使用调制空气轴承的热传感器进行的磁头-磁盘接触检测制造技术

本发明专利技术公开了一种装置，所述装置包括滑块，所述滑块被配置用于将数据写入到磁记录介质并从磁记录介质读取数据并且用于热辅助磁记录。所述滑块包括加热器，所述加热器被配置为接收AC信号并引起所述滑块与所述介质之间的间距的振荡；和接触传感器，所述接触传感器位于所述滑块上并被配置为产生DC响应信号。检测器耦接到所述滑块并被配置为测量所述DC响应信号中的尖峰的振幅，计算所述尖峰振幅与所述DC响应信号的振幅之间的比率，并且响应于所述比率超过预定阈值而检测所述滑块与所述介质之间的接触。

Head-disk Contact Detection Using Thermal Sensors of Modulated Air Bearings

The invention discloses a device comprising a slider configured for writing data to and reading data from a magnetic recording medium and for thermal auxiliary magnetic recording. The slider includes a heater configured to receive an AC signal and cause oscillation of the distance between the slider and the medium; and a contact sensor, which is located on the slider and configured to generate a DC response signal. The detector is coupled to the slider and configured to measure the amplitude of the peak in the DC response signal, calculate the ratio between the peak amplitude and the amplitude of the DC response signal, and detect the contact between the slider and the medium in response to the ratio exceeding a predetermined threshold.

【技术实现步骤摘要】
使用调制空气轴承的热传感器进行的磁头-磁盘接触检测
技术实现思路
实施方案涉及一种方法，该方法包括使磁记录滑块相对于磁记录介质移动，以及向滑块的加热器供应AC功率以引起滑块与介质之间的间距的振荡并且使滑块接近介质。该方法包括在滑块接近介质时测量由滑块的接触传感器产生的DC响应信号的振幅，以及测量DC响应信号中的尖峰的振幅。该方法还包括计算DC响应信号的尖峰振幅与各振幅之间的比率，以及响应于该比率超过预定阈值而检测滑块与介质之间的接触。实施方案涉及一种装置，该装置包括滑块，该滑块被配置用于将数据写入到磁记录介质并从磁记录介质读取数据并且用于热辅助磁记录。该滑块包括加热器，该加热器被配置为接收AC信号并引起滑块与介质之间的间距的振荡；和接触传感器，该接触传感器位于滑块上并被配置为产生DC响应信号。检测器耦接到滑块并被配置为测量DC响应信号中的尖峰的振幅，计算尖峰振幅与DC响应信号的振幅之间的比率，并且响应于该比率超过预定阈值而检测滑块与介质之间的接触。实施方案涉及一种装置，该装置包括滑块，该滑块被配置用于将数据写入到磁记录介质并从磁记录介质读取数据并且用于热辅助磁记录。该滑块包括加热器，该加热器被配置为接收AC信号并引起滑块与介质之间的间距的振荡；以及接触传感器，该接触传感器位于滑块上并被配置为产生DC响应信号。检测器耦接到滑块并被配置为计算使用DC响应信号建立的dR/dP曲线的振幅，其中dR是接触传感器的电阻变化并且dP是加热器功率变化。该检测器被配置为测量DC响应信号中的尖峰的振幅，将该比率计算为尖峰振幅与dR/dP曲线的振幅之间的比率，并且检测dR/dP曲线的最小值。该检测器还被配置为响应于该比率超过预定阈值或检测到dR/dP曲线的最小值而检测滑块与介质之间的接触。以上
技术实现思路
并非意图描述每个实施方案或每个具体实施。通过结合附图参考以下具体实施方式和权利要求书，更全面的理解将变得显而易见并得到领会。附图说明图1示出了根据一些接触检测方法的接触传感器信号，该接触传感器信号随滑块的加热器功率升高而降低；图2示出了可用来实施本公开的实施方案的磁记录滑块的侧视图；图3是根据各种实施方案的在调制空气轴承的磁头-磁盘接触之前和之时由HAMR滑块的接触传感器产生的接触传感器信号的图示；图4是根据各种实施方案的流程图，该流程图示出了磁头-磁盘接触检测方法的各种过程；图5是根据各种实施方案的流程图，该流程图示出了磁头-磁盘接触检测方法的各种过程；图6是根据各种实施方案的流程图，该流程图示出了磁头-磁盘接触检测方法的各种过程；图7示出了根据各种实施方案的拟合到表现出趋势T的实验磁头-磁盘接触数据的曲线；图8示出了根据各种实施方案的已进行去趋势的图7的实验数据；并且图9更详细示出了图8所示的方法的各种过程。这些附图未必按比例绘制。附图中使用的相同数字表示相同部件。然而，应当理解，使用数字表示给定附图中的部件并非意图限制用相同数字标记的另一附图中的部件。具体实施方式磁存储设备的换能器包括用于将信息记录到磁记录介质并且从磁记录介质读取信息的部件。换能器通常容纳在称为滑块的小陶瓷块内。滑块在空气动力学上被设计成在因磁记录磁盘高速旋转而生成的空气垫上飞行。滑块具有空气轴承表面(ABS)，该空气轴承表面可包括导轨以及导轨之间的腔体或凹陷。ABS是磁盘旋转时最靠近磁盘的滑块的表面。空气在导轨与磁盘表面之间缓慢行进，从而引起压力的增大，这往往会迫使磁头远离磁盘。空气同时急速流过ABS中的腔体或凹陷，从而在腔体或凹陷处产生低于环境压力的区域。腔体附近的低压力区域抵消了导轨处的较高压力。这些相反的力保持平衡，因此滑块在磁盘表面上方以特定飞行高度飞行。飞行高度是磁盘表面与滑块的ABS表面之间的距离。在硬盘驱动器的操作期间，滑块与磁盘之间的距离非常小，大约为数纳米。为了能进行准确的写和读操作，希望滑块与其相关联的磁记录介质之间具有相对较小的距离或间距。该距离或间距是已知的磁头-磁盘间距，其可与术语飞行高度互换。通过降低飞行高度，滑块通常能够更好地将数据写入到介质并从介质读取数据。降低飞行高度还允许对记录介质表面特征进行测绘，诸如检测记录介质表面的微凸体和其他特征。磁头-磁盘接触检测和/或磁头-磁盘间距感测技术有助于磁存储系统的性能和可靠性。较高的接触检测可重复性实现了较低的活动间隙，因此实现了较高的记录密度。较高的接触检测灵敏度减少了磨损并提高了可靠性。当滑块尽可能靠近磁盘的表面飞行时，得到磁头磁盘驱动器的良好性能。硬盘驱动器的重要功能是准确地设定滑块与磁存储介质的表面之间的间隙。为此，已开发了各种技术来设定间隙，这些技术涉及逐步降低滑块的飞行高度直到滑块与记录介质之间形成接触。一旦形成接触，就设定适当的间隙，使得滑块可以在操作期间靠近记录介质的表面飞行，但与记录介质的表面间隔开。可在磁头-磁盘系统开始任何类型的记录之前执行接触检测。接触检测可在逐一磁头的基础上执行，并且可需要磁头与磁盘之间的大量相互作用时间。许多系统实施这样的接触检测方案，该接触检测方案涉及确定引起滑块从被动飞行条件热膨胀到间歇磁头-磁盘接触所需的加热器功率。该间歇接触可引起滑块飞行高度的大量调制。滑块飞行高度的调制进而导致磁头与磁盘之间的热传递的调制。接触传感器，诸如双端电阻温度系数(DETCR)传感器，可易于拾取磁头-磁盘热传递中的这些相对较大波动。来自接触传感器的读数可与加热器功率结合用于建立接触检测。最近开发的低间隙技术(LCT)磁头-磁盘系统已减少或消除了因间歇磁头-磁盘接触引起的飞行高度调制。因相对刚性的空气轴承而引起的飞行高度调制的减少/消除已有利地使得在接触检测和非预期磁头-磁盘相互作用期间减少了滑块的磨损。然而，还已使得传感器和/或依赖于飞行高度调制的技术的接触检测强度的降低。因此，为了应对LCT磁头-磁盘系统所带来的接触检测挑战，已开发了低频AC加热器(LFACH)接触检测方案。根据本公开的LFACH接触检测方法，加热器电压/功率的振幅遵循振荡，从而引起滑块飞行高度遵循相同振荡。间隙的振荡将引起ABS压力和ABS热传递的变化振荡。滑块的DETCR或其他接触传感器检测该振荡并产生振荡传感器信号，该振荡传感器信号在与加热器功率相结合时可用于确定接触检测。LFACH接触检测中所使用的相结合的接触传感器信号和加热器功率度量在本文称为dR/dP，其中dR是接触传感器(例如，DETCR)的电阻变化并且dP是加热器功率变化。上述LFACH接触检测方法能有效用于非调制和低调制空气轴承(或磁头-磁盘界面(HDI))，诸如热辅助磁记录(HAMR)设备中所采用的那些。然而，HAMR磁头热机械设计和介质粗糙度方面的最近改进已使得在HAMR磁头与记录介质形成接触时调制增加。对于具有调制空气轴承(HDI)的HAMR设备而言，当前LFACH接触检测方法可能不能检测磁头-磁盘接触，特别是在某些磁盘位置(例如，中径位置)处。虽然传统接触检测器(例如，利用位置误差信号的那些)可用于检测调制空气轴承的磁头-磁盘接触，但它们不适合与非调制和低调制空气轴承一起使用，并且具有其他缺点。此类传统接触检测器将需要补充有附加接触传感器和检测方案才能对非调制/低调制空气轴承执行接触检测，因此增加了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：使磁记录滑块相对于磁记录介质移动；向所述滑块的加热器供应AC功率以引起所述滑块与所述介质之间的间距的振荡并且使所述滑块接近所述介质；在所述滑块接近所述介质时测量由所述滑块的接触传感器产生的DC响应信号的振幅；测量所述DC响应信号中的尖峰的振幅；计算所述尖峰振幅与所述DC响应信号的所述振幅之间的比率；以及响应于所述比率超过预定阈值而检测所述滑块与所述介质之间的接触。

【技术特征摘要】
2017.06.30 US 15/638,8391.一种方法，包括：使磁记录滑块相对于磁记录介质移动；向所述滑块的加热器供应AC功率以引起所述滑块与所述介质之间的间距的振荡并且使所述滑块接近所述介质；在所述滑块接近所述介质时测量由所述滑块的接触传感器产生的DC响应信号的振幅；测量所述DC响应信号中的尖峰的振幅；计算所述尖峰振幅与所述DC响应信号的所述振幅之间的比率；以及响应于所述比率超过预定阈值而检测所述滑块与所述介质之间的接触。2.根据权利要求1所述的方法，其中：所述DC响应信号具有可测量范围R；以及通过从所述范围R减去所述DC响应信号的振幅来测量所述尖峰的所述振幅。3.根据权利要求1所述的方法，其中：所述DC响应信号的所述振幅被限定为中心到峰振幅；所述DC响应信号具有可测量范围R；以及通过从所述范围R减去所述DC响应信号的所述中心到峰振幅的两倍来测量所述尖峰的所述振幅。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：使用多个加热器功率阶跃的所计算的比率来计算趋势T；使用所述趋势T对所述所计算的比率进行去趋势；以及响应于去趋势比率超过所述预定阈值而检测所述滑块与所述介质之间的接触。5.根据权利要求1所述的方法，其中测量所述DC响应信号的所述振幅包括：计算使用所述DC响应信号建立的dR/dP曲线的振幅，其中dR是所述接触传感器的电阻变化并且dP是加热器功率变化；以及计算所述比率包括计算所述尖峰振幅与所述dR/dP曲线的所述振幅之间的所述比率。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述dR/dP曲线的所述振幅包括所述dR/dP曲线的所述中心到峰振幅。7.根据权利要求1所述的方法，还包括：计算使用所述DC响应信号建立的dR/dP曲线的振幅，其中dR是所述接触传感器的电阻变化并且dP是加热器功率变化；检测所述dR/dP曲线的最小值；以及响应于所述比率超过所述预定阈值或检测到所述dR/dP曲线的所述最小值而检测所述滑块与所述介质之间的接触。8.根据权利要求7所述的方法，其中响应于所述比率超过所述预定阈值而检测接触以及响应于检测到所述dR/dP曲线的所述最小值而检测接触是同时进行的。9.根据权利要求7所述的方法，其中响应于所述比率超过所述预定阈值而检测接触以及响应于检测到所述dR/dP曲线的所述最小值而检测接触是顺序进行的。10.一种装置，包括：滑块，所述滑块被配置用于将数据写入到磁记录介质并从磁记录介质读取数据，所述滑块被配置用于热辅助磁记录并且包括：加热器，所述加热器被配置为接收AC信号并引起所述滑块与所述介质之间的间距的振荡；和接触传感器，所述接触传感器位于所述滑块上并被配置为产生DC响应信号；以及检测器，所述检测器耦接到所述滑块并被配置为测量所述DC响应信号中的尖峰的振幅，计算所述尖峰振幅与所述DC响应信号的振幅之间的比率，并且响应于所述比率超过预定阈值而检测所述滑块与所述介质之间的接触。11.根据权利要求10所述的装置，其中：所述DC响应信号具有可测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘东明，楼华洲，埃里克·约翰·麦卡拉，詹姆斯·罗伯特·奥斯卡松，肖恩·S·西柳斯基，
申请(专利权)人：希捷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US