專利名稱：用于磁頭組件的三部分設(shè)計的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁硬盤驅(qū)動。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于改進(jìn)的磁頭臂組件(HAA)的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在公知的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備中，有一種磁硬盤驅(qū)動器，其中磁頭滑塊組件在旋轉(zhuǎn)磁盤的表面懸浮在空氣軸承上。這樣的磁盤驅(qū)動器常常稱為溫徹斯特型驅(qū)動器。在這種驅(qū)動器中，一個或多個剛性磁盤與一個或多個磁頭滑塊組件一起位于一個密封室中。該磁盤驅(qū)動器可以包括一個或多個剛性磁盤，且所述滑塊組件可以位于磁盤的以免或兩面。
通常，所述類型的磁盤驅(qū)動器中的每個磁頭滑塊組件耦合到一個臂或負(fù)載桁條的外端。圖1提供了一個典型的磁頭臂(HAA)基板的頂視圖?；瑝K組件102以允許在萬向節(jié)上移動的方式安裝在臂106的自由外端，使得滑塊組件102與磁盤表面之間的空氣軸承能夠建立和維持。伸長的臂耦合到合適的機(jī)械上，例如音圈電機(jī)(VCM)104，以便在磁盤表面上移動臂106，從而包含在滑塊組件102中的磁頭能夠?qū)ぶ反疟P上特定的同心數(shù)據(jù)磁道，以便對數(shù)據(jù)磁道寫信息或從數(shù)據(jù)磁道讀信息。
具有用于安裝磁頭滑塊組件102的萬向節(jié)安裝臺的HAA 108的一個例子在Watrous的美國專利No.3,931,641中描述。在該專利中描述的HAA 108包括在其自由外端的較硬的軸承元件，用于接受彈簧元件上的一個突起。所述彈簧元件點焊到所述負(fù)載桁條上，并具有限定一個彎曲部分的端部。所述彎曲部分包括一對剛性十字支腳，安裝在一對相對的柔性外部指狀元件上，以及一個中心指狀元件。所述中心指狀元件安裝一個磁頭滑塊組件，并且在萬向節(jié)上的運動由所述彈簧元件上的負(fù)載突起提供，該彈簧元件保持與軸承元件在剛性負(fù)載桁條的端部接觸。這樣的裝置通過允許滑塊組件關(guān)于相互垂直的軸傾斜和轉(zhuǎn)動，提供了所述的萬向節(jié)作用，同時抵抗徑向、圓周、和側(cè)轉(zhuǎn)運動。其它專利，例如美國專利No.3,931,641，No.4,620,251，No.4,796,122，和No.5,313,353描述了其它HAA設(shè)計。
圖1表示這些設(shè)計，這是本領(lǐng)域中典型的設(shè)計。滑塊102裝在HAA懸掛裝置和磁頭萬向節(jié)組件(HGA)110上。該HGA 110通過球疊卡方法(ball stacking proces )連接到臂106(見圖2)。柔性印刷電路(FPC)通過焊接結(jié)合到臂106。此外，旋轉(zhuǎn)軸承114用螺絲安裝到臂軸承孔中，音圈電機(jī)(VCM)104用環(huán)氧樹脂粘結(jié)到臂106上。
圖2示出典型的球疊卡方法，用于使HGA 210安全裝配到臂206上，并示出由于所述處理引起的應(yīng)力和扭曲的問題。如圖2a所示，為了使HGA 210安全裝配到臂206上，對HGA 210定位，使得(HGA 210的)球疊卡組件的突起部分插入臂206的開口214中。擺動球216插入球疊卡孔218(見圖1，118)。然后，擺動球216向下壓入220球疊卡孔218。因為球疊卡孔218的中間直徑小于擺動球216的中間直徑，突起部分212的壁隨著擺動球216的進(jìn)入而擴(kuò)張。該擴(kuò)張導(dǎo)致突起部分212的外壁與開口214的內(nèi)壁之間的強制接觸，使HGA 210安全裝配到臂206上。
盡管球疊卡可以很好地使HGA 210安全裝配到臂206上，但HGA 210和臂206的變形會對HGA的質(zhì)量負(fù)載(gram load)產(chǎn)生負(fù)面影響。圖2b示出變形和HGA 210與臂206所承受的應(yīng)力。
上述本領(lǐng)域中典型的設(shè)計存在諸多問題。除了且疊之后發(fā)生的質(zhì)量負(fù)載變化的問題，還有懸掛裝置/臂/線圈運動獨立的問題。由于這些組件之間的安全裝置的有關(guān)作用，組件之間的運動公差常常太大。由于實施球疊卡所需的嚴(yán)格的尺度參數(shù)，不適當(dāng)(過大)的公差會導(dǎo)致一個或多個消極的后果。例如，HGA 210和臂206會嚴(yán)重變形，留下大量的殘余應(yīng)力。結(jié)果，在球疊卡后HGA 210的負(fù)載質(zhì)量(load-gram)傾斜/轉(zhuǎn)動性能會變得很差。另一個消極的后果是，即使少量的變形和殘余應(yīng)力，組件也可能在使用中分離，從而降低可靠性。此外，如果HGA 210通過疊卡裝配到臂206，則將組件分開時可能需要大量的扭矩。大量的扭矩會損壞組件。相反，如果要求的扭矩太小，則設(shè)備在不希望分離時可能分離，如在運行過程中。
由于球疊卡所造成的運動獨立性和HGA/臂的變形，很難進(jìn)行正確的磁頭對準(zhǔn)。此外，這樣的HAA的典型設(shè)計和制造方法既復(fù)雜又昂貴，且再加工處理也很困難。
因此，希望有一種改進(jìn)的系統(tǒng)和方法，來改進(jìn)磁頭臂組件(HAA)，避免上述問題，同時還具有其它優(yōu)點。


圖1提供了一種典型的磁頭臂組件的頂視圖；圖2示出典型的球疊卡處理，用于使HGA安全裝配到臂上，并示出由于所述處理引起的應(yīng)力和扭曲的問題；圖3a-d示出根據(jù)本發(fā)明原理的一個三部分磁頭的元件及其裝配；圖4a-e示出根據(jù)本發(fā)明原理的一個通用(通用裝配(unimount))HGA組件的元件及其裝配；圖5示出根據(jù)本發(fā)明原理的一個FPC組件的元件；圖6示出根據(jù)本發(fā)明原理的一個致動器線圈組件的元件；圖7示出將所述FPC組件安全裝配到致動器線圈組件的方法；圖8示出將所述通用裝配HGA組件安全裝配到致動器線圈組件的方法。
具體實施例方式
圖3a-d示出根據(jù)本發(fā)明原理的一個三部分磁頭的元件及其裝配。在一個實施例中，第一部分是通用裝配磁頭萬向節(jié)組件(HGA)302，第二部分是柔性印刷電路(FPC)組件304，第三部分是致動器線圈組件306。
在一個實施例中，F(xiàn)PC組件304裝配到致動器線圈組件306。為了實現(xiàn)該裝配，F(xiàn)PC的一部分(FPC接合部分)314在致動器接合部分(第二致動器結(jié)合部分)318處通過鉚接變形連接到致動器主體310。粘結(jié)和焊接分別也可作為替換方案。同樣為了實現(xiàn)該裝配，在一個實施例中，線圈312通過焊接連接到FPC跡線上。點焊也是可選的方案(見圖7)。在一個實施例中，接合部分314、318的界面是平坦光滑的，有助于與諸如粘膠、焊料等材料結(jié)合。此外，具有平坦光滑的不復(fù)雜輪廓接合表面簡化了彼此獨立地設(shè)計和制造三部分磁頭組件的各個元件的過程。只要接合部分匹配，各個元件即可耦合到一起。
在一個實施例中，通用裝配HGA組件302在HGA接合部分320安全裝配到致動器線圈組件306的第一接合部分322。在一個實施例中，這是通過粘結(jié)結(jié)合實現(xiàn)的。鉚接變形和螺絲安裝結(jié)合分別是可選實施例。(見圖8)。如上所述，在一個實施例中，接合部分320、322的界面是平坦光滑的，以幫助與諸如粘合劑、焊料等材料結(jié)合。此外，具有平坦光滑的不復(fù)雜輪廓接合表面簡化了彼此獨立地設(shè)計和制造三部分磁頭組件的各個元件的過程。如上所述，只要接合部分匹配，各個元件即可耦合。相應(yīng)地，接合部分314、318、320、和322可以稱為“通用的”，因為它們被設(shè)計為與多種不同設(shè)計和制造的元件對接。
在一個實施例中，通用裝配HGA組件302安全裝配到FPC組件304。為了該安裝，在一個實施例中，一個柔性懸掛組件(FSA)316通過帶自動結(jié)合(TAB)附著到FPC結(jié)合襯墊318。各向異性的導(dǎo)電薄膜(ACF)結(jié)合可以作為替換實施例。
圖4a-e示出根據(jù)本發(fā)明原理的一個通用(通用裝配)HGA組件的元件及其裝配。在一個實施例中，第一元件是通用裝配基板402。在一個實施例中，第二元件是多段負(fù)載桁條404。在一個實施例中，第三元件是FSA跡線416。在一個實施例中，第四元件是滑塊406。
在一個實施例中，多段負(fù)載桁條404通過激光焊接安全裝配到通用裝配基板402。同樣，在一個實施例中，F(xiàn)SA跡線416通過紫外(UV)環(huán)氧樹脂結(jié)合安全裝配到HGA組件(通用裝配基板402和多段負(fù)載桁條404)。利用這些安全裝配方法防止了球疊(模鍛)的殘余應(yīng)力和變形問題。然后滑塊406安裝到組件。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明原理的一個FPC組件的元件。在一個實施例中，金屬支架502通過迭片結(jié)構(gòu)連接到FPC 508的一端。在一個實施例中，塑料支架504通過銷510插入連接到FPC 508的另一端。
圖6示出根據(jù)本發(fā)明原理的一個致動器線圈組件的元件。在一個實施例中，線圈612通過環(huán)氧樹脂614連接到致動器主體610。
圖7示出將所述FPC組件304安全裝配到致動器線圈組件706的方法。如上所述，在一個實施例中，F(xiàn)PC708通過鉚接730變形連接到致動器主體710。如上所述，在一個實施例中，線圈712通過焊料732結(jié)合連接到FPC 708。
圖8示出將所述通用裝配HGA組件802安全裝配到致動器線圈組件806的方法。在一個實施例中，這是通過紫外(UV)環(huán)氧樹脂830實現(xiàn)的。在另一個實施例中，這是通過鉚接830變形實現(xiàn)的。在一個實施例中，這是通過螺絲634固定實現(xiàn)的。
盡管此處具體列舉和描述了幾個實施例，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的修改和變化由上述技術(shù)覆蓋，并在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，而沒有離開本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于磁頭臂組件(HAA)的系統(tǒng)，包括具有磁頭萬向節(jié)接合部分的磁頭萬向節(jié)組件；具有柔性印刷電路接合部分的柔性印刷電路組件；和具有第一接合部分和第二接合部分的致動器線圈組件；其中每個磁頭萬向節(jié)組件、柔性印刷電路組件、和致動器線圈組件彼此獨立制造；所述磁頭萬向節(jié)接合部分要耦合到所述致動器線圈組件的第一接合部分；且所述柔性印刷電路接合部分要耦合到所述致動器線圈組件的第二接合部分。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述致動器線圈組件的第一接合部分和第二接合部分分別具有基本光滑的界面，且其中所述磁頭萬向節(jié)接合部分和所述柔性印刷電路接合部分分別具有基本光滑的界面。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述致動器線圈組件的第一接合部分和第二接合部分分別具有基本平坦的界面，且其中所述磁頭萬向節(jié)接合部分和所述柔性印刷電路接合部分分別具有基本平坦的界面。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述致動器線圈組件的第一接合部分具有凹進(jìn)部分且其輪廓能夠與所述磁頭萬向節(jié)組件接合部分對接，且其中所述致動器線圈組件的第二接合部分具有凹進(jìn)部分且其輪廓能夠與所述柔性印刷電路接合部分對接。
5.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述磁頭萬向節(jié)組件是通用裝配磁頭萬向節(jié)組件。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述磁頭萬向節(jié)組件、柔性印刷電路組件、和致動器線圈組件中至少一個是通過注入成型法制造的。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述通用裝配磁頭萬向節(jié)組件包括一個通用裝配基板，該基板包含所述磁頭萬向節(jié)組件接合部分、多段負(fù)載桁條、柔性懸掛組件跡線、和滑塊器件。
8.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述柔性印刷電路組件包括一個塑料支架、一個包含所述柔性印刷電路組件接合部分的金屬支架、和一個柔性印刷電路。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述致動器線圈組件包括一個線圈和一個致動器主體，該主體包含所述第一和第二接合部分。
10.用于制造磁頭臂組件的方法，包括提供具有磁頭萬向節(jié)接合部分的磁頭萬向節(jié)組件；提供具有柔性印刷電路接合部分的柔性印刷電路組件；提供具有第一接合部分和第二接合部分的致動器線圈組件，其中每個磁頭萬向節(jié)組件、柔性印刷電路組件、和致動器線圈組件彼此獨立制造；將所述磁頭萬向節(jié)接合部分耦合到所述致動器線圈組件的第一接合部分；和將所述柔性印刷電路接合部分耦合到所述致動器線圈組件的第二接合部分。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述致動器線圈組件的第一接合部分和第二接合部分分別具有基本光滑的界面，且其中所述磁頭萬向節(jié)接合部分和所述柔性印刷電路接合部分分別具有基本光滑的界面。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述致動器線圈組件的第一接合部分和第二接合部分分別具有基本平坦的界面，且其中所述磁頭萬向節(jié)接合部分和所述柔性印刷電路接合部分分別具有基本平坦的界面。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述致動器線圈組件的第一接合部分具有凹進(jìn)部分且其輪廓能夠與所述磁頭萬向節(jié)組件接合部分對接，且其中所述致動器線圈組件的第二接合部分具有凹進(jìn)部分且其輪廓能夠與所述柔性印刷電路接合部分對接。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述磁頭萬向節(jié)組件、柔性印刷電路組件、和致動器線圈組件中至少一個是通過注入成型法制造的。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述磁頭萬向節(jié)組件是通用裝配磁頭萬向節(jié)組件。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述通用裝配磁頭萬向節(jié)組件包括一個通用裝配基板，該基板包含所述磁頭萬向節(jié)組件接合部分、多段負(fù)載桁條、柔性懸掛組件跡線、和滑塊器件。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述柔性印刷電路組件包括一個塑料支架、一個包含所述柔性印刷電路組件接合部分的金屬支架、和一個柔性印刷電路。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述致動器線圈組件包括一個線圈和一個致動器主體，該主體包含所述第一和第二接合部分。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述柔性印刷電路是通過鉚接變形耦合到所述致動器主體的。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述柔性印刷電路是通過粘合結(jié)合耦合到所述致動器主體的。
21.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述柔性印刷電路是通過焊接結(jié)合耦合到所述致動器主體的。
22.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述線圈是通過焊接結(jié)合耦合到所述柔性印刷電路跡線的。
23.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述線圈是通過點焊結(jié)合耦合到所述柔性印刷電路跡線的。
24.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述磁頭萬向節(jié)組件是通過粘合結(jié)合耦合到所述柔性印刷電路組件的。
25.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述磁頭萬向節(jié)組件是通過鉚接變形耦合到所述柔性印刷電路組件的。
26.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述磁頭萬向節(jié)組件是通過螺絲安裝耦合到所述柔性印刷電路組件的。
27.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述柔性懸掛組件跡線通過帶制動結(jié)合耦合到所述柔性印刷電路組件。
28.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述柔性懸掛組件跡線通過各向異性導(dǎo)電薄膜結(jié)合耦合到所述柔性印刷電路組件的一個結(jié)合襯墊。
29.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述多段負(fù)載桁條通過激光焊接耦合到所述通用安裝基板。
30.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述柔性懸掛組件跡線通過紫外環(huán)氧樹脂結(jié)合耦合到所述磁頭萬向節(jié)組件。
31.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述柔性印刷電路組件通過疊片結(jié)構(gòu)耦合到所述金屬支架。
32.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述柔性印刷電路組件通過銷插入耦合到所述塑料支架。
33.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述線圈通過環(huán)氧樹脂耦合到所述致動器主體。
全文摘要
公開了一種用于改進(jìn)的磁頭臂組件(HAA)的系統(tǒng)和方法。該HAA包括三個基本元件，一個磁頭萬向節(jié)組件(HGA)、一個柔性印刷電路(FPC)組件，和一個致動器線圈組件。該設(shè)計允許HAA為剛性的，同時每個組件還可以相互獨立地設(shè)計和制造，此外，比現(xiàn)有方法還有其它優(yōu)點。
文檔編號G11B5/55GK1582470SQ01823912
公開日2005年2月16日 申請日期2001年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月26日
發(fā)明者王烈志, 上釜健宏, 阮志雄, 吳凱 申請人:新科實業(yè)有限公司