具应力吸收结构的悬臂件、磁头折片组合及磁盘驱动单元的制作方法

文档序号:6774622阅读:366来源:国知局

专利名称::具应力吸收结构的悬臂件、磁头折片组合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,尤其涉及一种悬臂件及具有该悬臂件的磁头折片组合以及磁盘驱动单元。
背景技术
:一种常见的信息存储设备是磁盘驱动系统,其使用磁性媒介来存储数据,并且用设置于该磁性媒介上方的可移动读写头来选择性地从磁性媒介上读取数据或将数据写在磁性媒介上。图la-lb所示为传统的磁盘驱动系统,磁盘101安装在主轴马达102上并由其旋转。音圏马达臂104上连接有磁头折片组合100,该磁头折片组合IOO上设置有磁头103,该磁头103上安装有读写头。一音圏马达(图未示)控制音圈马达臂的运动,进而控制磁头103在磁盘101的表面上的磁轨之间的移动,最终实现读写头在磁盘101上数据的读写。在工作状态时,包含读写头的磁头103和旋转的磁盘101之间形成空气动力性接触,并产生升力。该升力与大小相等方向相反的由磁头折片组合100施加的弹力相互平衡,因此在马达臂104的整个径向行程中,磁头103在旋转的磁盘101的表面上方形成并维持预定的飞行高度。参考图lc-le,该传统的^f兹头折片组合100包括具有读写头的磁头103以及用于承载或支撑该磁头103的悬臂件190。悬臂件190由组装在一起的负载杆106、基板108、枢接件107及挠性件105构成。所述负载杆106通过枢接件107与基板108连接。设置于负载杆106上的定位孔112用于使负载杆106和挠性件105对齐。如图le所示,负载杆106上形成一凸点111,该凸点111把由负载杆106产生的负栽力传给挠性件105之对应-兹头103中心的位置,从而保证负栽力均匀的作用于石兹头103,使石兹头103工作更稳定。基板108用于增加整个磁头折片组合100的刚度。基板108—端形成一安装孔113,通过该安装孔113将磁头折片组合100安装到音圈马达臂104上(参图la-lb)。枢接件107—端有一安装孔110,其与基板108的安装孔113相对应。枢接件107局部安装到基板108上,并使安装孔IIO、113彼此对齐。枢接件107和基板108可以通过激光焊接一起,焊接点分布于枢接件107的细点109处。两个台阶115—体形成于枢接件107邻近安装孔110—端的两侧,以增加枢接件107的刚度。另外,枢接件107另一端延伸出两支撑片114,以把枢接件107局部固定在负载杆106上。挠性件105由柔性材料制成,并穿过枢接件107和负载杆106。所述挠性件105具有邻近枢接件107的近端119和邻近负载杆106的远端118。一定位孔117设于挠性件105的远端118处,并且与负载杆106的定位孔112对齐,以提高组装精确度。一悬臂舌片116设置在挠性件105的远端118处,以支撑所述^P兹头103。图lf显示了挠性件105的详细结构。如图所示,多组悬臂导线120沿挠性件105的纵向设置在挠性件105上。悬臂导线120—端电连接到前置放大器(图未示),另一端延伸到悬臂舌片116处。当磁头103安装到悬臂舌片116上,并与悬臂导线120的另一端电连接时,前置放大器控制磁头103的运动,从而实现磁盘数据的读写。悬臂舌片116由从其两侧延伸出的一对横杆122支撑。该横杆122进一步与形成于挠性件105的远端118上的一对支撑杆121连接。为了稳定地将磁头103支撑在悬臂舌片116上,所述悬臂舌片116在一端设有前边限制部123,在另一端设有后边限制部124。另外,在悬臂舌片116上邻近前边限制部123处设置有两个接地触片125,以防止静电放电。传统的磁盘驱动单元上的磁头一般仅仅在旋转的磁盘上方几微英寸的高度飞行。众所周知,磁头的飞行高度是影响磁头读写性能的一个非常重要的因素。更具体地,较小的飞行高度可以使嵌在磁头上的读写头获得较高的读写分辨率,从而可以提高磁盘的数据存储容量。因此人们希望磁头具有较小的飞行高度来实现高数据存储容量的需求。同时,随着人们对轻便紧凑且配有形状娇小但功能强大的磁盘驱动器的笔记本电脑需求的不断增加,磁头的飞行高度要求越来越低。一旦飞行高度降低,那么不论外界因素如何变化,磁头的飞行高度必须保持为一定值,因为飞行高度的变化会恶化磁头的读写性能,严重时甚至导致磁头读写失败。引起磁头飞行高度变化的一个因素是悬臂舌片的热形变。特别是当悬臂舌片受到较强的温度变化时,该悬臂舌片将会膨胀或者收缩,以致其上的磁头变形,从而导致磁头飞行高度的改变。因此,必须把磁头的变形控制在容许的限度内。然而,由于传统悬臂件上的悬臂舌片上没有设置特定结构来防止或者减少悬臂舌片的变形,磁头的飞行高度总是存在变化,这不仅降低了磁头的飞行性能,并影响了它的数据读写能力。因此有必要提供一种改进的悬臂件、磁头折片组合及磁盘驱动单元,以克服上述由于磁头飞行高度变化而影响其读写性能的缺陷。
发明内容本发明的主要目的在于提供一种用于磁头折片组合的悬臂件,可以有效地减小磁头飞行高度的变化,提高飞行性能。本发明的另一目的在于提供一种磁头折片组合,可以有效地减小磁头飞行高度的变化,提高飞行性能。本发明的再一目的在于提供一种磁盘驱动单元,可以有效地减小磁头飞行高度的变化,提高飞行性能,进而改善磁盘驱动单元的读写能力。为了达到上述目的,本发明提供了一种用于磁头折片组合的悬臂件,该悬臂件包括挠性件,该挠性件具有供一磁头姿装其上的悬臂舌片,所述悬臂舌片具有至少一应力吸收结构,该应力吸收结构吸收产生于所述悬臂舌片上的应力。较佳的,所述应力吸收结构为部分镂空的结构。在本发明一个实施例中,所述应力吸收结构为设于悬臂舌片周边的缺口。在本发明另一实施例中,所述缺口相对于悬臂舌片的纵向中心线对称分布。并沿悬臂舌片的水平方向延伸。缺口的这种对称式设计利于均匀地吸收应力,从而有效地减小悬臂舌片的热形变。在本发明的另一实施例中,所述应力吸收结构为设于悬臂舌片的槽口。所述槽口有部分弯曲,以提高悬臂件的应力吸收性能。可选地,在本发明另一实施例中,所述槽口相对于悬臂舌片的一位置对称分布,该位置与所欲安装在悬臂舌片上的磁头的中心对应。在本发明的再一实施例中,所述槽口相对于悬臂舌片的纵向中心线对称分布。槽口的这种对称式设计利于均匀地吸收应力,从而有效地减小悬臂舌片的热形变。本发明提供一种磁头折片组件,包括悬臂件及磁头,所述悬臂件包括挠性件,所述挠性件具有悬臂舌片,所述^兹头安装在所述悬臂舌片上,所述悬臂舌片具有至少一应力吸收结构,该应力吸收结构吸收产生于所述悬臂舌片上的应力。本发明还提供一种磁盘驱动单元,该磁盘驱动单元包括磁头折片組合,所述磁头折片组合包括磁头和支撑所述磁头的悬臂件;与所述磁头折片组合连接的驱动臂;磁盘;及驱动所述磁盘旋转的主轴马达。其中所述悬臂件包括挠性件,所述挠性件具有悬臂舌片,所述磁头安装在所述悬臂舌片上;所述悬臂舌片具有至少一应力吸收结构,该应力吸收结构吸收产生于所述悬臂舌片上的应力。与现有技术相比,本发明的悬臂件由于采用了具有应力吸收结构的悬臂舌片,因此当发生强温度变化效应时,它能均匀地吸收产生于悬臂舌片上的应力,减少甚至避免悬臂舌片的变形,进而稳定磁头飞行高度,提高磁头的数据读写能力。为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达目的及效果,以下结合实施例并配合附图详细予以说明。图la为传统磁盘驱动单元的立体图。图lb为图la所示传统磁盘驱动单元的局部立体图。图lc为传统磁头折片组合的立体图。图ld为图lc所示传统磁头折片组合的立体分解图。图le为图lc所示传统磁头折片组合的局部侧视lf为图lc所示挠性件的局部俯视图。图2a为本发明悬臂件一个实施例的立体分解图。图2b为图2a所示悬臂件上挠性件的局部俯视图。图3a为传统的磁头折片组合的局部侧视图,展示了磁头顶部发生较大热形变时的状态。图3b为具有本发明悬臂件的磁头折片组合的局部侧视图,展示了磁头顶部发生轻微热形变的状态。图4a为传统的磁头折片组合及磁盘的局部侧视图,展示了较大的飞行高度变化。图4b为具有本发明悬臂件的磁头折片组合及磁盘的局部俯视图,展示了相对较小的飞行高度变化。图5a为传统的磁头折片组合及磁盘的的局部俯视图,展示了在磁头和磁盘之间产生的湍气流。图5b为具有本发明悬臂件的磁头折片组合及磁盘的局部俯视图,展示了在磁头和磁盘之间产生的平稳气流。图6a为本发明悬臂件的挠性件又一实施例的局部俯视图。图6b为本发明悬臂件的挠性件再一实施例的局部俯视图。图6c为本发明悬臂件的挠性件另一实施例的局部俯视图。图7为具有本发明悬臂件的磁头折片组合的立体图。图8为本发明磁盘驱动单元的立体图。具体实施例方式现在参考附图描述本发明的实施例,附图中类似的元件标号代表类似的元件。本发明的实质在于提供一种用于磁头折片组合的悬臂件,该悬臂件包括挠性件,该挠性件具有供一磁头安装其上的悬臂舌片,悬臂舌片设置在挠性件纵向的一端,该悬臂舌片具有至少一应力吸收结构,该应力吸收结构能吸收产生于悬臂舌片上的应力,因此,由温度变化引起悬臂舌片的热形变将会大大减小甚至避免,从而防止或减小磁头的形变,改善磁头的飞行稳定性,并最终改善^f兹头的读写能力以及整个^f兹盘驱动单元的工作性能。图2a-5b展示了本发明的一个实施例。如图2a所示,悬臂件290由组装在一起的负栽杆206、基板208、枢接件207以及挠性件205构成。负载杆206把负载力传到挠性件205以及安装于挠性件205上的磁头203上(如图3b所示)。负载杆206可由任何具有适当刚性的材质制成,比如不锈钢,以使它有足够的刚度传送负载力。负载杆206通过枢接件207与基板对齐。在图3b中,负载杆206上形成一凸点211,该凸点211支撑挠性件205对应磁头203中心的位置,把由负载杆206产生的负载力传到磁头203的中心,从而保证负载力均匀的作用于磁头203,使磁头203工作更稳定。基板208用于增加整个悬臂件290的刚度,它可以由刚性材质比如不锈钢制成。基板208—端形成一安装孔213,通过该安装孔213将悬臂件290安装到;兹盘驱动单元的驱动臂。枢接件207—端有一安装孔210,其与基板208的安装孔213相对应。枢接件207局部安装到基板208上,并使安装孔210、213彼此对齐。枢接件207和基板208可以通过激光焊接一起,焊接点分布于枢接件207的细点209(参阅图7所示)处。两个台阶215—体形成于枢接件207邻近安装孔210—端的两侧,以增加枢接件207的刚度。另外,枢接件207另一端延伸出两支撑片214,以把枢接件207局部固定在负载杆206上。挠性件205由柔性材料制成,并穿过枢接件207和负载杆206。所述挠性件205具有邻近枢接件207的近端219和邻近负载杆206的远端218。一定位孔217设于挠性件205的远端218处,并且与负载杆206的定位孔212对齐,定位孔217、212的充分对齐,可以确保挠性件207和负载杆206的高精度组装。一悬臂舌片216设置在挠性件205的远端218处,以支撑磁头203。图2b显示了挠性件205的详细结构。如图所示,多组悬臂导线220沿挠性件205的纵向设置在挠性件205上。悬臂导线220—端电连接到前置放大器(图未示),另一端延伸到悬臂舌片216处。当磁头203安装到悬臂舌片216上,并与悬臂导线220的另一端电连接时,前置放大器控制磁头203的运动,从而实现^f兹盘数据的读写。悬臂舌片216由从其两侧延伸出的一对横杆222支撑。该横杆222进一步与形成于挠性件205的远端218上的一对支撑杆221连接。为了稳定地将磁头203支撑在悬臂舌片216上,所述悬臂舌片216在一端设有前边限制部223,在另一端设有后边限制部224。另外,在悬臂舌片216上邻近前边限制部223处设置有两个接地触片225,它们可以把静电传导到地面上,从而有效地防止静电放电。悬臂舌片216邻近后边限制部224处设置有长槽254。磁头203(特别是磁头203上的读写头)通过该长槽254与悬臂舌片216上数个电连接触片255电连接。悬臂舌片216的基板部分与横杆222之间形成填角,如填角253;悬臂舌片216的后边限制部224与横杆222之间形成填角251。这些填角253、251增强了悬臂舌片216与横杆222之间的连接,以使悬臂件290在结构上更加坚固。为了减小由周围温度变化引起的悬臂舌片216的热形变,该悬臂舌片216采用了部分镂空的应力吸收结构,当然还可以采用其他适当形式的应力吸收结构。如图2b所示,悬臂舌片216周边设有两对缺口252、257。其中一对缺口257位于邻近接地触片225的位置;另一对缺口252位于在前边限制部223与后边限制部224的正中间。另外,悬臂舌片216内设有两槽口256。每个槽口256包括两个直槽部及连接两直槽部的弯曲槽部。当周围温度变化时,例如温度急剧升高或下降,悬臂舌片216内部产生膨胀应力或收缩应力,该力导致悬臂舌片216迅速膨胀或者压缩。由于悬臂舌片216设置了槽口/缺口,温度的变化会导致槽口/缺口产生变形,膨胀应力或者收缩应力就得到了吸收或者平衡,结果虽然槽口/缺口产生形变,但是整个悬臂舌片216却维持着原来的形状。因此,安装在悬臂舌片216上的磁头203的位置及其形状保持不变,从而使》兹头203的飞行高度保持不变,飞行性能保持良好。为了均勻快速地吸收由悬臂舌片216产生的应力,需要进行优化槽口/缺口的数量和/或位置。例如,槽口/缺口的数量可以为两个或更多,以能快速吸收应力以及吸收更大的应力。然而,随着槽口/缺口数量的增加,悬臂舌片216的刚度将会受到影响(刚度减小),因此,增加槽口/缺口的数量时,悬臂舌片216的刚度要进行适当地考虑。优选地,两个缺口如缺口257或缺口252相对于悬臂舌片的纵向中心线对称分布,以均匀吸收应力。槽口256的弯曲槽部相对于悬臂舌片216的一位置呈对称分布,该位置与所欲安装在悬臂舌片216上的磁头203的中心对应。这种对称设计能有效吸收不同方向的应力,从而威小或者避免悬臂舌片216的形变。弯曲槽部能保证槽口256所在区域伸缩变化,以便有效吸收温度变化引起的应力。尽管本实施例在悬臂舌片216上仅设置了两个槽口和两个缺口,但在设置一个槽口或缺口的情况下,也可以达到上述相同的效果。下面描述本发明悬臂舌片216的应力吸收效果。图3a、4a及5a是传统磁头折片组合100及其磁盘101的局部侧视图。图3b、4b及5b是具有本发明挠性件205的磁头折片组合及其磁盘201的局部侧视图。上述视图中"crown"代表了磁头在厚度上的变形;Ft表示磁头的目标飞行高度;Fd表示磁头飞行高度的变化值。如图3a、4a及5a所示,磁头103安装在挠性件105上,挠性件105与负载杆106上的凸点111相切,磁头103下设有磁盘101。由于挠性件105不具应力吸收结构,磁头103由于周围温度的变化而产生较大变形,即在厚度方向上发生较大形变(如图中crownl所示)。该较大的形变使》兹头103具有较大的Fd值。参考图5a,在工作状态时,由于顶部crownl的较大形变及大Fd值,磁头103与旋转的磁盘101之间会形成强的湍流180。以上不利因素影响-兹头103的飞行性能,并妨碍磁头的读写。相比之下,如图3b、4b及5b所示的磁头203安装在本发明的挠性件205上,此挠性件205设计为一应力吸收结构,它能有效吸收由温度变化引起的应力,因此-兹头203在厚度方向上仅发生较小形变(如图中crown2所示),飞行高度的变化较小(如图中Fd、Ft所示),飞行相对稳定,磁头203维持良好的读写状态。同理,由于磁头203小的Fd值及小的顶部形变,磁头203与旋转磁盘201之间的气流280平稳。我们已经对安装在传统悬臂件以及安装在本发明悬臂件上的磁头的飞行参数,如俯仰角以及磁头顶部形变值,进行了仿真和测试,结果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage13</table从表中可以看出,本发明的磁头具有较小的俯仰角和磁头顶部(crown)形变值,对磁头空气承载面(ABS)的形变该优势更为显著。因此在不同温度下,本发明的磁头将具有更加稳定的飞行性能。图6a-6c显示了本发明的其他优选实施例。图6a中挠性件305类似于上述的挠性件205。在前边限制部223邻近悬臂舌片316的两接地触片225处,设置有两槽口356,此槽口356是矩形形状,以便有效吸收在接地触片225上产生的应力。为了均匀吸收应力,两缺口356对称于悬臂舌片316的一中心线,该中心线平行于挠性件305的纵向。悬臂舌片316周边设有两对缺口352。其中一对缺口352位于后边限制部224处,另一对缺口352位于前边限制部223处。槽口/缺口的这种设计可以产生类似于挠性件205的有益效果。图6b是本发明的另一优选实施例,其中挠性件405类似于上述的挠性件205,在前边限制部223邻近悬臂舌片416的两接地触片225处,仅设置有一对缺口457。悬臂舌片416上设置有类似图2b的两槽口456,不同是槽口456比比挠性件205的槽口256更大。槽口/缺口的这种设计可以产生类似于挠性件205的有益效果。图6c为本发明挠性件的另一实施例。挠性件505类似于上述的挠性件405。在悬臂舌片516的后边限制部224处设置有一对槽口556;在前边限制部223邻近接地触片225处设置有另一对槽口557处,该槽口557呈矩形状。槽口/缺口的这种设计可以产生类似于挠性件205的有益效果。参考图7a,本发明一个实施例的磁头折片组合200包括悬臂件290以及安装于其上的磁头203。悬臂件290由组装在一起的负载杆206、基板208、枢接件207以及挠性件205构成。枢接件207通过其上的安装孔210与基板208连接。磁头203安装到挠性件203上。需要说明的是,这里的挠性件还可以采用上速挠性件305、405、505的任一。图8是本发明一实施例的磁盘驱动单元,包括磁头折片组合200、与磁头折片组合200相连的驱动臂204、磁盘201以及控制磁盘201旋转的主轴马达202。上述所有部件安装在壳体209内。由于本发明磁盘驱动单元的结构和/或组装过程是本领域的普通技术人员熟知的,因此关于磁盘驱动单元结构及组装的更多细节不再赘述。以上披露的仅为本发明的较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围。因此依本发明申请专利范围所作的同等变化仍属本发明所涵盖的范围。权利要求1.一种用于磁头折片组合的悬臂件,包括挠性件,该挠性件具有供一磁头安装其上的悬臂舌片,其特征在于所述悬臂舌片具有至少一应力吸收结构,该应力吸收结构吸收产生于所述悬臂舌片上的应力。2.如权利要求1所述的悬臂件,其特征在于所述应力吸收结构为部分镂空结构。3.如权利要求2所述的悬臂件,其特征在于所述应力吸收结构为设于悬臂舌片周边的缺口。4.如权利要求3所述的悬臂件,其特征在于所述缺口相对于悬臂舌片的纵向中心线对称分布。5.如权利要求3所述的悬臂件,其特征在于所述缺口沿悬臂舌片的水平方向延伸。6.如权利要求2所述的悬臂件,其特征在于所述应力吸收结构为设于悬臂舌片的槽口。7.如权利要求6所述的悬臂件,其特征在于所述槽口有部分弯曲。8.如权利要求6所述的悬臂件,其特征在于所述槽口相对于悬臂舌片的一位置对称分布,该位置与所欲安装在悬臂舌片上的磁头的中心对应。9.如权利要求6所述的悬臂件,其特征在于所述槽口相对于悬臂舌片的纵向中心线对称分布。10.—种磁头折片组合,包括悬臂件及磁头,所述悬臂件包括挠性件,所述挠性件具有悬臂舌片,所述磁头安装在所述悬臂舌片上,其特征在于所述悬臂舌片具有至少一应力吸收结构,该应力吸收结构吸收产生于所述悬臂舌片上的应力。11.如权利要求IO所述的磁头折片组合,其特征在于所述应力吸收结构为部分镂空结构。12.如权利要求11所述的磁头折片组合,其特征在于所述应力吸收结构为设于悬臂舌片周边的缺口。13.如权利要求11所述的磁头折片组合,其特征在于所述应力吸收结构为设于悬臂舌片的槽口。14.一种;兹盘驱动单元,包括磁头折片组合,所述磁头折片组合包括磁头和支撑所述磁头的悬臂件;与所述磁头折片组合连接的驱动臂;磁盘;及驱动所述》兹盘旋转的主轴马达;其中所述悬臂件包括挠性件,所述挠性件具有悬臂舌片,所述磁头安装在所述悬臂舌片上;其特征在于所述悬臂舌片具有至少一应力吸收结构,该应力吸收结构吸收产生于所述悬臂舌片上的应力。15.如权利要求14所述的磁盘驱动单元,其特征在于所述应力吸收结构为部分镂空结构。全文摘要本发明公开了一种用于磁头折片组合的悬臂件,该悬臂件包括挠性件,所述挠性件纵向处的一端设有供一磁头安装其上的悬臂舌片。所述悬臂舌片具有至少一部分镂空的应力吸收结构,以吸收产生于悬臂舌片上的的应力。所述应力吸收结构可以是设置在悬臂舌片周边的缺口,也可是设置在悬臂舌片的槽口。本发明同时揭露了具有该悬臂件的磁头折片组合以及磁盘驱动单元。当发生强温度变化时,该应力吸收结构能均匀地吸收产生于悬臂舌片上的应力,减少甚至避免悬臂舌片的变形,进而稳定磁头飞行高度,提高磁头的数据读写能力。文档编号G11B21/21GK101114458SQ20061010819公开日2008年1月30日申请日期2006年7月24日优先权日2006年7月24日发明者冯先文申请人:新科实业有限公司
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