在高机械冲击环境中用于高面密度记录的金属箔盘制造技术

本发明专利技术提供一种磁性记录媒体，尤其是软金属箔盘、具有这种盘的读出／写入系统以及制造这种盘的方法。在一个示例的实施例中，提供一种记录媒体，其包括一个金属基片和在基片上的至少一个溅射沉积磁性材料膜。记录媒体具有小于大约０．０１０英寸的厚度，并且基片占据至少８０％的厚度。而且溅射沉积膜适合于记录和再现高面密度的数字数据。在一个实施例中，将这种记录媒体包括在一个读出／写入系统中，以提供可抵抗机械撞击的唯一的记录接口。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术一般涉及数据存储装置领域，尤其涉及达到高面记录密度和高抗机械冲击性能的存储装置。本专利技术的数据存储装置还具有可移动性的优点，并具有信息的高速记录和取回的优点，消耗的能量比传统硬盘驱动器(HDD)所需求的低很多。计算和通信平台正在发生着改变并且变得更方便灵活。台式个人计算机和诸如文件服务器的其它的系统包含大的数据库，这些数据库不能配置成便携式的。许多装置可用来允许这些平台彼此通信，并与移动单元一起共享信息。但是数据被传送的速度受到这些不同的替换物的带宽的限制。经电话线或其它硬线电缆连接的通信可实现另人难以忘记的高的传送速度，但是当要被传送的信息量大时不象旋转存储器装置那样方便。例如，快速调制解调器可以53千比特／秒的速度传送数据，并且ISDN连接可实现128千比特／秒的速度。旋转存储器装置当前在大约40，000千比特／秒的速度操作，并且这一速率随着技术进步正继续得到提高。诸如数码相机的新的应用伴随归档功能要求快速低成本的通信信道。当前设计这些产品以与个人计算机连接，并经电缆传送图像或利用很昂贵的可移动的半导体闪存储卡。然后将数字图像存储在安装在个人计算机中的旋转存储器的周边上。然后这个存储器单元执行归档功能。通常有两种类型的旋转存储器装置。一种利用固定的不能从装置中移开的存储媒体，如HDD。第二类型使用可移动的并且与类似的单元可互换的记录媒体，如软盘(FDD)。FDD具有的优点是最便宜并且是最坚固的可移动媒体，而HDD是典型的固定于台式计算机的或布置成文件服务器中的不可传输的盘组。有的设计是把HDD安装在一个抽屉中，该抽屉允许整个组件在不同平台之间进行互换。还有的设计是允许塑料外壳(盒)中包含的单张硬盘(HD)或两张硬盘组可移动，并可与另一类似盘驱动器进行互换。但是，各个头／盘接口的强度和可靠性限制了这些装置的应用。因此，本专利技术的一个目的是提供一种可抵抗机械撞击的唯一的记录接口，其不损害存储容量、数据存取速度或可靠性，并且不提高存储子系统的制造成本。HDD记录头包括安装在陶瓷体的尾沿的或靠近那里安装的记录元件或换能器。陶瓷体(滑动器)由万向结构支撑在厚铝或玻璃盘基片上。在操作期间，滑动器浮在旋转盘表面上方的空气薄膜上。空气薄膜提供空气支承效应，如美国专利No．4，673，996和4，870，519描述的那样，该文献在这里被引用来作为参考。万向结构的施加的负荷对空气支承薄膜中产生的力进行平衡，理论上导致在全速的盘旋转期间滑动器与盘之间不接触的状态。目前使用的硬磁盘厚度处于大约0．015英寸(15毫英寸)到大约0．035英寸(35毫英寸)之间。较薄的15毫英寸厚的盘具有大约2．0英寸的更小的外径。目前大批量制造的硬磁盘具有3．74英寸(95mm)的外径，并且利用30毫英寸厚的基片制成。这些盘在大约4，000rpm到高至10，000rpm的速度操作。这些驱动器中的主轴马达消耗相当大的能量，因为它们必须从静止位置对这些盘加速直到到达操作速度，并在记录和再现操作期间保持这一速度。通常的已有技术的硬磁盘10的记录层的细节在附图说明图1中表示，首先由沉积在抛光的铝或玻璃基片12上的NiP层14构成。然后整个盘被抛光，并清理以实现光滑的表面。然后溅射沉积Cr膜16直到厚度为大约500埃。接着是磁性薄膜18的溅射沉积，该膜主要包含Co和少量的某些其它的元素，并且厚度大约在400埃。最后的操作是用一个薄层碳20来覆盖该盘以提供腐蚀防护。对沉积这些膜的设备和过程已经进行充分地研究和开发，并且也正被用来大批量地制造HD。所有的溅射操作在真空室内大约250度到300度的升高的温度下进行。最后，向盘表面应用表面润滑剂，其允许记录头以与盘表面接触的方式来启动和停止。有某些记录换能器的设计允许记录头滑动器的尾沿的一部分在盘表面拖动。头接触力被保持相当小以不磨损记录膜或不损坏记录元件。大部分HDD使用非接触记录头，该记录头在滑动器本体的尾沿通常把头保持在与盘分开大约2微英寸的距离上。HDD设计要求记录组件被保持在干净的环境中。盘上的磁性层很薄以实现高的线位密度，并且磁性膜与记录换能器元件之间的距离保持很小，在2微英寸的数量级。由于机械撞击或其它干扰而导致的任何接触将使得两个硬表面，即，陶瓷记录头和金属盘，相互撞击，产生局部缺陷或刮伤。很大的撞击可能会导致这些表面之间的灾难性的接触并产生磨损粒子。这些粒子和结果产生的对滑动器和盘表面的表面形貌的损坏会使头回到它原来的非接触操作状态。诸如这些的情况导致可靠性问题和记录数据的丢失。HDD包括金属或玻璃基片，因其各向同性的特性而选择它们。盘上的数据磁道放置成同心圆。这里有分开各个数据磁道的小的未记录带。这种带的宽度保持很小以最大化写入磁道宽度。通常的硬盘驱动器当前可实现大约每英寸4，800到8，000磁道的磁道密度。设计伺服系统来保持记录头与数据磁道的中心对齐，并且使它不偏离正确位置10％的写入磁道宽度，使得记录的信息可靠地恢复。设计软盘驱动器(FDD)在不密封的环境中操作。软盘由塑料基片如聚脂薄膜构成，其涂覆有磁性粒子的浆料。FDD以低速度操作(通常小于100rpm)，记录头在记录媒体上滑动。为实现好的磨损特性，磁性浆料包括与磁性粒子一起的粘合剂和大量润滑剂。这个涂覆过程不能支持与在HDD上溅射沉积薄膜的相同的磁记录的面密度。通常塑料基片不能承受溅射沉积过程要求的高温，并且因此，已经研制了诸如气相沉积和低温溅射的另一种技术。目前为止，这些技术已经产生带有磁特性的薄膜，该特性比湿／浆料涂覆过程的特性并没有明显好转。有的设计允许软盘媒体以高的盘速来操作，从而，盘的灵活性被用来实现某些有益的特性。这种特性之一允许记录元件靠近盘表面飞行，而记录头的其它的部分被保持在更高的距离上，以得到在未密封的环境中的可接受的可靠性。例如，一个这样的系统在美国专利No．5，675，452中进行了描述，其公开的整个内容在这里引用作为参考。其它方法已经使用在软盘的任一侧上以相对的结构设置的标准HDD头。在这种设置中可以高速维持非接触状态。但是，这种设计依赖于软盘媒体的耐用性，以克服精确的位置与相对的记录头组件的调节状态之间的不可避免的公差不匹配。诸如这些状态将导致软盘与记录头之间的间歇接触。另一种技术利用紧密靠近旋转软盘定位的后板。后板给柔性盘提供一些刚度，从而记录头能从盘的一侧穿透以实现非接触的头／盘接口。但是这种方法仅提供单面的记录。湿涂覆过程产生的磁性膜，比如软盘，具有低的块体磁特性并且信噪比低于溅射沉积的HD的信噪比。二次涂覆的媒体，如富士通的ATOMM软盘和气相沉积媒体，如索尼的ME也具有大大劣于HD的涂覆厚度和块体磁特性。如早先讨论的那样，软盘产品设计要求盘基片是有适应性的，并且塑料薄膜，如聚酯薄膜或PET(聚乙烯对苯二甲酸盐)已经被成功地用在这种应用中。这些薄膜表现出各向异性扩展特性，并且必须设计盘驱动器的伺服系统来纠正偏离轨道误差，其具有两倍于旋转速度而放置的频率分量。盘驱动器中的盘的移开和再安装导致盘的对中误差，从而记录在盘上的数据磁道的中心从主轴马达的旋转中心位移。在这些情况下的静态记录头在各次旋转期间将注意各个数据道中心在两个极端位置之间的移动。这种移动的频率处于主轴旋转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种记录媒体，包括： 一个金属基片；和 至少一个溅射沉积的磁性材料膜； 其中记录媒体具有小于大约０．０１０英寸的厚度，其中基片占据了至少８０％的厚度，溅射沉积的膜适合于记录和再现高面密度数字数据。

【技术特征摘要】
US 1998-1-15 09/007,4521．一种记录媒体，包括一个金属基片；和至少一个溅射沉积的磁性材料膜；其中记录媒体具有小于大约0．010英寸的厚度，其中基片占据了至少80％的厚度，溅射沉积的膜适合于记录和再现高面密度数字数据。2．根据权利要求1的记录媒体，其中基片从镍、镍合金、钢、不锈钢、Sandvik钢、铍、铍合金、铜、铜合金、黄铜、黄铜合金、青铜合金、钛、钛合金、铝、铝合金构成的一组基片中选出。3．根据权利要求1的记录媒体，其中软金属盘的厚度小于大约0．005英寸。4．根据权利要求1的记录媒体，其中软金属盘的厚度小于大约0．002英寸。5．根据权利要求1的记录媒体，其中基片的厚度在从大约0．0001英寸到大约0．010英寸的范围内。6．根据权利要求1的记录媒体，其中还包括一个沉积在基片和磁性膜层之间的至少主要由铬构成的层。7．根据权利要求1的记录媒体，其中还包括一个沉积在基片和磁性膜层之间的由铂或铂合金构成的层。8．根据权利要求1的记录媒体，其中磁性膜包括钴。9．根据权利要求1的记录媒体，其中还包括一个沉积在磁性膜层上的保护膜层。10．根据权利要求9的记录媒体，其中保护膜层包括碳。11．一种基本上有下面构成的记录媒体，包括一个金属基片；一个磁性材料膜；一个沉积在金属基片和磁性材料膜之间的至少主要由铬构成的层；和一个沉积在磁性材料膜上的保护膜层。12．根据权利要求11的记录媒体，其中磁性材料膜包括钴。13．根据权利要求1的记录媒体，其中保护膜层包括碳。14．一种制造记录媒体的方法，包括提供具有小于大约0．008英寸的厚度的一个金属基片；在金属基片或金属基片上的中间材料上溅射沉积一个磁性材料层；及在磁性材料层上溅射沉积一个保护膜，其中媒体的总的厚度小于大约0．010英寸。15．根据权利要求14的方法，其中中间材料包括在磁性材料膜沉积之前沉积在基片上的溅射沉积的金属层。16．根据权利要求14的方法，其中基片从镍、镍合金、钢、不锈钢、Sandvik钢、铍、铍合金、铜、铜合金、黄铜、黄铜合金、青铜合金、钛、钛合金、铝、铝合金构成的一组基片中选出。17．根据权利要求14的方法，其中媒体的厚度小于大约0．005英寸。18．一种用于读出和记录数字信息的系统，该系统包括一个具有第一侧和第二侧的软金属盘，盘包括一层金属基片和至少一层磁性材料的溅射沉积膜，其中盘具有小于大约0．010英寸的厚度，基片占据至少80％的厚度，溅射沉积膜适合于记录和再现高面密度的数字数据；一个具有向盘的第一侧定位的气体支承表面的第一滑动器；一个具有向盘的第二侧定位的气体支承表面的第二滑动器，其中至少一个滑动器容纳至少一个读出和／或写入换能器；及一个安装系统，相对于盘将第二滑动器基本上与第一滑动器相对的安装，并把第二滑动器推向盘，使得第二滑动器可朝向盘或远离盘移动。19．根据权利要求18的系统，其中金属基片设置在两个溅射沉积的磁性材料膜之间。20．根据权利要求18的系统，其中安装系统还刚性安装第一滑动器，以防止第一滑动器相对于盘移动。21．根据权利要求18的系统，其中安装系统还相对于盘将第一滑动器基本上与第二滑动器相对的安装，并把第一滑动器推向盘，使得第一滑动器可朝向盘或远离盘移动。22．根据权利要求18的系统，其中安装系统还相对于盘面对第一滑动器提供至少一个旋转自由度。23．根据权利要求22的系统，其中自由度是纵向仰伏自由度。24．根据权利要求22的系统，其中自由度是横向摇滚自由度。25．根据权利要求18的系统，其中安装系统相对于盘面对第二滑动器提供至少一个旋转自由度。26．根据权利要求25的系统，其中自由度是纵向仰伏自由度。27．根据权利要求25的系统，其中自由度是横向摇滚自由度。28．根据权利要求18的系统，其中从镍...

【专利技术属性】
技术研发人员：安尼尔尼加姆，詹姆斯W怀特，
申请(专利权)人：弗莱克斯特公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]