制造抛光头的方法技术

公开一种用于在工作期间、诸如在动态电测试过程中、处理（例如抛光以去除缺陷）诸如硬磁盘的媒体表面的系统和方法。还公开一种用于制造处理所述媒体表面的抛光头的方法。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及硬磁盘驱动器制造。更具体地说，本专利技术涉及用于在诸如电测试的操作过程中处理(例如抛光以便去除缺陷)诸如硬磁盘的媒体表面的系统。
技术介绍
在不停的改善硬磁盘的特性、效率和可靠性的努力过程中，人们采用了多种方法去改良其质量控制。该
中的一种方法包括在淀积薄膜层之后对硬盘进行清洗和磨光以便去除表面的碎屑和粗糙。为了支持日益增长的面密度要求，诸如浮动间隙、磁盘粗糙度和碳层厚度等参数不断在减小，要成功地制造符合这些参数的磁盘就需要改进磁盘的制备过程。在本领域中，代替诸如头弹簧片组件(HGA)的硬盘驱动器悬架的磁头滑块的抛光头用来在动态电测试(DET)过程中在线地擦拭磁盘表面。通常通过金刚石磨削装置来产生这种抛光头，所述金刚石磨削装置提供这样的抛光表面它会导致不希望有的头颗粒的扩散和破裂倾向。而且，所述典型的抛光头设计会导致突然的移出(abrupttakeoff)以及很大的动态俯仰角，不能象对最佳抛光所要求的那样，提供基本上平行于媒体(硬磁盘)表面的抛光表面。当前几种不同的抛光头设计用于媒体制造过程中(例如美国专利US6267645，US6249945，US5782680)。有些抛光头具有抛光刃，所述抛光刃形成与抛光头表面全宽度等宽的抛光缘。另外一些头设计仅仅在抛光面上的某些点上具有抛光垫(burnishing pad)，但两个构件之间具有纵向沟道。无效的抛光头可能导致低的滑动率，同时，过度滑动的抛光头可能导致划痕和损坏磁盘表面，这会导致整个磁盘损坏。大多数常用的抛光头为多边形设计，例如矩形和三角形，并具有磨轮切割格状图案。图1为本领域中典型的抛光头，这种格状抛光头的制造是通过借助金刚石磨轮在抛光头基片上开槽和锥度研磨来完成的。不幸的是，采用这些加工方法(来实现所述设计)很可能在陶瓷中产生微裂痕，并且产生高颗粒含量产品。这种设计的尖角102(典型的)是容易破裂并嵌入磁盘中的应力集中区。还有，如前面所述，所述抛光头通常在前缘106和/或后缘108具有锥形104。图2是关于形成本领域中使用的“格状抛光头”图案的磨削步骤的图解说明。首先，利用磨轮在抛光头材料的斜向202上磨出若干平行的槽。接着，再利用磨轮在另外的(垂直的)斜向上磨出若干槽204。然后，沿着垂直于材料长度的方向206上整个地切开材料，产生多个单独的(“格状”)抛光垫208。这种抛光头用来在媒体制造过程中抛光粗糙的表面，但由于刻蚀性太强而不适用于在磁头的动态电测试过程中擦洗媒体的测试表面。因此需要一种以在线的方式、在没有前面叙述的问题的情况下处理(例如抛光以便去除缺陷)诸如硬盘的媒体表面的系统。
技术实现思路
因此，专利技术的一个目的是提供一种改变媒体表面状态的系统。专利技术的另一个目的是提供一种改变媒体表面状态的方法。专利技术的再一个目的是提供一种制造抛光头的方法。根据专利技术的一个方面，用于改变媒体表面状态的系统包括具有多个椭圆衬垫的部件，其中，所述部件用来随着媒体和所述部件彼此相对运动、借助于所述椭圆衬垫和所述媒体表面之间的物理干扰而改变所述媒体表面的状态。根据本专利技术的另一个方面，用于改变媒体表面状态的方法包括在所述媒体和所述部件彼此相对运动的情况下在所述部件的多个椭圆衬垫和所述媒体表面之间设置物理干扰。根据本专利技术的再一个方面，用于制造抛光头的方法包括在行条(row bar)上覆盖光致反应薄膜涂层；使特定波长范围的光通过掩模射向所述薄膜涂层；利用显影剂去除所述薄膜涂层上未曝光的部分，保留作为所述行条的光致抗蚀表面的所述薄膜涂层的已曝光部分；以及通过离子碾磨技术刻蚀所述行条，以形成抛光表面。附图说明图1提供本领域中典型的抛光头。图2提供用于形成本领域中使用的“格状头”图案的磨削步骤的图解说明。图3提供根据本专利技术原理的抛光头的图解说明。图4提供抛光头的横截面和根据本专利技术原理的椭圆形抛光垫的设计。图5提供根据本专利技术原理的抛光头的底视图和侧视横截面。图6提供根据本专利技术原理的抛光头的后缘横截面。图7是空气支撑表面的抛物面轮廓的透视图，诸如用于术语说明目的的凸度、弯度和扭曲等。图8为了说明的目的而示出各种抛光头相对于媒体表面的取向。图9提供根据本专利技术原理的抛光头的等压线。图10图解说明用于制造根据本专利技术原理的抛光头的离子碾磨和溅射的工艺过程。图11示出根据本专利技术原理的顶部抛光头和底部抛光头的横截面，所述顶部抛光头和底部抛光头的相关的悬架与硬磁盘接触。图12提供根据本专利技术原理的抛光头的顶视图，所述抛光头的相关的悬架与硬磁盘接触。具体实施例方式图3图解说明根据本专利技术原理的抛光头(固定在HGA上)。在一个实施例中，抛光头(磁头滑块)302包括多个椭圆衬垫304，所述椭圆衬垫304(通常)对称于所述抛光头的(对称)轴线306的排列。在一个实施例中，通过离子碾磨而不是金刚石研磨来形成衬垫304以减少头颗粒产物和破裂倾向。另外，在一个实施例中，抛光头302的设计不再包括前缘308或后缘310上的锥度。这将避免抛光头的快速(突变的)移送(takeoff)和高的动态俯仰角。如下面所说明的，衬垫304的设计和布置与所述空气支承表面(ABS)的短的长度和平面度相结合，使抛光头(磁头滑块)能够基本上平行于媒体表面飞行。在一个实施例中，在抛光头底面涂敷一层硅或类金刚石碳(DLC)，以便优化头/盘界面(HDI)。如以下图11中所述，在与例如由Guzic TechnicalEnterprisesTM生产的动态电测试(DET)装置配合工作时，抛光头302在内径(ID)处装入、随着磁盘旋转而慢慢地滑向外径(OD)并在外径OD处被取出(见图11)。这有助于去除测试轨迹上的污染物和颗粒凹凸不平，提高产品合格率并降低媒体消耗。在本专利技术的一个实施例中，抛光头302由空白磁晶片(magneticwafer)或常规陶瓷、例如回收的废旧晶片制成，离子碾磨工艺提供宽范围的抛光头设计可能性。光刻技术和离子碾磨的结合可以产生大量的椭圆几何形状。如上所述，与常见的磨削法相比，能够利用离子碾磨生成的椭圆形状可以改善性能、减少破裂、降低磁盘的损坏率。在一个实施例中，抛光头302由空白磁晶片(行条)或矩形陶瓷材料(回收材料)制成，通过离子碾磨(IM)刻蚀衬垫304。采用离子碾磨而不是反应离子刻蚀(RIE)是因为与在氧化铝层上进行反应离子刻蚀相关的危险，例如使磁心金属暴露的危险。相比之下，对所有材料、以几乎相同的速率进行离子碾磨工艺。如上所述，在一个实施例中，抛光头302不包括在空气支承表面(ABS)的前缘308或后缘310上的锥度、以避免快速移出或高的动态俯仰角。衬垫的设置与平坦的空气支承表面结合提供在被抛光媒体上方的基本上平行的飞行。，这确保轻的(柔和的)媒体接触能够去除表面缺陷。另外，采用用于抛光的完整的空气支承表面能够避免应力集中。抛光头302在磁盘上的强烈的接触会产生磁头震动、因而可能会破坏碳覆层。此外，在装入和取出(LUL)过程中，抛光头302的任何动态俯仰和滚动都会导致抛光头302的边缘擦伤媒体。此外，如上所述，在一个实施例中，为了改善磁头界面(HDI)，抛光头302表面涂敷一层硅或类金刚石薄膜，用于润滑和延长寿命。在离子碾磨之后形成所述硅或类金刚石涂层，以便处理由再淀积引起的松散粒子。在一个实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于改变媒体表面状态的系统，所述系统包括： 具有多个椭圆衬垫的部件，其中， 所述部件用来随着所述媒体和所述部件彼此相对运动、借助于所述椭圆衬垫与所述媒体表面之间的物理干扰而改变所述媒体表面的状态。

【技术特征摘要】
1.一种用于改变媒体表面状态的系统，所述系统包括具有多个椭圆衬垫的部件，其中，所述部件用来随着所述媒体和所述部件彼此相对运动、借助于所述椭圆衬垫与所述媒体表面之间的物理干扰而改变所述媒体表面的状态。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述各椭圆衬垫以基本上对称于所述部件的轴的形式设置在所述部件上，所述轴一般地平行于所述部件的运动矢量，以及所述衬垫分布在所述多个衬垫之间形成多个气流通道。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于所述各椭圆衬垫以这样的尺寸和分布设置在所述部件上、以便当所述部件经过所述媒体表面时，提供一般地等于所述磁头滑块的宽度、基本上连续的物理干扰区。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于所述部件用于抛光所述媒体表面，而所述多个椭圆衬垫构成抛光表面。5.如权利要求3所述的系统，其特征在于所述抛光表面在所有平面方向上基本上是平坦的，以及这样设计和布置所述抛光垫、使得在所述多个通道中由所述衬垫之间的气流产生至少一个低压区域。6.如权利要求5所述的系统，其特征在于所述部件是废晶片材料的陶瓷空磁头滑块。7.如权利要求5所述的系统，其特征在于所述部件是抛光头，而所述媒体是硬磁盘。8.如权利要求7所述的系统，其特征在于所述抛光头用来抛光所述硬盘，其方法是当所述盘旋转时，所述抛光头从所述盘的内径移动到所述盘的外径，所述硬盘具有这样的角速度额定值并且所述磁头滑块具有这样的径向速度额定值、使得所述磁头滑块形成总体上覆盖所述硬盘的所述整个表面的螺旋形路径。9.如权利要求8所述的系统，其特征在于所述抛光头在略高于所述盘表面飞行的同时抛光所述盘的所述表面。10.如权利要求9所述的系统，其特征在于所述抛光头在所述盘表面之上基本上平坦地飞行的同时抛光所述盘的所述表面。11.如权利要求8所述的系统，其特征在于每一个所述椭圆衬垫具有前缘，所述前缘为第一弧线，所述第一弧线的轴垂至于所述盘表面；以及后缘，所述后缘为第二弧线，所述第二弧线的轴垂至于所述盘表面并且其直径大于所述第一弧线的直径。12.如权利要求11所述的系统，其特征在于每一个所述椭圆衬垫是泪滴形的。13.如权利要求8所述的系统，其特征在于采用离子刻蚀和润滑剂涂敷的方法在所述抛光头中形成所述多个椭圆衬垫。14.如权利要求13所述的系统，其特征在于每一个椭圆衬垫通过圆形衬垫表面接触所述盘，并且所述润滑剂涂敷包括涂敷硅和类金刚石碳(DLC)。15.如权利要求13所述的系统，其特征在于所述抛光头包括16个椭圆衬垫的基本上均匀的分布，其中，具有以下衬垫数目的各衬垫行按次序从前缘排列到后缘具有3个衬垫的前缘行；具有4个衬垫的第二行；具有3个衬垫的第三行；具有4个衬垫的第四行；以及具有2个衬垫的后缘行；所述衬垫分布形成各椭圆衬垫的总体上十字形图案。16.一种改变媒体表面状态的方法，所述方法包括当媒体与部件彼此相对运动时，在所述部件的多个椭圆衬垫与所述媒体表面之间形成物理干涉。17.如权利要求16所述的方法，其特征在于所述各椭圆衬垫以基本上对称于所述部件的轴的分布设置在所述部件上，所述轴一般地平行于所述部件的运动矢量，以及所述衬垫分布在所述多个衬垫之间形成多个气流...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑国强，申加兵，李宇，田宏，
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]