CN1448940A - 包括能够可靠地防止与记录媒体碰撞的磁头滑动器的记录媒体驱动装置 - Google Patents

包括能够可靠地防止与记录媒体碰撞的磁头滑动器的记录媒体驱动装置 Download PDF

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Abstract

在用于记录媒体驱动装置的磁头滑动器中将保护膜铺设在滑动器主体的后端或流出端表面上。磁头元件嵌在保护膜内。磁头元件响应于提供的电流而产生热量。磁头元件的顶端因此在磁头滑动器的相对媒体表面之外过度靠近记录磁盘。即使在保护膜受到热膨胀时，保护突起的浮动高度也设定得比磁头元件的浮动高度小。保护突起能够跟踪比磁头元件的轨道更靠近记录媒体的轨道。保护突起能够在磁头元件前面碰到记录媒体上的障碍物。

Description

包括能够可靠地防止与记录媒体 碰撞的磁头滑动器的记录媒体驱动装置
技术领域
本发明涉及一种对于记录媒体，例如，记录磁盘实现记录和/或复制信息数据的记录媒体驱动装置或存储装置。具体地说，本发明涉及一种在上述记录媒体驱动装置内支撑磁头元件的磁头滑动器。
背景技术
磁致电阻(MR)膜被广泛用来在例如硬盘驱动器(HDD)中从硬盘或记录磁盘中读出磁性信息。MR膜能够接收从记录磁盘泄漏出的磁场。MR膜的电阻与在磁场中建立的磁通量的方向相对应地变化。可以根据在MR膜的电阻变化来识别二进制信息数据。
在记录磁盘的表面上有时会存在障碍物例如突起或污染物。如果MR膜碰到位于旋转记录磁盘上的污染物的话，则MR膜受到所谓的热不平度。众所周知的是，热不平度会妨碍MR膜精确地读取二进制信息数据。
一般来说，薄膜卷图案用来在HD中将磁性信息数据写入记录磁盘中。当将电流提供给薄膜卷图案时，在薄膜卷图案处感应出磁场。被感应出的磁场朝着记录磁盘的表面引导。在记录磁盘中响应于磁场的施加来建立正确的磁化。随着用于记录的信息数据信号的频率变得越高，则薄膜卷图案产生出更多的热量。
上述MR膜和薄膜卷图案两者都嵌入在例如铺设在滑动器主体的后端或流出端表面上的Al2O3保护膜中。保护膜其热膨胀系数大于滑动器主体的热膨胀系数。从薄膜卷图案中发出的热量使得保护膜出现热膨胀。保护膜主要朝向记录磁盘膨胀。MR膜这样就过分靠近记录磁盘。因此，MR膜更容易碰到位于记录磁盘上的障碍物。
发明内容
因此，本发明的一个目的在于提供一种能够可靠地防止磁头元件与位于记录媒体上的突起或污染物之间出现碰撞的记录媒体驱动装置和磁头滑动器。具体地说，本发明的一个目的在于提供一种即使当用于记录的信息数据信号的频率变得更高时也能够可靠地防止磁头元件和位于记录媒体上的突起或污染物之间出现碰撞的记录媒体驱动装置和磁头滑动器。
根据本发明的第一方面，提供一种记录媒体驱动装置，它包括：记录媒体；使相对媒体表面对着记录媒体并且在记录媒体上方浮动期间采取预定的浮动姿态的磁头滑动器；在磁头滑动器内铺设在滑动器主体的后端表面上的保护膜；嵌在保护膜内并且使顶端对着记录媒体的磁头元件；以及保护突起，它竖立在比磁头元件更靠近磁头滑动器的前端的相对媒体表面上，其中当在保护膜中产生热膨胀时所述保护突起在记录媒体上方浮动，其浮动高度小于由磁头元件建立的浮动高度。
当在记录媒体和磁头滑动器之间产生预定的相对运动时，磁头滑动器能够在记录媒体的表面上方浮动。当相对运动的速度进入稳定状态时，滑动器主体的后端与记录媒体的表面保持间隔预定的浮动高度。在这浮动期间，磁头元件能够从记录媒体读出信息数据和/或将信息数据写入记录媒体。
当进行读和/或写操作时，将电流提供给磁头元件。响应于提供的电流在磁头元件中产生热量。所产生的热量使得保护膜热膨胀。保护膜主要朝向记录媒体表面膨胀。磁头元件的顶端在相对媒体表面之外过分靠近记录磁盘。在磁头元件和记录媒体表面之间以这种方式建立了更低的浮动高度。磁头元件被迫跟踪比滑动器主体后端的轨道更接近记录媒体的轨道。
保护突起的浮动高度设定得比在第一方面的记录媒体驱动装置中磁头元件的更小浮动高度还要小。因此，即使在保护膜受到热膨胀时，保护突起也能够跟踪比磁头元件轨道更接近记录媒体的轨道。即使在记录媒体表面上存在任意障碍物例如突起和污染物，该保护突起也能在磁头元件之前碰到这些障碍物。这样，可以可靠地保护磁头元件不会在保护突起之后碰到障碍物。
上述保护突起可以形成在限定在磁头滑动器的相对媒体表面内的空气轴承表面上。磁头元件的顶端通常暴露在空气轴承表面处。空气轴承表面可以构造在形成在相对媒体表面中的导轨中。另外，在导轨顶面和空气轴承表面的前端或流入端之间可以形成有台阶。在磁头滑动器的相对媒体表面中也可以形成有支撑突起。这种支撑突起应该限定比保护突起更高的顶部。
保护突起在靠近磁头滑动器的前端时可以沿着横向方向变得更小。具体地说，在保护突起上可以限定有前壁表面。该前壁表面至少从与相对媒体表面垂直的前基准线延伸到在比前基准线更接近后端表面的位置处与相对媒体表面垂直的后基准线上。另外，在保护突起上可以形成有第一和第二前壁表面。第一和第二前壁表面分别从都与相对媒体表面垂直的第一和第二基准线延伸到在比第一和第二基准线更接近磁头滑动器前端的位置处与相对媒体表面垂直的第三基准线上。
通过这些类型的保护突起，污染物不再会沿着垂直方向碰到保护突起的壁表面。污染物能够很容易在磁头元件的轨道外与保护突起的前壁表面相撞。因此可以避免在磁头元件和污染物之间出现碰撞。如果污染物沿着垂直方向碰到保护突起的前壁表面，则污染物容易在磁头滑动器和记录媒体的表面之间卡住。因此该污染物容易碰到磁头元件。
保护突起可以设置在限定在位于相对媒体表面上面的空气轴承表面中限定的凹陷内。例如，当磁头滑动器通过磁头滑动器的后缘容纳在记录媒体表面上时，保护突起能够在空气轴承表面与记录媒体接触之前接触记录媒体表面。保护突起用来避免空气轴承表面和记录媒体之间接触。这样可以防止磁头滑动器和记录媒体之间在接触面积上的任何增加。另外，保护突起能够从比空气轴承表面的水平面更低的位置中竖立。可以在不提高磁头滑动器的浮动高度的情况下充分地增加该保护突起的高度。这用来防止分布在记录媒体上的润滑剂或水分朝着空气轴承表面上升。因此可以可靠地防止润滑剂产生弯液面效果，并且防止磁头滑动器和记录媒体之间摩擦力升高。
另外，保护突起的尺寸优选设定得足以防止气流在气流的整个入射角范围上流向磁头元件。因为磁头滑动器的浮动姿态的变化，所以该入射角是可变的。在该情况中，即使在污染物以任意入射角进入磁头滑动器的相对媒体表面时，保护突起也能够总是在磁头元件之前碰到障碍物。可以可靠地保护该磁头元件不受碰撞。
根据本发明的第二方面，提供一种磁头滑动器，它包括：滑动器主体；铺设在滑动器主体的后端表面上的保护膜；嵌入在保护膜内并且使顶端在空气轴承表面处暴露出的磁头元件；以及在比磁头元件更接近滑动器主体的前端的空气轴承表面上竖立的保护突起，其中所述保护突起在接近滑动器主体的前端时沿着横向方向变得更小。
另外，根据本发明的第三方面，提供一种磁头滑动器，它包括：滑动器主体；铺设在滑动器主体的后端表面上的保护膜；嵌入在保护膜内并且使顶端在空气轴承表面处暴露出的磁头元件；以及在比磁头元件更接近滑动器主体的前端的空气轴承表面上竖立的保护突起，其中在保护突起上限定有前壁表面，所述前壁表面从与空气轴承表面垂直的前基准线延伸到在比前基准线更靠近后端表面的位置处与空气轴承表面垂直的后基准线上。
另外，根据本发明的第四方面，提供一种磁头滑动器，它包括：滑动器主体；铺设在滑动器主体的后端表面上的保护膜；嵌入在保护膜内并且使顶端在空气轴承表面处暴露出的磁头元件；以及在比磁头元件更靠近滑动器主体的前端的空气轴承表面上竖立的保护突起，其中，在保护突起上限定有第一和第二前壁表面，所述第一和第二前壁表面分别从都与空气轴承表面垂直的第一和第二基准线延伸到在比第一和第二基准线更靠近滑动器主体的前端的位置处与空气轴承表面垂直的第三基准线上。
上述任意磁头滑动器都能可靠地防止保护突起的前表面沿着垂直方向接收污染物。污染物能够很容易在磁头元件的轨道外与保护突起的前壁表面相撞。因此可以避免在磁头元件和污染物之间碰撞。如果污染物沿着垂直方向碰到保护突起的前壁表面的话，则污染物容易卡在磁头滑动器和记录媒体的表面之间。因此该污染物容易碰到磁头元件。
根据本发明的第五方面，提供一种磁头滑动器，它包括：滑动器主体；铺设在滑动器主体的后端表面上的保护膜；嵌入在保护膜内并且使顶端在空气轴承表面处暴露出的磁头元件；在比磁头元件更靠近滑动器主体的前端的位置处限定在空气轴承表面中的凹陷；以及在滑动器主体上的凹陷内竖立并且限定从空气轴承表面的水平面中伸出的顶端的保护突起。
例如，当磁头滑动器通过磁头滑动器的后缘容纳在记录媒体表面上时，该保护突起能够在空气轴承表面与记录媒体接触之前接触记录媒体表面。保护突起用来避免空气轴承表面和记录媒体之间的接触。可以这样防止在磁头滑动器和记录媒体之间接触面积的任何增加。另外，该保护突起能够从比空气轴承表面的水平面更低的位置中竖立。可以在不提高磁头滑动器的浮动高度的情况下充分地增加保护突起的高度。这用来防止分布在记录媒体表面上的润滑剂或水分朝着空气轴承表面上升。因此能够可靠地防止润滑剂产生弯液面效果，并且防止磁头滑动器和记录媒体之间摩擦力的任意增加。
在任一上述磁头滑动器中，保护突起的尺寸优选设定得足以按上述方式阻止气流在气流的整个入射角范围内流向磁头元件。在该情况下，即使在污染物以任意入射角进入磁头滑动器的相对媒体表面时，保护突起总能在磁头元件之前碰到障碍物。所以能可靠地保护该磁头元件不受碰撞。
根据本发明的第六方面，提供一种制作磁头滑动器的方法，它包括以下步骤：在磁头滑动器的相对媒体表面上形成突起，所述突起高度大于在将磁头滑动器装入产品时所形成的预定高度；使磁头滑动器的相对媒体表面对着转动磨盘的表面；并且使磁头滑动器能够接近磨盘的表面，将磁头滑动器的浮动高度设定得比在磁头滑动器装入产品时所形成的预定浮动高度要小，以致由于突起和磨盘之间的接触使该突起磨损。
一般来说，磁头滑动器根据磁头滑动器和磨盘之间的相对运动速度正好在记录媒体或磨盘上方预定浮动高度上浮动。该浮动高度设定成确定突起的磨损量。该突起可以缩短到由磁头滑动器的预定浮动高度所形成的预定高度上。在该产品中突起顶部的浮动高度可以根据预定浮动高度和在摩擦中形成的浮动高度之间的差异来设定。突起顶部能够可靠地保持在记录媒体表面上方的预定高度处。
具体地说，磨盘在突起受到摩擦时可以以比在磁头滑动器装入最终产品时所形成的预定转速更低的转速转动。与将磁头滑动器装入产品的情况相比，作用在磁头滑动器上的提升力根据转速可以降低。磁头滑动器可以与磨盘对置成比在该磁头滑动器装入产品时所形成的浮动高度更小的浮动高度。这样，可以适当地设定突起的摩擦量。
附图说明
从优选实施方案的以下说明并且结合附图将可以了解本发明的上述和其它目的、特征和优点，其中：
图1为硬盘驱动器(HDD)的结构平面示意图；
图2为根据本发明一个实施例的浮动磁头滑动器的结构放大透视图；
图3为沿着图2直线3-3剖开的部分剖视图；
图4为后导轨的放大平面图；
图5为后导轨的放大平面图，用来大致说明在浮动磁头滑动器设置在最外面的记录磁道上方时保护突起和气流之间的关系；
图6为后导轨的放大平面图，用来大致说明在浮动磁头滑动器设置在最里面的记录磁道上方时保护突起和气流之间的关系；
图7为浮动磁头滑动器的局部放大侧视图，用来大致说明保护膜的热膨胀；
图8为浮动磁头滑动器的侧视图，用来大致说明记录磁盘和受到一个力矩的浮动磁头滑动器之间的接触；
图9为晶片条的局部放大平面图，用来大致说明形成支撑突起的顶端部分的过程；
图10为晶片条的局部放大平面图，用来大致说明形成支撑突起的剩余部分的过程；
图11为晶片条的局部放大平面图，用来大致说明形成凹槽的过程；
图12为晶片条的局部放大平面图，用来大致说明形成空气轴承表面的过程；
图13为晶片条的局部放大剖视图，用来大致说明在形成保护突起中的所谓的升起(lift-off)过程；
图14为晶片条的局部放大割视图，用来大致说明在形成凹槽期间形成保护突起的过程；并且
图15为浮动磁头滑动器的局部放大侧视图，用来大致说明调节保护突起高度的过程。
优选实施方案的详细说明
图1大致示出作为记录媒体驱动器或存储装置的一个实施例的硬盘驱动器(HDD)11的内部结构。例如，HDD11包括箱形主外壳12，形成扁平平行六面体的内部空间。至少一个记录磁盘13装在主外壳12内的内部空间中，记录磁盘13装在主轴马达14的驱动轴上。设计的主轴马达14能驱动记录磁盘13，以预定的转速例如7200rpm或10000rpm转动。盖子(未示出)连接在主外壳12上，从而在主外壳12和自身之间形成封闭的内部空间。
滑架15也装在主外壳12的内部空间中。滑架15的顶端或前端与记录磁盘13的表面相对。滑架15包括能够绕着支撑轴16摆动的刚性摆臂17以及固定在摆臂17的顶端上以便将浮动磁头滑动器18保持在顶端处的弹性磁头吊挂19。例如，电磁致动器21如音圈马达(VCM)可以用来实现摆臂17的摆动。当摆臂17被迫绕着支撑轴16摆动时，浮动磁头滑动器18能够沿着记录磁头13的径向方向越过在记录磁盘13上形成的记录磁道。该径向运动用来将浮动磁头滑动器18正好设置在记录磁盘13上的目标记录磁道上方。众所周知，在两个或多个记录磁盘13装在主外壳12的内部空间中的情况下，一对浮动磁头滑动器18即磁头吊挂19设置在相邻记录磁盘13之间。
图2详细示出根据本发明的浮动磁头滑动器18的具体实施例。浮动磁头滑动器18包括例如由Al2O3-TiC制成的扁平平行六面体的滑动器主体23以及在滑动器主体23的后端面或流出端面上的由Al2O3制成的层状保护膜25。读/写磁头24装在保护膜25内。滑动器主体23和保护膜25设计成使相对媒体表面或底面26与记录磁盘13相对。底面26能够接收沿着旋转记录磁盘13的表面产生的气流27。要注意的是，术语“后面”和“流出”是根据气流27的方向定义的。
制作的前导轨29位于滑动器主体23的前端或流入端附近的底面26的平基面上。术语“前面”和“流入”是以上述相同的方式根据气流27的方向定义的。前导轨29设计成与滑动器主体23的前端平行地沿着滑动器主体23的横向方向延伸。术语“横向”是按与气流27的方向垂直的方向定义的。前导轨29离基面28的高度例如可以大致设定在1.5-2.0μm。
同样，制作的一对后导轨31a、31b位于滑动器主体23的后端或流出端附近的底面26的基面28上。后导轨31a、31b沿着横向方向成排设置，以便形成用于气流27的气流通道32。后导轨31a、31b设计成朝着滑动器主体23的后端沿着向后方向向下游延伸。相应的后导轨31a、31b离基面28的高度可以设定为与前导轨29的上述高度相等的预定高度。
条带形式的前空气轴承表面33形成在前导轨29的顶面上。前空气轴承表面33设计成沿着滑动器主体23的横向方向延伸。台阶34形成在前空气轴承表面33的前端或流入端处前导轨29的顶面上。台阶34可以形成在除了其后端或流出端以外的前空气轴承表面33的全部周边上。台阶34用来形成下水平面35，它延伸在低于前空气轴承表面33的水平面处的前导轨29顶面上。前空气轴承表面33和下水平面35之间的高度差可以设定为例如大约200nm。在记录磁盘13的转动期间，沿着记录磁盘13的表面产生的气流27能够沿着下水平面35、台阶34和前空气轴承表面33这种顺序流动。台阶34使得在前空气轴承表面33上能够产生更大的正压力或提升力。
第一和第二后空气轴承表面36a、36b分别形成在后导轨31a、31b的顶面上。台阶37形成在第一后空气轴承表面36a的前端或流入端处后导轨31a的顶面上。同样，台阶38形成在第二后空气轴承表面36b的前端或流入端处后导轨31b的顶面上。制作的台阶38可以沿着第二后空气轴承表面36b的周边朝着第二后空气轴承表面36b的后端或流出端延伸。台阶37、38用来形成下水平面39、41，它们分别延伸在比第一和第二后空气轴承表面36a、36b更低的水平面处的后导轨31a、31b顶面上。例如在后空气轴承表面36a、36b和下水平面39、41之间的高度差可以设定为大约200nm。在记录磁盘13转动期间，沿着记录磁盘13的表面产生的气流27能够沿着下水平面39、41、台阶37、38和第一和第二后空气轴承表面36a、36b这种顺序流动。台阶37、38使得在第一和第二空气轴承表面36a、36b上能够分别产生更大的正压力或提升力。
这种浮动磁头滑动器18能够在前空气轴承表面33上产生出更大的正压力或提升力而不是在组合的第一和第二后空气轴承表面36a、36b上。因此，当滑动器主体23在记录磁盘13的表面上方浮动时，滑动器主体23保持俯仰角为α的姿态。俯仰角α被定义为沿着气流27的方向即沿着滑动器主体23的纵向方向的倾角。另外，第一后空气轴承表面36a设定得比第二后空气轴承表面36b更小，从而当气流27作用在浮动磁头滑动器18的底面26上时，在第二后空气轴承表面36b而不是在第一后空气轴承表面36a可产生更大的正压力或提升力。因此，当滑动器主体23在记录磁盘13的表面上方浮动时，滑动器主体23能够保持滚动角为β的姿态。滚动角为β被定义为沿着与气流27的方向垂直的方向即沿着滑动器主体23的横向方向的倾角。
读/写磁头24设计成暴露出顶端，即在第一后空气轴承表面36a处的读磁头间隙和写磁头间隙。在该情况中，读/写磁头24的暴露端可以在第一后空气轴承表面36a处覆盖有硬质保护涂层，例如钻石形碳(DLC)膜等。俯仰角α和滚动角β的组合用来使第一后空气轴承表面36a后端和记录磁盘13的表面之间的距离最小。由于读/写磁头24更靠近第一后空气轴承表面36a的后端设置，所以读/写磁头24可以有效地从记录磁盘13中读出磁性信息数据并且将磁性信息数据写入记录磁盘13中。读/写磁头24可包括写元件例如采用薄膜卷图案的薄膜磁头以及读元件例如巨型磁致电阻(GMR)元件、隧道结磁致电阻(TMR)元件等。读元件可以包括沿着第一后空气轴承表面36a在横向方向中延伸的电磁传感器薄膜，具体地说磁致电阻(MR)膜例如旋转阀膜或隧道结膜。
制作的一对侧面导轨43位于滑动器主体23的基面28上。相应的侧面导轨43在其相对的端部处沿着滑动器主体23的横向方向与前面导轨29连接，以便朝着滑动器主体23的后端延伸。侧面导轨43设计成即使气流在前面导轨29的相对端部周围流动时也能防止在记录磁盘13转动期间碰撞前面导轨29的气流进入到前面导轨29后面的空间。因此在前面导轨29外面流动穿过前空气轴承表面33的气流27顺利地沿着垂直方向笔直膨胀到记录磁盘13的表面。气流27的膨胀用来在前面导轨29的后面产生负压。在空气轴承表面33、36a、36b处的上述提升力与负压平衡，以便设定浮动磁头滑动器18在记录磁盘13的表面上方的浮动高度。在侧面导轨43和相应后导轨31a、31之间分别形成有凹槽44。这些凹槽44用来将已经在前导轨29的相对端部周围流动的气流导入后面导轨31a、31b之间的气流通道32。侧面导轨43分别形成与前导轨29上的下水平面35同高或齐平的顶面。
一对前支撑突起45，即前吸附防护垫形成在前导轨29上，以便保持在下水平面35上。前支撑突起45优选尽可能靠近滑动器主体23的前端设置。前支撑突起45分别形成位于前空气轴承表面33的水平面以及第一和第二后空气轴承表面36a、36b的上方的顶端。
同样，第一后支撑突起46a即后吸附防护垫形成在更靠近第一后空气轴承表面36a的侧面导轨43上。设计的第一后支撑突起46a位于侧面导轨43的顶面上。另外，第二后支撑突起46b，即后吸附防护垫形成在后导轨31b上。设计的第二后支撑突起46b位于下水平面41上。后支撑突起46a、46b位于与底面26的后端相隔开的位置处前支撑突起45的后面。后支撑突起46a、46b分别以和上述前支撑突起45相同的方式形成位于前空气轴承表面33以及第一和第二后空气轴承表面36a、36b的水平面上方的顶端。后支撑突起46a、46b的高度可以设定成与前支撑突起45的高度相等。
在第一后支撑突起46a后面的后导轨31a上形成有凹陷，即凹槽47。凹槽47设计成与滑动器主体23的后端或流出端平行地沿着滑动器主体23的横向方向延伸。凹槽47能够完全延伸穿过第一后空气轴承表面36a。凹槽47设置成比读/写磁头24更靠近滑动器主体23的前端或流入端。同样，凹槽48形成在第二后支撑突起46b后面的后导轨31b上。凹槽48设计成与滑动器主体23的后端或流出端平行地沿着滑动器主体23的横向方向延伸。凹槽48能够完全延伸穿过第二后空气轴承表面36b。例如，凹槽47、48的宽度可以设定在10-100μm的范围内，而凹槽47、48的深度可以设定在5-10nm的范围内。
保护突起49形成在比读/写磁头24更靠近滑动器主体23的前端的位置处第一后空气轴承表面36a上。保护突起49设计成从第一后空气轴承表面36a升起。保护突起49位于凹槽47内。从图3中可以看出，保护突起49形成比第一后空气轴承表面36a的水平面更高的顶端。例如保护突起49可以从假定的基准面51包括第一后空气轴承表面36a突起高度Ha＝40nm。要注意的是，支撑突起45、46a、46b在该情况中能够从假定的基准面5 1包括空气轴承表面33、36a、36b突起高度Hb＝40nm。
从图4中可以看出，保护突起49设计成在接近滑动器主体23的前端时沿着横向方向变得更小。具体地说，第一和第二前壁表面52、53形成在保护突起49上。第一和第二前壁表面52、53能够与第一后空气轴承表面36a保持垂直。第一前壁表面52形成在第一和第二隆起部之间。第一隆起部沿着与第一后空气轴承表面36a垂直的前基准线54延伸。第二隆起部在前基准线54的后面和外侧的位置处沿着与第一后空气轴承表面36a垂直的第一后基准线55延伸。同样，第二前壁表面53形成在第一隆起部和第三隆起部之间。第三隆起部在前基准线54的后面和内侧的位置处沿着与第一后空气轴承表面36a的第二后基准线56延伸。术语“内侧”和“外侧”是在浮动磁头滑动器18与记录磁盘13的表面相对时根据记录磁盘13定义的。第一前壁表面52只是需要包括一个平面，延伸到包括至少前基准线和第一后基准线54、55的假定平面。同样，第二前壁表面53只是需要包括一个平面，延伸到包括至少前基准线和第二后基准线54、56的假定平面。第一和第二前壁表面52、53不必总是以上述方式共用共同的隆起部。
如图5中所示，当浮动磁头滑动器18正好设置在旋转记录磁盘13的最外面记录磁道上方时，气流58以大约在10度-20度范围内的入射角θ穿过第一后空气轴承表面36a。这里，保护突起49的尺寸设定得足以大到完全阻止气流58笔直流到包括在读/写磁头24中的MR膜59上。而且，保护突起49优选设计成阻止气流58笔直流到与MR膜59相邻的区域61，达到MR膜59的宽度W。可在底面26的平面图上与形成浮动磁头滑动器18的纵向方向或前面和后面的纵向基准线62顺时针方向形成入射角θ。
从图5中可以看出，第一前壁表面52设计成延伸过在前基准线54处与垂直于纵向基准线62的垂直假定平面63相交的特定平面。在该特定平面和垂直假定平面63之间形成比入射角θ绝对值更大的交角γ。因此，例如即使在气流58越过在0-20度范围的入射角θ进入底面26时也能够可靠地防止第一前壁表面52接收垂直方向的气流58。
如图6中所示，当浮动磁头滑动器18正好设置在旋转记录磁盘13最里面的记录磁道上方时，气流58以大约-10度到-20度范围内的入射角θ穿过第一后空气轴承表面36a。这里，保护突起49的尺寸设定得足够大到完全阻止气流58一直流到包括在读/写磁头24中的MR膜59上。而且，保护突起49优选设计成阻止气流58笔直流到与MR膜59相邻的区域61，达到MR膜59的宽度W。这样，保护突起49能够可靠地阻止在气流58整个入射角θ范围例如从-20度到20度的范围内一直导向MR膜59和区域61的气流58进入底面26。
从图6中可以看出，第二前壁表面53设计成延伸过在前基准线54处与垂直于纵向基准线62的垂直假定平面63相交的特定平面。在该特定平面和垂直假定平面63之间形成比入射角θ绝对值更大的交角η。因此，例如即使在气流58越过在-20-0度范围的入射角θ进入底面26时也能够可靠地防止第二前壁表面53接收垂直方向的气流58。
假定气流沿着旋转记录磁盘13的表面产生。当浮动磁头滑动器18对着记录磁盘13的表面时，气流用来在浮动磁头滑动器18上产生提升力。在记录磁盘13的转动已经进入稳定状态后，滑动器主体23的后端或边缘开始跟踪如图7中所示与记录磁盘13的表面平行构成的特定轨道平面64。只要对于记录磁盘13的转动保持设定的转速，则滑动器主体23的浮动高度可以在记录磁盘13的表面上方保持恒定。
然后将用于写信号的电流提供给读/写磁头24。随着供电电流在包含在读/写磁头24中的薄膜卷图案处感应出磁场。磁芯用来使感应出的磁场能够从第一后空气轴承表面36a漏出。漏出的磁场用来将信息数据写入记录磁盘13。
在这种情况下，随着供电电流在薄膜卷图案处产生热量。写入信号的频率越高，则在薄膜卷图案中所产生的热量也越大。所产生的这种热量使得保护膜25热膨胀。如图7所示，保护膜25主要朝着记录磁盘13的表面膨胀。读/写磁头24的顶端过分接近超过第一后空气轴承表面36a的记录磁盘13。这样，在读/写磁头24(具体地说，MR膜)和记录磁盘13之间形成特定较小的浮动高度 Hw。读/写磁头24的顶端开始跟踪比后边缘轨道平面64更近的记录磁盘13的轨道65。
从图7中可以看出，保护突起49的浮动高度 HP设定得比在HDD11中的上述特定较小的浮动高度 Hw还要小。因此，即使在保护膜25中产生热膨胀时，保护突起49的顶端或顶部也跟踪比读/写磁头24的轨道65更靠近记录磁盘13的轨道平面66。即使在记录磁盘13的表面上存在任何障碍物例如突起或污染物，保护突起49也能碰到读/写磁头24前面的障碍物。这样，可以可靠地防止读/写磁头24碰到保护突起49后面的障碍物。从而可靠地防止在MR膜59中产生热不平度。
具体地说，保护突起49设计成即使在气流58从如上所述的各个入射角θ进入底面26时也能完全阻上一直朝着MR膜59和区域61方向行进的气流58。具体地说，保护突起49能够接收气流58整个入射角θ范围内在读/写磁头24前面的障碍物例如污染物。可以可靠地防止读/写磁头24受到碰撞。根据发明人的观察，确认障碍物在MR膜59附近的区域的任何碰撞都能影响MR膜。由于保护突起49设计成不仅保护MR膜59本身，而且也保护靠近MR膜59的区域61不会受到污染物的碰撞，所以可以加强对MR膜59的保护。
另外，即使在污染物以任意入射角θ进入底面26时，污染物也绝不会沿着垂直方向碰到第一和第二前壁表面52、53。第一和第二前壁表面52、53总是沿着除了垂直方向之外的任意方向接收污染物。污染物能够很容易从第一和第二前壁表面52、53向内或向外弹起。因此能够避免在读/写磁头24和污染物之间避免碰撞。如果污染物沿着垂直方向碰到前壁表面52、53的话，则污染物势必卡在滑动器主体23和记录磁盘13的表面之间。因此污染物往往会碰到读/写磁头24。
其次，假定浮动磁头滑动器18接触记录磁盘13的表面。一般来说，滑动器主体23能够在记录磁盘13的表面上由支撑突起45、46a、46b支撑。可以防止空气轴承表面33、36a、36b接触记录磁盘13的表面。与空气轴承表面33、36a、36b接触记录磁盘13的表面的情况相比，在滑动器主体23和记录磁盘13之间可以形成更小的接触面积。可以防止滑动器主体23接收到由分布在记录磁盘13表面上的润滑剂或油膜作用的吸附或弯液面效应。
例如，如图8中所示，假定动量 M作用在后支撑突起46a的顶端周围滑动器主体23上。该动量 M用来使滑动器主体23的前端或前缘与记录磁盘13隔开。如果浮动磁头滑动器18在该条件中接触记录磁盘13的表面的话，则滑动器主体23通过后支撑突起46a、46b被容纳在记录磁盘13的表面上，而前支撑突起45则与记录磁盘13隔开。同时，保护突起49的顶端被容纳在第一后支撑突起46a后面处的记录磁盘13上。这样，可以防止在滑动器主体23和记录磁盘13之间增加任何接触面积。即使第二后空气轴承表面36b的后端或后缘接触第二后支撑突起46b后面处记录磁盘13的表面，也可用凹槽48防止润滑剂上升到第二后空气轴承表面36b上。从而能可靠地防止产生润滑剂的弯液面效应以及防止在滑动器主体23和记录磁盘13之间增加任何摩擦力。
下面，将对制作上述浮动磁头滑动器18的方法进行简要的说明。首先，制备出一种Al2O3-TiC晶片。制作出的氧化铝(Al2O3)薄膜覆盖在晶片表面上。多个读/写磁头24以传统的方式构成在氧化铝薄膜表面上。各个读/写磁头24形成块体。各个块体被切成单个浮动磁头滑动器18。构成的读/写磁头24覆盖有另一层氧化铝薄膜。这样，在晶片上就构成了包含读/写磁头24的氧化铝薄膜。氧化铝薄膜的厚度例如可以设定为大约50μm。
当晶片上以上述方式已经构成读/写磁头24时，从晶片中切割出所谓的晶片条。设计的单个晶片条包括一排读/写磁头24。然后使晶片条的切割面进行用于单个块体的浮动磁头滑动器18的底面26的成形。此后，从晶片条中将单个块体切成单个浮动磁头滑动器18。
如图9所示，当底面26将要成形时，支撑突起45、46a、46b的顶端部分形成用于在晶片条71切割面上的单个块体72。在顶部形成前，钻石形碳(DLC)薄膜可成层在晶体条71的切割面上。Si或SiC接触层可在覆盖DLC薄膜之前成层在切割面上。DLC薄膜用来在支撑突起45、46a、46b的顶端上形成硬质保护层。
当构成支撑突起45、46a、46b时，在晶片条71切割面上形成与支撑突起45、46a、46b的横断面形状相对应的感光耐蚀膜(未示出)。当对晶片条71的切割面进行反应离子蚀刻(RIE)时，在感光耐蚀膜周围刮掉晶片条71的材料。因此，支撑突起45、46a、46b的顶部仍保持在感光耐蚀膜下面。此后将这些感光耐蚀膜去掉。
随后，如图10所示，在晶片条71的切割面上形成保护突起49。在该情况中采用所谓的升起(lift-off)。下面将对升起(lift-off)过程进行详细说明。
如图11所示，在晶片条71上形成有凹槽73。该凹槽73设计成延伸穿过块体72。该凹槽73结果应该形成浮动磁头滑动器18的凹槽47、48。在晶片条71的切割面上形成感光耐蚀膜(未示出)。在该感光耐蚀膜上形成有与凹槽73的横断面形状相对应的孔隙。另外，感光耐蚀膜仍覆盖在孔隙内的保护突起49的顶面上。然后例如对晶片条71的切割面进行RIE。在感光耐蚀膜周围刮掉晶片条71的材料。结果，在感光耐蚀膜的断裂处获得凹槽73。保护突起49保持在凹槽73内。而后除去该感光耐蚀膜。
然后，如图12所示，空气轴承表面33、36a、36b形成在晶片条71的切割面上。在晶片条71的切割面上形成与支撑突起45、46a、46b的横断面形状相对应的感光耐蚀膜(未示出)以及与空气轴承表面33、36a、36b的形状相对应的感光耐蚀膜(未示出)。然后例如对晶片条71的切割面进行RIE。在这些感光耐蚀膜周围刮掉晶片条71的材料。结果，在这些感光耐蚀膜下面获得支撑突起45、46a、46b和空气轴承表面33、36a、36b。而后除去这些感光耐蚀膜。
最后，在晶片条71的切割面上形成前后导轨29、31a、31b。在晶片条71的切割面上形成与导轨29、31a、31b的横断面形状相对应的感光耐蚀膜(未示出)。然后例如对晶片条71的切割面进行RIE。在感光耐蚀膜周围刮掉晶片条71的材料。结果在这些感光耐蚀膜下面获得前导轨29和后导轨31a、31b。空气轴承表面33、36a、36b、支撑突起45、46a、46b以及保护突起49能够保持在导轨29、31a、31b的顶面上。而后除去这些感光耐蚀膜。
如图13所示，当进行升起(lift-off)时，感光耐蚀膜74形成在晶片条71的切割面上。在该感光耐蚀膜74中形成有与保护突起49的形状相对应的孔隙75。在该情况中，孔隙75的尺寸设定得稍微大于保护突起49的实际周边。此后，将预定的材料均匀地成层在晶片条71的切割面上。例如可以采用溅射法来制作一层材料。在孔隙75内可以获得用于保护突起49的材料76。还可以沿着孔隙75的内表面形成毛边77。毛边77应该位于材料76的顶面上。而后除去感光耐蚀膜74。还要从晶片条71上除去覆盖在感光耐蚀膜74上的材料。
如图14所示，当要形成凹槽73时，在材料76的顶面上形成感光耐蚀膜78。这时，感光耐蚀膜78正好与保护突起49的形状相对应。当以上述方式进行RIE时，在感光耐蚀膜78周围除去材料76。可以以这样的方式除去毛边77。保护突起49能够保持在晶片条71的切割面上。
然后，将按上述方式制成的浮动磁头滑动器18连接在磁头吊挂19的顶端上。此时，保护突起49的高度 Tr设定得比在浮动磁头滑动器18装进HDD11中时所要形成的预定高度 Tp要高。随后将浮动磁头滑动器18设定成与浮动磁头滑动器18装在HDD11中时所形成的条件等同条件中的磨盘相对。
如图15所示，当磨盘79被驱动以设定用于HDD11记录磁盘13的预定转速转动时，浮动磁头滑动器18被迫在磨盘79的表面上方按预定浮动高度 Hr处浮动，该浮动高度是在浮动磁头滑动器18装在HDD11内时形成的。如上所述，滑动器主体23的后端或后缘在轨道平面64上与磨盘79的表面平行运动。另一方面，当磨盘79被驱动以小于上述预定转速的设定转速转动时，浮动磁头滑动器18被迫在小于上述预定浮动高度 Hr的下浮动高度 HL处低点浮动。该浮动磁头滑动器18能够达到更靠近磨盘79的表面，从而使保护突起49的顶端或顶部与旋转磨盘79接触。因为保护突起49的顶部和转动磨盘79之间的接触或滑动，造成保护突起49磨损。这样，保护突起49被缩短到预定高度 Tp。因而就调节了保护突起49的高度。
当磨盘79以设定的转速转动时，浮动磁头滑动器18能够在磨盘79的表面上方正好以下浮动高度 HL浮动。浮动磁头滑动器18的精确的浮动高度 HL有助于无任何尺寸误差地形成保护突起49的预定高度 Tp。可以根据预定浮动高度 Hr和下浮动高度 HL差值来设定保护突起49的顶部浮动高度。在HDD11中，保护突起49的顶部能够可靠地在记录磁盘13的表面上方保持预定的浮动高度 Hr。
在将浮动磁头滑动器18装进HDD11中之前，可以对保护突起49产生上述摩擦。应该注意的是，上述摩擦可以在HDD11内发生。在后面的情况中，记录磁盘13在HDD11中起到磨盘的作用。
上述保护突起49还可以应用在除了上述浮动磁头滑动器18以外的任意类型的浮动磁头滑动器上。另外，浮动磁头滑动器18可以装进包括磁盘驱动装置例如上述HDD11在内的任意类型的记录磁盘驱动装置或存储装置。

Claims (18)

1.一种记录媒体驱动装置，包括：
记录媒体；
磁头滑动器，它使相对媒体表面与记录媒体相对并且在记录媒体上方浮动期间采取预定的浮动姿态；
保护膜，它成层在磁头滑动器内的滑动器主体后端表面上；
磁头元件，它嵌在保护膜内，并且使顶端与记录媒体相对；以及
保护突起，它位于磁头元件上游的相对媒体表面上，其中
所述保护突起在记录媒体上方以比磁头元件形成的浮动高度更小的浮动高度浮动。
2.如权利要求1所述的记录媒体驱动装置，其特征在于：所述保护突起在接近磁头滑动器前端时沿着横向方向变得更小。
3.如权利要求2所述的记录媒体驱动装置，其特征在于：在保护突起上形成有前壁表面，所述前壁表面从与相对媒体表面垂直的前基准线延伸到在比前基准线更靠近后端面的位置处与相对媒体表面垂直的后基准线。
4.如权利要求3所述的记录媒体驱动装置，其特征在于：所述保护突起位于形成在相对媒体表面上的空气轴承表面中的凹陷内。
5.如权利要求4所述的记录媒体驱动装置，其特征在于：保护突起的尺寸设定成足以阻碍气流在气流的整个入射角范围内导向磁头元件，所述入射角由于磁头滑动器的浮动姿态的变化是可变的。
6.如权利要求2所述的记录媒体驱动装置，其特征在于：所述第一和第二前壁表面形成在保护突起上，所述第一和第二前壁表面分别从与相对媒体表面垂直的第一和第二基准线延伸到在比第一和第二基准线更靠近磁头滑动器前端位置处与相对媒体表面垂直的第三基准线。
7.如权利要求6所述的记录媒体驱动装置，其特征在于：所述保护突起位于形成在相对媒体表面上的空气轴承表面中的凹陷内。
8.如权利要求7所述的记录媒体驱动装置，其特征在于：保护突起的尺寸设定成足以阻碍气流在气流整个入射角范围内导向磁头元件，所述入射角由于磁头滑动器的浮动姿态的变化是可变的。
9.一种磁头滑动器，包括：
滑动器主体；
保护膜，它成层在滑动器主体的后端表面上；
磁头元件，它嵌在保护膜内并且使顶端暴露在空气轴承表面处；以及
保护突起，它位于比磁头元件更靠近滑动器主体前端的空气轴承表面上，其中
所述保护突起在接近滑动器主体前端时沿着横向方向变得更小。
10.如权利要求9所述的磁头滑动器，其特征在于：保护突起的尺寸设定成足以阻碍气流在气流整个入射角范围内导向磁头元件，所述入射角由于磁头滑动器的浮动姿态的变化是可变的。
11.一种磁头滑动器，包括：
滑动器主体；
保护膜，它成层在滑动器主体的后端表面上；
磁头元件，它嵌在保护膜内并且使顶端暴露在空气轴承表面处；以及
保护突起，它位于比磁头元件更靠近滑动器主体前端的空气轴承表面上，其中
在保护突起上形成有前壁表面，所述前壁表面从与空气轴承表面垂直的前基准线延伸到在比前基准线更靠近后端表面的位置处与空气轴承表面垂直的后基准线。
12.如权利要求11所述的磁头滑动器，其特征在于：保护突起的尺寸设定成足以阻碍气流在气流整个入射角范围内导向磁头元件，所述入射角由于磁头滑动器的浮动姿态的变化是可变的。
13.一种磁头滑动器，包括：
滑动器主体；
保护膜，它成层在滑动器主体的后端表面上；
磁头元件，它嵌在保护膜内并且使顶端暴露在空气轴承表面处；以及
保护突起，它位于比磁头元件更靠近滑动器主体前端的空气轴承表面上，其中
第一和第二前壁表面形成在保护突起上，所述第一和第二前壁表面分别从与空气轴承表面垂直的第一和第二基准线延伸到在比第一和第二基准线更靠近磁头滑动器前端位置处与空气轴承表面垂直的第三基准线。
14.如权利要求13所述的磁头滑动器，其特征在于：保护突起的尺寸设定成足以阻碍气流在气流整个入射角范围内导向磁头元件，所述入射角由于磁头滑动器的浮动姿态的变化是可变的。
15.一种磁头滑动器，包括：
滑动器主体；
保护膜，它成层在滑动器主体的后端表面上；
磁头元件，它嵌在保护膜内并且使顶端暴露在空气轴承表面处；
凹陷，它形成在比磁头元件更靠近滑动器主体前端的位置处的空气轴承表面里；以及
保护突起，它位于滑动器主体上的凹陷内，并形成从空气轴承表面平面伸出的顶端。
16.如权利要求15所述的磁头滑动器，其特征在于：保护突起的尺寸设定成足以阻碍气流在气流整个入射角范围内导向磁头元件，所述入射角由于磁头滑动器的浮动姿态的变化是可变的。
17.一种制造磁头滑动器的方法，包括以下步骤：
在磁头滑动器的相对媒体表面上形成突起，所述突起的高度大于在将磁头滑动器装入产品时形成的预定高度；
使磁头滑动器的相对媒体表面对着旋转磨盘的表面；并且
使得磁头滑动器接近磨盘的表面，将磁头滑动器的浮动高度设定得小于在将磁头滑动器装入产品时形成的预定浮动高度，从而由于突起和磨盘之间的接触，使突起磨损。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于：当突起受到磨损时，所述磨盘便以比在将磁头滑动器装入最终产品时形成的预定转速更小的转速转动。
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