在帶有集成微致動器的熱輔助磁記錄磁頭組件上滑動安裝的激光二極管的制作方法
【專利摘要】本發明涉及在帶有集成微致動器的熱輔助磁記錄磁頭組件上滑動安裝的激光二極管。浮動塊具有安裝至所述浮動塊的側表面而非與空氣支撐表面相反的背表面的激光二極管。所述激光二極管提供用于熱輔助記錄的光源。將所述激光二極管定位于側表面處消除了相鄰浮動塊的激光二極管之間接觸的可能性，并且允許使用較大功率的激光二極管。另外，將所述激光二極管設置在側表面處允許將微致動器附接至所述浮動塊的背側表面，由此允許在同一記錄系統中使用熱輔助記錄和微致動兩者。
【專利說明】在帶有集成微致動器的熱輔助磁記錄磁頭組件上滑動安裝的激光二極管
【技術領域】
[0001]本發明涉及磁數據記錄，并且更具體地涉及一種利用浮動塊的磁數據記錄系統，該浮動塊形成有用于熱輔助記錄的激光二極管，其中激光二極管被安裝在浮動塊的側表面處，允許使用微致動和熱輔助記錄兩者，并且消除了相鄰浮動塊的激光二極管之間接觸的可能性。
【背景技術】
[0002]已經研究了作為在磁盤驅動器(HDD)中實現高記錄密度的方法的各種技術。熱輔助記錄(TAR)是一種提高表面記錄密度的技術。在非常高的數據密度下，磁性介質能夠變得磁性不穩定。隨著磁性顆粒的尺寸和磁位元的尺寸變得非常小，它們能夠變得非常易于去磁，導致數據丟失。為了防止該問題，能夠這樣構造磁性介質，使得記錄層具有非常高的矯頑性(coercivity)。然而，這種高矯頑性將需要如此高的寫入磁場以致不可寫入。為了克服該問題，能夠使用熱輔助記錄，以臨時地、局部地降低寫入位置處的介質的矯頑性。該方法能夠包括使用產生光斑的激光二極管，該光斑被傳送至磁性介質記錄點附近的期望位置。激光二極管通常位于浮動塊的與空氣支撐表面相反(背向)的背側表面上，并且能夠被波導管傳送至處于空氣支撐表面處的期望位置。
[0003]另一種提高磁盤驅動性能的方法必須利用伺服跟蹤進行。隨著數據密度提高，磁道密度也提高。這使得更難以具有足夠精度地將浮動塊的位置保持在期望的磁道上，以有效地寫入和讀取數據。提高伺服精度的一種方式在于通過使用微致動。由致動器、諸如音圈電機提供航向伺服致動，該致動器移動整個懸臂組件，以將浮動塊定位在期望的磁道上。能夠由微致動器提供讀取和寫入元件的精細位置調整。微致動能夠包括使用微致動器，諸如連接浮動塊的壓電致動器。微致動器使浮動塊稍微偏斜，以相對于磁性介質上的數據磁道移動讀和寫磁頭的位置。
[0004]此外，在將激光二極管安裝在浮動塊的后面的方法中，在其中布置兩個或更多磁盤的HDD構造的情況下，當安裝HDD時，存在安裝在浮動塊上的激光二極管以背馱方式，彼此接觸的可能性。這對激光二極管的長度施加了限制。由于激光二極管的該長度與激光密度相關，所以存在這樣的關注，即在該情況下，可能不能實現完全令人滿意的性能。微致動器通常位于與空氣支撐表面相反的浮動塊的背側處。
[0005]然而，上述熱輔助加熱系統提出了若干挑戰。在磁記錄系統中，使用若干磁盤和浮動塊，浮動塊連接至懸臂組件，以便每個浮動塊都從磁性介質的表面讀取和向其寫入。為了防止一個浮動塊的激光二極管接觸相鄰浮動塊的激光二極管，必須限制激光二極管的尺寸。這繼而限制了激光二極管能夠提供的用于加熱磁性介質的功率量。另外，激光二極管的安裝和微致動器的安裝彼此干擾，使得在同一數據記錄系統中使用微致動和熱輔助記錄兩者不現實。
【發明內容】
[0006]本發明提供了一種用于磁數據記錄的浮動塊，該浮動塊包括:浮動塊主體，其具有空氣支撐表面，和垂直于該空氣支撐表面定向的側表面；以及激光二極管，其附接至浮動塊主體的側表面。
[0007]該激光二極管能夠連接浮動塊主體的側表面、或者浮動塊主體的尾端表面。可以提供被配置帶有彎曲的激光二極管，以將來自激光二極管的光傳送至浮動塊主體的空氣支撐表面。
[0008]將激光二極管定位于浮動塊主體的側表面處，而非與空氣支撐表面相反(相背)的背表面處提供了若干優點。例如，將激光二極管定位于側表面處消除了在懸臂和浮動塊的堆疊中，來自一個浮動塊的激光二極管接觸相鄰浮動塊的激光二極管的任何機會。同樣地，由于不存在相鄰浮動塊的激光二極管之間接觸的機會，所以存在用于激光二極管的更多空間。這意味著，激光二極管能夠較大，為有效熱輔助記錄提供了大功率。
[0009]另外，將激光二極管設置在浮動塊的側面使與空氣支撐表面相反的背側表面空出，以附接微致動器，諸如壓電致動器。先前，必須在使用用于伺服跟蹤的精微調整的微致動器、或使用熱輔助記錄之間做出選擇。本發明使得可能使用這些(先前相互排斥的)記錄系統兩者。
[0010]一旦結合附圖閱讀了下文優選實施例的詳細的說明書，就將明白本發明的這些和其他特征以及優點，貫穿附圖，相同的標記指示相同的元件。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]為了更完全地理解本發明的性質和優點，以及優選使用模式，應參考下文詳細說明，結合不按比例繪制的附圖閱讀該說明書。
[0012]圖1是其中可具體實施本發明的磁盤驅動系統的示意圖；
[0013]圖2是例示磁頭在其上的位置的浮動塊的ABS圖；
[0014]圖3是根據本發明實施例的浮動塊的側視圖；
[0015]圖4是從圖3的線4-4觀察的圖3的浮動塊的尾端表面圖；
[0016]圖5是根據本發明的可替換實施例的浮動塊的側視圖；
[0017]圖6是從圖5的線6-6觀察的圖5的浮動塊的尾端表面圖；
[0018]圖7是示出在其上形成的寫入元件和讀取元件的根據本發明實施例的一部分浮動塊的放大圖。
【具體實施方式】
[0019]下文說明是當前認為執行本發明的最佳實施例。為了例示本發明的基本原理做出該說明，并且無意限制本文要求的發明性概念。
[0020]現在參考圖1，其中示出具體實施本發明的磁盤驅動器100。如圖1所示，在軸114上支撐至少一個可旋轉磁盤112，并且其由磁盤驅動電機118旋轉。每張磁盤上的磁記錄均為磁盤112上的同心數據磁道(未示出)的環狀模式的形式。
[0021]在磁盤112附近定位至少一個浮動塊113，每個浮動塊113都支撐一個或多個磁頭組件121。隨著磁盤旋轉，浮動塊113在磁盤表面122上徑向移入和移出，使得磁頭組件121能夠訪問其中寫入了期望數據的磁盤的不同磁道。每個浮動塊113都通過承載梁115附接至致動器臂119。承載梁115提供輕微的彈性力，其將浮動塊113偏置抵靠磁盤表面122。每個致動器臂119都附接至致動裝置127。如圖1所示，致動裝置127能夠為音圈電機(VCM)。VCM包括可在固定的磁場中移動的線圈，線圈運動的方向和速度受控制器129提供的電機電流信號控制。
[0022]在磁盤存儲系統運行期間，磁盤112的旋轉在浮動塊113和磁盤表面122之間產生空氣支撐，其在浮動塊上施加向上的力或升力。因而，空氣支撐在正常操作期間平衡了承載梁115的輕微彈性力、并且支撐浮動塊113離開并以很小基本恒定的間距略高于磁盤表面。
[0023]在操作中，磁盤存儲系統的各個部件由控制單元129產生的控制信號控制，諸如存取控制信號和內部時鐘信號。通常，控制單元129包括邏輯控制電路、存儲裝置和微處理器。控制單元129產生控制信號，以控制各種系統操作，諸如線路123上的驅動電機控制信號，以及線路128上的磁頭位置和搜索控制信號。線路128上的控制信號提供期望的電流特性，以最優化地將浮動塊113移動和定位至磁盤112上的期望數據磁道。通過數據記錄通道125，將寫和讀信號傳達至寫和讀磁頭121，并且從寫和讀磁頭121傳回寫和讀信號。
[0024]為了確保記錄至介質的數據在非常小的數位尺寸下也能磁性穩定，所以必需提高對其寫入數據的磁性介質的磁矯頑性。然而，具有這種高磁矯頑性的磁性介質需要非常高的磁性寫入磁場，在被配置用于寫入非常小數據位的磁性寫入磁頭中，不可獲得該寫入磁場。克服該矛盾的一種方式在于使用熱輔助記錄。在熱輔助記錄系統中，臨時、局部地加熱將對其寫入數據的區域。這臨時降低了磁矯頑性，允許記錄磁數據位。然后，該介質區域冷卻，這提高了矯頑性，導致穩定的記錄數據位。
[0025]圖2示出了現有技術磁記錄系統的一部分的放大側視圖，并且例示了這種系統表現出的挑戰。本領域技術人員應明白，大多數數據記錄系統都包括磁盤的堆疊。懸臂組件這樣構成，使得存在鄰近每張磁盤的每個表面的浮動塊，以相對磁盤的表面記錄和讀取數據。圖2示出一對磁性介質112 (a)和112 (b)。浮動塊113 (a)面對磁盤112 (a)的表面，并且浮動塊113 (b)面對相鄰磁盤112 (b)的相對表面。每個浮動塊113 (a)、113 (b)都通過粘接層214附接至撓曲件212。撓曲件212連接承載梁115。
[0026]每個浮動塊113 (a)、113 (b)都包括磁頭121，其包括磁性讀取傳感器(未示出)和磁性寫入元件(也未示出)。為了局部加熱磁性介質112 (a)和112 (b)，在每個浮動塊113(a)、113 (b)上都提供了激光二極管202。激光二極管202能夠附接至基臺(sub-mount)204，該基臺204能夠通過粘接層206固定至浮動塊主體113。提供了波導管208，其從激光二極管202穿過磁頭到達浮動塊113的空氣支撐表面(ABS)。通過該方式，波導管208能夠將光脈沖引導至磁頭121的ABS表面上的期望位置，以便局部加熱介質112。
[0027]如圖所示，在圖2中，在這種現有技術的系統中，激光二極管202和基臺204被安裝在與ABS相反的浮動塊主體113的背側210上。該布置提出至少這樣一些挑戰。首先，如圖2中所示，兩個浮動塊113 (a)、113 (b)沿彼此相反的相反方向布置，浮動塊113 (a)的背側210面對浮動塊113 (b)的背側210。如圖所示，激光二極管202朝著彼此延伸。為了確保激光二極管彼此不接觸，由此不導致對激光二極管202的損傷，所以必須限制激光二極管的尺寸。限制激光二極管的尺寸限制了激光二極管202能夠產生的功率。[0028]必須通過使用微致動器解決上述二極管202的布置提出的另一問題。難以以非常高的數據密度、以非常小的磁道寬度保持磁頭在數據磁道上的精確對準。在數據磁道上精確地保持磁頭位置的一種方式在于使用微致動器，諸如壓電致動器。這種致動器(圖2中未示出)能夠連接浮動塊113和撓曲件212，并且能夠操作為稍微使撓曲件212彎曲，以使浮動塊113稍微向一側或另一側偏斜。然而，為了使用這種壓電致動器，它們必須連接浮動塊，并且連接位置將必需與圖2中所示的二極管202和基臺204的連接重疊。這意味著，這種壓電致動器不能與圖2中所示布置的二極管202 —起使用，需要在使用微致動或使用熱輔助記錄之間做出選擇。
[0029]本發明克服了這些挑戰，允許使用帶有壓電微致動的熱輔助記錄，并且也允許增加二極管的尺寸，而在相鄰浮動塊的二極管之間無接觸或干擾的可能性。圖3是根據本發明實施例的浮動塊113的側視圖，和圖4是從圖3的線4-4觀察的端視圖。如圖3中所示，在本發明的實施例中，激光二極管302被安裝在浮動塊113的側表面304上。也就是說，激光二極管302不安裝在與空氣支撐表面(ABS)相反的背表面306上。相反，在其上安裝了激光二極管302的側表面304垂直于ABS表面和背表面306兩者、并且在背表面306和ABS表面之間延伸。如圖3和4中所示,側表面304也垂直于、并且在尾端表面308和前端表面310之間延伸。
[0030]能夠通過將激光二極管302附接至基臺312，將其安裝至浮動塊113的側面304。繼而，基臺312能夠通過粘接層314附接至浮動塊主體。參考圖4，能夠使來自激光二極管302的光穿過光斑尺寸轉換器316，以控制光斑的尺寸，并且能夠使其穿過具有90度彎曲的波導管318，該彎曲允許波導管318從浮動塊113的側面304經過而到達ABS表面。波導管318中的該90度彎曲允許激光二極管302在ABS處的期望位置產生光斑，即使該激光二極管被安裝在側面304處(而非背表面306處)也是如此。
[0031]將激光二極管302定位于浮動塊的側面304 (而非背表面306處)提供了克服上述挑戰的優點。首先，通過位于側面304處的激光二極管302，一個浮動塊的激光二極管沒有機會接觸懸臂組件中的相鄰浮動塊的激光二極管。因此，激光二極管的尺寸不像上文參考圖2所述的結構情況中那樣受限制。能夠將激光二極管構造得足夠大，以滿足任何熱輔助磁記錄系統的功率需求和設計要求。
[0032]將激光二極管302安裝在浮動塊113的側面304而非背表面306處提供的另一益處在于，其在背表面306上提供不受限制的空間，以附接微致動器。如圖3和4中所示，浮動塊113連接撓曲件320。一對壓電致動器322 (a)、322 (b)(在圖4中可見其兩者)連接撓曲件320，諸如通過使用粘接層324連接。如圖所示，因為激光二極管位于浮動塊113的側面304處，所以在背側306上存在用于連接壓電致動器322 (a)、322 (b)的充足空間，允許在同一記錄系統中使用微致動和熱輔助記錄兩者。在圖4中能夠看出，在尾端表面308上形成若干電連接焊盤326。這些連接焊盤能夠用于電連接臂電子器件與讀取和寫入元件，這里為了清晰未示出該讀取和寫入元件，但是它們應位于在浮動塊113的尾端表面308處形成的磁頭中。
[0033]圖5和6例示了本發明的另一可能實施例。圖5是浮動塊113的側視圖，和圖6是浮動塊113的端視圖，其示出從圖5的線6-6觀察的浮動塊113的尾端502。在圖5和6所示的實施例中，激光二極管504附接至尾端表面502而非側面。激光二極管能夠由一個或多個粘接層506附接至尾端表面502。能夠使來自激光二極管504的光(箭頭508表示)穿過光柵元件510，以便使其彎曲90度角或接近90度角。也可提供光斑尺寸轉換器509，以控制傳送至ABS的光斑的尺寸。然后，經彎曲的光508穿過朝著處于空氣支撐表面ABS處的期望位置處引導光的波導管512。
[0034]通過上述實施例，將激光二極管504設置在尾端表面502處，使得背表面514 (與ABS相反)完全無阻礙地用于連接一對微致動器，諸如壓電致動器516 (a)、516 (b)。微致動器516 (a)、516 (b)能夠經由撓曲件518連接背側表面514。微致動器516 (a)、516 (b)能夠通過粘接層520連接撓曲件518。同樣地，如圖6中所示，尾邊緣表面能夠包括接觸焊盤326，以電連接圖5中未示出的讀取和寫入元件。
[0035]圖7示出在浮動塊113的尾邊緣上形成的磁頭的ABS區域的放大圖。該磁頭包括讀取元件704和寫入元件706。如圖7中的橫截面中所示，寫入元件706能夠包括磁寫入極708、一個或多個磁恢復極710和非磁性寫入線圈712。讀取元件704能夠包括被夾在第一和第二磁屏蔽716之間的磁阻傳感器714。讀取和寫入元件704、706能夠具體實施為非磁性、電絕緣填充材料718，諸如氧化鋁。
[0036]繼續參考圖7，波導管512穿過磁頭702，延伸通過達到空氣支撐表面(ABS)。優選地，靠近磁寫入元件706地定位波導管512。雖然圖7中示出波導管512位于讀取和寫入元件704、706之間，但是這僅為本發明的可能實施例，并且為了示例的目的而以此方式示出。波導管512也可以延伸通過寫入元件706，以將其定位得盡可能靠近寫入極708。
[0037]雖然上文已經描述了各種實施例，但是應理解，僅作為示例而非限制提出這些實施例。本領域技術人員也應明白落入本發明范圍內的其他實施例。因而，本發明的廣度和范圍不應限于任何上文所述的示例性實施例，而是應僅根據所附權利要求及其等同物限定其廣度和范圍。
【權利要求】
1.一種用于磁數據記錄的浮動塊，包括: 浮動塊主體，所述浮動塊主體具有空氣支撐表面、和垂直于所述空氣支撐表面定向的偵U表面；以及 激光二極管，所述激光二極管附接至所述浮動塊主體的所述側表面。
2.根據權利要求1所述的浮動塊，其中所述激光二極管從所述側表面沿基本平行于所述空氣支撐表面的方向延伸。
3.根據權利要求1所述的浮動塊，其中所述浮動塊主體具有尾端表面，所述尾端表面垂直于所述空氣支撐表面和所述側表面兩者定向。
4.根據權利要求1所述的浮動塊，還包括磁頭結構，所述磁頭結構包括磁讀取元件、磁寫入元件和波導管，所述波導管形成有彎曲、并且被配置成將光從所述激光二極管傳送至所述空氣支撐表面。
5.根據權利要求1所述的浮動塊，還包括連接所述激光二極管的基臺結構，以將所述激光二極管安裝至所述浮動塊主體的所述側表面上。
6.根據權利要求1所述的浮動塊，還包括連接所述激光二極管的光斑尺寸轉換器。
7.根據權利要求1所述的浮動塊，其中所述浮動塊主體具有與所述空氣支撐表面相反定位的背表面，所述浮動塊還包括連接所述浮動塊主體的所述背表面的一對微致動器。
8.根據權利要求1所述的浮動塊，其中所述浮動塊主體具有與所述空氣支撐表面相反定位的背表面，所述浮動塊還包括連接所述浮動塊主體的所述背表面的撓曲件、和連接所述撓曲件的一對微致動器。
9.根據權利要求7所述的浮動塊，其中所述微致動器為壓電致動器。`
10.根據權利要求8所述的浮動塊，其中所述微致動器為壓電致動器。
11.一種用于磁數據記錄的浮動塊，包括: 浮動塊主體，所述浮動塊主體具有空氣支撐表面和尾端，所述尾端具有被定位于其上的讀取元件和寫入元件，所述尾端具有垂直于所述空氣支撐表面定向的尾端表面；以及 激光二極管，所述激光二極管附接至所述浮動塊主體的所述尾端表面。
12.根據權利要求11所述的浮動塊，還包括光柵元件，所述光柵元件形成在所述浮動塊主體的所述尾端上、并且被配置成改變從所述激光二極管發射的光的方向。
13.根據權利要求12所述的浮動塊，還包括波導管，所述波導管被配置成將光從所述光柵元件傳送至所述浮動塊主體的所述空氣支撐表面。
14.根據權利要求11所述的浮動塊，其中所述浮動塊主體具有與所述空氣支撐表面相反定位的背表面，所述浮動塊還包括連接所述浮動塊主體的所述背表面的一對微致動器。
15.根據權利要求11所述的浮動塊，其中所述浮動塊主體具有與所述空氣支撐表面相反定位的背表面，所述浮動塊還包括連接所述浮動塊主體的所述背表面的撓曲件、和連接所述撓曲件的一對微致動器。
16.根據權利要求14所述的浮動塊，其中所述微致動器為壓電致動器。
17.根據權利要求15所述的浮動塊，其中所述微致動器為壓電致動器。
18.一種磁數據記錄系統，包括: 殼體； 安裝在所述殼體中的磁性介質；致動器； 浮動塊，所述浮動塊連接所述致動器，用以與所述磁性介質的表面相鄰地運動，所述浮動塊具有面對所述磁性介質的所述表面配置的空氣支撐表面、和垂直于所述空氣支撐表面定向的表面，以及激光二極管，所述激光二極管與垂直于所述空氣支撐表面定向的所述表面連接。
19.根據權利要求18所述的磁數據記錄系統，其中垂直于所述空氣支撐表面的所述表面是垂直于尾端表面定向的側表面。
20.根據權利要求18所述的磁數據記錄系統，其中垂直于所述空氣支撐表面定向的所述表面是尾端表面。
21.根據權利要求18所述的磁數據記錄系統，還包括連接所述浮動塊的背側表面的一對微致動器，所述背側表面與所述空氣支撐表面相反且平行于所述空氣支撐表面。
22.根據權利要求18所述的磁數據記錄系統，還包括連接撓曲件的一對微致動器，所述撓曲件連接所述浮動塊的背側表面，所述背側表面與所述空氣支撐表面相反且平行于所述空氣支撐表 面。
【文檔編號】G11B5/58GK103714830SQ201310464797
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年10月8日 優先權日:2012年10月5日
【發明者】富山忠明, 伊藤健司, 難波入三 申請人:Hgst荷蘭有限公司