專利名稱：浮動磁頭滑動件以及磁盤設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有讀-寫磁頭的浮動磁頭滑動件，其中讀-寫磁頭從旋轉的記錄介質(zhì)比如磁盤上讀取數(shù)據(jù)或者向其內(nèi)寫入數(shù)據(jù)，以及涉及一種裝配有這種浮動磁頭滑動件的磁盤設備。
背景技術：
在磁盤設備中，浮動磁頭滑動件(下文中簡稱為“滑動件”)與磁盤之間的物理間隙通常利用兩種量值來表示用于指示讀-寫磁頭與磁盤表面之間的間隙的元件浮動量，和用于指示滑動件與磁盤之間的最小空間的最小浮動量，并且這兩種量值分別適用于指示磁性能和機械性能。需要注意的是，滑動件通常相對于磁盤以這樣一種狀態(tài)浮動，即具有一個俯仰角和一個傾側角，由此所述元件浮動量和最小浮動量一般是不同的。
為了在磁盤設備中保證機械可靠性(主要是避免由于磁頭與磁盤發(fā)生接觸所導致的問題)，必須確保前述最小浮動量為一個預定量或者更大。由于(1)由制造誤差導致的浮動量波動，(2)在磁盤尋道過程中導致的浮動量減小，以及(3)在壓力降低時導致的浮動量減小(下文中稱作“壓力減小特性”，并且當浮動量的減小很少時，指示“壓力減小特性”良好)，會導致所述最小浮動量減小，由此在設計和制造過程中必須最全面的考慮這些因素，從而使得已經(jīng)存在許多用于抑制浮動量減小的精巧構思。
為了確保磁記錄設備的可靠性，前述減小浮動量的因素均很重要，但是，近年來磁盤設備被越來越多地安裝在移動裝置等等上。因此，考慮到在這種情形下磁盤設備被應用在比此前更為苛刻的環(huán)境中，對作為可靠性評估指標的壓力減小特性進行改善，可以說是最為重要的因素。
所述壓力減小特性，也就是說減小在低壓環(huán)境下的最小浮動量，是由于伴隨在低壓環(huán)境下大氣密度減小而產(chǎn)生的浮動能量減少所導致的。在低壓環(huán)境下，空氣密度會減小，從而使得容許滑動件發(fā)生浮動的壓力在與正常壓力下相同浮動姿態(tài)和空間的情況下減小。因此，為了使得負載與浮動能量平衡，浮動姿態(tài)和浮動空間被迫降低至可以獲得與正常壓力下相同浮動能量的程度，并且浮動空間的減小被認為是壓力減小特性的減小。
用于抑止所述壓力減小特性的減小的一種途徑是增大在滑動件的空氣流出邊緣處，也就是說在設置于讀-寫元件附近的尾墊(a trailingpad)處，產(chǎn)生的正壓力。隨著浮動量一年一年地減小，可以認為尾墊處的正壓力已經(jīng)增大。但是，與此同時，滑動件的尺寸減小表明了一種進步，從而鑒于尾墊的面積會隨之減小，使得在尾墊處的正壓力增大受到限制，并且為了保持耐沖擊性需要對負載的減小加以限制。
還有，通過在壓力減小的同時嚴密關注滑動件的浮動姿態(tài)(俯仰角和傾側角)和浮動空間，能夠通過有效地利用它們的波動來改善所述壓力減小特性。原因將在下面予以描述。
首先，對于傾側角來說，當傾側角變大時，在其橫向中心處裝配有讀-寫元件的常規(guī)滑動件沒有在元件浮動量上顯現(xiàn)出波動，而最小浮動量則顯現(xiàn)出減小。因此，需要改善壓力減小。
其次，對于俯仰角來說，通常，前墊(a leading pad)和尾墊具有相互不同的浮動量，并且前墊在壓力減小時具有較大的浮動量減小，換句話說，俯仰角不可避免地隨之減小。但是，當俯仰角減小時，所述最小浮動量會一同增大(同樣適用于所述元件浮動量)。
因此，通過在前墊與尾墊之間設置一個能夠產(chǎn)生相對較大壓力的正壓力墊，以及設計成使得滑動件圍繞產(chǎn)生出正壓力的中心發(fā)生旋轉，可以防止所述最小浮動量和元件浮動量減小。對于設置在前墊與尾墊之間的正壓力墊來說，考慮到抑止俯仰角，設置在滑動件縱向的右側和左側的側墊可以被認為是優(yōu)選的(比如參見日本已公告專利申請No.2002-163815(第0047段等等))。
如前所述，為了改善所述壓力減小特性，重要的是在壓力減小的同時利用俯仰角的減小，并且因此必須將用于產(chǎn)生較大正壓力的側墊設置在前墊與尾墊之間。需要注意的是，盡管所述側墊最好具有較大的面積并且被設置在空氣流出邊緣側，但是必須最全面的考慮將在下面描述的設計約束。
首先，常規(guī)的負壓力滑動件具有一個由前墊圍繞起來的負壓力腔和用于有效產(chǎn)生出負壓力的側墊，并且在此所產(chǎn)生的負壓力總量基本上取決于所述負壓力腔的深度和面積。因此，為了產(chǎn)生出較大的負壓力來改善壓力減小特性以及耐沖擊性，所述負壓力腔的面積必須增大，因此，優(yōu)選的是，所述側墊盡可能地橫向變窄。
還有，當在所述負壓力腔中產(chǎn)生的負壓力增大時，俯仰角一般會減小，從而使得需要在前墊處產(chǎn)生出對應的正壓力。由此，不可能使得所述側墊朝向空氣流入側增大太多，以便確保前墊具有必要的面積。
再有，當所述側墊被過度地設置在空氣流出邊緣側時，該側墊的空氣流出邊緣與磁盤表面之間的間隙會變小，從而使得在滑動件的浮動量或者浮動姿態(tài)發(fā)生偶然波動時側墊與磁盤表面發(fā)生接觸，導致設備的可靠性降低。因此，將側墊設置在空氣流出邊緣側也受到限制。其中，由于側墊被設置在滑動件的兩個橫向端部處，這些側墊往往會在傾側角增大時與磁盤表面發(fā)生接觸。
如前所述，鑒于所述壓力減小特性，側墊最好產(chǎn)生出盡可能較大的正壓力，但是，鑒于前述三種設計約束，不可能通過增大面積來增大所產(chǎn)生的正壓力。因此，必須增大每單位面積上產(chǎn)生的正壓力(下文中稱作“正壓力產(chǎn)生效率”)。
由此，除了改善所述壓力減小特性之外，通過引入在產(chǎn)生正壓力方面顯現(xiàn)出較高效率的側墊，由于制造誤差所導致的傾側力矩也受到抑止，從而使得由此所導致的傾側角波動可以被抑止在一個低水平。也就是說，與所述元件浮動量相比，能夠防止所述最小浮動量的減小，導致設備的可靠性得以改善。
此外，這種側墊可以甚至在一個小面積中獲得所需壓力，從而使得其被高效地應用于具有較小尺寸的滑動件，比如毫微微滑動件(寬度×長度×高度＝0.7×0.85×0.23[毫米])。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到這些情形，本發(fā)明的目的在于提供一種浮動磁頭滑動件和一種磁盤設備，該浮動磁頭滑動件能夠通過提高側墊產(chǎn)生正壓力的效率來改善壓力減小特性。
為了提供一種解決前述問題的方案，根據(jù)本發(fā)明一實施例的浮動磁頭滑動件包括一對正壓力產(chǎn)生部分，每一個正壓力產(chǎn)生部分均具有三種或者更多種表面，這些表面基本上平行于一面對著盤的表面，并且具有不同的高度，這對正壓力產(chǎn)生部分被設置成能夠沿著垂直于氣流方向的方向夾持住一負壓力產(chǎn)生部分的內(nèi)凹部分(a deep portion)。


圖1是一個透視圖，示出了一個裝配有根據(jù)本發(fā)明一實施例的浮動磁頭滑動件的磁盤設備。
圖2是一個平面圖，示出了一個設置于圖1所示磁盤設備中的磁體萬向架組件。
圖3是一個透視圖，示出了一個支撐于磁體萬向架組件的頂端部分上的浮動磁頭滑動件。
圖4是一個透視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例的浮動磁頭滑動件。
圖5是一個圖4中所示浮動磁頭滑動件的氣浮表面的平面圖。
圖6A和6B示出了在均由兩個臺階構成的側墊處產(chǎn)生的力的計算結果。
圖7A和7B示出了在均由三個臺階構成的側墊處產(chǎn)生的力的計算結果。
圖8A和8B示出了在均由四個臺階構成的側墊處產(chǎn)生的力的計算結果。
圖9A和9B示出了當?shù)诙_階側墊區(qū)域部分地被一個未經(jīng)受銑削的表面區(qū)域圍繞起來時產(chǎn)生的力的計算結果。
圖10A和10B示出了當?shù)诙_階側墊區(qū)域部分地被一個未經(jīng)受銑削的表面區(qū)域圍繞起來并且一個第三臺階側墊區(qū)域部分地被該第二臺階側墊區(qū)域圍繞起來時產(chǎn)生的力的計算結果。
圖11是一個平面圖，示出了這樣一個示例，其中作為由多個臺階構成的凹腔的一種應用，在側墊的空氣流出區(qū)域處設置有作為延展部的裙緣。
圖12示出了這樣一個示例，其中作為由多個臺階構成的凹腔的一種應用，在負壓力腔34處設置有一個負壓力靜區(qū)。
圖13示出了圖12中所示負壓力靜區(qū)對所產(chǎn)生正壓力的量的影響。
圖14示出了圖12中所示負壓力靜區(qū)對所產(chǎn)生負壓力的量的影響。
圖15示出了圖12中所示負壓力靜區(qū)對用于產(chǎn)生正壓力和負壓力的對應中間部分的影響。
圖16示出了負壓力靜區(qū)中的凹腔深度與壓力減小特性之間的關系。
圖17是一個平面圖，示出了這樣一個示例，其中作為由多個臺階構成的凹腔的一種應用，在側墊32的空氣流出邊緣側處設置有尾腔。
圖18是尾腔的一部分的剖視圖。
圖19示出了尾腔對側墊和尾墊所產(chǎn)生的力的影響。
圖20示出了用于提供一個帶有多個臺階的銑削(milling)表面的第一銑削處理中的掩膜區(qū)域，所述銑削表面將經(jīng)受銑削處理。
圖21示出了用于提供帶有多個臺階的銑削表面的第二銑削處理中的掩膜區(qū)域。
圖22示出了用于提供帶有多個臺階的銑削表面的第三銑削處理中的掩膜區(qū)域。
圖23示出了可以通過三次銑削步驟獲得的凹腔深度。
圖24A和24B示出了一種掩膜規(guī)則。
圖25示出了浮動磁頭滑動件的浮動原理。
具體實施例方式
下文中，將基于附圖對實施本發(fā)明的最佳方式進行描述。首先，將參照圖25對浮動磁頭滑動件的浮動原理進行描述。圖25示出了這種浮動磁頭滑動件的浮動原理。
如圖25中所示，一個磁盤設備中的浮動磁頭滑動件(下文中簡稱為“滑動件”)S1借助于一個表面持續(xù)并且穩(wěn)定地浮動起來，其中所述表面面對著磁盤并且其上成形有具有不同深度的圖案(下文中稱作“ABS”)，籍此，在磁盤表面D與面對著磁盤的滑動件S1的表面之間產(chǎn)生的浮動力與懸掛裝置施加于滑動件S1上的載荷W達到平衡。目前，磁盤與滑動件之間的最小間隙非常小，為十幾納米。
通常，滑動件中的ABS包括四個正壓力產(chǎn)生部分，也就是說一個前墊、兩個側墊以及一個尾墊，在相應墊的各個空氣流入邊緣側均設置有一個與所述正壓力產(chǎn)生部分具有不同凹腔深度的正壓力臺階。還有，為了改善在壓力減小時浮動量的減小和耐沖擊性，其中浮動量依賴于周向速度和徑向位置，這種類型的滑動件通常是有效利用負壓力的負壓力滑動件，其中設置有一個被稱作負壓力腔的負壓力產(chǎn)生部分，其凹腔深度大于前述正壓力臺階的高度。
還有，所述ABS利用一種照相平版印刷術制成，并且對于前墊、側墊和尾墊來說，相應部件的凹腔深度(也被稱作“銑削(milling)深度”)為0(零)，對于正壓力臺階來說接近100[納米]，而對于負壓力腔來說接近1500[納米]。
接著，將參照圖1至3對一個裝配有根據(jù)本發(fā)明一實施例的浮動磁頭滑動件的磁盤設備進行具體描述。圖1是一個透視圖，示出了裝配有根據(jù)本發(fā)明一實施例的浮動磁頭滑動件的磁盤設備，圖2是一個平面圖，示出了一個設置于所述磁盤設備中的磁頭萬向架組件，而圖3是一個透視圖，示出了支撐于所述磁頭萬向架的頂端部分上的浮動磁頭滑動件。
如圖1中所示，在一個磁盤設備1中，包括有一個呈長方形匣狀的殼體2，帶有一個敞口的上表面和一個頂蓋(未示出)，作為示例，頂蓋被螺接在殼體2上，以便覆蓋住殼體2。在殼體2中，比如設置有兩個為圓盤狀存儲介質(zhì)的磁盤(唱片)3，一個作為支撐和旋轉磁盤3的磁盤驅動機構的主軸馬達4，以及一個磁頭致動器25。在此，作為磁盤3，采用了一種直徑為65毫米(2.5英寸)并且在兩側面上均具有磁性記錄層的唱片。這些磁盤3被裝配在主軸馬達4的盤芯的外周上，并且利用一個夾持彈簧11固定于其上。換句話說，當主軸馬達4被啟動時，兩個磁盤3以一種統(tǒng)一方式發(fā)生旋轉。
磁頭致動器25包括一個由磁頭萬向架組件15中的多個層構造而成的滑架6，一個以可旋轉方式支撐滑架6的軸承單元12，以及一個操控滑架6的音圈馬達8。磁頭萬向架組件15由一個懸掛裝置20、一個位于其頂端部分處的突起23以及一個在其頂端部分處支撐起懸掛裝置20的臂7構造而成，其中懸掛裝置20具有一個裝配有磁頭(磁極元件)的后述浮動磁頭滑動件5，所述磁頭執(zhí)行向磁盤3內(nèi)寫入信號/從磁盤3上讀取信號。
支撐起滑架6的軸承單元12包括一根豎直直立在殼體2的底壁上的承載軸13，和一個呈圓柱形狀的盤芯14，該盤芯14經(jīng)由一對軸承由承載軸13以可旋轉方式支撐起來。音圈馬達8包括一個音圈17，其固定在磁頭致動器25下端部的支撐框架16上，一對磁軛18，它們固定于殼體2上以便夾持住音圈17，以及一個磁體19，其固定在所述那對磁軛18中之一上。
還有，在殼體2中，容納有一個滑道9，用于當浮動磁頭滑動件5被移動至磁盤3的外周部分時通過橫跨突起23進行滑動而將磁頭保持在一個遠離磁盤3的預定回撤位置處，和一個基板單元10，在其上安裝有磁頭驅動器IC或者類似元件。還有，在殼體2上的部件容納部分的后側面上，一個印刷電路板(未示出)利用螺旋夾或者類似元件經(jīng)由基板單元10裝配起來，在該印刷電路板上安裝有主軸馬達4、音圈馬達8以及用于控制磁頭、存儲器、HDD控制器和其它電路的CPU。
接著，將對作為本發(fā)明中的主要部件的滑動件5進行描述。圖4是一個透視圖，示出了滑動件5，而圖5是滑動件5的一個平面圖。
如這些附圖中所示，ABS包括四個正壓力產(chǎn)生部分，也就是說一個尾墊31、兩個側墊32、32以及一個前墊33。為了提高正壓力產(chǎn)生的效率，所述正壓力產(chǎn)生部分中的每一個均由多個具有不同凹腔深度的區(qū)域組成。
更具體地說，尾墊31由一個處于第一臺階的尾墊區(qū)域31a和一個處于第二臺階的尾墊區(qū)域31b組成，其中尾墊區(qū)域31a由一個貫穿滑動件制造過程未經(jīng)受銑削的表面(未銑削表面)或者類似表面形成，而尾墊區(qū)域31b被設置在處于第一臺階的尾墊區(qū)域31a的空氣流入邊緣側，同時其表面位于一個低于處于第一臺階的尾墊區(qū)域31a的位置處。
側墊32由一個處于第一臺階的側墊區(qū)域32a、一個處于第二臺階的側墊區(qū)域(第一正壓力臺階)32b以及一個處于第三臺階的側墊區(qū)域(第二正壓力臺階)32c組成，其中側墊區(qū)域32a由一個未銑削表面或者類似表面形成，側墊區(qū)域32b設置在處于第一臺階的側墊區(qū)域32a的空氣流入邊緣側，同時其表面位于一個低于處于第一臺階的側墊區(qū)域32a的位置處，側墊區(qū)域32c設置于處于第二臺階的側墊區(qū)域32b的另外一個空氣流入邊緣側，同時其表面位于一個仍舊低于處于第二臺階的側墊區(qū)域32b的位置處(帶有更大的凹腔深度)。
前墊33由一個處于第一臺階的前墊區(qū)域33a和一個處于第二臺階的前墊區(qū)域(正壓力臺階)33b組成，其中前墊區(qū)域33a由一個未銑削表面或者類似表面形成，前墊區(qū)域33b設置于處于第一臺階的前墊區(qū)域33a的空氣流入邊緣側，同時其表面位于一個低于處于第一臺階的前墊區(qū)域33a的位置處。
還有，由尾墊31、兩個側墊32、32以及前墊33圍繞起來的區(qū)域是一個被稱作負壓力腔34的負壓力產(chǎn)生部分，其表面位于一個仍舊低于前述對應墊區(qū)域的表面的位置處(帶有更大的凹腔深度)。
接著，將對側墊32、32的特性進行描述，各個側墊均如前所述那樣由多個臺階組成。
圖6A和6B、7A和7B以及8A和8B，示出了利用各種側墊所產(chǎn)生的力的計算結果，其中分別鑒于凹腔深度和臺階位置，處于第二臺階的側墊區(qū)域32b和此后的側墊區(qū)域32c發(fā)生了改變。
用于進行計算的側墊的尺寸為120[微米]×400[微米]，同時其空氣流入邊緣與具有毫微微尺寸的滑動件的前邊緣相距265[微米]，帶有一個距未銑削表面的凹腔深度為1.5[微米]的負壓力腔(1.5×10-6米，下文中同樣適用)。需要注意的是，周向速度和斜交角(skew angle)分別被限定為8.8[米/秒]和0(零)[度]，它們是4200rpm的2.5英寸HDD的中間圓周部分所需要的，并且浮動姿態(tài)被限定為處于150[微拉德]的俯仰角和10[納米]的浮動量，它們也是4200rpm的2.5英寸HDD的中間圓周部分所需要的。
當針對所述側墊僅由未銑削表面形成的情況進行計算時，所產(chǎn)生的力為7.23[毫牛]。
圖6A和6B示出了利用常規(guī)側墊42所產(chǎn)生的力的計算結果，其中各個側墊42均通過改變處于第二臺階的側墊區(qū)域42b中的凹腔深度和臺階位置而由兩個臺階組成。針對處于作為未銑削表面的第一臺階的第一側墊區(qū)域42a與處于第二臺階的側墊區(qū)域42b之間的分界線位置而言，與側墊32的空氣流入邊緣之間的距離在50至250[微米]范圍中發(fā)生改變，并且側墊區(qū)域42b距處于作為未銑削表面的第一臺階的側墊區(qū)域42a表面的凹腔深度在100至200[納米]范圍中發(fā)生改變。最終，當處于第二臺階的側墊區(qū)域42b的長度為50[微米]并且凹腔深度為150[納米]時，所產(chǎn)生的最大力為15.9[毫牛]。
圖7A和7B示出了利用側墊52所產(chǎn)生的力的計算結果，其中各個側墊52均通過分別改變處于第二臺階的側墊區(qū)域52b和處于第三臺階的側墊區(qū)域52c距未銑削表面(處于第一臺階的側墊區(qū)域52a的表面)的凹腔深度而如圖4中那樣由三個臺階組成。但是，需要注意的是，處于第三臺階的側墊區(qū)域52c保持與側墊52的空氣流入邊緣最大相距50[微米]的區(qū)域中，并且處于第二臺階的側墊區(qū)域52b被限定為處于與側墊52的空氣流入邊緣相距50至100[微米]的范圍中。
因此，所產(chǎn)生力的計算結果大致處于16至19.3[毫牛]的范圍中，大大超過在均由兩個臺階組成的側墊42的情況下所產(chǎn)生的力，并且所產(chǎn)生的最大力為19.3[毫牛]，該最大力在第二側墊區(qū)域52b距未銑削表面的凹腔深度為100[納米]并且第三側墊區(qū)域52c距未銑削表面的凹腔深度為300[納米]時獲得。
圖8A和8B示出了這樣一種示例，其中對于各個在圖7B中示出的側墊來說，側墊的臺階數(shù)目增加一個達到四個臺階，并且第四側墊區(qū)域52d被限定為處于與側墊52的空氣流入邊緣相距100至150[微米]的范圍中。在這種情況下，當處于第二臺階的側墊區(qū)域52b距未銑削表面的凹腔深度為100[納米]、處于第三臺階的側墊區(qū)域52c距未銑削表面的凹腔深度為300[納米]并且處于第三臺階的側墊區(qū)域52d距未銑削表面的凹腔深度為600[納米]時，所產(chǎn)生的最大力為19.9[毫牛]。
基于上述分析，發(fā)現(xiàn)具有三個臺階的側墊所產(chǎn)生的最大力明顯大于由具有兩個臺階的側墊所產(chǎn)生的最大力，并且還發(fā)現(xiàn)通過增加臺階的數(shù)目，凹腔深度被設計成隨著其更為接近所述空氣流入邊緣而逐步變深，可以產(chǎn)生出更大的力。
接下來，將對這樣一種結構進行描述，其中側墊上處于第二臺階和第三臺階的側墊區(qū)域部分地被未銑削表面區(qū)域圍繞起來。
圖9示出了在這樣一種情況下所產(chǎn)生的力的計算結果，即在處于作為未銑削表面的第一臺階的側墊區(qū)域62的空氣流入邊緣處設置一個凹陷部分35，以如圖9B中所示那樣在所述ABS上部分地圍繞作為側墊62上的第二臺階的側墊區(qū)域62b。
因此，即使處于第三臺階的側墊區(qū)域62c和處于第二臺階的側墊區(qū)域62b距未銑削表面具有任何凹腔深度，所產(chǎn)生的力也會超過由未被圍繞的側墊區(qū)域(在處于第三臺階的側墊區(qū)域62c被限定為具有300[納米]的凹腔深度情況下出現(xiàn))所產(chǎn)生的力。因此，發(fā)現(xiàn)當作為側墊62上的第二臺階的側墊區(qū)域62b部分地被側墊62上的未銑削表面區(qū)域圍繞起來時，所產(chǎn)生的力增大。
還有，圖10示出了在這種情況下的計算結果，即在處于作為未銑削表面的第一臺階的側墊區(qū)域62a的空氣流入邊緣處設置有凹陷部分35，來如圖10B中所示那樣，在所述ABS上部分地圍繞在作為側墊62上的第二臺階的側墊區(qū)域62b的周圍，并且還在作為側墊62上的第二臺階的側墊區(qū)域62b的空氣流入邊緣處設置有一個凹陷部分36，以如圖10B中所示那樣在所述ABS上部分地圍繞作為側墊62上的第三臺階的側墊區(qū)域62c。
基于此，發(fā)現(xiàn)對距處于第二臺階的側墊區(qū)域62b的表面的凹腔深度進行合適選擇容許所產(chǎn)生的力進一步增大。
基于上述內(nèi)容，為了增大利用側墊產(chǎn)生出的力，發(fā)現(xiàn)下面是有效的(1)設置多個臺階；(2)利用未銑削表面部分地圍繞處于第二臺階的側墊區(qū)域以及利用處于第二臺階的側墊區(qū)域圍繞處于第三臺階的側墊區(qū)域。
前面，已經(jīng)針對側墊的多臺階結構進行了描述，但是這種多臺階結構也適用于ABS上除側墊之外的其它部件上。下面將對這樣一個應用示例進行描述。
圖11示出了這樣一個示例，其中在側墊32的空氣流出邊緣處作為延展部設置有一個臺階部分37，該臺階部分37與作為側墊32上的第三臺階的側墊區(qū)域32c具有相同的高度。下文中，臺階部分37被稱作“裙緣”。通過在側墊32的空氣流出邊緣處設置作為延展部的裙緣37，裙緣37與尾墊31之間的區(qū)域38被增加為負壓力腔區(qū)域34的一個區(qū)域，來由此增大負壓力腔34的面積。籍此，應用在滑動件5上的負壓力增大，從而可以改善所述壓力減小特性和耐沖擊性。
還有，裙緣37的區(qū)域距未銑削表面的凹腔深度被限定為等于作為側墊32上的第三臺階的側墊區(qū)域32c的凹腔深度。簡而言之，當通過多次銑削處理獲得了作為第三臺階的側墊區(qū)域32c時，能夠同時獲得裙緣37的區(qū)域。
裙緣37被設置在滑動件5的空氣流出邊緣的附近，導致必須對裙緣37的空氣流出邊緣與磁盤表面發(fā)生接觸進行關注。盡管如前所述，但是對于本實施例中的滑動件5來說，能夠對處于第二臺階的側墊32b的凹腔深度和處于第三臺階的側墊32c的凹腔深度進行選擇，容許通過設置裙緣37來確保一個針對磁盤表面的更大空間，卻無需額外的銑削處理來獲得裙緣37的凹腔深度，因為裙緣37的凹腔深度被設定為等于處于第三臺階的側墊區(qū)域32c的凹腔深度，仍舊為一個距未銑削表面的較大深度，從而能夠避免由于存在裙緣37而導致滑動件5的浮動高度減小。
圖12是另外一個示例，其中多臺階結構被應用于作為負壓力產(chǎn)生部分的負壓力腔34。通常，已知的是，通過基于正壓力與負壓力之間的較大差異獲得所需的氣膜浮動力，能夠抑制浮動量對空氣壓力、周向速度以及徑向位置的依賴性?；诖?，通過在產(chǎn)生正壓力的側墊位置附近產(chǎn)生出較大的負壓力的嘗試能夠利用較大的正壓力和負壓力支撐起所述側墊，從而可以抑制所述側墊的浮動量，并且由此可以改善所述壓力減小特性。
作為一種具體解決途徑，如圖12中所示，可以想到在負壓力腔34的前側設置一個狹窄的凹腔區(qū)域(下文中稱作“負壓力靜區(qū)”)，在這里限制產(chǎn)生負壓力。在本示例中，負壓力腔34距未銑削表面的凹腔深度被限定為1500[納米]，并且負壓力靜區(qū)40距未銑削表面的凹腔深度被限定為200[納米]。
如圖中所示，通過在負壓力腔34的空氣流入邊緣側設置負壓力靜區(qū)40，負壓力產(chǎn)生的中心可以進一步朝向尾側移動，也就是說朝向側墊32的附近移動。
針對帶有和不帶有負壓力靜區(qū)40的滑動件來說，圖13分別示出了在前墊33、側墊32以及尾墊31處產(chǎn)生的正壓力量的計算結果；圖14示出了在負壓力腔34的前側部和尾側部處產(chǎn)生的負壓力量的計算結果；而圖15示出了分別與產(chǎn)生正壓力和負壓力的中心前邊緣的距離。在這里假設負壓力靜區(qū)40被設置在負壓力腔34的前側部。
基于所述計算結果，發(fā)現(xiàn)在沒有負壓力靜區(qū)40的滑動件中(因此顯現(xiàn)出較差的壓力減小特性)，在尾墊31處產(chǎn)生的力大于在側墊32處產(chǎn)生的力，而在帶有負壓力靜區(qū)40的滑動件中(因此顯現(xiàn)出較好的壓力減小特性)，與前者相反，在側墊32處產(chǎn)生的力大于在尾墊31處產(chǎn)生的力。還有，通過對產(chǎn)生出正壓力的位置進行比較，與不帶有負壓力靜區(qū)40的滑動件相比，在帶有負壓力靜區(qū)40的滑動件中，負壓力產(chǎn)生中心朝向尾側移動，也就是說接近產(chǎn)生出正壓力的側墊32的位置(比如在0.790[毫米]的范圍中)。
圖16示出了所述負壓力靜區(qū)與壓力減小特性之間的關系。對于常規(guī)的兩臺階滑動件來說，只要沒有提供額外的銑削處理，那么將無法提供除前墊和尾墊上的第二臺階的凹腔深度之外的負壓力靜區(qū)。因此，除了100[微米]之外，無需對負壓力靜區(qū)40的凹腔深度進行選擇，其中100[微米]是前墊區(qū)域和尾墊區(qū)域上的第二臺階距未銑削表面的凹腔深度，從而無法獲得較好的壓力減小特性。相反，對于采用本發(fā)明的多臺階滑動件來說，由于能夠對負壓力靜區(qū)的凹腔深度進行選擇，所以提供了作為側墊32上的第三臺階的側墊區(qū)域32c的凹腔深度(比如326[微米])和用于從作為側墊32上的第二臺階32b獲得作為第三臺階的側墊區(qū)域32c的銑削量(比如200[微米])，能夠獲得一種帶有優(yōu)秀壓力減小特性的滑動件。
圖17是另外一種示例，其中在側墊32的空氣流出邊緣側設置有比負壓力腔34更深的深腔部分39(下文中稱作“尾腔”)。圖18示出了尾腔39的一部分的剖面。對帶有和不帶有尾腔39的滑動件的浮動量進行計算表明，對于帶有尾腔39的滑動件來說，以在正常壓力下的浮動量為基礎，就在壓力減小時浮動量的減小而言，壓力減小特性增大了2％，從而使得能夠考慮到，通過將尾腔39設置在側墊32的空氣流出邊緣處，可以進一步改善所述壓力減小特性。
下面將對其原因進行描述。圖19示出了對于帶有和不帶有尾腔39的滑動件來說，在側墊32和尾墊31處產(chǎn)生的力的比較結果，表明帶有和不帶有尾腔的相應滑動件的浮動量和浮動姿態(tài)保持固定?；诖?，發(fā)現(xiàn)無論存在或者不存在尾腔39以及無論凹腔深度如何，在側墊32出產(chǎn)生的力均不發(fā)生變化，同時對于帶有凹腔深度為4.0[微米]或者更大的尾腔39的滑動件來說，在尾墊31處產(chǎn)生的力增大。
如前所述，為了改善所述壓力減小特性，存在有兩種途徑(1)在尾墊31處產(chǎn)生出更大的正壓力，和(2)通過在側墊32處產(chǎn)生出較大的壓力來改變俯仰姿態(tài)。本發(fā)明適用于(1)，由此改善了壓力減小特性。
通過在帶有和不帶有尾腔39的滑動件之間對正壓力分布進行比較，確認對于帶有尾腔39的滑動件來說，在尾墊31處的正壓力增大。還有，通過對負壓力進行比較，發(fā)現(xiàn)對于帶有尾腔39的滑動件來說，負壓力在尾墊31的附近減小。其原因在于，按照設置有負壓力腔處的空間，存在有一個用于該負壓力腔的合適凹腔深度，而與不帶有諸如尾腔39這樣的深腔的情況相比尾腔39的存在減少了負壓力的產(chǎn)生，從而使得正壓力在尾墊處增大。
接下來，將對一種用于使得一個表面帶有多個臺階的方法進行描述，對所述表面進行銑削(銑削表面)。通過三次執(zhí)行一個由掩蓋、銑削和去除掩膜構成的循環(huán)，可以獲得帶有四個或者更多個具有不同高度的臺階的銑削表面。
在第一銑削處理中，如圖20中所示，在一個用于在其上成形ABS的滑動件本體50的表面上，在即將成為下述區(qū)域的位置處(在圖20中帶有陰影的部分)設置一個第一掩膜處于第一臺階的尾墊區(qū)域31a、處于第一臺階的側墊區(qū)域32a、處于第一臺階的前墊區(qū)域33a以及為負壓力靜區(qū)40，并且執(zhí)行銑削操作直至一個比如為126[納米]的第一深度，達到從第一掩膜顯露(外露)出來的相應區(qū)域(在圖20中帶有陰影的部分)，也就是說處于第二臺階的尾墊區(qū)域31b、處于第二臺階的側墊區(qū)域32b、處于第二臺階的側墊區(qū)域32c、負壓力腔34以及處于第二臺階的前墊區(qū)域33b。
接下來，在第二銑削處理中，如圖21中所示，在去除了第一掩膜之后，將一個第二掩膜設置在滑動件本體50上即將成為下述區(qū)域的相應區(qū)域(在圖21中不帶有陰影的部分)上處于第二臺階的前墊區(qū)域33b、處于第一臺階的前墊區(qū)域33a、處于第一臺階的側墊區(qū)域32a、處于第二臺階的側墊區(qū)域32b、處于第二臺階的尾墊區(qū)域31b、處于第一臺階的尾墊區(qū)域31a，并且執(zhí)行銑削操作直至一個比如為200[納米]的第二深度，該深度大于所述第一深度，達到從第二掩膜顯露(外露)出來的相應區(qū)域(在圖21中帶有陰影的部分)，也就是說即將成為負壓力靜區(qū)40、處于第三臺階的側墊區(qū)域32c以及負壓力腔34的區(qū)域。
在第三銑削處理中，如圖22中所示，在去除了第二掩膜之后，將一個第三掩膜設置在滑動件本體50上即將成為下述區(qū)域的區(qū)域(在圖22中不帶有陰影的部分)上處于第一臺階的前墊區(qū)域33a、處于第二臺階的前墊區(qū)域33b、負壓力腔34、處于第一臺階的尾墊區(qū)域31a、處于第二臺階的尾墊區(qū)域31b，并且執(zhí)行銑削操作直至一個比如為1174[納米]的深度，該深度大于所述第一和第二深度，達到從第三掩膜顯露處理的負壓力腔34(在圖22中帶有陰影的部分)。
圖23示出了利用前述執(zhí)行三次銑削處理能夠獲得的相應表面區(qū)域的凹腔深度。如附圖中所示，在這里，通過三次銑削處理獲得了具有四種或者更多種凹腔深度的銑削表面，包括126[納米]、200[納米]、326[納米]以及1500[納米]。需要注意的是，當包括有在圖23中未示出的其它掩膜圖案時，還可以獲得其它凹腔深度，比如1174[納米]、1300[納米]以及1374[納米]。簡而言之，可以通過三次銑削處理獲得總計為八種(二的三次方)凹腔深度，包括凹腔深度等于0(零)(未銑削表面)在內(nèi)。
接下來，將對掩膜規(guī)則進行描述。如圖24A和24B中所示，當執(zhí)行銑削操作時，必須盡可能地不在滑動件的ABS上形成由于掩膜移位而導致的薄壁60或者深槽61。
更具體地說，如圖24中所示，在通過對表面55執(zhí)行兩步驟銑削操作來成形相鄰的銑削表面56、57的過程中，當由于錯位而在一個掩膜上的開口58與另外一個掩膜上的開口59之間形成間隙時，該減小部分無法經(jīng)受銑削操作而作為薄壁60遺留下來。一旦形成了薄壁60，預期在臺階表面上流動的氣流將會受到阻礙，從而對浮動性能產(chǎn)生不利影響。還有，尤其是，當薄壁60的頂部是一個未銑削表面時，該未銑削表面有可能導致磁盤受損，因為其接近磁盤側面。
還有，如圖24B中所示，當一個掩膜上的開口64與另外一個掩膜上的開口63相互重疊時，該重疊部分會經(jīng)受深層銑削，由此作為一個狹窄凹腔61遺留下來(銑削操作基本上一次完成，但是在兩個開口重疊的位置處會經(jīng)受兩次銑削)。該狹窄的凹陷部往往會在銑削處理和掩膜去除過程中收集灰塵，因為其處于暗處。此外，即使在其被安裝在磁盤設備的主體上之后，灰塵往往也會聚集其中，從而使得這樣的凹腔有可能導致設備的可靠性降低。籍此，在此提供了一種針對掩膜圖案的規(guī)則。具體來說，為了自滑動件表面安排具有不同凹腔深度的銑削表面相互鄰接，用于形成比其它深的銑削表面的區(qū)域必須在經(jīng)受銑削處理以形成一個深銑削表面之前經(jīng)受至少銑削處理來同時形成一個淺的銑削表面。
換句話說，參照圖24A，對于形成一個較深銑削表面57的區(qū)域來說，在執(zhí)行銑削處理之前，至少必須在與用于成形淺的銑削表面56的銑削處理的同一處理中執(zhí)行一次淺的銑削處理。由此，至少可以防止形成薄壁60。
還有，當無法遵守前述規(guī)則時，如圖24B中所示，分別專門形成用于成形深的銑削表面57和淺的銑削表面56的掩膜，以便使得它們上的開口64、63相互重疊。由此，即使形成了狹窄凹腔61，仍舊至少可以防止形成薄壁60。
正如前面已經(jīng)描述過的那樣，根據(jù)本發(fā)明的實施例的浮動磁頭滑動件的特征在于，包括一對正壓力產(chǎn)生部分，每一個均具有三種或者更多種表面，這些表面基本上平行于一個面對著磁盤的表面，并且具有不同的高度，這對正壓力產(chǎn)生部分被設置成能夠沿著垂直于氣流方向的方向夾持住一個負壓力產(chǎn)生部分上的內(nèi)凹部分。
在此，所述正壓力產(chǎn)生部分上的相應表面的高度可以被設定為，隨著它們更為接近空氣流入邊緣而使得它們逐步接近所述負壓力產(chǎn)生部分上的內(nèi)凹部分的凹腔深度。還有，所述正壓力產(chǎn)生部分上的相應表面中之一的高度可以基本上與未銑削表面的高度相同。
更具體地說，比未銑削表面低一個臺階的表面距未銑削表面的深度范圍為50至200[納米]，并且比未銑削表面低兩個臺階的表面距未銑削表面的深度范圍為100至700[納米]。
此外，通過所述正壓力產(chǎn)生部分的至少一對鄰接表面中的凹腔深度大于另一個表面的凹腔深度的表面被該另一個表面的區(qū)域圍繞起來，能夠進一步提高側墊的正壓力產(chǎn)生效率。
根據(jù)本發(fā)明的實施例中的浮動磁頭滑動件和磁盤設備，能夠提高所述側墊的正壓力產(chǎn)生效率，從而可以改善所述滑動件的壓力減小特性。
需要注意的是，本發(fā)明并不局限于前述實施例，而是可以在不脫離本發(fā)明的精神實質(zhì)的條件下對此進行多種修改。
權利要求
1.一種浮動磁頭滑動件，包括一對正壓力產(chǎn)生部分，每一個正壓力產(chǎn)生部分均具有三種或者更多種表面，這些表面基本上平行于一面對著盤的表面，并且具有不同的高度，這對正壓力產(chǎn)生部分被設置成能夠沿著垂直于氣流方向的方向夾持住一負壓力產(chǎn)生部分的內(nèi)凹部分。
2.如權利要求1所述的浮動磁頭滑動件，其特征在于，所述正壓力產(chǎn)生部分的各自表面的高度被設定為隨著這些表面更接近空氣流入邊緣而逐步接近所述負壓力產(chǎn)生部分的內(nèi)凹部分的凹腔深度。
3.如權利要求1所述的浮動磁頭滑動件，其特征在于，所述正壓力產(chǎn)生部分的各自表面中的一個是一個未經(jīng)受銑削的表面。
4.如權利要求2中所述的浮動磁頭滑動件，其特征在于，所述正壓力產(chǎn)生部分的各自表面中的一個是一個未經(jīng)受銑削的表面。
5.如權利要求1中所述的浮動磁頭滑動件，其特征在于，對于所述正壓力產(chǎn)生部分的至少一對相鄰表面來說，凹腔深度大于相鄰表面的凹腔深度的表面的區(qū)域被該相鄰表面的區(qū)域部分地圍繞。
6.如權利要求2中所述的浮動磁頭滑動件，其特征在于，對于所述正壓力產(chǎn)生部分的至少一對相鄰表面來說，凹腔深度大于相鄰表面的凹腔深度的表面的區(qū)域被該相鄰表面的區(qū)域部分地圍繞起來。
7.如權利要求3中所述的浮動磁頭滑動件，其特征在于，對于所述正壓力產(chǎn)生部分的至少一對相鄰表面來說，凹腔深度大于相鄰表面的凹腔深度的表面的區(qū)域被該相鄰表面的區(qū)域部分地圍繞起來。
8.如權利要求4中所述的浮動磁頭滑動件，其特征在于，對于所述正壓力產(chǎn)生部分的至少一對相鄰表面來說，凹腔深度大于相鄰表面的凹腔深度的表面的區(qū)域被該相鄰表面的區(qū)域部分地圍繞起來。
9.一種磁盤設備，包括一浮動磁頭滑動件，該浮動磁頭滑動件具有一對正壓力產(chǎn)生部分，每一個正壓力產(chǎn)生部分均具有三種或者更多種表面，這些表面基本上平行于一面對著盤的表面，并且具有不同的高度，這對正壓力產(chǎn)生部分被設置成能夠沿著垂直于氣流方向的方向夾持住一負壓力產(chǎn)生部分的內(nèi)凹部分。
10.如權利要求9中所述的磁盤設備，其特征在于，所述正壓力產(chǎn)生部分的各自表面的高度被設定為隨著這些表面更接近空氣流入邊緣而逐步接近所述負壓力產(chǎn)生部分的內(nèi)凹部分的凹腔深度。
11.如權利要求9中所述的磁盤設備，其特征在于，所述正壓力產(chǎn)生部分的各自表面中的一個是一個未經(jīng)受銑削的表面。
12.如權利要求10中所述的磁盤設備，其特征在于，所述正壓力產(chǎn)生部分的各自表面中的一個是一個未經(jīng)受銑削的表面。
13.如權利要求9中所述的磁盤設備，其特征在于，對于所述正壓力產(chǎn)生部分的至少一對相鄰表面來說，凹腔深度大于相鄰表面的凹腔深度的表面的區(qū)域被該相鄰表面的表面區(qū)域部分地圍繞起來。
14.如權利要求10中所述的磁盤設備，其特征在于，對于所述正壓力產(chǎn)生部分的至少一對相鄰表面來說，凹腔深度大于相鄰表面的凹腔深度的表面的區(qū)域被該相鄰表面的表面區(qū)域部分地圍繞起來。
15.如權利要求11中所述的磁盤設備，其特征在于，對于所述正壓力產(chǎn)生部分的至少一對相鄰表面來說，凹腔深度大于相鄰表面的凹腔深度的表面的區(qū)域被該相鄰表面的表面區(qū)域部分地圍繞起來。
16.如權利要求12中所述的磁盤設備，其特征在于，對于所述正壓力產(chǎn)生部分的至少一對相鄰表面來說，凹腔深度大于相鄰表面的凹腔深度的表面的區(qū)域被該相鄰表面的表面區(qū)域部分地圍繞起來。
全文摘要
一對側墊分別被制成具有三個或者更多的臺階，其中這對側墊通過在它們之間沿著垂直于氣流方向的方向具有一負壓力產(chǎn)生部分而被設置成相互面對。在具有多個臺階的相應表面中，具有最大高度的表面未經(jīng)受銑削操作，并且該具有多個臺階的相應表面隨著該表面更接近空氣流入端部而被制成逐步具有較深的凹腔深度。進一步，對于提高正壓力的產(chǎn)生效率，以使得第二側墊區(qū)域被未經(jīng)受銑削的表面區(qū)域部分地圍繞起來，以及使得第三側墊區(qū)域被第二表面區(qū)域部分地圍繞起來，它也是有效的。
文檔編號G11B21/21GK1677508SQ20051006256
公開日2005年10月5日 申請日期2005年3月29日 優(yōu)先權日2004年3月29日
發(fā)明者高橋干, 羽生光伸, 吉田和弘, 伊藤淳 申請人:株式會社東芝