具有与波导相邻的热沉材料的热辅助磁记录(HAMR)头制造技术

本发明专利技术题为“具有与波导相邻的热沉材料的热辅助磁记录(HAMR)头”。本发明专利技术公开了一种热辅助磁记录(HAMR)头，该HAMR头具有支撑近场换能器(NFT)的气体轴承滑块和主磁极。第一热沉材料位于主极的跨磁道侧上，并且第二热沉材料位于波导的跨磁道侧上。第二热沉材料可以与第一热沉材料接触，并且高热导率的热分流器可以将NFT与第一热沉材料和第二热沉材料互连。来自NFT输出尖端的热量通过NFT和热分流器流向第二热沉材料。光学反射材料可位于波导和第二热沉材料之间以改善NFT的光学效率。热沉材料之间以改善NFT的光学效率。热沉材料之间以改善NFT的光学效率。

【技术实现步骤摘要】
具有与波导相邻的热沉材料的热辅助磁记录(HAMR)头


[0001]本专利技术整体涉及热辅助磁记录(HAMR)盘驱动器，其中在盘上的磁记录层处于升高的温度时写入数据，并且更具体地，涉及改进的HAMR头。

技术介绍

[0002]在常规磁记录中，在记录介质中所存储的磁化的热不稳定性可导致记录数据的丢失。为避免这种情况，需要具有高磁晶各向异性(K
u
)的介质。然而，增大K
u
也增大介质的矫顽磁性，这可超出写入头的写入字段能力。由于已知记录层的磁性材料的矫顽磁性依赖于温度，因此对于热稳定问题的一种建议解决方案是热辅助磁记录(HAMR)，其中高K
u
磁记录材料在通过主磁极写入期间被局部加热以降低足以进行写入的矫顽磁性，但其中矫顽磁性/各向异性足够高，以在盘驱动器的环境温度(即，约15℃
‑
30℃的正常操作温度或“室温”)下实现所记录位元的热稳定性。在一些提出的HAMR系统中，磁记录材料被加热至接近或高于其居里温度。然后，通过常规磁阻读取头在环境温度下回读所记录的数据。已经针对常规连续介质提出了HAMR盘驱动器，其中磁记录材料是盘上的连续层，并且针对位元图案介质(BPM)提出了HAMR盘驱动器，其中磁记录材料被图案化成离散数据岛或“位元”。
[0003]一种类型的提出的HAMR盘驱动器使用激光源和耦合到近场换能器(NFT)的光学波导，用于加热盘上的记录材料。“近场”换能器是指“近场光学器件”，其中光通过具有亚波长特征的元件，并且光耦合到位于距第一元件亚波长距离的第二元件，诸如磁记录介质之类的衬底。NFT通常位于气体轴承滑块的气体轴承表面(GBS)处，该气体轴承滑块还支撑读/写头并且骑跨或“归档”在盘表面上方。
[0004]具有大体三角形或梯形输出端的NFT在US 8705327 B2中有所描述，该申请转让给与本专利申请相同的受让人。在该NFT中，在波导的表面处产生的消散波耦合到在NFT的表面上激发的表面等离子激元，并且在输出端的顶点处产生强光学近场。

技术实现思路

[0005]在常规HAMR头中，来自NFT的热量引起NFT的变形。热还可导致主磁极中的温度上升。这增加了GBS处主极的不期望氧化的可能性，这也受到头防护外涂层的磨损的影响。为了改善头可靠性，希望通过最小化NFT和主极的加热来最小化NFT的变形和主极的氧化。这也将减小由源自NFT的热引起的NFT的热突出。还期望改善光学效率，使得波导模式有效地转换为光学近场，并且光在NFT的顶点处更受局限。这将改善记录层中的热梯度以增加面密度，并且降低激光功率以降低激光的功率消耗。
[0006]在本专利技术的实施方案中，第一热沉材料可以位于主极的跨磁道侧上，并且附加的热沉材料位于波导的跨磁道侧上。附加的或第二热沉材料进一步降低NFT的温度，并因此降低NFT变形的可能性。第二热沉与NFT和热分流器接触，使得来自NFT输出尖端的热量通过NFT和热分流器流到第二热沉材料。它降低了NFT的温度并因此降低了NFT变形的可能性。第二热沉任选地连接到主极的跨磁道侧上的第一热沉材料，以进一步降低NFT的温度。其还可
降低主极的温度，从而降低主极的氧化的可能性。在一些实施方案中，光学反射材料可位于波导和第二热沉材料之间以改善NFT的光学效率。
[0007]为了更全面地理解本专利技术的实质和优点，应当参考结合附图所作的以下具体描述。
附图说明
[0008]图1是根据本专利技术的实施方案的热辅助磁记录(HAMR)盘驱动器的顶视图。
[0009]图2是根据现有技术的在HAMR盘驱动器中使用的气体轴承滑块和HAMR盘的一部分的侧剖视图，该侧剖视图由于难以显示非常小的特征部而未按比例绘制。
[0010]图3A是根据现有技术并且相对于盘上的记录层示出的构成主极和初级极、近场换能器(NFT)和波导的材料层的侧剖视图。
[0011]图3B是根据现有技术的主极、初级极、NFT、锥形波导和位于主极的跨磁道侧上的热沉材料的透视图。
[0012]图3C是根据现有技术的图3B的一部分的放大透视图，示出了热分流器与NFT输出尖端的连接，其中热沉材料位于主极的跨磁道侧上。
[0013]图4A是本专利技术的实施方案的气体轴承表面(GBS)视图，并且示出了位于波导的跨磁道侧上的第二热沉材料。
[0014]图4B是本专利技术的实施方案的气体轴承表面(GBS)视图，并且示出了位于波导的跨磁道侧上并且延伸成与返回极接触的第二热沉材料。
[0015]图4C为截面4C
‑
4C的视图，该截面为图4B的X
‑
Y平面并且示出了具有上覆热分流器的锥形波导。
[0016]图4D为截面视图，其为X
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Y平面并且示出了具有对热分流器的修改的本专利技术的实施方案。
[0017]图4E为截面视图，其为X
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Y平面并且示出了在GBS处具有侧热沉层的修改的本专利技术的实施方案。
[0018]图4F为截面视图，其为X
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Y平面并且示出了侧热沉层从GBS凹入的本专利技术的实施方案。
[0019]图5为具有两个任选特征的本专利技术的实施方案的GBS视图。
具体实施方式
[0020]图1是根据本专利技术的实施方案的热辅助记录(HAMR)盘驱动器100的顶视图。在图1中，HAMR盘驱动器100被描绘为具有盘150，该盘具有布置在径向间隔开的圆形磁道118中的常规连续磁记录材料的磁记录层31。仅示出了靠近盘150的内径和外径的若干代表性磁道118。然而，记录层可以是具有离散数据岛的位元图案化介质(BPM)层，而不是常规的连续磁记录层。
[0021]驱动器100具有支撑致动器130的外壳或基部112和用于使磁记录盘150旋转的驱动马达。致动器130可为具有刚性臂131并围绕枢轴132旋转(如箭头133所示)的音圈马达(VCM)旋转致动器。头悬架组件包括悬架135和头载体诸如气体轴承滑块120，该悬架具有附接到致动器臂131的端部的一端，该头载体附接到悬架135的另一端。悬架135允许滑块120
保持非常接近盘150的表面，并且使其能够在盘150沿箭头20的方向旋转时在由该盘生成的气体(通常为空气或氦气)轴承上“倾斜”和“滚动”。滑块120支撑HAMR头(未示出)，该HAMR头包括磁阻读取头、感应式写入头、近场换能器(NFT)和光学波导。具有780nm至980nm波长的半导体激光器88可用作HAMR光源，并且被描述为支撑在滑块120的顶部上。作为另外一种选择，激光器可位于悬架135上并通过光学通道耦合到滑块120。当盘150沿箭头20的方向旋转时，致动器130的移动允许滑块120上的HAMR头访问盘150上的不同数据磁道118。滑块120通常由复合材料形成，诸如氧化铝/碳化钛(Al2O3/TiC)的复合材料。图1中仅示出了具有相关联的滑块和读写头的一个盘表面，但通常在由主轴马达旋转的轮毂上堆叠有多个盘，其中单独的滑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于写入磁记录层的热辅助磁记录(HAMR)头，所述HAMR头包括：头载体，所述头载体具有沿磁道轴线和实质上正交于所述沿磁道轴线的跨磁道轴线；主极，所述主极位于实质上正交于所述面向记录层的表面的表面上并且具有实质上位于所述面向记录层的表面处的输出端；近场换能器(NFT)层，所述NFT层位于实质上平行于所述主极取向的所述头载体上，所述NFT层在所述面向记录层的表面处具有输出尖端，所述输出尖端与所述主极输出端在所述沿磁道方向上对准；光波导，所述光波导位于所述头载体上用于与所述NFT层光学耦合，所述波导具有芯、大体正交于所述面向记录层的表面的长度和面向所述面向记录层的表面的端部；以及与所述波导芯的所述跨磁道侧相邻的热沉材料。2.根据权利要求1所述的HAMR头，所述HAMR头还包括在所述波导芯和所述热沉材料之间的晶种层材料。3.根据权利要求1所述的HAMR头，所述HAMR头还包括光学反射材料，所述光学反射材料与所述波导端部和所述热沉材料之间的所述波导端部的所述跨磁道侧的每一侧相邻。4.根据权利要求3所述的HAMR头，其中在所述面向记录层的表面处与所述波导端部的侧面相邻的所述光学反射材料之间的所述跨磁道间隙宽度介于约400nm和1200nm之间。5.根据权利要求3所述的HAMR头，其中所述光学反射材料选自Au、Rh、Ir、Cu、Ru、Pd、Cr和Ag中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的HAMR头，所述HAMR头还包括位于所述波导端部和所述热沉材料之间的波导包覆材料。7.根据权利要求1所述的HAMR头，所述HAMR头还包括将所述NFT层输出尖端与所述热沉材料互连的热分流器。8.根据权利要求7所述的HAMR头，其中所述热分流器具有邻接所述热沉材料的跨磁道端部。9.根据权利要求7所述的HAMR头，其中所述热分流器具有与所述热沉材料重叠的跨磁道端部。10.根据权利要求7所述的HAMR头，其中所述热分流器具有实质上在所述面向记录层的表面处的边缘。11.根据权利要求1所述的HAMR头，其中所述NFT层具有邻接所述热沉材料的跨磁道端部。12.根据权利要求1所述的HAMR头，其中所述NFT层具有与所述热沉材料重叠的跨磁道端部。13.根据权利要求1所述的HAMR头，所述HAMR头还包括返回极，所述返回极位于实质上正交于所述面向记录层的表面的表面上，所述返回极耦合到所述主极并且具有实质上位于所述面向记录层的表面处的端部；并且其中所述热沉材料实质上与所述返回极接触。14.根据权利要求1所述的HAMR头，所述HAMR头还包括返回极，所述返回极位于实质上正交于所述面向记录层的表面的表面上，所述返回极耦合到所述主极并且具有实质上位于所述面向记录层的表面处的端部；并且还包括第三热沉材料，所述第三热沉材料与所述返回极相邻并且与所述热沉材料实质上接触。
15.根据权利要求1所述的HAMR头，其中在所述面向记录层的表面处的所述热沉材料形成圆角。16.根据权利要求1所述的HAMR头，其中所述热沉材料从所述面向记录层的表面凹入。17.根据权利要求1所述的HAMR头，其中所述NFT层输出尖端具有大体三角形或梯形形状。18.根据权利要求1所述的HAMR头，其中所述波导具有锥形部分，所述锥形部分在跨磁道宽度上从从所述面向记...

【专利技术属性】
技术研发人员：松本拓也，
申请(专利权)人：西部数据技术公司，
类型：发明
国别省市：