磁记录盘驱动器制造技术

本发明专利技术提供了一种磁记录盘驱动器。图案化介质磁记录盘驱动器采用光学系统来精确地计时写入数据。盘具有图案化为离散的可磁化数据岛的同心数据轨道，岛之间为非磁性间隔。当盘旋转时，辐射源引导近场辐射到岛和间隔，辐射检测器接收被反射的辐射。辐射从源引导通过气垫滑块上的光通道或波导，该气垫滑块支撑读头和写头。光通道或波导在滑块的面对盘的表面处具有近场转换器，在该表面处近场辐射出射并且被反射的辐射返回。被反射的光功率基于近场转换器是耦合到岛还是间隔而不同，因此当盘旋转时辐射检测器输出信号表示岛的频率和相位。写时钟响应辐射检测器的输出信号，因此当盘旋转时写时钟信号的频率和相位可以被匹配到岛的频率和相位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总地涉及与图案化的介质一起使用的;兹记录盘驱动器，其中每个数据位被存储在^F兹隔离的岛或者盘上的岛中，更具体地涉及具有改善的用于写入数据的时钟的盘驱动器。
技术介绍
已经提出具有图案化磁记录介质的磁记录硬盘驱动器以增大数据密度。在图案化的介质中，盘上的磁性材料被图案化为小的隔离数据岛或布置在同心数据轨道中的岛。每个岛包含单个磁性的位并通过非磁性区域与相邻的岛分开。这与常规的连续介质形成对比，在常少见的连续介质中单个位由形成单个磁畴的多个弱耦合的相邻磁颗粒组成，并且位在物理上彼此相邻。图案化介质盘可以是纵向磁记录盘或垂直磁记录盘，在纵向磁记录盘中磁化方向平行于记录层或在记录层的平面内(in the plane),在垂直磁记录盘中^f兹化方向垂直于记录层或在记录层的平面外(out of the plane )。为制造需要的图案化岛的磁隔离，岛之间区域的磁矩必须被破坏或基本减小到使这些区域基本上无磁性。备选地，介质可以被制造使得没有磁性材料在岛之间的区域中。美国专利5820769是各种类型的图案化介质和它们的制造方法的代表。对具有图案化介质的磁记录系统的描述和它们相关联的挑战由R. L.While等人给出，Patterned Media: A Viable Route to 50 Gbit/in2 and Up forMagnetic Recording IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 33， No. 1， January1997， pp.990-995。在一种图案化介质中，数据岛是升高且间隔开的柱(pillar),其延伸在盘基板表面之上以在柱之间的基板表面上限定槽(trough)或沟槽(trench)。这种图案化介质引起了人们的兴趣，因为具有柱和沟槽的预蚀刻的图案的基板可以通过相对低成本、高容量的工艺(例如光刻和纳米压印(nanoimprinting))来制造。磁记录层材料随后沉积在预蚀刻的基板的整个表面上以覆盖柱和沟槽的末端。沟槽从读头/写头凹陷得足够深从而不对读或5写产生不利影响。这种图案化介质被Moritz等人描述于Patterned MediaMade From Pre-Etched Wafers: A Promising Route Toward Ultrahigh-DensityMagnetic Recording, IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 38， No. 4， July 2002:pp.l731-1736。在常规的磁记录(其中数据位被写入在连续介质上)中，由于所有的介质包含磁性材料，所以对写入到介质上的精确位置没有要求。然而，对于图案化的介质，因为数据岛是单个畴，所以位之间的转变可以仅发生在岛之间。由于磁转变被限制到由单个岛的位置控制的预定位置，所以需要在单个岛经过磁头之下时使写头中电流的反向同步。还要保证，写头与图案化介质上的岛精确地对准，介质必须用单个精确的周期完美地图案化，并且支撑盘的主轴(spindle)的有效马达转速必须是高度稳定的，使得写时钟在岛通过写头下方时与岛完全同步。出让给与本申请相同的受让人的美国专利6754017B2描述了 一种具有图案化介质的磁记录盘驱动器，该^磁记录盘驱动器采用 一种特殊的图案传感器，该传感器在数据岛经过写头下方之前^r测数据岛并产生写时钟信号。所需要的是一种具有图案化介质的磁记录盘驱动器，该驱动器具有用于检测数据岛以产生精准的写时钟信号的方法，使得数据可以被准确地写入到图案化的数据岛。
技术实现思路
本专利技术涉及具有用于精准计时写入数据的系统和方法的图案化介质^兹记录盘驱动器。盘具有同心数据轨道，该同心数据轨道被图案化为离散的可磁化数据岛，岛之间具有非磁性间隔。来自辐射源的辐射从源被引导通过光波导到头载体(head carrier)或气垫滑块(air-bearing slider)上，该头载体或气垫滑块支撑读头和写头。光波导在滑块的面对盘的表面(disk-facingsurface)处具有近场转换器(near-field transducer)，在面对盘的表面处辐射发射并且被反射的辐射返回。当盘旋转时，辐射源引导辐射到近场转换器，辐射检测器接收从近场转换器反射的辐射。被反射的光功率根据是岛还是间隔在转换器下并接收来自转换器的近场辐射而不同，所以当盘旋转时辐射检测器输出信号表示岛的频率和相位。控制到写头的写脉沖的写时钟信号响应于辐射检测器的输出信号，所以当盘旋转时写时钟信号的频率和相位可以匹6配到岛的频率和相位。控制电路包括锁相环(phase-locked-k)op， PLL)，该锁相环接收来自辐射检测器的模拟电压信号并提供被调整到岛的频率和相位的写时钟信号。相位移可以被施加到写时钟信号以调整写头与近场转换器之间的沿轨道的物理间隔。为了更充分地理解本专利技术的本质和优点，应当参照以下结合附图的详细描述。附图说明图1是具有图案化介质磁记录盘的图案化介质磁记录盘驱动器的俯视图。 '图2是部分图案化介质盘的放大俯视图，示出了数据岛的详细布置。图3是具有数据岛的图案化介质盘的截面图，该数据岛为延伸在盘基板表面之上的升高的岛。图4是示出本专利技术的 一个实施例的 一般特征和操作的示意图。图5是穿过部分气垫滑块和垂直磁记录盘的截面图，示出了在本专利技术的实施例中光波导和写头的布置。图6A示出了具有特征尺寸d的C形孔(aperture )。图6B是圓形孔的输出侧的视图，示出了金属膜，该金属膜形成出射面并具有周期性的褶皱(corrugation)或脊(ridge)的表面结构。图6C示出了具有特征尺寸d的H形孔。图6D示出了具有特征尺寸d的蝴蝶领结形(bowtie-shaped)孑L图7是绘出当岛和间隔移动经过近场转换器时从近场转换器反射的光功率(以相对单位)的计算机模拟结果作为时间的函数的示意图。图8是根据本专利技术实施例的控制电路的框图，该控制电路接收来自辐射检测器的模拟电压信号并提供控制信号到写时钟。具体实施例方式图1是具有图案化介质记录盘102的图案化介质^f兹记录盘驱动器100的俯视图。驱动器100具有外壳或基座(base) 112，外壳112支撑致动器130和用于旋转石兹记录盘102的驱动器马达。致动器130可以是音圈马达(VCM)旋转致动器，该致动器具有刚性臂131并绕枢轴132如箭头133所示旋转。磁头悬架组件包括悬架135,该悬架的一端装设到致动器臂131的末端，诸如气垫滑块120的磁头载体装设到悬架135的另 一端。悬架135允许滑块120被保持为非常接近盘102的表面，并能够使滑块120在盘102沿箭头20的方向旋转时在由盘102产生的气垫上俯仰(pitch)和滚转(roll)。如本领域公知的，^磁阻读头(未示出)和感应写头(未示出)通常形成为集成的读/写头，该集成读/写头被图案化为在滑块120的尾端(trailing end)上的一系列的薄膜和结构。滑块120通常由复合材料形成，例如氧化铝/碳化钛(Al203/TiC)的复合物。在图1中仅示出一个盘表面以及相关的滑块和读头/写头，但是通常多个盘堆叠在轮毂(hub)上，该轮毂被主轴马达(spindlemo本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图案化介质磁记录盘驱动器，包括：　可旋转的磁记录盘，具有多个数据轨道，每个数据轨道图案化为由非磁性间隔分隔开的离散的可磁化数据岛；　辐射源，当所述盘旋转时引导辐射到所述岛和所述间隔；　辐射检测器，检测被反射的辐射并提供 输出信号，该输出信号响应所述辐射是被引导到岛还是被引导到间隔而变化；　写头，当所述盘旋转时产生写脉冲以磁化所述岛；以及　写时钟，响应所述辐射检测器的输出信号并耦合到所述写头以控制由所述写头产生的所述写脉冲。

【技术特征摘要】
US 2008-9-11 12/209,0891.一种图案化介质磁记录盘驱动器，包括可旋转的磁记录盘，具有多个数据轨道，每个数据轨道图案化为由非磁性间隔分隔开的离散的可磁化数据岛；辐射源，当所述盘旋转时引导辐射到所述岛和所述间隔；辐射检测器，检测被反射的辐射并提供输出信号，该输出信号响应所述辐射是被引导到岛还是被引导到间隔而变化；写头，当所述盘旋转时产生写脉冲以磁化所述岛；以及写时钟，响应所述辐射检测器的输出信号并耦合到所述写头以控制由所述写头产生的所述写脉冲。2. 如权利要求1所述的图案化介质磁记录盘驱动器，还包括光波导和近 场转换器，用于将来自所述辐射源的辐射传输到所述岛和所述间隔，所述光 波导《I导辐射到所述近场转换器，其中所述辐射检测器检测从所述近场转换 器反射的辐射，并且其中被反射的辐射通过所述岛存在于所述转换器下来调 制。3. 如权利要求2所述的图案化介质^兹记录盘驱动器，其中所述近场转换 器是孔并具有从由C形、H形和蝴蝶领结形组成的组中选出的形状。4. 如权利要求2所述的图案化介质磁记录盘驱动器，其中所述近场转换 器由从Cu、 Au、 Ag、和Al组成的组中选出的材料形成，并且其中所述近场 转换器具有小于所述辐射的波长的特征尺寸。5. 如权利要求4所述的图案化介质磁记录盘驱动器，其中所述近场转换 器包括具有周期性褶皱的金属膜。6. 如权利要求2所述的图案化介质磁记录盘驱动器，还包括用于将所述 写头支撑在所述盘附近的头载体，并且其中所述光波导和所述近场转换器位 于所述头载体上。7. 如权利要求6所述的图案化介质磁记录盘驱动器，其中所述辐射源包 括在所述头载体上的激光二极管。8. 如权利要求1所述的图案化介质磁记录盘驱动器，其中所述写时钟包 括锁相环，该锁相环具有相位检测器和压控振荡器，所述相位;险测器响应于 所述辐射;f企测器的输出信号，所述压控振荡器产生写时钟信号。9. 如权利要求8所述的图案化介质磁记录盘驱动器，还包括耦合到所述压控振荡器的移相器，用于在所述辐射检测器的输出信号与所述写时钟信号 之间4是供相位偏移。10. 如权利要求1所述的图案化介质磁记录盘驱动器，其中所述岛包括 柱而所述间隔包括凹槽，并且其中所述辐射检测器的输出信号表示当所述柱 在所述转换器下时从所述近场转换器反射的辐射与当所述凹槽在转换器下时 从所述近场转换器反射的辐射之间的强度上的差异。11. 如权利要求1所述的图案化介质磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯R阿尔布雷克特，曼弗雷德E沙贝斯，巴里C斯蒂普，加布里埃尔泽尔策，
申请(专利权)人：日立环球储存科技荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]