CN100468529C - 形成垂直磁化区的模式的方法以及接触性磁传递方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了垂直磁记录刚性盘上伺服模式的接触性磁传递。一种接触性磁传递方法在一片垂直磁记录硬盘的磁记录层中形成一种磁化的伺服区模式。一片主磁盘或模板有一片刚性的或者柔性的基底，基底上有一层第一软磁性材料膜，第一薄膜上有软磁材料岛的一种模式，延伸至高于第一薄膜，这些岛之间是凹进区。要形成伺服模式的从盘，或者在垂直于记录层平面的第一方向上DC磁化，或者AC擦除。然后，使从盘外层接近主模板的岛，并且在一个垂直方向上施加一个磁场，以便使这些岛之下的区域按照施加磁场的方向磁化。在模板凹进区之下的记录层区域，磁化方向从这些岛之下的区域的磁化方向反转。

Description

形成垂直磁化区的模式的方法以及接触性磁传递方法
技术领域
本发明涉及在一片垂直磁记录刚性盘上形成一种伺服模式的方法，更具体地说，涉及使记录盘与主磁盘上的模式相接触，并把该模式传递到记录盘上。
背景技术
常规的磁记录硬盘驱动器使用水平的或者说纵向的记录，也就是，定义磁记录数据位的磁化区，其取向在刚性盘或者说硬盘上记录层的平面中。作为一种在磁记录硬盘驱动器上实现超高记录密度的有前景的方法，有人已经提出了垂直磁记录。垂直磁记录系统中最常见的类型，使用了一种单写磁极或者说“探针”记录头，以一片“双层”介质作为记录盘。该双层介质有一个垂直磁性数据记录层，在底层上形成垂直的磁各向异性，底层是一种“软的”或者说矫顽力相对低的可透磁层，该底层用作写磁极产生的磁场的一条磁通量返回通路。图1是这种系统的示意图，其中显示了记录层中的垂直磁化区和读取所记录数据所用的一个常规磁阻读元件。
为了使记录磁头定位在盘片上所需的磁轨和记录位置，要使用固定的预记录的伺服模式。对于纵向和垂直磁记录硬磁盘驱动器来说，产生这种伺服模式最常见的方法是一条磁轨一条磁轨地“伺服写入”这些模式，或者使用一种特殊的写磁头和“伺服写入器”，或者使用驱动器中的产品磁头。这是一种耗时所以也是昂贵的过程。
接触性磁复制或传递(CMT)，有时称为磁印刷，是一种把磁模式瞬时记录到大片磁介质区域的方法，并且已经提议用于把伺服模式传递到硬盘驱动器中的纵向记录磁盘上。CMT方法使用的一种“主”磁盘，其中软(低矫顽力)磁性材料上的模式对应于要传递到记录磁盘(“从”磁盘)上的伺服模式。如图2A和图2B所示，首先利用磁体1，在磁体磁极之间的间隔3上，以第一方向2施加一个平面内的水平(纵向)磁场，从而把从磁盘暴露在一个均匀的磁场中(即“DC”磁化)，如图2A所示。然后，对一片支撑在夹具上的刚性主盘加压，使其与DC磁化后的从盘接触，利用磁体1在方向4上施加第二个水平DC磁场，它与第一DC磁化方向2相反，如图2B所示。这就在从盘上产生了一种磁化模式，因为在主磁盘的软磁材料岛5存在之处，第二DC磁场对从盘上第一磁化的作用被屏蔽，而在模式中开口6之下的区域(主磁盘上软磁材料之间的区域)，从盘上的第一磁化被反转，如图2B中箭头7所示。在毗邻开口6的软磁区域中，偶极磁场8强化了从盘上开口6之下施加的磁场，因为磁体产生的磁场存在时，这些区域会产生它们自己的磁场。在3,869,711号美国专利中，首先提议把CMT用于在纵向磁记录介质中产生伺服模式。同样委托给本申请书代理人的、2002年1月22日提交的序列号为10/055,638的共同待批准申请书，介绍了纵向磁记录硬盘所用的一种CMT过程，它使用一种柔性的主磁盘和空气压差，使柔性的主磁盘与刚性从盘接触。
后来，Ishida T.et al.”Magnetic Printing Technology-Applicationto HDD”，TMRC 2002，Paper A6，The 13th Magnetic RecordingConference，August 26-28th，2002，Santa Clara，CA已经提出，纵向记录磁盘所用的CMT过程，如图2A和图2B所示在记录层的平面内施加一个纵向磁场，同样也可以应用于把伺服模式传递到垂直记录磁盘。然而，这种方法的一个缺点在于，它仅仅在主磁盘上部件的边缘产生垂直磁场分量。这就限制了能够传递之磁模式的形状和尺寸，并且在传递的模式中还存在着导致轮廓不清的可能。
在垂直磁记录硬盘上产生伺服模式所需要的CMT方法，应当能够以陡沿的边界，传递任意形状的磁模式。
发明内容
本发明是一种接触性磁传递方法，用于在一片垂直磁记录硬盘的磁记录层中形成一种磁化的伺服区模式。一片主磁盘或模板有一片刚性的或者柔性的基底，基底上有一层第一软磁性材料膜，第一薄膜上有软磁材料岛的一种模式，延伸至高于第一薄膜，这些岛之间是凹进区。在一个实施例中，首先在垂直于记录层平面的第一方向上将要形成伺服模式的从盘进行DC磁化。然后，使从盘外层接近主模板的岛，并且在与DC磁化方向相反的第二方向上施加一个磁场。第二垂直方向的磁场穿过主模板上的第一薄膜和岛，以及岛之下的记录层区域，使得这些区域的磁化方向反转。在模板凹进区之下的记录层区域，磁化方向不变，因为磁场被引导偏离凹进区的间隔即空气间隙而朝向这些岛。
另外，也可以利用一个电磁体把要形成伺服模式的从盘首先暴露在以相反方向交替变化的磁场中(即“AC擦除”)，所述点磁体在垂直于记录层平面的交替反转方向上施加一个磁场。AC擦除之后，从盘的记录层实质上没有磁性。然后，使从盘外层接近主模板的岛，并且在一个垂直方向上施加一个磁场。正如在DC磁化的实施方案中，垂直方向的磁场穿过主模板上的第一薄膜和岛，以及岛之下的记录层区域，使得这些区域中的磁化方向与所施加磁场的垂直方向相同。所施加的磁场去除之后，由于岛下磁化区域发出的磁通量闭合，在模板凹进区之下的记录层区域中，其磁化方向以稳定的状态自然地反转。
在一个实施例中，主模板是一个柔性的模板，并且使用一种空气压差，使这些岛压向从盘。主磁盘基底是一层柔性的塑料薄膜，密封在一个加压室开口的外缘，这些岛位于加压室外。使先前经DC磁化的从盘轻轻接触这些岛，加压室内部的气压增加到略微高于大气压力。这种受控的压力压迫这些岛与从盘接触，同时一个磁体在与原始DC磁化方向相反的垂直方向上，使位于这些岛下的记录层区域磁化。该磁体位于加压室之内塑料薄膜之下的一个可转动台基上。
具体地说，本发明公开一种用于在具有垂直磁各向异性的刚性盘磁记录层中形成一种垂直磁化区的模式的方法，该方法包括：提供一片磁记录盘，包括一个刚性基底、基底上的一个磁记录层和记录层上的一个外层；提供一片主模板，包括一个基底、基底上软磁材料的第一薄膜和位于第一薄膜上并延伸至高于第一薄膜的软磁材料的多个岛；使带有外层的记录盘定位于接近主模板上的岛；以及产生一个垂直于记录层平面的磁场，以便按照所产生的磁场的相同方向，使接近主模板上的岛的外层区域之下的记录层区域磁化，其中选择所述多个岛和第一薄膜的厚度分别为80-160nm和400-1600nm以使所述多个岛的磁通密度大于第一薄膜的磁通密度。
本发明还公开一种用于在具有垂直磁各向异性的刚性盘磁记录层中形成一种垂直磁化区的模式的方法，该方法包括：提供一片磁记录盘，该磁记录盘包括一个刚性基底、基底上的具有在垂直于记录层平面的第一方向上磁化的部分的一个磁记录层和记录层上的一个外层；提供一片主模板，该主模板包括一个基底、基底上软磁材料的第一薄膜和位于第一薄膜上并延伸至高于第一薄膜的软磁材料的多个岛；使带有外层的记录盘定位于接近主模板上的岛；以及在与所述第一方向相反的第二方向上产生一个垂直于记录层平面的磁场，以便使接近主模板上这些岛的外层区域之下的记录层区域的磁化方向反转，其中选择所述多个岛和第一薄膜的厚度分别为80-160nm和400-1600nm以使所述多个岛的磁通密度大于第一薄膜的磁通密度。
本发明另外还公开一种接触性磁传递方法，用于在一种刚性垂直磁记录盘的磁记录层中形成一种磁化伺服区的模式，包括：提供一片磁记录盘，包括一个刚性基底、基底上的一个软磁底层、底层上的具有在垂直于记录层平面的第一方向上磁化的部分的一个磁记录层和记录层上的一个外层；提供一片主模板，该主模板包括一片柔性薄片、柔性薄片上软磁材料的第一薄膜和位于第一薄膜上并延伸至高于第一薄膜的软磁材料的多个岛；提供一个腔室，具有一个带外周边的开口；利用柔性薄片的外缘密封腔室开口的周边，其中岛位于腔室的外部；使带有外层的记录盘定位于面向柔性薄片上的岛；使腔室加压至高于大气压，以便使柔性薄片弯曲并迫使这些岛与记录盘的外层接触；以及在与所述第一方向相反的第二方向上产生一个垂直于记录层平面的磁场，以便使接触主模板上这些岛的外层区域之下的记录层区域的磁化方向反转，其中选择所述多个岛和第一薄膜的厚度分别为80-160nm和400-1600nm以使所述多个岛的磁通密度大于第一薄膜的磁通密度。
为了更全面地理解本发明的本质和优点，应当连同附图参考以下的详细说明。
附图说明
图1是现有技术垂直记录系统的一幅示意图，包括一个双层盘片(即在一种“软的”可透磁底层上形成垂直数据记录磁层)、一个单极写磁头和一个读元件；
图2A和图2B描绘了现有技术中一片纵向记录磁盘上的接触磁传递；
图3A和图3B分别是一台垂直磁记录硬盘的一幅平面图和部分剖面图，展示了伺服扇区的一种模式，它通常呈放射状伸展，穿过一个环形数据带；
图4是图3A中伺服扇区之一的详细图，显示了磁化为进出纸面的伺服块；
图5A是本发明所用的DC磁化过程的一幅示意图；
图5B是本发明所用的AC擦除过程的一幅示意图；
图5C是本发明所用的伺服模式化过程的一幅示意图，展示位于垂直记录磁盘上的主模板；
图6是对于模板中第一薄膜的多种厚度，主模板的岛区和凹进区下之磁场计算结果的一族曲线图；
图7展示了使用一张柔性薄片适应盘片的弯曲，从而使垂直记录盘与岛模式接触的方法；
图8A和图8B分别是本发明的方法所用装置的侧面剖面图和俯视图。
具体实施方式
在平面图图3A和剖面图图3B中，显示了一个依据本发明通过接触性磁传递，在一片垂直磁记录硬盘上形成的垂直磁化伺服模式。记录磁盘10包括一层刚性基底11(如玻璃)、一个软磁底层12、一个有垂直磁各向异性的磁记录层13以及一个外层15(如一个保护层，典型情况下是无定形“如同钻石的”碳)。典型情况下，在外层15的表面是一种润滑剂，比如一种全氟代聚醚(PFPE)。盘片10有一个环形数据区或者说数据带，由一个内部直径(ID)14和一个外部直径(OD)16来定义。在数据带上，交替着等角分布的伺服扇区，比如典型的伺服扇区18。从ID到OD伺服扇区呈弯曲或者弓形形状，这是因为磁盘驱动器的读写头是由一个旋转的传动机构移动，从ID到OD的路径是一条弓形的路径。然而为了展示方便，在图3A中伺服扇区表示为径向直线。图3B的剖面图是沿着磁轨即圆周方向选取的，其中显示了基底11、底层12、垂直磁记录层13以及外层15，记录层13带有典型的磁化部分48、34、38，它们形成了伺服模式的一部分。磁化部分相对于记录层13的平面是垂直磁化的，即如图3B的上下箭头和图4中箭头和箭尾所示，在记录层上或进或出。当磁盘驱动器运行时，读写磁头在许多同心数据磁轨中选定的一条上读写数据，数据磁轨位于环形数据带的ID 14和OD 16之间。为了从一条选定的磁轨上准确地读写数据，磁头需要保持在磁轨的中心线上。所以，每次当伺服扇区之一，比如典型的扇区18在磁头下通过时，磁盘驱动器的磁头定位控制系统都会从伺服扇区之内包含的垂直磁化伺服块接收伺服信息。伺服块中包含的信息会产生一个位置误差信号，磁头定位控制系统用此信号，将磁头向磁轨中心线移动。因此，在磁盘10旋转期间，自始至终都通过连续的伺服扇区中的伺服块发出的伺服信息，使磁头一直保持在磁轨中心线上。
图4显示了典型的伺服扇区18的详细图和三条数据磁轨的若干部分。这三条数据磁轨20、22、24以轮廓显示。图4中所有的箭尾交叉阴影线部分都表示记录层13的磁化区，它们已经依据本发明通过接触性磁传递产生了模式。箭头和箭尾指示每个磁化区域的磁化方向。图4中的非箭尾交叉阴影线部分表示的记录层13的区域，如果磁盘经过第一DC磁化，就保留其原始的DC垂直磁化方向，反之如果磁盘经过第一AC擦除，就反转其磁化方向。伺服扇区18的一部分是伺服区域30，它包括间隔开的伺服块，比如典型的伺服块32、34和36、38。伺服扇区18中还包括由放射状条带42、44、46、48组成的一个区域40，用于提供同步和增益控制，以便随后从伺服块32、34和36、38处读取伺服信号。伺服扇区18中还可以包括其他的信息，如指示伺服扇区开始的计时标记和/或一种编码的模式，通过磁轨号识别特定的伺服磁轨。伺服区域30中的伺服块32、34和36、38以及同步/增益区域40中的放射状条带42-48，是相对于记录层13的平面垂直DC磁化的，即在图4的纸面上或进或出。
图5A至图5C描绘了依据本发明，在垂直记录磁盘上形成伺服模式的方法。如图5A的第一个实施过程所示，带有记录层13(具有垂直磁各向异性)和保护外层15的磁盘10，首先经过磁体100发出的一个DC磁场。磁体100可以是一个永久磁体，也可以是一个电磁体。磁体可以相对于记录层13的平面移动，或者相对于固定的磁盘移动磁体，或者相对于固定的磁体移动磁盘。同样，磁盘10也可以是固定的并暴露在一个固定磁体产生的磁场中，只要这个磁体足够大，就能够使磁盘的整个区域都暴露在磁场中。任何这样的DC磁化方法，都会导致整个记录层13，在垂直于其平面的第一方向上垂直磁化。图5B所示的替代实施过程中，带有记录层13的磁盘10，暴露于一个具有高频交替变化电流的电磁体，它施加的磁场垂直于记录层13的平面，在相反方向交替变化，从而对磁盘10进行AC擦除。AC擦除之后，记录层13没有垂直磁化。
图5C的剖面图中显示了主磁盘或模板50，它包括一个基底52、第一软磁材料膜54以及在第一薄膜54之上的多个软磁材料岛56。模板50上在岛56之间的区域显示为凹进区58。基底52可以是刚性的，比如玻璃和硅，也可以是塑性的，比如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET，polyethylene terephtalate)、聚对萘二甲酸乙二醇酯(naphtalate)(PEN)或聚酰亚胺的塑料片。第一软磁材料膜54沉积在基底52上，优选情况下是通过喷镀形成的。软磁材料可以是NiFe(22/78)、NiFe(32/68)、NiFeCo(35/12/53)、NiFe(55/45)、FeCo(62/38)或者Ni、Fe和/或Co的其他合金。然后，在第一薄膜54上沉积第二软磁材料薄膜，它将构成岛56。第二薄膜的成分可以与第一薄膜54的成分相同，也可以不同。下一步把抗蚀层沉积到第二薄膜之上，再进行平版曝光和显影，以便在抗蚀层中形成一种模式。然后使用抗蚀层的模式作为蚀刻掩模，去除第二薄膜中的软磁材料，再去除抗蚀层，剩下所需的岛56和凹进区58。如果需要第一薄膜54和岛56是相同的软磁材料成分，那么上述平版工艺也能够形成单一的软磁材料薄膜，具有岛区和岛区之间的凹进区，在这种情况下，岛区的厚度与单一薄膜的厚度基本相同。
如图5C所示，然后移动记录磁盘10使其的外层15接近模板50的岛56(或者非常接近或者接触)。可以机械地把记录磁盘和模板压在一起，使外层15接触岛56，也可以用一台泵降低磁盘和模板之间的压力，利用大气压力移动两者，使其相互接触。如果该磁盘首先经过了DC磁化，那么磁体100或者一个不同的磁体(如果DC磁化过程是在生产线的不同位置完成的)，在与第一方向相反的第二垂直方向上对记录层13施加一个磁场。如果该磁盘首先经过了DC磁化，就可以采用上述DC磁化过程所用的方式施加这个磁场。如图5C中表示磁场的虚线所示，垂直磁场穿过第一薄膜54、岛56以及记录层13中岛56下的区域，使得在这些区域的磁化方向反转。磁体100产生的磁场去除之后，这些反转的磁化仍然保持，这是因为穿过岛56下区域的磁场强度大于记录层13的矫顽力。在凹进区58之下的记录层13区域，磁化方向不变，因为磁场被引导偏离凹进区58的间隔即空气间隙而朝向这些岛56。
另外，如果磁盘首先经过AC擦除，那么磁体100发出的垂直磁场就穿过第一薄膜54、岛56以及记录层13中岛56之下的区域，使得在这些区域的磁化方向与施加的磁场方向相同(图5C中“向下”方向)。记录层13中凹进区58之下的区域暴露在磁体100产生的磁场中时，它们的磁化方向将与岛之下的区域相同(“向下”)。然而，一旦磁体100产生的磁场从凹进区下的区域去除，由于与岛下“向下”磁化区域的偶极耦合，这些区域中的磁化方向将自然地反转(图5C中“向上”)。因为磁体100产生的磁场穿过凹进区下区域的强度小于记录层13的矫顽力。这种AC擦除的方法最好应用于“高频”伺服模式上，即那些凹进区58沿着圆周或者说沿着磁轨方向上范围较小的情况。这会使得岛下磁化区的偶极子耦合作用，更容易使凹进区58下的磁化方向反转。
重要的是，确保记录盘上记录层13中主模板50的模式岛56之下的所有区域都被磁化，而记录层13的其他区域都没有磁化。实现这一点，是通过恰当地选择磁体100产生的磁场强度，以及第一薄膜54和岛56的厚度和材料成分。岛56的厚度确定了第一薄膜54与记录层13之间，在凹进区58中间隔的厚度。这些参数的典型实例为：岛56厚度是80-160nm，薄膜54厚度是400-1600nm。图6是对于模板中第一薄膜的多种厚度，岛区和凹进区下之磁场计算结果的一族曲线图。对于这份数据，第一薄膜54是NiFe(1.1Tesla)，岛56是FeCo(2.2Tesla)，厚度是160nm。曲线族的波谷对应于模板凹进区58之下计算的磁场。图6显示出，增加薄膜54厚度，就增加了曲线峰值(对应于岛的场强)和曲线波谷(对应于凹进区下的场强)之间的差异。如果凹进区下的场强小于记录层13的矫顽力，并且如果岛下的场强大于记录层13的矫顽力，那么模板50的模式就将传递到磁记录层13中。
不容易使记录磁盘的外层置于接近主模板的岛之处，这是因为记录磁盘不是平的，而是呈现一种曲线状，在轴向(垂直于磁盘表面)峰值到峰值的变化，在20mm范围或者说区间上为5微米，在4mm区间上为0.25微米。因为这个原因优选情况下，使用以柔性薄片作为基底的柔性主模板，使用气压差使记录磁盘的外层与岛接触。图7描述了这种方法，其中主模板50有一个柔性薄片作为基底52，向柔性薄片施加一个小气压差ΔP，迫使岛56与记录磁盘10的外层15接触，使得主模板50和记录磁盘10有基本上相同的曲面。
图8A和图8B显示了使用柔性模板和气压差进行CMT所用的装置。一个腔室101有一个带外沿104的上口102。带有模式岛56和凹进区58的柔性模板50覆盖着开口102。夹具106和O型环108密封着腔室口102。腔室101内部有一个入口109，连接到气压调节器110，它又连接到一个加压的氮气源。旋转台基120位于腔室101内部，它支撑着平台122，围绕轴124旋转。在平台122上偏离轴心之处，安装着一个永久磁体100和磁体100的配重140。如图8B移去模板50之后的俯视图所示，磁体100的磁力线132朝向纸面外，所以记录磁盘将在垂直于其记录层平面的方向上磁化。台基120也可以在平行于轴124的垂直Z方向上移动，因而可以按照需要调整磁体100与模板50的距离。要传递模式的记录盘10安装在机械手150上，它可以在模板50上方沿X-Y-Z方向移动。机械手150和台基120的运动受控于一个运动控制器，典型情况下是一台PC。
为了开始把伺服模式传递到记录磁盘10上，通过可动机械手150把先前DC磁化的磁盘10(或者先前AC擦除的磁盘10)置于模板50中心的上方。在这个实例中，在一个分开的生产岗位，已经在第一垂直方向上，把磁盘10DC磁化了，在图8A中方向向下，面向模板50(与箭头132相反)。把磁盘10在Z方向定位，使得其外表面轻轻地接触模板50上的模式岛56。下一步，使用气压调节器110来提高腔室101之内的压力，使其略微高于大气压，以便使模板50向外移动，迫使岛56与磁盘10的外表面接触。虽然优选情况下是最初使磁盘10的外表面轻轻地与岛56接触，但是也可以使磁盘10非常接近却不与岛接触，或者只是与某些岛部分接触，只要磁盘足够接近，压差也会移动岛56，迫使它们完全接触。腔室101之内的压力和薄片的柔性，使得岛56能够符合磁盘10外表面的轮廓。使磁体100沿着Z方向移动，达到离模板50所需的距离。这个距离取决于磁体100的磁场强度、模板50的厚度、模式岛56的材料和厚度以及磁盘10记录层的材料。例如，假若该磁体是一种10MGOe(兆高斯-奥斯特)的NiFeB永久磁体，其磁场垂直于磁盘10的平面，塑料薄片是25微米厚的聚酰亚胺薄膜，并且带有160nm厚的、由Ni32Fe68形成的模式岛，那么选定的距离是0.1和0.3mm之间。然后旋转台基120，磁体100就会向磁盘10上的环形数据带施加磁场132。这就在环形数据带中，使模板50上岛56之下的记录层区域上的磁化方向反转(或者，如果记录层最初经过AC擦除，则使56之下由感应而磁化)。这样的结果是，记录层中仅有凹进区58之下的区域保持第一垂直方向的DC-磁化(或者，如果磁盘最初经过AC擦除，磁体100产生的磁场去除之后会自然反转)。
已经介绍的过程中使用的记录磁盘，事先在一个方向进行过DC磁化。不过，如果用一个电磁体取代永久磁体，磁盘也能够在图8A和图8B的装置中DC磁化。在这种情况下，首先把磁盘10放置在模板50上岛56上方，但是不接触，然后把电磁体放置在模板50之下，给电磁体通入电流，在箭头132方向的相反方向上产生一个磁场(图8B)。使台基120旋转，因为模式岛56没有与磁盘10的外层接触，电磁体产生的磁场磁化了整个磁盘，即使是直接对着但是不接触凹进区58的区域也不例外。然后该过程按照前面的介绍继续进行，只不过通过电磁体的电流方向相反，使得施加在磁盘上的磁场沿着箭头132的方向。同样，如果磁盘10首先经过了AC擦除，也可以在图8A和图8B的装置中利用一个电磁体这样做。
优选情况下，基底所用的柔性薄片是一种塑料薄膜，比如PET、PEN或者聚酰亚胺，厚度范围5至200微米。适于用作这种塑料薄片的现有薄膜产品包括Melinex 453、Melinex 725、Melinex 561、MylarD1和Kadanex 1000，均为杜邦公司的产品，自转涂布的聚酰亚胺薄膜是HD微系统公司的产品。对模板50施加压差，以便控制岛56与记录盘10的外层15接触的程度。已发现，高于大气压0.1至1.5psi的压力范围能够用于实现良好的接触。实现接触所需的压力取决于记录盘表面的曲率周期，以及柔性薄片的厚度和刚度。
制造带有模式岛的柔性薄片，其目的是为了生产一种机械性质稳定耐用、可以多次使用的主磁盘。在一种生产塑料薄片的方法中，把聚酰亚胺溶液自转涂布到一种常规的单晶硅晶片上，再在高温下固化。然后可以采用物理方法把固化的聚酰亚胺薄膜从晶片上取下，也可以从聚酰亚胺薄膜的对面通过蚀刻，去除晶片的中心部分，使聚酰亚胺薄膜附着在蚀刻后剩余的外部硅环上并受其支持。在另一种制造塑料薄片的方法中，在一层PET或PEN材料的塑料薄膜的一面采用一种粘合剂，使塑料薄膜附着在一个刚性的基底上。只有在制造过程中，塑料薄膜才附着在基底上。粘合剂可以是一种紫外光分离粘合剂，所以如果使用一种透明的基底(比如玻璃)，在制造过程结束时透过基底照射紫外光，就能够实现塑料薄膜从基底上分离。
为了改善耐用性和降低水污染，在塑料薄片和模式岛的表面上可以采用一种保护性薄涂层，比如等离子体聚合的2.5nm厚的全氟化碳(PFC)薄膜。
已经对于一种常规的记录磁盘介绍了本发明，该磁盘具有一种保护性外涂层形式的外层。不过，已经提出了“无外涂层”的记录磁盘，但是尚未上市。这种磁盘的磁记录层将具有足够的硬度，所以不需要保护性外涂层。本发明完全可以应用于这种无外涂层的磁盘。因此对于本发明的目的以及权利要求书中的描述，术语“外层”必然也意味着这种无外涂层磁盘中记录层的上表面，所以具有记录层和记录层上外层的磁盘，必然也意味着具有一个带有上表面之记录层的无外涂层磁盘。
虽然已经参考若干优选实施例，具体地显示和介绍了本发明，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明的实质和范围的情况下，可以对形式和细节作出多种修改。所以，所公开的发明应当视为仅仅是展示性的，只受限于附带的权利要求书所指定的范围。

Claims (31)

1.一种用于在具有垂直磁各向异性的刚性盘磁记录层中形成一种垂直磁化区的模式的方法，该方法包括:
提供一片磁记录盘，包括一个刚性基底、基底上的一个磁记录层和记录层上的一个外层；
提供一片主模板，包括一个基底、基底上软磁材料的第一薄膜和位于第一薄膜上并延伸至高于第一薄膜的软磁材料的多个岛；
使带有外层的记录盘定位于接近主模板上的岛；以及
产生一个垂直于记录层平面的磁场，以便按照所产生的磁场的相同方向，使接近主模板上的岛的外层区域之下的记录层区域磁化，其中选择所述多个岛和第一薄膜的厚度分别为80-160nm和400-1600nm以使所述多个岛的磁通密度大于第一薄膜的磁通密度。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，提供一片磁记录盘包括提供一片具有一个AC擦除的磁记录层的磁记录盘，其中在产生磁场之后，对于不在接近主模板上的岛的外层区域之下的记录层区域，其改变为在一个与所产生的磁场的方向相反的垂直方向磁化。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，提供一片磁记录盘包括提供一片在基底上具有一个磁记录层的磁记录盘，所述磁记录层具有在垂直于记录层平面的第一方向上磁化的部分，而且产生一个磁场包括在与所述第一方向相反的第二垂直方向上产生一个磁场。
4.一种用于在具有垂直磁各向异性的刚性盘磁记录层中形成一种垂直磁化区的模式的方法，该方法包括:
提供一片磁记录盘，该磁记录盘包括一个刚性基底、基底上的具有在垂直于记录层平面的第一方向上磁化的部分的一个磁记录层和记录层上的一个外层；
提供一片主模板，该主模板包括一个基底、基底上软磁材料的第一薄膜和位于第一薄膜上并延伸至高于第一薄膜的软磁材料的多个岛；
使带有外层的记录盘定位于接近主模板上的岛；以及
在与所述第一方向相反的第二方向上产生一个垂直于记录层平面的磁场，以便使接近主模板上这些岛的外层区域之下的记录层区域的磁化方向反转，其中选择所述多个岛和第一薄膜的厚度分别为80-160nm和400-1600nm以使所述多个岛的磁通密度大于第一薄膜的磁通密度。
5.根据权利要求4的方法，其特征在于，提供一片磁记录盘包括在所述第一垂直方向上磁化记录层的部分。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于，在所述第一垂直方向上磁化记录层的部分包括在一个方向上对一个电磁体施加电流，以及在所述第二垂直方向上产生一个磁场包括使到电磁体的电流方向反转。
7.根据权利要求5的方法，其特征在于，在所述第一垂直方向上磁化记录层的部分，包括施加一个永久磁体产生的磁场。
8.根据权利要求4的方法，其特征在于，在第二垂直方向上产生一个磁场包括，施加一个永久磁体产生的磁场。
9.根据权利要求4的方法，其特征在于，在第二垂直方向上产生一个磁场包括，在大体平行于记录层平面的一个方向上，使磁场相对于记录层移动。
10.根据权利要求4的方法，其特征在于，所述在第一方向上磁化的磁记录层部分，基本上是所述磁记录层的全部。
11.根据权利要求4的方法，其特征在于，使带有外层的记录盘定位于接近主模板上的岛包括，使外层与岛接触。
12.根据权利要求4的方法，其特征在于，主模板上的基底是一片柔性薄片。
13.根据权利要求12的方法，其特征在于，使带有外层的记录盘定位于接近主模板上的岛包括，向柔性薄片施加一个气压差，使这些岛压向记录盘的外层。
14.根据权利要求13的方法，其特征在于，施加气压差包括在柔性薄片的两个表面之间，施加一个范围在0.1和1.5psi之间的压差。
15.根据权利要求13的方法，进一步包括提供一个腔室，它具有一个带外周边的开口，利用柔性薄片的外缘密封腔室开口的周边，岛位于腔室的外部，并且其中向柔性薄片施加一个气压差包括对密封的腔室加压。
16.根据权利要求12的方法，其特征在于，柔性薄片是一片塑料薄膜，其厚度范围是20到200微米。
17.根据权利要求12的方法，其特征在于，柔性薄片是一片塑料薄膜，由从包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对萘二甲酸乙二醇酯和聚酰亚胺的组中选出的一种材料形成。
18.根据权利要求4的方法，其特征在于，第一薄膜中的软磁性材料是一种低矫顽力的磁性材料，包括含有Ni、Fe和Co中的一种或者多种的合金。
19.根据权利要求4的方法，其特征在于，这些岛中的软磁性材料是一种低矫顽力的磁性材料，包括含有Ni、Fe和Co中的一种或者多种的合金。
20.根据权利要求4的方法，其特征在于，提供一片包括软磁材料的第一薄膜和位于第一薄膜上并延伸至高于第一薄膜的软磁材料的多个岛的主模板包括，为具有软磁材料的单一薄膜的主模板提供岛区和岛区之间的凹进区，岛区的厚度基本上等于所述单一薄膜的厚度。
21.一种接触性磁传递方法，用于在一种刚性垂直磁记录盘的磁记录层中形成一种磁化伺服区的模式，包括:
提供一片磁记录盘，包括一个刚性基底、基底上的一个软磁底层、底层上的具有在垂直于记录层平面的第一方向上磁化的部分的一个磁记录层和记录层上的一个外层；
提供一片主模板，该主模板包括一片柔性薄片、柔性薄片上软磁材料的第一薄膜和位于第一薄膜上并延伸至高于第一薄膜的软磁材料的多个岛；
提供一个腔室，具有一个带外周边的开口；
利用柔性薄片的外缘密封腔室开口的周边，其中岛位于腔室的外部；
使带有外层的记录盘定位于面向柔性薄片上的岛；
使腔室加压至高于大气压，以便使柔性薄片弯曲并迫使这些岛与记录盘的外层接触；以及
在与所述第一方向相反的第二方向上产生一个垂直于记录层平面的磁场，以便使接触主模板上这些岛的外层区域之下的记录层区域的磁化方向反转，其中选择所述多个岛和第一薄膜的厚度分别为80-160nm和400-1600nm以使所述多个岛的磁通密度大于第一薄膜的磁通密度。
22.根据权利要求21的方法，其特征在于，在第二垂直方向上产生一个磁场包括，在大体平行于记录层平面的一个方向上，使磁场相对于记录层移动。
23.根据权利要求22的方法，其特征在于，使磁场移动包括以围绕磁盘的一条圆形路径使磁场移动。
24.根据权利要求23的方法，其特征在于，以一条圆形路径使磁场移动包括，把一个永久磁体置于腔室之内的一个可旋转台基上，永久磁体产生的磁场延伸的方向大体平行于可旋转台基的旋转轴。
25.根据权利要求21的方法，其特征在于，磁体是一个电磁体，提供记录盘包括通过以第一方向向电磁体施加电流并且以围绕磁盘的一条圆形路径使磁体移动，在第一垂直方向上磁化记录层，并且在与所述第一垂直磁化方向相反的一个方向上产生一个磁场包括，使通向电磁体的电流方向反转。
26.根据权利要求21的方法，其特征在于，使密封的腔室加压包括使腔室加压至高于大气压0.1和1.5psi之间。
27.根据权利要求21的方法，其特征在于，柔性薄片是一片塑料薄膜，其厚度范围是20到200微米。
28.根据权利要求21的方法，其特征在于，柔性薄片是一片塑料薄膜，由从包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对萘二甲酸乙二醇酯和聚酰亚胺的组中选出的一种材料形成。
29.根据权利要求21的方法，其特征在于，第一薄膜中的软磁性材料是一种低矫顽力的磁性材料，包括含有Ni、Fe和Co中的一种或者多种的合金。
30.根据权利要求21的方法，其特征在于，这些岛中的软磁性材料是一种低矫顽力的磁性材料，包括含有Ni、Fe和Co中的一种或者多种的合金。
31.根据权利要求21的方法，其特征在于，提供一片包括软磁材料的第一薄膜和位于第一薄膜上并延伸至高于第一薄膜的软磁材料的多个岛的主模板包括，为具有软磁材料的单一薄膜的主模板提供岛区和岛区之间的凹进区，岛区的厚度基本上等于所述单一薄膜的厚度。
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