專利名稱：關(guān)于靜電飛行高度控制的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及磁數(shù)據(jù)儲(chǔ)存裝置。具體地，本發(fā)明涉及關(guān)于飛行高度控制的方法和結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著在較新的磁盤驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)中表面密度的增加，在讀/寫(xiě)頭的電極未端和磁儲(chǔ)存介質(zhì)之間的磁間距和飛行高度相應(yīng)地變得較小。對(duì)于這些極小的飛行高度，在磁盤外形狀態(tài)中的制造偏差，尤其在尋找操作期間，能夠造成在該頭部和磁盤之間的不希望有的瞬態(tài)的機(jī)械接觸。
為了減少不希望有的接觸情況，因?yàn)樗鼈兊牡统杀尽⒌唾|(zhì)量和低功率消耗，所以在飛行高度控制結(jié)構(gòu)中希望使用靜電型致動(dòng)器。但是，靜電致動(dòng)器在該頭部和磁盤之間產(chǎn)生具有與該間距的平方大致成反比關(guān)系的一吸力。隨著該頭部移動(dòng)靠近磁盤，吸力呈指數(shù)關(guān)系增加。該靜電力能夠使該頭部撞擊磁盤，造成該頭部、磁盤或兩者的損壞。當(dāng)該頭部很靠近磁盤和使用靜電致動(dòng)器時(shí)，飛行高度的控制變得不穩(wěn)定。
當(dāng)一磁盤驅(qū)動(dòng)器包括控制飛行高度間距的一靜電致動(dòng)器和該頭部接觸磁盤時(shí)需要一方法和一設(shè)備減少對(duì)讀/寫(xiě)頭和磁盤的損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及旨在解決上述問(wèn)題的系統(tǒng)。在一實(shí)施例中，提供用于從一導(dǎo)電介質(zhì)表面存取數(shù)據(jù)的一頭部。該頭部包括形成一支承表面的浮動(dòng)塊體，該表面被構(gòu)造成面對(duì)介質(zhì)表面。一飛行高度控制電極定位在浮動(dòng)塊體上和與浮動(dòng)塊體電絕緣。飛行高度控制電極和介質(zhì)表面適合于形成一電容器的相對(duì)的諸板，該電容器帶有支承該頭部的一空氣絕緣層。一頭部電接頭設(shè)置在浮動(dòng)塊體上和電連接至飛行高度控制電極。頭部電接頭適于對(duì)飛行高度控制電極提供一飛行高度控制電壓。
在另一實(shí)施例中，提供一方法，用于形成一頭部浮動(dòng)塊。該方法包括提供一浮動(dòng)塊體。此外，一飛行高度控制電極與浮動(dòng)塊體電絕緣。并且，一頭部電接頭連接于飛行高度控制電極和適于對(duì)飛行高度控制電極提供一飛行高度控制電壓。
在閱讀以下詳細(xì)敘述和參閱相關(guān)聯(lián)的附圖時(shí)，表示本發(fā)明特征的這些和許多其它特點(diǎn)以及優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見(jiàn)的。
附圖簡(jiǎn)述

圖1示出了一磁盤驅(qū)動(dòng)器。
圖2示出了在一磁盤上飛行的一頭部的一部分。
圖3示出了圖2中的結(jié)構(gòu)的一放大視圖。
圖4示出了一磁盤、一頭部和一飛行高度控制器。
圖5示出了在一讀/寫(xiě)頭和一磁盤之間的、作為間距的一函數(shù)的靜電力。
圖6示出了在一頭部和一磁盤之間的、作為控制信號(hào)電壓的一函數(shù)的間距。
圖7示出了作為施加在一讀/寫(xiě)頭和一磁盤之間的靜電壓的一函數(shù)的、一聲發(fā)射(AE)傳感器的一輸出。
圖8示出了一頭部浮動(dòng)塊的立體圖。
圖9示出了圖8所示的浮動(dòng)塊的平面圖。
圖10示出了圖8所示的浮動(dòng)塊的一部分的一示意剖視圖。
圖11示出具有另一設(shè)計(jì)的一浮動(dòng)塊的一示意平面圖。
圖12-18示出了制造一浮動(dòng)塊。
圖19-23示出了按照另一方法制造一浮動(dòng)塊。
圖24-27示出了按照另一方法制造一浮動(dòng)塊。
圖28-30示出了按照另一方法制造一浮動(dòng)塊。
圖31和32示出了按照另一方法所制造的一浮動(dòng)塊。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的諸實(shí)施例用于從一介質(zhì)表面存取數(shù)據(jù)。存取包括對(duì)一介質(zhì)表面閱讀和/或?qū)懭霐?shù)據(jù)。在以下討論的磁盤驅(qū)動(dòng)器實(shí)施例中，用一控制電壓控制在一頭部和一磁盤之間的飛行高度間距，該電壓靜電地調(diào)節(jié)飛行高度間距，從而將飛行高度保持在一所需的設(shè)定點(diǎn)。但是，當(dāng)間距極靠近時(shí)，由控制電路所提供的控制是不穩(wěn)定的和讀/寫(xiě)頭可能被靜電吸力拉入與磁盤的不希望有的接觸之中。該頭包括一空氣支承表面和與浮動(dòng)塊體電絕緣的一專用飛行高度控制電極。在一實(shí)施例中，浮動(dòng)塊體的一部分在電極和磁盤之間提供一機(jī)械間距，從而電極不與磁盤接觸。而且，電極和磁盤之間的一靜電力能夠被保持在某程度之下，用于減少頭部/磁盤接觸。因此，減少了對(duì)磁盤和頭部的損壞和改進(jìn)了可靠性。
隨著在較新的磁盤驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)中表面密度的增加，讀/寫(xiě)頭的電極未端和磁儲(chǔ)存介質(zhì)之間的磁間距相應(yīng)地變得較小。涂復(fù)層和潤(rùn)滑劑占據(jù)了這磁間距的一部分。這磁間距的一部分還被電極未端凹入(PTR)和在高溫下減小磁間距的熱的電極未端凹入(T-PTR)的一允差占據(jù)。在這些特征占據(jù)磁間距的諸部分之后，僅僅一極小機(jī)械間距、或飛行高度留給讀/寫(xiě)頭和磁盤之間的一空氣支承層。對(duì)于這些極小的飛行高度，來(lái)自該頭部建造或在磁盤外形狀態(tài)中的制造偏差、尤其在尋找操作期間、或來(lái)自磁盤驅(qū)動(dòng)器環(huán)境的機(jī)械沖擊期間能夠造成在該頭部和磁盤之間的不希望有的瞬態(tài)的機(jī)械接觸。為了減少不希望有的機(jī)械接觸情況，使用一靜電致動(dòng)器，用來(lái)主動(dòng)地調(diào)節(jié)飛行高度。使用反饋，保持一較恒定的飛行高度間距，同時(shí)減少機(jī)械接觸的次數(shù)。
因?yàn)樗鼈兊统杀尽⒌唾|(zhì)量和低功率消耗，所以靜電型致動(dòng)器用于這反饋裝置。但是，靜電致動(dòng)器在該頭部和磁盤之間產(chǎn)生大致與間距平方成反比的一吸力。當(dāng)該頭移動(dòng)靠近磁盤時(shí)，該吸力成指數(shù)關(guān)系增加。該靜電力能使該頭部與磁盤撞擊，造成對(duì)該頭部、磁盤或兩者的損壞。當(dāng)該頭部很靠近磁盤時(shí)，用靜電型致動(dòng)器的飛行高度控制變得不穩(wěn)定。
圖1示出了一磁盤驅(qū)動(dòng)器儲(chǔ)存裝置100的一實(shí)施例。磁盤驅(qū)動(dòng)器100包括具有許多儲(chǔ)存表面106的一疊磁盤126，這些表面說(shuō)明性地是材料(例如磁性材料或光學(xué)可讀的材料)的許多層。該疊磁盤126包括一疊許多磁盤，每個(gè)磁盤可由一讀/寫(xiě)頭110、也稱為一浮動(dòng)塊存取。各讀/寫(xiě)頭110由一懸浮組件112支承和以一飛行高度在一磁盤上飛行，該飛行高度如以下較詳細(xì)敘述的那樣被積極地控制。一主軸電動(dòng)機(jī)127以例如由箭頭107所示的一方向驅(qū)動(dòng)該疊磁盤126的諸磁盤的轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)磁盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，讀/寫(xiě)頭110接近該疊磁盤126中的諸儲(chǔ)存表面106上的不同轉(zhuǎn)動(dòng)位置。讀/寫(xiě)頭被驅(qū)動(dòng)，用于例如以箭頭122所指示的一方向相對(duì)磁盤表面106徑向移動(dòng)，用于接近在磁盤表面106上的不同軌道(或徑向位置)。由一伺服系統(tǒng)說(shuō)明性地提供讀/寫(xiě)頭110的該驅(qū)動(dòng)，該系統(tǒng)包括一音圈電動(dòng)機(jī)(VCM)118。音圈電動(dòng)機(jī)118包括支承懸浮組件112的一臂114。磁盤驅(qū)動(dòng)器100說(shuō)明性地包括用于磁盤驅(qū)動(dòng)器100的控制操作的和用于傳送數(shù)據(jù)進(jìn)入和引出磁盤驅(qū)動(dòng)器100的控制電路130。
在極低的飛行高度磁盤驅(qū)動(dòng)器中，空氣支承自身不能維持與磁盤的適當(dāng)?shù)拈g隙。這是由于來(lái)自磁盤滑道崩坍的平均損失、碳涂層(例如C60、ALD)、電極未端凹入和潤(rùn)滑劑沒(méi)有留下用于飛行高度變化的足夠的間距的實(shí)際情況。在以下將結(jié)合圖2和3較詳細(xì)說(shuō)明這情況。
圖2-3示出了在一磁盤152上飛行的一頭部150的一部分。在圖2中用不同的水平和垂直比例系數(shù)放大所示的圖形。一水平刻度151示出了以毫米為單位的水平距離。一垂直刻度153示出了以納米為單位的垂直距離。圖3是圖2中圖形的一進(jìn)一步放大圖，示出了一尾隨邊154附近的較詳細(xì)的細(xì)節(jié)。在圖3中以不同的水平和垂直比例系數(shù)放大了所示的圖形。一水平刻度155以微米為單位示出了水平距離。一垂直刻度157以納米為單位示出了垂直距離。
在一極低飛行高度156處，鉆石狀碳涂層158、159、電極未端凹入160和潤(rùn)滑劑層162占據(jù)了磁間距164的一大部分。如圖3所示，磁間距164約7納米，但機(jī)械間距或飛行高度156僅約2納米。飛行高度156是在空氣支承表面148和潤(rùn)滑劑層162的頂表面146之間的最小間距。為了試驗(yàn)?zāi)康?，一聲發(fā)射(AE)傳感器149可設(shè)置在尾隨邊154上和被連接至電路(未示出)，它提供指示該頭部接觸磁盤的一聲發(fā)射傳感器輸出。飛行高度156的附加變化可以來(lái)自制造偏差、熱的電極未端凹入、驅(qū)動(dòng)環(huán)中由于磁盤外形狀態(tài)或?qū)ふ业膭?dòng)態(tài)飛行高度損失。為了彌補(bǔ)這些變化，如以下結(jié)合圖4-5較詳細(xì)說(shuō)明那樣，在磁盤驅(qū)動(dòng)器中包括一靜電致動(dòng)器。
圖4示出了由飛行高度間距173分開(kāi)的一磁盤170和裝載在磁盤170上方的一讀/寫(xiě)頭172。在這實(shí)施例中，一空氣絕緣層將該頭部172支承在磁盤170上方。磁盤170和讀/寫(xiě)頭172包括一靜電飛行高度致動(dòng)器174。通過(guò)在傳統(tǒng)的磁盤和頭部結(jié)構(gòu)上提供電接頭184、186，從而可以連接控制信號(hào)V(即一飛行高度控制電壓)，能夠有效地形成“靜電飛行高度致動(dòng)器”174。在一磁盤電接頭186處可以將磁盤170連接至一公共導(dǎo)線，如圖所示。刪去從頭部172至公共導(dǎo)線的偶爾有的電路線，從而該頭部172的一部分可以相對(duì)磁盤170充電。該頭部172具有連接至一飛行高度控制器180的一頭部電接頭184。
靜電飛行高度致動(dòng)器174包括說(shuō)明性地從空氣支承表面177(它與支承表面179共平面)凹入的一第一致動(dòng)器電極176和起到一第二致動(dòng)器電極178作用的磁盤170，第二致動(dòng)器電極178具有等于第一致動(dòng)器電極176的有效面積的一有效面積。第一致動(dòng)器電極176是適于朝第二致動(dòng)器電極178被吸引、以致控制該頭部172的飛行高度的一飛行高度控制電極。通常，磁盤170是一導(dǎo)電介質(zhì)表面。支承表平面179定位在第一致動(dòng)器電極176和形成第二致動(dòng)器電極178的磁盤170之間。第二致動(dòng)器電極178具有重疊它的第一致動(dòng)器電極176的面對(duì)形狀所限定的一形狀。第一電極176起到一第一電容器板的作用，以及面對(duì)第一電容器板的第二電極起到一第二電容器板的作用。由一介電層(這里是一空氣間隙)將兩電容器板分開(kāi)和在控制器180向頭部電接頭184和磁盤電接頭186施加一控制信號(hào)時(shí)相互靜電吸引。如圖所示，控制器180產(chǎn)生控制信號(hào)V和沿著導(dǎo)線181電連接至第一致動(dòng)器電極176和沿著一電路公共導(dǎo)線連接至第二致動(dòng)器電極178。在一實(shí)施例中，所施加的電壓低于5伏和由控制電路130(圖1)所含有的前置放大器電路控制。
當(dāng)對(duì)頭部172提供一電連接時(shí)，在頭部172上能夠積聚起電荷。這可以造成靜電放電(ESD)損壞。因此，第一致動(dòng)器電極176可以是由一絕緣層175與頭部172的主體絕緣的一鍍金屬層。通過(guò)使用絕緣層175，該頭部172自身能夠沿著導(dǎo)線182接地。防止頭部172的ESD損壞。按需要地，可以對(duì)一懸浮體(例如圖1中的懸浮組件112)或?qū)σ蝗嵝噪娐愤B接導(dǎo)線182。并且，分泄電阻可以連接至浮動(dòng)塊，用于進(jìn)一步防止ESD損壞。第一和第二致動(dòng)器電極176、178之間的電位差V產(chǎn)生一靜電吸力。在一實(shí)施例中，支承表平面179定位在磁盤170和第一致動(dòng)器電極176之間，用于限制靜電吸力，這將在以下結(jié)合圖5進(jìn)行較詳細(xì)的說(shuō)明。
圖5示出了在一靜電飛行高度控制致動(dòng)器中作為致動(dòng)器間距的一函數(shù)的靜電力。圖5包括代表以牛頓(N)為單位的靜電吸力的一垂直軸線200。圖5包括代表以納米為單位的機(jī)械間距或飛行高度的一水平軸線202。由于浮動(dòng)塊和磁盤表面之間的間距是如此小，通過(guò)在浮動(dòng)塊表面附近形成一單獨(dú)的電極能夠產(chǎn)生很大的靜電力。對(duì)該專用電極和起到一接地電極作用的磁盤施加一電壓。能夠使用靜電飛行高度控制，但是，從靜電力作為間距的一函數(shù)的關(guān)系曲線204中產(chǎn)生了一大問(wèn)題。如以下方程式1所示，靜電力大致與間距平方成反比。
F=(1/2)ϵ0AV2d2]]>方程式1式中F靜電吸力ε0間隙中空氣的介電常數(shù)；A每個(gè)電極的面積；V施加于頭部和磁盤接頭的電壓；d電極之間的間距。
如圖5所示，這產(chǎn)生了很高的非線性響應(yīng)204。隨著該間隙接近一零間距漸近線，該力漸近地接近無(wú)窮大。這關(guān)系的實(shí)際含意是在某一閾值電壓之上或某一間距之下，吸力變得如此高，以致使浮動(dòng)塊破壞性地撞擊磁盤。并且，這閾值電壓不是常數(shù)和事先并不知道。在驅(qū)動(dòng)該頭部的任何時(shí)候，或者如果存在引起頭部磁盤間距減小的一內(nèi)部條件，浮動(dòng)塊能夠朝磁盤向下被拉動(dòng)和撞壞。該靜電力是吸力和趨向于朝磁盤拉動(dòng)該頭部。該頭部還受到該頭部和磁盤之間的空氣支承層產(chǎn)生一提升力。以下將結(jié)合圖6較詳細(xì)說(shuō)明該提升力和靜電力的組合效果。
圖6示出了對(duì)于一特定的頭/磁盤組合的、作為施加于頭部電接頭184和磁盤電接頭186的靜電電壓的一函數(shù)的飛行高度間隙。在圖6中，垂直軸線210代表納米為單位的飛行高度間距(間隙)和水平軸線212代表施加于電接頭184、186的電壓V。該關(guān)系是非線性的，隨著所施加的靜電電壓的增加，由于作為飛行高度的一函數(shù)的靜電力的非線性，飛行高度/電壓曲線214的斜度變得較陡。如以下的圖7所示，在曲線214變得較陡的區(qū)域內(nèi)，飛行高度控制變得不大穩(wěn)定，接觸和損壞可能發(fā)生。但是，通過(guò)在以下的圖8-32所示的空氣支承表面結(jié)構(gòu)可以避免或減少這損壞。
圖7示出了在一旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺(tái)上、作為施加到一頭部電接頭和一磁盤電接頭的一靜電電壓V的一函數(shù)的一聲發(fā)射(AE)傳感器(例如圖3中的傳感器149)的一典型的響應(yīng)曲線。垂直軸線271代表聲發(fā)射傳感器輸出和水平軸線272代表所施加的靜電電壓V。對(duì)于這示例性的頭/磁盤組合，如在標(biāo)號(hào)273處所示，就在V＝5伏以下浮動(dòng)塊撞擊。類似的頭/磁盤組合示出了從V＝1.0至5.5伏關(guān)于接觸的閾值電壓的一范圍。就在撞擊之前的聲發(fā)射傳感器輸出中的一增量274是不持久的，因此沒(méi)有提供檢測(cè)和避免接觸的一適當(dāng)措施。在聲發(fā)射傳感器輸出中沒(méi)有任何最初增量274也發(fā)生接觸。
如本技術(shù)領(lǐng)域的那些人員所理解的，本發(fā)明的頭浮動(dòng)塊可以包括多種不同的空氣支承設(shè)計(jì)和特征，用于實(shí)施本發(fā)明。這些特征包括，但不局限于，凸緣、隆起、升高部分、凸起、軌道、墊塊、通道、凹入和其它特征。如以下所述，若干特征包括一支承表面和一升高部分。當(dāng)浮動(dòng)塊相對(duì)一磁盤定位時(shí)，支承表面通常較其它表面靠近磁盤定位。說(shuō)明性地，支承表面通常為了本發(fā)明的目的在稱為一支承表平面的一平面內(nèi)。一個(gè)或多個(gè)電極定位在升高的部分上和可以從支承表平面移位一間距。依據(jù)浮動(dòng)塊的制造能夠調(diào)節(jié)該間距，用于控制調(diào)節(jié)飛行高度間距所要求的電壓大小和防止電極和頭部自身接觸磁盤。利用許多試驗(yàn)和技術(shù)，例如涉及圖5-7所討論的那些內(nèi)容，能夠確定一所需的間距。應(yīng)該進(jìn)一步注意的是諸電極可以按需定位在浮動(dòng)塊的不同位置上。
圖8是從一磁盤的一表面觀察的一浮動(dòng)塊300的立體圖。為了清楚起見(jiàn)，在圖8中放大了垂直尺寸。圖9是從磁盤的表面觀察的浮動(dòng)塊300的平面圖。說(shuō)明性地將浮動(dòng)塊300設(shè)計(jì)成以類似于結(jié)合圖4所示的浮動(dòng)塊170的工作方式進(jìn)行工作。
浮動(dòng)塊300由具有一浮動(dòng)塊體302的基底形成，該基底包括一空氣支承表面303、一第一側(cè)邊304、一第二側(cè)邊306、一前導(dǎo)邊308和一尾隨邊310。許多特征形成在浮動(dòng)塊體302上。例如，浮動(dòng)塊300包括空腔擋塊312、第一側(cè)軌314、第二側(cè)軌316和中央墊塊318。尾隨空腔擋塊的是一個(gè)副環(huán)境壓力空腔320。一臺(tái)階表面322在空腔擋塊312之前。
側(cè)軌314和316分別包括前導(dǎo)表面324和326。而且，側(cè)軌314和316分別包括尾隨表面328和330。如圖所示，尾隨表面328和330大致成“U”形。中央墊塊318包括升高的U形表面322和裝載有通常在標(biāo)號(hào)333處所示的一傳感器。總起來(lái)說(shuō)，形成空氣支承表面303的前導(dǎo)表面324和326、尾隨表面328和330以及升高表面332與一支承表平面350(圖10)是共平面的。
浮動(dòng)塊300包括設(shè)置在中央墊塊318上的一第一飛行高度控制電極334和一第二飛行高度控制電極336。如圖所示，當(dāng)空氣支承面對(duì)一磁盤表面時(shí)，升高表面332位于磁盤表面和各飛行高度控制電極334和336之間。從而，與升高表面332共平面的支承表平面350從飛行高度控制電極334和336移位。因此，如以下結(jié)合圖10所述那樣，支承表平面350和電極334和336之間存在間距。
參閱圖9，飛行高度控制器180能夠向電極334和336提供電壓，以便在浮動(dòng)塊300和一磁盤之間產(chǎn)生一靜電力。在這實(shí)施例中，電極334和336具有相同的面積。導(dǎo)線340和342分別將電極334和336連接至結(jié)合墊塊344和346。結(jié)合墊塊344和346電連接至飛行高度控制器180。或者，可以使用一個(gè)或多個(gè)結(jié)合墊塊。在某些情況下，可能困難的是對(duì)一介質(zhì)表面提供一電連接。在所示實(shí)施例中，飛行高度控制器180同時(shí)對(duì)電極334提供一正電壓“+V”和對(duì)電極336提供一負(fù)電壓“-V”。說(shuō)明性地，提供給各電極334和336的電壓具有相等的幅值和相反的極性。由于各電極充電有相反極性，因此對(duì)該磁盤的凈電荷是零。從而，能夠預(yù)防在磁盤上的不希望的電位。但是，電壓差仍在浮動(dòng)塊300和磁盤之間產(chǎn)生一靜電力。
圖10示出了從第一軌道314觀察的浮動(dòng)塊300的一示意剖視圖。升高的表面332與支承表平面350共平面。第一電極334從支承表平面移位間距352。絕緣層354提供電極334和中央墊塊318之間的絕緣。在一實(shí)施例中，間距352是在約0.005微米至0.05微米的范圍內(nèi)。電極334的厚度約100埃和絕緣層354的厚度約0.20微米至0.25微米。
能夠使用許多不同技術(shù)完成從一支承表平面移位的電極的定位。按照這樣的一技術(shù)，在浮動(dòng)塊300的制造期間定位電極334和336。例如，可以銑削或蝕刻浮動(dòng)塊體302，以致留有中央墊塊318和升高表面332。此外，將已連接于結(jié)合墊塊344的導(dǎo)線340對(duì)外露出。然后例如通過(guò)使用例如噴涂和/或離子束附著的薄膜附著技術(shù)將絕緣層354施加于中央墊塊318的一頂表面。其次，電極334定位在絕緣層354上，留出支承表平面350和電極334之間的間距352。還說(shuō)明性地使用一薄膜附著技術(shù)施加電極334。在電極334定位之后，將導(dǎo)線340連接于電極334。將電極336相對(duì)支承表平面350定位和與電極334類似的方式連接至導(dǎo)線342。
如果需要，在電極334的頂部上可以放置一緩沖層360。緩沖層360可以用作為一保護(hù)阻擋體，用于緩和接觸。此外，緩沖層360能夠防止在制造和一磁盤驅(qū)動(dòng)器的工作期間在電極上的弄臟、腐蝕、工作中的剝蝕和其它不希望有的影響。緩沖層360還可以提供在用作電容器的導(dǎo)電板(即圖4的電極176和178)之間的另一介質(zhì)層(除了以上所述空氣間隙之外)。這層改變了在諸板之間的靜電力，并影響飛行高度控制。
在一實(shí)施例中，緩沖層360是具有在約1×1012至1×1020歐姆—厘米范圍的一薄膜電阻率的一絕緣體。在這情況下，可以對(duì)導(dǎo)電板施加一交變電流(AC)，以防止在緩沖層360上積聚電荷?？梢赃x擇AC的一頻率，用于防止在靜壓飛行高度致動(dòng)器的諸電容器之間的靜電力的不希望有的調(diào)制。在另一實(shí)施例中，使用用于緩沖層360的具有在約1×106至1×1010歐姆—厘米的范圍內(nèi)的一薄膜電阻的一半絕緣層。在這情況下，緩沖層360可以是氧化鋁和氧化鋅的一混合物。如在本技術(shù)領(lǐng)域中已知的那樣，可以使用一ALD加工施加該混合物，達(dá)到所需的電阻率。或者，該半絕緣層可以由鉆石狀碳(DLC)制成。但是，在緩沖層360和一磁盤接觸的情況下緩沖層360保持與電極334類似的電壓，在緩沖層360和磁盤之間的電流將是最小和防止損壞。
如圖11所示，對(duì)一浮動(dòng)塊可以使用不同的空氣支承結(jié)構(gòu)和電極定位。圖11示意地示出了包括側(cè)軌402和404的浮動(dòng)塊400。浮動(dòng)塊400被說(shuō)明性地設(shè)計(jì)成以與結(jié)合圖4所示的浮動(dòng)塊172的工作相類似的方式工作。側(cè)軌402和404的至少一部分形成與一支承表平面共平面的一空氣支承表面406。電極410和408可以從支承表平面移位。如以上所述，浮動(dòng)塊400可以包括一電接頭、絕緣層、結(jié)合墊塊、空氣支承特征和其它部分。此外，可以類似于以上所述的浮動(dòng)塊300的制造進(jìn)行制造浮動(dòng)塊400。
如本技術(shù)領(lǐng)域的那些熟練人員所理解的那樣，可以使用不同的制造技術(shù)完成提供與浮動(dòng)塊體電絕緣的專用飛行高度控制電極。例如，可以在一浮動(dòng)塊范圍或一晶片范圍、在浮動(dòng)塊體上提供飛行高度控制電極。圖12-18示出了關(guān)于對(duì)一浮動(dòng)塊體提供飛行高度控制電極的一第一方法。圖12示出了具有前導(dǎo)邊502和尾隨邊504的基底500。圖13示出了尾隨邊504的一部分的立體圖。在制造過(guò)程中的這部位處，基底500在它的表面上沒(méi)有蝕刻的一空氣支承表面。最初，將空腔510蝕刻進(jìn)入尾隨邊504，說(shuō)明性地靠近尾隨邊504的一中央。如圖14所示，空腔510復(fù)蓋有一絕緣層512。絕緣層512用于將一飛行高度控制電極與基底500電絕緣。
如圖15所示，空腔510的其余部分用一導(dǎo)電材料514插入。在將導(dǎo)電材料514插入空腔510之后，如圖16所示，在尾隨邊504上建造一傳感器層516。其次，如圖17和18所示，在基底500上蝕刻或其它機(jī)加工一空氣支承表面518，從而暴露導(dǎo)電材料514，該材料用作為與基底500電絕緣的兩個(gè)飛行高度控制電極。在這位置處，可以將諸電極514電連接至一飛行高度控制器。例如，可以在傳感器層516上提供諸結(jié)合墊塊和通過(guò)鉆通傳感器層516將該諸墊塊連接至諸電極514。
在圖19-23中示出了另一制造方法。在圖19中，示出了具有一前導(dǎo)邊602和尾隨邊604的一浮動(dòng)塊基底600。在圖20中，示出了被蝕刻進(jìn)入尾隨邊604的一中央內(nèi)的一空腔606。如圖21所示，用一絕緣材料608填塞空腔606。如圖22所示，在施加一傳感器層607之后，蝕刻一空氣支承表面609，以便暴露絕緣表面608。如圖23所示，基底600的一部分610用作為一飛行控制電極，同時(shí)絕緣材料608使電極610與基底600電絕緣?；旧?，電極610是與基底600為相同材料。從而，以相同速率蝕刻兩者，從而降低制造一浮動(dòng)塊的復(fù)雜性。
在圖24-27中示出了對(duì)一浮動(dòng)塊體施加一電絕緣專用電極的又一實(shí)施例。在這方法中，基底700包括前導(dǎo)邊702和尾隨邊704。首先，對(duì)尾隨邊704施加一絕緣層706。此外，施加將用作為與基底700電絕緣的一飛行高度控制電極的一導(dǎo)電材料708。其次，如圖25所示，建造一傳感器層710。圖26和27示出了在已施加一空氣支承表面712之后的基底700。雖然其中示出的絕緣層706和導(dǎo)電材料708基本沿著尾隨邊704延伸，但是如果需要絕緣層706和導(dǎo)電材料708可以僅施加于尾隨邊704的一部分，例如尾隨邊704的一中央的一部分。
圖28-30示出了關(guān)于施加與浮動(dòng)塊體電絕緣的一飛行高度控制電極的又一實(shí)施例。在圖28中，基底800包括前導(dǎo)邊802和尾隨邊804。對(duì)尾隨邊804施加傳感器層806、導(dǎo)電材料808和包復(fù)層810。在圖29和30中，已蝕刻一空氣支承表面812。導(dǎo)電材料808用作為通過(guò)傳感器層806與基底800電絕緣的一飛行高度控制電極。雖然其中示出的傳感器層806和導(dǎo)電材料808基本沿著尾隨邊804延伸，但是如果需要傳感器層806和導(dǎo)電材料808可以僅施加于尾隨邊804的一部分，例如靠近尾隨邊804的一中央的一部分。
如本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)那些熟練人員所理解的那樣，以上所述的諸層基本不需要施加于整個(gè)尾隨邊。如圖31和32所示，基底900包括傳感器層902、中間層904和包復(fù)層910。導(dǎo)電材料912作為中間層904的一部分僅加于一尾隨邊的一中央部分。圖32示出了在已施加一空氣支承表面914之后的基底900。
總之，提供了用于從一導(dǎo)電介質(zhì)表面170存取數(shù)據(jù)的一頭部172，300，400，500，600，700，800，900。該頭部172，300，400，500，600，700，800，900具有帶一空氣支承表面177，303，406，518，609，712，812的一浮動(dòng)塊體302，該表面形成一支承表平面179，350，該支承表平面被構(gòu)造成面對(duì)介質(zhì)表面170。一飛行高度控制電極176，334，336，408，410，514，610，708，808，902定位在升高部分179，350上。而且，飛行高度控制電極176，334，336，408，410，514，610，708，808，902和介質(zhì)表面170適合于形成帶有支承該頭部172，300，400的一空氣介電層的一電容器的相對(duì)板。并且，電極176，334，336，408，410，514，610，708，808，902與浮動(dòng)塊體302電絕緣。在浮動(dòng)塊體302上設(shè)置的一頭部電接頭184電連接于電極176，334，336，406，408，514，610，708，808，902。頭部電接頭184適合于對(duì)電極176，334，336，408，410，514，610，708，808，920提供一飛行高度控制電壓。
此外，提供了制造用于相對(duì)一導(dǎo)電介質(zhì)表面170控制飛行高度的一頭部172，300，400，500，600，700，800，900的一方法。該方法包括提供具有一前導(dǎo)邊308，502，602，702，802、一尾隨邊310、504、604、704、804和形成一支承表平面179，350的一空氣支承表面177，303，406，518，609，712，812的一浮動(dòng)塊體302。此外，該方法包括使一飛行高度控制電極176，334，336，408，410，514，610，708，808，902與浮動(dòng)塊體電絕緣。而且，對(duì)飛行高度控制電極176，334，336，408，410，514，610，708，808，902與浮動(dòng)塊體電絕緣。而且，對(duì)飛行高度控制電極176，334，336，408，410，514，610，708，808，902提供一電接頭184。電接頭184適合于對(duì)飛行高度控制電極176，334，336，408，410，514，610，708，808，902提供一飛行高度控制電壓。
應(yīng)該理解雖然在以上敘述中與本發(fā)明的許多實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和功能的細(xì)節(jié)一起提出了本發(fā)明的許多實(shí)施例的許多特征和優(yōu)點(diǎn)，但是這揭示內(nèi)容僅是說(shuō)明性的，在本發(fā)明的原理內(nèi)、對(duì)于所附權(quán)利要求書(shū)所表達(dá)的諸術(shù)語(yǔ)的廣泛的、一般含義所指示的全部范圍，可以在細(xì)節(jié)上、尤其在結(jié)構(gòu)和布置方面可以做出許多變化。例如，根據(jù)關(guān)于讀/寫(xiě)頭的具體應(yīng)用可以改變?cè)S多具體部分，同時(shí)基本保持相同的功能，而不脫離本發(fā)明的范圍和原理。此外，在這里所述的較佳實(shí)施例針對(duì)用于一頭/磁盤系統(tǒng)的一頭部，本技術(shù)領(lǐng)域的那些熟練的人們將會(huì)理解本發(fā)明的揭示內(nèi)容能應(yīng)用于其它儲(chǔ)存和磁系統(tǒng)，如帶驅(qū)動(dòng)器，而不脫離本發(fā)明的范圍和原理。
權(quán)利要求
1.用于從一導(dǎo)電介質(zhì)表面存取數(shù)據(jù)的一頭部，該頭部包括具有一空氣支承表面的一浮動(dòng)塊體，該表面形成被構(gòu)造成面對(duì)介質(zhì)表面的一支承表面；位于浮動(dòng)塊體上的一飛行高度控制電極，其中飛行高度控制電極和介質(zhì)表面適合于形成一電容器的相對(duì)板，該電容器具有支承該頭部的一空氣介電層，飛行高度控制電極與浮動(dòng)塊體電絕緣；以及設(shè)置在浮動(dòng)塊體上的一頭部電接頭，該接頭電連接于飛行高度控制電極，頭部電接頭適合于對(duì)飛行高度控制電極提供一飛行高度控制電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的頭部，其特征在于還包括位于飛行高度控制電極和浮動(dòng)塊體之間的一絕緣層。
3.如權(quán)利要求2所述的頭部，其特征在于還包括連接于該頭部的一接地電接頭。
4.如權(quán)利要求2所述的頭部，其特征在于還包括適于定位在飛行高度控制電極和介質(zhì)表面之間的一緩沖層。
5.如權(quán)利要求1所述的頭部，其特征在于還包括連接于頭部電接頭和與浮動(dòng)塊體電絕緣的一第二飛行高度控制電極。
6.如權(quán)利要求5所述的頭部，其特征在于頭部電接頭適合于對(duì)首先所述的飛行高度控制電極提供一正電壓和適合于對(duì)第二飛行高度控制電極提供一負(fù)電壓。
7.如權(quán)利要求1所述的頭部，其特征在于浮動(dòng)塊體包括一升高的中央墊塊，其中飛行高度控制電極位于中央墊塊上。
8.如權(quán)利要求7所述的頭部，其特征在于還包括位于中央墊塊上的一第二飛行高度控制電極。
9.如權(quán)利要求1所述的頭部，其特征在于浮動(dòng)塊體包括一側(cè)軌，其中飛行高度控制電極位于該側(cè)軌上。
10.如權(quán)利要求1所述的頭部，其特征在于飛行高度控制電極在約0.005微米至0.05微米的范圍內(nèi)從支承表平面移位。
11.如權(quán)利要求1所述的頭部，其特征在于飛行高度控制電極與浮動(dòng)塊體基本為相同材料。
12.制造用于相對(duì)一導(dǎo)電介質(zhì)表面控制飛行高度的一頭部的一方法，該方法包括提供具有一前導(dǎo)邊、一尾隨邊和形成一支承表平面的一空氣支承表面的一浮動(dòng)塊體；將一飛行高度控制電極與浮動(dòng)塊體電絕緣；以及對(duì)飛行高度控制電極提供一電接頭，該電接頭適于對(duì)飛行高度控制電極提供一飛行高度控制電壓。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于還包括在飛行高度控制電極和浮動(dòng)塊體之間提供一絕緣層。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于還包括提供連接于浮動(dòng)塊體的一接地電接頭。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于還包括提供適合位于飛行高度控制電極和介質(zhì)表面之間的一緩沖層。
16.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于還包括將一第二飛行高度控制電極與浮動(dòng)塊體電絕緣。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括將一升高的中央墊塊定位在浮動(dòng)塊體上，其中飛行高度控制電極定位在中央墊塊上。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于還包括將一第二飛行高度控制電極定位在中央墊塊上。
19.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于還包括定位在約0.005微米至0.05微米范圍內(nèi)從支承表平面移位的飛行高度控制電極。
20.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，電絕緣包括在尾隨邊內(nèi)蝕刻一空腔；在該空腔內(nèi)提供一絕緣層；以及在浮動(dòng)塊體上形成一空氣支承表面。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，電絕緣還包括用導(dǎo)電材料充填該空腔；以及形成空氣支承表面，用于暴露導(dǎo)電材料。
22.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，電絕緣還包括對(duì)尾隨邊提供一層導(dǎo)電材料；以及將一傳感器層定位在導(dǎo)電材料層和浮動(dòng)塊體之間。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于提供一層導(dǎo)電材料包括對(duì)尾隨邊的一中央部分提供導(dǎo)電材料。
24.一如權(quán)利要求12所述的方法制造的頭部。
25.一裝置，它包括一導(dǎo)電介質(zhì)表面；具有一基底的一頭部，該基底具有一空氣支承表面，該表面被形成為在頭部和介質(zhì)表面之間提供一飛行高度間距，以及一飛行高度控制電極與基底電絕緣；以及用于相對(duì)于介質(zhì)表面對(duì)飛行高度控制電極充電荷的、調(diào)節(jié)飛行高度間距的裝置。
26.如權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于還包括在頭部上的一第二飛行高度控制電極和用于相對(duì)于介質(zhì)表面對(duì)第二飛行高度控制電極充電荷、調(diào)節(jié)飛行高度間距的裝置。
27.如權(quán)利要求26所述的裝置，其特征在于，還包括用于對(duì)首先所述的飛行高度控制電極施加一正電壓和對(duì)第二飛行高度控制電極施加一負(fù)電壓的裝置。
28.如權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于用于充電荷的裝置包括對(duì)飛行高度控制電極提供一電接頭。
29.如權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于用于充電荷的裝置包括對(duì)介質(zhì)表面提供一電接頭。
30.如權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于還包括定位在飛行高度控制電極和介質(zhì)表面之間的一緩沖層。
全文摘要
提供用于從一導(dǎo)電介質(zhì)表面存取數(shù)據(jù)的一頭部(172)。該頭部(172)具有形成一支承平面的一浮動(dòng)塊體，該平面被構(gòu)造成面對(duì)介質(zhì)表面(170)。一飛行高度控制電極(176)定位在升高的部分上。并且，飛行高度控制電極(176)和介質(zhì)表面(170)適合于形成一電容器的相對(duì)的板，該電容器具有支承頭部(172)的一空氣介電層。此外，飛行高度控制電極(176)與浮動(dòng)塊體電絕緣。設(shè)置在浮動(dòng)塊體上的一頭部電接頭(184)電連接于飛行高度控制電極(176)。頭部電接頭(184)適合于對(duì)飛行高度控制電極(176)提供一飛行高度控制電壓。
文檔編號(hào)G11B5/60GK1543642SQ02816234
公開(kāi)日2004年11月3日 申請(qǐng)日期2002年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月22日
發(fā)明者J·W·里德林, W·A·鮑尼恩, L·E·斯脫弗, Z·－E·布塔格候, D·P·布爾班克, J W 里德林, げ妓 窈, 布爾班克, 斯脫弗, 鮑尼恩 申請(qǐng)人:西加特技術(shù)有限責(zé)任公司