專利名稱：用于頭元件的精確定位致動器及其頭萬向架組件和盤驅(qū)動設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于頭元件(諸如薄膜磁頭元件或光學(xué)頭元件)的精確定位致動器、涉及一種具有所述致動器的頭萬向架組件(HGA)以及涉及具有所述HGA的盤驅(qū)動設(shè)備。
背景技術(shù)：
在盤驅(qū)動設(shè)備中，用于將磁性信息寫入磁盤中和/或從磁盤中讀出磁性信息的薄膜磁頭元件通常被形成在頭滑動器上，所述頭滑動器在操作中浮在旋轉(zhuǎn)的磁盤上方。所述滑動器分別被支撐在HGA的懸架的頂端部分處。
近年來，沿徑向方向或沿磁盤中的磁道寬度方向的記錄和再現(xiàn)密度(磁道密度)迅猛增加以滿足當(dāng)今盤驅(qū)動設(shè)備中日益增加的數(shù)據(jù)儲存容量和密度的需求。為了推進磁道密度，僅通過音圈馬達(VCM)執(zhí)行的磁頭元件相對于磁盤中磁道的位置控制決不會具有足夠的精確性。
為了解決這個問題，輔助致動器機構(gòu)被安裝在比VCM更靠近于頭滑動器的位置處，以便于執(zhí)行僅通過VCM不可能實現(xiàn)的精確定位。例如在美國專利No.5,745,319和日本專利文獻No.08180623A中描述了用于實現(xiàn)磁頭的精確定位的技術(shù)。
機載結(jié)構(gòu)致動器是這些傳統(tǒng)精確定位致動器中的一種。該機載結(jié)構(gòu)致動器是由PZT的壓電材料以I-字母形狀形成的，其中一端部分將被固定于懸架，而另一端部分將被固定于頭滑動器并且柱狀可移動臂連接在這些端部分之間。在所述懸架上，將致動器和頭滑動器階式堆疊，即，所述致動器被夾在所述懸架和所述滑動器之間以便于形成堆疊懸臂結(jié)構(gòu)。
然而，具有所述機載結(jié)構(gòu)致動器的HGA將具有以下各種問題(1)由于所述階式堆疊結(jié)構(gòu)，所述致動器的厚度增加了頭滑動器周圍的HGA的總厚度；(2)致動器整體由壓電材料(諸如脆性材料的PZT)構(gòu)成，并且致動器和頭滑動器被堆疊以便于形成懸臂結(jié)構(gòu)。在力矩情況下易于出現(xiàn)震動并且耐震強度非常差；(3)取決于頭滑動器的尺寸，在精確定位操作期間磁頭元件的行程不同。因此，難于獲得足夠的沖程；(4)由于致動器的三維和復(fù)雜的附著結(jié)構(gòu)，在HGA的組裝時的處理非常困難并且不能使用傳統(tǒng)HGA組裝設(shè)備使得生產(chǎn)力非常差；(5)為了不妨礙所述致動器的移動，必須在致動器與頭滑動器之間以及在致動器和懸架之間保持間隙的情況下進行組裝。然而，所述間隙的形成將更加降低耐震強度并且難于精確地使得間隙保持恒定。具體地，由于難于精確地將所述懸架、致動器和頭滑動器保持在平行狀態(tài)下，因此降低了頭特性。
為了解決前述問題，本申請的發(fā)明人已提出了具有這樣一種結(jié)構(gòu)的致動器，其中頭滑動器被俘獲在一對可移動臂之間的空間中，所述可移動臂能夠響應(yīng)于施加于其上的驅(qū)動信號位移(日本專利文獻2002074870A、美國專利系列號No.09/933,774)。
依照具有所述結(jié)構(gòu)的致動器，即使附有致動器，也不會增加頭滑動器周圍的HGA的厚度。另外，由于致動器和頭滑動器未被堆疊以形成懸臂結(jié)構(gòu)，因此可提高耐震強度。而且，由于頭滑動器被俘獲在這對可移動臂之間，因此即使頭滑動器的尺寸改變也可為滑動器提供恒定的行程。
然而，依照日本專利文獻2002074870A中所描述的致動器，由于由相同燒結(jié)陶瓷制成的滑動器固定部分從可移動臂的表面處向內(nèi)突出，因此所施加的震動集中于突起基底處的拐角而導(dǎo)致的應(yīng)力使得所述拐角易于破裂。非常難于大大提高致動器的耐震強度。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的一個目的是提供一種用于頭元件的精確定位致動器、具有所述致動器的HGA以及具有所述HGA的盤驅(qū)動設(shè)備，從而可大大提高耐震強度。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于頭元件的精確定位致動器、具有所述致動器的HGA以及具有所述HGA的盤驅(qū)動設(shè)備，從而可獲得與頭滑動器的穩(wěn)定并可靠的附著。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于頭元件的精確定位致動器、具有所述致動器的HGA以及具有所述HGA的盤驅(qū)動設(shè)備，從而可獲得穩(wěn)定的沖程特性和穩(wěn)定的諧振特性。
依照本發(fā)明，用于精確定位至少一個頭元件的精確定位致動器裝有基底和一對可移動臂，所述可移動臂能夠響應(yīng)于施加于致動器的驅(qū)動信號位移。這對可移動臂從基底處延伸以便于將具有至少一個頭元件的頭滑動器俘獲在這對可移動臂之間的空間中。這對可移動臂中的每個都包括由彈性燒結(jié)陶瓷制成并且從其根部到其頂端具有基本相同的橫截面形狀的臂元件、形成在所述臂元件側(cè)表面上的壓電元件以及靠近于其頂端部分另外形成在所述臂元件內(nèi)側(cè)表面上的凸出部分。所述凸出部分具有漸縮表面。所述頭滑動器的側(cè)表面在所述凸出部分處被附于所述臂元件的內(nèi)側(cè)表面并且位于凸出部分與所述臂元件的頂端之間的區(qū)域內(nèi)。
另外，依照本發(fā)明，HGA裝有具有至少一個頭元件的頭滑動器、用以支撐所述頭滑動器以便于精確定位所述至少一個頭元件的精確定位致動器以及與所述精確定位致動器固定的支架。所述精確定位致動器包括固定于所述支架的基底和一對可移動臂，所述可移動臂能夠響應(yīng)于施加于致動器的驅(qū)動信號位移。這對可移動臂從基底處延伸以便于將所述頭滑動器俘獲在這對可移動臂之間的空間中。這對可移動臂中的每個都包括由彈性燒結(jié)陶瓷制成并且從其根部到其頂端具有基本相同的橫截面形狀的臂元件、形成在所述臂元件側(cè)表面上的壓電元件以及靠近于其頂端部分另外形成在所述臂元件內(nèi)側(cè)表面上的凸出部分。所述凸出部分具有漸縮表面。所述頭滑動器的側(cè)表面在凸出部分處被附于所述臂元件的內(nèi)側(cè)表面并且位于凸出部分與所述臂元件的頂端之間的區(qū)域內(nèi)。此外，依照本發(fā)明，盤驅(qū)動設(shè)備具有上述至少一個HGA。
由于致動器具有以平坦方式構(gòu)成并且不具有級差的可移動臂的臂元件以及靠近于其頂端部分另外形成在所述臂元件內(nèi)側(cè)表面上的具有漸縮表面的凸出部分，因此當(dāng)沖擊力被施加于HGA時應(yīng)力將不會集中在所述臂元件的特定部分上。因此，可顯著提高致動器以及HGA的耐震強度。另外由于所述頭滑動器的側(cè)表面在凸出部分處被附于所述臂元件的內(nèi)側(cè)表面并且位于凸出部分與所述臂元件的頂端之間的區(qū)域內(nèi)，因此可均勻地控制附著區(qū)域和封裝在致動器上的粘合劑量。因此，可獲得穩(wěn)定和可靠的粘合力，從而獲得致動器的極穩(wěn)定的沖程特性和極穩(wěn)定的諧振特性。
而且，由于致動器支撐頭滑動器的側(cè)表面因此滑動器被夾在可移動臂之間的空間中，因此即使附有致動器，也不會增加頭滑動器周圍的HGA的厚度。因此，不需要由于致動器的安裝而在尺寸上改動硬盤驅(qū)動設(shè)備。而且，由于致動器和頭滑動器未被堆疊以形成懸臂結(jié)構(gòu)，因此可大大提高耐震強度。另外，由于頭滑動器被俘獲在這對可移動臂之間，因此實際向滑動器傳遞位移的可移動臂的頂端部分可總是被布置在滑動器的頂端處。因此，即使頭滑動器的尺寸改變，也可為滑動器提供恒定的行程，因此可總是獲得精確定位操作下的頭的充足沖程。
致動器的基底最好用彈性燒結(jié)陶瓷制成的，并且致動器的凸出部分是用厚膜印刷材料制成的。在這種情況下，厚膜印刷材料可為金屬材料或燒結(jié)陶瓷材料。
彈性燒結(jié)陶瓷最好為氧化鋯(ZrO2)。
致動器每個凸出部分的漸縮表面最好分別被布置在凸出部分的前端和后端處。每個凸出部分的漸縮表面可具有平坦表面或彎曲表面。
致動器最好具有大致為U平面的形狀。
最好通過液體粘合劑或粘性膜將頭滑動器的側(cè)表面和臂元件的內(nèi)側(cè)表面相互粘合，如果使用粘性膜將頭滑動器粘合于致動器的話，可非常容易地執(zhí)行粘合程序，因此可大大縮短粘合程序所需的時間。
最好至少一個頭元件為至少一個薄膜磁頭元件或至少一個光學(xué)頭元件。
將從附圖中所示的本發(fā)明優(yōu)選實施例的以下描述中明白本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點。


圖1是示意性地示出了依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例中的盤驅(qū)動設(shè)備的主要部件的斜視圖；圖2是示出了圖1的實施例中的HGA的總體結(jié)構(gòu)的斜視圖；圖3是示出了圖1的實施例中的HGA的頂端部分的斜視圖；圖4是從與圖3不同的方向所看到的圖1實施例中的HGA的頂端部分的斜視圖；圖5是示出了圖1的實施例中的致動器的結(jié)構(gòu)的斜視圖；圖6是示出了圖5中所示的致動器的一個可移動臂的結(jié)構(gòu)的放大斜視圖；圖7是示出了圖1的實施例中的致動器和頭滑動器的粘附結(jié)構(gòu)的斜視圖；圖8是示出了圖1的實施例中的致動器和頭滑動器的粘附結(jié)構(gòu)的平面圖；圖9是示出了相對于粘合劑的厚度的致動器的沖程曲線的模擬結(jié)果的圖表；圖10是示出了相對于粘合劑的厚度的致動器的諧振頻率曲線的模擬結(jié)果的圖表；圖11是示出了相對于粘合劑的長度的致動器的沖程曲線的模擬結(jié)果的圖表；圖12是示出了當(dāng)粘合劑的長度作為參數(shù)改變時的致動器的諧振頻率曲線的模擬結(jié)果的圖表；圖13是本發(fā)明所涉及的另一個實施例中致動器的結(jié)構(gòu)的斜視圖；
圖14是示出了圖13中所示的致動器的一個可移動臂的結(jié)構(gòu)的放大斜視圖；圖15是示出了圖13的實施例中的致動器和頭滑動器的粘附結(jié)構(gòu)的斜視圖；圖16是示出了圖13的實施例中的致動器和頭滑動器的粘附結(jié)構(gòu)的平面圖；圖17是本發(fā)明所涉及的另一個實施例中致動器的結(jié)構(gòu)的斜視圖；圖18是示出了圖17中所示的致動器的一個可移動臂的結(jié)構(gòu)的放大斜視圖；圖19是示出了圖17的實施例中的致動器和頭滑動器的粘附結(jié)構(gòu)的斜視圖；以及圖20是示出了圖17的實施例中的致動器和頭滑動器的粘附結(jié)構(gòu)的平面圖。
具體實施例方式
圖1是示出了依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例中的盤驅(qū)動設(shè)備的主要部件、圖2示出了本實施例中的HGA的總體結(jié)構(gòu)、以及圖3和圖4示出了從互不相同的方向所看到的本實施例中的HGA的頂端部分。
在圖1中，附圖標(biāo)記10表示圍繞軸線11旋轉(zhuǎn)的多個磁性硬盤、12表示用于將每個磁頭元件布置在每個磁盤的磁道上的音圈馬達(VCM)的外殼。VCM外殼12主要由能夠圍繞軸線13旋轉(zhuǎn)的滑架14和主致動器15(諸如用于驅(qū)動滑架14以使其擺動的VCM)構(gòu)成。
沿軸線13堆疊的多個驅(qū)動臂16的一端處的基底部分與滑架14相連接，而一個或兩個HGA17被安裝在每個臂16的另一端處的頂部部分上。每個HGA17都具有如此安裝在其頂端部分處的滑動器，即，使得滑動器與每個磁盤10的一個表面(記錄和再現(xiàn)表面)相對。
如圖2到圖4中所示的，通過將用于薄膜磁頭元件21a的精確定位的精確跟蹤致動器22固定于懸架20的頂端部分而裝配HGA。致動器22支撐具有薄膜磁頭元件21a的頭滑動器21的側(cè)表面以使得滑動器21被俘獲在其可移動臂之間的空間中。
圖1中所示的VCM的主致動器或過程致動器15用于旋轉(zhuǎn)地使得所述HGA附于其上的驅(qū)動臂16擺動，從而使得整個組件移動。致動器22有助于HGA的精確定位，所述精確定位不能由主致動器或過程致動器15調(diào)節(jié)。
如圖2到圖4中所示的，懸架20基本由基板23、負載梁24、與基板23和負載梁24兩者相連接的彈性鉸鏈25、固定在負載梁24和鉸鏈25上的彈性彎曲部分26、以及形成在基板23的附著部分23a處的環(huán)形基板27。
彎曲部分26在其一端部分處具有由形成在負載梁24上的凹窩(未示出)下壓的撓性舌狀物26a。通過由例如聚酰亞胺制成的絕緣層26b將致動器22的基底部分22a固定在舌狀物26a上。該舌狀物26a使得彎曲部分26具有彈性以便于通過致動器22可變形地支撐頭滑動器21。本實施例中的彎曲部分26是由具有約25μm厚度的不銹鋼板(例如SUS304TA)制成的。通過點焊在多個點處將彎曲部分26與負載梁24和鉸鏈25固定。
鉸鏈25具有用于在操作中通過致動器22向負載梁24提供用于朝向磁盤表面的方向壓制頭滑動器21的力的彈性。本實施例中的鉸鏈25是由具有約38μm厚度的不銹鋼板制成的。
本實施例中的基板23是由具有約100μm厚度的不銹鋼板制成的，并且支撐鉸鏈25的整個表面。通過在多個點處點焊而執(zhí)行基板23與鉸鏈25的固定。本實施例中的負載梁24也由具有約100μm厚度的不銹鋼板制成的，并且在其后端部分處固定于鉸鏈25。也通過在多個點處點焊而執(zhí)行負載梁24與鉸鏈25的固定。在該負載梁24的頂端處，形成有用于在未準備操作期間將HGA與磁盤表面相分離的升降翼片24a。
本實施例中將附于圖1中所示的驅(qū)動臂16的環(huán)形基板27是由具有約150μm厚度的不銹鋼板制成的。通過焊接將該基板27固定于基板23的附著部分23a。基板27被附于圖1中所示的驅(qū)動臂16。
在彎曲部分26上，形成或布置有包括多個薄膜多層圖案的蹤跡導(dǎo)體的撓性導(dǎo)體元件28。導(dǎo)體元件28是通過與在薄金屬板上形成印刷電路板(諸如柔性印刷電路(FPC))的構(gòu)圖方法相似的已知方法形成的。例如，元件28是通過以下述順序順序地在彎曲部分26上沉積由諸如厚度約為5-15μm的聚酰亞胺的樹脂制成的第一絕緣材料層、厚度約為4μm的形成圖案的銅(Cu)層(蹤跡導(dǎo)體層)、以及由諸如厚度約為3-5μm的聚酰亞胺的樹脂制成的第二絕緣材料層形成的。在形成有用于與致動器、磁頭元件和外部電路相連接的連接焊盤的區(qū)域中，金(Au)層被沉積在Cu層上并且在Au層上沒有第二絕緣材料層。
在該實施例中，導(dǎo)體元件28包括第一導(dǎo)體元件28a和第二導(dǎo)體元件28b，第一導(dǎo)體元件28a的每側(cè)具有連接于磁頭元件的兩個蹤跡導(dǎo)體，從而兩側(cè)共具有四個蹤跡導(dǎo)體，第二導(dǎo)體元件28b的每側(cè)具有連接于致動器22的一個蹤跡導(dǎo)體，從而兩側(cè)共具有兩個蹤跡導(dǎo)體。
第一導(dǎo)體元件28a的蹤跡導(dǎo)體的一端與形成在彎曲部分26的獨立分離并可自由移動部分26c上的頭元件連接焊盤29電連接。連接焊盤29通過Au接合、引線接合或針腳式接合與頭滑動器21的端電極21b被球焊。第一導(dǎo)體元件28a的蹤跡導(dǎo)體的另一端與用于與外部電路相連接的外部電路連接焊盤30電連接。
第二導(dǎo)體元件28b的蹤跡導(dǎo)體的一端與形成在彎曲部分26的舌狀物26a上的絕緣層26b上的致動器連接焊盤31電連接。連接焊盤31分別與致動器22的A信道和B信道信號端子22b和22c相連接。第二導(dǎo)體元件28b的蹤跡導(dǎo)體的另一端與外部電路連接焊盤30電連接。
本發(fā)明所涉及的HGA的結(jié)構(gòu)不局限于前述結(jié)構(gòu)。而且，盡管未示出，但是磁頭驅(qū)動IC芯片可被安裝在懸架20的中間。
圖5示出了圖1的實施例中的致動器22的結(jié)構(gòu)、圖6示出了圖5中所示的致動器的一個可移動臂的放大結(jié)構(gòu)、圖7示出了本實施例中的致動器和頭滑動器的粘附結(jié)構(gòu)、以及圖8示出了本實施例中的致動器和頭滑動器的粘附結(jié)構(gòu)。
如從圖5到圖8中可注意到的，致動器22具有大致U平面形狀并且包括將被固定于懸架的基底50(22a)和從基底50的兩側(cè)端部垂直延伸的一對可移動臂51和52。可移動臂51和52分別由臂元件51a和52a、形成在臂元件51a和52a側(cè)表面上的壓電元件51b和52b以及靠近于其頂端部分處另外形成在臂元件51a和52a內(nèi)側(cè)表面上的凸出部分51c和52c構(gòu)成。
基底50和致動器22的臂元件51a和52a例如由諸如ZrO2的彈性燒結(jié)陶瓷合成一體。由于致動器的主要部分是由彎曲強度較大的諸如ZrO2的彈性燒結(jié)陶瓷制成的，因此與PZT制成的致動器相比較，增加了致動器本身的耐震強度。
在本實施例中，每個臂元件51a和52a的形狀都是平坦的，從其與基底50相連接的根部到其頂部不具有級差，從而具有基本相同的橫截面。
通過在臂元件51a和52a的內(nèi)側(cè)表面上絲網(wǎng)印刷諸如金屬材料或燒結(jié)陶瓷材料等厚膜印刷材料，并且通過以與基底和臂元件相同的燒結(jié)工藝燒結(jié)它們而形成凸出部分51c和52c。本實施例中的每個凸出部分51c和52c在其前端和后端(頂端和后端)都具有漸縮平坦表面(51cf和52cb)。用作凸出部分的金屬材料可例如為鉑(Pt)、鈀(Pd)、鎳化鈀(PdNi)或金(Au)。用作凸出部分的燒結(jié)陶瓷材料可為例如與臂元件相同的ZrO2。
頭滑動器21被俘獲在這些平坦臂元件51a和52a的頂端部分之間，并且使用諸如環(huán)氧粘結(jié)劑的液體粘合劑的粘合劑53和54將滑動器21的側(cè)表面粘附于臂元件51a和52a的內(nèi)側(cè)表面。如圖7和圖8中所示的，粘合劑53和54被裝在凸出部分51c和52c處的臂元件51a和52a上并且位于凸出部分與臂元件51a和52a的頂端之間的區(qū)域內(nèi)。還可使用諸如各向異性導(dǎo)電薄膜(ACF)的粘性膜取代液體粘合劑作為粘合劑53和54。如果粘性膜用于將頭滑動器粘附于臂元件的話，可非常容易地執(zhí)行粘合程序，因此可大大縮短粘合程序所需的時間。
將致動器22的厚度確定為與將被支撐的頭滑動器的厚度相等或比所述頭滑動器的厚度薄的數(shù)值，以使得HGA的總厚度不會由于致動器的安裝而增加。相反地，通過將致動器32加厚到將被支撐的頭滑動器的厚度，可在不增加HGA的總厚度的情況下增加致動器本身的強度。
如圖6中所示的，每個壓電元件51b和52b都具有交替層疊的壓電材料層60、信號電極層61以及接地(公共)電極層62的多層結(jié)構(gòu)。通過在信號電極層61和接地(公共)電極層62上施加電壓，壓電材料層60膨脹和收縮。壓電材料層60是用通過反壓電效應(yīng)或通過電致伸縮效應(yīng)而膨脹和收縮的材料制成的。如圖3和圖4中所示的，信號電極層61與A通道信號端子22b或B通道信號端子22c電連接，而接地(公共)電極層62通過接地端子與接地連接焊盤電連接。
在層60是用諸如PZT(氧化鋯鈦酸鉛)的壓電材料制成的情況下，這些壓電材料層通常被極化以便于提高其偏移性能。極化方向是壓電材料層60的層壓方向。當(dāng)電壓被施加到電極層上并且所產(chǎn)生的電場的方向與極化方向相同的話，電極層之間的壓電材料層沿其層壓方向膨脹(壓電縱向效應(yīng))以及沿其面內(nèi)方向收縮(壓電橫向效應(yīng))。與之相反，當(dāng)所產(chǎn)生的電場的方向與極化方向相反的話，電極層之間的壓電材料層沿其層壓方向收縮(壓電縱向效應(yīng))以及沿其面內(nèi)方向膨脹(壓電橫向效應(yīng))。
如果具有可誘發(fā)收縮或膨脹的極性的電壓被施加于壓電元件51b或52b的話，壓電元件響應(yīng)于所施加的電壓極性收縮或膨脹，從而可移動臂51或52彎曲以遵循S字母的形狀，從而使得臂51或52的頂端部分橫向并線性地位移。因此，與致動器22固定在一起頭滑動器21也橫向和線性地位移。由于滑動器位移，即，隨既非擺動亦非旋轉(zhuǎn)運動的線性移動而變動，因此可期待磁頭元件的更精確的定位。
可誘發(fā)相反移動的電壓可被同時分別施加于壓電元件51b和52b。換句話說，AC電壓可被同時施加于壓電元件51b和52b以使得當(dāng)一個壓電元件收縮時另一個壓電元件膨脹，反之亦然。當(dāng)沒有電壓被施加于壓電元件時可移動臂的振動被定中心。
然而，一個壓電元件被膨脹，因此驅(qū)動電壓的方向與壓電材料層中極化的方向相反。因此，如果所施加的電壓較高或者電壓被連續(xù)地施加的話，可出現(xiàn)壓電材料層中極化的衰減。因此與極化方向相同方向的恒定DC偏壓電壓最好被輔助地施加于AC電壓以便于形成驅(qū)動電壓，從而使得驅(qū)動電壓的方向永遠不會與壓電材料層中的極化的方向相反。當(dāng)只有偏壓電壓被施加于壓電元件時可移動臂的振動被定中心。
在本說明書中，壓電材料是通過其相反的壓電效應(yīng)或電致伸縮效應(yīng)而膨脹或收縮的材料?？墒褂眠m用于致動器的壓電元件的任何壓電材料。然而，為了高剛度，最好使用陶瓷壓電材料，諸如PZT[Pb(Zr、Ti)O3]、PT(PbTiO3)、PLZT[(Pb、La)(Zr、Ti)O3]、或鈦酸鋇(BaTiO3)。
如前面所述的，由于本實施例中的致動器22具有沒有級差的以平坦形狀構(gòu)成可移動臂51和52的臂元件51a和52a以及靠近于其頂端部分另外形成在臂元件51a和52a內(nèi)側(cè)表面上具有漸縮表面的凸出部分51c和52c，因此當(dāng)沖擊力被施加于HGA時應(yīng)力不會集中在臂元件的特定部分上。因此，可顯著提高致動器以及HGA的耐震強度。
事實上，執(zhí)行用于重復(fù)地向日本專利文獻2002074870A中所描述的致動器與頭滑動器的粘附結(jié)構(gòu)以及向圖7和圖8中所示的實施例的致動器與頭滑動器的粘附結(jié)構(gòu)施加0.5秒鐘800G的沖擊力的沖擊試驗。這兩個致動器的臂元件都具有約1.9mm的相同長度、約0.25mm的相同高度以及約0.05mm的相同厚度。日本專利文獻2002074870A中所描述的結(jié)構(gòu)的臂元件本身在其頂端部分處向內(nèi)突出約0.05mm。然而本實施例的結(jié)構(gòu)的每個凸出部分51c和52c都具有約0.012mm的高度、約0.1mm的底部長度以及大約60度的漸縮表面相對于底表面的角度。因此，當(dāng)重復(fù)一次或兩次沖擊力的施加時，日本專利文獻2002074870A中所描述的結(jié)構(gòu)所涉及的致動器會發(fā)生損壞，而僅當(dāng)重復(fù)十四次或十五次沖擊力的施加時，才會發(fā)生本實施例所涉及的致動器的損壞。
另外，依照本實施例，由于每個粘合劑53和54的厚度和粘附區(qū)域是由每個凸出部分51c和52c限定的，因此可均勻地控制封裝在致動器上的粘合劑量。因此，可獲得穩(wěn)定和可靠的粘合力，從而獲得致動器的極穩(wěn)定的沖程特性和極穩(wěn)定的諧振特性。
圖9和圖10示出了相對于粘合劑厚度的致動器的沖程曲線的模擬結(jié)果、以及相對于粘合劑厚度的致動器的諧振頻率曲線的模擬結(jié)果。如從這些圖中可注意到的，致動器的沖程隨粘合劑的厚度的增加而增加并且諧振頻率隨粘合劑的厚度的增加而降低。因此，如果通過凸出部分51c和52c適當(dāng)?shù)乜刂普澈蟿?3和54的厚度的話，可獲得期望的沖程曲線和諧振頻率曲線。
圖11示出了相對于沿可移動臂的軸向方向粘合劑的長度L，致動器的沖程曲線的模擬結(jié)果，而圖12示出了當(dāng)粘合劑的長度L作為參數(shù)改變時的致動器的諧振頻率曲線的模擬結(jié)果。如從這些圖中可注意到的，致動器的沖程隨粘合劑的長度L的增加而減小并且諧振頻率隨粘合劑的長度的增加而增加。因此，如果通過凸出部分51c和52c適當(dāng)?shù)乜刂普澈蟿?3和54的長度，即，粘附區(qū)域的長度的話，可獲得期望的沖程曲線和諧振頻率曲線。
另外，由于本實施例中的致動器22支撐頭滑動器21的側(cè)表面以使得滑動器21被俘獲在可移動臂51和52之間的空間中，因此即使連接有致動器22，頭滑動器周圍的HGA的厚度也不會增加。因此，不需要由于致動器的安裝而在尺寸上改進盤驅(qū)動設(shè)備。而且，由于致動器22和頭滑動器21未被堆疊以形成懸臂結(jié)構(gòu)，因此可大大提高耐震強度。另外，由于頭滑動器21被俘獲在可移動臂51和52之間，實際向滑動器21傳遞位移的可移動臂51和52的頂端部分可總被定位在滑動器21的頂端處。因此，即使頭滑動器21的尺寸改變，也可為滑動器提供恒定的行程，因此可總是獲得精確定位操作下的磁頭的足夠沖程。
圖13示出了本發(fā)明所涉及的另一個實施例中致動器的結(jié)構(gòu)、圖14示出了圖13中所示的致動器的一個可移動臂的放大結(jié)構(gòu)、圖15示出了本實施例中的致動器和頭滑動器的粘附結(jié)構(gòu)以及圖16示出了本實施例中的致動器和頭滑動器的粘附結(jié)構(gòu)。
除致動器的凸出部分中的漸縮表面形狀不同于圖1實施例的致動器的凸出部分中的漸縮表面形狀以外，本實施例中的磁盤設(shè)備和HGA具有與圖1實施例的磁盤設(shè)備和HGA相似的結(jié)構(gòu)、操作和優(yōu)點。因此，在圖13到圖16中，與圖1實施例中相似的元件具有相同的附圖標(biāo)記。
如圖14中清楚示出的，本實施例中的致動器不同于圖1實施例中致動器之處在于每個凸出部分51c′和52c′在其前端和后端(頂端和后端)具有弧形截面的漸縮彎曲表面(51cf′和51cb′)。
圖17示出了本發(fā)明所涉及的另一個實施例中致動器的結(jié)構(gòu)、圖18示出了圖17中所示的致動器的一個可移動臂的放大結(jié)構(gòu)、圖19示出了本實施例中的致動器和頭滑動器的粘附結(jié)構(gòu)、以及圖20示出了本實施例中的致動器和頭滑動器的粘附結(jié)構(gòu)圖。
除致動器的凸出部分的形狀不同于圖1實施例的致動器的凸出部分的形狀以外，本實施例中的磁盤設(shè)備和HGA具有與圖1實施例的磁盤設(shè)備和HGA相似的結(jié)構(gòu)、操作和優(yōu)點。因此，在圖17到圖20中，與圖1實施例中相似的元件具有相同的附圖標(biāo)記。
如圖18中清楚示出的，本實施例中的致動器不同于圖1實施例中致動器之處在于每個凸出部分51c″和52c″在其前端和后端(頂端和后端)都具有具有更小面積并且基本由漸縮平坦表面(51cf″和51cb″)構(gòu)成的頂表面，從而構(gòu)成近似為三棱柱形狀。
本發(fā)明所涉及的致動器的每個凸出部分的漸縮表面的形狀不局限于前述形狀，而是可采用各種形狀。
在前述實施例中，描述了用于薄膜磁頭元件的精確定位致動器和具有所述致動器的HGA。然而，應(yīng)該理解的是，本發(fā)明可適用于用于除薄膜磁頭元件以外的諸如光學(xué)頭元件的頭元件的精確定位致動器以及具有所述致動器的HGA。
在不脫離本發(fā)明的精神和保護范圍的情況下本發(fā)明可包括許多不同的實施例。應(yīng)該理解的是，除所附權(quán)利要求中所限定的以外，本發(fā)明不局限于說明書中所描述的特定實施例。
權(quán)利要求
1.裝有基底和一對可移動臂的精確定位致動器，所述可移動臂能夠響應(yīng)于施加于所述致動器的驅(qū)動信號而位移，所述可移動臂從所述基底處延伸以便于將具有至少一個頭元件的頭滑動器俘獲在所述可移動臂對之間的空間中，以便于精確定位所述至少一個頭元件，所述可移動臂對中的每個都包括由彈性燒結(jié)陶瓷制成并且從其根部到其頂端具有基本相同的橫截面形狀的臂元件、形成在所述臂元件側(cè)表面上的壓電元件以及靠近于其頂端部分另外形成在所述臂元件內(nèi)側(cè)表面上的凸出部分，所述凸出部分具有漸縮表面，所述滑動器的側(cè)表面在所述凸出部分處被附于所述臂元件的內(nèi)側(cè)表面并且位于所述臂元件的凸出部分與頂端之間的區(qū)域內(nèi)。
2.依照權(quán)利要求1中所述的致動器，其特征在于，所述基底是用彈性燒結(jié)陶瓷制成的，并且其中，所述凸出部分是用厚膜印刷材料制成的。
3.依照權(quán)利要求2中所述的致動器，其特征在于，所述彈性燒結(jié)陶瓷為氧化鋯。
4.依照權(quán)利要求2中所述的致動器，其特征在于，所述厚膜印刷材料為金屬材料。
5.依照權(quán)利要求2中所述的致動器，其特征在于，所述厚膜印刷材料為燒結(jié)陶瓷材料。
6.依照權(quán)利要求1中所述的致動器，其特征在于，每個凸出部分的所述漸縮表面分別被布置在所述凸出部分的前端和后端處。
7.依照權(quán)利要求6中所述的致動器，其特征在于，每個凸出部分的所述漸縮表面具有平坦表面。
8.依照權(quán)利要求6中所述的致動器，其特征在于，每個凸出部分的所述漸縮表面具有彎曲表面。
9.依照權(quán)利要求1中所述的致動器，其特征在于，所述致動器具有大致為U平面的形狀。
10.頭萬向架組件，其裝有具有至少一個頭元件的頭滑動器、用以支撐所述頭滑動器以便于精確定位所述至少一個頭元件的精確定位致動器以及與所述精確定位致動器固定的支架，所述精確定位致動器包括固定于所述支架的基底和一對可移動臂，所述可移動臂能夠響應(yīng)于施加于致動器的驅(qū)動信號而位移，所述可移動臂對從基底處延伸以便于將所述頭滑動器俘獲在這對可移動臂之間的空間中，所述可移動臂對中的每個都包括由彈性燒結(jié)陶瓷制成并且從其根部到其頂端具有基本相同的橫截面形狀的臂元件、形成在所述臂元件側(cè)表面上的壓電元件以及靠近于其頂端部分另外形成在所述臂元件內(nèi)側(cè)表面上的凸出部分，所述凸出部分具有漸縮表面，所述頭滑動器的側(cè)表面在凸出部分處被附于所述臂元件的內(nèi)側(cè)表面并且位于凸出部分與所述臂元件的頂端之間的區(qū)域內(nèi)。
11.依照權(quán)利要求10中所述的頭萬向架組件，其特征在于，所述致動器的所述基底是用彈性燒結(jié)陶瓷制成的，并且其中，所述致動器的所述凸出部分是用厚膜印刷材料制成的。
12.依照權(quán)利要求11中所述的頭萬向架組件，其特征在于，所述彈性燒結(jié)陶瓷為氧化鋯。
13.依照權(quán)利要求11中所述的頭萬向架組件，其特征在于，所述厚膜印刷材料為金屬材料。
14.依照權(quán)利要求11中所述的頭萬向架組件，其特征在于，所述厚膜印刷材料為燒結(jié)陶瓷材料。
15.依照權(quán)利要求10中所述的頭萬向架組件，其特征在于，所述致動器的每個凸出部分的所述漸縮表面分別被布置在所述凸出部分的前端和后端處。
16.依照權(quán)利要求15中所述的頭萬向架組件，其特征在于，每個凸出部分的所述漸縮表面具有平坦表面。
17.依照權(quán)利要求15中所述的頭萬向架組件，其特征在于，每個凸出部分的所述漸縮表面具有彎曲表面。
18.依照權(quán)利要求10中所述的頭萬向架組件，其特征在于，所述致動器具有大致為U平面的形狀。
19.依照權(quán)利要求10中所述的頭萬向架組件，其特征在于，通過液體粘合劑將所述頭滑動器的側(cè)表面和所述臂元件的內(nèi)側(cè)表面相互粘合。
20.依照權(quán)利要求10中所述的頭萬向架組件，其特征在于，所述至少一個頭元件為至少一個薄膜磁頭元件。
21.依照權(quán)利要求10中所述的頭萬向架組件，其特征在于，所述至少一個頭元件為至少一個光學(xué)頭元件。
22.具有至少一個頭萬向架組件的盤驅(qū)動設(shè)備，所述頭萬向架組件包括具有至少一個頭元件的頭滑動器、用以支撐所述頭滑動器以便于精確定位所述至少一個頭元件的精確定位致動器以及與所述精確定位致動器固定的支架，所述精確定位致動器包括固定于所述支架的基底和一對可移動臂，所述可移動臂能夠響應(yīng)于施加于致動器的驅(qū)動信號而位移，所述可移動臂對從基底處延伸以便于將所述頭滑動器俘獲在這對可移動臂之間的空間中，所述可移動臂對中的每個都包括由彈性燒結(jié)陶瓷制成并且從其根部到其頂端具有基本相同的橫截面形狀的臂元件、形成在所述臂元件側(cè)表面上的壓電元件以及靠近于其頂端部分另外形成在所述臂元件內(nèi)側(cè)表面上的凸出部分，所述凸出部分具有漸縮表面，所述頭滑動器的側(cè)表面在凸出部分處被附于所述臂元件的內(nèi)側(cè)表面并且位于凸出部分與所述臂元件的頂端之間的區(qū)域內(nèi)。
23.依照權(quán)利要求22中所述的盤驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，所述致動器的所述基底是用彈性燒結(jié)陶瓷制成的，并且其中，所述致動器的所述凸出部分是用厚膜印刷材料制成的。
24.依照權(quán)利要求23中所述的盤驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，所述彈性燒結(jié)陶瓷為氧化鋯。
25.依照權(quán)利要求23中所述的盤驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，所述厚膜印刷材料為金屬材料。
26.依照權(quán)利要求23中所述的盤驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，所述厚膜印刷材料為燒結(jié)陶瓷材料。
27.依照權(quán)利要求22中所述的盤驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，所述致動器的每個凸出部分的所述漸縮表面分別被布置在所述凸出部分的前端和后端處。
28.依照權(quán)利要求27中所述的盤驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，每個凸出部分的所述漸縮表面具有平坦表面。
29.依照權(quán)利要求27中所述的盤驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，每個凸出部分的所述漸縮表面具有彎曲表面。
30.依照權(quán)利要求22中所述的盤驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，所述致動器具有大致為U平面的形狀。
31.依照權(quán)利要求22中所述的盤驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，通過液體粘合劑將所述頭滑動器的側(cè)表面和所述臂元件的內(nèi)側(cè)表面相互粘合。
32.依照權(quán)利要求22中所述的盤驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，通過粘合膜將所述頭滑動器的側(cè)表面和所述臂元件的內(nèi)側(cè)表面相互粘合。
33.依照權(quán)利要求22中所述的盤驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，所述至少一個頭元件為至少一個薄膜磁頭元件。
34.依照權(quán)利要求22中所述的盤驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，所述至少一個頭元件為至少一個光學(xué)頭元件。
全文摘要
一種用于精確定位至少一個頭元件的精確定位致動器裝有基底和一對可移動臂，所述可移動臂能夠響應(yīng)于施加于致動器的驅(qū)動信號位移。這對可移動臂從基底處延伸以便于將具有至少一個頭元件的頭滑動器俘獲在這對可移動臂之間的空間中。這對可移動臂中的每個都包括由彈性燒結(jié)陶瓷制成并且從其根部到其頂端具有基本相同的橫截面形狀的臂元件、形成在所述臂元件側(cè)表面上的壓電元件以及靠近于其頂端部分另外形成在所述臂元件內(nèi)側(cè)表面上的凸出部分。所述凸出部分具有漸縮表面。所述頭滑動器的側(cè)表面在所述凸出部分處被附于所述臂元件的內(nèi)側(cè)表面并且位于凸出部分與所述臂元件的頂端之間的區(qū)域內(nèi)。
文檔編號G11B5/596GK1695180SQ02829841
公開日2005年11月9日 申請日期2002年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月4日
發(fā)明者姚明高, 白石一雅, 笠島多聞 申請人:新科實業(yè)有限公司