專利名稱：用于清洗磁盤驅(qū)動器構(gòu)件的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁盤驅(qū)動器信息儲存裝置。更具體地說，本發(fā)明涉及清洗在制造磁盤驅(qū)動器中使用的磁盤和晶片。
清洗技術(shù)可用于有效去除較大的顆粒。例如，已經(jīng)使用了磨光磁頭、超聲波和特大聲波(megasonic)清洗。然而，磨光磁頭可以將顆粒分解為更小的顆粒，這些顆粒同樣粘附于滑動面。超聲波或特大聲波清洗將不得不使用數(shù)量無法接受的功率，以便獲得足夠高的壓力梯度，以去除較小的顆粒。隨著磁盤驅(qū)動器的面密度的增加，滑動構(gòu)件之間的關(guān)鍵尺寸變得更小，并且在某些應(yīng)用中達(dá)到5納米。需要一種可以從微型機械滑動面清洗極小顆粒的方法和設(shè)備，而且在清洗期間不會破壞滑動面處或附近的微型機械結(jié)構(gòu)。
一連接到一彈性固定件的滑動軸承在暴露面上方運行?；瑒虞S承附近的暴露面上的一清洗線經(jīng)受清洗流體的流動。該流動可由微型結(jié)構(gòu)裝置和滑動軸承之間的相對運動產(chǎn)生，或由一噴嘴產(chǎn)生。
仔細(xì)審閱以下附圖和相應(yīng)的詳細(xì)說明，將使另外的特征和益處變得清楚。


圖1示出了一磁盤驅(qū)動器儲存裝置。
圖2示出了清洗流體在一微型結(jié)構(gòu)裝置的暴露面與一滑動軸承之間的流體流動。
圖3示出了圖2的滑動軸承之下的壓力和壓力梯度。
圖4-5示出了適于清洗多個暴露面的設(shè)備的一第一實施例。
圖6示出了一固定多個基片的真空夾盤板，每個基片包括一組磁盤驅(qū)動器磁頭。
圖7示出了適于清洗多個暴露面的設(shè)備的一第二實施例。
在圖1中，示出了磁盤驅(qū)動器儲存裝置100的一個實施例。磁盤驅(qū)動器100包括一磁盤組126，該磁盤組具有通常是使用微型結(jié)構(gòu)制造技術(shù)沉積的磁性材料層的儲存表面106。磁盤組126包括一疊多個磁盤，而讀寫磁頭組件112包括一用于每個堆疊的磁盤的讀寫變換器或磁頭110。通常使用微型結(jié)構(gòu)制造技術(shù)形成磁頭110。磁盤組126如同箭頭107所示的那樣旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動，以使讀寫磁頭組件112接近磁盤組126上的儲存表面106上的用于數(shù)據(jù)的不同旋轉(zhuǎn)位置。
致動讀寫磁頭組件112，以使其相對于磁盤組126徑向移動(如箭頭122所示)，以接近磁盤組126的儲存表面106上的用于數(shù)據(jù)的不同徑向位置。通常，讀寫磁頭組件112的致動由一音圈電動機118提供。音圈電動機118包括一在軸120上樞轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子116和一致動讀寫磁頭組件112的臂114。磁盤驅(qū)動器100包括用于控制磁盤驅(qū)動器100的運行以及將數(shù)據(jù)傳入和從磁盤驅(qū)動器讀出的電子線路130。
通常，磁盤驅(qū)動器110在圖示的磁盤驅(qū)動器100中的儲存表面106上方滑動。如果在滑動面之間有尺寸足夠大的顆粒，則使運行期間損壞滑動面之一的危險增加。在現(xiàn)代磁盤驅(qū)動器中，磁頭110和儲存表面106之間的關(guān)鍵尺寸可以接近5納米。顆粒會導(dǎo)致?lián)p壞，需要在裝配磁盤驅(qū)動器100之前將其從滑動面上去除。下面將結(jié)合圖2-7敘述用于清洗滑動面的方法和設(shè)備。
圖2示出了清洗設(shè)備138的一部分。在清洗操作期間，清洗流體140在一微型結(jié)構(gòu)裝置144的暴露面142周圍和一滑動軸承146周圍流動。清洗流體140可以是諸如空氣或干氮氣之類的純凈氣體，或者可以是液體清洗流體。當(dāng)顆粒148被排出時，清洗流體140以相對緩慢的速率移動到微型結(jié)構(gòu)裝置144的上方，以將顆粒帶走，如同下面將更詳細(xì)敘述的那樣。當(dāng)微型結(jié)構(gòu)裝置144(或微型結(jié)構(gòu)裝置的一部分)被安裝在磁盤驅(qū)動器中之前，圖2中的清洗設(shè)備用于從暴露面142去除極小顆粒148。
微型結(jié)構(gòu)裝置144是一滑動磁盤驅(qū)動器構(gòu)件，例如具有一排磁盤驅(qū)動器磁頭的磁盤或基片。在裝配好磁盤驅(qū)動器以后，暴露面142是將在磁盤驅(qū)動器運行期間在另一表面上方滑動的一表面。暴露面142由微型結(jié)構(gòu)制造技術(shù)構(gòu)成，例如研磨、濺射、化學(xué)氣相積淀、取向附生、汽化或類似技術(shù)。微型結(jié)構(gòu)裝置144的微型結(jié)構(gòu)制造過程或相關(guān)處理和儲存可使極小顆粒148粘附于暴露面142。顆粒148牢固地粘附于暴露面142并且難以去除。這些顆粒148如此之小，以致其嵌在清洗流體140的邊界層150中，即使當(dāng)流體在暴露面142上方流動時也是如此。眾所周知，盡管有在離開邊界層150較短距離處的流動速率相當(dāng)大的事實，但有關(guān)暴露面142的邊界層(例如邊界層150)中的流動速率相對較低。需要一種擾動相對靜止的邊界層150，并且在暴露面142處提供流動速率較高的清洗流體以去除顆粒148的方法。
如152處所示，微型結(jié)構(gòu)裝置144相對于滑動軸承146快速移動或旋轉(zhuǎn)。微型結(jié)構(gòu)裝置144固定在一旋轉(zhuǎn)微型結(jié)構(gòu)裝置144的固定件187上。一安裝臂154使滑動軸承146受到一將滑動軸承推向暴露面142的彈性力。微型結(jié)構(gòu)裝置144和滑動軸承146之間的相對運動所引起的流動迫使邊界層150通過滑動軸承146和暴露面142之間的狹窄間隙156。
如圖3所示，狹窄間隙156處的清洗流體140中的壓力P在165處急劇增加。如164處所示，壓力變化的速率dP/dX在超過間隙的紊亂尾流166中增加。在圖3中，橫軸X代表沿滑動軸承146下方的暴露面142的位置。實線縱軸P代表壓力，而虛線縱軸dP/dX代表壓力梯度。
在165處(接近X＝0)增加的壓力產(chǎn)生將滑動軸承146提升一離開暴露面142的較小距離的力。由于滑動軸承146被彈性安裝，因此其可以移動。迫使邊界層150在156處通過狹窄間隙，致使沿清洗線147擦洗暴露面142的顆粒的清洗流體具有期望的高流動速率。清洗流體在156處的流動使邊界層150擾動，并使其極度靠近暴露面142。顆粒148被夾帶在滑動軸承146之后的紊亂尾流166中，并且被清洗設(shè)備上方的清洗流體的緩慢流動帶走。在液體清洗流體的情況下，清洗流體上保持有靜壓力，以減少或消除可能會破壞暴露面142的任何空穴現(xiàn)象。
后緣處(156處)的增壓邊界層產(chǎn)生高壓力梯度?？捎衫字Z方程的分析解估計這些梯度的數(shù)量。例如，具有1×104的軸承編號、1厘米的軸承長度、Hmax/Hmin＝200和Hmin＝1微米的平面呈楔形的滑動軸承在空氣中產(chǎn)生作用在顆粒上的約1×1011D3牛頓的力，其中D是顆粒的直徑(單位為米)?！拜S承編號”等于(6μUL)/(h2P)，其中μ是清洗流體的粘度，U是磁盤和滑動軸承之間的相對速度，L是滑動軸承長度，h是磁盤和滑動軸承之間的最小距離，以及P是環(huán)境壓力。該力基本上比市場出售的特大聲波清洗設(shè)備所產(chǎn)生的力大兩個數(shù)量級。使用滑動軸承的清洗具有比特大聲波清洗更為有效的潛力。
在下面的圖4-7中，用相同的標(biāo)號識別與圖2中的特征相同或相似的特征。
圖4-5示出了適于清洗暴露面142的設(shè)備200的一第一實施例。設(shè)備200被設(shè)置成清洗微型結(jié)構(gòu)裝置144的多個暴露面142。設(shè)備200的設(shè)置與磁盤驅(qū)動器的設(shè)置相似。如圖4-5所示，微型結(jié)構(gòu)裝置144是磁盤驅(qū)動器用磁盤，然而，可以安裝諸如圖6所示的真空夾盤板來代替磁盤。微型結(jié)構(gòu)裝置144固定在一固定件186的多個表面187上。固定件186是一伺服電動機188的主動軸，該伺服電動機用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸。設(shè)備200浸在清洗流體188的池中，該清洗流體如箭頭所示的那樣緩慢移動，以將移出的顆粒帶走。
滑動軸承146連接到暴露面142上方的彈性固定件154。微型結(jié)構(gòu)裝置144由伺服電動機188旋轉(zhuǎn)。微型結(jié)構(gòu)裝置144如同箭頭152所示的那樣移動，移動方向通常與滑動軸承146和清洗線147垂直。相對運動使清洗流體沿滑動軸承146附近的暴露面142上的以虛線表示的清洗線147移動。當(dāng)微型結(jié)構(gòu)裝置144旋轉(zhuǎn)時，清洗線147沿大致垂直于清洗線147的一線在暴露面142上方移動。表面142的所有區(qū)域被清洗線147處的高流動性充分沖刷清洗。紊亂尾流166跟隨清洗線147，并且被設(shè)備200上方的清洗流體188的緩慢流動帶走。
在完成清洗時，滑動軸承146和彈性固定件154從暴露面上方的一運行位置(如圖4所示)移動到由箭頭149所示的暴露面142的軌跡之外的一第二位置。彈性固定件154連接到一在一軸184上樞轉(zhuǎn)的轂套182。音圈電動機180以與磁盤驅(qū)動器相似的方式驅(qū)使其移動。該移動可使微型結(jié)構(gòu)裝置144的安裝和拆卸方便。
圖6示出了包括一真空夾盤板302和包括多組磁盤驅(qū)動器磁頭的多個基片304的一組件300。應(yīng)用基片304下方的真空，將多個基片304固定于真空夾盤板302。借助真空通道306由一中央通氣軸(圖中未示出)提供真空。組件300可以裝入諸如圖4-5所示的設(shè)備200之類的設(shè)備。一旦裝入設(shè)備200，就將在板302周圍形成并清掃一清洗線308，以清洗多個基片304。
也可以將組件300裝入諸如下面的圖7所示的設(shè)備400之類的裝置。
圖7示出了適于清洗微型結(jié)構(gòu)裝置304的暴露面142的設(shè)備400的一第二實施例，該微型結(jié)構(gòu)裝置固定于圖6所示的真空夾盤板302。真空夾盤板302安裝在一軸320上。軸320被設(shè)置成在清洗過程期間緩慢旋轉(zhuǎn)，以使暴露面142上方的多條清洗線308移動。軸320包括一內(nèi)部通道322，該通道將真空提供給真空夾盤板302中的真空通道306。將一可移動的安裝板330安裝在一軸332上。安裝板330可以處在如圖所示的清洗位置中，或者可以如同線331所示的那樣移離，以使夾盤板302中的微型結(jié)構(gòu)裝置304的裝載和卸載方便。軸332包括一內(nèi)部通道334，該通道將高增壓的清洗流體輸送給安裝板330中的通道336。通道336使高增壓清洗流體與設(shè)置在四個滑動軸承340下方的四個噴嘴338連接。為清楚起見，圖7中只示出了四個滑動軸承340設(shè)置中的兩個。設(shè)置在滑動軸承340和暴露面142之間的增壓噴嘴338產(chǎn)生清洗流體140的流動。在圖7中，滑動軸承340和暴露面142之間不需要高速的相對運動。
總之，一設(shè)備(138、200、400)適于清洗一微型結(jié)構(gòu)裝置(144、304)的一暴露面(142)。設(shè)備(138、200、400)包括一具有一安裝表面(187)的固定件(186、302)，該安裝表面適于固定微型結(jié)構(gòu)裝置(144、304)。一清洗流體(140、188)覆蓋暴露面(142)。一滑動軸承(146、340)設(shè)置在暴露面(142)的上方。一彈性固定件(154)連接到滑動軸承(146、340)。一清洗線(147、308)位于滑動軸承(146、340)附近的暴露面(142)上。清洗線(147、308)經(jīng)受清洗流體(140、188)的流動。
應(yīng)予理解的是，雖然在前面的敘述中已經(jīng)闡述了本發(fā)明的多種實施例的許多特征和優(yōu)點，以及本發(fā)明的多種實施例的結(jié)構(gòu)和功能的細(xì)節(jié)，然而該揭示只是說明性的，還可以根據(jù)本發(fā)明的原理、在所附權(quán)利要求書中的條款的廣泛含義所表達(dá)的最大范圍內(nèi)對本發(fā)明——尤其是與零件的結(jié)構(gòu)和設(shè)置有關(guān)的方面作細(xì)節(jié)上的變化。例如，在不背離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，在保持基本相同的功能性的同時，可以根據(jù)微型結(jié)構(gòu)裝置的特定應(yīng)用改變特定元件。另外，盡管本文所述的較佳實施例涉及用于磁盤驅(qū)動器儲存系統(tǒng)的微型結(jié)構(gòu)裝置，但本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解的是，在不背離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，本發(fā)明的主旨可以應(yīng)用于其它微型結(jié)構(gòu)裝置，如LCD板或硅或砷化鎵半導(dǎo)體集成電路晶片。
權(quán)利要求
1.一種清洗一微型結(jié)構(gòu)裝置的一暴露面的方法，該方法包括A.將所述微型結(jié)構(gòu)裝置固定在一固定件上，所述固定件具有浸在一清洗流體中的所述暴露面；B.將一滑動軸承安裝在所述暴露面上方的一彈性固定件上；以及C.沿所述滑動軸承附近的所述暴露面上的一清洗線提供所述清洗流體的流動。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，它還包括D.沿大致垂直于所述清洗線的一運動線相對于所述滑動軸承移動所述微型結(jié)構(gòu)裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述暴露面是使用在一磁盤驅(qū)動器中的一微型結(jié)構(gòu)裝置的一滑動面。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述微型結(jié)構(gòu)裝置包括在一基片上的一組磁盤驅(qū)動器磁頭。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述彈性固定件可以從所述暴露面上方的一第一位置移動到離開所述暴露面的一第二位置。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述清洗流體的流動由所述滑動軸承和所述暴露面之間的相對運動產(chǎn)生。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述清洗流體的流動由設(shè)置在所述滑動軸承和所述暴露面之間的一增壓噴嘴產(chǎn)生。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述清洗流體是在清洗期間受到一足以防止空穴現(xiàn)象的靜壓力的液體。
9.一種適于用清洗一微型結(jié)構(gòu)裝置的一暴露面的設(shè)備，該設(shè)備包括一固定件，所述固定件具有一適于固定所述微型結(jié)構(gòu)裝置的安裝面；一清洗流體，所述清洗流體覆蓋所述暴露面；一滑動軸承，所述滑動軸承位于所述暴露面上方；一彈性固定件，所述固定件連接到所述滑動軸承；以及一位于所述滑動軸承附近的所述暴露面上的清洗線，所述清洗線經(jīng)受所述清洗流體的流動。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述清洗線沿大致垂直于所述清洗線的一線在所述暴露面上方移動。
11.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述暴露面是用于一磁盤驅(qū)動器中的一微型結(jié)構(gòu)裝置的一滑動面。
12.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述微型結(jié)構(gòu)裝置包括在基片上的一組磁盤驅(qū)動器磁頭。
13.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述彈性固定件可以從所述暴露面上方的一第一位置移動到離開所述暴露面的一第二位置。
14.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述清洗流體的流動由所述滑動軸承和所述暴露面之間的相對運動產(chǎn)生。
15.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述清洗流體的流動由設(shè)置在所述滑動軸承和所述暴露面之間的一增壓噴嘴產(chǎn)生。
16.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述清洗流體是在清洗期間受到一足以防止空穴現(xiàn)象的靜壓力的液體。
17.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述清洗流體是空氣。
18.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述微型結(jié)構(gòu)裝置包括一硅晶片。
19.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述微型結(jié)構(gòu)裝置包括一砷化鎵晶片。
20.一種適于清洗一微型結(jié)構(gòu)裝置的一暴露面的設(shè)備，該設(shè)備包括一安裝所述微型結(jié)構(gòu)裝置的固定件的結(jié)構(gòu)，其暴露面由一清洗流體和一滑動軸承覆蓋；用于沿所述滑動軸承附近的所述暴露面上的一清洗線產(chǎn)生所述清洗流體的流動的裝置。
全文摘要
一設(shè)備(138、200；400)適于清洗諸如用于磁盤驅(qū)動器的磁盤或磁頭之類的微型結(jié)構(gòu)裝置(144、304)的一暴露面。該設(shè)備包括一具有一安裝表面的固定件(187、302)，該安裝表面適于接納微型結(jié)構(gòu)裝置。一清洗流體(140)覆蓋暴露面。一連接到一彈性固定件(154)的滑動軸承(146、340)位于暴露面上方運行?；瑒虞S承附近的暴露面上的一清洗線(147、308)經(jīng)受清洗流體的流動。該流動可由裝置和滑動軸承之間的相對運動產(chǎn)生，或由一噴嘴(338)產(chǎn)生。
文檔編號G11B23/50GK1440550SQ01812312
公開日2003年9月3日 申請日期2001年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月2日
發(fā)明者M·奧林 申請人:西加特技術(shù)有限責(zé)任公司