JP3081893B2 - ディスクドライブ用のスライダ、ディスクドライブ、ならびにディスクドライブ用のヘッドを作る方法 - Google Patents

ディスクドライブ用のスライダ、ディスクドライブ、ならびにディスクドライブ用のヘッドを作る方法

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 この発明は、ディスクドライブに関する。より詳しく
は、本発明は、ディスクドライブに用いられるスライダ
のための保護オーバーコートに関する改良した構成およ
び形態を提供するものである。本発明は、ディスク面と
磁気トランスデューサとの間の磁気隙間を、保護オーバ
ーコートを備えていないスライダを使用するときと同一
のレベルに維持しつつ、スライダによって支持されたト
ランスデューサを保護する、ディスクドライブの接触ス
タート及びストップの操作中の保護オーバーコートの効
果を得る。
発明の背景 ディスクドライブは、ユーザが直ちに利用可能な膨大
な量のデータを保存するために、ワークステーション、
パーソナルコンピュータ、ラップトップや他のコンピュ
ータシステムの中で一般的に使用されている。一般的
に、ディスクドライブは、スピンドルモータによって回
転する磁気ディスクを有する。このディスクの表面は、
ディスク回りに円周方向に延びる一連のデータトラック
に分割されている。各データトラックは、このディスク
面に磁気遷移の形態でデータを保存することができる。
ヘッドは、例えば磁気トランスデューサのような対話
素子を有し、この対話素子は、磁気遷移を感知してデー
タを読出すのに用いられ、或いは、データの書込みのた
めのディスク面に磁気遷移を引き起こす電流を発生する
のに用いられる。磁気トランスデューサは、ディスクの
磁気面と対話するのに適した位置に配置されたトランス
デューサの動作素子を含む読出し／書込みギャップを有
する。
ヘッドは、更に、トランスデューサを回転式アクチュ
エータアームに取り付けるスライダを有する。アクチュ
エータアームがトランスデューサ及びスライダを含むヘ
ッドをディスクの所定のデータトラックの上に選択的に
位置させるように動作して、ディスクがトランスデュー
サの下を回転しながらディスクの所定のデータトラック
からデータを読出し又はデータを書込む。
スライダは、スライダのエアベアリング面と、ディス
クの回転による流体流れとの間の相互作用によって、ヘ
ッドつまりトランスデューサをディスク面のデータトラ
ックの上にフライさせるエアベアリング面を含む。トラ
ンスデューサがディスク面の上方でフライする高さは、
「フライ高さ」と称される。従来のディスクドライブシ
ステムにあっては、エアベアリング面は、スライダをピ
ッチ方向にピボットさせて、ヘッドの進み側縁を遅れ側
縁よりも高い位置まで上昇させる。したがって、ヘッド
のフライ高さは、進み側縁から遅れ側縁に至るまで様々
であり、最小のフライ高さは遅れ側縁で生じる。読出し
／書込みギャップは、典型的には、スライダの遅れ側縁
に設けられる。
勿論、エアベアリング面の作動によって、トランスデ
ューサは、通常のディスクドライブの読出し動作および
書込み動作中、ディスク面と物理的に接触しない。しか
しながら、一般的には、トランスデューサの読出し／読
込みギャップをできるだけディスク面に接近させる全体
的なフライ高さを達成することが目的である。例えば、
Transverse Pressure Contour（TPC）ヘッドは、ディス
ク面の上方約２μインチのフライ高さで動作するように
設計することができる。
トランスデューサのエネルギの授受をする有効読出し
／読込みギャップを接近させればさせるほど、データを
表すディスク面の磁気遷移によりトランスデューサによ
って生成される電気信号が強くなる。一般的に、ディス
クドライブの信頼性のある電気的な性能を保証するため
に、できるだけ強いデータ信号を発生するのが効果的で
ある。
ディスクドライブが動作していないときには、記憶デ
ィスクの回転は停止され、ヘッドのエアベアリング面
は、トランスデューサをフライさせるようには働かな
い。このような状況においては、トランスデューサを含
むヘッドは、ディスク面の上で休止している。典型的に
は、ディスクドライブの電源を落とす前に、いずれのデ
ータトラックからも離れたディスクの着地ゾーンにヘッ
ドを位置させるようにアクチュエータが作動される。デ
ィスクドライブの既知の接触ストップ操作にあっては、
アクチュエータがヘッドを着地ゾーンの上に位置決めし
た後に、記憶ディスクの回転速度を落として止めると、
ヘッドがディスク面と接触した状態になる。着地ゾーン
を使用することによって、ヘッドとディスク面との接触
により生じたデータトラックへの損傷を防止することが
できる。しかしながら、どのようなトランスデューサと
ディスク面との接触であってもトランスデューサを傷付
けることになる。
このことは、ディスクドライブが接触スタート操作で
再始動するときに特に現実のものとなる。接触スタート
操作は、ヘッドが着地ゾーンに接触状態にある状態で、
ディスクの回転を開始させる。ヘッドのディスク面との
分離に抵抗するヘッドと着地ゾーンとのスティックは、
ヘッドに設けられたトランスデューサにとって極めて有
害である。確かに、ディスク面とヘッドとのスティック
は、ディスクの最高速の回転速度であってもエアベアリ
ング面がディスク面からヘッドを持ち上げることができ
ない程に重大なものになることがある。
ディスク面とスライダのエアベアリング面の各々に、
例えばカーボン層のような保護オーバーコートを塗布し
てもよい。勿論、このような保護オーバーコートは、特
に、接触ストップ操作及びスタート操作中のヘッド構造
体との接触による損傷からトランスデューサを保護し、
ディスクドライブの機械的な性能を信頼を高める上で大
きな利点がある。
上述したように、トランスデューサはスライダの遅れ
側縁に設置されており、トランスデューサの有効読出し
／読込みギャップは、スライダのエアベアリング面に露
出している。このような形式のものにあっては、トラン
スデューサは、ディスク面に可能な限り接近させて配置
される。しかしながら、スライダのエアベアリング面に
保護オーバーコートを塗布すると、読出し／書込みギャ
ップの下のスライダの厚みを増大させ、ディスクドライ
ブの動作中のトランスデューサの読出し／書込みギャッ
プの有効フライ高さを増大させる結果となる。したがっ
て、保護オーバーコートの塗布による機械的な性能の改
善と、トランスデューサの読出し／書込みギャップの有
効フライ高さの増大による電気的性能の低下との間には
二津背反の関係がある。
発明の概要 本発明は、スライダのエアベアリング面に塗布された
保護オーバーコートに関する新規で改善された形態を提
供する。より詳しくは、この保護コーティングは、保護
コーティングの遅れ側縁がスライダの遅れ側縁から離間
した状態で、スライダの全長よりも短い長さを有する層
としてエアベアリング面に塗布される。この方法にあっ
ては、保護オーバーコートは、スライダの前方部分に存
在し、またトランスデューサの読出し／書込みギャップ
の下のスライダの厚みは、上記の保護コーティングの存
在によって影響を受けない。
ヘッドの遅れ側縁が、フライ高さ動作中のスライダの
最も低い端にあるので、スライダの遅れ側縁に保護コー
ティングが存在しないことによって、保護コーティング
の無いもので達成することのできるのと同じレベルで最
小フライ高さを設定することができる。
したがって、本発明は、ヘッドとディスクとの接触ス
タート操作および接触ストップ操作によって引き起こさ
れるディスクの故障を最小限に抑えるのに望ましい効果
的な機械的な保護を与えることができ、これによれば、
保護オーバーコートの使用に関係なく、トランスデュー
サの読出し／書込みギャップを、ディスク面に保存され
た磁気遷移に可能か限り接近させることができる。ディ
スクドライブの接触ストップ操作中、スライダの進み側
縁は、遅れ側縁に比べて速くディスク面に向けてピボッ
トし、上記の保護コーティングは着地ゾーンに接触し、
また、トランスデューサは、このコーティングによって
ディスク面から離問する。
図面の簡単な説明 図１は、ディスクドライブの斜視図である。
図２は、水平状態にある、図１の一つのヘッドの一部
の分解図である。
図３は、傾斜状態ある、図２のヘッドと一部と分解図
である。
図４は、本発明に従って保護オーバーコートを塗布す
る製造プロセス中のスライダの側面図である。
図５は、製造プロセス後の図４のスライダの側面図で
ある。
詳細な説明 図面を参照して、先ず、図１において、ディスクドラ
イブの全体を参照符号20で示す。このディスクドライブ
20は、複数の記憶ディスク22aないし22dと、複数の読出
し／書込みヘッド24aないし22hとを有する。記憶ディス
ク22aないし22dの各々には、ユーザのデータを保存する
複数のデータトラックが設けられている。図１に示すよ
うに、全ての記憶ディスクのデータトラックからデータ
を読出し或いは書込みできるように、各ディスク22aな
いし22dの各々の面に一つのヘッドが設けられている。
勿論、ディスクドライブ20は、本発明を実施するディス
クドライブシステムの単なる例示に過ぎず、本発明は、
それ以上の数の又はそれ以下の数の記憶ディスクを有す
るディスクドライブシステムで具体化することができ
る。
記憶ディスク22aないし22dは、この技術分野では既知
のように、スピンドルモータ機構29によって回転可能に
設けられている。また、読出し／書込みヘッド24aない
し24hは、データトラックからの読出し及びデータトラ
ックへのデータの書込みを可能にさせるために記憶ディ
スク22aないし22dの所定の半径位置の上に制御された位
置決めができるように、対応するアクチュエータアーム
28aないし28hによって支持されている。このため、アク
チュエータアーム28aないし28hは、このアクチュエータ
アーム28aないし28hをディスク面で半径方向に制御可能
に回転させるように動作するボイスコイルモータ32によ
って、ピン30に回転可能に取付けられている。
読出し／書込みヘッド24aないし24hの各々は、スライ
ダ26に取付けられた磁気トランスデューサ25を有する。
ディスクドライブシステムに一般的に用いられるよう
に、スライダ26は、上述したように、ディスクドライブ
の非接触作動のために、読出し／書込みヘッド24aない
し24hの磁気トランスデューサ25を、対応する磁気ディ
スク22aないし22dの面の上で「フライ」させる。使用し
ていないときには、読出し／書込みヘッド24aないし24h
が記憶ディスク面の上で休止する夫々の着地ゾーン58の
上に読出し／書込みヘッド24aないし24hを位置決めする
ために、ボイスコイルモータ32がアクチュエータアーム
28aないし28hを回転させる。
スピンドルモータ29及びボイスコイルモータ32の制御
された作動のための制御電子機器を搭載するために、プ
リント回路基板（PCB）34が設けられている。PCB34は、
また、記憶ディスク22aないし22dのデータトラックへの
データの転送及びデータトラックからのデータの転送を
制御するために、読出し／書込みヘッド24aないし24hに
連結された読出し／書込みチャンネル回路を有する。PC
B34をディスクドライブの様々なコンポーネントに連結
するための方法はこの技術分野では周知である。
図２は、ディスクドライブの作動開始のときにディス
ク22aないし22dが最初に回転し始めるときのヘッド24a
ないし24hを示す。このときは、ヘッドヘッド24aないし
24hは、初期には、ディスク面に関してほぼ水平である
（すなわち、スライダ26が先ずディスク面から離れて上
昇し、ディスク面から測定したときに、スライダ26のピ
ッチ角θは小さいので、スライダ26をディスク面に関し
てほぼ水平に配置させている）。
本発明によれば、例えばカーボンのような保護オーバ
ーコート40がスライダ26の下側エアベアリング面に塗布
され、オーバーコート40の遅れ側縁42は、ディスク22a
ないし22dの回転方向に関して、スライダ26の遅れ側縁4
4から距離ｘだけ離間している。
図２に示すスライダ26の状態において、保護オーバー
コート40を含む、スライダのエアベアリング面の最も低
い部分からの最小距離Hminは、保護オーバーコート40と
ディスク面との間の距離ｄである。トランスデューサ25
は、スライダ26の遅れ側縁44に設けられている。かくし
て、トランスデューサ25は、ディスク面からHminよりも
大きい間隔hgで離間しているが、保護オーバーコート40
が無い場合ほどにはディスク面に接近していない。しか
しながら、接触ストップ操作又は接触スタート操作中の
ときにスライダ26とディスク面との間で接触が起こる
と、保護オーバーコート40はディスク面と物理的に接触
してトランスデューサ25への潜在的な損傷を最小限にす
る。
ディスク22aないし22dの回転がその作動中の回転速度
まで増速すると、角度θは大きくなり、図３に示すよう
に、スライダ26のピッチが一層増大する。このピッチ角
θが増大すると、保護オーバーコート40とディスク面と
の間の距離ｄは、トランスデューサ25が取付けられたス
ライダ26の遅れ側縁とディスク面との間の距離hgよりも
大きくなる。かくして、スライダのフライ高さが増大す
ると、Hminは、スライダ26の遅れ側縁に向かってこの遅
れ側縁まで移動するように、ピッチ角θと共に変化す
る。
所定のピッチ角θ及びスライダクラウンδに関し、保
護オーバーコート40とディスク面との間の最小隙間は、
次の式で与えられる。
ｄ＝hg＋ｘθ＋（（４δ＊ｘ＊（ｘ−Ｌ））/L2）−ｔ ここに、 ｄは、保護オーバーコートとディスク面との間の最小距
離 hgは、スライダの遅れ側縁とディスクとの間の距離 ｘは、保護オーバーコートの遅れ側縁とスライダの遅れ
側縁との間の間隔 θは、スライダのピッチ角 δは、スライダウラウン Ｌは、スライダの長さ寸法 ｔは、保護オーバーコートの厚み 上記の式は、本発明の効果を得るようにスライダの寸
法を決めるのに用いることができる。スライダの遅れ側
縁に設けられたトランスデューサと、ディスク面との間
の磁性間隔をディスクドライブの作動回転速度で最小に
するように間隔ｘを決定することができる。
本発明は、また、スライダの長さ寸法よりも小さい長
さ寸法の保護オーバーコートを備えたスライダを製造す
る方法を提供する。図４を参照して、既知の製造方法の
高さでスライダに真空テープ又は機械的なマスクを適用
する。図４に示すように、スライダは、スライダの全長
にわたって延びるカーボンオーバーコートを有し、ま
た、真空テープ又は機械的なマスクをスライダの残すべ
きオーバーコートの部分を覆うようにして配置する。換
言すれば、真空テープ又は機械的なマスクは、距離ｘだ
けスライダの遅れ側縁から離問している。
真空テープ又は機械的なマスクを越えて延びるカーボ
ンオーバーコートの部分を除去する。真空テープ又は機
械的なマスクを越えて延びるカーボンオーバーコートの
部分をエッチング除去するのに、例えば、酸素プラズマ
エッチング法を用いる。酸素プラズマエッチング法を適
用した後、図５に示すように、本発明に従うスライダを
提供するために、真空テープ又は機械的なマスクを除去
する。
図４、図５に示すように、カーボンオーバーコートを
スライダに付着するために、Si層を接着層として用い
る。本発明の製造方法の他の利点は、酸素プラズマエッ
チング法によりスライダの遅れ側縁の部分からカーボン
オーバーコートを除去した後に、SiOx又はSiO2の層が残
存することである。SiOx又はSiO2層は、読出し／書込み
ギャップに腐食保護を与える。図面に示すように、カー
ボンオーバーコートの厚みと比較したときに、SiOx又は
SiO2の厚みは極小であり、読出し／書込みギャップの有
効フライ高さに実質的に影響を及ぼさない。
フロントページの続き (72)発明者 リー イア クエン ジェリー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95131 サン ホセ サヤク アベニュ ー 1398 (72)発明者 フランコ ルイス ピー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95020 ギルロイ ライオンズ クリー ク ドライヴ 8712 (72)発明者 ウォークマン マイケル エル アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95070 サラトガ スリー オークス コート 14918 (56)参考文献 特開 平５−282646（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−364217（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−276367（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 5/60 G11B 21/21

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ディスクドライブであって、 データを保存するためのデータトラックを備えた記憶デ
    ィスクと、 該記憶ディスクを回転可能に設置するスピンドルモータ
    と、 前記記憶ディスクトラックから情報を読出し、また、該
    記憶ディスクのデータトラックに情報を書込むための対
    話素子と、 前記対話素子が、底のエアベアリング面と進み外縁と遅
    れ側縁とを備えたスライダと、該スライダの遅れ側縁に
    設けられた磁気トランスデューサとを有し、前記エアベ
    アリング面は、ディスクドライブの作動時に前記対話素
    子をピッチ角θ前記記憶ディスク上にフライさせるよう
    に構成されていることと、 制御信号に応答し、前記記憶ディスクの所定データトラ
    ックに関連して前記対話素子を選択的に位置決めする動
    作が可能なように前記対話素子を設置するアクチュエー
    タと、 前記スライダのエアベアリング面に設けられ、進み側縁
    と遅れ側縁とを備えた保護オーバーコートと、 前記保護オーバーコートの遅れ側縁が、前記底のエアベ
    アリング面に沿って測定して前記スライダの遅れ側縁か
    ら距離ｘだけ離間していることとを含み、 前記保護オーバーコートが、下記の式に従う最小限の距
    離ｄで前記記憶ディスクの上をフライし、 ｄ＝hg＋ｘθ＋（（４δ＊ｘ＊（ｘ−Ｌ））/L2）−ｔ ここに、ｄは、保護オーバーコート面との間の最小距離
    であり、 hgは、スライダの遅れ側縁とディスクとの間の距離であ
    り、 ｘは、保護オーバーコートの遅れ側縁とスライダの遅れ
    側縁との間の間隔であり、 θは、スライダのピッチ角であり、 δは、スライダウラウンであり、 Ｌは、スライダの長さ寸法であり、 ｔは、保護オーバーコートの厚みであり、 前記間隔ｘは、作動時のθの値について前記距離hgが前
    記距離ｄよりも小さいように選定されるディスクドライ
    ブ。
  2. 【請求項２】前記保護オーバーコートがカーボンからな
    る、請求の範囲第１項のディスクドライブ。
  3. 【請求項３】ディスクドライブ用のヘッドを作る方法で
    あって、 底のエアベアリング面と進み側縁と遅れ側縁とを備えた
    スライダとを用意する工程と、 前記スライダの底のエアベアリング面の全体に保護オー
    バーコートを塗布する工程と、 前記保護オーバーコートにマスクをする工程と、 進み側縁と遅れ側縁とを備えるように前記マスクを配置
    する工程にして、該マスクの遅れ側縁は前記スライダの
    遅れ側縁から間隔ｘだけ離間されて、該マスクの遅れ側
    縁を越えて延びる前記保護オーバーコートの部分を露出
    される工程と、 前記マスクの遅れ側縁を越えて延びる前記保護オーバー
    コートの部分を除去する工程と、 前記マスクを除去する工程とを含み、 前記間隔ｘは、次の式に基づいて、 ｄ＝hg＋ｘθ＋（（４δ＊ｘ＊（ｘ−Ｌ））/L2）−ｔ ここに、ｄは、ディスクドライブ作動時の保護オーバー
    コートとディスク面との間の最小距離、 hgは、スライダの遅れ側縁とディスクとの間の距離、 ｘは、保護オーバーコートの遅れ側縁とスライダの遅れ
    側縁との間の間隔、 θは、スライダのピッチ角、 δは、スライダウラウン、 Ｌは、スライダの長さ寸法、 ｔは、保護オーバーコートの厚み、 ディスクドライブ作動時のθの値について前記距離hgが
    前記距離ｄよりも小さいように選定される方法。
  4. 【請求項４】前記マスクの遅れ側縁を越えて延びる前記
    保護オーバーコートの部分を除去する工程が、エッチン
    グ法を用いて行われる、請求の範囲第３項の方法。
  5. 【請求項５】前記エッチング法が、酸素プラズマエッチ
    ング法からなる、請求の範囲第４項の方法。
  6. 【請求項６】前記スライダの底のエアベアリング面の全
    体に接着剤の層を塗布して、前記保護オーバーコートを
    前記スライダに添着する工程を更に有し、この接着剤の
    層が、前記マスクの遅れ側縁を越えて延びる前記保護オ
    ーバーコートの部分を除去した後に残存する、請求の範
    囲第３項の方法。
  7. 【請求項７】前記接着剤の層が、Siからなる、請求の範
    囲第６項の方法。
  8. 【請求項８】前記Si接着剤の層が、除去の後に、SiOxの
    形態で残存する、請求の範囲第７項の方法。
  9. 【請求項９】データを保存するためのデータトラックを
    備えた記憶ディスクと、該記憶ディスクを回転可能に設
    置するスピンドルモータと、スライダと磁気トランスデ
    ューサとを含んで前記記憶ディスクのデータトラックか
    ら情報の読込み、また、前記記憶ディスクのデータトラ
    ックに情報を書込むための対話素子と、制御信号に応答
    して前記記憶ディスクの所定のデータトラックに関連し
    て前記対話素子を選択的に位置決めする動作が可能なよ
    うに前記対話素子を設置するアクチュエータとを有する
    ディスクドライブ用のスライダであって、該スライダ
    が、 底のエアベアリング面と進み側縁と遅れ側縁と、 前記磁気トランスデューサが前記スライダの遅れ側縁に
    設けられていることと、 前記エアベアリング面が前記スライダを前記記憶ディス
    クの上にピッチ角θでフライさせるように構成されてい
    ることと、 前記スライダのエアベアリング面に設けられ、進み側縁
    と遅れ側縁とを備えた保護オーバーコートと、 前記保護オーバーコートの遅れ側縁が、前記スライダの
    遅れ側縁から距離ｘだけ離間していることとを含み、 前記保護オーバーコートは、前記記憶ディスクの上に、
    次の式に従う最小距離ｄでフライし、 ｄ＝hg＋ｘθ＋（（４δ＊ｘ＊（ｘ−Ｌ））/L2）−ｔ ここに、ｄは、保護オーバーコートとディスク面との間
    の最小距離であり、 hgは、スライダの遅れ側縁とディスクとの間の距離であ
    り ｘは、前記底のエアベアリング面に沿って測定して保護
    オーバーコートの遅れ側縁とスライダの遅れ側縁との間
    の間隔であり、 θは、スライダのピッチ角であり、 δは、スライダウラウンであり、 Ｌは、スライダの長さ寸法であり、 ｔは、保護オバーコートの厚みであり、 前記間隔ｘは、スライダが前記記憶ディスクの上をフラ
    イする際のθの値について前記距離hgが前記距離ｄより
    も小さいように選定されるスライダ。
  10. 【請求項１０】前記オーバーコートの遅れ側縁から前記
    スライダの遅れ側縁まで延び、更に前記磁気トランスデ
    ューサまで延びる耐食材料からなる層を更に含む、請求
    の範囲第９項のスライダ。
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