[發明專利]一種基于超滑結構形成的接觸式磁頭滑塊

有效

• 申請號: 201910233600.5
• 申請日: 2019-03-26
• 公開（公告）號: CN109949832B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 楊德智;張清卿
• 申請（專利權）人: 北京清正泰科技術有限公司
• 主分類號: G11B5/187
• 分類號: G11B5/187
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 陳超

以現有磁頭滑塊為基礎，對其進行刻蝕形成多個直徑約為幾十微米的凹槽，無需再進行氣墊面刻蝕。超滑結構基底選擇具有一定剛度并且具有原子級平整的材料，尺寸比磁頭滑塊凹槽略小，在超滑結構基底材料底部進行刻蝕形成多個比超滑片尺寸稍大的凹槽，將超滑片通過點膠技術粘接于超滑結構基底的凹槽中，通過適當的壓力使膠滴固化并使超滑片底部處于同一高度，再將帶有超滑片的超滑結構基底粘接于磁頭滑塊凹槽中。

技術領域

本發明涉及大容量存儲設備，尤其是涉及一種基于超滑結構形成的接觸式磁頭滑塊。

背景技術

隨著硬盤存儲容量與日俱增，盤片存儲介質的顆粒日益減小，為了確保數據存取的可靠性、獲得足夠的分辨率，磁頭的飛行高度不斷減小，磁頭滑塊的體積及重量也越來越小。

磁存儲技術是一種近場技術，現有技術中硬盤的讀寫大都是采用磁頭懸浮在盤體上方幾納米高度進行讀寫，讀寫磁信息時磁場強度隨著磁頭與磁介質之間距離的增大會呈現指數級衰減。目前，隨著磁存儲單元的尺度的縮小，為了保證快速讀寫磁盤上的磁信息的準確度，磁頭讀寫器與磁介質之間的距離越來越小。而距離的縮小受到磁頭飛行高度、磁頭滑塊表面的類金剛石膜厚度以及磁介質上方的類金剛石保護膜厚度和潤滑層厚度等多方面的限制。

讀寫穩定性也是另外一個影響硬盤性能的重要指標。在震動，高低溫，高海拔等惡劣條件下，硬盤不但使用壽命會縮短，而且可能會因為突發故障影響正常使用。傳統硬盤在跌落等沖擊載荷下也很容易損壞，影響數據安全性。

目前已有一些方案試圖取代飛行讀寫模式的傳統硬盤，中國專利申請CN201010115892.1公開了一種接觸式讀寫的硬盤設備，如圖1所示，其利用具有低摩擦的原子級光滑表面的材料覆蓋磁頭和盤體以及利用該原子級光滑表面間范德華力支撐來降低磁頭與盤體間距離，將磁頭與盤體的間距從傳統飛行模式的2-5nm范圍降低至1nm以下。但其對于具體的低摩擦材料并沒有進一步的探討，磁頭在接觸式讀取過程中還是會產生磁頭和盤體表面材料的磨損，從而導致磁盤損壞。

中國專利申請CN201410100304.5公開了一種讀寫接觸式硬盤的磁頭、滑塊與盤體的接觸技術。如圖2所示，其利用至少一層二維原子層將磁頭滑塊包裹，且磁頭滑塊與盤體之間直接接觸的二維原子晶體兩層結構具有非共度性，并呈現超潤滑狀態，可完全取消傳統磁頭滑塊中的DLC保護層，進一步降低了磁頭滑塊與盤體之間的距離，實現更高存儲密度、更快存儲和讀取速度、以及更小型化的硬盤設備。然而，該種方法需要的二維材料要比磁頭滑塊尺寸更大，至少要達到10um-1000um的尺寸，就單晶石墨烯來講，目前產業上并不具備量產的工藝條件。即使隨著工藝水平的提高，大尺寸單晶石墨烯的制造成為可能，大尺寸單晶石墨烯的轉移以及后續工藝也存在著諸多隱患，由于尺寸大，工藝中破片的風險很大，兩道工序的襯底剝離與轉移，也進一步降低了量產的可能。

基于以上原因，需要提出一種更加易于實現的，且能夠實現接觸式讀寫的磁頭，使其能夠實現磁頭滑塊與盤體進行接觸式讀寫，大幅提高讀寫速度，還能夠提高硬盤的安全性能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種接觸式硬盤的磁頭、一種硬盤設備以及一種接觸式硬盤磁頭的制備方法，易于產業化，同時實現接觸式讀寫，提高硬盤的安全性能。

為實現上述目的，本發明將現有磁頭滑塊刻蝕形成多個直徑為幾十至幾百微米的凹槽，將包含有超滑片及超滑結構基底材料的超滑結構與磁頭滑塊凹槽粘接，并施加一定壓力，最終控制超滑片底面與磁頭極尖部位距離為0.3-5nm。

本發明提供了一種接觸式硬盤的磁頭，包括磁頭滑塊和極尖，其特征在于：所述磁頭滑塊包括：滑塊基底和至少一個超滑結構，其中所述超滑結構包括：超滑結構基底和多個超滑片，所述多個超滑片設置在所述超滑結構基底上，多個所述超滑片以超滑面距離超滑結構基底表面的高度可進行調節的方式設置在超滑結構基底上。

優選地，所述多個超滑片為2個以上。

優選地，所述超滑片包括超滑面。