[发明专利]利用负压槽的低气压空气轴承滑块的系统和方法

说明书

本发明申请是本发明申请人于2003年5月20日提交的、申请号为03826491.9、发明名称为“利用负压槽的低气压空气轴承滑块的系统和方法”的发明申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及硬盘驱动器中的空气轴承滑块设计。更加具体地说，本发明属于利用负压槽的低气压(subambient pressure)空气轴承滑块的构型。

背景技术

图1表示现有技术中典型的硬盘驱动器设计。硬盘驱动器100是常见的信息存储装置，其主要包括一系列的可由磁读写元件访问的旋转盘104。这些数据转移元件，通常称作换能器，典型的由一滑块主体110承载并嵌入其中，所述滑块主体被保持在形成于盘上的离散数据轨迹上的靠近的相对位置以允许执行读或写操作。为了相对于盘表面正确的定位换能器，形成在滑块主体110上的空气轴承表面(ABS)经受流动的空气流，这种空气流提供充足的提升力以将滑块110(和换能器)“飞行”在盘数据轨迹上。磁盘104的高速旋转使得在基本平行盘的切向速度的方向上沿其表面产生空气流或风流。气流与滑块主体110的ABS协作，其能够使滑块飞行在旋转盘上。实际上，悬挂的滑块110通过该自致动的空气轴承与盘表面104物理分开。滑块110的ABS一般配置在面对旋转盘104的滑块表面上(参见下文)，并且在各种条件下将极大影响其飞行在盘上的能力。

图2表示滑块上的空气轴承表面(ABS)的典型设计。ABS202设计中的一些主要目的是使滑块210飞行并使其带有的换能器204尽可能与旋转盘的表面接近(未示)，并与可变飞行条件无关地始终保持那个恒定接近距离。空气轴承滑块210的换能器204和旋转磁盘之间的高度或分离间隙通常被定义为飞行高度。通常，安装的换能器或读/写元件204只飞行在旋转盘的表面以上大约几微英寸。滑块210的飞行高度被看作是影响安装的读/写元件204的磁盘读取和记录能力的最关键参数之一。例如，减小或具有相对小的飞行高度具有许多优点。相对小的飞行高度允许换能器204在不同的数据位位置和从盘表面的靠近的限定区域发出的磁场之间获得较大的分辨率。此外，已知低飞行高度的滑块210对磁盘提供了改进的高密度记录或存储能力，该能力通常受到换能器和磁介质之间的距离的限制。作为结果，窄的分离间隙允许记录或读取较短的波长信号。同时，随着利用相对小却功能强大的盘驱动器的轻重量和紧凑笔记本型计算机的流行度的增加，对于具有更低飞行高度的日益小的滑块主体210的需要已不断成长起来。

而且已经观察到恒定的飞行高度能提供期望的益处，这些益处通过特定的ABS202设计是更加容易获得的。已知飞行高度的波动将不利地影响分辨率和携带的换能器或读/写元件204的数据传送性能。当飞行高度相对恒定时，正被记录或读取的信号的幅度不会发生太大的变化。另外，飞行高度的变化可导致滑块组件和磁旋转盘之间的不期望接触。滑块210通常被看作是直接接触的、假接触的或飞行的滑块，其描述了它们与旋转盘的预期接触。与滑块类型无关地，通常期望避免与旋转磁盘的表面的不必要接触以便减小对滑块主体和盘的磨损。记录介质的恶化或磨损可导致记录数据的丢失，滑块210磨损还可导致换能器或磁性元件204的最终故障。

引起飞行高度变化的通常原因是在执行读或写操作的同时滑块210跨越旋转盘的连续高速移动。例如，根据滑块210的径向位置，盘的各自线速度变化。较高的速度被发现在旋转盘的外边缘处，而较低的速度被发现在内边缘处。结果，空气轴承滑块210相对于盘在不同的径向位置处以不同的相对速度飞行。因为滑块典型的在较高的速度下飞行的较高，所以存在当定位在盘的外区域上时飞行高度增加的趋势。同时，在盘的内区域处的较低速度使滑块210飞的较低。因此，滑块210设计必须考虑对飞行高度产生显著影响的径向位置变化和相对速度变化。