一種用于磁頭折片組合的懸臂件，包括互相裝配在一起的基板、撓性件（ｆｌｅｘｕｒｅ）、負(fù)載桿（ｌｏａｄ ｂｅａｍ）以及樞接件；其中，所述撓性件包括用于承載磁頭的懸臂舌片（ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｔｏｎｇｕｅ）；其特征在于：所述懸臂舌片上設(shè)有用于增強(qiáng)其剛度（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）的加強(qiáng)板。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)同時(shí)揭露了含有該懸臂件的磁頭折片組合及含有該磁頭折片組合的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)單元。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)單元，具體地講涉及一種用于具有小尺寸磁頭及微驅(qū)動(dòng)器的磁頭折片組合(head gimbal assembly，HGA)中的低剛度懸臂件(lowstiffness suspension)。
技術(shù)介紹
一種常見(jiàn)的信息存儲(chǔ)設(shè)備是利用磁性媒介存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。消費(fèi)者總是希望這類(lèi)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的存儲(chǔ)容量不斷增加，同時(shí)希望其讀寫(xiě)速度更快更精確。因此磁盤(pán)制造商一直致力于開(kāi)發(fā)具有較高存儲(chǔ)容量的磁盤(pán)系統(tǒng)，比如通過(guò)減少磁盤(pán)上的磁軌寬度或磁軌間距的方式增加磁軌的密度。然而，隨著磁軌密度的增加，對(duì)讀寫(xiě)頭的位置控制精度也必須相應(yīng)的提高，以便在高密度磁盤(pán)中實(shí)現(xiàn)更快更精確的讀寫(xiě)操作。隨著磁軌密度的增加，使用傳統(tǒng)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)更快更精確將讀寫(xiě)頭定位于磁盤(pán)上適當(dāng)?shù)拇跑壸兊酶永щy。因此，磁盤(pán)制造商一直尋找提高對(duì)讀寫(xiě)頭位置控制的方式，以便利用不斷增加的磁軌密度所帶來(lái)的益處。作為提高讀寫(xiě)頭位置控制的方法，在過(guò)去曾經(jīng)開(kāi)發(fā)出許多用于提高存取速度及讀寫(xiě)頭在高密度磁盤(pán)的適當(dāng)磁軌上定位精度的雙驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)。這種雙驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)通常包括主音圈馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器(voice-coil motor actuator，VCM)及副微驅(qū)動(dòng)器，比如PZT元件微驅(qū)動(dòng)器(即壓電元件微驅(qū)動(dòng)器)。該音圈馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器由伺服控制系統(tǒng)控制，該伺服控制系統(tǒng)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)臂旋轉(zhuǎn)，該驅(qū)動(dòng)臂上承載讀寫(xiě)頭以便將讀寫(xiě)頭定位于存儲(chǔ)盤(pán)上適當(dāng)?shù)拇跑壣稀ZT元件微驅(qū)動(dòng)器與音圈馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器配合使用共同提高存取速度及實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)頭在磁軌上位置的微調(diào)。音圈馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器對(duì)讀寫(xiě)頭的位置粗調(diào)，而PZT元件微驅(qū)動(dòng)器對(duì)讀寫(xiě)頭相對(duì)于磁盤(pán)的位置的精調(diào)。通過(guò)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器的配合，共同實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)盤(pán)上高效而精確的讀寫(xiě)操作。圖1a所示為典型的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)單元的一部分，所述磁盤(pán)101安裝在旋轉(zhuǎn)馬達(dá)102上并由其旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)臂104上承載有端部設(shè)有磁頭103的磁頭折片組合100。一音圈馬達(dá)(圖未示)控制所述驅(qū)動(dòng)臂104的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而控制磁頭103在磁盤(pán)101的表面上的磁軌之間的移動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)頭在磁盤(pán)101上數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)。在工作狀態(tài)時(shí)，包含讀寫(xiě)頭的磁頭103與旋轉(zhuǎn)的磁盤(pán)101之間形成空氣動(dòng)力性接觸，并產(chǎn)生升力。該升力與大小相等方向相反的由磁頭折片組合100的懸臂件施加的彈力互相平衡，進(jìn)而導(dǎo)致在馬達(dá)臂104旋轉(zhuǎn)的全徑行程中，在旋轉(zhuǎn)的磁盤(pán)101的表面上方形成并維持預(yù)定的飛行高度。圖1b所示為圖1a中磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)單元的磁頭折片組合100。圖1c為圖1b的局部側(cè)視圖。該磁頭折片組合100包括磁頭103、微驅(qū)動(dòng)器105及承載所述磁頭103和微驅(qū)動(dòng)器105的懸臂件110。所述懸臂件110由相互組裝在一起的基板113、樞接件112、負(fù)載桿115及撓性件114組成。所述撓性件114包括用于保持磁頭103及微驅(qū)動(dòng)器105的懸臂舌片328，所述負(fù)載桿115上形成有支撐所述懸臂舌片328的小凸起329。其中，增加上述PZT元件微驅(qū)動(dòng)器105，可提高磁頭及其讀寫(xiě)頭的位置控制精度。更具體地講，相對(duì)于音圈馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器，該微驅(qū)動(dòng)器105以更小的幅度來(lái)調(diào)整磁頭103的位移，以便補(bǔ)償音圈馬達(dá)產(chǎn)生的共振誤差。該微驅(qū)動(dòng)器105使得應(yīng)用更小的磁軌間距成為可能，并且可以將磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)單元的磁軌密度(TPI，每英寸所含的磁軌數(shù)量)提高50％，同時(shí)可以減少磁頭的定位時(shí)間。因此，微驅(qū)動(dòng)器105可以大幅度提高信息存儲(chǔ)磁盤(pán)的表面記錄密度。參考圖1b-1d，所述微驅(qū)動(dòng)器105物理地安裝在撓性件114上，三個(gè)電連接球109(金球焊接或錫球焊接，gold ball bonding或solder ball bonding，GBB或SBB)將該微驅(qū)動(dòng)器105與位于上述邊臂107兩側(cè)的內(nèi)懸臂電纜910電性相連。另外，四個(gè)金屬球108(GBB或SBB)將磁頭103與位于上述邊臂107兩側(cè)的外懸臂電纜190電性連接。該微驅(qū)動(dòng)器105包括由兩個(gè)將磁頭103固持于其中的邊臂107及底臂137構(gòu)成的U形陶瓷框架，及在所述每個(gè)邊臂107上安裝的PZT元件208。所述磁頭103通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂膠局部連接到所述兩邊臂107上的兩預(yù)定位置106。該連接使得磁頭103的運(yùn)動(dòng)依賴(lài)于所述PZT元件微驅(qū)動(dòng)器105的邊臂107的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)通過(guò)內(nèi)懸臂電纜910向U形微驅(qū)動(dòng)器105施加電壓時(shí)，所述壓電元件208膨脹或收縮，導(dǎo)致微驅(qū)動(dòng)器105的兩邊臂107產(chǎn)生變形，該邊臂107的變形使得磁頭103產(chǎn)生位移及并在磁盤(pán)的磁軌上移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)磁頭的位置微調(diào)。另外，為了保證磁頭103的自由運(yùn)動(dòng)，一個(gè)平行間隙398形成于所述微驅(qū)動(dòng)器105及懸臂舌片328之間。眾所周知，隨著硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器容量的快速增加，而硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的實(shí)際銷(xiāo)售價(jià)格卻越來(lái)越低，為迎合市場(chǎng)，制造商一直在開(kāi)發(fā)可以降低材料成本的方法，一個(gè)典型的例子是將磁頭越做越小，比如從100％大小的磁頭做到50％大小的磁頭，現(xiàn)在的磁頭為30％大小的磁頭。同時(shí)，業(yè)界對(duì)20％大小的磁頭更感興趣，由于磁頭的尺寸減小，空氣支承面一側(cè)的尺寸同時(shí)也減小，而對(duì)較高存儲(chǔ)容量硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的需求卻迫使磁頭飛行高度必須不斷降低，這對(duì)磁頭空氣支承面的形狀及懸臂件的靜態(tài)參數(shù)設(shè)計(jì)比如剛度來(lái)說(shuō)是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。由于磁頭空氣支承面設(shè)計(jì)的局限性，懸臂件需要具有越來(lái)越小的剛度，例如懸臂件縱向剛度(pitchstiffness)小于0.75μN(yùn)/mm、橫向剛度(roll stiffness)小于0.65μN(yùn)/mm。為了獲得如此小的剛度，懸臂件的撓性件的厚度已從傳統(tǒng)的25μm降低到22μm或更薄。然而，撓性件的厚度太薄會(huì)影響到磁頭的動(dòng)態(tài)性能，特別是在安裝了微驅(qū)動(dòng)器的情況下，參考圖1e，此時(shí)的懸臂舌片328會(huì)在負(fù)載桿115上的小凸起329的支撐下產(chǎn)生變形，其自由端將朝微驅(qū)動(dòng)器105的方向翹起，該翹起端將使得微驅(qū)動(dòng)器105與懸臂舌片328間的間隙398減小，嚴(yán)重時(shí)甚至產(chǎn)生干涉，從而影響磁頭103的動(dòng)態(tài)性能，例如位置調(diào)整性能。因此有必要提供一種適于小尺寸磁頭及微驅(qū)動(dòng)器安裝的低剛度懸臂件及其磁頭折片組合和磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)單元，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)一方面在于提供一種具有加強(qiáng)板的懸臂件，使得安裝在該懸臂件上的小尺寸磁頭具有良好的飛行性能。本專(zhuān)利技術(shù)另一方面在于提供一種具有上述懸臂件的磁頭折片組合，使得其上的小尺寸磁頭具有良好的飛行性能。本專(zhuān)利技術(shù)又一方面在于提供一種具有上述懸臂件的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)單元，使得其上的小尺寸磁頭具有良好的飛行性能。。為實(shí)現(xiàn)上述目的，一種用于磁頭折片組合的懸臂件，包括互相裝配在一起的基板、撓性件(flexure)、負(fù)載桿(load beam)以及樞接件；其中，所述撓性件包括用于承載磁頭的懸臂舌片(suspension tongue)；所述懸臂舌片上設(shè)有用于增強(qiáng)其剛度(stiffness)的加強(qiáng)板。其中，所述加強(qiáng)板為一體式結(jié)構(gòu)或者由若干結(jié)構(gòu)體拼接而成。在本專(zhuān)利技術(shù)一個(gè)實(shí)施例中，所述加強(qiáng)板上形成有用于減輕懸臂件重量的凹槽或孔洞。在本專(zhuān)利技術(shù)一個(gè)實(shí)施例中，所述拼接的若干結(jié)構(gòu)體之間形成有用于減輕懸臂件重量的間隙。在本專(zhuān)利技術(shù)另一個(gè)實(shí)施例中，復(fù)數(shù)微驅(qū)動(dòng)器觸點(diǎn)分設(shè)于撓性件上靠近所述加強(qiáng)板的兩側(cè)，所述加強(qiáng)板上一體成型有用于連接兩側(cè)微驅(qū)動(dòng)器觸點(diǎn)的電纜(electrical trace)。所述加強(qiáng)板從懸臂舌片之引于端向尾隨端延伸，所述加強(qiáng)板包括頂覆蓋層、基底層及夾設(shè)于本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于磁頭折片組合的懸臂件，包括互相裝配在一起的基板、撓性件（ｆｌｅｘｕｒｅ）、負(fù)載桿（ｌｏａｄｂｅａｍ）以及樞接件；其中，所述撓性件包括用于承載磁頭的懸臂舌片（ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｔｏｎｇｕｅ）；其特征在于：所述懸臂舌片上設(shè)有用于增強(qiáng)其剛度（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）的加強(qiáng)板。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于磁頭折片組合的懸臂件，包括互相裝配在一起的基板、撓性件(flexure)、負(fù)載桿(load beam)以及樞接件；其中，所述撓性件包括用于承載磁頭的懸臂舌片(suspension tongue)；其特征在于所述懸臂舌片上設(shè)有用于增強(qiáng)其剛度(stiffness)的加強(qiáng)板。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸臂件，其特征在于所述加強(qiáng)板為一體式結(jié)構(gòu)或者由若干結(jié)構(gòu)體拼接而成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸臂件，其特征在于所述加強(qiáng)板上形成有用于減輕懸臂件重量的凹槽或孔洞。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的懸臂件，其特征在于所述拼接的若干結(jié)構(gòu)體之間形成有用于減輕懸臂件重量的間隙。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸臂件，其特征在于復(fù)數(shù)微驅(qū)動(dòng)器觸點(diǎn)分設(shè)于撓性件上靠近所述加強(qiáng)板的兩側(cè)，所述加強(qiáng)板上一體成型有用于連接兩側(cè)微驅(qū)動(dòng)器觸點(diǎn)的電纜(electrical trace)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸臂件，其特征在于所述加強(qiáng)板從懸臂舌片之引于端向尾隨端延伸，所述加強(qiáng)板包括頂覆蓋層、基底層及夾設(shè)于兩者間的導(dǎo)電層，所述頂覆蓋層、導(dǎo)電層及基底層形成一定厚度之凸臺(tái)并用于支撐微驅(qū)動(dòng)器。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的懸臂件，其特征在于所述懸臂舌片上由復(fù)數(shù)凸臺(tái)界定的區(qū)域中形成有至少一個(gè)凹槽。8.一種磁頭折片組合，包括磁頭；微驅(qū)動(dòng)器；以及用于承載所述磁頭及微驅(qū)動(dòng)器的懸臂件；其中所述懸臂件包括互相裝配在一起的基板、撓性件(flexure)、負(fù)載桿(loadbeam)以及樞接件；所述撓性件包括用于承載磁頭的懸臂舌片(suspensiontongue)；其特征在于所述懸臂舌片上設(shè)有用于增強(qiáng)其剛度(stiffness)的加強(qiáng)板。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁頭折片組合，其特征在于所述加強(qiáng)板為一體式結(jié)構(gòu)或者由若干結(jié)構(gòu)體拼接而成。10.根據(jù)權(quán)利要...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：姚明高，本田隆，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：新科實(shí)業(yè)有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：HK[中國(guó)|香港]
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