CN101025931A - 用于高密度磁记录的滑块 - Google Patents
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Abstract
公开了一种改进的滑块设计。该滑块的宽度小于0.7mm。该滑块可具有0.18mm的厚度和0.85mm的长度。该滑块的空气轴承表面在其前缘上可具有两排U形轨道。被两个外压缩垫横跨的两排主压缩垫从空气轴承表面的后缘伸出。
Description
本申请是2004年4月14日提出的申请10/823,930的部分继续，其全部公开内容被结合于本申请中。
技术领域
本发明涉及硬磁盘驱动器。更具体地说，本发明涉及磁头万向悬挂支架组件的滑块的形状和尺寸。
背景技术
硬盘驱动器是通用的信息存储装置，基本上由被磁性读写元件存取的一系列可旋转盘组成。一般称为转换器的这些数据传送元件通常被滑块主体所承载并被嵌入滑块主体中，在形成于盘上的离散数据磁道上方，滑块主体被保持在很近的位置上，以此允许读/写操作可被实施。为了相对于盘表面适当地放置转换器，在滑决主体上形成的空气轴承表面(ABS)经受着流动的气流，该流动气流提供了足够的升力以使滑块和转换器在盘数据磁道上“漂浮”。磁盘的高速旋转产生了沿其表面以基本上平行于该盘切向速度方向的流动气流或者风。气流与滑块主体的ABS合作，使得滑块在自旋的盘上飘浮。实际上，悬置的滑块通过这个自激的空气轴承与盘表面物理分离。
ABS设计的某些主要目的是使滑块及其相伴的转换器尽可能近地在旋转盘的表面上漂浮，并且均匀维持不变的近距离而不考虑可变的漂浮状态。空气轴承滑块和自旋磁盘之间的高度或分离间隙一般被称为漂浮高度。通常，所安装的转换器或读/写元件仅在旋转盘表面上方大约只有几纳米之处漂浮。滑块的漂浮高度被认为是影响所安装的读/写元件的磁盘读取和纪录能力的最关键参数之一。相对较小的漂浮高度使转换器能够取得磁盘表面上不同数据位的位置之间更大的分辨率，从而提高数据密度和存储容量。随着利用相对较小而功能很强的盘驱动器的轻便、紧凑的笔记本型计算机的日益普及，对于越来越低的漂浮高度的需求已经在持续增长。
如图1所示，众所周知的常见的双体船滑块5的ABS设计由沿着面向盘的滑块表面的外边缘伸展的一对平行轨道2和4构成。包括三条或多条另外的轨道、具有各种不同表面面积和几何形状的其他ABS配置也已经被开发出来。两条轨道2和4通常沿着至少滑块主体长度的一部分从前缘6延伸到后缘8。前缘6被规定为在朝着后缘8延伸滑块5的长度之前旋转盘经过的滑块边缘。如图所示，前缘6可以是锥形的，尽管大的不合要求的公差通常与这个加工过程相关联。通常在沿着如图1所示的滑块的后缘8的某一位置处安装转换器或磁性元件7。轨道2和4构成了滑块在其上漂浮的空气轴承表面并且在与由旋转盘产生的气流接触时提供了必要的抬升。当盘旋转时，所生成的风或气流沿着双体船滑块轨道2和4的下面和其间流动。当气流在轨道2和4的下面穿过时，轨道和盘之间的气压增加，因此提供了正的增压和抬升。双体船滑块通常产生足够的抬升量或正的负荷力，以此导致滑块在旋转盘上方的适当高度处漂浮。在没有轨道2和4时，滑块主体5的大表面面积将产生非常大的空气轴承表面面积。通常，当空气轴承表面面积增加时，所产生的抬升量也被增加。在没有轨道时，滑块的漂浮将因此距离旋转盘太远从而放弃了具有较低漂浮高度时所描述的所有好处。
如图2所说明的，磁头万向悬架组件40常常为滑块提供多个自由度，如垂直线间距离、或描述滑块漂浮高度的俯仰角和滚动角。如图2所示，悬架74使HGA 40保持在移动盘76(具有边缘70)上方并且在由箭头80表示的方向上移动。在如图2所示的磁盘驱动器的操作中，致动器72(如音圈电动机(VCM))使HGA在圆弧75上磁盘76的各种直径(如内径(ID)、中间直径(MD)和外径(OD))上移动。
减小滑块尺寸允许更低制造成本下更低的漂浮高度。越小的滑块尺寸可产生越小的空气轴承表面面积，从而降低漂浮高度。越小的滑块尺寸还意味着可以在晶片上制造越多的滑块。一种滑块的版本具有长度为1mm至3.0mm、宽度为1mm至2.5mm以及厚度小于0.65mm的尺寸。图3a说明了当前的行业标准“PICO”滑块的尺寸。PICO滑块的长度310为1.25mm、宽度320为1mm以及厚度(图中未示出)为0.3mm。最近，国际磁盘驱动器设备和材料协会(IDEMA)已经使“FEMTO”滑块标准化，如图3b所示。FEMTO滑块的长度330为0.85mm、宽度340为0.7mm以及厚度(图中未示出)为0.23mm。新的FEMTO滑块标准使得更多的滑块将在单个晶片上制出。然而，小尺寸牺牲了抵消外部力量所需要的空气轴承刚度，并且因此在维持漂浮高度的最小变化时产生困难。此外，FEMTO滑块上越小的ABS面积意味着空气轴承抵消由制造公差以及环境条件产生的外部力量的刚度越弱。
附图说明
图1是具有本领域已知的读/写头的滑块装置的透视图。
图2是本领域已知的盘驱动装置的透视图。
图3a-b提供了如现有技术中已知的FEMTO滑块和PICO滑块的一个实施例的说明。
图4提供了按照本发明的滑块的一个实施例的说明。
图5a-b以表格格式比较了本发明滑块的PICO滑块刚度的百分比的空气轴承刚度矩阵和FEMTO滑块的PICO滑块刚度的百分比的空气轴承刚度矩阵。
具体实施方式
公开了一种改进的滑块设计。该滑块的宽度小于0.7mm。该滑块可具有0.18mm的厚度和0.85mm的长度。该滑块的空气轴承表面(ABS)在其前缘上可具有两排U形轨道。被两个外压缩垫横跨的两排主压缩垫可从ABS的后缘伸出。
图4说明了按照本发明的滑块的一个实施例。被称为PEMTO滑块的滑块可具有3.0mm或更短的长度410、1.0mm或更窄的宽度420以及0.23mm或更小的厚度(图中未示出)。在这个实施例中，滑块的长度可能比标准FEMTO滑块的最大长度(0.85mm)更长。在一个实施例中，滑块可具有1.25mm的长度410、0.7mm的宽度420、以及0.23mm的厚度(图中未示出)，从而产生具有PICO滑块长度的FEMTO滑块。更长的长度410增加了ABS 430的尺寸，从而增加了稳定度。在一个实施例中，ABS的长度410介于0.85mm和1.25mm之间。在一个实施例中，滑块是ATTO滑块。ATTO滑块可具有0.85mm的长度、0.5mm的宽度以及0.18mm的厚度。
在一个实施例中，可以将不同特征添加到ABS 430以此改进ABS430在硬盘表面上方“漂浮”的能力。U形轨道440可从ABS 430上的滑块的前缘伸出。U形轨道440可以是两排的，其具有第一表面442以及在与第一表面442不同的水平上的第二表面444。主压缩垫450可从ABS 430上的滑块的前缘伸出。主压缩垫450可以是两排的，其具有第一表面452以及在与第一表面452不同的水平上的第二表面454。两个外压缩垫460可横跨主压缩垫450。外压缩垫460可以在与主压缩垫450的第二表面454相同的水平上。虽然上面的ABS设计是作为一个实例来描述的，但是可使用任何ABS设计。
在滑块和旋转盘之间形成的空气轴承可认为是与非常刚性的弹簧相似的。空气轴承的刚度可以是ABS设计、ABS面积、大气条件、漂浮高度和其他因子的函数。抵消由制造公差产生的外部力量是ABS设计中的重要目标。当读/写元件在后缘处沿着滑块主体的中心线定位时，外部俯仰转矩对容许的漂浮高度公差的影响最大。俯仰转矩的两个主要来源是滑块对准和悬架俯仰静态姿态(PSA)公差。FEMTO滑块漂浮高度因为其更短的长度尤其易受俯仰转矩变化的影响。这个实施例的滑块长度提供了更多的杠杆比率来抵消由更低的漂浮高度变化产生的外部俯仰转矩。图5a-b以表格格式比较了作为本发明滑块的PICO滑块刚度的百分比的空气轴承刚度矩阵和作为FEMTO滑块的PICO滑块刚度的百分比的空气轴承刚度矩阵。图5a比较了本发明滑块的俯仰刚度和PICO滑块的俯仰刚度。图5b比较了FEMTO滑块的俯仰刚度和PICO滑块的俯仰刚度。
尽管在这里对若干实施例进行了具体说明和描述，但是将会意识到，本发明的修改和变化可以被上述教导所涵盖并且在没有背离本发明的精神和预期范围的情况下属于所附权利要求的范围。
Claims (19)
1.一种滑块，包含：
主体，其具有小于0.7mm的宽度；以及
空气轴承表面，以允许所述滑块在移动的数据存储介质上方滑动。
2.如权利要求1所述的滑块，其中所述主体具有0.18mm或更小的厚度。
3.如权利要求1所述的滑块，其中所述主体的长度是0.85mm或更长。
4.如权利要求1所述的滑块，其中所述主体的长度是3.0mm或更短。
5.如权利要求1所述的滑决，其中所述主体的宽度是0.5mm或更宽。
6.如权利要求1所述的滑块，还包含近似定位于所述空气轴承表面的前缘并从所述空气轴承表面伸出的U形轨道。
7.如权利要求1所述的滑块，还包含：
主压缩垫，其近似定位于所述空气轴承表面的后缘并从所述空气轴承表面伸出；以及
两个外压缩垫，其横跨所述主压缩垫。
8.一种盘驱动器，包含：
数据存储盘；
具有小于0.7mm的宽度的滑块和允许所述滑块在移动时在所述数据存储盘上方滑动的空气轴承表面；以及
磁头万向悬挂支架组件，用于在所述数据存储介质上方悬置所述滑块。
9.如权利要求8所述的盘驱动器，其中所述滑块具有0.18mm或更小的厚度。
10.如权利要求8所述的盘驱动器，其中所述滑块的长度为0.85mm或更长。
11.如权利要求8所述的盘驱动器，其中所述滑块的长度为3.0mm或更短。
12.如权利要求8所述的盘驱动器，其中所述滑块的宽度为0.5mm或更宽。
13.如权利要求8所述的盘驱动器，其中U形轨道近似定位于所述空气轴承表面的前缘并从所述空气轴承表面伸出。
14.如权利要求8所述的盘驱动器，其中主压缩垫近似定位于所述空气轴承表面的后缘并从所述空气轴承表面伸出，并且两个外压缩垫横跨所述主压缩垫。
15.一种方法，包含：
在单个晶片上形成多个滑块；以及
将所述晶片切成小方块以此制造所述多个滑块，每个滑块具有小于0.7mm的宽度。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述滑块具有0.18mm或更小的厚度。
17.如权利要求8所述的盘驱动器，其中所述滑块的长度为0.85mm或更长。
18.如权利要求15所述的方法，其中所述滑块的长度为3.0mm或更短。
19.如权利要求15所述的方法，其中所述滑块的宽度为0.5mm或更宽。
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