CN1811926A - 伺服磁道写入器、磁盘驱动器以及磁盘驱动器的制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种磁盘驱动器的制造方法，其允许高度精确地记录伺服数据而不必替换磁盘驱动器的内部气体，以及这样的磁盘驱动器和伺服磁道写入器。在封装盒中置入：磁盘；磁头浮动块，其具有用于向磁盘写入数据和从磁盘读出数据的磁头；悬架，用于保持磁头浮动块；臂，用于支撑悬架；以及驱动部分，用于驱动臂，并且当实施伺服磁道写入操作时，封装盒内部被降压到低于正常压强的气压，然后在磁盘上记录伺服数据。

Description

伺服磁道写入器、磁盘驱动器以及磁盘驱动器的制造方法
技术领域
本发明涉及能够精确地记录伺服数据的伺服磁道写入器、磁盘驱动器以及磁盘驱动器的制造方法。
背景技术
使用诸如光盘和磁带之类的不同形式介质的装置被称为数据存储装置。在这些装置之中，硬盘驱动器(HDD)最常用作计算机的存储装置，并且HDD是当前计算机系统中不可或缺的一种存储装置。另外，HDD的卓越特性，不仅在计算机中，而且作为动态图像记录/再现装置、汽车导航系统、数字照相机等等中使用的可移动存储器和类似装置，正日益扩大它们的应用。
HDD中使用的磁盘每个都具有多个同心排列的磁道，并且每个磁道都具有存储用户数据的数据区，以及存储地址信息(伺服数据)的伺服区。根据地址信息，由薄膜元件形成的磁头通过访问希望的区域(地址)能够读取或写入数据。
在伺服区中存储柱面ID、伺服扇区号码、脉冲模式等等作为伺服数据。磁道ID标识磁道的地址，而伺服扇区ID标识伺服扇区的地址。脉冲模式包含磁头关于磁道的相对位置的信息。由相位彼此不同的多排信号存储区组成了脉冲模式，所述脉冲模式是在磁盘的径向方向上以固定的间隔形成的一排区域，每个区域都具有在其中存储的信号。
当在磁盘的旋转条件下对照伺服数据确认磁头的位置时，从磁盘读出数据，或者将数据写入到磁盘上。磁头读出的伺服数据经过控制器的算术处理。从磁头的当前位置和希望位置之间的关系中确定将要供应给音圈电机(VCM)的电流值。控制器生成表示上面计算的电流值的控制数据(DACOUT)，并且将数据提供给VCM驱动器。如果发生了位置转移，则控制器驱动托架以补偿转移，并实施磁头的位置控制。
HDD倾向于具有为了更高磁道密度的更窄的磁道间距，以便满足最近的更高容量的需要。为了获得更窄的磁道，需要更加精确地记录用于控制磁头的定位的上述伺服数据，并且在这种意义下，用于写入伺服数据的伺服磁道写入(STW)过程成为了非常重要的生产过程。因此，通过例如使用更精确的光学系统的编码器，或者仅仅在外部STW过程中记录磁盘，正在进行努力以改善定位精确性。然而，由于由磁盘旋转引起的气动干扰或磁盘自己的颤动成为伺服磁道写入操作的精确性的决定因素，所以改善尚未达到。
因此，专利文献1披露了一种伺服磁道写入器，其在置于低密度气氛下的室中执行伺服磁道写入操作。在专利文献1中描述的技术中，通过以下方式执行STW：将伺服数据将要被写入到其中的磁盘驱动器插入到伺服磁道写入器中，并且用低密度气体(诸如氦气之类)代替伺服磁道写入器将要被置于其中的室的内部气氛。通过在低密度气氛中执行STW，减少了STW过程中磁盘的振动。
【专利文献1】
美国专利申请说明书No.2003/0081344
发明内容
然而，在上面专利文献1中描述的伺服磁道写入器中，由于在STW中使用了氦气，所以制造过程变得复杂而麻烦且制造成本增加。希望通过减少STW过程中的磁盘振动而不必用诸如氦气之类的不同于空气的气体替换磁盘驱动器内部来改善伺服磁道写入精确性。
考虑到这些情况而进行了本发明，并且本发明的目的是提供：一种磁盘驱动器的制造方法，其允许高度精确地记录伺服数据而不必替换磁盘驱动器的内部气体；以及这样的磁盘驱动器和伺服磁道写入器。
为了达到前述目的，根据本发明的制造磁盘驱动器的方法包括：向封装盒中置入：磁盘、具有用于向磁盘上写入数据和从磁盘中读出数据的磁头的磁头浮动块、用于保持磁头浮动块的悬架、用于支撑悬架的臂以及用于驱动臂的驱动部件；使封装盒内部降压到低于正常压强的气压；以及在磁盘上记录伺服数据。
在本发明中，由于封装盒内部的降压继之以伺服数据记录，所以能够在免于由磁盘旋转引起的气动干扰的影响的情况下记录伺服数据。
同样，通过在降压到低于正常压强的气压的室中放置封装盒，也能够使封装盒内部降压到低于正常压强的气压。这意味着使用室允许降压到希望的压强。
此外，通过从封装盒中提供的粒子测试孔抽吸内部气体，能够使封装盒内部降压到低于正常压强的气压。换言之，能够使用简单便利的方法使封装盒内部降压。
磁头浮动块具有空气承载表面，其包括：引导侧空气承载表面，其从引导边在浮动块的纵向方向上形成；第一阶梯表面，其在所述引导侧空气承载表面上形成，所述第一阶梯表面具有关于所述引导侧空气承载表面的第一肩部：以及第二阶梯表面，其在所述第一阶梯表面上形成，所述第二阶梯表面具有关于所述第一阶梯表面的第二肩部。
这样一来，磁头浮动块使得磁盘上的伺服数据记录成为可能，并且磁头浮动块的两个肩部使得可以最小化在减少的压强下的浮动块到磁盘的间隙的减少。
进而，磁头浮动块具有空气承载表面，其包括：一个或多个引导轨面；尾随轨面，其具有和每个所述引导轨面的高度大致相同的高度，所述尾随轨面具有在其上提供的磁头；引导侧空气承载表面，其具有关于每个引导轨面和所述尾随轨面的需要的D1的深度；负压强有槽表面，其具有关于所述引导侧空气承载表面的甚至更大的D2的深度；以及阶梯上表面，其在从引导边到尾随边的方向上具有连续性，所述阶梯上表面，以在其每个上方需要的高度的方式，在包括每个所述引导轨面的至少一个部分的区域中形成；其中，在所述引导边和所述阶梯上表面之间形成所述引导侧空气承载表面和每个所述引导轨面。这样一来，磁头浮动块使得磁盘上的伺服数据记录成为可能，并且引导轨面上形成的阶梯上表面使得可以最小化在减少的压强下的浮动块到磁盘的间隙的减少。
根据本发明的伺服磁道写入器包括：磁头浮动块，其具有用于在磁盘上记录伺服数据的磁转换器；悬架，其保持磁头浮动块；臂，其支撑悬架；以及驱动部件，其驱动臂。该伺服磁道写入器中的磁头浮动块运作，以便降压到低于正常压强的需要的压强状态下的浮动块到磁盘的间隙，和正常压强下的浮动块到磁盘的间隙之间的差，小于或等于正常压强下的浮动块到磁盘的间隙的10％。
在本发明中，伺服磁道写入器具有磁头浮动块，其中，从正常压强下的浮动块到磁盘的间隙起，降压到需要的压强的状态下的浮动块到磁盘的间隙的所述磁头浮动块的变化，被控制在等于或低于正常压强下的浮动块到磁盘的间隙的10％。这样一来，由于浮动块几乎免于由气压改变引起的浮动块到磁盘的间隙的变化，所以降压状态下的伺服磁道写入成为可能。
此外，调整磁头浮动块以便降压到需要的压强的状态下的浮动块到磁盘的间隙关于正常压强下的浮动块到磁盘的间隙减少0.5nm或以上。因此，由于降压到需要的压强的状态下的磁头浮动块的浮动块到磁盘的间隙的变化关于正常压强下的浮动块到磁盘的间隙被控制到低于0.5nm或以上，所以能够有效防止降压期间的磁头碰撞。
根据本发明的磁盘驱动器包括：磁盘；磁头浮动块，其具有用于在磁盘上记录伺服数据的磁转换器；悬架，其保持磁头浮动块；臂，其支撑悬架；以及驱动部件，其驱动臂。该磁盘驱动器中的磁头浮动块运作，以便降压到低于正常压强的需要的压强状态下的自伺服磁道写入期间的浮动块到磁盘的间隙，和正常压强下的浮动块到磁盘的间隙之间的差，为正常压强下的浮动块到磁盘的间隙的10％或以下。
在本发明中，磁盘驱动器具有磁头浮动块，其中，从正常压强下的浮动块到磁盘的间隙起，降压状态下的浮动块到磁盘的间隙的所述磁头浮动块的变化，被控制在正常压强下的浮动块到磁盘的间隙的10％。这允许在封装盒的内部降压状态下的自伺服磁道写入，并且这样一来，允许在抑制磁盘颤动的同时高度精确地记录伺服数据。
根据本发明，可以提供：一种磁盘驱动器的制造方法，其允许高度精确地记录伺服数据而不必替换磁盘驱动器的内部气体；以及这样的磁盘驱动器和伺服磁道写入器。
附图说明
图1是显示根据本发明的实施例的HDD的示意性构造的平面图；
图2是显示根据本发明的上述实施例的自伺服磁道写入方法的流程图；
图3是显示本发明的有益效果的示图，所述示图图解显示了从降压状态下记录的伺服数据获得的PES；
图4是显示从使用传统方法记录的伺服数据获得的PES的曲线图；
图5是表示在本发明的上述实施例中适用的磁头浮动块的磁盘到磁头的间隙-气压关系的曲线图；
图6是表示传统磁头浮动块的磁盘到磁头的间隙-气压关系的曲线图；
图7是根据本发明中的第一例子的磁头浮动块的透视图；
图8是图7的浮动块的平面图；
图9是浮动块的压强分布图；
图10是显示根据本发明中的第二例子的磁头浮动块的平面图；
图11是显示根据本发明中的第三例子的磁头浮动块的平面图；
图12是显示根据本发明中的第四例子的磁头浮动块的平面图。
具体实施方式
下面参考附图详细说明应用本发明的实施例的方式。本实施例打算通过在减少的压强下实施伺服磁道写入(STW)操作来高度精确地记录伺服数据。在STW操作期间降压硬盘驱动器(HDD)的内部，与用诸如氦气之类的低密度气体填充的气氛下相比，能够同样有效地，或者更加有效地消除空气(气流)的任何影响。因此能够非常精确地实施STW操作。
近年来，为了改善磁盘记录密度已增加了磁道记录密度，并且伴随着磁道记录密度的增加，为了更高的HDD性能已进行了数据传送速率的改善。数据传送速率的增加导致主轴电机旋转速度的增加，并且导致介质依赖于其固有频率在垂直或水平方向上移位。这种情况被称作“磁道位置不正(TMR)”。严重的TMR致使磁头的定位控制困难，这样一来使得难以增加磁道记录密度。
HDD用伺服信号实施磁头定位控制，其中，HDD使用所述伺服信号从磁盘读出伺服数据。因此，为了减少TMR，十分精确地记录用于磁头的定位控制的伺服数据是重要的。伺服数据允许用位置误差信号(PES)，一种伺服信号，来测量定位误差。磁道记录密度具有由定位误差的幅度确定的其上限。这意味着太大的定位误差无法使得可以增加磁道记录密度，并且这样一来，为了获得希望的磁道记录密度，定位误差必须被控制以停留在需要的范围之内。
因此，在本实施例中，通过在比正常压强低的压强下(亦即在降压状态下)实施伺服磁道操作以便使定位误差停留在需要的范围之内，抑制了与磁盘旋转相关的磁盘的颤动，并且非常精确地记录了伺服数据。
首先，下面说明HDD的例子。图1是显示根据本实施例的HDD 100的示意性构造的平面图。图1中的参考数字101指示将要在其上记录数据的磁盘记录介质。磁盘记录介质101是非易失性磁盘，其磁性层被磁化以存储数据。参考数字102指示基底102，在所述基底102上安装HDD 100的各种组成元件。基底102通过经由填满基底102的上开口的封盖121和密封圈122固定而组成磁盘封装盒，并且这样一来，能够在密封的条件下容纳HDD 100的每个组成元件。
参考数字103指示主轴电机，而104指示其中提供的轮轴。参考数字1指示具有磁转换器(未显示)的磁头浮动块，其中，通过所述磁转换器，向/从主机(未显示)输入/输出的数据，将被写入到磁盘记录介质101上/从磁盘记录介质101读出。磁头浮动块1是在其上形成磁转换器的浮动块，所述磁转换器由以下构成：写入元件，其根据存储到磁盘记录介质101上的数据将电信号转换成磁场强度；以及/或者读取元件，其将从磁盘记录介质101施加的磁场强度转换成电信号。
参考数字106指示致动器，其保持并移动磁头浮动块1。致动器106通过枢轴107枢转地固定就位，并且具有致动器臂108和起驱动器作用的音圈电机(VCM)109。致动器臂108具有作为其组成元件的悬架110、磁头臂111和线圈支撑112，并且从布置磁头浮动块1处的(致动器臂108的)引导端按此顺序连接这些元件。
参考数字113指示平面线圈，而114指示固定到基底102的上定子磁铁固定板。上定子磁铁固定片114具有为方便起见在有缺口的条件下显示的其主要部件，同时具有用虚线描绘的轮廓。尽管未显示，但是在平面线圈113下面以这样的方式布置下定子磁铁固定板：将平面线圈113夹在上定子磁铁固定片114和下定子磁铁固定板之间。VCM109具有：平面线圈113；固定到上定子磁铁固定板114的定子磁铁(未显示)；以及固定到下定子磁铁固定板的定子磁铁(未显示)。参考数字115指示用于当磁盘记录介质101的旋转停下来时从其上方卸载磁头浮动块1的斜坡装置。参考数字116指示在悬架110的前端处形成的调整片。本实施例的致动器106对于CSS(接触起停)方案同样是适用的，其中，在所述CSS方案中，当磁头浮动块1的磁转换器不读取/写入数据时，磁头浮动块1被卸载到布置在磁盘记录介质101的内圆周上的区域上。
磁盘记录介质101由固定到基底102的底部的主轴电机103的轮轴104整体地保持，并且由主轴电机103驱动，以例如10,000rpm的速度旋转。当HDD 100处于非运行条件下时，磁盘记录介质101静止。在枢轴107枢转地保持的线圈支撑112上形成线圈支撑臂112a、112b。线圈支撑臂112a、112b在磁头臂111关于枢轴107相对的一侧保持平面线圈113。VCM 109响应从控制器(未显示)提供给平面线圈113的驱动信号，围绕枢轴107转动致动器臂108。这样一来，VCM 109能够造成磁头浮动块1沿着磁盘记录介质101的表面上方移动，或者从磁盘记录介质101上方移开。
为了从/向磁盘记录介质101读取/写入数据，致动器106造成磁头浮动块1在旋转磁盘记录介质101的表面上提供的数据区上方移动。致动器106的转动沿着磁盘记录介质101的表面在其径向上移动磁头浮动块1。这使得磁头浮动块1可以访问希望的磁道。当旋转磁盘记录介质101和面对磁盘记录介质101的磁头浮动块1的空气承载表面(ABS)之间存在的空气粘度生成的压力平衡悬架110提供的其方向上的压力时，浮动块1在磁盘记录介质101上方以固定的间隙飞行。
磁盘记录介质101旋转的停止带来磁头浮动块1和磁盘记录介质101的表面的接触，导致吸附现象，其造成诸如数据区损坏和磁盘记录介质旋转故障之类的问题。因此，在停止磁盘记录介质101的旋转之前，致动器106将磁头浮动块1从数据区卸载到斜坡装置115上。致动器106在斜坡装置115的方向上转动，然后致动器的前端处的调整片116沿着斜坡装置115的表面滑动，并且调整片前进到斜坡装置115的停置表面。这样一来就卸载了磁头浮动块1。对于装载，已在停置表面上支撑的致动器106从斜坡装置115离开，并沿着磁盘记录介质101上方移动。
这个例子中的磁盘记录介质101由一个或多个介质构成，并且可以使用单面或双面记录。对于双面存储，根据记录表面的数目提供适当数目的悬架，每个所述悬架用于当磁头扫描存储表面时保持相关的磁头。在这种情况下，一个悬架在这样的位置处经由磁头臂固定到线圈支撑112，其中，在所述位置处，悬架关于一个磁盘记录介质101以从这里需要的间距重叠另一个悬架。对于多个磁盘记录介质上的双面存储，这些介质中的每一个都在主轴电机103的旋转轴方向上以固定的间隔由轮轴104保持。根据记录表面的数目提供适当数目的悬架，每个所述悬架用于当磁头扫描存储表面时保持相关的磁头，并且一个悬架在这样的位置处经由磁头臂固定到线圈支撑112，其中，在所述位置处，悬架以从该悬架需要的间距重叠图1的悬架。
下一步说明本实施例中的伺服磁道写入方法。伺服磁道写入可以使用伺服磁道写入器或HDD 100自动记录伺服数据的自伺服磁道写入方案。换言之，如果在降压状态下实施伺服磁道写入，则能够同样地改善伺服数据记录精确性。下面说明自伺服磁道写入的方法。
图2是显示根据本实施例的自伺服磁道写入方法的流程图。如图2所示，首先在步骤S1中启动HDD(装载磁头)。在启动之前，检查来自磁头的信号以防止磁头和磁盘之间的接触。下一步，在步骤S2中抽出HDD封装盒的内部空气以减少压强。例如，对于3.5英寸HDD或封装盒强度相对高的HDD，使用真空泵从HDD中提供的粒子孔抽出HDD封装盒的内部空气。可选择地，HDD封装盒的内部压强能够通过将HDD插入到降压室中并减少其内部压强来减少。使用室使得可以减少施加到封装盒的负荷，并且在诸如2.5英寸HDD之类的小型HDD中尤其适用。
在压强已减少到希望值之后，在例如幅度(振幅)、电阻和声发射水平方面监视来自磁头的输出。当用这种方法确认没有磁头和磁盘之间的接触时，在步骤S3中记录伺服数据。最后，在步骤S4中使HDD封装盒的内部返回正常压强以完成伺服磁道写入操作。用这种方式，通过按顺序经历正常装配过程、减少的压强下的伺服数据记录和需要的检查过程，制造了HDD 100。
如上所述，通过以下完成磁头的定位控制：使用磁头读出伺服数据，然后从读出的信号生成表示磁头离最近的磁道的中心线还有多远的位置误差信号(PES)，并基于PES控制致动器。
然而，已知随着通过增加记录密度增强磁道密度，表示磁头和磁盘介质之间的相对偏斜的所谓磁盘脱离指标恶化了磁头的定位精确性，并使得难以在希望的磁道的中心线上方精确地维持磁头。磁盘脱离被划分成初级脱离(可重复脱离，或RRO，其与旋转驱动磁盘的主轴电机的旋转同步重复地出现)和不可重复脱离，或NRRO，其不与旋转同步。两种类型的磁盘脱离都在磁道跟踪期间使磁头从磁道的中心线滑开，从而增加了位置误差信号PES的信号等级。
这样的脱离误差由归因于磁盘旋转的空气阻力(风压损失)导致。因此，例如用于减少由磁盘(或其类似)的旋转引起的风压损失(或其类似)的任何影响的基于位置误差信号PES的处理，被提供用来当用户数据被写入到磁盘上或者从磁盘读出时确保正常的磁道跟踪。然而，提供这样的处理，使得有必要借助于HDC/MPU等从伺服数据生成校正信号，然后根据校正信号控制VCM 109和/或其他元件。处理因此变得麻烦。
由磁盘旋转引起的风压损失在伺服数据记录期间同样导致类似的问题，这样一来就使高度精确地记录伺服数据变得困难。然而，在本实施例中，通过在实施用于最小化造成脱离误差的气流的影响的降压之后执行伺服磁道写入操作，能够非常精确地在磁盘上记录伺服数据。此时，当记录伺服数据时，需要一定程度的降压，并且这样一来就有必要在降压状态下，磁头浮动块能够维持磁盘和磁头之间的稳定的间隙。
下面说明本实施例的有益效果。图3显示了从在如上所述的降压状态下记录的伺服数据获得的PES。更加具体地，图3显示了在0.4的大气压下的伺服磁道写入期间达到的定位精确度等级。为了对照，图4显示了在同样的驱动器中的在正常压强下的伺服磁道写入的结果。
图3和4中上面的曲线图表示伺服数据输出信号的幅度(PES)-频率关系，其中水平轴指示频率而垂直轴指示PES的等级。下面的曲线图表示PES和每个磁道扇区数目之间的关系，其中水平轴表示扇区的数目而垂直轴表示PES的等级。在每个曲线图中，PES表示距离单位，并且当一个磁道的宽度被设置为1/256时达到的PES等级被取为1。
柱面0的伺服数据在3.5英寸HDD的5,400rmp的转速下被测量20次，并且平均测量结果。从图3能够看出，当在0.4的减少的大气压下执行伺服磁道写入时，PES等级能够平均减少1.93，这表明以非常高的精确度记录伺服数据。
如上所述，通过在降压状态下执行伺服磁道写入，能够非常精确地记录伺服数据。然而，一般而言，随着减少压强，以及随着降低磁盘速度，磁头浮动块与磁盘相距的间隙减少。因此，在减少的压强下的记录伺服数据，减少了磁盘到磁头的间隙，并且这可能带来磁头和磁盘表面的接触，导致磁头碰撞和/或其他问题。由于这个缘故，磁盘内部为了伺服磁道写入而将要被降到的压强等级并不限于上述的0.4的大气压，而可以是例如大约0.6的大气压。换言之，需要设置根据HDD的特定转速和稍后详述的磁盘到磁头的间隙变化的适当压强，以便定位误差停留在将要获得的希望的磁道记录密度所需要的范围之内。
因此，在本实施例中，通过采用磁盘到磁头的间隙对压强减少不敏感的磁头浮动块，亦即，磁盘到磁头的间隙不会由于压强改变而显著改变的磁头浮动块，即使在减少的压强下，也抑制了磁盘到磁头的间隙的变化。近来，安装了HDD的笔记型个人计算机和其他手持信息处理单元激增，并且需要这些产品在诸如在飞机中之类的高海拔下是可用的。部分因为在低压强下磁盘到磁头的间隙(磁盘和磁头浮动块之间的距离)减少，并且因为磁盘到磁头的间隙在一年年地减少，所以提倡即使在那些低压强条件下也能够维持稳定的磁盘到磁头的间隙的设备。
在当前的HDD中，浮动块关于磁盘的间隙通过增加记录密度被减少到例如小于10nm。由于所有磁盘的记录表面是不平滑的，所以磁盘上的特定位置处的磁盘与磁头浮动块相距的距离(间隙)，即使在正常压强下也达到了几个纳米。因此，为了实现低压强下的伺服磁道写入，低压强下的磁盘到磁头的间隙的任何变化小于正常压强下的磁盘到磁头的间隙的10％是优选的。更加具体地，对于磁盘到磁头的间隙预先调整为例如大约10nm的磁头浮动块，磁盘到磁头的间隙的变化优选地小于1nm，并且进一步优选地在0.5nm或以下。这样一来，即使在低压强下，稳定地记录伺服数据也是可能的。与此相反，对于特定形状的空气承载表面同样能够提供随着减少压强而增加磁盘到磁头的间隙的特性。在这种情况下，有必要将磁盘到磁头的间隙控制在需要的值，以使磁头浮动块能够执行磁盘上的伺服数据读取/写入操作。换言之，降压状态下的伺服磁道写入的磁盘到磁头的间隙的任何增加，在正常压强下的磁盘到磁头的间隙的10％或以下是优选的。对于磁盘到磁头的间隙预先调整为大约10nm的磁头浮动块，降压状态下的磁盘到磁头的间隙的增加，优选地为2nm或以下，并且进一步优选地在1nm或以下。
通过适当地设计磁头浮动块的空气承载表面，即使在减少的压强下，也能够将磁头浮动块与磁盘相距的间隙维持在一定程度。磁盘到磁头的间隙不关于压强变化而显著变化的可用的磁头浮动块的一个这样的例子，是具有在其中形成稍后说明的两级增压阶梯表面的空气承载表面(ABS)结构的磁头浮动块。两级增压阶梯表面生成正高压，从而即使在大约0.4的非常低的大气压下，也能够维持磁盘到磁头的间隙，并且伺服磁道写入是可能的。
下面说明适合于如本实施例中那样的即使在减少的压强下也维持稳定的磁盘到磁头的间隙的磁头浮动块。图5是表示本实施例中适用的磁头浮动块的磁盘到磁头的间隙-气压关系的曲线图。该磁头浮动块具有包括在其上形成的两级增压阶梯表面的空气承载表面。为了比较，在图6中显示了表示传统磁头浮动块的磁盘到磁头的间隙和气压之间的关系的曲线图。图5和6两者都显示了双面记录磁盘的各自的记录表面和用于在记录表面上记录数据的磁头(磁头浮动块)之间的间隙的测量结果。两种类型的磁盘都在磁盘的内圆周、中间和外圆周部分测量。每个磁盘到磁头的间隙都是从磁盘的保护膜表面到磁头浮动块的空气承载表面的距离，并且包括保护膜上形成的润滑层的厚度(大约1nm)。
在两种情况下，尽管磁盘到磁头的间隙预先调整为9nm的HDD被用于测量，但是实际的磁盘到磁头的间隙如图6所示。换言之，磁盘表面是不平滑的，并且当从磁盘上的最高位置到磁头浮动块关于磁盘的最近位置的距离(间隙)被取作参考值0时，一个磁头浮动块在大约0.5的大气压附近(相当于20,000英尺或6,096m的海拔)开始接触。如果这样的接触即使在一个地方发生，那么伺服磁道写入也将会是不可能的。
与此形成对照，如图5所示，在具有本发明的磁头浮动块的HDD中，所述磁头浮动块具有包括在其上形成的两级增压阶梯表面的空气承载表面，在大约0.37的气压下(相当于25,000英尺或7,620m的海拔)的磁盘到磁头的间隙关于在正常压强下获得的值增加了大约1nm。这表明，尽管磁盘到磁头的间隙轻微增加，但是由于浮动块具有磁盘到磁头的间隙随着气压的减少而增加的特性，所以即使在压强减少时接触也不会发生。
下一步，下面进一步详细地说明具有包括在其上形成的两级增压阶梯表面的空气承载表面的这样的磁头浮动块。下面说明的磁头浮动块是这样的磁头浮动块的例子，所述磁头浮动块的磁盘到磁头的间隙关于压强变化不显著变化，并且即使在减少的压强下也能够实施稳定的读取/写入操作。因此，该浮动块只需能够在磁盘上执行数据读取/写入操作，而不会在希望的压强下与其接触，并且本发明不限于/受限于下面的说明。
图7是根据本发明中的第一例子的磁头浮动块的透视图，图8是图7的浮动块的平面图，而图9是浮动块的压强分布图。如图7和8所示，根据本发明的第一例子的磁头浮动块包括引导边201、尾随边202和空气承载表面203。空气承载表面203具有：引导侧空气承载表面204；引导轨面205和206，其每一个在引导侧空气承载表面204上分别形成有第一肩部213或214；尾随侧空气承载表面209；尾随轨面207，其具有磁头(磁头转换器)并进一步在尾随侧空气承载表面209上形成有第一肩部215；负压槽210；以及阶梯上表面211和212，其每一个在引导轨面205和206上分别形成有第二肩部217或218。
引导轨面205、206和尾随轨面207存在于基本上相同的平面内，并且每一个都起到所谓的正压轨面的作用，所述正压轨面使用浮动块和磁盘之间的气流220的流入来生成压强，并造成浮动块在磁盘上方飞行。
引导侧空气承载表面204和尾随侧空气承载表面209存在于基本上相同的平面内，并且与引导轨面205、206和与尾随轨面207相距的深度为大约200nm。气流220在从引导边201在浮动块和磁盘表面之间流入之后，经由引导侧空气承载表面204和尾随侧空气承载表面209在第一肩部213、214、215处压强增加。下一步，气流220到达引导轨面205、206和尾随轨面207。
在到达引导轨面205、206之后，气流220进一步沿着第二肩部217、218流动，并且到达阶梯上表面21.1、212，然后在所述阶梯上表面211、212处，气流220生成造成浮动块飞行的足够大的压强。为了在阶梯上表面211、212处生成足够大的压强，这些阶梯表面需要在气流220的流入方向上、亦即浮动块的纵向方向上具有一定程度的连续长度。通过形成这样低的第二肩部，能够获得大的提升力。
这个例子的最大特征之一在于，在引导轨面205、206上提供了阶梯上表面211、212，其每一个都具有连续长度的空间。用这种方法构造浮动块，造成气流220在第一肩部213、214处压强增加之后，首先在引导轨面205、206处生成浮动块提升压强230、231(见图9)，然后在第二肩部217、218处进一步压强增加，并且在阶梯上表面211、212处生成大的压强232、233。同时，已从尾随侧空气承载表面209流入的气流在第一肩部215处压强增加，并且在尾随轨面207处生成压强234。
优选阶梯上表面211、212在浮动块的纵向方向上具有至少需要的长度以便生成大的正压。然而阶梯上表面211、212的最大长度需要控制在引导轨面205、206的长度，以便形成第二肩部217、218。通过提供这样的两级增压阶梯部分，能够获得大的提升力。这样一来，以较小尺寸设计达到需要的磁盘到磁头的间隙所需的引导轨面205、206和尾随轨面207就成为可能。
用于生成压强的引导和尾随轨面是所谓的正压轨面，并且由于本发明能够减少获得需要的磁盘到磁头的间隙所需的轨面面积，所以可以减少低压强下的磁盘到磁头的间隙的减少。
一般而言，随着浮动块面积减少，负压槽210也面积减少。因此，浮动块能够生成的负压的等级减少，并且增加了减少的压强下的磁盘到磁头的间隙的减少。另外，近年来通过加速以较小的尺寸设计磁盘驱动器而朝向进一步减少磁盘的直径的趋势，正成为增加诸如在高海拔下之类的在低压强下的磁盘到磁头的间隙的减少的一个成为原因的因素。然而，采用根据本例子的构造，使得可以减少达到需要的磁盘到磁头的间隙所需的浮动块轨道面积，并且这样一来，可以减少在减少的压强下的磁盘到磁头的间隙的减少。
当借助于气流220在磁盘上方飞行时，浮动块采取这样的飞行位置/高度，在所述飞行位置/高度处，引导边201处的磁盘到磁头的间隙增加超过在尾随边202的磁盘到磁头的间隙。因此，具有磁头208的尾随轨面207的终端部分处的磁盘到磁头的间隙，在本例子中变得最小。当如本例子中那样形成阶梯上表面211、212时，如果阶梯上表面211和212的终端部分处的磁盘到磁头的间隙减少到尾随轨面207的磁盘到磁头的间隙之下，则阶梯上表面211、212可能触及磁盘。为了防止这个并且为了确保在伺服磁道写入期间需要的降压状态下磁盘到磁头的间隙不会带来磁头和磁盘的接触，有必要考虑浮动块的飞行位置/高度来适当确定包括阶梯上表面211、212的高度和尺寸的空气承载表面203的形状。
图10是显示磁头浮动块的第二例子的平面图。在本例子中，由于阶梯上表面211、212的终端部分向引导轨面205、206的终端部分延伸，并且这样一来由于这些阶梯表面的连续性增加，所以可以形成比对于第一例子中的浮动块获得的压强更大的压强。构造如上所述的第二例子中的浮动块，针对低压强下的磁盘到磁头的间隙的减少，产生了更大的预防效果。
图11是显示磁头浮动块的第三例子的平面图。在本例子中，用于形成阶梯上表面211、212的掩模，形成为不仅向引导轨面205、206的顶部延伸、而且在其横向方向上横贯浮动块的形状。通过用这种形式构造浮动块，变得可以处理浮动块而不必认真注意掩模的位置匹配精确性。
图12是显示磁头浮动块的第四例子的平面图。在本例子中，引导轨面205、206和阶梯上表面211、212比任何其他例子的都要更长。因此，除了减少低压强下的磁盘到磁头的间隙的减少之外，由于俯仰方向的空气膜的刚度增加，所以减少由悬架的俯仰姿态角误差引起的磁盘到磁头的间隙的任何变化也是可能的。
通过在例如阶梯上表面211、212的面积和高度关于引导轨面205、206的面积和高度方面适当调整任何这样的磁头浮动块的空气承载表面的设计(如前所述)，可以获得能够稳定飞行而不会即使在大约0.4的低气压下造成磁头到磁盘的接触的磁头浮动块。使用这种磁头浮动块在减少的压强下实施伺服磁道写入操作，使得高度精确地记录伺服数据成为可能，并可以获得高度可靠的HDD。

Claims (11)

1.一种磁盘驱动器的制造方法，包括：
在封装盒中置入：磁盘；磁头浮动块，其具有用于向所述磁盘写入数据和从所述磁盘读出数据的磁头；悬架，用于保持所述磁头浮动块；臂，用于支撑所述悬架；以及驱动部分，用于驱动所述臂；
将所述封装盒内部降压到低于正常压强的气压；以及
在所述磁盘上记录伺服数据。
2.根据权利要求1的磁盘驱动器的制造方法，其中，通过在降压到低于正常压强的气压的室中放置所述封装盒，所述封装盒内部被降压到低于正常压强的气压。
3.根据权利要求1的磁盘驱动器的制造方法，其中，通过从所述封装盒提供的粒子测试孔抽吸内部气体，所述封装盒内部被降压到低于正常压强的气压。
4.根据权利要求1的磁盘驱动器的制造方法，其中，自伺服磁道写入被用于在所述磁盘上记录伺服数据。
5.根据权利要求1的磁盘驱动器的制造方法，其中，所述磁头浮动块具有空气承载表面，其包括：
引导侧空气承载表面，其从引导边在所述浮动块的纵向方向上形成；
第一阶梯表面，其在所述引导侧空气承载表面上形成，所述第一阶梯表面具有关于所述引导侧空气承载表面的第一肩部；以及
第二阶梯表面，其在所述第一阶梯表面上形成，所述第二阶梯表面具有关于所述第一阶梯表面的第二肩部；
其中，所述磁头浮动块运行以在所述磁盘上记录伺服数据。
6.根据权利要求1的磁盘驱动器的制造方法，其中，所述磁头浮动块具有空气承载表面，其包括：
一个或多个引导轨面；
尾随轨面，其具有和每个所述引导轨面的高度大致相同的高度，所述尾随轨面具有在其上提供的所述磁头；
引导侧空气承载表面，其具有关于每个引导轨面和所述尾随轨面的需要的D1的深度；
负压强有槽表面，其具有关于所述引导侧空气承载表面的更大的D2的深度；以及
阶梯上表面，其在从引导边到尾随边的方向上具有连续性，所述阶梯上表面在包括每个所述引导轨面的至少一个部分的区域中以在每个所述引导轨面上具有需要的高度的方式形成；
其中，在所述引导边和所述阶梯上表面之间形成所述引导侧空气承载表面和每个所述引导轨面；并且
其中，所述磁头浮动块运行以在所述磁盘上记录伺服数据。
7.一种伺服磁道写入器，包括：
磁头浮动块，其具有用于在磁盘上记录伺服数据的磁头；
悬架，用于保持所述磁头浮动块；
臂，用于支撑所述悬架；以及
驱动部件，用于驱动所述臂；
其中，构造所述磁头浮动块，以便降压到低于正常压强的需要的压强状态下的浮动块到磁盘的间隙，和正常压强下的浮动块到磁盘的间隙之间的差，等于或小于正常压强下的浮动块到磁盘的间隙的10％。
8.根据权利要求7的伺服磁道写入器，其中，构造所述磁头浮动块，以便降压到需要的压强的状态下的最大的浮动块到磁盘的间隙，比正常压强下的浮动块到磁盘的间隙小0.5nm。
9.根据权利要求7的伺服磁道写入器，其中，所述磁头浮动块具有空气承载表面，其包括：
引导侧空气承载表面，其从引导边在所述浮动块的纵向方向上形成；
第一阶梯表面，其在所述引导侧空气承载表面上形成，所述第一阶梯表面具有关于所述引导侧空气承载表面的第一肩部；以及
第二阶梯表面，其在所述第一阶梯表面上形成，所述第二阶梯表面具有关于所述第一阶梯表面的第二肩部。
10.根据权利要求7的伺服磁道写入器，其中，所述磁头浮动块具有空气承载表面，其包括：
一个或多个引导轨面；
尾随轨面，其具有和每个所述引导轨面的高度大致相同的高度，所述尾随轨面具有在其上提供的所述磁头；
引导侧空气承载表面，其具有关于每个引导轨面和所述尾随轨面的需要的D1的深度；
负压强有槽表面，其具有关于所述引导侧空气承载表面的更大的D2的深度；以及
阶梯上表面，其在从引导边到尾随边的方向上具有连续性，所述阶梯上表面在包括每个所述引导轨面的至少一个部分的区域中以在每个所述引导轨面上具有需要的高度的方式形成；
其中，在所述引导边和所述阶梯上表面之间形成所述引导侧空气承载表面和每个所述引导轨面。
11.一种磁盘驱动器，包括：
磁盘；
磁头浮动块，其具有用于在所述磁盘上记录伺服数据的磁头；
悬架，用于保持所述磁头浮动块；
臂，用于支撑所述悬架；以及
驱动部件，用于驱动所述臂；
其中，构造所述磁头浮动块，以便降压到低于正常压强的需要的压强状态下的自伺服磁道写入期间的浮动块到磁盘的间隙，和正常压强下的浮动块到磁盘的间隙之间的差，等于或小于正常压强下的浮动块到磁盘的间隙的10％。
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