CN107799129B

CN107799129B - 头以及盘驱动器

Info

Publication number: CN107799129B
Application number: CN201710043632.XA
Authority: CN
Inventors: 山根正巳
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2016-09-02
Filing date: 2017-01-19
Publication date: 2019-12-06
Anticipated expiration: 2037-01-19
Also published as: US9911444B1; US20180068687A1; CN107799129A

Abstract

提供一种头及盘驱动器。根据实施方式，一种头，用于盘驱动器，该头具备：滑块，其具有：有一对侧缘的空气支承面、沿着所述空气支承面的一对侧缘的一对侧面、前导侧端面以及尾随侧端面；和头部，其设置于所述滑块，进行数据的记录再现。滑块具备：设置于所述空气支承面的前导侧端部的前导台阶、设置于所述前导台阶的下游侧的深槽、设置于所述空气支承面的尾随侧端部并内置所述头部的尾随台阶以及沿着所述空气支承面的一对侧缘分别形成的深度为100～300nm的侧槽。

Description

头以及盘驱动器

本申请享有以美国临时专利申请62/382,870号(申请日：2016年9月2日)为在先申请的优先权。本申请通过参照该在先申请而包括在先申请的全部内容。

技术领域

本申请的实施方式涉及盘驱动器的头及具备该头的盘驱动器。

背景技术

作为盘驱动器，例如，硬盘驱动器(HDD)具备：被设置为可自由旋转的磁盘和对该磁盘进行数据的读出/写入的磁头(头)。

磁头具有滑块以及设置于滑块的头部，头部构成为包括读出用再现元件和写入用记录元件。滑块具有与磁盘的记录面相向的相向面(空气支承面：ABS)。盘驱动器工作时，在旋转的磁盘与滑块之间产生气流，由于空气流体润滑的原理而向滑块的ABS作用使滑块相对于磁盘记录面悬浮的力(正压)。使该悬浮力与头负荷平衡，由此，滑块以与磁盘记录面保持间隙的方式悬浮。

在这样的盘驱动器中，若在驱动器内有灰尘、尘埃、微粒等污染物，则污染物恐会深入滑块的ABS与磁盘的表面之前，而导致磁盘损伤。为了减少这样的损伤，提出了在滑块的前导(leading)部设置防护件的所谓前导防护ABS(Leading fence ABS)和/或防止通过ABS和台阶(step)侵入的污染物的深入的所谓微粒捕集孔ABS(Particle trap hole ABS)。

但是，在前者的前导防护ABS中，由于设置防护件而使得用于保持滑块的悬浮力的空气的流入被抑制，磁头的悬浮性能降低。另外，在前导防护ABS中，能够抑制污染物从前导侧侵入，但是有污染物会容易从滑块的侧方侵入的倾向。

后者的微粒捕集孔ABS，不是抑制污染物的侵入的结构，在污染物从滑块的侧方侵入的情况下难以取得防止深入的效果。

发明内容

实施方式的头，具有：滑块，其具有：有一对侧缘的空气支承面、沿着所述空气支承面的一对侧缘的一对侧面、前导侧端面和尾随侧端面；和头部，其设置于所述滑块，进行数据的记录再现。所述滑块具备：设置于所述空气支承面的前导侧端部的前导台阶、设置于所述前导台阶的下游侧的深槽、设置于所述空气支承面的尾随侧端部并内置所述头部的尾随台阶、以及沿着所述空气支承面的一对侧缘分别形成的深度为100～300nm的侧槽。

根据实施方式，能够提供能够兼顾抗污染性以及ABS性能的头以及盘驱动器。

附图说明

图1是示出实施方式涉及的硬盘驱动器(HDD)的内部构造的俯视图。

图2是放大地示出所述HDD的磁盘、磁头以及悬架的侧视图。

图3是示出所述磁头的空气支承面(ABS)侧的立体图。

图4是示出所述磁头的ABS侧的俯视图。

图5是沿图3的Ⅴ-Ⅴ线的磁头的截面图。

图6是沿图3的Ⅵ-Ⅵ线的磁头的截面图。

图7是示出第2实施方式涉及的HDD中的磁头的ABS侧的立体图。

图8是示出所述磁头的ABS侧的俯视图。

图9是示出第3实施方式涉及的HDD中的磁头的ABS侧的立体图。

图10是示出所述磁头的ABS侧的俯视图。

具体实施方式

以下，作为盘装置，对实施方式涉及的硬盘驱动器(HDD)详细进行说明。

此外，公开只不过是一例而已，在保持发明主旨不变的状态下所作的适当变更且是本领域技术人员容易想到的方案，当然也包含于本发明的范围。另外，为了使说明更清楚，附图与实际的样态相比有时示意性地示出各部分的宽度、厚度、形状等，但是只是一例而已，并不限定本发明的解释。另外，在本说明书和各附图中，关于与已出现过的图中前述的要素相同的要素，有时标注同一附图标记并适当省略详细的说明。

图1示出第1实施方式涉及的HDD的内部构造。如图1所示，HDD具备壳体10。壳体10具有上表面开口的矩形箱状的基体12和封闭基体12的上端开口的未图示的顶盖。基体12具有矩形形状的底壁12a和沿底壁的周缘竖立设置的侧壁12b。

在壳体10内设置有作为记录介质的1个或多个磁盘16、以及作为支撑磁盘16并使其旋转的驱动部的主轴马达23。磁盘16在主轴马达23的未图示的轴毂(hub)互相同轴地嵌合并且由卡簧(clamp spring)27夹紧而固定于轴毂。而且，磁盘16通过主轴马达23沿箭头A方向以预定速度旋转。

在壳体10内设置有对磁盘16进行数据的写入/读出的多个磁头17、以及将这些磁头17支撑为能够相对于磁盘16移动的滑架组件22。另外，在壳体10内设置有：使滑架组件22转动并对其进行定位的音圈马达(以下称为VCM)24；在磁头17移动到磁盘16的最外周时、将磁头17保持在从磁盘16离开的卸载位置的斜坡加载(ramped load)机构25；在冲击等作用于HDD时、将滑架组件22保持在退避位置的闩锁机构26；以及具有转换连接器等的基板单元21。

在基体12的底壁12a的外表面螺纹紧固有未图示的印刷电路基板。印刷电路基板，经由基板单元21对VCM24以及磁头17的工作进行控制，并且对主轴马达18的工作进行控制。

图2示意性地示出悬浮状态的磁头以及磁盘。如图1以及图2所示，磁盘16具有基板101，该基板101由形成为例如直径约2.5英寸(6.35cm)的圆板状的非磁性体制成。在基板101的两表面按顺序层叠有作为基底层的由表现软磁特性的材料制成的软磁性层102、在该软磁性层102的上层部的磁记录层103、在该磁记录层103的上层部的保护膜层104。

滑架组件22具有多个悬架组件30。各悬架组件30具有细长的板簧状的悬架34和设置在悬架34上的作为布线部件的挠性件(flexure)41。磁头17经由挠性件41的万向架(gimbal)部36被支撑于悬架组件30的前端部。

如图2所示，磁头17构成为悬浮型的头，具有形成为大致长方体状的滑块31和形成于滑块31的流出端(尾随，trailing)侧的端部的头部33。滑块31具有与磁盘16的表面相向的空气支承面(ABS)40。磁头17通过由于磁盘16的旋转而在磁盘16的表面与滑块31的ABS40之前产生的气流B而悬浮。气流B的方向与磁盘16的旋转方向A一致。

接着，对磁头17的构成详细进行说明。图3是示出磁头的滑块的立体图，图4是示出滑块的ABS侧的俯视图。

如图2、图3、图4所示，磁头17的滑块31形成为大致长方体状，具有：与磁盘16的表面相向的矩形形状的盘相向面(空气支承面：ABS)40；与ABS 40正交地延伸的流入侧端面(前导(leading)侧端面)42a；与ABS 40正交地延伸的流出侧端面(尾随(trailing)侧端面)42b；以及分别与ABS 40正交地在流入侧端面42a与流出侧端面42b之间延伸的一对侧面42c。

将ABS 40的纵长方向设为第1方向X、将与其正交的宽度方向设为第2方向Y。滑块42构成为所谓的飞米滑块(femto slider)，滑块42的第1方向X的长度L1为1.25mm以下、例如为1.235mm，沿第2方向Y的宽度W1为1.0mm以下、例如为0.7mm，厚度T1形成为0.23～0.3mm。

图5是沿图3的V-V线的滑块的纵截面图，图6是沿图3的VI-VI线的滑块的横截面图。

如图3到图5所示，在ABS 40的大致中央部，形成有遍及第2方向Y的全长延伸的带状的负压产生槽(深槽)50。在将滑块31的厚度T1设为例如0.23mm的情况下，负压产生槽50的深度形成为1～5μm、例如3μm。通过设置负压产生槽50，在HDD中实现的所有偏转角(yawangle)下都能够在ABS 40中心部产生负压。

在ABS 40的前导侧端部，形成有大致矩形形状的前导台阶52。前导台阶52，设置为相对于负压产生槽50的底面突出，并且，相对于气流C位于负压产生槽50的流入侧。

为了维持磁头17的俯仰角(pitch angle)，在前导台阶52上突出设置有通过空气膜支撑滑块31的前导垫53。前导垫53形成为朝向流入侧多处开放的M字形状。前导垫53的上表面构成滑块31的最上面，构成ABS 40的一部分。在从前导台阶52的流入端稍稍向流出侧偏离的位置，形成有负压产生槽55。

如图3到图5所示，从ABS 40的大致中央部直至流出侧端面42b，形成有由凹陷构成的负压腔54。负压腔54位于负压产生槽50的流出端侧，朝向流出侧端面42b开放。负压腔54形成为比负压产生槽50浅、即形成于比负压产生槽50的底面高的位置。负压腔54的深度形成为500～1500nm、例如1000nm。通过设置负压腔54，在HDD中实现的所有偏转角中都能够在ABS 40中心部产生负压。

在ABS 40中以包围负压腔54的方式形成有肋状的中间台阶56、一对侧台阶58、以及一对裙状部60。中间台阶56位于负压产生槽50与负压腔54之间，沿第2方向Y在ABS 40的两侧缘之间延伸。中间台阶56设置为相对于负压腔54的底面突出，而且相对于气流C位于负压腔54的流入侧。

一对侧台阶58沿着ABS 40的各侧缘形成，从中间台阶56伸出到ABS40的流出端侧。这些侧台阶58相对于负压腔54的底面突出。

一对裙状部60沿ABS 40的各侧缘形成，分别沿第1方向X从侧台阶58延伸至ABS 40的流出侧端面42b附近。各裙状部60设置为相对于负压腔54的底面突出，而且形成为比侧台阶58低。

中间台阶56、一对侧台阶58以及一对裙状部60，整体上形成为上游侧封闭、朝向下游侧开放的大致U字形状。而且，利用中间台阶56、一对侧台阶58以及一对裙状部60，来规定负压腔54。

如图3到图6所示，滑块31具有相对于气流C的方向形成于ABS 40的流出侧端部的尾随台阶62。尾随台阶62形成为相对于负压腔54的底面突出，其突出高度形成为与前导台阶52相同的高度。尾随台阶62位于ABS 40的第2方向Y的大致中央。在尾随台阶62的上表面，突出地设置有通过空气膜支撑滑块31的尾随垫(trailing pad)63。

尾随垫63设置为相对于尾随台阶62的流出侧端面、在此为滑块31的流出侧端面42b向流入侧空开间隙。尾随垫63形成为与前导垫53、中间台阶56、侧台阶58相同的高度水平，成为滑块31的最上表面，构成ABS 40的一部分。

磁头17的头部33具有对磁盘16进行信息的记录再现的记录元件65以及再现元件66。该记录元件65以及该再现元件66相对于气流C的方向埋入滑块31的下游侧端部内、在此为埋入尾随台阶62内。记录元件65以及再现元件66的前端部在尾随垫63的位置从ABS 40露出。

滑块31的ABS 40具有沿第1方向X从中间台阶56延伸至尾随台阶58的细长的一对中央轨导68。一对中央轨导68位于滑块31的中心轴线D的两侧，在第2方向Y上隔开间隔彼此相向。中央轨导68距负压腔54的底面的高度，形成为与中间台阶56以及尾随垫63的高度相同。在一对中央轨导62之间形成有将气流导向尾随台阶62以及尾随垫63的引导槽76。该引导槽76沿中心轴线D形成，穿过负压产生槽50进一步延伸至前导台阶52。

进一步，根据本实施方式，在ABS 40的两侧缘形成有浅槽(侧槽)70，该浅槽70分别沿侧缘延伸。在ABS 40的各侧缘，浅槽70形成为遍及从滑块31的流入侧端面42a到前导台阶52的流出侧端的长度A1、以及从侧台阶58的流入侧端到裙状部60的中途部的长度A2的区域。流入端侧的浅槽70的长度A1形成为滑块31的全长L1的30％以上、例如40％。同样，流出侧的浅槽70的长度A2形成为滑块31的全长L1的30％以上、例如30％。

浅槽70的深度d1形成为滑块31的高度(厚度T1)的1/1000的程度、例如100～300nm。由此，滑块31的各侧面42c的高度方向(厚度方向)上的区域，除浅槽70外，以大致保留整个面的状态构成滑块31。由此，能够得到侧面42c的高度高(厚)的滑块31。

根据以上这样构成的HDD的磁头17，在ABS 40的两侧缘设置深度d1为100～300nm的非常浅的浅槽70，由此，与以往相比较，能够提高滑块31的侧面、能够将滑块侧面与磁盘表面的间隙大幅地减小。因此，能够抑制微粒、污染物从滑块31的侧面42c侧侵入，减少磁头或磁盘的损伤的发生。这样的浅槽70，在应用于在ABS形成有深槽的滑块(沟道型)的情况下，能够得到更显著的效果、即防止污染物侵入的效果。

在滑块31的ABS 40的侧缘，在滑块加工时容易产生毛刺。因此，需要以某一槽深度对侧缘进行铣磨(milling)。当前在多数滑块中，通过在侧缘部形成深度1～5μm的槽从而将毛刺除去，但是在本实施方式中，通过深度d1＝100～300nm的铣磨形成浅槽70。通过使用这样的浅槽70，能够不使ABS 40的性能(悬浮性能)降低地抑制1μm以上的比较大的颗粒的微粒、污染物的侵入，能够兼顾抗污染性以及ABS性能。

此外，在第1实施方式中，将浅槽70的长度设为(A1+A2)并设为滑块31的全长L1的约70％，但是不限于此，如果浅槽70的长度设定为滑块全长L1的30％以上，则能够得到与上述同样的作用效果。此时，优选浅槽70至少设置在滑块31的流入侧端面42a侧。

接着，对其他实施方式涉及的HDD进行说明。此外，在以下说明的其他实施方式中，对于与上述第1实施方式相同的部分标注相同的参照附图标记并省略对其详细的说明，以不同于第1实施方式的部分为中心详细地进行说明。

(第2实施方式)

图7是示出第2实施方式涉及的HDD的磁头的立体图，图8是示出所述磁头的ABS侧的俯视图。

如图7以及图8所示，根据第2实施方式，在滑块31的ABS 40中，仅在各侧缘的流入侧端42a侧设置有深度为100～300nm的浅槽70。各浅槽70，从流入侧端面42a朝向滑块31的中央部延伸长度A1。该长度A1设为滑块31的全长L1的30％以上、例如40％。在ABS 40中，在各侧缘的流出侧端面42B侧，取代浅槽而设置有深槽。

在第2实施方式中，磁头17的其他结构与上述的第1实施方式相同。

这样，即使在仅在各侧缘的流入侧端42a侧设置有浅槽70的情况下，也能够得到与上述的第1实施方式相同的作用效果。即，能够得到能够抑制微粒、污染物从滑块侧面侧的侵入、并且能够兼顾抗污染性以及ABS性能的磁头以及HDD。

(第3实施方式)

图9是示出第3实施方式涉及的HDD的磁头的立体图，图10是示出所述磁头的ABS侧的俯视图。

如图9以及图10所示，根据第3实施方式，滑块31具有从前导台阶52的宽度方向两端部分别沿滑块31的侧缘延伸到流出端侧的一对裙状部72。各裙状部72形成为与浅槽70相同的高度。由此，在ABS 40的各侧缘，深度100～300nm的浅槽70从流入侧端面42a到裙状部72的延伸端遍及长度A1而设置。而且，通过组合长度A1的浅槽70与流出端侧的长度A2的浅槽70，能够将浅槽70的长度(A1+A2)设为滑块31的全长L1的70％以上。

在第3实施方式中，磁头17的其他结构与上述第1实施方式相同。

这样，通过将浅槽70设为全长L1的70％以上而用浅槽70更多地覆盖ABS 40的侧缘，能够更为有效地抑制微粒、污染物从滑块侧面侧侵入。另外，通过不使前导台阶52整体延长到流出端侧而仅延长裙状部72，能够不使滑块31的悬浮性能大幅变动地延长浅槽70。由此，能够得到能够兼顾抗污染性以及ABS性能的磁头以及HDD。

此外，虽然对本发明的实施方式进行了说明，但是该实施方式是作为例子而提出的，不用于限定发明的范围。新实施方式，可以按其他各种形态来实施，可以在不脱离发明主旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式，被发明的范围和/或主旨所包含，并且也包含于权利要求书所记载的发明及其同等范围。

例如，磁头的滑块，不限于飞米滑块，也可以应用于皮米滑块(pico slider)、飞米滑块或者更大尺寸的滑块。滑块中的尾随台阶、尾随垫、其他部分的形状、尺寸等，可以根据需要而变更。在盘驱动器中，磁盘不限于2.5英寸，也可以为其他大小的磁盘。磁盘不限于2个，也可以为1个或3个以上，悬架组件的数量，只要根据磁盘的设置个数增减即可。用于悬架组件的材料以及尺寸，不限定于实施方式，也可以根据需要进行各种变更。

Claims

1.一种头，用于盘驱动器，所述头具备：

滑块，其具有：有一对侧缘的空气支承面、沿着所述空气支承面的一对侧缘的一对侧面、前导侧端面和尾随侧端面；和

头部，其设置于所述滑块，进行数据的记录再现，

所述滑块具备：设置于所述空气支承面的前导侧端部的前导台阶、设置于所述前导台阶的下游侧的深槽、设置于所述空气支承面的尾随侧端部并内置所述头部的尾随台阶、以及沿着所述空气支承面的一对侧缘分别形成的深度为100～300nm的侧槽，所述侧槽向所述空气支承面和所述侧面开口。

2.根据权利要求1所述的头，

所述侧槽的各个槽形成为所述滑块的全长的30％以上的长度。

3.根据权利要求1所述的头，所述侧槽的各个槽从所述前导侧端面朝向所述尾随侧端面延伸。

4.根据权利要求1所述的头，所述滑块具有一对裙状部，所述一对裙状部分别沿着所述侧面设置，从所述前导台阶朝向所述尾随侧端面延伸，

所述侧槽的各个槽从所述前导侧端面延伸至所述裙状部的延伸端。

5.根据权利要求1所述的头，

所述滑块的深槽的深度为1～5μm。

6.一种盘驱动器，具备：

设置为能够自由旋转且具有记录层的盘状的记录介质；和

对所述记录介质进行数据处理的权利要求1所述的头。

7.根据权利要求6所述的盘驱动器，

8.根据权利要求6所述的盘驱动器，所述侧槽的各个槽从所述前导侧端面朝向所述尾随侧端面延伸。

9.根据权利要求6所述的盘驱动器，

所述滑块具有一对裙状部，所述一对裙状部分别沿着所述侧面设置，从所述前导台阶朝向所述尾随侧端面延伸，