专利名称：磁头浮动块和磁盘驱动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁头浮动块和磁盘驱动器。具体地，本发明涉及用于获得高可靠性和高密度记录的低浮起型磁头浮动块，以及具有安装了所述磁头浮动块的磁盘驱动器。
背景技术：
磁盘驱动器近来已在尺寸方面变得越来越小而在容量方面则越来越大，并且记录介质(磁盘)上记录的数据已在记录密度方面变得越来越高。伴随着这个趋势，有必要减小磁头浮动块和磁盘之间的间隔，亦即磁头浮动块的浮起高度。已提议了能够以低浮起高度稳定地浮动的磁头浮动块。例如，专利文件1披露了这样的磁头浮动块在浮起轨(flying rail)(空气承载轨)的引导侧形成从浮动块的浮起轨的平面部分凹陷的表面(阶梯表面)，并且阶梯表面的深度(阶梯部分的高度)被设置在极小的值(700nm或以下)，以获得恒定浮起高度而不取决于磁盘的圆周速度。具有这样的极小深度的阶梯部分的浮动块被叫做微阶梯浮动块(microstep slider)。
专利文件2披露了另一种低飞型磁头浮动块。在这种浮动块中，在浮动块的浮起轨的引导侧提供的阶梯表面上形成非常小的突出部(lug)，其具有等于或大于阶梯深度(高度)的高度，由此浮动块难以在向前降落的同时旋转，并且防止阶梯表面的前缘接触磁盘表面。
日本专利公开号6-325530[专利文件2]日本专利公开号2000-21109
发明内容
如果在磁盘之上浮动的同时磁头浮动块的浮起高度改变并且磁头浮动块接触到磁盘的表面，则磁头浮动块的空气承载表面(与磁盘相对的表面)用摩擦力牵引，并且磁头浮动块绕悬架的支点(负荷作用点)旋转并呈现向前降落的姿势。结果，磁头浮动块的引导端一侧的前缘部分接触到磁盘表面，因此进气口被阻塞，并且在磁头浮动块的空气承载表面一侧不再存在气流。所以，在磁头浮动块中不产生浮起力，并且磁头浮动块持续与磁盘表面相接触，同时保持其向前降落的姿势，这样一来就引发了损坏磁盘的问题。
在使用光滑磁盘以获得磁盘浮动块的低浮起高度的磁盘驱动器中，大摩擦力引起了严重的问题。用大摩擦力，磁头浮动块呈现向前降落的姿势，因此，防止磁头浮动块的引导端一侧的前缘部分与磁盘表面相接触，是防止损坏记录介质和用于确保可靠性的重要主题。为了解决这个问题，已提议了这样的方法，其包括斜切(弯曲)引导端一侧的前缘部分以增加接触面积并从而减少接触应力(表面压力)。然而，由于斜切通常通过大偏差的机械加工进行，所以它极大地造成了浮起高度变化的生成。这样的浮起高度变化造成了数据读写的故障。这样一来，这种方法就无法用作防止磁盘和引导端一侧的前端部分相接触所造成的磁盘损坏的有效手段。
如专利文件2中描述的那样，如果在磁头浮动块的浮起轨的引导侧提供的阶梯表面上形成非常小的突出部，以便防止磁头浮动块的引导端一侧的前缘部分与磁盘表面相接触，则突出部的一定高度限制了浮起高度的减少，并且根据具体情况可能不会获得低浮起高度。
降低的大气压力造成了磁头浮动块浮起高度的过度减少。更加具体地，在高地处使用磁盘驱动器的情况下，浮起高度由于大气压力减少而降低。当浮起高度过度降低时，磁头浮动块呈现向前降落的姿势，这样一来就引发了下述问题磁头浮动块的引导端一侧的前缘部分接触到磁盘表面，并且记录介质被损坏。
本发明的目的是提供这样的磁头浮动块，其能够防止呈现向前降落的姿势，并且即使在它将要呈现向前降落的姿势的情况下，也能够迅速地恢复到其初始状态。
本发明的另一个目的是提供高可靠性的磁盘驱动器，其能够防止磁头浮动块的前缘部分与磁盘表面的持续接触所造成的记录介质的损坏，并从而能够对于磁盘读写信息。
为了实现上述目的，根据本发明的典型的磁头浮动块包含引导端、空气承载表面和尾随端，所述空气承载表面包括浮起台(flying pad)，其形成在引导端一侧和尾随端一侧；阶梯承载表面，其形成在引导端和浮起台之间并在浮起台周围；负压凹槽，其相对于阶梯承载表面以凹陷的状态形成；磁头，其提供在尾随侧形成的浮起台中；以及进气部分，用于一旦引导端与磁盘相接触就将空气引导到引导端一侧形成的浮起台。
根据本发明，可以提供这样的磁头浮动块，其能够防止呈现向前降落的姿势，并且即使在它将要呈现向前降落的姿势的情况下，也能够迅速地恢复到其初始状态。
根据本发明，还可以提供高可靠性的磁盘驱动器，其能够防止磁头浮动块的前缘部分与磁盘表面的持续接触所造成的记录介质的损坏，并从而能够对于磁盘读写信息。
图1是当从其空气承载表面的方向来看时的根据本发明第一实施例的磁头浮动块的透视图；
图2是传统磁头浮动块的功能解释图；图3是根据本发明第一实施例的磁头浮动块的功能解释图；图4是显示第一实施例的磁头浮动块中的缺口深度和引导端一侧的浮起力之间的关系的示图；图5是当从其空气承载表面的方向来看时的根据本发明第二实施例的磁头浮动块的透视图；图6是在其上携带有包含本发明的磁头浮动块的磁盘驱动器的构造图。
具体实施例方式
现在参考图1来说明本发明的第一实施例。图1是当从空气承载表面一侧来看时的磁头浮动块的透视图。用1指示的磁头浮动块适合于在作为记录介质的磁盘表面之上浮动。磁头浮动块1包括与磁盘相对的表面4，其充当空气承载表面；引导端2，其位于随着磁盘的旋转向其导入空气的一侧；以及尾随端3，其位于引导端的下风，并且空气从其流出。在与磁盘相对的表面(空气承载表面)4上形成用于生成浮起力的三个浮起台(flying pad)5。浮起台5中的两个形成在磁头浮动块1的引导侧的两端，并且剩余的一个在尾随侧形成在中心。在浮起台5a和5b周围形成阶梯承载表面7a，用于调节位于引导侧的浮起台5a和5b所生成的正压的量。进一步，以引导侧由阶梯承载表面7a包围的方式，形成用于产生负压的负压凹槽8。
浮起台5c形成在尾随端3附近。浮起台5c装备有磁头9，用于向磁盘写入信息或读取磁盘上记录的信息。在浮起台5c的引导侧形成阶梯承载表面7b，用于调节浮起台5c产生的正压。阶梯承载表面7b要至少被形成在尾随侧浮起台5c的引导端到这样的程度阶梯承载表面7b工作，以便在浮起台5c中产生正压。
图1中显示的磁头浮动块1具有1.25mm的长度、1.0mm的宽度和0.3mm的厚度，其尺寸对应于被称作皮可浮动块(picoslider)的尺寸。位于引导侧的浮起台5a和5b以及位于尾随侧的浮起台5c相互近似平齐。阶梯承载表面7a和7b相互也近似平齐。从浮起台5a、5b和5c到阶梯承载表面7a和7b的深度为150到240nm，并且从浮起台5a、5b和5c到负压凹槽8的深度为1到2μm。通过诸如离子研磨或活性离子蚀刻(RIE)之类的处理方法形成阶梯承载表面7a、7b和负压凹槽8。
浮动块1在两个引导端一侧的浮起台5a和5b的引导端一侧形成有作为进气部分的缺口(aperture)10。缺口10位于引导端2的前缘部分，并且具有0.3mm到0.5mm的宽度(浮动块宽度的三分之一到一半)以及关于浮起台5a和5b的0.5到2μm的深度。根据处理效率，优选地与负压凹槽8的形成同时地形成缺口10。为此采用诸如离子研磨或活性离子蚀刻(RIE)之类的处理方法。
现在参考图2和3来说明上述第一实施例的效果。图2显示了现有技术中的磁盘12和磁头浮动块14之间的接触状态。万一不知何故在磁头浮动块14和正在旋转的磁盘12之间接触的话，如图2所示的力作用于两者之间的接触点。尽管未显示，朝着磁盘方向作用的推负荷W从支撑磁头浮动块14的悬架中提供的支点被施加于磁头浮动块14。参考符号f表示磁头浮动块14和磁盘12之间产生的摩擦力。当磁头浮动块14和磁盘12之间的摩擦力f引起的力矩Mf变得大于悬架的浮动块推负荷W引起的转动力矩Mw时，磁头浮动块14以向前降落的状态关于支点旋转，并且引导端2的前缘部分接触到磁盘12。磁头浮动块14向前降落的条件是Mw+Fair1＜Mf。
上述表达式中的Fair1代表浮动块浮起力。对于没有任何缺口的传统磁头浮动块14，如图2所示，一旦引导端2的前缘部分与磁盘12相接触，进气口就被阻塞，并因而气流13不能到达位于引导侧的浮起台5a(5b)。所以，一旦磁头浮动块呈现向前倾斜的姿势，进气口一侧的浮起台就不能生成浮起力。结果，传统磁头浮动块14，一旦其与磁盘12相接触，就继续与磁盘12接触地滑动，同时保持其向前倾斜的姿势。在最坏的情况下，数据可能被损坏。
另一方面，在这个实施例中，提供了缺口10。因此，当磁头浮动块1呈现向前倾斜的姿势时，确保了到位于磁头浮动块1的引导侧的浮起台5a(5b)的进气口路径，如图3所示，以便获得浮起力(恢复力Fair2)以将磁头浮动块1恢复到其正常浮起姿势。此外，如图3所示，即使当磁头浮动块1接触到磁盘12时，由于确保了进气口路径，所以磁头浮动块1也很快在恢复力Fair2之下恢复到其正常浮起姿势，并且获得其需要的浮起高度，这样一来就使得可以确保装置的可靠性。更加具体地，在这个实施例中，即使当磁头浮动块1呈现向前倾斜的状态并且引导端2的前缘部分接触到磁盘12时，也通过缺口10确保了进气口路径。因此，基于浮起力的恢复力Fair2作用于位于引导侧的浮起台5a(5b)，并且磁头浮动块1恢复到其正常浮起姿势，而没有机会损坏磁盘12上存储的信息。进一步，在上述实施例的磁头浮动块1中，由于缺口10允许引导侧浮起台5a和5b不变地产生浮起力，所以获得了下述效果磁头浮动块1难以向前降落。
图4显示了缺口10的深度和引导端一侧浮起力之间的关系。假定不具有任何缺口的传统磁头浮动块14的浮起力为1，根据比较值来表示所述关系。参考图4显示，在0.5到1μm的范围内的缺口10的深度处获得最大浮起力。浮起力在大于2μm的缺口深度处显著降低。这样一来，缺口10的深度就要在0.5到2μm的范围内，优选地为0.5到1μm。进一步，由于离子研磨花费时间，所以从加工的立场出发，优选地，将要形成的缺口10的深度上限应当等于负压凹槽8的深度。
尽管在上述第一实施例中已说明了对皮可浮动块的应用，但是不对其进行限制。在具有0.85mm的长度、0.7mm的宽度和0.23mm的厚度的所谓飞母托浮动块(femtoslider)的情况下，也能够获得与上述相同的效果。同样地，本发明进一步适用于尺寸比飞母托浮动块小的浮动块或尺寸比皮可浮动块大的浮动块。
现在参考图5来说明本发明的第二实施例。如图5所示，在根据这个实施例的磁头浮动块11中的两个引导端一侧的浮起台5a和5b的引导端一侧的横向方向上，带状台(web-like pad)15a和15b形成为进气部分。其他结构元件与上述第一实施例(图1)中的相同。带状台15a和15b的高度基本上等于或略微低于引导端一侧的浮起台5a和5b，所述带状台15a和15b被局部凹陷到与阶梯承载表面7a相同的高度。用15c指示的这种凹陷形成在带状台15a和15b的中心。使用这样的方法，其中在阶梯承载表面7a上形成单个带状台，并且在这之后例如通过离子研磨去除中心部分，或者这样的方法，其中在阶梯承载表面7a上分开形成带状台15a和15b，可以形成凹陷15c。同样在这个第二实施例中，当磁头浮动块11呈现向前倾斜的姿势时，获得恢复力，用于将磁头浮动块11恢复到其正常浮起姿势，因为提供了用于将空气导入到磁头浮动块中的引导侧浮起台5a和5b的进气口路径(凹陷15c)。此外，即使磁头浮动块11的前缘部分接触到磁盘12，浮动块也能够很快恢复到其正常浮起姿势，因为确保了进气口路径，而没有机会损坏磁盘12上存储的信息。
图6是磁盘驱动器的构造图，所述磁盘驱动器在其上携带有包含本发明的上述磁头浮动块1(11)。具有光滑表面的磁盘12附于主轴电机16。在其上携带有磁头9以对于磁盘12写或读信息的磁头浮动块1(11)附于悬架18的一端。悬架18的另一端附于磁头臂20。磁头臂20安装在枢轴承21上，并且音圈电机(VCM)22的线圈在与磁头臂20相对的一侧固定到枢轴承21。当VCM 22的线圈被激励时，磁头臂20与枢轴承21一起旋转，并且磁头浮动块1被定位到磁盘12之上的预定径向位置。悬架18和磁头臂20构成用于磁头浮动块1的支撑机构。同样地，枢轴承21和VCM 22构成用于磁头浮动块1的致动器。
在磁盘12不旋转的状态下，磁头浮动块1通过形成在悬架18前端处的提升调整片(lift tab)19保持(卸载)在斜坡机构23上，所述斜坡机构23提供在与磁盘12的外围间隔开的位置处。当磁盘12的旋转数目已达到预定旋转数目时，沿着斜坡机构23的斜面朝着磁盘12的方向移动提升调整片19，允许磁头浮动块1装载在旋转的磁盘表面之上。
根据这种磁盘驱动器，可以防止磁头浮动块的前缘部分与记录介质的持续接触所造成的记录介质的损坏，并因而可以稳定地实现对于具有光滑表面的磁盘的信息的写入或读取。所以，可以获得高度可靠的磁盘驱动器。尽管上述磁盘驱动器具有斜坡机构作为例子，但是不用说，在例如不具有斜坡机构的CSS类型的磁盘驱动器的情况下，同样能够获得与上述相同的效果。
权利要求
1.一种磁头浮动块，包括引导端、空气承载表面和尾随端，所述空气承载表面包括浮起台，其形成在所述引导端一侧和所述尾随端一侧；阶梯承载表面，其形成在所述引导端和所述浮起台之间以及所述浮起台周围；负压凹槽，其相对于所述阶梯承载表面以凹陷的状态形成；磁头，其提供在所述尾随端一侧形成的浮起台中；以及进气部分，用于一旦所述引导端与磁盘相接触就将空气引导到所述引导端一侧形成的所述浮起台。
2.根据权利要求1所述的磁头浮动块，其中，所述进气部分是所述引导端中形成的缺口。
3.根据权利要求1所述的磁头浮动块，其中，所述进气部分是所述空气承载表面的所述引导端一侧形成的局部凹陷的带状台。
4.一种磁头浮动块，包括引导端、空气承载表面和尾随端，所述空气承载表面包括浮起台，其形成在所述引导端一侧和所述尾随端一侧；阶梯承载表面，其形成在所述引导端和所述浮起台之间以及所述浮起台周围；负压凹槽，其相对于所述阶梯承载表面以凹陷的状态形成；磁头，其提供在所述尾随端一侧形成的浮起台中；以及缺口，其形成在所述引导端中。
5.根据权利要求4所述的磁头浮动块，其中，所述缺口的深度相对于所述浮起台在0.5到2.0μm的范围内。
6.根据权利要求5所述的磁头浮动块，其中，所述缺口形成在所述引导端的中心，并且其宽度在所述引导端宽度的三分之一到一半的范围内。
7.根据权利要求5所述的磁头浮动块，其中，所述缺口形成在所述引导端的中心，并且当所述引导端的宽度大约为1.0mm时，所述缺口的宽度在0.3到0.5mm的范围内。
8.一种磁头浮动块，包括引导端、空气承载表面和尾随端，所述空气承载表面包括浮起台，其形成在所述引导端一侧和所述尾随端一侧；阶梯承载表面，其形成在所述引导端和所述浮起台之间以及所述浮起台周围；负压凹槽，其相对于所述阶梯承载表面以凹陷的状态形成；磁头，其提供在所述尾随端一侧形成的浮起台中；以及局部凹陷的带状台，其形成在所述空气承载表面的所述引导端一侧。
9.根据权利要求8所述的磁头浮动块，其中，所述带状台的高度基本上等于所述浮起台的高度，并且所述带状台的凹陷的底部基本上与所述阶梯承载表面平齐。
10.根据权利要求8所述的磁头浮动块，其中，所述带状台的高度小于所述浮起台的高度，并且所述带状台的凹陷的底部几乎与所述阶梯承载表面平齐。
11.根据权利要求8所述的磁头浮动块，其中，所述带状台的凹陷形成在所述带状台的中心。
12.一种磁盘驱动器，包括磁盘，其由主轴电机旋转；磁头，其对于所述磁盘写入或读取信息；磁头浮动块，其具有安装在其上的所述磁头；支撑机构，用于支撑所述磁头浮动块；以及致动器，其用于在枢轴上转动所述支撑机构，以将所述磁头浮动块定位在所述磁盘的径向方向上的任意位置处；其中，所述磁头浮动块包括引导端、空气承载表面和尾随端，所述空气承载表面包括浮起台，其形成在所述引导端一侧和所述尾随端一侧；阶梯承载表面，其形成在所述引导端和所述浮起台之间以及所述浮起台周围；负压凹槽，其相对于所述阶梯承载表面以凹陷的状态形成；磁头，其提供在所述尾随端一侧形成的浮起台中；以及进气部分，用于一旦所述引导端与磁盘相接触就将空气引导到所述引导端一侧形成的所述浮起台。
13.根据权利要求12所述的磁盘驱动器，其中，所述进气部分是所述引导端中形成的缺口。
14.根据权利要求12所述的磁头浮动块，其中，所述进气部分是所述空气承载表面的所述引导端一侧形成的局部凹陷的带状台。
全文摘要
当磁头浮动块的浮起高度降低时，引发了下述问题磁头浮动块呈现向前降落的姿势，并且磁头浮动块的引导端的前缘部分接触到磁盘表面，造成对磁盘表面的损坏。磁头浮动块(1)包括空气承载表面(4)、引导端(2)和尾随端(3)。三个浮起台(5a、5b和5c)形成在空气承载表面(4)上，阶梯承载表面(7a)形成在浮起台(5a和5b)周围，并且以引导侧由阶梯承载表面(7a)包围的方式形成用于产生负压的负压凹槽(8)。浮起台(5c)形成在尾随端(3)附近，并且装备有磁头(9)。阶梯承载表面(7b)形成在浮起台(5c)的引导侧。进一步，磁头浮动块(1)在引导端(2)的前缘部分中形成有缺口(10)。缺口(10)距离浮起台(5a和5b)有0.5到2μm深。
文档编号G11B21/21GK1913003SQ20061011013
公开日2007年2月14日 申请日期2006年8月7日 优先权日2005年8月8日
发明者渡边公一, 米川直 申请人:日立环球储存科技荷兰有限公司