(57)【要約】【課題】  ディスクのような磁気記憶媒体の上方の磁気ヘッドの浮動量を調整するためのシステムおよび方法を開示する。【解決手段】  チャージ用導電体が電荷をスライダに印加できるようにするために、磁気ヘッドから分離したスライダにチャージ用電気パッドを結合させることが可能である。準並列コンデンサとして作用することにより、ヘッド−ディスク界面内の間隔量を、印加された電圧の量に基づいて増減させることができる。スライダはサスペンションから電気的に絶縁されていてよい。フィードバック制御システムが、スライダおよびディスクを取り囲む温度またはその他の環境条件を測定することによって、ヘッド−ディスクの間隔を監視および制御することができる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記憶媒体からデータを読取るための第１の電気パッドセットおよび磁気記憶媒体にデータを書込むための第２の電気パッドセットを有する、スライダに結合された磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドから分離した前記スライダに結合されたチャージ用電気パッドと、
電荷を前記スライダに印加すべく前記電気パッドに結合されたチャージ用導電体と、
を有してなるスライダ。
【請求項２】
前記チャージ用電気パッドは、前記スライダの後縁に結合される請求項１に記載のスライダ。
【請求項３】
ウェーハ製造プロセス中に、前記チャージ用電気パッドが前記スライダに結合される請求項１に記載のスライダ。
【請求項４】
サスペンションに結合されている請求項１に記載のスライダ。
【請求項５】
前記サスペンションから電気的に絶縁されている請求項４に記載のスライダ。
【請求項６】
高電気抵抗を有する接着剤を用いて前記サスペンションに結合されている請求項５に記載のスライダ。
【請求項７】
電子フィードバックシステムに接続され、該電子フィードバックシステムは前記スライダの環境条件を監視する請求項１に記載のスライダ。
【請求項８】
前記チャージ用導電体は前記電子フィードバックシステムに接続され、該チャージ用導電体は前記スライダの浮動量に基づいて前記電荷を印加する請求項７に記載のスライダ。
【請求項９】
前記チャージ用導電体は前記電子フィードバックシステムに接続され、該チャージ用導電体は前記スライダの周囲温度に基づいて前記電荷を印加する請求項７に記載のスライダ。
【請求項１０】
前記電荷は、０．１〜５ボルトの範囲内にある請求項１に記載のスライダ。
【請求項１１】
磁気記憶媒体と、
サスペンションと、
前記サスペンションに結合されたスライダと、
前記磁気記憶媒体からデータを読取るための第１の電気パッドセットおよび前記磁気記憶媒体にデータを書込むための第２の電気パッドセットを有する、前記スライダに結合された磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドから分離した前記スライダに結合されたチャージ用電気パッドと、
電荷を前記スライダに印加すべく、前記電気パッドに結合されたチャージ用導電体と、
を有してなるシステム。
【請求項１２】
前記チャージ用電気パッドは、前記スライダの後縁に結合される請求項１１に記載のスライダ。
【請求項１３】
ウェーハ製造プロセス中に、前記チャージ用電気パッドが前記スライダに結合される請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記スライダが、前記サスペンションから電気的に絶縁されている請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記スライダが、高電気抵抗を有する接着剤を用いて前記サスペンションに結合される請求項１１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記スライダが電子フィードバックシステムに接続され、該電子フィードバックシステムは前記スライダの環境条件を監視する請求項１１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記チャージ用導電体が前記電子フィードバックシステムに接続され、該チャージ用導電体は前記スライダの浮動量に基づいて前記電荷を印加する請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記チャージ用導電体が前記電子フィードバックシステムに接続され、該チャージ用導電体は前記スライダの周囲温度に基づいて前記電荷を印加する請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
前記電荷は０．１〜５ボルトの範囲内にある請求項１１に記載のシステム。
【請求項２０】
スライダを磁気データ記憶媒体より上方に浮遊させる段階であって、該スライダは、スライダ上の読取り電気パッドセットおよび書込み電気パッドセットから電気的に絶縁されたチャージ用電気パッドに結合されている段階と、
前記磁気データ記憶媒体との関係において前記スライダ上に電荷を作り出すべくチャージ用電気パッドに電圧を印加する段階と、
を有してなる方法。
【請求項２１】
前記チャージ用電気パッドが、前記スライダの後縁に結合される請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
ウェーハ製造プロセス中に、前記チャージ用電気パッドが前記スライダに結合される請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記スライダが、サスペンションに結合される請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記スライダが、前記サスペンションから電気的に絶縁されている請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記スライダが、高電気抵抗を有する接着剤を用いて前記サスペンションに結合される請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記スライダの環境条件を監視する段階をさらに含む請求項２０に記載の方法。
【請求項２７】
前記スライダの浮動量に基づいて前記電荷を印加する段階をさらに含む請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記スライダの周囲温度に基づいて前記電荷を印加する段階をさらに含む請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記電荷は０．１〜５ボルトの範囲内にある請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
スライダ上の電気パッドを通して電荷を用いて磁気ヘッドの浮動量を調整するための方法について記述する。
本発明は、磁気ハードディスクドライブに関する。より特定的には、本発明は、スライダ上の電気パッドを通して磁気記憶媒体上の磁気ヘッドの浮動量を調整する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブは、基本的に一連の回転可能なディスクまたは磁気読取りおよび書込み要素によりアクセスされるその他の磁気記憶媒体からなる一般的な情報記憶デバイスである。一般的にトランスジューサとして知られるこれらのデータ転送エレメントは、標準的に、ディスク上に形成された個別のデータトラック上に密な相対位置で保持されるスライダ本体により担持されまたはその中に埋込まれ、読取りおよび書込み動作を実施できるようにする。ディスク表面に対してトランスジューサを適切に位置づけるために、スライダ本体上に形成されたエアベアリング面（ＡＢＳ）には、ディスクデータトラックの上にスライダおよびトランスジューサを「飛行させる」ために充分な揚力を与える流動空気流が提供される。磁気ディスクの高速回転により、その表面に沿ってかつディスクの接線方向に対し実質的に平行な方向に空気流または風流が生成される。その空気流は、高速回転するディスクの上でスライダが飛行できるようにするスライダ本体のＡＢＳと、連携する。実際には、この浮遊されたスライダは、その自己起動エアベアリングを介して、ディスク表面から物理的に離隔される。
【０００３】
ＡＢＳ設計における主要な目標のいくつかは、回転ディスクの表面に可能なかぎり接近させてスライダおよびそれに随伴するトランスジューサを飛行させること、そして可変の飛行条件とは無関係にその一定の近接距離を均一に維持することにある。エアベアリングスライダと高速回転磁気ディスクとの間の高さすなわち分離間隙は、一般に浮動量として定義づけられる。一般に、取付けられたトランスジューサまたは読取り／書込み素子は、回転ディスクの表面上のわずか約１マイクロインチ（２５．４ｎｍ）未満のところを飛行する。スライダの浮動量は、取付けられた読取り／書込み素子の磁気ディスク読取りおよび記録能力に影響を及ぼす最も重要なパラメータの１つと考えられている。浮動量が相対的に小さいことにより、トランスジューサはディスク表面上における異なるデータビット位置間でのより大きい分解能を達成でき、かくしてデータ密度および記憶容量は改善される。相対的に小型でしかも強力なディスクドライブを利用する軽量コンパクトノート型コンピュータが益々人気を博するにつれて、浮動量を漸減させることの要求が一層増大してきている。
【０００４】
図１に示すように、一般的なカタマラン（ｃａｔａｍａｒａｎ）スライダ５について既知のＡＢＳ設計では、ディスクに面するスライダ表面の外縁部に沿って延びる一対の平行なレール２および４を伴って形成することができる。さまざまな表面積および幾何形状をもつ３つ以上の付加的なレールを含むその他のＡＢＳ形状もまた開発されてきた。２つのレール２および４は標準的に、前縁６から後縁８までスライダ本体の長さの少なくとも一部分に沿って走行している。前縁６は、回転ディスクが、後縁８に向かってスライダ５の長さを走行する際に先に通過するスライダの縁部として定義づけられる。図示するように、前縁６は、テーパー加工プロセスには大きな望ましくない許容誤差が一般的に伴うにもかかわらず、テーパーがかけられている。トランスジューサまたは磁気エレメント７は、標準的に、図１に示すように、スライダの後縁８に沿ったいずれかの場所に取り付けられる。レール２および４は、スライダが上方を飛行するためのエアベアリング面を形成し、高速回転ディスクにより形成される空気流と接触したときに必要な揚力が与えられる。ディスクが回転すると、生成された風または空気流はカタマランスライダレール２および４の下面に沿っておよびそのレール間を走行する。空気流がレール２および４の下方を通過すると、レールとディスクとの間の空気圧は増大し、かくして正の圧力付加および揚力が生じる。カタマランスライダは一般に、スライダを回転ディスクより上方の適切な高さのところで飛行させるのに充分な量の揚力または正の負荷力を作り出す。
【０００５】
図２に例示するように、ヘッドジンバルアセンブリ４０は、スライダに対して、その浮動量を示す垂直間隔、ピッチ角および横揺れ角といったいくつかの自由度を与える。図２に示すように、サスペンション７４は、ＨＧＡ４０を、移動するディスク７６（縁部７０を有し、矢印８０で表わされた方向に移動する）の上方に保持する。図２に示すディスクドライブの動作中、アクチュエータ７２（例えば、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ））は、孤７５全体にわたりディスク７６のさまざまな直径（例えば内側径（ＩＤ）、中間径（ＭＤ）および外側径（ＯＤ））上にてＨＧＡを移動させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
理想的には、ヘッド−ディスク間隔は、異なる温度において変化のない状態にとどまるべきである。しかしながら浮動量またはヘッド−ディスク間隔は、環境温度の変動と共に変化する。浮動量の変化の原因は、クラウンおよびキャンバといったようなヘッドの幾何形状の変化にある。極端に低い温度では、例えば浮動量の変化は、ヘッドの幾何形状の変化に起因して最大数ナノメートルにもなり、記録性能の低下やヘッドの機能不良を招く。この問題を解決するために、低温での浮動量変化を補償すべく２つの方法が用いられてきた。１つの方法では、ヘッド内に加熱用コイルを設け、これにより読取り−書込み領域を突出させる。実際のヘッド−ディスク間隔は変化せずにとどまる。加熱用コイルは、ウェーハレベルのときにヘッドに付加されることから、この方法は、製造プロセス全体をさらに複雑にする。代替的方法においては、書込み装置に高電流を流して磁極領域を加熱し、それを突出させて、浮動量の調整を行う。ここでわかるように、両方の技術共、磁極先端領域を突出させようとしている。これにより、最小浮動量点はその突出した磁極先端領域まで移動し、ディスク表面上のひずみのために発生すると考えられる接触に対し、磁極先端領域が保護されない状態のままに放置される可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ディスクのような磁気記憶媒体上方の磁気ヘッドの浮動量を調整するためのシステムおよび方法が開示される。チャージ用導電体が電荷をスライダに与えることができるようにするため、磁気ヘッドから離れたスライダに、チャージ用電気パッドを結合させることができる。準並列（ｑｕａｓｉ−ｐａｒａｌｌｅｌ）コンデンサとして作用することにより、ヘッド−ディスク界面内の間隔の大きさを、印加された電圧の量に基づいて増減させることができる。スライダはサスペンションから電気的に絶縁されていてよい。フィードバック制御システムにより、スライダおよびディスクを取り囲む温度またはその他の環境条件を測定することによって、ヘッド−ディスクの間隔を監視および制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図３は、本発明において実践されるような、スライダおよびサスペンションの一実施形態を示す。スライダ５は、磁気読取り／書込みヘッド７または磁気読取り／書込みトランスジューサを収納している。ヘッド７とディスク７６との間の界面は、準並列コンデンサとして構成し得る。磁気ヘッド７は上部電極として作用し、一方磁気ディスク７６は下部電極として作用する。磁気ヘッド７および磁気ディスク７６は小さなエアギャップで分離されている。ヘッド−ディスク界面（ＨＤＩ）に対して低電圧が印加された場合、浮動量は、式ｆ＝ｋｖ2／ｄ2に従って、印加電圧と共に減少する。記号ｆは、２つの電極（すなわち、ヘッド７とディスク７６）間の引力を表わす。記号ｋは、一定値を表わす。記号ｖは、両電極に印加された電圧またはヘッド７とディスク７６の間の静電界の電位差を表わしている。記号ｄは、ヘッド７とディスク７６との間の距離を表わす。上記式は、高電圧で増大したｆによって必要とされるように、印加電圧の増大に伴ってｄが減少することを示す。換言すると、電圧の印加により、ヘッドとディスクとの間の間隔を減少させることができる。
【０００９】
一実施形態においては、第１の導電体３１０および第２の導電体３２０は、磁気ヘッド７を電子フィードバックシステム３３０に結合できる。第１の導電体３１０は、電圧を磁気ヘッド７に印加することができる。第１の導電体３１０は、ウェーハプロセス中にスライダ５の後縁において電気パッドを付加することによって、該スライダ５に結合可能である。電気パッドはスライダ５のいずれのパッドからも分離し、かかるいずれのパッドからも電気的に絶縁される。スライダ５は、通常接地されているサスペンション７４から電気的に絶縁されていてよい。スライダ５は、小さな電圧がスライダ５に印加された場合に、サスペンション７４を通した大地へのいかなる漏れ電流も許容しない高い電気抵抗を有する接着剤３４０を用いて、サスペンション７４に結合することができる。浮動量モニタシステムすなわち電子フィードバックシステム３３０を、ディスクドライブエレクトロニクスシステム内に組み込んで、各ヘッドについて個別に浮動量を正確に制御し、浮動量が低下している間に考えられるヘッド−ディスク接触を防止することが可能である。フィードバックシステム３３０は、第２の導電体３２０を介して送信されたリードバック（ｒｅａｄ−ｂａｃｋ）信号を用いることによってヘッド−ディスク間隔を監視する。リードバック信号は、ヘッド−ディスク間隔の変化に感応する振幅、振幅変調またはその他の電気信号であってよい。リードバック信号はまた、スライダ５を取り囲む温度またはその他の環境条件に関するデータも含むことができる。フィードバックシステム３３０は、測定されたヘッド−ディスク間隔に基づきスライダ５に正確な電圧を送ることによって、ヘッド−ディスク間隔を制御することができる。
【００１０】
図４を参照すると、本発明の第１の実施形態が示されている。この実施形態においては、後縁に読取りおよび書込み電気部品を含むスライダ４０１が示される。サスペンション４２１上の電気部品に読取り／書込み電気部品を電気的に接続するため、スライダ上には、ボンディングパッド４０９および４１１が具備されている。この実施形態においては、サスペンションの電気部品は、それぞれ読取り／書込み信号のためのボンディングパッド４１５、４１７に結合されている４つの導電トレース４０５、４０７を含む。当該技術分野において既知であるような標準的なサスペンションにおいては、導電トレース４０５、４０７は、サスペンション４２１の中に内蔵されていてもよいし、あるいはサスペンションに結合されているフレキシブル回路などの中に別途作り上げられてもよい。また、トレースは、記憶媒体からのデータの読取りおよび記憶媒体へのその書込みを制御するディスクドライブの電気部品（例えば、図４中には示されていないプリアンプ）に電気的に結合されている。
【００１１】
本発明のこの実施形態によると、スライダ４０１は、従来の要領で（例えば、電気絶縁性接着剤を用いて）サスペンションの舌状部４０３に結合される。スライダ４０１の外表面には、分離したチャージ用ボンディングパッド４１３が具備されている。このチャージ用ボンディングパッド４１３は、ヘッド構造内に組込まれた導電性経路または直接接触のいずれかを通してスライダ４０１に電気的に接続される。電子フィードバックシステム３３０への導電経路を提供するために、チャージ用トレース４１９に沿ってサスペンション上には個別のチャージ用パッド４２０が具備される。スライダ４０１が舌状部４０３に付着されると、スライダのボンディングパッド４０９、４１１、４１３は、例えば金ボールボンディング構造により、サスペンションのボンディングパッド４１７、４１５、４２０に電気的に結合できる。超音波ボンディングおよびはんだづけを含めた電気接続方法を使用することも可能である。
【００１２】
図５は、印加された電圧に対しヘッド−ディスク間隔の変化をプロットしたダイナミック電気試験（ＤＥＴ）の標準的グラフである。ヘッド−ディスク間隔の変化は、リードバック信号パルスの５０％高さでの電力幅（ＰＷ５０）により測定された。ＰＷ５０は、ヘッド−ディスク間隔と共に直線的に変化する。これらの測定を得るために、電圧源としてＤＣ電源が用いられ、−２から＋２ボルトまでの電圧が使用された。プロット中に示されているように、浮動量（ＰＷ５０）は、電圧が正であるか負であるかとは無関係に、印加電圧と共に減少する。０〜２ボルトの電圧範囲について、ＰＷ５０は約０．１２μｉｎ（０．３×１０-2μｍ）または０．０６μｉｎ（０．１５×１０-2μｍ）／ボルトである。従って、０．０６μｉｎの浮動量については、低温動作条件で起こり得るように、補償するのに１ボルトで充分となる。
【００１３】
ヘッド−ディスク界面での電荷または電圧の印加に伴う１つの問題点は、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサに対して静電損傷が及ぼされる可能性である。業界で用いられている大半のＧＭＲセンサは、約５ボルトの閾値を有する。従って、ヘッド−ディスク界面に対する１ボルト以下の電圧といったような低電圧の印加は、ＧＭＲセンサに対して静電気損傷をひき起こす確率は低い。
【００１４】
本明細書において複数の実施形態が特定的に例示され記述されているものの、本発明の修正および変形形態が以上の教示により網羅されており、本発明の精神および意図された範囲から逸脱することなしに、特許請求の範囲内に入るものであるということがわかるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】当業者にとって既知の読取り／書込みヘッドを有するスライダデバイスの斜視図である。
【図２】当該技術分野において既知のディスクドライブデバイスの斜視図である。
【図３】本発明において実践されるような、スライダおよびサスペンションの一実施形態を示す図である。
【図４】本発明において実践されるような、チャージ用ボンディングパットを伴うスライダの一実施形態を示す図である。
【図５】印加電圧に対してヘッド−ディスク間隔の変化をプロットしたＧｕｚｉｋ測定の標準的グラフである。
【符号の説明】
【００１６】
２，４    レール
５    スライダ
６    前縁
７    磁気読取り／書込みヘッド
８    後縁
４０    ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）
７２    アクチュエータ
７４    サスペンション
７６    磁気ディスク
３１０    第１の導電体
３２０    第２の導電体
３３０    電子フィードバックシステム
３４０    接着剤
４０１    スライダ
４０３    舌状部
４０５，４０７    導電トレース
４０９，４１１，４１３    スライダのボンディングパッド
４１９    チャージ用トレース
４１５，４１７，４２０    サスペンションのボンディングパッド
４２１    サスペンション
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005032429.tif 000005
【図４】
2005032429.tif 000006
【図５】
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【外国語明細書】
2005032429000001.pdf