使用化学和机械抛光技术生成滑动器衬底上微纹理的系统和方法技术方案

技术编号:3052065 阅读:145 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种使用化学或机械抛光技术生成滑动器衬底上微纹理的系统和方法将被说明。在本发明专利技术的特定实施例中,完成方法包括:配制一预定酸度(或pH值)的磨料浆液,使用该磨料浆制造一化学机械抛光垫,将磁头置于该化学机械抛光垫上处理,并研磨和摩擦磁头一预定时间段。在本发明专利技术的特定实施例中,完成磁头的研磨和摩擦使用的装置包括:一预定酸度(pH值)的磨料浆液,使用该磨料浆液制造的一化学机械抛光垫,磁头被固定,使得磁头能在该化学机械抛光垫上进行处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术目的是提供用于硬盘驱动器(HDD)头万向架组件的磁头滑动器。更特别地,本专利技术用于使用化学和机械抛光技术在滑动器衬底上生成微纹理。
技术介绍
现在,在电子消费品的市场中,硬盘驱动器产业正取得巨大的成功。成功的主要原因之一是,可以满足用户的需求,可以在不断减小形状参数的情况下获得不断增加的存储能力(例如,用于便携式音乐播放器的超过1Gb的1”以及以下的盘)。迄今为止,这些进步是在比竞争对手(例如闪存)投入最小成本的情况下获得的。然而,继续进步需要克服引起的设计和制造困难。这些困难在驱动器级别和组件级别上都能找到。通过
技术介绍
,执行读/写指令时,硬盘驱动器的致动器(臂)进行操作,将磁头沿旋转盘片的表面放置。典型地,磁头使用一滑动器支撑。典型的滑动器体如图1所示。如图1所示,设计在通常的滑动器104中的ABS102可以通过一对平行的轨道106和108形成,此对轨道沿滑动器面向盘片的表面的外边缘延伸。典型地,此对轨道106和108离开滑动器从前缘110到后缘112的主体长度至少一部分。前缘110被定义为旋转的盘片在通过滑动器104的长度方向前所经过的,相对于后缘112的滑动器的边。典型地,如图1所示,换能器或磁头元件114配置于沿滑动器后缘112的某位置。典型的滑动器的操作如图2所示。悬臂204支撑着位于移动的盘片206(具有边208)上方,并在箭头210所示方向移动的头万向架组件(HGA)202。在磁盘驱动器操作中,如图2所示,致动器212在盘片206的不同半径(例如内半径(ID),中半径(MD)和外半径(OD))上的弧214上移动HGA。为保持硬盘驱动器技术现有的优势,两大设计要点必须被不断应对和提高不同硬盘驱动器组件的a)浮动高度和b)表面粗糙度,同时保持头的最优浮动参数(例如,顶点,曲度,扭转,以及护膜和极端的凹陷)。为获得硬盘驱动器的最大性能,磁头必须浮动到离盘表面尽可能近,同时仍维持一恒定的所需间隙。该间隙通常被称为盘的“浮动高度”或“磁隙”。在盘旋转时,会在其表面随之带来少量的流动空气(大体上平行于盘的线速度方向),导致磁头向上浮起,从而造成了磁头在盘片上的“浮动高度”。典型地,支撑头的滑动器形成气动形状,以使用少量气流离旋转盘片表面的均匀距离,以防磁头接触盘片。磁头离盘片最近的表面(由流动的空气支撑)称为“空气支承表面”。在图1中,轨道106和108组成空气支承表面,滑动器浮动于其上,并通过与旋转盘片产生的气流相接触提供必要的升力。在盘旋转时,产生的风或者气流经过滑动器轨道106和108下面以及之间。气流从轨道106和108下面通过时,轨道与盘片间的空气压力增加,从而提供正向挤压和升力。总之,随着空气支承表面面积增加,所造成的升力量也增加。因此,设计要点之一是,需要一种方法,能够设计包含头与盘片之间最小间隙量的浮动高度,这是硬盘驱动器成功操作所需要的。第二,任何有关表面粗糙度的问题必须被应对,以克服任何妨碍磁头浮动到离盘片表面尽可能近的能力的相关摩擦问题。除了通常的由于盘驱动器移动部分(例如,盘,加载或卸载区或者磁头)的摩擦阻力,不管对于盘还是磁头,过大的表面粗糙度都会显著增加HDI(头盘互动)的机率,经常导致间歇接触和/或碰撞。然而,如果平滑这些表面,那么同时持续增加的平滑度也会带来一些问题。越平滑的表面会导致作用在表面的分子间(范德瓦尔氏)力的增加,还会导致在操作模式中对于振幅和压力变化的敏感度变高。这些因素都会导致更多的非预期的浮动高度变化。因此,需要一种高成本效益的过程,可以轻松获得所需要的磁盘最优设计性能的光滑度。盘驱动器组件的浮动高度和表面粗糙度必须被设计,以保留头的机械操作参数,如顶点,曲度和扭转。“顶点”代表外形向滑动器的前向或尾向(如所示的Y-Y平面)扭曲,而“曲度”代表外形向磁头滑动器的侧向(如所示的X-X平面)扭曲。顶点和曲度如图3所示。同样,在衬底上获得微纹理的期望值的同时,头的护膜凹陷和极顶凹陷参数也必须同样最优。护膜凹陷是头的氧化铝表面和空气支承表面之间的高度差。极预凹陷是极顶材料和空气支承表面之间的高度差。通常通过研磨和摩擦的过程使得头平滑和磨光。特别地,摩擦是一种材料去除过程,在此过程中,一个含有许多坚硬研磨砂砾的表面磨损较软的材料。研磨是一种采用磨料粒子(常为液态)从一表面去除不需要的胚料的制造方法。在应对盘和头级别的问题方面已经有过一些尝试。例如,一定量的纹理可以设计在加载/卸载区域(例如,“区域纹理”)以便于减少上述影响。然而,事实证明这并非足以有效获得期望性能的方法。另一选择可用于增加盘的粗糙度,如图4a所示。图4a所示的是浮动在具有纹理的盘表面的一光滑滑动器体表面。然而,同样如前所述,通过这一方式增加粗糙度可能造成这样的问题,当粗糙度增加导致更大的摩擦时,造成一高于所需的浮动高度。而且,增加盘(作为数据载体)表面的粗糙度通常并非有利。为最优性能增加表面粗糙度的另一选择实在滑动器体自身做出纹理,如图4b所示。图4b示出的是一具有纹理的滑动器体表面和一平滑的盘面。通常,滑动器体可以包括一二相粒状混合陶瓷材料,称为AlTiC(碳化铝钛),其中AlTiC通过Al2O3(氧化铝)和TiC(碳化钛)各自的晶体形成。滑动器的头部分典型地是一形成在滑动器部分的后缘面上的氧化铝薄层,在其上嵌入头的磁性部分。图5a-b为滑动器504的一个实施例的顶视和侧视图。那么衬底502可以通过一种喷溅的透明氧化铝的内涂层材料504沉积下来。屏蔽506和读/写传感器508可以使用常用的光平板印刷或电沉积技术制造在喷溅透明氧化铝之上。然后,读/写传感器508可以使用覆盖材料510(同样是氧化铝)仔细地沉积下来,该材料也可作为包住头的读/写传感器508的绝缘媒介使用。然而,如果设计不正确的话,滑动器的氧化铝部分经常与盘片接触,从而造成故障。氧化铝覆层的过度延展通常会导致不恰当的研磨。因此,主要的设计目标是确保无论滑动器的操作环境如何,沿滑动器后缘的任何氧化铝的高度都不高于滑动器的空气支承表面的高度。“用于以超声方法为硬盘驱动器的磁头ABS制造纹理的方法和装置”(美国专利号5967880)提出了一种用于制造滑动器体纹理的方法。在这种方法中,sonitrode形式的超声能量被用于与磨料氧化铝浆组合以产生滑动器体上的微纹理。特别的,头与盘片毗连,而磨料浆置于其间。最后,sonitrode被振动,从而沿头的空气支承面形成纹理。然而,这一方法有其局限。首先,使用来自sonitrode沿头表面的振动会导致制造的不规则,且滑动器体的任何过度震动都会降低头的性能。其次,由于磨料浆粒子与器体碰撞,粒子经常会熔化滑动器体。熔化的磨料经常无法去除,导致外部机体嵌入到滑动器中。结果,干扰浮动高度参数的可能性大幅提高,可能性的大小由熔入到头中的磨料浆的大小和数量决定。这一干扰如果足够大,在驱动器级的操作中,会导致灾难性的故障。其三,在当今产业中采用的另一替代手段是使用蚀刻过程创造用于形成滑动器体材料的混合物(例如上文讨论的Al2O3和TiC的二相混合物)。氧化铝晶粒可以优先蚀刻在颗粒混合物材料上,以建立两晶粒高度间的相对差异,从而造成图6a-b所示的微纹理。这一技术提供的该微纹理是由于两种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法,包括配制一预定期望酸度的磨料浆液;使用该磨料浆液对一化学机械抛光垫进行处理;将至少一个滑动器体置于该化学机械抛光垫上;并且在一预定时间段内研磨和磨光该至少一个滑动器体。

【技术特征摘要】
US 2006-3-16 11/3781001.一种方法,包括配制一预定期望酸度的磨料浆液;使用该磨料浆液对一化学机械抛光垫进行处理;将至少一个滑动器体置于该化学机械抛光垫上;并且在一预定时间段内研磨和磨光该至少一个滑动器体。2.如权利要求1所述的方法,其中该磨料浆液包括胶态二氧化硅。3.如权利要求1所述的方法,其中该磨料浆液的预定酸度具有大约8的pH等级。4.如权利要求1所述的方法,其中该磨料浆液由直径约30nm的粒子组成。5.如权利要求2所述的方法,其中该磨料浆液以5%的比重分散在去离子水中。6.如权利要求1所述的方法,其中该化学机械抛光垫进一步包括纤维,也使用该磨料浆液处理,该纤维从该化学机械抛光垫的基底上发散出来。7.如权利要求6所述的方法,其中该纤维长度约600微米。8.如权利要求6所述的方法,其中在研磨和磨光操作中,纤维俘获头上分散的磨料氧化铝粒子。9.如权利要求1所述的方法,其中该化学机械抛光垫进一步包括用于防止磨料浆液过量堆积的孔。10.如权利要求1所述的方法,其中该化学机械抛光垫旋转以加强研磨和磨光。11.如权利要求1所述的方法,其中该至少一个滑动器体被排列成至少一个长条附着在固定物上并排列在该化学机械抛光垫上。12.如权利要求11所述的方法,其中固定物上施加压力以加强研磨和磨光。13.如权利要求11所述的方法,其中固定物振荡以加强研磨和磨光。14.如权利要求1所述的方法,其中该预定时间段为两分钟。15.权利要求13所述的研磨盘,其中化学机械抛光垫的转速和固定物...

【专利技术属性】
技术研发人员:N马哈德夫W乔斯K亚苏达R阿亚拉T阮
申请(专利权)人:新科实业有限公司
类型:发明
国别省市:HK[]

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