專利名稱：通過滑塊上的導電焊盤利用電荷來調整磁頭浮動高度的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及磁性硬盤驅動器。更具體地說，本發(fā)明涉及通過在滑塊上的導電焊盤來調節(jié)磁存儲介質上的磁頭的浮動高度的方法。
背景技術：
硬盤驅動器是常見的信息存儲設備，其主要由一系列可旋轉的、由磁性讀和寫的元件對其進行訪問的磁盤或其他磁存儲介質組成。這些數(shù)據(jù)傳送元件(通常被稱為轉換器)通常由滑塊體攜帶并被嵌入所述滑塊體中，所述滑塊體被保持在與在磁盤上形成的離散數(shù)據(jù)軌道相靠近的相對位置上，以允許執(zhí)行讀或寫操作。為了相對于所述磁盤表面正確地定位所述轉換器，在所述滑塊體上形成的空氣支承面((ABS)經(jīng)受一股流態(tài)空氣流，所述空氣流提供了足夠的升力以“浮起(fly)”磁盤數(shù)據(jù)軌道上的所述滑塊和轉換器。磁盤的高速旋轉產(chǎn)生一股沿其表面在基本上平行于所述磁盤切向速度的方向上的空氣流或風。所述空氣流與所述滑塊體的ABS相配合，這使得所述滑塊能夠在所述旋轉磁盤的上空浮動。事實上，所述懸浮的滑塊是通過所述自動的空氣支承面而與所述磁盤表面物理隔開的。
在ABS設計中的主要目標是，盡可能近地使滑塊和其附屬的轉換器浮動在旋轉磁盤的表面，并且不管易變的浮動條件而始終保持所述恒定接近的距離?？諝庵С谢瑝K和旋轉磁盤之間的高度或間隔空隙通常被稱為浮動高度。通常，所安裝的轉換器或讀/寫元件只在旋轉磁盤表面上方小于1微英寸(25.4nm)處浮動。所述滑塊的浮動高度被看作是影響所安裝的讀/寫元件的磁盤讀和寫性能的一個最重要的參數(shù)。相對較小的浮動高度使轉換器能夠在所述磁盤表面的不同數(shù)據(jù)位位置之間實現(xiàn)較高的分辨率，由此增加了數(shù)據(jù)密度和存儲容量。隨著利用相對較小而功能仍舊強大的磁盤驅動器的輕便緊湊的筆記本型計算機的普及，仍需不斷降低浮動高度。
如圖1所示，可以形成一種具有一對平行軌道軌道2和4的已知常見的雙體滑塊5的ABS結構，所述軌道軌道沿著所述滑塊表面的外緣面向所述磁盤方向延伸。還正在研發(fā)其他包括三個或更多額外的軌道軌道、具有多種表面面積和幾何形狀的ABS結構。所述二個軌道2和4通常沿著至少一部分滑塊體長度從前緣6延伸到后緣8。前緣6被定義為所述旋轉磁盤經(jīng)過滑塊5的長度靠近后緣8之前所經(jīng)過的滑塊的邊緣。如所示，盡管大量不合需要的通常存在與機器加工有關的大的不希望有的配合公差，還是可以將前緣6斜削。如圖1所示，所述轉換器或磁性元件7通常裝配在沿著所述滑塊的后緣8的某個位置。軌道軌道2和4形成一種滑塊在所述其上浮動的空氣支承面，并依靠與由旋轉的磁盤所產(chǎn)生的空氣流接觸而提供必要的升力。當所述磁盤轉動時，所產(chǎn)生的風或空氣流沿其下面并在雙體滑塊軌道2和4中間運動。當空氣流經(jīng)過軌道2和4下面時，在軌道和磁盤之間的氣壓就增加了，從而提供了正面的增壓和升力。雙體滑塊通常產(chǎn)生足夠的的升力、或正面的負重力量，以便使所述滑塊浮動在旋轉磁盤之上的合適的高度。
如在圖2中所示出的，磁頭磁頭萬向架組件40通常提供具有多個自由度的滑塊，諸如表示滑塊的浮動高度的垂直間隔或俯仰角和滾動角。如圖2所示，懸架74將HGA 40保持在移動磁盤76(具有邊緣70)之上并在箭頭80所指示的方向上移動。在圖2所示的磁盤驅動器的運行中，動臂機構72(例如音圈電機(VCM))在弧75之上的所述磁盤76的各種直徑之上(例如，內徑(ID)、中間直徑(MD)和外徑(OD))移動所述HGA。
在理想的情況下，磁頭-磁頭磁頭-磁盤間隔應當在不同溫度下保持不變。然而，浮動高度或磁頭磁頭-磁盤間隔隨周圍溫度的波動而變化。浮動高度變化的原因，是磁頭幾何形狀(諸如凸度和曲度)的改變。例如，在非常低的溫度下，由于磁頭幾何形狀的變化，所述浮動高度的變化可以達到幾納米，這導致降低記錄性能或導致磁頭的誤動作。為解決所述問題，已經(jīng)使用了兩種方法來校正在低溫下浮動高度的變化。在一種方法中，把加熱線圈嵌入磁頭，這使讀寫區(qū)域凸出。實際磁頭磁頭-磁盤間隔保持不變。因為加熱線圈被在晶片級加入到磁頭，所以所述方法增加了整個生產(chǎn)過程的復雜性。在一種供選擇的方法中，使高強度電流流過所述記錄器以加熱磁極區(qū)因而使其凸出，這導致浮動高度的調整。如可以看到的，兩種技術都試圖凸出磁極區(qū)。這可能將最小浮動高度移到所述凸出的磁極區(qū)，使其不能防止由磁盤表面的變形所造成的可能的接觸。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供用于調整磁頭在諸如磁盤的磁存儲介質上方的浮動高度的系統(tǒng)和方法。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種滑塊，它包括與所述滑塊結合在一起的磁頭，所述磁頭具有從磁存儲介質讀取數(shù)據(jù)的第一組導電焊盤以及向所述磁存儲介質寫入數(shù)據(jù)的第二組導電焊盤；結合到與所述磁頭相分離的所述滑塊的充電導電焊盤；以及連接到所述導電焊盤的充電導線，用于把電荷加到所述滑塊上。
在所述滑塊中，所述充電導電焊盤結合到所述滑塊的后緣。
在所述滑塊中，所述充電導電焊盤在晶片加工過程中結合到所述滑塊。
在所述滑塊中，所述滑塊與懸架結合在一起。
在所述滑塊中，所述滑塊與所述懸架電隔離。
在所述滑塊中，利用高電阻粘合劑把所述滑塊與所述懸架結合在一起。
在所述滑塊中，所述滑塊連接到電子反饋系統(tǒng)，所述電子反饋系統(tǒng)監(jiān)視所述滑塊的環(huán)境條件。
在所述滑塊中，所述充電導線連接到所述電子反饋系統(tǒng)，所述所述充電導線根據(jù)所述滑塊的浮動高度來提供電荷。
在所述滑塊中，所述充電導線連接到所述電子反饋系統(tǒng)，所述充電導線根據(jù)所述滑塊的周圍溫度來提供電荷。
在所述滑塊中，所述電荷在0.1-5伏特范圍內變化。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種系統(tǒng)，它包括磁存儲介質；懸架；與所述懸架結合在一起的滑塊；與所述滑塊結合在一起的磁頭，所述磁頭具有從磁存儲介質讀取數(shù)據(jù)的第一組導電焊盤以及向所述磁存儲介質寫入數(shù)據(jù)的第二組導電焊盤；結合到與所述磁頭相分離的所述滑塊的充電導電焊盤；以及連接到所述導電焊盤的充電導線，，用于向所述滑塊提供電荷。
在所述系統(tǒng)中，所述充電導電焊盤結合到所述滑塊的后緣。
在所述系統(tǒng)中，所述充電導電焊盤在晶片加工過程中結合到所述滑塊。
在所述系統(tǒng)中，所述滑塊與所述懸架電隔離。
在所述系統(tǒng)中，利用高電阻粘合劑把所述滑塊結合到所述懸架。
在所述系統(tǒng)中，所述滑塊連接到電子反饋系統(tǒng)，所述電子反饋系統(tǒng)監(jiān)視所述滑塊的環(huán)境條件。
在所述系統(tǒng)中，所述充電導線連接到所述電子反饋系統(tǒng)，所述充電導線根據(jù)所述滑塊的浮動高度來提供電荷。
在所述系統(tǒng)中，所述充電導線連接到所述電子反饋系統(tǒng)，所述充電導線根據(jù)所述滑塊的周圍溫度來提供電荷。
在所述系統(tǒng)中，所述電荷在0.1-5伏特范圍內變化。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種方法，它包括把滑塊懸掛在磁性數(shù)據(jù)存儲介質上方，所述滑塊與充電導電焊盤結合在一起，所述充電導電焊盤與所述滑塊上的一組讀導電焊盤和一組寫導電焊盤電隔離；向所述充電導電焊盤施加電壓以便在與所述磁性數(shù)據(jù)存儲介質相關的所述滑塊上產(chǎn)生電荷。
在所述方法中，所述充電導電焊盤連至所述滑塊的后緣。
在所述方法中，所述充電導電焊盤在晶片加工過程中結合到所述滑塊。
在所述方法中，所述滑塊與懸架結合在一起。
在所述方法中，所述滑塊與所述懸架電隔離。
在所述方法中，利用高電阻粘合劑把所述滑塊結合到所述懸架。
所述方法還包括監(jiān)視所述滑塊的環(huán)境條件。
所述方法還包括根據(jù)所述滑塊的浮動高度來提供電荷。
所述方法還包括根據(jù)所述滑動塊的周圍溫度來提供電荷。
在所述方法中，所述電荷在0.1-5伏特范圍內變化。


圖1是本領域中已知的具有讀/寫頭的滑塊裝置的透視圖。
圖2是本領域已知的磁盤驅動器裝置的透視圖。
圖3示出在本發(fā)明中實施的滑塊和懸架的一個實施例。
圖4示出在本發(fā)明中實施的具有充電結合片的一個實施例。
圖5示出一種典型的Guzik測量法的圖表，其中畫出了磁頭-磁盤間隔的變化對外加電壓的曲線。
具體實施例方式
公開了一種用于調節(jié)磁頭在諸如磁盤這樣的磁存儲介質之上的浮動高度的系統(tǒng)和方法。充電導電焊盤可以結合到與磁頭相分離的滑塊，以允許充電導線把電荷加到所述滑塊上。通過起準并聯(lián)電容器的作用，可以根據(jù)所施加的電壓量來增減所述磁盤-磁頭界面中的間隔的數(shù)量。所述滑塊可以與懸架架電隔離。反饋控制系統(tǒng)可以通過測量所述滑塊和磁盤周圍的溫度或其他環(huán)境條件來監(jiān)視與控制所述磁頭-磁盤間隔。
圖3示出在本發(fā)明中實施的滑塊和懸架的一個實施例。所述滑塊5包括磁讀/寫頭7、或磁讀/寫轉換器。在磁頭7和磁盤76之間的界面可以模擬成準并聯(lián)電容器。磁頭7作為上電極而磁盤76作為下電極。磁頭7和所述磁盤76通過一個小空隙而分離。當把低壓加到磁盤-磁頭界面(HDI)時，根據(jù)等式f＝kv2/d2，。浮動高度與所述外加電壓一起減小。符號f表示兩電極(即磁頭7和磁盤76)之間的吸力。符號k表示常量。符號v表示加到電極上的電壓、或磁頭7和磁盤76之間的靜電場中的電位差。符號d表示磁頭7和磁盤76之間的間距。所述等式說明，在高電壓下由于f增大，所以d將隨著所加電壓的增加而減小。換句話說，施加一電壓可以減小磁頭和磁盤間的間距。
在一個實施例中，第一導線310和第二導線320可以把磁頭7連接到電子反饋系統(tǒng)330。第一導線可以把電壓加到磁頭5。第一導線310可以在晶片加工過程中通過在所述滑塊5的后緣增加一導電焊盤而連接到所述磁頭5。所述導電焊盤，可以與磁頭5的任一焊盤隔離并且與任一這種焊盤電隔離?；瑝K5可以與懸架74電隔離，所述懸架74通常被接地。滑塊5，可以利用高電阻粘合劑340連接到懸架74，這就使得當把小電壓施加到滑塊5上時不再通過懸架74對地漏電。浮動高度監(jiān)視系統(tǒng)、或電子反饋系統(tǒng)330，可以做成磁盤驅動器電子設備系統(tǒng)，以便正確地為每一單個磁頭控制浮動高度并在所述浮動高度正在降低時預防可能的磁盤-磁頭接觸。反饋系統(tǒng)330通過利用經(jīng)由第二導線320所發(fā)送的回讀信號來監(jiān)視磁盤-磁頭間距?；刈x信號可以是振幅、振幅調制或其他易受磁盤-磁頭間距變化影響的電信號?；刈x信號也可以包括關于所述溫度或滑塊7周圍的其他環(huán)境條件的數(shù)據(jù)。反饋系統(tǒng)330可以通過根據(jù)所測到的磁盤-磁頭間距發(fā)送準確的電壓給滑塊7來控制所述磁盤-磁頭間距。
關于圖4，示出了本發(fā)明的第一具體實施例。在所述實施例中，提供滑塊401，在所述滑塊的后端包括讀和寫電部件。在所述滑塊上設置粘合焊盤409和411，用于把讀和寫電部件電連接到在所述懸架421上的電部件。在所述實施例中，所述懸架的電部件包括四個分別連接到粘合焊盤415、417上的導電跡線405、407，用于讀/寫信號。在本領域所公知的典型懸架中，導電跡線405、407可以結合所述到懸架421中，或在連接到懸架的柔性電路等中單獨形成。并且，所述跡線電連接到磁盤驅動器的電部件(例如，前置放大器，未在圖4中具體示出)，其特征在于所述磁盤驅動器控制從存儲介質讀取數(shù)據(jù)和把數(shù)據(jù)寫到所述存儲介質。
根據(jù)本發(fā)明的所述具體實施例，滑塊401以傳統(tǒng)方式(例如，用電絕緣的粘合劑)與懸架的舌簧片結合在一起。在滑塊的外表面上設置單獨的充電結合焊盤413。所述充電結合焊盤413通過直接接觸或嵌入磁頭結構的導電路徑而電連接到滑塊401。在懸架上設置具有充電跡線419的單獨的充電焊盤420，以向電子反饋系統(tǒng)330提供導電通路。在把滑塊401固定在舌簧片403上之后，滑塊的粘合焊盤409、411、413可以通過諸如金絲球焊結構來電連接粘合焊盤417、415、420?？梢允褂秒娺B接的其他方法，包括超聲波焊接和焊接劑。
圖5示出了動態(tài)電測試(DET)測量結果的典型的圖表，其中相對于外加電壓畫出了磁盤-磁頭間距的變化。磁盤-磁頭間距的變化是在回讀信號脈沖的50％的高度(PW5O)處通過功率寬度來測量的。所述PW5O隨磁盤-磁頭間距而線性變化。為獲得所述測量數(shù)據(jù)，使用直流電源作為電壓源，并且使用-2到+2伏特的電壓。如曲線圖所表示的，浮動高度(PW5O)與外加電壓一起降低，不管所述電壓是正還是負。對于0-2伏特的電壓范圍來說，所述PW5O的變化為每伏特大約0.12μin或0.06μin。因此，對于0.06μin的浮動高度增加量來說(如可能在寒冷運行狀態(tài)下所發(fā)生的)，1伏特將足以進行補償。
一件關系到對磁盤-磁頭界面充電或施加電壓的事情，是對巨磁阻(GM)傳感器的靜電破壞的可能性。用于工業(yè)的大多數(shù)GMR傳感器具有大約5伏特的閾值。因此施加低壓，例如對磁盤-磁頭界面施加1伏特或更小的電壓，好象大不可能引起對GMR傳感器的靜電損害。
雖然在此具體地示出并描述了幾個具體實施例，但是應當指出，上述教導覆蓋本發(fā)明的修改和變動，并且在所附要求書范圍之內而不脫離本發(fā)明的精神和預期的范圍。
權利要求
1.一種滑塊，它包括與所述滑塊結合在一起的磁頭，所述磁頭具有從磁存儲介質讀取數(shù)據(jù)的第一組導電焊盤以及向所述磁存儲介質寫入數(shù)據(jù)的第二組導電焊盤；結合到與所述磁頭相分離的所述滑塊的充電導電焊盤；以及連接到所述導電焊盤的充電導線，用于把電荷加到所述滑塊上。
2.根據(jù)權利要求1所述的滑塊，其特征在于所述充電導電焊盤結合到所述滑塊的后緣。
3.根據(jù)權利要求1所述的滑塊，其特征在于所述充電導電焊盤在晶片加工過程中結合到所述滑塊。
4.根據(jù)權利要求1所述的滑塊，其特征在于所述滑塊與懸架結合在一起。
5.根據(jù)權利要求4所述的滑塊，其特征在于所述滑塊與所述懸架電隔離。
6.根據(jù)權利要求5所述的滑塊，其特征在于利用高電阻粘合劑把所述滑塊與所述懸架結合在一起。
7.根據(jù)權利要求1所述的滑塊，其特征在于所述滑塊連接到電子反饋系統(tǒng)，所述電子反饋系統(tǒng)監(jiān)視所述滑塊的環(huán)境條件。
8.根據(jù)權利要求7所述的滑塊，其特征在于所述充電導線連接到所述電子反饋系統(tǒng)，所述所述充電導線根據(jù)所述滑塊的浮動高度來提供電荷。
9.根據(jù)權利要求7所述的滑塊，其特征在于所述充電導線連接到所述電子反饋系統(tǒng)，所述充電導線根據(jù)所述滑塊的周圍溫度來提供電荷。
10.根據(jù)權利要求1所述的滑塊，其特征在于所述電荷在0.1-5伏特范圍內變化。
11.一種系統(tǒng)，它包括磁存儲介質；懸架；與所述懸架結合在一起的滑塊；與所述滑塊結合在一起的磁頭，所述磁頭具有從磁存儲介質讀取數(shù)據(jù)的第一組導電焊盤以及向所述磁存儲介質寫入數(shù)據(jù)的第二組導電焊盤；結合到與所述磁頭相分離的所述滑塊的充電導電焊盤；以及連接到所述導電焊盤的充電導線，，用于向所述滑塊提供電荷。
12.根據(jù)權利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于所述充電導電焊盤結合到所述滑塊的后緣。
13.根據(jù)權利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于所述充電導電焊盤在晶片加工過程中結合到所述滑塊。
14.根據(jù)權利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于所述滑塊與所述懸架電隔離。
15.根據(jù)權利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于利用高電阻粘合劑把所述滑塊結合到所述懸架。
16.根據(jù)權利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于所述滑塊連接到電子反饋系統(tǒng)，所述電子反饋系統(tǒng)監(jiān)視所述滑塊的環(huán)境條件。
17.根據(jù)權利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于所述充電導線連接到所述電子反饋系統(tǒng)，所述充電導線根據(jù)所述滑塊的浮動高度來提供電荷。
18.根據(jù)權利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于所述充電導線連接到所述電子反饋系統(tǒng)，所述充電導線根據(jù)所述滑塊的周圍溫度來提供電荷。
19.根據(jù)權利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于所述電荷在0.1-5伏特范圍內變化。
20.一種方法，它包括把滑塊懸掛在磁性數(shù)據(jù)存儲介質上方，所述滑塊與充電導電焊盤結合在一起，所述充電導電焊盤與所述滑塊上的一組讀導電焊盤和一組寫導電焊盤電隔離；向所述充電導電焊盤施加電壓以便在與所述磁性數(shù)據(jù)存儲介質相關的所述滑塊上產(chǎn)生電荷。
21.根據(jù)權利要求20所述的方法，其特征在于所述充電導電焊盤結合到所述滑塊的后緣。
22.根據(jù)權利要求20所述的方法，其特征在于所述充電導電焊盤在晶片加工過程中結合到所述滑塊。
23.根據(jù)權利要求20所述的方法，其特征在于所述滑塊與懸架結合在一起。
24.根據(jù)權利要求23所述的方法，其特征在于所述滑塊與所述懸架電隔離。
25.根據(jù)權利要求23所述的方法，其特征在于利用高電阻粘合劑把所述滑塊結合到所述懸架。
26.根據(jù)權利要求20所述的方法，其特征在于還包括監(jiān)視所述滑塊的環(huán)境條件。
27.根據(jù)權利要求26所述的方法，其特征在于還包括根據(jù)所述滑塊的浮動高度來提供電荷。
28.根據(jù)權利要求26所述的方法，其特征在于還包括根據(jù)所述滑動塊的周圍溫度來提供電荷。
29.根據(jù)權利要求20所述的方法，其特征在于所述電荷在0.1-5伏特范圍內變化。
全文摘要
公開了一種用于調整磁頭在諸如磁盤這樣的磁存儲介質上方的浮動高度的系統(tǒng)和方法?？梢园殉潆妼щ姾副P和與磁頭相分離的滑塊結合在一起，以允許充電導線所述把電壓加到滑塊上。通過起準并聯(lián)電容器的作用，可以根據(jù)所施加的電壓量來增減所述磁盤－磁頭界面的間隔的量。所述滑塊可以與懸架電分離。反饋控制系統(tǒng)可以通過測量所述滑決和磁盤周圍的溫度或其他環(huán)境條件來監(jiān)視與控制所述磁頭－磁盤間隔。
文檔編號G11B21/21GK1577595SQ20041006845
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月10日 優(yōu)先權日2003年7月11日
發(fā)明者Z·馮, E·T·查, D·胡, Y·付 申請人:新科實業(yè)有限公司