专利名称：具有磁头万向架的磁头组组件及包括该组件的硬盘驱动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种硬盘驱动器。更具体地说，本发明涉及硬盘驱动器的磁
头组组件(head stack assembly, HSA)的摇臂(swing arm)和,兹头万向架(head gimbal)。
背景技术：
计算机或类似装置中的硬盘驱动器(HDD)使用读/写头从数据存储盘取 回数据以及将数据记录到数据存储盘上。为此，读/写头^L移动到盘记录表面 上方的期望位置，同时保持在盘记录表面上方的预定高度处。更具体地说， 读/写头被定位在磁头万向架的前端。磁头万向架还包括支撑读/写头的可弹 性变形的悬架，以及由摇臂支撑的弯曲部分。所谓的HDD的磁头組组件(HSA) 由磁头万向架、安装有磁头万向架的摇臂、支撑摇臂以使其可在HDD中转 动的枢轴承、以及用于产生使摇臂围绕枢轴承的轴转动的电磁力的致动器构 成。
HDD还包括形成HDD外部的壳体，以及主轴电机，数据存储盘安装到 该主轴电机。HSA和主轴电机安装到框架。在读/写头将数据记录到盘上或 从盘上读取数据的读/写操作期间，主轴电机使盘高速旋转。此时，通过磁头 和旋转盘之间产生的气流的力克服悬架所施加的偏置力，磁头被提升到盘表 面的上方。
然而，在上文所描述的HDD中，HSA的;兹头万向架从摇臂向外突出。 结果，在摇臂和盘之间产生的空气阻力生成了围绕磁头万向架的涡流。该不 MJ'j的气流、有缺陷的主轴电^/l部件、以及主轴电才几和盘之间的偏心导致^兹 头万向架抖动(flutter)。抖动不利地影响读/写头的性能。
特别地，磁头万向架的抖动导致磁道对准不良(TMR)并产生位置错误信 号(PES)。磁道对准不良(TMR)是读/写头没有与盘的期望磁道对准的 一种情 形，其中数据被记录到盘上/从盘中读取。位置错误信号(PES)是当TMR发 生时所产生的信号，表示TMR的量值。因此，在数据存储盘具有大量的每
英寸道数(TPI)、即数据存储盘具有高磁道密度的HDD中，抖动是特别成问 题的。特别地，抖动使得难以在读/写操作期间以令读/写头跟随期望磁道所 需的精度执行HSA的伺服控制。
发明内容
本发明的目的是为了解决由硬盘驱动器(HDD)中的传统磁头组组件 (HS A)所产生的上述问题。
因而，本发明的一个目的是提供一种磁头万向架不会因空气阻力 (windage)而抖动、即振动的HSA。
根据本发明的一方面，提供了一种磁头组组件，包括摇臂，在其前端 具有叉状部并且在叉状部的一个侧部具有狭槽；用于旋转摇臂的致动器；以 及磁头万向架，该磁头万向架的一部分由摇臂支撑并被接收于摇臂的叉状部 中的狭槽内。该狭槽在摇臂的纵向上是细长的。
根据本发明的另一个方面，提供了一种硬盘驱动器，其包括壳体、安装 到壳体的主轴电机、固定到主轴电机的数据存储盘以及磁头组组件，磁头组 组件包括摇臂，与摇臂在操作上相关联以使摇臂转动的致动器，以及由摇 臂支撑的磁头万向架，其中，摇臂具有用于防止磁头万向架在摇臂位于数据 存储盘的上方并且盘由主轴电机旋转时因空气阻力而振动的装置。摇臂在其 前端包括叉状部。^磁头万向架具有包括读/写头的^兹头滑块，并由摇臂支撑， 使得磁头滑块从摇臂的叉状部突出。
根据本发明的又一方面，用于防止磁头万向架因空气阻力而振动的装置 是位于摇臂的叉状部的所述侧部中并且在其上接收磁头万向架的 一部分的 狭槽。
根据本发明的再一方面，摇臂优选地得到平衡。即，摇臂的位于摇臂的 中心纵轴一侧的部分优选地与摇臂的位于中心纵轴的另 一侧的另 一部分具 有相同的质量。为此，摇臂可以在与接收磁头万向架的侧部相反的侧部具有 第二狭槽。第二狭槽的形状可以与接收磁头万向架的狭槽的形状基本上相 同，并且狭槽可以关于摇臂的中心纵轴对称。因而，磁头组组件具有关于磁 头组组件的中心纵轴对称的振型。
优选地，磁头万向架的一部分被接收在摇臂的狭槽内，该部分是弯曲部 分。弯曲部分可以将读/写头与摇臂上的电路板连接起来，以使信号可以在电
路板和读/写头之间传送。磁头万向架还可以包括联接到摇臂的叉状部的基 板、具有铰链并且附接到基板的铰合板、以及通过铰链连接到铰合板并支撑
磁头滑块的梁(beam)。
本发明的上述和其它目的、特征和优点将通过结合附图对以下的优选实
施例的详细描述而变得更加明显，附图中 图1为根据本发明的HDD的分解透视图； 图2为根据本发明的HSA的摇臂和》兹头万向架的平面图； 图3为根据本发明的HDD的一部分的透视图，示出了图2的摇臂和磁
头万向架的操作；
图4为图2的摇臂和磁头万向架组件的一部分的平面图； 图5为沿图4的A-A'线剖开的组件的剖视图6为根据本发明的具有多个数据存储盘的HDD的实施例的局部垂直 剖视图7为类似于图5的、但是是根据本发明的HSA的第二实施例的剖视
图8为具有#4居本发明第二实施例的HSA的HDD的一部分的垂直剖一见
图9为类似于图5的、但是是根据本发明的HSA的第三实施例的剖视
图10为具有根据本发明第三实施例的HSA的HDD的一部分的垂直剖 一见图；以及
图11为根据本发明的HSA的磁头万向架的平面图，其中基板、铰合板、 梁和磁头滑块处于分解状态。
具体实施例方式
参照图l和2，根据本发明的硬盘驱动器包括壳体101;至少一个数 据存储盘(例如，两个数据存储盘110和111);用于旋转盘110和111的主轴 电机120;和磁头组组件(HSA)130，数据通过该磁头组组件(HSA)130从盘 110和111中读取以及记录到盘110和111上。壳体101支撑主轴电机120
和HAS 130,并且由不锈钢或铝制成。盘110和111安装到壳体101中的主 轴电机120上。更具体地，联接到主轴电机120的主轴的一端的盘夹具125 将盘110和111夹紧到主轴电机120的旋转轴上。而且，环状的盘垫圈122 置于盘110和111之间，以在盘110和111之间保持一间隙。
HSA130包括摇臂132,该摇臂132经由枢轴承137安装到框架101, 从而可围绕轴承的中心纵轴(旋转轴)旋转；致动器138，用于产生使摇臂132 围绕其旋转轴转动的电磁力；以及附接到摇臂132的磁头万向架200。磁头 万向架200包括磁头滑块210。磁头滑块210包括从盘中读取数据和将数据 记录到盘上的磁读/写头。
致动器138包括巻绕摇臂132的后端部的音圈电机(VCM)线圈(未示出)， 以及固定到壳体101的永》兹铁(未示出)。伺服控制系统(未示出)控制提供给 VCM线圈的电流。经过永;兹铁的;兹场中的VCM线圈的电流在VCM线圈上 产生一根据弗莱明(Fleming)左手定则的方向上的电磁力。结果，使摇臂132转动。
HDD还包括用于过滤来自壳体101中的气流的异物的回路过滤器140。 过滤器140布置成邻近盘110和111的外围。另外，柔性印刷电路(FPC)支 架143安装到壳体101的邻近HSA 130的一个角上。FPC支架143将FPC 142 连接到设置在壳体101底部的主板(未示出)。FPC 142连接到控制电源的输 入/输出以及有关磁头滑块210的驱动信号的电路板131上。
安装到壳体101的盘阻尼器150抑制盘110和111旋转期间产生的振动 和噪声，并防止盘110和111的记录表面被刮伤。盘阻尼器150由壳体101 的第一、第二和第三支撑部分102、 103和104支撑，以使与每个盘110和 lll隔开一预定距离。当盘IIO和111高速旋转时，空气与盘110和111的 表面之间的摩擦产生空气阻力。盘阻尼器150有助于产生空气压力，该空气 压力作用于盘110和111与盘阻尼器150之间，以抑制盘110和111的振动。 而且，盘阻尼器150具有字母"C，，的形状，从而不妨碍摇臂132的运动。
现在再参照图3和4,在面对^磁头滑块210的盘(例如，盘lll)的表面处 产生的气流W1向^f兹头滑块210施加升力。通过;兹头万向架200的悬架的弹 性来平衡该升力，以使磁头滑块210保持与盘111的表面隔开一定距离(图6 和8中的G)。在该状态下，即，当磁头滑块210在盘111表面上方的一定距 离处悬浮时，磁头滑块210将数据记录到盘111上/从盘111中读取数据。
而，在摇臂132与盘111的面对摇臂132的表面之间产生的气流Wl在磁头 万向架200附近形成涡流W2。如果不是因为本发明，涡流W2就会产生空 气阻力，而该空气阻力又会导致磁头万向架200振动。
具体地，参照图4和5，摇臂132的侧部300具有在其中延伸的狭槽300a。 狭槽300a延伸通过摇臂132侧部的中间部分，如图5中最佳地示出，并且 在摇臂132的纵向方向上是细长的，如图4中最佳地示出。^磁头万向架200 净皮4妻收于凹陷部300a中。现在将更详细地描述》兹头万向架200以及如何通 过摇臂132防止磁头万向架200发生振动。
除了上述的,兹头滑块210之外，；兹头万向架200还包括支撑,兹头滑块210 的可弹性变形的悬架，以及弯曲部分250，磁头滑块210通过该弯曲部分250 电连接到电路板131。悬架包括与摇臂132的前端(以下称为摇臂的"叉状 部(prong)")—体的陷型的(swaged)基板240;设置在基板240的下方并附接 到基板240的铰合板230;以及梁220，其连接到铰合板230的铰链，并且 磁头滑块210通过梁220连接到悬架。磁头万向架220的弯曲部分250被接 收于摇臂132侧部的狭槽300a中。优选地，狭槽300a的横截面和弯曲部分 250的横截面大致相同，使得被接收于狭槽300a中的弯曲部分250的部分丝 毫不会从狭槽中突出。
图6示出了一实施例，在该实施例中，每个盘IIO和111均在其相对的 侧面具有记录表面，并且摇臂132具有三个叉状部(上、下和中间的)。摇臂 132的上叉状部支撑包括用于从盘111的上记录表面读取数据/将数据记录到 盘111的上记录表面上的读/写头的磁头万向架200。在该叉状部中，狭槽300a 具有一直的部分和一倾斜部分，该倾斜部分从直的部分的端部延伸，并且在 摇臂的朝下的表面(即，摇臂132的上叉状部的底表面)处开放。类似地，摇 臂132的下叉状部支撑包括用于从盘110的下记录表面读取数据/将数据记录 到盘110的下记录表面上的读/写头的磁头万向架200。在该叉状部中，狭槽 300a具有一直的部分和一倾斜部分，该倾斜部分乂人直的部分的端部延伸，并 且在摇臂的朝上的表面(即，摇臂132的下叉状部的上表面)处开放。摇臂132 的中间叉状部支撑包括用于分别从盘111的下记录表面和盘110的上记录表 面读取数据/将数据分别记录到盘111的下记录表面和盘110的上记录表面上 的读/写头的磁头万向架200。在该叉状部中，每个狭槽300a都具有类似于 在摇臂132的上叉状部和下叉状部中延伸的一直的部分和一倾斜部分。
图7和8示出了根据本发明的HSA的另一实施例的基本部件。在该实 施例中，狭槽300b沿摇臂132的叉状部的底角纵向延伸，以便朝摇臂132 的叉状部的侧表面和底表面开放。阶梯部分300b和300c不^f又可以如图7所 示设置在摇臂132的后表面上，而且也可以如图9所示设置在摇臂132的上 表面上。
图9和IO示出了根据本发明的HSA的另一实施例的基本部件。在该实 施例中，狭槽300c沿摇臂132的上拐角纵向延伸，以便朝摇臂132的叉状 部的侧表面和上表面开放。需要注意的是，在才艮据本发明的HSA的另一实 施例中，摇臂132的叉状部具有如图7所示的狭槽300b和如图9所示的狭 槽300c，并且两个磁头万向架200分别被接收于狭槽300b、 300c中(如在图 6中所示的中间摇臂132的情况)。
再参照图5到10， HSA 130的摇臂132在与侧部300相对的侧部310 也具有狭槽，^t头万向架200接收于侧部300中。该狭槽由图5中的附图标 记310a、图7中的附图标记310b和图9中的附图标记310c表示。该狭槽的 功能是为了平衡摇臂132。因此，狭槽310、 310b和310c分别具有与狭槽 300a、 300b和300c相同的形状。此外，参照图4和5的实施例，例如，摇 臂132中的狭槽300a和310a关于摇臂132的中心纵轴C-C'对称，所述中心 纵轴C-C'是延伸通过摇臂132的旋转轴并平分磁头滑块210的假想轴线。优 选地，狭槽310a关于轴C-C'定位在狭槽300a的正对面。从而，位于摇臂132 的中心纵轴C-C'的一侧的半个摇臂132的质量和惯性与位于中心纵轴C-C' 的另一侧的半个摇臂132的质量和惯性相等。
狭槽310a防止摇臂132的操作变得不稳定，而如果位于轴C-C'的一侧 的半个摇臂132的质量与位于轴C-C'的另一侧的半个摇臂132的质量不相 同，就会发生摇臂132的操作变得不稳定的现象。更具体地，狭槽310a确 保在HSA 130的多个共振频率中的每个共振频率HSA 130都具有关于轴 C-C对称的振型(mode shape)。术语"振型"是指HSA DO以一特定频率振 动时HSA 130的变形轮廓(profile of the deformation),因此，当摇臂132以其 至少一个共振频率振动时，HSA 130不会导致出现/磁道对准不良(TMR)，也 不会导致输出异常的位置错误信号(PES)。
图11为磁头万向架200的基板240、铰合板230、梁220和磁头滑块210 的平面图。对基板240进行型锻(swage)，以具有凸起部242。凸起部242在
摇臂132端部的孔139内安装到摇臂132，使得基板240和摇臂132彼此联 接。铰合板230包括联接到弯曲部分250的第一铰链233和联接到梁220的 第二铰链236，并且铰合板230附接到基板240。磁头滑块210固定到梁220 的端部。》兹头滑块210中的端口 212与弯曲部分250的端部252进行通信。 弯曲部分250的端部252连接到设置在摇臂132上的电路^反131。经由弯曲 部分的端部252和磁头滑块210的端口212在读/写头和电路板131之间传送 信号。
在根据本发明的HSA和具有该HSA的硬盘驱动器中，防止了磁头万向 架因摇臂和盘记录表面之间产生的气流而发生振动。例如，^磁头万向架的弯 曲部分被接收于摇臂中的狭槽中，从而不会受到盘表面处产生的气流的影响 和/或以空气阻力不会使弯曲部分发生偏转的方式而受到摇臂的支撑。结果， 磁头万向架不会因空气阻力而振动。而且，使摇臂得以平衡。从而，本发明 使得TMR(磁道对准不良)最小化。
最后，尽管已经结合优选实施例描述了本发明，但应当理解，不会因此 而限制本发明的范围。相反地，这些优选实施例的各种修改和变形对于本领 域技术人员来说是显而易见的。因此，优选实施例的各种修改和变形都将落 在所附权利要求限定的本发明真正的精神和范围内。
权利要求
1、一种用在硬盘驱动器中的磁头组组件，该组件包括摇臂，该摇臂在其前端包括叉状部，该摇臂具有旋转轴，该摇臂在硬盘驱动器中将围绕该旋转轴转动，并且该摇臂在叉状部的一个侧部限定一狭槽，该狭槽在叉状部的所述侧部开放并且在摇臂的纵向上是细长的；致动器，使摇臂在硬盘驱动器中围绕其旋转轴转动；以及磁头万向架，该磁头万向架在其前端具有磁头滑块，该磁头滑块包括读/写头，该磁头万向架由摇臂支撑，使得磁头滑块从摇臂的叉状部突出，并且磁头万向架的一部分被接收在所述限定于摇臂的叉状部的所述侧部中的狭槽内。
2、 如权利要求1所述的磁头组组件，其中狭槽的横截面与所述被接收 于其中的磁头万向架的部分的横截面基本上相同。
3、 如权利要求1所述的》兹头組组件，其中摇臂的位于摇臂的中心纵轴 一侧的部分与摇臂的位于中心纵轴的另一侧的另 一部分具有相同的质量，该 中心纵轴经过摇臂的旋转轴并且平分/f兹头滑块。
4、 如权利要求1所述的磁头组组件，其中摇臂在叉状部的另一侧部限 定第二狭槽。
5、 如权利要求4所述的磁头组组件，其中第二狭槽的形状基本上与接 收一部分-兹头万向架的狭槽的形状相同，并且这些狭槽关于经过摇臂的旋转 轴并平分^f兹头滑块的摇臂的中心纵轴对称。
6、 如权利要求1所述的磁头组组件，其中所述被接收于摇臂的叉状部 的所述侧部中的狭槽中的 一部分^f兹头万向架包括弯曲部分。
7、 如权利要求6所述的磁头组组件，其中，进一步包括附接到摇臂的 电路板，所述弯曲部分将磁头滑块的读/写头电连接到该电路板。
8、 如权利要求6所述的磁头组组件，其中磁头万向架进一步包括联接 到摇臂的叉状部的基板、具有铰链并附接到基板的铰合板、以及通过该铰链 连接到铰合板并支撑磁头滑块的梁。
9、 一种硬盘驱动器，包括壳体；安装到壳体的主轴电机； 数据存储盘，固定到主轴电机，以在主轴电机的作用下旋转；以及-兹头组组件，包括摇臂，该摇臂在其前端包括叉状部，该摇臂安装到壳体，从而可围绕旋 转轴旋转至摇臂可以定位于数据存储盘的上方的程度；致动器，与摇臂在操 作上相关联，以使摇臂在硬盘驱动器中围绕旋转轴转动；以及磁头万向架， 在其前端具有^f兹头滑块，该-磁头滑块包括读/写头，并且该^磁头万向架由摇臂 支撑，使得^磁头滑块从摇臂的叉状部突出，并且其中，摇臂具有用于防止-兹头万向架在摇臂位于数据存储盘的上方并且 盘由主轴电机旋转时因空气阻力而振动的装置。
10、 如权利要求9所述的硬盘驱动器，其中摇臂的位于摇臂的中心纵轴 一侧的部分与摇臂的位于中心纵轴的另一侧的另一部分具有相同的质量，该 中心纵轴经过摇臂的旋转轴并且平分^f兹头滑块。
11、 如权利要求9所述的硬盘驱动器，其中，进一步包括附接到摇臂的 电路板，并且其中，该磁头万向架包括由摇臂的叉状部支撑的弯曲部分，该 弯曲部分将磁头滑块的读/写头电连接到该电路板。
12、 如权利要求11所述的硬盘驱动器，其中磁头万向架进一步包括联 接到摇臂的叉状部的基板、具有铰链并附接到该基板的铰合板、以及通过该 铰链连接到铰合板并支撑磁头滑块的梁。
13、 如权利要求11所述的硬盘驱动器，其中该一磁头组组件具有关于经 过摇臂的旋转轴并平分磁头滑块的磁头组组件的中心纵轴对称的振型。
14、 一种硬盘驱动器，包括壳体；安装到壳体的主轴电机；数据存储盘，固定到主轴电机，以在主轴电机的作用下旋转；以及 石兹头组组件，包括摇臂，在其前端具有叉状部，该摇臂安装到壳体，从而可围绕旋转轴转 动，并且摇臂在叉状部的一个侧部限定一狭槽，该狭槽在叉状部的所述侧部 开放并且在摇臂的纵向上是细长的，致动器，与摇臂在操作上相关联，以使摇臂在硬盘驱动器中围绕旋转轴 转动，和磁头万向架，在其前端具有磁头滑块，该磁头滑块包括读/写头，该磁头 万向架由摇臂支撑，使得磁头滑块从摇臂的叉状部突出，并且-兹头万向架的 一部分被接收在所述限定于摇臂的叉状部的所述侧部中的狭槽内。
15、 如权利要求14所述的硬盘驱动器，其中磁头组组件的摇臂的所述侧部中的狭槽具有与所述被接收于其中的磁头万向架的部分的横截面基本 上相同的横截面。
16、 如权利要求14所述的硬盘驱动器，其中摇臂在叉状部的另一侧部 限定第二狭槽，所述第一和第二狭槽构造成使得;兹头组组件具有关于经过摇 臂的旋转轴并平分磁头滑块的磁头组组件的中心纵轴对称的振型。
17、 如权利要求14所述的硬盘驱动器，其中摇臂的位于摇臂的中心纵 轴一侧的部分与摇臂的位于中心纵轴的另 一侧的另 一部分具有相同的质量， 该中心纵轴经过摇臂的旋转轴并且平分^f兹头滑块。
18、 如权利要求14所述的硬盘驱动器，其中摇臂在叉状部的另一侧部 限定第二狭槽。
19、 如权利要求18所述的硬盘驱动器，其中第二狭槽的形状基本上与 接收一部分磁头万向架的狭槽的形状相同，并且这些狭槽关于经过摇臂的旋 转轴并平分磁头滑块的摇臂的中心纵轴对称。
20、 如权利要求14所述的硬盘驱动器，其中所述被接收于摇臂的叉状 部的所述侧部中的狭槽中的一部分^f兹头万向架包括弯曲部分。
21、 如权利要求19所述的硬盘驱动器，其中，进一步包括附接到摇臂 的电路板，该弯曲部分将磁头滑块的读/写头电连接到该电路板。
22、 如权利要求20所述的硬盘驱动器，其中磁头万向架进一步包括联 接到摇臂的叉状部的基板、具有铰链并附接到该基板的铰合板、以及通过该铰链连接到铰合板并支撑磁头滑块的梁。
全文摘要
本发明公开了一种具有磁头万向架的磁头组组件及包括该组件的硬盘驱动器。硬盘驱动器的磁头组组件包括在前端具有叉状部的摇臂，使摇臂旋转的致动器，以及磁头万向架，该磁头万向架具有包括用于从盘读取数据/将数据写到盘上的读/写头的磁头滑块。该磁头万向架由摇臂支撑，使得磁头滑块从摇臂的叉状部突出。摇臂构造成用于防止磁头万向架因空气阻力而振动。特别地，该摇臂在叉状部的一个侧部确定一狭槽，并且磁头万向架的弯曲部分被接收于该狭槽中。
文档编号G11B5/48GK101114460SQ20071014646
公开日2008年1月30日 申请日期2007年7月24日 优先权日2006年7月24日
发明者许盛喆 申请人:三星电子株式会社