表面；超浅沟面6，其为第二表面，具有距离元件设置面(第一表面)5a大约5nm至50nm的深度；浅沟面7，其为第三表面，具有距离超浅沟面(第二表面)6预定的深度；和深沟面8，其为第四表面，位于比浅沟面(第三表面)7更深处。换句话说，超浅沟面6形成在第一实施例的空气承载表面中的元件设置面5a和浅沟面7a之间，并且定位超浅沟面6以使其围绕元件设置面5a的小宽度部分布置。
在第二实施例中，表面为四种类型的表面，即最靠近磁盘10的元件设置面5，比元件设置面深大约5nm的超浅沟面6，比元件设置面深大约150nm的作为台阶承载面的浅沟面7，和比元件设置面深大约1μm的深沟面8。换句话说，在图10中，超浅沟面距离元件设置面的深度D1，浅沟面距离元件设置面的深度D2，深沟面距离元件设置面的深度D3分别为大约5nm、大约150nm和大约1μm。此处，作为在元件设置面5和超浅沟面6之间形成大约5nm的台阶的简单方法，给出了这样的一种方法通过利用诸如氧灰化(oxygen ashing)这样的手段除去大约5nm的碳膜来获得该台阶。
在三级台阶浮动块1中，元件设置面5a被做得小且宽度窄，比元件设置面5a稍低的超浅沟面6被围绕表面5a提供，由此可以确保元件设置面5a最接近磁盘10而不考虑浮动块1在滚转方向的倾斜，这有助于降低磁记录元件2和磁再现原件3的浮起高度。另外，浮动块具有这样的特征即使元件设置面5a很小，由于超浅沟面6产生气压并由此支撑负荷，因此不会降低对磁盘10的小的膨胀的循迹性能。
在第二实施例中，热辐射/膨胀部件20A把作为热辐射部件的功能与作为膨胀部件的功能组合在一起，热辐射部件用于将磁记录/再现元件30产生的热从侧向区域以及与磁记录/再现元件30的浮动块部分侧相对的一侧辐射到浮动块基板部分1a，膨胀部件用于通过随温度升高而局部突出浮起面来校正浮起高度。换句话说，热辐射/膨胀部件20A比绝缘部件4具有更大的线膨胀系数，并且其被设置以使得在空气承载表面上投影的热辐射/膨胀部件20A的位置在靠近磁记录/再现元件30的超浅沟面(第二表面)6中。因此，当环境温度升高时，超浅沟面6被移向磁盘10一侧，并且在超浅沟面6上产生的气压增加。通过该气压的增加，浮动块1作为整体的浮起高度增加以校正所述浮起高度。
使用图11来描述浮起高度的校正原理。当环境温度升高时，因为磁记录/再现元件30及磁极附近的磁屏蔽的金属材料或树脂材料与其它部分的陶瓷绝缘材料之间的线膨胀系数不同，因此在元件设置面5a上出现热突起18。在不存在热辐射/膨胀部件20A的情况下，尽管会发生由于热突起18而浮起高度增加，但是如图11(A)所示，由于环境温度的升高而导致磁记录/再现元件30的浮起高度Hdown的降低，这是浮起高度裕度不能降低的事实的原因之一。相反，在存在第二实施例的热辐射/再现元件20A的情况下，当环境温度升高时，如图11(B)所示，由于热辐射/再现元件20A的膨胀而在超浅沟面6中出现热突起19。利用热突起19，浮动块1以只增加了Hup的浮起高度飞行，由此校正了浮起高度，并且可以降低浮起高度裕度。关于热辐射/再现元件20A对防止由于磁记录元件2的热造成的热突起的效果，因为与第一实施例相同，因此省略了重复的描述。
根据第二实施例，磁记录元件部分的浮起高度裕度在记录和环境温度升高两者期间都被降低，由此可以实现记录密度的改善以及磁盘机的容量的增加和尺寸的降低。
下面，利用图12描述本发明的第三实施例。图12是本发明第三实施例的磁盘机11中使用的浮动块1的局部透视图。第三实施例在下述点上不同于第一实施例，在其它点上与第一实施例基本相同，因此省略重复的描述。
在第三实施例中，制作热辐射部件20以只围住磁记录元件2和磁再现原件3的沿纵向方向的侧面部分。即使以这种形状，因为形成了到浮动块基板部分1a的记录期间产生的热的热辐射通道，因此给出了辐射记录期间产生的热的效果，并且可以容易地制造热辐射部件20。
下面，利用图13描述本发明的第四实施例。图13是本发明第四实施例的磁盘机11中使用的浮动块1的局部透视图。第四实施例在下述点上不同于第二实施例，在其它点上与第二实施例基本相同，因此省略重复的描述。
在第四实施例中，制作热辐射部件20以只围住磁记录元件2和磁再现原件3的沿纵向方向的侧面部分。即使以这种形状，因为形成了到浮动块基板部分1a的记录期间产生的热的热辐射通道，因此给出了辐射记录期间产生的热的效果，并且给出了在环境温度升高过程中校正热突起产生的高度的效果，另外可以容易地制造热辐射部件20。
进一步，如果如图12所示在超浅沟面6上形成热辐射部件20，则可以校正环境温度升高过程中元件部分的热突起，由此获得与第二本发明并不意于受到实施例中公开的方式的限制，并且允许基于已知技术及类似情况的任意修改。
权利要求
1.一种磁盘机，包括以自由旋转方式布置的磁盘，和被布置以面对所述磁盘的表面的磁头浮动块，所述磁盘机在所述磁盘和所述磁头浮动块之间产生气流以浮起所述磁头浮动块，并且利用在所述磁头浮动块中提供的磁记录元件在所述磁盘中记录数据，其特征在于，所述磁头浮动块具有浮动块基板部分和利用薄膜过程在所述浮动块基板部分上形成的薄膜头部分，所述薄膜头部分包括绝缘部件，在所述绝缘部件中提供的所述磁记录元件，和用于将所述磁记录元件产生的热从所述磁记录元件的侧向区域辐射到所述浮动块基板部分的热辐射部件。
2.根据权利要求1的磁盘机，其特征在于，所述浮动块基板部分和所述热辐射部件由具有比所述绝缘部件的导热率更高的导热率的材料形成。
3.根据权利要求2的磁盘机，其特征在于，所述浮动块基板部分由氧化铝和碳化钛的混合烧结体形成，所述绝缘部件由氧化铝形成，所述热辐射部件由具有比所述绝缘部件的导热率更高的导热率的金属材料形成。
4.根据权利要求1的磁盘机，其特征在于，所述薄膜头部分具有磁再现元件，其在所述磁记录元件的所述浮动块基板部分侧平行布置；和所述热辐射部件，其被形成以具有从两侧将所述磁记录元件和所述磁再现元件夹在中间的表面。
5.根据权利要求4的磁盘机，其特征在于，所述热辐射部件由对着所述磁记录元件和所述磁再现元件的两侧的两个边缘和对着相对于所述磁记录元件的所述浮动块基板部分侧的一侧的一个边缘形成。
6.根据权利要求5的磁盘机，其特征在于，对着所述磁记录元件和所述磁再现元件的两侧的所述两个边缘各自的厚度被形成为大于对着相对于所述磁记录元件的所述浮动块基板部分侧的所述侧的所述一个边缘的厚度。
7.根据权利要求1的磁盘机，其特征在于，所述热辐射部件具有对着所述浮动块基板部分的表面且与所述表面热耦合的平面部分。
8.根据权利要求7的磁盘机，其特征在于，对着所述浮动块基板部分的所述表面且与所述表面热耦合的所述平面部分具有20μm2或更大的面积。
9.根据权利要求7的磁盘机，其特征在于，与所述浮动块基板部分的所述表面热耦合的所述平面部分直接与所述浮动块基板部分的所述表面接触。
10.根据权利要求7的磁盘机，其特征在于，与所述浮动块基板部分的所述表面热耦合的所述平面部分与所述浮动块基板部分的所述表面具有20μm或更少的距离。
11.根据权利要求1的磁盘机，其特征在于，形成所述磁头浮动块的浮起面的空气承载表面包括第一表面，其在记录过程中最接近所述磁盘且被提供有所述磁记录元件；和具有预定的不同于所述第一表面的深度的两个或更多个表面，并且所述热辐射部件具有在所述空气承载表面上投影的位置，其在具有不同于所述第一表面深度的表面中。
12.根据权利要求1的磁盘机，其特征在于，形成所述磁头浮动块的浮起面的空气承载表面包括第一表面，其在记录过程中最接近所述磁盘且被提供有所述磁记录元件；第二表面，具有距离所述第一表面大约5nm至50nm的深度；第三表面，具有距离所述第二表面预定的深度；和第四表面，其位于比所述第三表面更深处，所述热辐射部件具有在所述空气承载表面上投影的位置，其在所述第二表面中。
13.根据权利要求12的磁盘机，其特征在于，所述热辐射部件由具有比所述绝缘部件的线膨胀系数更大的线膨胀系数的材料形成。
14.根据权利要求11或12的磁盘机，其特征在于，所述第一表面被提供于横向中心部分的位置，所述热辐射部件由对着所述磁记录元件的两侧的两个边缘和对着相对于所述磁记录元件的所述浮动块基板部分侧的一侧的一个边缘形成，并且具有投影到所述空气承载表面上的位置，其被形成为给所述第一表面加上边缘的形状。
15.一种磁头浮动块，具有浮动块基板部分和利用薄膜过程在所述浮动块基板部分上形成的薄膜头部分，在磁盘和用于浮起的表面之间产生气流的浮起面，和用于将数据记录到磁盘中的磁记录元件，其特征在于，所述薄膜头部分包括绝缘部件，在所述绝缘部件中提供的所述磁记录元件，和用于将所述磁记录元件产生的热从所述磁记录元件的侧向区域辐射到所述浮动块基板部分的热辐射部件。
16.一种磁盘机，包括以自由旋转方式布置的磁盘，和被布置以面对所述磁盘的表面的磁头浮动块，所述磁盘机在所述磁盘和所述磁头浮动块之间产生气流以浮动所述磁头浮动块，并且利用在所述磁头浮动块中提供的由磁记录元件和磁再现元件组成的磁记录/再现元件向所述磁盘中记录数据和从所述磁盘再现数据，其特征在于，所述磁头浮动块具有浮动块基板部分和利用薄膜过程在所述浮动块基板部分上形成的薄膜头部分，所述薄膜头部分包括绝缘部件，在所述绝缘部件中提供的所述磁记录/再现元件，和在所述磁记录/再现元件附近的具有比所述绝缘部件的线膨胀系数大的线膨胀系数的膨胀部件，形成所述磁头浮动块的浮起面的空气承载表面包括第一表面，其在记录过程中最接近所述磁盘且被提供有所述磁记录元件并且具有比第二表面的宽度更小的宽度；所述第二表面，具有距离所述第一表面大约5nm至50nm的深度；第三表面，具有距离所述第二表面预定的深度；和第四表面，其位于比所述第三表面更深处，所述膨胀部件被提供以使得在空气承载表面上投影的位置在所述第二表面中，并且通过随环境温度升高所述第二表面局部突起来校正浮起高度。
17.一种磁头浮动块，具有浮动块基板部分和利用薄膜过程在所述浮动块基板部分上形成的薄膜头部分，在磁盘和用于浮起的表面之间产生气流的浮起面，用于将数据记录到磁盘中的磁记录元件，和用于从磁盘再现数据的磁再现元件，其特征在于，所述薄膜头部分包括绝缘部件，在所述绝缘部件中提供的所述磁记录元件或磁再现元件，和靠近所述磁记录元件或所述磁再现元件的具有比所述绝缘部件的线膨胀系数大的线膨胀系数的膨胀部件，形成所述磁头浮动块的浮起面的空气承载表面包括第一表面，其在记录过程中最接近所述磁盘且被提供有所述磁记录元件并且具有比第二表面的宽度更小的宽度；所述第二表面，具有距离所述第一表面大约5nm至50nm的深度；第三表面，具有距离所述第二表面预定的深度；和第四表面，其位于比所述第三表面更深处，所述膨胀部件被提供以使得在空气承载表面上投影的位置在所述第二表面中，并且所述第二表面随环境温度升高被局部突出以校正浮起高度。
全文摘要
在磁盘机中，降低了记录过程中磁记录元件部分的浮起高度裕度，由此实现了记录密度的改善和磁盘机的容量的增加及尺寸的降低。提供了一种磁盘机11，其包括以自由旋转方式布置的磁盘10，和被布置以面对磁盘的表面的磁头浮动块1，磁盘机在磁盘10和磁头浮动块1之间产生气流以用于浮动，并且利用磁记录元件2记录数据。磁头浮动块1具有浮动块基板部分1a和用薄膜过程在浮动块基板部分上形成的薄膜头部分1b。薄膜头部分1b包括绝缘部件4，在绝缘部件中提供的磁记录元件2，和用于将磁记录元件2产生的热从磁记录元件2的侧向区域辐射到浮动块基板部分1a的热辐射部件20。
文档编号G11B5/60GK1877700SQ20061009128
公开日2006年12月13日 申请日期2006年6月8日 优先权日2005年6月8日
发明者白松利也, 栗田昌幸, 德山干夫 申请人:日立环球储存科技荷兰有限公司