专利名称：具有较低刚度悬挂设计的配置金属框架压电微致动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁硬盘驱动器。更具体地，本发明涉及制造用于微致动器的框架组件的方法。
背景技术：
现有技术中，使用不同的方法提高硬盘驱动器的记录密度。图1示出具有配置为读写磁硬盘104的典型驱动臂102的典型盘驱动器。典型地，音圈电机(VCM)106用于控制硬驱动器的臂102在磁硬盘104上的运动。由于仅由VCM106定位记录头108时所存在的固有公差(动态移动)，现在用微致动器110“微调”头108的位置。VCM106用于粗调，然后微致动器110以更小的刻度矫正定位以补偿VCM106(与臂102)的公差。这样可以获得较小的可记录轨迹宽度，增加硬驱动器的“每英寸轨迹”(TPI)值(增加记录密度)。
图2提供了现有技术中所用的微致动器的示例。典型地，滑块202(包含一个读写磁头，未示出)用于在磁盘表面104上方保持预定的飞行高度(见图1)。微致动器可以具有柔性桁条204，将支撑器件206与滑块容纳单元208连接，使得滑块202可以独立于驱动臂102运动(见图1)。电磁组件或电磁/铁磁组件(未示出)可以用来提供相对于臂102对滑块/头202的方向/位置的微调(见图1)。
现有设计往往具有动态问题。这些问题的原因在于由环境、处理、或制造引起的弯曲电缆变化。此外，现有的微致动器框架通常由诸如锆钛酸铅(PZT)或氧化锆等材料制成，往往比较重，从而影响头万向节组件的磁读写头在盘上快速移动的能力。某些微致动器还具有产生微粒的问题，这有可能损坏盘驱动器中的部分。较轻和刚度较小的微致动器能够显著改善盘驱动器的动态性能。
图1示出现有技术中所用的包括配置为读写磁硬盘的驱动臂的盘驱动器的内部视图；图2示出现有技术中所用的微致动器；
图3a-b示出具有根据本发明原理的U形微致动器的硬盘驱动头万向节装置(HGA)；图4a-b示出框架组件的一个实施例；图5a-c示出本发明中使用的磁读写头、压电材料条纹、和HGA的实施例；图6a-b示出将框架组件装配到头万向节组件的方法；图7a-b示出将磁读写头和压电材料条纹装配到框架组件的方法；图8a-d示出制作框架组件的第一种方法；图9a-d示出制作框架组件的第二种方法；图10a-b示出框架组件的一种可选设计；图11a-e示出制作上述可选框架组件的第一种方法；图12a-e示出制作上述可选框架组件的第二种方法。
具体实施例方式
公开了一种具有降低刚度设计的框架组件和制造该框架组件的方法。在一个实施例中，从一片薄平面材料如类似金属的不锈钢切割框架组件图案。然后弯曲该图案，以形成具有基准件、两个臂、和用于连接板的支架的框架组件。在一个可选实施例中，基准件包括一个后部支架和一个支撑基准件。在另一实施例中，围绕图案的多于材料被切去，以便允许最有效利用材料。由该方法制造的配置PZT金属框微致动器往往具有大于1400G垂直倾斜下落冲击的高冲击性能，每20+/-20V激励电压2.5μm峰-峰值的高位移，以及大于250kHz的高谐振频率。
图3a以上下颠倒的方向描述了具有U形微致动器的硬盘驱动头万向节组件(HGA)的一个实施例。在一个实施例中，磁读写头或滑块302装配到框架组件304上，形成一个U形微致动器。在另一个实施例中，U形微致动器具有压电锆钛酸铅(PZT)梁(臂)306，附着在框架组件304每一侧上的臂308上。在一个实施例中，印刷电路组件310电耦合到滑块302，以控制读写功能。微致动器306装配到悬挂组件312，悬挂组件是头万向节组件(HGA)314的一部分。在HGA316中切出第一孔316以减小重量。第二孔318允许HGA314安装在枢轴上。图3b以相反的方向示出该实施例。
图4a-b示出框架组件402的一个实施例，该框架组件用于产生微致动器，和将微致动器附着于滑块302和HGA314。图4a示出框架组件的一个实施例的顶视图。在一个实施例中，框架组件402具有基准件404，两个臂406从该基准件延伸出来。在另一个实施例中，每个臂406具有从该臂延伸的支撑件408。在一个实施例中，支撑件408在两个臂406之间。图4b示出框架组件的一个实施例的侧视图。在一个实施例中，支撑件408在与基准件404平行但不同的一个平面内，以便在滑块302与悬挂舌312之间保持一个平行的间隙。在一个实施例中，框架组件402为金属，例如不锈钢。
图5a-c示出各个组件的实施例，当这些组件装配到框架组件402时将形成HGA314和具有读写头302的微致动器。图5a示出读写头302的一个实施例。图5b示出两条PZT材料306。在一个实施例中，两个电接触衬垫502在每条PZT材料306的外部。图5c示出HGA314的一个实施例。该HGA具有悬挂组件或悬挂舌312以便装配到框架组件上。在另一实施例中，HGA314具有连接板504，其允许印刷电路组件310电耦合到磁读写头302。在一个实施例中，滑块电衬垫506与微致动器电衬垫508固定在连接板504上。在一个实施例中，两个突出的梁510装配到悬挂舌312上。每个突出的梁具有一个弯头514以维持悬挂舌312与承载梁512之间的平行空间。
图6a示出装配在HGA314上的框架组件402的一个实施例的顶视图。基准件404装配到HGA314的悬挂舌312。在一个实施例中，基准件404通过焊接装配到悬挂舌312。在一个替换实施例中，基准件404使用紫外线固化的环氧树脂装配到悬挂舌312。连接板504装配在支撑件408上。在一个实施例中，连接板504通过激光焊接装配到支撑件408。在一个替换实施例中，连接板504使用紫外线固化的环氧树脂装配到支撑件408。图6b示出装配在HGA314上的框架组件402的一个实施例的侧视图。支撑件408位于连接板504与悬挂舌312之间。基准件404在HGA314外部的一侧装配到悬挂舌312。在一个实施例中，基准件404与支撑件408的平行平面之间的不同有助于在连接板504或微致动器框架支撑件408与悬挂舌312之间维持平行间隙。在一个实施例中，一个突起602有助于突出的梁510在悬挂舌312与承载梁512之间维持平行的间隙。
图7a示出装配到框架组件402的两条PZT材料306的一个实施例的顶视图。在一个实施例中，每条PZT材料306装配到框架组件402的一个臂406。在另一实施例中，两条PZT材料306的外部的每个接触衬垫502电耦合到连接板504上固定的微致动器电衬垫508。
图7b示出装配到HGA314的磁读写头302的一个实施例的顶视图。在一个实施例中，磁读写头装配到连接板504。在另一实施例中，磁读写头还电耦合到固定在连接板504上的滑块电衬垫502。
图8a-d示出制作框架组件402的方法的一个实施例。图8a示出一系列框架组件图案802从单个薄平面材料804中切割出来。在图8b中，框架组件预案802与其它图案和剩余材料804分开。在一个实施例中，基准件404、两臂406、和支撑件408都在图案中。图8c中，臂406垂直于基准件404弯曲。图8d中，支撑件408垂直于臂406弯曲。
图9a-d示出制作框架组件402的方法的一个可选实施例。图9a示出围绕从单个薄平面材料906中切割出来的一系列框架组件图案904的材料902。在一个实施例中，每个图案包括基准件404、两臂406、和支撑件408。图9b中，臂406垂直于基准件404弯曲。图9c中，支撑件408垂直于臂406弯曲。在图9d中，单个框架组件402与其它框架组件分开。
图10a-b示出框架组件402的一种可选实施例。图10a示出顶视图，而图10b示出侧视图。框架组件402的该实施例具有两臂406，且每臂具有一个支撑件408，而基准件404具有一个后部支撑件1002和支撑基座1004。在一个实施例中，一个或两个臂406连接到后部支撑件1002，而框架组件402在支撑基座1004处装配到HGA314。在一个实施例中，后部支撑件1002与支撑基座支撑基座1004垂直，且臂406垂直于后部支撑件1002和支撑基座1004。
图11a-e示出制作框架组件402的可选实施例的方法的一个实施例。图11a示出一系列框架组件图案1102从单个薄平面材料1104中切割出来。在图11b中，框架组件图案1102与其它图案和剩余材料1104分开。在一个实施例中，后部支撑件1002、支撑基座1004、两臂406、和支撑件408都在图案中。图11c中，支撑基座1004垂直于后部支撑件1002弯曲。在图11d中，臂406垂直于后部支撑件1002弯曲。图11d中，支撑件408垂直于臂406弯曲。
图12a-e示出制作框架组件402的可选实施例的方法的一个可选实施例。图12a示出围绕从单个薄平面材料1206中切割出来的一系列框架组件图案1204的材料1202。在一个实施例中，每个图案包括后部支撑件1002、支撑基座1004、两臂406、和支撑件408。在图12b中，臂406和后部支撑件1002垂直于支撑基座1004弯曲。图12c中，支撑件408垂直于臂406弯曲。在图12d中，单个框架组件图案1204与其它框架组件图案1204分开。在图12e中，臂406垂直于后部支撑件1002弯曲。
尽管此处具体描述了几个实施例，但应当理解，本发明的修改和变化将由以上阐述所覆盖，并属于所附权利要求的范围，而不脱离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种微致动器框架组件，包括从单个薄平面材料模制而成的基准件，其将装配到头万向节组件上；从该单个薄平面材料模制而成的第一臂，其弯曲为垂直于所述基准件的第一侧面；和从该单个薄平面材料模制而成的第二臂，其弯曲为垂直于所述基准件的第二侧面。
2.如权利要求1所述的框架组件，其中所述框架组件由金属构成。
3.如权利要求1所述的框架组件，进一步包括第一支撑件，用于装配到磁头上的一个连接板，该第一支撑件弯曲为垂直于所述第一臂；和用于该连接板的第二支撑件，其弯曲为垂直于所述第二臂。
4.如权利要求1所述的框架组件，其中所述基准件包括一个后部支撑件，该后部支撑件弯曲为垂直于一个支撑基座，该支撑基座将装配到所述头万向节组件。
5.如权利要求3所述的框架组件，其中所述第一臂和第二臂装配在所述后部支撑件，并弯曲为垂直于该后部支撑件。
6.一个系统，包括包含数据的盘；具有悬挂组件的头万向节组件；用于从所述盘读取所述数据的磁读写头；印刷电路组件，用于控制该磁读写头；将所述磁读写头与印刷电路组件电耦合的连接板；和从单个薄平面材料模制而成的框架组件，用于将所述磁读写头装配到所述头万向节组件上，其中该框架组件包括用于装配到所述头万向节组件的基准件；弯曲为与所述基准件的第一侧面垂直的第一臂；弯曲为与所述基准件的第二侧面垂直的第二臂。
7.如权利要求6所述的系统，其中所述框架组件进一步包括用于所述连接板的第一支撑件，该第一支撑件弯曲为垂直于所述第一臂；和用于该连接板的第二支撑件，该第二支撑件弯曲为垂直于所述第二臂。
8.如权利要求6所述的系统，其中所述单个薄平面材料由金属构成。
9.如权利要求6所述的系统，其中所述框架组件的基准件包括一个后部支撑件，该后部支撑件弯曲为垂直于一个支撑基座，该支撑基座装配到所述头万向节组件。
10.如权利要求9所述的系统，其中所述框架组件的第一臂和第二臂装配在所述后部支撑件，并弯曲为垂直于该后部支撑件。
11.如权利要求6所述的系统，进一步包括第一条压电致动器材料，耦合到所述框架组件的第一臂。
12.如权利要求6所述的系统，进一步包括第二条压电致动器材料，耦合到所述框架组件的第二臂。
13.一种方法，包括从一个薄平面材料产生用于一个微致动器的框架组件图案，该框架组件图案包括用于装配到头万向节组件的基准件，第一臂，和第二臂；将所述第一臂弯曲到垂直于所述基准件的位置；将一个第一支撑件弯曲为垂直于该第一臂的位置，该第一支撑件用于装配到一个连接板，以便将磁头与一个印刷电路组件电耦合；将所述第二臂弯曲到垂直于所述基准件的位置；和将一个用于所述连接板的第二支撑件弯曲为垂直于该第二臂的位置。
14.如权利要求13所述的方法，进一步包括将所述框架组件装配到所述头万向节组件的一个悬挂组件上。
15.如权利要求13所述的方法，其中所述框架组件由金属构成。
16.如权利要求13所述的方法，进一步包括将所述基准件的一个支撑基座弯曲到垂直于所述基准件的一个后部支撑件的位置，该支撑基座用于装配到所述头万向节上。
17.如权利要求16所述的方法，其中第一臂和第二臂被弯曲为垂直于该后部支撑件，并进一步垂直于所述支撑基座的位置。
18.如权利要求13所述的方法，进一步包括耦合到所述第一臂的第一条压电致动器材料。
19.如权利要求13所述的方法，进一步包括耦合到所述第二臂的第二条压电致动器材料。
20.如权利要求13所述的方法，其中所述框架组件图案是通过从所述薄平面材料切割所述框架组件图案来制作的。
21.如权利要求11所述的方法，其中所述框架组件图案是通过从所述薄平面材料将多余材料切除，然后分割剩余的框架组件图案组来制作的。
全文摘要
公开了一种具有较低刚度悬挂设计的框架组件和制造该框架组件的方法。在一个实施例中，框架组件图案从一个薄平面材料，如金属，切割。然后将该图案弯曲，以形成一个框架组件，该框架组件具有一个基准件、两个臂、和用于一个连接板的支撑件。在一个可选实施例中，基准件包括一个后部支撑件和一个支撑基座。在另一个实施例中，将围绕所述图案的多余材料切去，以允许最有效利用材料。
文档编号G11B5/187GK1650350SQ02829226
公开日2005年8月3日 申请日期2002年6月26日 优先权日2002年6月26日
发明者姚明高, 白石一雅, 解贻如 申请人:新科实业有限公司