磁头组件以及磁盘装置的制造方法

磁头组件以及磁盘装置的制造方法
【专利摘要】抑制产生于磁头组件的共振并且提高磁头定位的控制特性。磁头组件(2)具备：滑块(3)，具有磁头元件(7)；滑块支撑板(20)，保持滑块(3)；负载梁(14)，保持滑块支撑板(20)；支点突起(21)，被设置于负载梁(14)的前端部并且旋转自如地支撑滑块支撑板(20)；驱动构件(16a,16b)，以支点突起(21)为中心使滑块支撑板(20)旋转；动力吸振器(33)，被设置于滑块支撑板(20)。动力吸振器(33)比支点突起(21)更位于负载梁(14)的后端侧并且相对于滑块支撑板(20)的旋转方向具有振动的自由度。
【专利说明】
磁头组件以及磁盘装置
技术领域
[0001] 本发明涉及硬盘驱动器中的具有磁头的精密定位机构的磁头组件以及磁盘装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，被设置于磁盘装置的磁盘的记录密度正日新月异地朝着高密度化发展。 在专利文献1中提出了由压电元件对磁头支撑弹簧机构进行微小驱动并高精度地将磁头定 位于记录磁道(recording track)的磁头支撑机构。
[0003] 另外，在专利文献2中提出了滑块以被设置于负载梁（load beam)的支点突起为中 心进行旋转并且包含滑块的旋转部的惯性轴与支点突起大致相一致的结构。
[0004] 然而，在专利文献1的结构中，由一对位移构件使滑块微小位移的时候的反作用力 使磁头支撑弹簧进行共振。因此，会有在对磁头元件进行高速定位之后由于该共振而不能 够扩展控制区域等的问题。
[0005]另外，专利文献2的结构，在滑块以负载梁（load beam)的支点突起为中心被旋转 驱动的时候，具有滑块的偏航方向（Yaw direction)的旋转模式。今后，为了进一步扩展磁 头定位的控制区域，有必要进一步较高地设定滑块的偏航模式的共振。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1:日本专利申请公开平2-227886号公报
[0009] 专利文献2:日本专利第5360129号公报
[0010]在现有的结构中，在将磁头元件定位于磁盘上的磁道的时候，致动器(actuator) 的动作频率会激发磁头支撑机构的共振频率并且使磁头支撑机构产生不需要的振动。因 此，现有结构存在仅能够取得不受共振的影响的低控制区域等的问题。

【发明内容】

[0011]本发明是有鉴于上述状况而完成的发明，其目的在于，抑制产生于磁头组件的共 振并且提高磁头定位的控制特性。
[0012] 本发明所涉及的磁头组件，其特征在于，具备:滑块，具有磁头元件;滑块支撑板， 保持滑块;负载梁(load beam)，保持滑块支撑板;支点突起，被设置于负载梁的前端部并且 旋转自如地支撑滑块支撑板;驱动构件，以支点突起为中心使滑块支撑板旋转;动力吸振器 (dynamic vibration absorber)，被设置于滑块支撑板;动力吸振器比支点突起更位于负 载梁的后端侧并且相对于滑块支撑板的旋转方向具有振动的自由度。
[0013] 根据本发明，因为被设置于滑块支撑板的动力吸振器比支点突起更位于负载梁的 后端侧并且相对于滑块支撑板的旋转方向具有振动的自由度，所以能够抑制负载梁的横荡 模式(Sway mode)的共振峰值并且能够在动力吸振器的反共振点上抑制滑块的偏航方向的 旋转振动。由此，能够提高磁头定位的控制特性并且能够减小配重其本身而能够谋求轻量 化。
[0014] 动力吸振器优选可以具有配重部、将配重部连结于滑块支撑板的弹簧部、抑制配 重部相对于滑块支撑板进行振动的振幅的阻尼(damping)部。由此，能够将阻尼性附加于动 力吸振器的动作并且能够获得稳定的特性。
[0015] 配重部优选可以具有由与滑块的磁头元件相对于支点突起进行旋转的方向相同 的方向的振动而进行共振的第一共振点，第一共振点为高于载荷臂的横荡模式的共振频率 的频率。由此，能够抑制负载梁的横荡模式。
[0016] 配重部、弹簧部以及阻尼部优选可以通过对挠性件(flexure)用层叠材料进行蚀 刻加工来设置。由此，能够容易而且低成本地将动力吸振器构成于滑块支撑板。
[0017] 配重部优选可以具有质量调整部。由此，能够高精度地将动力吸振器的反共振频 率调整到有必要进行抑制的频率。
[0018] 本发明所涉及的磁盘装置，其特征在于，搭载有上述磁头组件。根据本发明，能够 获得一种能够抑制在磁头组件产生的共振并且能够提高磁头定位的控制特性的磁盘装置。
[0019] 本发明能够抑制在磁头组件产生的共振并且能够提高磁头定位的控制特性。另 外，没有必要追加新的工序并且可以以低价使磁头元件的相对于记录磁道的定位精度提 尚。
【附图说明】
[0020] 图1是搭载有本发明的优选的实施方式所涉及的磁头组件的磁盘装置的概略平面 图。
[0021] 图2是本发明的优选的实施方式所涉及的磁头组件的立体图。
[0022] 图3是本发明的优选的实施方式所涉及的磁头组件的分解立体图。
[0023] 图4是本发明的优选的实施方式所涉及的磁头组件所具备的挠性件的分解立体 图。
[0024] 图5a是本发明的优选的实施方式所涉及的磁头组件所具备的第1驱动构件的平面 图。
[0025] 图5b是图5a中的A-A截面图。
[0026] 图5c是图5a中的B-B截面图。
[0027] 图6是从上面侧看本发明的优选的实施方式所涉及的磁头组件的前端主要部分的 平面图。
[0028] 图7是从下面侧看本发明的优选的实施方式所涉及的磁头组件的前端主要部分的 平面图。
[0029] 图8a是图6中的C-C截面图。
[0030] 图8b是图6中的D-D截面图。
[0031] 图8c是图6中的F-F截面图。
[0032] 图8d是图6中的G-G截面图。
[0033] 图8e是图6中的H-H截面图。
[0034] 图8f是图6中的E-E截面图。
[0035]图9是表示动力吸振器的动作状态的图。
[0036]图10a是图6中的J-J截面图。
[0037] 图10b是图6中的I-Ι截面图。
[0038] 图11a是简化了图6的结构的本发明的一个实施例的模型图。
[0039]图lib是在本发明的一个实施例中简化了滑块由第1以及第2驱动构件而以支点突 起为中心进行旋转运动的情况来进行表示的模型图。
[0040] 图11c是在本发明的一个实施例中简化了滑块由第1以及第2驱动构件而以支点突 起为中心进行旋转运动的情况来进行表示的模型图。
[0041] 图lid是在本发明的一个实施例中进一步简化了滑块、滑块支撑板、动力吸振器的 模型图。
[0042]图lie是表示在本发明的一个实施例中进一步简化了滑块、滑块支撑板、动力吸振 器的模型的动作状态的图。
[0043] 图12是用于进行磁头的定位控制的控制方块图。
[0044] 图13a是在磁头定位特性中没有增益余量的情况下的白板特性图。
[0045] 图13b是在磁头定位特性中增益余量为10dB的情况下的白板特性图。
[0046]图13c是在磁头定位特性中增益余量为20dB的情况下的白板特性图。
[0047] 图14是用于说明本发明的一个实施例中的动力吸振器的动作的简易模型图。
[0048] 图15a是表示用于说明动力吸振器的动作的频率响应特性的图。
[0049] 图15b是表示用于说明动力吸振器的动作的频率响应特性的图。
[0050] 图15c是表示用于说明动力吸振器的动作的频率响应特性的图。
[0051] 图16是表示本发明的一个实施例中的磁头组件的磁头元件的定位频率响应特性 的图。
[0052]图17是表示本发明的一个实施例中的磁头组件中的阻尼特性效果的频率响应特 性的图。
[0053]图18是从上面侧看第一现有例的磁头组件的前端主要部分的平面图。
[0054] 图19a是第一现有例的磁头组件的结构模型图。
[0055] 图19b是第一现有例的磁头组件的结构模型中的动作图。
[0056] 图19c是用于说明第一现有例中的负载梁的共振的简易图。
[0057]图19d是表示第一现有例的磁头组件中的磁头元件的定位频率响应特性的图。 [0058]图20是从上面侧看第二现有例的磁头组件的前端主要部分的平面图。
[0059] 图21a是第二现有例的磁头组件的结构模型图。
[0060] 图21b是第一现有例的磁头组件的结构模型中的动作图。
[0061] 图21c是在第二现有例中进一步简化了滑块的旋转部和平衡配重（counter balance)的模型图。
[0062] 图21d是用于说明在第二现有例中不产生负载梁的共振的结构的简易图。
[0063] 图21e是表示第二现有例的磁头组件中的磁头元件的定位频率响应特性的图。
【具体实施方式】
[0064] 以下，参照附图，对本发明的优选的实施方式进行说明。还有，本发明并不限定于 以下的实施方式。另外，在以下所记载的结构要素中包括本领域技术人员能够容易设想的 要素或实质上相同的要素。再有，以下所记载的结构要素能够适当组合。另外，在不脱离本 发明的主旨的范围内，结构要素的各种省略或置换或者变更是可能的。
[0065] 图1是概略性地表示搭载有本发明的优选的实施方式所涉及的磁头组件的装载/ 卸载方式的磁盘装置(HDD装置）的整体结构的图。根据图1，磁盘装置1由机壳(h 〇using)4、 以轴5为中心被主轴马达旋转驱动的磁盘6、具有磁头元件7的滑块3被安装于前端部的磁头 组件2、在前端部支撑该磁头组件2的支撑臂8构成。
[0066] 在支撑臂8的后端部安装有音圈马达(VCM)的线圈部。支撑臂8能够以水平旋转轴9 为中心与磁盘6的表面相平行地进行旋转。VCM由该线圈部(没有图示)和覆盖其的磁铁部10 构成。从磁盘6的数据区域的外侧遍及磁盘6的外侧而设置有斜坡机构(ramp mechanism) 11，通过被设置于磁头组件2的最前端的突片（tab)12搁浅于该倾斜的表面从而滑块3从磁 盘6分开而成为卸载的状态。
[0067] 在磁盘装置1的动作时（磁盘的高速旋转中），滑块3相对于磁盘6的表面以一点点 的上浮量进行上浮而处于装载状态。另一方面，在非动作时(磁盘的停止中或者启动以及停 止时的低速旋转中），因为磁头组件2的前端部的突片12被斜坡机构11抬起，所以滑块3处于 卸载状态。
[0068] 图2是概略性地表示本发明的优选的实施方式中的磁头组件的整体结构的立体 图。还有，以后，为了便于说明，将附图的Z轴正方向称为磁头组件2的上面侧，将Z轴负方向 称为磁头组件2的背面侧或者下面侧。滑块3在滑块3的后端(后缘，图2的Y轴正方向侧)面上 具备由感应写入磁头元件、巨磁阻效应(GMR)读出磁头元件或者隧道磁阻效应(TMR)读出磁 头元件等的MR读出薄膜磁头构成的磁头元件7。
[0069] 在图2中，磁头组件2具备作为其主要的结构要素的底板13、负载梁（load beam) 14、挠性件(fleXUre)15、第1驱动构件16a即第1薄膜压电体元件以及第2驱动构件16b即第2 薄膜压电体元件、滑块3。还有，在挠性件15上形成有动力吸振器33。另外，底板13以被安装 于支撑臂8的前端部的形式进行构成。
[0070]负载梁14通过多个束焊接点（beam welding point)17a而固定于底板13。另外，板 簧18被形成于负载梁14,并相对于磁盘将规定的推力赋予滑块3。再有，负载梁14成为将折 弯加工部19施加于两侧并提高强度的结构。还有，配线基板即挠性件15通过束焊接点17b而 固定于负载梁14。在图2中，滑块3的姿势角以Dp表示间距方向（pitch direction)，以Dr表 示滚动方向（roll direction)，以Dy表示偏航方向（Yaw direction)。还有，底板13或负载 梁14在各个附图中相对于平行于Y轴方向的中心轴为线对称。
[0071]图3是概略性地表示本发明的优选的实施方式所涉及的磁头组件的分解立体图。 即，图3表示将磁头组件2分解成负载梁14、挠性件15、底板13、第1以及第2驱动构件16a， 16b、滑块3的状态。挠性件15-般来说是将绝缘层涂覆于18μπι左右的薄的不锈钢板即挠性 基板24上并且将铜箱镀敷于其上的配线基板，将不锈钢板、绝缘层、铜箱蚀刻成任意的形状 并以规定的形状进行精密加工。
[0072]如图3所示，滑块3被粘结固定于形成于挠性件15的滑块支撑板20上。支点突起21 在负载梁14的前端部附近的中心线上被一体地突出形成。滑块支撑板20被第1突出支架 (outrigger) 22a和第2突出支架（outrigger) 22b支撑，从背面点接触于滑块的中心位置并 旋转自如地被支撑于支点突起21。因此，滑块支撑板20以枢轴(pivot)结构被负载梁14支 撑。另外，第1以及第2突出支架22a，22b柔软地保持滑块3的姿势。由此，滑块3对应于由盘面 的起伏引起的姿势的变化而平稳地进行追随。还有，由负载梁14的板簧18产生的推力作用 于支点突起21与滑块支撑板20之间。因此，滑块支撑板20处于相对于X方向Y方向以由该推 力形成的摩擦力进行保持的状态。
[0073]另外，第1驱动构件16a以及第2驱动构件16b被粘结于挠性件15的第1压电体支撑 部23a以及第2压电体支撑部23b上。该第1以及第2驱动构件16a，16b交替地伸缩并将沿着其 平面的偏航方向（Yaw direction)的旋转力赋予滑块支撑板20,并以支点突起21为中心使 滑块支撑板20旋转。还有，第1压电体支撑部23a以及第2压电体支撑部23b由构成挠性件15 的绝缘层41形成。再有，动力吸振器33被设置于滑块支撑板20。还有，动力吸振器33比支点 突起21更位于负载梁的后端侧。
[0074]图4是表示本发明的优选的实施方式中的磁头组件所具备的挠性件结构的分解立 体图。在图4中，本来是一体化的挠性件，但是，为了容易理解地进行表示，将挠性基板24和 磁头元件配线25(配线部）分离地进行表示。动力吸振器33由第一配重部33a、第二配重部 33e、弹簧部33b以及阻尼部33c构成并且通过对挠性件用层叠材料进行蚀刻加工来设置。具 体来说，动力吸振器33的第一配重部33a以及弹簧部33b由与磁头元件配线25相同的铜箱构 成。另外，阻尼部33c由聚酰亚胺制绝缘层41形成。还有，动力吸振器33的第二配重部33e从 挠性基板24被蚀刻形成。另外，第一配重部33a的上侧表面，铜箱的配线材料露出，能够将焊 料球等的质量(质量调整部)附加于该表面。
[0075]图5a是本发明的优选的实施方式所涉及的磁头组件所具备的第1驱动构件的平面 图。另外，图5b是表示图5a中的A-A截面，图5c是表示图5a中的B-B截面。还有，因为第1驱动 构件16a和第2驱动构件16b为相同的结构，所以在此仅图示第1驱动构件16a的结构。在薄膜 压电体26的上面侧形成有上部电极27a，在下面侧形成有下部电极27b。因为该第1驱动手段 16a是非常薄而且容易破损的结构，所以设置作为柔软的增强材料的基台28。
[0076]第1驱动构件16a为了保护薄膜压电体26而整体被聚酰亚胺制的绝缘盖30覆盖。还 有，绝缘盖30的一部分在图5a中的C部、D部被除去。在C部，下部电极27b露出并与第1电极焊 垫29a相导通。在D部，上部电极27a露出并与第2电极焊垫29b相导通。由此，通过电压施加于 第1电极焊垫29a和第2电极焊垫29b，从而能够使第1驱动构件16a的薄膜压电体26伸缩。还 有，在图5b中用箭头表示薄膜压电体26的极化方向。如果在极化方向上给予电场(将负电压 施加于第1电极焊垫29a，将正电压施加于第2电极焊垫29b)的话则薄膜压电体26由压电常 数d31而在压电膜的面内方向上进行收缩。另外，如果与极化方向相反地给予电场的话则进 行延伸。如果将负电压施加于相当于第1电极焊垫29a的第3电极焊垫29c并且将正电压施加 于相当于第2电极焊垫29b的第4电极焊垫29d的话则第2驱动构件16b的薄膜压电体26由压 电常数d31而在压电膜的面内方向上进行收缩。
[0077] 图6是从上面侧(滑块侧)看本发明的优选的实施方式所涉及的磁头组件的前端主 要部分的平面图。图7是从下面侧看本发明的优选的实施方式所涉及的磁头组件的前端主 要部分的平面图（从背面侧看图6的磁头组件的平面图）。还有，为了便于说明，没有图示负 载梁14。
[0078] 在图6中，磁头元件配线25(配线部）由焊料球而被连接于以围绕滑块3的形状被配 置的滑块3的磁头电极端子31进行对应的磁头元件配线25(配线部）。在被配置于滑块支撑 板20的两侧的第1以及第2突出支架(outrigger)22a，22b上形成有第1折弯部32a和第2折弯 部32b。再有，第1以及第2折弯部32a，32b以第1以及第2折弯部32a，32b的各自的延长线Ll， L2的交点与支点突起21相一致的形式进行构成。由此，因为第1折弯部32a和第2折弯部32b 容易进行弯曲所以滑块支撑板20以支点突起21为中心进行微小旋转。
[0079] 该磁头元件配线25(配线部)部分性地被固定于第1以及第2突出支架22a，22b(图6 的C-C部)并且同样地也被固定于从滑块支撑板20延伸出的第1驱动肋36a和第2驱动肋36b (图6的F-F部）。
[0080] 第1以及第2驱动构件16a，16b通过将电压施加于第1、第2、第3、第4电极焊垫29a， 29b，29c，29d而被驱动。驱动配线37a以将电压输入到第1电极焊垫29a和第4电极焊垫29d的 形式被配置，接地配线37b连接第2电极焊垫29b和第3电极焊垫29c。由此，如果将交变驱动 信号输入到驱动配线37a的话则第1驱动构件16a和第2驱动构件16b在互相相反方向上进行 伸缩运动。
[0081 ]还有，在滑块支撑板20上形成有用于在滑块3从磁盘6上进行卸载的时候从磁盘面 抬起滑块3的T型限制部34(参照图6、图7)。该T型限制部34被形成为折弯部34a并向滑块3的 相反侧被弯曲加工，并且被卡合于形成于负载梁14的孔部35(如图3所示）。还有，在装载卸 载以外的通常动作时T型限制部34与孔部35不接触。
[0082]图7是从背面侧看图6的图。在图7中，刚性高的第1链杆(1 ink)39a在容易变形的第 1接头（joint )40a与第2接头40b之间被形成。第1接头40a与第1驱动肋36a连结，另外，第2接 头40b由挠性件15的一部分即第1固定部24a而被连结。同样的，刚性高的第2链杆39b在容易 变形的第3接头40c与第4接头40d之间被形成，第3接头40c与第2驱动肋36b连结，第4接头 40d由挠性件15的一部分即第2固定部24b而被连结。
[0083]设置有分离第1驱动构件16a与第2接头40b以及挠性基板24的第1分离沟槽44a。该 第1分离沟槽44a沿着相当于薄膜压电体26的长边方向（Y轴方向）的长度的范围被形成。磁 头组件2为在平行于Y轴的对称轴上线对称的形状，关于第2分离沟槽44b也相同。
[0084]图8a~图8f是表示图6中的主要部分截面的图。挠性件15,在厚度18μπι的不锈钢材 料的挠性基板24上形成聚酰亚胺等的绝缘层41并将磁头元件配线25(配线部)形成于其上， 磁头元件配线25以绝缘或者保护的目的而被聚酰亚胺等的配线覆盖层42覆盖。另外，挠性 件15通过将挠性基板24蚀刻加工成任意形状来确保所必要的机构的功能。图8a是表示图6 中的C-C截面的截面图。图8b是表示图6中的D-D截面的截面图，图8c是表示图6中的F-F截面 的截面图，图8d是表示图6中的G-G截面的截面图，图8e是表示图6中的H-H截面的截面图，图 8f是表示图6中的E-E截面的截面图。
[0085]在图8a所表示的C-C部分中，第1突出支架(outrigger)22a由挠性基板24构成并被 连结于滑块支撑板20。绝缘层41被形成于该第1突出支架22a上的一部分，在其上形成有由 铜箱形成的磁头元件配线25(配线部），以覆盖磁头配线25(配线部）的形式形成有配线覆盖 层42。在图8b所表示的D-D部分中，处于磁头元件配线25(配线部）的背面侧的挠性基板24通 过蚀刻而被去除，并且滑块支撑板20、第1突出支架22a以及磁头元件配线25(配线部)被分 离。在图8c所表示的F-F部分中，从滑块支撑板20延伸出的挠性基板24即第1驱动肋36a和磁 头元件配线25(配线部）的一部分被固定，并且磁头元件配线25(配线部)和第1突出支架22a 被分离。
[0086]在图8d所表示的G-G部分中，第1接头40a为与D-D截面相同的截面形状并且由蚀刻 除去了挠性件15的挠性基板24的磁头元件配线25(配线部）、绝缘层41、配线覆盖层42形成。 在图8e所表示的H-H部分中，第2接头40b由蚀刻除去了挠性件15的挠性基板24的磁头元件 配线25(配线部）、绝缘层41、配线覆盖层42形成。还有，因为第1以及第2接头40a，40b与第1 链杆39a相比较是柔软的结构，所以在第1驱动构件16a伸缩运动的时候，第1链杆39a以第2 接合40b为中心进行微小旋转运动。同样的，在第2驱动构件16b伸缩运动的时候，第2链杆 39b以第4接头40d为中心进行微小旋转运动。与此连动，滑块支撑板20以支点突起21为中心 进行旋转。
[0087]如图8f所示，第1驱动构件16a在重叠于第1链杆39a的增强板43a的位置（图8f的虚 线P的部分)被粘结于第1压电体支撑部23a上。另外，第1驱动构件16a的另一方的前端部也 重叠于挠性件15的挠性基板24(图8f的虚线Q的部分)并被粘结于第1压电体支撑部23a上。 第2驱动构件16b也相同的，在第2链杆39b的增强板43b上，在一方的前端部重叠的位置上被 粘结于第2压电体支撑部23b上。再有，第2驱动构件16b的另一方的前端部也在重叠于挠性 件15的挠性基板24的位置上被粘结于第2压电体支撑部23b上。由此，能够可靠地将薄膜压 电体26的位移传递到第1链杆39a(或者第2链杆39b)。
[0088]在本实施方式中，动力吸振器33比支点突起21更位于负载梁14的后端侧并被设置 于处于第1驱动构件16a与第2驱动构件16b之间的被第1驱动构件16a和第2驱动构件16b夹 持的位置。动力吸振器33由第一配重部33a、第二配重部33e、将第一配重部33a连结于滑块 支撑板20的弹簧部33b、抑制第一配重部33a相对于滑块支撑板20进行振动的振幅的阻尼部 33c、支撑弹簧部33b和阻尼部33c的框架部33d构成。第一配重部33a和弹簧部33b由与磁头 元件配线25相同的铜箱的蚀刻而被形成于挠性件15的绝缘层41上。另外，阻尼部33c被形成 为聚酰亚胺制的绝缘层41的一部分并被蚀刻形成。再有，第二配重部33e被形成为挠性件24 的一部分并被蚀刻形成。这样，能够由挠性件15的蚀刻工艺来加工动力吸振器33的结构，所 以不需要新的加工工艺，并且加工成本完全不会提高。
[0089] 在本实施方式中，第一配重部33a和第二配重部33e为大致矩形并且沿着图示X方 向被设置，但是，只要是相对于图示Y轴对称的话则形状能够任意设定。这些第一以及第二 配重部33a，33e起到作为动力吸振器33中的质量部的功能。
[0090] 框架部33d以围绕第一配重部33a、弹簧部33b、第二配重部33e的形式被设置成框 状。弹簧部33b以沿着Y轴的负方向进行延伸的形式被设置，长边方向的一端被连结于框架 部33d，另外，在弹簧部33b的长边方向的中央附近被连结于第一配重部33a。
[0091] 这样，第一配重部33a、第二配重部33e、弹簧部33b、阻尼部33c作为整体而呈现大 致Η型的形状。由该结构，动力吸振器33相对于滑块支撑板20的旋转方向具有振动的自由 度。在此，阻尼部33c担当相对于滑块支撑板20的旋转方向抑制振动的角色。
[0092] 图9是表示动力吸振器的动作状态的图。在滑块3以支点突起21为中心进行旋转的 时候，第一配重部33a(第二配重部33e)在附图所表示的箭头方向上进行往复振动。还有，该 箭头方向与滑块3的磁头元件7横截记录磁道的方向相一致。在滑块3大幅共振的共振模式 中，动力吸振器33的第一以及第二配重部33a，33e吸收滑块3的振动并进行抑制共振的动 作。
[0093] 图10a、图10b是表示动力吸振器33的截面的图，图10a是表示图6中的J-J截面的截 面图。图l〇b是表示图6中的I-Ι截面的截面图。弹簧部33b被设置于由绝缘层41形成的阻尼 部33c的上面侧。另外，第一配重部33a被设置于绝缘层41的上面侧，第二配重部33e被设置 于绝缘层41的背面侧。因为将动力吸振器33的共振频率匹配到最适值，所以能够任意地决 定第一配重部33a以及第二配重部33e的形状。另外，第一配重部33a也可以具有质量调整 部。具体来说，可以将焊料球33f附加于第一配重部33a来对共振频率进行微调整。附加焊料 球33f的位置可以在通过支点突起21的对称轴(Y轴)上设置一处，再有也可以以中心轴对称 地设置多个。还有，在第一配重部33a上配线覆盖层42不设置于附加焊料球33f的位置。
[0094] [实施例]
[0095] 以下，根据本实施方式，具体地表示具有在磁头元件的磁道方向上不发生共振的 频率响应特性的磁头组件。
[0096] (现有例）
[0097] 首先，对第一现有例以及第二现有例的结构进行说明。图18是表示第一现有例的 磁头组件的图。图20是表示第二现有例的磁头组件的图。还有，图18所表示的第一现有结构 所涉及的磁头组件是一种从图6所表示的本实施方式的磁头组件2的结构中除去了动力吸 振器33的磁头组件，其他的结构与图6所表示的结构相同。另外，图20所表示的第二现有例 所涉及的磁头组件是一种相当于专利文献2的磁头组件，并且是替代图6所表示的本实施方 式的磁头组件2的结构中的动力吸振器33而将重心调整用的平衡配重（counter balance) 60安装于滑块支撑板20并将旋转部的重心Gr匹配到支点突起21的结构。其他的结构与图6 所表示的结构相同，所以省略说明。
[0098] 图19a是简化了图18中的第一现有例的模型图。图19b是表示在第一现有例中通过 将交变电压施加于第1驱动构件以及第2驱动构件从而滑块以支点突起为中心进行往复旋 转运动的状态的图。包含滑块3以及滑块支撑板20的旋转部的重心Gr处于从支点突起21朝 着磁头元件7的一方分开距离5 1的位置。因此，通过滑块3进行旋转运动从而重心Gr在X方向 上进行移动。由该重心Gr的移动引起的反作用经由支点突起21而传递到负载梁14,从而在X 方向上摇摆负载梁14。
[0099] 图19d是表示在第一现有例中相对于被施加于驱动构件的输入电压的磁头元件7 的X方向位移的响应特性的图。对于该响应特性来说，在25kHz的频率下呈现出增益20dB的 大峰值。包含滑块3以及滑块支撑板20的旋转部的重心Gr从支点突起21分开，由该旋转运动 产生的X方向的反作用力经由支点突起21而传递到负载梁14。如果该旋转运动的频率与负 载梁14的横荡模式(Sway mode)相一致的话则会激发负载梁14的横荡共振模式。
[0100]接着，对第二现有例进行说明。图21a是简化了图20中的第二现有例的模型图。图 21b是表示在第二现有例中通过将交变电压施加于第1驱动构件以及第2驱动构件从而滑块 以支点突起为中心进行往复旋转运动的状态的图。图21c是在第二现有例中进一步简化了 滑块的旋转部和平衡配重的模型图。在此，Μ相当于包含第一现有例的滑块3和滑块支撑板 20的旋转部的重量，m3相当于平衡配重60的质量。Si表示Μ的质量中心与支点突起21的距离， &表示平衡配重60的质量中心与支点突起21的距离。还有，如果包含滑块3和滑块支撑板20 的旋转部和平衡配重60整体的重心处于支点突起21的位置的话则在整体进行往复旋转运 动的时候反作用力不会发生于支点突起21。如果以简单的数学式表示重心处于支点突起21 的位置的条件的话则成为以下的式(1)。
[0101][数 1]
[0102] MXSi=m3XS3 (1)
[0103] 如果将旋转运动的旋转量Θ的角速度乘以式(1)的两边的话则成为以下的式(2)。
[0104] [数2]
[0105]
[0106]在此，因为角速度X距离为速度，所以将旋转量Θ的角速度X距离Si设为速度Vi并 且将旋转量Θ的角速度X距离&设为速度V3的话则可以以以下的式(3)进行表示。
[0107] [数3]
[0108] MXVi=m3XV3 (3)
[0109] 因此，如果以支点突起21为中心取得Μ和m3的运动量的平衡的话则能够理解为反 作用力不作用于支点突起21。即，因为反作用力不作用于支点突起21，所以负载梁14即使在 横荡模式也会静止。将该状态表示于图21d。
[0110] 图21e是表示在第二现有例中相对于被施加于驱动构件的输入电压的磁头元件的 X方向位移的响应特性的图。通过附加平衡配重60并减少在支点突起21上的反作用力的影 响，从而大幅地减少25kHz的负载梁14的横荡共振。但是，在30kHz会出现新的共振的波峰。 该共振取决于滑块3以及滑块支撑板20的质量和驱动构件16的弹簧常数，并且是滑块3的偏 航方向（Yaw direction)的共振。这样，在第二现有例中，第一现有例25kHz的共振被改善， 但是，产生了 30kHz的新的共振。这进一步成为在扩展磁头定位的控制区域的时候的课题。
[0111] (实施例）
[0112] 以下，对本发明的一个实施例进行说明。图11a是简化了图6的结构的本发明的一 个实施例的模型图。第一配重部33a(第二配重部33e)经由弹簧部33b以及阻尼部33c而被安 装于滑块支撑板20。第1驱动构件16a，将一方端固定于L字状的第1链杆39a，将另一方端固 定于挠性基板24。在第1链杆39a的两端部配置有第1接头40a和第2接头40b。同样的，第2驱 动构件16b，将一方端固定于L字状的第2链杆39b，另一方端被固定于挠性基板24。在第2链 杆39b的两2而部配置有弟3接头40c和弟4接头40d。在图1 la中，连结弟1接头40a和弟2接头 40b的第1线段L1与连结第3接头40c和第4接头40d的第2线段L2在负载梁14的支点突起21上 交叉。
[0113] 在此，首先，对实施例所涉及的动力吸振器33的功能进行说明。图14是用于说明由 第一配重部(第二配重部）、弹簧部以及阻尼部产生的动力吸振器的作用的简易模型图。在 图14中，主配重部50相当于包含滑块3和滑块支撑板20的旋转部的惯性质量。主弹簧部51主 要相当于第一以及第二驱动构件16a，16b的弹性系数。另外，主阻尼部52相当于具有驱动构 件16的绝缘盖30、基台28、第一以及第二压电体支撑部23a，23b的阻尼系数的总和。副配重 部53为由第一配重部33a和第二配重部33e的质量产生的将支点突起21作为中心的惯性质 量之和。副弹簧部54相当于弹簧部33b。副阻尼部55相当于阻尼部33c。基面56相当于图11a 中的挠性基板24。
[0114]图15a为没有图14中的动力吸振器的情况，并且是表示将周期性的外力f施加于主 配重部的时候的频率响应特性的图。在此情况下，会出现从主配重部50和主弹簧部51被导 出的共振频率ω 0，此时的ω 〇由以下的式(4)进行表示。在此，Μ为主配重部50的质量(惯性 质量），Κ为主弹簧部的弹簧常数。
[0115][数 4]
[0116]
[0117] 图15b是表示没有图14中的动力吸振器的副阻尼部的情况下的频率响应特性的 图。在该频率响应特性中，会出现2个共振峰值ω1、ω3,在这些共振峰值之间会出现反共振 峰值ω 2。在此，ω 3< ω 2< ω 1，如果无视主阻尼部52的话则共振峰值ω 1和共振峰值ω 3由 以下的式(5)、（6)进行表示。另外，反共振峰值ω 2由以下的式(7)进行表示。在此，Μ为主配 重部50的质量(惯性质量），Κ为主弹簧部的弹簧常数，m为副配重部的质量，k为副配重部的 弹簧常数。
[0118] [数 5]
[0119]
[0124] 为了用动力吸振器33抑制ω 〇的共振，以反共振ω 2基本上匹配于ω 〇的形式设定 动力吸振器33的k以及m。
[0125] 图15c是表示图14中的频率响应特性的图。由副阻尼部55的作用，在图15b中呈现 出的共振峰值被消除，并且能够从频率低的地方到高的地方均匀地获得平坦的特性。这样， 通过将动力吸振器33附加于原本具有ω〇的共振的系统，从而能够消除主配重部50的共振 ω 0并获得平坦的频率响应。
[0126] 接着，对将动力吸振器33应用于磁头组件2的本发明的一个实施例的动作进行说 明。图11c是在本发明的一个实施例中简化了滑块由第1以及第2驱动构件而以支点突起为 中心进行旋转运动的情况来表示的模型图。首先，如果第1驱动构件16a进行收缩并且第2驱 动构件进行伸长的话则滑块3由第1链杆39a和第2链杆39b的作用而以支点突起21为中心进 行微小逆时针旋转。相对于被施加到此时的驱动构件16的输入电压的磁头元件7的X方向位 移的响应特性被表示于图16。该响应特性显示了共振峰值被平稳抑制的特性。从控制系统 的设计的观点出发，如果共振峰值存在于响应特性的话则难以确保控制特性的增益余量。 因此，遍及宽频带而获得平坦的频率响应特性对于实现磁头元件的精密定位来说变得重 要。
[0127] 图19d所表示的第一现有例的情况下，在25kHz产生大的共振峰值。该共振峰值相 当于负载梁的横荡模式。在此情况下，作为控制特性，最多也仅能够确保3kHz左右的控制区 域。图21e所表示的第二现有例的情况下，因为滑块3的旋转部的重心Gr由平衡配重60而与 支点突起21相一致，所以25kHz的负载梁的横荡模式不会出现。然而，在30kHz会出现滑块的 旋转模式(Yaw模式UOkHz相当于图15a的ω〇。在此情况下，控制区域比第一现有例的情况 有所改善，但是，确保10kHz的控制区域是困难的。另一方面，图16所表示的本发明的一个实 施例的情况下，因为共振峰值能够平稳，所以能够充分地确保10kHz以上的控制特性。在此， 用实线将在图16的特性中无视阻尼系数的情况下的响应特性表示于图17。图中，虚线为与 图16相同的特性图。根据图17,能够确认通过对阻尼系数进行最适化从而能够获得图16的 特性。
[0128] 使用图12和图13,对阻尼系数的最适化进行说明。图12是表示使用了第一驱动构 件和第二驱动构件的伺服控制器的控制模块的图。由第一驱动构件16a和第二驱动构件16b 构成的微致动器和VCM被并联连接，磁头定位量成为微致动器和VCM的输出之和。并联连接 微致动器的控制器的增益Cma以及VCM的控制器的增益Cvcm。该系统的控制稳定性能够以开 环传递函数(open loop transfer function)而大致弄清楚。
[0129] 开环传递函数G以以下的式(8)进行表示。
[0130] [数 8]
[01 31 ] G = Cma · Gma+Cvcm * GvCM (8)
[0132]在此，Gma为磁头支撑机构的传递函数，Gvcm为VCM的传递函数。该开环传递函数G 的伯德图（Bode diagram)被表示于图13。在此情况下，控制区域成为增益= 0dB的5kHz。图 13a表示动力吸振器的阻尼部不足的情况。此时，因为动力吸振器33的第一共振点的峰值为 〇dB，所以是一种在控制稳定性方面有问题的情况。图13b表示增益余量为10dB的情况，图 13c表示增益余量为20dB的情况。一般来说，确保增益余量10dB是必要的。另外，在图13c的 情况下，可以将控制区域设为10kHz。
[0133]接着，对以动力吸振器33抑制负载梁14的横荡模式(Sway mode)机理进行说明。图 lib是表示在低于动力吸振器的第一共振频率（ω 3)的频率范围内使驱动构件动作的时候 的动力吸振器的第一以及第二配重部的动作的图。另外，图11c是表示在高于动力吸振器的 第一共振频率（ω3)的频率范围内使驱动构件动作的时候的动力吸振器的第一以及第二配 重部的动作的图。在图lib中，在滑块3以逆时针方向进行旋转的时候，第一以及第二配重部 33a，33e也以支点突起21为中心在逆时针方向上大幅振动。相反的，在图11c中，在滑块3以 逆时针方向进行旋转的时候，第一以及第二配重部33a，33e以支点突起21为中心在顺时针 方向上振动。这样，动力吸振器33的动作模式将第一共振频率ω 3作为边界而进行变化。在 此，动力吸振器33的第一共振频率ω 3为高于负载梁14的横荡共振模式的频率。还有，抑制 30kHz的ω〇的模式相当于图11c。
[0134]图lid是进一步简化了图11a中的滑块、滑块支撑板、动力吸振器的模型图。图lie 是表示图lib的动作状态的简化了的模型图。在图lie中，滑块3以及滑块支撑板20的质量Μ (以下单单记为"质量Μ"）以支点突起21为中心并以旋转量Θ1进行旋转，被配置于距支点突 起21距离S2的位置的动力吸振器33的第一配重部33a(第二配重部33e)的质量m(以下单单 称为"质量m"）以支点突起21为中心并以旋转量Θ2进行移动。负载梁14的横荡模式是低于第 一共振频率ω 3的频率，所以质量Μ的旋转量θ 1与质量m的旋转量Θ2的往复运动的振动周期 相同并且相位滞后也少。还有，如果将振幅(旋转量）Θ1与Θ2进行比较的话则动力吸振器33 的第一配重部33a(第二配重部33e)的振幅Θ2大于滑块3的振幅Θ1。即，成为Θ1<Θ2。因为质 量Μ和质量m的振动周期相同，所以动力吸振器33的第一配重部33a(第二配重部33e)的角速 度（以下单单记为"动力吸振器33的角速度"）大幅增加。即，振幅(旋转量)Θ1的角速度与振 幅Θ2的角速度成为以下的式(9)的关系。
[0135] [数 9]
[0136]
[0137] 在此，如果质量Μ的运动量与质量m的运动量相等的话则因为能够使反作用力不作 用于支点突起21，所以如果将质量Μ的速度设为W并且将质量m的速度设为V 2的话，则只要是 以下的式(10)，反作用力不发生于支点突起。
[0138] [数 10]
[0139] MXVi=mXV2 (10)
[0140] 另外，在本实施例中，因为将滑块3以及滑块支撑板20的质量Μ的振幅(旋转量)作 为Θ1，因而质量Μ的速度％成为振幅Θ1的角速度X距离Si且质量m的速度％成为振幅Θ2的角 速度X距离&，所以式(10)能够表示为以下的式(11)。
[0141] [数 11]
[0142]
[0143] 在使质量m的运动量与质量Μ的运动量相一致的时候，式（11)表示能够自由地设定 质量m、动力吸振器33的振幅Θ2的角速度以及距离S 2。即，即使质量m小，也可以增大振幅Θ2 的角速度或距离S2。在图17的频率响应特性中，负载梁14的横荡模式为25kHz，动力吸振器 33的第一共振频率（ω 3)为27.5kHz，这样，通过以成为稍微高于负载梁的横荡模式的频率 的形式设定动力吸振器33的第一共振频率（ω 3)并均衡质量Μ的运动量和质量m的运动量， 从而能够将滑块3以及滑块支撑板20的动态重心匹配于支点突起21。即，滑块3的旋转动作 的反作用不会传递到负载梁14。由此，能够抑制负载梁14的横荡模式。即，配重部具有由与 滑块3的磁头元件7相对于支点突起21进行旋转的方向相同的方向的振动而进行共振的第 一共振点（ω 3)，第一共振点（ω 3)是高于负载梁的横荡模式的共振频率的频率，所以能够 抑制负载梁14的横荡共振。再有，如果在进一步使该第一共振频率（ω3)接近于横荡模式的 频率的方向上变更动力吸振器33的共振频率的设定的话则质量m的振幅增大并且动力吸振 器33的角速度急剧变大。因此，因为能够减小质量m，所以可以谋求包含滑块3以及滑块支撑 板20的旋转部的轻量化。
[0144] 如以上所述，根据本实施例，通过替代平衡配重而配置动力吸振器33,从而能够抑 制滑块3的偏航模式(Yaw mode)并且也可以抑制负载梁14的横荡模式，并且可以大幅地扩 展控制区域。再有，能够对动力吸振器33的第一配重部33a(第二配重部33e)的质量m进行轻 量化，并且可以进一步减少在滑块3浮于磁盘上的时候的磁头与磁盘的碰撞。因此，能够获 得稳定的滑块3的上浮特性。
[0145] 符号的说明
[0146] 1磁盘装置
[0147] 2磁头组件
[0148] 3 滑块
[0149] 4 机壳
[0150] 5主轴马达的轴
[0151] 6 磁盘
[0152] 7磁头元件
[0153] 8支撑臂
[0154] 9 VCM的水平旋转轴
[0155] 10磁铁部
[0156] 11斜坡机构
[0157] 12 突片
[0158] 13 底板
[0159] 14负载梁
[0160] 15挠性件
[0161] 16a第1驱动构件(薄膜压电体元件）
[0162] 16b第2驱动构件(薄膜压电体元件）
[0163] 17a、17b 束焊接点
[0164] 18 板簧
[0165] 19折弯加工部
[0166] 20滑块支撑板
[0167] 21支点突起
[0168] 22a第1突出支架
[0169] 22b第2突出支架
[0170] 23a第1压电体支撑部
[0171] 23b第2压电体支撑部
[0172] 24挠性基板
[0173] 24a第1固定部
[0174] 24b第2固定部
[0175] 25磁头元件配线
[0176] 26薄膜压电体
[0177] 27a上部电极
[0178] 27b下部电极
[0179] 28 基台
[0180] 29a第1电极焊垫
[0181] 29b第2电极焊垫
[0182] 29c第3电极焊垫
[0183] 29d第4电极焊垫
[0184] 30绝缘盖
[0185] 31磁头电极端子
[0186] 32a第1折弯部
[0187] 32b第2折弯部
[0188] 33动力吸振器
[0189] 33a动力吸振器的第一配重部
[0190] 33b动力吸振器的弹簧部
[0191] 33c动力吸振器的阻尼部
[0192] 33d动力吸振器的框架部
[0193] 33e动力吸振器的第二配重部
[0194] 33f焊料球
[0195] 34 T型限制部
[0196] 34a折弯部
[0197] 35负载梁的孔部
[0198] 36a第1驱动肋
[0199] 36b第2驱动肋
[0200] 37a驱动配线
[0201] 37b接地配线
[0202] 39a 第 1 链杆
[0203] 39b 第2链杆
[0204] 40a 第 1 接头
[0205] 40b 第2接头
[0206] 40c 第3接头
[0207] 40d 第4接头
[0208] 41绝缘层
[0209] 42配线覆盖层
[0210] 43a、43b 增强板
[0211] 44a第1分离沟槽
[0212] 44b第2分离沟槽
[0213] 50主配重部
[0214] 51主弹簧部
[0215] 52主阻尼部
[0216] 53副配重部
[0217] 54副弹簧部
[0218] 55副阻尼部
[0219] 56 基面
[0220] 60平衡配重
【主权项】
1. 一种磁头组件，其特征在于： 具备： 滑块，具有磁头元件； 滑块支撑板，保持所述滑块； 负载梁，保持所述滑块支撑板； 支点突起，被设置于所述负载梁的前端部并且旋转自如地支撑所述滑块支撑板； 驱动构件，以所述支点突起为中心使所述滑块支撑板旋转； 动力吸振器，被设置于所述滑块支撑板， 所述动力吸振器位于比所述支点突起更靠近所述负载梁的后端侧的位置并且相对于 所述滑块支撑板的旋转方向具有振动的自由度。2. 如权利要求1所述的磁头组件，其特征在于： 所述动力吸振器具有配重部、将所述配重部连结于所述滑块支撑板的弹簧部、抑制所 述配重部相对于所述滑块支撑板进行振动的振幅的阻尼部。3. 如权利要求2所述的磁头组件，其特征在于： 所述配重部具有由与所述滑块的磁头元件相对于所述支点突起进行旋转的方向相同 方向上的振动而进行共振的第一共振点， 所述第一共振点为高于所述载荷臂的横荡模式的共振频率的频率。4. 如权利要求2或者3所述的磁头组件，其特征在于： 所述配重部、所述弹簧部以及所述阻尼部通过对挠性件用层叠材料进行蚀刻加工来设 置。5. 如权利要求2~4中的任意一项所述的磁头组件，其特征在于： 所述配重部具有质量调整部。6. -种磁盘装置，其特征在于： 搭载有权利要求1~5中的任意一项所述的磁头组件。
【文档编号】G11B5/58GK105976833SQ201610143596
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月14日
【发明人】桑岛秀树, 染谷拓
【申请人】Tdk株式会社