一种通过三步离子研磨步骤形成的具有在亚纳米飞行高度提供气动稳定性ABS表面形状的浮动块。所述ABS设计通过位于后沿的浅隔壁显著减少了润滑剂积累并且去除了已积累的任何润滑剂。而且在下行通道和交径通道之间的交叉引导气流向嵌入有变换器的中央平板流动从而即使在高的高度条件下该平板处的压力也得到增强。所述浮动块ABS被横向深空气通道划分为两个部分，但所述通道被以不相等高度的边跨过深空气通道的交径通道横跨。该双高度桥使得倾斜角度变化得到补偿以显著减少盘磁道之间的压力变化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及安装了浮动块(Slider)的薄膜磁读/写头的制造，并且具体涉及形成适用于亚纳米间隙的浮动块空气支承表面(ABS)的方法。
技术介绍
在磁硬盘驱动器(HDD)中盘片上数据通过变换器(或“元件”)存储和提取。每个磁头元件被嵌入浮动块，浮动块在IOnm或更小的高度上(飞行高度)气动飞过旋转的盘片。除被动飞行高度(没有主动操作器介入的飞行高度)外 ，在读/写过程中的主动间隔实际上变得更小，可能低到2nm，以获得更高的面密度和盘片容量。例如，所谓的按需飞行(FOD)或动态飞行高度(DFH)现已被应用于通过由局部嵌入的加热器的热效应引起的元件/变换器的突出物来控制磁间隔。在如此低间隙的情况下，各种近距离相互作用，例如分子间作用力(MF)，半月形和静电力(ESF)以及盘片表面形状(topography)的影响,容易使空气支承浮动块不稳定。而且，运行震动，润滑剂转移，高度变化，热变化，以及甚至于湿度都会成为在确定气动稳定性和由此的浮动块可靠性中扮演越来越严重角色的额外动摇因素。已经证明要找到能够使其满足现有运行条件的稳定性要求的浮动块的空气支承表面(ABS)的合适设计是非常困难的。更具体地，关于运行震动，有两种主要的故障模式，升起和压缩，它们分别由浮动块上的悬架(suspension)上的预负荷的减少或增加引起。对于现有的负压空气支承表面设计，相较于压缩抵抗，浮动块更易于升起抵抗。也就是说，抗升起通常更优于抗压缩，并且由此给定在现有运行条件的亚纳米间隙，磁头容易由于压缩震动而失效。而且，在现有的空气支承表面设计中，压缩震动至少与Z高度敏感度联系，Z高度敏感度涉及驱动组件公差。良好的Z高度敏感度常常损害压缩震动性能，这是驱动器供应商目前最可能依靠悬架优化来获得对震动性能的改进的原因。当考虑润滑剂转移时，通常在盘片(或介质)表面和浮动块之间存在一层润滑剂。当浮动块在盘片表面上滑行时，润滑剂承受非常高的空气支承压力，由于运行期间出现的负的和正的压力，该压力造成润滑剂损耗和粘着(Pick up)。从盘片转移到浮动块的大部分润滑剂存在于浮动块后沿(TE)，因为TE非常靠近盘片表面飞行。随着回流，润滑剂然后前向移动(朝向浮动块的前沿(LE))，积累在气流停滞区域。实验还指出回流在从浮动块的TE到变换器所处的中央平板的润滑剂的移动中扮演重要的角色。由此，读/写间隙不能稳定，因为在ABS的积累的润滑剂影响浮动块的气动性并进而影响其稳定性和HDD的可靠性。关于浮动块对环境条件的敏感度，大部分现有的浮动块在板上压力传感器的协助下能够获得可接受的高度性能。但是，为了使得对不同盘道的补偿误差最小化，各盘道之间的高度损失的一致性相较于高度损失本身变得越来越重要。热变化对浮动块冠部(crown)和纵向静态角(PSA,pitch static angle)的影响变得明显而受到关注，因为由热能引起的在间隙中的即使微小的变化，浮动块冠部和PSA也将在亚纳米范围内对读/写性能造成显著影响。由此，具有对冠部和PSA的较小敏感度的空气支承设计得到高度推荐，尤其是在盘片变形和起伏通常更加严重且容易随浮动块ABS表面情况而调整的内部盘片(ID)。参考示意性的现有技术图1，其中示出硬盘驱动器(HDD)的一部分，其中，嵌入到称为浮动块7的陶瓷制基底中的封装的、小薄膜磁读/写头30用于在磁介质或存储盘15上读和写数据。读/写头30使用例如电镀、CVD(化学气相沉积)和光刻图案和蚀刻等公知的半导体沉积技术来形成。浮动块7具有背表面，在该处其附接到磁头悬臂组件(HGA) 150的远端，浮动块7还具有通常被称为ABS平面300的图案化的空气支承表面(ABS)，其在HDD运行期间面对旋转的盘片15。这里以侧I视图示出的ABS平面300，仅限定图案化浮动块ABS的虚拟表面边界，因为图案化实际上雕刻平面以产生气流通道并控制气动 性。这些通道将在后面的附图中示出，在这里的侧视图无法看到。HGA150由机电装置和电子控制电路驱动以将安装在浮动块上的磁头沿盘片上的磁道放置于各种位置(磁道未示出)。由于盘片由主轴电机(未示出)高速旋转，流体动压在浮动块7的图案化ABS平面30和盘片15的表面之间引起空气流(箭头25)。该气流抬起浮动块以使得其由一层空气支撑，实际上以“飞行高度”80飞行在盘片表面上方。该飞行高度，在现有技术中，大约小于等于10nm。盘片旋转经过的浮动块的边沿被称为它的“前沿”200，容纳读/写磁头30的相反的边沿被称为“后沿” 100。浮动块动作的气动性在旋转盘片表面上方抬起前沿高于后沿。如在图2中示意性地示出的，盘片15表面通常覆盖有不规则的润滑剂层，其在此用小的球状液滴150指代。液滴不规则地积聚成小堆或“堆”155。用箭头25指示的位于浮动块的ABS下方的气流创建相对于ABS的空气压力分布，其被示意性地指示为曲线160。还示出了到浮动块的后沿表面100的润滑剂流170。到浮动块的后沿表面的润滑剂流是作用于浮动块的ABS上(由压力曲线指示)和盘片表面的润滑剂分布上的很高的空气支承力的结果。这些力作用使得形成所述润滑剂堆155和润滑剂转移170。润滑剂行为的具体原因同时取决于所述作用力和润滑剂特性，例如分子粗糙度和粘性。在负压ABS设计的影响下(使得浮动块接近盘片表面)，转移到浮动块的大部分润滑剂被与箭头25反向的空气回流吸附在浮动块ABS的后沿100下。润滑剂可被吸入浮动块的图案化ABS中的空气穴(airpocket)中(参见图8B),在该处由于其中的低温(subambient)压力使得润滑剂积累并驻留。消除这种润滑剂积累将是本专利技术的目标之一。但是，当前在HDD业界有在空气支承表面设计中使用可以在亚纳米间隙应用中提供帮助的新设想的需求。在提高浮动块性能方面，ABS表面形状的作用在本领域是公知的并且这种现有的浮动块如上所示。Sannino等人(US专利No. 6，515，831)教导一种具有用于增强阻尼和低温压力腔的通道的浮动块表面。(US公开专利申请2009/0219651)教导了一种用于HDD应用的空气支承设计。Dorius (US专利申请2010/0128395)公开了一种在其后沿具有横杆和润滑剂积累屏障的T型通道。Pendray等人(US专利No. 6，989，967)示出了一种在后沿彼此不靠近的T型中央通道和侧凹壁。Bontaghou等人(US专利No. 6，809, 905)示出了在后沿的中央腔室和两个侧部隔壁。Rajakumar (US专利No. 7，245，455)公开了在靠近后沿的两边彼此靠近的隔壁。此外，在减少震动的影响方面，悬架的作用也已被现有技术所公知。在这一方面，Mei等人(US专利No. 7，706，106)教导了一种具有对高震动抵抗具有加强特性的硬盘驱动器悬架提升装置。上述现有技术均未教导解决本专利技术所要解决的问题。
技术实现思路
首先提供一种具有空气支承表面(ABS)设计的浮动块，其帮助缓解硬盘驱动器中的亚纳米间隙问题。本专利技术的第二个目的是提供这样一种ABS设计，其还将消除与压缩振动相关的问题，该问题通常是由悬架设计而非ABS设计来解决。 本专利技术的第三个目的是提供这样一种ABS设计，其还将提供消除与回流以及润滑剂积本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2011.01.14 US 12/930,7531.一种浮动块,包括 背表面，通过该背表面所述浮动块附接到悬架； 空气支承表面(ABS)侧，具有前沿和后沿，其中所述前沿和后沿具有共同的宽度，该宽度是所述浮动块的宽度，并且其中所述浮动块的长度是所述前沿和所述后沿之间的纵向距离，其中所述ABS侧具有变化深度的表面形状并面对可旋转盘片的表面； 前沿部分和后沿部分，其中所述两个部分由横向深空气沟槽分隔； 容纳嵌入的变换器的中央平板，形成于所述后沿部分中； 横向定向的交径通道，形成于所述前沿部分中； 中间设置的下行通道，其在所述后沿部分和所述前沿部分之间延伸，其中所述下行通道具有前沿端和后沿端以及由沿中心轴纵向定向的相互分隔的纵向边缘纵向包围形成；其中所述通道的所述纵向定向的边缘在所述后沿部分内高度相等，但在它们分隔所述深空气沟槽处高度不相等，以及所述通道的所述纵向定向的边缘还形成双高度桥，所述双高度桥分隔所述深空气沟槽并且终结以形成扭结/横杆，所述通道的所述纵向定向的边缘与所述交径通道交叉并由此形成T型气流通道结构，并且其中所述下行通道的所述后沿端邻接所述中央平板； 第一对空气穴，形成于所述后沿部分中所述下行通道的每一侧； 第二对空气穴，形成于所述前沿部分中所述交径通道的每一侧； 封闭浅隔壁，沿所述后沿形成所述第一对空气穴的后沿边界并隔绝来自所述第一对空气穴的空气流出。2.如权利要求I所述的浮动块，其中在所述下行通道和所述交径通道之间交叉点处的所述扭结/横杆允许要加压的通道进行预负荷敏感度控制。3.如权利要求I所述的浮动块，其中所述下行通道和所述交径通道之间的所述T型交叉点作为到所述中央平板的气流向导并且即使在高的高度条件下仍然向所述平板提供加压。4.如权利要求I所述的浮动块，其中所述双高度桥使得能在倾斜角变化的情况下控制气流。5.如权利要求I所述的浮动块，其中所述封闭浅隔壁防止所述后沿下的空气回流并由此显著消除盘片润滑剂的粘着和积累，并且去除所有能出现的粘着物。6.如权利要求5所述的浮动块，其中所述封闭浅隔壁上升到所述第一对空气穴之上高大约25微米，所述封闭浅隔壁形成所述第一对空...
【专利技术属性】
技术研发人员：G·郑，E·查，Z·冯，S·杨，
申请(专利权)人：前进科技公司，新科实业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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