KR100258937B1 - Magnetic head slider for hard disk drive - Google Patents

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  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
  • Supporting Of Heads In Record-Carrier Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE: A magnetic head slider for a hard disk drive is provided to reduce a takeoff time and to adjust a takeoff height by applying a multi-layer piezoelectric element for having a predetermined curvature on a side guide rail. CONSTITUTION: A slider main body(21) is supported by connecting to a suspension. Side guide rails(22, 23) are protrusively formed in parallel at a side portion of the slider main body(21). A rear guide rail(24) is formed at the upper surface of the slider main body(21) of a rear portion of the side guide rails(22, 23). The rear guide rail(24) is combined to a magnetic transducer(25) for recording/reproducing information across a magnetic gap(26). Piezoelectric layers(27, 28) being multi-laminated are formed on the upper surface of the side guide rails(22, 23). Curvature units(27a, 28a) are formed at the front end portion of the piezoelectric layers(27, 28) for introducing a flow of an air being flown when a hard disk drive is rotated. Another curvature units(27b, 28b) are formed at the rear end portion of the piezoelectric layers(27, 28). A curvature radius of the front end portion is less than that of the rear end portion.

Description

하드디스크 드라이브용 자기헤드 슬라이더Magnetic Head Slider for Hard Disk Drives

본 발명은 컴퓨터의 보조기억장치로 사용되는 하드디스크 드라이브에 사용되는 자기헤드 슬라이더에 관한 것으로서, 특히 하드 디스크 회전시 하드 디스크에 대한 부양력이 향상되고 그 부양 속도(takeoff velociy)가 비교적 저속인 자기헤드 슬라이더에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic head slider used for a hard disk drive used as a secondary storage device of a computer, and more particularly, to a magnetic head having an improved flotation force and a takeoff velociy at a relatively low speed when the hard disk rotates. It is about a slider.

자성을 이용하여 하드 디스크에/로부터 정보를 기록/재생하는 자기 헤드 슬라이더는 복수로 적층되어 회전하는 하드 디스크 사이에 반경 방향으로 회동되도록 설치된다. 상기 종래의 자기헤드 슬라이더의 일 예가 도 1에 도시되어 있다.Magnetic head sliders for recording / reproducing information to / from a hard disk using magnetism are provided so as to rotate radially between a plurality of stacked and rotating hard disks. An example of the conventional magnetic head slider is shown in FIG.

도면을 참조하면, 자기헤드 슬라이더는 슬라이더 본체(11)와, 상기 슬라이더 본체(11) 상면에 돌출 되도록 형성된 측부 가이드 레일(12,13)을 포함한다. 상기 측부 가이드 레일(12,13)의 선단부는 후술하는 바와 같이 공기의 원활한 흐름을 유도하기 위한 경사부(12a,13a)가 형성되어 있다. 상기 슬라이더 본체(11)는 미도시된 서스펜션과 연결되어 지지된다. 또한, 상기 측부 가이드 레일(12,13) 후방의 슬라이더 본체(11) 상면에는 리어 가이드 레일(14)이 돌출 형성되어 있다. 상기 리어 가이드 레일(14) 측면에는 정보 신호를 기록/재생하는 자기 트랜스듀서(magnetic transducer)(15)가 자기 갭(16)을 사이에 두고 결합되어 있다.Referring to the drawings, the magnetic head slider includes a slider body 11 and side guide rails 12 and 13 formed to protrude from the upper surface of the slider body 11. The tip portions of the side guide rails 12 and 13 are formed with inclined portions 12a and 13a for inducing a smooth flow of air, as will be described later. The slider body 11 is connected to and supported by a suspension not shown. In addition, a rear guide rail 14 protrudes from an upper surface of the slider body 11 behind the side guide rails 12 and 13. On the side of the rear guide rail 14, a magnetic transducer 15 for recording / reproducing an information signal is coupled with a magnetic gap 16 interposed therebetween.

상기와 같은 구조를 가진 자기 헤드 슬라이더는 회전하는 하드 디스크(미도시)와 일정 간격을 유지한 채로 정보를 기록/재생한다. 즉, 하드 디스크가 회전하지 않는 정지 상태에서는 상기 자기 헤드 슬라이더의 상면은 하드 디스크와 접촉되어 있다. 그러다가, 하드 디스크 드라이브가 구동되어, 상기 하드 디스크가 빠른 속도로 회전하면 그 회전하는 공기압에 의해 발생된 부양력로 인해 상기 자기헤드 슬라이더는 하드 디스크로부터 일정거리 부양되는데 이러한 기동 방식을 "접촉 기동 정지"(contact start stop;CSS) 방식이라 한다. 다시 말해, 하드 디스크가 상기 자기헤드 슬라이더의 상면과 접촉된 상태에서 회전하게 되면 공기가 상기 자기헤드 슬라이더와 하드 디스크 사이로 유입되고, 유입된 공기는 상기 측부 가이드 레일(12,13) 사이로 유동됨으로써 자기헤드 슬라이더는 부양하기 시작한다.The magnetic head slider having the above structure records / reproduces information while maintaining a predetermined distance from a rotating hard disk (not shown). That is, in the stationary state where the hard disk does not rotate, the upper surface of the magnetic head slider is in contact with the hard disk. Then, when the hard disk drive is driven and the hard disk rotates at a high speed, the magnetic head slider is lifted a certain distance from the hard disk due to the floating force generated by the rotating air pressure. It is called a contact start stop (CSS) method. In other words, when the hard disk is rotated in contact with the upper surface of the magnetic head slider, air flows between the magnetic head slider and the hard disk, and the introduced air flows between the side guide rails 12 and 13, The head slider starts to float.

이때, 만약 상기 자기 헤드 슬라이더의 부양력이 낮아 자기 헤드 슬라이더가 짧은 시간내에 부양하지 못하면 자기 헤드 슬라이더와 하드 디스크 사이에 마찰이 생겨 열이 발생하고 저장된 데이터가 손상될 우려가 있다.At this time, if the magnetic head slider does not support the magnetic head slider in a short time due to low flotation force, friction may occur between the magnetic head slider and the hard disk, resulting in heat generation and damage to stored data.

상기 문제점을 고려하여, 상기 자기 헤드 슬라이더의 부양력을 높이기 위해 상기 측부 가이드 레일(12,13)의 후방에는 리어 가이드 레일(14)이 형성되어 있다. 따라서, 상기 측부 가이드 레일(12,13) 사이로 빠른 속도로 유입된 공기는 리어 가이드 레일(14)과 충돌함으로써 상기 자기헤드 슬라이더의 부양력을 높인다.In view of the above problems, rear guide rails 14 are formed at the rear of the side guide rails 12 and 13 in order to increase the flotation force of the magnetic head slider. Therefore, the air flowing at high speed between the side guide rails 12 and 13 collides with the rear guide rail 14 to increase the flotation force of the magnetic head slider.

그러나, 알려진 바와 같이, 하드 디스크에 대한 정보 기록 밀도를 향상시키기 위해서는 부양 고도-즉, 하드 디스크와 자기 헤드 슬라이더 사이의 거리를 말하며 이것은 곧 자기 트랜스듀서(15)와 하드 디스크의 기록면 사이의 거리를 말한다-를 낮추어야만 한다. 그러나, 전술한 바와 같은 자기 헤드 슬라이더의 측부 가이드 레일(12,13)의 상면은 편평한 상태로 유지되므로 자기 헤드 슬라이더의 신속한 부양이 어려울 뿐만 아니라 공기 역학에 따라 자기 헤드 슬라이더의 부양 고도를 낮추는데에도 한계가 있다. 더욱이, 상기 측부 가이드 레일(12,13)을 형성시킨 후에는 자기 헤드 부양고도를 임의로 조절할 수 없다.However, as is known, in order to improve the information recording density on the hard disk, it refers to the flotation altitude, i.e. the distance between the hard disk and the magnetic head slider, which is the distance between the magnetic transducer 15 and the recording surface of the hard disk. You have to lower it. However, since the upper surface of the side guide rails 12, 13 of the magnetic head slider as described above is kept flat, not only is it possible to quickly support the magnetic head slider but also is limited to lowering the lifting height of the magnetic head slider according to aerodynamics. There is. Furthermore, after the side guide rails 12 and 13 are formed, the magnetic head lifting altitude cannot be arbitrarily adjusted.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안된 것으로서, 측부 가이드 레일 위에 다층의 압전 소자를 소정 곡률을 가지도록 도포함으로써 부양 시간을 줄이고 부양 고도를 조절할 수 있는 하드 디스크 드라이브용 자기 헤드 슬라이더를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was devised in view of the above problems, and provides a magnetic head slider for a hard disk drive that can reduce flotation time and adjust the lifting height by applying a multilayered piezoelectric element on a side guide rail to have a predetermined curvature. The purpose is.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브용 자기 헤드 슬라이더는, 슬라이더 본체; 상기 슬라이더 본체 상면의 측부에 나란하게 돌출 형성된 측부 가이드 레일; 상기 측부 가이드 레일 후방의 상기 슬라이더 본체 상면에 돌출 형성된 리어 가이드 레일; 및 상기 측부 가이드 레일 상면에 다중으로 적층된 압전층을 포함한다.In order to achieve the above object, a magnetic head slider for a hard disk drive according to the present invention includes a slider body; A side guide rail protruding side by side on an upper surface of the slider body; A rear guide rail protruding from an upper surface of the slider body behind the side guide rail; And a piezoelectric layer laminated on the side guide rail upper surface.

여기서, 상기 압전층은 복수의 전극층과 복수의 압전체가 번갈아 적층된다.Here, the piezoelectric layer is alternately stacked with a plurality of electrode layers and a plurality of piezoelectric bodies.

또한, 상기 압전층의 선단부 및 후단부에는 각각 곡률부가 형성되며, 상기 선단부의 곡률 반경이 상기 후단부의 곡률 반경보다 큰 것이 바람직하다.Further, curvature portions are formed at the front and rear ends of the piezoelectric layer, respectively, and the radius of curvature of the front end portion is preferably larger than the radius of curvature of the rear end portion.

도 1은 종래 하드디스크 드라이브용 자기 헤드 슬라이더를 나타낸 개략적 사시도,1 is a schematic perspective view showing a magnetic head slider for a conventional hard disk drive;

도 2는 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브용 자기 헤드 슬라이더를 나타낸 개략적 사시도,2 is a schematic perspective view showing a magnetic head slider for a hard disk drive according to the present invention;

도 3은 도 2의 압전층을 상세히 도시한 일부 단면도이다.3 is a partial cross-sectional view of the piezoelectric layer of FIG. 2 in detail.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

11,21...슬라이더본체 12,13,22,23...측부 가이드 레일11, 21 ... slider body 12, 13, 22, 23 ... side guide rail

14,24...리어 가이드 레일 15,25...자기 트랜스듀서Rear guide rail 15,25 Magnetic transducer

27,28...압전층 31...전극층27,28 Piezoelectric layer 31 Electrode layer

32...압전체32.Piezoelectric

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 도 2에는 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브용 자기 헤드 슬라이더가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 상기 자기 헤드 슬라이더는 미도시된 서스펜션과 연결되어 지지되는 슬라이더 본체(21)와, 상기 슬라이더 본체(21)의 상면 측부에 나란하게 돌출 형성된 측부 가이드 레일(22,23)과, 상기 측부 가이드 레일(22,23) 후방의 슬라이더 본체(21) 상면에 돌출 형성된 리어 가이드 레일(24)을 포함한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 2 shows a magnetic head slider for a hard disk drive according to the present invention. As shown in the drawing, the magnetic head slider includes a slider body 21 which is connected to and supported by an unshown suspension, side guide rails 22 and 23 protruding in parallel to the upper surface side of the slider body 21, And a rear guide rail 24 protruding from an upper surface of the slider body 21 behind the side guide rails 22 and 23.

상기 리어 가이드 레일(24)은 자기 갭(26)을 사이에 두고 정보를 기록/재생하는 자기 트랜스듀서(25)와 결합되어 있다.The rear guide rail 24 is coupled to a magnetic transducer 25 for recording / reproducing information with a magnetic gap 26 therebetween.

본 발명의 특징에 따르면, 상기 측부 가이드 레일(22,23)의 상면에는 다중으로 적층된 압전층(27,28)이 형성된다. 상기 압전층(27,28)의 선단부에는 후술하는 바와 같이 하드 디스크 드라이브의 회전시 유입되는 공기의 흐름을 유도하기 위한 곡률부(27a,28b)가 형성되어 있다. 또한, 상기 압전층(27,28)의 후단부에도 곡률부(27b,28b)가형성되는데, 이때 상기 선단부의 곡률 반경은 후단부의 곡률 반경보다 작다.According to a feature of the present invention, multiple stacked piezoelectric layers 27 and 28 are formed on the upper surfaces of the side guide rails 22 and 23. Curvatures 27a and 28b are formed at the front end portions of the piezoelectric layers 27 and 28 to guide the flow of air introduced when the hard disk drive rotates, as will be described later. In addition, curvatures 27b and 28b are formed at the rear ends of the piezoelectric layers 27 and 28, where the radius of curvature of the front end is smaller than the radius of curvature of the rear end.

상기 압전층(27,28)의 구조를 보다 상세히 도시한 도 3을 참조하면, 압전층(27,28)은 전극층(31)과 압전체(32)가 번갈아 적층된 구조를 가진다. 상기 전극층(31)은 예컨대, 은(Ag)과 같은 도전성 금속으로 스퍼터링 등에 의해 도포한다. 상기 압전체(32)는 Pb(Zr,Ti)O3(PZT)를 비롯한 통상적으로 알려진 압전 물질이 사용될 수 있다. 상기 전극층(31)은 와이어 본딩에 의해 전원(미도시)과 결선되는데, 상기 압전층(32)에 대해 각 전극층(31)에는 전원의 양극과 음극이 번갈아 접속된다. 상기 전극층(31)에 대한 신호선(미도시)은 인출공(29)(도2참조)을 통해서 인출되어 연결될 수 있으며, 대안으로서, 상기 슬라이더의 표면에 패턴을 형성시켜 리드선을 만들 수도 있다.Referring to FIG. 3, which shows the structures of the piezoelectric layers 27 and 28 in more detail, the piezoelectric layers 27 and 28 have a structure in which the electrode layers 31 and the piezoelectric bodies 32 are alternately stacked. The electrode layer 31 is coated by, for example, sputtering with a conductive metal such as silver (Ag). The piezoelectric material 32 may include a conventionally known piezoelectric material including Pb (Zr, Ti) O 3 (PZT). The electrode layer 31 is connected to a power source (not shown) by wire bonding, and an anode and a cathode of the power source are alternately connected to each electrode layer 31 with respect to the piezoelectric layer 32. The signal line (not shown) for the electrode layer 31 may be led and connected through the drawing hole 29 (see FIG. 2). Alternatively, a lead may be formed by forming a pattern on the surface of the slider.

본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브용 자기 헤드 슬라이더의 동작에 있어서, 상기 전원에 의해 상기 전극층(31)에 전원이 인가되면, 압전 소자의 특성에 따라서 상기 압전층(27,28)은 두께 방향으로 변형한다. 이때, 미도시된 하드 디스크와 접촉하고 있던 상기 압전층(27,28)의 상면은 에어 베어링의 표면과 같은 형태를 띄게 되어 하드 디스크가 회전함에 따라 상기 자기 헤드 슬라이더의 부양이 촉진된다. 상기 압전층(27,28)의 두께 방향의 변위는 상기 전원의 인가 정도에 따라서 적절히 조절될 수 있으며, 전술한 바와 같이 압전층(27,28)의 적층시 상기 압전체(32)의 두께 방향 변위가 최대가 되도록 적층되는 것이 바람직하다.In the operation of the magnetic head slider for a hard disk drive according to the present invention, when power is applied to the electrode layer 31 by the power source, the piezoelectric layers 27 and 28 deform in the thickness direction according to the characteristics of the piezoelectric element. do. At this time, the upper surfaces of the piezoelectric layers 27 and 28 which are in contact with the hard disk, not shown, have the same shape as the surface of the air bearing, so that the magnetic head slider is supported as the hard disk rotates. The displacement in the thickness direction of the piezoelectric layers 27 and 28 may be appropriately adjusted according to the degree of application of the power, and as described above, the displacement in the thickness direction of the piezoelectric material 32 when the piezoelectric layers 27 and 28 are laminated. It is preferable to stack so that is maximum.

본 발명에 따르면, 상기 압전층(27,28)의 표면은 에어 베어링 표면과 같은 기능을 하므로 공기 역학 이론에 따라서 상기 하드 디스크에 대한 상기 자기 헤드 슬라이더의 부양 도달 시간은 짧아진다. 또한, 종래의 편평한 가이드 레일을 가진 자기 헤드 슬라이더에 비해 부양력이 향상되어 하드 디스크가 비교적 저속일 때에도 상기 자기 헤드 슬라이더를 부양시킬 수 있다. 나아가, 하드 디스크의 정상 회전 속도시에 상기 자기 헤드 슬라이더와 하드 디스크 사이의 간격 즉, 부양 고도는 종래의 것에 비해 더욱 낮아지는 것으로 밝혀졌다.According to the present invention, the surfaces of the piezoelectric layers 27 and 28 function like the air bearing surfaces, and accordingly to the theory of aerodynamics, the lift arrival time of the magnetic head slider relative to the hard disk is shortened. In addition, the flotation force is improved as compared to the conventional magnetic head slider having a flat guide rail, so that the magnetic head slider can be supported even when the hard disk is relatively low speed. Furthermore, it has been found that the gap between the magnetic head slider and the hard disk, that is, the lifting altitude, is lower than that of the conventional one at the normal rotational speed of the hard disk.

이상과 같이 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브용 자기 헤드 슬라이더에 따르면, 부양력 향상으로 인해 비교적 짧은 시간내에 자기 헤드 슬라이더를 부양시킬 수 있어 하드 디스크와 자기 헤드 슬라이더 사이의 마찰에 의한 열의 발생이나 데이터의 손상등을 방지할 수 있다. 또한, 자기 헤드 슬라이드의 부양 고도가 더욱 낮아짐으로 인해 하드 디스크에 대한 정보 기록 및 재생에 대한 신뢰도를 더욱 향상시킬 수 있다. 나아가, 압전층에 가해지는 전류 밀도를 조절함으로써 상기 압전층의 두께 변형을 제어하여 부양 고도의 최적화를 달성할 수 있다.As described above, according to the magnetic head slider for a hard disk drive according to the present invention, the magnetic head slider can be supported within a relatively short time due to the enhancement of the flotation force, so that heat generation or data damage due to friction between the hard disk and the magnetic head slider can be achieved. Etc. can be prevented. In addition, the lower elevation of the magnetic head slide can further improve the reliability of recording and reproducing information on the hard disk. Further, by adjusting the current density applied to the piezoelectric layer, it is possible to control the deformation of the thickness of the piezoelectric layer to achieve a high degree of levitation.

Claims (4)

슬라이더 본체;Slider body; 상기 슬라이더 본체 상면의 측부에 나란하게 돌출 형성된 측부 가이드 레일;A side guide rail protruding side by side on an upper surface of the slider body; 상기 측부 가이드 레일 후방의 상기 슬라이더 본체 상면에 돌출 형성된 리어 가이드 레일; 및A rear guide rail protruding from an upper surface of the slider body behind the side guide rail; And 상기 측부 가이드 레일 상면에 다중으로 적층된 압전층을 포함하는 하드 디스크 드라이브용 자기 헤드 슬라이더.A magnetic head slider for a hard disk drive, comprising a plurality of piezoelectric layers stacked on an upper surface of the side guide rail. 제1항에 있어서, 상기 압전층은 복수의 전극층과 복수의 압전체가 번갈아 적층되어 형성된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브용 자기 헤드 슬라이더.The magnetic head slider of claim 1, wherein the piezoelectric layer is formed by alternately stacking a plurality of electrode layers and a plurality of piezoelectric bodies. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 압전층의 선단부 및 후단부에는 각각 곡률부가 형성되며, 상기 선단부의 곡률 반경이 상기 후단부의 곡률 반경보다 큰 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브용 자기 헤드 슬라이더.A curvature portion is formed at each of the front end portion and the rear end portion of the piezoelectric layer, and the radius of curvature of the front end portion is larger than the radius of curvature of the rear end portion. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 복수의 전극층에 양극과 음극을 번갈아 인가하는 전원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브용 자기 헤드 슬라이더.And a power source for alternately applying an anode and a cathode to the plurality of electrode layers.
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