专利名称：悬臂件、磁头折片组合以及磁盘驱动单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种信息记录磁盘驱动单元，尤其涉及一种具有微致动器的磁
头折片组合(HGA, head gimbal assembly)的悬臂件、石兹头折片组合及i兹盘驱 动单元。
背景技术：
一种常见的信息存储设备是磁盘驱动系统，其使用磁性媒介来存储数据及 设置于该磁性媒介上方的可移动读写头来选择性地从磁性媒介上读取数据或将 数据写在磁性媒介上。
消费者总是希望这类磁盘驱动系统的存储容量不断增加，同时希望其读写 速度更快更精确。因此磁盘制造商一直致力于开发具有较高存储容量的磁盘系 统，比如通过减少磁盘上的磁轨宽度或磁轨间距的方式增加磁轨的密度，进而 间接增加磁盘的存储容量。然而，随着磁轨密度的增加，对读写头的位置控制 精度也必须相应的提高，以便在高密度磁盘中实现更快更精确的读写操作。随 着磁轨密度的增加，使用传统技术来实现更快更精确将读写头定位于磁盘上适 当的磁轨变得更加困难。因此，磁盘制造商一直寻找提高对读写头位置控制的 方式，以便利用不断增加的磁轨密度所带来的益处。
磁盘制造商经常使用的一种提高读写头在高密度盘上位置控制精度的方法 为采用两级伺服驱动系统。所述两级伺服驱动系统通常包括一个主驱动器如音 圈马达(VCM, voice-coil motor),和一个副驱动器如压电(PZT, piezoelectric)微致 动器。所述音圈马达用于将读写头定位于存储盘适当的磁轨上。所述压电微致 动器与所述音圏马达配合使用来提高存取速度及实现读写头在磁轨上的位置的 孩史调。因此，所述音圈马达对读写头的位置进行粗调，而压电微致动器相对于磁盘对读写头的位置进行精调。
参考图la和图lb， 一种传统的磁盘驱动器包括驱动臂104、音圏马达105、 连接并安装在所述驱动臂104上的》兹头折片组合(HGA， head gimbal assembly) 106、悬置在所述-兹头折片组合106上的磁盘101和旋转所述石兹盘101主轴马达 102。所述磁头折片组合106包括磁头103、具有两个压电元件的压电微致动器 107和承载所述磁头103和所述压电微致动器107之压电元件的悬臂件110。所 述悬臂件110包括挠性件111、具有突起112a的磁头支持部112、金属基板113 和具有凸点114a以支撑所述磁头支持部112和金属基板113的负载杆114。金 属基板113和具有凸点114a的负载杆114。具体地，所述挠性件lll具有若干 电迹。所述挠性件111的电迹连接所述磁头支持部112和金属基板113。所述挠 性件111还设有一个用于放置所述微致动器107之压电元件的压电元件安装区 域llla和一个磁头安装区域lllb。所述挠性件111设有一个用于放置所述微致 动器之压电元件107的压电元件安装区域。所述磁头103通过所述磁头安装区 域111b局部安装在所述^f兹头支持部112上，并且所述突起112a支撑所述^f兹头 103背面的中心。
在现有技术中，当电压输送到所述压电微致动器107的两片薄膜压电元件 中时， 一个压电元件收缩，同时另外一个压电元件扩张。这样将产生4t转力矩， 使得所述磁头103和磁头支持部112 —起围绕着所述凸点114a旋转，这样使得 负载力从所述负载杆114一直平稳均匀地施加到所述磁头103的中心，从而确 保所述磁头103具有良好的飞行性能，进而使得读写头具有良好的飞行稳定性。
然而，由于所述磁头支持部112通过所述挠性件111的电迹连接到所述金属 基板113上，而且因为挠性件111的电迹只有10-20um厚且由软聚合材料制成， 所以在悬臂件制造过程中、磁头折片组合制造过程中和处理过程中，所述挠性 件lll容易扭曲，相应地所述悬臂件IIO也会产生形变。并且，由这种弱结构导 致的悬臂件形变还恶劣地导致悬臂件或者^^兹头悬臂组合凸点分离。图2a和图2b 分别^L示了悬臂件变形和凸点脱离的情形。另外，由于所述^f兹头103局部安装 在所述磁头支持部112上并且所述磁头支持部112通过所述挠性件112的电迹与金属基板113相连所以所述磁头113的静态姿态如横向静态姿态(PSA， pitch static attitude)或纵向静态姿态(RSA， roll static attitude)不稳定而且很难控制，这将 导致磁头折片组合性能不稳定，并严重影响磁头折片组合的动态性能，这种情 况在震动或者撞击发生时或者在生产或者操作过程中尤为明显。最后，上述结 构使得整个磁头折片组合具有很差的防震性能。当震动和撞击事件发生时，例 如倾斜坠落撞击或者操作撞击，所述悬臂件110或所述压电微致动器207的压 电元件可能被损坏。
因此，有必要提供一种改进的悬臂件、具有微致动器的磁头折片组合及具 有磁头折片组合的磁盘驱动单元来解决上述问题并达到更好的性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种磁头折片组合的悬臂件，所述悬臂件具有改进的 结构，能防止悬臂件形变和凸点脱离，进而有效地控制磁头折片组合的横向静 态姿态和纵向静态姿态的稳定性，从而改善安装在磁头折片组合上的磁头的数 据读写性能。
本发明的另一个目的在于提供一种具有悬臂件的磁头折片组合，所述悬臂 件具有改进的结构，能防止悬臂件形变和凸点脱离，进而有效地控制磁头折片 组合的横向静态姿态和纵向静态姿态的稳定性，从而改善安装在磁头折片组合 上的磁头的数据读写性能。
本发明的再一 目的在于提供一种具有良好静态和动态性能以及较高防震性 能的》兹盘驱动单元
为了达到上述目的，本发明提供了一种磁头折片组合的悬臂件。所述悬臂 件包括挠性件、抗形变板和负载杆。所述挠性件包括用于放置磁头的磁头安装 部、用于放置压电元件的压电元件安装部和用于连接所述压电元件安装部和磁 头安装部的颈部。所述抗形变板包括一个用于通过所述磁头安装部支撑所述磁 头的支撑板部、 一对设于所述抗形变板相对两侧并连接到所述支撑板部的横梁 部。所述横梁部均具有至少一弯曲部，所述弯曲部向大致垂直所述支撑板部的方向弯曲以使所述抗形变板成型成型为 一个三维结构。所述负载杆通过设置在 所述负载杆上的凸点支撑所述挠性件的磁头安装部。
在本发明的一个实施例中，所述抗形变板的弯曲部设在与所述凸点并列的 位置。可选地，所述抗形变板的弯曲部设在所述支撑板部的前部附近。
在本发明的一个实施例中，所述抗形变板的弯曲部为u形、v形、弧形或 曲线形。
优选地，所述抗形变板包括后板部。所述后板部焊接到所述负载杆上并固 定在挠性件与负载杆之间。所述横梁部从所述支撑板部的前部延伸到所述后板 部。
优选地，所述一对横梁部各具有一个从所述支撑板部向外侧延伸的肩部和 一个垂直于所述肩部延伸的臂部。优选地，所述弯曲部设于所述臂部上。
本发明提供的磁盘驱动单元的磁头悬臂组合包括有磁头、微致动器和支撑 所述磁头和微致动器的悬臂件。所述悬臂件包括挠性件、抗形变板和负载杆。 所述挠性件包括用于安装所述磁头的磁头安装部、用于安装所述压电元件的压 电元件安装部和用于连接所述压电元件安装部和磁头安装部的颈部。所述抗形 变板包括一个用于通过所述磁头安装部支撑所述磁头的支撑板部、 一对设于所 述抗形变板相对两侧并连接到所述支撑板部的横梁部。所述横梁部均具有至少 一弯曲部，所述弯曲部向大致垂直所述支撑板部的方向弯曲以使所述抗形变板 成型为一个三维结构。所述负载杆通过设置在所述负载杆上的凸点支撑所述挠 性件的磁头安装部。
本发明提供的磁盘驱动单元包括磁头折片组合、连接磁头折片组合的驱动 臂、磁盘和旋转所述磁盘的主轴马达。所述磁头折片组合包括磁头、微致动器 和支撑所述磁头和微致动器的悬臂件。所述微致动器包括压电元件。所述悬臂 件包括挠性件、抗形变板和负载杆。所述挠性件包括用于安装所述磁头的磁头 安装部、用于安装所述压电元件的压电元件安装部和用于连接所述压电元件安 装部和磁头安装部的颈部。所述抗形变板包括一个用于通过磁头安装部支撑所 述磁头的支撑板部、 一对设于所述抗形变板相对两侧并连接到所述支撑板部的横梁部。所述横梁部均具有至少一弯曲部，所述弯曲部向大致垂直所述支撑板 部的方向弯曲以使所述抗形变板成型为一个三维结构。所述负载杆通过设置在 所述负载杆上的凸点支撑所述挠性件的磁头安装部。
与现有技术相比，所述成型为三维结构的抗形变板的整体布局有利于抵抗 构造变形，因此可以成功地阻止挠性件扭曲，有助于具有所述挠性件的磁头折 片组合避免悬臂件形变和凸点脱离。也就是说，所述抗形变板使所述悬臂件具 有稳定的横向刚度和纵向刚度，这使得所述磁头折片组合具有良好的静态性能， 例如有利的横向姿态和纵向姿态控制能力，和改善的防震性能。另外，上述悬 臂件的结构也为所述磁头折片组合提供了极小的偏转刚度，因此当所述微致动 器被驱动时，所述磁头容易转动并具有期望的位移，从而改善了磁头折片组合 的动态性能。
通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释 本发明的实施例。
图la是传统磁盘驱动单元的立体图。
图lb是一个用于图la所示磁盘驱动单元的具有薄膜微致动器的传统磁头折 片组合的立体分解图。
图2a是一个示意图，展示了具有薄膜微致动器的传统磁头折片组合的悬臂 件形变问题。
图2b是一个示意图，展示了具有薄膜微致动器的传统磁头折片组合的凸点 脱离问题。
图3是本发明具有压电微致动器的磁头折片组合的立体图。 图4为图3所示磁头折片组合的局部放大立体图，展示了所述磁头折片组 合的舌片区域。
图5为图4所示磁头折片组合的挠性件的立体图。 图6为图4所示磁头折片组合的抗形变板的立体图。图7为图4所示磁头折片组合的局部侧视图。 图8为本发明^兹盘驱动单元的立体图。
具体实施例方式
现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元 件。如上所述，本发明旨在提供一种悬臂件，以悬置相对信息媒介进行记录或 者复制信息的磁头。所述悬臂件包括挠性件、抗形变板和负载杆。所述抗形变 板包括一个用于通过挠性件的磁头安装部支撑所述磁头的支撑板部和一对设于 抗形变板相对两侧并连接到所述支撑板部的横梁部。所述横梁部均具有至少一 个弯曲部。所述弯曲部向大致垂直所述支撑板部的方向弯曲以使所述抗形变板 成型为一个三维结构。所述抗形变板的整体结构有利于抵抗构造形变，因此可 以成功地阻止挠性件扭曲，有助于具有挠性件的磁头折片组合避免悬臂件形变 和凸点脱离。再者，所述抗形变板使得悬臂件具有稳定的横向刚度和纵向刚度， 这使得所述磁头折片组合具有良好的静态性能，例如有利的横向姿态和纵向姿 态控制能力，和改善的防震性能。另外，上述悬臂件的结构也为所述磁头折片 组合提供了极小的偏转刚度，因此当所述微致动器被驱动时，所述磁头容易转 动并具有期望的位移，从而改善所述磁头折片组合的动态性能。
图3-7描述了本发明磁头折片组合300的一个实施例。参考图3和图4，所
述磁头折片组合300主要包括具有若干磁头电连接触点(图未示)的磁头310、
具有若干压电元件电连接触点(图未示)的微致动器的两个压电元件320和承
载或支撑所述^f兹头310和压电元件320的悬臂件330。所述悬臂件330包括相互
组装在一起的基板530、枢接件630、挠性件730、抗形变板830和负载杆430。
所述抗形变板830设于所述挠性件730和负载杆430之间。所述负载杆430通
过所述枢接件630连接到所述基板530上。所述挠性件730穿过所述枢接件630
到达所述负载杆430。所述负载杆430的一端连接到绞接于驱动臂(图未示)的
基板530上，另一端支撑所述挠性件730的舌片区域。所述挠性件730的舌片
区域给所述磁头310提供挠性。为了平稳均匀地把负载力从所述负载杆转移到所述磁头310上，所述负载杆430提供了一个凸点431 (如图7所示)来支撑所 述挠性件730的舌片区域之^f兹头310的安装位置。
参考图5,所述挠性件730的舌部包括有用来安装所述磁头310的磁头安装 部731、用来安装所述压电元件320的压电元件安装部732和连接所述压电元件 安装部732和i兹头安装部731的颈部733。所述颈部733比所述,兹头安装部731 和所述压电元件安装部732窄得多。因此在微致动器被驱动时，所述磁头安装 部731能够围绕所述颈部733旋转。另外，所述挠性件730进一步包括位于舌 片区域的若干挠性件_压电电性触点734a和734c、若干挠性件-磁头电性触点 735和两组电迹736和737。所述若干挠性件-压电电性触点734a和734c对应 所述微致动器之压电元件320的若干压电电性触点设置，所述若干挠性件-磁 头电性触点735对应所述磁头310的磁头电性触点设置。所述挠性件730和压 电元件320电连接于地。
参考图6,所述磁头折片组合300的抗形变板830包括一个支撑板部831、 一对横梁部832和一个后板部833。所述一对横梁部832设在所述抗形变板830 的相对两侧并连接到所述支撑板部831。所述后板部833被焊接到所述负载杆 430并固定在所述挠性件730与所述负载杆430之间。所述^f黄梁部832从所述支 撑板部831的前部延伸到所述后板部833。
所述对黄梁部832各具有一个肩部832a、 一个臂部832b和一个弯曲部832c。 所述肩部832a从所述支撑板部831向外侧延伸，同时所述臂部832b垂直于所 述肩部832a延伸。所述弯曲部832c设于所述臂部832b上。具体地，所述弯曲 部832c向大致垂直所述支撑^1部831的方向弯曲以-使所述抗形变4反830成型为 一个三维结构。
在本实施例中，如图7所示，所述抗形变板832的弯曲部832c"i殳于与所述 负载杆430的凸点431并列的位置。可理解地，所述抗形变^反832的弯曲部832c 也可以i殳于所述支撑板部831的前部附近。如图6所示，所述弯曲部832c为U 形。可理解地，所述弯曲部832c也可以为其他形状，例如V形、弧形或曲线形。 同样可理解地，本发明的抗形变板830也可以设有若干这种结构的弯曲部832c。再参考图3-6,所述^f兹头310以挠性件730的磁头安装部731支撑所述》兹头 310并且所述抗形变板830的支撑板部831通过磁头安装部731支撑所述磁头
730的压电元件安装部732上。 一些电连接方式，如锡焊、金属焊接或其他合适 的方式，被用于所述挠性件730和所述磁头310之间以及所述挠性件730和所 述压电元件320之间。所述挠性件730和所述磁头310之间的电连接是通过所 述挠性件-^f兹头电性触点735和所述^f兹头电性触点来实现的，所述挠性件730 和压电元件320之间的电连接是通过挠性件-压电电性触点734a、 734c和压电 电性触点来实现的。形成在所述挠性件730上的电迹736、 737的一端与所述压 电元件320的压电电性触点及所述磁头310的磁头电性触点相连，另一端通过 悬臂触点与控制系统相连。因此，所述控制系统通过电迹736、 737分别控制所 述孩i致动器和》兹头310。
图7是图4所示的磁头折片组合300的局部侧视图。所述磁头310安装在 所述挠性件730的^f兹头安装部731上。所述抗形变板830通过所述^f兹头安装部 731支撑所述磁头310。所述负载杆430的凸点431支撑所述挠性件730的磁头 安装部731。当所述磁头310飞行在所述^f兹盘(图未示)上时，所述凸点431保 持负载力总是从所述负载杆430均匀地施加到所述磁头310的中心，从而确保 所述磁头310良好的飞行性能。在本实施例中，弯曲部830的引进使得所述抗 形变板830成型为一个三维结构，这不仅有利于抵抗构造形变，而且使得悬臂 件具有稳定的横向刚度、纵向刚度以及小的偏转刚度。另外，当所述微致动器 被驱动时，悬臂件的这种可靠的结构使得磁头容易转动并具有期望的位移。
参考图8,根据本发明磁盘驱动单元的一个实施例，不兹盘驱动单元可以通过 组装壳体1010、磁盘1020、用于旋转所述磁盘1020的主轴马达1030、音圈马 达1060和具有所述磁头折片组合300的驱动臂1050来获得。因为磁盘驱动单 元的结构和组装过程为本领域的一般技术人员所熟知，所以在此省略关于其结 构和组装的详细描述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变 化与修饰，均仍属于本发明技术方案的涵盖范围。
权利要求
1. 一种磁头悬臂组合的悬臂件，包括挠性件，所述挠性件包括用于安装磁头的磁头安装部、用于安装压电元件的压电元件安装部以及用于连接所述压电元件安装部和磁头安装部的颈部；抗形变板，所述抗形变板包括一个用于通过所述挠性件的磁头安装部支撑所述磁头的支撑板部、一对设于所述抗形变板相对两侧并连接到所述支撑板部的横梁部，所述横梁部均具有至少一弯曲部，所述弯曲部向大致垂直所述支撑板部的方向弯曲以使所述抗形变板成型为一个三维结构；以及负载杆，所述负载杆通过设置在所述负载杆上的凸点支撑所述挠性件的磁头安装部。
2. 如权利要求1所述的悬臂件，其特征在于所述抗形变板的弯曲部设在 与所述凸点并列的位置。
3. 如权利要求1所述的悬臂件，其特征在于所述抗形变板的弯曲部设在 所述支撑板部的前部附近。
4. 如权利要求1所述的悬臂件，其特征在于所述抗形变板的弯曲部为U 形、V形、弧形或曲线形。
5. 如权利要求1所述的悬臂件，其特征在于所述抗形变板进一步包括后 板部，所述后板部焊接到所述负载杆上并固定在所述挠性件与负载杆之间，所 述横梁部从所述支撑板部的前部延伸到所述后板部。
6. 如权利要求1所述的悬臂件，其特征在于所述一对横梁部各具有一个 从所述支撑板部向外侧延伸的肩部和一个垂直于所述肩部延伸的臂部。
7. 如权利要求6所述的悬臂件，其特征在于所述弯曲部设在所述臂部上。
8. —种磁盘驱动单元的磁头折片组合，包括 磁头；具有压电元件的微致动器；以及支撑所述磁头和微致动器的悬臂件，所述悬臂件包括挠性件、抗形变板和 负载杆，所述挠性件包括用于安装所述^f兹头的^f兹头安装部、用于安装所述压电部，所述抗形变板包括一个用于通过所述挠性件的磁头安装部支撑所述磁头的 支撑板部、 一对设于所述抗形变板相对两侧并连接到所述支撑板部的横梁部， 所述横梁部均具有至少一弯曲部，所述弯曲部向大致垂直所述支撑板部的方向 弯曲以使所述抗形变板成型为一个三维结构，所述负载杆通过设置在所述负载 杆上的凸点支撑所述挠性件的磁头安装部。
9. 如权利要求8所述的磁头折片组合，其特征在于所述抗形变板的弯曲 部设在与所述凸点并列的位置。
10. 如权利要求8所述的磁头折片组合，其特征在于所述抗形变板的弯曲 部设在所述支撑板部的前部附近。
11. 如权利要求8所述的磁头折片组合，其特征在于所述抗形变板的弯曲 部为U形、V形、弧形或曲线形。
12. 如权利要求8所述的磁头折片组合，其特征在于所述抗形变板进一步 包括后板部，所述后板部焊接到所述负载杆上并固定在所述挠性件和负载杆之 间，所述横梁部从所述支撑板部的前部延伸到所述后板部。
13. 如权利要求8所述的磁头折片组合，其特征在于所述一对横梁部各具 有一个从所述支撑板部向外侧延伸的肩部和一个垂直于所述肩部延伸的臂部。
14. 如权利要求13所述的磁头折片组合，其特征在于所述弯曲部设在所 述臂部上。
15. —种^f兹盘驱动单元，包括 磁头折片组合；连接所述磁头折片组合的驱动臂； 磁盘；以及旋转所述磁盘的主轴马达； 其特征在于所述磁头折片组合，包括 磁头；具有压电元件的微致动器；以及支撑所述磁头和微致动器的悬臂件，所述悬臂件包括挠性件、抗形变板和 负载杆，所述挠性件包括用于安装所述磁头的磁头安装部、用于安装所述压电部，所述抗形变板包括一个用于通过所述挠性件的磁头安装部支撑所述磁头的 支撑板部、 一对设于所述抗形变板相对两侧并连接到所述支撑板部的横梁部， 所述横梁部均具有至少一弯曲部，所述弯曲部向大致垂直所述支撑板部的方向 弯曲以使所述抗形变板成型为一个三维结构，所述负载杆通过设置在所述负载 杆上的凸点支撑所述挠性件的磁头安装部。
16. 如权利要求15所述的磁盘驱动单元，其特征在于所述抗形变板的弯 曲部设在与所述凸点并列的位置。
17. 如权利要求15所述的磁盘驱动单元，其特征在于所述抗形变板的弯 曲部为U形、V形、弧形或曲线形。
18. 如权利要求15所述的磁盘驱动单元，其特征在于所述抗形变板进一 步包括后板部，所述后板部焊接到所述负载杆上并固定在挠性件与负载杆之间， 所述横梁部从所述支撑板部的前部延伸到所述后板部。
19. 如权利要求15所述的磁盘驱动单元，其特征在于所述一对横梁部各 具有一个从所述支撑板部向外侧延伸的肩部和一个垂直于所述肩部延伸的臂部。
20. 如权利要求19所述的磁盘驱动单元，其特征在于所述弯曲部设在所 述臂部上。
全文摘要
本发明公开了一种悬臂件。所述悬臂件包括挠性件、负载杆和位于所述挠性件和负载杆之间的抗形变板。所述抗形变板包括一个用于通过磁头安装部支撑磁头的支撑板部和一对横梁部。所述横梁部各具有至少一个弯曲部。所述弯曲部向大致垂直于所述支撑板部的方向弯曲以使所述抗形变板成型为一个三维结构。所述支撑板部的三维结构有利于抵抗构造形变，使得悬臂件具有稳定的横向刚度、纵向刚度以及较小的偏转刚度。这不仅使得磁头折片组合具有良好的静态性能和改善的防震性能，而且当所述微致动器被驱动时，有助于磁头更易转动并具有期望的位移。本发明同时公开了具有该悬臂件的磁头折片组合及其磁盘驱动单元。
文档编号G11B5/48GK101430884SQ200710169819
公开日2009年5月13日 申请日期2007年11月7日 优先权日2007年11月7日
发明者槐 杨 申请人:新科实业有限公司