专利名称：将挠曲件粘结到微致动器的悬浮组件的制作方法
技术领域：
背景技术：
信息存储装置在计算机或者其它消费者电子装置中用于检索和/或存储数据。磁硬盘驱动器是信息存储装置的示例，其包括能够读和写的一个或者更多磁头，但是其它信息存储装置也可以包括磁头一有时包括不能写的磁头。为了方便，能够读取的所有磁头在此被称为“读磁头”，不考虑其它装置和读取磁头还能够执行的功能(例如写入、飞行高度控制、接触检测(touch down detection)、搭接控制等)。在现代化硬磁盘驱动装置中，每个读取磁头是磁头万向架组件(HGA)的子部件。 读取磁头通常包括滑块和读/写换能器。读/写换能器通常包括磁阻读取元件(例如，所谓的巨磁阻读取元件或者隧道磁阻读取元件)和感应式写入结构，该写入结构包括通过光刻沉积的平坦线圈和具有朝向磁盘介质的极尖的磁轭结构。HGA通常还包括悬浮组件，该悬浮组件包括安装板、载荷梁和层压挠曲件以承载到达和来自读取磁头的电信号。读取磁头通常粘结到层压挠曲件的舌状部件。反过来，HGA是通常包括多个HGA、旋转致动器、和柔性电缆的磁头堆叠组件(HSA)的子部件。每个悬浮组件的安装板附连到旋转致动器的臂(例如，通过锻造)，并且每个层压挠曲件包括电连接到 HAS的柔性电缆的挠曲件尾部(例如，通过焊接)。现代化的层压挠曲件通常包括通过聚酰亚胺电介质层与不锈钢支撑层隔离的导电铜轨迹。使得来自/到达磁头的信号能够到达致动器主体上的柔性电缆，每个HGA挠曲件包括挠曲件尾部，其沿着致动器臂延伸远离磁头并最终附连到邻近致动器主体的柔性电缆。也就是说，挠曲件包括导电轨迹，其电连接到磁头上的多个导电焊盘，并且自邻近的磁头延伸、终止于挠曲件尾部处的电连接点。通常由音圈马达(VCM)所驱动的旋转致动器主动控制HSA相对于磁盘驱动器中的旋转磁盘的位置，以及由此读取磁头相对于磁盘上的数据磁轨/磁道的位置。具体地，通过 VCM的线圈传导的电流向旋转致动器施加扭矩，使得读取磁头能够在旋转磁盘上寻找和遵循预期的数据磁轨。然而，增加表面数据密度的工业趋势已经使大量减少磁盘上的数据磁轨之间的间距成为必要。另外，磁盘驱动器性能要求，特别是有关存取期望数据所需时间的需求，已经不允许降低磁盘的旋转速度。实际上，对于很多磁盘驱动器应用，已经显著增加了旋转速度。这些趋势的结果是要求增加带宽用于相对于旋转磁盘上的数据磁轨进行读磁头位置的伺服控制。本领域中提出的增加磁盘驱动器伺服带宽的一种方案是双阶致动。在双阶致动概念中，VCM所驱动的旋转致动器用作粗致动器(用于HSA位置相对于磁盘的大调节)，而具有较高带宽但是较少冲程的所谓的“微致动器”用作细致动器(用于读磁头位置的较小调节)。本领域已经提出的各个微致动器设计用于磁盘驱动器应用中的双阶致动。这些设计中的一些使用固定到悬浮组件的不锈钢部件(例如，安装板或者其延伸部件、和/或载荷梁或者其延伸部件和/或将安装板连接到载荷梁的中间不锈钢部件)的一个或者更多压电微致动器。微致动器可以以经过延长的存储、运输时间，暴露于高温度和湿度之后的方式通过接合连接器电连接到挠曲件，而接合连接器产生对电流流动的高阻抗和可能导致接合连接器破损的降低的机械强度。因此，信息处理装置领域中存在对位于挠曲件和微致动器之间的、保持较好的电流流动并保持较好的机械强度的接合连接器的需要。
发明内容
图1是能够包括本发明的一个实施例的磁盘驱动器的俯视图；图2是磁头万向架组件(HGA)的仰视立体图；图3是图示根据本发明的一个实施例具有单个贯穿孔、连接到微致动器的挠曲件的仰视图；图4是图示根据本发明的一个实施例具有多个贯穿孔、连接到微致动器的挠曲件的仰视图；图5是根据本发明的一个实施例的延伸穿过挠曲件的贯穿孔以将挠曲件粘结到微致动器的底面的环氧树脂的截面图；图6是根据本发明的一个实施例的延伸穿过贯穿孔的环氧树脂的近视图。
具体实施例方式图1是能够包括本发明的一个实施例的磁盘驱动器100的俯视图。磁盘驱动器100 包括磁盘驱动器基座102。磁盘驱动器100还包括可旋转地安装在磁盘驱动器基座102上的枢轴106，其用于旋转安装在枢轴106上的磁盘104。磁盘104的旋转建立穿过可选的循环过滤器108的空气流动。在某些实施例中，磁盘驱动器100可以只有单个磁盘104，或者可替代地，有两个或者更多个磁盘。磁盘驱动器100还包括可旋转地安装在磁盘驱动器基座102上的旋转粗致动器 110。旋转粗致动器110包括支撑磁头万向架组件(HGA) 118的致动器臂114。音圈马达112 通过有限角度的范围旋转致动器110，使得HGA 118可以以期望的方式相对磁盘104上的一个或者更多信息磁轨进行定位。优选地，磁盘驱动器100的每个磁盘表面将包括一个HGA 118，但是也考虑使用较少HGA的低密度(cbpopulated)磁盘驱动器。在非工作状态下，HGA 可以搁置在斜面120上，例如避免与不旋转的磁盘104接触。到达/来自HGA 118的电信号被承载到其它驱动器电子装置，部分经过柔性电缆(未示出)和柔性电缆架116。图2是HGA 200的仰视立体图。再参照图2，HGA 200包括载荷梁(load beam) 202 和用于从磁盘(例如磁盘104)读取数据以及向其写入数据的读取磁头210。读取磁头210 包括具有空气承载表面(标记210指向该表面)和相对的顶表面(图2视图中不可见)的滑块基底。滑块基底优选包括AlTiC，但是也可以使用其它陶瓷制品或者硅。读取磁头210 的滑块基底还包括拖尾面(trailing face) 212，该拖尾面包括读取/写入换能器(太小而几乎不能在图2的视图中显示，但是布置在拖尾面212上)。在某些实施例中，读取/写入换能器优选为与磁阻读取换能器混合的感式式磁写入换能器。载荷梁202的用途是向读取磁头210提供有限的垂直顺性以在磁盘(例如，图1的磁盘104)旋转时遵循磁盘表面的垂直波动，以及利用预载力将读取磁头210的空气承载表面相对磁盘表面进行预加载，这通常称为“力加载(gram load)”。在图2的实施例中，HGA 200还包括附连到载荷梁202的层压挠曲件(laminated flexure) 204o层压挠曲件204包括具有读取磁头接合表面的舌状部件206。磁头210附连到层压挠曲件204的舌状部件206的读取磁头接合表面。由于读取磁头210部分地遮挡舌状部件206，因此舌状部件206的仅仅一部分在图2的视图中可见。层压挠曲件204的第一个用途是向磁头210提供顺性以在磁盘(例如，磁盘104)旋转时遵循磁盘表面的俯仰和侧滚角(pitch and roll angular)波动，同时限制读取磁头210和载荷梁202之间在横向方向和绕着偏航轴的相对运动。层压挠曲件204的第二个用途是提供多个电路径以帮助到达 /来自读取磁头210的信号传输。对于第二个用途，层压挠曲件204包括在层压挠曲件204 的电导体(例如，铜)子层中限定的多个导电轨迹218。导电轨迹218与支撑层(例如，不锈钢)通过电介质层(例如，聚酰亚胺)隔开。在图2的实施例中，载荷梁202包括铰链板222和224，并且经过铰链板222和2M 附连到安装板220和微致动器安装结构250。这些部件可以由不锈钢制成，并且例如可以通过多个点焊将它们彼此附连。可替代地，载荷梁202可以具有整体铰链板区域而不使用单独的铰链板部件组装，从而载荷梁202及其铰链板将是具有物质连续性的单个部件。具有铰链板222、224(如果存在)的载荷梁202、微致动器安装结构250和安装板 220可以一起称为“悬浮组件”。由此，安装板220还可以称为悬浮组件安装板220。在某些优选实施例中，悬浮组件安装板220包括锻造凸台(swage boss) 2 以帮助悬浮组件附连到致动器臂(例如，致动器臂114)。在该情况下，悬浮组件安装板220还可以称为“锻造安装板”。请注意在层压挠曲件204被附连到载荷梁202之后，层压挠曲件204可以视为也属于“悬浮组件”。可以看到，微致动器安装结构250自悬浮组件安装板220延伸。在此实施例中，可以看到微致动器安装结构250是附连(例如，通过多个点焊接)到悬浮组件安装板220的单独子部件。然而，可替代地，微致动器安装结构250和悬浮组件安装板220可以是具有物质连续性的单个部件而不是子部件的组件。微致动器255可以安装在安装结构250的窗口中。微致动器255具有顶面(未示出)和底面257。转到图3，图3是图示根据本发明的一个实施例连接到微致动器255的挠曲件204 的仰视图。挠曲件204包括焊盘层310和贯穿孔沈0，其中贯穿孔260延伸穿过焊盘层310。 环氧树脂311安放在挠曲件204的贯穿孔260中并将挠曲件204粘结到微致动器255，如下所述。具体地，挠曲件204附连到微致动器255的底面并且通过环氧树脂粘合剂(印oxy bond) 311电耦合到微致动器255。环氧树脂粘合剂311也可以称为接合连接器(joint connector)。要将挠曲件204电耦合到微致动器255，可以使用诸如银(Ag)的导电环氧树脂 311。在一个实施例中，挠曲件204可以包括焊盘层310和贯穿孔沈0，其中贯穿孔260 延伸穿过焊盘层310。环氧树脂粘合剂311可以安放在挠曲件204的贯穿孔沈0中并将挠曲件204粘结到微致动器255的底面。例如，环氧树脂粘合剂311可以直接安放在挠曲件 204的贯穿孔260下方的焊盘层310上，并且朝环氧树脂粘合剂311的方向按压微致动器 255，使得环氧树脂粘合剂311大范围地粘结到微致动器255的底面并且延伸穿过贯穿孔 360，如下文所述。在一个实施例中，参照图4，可以使用多个贯穿孔350。与图3—样，每个贯穿孔 350延伸通过焊盘层310。环氧树脂粘合剂311可以分别安放在每个贯穿孔350中以分别粘结到微致动器255的底面。根据一个实施例，微致动器255可以是压电(PZT)微致动器。压电微致动器可以包括与环氧树脂粘结的金(Au)层覆盖涂层。此外，如图3和图4所示，在一个实施例中，焊盘层310可以包括包含金(Au)涂层 312的铜(Cu)层316和金属层357。另外，在一个实施例中，通孔360可以将挠曲件204的 Cu层316连接到挠曲件的金属层357。在一个实施例式中，金属层357是不锈钢。参照图5，示出延伸通过挠曲件204的贯穿孔260同时将挠曲件204粘结到微致动器255的底面257的环氧树脂311(例如，银)的截面图。如上所述，环氧树脂粘合剂311 可以直接安放在挠曲件204的贯穿孔260下方的焊盘层上，并且朝环氧树脂粘合剂311的方向按压微致动器255，使得环氧树脂粘合剂311大范围地粘结到微致动器255的底面257 并且延伸穿过贯穿孔360。如图5所示，银环氧树脂311延伸穿过挠曲件204的贯穿孔260 并且延伸穿过和围绕铜层316的金涂层312、通过绝缘体层317、和通过挠曲件204的不锈钢金属层357，并且大范围地粘结到微致动器255的底面257。在一个实施例中，绝缘体层 317是聚酰亚胺。另外，压电微致动器255可以包括被银环氧树脂311粘结的金覆盖物。另外，通孔360可以将Cu层316连接到挠曲件204的金属层357。在一个实施例中，金属层357是不锈钢。由此，在一个实施例中，焊盘层可以包括具有金涂层312的铜层 316、绝缘体层317和不锈钢金属层357。简要地参照图6，该图是延伸穿过挠曲件204的具有金涂层312的铜层316的银环氧树脂311的近视图，从图中可见，银环氧树脂311穿过贯穿孔260溢出。利用这种方式，已经发现银环氧树脂311与微致动器255大范围接触并且在银环氧树脂311与微致动器255之间产生大量接触面积。这甚至在极端环境条件下在挠曲件 204和微致动器255之间提供银环氧树脂粘合剂311的很大的导电性。此外，由于环氧树脂311形成的类似铆接部件，因此环氧树脂粘合剂311(或者称为接合连接器)的抗剪强度增加。另外，当利用诸如先前参照图4描述的多个贯穿孔沈0 时，导电性和抗剪强度进一步提高，其中三个贯穿孔350用于环氧树脂粘合剂311的粘结以形成多个接合连接器。应理解，尽管图3和图4图示了一个和三个贯穿孔实施例，但是可以利用任意合适数量的贯穿孔。另外，通过利用通孔360将挠曲件204的铜层316连接到挠曲件204的不锈钢金属层357，在挠曲件204和微致动器255之间提供更好的电连接。在先前描述的实施例中，挠曲件204通过微致动器255施加电压以驱动微致动器 255，挠曲件204和微致动器255之间的环氧树脂粘合剂311或者接合连接器被改进，同时进一步提供更好的接合机械强度。已经发现利用此类型的环氧树脂粘合剂311或者接合连接器，即便在暴露于高温度和湿度以及延长存储时间的情况下，也会有利地保持电流流动和机械强度。 在上述说明中，参照特定的示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将认识到本发明不限于这些实施例。可以想到，本发明的各种特征和方面可以独立或者联合使用，并且可能在不同环境或者应用中使用。因此，说明书和附图视为图示性的和示例性的而不是限制性的。“包括”、“包含”和“具有”意指开放式术语。
权利要求
1.一种磁盘驱动器，包括附连到磁盘驱动器基座的枢轴； 安装在所述枢轴上的磁盘；附连到所述磁盘驱动器基座的粗致动器，所述粗致动器包括致动器臂；以及附连到所述致动器臂的悬浮组件，所述悬浮组件包括 具有顶面和底面的安装板； 在所述安装板中形成的微致动器安装结构；安装在所述微致动器安装结构中用以定位读取磁头的微致动器，所述微致动器具有顶面和底面；以及附连到所述安装板的所述底面的挠曲件，所述挠曲件包括焊盘层和延伸通过所述焊盘层的贯穿孔，其中所述焊盘层上的环氧树脂大范围地粘结到所述微致动器并且延伸穿过所述贯穿孔。
2.根据权利要求1所述的磁盘驱动器，还包括多个贯穿孔，每个贯穿孔延伸穿过所述焊盘层。
3.根据权利要求1所述的磁盘驱动器，其中所述微致动器是压电微致动器。
4.根据权利要求3所述的磁盘驱动器，其中所述压电微致动器包括被环氧树脂粘结的金层ο
5.根据权利要求1所述的磁盘驱动器，其中所述环氧树脂包括银(Ag)。
6.根据权利要求1所述的磁盘驱动器，其中所述挠曲件的所述焊盘层包括绝缘体层和^^^J^l J^ ο
7.根据权利要求1所述的磁盘驱动器，其中所述挠曲件的所述焊盘层包括具有金(Au) 涂层的铜(Cu)层。
8.根据权利要求7所述的磁盘驱动器，其中所述挠曲件的所述铜层还包括接地轨迹和多个其它轨迹。
9.根据权利要求1所述的磁盘驱动器，还包括通孔，所述通孔将所述挠曲件的铜(Cu) 层连接到所述挠曲件的金属层。
10.根据权利要求9所述的磁盘驱动器，其中所述挠曲件的所述金属层是不锈钢。
11.一种悬浮组件，包括 具有顶面和底面的安装板；在所述安装板内形成的微致动器安装结构；安装在所述微致动器安装结构中以定位读取磁头的微致动器，所述微致动器具有顶面和底面；以及附连到所述安装板的所述底面的挠曲件，所述挠曲件包括焊盘层和延伸穿过所述焊盘层的贯穿孔，其中所述焊盘层上的环氧树脂大范围地粘结到所述微致动器并延伸穿过所述贯穿孔。
12.根据权利要求11所述的悬浮组件，还包括多个贯穿孔，每个贯穿孔延伸穿过所述焊盘层。
13.根据权利要求11所述的悬浮组件，其中所述微致动器是压电微致动器。
14.根据权利要求13所述的悬浮组件，其中所述压电微致动器包括被粘结环氧树脂的金层。
15.根据权利要求11所述的悬浮组件，其中所述环氧树脂包括银(Ag)。
16.根据权利要求11所述的悬浮组件，其中所述挠曲件的焊盘层包括绝缘体层和金属层。
17.根据权利要求11所述的悬浮组件，其中所述挠曲件的所述焊盘层包括具有金(Au) 涂层的铜(Cu)层。
18.根据权利要求17所述的悬浮组件，其中所述挠曲件的所述铜层还包括接地轨迹和多个其它轨迹。
19.根据权利要求11所述的悬浮组件，还包括通孔，所述通孔将所述挠曲件的铜(Cu) 层连接到所述挠曲件的金属层。
20.根据权利要求19所述的悬浮组件，其中所述挠曲件的所述金属层是不锈钢。
全文摘要
本发明公开一种用于磁盘驱动器的悬浮组件，其包括具有顶面和底面的安装板；形成在安装板内的微致动器安装结构；安装在微致动器安装结构中的微致动器，其中微致动器具有顶面和底面；以及附连到安装板的底面和微致动器的挠曲件。挠曲件包括焊盘层和贯穿孔，其中贯穿孔延伸穿过焊盘层。焊盘层上的环氧树脂大范围地粘结到微致动器并且延伸穿过贯穿孔。
文档编号G11B5/48GK102314887SQ20111018303
公开日2012年1月11日 申请日期2011年6月27日 优先权日2010年6月29日
发明者J·E·斯库拉, W·C·舒姆, Y·刘 申请人:西部数据技术公司