专利名称：低成本的磁头万向节组件的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及用于多片磁盘驱动器的一低成本磁头万向节组件。更具体地说，本发明涉及一磁头万向节组件，其带有一体形成至臂组件的一电气/机械附连装置和在弹性部分上的一刚性板以设定系统状态。
背景技术：
一般来说，一磁盘驱动器包括一磁盘和一磁读/写头。当磁盘旋转时，磁读/写头在磁盘上的环形磁道上读取和写入磁信号。读/写磁头通常安装在一安装至一悬架或加载横梁的滑动件上。加载横梁偏压滑动件朝向旋转磁盘的表面。该偏压有时称作“预加载”。加载横梁附连至一致动器的致动器臂，其在操作期间，在旋转盘上移动读/写磁头。
在一高容量的磁盘驱动器内，垂直地层叠设置的多个双面磁盘由每一附连至安装至加载横梁的滑动件的多读/写磁头读取和写入。在一高容量磁盘驱动器内，一单个致动器臂一般控制一对加载横梁，每一对加载横梁设置在层叠的邻近磁盘之间，这样一对中的第一读/写磁头朝向一磁盘的底部偏压，而第二读/写磁头朝向另一磁盘的顶部偏压。
一典型的现有技术的悬架由金属制成，其弯曲以偏压滑动件朝向磁盘表面。预加载弹性区域给予组件z高度刚度。悬架一般附连至通过型锻的臂组件。换而言之，在组装过程中，一球和十字形用来在附连区域将悬架材料塑性变形至臂内。最后，在悬架形成的电气通道在一单独的过程中通过电线附连至在致动器臂上的电气连接器，以完成组装过程。
由于磁盘驱动器工业技术的进步，磁盘驱动器组件的每一元件变得愈加一体化，空间和组件成本受到高度重视。线路与致动器臂和磁盘驱动器的其它机械元件愈加地一体形成。要求一体形成机械连接与电气连接，以提供一较简单、价廉的磁头万向节组件。
发明内容
低成本的磁头万向节组件具有一带有一附连区域，一弹性区域和一万向节的基底。基底具有形成在一表面上的一弯曲缆线和电气通道，其从附连区域横跨弹性区域延伸至基底的万向节上。设置在附连区域内的焊点可机械地和电气地连接基底至致动器臂。电气引线电气地连接焊点至弯曲缆线。一刚性板附着或粘结至附连区域和弹性区域之间的基底。刚性板弯曲以达到要求的Z高度，并给予组件预加载。
附图的简要说明
图1是包括一现有技术的致动器组件和一加载横梁的一磁盘驱动器的立体图；图2是现有技术的一致动器组件的立体图；图3是本发明的加载横梁的立体图；图4是本发明的弯曲磁头万向节组件形成Z高度前的侧视图；图5是本发明的弯曲磁头万向节组件形成Z高度后的侧视图；图6是图3的加载横梁和致动器臂之间的电气/机械附连的后视图。
具体实施例方式
图1是包括一用来在磁盘16的磁道14上定位一滑动件12的致动组件的现有技术磁盘驱动器10的立体图。磁盘驱动器10包括一音圈电机(VCM)18，其设置成转动围绕轴线22的心轴上的一致动器臂20。一加载横梁24在一磁头安装块26处连接至致动器臂20。万向节28连接至加载横梁24的一端，而滑动件12连至万向节28。滑动件12携带一传感器头(图1中未示出)，其用来在磁盘16的同心诸磁道14上读取和/或写入数据。磁盘16绕一轴线30旋转，产生一空气流体动力层，其将滑动件12保持在离磁盘16的表面上方一小的距离处。图1示出一具有多层旋转磁盘16的高容量磁盘驱动器。磁盘驱动器对每一磁盘16具有一上和下致动组件，其中下致动组件以虚线示出。
图2是用于在磁盘16的磁道14上定位滑动件12的现有技术的致动组件32的立体图。致动组件32包括相同的一上组件32A和一下组件32B。上组件32A和下组件32B都具有一致动器臂20，加载横梁24在磁头安装块26上连接至致动器臂20。万向节28连接至加载横梁24的一端，而滑动件12连接至万向节28。由上组件32A支承的滑动件12从磁盘16的上表面读取和写入数据。位于下组件32B上的滑动件12从磁盘16的下表面读取和写入数据。
图3是用于连接滑动件12至致动器臂20(图1和2中)的本发明的弯曲磁头万向节组件34的立体图。在本发明中，弯曲磁头万向节组件34由聚合物材料制成。事实上，组件34取代了加载横梁24、滑动件12和万向节28(在图1和2中)。组件34包括一附连区域36，一弹性区域38和一一体形成的万向节40。附连区域36包括经电气引线44连接至沿组件34的长度设置的弯曲缆线46的焊点42。弹性部分38包括弯曲缆线46和电气通道48。一厚而刚性的板50设置在基底52上的弹性部分38和附连部分36之间。一体形成的万向节40包括从弹性部分的电气通道48延伸至滑动件56(以虚线示出)的电气引线54。
一般来说，焊点42提供致动器臂20和组件34之间的机械和电气附连。在现有技术中，致动器臂20和加载横梁24之间的结合不依赖于电气连接，因此需要两独立的装配步骤。在本发明中，通过使用焊点42建立致动器臂20和组件34之间的机械结合和电气连接，将组装过程简单化。此外，因为引线44可蚀刻至组件34上，无需额外的电线来建立电气连接，由此，减少用于磁头万向节组件34所需的零件数量。另外，通过减少零件数量，减少组件34的整体重量，这可改进系统内的整体共振。
刚性(且厚)板50代替现有技术悬架形成的弹性区域。刚性板50可结合或设置在组件34的基底52上。接着，刚性板50弯曲以设定组件34的状态或方位，且尤其是设定组件34的弹性部分38的状态或方位。事实上，刚性板50变成加载横梁，弹性部分38建立和提供预加载。通过变形刚性板50(如图5中50’所示)以达到所要求的Z高度(和方位)，读/写磁头在磁盘上的加载使弹性部分38给予所要求的预加载。
一般来说，刚性板50定位在基底52(在附连区域36和弹性部分38之间)的一弹性区域内。刚性板50可由与基底52相同或不同的材料制成。更确切地说，刚性板50可由聚合物材料(诸如，聚酰胺)、金属、玻璃或其它坚固得足以维持基础基底52内形成的弯曲的材料制成。通常，基底52的厚度和材料属性确定用于刚性板50维持基底52内的弯曲的要求。在某些例子中，仅通过设置一与基底相同材料的板就可维持基底52的弯曲。在该例子中，刚性板50可位于沿基底在具有一比基底52的其余部分相对较大厚度的位置。在其它例子中，刚性板50可以不同的材料制成(诸如，金属)。不考虑用来形成刚性板50的材料，在刚性板50位置的组件34的相对厚度大于基底52自身的厚度。
在本技术领域内的熟练人士应该认识到，刚性板50的厚度取决于基底52的刚度和选择来形成刚性板50的材料。此外，本技术领域内的熟练人士应该认识到，刚性板50必须足够厚和刚以维持基底52的弯曲。另外，应该认识到，刚性板50可延伸至附连区域36或弹性部分38内，以进一步加强基底52，只要刚性板相对组件34的纵向轴线对称。一般来说，刚性板50可以是任何厚度和由任何材料制成，只要刚性板50可变形以弯曲基底52至合适的Z高度，且只要刚性板50足够厚和刚以维持基底52的弯曲。
在图3所示的实施例中，刚性板50由不锈钢制成，设置在聚酰亚胺基底52上的弹性区域内。不锈钢板50设置的厚度足以允许刚性板50弯曲而不会断裂。此外，厚板50设置在基底52的足够的表面区域上，且相对基底52的厚度设置足够的厚度以维持弯曲，这样，刚性板50可将基底52保持在要求的Z高度。
通过经弹性部分38提供预加载，本发明在以前的结构上简化组件34。更确切地说，消除沿弹性区域长度的加固杆和各种其它元件。因为组件34的整体结构由一聚合物材料制成，所以制造整个组件34成本可非常合算。另外，加固板50可仅仅附加在弹性区域，以允许聚合物的弹性部分38直接地提供预加载。
最后，电气引线54连接弹性部分38至一体形成的万向节40，其依次又经滑动件56(以虚线示出)电气地连接至读/写磁头。
图4示出本发明的弯曲磁头万向节组件34形成Z高度前的侧视图。如图所示，附连部分36包括焊点42。在附连部分36和弹性部分38之间，刚性板50设置在基底52上。连同附连的滑动件56示出一体形成的万向节40。
图5示出本发明的弯曲磁头万向节组件34形成Z高度后的侧视图。如图所示，在附连部分36和弹性部分38之间，刚性板50’已弯曲，设定组件34要求的Z高度和方位，更确切地说，是建立预加载的弹性部分38的方位。随后，在磁盘驱动器10的旋转磁盘16上的滑动件56上的读写磁头的加载给予弹性部分38上的预加载。
图6示出致动器臂20和本发明的弯曲磁头万向节组件34之间的附连的侧视图。弹性部分38与附连的滑动件56一样以虚线示出。焊点42提供臂20和组件34之间的电气的和机械的连接，减少装配步骤数和零件数量，因此，简化组装过程和减少生产的总体成本。
一般来说，本发明设计用于任何现有的磁盘驱动器系统；然而，组件34设计用于具有集成电路的臂20。组件34特别设计用于由低制造和装配成本以及电子集成的印刷电路板(PCB)制成的致动器臂20。在“型锻”区域(即，附连部分36)的焊点确保机械的附连和电气的互连。
尽管刚性板50显示出仅仅沿基底的一小部分延伸，但是，板50可延伸至附连部分36内以加强附连部分36。
通过将弹性部分38延伸至传统的致动器臂20的底板26和通过使用一粘合剂将弹性部分38直接地固定至底板26，焊点42可容易地与传统的悬架设计一体形成。这样，焊点可机械地和电气地将磁头万向节组件34固定至臂20。臂20可如同杰克逊驱动器或带有电气通道的传统的金属设计的例子由PCB制成。
一般来说，基底52可由一聚合物材料制成，特别是聚酰亚胺材料。通过使用聚酰亚胺材料生产基底52，总体的生产成本降低是显著的。刚性板50可由与基底52相同的或不同的材料制成。刚性板50增加基底52的厚度。刚性板50的厚度可按照基底52的弯曲特性变化。换而言之，如果基底材料不易于弯曲，那么刚性板50的厚度可在制造过程中按照需要调整，以给予在基底材料上的永久的Z高度。
在本发明中，可形成和蚀刻基底52以建立在平坦表面上的电气通道48和弯曲缆线46。刚性板50可在同时或事后结合或设置在平坦基底52上。基底52可在刚性板50的区域弯曲，这样，刚性板50保持弯曲，并将弹性部分38和一体形成的万向节40保持在永久的Z高度和适当的方位。弹性部分38提供预加载。最后，组件34和致动器臂20之间的电气和机械连接可在一单一焊接过程形成，简化装配过程和消除不必要的电线。
虽然本发明参照较佳的实施例作了描述，但是本技术领域内的熟练人士应该认识到，在不离开本发明的精神和范围的情况下，可对本发明的形式和细节作改变。
权利要求
1.一用于机械地和电气地连接带有支承接近旋转磁盘的一读/写磁头的滑动件的致动器臂的组件，滑动件定位在万向节上，该组件包括一聚合物基底，其具有一附连区域，一弹性区域和一万向节，基底具有形成在一表面上的、从附连区域横跨弹性区域延伸并至基底的万向节上的一弯曲缆线和电气通道；以及电气引线，从焊点延伸至弯曲缆线以电气地连接基底至致动器臂。
2.如权利要求1所述的组件，其特征在于，还包括设置在用于机械地附连基底至致动器臂的附连区域内的焊点。
3.如权利要求1所述的组件，其特征在于，还包括设置在附连区域和弹性区域之间的基底上的一厚而刚的板。
4.如权利要求3所述的组件，其特征在于，厚而刚的板在弯曲缆线的加工过程中设置。
5.如权利要求1所述的组件，其特征在于，万向节与弹性区域一体形成，这样组件以相同材料块制成。
6.一制作弯曲磁头万向节组件的方法，其包括制作一具有一附连区域、一弹性区域和一万向节的悬架；在悬架上制作弯曲缆线和电气通道，弯曲缆线从附连区域延伸至万向节；结合一刚性板至附连区域和弹性区域之间的悬架上；结合滑动件至万向节；以及在附连区域处焊接悬架至一致动器臂。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，制作和结合的步骤同步进行。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，制作弯曲缆线和电气通道包括在基底上蚀刻弯曲缆线和电气通道；在附连区域上设置焊点；以及从焊点蚀刻电气引线至弯曲缆线。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，焊接步骤机械地附连基底至致动器臂，并通过焊点电气地连接基底至致动器臂。
10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括变形刚性板以实现在磁盘驱动器内一旋转的磁盘上的滑动件的要求的Z高度。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，预加载由刚性板提供。
12.如权利要求6所述的方法，其特征在于，基底是聚酰亚胺材料。
13.一制作弯曲磁头万向节组件的方法，其包括制作一具有一附连区域、一弹性区域和一万向节的悬架；在悬架上蚀刻弯曲缆线和电气通道，弯曲缆线从附连区域延伸至万向节；在悬架上设置一刚性板；结合滑动件至万向节；在附连区域上设置焊点；以及在焊点处机械地和电气地连接悬架至致动器臂。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括弯曲基底横跨刚性板，以实现相对于磁盘驱动器的旋转磁盘的滑动件要求的Z高度。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，弯曲的步骤包括在刚性板处永久地变形基底。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，弯曲的步骤包括给予一预加载至弹性部分。
17.如权利要求13所述的方法，其特征在于，悬架是聚酰亚胺材料。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，刚性板延伸至附连区域内以加强附连区域。
19.如权利要求13所述的方法，其特征在于，万向节与弹性区域一体形成。
20.如权利要求13所述的方法，其特征在于，蚀刻的步骤还包括从焊点蚀刻电气引线至弯曲缆线。
21.一附加装置，用于机械地和电气地连接一致动器臂，致动器臂具有电气引线并带有支承接近旋转的磁盘的读/写磁头的滑动件，滑动件定位在一附连至一具有一集成电路的加载臂的万向节上，附加装置包括焊点设置在一加载臂上，其用于机械地和电气地附连致动器臂的电气引线至加载臂的集成电路上。
22.如权利要求21所述的组件，其特征在于，还包括一厚而刚性的板设置在加载臂上，以将一Z高度的刚度赋予一基底，这样，基底提供一预加载。
23.如权利要求22所述的组件，其特征在于，厚而刚性的板在弯曲缆线的制作过程中设置。
24.如权利要求21所述的组件，其特征在于，万向节与加载臂一体形成，这样，组件由相同的材料块制作。
25.如权利要求21所述的组件，其特征在于，加载臂和万向节由聚合物材料制成。
全文摘要
一低成本的弯曲磁头万向节组件具有一基底，其带有一附连区域、一弹性区域和一一体形成的万向节。弯曲磁头万向节组件经在附连区域的焊点电气地和机械地连至一致动器臂。一刚性板附连至在附连区域和弹性区域之间的基底。一弯曲缆线和电气通道从附连区域横跨弹性区域延伸至万向节。电气引线从焊点延伸至弯曲缆线。基底在刚性板处弯曲以实现要求的Z高度，并给予组件预加载。
文档编号G11B5/48GK1487502SQ03154048
公开日2004年4月7日 申请日期2003年8月13日 优先权日2002年10月2日
发明者Z·－E·布塔戈, Z -E 布塔戈 申请人:西加特技术有限责任公司