磁头滑块及其制造方法和用于该磁头滑块的研磨装置的制作方法

专利名称：磁头滑块及其制造方法和用于该磁头滑块的研磨装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及安装在诸如硬盘驱动器(HDD)的驱动器中的磁头滑块。 具体地说，本发明涉及一种包括与磁头元件相关联地嵌入在非磁性膜中 的加热器的磁头滑块。
背景技术：
例如，在磁头滑块中，由Al20rTiC制成的滑块体上覆盖有由A1203 (氧化铝)制成的非磁性膜。非磁性膜中嵌入有磁头元件和加热器。例 如，在非磁性膜的表面上形成有由类金刚石(DLC)制成的保护膜。保 护膜覆盖在磁头元件的读间隙和写间隙上方。
向磁头元件中的薄膜线圈图案施加加热器的热。薄膜线圈图案的热 膨胀使磁头元件的读间隙和写间隙能够接近磁记录盘。因此，可以根据 薄膜线圈图案的突起量来确定磁头元件的飞行高度。
利用所谓的零校准来确定突起量。在零校准中，薄膜线圈图案的突 起量逐渐增加。当保护膜与磁记录盘相接触时，捕获薄膜线圈图案的突 起量。利用捕获到的突起量来确定用于进行写入/读取的突起量。因此， 零校准要求可靠地检测到保护膜与磁记录盘之间的接触。

发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能够可靠地检测到磁头元件突起 时保护膜与存储介质之间的接触的驱动器。本发明的目的还在于提供一 种制造这种驱动器的方法。此外，本发明的目的还在于提供一种非常有 助于实现所述驱动器的磁头滑块及其制造方法和用于该磁头滑块的研磨 装置。
根据本发明，提供了一种驱动器，该驱动器包括滑块体，其具有
介质相对表面；非磁性绝缘膜，其覆盖在所述滑块体的流出端表面上； 轨道，其形成在所述滑块体的所述介质相对表面上，该轨道延伸到达所 述滑块体的流出端；第一保护膜，其覆盖在所述轨道的顶面上；第二保 护膜，其与所述第一保护膜相连续地形成，该第二保护膜在所述轨道的 下游位置处覆盖在所述非磁性绝缘膜的表面上；磁头元件，其在所述轨 道的下游位置处嵌入在所述非磁性绝缘膜中；以及加热器，其嵌入在所 述非磁性绝缘膜中，该加热器与所述磁头元件相关联。所述驱动器使得 可以当所述非磁性绝缘膜响应于所述加热器产生的热而形成突起时，在 所述非磁性绝缘膜的所述突起的梢端处在所述第二保护膜上形成平坦的 被研磨面。
例如，在所谓的零校准过程中，被研磨面与存储介质相接触的面积 较大。因此每单位面积的推力减小。这导致使突起的磨损最小化。此外， 被研磨面瞬时粘住存储介质的表面。这导致磁头滑块产生轻微的振动或 摆动。可以响应于该振动来可靠地检测到磁头滑块与存储介质之间的接 触。在第二保护膜上的突起的梢端变尖的情况下，防止突起粘住存储介 质的表面。这导致防止磁头滑块产生轻微的振动和摆动。因此，即使突 起与存储介质相接触，有时也会错过对该接触的检测。
可以提供一种特殊的方法来制造前述驱动器。该方法可以包括以下 步骤在加热器的帮助下使磁头元件朝向存储介质突起，所述磁头元件 嵌入在覆盖在磁头滑块的滑块体的流出端表面上的非磁性绝缘膜中，所 述加热器与所述磁头元件相关联地嵌入在所述非磁性绝缘膜中；检测所 述存储介质与覆盖在所述磁头元件上方的保护膜之间的接触；以及当检 测到所述接触时，增加所述磁头元件的突起量。
所述方法使得可以在形成被研磨面之前在轨道的顶面上和非磁性绝 缘膜的表面上形成保护膜。该保护膜的厚度被设置为比保护磁头元件所 需的最小厚度大。基于这种厚度较大的保护膜而形成被研磨面。因此， 当保护膜响应于加热器产生的热而形成突起时，该突起的梢端实现相对 平滑的曲面。这导致当突起与存储介质相接触时，可靠地实现突起与存 储介质的"附接"或"粘附"。因此，可以可靠地检测到保护膜与存储介
质之间的接触。在保护膜的厚度相对小的情况下，突起的梢端趋于变尖。 突起的变尖的梢端妨碍对保护膜与记录介质之间的接触的检测。因此， 被研磨面被过度研磨。例如，所述存储介质与所述保护膜之间的接触的
总持续时间可以被设置在从0.004秒至3000秒的范围中。例如，所述存 储介质的表面粗糙度叙可以被设置在从0.3 nm至3.0nm的范围中。当 增加突起量时，磁头元件可以读出保持在存储介质上的磁比特数据。来 自磁头元件的输出和磁头元件与存储介质之间的距离具有特定相关性。 因此，在进行研磨的过程中，可以基于来自磁头元件的输出来估计磁头 元件与存储介质之间的距离。以这种方式可以高精度地掌握研磨量。
所述方法还包括以下步骤将所述存储介质放置在所述驱动器的外 壳中；以及在所述磁头元件突起之前，将所述磁头滑块放置在所述驱动 器的所述外壳中。因此可以在组装驱动器之后形成被研磨面。可以利用 从所述磁头元件输出的读信号来检测所述接触。对该读信号的利用使得 能够在无需任何额外的信号线的情况下检测保护膜与存储介质之间的接 触。由于被研磨面使得突起在与存储介质相接触时能够以与上述相同的 方式可靠地"附接"或"粘附"，因此在读信号中可靠地出现接触的标志。
根据所述方法而提供一种特殊的驱动器。该特殊的驱动器可以包括 滑块体，其具有以一距离与存储介质相对的介质相对表面；非磁性绝缘
膜，其覆盖在所述滑块体的流出端表面上；轨道，其形成在所述滑块体 的所述介质相对表面上，该轨道延伸到达所述滑块体的流出端；第一保 护膜，其覆盖在所述轨道的顶面上，该第一保护膜具有非研磨面；第二 保护膜，其与所述第一保护膜相连续地形成，该第二保护膜在所述轨道 的下游位置处覆盖在所述非磁性绝缘膜的表面上；磁头元件，其在所述 轨道的下游位置处嵌入在所述非磁性绝缘膜中；加热器，其嵌入在所述 非磁性绝缘膜中，该加热器与所述磁头元件相关联；以及凹陷部，其至 少部分地限定在所述第二保护膜上，该凹陷部与所述加热器相关联。所 述驱动器还可以包括控制器电路，该控制器电路指定当平坦的被研磨面 与所述存储介质相接触时，所述非磁性绝缘膜的突起量，该控制器电路 基于在所述平坦的被研磨面与所述存储介质相接触时指定的所述突起
量，确定所述非磁性绝缘膜的突起的突起量，以使所述滑块体以预定飞 行高度正常飞行。因此，使得磁头元件可以以预定飞行高度在存储介质 上方可靠地飞行。
可以利用一种特殊的磁头滑块来实现所述驱动器。该特殊的磁头滑 块可以包括滑块体，其具有介质相对表面；非磁性绝缘膜，其覆盖在
所述滑块体的流出端表面上；轨道，其形成在所述滑块体的所述介质相 对表面上，该轨道延伸到达所述滑块体的流出端；第一保护膜，其覆盖 在所述轨道的顶面上，该第一保护膜具有非研磨面；第二保护膜，其与 所述第一保护膜相连续地形成，该第二保护膜在所述轨道的下游位置处 覆盖在所述非磁性绝缘膜的表面上；凹陷部，其至少部分地限定在所述 第二保护膜上；磁头元件，其在所述轨道的流出端附近嵌入在所述非磁 性绝缘膜中，该磁头元件至少具有位于所述凹陷部内的写头；以及加热 器，其嵌入在所述非磁性绝缘膜中，该加热器与所述磁头元件相关联。 所述磁头滑块使得可以在所述非磁性绝缘膜响应于所述加热器产生的热 而形成突起时，在所述非磁性绝缘膜的所述突起的梢端处在所述第二保 护膜上形成平坦的被研磨面。所述凹陷部的深度可以被设置在从0.1 nm 至3.0 nm的范围中。至少所述第二保护膜具有在从0.1 nm至3.0 nm的范 围中的用于研磨的裕量。所述第二保护膜可以包括实现所述用于研磨 的裕量的表面层；以及承载所述表面层的一个或更多个基本保护层。
可以使用一种特殊的方法来实现所述磁头滑块。所述特殊的方法例 如可以包括以下步骤通过利用加热器而使磁头元件朝向移动的研磨面 突起，所述磁头元件嵌入在覆盖在磁头滑块的滑块体的流出端表面上的 非磁性绝缘膜中，所述加热器与所述磁头元件相关联地嵌入在所述非磁 性绝缘膜中；基于来自振动计的输出来检测所述研磨面与覆盖在所述磁 头元件上方的保护膜之间的接触；以及当检测到所述接触时，增加所述 磁头元件的突起量，以利用所述研磨面来研磨所述保护膜。例如，所述 存储介质与所述保护膜之间的接触的总持续时间可以被设置在从0.004 秒至3000秒的范围中。例如，所述存储介质的表面粗糙度^_可以被设 置在从0.3 nm至3.0 nm的范围中。例如，可以提供一种用于磁头滑块的特殊的研磨装置来实现所述方 法。该特殊的研磨装置例如可以包括旋转体，其具有限定研磨面的表 面，该旋转体绕旋转轴旋转；支承机构，其支承磁头悬架，该支承机构 被设计成使所述磁头悬架上的磁头滑块与所述旋转体的所述研磨面相 对；电源电路，其向加热器提供电力；以及振动计，其检测所述磁头滑 块的振动。所述振动计可以是激光多普勒振动计、压电传感器和声发射 (AE)传感器中的一种。激光多普勒振动计、压电传感器和声发射传感 器能够高精度地检测磁头滑块与研磨面之间的接触。即使突起的梢端变 尖，激光多普勒振动计、压电传感器或声发射传感器也能够检测由接触 产生的振动。另一方面，如上所述，在突起的梢端变尖的情况下，防止 突起与研磨面附接或粘附。这导致对接触的检测失败。所述研磨面的表 面粗糙度叙可以被设置在从0.3 nm至3.0 nm的范围中。


根据下面结合附图对优选实施方式的描述，本发明的上述和其他目
标、特征和优点将变得清楚，在附图中
图1是示意性地例示作为驱动器的具体实施例的硬盘驱动器的结构 的平面图2是安装在该驱动器中的飞行磁头滑块的具体实施例的放大立体
图3是沿图2中的线3-3截取的放大剖面图4是示意性地例示安装在飞行磁头滑块上的电磁换能器的结构的 正视图5是沿图4中的线5-5截取的剖面图6是用于示意性地例示飞行磁头滑块中形成的"突起"的磁头保 护膜的剖面图7是示意性地例示硬盘驱动器的与安装在飞行磁头滑块上的电磁 换能器和加热布线图案有关的控制系统的框图8是示意性地例示控制器电路的用于执行零校准的处理的流程
图9是示意性地例示控制器电路的用于形成被研磨面的处理的流程
图IO是示意性地例示用于磁头滑块的研磨设备的示意图；以及
图11是与图3相对应的由多层膜制成的保护膜的放大剖面图。
具体实施例方式
图1示意性地例示了作为根据本发明的驱动器或存储设备的实施例
的硬盘驱动器(HDD) 11的内部结构。硬盘驱动器11包括外壳12。外 壳12包括箱形基体13和壳盖(未示出)。基体13例如以扁平平行六面 体的形状限定了内部空间。基体13例如可以由诸如铝的金属材料制成。 可以采用模制工艺来形成基体13。壳盖连接到基体13以封闭基体13的 开口。在基体13与壳盖之间限定有气密的内部空间。例如可以采用压制 工艺由板材来形成壳盖。
在基体13的内部空间中封装有至少一个磁记录盘14作为存储介质。 磁记录盘14安装在主轴马达15的驱动轴上。主轴马达15以较高的旋转 速度(例如，5400 rpm、 7200 rpm、 10000 rpm、 15000 rpm等)驱动磁记 录盘14。
基体13的内部空间中还封装有滑架(carriage) 16。滑架16包括有 滑架块17。滑架块17支承在用于相对旋转的垂直支承轴18上。滑架块 17中限定有滑架臂19。滑架臂19被设计成从垂直支承轴18沿水平方向 延伸。滑架块17例如可以由铝制成。例如可以采用挤压成形工艺来形成 滑架块17。
各个滑架臂19的前端或梢端连接有磁头悬架21。磁头悬架21被设 计成从滑架臂19的梢端向前延伸。磁头悬架21的梢端连接有后述的柔 性件(flexure)。该柔性件中限定有所谓的万向弹簧。万向弹簧使得飞行 磁头滑块22可以改变其相对于磁头悬架21的姿态。如稍后详细描述的， 飞行磁头滑块22上安装有磁头元件或电磁换能器。
当磁记录盘14旋转时，飞行磁头滑块22得以接收沿旋转的磁记录 盘14产生的气流。该气流用于在飞行磁头滑块22上产生正压力或抬升 力以及负压力。因此，飞行磁头滑块22得以在磁记录盘14旋转的过程 中，以通过磁头悬架21的推力与抬升力和负压力的合力之间的平衡而实 现的较高稳定性，保持在磁记录盘14的表面上方飞行。
当滑架16在飞行磁头滑块22飞行的过程中绕垂直支承轴18摆动 时，飞行磁头滑块22得以沿磁记录盘14的径向移动。因此，飞行磁头 滑块22上的电磁换能器得以跨过限定在最内记录磁道与最外记录磁道之 间的数据区。飞行磁头滑块22上的电磁换能器位于磁记录盘14上的目 标记录磁道的正上方。
滑架块17连接有电源或音圈马达(VCM) 24。音圈马达24用于驱 动滑架块17绕垂直支承轴18旋转。滑架块17的旋转使滑架臂19和磁 头悬架21可以摆动。
从图1可见，滑架块17上设置有柔性印刷电路板单元25。柔性印 刷电路板单元25包括安装在柔性印刷布线板26上的磁头IC(集成电路) 27。磁头IC 27连接到飞行磁头滑块22上的电磁换能器的读头元件和写 头元件。利用柔性印刷布线板28来将磁头IC27连接到电磁换能器。柔 性印刷布线板28与各个柔性件相连续地形成。柔性印刷布线板28连接 到柔性印刷电路板单元25。
磁头IC 27被设计成当要读取磁比特数据时，向电磁换能器的读头 元件提供感测电流。磁头IC27还被设计成当要写入磁比特数据时，向电 磁换能器的写头元件提供写电流。感测电流的电流值被设置为特定值。 基体13的内部空间内设置有小尺寸电路板29。基体13的底板的背面连 接有印刷电路板(未示出)。小尺寸电路板29和该印刷电路板被设计成 向磁头IC 27提供感测电流和写电流。
图2例示了飞行磁头滑块22的具体实施例。飞行磁头滑块22例如 包括有扁平平行六面体形状的滑块体31。在滑块体31的流出端或尾端上 覆盖有磁头保护膜32。前述电磁换能器33嵌入在磁头保护膜32中。稍 后将详细描述电磁换能器33。
滑块体31可以由诸如Al203-TiC的硬质非磁性材料制成。磁头保护
膜32可以由诸如A1203 (氧化铝)的相对软的非磁性绝缘材料制成。在
滑块体31上限定有介质相对表面或底面34。滑块体31被设计成使底面 34以一距离与磁记录盘14相对。底面34上限定有作为基准面的平坦基 面35。当磁记录盘14旋转时，气流36沿底面34从滑块体31的前端流 向滑块体31的流出端或后端。
底面34上形成有前轨道37。前轨道37在基面35的流入端附近从 基面35垂直竖立。前轨道37在滑块体31的横向上沿基面35的流入端 延伸。类似地，在底面34上形成有后轨道38。后轨道38在基面35的流 出端附近从基面35垂直竖立。后轨道38位于沿滑块体31的横向的中间 处。
同样，在底面34上形成有一对辅助后轨道39、 39。辅助后轨道39、 39在基面35的流出端附近从基面35垂直竖立。辅助后轨道39、 39分别 沿基面35的侧边设置。因此，辅助后轨道39、 39在横向上彼此分开。 后轨道38位于辅助后轨道39、 39之间的空间中。
前轨道37、后轨道38和辅助后轨道39、 39的顶面上分别限定有空 气轴承表面41、 42、 43、 43。台阶44、 45、 46、 46被限定成分别将空气 轴承表面41、 42、 43、 43的流入端连接到轨道37、 38、 39、 39的顶面。 底面34接收沿旋转的磁记录盘14产生的气流36。各个台阶44、 45、 46 分别用于在相应的空气轴承表面41、 42、 43上引起相对大的正压力或抬 升力。在前轨道37的后面产生相对大的负压力。该负压力与抬升力相平 衡，从而稳定地实现了飞行磁头滑块22的飞行姿态。应当注意，飞行磁 头滑块22可以采取与所描述的飞行磁头滑块不同的任意形状或形式。
例如，在空气轴承表面41、 42、 43处在滑块体31的表面上形成有 第一保护膜(未示出)。从图3可见，在后轨道38的下游位置处在磁头 保护膜32的表面上覆盖有第二保护膜47。例如，第二保护膜47可以与 第一保护膜48相连续地形成。前述电磁换能器33的读间隙和写间隙在 空气轴承表面42的下游位置处暴露在磁头保护膜32的表面上。如稍后 详细描述的，第二保护膜47覆盖在电磁换能器33的读间隙和写间隙上 方。在第二保护膜47的表面上形成有凹陷部49。至少电磁换能器33的 写间隙位于凹陷部49内。第一保护膜48和第二保护膜47例如可以由类 金刚石(DLC)制成。凹陷部49可以延伸到第一保护膜48中。第一保 护膜48和第二保护膜47在凹陷部49的外部的厚度可以一致。
图4详细例示了电磁换能器33。例如，电磁换能器33包括CPP (电 流垂直于平面)结构读头元件51和薄膜磁头元件52。如常规上所知的， CPP结构读头元件51被设计成对电阻响应于从磁记录盘14施加的磁场 的极性反转的变化进行检测。利用检测到的变化来确定磁记录盘14上的 磁比特数据。如常规上所知的，例如，薄膜磁头元件52被设计成利用在 导电线圈图案(未示出)处感生出的磁场。利用感生出的磁场来将磁比 特数据写到磁记录盘14上。CPP结构读头元件51和薄膜磁头元件52插 在八1203膜53与八1203膜54之间。八1203膜53与前述磁头保护膜32的 上半部(即，外涂层膜)相对应。八1203膜54与磁头保护膜32的下半部 (即，内涂层膜)相对应。
CPP结构读头元件51包括磁阻膜55 (例如，自旋阔膜或隧道结膜)。 磁阻膜55插在上电极56与下电极57之间。上电极56和下电极57被设 计成在磁头保护膜32的表面处暴露它们的前端。上电极56和下电极57 的前端分别与磁阻膜55的上边界和下边界相接触。利用上电极56和下 电极57来向磁阻膜55提供感测电流。上电极56和下电极57不仅可以 具有导电性而且可以具有软磁性。当上电极56和下电极57中的每一个 都由具有导电性的软磁性材料(例如，坡莫合金(镍铁合金))制成时， 上电极56和下电极57也可以分别用作CPP结构读头元件51的上屏蔽层 和下屏蔽层。上电极56和下电极57以这种方式实现读间隙。
薄膜磁头元件52包括上磁极层58和下磁极层59。上磁极层58限 定了暴露在磁头保护膜32的表面处的前端。上磁极层58的前端与磁记 录盘14相对。同样，下磁极层59限定了暴露在磁头保护膜32的表面处 的前端。下磁极层59的前端与磁记录盘14相对。上磁极层58和下磁极 层59可以由FeN、 NiFe等制成。上磁极层58和下磁极层59 —起实现薄 膜磁头元件52的磁芯。
上磁极层58与下磁极层59之间插入有非磁性间隙层61。非磁性间
隙层61例如由Ab03制成。当在前述薄膜线圈图案中产生磁场时，在上
磁极层58与下磁极层59之间交换磁通量。非磁性间隙层61用于迫使磁 通量从磁头保护膜32的表面向磁记录盘14泄漏。泄漏的磁通量形成记 录用的磁场。上磁极层58和下磁极层59以这种方式一起实现写间隙。
此外，参照图5，下磁极层59沿上电极56上方的基准面62延伸。 基准面62被限定在由Al203制成的非磁性层63的表面上。非磁性层63 可以以恒定的厚度覆盖在上电极56上。非磁性层63用于在上电极56与 下磁极层59之间实现磁隔离。
非磁性间隙层61以恒定的厚度在下磁极层59上延伸。非磁性间隙 层61上设置有薄膜线圈图案64。薄膜线圈图案64沿平面巻绕。薄膜线 圈图案64嵌入在非磁性间隙层61上的绝缘层65中。前述上磁极层58 形成在绝缘层65的表面上。上磁极层58在薄膜线圈图案64的中央处磁 连接到下磁极层59。磁通量响应于向薄膜线圈图案64提供电流而贯穿上 磁极层58和下磁极层59。
在磁头保护膜32中安装有加热器。加热器与电磁换能器33相关联。 例如，加热器包括嵌入在非磁性层63中的加热布线图案66。例如，加热 布线图案66可以沿垂直于与磁记录盘14相对的磁头保护膜32的表面的 虚构平面延伸。这里，由于薄膜线圈图案64具有相对大的热膨胀系数， 因此当向加热布线图案66提供电力时，薄膜线圈图案64响应于加热布 线图案66的热而膨胀。因此，薄膜线圈图案64的前端在磁头保护膜32 的表面上突起，如图6所示。这导致突起67的形成。因此，CPP结构读 头元件51和薄膜磁头元件52与磁记录盘14靠得更近。这导致实现了所 谓的热致动器。例如，薄膜磁头元件52的突起量用于确定薄膜磁头元件 52的飞行高度。当突起67按对于飞行磁头滑块22以预定飞行高度的正 常飞行而言最大的突起量朝向磁记录盘14的表面突起时，在突起67的 梢端处在第二保护膜47上形成平坦的被研磨面68。突起67的梢端上的 第二保护膜47的厚度被设置为保护CPP结构读头元件51和薄膜磁头元 件52所需的最小厚度^。
如图7所示，磁头IC 27中包括有前置放大器电路71、电流提供电 路72以及电源电路73。前置放大器电路71连接到CPP结构读头元件51。 从前置放大器电路71向CPP结构读头元件51提供感测电流。感测电流 的电流值保持恒定。
电流提供电路72连接到薄膜磁头元件52。从电流提供电路72向薄 膜磁头元件52提供写电流。基于提供的写电流在薄膜磁头元件52中感 生出磁场。
电源电路73连接到加热布线图案66。电源电路73被设计成向加热 布线图案66提供预定电力。加热布线图案66响应于电力的提供而变热。 加热布线图案66的温度根据电能而确定。具体地说，突起67的突起量 基于电能而受到控制。
硬盘控制器(HDC)或控制器电路74连接到磁头IC27。控制器电 路74被设计成控制磁头IC 27来提供感测电流、写电流以及电力。控制 器电路74还被设计成检测感测电流的电压。在检测之前，前置放大器电 路71对感测电流的电压进行放大。
控制器电路74基于来自前置放大器电路71的输出来确定二进制数 据。控制器电路74还基于来自前置放大器电路71的输出来检测电压的 "抖动"或"振荡"。例如，当前述突起67接触磁记录盘14时，飞行磁 头滑块22会遭受轻微振动。这导致产生感测电流的电压的"抖动"。控 制器电路74被设计成检测该"抖动"。
控制器电路74被设计成根据预定软件程序来控制前置放大器电路 71、电流提供电路72以及电源电路73的操作。例如，软件程序可以存 储在存储器75中。软件程序用于后述零校准和被研磨面68的形成。所 需的数据也可以存储在存储器75中。可以从其他存储介质/媒介向存储器 75提供软件程序和数据。例如，控制器电路74和存储器75可以安装在 小尺寸电路板29上。
在对硬盘驱动器11中的磁比特数据的读/写操作之前确定薄膜磁头 元件52的突起量。执行零校准来确定突起量。以零校准的方式来测量在 突起67与磁记录盘14相接触的时刻突起67的突起量。换言之，基于测 量的突起量来确定突起67的用于针对飞行磁头滑块22的正常飞行的读/
写操作的突起量。当确定了突起67的用于读/写操作的突起量时，电磁换
能器(即，薄膜磁头元件52)得以以预定飞行高度^在磁记录盘14的
表面上方飞行。例如，可以在每次启动或引导硬盘驱动器ll时执行零校 准。
控制器电路74执行用于零校准的预定软件程序。如图8所示，在步 骤S1，控制器电路74首先对硬盘驱动器11进行初始化。在初始化中， 控制器电路74指示主轴马达15进行驱动。磁记录盘14受到驱动而以预 定速度旋转。控制器电路74还指示音圈马达24驱动滑架16。滑架16受 到驱动而绕垂直支承轴18摆动。因此，飞行磁头滑块22与磁记录盘14 的表面相对。飞行磁头滑块22以预定飞行高度在磁记录盘14的上方飞 行。此外，控制器电路74向磁头IC27提供电流。控制器电路74监测来 自前置放大器电路71的输出。具体地说，控制器电路74监测感测电流 的电压电平。此刻，电源电路73暂停电力的提供。
当完成了初始化时，在步骤S2，控制器电路74向电源电路73提供 用于使突起67的突起量增加预定增量的指令信号。电源电路73响应于 接收到该指令信号而向加热布线图案66提供电力。提供的电力的电能与 实现突起的包括增量在内的突起量的量相对应。例如，增量可以被设置 为0.1nm。例如，可以根据薄膜磁头元件52的热膨胀系数来预先确定电 能。
当增加了突起67的突起量时，在步骤S3，控制器电路74对"接触" 进行判断。控制器电路74监测感测电流的电压中是否出现前述"抖动"。 在不能监测到"抖动"的情况下，控制器电路74的处理返回到步骤S2。 控制器电路74再次向电源电路73提供用于使突起67的突起量增加预定 增量的指令信号。
控制器电路74输出用于增加突起67的突起量的指令信号，直到在 步骤S3监测到"抖动"为止。当在步骤S3监测到"抖动"时，控制器 电路74确定在突起67与磁记录盘14之间发生了接触。然后，控制器电 路74的处理进行到步骤S4。控制器电路74指定突起67的突起量。以这 种方式来确定在突起67接触到磁记录盘14的时刻突起67的突起量。例
如，把确定的突起量存储在存储器75中。完成了零校准。
这里，在前述飞行磁头滑块22中在突起67的梢端处形成了平坦的 被研磨面68。被研磨面68与磁记录盘14相接触的面积较大。因此，每 单位面积的推力减小。这导致使突起67的磨损最小化。此外，被研磨面 68瞬时粘住磁记录盘14的表面。这导致飞行磁头滑块22产生轻微的振 动或摆动。因此，可以在感测电流的电压中可靠地产生"抖动"。在突起 67的梢端变尖的情况下，防止突起67粘住磁记录盘14的表面。这导致 防止飞行磁头滑块22产生轻微的振动或摆动。因此，即使突起67接触 磁记录盘14，感测电流的电压值中也不会出现"抖动"。不能精确地测量 在突起67接触到磁记录盘14的时刻突起67的突起量。
接着，将对在制造硬盘驱动器11的处理中形成被研磨面68的方法 进行描述。这里，在制造飞行磁头滑块22的方法中，至少在后轨道38 的空气轴承表面42上形成预定厚度的第一保护膜48。在空气轴承表面 42的下游位置处在磁头保护膜32的表面上形成厚度与第一保护膜48的 厚度相同的第二保护膜47。可以在同一处理中一起形成第一保护膜48和 第二保护膜47。第一保护膜48和第二保护膜47的厚度被设置为等于前 述最小厚度L与用于研磨的裕量(即，额外厚度层)的总和。第一保护膜 48和第二保护膜47被设置为厚度一致。例如，用于研磨的裕量可以被适 当地设置在从0.1 nm至3.0 nm的范围中。
在组装硬盘驱动器11之后形成被研磨面68。换言之，飞行磁头滑块 22装入硬盘驱动器11的外壳12中。控制器电路74执行预定软件程序来 形成被研磨面68。如图9所示，在步骤T1，控制器电路74首先将变量 l设置为"1"。在步骤T2，控制器电路74执行初始化。该初始化的处理 与前述图8中的歩骤S1的初始化的处理相同。当完成了初始化时，在步 骤T3，控制器电路74确定突起67的突起量。向现有的突起量增加预定 增量。例如，增量可以被设置为0.1nm。
在步骤T4，控制器电路74指示基于确定的突起量来形成突起67。 向电源电路73提供指令信号。电源电路73响应于该指令信号的提供而 向加热布线图案66提供电力。该电力的电能与实现确定的突起量的量相 对应。电源电路73瞬时输出电力。因此，突起67被立即縮回或取消。
在步骤T5，控制器电路74判断突起67与磁记录盘14之间的"接 触"。控制器电路74按与上述相同的方式来监测感测电流的电压值中是 否出现"抖动"。当不能监测到"抖动"时，控制器电路74的处理返回 到步骤T3。控制器电路74再次确定突起67的突起量。向现有的突起量 增加预定增量。因此，突起67的梢端按该增量向磁记录盘14靠近，直 到监测到"接触"为止。
当在步骤T5监测到"抖动"时，控制器电路74确定在突起67与磁 记录盘14之间发生接触。控制器电路74的处理进行到步骤T6。在步骤 T6，控制器电路74确定突起67的突起量。向突起67的现有突起量(即， 在突起67接触到磁记录盘14的时刻的突起量)增加预定增量。例如， 该增量可以被设置为0.1 nm。
在步骤T7，控制器电路74指示基于确定的突起量来形成突起67。 向电源电路73提供指令信号。电源电路73响应于该指令信号的提供而 向加热布线图案66提供电力。该电力的电能与确定的突起量相对应。电 源电路73将该电力的输出保持预定持续时间。由于突起67的梢端保持 接触磁记录盘14，因此来自磁头悬架21的推力迫使突起67靠着磁记录 盘14的表面。因此，突起67的梢端被研磨。前述预定持续时间被设置 为实现与上述突起量相对应的研磨量所需的最小持续时间。例如，磁记 录盘14的表面粗糙度叙可以被设置在从0.3 nm至3.0 nm的范围中。在 飞行磁头滑块22中，仅突起67的梢端接触磁记录盘14。因此，空气轴 承表面41、 42、 43、 43上的第一保护膜48保持未被研磨。例如，在飞 行磁头滑块22的底面34被迫使靠着诸如面板(faceplate)的研磨面的情 况下，在第一保护膜48和第二保护膜47的表面上形成研磨标记或划痕。
在步骤T8，控制器电路74确定研磨量。控制器电路74累加增加突
起量的次数^。根据用于研磨的裕量的厚度来设置最大次数r。例如，当
用于研磨的裕量的厚度被设置为3.0nm时，针对0.1nm的增量，最大次 数11被设置为30。根据用于研磨的裕量的厚度来确定研磨量。
在次数见小于最大次数H的情况下，控制器电路74的处理返回到步
骤T6。在步骤T6，控制器电路74再次确定突起67的突起量。向突起 67的现有突起量(即，在突起67接触到磁记录盘14的时刻的突起量) 增加预定增量。多次执行研磨处理来实现针对突起量的增量的研磨量。 在步骤T8，当次数l达到最大次数i:时，控制器电路74终止处理。研 磨处理的总持续时间被设置在从0.004秒至3000秒的范围中。控制器电 路74指示主轴马达15停止驱动。控制器电路74还指示音圈马达24收 回滑架16。控制器电路74停止向前置放大器电路71提供电流。控制器 电路74指示电源电路73停止提供电力。由此，完成了被研磨面68的形 成。当加热布线图案66的热膨胀消失时，在第二保护膜47上形成凹陷 部49。凹陷部49的深度与研磨量相对应。
前述方法使得可以在形成被研磨面68之前在空气轴承表面41、 42、 43、 43和磁头保护膜32的表面上实现第一保护膜48和第二保护膜47。 第一保护膜48和第二保护膜47的厚度被设置为大于如上所述的最小厚 度—f。基于厚度较大的第二保护膜47来形成突起67。因此，突起67的梢 端实现了相对平滑的曲面。这导致可靠地实现突起67接触磁记录盘14 时的"附接"或"粘附"。可以可靠地检测到突起67与磁记录盘14之间 的接触。在第二保护膜47的厚度相对小的情况下，突起67的梢端趋于 变尖。如上所述，突起67的变尖的梢端妨碍对突起67与磁记录盘14之 间的接触的检测。因此，被研磨面68被过度研磨。
控制器电路74可以在研磨突起67的过程中保持监测感测电流。来 自CPP结构读头元件51的输出和CPP结构读头元件51与磁记录盘14 之间的距离具有特定相关性。因此，在研磨过程中，可以利用感测电流 的电压电平来估计CPP结构读头元件51与磁记录盘14之间的距离。以 这种方式高精度地捕获突起67的研磨量。可以按与上述相同的方式向 CPP结构读头元件51提供感测电流。可以将任何数据预先写入到磁记录 盘14中。
可以利用研磨装置77来形成被研磨面68。例如，如图10所示，研 磨装置77包括旋转体，S卩，面板79。面板79被设计成绕旋转轴78旋转。 例如，可以使用磁记录盘作为面板79。在面板79的表面上实现研磨面。
例如，该研磨面的表面粗糙度^可以被设置在从0.3 nm至3.0 nm的范 围中。可以使用主轴马达81来驱动面板79旋转。
支承机构82与面板79相关联。支承机构82包括致动臂83。磁头 悬架21支承在致动臂83的梢端上。飞行磁头滑块22和柔性件预先连接 到磁头悬架21。支承机构82的结构可以与前述滑架16的结构相同。支 承机构82使得飞行磁头滑块22可以面对面板79的研磨面。在面板79 绕旋转轴78旋转的过程中，飞行磁头滑块22保持按与上述相同的方式 以预定飞行高度在面板79的研磨面的上方飞行。
控制器电路84连接到磁头悬架21。可以利用前述柔性印刷布线板 28来连接控制器电路84。这里，前置放大器电路71和电源电路73包括 在控制器电路84中。前置放大器电路71向飞行磁头滑块22上的CPP结 构读头元件51提供感测电流。电源电路73向加热布线图案66提供电力。 用于向薄膜磁头元件52提供电流的电流提供电路72可以包括在控制器 电路84中。前置放大器电路71、电源电路73和电流提供电路72的结构 可以与前述磁头IC 27的结构相同。
飞行磁头滑块22的后面设置有激光多普勒振动计85。例如，激光 多普勒振动计85可以支承在致动臂83上。激光多普勒振动计85被设计 成检测飞行磁头滑块22的振动。来自激光多普勒振动计85的输出被提 供给控制器电路84。
控制器电路84执行与前述控制器电路74的处理相同的处理以形成 被研磨面68。应当注意，响应于来自激光多普勒振动计85的输出而检测 突起67与面板79之间的接触。激光多普勒振动计85能够以与检测读信 号的"抖动"相比而言更高的精度检测飞行磁头滑块22与面板79之间 的接触。即使突起67的梢端变尖，激光多普勒振动计85也足以能够检 测接触引起的振动。另一方面，如上所述，在突起67的梢端变尖的情况 下，防止突起67附接到研磨面。这导致对接触的检测失败。在研磨装置 77中，可以利用压电传感器或声发射(AE)传感器来替代激光多普勒振 动计85。压电传感器和声发射传感器能够与激光多普勒振动计85同样精 确地检测突起67与面板79的研磨面之间的接触。例如，压电传感器或
声发射传感器可以在与磁头悬架21邻近的位置处固定在致动臂83上。
应当注意，第一保护膜48和第二保护膜47例如可以是如图11所示 的所谓的多层膜。这里，第一保护膜48和第二保护膜47分别包括表面 层48a、 47a。表面层48a、 47a中的每一个实现前述用于研磨的裕量。表 面层48a、 47a分别承载在基本保护层48b、 47b的表面上。基本保护层 48b、 47b承载在滑块体31和磁头保护膜32的表面上。第一保护膜48和 第二保护膜47可以用由彼此不同的材料制成的多层膜制成。例如，基本 保护层48b、 47b中的每一个可以由类金刚石(DLC)制成。例如，表面 层48a、 47a中的每一个可以由与DLC相比能够更容易地粘住磁记录盘 14的材料制成。表面层48a、 47a可以横越滑块体31和磁头保护膜32上 而相连续地形成。基本保护层48b、 47b也可以横越滑块体31和磁头保 护膜32上而相连续地形成。
权利要求
1、一种驱动器，该驱动器包括滑块体，其具有介质相对表面；非磁性绝缘膜，其覆盖在所述滑块体的流出端表面上；轨道，其形成在所述滑块体的所述介质相对表面上，该轨道延伸到达所述滑块体的流出端；第一保护膜，其覆盖在所述轨道的顶面上，该第一保护膜具有非研磨面；第二保护膜，其与所述第一保护膜相连续地形成，该第二保护膜在所述轨道的下游位置处覆盖在所述非磁性绝缘膜的表面上；磁头元件，其在所述轨道的下游位置处嵌入在所述非磁性绝缘膜中；加热器，其嵌入在所述非磁性绝缘膜中，该加热器与所述磁头元件相关联；以及凹陷部，其至少部分地限定在所述第二保护膜上，该凹陷部与所述加热器相关联。
2、 根据权利要求1所述的驱动器，其中，当所述非磁性绝缘膜响应 于所述加热器产生的热而形成突起时，在所述非磁性绝缘膜的所述突起 的梢端处在所述第二保护膜上形成平坦的被研磨面。
3、 根据权利要求2所述的驱动器，该驱动器还包括控制器电路，该 控制器电路指定当所述平坦的被研磨面与存储介质相接触时，所述非磁 性绝缘膜的所述突起的突起量，该控制器电路基于在所述平坦的被研磨 面与所述存储介质相接触时指定的所述突起量，确定所述非磁性绝缘膜 的所述突起的突起量，以使所述滑块体以预定飞行高度正常飞行。
4、 根据权利要求3所述的驱动器，其中，所述凹陷部的深度被设置 在从O.l nm至3.0nm的范围中。
5、 根据权利要求4所述的驱动器，其中，至少所述第二保护膜具有 在从0.1 nm至3.0 nm的范围中的用于研磨的裕量。
6、 根据权利要求5所述的驱动器，其中，所述第二保护膜包括 实现所述裕量的表面层；以及承载所述表面层的一个或更多个基本保护层。
7、 一种制造驱动器的方法，该方法包括以下步骤在加热器的帮助下使磁头元件朝向存储介质突起，所述磁头元件嵌 入在覆盖在磁头滑块的滑块体的流出端表面上的非磁性绝缘膜中，所述 加热器与所述磁头元件相关联地嵌入在所述非磁性绝缘膜中；检测所述存储介质与覆盖在所述磁头元件上方的保护膜之间的接触；以及当检测到所述接触时，增加所述磁头元件的突起量。
8、 根据权利要求7所述的方法，该方法还包括以下步骤 将所述存储介质放置在所述驱动器的外壳中；以及 在所述磁头元件突起之前，将所述磁头滑块放置在所述驱动器的所述外壳中，其中，利用从所述磁头元件输出的读信号来检测所述接触。
9、 根据权利要求8所述的方法，其中，所述存储介质与所述保护膜 之间的接触的总持续时间被设置在从0.004秒至3000秒的范围中。
10、 一种磁头滑块，该磁头滑块包括 滑块体，其具有介质相对表面；非磁性绝缘膜，其覆盖在所述滑块体的流出端表面上；轨道，其形成在所述滑块体的所述介质相对表面上，该轨道延伸到达所述滑块体的流出端；第一保护膜，其覆盖在所述轨道的顶面上，该第一保护膜具有非研磨面；第二保护膜，其与所述第一保护膜相连续地形成，该第二保护膜在 所述轨道的下游位置处覆盖在所述非磁性绝缘膜的表面上；磁头元件，其在所述轨道的下游位置处嵌入在所述非磁性绝缘膜中； 加热器，其嵌入在所述非磁性绝缘膜中，该加热器与所述磁头元件 相关联；以及凹陷部，其至少部分地限定在所述第二保护膜上，该凹陷部与所述 加热器相关联。
11、 根据权利要求10所述的磁头滑块，其中，当所述非磁性绝缘膜 响应于所述加热器产生的热而形成突起时，在所述非磁性绝缘膜的所述 突起的梢端处在所述第二保护膜上形成平坦的被研磨面。
12、 根据权利要求ll所述的磁头滑块，其中，所述凹陷部的深度被设置在从0.1 nm至3.0 nm的范围中。
13、 根据权利要求12所述的磁头滑块，其中，至少所述第二保护膜 具有在从0.1 nm至3.0 nm的范围中的用于研磨的裕量。
14、 根据权利要求13所述的磁头滑块，其中，所述第二保护膜包括: 实现所述裕量的表面层；以及承载所述表面层的一个或更多个基本保护层。
15、 一种用于磁头滑块的研磨装置，该研磨装置包括 旋转体，其具有限定研磨面的表面，该旋转体绕旋转轴旋转； 支承机构，其支承磁头悬架，该支承机构被设计成使所述磁头悬架上的磁头滑块与所述旋转体的所述研磨面相对； 电源电路，其向加热器提供电力；以及 振动计，其检测所述磁头滑块的振动。
16、 根据权利要求15所述的研磨装置，其中，所述振动计是激光多 普勒振动计、压电传感器和声发射传感器中的一种。
17、 根据权利要求16所述的研磨装置，其中，所述旋转体是在基板 上具有磁性层的磁存储介质。
18、 根据权利要求17所述的研磨装置，该研磨装置还包括控制器电 路，该控制器电路指示所述磁头滑块上的磁头元件读出保持在所述磁存 储介质上的磁比特数据。
19、 一种制造磁头滑块的方法，该方法包括以下步骤 通过利用加热器而使磁头元件朝向移动的研磨面突起，所述磁头元件嵌入在覆盖在磁头滑块的滑块体的流出端表面上的非磁性绝缘膜中， 所述加热器与所述磁头元件相关联地嵌入在所述非磁性绝缘膜中；基于来自振动计的输出来检测所述研磨面与覆盖在所述磁头元件上方的保护膜之间的接触；以及当检测到所述接触时，增加所述磁头元件的突起量，以利用所述研 磨面来研磨所述保护膜。
全文摘要
本发明提供了一种磁头滑块及其制造方法和用于该磁头滑块的研磨装置。该磁头滑块包括覆盖在滑块体的流出端表面上的非磁性绝缘膜。在所述非磁性绝缘膜的表面上覆盖有第二保护膜。在所述非磁性绝缘膜中嵌入有用于引起所述非磁性绝缘膜的突起的加热器。在所述突起的梢端处在所述第二保护膜上形成有平坦的被研磨面。在所谓的零校准过程中，所述被研磨面与存储介质相接触的面积较大。因此每单位面积的推力减小。这导致所述突起的磨损最小化。所述被研磨面瞬时粘住存储介质的表面。这导致所述磁头滑块产生轻微的振动。可以响应于该振动而可靠地检测到所述磁头滑块与存储介质之间的接触。
文档编号G11B5/31GK101174417SQ20071015406
公开日2008年5月7日 申请日期2007年9月13日 优先权日2006年10月31日
发明者尾关雅博 申请人:富士通株式会社