簡介
隨著對高容量存儲設備的需求不斷增長，硬盤廠商不斷為基礎性的磁記錄技術問題尋找創新的解決方案。其中一大挑戰是如何在寫入時有效地覆蓋寫入位置原有的數據，這對在不同的操作溫度和讀寫任務負載條件下的可恢復的軟錯誤率(SER)的表現非常關鍵。影響數據覆蓋的一項重要參數是讀寫磁頭與記錄磁盤之間的間距，通常稱為飛行高度。飛行高度的主要影響因素在于朝著記錄磁盤凸出的讀寫元件。讀寫元件與記錄磁盤的間距隨著溫度以及的硬盤的讀寫任務負載而變化。對每代擁有著更高磁記錄密度的產品來說，控制磁頭讀寫元件與記錄磁盤之間的距離變的日益重要。在日立推出的全新5K160移動產品系列中，引入了熱懸浮控制技術，它能通過磁頭上內置的加熱元件直接控制讀寫磁頭的凸起元件，使讀寫磁頭與記錄磁盤之間的間距更穩定。
背景
眾所周知，在不同的操作溫度下或在磁盤上位置的不同，讀寫磁頭的機械飛行高度也不同。日立的多代產品中都內置了溫度感應器以監視硬盤的操作溫度，同時錄寫電流可獲相應調整以補償磁頭飛行高度的變化以及適應磁盤介質的矯頑力。采用熱懸浮控制技術后，突出的讀寫元件的不一致也可得到補償。
凸起在特定環境的溫度或氣壓下讀寫元件初始位置向磁盤表面延伸的距離。這些凸起的組成元件的制造材料與讀寫磁頭其他部分的材料不同，其膨脹、收縮的速度也比其他部分快。當資料被寫入磁盤時，電流將通過磁頭的錄寫線圈，這樣產生的一個副作用是使錄寫元件受熱膨脹，導致磁頭讀寫元件向磁盤進一步凸起。因此，磁頭讀寫元件與磁盤之間的有效間距縮短，進而使讀寫穩定性下降。由于凸起的幅度隨著溫度而變化，為了保持磁頭讀寫區穩定的溫度，我們著手開發了熱懸浮控制技術。
熱懸浮控制技術 (TFC)
熱懸浮控制技術的運用
熱懸浮控制技術的概念是指在磁頭結構中嵌入獨立的加熱元件。圖1展示了磁頭的橫切面以及加熱器與讀寫元件的相對位置。這個獨立加熱器的結構使得讀寫元件的凸起幅度得到獨立控制，擺脫了讀寫元件在讀寫程序中所產生的影響。為了給獨立的加熱元件提供所需電流，須在前置放大器上增加另一電路，同時還需在磁頭上加入另外兩條線路。加熱器的電流由獨立的控制功能控制。圖2展示當電流通過加熱元件時磁頭熱量分布圖。當電流通過加熱器元件時，磁頭加熱會使讀寫元件的凸起幅度增加，縮短了它與磁盤的間距。圖3及4顯示無論加熱器是否通電，讀寫元件與磁盤之間的間距變動。在磁頭達到穩定溫度前有固定的等待時間，因此可在讀寫程序執行前，預先啟動加熱器。當間距已達到穩定的目標值時，讀寫過程便可進行。圖5及6顯示的是相對于讀寫過程開始的時間，電流應用于加熱器元件的時間。值得注意的是，在錄寫程序執行期間，錄寫電流運作，而流向加熱器的電流將減少。因為錄寫元件通電將導致溫度上升，繼而增加凸起幅度，而減少流向加熱元件的電流可消除上述影響。其結果是在整個數據錄寫過程中，讀寫元件與磁盤的間距將保持一致。
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