[發明專利]磁頭浮動塊和磁頭平衡架組件的制造方法和制造設備

無效

• 申請號: 01125271.5
• 申請日: 2001-08-27
• 公開（公告）號: CN1347116A
• 公開（公告）日: 2002-05-01
• 發明（設計）人: 橋本清司;松本真明
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: G11B21/21
• 分類號: G11B21/21
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 林長安

技術領域

本發明涉及磁頭浮動塊和磁頭平衡架組件，及其制造方法和制造設備，更具體地講，涉及可減少所制造的各磁頭浮動塊和磁頭平衡架組件間浮動高度差異的制造技術。

背景技術

在磁盤驅動器中，所使用的磁頭浮動塊在保持其本身和旋轉的磁盤記錄介質之間微小間距的同時，在磁盤記錄介質表面上浮動。通常，浮動塊在其前沿包含一個磁換能器，用以寫入數據到磁盤記錄介質上和從磁盤記錄介質中讀取數據，并要求將位密度做得更高、磁道寬度做得更窄以實現更高的記錄密度。尤其要求浮動塊的浮動高度很低，使其盡可能接近磁盤記錄介質，以提高位密度。為了在這種低浮動高度的情況下以足夠的可靠性實現數據寫入和讀取，一項極其重要的任務是減少浮動高度的變動，即所制造的各個浮動塊之間的浮動高度差異。

負壓磁頭浮動塊對減少浮動高度的差異是有效的，因而被廣泛使用。對于負壓磁頭浮動塊，因為在磁盤記錄介質和浮動表面之間產生的空氣膜具有很高的剛性，所以可以減少由靜態方位角和載荷、懸臂振動、磁盤記錄介質波紋等引起的浮動高度的變化和波動，其中載荷使支撐浮動塊的懸臂壓在磁盤記錄介質上，因此負壓磁頭浮動塊對實現較小的浮動高度是有效的。

然而，對較小浮動高度的要求逐年變得更加嚴格，為了盡可能減小浮動高度而又不接觸磁盤記錄介質，正在努力達到10納米的浮動高度。當浮動高度這么低時，所制造的各個浮動塊間的浮動高度差異成為特別嚴重的問題。例如，如果浮動高度設計為10納米的浮動塊，其浮動高度的偏差為5納米，那么聯系到浮動塊和磁盤記錄介質的表面粗糙度、磁盤記錄介質的表面波度、以及環境變異(如大氣壓力、溫度等)，5納米的浮動高度偏差的變化是允許的。因此，為了獲得較小的浮動高度，除了減少由環境變化或波動以及表面粗糙度這些物理損失因數引起的浮動高度偏差之外，所制造的各個浮動塊間的浮動高度差異必須也要減小。

用來減小所制造的各個浮動塊間浮動高度差異的制造方法和制造設備已有披露，例如，在日本公開特許公報No.H6-84312/1994(已公布)、美國專利號No.6073337、和日本公開特許公報No.H11-328643/1999(已公布)中。這些制造方法和制造設備通過對浮動塊的背面進行激光加工來調整氣浮支承表面的曲率，其基本思想如下。

首先，認識到對浮動高度差異有最大影響的制造偏差因數之一是氣浮支承表面的曲率這個事實。氣浮支承表面的曲率用拱度、凸度和扭度表示，其中拱度定義為沿浮動塊長度方向看時相對于一假想平面(曲率無窮大)的不平整度，凸度定義為沿浮動塊寬度方向看時相對于一假想平面的不平整度，而扭度定義為沿浮動塊對角線方向看時的高差。氣浮支承表面的曲率影響到在氣浮支承表面和磁盤記錄介質之間產生的空氣壓力，因而導致浮動高度的變化。具體地說，大家都知道氣浮支承表面曲率中的拱度因素對浮動高度有最大影響，其次是凸度，然后是扭度。

因此，對于在前面提到的專利中披露的制造方法和制造設備，在原材料(浮動塊切成小片之前)研磨加工過程中浮動塊背面產生的應力被激光消除，應力釋放導致氣浮支承表面的曲率改變，于是氣浮支承表面的曲率系數如拱度得到調整。通過對激光加工量、位置、加工紋路等與氣浮支承表面曲率之間的關系的預編程序，并經多次重復加工之后，可以使氣浮支承表面的曲率接近于設計值。上述制造方法和制造設備可以顯著減小由氣浮支承表面曲率偏差引起的浮動高度差異，現在成為實現低浮動高度(10至25納米左右)的有效制造技術。

當浮動高度為25納米或更小時，采用了階式負壓磁頭浮動塊，它能明顯減小與溫度和大氣壓力變化有關的浮動高度差異。如日本公開特許公報No.2000-57724(已公布)中所詳細介紹的，在階式負壓磁頭浮動塊中，采用了氣浮效果很好的深度為亞微米級或更小的階式止推支承，且負壓槽的設計深度使負壓槽中產生的負壓達到最大。因此，與傳統的負壓磁頭浮動塊相比可以利用更大的負壓，所以空氣膜的剛性變得更高，減小了由靜態方位角和載荷變化引起的浮動高度差異，其中載荷使支撐浮動塊的懸臂壓在磁盤記錄介質上。

與減少浮動高度差異有關的還有磁頭平衡架組件。在此應該注意到的是在美國專利No.6011239中披露的技術，通過對懸臂進行激光加工來調整懸臂的載荷和靜態方位角，因此使浮動塊的浮動高度符合設計值。在此披露的制造技術的目的是為了獲得浮動高度差異很小的浮動塊。

發明內容