專利名稱：磁盤設備的制作方法
本申請是分案申請，原申請的申請日為1996年8月23日，申請號為96111406.1，原申請的發明名稱為“磁盤設備”。
本發明涉及一種磁盤設備，具體來說涉及一種容量大、高可靠性、結構小而薄的磁盤設備。
磁盤設備的存貯密度和容量每年都在增大，人們的期望是磁盤設備除了作為大型外部存貯設備加到常規的通用計算機系統或個人計算機上外還能用于許多其他場合。例如，建議把磁盤設備安裝在便攜式小尺寸的信息處理設備上，就可使用戶攜帶記錄在磁盤設備上的必要數據至戶外。
然而，若把磁盤設備裝在便攜式小尺寸的信息處理設備上，最為緊要的是要使磁盤設備小而薄。鑒于此，磁盤設計的目標就是減小設備的尺寸，滿足PCMCIA(個人計算機存貯卡國際協會)/JEIDA(日本電子工業發展協會)以及類似協會的一個所謂的PC(個人計算機)卡規格的尺寸要求(厚度等于或小于5mm)。
在使用直徑為1.8英寸的小直徑磁盤的磁盤設備中，已公開了各種各樣的機構來滿足等于或小于5mm的設備尺寸的要求。
例如，國際出版物No.WO93/10535公開了一種設備厚度為5mm的薄的磁盤設備，為此要在位于印刷電路板和外殼內表面之間的電子部件和上蓋之間夾持一個1.8英寸的磁盤。按此技術，電子部件安裝在一個薄的印刷電路板上而不是常規的厚的印刷電路板上，這些電子部件排列在沿厚度方向具有相當大空間的一個薄磁盤的兩側。該技術還來用了一個主軸電機結構，其中沿主軸的軸把兩個滾珠軸承安裝在1.8英寸磁盤的一個小的內徑(12mm)部分中，磁鐵轉子通過利用面對面主軸電機產生的效果被安置在磁盤的盤心之中，于是可得到一個磁盤設備。
在日本專利公開No.Hei6-84302中公開了一種薄的致動器；為了實現這一致動器，軸向堆積并夾緊一個所謂和導向臂整體式構成的懸掛裝置，其中把安裝磁盤/滑件的懸掛裝置焊接到一個導向臂上，支撐線圈和隔離物的線圈夾持器在致動器樞軸轉動軸承的襯套的周圍。通過把安裝磁頭的懸掛裝置焊接到薄的導向臂上，就可以使和導向臂整體式構成的懸掛裝置很薄。
目前，通常通過把圓柱形件焊接到懸掛裝置的一個端部、把懸掛裝置的圓柱形件插入設在導向臂的引導端的孔內，并用填料緊固該孔，就可把懸掛裝置支撐在導向臂上。在這種情況下，通常使用與多個導向臂構成一體的一個所謂整體式托架。按照這種把懸掛裝置緊固到導向臂上的方法，不可避免地要求懸掛裝置有相當大的厚度，以獲得實際的夾持力。因此，在日本專利公開出版物No.Hei6-84302中公開的技術(即懸掛裝置的厚度只對焊接到導向臂來說是足夠大的)對于制造薄的懸掛裝置來說是有益的。
順便提一下，為了實現高可靠性的磁盤設備，要求包含磁盤的外殼和上蓋是密封的。按美國專利No.5,276,577/日本專利公開出版物No.Hei6-215554中公開的技術，在外殼和上蓋之間的銜接部分以及在FPC(柔性印刷電路板)的延長部分都是密封的，并且形成一個使用寬度不變的密封帶簡單地覆蓋的間隙。另一方面，如日本專利出版物No.Sho62-279587所公開的，在平直的外殼和上蓋之間保持密封填充物以維持密封的外殼區。
在每一個上述的現有技術參考文獻中，在一個設備厚度等于或小5mm的磁盤設備中只裝有一個磁盤。
具體來說，在上述公開的國際出版物No.WO93/10535中，由于1.8英寸磁盤的內徑小(12mm)，所以在磁盤的內徑部分中沿主軸的軸向裝有兩個滾珠軸承，并且在使用面對面型主軸電機的磁盤盤心中包含一個磁鐵轉子。然而，正如從該實施方案公開的附圖中明顯可看出的那樣，因為磁盤的內徑部分具有很小的安裝空間，所以繞圈定子要從磁盤的內徑部分凸出出來。因而，由于存在繞圈定子，所以就不可能安裝兩個或三個磁盤。
在上述日本專利公開出版物No.Hei6-84302中，和導向臂整體式構成的懸掛裝置沿其厚度方向的結構應使磁頭和導向臂分列在板狀懸掛裝置的兩側。因此，可以將和導向臂整體式構成的懸掛裝置的厚度表示為〔磁頭+懸掛裝置+導向臂〕的厚度之和。利用具有上述尺寸關系的這種技術，難以在厚度等于或小于5mm的磁盤設備中安裝和2-3個磁盤對應的4-5個磁頭。
為了在厚度等于或小5mm的一個磁盤設備中安放2或3個磁盤，并且為了防止封裝漏氣以保證HDD的高可靠性，在可以保證磁盤/致動器室良好密封的條件下，期望把包含磁盤和致動器的區域(以下稱之為“磁盤/致動器室”)同包含組件的區域(以下，稱之為“組件室”)分開。然而，由于用于分開磁盤/致動器室同組件室的壁的形狀非常復雜，使用在美國專利No.5,276,577/日本專利公開出版物No.Hei6-215554中公開的且用寬度恒定的簡單密封帶包圍的HDA的整體的帶式密封結構不可能實現上述期望目的。
即使在為了防止產生氣體而把磁盤/致動器室和組件室密封在一起的情況下(例如通過增加活性碳的規定數量)，也必須考察組件的密封性能。使用日本專利公開出版物No.Sho62-279587中公開的那種類型的簡單的平直密封填料結構是不可能實現這種密封的。即，為了把磁盤/致動器室從組件室分出來并且密封該磁盤/致動器室，必須在分隔開磁盤/致動器室同組件室的壁上提供裝入磁頭的一個凹部。因此，使用日本專利公開出版物No.Sho62-279587中公開的那種類型的簡單平直密封填料結構是不可能實現磁盤/致動器的良好密封的。
本發明的一個目的是提供一種磁盤設備，它能實現大的存貯容量并具有小而薄的結構。
本發明的另一個目的是提供一種磁盤設備，它對磁盤所含部分具有良好密封，從而保證設備的高可靠性。
本發明的下一個目的是提供一種磁盤設備，它能保證大的存貯容量并具有小而薄的結構，基本上適合于PCMCIA/JEIDA或類似協會的規定，并且通過可拆卸地裝在PC卡槽口中與一個PC(個人計算機)一起使用。
為實現上述目的，按本發明，提供具有下述結構的磁盤設備。
具體來說，為了在一個等于或小于5mm的磁盤設備中安裝2個或3個磁盤，要求在1.8英寸磁盤的內徑部分中(直徑12mm)容納一個主軸軸承和一個主軸電機。為了滿足這一要求，本發明的磁盤設備采取了一種內盤心結構，其中使用了動態軸承保證電機空間位于磁盤的內徑部分。
本發明的優選實施例的磁盤設備還具有一個致動器結構，其中和導向臂整體式構成的懸掛裝置沿其厚度方向的結構應使磁頭和導向臂排列在懸掛裝置的同一個表面上。因此，致動器的厚度用〔磁頭+懸掛裝置〕的厚度總和來表示。因此可使致動器變薄。但在這個致動器結構中，要求尺寸等于或小于國際磁盤驅動協會(IDEMA)規定的“毫微級滑件”(nano-slider)的磁頭用于在一個厚度等于或小于5mm的磁盤設備中安裝對應于兩個磁盤的4個磁頭。此外，要求尺寸等于或小于IDEMA規定的“微微級滑件”(pico-slider)的磁頭用于在一個厚度等于或小于5mm的磁盤設備中安裝對應于3個磁盤的6個磁頭。
在本發明的磁盤設備中，磁盤/致動器室同組件室分隔開，并使用具有一個部分伸出的寬度部分的密封帶(下面再介紹)密封磁盤/致動器室。就磁盤/致動器室同組件室的分隔而論，它是使用一個外殼肋、一個磁盤/致動器蓋、和一個組件蓋完成的。雖然外殼肋和磁盤/致動器蓋必須有助于密封磁盤/致動器室，但組件蓋的作用是保護該控制組件的，不要求組件蓋密封該組件。磁盤/致動器室的密封基本上是通過磁盤/致動器蓋完成的，并且密封帶粘結在外殼肋上。此外，為了密封，使用了下述技術。
I.在外殼肋中形成裝入磁頭用的一個切口部分的情況下，在磁盤/致動器蓋上形成一個封閉該切口部分用的一個凸起，并且在配合銜接部分上粘結一個密封帶，該密封帶的寬度部分按照在切口部分和凸起之間的臺階狀彎曲配合部分有選擇地伸出，從而保證銜接配合部分的良好密封。
II.在外殼肋上形成用于延伸柔性印刷電路的切口部分(用于讀/寫信號的發射/接收，用于向主軸電機以及向致動器電機提供電流)的情況下，在磁盤/致動器蓋上形成用于封閉切口部分的凸起，并且在銜接配合部分上粘結一個密封帶，該密封帶的一個寬度部分按照在切口部分和凸起之間的一個臺階狀彎曲配合部分有選擇地伸出，從而保證了銜接配合部分的良好密封。
III.在外殼部分的下部形成用于從磁盤/致動器室開始延伸FPC至組件室的一個通孔的情況下，用粘結劑封閉該通孔，保證通孔的良好密封。
此外，在用密封填料將磁盤/致動器室和組件室密封在一起的情況下，在外殼和上蓋的銜接配合面的一部分上形成一個深度對應于控制組件電路板的厚度的一個溝槽，并把控制組件粘結配合在溝槽內，使電路板的主表面的高度與外殼的銜接表面的高度相同。在包括電路板的主表面在內的外殼的銜接表面和上蓋之間夾持密封填料，以保證它們之間的良好密封。通過在自外殼凸出以包圍磁盤/致動器室的外殼肋和磁盤/致動器蓋之間夾持固定密封填料來密封從組件室分開的磁盤/致動器室，保證它們之間有良好的密封。在外殼肋的一個部分形成磁頭裝入部分(凹部)的情況下，在一個傾斜面上形成磁頭裝入部分的銜接面，該銜接面與在磁盤/致動器蓋上形成的凸起銜接配合，從而使磁頭裝入部分的兩個端部都能平滑地移動到外殼肋的高度。然后沿該傾斜表面平緩裝入密封填料，以保證有一個磁頭裝入空間和密封的高可靠性。利用密封填料將FPC夾持在一起，以保證伸出部分的高度密封性能，或者使用上述的第III種技術對它們進行延伸和密封。在將磁盤/致動器室和組件室密封在一起的情況下，由于增大了氣體產生數量，所以要求使用大量的氣體吸附材料，如活性碳。
本發明的主軸部分是內盤心結構，其中使用動態軸承在磁盤的內徑部分中可保證電機的空間，因為在一個厚度等于或小于5mm的磁盤設備中可裝2或3個磁盤。本發明的致動器部分是使用和導向臂整體式構成的懸掛裝置的一種堆積結構，此外還采用了等于或小于毫微級滑件的一個滑件，因而在一個厚度等于或小于5mm的磁盤設備中可裝入對應于兩個磁盤的四個記錄面的四個磁頭。但是，通過使用等于或小于微微級滑件的一個滑件，就可以在一個厚度等于或小于5mm的磁盤設備中裝入對應于3個磁盤的6個記錄面的6上磁頭。于是，有可能實現容量大，結構小而薄的磁盤設備。
按本發明，在一個切口部分和一個凸起之間的銜接配合部分上粘結一個密封帶，就可保證該密封結構的可靠性，該密封帶的形狀能有選擇性地復蓋該銜接部分；該切口部分設在外殼肋中，用于裝入磁頭或用于確定FPC的路徑；該凸起在磁盤/致動器蓋上形成。在提供繞過外殼肋的下部的FPC通孔的情況下，用粘結劑封閉該通孔，就可保證高度密封性能。在外殼和上蓋之間，或者在外殼肋和磁盤/致動器蓋之間夾持密封填料的情況下，沿高度方向平滑銜接面的高低不平的變化，就可保證由夾持在銜接面處的密封填料產生的高度密封性能。FPC可以和密封填料一起夾持在該銜接面上，因此FPC可穿過銜接面延伸，從而可在銜接面保證良好密封。
于是，有可能保證磁盤設備有足夠好的密封，塵土不會從外部穿透到磁頭/磁盤組件的內部，導致高可靠性。
圖1是本發明的磁盤設備的第一實施例的平面圖，其中局部剖開以表示的內部部件的細節；圖2(a)、2(b)和2(c)是分別沿圖1所示的線101-101、102-102、和103-103取的剖面圖；圖3是圖1的磁盤設備的一部分的詳細視圖，表示安裝磁盤和滑件的安裝部分；圖4是圖1所示的磁盤設備的主軸部分的詳細視圖；圖5是圖1所示的磁盤設備的致動器部分的詳細視圖；圖6是密封帶部分的一個詳細的透視圖，粘結該密封帶以覆蓋設在圖1所示磁盤設備的外殼肋中用于裝入磁頭的切口部分；圖7是密封帶部分的一個詳細的透視圖，粘結該密封帶以覆蓋設在圖1所示磁盤設備的外殼肋中用于延伸FPC的切口部分；圖8是通孔結構的詳細剖面圖，該結構是在圖1所示磁盤設備的外殼肋的一個基端內形成的；圖9是一個連接器的剖面圖，該連接器把磁頭/線圈FPC和電機FPC連接到用于圖1所示磁盤設備的控制組件的電路板上；圖10是把磁頭/線圈FPC和電機FPC連接到用于圖1所示磁盤設備的控制組件的電路板上的連接器的另一種結構的剖面圖；圖11是把磁頭/線圈FPC和電機FPC連接到用于圖1所示磁盤設備的控制組件的電路板上的連接器的下一種結構的剖面圖；圖12是本發明的磁盤設備的第三實施例的平面圖，局部切口以表示內部部件的細節；圖13(a)，13(b)和13(c)是分別沿圖12所示的線201-201、202-202和203-203取的剖面圖；圖14是圖12的磁盤設備的一部分的詳細視圖，表示用于安裝磁盤和滑件的安裝部分；圖15是圖12的磁盤設備的主軸部分的詳細視圖；圖16是圖12的磁盤設備的致動器部分的詳細視圖；圖17是本發明磁盤設備的第三實施例的平面圖，局部剖開以表示內部部件的細節；圖18(a)、18(b)和18(c)是分別沿圖17的線301-301、302-302，和303-303取的剖面圖；圖19是本發明的磁盤設備的第四實施例的平面圖，局部剖開以表示內部部件的細節；圖20(a)、20(b)和20(c)是分別沿圖19所示的線401-401、402-402、和403-403取的剖面圖。
下面參照附圖詳細描述本發明的實施例。
實施例1圖1是本發明的磁盤設備的一個實施例的結構的平面圖，局部剖開以表示它的內部部件。圖2(a)、2(b)、和2(c)是分別沿圖1的線01-101、102-102、和103-103取的剖面圖。
現在參照圖1和圖2(a)-2(c)，磁盤設備1包括具有部件A和B的磁頭/磁盤組件(HDA)。部件A是包括兩個磁盤2的主軸系統1a、包含在磁盤2的內部直徑部分中并且旋轉整體式疊層的磁盤2的主軸3、主軸電機9、動態輛承10、以及主軸傳動軸91。部件B是包括裝有傳感器以便在磁盤2上來回寫、讀磁記錄值的滑件4并構成磁頭的致動器系統1b、支撐滑件5的懸掛裝置5、每一個都與滑件4一起固定在懸掛裝置的同一側的多個導向臂6、線圈12、與線圈12配合動作產生驅動力的磁路11、支撐線圈12的線圈夾持器7、用于搖動導向臂6的主軸襯套8、整體式相互疊層的線圈夾持器7和隔離物13、軸承92、和樞軸傳動軸93。磁盤設備1進一步還包括部件C、D、E、F、和G。部件C包括一個磁頭/線圈FPC14(柔性印刷電路板，它整體形成多根引線(未示出)，用于發送當磁頭讀、寫記錄在磁盤2上的信息時產生的微弱電信號，并且還形成一根引線，用于把電流加到線圈12上；一個電機FPC15，用于把電流加到主軸電機9上；以及，一個連接器16。部件D是包括外殼17的一個磁盤/致動器室25，用于支撐主軸系統1a和致動器1b；一個外殼肋18；以及，一個磁盤/致動器蓋19。部件E是一個控制組件22，它由集成電路元件20(如，IC和LSI)、除集成電路元件20外的電子學電路部件(未示出)以及一個電路板21裝配而成。部件F是包括外殼17和組件蓋23在內的一個組件室26。部件G是由外殼17和組件蓋23固定的一個PCMCIA連接器24。
例如按以下所述確定該實施例中磁盤設備的外部尺寸總長度L＝85.6mm，寬度W＝54.0mm，設備厚度H＝4.9mm，設在主體兩端的每個凸起沿縱向方向的厚度H1＝3mm，凸起的寬度W1＝3mm。磁盤設備1的這些尺寸滿足所謂(II)型PC卡的規格要求。
圖2(c)(沿圖1的線103-103取的剖面圖)表示出在磁盤/致動器室25和組件室26之間的邊界部分。在該邊界部分的外殼肋18有切部分27和28，切口部分27用于裝入磁頭，切口部分28用于延伸磁頭/線圈FPC14和電機FPC15。設在磁盤/致動器蓋19上的凸起19a和19b分別配合在切口部分27和28中以封閉它們。在切口部分27、28和凸起19a、19b之間分別形成的銜接面沿設備的厚度方向臺階狀彎曲。在該實施例中，通過一個密封帶29(為清楚起見，圖中用間隔很大的斜的斷面線表示之)來封閉每個銜接面，密封帶29有一個寬度部分有選擇地伸出以覆蓋銜接面的臺階狀彎曲部分，從而可防止外部灰塵穿透HDA，保證了高可靠性。下面參照圖6和7再來公開這些細節。值得注意的是，圖2(c)剖面圖所示的外殼17的斷面線分開的距離相對較窄。
把控制組件22的電路板21定位在沿厚度方向的設備中心。在電路板21的兩個表面上都安裝集成電路元件20(如，IC或LSI)和電子部件。把磁頭/線圈FPC14和電機FPC15的一端通過連接器16連接到電路板21。使用圖11所示的彈簧型連接器81作為連接器16。定位孔73-a和固定孔73-c的定位位置應使連接器16在這兩個孔之間。通過螺釘73-d和另-螺釘(未示出)的緊固力把連接器16(連接器81)和FPC沿設備的厚度方向夾緊，其中的螺釘73-d穿過了定位孔73-d，而所說的另一螺釘穿過了固定孔73-c，從而使連接器81的導體82偏向磁頭一線圈FPC14和電機FPC，并且和FPC14及15實現壓接觸配合。由于導體82的偏向，所以這對在連接器81的導體82和磁頭一線圈FPC14及電機FPC15之間保持充分的電接觸是十分有效的。
圖3是圖1所示HDA中的磁盤2和滑件4的安裝部分的一個放大的視圖。參照圖3，它公開了一種規格，其中磁頭/磁盤安裝部分的厚度等于或小于5mm，并且磁盤設備1具有兩個磁盤。
就毫微級滑件的一種滑件尺寸而論，廠家同意IDEMA推薦的規定尺寸(厚度0.4-0.43mm)。使用毫微級滑件40作為如圖3所示的滑件4。使用了由Hutchinson Technology Incorporated(USA)制造的1950型懸掛裝置的一種實驗性的和導向臂整體式形成的懸掛裝置的高度31為0.582mm。懸掛裝置5的厚度是0.064mm；磁盤2的厚度33是0.381mm(0.015英寸)；外殼17的厚度35是0.4mm；磁盤/致動器蓋19的厚度34是0.4mm；最外的懸掛裝置5和外殼17之間的間隙36是0.302mm；最外的懸掛裝置5和磁盤/致動器蓋19之間隙37是0.302mm；包括懸掛裝置5在內的毫微級滑件40之間的間隙38是0.406mm。總厚度39變為4.9mm。這就證明了，按本發明使用按商業途徑可以得到的組裝部件，就可以實現厚度等于或小于5mm的磁頭/磁盤安裝部分。
圖4是圖1和圖2(a)-2(c)所示的主軸部分的放大視圖。現在參看圖4，其中針對裝有兩個磁盤的磁盤設備1說明把主軸部分的厚度定為等于或小于5mm的規定。
磁盤2的厚度33為0.381mm；隔離物94的厚度41為1.57mm；主軸3的盤心凸緣3a的厚度42為0.5mm；夾具95的厚度42是0.684mm；盤心凸緣3a和外殼17之間的間隙44是0.384mm；夾具95和磁盤/致動器蓋19之間的間隙45為0.2mm；外殼17的厚度35是0.4mm；磁盤/致動器蓋19的厚度34為0.4mm。總厚度48變為4.9mm。這證明，按照本發明可以實現厚度等于或小于5mm的主軸部分。
圖5是圖1和圖2(a)-2(c)所示的致動器部分的放大視圖。現在參照圖5，其中針對裝有兩個磁盤的磁盤設備1說明致動器部分的厚度定為等于或小于5mm的規定。
和導向臂整體式構成的懸掛裝置的導向臂6的厚度51為0.3mm；線圈夾持器7的厚度52為0.817mm；第一空間13的厚度13a為0.5mm；第二空間13的厚度13b為0.817mm；樞軸襯套凸緣8a的厚度53為0.366mm；樞軸襯套8的端表面和外殼17之間的間隙54為0.166mm樞軸襯套凸緣8a和磁盤/致動器蓋19之間的間隙55為0.2mm；外殼17的厚度59為0.25mm；磁盤/致動器蓋19的厚度56為0.2mm；樞軸夾具30的厚度57為0.35mm。總厚度58變為4.9mm。這證明，按本發明可實現厚度等于或小于5mm的致動器部分。
總之，如圖3、4、5具體所示的有兩個磁盤的磁盤設備被證明能滿足設備厚度(H)為5mm或更小些的規定指標。因此在此實施例中，有可能實現存貯容量大、結構小而薄的磁盤設備。
在具體如圖3、4、和5所示的實施例中，由于把毫微級滑件40用作滑件4，所以磁頭負荷約為3.5gf。假定內周邊CSS(接觸啟動停止)和摩擦系數＝1，則在電機啟動時的總的磁頭負荷變為14gf×cm〔＝3.5gf×1cm×1×4(磁頭數)〕。另一方面，在使用主軸電機9的情況下，(即電機9的尺寸足夠小，因此可以包含在兩個1.8英寸磁盤的內直徑部分中，如該實施例所示)，通過考察(計算)已經知道，即使電機空間變為最大并且使用了具有高的抗沖擊性的動態軸軸10，為裝入磁頭分配的啟動扭矩約為6gf×cm。結果，需要額外再設置一個加負荷/卸負荷機構(未示出)，以便在啟動磁盤2旋轉時使滑件4自磁盤2的表面分離開。
圖6是粘結到用于裝入磁頭的切口部分27的密封帶部分的放大透視圖，切口部分27是否如圖1和圖2(a)-2(c)中所示的外殼肋18中形成的。要求用于裝入磁頭的切口部分27在外殼肋18中形成。另一方面，在磁盤/致動器蓋19的一部分上提供配合進入切口部分27的凸起19a。把一個密封帶粘結到銜接部分以提供必要的密封，該密封帶有一個有選擇地伸出的寬度部分，以覆蓋在切口部分27和凸起19a之間的臺階狀的彎曲銜接面。
圖7是一個粘結到用于延伸FPC的切口部分28的密封帶的放大透視圖，切口部分28是在圖1和圖2(a)-2(c)所示的外殼肋18中形成的。在外殼肋18中形成用于延伸磁頭/線圈FPC14和電機FPC15的切口部分28。另一方面，在磁盤/致動器蓋19的一部分上形成配合進入切口部分28的凸起19b。把一個密封帶29粘結到銜接面以提供必要的密封，該密封帶29能覆蓋切口部分28和凸起19b之間的臺階狀彎曲銜接面。
此外，通過外殼肋18伸展磁頭/線圈FPC14和電機FPC的結構不限于圖7所示的結構。例如，可以采用圖8所示的下述結構。
圖8是通孔61的結構的放大剖面圖，FPX穿過通孔61繞過外殼肋18延伸。在圖1和圖2(a)至2(c)所示的磁盤設備1中，在外殼肋18的基底端內形成該通孔。具體來說，在外殼肋18的下部形成通孔61，以便把磁頭/線圈FPC14和電機FPC15從磁盤/致動器室25經通孔延伸到組件室26。在磁頭/線圈FPC14和電機FPC15通過通孔26后，用粘結劑62掩埋該通孔61，以改進通孔61的密封性能。這時，通過保護密封63，保護磁頭/線圈FPC14和電機FPC15的從外殼露到外部的那些部分。
使用上述每一個用于HDA的密封結構(磁盤/致動器室25)都可實現具有高可靠性的磁盤設備1。
剖面圖9、10、11表示把磁頭/線圈FPC14和電機FPC15連接到控制組件22的電路板21的連接器的各種結構。
圖9所示的結構使用了彈性連接器71，在它的結構中，或者導電層和絕緣層彼此交叉疊層，或者用一個絕緣體包裹多個導電部分。在圖9所示的連接器中，彈性連接器71具有多個導電結構，它們沿厚度方向延伸并暴露于上、下表面。彈性連接器71夾持在電路板21和磁頭/線圈FPC14及電機FPC15之間，并在此中間發生偏斜，使外殼17上暴露于磁頭/線圈FPC14和電機FPC15的上表面的一組連接端(未示出)通過導電結構以規定的一對一的關系電連接到暴露于電路板21的下表面的一組連接端(未示出)上。這樣一種彈性連接器71可通過商業途徑從幾個廠家得到。由于電路板21是通過FPC的定位銷72和在電路板21中形成的定位孔73-a及73-b(見圖1)相對于磁頭/線圈FPC14和電機FPC15定位的，所以不需要對彈性連接器71進行定位。例如，可以在電路板21的下表面提供用于夾持彈性連接器71的定位框74。
圖10表示連接器的另一種結構，它使用了設在電路板21上的連接器76和設在磁頭/線圈FPC側14及電機FPC15上的連接器75。具體來說，具有針型導體77的凸形連接器76裝在電路板21上，該導體77通過焊料78連接到電路板21上。在設在磁頭/線圈FPC14和電機FPC上的凹形連接器75中，壓入針狀導體77的圓柱形導體79連接到通過焊料78在磁頭/線圈FPC14和電機FPC15上形成的導電結構(未示出)上。凸、凹形連接器的這種配置狀況還可以彼此顛倒過來。使用FPC的定位針72和電路板21的定位孔73-a、73-b來實現連接器75和76的定位。
圖11表示連接器的下一種結構。定位在電路板21上提供的一個彈簧型連接器81〔例如，由AMP Incorporated制造的“Amp P2”(商標名)〕，并將其壓緊使其嚙合磁頭/線圈FPC14和電機FPC15以便進行電連接。具體來說，使用FPC的定位針72和電路板21的定位孔73-a及73-b(見圖1)來完成連接器81的定位。連接器81的大致L形的彈性導體82在其基底端通過焊料78連接到電路板21，并且在其前端通過導體82的偏斜在緊并電連接到磁頭/線圈FPC14及電機FPC15的導電結構(未示出)上。通過一個粘結帶或類似物，把磁頭/線圈FPC14和電機FPC15粘結到外殼17的規定位置。圖1所示的連接器16采用這樣一種彈簧型連接器81。
實施例2圖12是本發明的光盤設備的另一個實施例的結構的平面圖，其中有些部件局部剖開。圖13(a)、13(b)和13(c)是分別沿圖12的線201-201、202-202、203-203取的剖面圖。
在圖12和圖13(a)-13(c)所示的這個實施例中，磁盤設備的基本結構與圖1所示大致相似，因此用相同的符號表示與圖1所示對應的部件，并且省去了對它們的說明。
圖1和圖2(a)-2(c)所示的實施例1具有安裝兩個磁盤的結構，而圖12和圖13(a)-13(c)所示的實施例具有安裝三個磁盤的結構。但在第二實施例中，必須把在外殼17的每一端上形成的用于配合進入一個銜接設備(未示出)的PC卡槽口的凸起(厚度H23.3mm)的寬度W2從(II)型的標準值3mm變到(III)型的標準值1.5mm，以保證數目增加的磁盤所需的空間。目前通過商業途徑可得到的信息處理設備的PC卡槽口的形狀對于(II)型和(III)型的規格指標基本上通用，因此基本上可把(II)型的一個修改的規格指標(把寬度W2變為1.5mm，以此作為(III)型的標準值)用作(II)型的規格指標。如果要推廣(II)型HDD，那么期望把(II)型的寬度W2的標準值與現行值3mm(實施例1中的寬度W1)都統一到(III)型標準值1.5mm(實施例2中的寬度W2)。
厚度等于或小于5mm的磁盤設備可以安裝3個磁盤的理由是，滑件從毫微級滑件變為尺寸比它小的微微級滑件，并且磁盤2的厚度從0.381mm(0.015英寸)變到0.305mm(0.012英寸)。一個進行科學研究的公司報告說，微微級滑件即將投入實際使用，厚度約為0.305mm的磁盤2目前正在開發之中。預計2或3年后將會大規模生產微微級滑件和厚度約為0.305mm的磁盤2。如果這樣，就可能實現其中使用了微微級滑件并且安裝了兩個磁盤的厚度等于或小于5mm的磁盤設備。在具有尺寸容許誤差的這樣一個磁盤設備中，可以增大部件之間的間隙和外殼或上蓋的厚度，以提高處理期間抵抗變形的能力。還有，如果實現了小于微微級滑件的磁頭，就能夠很容易地安裝3個磁盤。此外，如果使用粘結劑和夾緊件的組合來緊固磁盤2和導向臂，就可增強夾緊強度。
圖13(c)(沿圖12的線203-203取的剖面圖)表示在磁盤/致動器室25和組件室26之間的一個邊界部分。在該邊界部分的外殼肋18有兩個切口部分，切口部分27用于裝入磁頭，切口部分28用于延伸磁頭/線圈FPC14和電機FPC15。設在磁盤/致動器蓋19上的凸起19a和19b分別配合進入切口部分27和28以封閉它們。分別在切口部分27、28和凸起19a、19b之間形成的銜接面沿設備的厚度方向彎曲成臺階狀。在該實施例中，用密封帶29(為清楚起見用斷面線表示)封閉每一個銜接面，密封帶29有一個有選擇地伸出的寬度部分以覆蓋銜接面的臺階狀彎曲部分，防止外部灰塵穿入HAD，從而保證了高可靠性。詳細情況見圖6和7的介紹。要注意，外殼17的橫斷面也用斷面線表示。
控制組件22的電路板21定位在該設備沿厚度方向的中心。集成電路元件20(如IC或LSI)以及電子電路部件安裝在電路板21的兩個表面。磁頭/線圈FPC14和電機RPC15的一端通過連接器16電連接到電路板21。例如使用圖11所示的彈簧型連接器81作為連接器16。定位孔73-a和固定孔73-c的定位位置應使連接器16在這兩個孔之間。讓螺釘73-d穿過定位孔73-a，并讓另一個螺釘(未示出)穿過定位孔73-c，通過由此產生的緊固力把連接器16(連接器81)和FPC沿設備厚度方向夾緊，使連接器81的導體82偏斜到磁頭-線圈FPC14和電機FPC15上并與它們壓配合。這對在連接器81的導體82和磁頭一線圈FPC14及電機FPC15之間保持由導體82的偏斜產生的足夠好的電連接是很有效的。
參看圖14、15、16，下面介紹對于有三個磁盤的磁盤設備的等于或小于5mm的設備厚度的指標規定。
圖14是圖12所示的磁頭/磁盤安裝部分的一個放大視圖。參照圖14，按照IDEMA的規定，微微級滑件103的厚度是0.3mm。微微級滑件103的質量約為毫微級滑件的質量的1/3.5左右。因而，通過把懸掛裝置5的質量減小到約1/3.5并且還要把磁頭負荷減小到約1/3.5，就有可能獲得基本上類似于使用毫微級滑件獲得的抗沖擊/抗振動性能和浮動特性。于是，懸掛裝置5的厚度在此實施例中從0.064mm變到0.025mm，和導向臂整體式構成的懸掛裝置的高度111在使用元樞軸支撐系統的情況下變為約0.325mm。磁盤的厚度112為0.305mm(0.012英寸)，外殼的厚度113為0.4mm，磁盤/致動器蓋的厚度114為0.4mm，在裝置端部(支撐微微級滑件103的懸掛裝置5)的磁頭和外殼之間的間隙115為0.2175mm，在裝置端部的磁頭和磁盤/致動器蓋19之間的間隙116為0.2175mm，在磁頭之間的間隙118是0.4mm。總厚度117變為4.9mm。這證明，厚度等于或小于5mm的磁頭/磁盤安裝部分是可以實現的。
磁頭電荷減小到約1/3.5，即從3.5gf變到1gf。存在著磁頭負荷約為0.5gf的可能性。因此，總的磁頭負荷變為(3至6)gf×cm〔＝(0.5至1)gf×6(磁頭)〕。在使用微微級滑件103的情況下，磁盤設備在啟動磁盤2轉動時不再需要提供加負荷/卸負荷機構。
圖15是圖12所示的主軸部分的一個放大的視圖。現參照圖15，磁盤2的厚度112為0.305mm，隔離物94的厚度125為1.05mm，主軸3的盤心凸緣3a的厚度121為0.2925mm，夾具95的厚度122為0.3425mm，盤心凸緣3a和外殼17之間的間隙123是0.25mm，夾具95和磁盤/致動器蓋19之間的間隙124是0.2mm，外殼厚度113是0.4mm，磁盤/致動器蓋的厚度是0.4mm。總厚度126變為4.9mm。這證明，可以實現厚度等于或小于5mm的磁頭/磁盤安裝部分。
圖16是圖12中的致動器部分的一個放大的視圖。現參照圖16，和導向臂整體構成的懸掛裝置的厚度131為0.15mm，線圈夾持器的厚度132為0.45mm，第一隔離物的厚度133為0.605mm，第二隔離物的厚度134為0.45mm，樞軸襯套凸緣8a的厚度135為0.2425mm，樞軸襯套8的端表面和外殼17之間的間隙137為0.15mm，樞軸襯套凸緣8a和磁盤/致動器蓋19之間的間隙136為0.2mm，外殼的厚度139是0.25mm，樞軸夾具的厚度140是0.2425mm，磁盤/致動器蓋的厚度為0.2mm。總厚度150變為4.9mm。這證明，可以實現厚度等于或小于5mm的致動器部分。
因而，在這個實施例中，在設備厚度等于或小于5mm的一個外殼中可裝有3個磁盤2。因而，有可能實現容量大、結構小而薄的磁盤設備。
密封圖12中的磁盤/致動器室25的方式可以和參照圖6、7、8所述的相同，因而省去了對它的說明。連接器的安裝方式也可與參照圖9、10、11所述的相同，因而也省去了對它的說明。
實施例3和4實施例3和4的磁盤設備有幾個部件。這兩個實施例的每一個的頭3個部件都和參照圖1和圖2(a)-2(c)描述的頭三個部件A-C相同。因此省去了對這三個部件的描述。另外，用相同的標號表示和例1通用的這些實施例的元、部件，并且只參照新的標號描述新的或改進的元件。
圖17是本發明的磁盤設備的第三實施例的結構的平面圖，局部剖開了一些部件的表示設備的內部情況。圖18(a)、18(b)、和18(c)是分別沿圖17的線301-301、302-302、和303-303取的剖面圖。
現在參照圖17和圖18(a)-18(c)，并且認為詳細描述第一至第三部件是不必要的，第四部件包括一個外殼17，用于支撐主軸系統1a和致動器系統1b。第五部件是控制組件22，由集成電路元件20(如，IC或LSI)、除集成電路元件20以外的電子電路部件(未示出)，以及電路板21組裝而成。第六部件是組件室26，其中包括外殼17和組件蓋141。第七部件是由外殼17和蓋41固定的一個PCMCIA連接器24。
在圖17和圖18(a)-18(c)所示的實施例中，磁盤設備具有一個密封結構，其中把磁盤/致動器室和組件室密封在一起。具體來說，控制組件22的電路板21粘結固定在位于外殼17中的溝槽142中(見圖18(c))，使得電路板21的主表面相對于蓋141處在和外殼17的銜接面相同的高度，并且在外殼17的銜接面、部分電路板21、和蓋141之間夾持密封填料143，以保證良好密封。這就可能防止外部灰塵滲入內部，因此可保證是一個高可靠性的磁盤設備。
實施例4圖19是本發明的磁盤設備的第四實施例的結構平面圖，其中作了局部剖開。圖20(a)、20(b)和20(c)是分別沿線401-401、402-402、403-403取的剖面圖。
在該實施例中，磁盤/致動器室25與組件室26分開，因此可保證磁盤/致動器室25有高密封性能。實施例4與實施例1的不同之處是使用密封填料進行密封。
現在參照圖19和20(a)-20(c)，并且再次回憶先前參照第一實施例描述過的第一至第三部件，磁盤設備1有一個磁盤/致動器室25，即第四部件，它包括用于支撐主軸系統1a和致動器系統1b的外殼17、外殼肋18、和磁盤/致動器19。第五部件是一控制組件22，它由集成電路元件20(如IC、LSI)，除集成電路元件20以外的電子電路部件(未示出)，以及電路板21組裝而成。第六部件是一組件室26，其中包括外殼17和組件蓋23。第七部件包括夾持并固定在外殼17和組件蓋23之間的PCMCIA連接器24。
在該實施例中，磁盤/致動器室25與組件室26分開，并在外殼肋18和磁盤/致動器蓋19之間夾持密封填料151，以提高磁盤/致動器室25的密封性能(注意，間隔窄的斷面線表示密封填料151，圖20(c)中所示的間隔較寬的斷面線表示外殼的剖面)。
在外殼肋18中形成面對控制組件22的凹部18a，以保證裝入磁頭的空間，并且在磁盤/致動器蓋19中形成可配合進入凹部18a的凸起19c。外殼肋18的凹部18a的兩端都伸入平滑傾斜表面18b中。沿傾斜表面18b傾斜地填入密封填料151(見圖20(c))。在圖20(c)中，從該圖的觀察角度只能觀察到一個傾斜表面18b。
在此情況下，利用在外殼肋18和磁盤/致動器19之間的密封填料151把磁頭/線圈FPC14和電機FPC15夾持在一起，就可能延伸磁頭/線圈FPC14和電機FPC15，并且可能改進密封性能。因此，有可能防止灰塵從外部滲入，并因而可保證磁盤設備的高可靠性。
雖然圖19所示的結構包含兩個磁盤2，但該結構也可以應用到只包含一個磁盤2的情況。在這種情況下，可以壓平磁盤/致動器蓋19和外殼17之間的銜接面，同時還要保證裝入磁頭的間隙，為此要調整外殼肋18的高度，使得在整個銜接面周邊的銜接面略低于中心的銜接面。
在圖19和圖20(a)-20(c)所示的結構中，由于密封填料151穿過磁頭裝入部分，所以磁盤/致動器蓋19和最外邊的磁盤2之間的間隙比圖1所示的實施例1的這個間隙窄0.05mm；磁盤2之間的間隙比實施例1的這個間隙窄0.1mm；外殼17和最下邊的磁盤2之間的間隙比實施例1的這個間隙寬0.15mm，從而可保證密封填料151的安裝空間。
如上所述，在本發明的每個實施例中，在一個設備厚度等于或小于5mm的磁盤設備中可裝兩個或3個磁盤。這就證明，可以實現容量大且結構小而薄的光盤設備。然而還可保證包含磁盤2的磁盤/致動器室25具有高的密封性能。這足以證明，可實現高可靠性的磁盤設備。特別是，本發明的磁盤設備基本上滿足了PCMCIA標準，并且可以用在設在便攜式小尺寸信息處理設備中的PC卡槽口中的狀態下。
雖然介紹了優選實施例的特殊細節，但按本發明的廣義方面還可期望有另外的實施例、改進和變化，所有這些全由所附的下述權利要求書的構思和范圍確定。
權利要求
1.一種磁盤設備，包括所說磁盤設備的外部厚度等于或小于5mm，包括一個磁頭/磁盤組件，具有一個主軸，用于安裝磁盤；一個主軸電機，用于驅動所說主軸旋轉；一個外殼，用于通過第一軸承可轉動地支撐所說主軸；一個傳感器，用于向/從所說磁盤寫/讀信息；一個致動器，包括安裝所說傳感器的滑件、用于支撐所說滑件的懸掛裝置、用于支撐所說懸掛裝置的導向臂、用于沿所說磁盤的徑向方向可移動地引導所說導向臂的第二軸承、支撐在所說導向臂的側面的線圈、由所說外殼支撐的用于與所說線圈協同動作驅動所說導向臂的磁路；以及，一個上蓋，用于形成一個封閉空間，與所說外殼協同動作以包含所說磁盤和所說致動器；一個控制組件，包括用于控制所說磁頭/磁盤組件的電子部件和用于安裝所說電子部件的電路板；所說磁盤設備，分為第一室和第二室，第一室包含所說磁盤和所說致動器，第二室包含所說控制組件，一個外殼肋從所說外殼突出出來以包圍設有所說磁盤和所說致動器的所說第一室，并且第一和第二蓋與所說外殼肋緊密接觸；所說磁盤進一步還有第一、第二、和第三密封結構中的至少一種密封結構；所說第一密封結構，用于密封設在所說外殼肋中的用于裝入磁頭的第一切口部分；所說第一切口部分與在所說第一蓋的一部分上形成的第一凸起閉合；并且所說第一室用一個密封帶密封，該密封帶有一個按照所說第一切口部分的形狀有選擇地延伸的寬度部分；所說第二密封結構，用于密封第二切口部分，通過第二切口部分，在所說磁帶/磁盤組件和所說控制組件之間的邊界部分，伸展一個柔性印刷電路板；所說第二切口部分與在所說第一蓋的一部分上形成的第二凸封閉合；并且，使用一個密封帶密封所說第一室，該密封帶具有一個按照所說第二切口部分的形狀有選擇地延伸的寬度部分；以及所說第三密封結構，用于密封在所說外殼肋的下面通過的一個通孔，通過所說外殼肋，在所說磁頭/磁盤組件和所說控制組件之間的邊界部分，伸展一個柔性印刷電路板，并且通過用粘結劑封閉所說通孔來密封所說第一室。
2.如權利要求1的磁盤設備，進一步還包括僅安裝在所說主軸上的兩個所說磁盤。
3.如權利要求1的磁盤設備，其中所說磁盤設備裝在一個PC卡槽口中，所說磁盤設備的設計指標符合PCMCIA/JEIDA標準。
4.如權利要求1的磁盤設備，進一步還包括一個在所說控制組件中的所說電路板上的連接器，該連接器用于把所說柔性印刷電路板連到安裝所說電子部件的所說電路板上。
5.如權利要求4的磁盤設備，其中所說連接器是一彈性連接器。
6.如權利要求4的磁盤設備，其中所說連接器包括插座和插針，它們分別安裝所說柔性印刷電路和所說電路板之一上。
7.如權利要求4的磁盤設備，其中所說連接器包括一個彈簧偏斜連接器結構，它安裝在所說柔性印刷電路板和所說電路板之一上并且與所說柔性印刷電路板和所說電路板中的另一個彈性嚙合。
全文摘要
一種磁盤設備，具有大容量和小而薄的結構，包括主軸系統、致動器系統、控制這些系統的控制組件、和PCMCIA連接器。主軸系統是一內盤心結構，在磁盤的內直徑部分中轉動兩個磁盤。致動器系統具有安裝磁頭的滑件、導向臂、和懸掛結構，在每個懸掛結構上的同一側固定滑件和導向臂，磁頭用于在磁盤上來回寫、讀磁信息。懸掛結構還包括一個線圈；一個磁路，用于和線圈協同動作提供驅動力；一個線圈夾持器，用于支撐線圈；一個樞軸襯套，用于搖動整體式彼此疊層的導向臂、線圈夾持器、和隔離物；軸承及樞軸傳動軸。PCMCIA連接器連接到控制組件，該連接器由外殼和組件蓋固定。
文檔編號G11B33/12GK1404036SQ00133190
公開日2003年3月19日 申請日期1996年8月23日 優先權日1995年8月24日
發明者瀨賀雅彥, 鈴木富男, 高橋毅, 三橋浩之, 湯木哲生, 松木俊 申請人:株式會社日立制作所