實(shí)現(xiàn)接觸檢測(cè)和間距感測(cè)的寫頭器件的方法、裝置和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明總地涉及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域，更具體地，涉及用于實(shí)現(xiàn)硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)中的記錄頭的寫入器至磁盤(writer-to-disk)的接觸檢測(cè)和間距感測(cè)的寫頭器件(write headdevice)的方法、裝置和系統(tǒng)，該記錄頭諸如微波輔助磁記錄(MAMR)頭。
【背景技術(shù)】
[0002]很多數(shù)據(jù)處理應(yīng)用要求長(zhǎng)期數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并通常要求高度的數(shù)據(jù)完整性。通常這些需求由非易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置滿足。非易失性存儲(chǔ)或持久介質(zhì)能夠通過(guò)多種器件提供，最常見地由直接存取存儲(chǔ)器件(DASD)提供，其也被稱作硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)。
[0003]硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)中的微波輔助磁記錄(MAMR)頭提供了改進(jìn)的面密度(arealdensity)和/或通過(guò)生成更精確限定的磁印記(magnetic foot print)來(lái)改善數(shù)據(jù)錯(cuò)誤率，該磁印記由MAMR頭寫入器生成。這通過(guò)在該寫頭附近增加微波輻射源來(lái)實(shí)現(xiàn)。這個(gè)微波振蕩器產(chǎn)生在多千兆赫茲頻率范圍內(nèi)的磁場(chǎng)。
[0004]對(duì)于最優(yōu)的磁記錄和數(shù)據(jù)讀回，頭至磁盤的間距是關(guān)鍵的。隨著位密度繼續(xù)增大，需要減少該頭至磁盤的間隙。該頭至磁盤的間隙的精確獲知和控制對(duì)于避免由反復(fù)的頭至磁盤的接觸或飛行高度變化引起的可靠性問(wèn)題是關(guān)鍵的?，F(xiàn)有技術(shù)水平的滑塊(slider)包括使滑塊膨脹而使讀頭和寫頭移動(dòng)得更靠近磁盤的熱飛行高度控制(thermal flyheightcontrol，TFC)加熱器。同時(shí)，嵌入式接觸傳感器(embedded contact sensor，ECS)(在該滑塊的空氣軸承表面(air bearing surface，ABS)處的一條材料)隨溫度改變電阻，并被用于檢測(cè)滑塊至磁盤的接觸，其中來(lái)自接觸的摩擦加熱使ECS溫度和電阻增大。此外，具有至磁盤表面更近而沒有實(shí)際接觸的滑塊至磁盤的間距允許滑塊更好地散熱，降低ECS的溫度和電阻。
[0005]盡管ECS能夠檢測(cè)該滑塊上的最低點(diǎn)何時(shí)接觸該磁盤(最低點(diǎn))，但是其不能測(cè)量讀頭和磁盤之間的間距(Rs)或?qū)懭肫骱痛疟P之間的間距(Ws) ACS僅能夠測(cè)量ECS條帶和磁盤之間的平均間距，其與Rs和Ws相關(guān)但是與它們不相同。
[0006]基于讀回信號(hào)如何隨著間距減小，能夠使用華萊士曲線間距校準(zhǔn)(Wallace curvespacing calibrat1n)來(lái)發(fā)現(xiàn)讀傳感器至磁盤的間距。然而，還沒有用于確定寫入器至磁盤的間距的技術(shù)。
[0007]對(duì)用于實(shí)現(xiàn)硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)中的記錄頭的寫入器至磁盤的接觸檢測(cè)和間距感測(cè)的有效的寫頭器件存在需求。
[0008]在下面的描述和權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)“磁盤”應(yīng)當(dāng)被理解為廣義地包括與讀和寫記錄頭一起使用的各種磁介質(zhì)，例如包括各種帶驅(qū)動(dòng)磁介質(zhì)和各種旋轉(zhuǎn)盤磁介質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]優(yōu)選實(shí)施例的方面提供一種用于實(shí)現(xiàn)硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)中的寫入器至磁盤的接觸檢測(cè)和記錄頭的間距感測(cè)的寫頭器件的方法、裝置和系統(tǒng)。優(yōu)選實(shí)施例的其他重要的方面提供基本上沒有負(fù)面影響的這樣的方法、裝置和系統(tǒng)并克服現(xiàn)有技術(shù)布置的一些缺點(diǎn)。
[0010]簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，提供用于實(shí)現(xiàn)硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)中的記錄頭的寫入器至磁盤的接觸檢測(cè)和間距感測(cè)的寫頭器件的方法、裝置和系統(tǒng)。寫頭器件，諸如自旋力矩振蕩器(spintorque oscillator，ST0)，被提供在記錄頭中的寫入器的主磁極尖端(main pole tip)和周圍磁屏蔽之間。一對(duì)連接被提供到寫入器的磁屏蔽和主磁極，并且寫頭器件的電阻被測(cè)量以檢測(cè)寫入器至磁盤的間距和接觸。
【附圖說(shuō)明】
[0011]從以下對(duì)附圖中示出的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明連同以上和其他的目的和優(yōu)點(diǎn)可以被最佳地理解，附圖中:
[0012]圖1是示出根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的用于實(shí)現(xiàn)硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)中的微波輔助磁記錄(MAMR)頭的寫入器至磁盤的接觸檢測(cè)和間距感測(cè)的系統(tǒng)的方框圖；
[0013]圖2和圖3示意性示出根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的用于實(shí)現(xiàn)硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)中的微波輔助磁記錄(MAMR)頭的寫入器至磁盤的接觸檢測(cè)和間距感測(cè)的提供在主磁極尖端和周圍磁屏蔽之間的相應(yīng)示例電路和示例寫頭器件；
[0014]圖4示出根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的關(guān)于熱飛行高度控制(TFC)功率的用于與相應(yīng)的示例聲發(fā)射(acoustic emiss1n，AE)傳感器信號(hào)進(jìn)行比較的示例自旋力矩振蕩器(STO)電阻的示例波形；
[0015]圖5示出根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的關(guān)于熱飛行高度控制(TFC)功率的與寫入器磁極尖端和磁盤之間的相應(yīng)示例電流進(jìn)行比較的示例自旋力矩振蕩器(STO)電阻的示例波形；
[0016]圖6示出根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的關(guān)于熱飛行高度控制(TFC)功率的與相應(yīng)示例聲發(fā)射(AE)傳感器信號(hào)進(jìn)行比較的自旋力矩振蕩器(STO)電阻接觸信號(hào)的示例導(dǎo)數(shù)的示例波形；以及
[0017]圖7是示出根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]在以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述中，將參照附圖，附圖示出示例實(shí)施例，本發(fā)明可通過(guò)該示例實(shí)施例來(lái)實(shí)施。將理解的，可以利用其他的實(shí)施例并且可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)變化而沒有脫離本發(fā)明的范圍。
[0019]這里使用的術(shù)語(yǔ)僅是為了描述特定實(shí)施例的目的，而不意在限制本發(fā)明。如這里使用的，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“該”旨在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另外地明確指示。還將理解，術(shù)語(yǔ)“包括”和/或“包含”，當(dāng)在本說(shuō)明書中使用時(shí)，指定所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元素和/或組件的存在，但是不排除一個(gè)或多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元素、組件和/或其組合的存在或添加。
[0020]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的特征，提供用于實(shí)現(xiàn)微波輔助磁記錄(MAMR)硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)的間距感測(cè)和寫入器至磁盤的接觸檢測(cè)的方法、裝置和系統(tǒng)。
[0021]現(xiàn)在參照附圖，在圖1中，示出根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的通常由附圖標(biāo)記100指示的用于實(shí)現(xiàn)寫入器至磁盤的接觸檢測(cè)和間距感測(cè)以操作微波輔助磁記錄(MAMR)硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)的示例系統(tǒng)。系統(tǒng)100包括主機(jī)102、存儲(chǔ)裝置104(諸如硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD) 104)以及在主機(jī)102和存儲(chǔ)裝置104之間的接口 106。
[0022]如圖1所示，主機(jī)102包括處理器108、主機(jī)操作系統(tǒng)(HOST OS) 110和控制代碼112。存儲(chǔ)裝置或微波輔助磁記錄(MAMR)硬盤驅(qū)動(dòng)器104包括聯(lián)接到緩存存儲(chǔ)器115并聯(lián)接到數(shù)據(jù)通道116的控制器114，該緩存存儲(chǔ)器115例如通過(guò)閃存、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)和靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)中的一個(gè)或組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。存儲(chǔ)裝置或硬盤驅(qū)動(dòng)器104包括實(shí)現(xiàn)寫入器至磁盤的接觸檢測(cè)和寫入器至磁盤的間距感測(cè)的讀/寫(R/W)集成電路(IC)117。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，存儲(chǔ)裝置或硬盤驅(qū)動(dòng)器104包括運(yùn)載滑塊120的臂118?；瑝K120在磁盤126的可寫入的盤表面124上方飛行，并包括例如與滑塊120集成的至少一個(gè)微波輔助磁記錄(MAMR)頭。
[0023]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的特征，寫頭器件接觸檢測(cè)和間距感測(cè)控制130提供有控制器114以控制STO電阻檢查和電流檢查(例如，在加電以及在該MAMR HDD 1 4的操作期間周期性的)，以識(shí)別寫入器至磁盤的間距和寫入器至磁盤的接觸。當(dāng)MAMR頭在磁盤216上方飛行時(shí)，可以周期性地進(jìn)行寫頭器件的寫入器至磁盤的間距和寫入器至磁盤的接觸檢測(cè)。
[0024]包括主機(jī)102和MAMR HDD 104的系統(tǒng)100以足夠理解給出的實(shí)施例的簡(jiǎn)化形式示出。所示的主機(jī)102和存儲(chǔ)裝置或HDD 104—起并不意在表示架構(gòu)或功能的限制。本發(fā)明可以與各種硬件實(shí)施和系統(tǒng)以及各種其他的內(nèi)部硬件設(shè)備一起使用。
[0025]盡管關(guān)于微波輔助磁記錄(MAMR)頭示出和描述了HDD 104和寫入器至磁盤的接觸檢測(cè)電路200，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可應(yīng)用于各種記錄頭，不限于MAMR頭。
[0026]現(xiàn)在參照?qǐng)D2和圖3，示出根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的一般由附圖標(biāo)記200指示的示例電路和一般由附圖標(biāo)記300指示的示例寫頭器件，該示例寫頭器件用于實(shí)現(xiàn)硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)中的微波輔助磁記錄(MAMR)頭的寫入器至磁盤的接觸檢測(cè)和間距感測(cè)。
[0027]在圖2中，寫入器至磁盤的接觸和間距檢測(cè)電路200包括提供有滑塊120的MAMR頭202 JAMR頭202包括主磁極(MP)204、寫頭器件206、以及頭寫入器的拖尾屏蔽(trailingshield)208。電壓源210在主磁極MP 204和拖尾屏蔽TS 208之間施加電壓V。電流I 212被測(cè)量以確定寫頭器件206的電阻，該電阻用于在MAMR頭202在磁盤126的盤表面124上方飛行時(shí)識(shí)別寫入器至磁盤的間距和寫入器至磁盤的接觸。
[0028]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的特征，寫頭器件206由具有預(yù)定的電阻溫度系數(shù)(PredefinedCoefficient of Resistance，TCR)或大的熱電系數(shù)的選擇的材料形成，設(shè)置為與主磁極尖端204電接觸接合并在MAMR頭中的寫入器的主磁極尖端和磁屏蔽之間延伸。應(yīng)當(dāng)理解，寫頭器件206可選地通過(guò)自旋力矩振蕩器(STO)實(shí)現(xiàn)，但不限于STO材料。
[0029]如所示的，MAMR頭202包括接近主磁極MP 204設(shè)置的線圈214、讀取器216和熱飛行高度控制218。祖1?頭202可選地包括接近MAMR頭202的空氣軸承表面222的常規(guī)嵌入式接觸傳感器(ECS)220。嵌入式接觸傳感器(ECS)220是遠(yuǎn)離磁極尖端定位的大的結(jié)構(gòu)，并實(shí)質(zhì)上大于寫頭器件206 JAMR頭202中的加熱器使用熱飛行高度控制218以使寫入器更靠近磁盤126。祖1?頭202可選地包括靠近MAMR頭202的空氣軸承表面2