KR100594312B1 - Method for lapping and manufacturing head slider of hard disk drive - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 헤드슬라이더의 트레일링 에지(trailing edge) 측에서 리딩 에지(leading edge) 측으로 헤드슬라이더의 디스크 대향면을 연마하는 제1 연마 단계; 및, 상기 헤드슬라이더의 리딩 에지 측에서 트레일링 에지 측으로 헤드슬라이더의 디스크 대향면을 연마하는 제2 연마 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드슬라이더 래핑(lapping)방법을 제공한다. The present invention includes a first polishing step of polishing a disk facing surface of the head slider from the trailing edge side of the head slider to the leading edge side; And a second polishing step of polishing the disk facing surface of the head slider from the leading edge side of the head slider to the trailing edge side.
또한, 본 발명은, 복수 개의 헤드슬라이더가 일체로 형성된 헤드슬라이더 로우바(raw bar)를 제조하는 단계; 상기 헤드슬라이더 로우바의 트레일링 에지 측에서 리딩 에지 측으로 헤드슬라이더 로우바의 디스크 대향면을 연마하는 제1 연마 단계; 상기 헤드슬라이더 로우바의 리딩 에지 측에서 트레일링 에지 측으로 헤드슬라이더의 디스크 대향면을 연마하는 제2 연마 단계; 및, 상기 헤드슬라이더 로우바를 낱개의 헤드슬라이더로 슬라이스(slice)하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드슬라이더 제조방법을 제공한다. In addition, the present invention comprises the steps of manufacturing a head slider raw bar (plural head slider) is formed integrally; A first polishing step of grinding the disk facing surface of the head slider row bar from the trailing edge side of the head slider row bar to the leading edge side; A second polishing step of grinding the disk facing surface of the head slider from the leading edge side of the head slider row bar to the trailing edge side; And, slicing the head slider row bar into a single head slider to provide a method for manufacturing a head slider.
Description
도 1은 하드디스크 드라이브의 작동시 디스크 상에서 부상해 있는 헤드슬라이더를 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing a head slider floating on a disk when the hard disk drive is operated.
도 2는 낱개로 슬라이스되지 않은 헤드슬라이더 로우바(raw bar)를 도시한 사시도이다. FIG. 2 is a perspective view of the head slider raw bar which is not sliced individually. FIG.
도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 헤드슬라이더 래핑방법을 설명하기 위한 도면으로, 도 3은 연마 플레이트로 헤드슬라이더 로우바를 연마하는 모습을 도시한 평면도이며, 도 4는 이를 도시한 단면도이다. 3 and 4 are views for explaining a head slider wrapping method according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 3 is a plan view showing a state of grinding the head slider row bar with a polishing plate, Figure 4 shows this It is a cross section.
도 5는 본 발명의 방법으로 제조된 헤드슬라이더를 도시한 단면도이다. 5 is a sectional view showing a head slider manufactured by the method of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
80 ...래핑 플레이트 100R ...헤드슬라이더 로우바80
100 ...헤드슬라이더 101 ...슬라이더 몸체100 ...
102 ...디스크 대향면 103, 104, 105 ...ABS102 ...
110 ...리딩 에지 112 ...트레일링 에지110
120 ...자기헤드 121 ...기록부120 ...
125 ...판독부 132 ...오버코트층125 ...
본 발명은 하드디스크 드라이브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디스크에 데이터를 기록하거나 디스크에 기록된 데이터를 판독하는 헤드슬라이더를 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a hard disk drive, and more particularly, to a method for manufacturing a head slider for writing data to or reading data written to a disk.
하드디스크 드라이브(HDD; hard disk drive)는 컴퓨터 등에 사용되는 보조기억장치의 일 예로서, 자기헤드에 의해 디스크에 저장된 데이터를 재생하거나, 디스크에 새로운 데이터를 기록하는 장치이다. 상기 자기헤드는 헤드슬라이더에 탑재된다. 하드디스크 드라이브의 작동중 상기 헤드슬라이더는 상기 디스크에서 일정 간격만큼 부양된 플로팅(floating) 상태를 유지하고, 상기 자기헤드는 상기 디스크에 저장된 데이터를 읽어들여 재생(read)하거나, 상기 디스크에 새로운 데이터를 써서 기록(write)하는 기능을 수행한다. A hard disk drive (HDD) is an example of an auxiliary memory device used for a computer and the like, which is a device for reproducing data stored in a disk by a magnetic head or recording new data on the disk. The magnetic head is mounted on the head slider. During operation of the hard disk drive, the head slider maintains a floating state floated at a predetermined interval on the disk, and the magnetic head reads data stored on the disk and plays new data on the disk. Write function is executed.
도 1은 하드디스크 드라이브의 작동시 디스크 상에서 부상해 있는 헤드슬라이더를 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing a head slider floating on a disk when the hard disk drive is operated.
도 1 을 참조하면, 헤드슬라이더(10)는 AlTiC 로 이루어진 슬라이더 몸체(11)와, 상기 슬라이더 몸체(11)의 일측에 탑재된 자기헤드(20)를 구비한다. 상기 자기헤드(20)는 디스크(D)에 데이터를 기록하기 위한 기록부(21)와, 디스크(D)에 기록된 데이터를 읽어내기 위한 판독부(25)를 포함한다. 상기 기록부(21)는 자기헤드(20) 내부에서 결합되어 자성코어(magnetic core)를 형성하는 제1 자극(22) 및 제2 자극(23)과, 상기 자성코어에 권선된 코일(24)을 포함한다. 또한, 상기 판독부(25)는 평행 배열되는 제1 실드(shield, 26) 및 제2 실드(27)와, 상기 한 쌍의 실드(26, 27) 사이에 마련된 MR 센서(magnetroresistance sensor, 28)를 포함한다. 상기 기록부(21) 및 판독부(25)는 알루미나(Al2O3)로 이루어진 보호층(30)으로 쌓여져 있다. 상기 보호층(30) 가운데 자기헤드(20)의 외면(外麵)을 형성하는 층을 특히 오버코트층(overcoat layer, 32)이라 한다. Referring to FIG. 1, the
한편, 헤드슬라이더(10)의 디스크 대향면은 부식 및 디스크(미도시)와의 접촉으로 인한 손상을 억제하기 위하여 DLC(Diamond Like Carbon)로 된 코팅막(13)이 형성된다. 상기 헤드슬라이더(10)는 그 상측면이 액츄에이터의 서스펜션(미도시)에 결합된다. On the other hand, the disk facing surface of the
상기 헤드슬라이더(10)는 제조의 마무리 단계에서 외면을 매끄럽게 하기 위해 외면을 연마하는데, 이를 헤드슬라이더 래핑(lapping)이라고 한다. 특히, 양력 발생을 위해 헤드슬라이더(10)의 디스크(D) 대향면의 래핑은 중요한 작업이며, 이를 통해 ABS(Air Bearing Surface, 미도시), PTR(pole Tip Recession) 등이 형성된다. 그런데, 상기 헤드슬라이더 래핑 과정에서 상기 오버코트층(32)에 디스크(D) 대향면으로 돌출된 오버코트 프로트루젼(overcoat protrusion, OCP)도 형성된다. The
상기 OCP(33)는 하드디스크 드라이브(미도시)의 작동시 디스크(D)와 가장 근접하게 되므로, 디스크(D)와 헤드슬라이더(10)의 접촉 및 그로 인한 손상이나 오작동을 야기하는 주요한 원인이 되고 있다. 근래에 하드디스크 드라이브는 소형화, 대용량화되어 가고 있으며, 이에 따라 하드디스크 드라이브 작동시의 디스크(D)와 헤드슬라이더(10) 사이의 간격을 계속적으로 줄여가고 있다. 따라서, 디스크(D)와 헤드슬라이더(10)의 접촉 가능성을 줄이기 위해서 상기 OCP(33)의 돌출 정도를 줄이기 위한 노력이 요구되는 실정이다. Since the OCP 33 is closest to the disk D during the operation of a hard disk drive (not shown), the main cause of contact between the disk D and the
본 발명은 헤드슬라이더의 OCP의 돌출 정도가 줄어드는 헤드슬라이더 래핑방법, 및 헤드슬라이더 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. An object of the present invention is to provide a head slider wrapping method and a head slider manufacturing method in which the degree of protrusion of the OCP of the head slider is reduced.
또한, 본 발명은 동시에 생산된 다수 개의 헤드슬라이더의 OCP의 돌출 정도가 균일하게 되는 헤드슬라이더 래핑방법, 및 헤드슬라이더 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. Another object of the present invention is to provide a head slider wrapping method and a head slider manufacturing method in which the degree of protrusion of OCP of a plurality of simultaneously produced head sliders is uniform.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은, 헤드슬라이더의 트레일링 에지(trailing edge) 측에서 리딩 에지(leading edge) 측으로 헤드슬라이더의 디스크 대향면을 연마하는 제1 연마 단계; 및, In order to achieve the above technical problem, the present invention includes a first polishing step of polishing the disk facing surface of the head slider from the trailing edge (leading edge) side of the head slider to the leading edge side; And,
상기 헤드슬라이더의 리딩 에지 측에서 트레일링 에지 측으로 헤드슬라이더의 디스크 대향면을 연마하는 제2 연마 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드슬라이더 래핑(lapping)방법을 제공한다. And a second polishing step of polishing the disk facing surface of the head slider from the leading edge side of the head slider to the trailing edge side.
바람직하게는, 상기 제1 연마 단계의 연마 시간이 제2 연마 단계의 연마 시간보다 더 길 수 있다. Preferably, the polishing time of the first polishing step may be longer than the polishing time of the second polishing step.
바람직하게는, 상기 제1 연마 단계에 적용되는 래핑 플레이트의 표면 마찰계 수가 제2 연마 단계에 적용되는 래핑 플레이트의 표면 마찰계수보다 클 수 있다. Preferably, the surface friction coefficient of the wrapping plate applied to the first polishing step may be greater than the surface friction coefficient of the wrapping plate applied to the second polishing step.
또한, 본 발명은, 복수 개의 헤드슬라이더가 일체로 형성된 헤드슬라이더 로우바(raw bar)를 제조하는 단계;In addition, the present invention comprises the steps of manufacturing a head slider raw bar (plural head slider) is formed integrally;
상기 헤드슬라이더 로우바의 트레일링 에지 측에서 리딩 에지 측으로 헤드슬라이더 로우바의 디스크 대향면을 연마하는 제1 연마 단계;A first polishing step of grinding the disk facing surface of the head slider row bar from the trailing edge side of the head slider row bar to the leading edge side;
상기 헤드슬라이더 로우바의 리딩 에지 측에서 트레일링 에지 측으로 헤드슬라이더의 디스크 대향면을 연마하는 제2 연마 단계; 및, A second polishing step of grinding the disk facing surface of the head slider from the leading edge side of the head slider row bar to the trailing edge side; And,
상기 헤드슬라이더 로우바를 낱개의 헤드슬라이더로 슬라이스(slice)하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드슬라이더 제조방법을 제공한다. And slicing the head slider row bar into a single head slider to provide a method of manufacturing a head slider.
바람직하게는, 상기 제1 연마 단계의 연마 시간이 제2 연마 단계의 연마 시간보다 더 길 수 있다. Preferably, the polishing time of the first polishing step may be longer than the polishing time of the second polishing step.
바람직하게는, 상기 제1 연마 단계에 적용되는 래핑 플레이트의 표면 마찰계수가 제2 연마 단계에 적용되는 래핑 플레이트의 표면 마찰계수보다 클 수 있다. Preferably, the surface friction coefficient of the wrapping plate applied to the first polishing step may be greater than the surface friction coefficient of the wrapping plate applied to the second polishing step.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 헤드슬라이더 래핑방법, 및 헤드슬라이더 제조방법을 상세하게 설명한다.Hereinafter, a head slider wrapping method and a head slider manufacturing method according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 낱개로 슬라이스되지 않은 헤드슬라이더 로우바(raw bar)를 도시한 사시도이며, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 헤드슬라이더 래핑방법을 설명하기 위한 도면으로, 도 3은 연마 플레이트로 헤드슬라이더 로우바를 연마하는 모습을 도시한 평면도이며, 도 4는 이를 도시한 단면도이다. 또한, 도 5는 본 발명의 방법으로 제조된 헤드슬라이더를 도시한 단면도이다. 2 is a perspective view illustrating a head slider raw bar which is not sliced individually, and FIGS. 3 to 5 are views for explaining a head slider wrapping method according to a preferred embodiment of the present invention. 4 is a plan view illustrating the polishing of the head slider row bar with a polishing plate, and FIG. 5 is a cross-sectional view showing a head slider manufactured by the method of the present invention.
도 2를 참조하면, 헤드슬라이더(100)를 공업적으로 생산하기 위하여, 먼저 복수 개의 헤드슬라이더(100)가 일체로 형성된 헤드슬라이더 로우바(raw bar,100R)를 제조한다. 도시된 헤드슬라이더 로우바(100R)는 일렬로 배열된 6개의 헤드슬라이더(100)가 일체로 형성되어 있고, 헤드슬라이더(100) 각각에는 자기헤드(120)가 탑재된다. 한편, 하드디스크 드라이브(미도시)의 작동시 디스크(D)의 회전에 의해 유도된 공기흐름이 유입되는 측을 헤드슬라이더(100)의 리딩 에지(leading edge. 110) 측이라 칭하고, 상기 공기흐름이 유출되는 측을 헤드슬라이더(100)의 트레일링 에지(trailing edge, 112) 측이라 칭하는데, 상기 자기헤드(120)는 트레일링 에지(112) 측에 탑재된다. Referring to FIG. 2, in order to industrially produce the
다음으로, 상기 헤드슬라이더 로우바(100R)의 디스크 대향면(102)을 가공하여 헤드슬라이더(100) 각각에 ABS(103, 104, 105)를 형성한다. 상기 ABS(103, 104, 105)은, 후술할 크라운(crown) 형성을 위한 래핑과 별개의 래핑에 의해 형성될 수 있다. Next, the
헤드슬라이더(100)의 디스크 대향면(102)은 적절한 양력이 발생되도록 매끄럽게 연마되고, 디스크(D, 도 6 참조)와의 접촉 면적을 줄이기 위해 전체적으로 디스크(D)를 향해 볼록하게 연마되는데, 이를 헤드슬라이더(100)의 래핑 과정 가운데, 특히 크라운(crown) 형성을 위한 래핑이라고 한다. The
도 3을 참조하면, 상기 크라운 형성을 위한 래핑은 회전하는 래핑 플레이트(80)에 헤드슬라이더 로우바(100R)의 디스크 대향면(102)을 접촉시켜 행한다. 상기 헤드슬라이더 로우바(100R)를 래핑 플레이트(80) 상에서 방사상으로 배치하고 상기 래핑 플레이트(80)를 시계방향(1) 또는 반시계방향(2)으로 회전시키면 상기 헤드슬라이더 로우바(100R)의 디스크 대향면(102)은 트레일링 에지(112) 측에서 리딩 에지(110) 측으로, 또는 리딩 에지(110) 측에서 트레일링 에지(112) 측으로 래핑된다. 이와 달리 래핑 플레이트(80)의 회전 방향을 고정하고 헤드슬라이더 로우바(100R)를 돌려놓아도 헤드슬라이더 로우바(100R)의 래핑 방향을 전환할 수 있다. Referring to FIG. 3, the lapping for forming the crown is performed by contacting the
도 4를 참조하면, 상기 래핑 과정은 먼저 디스크 대향면(102)을 트레일링 에지(112) 측에서 리딩 에지(110) 측으로 연마하는 제1 연마 단계(1)를 행하고, 다음으로 디스크 대향면(102)을 리딩 에지(110) 측에서 트레일링 에지(112) 측으로 연마하는 제2 연마 단계(2)를 행한다. Referring to FIG. 4, the lapping process first performs a
상기 디스크 대향면(102)을 트레일링 에지(112) 측에서 리딩 에지(110) 측으로 연마하면 연마 방향의 특성상 가장 먼저 연마되는 트레일링 에지(112) 측의 디스크 대향면(102)의 연마 정도가 다른 부분보다 크게 될 수 있다. 그러나, 가장 먼저 래핑 플레이트(80)와 접촉하게 되므로, 상기 트레일링 에지(112) 측 디스크 대향면(112)의 래핑 정도는 하나의 헤드슬라이더 로우바(100R)에 마련된 복수 개의 헤드슬라이더(100)에서 서로 차이가 크고 균일하지 않을 수 있다. When the
반면에, 상기 디스크 대향면(102)을 리딩 에지(110) 측에서 트레일링 에지(112) 측으로 연마하면 가장 나중에 연마되는 트레일링 에지(112) 측의 디스크 대향면(102)의 연마 정도가 다른 부분보다 작게 될 수 있다. 그러나, 디스크 대향면(102)과 래핑 플레이트(80)간 마찰에 의한 연마력이 안정화된 이후 가장 나중에 상기 트레일링 에지(112) 측이 접촉하게 되므로, 그 래핑 정도가 하나의 헤드슬라이 더 로우바(100R)에 마련된 복수 개의 헤드슬라이더(100)에서 서로 차이가 적고 균일하게 될 수 있다. On the other hand, when the
본 발명의 실시예에서 상기 제1 연마 단계(1)는 OCP(도 5 참조)의 돌출 정도를 종래에 비해 줄이기 위해 행해지는 것으로, 상기 제2 연마 단계(2)에 비해 더 오랜 시간동안 연마하여 OCP를 줄이는 것이 바람직하다. 이에 반해, 상기 제2 연마 단계(2)는 헤드슬라이더 로우바(100R)에 형성된 각 헤드슬라이더(100)의 래핑 정도를 균일하게 하여 제품의 신뢰성을 향상하기 위한 것으로, 상기 제1 연마 단계(1)에 비해 짧은 시간동안 연마하는 것이 바람직하다. 한편, 제1 연마 단계와 제2 연마 단계의 래핑 정도를 달리 하기 위하여 래핑 시간을 달리하는 방법 외에, 래핑 플레이트(80)의 회전 속도나 표면 마찰계수를 달리 하여 제1 연마 단계와 제2 연마 단계의 래핑 강도를 서로 다르게 할 수도 있다. In the embodiment of the present invention, the
헤드슬라이더 로우바(100R)를 래핑하고 나서 상기 디스크 대향면(102)은 부식 및 디스크와의 접촉으로 인한 손상을 억제하기 위하여 DLC(Diamond Like Carbon)가 코팅된다. 그리고 나서, 상기 헤드슬라이더 로우바(100R)를 슬라이스(slice)하여 낱개의 헤드슬라이더(100)로 분리한다. After wrapping the
도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 헤드슬라이더(100)는 AlTiC 로 이루어진 슬라이더 몸체(101)와, 상기 슬라이더 몸체(101)에 탑재된 자기헤드(120)를 구비한다. 상기 자기헤드(120)는 디스크(D)에 데이터를 기록하기 위한 기록부(121)와, 디스크(D)에 기록된 데이터를 읽어내기 위한 판독부(125)를 포함한다. 상기 기록부(121)는 자기헤드(120) 내부에서 결합되어 자성코어 (magnetic core)를 형성하는 제1 자극(122) 및 제2 자극(123)과, 상기 자성코어에 권선된 코일(124)을 포함한다. 또한, 상기 판독부(125)는 평행 배열되는 제1 실드(shield, 126) 및 제2 실드(127)와, 상기 한 쌍의 실드(126, 127) 사이에 마련된 MR 센서(magnetroresistance sensor, 128)를 포함한다. 상기 기록부(121) 및 판독부(125)는 알루미나(Al2O3)로 이루어진 보호층(130)으로 쌓여져 있다. 그리고, 헤드슬라이더(100)의 디스크(D) 대향면은 DLC 코팅층(115)이 형성되어 있다. Referring to FIG. 5, the
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 헤드슬라이더 래핑에 의해 자기헤드(120)의 디스크(D) 대향면에는 PTR(Pole tip recession)이 형성된다. 그러나, 가상선으로 나타낸 종래의 경우와 달리 OCP(overcoat protrusion)은 돌출되지 않거나 돌출되더라도 그 돌출 정도가 적어지게 된다. Pole tip recession (PTR) is formed on the opposing surface of the disk D of the
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 예컨데, 첨부된 도면에는 헤드슬라이더 로우바를 래핑하고 이를 낱개로 분리하여 헤드슬라이더를 제조하는 것으로 설명되어 있으나, 낱개로 형성된 헤드슬라이더를 래핑하는 것도 본 발명의 보호범위에 포함된다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. For example, in the accompanying drawings, it is described that the head slider row bar is wrapped and separated into pieces to manufacture the head slider, but the wrapping of the head slider formed as a single part is also included in the protection scope of the present invention. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.
본 발명의 헤드슬라이더 래핑방법, 및 헤드슬라이더 제조방법에 의해 생산된 헤드슬라이더는, OCP의 돌출 정도가 감소하여 하드디스크 드라이브 작동중 헤드슬라이더와 디스크의 접촉 가능성이 줄어든다. 따라서, 헤드슬라이더와 디스크 사이의 간격을 좁혀 소형, 대용량의 하드디스크 드라이브를 구현할 수 있다. The head slider produced by the head slider wrapping method and the head slider manufacturing method of the present invention reduces the protruding degree of the OCP, thereby reducing the possibility of contact between the head slider and the disk during hard disk drive operation. Therefore, the gap between the head slider and the disk can be narrowed to realize a small and large capacity hard disk drive.
또한, 리딩 에지 측에서 트레일링 에지 측으로 헤드슬라이더를 한번 더 래핑함에 의하여 동시에 생산된 다수 개의 헤드슬라이더의 래핑 정도(pole tip recession sigma)를 균일하게 할 수 있어, 제품의 신뢰성이 향상된다. In addition, by wrapping the head slider once more from the leading edge side to the trailing edge side, it is possible to uniform the pole tip recession sigma of a plurality of head sliders produced at the same time, thereby improving product reliability.
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KR1020050001126A KR100594312B1 (en) | 2005-01-06 | 2005-01-06 | Method for lapping and manufacturing head slider of hard disk drive |
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KR1020050001126A KR100594312B1 (en) | 2005-01-06 | 2005-01-06 | Method for lapping and manufacturing head slider of hard disk drive |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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US6623652B1 (en) | 2000-06-14 | 2003-09-23 | International Business Machines Corporation | Reactive ion etching of the lapped trailing edge surface of a slider |
-
2005
- 2005-01-06 KR KR1020050001126A patent/KR100594312B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6623652B1 (en) | 2000-06-14 | 2003-09-23 | International Business Machines Corporation | Reactive ion etching of the lapped trailing edge surface of a slider |
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