利用负压槽的低气压空气轴承滑块的系统和方法技术方案

本发明专利技术披露了一种利用负压槽的低气压空气轴承滑块的系统和方法。在一个实施例中，一个凹槽从滑块的前沿延伸、分开并终止在滑块尾沿处的两个位置。在一个实施例中，在靠近滑块尾沿的滑块压力垫中布置有一个凹槽。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及硬盘驱动器中的空气轴承滑块设计。更加具体地说，本专利技术属于利用负压槽的低气压(subambient pressure)空气轴承滑块的构型。
技术介绍
附图说明图1表示现有技术中典型的硬盘驱动器设计。硬盘驱动器100是常见的信息存储装置，其主要包括一系列的可由磁读写元件访问的旋转盘104。这些数据转移元件，通常称作换能器，典型的由一滑块主体110承载并嵌入其中，所述滑块主体被保持在形成于盘上的离散数据轨迹上的靠近的相对位置以允许执行读或写操作。为了相对于盘表面正确的定位换能器，形成在滑块主体110上的空气轴承表面(ABS)经受流动的空气流，这种空气流提供充足的提升力以将滑块110(和换能器)“飞行”在盘数据轨迹上。磁盘104的高速旋转使得在基本平行盘的切向速度的方向上沿其表面产生空气流或风流。气流与滑块主体110的ABS协作，其能够使滑块飞行在旋转盘上。实际上，悬挂的滑块110通过该自致动的空气轴承与盘表面104物理分开。滑块110的ABS一般配置在面对旋转盘104的滑块表面上(参见下文)，并且在各种条件下将极大影响其飞行在盘上的能力。图2表示滑块上的空气轴承表面(ABS)的典型设计。ABS 202设计中的一些主要目的是使滑块210飞行并使其带有的换能器204尽可能与旋转盘的表面接近(未示)，并与可变飞行条件无关地始终保持那个恒定接近距离。空气轴承滑块210的换能器204和旋转磁盘之间的高度或分离间隙通常被定义为飞行高度。通常，安装的换能器或读/写元件204只飞行在旋转盘的表面以上大约几微英寸。滑块210的飞行高度被看作是影响安装的读/写元件204的磁盘读取和记录能力的最关键参数之一。例如，减小或具有相对小的飞行高度具有许多优点。相对小的飞行高度允许换能器204在不同的数据位位置和从盘表面的靠近的限定区域发出的磁场之间获得较大的分辨率。此外，已知低飞行高度的滑块210对磁盘提供了改进的高密度记录或存储能力，该能力通常受到换能器和磁介质之间的距离的限制。作为结果，窄的分离间隙允许记录或读取较短的波长信号。同时，随着利用相对小却功能强大的盘驱动器的轻重量和紧凑笔记本型计算机的流行度的增加，对于具有更低飞行高度的日益小的滑块主体210的需要已不断成长起来。而且已经观察到恒定的飞行高度能提供期望的益处，这些益处通过特定的ABS 202设计是更加容易获得的。已知飞行高度的波动将不利地影响分辨率和携带的换能器或读/写元件204的数据传送性能。当飞行高度相对恒定时，正被记录或读取的信号的幅度不会发生太大的变化。另外，飞行高度的变化可导致滑块组件和磁旋转盘之间的不期望接触。滑块210通常被看作是直接接触的、假接触的或飞行的滑块，其描述了它们与旋转盘的预期接触。与滑块类型无关地，通常期望避免与旋转磁盘的表面的不必要接触以便减小对滑块主体和盘的磨损。记录介质的恶化或磨损可导致记录数据的丢失，滑块210磨损还可导致换能器或磁性元件204的最终故障。引起飞行高度变化的通常原因是在执行读或写操作的同时滑块210跨越旋转盘的连续高速移动。例如，根据滑块210的径向位置，盘的各自线速度变化。较高的速度被发现在旋转盘的外边缘处，而较低的速度被发现在内边缘处。结果，空气轴承滑块210相对于盘在不同的径向位置处以不同的相对速度飞行。因为滑块典型的在较高的速度下飞行的较高，所以存在当定位在盘的外区域上时飞行高度增加的趋势。同时，在盘的内区域处的较低速度使滑块210飞的较低。因此，滑块210设计必须考虑对飞行高度产生显著影响的径向位置变化和相对速度变化。滑块210的飞行高度还将不利地收到偏斜变化的影响。偏斜角被定义和量度为在滑块210主体的纵轴和与盘旋转相切的气流方向之间形成的角。当安装的滑块210被定位在旋转盘的内或外边缘附近时，其纵轴通常相对于气流方向发生偏斜。滑块210的纵轴可被定义为沿滑块主体的长度伸展的参考中心线。这些角度取向或偏斜角典型的随着旋转致动器臂和万向悬架组件绕其枢轴点转动而发生改变，由此使滑块在弓形的路径上跨越旋转盘移动。考虑到具有相对小的致动器臂的紧凑盘驱动器的增长的需求，由于缩短的臂长度，甚至曾经出现更大的偏斜角。通常已经发现在零以上的偏斜值的状态下，以减小的值增压滑块将引起飞行高度的不期望降低。甚至相对中等的偏斜角范围将不利的影响滑块210的飞行能力。结果，ABS设计不断试图使滑块对偏斜变化的灵敏度最小化。飞行高度的另一种波动可以叫为滑块滚动。滚动角由滑块纵向侧面之间的飞行高度差量度和定义。无论何时滑块相对于气流方向倾斜地飞行时，在ABS和盘之间趋于出现不平衡的压力分布。该不平衡引起滑块翻滚，其中滑块主体的一侧比另一侧更靠近盘表面。然而，优选的是滑块以恒定的翻滚定位，而不考虑飞行条件的任何变化，包括旋转盘的内部和外部轨迹之间的切向速度差、和盘表面上的连续横向运动或变化的偏斜角。对于滑块210的ABS 202存在各种设计。例如，如图2a所示，在通常的双体船滑块中，在滑块主体210上形成一对沿面对盘的滑块表面的外边缘延伸的平行导轨220。还开发有具有各种表面积和几何形状的其它ABS结构，例如图2b中所示的设计。导轨220和其它形成物典型地沿滑块主体长度的至少从前沿206到后沿208的一部分延展。前沿206被定义为在滑块210的长度方向上向尾沿208运行之前旋转盘通过的滑块210边缘。尽管这种加工过程通常会引起较大的不期望公差，但前沿206仍然可以是锥形的。典型地将换能器或磁性元件204安装在沿滑块210的尾沿208的某一位置处。导轨220形成滑块在其上飞行的空气轴承表面，并且当与旋转盘产生的气流接触时提供所需的提升力。随着盘旋转，所产生的风或气流在双体船滑块导轨220的下面和中间流动。随着气流通过导轨220下面，导轨220和盘之间的气压增加，从而提供了正的增压和提升力。双体船滑块通常产生充足量的提升力或正的负载力，以使滑块以适当的高度飞行在旋转盘的上面。在缺少导轨220的情况下，滑块主体的大表面区域将产生过分大的空气轴承表面积。通常，随着空气轴承表面积的增加，所产生的提升量也增加。在没有导轨220的情况下，滑块将因此飞行的离旋转盘太远，因此不能获得具有低飞行高度的所有前述益处。挠性万向架通常给滑块210提供了多个自由度，例如描述滑块飞行高度的垂直间隔或俯仰角和翻滚角。虽然简单的双体船滑块最初在提供足够的飞行高度方面是有效的，但它们对于变化的偏斜角和其它不利的飞行条件是特别敏感的。当偏斜角增加时，例如当飞行的滑块移动跨过旋转盘时，在导轨220下面的气压分布将变得扭曲。通过以相对高的速度访问盘的内侧和外侧盘部分，空气将被以不均匀的数量引入到每个导轨220下面，这通常将引起滑块翻滚。结果，滑块210经受了不均匀的压力分布，其可使滑块在一个方向上翻滚，使得飞行高度在ABS导轨210之间不一致。因此所安装的换能器204可能不能有效地操作或精确地执行其数据传送操作。不考虑ABS导轨220对各种偏斜范围和其它不利飞行条件的灵敏度，这种导轨设计被广泛地认为是提供有效增压或提升以使滑块能够飞行的通用结构。为了抵消飞行滑块主体的正增压以便提供低且恒定的飞行高度，已公知可形成这样一个ABS，其也提供负的或低气压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种滑块，包括：滑块主体；在第一结构上的第一和第二导轨，所述第一结构距所述第一和第二导轨一第一深度，所述第一和第二导轨在延滑块主体的纵向上延伸；在所述第一结构中以一个凹槽深度形成的第一凹槽段，所述凹槽深度大于所述第一 深度；在所述第一结构中以所述凹槽深度形成的第二和第三凹槽段，其中：所述第一凹槽段从所述滑块主体的前沿开始并在所述第一和第二导轨之间延伸；和所述第二和第三凹槽段从所述第一凹槽段延伸至所述滑块主体的尾沿。

【技术特征摘要】
1.一种滑块，包括滑块主体；在第一结构上的第一和第二导轨，所述第一结构距所述第一和第二导轨一第一深度，所述第一和第二导轨在延滑块主体的纵向上延伸；在所述第一结构中以一个凹槽深度形成的第一凹槽段，所述凹槽深度大于所述第一深度；在所述第一结构中以所述凹槽深度形成的第二和第三凹槽段，其中所述第一凹槽段从所述滑块主体的前沿开始并在所述第一和第二导轨之间延伸；和所述第二和第三凹槽段从所述第一凹槽段延伸至所述滑块主体的尾沿。2.根据权利要求1所述的滑块，还包括一以第二深度位于所述第一和第二导轨的一部分之间的第二结构，所述第一深度大于所述第二深度，并且所述第一凹槽段以所述凹槽深度形成在所述第一和第二结构中。3.根据权利要求1所述的系统，还包括一近似布置在所述滑块主体的尾沿的第三结构。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述第二和第三凹槽段在第三结构的相对侧从所述第一凹槽段延伸至滑块主体的尾沿。5.根据权利要求4所述的系统，其中所述第二和第三凹槽段每个大体都是“L”型的，每个都具有一个大体为90°的弯曲。6.根据权利要求4所述的系统，所述第二和第三凹槽段每个都具有成小于90°角的弯曲。7.根据权利要求4所述的系统，其中所述第二和第三凹槽段大体形成“U”形，每个凹槽段具有两个弯曲，对于每个凹槽段具有结合为总共近似90°的弯曲角。8.一种用于制造滑块的方法，包括在第一结构上形成第一和第二导轨，所述第一结构距所述第一和第二导轨一第一深度；在所述第一结构中以一凹槽深度形成第一凹槽段，所述凹槽深度大于所述第一深度；在所述第一结构中以所述凹槽深度形成第二和第三凹槽段，所述第一凹槽段从所述滑块主体的前沿开始并在所述第一和第二导轨之间延伸，并且所述第二和第三凹槽段从所述第一凹槽段延伸至所述滑块主体的尾沿。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述形成所述导轨和所述凹槽段的步骤是通过掩模蚀刻进行的。10.根据权利要求8所述的方法，还包括以第二深度在所述第一和第二导轨的一部分之间形成一第二结构，所述第一深度大于所述第二深度，并且所述第一凹槽段以所述凹槽深度形成在所述第一和第二结构中。11.根据权利要求8所述的方法，还包括形成一近似布置在所述滑块主体的尾沿的一第三结构。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第二和第三凹槽段在第三结构的相对侧从所述第一凹槽段延伸至滑块主体的尾沿。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述第二和第三凹槽段每个大体都是“L”型的，每个都具有一个大体为90°的弯曲。14.根据权利要求12所述的方法，所述第二和第三凹槽段每个都具有成小于90°角的弯曲。15.根据权利要求12所述的方法，其中所述第二和第三凹槽段大体形成“U”形，每个凹槽段具有两个弯曲，对于每个凹槽段具有结合为总共近似90°的弯曲角。16.一种盘驱动器，包括适于以给定速度旋转的记录介质；一挠性梁；与所述挠性梁相耦接并在旋转时适于飞行在所述记录介质上方的滑块，该滑块包括滑块主体；在第一结构上的第一和第二导轨，所述第一结构距所述第一和第二导轨一第一深度，所述第一和第二导轨在延滑块主体的纵向上延伸；在所述第一结构中以一个凹槽深度形成的第一凹槽段，所述凹槽深度大于所述第一深度；在所述第一结构中以所述凹槽深度形成的第二和第三凹槽段，其中所述第一凹槽段从所述滑块主体的前...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚明高，白石一雅，解贻如，
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]