專(zhuān)利名稱(chēng)：粘彈性衰減的浮動(dòng)塊懸浮系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中浮動(dòng)塊的懸浮物系統(tǒng)，更具體地涉及一種具有把某個(gè)模式蝕刻成為一個(gè)疊片層、用以建立能衰減系統(tǒng)中的各種振蕩方式的限定區(qū)的疊片懸浮系統(tǒng)。
利用裝在浮動(dòng)塊上的傳感器讀寫(xiě)至少一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)的磁記錄磁盤(pán)文件在該技術(shù)領(lǐng)域中是眾所周知的。在這種系統(tǒng)中，浮動(dòng)塊通常是由某個(gè)懸浮系統(tǒng)附加在傳動(dòng)臂上的。
使用疊片材料構(gòu)造磁盤(pán)文件中的浮動(dòng)塊懸浮系統(tǒng)在該技術(shù)領(lǐng)域中也是眾所周知的。例如，Erpelding等人在1991年2月26日授權(quán)的美國(guó)專(zhuān)利4,996,623中提出的由夾在兩個(gè)金屬層中的聚酰亞胺材料薄片組成的一種懸浮系統(tǒng)。同樣，Ainslie等人于1988年8月2授權(quán)的美國(guó)專(zhuān)利4,761,699中提出的一種附加在疊片懸浮物上的浮動(dòng)塊。
已知磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中傳動(dòng)臂和懸浮物的振蕩會(huì)產(chǎn)生不合要求的影響，例如浮動(dòng)塊上記錄元件的不可重復(fù)的徑向跳動(dòng)。減少這種振蕩的一種已知方法是把某種粘彈材料加入到支撐浮動(dòng)塊的懸浮系統(tǒng)中。例如，Pa(等人于1988年7月26日授權(quán)的美國(guó)專(zhuān)利4,760,478中提出了具有固定在負(fù)載承受部件的粘彈材料層，用以衰減支撐臂中的振蕩的一種磁頭支撐臂。
在對(duì)廣義的系統(tǒng)中有害的振蕩問(wèn)題進(jìn)行分析中，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出用被限定層和限定層來(lái)衰減振蕩的理論模型，這些模型說(shuō)明所獲得的全部衰減的有效性取決于被限定層的硬度及其長(zhǎng)度。適當(dāng)估算這一長(zhǎng)度有幾種方法，同時(shí)用到了分析的和實(shí)驗(yàn)的方法。例如，在第31卷(1959年)的美國(guó)聲學(xué)會(huì)的雜志上由E.M.Kerwin發(fā)表的名為“被限定粘彈性層對(duì)曲折波的衰減”一文中認(rèn)為被限定層的有效長(zhǎng)度與曲折波的波長(zhǎng)有關(guān)。
在第48卷(1970年)的美國(guó)聲學(xué)會(huì)的雜志上由R.Plunkett和C.T.Lee發(fā)表的另一篇題為“被限制粘彈性層衰減的長(zhǎng)度優(yōu)化”的論文中認(rèn)為可對(duì)單個(gè)或多個(gè)衰減層確定有效的限定層長(zhǎng)度。在另一篇題為“聚酰亞胺薄膜的粘彈性和滯緩性恢復(fù)”(VLSI Memo 90—600，MIT(1990年6月)，作者F.Maseeh和S.Senturia)的論文中，對(duì)聚酰亞胺薄膜的粘彈特性進(jìn)行了表達(dá)和測(cè)量。
現(xiàn)有的技術(shù)并沒(méi)有提出用被限定層/限定層原理來(lái)解決磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的浮動(dòng)塊懸浮物中出現(xiàn)不想要的振蕩的問(wèn)題。此外，隨著信息存儲(chǔ)介質(zhì)(如硬盤(pán))磁道密度的增加，對(duì)能把振蕩減到最少的浮動(dòng)塊懸浮系統(tǒng)的需求就會(huì)繼續(xù)變得更加重要。
簡(jiǎn)而言之，本發(fā)明的最佳實(shí)施例是用于磁記錄磁盤(pán)文件的一種浮動(dòng)塊懸浮系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用被限定層/限定層來(lái)衰減存在于懸浮系統(tǒng)中的振蕩。該系統(tǒng)包括一個(gè)疊片懸浮物，用于連接浮動(dòng)塊和傳動(dòng)臂，該懸浮物包括傳導(dǎo)層、絕緣層和加固層。絕緣層由某種具有一些粘彈特性的材料組成，如聚酰亞胺，其作用是作為衰減由加固層引起的振蕩的被限定層。傳導(dǎo)層包括作為絕緣層的限定區(qū)的著陸區(qū)圖形。
在本發(fā)明的替換實(shí)施例中，在傳導(dǎo)層和加固層中形成了一個(gè)V形的舌片。該舌片使得聚酰亞胺絕緣層能經(jīng)受伸展和剪切力的作用，由此衰減懸浮系統(tǒng)所受到的振蕩的曲折和撓曲方式。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊懸浮系統(tǒng)的頂視圖；圖2是沿著圖1的線2—2截取的浮動(dòng)塊懸浮系統(tǒng)的截面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊懸浮系統(tǒng)的替換實(shí)施例的頂視圖；圖4是沿著圖3的線4—4截取的浮動(dòng)塊懸浮系統(tǒng)的截面圖；圖5是使用了根據(jù)本發(fā)明的浮動(dòng)塊懸浮系統(tǒng)的一個(gè)磁盤(pán)文件的簡(jiǎn)圖。
圖1是浮動(dòng)塊懸浮系統(tǒng)10的頂視圖。系統(tǒng)10包括浮動(dòng)塊部分14、傳動(dòng)臂部分18和連接部分22(也稱(chēng)為負(fù)載梁)。在系統(tǒng)10的表面30上有多個(gè)信號(hào)保護(hù)線25和電線26。每個(gè)電線26的每一邊都有一個(gè)空間34，以便防止該電線26和鄰近的電線26或保護(hù)線25短路。同樣，每個(gè)信號(hào)保護(hù)線25在其每一邊上也有一個(gè)空間34，防止該保護(hù)線25和鄰近的電線26或保護(hù)線25發(fā)生短路。信號(hào)保護(hù)線25的功能是把不需要的電信號(hào)送到磁盤(pán)文件的地線電路上。這些不需要的電信號(hào)是由外部環(huán)境的雜散電磁場(chǎng)所產(chǎn)生的。
部分14、18和22指定了系統(tǒng)10的范圍，但系統(tǒng)10是由一塊連續(xù)的疊片材料形成的，正如下面結(jié)合圖2所說(shuō)明的那樣。
浮動(dòng)塊部分14是系統(tǒng)10中安裝讀/寫(xiě)浮動(dòng)塊35的部分。讀/寫(xiě)浮動(dòng)塊包括用于讀寫(xiě)象硬盤(pán)這樣的介質(zhì)上的數(shù)據(jù)的傳感器。電線26形成了連接浮動(dòng)塊35和外部系統(tǒng)的電連接器，如下面結(jié)合圖5所說(shuō)明的那樣。
臂部分18是系統(tǒng)10中被連接到傳動(dòng)臂的部分，例如圖5中所示的臂136。通常，臂部分18是這樣被附加到傳動(dòng)臂上的沿著圖2所示的第一層50把臂部分18結(jié)合到傳動(dòng)臂上。
臂部分18和鏈部分22之間有一對(duì)絞鏈36。同樣，絞連37位于鏈部22的末端，鏈部22與浮動(dòng)塊部分14鄰接。
鏈部分22包括多個(gè)著陸區(qū)38、多個(gè)空間40和多個(gè)空間41，以被稱(chēng)之為“斑馬線”的模式位于表面30上。每個(gè)著陸區(qū)38被空間40中的一個(gè)同相鄰的著陸區(qū)38分開(kāi)。空間41沿著沒(méi)有被空間40圍繞的著陸區(qū)38的每個(gè)邊與著陸區(qū)38鄰接，因此，每個(gè)著陸區(qū)38都是完全被空間40和41的組合所包圍的。
著陸區(qū)38的形狀并不是關(guān)鍵的，但通常每個(gè)著陸區(qū)38都是一個(gè)多邊的密封區(qū)域。如圖1所示，著陸區(qū)38的某些邊可以是曲線、其他的形狀，如圓形、多邊形、正方形、矩形和梯形也都可以用于著陸區(qū)38。
第二組著陸區(qū)43以及空間44和45位于中軸線46的周?chē)?，中軸線46在系統(tǒng)10的縱向軸上。每個(gè)著陸區(qū)43是一個(gè)多邊的密封區(qū)域，空間44中的一個(gè)把該區(qū)域同鄰近的著陸區(qū)43分開(kāi)。空間45沿著不被空間44包圍的著陸區(qū)43的每個(gè)邊與著陸區(qū)43鄰接，因此，每個(gè)著陸區(qū)43完全被空間44和45的組合所包圍。
在該最佳實(shí)施例中，某些著陸區(qū)38(在圖1中標(biāo)號(hào)為“a”)位于軸47的周?chē)?，軸47經(jīng)過(guò)固定點(diǎn)36的附近并且平分出兩個(gè)或多個(gè)著陸區(qū)38(a)。每個(gè)著陸區(qū)38(a)都是多邊形的區(qū)域，在軸47周?chē)晕澢⑶以谒械倪吷隙急豢臻g40或空間41所包圍著。著陸區(qū)38(a)有一個(gè)寬度“C”，是沿著垂直平分鄰近著陸區(qū)38(即在軸47的方向上)的線測(cè)量到的。此外，在該最佳實(shí)施例中，空間41之一位于系統(tǒng)10的邊48上?？臻g40與蔓延在邊48上的空間41交叉。軸49貫穿垂直于中軸線46的兩個(gè)絞鏈36，而軸51則貫穿垂直于中軸線46的絞鏈37。
圖2是浮動(dòng)塊懸浮系統(tǒng)10的一個(gè)截面視圖，說(shuō)明系統(tǒng)10是一個(gè)由第一層50、第二層54和第三層58組成的疊片結(jié)構(gòu)。第一層50鄰近第二層54的一個(gè)表面。第三層58鄰近第二層54的另一個(gè)表面，使得第二層54和第一層50及第三層58分開(kāi)，層50、54和58都位于互相平行的平面上。
正如在圖2中所看到的，著陸區(qū)38是第三層38的區(qū)域，其截面基本上是矩形，并且通過(guò)一個(gè)空間40與每個(gè)鄰近的著陸區(qū)38隔開(kāi)。空間40向下延伸到第二層54，使第二層54通過(guò)空間40被暴露出來(lái)。
圖1和圖2中說(shuō)明的各種元素的典型尺寸和組成如下空間40和44的寬度“b”約為0.05到0.1毫米，著陸區(qū)38和43的寬度“C”約為0.4毫米，第一層50的厚度“W”約為0.051毫米，并且是由不銹鋼這樣的剛性材料組成的，第二層54的厚度“x”約為0.006毫米，并且是由聚酰亞胺這樣的粘彈性絕緣材料組成的，第三層58的厚度“y”約為0.0127毫米，并且是由高強(qiáng)度鈹銅合金這樣的電傳導(dǎo)材料組成的。
應(yīng)該知道上面列出的各值取決于著陸區(qū)38和43、以及空間40、41、44和45的特點(diǎn)圖形，并且取決于在層50、54和58中所用的材料。對(duì)于不同的系統(tǒng)，就需要確定不同的值。
著陸區(qū)38和43、以及電線26和信號(hào)保護(hù)線25是通過(guò)利用標(biāo)準(zhǔn)的金屬蝕刻技術(shù)來(lái)蝕刻表面30而形成的。例如，當(dāng)?shù)谌龑?8包含鈹銅時(shí)，用鐵的氯化物蝕刻層58。蝕刻處理就是從特定的區(qū)域中去掉金屬，由此形成了定義電線26、信號(hào)保護(hù)線25以及著陸區(qū)38和43的空間34、40、41、44和45。
關(guān)于空間34、40、41、44和45，通過(guò)蝕刻處理完全去掉第三層58中的金屬，而讓第二層54通過(guò)空間34、40、41、44或45暴露出來(lái)。實(shí)際上，典型的化學(xué)蝕刻處理將不會(huì)對(duì)空間40形成如圖2所示的具有真正矩形的槽。由某種化學(xué)蝕刻處理所形成的實(shí)際的槽都是稍微變圓或變細(xì)，這在該技術(shù)領(lǐng)域中是眾所周知的。
在該最佳實(shí)施例中，第一、第二和第三層50、54和58最初都包括一條連續(xù)的鈹銅/聚酰亞胺/不銹鋼疊片的疊片材料。然后從這條疊片中制作出多個(gè)浮動(dòng)塊懸浮系統(tǒng)10。St.Clair等人的美國(guó)專(zhuān)利4,543,295(1985年9月24日授權(quán))介紹了金屬一聚酰亞胺薄膜疊片的制備過(guò)程。
圖3是浮動(dòng)塊懸浮系統(tǒng)70的另一個(gè)實(shí)施例的頂視圖。系統(tǒng)70具有浮動(dòng)塊部分74、臂部分78和鏈接部分82。系統(tǒng)70的表面90上有多個(gè)電線86和信號(hào)保護(hù)線87?？臻g94把每個(gè)電線86和相鄰的每個(gè)電線或保護(hù)線87分開(kāi)，防止該電線86同相鄰的電線86或保護(hù)線87發(fā)生短路。同樣，每個(gè)信號(hào)保護(hù)線87在其每一邊上都有空間94，防止保護(hù)線87和相鄰的電線86或保護(hù)線87發(fā)生短路。通過(guò)繞著舌片98的界線切出V形通道102而在表面90上形成具有長(zhǎng)度為“L”的V形舌片98。
圖4是浮動(dòng)塊懸浮系統(tǒng)70的截面視圖，說(shuō)明系統(tǒng)70是由第一層106、第二層110和第三層114組成的一個(gè)疊片結(jié)構(gòu)。第一層106位于第二層110的一個(gè)表面上。第三層114位于第二層110的另一個(gè)表面上，因而第二層110把第一層106和第三層114隔開(kāi)，而層106、110和114都位于互相平行的平面上。
正如圖4中所能看到的，通道102是圍繞舌片98的一個(gè)區(qū)域，在該區(qū)域中，第三層114已經(jīng)被去掉，使得第二層110被暴露出來(lái)。另外，在通道102下面的第一層106的一部分也被去掉，露出第二層110，并形成了一個(gè)錐形的通道118。因此，第二層110在通道102的兩邊都被暴露。通道118按照完全圍繞舌片98的界線的通道102的形狀，因此也具有通道102的V形形狀。
圖3和圖4所示的各種元素的典型尺寸和組成如下通道102的寬度“f”約為0.4毫米，長(zhǎng)度“L”約為6.3毫米，層106、110和114類(lèi)似于層50、54和58，具有相同的尺寸和組成，因而，第一層106的厚度“g”約為0.051毫米，并且是由不銹鋼這樣的剛性材料組成的。第二層110的厚度“h”約為0.006毫米，并且是由聚酰亞胺這樣的粘彈絕緣材料組成的。而第三層114的厚度“k”約為0.0127毫米，并且是由鈹銅合金這樣的電傳導(dǎo)材料組成的。
應(yīng)該知道，上述的各種值取決于舌片98以及通道102和108的具體圖形，也取決于層106、110和114中所用的材料。對(duì)于不同的系統(tǒng)，需要確定不同的值。
如前面對(duì)懸浮系統(tǒng)10的討論一樣，舌片98、電線86和保護(hù)線87都是利用標(biāo)準(zhǔn)的金屬蝕刻技術(shù)在表面90上蝕刻而形成的。蝕刻處理就是從特定的區(qū)域中去掉金屬，由此形成了定義電線86、保護(hù)線87和舌片98的空間94及通道102。
關(guān)于空間94和通道102，通過(guò)蝕刻處理，完全去掉第三層114中的金屬，使第二層110通過(guò)空間94或通道102暴露出來(lái)。通道118也是由化學(xué)蝕刻形成的。通道118是一個(gè)錐形(即在其底部較寬而鄰接第二層110)，是由蝕刻處理形成的。當(dāng)一個(gè)厚的金屬層(例如層106)被蝕刻時(shí)，所形成的槽一般都稍微變成錐形。
圖5是利用了本發(fā)明的浮動(dòng)塊懸浮系統(tǒng)10或70的一個(gè)磁記錄磁盤(pán)元件120的簡(jiǎn)圖。應(yīng)該知道，懸浮系統(tǒng)10和70也能用于其他需要振蕩最小化傳感器懸浮系統(tǒng)的收據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，例如軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器或激光唱盤(pán)機(jī)。
磁盤(pán)元件120包括多個(gè)適用于硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的磁記錄盤(pán)124。磁盤(pán)124裝在主軸128上，而主軸128又被連接到主軸馬達(dá)130上。馬達(dá)130裝在底板131上。
多個(gè)讀/寫(xiě)浮動(dòng)塊35位于磁盤(pán)124的上方，這樣，每個(gè)磁盤(pán)124都可以被其中一個(gè)浮動(dòng)塊35所訪問(wèn)。每個(gè)浮動(dòng)塊35包括包括一個(gè)用于讀寫(xiě)磁盤(pán)124上的多個(gè)同軸數(shù)據(jù)磁道上的數(shù)據(jù)的傳感器，并被附加到一個(gè)懸浮系統(tǒng)10(或70)上。每個(gè)懸浮系統(tǒng)10(或70)被附加到傳動(dòng)臂136上，而傳動(dòng)臂又被附加到旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)器140上。旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)器140帶動(dòng)傳動(dòng)臂136(因此也帶動(dòng)懸浮系統(tǒng)10或70以及浮動(dòng)塊35)徑向地經(jīng)過(guò)磁盤(pán)124。外殼144(在圖5中用虛線表示)密封磁盤(pán)元件120，并使之不被粒子污染。
控制器148全面控制系統(tǒng)120?？刂破?48包括中央處理器(CPU)、存儲(chǔ)器和其他的數(shù)字電路，并且被連接到傳動(dòng)器的控制/驅(qū)動(dòng)器152上，而152又同傳動(dòng)器140電連接。這就使得控制器148能控制浮動(dòng)塊35在磁盤(pán)124上的移動(dòng)?？刂破?48的電路同讀/寫(xiě)通道156連接，而156電路又同浮動(dòng)塊35電連接。這又使得控制器148能從磁盤(pán)124中接收數(shù)據(jù)以及把數(shù)據(jù)送到磁盤(pán)124中?？刂破?48的電路還連接到主軸控制/驅(qū)動(dòng)器160上，而160的電路又連接主軸電機(jī)130。這就使得控制器148能控制磁盤(pán)124的旋轉(zhuǎn)。主機(jī)系統(tǒng)164(通常為計(jì)算機(jī)系統(tǒng))的電路連接控制器148。主機(jī)系統(tǒng)164可以把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)送到控制器148而被存在磁盤(pán)124上，或者也可以要求從磁盤(pán)124中讀出數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)并送到系統(tǒng)164。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)(例如磁盤(pán)元件120(不帶懸浮系統(tǒng)10或70))的基本操作和結(jié)構(gòu)在該技術(shù)領(lǐng)域中是眾所周知的，在由C.Dennis Mee和Eric D.Daniet所寫(xiě)的并由McGraw—Hill出版公司1990年出版的《磁記錄手冊(cè)》一書(shū)中有更詳細(xì)的描述。
現(xiàn)在參考圖5，對(duì)本發(fā)明提出的問(wèn)題進(jìn)行解釋。磁盤(pán)元件120中傳動(dòng)臂136和懸浮系統(tǒng)10(或70)的振蕩產(chǎn)生了增加浮動(dòng)塊35的記錄元件的不可重復(fù)擺動(dòng)(NRRO)的不合要求的影響。這種影響限制了磁道的密度和磁盤(pán)元件120的容量。
在磁盤(pán)元件120中，臂136和懸浮系統(tǒng)10的振蕩是由于磁盤(pán)主軸128的振蕩和傳動(dòng)器140的移動(dòng)、尤其是在機(jī)殼144內(nèi)部氣流而激發(fā)起來(lái)的。振蕩的幅度以及NRRO幅度同激勵(lì)的程度成正比。另外，激勵(lì)源的頻率含量也是很重要的。如果激勵(lì)頻率接近懸浮裝置的自然頻率，則振蕩的幅度將與衰減量成反比。如果某些驅(qū)動(dòng)頻率接近其自然頻率，則在某種特定方式中具有很小衰減的系統(tǒng)將具有很大的振幅。通常氣流激發(fā)懸浮物10(或70)的所有頻率。因此，為了降低NRRO，希望具有較高的衰減，尤其在具有顯著貢獻(xiàn)NRRO的方式中。還希望在設(shè)計(jì)中具有較高的自然頻率和強(qiáng)度。在懸浮物和浮動(dòng)塊運(yùn)動(dòng)之間具有較低的耦合度，并且對(duì)激勵(lì)源有較低的敏感性。
現(xiàn)在參考圖1和圖2，解釋本發(fā)明最佳實(shí)施例的功能。懸浮系統(tǒng)10由三個(gè)層50，54和58組成。第一層50是一個(gè)加固物層，該層使系統(tǒng)10具有剛性并且是需要被衰減的結(jié)構(gòu)。第二層54是一個(gè)限定層，被第三層58所限定。第二層54由某種聚酰亞胺絕緣材料所組成，位于第一層50和第三層58之間做為電絕緣體，并且還具有粘彈性。粘彈性意味著在一種形變材料中的壓力與形變和形變的速率兩者成正比。粘彈性材料也顯示了滯緩和松馳的特性。滯緩意味著在恒定的壓力下，形變隨時(shí)間而增長(zhǎng)。松馳則意味著在恒定固定的形變下，壓力隨時(shí)間恒定地減少。
第三層58由電傳導(dǎo)材料組成，如鈹銅這樣的高強(qiáng)度銅合金。第三層58最好由銅組成是因?yàn)殡妼?dǎo)線26需要作為有效的電導(dǎo)體。這種合金最好是高強(qiáng)度的，因?yàn)檫@種高模量能提供高的強(qiáng)度，提高限定層把應(yīng)變能量傳入第二層54的能力。另外，絞鏈36和37帶有作用于浮動(dòng)塊35的預(yù)加載，因而經(jīng)受高的壓力。此外，這種合金在壓力下更穩(wěn)定，意味著預(yù)加載沒(méi)有失去。
通過(guò)提供使第二層54能經(jīng)受剪切的區(qū)域，著陸區(qū)38和43以及空間40、41、44和45的圖形用來(lái)衰減懸浮系統(tǒng)10的曲折方式。當(dāng)懸浮系統(tǒng)10經(jīng)受曲折振蕩時(shí)，第一層50的材料經(jīng)受周期性的形變。由于第二層54被接合在第一層50上，因此，這種形變被傳送進(jìn)入組成第二層54的材料的底面。
在第二層54被某個(gè)著陸區(qū)38復(fù)蓋的區(qū)域中，第二層54的頂面被超出著陸區(qū)38所允許的強(qiáng)度的形變所壓制。因此，層54的整個(gè)厚度都受到剪切。層54內(nèi)部的剪切活動(dòng)吸收了系統(tǒng)的能量，由此衰減了懸浮系統(tǒng)的形態(tài)運(yùn)動(dòng)。
空間40和44的作用是把著陸區(qū)38和43的寬度“C”保持在某個(gè)最佳的值。例如，如果空間40和44不存在，寬度“C”將變大，而著陸區(qū)38和43也分別變得太柔韌而不能有效地作為一個(gè)限定層。另一方面，如果著陸區(qū)38和43的寬度“C”太窄，被這些著陸區(qū)復(fù)蓋的區(qū)域?qū)⑹翘〉亩鵁o(wú)法起到有效的限定作用。在這兩種情況下將導(dǎo)致較少的衰減?；旧险f(shuō)，當(dāng)相鄰著陸區(qū)38之間還保持離散的間距時(shí)，則對(duì)空間40的寬度“b”的選擇應(yīng)盡可能窄。
圖1所示的著陸區(qū)38的“斑馬線”圖形的目標(biāo)是衰減懸浮系統(tǒng)10的曲折和撓曲方式。為了衰減這些模式，把某些著陸區(qū)38放在軸47的周?chē)S47垂直于著陸區(qū)38的曲率，并且接近絞鏈36中的一個(gè)。這種方位對(duì)最大程度的形變提供了最優(yōu)化的著陸寬度“c”。
在著陸區(qū)38和43中，寬度“c”被優(yōu)化到產(chǎn)生最高的衰減。如果寬度“c”太大，著陸區(qū)38將被第二層54所伸展。另一方面，如果寬度“c”太小，很小的第二層54將被壓制。在這兩種情況中，所得到的衰減量將小于采用寬度“c”的某些最佳值所能得到的衰減量。
確定寬度“c”的一個(gè)最佳值的近似技術(shù)使用下面的等式1，其中Es＝銅的彈性系數(shù)＝1.279×108；E1＝聚酰亞胺的粘力系數(shù)＝1.2×106；x＝第二層的厚度＝0.006mm；y＝第三層寬度＝0.0127mm；v＝聚酰亞胺的泊松系數(shù)＝0.34c=4.64(1+v)xyEs/E1=.3mm---(1)]]>一旦計(jì)算出寬度“c”的近似值，就可以通過(guò)構(gòu)造厚型的系統(tǒng)10并測(cè)量各種配置所得到的衰減量對(duì)寬度“c”進(jìn)行優(yōu)化。一般地，寬度“c”的取值范圍為0.1到0.8mm。
參考圖1和圖5，臂部18和鏈部22之間有一對(duì)絞鏈36，使鏈部22能繞軸49在樞軸上轉(zhuǎn)動(dòng)，并且使得浮動(dòng)塊35和浮動(dòng)塊部14能在不干擾浮動(dòng)塊35和磁盤(pán)124之間飛行高度的情況下緊緊跟蹤磁盤(pán)的擺動(dòng)。絞鏈36是第三層58的部分并沿著軸49蔓延，在浮動(dòng)塊35上產(chǎn)生預(yù)裝載。這種預(yù)裝載迫使浮動(dòng)塊貼著磁盤(pán)124，并由磁盤(pán)主軸128旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的氣體軸承力所平衡，主軸128的旋轉(zhuǎn)傾向于把浮動(dòng)塊35和磁盤(pán)124分開(kāi)。位于絞鏈36、臂部18和鏈部22之間的電導(dǎo)線26和保護(hù)線25是足夠柔韌的，使之不會(huì)影響絞鏈36的角度。此外，軸49周?chē)逆湶?2的曲折硬度主要取決于絞鏈36。
絞鏈37使浮動(dòng)塊部分14能繞著軸46縱向傾斜，并能繞軸51橫向擺動(dòng)。位于絞鏈37的雙邊以及鏈部22和浮動(dòng)塊部14之間的電線26和保護(hù)線25部分是足夠韌的，使得繞著軸46和51的浮動(dòng)塊部分14的曲折強(qiáng)度主要取決于絞鏈37的剛度。適當(dāng)選擇絞鏈36和37的長(zhǎng)度和寬度，為浮動(dòng)塊部分14提供曲折和從其平面上轉(zhuǎn)移中的足夠剛度，使浮動(dòng)塊35飛行在所需的飛行高度上并使之盡可能保持恒定。懸浮物的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和自然頻率也是由絞鏈的剛度所決定的。
參考圖3和圖4，說(shuō)明另一實(shí)施例的功能。在磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器操作期間，懸浮系統(tǒng)70的曲折和撓曲模式使系統(tǒng)70被曲折和扭曲。然而，舌片98的形狀使之能在運(yùn)動(dòng)期間保持相當(dāng)?shù)钠教梗纱?，使得舌?8下面的第二層110的部分能經(jīng)受伸張和剪切運(yùn)動(dòng)。較窄的寬度“f”有利于第二層110中的剪切，而較寬的寬度“f”則產(chǎn)生更多的張力。
確定長(zhǎng)度“L”最佳值的一種近擬技術(shù)使用了下面的等式2，其中f＝0.4mmL=1.2041/3Es/E1(y/x)3bsf3[1+2.4(1+v)(x/y)2]4=6.3---(2)]]>一旦計(jì)算出長(zhǎng)度“L”的一個(gè)近似值，就可以通過(guò)構(gòu)造厚型系統(tǒng)70并對(duì)各種配置所得到的衰減量的測(cè)量對(duì)“L”進(jìn)行優(yōu)化以便得到一個(gè)最優(yōu)化的值。一般來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)度“L”較短將產(chǎn)生小的衰減，但較長(zhǎng)的長(zhǎng)度“L”將會(huì)惡化系統(tǒng)70的懸浮動(dòng)態(tài)。
選擇V形的舌片98，因?yàn)楫?dāng)對(duì)舌片98給出最大的剛度時(shí)，V形的舌片98將使懸浮系統(tǒng)70中剛度的降低程度達(dá)到最小。當(dāng)這些元素的每一個(gè)具有可能的最寬基底時(shí)，就能實(shí)現(xiàn)舌片98和懸浮系統(tǒng)70中的最大剛度。
雖然借助上述的最佳實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明，但應(yīng)該理解，這些討論并不能看作是對(duì)本發(fā)明的一種限制。在讀了上述的描述之后，熟悉這一技術(shù)的人顯然能提出各種替換和改進(jìn)的方案。因此，打算把附加的權(quán)利要求書(shū)解釋為包括了落在本發(fā)明的真正原理和范圍中的所有替換和改進(jìn)的方案。
權(quán)利要求
1.支持?jǐn)?shù)據(jù)傳感器的懸浮系統(tǒng)，包括由第一層、第二層和第三層組成的疊片部分；第三層中的多個(gè)著陸區(qū)，限定第二層中的多個(gè)區(qū)域，由此，第二層中的多個(gè)區(qū)域至少衰減懸浮系統(tǒng)的一種振蕩模式。
2.權(quán)利要求1的懸浮系統(tǒng)，其特征在于多個(gè)著陸區(qū)的每一個(gè)都包括第三層的一個(gè)多邊區(qū)域，所有的邊都被暴露第二層的空間所圍繞。
3.權(quán)利要求2的懸浮系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)著陸區(qū)的每一個(gè)都有一個(gè)取值范圍約為0.1到0.8毫米的寬度。
4.權(quán)利要求1的懸浮系統(tǒng)，其特征在于，第二層包括一種粘彈材料，而第三層包括一種電傳導(dǎo)材料。
5.支持磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中讀/寫(xiě)傳感器的懸浮系統(tǒng)，包括由第一層、第二層和第三層組成的疊片部分；多個(gè)著陸區(qū)，其中的每一個(gè)都包括第三層的一個(gè)多邊形區(qū)域，所有的邊都被暴露第二層的空間所圍繞。
6.權(quán)利要求5的懸浮系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)著陸區(qū)中的每一個(gè)都由一種高強(qiáng)度的銅合金組成，并且具有取值范圍約為0.1到0.8毫米的寬度。
7.權(quán)利要求5的懸浮系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)多邊形區(qū)域有至少一個(gè)曲線邊被垂直于兩個(gè)或多個(gè)著陸區(qū)的軸所平分；
8.支持磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中讀/寫(xiě)浮動(dòng)塊的懸浮系統(tǒng)包括由加固物層、絕緣層和傳導(dǎo)層組成的疊片構(gòu)件，該疊片構(gòu)件的第一端裝有讀/寫(xiě)浮動(dòng)塊，而第二端則被附加到傳動(dòng)裝置上，用于帶動(dòng)讀/寫(xiě)浮動(dòng)塊定位于磁盤(pán)上；多個(gè)著陸區(qū)，其中的每一個(gè)包括傳導(dǎo)層的一個(gè)多邊形區(qū)域，其寬度取值約為0.1至0.8毫米，并且所有的邊都被暴露出第二層的空間所包圍。
9.權(quán)利要求8的懸浮系統(tǒng)，其特征在于，絕緣層包括一種聚酰亞胺，而傳導(dǎo)層包括一種高強(qiáng)度的銅合金。
10.磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的懸浮系統(tǒng)，包括由剛性材料組成的第一層；由重迭第一層的一種衰減材料組成的第二層；以及由重迭第二層的一種電傳導(dǎo)材料組成的第三層，第三層具有完全被多個(gè)縫隙包圍的多個(gè)著陸區(qū)，這些縫隙從第二層延伸到與第二層相對(duì)但不同第二層接觸的第三層的表面上。
11.權(quán)利要求10的懸浮系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)縫隙中的每一個(gè)由被蝕刻的槽組成。
12.權(quán)利要求11的懸浮系統(tǒng)，其特征在于，兩個(gè)或多個(gè)被蝕刻的槽與第三層的一個(gè)外邊交叉。
13.權(quán)利要求10的懸浮系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)一步包括安裝傳感器的一種裝置。
14.磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的懸浮系統(tǒng)，包括支撐部件；傳感器部件；連接傳感件部件和支撐部件的連接部件，連接部件包括剛性材料的第一層，由重迭第一層的衰減材料組成的第二層，以及由重疊第二層的電傳導(dǎo)材料組成的第三層，第三層有多個(gè)完全被多個(gè)縫隙包圍的著陸區(qū)，這些縫隙從第二層延伸到與第二層相對(duì)但不接觸第二層的第三層的表面上；最接近傳感器部件的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)；以及相對(duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)移動(dòng)支撐部件的裝置。
15.權(quán)利要求14的懸浮系統(tǒng)，其特征在于，兩個(gè)或多個(gè)縫隙與第三層的一條外邊交叉。
16.支撐磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中讀/寫(xiě)傳感器的懸浮系統(tǒng)，包括由位于第一層和第三層之間的第二層組成的疊片部件；以及位于第三層中的第一V形通道，由此可暴露出第二層。
17.權(quán)利要求16的懸浮系統(tǒng)，其特征在于，第三層是由一種高強(qiáng)度的銅合金組成的，并且第一V形通道的寬度取值范圍約為0.4到1.0毫米。
18.權(quán)利要求16的懸浮系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括第二個(gè)V形通道，第二V型通道直接在第一V型通道下面的第一層中形成，第二層位于第一V形通道和第二V形通道之間。
19.磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的懸浮系統(tǒng)，包括支撐部件；傳感器部件；連接傳感器部件和支撐部件的連接部件，連接部件包括剛性材料的第一層，由重迭第一層的衰減材料組成的第二層，由重疊第二層的電傳導(dǎo)材料組成的第三層，第三層有一個(gè)位于第三層中的V形通道，由此暴露出第二層；最接近傳感器部件的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)；以及相對(duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)移動(dòng)支撐部件的裝置。
全文摘要
用在磁記錄磁盤(pán)元件中的浮動(dòng)塊懸浮系統(tǒng)由位于傳動(dòng)臂和讀/寫(xiě)浮動(dòng)塊之間的疊片懸浮物組成。該疊片由銅合金的傳導(dǎo)層、聚酰亞胺的絕緣層和不銹鋼的加固物層組成。著陸區(qū)的模式在傳導(dǎo)層中被蝕刻，并作為粘彈性絕緣層的限定區(qū)。被限定層/限定層配置衰減了存在懸浮系統(tǒng)中的振蕩。
文檔編號(hào)G11B33/08GK1114768SQ9510197
公開(kāi)日1996年1月10日 申請(qǐng)日期1995年2月15日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月15日
發(fā)明者厄佩爾丁·A·戴維, 魯伊斯·奧斯卡J· 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司