專利名稱：微驅(qū)動(dòng)器及其磁頭折片組合和磁盤驅(qū)動(dòng)單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信息記錄磁盤驅(qū)動(dòng)單元，更具體地涉及一種微驅(qū)動(dòng)器，含有該微驅(qū)動(dòng)器的磁頭折片組合(head gimbal assembly，HGA)及磁盤驅(qū)動(dòng)單元。
背景技術(shù)：
一種常見的信息存儲(chǔ)設(shè)備是磁盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其使用磁性媒介來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)及設(shè)置于該磁性媒介上方的可移動(dòng)讀寫頭來選擇性地從磁性媒介上讀取數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)寫在磁性媒介上。
消費(fèi)者總是希望這類磁盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的存儲(chǔ)容量不斷增加，同時(shí)希望其讀寫速度更快更精確。因此磁盤制造商一直致力于開發(fā)具有較高存儲(chǔ)容量的磁盤系統(tǒng)，比如通過減少磁盤上的磁軌寬度或磁軌間距的方式增加磁軌的密度，進(jìn)而間接增加磁盤的存儲(chǔ)容量。然而，隨著磁軌密度的增加，對(duì)讀寫頭的位置控制精度也必須相應(yīng)的提高，以便在高密度磁盤中實(shí)現(xiàn)更快更精確的讀寫操作。隨著磁軌密度的增加，使用傳統(tǒng)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)更快更精確將讀寫頭定位于磁盤上適當(dāng)?shù)拇跑壸兊酶永щy。因此，磁盤制造商一直尋找提高對(duì)讀寫頭位置控制的方式，以便利用不斷增加的磁軌密度所帶來的益處。
磁盤制造商經(jīng)常使用的一種提高讀寫頭在高密度盤上位置控制精度的方法為采用第二個(gè)驅(qū)動(dòng)器，也叫微驅(qū)動(dòng)器。該微驅(qū)動(dòng)器與一個(gè)主驅(qū)動(dòng)器配合共同實(shí)現(xiàn)對(duì)讀寫頭的位置控制精度及速度。包含微驅(qū)動(dòng)器的磁盤系統(tǒng)被稱為雙驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)。
在過去曾經(jīng)開發(fā)出許多用于提高存取速度及讀寫頭在高密度磁盤的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)通常包括一主音圈馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器及一副微驅(qū)動(dòng)器，比如壓電微驅(qū)動(dòng)器(即壓電微驅(qū)動(dòng)器，以下簡(jiǎn)稱為壓電微驅(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)臂上承載讀寫頭以便將讀寫頭定位于存儲(chǔ)盤的磁軌上。壓電微驅(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)讀寫頭在磁軌位置的微調(diào)。音圈馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器對(duì)讀寫頭的位置粗調(diào)，而壓電微驅(qū)動(dòng)器對(duì)讀寫頭相對(duì)于磁盤的位置的精調(diào)。通過兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器的配合，共同實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)盤上高效而精確的讀寫操作。
一種已知的用于實(shí)現(xiàn)對(duì)讀寫頭位置微調(diào)的微驅(qū)動(dòng)器包含有壓電元件。該壓電微驅(qū)動(dòng)器具有相關(guān)的電子裝置，該電子裝置可導(dǎo)致微驅(qū)動(dòng)器上的壓電元件選擇性的收縮或擴(kuò)張。壓電微驅(qū)動(dòng)器具有適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)，使得壓電元件的收縮或擴(kuò)張引起微驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而引起讀寫頭的運(yùn)動(dòng)。相對(duì)于僅僅使用音圈馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器的磁盤系統(tǒng)，該讀寫頭的運(yùn)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)讀寫頭位置更快更精確的調(diào)整。這類范例性的壓電微驅(qū)動(dòng)器揭露于許多專利中，比如名稱為“微驅(qū)動(dòng)器及磁頭折片組合”的日本專利JP 2002-133803，及名稱為“具有實(shí)現(xiàn)位置微調(diào)的驅(qū)動(dòng)器的磁頭折片組合，包含該磁頭折片組合的磁盤系統(tǒng)及該磁頭折片組合的制造方法”的日本專利JP 2002-074871。這類范例性的壓電微驅(qū)動(dòng)器同時(shí)揭露于其它專利中，比如美國(guó)專利第6,671,131及6,700,749。
圖1a-1b所示為傳統(tǒng)的磁盤驅(qū)動(dòng)單元，磁盤101安裝在主軸馬達(dá)102上并由其旋轉(zhuǎn)。音圈馬達(dá)臂104上承載有設(shè)有磁頭103的磁頭折片組合100。一音圈馬達(dá)109控制音圈馬達(dá)臂104的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而控制磁頭103在磁盤101的表面上的磁軌之間的移動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)讀寫頭在磁盤101上數(shù)據(jù)的讀寫。在運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，包含讀寫頭的磁頭103與旋轉(zhuǎn)的磁盤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的懸臂施加的彈力互相平衡，進(jìn)而導(dǎo)致在馬達(dá)臂104的整個(gè)徑向行程中，旋轉(zhuǎn)的磁盤101的表面上方形成并維持預(yù)定的飛行高度。
圖2a展示了圖1a-1b所示傳統(tǒng)磁盤驅(qū)動(dòng)單元的磁頭折片組合100，其包括微驅(qū)動(dòng)器105、設(shè)置在該微驅(qū)動(dòng)器105內(nèi)的磁頭103及承載微驅(qū)動(dòng)器105與磁頭103的懸臂件113。所述懸臂件113由基板114、樞接件115、負(fù)載桿116及撓性件117互相組裝而成。然而，由于音圈馬達(dá)及磁頭懸臂組合的固有誤差，磁頭103無法實(shí)現(xiàn)快速而精確的位置控制，相反地，而是影響讀寫頭精確讀寫磁盤上數(shù)據(jù)的性能。為此，增加上述壓電微驅(qū)動(dòng)器105，以便提高磁頭及讀寫頭的位置控制精度。更具體地講，與音圈馬達(dá)比較，該壓電微驅(qū)動(dòng)器105以更小的幅度來調(diào)整磁頭103的位移，以便補(bǔ)償音圈馬達(dá)和(或)磁頭懸臂組合的共振誤差。該壓電微驅(qū)動(dòng)器使得應(yīng)用更小的磁軌間距成為可能，并且可以將磁盤系統(tǒng)的磁軌密度(TPI，每英寸所含磁軌數(shù)量)提高50％，同時(shí)可以減少磁頭的尋道時(shí)間(seeking time)及定位時(shí)間(settling time)。因此，壓電微驅(qū)動(dòng)器可以大幅度提高存儲(chǔ)盤的表面記錄密度。
參考圖2a-2c，傳統(tǒng)的壓電微驅(qū)動(dòng)器105包括具有兩個(gè)陶瓷邊臂107的U形陶瓷框架，一對(duì)壓電元件130分別安裝到所述陶瓷邊臂107的側(cè)壁上。所述磁頭103借助適當(dāng)方式，比如兩個(gè)環(huán)氧樹脂點(diǎn)(圖未示)而局部地固定到所述兩個(gè)陶瓷邊臂107之間，并通過所述邊臂107的運(yùn)動(dòng)而使磁頭103產(chǎn)生位移。所述壓電微驅(qū)動(dòng)器105物理地連接到懸臂件113的懸臂舌片122上(參考圖2c)。三個(gè)電連接球124(金球焊接或錫球焊接，gold ball bonding or solder ball bonding，GBB or SBB)將該壓電微驅(qū)動(dòng)器105固定在位于陶瓷邊臂107兩側(cè)的內(nèi)懸臂導(dǎo)線119上。另外，四個(gè)金屬球125(金球焊接或錫球焊接)將磁頭103安裝到外懸臂導(dǎo)線118。
參考圖2c，所述懸臂件113的負(fù)載桿116上具有與懸臂舌片122配合的凸點(diǎn)121。在懸臂舌片122與微驅(qū)動(dòng)器105之間形成一個(gè)平行間隙，使得當(dāng)電壓輸入到所述微驅(qū)動(dòng)器105的壓電元件時(shí)，微驅(qū)動(dòng)器105能夠自由地移動(dòng)。
然而，在上述傳統(tǒng)的微驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，由于壓電元件130安裝在U形框架的兩邊臂107的寬度方向表面上，而邊臂107寬度方向一側(cè)貼近懸臂舌片122，另一側(cè)貼近磁盤101，所以壓電元件130在寬度方向上無法向兩側(cè)延伸，通常與支撐它的邊臂107的寬度相同或稍窄，這樣就使得壓電元件的變形能力受到限制，繼而影響到微驅(qū)動(dòng)器105對(duì)磁頭103的位置調(diào)整能力。
另一方面，在上述傳統(tǒng)的微驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，磁頭及壓電元件均安裝到U形框架側(cè)面。在裝配過程中，由于受到安裝空間的限制，這種側(cè)面安裝方式難以保證磁頭及/或壓電元件的位置裝配精度，且安裝過程復(fù)雜。
另外，傳統(tǒng)微驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中由于磁頭103受到微驅(qū)動(dòng)器105的U形框架的限制且一端被固定，因而無法實(shí)現(xiàn)大的磁頭位置調(diào)整。
因此有必要提供一種改進(jìn)的微驅(qū)動(dòng)器以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種具有大寬度壓電元件的微驅(qū)動(dòng)器，使得壓電元件可以獲得較大幅度的變形，從而提高微驅(qū)動(dòng)器對(duì)磁頭的位置控制能力。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種微驅(qū)動(dòng)器，其可以簡(jiǎn)化微驅(qū)動(dòng)器的制造及裝配流程，降低成本。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種用于磁頭折片組合的微驅(qū)動(dòng)器，包括至少一個(gè)壓電元件；支撐所述壓電元件的連接臂；設(shè)于所述連接臂一端的微驅(qū)動(dòng)器安裝部；及與所述連接臂的另一端或壓電元件連接的磁頭安裝部。所述壓電元件的寬度大于所述連接臂的寬度，所述壓電元件可被激發(fā)而導(dǎo)致所述連接臂的選擇性運(yùn)動(dòng)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述連接臂的數(shù)量為兩個(gè)，且兩個(gè)連接臂互相平行且垂直于磁頭安裝部及微驅(qū)動(dòng)器安裝部。所述壓電元件上還開設(shè)有用于增加磁頭擺動(dòng)值的槽口。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述微驅(qū)動(dòng)器安裝部包括與所述連接臂連接的固持部及與該固持部連接的間隔部。所述磁頭安裝部用于磁頭安裝的面與所述壓電元件之間有一個(gè)高度差。所述磁頭安裝部還包括一個(gè)應(yīng)力消除部。
作為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，所述微驅(qū)動(dòng)器還包括至少一個(gè)壓片，所述壓電元件夾設(shè)于所述連接臂與壓片之間。所述磁頭安裝部上還設(shè)有用于增強(qiáng)微驅(qū)動(dòng)器強(qiáng)度的加強(qiáng)筋。所述壓電元件為薄膜壓電元件、陶瓷壓電元件或鈮鎂酸鉛-鈦酸鉛(PMN-PT)壓電元件。
所述壓電元件為單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。所述微驅(qū)動(dòng)器安裝部與所述連接臂為一體式結(jié)構(gòu)或藉由物理連接方式相連接。
本發(fā)明一種用于磁盤驅(qū)動(dòng)單元的磁頭折片組合，包括微驅(qū)動(dòng)器、磁頭及支撐所述微驅(qū)動(dòng)器與磁頭的懸臂件。該微驅(qū)動(dòng)器包括至少一個(gè)壓電元件；支撐所述壓電元件的連接臂；設(shè)于所述連接臂的一端的微驅(qū)動(dòng)器安裝部；及與所述連接臂的另一端或壓電元件連接的磁頭安裝部。所述壓電元件的寬度大于所述連接臂的寬度，所述壓電元件可被激發(fā)而導(dǎo)致所述連接臂的選擇性運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明一種磁盤驅(qū)動(dòng)單元，包括由微驅(qū)動(dòng)器、磁頭及支撐微驅(qū)動(dòng)器與磁頭的懸臂件組成的磁頭折片組合；與所述磁頭折片組合連接的驅(qū)動(dòng)臂；磁盤；及用于驅(qū)動(dòng)所述磁盤的主軸馬達(dá)。其中，該微驅(qū)動(dòng)器包括至少一個(gè)壓電元件；支撐所述壓電元件的連接臂；設(shè)于所述連接臂的一端的微驅(qū)動(dòng)器安裝部；及與所述連接臂的另一端或壓電元件連接的磁頭安裝部。所述壓電元件的寬度大于所述連接臂的寬度，所述壓電元件可被激發(fā)而導(dǎo)致所述連接臂的選擇性運(yùn)動(dòng)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本發(fā)明的微驅(qū)動(dòng)器具有大寬度的壓電元件，因而使得壓電元件在不增加層數(shù)或厚度的情況下可以獲得更大幅度的變形，進(jìn)而增大了磁頭位置調(diào)整范圍；此外，由于本發(fā)明微驅(qū)動(dòng)器的各組成部件之間為上下裝配關(guān)系而非側(cè)面裝配關(guān)系，因此簡(jiǎn)化了裝配流程，降低了組裝成本。此外，所述微驅(qū)動(dòng)器對(duì)磁頭的限制較小，且磁頭的端部未被固定，因而微驅(qū)動(dòng)器對(duì)磁頭的位置調(diào)整范圍可以更大。
通過以下的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發(fā)明的實(shí)施例。


圖1a為傳統(tǒng)磁盤驅(qū)動(dòng)單元的立體圖。
圖1b為圖1a所示傳統(tǒng)磁盤驅(qū)動(dòng)單元的局部立體圖。
圖2a為傳統(tǒng)磁頭折片組合的立體圖。
圖2b為圖2a所示磁頭折片組合局部放大的立體圖。
圖2c為圖2b所示磁頭折片組合的局部側(cè)視圖。
圖3a為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例所述磁頭折片組合的局部立體圖。
圖3b為圖3a所示磁頭折片組合的立體分解圖。
圖3c為圖3a所示磁頭折片組合的局部側(cè)視圖。
圖3d為圖3a所示磁頭折片組合的懸臂件的局部立體圖。
圖3e為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例所述懸臂件的局部立體圖。
圖4a為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例所述微驅(qū)動(dòng)器從頂部觀察的立體圖。
圖4b為圖4a所示微驅(qū)動(dòng)器從底部觀察的立體圖。
圖4c為圖4a所示微驅(qū)動(dòng)器的立體分解圖。
圖4d為圖4a所示微驅(qū)動(dòng)器更加詳細(xì)的立體分解圖。
圖4e為圖4a所示微驅(qū)動(dòng)器的壓電元件與連接臂組裝在一起的立體圖。
圖4f為圖4e所示結(jié)構(gòu)從另一個(gè)角度觀察的立體圖。
圖5a為圖4a所示微驅(qū)動(dòng)器的壓電元件的立體圖。
圖5b為圖4a所示微驅(qū)動(dòng)器的壓電元件從另一角度觀察的立體圖。
圖5c為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例所述壓電元件的立體圖。
圖6a為圖4a所示微驅(qū)動(dòng)器安裝磁頭后的立體狀態(tài)圖。
圖6b為圖6a所示結(jié)構(gòu)從底部觀察的立體圖。
圖6c為圖6a所示微驅(qū)動(dòng)器與磁頭的立體分解圖。
圖6d為圖6a所示微驅(qū)動(dòng)器與磁頭從底部觀察的立體分解圖。
圖6e為圖6a所示微驅(qū)動(dòng)器與磁頭從頂部觀察的立體分解圖。
圖7a及圖7b分別展示了圖4a所示兩個(gè)壓電元件的兩種不同的工作方式，所述兩種不同的工作方式可使磁頭向左或向右運(yùn)動(dòng)。
圖8a為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例所述微驅(qū)動(dòng)器的立體圖。
圖8b為圖8a所示微驅(qū)動(dòng)器安裝磁頭后的立體狀態(tài)圖。
圖9a為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例所述微驅(qū)動(dòng)器的立體圖。
圖9b為圖9a所示微驅(qū)動(dòng)器安裝磁頭后的立體狀態(tài)圖。
圖10a為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例所述微驅(qū)動(dòng)器的立體圖。
圖10b為圖10a所示微驅(qū)動(dòng)器的框架的立體圖。
圖10c為圖10a所示微驅(qū)動(dòng)器安裝磁頭后的立體狀態(tài)圖。
圖10d為圖10a所示微驅(qū)動(dòng)器安裝磁頭后的立體狀態(tài)圖。
圖11a為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例所述微驅(qū)動(dòng)器的立體圖。
圖11b為圖11a所示微驅(qū)動(dòng)器的框架的立體圖。
圖11c為圖11a所示微驅(qū)動(dòng)器安裝磁頭后的立體狀態(tài)圖。
圖12a為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例所述微驅(qū)動(dòng)器的立體圖。
圖12b為圖12a所示微驅(qū)動(dòng)器安裝磁頭后的立體狀態(tài)圖。
圖13a為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例所述微驅(qū)動(dòng)器的立體圖。
圖13b為圖13a所示微驅(qū)動(dòng)器安裝磁頭后的立體狀態(tài)圖。
圖14a為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例所述微驅(qū)動(dòng)器的立體圖。
圖14b為圖14a所示微驅(qū)動(dòng)器安裝磁頭后的立體狀態(tài)圖。
圖15a為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例所述微驅(qū)動(dòng)器的立體圖。
圖15b為圖15a所示微驅(qū)動(dòng)器安裝磁頭后的立體狀態(tài)圖。
圖15c為圖15a所示微驅(qū)動(dòng)器的框架的立體圖。
圖16a為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例所述框架的立體圖。
圖16b為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例所述框架的立體圖。
圖16c為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例所述框架的立體圖。
圖16d為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例所述框架的立體圖。
圖17為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例所述磁盤驅(qū)動(dòng)單元的立體圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在描述本發(fā)明微驅(qū)動(dòng)器的幾個(gè)實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)注意所述微驅(qū)動(dòng)器可應(yīng)用于任何具有微驅(qū)動(dòng)器的磁盤驅(qū)動(dòng)設(shè)備中，而不局限于附圖中所示的特定結(jié)構(gòu)。即本發(fā)明適用于任何領(lǐng)域內(nèi)任何適當(dāng)?shù)暮形Ⅱ?qū)動(dòng)器的設(shè)備。
圖3a-7b展示了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例所述的微驅(qū)動(dòng)器，其中，圖3a-3c展示了將該微驅(qū)動(dòng)器安裝到一個(gè)磁頭折片組合后的狀態(tài)，圖3d展示了圖3a所示磁頭折片組合的懸臂件的局部立體圖。如圖所示，該磁頭折片組合200包括壓電微驅(qū)動(dòng)器205、安裝在該壓電微驅(qū)動(dòng)器205上的磁頭203及用于支撐所述壓電微驅(qū)動(dòng)器205及磁頭203的懸臂件213。
所述懸臂件213具有互相組裝在一起的負(fù)載桿216及撓性件217。所述撓性件217的一端形成懸臂舌片231及懸浮板215。所述懸臂舌片231上承載微驅(qū)動(dòng)器205。所述懸臂舌片231上具有多個(gè)，比如四個(gè)用于與所述微驅(qū)動(dòng)器205的電連接觸點(diǎn)235電性連接的電連接觸點(diǎn)236。所述懸浮板215上形成多個(gè)，比如四個(gè)用于與磁頭203的電連接觸點(diǎn)(圖未示)電性連接的電連接觸點(diǎn)234(參考圖3d)。所述撓性件217還包括設(shè)置于其兩側(cè)的一對(duì)內(nèi)懸臂導(dǎo)線219及一對(duì)外懸臂導(dǎo)線218。所述內(nèi)懸臂導(dǎo)線219的一端與一個(gè)外部控制系統(tǒng)(圖未示)電性連接，另一端與所述電連接觸點(diǎn)236連接；所述外懸臂導(dǎo)線218的一端與上述外部控制系統(tǒng)連接，另一端與所述懸浮板215上的電連接觸點(diǎn)234電性連接。所述外部控制系統(tǒng)借助所述內(nèi)外懸臂導(dǎo)線而實(shí)現(xiàn)對(duì)磁頭203及微驅(qū)動(dòng)器205的控制，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀寫控制。另外，所述負(fù)載桿216上形成與所述懸臂舌片231配合的凸點(diǎn)221。
上述微驅(qū)動(dòng)器205的電連接觸點(diǎn)235與所述懸臂舌片231的電連接觸點(diǎn)236之間，所述磁頭203的電連接觸點(diǎn)與所述懸浮板215的電連接觸點(diǎn)234之間通過多個(gè)電連接球(金球焊接或錫球焊接，gold ball bonding or solder ball bonding，GBB or SBB)而互相電性地連接在一起。所述懸臂導(dǎo)線218、219可為柔性印刷電路(flexible printed circuit，F(xiàn)PC)且可具有適當(dāng)數(shù)量的導(dǎo)線。參考圖4a-6e，所述微驅(qū)動(dòng)器205包括框架244及安裝在該框架244上的一對(duì)壓電元件239。所述框架244包括微驅(qū)動(dòng)器安裝部270(參考圖4c)、磁頭安裝部272及將所述微驅(qū)動(dòng)器安裝部270與磁頭安裝部272連接起來的一對(duì)連接臂238。在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，所述微驅(qū)動(dòng)器安裝部270和所述連接臂238可以為一體式結(jié)構(gòu)，即藉由一體成型方式形成。
所述微驅(qū)動(dòng)器安裝部270具有一個(gè)底面，用于將所述微驅(qū)動(dòng)器安裝到所述磁頭折片組合，所述壓電元件安裝到連接臂上與所述微驅(qū)動(dòng)器安裝部的底面平行的表面上。所述微驅(qū)動(dòng)器安裝部270具有一個(gè)底面290(參考圖4b)，用于將所述微驅(qū)動(dòng)器205安裝到所述磁頭折片組合200。所述壓電元件239安裝到連接臂238上與所述微驅(qū)動(dòng)器安裝部270的底面290垂直的表面上(未標(biāo)號(hào))。并且壓電元件239的寬度大于所述連接臂238的寬度。所述壓電元件239可以為單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)，也可以為薄膜壓電元件、陶瓷壓電元件或鈮鎂酸鉛、鈦酸鉛(PMN-PT)壓電元件。
在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，如圖4a-4b所示，所述兩個(gè)連接臂238互相平行，所述壓電元件239的數(shù)量為兩個(gè)，并分別安裝在所述兩個(gè)連接臂238上。這種平行設(shè)置可以使得安裝在連接臂238上的兩個(gè)壓電元件239獲得更加協(xié)調(diào)一致的變形方向。最優(yōu)地，所述兩個(gè)連接臂238不但互相平行，而且均垂直于所述磁頭安裝部272及微驅(qū)動(dòng)器安裝部270，從而獲得更大幅度的寬度方向變形。
相對(duì)于傳統(tǒng)的U形微驅(qū)動(dòng)器，由于本發(fā)明的壓電元件安裝在位于框架中央的連接臂上，因此，壓電元件可以在其寬度方向上向兩邊延伸，即本發(fā)明的壓電元件可以具有更寬的寬度，比如可以具有與懸臂舌片(如圖3d-3e所示)相同的寬度，從而使壓電元件獲得較大幅度的變形，最終提高了磁頭的位置控制精度。
參考圖4a-4b，在該實(shí)施例中，所述磁頭安裝部272用于磁頭安裝的面與所述壓電元件239之間有一個(gè)高度差，在壓電元件239被激發(fā)時(shí)，該增加的高度差亦可使得磁頭產(chǎn)生位移，加上原來連接臂238對(duì)磁頭產(chǎn)生的位移，從而使得微驅(qū)動(dòng)器205對(duì)磁頭203進(jìn)行位置調(diào)整的范圍更大。
另外，在該實(shí)施例中，所述磁頭安裝部272包括與所述連接臂238連接的底板240、頂板242及連接所述底板240與頂板242的連接板241。所述頂板242上安裝磁頭203(參考圖6a-6b)，且所述頂板242的位置高于所述壓電元件239，從而使得壓電元件239工作時(shí)，不會(huì)對(duì)安裝于所述頂板242上的磁頭203產(chǎn)生干涉。所述底板240的底部安裝有應(yīng)力消除塊233，當(dāng)磁頭203上的電連接觸點(diǎn)通過電連接球而與所述懸浮板215上的相應(yīng)電連接觸點(diǎn)234連接在一起時(shí)，磁頭203的電連接區(qū)域會(huì)產(chǎn)生一定的應(yīng)力，該應(yīng)力導(dǎo)致磁頭上設(shè)置讀寫元件的一端產(chǎn)生應(yīng)力形變，從而一定程度上降低了磁頭的數(shù)據(jù)讀寫性能，通過在懸浮板與底板之間設(shè)置應(yīng)力消除塊，可以在一定程度上削弱或抵消該應(yīng)力，從而減小或避免了應(yīng)力對(duì)磁頭產(chǎn)生的不良影響。
在該實(shí)施例中，所述微驅(qū)動(dòng)器安裝部270包括與所述連接臂238連接的固持部237及與該固持部237連接的間隔部232。所述間隔部232用于將所述微驅(qū)動(dòng)器205固定到磁頭折片組合的懸臂舌片上(參考圖3a)，并且使壓電元件239與懸臂舌片之間形成一定的間隙。該間隙的存在確保所述微驅(qū)動(dòng)器205工作時(shí)，所述壓電元件239不會(huì)與懸臂舌片之間產(chǎn)生干涉。另外，在該實(shí)施例中，所述壓電元件239上靠近所述微驅(qū)動(dòng)器安裝部270形成多個(gè)，比如四個(gè)電連接觸點(diǎn)235。借助這些電連接觸點(diǎn)，外部控制電壓可以驅(qū)動(dòng)所述壓電元件239。所述壓電元件239上還開設(shè)槽口243，用于增加磁頭的擺動(dòng)值(stroke value)。當(dāng)然，所述壓電元件239上也可以不開設(shè)槽口，比如圖5c所示的壓電元件239’。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，如圖3e所示，應(yīng)力消除塊233’及間隔部232也可以直接形成于所述懸臂舌片231上，從而既簡(jiǎn)化了微驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)，同時(shí)又可以獲得類似的應(yīng)力消除效果及在壓電元件與懸臂舌片之間形成間隙的效果。
圖7a-7b分別展示了所述微驅(qū)動(dòng)器205的兩種工作狀態(tài)，圖中，標(biāo)號(hào)246表示安裝于磁頭203尾邊(未標(biāo)號(hào))的讀寫元件，距離h表示磁頭203的讀寫元件246的最大偏轉(zhuǎn)距離(即磁頭的最大偏轉(zhuǎn)行程)，該距離h越大，說明磁頭的位移控制能力越好，即磁頭的數(shù)據(jù)讀寫精度越高。如圖7a所示，當(dāng)具有適當(dāng)極性及大小的電壓(圖未示)通過所述電連接觸點(diǎn)235而施加到所述壓電元件239時(shí)，左側(cè)的壓電元件239收縮，同時(shí)右側(cè)的壓電元件239膨脹，從而導(dǎo)致與壓電元件239連接的連接臂238整體相左彎曲，從而使得與連接臂238連接的磁頭203及其讀寫元件246向左運(yùn)動(dòng)；圖7b展示了所述磁頭203向右運(yùn)動(dòng)的情況，此時(shí)左側(cè)的壓電元件膨脹，而右側(cè)的壓電元件收縮。
一方面，相對(duì)于傳統(tǒng)的U形微驅(qū)動(dòng)器，由于本發(fā)明的壓電元件安裝在位于框架中央的連接臂上，并且壓電元件的寬度大于所述連接臂的寬度，因此，壓電元件可以在其寬度方向上向兩邊延伸，即本發(fā)明的壓電元件可以具有更大的寬度，從而使壓電元件獲得較大幅度的變形，最終提高了磁頭的位置控制精度。
另一方面，由于本發(fā)明通過增加壓電元件的寬度，而不是依靠增加壓電元件的厚度來獲得較大幅度變形，因此微驅(qū)動(dòng)器重量可以保持很小。而較小的重量有助于維持良好的擺動(dòng)模式頻率、共振性能及抗振性能。
另外，如圖4a-6e，本發(fā)明的微驅(qū)動(dòng)器205的組成部件之間，即磁頭安裝部272、連接臂238及微驅(qū)動(dòng)器安裝部270之間具有相同的裝配方向。具體地，這些部件之間為上下裝配關(guān)系，因此簡(jiǎn)化了裝配流程，降低了組裝成本。
圖8a為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例所述微驅(qū)動(dòng)器305的立體圖；圖8b為圖8a所示微驅(qū)動(dòng)器305安裝磁頭203后的立體狀態(tài)圖。該微驅(qū)動(dòng)器305與上述微驅(qū)動(dòng)器205類似，區(qū)別僅在于在該實(shí)施例中，所述壓電元件239安裝于所述連接臂238的底部。這種壓電元件安裝方式同樣可以獲得與上述微驅(qū)動(dòng)器205類似的效果。
圖9a為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例所述微驅(qū)動(dòng)器405的立體圖；圖9b為圖9a所示微驅(qū)動(dòng)器405安裝磁頭203后的立體狀態(tài)圖。該微驅(qū)動(dòng)器405與上述微驅(qū)動(dòng)器205類似，區(qū)別僅在于所述微驅(qū)動(dòng)器405還包括與所述連接臂438配合的壓片438b。具體地，所述壓電元件239夾設(shè)于所述連接臂438與壓片438b之間，從而使壓電元件239的上下表面之間更加對(duì)稱，這樣，當(dāng)微驅(qū)動(dòng)器405工作時(shí)，所述壓電元件239在其厚度方向的變形減弱，進(jìn)而使得安裝于微驅(qū)動(dòng)器405上的磁頭203可以更加平穩(wěn)地在磁盤的磁軌之間移動(dòng)，進(jìn)而提高磁頭的數(shù)據(jù)讀寫性能。
圖10a為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例所述微驅(qū)動(dòng)器505的立體圖；圖10b為圖10a所示微驅(qū)動(dòng)器的框架544的立體圖；圖10c為圖10a所示微驅(qū)動(dòng)器與磁頭203的一種安裝方式；圖10d為圖10a所示微驅(qū)動(dòng)器與磁頭203的另一種安裝方式。該微驅(qū)動(dòng)器505與微驅(qū)動(dòng)器205類似，區(qū)別點(diǎn)為所述微驅(qū)動(dòng)器505不具有應(yīng)力消除塊。當(dāng)磁頭的電連接區(qū)域的應(yīng)力很小時(shí)，可以不必考慮安裝應(yīng)力消除塊；另外，如圖10c-10d所示，磁頭203可以安裝在頂板242上，磁頭203的其余部分則位于所述微驅(qū)動(dòng)器505之外；也可以安裝在頂板242上，磁頭203的其余部分位于所述微驅(qū)動(dòng)器505之內(nèi)。
圖11a為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例所述微驅(qū)動(dòng)器605的立體圖；圖11b為圖11a所示微驅(qū)動(dòng)器的框架644的立體圖；圖11c為圖11a所示微驅(qū)動(dòng)器安裝磁頭203后的立體狀態(tài)圖。該微驅(qū)動(dòng)器605與微驅(qū)動(dòng)器205類似，區(qū)別點(diǎn)在于磁頭安裝部的結(jié)構(gòu)不同。該實(shí)施例中，一個(gè)磁頭安裝部900包括頂板242及連接板241，而不具有底板240。另外，磁頭安裝部900還設(shè)有用于增強(qiáng)微驅(qū)動(dòng)器605的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的復(fù)數(shù)加強(qiáng)筋638。在本發(fā)明中，所述加強(qiáng)筋638也可僅有一個(gè)。
圖12a為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例所述微驅(qū)動(dòng)器705的立體圖；圖12b為圖12a所示微驅(qū)動(dòng)器安裝磁頭203后的立體狀態(tài)圖。在該實(shí)施例中，所述壓電元件739為多層結(jié)構(gòu)，并且安裝在所述連接臂738的側(cè)面。這種側(cè)面安裝方式允許壓電元件具有足夠的厚度，從而增強(qiáng)其變形幅度。與所述微驅(qū)動(dòng)器605類似，該微驅(qū)動(dòng)器705僅僅具有頂板242及連接板241，而不具有底板240。
圖13a為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例所述微驅(qū)動(dòng)器805的立體圖；圖13b為圖13a所示微驅(qū)動(dòng)器安裝磁頭203后的立體狀態(tài)圖。該微驅(qū)動(dòng)器805與上述微驅(qū)動(dòng)器705的區(qū)別僅在于所述微驅(qū)動(dòng)器805不僅具有頂板242及連接板241，而且還具有底板240。
圖14a為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例所述微驅(qū)動(dòng)器905的立體圖；圖14b為圖14a所示微驅(qū)動(dòng)器安裝磁頭203后的立體狀態(tài)圖。與上述微驅(qū)動(dòng)器205比較，該微驅(qū)動(dòng)器905的磁頭安裝部為設(shè)置于所述壓電元件239上的間隔塊948，該間隔塊948使得磁頭203與壓電元件239之間形成適當(dāng)間隙，從而在所述微驅(qū)動(dòng)器905工作時(shí)，可以避免兩者互相干涉。
圖15a為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例所述微驅(qū)動(dòng)器1005的立體圖；圖15b為圖15a所示微驅(qū)動(dòng)器安裝磁頭203后的立體狀態(tài)圖；圖15c為圖15a所示微驅(qū)動(dòng)器的框架1044的立體圖。與上述微驅(qū)動(dòng)器905比較，該微驅(qū)動(dòng)器1005的磁頭安裝部為與所述連接臂238連接的平板240。
圖16a-16d展示了本發(fā)明微驅(qū)動(dòng)器的框架的一系列實(shí)施例。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖16a所示，所述框架350包括磁頭安裝部370、微驅(qū)動(dòng)器安裝部352及連接兩者的一對(duì)連接臂354。所述磁頭安裝部370包括頂板351、底板356及連接所述頂板351與底板356的連接板358。
圖16b展示了另一個(gè)框架450，該框架450包括磁頭安裝部470、與其連接的一對(duì)連接臂354及微驅(qū)動(dòng)器安裝部552；在該實(shí)施例中，所述微驅(qū)動(dòng)器安裝部552和連接臂354藉由物理方式，例如通過粘結(jié)劑或焊接方式進(jìn)行連接。
圖16c展示了另一個(gè)框架550，與上述框架350比較，該框架550的磁頭安裝部570僅僅包括頂板551及與該頂板551連接的連接板558。另外，微驅(qū)動(dòng)器安裝部552包括固持部555及與該固持部555連接的間隔部553；圖16d展示了另一個(gè)框架650，該框架650包括磁頭安裝部670、一對(duì)連接臂654以及微驅(qū)動(dòng)器安裝部552。其中，所述磁頭安裝部670包括頂板651及與該頂板651連接的連接板658，所述微驅(qū)動(dòng)器安裝部552和連接臂654藉由物理方式，例如通過粘結(jié)劑或焊接方式進(jìn)行連接。
圖3a-3c展示了含有本發(fā)明微驅(qū)動(dòng)器的磁頭折片組合200。在這里，所述微驅(qū)動(dòng)器可以為上述微驅(qū)動(dòng)器205、305、405、505、605、705、805、905或1005。如圖所示，該磁頭折片組合200包括微驅(qū)動(dòng)器、磁頭及承載上述微驅(qū)動(dòng)器及磁頭的懸臂件。
本發(fā)明同時(shí)提供一種含有本發(fā)明微驅(qū)動(dòng)器的磁盤驅(qū)動(dòng)單元。如圖17所示，該磁盤驅(qū)動(dòng)單元包括由微驅(qū)動(dòng)器205、磁頭203及支撐微驅(qū)動(dòng)器205與磁頭203的懸臂件213組成的磁頭折片組合200；與所述磁頭折片組合200連接的驅(qū)動(dòng)臂204；磁盤201；及用于驅(qū)動(dòng)所述磁盤201的主軸馬達(dá)202。
以上結(jié)合最佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不局限于以上揭示的實(shí)施例，而應(yīng)當(dāng)涵蓋各種根據(jù)本發(fā)明的本質(zhì)進(jìn)行的修改、等效組合。
權(quán)利要求
1.一種用于磁頭折片組合的微驅(qū)動(dòng)器，包括至少一個(gè)壓電元件；支撐所述壓電元件的連接臂；設(shè)于所述連接臂的一端的微驅(qū)動(dòng)器安裝部；及與所述連接臂的另一端或壓電元件連接的磁頭安裝部，其中所述壓電元件的寬度大于所述連接臂的寬度，所述壓電元件可被激發(fā)而導(dǎo)致所述連接臂的選擇性運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微驅(qū)動(dòng)器，其特征在于所述連接臂的數(shù)量為兩個(gè)，且兩個(gè)連接臂互相平行且垂直于磁頭安裝部及微驅(qū)動(dòng)器安裝部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微驅(qū)動(dòng)器，其特征在于所述壓電元件上還開設(shè)有用于增加磁頭擺動(dòng)值的槽口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微驅(qū)動(dòng)器，其特征在于所述微驅(qū)動(dòng)器安裝部包括與所述連接臂連接的固持部及與該固持部連接的間隔部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微驅(qū)動(dòng)器，其特征在于所述磁頭安裝部用于磁頭安裝的面與所述壓電元件之間有一個(gè)高度差。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微驅(qū)動(dòng)器，其特征在于所述磁頭安裝部還包括一個(gè)應(yīng)力消除部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微驅(qū)動(dòng)器，其特征在于所述微驅(qū)動(dòng)器還包括至少一個(gè)壓片，所述壓電元件夾設(shè)于所述連接臂與壓片之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微驅(qū)動(dòng)器，其特征在于所述磁頭安裝部上還設(shè)有用于增強(qiáng)微驅(qū)動(dòng)器強(qiáng)度的加強(qiáng)筋。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微驅(qū)動(dòng)器，其特征在于所述壓電元件為薄膜壓電元件、陶瓷壓電元件或鈮鎂酸鉛-鈦酸鉛(PMN-PT)壓電元件。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微驅(qū)動(dòng)器，其特征在于所述壓電元件為單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微驅(qū)動(dòng)器，其特征在于所述微驅(qū)動(dòng)器安裝部與所述連接臂為一體式結(jié)構(gòu)或藉由物理連接方式相連接。
12.一種用于磁盤驅(qū)動(dòng)單元的磁頭折片組合，包括微驅(qū)動(dòng)器；磁頭；及支撐所述微驅(qū)動(dòng)器與磁頭的懸臂件，其中該微驅(qū)動(dòng)器包括至少一個(gè)壓電元件；支撐所述壓電元件的連接臂；設(shè)于所述連接臂的一端的微驅(qū)動(dòng)器安裝部；及與所述連接臂的另一端或壓電元件連接的磁頭安裝部，其中所述壓電元件的寬度大于所述連接臂的寬度，所述壓電元件可被激發(fā)而導(dǎo)致所述連接臂的選擇性運(yùn)動(dòng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的磁頭折片組合，其特征在于所述連接臂的數(shù)量為兩個(gè)，且兩個(gè)連接臂互相平行且垂直于磁頭安裝部及微驅(qū)動(dòng)器安裝部。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的磁頭折片組合，其特征在于所述壓電元件上還開設(shè)有用于增加磁頭擺動(dòng)值的槽口。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的磁頭折片組合，其特征在于所述微驅(qū)動(dòng)器安裝部包括與所述連接臂連接的固持部及與該固持部連接的間隔部。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的磁頭折片組合，其特征在于所述磁頭安裝部用于磁頭安裝的面與所述壓電元件之間有一個(gè)高度差。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的磁頭折片組合，其特征在于所述磁頭安裝部還包括一個(gè)應(yīng)力消除部。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的磁頭折片組合，其特征在于所述微驅(qū)動(dòng)器還包括至少一個(gè)壓片，所述壓電元件夾設(shè)于所述連接臂與壓片之間。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的磁頭折片組合，其特征在于所述磁頭安裝部上還設(shè)有用于增強(qiáng)微驅(qū)動(dòng)器強(qiáng)度的加強(qiáng)筋。
20.一種磁盤驅(qū)動(dòng)單元，包括由微驅(qū)動(dòng)器、磁頭及支撐微驅(qū)動(dòng)器與磁頭的懸臂件組成的磁頭折片組合；與所述磁頭折片組合連接的驅(qū)動(dòng)臂；磁盤；及用于驅(qū)動(dòng)所述磁盤的主軸馬達(dá)，其中該微驅(qū)動(dòng)器包括至少一個(gè)壓電元件；支撐所述壓電元件的連接臂；設(shè)于所述連接臂的一端的微驅(qū)動(dòng)器安裝部；及與所述連接臂的另一端或壓電元件連接的磁頭安裝部，其中所述壓電元件的寬度大于所述連接臂的寬度，所述壓電元件可被激發(fā)而導(dǎo)致所述連接臂的選擇性運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于磁頭折片組合的微驅(qū)動(dòng)器，包括至少一個(gè)壓電元件；支撐所述壓電元件的連接臂；設(shè)于所述連接臂的一端的微驅(qū)動(dòng)器安裝部；及與所述連接臂的另一端或壓電元件連接的磁頭安裝部。其中，所述壓電元件的寬度大于所述連接臂的寬度，所述壓電元件可被激發(fā)而導(dǎo)致所述連接臂的選擇性運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明同時(shí)提供含有該微驅(qū)動(dòng)器的磁頭折片組合及磁盤驅(qū)動(dòng)單元。
文檔編號(hào)G11B5/58GK101083084SQ20061009151
公開日2007年12月5日 申請(qǐng)日期2006年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月30日
發(fā)明者李漢輝 申請(qǐng)人:新科實(shí)業(yè)有限公司