专利名称：磁头引线终端接法的制作方法
技术领域：
本发明叙述的是用于磁盘存贮器的磁头/支架组件中的磁头引线的终端接法，也叙述了结合这种组件的数据存取机构和组装这种组件的方法。
现在用于磁盘存贮器的磁头可以是一个完整的磁头臂组件的形式，在该组件中，一对装有传感元件的滑块装在悬式挠性件(Suspension flexures)上，而悬式挠性件本身也附在共同的支架臂上。磁头臂组件安装在磁头位置驱动器上。
用这种类型的磁头臂组件必需将携带磁头信号的细导线联到装在磁头位置驱动器的活动部分上的印刷电路。
从大量磁头到该印刷电路的引线连接是件很紧张的劳动，因为每个单个的磁头引线必需重复布置和焊接相应的导体或终端焊盘。还由于它的复杂而导致了低效率。
J P G Dunman et al.的一篇文章(IBM Technical Disclosure Bulletin Vol20 No.5 October 1977，P1984)名为“Aetuator Assembly for a Disk File”中提到这种连接，它是用在磁头悬挂于刚性臂上的旋转式驱动器中，这种系统中，信号处理电子设备装在驱动器边上静止的刚性印刷电路板上。通过一条可弯曲的带状电缆连到印刷电路板，电缆的一头电和机械地连到印刷电路板上，而另一头装在臂上，可弯曲电缆两头之间的自由部分可使驱动器活动。将引线自由端焊到装在臂上的可弯曲电缆端露出的触盘上实际磁头引线连到臂端的可弯曲电缆上。
另一个磁头引线连到电路上的例子由J T Young(IBM Technical Disclosure Bulletin Vol20 No.12 May 1978 P5350)的名为“Tape Cable Clip”的文章中提出。文章提出了另一种将磁头引线连到带状电缆中的导体的方法。这种方法包含一个夹子，这个夹子的主要功能是将带状电缆保持在臂上。夹子的第二个功能是使磁头引线的自由端靠在臂上並解除它们的应力。该功能是通过具有通道的弹性构件来达到的，它将磁头引线复盖並夹在从连接点到带状电缆的某一距离的臂上。没有给出将磁头引线加到电缆上去的方法细节，但是在IBM3310磁盘存贮器研究室里他们使用叙述过的方法，磁头引线的自由端被人工弯曲和定位于带状电缆的触盘上，在那上面用焊接使引线端与带状电缆结合。因此夹子只提供引线的有限的留置以帮助人工焊接，但不能避免单根引线的操作。
在一篇由A Ilgovsky和A A Mirza写的名为“Magnetic Wire Preparation for Automatic Wire Bond”的文章中(IBM Technical Disclosure Bulletin Vol26 No.11 April 1984 P5989)，提出了一种磁头臂组件，在该组件中，磁头引线的端点不再保留自由而被焊在一块小的终端板上。虽然这块小板使磁头臂组件与外部电路的连接容易了(在此外部电路中比自由的磁头引线要坚固和稳定得多)，但它引入了附加的连接器和增加了需要的电器终端操作的数量，因而元件失效的机会就更大。
集成电路块与外部电路的连接采用称为“引线座”(lead frames)是众所周知的。它们是装在块的各自的管脚中的金属指状物的图形。封装在塑料外壳里的引线座在W R DeBoskey的名为“Directly attached integrated Circuit lead frame”的文章中示出(IBM Technical Disclosure Bulletin Vol15 No.1 June 1972，P307)。
K R Dust的一篇文章(IBM Techmcal Disclosure Bulletin Vol24 No.9 February 1982 P4473)叙述了在可弯曲的电路支架上的导体图形与刚性支架上的相同的导体图形之间的连接方法。作为背景文章叙述了拆除可弯曲材料的一个区域以保留一个只使导体延伸跨过的窗口的可能性。然后将这些导体焊到刚性支架上。这种拆除可弯曲材料的方法被排除了，因为这需要过高的代价。接着文章叙述了连接两种导体图型的机械方法。对磁头引线的终端接法，这两种技术都没采用。在磁头引线的情况下，两种方法都不能解决单个磁头引线的终端接法问题。
未决欧洲专利(No.88303926.5)提出一种解决磁头引线终端接法问题的方法，即从单个磁头臂组件引出的所有引线(典型的为六根引线)必须终接到磁头引线定位框上，跨接该框引线被引导以一固定的间隔关系被保持住。因此，磁头引线为了与装在驱动机构上的印刷电路连接器上相应配置的导体图形对准和电连接而被框所予先就位。特有的框与适当的导体图形对准一次以后，所有的磁头引线在框中作为一组而进行波峰焊或探头焊，不需要单根引线操作。然而，在具有大量磁头的磁盘存贮器中，必须使用几个这样的框，每一个框需要一次对准和焊接工作。
因此，除了这个未向公众提供的未决申请以外，以前的技术並没有提供一种磁头/支架组件，在这种组件中磁头引线能以自动或半自动的方式容易地直接与外电路相连。
在此，按照本发明，现在提出一种磁头/支架组件，这种组件至少包括一个用于从磁盘存贮器的磁盘上读或写信息的磁头件，一个能安装在磁盘存贮器内的支架结构，用于支撑磁头件使它与所说的磁盘有转换关系，以及一组导电引线，使信息从磁头件上引出或引入到磁头上，该组件还包括一个磁头引线定位装置，用于使远离磁头的磁头引线定位並且以固定的间隔关系保持它们的足够长度，以保证与外电路上相应配置的导体图形直接的电连接，其特征在于定位装置包含一个引线附在上面的件，引线在所说的件与支架之间只起机械连接的作用。
引线定位装置最好是薄板，但是实心的或骨架结构的棒、杆或管子也是可以的。
引线能附在定位装置上是靠有粘性的窄条、胶滴、或者夹紧装置，但最好此引线定位装置再配一块薄板加在上述第一块薄板上，引线夹在所述的两层薄板之间。
虽然引线定位装置包含一个框架(该框架确定一缺口)，引线的连接部分跨过该框架而延伸出去，但是定位装置还包括一个单独的窄条，引线以一定的间隔附在此窄条上。窄条附近引线的一部分通过这种方式而被保持一定的间隔以使所说的那部分与外电路有电连接。
所述的缺口由两个或多个材料的被分开配置的窄条所确定。这种方式的优点是引线连接部分的两头都能被支起。窄条之间可以相互连接，也可以相互不连接。
在一种推荐的方式中，所述的第一薄板至少一个平面上涂以粘性材料。这仅仅是用来附上引线，但此时定位装置有两块薄板，粘胶可以用来使两块薄板互相结合。在两块薄板结合之前或者在磁头/支架组件加工的初期将胶直接涂在薄板表面或者相连的两个表面上，这是可能的。
另一种使薄板结合的方法就是将两块薄板焊接起来。
我们推荐磁头引线定位装置基本上要能抗住以后将磁头引线焊到外电路时产生的热。因此在焊接过程中定位装置保持了引线对准。如果当受到这种热时定位装置结构中使用的材料变形或者融化，磁头引线的连接部分可能移到相邻的焊盘上去。一种耐热材料的例子是聚酰亚胺材料。
本发明还提出了一组磁头/支架组件，其特征是从所述的各磁头/支架组件引出的磁头引线由公共的定位装置定位。使用公共装置的优点是在多磁头机器中，从大量磁头引出的引线通过一次操作就能与外电路的连接对准。这能增加组件的速度和磁盘存贮器的可靠性，也就是降低组件的价格。
显然，在一特殊磁盘存贮器中所有的磁头引线使用一个单引线定位装置来定位並不是本发明的要求。这可以用两个或更多个这样的定位装置来代替。
本发明还提供一种用于磁盘存贮器的数据存取机构，它包括一个磁头/支架组件或者一组这样的组件;一个安装所述组件或一组组件的可动机架，用于相对磁盘作移动;一个电路支撑件(也装在此机架上)，该支撑件托住数据通道元件和导体图形，所述的数据通道元件装在该支撑件上，並且与该支撑件相连，磁头引线定位装置与电路支撑件的相应部分对准並且磁头引线的连接部分与导体图形的相应部分电气连接。
本发明还提供一种制造一个磁头/支架组件或一组这样的组件的方法，它包括以下各步在适当的机架上配置所述的定位装置，与所述定位装置交叉支撑一个或多个支架结构和组合磁头件，从所述磁头件跨过所述定位装置以所要求的间隔敷设磁头引线，並且把磁头引线固定在所述定位装置上。
本发明还提供一种如上所述的方法，用于制造一个磁头/支架组件或一组这样的组件，在这种方法中，所述定位装置是一块薄板並且磁头引线定位装置还包括一块薄板，该方法还包括这些步骤将所述第二块薄板放在所述第一块薄板的上面，所述引线夹在两块薄板之间，以及将所述的两块薄板粘合，保持引线在适当位置。
在后面的方法中，两块薄板相互结合这一步以后，此两块薄板被完整地拆除，或者在定位装置与外电路对齐之前可以拆掉薄板上的另一部分。例如，单片薄板可以包含为了增加强度而设计的那一部分或者在定位器组装阶段为了帮助对准用的那一部分，这部分在组装完后是能够拆除的。
在后一种方法中，薄板在机架上最好由薄板上的校准孔来对准，该校准孔与装在机架上的相应配置的校准栓是配套的。最好这些栓钉(和相应的孔)在机架和薄板上分别是不对称地配置的。不对称的优点在于特定的薄板只有一个方向能放到机架上。这种性能可以帮助操作者避免将一面涂有胶的薄板颠倒放于机架上。
引线定位装置组装完后，薄板上的校准孔也可以与装在外电路上的孔或栓对准，以便使磁头引线与电路上相应的焊盘对准。
当引线跨过定位装置时，它们通过机架上的导引部分引入到所要求的间隔。然而，它们能被定位装置上的导引部分对准。机架上的定位部分可能是一排柱，在柱的周围引线被弯曲，或者一组引线从一固定点展开成扇形，但最好机架导引部分是槽，在槽中磁头引线在固定引线于定位装置这一步时就被定位了。
使磁头引线跨过定位装置这一步(如上所述)最好应当包括暂时约束引线的自由端这一步。包括这一步的优点在于通过暂时约束引线的自由端使引线保持一定的拉紧程度以消除它们的松弛部分。这使引线以高精度对准並跨过薄板。
引线的自由端通过一个夹子或用接线柱来约束，但在本发明所推荐的实例中，引线的自由端是与机架上的与导引部分分开的胶层暂时结合的。
为了充分理解本发明，现在利用附图，叙述本发明的一个优选的实例(仅作为一个例子)，在附图中，同一参考号数表示同一元件
图1是磁头臂组件的透视图;
图2是安装这种组件的磁头支架的透视图;
图3是装了一个图1所示的磁头臂组件的图2之磁头支架的透视图;
图4是引线定位框薄板的平面图，这种引线定位框薄板是在按本发明的方法中使用的;
图5是组装引线定位框的机架的平面图，图中有一个框架薄板已在位;
图6是图5的机架的平面图，图中画出了一个磁头支架和从一个磁头臂组件引出的引线，这些引线跨过框架薄板;
图7是图6的机架的平面图，图中有第二块框架薄板;
图8是图7机架的侧视图，图中位于框架薄板上面有一个粘合工具;
图9展示了部分磁头支架和组合引线框，以及接纳磁头引线的印刷电路的相应部分;
图10展示了部分磁头支架和组合引线框，所画部分有安置磁头引线的框，这些引线位于接纳这些磁头引线的印刷电路相应部分之上;
图11是磁头支架和组合引线定位框、接纳磁头臂组件的磁盘驱动机构部分和接纳磁头引线的印刷电路部分的示意透视图;
现在参照图1，图1展示了一个磁头臂组件10，该组件包括一个刚性臂20，它能插入音圈马达型磁头位置驱动器的活动托架。磁头臂装有一对挠性件(flexure)21，在每一挠性件上装有一个滑块11。每一滑块上装有一个磁传感头12，它包括一个围绕磁芯14的线圈13。臂20含有一个近似园型的导引孔24。细引线15从线圈将电信号送到磁头或从磁头将信号送出。挠性件21支撑靠近磁盘表面的滑块11並提供使滑块在磁盘表面扫过所需要的回弹性。单个刚性臂20包括两个这样的挠性件21和滑块11，磁头臂组件在两个磁盘之间通过，因此一个磁头接近下面磁盘的上表面而另一磁头接近上面磁盘的下表面。
电引线15从磁头通过细管25内部沿悬置长度穿出。这些引线每根的直径大约0.05mm，每个磁头有两根分开的信号引线加上两根地线，两根地线是相互绞在一起的，因此实际上每个磁头有三根引线。
图2画的是一个磁头支架30，包括两个平行的侧壁31，它们由一个横向构件32在一端连在一起。第二个横向件33使两个侧壁在长度方向上更远一点的地方连结起来。
一组十一个定位槽40沿第一个横向构件32的长度方向配置。同样数量的凹槽41位于第二个横向件33的长度方向上。在第二个横向件中，由槽41形成的十个舌状物42中的每一个的顶部是斜的。导引孔43(基本上是园形的)位于每一侧壁31的端部附近更靠近第一个横向构件32。
图3画的是磁头支架30，在该支架的某一位置上装上一个磁头臂组件10。刚性臂20的尾部50安置在第一横向构件32的一个槽40中使一部分伸出支架以外，刚性臂上的园孔24与支架侧壁31上的两个导引孔43成一条直线。挠性件21装入第二横向件33上的相应凹槽，並被凹槽压平(Collapse)。磁头臂组件因而被槽保持在支架中並与侧壁平行。其余的磁头臂组件以同样的方法装入支架，构成一组平行间隔的组件。
当所有组件都装入正确位置时，一根校直销钉60推进支架侧壁上的导引孔43和每一组件10的刚性臂20上的导引孔24。这就将组件锁在相应的位置上。
图4画的是定位框薄板70。薄板是从柔韧的並绝缘的材料(如聚酰亚胺)薄片上切割或冲压出来的，它有两条平行的窄条，被三个横条72、73、74连起来。由这些窄条和横条确定出两个矩形孔75和76，磁头引线将伸过这两个孔。横条72和74在组装框架时是起加强薄板的作用的，当组装完成后是要拆掉的。
薄板的一个表面上涂以热固型胶。导引孔77、78、79是用来在两块薄板粘合之前使两块薄板相互对齐的。
现在参照图5-8将叙述对准磁头引线和组装一个完整的定位框的方法。
图5是机架80的平面图，定位框组装于该机架上。机架包括一个底座81和装在底座上机壳82。机壳包括导引槽90，校直销钉60插入此槽使磁头支架30与机壳连结起来;还包括框式薄板对准栓94、95和96;以及磁头引线位置槽92。配置一双面涂胶的窄条93以暂时固定磁头引线的自由端。图中相应位置上画出一块框式薄板70。这块下层薄板的朝上的面是粘性表面，利用机架上的对准栓94、95、96以及薄板上的配套的对准孔77、78、79使它就位。对准栓95和相应的对准孔78在机架和薄板上分别是不对称配置的。因此，一定的薄板只能以一个方向放到机架上。这个特点能使操作者避免放错，例如下层薄板的粘性表面只能朝上放在机架上。
图6画出了在相应位置上具有磁头支架30的机架80。实际上磁头支架应该装满磁头臂组件10，然而为了使图简单只画了一个磁头臂组件。磁头臂组件的尾部50较松地固定在机壳82上的凹槽内(未画出)。与磁头支架连接的导引栓60固定在机壳上的槽90中。从装在支架上的磁头臂组件中引出的每根磁头引线15人工穿过相应的位槽92，並穿过下层框式薄板，跨过孔75和76中的一个，与磁头臂组件10的刚性臂20保持平行。引线的自由端用将它向下压在粘性带93上的方法固定。在这些操作期间，引线保持拉紧消除任何松驰，但不用加很大的力以免引线拉断。用这种方法使所有从支架上的磁头臂组件引出的引线都穿过下层框式薄板。使用以颜色编码的引线系统可以保证操作者以正确的顺序将引线穿过下层薄板。一旦所有引线都敷设完后，第二块即上面的薄板就可放到第一块的上面。
图7画出了具有上层薄板的机架80，上层薄板的粘性面朝下。引线15夹在上下两层薄板之间。同样，只画了一个磁头臂组件10以使图简单。图8为图7的机架的侧视图。
随着上层薄板就位，一个粘合工具110就可压到薄板上。通过工具上的对准座111与机架上的配套的准柱112使该工具与机架对准。该工具对框式夹层施加压力和热，使上下两层薄板之间的胶固化。用这种方法将两层薄板连接在一起，因此使引线15保持在适当的位置。
磁头引线的自由端沿线120(图7)分离，並且沿线121修整框架以拆除横条72和74。这就使框架组件、磁头支架和引线框可以从机架上取出。
图9、10和11表示了由框定位的磁头引线与装在运动驱动器上相应的软电路(flexible circuitry)相连的阶段。
图9示出的是部分磁头支架30和组合的磁头臂组件10，以及用由上述两块薄板70组成的引线定位框125定位的磁头引线。该图还画出了软电路130的相应部分，该部分是引线时要连续的部分。电路已含焊盘131，焊盘之间的间隔与保持在框125中的引线连接部分的间隔相对应。电路上还有引线框对准孔132，用来与框式薄板上的对准孔77、78和79匹配。框125用杆(未画出)穿过框与电路上相应的对备孔和电路对齐。
一般，软电路上带有电子元件133与数据通道相连。
图10中，定位框已经对到软电路上，准备焊接。磁头引线15的连接部分跨在电路的相应焊盘31上。大量磁头引线用地峰或是探头焊一次就能焊好。
图11为磁头支架30和框125以及部分线性驱动机构140的示意透视图。为了清楚起见，除了两个磁头臂组件10外其他都省略了。同样，驱动器的某些机械部分如轴承也都未画出。
参照图11，装有磁头臂组件的磁头架30被引到驱动机构使每个刚性臂20的尾部50位于相应的槽141中，该槽包括驱动器构件的两块面对的边件143上的两条沟，因此引线定位框粗略地位于软电路130的焊盘上面。就位后，磁头臂组件10用通过两块边件143的夹紧螺栓(未画出)固定就位。然后用上述方法使引线定位框125与软电路上的导体正确对齐，並焊接这些引线。由于定位框对驱动器的可动部分的质量引起很小的差别，所以它可以长期保持在驱动器上。
权利要求
1.一个磁头/支架组件，其特征是至少一个磁头12在磁盘存贮器的磁盘上读或写信息，一个可装入这种磁盘存贮器的支架结构(20、21)用于支撑磁头与所述的磁盘转换能量，一组导电引线(15)，用于从或到磁头携到信号，该组件还包括一个磁头引线定位装置(125)用于使远离磁头的引线定位並以固定间隔保留它们长度的足够部分，以允许所述部分与外电路上导体的分开的图形之电连接，其特点为定位装置包括一个件(70)，引线附在其上，在所述件和支架结构之间引线只起机械连接。
2.在权利要求1所要求的一个磁头/支架组件其特点为所述件为一薄板，引线附在它的平的表面上。
3.权利要求2所要求的一个磁头/支架组件，其特点为磁头引线定位装置还包括一薄板，引线夹在所述的两薄板之间。
4.前面任何权利要求所要求的一个磁头/支架组件，其特点还有磁头引线定位装置包括一个框，引线连接部分跨过此框延伸出去。
5.权利要求4所要求的一个磁头/支架组件其特点为该框包括两个或更多个分隔窄条，定出一个缺口，引线的连接部分跨过此缺口延伸出去。
6.权利要求2至5所要求的一个磁头/支架组件，其特点为所述的第一薄板至少一个平的表面涂以粘性材料。
7.前面任何权利要求所要求的一个磁头/支架组件，其特点为磁头引线定位装置能抗住以后磁头引线与外电路焊接时产生的热。
8.权利要求7所要求的一个磁头/支架组件，其特点为所述第一薄板是由聚酰亚胺制成的。
9.前面的任何权利要求所要求的一个磁头/支架组件组，其特点还有从各磁头/支架组件引出的所有磁头引线由公用的定位装置(125)所定位。
10.磁盘存贮器的一个数据存取机构，其特点为权利要求1至8所要求的一个磁头/支架组件或在权利要求9中要求的一组这样的组件，一个活动托架(140)，所述的组件或一组组件安装在该托架上，用于相对磁盘运动。一个电路支撑件(130)，也安装在托架上，该件承载数据通道元件(133)和导体图形(131)，所述的元件装在该支撑件上並且它们都与该件相连。磁头引线定位装置(125)与电路支撑件的相应部分对准，並且磁头引线的连接部分与导体图形的相应部分电气连接。
11.制造按权利要求1至8的任一条所要求的一个磁头/支架组件，或者按照权利要求9的一组这样的组件的方法，其特点为以下各步将所述定位装置(70)放到合适的机架(80)上，将一个或多个支撑结构(20、21)和组合磁头(12)与所述的定位装置交叉支撑，从所述磁头件跨过所述定位装置以所要求的间隔敷设磁头引线(15)，将磁头引线固定在所述定位装置上。
12.按照权利要求11所要求的方法，为了制造一个磁头/支架组件或一组这种组件，在这种方法中所述定位装置是一块薄板並且磁头定位装置还包括一块薄板，该方法的特点为以下各步将所述第二块薄板放在所述第一块薄板上面，所述引线夹在两块薄板之间，将所述两块薄板粘合，保持引线在适当位置，
13.按照权利要求12的一种方法，其特点为用薄板上的校准孔使薄板对准机架，该孔与装在机架上的相应配置的校准栓是配套的。
14.按照权利要求13的方法，其特点为所述校准孔在薄板上是不对称配置的。
15.按照权利要求11榜14的方法，其特点为敷设一根或多根磁头引线跨过所述定位装置这一步包括用机架上的导引部分对准引线这一步。
16.按照权利要求13的方法，其特点为所述机架导引部分包括一些槽，在所述固定这一步期间磁头引线定位于槽中。
17.按照权利要求11至16的方法，其特点为所述引线配置这一步还包括暂时约束引线自由端这一步。
18.按照权利要求17的方法，其特点为引线自由端的暂时约束是用将它们粘到机架上的与导引部分分开的粘性层上的方法实现的。
全文摘要
进入磁盘存贮器数据存取机构中的一个磁头/支架组件包括一个磁头臂组件(10)和使远离磁头的磁头引线定位的装置。引线定位装置(125)包括一个引线(15)附在其上的件(70)。引线定位装置以固定的间隔保持引线的一段足够长度，以允许与数据存取机构承载的外数据通道电路上相应配置的导体图形(131)直接电连接。
文档编号G11B5/48GK1051451SQ90108489
公开日1991年5月15日 申请日期1990年10月19日 优先权日1989年10月27日
发明者约翰·哈迪·拉塞尔-史密斯, 伊恩·斯特西·佛恩 申请人:国际商业机器公司