利用電磁引力的頭-介質(zhì)接觸檢測的制作方法
【專利說明】利用電磁引力的頭-介質(zhì)接觸檢測
[0001] 概述
[0002] 本公開的裝置一般地包括記錄頭（recording head)、電路、熱傳感器和檢測器。記 錄頭對記錄介質(zhì)具有電磁引力。此電路被配置成使記錄頭和記錄介質(zhì)之間的電磁引力振 蕩。振蕩的電磁引力在記錄頭和記錄介質(zhì)之間產(chǎn)生相應(yīng)的振蕩的間隙（clearance)。位于 記錄頭中或附近的熱傳感器感測由振蕩的間隙引發(fā)的振蕩的溫度并產(chǎn)生代表所感測的溫 度的傳感器信號。檢測器被耦合至熱傳感器并且被配置成利用傳感器信號和電磁引力檢測 頭-介質(zhì)接觸和間隙中的至少一個。
[0003] 本公開的另一裝置一般地包括電路和控制器。此電路被配置成使記錄頭和記錄介 質(zhì)之間的電磁引力振蕩。振蕩的電磁引力在記錄頭和記錄介質(zhì)之間產(chǎn)生相應(yīng)的振蕩的間 隙?？刂破鞅获詈现岭娐凡⑶冶慌渲贸筛袦y由振蕩的間隙引發(fā)的振蕩的溫度；并且利用所 感測的溫度和電磁引力檢測頭-介質(zhì)接觸。
[0004] 本公開的方法包括引起在記錄頭和記錄介質(zhì)之間的電磁引力的振蕩。該方法進(jìn)一 步包括通過振蕩的電磁引力引起由在記錄頭中或附近的熱傳感器產(chǎn)生的信號中的振蕩并 且利用來自熱傳感器的信號和電磁引力兩者來檢測頭-介質(zhì)接觸。
[0005] 以上
【發(fā)明內(nèi)容】
并不旨在描述每個實施例或每種實現(xiàn)方式。通過參照下面詳細(xì)的描 述以及權(quán)利要求書并結(jié)合附圖，更完整的理解將變得很顯然。
[0006] 附圖簡述
[0007] 圖1是根據(jù)各實施例的包括電阻溫度系數(shù)（TCR)傳感器的加熱器致動的頭換能器 布置的簡化側(cè)視圖。
[0008] 圖2是圖1中所示的加熱器致動的頭換能器布置的前視圖。
[0009] 圖3示出了處于預(yù)致動配置和致動配置下的圖1和2的加熱器致動的頭換能器布 置。
[0010] 圖4是示出了根據(jù)各實施例的在寫操作中使用以執(zhí)行利用電磁力的頭-介質(zhì)接觸 檢測的部件的示例的框圖。
[0011] 圖5是示出了根據(jù)各實施例的被施加至主軸電機(jī)的電壓偏置的簡化的框圖。
[0012] 圖6是示出了根據(jù)各實施例的襯底偏置方案的電路示意圖。
[0013] 圖7是示出了根據(jù)各實施例的在利用電磁力的頭-介質(zhì)接觸檢測期間電壓和靜電 力中的變化的示例的曲線圖。
[0014] 圖8是示出了響應(yīng)于增加的加熱器功率的在頭盤界面（head disk interface)兩 端的靜電力的一次諧波處的熱傳感器振幅的示例的曲線圖。
[0015] 圖9是示出了根據(jù)各實施例的響應(yīng)于振蕩的磁力的飛行高度變化的示例的曲線 圖。
[0016] 圖10是示出了根據(jù)各實施例的利用電磁力的頭介質(zhì)接觸檢測的過程的流程圖。
[0017] 這些附圖不一定按比例示出。附圖中使用的相同數(shù)字表示相同部件。然而，將理 解在給定附圖中使用數(shù)字來指代部件不旨在限制用另一附圖中同一數(shù)字標(biāo)記的部件。
[0018] 詳細(xì)描述
[0019] 根據(jù)各實施例并參見圖1-3,滑塊100被示為由懸架101支撐成緊鄰旋轉(zhuǎn)磁性存儲 介質(zhì)106?；瑝K100支撐記錄頭換能器103和熱耦合至該頭換能器103的加熱器102。電 阻溫度系數(shù)（TCR)傳感器105被示為位于頭換能器103上接近磁性記錄介質(zhì)106的點處。 此接近點一般被理解為頭換能器103和磁性記錄介質(zhì)106之間的最靠近的接觸點。TCR傳 感器105可包括雙端電阻溫度系數(shù)（DETCR)傳感器。TCR類型傳感器通過測量在傳感器兩 端的電阻變化或電阻變化率來測量溫度變化并且照此可感測頭-介質(zhì)間距的變化以及在 一些實施例中可感測介質(zhì)106的粗糙度的變化。
[0020] 如圖3中所描繪的，在頭-介質(zhì)接觸之前，存在在熱頭表面和相對冷的盤106之間 所限定的空氣間隙107。加熱器102和TCR傳感器105可被用于控制在滑塊100和磁性介 質(zhì)106之間的空氣間隙107或間距。例如，對加熱器102供能引起頭換能器103處的局部突 出并且此突出可通過改變施加至加熱器102的電流進(jìn)行控制。TCR傳感器105可通過在滑 塊100接近和/或接觸介質(zhì)106時測量已知的熱特征（signature)來檢測與磁性介質(zhì)106 之間的間距以及與磁性介質(zhì)106的接觸。
[0021] 現(xiàn)在參見圖4, 一框圖提供了在寫操作期間由硬盤驅(qū)動器所使用的部件中的一些 的示例。這些部件包括主機(jī)110、控制器專用集成電路（ASIC) 112、前置放大器114和寫入 頭116。主機(jī)110可包括能夠執(zhí)行一系列邏輯運算的計算機(jī)或其它類似設(shè)備并且可經(jīng)由主 機(jī)協(xié)議（諸如3414、3 &3、3031、？(：1等）被耦合至431(：112?？刂破?31(：112-般包括在 固件120控制下操作的控制器微處理器118、利用格式化程序邏輯的格式化器122和寫通道 124。前置放大器114包括寫入器驅(qū)動器126而寫入頭116包括寫入器線圈128。
[0022] 在操作中，主機(jī)110啟動寫操作，該寫操作被傳送至控制器ASIC 112并且具體地 傳送至控制器微處理器118?？刂破魑⑻幚砥?18已經(jīng)經(jīng)由固件120進(jìn)行編程以對主機(jī)指 令進(jìn)行操作并且生成至格式化器122的寫請求以及尋找磁性記錄介質(zhì)106 (見圖1和3)上 期望的軌道/位置。格式化器122將WrGate信號提供至寫通道124,這啟用了前置放大器 114的寫入器驅(qū)動器126。在此示例中，寫通道124將寫數(shù)據(jù)提供至寫入驅(qū)動器126。來自 寫入器驅(qū)動器126的電流激活寫入器線圈128,允許寫入頭116完成寫操作。
[0023] 為了發(fā)生準(zhǔn)確的寫操作，期望在記錄頭和其相關(guān)聯(lián)的介質(zhì)之間具有相對小的距離 或間距。此距離或間距被稱為"飛行高度"或"頭-介質(zhì)間距"。通過減小飛行高度，記錄頭 通常更能夠?qū)?shù)據(jù)寫入介質(zhì)和從介質(zhì)讀出數(shù)據(jù)。減小飛行高度還允許勘測記錄介質(zhì)形貌， 諸如用于檢測記錄介質(zhì)表面的粗糙度和其它特征。頭-介質(zhì)接觸檢測和/或頭-介質(zhì)間距 感測技術(shù)有助于磁性存儲系統(tǒng)的性能和可靠性。較高的接觸檢測可重復(fù)性使得較低的主動 間隙并因此較高的記錄密度成為可能。較高的接觸檢測靈敏度減少磨損并提高可靠性。
[0024] 可在頭-盤系統(tǒng)開始任意類型的記錄之前執(zhí)行接觸檢測。接觸檢測可在逐個頭的 基礎(chǔ)上進(jìn)行執(zhí)行并且需要頭和盤之間顯著的相互作用時間?，F(xiàn)今，很多系統(tǒng)執(zhí)行一接觸檢 測方案，該接觸檢測方案包含確定致使滑塊（頭（head))的熱膨脹從被動的飛行條件到間 歇的頭-盤接觸所必需的加熱器功率。此間歇的接觸可引起滑塊飛行高度的顯著調(diào)制?；?塊飛行高度的調(diào)制接著導(dǎo)致頭和盤之間的熱傳遞的調(diào)制。熱接近傳感器（例如雙端的電阻 溫度系數(shù)（DETCR)傳感器）可容易地拾取頭-盤熱傳遞中的這些相對大的波動。來自熱接 近傳感器的讀取結(jié)合加熱器功率可被用于建立接觸檢測。
[0025] 然而，新開發(fā)的低間隙技術(shù)（LCT)頭-盤系統(tǒng)已經(jīng)減少或消除歸因于間歇的 頭-盤接觸的飛行高度調(diào)制。飛行高度調(diào)制的減少/消除已有利地導(dǎo)致在接觸檢測和非 故意的頭-盤相互作用期間頭的減少的磨損。然而，其同樣已不幸地導(dǎo)致經(jīng)由傳感器和/ 或技術(shù)的接觸檢測強(qiáng)度的減小，該接觸檢測強(qiáng)度依賴于飛行高度調(diào)制。如此，響應(yīng)于