[发明专利]测试磁头滑块性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有用于控制磁头滑块和磁盘之间间距的飞行高度驱动器的信息记录磁盘驱动装置，尤其涉及一种在实际飞行状态下测试该磁盘驱动装置的磁头滑块的性能的方法，该方法非常有利于磁头滑块在优化磁头磁盘干扰及其性能方面的设计。 

背景技术

磁盘驱动单元是一种利用磁性介质存储数据的信息存储装置，并有一可移动的磁性读/写元件定位在磁性介质上，以选择性地从磁性介质读取或向磁性介质写入数据。 

图1a所示为传统的磁盘驱动装置，磁盘101安装在主轴马达102上并由其旋转。音圈马达臂104上连接有磁头折片组合100，该磁头折片组合100上设置有磁头滑块103，该磁头滑块103上安装有读写头。一音圈马达(图未示)控制音圈马达臂的运动，进而控制磁头滑块103在磁盘101的表面上的磁轨之间的移动，最终实现读写头在磁盘101上数据的读写。在工作状态时，磁头滑块103和旋转的磁盘101之间形成空气动力性接触，并产生升力。该升力与大小相等方向相反的由磁头折片组合100施加的弹力相互平衡，因此在马达臂104的整个径向行程中，磁头滑块103在旋转的磁盘101的表面上方维持预定的飞行高度。 

图1b显示了从底部看图1a所示的磁头滑块的立体图。如图所示，用于实现磁头滑块103对磁盘101进行数据读/写操作的磁性读/写元件116成型在磁头滑块103的一个侧面上。磁头滑块103具有一个面对磁盘101的空气承载面117(ABS，air bearing surface)。当磁盘驱动装置处于工作状态时，磁头滑块103 的空气承载面117和高速旋转的磁盘101之间产生空气动力性接触，从而使得磁头滑块103动态地浮动在磁盘101上方进而执行数据读/写操作。 

磁头滑块和磁盘表面之间的空隙或间距，更准确地说是磁头滑块的最低飞行点(minfly point)和磁盘表面之间的空隙或间距被称为飞行高度，这里所说的磁头滑块的最低飞行点是指磁头滑块上最接近磁盘表面的点。磁头滑块的飞行动力和飞行高度受到许多因素的影响，例如磁盘的旋转速度，磁头滑块的空气承载面的空气动力性图案，悬臂件施加给磁头滑块的压力及悬臂件施加给磁头滑块的俯仰和翻转力矩。 

通常建议磁盘驱动装置使用飞行高度驱动器来改变磁头滑块和磁盘表面之间的间距。一类飞行高度驱动器是热驱动器，该驱动器具有一个安装在磁头滑块上且位于读/写元件附近的电阻加热元件。当电流施加到加热元件，其扩张导致读/写元件凸出进而导致读/写元件移近所述磁盘表面。其它用于将读/写元件相对于磁头滑块移动的飞行高度驱动器包括静电微驱动器和压电驱动器。另一类型的飞行高度驱动器通过改变气流或磁头滑块的空气承载面的图案来改变磁头滑块和磁盘之间的间距，这些飞行高度驱动器同样基于热、静电或压电技术。磁头滑块和磁盘之间的间隙可以通过上述飞行高度驱动器来控制和维持。 

由于近来磁盘驱动装置的高容量、高密度和紧凑型的发展趋势，切线方向上的位密度BPI(bits-per-inch)和径向的轨密度TPI(tracks-per-inch)也有了相应地增加，因而要求更精确的操作去控制磁盘驱动装置。 

虽然磁头滑块和磁盘的间隙可以通过飞行高度驱动器来维持，但是读元件和磁盘表面的间隙不可能保持一致，因为读元件对于机械碰撞非常灵敏，不能作为磁头滑块的最低飞行点。因而，即使磁头滑块和磁盘之间维持相同的间隙，因为不同的磁头滑块具有不同的读元件设计，所以其具有不同的性能。 

典型地，判断磁头滑块性能，动态飞行高度(DFH，dynamic fly-height)伽玛比率(gamma ratio)是一个关键的参数，动态飞行高度伽玛比率描述了磁头滑块的机械最低飞行点的移动与其读元件的移动的比率。为了阐明动态飞行高度伽玛比率，引进“读元件空隙间距损失”(Rgap spacing loss)一词，这个词 的意思是指当磁头滑块飞行在旋转的磁盘上时，读元件和磁头滑块的最低飞行点之间的间距。读元件空隙间距损失对于磁头滑块的性能影响显著，尤其是对其读性能。伽玛比率数值越低，最低飞行点和读元件之间的间隙越大，即读元件空隙间距损失越大。磁头滑块的设计目标是使伽玛比率值尽可能的接近1。伽玛比率值为1是摩擦学和磁头滑块性能的理想状态，因为其保持了读元件和磁头滑块的最低飞行点之间的间隙为一个常数值，从而使读元件和磁盘之间的间距为常数值。因此，动态飞行高度伽玛比率的测试可以提供关于如何改进或优化磁头滑块的数据。