KR20000070080A - 후미 에지 절부를 갖는 종결된 측면 레일을 포함한 슬라이더 - Google Patents

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KR20000070080A
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크랜피터
장레이
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토마스 에프.멀베니
시게이트 테크놀로지, 인코포레이티드
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Abstract

디스크 헤드 슬라이더(36)는 선두, 후미, 내부 및 외부 슬라이더 에지(50, 52, 54, 56)와 선두 슬라이더 에지(50)에서 후미 슬라이더 에지(52)로 연장하는 슬라이더 중앙선(58)을 갖는 슬라이더 본체를 포함한다. 제1 및 제2 측면 융기 레일(60,62)은 슬라이더 본체에서 형성되고, 내부 레일 에지(108), 외부 레일 에지(110) 선두 레일 에지(50) 및 후미 레일 에지(112)를 포함한다. 제1 및 제2 측면 융기 레일(60, 62)은 후미 슬라이더 에지(52) 앞에서 종결하는 제1 및 제2 베어링 표면(70, 72)을 형성한다. 중앙 융기 레일(64)은 슬라이더 중앙선(58)과 제1 및 제2 융기 레일(60,62) 사이로 연장한다. 제1 및 제2 공동(80a, 80b)은 중앙 융기 레일(64)과 제1 및 제2 융기 레일(60, 62) 사이에 배치된다. 제1 및 제2 베어링 표면(70, 72)은 선두부(100), 허리부(104), 허리부(104)로부터 선두부(100)로 연장하는 다리부(102) 및 허리부(104)로부터 후미 레일 에지(112)로 연장하는 후미부(106)를 포함한다. 후미부(106)는 허리부(104)에서 후미 에지(112) 쪽으로 넓어지고, 노치(113)로부터 후미부(106)로 좁아지는 내부 레일 에지(108)를 따라 배치된 노치(113)를 포함한다.

Description

후미 에지 절부를 갖는 종결된 측면 레일을 포함한 슬라이더{SLIDER HAVING TERMINATED SIDE RAILS WITH TRAILING EDGE CUTS}
윈체스터(Winchester) 형태의 디스크 드라이브는 이 기술 분야에 잘 알려져 있다. 이러한 드라이브는 복수개의 원형의 동심(concentric) 데이터 트랙에서 디지털 정보의 기억을 위하여 자화 가능한 매체로 피복된 리지드 디스크(rigid disc)를 사용한다. 디스크는 디스크를 스핀(spin)시키고, 디스크의 표면을 하이드로다이나믹(예를 들어, 공기) 베어링 디스크 헤드 슬라이더에 따라 각각 전달시키는 스핀들 모터(spindle motor)에 장착된다. 슬라이더는 정보를 디스크 표면에 기록하고 정보를 판독하는 변환기(transducer)에 전송한다. 액추에이터 기구는 슬라이더를 전자 회로의 제어 하에서 디스크의 표면을 가로질러 트랙에서 트랙으로 이동시킨다. 액추에이터 기구는 각 헤드 짐벌 조립체에 대한 트랙 액세스 아암과 서스펜션을 포함한다. 서스펜션은 로드 빔(load beam)과 짐벌(gimbal)을 포함한다. 로드 빔은 슬라이더를 디스크 표면 쪽으로 강제하는 프리로드력(preload force)을 제공한다. 짐벌은 디스크의 지형에 따라 슬라이더가 피치 및 롤링하도록 탄력성 있는 접속을 제공하기 위해 슬라이더와 로드 빔 사이에 위치된다. 슬라이더는 디스크 표면과 면접하는 공기 베어링 표면을 포함한다.
포지티브 압력 공기 베어링(PPAB) 슬라이더와, 셀프 로딩 또는 "네가티브 압력" 공기 베어링(NPAB) 슬라이더와 같은 두 가지 종류의 슬라이더가 있다. 통상적으로, NPAB 슬라이더는 슬라이더의 선두 절부 근처의 레일 사이에 연장하는 공동 댐(cavity dam)을 갖고 베어링의 측면을 따라 연장하는 한 쌍의 레일을 갖는다. 디스크가 회전할 때, 디스크의 표면은 디스크 표면에 의해 가해진 점성 마찰에 의해 공동 댐 하부로 공기를 견인한다. 공기가 공동 댐을 통해 통과할 때, 공기는 레일 사이의 "공동(cavity)"에서 팽창하여, 공동 내에 부분적인 진공을 형성한다. 부분적인 진공은 슬라이더를 디스크 표면에 근접하도록 하고, 레일을 따라 형성된 포지티브 압력을 방해(counteract)한다. 공동은 슬라이더의 후미 절부에서 대기압에 개방되고, 또, 단일 기록 헤드를 장착하는 슬라이더의 후미 절부에서 중앙 레일이나 또는 아일랜드를 포함한다. NPAB 표면은 공동 댐을 갖지 않는 PPAB 슬라이더와 비교할 때, 스핀들 개시와 중지 중의 감소된 이륙과 착륙 속도, 높은 베어링 강도 및 고도와 속도에서 변화하는 부동 높이의 저 감도 등과 같은 많은 장점을 갖는다.
하지만, NPAB 슬라이더는 이들의 높은 흡입력 때문에, 램프 "로드-비로드" 드라이브 응용에서 잘 사용되지 않고 있다. 이러한 응용에 있어서, 슬라이더는 서스펜션이 디스크 표면으로부터 서스펜션을 들어올리는 램프와 슬라이더를 결합할 때까지 액추에이터 기구를 회전함으로써 디스크 표면으로부터 비로드된다. 높은 흡입력은 서스펜션이 비로딩 램프를 올라탈 때, NPAB 슬라이더가 서스펜션을 따르는 것을 억제한다. 슬라이더는 램프가 서스펜션을 탄성이 있게 변형하도록 스핀닝 디스크(spinning disc)에 근접하게 유지된다. NPAB 흡입력은 심각한 탄성 변형 서스펜션에서 축적될 때만 중지된다. 흡입력의 해제는 서스펜션에서 탄성 변형을 해제시키고, 슬라이더를 디스크 표면으로부터 비로드시킨다. 흡입력과 변형 해제의 사이클은 서스펜션이 비로딩 램프와 접촉되는 시간에 비해 매우 빠르게 발생한다. 탄성 변형 에너지의 빠른 해제는 디스크 표면의 평면에 대해 수직인 슬라이더 위치 좌표에 진동 발진을 형성시킨다. 이러한 발진은 슬라이더를 디스크 표면에 대해 "털썩 내려놈(slap)"을 하기에 충분히 커서, 내마모성 파편 입자를 생성하고, 기록 헤드를 손상시킬 수 있다.
비로딩 동안 NPAB 슬라이더에서 관측된 다른 문제점은 변형된 서스펜션에 의해 가해진 비로딩력이 흡입력을 견디기에 너무 작다는 데에 있다. 이 경우에, 흡입력은 슬라이더가 디스크 둘레를 흔들 때 중단되어 매우 작은 저항을 갖는 측면 레일 사이의 공동으로 대기가 흐르도록 한다. 슬라이더가 디스크 둘레를 지나 통과할 때 측면 레일 사이의 여압(與壓)은 슬라이더를 한쪽 측면으로 회전하도록 하여 불균형이 된다. 결국, 슬라이더는 비로딩 상태일 때 디스크 둘레와 접촉할 수 있다. 이러한 접촉의 반복은 슬라이더를 닳게 하고 파편 입자를 생성시킨다.
이와 반대로, PPAB 슬라이더는 낮은 흡입력을 갖고, NPAB 슬라이더보다 램프 로드-비로드 드라이브 응용에 대해 더 많이 적용되고 있다. 비록, PPAB 슬라이더에서 측면 레일이 공동 댐에 의해 접속되지 않을 지라도, 슬라이더가 슬라이더의 가운데의 좁은 부분으로 전이되는 넓은 선두 절부의 측면 레일을 가지면, 통상적으로, 공기가 슬라이더 아래로 견인될 때 일부의 공기 팽창이 발생한다. 이러한 팽창에 기인한 흡입력은 PPAB 슬라이더가 램프 로드-비로드된 응용에서 매우 효과적으로 사용되도록 하는 NPAB 슬라이더 내의 공동 댐에 대한 팽창으로 얻어진 것보다 더 작다. 하지만, 일부 PPAB 슬라이더 설계에서, 디스크 OD에서 견인된 흡입력은 디스크 OD에서 바람직하지 않는 낮은 부동 높이를 나타나고, 비로딩 성능에 악영향을 미칠 수 있을 정도로 충분히 커질 수 있다.
"모래 시계" 모양의 레일을 갖는 슬라이더는 스큐(skew)의 영향을 저감시킴으로써 디스크 OD에서 부동 높이의 감소를 방해하는 데 사용된다. 모래 시계 모양의 레일은 넓은 선두 및 후미 절부와, 좁은 허리부를 포함한다. 일반적으로, 3.0 인치의 디스크 드라이브에서, 디스크 OD의 스큐 각도는 디스크 ID에서의 스큐 각도보다 절대값이 더 크다. 그러므로, 모래 시계 모양의 레일은 디스크 ID와 디스크 MD의 부동 높이에 비해 디스크 OD의 부동 높이를 증가시킨다. 하지만, 디스크 중앙 둘레(MD)의 부동 높이는 디스크 ID와 디스크 OD에서보다 심각하게 더 높아진다. 이것은 일반적으로 MD 부동 높이가 ID와 OD 부동 높이의 평균을 감산한 것으로 정의된 "MD 험프(hump)"로서 정량화된다. 일반적인 MD 험프는 0.3 마이크로인치 이상이다. 이러한 크기의 MD 험프는 자기 기록 헤드와 디스크 표면 사이의 공기 간극에서의 자계 손실에 기인하여 디스크 MD에서 기록 성능을 감소시킨다.
본 발명은 디스크 드라이브 기억 시스템에 관한 것으로 특히, 후미 에지 절부를 갖는 레일을 포함한 디스크 헤드 슬라이더(disc head slider)에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에서 사용된 디스크 드라이브 데이터 기억 장치의 상면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 측면 레일 노치를 갖는 슬라이더의 평면도.
도 3은 도 2에 도시된 컴퓨터로 작성된 슬라이더의 투시도.
도 4 및 도 5는 도 2 및 도 3에 도시된 슬라이더의 압력 배분 형상을 도시한 도면.
도 6은 측면 레일 노치가 부족한 컴퓨터로 작성된 슬라이더의 투시도.
도 7 및 도 8은 도 6에 도시된 슬라이더의 압력 배분 형상을 도시한 도면.
도 9는 도 2, 도 3 및 도 6에 도시된 슬라이더의 부동 높이 형상을 비교하는 그래프도.
도 10 및 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따라 컴퓨터로 작성된 슬라이더의 투시도.
도 12는 도 2, 도 3, 도 6, 도 10 및 도 11에 도시된 슬라이더의 부동 높이 형상을 비교하는 그래프.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 슬라이더의 상면도.
도 14는 도 13에 도시된 컴퓨터로 작성된 슬라이더의 투시도.
도 15 및 도 16은 본 발명의 슬라이더 구성과 비교되는 슬라이더 구성의 상면도.
도 17은 도 15 및 도 16에 도시된 슬라이더의 부동 높이 형상을 도시하는 그래프도.
도 18은 본 발명에 따른 노치를 갖는 NPAB 슬라이더의 평면도.
본 발명의 디스크 헤드 슬라이더는 선두, 후미, 내부 및 외부 슬라이더 에지를 갖는 슬라이더 본체와, 선두 슬라이더 에지로부터 후미 슬라이더 에지로 연장하는 슬라이더 중앙선을 포함한다. 제1 및 제2 측면 융기 레일은 슬라이더 본체에 형성되고, 그 각각은 내부 레일 에지, 외부 레일 에지, 선두 레일 에지 및 후미 레일 에지를 포함한다. 제1 및 제2 측면 융기 레일은 후미 슬라이더 에지 앞에서 종결된 제1 및 제2 베어링 표면을 각각 형성한다. 중앙 융기 레일은 슬라이더의 중앙선을 따라 연장하는 한편, 제1 및 제2 융기 레일 사이를 따라 연장한다. 제1 및 제2 공동은 중앙 융기 레일과 제1 및 제2 융기 레일 사이에 각각 위치된다. 제1 및 제2 베어링 표면은 각각 선두부, 허리부, 허리부로부터 선두부로 연장하는 다리부 및 허리부로부터 후미 레일 에지로 연장하는 후미부를 포함한다. 후미부는 허리부로부터 후미 레일 에지 쪽으로 넓어지고, 노치에서 후미부를 좁게하는 내부 레일 에지를 따라 위치된 노치를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 노치는 외부 레일 에지를 따라 위치된다.
도 1은 일반적인 디스크 드라이브(10)의 평면도이다. 디스크 드라이브(10)는 하단(12)과 상단 커버(14)(상단 커버부(14)는 간명성을 위해 생략되어 있다)를 포함한다. 디스크 드라이브(10)는 디스크 클램프(18)에 의해 스핀들 모터(도시 안됨)에 장착된 디스크 팩(16)을 더 포함한다. 디스크 팩(16)은 중앙 축에 대해 회전하도록 장착된 복수개의 개별 디스크를 포함한다. 각 디스크 표면은 디스크 표면과 통신하기 위해 디스크 드라이브(10)에 장착되어 있는 대응 헤드 짐벌 조립체(HGA)(20)를 갖는다. 각 HGA(20)는 짐벌(34)과 슬라이더(36)를 포함한다. 도 1에 도시된 실시예에서, HGA(20)는 액추에이터(26)의 액세스 아암(24)을 트랙하도록 차례로 부착된 로드 빔 플렉서(22)에 의해 지지된다. 짐벌과 로드 빔 플렉서를 모두 서스펜션이라 칭한다.
도 1에 도시된 액추에이터는 회전 이동 코일 액추에이터로서 알려진 형태이고, 참조 부호 "28"로 도시된 바와 같이 음성 코일 모터(VCM)를 포함한다. 음성 코일 모터(28)는 전자 회로(33)의 제어에 따라 소정의 데이터 트랙을 가로질러 HGA(20)가 위치하는 피벗 샤프트(30)에 부착된 헤드(20)와 같이 액추에이터(26)를 회전시킨다. HGA(20)는 디스크 내경(ID)(38)과 디스크 외경(OD)(39) 사이의 아치형의 경로(32)를 따라서 이동한다.
디스크 드라이브(10)는 슬라이더 로드-비로드 램프(40)를 포함한다. 음성 코일 모터(28)가 액추에어터(26)를 디스크 OD(39)에서 회전시킬 때, 플렉서(22)는 HGA(20)를 디스크의 표면에서 견인되도록 램프에 올라탄다. 이와 유사하게, 기동 시에, 음성 코일 모터(28)는 HGA(20)가 디스크(16)의 표면 상에 위치될 때까지 플렉서(28)가 램프(40)를 내려오지 않도록 액추에이터(26)를 회전시킨다.
도 2 및 도 3은 더 상세한 슬라이더(36)를 도시한다. 이것은 본 발명의 일실시예에 따른 측면 레일의 후미부 내의 노치를 포함한다. 노치는 디스크(16)의 표면을 가로질러 매우 평탄한 부동 높이 형상의 슬라이더를 제공한다. 도 2는 슬라이더(36)의 평면도이고 한편, 도 3은 컴퓨터로 작성된 슬라이더(36)의 투시도이다.
슬라이더(36)는 선두 에지(50), 후미 에지(52), 측면 에지(54, 56) 및 중앙선(48)을 포함한다. 슬라이더(36)는 측면 융기 레일(60, 62), 중앙 융기 레일(64) 및 변환기(66)를 더 포함한다. 측면 레일(60, 62)은 측면 에지(54, 56)를 따라 각각 위치되고, 공기 베어링 표면(70, 72)을 각각 형성한다. 중앙 레일(64)은 슬라이더 중앙선(58)을 따라 위치되고, 디스크 표면과 통신하기 위한 후미 에지(52)에 근접한 변환기(66)를 지지한다.
슬라이더(36)는 중앙 레일(64)과 측면 레일(60, 62) 사이에 위치된 대기 압력 공동(80a, 80b)을 더 포함한다. 공동(80a, 80b)은 선두 에지(50)와 후미 에지(52)에서 대기압에 개방된다. 공동(80a, 80b)은 아이언 밀링, 화학적 식각 또는 예를 들어, 단일 마스킹과 식각 반복과 같은 반응성 이온 식각(RIE)에 의해 형성된다. 랩 처리된 선두 테이퍼(82)는 선두 에지(50)를 따라 형성되고, 선두 에지(50)로부터 공기 베어링 표면(70,72)을 갖는 교차부(84)로 연장한다.
실시예에서, 슬라이더(36)는 "50-시리즈" 슬라이더이고, 이것은 약 2.00 밀리미터의 길이와, 약 1.60 밀리미터의 폭을 갖는다. 하지만, 또 다른 실시예에서, 슬라이더(36)는 1.25 밀리미터의 길이와, 1.0 밀리미터의 폭을 갖는 "30-시리즈"의 크기와 같은 다른 크기를 가질 수 있다.
중앙 레일(64)은 비교적 좁은 선두부(74)와 비교적 넓은 후미부(76)를 갖는다. 선두부(74)는 일반적으로 선두 에지(50)로부터 후미부(76)로 일정한 폭을 갖는다. 중앙 레일(64)이 변환기(66)를 고정하기 위해 후미 에지에서 충분히 넓도록 후미부(76)는 선두부(74)로부터 후미 에지(52)로 그 폭이 점차로 증가한다.
측면 레일(60, 62)은 선두 에지(50)로부터 후미 에지(52)로 연장하고 후미 에지 앞에서 종결된다. 측면 레일(60)은 디스크 ID와 근접하게 부동하는 "내부" 레일이고, 측면 레일(62)은 디스크 OD와 근접하게 부동하는 "외부" 레일이다. 슬라이더(36)는 디스프 표면을 "상단 면접"이나 또는 "하단 면접"으로 사용되도록 할당함으로써 둘 중의 하나의 레일이 디스크 표면을 외부 레일로 특정지어지도록 하는 대칭 슬라이더이다.
측면 레일(60, 62)은 넓은 선두부(100), 다리부(102), 비교적 좁은 허리부(104) 및 비교적 넓은 후미부(106)를 각각 포함한다. 측면 레일(60, 62)은 내부 에지(108), 외부 에지(110) 및 후미 에지(112)를 더 포함한다. 선두부(100)는 선두 에지(50)로부터 다리부(102)로 연장한다. 다리부(102)는 선두부(100)로부터 허리부(104)로 연장한다. 후미부(106)는 허리부(104)로부터 후미 레일 에지(112)로 연장하고, 허리부(106)로 넓어진다. 후미부(106)는 내부 레일 에지(108)와 근접한 후미 레일 에지(112)를 따라 위치된 노치(113)를 포함하여, 노치를 따라 후미부를 좁게한다.
측면 레일(60, 62)의 다리부(102)는 허리부(104)로부터 선두부(100)로 연장할 때 중앙 레일(64)로 구부러진다. 이것은 내부 에지(108)와 외부 에지(110)가 다리부(102)를 따라 슬라이더 증심선(58) 쪽으로 수렴하고, 다리부(102)가 선두부(100)에서 중앙선(58)으로 오프셋(114)을 갖도록 한다. 오프셋(114)은 예를 들어, 50-시리즈 슬라이더에서 1-12 마일의 범위를 가질 수 있다. 내부 에지(108)는 다리부(102)를 따른 제1 각도(116)와, 선두부(100)를 따른 제2 각도(118)로 중앙선(58) 쪽으로 수렴한다. 외부 에지(110)는 선두부(100)를 따라 중앙선(58)으로부터 갈라지고, 내부 에지(108)의 동일한 각도로 교차부(84)와 교차한다. 내부 에지(108)와 외부 에지(110)는 선두 에지(50)에서 중앙선(58)과 평행하게 연장한다.
내부 에지(108)와 외부 에지(110)가 20-70 각도의 예각에서 교차부(84)를 교차하면, 외부 레일 부동 높이는 제조 허용 오차 때문에 교차 위치(84)에서 진동에 덜 민감해진다는 것이 판명되었다. 슬라이더(36)는 우선, 슬라이더의 대부분의 길이를 평탄한 표면으로 랩 처리하고, 이어서, 선두 에지(50)를 따라 선두 테이퍼(82)를 랩 처리하여 제조된다. 공기 베어링 표면 특성은 사진 석판술 마스크 처리와 식각 기술을 통해 형성된다. 마지막으로, 최고부는 구 모양의 랩 판에 대하여 슬라이더를 가압함으로써 공기 베어링 표면에 랩 처리된다. 랩 판의 구 모양은 마감된 공기 베어링 표면에 트랜스퍼(transfer)된다. 최고부 랩 처리 과정 중에 스톡(stock) 제거 시의 변화는 선두 테이퍼(82)와 공기 베어링 표면(70, 72) 사이의 교차부의 위치의 변화를 일으키며, 이것은 외부 레일 부동 높이에 심각한 영향을 끼친다.
측면 레일(60, 62)의 모양의 또 다른 장점은 중앙선(58) 쪽으로 레일(60, 62)의 외부 에지(110)를 오프셋함으로써, 디스크 접선 속도(disc tangential velocity)가 소정 각도로 다리부(102)의 외부 에지를 교차하는 것에 있다. 이러한 "구부러진 선두 레일" 구성은 슬라이더(36)의 스큐 감도를 감소함으로써 디스크 중앙 직경(MD)에서의 부동 높이를 감소시킨다. 이것은 디스크 드라이브 내의 중앙 데이터 트랙 위의 기록 비트 밀도를 항상시킨다. 이 중앙 직경 부동 높이(MDFH)는 "MD 험프" 파라미터에 의해 내경 부동 높이(IDFH)와 외경 부동 높이(ODFH)에 대해 공통적으로 정량화된다.;
MD 험프 = MDFH - [(IDFH + ODFH)/2]
MD 험프는 내경 부동 높이와 외경 부동 높이 사이에서 이상적인 직선 부동 높이로부터의 중앙 둘레 부동 높이의 편차를 반영한다.
구부러진 선두 레일 특성의 또 다른 장점은 디스크 OD에서 약 1.5 gmf의 비교적 저 흡입력을 생성하여, 슬라이더(36)의 램프 비로딩 성능을 향상시킨다는 것이다. 이것은 중앙선(58) 쪽의 다리부(102)의 오프셋에 의해 야기된 측면 레일(60, 62) 사이의 감소된 공동 영역(80a, 80b) 때문이다.
그러므로, 스큐 감도를 감소하는 것과, OD 흡입력을 감소하는 것은 디스크 OD 에서 부동 높이를 불리하게 증가시킨다. 통상적으로, 디스크 OD에서 스큐 각도는 디스크 ID에서의 스큐 각도보다 크다. 그러므로, 구부러진 선두 레일 특성은 디스크 ID에서 부동 높이에 대한 디스크 OD에서의 부동 높이를 증가시킨다.
측면 레일(62, 60)의 후미부(106) 내의 노치(113)는 디스크 OD에서의 부동 높이의 증가를 방해한다. 노치(113)는 후미 레일 에지(112)에 근접한 측면 레일(62, 64)의 레일 에지(108) 내에서 종결되고, 공동(80a, 80b)에서 측면 에지(54, 56)로 연장한다. 결국, 후미부(106)는 노치(113)를 따라 최대 폭(132)으로부터 폭(134)으로 좁아진다
후미부(106)의 리프트력(lift force)은 후미부(106)에 따른 압력과 후미부(106)의 영역을 곱한 것과 동일하다. 노치(113)를 따라서 후미부(106)를 종결함으로써, 후미 레일 에지(112)에서의 리프트력은 감소하고, 구부러진 선두 레일 특성과 모레 시계 모양의 레일의 스큐 감도에 의해 야기된 부동 높이의 증가를 방해하는 디스크 OD에서 저 부동 높이가 되게 한다.
도 4 및 도 5는 디스크 ID와 디스크 OD에서의 슬라이더(36)의 압력 배분 형상을 각각 도시한다. 압력 피크(150a, 150b)는 측면 레일(60, 62)의 선두부(100) 상의 압력을 각각 나타내고, 압력 피크(152a, 152b)는 측면 레일(60, 62)의 후미부(106) 상의 압력 피크를 각각 나타낸다. 압력 피크(154)는 중앙 레일(64)의 후미부(76)의 압력을 나타낸다. 압력 피크(152a, 152b)는 노치(113)와 대응하는 저 압력 영역(156a, 156b)을 포함한다. 디스크 ID에서의 부동 높이는 후미 레일 에지(112)에서의 전체 리프트력이 감소할 때에 감소한다. 하지만, 디스크 OD의 부동 높이는 디스크 ID에서의 부동 높이보다 더 감소한다. 이러한 현상은 이하에 설명된다. 이중 압력 피크(152a, 152b)는 디스크 OD에서의 디스크의 더 큰 접선 속도 때문에 디스크 ID에서보다 디스크 OD에서 더 크다. 더 큰 접선 속도는 더 큰 리프트력을 야기시킨다. 그러므로, 노치(113)에 기인한 저압 영역(156a, 156b)에서의 압력 손실은 디스크 ID에서보다 디스크 OD에서 더 크다. 디스크 OD에서의 비교적 큰 압력의 손실은 리프트의 감소를 야기시키고, 결국 디스크 ID에서 부동 높이가 심하게 강하하는 일 없이 디스크 OD에서 더 낮은 부동 높이가 된다.
노치, 구부러진 선두 레일 특성 및 예각 테이퍼 교차부와 교차하는 측면 레일의 에지의 조합은 슬라이더(36)에 크게 감소된 MD 험프, 크게 감소된 OD 흡입력 및 안정화하고 디스크 OD에서 낮은 부동 높이로된 디스크의 표면을 가로지르는 낮고 평탄한 부동 형상을 제공한다. 그러므로, 슬라이더(36)는 작은 디스크 직경과 비교적 큰 스큐 각도로 된 램프 로드-비로드 디스크 드라이브에 특히 유용하다.
도 6은 슬라이더(36)와 유사한 컴퓨터로 작성된 슬라이더(160)의 투시도이고 , 한편, 측면 레일의 후미부에 노치 절부를 갖지 않는다. 도 2와 도 3에서 사용된 동일한 참조 번호는 동일하거나 유사한 소자에 대해 도 6 및 나머지 도면에서 동일하게 사용된다.
도 7 및 도 8은 디스크 ID와 디스크 0D에서 슬라이더(160)의 압력 배분을 각각 설명하는 도면이다. 압력 피크(152a, 162b)는 측면 레일(60, 62)의 선두부(100) 상의 압력을 각각 나타낸다. 압력 피크(164a, 164b)는 측면 레일(60, 62)의 후미부(106) 상의 압력을 각각 나타낸다. 압력 피크(166)는 중앙 레일(64)의 후미부(76) 상의 압력을 각각 나타낸다. 압력 피크(164a, 164b)는 디스크 ID에서보다 디스크 OD에서 더 커서, 디스크 OD에서 더 큰 부동 높이를 나타낸다. 도 8과 도 5를 비교하고, 도 7과 도 4를 비교하면, 노치(113)의 추가는 디스크 ID에서 압력 피크를 감소하는 일 없이 디스크 OD에서 후미부(106) 상의 압력 피크를 감소시킨다. 이것은 디스크 ID와 디스크 OD 사이의 보다 완만한 압력 형상이 되고, 플래터 부동 높이 형상이 된다.
도 9는 3.0인치 디스크 드라이브에서 디스크 ID, MD 및 OD에서 슬라이더(36, 160)의 부동 높이 형상의 그래프도이다. 선(170)은 슬라이더(160)의 변환기 간극 부동 높이를 나타내고, 선(172)은 슬라이더(36)의 변환기 간극 부동 높이를 나타낸다. 슬라이더(160)는 0.92 마이크로인치의 디스크 ID에서 디스크 OD로의 부동 높이로 융기한다. 슬라이더(36)는 0.16 마이크로인치의 MD 험프로된 0.04 마이크로인치의 디스크 ID에서 디스크 OD로의 부동 높이로 융기한다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에서 따른 컴퓨터로 작성된 슬라이더의 투시도이다. 도 10에서, 슬라이더(178)는 측면 레일(60, 62)의 외부 에지(110)를 따라 위치된 노치(180, 182)를 포함한다. 도 11에서, 슬라이더(186)는 도 2 및 도 3에 도시된 노치(113)와 유사한 측면 레일(60, 62)의 내부 에지(108)를 따라 위치된 노치(188, 190)를 포함하지만, 후미부(106)를 따라 후미 레일 에지(112)의 상류에 배치된다. 이러한 실시예에서, 노치(188, 190)는 후미 레일 에지(112)로 연장하지 않거나 또는 그와 통신하지 않는다.
도 12는 디스크 ID, MD 및 OD에서의 슬라이더(36, 160, 178, 186)의 변환기 간극 부동 높이를 도시하는 그래프도이다. 선(170, 172)은 슬라이더(160, 162)의 부동 높이를 나타낸다. 선(200)은 슬라이더(178)의 부동 높이를 나타낸다. 선(202)은 슬라이더(186)의 부동 높이를 나타낸다. 본 발명의 3 개의 슬라이더는 도 6에 도시된 슬라이더(160)와 비교하여 디스크 ID에서 디스크 OD로의 부동 높이에서 더 작게 융기한다. 또한, 내부 레일 에지 상의 노치를 포함하는 슬라이더(36, 186)는 외부 레일 에지 상의 노치를 포함하는 슬라이더(178)와 비교하여, 디스크 ID에서 디스크 OD로의 부동 높이에서 더 작게 융기한다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 슬라이더를 도시한다. 슬라이더(210)는 선두 에지(212), 후미 에지(214), 측면 에지(216) 및 측면 에지(218)를 포함한다. 측면 레일(220, 222)은 측면 에지(216, 218)를 따라 선두 에지(212)로부터 후미 에지(214) 쪽으로 연장한다. 측면 레일(220, 222)은 도 2 및 도 3에 도시된 실시예의 선두부(100)에 비해 좁은 선두부(224)를 갖는다. 또한, 슬라이더(210)는 후미 에지(214)에서의 변환기(234)가 폭이 점차적으로 증가하는 넓은 선두부(228), 좁은 중앙부(230) 및 후미부(232)를 갖는 중앙 레일(226)을 갖는다. 선두 테이퍼(240)는 선두 에지(212)를 따라 슬라이더(210)로 랩 처리된다. 선두 테이퍼(240)는 측면 레일(220, 222)과 중앙 레일(226)에 의해 형성된 공기 베어링 표면과 같은 교차부(242)를 형성한다. 측면 레일(220, 222)은 내부 에지(244)와 외부 에지(246)를 포함한다. 측면 레일(220, 222)의 선두부(224)의 폭을 감소하는 것과 중앙 레일(226)의 선두부(228)의 폭을 증가하는 것은 슬라이더(210)의 구동 높이의 감도를 수직으로 감소시킨다. 일실시예에서, 부동 높이의 감도는 도 2 및 도 3에 도시된 슬라이더(36)에 비해 디스크 ID의 40%와 디스크 OD의 15%만큼 감소된다. 이러한 고도 감도의 감소는 일반적으로 야외에서 약 7,000 피트 고도와 동일한 값으로 압력이 가해지는 비행기 기내와 같은 저 기압의 환경에서 디스크 드라이브의 신뢰성을 증가시킨다.
본 발명의 슬라이더의 부동 높이의 특성은 도 15 및 도 16에 도시된 슬라이더와 비교된다. 도 15에서, 슬라이더(260)는 좁은 후미부(270, 272)로 전이하는 비교적 넓은 선두부(266, 268)를 포함하는 측면 레일(262, 264)을 포함한다. 후미부(270, 272)는 슬라이더(260)의 후미 에지(274) 앞에서 종결된다. 슬라이더(260)는 비교적 좁고, 곧은 선두부(278)와 후미 에지(274)로 점차적으로 폭이 증가하는 후미부(279)를 포함하는 중앙 레일(276)을 더 포함한다.
도 16에서, 슬라이더(280)는 슬라이더(260)와 유사하지만, 측면 레일(262, 264)은 비교적 넓은 후미부(282, 284)를 포함한다. 슬라이더(260)나 슬라이더(280)도 레일의 후미부 내의 노치를 포함하지 않을 뿐만 아니라, 레일의 외부 에지가 선두부(264, 268) 근방의 중앙 레일(274) 쪽으로 수렴하는 구부러진 선두 레일 특성을 포함하지 않는다.
도 17은 디스크 ID, MD 및 OD에서 슬라이더(260, 280)의 변환기 간극 부동 높이의 그래프도이다. 선(290)은 슬라이더(260)의 부동 높이를 나타내고, 선(292)은 슬라이더(280)의 부동 높이를 나타낸다. 슬라이더(260)는 일반적으로 3.0 인치의 디스크 드라이브의 디스크 OD에서 약 3.0gmf 흡입력을 나타낸다. 더 큰 흡입력은 디스크 OD에서 디스크 표면에 더 근접하게 슬라이더(260)를 견인하고, 선(290)에 의해 도시된 바와 같이 디스크 OD에서 낮은 부동 높이를 나타내며, 비로딩 성능에 악영향을 미친다. 슬라이더(280)의 후미부(282, 284)에 의해 형성된 넓은 후미 패드는 선(292)에 의해 도시된 바와 같이, 스큐 각도의 영향을 감소함에 따라 OD 부동 고도를 증가하는 것을 돕는다. 하지만, 슬라이더(280)는 디스크 ID나 디스크 OD보다 디스크 MD에서 더 높은 부동 고도를 갖는다. 슬라이더(280)의 MD 험프는 본 발명의 슬라이더(36)의 0.16 마이크로인치의 MD 험프와 비교할 때 약 0.32 마이크로인치이다.
본 발명의 슬라이더는 램프 로드-비로드 드라이브용 디스크 OD에서의 저 흡입력을 제공하는 것 뿐만 아니라, 디스크 ID에서 디스크 OD로 부동 높이의 융기를 감소시킬 수 있어서, 더 많은 유효한 자기 기록과 디스크 드라이브 내의 증가된 데이터 기억을 할 수 있다.
도 18은 본 발명에 따른 노치를 포함하는 NPAB 슬라이더의 평면도이다. 도 18에서, 슬라이더(300)는 도 2 및 도 3에 도시된 실시예와 동일한 측면 레일(60, 62)과 중앙 레일(64)을 포함하고, 측면 레일(62)에서 측면 레일(64)로 연장하는 공동 댐(302)을 더 포함한다.
비록 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 당업계의 숙련된 기술자들은 본 발명의 사상과 범주에서 이탈하는 일 없이 형태와 상세의 변형이 있을 수 있다는 것을 인식하고 있을 것이다.

Claims (18)

  1. 디스크 헤드 슬라이더에 있어서,
    선두, 후미, 내부 및 외부 슬라이더 에지를 갖는 슬라이더 본체와;
    선두 슬라이더 에지로부터 후미 슬라이더 에지로 연장하는 슬라이더 중앙선과;
    내부 레일 에지, 외부 레일 에지, 선두 레일 에지 및 후미 레일 에지를 포함하고, 상기 후미 슬라이더 에지 앞에서 종결하는 제1 및 제2 베어링 표면을 각각 형성하는 제1 및 제2 융기 레일과;
    슬라이더 중앙선과, 상기 제1 및 제2 융기 레일 사이를 따라 연장하는 중앙 융기 레일과;
    상기 중앙 융기 레일과 상기 제1 및 제2 융기 레일 사이에 각각 위치된 제1 및 제2 공동을 포함하며, 상기 제1 및 제2 베어링 표면은,
    선두부, 허리부, 허리부로부터 선두부로 연장하는 다리부 및 허리부로부터 후미 레일 에지로 연장하는 후미부를 포함하고, 상기 후미부는 허리부로부터 후미 레일 에지 쪽으로 넓어지며, 노치의 후미부를 좁아지게 하는 내부 레일 에지를 따라 배치된 노치를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 헤드 슬라이더.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 융기 레일 내의 노치는 제1 공동으로부터 내부 슬라이더 에지 쪽으로 연장하고, 후미 레일 에지로부터 선두 레일 에지 쪽으로 연장하며, 상기 제2 융기 레일 내의 노치는 제2 공동으로부터 외부 슬라이더 에지 쪽으로 연장하고, 후미 레일 에지로부터 선두 레일 에지 쪽으로 연장하는 것인 디스크 헤드 슬라이더.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 융기 레일의 후미부 내의 노치는 허리부 쪽에서 후미 레일 에지로부터 이격되는 것인 디스크 헤드 슬라이더.
  4. 제3항에 있어서, 상기 후미부는 노치와 허리부 사이의 제1 위치에서 최대 폭을 갖고, 노치와 후미 레일 에지 사이의 제2 위치에서 최대 폭을 갖는 것인 디스크 헤드 슬라이더.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 융기 레일 내에서 형성되고, 상기 선두 슬라이더 에지로부터 상기 제1 및 제2 베어링 표면을 갖는 교차부로 연장하는 테이퍼 표면을 더 포함하며,
    상기 외부 레일 에지는 상기 허리부로부터 선두부로 다리부를 따라 슬라이더 중앙선 쪽으로 수렴하고, 상기 선두부를 따라 슬라이더 중앙선으로부터 갈라지는 것인 디스크 헤드 슬라이더.
  6. 제5항에 있어서, 상기 외부 레일 에지는 외부 에지가 교차부를 통과할 때 선두부를 따라 갈라지는 것인 디스크 헤드 슬라이더.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 융기 레일 내에 형성되고, 상기 선두 슬라이더 에지로부터 상기 제1 및 제2 베어링 표면을 갖는 교차부로 연장하는 테이퍼 표면을 더 포함하며,
    상기 내부 레일 에지는 상기 슬라이더 중앙선에 대하여 허리부로부터 선두부로 다리부를 따라 수렴되는 것인 디스크 헤드 슬라이더.
  8. 제7항에 있어서, 상기 내부 레일 에지는 허리부로부터 선두부로 슬라이더 중앙선에 대한 제1 각도로 다리부를 따라 수렴하고, 내부 레일 에지가 교차부를 교차할 때 선두부을 따라 제1 각도보다 더 큰 제2 각도로 수렴하는 것인 디스크 헤드 슬라이더.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 융기 레일 내에 형성되고, 상기 선두 슬라이더 에지로부터 상기 제1 및 제2 베어링 표면을 갖는 교차부로 연장하는 테이퍼된 표면을 더 포함하며,
    상기 내부 및 외부 레일 에지는 상기 허리부와 상기 선두부 사이의 다리부를 따라 일정한 거리로 상기 슬라이더 중앙선 쪽으로 수렴하는 것인 디스크 헤드 슬라이더.
  10. 제9항에 있어서, 상기 선두부는 다리부로부터 제1 위치 쪽으로 넓어지고, 제1 위치로부터 선두 레일 에지로 일정한 폭을 갖는 것인 디스크 헤드 슬라이더.
  11. 제10항에 있어서, 상기 중앙 융기 레일은 상기 선두 슬라이더 에지로부터 노치의 전방에 있는 상기 제1 및 제2 융기 레일의 후미부를 따른 위치로 대략 일정한 폭을 갖고, 상기 위치로부터 상기 후미 슬라이더 에지로 넓어지는 것인 디스크 헤드 슬라이더.
  12. 제9항에 있어서, 상기 선두부는 다리부로부터 선두 레일 에지로 일정한 폭을 갖는 것인 디스크 헤드 슬라이더.
  13. 제12항에 있어서, 상기 중앙 융기 레일은 제1 폭을 갖는 선두부, 제2 폭을 갖는 허리부 및 제3 폭을 갖는 후미부를 포함하고, 상기 제1 및 제3 폭은 상기 제2 폭보다 큰 것인 디스크 헤드 슬라이더.
  14. 제13항에 있어서, 상기 중앙 융기 레일은 상기 제1 및 제2 융기 레일의 다리부의 근방에서 좁아지고, 상기 제1 및 제2 융기 레일의 노치의 근방에서 넓어지는 것인 디스크 헤드 슬라이더.
  15. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 공동은 상기 선두 슬라이더 에지로부터 후미 슬라이더 에지로 연장하는 대기 공동을 포함하는 것인 디스크 헤드 슬라이더.
  16. 제1항에 있어서, 상기 제1 측면 융기 레일로부터 상기 제2 측면 융기 레일로 상기 선두 슬라이더 에지를 따라 연장하는 공동 융기 댐을 더 포함하는 것인 디스크 헤드 슬라이더.
  17. 디스크 헤드 슬라이더에 있어서,
    선두, 후미, 내부 및 외부 슬라이더 에지와;
    상기 선두 슬라이더 에지로부터 상기 후미 슬라이더 에지로 연장하는 슬라이더 중앙선과;
    내부 레일 에지, 외부 레일 에지, 선두 레일 에지 및 후미 레일 에지를 포함하고, 후미 슬라이더 에지 앞에서 종결하는 제1 및 제2 베어링 표면을 각각 형성하는 제1 및 제2 융기 레일과;
    슬라이더 중앙선과, 상기 제1 및 제2 융기 레일 사이를 따라 연장하는 중앙 융기 레일과;
    제1 및 제2 융기 레일 내에 형성되고, 상기 선두 슬라이더 에지로부터 상기 제1 및 제2 베어링 표면과의 교차부로 연장하는 테이퍼 표면과;
    상기 중앙 융기 레일과 상기 제1 및 제2 융기 레일 사이에 각각 위치된 제1 및 제2 공동을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 베어링 표면은 선두부, 허리부, 허리부로부터 선두부로 연장하는 다리부 및 허리부로부터 후미 레일 에지로 연장하는 후미부를 포함하고, 상기 후미부는 허리부로부터 후미 레일 에지 쪽으로 넓어지고, 노치로부터 후미부로 좁아지는 내부 레일 에지를 따라 배치된 노치를 포함하며,
    상기 내부 및 외부 레일 에지는 상기 허리부과 상기 선두부 사이에서 다리부를 따라 소정 거리로 슬라이더 중앙선 쪽으로 수렴하는 것을 특징으로 하는 디스크 헤드 슬라이더.
  18. 디스크 드라이브 조립체에 있어서,
    하우징과;
    중앙 축 둘레를 회전하기 위해 상기 하우징 내에 장착된 디스크와;
    상기 하우징 내에 회전 가능하게 장착된 회전 슬라이더 지지 구조체와;
    상기 회전 슬라이더 지지 구조체에 의해 디스크 상에서 지지되는 슬라이더를 포함하며, 상기 슬라이더는,
    선두, 후미, 내부 및 외부 슬라이더 에지;
    상기 선두 슬라이더 에지로부터 상기 후미 슬라이더 에지로 연장하는 슬라이더 중앙선;
    내부 레일 에지, 외부 레일 에지, 선두 레일 에지 및 후미 레일 에지를 포함하고, 후미 슬라이더 에지 앞에서 종결하는 제1 및 제2 베어링 표면을 형성하는 제1 및 제2 융기 레일;
    상기 슬라이더 중앙선과, 상기 제1 및 제2 융기 레일 사이를 따라 연장하는 중앙 융기 레일; 및
    상기 중앙 융기 레일과 상기 제1 및 제2 융기 레일 사이에 각각 위치된 제1 및 제2 공동을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 베어링 표면은 선두부, 허리부, 허리부로부터 선두부로 연장하는 다리부 및 허리부로부터 후미 레일 에지로 연장하는 후미부를 포함하고, 상기 후미부는 허리부로부터 후미 레일 에지 쪽으로 넓어지고, 노치에서 후미부로 좁아지는 내부 레일 에지를 따라 배치된 노치를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 조립체.
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