專(zhuān)利名稱(chēng)：用于高密度磁記錄的滑塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及硬磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及磁頭萬(wàn)向懸掛支架組件的滑塊的形狀和尺寸。
背景技術(shù)：
硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器是通用的信息存儲(chǔ)裝置，基本上由被磁性讀寫(xiě)元件存取的一系列可旋轉(zhuǎn)盤(pán)組成。一般稱(chēng)為轉(zhuǎn)換器的這些數(shù)據(jù)傳送元件通常被滑塊主體所承載并被嵌入滑塊主體中，在形成于盤(pán)上的離散數(shù)據(jù)磁道上方，滑塊主體被保持在很近的位置上，以此允許讀/寫(xiě)操作可被實(shí)施。為了相對(duì)于盤(pán)表面適當(dāng)?shù)胤胖棉D(zhuǎn)換器，在滑決主體上形成的空氣軸承表面(ABS)經(jīng)受著流動(dòng)的氣流，該流動(dòng)氣流提供了足夠的升力以使滑塊和轉(zhuǎn)換器在盤(pán)數(shù)據(jù)磁道上“漂浮”。磁盤(pán)的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生了沿其表面以基本上平行于該盤(pán)切向速度方向的流動(dòng)氣流或者風(fēng)。氣流與滑塊主體的ABS合作，使得滑塊在自旋的盤(pán)上飄浮。實(shí)際上，懸置的滑塊通過(guò)這個(gè)自激的空氣軸承與盤(pán)表面物理分離。
ABS設(shè)計(jì)的某些主要目的是使滑塊及其相伴的轉(zhuǎn)換器盡可能近地在旋轉(zhuǎn)盤(pán)的表面上漂浮，并且均勻維持不變的近距離而不考慮可變的漂浮狀態(tài)。空氣軸承滑塊和自旋磁盤(pán)之間的高度或分離間隙一般被稱(chēng)為漂浮高度。通常，所安裝的轉(zhuǎn)換器或讀/寫(xiě)元件僅在旋轉(zhuǎn)盤(pán)表面上方大約只有幾納米之處漂浮?；瑝K的漂浮高度被認(rèn)為是影響所安裝的讀/寫(xiě)元件的磁盤(pán)讀取和紀(jì)錄能力的最關(guān)鍵參數(shù)之一。相對(duì)較小的漂浮高度使轉(zhuǎn)換器能夠取得磁盤(pán)表面上不同數(shù)據(jù)位的位置之間更大的分辨率，從而提高數(shù)據(jù)密度和存儲(chǔ)容量。隨著利用相對(duì)較小而功能很強(qiáng)的盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的輕便、緊湊的筆記本型計(jì)算機(jī)的日益普及，對(duì)于越來(lái)越低的漂浮高度的需求已經(jīng)在持續(xù)增長(zhǎng)。
如圖1所示，眾所周知的常見(jiàn)的雙體船滑塊5的ABS設(shè)計(jì)由沿著面向盤(pán)的滑塊表面的外邊緣伸展的一對(duì)平行軌道2和4構(gòu)成。包括三條或多條另外的軌道、具有各種不同表面面積和幾何形狀的其他ABS配置也已經(jīng)被開(kāi)發(fā)出來(lái)。兩條軌道2和4通常沿著至少滑塊主體長(zhǎng)度的一部分從前緣6延伸到后緣8。前緣6被規(guī)定為在朝著后緣8延伸滑塊5的長(zhǎng)度之前旋轉(zhuǎn)盤(pán)經(jīng)過(guò)的滑塊邊緣。如圖所示，前緣6可以是錐形的，盡管大的不合要求的公差通常與這個(gè)加工過(guò)程相關(guān)聯(lián)。通常在沿著如圖1所示的滑塊的后緣8的某一位置處安裝轉(zhuǎn)換器或磁性元件7。軌道2和4構(gòu)成了滑塊在其上漂浮的空氣軸承表面并且在與由旋轉(zhuǎn)盤(pán)產(chǎn)生的氣流接觸時(shí)提供了必要的抬升。當(dāng)盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，所生成的風(fēng)或氣流沿著雙體船滑塊軌道2和4的下面和其間流動(dòng)。當(dāng)氣流在軌道2和4的下面穿過(guò)時(shí)，軌道和盤(pán)之間的氣壓增加，因此提供了正的增壓和抬升。雙體船滑塊通常產(chǎn)生足夠的抬升量或正的負(fù)荷力，以此導(dǎo)致滑塊在旋轉(zhuǎn)盤(pán)上方的適當(dāng)高度處漂浮。在沒(méi)有軌道2和4時(shí)，滑塊主體5的大表面面積將產(chǎn)生非常大的空氣軸承表面面積。通常，當(dāng)空氣軸承表面面積增加時(shí)，所產(chǎn)生的抬升量也被增加。在沒(méi)有軌道時(shí)，滑塊的漂浮將因此距離旋轉(zhuǎn)盤(pán)太遠(yuǎn)從而放棄了具有較低漂浮高度時(shí)所描述的所有好處。
如圖2所說(shuō)明的，磁頭萬(wàn)向懸架組件40常常為滑塊提供多個(gè)自由度，如垂直線間距離、或描述滑塊漂浮高度的俯仰角和滾動(dòng)角。如圖2所示，懸架74使HGA 40保持在移動(dòng)盤(pán)76(具有邊緣70)上方并且在由箭頭80表示的方向上移動(dòng)。在如圖2所示的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的操作中，致動(dòng)器72(如音圈電動(dòng)機(jī)(VCM))使HGA在圓弧75上磁盤(pán)76的各種直徑(如內(nèi)徑(ID)、中間直徑(MD)和外徑(OD))上移動(dòng)。
減小滑塊尺寸允許更低制造成本下更低的漂浮高度。越小的滑塊尺寸可產(chǎn)生越小的空氣軸承表面面積，從而降低漂浮高度。越小的滑塊尺寸還意味著可以在晶片上制造越多的滑塊。一種滑塊的版本具有長(zhǎng)度為1mm至3.0mm、寬度為1mm至2.5mm以及厚度小于0.65mm的尺寸。圖3a說(shuō)明了當(dāng)前的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“PICO”滑塊的尺寸。PICO滑塊的長(zhǎng)度310為1.25mm、寬度320為1mm以及厚度(圖中未示出)為0.3mm。最近，國(guó)際磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器設(shè)備和材料協(xié)會(huì)(IDEMA)已經(jīng)使“FEMTO”滑塊標(biāo)準(zhǔn)化，如圖3b所示。FEMTO滑塊的長(zhǎng)度330為0.85mm、寬度340為0.7mm以及厚度(圖中未示出)為0.23mm。新的FEMTO滑塊標(biāo)準(zhǔn)使得更多的滑塊將在單個(gè)晶片上制出。然而，小尺寸犧牲了抵消外部力量所需要的空氣軸承剛度，并且因此在維持漂浮高度的最小變化時(shí)產(chǎn)生困難。此外，F(xiàn)EMTO滑塊上越小的ABS面積意味著空氣軸承抵消由制造公差以及環(huán)境條件產(chǎn)生的外部力量的剛度越弱。


圖1是具有本領(lǐng)域已知的讀/寫(xiě)頭的滑塊裝置的透視圖。
圖2是本領(lǐng)域已知的盤(pán)驅(qū)動(dòng)裝置的透視圖。
圖3a-b提供了如現(xiàn)有技術(shù)中已知的FEMTO滑塊和PICO滑塊的一個(gè)實(shí)施例的說(shuō)明。
圖4提供了按照本發(fā)明的滑塊的一個(gè)實(shí)施例的說(shuō)明。
圖5a-b以表格格式比較了本發(fā)明滑塊的PICO滑塊剛度的百分比的空氣軸承剛度矩陣和FEMTO滑塊的PICO滑塊剛度的百分比的空氣軸承剛度矩陣。
具體實(shí)施例方式
公開(kāi)了一種改進(jìn)的滑塊設(shè)計(jì)。該滑塊的寬度小于0.7mm。該滑塊可具有0.18mm的厚度和0.85mm的長(zhǎng)度。該滑塊的空氣軸承表面(ABS)在其前緣上可具有兩排U形軌道。被兩個(gè)外壓縮墊橫跨的兩排主壓縮墊可從ABS的后緣伸出。
圖4說(shuō)明了按照本發(fā)明的滑塊的一個(gè)實(shí)施例。被稱(chēng)為PEMTO滑塊的滑塊可具有3.0mm或更短的長(zhǎng)度410、1.0mm或更窄的寬度420以及0.23mm或更小的厚度(圖中未示出)。在這個(gè)實(shí)施例中，滑塊的長(zhǎng)度可能比標(biāo)準(zhǔn)FEMTO滑塊的最大長(zhǎng)度(0.85mm)更長(zhǎng)。在一個(gè)實(shí)施例中，滑塊可具有1.25mm的長(zhǎng)度410、0.7mm的寬度420、以及0.23mm的厚度(圖中未示出)，從而產(chǎn)生具有PICO滑塊長(zhǎng)度的FEMTO滑塊。更長(zhǎng)的長(zhǎng)度410增加了ABS 430的尺寸，從而增加了穩(wěn)定度。在一個(gè)實(shí)施例中，ABS的長(zhǎng)度410介于0.85mm和1.25mm之間。在一個(gè)實(shí)施例中，滑塊是ATTO滑塊。ATTO滑塊可具有0.85mm的長(zhǎng)度、0.5mm的寬度以及0.18mm的厚度。
在一個(gè)實(shí)施例中，可以將不同特征添加到ABS 430以此改進(jìn)ABS430在硬盤(pán)表面上方“漂浮”的能力。U形軌道440可從ABS 430上的滑塊的前緣伸出。U形軌道440可以是兩排的，其具有第一表面442以及在與第一表面442不同的水平上的第二表面444。主壓縮墊450可從ABS 430上的滑塊的前緣伸出。主壓縮墊450可以是兩排的，其具有第一表面452以及在與第一表面452不同的水平上的第二表面454。兩個(gè)外壓縮墊460可橫跨主壓縮墊450。外壓縮墊460可以在與主壓縮墊450的第二表面454相同的水平上。雖然上面的ABS設(shè)計(jì)是作為一個(gè)實(shí)例來(lái)描述的，但是可使用任何ABS設(shè)計(jì)。
在滑塊和旋轉(zhuǎn)盤(pán)之間形成的空氣軸承可認(rèn)為是與非常剛性的彈簧相似的。空氣軸承的剛度可以是ABS設(shè)計(jì)、ABS面積、大氣條件、漂浮高度和其他因子的函數(shù)。抵消由制造公差產(chǎn)生的外部力量是ABS設(shè)計(jì)中的重要目標(biāo)。當(dāng)讀/寫(xiě)元件在后緣處沿著滑塊主體的中心線定位時(shí)，外部俯仰轉(zhuǎn)矩對(duì)容許的漂浮高度公差的影響最大。俯仰轉(zhuǎn)矩的兩個(gè)主要來(lái)源是滑塊對(duì)準(zhǔn)和懸架俯仰靜態(tài)姿態(tài)(PSA)公差。FEMTO滑塊漂浮高度因?yàn)槠涓痰拈L(zhǎng)度尤其易受俯仰轉(zhuǎn)矩變化的影響。這個(gè)實(shí)施例的滑塊長(zhǎng)度提供了更多的杠桿比率來(lái)抵消由更低的漂浮高度變化產(chǎn)生的外部俯仰轉(zhuǎn)矩。圖5a-b以表格格式比較了作為本發(fā)明滑塊的PICO滑塊剛度的百分比的空氣軸承剛度矩陣和作為FEMTO滑塊的PICO滑塊剛度的百分比的空氣軸承剛度矩陣。圖5a比較了本發(fā)明滑塊的俯仰剛度和PICO滑塊的俯仰剛度。圖5b比較了FEMTO滑塊的俯仰剛度和PICO滑塊的俯仰剛度。
盡管在這里對(duì)若干實(shí)施例進(jìn)行了具體說(shuō)明和描述，但是將會(huì)意識(shí)到，本發(fā)明的修改和變化可以被上述教導(dǎo)所涵蓋并且在沒(méi)有背離本發(fā)明的精神和預(yù)期范圍的情況下屬于所附權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
1.一種滑塊，包含主體，其具有小于0.7mm的寬度；以及空氣軸承表面，以允許所述滑塊在移動(dòng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)上方滑動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的滑塊，其中所述主體具有0.18mm或更小的厚度。
3.如權(quán)利要求1所述的滑塊，其中所述主體的長(zhǎng)度是0.85mm或更長(zhǎng)。
4.如權(quán)利要求1所述的滑塊，其中所述主體的長(zhǎng)度是3.0mm或更短。
5.如權(quán)利要求1所述的滑決，其中所述主體的寬度是0.5mm或更寬。
6.如權(quán)利要求1所述的滑塊，還包含近似定位于所述空氣軸承表面的前緣并從所述空氣軸承表面伸出的U形軌道。
7.如權(quán)利要求1所述的滑塊，還包含主壓縮墊，其近似定位于所述空氣軸承表面的后緣并從所述空氣軸承表面伸出；以及兩個(gè)外壓縮墊，其橫跨所述主壓縮墊。
8.一種盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，包含數(shù)據(jù)存儲(chǔ)盤(pán)；具有小于0.7mm的寬度的滑塊和允許所述滑塊在移動(dòng)時(shí)在所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)盤(pán)上方滑動(dòng)的空氣軸承表面；以及磁頭萬(wàn)向懸掛支架組件，用于在所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)上方懸置所述滑塊。
9.如權(quán)利要求8所述的盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中所述滑塊具有0.18mm或更小的厚度。
10.如權(quán)利要求8所述的盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中所述滑塊的長(zhǎng)度為0.85mm或更長(zhǎng)。
11.如權(quán)利要求8所述的盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中所述滑塊的長(zhǎng)度為3.0mm或更短。
12.如權(quán)利要求8所述的盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中所述滑塊的寬度為0.5mm或更寬。
13.如權(quán)利要求8所述的盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中U形軌道近似定位于所述空氣軸承表面的前緣并從所述空氣軸承表面伸出。
14.如權(quán)利要求8所述的盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中主壓縮墊近似定位于所述空氣軸承表面的后緣并從所述空氣軸承表面伸出，并且兩個(gè)外壓縮墊橫跨所述主壓縮墊。
15.一種方法，包含在單個(gè)晶片上形成多個(gè)滑塊；以及將所述晶片切成小方塊以此制造所述多個(gè)滑塊，每個(gè)滑塊具有小于0.7mm的寬度。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述滑塊具有0.18mm或更小的厚度。
17.如權(quán)利要求8所述的盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中所述滑塊的長(zhǎng)度為0.85mm或更長(zhǎng)。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述滑塊的長(zhǎng)度為3.0mm或更短。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述滑塊的寬度為0.5mm或更寬。
全文摘要
公開(kāi)了一種改進(jìn)的滑塊設(shè)計(jì)。該滑塊的寬度小于0.7mm。該滑塊可具有0.18mm的厚度和0.85mm的長(zhǎng)度。該滑塊的空氣軸承表面在其前緣上可具有兩排U形軌道。被兩個(gè)外壓縮墊橫跨的兩排主壓縮墊從空氣軸承表面的后緣伸出。
文檔編號(hào)G11B5/58GK101025931SQ20071000617
公開(kāi)日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2007年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月26日
發(fā)明者H·田, 上釜健宏, E·T·查 申請(qǐng)人:新科實(shí)業(yè)有限公司