KR20150030181A - 기입 폴 및 니어-필드 트랜스듀서와 함께 사용하기 위한 다중-부분 히트 싱크 - Google Patents

기입 폴 및 니어-필드 트랜스듀서와 함께 사용하기 위한 다중-부분 히트 싱크 Download PDF

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Abstract

장치(예를 들어, 열 보조 자기 레코딩 기록 히트)는, 매체 대면 표면 근처에 팁 부분을 갖는 자기 기록 폴을 포함한다. 니어 필드 트랜스듀서는 자기 기록 폴의 팁 부분 근처에 있다. 니어 필드 트랜스듀서를 등지는 팁 부분의 제 1 측을 따라 제 1 히트 싱크 부분이 제공된다. 제 1 히트 싱크 부분은, 높은 반사성의, 열적으로 도전성인 금속을 포함하며 매체 대면 표면으로부터 이격된다. 매체 대면 표면과 제 1 히트 싱크 부분 사이에 팁 부분의 제 1 측을 따라 제 2 히트 싱크 부분이 제공된다. 제 2 히트 싱크 부분은 상대적으로 강성인 재료를 포함한다.

Description

기입 폴 및 니어-필드 트랜스듀서와 함께 사용하기 위한 다중-부분 히트 싱크{MULTI-PORTION HEAT SINK FOR USE WITH WRITE POLE AND NEAR-FIELD TRANDUCER}
히트-도움, 자기 기록(heat-assisted, magnetic recording)(HAMR) 데이터 저장 매체는 통상의 하드 드라이브 매체들의 면적(areal) 데이터 밀도를 현재 제한하는 초상자성 효과들(superparamagnetic effects)(예를 들어, 자기 배향들에 있어서의 열적-유도, 랜덤, 변화들)을 극복할 수 있는 높은 자기 보자력을 사용한다. HAMR 디바이스에서, 자기 매체의 작은 부분, 또는 "핫 스팟(hot spot)"은 자신의 퀴리 온도까지 국부적으로 가열되어, 매체의 자기 배향이 트랜스듀서(예를 들어, 자기 기입 폴(magnetic write pole))에 의해 기록되는 동안 핫 스팟에서 변경되게 한다. 히트가 제거된 후, 구역은 자신의 자기 상태를 유지할 것이고, 따라서 추후 검색을 위해 데이터를 신뢰성 있게 저장한다.
본 개시는 기입 폴 및 니어-필드 트랜스듀서(near-field transducer)와 함께 사용하기 위한 다중-부분 히트 싱크(multi-portion heat sink)에 관련된다. 일 실시예에서, 장치는 매체들-직면 표면(media-facing surface)에 가까이 팁 부분(tip portion)을 가진 자기 기입 폴을 포함한다. 니어-필드 트랜스듀서는 자기 기입 폴의 팁 부분에 가깝다. 제 1 히트 싱크 부분은 니어 필드 트랜스듀서를 등지는 팁 부분의 제 1 측을 따라 제공된다. 제 1 히트 싱크 부분은 높은 반사성, 열적 전도성 금속을 포함하고 매체들 직면 표면으로부터 떨어져 이격된다. 제 2 히트 싱크 부분은 매체들 직면 표면 및 제 1 히트 싱크 부분 사이의 팁 부분의 제 1 측을 따라 제공된다. 제 2 히트 싱크 부분은 비교적 단단한 재료를 포함한다.
다른 실시예에서, 장치는 매체들-직면 표면에 가까이 팁 부분을 갖는 자기 기입 폴을 포함한다. 니어-필드 트랜스듀서는 자기 기입 폴의 팁 부분의 제 1 에지에 가깝다. 캡(cap)은 팁 부분의 적어도 하나의 제 2 에지를 둘러싼다. 캡은 매체들-직면 표면에서 노출되고 마모에 내성인 비교적 단단한 재료를 포함한다. 금, 열 확산기는 캡에 가깝고 매체들 직면 표면으로부터 떨어져 이격된다. 금 열 확산기는 팁 부분의 제 4 측을 따라 제공되고 매체들-직면 표면으로부터 멀어지게 연장된다.
다른 실시예에서, 방법은 슬라이더 몸체의 매체들-직면 표면에 가까이 니어-필드 트랜스듀서를 형성하는 것에 관한 것이다. 팁 부분을 갖는 자기 기입 폴은 매체들 직면 표면에서 니어-필드 트랜스듀서에 가까이 형성된다. 제 1 히트 싱크 부분은 니어 필드 트랜스듀서를 등지는 팁 부분의 제 1 측을 따라 형성된다. 제 1 히트 싱크 부분은 높은 반사성, 열적 전도성 금속을 포함한다. 제 2 히트 싱크 부분은 매체들 직면 표면 및 제 1 히트 싱크 부분 사이의 팁 부분의 제 1 측을 따라 형성된다. 제 2 히트 싱크 부분은 비교적 단단한 재료를 포함한다.
다양한 실시예들의 이들 및 다른 특징들 및 양상들은 다음 상세한 논의 및 첨부 도면들을 고려하여 이해될 수 있다.
후속하는 도면들에서는, 다수의 도면들에서 유사한/동일한/비슷한 컴포넌트들을 식별하기 위해 동일한 참조 번호들이 사용될 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 슬라이더 어셈블리의 투시도이다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른 슬라이더 어셈블리의 횡단면도이다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른, 매체들을 향하는 표면의 평면도이다.
도 4, 도 5, 및 도 6은 예시적인 실시예들에 따른 히트 싱크 부분을 나타내는 투시도들이다.
도 7은 예시적인 실시예에 따른 니어 필드 트랜스듀서 및 이를 둘러싸는 컴포넌트의 절단된 투시도이다.
도 8은 예시적인 실시예에 따른 니어 필드 트랜스듀서 히트 싱크/열 확산기 사이의 오버랩을 나타내는 평면도이다.
도 9는 예시적인 실시예들에 따른 히트 싱크 배열들에 대한 열 분석 결과들을 예시하는 표이다.
도 10은 예시적인 실시예에 따른 방법을 예시하는 흐름도이다.
본 개시는 일반적으로 자기 기록기 폴의 팁(tip)을 따라 제 1 및 제 2 히트 싱크 부분들을 갖는 장치(예를 들어, HAMR 판독/기록 엘리먼트)에 관련된다. 제 1 히트 싱크 부분(예를 들어, 열 확산기)은 상당히 반사성이면서 열 전도성인 금속을 포함하고, 레코딩 매체들(예를 들어, 자기 디스크)을 향하는 장치의 표면으로부터 이격되어 있다. 바람직한 확산기 재료들의 예들은 Au, Ag, Al, 및 Cu를 포함한다. 이러한 재료들은 일반적으로 낮은 기계적 강인성 및/또는 부식성으로 인해, 매체들을 향하는 표면에서 사용되지 않는다. 제 2 히트 싱크 부분(예를 들어, 캡(cap))은 비교적 경질인 재료를 포함하며, 매체들을 향하는 표면과 제 1 히트 싱크 부분 사이에 배치된다. 히트 싱크들은 일반적으로 니어 필드 트랜스듀서(NFT) 및 이를 둘러싸는 컴포넌트들의 신뢰성을 향상시킨다.
때때로 슬라이더 또는 판독/기입 헤드로 지칭되는 HAMR 판독/기입 엘리먼트는, 현재의 하드 드라이브들 상의 트랜스듀서들과 유사한 자기 판독 및 기입 트랜스듀서들을 포함한다. 예를 들어, 데이터는, 자기 매체가 센서 아래에서 이동할 때 자기 매체의 자기 변동들을 검출하는 자기저항 센서에 의해 판독될 수 있다. 데이터는, 기입 폴에 자기적으로 커플링된 기입 코일에 의해 자기 매체에 기입될 수 있다. 기입 폴은, 매체가 기입 폴 아래에서 이동할 때 매체의 영역들에서 자기 배향을 변경할 수 있다. HAMR 슬라이더는 또한 일반적으로, 기입 폴에 의해 매체가 기입되고 있는 동안 매체를 가열하기 위해 에너지 소스, 이를테면, 레이저 다이오드를 포함할 것이다. 매체의 표면에 에너지를 전달하기 위해, 광학 전달 경로가 HAMR 슬라이더에 통합된다.
HAMR 슬라이더의 광학 전달 경로는, 매체 대면 표면(예를 들어, 에어-베어링 표면, 접촉 표면)에 근접한 니어 필드 트랜스듀서(NFT)를 포함할 수 있다. NFT는 에너지를 매체 상의 작은 영역에 형상화하고 송신한다. NFT는 때때로 광학 안테나, 표면 플라즈몬(plasmon) 공진기 등으로 지칭되고, 금, 은, 구리, 알루미늄 등 및 이들의 합금들과 같은 플라즈모닉(plasmonic) 금속을 포함할 수 있다. HAMR 디바이스에 대한 NFT는 매우 작고(예를 들어, 대략 10 내지 100 nm, 또는 그 사이의 임의의 값), 전자기 상호작용을 통해 매체에 높은 전력 밀도의 로컬화된 영역을 생성한다. 이것은, 매체 상의 작은 영역에 높은 온도 상승을 초래하고, 이 영역은, 100 nm 미만의 치수들을 갖고 퀴리(curie) 온도를 초과한다. 이것은 또한, 전달 경로에서의 광학 손실들로 인해 NFT 근처의 슬라이더에서 높은 온도 상승을 초래한다.
도 1을 참조하면, 투시도가 예시적인 실시예에 따른 HAMR 슬라이더 어셈블리(100)를 도시한다. 슬라이더 어셈블리(100)는 슬라이더 본체(101)의 입력 표면(103) 상에 위치된 레이저 다이오드(102)를 포함한다. 이 예에서, 입력 표면(103)은 최상부 표면이고, 최상부 표면은, 디바이스 동작 동안 레코딩 매체(미도시)의 표면 상에 위치된 매체 대면 표면(108)의 반대쪽에 위치된다. 매체 대면 표면(108)은, 매체에 대한 판독 및 매체로의 기입 동안, 이동하는 매체 표면에 대면하고 그에 근접하게 유지된다. 매체 대면 표면(108)은, 얇은 공기층을 통해 매체 표면으로부터의 분리를 유지하는 에어-베어링 표면(ABS)으로서 구성될 수 있다.
레이저 다이오드(102)는, 매체 대면 표면(108) 근처에 위치된 HAMR 판독/기입 헤드(106)에 근접한 영역에 광을 전달한다. 레코딩 매체가 판독/기입 헤드(106) 옆을 지나갈 때 레코딩 매체를 가열하기 위해 에너지가 사용된다. 도파관(110)과 같은 광학 커플링 컴포넌트들은 슬라이더 본체(101)(이 예에서는 트레일링 에지 표면(104) 근처에 있음) 내에 통합적으로 형성되고, 레이저 다이오드(102)로부터의 에너지를 NFT(112)를 통해 레코딩 매체에 전달하는 광학 경로로서 기능한다. NFT(112)는 판독/기입 헤드(106) 근처에 있고, 레코딩 동작들 동안 매체의 가열을 초래한다.
이러한 예에서 레이저 다이오드(102)는 에지-발광 레이저 또는 표면-발광 레이저 중 어느 하나로서 구성될 수 있다. 일반적으로, 에지-발광 레이저는 레이저의 코너 에지 근처로부터 광을 방출하고, 표면 발광 레이저는 레이저 바디의 표면에 수직인 방향으로, 예를 들면, 표면의 중심 근처의 포인트로부터 광을 방출한다. 에지-발광 레이저는, 광이 매체 대면 표면에 평행하는 방향으로(또는 적어도 미디어 페이싱 표면에 수직이 아닌 방향으로) 방출되도록 슬라이더 바디(101)의 상부 표면(103) 상에(예를 들면, 포켓 또는 캐비티 내에) 장착될 수 있다. 이들 예들 중 임의의 예에서 표면-발광 또는 에지-발광 레이저는 직접적으로 슬라이더 바디(101)에 연결되거나 서브마운트(도시되지 않음)와 같은 중개 컴포넌트를 통해 연결될 수 있다. 서브마운트는, 에지-발광 레이저의 출력이 바로 하향하도록(도면에서 네거티브 y-방향) 에지-발광 레이저를 배향하는데 사용될 수 있다.
도 1의 예가 슬라이더 바디(101)에 직접적으로 장착된 레이저 다이오드(102)를 도시하지만, 본 명세서에 논의된 도파관(110)은 임의의 타입의 광 전달 구성에 적용 가능할 수 있다. 예를 들면, 레이저는 상부 표면(103) 대신에 트레일링 에지 표면(104) 상에 장착될 수 있다. 자유-공간 광 전달로서 알려진 또 다른 구성에서, 레이저는 슬라이더(100) 외부에 장착되고, 광 섬유 및/또는 도파관에 의해 슬라이더에 연결될 수 있다. 슬라이더 바디(101)의 입력 표면은 광 섬유 및/또는 도파관을 통해 레이저로부터 광을 수신하기 위한 그레이팅 또는 다른 커플링 특징부를 포함할 수 있다.
도 2에서, 측단면도는 예시적인 실시예에 따른 NFT(112) 근처의 슬라이더 바디(101)의 부분들을 예시한다. 이러한 단면도에서, NFT(112)는 자기 미디어(202)의 표면, 예를 들면, 자기 디스크에 인접한 것으로 도시된다. 도파관(110)은 전자기 에너지(204)를 NFT(112)로 전달하고, NFT(112)는 미디어(202) 상의 작은 핫스팟(208)을 생성하기 위해 그 에너지를 지향시킨다. 자기 기록 폴(206)은 인가된 전류에 응답하여 미디어 페이싱 표면(108) 근처에서 자속의 변화들을 야기한다. 기록 폴(206)로부터의 자속은, 자속이 다운트랙 방향(z-방향)으로 기록 폴(206)을 지나 이동할 때 핫스팟(208)의 자기 배향을 변경한다.
도파관(110)은 클래딩 층들(212, 214)에 의해 둘러싸인 코어 물질의 층(210)을 포함한다. 코어층(210) 및 클래딩 층들(212, 214)은 Al2O3, SiOxNy, SiO2, Ta2O5, TiO2 또는 Nb2O5 등과 같은 유전체 물질들로 제조될 수 있다. 일반적으로, 유전체 물질들은, 코어층(210)의 굴절률이 클래딩 층들(212, 214)의 굴절률들보다 더 높도록 선택된다. 물질들의 이러한 배열은 도파관(110)을 통한 광의 효율적인 전파를 용이하게 한다.
핫스팟(208)을 생성하기 위해 NFT(112)에 인가된 에너지(204)는 NFT(112)에서 상당한 온도 상승을 발생시킬 수 있다. NFT(112)는 생성된 플라즈모닉 필드를 작게 유지하기 위해 비교적 작은 치수들을 갖는 못(peg), 핀, 바 또는 다른 돌출부를 포함하도록 형성될 수 있다. NFT(112)는 고온에서 변형되기 쉬운 비교적 연한 플라즈모닉 금속(예를 들면, Au, Ag, Cu, Al 및 이들의 합금들)으로 형성된다. 결과적으로, 히트 싱크(218)는 NFT(112)에 근접하게 (또는 NFT(112)와 통합하여) 형성될 수 있다. 히트 싱크(218)는 NFT(112)로부터 열을 밖으로 인출하기 위해 다른 컴포넌트들(예를 들면, 기록 폴(206))에 열적으로 연결될 수 있다.
히트 싱크(218) 및 다른 대비들을 갖는 경우에조차, 기록 헤드 영역 내의 온도들은 동작 동안에 상당히 높을 수 있어서, NFT(112)를 변형 또는 손상시킨다. 일부 경우들에서, 열은 NFT(112)로 하여금 매체 대면 표면(108)을 지나 돌출하게 할 수 있다. 그러한 경우에 헤드-투-미디엄 접촉이 존재하면, NFT 물질은 매체 대면 표면(108) 및/또는 미디어(202) 상에 증착될 수 있다. 이것은 매체 대면 표면(108) 및/또는 미디어(202)를 오염시킬 수 있고, 이것은 성능에 영향을 준다. 열은 또한 기록 폴(206)의 부식 및/또는 표면(108) 상에 증착될 수 있는 헤드 오버코트의 약화와 같은 다른 손상을 발생시킬 수 있다.
추가로 열을 소산하고 NFT(112)의 돌출을 감소시키기 위해, 예시되는 슬라이더 바디(101)는 상이한 물질의 부분들을 갖는 부가적인 히트 싱크 어셈블리(222)를 포함한다. 히트 싱크 어셈블리(222)는 미디어를 향하는 표면(108) 부근에 있는 기록 폴(206)의 팁 부분(224)을 따라 위치된다. 히트 싱크 어셈블리(220)는 적어도 NFT(112) 반대를 향하는 팁 부분의 제 1 측(226) 부근에 있으며 다른 측들을 또한 둘러쌀 수 있다.
히트 싱크 어셈블리(222)는 팁 부분(224)의 제 1 측(226)을 따라 있는 제 1 히트 싱크 부분(223)을 포함한다. 제 1 히트 싱크 부분(223)은 비교적 연성이고, 열 전도성 금속(예를 들어, Au, Ag, Cu, Al, 및 이들의 합금)으로 형성되며 또한 매우 반사적일 수 있다. 높은 반사율은 히트 싱크 어셈블리(222)에서 레이저 에너지의 로컬 흡수를 최소화하는데 도움을 줄 것이다.
제 1 히트 싱크 부분(223)은 공기 및 다른 컴포넌트들에 대한 노출을 최소화하기 위해 미디어를 향하는 표면(108)으로부터 이격된다. 제 1 히트 싱크 부분(223)의 이들 물질들(예를 들어, Al. Cu) 중 일부는 부식되기 쉽고, 따라서 미디어를 향하는 표면(108)에서의 노출을 최소화하는 것이 바람직하다. 유사하게, 제 1 히트 싱크 부분(223)의 물질들(예를 들어, Au, Ag) 중 일부는 스미어링(smearing)하기 쉽고 기록 폴(206) 상의 갈바닉 부식(galvanic corrosion)을 야기할 수 있다. 따라서 미디어를 향하는 표면(108)에서 이러한 타입들의 물질들의 노출을 제한하는 것이 바람직할 수 있다.
히트 싱크 어셈블리(222)는 팁 부분(224)의 제 1 측(226)을 따라 있는 제 2 히트 싱크 부분(225)("캡(cap)"으로서 본 명세서에서 또한 지칭됨)을 포함한다. 제 2 히트 싱크 부분(225)은 미디어를 향하는 표면(108) 및 제 1 히트 싱크 부분(223) 간에 위치된다. 제 2 히트 싱크 부분(225)은 Cr 및/또는 Ta, 및 이들의 합금과 같은 비교적 경질 물질(hard material)로 형성된다. 제 2 히트 싱크 부분(225)은 알루미나, 실리카, DLC(diamond-like-carbon) 또는 SiC와 같은 유전체들로 형성될 수 있다.
제 2 히트 싱크 부분(225)은 니어-필드 트랜스듀서(112)의 플라즈모닉 자극에 응답하여 니어-필드 트랜스듀서(112)보다 더 멀리 미디어를 향하는 표면(108)으로부터 열적으로 돌출하도록 구성될 수 있다. 이는 니어-필드 트랜스듀서(112)가 슬라이더 바디(101)의 미디어 및/또는 미디어를 향하는 표면(108)의 부식을 초래할 수 있는 미디어 표면에서의 접촉을 방지하는데 도움을 줄 수 있다. 따라서, 비교적 경질의 물질은 광내기(burnish), 부식, 마멸 및 마모 중 적어도 하나에 내성이 있게 되도록 선택될 수 있다. 열 확산기 및 제 1 히트 싱크 부분(223)이 일반적으로 NFT 열의 제거 시에 매우 효과적이기 때문에, 제 2 히트 싱크 부분(225)에 대해 선택된 물질은 제 1 히트 싱크 부분(223)만큼 열 전도성이 될 필요가 없다. 따라서, 제 2 히트 싱크 부분(225)의 캡 물질은 최소 열 패널티를 갖는 유전체 물질들로 구성될 수 있다.
슬라이더 보디(101)는 또한, 열을 추가적으로 소산시키기 위한 열 디퓨저(diffuser)(221)를 포함할 수도 있다. 열 디퓨저(221)는, 비교적 부드럽고 열적으로 도전성있는 금속(예를 들어, Au, Ag, Cu, Al, 및 이들의 합금들)으로 형성된다. 열 디퓨저(221)는 매체 대면 표면(108)으로부터 떨어져 있으며, NFT(112)와 동일한 측면의 기입 폴(206)에 대면한다. 열 디퓨저는, 팁 부분(224) 근방에서 NFT(112)와 중첩하며, NFT 히트 싱크(218)의 일부와 접촉할 수도 있다.
이제 도 3을 참조하면, 예시적인 실시예에 따른 매체 대면 표면(108)의 평면도가 히트 싱크 부분들(223, 225)의 세부사항들을 도시한다. 제 1 히트 싱크 부분(223)은 매체 대면 부분(108)으로부터 떨어져 있으므로, 은선(hidden line)들로 도시되어 있다. 제 2 히트 싱크 부분/캡(225)은 매체 대면 표면(108)에서 노출되므로, 실선으로 도시되어 있다. 또한, 도파관(210)의 단부들, 기입 폴의 팁 부분(224), 및 리턴 폴(302)의 부분이 매체 대면 표면(108)에서 노출되는 것으로 도시되어 있다. 도파관(210)이 매체 대면 표면(108)으로부터 떨어져 종단될 수도 있으므로, 본 명세서에서 노출될 필요가 없음을 유의해야 한다.
도 3의 도면은, 제 1 히트 싱크 부분(223) 및 제 2 히트 싱크 부분(225)이 크로스-트랙(cross-track) 방향(양 및 음의 x-방향)으로 팁 부분(224)으로부터 바깥쪽으로 연장한다는 것을 도시한다. 제 1 히트 싱크 부분(223)이 제 2 히트 싱크 부분(225)보다 크로스-트랙 방향으로 추가적으로 바깥쪽으로 연장한다는 것이 또한 관측될 수 있다. 제 1 히트 싱크 부분(223) 및 제 2 히트 싱크 부분(225)은 팁 부분(224)의 3개의 측면들을 둘러싼다. 니어 필드 트랜스듀서(112)는 팁 부분(224)의 상이한 제 4 측면에 대면한다.
제 2 캡 부분(304)이 이러한 도면에 또한 도시되어 있다. 제 2 캡 부분(304)은, 제 2 히트 싱크 부분/캡(225)과는 상이한 재료 또는 동일한 재료로 제조될 수도 있다. 후자의 경우에서, 캡 부분(304)은 제 2 히트 싱크 부분/캡(225)과 통합되는 것으로 고려될 수도 있다. 일반적으로, 제 2 캡 부분(304)은, 그것이 또한, NFT(112)가 가열되는 경우, 매체 대면 표면으로부터 바깥쪽으로 연장하도록 구성될 수도 있으므로, 버니쉬(burnish), 부식, 및 마모 중 적어도 하나에 대해 저항성있도록 선택된다. 제 2 캡 부분(304)은, 리턴 폴(302)을 향해 열을 소산시키는 것을 용이하게 한다.
이제 도 4 및 도 5를 참조하면, 사시도들은 예시적 실시예들에 따라 제1 히트 싱크 부분(223)의 양상들을 도시한다. 이러한 도면들에서 명확성의 목적들을 위해 제2 히트 싱크 부분(223)은 제거된다. 제1 히트 싱크 부분(223)의 비교적 작은 일부(401)가 기록 폴의 팁 부분(224)을 둘러싼다. 이러한 부분(401)은 미디어-면하는 표면(108)으로부터 이격 거리(404)(도 4에 도시됨)만큼 떨어져 이격된다. 아래의 분석들 중 몇몇에 대해, 이러한 이격 거리(404)는 0으로 셋팅되는데, 예컨대 제1 히트 싱크 부분(223)의 일부가 미디어-면하는 표면(108)에서 노출된다.
제1 히트 싱크 부분(223)의 대부분은, 적어도 부분적으로, 자기 기록 폴(206)에 커플링되는 요크(402)를 따라서 연장될 수 있다. 요크(402)는 미디어 면하는 표면(108)으로부터 떨어져 연장되고, 기록 트랜스듀서의 일부인 리턴 폴 및 코일(미도시)에 기록 폴(206)을 커플링시킨다. 제1 히트 싱크 부분(223)은 요크(402)에 안쪽으로 열을 방산하는 것을 용이하게 한다. 또한, 제1 히트 싱크 부분(223)은 크로스-트랙 방향(cross-track direction)으로 열을 방산하고, 이는 NFT(112)에서 열의 집중을 감소시킨다.
도 6에서, 사시도는 예시적 실시예에 따라 제2 히트 싱크 부분(225)의 양상들을 도시한다. ZrAu(또는 다른 합금) 시드 층이 제1 히트 싱크 부분(223) 상에 증착될 수 있다. 이러한 경우 제2 히트 싱크 부분(225)이 시트 층 상에 형성된다. 또한, 제2 캡 부분(304)이 제2 히트 싱크 부분(225) 상에 증착된 채로 도시된다. 제2 히트 싱크 부분(225) 및 제2 캡 부분(304) 둘 다가 미디어-면하는 표면(108)에서 노출된다(예컨대, 미디어-면하는 표면(108)까지 연장되고, 미디어-면하는 표면(108)과 수평을 이룬다).
위에서 주의된 바와 같이, NFT(112)는 레이저 에너지를 HAMR 미디어에 전달하는 부작용으로서 생성되는 열의 진원이다. 따라서, 최고 열 전도율을 갖는 재료, 즉 제1 히트 싱크 부분(223)을 NTF(112)에 가능한 한 가깝지만 제2 히트 싱크 부분(225)에 의해 보호된 채로 배치시키는 것이 바람직하다. 제2 히트 싱크 부분(225)의 기계적 강건함과 결합된 제1 히트 싱크 부분(223)의 높은 열 전도율의 결합은, 단일 재료 히트 싱크와 비교할 때 개선된 성능 및 신뢰성을 제공할 수 있다.
도 7에서, 절단된 투시도(perspective cutaway view)는 예시 실시예에 따른 NFT(112) 및 이를 둘러싸는 컴포넌트들의 클로즈업을 도시한다. 이전에 기술된 바와 같이, 히트 싱크(218)는 NFT(112)와 기입 폴의 팁 부분(224) 사이에 위치된다. 이러한 도면에서 확인될 수 있는 바와 같이, NFT(112)는 매체 대면 표면(108)으로 연장되는 못(peg)(704) 및 원형 디스크 부분(702)을 포함한다. 제 2 히트 싱크 부분(225)은 NFT(112)의 못(704) 및 기입 폴의 팁 부분(224)과 함께 매체 표면(108)에서 노출된다. 제 1 히트 싱크 부분(223)은 NFT(112) 및 그의 연관된 히트 싱크(218) 바로 위에 있고, xy-면에서 보여지는 바와 같이 NFT 디스크(702)의 적어도 절반을 오버랩할 수 있다. 열 확산기(221)는 기입 폴(224)의 측을 따라 매체 대면 표면(108)으로부터 떨어져 이격되어 멀어지게 연장되는 것으로 보여질 수 있다. 열 확산기(221)는 NFT(112)로부터 멀어지게 히트의 전도를 증가시키고 흡수를 감소시킨다.
도 8에서, 평면도는 NFT(112)의 디스크(702)와 열 확산기(221) 사이의 오버랩을 도시한다. 열 확산기(221)는 NFT 히트 싱크(218)와 인터페이싱하고, 인터페이스 에지(802)를 따라 NFT(112)를 오버랩(예를 들어, z-방향으로 오프셋)한다. 열 확산기(221)는 이러한 도면으로부터 확인될 수 있는 바와 같이 디스크(702)의 약 절반을 오버랩한다. 본 명세서에서 예들은 이러한 양의 오버랩으로 한정될 필요가 없다. 일반적으로, 최적의 양의 오버랩은 광범위한 수의 팩터(factor)들, 이를 테면, NFT(112)의 크기, 기입 폴 팁 부분(224)의 크기/재료 등에 의존할 수 있다.
이제 도 9와 관련하여, 표는 예시 실시예들에 따른 히트 싱크 배열들에 대한 열 분석 결과들을 예시한다. 개별적인 설계 변동들은 행들(911-922)에서 리스트되고, 이때 행(911)의 배열은, 행들(912-922)의 다른 변동들이 비교되는 기존의 베이스라인을 나타낸다. 베이스라인(910) 배열은, Cr 히트 싱크가, 상술된 제 1 히트 싱크 부분들에서와 같은 높은 열 전도성의 어떠한 재료도 없이 기입 폴의 팁 부분을 에워싸는 것을 제외하고, 매체 대면 표면에서 상기 예시된 제 2 히트 싱크 부분과 유사한 프로파일을 갖는 Cr 히트 싱크를 이용한다.
행들(912-921)에서의 구성들은 유사한 지오메트리의 상이한 재료의 2-부분 히트 싱크를 이용하고, 제 1 부분은 매체 대면(media-facing) 표면으로부터 떨어져 이격되며, 높은 열 전도성의 재료(이 예들에서는, Au)로 형성된다. 매체 대면 표면에서 노출되는 제 2 히트 싱크 부분에 대하여 사용되는 재료는 열(902)에 표시된 바와 같이, 비교적 단단한 금속이다. 비교를 목적으로, 행(922)에서의 예에 대한 제 2 히트 싱크 부분은 또한, Au이다.
열(900)은 ZrN 시드가 사용되었는지 여부를 표시하고, 만약 ZrN 시드가 사용되었다면, 그 두께를 나타낸다. 그 중에서도, Zr, ZrN, ZrAu 및 Cr가 시드 재료로서 사용될 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 열(901)은 제 1 히트 싱크 부분으로부터의 Au의 영역이 매체 대면 표면으로 연장되는지 여부를 표시하고, 만약 제 1 히트 싱크 부분으로부터의 Au의 영역이 매체 대면 표면으로 연장된다면, 그 두께를 나타낸다. 열들(903 및 904)은 두 열들의 도들(degrees) K로서 그리고 베이스라인 초과의 비율 향상으로서 주변 온도 초과로의 NFT peg에서의 온도의 상승을 표시한다. 열들(905 및 906)은 두 열들의 도들 K로서 그리고 베이스라인 초과의 비율 향상으로서 주변 온도 초과로의 기록 폴의 팁 부분에서의 온도의 상승을 표시한다.
도 9의 차트는 일반적으로, 매체 대면 표면에서 Au를 노출시키는 것이 최고의 열적 결과를 제공한다는 것을 표시한다. 이에 대한 하나의 이유는 Au가 매우 반사적이어서, 빛이 Cr 및/또는 Ta와 같은 제 2 히트 싱크 재료들에 입사하였던 경우보다 적은 히팅(heating)을 초래하기 때문이다. 그러나, 앞서 기술된 바와 같이, 상당한 양의 Au를 매체 대면 표면에 노출시키는 것에는 위험들이 존재하여서, 긴 기간의 신뢰성을 위해, 온도들이 다소 더 높더라도, 노출된 Au가 없는 구성이 바람직할 수 있다.
이제 도 10을 참조하여, 플로우차트는 예시의 실시예에 따라서 히트 싱크를 형성하는 방법을 예시한다. 이 방법은 매체-접합면(media-facing surface)에 인접하여 니어-필드 트랜스듀서를 형성하는 단계(1000)를 수반한다. 니어-필드 트랜스듀서에 인접하지만 매체-접합면으로부터는 이격되어 열 확산기(thermal diffuser)가 선택적으로 형성될 수 있다(1001). 팁 부분을 갖는 자기 기록 폴이 매체 접합면에 있는 니어-필드 트랜스듀서에 인접하여 형성된다(1002). 제 1 히트 싱크 부분은 니어 필드 트랜스듀서로부터 방향이 빗나간 팁 부분의 제 1 측면을 따라 형성된다(1004). 제 1 히트 싱크 부분은, 비교적 연성이고 열적으로 도전성인 금속(예를 들어, Au, Ag, Cu, 및/또는 Al, 및 이들의 합금)을 포함하고, 매체 접합면으로부터 이격되어 있다. 제 1 히트 싱크 부분 상에 시드층이 선택적으로 형성될 수 있다(1006). 매체 접합면과 제 1 히트 싱크 부분 사이의 팁 부분의 제 1 측면을 따라 제 2 히트 싱크 부분이 형성된다(1008). 제 2 히트 싱크 부분은 Cr 및/또는 Ta와 같은 비교적 강성인 금속을 포함한다.
달리 나타내지 않는 한, 상세한 설명 및 청구범위들에 이용된 피쳐 크기들, 양들, 및 물리적 특성들을 표현하는 모든 숫자들은 용어 "약"에 의해 모든 경우들에서 수정되는 것으로서 이해되어야 한다. 이에 따라, 그 반대로 나타내지 않는 한, 이전의 상세한 설명 및 첨부된 청구범위들에 설명된 수치 파라미터들은 본원에 개시된 교시들을 활용하는 당업자들에 의해 획득되는 것으로 추구되는 원하는 특성들에 따라 변할 수 있는 근사치들이다. 종점들에 의한 수치 범위들의 이용은 그 범위 내의 모든 숫자들(예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4, 및 5) 및 그 범위 내의 임의의 범위를 포함한다.
예시의 실시예들의 이전의 설명이 예시 및 설명의 목적으로 제시되었다. 이는, 포괄적인 것으로 의도되지 않고 또는 신규의 개념들을 개시된 바로 그 형태로 한정시키는 것으로 의도되지 않는다. 전술한 교시의 관점에서 수많은 변형들 및 변화들이 가능하다. 개시된 실시예들의 임의의 또는 전체의 특징들은, 개별적으로 적용될 수 있거나, 또는 임의의 조합에서는 제한하는 것으로 의도되지 않지만 순수하게 예시적인 것으로 의도된다. 그 범위는 이 상세한 설명으로 한정되지 않지만 오히려 본원에 첨부된 청구항들에 의해 결정되는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. 장치로서,
    매체 대면 표면 근처에 팁 부분을 갖는 자기 기록 폴(magnetic write pole);
    상기 자기 기록 폴의 팁 부분 근처의 니어 필드 트랜스듀서(near-field transducer);
    상기 니어 필드 트랜스듀서를 등지는 상기 팁 부분의 제 1 측을 따르는 제 1 히트 싱크(heat sink) 부분 ―상기 제 1 히트 싱크 부분은 높은 반사성의, 열적으로 도전성인 금속을 포함하며 상기 매체 대면 표면으로부터 이격됨―; 및
    상기 매체 대면 표면과 상기 제 1 히트 싱크 부분 사이에서 상기 팁 부분의 제 1 측을 따르는 제 2 히트 싱크 부분 ―상기 제 2 히트 싱크 부분은 상대적으로 강성인(hard) 재료를 포함함―
    을 포함하는, 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 히트 싱크 부분 및 상기 제 2 히트 싱크 부분은 크로스-트랙(cross-track) 방향으로 상기 팁 부분으로부터 바깥방향으로 연장되며, 상기 제 1 히트 싱크 부분은 상기 크로스-트랙 방향으로 상기 제 2 히트 싱크 부분보다 더 멀리 바깥방향으로 연장되는, 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 히트 싱크 부분 및 상기 제 2 히트 싱크 부분은 상기 팁 부분의 3개의 측들을 둘러싸며, 상기 니어 필드 트랜스듀서는 다른, 제 4 측을 대면하는, 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 높은 반사성의, 열적으로 도전성인 금속은 Au, Ag, Cu, 및 Al 중 적어도 하나를 포함하는, 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 상대적으로 강성인 재료는 유전체를 포함하는, 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 상대적으로 강성인 재료는 Cr 및 Ta 중 적어도 하나를 포함하는, 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 상대적으로 강성인 금속은 버니싱(burnish), 부식(corrosion), 및 마모 중 적어도 하나에 대해 내성이 있는, 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 히트 싱크 부분과 상기 제 2 히트 싱크 부분 사이의 인터페이스는 상기 니어 필드 트랜스듀서 위에 위치되는, 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기 기록 폴에 커플링된 요크(yoke)를 더 포함하며,
    상기 요크는 상기 매체 대면 표면으로부터 떨어져 연장되며,
    상기 제 1 히트 싱크 부분은 상기 매체 대면 표면으로부터 떨어진 상기 요크를 따라 적어도 부분적으로 연장되는, 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 히트 싱크 부분은, 상기 니어 필드 트랜스듀서의 플라즈모닉 여기(plasmonic excitation)에 응답하여, 상기 매체 대면 표면으로부터 상기 니어 필드 트랜스듀서보다 더 멀리 열적으로 돌출하도록 구성되는, 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 니어 필드 트랜스듀서를 대면하는 상기 자기 기록 폴의 제 2 측 근처에 열 확산기(thermal diffuser)를 더 포함하며,
    상기 확산기는 상기 매체 대면 표면으로부터 이격되는, 장치.
  12. 장치로서,
    매체 대면 표면 근처에 팁 부분을 갖는 자기 기록 폴;
    상기 자기 기록 폴의 팁 부분의 제 1 에지 근처의 니어 필드 트랜스듀서;
    상기 팁 부분의 적어도 하나의 제 2 에지를 둘러싸는 캡(cap) ―상기 캡은, 상기 매체 대면 표면에 노출되며, 마모에 내성이 있는 상대적으로 강성인 재료를 포함함―;
    상기 캡 근처에 있고 상기 매체 대면 표면으로부터 이격된, 히트 싱크; 및
    상기 팁 부분의 제 4 측을 따르며 상기 매체 대면 표면으로부터 떨어져 연장하는, 열 확산기
    를 포함하는, 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 캡 및 상기 히트 싱크는 크로스-트랙 방향으로 상기 팁 부분으로부터 바깥방향으로 연장되며,
    상기 히트 싱크는 상기 크로스-트랙 방향으로 상기 캡보다 더 멀리 바깥방향으로 연장되는, 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 히트 싱크 및 캡은 상기 팁 부분의 3개 측들을 둘러싸며, 상기 니어 필드 트랜스듀서 및 열 확산기는 상기 팁 부분의 다른 제 4 측을 대면하는, 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 상대적으로 강성인 재료는 Cr 및 Ta 중 적어도 하나를 포함하는, 장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 열 확산기는 상기 니어 필드 트랜스듀서의 골드 히트 싱크와 인터페이싱하는, 장치.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 자기 기록 폴에 커플링된 요크를 더 포함하며,
    상기 요크는 상기 매체 대면 표면으로부터 떨어져 연장되며,
    상기 히트 싱크는 상기 매체 대면 표면으로부터 떨어져 상기 요크를 따라 연장되는, 장치.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 캡은, 상기 니어-필드 트랜스듀서의 플라즈모닉 여기에 응답하여, 상기 매체 대면 표면으로부터 상기 니어 필드 트랜스듀서보더 더 멀리 열적으로 돌출하도록 구성되는, 장치.
  19. 방법으로서,
    슬라이더 바디의 매체 대면 표면 근처에 니어 필드 트랜스듀서를 형성하는 단계;
    상기 매체 대면 표면에서 상기 니어 필드 트랜스듀서 근처에 팁 부분을 갖는 자기 기록 폴을 형성하는 단계;
    상기 니어 필드 트랜스듀서를 등지는 상기 팁 부분의 제 1 측을 따라 제 1 히트 싱크 부분을 형성하는 단계 ―상기 제 1 히트 싱크 부분은 높은 반사성의, 열적으로 도전성인 금속을 포함함―; 및
    상기 매체 대면 표면과 상기 제 1 히트 싱크 부분 사이에 상기 팁 부분의 제 1 측을 따라 제 2 히트 싱크 부분을 형성하는 단계 ―상기 제 2 히트 싱크 부분은 상대적으로 강성인 재료를 포함함―
    를 포함하는, 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 2 히트 싱크 부분을 형성하기 전에, 상기 제 1 히트 싱크 부분 상에 시드 층을 형성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
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