CN100456360C - 制造磁记录介质的方法和用于其的模具 - Google Patents

制造磁记录介质的方法和用于其的模具 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种制造磁记录介质的方法和用于其的模具。在衬底上的磁层表面上形成阻挡膜。在磁层表面上覆盖模具。该模具包括围绕槽交替布置在平坦表面上的磁区域和非磁区域。使所述阻挡膜凸出，以使得平坦表面驱动阻挡膜进入模具的槽中。在保持模具与磁层接触的同时槽内的阻挡膜固化。向与磁层接触的模具施加磁场。从磁区域泄漏的磁场作用在磁层上。于是基于所泄漏的磁场来将磁信息写入磁层中。可以基于固化的阻挡膜在磁层中建立记录轨道。

Description

制造磁记录介质的方法和用于其的模具
技术领域
本发明涉及制造诸如离散轨道记录介质之类的磁记录介质的方法。
背景技术
离散轨道记录介质的硬盘是公知的。该类型的硬盘包括用于隔离相邻记录轨道的分隔轨道。在记录轨道上交替界定数据部分和伺服部分。利用从伺服部分读出的磁信息来使磁头相对于硬盘定位。
制造硬盘的方法包括在衬底上形成记录轨道和分隔轨道。之后将磁信息写入伺服轨道。但是，难以在记录轨道上正确地定位磁信息。要花更长的时间来精确地定位磁信息。这导致制造成本的增加。
发明内容
因此本发明的一个目的是提供一种制造磁记录介质的方法，其有助于降低成本和缩短操作时间。本发明的一个目的是提供一种十分有助于实现这样一种方法的模具。
根据本发明，提供了一种制造磁记录介质的方法，包括：在衬底的表面上的磁层表面上形成阻挡膜；使在平坦表面上围绕槽交替布置有磁区域和非磁区域的模具接触所述磁层的所述表面，以使所述阻挡膜凸出；在保持所述模具与所述磁层接触的同时固化所述阻挡膜；以及在保持所述模具与所述磁层接触的同时向所述磁区域施加磁场。
当模具覆盖在磁层表面上时，使阻挡膜凸出，以使得平坦表面驱动阻挡膜进入模具的槽中。然后在保持模具与磁层接触的同时使槽内的阻挡膜固化。向与磁层接触的模具施加磁场。磁通从磁区域泄漏。泄漏的磁场作用在磁层上。于是基于所泄漏的磁场来将磁信息写入磁层中。以此方式在磁层中建立诸如伺服模式之类的磁信息。同时，例如槽内的阻挡膜用来确定记录轨道和分隔轨道在衬底上的位置。可以方便地以更高精度相对于记录轨道定位磁信息。该方法有利于降低制造成本并缩短操作时间。
该方法还可以包括：在从所述衬底去除所述模具后，在所述磁层的所述表面和所述阻挡膜的表面上形成掩模；去除所述阻挡膜；以及围绕所述掩模去除所述磁层。该方法允许以前述方式在磁层中建立磁化。然后在磁层和阻挡膜的表面上形成掩模。在将阻挡膜与位于其上的掩模一起去除后，围绕掩模去除磁层。当去除掩模时，具有磁性的磁层留在衬底上。剩余的磁层用作衬底上的记录轨道。可以在相邻的记录轨道之间形成非磁层。例如，允许非磁层用作分隔轨道。
可以提供一种具体的模具来实现前述制造磁记录介质的方法。该模具包括：主体；在所述主体上限定的平坦表面，所述平坦表面叠置在所述磁记录介质的表面上；在所述平坦表面中限定的槽；和围绕所述槽交替布置在所述平坦表面上的磁区域和非磁区域。
附图说明
从以下结合附图对优选实施例的说明，本发明的上述和其他目的、特征和优点将变得清楚，其中：
图1是示意性图示作为记录盘驱动器示例的硬盘驱动器(HDD)的结构的平面图；
图2是在根据本发明第一实施例的硬盘驱动器中采用的磁记录盘的放大部分平面图；
图3是沿图2中的线3-3所取的放大部分剖视图；
图4是示意性图示磁记录盘上的伺服扇区的结构的放大部分平面图；
图5是衬底的放大部分剖视图，用于示意性图示在衬底的表面上形成磁层和阻挡膜的工艺；
图6是示意性图示模具结构的放大立体图；
图7是示意性图示在模具中交替布置的磁和非磁区域的放大部分剖视图；
图8是示意性图示利用模具来覆盖磁层表面的工艺的放大部分剖视图；
图9是示意性图示向模具施加磁场的工艺的放大部分剖视图；
图10是示意性图示在磁层表面上形成掩模的工艺的放大部分剖视图；
图11是示意性图示去除阻挡膜的工艺的放大部分剖视图；
图12是示意性图示按照掩模刻蚀磁层的工艺的放大部分剖视图；
图13是示意性图示在衬底表面上形成非磁层的工艺的放大部分剖视图；
图14是与图3相对应的放大部分剖视图，用于图示根据本发明第二实施例的磁记录盘的结构；
图15是示意性图示模具结构的放大部分剖视图；和
图16是示意性图示向模具施加磁场的工艺的放大部分剖视图。
具体实施方式
图1示意性图示了根据本发明一个实施例，作为记录盘驱动器或存储设备示例的硬盘驱动器(HDD)11的内部结构。HDD 11具有盒形外壳12。例如，外壳12包括界定平行六面体的内部空间的主壳体13。例如，主壳体13可以由诸如铝之类的金属材料制成。可以采用模制工艺来形成主壳体13。未示出的封盖耦合到主壳体13，以在主壳体13和封盖自身之间界定出封闭内部空间。例如，可以采用压制工艺来从诸如铝板之类的单个板形成封盖。
未示出的印刷电路板安装到主壳体13的外面。例如微处理器单元(MPU)、硬盘控制器(HDC)等的未示出LSI芯片安装在印刷电路板上。MPU和硬盘控制器用来控制硬盘驱动器11的操作。例如，通过缆线向MPU和硬盘控制器供应电动力来进行操作。
在壳体12的内部空间中包括作为记录介质示例的至少一个磁记录盘14。一个或多个磁记录盘14安装在主轴电机15的驱动轴上。例如，允许主轴电机15驱动一个或多个磁记录盘14，以在例如5,400rpm、7,200rpm、10,000rpm等的更高转速下旋转。
在壳体12的内部空间中还包括磁头致动器16。磁头致动器16包括致动器块18。致动器块18耦合到垂直支撑轴17来相对旋转。刚性致动器臂19在致动器块18中限定，以从垂直支撑轴17在水平方向上延伸。致动器臂19与磁记录盘14的前后表面相关。致动器块18可以由铝制成。可以采用模制工艺来形成致动器块18。
磁头悬架21固定到致动器臂19的相应尖端，以从致动器臂19进一步在向前方向上延伸。如传统上已知的，飞行磁头滑块22支撑在各个磁头悬架21的前端处。飞行磁头滑块22以此方式连接到致动器块18。飞行磁头滑块22与磁记录盘14的表面相对。
未示出的电磁转换器安装在飞行磁头滑块22上。该电磁转换器可以包括读元件和写元件。例如，读元件可以包括巨磁阻(GMR)元件或隧道结磁阻(TMR)元件，其设计成通过利用旋阀膜或隧道结膜的电阻变化来分辨磁记录盘14上的磁比特数据。写元件可以包括薄膜磁头，其设计成通过利用在薄膜线圈模式处引入的磁场来将磁比特数据写入磁记录盘14中。
磁头悬架21用来将飞行磁头滑块22压向磁记录盘14的表面。当磁记录盘14旋转时，允许飞行磁头滑块22承受沿着旋转的磁记录盘14产生的气流。该气流用来在飞行磁头滑块22上产生正压力或升力。由此允许飞行磁头滑块22下磁记录盘14旋转期间，以通过磁头悬架21的作用力和升力之间的平衡而建立的更高稳定性，在磁记录盘14的表面上方保持飞行。
例如音圈电机23的动力源耦合到致动器块18。音圈电机23用来驱动致动器块18绕着支撑轴17旋转。致动器块18的旋转导致致动器臂19和磁头悬架21的摆动运动。当致动器臂19在飞行磁头滑块22的飞行期间被驱动来绕着支撑轴17摆动时，允许飞行磁头滑块22沿着磁记录盘14的径向移动。如传统上已知的，在主壳体13内包括两个或更多磁记录盘14的情况下，一对致动器臂19，即一对磁头悬架21布置在相邻的磁记录盘14之间。
如图2所示，根据本发明的第一实施例，在磁记录盘14的前后表面上限定条状记录轨道25、25...。记录轨道在磁记录盘14的圆周方向上延伸。记录轨道25由磁材料制成。在记录轨道25中保持磁信息。非记录或分隔轨道26被置于各个相邻记录轨道25、25之间，以使相邻的记录轨道25、25彼此隔离。分隔轨道26在磁记录盘14的圆周方向上延伸。分隔轨道26由非磁材料制成。
在磁记录盘14的前后表面上限定例如六十条的弯曲伺服扇区27，以在磁记录盘14的径向上延伸。伺服扇区27用来将记录轨道25和分隔轨道26分段。伺服扇区27由磁材料制成。如后面详细所述，在伺服扇区27中建立伺服模式。在相邻的伺服扇区27之间建立数据扇区28。磁信息保持在数据扇区28内的记录轨道25中。
如图3所示，磁记录盘14包括衬底29。例如，可以利用玻璃衬底来作为衬底29。记录轨道25和伺服扇区27建立在磁层31内。槽32形成在磁层31中。槽32填有非磁材料。槽32中的非磁材料对应于分隔轨道26。平坦表面33限定在记录轨道25和分隔轨道26的表面之上。平坦表面33可以用例如类金刚石碳(DLC)膜的保护层34、例如全氟聚醚(PFPE)的润滑膜35等覆盖。这种类型的磁记录盘14适合于面内(in-plane)磁记录。在磁层31中将易磁化轴线设定在与磁层31的表面平行的方向上。
参考图4，在伺服扇区27中建立伺服模式36。伺服模式36包括反磁化区域37。在反磁化区域37中沿着记录轨道25的纵向建立磁化。在反磁化区域37的上游或下游边界处，反磁化区域37中的磁化与伺服扇区27上的其余区域中的磁化相反。在反磁化区域37的边界处磁场从伺服扇区27泄漏。反磁化区域37从相同记录轨道25上的相邻反磁化区域37在磁记录盘14的径向上移位。飞行磁头滑块22上的电磁转换器用来读取记录在伺服模式36中的磁信息。利用所读取的磁信息来将飞行磁头滑块22在磁记录盘14的径向上定位。伺服扇区27的形状取决于电磁转换器的移动路径。
当在磁记录盘14旋转期间飞行磁头滑块22在磁记录盘14的径向上定位时，允许飞行磁头滑块22上的电磁转换器跟随目标记录轨道25。电磁转换器的写元件将信息写入数据扇区28内的目标记录轨道25中。电磁转换器的读元件从数据扇区28内的目标记录轨道25读出比特数据序列。以此方式在数据扇区28内实现信息的读写操作。
在读写操作期间，飞行磁头滑块22上的电磁转换器一直基于伺服控制来跟随记录轨道25。在伺服控制期间从伺服模式36读出位置信号。在放大后向硬盘控制器供应位置信号。硬盘控制器基于所供应的位置信号来确定用于音圈电机23的控制量。基于从硬盘控制器供应的控制信号来向音圈电机23供应驱动电流。以此方式利用位置信号来抵消电磁转换器在磁记录盘14的径向上从目标记录轨道25的偏差。
接着，将对制造磁记录盘14的方法进行说明。首先制备盘形衬底29。如图5所示，在衬底29的表面上形成磁层41。例如，在此情况下可以采用溅射工艺。例如，磁层41可以由包括诸如Fe、Ni和Co之类的磁元件在内的合金制成。将光刻胶涂覆到衬底29的表面上的磁层41的表面。由此形成阻挡膜42。
然后制备模具43。例如，模具43包括盘形主体44。主体44由磁材料制成。在主体44上限定平坦表面45。平坦表面45与衬底29的表面相对。在平坦表面45中限定槽46、46...。允许槽46、46...在主体44的圆周方向上延伸。槽46的轮廓对应于分隔轨道26的轮廓。于是形成平坦表面45的轮廓，以反映记录轨道25和伺服扇区27的轮廓。
如图6所示，绕着槽46在平坦表面45中交替布置磁区域47和非磁区域48。非磁区域48的布置反映了伺服模式36的布置。非磁区域48的模式反映了反磁化区域37的布置。同样参考图7，磁区域47和非磁区域48在主体44的圆周方向上彼此相邻。在预定方向上在磁层41中建立磁化。例如，将磁化设定在磁记录盘14的圆周方向上。
模具43叠置在衬底29的表面上。通过预定压力将模具43压在衬底29的表面上。平坦表面45接触在磁层41的表面上。以此方式使阻挡膜42凸出。如图8所示，平坦表面45驱动阻挡膜42进入模具43的槽46中。然后对衬底29和模具43进行热处理。之后将衬底29和模具43冷却到室温。阻挡膜响应于所施加的热而固化。在此情况下，在阻挡膜42的固化期间，模具43保持与磁层41接触。
如图9所示，向模具43施加磁场49。在此情况下，在施加磁场期间，模具43保持与磁层41接触。可以利用未示出的预定磁化机构来形成磁场。磁场49中磁通在衬底29的圆周方向上流动。磁通穿过磁区域47。磁通在相邻磁区域47之间绕着衬底29行进。该磁通基于从模具43的泄漏而形成磁场。该磁场作用在磁层41上。基于磁通在与之前设定在衬底29中的磁化相反的方向上的泄漏，在磁层41中建立磁化。以此方式在磁层41中建立反磁化区域37。
之后从衬底29去除模具43。如图10所示，在磁层41的表面上形成掩模51。例如，掩模51可以由金属材料制成。例如，可以采用溅射工艺来形成掩模51。由此用掩模51覆盖磁层41和阻挡膜42。如图11所示，然后将阻挡膜42与位于其上的掩模51一起去除。
例如，然后在衬底29上绕着掩模51进行干法刻蚀工艺，以去除磁层41。如图12所示，由此在磁层41中形成槽52。在槽52的底部露出衬底29。例如，随后在衬底29上进行湿法刻蚀工艺，以去除磁层41上的掩模51。如图13所示，在衬底29上的磁层41的表面上形成诸如氧化层之类的非磁层53。用非磁层53覆盖磁层41。例如，可以采用溅射工艺来形成非磁层53。
之后在非磁层53的表面上进行研磨工艺。由此在非磁层53内露出磁层41的表面。磁层41和非磁层53的表面被平坦化。以此方式建立平坦表面33。由此形成记录轨道25和分隔轨道26。之后可以在平坦表面33上形成保护层34和润滑层35。完成了磁记录盘14的形成。
在将模具42叠置在衬底29的表面上时，前述方法允许模具43驱动阻挡膜42进入模具43的槽46中。使阻挡膜42凸出。在模具43与衬底29保持接触的同时，被驱动的阻挡膜42在槽46中固化。模具43受到磁场作用。磁通在相邻的磁区域47之间行进。泄漏的磁场作用在磁层41上。于是基于泄漏的磁场来将磁信息写入磁层41中。于是在磁层41中建立伺服模式36。同时，槽46内的阻挡膜42用来确定记录轨道25和分隔轨道26的位置。伺服模式36可以以此方式在更高的精度下方便地相对于记录轨道25定位。该制造磁记录盘14的方法有利于降低制造成本并缩短操作时间。
图14示意性图示了根据本发明第二实施例的磁记录盘14a的结构。磁记录盘14a适合于垂直磁记录。在磁层31中将易磁化轴线设定在与衬底29的表面垂直的方向上。在磁记录盘14a中软磁底层56被置于衬底29与记录轨道25和分隔轨道26之间。采用单极磁头作为写元件，来将磁信息写入磁记录盘14a中。单极磁头的主磁极和辅助磁极与磁记录盘14a的表面相对。磁通被设计成流过主磁极和辅助磁极以及软磁底层56。这样就可以在记录轨道25中与磁记录盘14a的表面垂直的方向上建立磁化。类似的标号被分配给与前述第一实施例中等同的结构或部件。
接着，将对制造磁记录盘14a的方法进行简要说明。在衬底29的表面上形成软磁底层56。例如，可以采用溅射工艺来形成软磁底层56。以与上述相同的方式在软磁底层56的表面上顺序形成磁层41和阻挡膜42。随后如图15所示地制备模具43a。模具43a的主体44由非磁材料制成。在模具43a上绕着槽46在平坦表面45内交替布置磁区域47和非磁区域48。磁区域47和非磁区域48在主体44的圆周方向上彼此相邻。磁区域47的模式反映了反磁化区域37的布置。
当使阻挡膜42凸出时，平坦表面45驱动阻挡膜42进入模具43a的槽46中。在模具43a与磁层41保持接触的同时，允许阻挡膜42固化。如图16所示，然后向模具43a施加磁场57。磁通在磁场57中与衬底29的表面垂直的方向上流动。磁通穿过磁区域47。在此情况下，磁通从磁区域47向着软磁底层56行进。该磁通作用在衬底29上的磁层41上。于是在磁层41与衬底29的表面垂直的方向上建立磁化。在磁层41中以此方式建立反磁化区域37。之后的工艺以与前述第一实施例相同的方式进行。制造磁记录盘14a的方法允许方便地以更高的精度相对于记录轨道25定位伺服模式。该方法有利于降低制造成本并缩短操作时间。

Claims (5)

1.一种制造磁记录介质的方法，包括：
在衬底的表面上的磁层表面上形成阻挡膜；
使模具的表面接触所述磁层的所述表面，所述模具的所述表面包括在平坦表面中限定槽以使所述阻挡膜凸出的第一区域，所述模具的所述表面还包括限定提供磁区域及非磁区域的交替布置的平坦表面的第二区域；
在保持所述模具与所述磁层接触的同时固化所述阻挡膜；以及
在保持所述模具与所述磁层接触的同时向所述磁区域施加磁场。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：
在从所述衬底去除所述模具后，在所述磁层的所述表面和所述阻挡膜的表面上形成掩模；
去除所述阻挡膜；以及
围绕所述掩模去除所述磁层。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，利用所述模具的所述第一区域形成离散轨道记录介质的数据扇区，并且利用所述模具的所述第二区域形成所述离散轨道记录介质的伺服扇区。
4.一种用于制造磁记录介质的模具，包括：
主体；
在所述主体上限定的平坦表面，所述平坦表面将要叠置在所述磁记录介质的表面上；
在所述平坦表面中限定槽的第一区域；和
在所述平坦表面上包括磁区域和非磁区域的交替布置的第二区域。
5.如权利要求4所述的模具，其中，利用所述模具的所述第一区域形成离散轨道记录介质的数据扇区，并且利用所述模具的所述第二区域形成所述离散轨道记录介质的伺服扇区。
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