專利名稱：頭平衡架組件和盤驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及頭平衡架組件和盤驅(qū)動器，尤其涉及具有壓電元件的頭平衡架組件中
的線路布置。
背景技術(shù)：
使用各種記錄盤例如光盤、磁光盤和軟磁盤的盤驅(qū)動器裝置在本領(lǐng)域已為人所 知。特別地，硬盤驅(qū)動器(HDD)已廣泛用作計算機(jī)的存儲裝置且已成為當(dāng)前的計算機(jī)系統(tǒng) 不可或缺的存儲器件。此外，HDD由于其突出的特性而已廣泛應(yīng)用于計算機(jī)之外的移動圖 像記錄/再現(xiàn)裝置、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)和便攜式電話等。 HDD中使用的磁盤具有多個同心數(shù)據(jù)道和伺服道。每個數(shù)據(jù)道包括多個數(shù)據(jù)扇區(qū)， 數(shù)據(jù)扇區(qū)含有記錄于其上的用戶數(shù)據(jù)。每個伺服道具有地址信息。伺服道包括沿圓周方向 離散地布置的多個伺服數(shù)據(jù)，一個或多個數(shù)據(jù)扇區(qū)記錄在伺服數(shù)據(jù)之間。頭元件部件根據(jù) 伺服數(shù)據(jù)中的地址信息訪問所需數(shù)據(jù)扇區(qū)從而寫數(shù)據(jù)到所述數(shù)據(jù)扇區(qū)且從其取出數(shù)據(jù)。
頭元件部件形成在滑塊上；滑塊結(jié)合到致動器的懸架(suspension)上。致動器和 頭滑塊的組件稱為頭堆疊組件(HSA)，懸架和頭滑塊的組件稱為頭平衡架組件(HGA)?；瑝K 的面對磁盤的飛行表面與旋轉(zhuǎn)磁盤之間的空氣粘滯性導(dǎo)致的壓力平衡懸架施加的朝向磁 盤的壓力，從而頭滑塊飛行于磁盤之上。致動器在樞軸上樞轉(zhuǎn)從而將頭滑塊移動到目標(biāo)道 并將其定位到該道上。 隨著磁盤中每英寸道數(shù)(TPI)的增加，要求提高頭滑塊的定位精度。然而，利用音 圈馬達(dá)(VCM)驅(qū)動致動器時存在定位精度限制。因此，已經(jīng)提出了兩級(two-stage)致動 器技術(shù)，該技術(shù)將小型致動器(微致動器)安裝在致動器的末梢以實(shí)現(xiàn)精細(xì)定位(例如，參 見下面所列的專利文獻(xiàn)1)。 專利文獻(xiàn)1 :日本未審專利申請?zhí)亻_公報No. 2008-152908。

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，微致動器通過其細(xì)微移動而實(shí)現(xiàn)頭滑塊的精細(xì)定位。然而，即使微致動 器安裝在懸架上而不改變常規(guī)懸架的結(jié)構(gòu)，也不能很大地改善頭滑塊的定位精度。這是由 于微致動器引起的懸架特性的變差。 變差的一個原因是由微致動器引起的質(zhì)量和體積增加導(dǎo)致懸架紊亂振動特性 (turbulence vibration characteristic)變差。另一原因是微致動器的驅(qū)動(振動)激 發(fā)了多種懸架振動模式。此外，微致動器引起的質(zhì)量增加導(dǎo)致懸架的抗沖擊特性或者加載 /卸載能力降低。 用于改善這些特性的優(yōu)選微致動器具有利用固定在平衡架舌部內(nèi)的壓電元件 轉(zhuǎn)動頭滑塊的機(jī)構(gòu)。在包括這樣的微致動器的HGA中，平衡架舌部在其拖尾側(cè)具有臺部 (stage)，頭滑塊結(jié)合到所述臺部。兩個壓電元件在所述頭滑塊的前導(dǎo)側(cè)固定在所述平衡架 舌部內(nèi)。
兩個壓電元件沿致動器的旋轉(zhuǎn)方向布置成線(line)，并沿懸架的前后方向(頭滑 塊的飛行方向)伸縮。左和右壓電元件進(jìn)行彼此相反的伸縮運(yùn)動以轉(zhuǎn)動所述臺部，使結(jié)合 到該臺部的頭滑塊一起轉(zhuǎn)動。頭滑塊的轉(zhuǎn)動提供了頭元件部件(薄膜頭)沿磁盤徑向的輕 微運(yùn)動。 設(shè)置在平衡架舌部內(nèi)的兩個壓電元件能抑制上述懸架特性的變差。然而，本發(fā)明 人通過研究發(fā)現(xiàn)，平衡架舌部內(nèi)的壓電元件的運(yùn)動受到形成在懸架上的線纜(trace)的顯 著影響。線纜包括用于傳輸用于頭滑塊的信號的多條引線和用于保護(hù)引線的樹脂層。在 通過左和右壓電元件的伸縮轉(zhuǎn)動頭滑塊時，線纜的剛度(stiffness)干擾了壓電元件的運(yùn) 動，因而減少了相對于壓電元件伸縮量的頭滑塊轉(zhuǎn)動量。 因此，期望用于HGA的結(jié)構(gòu)能夠減小線纜的剛度對安裝在平衡架舌部上的兩個壓 電元件的伸縮的不利影響以及由此導(dǎo)致的對頭滑塊的轉(zhuǎn)動的不利影響。 根據(jù)本發(fā)明一方面的頭平衡架組件包括具有舌部的平衡架；形成所述舌部的一 部分的臺部；結(jié)合到所述臺部的頭滑塊；設(shè)置在所述舌部內(nèi)在所述臺部后側(cè)的第一壓電元 件，具有前連接焊盤和后連接焊盤，并沿前后方向伸縮；設(shè)置在所述舌部內(nèi)在所述臺部后側(cè) 的第二壓電元件，具有前連接焊盤和后連接焊盤，并沿前后方向伸縮；以及形成在所述平衡 架上的線纜。所述線纜包括多條引線，所述多條引線用于連接將要與所述頭滑塊的多個連 接焊盤互連的多個連接焊盤和前置放大器IC的連接焊盤，所述多條引線延伸通過所述第 一壓電元件的所述前連接焊盤和所述第二壓電元件的所述前連接焊盤之間。該布置抑制了 線纜對壓電元件的伸縮運(yùn)動引起的頭滑塊旋轉(zhuǎn)的負(fù)面影響。 優(yōu)選地所述多條引線在所述頭滑塊之下延伸。優(yōu)選地所述多條引線繞所述臺部與 所述頭滑塊的粘合區(qū)域延伸。此外，更優(yōu)選地所述多條引線在所述頭滑塊之下沿著所述粘 合區(qū)域的后端朝向所述舌部的沿前后方向延伸的中心線延伸。這些布置進(jìn)一步抑制了線纜 對頭滑塊轉(zhuǎn)動的不利影響。 優(yōu)選地，所述多條引線在所述頭滑塊之下且在所述臺部的旋轉(zhuǎn)中心附近延伸。該 布置進(jìn)一步抑制了線纜對頭滑塊轉(zhuǎn)動的不利影響。所述多條引線在所述第一壓電元件和所 述第二壓電元件之間分成兩組；每組向外轉(zhuǎn)向；一組在所述第一壓電元件的所述后連接焊 盤的外側(cè)延伸，另一組在所述第二壓電元件的所述后連接焊盤的外側(cè)延伸；然后每組朝向 將要與所述前置放大器IC連接的連接焊盤延伸。該布置抑制了線纜對頭滑塊轉(zhuǎn)動的不利 影響。 優(yōu)選地所述平衡架包括主體和從所述主體向前延伸以支承所述舌部的兩側(cè)的兩
個臂，且優(yōu)選地所述多條引線在從將與所述頭滑塊的所述連接焊盤互連的所述連接焊盤到
所述主體的區(qū)段中在所述兩個臂之間延伸。由此，所述線纜導(dǎo)致的振動可被抑制。 所述平衡架包括主體和從所述主體向前延伸以支承所述舌部的兩側(cè)的兩個臂。所
述舌部包括設(shè)置在所述臺部的后面的支承部件，所述支承部件用于支承所述臺部并連接到
所述臂。所述線纜連接所述支承部件的后部和所述主體。該結(jié)構(gòu)能抑制平衡架的過度變
形。該平衡架還包括限制器，用于連接所述臺部和所述兩個臂的每個，由與所述線纜的絕緣
層相同的材料制成。該結(jié)構(gòu)能抑制平衡架的過度變形且同時抑制質(zhì)量的增加。還提供負(fù)載
梁，用于支承所述平衡架，平衡架到所述負(fù)載梁的固定點(diǎn)設(shè)置在所述舌部的前面和后面。該
結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了對平衡架的過度變形的有效抑制。3/9頁 根據(jù)本發(fā)明另一方面的盤驅(qū)動器包括外殼；主軸馬達(dá)，固定在所述外殼中，用于 旋轉(zhuǎn)盤；以及致動器，包括用于在通過所述主軸馬達(dá)旋轉(zhuǎn)的盤之上支承頭滑塊的懸架，所述 致動器通過音圈馬達(dá)樞轉(zhuǎn)。所述懸架包括具有舌部的平衡架；形成所述舌部的一部分的 臺部，頭滑塊結(jié)合到所述臺部；設(shè)置在所述舌部內(nèi)在所述臺部的后側(cè)的第一壓電元件，具有 前連接焊盤和后連接焊盤，并沿前后方向伸縮；設(shè)置在所述舌部內(nèi)在所述臺部的后側(cè)的第 二壓電元件，具有前連接焊盤和后連接焊盤，并沿前后方向伸縮；以及形成在所述平衡架上 的線纜。所述線纜包括多條引線，所述多條引線用于連接與所述頭滑塊的多個連接焊盤互 連的多個連接焊盤和前置放大器IC的連接焊盤。所述多條引線延伸通過所述第一壓電元 件的所述前連接焊盤和所述第二壓電元件的所述前連接焊盤之間。該結(jié)構(gòu)能夠改善頭滑塊 的定位精度。 在具有固定在平衡架舌部內(nèi)的壓電元件的頭平衡架組件中，本發(fā)明能夠抑制線纜 對頭滑塊的轉(zhuǎn)動的不利影響，所述頭滑塊的轉(zhuǎn)動由壓電元件的伸縮運(yùn)動引起。


圖1是示例平面圖，示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的去除了其外殼的蓋的HDD ;
圖2(a)-(b)是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的HGA結(jié)構(gòu)的示例透視圖及其部分放大 圖； 圖3(a)-(b)是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的HGA中的頭滑塊、壓電元件及其附近區(qū) 域的示例平面圖； 圖4是示例剖視圖，示意性示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的HGA的堆疊結(jié)構(gòu)；
圖5(a)-(b)是示例側(cè)視圖和剖視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的HGA的一部 分； 圖6是示例平面圖，示出了根據(jù)本發(fā)明 一實(shí)施例的HGA中的頭滑塊、壓電元件及其 附近區(qū)域。
具體實(shí)施例方式
下面將描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。為了清楚地說明，下面的描述和附圖可含有適 當(dāng)?shù)氖÷院秃喕?。整個附圖中，相似的元件由相似的附圖標(biāo)記表示，并且為了說明的清楚而 省略了其不必要的重復(fù)描述。在本發(fā)明的實(shí)施例中，將硬盤驅(qū)動器(HDD)作為盤驅(qū)動器裝 置的示例進(jìn)行了描述。 根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的HDD包括兩級致動器，該兩級致動器包括使用音圈馬達(dá)的 定位機(jī)構(gòu)和懸架上的使用壓電元件的定位機(jī)構(gòu)(微致動器)。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的微致 動器包括固定在平衡架舌部(gimbal tongue)內(nèi)的兩個壓電元件。所述兩個壓電元件沿致 動器的轉(zhuǎn)動方向(左右方向)并排布置，并沿懸架的前后方向(頭滑塊的飛行方向)伸縮。
平衡架舌部具有在其拖尾側(cè)的臺部，頭滑塊結(jié)合到該臺部。左和右壓電元件進(jìn)行 彼此相反的伸縮運(yùn)動從而使該臺部轉(zhuǎn)動，由此固定于其上的頭滑塊一起轉(zhuǎn)動。頭滑塊的轉(zhuǎn) 動實(shí)現(xiàn)頭元件部件(薄膜頭)沿磁盤徑向方向的微小移動。 本發(fā)明一實(shí)施例中的HGA的特征在于，傳輸用于頭滑塊的信號的引線從與頭滑塊 連接的連接焊盤穿過兩個壓電元件的頭滑塊側(cè)的連接焊盤之間延伸。該布置可以減少抵抗
6壓電元件伸縮的線纜剛度引起的應(yīng)力，從而抑制壓電元件擺動(stroke)的減小，此外，允 許壓電元件平滑伸縮以轉(zhuǎn)動頭滑塊。由此，滑塊的驅(qū)動位移可以增加，從而實(shí)現(xiàn)高精度的頭 定位。 在說明根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的頭平衡架組件(HGA)之前，將參照圖1概述HDD的 整個結(jié)構(gòu)。用于HDD 1的機(jī)械構(gòu)件容置在基體102中；基體102中的構(gòu)件的操作被固定在基 體外部的電路板上的控制電路(未示出)控制。HDD l包括作為存儲數(shù)據(jù)的盤的磁盤101、 用于存取(讀或?qū)?磁盤101的頭滑塊105。頭滑塊105包括用于向磁盤101寫用戶數(shù)據(jù) 和/或從其讀用戶數(shù)據(jù)的頭元件部件和其上設(shè)置有該頭元件部件的滑塊。
致動器106支承頭滑塊105。致動器106在樞軸107上樞轉(zhuǎn)從而移動頭滑塊105 到旋轉(zhuǎn)的磁盤101之上以存取磁盤101。作為驅(qū)動機(jī)構(gòu)的音圈馬達(dá)(VCM) 109驅(qū)動致動器 106。致動器106包括下列構(gòu)件懸架110、臂111、線圈支承件112和VCM線圈113，所述構(gòu) 件以所列順序從致動器16的設(shè)置有頭滑塊105的末梢處開始沿縱向連接。
固定到基體102的主軸馬達(dá)(SPM) 103以預(yù)定的角速度旋轉(zhuǎn)磁盤101。滑塊的面對 磁盤101的飛行表面與旋轉(zhuǎn)磁盤101之間的空氣粘滯性導(dǎo)致的壓力平衡懸架110施加的沿 朝向磁盤方向的壓力，從而頭滑塊105飛行于磁盤101之上。在圖1中，磁盤逆時針旋轉(zhuǎn)。 用于頭滑塊105和微致動器的壓電元件的信號通過前置放大器IC 181放大，前置放大器IC 181設(shè)置在用于致動器106的樞軸附近。前置放大器IC 181實(shí)施在電路板182上。
當(dāng)頭滑塊105不存取時，致動器106在坡臺(ramp) 104上備用，坡臺104設(shè)置在磁 盤101之外。致動器106從磁盤101之上朝向坡臺104的移動操作稱為卸載，其從坡臺朝 向磁盤之上的移動操作稱為加載。本發(fā)明可用于采用坡臺加載和卸載方案的HDD，但也可應(yīng) 用于其中當(dāng)不存取時致動器106移動到盤的內(nèi)區(qū)域的HDD。 圖2 (a)是透視圖，示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的HGA 200的從盤觀察時的結(jié)構(gòu)，圖 2(b)是圖2(a)中圓B包圍的部分的放大圖。如圖2(a)所示，HGA 200包括懸架110和頭 滑塊105。懸架110包括線纜201、平衡架202、負(fù)載梁203和安裝板204。
平衡架202固定到作為基礎(chǔ)的負(fù)載梁203，此外，線纜201形成在平衡架202上。 頭滑塊105結(jié)合到平衡架202的結(jié)合有線纜201的表面。如圖2(b)所示，HGA 200包括構(gòu) 成微致動器的一部分的壓電元件205a和205b。壓電元件205a和205b結(jié)合到懸架110的 結(jié)合有頭滑塊105的表面的背側(cè)。 負(fù)載梁203由例如不銹鋼(SUS)制成為精密板簧(leaf spring)。負(fù)載梁203的 剛度高于平衡架202。負(fù)載梁203的彈簧屬性產(chǎn)生對頭滑塊105的負(fù)載。安裝板204和平 衡架202例如由不銹鋼制成。頭滑塊105結(jié)合到平衡架202。平衡架202被彈性支承，保持 頭滑塊105，并自由傾斜，以有助于頭滑塊105的位置控制。 如圖2(b)所示，在本發(fā)明一實(shí)施例的HGA 200中，平衡架202在頭滑塊105前面的 點(diǎn)221和后面的點(diǎn)222a和222b接合到負(fù)載梁203。該接合通常通過激光點(diǎn)焊制成。以此 方式，平衡架202在相對于頭滑塊105的前面和后面的點(diǎn)處與負(fù)載梁203接合，為HGA 200 提供更好的加載/卸載特性(脫離特性(peel property))。 在具有多條引線的線纜201的一端的多個端子與壓電元件205a和205b以及頭滑 塊105連接；另一端的多個端子并入復(fù)式連接器211中，復(fù)式連接器211又與固定到致動器 106的電路板182連接。在該示例結(jié)構(gòu)中，復(fù)式連接器211具有八個連接焊盤(co皿ectionpad)，其用于讀信號、寫信號、用于間隙調(diào)整目的的加熱器元件的信號、以及用于兩個壓電 元件205a和205b的信號。連接焊盤的數(shù)量根據(jù)頭滑塊105的結(jié)構(gòu)和壓電元件205a和205b 的控制方法而改變。 如圖1所示，在電路板182上實(shí)現(xiàn)用于頭滑塊的元件(讀元件和寫元件)和用于 壓電元件205a和205b的信號的放大器電路181。線纜201傳輸用于控制(驅(qū)動)壓電元 件205a和205b的信號以及讀信號和寫信號。在本實(shí)施例中，連接致動器106的末端(懸 架110)和樞軸107的方向稱為前后方向，平行于磁盤101的主平面(記錄表面)且垂直于 該前后方向的方向(致動器106的轉(zhuǎn)動方向)稱為左右方向。 圖3(a)和3(b)是平面圖，示出了HGA 200中的頭滑塊105、壓電元件205a和205b 及其附近的結(jié)構(gòu)。在圖3(a)和3(b)中，省略了負(fù)載梁203。圖3 (a)是從磁盤側(cè)(頭滑塊 側(cè))觀察時HGA 200的圖，圖3(b)是從另一側(cè)觀察時HGA 200的圖。在圖3(a)中，頭滑塊 105由虛線表示并畫為透明的。 如參照圖2 (a)和2 (b)所述，線纜201與頭滑塊105設(shè)置在平衡架202同一側(cè)。在 圖3(a)中，線纜201和頭滑塊105示為在平衡架202上面；在圖3(b)中，平衡架202示為 在線纜201上面。如圖3(b)所示，壓電元件205a和205b設(shè)置在頭滑塊105的相反側(cè)在線 纜201上。 平衡架202包括在中間的平衡架舌部223、以及分別在左側(cè)和右側(cè)離開平衡架 舌部223沿前后方向延伸的側(cè)臂224a和224b。平衡架舌部223利用左和右連接器接片 (tab) 225a和225b分別連接到側(cè)臂224a和224b 。 平衡架舌部223包括臺部131和支承部件132，支承部件132在臺部131的后側(cè) (前導(dǎo)側(cè))連接到臺部131并支承臺部131。支承部件132具有沿前后方向延伸的兩個開 口 133a和133b。開口 133a和133b沿左右方向設(shè)置，壓電元件205a和205b分別設(shè)置在開 口 133a和133b內(nèi)。壓電元件205a和205b沿前后方向進(jìn)行彼此相反的膨脹和收縮，從而 轉(zhuǎn)動臺部131和臺部131上的頭滑塊105。 支承部件132包括開口 133a和133b之間的中間部件134、壓電元件205a和側(cè)臂 224a之間的側(cè)部部件135a、以及壓電元件205b和側(cè)臂224b之間的側(cè)部部件135b。中間部 件134、側(cè)部部件135a和135b在后端部件(基部)136處接合。側(cè)部部件135a通過連接接 片225a連接到側(cè)臂224a，側(cè)部部件135b通過連接接片225b連接到側(cè)臂224b。中間部件 134的前端(拖尾端)連接到臺部131的后端(前導(dǎo)端)。 在臺部131上設(shè)置并固定頭滑塊105。優(yōu)選地，頭滑塊105通過施加到臺部131的 粘合劑結(jié)合到臺部131。在圖3(a)中，頭滑塊105通過粘合劑結(jié)合到粘合區(qū)域133。由此， 可以實(shí)現(xiàn)頭滑塊105堅固地結(jié)合到平衡架舌部223。為了增加HGA 200的脫離剛度(peel stiffness)，臺部131通過聚酰亞胺限制器226a和226b連接到側(cè)臂224a和224b。聚酰亞 胺限制器226a和226b可以與線纜201的聚酰亞胺層同時形成。 側(cè)臂224a和224b連接到臺部131的前部。支承板227連接到側(cè)臂224a和224b 的前端，支承板227與負(fù)載梁203接合。剛度高于平衡架202的負(fù)載梁203支承側(cè)臂224a 和224b。另外，側(cè)臂224a和224b通過聚酰亞胺限制器226a和226b支承其上的臺部131 和頭滑塊105。 以此方式，聚酰亞胺限制器226a和226b在頭滑塊105前面支承平衡架舌部223，
8從而可以防止平衡架舌部223(平衡架202)沿俯仰(pitch)方向的過度變形。該限制器結(jié) 構(gòu)使得不必在平衡架內(nèi)提供限制器(由不銹鋼制成的限制器)，這由于質(zhì)量減小而實(shí)現(xiàn)了 減小紊亂振動(turbulence vibration)。此外，由于限制器與壓電元件205a和205b隔著 頭滑塊(臺部131)設(shè)置，所以在受到?jīng)_擊時，可以減小對壓電元件205a和205b施加的撓 曲負(fù)荷。 如圖3(b)所示，壓電元件205a和205b在與具有頭滑塊105的一側(cè)相反的一側(cè)連 接到線纜201。圖4是示意性示出本發(fā)明一實(shí)施例中的HGA 200的堆疊結(jié)構(gòu)的圖。在平衡 架202的不銹鋼層上，疊置形成線纜201的聚酰亞胺底層212、上面的導(dǎo)電層213、上面的聚 酰亞胺第一上層214、以及上面的聚酰亞胺第二上層215。通過蝕刻具有上述疊置結(jié)構(gòu)的上 述襯底中的每層，懸架110的制造形成所需形狀。 導(dǎo)電層213通常是銅層且構(gòu)成傳輸用于頭滑塊105以及壓電元件205a和205b的 信號的引線。聚酰亞胺底層212是導(dǎo)電層213和平衡架202的不銹鋼層之間的絕緣層，聚 酰亞胺第一上層214是用于導(dǎo)電層213的保護(hù)層。聚酰亞胺第二上層215是形成用于支承 頭滑塊105的柱(stud)的層，下面將對其進(jìn)行描述。 在圖4中，頭滑塊105通過粘合劑151結(jié)合到不銹鋼層202的頂部。具體地，頭滑 塊105利用粘合劑結(jié)合到通過去除聚酰亞胺第二上層215、聚酰亞胺第一上層214、導(dǎo)電層 213以及聚酰亞胺底層212而暴露的不銹鋼層202。暴露的不銹鋼層202對應(yīng)于圖3(a)中 的臺部131。在不銹鋼層202上，形成與柱216具有相同結(jié)構(gòu)的三個或更多個柱。頭滑塊 105設(shè)置在柱上從而限定其高度方向上的位置。通常，在臺部131上的兩個點(diǎn)和臺部131外 的一個點(diǎn)設(shè)置柱。 壓電元件205a和205b在與具有頭滑塊105的一側(cè)相反的一側(cè)連接到線纜201。 圖4示出壓電元件205a的焊盤251a和主體252a。壓電元件205a固定到從不銹鋼層202 暴露的線纜201。具體地，連接焊盤251a通過焊料接合(solder joining)電且物理地與從 不銹鋼層202和聚酰亞胺底層212暴露的導(dǎo)電層213連接。 如圖3(a)和3(b)所示，壓電元件205a和205b每個具有前連接焊盤和后連接焊 盤。所述連接焊盤與從聚酰亞胺底層212暴露的導(dǎo)電層213的連接焊盤351a、351b、352a、 352b焊料接合。為了不干擾壓電元件205a和205b的伸縮，壓電元件205a和205b優(yōu)選不 結(jié)合到聚酰亞胺底層212，而是分開。 如圖3(a)和3(b)所示，臺部131通過線纜201連接到壓電元件205a和205b并 通過壓電元件205a和205b的伸縮在旋轉(zhuǎn)中心311上轉(zhuǎn)動。壓電元件205a和205b進(jìn)行彼 此相反的伸縮，這增加了臺部131的旋轉(zhuǎn)量。 在優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，負(fù)載梁203上的突點(diǎn)(dimple)與平衡架202的接觸點(diǎn)是臺部131 的旋轉(zhuǎn)中心311。圖5(b)是沿圖5(a)的B-B線截取的剖視圖。B_B剖面線是懸架110的 沿縱向延伸的中心線。 如圖5(b)所示，負(fù)載梁203具有朝向平衡架202突出的突點(diǎn)231。突點(diǎn)231具有 曲面且曲面的頂點(diǎn)與平衡架202接觸。如上所述，突點(diǎn)231的接觸點(diǎn)和臺部131的旋轉(zhuǎn)中 心相同，旋轉(zhuǎn)中心位于圖3所示的支承部件132中的中間部件134的臺部側(cè)的末端處。位 于旋轉(zhuǎn)中心的突點(diǎn)允許臺部131以及其上的頭滑塊105平滑轉(zhuǎn)動。 圖6是與圖3(a)相同的圖，除了附圖標(biāo)記以外。如圖6所示，頭滑塊105包括沿
9左右方向布置在前端面(拖尾端面)上的多個連接焊盤，所述連接焊盤與形成在臺部131 上的線纜201上的連接焊盤相連。通常，它們通過焊接互連。在該結(jié)構(gòu)示例中，設(shè)置了六個 連接焊盤且它們對應(yīng)于讀信號、寫信號和用于加熱器元件的信號(電功率)。
線纜201具有六條引線217a至217f，它們在平面中分開設(shè)置并分別與上述六個連 接焊盤連接。引線217a至217f在前置放大器IC和頭滑塊105之間在頭滑塊205的相應(yīng) 連接焊盤處傳輸信號。在圖6中，在臺部131上，頭滑塊105的引線217a至217f從連接焊 盤向前延伸，然后，右半部分引線217a至217c向右布設(shè)，剩余的左半部分引線217d至217f 向左布設(shè)。 引線217a至217c向后延伸穿過臺部131的右邊緣132a (見圖3 (b))和用于頭滑 塊105的粘合區(qū)域133之間，向內(nèi)轉(zhuǎn)，然后到達(dá)頭滑塊105之下。引線217d至217f向后延 伸穿過臺部131的左邊緣132b(見圖3(b))和用于頭滑塊105的粘合區(qū)域133之間，向內(nèi) 轉(zhuǎn)，然后到達(dá)頭滑塊105之下。 引線217a至217f在頭滑塊105和不銹鋼層202之間(在頭滑塊105之下)沿著 粘合區(qū)域133的后端朝向平衡架舌部223的中間(沿前后方向延伸的中心線)延伸。在圖 3(a)的示例中，引線217a至217f朝向頭滑塊105 (臺部131)的旋轉(zhuǎn)中心311延伸，在旋轉(zhuǎn) 中心311附近會合，并向后延伸。 由于引線217a至217c在頭滑塊105之下延伸，所以引線217a至217c能夠盡可 能地在前部向中間聚集，從而可以減小干擾壓電元件205a和205b的伸縮的應(yīng)力。為了獲 得更寬的粘合區(qū)域133，優(yōu)選地旋轉(zhuǎn)中心311位于粘合區(qū)域的后端附近，但旋轉(zhuǎn)中心311可 定位得從圖中所示的位置向后。 朝向旋轉(zhuǎn)中心311向內(nèi)轉(zhuǎn)彎的引線217a至217c在臺部131上穿過線纜201的將 與壓電元件205a的前連接焊盤互連的連接焊盤351a和粘合區(qū)域133之間而朝向旋轉(zhuǎn)中心 311延伸。引線217d至217f在臺部131上穿過將與壓電元件205b的前連接焊盤互連的連 接焊盤351b和粘合區(qū)域133之間而朝向旋轉(zhuǎn)中心311延伸。 g卩，引線217a至217c延伸通過壓電元件205a的前連接焊盤與粘合區(qū)域133之間， 引線217d至217f延伸通過壓電元件205b的前連接焊盤與粘合區(qū)域133之間。以此方式， 向壓電元件205a和205b前面的中央聚集的引線217a至217f能夠減小干擾壓電元件205a 和205b的伸縮的應(yīng)力。此外，在旋轉(zhuǎn)中心311附近延伸的引線217a至217f能夠減小干擾 壓電元件205a和205b的伸縮的應(yīng)力。 聚集在旋轉(zhuǎn)中心311附近的引線217a至217f向后延伸通過壓電元件205a的前 連接焊盤(線纜的連接焊盤351a)和壓電元件205b的前連接焊盤(線纜的連接焊盤351b) 之間。在通過其間之后，引線217a至217f向左及向右分開。引線217a至217c為一束向 右轉(zhuǎn)，離開平衡架舌部223(支承部件132)(另參見附圖3(b))。引線217d至217f為一束 向左轉(zhuǎn)，離開平衡架舌部223 (支承部件132)(另參見附圖3 (b))。 引線217a至217c在側(cè)臂224a前轉(zhuǎn)向并沿側(cè)臂224a內(nèi)側(cè)向后延伸。此外，用于線 纜201的將與壓電元件205a的后連接焊盤互連的連接焊盤352a的引線217g與引線217a 至217c會合。引線217d至217f在側(cè)臂224b前轉(zhuǎn)向并沿側(cè)臂224b內(nèi)側(cè)向后延伸。另夕卜， 用于線纜201的將與壓電元件205b的后連接焊盤互連的連接焊盤352b的引線217h與引 線217d至217f會合。
引線217a至217c和217g沿側(cè)臂224a向懸架110后側(cè)延伸并從壓電元件205a 的后連接焊盤(連接焊盤351a)與側(cè)臂224a之間通過。引線217a至217c和217g向內(nèi)轉(zhuǎn) 向，在壓電元件205a的后連接焊盤(連接焊盤351a)后面朝向懸架110的中央(沿前后方 向延伸的中心線)延伸。 類似地，引線217d至217f和217h沿側(cè)臂224b向懸架110后側(cè)延伸并從壓電元 件205b的后連接焊盤(連接焊盤351b)與側(cè)臂224b之間通過。然后，引線217d至217f 和217h向內(nèi)轉(zhuǎn)向，在壓電元件205b的后連接焊盤(連接焊盤351b)后面朝向懸架110的 中央延伸。 然后，引線217a至217h向懸架110后側(cè)轉(zhuǎn)向，向懸架110的后側(cè)部分延伸，并到 達(dá)平衡架202的支承側(cè)臂224a和224b的主體228。如圖3 (b)所示，引線217a至217h不 設(shè)置在它們離開平衡架舌部223的位置和它們到達(dá)平衡架主體228的位置之間的不銹鋼層 上，而是懸在空間中(飛行線纜部件)。然后，如圖2所示，引線217a至217h延伸在從平衡 架主體228到復(fù)式連接器的連接焊盤的尾部件上。 以此方式，在壓電元件205a和205b的前和后連接焊盤之間向外延伸的引線217a 至217h抑制了平衡架202剛度的增加，減小了平衡架舌部223對頭滑塊105的飛行姿態(tài)變 化的跟隨性的下降。 在線纜201中，導(dǎo)電層213覆蓋有上和下聚酰亞胺層212和214且不被暴露，除了 形成連接焊盤的部分以外。相應(yīng)地，在上面關(guān)于引線217a至217h的布設(shè)的說明中，聚酰亞 胺層212和214設(shè)置在引線217a至217h周圍。這在形成于不銹鋼層202上和飛行線纜部 件的引線217a至217h中是相同的。 在圖6所示的優(yōu)選布置中，引線217a至217h(線纜201)在兩側(cè)臂224a和224b之 間伸長且在從頭滑塊105的連接焊盤到平衡架主體228之間的區(qū)段中不超出它們之間的區(qū) 域。該布置抑制了線纜201的振動引起的平衡架202的紊亂振動，通過平衡架舌部223后 端處的支承改善了可靠性，并且提供了適當(dāng)?shù)钠胶饧軇偠?。此外，位于懸架的中心附近的線 纜201減小了沿懸架的扭轉(zhuǎn)方向(torsion direction)的慣性矩(inertial moment)，從而 改善了HGA的動力學(xué)特性。 如圖6所示，線纜201具有與平衡架舌部223的前導(dǎo)側(cè)(支承部件132)交疊的片 部件(sheet part)219。片部件219的前導(dǎo)端基本對應(yīng)于平衡架舌部223的前導(dǎo)端。片部 件219包括片狀聚酰亞胺層212和214、部分引線217a至217h、以及將與壓電元件205a和 205b的后焊盤連接的連接焊盤352a和352b。 片部件219連接將構(gòu)成平衡架舌部223的支承部件132的中間部件134、側(cè)部部件 135a和135b、以及后端部件136，從而改善它們的振動特性。另外，片部件219通過飛行線 纜部件固定到平衡架主體228。以此方式，線纜201連接平衡架舌部223的后部(前導(dǎo)側(cè)) 和平衡架主體228從而支承平衡架舌部223的后部。由此，其用作限制器以用于限制平衡 架202在加載/卸載時的過度變形。 如參照圖6所述，所有引線217a至217f從頭滑塊105延伸通過壓電元件205a和 205b的前焊盤(線纜的連接焊盤351a和351b)之間到達(dá)懸架110的后部。由此，在將與壓 電元件205a和205b的前部連接的連接焊盤351a和351b與頭滑塊105的連接焊盤之間可 以布設(shè)引線217a至217f而線纜沒有從壓電元件205a和205b向外較寬地擴(kuò)展。
該布置能夠減小線纜201對抗壓電元件205a和205b的伸縮的應(yīng)力，并增加頭滑 塊105的依賴于壓電元件205a和205b的伸縮量的旋轉(zhuǎn)量。此外，壓電元件205a和205b 的平滑伸縮運(yùn)動實(shí)現(xiàn)了頭滑塊105的高精度位移控制。 如參照圖6所述，優(yōu)選地引線217a至217f繞臺部131的粘合區(qū)域133延伸而不 應(yīng)該從其穿過。當(dāng)粘合劑結(jié)合平衡架的不銹鋼層202時，頭滑塊105與粘合劑的結(jié)合可以 是最穩(wěn)定的。因此，引線217a至217f在粘合區(qū)域外延伸允許頭滑塊105和較小的粘合區(qū) 域133的穩(wěn)固結(jié)合。 引線217a至217f延伸穿過頭滑塊105和不銹鋼層202 (在滑塊飛行表面的背側(cè)) 之間以到達(dá)壓電元件205a和205b之間的區(qū)域。以此方式，引線217a至217h在頭滑塊105 的區(qū)域中以及在其中央?yún)^(qū)域的布置可以減小線纜201對抗壓電元件205a和205b的伸縮的 應(yīng)力。特別地，引線217a至217f在頭滑塊105的旋轉(zhuǎn)中心311附近延伸能夠增強(qiáng)該效果。
在圖6中，引線217a至217f在頭滑塊105之下或者在頭滑塊105的后端(前導(dǎo) 端)之前(在拖尾側(cè))的區(qū)域中的臺部131上布設(shè)。因此，在頭滑塊105的后端之前的區(qū) 域中，頭滑塊105外側(cè)沒有飛行線纜部件。該布置能夠減少抵抗壓電元件205a和205b的 擺動(stroke)的應(yīng)力，并增加頭滑塊105的驅(qū)動位移。 引線217a至217f延伸穿過壓電元件205a和205b的前連接焊盤(線纜的連接焊 盤351a和351b)之間，然后向右和左轉(zhuǎn)向，并在后焊盤(連接焊盤352a和352b)的各自外 側(cè)作為飛線(flying line)延伸。因此，平衡架舌部223在其左側(cè)和右側(cè)通過線纜201支 承。該結(jié)構(gòu)減小了平衡架舌部的俯仰剛度，從而允許對頭滑塊105的飛行姿態(tài)改變的平滑 跟隨。 如上所述，本發(fā)明通過優(yōu)選實(shí)施例的方式進(jìn)行了描述，但本發(fā)明不限于上述實(shí)施 例。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可容易地修改、增加以及變換上述實(shí)施例中的每個 元件。例如，本發(fā)明對于HDD尤其有用，但是，也可以應(yīng)用于其它類型的盤驅(qū)動器中。例如， 本發(fā)明可應(yīng)用于從頂蓋觀察時順時針旋轉(zhuǎn)磁盤的HDD。在此情況下，致動器的前端是前導(dǎo) 側(cè)。在壓電元件的前焊盤和線纜的連接焊盤之間的互連部分沿前后方向的位置不限于上面 描述的位置，而是可在頭滑塊的前導(dǎo)端的前面或者在與頭滑塊的旋轉(zhuǎn)中心相比的拖尾側(cè)。
1權(quán)利要求
一種頭平衡架組件，包括具有舌部的平衡架；形成所述舌部的一部分的臺部；結(jié)合到所述臺部的頭滑塊；設(shè)置在所述舌部內(nèi)在所述臺部的后側(cè)的第一壓電元件，具有前連接焊盤和后連接焊盤，并沿前后方向伸縮；設(shè)置在所述舌部內(nèi)在所述臺部的后側(cè)的第二壓電元件，具有前連接焊盤和后連接焊盤，并沿前后方向伸縮；以及形成在所述平衡架上的線纜，包括多條引線，所述多條引線用于連接與所述頭滑塊的多個連接焊盤互連的多個連接焊盤和前置放大器IC的連接焊盤，所述多條引線延伸通過所述第一壓電元件的所述前連接焊盤和所述第二壓電元件的所述前連接焊盤之間。
2. 如權(quán)利要求1所述的頭平衡架組件，其中所述多條引線在所述頭滑塊之下延伸。
3. 如權(quán)利要求1所述的頭平衡架組件，其中所述多條引線繞所述臺部與所述頭滑塊的 粘合區(qū)域延伸。
4. 如權(quán)利要求3所述的頭平衡架組件，其中所述多條引線在所述頭滑塊之下沿著所述 粘合區(qū)域的后端朝向所述舌部的沿所述前后方向延伸的中心線延伸。
5. 如權(quán)利要求1所述的頭平衡架組件，其中所述多條引線在所述頭滑塊之下且在所述 臺部的旋轉(zhuǎn)中心附近延伸。
6. 如權(quán)利要求1所述的頭平衡架組件，其中所述多條引線在所述第一壓電元件和所述 第二壓電元件之間分成兩組；每組向外轉(zhuǎn)向；一組在所述第一壓電元件的所述后連接焊盤 的外側(cè)延伸且另一組在所述第二壓電元件的所述后連接焊盤的外側(cè)延伸；然后每組向與所述前置放大器ic連接的連接焊盤延伸。
7. 如權(quán)利要求1所述的頭平衡架組件，其中所述平衡架包括主體和從所述主體向前延 伸用于支承所述舌部的兩側(cè)的兩個臂，且所述多條引線在從與所述頭滑塊的所述連接焊盤互連的所述連接焊盤到所述主體的 區(qū)段中在所述兩個臂之間延伸。
8. 如權(quán)利要求1所述的頭平衡架組件，其中所述平衡架包括主體和從所述主體向前延 伸用于支承所述舌部的兩側(cè)的兩個臂，所述舌部包括設(shè)置在所述臺部的后面的支承部件，所述支承部件用于支承所述臺部并 連接到所述臂，且所述線纜連接所述支承部件的后部和所述主體。
9. 如權(quán)利要求8所述的頭平衡架組件，還包括限制器，用于連接所述臺部和所述兩個臂的每個，由與所述線纜的絕緣層相同的材料 制成。
10. 如權(quán)利要求l所述的頭平衡架組件，還包括 負(fù)載梁，用于支承所述平衡架，其中所述平衡架到所述負(fù)載梁的固定點(diǎn)設(shè)置在所述舌部的前面和后面。
11. 一種盤驅(qū)動器，包括 外殼；主軸馬達(dá)，固定在所述外殼中，用于旋轉(zhuǎn)盤；以及致動器，包括用于在通過所述主軸馬達(dá)旋轉(zhuǎn)的盤之上支承頭滑塊的懸架，所述致動器 通過音圈馬達(dá)樞轉(zhuǎn)； 所述懸架包括 具有舌部的平衡架；形成所述舌部的一部分的臺部，頭滑塊結(jié)合到所述臺部；設(shè)置在所述舌部內(nèi)在所述臺部的后側(cè)的第一壓電元件，具有前連接焊盤和后連接焊 盤，并沿前后方向伸縮；設(shè)置在所述舌部內(nèi)在所述臺部的后側(cè)的第二壓電元件，具有前連接焊盤和后連接焊 盤，并沿前后方向伸縮；以及形成在所述平衡架上的線纜，包括多條引線，所述多條引線用于連接與所述頭滑塊的 多個連接焊盤互連的多個連接焊盤和前置放大器IC的連接焊盤，所述多條引線延伸通過 所述第一壓電元件的所述前連接焊盤和所述第二壓電元件的所述前連接焊盤之間。
12. 如權(quán)利要求11所述的盤驅(qū)動器，其中所述多條引線在所述頭滑塊之下延伸。
13. 如權(quán)利要求11所述的盤驅(qū)動器，其中所述多條引線繞所述臺部與所述頭滑塊的粘 合區(qū)域延伸。
14. 如權(quán)利要求11所述的盤驅(qū)動器，其中所述多條引線在所述頭滑塊之下且在所述臺 部的旋轉(zhuǎn)中心附近延伸。
15. 如權(quán)利要求11所述的盤驅(qū)動器，其中所述多條引線在所述第一壓電元件和所述第 二壓電元件之間分成兩組；每組向外轉(zhuǎn)向；一組在所述第一壓電元件的所述后連接焊盤的 外側(cè)延伸且另一組在所述第二壓電元件的所述后連接焊盤的外側(cè)延伸；然后每組向與所述前置放大器ic連接的連接焊盤延伸。
16. 如權(quán)利要求11所述的盤驅(qū)動器，其中所述平衡架包括主體和從所述主體向前延伸 用于支承所述舌部的兩側(cè)的兩個臂，且所述多條引線在從與所述頭滑塊的所述連接焊盤互連的所述連接焊盤到所述主體的 區(qū)段中在所述兩個臂之間延伸。
17. 如權(quán)利要求11所述的盤驅(qū)動器，其中所述平衡架包括主體和從所述主體向前延伸 用于支承所述舌部的兩側(cè)的兩個臂，所述舌部包括設(shè)置在所述臺部的后面的支承部件，所述支承部件用于支承所述臺部并 連接到所述臂，且所述線纜連接所述支承部件的后部和所述主體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種頭平衡架組件和盤驅(qū)動器。在壓電元件固定在平衡架舌部中的HGA中，壓電元件伸縮運(yùn)動導(dǎo)致的線纜對頭滑塊的轉(zhuǎn)動的不利影響被抑制。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，HGA(200)包括固定在平衡架舌部(223)內(nèi)的兩個壓電元件(205a；205b)。頭滑塊(105)粘附在平衡架舌部的臺部(131)上。壓電元件的伸縮運(yùn)動引起臺部的轉(zhuǎn)動。用于傳輸用于頭滑塊的信號的引線(217a-217f)延伸穿過壓電元件的頭滑塊側(cè)的連接焊盤(315)和連接焊盤(315b)之間。該布置能夠減小線纜剛度對抗壓電元件的伸縮引起的應(yīng)力，從而抑制壓電元件擺動的減小。
文檔編號G11B21/21GK101751938SQ20091025378
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月18日
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