专利名称：消除由于传统加工处理在滑片周边上的瑕疵的方法
技术领域：
本发明涉及磁性硬盘驱动器的滑片。更特别地，本发明涉及硬盘驱动器的滑片的制造。
背景技术：
硬盘驱动器是本质上由一系列被磁性读写元件访问的旋转盘构成的普通信息存储设备。这些数据传送元件，一般称为传感器，典型地由一滑片体运载且嵌入在滑片体中，该滑片体保持在硬盘上形成的离散数据轨道上方相当接近的位置以允许执行读或写操作。为了在盘表面正确地定位该传感器，形成在该滑片体上的空气轴承表面(ABS)经历一提供足够上升力的流动气流以使该滑片和传感器“盘旋”在该盘数据轨上面。磁盘的高速旋转产生一股沿着它的表面实质上平行于盘的切线速度的方向的气流或风。该气流与使滑片能够在旋转盘上飞的滑片体的ABS合作。在效果上，通过这个自激空气轴承，该悬浮的滑片物理地与该盘表面分离。
在ABS设计中的一些主要目的是使该滑片和它附属的传感器尽可能地靠近旋转盘的表面盘旋，并且不管变化的盘旋条件都统一保持恒定的靠近距离。在空气轴承滑片和旋转磁盘之间的高度或分离间隔通常被定义为飞行高度。一般地，安装的传感器或读/写元件只在旋转盘的表面上仅约几纳米盘旋。滑片的飞行高度被看作是影响安装的读/写元件的磁盘读和记录能力的最关键的参数之一。相对小的飞行高度允许传感器达到盘表面上不同数据位位置之间更高的分辨率，从而改进了数据密度和存储容量。随着轻便且紧凑的使用相对较小但功能强大的盘驱动的笔记本型计算机越来越受欢迎，对更低飞行高度的日益增加的需求在持续增长。
如图1所示，已知的普通双体船滑片104的ABS102设计可以用在沿着面对盘的滑片表面的外侧边缘延伸的一对平行杆106和108形成。其它包括具有不同表面积和几何形状的三个或更多附加杆的ABS102配置，也已经被开发出来。典型地这两个杆106和108从前缘110到尾缘112延伸至少一部分滑片体长度。前缘110被定义为旋转盘在向着尾缘112运行滑片104的长度之前通过的滑片的边缘。前缘110可以逐渐变细而不管典型地与该加工处理相关的不希望的大的公差。传感器或磁性元件114典型地安装在沿着图1所示的滑片的尾缘112的某一位置上。杆106和108形成滑片飞行的空气轴承表面，并且一旦与旋转盘产生的气流接触就提供必需的上升力。随着盘旋转，所产生的风或气流沿着双体船滑片杆106和108的下面以及在它们之间运行。随着气流通过杆106和108的下面，杆和盘之间的气压增加因此提供正压和上升力。双体船滑片通常产生足够的上升力，或正的负载力，以使得滑片飞行在旋转盘上适当的高度。当没有杆106和108时，滑片体104的大的表面积将产生过分大的空气轴承表面积。通常，随着空气轴承表面积增加，产生的上升力也增加。没有杆，滑片将因此飞得距离旋转盘太远从而具有低飞行高度的所有先前描述的好处。
目前的滑片制造技术包括金刚石相关加工处理比如切片、碾磨、精研和切割。特别地，切割处理非常关键，经常通过使用高速旋转的循环切割锯片来执行，该锯片提供有恒定供给的冷却水以减少工作材料的温度。
在该切割处理期间，沿着被切割表面的边缘116经受沿着该滑片边缘形成脊状的机械变形的影响。典型地，取决于比如反馈率、刀片质量以及其它的加工参数，其变形量在10到15nm高度的范围内。如果它们变得比该滑片的ABS更高，该滑片边缘脊状也能够导致该主要盘界面上的灾难性故障。随着驱动头比如从PICO到FEMTO滑片形成因数的减少，这个问题成指数增长。
传统的金刚石切割处理的另一主要问题是由于加工期间产生的热而导致沿着该滑片边缘产生微裂或破裂。当做成该驱动器时，在该滑片的热或机械振动装载期间，这些可能表现为破裂的核子点。随着滑片容量不断增大以及滑片飞行高度持续减小，这成为不希望的瑕疵。
由于基底的滑片边缘的微裂和破裂这个问题潜在地出现，基底微粒的产生也是关键问题。这些微粒作为切割的结果从ABS的前缘和切割的边缘出现。
一个减小这些问题的方法可以是通过优化切割机器的切割参数，比如反馈率、冷却流以及轴旋转速度。使用该方法，组合量以及微裂可以被减少到某一程度但不能消除，因为作为切割机制的结果总有一些变形和破裂的量。
在一可选方法中，激光被用来将热应用到滑片的切割边缘116并因此由于滑片边缘脊状被改变到低于滑片的ABS的结果而改变了应力等级。由于该处理也改变了滑片曲率，既有凸度又有十字碹，只有当滑片要求的曲率高于该脊状的曲率时该处理才可以补偿该滑片脊状。随着ABS设计的进步，飞行高度实质上变得对滑片曲率不敏感或要求没有任何曲率的滑片。而且，由于可能成为微粒出现的源的前缘，该技术不能解决微粒产生。另一技术通过用激光加热该滑片的背部以改变滑片曲率来改变滑片104的曲率并反过来改变该滑片边缘脊状低于ABS表面。
大多数先前提到的技术使用传统的连续或脉冲式激光来融化该滑片材料。与这些激光相关的主要问题之一是产生的局部热的量。这些热可能导致材料的重定位并进一步生成边缘的微裂和破裂，这可能在驱动级上传播灾难性故障。
如上所述，切割处理是滑片制造中的关键步骤，因为它是在主要万向节装配(HGA)制造处理开始之前生产线中的最后加工步骤。如图2所示，切割步骤留下了机械应力以及沿着空气轴承表面(ABS)102的边缘116的变形202。由于先前处理比如精研，这些变形202可以是ABS102上综合应力的组合的结果。随着盘存储密度持续增加，使滑片飞行更靠近盘表面的需求也在增加。如果滑片边缘116上的变形202碰巧高于该ABS，则这可能导致盘驱动上的灾难性故障。
图1是现有技术中公知的具有读/写头的滑片设备的透视图。
图2是现有技术中公知的被切割处理变形的滑片的透视图。
图3说明了根据本发明实施例的一种加工滑片的方法的流程图。
图4是根据本发明实施例的固定器和滑片的透视图。
图5a-b是根据本发明实施例的滑片和喷水引导激光的透视图。
图6是根据本发明实施例的具有它的圆形边缘的滑片的侧面图。
图7a-b是根据本发明实施例的具有圆形前缘的角的滑片的透视图和上视图。
图8说明了根据本发明的实施例的加工滑片的可选方法的流程图。
图9a-b说明了滑片的一个实施例的上视图和侧面图。
图10a-d说明了从晶圆形成单个滑片的处理的框图。
图11a-d说明了准备用于切割而不改变化学内容的行条的一个实施例的框图。
具体实施例方式
一种滑片加工方法被公开。在一个实施例中，由喷射的水引导的激光，可以从晶圆切割出行条并从行条切割出滑片。干净空气的喷射可以干燥该滑片。该喷水引导激光可以微研磨滑片的周边。滑片的边缘以及前缘角可以被圆化为预定的半径。该滑片用去离子水清洁，然后在热烤炉中干燥。
图3说明了根据本发明的实施例的一种加工滑片的方法的流程图。该处理依靠放置行条到固定器或工具402部分中开始(块305)，如图4所示。该行条可以由AlTiC合成物构成。传统的金刚石切割可以用来切割该行条成滑片104(块310)。典型地这个方法从ABS垫朝向滑片边缘以20到40微米的顺序产生脊状，并且在高度上接近12微米，如前面图2所示。在切割后，该滑片可以使用喷射的干净空气干燥(块315)。
由于激光502被用来微研磨滑片104的ABS102的整个周边504(块320)，分开的滑片104可以保留在固定器402上，如图5a所示。激光502由喷水506引导(块325)，如图5b所示。喷水506可以通过很小的喷嘴集中到滑片104上。激光502可以是脉冲式激光。光束通过喷水506传播并碰撞滑片104。通过使用通过喷水506的脉冲式激光502，冷却效果可以支配激光的热效果。喷水506主要用作激光束502的光引导。由于在激光束融化材料时喷水会冷却，滑片不会被热感应损坏。滑片的曲率不会改变并且边缘504免于磨、裂纹和破裂的。SYNOVAMicro-jet激光可以用作喷水引导激光502。
可选地，喷水引导激光502可以用来切割行条，允许更狭窄的近似30微米的切割切口404。切割切口404是切割表面406之间的距离。减少切割切口404允许更多的滑片被群集在行条上，降低了材料成本。
在滑片上微研磨的量完全取决于行块的切割以及滑片的形成因数。滑片边缘脊状506可以被完全移除并且可以是沿着切割和前缘504的小半径曲率602(块330)，如图6所示。圆化该边缘可以减少驱动器操作期间微粒从滑片掉落的可能性。喷水的喷嘴可以开口为40微米以用于这一部分处理。
在驱动器装载的振动事件期间，形成在前缘上的角702可能损坏盘。喷水引导激光502可以研磨前缘702的角到希望的半径(块335)，如图7a的透视图和图7b的上视图所示。研磨可以结合到切割处理中，以减少生产线的步骤。
滑片104然后可以用规则的去离子水清洁(块340)。滑片然后可以在热烤炉中干燥(块345)。滑片104然后可以从工具部分402卸下并且放置到盘中以用于规则的生产处理(块350)，完成该处理。
图8说明了根据本发明实施例的用于加工滑片的可选方法的流程图。该处理通过在晶圆上形成切割路径开始(块805)。激光502可以将该晶圆切割成行条(块810)。激光502由喷水506引导(块815)。在行条上形成切割路径(块820)。将行条放置在固定器或工具部分402中(块825)。水引导激光502将行条切割成滑片104(块830)。当喷水引导激光502微研磨滑片104的ABS102的整个周边504时，分开的滑片104可以保留在固定器402上(块835)。沿着该受切割的前缘504形成小半径曲率602，滑片边缘脊状506可以被彻底移除(块840)。喷水引导激光502可以将前缘702的角研磨成所希望的半径(块845)。然后滑片104可以从工具部分402卸下并放置到盘中以用于规则的生产处理(块850)，完成该处理。
图9a-b说明了滑片104的一个实施例的上视图和侧面图。滑片基底902可以由重量比为70比30的Al2O3和TiC构成。然后该基底902可沉积有溅镀透明氧化铝-一种绝佳的绝缘媒介的下覆涂层材料904。沉积的厚度取决于基于不同产品需求的单别晶圆设计。防护物906和读/写传感器908可以使用传统的照相平版印刷和电镀沉积技术被构建在溅镀透明氧化铝上。该读/写传感器908然后可以用也作为包围该磁头的读/写传感器908的绝缘媒介的上覆涂层材料910被仔细沉积。
图10a-d说明了从晶圆形成单个滑片的处理的框图。在图10a中，晶圆1002可以被切割成块1004。在图10b中，显示了可以从块1004中切割出的行条1006。在图10c中，滑片104可以从行条1006切割得到。在图10d中，显示了已经从行条1006切割出的一组滑片104。
上覆涂层和下覆涂层材料的透明度可以导致激光能量的不均匀吸收，从而引起尾缘的不均匀切割。激光能量的吸收可以使用不同的材料来改进，比如用于下覆涂层和上覆涂层材料的氮化铝。可选地，透明氧化铝可以通过改变化学内容而着色以让它呈现不透明。图11a-d说明了准备用于切割而不改变化学内容的行条的一个实施例的框图。在图11a中，先于切割，切割路径1102被蚀刻在晶圆1002内。晶圆1002可以使用标准加工技术蚀刻，留下基底材料唯一要做的就是被切割。在图11b中，第二晶圆路径1104被蚀刻入行条1006。在图11c中，通过在晶圆1002上沿着激光将传播的路径放下不透明材料条，来准备切割路径1106。不透明材料可以是硅或其它不会不利地影响滑片磁头的性质的材料。在图11d中，不透明材料的第二切割路径1108被放置在行条1006上。
虽然几个实施例在此被特别地说明和描述，但可以理解的是，本发明的修改和变化可以被上述技术包括并在附加的权利要求的范围内，而不脱离本发明的精神和目的范围。
权利要求
1.一种方法，包括用激光从行条中切割出一滑片；用该激光微研磨该滑片的周边；以及用喷水引导该激光。
2.如权利要求1的方法，其中该行条具有透明上覆涂层。
3.如权利要求2的方法，进一步包括在该透明上覆涂层内指定一路径以方便激光切割。
4.如权利要求2的方法，进一步包括在该行条上放置不透明材料路径以方便激光切割。
5.如权利要求2的方法，进一步包括将该透明上覆涂层着色以形成不透明路径以方便激光切割。
6.如权利要求2的方法，其中该透明上覆涂层是透明氧化铝。
7.如权利要求1的方法，其中该上覆涂层是不透明的。
8.如权利要求1的方法，进一步包括使用该激光从晶圆切割出该行条。
9.如权利要求1的方法，其中该行条具有一透明下覆涂层。
10.一种滑片制造系统，包括从一行条切割出一滑片并微研磨该滑片周边的激光；以及引导该激光的喷水。
11.如权利要求10的滑片制造系统，其中该行条具有透明上覆涂层。
12.如权利要求11的滑片制造系统，进一步包括在该透明上覆涂层内指定一路径以方便激光切割的蚀刻工具。
13.如权利要求11的滑片制造系统，进一步包括在该行条上放置不透明材料路径以方便激光切割的器具。
14.如权利要求11的滑片制造系统，其中该透明上覆涂层被着色以形成不透明路径以方便激光切割。
15.如权利要求11的滑片制造系统，其中该透明上覆涂层是透明氧化铝。
16.如权利要求10的滑片制造系统，其中该上覆涂层是不透明的。
17.如权利要求10的滑片制造系统，其中该激光被用来从晶圆切割出该行条。
18.如权利要求10的滑片制造系统，其中该行条具有一透明下覆涂层。
全文摘要
一种滑片加工方法被公开。滑片可以从行条被切割出来。喷射的干净空气可以干燥该滑片。由喷水引导的激光可以微研磨该滑片的周边。滑片的边缘和前缘的角可以被圆化为预定的半径。滑片可以用去离子水清洁，然后在热烤炉中干燥。
文档编号G11B5/60GK1925052SQ20061014222
公开日2007年3月7日 申请日期2006年8月29日 优先权日2005年8月29日
发明者N·马哈德夫, K·亚苏达, W·乔斯 申请人:新科实业有限公司