改进的磁头折片组合及其制造方法及磁盘驱动单元的制作方法

专利名称：改进的磁头折片组合及其制造方法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，尤其涉及一种磁头块和悬臂件 间以改进方式连接的磁头折片组合及其制造方法、以及具有该改进的磁头折 片组合的磁盘驱动器。
背景技术：
磁盘驱动系统是一种信息存储设备，其使用磁性媒介来存储数据，并且 或将数据写在磁性媒介上。
参考图l，磁盘驱动器通常包括若干磁盘6，所述磁盘6连接到主轴马达上 以便旋转。磁盘6的表面上悬置有一个相应的磁头驱动臂组合，所述磁头驱动 臂组合包括磁头折片组合(HGA) 1。所述磁头折片组合l连接并安装到驱动 臂4上。音圃马达(VCM) 5连接到所述驱动臂4上，用以控制驱动臂4的运动， 进而控制磁头折片组合l的磁头块2内的磁性读写头定位在磁盘6表面的磁轨 上，从而保iiL磁性读写头从磁盘6中读取数据或者把数据写到磁盘6中。
磁头折片组合1用以当磁盘6围绕主轴马达旋转时动态调整磁头块2的旋 转从而与磁盘表面同步。具体地说，磁头折片组合l通常包括承载或者悬置磁 头的悬臂件。所述悬臂件包括组装在一起的承载杆、基板、枢接件以及挠性 件。承栽杆通过枢接件连接到基板上。基板用于增强整个磁头折片组合的结 构硬度。挠性件由挠性材料制成，从枢接件延伸到承载杆。承载杆一端通过 基板连接到驱动臂上，另一端连接到挠性件上。承载杆把磁头偏转向磁盘表 面，而挠性件为磁头提供挠性力。挠性件的一端提供有悬臂舌片用以承载磁 头块。
参考图2a和2b,磁头块2通常包括读写头。众所周知，所述读写头位于磁 头2的后表面23上，用于从磁盘6的中心数据磁轨中读取数据或者把数据写到
所述中心数据磁轨中。为了实现电性连接，所述读写头在;兹头块2的后表面23 上提供了若干连接触点24，同时挠性件3提供了相应的连接触点10，所述连接 触点10已与从磁盘驱动器的读写电路(图未示)上延伸出来的读写头线缆连 接，所述读写头线缆用于在读写头与读写电路中传送信号从而实现控制，读 写头的连接触点24分别经由锡球或者其它金属球以锡球焊或超声波焊接方式 粘接到挠性件3的连接触点10上，从而实现读写头与挠性件的电连接。另外， 为了实现良好的物理连接性能，磁头块2之面向所述挠性件3并与所述空气承 载面相对的上表面22上设有环l^7,所述环氧胶7把磁头块2的上表面22与挠 性件3连接起来。
然而，上面所述磁头块2与悬臂件的挠性件3相连接的方法很复杂。如上 所述，磁头块2与挠性件3的连接是首先通过把锡球或其它金属球8连接到磁头 块2与挠性件3相应的触点上，然后通过环氧胶7来固定^f兹头块2和挠性件3。磁 头块2与挠性件3的电连接方式和物理连接方式是两个分离的步骤，非常耗时 耗力。
最近，消费者总是希望不断减少磁头的成本。为了减少磁头的成本，磁 头尺寸必须设计得越来越小，以使一个晶片能够分离成更多的磁头块。由于 磁头块的尺寸减小，其后表面区域也相应变小。同时，由于磁头技术的不断 发展，越来越多的功能性连接触点需要增加到磁头块的后表面上。因此，小 型磁头块在磁头后表面处不能提供足够的区域来实现连接。另一方面，磁头 块2在其后表面23与挠性件3经由锡球或其它金属球相连，这种连接方式中， 磁头块2和挠性件3能以连接点为支点相对旋转，因此这种传统的连接会被冲 击应力甚至撞击所损坏。
目前，磁头块与悬臂件之间有一种更先进、更典型的连接方法被采用以 解决上述问题。磁头块的相对于空气承载面的上表面上提供了若干磁头电性 连接触点，同时悬臂件提供了相应的挠性件电性连接触点。磁头电性连接触 点通过焊锡球或者其它金属球与挠性件电性连接触点相连接，从而实现磁头 块与悬臂件的物理及电性连接。在这种情况下，磁头块的上表面可以提供足 够的区域来设置磁头电性连接触点，并且磁头块与悬臂件的这种连接方式避 免了彼此之间的相对转动。然而，这种连接方式会带来另外的问题。由于磁
头块通过锡球焊接来支撑而没有任何基准平台，因此，磁头块的静态俯仰姿
态(PSA, pitch static attitude)和静态滚转姿态(RSA, roll static attitude)会变化， 相应地，俯仰和滚转姿态的变化将引起磁头飞行高度的变化，这就削弱了磁 头的飞行性能以及数据读写性能。
因此，有必要提供一种磁头块和悬臂件间以改进方式连接的磁头折片组 合、具有该改进的磁头折片组合的磁盘驱动器以及制造该磁头折片组合的改 进的方法来克服上述缺陷。

发明内容
本发明的目的是提供一种磁头折片组合(HGA),所述磁头折片组合的磁 头块和悬臂件以改进的方式连接，这种连接使所述磁头折片组合能控制磁头 姿态，例如俯仰姿态和滚转姿态，以确保磁头块处于良好的姿态，从而减小 磁头块的飞行高度的变化，提高磁头块的数据读写性能。
本发明的另一目的是提供一种具有磁头折片组合(HGA)的磁盘驱动器，所 述磁头折片组合的磁头块和悬臂件以改进的方式连接，这种连接使所述磁头 折片组合能控制磁头姿态，例如俯仰姿态和滚转姿态，以确保磁头块处于良 好的姿态，从而减小磁头块的飞行高度的变化，提高磁头块的数据读写性能。
本发明的又一目的是提供一种制造磁头折片组合的方法，所述方法能够在 所述》兹头折片组合的磁头与悬臂件之间实现良好的连接。
本发明的再一目的是提供一种支撑磁头的具有姿态控制层的悬臂件，所述 姿态控制层用以控制安装到所述悬臂件上的磁头块的姿态，如俯仰姿态和滚 转姿态。
为了实现上述目的，本发明提供的磁头折片组合包括磁头块和悬臂件。 所述磁头块具有空气承栽面，与空气承载面相对的连接面，和设置在所述连 接面上的若干磁头电性连接触点。所述悬臂件具有挠性件、姿态控制层以及 设置于所述挠性件上的挠性件电性连接触点。所述姿态控制层覆盖在所述挠 性件上，并使挠性件电性连接触点露出。所述磁头块放置于姿态控制层上， 其中磁头电性连接触点与相应的挠性件电性连接触点对齐以使;兹头电性连接 触点与相应的挠性件电性连接触点电性连接。
作为本发明的一个实施实例，所述悬臂件还包括线路(tracepattern),所 迷线路设置在挠性件上，所述挠性件电性连接触点形成于所述线路上。较佳 地，所述线路在对应于所述挠性件电性连接触点的位置处设有凹部。较佳地， 所述凹部被穿通为通孔。可选地，所述挠性件在对应于所述线路的通孔的位 置处i殳有凹部。
作为本发明的另一个实施实例，所述挠性件包括金属基底和绝缘层，所 述绝缘层位于所述金属基底与所述线路之间。较佳地，所述金属基底具有应 力释放部，所述应力释放部在位于所述挠性件电性连接触点下面的位置处部 分镂空。所述应力释放部具有若干对称设置的通孔或缺口。较佳地，所述绝 缘层在对应于挠性件电性连接触点的位置处设有若干凹部。
在本发明中，所述线路具有若干导电线缆，所述导电线缆从所述挠性件 电性连接触点分别延伸至外界控制电路，所述姿态控制层设置为局部覆盖所 述导电线缆。
作为本发明的再一实施实例，所述姿态控制层呈T形的。可选地，所述 姿态控制层具有一个覆盖所述挠性件电性连接触点之间的导电线缆的T型头 部以及一对覆盖所述挠性件电性连接触点外围的导电线缆的臂部。可选地， 所述姿态控制层具有一个覆盖所述挠性件电性连接触点之间的导电线缆的H 型头部以及一对覆盖所述挠性件电性连接触点外围的导电线缆的臂部。
作为本发明的又一实施实例，所述磁头块还包括具有若干槽口的半导体 绝缘层，所述半导体绝缘层覆盖在所述》兹头块的连接面上并与所述》兹头块电 连接，其中所述磁头电性连接触点暴露在所述各个槽口中。较佳地，所述半 导体绝缘层是类金刚石碳层。可选地，所述磁头电性连接触点包括静电放电 (ESD)连接触点，所述静电放电连接触点电性连接所述半导体绝缘层与所述磁 头块。
在本发明中，所述磁头块的后表面上具有若千第二连接触点，所述第二 连接触点电性连接到所述相应的磁头电性连接触点上。
作为本发明的又一实施实例，所述磁头块还具有金属传导层、处于所述 磁头块的连接面与所述金属传导层之间的第一绝缘层以及覆盖在所述金属传 导层上的第二绝缘层，所述磁头电性连接触点形成于金属传导层上，所述第
二绝缘层具有用以暴露所述各个^f兹头电性连接触点的若干槽口 。
较佳地，所迷磁头电性连接触点还包括至少一个接地连接触点、至少一 个读连接触点及至少一个写连接触点，所述金属传导层具有至少一个接地线 缆，所述接地线缆连接到所述接地连接触点上，并位于所述读连接触点与所 述写连接触点之间。较佳地，所述磁头电性连接触点还包括加热触点。
本发明的磁盘驱动单元包括磁头折片组合、与所述;兹头折片组合连接的 驱动臂、旋转磁盘的主轴马达。其中所述磁头折片组合包括磁头块和悬臂件。 所述磁头块具有空气承载面、与空气承载面相对的连接面和设置在所述连接 面上的若干磁头电性连接触点。所述悬臂件具有挠性件、姿态控制层以及设 置于所述挠性件上的挠性件电性连接触点。所迷姿态控制层覆盖在所述挠性 件上，并使挠性件电性连接触点露出。所述磁头块放置于姿态控制层上，其 中磁头电性连接触点与相应的挠性件电性连接触点对齐以使磁头电性连接触 点与相应的挠性件电性连接触点电性连接。
本发明的制造磁头折片组合的方法，包括如下步骤(l)提供具有空气 承载面以及与所迷空气承载面相对的连接面的磁头块；(2)在所述磁头块的 连接面上设置若干磁头电性连接触点；(3)形成挠性件并在所述挠性件上设 置若干挠性件电性连接触点；U)形成姿态控制层，把所述姿态控制层覆盖 在所述挠性件上并使所述挠性件电性连接触点露出；(5)把所述磁头块放置 在所述姿态控制层上并使所述磁头电性连接触点与所述挠性件电性连接触点 相应对齐，把所述磁头电性连接触点电性连接到所述相应的挠性件电性连接 触点上。
作为本发明的一个实施实例，在所述步骤(2)和所述步骤(3)之间还 包括如下步骤形成一个半导体绝缘层并在所述半导体绝缘层上设置若干槽 口 ；把所述半导体绝缘层覆盖在所述磁头块的连接面上并使所述磁头电性连 接触点暴露在相应的槽口中，电性连接所述半导体绝缘层与所述磁头块。
可选地，所述半导体绝缘层由类金刚石碳制成。
较佳地，所述挠性件电性连接触点形成在一个由导电材料制成的线路 (trace pattern)上。所述步骤(3)还包括在线路的对应于挠性件电性连接触 点的位置处设置凹部的步骤。
本发明的支撑磁头块的悬臂件包括挠性件、位于挠性件上的线路(trace pattern)以及姿态控制层。所述线路具有若干挠性件电性连接触点，所述姿态 控制层至少局部覆盖在所述挠性件和线路上，并使所述挠性件电性连接触点 露出。
与现有技术相比，本发明除了能为磁头电性连接触点提供足够位置以及在 磁头与悬臂件之间提供稳定连接外，还具有下列优点。首先，姿态控制层用 作放置和支撑磁头块的基准板，因此磁头块容易与挠性件对准，这样就确保 了磁头块良好的姿态。磁头的良好姿态，即小的俯仰和滚转姿态变化，能减 小飞行高度的变化，从而提高磁头块的读写性能。第二，姿态控制层位于磁 头块和悬臂件之间，从而避免了磁头块和悬臂件之间的短路。另外，姿态控 制层使磁头块与挠性件之间形成了间隙，在连接磁头块和挠性件时，通过所 述间隙可以方俊l测。
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 释本发明的实施实例。


图1为传统的磁头驱动单元的立体图。
图2a为图1所示磁盘驱动单元的一种传统磁头折片组合(HGA)的局部侧 视图，展示了磁头在其后表面处与悬臂件电性连接，并在其上表面处与悬臂
件才;U戒连接。
图2b为另 一种传统的磁头折片组合(HGA)的局部侧视图。 图3为本发明的磁盘驱动单元的立体图。
图4为图3所示磁盘驱动单元的磁头折片组合(HGA)的局部放大立体图， 其中悬臂件上没有显示出承栽杆是为了便于清楚说明本发明的原理。
图5为图4所示磁头折片组合的第一实施实例的磁头块的放大立体图。 图6为图4所示磁头折片组合的第一实施实例的悬臂件的立体分解图。 图7为图6所示悬臂件的局部放大立体组合图，其中锡焊接球组装在所
述悬臂件上。
图8为图7的剖-现图。
图9展示了磁头块预安装于图7所示悬臂件上的局部侧视图。
图IO为图9所示磁头块安装到悬臂件后的局部侧视图。
图lla为本发明的第二实施实例的磁头块的立体分解图，其中半导体绝缘
层通过接地电路电连接到磁头块上。
图llb为图lla所示磁头块的磁头体的局部放大立体图，详细展示了磁头
体的第二连接触点。
图12a为本发明的第三个实施实例的磁头块的立体分解图，其中半导体绝
缘层通过静电放电(ESD)连接触点电连接到磁头块上。
图12b为本发明的第四个实施实例的磁头块的立体分解图。 图12c为本发明的第五个实施实例的磁头块的立体分解图。 图13为本发明的第二实施实例的悬臂件的平面分解图。 图14为为本发明的第三实施实例的悬臂件的平面分解图。 图15为本发明的第四实施实例的悬臂件的平面分解图。 图16为本发明的第五实施实例的悬臂件的平面分解图。 图17为本发明的第六实施实例的悬臂件的平面分解图。 图18为本发明的第七实施实例的悬臂件的平面分解图。 图19为本发明的第八实施实例的悬臂件的平面分解图。 图20为本发明的第九实施实例的悬臂件的平面分解图。 图21是本发明的制造磁头折片组合的方法的示例流程图。
具体实施例方式
现在参考附图描述本发明的实施实例，附图中类似的元件标号代表类似 的元件。如上所述，本发明提供了一种磁头折片组合，所述磁头折片组合的 磁头块和悬臂件以改进的方式连接，以使在冲击情形下具有良好的性能，并 为连接触点提供了更多的空间，同时确保安装到悬臂件上的磁头块具有良好 的姿态。这种连接方式是使用空气承载面的相对面作为连接面，在连接面上 提供连接触点，在磁头块的连接面与悬臂件机械并电性连接，把姿态控制层 放置在磁头块与悬臂件之间，从而由姿态控制层支撑磁头块。
下面详细参考附图，图3为本发明的石兹盘驱动单元的立体图，图4为所
述磁盘驱动单元的磁头折片组合的局部放大立体图。为了便于理解所述磁头 折片组合以及磁盘驱动单元的构造和配置原理，下面将说明本发明的公知部 件和特4i部件。
如图3所示，磁盘驱动单元包括一组互相间隔的磁盘904,以及具有磁头 折片组合(HGA)901的磁头驱动臂组合。所述磁盘904围绕一主轴马达旋转。 所述磁头折片组合(HGA) 901包括磁头块100和悬臂件200。所述磁头折片 组合901连接到驱动臂903上。磁头驱动臂组合围绕这驱动臂903的一个轴 旋转，并且连接到音圏马达905上。所述音圈马达905控制着驱动臂903的 运动，进而控制磁头块100内的磁性读写头定位在磁盘904表面的磁轨上， 从而保iiL磁性读写头M盘904中读取数据或者把数据写到磁盘904中。
由图3部分所示，悬臂件200包括承载杆以及通过焊接或者粘接连接到 承栽杆的挠性件。承载杆用于直接提供力于挠性件上，并使》兹头块100偏向 磁盘，而挠性件为磁头块提供了挠性力。这样的构造很好地使磁头块在磁盘 表面上方的期望高度处维持平衡状态。所述挠性件延伸至驱动臂，以便与读 写电路相连接。工作时，所述读写电路控制磁头块的运动。
在上面说明了磁头折片组合以及磁盘驱动单元的公知部件后，本发明将 会继续参考图4-21来阐述。所述图4-21可以帮助解释本发明的磁头折片 组合、磁盘驱动单元以及悬臂件的原理。
参考图4，磁头块100通过锡焊接球或金焊接球300电连接到悬臂件200 上，锡焊接球或金焊接球300建立起磁头块100与读写电路的电连接。
下面详细说明本发明的磁头折片组合的磁头块100和悬臂件200。
图5是本发明的第一实施实例的磁头块100的立体图。磁头块100包括 空气承栽面111、与空气承载面111相对的连接面112以及设置在连接面112 上的》兹头电性连接触点131、 132、 133、 135和接地线缆134。；兹头块100在 其后表面处也提供有若干第二连接触点114。所述第二连接触点114与所述各 个磁头电性连接触点131、 132、 133、 135相连接，以传导读写电路中的控制 信号。较详细地，磁头电性连接触点包括一个加热触点132、与所述接地线缆 134连接的接地连接触点135、用于传导读信号的一对读连接触点131以及用 于传导写信号的一对写连接触点133。接地线缆134位于读连接触点131和写连接触点133之间，以减小读信号与写信号之间的串流干扰，从而确保磁头 块100良好的读写性能。加热触点132连接到一个加热线缆上从而形成加热 电路，进而通过热效应来调整》兹头块100的飞行高度。
图6为本发明的第一实施实例的悬臂件200的分解立体图。悬臂件200 包括姿态控制层240、线路(trace pattern) 230、以及挠性件。所述挠性件包 括绝缘层220和金属基底210。
线路230位于绝缘层220上。若干挠性件电性连接触点231、 232、 233、 235与所述线路230—体形成。所述挠性件电性连接触点231、 232、 233、 235 #皮_没置成对应于所述》兹头电性连接触点131、 132、 133、 135，以建立挠性件 电性连接触点与磁头电性连接触点之间的电连接。线路230还具有若干导电 线缆237。所述导电线缆237的一端与挠性件电性连接触点电性连接，另一端 与读写电路连接。更具体地说，挠性件电性连接触点包括加热触点232、与接 地线缆234连接的接地连接触点235、用于传导读信号的两个读连接触点231、 用于传导写信号的两个写连接触点133。接地线缆234位于读连接触点231和 写连接触点233之间，以减少读信号与写信号之间的串流千扰，从而确保磁 头块100良好的读写性能。加热触点232与延伸至读写电路的加热线缆相连 接，从而和磁头块100的加热触点132共同作用形成加热电路，进而通过热 效应来调整磁头块100的飞行高度。较佳地，线路230在对应于挠性件电性 连接触点处设有凹部236。挠性件电性连接触点的凹部结构有利于容纳更多的 焊锡，因而有助于取得好的磁头块-悬臂件电性连接性能。在一个较佳实施 实例中，凹部236穿通成为通孔。
姿态控制层240由电绝缘材料，例如聚亚氨或者环氧树脂制成。所述姿 态控制层240置于线路230上，并使挠性件电性连接触点露出。磁头块位于 姿态控制层240上，其中磁头电性连接触点与挠性件电性连接触点相应对齐， 以便通过锡焊接球或者金焊接球300把两者连接起来。磁头块100直接放在 姿态控制层240上，因此姿态控制层240用作基准板， 一方面用来支撑》兹头 块IOO，另一方面便于对齐磁头块100和线路230,从而确保在组装后的磁头 块100具有良好的姿态。特别地，姿态控制层240消除了或至少减小了》兹头 块100的俯仰和滚转姿态变化，从而维持了磁头飞行高度，因此提高磁头块100的^t据读写性能。另外，姿态控制层240有助于在,兹头块100和悬臂件 200之间形成间隙，从而为组装时探测连接质量提供了可能及条件。也就是说， 由于姿态控制层240 —般具有大约20微米的厚度，因此很容易形成约20微 米高度的间隙，这个高度对于凝固后的熔化锡焊接球是足够的。凝固后的锡 球外观可通过显微镜或红外线探测装置探测到。当然，连接质量也会被探测
到，这就给优化连接质量提供了机会。在本实施实例中，姿态控制层240被 设计成T型并局部覆盖导电线缆237。
绝缘层220位于金属基底210和线路230之间。所迷绝缘层220是位于 金属基底210上的一个平的挠性片。所述绝缘层220由塑料或者聚合树脂材 料例如聚亚氨制成，并连到所述线路230上。在本实施实例中，绝缘层220 用于电性隔离线路230上的各个导电线缆237以及挠性件电性连接触点，以 免发生短路。较佳地，所述绝缘层220在对应于线路230的通孔236处设有 若干凹部226。所迷绝缘层220的凹部226能增加锡容积。较佳地，所述绝缘 层220的凹部226可以穿通成为通孔226。
金属基底210位于绝缘层220下面。 一般地，金属层210具有应力释放 部或者具有能够帮助减小由于环境温度变化引起悬臂件(特别是挠性件)热 变形的结构。金属基底210可由任何刚性材料如不锈钢制成。应力释放部在 位于挠性件电性连接触点下的位置处局部镂空。较佳地，应力释放部包括对 称设置的若干缺口或者通孔。这样的设计有助于均衡地释放不同方向的应力， 从而使由温度变化引起的挠性件的热形变避免或者大大减小，进而避免或者 减小磁头块的形变，相应产生小的磁头静态姿态如俯仰或滚转姿态以及较小 的磁头拱度变化，最终提高磁头块的读写性能。
参考图7-8,锡球300设置在线路230的挠性件电性连接触点231、 232、 233、 235的各个通孔236上。姿态控制层240局部覆盖着线路230，其中锡 球300暴露在外。锡球300只是用于建立电性连接的一种材料，其余类型的 公知固体焊接材料包括但不限于电性连接球(锡焊接球，SBB )或者导电粘结 剂也可以应用于此。
图9 - 10展示了通过锡焊接球300连接磁头块100和悬臂件200的安装 时及安装后的状态。磁头块100首先直接放置在姿态控制层240上，然后磁
头块100的磁头电性连接触点分别与相应的锡球300连接。其中所述锡球300 已经连接到悬臂件200上相应挠性件电连接触点上。例如，磁头块100上的 读连接触点131通过锡球300与悬臂件200的线路230上读连接触点231电 性连接，这点已详示于图中。作为本发明的一个实施实例，锡球焊接通过超 声波焊接或/和激光束加热锡球完成。锡球通过一个喷射锡球(J-SBB )装置攫 取，然后激光束或热氮气熔化锡球。锡球凝固后，磁头块100的连接面112 与锡球300能很好地电性连接。由于锡球焊接，传导线路在磁头电性连接触 点、锡球、以及挠性件电性连接触点之间形成，结果悬臂件200牢固地固定 在磁头块100的连接面112上。因此，读写电路的控制信号将会由导电线缆 237 (图9所示)顺利地传送，然后传导线路可靠地把所述信号传送到^t头块 100中，从而根据该信号正确完成读写操作。
磁头块100与悬臂件200的连接是通过把磁头块100的连接面112与悬臂 件200相连接而实现的。本发明的这种连接方式具有以下优点。首先，通过 使用空气承栽面111的相对面作为连接面112,并在所述连接面112上提供连 接触点，因此所迷连接面112具有更多可用区域来设置连接触点以适应磁头技 术的M。笫二，磁头块100与悬臂件200之间的连接很容易实施。因为把 磁头块100机械以及电性地连接到悬臂件200上都是在连接面上实现的，并 且只需要一个连接步骤。具体地说，传统技术中的环氧胶粘接技术在本发明 中不再需要。笫三，由于磁头块100与悬臂件200之间没有相对转动，因此 磁头块100与悬臂件200的连接在冲击时具有良好的性能，提高连接处的抗 撞击性能。另外，姿态控制层240位于磁头块100和悬臂件200之间，可以 避免磁头块100与悬臂件200之间的短路。更重要的是，姿态控制层240作 为一个基准板用于放置并且承载磁头块100,因此磁头块100能够很容易与悬 臂件200对准，从而确保了磁头块好的姿态。磁头块好的姿态，即小的俯仰 和滚转变化，可以减小飞行高度的变化，因此可以提高磁头块100的数据读 写性能。再者，姿态控制层240在磁头块100和悬臂件200之间提供了间P求， 从而可以在把磁头块100连接到悬臂件200上的操作中方便检测。
挠性件电性连接触点(或者磁头电性连接触点)被设置成在线路230 (或 者金属传导层135 )的与预安装的磁头块100的中心相应的位置处对称，这样有助于减小由热膨胀系数(CTE, variable constant of thermal expansion )不同所 引起的磁头块外部换度的变化。另外，本发明的磁头电性连接触点和/或挠性 件电性连接触点可以由铜、金或者镍制成；导电线缆也可以由任何导电材料 例如金或者铜制成。
可选地，本发明的磁头块100可以设计成具有一些优化的结构。图11a 展示了本发明的第二实施实例的磁头块100a。如图所示，磁头块100a包括相 互组装在一起的磁头体110、第一绝缘层120、金属传导层130、第二绝缘层 140、以及半导体绝缘层150。
参考图11a以及lib,磁头体IIO具有空气承载面111，，相对于空气承载 面111，的连接面112，，磁头基部115、外覆盖层116、以及位于磁头基部115 与外覆盖层116之间的内覆盖层117。第二连接触点114设置在所述内覆盖层 117上。磁头体110还提供有读写元件118。所述读写元件118设置在所述内 覆盖层117上，并与所述每个第二连接触点114电性连接。所述每个第二连接 触点114 一分枝延伸至外覆盖层117的后表面，用于晶片级别4全测(wafer level),另一分枝延伸至连接面112，，用以与所述金属传导层130上的相应磁 头电性连接触点电性连接。
同样参考图lla，第一绝缘层120位于磁头体110上。所述第一绝缘层120 可由任何绝缘材料如氧化铝(八1203， aluminum oxide)制成。详细地，所述第一 绝缘层120设置在磁头体110上，并覆盖磁头体110的整个长度和宽度，因此 在金属传导层130和磁头体110之间以及金属传导层130的各个磁头电性连接 触点之间具有良好的电隔离，下面会加以说明。第一绝缘层120的一侧被剪 切成齿形边122，以便暴露所述第二连接触点114以及各个磁头电性连接触点， 从而使第二连接触点114与各个磁头电性连接触点能够建立连接。第一绝缘层 120的一个角^皮剪切成第一直角缺口 121。
金属传导层130位于第一绝缘层120上。在本实施实例中，若干磁头电 性连接触点形成于所述金属传导层130上，并且所述磁头电性连接触点在金 属传导层130上以与磁头体110的纵向中心线对应的位置对称。金属传导层 130的磁头电性连接触点包括加热触点132，、接地连接触点135，、两个读连 接触点131，以及两个写连接触点133，。金属传导层130也提供了接地线缆
134，。可理解地，本实施实例中的电性连接触点与第一实施实例中的电性连 接触点功能相同。
第二绝缘层140覆盖在所述金属传导层130上。第二绝缘层140在对应 于磁头块100a的磁头电性连接触点处设有若干槽口 142,以便使磁头电性连 接触点充分暴露其内，从而实现悬臂件200与磁头块100a的直接电连接。另 外，第二绝缘层140有助于避免磁头电性连接触点与挠性件电性连接触点之 间的短路。第二绝缘层140也有一个对应于所述第一绝缘层120的第一缺口 121的角被剪切成第二直角缺口 141，以便实现半导体绝缘层150与磁头体110 之间的电连接。
半导体绝缘层150覆盖在所述磁头块100a的第二绝缘层140上。半导体 绝缘层150在对应于第二绝缘层140的各个槽口 142处设有若干槽口 152,以 便充分暴露磁头电性连接触点。在本实施实例中，半导体绝缘层150与所述 磁头体110电性连接以防止静电放电(ESD)。所述电性连接是通过第一绝缘 层120的第一缺口 121以及第二绝缘层140的第二缺口 141的电路接地实现 的。较佳地，半导体绝缘层150是类金刚石碳层(Diamond-LikeCarbonlayer)。
图12a展示了本发明的第三实施实例的磁头块100b。本发明的磁头块100b 和上面所述的磁头块100a相似，除了^兹头块100b的半导体绝缘层150运用另 外一种方式把磁头体110接地。具体地说，金属传导层130提供了一个静电放 电(ESD)连接触点136，所述半导体绝缘层150和磁头体110分别通过第一 绝缘层120的第一缺口 121和第二绝缘层140的第二缺口 141与静电放电连 接触点136电性连接，从而实现防止静电放电。
图12b展示了本发明的第四实施实例的磁头块100c。本发明的磁头块100c 和上面所述的磁头块100a相似，除了第一绝缘层120的一侧;波剪切成直线边 122，。也就是说，第一绝缘层120比较短，所以组装完后，第二连接触点114 与磁头电性连接触点不会被第一绝缘层120隔离，从而使第二连接触点114 和相应磁头电性连接触点能连接起来。
图12c展示了本发明的第四实施实例的磁头块100d。本发明的磁头块100d 与上述磁头块100c相同，除了半导体绝缘层150是通过静电放电连接触点136 与磁头体110电性连接。
图13-20展示了本发明的8种不同的可选悬臂件的形状和组合。 图13为本发明的第二实施实例的悬臂件400的平面分解图。所述悬臂件 400包括姿态控制层440、具有若干导电线缆和挠性件电性连接触点的线路 (tracepattern) 430、绝缘层420以及具有与挠性件电性连接触点相对应的通 孔的金属基底410。其中所述悬臂件400的线路430、绝缘层420以及金属基 底410分别具有与第一实施实例的悬臂件200的线路230、绝缘层220以及金 属基底210相同的结构。悬臂件400与悬臂件200之间唯一的区别在于姿态 控制层440具有一个覆盖挠性件电性连接触点之间的导电线缆的T型头部441 以及一对与所述T型头部441分离的、覆盖挠性件电性连接触点外围的导电 线缆的臂部442。
图14为本发明的第三实施实例的悬臂件500的平面分解图。所述悬臂件 500包括姿态控制层540、线路(trace pattern) 530、绝缘层520以及金属基底 510。其中所述悬臂件500的线路530和绝缘层520具有与上面所述悬臂件400 的线路430和绝缘层220相同的结构。悬臂件500与悬臂件400之间的区别 在于姿态控制层540具有一个H型头部541以及一对与所述H型头部541分 离的臂部542;所述金属基底510的通孔511相对于所述金属基底510上与预 安装的磁头块中心相应的位置对称，而所述悬臂件400的金属基底410的通 孔相对于其中心线对称。
图15为本发明的第四实施实例的悬臂件600的平面分解图。所述悬臂件 600包括姿态控制层640、线路(trace pattern ) 630、绝缘层620以及金属基底 610。其中所述悬臂件600的线路630具有与上述悬臂件400的线路430相同 的结构。悬臂件600与悬臂件400之间的区别在于所述绝缘层620具有通孔 621 ，所述每个通孔621与线路630上的两个相邻的挠性件电性连接触点对应； 姿态控制层640具有一个H型头部641以及一对与所述H型头部641连为一 体的臂部642;所述金属基底610具有对称于其中心线的两个通孔611。
图16为本发明的第五实施实例的悬臂件700的平面分解图。所述悬臂件 700包括姿态控制层740、线路(tracepattern) 730、绝缘层720、以及金属基 底710。其中所述悬臂件700的线路730和绝缘层720分别具有与上述悬臂件 400的线路430和绝缘层420相同的结构。悬臂件700与悬臂件400之间的区
别在于姿态控制层740具有一个T型头部741以及一对与所述T型头部741 连为一体的臂部742;所述悬臂件700的金属基底710在其中心处具有一个带 有长方形通孔711的凹陷部712。
图17为本发明的第六实施实例的悬臂件800的平面分解图。所述悬臂件 800包括姿态控制层840、线路(tracepattern) 830、绝缘层820、以及金属基 底810。其中所述悬臂件800的姿态控制层840、线路830和绝缘层820分别 具有与上述悬臂件700的姿态控制层740、线路730和绝缘层720相同的结构。 悬臂件800与悬臂件700之间的唯一区别在于所述金属基底810在其中心处 具有一个带有圓形通孔811的凹陷部。
图18为本发明的第七实施实例的悬臂件900的平面分解图。所述悬臂件 900包括姿态控制层940、线路(trace pattern) 930、绝缘层920、以及金属基 底910。其中所述悬臂件900的姿态控制层940、线路930和绝缘层920分别 具有与上述悬臂件700的姿态控制层740、线路730和绝缘层720相同的结构。 悬臂件900与悬臂件700之间的唯一区别在于所述金属基底910具有四个通 孔911,所述四个通孔911具有与所述金属基底910上相应于预安装的f兹头块 中心的位置处对称的整体结构。
图19为本发明的第八实施实例的悬臂件1000的平面分解图。所述悬臂 件1000包括姿态控制层1040、线路(tracepattern) 1030、绝缘层1020、以及 金属基底1010。其中所述悬臂件1000的姿态控制层1040、线路1030和绝缘 层1020分别具有与上述悬臂件500的姿态控制层540、线路530和绝缘层520 相同的结构。悬臂件1000与悬臂件500之间的唯一区别在于所述悬臂件1000 的金属基底IOIO在沿其边缘处具有缺口 1011，所述缺口 1011对称于所述金 属基底1010的一个中心线。
图20为本发明的第九实施实例的悬臂件1100的平面分解图。所述悬臂件 1100包括姿态控制层1140、线路(tracepattern) 1130、绝缘层1120、以及金 属基底1110。其中所述悬臂件1100的姿态控制层1140、线路1130和绝缘层 1120分别具有与上述悬臂件500的姿态控制层540、线路530和绝缘层520 相同的结构。悬臂件1100与悬臂件500之间的唯一区别在于所述金属基底 1110具有通孔1111,所述通孔1111对称于与所述金属基底1110的纵向中心
线垂直的一条线。
图21为制造磁头折片组合的方法的示例流程图。如图所示，磁头块折片 组合的制造方法如下步骤S1，提供具有空气承栽面以及与所述空气承载面 相对的连接面的磁头块；步骤S2，在所述磁头块的连接面上设置若干磁头电 性连接触点；步骤S3，形成一个半导体绝缘层并在所述半导体绝缘层上设置 若干槽口，其中所述半导体绝缘层由类金刚石碳制成；步骤S4，把所述半导
体绝缘层覆盖在所述磁头块的连接面上并使所述磁头电性连接触点暴露在相 应的槽口中，电性连接所述半导体绝缘层与所述磁头块；步骤S5,在一个由
导电材料制成的线路(tracepattem)上设置若干挠性件电性连接触点，并在所 述线路上对应于挠性件电性连接触点的位置处设置凹部；步骤S6,形成挠性 件并把所述线路设置在所述挠性件上；步骤S7，形成姿态控制层，把所述姿 态控制层覆盖在所述线路上并使所述挠性件电性连接触点露出；步骤S8，把 所述磁头块放置在所述姿态控制层上并使所述磁头电性连接触点与所述挠性 件电性连接触点相应对齐，把所述磁头电性连接触点电性连接到所述相应的 挠性件电性连接触点上。
以上结合最佳实施实例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上 揭示的实施实例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。
权利要求
1. 一种磁头折片组合，包括磁头块，所述磁头块具有空气承载面、连接面和若干磁头电性连接触点；以及悬臂件，所述悬臂件具有挠性件以及设置于所述挠性件上的挠性件电性连接触点；其特征在于所述磁头块的连接面与所述空气承载面相对，所述磁头电性连接触点设置于所述连接面上，所述悬臂件还具有姿态控制层，所述姿态控制层覆盖在所述挠性件上，并使挠性件电性连接触点露出，所述磁头块放置于姿态控制层上，其中磁头电性连接触点与相应的挠性件电性连接触点对齐以使磁头电性连接触点与相应的挠性件电性连接触点电性连接。
2. 如权利要求1所述的磁头折片组合，其特征在于所述悬臂件还包括 线路，所述线路设置在挠性件上，所述挠性件电性连接触点形成于所述线路 上。
3. 如权利要求2所述的磁头折片组合，其特征在于所述线路在对应于 所述挠性件电性连接触点的位置处设有凹部。
4. 如权利要求3所述的磁头折片组合，其特征在于所述凹部被穿通为 通孔。
5. 如权利要求4所述的磁头折片组合，其特征在于所述挠性件在对应 于所述线路的通孔的位置处设有凹部。
6. 如权利要求2所述的磁头折片组合，其特征在于所述挠性件包括金 属基底和绝缘层，所述绝缘层位于所述金属基底与所述线路之间。
7. 如权利要求6所述的磁头折片組合，其特征在于所述金属基底具有 应力释放部，所述应力释放部在位于所述挠性件电性连接触点下面的位置处 部分镂空。
8. 如权利要求7所述的磁头折片组合，其特征在于所述应力释放部具 有若干对称设置的通孔或缺口 。
9. 如权利要求6所述的磁头折片组合，其特征在于所述绝缘层在对应 于挠性件电性连接触点的位置处设有若干凹部。
10. 如权利要求2所述的磁头折片组合，其特征在于所述线路具有若 干导电线缆，所述导电线缆从所述挠性件电性连接触点分别延伸至外界控制 电路，所述姿态控制层设置为至少局部覆盖所述导电线缆。
11. 如权利要求IO所述的磁头折片组合，其特征在于所述姿态控制层 呈T形。
12. 如权利要求10所述的磁头折片组合，其特征在于所述姿态控制层 具有一个覆盖所述挠性件电性连接触点之间的导电线缆的T型头部以及一对 覆盖所述挠性件电性连接触点外围的导电线缆的臂部。
13. 如权利要求IO所述的磁头折片组合，其特征在于所述姿态控制层 具有一个覆盖所述挠性件电性连接触点之间的导电线缆的H型头部以及一对 覆盖所述挠性件电性连接触点外围的导电线缆的臂部。
14. 如权利要求1所述的磁头折片组合，其特征在于所述磁头块还包 括具有若干槽口的半导体绝缘层，所述半导体绝缘层覆盖在所述,兹头块的连 接面上并与所迷磁头块电连接，其中所述磁头电性连接触点暴露在所述各个 槽口中。
15. 如权利要求14所述的磁头折片组合，其特征在于所述半导体绝缘 层是类金刚石碳层。
16. 如权利要求14所示的磁头折片组合，其特征在于所述磁头电性连 接触点包括静电放电连接触点，所述静电放电连接触点电性连接所述半导体 绝缘层与所述磁头块。
17. 如权利要求1所述的磁头折片组合，其特征在于所述磁头块的后表面上具有若干第二连接触点，所述第二连接触点电性连接到所述相应的磁 头电性连接触点上。
18. 如权利要求1所述的磁头折片组合，其特征在于所述磁头块还具 有金属传导层、处于所述磁头块的连接面与所述金属传导层之间的第一绝缘 层以及覆盖在所述金属传导层上的第二绝缘层，所述磁头电性连接触点形成 于所述金属传导层上，所述第二绝缘层具有用以暴露所述各个磁头电性连接 触点的若干槽口。
19. 如权利要求18所述的磁头折片组合，其特征在于所述磁头电性连 接触点还包括至少一个接地连接触点、至少一个读连接触点及至少一个写连 接触点，所述金属传导层具有至少一个接地线缆，所述接地线缆连接到所述 接地连接触点上，并位于所述读连接触点与所述写连接触点之间。
20. 如权利要求18所述的磁头折片组合，其特征在于所述磁头电性连 接触点包括加热触点。
21. —种磁盘驱动单元，包括 磁头折片组合；与所述》兹头折片组合连接的驱动臂；旋转磁盘的主轴马达； 其中所述磁头折片组合包括磁头块，所述磁头块具有空气承载面、连接面和若干磁头电性连接 触点；以及悬臂件，所述悬臂件具有挠性件以及设置于所述挠性件上的挠性件 电性连接触点；其特征在于所述石兹头块的连接面与所述空气承载面相对，所述磁 头电性连接触点设置于所述连接面上，所述悬臂件还具有姿态控制层，所述 姿态控制层覆盖在所述挠性件上，并使挠性件电性连接触点露出，所述磁头 块放置于姿态控制层上，其中磁头电性连接触点与相应的挠性件电性连接触 点对齐以使磁头电性连接触点与相应的挠性件电性连接触点电性连接。
22. 如权利要求21所述的磁盘驱动单元，其特征在于所述悬臂件还包 括线路，所述线路设置在挠性件上，所述挠性件电性连接触点形成于所述线 路上。
23. 如权利要求22所述的磁盘驱动单元，其特征在于所述线路具有若 干导电线缆，所述导电线缆从所述挠性件电性连接触点分别延伸至外界控制 电路，所述姿态控制层"i殳置为至少局部覆盖所述导电线缆。
24. 如权利要求23所述的磁盘驱动单元，其特征在于所述姿态控制层 呈T形。
25. 如权利要求23所述的磁盘驱动单元，其特征在于所述姿态控制层 具有一个覆盖所述挠性件电性连接触点之间的导电线缆的T型头部以及一对 覆盖所述挠性件电性连接触点外围的导电线缆的臂部。
26. 如权利要求23所述的磁盘驱动单元，其特征在于所述姿态控制层 具有一个覆盖所述挠性件电性连接触点之间的导电线缆的H型头部以及一对 覆盖所述挠性件电性连接触点外围的导电线缆的臂部。
27. 如权利要求21所述的磁盘驱动单元，其特征在于所述磁头块还包 括具有若千槽口的半导体绝缘层，所述半导体绝缘层覆盖在所述^f兹头块的连 接面上并与所述磁头块电连接，其中所述磁头电性连接触点暴露在所述各个 槽口中。
28. 如权利要求27所述的磁盘驱动单元，其特征在于所述半导体绝缘 层是类金刚石碳层。
29. —种制造磁头折片组合的方法，其特征在于，包括如下步骤(1) 提供具有空气承载面以及与所述空气承载面相对的连接面的磁头块；(2) 在所述磁头块的连接面上设置若干磁头电性连接触点；(3 )形成挠性件并在所述挠性件上设置若干挠性件电性连接触点； (4)形成姿态控制层，把所述姿态控制层覆盖在所述挠性件上并使所述挠性件电性连接触点露出；及(5)把所述磁头块放置在所述姿态控制层上并使所述磁头电性连接 触点与所述挠性件电性连接触点相应对齐，把所述磁头电性连接触点电性连 接到所述相应的挠性件电性连接触点上。
30. 如权利要求29所述的制造方法，其特征在于在所述步骤(2)和 所述步骤(3)之间还包括如下步骤形成一个半导体绝缘层并在所述半导体绝缘层上设置若干槽口 ；及 把所述半导体绝缘层覆盖在所述磁头块的连接面上并使所述磁头电 性连接触点暴露在相应的槽口中，电性连接所述半导体绝缘层与所述》兹头块。
31. 如权利要求30所述的制造方法，其特征在于所述半导体绝缘层由 类金刚石碳制成。
32. 如权利要求29所示的制造方法，其特征在于所述挠性件电性连接 触点形成在一个由导电材料制成的线路上。
33. 如权利要求32所述的制造方法，其特征在于所述步骤(3)还包 括在线路的对应于挠性件电性连接触点的位置处设置凹部的步骤。
34. —种支撑磁头块的悬臂件，包括挠性件，其特征在于，所述悬臂件 还包括位于挠性件上的线路，所述线路具有若干挠性件电性连接触点；以及姿态控制层，所述姿态控制层至少局部覆盖在所述挠性件和线路上， 并使所述挠性件电性连接触点露出。
35. 如权利要求34所述的悬臂件，其特征在于所述线路与所述挠性件 之中的至少 一个在对应于所述挠性件电性连接触点的位置处设有凹部。
36. 如权利要求34所述的悬臂件，其特征在于所述线路具有若千导电 线缆，所述导电线缆从所述挠性件电性连接触点分别延伸至外界控制电路， 所述姿态控制层设置为局部覆盖所述导电线缆。
37. 如权利要求36所述的悬臂件，其特征在于所述姿态控制层呈T形。
38. 如权利要求36所述的悬臂件，其特征在于所述姿态控制层具有一 个覆盖所述挠性件电性连接触点之间的导电线缆的T型头部以及一对覆盖所 述挠性件电性连接触点外围的导电线缆的臂部。
39. 如权利要求36所述的悬臂件，其特征在于所述姿态控制层具有一 个覆盖所述挠性件电性连接触点之间的导电线缆的H型头部以及一对覆盖所 述挠性件电性连接触点外围的导电线缆的臂部。
全文摘要
本发明公开了一种磁头折片组合，该磁头折片组合在磁头块和悬臂件之间具有改进的连接方式。所述连接方式通过使用磁头块的空气承载面的相反面作为连接面来实现。所述连接面为设置更多的磁头电性连接触点提供了更多的空间。所述磁头块在连接面处与悬臂件机械并电性连接从而具有良好的抗冲击性能。所述悬臂件包括位于磁头块与挠性件之间的姿态控制层。所述姿态控制层用作放置和支撑磁头块的基准板，从而确保磁头块良好的姿态并减小磁头飞行高度的变化，提高磁头块的数据读写性能。本发明同时揭露了具有该改进的磁头折片组合的磁盘驱动单元以及该磁头折片组合的制造方法。
文档编号G11B5/56GK101206868SQ20061017203
公开日2008年6月25日 申请日期2006年12月21日 优先权日2006年12月21日
发明者中田刚, 冯先文, 张举刚, 章曙明, 裴贻华, 郝山临, 林 郭 申请人:新科实业有限公司