[发明专利]超小型传感器浮动块

说明书

本发明涉及磁头浮动块（slider），尤其是这种浮动块所使用的材料的组成。

在数据处理行业中，已经广泛采用磁头浮动块将数据写到旋转磁盘上，以及从旋转磁盘上读取数据。一般情况下，磁头浮动块是一个带有前端、尾端以及前后端之间一对导轨的单一整体，并且尾端至少带有一个薄膜传感器（transducer）。尽管传感器最初被设计成是一个分立器件，但是当今传感器通常是一种做在浮动块上的薄膜器件。传感器包括一个顶极、一个底极以及一个磁性连接于两极的导电线圈。薄膜传感器通常采用光刻技术形成在浮动块的尾端表面，其中包括图案的形成，使用光掩膜和蚀刻来形成合适的极图案和线圈图案。所形成的薄膜传感器具有一个极尖区域，此极尖区域终止于浮动块的空气轴承表面。

另一种在当今技术中所广泛应用的磁头浮动块包括一对形成在浮动块后缘表面的薄膜传感器的设计，其中，一个变压器位于一个导轨的尾端，而另一个传感器位于另一个导轨的尾端。同时还形成有从每一个传感器发出，到一个较大接触片区域的电导线，从而便于继续与磁盘驱动电子电路的电连接。这两种传感器的另一种变异形式是用一个薄膜变压器来替换上述薄膜传感器中的一个。这种结构的一个例子见1991年12月10日发表的美国专利号为5，072，324、标题为“薄膜传感器/变压器组件”的美国专利，在本文中引作参考。

市场上见到的磁头浮动块通常采用批量生产技术进行制作，以尽量减小制作成本。其基本制作步骤包括，挑选由合适材料制成的原晶片、在每一浮动块的最终尾端制备各个薄膜传感器、用一种合适的绝缘材料涂覆成品传感器件，以及研磨涂层表面露出电接触片。然后，将晶电切割成条形。将每一个条形晶片接合到传送器械上，并使还未加工完毕的每一传感器极尖面朝上，不与传送器械的接合表面接触。然后，沿着随之形成的空气轴承表面切割导轨槽，研磨位于中央部位的通气槽，随后用金刚石砂轮将条形晶片切割成一个个浮动块。切割后，通常将极尖研磨至零喉隙（zero  throat  clearance），然后，再用一种合适的溶剂从传送器械上溶下现在已经加工完毕的各个浮动块。现在，各个浮动块可被安装在合适的弯曲安装臂（如1979年9月11日发表的美国专利号为4，167，765的美国专利中所公开的弯曲安装臂）上了。

本行业中通常被选择作为浮动块体材料的是一种叫作ALTIC的材料，英文缩写字ALIIC代表一种Al₂O₃和TiC烧结而成的化合物。这种材料的制备和应用见1981年2月17日公布的美国专利号为4，251，841、标题为“磁头浮动块组件”美国专利中的描述，这里引述供作参考。因为这种材料显示出某种导电性，所以在成形各个薄膜传感器前，通常在原晶片上涂上电绝缘材料。涂覆工艺通常是将一种合适的电绝缘材料溅射到晶片上，例如在200-400℃的温度下溅射Al₂O₃5至10小时。如上所述，在各个薄膜传感器成形以后，再在晶片表面涂一防护层。涂覆防护层所用的材料与温度范围均与第一次涂覆时相同，所不同的是溅射时间更长，通常在20至40小时的时间范围内。在使用溅射技术执行这两次涂覆加工中，由于ALTIC的热膨胀系数和可能的各向异性特征的不同，晶片将产生内热应力。这些应力通常在晶片长时间暴露在高温下以后被切割成一个个条形晶片时才显示出来。特别是在晶片被分离为一个个条形晶片之后并在被接合到传送器械上去之前，各个条形晶片会出现正、负向弯曲，或者二者兼而有之，其中包括扭曲。这些弯曲将对极尖研磨加工产生不利影响，因为一些极尖未经充分研磨，而另一些极尖的研磨则超过了零喉区（zero  throat  region），因而制作成品率受到不利影响。

本发明包括一种磁性浮动块，这种磁性浮动块没有用ALTIC材料制成的浮动块的缺陷，可以减少一个制作步骤，从而降低了制作成本。

概括地说，本发明包括一种用于磁盘驱动装置的磁性浮动块，浮动块包括实质上是用材料Al₂O₃制成的单体构件，此单体构件上有一个空气轴承表面、一个前端和一个尾端;尾端处至少形成一个薄膜传感器，浮动块上有一终止于空气轴承表面的极尖区域。构件的前端和尾端之间最好有一对导轨。在一种实施例中，构件尾端形成一对薄膜传感器，每一传感器形成于不同导轨的尾端。在另一种实施例中，把一个薄膜传感器成形于一个导轨的尾端，而把一个薄膜变压器成形于另一导轨的尾端。