用于降低粒子TA的具有扁平化间距轮廓的空气承载设计制造技术

公开用于降低粒子ＴＡ的具有扁平化间距轮廓的空气承载设计。本发明专利技术的实施例是具有间距阶梯特征的ＡＢＳ设计。该实施例具有由一个气流阻挡和三个蚀刻台阶构成的气流挤压通道。气流阻挡可用于限制从ＡＢＳ的引导边缘进入的气流。此外，实施例包括通过将内径处的空气引入低于氛围的压力空腔来降低高度敏感性的空气通道。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及空气轴承滑动器领域，例如硬盘驱动器中应用的滑动器。更具 体地，本专利技术涉及一种对利用间距阶梯和空气座通道的滑动器的空气轴承设 计，它具有用于控制CSS驱动器的间距轮廓的低于氛围的压力空腔。
技术介绍
f更盘驱动器是通常的信息存储装置，它基本上由磁读写元件访问的一系列 可旋转的盘构成。这些数据传送元件，即通常所称的传感器，典型地由滑动器 本体承载并内插入到其中，其中将滑动器本体保持在盘上形成的离散数据轨道 上相对较近的位置，从而允许执行读或写操作。为了关于盘表面适当地定位传 感器，滑动器本体上形成的空气承载表面(ABS)承受流动的气流，该气流提 供了足够的上升力以使滑动器和传感器在盘数据轨道上飞行。磁盘的高速 旋转产生了沿其表面在基本平行于盘切向速度的方向上的气流或风的流。气流 与滑动器本体的ABS协作，使滑动器在旋转中的盘上飞行。有效地，悬浮的 滑动器通过该自致动空气轴承与盘表面物理分离。通常，将滑动器的ABS构 成在面对旋转中的盘的滑动器表面上，显著地影响了它在各种条件下在盘上飞 行的能力。对于市场上的典型盘驱动器(-160GB/盘)来说，磁头和介质之间 的距离小于10nm。为了正确地读写数据，滑动器需要在读写期间在磁记录介 质上稳定地飞行。当前在市场上存在两种驱动器设计。第一种是加敷卸载(LUL)设计，其 中当不执纟豫或写操作时，将滑动器保持在磁盘圆周夕卜侧的斜坡上。第二种是 接触起停(CSS)设计,当不执行读或写操作时，将滑动器停放在磁性介质上 磁盘的最内径(还称为磁头停放区)处。 一旦盘停止旋转，滑动器在盘表面进 入休息。当盘再次开始旋转时，再次形成空气轴承，滑动器与盘分离。为了降 低滑动器和盘之间的摩擦力，在盘表面施加几纳米级的非常薄的一层润滑剂。 CSS驱动器操作通常的问题是起动摩擦力(静摩擦力)。滑动器和盘之间的粘性润滑齐特致该静摩擦力。在某些情况下，特别在潮湿环境下，将滑动器向 下保持得足够强，使盘不能旋转。为了校正该问题，在滑动器表面引入衬垫， 从而陶氏滑动器和盘之间的接触区域。该衬垫非常高以最小化上述的静摩擦力 问题。具有加上衬垫的滑动器的CSS驱动器的静摩擦力考虑需要盘和、滑动器的底板之间的角度(通常称为间距角度(pitch angle)或间距(pitch))高于 一定值，从而不存在衬M触。该需求的结果是，CSS驱动器通常具有大于150 微弧度的高飞行间距角度。还认识到对CSS驱动器的传统ABS设计的飞行间距在盘的直径中不一致。 由于更高的切向速度以及因而在盘外径(OD)处产生的更大的气流，因此在 盘OD处的间距角度通常比起停区域大得多。图l显示了具有高间距角度的滑动器本体100以及在滑动器100和盘120 之间飞行的某些粒子140a-b。该滑动器具有用于在后缘读写的磁传感器(即， 读/写元件)150。间距角度越高，穿过磁传感器150的粒子可肖繊多，这可导 致严重可靠性问题，例如热严酷(TA)或者甚至^t读/写元件150的物理损 伤。当盘表面的粒子改变读/写元件和盘表面之间的阻抗时，出现热严酷，因而 导致读/写误差。当大粒子140b接触磁传感器150时，可能出fm读/写头元件 150的物理损伤。与盘驱动器中粒子的反复碰撞可退化或者甚至是永久地损伤 读/写元件150。另一个重要的可靠性问题是由于不均匀的飞行间距导致的高海拔处不均匀 的飞行高度(FH)。 ABS承受的上升力是空气密度和气流量的乘积。因此，传 统的ABS设计在高海拔的低密度空气中比海平面的飞行高度低。在提升ABS 的气流较小的内径(ED)处，这可能特别成问题。内径处的FH通常较低，具 有低飞行间距，这可能导致在高海拔处的硬盘接触或失败。降低海拔的FH敏 感性是一种解决该困难的方式。然而，该方法不能解决关于某些轨道上间距下 降的问题。例如，传感器区域中的FH可能仅仅发生略微地改变，但是飞行间 距可能仍然显著下降，向ABS的引导边缘(例如，抵抗静摩擦力衬垫)移动 最小FH位置，这导致在盘的内径处高度不够。因此，应该在E)处保持足够 高的间距角度。考虑到关于具有高间距ABS设计的当前CSS驱动器的这些可靠性问题，本专利技术提出了使用间距阶梯和空气通道来控制CSS驱动器的间距轮廓。 附图说明图1显示了在读/写元件和盘表面之间具有粒子的ABS。图2显示了用于降低粒子TA的具有阶梯状间距轮廓特征的ABS设计示例。图3显示了具有平坦间距轮廓的ABS设计的3-D几何图形的示例。图4显示了与不具有间距阶梯的ABS设计相比，具有间距阶梯的示例性ABS设计的动态间距轮廓。图5a-b显示了对于具有间距阶梯的示例性设计和对于不具有间距P介梯的示例性设计，在外径M过磁传感器的粒子数目。具体实施方式图2显示了具有间距阶梯特征200的ABS设计示例。所示的实施例具有 包括一个气流阻挡270和三，刻台阶260的气流挤iBl道240。气流阻挡270 可用于限制从空气轴承的弓l导纖进入的气流。弓l导边缘处的气流量根据盘旋 ，度和ABS关于气流的方向发生变化。如图2中在201和202处所示，气 流的方向将根据ABS在盘上的位置发生变化。所示的实施例应用三阶梯台阶260提高对空气轴承间距角度有效的空气挤 压横截面积。将有效的空气挤压横截面积定义为对于间距阶梯中的所有阶梯来 说，M阶梯的长度和深度乘积的和。对于进入的给定量气流，空气承载表面 的动态间距角度与有效的空气挤压横截面积非线性地成比例。当气流挤压横截 面积足够大时，空气轴承动态间距饱和。由于内外径之间进入的最小气流差值 和增大的有效空气挤压横截面积，可以从ID到OD —致地控制空气轴承动态 轮廓，这是由于空气轴承动态间距角度已经达到全部直径的饱和值。挤压空气将在弓I导衬垫上产生高压力，并形成空腔中的低于氛围环境压力 区域。当引导衬垫上的压力与间距阶梯饱和时，间距角度已经达到对不同盘轨 道的稳定值。图2的实施例进一步显示了可以用于陶氐高度敏感性的空气通道220。可 以以这样的方式定向空气通道220: ID处的气流通入低于氛围的压力空腔，因而在空气速度劍氐的条件下形成更大的上升力。可以ffiil关于间距阶梯200的参数，例如气流挤压通道240的深度和宽度和有效的空气挤压横截面积，调整 例如空气通道220的宽度和低于氛围的压力空腔230的尺寸等参数来实现从ID 到OD的恒定飞行高度。图3显示了与图2的示例性实施例相似的用于降低高度敏感性的具有间距 阶梯和空气fflit的示例性ABS的三维几何皿。ABS包括由气流挤压通道、 空气阻挡370和三，刻台阶360构成的间距阶梯300。图3的示例性实施例 还显示了用于降低高度敏感性320的空气通道和用于在ID处形成更大上升力 的低于氛围的压力空腔330。对于例如该示例的实施例来说，可以调整间距阶 梯和空气通道的设计参数来实现CSS区域的间距和飞行高度，其中CSS区域 足够高以避免在ID处接触盘，但是它在OD处并不太高而导致TA故障或其它 的可靠性问题。图4显示了对两种Pemto空气轴承设计的从驱动器的ID到OD的动态间 距轮廓，其中一种具有间距阶梯， 一种不具有间距阶梯。两种空气轴承滑动器 在以7200RPM旋转的3.5英寸桌面驱动器上飞行。可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造滑动器的方法，包括：　　　　蚀刻滑动器本体，从而在所述滑动器本体中形成空气承载表面；　　　　蚀刻所述滑动器本体，从而在所述空气承载表面中形成间距阶梯。

【技术特征摘要】
US 2006-11-7 11/5943431、一种制造滑动器的方法，包括蚀刻滑动器本体，从而在所述滑动器本体中形成空气承载表面；蚀刻所述滑动器本体，从而在所述空气承载表面中形成间距阶梯。2、 根据权利要求1所述的方法，其中所述间距阶梯包括气流阻挡。3、 根据权利要求1所述的方法，其中所述间距阶梯包括气流挤压通道。4、 根据权利要求1所述的方法，其中所述空气承载表面还包括用于将空 气导入低于氛围的压力空腔的空气通道。5、 根据权利要求4所述的方法，还包括确定所述间距阶梯和所述空气通 道的特性，从而实现基本一致的动态间距轮廓。6、 一种头悬浮组件，包括 滑动器包括在蚀刻处理过程中形成的至少一个空气承驗面； 其中所述空气承载表面包括间距阶梯。7、 根据权利要求6所述的头悬浮组件，其中所述空气间距阶梯包括气流阻挡。8、 根据权利要求6所述的头悬浮组件，其中所述间距阶梯包括气流挤压通道o9、 根据权利要求6所述的头悬浮组件，其中所述空气承 面还包括用 于将空气导入低于氛围的压力空腔的空气通道。10、 根据权利要求9所述的头悬浮组件，其中所述间距阶梯和所述空气通 道的特性形成基本一致的动态间距轮廓。11、 一种盘驱动器，包括 至少一个肖,旋转的盘； 头悬浮组件；以及与所述头悬浮组件耦合的滑动器，所述滑动器包括 至少一^^虫刻的空气承载表面；其中所述空气承载表面包括间距阶梯。12、 根据权利要求ll所述的盘驱动器，其中所述间距阶梯包括气流阻挡。13、 根据权利要求11所述的盘驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：E查，Z冯，X沈，S杨，
申请(专利权)人：新科实业有限公司，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]