专利名称：磁头装置及具有该磁头装置的磁盘驱动器的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及一种存储器，更具体地涉及一种磁盘驱动器中在作为记录介质的磁盘中记录信息并从磁盘再现信息的磁头装置。本发明例如适用于硬盘驱动器(“HDD”)中的磁头装置。
背景技术：
近来随着电子设备的流行，对在各种情况下稳定使用HDD以及更廉价提供HDD的需求日益增加。HDD中，当滑撬(slider)在磁盘上方浮动的同时，磁头在磁盘中记录信息以及从磁盘再现信息。在磁盘旋转时从磁盘平面生成气流，气流产生用于使滑撬浮动的升力或浮力。另一方面，支撑滑撬的悬架向滑撬施加抵抗升力的弹性力。传统的HDD通过在升力(正压)与弹性力(载荷)之间的平衡，或者通过保持正压等于载荷而控制滑撬在升力作用下的飞行高度。
弹性力是不变的，而正压易受到空气状态(例如浓度、温度、湿度和粘度)的影响。因此，传统结构中的飞行高度可能不稳定。当滑撬与磁盘隔开过大的飞行高度时，不能记录或再现信息。另一方面，过小的飞行高度导致滑撬与磁盘碰撞，从而它们中的一个或两者受损或者记录的数据由于碰撞而被擦去。因此，近来提出为滑撬设置负压部从而得到(正压)＝(负压)+(载荷)。负压与正压类似地也取决于空气状态，其变化量与正压的变化量抵消。因此上述方案的优点在于，飞行高度变稳定而不受空气状态的影响。
传统上，负压部紧邻限定俯仰角的正压部布置，因为该布置可提高负压效果并容易产生负压。因此，如图6A所示，传统的滑撬10沿着从空气流入端IE到空气流出端OE的气流方向X在第一正压部的紧后方经由壁14布置负压部16。图6B是图6A的局部剖视图。正压部具有实现正压的空气支承表面(“ABS”)部12a和增强ABS部分12a的效果的台阶部12b。正压部包括第一正压部12A、一对第二正压部12B、和第三正压部12C。第一正压部12A设置成最靠近空气流入端IE，并限定滑撬10的俯仰角。一对第二正压部12B设在第一正压部12A与第三正压部12C之间，并保持滑撬10的关于X方向的左右平衡。第三正压部12C设置成最靠近空气流出端OE(靠近磁头20)，并限定滑撬10的飞行高度。磁头20设在靠近滑撬10的空气流出端OE的中央部分处。
现有技术例如包括日本专利申请公报No.2000-21111、No.2001-93250和No.2001-202732。
负压部16在设于第一正压部12A的紧后方时增强了飞行高度在减压中的下降(下文简称为“下降”)。图6C是表示滑撬10在磁盘2上方的浮动的示意性剖视图。如图所示，滑撬10在正常压力中如实线所示浮动，但是在3,000m的海拔处如虚线所示下降了大约2.5nm。近来，许多制造商保证在3,000m处可用。然而，为了避免由于下降而引起的滑撬10与磁盘2之间的碰撞，正常压力中的飞行高度应高出2.5nm。磁头20的记录/再现难度与飞行高度成反比，这个问题导致成品率降低。例如，当飞行高度在正常压力中设为高出2.5nm时，可进行记录/再现操作的磁头20的成品率较低。降低的成品率导致HDD的成本增加。
发明内容
因此，本发明旨在一种磁头装置及具有该磁头装置的磁盘驱动器，所述磁头装置和磁盘驱动器对于不同的使用环境具有优良的操作稳定性和经济效率。
一种磁头装置包括磁头，该磁头在磁盘中记录信息并从所述磁盘再现信息；滑撬，该滑撬支撑所述磁头，并当所述磁盘旋转时在所述磁盘的表面上方浮动，该滑撬具有与所述磁盘相对的介质相对表面；正压部，该正压部形成在所述滑撬的所述介质相对表面上，在所述磁盘旋转时与形成的气流相配合而产生用于使所述滑撬浮动的升力，并限定所述滑撬的俯仰角；以及负压部，该负压部形成在所述滑撬的所述介质相对表面上，与所述气流相配合而减小所述滑撬的飞行高度，其中满足(E/L)×100≥6，其中L是所述介质相对表面沿从所述气流的流入端到流出端的方向的长度，E是在所述正压部与所述负压部之间的沿着从所述流入端到所述流出端的方向的最短距离。因为所述负压部与所述正压部隔开了由以上方程限定的预定量E，所以该磁头装置使成品率提高大约10％。
通常，所述滑撬具有多个正压部。这些正压部包括上述第一正压部，该第一正压部形成为最靠近所述流入端，并限定所述滑撬的俯仰角；第三正压部，该第三正压部形成为最靠近所述流出端，并限定所述滑撬的飞行高度；以及第二正压部，该第二正压部位于所述第一正压部与所述第三正压部之间，并保持所述滑撬的关于从所述流入端到所述流出端的第一方向的左右平衡。所述负压部形成在所述第一正压部与所述第二正压部之间。在一个实施例中，距离E位于沿垂直于所述第一方向的第二方向将所述介质相对表面的宽度平分并平行于所述第一方向的线上。
当满足(E/L)×100≥10时，飞行高度的下降变为大约40％，成品率提高10％至20％。优选满足(E/L)×100≤40。过大的(E/L)值导致所述负压的过度减小从而所述滑撬不能应付空气状态的变化，或者从所述流入端到所述流出端的浮动可能变得不稳定。例如，将限定所述负压部的壁部与一对第二压力部结合从而可形成单个负压部。本发明适用于满足0.85mm≤L≤1.85mm的长飞米(Long Femto)型滑撬。
一种包括上述磁头装置的磁盘驱动器也构成本发明的一个方面。
从以下参照附图对优选实施例的描述中将容易清楚本发明的其它目的和进一步的特征。
图1是根据本发明一个实施例的硬盘驱动器(“HDD”)的内部结构的立体图。
图2是图1中示出的HDD中的磁头部件的放大平面图。
图3是图2中示出的磁头的变型的放大平面图。
图4是曲线图，表示在图2中示出的磁头部件中，飞行高度的下降与第一正压部和负压部间的距离之间的关系。
图5A是曲线图，表示在本实施例的磁头部件中，飞行高度的下降与第一正压部和负压部间的距离之间的关系，图5B是曲线图，表示在传统的磁头部件中，飞行高度的下降与第一正压部和负压部间的距离之间的关系。
图6A是传统的磁头部件的放大平面图。图6B是沿着图6A中的线A-A剖取的磁头的示意性局部截面图。图6C是滑撬的用于说明下降的示意性侧视图。
具体实施例方式
下面将参照附图描述根据本发明一个实施例的HDD 100。如图1所示，HDD 100包括一个或多个磁盘104(每个磁盘104均用作记录介质)、磁头组组件(“HSA”)110、主轴电机140和在壳体102中的夹环150。这里，图1是HDD 100的内部结构的示意立体图。
壳体102例如由铝压铸基部和不锈钢制成，并具有矩形的平行六面体形状，与密封内部空间的盖(未示出)结合。本实施例的磁盘104具有较高的表面记录密度，例如85Gb/in2或更大。磁盘104通过磁盘104的中央孔安装在主轴电机140的主轴上。
HSA 110包括磁头部件或磁头装置120、悬架130和支架132。
如图2所示，磁头部件120包括滑撬121和磁头122。
滑撬121具有近似方形的形状，由Al2O3-TiC(Altic)制成，支撑磁头122并在旋转磁盘104的表面上方飞行。
磁头122安装在滑撬121的空气流出端OE附近，并用作将信息记录在磁盘104中以及从磁盘104再现信息的读/写头。磁头122形成为内置膜的Al2O3(氧化铝)磁头装置。这里，图2是磁头部件120的放大平面图。
滑撬121和磁头122具有与磁盘104相对的介质相对表面，即，浮动表面123。浮动表面123接收随着磁盘104的旋转而生成的气流AF。
在滑撬121的浮动表面123上形成第一正压部124、一对第二正压部125、壁部126、负压部127、第三正压部128和壁部129。
X表示浮动表面123上从空气流入端IE到空气流出端OE的方向。Y表示垂直于X方向的方向。长度L表示浮动表面123沿着X方向的距离。宽度W表示浮动表面123沿着Y方向的距离。更具体的说，长度L和宽度W是投影在类似于图2所示的XY平面的、与浮动表面123平行的平面上的距离，并且不受浮动表面123上的凸起和凹陷的影响。线S是平分宽度W并平行于X方向的直线。
本实施例的滑撬121是长飞米型，其长度L、宽度W和高度H满足0.85mm≤L≤1.85mm，W＝0.70mm，H＝0.23mm。
长飞米型比飞米(Femto)型(尺寸为0.85mm×0.70mm×0.23mm)更长(沿滑撬纵向方向)，从而可容易地确保距离E，如下所述。此外，因为飞米型通常通过从晶片切出较大尺寸而形成，所以在用长飞米型替换飞米型时，可从晶片切出的长飞米片的数量与飞米片的数量相同。而且，长飞米型的浮动表面123的面积为皮米(Pico)型(尺寸为1.25mm×1.0mm×0.3mm)的一半，从而显著减小了正压大小和负压大小，表现出较大的下降。因此，本实施例的滑撬121适用于长飞米型。
第一正压部124、一对第二正压部125和第三正压部128全部都用于与旋转的磁盘104产生的气流AF相配合而产生使滑撬121浮动的升力(正压)。
更具体的说，第一正压部124限定滑撬121的俯仰角，并具有关于线S对称的近似矩形形状。第一正压部124具有提供正压效果的ABS部124a和增强升力产生功能的台阶部124b。台阶部124b设置成比ABS部124a更靠近空气流入端IE。
一对左右圆形ABS部124a关于线S形成在空气流入端IE附近，近似矩形的ABS部124a形成在台阶部124b的紧后方并近似关于线S对称。台阶部124b形成为从空气流入端IE在宽度上近似关于线S对称。ABS部124a比台阶部124b高。ABS部124a的矩形面积比形成在图6A所示的空气流入端IE附近的ABS部12a的小，这是因为负压部127与ABS部124a隔开，如下所述，并且减小的面积可维持俯仰角。
一对位于ABS部124a与壁部126之间并近似关于线S对称的区域与负压部127同高。
更具体的说，所述一对第二正压部125用于保持滑撬121沿Y方向的平衡，一对左右第二正压部125关于线S设置，以下将进行描述。这对正压部也称为侧岛(side island)。第二正压部125具有提供正压效果的ABS部125a和增强ABS部125a的升力产生功能的台阶部125b。台阶部125b设置成比ABS部125a更靠近空气流入端IE。ABS部125a的形状和尺寸与ABS部124a的不同，但是与ABS部124a同高。台阶部125b的形状和尺寸与台阶部124b的不同，但是与台阶部124b同高。第二正压部125形成在与图6A所示的第二正压部12B近似相同的位置，因为该位置适于侧岛展现其功能。换言之，第二正压部125的位置不能明显移动。
在本实施例中，壁部126与台阶部124b同高，并且限定负压部127。虽然壁部16在图6A中为三叉，但其在本实施例中为两叉。在壁部126与第二正压部125的台阶部125b结合时(两者都具有相同的高度)，不必区分它们之间的边界。虽然壁部126连接到ABS部124a从而形成图2所示的Y形，但壁部126也可与ABS部124a分开从而具有图3所示的近似的U形。这里，图3是作为图2中示出的磁头部件120的变型的磁头120A的示意性平面图。
负压部或凹状部127用于与气流AF相配合而减小滑撬121的飞行高度，并且负压部或凹状部127形成在第一正压部124与第二正压部125之间。负压部127通过遮蔽空气流入端和两侧而产生负压。负压部127比各个台阶部124a和壁部126低。负压部127的实际上提供负压效果的有效区域是接近由壁部126限定的U形部的区域。
本发明人发现，在E增加时传统的2.5nm下降减小，如图4所示，其中E是第一正压部124中的ABS部124a在OE侧的壁面的后端与负压部127在IE侧的前端(或者壁部126的连接到ABS部124a的一部分的OE侧后端)之间的沿X方向的距离。在本实施例中，距离E是ABS部124a与负压部127之间的最短距离，位于线S上。在本实施例中，ABS部124a具有凸部124a1，该凸部是朝OE侧突起的与壁部126接界的部分。另一方面，负压部127具有凸部127a，该凸部是朝IE侧突起的与壁部126接界的部分。距离E是在凸部124a1与凸部127a之间的最短距离。
这里，图4是曲线图，用于说明距离E与下降减小效果之间的关系。为了确保HDD 100在3,000m的海拔处可操作，该下降意味着从正常压力位置移动到高出3,000m的位置的滑撬121的下降。图4将纵轴设为下降(nm)，并将横轴设为(E/L)×100(E与L的比率)(％)。据说当下降减小1nm时，成品率提高约10％。因此，当传统的2.50nm的下降减小至1.50nm时，实现了成品率的提高。根据图4，当E大于约6％时，下降减小至1.50nm。如上所述，在本实施例中E需要满足方程1。
方程1(E/L)×100≥6更优选的是，E满足方程2，因为当E变为10％或更大时，下降减小效果不会明显改变，从而E为大约10％就足够了。
方程2(E/L)×100≥10当满足方程2时，下降从2.5nm减小低至大约40％至1.0nm。图5A是表示滑撬121的下降的曲线图，其中ID表示滑撬121在磁盘内侧的下降，OD表示滑撬121在磁盘外侧的下降。图5B是表示图6A所示的滑撬10的下降的曲线图，其中ID表示滑撬10在磁盘内侧的下降，OD表示滑撬10在磁盘外侧的下降。在图5A和5B中，纵轴表示下降(nm)，横轴表示海拔(m)。参照图5B，当气压从海拔为0的位置(正常压力)变为海拔为3,000m的位置时，传统的滑撬10在ID和OD处都下降大约2.5nm。另一方面，如图5A所示，当气压从海拔为0的位置(正常压力)变为海拔为3,000m的位置时，本发明的滑撬121在ID处下降大约0.70nm，在OD处下降大约1.0nm。
本发明的滑撬可使传统滑撬中2.5nm的下降减小至约1nm，从而提高成品率大约10％至20％。因为本发明的成品率优于图6A所示的传统滑撬结构的成品率，所以制造商可确保3,000m的使用并保持HDD 100较为廉价。
滑撬121优选满足方程3，因为过大的(E/L)值导致负压的过度减小从而滑撬不能应付空气状态的变化。
方程3(E/L)×100≤40更具体的说，第三正压部128用于确保飞行高度，并且设置成比磁头122更靠近空气流入端IE。第三正压部128具有提供正压效果的ABS部128a和增强ABS部128a的升力产生功能的台阶部128b。台阶部128b设置成比ABS部128a更靠近空气流入端IE。ABS部128a的形状和尺寸与ABS部124a的不同，但是与ABS部124a同高。台阶部128b的形状和尺寸与台阶部124b的不同，但是与台阶部124b同高。
一对左右壁部129设在空气流出端OE附近并关于线S对称。各个壁部129与壁部126同高，并保持滑撬121关于线S的左右平衡。
HDD的致动系统可以是其中磁头部件120在停止时间接触磁盘104的接触起停(“CSS”)系统，或者是动力装载或斜坡装载系统，在该动力装载或斜坡装载系统中磁头部件120在停止时间从磁盘104升起并保持在磁盘104外的斜坡上，同时磁头部件120不接触磁盘104，并且磁头部件120在起动时间从保持部件下降到磁盘104。
磁头122是MR感应复合磁头，其包括感应磁头装置和磁阻(“MR”)磁头，感应磁头装置利用由感应线圈图案(未示出)产生的磁场将二进制信息写入磁盘104中，MR磁头基于根据由磁盘104施加的磁场而变化的电阻读取二进制信息。MR磁头装置的类型不受限制，可以使用巨磁阻(“GMR”)、利用平面电流(“CIP”)的CIP-GMR(“GMR”)、利用电流垂直平面(“CPP”)的CPP-GMR、隧道磁阻(“TMR”)、各向异性磁阻(“AMR”)等等。
悬架130用于支撑磁头部件120并向磁头部件120施加抵靠磁盘104的弹性力，并且例如是不锈钢Watlas型悬架。悬架130具有使磁头部件120悬挂的挠曲部(也称为万向簧或另一名称)，以及连接到基板的载荷梁(也称为载荷臂或另一名称)。悬架130还支撑经由导线等连接到磁头部件120的配线部件。经由该导线，感测电流流动并且在磁头122与配线部件之间传递读/写信息。
支架132通过音圈电机(未示出)围绕支撑轴134摆动。支架132也称为“致动器”，由于其E形截面而称为“E台”或“致动器(“AC”)台”。支架132的支撑部分称为“臂”，并且是可围绕支撑轴134旋转或摆动的铝制刚性件。支架132还包括柔性印刷电路板(“FPC”)，该FPC供应控制信号、待记录在磁盘104中的信号和供应给配线部件的电力，并且接收从磁盘104再现的信号。
主轴电机140使磁盘104以诸如10,000rpm的高速旋转。夹环150将磁盘104固定在主轴电机140上。
在HDD 100的操作中，主轴电机140被驱动而使磁盘104旋转。随着磁盘104的旋转，在磁盘104与滑撬121之间产生气流，从而形成微型空气膜。该气流以及第一至第三正压部124、125和128实现了用于使滑撬121从磁盘平面浮动的升力。另一方面，气流和负压部127产生使施加给滑撬121的升力减弱的负压。悬架130沿与滑撬121的升力相反的方向向滑撬121施加弹性压力。这产生了这样的平衡(升力或正压)＝(负压)+(弹性力)。因为本实施例将负压部127与第一正压部1 24的ABS部124a隔开预定长度E，所以滑撬121的下降在3,000m的海拔或对应的空气压差处仅为1.0nm。本实施例能够以比以往更好的成品率制造满足该条件的磁头部件120，从而提高了制造确保3,000m使用的HDD100的经济效率。
以上平衡将磁头部件120与磁盘104隔开不变的距离。接着，支架132围绕支撑轴134旋转，使磁头寻找磁盘104上的目标磁道。在写入时，数据通过接口从主机(未示出)被接收，被调制并供应至感应磁头。然后，感应磁头将数据写入目标磁道。在读取时，向MR磁头供应预定的检测电流，使该磁头从磁盘104上的目标磁道读取需要的信息。
另外，本发明不限于这些优选实施例，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种修改和变型。
本申请要求基于2006年2月17日提交的日本专利申请No.2006-040597的外国优先权，这里通过引用完全结合其内容，如同在此处完全阐述其内容一样。
权利要求
1.一种磁头装置，该磁头装置包括磁头，该磁头在磁盘中记录信息并从所述磁盘再现信息；滑撬，该滑撬支撑所述磁头，并在所述磁盘旋转时在所述磁盘的表面上方飞行，所述滑撬具有与所述磁盘相对的介质相对表面；正压部，该正压部形成在所述滑撬的所述介质相对表面上，在所述磁盘旋转时与形成的气流相配合而产生用于使所述滑撬浮动的升力，并限定所述滑撬的俯仰角；以及负压部，该负压部形成在所述滑撬的所述介质相对表面上，并与所述气流相配合而减小所述滑撬的飞行高度，其中满足(E/L)×100≥6，其中L是所述介质相对表面沿从所述气流的流入端到流出端的方向的长度，E是在所述正压部与所述负压部之间的沿着从所述流入端到所述流出端的方向的最短距离。
2.根据权利要求1所述的磁头装置，其特征在于，满足(E/L)×100≥10。
3.根据权利要求1所述的磁头装置，其特征在于，满足(E/L)×100≤40。
4.根据权利要求1所述的磁头装置，其特征在于，0.85mm≤L≤1.85mm。
5.一种包括根据权利要求1所述的磁头装置的磁盘驱动器。
全文摘要
本发明提供一种磁头装置及具有该磁头装置的磁盘驱动器。该磁头装置包括磁头，该磁头在磁盘中记录信息并从磁盘再现信息；滑撬，该滑撬支撑磁头，并当磁盘旋转时在磁盘的表面上方飞行，所述滑撬具有与所述磁盘相对的介质相对表面；正压部，该正压部形成在滑撬的介质相对表面上，在磁盘旋转时与形成的气流相配合而产生用于使滑撬浮动的升力，并限定滑撬的俯仰角；以及负压部，该负压部形成在滑撬的介质相对表面上，与所述气流相配合而减小滑撬的飞行高度，其中满足(E/L)×100≥6，其中L是介质相对表面沿从气流的流入端到流出端的方向的长度，E是在正压部与负压部之间的沿着从流入端到流出端的方向的最短距离。
文档编号G11B21/21GK101025929SQ20071000555
公开日2007年8月29日 申请日期2007年2月12日 优先权日2006年2月17日
发明者梶谷治 申请人:富士通株式会社