KR100234584B1 - 디스크 드라이브에 사용하기 위한 슬라이더와 슬라이더/현수장치 구조물, 데이타 기억장치, 현수장치를 슬라이더에 부착하는 방법 - Google Patents

Abstract

길이를 따라서 볼록 곡률 또는 "크라운"을 가진 슬라이더를 위해서, 크라운의 피크부를 리딩 단부로 시프트시킴으로서 크라운으로 인한 비상 높이 변화를 감고시키는 방법과 그 결과로 형성된 슬라이더 구조물이 제공된다. 양호한 방법에서, 피크부 시프팅은 대칭 크라운을 가진 슬라이더에 있어서 현수 장치를 리딩 단부 근체에서 슬라이더의 본딩 표면에 고정시키므로써 달성된다. 본딩 공정은 시프트를 발생시키도록 슬라이더상에 변위력(displacement force)을 발생시킨다. 다른 방법은 레일 형성 전에 예컨대 샌드 블라스팅 또는 비드 블라스팅에 의해 슬라이더의 행(row)을 재형성(reshape)한다.

Description

디스크 드라이브에 사용하기 위한 슬라이더와 슬라이더/현수 장치 구조물, 데이타 기억 장치, 현수 장치를 슬라이더에 부착하는 방법

제1a도는 변환기 소자의 매트릭스가 증착되고, 다수의 슬라이더를 한정하기 위해 스크라이브(scribe)된 웨이퍼의 정면도.

제1b도는 제1a도의 웨이퍼로부터 확대된 슬라이더의 행(row)의 확대도.

제2a도는 기록매체위에 현수된 크라운이 없는 슬라이더 측면도.

제2b도는 현수 장치의 열수축후의 제2a도의 슬라이더의 측면도.

제2c도는 현수 장치의 열팽창후의 제2a도의 슬라이더의 측면도.

제3a도는 겹침(lapping)후의 크라운 및 캠버를 보여주는 제1b도의 행의 사시도.

제3b도는 캠버를 강조하기 위한 제3a도의 행으로부터의 한 슬라이더의 정면도.

제3c도는 크라운을 강조하기 위한 제3a도의 행으로부터의 한 슬라이더의 측면도.

제4a도는 기록매체 위에 현수된 대칭 크라운을 가진 슬라이더의 측면도.

제4b도는 현수 장치의 열수축후의 제4a도의 슬라이더의 측면도.

제4c도는 현수 장치의 열팽창후의 제4a도의 슬라이더의 측면도.

제5도는 기록매체 위에 현수된 본 발명에 따른 슬라이더의 측면도.

제6도는 본 발명에 따라 비상 높이 민감도(fly height sensitivity)에 대한 크라운 피크부 시프트(crown peak shift)의 효과를 보여주는 그래프.

제7도는 본 발명에 따른 대칭 크라운을 가진 슬라이더와 피크부 시프트를 가진 슬라이더에 대한 온도 범위에서의 테이크-오프 속도(take-off velocity) 프로 파일의 그래프.

제8도는 표준 산업 관례에 따른 현수 장치 본딩 방법을 설명하는 분해도.

제9도는 본 발명에 따른 현수 장치 본딩 방법을 설명하는 분해도.

제10도는 표준 산업 관례에 따라 본딩된 제8도의 슬라이더/ 현수 장치 구조물의 측면도.

제11도는 본 발명의 양호한 본딩 방법에 따라 본딩된 슬라이더/ 현수 장치 구조물의 측면도.

제12도는 및 제13도는 본 발명의 다른 실시예에 따라 본딩된 슬라이더/현수 장치 구조물의 측면도.

제14도는 본 발명을 실시하는 자기 디스크 기억 시스템의 단순화된 블록 다이어그램.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

11 : 기판 12 : 매트릭스

13 : 행(row) 14, 21 : 슬라이더

15 : 변환기 16 : 표면

23 : 경계면 26 : 가요성부(flexure)

27 : 공기 베어링 표면 28 : 리딩 단부

29 : 트레일링 단부 32 : 기준선

42 : 피크부(peak) 43, 48 : 수직 변위

55 : 수평 변위 63 : 프로파일

81 : 현수 장치 83 : 에폭시

92 : 계단부 112 : 자기 디스크

113 : 슬라이더 114 : 스핀들

118 : 드라이브 모터 119 : 작동기 아암

[발명의 분야]

본 발명은 일반적으로 자기 기억 디스크 드라이브에 사용하기 위한 공기 베어링 슬라이더에 관한 것으로서, 특히, 슬라이더의 크라운(crown)의 피크부(peak)를 리딩 단부의 방향으로 시프트시키므로써 크라운 변화에 대한 비상 높이 민감도를 감소시키는 방법에 관한 것이다.

[배경]

종래의 자기 기억 장치는 기록 매체, 예컨대 다수의 동심 트랙을 가진 자기 디스크에 인접하여 현수된 자기 변환기 또는 "헤드"를 포함한다. 변환기는 가요성 현수 장치에 장착된 공기 베어링 슬라이더에 의해 지지된다. 다음에는 현수 장치는 위치 설정 작동기에 부착된다. 통상적인 작동동안에, 작동기가 헤드를 원하는 트랙위에 동적으로 위치시킬 때에 상대적 운동은 헤드와 기록매체 사이에 제공된다. 상대적 운동은 매체와 대향하는 슬라이더의 표면을 따라 공기 흐름을 제공하여 양력을 발생시킨다. 양력은 예정된 현수 장치 하중에 의해 균형되어 슬라이더는 공기 쿠션상에 지지된다. 공기 흐름은 슬라이더의 "리딩 단부" 로 유입되고 "트레일링 단부" 로부터 유출된다. 헤드는 리딩 단부보다 기록 표면에 더 가까이 경사지는 경향이 있는 트레일링 단부에 존재한다.

기록매체는 자기 전이(magnetic transition)의 형태로 엔코딩된 정보를 보유한다. 매체의 정보 용량 또는 구역밀도 (areal density)는 구별가능한 전이를 감지하고 기록하는 변환기 능력에 의해 결정된다. 구역 밀도에 영향을 미치는 중요한 인자는 "비상 높이(fly height)"라고 지칭되는 헤드와 기록 표면 사이의 거리이다. 변환기가 매체의 표면과 접촉되지 않으면서 전이 검출을 강화하기 위해서 변환기를 매체에 매우 가깝게 비상하게 하는 것이 바람직하다. 비상 높이 안정성은 적절한 현수 장치 하중에 의해서 또한 공기 베어링 슬라이더 표면(ABS)을 바람직한 공기역학적 특성을 갖도록 형성하므로써 달성된다.

비상 높이에 영향을 미치는 다른 중요한 인자는 상태 변경에 대한 슬라이더의 저항이다. 공기 베어링 슬라이더는 통상적 작동동안에 다양하게 변하는 외부 상태하에 놓일 것이다. 비상 높이에 영향을 미치는 변화는 상태는 예로서 상대 공기 속도 및 방향의 변경 및 온도의 변화를 포함한다. 상태의 변화동안에 변환기 비상 높이가 일정한 상태로 유지되지 않으며, 변환기와 기록매체 사이의 데이타 전송은 악영향을 받을 수도 있다.

비상 높이는 ABS 의 형상과 같은 슬라이더의 물리적 특징에 의해 더욱 영향을 받는다. 예로서 주의깊은 레일 형상 설정은 공기 흐름의 변화에 대해 어느 정도의 저항을 제공할 것이다. 종래의 슬라이더에서 종종 발견되는 다른 물리적 특징은 리딩 단부로부터 트레일링 단부까지의 ABS 의 길이에 따른 곡률이다. 곡률은 "크라운" 이라고 지칭되고, ABS 에 대해 오목 또는 볼록할 수 있다. 크라운 변화는 일반적으로 두가지 형태중의 하나로서, 즉, 공정 변화(process variation) 또는 온도 변화이다.

종래의 슬라이더는 변환기 소자의 매트릭스를 웨이퍼 상에 증착하는 단계와, 다수의 슬라이더를 한정하기 위해 웨이퍼를 스크라이빙(scribing)하는 단계와, 슬라이더를 지지하는 소자의 행(rows of element)을 웨이퍼로부터 슬라이스하는 단계와, 원하는 변환기 크기를 얻기 위해 행을 개별적으로 겹치는 (lapping) 단계를 포함하는 공지의 방법에 따라 형성된다. 예로서, 유도형 헤드(inductive type head)를 위해서, 겹침의 정도는 자기 요우크(yoke)의 원하는 스로우트 높이(throat height)에 의해 결정된다. 겹침 동안에, 불균일하게 분포된 표면 응력은 미국 특허 제5,266,769호 및 제4,914,868호에 더욱 설명된 "로우 보우(row bow)" 라고 알려진 현상을 발생시키는 것이 발견되었다. 크라운은 로우 보우의 한 지시자(indicator)이다. 또 하나는 캠버 또는 슬라이더 폭에 따른 곡률이다.

슬라이더 조립 공정은 슬라이더로부터 슬라이더로 크라운 변화를 발생시킨다. 일반적으로 알려졌듯이, 양의 크라운은 슬라이더를 더 높게 비상하게 하여 데이타에 대한 슬라이더의 민감성에 악영향을 미친다. 음의 크라운은 슬라이더를 더낮게 비상하게 하여 헤드와 디스크의 접촉의 위험을 증가시킨다. 크라운의 최대 곡률 또는 "피크부" 는 일반적으로 대칭으로 위치되며, 즉, 슬라이더 길이를 양분하는 중심축을 따라 위치된다. 크라운(일정 온도에서)에서의 공정 변화는 예측 가능하므로, 자기 기억 적용에서의 비상 높이는 크라운 변화를 수용하도록 조절될 수 있다. 예로서, 평균 크라운 곡률이 볼록하거나 또는 "양" 이 되는 경향이 있으면, 비상 높이는 데이타 민감성을 강화시키도록 낮추어진다. 그러나, 비상 높이를 낮추면 평균보다 적은 크라운을 가진 슬라이더에 대한 헤드와 디스크의 접촉의 위험은 증가된다. 또는, 평균 크라운 곡률이 오목하거나 또는 "음" 이 되는 경향이 있으면, 비상 높이는 증가된다. 그러나 비상 높이를 증가시키면 평균보다 작은 곡률을 가진 슬라이더의 민감성에 악영향을 미칠 수 있다.

공정 변화는 슬라이더와 현수 장치의 본딩 공정에 기인하여 더욱 커질 수 있다. 현수 장치 가요성부가 슬라이더에 에폭시 본딩될 때, 에폭시는 경화될 때 통상적으로 수축되어 힘을 슬라이더의 길이에 따라 발휘한다. 수축은 볼록 슬라이더의 크라운을 더욱 양이 되게 하고, 오목 슬라이더의 크라운을 덜 음이 되게 한다.

크라운 변화의 두번째 형태는 기억 장치의 작동 온도의 범위에서 발생되는 것이다. 현수 장치는 통상적으로 미세하게 압연된 강철로부터 형성되고, 슬라이더는 Al₂O₃-TiC 와 같은 기판을 포함한다. 현수 장치 재료는 온도 변화에 응답하여 슬라이더 재료보다 빠른 속도로 팽창 및 수축되는 것이 관찰되었다. 예로서, 슬라이더는 현수 장치가 팽창될 때 그 길이를 따라 음의 곡률을 발생시킬 것이며, 양의 곡률은 현수 장치가 수축될 때 발생될 것이다. 공정 변화와 마찬가지로 크라운에서의 온도 변화는 예측 가능하다. 따라서 비상 높이는 변화를 수용하도록 조정될 수 있다. 그러나 앞에서 논의된 바와 같이 동일한 단점이 비상 높이의 증가 또는 감소로부터 발생될 것이다.

필요한 것은 크라운 변화에 대한 비상 높이 민감성을 감소시키는 방법 및 개량된 슬라이더 형상이다.

[발명의 요약]

본 발명의 주요목적은 공정 변화 및 온도 변화에 기인 하는 슬라이더 비상 높이에 대한 크라운의 역효과를 최소한 하는 방법 및 개량된 슬라이더 형상을 제공하는 것이다.

따라서, 본 발명은 곡률의 피크부 또는 크라운을 슬라이더 길이를 따라서 슬라이더 중심으로부터 리딩 단부로시프트시키는 방법이다. 실험은 상기한 방법으로 피크부를 시프트하면 공정 변화 또는 온도 변화에 기인하는 양 및 음의 크라운의 역효과가 최소화 된다는 것을 보여준다. 예로서, 리딩 단부의 방향으로의 10% 피크부 시프트는 비상 높이 민감성을 35% 만큼 향상시키는 것으로 나타났다. 더큰 피크부 시프트는 더욱 큰 향상을 보였다. 피크부 시프팅으로부터 발생되는 부수적인 이점은 블록한 크라운을 가진 슬라이더에 대해 상승된 온도에서의 향상된 테이크-오프 성능이다. 테이크-오프 속도는 슬라이더를 디스크상의 모든 표면 거칠기와 이격되어 비상하게 하는데 필요한 속도이다. 온도가 증가될 때, 슬라이더 ABS 를 따른 볼록 크라운은 더욱 음이 되고, 슬라이더 비상 높이의 대응되는 감소를 발생시킨다. 더욱 낮은 비상 높이는 디스크 표면으로부터 이격되기 위해서 더큰 테이크-오프 속도가 필요한 것을 뜻한다. 피크부 시프팅은 크라운 변화의 효과를 감소시키어 비상 높이는 온도 상승에 따라 더욱 안정하다. 비상 높이 안정성은 테이크-오프 속도의 변화가 적은 것을 뜻하고 전체적 성능의 향상을 뜻한다.

양호한 방법에서, 피크부 시프팅은 현수 장치 본딩 공정을 수정하므로써 달성된다. 표준 산업 관례에 따라서, 슬라이더는 그 전체 길이를 따라 현수 장치 가요성부에 본딩된다. 슬라이더 길이는 리딩 단부로부터 트레일링 단부 까지의 거리로서 한정된다. 제안된 방법은 가요성부를 리딩 단부에 가까운 슬라이더 길이의 부분을 따라서만 본딩하므로써 그 공정을 수정한다. 본딩제가 건조될 때, 수축력은 슬라이더의 리딩 단부에 더 가까이 집중된 본딩 경계면을 따라 발생된다. 힘은 리딩 단부로 향하여 ABS 상의 크라운 피크부의 대응되는 시프트를 발생시킨다.

샌드 또는 비드 블라스팅(sand or bead blasting)에 의한 직접 ABS 재형성(reshaping)과 같은 다른 방법이 피크부 시프팅을 위해 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 방법들은 제조 관점에서 덜 실제적이고 더 이상 논의되지 않을 것이다.

[양호한 실시예의 설명]

공지된 방법에 따라서, 제 1a도에 도시된 것과 같은 기판(11)의 웨이퍼에는 변환기(transducer)의 매트릭스(12)가 증착된다. 웨이퍼 표면은 다수의 변환기를 지지하는 슬라이더(transducer-bearing slider)들을 한정하도록 스크라이브되고(scribed), 슬라이더들의 행(row)들은 추가적 처리를 위해서 웨이퍼(11)로부터 슬라이스된다(sliced).

제 1b도는 제 1a도의 웨이퍼로부터 슬라이스된 행(13)의 단면을 도시한다. 행은 각각 적어도 하나의 변환기(15)가 위에 증착된 다수의 슬라이더(14)를 포함한다. 변환기(15)는 슬라이더(14)의 트레일링 단부에 위치된다. 행의 처리 동안에, 행의 표면(16)은 슬라이더(14)의 공기 베어링 표면(air bearing surface)을 형성하고, 원하는 변환기 규격 예컨대 유도 헤드(inductive head)의 원하는 스로우트 높이(throat height) 또는 자기저항(magnetoresistive) 헤드의 원하는 스트라이프(stripe) 두께를 얻도록 겹쳐진다(lapped). 각각의 슬라이더가 행으로부터 분리되기 전에 레일 에칭(rail etching)과 같은 추가적 처리가 수행될 수 있다.

자기 디스크 드라이브와 같은 기억 장치에서, 제 2a도에 있는 것과 같은 슬라이더(21)는 현수 장치의 가요성부(26)에 장착되며, 현수 장치는 작동기 아암(도시되지 않음)에 고정된다. 슬라이더(21)는 공기 베어링 표면(ABS) (27)과, 유입 공기 흐름(incoming air flow) (22)에 대향하는 테이퍼진 리딩 단부(28)(a tapered leading end 28 facing the incoming air flow 22)와, 위에 변환기(도시되지 않음)를 가진 트레일링 단부(29)를 포함한다. 작동동안에, 슬라이더(21)는 기록매체(24)에 가까이 현수되고, 트레일링 단부(29)는 도시된 바와 같이 매체(24)에 리딩 단부(28)보다 더욱 가까이 경사진다. 기록매체(24)는 예로서 회전 자기 디스크이다. 화살표(22)의 일반적인 방향으로 매체(24)와 ABS(27) 사이의 상대적 운동은 슬라이더(21)를 매체(24)위에 지지하는 공기의 쿠션(cushion) 또는 "공기 베어링"을 발생시킨다. 매체(24)와 트레일링 단부(29) 사이의 거리는 슬라이더 비상 높이로 지칭된다.

비상 높이는 슬라이더 길이를 따른 "크라운(crown)" 또는 곡률의 결과로서 변화될 수 있다. ABS (27)를 따라 볼록 또는 "양(positive)" 의 크라운을 가진 슬라이더(21)가 제 2b도에 도시되었다. 크라운이 없는 슬라이더의 ABS 를 나타내는 점선(32)은 기준선으로서 제공되었다. 양의 크라운은 일반적으로 슬라이더 비상 높이를 증가시키는 것으로 알려졌다. 제 2c도는 음의 또는 오목 크라운을 가진 슬라이더(21)를 도시한다. 음의 크라운은 슬라이더 비상 높이의 대응되는 감소를 일으키는 것으로 알려졌다. 크라운 변화는 일반적으로 슬라이더 조립공정, 슬라이더/현수 장치 본딩, 및/또는 슬라이더와 현수 장치의 열팽창율의 차이로부터 발생한다.

[크라운의 공정 변화]

슬라이더 조립에 사용되는 종래의 겹침 방법(lapping method)은 종종 제 3a도에 도시된 바와 같은 로우 보우(row bow)(행 굽힘)라고 알려진 현상을 발생시킨다. 로우 보우는 해의 길이(34)와 폭(37)에 따른 곡률에 의해 특징지워진다. 개별적 슬라이더에 대한 로우 보우의 효과는 제 3b도 및 3c도에 설명되었다. 제 3b도에서, ABS(27)는 슬라이더(14)의 폭(38)을 따라 만곡된다. 폭방향 곡률은 "캠버(camber)"로 지칭되며 오목 또는 볼록일 수 있다. 제 3b도의 캠버는 캠버가 없는 ABS를 나타내는 기준선(33)에 대해 볼록 또는 양이다. 제 3c도에서, 슬라이더(14)의 ABS(27)는 길이(37)를 따라 만곡된다(행 폭 37)은 슬라이더 길이를 한정한다.) 길이 방향 곡률은 "크라운"으로 지칭되며, 캠버와 마찬가지로 오목 또는 볼록할 수 있다. 제 3c도에 도시된 크라운은 기준선(32)에 대하여 볼록 또는 양이다.

본 발명은 크라운에 관련된 문제를 다룬다. 크라운의 정도(degree of crown)는 통상적으로 슬라이더에 따라 변한다. 편리성을 위해서, 특정한 공정에 따라 조립된 한 배치(batch)의 슬라이더 중에서의 크라운 변화는 공정 변화로서 지칭될 것이다. 크라운을 가진 슬라이더에서 관찰된 문제는 평균 비상 높이에 대한 효과이다. 예로서, 제 2b도의 슬라이더는 볼록 크라운을 가지며, 크라운을 갖지 않은 슬라이더보다 높게 비상할 것이다. 대조적으로, 제 2c도의 슬라이더는 오목 크라운으로 인해서 감소된 비상 높이를 경험할 것이다. 레일 형상은 그러한 비상 높이 변화를 어느 정도 보상할 수 있지만, 허용가능한 평균 비상 높이를 위해서 슬라이더 예비부하(preload)를 조정하는 것이 종종 추가로 필요하다. 예비부하에 대한 조정은 두가지 요소를 고려하는데, 슬라이더(21)는 기록매체(24)의 표면과의 접촉을 피하기에 충분하도록 높지만, 변화기와 매체(24) 사이의 정확한 데이타 전달을 가능하게 하도록 충분히 낮아야만 한다. 그 사이의 절충(trade off)은 통상적으로 감소된 변환기 민감도를 발생시킨다. 본 발명은 비상 높이에 대한 크라운 변화에 기인하는 그러한 역효과를 최소화하고자 하는 것이다.

공정 변화의 범주에 속하는 크라운의 추가적 변화는 슬라이더/현수장치 본딩 공정으로부터 발생된다. 종래의 본딩 방법에 따라서, 제 2a도의 것과 같은 슬라이더(21)는 슬라이더의 전체 길이(31)를 따라 현수 장치 가요성부(26)에 에폭시 본딩 된다. 에폭시가 경화됨에 따라서, 에폭시는 수축하여 화살표(36)로 지시된 바와 같이 슬라이더/현수 장치 경계면(23)을 따라 힘이 발생시킨다. 수축력은 점선(25)으로 지시되었듯이 슬라이더 ABS(27)를 양의 방향으로 만곡되게 한다. 제 2b도 및 2c도의 것과 같은 미리 존재하는(preexisting) 크라운을 가진 슬라이더는 유사하게 양의 방향으로 만곡될 것이다. 예로서, 제 2b도의 볼록 슬라이더(21)는 점선(34)으로 지시된 바와 같이 ABS(27)를 따라 더욱 볼록하게 될 것이다. 제 2c도의 슬라이더(21)의 오목 크라운은 점선(35)을 따라 만곡되어 더욱 양으로 또는 덜오목하게 될 것이다. 크라운의 공정 변화의 범위는 따라서 현수 장치 본딩 공정에 의해 넓어진다.

[크라운의 온도 변화]

슬라이더중의 크라운 변화의 두번째 원인은 통상적 디스크 드라이브 작동동안의 온도 변화로부터 발생된다. 현수 장치는 통상적으로 슬라이더 재료와는 다른 열 특성을 갖는 재료를 포함한다. 그 결과, 온도의 변화는 현수 장치가 슬라이더보다 빠른 비율로 팽창 및 수축하게 하여 슬라이더에 길이 방향 곡률에 영향을 주는 힘을 부과한다. 미리 존재하는 크라운에 대한 온도의 효과는 제 4a도 및 4b도에 설명되었다. 슬라이더(21)는 현수 장치 가요성부(26)에 장착되고, 기록매체(24) 위에 현수된다. 슬라이더(21)는 기준선(32)에 대하여 ABS(27)를 따라 볼록 크라운을 가지며, 크라운은 슬라이더를 그 길이(31)를 따라 수직으로 양분하는 중심축(41)에 대해 대칭이다. ABS(27)는 기준선(32)으로부터의 최대 수직 변위(43)와, 축(41)에 따른 피크부(42)를 갖는다.

현수 장치 가요성부(26)가 제 4b도의 화살표(46)로 지시된 방향으로 수축될때, 힘은 수축 방향으로 슬라이더(21) 상에 발휘된다. 이 힘의 결과는 ABS(27)를 따른 더욱 양의 곡률과 증가된 수직 변위(44)이다. 크라운이 없거나 미리 존재하는 음의 크라운을 가진 슬라이더는 유사하게 양의 방향으로의 곡률변화를 경험할 것이다.

현수 장치 가요성부(26)가 제 4c도의 화살표(47)로 지시된 방향으로 팽창될때, 힘은 수축 방향으로 슬라이더상에 작용된다. 이 힘의 결과는 ABS(27)를 따른 더욱 음의 곡률과, 감소된 수직 변위(48)이다. 크라운이 없거나 미리 존재하는 음의 크라운을 가진 슬라이더는 유사하게 음의 방향으로의 곡률 변화를 경험할 것이다.

본 발명은 공정 변화 또는 팽창율 차이로부터 발생되는 크라운 변화의 역효과를 감소시킨다. 제 5도를 참조하면, 제안된 방법은 크라운을 가진 슬라이더 ABS(27)의 피크부(53)를 슬라이더의 중심축(41)으로부터 멀리 리딩 단부(28)의 방향으로 시프트시킨다. 실험은 그러한 수평 변위(55)가 대칭적 크라운을 가진 슬라이더보다 크라운에서의 공정 또는 온도 변화를 위해 더 안정된 비상 높이를 제공한다는 것을 나타내었다. 더우기, 변위(55)의 값이 증가됨에 따라서, 비상높이 민감성은 대응되는 감소를 보여준다. 제 5도는 볼록 크라운을 가진 슬라이더에 대해 본 발명을 설명하지만, 피크부 시프팅은 동일한 이점을 위해서 오목 크라운을 가진 슬라이더에도 적용될 수 있다는 것을 이해해야 할 것이다. 트레일링 단부의 방향으로의 피크부 시프팅은 비상 높이 민감성을 증가시키는 것으로 발견되었으며, 그것은 본 발명의 상기한 목적을 위해 바람직하지 않다.

제 6도는 볼록 크라운을 가진 슬라이더의 비상 높이 민감성에 대한 피크부 시프팅의 효과를 설명하는 그래프이다. 결과는 길이 2.5mm × 폭 1.7mm × 높이 0.425mm 의 크기가 평평한 ABS 에 대해 30nm 의 최대 크라운 높이를 가진 "나노슬라이더" 의 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 얻어졌다. 결과는 또한 다른 크기의 슬라이더, 예컨대, "100%" 또는 "미니슬라이더"(길이 4.0mm × 폭 3.2mm × 높이 0.85mm), "마이크로슬라이더"(길이 2.8mm × 폭 2.2mm × 높이 0.6mm)와 "피코 슬라이더" (길이 1.25mm × 폭 1.0mm × 높이 0.3mm)를 나타낸다. 다수의 피크부 변위가 시뮬레이트 되었고, 비상 높이 민감도가 슬라이더의 알려진 공기역학 거동에 기초하여 계산 되었다. 이 결과는 대략 동일한 크기의 슬라이더에 대해 연구소에서 얻은 실험적 데이타로 입증되었따. 제 6도에서, 비상 높이 민감성은 수직축(62)을 따라 정규화된 값으로서 표시된다. 피크부 변위는 슬라이더의 중심축으로부터 먼 방향으로의 백분률 시프트로서 수평축(61)상에 도시된다. 양의 변위값은 트레일링 단부의 방향으로의 시프트를 나타내며, 음의 값은 리딩 단부의 방향으로의 시프트를 나타낸다. 결과로서 발생되는 프로파일(63)은 피크부가 리딩 단부에 접근할 때 크라운 민감성은 감소된단는 것을 나타낸다.

감소된 비상 높이 민감성에 추가하여, 피크부 시프팅은 블록 크라운을 가진 슬라이더에 대해 증가된 온도에서의 테이크 오프(take-off) 성능을 향상시키는 것으로 발견되었다. 제 7도의 그래프트는 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 얻어지고 실험적 데이타로 입증된 온도 변화에 대한 2개의 슬라이더의 테이크오프 성능을 비교한다. 정규화된 테이크오프 속도는 수직축(72)을 따라 표시되고, 온도는 수평축(71)을 따라 섭씨 온도로 도시되었다. 제 1 성능 프로파일(73)은 길이 2.5mm × 폭 1.7mm × 높이 0.425mm 의 크기와 30mm 의 대략적 피크 높이를 갖는 대칭적 크라운을 갖는 슬라이더의 성능을 나타낸다. 제 2 프로파일(74)은 리딩 단부의 방향으로의 10% 피크부 변위를 가진 동일한 크기의 슬라이더를 나타낸다. 프로파일은 또한 소형 슬라이더 및 대형 슬라이더를 나타낸다. 프로파일로부터, 열팽창은 피크부 변위를 가진 슬라이더에 상당히 감소된 영향을 준다는 것이 명백하다.

양호한 방법에서, 피크부 시프팅은 현수 장치 본딩 공정동안에 달성된다. 제 8 도 및 10도는 현수 장치(81)가 슬라이더(21)에 에폭시 본딩되는 현재 사용되는 본딩 방법을 나타낸다. 제 8도를 참조하면, 에폭시(83)는 ABS(도시되지 않음)로부터 먼 방향으로 향하는 표면(82)상에서 슬라이더(21)의 거의 전체 길이(31)에 도포된다. 슬라이더(21)는 제 10도에 도시된 바와 같이 현수 장치 가요성부(26)와 함께 본딩 경계면(23)을 형성한다. 에폭시는 통상적으로 높은 온도에서 경화되어 슬라이더 길이(31)를 따라 경계면(23)에서 수축력을 일으킨다. 그 결과, ABS(27)의 길이를 따라 양의 곡률을 형성하며, 슬라이더의 수직축(41)에 실질적으로 수반되는 대칭적 피크부 (42)를 형성한다.

본 발명에 따라서, 에폭시(83)는 제 9도에 도시된 바와 같이 슬라이더 표면(82)의 전체 길이(31)보다 상당히 작은 길이에 도포된다. 양호하게, LR 559(HYSOL 에 의해 제조됨)와 같은 표준 비전도성 에폭시가 슬라이더 길이(31)의 1/4과 3/4 사이에 도포된다. 제 9도 및 11도를 참조하면, 수정된 현수 장치 가요성부(91)는 슬라이더(21)와 함께 슬라이더의 리딩 단부(28)쪽에 배치된 단축된 본딩 경계면(23)을 형성한다.

에폭시가 경화될 때, 수축력은 슬라이더(21)상에 부과되어 ABS(27)의 길이를 따라 양의 곡률을 발생시킨다. 곡률은 리딩 단부(28)의 방향으로 슬라이더의 수직축(41)으로부터 멀리 수평 변위(55)를 가진 피크부(53)를 갖는다. 본딩 경계면(23)의 길이는 실험적으로 결정되며, 원하는 피크부 시프트와 본딩 강도를 균형 시킨다.

미리 존재하는 크라운을 가진 슬라이더에 대해서, 에폭시의 수축력은 크라운의 피크부를 ABS(27)를 따라 대칭 위치로부터 슬라이더(21)의 리딩 단부(28)로 향해 시프트되도록 한다. 이것은 양 및 음의 크라운 모두에 적용된다. 시프트된 피크부(53)는 예로서 제 12도에 도시된 바와 같이 본딩 경계면(23)을 양분하는 수직 기준선(52)에 대체로 수반된다.

미리 존재하는 크라운이 없지만 온도 변화가 작동동안에 예상되는 경우에, 다른 실시예가 사용될 수 있다. 다른 실시예 에서, 수축되지 않는 에폭시가 현수 장치를 슬라이더에 본딩 하는데에 사용된다. 이 방법에 따른 본딩 공정은 ABS 를 따라 크라운을 발생시키지 않지만, 열팽차/수축의 부정합(mismatch)으로 인해 뒤이어 발생되는 크라운의 피크부 시프트를 초래할 것이다. 기억 장치의 작동 온도가 증가될 때, 현수 장치는 슬라이더보다 빠른 속도록 팽창된다. 팽창은 슬라이더/현수 장치 경계면을 따라 팽창력을 부과하여 ABS 의 중심으로부터 리딩 단부의 방향으로 변위된 피크부를 가진 음의 크라운을 ABS 상에 발생시킨다. 유사하게, 기억 장치의 작동 온도가 감소되면, 현수 장치는 슬라이더보다 빠른 속도록 수축되고, 슬라이더/현수 장치 경계면을 따라서 수축력을 부과한다. 수축력은 역시 ABS의 중심으로부터 리딩 단부의 방향으로 변위된 피크부를 가진 양의 크라운을 ABS를 따라 발생시킨다.

제 12도 및 13도는 제 11도의 가요성부 디자인에 대한 다른 실시예를 도시한다. 제 12도에서, 산업 표준 가요성부(93)는 가요성부(93)의 일부를 슬라이더/현수 장치 경계면(23)으로부터 격리시키기 위해 계단부(92)를 포함하도록 수정되었다. 제 13도는 표준 현수 장치의 가요성부로부터 180°역적된 방향을 가진 현수 장치 가요성부(95)를 도시한다. 짧은 본드 경계면을 형성하기 위해 다른 가요성부 및/또는 현수 장치 수정이 본 발명의 정신 및 범위를 이탈함이 없이 가능하다. 기술된 방법과 구조물은 미니슬라이더, 마이크로슬라이더, 나노슬라이더 및 피코슬라이더와 같은 여러가지 크기의 슬라이더에 적용된다. 그것들은 전통적 사각형 슬라이더에만 적용되지 않고, "델타" 슬라이더와 같은 통상적이지 않은 형상을 갖는 슬라이더에도 적용된다. 또한, 비록 본 발명이 현수 장치와 " 인 라인(in line)" 으로 장착된 슬라이더를 참조하여 기술되었지만, 동일한 원리가 직각으로 장착된 슬라이더에 적용될 수 있다.

슬라이더/현수 장치 방법 및 구조물은 제 14도에 도시된 자기 디스크 드라이브와 같은 데이타 기억 장치에 양호하게 사용된다. 디스크 드라이브는 스핀들(114)상에 지지되고, 드라이브 모터(118)에 의해 회전되며, 하나 이상의 슬라이더(113)가 위에 위치된 하나 이상의 회전가능 자기 디스크(112)를 포함한다. 각각의 슬라이더(113)는 하나 이상의 자기 판독/기록 변환기 또는 헤드(121)를 지지한다. 각각의 디스크상의 자기 기록 매체는 디스크(112)상의 환형 패턴의 동심 데이타 트랙(도시되지 않음)의 형태를 갖는다. 디스크가 회전될 때, 슬라이더(113)는 원하는 데이타가 기록된 디스크의 다른 부분들에 헤드(121)가 액세스할 수 있도록 디스크 표면(122) 위에서 반경방향으로 내향 및 외향으로 이동된다. 각각의 슬라이더(113)는 현수 장치(115)에 의해 작동기 아암(119)에 부착된다. 현수 장치(115)는 슬라이더(113)를 디스크 표면 (122)에 대해 편향시키는 약한 스프링 힘을 제공한다. 각각의 작동기 아암(119)은 작동기 수단(127)에 부착된다. 제 14도에 도시된 작동기 수단은 예로서 음성 코일 코터(VCM)일 수 있다. VCM 은 고정된 자장내에서 이동가능한 코일을 포함하여, 코일 이동의 방향과 속도는 콘트롤러에 의해 공급된 모터 전류 신호에 의해 제어된다.

디스크 드라이브의 작동동안에, 디스크(112)의 회전은 슬라이더상에 상향력 또는 양력을 발휘하는 공기 베어링을 슬라이더(113)와 디스크 표면(122) 사이에 발생시킨다. 따라서 공기 베어링은 현수 장치(115)의 약한 스프링 힘을 균형시키고, 작동동안에 작은 거의 일정한 간격으로 슬라이더(113)를 디스크 표면 약간 위에 지지한다.

디스크 기억 시스템의 여러가지 콤포넨트는 작동시에 액세스 제어 신호 및 내부 클럭 신호와 같은 콘트롤 유닛(129)에 의해 발생된 제어 신호에 의해 제어된다. 통상적으로, 콘트롤 유닛(129)은 예로서 로직 콘트롤 회로, 기억 수단 및 마이크로프로세서를 포함한다. 콘트롤 유닛(129)은 라인(123) 상의 드라이브 모터 제어 신호와 라인(128)상의 헤드 위치 및 탐색 제어 신호와 같은 여러가지 시스템 작동을 제어하기 위한 제어 신호를 발생한다. 라인(128)상의 제어 신호는 선택된 슬라이더(113)를 관련 디스크(112)상의 원하는 데이타 트랙으로 최적으로 이동 및 위치시키기 위해 원하는 전류 프로파일을 제공한다. 판독 및 기록 신호는 기록 채널(125)에 의해 판독/기록 헤드(121)로 또 그로부터 통신된다.

통상적인 자기 디스크 기억 시스템의 상기 설명과 첨부된 제 14도는 설명의 목적만을 위한 것이다. 디스크 기억 시스템은 많은 수의 디스크 및 작동기를 포함할 수 있고, 각각의 작동기는 다수의 슬라이더를 지지할 수 있다는 것이 명백하다.

본 발명은 양호한 실시예에 관하여 도시되고 기술되었으나, 형태와 상세 사항의 변경이 아래의 청구범위에 규정되었듯이 본 발명의 정신 및 범위로부터 이탈함이 없이 이 실시예들에서 이루어질 수 있다는 것이 본 기술분야에 익숙한 자에게 이해될 것이다.

Claims (23)

1. 기억장치에 사용하기 위한 슬라이더 조립체에 있어서, ① 리딩 단부와, 트레일링 단부와, 상기 리딩 단부와 상기 트레일링 단부 사이에서 연장되는 길이부(a length)와, 상부 표면과, 슬라이더 몸체의 상기 길이부에 따라 연장되고 피크부를 가진 크라운(crown)을 가진 공기 베어링 표면을 가진 상기 슬라이더 몸체와, ② 상기 슬라이더 몸체 길이부보다 짧은 길이를 가지는 본딩 표면을 포함하는 현수장치-상기 본딩 표면은 상기 슬라이더 몸체상에 수축력을 제공하는 본딩제에 의해 상기 슬라이더 몸체의 트레일링 단부보다 리딩 단부에 더 가까이 상기 슬라이더 몸체의 상기 상부 표면에 본딩된다. -를 포함하며, 상기 리딩 단부에 더 가까운 상기 본딩 표면의 위치와 상기 본딩제의 수축력은 상기 크라운 피크부를 상기 트레일링 단부보다 리딩 단부에 더 가까이 위치되게 하여, 기억 장치와 결합하여 사용될 때에 상기 크라운의 변화에 대한 슬라이더 비상 높이 민감도(sensitivity)를 감소시키는 기억 장치에 사용하기 위한 슬라이더 조립체.
2. 제1항에 있어서, 상기 크라운은 양(positive)인 슬라이더 조립체.
3. 제1항에 있어서, 상기 크라운은 음(negative)인 슬라이더 조립체.
4. 제1항에 있어서, 상기 피크부는 상기 리딩 단부로부터 상기 슬라이더 몸체 길이부의 10-40%의 범위의 거리에 위치되는 슬라이더 조립체.
5. 제1항에 있어서, 상기 현수 장치의 상기 본딩 표면은 가요성부(a flexure)를 포함하는 슬라이더 조립체.
6. 제5항에 있어서, 상기 가요성부는 상기 슬라이더 몸체의 상기 상부 표면에 본딩될 상기 가요성부의 부분을 한정하기 위한 계단부(a step)를 포함하는 슬라이더 조립체.
7. 데이터 기억 장치에 있어서, ① 정보를 기억하기 위한 기억 매체와, ② 상기 기억 매체상에 정보를 저장 및 판독하기 위하여 상기 기억 매체에 대하여 위치 지정 가능한 변환기와, ③ 상기 변환기를 상기 기억 매체에 인접하여 지지하는 슬라이더 조립체와, -상기 슬링더 조립체는, ㉮ 리딩 단부와, 트레일링 단부와, 상기 리딩 단부와 상기 트레일링 단부 사이에서 연장되는 길이부(a length)와, 상부 표면과, 슬라이더 몸체의 상기 길이부에 따라 연장되고 피크부를 가진 크라운을 가진 공기 베어링 표면을 가진 상기 슬라이더 몸체와, ㉯ 상기 슬라이더 몸체 길이부보다 짧은 길이를 가지며, 상기 슬라이더 몸체상이 수축력을 제공하는 본딩제어 의해 상기 슬라이더 몸체의 트레일링 단부보다 리딩 단부에 더 가까이 상기 슬라이더 몸체의 상기 상부 표면에 본딩된 본딩 표면을 포함하는 현수 장치를 포함하며, ㉰ 상기 리딩 단부에더 가까운 상기 본딩 표면의 위치와 상기 본딩제의 수축력은 상기 크라운 피크부를 상기 트레일링 단부보다 리딩 단부에 더 가까이 위치되게 하여, 기억장치와 결합하여 사용될 때에 상기 크라운 변화에 대한 슬라이더 비상 높이 민감도를 감소시킨다.-, ④ 상기 변환기와 상기 기억 매체 사이에서 정보를 전달하기 위한 데이터 프로세싱 회로를 포함하는, 데이터 기억 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 크라운은 양(positive)인 데이터 기억 장치.
9. 제7항에 있어서, 상기 크라운은 음(negative)인 데이터 기억 장치.
10. 제7항에 있어서, 상기 피크부는 상기 리딩 단부로부터 상기 슬라이더 몸체 길이부의 10~40%의 범위의 거리에 이치되는 데이터 기억 장치.
11. 제7항에 있어서, 상기 현수 장치의 상기 본딩 표면은 가요성부(a flexure)를 포함하는 데이터 기억 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 가요성부는 상기 슬라이더 몸체의 상기 상부 표면에 본딩될 상기 가요성부의 부분을 한정하기 위한 계단부(a step)를 포함하는 데이터 기억 장치.
13. 슬라이더의 크라운을 조정하는 방법으로서-상기 슬라이더는 리딩 단부와, 트레일링 단부와, 공기 베어링 표면과 본딩 표면을 포함하고, 상기 본딩 표면은 상기 슬라이더의 상기 리딩 단부로부터 상기 트레일링 단부까지의 길이부의 일부에 걸쳐 연장되는 본딩 부분을 포함하며, 상기 슬라이더는 상기 슬라이더의 상기 리딩 단부와 상기 트레일링 단부 사이에 실질적으로 등거리에 위치된 중심축을 또한 포함하고, 상기 크라운은 실질적으로 상기 축상에 위치된 초기 피크부를 가진다.-① 현수 장치를 제공하는 단계와, ② 본딩제를 상기 현수 장치와 상기 슬라이더 본딩 표면의 상기 본딩 부분중의 적어도 하나에 인가하고, 다음에는 상기 현수 장치를 상기 슬라이더 본딩 표면에 조립하여, 슬라이더/현수장치 경계면(interface)을 형성하는 단계와, ③ 상기 슬라이더/현수장치 경계면을 따라서 수축력을 발생하기 위해 상기 본딩제를 경화시키는 단계를 포함하며, 상기 수축력은 상기 크라운의 상기 초기 피크부를 상기 중심축으로부터 멀리 상기 슬라이더의 리딩 단부로 향해 시프트시키어, 상기 트레일링 단부보다 리딩 단부에 더 가까이 위치된 최종 피크부를 형성하는, 슬라이더의 크라운을 조정하는 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 크라운은 양인 슬라이더의 크라운을 조정하는 방법.
15. 제13항에 있어서, 상기 크라운은 음인 슬라이더의 크라운을 조정하는 방법.
16. 제13항에 있어서, 상기 피크부는 상기 리딩 단부로부터 상기 슬라이더 길이부의 10-40%의 범위의 거리에 위치되는 슬라이더의 크라운을 조정하는 방법.
17. 제13항에 있어서, 상기 최종 피크부 위치는 상기 슬라이더/현수 장치 경계면의 위치에 의해 결정되는 슬라이더의 크라운을 조정하는 방법.
18. 제13항에 있어서, 상기 슬라이더/현수 장치 경계면은 상기 리딩 단부로부터 상기 트레일링 단부까지의 상기 본딩 표면의 상기 길이부의 25% 로부터 75% 까지 연장되는 슬라이더의 크라운을 조정하는 방법.
19. 제13항에 있어서, 상기 본딩제는 LR 559를 포함하는 슬라이더의 크라운을 조정하는 방법.
20. 제13항에 있어서, 상기 현수 장치는 수정된 가요성부(flexure)를 포함하고, 상기 슬라이더는 상기 수정된 가요성부에 부착되어 슬라이더의 크라운을 조정하는 방법.
21. 제20항에 있어서, 상기 수정된 가요성부는 상기 수정된 가요성부의 일부를 슬라이더/현수 장치 경계면으로부터 격리시키는 슬라이더의 크라운을 조정하는 방법.
22. 제20항에 있어서, 상기 수정된 가요성부는 상기 슬라이더/현수 장치 경계면과 실질적으로 같은 길이를 축소되는 슬라이더의 크라운을 조정하는 방법.
23. 제20항에 있어서, 상기 수정된 가요성부는 표준 현수 장치 가요성부에 대하여 180°로 방향이 역전되는 슬라이더의 크라운을 강조하는 방법.