本发明专利技术涉及一种使用静电力无接触测量滑块在磁性数据存储介质上的飞行高度的系统和方法,滑块在磁性数据存储介质上飞行。一组不等的电压施加到滑块和磁性数据存储介质之间,并记录相对应的读回信号。利用已记录的读回信号,计算经验曲线拟合方程式的系数。系数被归一化,并转换成飞行高度测量结果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及磁性硬盘驱动器。具体地说,本专利技术涉及一种通过静电 力测量磁头在磁性数据存储介质上飞行高度的方法。
技术介绍
图1示出了现有技术中典型的硬盘驱动器。硬盘驱动器是常用的信 息存储设备,主要包含能够通过磁性读取和写入元件访问的一组可旋转的盘101或者其他磁性存储介质。这些数据传输元件,通常称作换能器 102, 一般由滑动主体承载或嵌入该滑动主体内,所述滑动主体被保持 在距离盘101上形成的离散数据轨道相对较近的位置上,从而允许实现 读或写操作。为了使换能器102相对于盘表面适当定位,形成在滑动主 体上的空气轴承面(ABS)受到一个流体气流的作用,该气流提供足够 的提升力,从而使滑块和换能器在盘数据轨道上飞行。磁盘的高速 旋转产生一个气流或者在基本平行于盘的切向速度方向上沿着盘表面的 风。气流与滑动主体的ABS共同作用,使滑块在离心旋转的盘上飞行。 实际上,通过所述的自动空气轴承,悬浮的滑块与盘表面物理分离。图2示出了以一定飞行高度在磁盘上飞行的滑块。ABS设计的一些 主要目标是使滑块和附随的换能器202尽可能的靠近旋转盘的表面飞 行,以及不管飞行条件的变化能够均匀保持固定的接近距离。空气轴承 滑块和离心旋转的磁盘之间的高度或者分隔间隙通常被定义为飞行高 度。 一般来说,已安装的换能器或者读/写元件在旋转盘表面上方大约 小于1微英寸(25.4nm)处飞行。滑块的飞行高度被认为是影响已安装 读/写元件的磁盘读取和记录性能的最关键参数之一。滑块的飞行高度还直接影响磁盘驱动器的机械完整性和磁性能。相对较小的飞行高度使 得换能器能够在盘表面上的不同数据比特位置之间获得更高的分辨率, 从而提高数据密度和存储容量。随着使用了相对较小但仍性能强大的盘 驱动器的重量轻且结构紧凑的笔记本电脑的广泛使用,目前对迫切降低飞行高度的需求逐渐增长。已知目前有各种测量滑块飞行高度的方法。 一种方法是光学飞行高度测量。光学飞行高度测量是根据滑块ABS和盘表面反射光的千涉。该方法需要透明盘,存在静电荷耗散(ESD)破坏精密读-写换能器的较大 风险。其结果是,光学飞行高度测量一般仅作为统计处理控制的一部分, 对于滑块的小部分进行操作。通过读回信号测量飞行高度是另一种测量滑块飞行高度的方法。读 回信号测量飞行高度是基于空间磁损:耗的Wallace公式。通过比较两种 不同条件下的读回信号的幅度,可以计算间隔的变化。但是,为了获得 实际的飞行高度,必须知道两个不同条件中至少一个条件下的滑块飞行 高度。因此,读回信号测量飞行高度通常需要一个着陆过程,其中 滑块的飞行高度被降低到或者接近零。着陆时的滑块飞行高度测量为测 量另一个不同条件下的滑块飞行高度提供了一个基准飞行高度,从而能 够测量实际飞行高度。但是着陆过程使得滑块-盘表面产生磨损,因此 是消耗性的。而且,由于包含了杂质和润滑剂以及滑块的振动,读-写 换能器和着陆时的磁盘之间的磁间隙是不确定的。其结果与实际滑块的 相关度的可靠性不高。近来,利用热膨胀调整飞行高度已经被工业上采用。滑块内在读-写换能器的附近嵌入了一个电加热元件,使得换能器向磁盘方向凸起于 原本平坦的ABS。在激励之前,标称的飞行高度将被稍提高一些,然后 根据需要由加热器减小该高度以执行读-写动作。通过该技术,滑块飞 行高度公差可以稍微放松要求。但是,在驱动器生产时,为了减小过低 飞行滑块(飞得太低并且不能由加热元件弥补该缺陷的滑块)和过高飞 行滑块的数量(飞得太高且需要过多的加热的滑块,因此耗电并且缩短 了读取传感器的寿命),飞行高度控制仍然很严格。相比较没有加热元 件的滑块,加热元件使着陆,,加速化并且简单化了。但是,着陆时的 飞行高度仍然不确定。此外,滑块和盘的磨损及裂纹会阻止重复实现着 陆过程。由此,很难优化便携式设备内的加热凸起幅度,其中飞行高度 经常随室压和温度变化。飞行高度还可以通过静电力调整。电压施加到滑块主体和盘之间。 与热膨胀方法相比,静电力方法需要的功率更小。并且,通过静电力调 整飞行高读不需要加热读-写传感器。但是,它存在如果电压过大形成 电弧的风险。不考虑飞行高度的调整方法,飞行高度本身可以通过读回 信号或者滑块和盘之间的电容来测量。不管哪一种情况下,所不期望的 着陆都是必需的。因此,目前需要一种测量滑块飞行高度的改进方法,其不需要透明 盘以及着陆。附图说明图1示出了现有技术中典型的硬盘驱动器。图2示出了以一个飞行高度位于磁盘上飞行的滑块。图3示出了本专利技术的一个实际硬盘驱动系统的实施例。图4示出了带有微致动器的平衡头组件。图5示出了使用静电力无接触测量滑块的飞行高度的一个实施例的流程图。图6示出了滑块获得的实验数据的曲线拟合图表的一个实施例。 图7示出了滑块飞行间隙和数值a/A。的相关度图表的一个实施例。具体实施例方式本专利技术公开了 一种通过使用静电力无接触测量滑块飞行高度的系统 和方法。带有读/写头的滑块与磁性数据存储介质上的预定轨道连接。 当滑块的读/写头和预定轨道连接时, 一组不等的电压施加到滑块和磁 性数据存储介质之间。响应所施加的不等电压,根据每个施加的电压来 记录读回信号。读回信号被用于计算二次方程式的系数。所述系数随后 使用二次方程式的顶点进行归 一化。归 一化后的系统随后被转换成滑块 飞行高度测量结果。图3示出了本专利技术的一个实际硬盘驱动系统的实施例。磁盘驱动系 统包括一个音圈马达302,用于绕一个轴旋转主轴306上的致动臂304。 包括装载杆308的悬臂连接到致动臂304。悬臂承载一个滑块310。滑块310包含一个用于读取和/或写入磁盘上的数据的读/写头或读/写换能器(未示出)。当磁盘旋转时,滑块310以一定的飞行高度在磁盘312 上飞行。当滑块310在磁盘312上飞行时,滑块和磁盘之间的界面被特 征化或者模型化为一个不平行电容。滑块相当于上电极,而磁盘相当于 下电极。磁盘驱动系统还包括一个电源器件(未示出),例如稳压DC供 电单元或者一或多个DC电池,向滑块和;兹盘表面之间的间隔提供一个 控制电压。一个实施例中,滑块310和盘312互相电气绝缘,从而能够处理它 们之间的电压。滑块和盘之间的一些漏电电阻例如10MQ是可以接受并 且期望的,只要该漏电电阻不会产生太大的电流而损坏滑块、盘或者马 达。 一个实施例中,滑块主体接地。通常,滑块主体通过银环氧接地到 悬臂主体。可替换的,滑块主体通过连接到地线的金垫片接地。因为滑 块主体接地,盘可以不^^妾地。 一个实施例中,盘312和盘主轴314电气 绝缘。可替换的,盘主轴314可以和马达底座(未示出)电气绝缘。任 意一个实施例中,设置了一个从盘312到电源元件的电路径。另一个实 施例中,盘可以接地。滑块310通过不导电胶与装载杆308电气绝缘。 滑块310还可以电气连接到电源元件。通常,当电压被施加到滑块和盘之间时,滑块的飞行高度由于下述 公式确定的吸引力而降低/^A:F2//22 ,其中F表示两个电极(例如滑块内的换能器和盘)之间的静电吸引力。符号k表示一个常数值。符号V表示施加到电极上的电压,或者滑 块和盘之间静电场的电势差。符号h表示换能头和盘之间的距离。图4示出了带有微致动器的一个平衡头组件。微致动器包括带有读 /本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种测量滑块飞行高度的方法,其包含: 使具有读/写头的滑块在磁性数据存储介质上飞行; 在滑块和磁性数据存储介质之间施加一组不等的电压; 根据施加的每个不等的电压,记录相对应的读回信号; 使用所记录的读回信号,计算经验曲线拟合方程式的系数; 归一化经验曲线拟合方程式的系数;以及 将归一化后的系数转换成滑块的飞行高度测量结果。
【技术特征摘要】
US 2006-11-28 11/6057411、一种测量滑块飞行高度的方法,其包含使具有读/写头的滑块在磁性数据存储介质上飞行;在滑块和磁性数据存储介质之间施加一组不等的电压;根据施加的每个不等的电压,记录相对应的读回信号;使用所记录的读回信号,计算经验曲线拟合方程式的系数;归一化经验曲线拟合方程式的系数;以及将归一化后的系数转换成滑块的飞行高度测量结果。2、 如权利要求l的方法,其特征在于该不等电压组包括至少三个不 等的电压。3、 如权利要求l的方法,其特征在于该不等电压组包括两个极性。4、 如权利要求3的方法,其特征在于相反极性的不等的电压的极值 降低的飞行高度基本相等。5、 如权利要求1的方法,其特征在于该不等的电压组在使飞行高度 范围从最大飞行高度降低到最大飞行高度的大约50 /。的范围之内。6、 如权利要求l的方法,其特征在于该不等的电压组通过一个电流 限制装置,以防止电弧损害滑块—和磁性数据存储介质之一。7、 如权利要求6的方法,其特征在于该电流限制装置是一个电阻。8、 如权利要求1的方法,其特征在于多个DC电池提供该不等的电 压组。9、 如权利要求1的方法,其特征在于稳压DC供电单元提供该不等 的电压组。10、 如权利要求1的方法,其特征在于滑块和磁性数据存储介质互 相电气绝缘。11、 如权利要求1的方法,其特征在于经验曲线拟合方程式是一个 二次方程式。12、 如权利要求ll的方法,其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员:LY朱,CH杨,Y付,ET查,
申请(专利权)人:新科实业有限公司,
类型:发明
国别省市:HK[中国|香港]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。