JPH0253272A - Anti-stiction disc memory - Google Patents
Anti-stiction disc memoryInfo
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Landscapes
- Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は電磁メモリ装置、特に電磁ヘッドを支持する
ためのアンチスティクシゴン（ａｎｔｉ−ｓｔｉｃｔｉ
ｏｎ）空気支持スライダを特徴とする装置に関する。本
発明の装置はディスク面と接触するスライダの静止摩擦
を減少する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides an anti-sticcigon for supporting an electromagnetic memory device, particularly an electromagnetic head.
on) relates to a device featuring an air-supported slider. The device of the present invention reduces the stiction of the slider in contact with the disk surface.
従来多くの装置、特に硬質ディスク装置を悩ませてきた
問題は、ステイクションとして技術上知られた問題であ
る。この問題はスライダのレール（典型的には１対）の
偏平な高度に研磨された面が静止ディスクの偏平な高度
に研磨された面と緊密に接触する場合に特に顕著に生じ
る。負荷状態の大面積緊密接触は、極めて高い付着力を
特徴とする汚染物質または有機フィルムの存在により大
きくなる。ステイクション、即ち空気支持面がディスク
へ付着する不都合な傾向、はスライダレールとディスク
面との間に存在する極めて大きい面接触部域の故にこの
状況で生起する。A problem that has plagued many devices in the past, particularly hard disk devices, is a problem known in the art as staking. This problem is particularly acute when the flat, highly polished surface of the slider's rails (typically a pair) is in intimate contact with the flat, highly polished surface of the stationary disk. Large-area intimate contact under load is magnified by the presence of contaminants or organic films, which are characterized by extremely high adhesion forces. Stake, the unfavorable tendency of the air bearing surface to stick to the disk, occurs in this situation because of the extremely large area of surface contact that exists between the slider rail and the disk surface.
ステイクションはスピンドルモータを始動することを不
可能ではないにしても困難にするから由々しい問題であ
る。困ったことには、かかる始動の結果種々の実際上の
損傷、例えばディスク面の傷、あるいは読み／書きヘッ
ド構造体自体がその支持機構から引っ張られることさえ
生じる。Stake is a serious problem because it makes it difficult, if not impossible, to start the spindle motor. Unfortunately, such activation can result in various actual damages, such as scratches on the disk surface, or even the read/write head structure itself being pulled from its support mechanism.
ステイクション問題を解決する業界による一解決策は、
初期の高度に研磨されたディスク面を故意にテクスチャ
加工（ｔｅｘｔｕｒｉｚｉｎｇ） （溝形成）すること
を含む。その目的は、ディスク面とスライダレールとの
接触面積を最小ならしめることである。テクスチャ加工
された面はレールとの接触でより急速に摩耗し、粒子汚
染を生じ、空気支持性能を漸次劣化する傾向がある。更
に、テクスチャ加工は予測できず、而してディスク毎の
再現性がない。One industry solution to the staking problem is to
It involves intentionally texturizing (grooving) the initial highly polished disk surface. The purpose is to minimize the contact area between the disk surface and the slider rail. Textured surfaces tend to wear more rapidly in contact with the rails, create particulate contamination, and progressively degrade air carrying performance. Additionally, texturing is unpredictable and not repeatable from disc to disc.
テクスチャ加工により生じる問題を解決するために、面
潤滑剤をディスクの面に塗布する。これにはまた深刻な
困難がある。特に、潤滑剤はスライダの摩耗を必ずしも
完全に除去しない。スライダの摩耗が進行するにつれて
、摩耗二次産物が潤滑剤その他の有機材料と結合し、つ
いに深刻なステイクションが再開する程度にまでテクス
チャ加工溝を埋めることになる。更に、これらの汚染物
の混合物がスライダの空気支持面へ付着し、空気支持性
能が低下する。To solve the problems caused by texturing, a surface lubricant is applied to the surface of the disk. This also presents serious difficulties. In particular, lubricants do not always completely eliminate slider wear. As slider wear progresses, wear products combine with lubricants and other organic materials to fill the textured grooves to the extent that serious staking is resumed. Additionally, a mixture of these contaminants adheres to the air bearing surface of the slider, reducing air bearing performance.
本発明によれば、アンチステイクションメモリ装置はデ
ィスクの静止時、並びにディスクが始動、停止するとき
のスライダの離陸と着陸の際にディスク面との非常に小
さい接触部域を呈する僅かに突出した少なくとも１つ、
好ましくは２つ以上の着陸パッドを持つスライダの各レ
ールの空気支持面を採用する。この構成ではスライダレ
ールの面積の小部分のみがディスク面に接触し、ステイ
クションを大幅に減少する。According to the invention, the anti-stake memory device has a slightly protruding surface that exhibits a very small contact area with the disk surface when the disk is at rest, as well as during take-off and landing of the slider when the disk is started and stopped. At least one
Preferably, an air bearing surface on each rail of the slider having two or more landing pads is employed. In this configuration, only a small portion of the area of the slider rail contacts the disk surface, greatly reducing staking.
かかる接触面積の減少から生じる負荷圧力は大幅に増加
するかも知れないが、スライダの着陸バ。Although the load pressure resulting from such a reduction in contact area may increase significantly, the landing bar of the slider.
ドまたはディスク面の摩耗は、数万回の始動／停止サイ
クルを各々含む多くの試験では殆ど観察されていない。Little wear on the disk or disk surfaces has been observed in numerous tests, each involving tens of thousands of start/stop cycles.
最も重要なことには、ステイクシコン値、即ち負荷また
はディスク面に対接するスライダに作用する直角方向力
、に対する静止摩擦に打ち勝つのに必要な接線方向力の
比は非常に低い（１以下）であり、また種々のスライダ
とディスクによる多くの試験のワンシグマ（ｏｎｅ−ｓ
ｉｇｍａ）変動は極めて小さい。Most importantly, the stichecon value, the ratio of the tangential force required to overcome static friction to the normal force acting on the slider against the load or disk surface, is very low (less than 1). Yes, and one-sigma (one-sigma) of many tests with various sliders and discs.
igma) fluctuations are extremely small.
他の改良としては、制御し易い正確な周知の写真石版術
を用いて着陸パッドを形成したことである。その結果、
予測可能の信頼性の高いアンチステイクション構造体を
制御可能に正確に再現できる。Another improvement is the use of well-known photolithography, which is easy to control and accurate, to form the landing pad. the result,
Controllable and accurate reproduction of predictable and reliable anti-stake structures.
本発明のこれらおよび他の特徴は添付図面に関する以下
の記載から明らかになろう。These and other features of the invention will become apparent from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings.
図面、特に第１図に関し、硬質ディスクメモリ装置１０
が示され、これはディスクスピンドルおよびモータ１２
、矢印１８の方向に軸線１６の回りに回転する記録面１
４ａを持つ従来の剛性磁気記録ディスク１４、および次
に述べる本発明の特徴１ごより構成された電磁読み／書
きヘッドを支持するアンチステイクシコンスライダ２０
を含む。With reference to the drawings, and in particular to FIG. 1, a hard disk memory device 10 is shown.
is shown, which includes the disk spindle and motor 12
, the recording surface 1 rotating about the axis 16 in the direction of the arrow 18
4a and an anti-stake silicon slider 20 supporting an electromagnetic read/write head constructed from the following features of the present invention:
including.
スライダ２０およびこれが担持するヘッドは総括的にｒ
ヘッド構造体Ｊと称される。The slider 20 and the head it carries are generally r
It is called a head structure J.
第２−５図は従来のスライダおよび本発明によるスライ
ダの特徴を示す。想像線は本発明に使用されない従来の
構造体を示す。第２−５図に関し、スライダ２０はその
細長い体に逃げ部域２２を含み、この部域は空気支持面
２６（想像線）を形成すべく鏡面仕上げにラップされ研
磨されたレール２４（典型的には２個以上）を規正する
。浅いランプ（ｒａｍｐ） ２８はレールの一端でラッ
プされ研磨され、また読み／書きヘッド３０は他端に形
成され、矢印１８で示す媒体運動方向は、ラップ２８に
より形成された正の空気圧力と第１図に示す撓み／負荷
アセンブリ３２により課せられた負の圧力との平衡によ
り決まる高さでスライダをディスクの面の上方で「飛行
」させるような方向である。2-5 illustrate features of a conventional slider and a slider according to the present invention. The phantom lines indicate conventional structures not used in the present invention. 2-5, the slider 20 includes a relief area 22 in its elongate body, which area has a lapped and polished rail 24 (typical) to a mirror finish to form an air bearing surface 26 (in phantom). 2 or more). A shallow ramp 28 is lapped and polished at one end of the rail, and a read/write head 30 is formed at the other end, with the direction of media motion indicated by arrow 18 cooperating with the positive air pressure created by lap 28. The orientation is such that the slider "flies" above the plane of the disk at a height determined by balance with the negative pressure imposed by the deflection/load assembly 32 shown in FIG.
典型的には、トランスデユーサ３０の極を露出した空気
支持面２６の後縁の飛行高度は空気支持面の前縁よりも
低い。Typically, the trailing edge of the pole-exposed air bearing surface 26 of the transducer 30 has a lower flight altitude than the leading edge of the air bearing surface.
この発明によれば、スライダ２０の空気支持面２６はパ
ターン食刻されるが、この場合周知の写真石版技術を用
いてパターン描写およびスパッタ食刻を行いまたは好ま
しくはイオンビームミーリングを用いてパターン形成を
行い、これにより逃げ空気支持面２６ａ（実線）を形成
し、これは食刻前の初期の従来の空気支持面２６の残部
である面（ファセット） （ｆａｃｅｔ）を持つ１つ以
上の突起または着陸パッド２６ａを有する。これらの空
気支持面を形成する他の手段、例えばケミカル食刻も使
用できることは明らかである。In accordance with the present invention, the air bearing surface 26 of the slider 20 is pattern etched using well-known photolithographic techniques for patterning and sputter etching or preferably using ion beam milling. , thereby forming an escape air support surface 26a (solid line), which includes one or more protrusions or facets that are the remainder of the initial conventional air support surface 26 before etching. It has a landing pad 26a. It is clear that other means of forming these air-bearing surfaces can also be used, such as chemical etching.
読み／書きヘッド３ｏ、特にこれらのヘッドの極は最大
の記録性能を発揮するためにディスクの面に密接して機
能する。故に、磁極は食刻工程から保護され、また第２
図、第５図に示すように、各ヘッドの極光端は未食刻区
域または着陸パッド３４の境界内に適当に含まれなけれ
ばならない。The read/write heads 3o, particularly the poles of these heads, work closely to the surface of the disk for maximum recording performance. Therefore, the magnetic pole is protected from the etching process and the second
As shown in FIG. 5, the extreme light end of each head must be properly contained within the boundaries of the unetched area or landing pad 34.
初期の空気支持面に食刻により逃げを形成する程度は、
新しく形成された空気支持面の上方の着陸パッドの高さ
の差を決める。この高さの差はパッドの摩耗を最小なら
しめるために（着陸パッド以外の）スライダの部分がデ
ィスクの面に接触するよう最小の逃げを与える必要性と
空気支持剛性の不都合な損失と空気力学的信頼性の減少
とを惹起する過度の逃げを回避する必要性との兼合いで
ある。着陸パッド、特に着陸パッドの後縁における着陸
パッドの有効飛行高度は空気支持面の逃げの量にほぼ等
しい量だけ減少され、しかしてトランスジューサ位置の
有効飛行高度を達成するために設計パラメータ、典型的
にはレール幅を補償する必要がある。経験によれば、約
１３マイクロインチの食刻逃げが上記制限と両立し、ま
た１０．０００回以上の始動／停止サイクル後の着陸パ
ッドの摩耗は典型的には１マイクロインチの数分の１で
あることが判明している。The extent to which relief is formed by etching on the initial air support surface is
Determine the difference in height of the landing pad above the newly formed air support surface. This height difference is due to the need to provide minimal clearance for parts of the slider (other than the landing pad) to contact the surface of the disc to minimize pad wear, the disadvantageous loss of air support stiffness, and the disadvantageous loss of air support stiffness and aerodynamics. This is balanced by the need to avoid excessive escapes that would lead to a decrease in the reliability of the system. The effective flight height of the landing pad, particularly at the trailing edge of the landing pad, is reduced by an amount approximately equal to the amount of air support surface relief, thus achieving the effective flight height of the transducer location, a typical design parameter. It is necessary to compensate for the rail width. Experience has shown that about 13 microinches of cutout is compatible with the above limitations, and that landing pad wear after 10,000 or more start/stop cycles is typically a fraction of a microinch. It has been found that.
本発明の好適実施例では、各レール上に２ないし３個の
パッドが採用され、各パッドは約５ｘ１０１インチ１の
面積で突出する。上述のように、各レールの後端の着陸
パッド内にヘッドを含ましめ、かつ初期空気支持面およ
びランプを区画する線のちょうど背後のレールの前部の
近くで各レールに着陸パッドを位置させるようにして直
線形状が用いられる。所望であれば、１つ以上の着陸パ
ッドをこれら前後の着陸パッド間に位置させることがで
きる。これにより、ディスク面とのスライダの接触面積
は従来の設計のものから２桁以上減少できる。これはス
ライダーディスクの有効接触面積を制限し正確に制御す
ることにより、ステイクションを最小ならしめる。A preferred embodiment of the invention employs two to three pads on each rail, each pad projecting an area of about 5 x 101 inches. including the head within the landing pad at the rear end of each rail, as described above, and locating the landing pad on each rail near the front of the rail just behind the line defining the initial air support surface and ramp; In this way, a straight line shape is used. If desired, one or more landing pads can be located between the front and rear landing pads. This allows the slider's contact area with the disk surface to be reduced by more than two orders of magnitude from conventional designs. This minimizes staking by limiting and precisely controlling the effective contact area of the slider disc.
この発明に提案された設計のスライダはチフス・チャ加
工された媒体（潤滑剤を使用してまたは使用せずに）を
用いるときに顕著な利点を提供するが、好適実施例では
有機潤滑剤を使用せずにテクスチャ加工されない面を持
つ媒体を採用する。機械的摩擦により作られるテクスチ
ャ加工溝の除去により、媒体面の品質を非常に良く制御
できるが、この制御は良好な記録性能を達成するために
ヘッドの飛行高度が減少されるにつれて益々重要になる
。更に、テクスチャ加工しないディスクを高歩留まり、
低コストで製造できる。有機潤滑剤の除去は同様に媒体
の製造を簡単化し、また最も重要なことには、薄い有機
フィルムの特徴である非常に高い剪断に打ち勝つ必要か
ら生じるステイクションの問題を大幅に減少する。Although the slider design proposed in this invention offers significant advantages when using typhus-processed media (with or without lubricants), the preferred embodiment does not use organic lubricants. Employ a medium that has a surface that will not be used or textured. The elimination of textured grooves created by mechanical friction allows for great control over the quality of the media surface, which becomes increasingly important as head flight height is reduced to achieve good recording performance. . In addition, high yield of non-textured disks,
Can be manufactured at low cost. Removal of organic lubricants also simplifies media manufacturing and, most importantly, greatly reduces staking problems resulting from the need to overcome the very high shear characteristic of thin organic films.
而して、本発明は厄介なステイクションの問題を回避す
る独特のスライダ構造体を採用した独特のディスクメモ
リ装置を提供する。この発明により導入される着陸パッ
ドの改変例は容易に製造でき、製造コストの増大を導入
しない。着陸パッドは、勿論、所望であれば形状の異な
るもの、また異なる数を採用できる。Thus, the present invention provides a unique disk memory device that employs a unique slider structure that avoids the troublesome staking problem. The landing pad modifications introduced by this invention are easy to manufacture and do not introduce increased manufacturing costs. The landing pads can, of course, be of different shapes and numbers if desired.
而して、本発明はデスクメモリ装置の分野で顕著な改良
を提供することは当業者に明らかである。Thus, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention provides a significant improvement in the field of desk memory devices.
本発明の好適実施例を詳述したが、特許請求の範囲に記
載された本発明の精神、範囲から逸脱することなく種々
改変できる。Although preferred embodiments of the invention have been described in detail, various modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims.
第１図は本発明により形成されたヘッド構造体（スライ
ダおよびヘッド）を用いて構成した硬質デスクメモリ装
置を示す簡単化した部分図、第２図は第１図の装置に採
用したヘッド構造体の側面図、第３図は第２図の３−３
線に沿う図、第４図は第３図の４−４線に沿う図、第５
図は第２図の２重湾曲矢印５−５により部分的に包囲さ
れた部域の拡大部分図である。
２０、、、 スライダ、 ２４．、、 レール、３
０、 、 、読み／書きヘッド、 ３４．、、着陸パッ
ド。
６、補正の内容
別紙の通り特許請求の範囲を訂正する。
手
続
補
正
舎FIG. 1 is a simplified partial diagram showing a hard desk memory device constructed using a head structure (slider and head) formed according to the present invention, and FIG. 2 is a head structure adopted in the device of FIG. 1. The side view of Figure 3 is 3-3 in Figure 2.
Figure 4 is a diagram along line 4-4 in Figure 3, Figure 5 is along line 4-4 in Figure 3.
The figure is an enlarged partial view of the area partially enclosed by the double curved arrow 5-5 of FIG. 20, Slider, 24. ,, rail, 3
0, , ,read/write head, 34. ,,Landing pad. 6. Contents of the amendment The scope of the claims will be corrected as shown in the attached sheet. procedure correction building
Claims (1)
出しとのためのアンチスティクション読み／書ヘッド構
造体、このヘッド構造体は下記のものを含む： かかる面に向く一側を含むスライダ； 前記スライダの前記一側に形成されかつ前記スライダに
沿ってディスクの移行方向に延びた少なくとも１つのレ
ール、このレールは記録面に面する空気支持面広がりを
有する； 前記レールの前記空気支持面広がりに形成されてこれか
ら僅かに突出した少なくとも１つの着陸パッド、このパ
ッドは記録面に面しかつ前記広がりの面積の小部分から
成る面部域を有する着陸ファセットをを含む；および 前記レールの一端に隣接して形成された前記記録面と相
互作用できる電磁読み／書き手段。 ２、磁気ディスクの隣接可動記録面への像の書込みと読
出しとのためのアンチスティクション空気支持スライダ
、このスライダは下記のものを含む： かかる面に面する側、 前記側に形成されて前記スライダに沿ってディスク移行
方向に延びた少なくとも１つのレール、このレールは記
録面に面する空気支持面広がりを有する；および 前記レールの前記空気支持面広がりに形成されてこれか
ら僅かに突出した少なくとも１つの着陸パッド、このパ
ッドは記録面に面しかつ前記広がりの面積の小部分から
成る面部域を有する着陸ファセットを含む。 ３、磁気ディスクの隣接可動記録面への像の書込みと読
出しとのためのアンチスティクション読み／書ヘッド構
造体、このヘッド構造体は下記のものを含む： かかる面に向く一側を含むスライダ； 前記スライダの前記一側に形成されかつ前記スライダに
沿ってディスクの移行方向に延びた少なくとも１つのレ
ール、このレールは記録面に面する空気支持面広がりを
有する； 前記レールの前記空気支持面広がりに形成されてこれか
ら僅かに突出した複数個の着陸パッド、各パッドは記録
面に面する着陸面を含み前記全ファセットの集合面部域
は前記広がりの面積の小部分から成り；および 前記レールの一端に隣接して形成された前記記録面と相
互作用できる電磁読み／書き手段。 ４、可動磁気ディスクの記録面に隣接して書込み／読出
しヘッドを担持するアンチスティクションスライダ、こ
のスライダは下記のものを含む：かかる面に面する側を
有するスライダ、 記録面に面する空気支持面広がりを有する前記側上のレ
ール；および 前記レールの前記側の突出着陸手段、この手段は前記空
気支持面に形成された面着陸ファセットを含み、前記フ
ァセット手段の部域は前記空気支持面広がりの面積の小
部分を占める。 ５、アンチスティクションディスクメモリ装置、これは
下記のものを含む： ディスク駆動装置； 前記駆動装置へ接続され少なくとも１つの磁気面を含む
ディスク；および 前記面に隣接して運動するよう装着された読み／書きヘ
ッド構造体、この構造体は前記記録面に面する体を有す
るスライダ、前記記録面に面する空気支持面広がりを含
む前記側上のレール；および 前記空気支持面に形成されたファセット手段を含む突出
着陸手段、この手段の部域は前記空気支持面の面積の小
部分を占める。 ６、前記突出着陸手段は前記記録面に面するファセット
を持つ少なくとも１つの突出着陸パッドを含む、請求項
５記載の装置。Claims: 1. An anti-stiction read/write head structure for writing and reading images to and from adjacent movable recording surfaces of a magnetic disk, the head structure comprising: on such surfaces; a slider comprising one side facing the slider; at least one rail formed on the one side of the slider and extending along the slider in the direction of disk travel, the rail having an air bearing surface extent facing the recording surface; at least one landing pad formed in and projecting slightly from said air bearing surface expanse of the rail, said pad comprising a landing facet facing the recording surface and having a surface area consisting of a small fraction of the area of said expanse; and electromagnetic read/write means capable of interacting with the recording surface formed adjacent one end of the rail. 2. An anti-stiction air-supported slider for writing and reading images on and from adjacent movable recording surfaces of magnetic disks, the slider comprising: a side facing said surface; at least one rail extending along the slider in the direction of disk travel, the rail having an air bearing surface extent facing the recording surface; and at least one rail formed in and projecting slightly from the air bearing surface extent of the rail. one landing pad, the pad comprising a landing facet facing the recording surface and having a surface area consisting of a small fraction of the area of said expanse; 3. An anti-stiction read/write head structure for writing and reading images to and from adjacent movable recording surfaces of magnetic disks, the head structure comprising: a slider including one side facing such surface; at least one rail formed on the one side of the slider and extending along the slider in the direction of disk travel, the rail having an air bearing surface extent facing the recording surface; the air bearing surface of the rail; a plurality of landing pads formed in the expanse and projecting slightly therefrom, each pad including a landing surface facing the recording surface, the collective surface area of all said facets comprising a small portion of the area of said expanse; and of said rails; Electromagnetic reading/writing means capable of interacting with said recording surface formed adjacent to one end. 4. An anti-stiction slider carrying a write/read head adjacent to the recording surface of a movable magnetic disk, the slider comprising: a slider having a side facing such surface; an air support facing the recording surface; a rail on said side having a surface flare; and protruding landing means on said side of said rail, said means comprising a surface landing facet formed in said air bearing surface, the area of said facet means forming said air bearing surface flare; occupies a small part of the area. 5. An anti-stiction disk memory device, which includes: a disk drive; a disk connected to said drive and including at least one magnetic surface; and a reader mounted for movement adjacent said surface. / a write head structure, the structure comprising: a slider having a body facing said recording surface; a rail on said side comprising an air bearing surface extension facing said recording surface; and facet means formed in said air bearing surface; protruding landing means comprising a projecting landing means, the area of which occupies a small portion of the area of said air bearing surface. 6. The apparatus of claim 5, wherein said projecting landing means includes at least one projecting landing pad having a facet facing said recording surface.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07147070A (en) * | 1993-08-03 | 1995-06-06 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | Disk drive and converter assembly |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6337874A (en) * | 1986-07-31 | 1988-02-18 | Toshiba Corp | Magnetic disk device |
-
1988
- 1988-09-19 JP JP23467188A patent/JPH0253272A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6337874A (en) * | 1986-07-31 | 1988-02-18 | Toshiba Corp | Magnetic disk device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07147070A (en) * | 1993-08-03 | 1995-06-06 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | Disk drive and converter assembly |
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