专利名称：一种用于硬盘驱动器的热飞高控制滑块的制作方法
技术领域：
本发明属于计算机存储设备技术领域，具体涉及一种热飞高控制滑块，使用该模块可在硬盘数据读操作过程中有效降低磁头的飞行高度，以利于提高硬盘的存储密度。
背景技术：
在硬盘驱动器中，随着人们对大容量数据存储的追求，在相对有限的盘片面积内， 通过减小记录数据的信息位面积，从而大幅度提升硬盘的存储容量就显得非常重要。但基于这样的事实，当记录在硬盘上的数据位达不到一定程度以上的磁力时，感应式磁头就无法对信息位进行读取。因此，在信息位面积很小的同时必须降低硬盘磁头的飞行高度，进而提高磁头和信息位之间的磁耦合，以便于精确地进行数据读写。硬盘磁头飞高的降低是提高硬盘存储密度的一个有效措施，但与此同时，它也带来了可能的头盘碰撞，这也是阻碍飞高进一步降低的直接原因之一。同时，无论是从工艺上，还是从稳定性上，磁头都必须相应的减小，实现轻量化、小型化。为了保证这么小的读写磁头能稳定运行在磁盘盘片表面，实际上读写磁头是通过半导体工艺制造技术嵌入到一个相对尺寸较大的滑块。通过设计滑块的空气轴承表面可以控制滑块以合适的飞行高度，达到准确读写数据的要求。随着硬盘技术的发展，空气轴承滑块的外形和尺寸都发生了很大的改变，1975年标准mini滑块的尺寸为4X3. 2X0. 86mm，空气轴承面形状也非常简单。到2003年发明的最新型的飞米(femto)滑块的尺寸为0.85X0. 70X0. 23mm，空气轴承面形状非常复杂。在盘片高速运行的条件下，滑块通过悬浮组件的支撑，根据空气动力学原理产生的向上的作用力支撑以稳定运行在磁盘盘片表面。当前使用femto滑块，磁头的飞行高度已经降低到 IOnm以下。为进一步减小磁头的飞行高度，因此对飞行高度有纳米级影响的因素如热膨胀也不得不加以考虑。现有的硬盘驱动器中均采用了读写分立的双磁头结构，其读写原理完全不同。在磁头的写操作过程中，写线圈通电产生的热量及周围环境的热量会引起读写磁头的热膨胀，进而影响到头盘界面中读写磁头和盘片之间的距离。而读操作是通过磁阻效应读取数据，不需要额外加电，不会引起磁头的热膨胀。由于在写操作过程中，写线圈引起热膨胀而使得写磁头有向下的位移，考虑到这个位移，在磁头飞行过程中就必须维持一个充足的裕量以避免在写操作过程中发生头盘界面的碰撞。裕量的维持使得磁头滑块的飞行高度比所能达到的最低飞高要高，从而严重影响了硬盘磁头进行数据读的精度和效率，进而使得使用传统的磁盘滑块无法进一步提高硬盘的存储容量。因此，为解决这一问题，D.W.Meyer于1999年提出了热飞高控制滑块，专利申请号为U. S. Intent 5 991 113。这种设计采用微型加热器，即一种尺寸小，输入功率高且能进行精确控制的加热器。然而，现有热飞高控制滑块结构中的微型加热器大多采用了统一线宽型的完全对称结构，它使其所在区域产生的热形变在周围也是均勻分布，不仅有沿盘片表面垂直向下的热形变，也有沿盘片表面垂直向上的热形变。向上的热形变不仅没有能提高
3读写性能和存储容量的积极影响，反而会造成读写磁头的不稳定，影响读写性能和存储容量的提高。在这种背景下，本发明提出一种新型的热飞高控制滑块以解决这一问题并进一步减小磁头滑块的飞行高度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于硬盘驱动器的热飞高控制滑块结构，通过在磁头读取数据过程中减小向上的热形变，增大向下的热形变，使数据读过程中硬盘磁头飞行在尽可能低的高度，提高了读写磁头的稳定性、读写性能、数据读取的效率以及存储容量。一种用于硬盘驱动器的热飞高控制滑块，包括滑块基片，滑块基片靠近驱动器盘片的表面设有空气轴承面，滑块基片侧面设有滑块垫片，滑块垫片内依次设有顶端保护层、 读头上保护层和读头下保护层，读头上保护层与下保护层之间设有读头，顶端保护层上缠绕有写线圈，在顶端保护层与读头上保护层之间安放有微型加热器。所述微型加热器包括W型基体以及缠绕在其上的线圈，W型基体的尖端靠近所述空气轴承面。所述缠绕在W型基体上的线圈密度从W型的开口端往尖端的方向上由小到大变化。所述W型基体的中间突起部分为平滑的圆弧形且低于两边高度。本发明的技术效果体现在当在缠绕于微型加热器上的线圈中通上一定电流时，在加热器中会产生相应的热量，进而产生热膨胀，即使得磁头向盘片方向产生了一定的位移，降低了磁头的飞行高度。进一步地，本发明采用W型加热器，由于V字型突起部分的线圈线密度比其它部位大，从而产生更多的热量，使得向下的位移量较大，而两个V字型中间的圆弧区域则比较平滑，线密度相对较小，产生的热量相对也少，从而向上的位移量较小。施加电流的大小与位移量的关系可通过精密的实验数据有效测控，从而可以通过在数据写过程中关闭线圈电流、在数据读过程中施加电流的方式，使数据读过程中硬盘磁头飞行在尽可能低的高度，提高了数据读取的速度和效率。该结构能够使磁头在数据读过程中也能尽可能低的接近盘片，从而能实现更快更准确的寻道找道，提高硬盘磁头运行的稳定性，提高硬盘磁头的读数据的效率。并且因为它只是在原有滑块结构的基础上增加了一个附属装置，易于制造和安装。
图1为滑块的整体结构示意图；图2为不带微型加热器的滑块局部结构示意图；图3为带微型加热器的滑块局部结构示意图；图4为微型加热器的具体结构。
具体实施例方式下面结合附图和实例对本发明中的热飞高控制滑块的构造作进一步详细的说明。图1是现有滑块的整体结构图，图2是不含微型加热器的现有滑块局部结构图，图3是本发明实施例中包含了微型加热器的热飞高控制滑块局部结构图。其中，图1中较大的立方体为滑块基片，其上表面为空气轴承面，而侧面较小的立方体为滑块垫片，磁头和加热器都嵌入在垫片内部。图2中两个分离的保护层将读磁头夹在中间，写磁头为螺旋缠绕的线圈，图中的十个小圆圈为螺旋线的截面。在图2中，垂直于图形向内为离开当前磁道的方向，向上为与当前磁道相切的方向，水平为垂直磁盘方向。从图2与图3的对比中可以看出，本发明的主要装置安装在读磁头和写磁头的中间位置，在此中间区域增加了一个发热装置，即微型加热器。图2和图3是热飞高控制滑块的设计示意图，其中读头的上保护层和写头的保护层之间新增加微型加热器，它处于读磁头和写磁头的中间位置。图4是本发明实施例中微型加热器的具体结构，图中虚线代表了与保护层水平的方向，微型加热器包括一 W型基体，在此基体的下端，即两个V字型尖端的结构部分朝向空气轴承面，且由图4可以看出，此W型基体的中间突起部分是平滑的圆弧形，且较短，位置要低于此W型基体两边的支架结构，而其底端的两个V字型突起则在尖锐的棱角。在W型基体上缠绕通电线圈，且缠绕的线密度从W型的开口端往尖端的方向上由小到大变化。基体可采用光阻材料，这种材料热膨胀率高，可以在吸收很小热量的情况下达到较大的形变，可以达到节省功率的目的。同时缠绕线圈通电后，不会产生干扰读写头的磁场。微型加热器的尺寸和功率大小则可以根据具体的滑块结构进行相应的调整。W型基体是最佳形式，但不局限该形式，还可设计为U型、V型等等。以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例和附图所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。
权利要求
1.一种用于硬盘驱动器的热飞高控制滑块，包括滑块基片，滑块基片靠近驱动器盘片的表面设有空气轴承面，滑块基片侧面设有滑块垫片，滑块垫片内依次设有顶端保护层、读头上保护层和读头下保护层，读头上保护层与下保护层之间设有读头，顶端保护层上缠绕有写线圈，其特征在于，在顶端保护层与读头上保护层之间安放有微型加热器。
2.根据权利要求1所述的热飞高控制滑块，其特征在于，所述微型加热器包括W型基体以及缠绕在其上的线圈，W型基体的尖端靠近所述空气轴承面。
3.根据权利要求2所述的热飞高控制滑块，其特征在于，所述缠绕在W型基体上的线圈密度从W型的开口端往尖端的方向上由小到大变化。
4.根据权利要求2或3所述的热飞高控制滑块，其特征在于，所述W型基体的中间突起部分为平滑的圆弧形且低于两边高度。
全文摘要
本发明提出了一种用于硬盘驱动器的热飞高控制滑块结构，它根据在磁头写过程中通过给写线圈加电可以使滑块的读写磁头区域产生热膨胀进而降低飞高的原理，选择在硬盘滑块上读、写磁头的中间位置增加一个微型加热器，并设计了独特高效的W型微型加热器结构。通过这种结构可以在读操作过程中使读磁头能产生明显的下移，降低读操作过程中硬盘磁头飞高，提高了数据读的精度和效率。
文档编号G11B21/21GK102280112SQ20111009239
公开日2011年12月14日 申请日期2011年4月13日 优先权日2011年4月13日
发明者卢萍, 周功业, 许保亮, 陈明, 陈进才 申请人:华中科技大学