專利名稱：玻璃質(zhì)金屬磁盤的制作方法
技術領域：
本申請涉及硬盤驅(qū)動器，特別是涉及包括玻璃質(zhì)金屬(glassymetal)的硬盤驅(qū)動器盤片。
背景技術：
電子設備例如計算機、便攜式計算機、個人錄像機(PVR)、MP3播放器、游戲控制臺、機頂盒、數(shù)字照相機和其他電子設備通常需要存儲大量的數(shù)據(jù)。存儲設備例如硬盤驅(qū)動器(HDD)可滿足這些存儲需求。HDD設計者的一個目標是減少數(shù)據(jù)存取時間、增加存儲密度和/或減少HDD的功率消耗。
現(xiàn)在參考圖1，示出了一個示例性的數(shù)據(jù)存儲構(gòu)造10，其包括一個或更多涂覆有磁層15的硬盤驅(qū)動器盤片14。磁層15存儲表示二進制1和0的正磁場和負磁場。在16處示意地表示出的主軸電動機旋轉(zhuǎn)盤片14。主軸電動機16一般在讀/寫操作中以固定的速度旋轉(zhuǎn)硬盤驅(qū)動器盤片14。一個或多個讀/寫執(zhí)行臂18相對于盤片14移動以從硬盤驅(qū)動器盤片14中讀和/或?qū)憯?shù)據(jù)。
讀/寫器件20位于讀/寫臂18的遠端附近。讀/寫器件20包括寫元件例如產(chǎn)生磁場的感應器。讀/寫器件20還包括感應盤片14上的磁場的讀元件(例如抗磁(MR)元件)。前置放大器電路22將模擬的讀/寫信號放大。
當讀數(shù)據(jù)時，前置放大器電路22放大來自讀元件的低電平信號并將放大信號輸出到讀/寫通道器件24。當寫數(shù)據(jù)時，產(chǎn)生寫電流，其流過讀/寫器件20的寫元件。切換寫電流以產(chǎn)生具有正負極性的磁場。正負極性被硬盤驅(qū)動器盤片14存儲并用于表示數(shù)據(jù)。
緩沖器32存儲與硬盤驅(qū)動器的控制有關的數(shù)據(jù)和/或緩存數(shù)據(jù)以便允許以較大數(shù)據(jù)塊的形式收集和傳輸數(shù)據(jù)以提高效率。緩沖器32可使用SDRAM或其他類型的低延遲存儲器。處理器34執(zhí)行與硬盤驅(qū)動器10的操作相關的處理。硬盤控制器(HDC)36和主機37通過輸入/輸出(I/O)接口38通信。HDC 36還與主軸/音圈電動機(VCM)驅(qū)動器40和/或讀/寫通道器件24通信。I/O接口38可以是串行或并行接口，例如集成驅(qū)動電路(IDE)、高級技術附加裝置(ATA)或串行ATA(SATA)接口。主軸/VCM驅(qū)動器40控制旋轉(zhuǎn)盤片14的主軸電動機16。主軸/VCM驅(qū)動器40也產(chǎn)生定位讀/寫臂18的控制信號，例如使用音圈執(zhí)行器、步進電機或任何其他合適的執(zhí)行器。
現(xiàn)在參考圖2，硬盤驅(qū)動器盤片14包括具有磁層15的襯底51，磁層15以永久方式存儲數(shù)據(jù)。磁層15被分成磁道54，其包括同心圓的扇區(qū)。磁道54被徑向地分成扇形。典型地，利用焊接、燒結(jié)、電鍍、噴鍍、沉積、噴射和/或其他技術將磁層15涂覆在襯底51上。還可加上保護層(未示出)以保護盤片14沒有擦刮和/或破碎。
襯底51優(yōu)選是耐久、輕質(zhì)、不易彎曲和耐熱的。襯底51應該能夠承受使用期間由于發(fā)熱、高速旋轉(zhuǎn)和/或振動而造成的彎曲。盤片14典型地是由鋁合金或玻璃制成，當然也可使用其他材料。
如果鋁合金盤片太薄，那么它容易變形，這可能在旋轉(zhuǎn)期間導致抖動。在高速旋轉(zhuǎn)期間，鋁合金盤片可能伸展。此外，將鋁合金盤片夾緊到主軸電動機上可能導致變形。現(xiàn)在參考圖3A和3B，示出了硬盤驅(qū)動器盤片14，其包括襯底51和在其至少一個表面上形成的磁層15。中心孔76接收夾緊裝置78，其和主軸電動機16相連。夾緊裝置78可能導致硬盤驅(qū)動器盤片70向下(如圖所示)或向上變形。
玻璃硬盤驅(qū)動器盤片不易受高速旋轉(zhuǎn)變形的影響。因此，玻璃硬盤驅(qū)動器盤片能夠比那些由鋁合金制造的盤片更薄和更輕。結(jié)果，使用玻璃盤片的數(shù)據(jù)存儲設備可配備需要更少功率的更小的電動機，從而使效率更高。但是玻璃盤片比鋁合金盤片的制造成本高。此外，玻璃不能被注模且必須切割，這增加了盤片的制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
一種硬盤驅(qū)動器盤片包括一個襯底，所述襯底包括玻璃質(zhì)金屬。至少一個磁層位于所述襯底上。
在其他特征中，所述玻璃質(zhì)金屬包括具有三種或更多種元素的合金，這些元素的原子大小相差至少12％。玻璃質(zhì)金屬包括鋯、鈦、鎳、銅和/或鈹中的至少三種。
還在其他特征中，所述襯底是被注模的。所述玻璃質(zhì)金屬實質(zhì)是非晶體的。所述玻璃質(zhì)金屬是大于或等于約80％的非晶體以及小于或等于約20％的晶體。
在其他特征中，一種垂直記錄系統(tǒng)包括所述的硬盤驅(qū)動器盤片。一種硬盤驅(qū)動器包括所述的硬盤驅(qū)動器盤片。一種計算機包括所述的硬盤驅(qū)動器。一種數(shù)字照相機包括所述的硬盤驅(qū)動器。一種便攜式媒體播放器包括所述的硬盤驅(qū)動器。
在其他特征中，一個鋁層位于所述玻璃質(zhì)金屬襯底和所述至少一個磁層之間。
在其他特征中，一個絕緣層位于所述玻璃質(zhì)金屬襯底和所述至少一個磁層之間。所述絕緣層包括玻璃和/或氮化硅。將所述絕緣層沉積在所述玻璃質(zhì)金屬襯底上。利用化學氣相沉積將所述絕緣層沉積在所述玻璃質(zhì)金屬襯底上。
一種硬盤驅(qū)動器盤片包括一個襯底。一個加固層位于所述襯底的至少一個表面上。所述加固層包括玻璃質(zhì)金屬。在所述襯底和所述加固層的至少一個上形成一個磁層。
在其他特征中，所述玻璃質(zhì)金屬包括三種或更多種元素，所述元素的原子大小相差至少12％。所述玻璃質(zhì)金屬包括鋯、鈦、鎳、銅和/或鈹中的至少三種。所述襯底包括玻璃和/或鋁合金。所述玻璃質(zhì)金屬實質(zhì)是非晶體的。所述玻璃質(zhì)金屬是大于或等于約80％的非晶體且小于或等于約20％的晶體。
在其他特征中，一種垂直記錄系統(tǒng)包括所述的硬盤驅(qū)動器盤片。一種硬盤驅(qū)動器包括所述的硬盤驅(qū)動器盤片。一種計算機包括所述的硬盤驅(qū)動器。一種數(shù)字照相機包括所述的硬盤驅(qū)動器。一種便攜式媒體播放器包括所述的硬盤驅(qū)動器。
根據(jù)后文所提供的詳細描述，本發(fā)明的其他應用領域?qū)⒆兊妹黠@。應該理解的是詳細描述和特定例子雖然說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是只是用于說明的目的而無意限制本發(fā)明的范圍。


根據(jù)詳細描述和附圖，本發(fā)明將會被更全面地理解，其中圖1是一個原理框圖，說明了根據(jù)現(xiàn)有技術的示例性數(shù)據(jù)存儲設備；圖2說明了根據(jù)現(xiàn)有技術的一種硬盤驅(qū)動器盤片；圖3A是根據(jù)現(xiàn)有技術的圖2的硬盤驅(qū)動器盤片的橫截面圖；圖3B說明了由于夾緊所造成的圖3B的硬盤驅(qū)動器盤片的變形；圖4是根據(jù)本發(fā)明的包括玻璃質(zhì)金屬襯底和磁層的硬盤驅(qū)動器盤片的橫截面圖；圖5說明了制造圖4的硬盤驅(qū)動器盤片的示例性方法的步驟；圖6是一種與圖4類似的硬盤驅(qū)動器盤片的橫截面圖，該硬盤驅(qū)動器盤片包括根據(jù)本發(fā)明的位于所述玻璃質(zhì)金屬襯底和磁層之間的鋁和/或鋁合金層；圖7說明了制造圖6的硬盤驅(qū)動器盤片的示例性方法的步驟；圖8是與圖4類似的硬盤驅(qū)動器盤片的橫截面圖，該硬盤驅(qū)動器盤片包括根據(jù)本發(fā)明的位于所述玻璃質(zhì)金屬襯底和磁層之間的絕緣層；圖9說明了制造圖8的硬盤驅(qū)動器盤片的示例性方法的步驟；圖10是示例性硬盤驅(qū)動器的原理框圖，該硬盤驅(qū)動器包括根據(jù)圖4、圖6和/或圖8的硬盤驅(qū)動器盤片；圖11是包括圖10的硬盤驅(qū)動器的計算機的原理框圖；圖12是包括圖10的硬盤驅(qū)動器的數(shù)字照相機的原理框圖；圖13是包括圖10的硬盤驅(qū)動器的便攜式媒體播放器的原理框圖。
具體實施例方式
優(yōu)選實施例的以下描述僅僅是示例性的，完全無意限制本發(fā)明及其應用或者使用。為了清晰，在附圖中使用相同的編號來標識類似的元件。
本發(fā)明通過利用玻璃質(zhì)金屬襯底形成硬盤驅(qū)動器盤片，改進了數(shù)據(jù)存儲設備。或者，某種較低成本的襯底材料例如玻璃、金屬和/或合金能被涂覆一層玻璃質(zhì)金屬以提高所述襯底材料的強度和硬度。
本文中，術語“玻璃質(zhì)金屬”是指一種組合了三種或更多種元素的合金，這些元素的原子大小相差至少12％。例如，玻璃質(zhì)金屬可包括鋯、鈦、鎳、銅和/或鈹?shù)囊环N合金。在一個實施例中，玻璃質(zhì)金屬是可從加利福尼亞的Liquidmetal Technologies of Lake Forest獲得的Vitreloy和Liquidmetal2。Vitreloy主要是非晶體或玻璃質(zhì)的。但是Liquidmetal2是大約80％的玻璃質(zhì)和20％的晶體。
本文中，“涂覆”指的是將玻璃質(zhì)金屬施加到非玻璃質(zhì)金屬襯底和/或?qū)⒋艑邮┘拥讲Ａз|(zhì)金屬襯底、非玻璃質(zhì)金屬襯底和/或玻璃質(zhì)金屬加固層的焊接、燒結(jié)、電鍍、噴鍍、噴射、沉積和/或其他合適的方法。
現(xiàn)在參考圖4，硬盤驅(qū)動器盤片100包括襯底104，其包括玻璃質(zhì)金屬。襯底104的一個或多個表面涂覆有磁層106，其在使用期間磁存儲數(shù)據(jù)。能夠理解的是，硬盤驅(qū)動器盤片100能夠被制成得比傳統(tǒng)的硬盤驅(qū)動器盤片更薄，并且能旋轉(zhuǎn)得更快而不變形。還能夠使用主軸電動機16來旋轉(zhuǎn)硬盤驅(qū)動器盤片100，與相應的傳統(tǒng)硬盤驅(qū)動器盤片相比，由于重量減少和強度增加，主軸電動機16所消耗的功率少。較高的旋轉(zhuǎn)速度還減少了數(shù)據(jù)存取時間。此外，包括具有玻璃質(zhì)金屬盤片的硬盤驅(qū)動器的設備的整體重量減少，這對于便攜式應用例如便攜式計算機、個人數(shù)字助理、數(shù)字照相機、便攜式媒體播放器、筆記本計算機等等是有利的。
現(xiàn)在參考圖5，示出了制造圖4中的硬盤驅(qū)動器盤片100的示例性步驟。該方法始于步驟110。在步驟114中，使用玻璃質(zhì)金屬澆鑄硬盤驅(qū)動器盤片襯底104。在步驟116中，襯底104的一個或多個表面被涂覆磁層106。該方法結(jié)束于步驟118。
現(xiàn)在參考圖6，示出了一種替代的硬盤驅(qū)動器盤片120，其包括玻璃質(zhì)金屬襯底104。鋁層和/或鋁合金層124形成在玻璃質(zhì)金屬襯底104上。磁層106形成在鋁層和/或鋁合金層124上。
現(xiàn)在參考圖7，示出了制造圖6中的硬盤驅(qū)動器盤片120的示例性步驟。該方法始于步驟140。在步驟142中，使用玻璃質(zhì)金屬制造硬盤驅(qū)動器盤片襯底104。在步驟144中，鋁和/或鋁合金層124被安置在玻璃質(zhì)金屬襯底104上。在步驟148中，鋁和/或鋁合金層124被涂覆磁層106。該方法結(jié)束于步驟150。
現(xiàn)在參考圖8，示出了一種替代的硬盤驅(qū)動器盤片160，其包括玻璃質(zhì)金屬襯底104。絕緣層164形成在玻璃質(zhì)金屬襯底104上。金屬涂覆層106形成在絕緣層164上。絕緣層164可包括玻璃、氮化硅(SiNix)和/或其他合適的絕緣材料。優(yōu)選地，絕緣層164足夠堅固以應對在使用期間遇到的物理壓力以及在制造硬盤驅(qū)動器盤片160期間遇到的壓力。例如，絕緣層164可以沉積在玻璃質(zhì)金屬襯底104上。沉積絕緣層164的一個合適的方法包括化學氣相沉積(CVD)。
現(xiàn)在參考圖9，示出了制造圖8中的硬盤驅(qū)動器盤片160的示例性步驟。該方法始于步驟170。在步驟172中，使用玻璃質(zhì)金屬制造硬盤驅(qū)動器盤片襯底104。在步驟174中，絕緣層164形成在玻璃質(zhì)金屬襯底104上。在步驟176中，絕緣層164被涂覆磁層106。該方法結(jié)束于步驟180。
一種替代的硬盤驅(qū)動器盤片包括襯底，其能夠包括玻璃、金屬和/或合金。合金可以是鋁合金。襯底的一個或多個表面被涂覆玻璃質(zhì)金屬。玻璃質(zhì)金屬和/或襯底被涂覆磁層。能夠理解的是，硬盤驅(qū)動器盤片能夠比傳統(tǒng)的硬盤驅(qū)動器盤片制造得更薄和/或旋轉(zhuǎn)得更快而不變形。也可以使用消耗更少功率的較低功率主軸電動機來旋轉(zhuǎn)硬盤驅(qū)動器盤片。更高的旋轉(zhuǎn)速度也減少了數(shù)據(jù)存取時間。
制造該硬盤驅(qū)動器盤片的示例性步驟包括用一種材料制造硬盤驅(qū)動器襯底。該材料可以包括玻璃、金屬和/或合金。合金可以是鋁合金。襯底的一個或多個表面被涂覆玻璃質(zhì)金屬。玻璃質(zhì)金屬和/或襯底的一個或多個表面被涂覆磁層。
能夠理解的是，雖然玻璃質(zhì)金屬被涂覆、形成和/或安置在襯底的上表面和下表面，但是玻璃質(zhì)金屬能夠被涂覆、形成和/或安置在上表面和/或下表面上。磁層能夠被涂覆、形成和/或安置在襯底和/或玻璃質(zhì)金屬上。例如，玻璃質(zhì)金屬能夠被涂覆在襯底的下表面上，而磁層能夠被涂覆在襯底的上表面上，反之亦然。
由于玻璃質(zhì)金屬的強度，玻璃質(zhì)金屬硬盤驅(qū)動器盤片和/或涂覆玻璃質(zhì)金屬的襯底能夠被制造得比傳統(tǒng)的硬盤驅(qū)動器盤片更薄更輕。裝配有玻璃質(zhì)金屬盤片和/或涂覆玻璃質(zhì)金屬的襯底的硬盤驅(qū)動器能夠使用更小的電動機和/或工作在更高的功率效率。而且，硬盤驅(qū)動器能夠以更高的速度旋轉(zhuǎn)玻璃質(zhì)金屬盤片和/或被涂覆玻璃質(zhì)金屬的襯底而沒有變形的風險。更快的盤片旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)變成硬盤驅(qū)動器的讀/寫操作存取時間的減少。此外，包括具有玻璃質(zhì)金屬盤片的硬盤驅(qū)動器的設備的整體重量減少了，這在便攜式應用例如便攜式計算機、個人數(shù)字助理、數(shù)字照相機、便攜式媒體播放器、筆記本等等中是有利的。
對于玻璃質(zhì)金屬盤片，玻璃質(zhì)金屬材料也能夠被注模。因此，通過提供注模的硬盤驅(qū)動器盤片可以減少制造成本。注模的硬盤驅(qū)動器盤片將更接近最終的形狀，而不需要額外的切割或成型，例如像玻璃硬盤驅(qū)動器盤片那樣。能夠理解的是，這種硬盤驅(qū)動器盤片在垂直記錄系統(tǒng)中特別有用。玻璃質(zhì)金屬的損耗較少，這提高了在寫操作期間磁通量通路的效率。換句話說，磁通量通路從寫元件的一端通過磁層和襯底，并反回來通過襯底和磁層到達寫元件的相對端。提高效率可允許數(shù)據(jù)的更緊密的間隔和/或增加存儲容量。能夠理解的是，雖然硬盤驅(qū)動器盤片是結(jié)合澆鑄和/或涂覆步驟描述的，但其他制造方法也可用于制造玻璃質(zhì)金屬而不脫離本發(fā)明。
現(xiàn)在參考圖10，示出了與圖1中的硬盤驅(qū)動器相類似的硬盤驅(qū)動器200。硬盤驅(qū)動器200包括根據(jù)本發(fā)明制造的硬盤驅(qū)動器盤片204。
現(xiàn)在參考圖11-13，示出了根據(jù)本發(fā)明的硬盤驅(qū)動器的另外的示例性實現(xiàn)方式。在圖11中，計算機220包括圖10的硬盤驅(qū)動器200。計算機220可以是便攜式計算機、筆記本、臺式計算機、個人數(shù)字助理或任何其他類型的計算機。在圖12中，數(shù)字照相機224包括圖10的硬盤驅(qū)動器200。在圖13中，便攜式媒體播放器228包括圖10的硬盤驅(qū)動器200。
現(xiàn)在根據(jù)前面的描述，本領域的技術人員能夠意識到本發(fā)明的寬廣范圍能夠以各種形式實現(xiàn)。因此，雖然本發(fā)明是聯(lián)系特定示例描述的，但本發(fā)明的真正范圍不應受限于此，因為對于本領域技術人員，在研究附圖、說明書和所附的權(quán)利要求后，其他的各種修改都將是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種硬盤驅(qū)動器盤片，其包括一個包括玻璃質(zhì)金屬的襯底；和位于所述襯底上的至少一個磁層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬盤驅(qū)動器盤片，其中所述玻璃質(zhì)金屬包括具有三種或更多種元素的合金，所述元素的原子大小相差至少12％。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硬盤驅(qū)動器盤片，其中所述玻璃質(zhì)金屬包括鋯、鈦、鎳、銅和/或鈹中的至少三種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硬盤驅(qū)動器盤片，其中所述玻璃質(zhì)金屬包括鋯、鈦、鎳、銅和鈹。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬盤驅(qū)動器盤片，其中所述襯底是被注模的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬盤驅(qū)動器盤片，其中所述玻璃質(zhì)金屬實質(zhì)是非晶體的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬盤驅(qū)動器盤片，其中所述玻璃質(zhì)金屬是大于或等于約80％的非晶體和小于或等于約20％的晶體。
8.一種垂直記錄系統(tǒng)，其包括權(quán)利要求1所述的硬盤驅(qū)動器盤片。
9.一種硬盤驅(qū)動器，其包括權(quán)利要求1所述的硬盤驅(qū)動器盤片。
10.一種計算機，其包括權(quán)利要求9所述的硬盤驅(qū)動器。
11.一種數(shù)字照相機，其包括權(quán)利要求9所述的硬盤驅(qū)動器。
12.一種便攜式媒體播放器，其包括權(quán)利要求9所述的硬盤驅(qū)動器。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬盤驅(qū)動器盤片，其中所述至少一個磁層被涂覆在所述的玻璃質(zhì)金屬襯底上。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬盤驅(qū)動器盤片，進一步包括位于所述襯底和所述至少一個磁層之間的一個第一層。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的硬盤驅(qū)動器盤片，其中所述第一層包括鋁。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的硬盤驅(qū)動器盤片，其中所述第一層包括絕緣層。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的硬盤驅(qū)動器盤片，其中所述絕緣層包括玻璃。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的硬盤驅(qū)動器盤片，其中所述絕緣層包括氮化硅。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的硬盤驅(qū)動器盤片，其中所述絕緣層被沉積在所述玻璃質(zhì)金屬襯底上。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的硬盤驅(qū)動器盤片，其中利用化學氣相沉積將所述絕緣層沉積在所述玻璃質(zhì)金屬襯底上。
全文摘要
一種硬盤驅(qū)動器盤片包括一個襯底，所述襯底包括玻璃質(zhì)金屬。至少一個磁層位于所述襯底上。所述玻璃質(zhì)金屬包括鋯、鈦、鎳、銅和/或鈹中的至少三種。一種垂直記錄系統(tǒng)包括所述的硬盤驅(qū)動器盤片。一種硬盤驅(qū)動器包括所述的硬盤驅(qū)動器盤片。一種數(shù)字照相機包括所述的硬盤驅(qū)動器。一種便攜式媒體播放器包括所述的硬盤驅(qū)動器盤片。一個絕緣層和/或鋁層可位于所述玻璃質(zhì)金屬襯底和所述至少一個磁層之間。
文檔編號G11B5/73GK1674097SQ20051000881
公開日2005年9月28日 申請日期2005年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月24日
發(fā)明者S·蘇塔迪加 申請人:馬維爾國際貿(mào)易有限公司