專利名稱：用于近場(chǎng)光學(xué)換能器的熱沉的制作方法
用于近場(chǎng)光學(xué)換能器的熱沉

發(fā)明內(nèi)容
本文描述并要求保護(hù)的各個(gè)實(shí)施方式提供具有近場(chǎng)光學(xué)換能器(an opticalnear-field transducer)和熱沉組件的熱輔助磁記錄頭。該熱沉組件與近場(chǎng)光學(xué)換能器可導(dǎo)熱地相接觸，并且具有對(duì)流冷卻表面。本文還描述并列舉了其它實(shí)施方式。


圖1圖示了具有熱輔助磁記錄頭的示例性致動(dòng)器臂彎曲結(jié)構(gòu)，其中在該熱輔助磁記錄頭遠(yuǎn)端安裝了封裝熱沉。圖2A圖示了示例性寫入磁極和磁軛的透視圖。圖2B圖示了圖2A中具有示例性金屬覆蓋熱沉的寫入磁極和磁軛。圖3圖示了示例性熱輔助磁記錄頭局部透視圖的剖面圖，其中該熱輔助磁記錄頭的寫入磁極具有金屬覆蓋熱沉。圖4A圖示了示例性近場(chǎng)光學(xué)換能器的透視圖。圖4B圖示了圖4A中具有示例性翼形熱沉的近場(chǎng)光學(xué)換能器。圖5圖示了示例性熱輔助磁記錄頭局部透視圖的剖面圖，其中該熱輔助磁記錄頭的近場(chǎng)光學(xué)換能器具有翼形熱沉。圖6A圖示了示例性環(huán)形近場(chǎng)光學(xué)換能器的透視圖。圖6B圖示了圖6A中具有示例性截錐形熱沉的環(huán)形近場(chǎng)光學(xué)換能器。圖7圖示了示例性熱輔助磁記錄頭局部透視圖的剖面圖，其中該熱輔助磁記錄頭的環(huán)形近場(chǎng)光學(xué)換能器具有截錐形熱沉。圖8圖示了根據(jù)本文公開的技術(shù)將熱量從近場(chǎng)光學(xué)換能器向外傳導(dǎo)的示例性操作。
具體實(shí)施例方式熱輔助磁記錄(HAMR)技術(shù)采用聚焦光束首先加熱介質(zhì)而將數(shù)據(jù)磁性記錄在高穩(wěn)定性介質(zhì)上。HAMR技術(shù)利用高穩(wěn)定性磁化合物(例如鐵鉬合金)形成介質(zhì)。在磁性介質(zhì)存儲(chǔ)中采用的傳統(tǒng)技術(shù)受到超順磁效應(yīng)的限制，而上述材料可以將單個(gè)比特存儲(chǔ)在小得多的區(qū)域中，不會(huì)受到相同的超順磁效應(yīng)的限制。然而，高穩(wěn)定性磁化合物必須首先被加熱以對(duì)介質(zhì)施加磁定向變化。在一種實(shí)施方式中，HAMR頭至少包括近場(chǎng)光學(xué)換能器(NFT)和寫入磁極。光學(xué)NFT 用于將光束聚集并聚焦在介質(zhì)上。聚焦光束使介質(zhì)上光點(diǎn)的溫度增高到足以允許寫入磁極引發(fā)磁定向變化(例如，溫度提高幾百度)。然而，當(dāng)光學(xué)NFT聚集并聚焦光束時(shí)產(chǎn)生的極高的熱量嚴(yán)重地限制了光學(xué)NFT的工作壽命。有限元分析表明，當(dāng)聚焦足夠的光束以允許介質(zhì)的磁定向變化時(shí)，光學(xué)NFT的溫度可以超過500攝氏度。本文公開的技術(shù)公開了用于光學(xué)NFT熱量控制的熱沉。然而，存在幾大挑戰(zhàn)。首先，由于光學(xué)NFT的尺寸較小(例如，寬度通常為IOOnm到200nm)，導(dǎo)致熱量發(fā)散表面積較小。第二，在光學(xué)NFT附近不能顯著地削弱或改變寫入磁極和/或光學(xué)NFT 的效率或諧振頻率。在其它實(shí)施方式中，HAMR頭中包括額外的微電子元件(例如，一個(gè)或多個(gè)讀取器和傳感器)。在光學(xué)NFT附近也不能顯著地改變?nèi)我活~外的微電子元件的效率或諧振頻率。因此，本文公開的熱沉以及熱沉組件從光學(xué)NFT中提取熱量，并通過對(duì)流將熱量傳遞到HAMR頭周圍的空氣中、輻射到與HAMR頭鄰近的表面(例如磁性介質(zhì))和/或傳導(dǎo)到HAMR頭的其它部件。在其它實(shí)施方式中，光學(xué)NFT和熱沉被用在記錄頭中，而非HAMR頭中。圖1圖示了具有HAMR頭106的示例性致動(dòng)器臂彎曲結(jié)構(gòu)102，在該HAMR頭106遠(yuǎn)端安裝了封裝熱沉112。所示坐標(biāo)軸的y_方向?yàn)檠貜澢Y(jié)構(gòu)102的縱向向彎曲結(jié)構(gòu)102的遠(yuǎn)端延伸，χ-方向?yàn)檠刂c相應(yīng)磁性介質(zhì)(未示出)平行的方向穿過彎曲結(jié)構(gòu)102向前延伸，以及ζ-方向?yàn)槌虼判越橘|(zhì)向下延伸。致動(dòng)器臂彎曲結(jié)構(gòu)102連接到沿y-方向延伸的懸臂式致動(dòng)器臂(未示出)，該致動(dòng)器臂彎曲結(jié)構(gòu)102可以在ζ-方向上調(diào)整以跟蹤磁性介質(zhì)上一條或多條磁性比特軌跡。具有HAMR頭106的空氣軸承(air-bearing)滑塊(ABS) 104 安裝在彎曲結(jié)構(gòu)102的遠(yuǎn)端，在彎曲結(jié)構(gòu)102面對(duì)磁性介質(zhì)(未示出)的表面上?；瑝K104 使HAMR頭106在磁性介質(zhì)相應(yīng)表面上以相當(dāng)近的距離飛行。電線(例如，線108)沿著彎曲結(jié)構(gòu)102大致沿y-方向延伸，并且連接到滑塊104上的接觸焊盤(例如，焊盤110)，其中這些焊盤最終連接到HAMR頭106。讀取/寫入信號(hào)以及其它電信號(hào)經(jīng)電線和接觸焊盤傳送到HAMR頭106的處理電子元件(未示出)，以及從該元件向外傳送。圖1中還以截面放大地及旋轉(zhuǎn)地示出了 HAMR頭106。該HAMR頭106被放大，并關(guān)于χ-軸旋轉(zhuǎn)90度以及關(guān)于ζ-軸旋轉(zhuǎn)90度，并且該HAMR頭106關(guān)于穿過HAMR頭106中部的y-ζ平面被截面，使得HAMR頭106內(nèi)各個(gè)元件的定向更明顯。襯底IM作為HAMR頭 106元件的安裝表面，并將HAMR頭106連接到ABS 104。襯底IM上安裝的波導(dǎo)芯114將光波傳送到光學(xué)NFT116，該光學(xué)NFT 116聚焦光束并將其引導(dǎo)至磁性介質(zhì)(未示出)上的點(diǎn)ο典型地，光學(xué)NFT (例如，光學(xué)NFT 116)被Al2O3包圍，Al2O3用作HAMR頭的光波導(dǎo)包覆材料。雖然Al2O3的光學(xué)屬性適于作為光波導(dǎo)，然而Al2O3的導(dǎo)熱性非常低(例如， 1. 35ff/m/K)。這顯著地限制了光學(xué)NFT吸收的熱量能量，嚴(yán)重地限制了光學(xué)NFT的工作壽命?？朔嗀l2O3這一缺陷的一種方式是在光學(xué)NFT四周包圍或封裝一塊光學(xué)性能電介質(zhì)作為熱沉。該熱沉必須比Al2O3的導(dǎo)熱性更高，并且足夠大以允許從光學(xué)NFT有效的熱傳遞。此外，熱沉應(yīng)該足夠小和/或位于HAMR頭內(nèi)，從而不會(huì)顯著地影響光學(xué)NFT的諧振和/ 或?qū)е虏▽?dǎo)損失。在一種實(shí)施方式中，光學(xué)NFT元件的直徑為200nm。熱沉應(yīng)當(dāng)具有適當(dāng)?shù)某叽缫耘c光學(xué)NFT良好接觸。另外，熱沉應(yīng)該足夠小和/或位于HAMR頭內(nèi)，從而不會(huì)顯著地影響HAMR頭內(nèi)任何其它微電子元件(例如，一個(gè)或多個(gè)讀取器和傳感器)。在一種實(shí)施方式中，熱沉可以由在晶相中可生產(chǎn)的各種金屬化合物(例如，MgO, MgF2, LiF, CaF2, BaF2, BeO、ZnO、Si3N4 和 / 或 AlN)制造。圖1中，示出的光學(xué)NFT 116被熱沉112(粗體所示)包圍。該熱沉112沉積在波導(dǎo)芯114上，而光學(xué)NFT 116沉積在熱沉112內(nèi)。遠(yuǎn)離光學(xué)NFT 116，采用了傳統(tǒng)的光波導(dǎo)包覆材料118(例如，Al2O3)。寫入磁極120位于熱沉112和/或包覆材料118上。在一種實(shí)施方式中，熱沉112從光學(xué)NFT 116傳導(dǎo)地提取熱量，并將熱量傳導(dǎo)地傳遞到周圍的HAMR頭106元件(例如，波導(dǎo)芯114、包覆材料118和/或?qū)懭氪艠O120)。在另一實(shí)施方式中，熱沉112將熱量輻射地從熱沉112面對(duì)大致位于ζ-方向上的鄰近磁性介質(zhì)(未示出)的空氣軸承表面122傳遞到該磁性介質(zhì)。在又一實(shí)施方式中，熱沉112將熱量對(duì)流地傳遞到與空氣軸承表面相鄰的移動(dòng)的空氣中。在又一實(shí)施方式中，熱沉112采用傳導(dǎo)、輻射及對(duì)流熱量傳遞相結(jié)合的方式控制光學(xué)NFT 116的溫度。在HAMR頭內(nèi)的光學(xué)NFT不具有熱沉的示例性實(shí)施方式中，光學(xué)NFT的溫度在HAMR 頭工作期間上升超過500°C。當(dāng)加入熱沉?xí)r，熱沉的導(dǎo)熱性與光學(xué)NFT工作期間的溫度上升之間的反比關(guān)系顯而易見。在示例性實(shí)施方式中，圖1所示的熱沉在反向ζ-方向上從空氣軸承表面122延伸0.5微米，且在跨軌方向(即，χ-方向)上延伸0.5 μ m。當(dāng)熱沉的導(dǎo)熱性為5W/m/K，HAMR頭工作期間光學(xué)NFT的溫度上升大約275°C。當(dāng)熱沉的導(dǎo)熱性為20W/m/ K，HAMR頭工作期間光學(xué)NFT的溫度上升大約150°C。圖2A圖示了示例性寫入磁極220和磁軛2 的透視圖。寫入磁極220 (實(shí)線所示) 連接到磁軛2 (虛線所示)，并沿ζ-方向和反向y_方向向遠(yuǎn)離磁軛226的方向延伸。磁軛2 連接到從離頭(off-head)處理電子元件(未示出)接收寫入信號(hào)的磁性線圈(未示出)。磁軛2 從磁性線圈向?qū)懭氪艠O220傳送寫入信號(hào)，該寫入磁極220向介質(zhì)施加寫入信號(hào)以改變介質(zhì)上比特的磁性極化，從而根據(jù)寫入信號(hào)向介質(zhì)寫入數(shù)據(jù)。在HAMR頭中，光學(xué)NFT (未示出)的位置與所示寫入磁極220和磁軛2 相鄰。在一種實(shí)施方式中，從寫入磁極220傳導(dǎo)地提取熱量有助于從光學(xué)NFT提取熱量。圖2B圖示了圖2A中具有示例性金屬覆蓋熱沉228的寫入磁極220和磁軛226。 熱沉2 (粗體所示)覆蓋寫入磁極220，并沿χ-方向和遠(yuǎn)離寫入磁極220的反向χ-方向延伸。在一種實(shí)施方式中，熱沉2 沿χ-方向和反向χ-方向(即跨軌方向)延伸幾微米 (例如，4 μ m-20 μ m)，且沿y-方向和z_方向的厚度僅僅為十分之幾微米。在這一實(shí)施方式中，熱沉228的尺寸和表面積足以將光學(xué)NFT的溫度降低25%到30%。在實(shí)施方式中， 導(dǎo)熱性能良好的一種或多種金屬可以用于形成金屬覆蓋(例如，Cr、Ru、Cu、Au、Ag、Al、Ni、 Ir、Pt、W、Ti、Mo、Zr、Rh、Pd、V以其合金或摻雜混合物)。圖3圖示了示例性HAMR頭300局部透視圖的剖面圖，其中該HAMR頭300的寫入磁極320具有金屬覆蓋熱沉328。圖3是圖2B所示的寫入磁極220和熱沉2 之間界面的詳細(xì)視圖。熱沉3 從寫入磁極320沿χ-方向和y-方向延伸。此外，在所示實(shí)施方式中，熱沉328實(shí)際上并未接觸光學(xué)NFT316。從光學(xué)NFT 316傳遞到熱沉228的熱量經(jīng)過寫入磁極320及任何周圍的包覆材料318。熱沉3 通過利用空氣軸承表面322處的對(duì)流熱量傳遞使光學(xué)NFT 316發(fā)散的熱量達(dá)到最大化。優(yōu)選地，熱沉328由非磁性金屬制造，從而使側(cè)軌跡擦除和/或?qū)懭氪艠O 320干擾的風(fēng)險(xiǎn)達(dá)到最小。在一種實(shí)施方式中，熱沉328與沉積后滑塊處理(例如，壓片分塊、塊堆疊、塊拋光、在塊上模制流線型結(jié)構(gòu)、在塊上施加保護(hù)層等)相兼容。此外，熱沉328 不會(huì)越過寫入磁極320向介質(zhì)突出(當(dāng)加熱器開啟，使寫入磁極320向介質(zhì)推進(jìn)時(shí)以及當(dāng)加熱器關(guān)閉時(shí)都不會(huì)發(fā)生向介質(zhì)突出時(shí)情況)。因此，熱沉3 不會(huì)導(dǎo)致HAMR頭300的后緣的拓?fù)鋱D(topography)問題。在一種實(shí)施方式中，熱沉3 可以結(jié)合本文公開的一個(gè)或多個(gè)其它熱量發(fā)散裝置。特別地，當(dāng)熱沉3 與圖4B和圖5所示的翼形熱沉432、532結(jié)合應(yīng)用時(shí)尤其有效。本文公開的一個(gè)或多個(gè)熱沉的組合稱為熱沉組件。圖4A圖示了示例性光學(xué)NFT 416的透視圖。光學(xué)NFT 416用于將光束聚集并聚焦在介質(zhì)上(未示出)。聚焦光束使介質(zhì)上光點(diǎn)的溫度增高到足以允許寫入磁極(未示出) 引發(fā)磁定向變化。圖4B圖示了圖4A中具有示例性翼形熱沉432和434的近場(chǎng)光學(xué)換能器416。熱沉432和434(粗體所示)局部覆蓋光學(xué)NFT 416并沿χ-方向和y_方向向遠(yuǎn)離光學(xué)NFT 416的方向延伸。在一種實(shí)施方式中，熱沉432和434沿χ-方向和反向χ-方向(S卩，跨軌方向)延伸幾微米(例如，411111-2(^111)，且在7-方向的厚度比光學(xué)浙11416更大。因此，如果彼此結(jié)合使用，則熱沉432和434可以接觸圖2B和圖3的熱沉2 和 328。這種結(jié)合幾乎不會(huì)對(duì)光學(xué)NFT的光效率產(chǎn)生影響。一起使用時(shí)，熱沉228、328以及熱沉432、434的尺寸和表面積足以將光學(xué)NFT的溫度降低高達(dá)50%。在一種實(shí)施方式中，導(dǎo)熱性能良好的一種或多種金屬可以用于形成熱沉432和434 (例如，Cr、Ru、Cu、Au、Ag、Al、 Ni、Ir、Pt、W、Ti、Mo、Zr、Rh、Pd、V及其合金或摻雜混合物)。在某些實(shí)施例中，熱沉432和 434的構(gòu)成材料可與光學(xué)NFT 416相同。圖5圖示了示例性HAMR頭500局部透視圖的剖面圖，其中該HAMR頭500的光學(xué) NFT 516具有翼形熱沉532。圖5是光學(xué)NFT 516、翼形熱沉532和寫入磁極520之間界面的詳細(xì)視圖。熱沉532從光學(xué)NFT516沿χ-方向和y-方向延伸。熱量傳導(dǎo)地從光學(xué)NFT 516傳遞到熱沉532。之后，熱量從熱沉532向外傳導(dǎo)到任何周圍的包覆材料518、波導(dǎo)芯 514和/或?qū)懭氪艠O520。此外，在空氣軸承表面522處的對(duì)流熱量傳遞將熱量從熱沉532 攜帶走。為了改進(jìn)熱量從翼形熱沉532向外的傳導(dǎo)傳遞，熱沉532可以與圖2A和圖3的熱沉2 和3 結(jié)合使用。由于熱沉2 和3 在空氣軸承表面522處的表面積相對(duì)較大， 因此與單獨(dú)使用熱沉532的實(shí)施方式相比，對(duì)流熱量傳遞大得多。在其它實(shí)施方式中，熱沉 532與本文公開的一個(gè)或多個(gè)其它熱發(fā)散裝置結(jié)合使用。圖6A圖示了示例性環(huán)形光學(xué)NFT 636的透視圖。環(huán)形光學(xué)NFT 636用于將光束聚集并聚焦在介質(zhì)(未示出)上。聚焦光束使介質(zhì)上光點(diǎn)的溫度增高到足以允許寫入磁極 (未示出)引發(fā)的磁定向變化。圖6B圖示了圖6A中具有示例性截錐形熱沉638的環(huán)形光學(xué)NFT 636。熱沉638(粗體所示)覆蓋光學(xué)NFT 636，并沿著y-方向向遠(yuǎn)離光學(xué)NFT 636的方向延伸，形成截錐形。 在一種實(shí)施方式中，熱沉636沿y_方向延伸若干分之一微米(例如，50nm-250nm)。圖7圖示了示例性HAMR頭700局部透視圖的剖面圖，其中該HAMR頭700的環(huán)形光學(xué)NFT 736具有截錐形熱沉738。熱沉738在光學(xué)NFT 736和寫入磁極720之間沿y-方向延伸。熱量從光學(xué)NFT 736傳導(dǎo)地傳遞到熱沉738。之后，熱量從熱沉738向外傳導(dǎo)到寫入磁極720和任一周圍的包覆材料718。在其它實(shí)施方式中，熱沉738可以與文本公開的一個(gè)或多個(gè)其它熱沉結(jié)合使用。在一種實(shí)施方式中，導(dǎo)熱性能良好的一種或多種金屬可以用于形成熱沉738(例如，Cr、Ru、Cu、Au、Ag、Al、Ni、Ir、Pt、W、Ti、Mo、Zr、Rh、Pd、V 及其合金或摻雜混合物)。在
某些實(shí)施例中，形成熱沉738所選的材料還適于保持光學(xué)NFT 736的耦合效率。等離子金屬(例如，Au、Ag、Cu、Al、Pd、V及其合金或摻雜混合物)對(duì)于保持光學(xué)NFT 736的耦合效率特別有效。在某些實(shí)施方式中，熱沉738的構(gòu)成材料與光學(xué)NFT 736相同。在一種實(shí)施方式中，在壓片處理期間，熱沉738沿薄膜生長方向(即y_方向)連接光學(xué)NFT736和寫入磁極720。光學(xué)NFT 736周圍包圍著包覆材料718和熱沉738。波導(dǎo)芯714限制包覆材料718 的一側(cè)。熱沉738被光學(xué)NFT 736、包覆材料718和寫入磁極720限制。在一種實(shí)施方式中，熱沉738的基座與光學(xué)NFT 736環(huán)形部分的截面直徑相同。雖然示出了熱沉738的截錐延長部，然而熱沉可以以圓柱截面或其它形狀延伸。通常地，熱沉足以從光學(xué)NFT傳導(dǎo)足夠熱量傳遞的x-z截面積大于光學(xué)NFT的理想x-z截面積。在圖6B和圖7的實(shí)施方式中，光學(xué)NFT 636、736被制造得比匹配截錐形熱沉638、738基座的截面形狀所需的尺寸更大。雖然這使得光學(xué)NFT 636、736的效率降低大約30%，然而由于與較小的光學(xué)NFT(參見例如圖5的光學(xué)NFT 516)相比從光學(xué)NFT 636、 736到熱沉638、738和寫入磁極620、720的傳導(dǎo)熱量傳遞增大，因此從光學(xué)NFT 636、736發(fā)散的能量可增大大約陽％。此外，熱沉638、738的x-z截面積與光學(xué)NFT 636,736工作期間溫度上升之間存在反向關(guān)系，其它都是相同的。使熱沉738的x-z截面積與光學(xué)NFT 736的x_z截面積相匹配而引發(fā)的熱量傳遞增大可導(dǎo)致與不具有熱沉738的理想尺寸的光學(xué)NFT相比光學(xué)NFT 736的整體溫度降低大約50%。在本實(shí)施方式中，與不具有熱沉738的實(shí)施方式相比，寫入磁極720可以多吸收 50%的能量。這額外的能量吸收降低了光學(xué)NFT的工作溫度，從而可以延長光學(xué)NFT的工作壽命。如果圖2B和圖3中所示的熱沉2觀、3觀與熱沉738結(jié)合應(yīng)用，則熱沉228、328的體積可以將傳導(dǎo)到寫入磁極720的大多數(shù)額外熱量發(fā)散。因此，在磁記錄頭700工作期間， 寫入磁極720的溫度可以與應(yīng)用小熱沉或無熱沉情況下寫入磁極的溫度相同或相似。寫入磁極的工作壽命還受到其工作溫度的顯著影響。允許從熱沉738傳遞到寫入磁極720的熱量從寫入磁極720向外傳遞到熱沉2 或3 可以幫助保持寫入磁極720所需的工作溫度和工作壽命。圖8圖示了根據(jù)本文公開的技術(shù)從近場(chǎng)光學(xué)換能器向外傳導(dǎo)熱量的示例性操作 800。在產(chǎn)生操作步驟805中，當(dāng)光學(xué)NFT在HAMR頭內(nèi)處于工作狀態(tài)時(shí)，光學(xué)NFT內(nèi)產(chǎn)生熱量。光學(xué)NFT使光束聚集并聚焦在磁性介質(zhì)上。因此，光學(xué)NFT變熱。本文公開的一個(gè)或多個(gè)熱沉可以用于發(fā)散在光學(xué)NFT內(nèi)產(chǎn)生的熱量。在判定操作步驟810，如果在HAMR頭內(nèi)存在具體如圖1所討論的封裝熱沉，則繼續(xù)到傳導(dǎo)操作步驟815。如果在HAMR頭內(nèi)不存在封裝熱沉，則返回到產(chǎn)生操作步驟805。在傳導(dǎo)操作步驟815，在光學(xué)NFT內(nèi)產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)到封裝熱沉。此外，在光學(xué)NFT 內(nèi)產(chǎn)生的熱量還可以被傳導(dǎo)到HAMR頭與光學(xué)NFT相鄰的其它部件(例如，波導(dǎo)包覆和/或另一熱沉)。另外，傳導(dǎo)到封裝熱沉的熱量還可以進(jìn)一步被傳導(dǎo)到HAMR頭與封裝熱沉相鄰的其它部件(例如，寫入磁極、波導(dǎo)芯、波導(dǎo)包覆和/或另一熱沉)。然而，由于與光學(xué)NFT 和/或封裝熱沉的熱接觸面積不足，到寫入磁極、波導(dǎo)芯和/或波導(dǎo)的傳導(dǎo)熱量傳遞可能受到限制。同樣地，寫入磁極、波導(dǎo)芯和/或波導(dǎo)的材料結(jié)構(gòu)可能不是特別適于熱量傳遞。在判定操作步驟820，如果在HAMR頭內(nèi)存在具體如圖4B和圖5所討論的翼形熱沉，則繼續(xù)到傳導(dǎo)操作步驟825。如果在HAMR頭內(nèi)不存在翼形熱沉，則返回到產(chǎn)生操作步驟 805。在傳導(dǎo)操作步驟825，在光學(xué)NFT內(nèi)產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)到翼形熱沉。此外，在光學(xué)NFT 內(nèi)產(chǎn)生的熱量還可以被傳導(dǎo)到HAMR頭與光學(xué)NFT相鄰的其它部件(例如，波導(dǎo)包覆和/或另一熱沉)。另外，傳導(dǎo)到翼形熱沉的熱量還可以進(jìn)一步被傳導(dǎo)到HAMR頭與翼形熱沉相鄰的其它部件(例如，寫入磁極、波導(dǎo)芯、波導(dǎo)包覆和/或另一熱沉)。在判定操作步驟830，如果在HAMR頭內(nèi)存在具體如圖6B和圖7所討論的截錐形熱沉，則繼續(xù)到傳導(dǎo)操作步驟835。如果在HAMR頭內(nèi)不存在截錐形熱沉，則返回到產(chǎn)生操作步驟 805。在傳導(dǎo)操作步驟835，在光學(xué)NFT內(nèi)產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)到截錐形熱沉。此外，在光學(xué) NFT內(nèi)產(chǎn)生的熱量還可以被傳導(dǎo)到HAMR頭與光學(xué)NFT相鄰的其它部件(例如，波導(dǎo)包覆和 /或另一熱沉)。另外，傳導(dǎo)到截錐形熱沉的熱量還可以進(jìn)一步被傳導(dǎo)到HAMR頭與截錐形熱沉相鄰的其它部件(例如，寫入磁極、波導(dǎo)芯、波導(dǎo)包覆和/或另一熱沉)。 在判定操作步驟840，如果在HAMR頭內(nèi)存在具體如圖2B和圖3所討論的金屬覆蓋圓錐熱沉，則繼續(xù)到傳導(dǎo)操作步驟845。當(dāng)發(fā)現(xiàn)在HAMR頭內(nèi)存在截錐形熱沉、翼形熱沉或封裝熱沉中的一個(gè)或多個(gè)時(shí)，則進(jìn)行判定操作步驟840。在傳導(dǎo)操作步驟845，在光學(xué)NFT內(nèi)產(chǎn)生的熱量經(jīng)波導(dǎo)包覆、圓錐熱沉、翼形熱沉或封裝熱沉(如果存在的話)傳導(dǎo)到金屬覆蓋熱沉。此外，在光學(xué)NFT內(nèi)產(chǎn)生的熱量還可以被傳導(dǎo)到HAMR頭與光學(xué)NFT相鄰的其它部件(例如，波導(dǎo)包覆和/或另一熱沉)。另外， 傳導(dǎo)到金屬覆蓋熱沉的熱量還可以進(jìn)一步被傳導(dǎo)到HAMR頭與金屬覆蓋熱沉相鄰的其它部件(例如，寫入磁極、波導(dǎo)芯、波導(dǎo)包覆和/或另一熱沉)。在存在金屬覆蓋熱沉的情況下在傳導(dǎo)操作步驟845之后，或者在不存在金屬覆蓋熱沉的情況下在判定操作步驟840之后，進(jìn)行對(duì)流/輻射操作步驟850。在對(duì)流/輻射操作步驟850，HAMR頭形成對(duì)流冷卻表面(例如，HAMR頭上的空氣軸承表面)的一個(gè)或多個(gè)元件(例如，一個(gè)或多個(gè)熱沉、寫入磁極、光學(xué)NFT、波導(dǎo)芯和/或波導(dǎo)包覆)內(nèi)的熱量被對(duì)流地傳遞至在HAMR頭上的空氣軸承表面和磁性介質(zhì)的表面之間通過的空氣中。在各個(gè)實(shí)施方式中，HAMR頭和/或磁性介質(zhì)表面發(fā)生移動(dòng)，形成空氣渦流，增大對(duì)流熱量傳遞。此外， 對(duì)流/輻射操作步驟850還包括從HAMR頭上的空氣軸承表面直接到磁性介質(zhì)的輻射熱量傳遞。熱沉暴露于空氣軸承表面的表面積越大，對(duì)流熱量傳遞越大，其它都是相同的。此外，熱沉接觸光學(xué)NFT的表面積越大，對(duì)流熱量傳遞越大，其它都是相同的。因此，金屬覆蓋熱沉可以與圓錐熱沉、翼形熱沉或封裝熱沉結(jié)合使用，以改進(jìn)從光學(xué)NFT向外的熱量傳導(dǎo)以及在空氣軸承表面處的對(duì)流/輻射熱量傳遞。本文公開的一個(gè)或多個(gè)熱沉的組合稱為熱沉組件。以上說明、示例和數(shù)據(jù)提供了對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用的完整說明。由于本發(fā)明可以做出不脫離其精神和范圍的多種實(shí)施例，因此本發(fā)明的主旨在于后附的權(quán)利要求書。此外，不同實(shí)施例的結(jié)構(gòu)特征可以在再另一個(gè)實(shí)施例中相結(jié)合，這不脫離所述權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
1.一種熱輔助磁記錄頭，包括近場(chǎng)光學(xué)換能器；以及熱沉組件，與所述近場(chǎng)光學(xué)換能器導(dǎo)熱地接觸，并且具有對(duì)流冷卻表面。
2.如權(quán)利要求1所述的熱輔助磁記錄頭，其中所述熱沉組件至少部分地封裝所述近場(chǎng)光學(xué)換能器。
3.如權(quán)利要求1所述的熱輔助磁記錄頭，其中所述熱沉組件包括從所述近場(chǎng)光學(xué)換能器延伸的一對(duì)翼形延長部。
4.如權(quán)利要求1所述的熱輔助磁記錄頭，其中所述熱沉組件包括從所述近場(chǎng)光學(xué)換能器延伸的截錐形延長部。
5.如權(quán)利要求1所述的熱輔助磁記錄頭，還包括寫入磁極，其中所述熱沉組件包括在所述寫入磁極上的金屬覆蓋。
6.如權(quán)利要求1所述的熱輔助磁記錄頭，其中所述熱沉組件包括第一熱沉和第二熱沉，其中所述第一熱沉與所述第二熱沉導(dǎo)熱地接觸。
7.如權(quán)利要求1所述的熱輔助磁記錄頭，其中所述熱沉組件占據(jù)所述熱輔助磁記錄頭的空氣軸承表面。
8.如權(quán)利要求1所述的熱輔助磁記錄頭，其中所述熱沉組件包括光學(xué)性能電介質(zhì)。
9.如權(quán)利要求1所述的熱輔助磁記錄頭，其中所述熱沉組件包括非磁性金屬。
10.如權(quán)利要求1所述的熱輔助磁記錄頭，其中所述對(duì)流冷卻表面是面對(duì)磁記錄介質(zhì)的空氣軸承表面。
11.一種用于發(fā)散近場(chǎng)光學(xué)換能器內(nèi)熱量的方法，包括所述近場(chǎng)光學(xué)換能器內(nèi)產(chǎn)生熱量；將所述近場(chǎng)光學(xué)換能器內(nèi)的至少部分熱量傳導(dǎo)到與所述近場(chǎng)光學(xué)換能器傳導(dǎo)地相接觸的熱沉組件；以及將傳導(dǎo)到所述熱沉組件的至少部分熱量對(duì)流傳遞到對(duì)流冷卻表面處的空氣軸承。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述熱沉組件包括第一熱沉和第二熱沉，其中所述第一熱沉與所述第二熱沉導(dǎo)熱地相接觸。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述熱沉組件占據(jù)熱輔助磁記錄頭的空氣軸承表
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述對(duì)流冷卻表面面對(duì)磁記錄介質(zhì)。
15.一種用于發(fā)散近場(chǎng)光學(xué)換能器內(nèi)熱量的系統(tǒng)，包括 第一熱沉，與所述近場(chǎng)光學(xué)換能器傳導(dǎo)地接觸；以及第二熱沉，與所述第一熱沉傳導(dǎo)地接觸，其中所述第一熱沉和所述第二熱沉中的一個(gè)或兩個(gè)包括對(duì)流冷卻表面。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述第一和第二熱沉中的一個(gè)或兩個(gè)至少部分地封裝所述近場(chǎng)光學(xué)換能器。
17.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述第一和第二熱沉中的一個(gè)或兩個(gè)包括從所述近場(chǎng)光學(xué)換能器延伸的一對(duì)翼形延長部。
18.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述第一和第二熱沉中的一個(gè)或兩個(gè)包括從所述近場(chǎng)光學(xué)換能器延伸的截錐形延長部。
19.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，還包括寫入磁極，其中所述第一和第二熱沉中的一個(gè)或兩個(gè)也與所述寫入磁極傳導(dǎo)地接觸， 并且包括在所述寫入磁極上的金屬覆蓋。
20.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述對(duì)流冷卻表面是面對(duì)磁記錄介質(zhì)的空氣軸承表面。
全文摘要
當(dāng)光學(xué)NFT在HAMR頭內(nèi)處于工作狀態(tài)時(shí)，光學(xué)NFT內(nèi)產(chǎn)生熱量。HAMR頭內(nèi)的熱沉組件從光學(xué)NFT提取熱量，并且將熱量經(jīng)對(duì)流傳遞到包圍HAMR頭的空氣中、輻射到與HAMR頭相鄰的表面和/或傳導(dǎo)到HAMR頭的其它部件。光學(xué)NFT內(nèi)產(chǎn)生的熱量被傳遞到熱沉。熱沉的空氣軸承表面將至少部分熱量對(duì)流傳遞到在空氣軸承表面和相鄰磁性介質(zhì)的表面之間通過的空氣中。此外，某些熱量還可以從空氣軸承表面輻射地傳遞到磁性介質(zhì)。
文檔編號(hào)G11B5/187GK102592608SQ201110463219
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者M·C·考茨基, W·P·瓦夫拉, 金旭輝, 高凱中, 黃曉岳 申請(qǐng)人:希捷科技有限公司