專利名稱：：帶有雙層撓性件基部的懸臂的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及硬盤驅(qū)動器。更特定地，本發(fā)明涉及帶有雙層撓性件基部的懸臂設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
：硬盤驅(qū)動器是通用的信息存儲設(shè)備，基本上包括一系列由磁性讀取和寫入元件可訪問的可旋轉(zhuǎn)盤。這些一般地已知為變換器的數(shù)據(jù)傳遞元件典型地由滑塊體承載且嵌入在滑塊體內(nèi)，滑塊體保持為在形成在盤上的離散的數(shù)據(jù)道的上方緊鄰相對位置，以允許執(zhí)行讀取或?qū)懭氩僮鳌檎_地將變換器相對于盤表面定位，形成在滑塊體上的空氣支撐表面(ABS)經(jīng)歷了流體空氣流動，這提供了足夠的升力以將滑塊和變換器"浮"在盤的數(shù)據(jù)道上方。磁盤的高速旋轉(zhuǎn)生成了在大體上平行于盤的切向速度的方向上沿其表面的空氣流動或風(fēng)的流?？諝饬鲃优c滑塊體的ABS協(xié)作，這使得滑塊能浮在回旋的盤上方。實(shí)際上，懸臂的滑塊物理上與盤表面通過此自促動的空氣支撐分離。滑塊的ABS—般地構(gòu)造在面向旋轉(zhuǎn)盤的滑塊表面上，且^L大程度上影響了其在多種條件下浮在盤上方的能力。在ABS設(shè)計(jì)中的一些主要的目標(biāo)是使滑塊及其伴隨的變換器盡可能靠近旋轉(zhuǎn)的盤的表面浮起，且均勻地維持恒定的靠近距離而與變化的浮起情況無關(guān)。空氣支撐的滑塊與回旋的磁盤之間的高度或分開間隙通常限定為浮起高度。一般地，已安裝的變換器或讀/寫元件僅在旋轉(zhuǎn)盤的表面上浮起大約數(shù)個納米。滑塊的浮起高度視作影響已安裝的讀/寫元件的讀取和記錄能力的最關(guān)鍵的參數(shù)之一。例如，降低或具有相對小的浮起高度具有許多優(yōu)點(diǎn)。相對小的浮起高度允許變換器實(shí)現(xiàn)不同的數(shù)據(jù)位位置和從盤表面上的緊靠地限定區(qū)域發(fā)出的磁場之間的更好的分辨率。同樣，低浮起的滑塊已知提供了磁盤的改進(jìn)的高密度記錄或存儲容量，該容量一般由變換器和磁介質(zhì)之間的距離限制。窄的分離間隙的結(jié)果是允許記錄或讀取波長更短的信號。同時(shí)，隨著利用了相對小但功能強(qiáng)大的盤驅(qū)動器的輕量和緊湊的筆記本型計(jì)算機(jī)的日益流行，對于帶有較低的浮起高度的日益減小的滑塊體的需求持續(xù)增長。也可見，恒定浮起高度提供了希望的益處，這可以更容易地通過特定的ABS設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。已知浮起高度的波動不利地影響了伴隨的變換器或讀/寫元件的分辨率和數(shù)據(jù)傳遞能力。當(dāng)浮起高度相對地恒定時(shí)，被記錄或讀取的信號的幅度不很大程度地變化。另外，浮起高度的改變可能導(dǎo)致滑塊組件和旋轉(zhuǎn)的磁盤之間的意外接觸?；瑝K一般地考慮為直接接觸滑塊、偽接觸滑塊或浮起滑塊，這描述了滑塊與旋轉(zhuǎn)盤的意圖中的接觸。與滑塊類型無關(guān)，經(jīng)常希望避免與回旋的磁盤的表面的不必要的接觸，以降低滑塊體和盤上的磨損。記錄介質(zhì)的惡化或磨損導(dǎo)致所記錄的數(shù)據(jù)的損失，而滑塊磨損也可能導(dǎo)致變換器或磁性元件的最終故障。為使得ABS在變化的情況中穩(wěn)定地且可靠地浮起，必須考慮支承ABS的懸臂的許多參數(shù)。例如，懸臂系統(tǒng)將具有垂直剛度(Kz)、擺動俯仰(Kp)、軋輥剛度(Kr)和擺動靜態(tài)姿態(tài)(俯仰/滾動靜態(tài)姿態(tài)，PSA/RSA),它們都將影響ABS的浮起行為。懸臂設(shè)計(jì)的現(xiàn)有技術(shù)集中于最小化例如溫度和濕度的環(huán)境條件對這些參數(shù)的影響。存在實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定浮動高度的改進(jìn)的方法的需求。
發(fā)明內(nèi)容與試圖于最小化不同環(huán)境條件的影響不同，本發(fā)明的一個實(shí)施例提倡設(shè)計(jì)這樣的懸臂系統(tǒng)，即其中由懸臂的一個元件所經(jīng)歷的改變將抵消由不同的元件所經(jīng)歷的改變，因此導(dǎo)致浮起高度無凈改變。在現(xiàn)有技術(shù)中已知的撓性件由單個的材料制成，典型地由不銹鋼制成。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，以兩種不同材料制成的雙層撓性件用于改進(jìn)滑塊浮起高度對溫度的敏感性。帶有不匹配的熱膨脹系數(shù)的成對材料可能導(dǎo)致當(dāng)溫度改變時(shí)撓性件在滑塊和讀/寫元件上施加向上或向下的力。懸臂設(shè)計(jì)可以使用此向上或向下的力來抵消由溫度變化導(dǎo)致的讀/寫元件的任何突出或縮回，因此實(shí)現(xiàn)了在寬范圍的溫度內(nèi)的大體上恒定的浮起高度。圖1是帶有雙層撓性件基部的懸臂設(shè)計(jì)的三維表示，圖2是帶有在旋轉(zhuǎn)盤上方浮動的滑塊的懸臂設(shè)計(jì)的三維表示，圖3a至圖3c是帶有雙層撓性件基部的懸臂設(shè)計(jì)的二維表示，圖4a至圖4b是帶有雙層撓性件基部的懸臂設(shè)計(jì)的替代的二維表示。具體實(shí)施例方式圖1是懸臂的部分的三維表示，懸臂帶有載荷梁110、撓性件120和帶有到撓性件的電終端140的滑塊130?；瑝K130具有嵌入在其后緣150內(nèi)的讀/寫元件。圖2示出了在磁盤204的表面上方浮起的頭滑塊230的替代視圖?；瑝K230在盤240的表面上方在空氣墊上浮置，空氣墊由盤204的旋轉(zhuǎn)生成?；瑝K230通過撓性件220連接到載荷梁210,且滑塊在其后緣處包含讀/寫元件201?；瑝K體230可以由陶瓷材料制成，而讀/寫元件201將典型地由金屬材料制成。金屬材料典型地具有比陶瓷材料更大的熱膨脹系數(shù)，這意味著溫度改變可能導(dǎo)致讀/寫元件201相對于滑塊體230收縮或突出。如在圖2中圖示，撓性件220防止滑塊剛性地接附到載荷梁210。撓性件220典型地由不銹鋼制成，這意味著它們在溫度改變時(shí)也將熱膨脹或收縮。本發(fā)明的實(shí)施例利用了撓性件220,該撓性件在經(jīng)歷熱膨脹或收縮時(shí)將降低或升高滑塊體230,降低或升高的量抵消了讀/寫元件201的收縮或突出的量，因此實(shí)現(xiàn)了大體上恒定的浮起高度。本發(fā)明的實(shí)施例使用了由兩種帶有不同熱膨脹系數(shù)(CTE)的不同材料制成的雙層撓性件基部。下表給出了可以使用在撓性件的層內(nèi)的材料中的一些的樣本以及它們的相關(guān)特性。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>當(dāng)選擇用于撓性件基部的材料時(shí)，除考慮材料的CTE夕卜，必須考慮如下的所有因素，例如材料的楊氏模量(E)、泊松比(u)、密度(p)和俯仰靜態(tài)姿態(tài)(PAS)。例如，當(dāng)選擇材料時(shí)，通常選擇非吸收性的且因此不隨濕度的增加而膨脹的聚合物。圖3a至圖3c是帶有雙層撓性件的懸臂設(shè)計(jì)的二維圖示。繪圖不按比例，且元件的相對位置的改變一皮夸大以更清楚地示出本發(fā)明的方面。由兩個不同材料320a和320b制成的撓性件320在后緣處支承了帶有讀/寫元件310的滑塊302。由回;5走的盤304造成的空氣流動330將滑塊302在盤304上方升起到標(biāo)稱浮起高度306。圖3b示出了讀/寫元件310可能在較高的溫度下經(jīng)歷的作為熱膨脹效應(yīng)308的結(jié)果的改變。溫度增加導(dǎo)致讀/寫元件310的極尖端向盤突出附加的量312。極尖端和盤之間的凈間距314等于標(biāo)稱浮起高度306減去附加量312。圖3c示出了本發(fā)明的實(shí)施。通過使用帶有兩個具有不同CTE的不同材料的雙層撓性件，極尖端的突出可以被雙層撓性件320造成的升力抵消。圖4a至圖4b示出了連接到撓性件420的滑塊402的替代的二維類L圖。與圖3a至圖3c系統(tǒng)相同，繪圖不按比例，且元件的相對位置改變被夸大以更清楚地示出本發(fā)明的方面。撓性件是雙層的，帶有由一種材料制成的第一層420b和由不同的材料制成的第二層420a。第一層420b是鄰近滑塊402的側(cè)。第二層420a的CTE小于第一層420b的CTE。圖4a示出了處于高溫下的撓性件和滑塊。在升高的溫度下，第一層420b將比第二層420a膨脹更多，從而造成了在箭頭430a示出的方向上的轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩將導(dǎo)致升力，升力將滑塊體402相對于盤404升起。圖4b示出了處于低溫下的撓性件420和滑塊402。在降低的溫度下，第一層420b將比第二層420收縮更多，從而造成了在箭頭430b示出的方向上的轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩將導(dǎo)致滑塊402相對于盤404降低?；诘诙牧?20的類型和圖案，撓性件可以設(shè)計(jì)為其中轉(zhuǎn)矩將滑塊402升起近似等于任何由熱膨脹所導(dǎo)致的突出的量，且將滑塊降低近似等于任何由熱收縮導(dǎo)致的縮回的量，因此提供了在變化的溫度下實(shí)質(zhì)上恒定的浮起高度。在此一般方法中的數(shù)個變化是可以的，以實(shí)現(xiàn)PSA以及其他需要優(yōu)化的參數(shù)的希望的熱敏感性。在最簡單的結(jié)構(gòu)中，第二層可以制成為符合第一層，即撓性件基部的一側(cè)完全地由均勻厚度的相同的第二層覆蓋。在更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)中，第二層可以制成為覆蓋撓性件基部的一側(cè)上的選擇的區(qū)域。用于第二層的帶圖案設(shè)計(jì)提供了實(shí)現(xiàn)希望的熱敏感性的附加的方法。另外，兩個層的厚度可以從一個位置到下一個位置變化，從而添加另外水平的控制，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的熱敏感性以及其他參數(shù)。至于可如何生產(chǎn)這樣的基于雙層的撓性件，存在多種可用的方法。法是將第二層沉積在單層板的一側(cè)上。第二層的沉積可以通過鍍覆或多種真空沉積方法完成。在任一方法中，第二層的構(gòu)圖案可以通過選擇性々蟲刻或;;冗積完成。提供了對實(shí)施例的本描述，以使得本領(lǐng)域一般技術(shù)人員能制成和使用本發(fā)明。這些實(shí)施例的多種修改將對于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員顯見，且性的能力。例如，以上所討論的不同的實(shí)施例的特征的一些或全部可以從實(shí)施例中刪除。因此，本發(fā)明不意圖于限制于在此所述的實(shí)施例，而是根據(jù)僅由如下的權(quán)利要求書及其等價(jià)物限定的最廣泛的范圍。權(quán)利要求1.一種盤驅(qū)動器，包括適合于旋轉(zhuǎn)的盤；和撓性件，包括包括帶有第一熱膨脹系數(shù)的第一材料和帶有第二熱膨脹系數(shù)的第二材料的撓性件主體；帶有聯(lián)接到撓性件的讀取和寫入元件的空氣支撐表面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盤驅(qū)動器，其中當(dāng)溫度升高時(shí)，撓性件將讀取和寫入元件從盤升離。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盤驅(qū)動器，其中當(dāng)溫度降低時(shí)，撓性件將讀取和寫入元件向盤降^氐。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盤驅(qū)動器，其中撓性件構(gòu)造為將讀取和寫入元件升起的距離近似等于由溫度升高導(dǎo)致的讀取和寫入元件的突出。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盤驅(qū)動器，其中撓性件構(gòu)造為將讀取和寫入元件降低的距離近似等于由溫度降低導(dǎo)致的讀取和寫入元件的縮回。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盤驅(qū)動器，其中撓性件是雙層的且空氣支撐表面聯(lián)接到第二材料。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的盤驅(qū)動器，其中第一熱膨脹系數(shù)小于第二熱膨脹系數(shù)。8.—種撓性件，包括撓性件主體，撓性件主體包括第一和第二材料，其中第一材料的熱膨脹系數(shù)與第二材料的熱膨脹系數(shù)不同。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的撓性件，其中撓性件主體構(gòu)造為在溫度改變時(shí)彎曲。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的撓性件，其中第二材料在第一材料頂上符合地形成層。11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的撓性件，其中第二材料在第一材料頂上按圖案地形成層。12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的撓性件，其中第一或第二材料從包括SST、金、柏、鈦合金、不脹鋼和鋁的組中選擇。全文摘要本發(fā)明涉及帶有雙層撓性件基部的懸臂。披露了帶有改進(jìn)的溫度敏感性的撓性件。本發(fā)明的實(shí)施例包括雙層撓性件，該雙層撓性件在變化的溫度下將讀/寫元件升高或降低的距離近似等于突出和縮回的距離。文檔編號G11B5/48GK101276590SQ20081008742公開日2008年10月1日申請日期2008年3月27日優(yōu)先權(quán)日2007年3月27日發(fā)明者C·-H·楊,E·查,Y·付申請人:新科實(shí)業(yè)有限公司