带有用于减少热极端部凹陷的底涂层的浮动块及磁头制造技术

一种磁头浮动块，它包括：　　　　一基底，所述基底具有一与磁盘相对的面，该面由一前面、一后面、以及第一和第二侧边为界，所述基底具有一纵轴线；　　　　一端层，所述端层设置在所述基底的后面上，并由热膨胀系数大于７×１０↑［－６］／℃的材料构成，所述端层具有一与磁盘相对的面；　　　　一空气支承垫，该垫仅形成在所述端层的与磁盘相对的面上；以及　　　　一换能头，所述换能头形成在所述空气支承垫中，并外露于一空气支承面。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总的涉及磁性数据存贮和读取系统的领域。具体说，涉及用于减少热的极端部凸起和凹陷的浮动块底涂层。
技术介绍
空气支承浮动块已广泛使用于磁盘驱动器，以将换能头适当定位在旋转磁盘上方。在磁盘驱动器中，每个换能器在一旋转磁盘表面上方仅几纳米处“飞行”。换能器安装在具有一带型面的浮动块组件中。当空气在磁盘和浮动块之间流动时，空气的加压会产生一空气支承力，这种空气支承力是浮动块轮廓以及两个表面的相对运动的结果。这一空气力阻止了换能器和旋转磁盘之间的无意接触。这一空气支承也在浮动块换能器与旋转磁盘之间提供了非常窄的间隙。这就得以进行高密度的磁性数据的转换并减少磨损和损伤。磁盘存贮系统设计成具有越来越大的存贮容量，在磁盘上的同心的数据磁道的密度日益增加(即，数据磁道的尺寸以及数据磁道之间的径向间隔不断减少)，这就要减小在浮动块所携带的换能器与旋转磁盘之间的空气支承间隙。获取磁盘中较高数据存贮密度的一个方面就是以超低的飞行高度操作空气支承浮动块。为使磁盘驱动器正常工作，浮动块必须保持适当的飞行高度并提供适宜的接触刚度，以确保运行期间浮动块不会接触磁盘。还有，空气支承浮动块必须具有在起动时较强的起飞性能，或是较强的倾斜加载/卸载性能，以限制浮动块和磁盘之间的接触。这种接触会引起浮动块起飞和着陆期间对浮动块的损伤。飞行高度是磁记录最关键的参数之一。当浮动块的平均飞行高度减小时，换能器可获得磁盘上各单个的数据位位置之间更高的分辨率。因此，希望使换能器尽可能地贴近磁盘飞行。在传统的空气支承浮动块中，浮动块本体由一导电陶瓷材料的基底薄片形成。在该基底上，淀积有一绝缘材料的薄膜，并通过诸如溅射的工艺在其中建立一金属的换能器。换能器通常包括一用于将磁性编码的信息存贮在一磁性介质上的写入器部分和一用于从磁性介质获取磁性编码的信息的读出器部分，这种换能器由许多带有图案的层连续堆叠在基底上形成。这种换能器的体积通常要比基底的体积小得多。既包括金属层又包括绝缘层的换能器的各层均具有与基底不同的机械和化学性能。性能的差别影响着换能器的几个方面。首先，换能器的各层将以不同的比率研磨，因而当在制造期间研磨换能器的空气支承面(ABS)时，不同的材料将被去除不同的量，导致换能器具有一不平的ABS。通常，在研磨过程中，换能器中金属层被磨去的量要比基底磨去的量大。因此，研磨过程导致换能器的金属层相对基底的极端部凹陷(PTR)。一具体层的PTR定义为在基底的平面空气支承面与该层的平面空气支承面之间的距离。此外，绝缘材料经常要比换能器以更大得多的比率减少，导致材料凹陷，引起在绝缘材料与浮动块本体基底材料的界面处可看得出的偏置。这种偏置的可变性阻止了换能器像原本可能地那样贴近磁盘表面飞行。还有，基底和换能器层不同的机械和化学性能进一步影响了换能器工作期间的空气支承面。当磁性数据存贮和读取系统工作时，换能器经受到磁性数据存贮和读取系统内升高的温度。此外，由于在换能器中的电流所引起的热耗散，换能器本身或其一部分的温度可显著高于磁性数据存贮和读取系统内的温度。热膨胀系数(CTE)是温度增加1度后每单位长度的材料的长度变化的度量。形成基底所用材料的CTE通常远小于形成换能器金属层所用材料的CTE。由于换能器各金属层的CTE较大，这些层倾向于比基底膨胀更多的量。因而，当换能器经受到较高的工作温度时，各金属层趋向于比基底突伸得更靠近磁盘，从而影响了换能器的PTR。由温度引起的PTR中的这一变化称之为热PTR(TPTR)。在磁性数据存贮和读取系统运行期间，换能器设置得密切贴近于磁性介质。在换能器和介质之间的距离最好足够小，以允许对具有很大面密度的磁性介质进行读写，并且这个距离又最好足够大，以防止磁性介质与换能器之间相接触。换能器的性能主要取决于这一距离。为保持换能器与磁性介质之间的距离恒定，PTR不应随温度显著变化。如果TPTR很大，则换能器和介质之间的间隔将随温度显著变化，从而要求低温飞行高度足够高，以适应在较高工作温度时的这一变化。另一方面，如果TPTR接近于零，则可减少低温飞行高度。因此，需要设计一空气支承浮动块，尽管有不同的机械和热的凹陷的干扰，它仍能实现一恒定的、超低的换能器飞行高度。许多的TPTR源起于外露于空气支承面的金属层。正是由于换能器的金属层与基底材料(它形成空气支承面)之间的CTE不相匹配，造成热凸起的增加。需要这样一种空气支承浮动块的设计，它可以从空气支承面消除基底，并从而减少换能头的TPTR。
技术实现思路
本专利技术涉及具有一空气支承面的磁头。磁头包含一基底，基底具有由一前面、一后面、以及第一和第二侧边界定的一与磁盘相对的面。浮动块包括设置在基底后面上的一端层，其中，底涂层具有一与磁盘相对的面，并由热膨胀系数大于基底的热膨胀系数的材料构成。一空气支承垫只形成在该端层的与磁盘相对的面上。一换能头形成在空气支承垫中并外露于一空气支承面。附图简述附图说明图1为示出用于将一浮动块定位在磁盘的磁道上方的一磁盘驱动器致动系统的俯视立体图； 图2为本专利技术浮动块的一实施例的仰视图；图3A为图2所示浮动块的剖视图；图3B为图2所示浮动块另一实施例的剖视图；图4为本专利技术一浮动块的另一实施例的仰视图；图5为图4所示的浮动块的剖视图。具体实施例方式图1示出磁盘驱动器10的俯视立体图，它包括一音圈电动机(VCM)12、一致动臂14、一悬架16、一挠性件18、一浮动块20、一头部安装件22、以及一磁盘24。浮动块20通过挠性件18连接到悬架16末端。悬架16在头部安装件22处连接到致动臂14。致动臂14耦合于VCM12。如图1右侧所示，磁盘24有许多磁道26，并绕轴28旋转。在磁盘驱动器10工作期间，磁盘24的转动会产生空气运动，浮动块20会与这种运动的空气相交会。该空气运动起到保持浮动块20在磁盘24上方一很小的距离的作用，从而使浮动块20在磁盘24上方飞行。VCM12选择性地运作，以围绕轴30移动致动臂14，籍此移动悬架16并将由浮动块20所载的换能头(未示出)定位在磁盘24的磁道26上方。换能头的正确定位对于读写在磁盘24的同心磁道26上的数据是必要的。图2是空气支承浮动块20的仰视图。浮动块20具有与附接于挠性件18的面或顶面(未示出)相对的一常平环。浮动块20还具有携带一换能头34的一与磁盘相对的面32，换能头34面向磁盘24并从其读写数据。此外，浮动块20还具有在其顶面和与磁盘相对的面32之间延伸的一前边36和一相对的后边38。第一侧边40和第二侧边42在浮动块20的前边36和后边38之间延伸。空气支承浮动块20的与磁盘相对的面的轮廓对于浮动块20的飞行特性有重要影响，对空气支承浮动块已设计出并采用了形形色色的轮廓。其中两个例子包含在美国专利No.5,062,017(Strong等人)和No.5,343,343(Chapin)中，并均转让给了Seagate Eechnology Inc.，并包含在此供参考。当磁盘驱动器10工作时，浮动块必须保持在磁盘24上方超低的飞行高度。运行期间，当浮动块20在磁盘24(图1)上方飞行时，在换能头34和磁盘24之间的磁头介质间隙(HMS)必须基本保持恒定，以便准确地从磁盘上读取数据或将数据写于其上。浮动块20本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁头浮动块，它包括一基底，所述基底具有一与磁盘相对的面，该面由一前面、一后面、以及第一和第二侧边为界，所述基底具有一纵轴线；一端层，所述端层设置在所述基底的后面上，并由热膨胀系数大于7×10-6/℃的材料构成，所述端层具有一与磁盘相对的面；一空气支承垫，该垫仅形成在所述端层的与磁盘相对的面上；以及一换能头，所述换能头形成在所述空气支承垫中，并外露于一空气支承面。2.如权利要求1所述的磁头，其特征在于，所述端层由TiO2、MgO、Y2O3-ZrO2、BeO、Y2O3或TiN构成。3.如权利要求1所述的磁头浮动块，其特征在于，所述换能头包含多个金属层。4.如权利要求3所述的磁头浮动块，其特征在于，所述端层的热膨胀系数大于所述基底的热膨胀系数，并与换能头金属层的热膨胀系数相当。5.如权利要求1所述的磁头浮动块，其特征在于，它还包括一设置在基底和端层之间的缓冲层。6.如权利要求5所述的磁头浮动块，其特征在于，所述缓冲层的热膨胀系数大于基底的热膨胀系数，但小于端层的热膨胀系数。7.如权利要求6所述的磁头浮动块，其特征在于，所述缓冲层的热膨胀系数为9×10-6/℃。8.如权利要求5所述的磁头浮动块，其特征在于，所述基底、所述端层以及所述缓冲层均具有一杨氏模量，且所述缓冲层的杨氏模量小于所述基底的和所述端层的杨氏模量。9.一种具有一空气支承面的磁头，它包括一基底；一设置在所述基底上的底涂层；一设置在所述底涂层上并与所述空气支承面相邻的中心轨；以及一形成在所述中心轨上并外露于所述空气支承面的数据换能器，所述数据换能器包含多个金属层，其中，所述底涂层的热膨胀系数与诸金属层的热膨胀系数相当。10.如权利要求9所述的磁头，其特征在于，所述中心轨和所述底涂层由同样的材料构成。11.如权利要求9所述的磁头，其特征在于，所述底涂层的热膨胀系数大于7×10-6/℃。12.如权利要求11所述的磁头，其特征在于，所述底涂层由TiO2、MgO、Y2O3-ZrO2、BeO、Y2O3或TiN构成。13.如权利要求9所述的磁头，其特征在于，所述底涂层包含一介电材料。14.如权利要求9所述的磁头，其特征在于，它还包含一层分隔换能器和底涂层的介电材料。15.如权利要求9所述的磁头，其特征在于，它还包括位于所述基底和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·麦金，J·R·彭德雷，V·S·孔，M·卡马拉尤加达，J·A·特恩，
申请(专利权)人：西加特技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：