减少滑块接触盘表面的可能性转让专利

申请号 : CN200710180257.X

文献号 : CN101183551B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 黄维东罗伯特·佩尼曾庆华

申请人 : 日立环球储存科技荷兰有限公司

摘要 :

本发明的实施例适于减少滑块接触盘表面的可能性。根据一个实施例,在滑块上执行第一蚀刻。在与滑块后缘相关的每个角附近产生空气压缩机构,以便减少角接触盘表面的可能性。

权利要求 :

1.一种制造具有减少接触盘表面可能性的滑块的方法,所述方法包括:在滑块上执行第一蚀刻;和

在滑块后缘的每个角附近产生空气压缩机构,以便减少角接触盘表面的可能性。

2.根据权利要求1所述的方法,其中,在滑块上执行第一蚀刻的步骤进一步包括:产生面对盘的表面的空气压缩机构的底面。

3.根据权利要求2所述的方法,其中,还包括:在空气承载表面垫上不执行蚀刻,其中,所述空气压缩机构比所述空气承载表面垫离盘表面更远。

4.根据权利要求2所述的方法,其中,所述方法还包括:在滑块上执行第二蚀刻以产生空气压缩机构的侧边,其中,不需要两次以上的蚀刻产生所述空气压缩机构。

5.根据权利要求1所述的方法,其中,产生所述空气压缩机构的步骤还包括:产生具有以下形状的空气压缩机构,其具有从钩形、指向外部的部分和指向内部的部分所构成的组中选择的一种形状。

6.根据权利要求1所述的方法,其中,产生所述空气压缩机构的步骤还包括:产生与滑块相关的轨道相对齐的空气压缩机构。

7.根据权利要求6所述的方法,其中,产生所述空气压缩机构的步骤还包括:产生空气压缩机构,其中,所述空气压缩机构的至少一部分是与所述滑块相关的各轨道的一部分。

8.一种具有减少接触盘表面的可能性的滑块,所述滑块包括:空气承载表面;和

滑块后缘的每个角附近的空气压缩机构,以便减少所述角接触盘表面的可能性。

9.根据权利要求8所述的滑块,其中,不需要两次以上的蚀刻来制造滑块。

10.根据权利要求8所述的滑块,其中,所述空气压缩机构具有从钩形、指向外部的部分和指向内部的部分所构成的组中选择的一种形状。

11.根据权利要求8所述的滑块,其中,所述空气压缩机构的至少一部分具有从20微米变化到100微米的厚度。

12.根据权利要求11所述的滑块,其中,所述厚度从30微米变化到50微米。

13.根据权利要求8所述的滑块,其中,所述空气压缩机构的两部分形成90度或更少的角度。

14.根据权利要求8所述的滑块,其中,所述角度为20至90度。

15.一种具有减少接触盘表面的可能性的滑块,所述滑块包括:空气承载表面;和

与滑块后缘相关的空气压缩机构,以便减少所述角接触盘表面的可能性,其中制造所述滑块的方法不需要两次以上的蚀刻,并且其中所述空气压缩机构比与滑块相关的空气承载表面垫距离所述盘更远。

16.根据权利要求15所述的滑块,其中,所述空气压缩机构在与滑块相关的角附近。

17.根据权利要求15所述的滑块,其中,所述空气压缩机构都包括形成角度的第一部分和第二部分,其中,从滑块的前缘流动到滑块的后缘的空气的至少一部分被所述第一部分和第二部分捕获。

18.根据权利要求15所述的滑块,其中,所述空气压缩机构的所述第一部分是与所述滑块相关的一部分轨道。

19.根据权利要求15所述的滑块,其中,所述空气压缩机构具有从钩形、指向外部的部分和指向内部的部分所构成的组中选择的一种形状。

20.根据权利要求15所述的滑块,其中,所述空气压缩机构的至少一部分具有从20微米变化到100微米的厚度。

说明书 :

技术领域

本发明的实施例涉及滑块和盘驱动器。更具体地,本发明的实施例涉及减少滑块接触盘表面的可能性。

背景技术

制造盘驱动器是非常具有竞争力的商业。购买盘驱动器的公司需要能够以永远较高的密度存储数据的盘驱动器。读写头用于从盘读取数据并将数据写到盘上。滑块一般用于将读写头定位在盘上适当的位置处。
数据可存储在盘上或从盘读取的密度与滑块飞过盘的高度(也通称为“飞行高度”成比例。例如,滑块在盘上飞行的越近,则可以存储或从盘上读取的数据就越多。可是,随着飞行高度的减少,滑块接触盘的可能性增加。滑块和盘之间的接触将导致盘的永久损坏。因此,对于减少滑块触及盘的可能性存在增长的需求。

附图说明

包含于并形成本说明书一部分的附图说明了本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理:
图1描绘了用于促进本发明各个实施例讨论的盘驱动器的平面图。
图2A描绘了根据一个实施例的具有空气压缩机构的滑块的三维图。
图2B描绘了图2A中根据一个实施例的滑块的剖面图。
图3A-3C描绘了根据其他实施例的滑块的剖面图。
图4和5描绘了根据各个实施例的图示模拟结果。
图6描绘了模拟常规滑块和根据各个实施例的四个滑块所得结果的两个表格。
图7描绘了制造根据一个实施例的滑块的方法的流程图,所述滑块具有减少接触盘表面的可能性。
说明书中提及的附图不应当被理解为按比例绘制的,除非特殊注释。
附图标记:
202:ABS垫
204:轨道
206:元件
211:第一蚀刻
212:第二蚀刻
214:吸入容器
220:ACM

具体实施方式

现详细参照本发明的各个实施例,在附图中示出了实施例的实例。虽然结合这些实施例描述本发明,但应当理解实施例并不意味着将本发明限定于这些实施例。相反,本发明倾向于覆盖包含于所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的替换、修改和等同物。此外,在本发明的以下描述中,阐述多个特定细节以便提供本发明的完全理解。在其他示例中,已知的方法、程序、元件和电路由于不涉及本发明的非必要的不清楚方面而未予以详细描述。
概述
如上所述,滑块与盘相接触的可能性随飞行高度减少而增加。这尤其是滑块后缘角处的情况,因为滑块通常被定位,如将变得更明显,因此使得后缘比前缘更接近盘表面。增加滑块触及盘面的可能性的另一因素是滑块在加载和卸载过程中的滚动,如将变得更明显。
因此,根据一个实施例,空气压缩机构(ACM)与滑块后缘的每个角相关联。滑块下面盘的转动引起滑块下面的空气从前缘移动到后缘。当空气到达后缘时,空气压缩机构能够捕获一定量的空气并压缩空气。捕获空气的压缩能够提供抬起效应,进而减少滑块角触及盘面的可能性。
盘驱动器
图1描绘了用于促进本发明各个实施例讨论的盘驱动器的平面图。盘驱动器110包括基底铸件113,电动机轮毂组件130,盘112,致动器轴132,致动器臂134,悬挂组件137,轮毂140,音圈电动机150,磁读写头156和滑块155。
上述元件被组装在基底铸件113中,其为上述元件和子组件提供安装和登记点。多个悬挂组件137(示出了一个)以梳齿(comb)的形式连接到致动器臂134(示出了一个)上。多个传感器头或滑块155(示出了一个)可分别连接到悬挂组件137上。滑块155位于接近盘112的表面135处,以便利用磁头156(示出了一个)读取和写数据。旋转音圈电动机150关于致动器轴132旋转致动器臂135,以便将悬挂组件150移动到盘112上所需的半径位置。致动器轴132、轮毂140、致动器臂134和音圈电动机150集中起来被称作旋转致动器组件。
数据按照公知为数据轨道136的同心环的图案记录在盘面135上。盘面135借助电动机轮毂组件130告诉旋转。数据轨道136借助磁头156被记录在旋转的盘面135上,所述磁头一般位于滑块155的端部。
图1为仅示出了一个磁头、滑块和盘面组合的平面图。本领域技术人员应当理解对一个磁头-盘组合的描述适用于多个磁头-盘的组合,如盘层叠(未示出)。可是,为了简洁和清楚的目的,图1仅示出了一个磁头和一个盘面。
常规滑块和常规制造工艺的概述
通常,利用蚀刻工艺制造滑块。遮蔽一块材料,如硅,并为该块材料施加蚀刻工艺以移除未被遮蔽的部分的材料。例如,通过两次或多次蚀刻该块材料获得滑块的特征。图8描述了利用两次蚀刻811和812制造的常规滑块800底部的剖面图。灰色表示未被蚀刻的区域,其包括ABS垫802和部分的元件806。黑色表示被一次蚀刻811的区域,其包括轨道804和部分的元件806。白色表示被两次蚀刻812的区域。
当盘112旋转时,滑块800的前缘808是滑块800的移过盘112的特定位置的第一侧边。后缘809是滑块800的移过盘112的相同位置的最后侧边。
加载和卸载
增加滑块与盘面接触的可能性的一个因素是加载和卸载工序。当盘驱动器停止时,与盘驱动器相关的盘112不旋转并且滑块“停放”在例如与盘112侧边相对的斜坡上。当启动读取或写的操作时,盘112开始旋转。滑块离开斜坡上的停放位置并最后位于盘112上的飞行高度处,在此处读/写头156可从盘112读取或往盘112上写数据。
将滑块移离斜坡并移动到盘上方的过程经常被称作“加载”滑块或简单地成为“加载过程”。当已经完成一个操作,如读取或写入数据时,滑块例如可停放在斜坡上。滑块停放在斜坡上的过程通常被称作“卸载”滑块或简单成为“卸载过程”。
卸载和加载滑块是关键的操作,因为存在读取/写入头与盘表面135接触进而引起盘面135损坏的危险。例如,在加载或卸载常规的滑块800时,常规滑块800的吸入容器(suction pocket)814所产生的吸力引起常规滑块800断裂和在附近滚动,进而增加了常规滑块800与盘面135接触的可能性。
可是,如将变得更明显,本发明的各个实施例提供ACM以便抵消常规滑块800的断裂和滚动现象。例如,滑块下方盘的转动引起滑块下面的空气从前缘移动到后缘。当空气到达后缘时,空气压缩机构能捕获一定量的空气并压缩空气。捕获空气的压缩可提供抬起效应,进而减少滑块与盘面接触的可能性。
具有减少接触盘面的可能性的滑块
图2A描绘了根据一个实施例的具有空气压缩机构(ACM)的滑块的三维图。如图2A所示,滑块200具有ABS垫202,轨道204,位于前缘角附近的ACM220以及元件206。图2A中所示的ACM220为钩形,并位于前缘的滑块角附近。因此,当空气从前缘移动到后缘时,ACM220捕获一定量的空气并压缩空气。
根据一个实施例,使用两次蚀刻产生这些特征,如ABS垫202,轨道204,ACM 220,元件206,吸入容器等。例如,对存在ABS垫202的区域不施加蚀刻。对轨道204和ACM 220存在的区域施加一次蚀刻。对吸入容器存在的区域施加两次蚀刻。部分的元件206未被蚀刻并且元件206的其他部分被蚀刻一次。因此,根据一个实施例,ABS垫202最接近盘,吸入容器离盘最远,并且轨道204和ACM 220处于ABS垫202和吸入容器之间。可以看出,根据一个实施例,ACM 220比ABS垫202离盘更远。
图2B描绘了图2A中所示的根据一个实施例的滑块200的剖面图。为使说明连续,对白色区域施加两次蚀刻211和212,对灰色区域施加一次蚀刻211,而对黑色区域不施加蚀刻。
图3A-3C描绘了根据其他实施例的滑块300A-300C的剖面图。根据一个实施例,ACM 320A-320C具有第一部分340和第二部分350。第一部分340与轨道对齐。ACM的第二部分350关于ACM的第二部分350形成角度330。如图2A、2B、3B和3C所示,ACM 200、300B、300C形成有指向内部的第二部分350。如图3A所示,ACM 300A形成有指向外部的第二部分350。
ACM形成的角度330可以改变。例如,根据一个实施例,角度330是90度或更少。根据另一实施例,角度330可以从大约20度变化到90度。根据一个实施例,ACM形成的角度330足够小以使空气被压缩,进而减少滑块接触盘的可能性。
根据一个实施例,ACM是轨道的延伸。例如ACM的第一部分340可以是部分的轨道。可是,根据另一实施例,ACM可与轨道分开。例如,在ACM的第一部分340和轨道之间存在间隙。
ACM的长度360和宽度370可按照图3B和3C所示改变。根据一个实施例,长度360从大约12微米变化到25微米。根据一个实施例,宽度370从大约20微米变化到100微米,并根据另一实施例,其从大约30微米变化到50微米。
模拟结果
图4和5描绘了根据各个实施例的图示模拟结果。图4描绘了模拟常规滑块800(图8)的图示结果。图5描绘了模拟根据一个实施例的滑块300A(图3A)的图示结果。假定滑块被加载于盘上并且假定悬挂臂对滑块施加的每个俯仰静态姿态(PSA)和滚动静态姿态(RSA)为1.25度和0.4度,执行上述模拟。
图表410、420、510和520的x轴表示单位为毫秒(ms)的时间。图表410和510的y轴表示滑块和盘面之间的微米量级的最小间隙。图表420和520的y轴表示单位为毫牛(mN)的接触力。
参照图表420,常规滑块800以大约5.5毫牛顿的力大约接触盘3.5ms。由于常规滑块800大约接触3.5ms,图表410示出的最小间隙小于0。可是,参照图表510和520,根据一个实施例的滑块300A决不会接触盘表面。
图6描绘了模拟常规滑块800和根据各个实施例的四个滑块200、300A、300B、300C所得到的结果的两个表格。表格610描绘了在以不同PSA和不同卸载速度(每秒毫米)卸载过程中的集成接触力(mN/ms)。表格620描绘了以不同RSA加载过程中的集成接触力(mN/ms)。具有数字的单元表示与盘表面接触的每个滑块。没有数字的单元表示未与盘表面相接触的每个滑块。单元中较大的数字表示更大的接触力。可以看出,根据各个实施例的滑块相比于常规滑块能够提供减少的接触可能性。
制造具有减少的接触盘面可能性的滑块的方法
图7描绘了根据一个实施例的制造滑块的方法的流程图,所述滑块具有减少接触盘表面的可能性。尽管流程图700中披露了特定的步骤,但上述步骤是示例性的。也就是说,本发明的实施例非常适合执行各种其他步骤或流程图700中所列举的各种其他步骤。可以理解,可按照与现存的不同的次序执行流程图700中的步骤,并且可以不执行流程图700中的所有步骤。流程图700的以下描述涉及图2A和2B中所示的滑块200。
在步骤710,方法开始。
在步骤720,在滑块上执行第一蚀刻。例如,由一块材料,如硅所制成的滑块200被遮蔽,使得灰色所表示的区域被保护,所述区域包括ABS垫202和部分的元件206。在执行第一蚀刻211时,没有从灰色所表示的区域移除材料,但从黑色和白色所示的所有其他区域移除材料。因此,根据一个实施例,在轨道204和ACM220形成的区域上执行第一蚀刻211。根据一个实施例,第一蚀刻211产生轨道204和ACM220的底面。因此,根据一个实施例,ACM220和轨道204的底部处于相同高度并且比ABS垫202更远离盘表面。
在步骤730,在与滑块后缘相关的每个角附近产生空气压缩机构。例如,灰色和黑色表示的区域被掩模保护。当执行第二蚀刻212时,没有从灰色和黑色表示的区域移除材料,但从白色所表示的区域移除材料。因此,根据一个实施例,吸入容器214比ABS垫202、元件206轨道204和ACM 220离盘表面更远,根据一个实施例,第二蚀刻212产生轨道204和ACM 220的侧边。
在步骤740,方法结束。
从流程图700的描述可以看出,能在不多于两次蚀刻的情况下制造根据各个实施例的滑块200、300A-300C。此外,根据本发明的各个实施例,图2A、2B、3A-3C中所示的ACM 220、320A-320C捕获并压缩一定量的空气,所述空气从前缘流到后缘,因此,减少了滑块200、300A-300C与盘面接触的可能性。
根据说明和描述的目的已经给出了本发明特殊实施例的之前描述。这些描述不倾向于是详尽的或将本发明限制于所披露的精确形式,并且在上述教导下,一些修改和变化是可能的。在此描述的实施例被选择和描述以便最好地解释本发明的远离及其实际应用,进而能够使本领域技术人员最好地利用本发明和各个实施例,所述实施例具有根据适于预期的特殊用途的多种修改。倾向于由所附的权利要求及其等同物限定本发明的范围。