微致动器、磁头万向悬挂支架组件和磁盘驱动器

摘要

用于制造包含框架的微致动器的方法和系统，框架进一步包括基底以与悬架和被连接成平行于所述基底的两个移动臂相连接，两个压电元件被分别连接到所述移动臂，以及与所述移动臂连接的滑块高度调节器，以调节所述滑块的装载高度。

说明书

技术领域

本发明涉及微致动器、磁头万向悬挂支架组件和硬盘驱动器技术。具体地，本发明涉及毫微微或更小尺寸的磁头的微致动器、磁头万向悬挂支架组件和硬盘驱动器。

背景技术

在当今的技术中，使用不同的方法来提高硬盘驱动器的记录密度。图1示出了一种典型的盘驱动器。当由音圈电动机驱动的驱动臂(磁头万向悬挂支架组件)104控制磁头103漂浮在盘上方时，主轴电动机102使盘101旋转。一般地，音圈电动机(VCM)被用于控制驱动臂越过磁硬盘的运动，其绕着主轴电动机被居中。在本技术中，由于在单独利用VCM定位磁头中所存在的固有容限(动态播放)，微致动器现在被用于“微调”磁头的放置。这使得更小的可记录磁迹宽度成为可能，其又增加了硬盘驱动器的密度或“每英寸磁迹”(TPI)的值。图1b是图1a的前述元件的分解图。

图2提供了在该技术中使用的微致动器的说明。如在已公开的专利申请JP2002-133803和2002-074871中所描述的，滑块202(包括读/写磁头；未示出)被用于维持在盘表面101上方的规定的漂浮高度(见图1)。图2a示出了具有“U”形微致动器206和挠曲部215的磁头万向悬挂支架组件(HGA)。“U”形微致动器可具有两个陶瓷梁203，在该梁的每一侧上有两个压电带208，该梁被结合在滑块202的两个点204上，以使滑块能够独立于驱动臂104而运动(见图1)。基板216被附加到枢纽214上。图2b示出了与磁头滑块202耦合的U形微致动器的视图。图2c示出了微致动器206的侧视图。悬架舌簧210被附加到悬架凹座211。在微致动器与悬架舌簧的底部之间有平行的间隙。在三个电导电球(例如金球或者焊锡球)的帮助下，微致动器被耦合到微致动器框架的每一侧的悬架上。在滑块后缘附近的四个导电球205(例如金球结合或者焊锡块结合)将磁头与悬架的移动板212电耦合在一起。磁头滑块与移动板212直接耦合。随着压电带的膨胀和收缩，U形微致动器206将变形。从而，这将使磁头所需要的定位中的精细调节成为可能。图2d示出的是另一个使用金属框架作为微致动器的说明。该微致动器包括基部213，以连接悬架与两个移动臂203，其被连接成平行于基部。沿着移动臂203的外面安装两个压电带208以方便滑块位置的精细调节。

随着盘驱动器工业中的改进的快速发展，制造成本变成了十分关键的要素。对于具体尺寸的晶片，成本与生产量成反比。除降低生产成本之外，主要的考虑是减小芯片或者磁头的尺寸。在现在的产业中，受欢迎的是30％尺寸的滑块(微微滑块)，并且毫微微滑块(20％)将进入批量生产。在不久的将来，可见到15％、10％甚至5％的滑块可引入产业。然而，困难的是让这样小的滑块来使用现在的U形微致动器，由于尺寸(尤其是厚度)与现在的设计要求不匹配。而且，为适应这样小的磁头而减小微致动器的厚度从而降低了装置的外部震动性能。另外，这种减小厚度的微致动器的制造过程是十分复杂和昂贵的。因此，该产业需要具有统一的微致动器设计的磁头万向悬挂支架组件设计，其在批量生产中不需要对设计作任何改变以便适应更小尺寸的滑块。

附图说明

图1a-b示出的是现有技术的硬盘驱动器，包括磁头万向悬挂支架组件。

图2说明的是在该技术中使用的微致动器。

图3a-d示出了详细说明本发明的实施例的分解图和透视图。

图4a-d示出了详细说明本发明的实施例的分解图和透视图。

图5a-d示出了详细说明本发明的实施例的分解图和透视图。

图6a-c示出了详细说明本发明的实施例的分解图和透视图。

图7a-c示出了详细说明本发明的实施例的分解图和透视图。

图8示出了详细说明制造本发明的实施例的一个方法的流程图。

具体实施方式

图3示出了本发明的一个实施例。图3a示出的U形微致动器包含两个移动臂303和基部301。基部301被部分地罐装到悬架的点320。磁头滑块302与U形微致动器的移动臂303和支撑板8000(参考图3c和3d)在它们的顶端305和306处耦合。两个压电带304沿着侧部与两个移动臂303耦合。磁头滑块的后缘和移动臂的顶端与移动板312物理地耦合。结合板313与移动板312物理地耦合。四个导电球(例如金球或者焊锡球)307将磁头滑块和磁头悬架电耦合到连动杆(trance)309。U形微致动器两侧上的三个导电球308(金球或者焊锡球)将微致动器和磁头悬架电耦合到连动杆310。图3b示出了图3a的横截面图。图3c示出了没有磁头302的设备的详细视图。支撑板8000被用于调节滑块的高度，因为支撑板8000的厚度提供用于任何需要调节的磁头滑块302的高度。滑块的适当高度是能够至少从磁盘读取数据/向磁盘写入数据的高度。因此，至少需要从移动臂303的顶部表面向上凸出滑块空气轴承表面。结合板312的顶部表面与支撑板8000齐平，以及结合板312在支撑板8000上被并排水平设置，并且与滑块的衬垫连接。结合板312还可被插入在移动臂的两个顶端之间，并且夹在移动板和部分磁头滑块中间。图3d示出部分位于悬架舌簧311的预定位置上的U形微致动器的基部301。结合板包括设置在移动板之上的连动杆309以与磁头滑块的衬垫连接。图3e示出了当前的实施例的侧面视图，其中磁头滑块部分处于悬架舌簧311的位置320之上。负载梁314上的悬架凹座316支撑着悬架舌簧。在悬架舌簧与微致动器的底部之间存在有平行的间隙315。这允许微致动器在电压激励期间无干扰地平滑地移动。在本实施例中，即使滑块尺寸变得更小，通过在当前的微致动器上保持更小尺寸的滑块，支撑板8000(滑块高度调节器)可维持微致动器的强度。

图4示出本发明的另一个实施例。图4a示出的U形微致动器包含基部401和两个移动臂402。微致动器的基部401被部分地用悬架舌簧406罐装。磁头滑块404在两侧的顶端418处与移动臂耦合(见图4b)。两个压电带403沿着外面与移动臂耦合。磁头滑块的后缘和微致动器的两个移动臂与移动板409物理地耦合。四个导电球408(金球结合或焊锡块结合)将磁头滑块404和磁头悬架电耦合到连动杆413。在U形微致动器两侧的三个导电球407将微致动器和磁头悬架电耦合到连动杆414。图4b示出了横截面视图。结合板410位于移动板409之上。微致动器401的每一个移动臂端具有作为滑块高度调节器的侧台阶419。图4c示出了U形微致动器。在本实施例中，臂418两端上的侧台阶419支撑着磁头滑块。侧台阶419的高度(厚度)起到调节磁头滑块高度的作用。这种设计允许更小尺寸的磁头滑块被耦合到现在的微致动器和移动板。图4d提供了本发明的该实施例的另外的详细视图，详细说明前述的部件。在本实施例中，即使滑块尺寸变得更小，侧台阶419(滑块高度调节器)通过将更小尺寸的滑块保持在现在的微致动器上而来维持微致动器的强度。

图5示出了本发明的另一个实施例。图5a示出了包含两个移动臂503和基部501的金属微致动器框架500。基部501被用悬架舌簧部分地罐装。磁头滑块502在底侧与支撑板504耦合，支撑板504进一步耦合到移动臂503。压电带514(参考图5b)沿着各移动臂503的外面而被耦合。结合板505被夹在顶部臂和磁头滑块502中间。通过结合板507的厚度调节滑块的高度。四个导电球507(金球或焊锡球)将磁头滑块502和磁头悬架电耦合到连动杆512。在微致动器两侧的三个导电球506将微致动器和磁头悬架电耦合到连动杆513。图5b示出了详细的视图，该实施例包括滑块和顶部臂。使用这样的设计允许更小尺寸的磁头滑块被耦合到现在类型的微致动器。图5c示出了与顶部臂耦合的磁头滑块的详细的底部侧视图。在本实施例中，即使滑块尺寸变得更小，结合板505(滑块高度调节器)通过将更小尺寸的滑块保持在现在的微致动器上而来维持微致动器的强度。

图6示出了具有金属微致动器框架600的本发明的另一个实施例，金属微致动器框架600包括含有移动臂603和基部601的微致动器。基部601被部分地罐装到悬架舌簧。磁头滑块602在其底侧与结合板605耦合，结合板605进一步耦合到顶部臂604。顶部臂604可被分离成两部分，各部分具有成形台阶615(参考图6c)。压电带616沿着两个移动臂的外面被耦合。四个导电球607(金球或焊锡球)将磁头滑块和悬架电耦合到连动杆612。在微致动器两侧的三个导电球606将微致动器和悬架电耦合到连动杆613。图6b示出了磁头滑块602、成形台阶615和结合板605的侧视图。图6c示出了磁头滑块602、成形台阶615和结合板605的底部侧视图。在本实施例中，即使滑块尺寸变得更小，成形台阶615(滑块高度调节器)通过将更小尺寸的滑块保持在现在的微致动器上而来维持微致动器的强度。使用这样的设计允许更小尺寸的磁头滑块被耦合到现在类型的微致动器。

图7示出了本发明的另一个实施例。该微致动器包括两个移动臂703和基部701。基部701被用悬架舌簧部分地罐装。压电带715沿着微致动器的各移动臂的外面被耦合。磁头滑块的后缘和微致动器的顶部臂与结合板705物理地耦合。四个导电球707(金球结合或焊锡块结合)将磁头滑块和悬架电耦合到连动杆712。在微致动器两侧的三个导电球706将微致动器和磁头悬架电耦合到连动杆713。图7b示出了另一个视图，磁头滑块与结合板705耦合。结合板在磁头滑块静止以允许滑块高度调节的位置上具有成形台阶716。通过设置在结合板705上的成形台阶716的这种高度，来调节滑块的高度。图7c示出了前述微致动器的备选的视图以及其外围设备。使用这样的设计允许更小尺寸的磁头滑块被耦合到相同类型的微致动器。在本实施例中，即使滑块尺寸变得更小，成形台阶716(滑块高度调节器)通过将更小尺寸的滑块保持在现在的微致动器上而来维持微致动器的强度。

图8示出了制造按照本发明的实施例的微致动器装置的方法的实施例的流程图。从步骤801开始，在步骤802，支撑板8000被插入微致动器8012中，并且使用环氧树脂(未示出)将滑块8011安装到微致动器8012的顶部臂8013。在过程803中，UV光8014固化环氧树脂以此固定滑块和微致动器顶部臂之间的结合。在步骤804中，使用环氧树脂(未示出)将滑块8011和微致动器8012部分安装(罐装)到悬架8015。在步骤805中，UV光8014固化环氧树脂以便粘贴悬架和微致动器的基部。在过程806中，导电球8016被用来电连接滑块和悬架。导电球8017被用来电耦合微致动器和悬架舌簧。在步骤807中，恒温箱加热器8018被用来帮助充分固化环氧树脂，以确保滑块8011、微致动器8012和悬架8015充分完好地连接。