專利名稱：磁頭致動(dòng)件及相關(guān)萬向架組件、其制法及相關(guān)磁盤驅(qū)動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁頭元件例如薄膜磁頭元件或光盤頭元件的準(zhǔn)確定位致動(dòng)件，涉及具有這種致動(dòng)件的磁頭萬向架組件(HGA)，涉及具有這種HGA的磁盤驅(qū)動(dòng)器以及涉及制造這種HGA的方法。
近年來，沿磁盤中徑向方向或磁道寬度方向的記錄密度和再生密度(磁道密度)飛速增加，以滿足不斷增加孔時(shí)磁盤驅(qū)動(dòng)器中數(shù)據(jù)貯存容量和密度的要求。對(duì)提高的磁道密度，只用音圈電機(jī)(VCM)控制磁頭元件相對(duì)于磁盤中磁道的位置絕不能達(dá)到足夠的準(zhǔn)確度。
為了解決這一問題，配置額外的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)配置的位置與VCM相比更靠近磁頭浮動(dòng)塊，以便進(jìn)行只用VCM不能達(dá)到的更準(zhǔn)確的定位。在例如美國(guó)專利No.5745319和日本專利公告NO.08180623A中已說明準(zhǔn)確定位磁頭的方法。
本申請(qǐng)的發(fā)明人已提出一種背負(fù)式結(jié)構(gòu)致動(dòng)件(Piggy-back structure actuator)。這種背負(fù)式結(jié)構(gòu)致動(dòng)件用鋯鈦酸鉛壓電材料制作，形成為I字形，其一個(gè)端部分固定在懸掛架上，而另一端部分固定在磁頭浮動(dòng)塊和連接在這些端部分之間的柱形活動(dòng)臂上。致動(dòng)件和磁頭浮動(dòng)塊階式疊在懸掛架上，即致動(dòng)件卡在懸掛架和浮動(dòng)塊之間，形成疊置的懸臂結(jié)構(gòu)。
然而，具有這種背負(fù)式結(jié)構(gòu)致動(dòng)件的HGA具有以下各種問題
(1)因?yàn)殡A梯式疊置結(jié)構(gòu)，在磁頭浮動(dòng)塊周圍的HGA的總厚度增加了致動(dòng)件的厚度；(2)整個(gè)致動(dòng)件由易碎的壓電材料例如鋯鈦酸鉛構(gòu)成，而且致動(dòng)件和磁頭浮動(dòng)塊被疊置形成懸臂結(jié)構(gòu)。因此受到力矩作用容易發(fā)生震動(dòng)，而且防震能力很差；(3)取決于磁頭浮動(dòng)塊的尺寸，在準(zhǔn)確定位操作期間磁頭的行程發(fā)生變化。因此難于獲得足夠的沖程；(4)因?yàn)橹聞?dòng)件具有三維復(fù)雜的固定結(jié)構(gòu)，所以在組裝HGA時(shí)很難操作，而且不能使用常規(guī)的HGA組裝設(shè)備，因而生產(chǎn)效率很差。
(5)為了不影響致動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)，必須組裝成在致動(dòng)件和磁頭浮動(dòng)塊之間以及在致動(dòng)件和懸掛架之間保持間隙。然而形成這種間隙更加減小了抗震性，而且很難準(zhǔn)確地使間隙保持恒定。特別是，因?yàn)楹茈y使懸掛架、致動(dòng)件和磁頭浮動(dòng)塊保持準(zhǔn)確平行，所以磁頭特性變壞。
本發(fā)明的另一目的是提供一種磁頭元件的準(zhǔn)確定位致動(dòng)件、具有這種致動(dòng)件的HGA、具有這種HGA的磁盤驅(qū)動(dòng)器和制造這種HGA的方法，由此可顯著提高抗震性。
本發(fā)明的再一目的是提供一種磁頭元件的準(zhǔn)確定位致動(dòng)件、具有這種致動(dòng)件的HGA、具有這種HGA的磁盤驅(qū)動(dòng)器和制造這種HGA的方法，由此，可顯著提高HGA的產(chǎn)率和質(zhì)量。
按照本發(fā)明，準(zhǔn)確定位致動(dòng)件與具有至少一個(gè)磁頭元件的磁頭浮動(dòng)塊和支承件固定在一起，用于準(zhǔn)確定位該至少一個(gè)磁頭元件，該致動(dòng)件包括一對(duì)可響應(yīng)加在該致動(dòng)件上的驅(qū)動(dòng)信號(hào)而進(jìn)行位移的活動(dòng)臂。該磁頭浮動(dòng)塊可卡在活動(dòng)臂之間的空間中。
因?yàn)榇蓬^浮動(dòng)塊被卡在可響應(yīng)所加驅(qū)動(dòng)信號(hào)而進(jìn)行位移的活動(dòng)臂之間的空間中，所以即使固定上致動(dòng)件，HGA在磁頭浮動(dòng)塊周圍的厚度也不會(huì)增加。因此，不需要因安裝致動(dòng)件而改變磁盤驅(qū)動(dòng)器的尺寸。另外，因?yàn)橹聞?dòng)件和磁頭浮動(dòng)塊不疊置形成懸臂結(jié)構(gòu)，所以顯著提高抗震性。因?yàn)榇蓬^浮動(dòng)塊卡在活動(dòng)臂的中間。所以實(shí)際上將位移傳送給磁頭浮動(dòng)塊的活動(dòng)臂頂端部分總是位于磁頭浮動(dòng)塊的頂端。因此即使尺寸變化也可以將恒定的行程傳送給磁頭浮動(dòng)塊，因而在進(jìn)行準(zhǔn)確定位操作時(shí)磁頭元件總可以得到足夠的沖程。
致動(dòng)件最好還包括固定于支承件的底座，并且活動(dòng)臂最好從該底座伸出。
該活動(dòng)臂的頂端部分最好還具有分別固定于磁頭浮動(dòng)塊兩個(gè)側(cè)面的浮動(dòng)塊固定部分。在這種情況下，致動(dòng)件的形狀最好使得在活動(dòng)臂和磁頭浮動(dòng)塊之間除浮動(dòng)塊固定部分外的其它地方形成空氣間隙。
底座最好用彈性燒結(jié)陶瓷制作。另外，各個(gè)活動(dòng)臂最好包括用彈性燒結(jié)陶瓷作的臂部件以及在該臂部件側(cè)面上形成的壓電元件。因?yàn)橹聞?dòng)件的主要部分是用難于彎曲的彈性燒結(jié)陶瓷例如ZrO2陶瓷作的，所以增加了致動(dòng)件本身的抗震性。
活動(dòng)臂的結(jié)構(gòu)最好使得磁頭浮動(dòng)塊可以響應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行線性橫向振動(dòng)。因?yàn)榇蓬^浮動(dòng)塊進(jìn)行位移，即進(jìn)行直線式振動(dòng)而不擺動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，所以可期待更準(zhǔn)確地定位磁頭元件。
底座和滑動(dòng)臂的連接部分的角部分最好具有平的鈍角形狀或平的圓滑形狀。由此極大地提高了致動(dòng)件本身的抗震性。
致動(dòng)件最好具有平的大體U字形。
另外，致動(dòng)件的厚度最好等于或小于被卡的磁頭浮動(dòng)塊的厚度。
一對(duì)活動(dòng)臂之間的間距最好被確定為稍小于被卡的磁頭浮動(dòng)塊的寬度。
該至少一個(gè)磁頭元件最好是至少一個(gè)薄膜磁頭元件。
按照本發(fā)明，HGA包括具有至少一個(gè)磁頭元件的磁頭浮動(dòng)塊、支承件和上述準(zhǔn)確定位致動(dòng)件，該致動(dòng)件與磁頭浮動(dòng)塊和支承件固定在一起，用于準(zhǔn)確定位該至少一個(gè)磁頭元件。
致動(dòng)件的活動(dòng)臂和磁頭浮動(dòng)塊最好用粘接劑固定。
致動(dòng)件和支承件最好用粘接劑或低溫焊固定。
按照本發(fā)明，磁盤驅(qū)動(dòng)器至少具有一個(gè)上述HGA。
另外，按照本發(fā)明，制造HGA的方法包括以下步驟制備準(zhǔn)確定位致動(dòng)件，該致動(dòng)件具有一對(duì)可響應(yīng)所加驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行位移的活動(dòng)臂；將具有至少一個(gè)磁頭元件的磁頭浮動(dòng)塊卡在致動(dòng)件活動(dòng)臂之間的空間中；將卡住磁頭浮動(dòng)塊的致動(dòng)件固定在支承件上。
首先，將磁頭浮動(dòng)塊卡在致動(dòng)件活動(dòng)臂之間的空間中，然后將卡住磁頭浮動(dòng)塊的致動(dòng)件固定在支承件上。因?yàn)樵谝粋€(gè)平面上組裝磁頭浮動(dòng)塊和致動(dòng)件，所以浮動(dòng)塊和致動(dòng)件的準(zhǔn)直變得很容易，因而可達(dá)到高準(zhǔn)確度的組裝。另外，因?yàn)槭褂霉袒阅軜O好的熱固性粘接劑(雖然它需要較長(zhǎng)固化時(shí)間)，所以可得到磁頭浮動(dòng)塊和致動(dòng)件的高質(zhì)量組件。因?yàn)榻M件的形狀簡(jiǎn)單，所以可用一般的HGA組裝設(shè)備進(jìn)行組件與懸掛架的粘接操作和電連接操作，由此極大地提高了生產(chǎn)率，降低了制造成本。
卡住步驟最好包括用粘接劑將磁頭浮動(dòng)塊固定在活動(dòng)臂之間。
在該對(duì)活動(dòng)臂之間的間距最好稍小于待卡住的磁頭浮動(dòng)塊的寬度，該卡住步驟最好包括用活動(dòng)臂的夾緊力暫時(shí)地將磁頭浮動(dòng)塊固定在活動(dòng)臂之間。該臨時(shí)固定可以不用任何夾具。
該卡住步驟最好包括在暫時(shí)固定后加熱固化粘接劑，使磁頭浮動(dòng)牢固地固定于活動(dòng)臂。
固定步驟最好還包括用粘接劑或低溫焊將致動(dòng)件固定在支承件上。
下面說明例示于附圖中的優(yōu)選實(shí)施例，由此可以明顯看出本發(fā)明的其它的目的和其它的優(yōu)點(diǎn)。
圖5是平面圖，示出
圖1實(shí)施例中致動(dòng)件的結(jié)構(gòu)；圖6是截面圖，示出圖5所示致動(dòng)件的壓電元件截面的結(jié)構(gòu)；圖7是斜視圖，示出圖5所示致動(dòng)件的操作；圖8是斜視圖，示出圖1實(shí)施例中HGA的一部分制造工藝；圖9是斜視圖，示出圖1實(shí)施例中HGA的一部分制造工藝；圖10a和10b是斜視圖，示出圖1實(shí)施例中HGA的一部分制造工藝；圖11是斜視圖，示意示出本發(fā)明另一實(shí)施例中致動(dòng)件的結(jié)構(gòu)；圖12是斜視圖，示意示出本發(fā)明再一實(shí)施例中致動(dòng)件的結(jié)構(gòu)；圖13是斜視圖，示意示出本發(fā)明又一實(shí)施例中致動(dòng)件的結(jié)構(gòu)。
圖1中編號(hào)10代表繞軸線11轉(zhuǎn)動(dòng)的許多硬盤，編號(hào)11表示組件托架裝置，用于將各個(gè)磁頭元件定位在各個(gè)盤的磁道上。該組件托架裝置12主要由能繞軸13轉(zhuǎn)動(dòng)的托架14和驅(qū)動(dòng)該托架14轉(zhuǎn)動(dòng)的主致動(dòng)件15例如音圈電機(jī)(VCM)組成。
許多驅(qū)動(dòng)臂16一個(gè)端部的底部分沿軸13疊置，固定于托架14，在各個(gè)臂16的另一端部的頂部分上安裝一個(gè)或兩個(gè)HGA 17。各個(gè)HGA 17的頂端部分裝有浮動(dòng)塊，使該浮動(dòng)塊對(duì)著各個(gè)磁盤10的一個(gè)表面(記錄表面和重現(xiàn)表面)。
如圖2～4所示，組裝HGA的方法是，將準(zhǔn)確定位薄膜磁頭元件的精細(xì)跟蹤致動(dòng)件22裝在懸掛架20的頂端部分。致動(dòng)件22固定具有薄膜磁頭元件的磁頭浮動(dòng)塊21的兩個(gè)側(cè)面，使得浮動(dòng)塊21卡在致動(dòng)件活動(dòng)臂之間的空間中。
應(yīng)用圖1所示的VCM 15作主要運(yùn)行致動(dòng)件，使固定這種HGA的驅(qū)動(dòng)臂16轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使整個(gè)組件運(yùn)動(dòng)。致動(dòng)件22有助于精細(xì)定位HGA，它不能由主要運(yùn)行致動(dòng)件15調(diào)節(jié)。
如圖2～4所示，懸掛架20主要第一和第二負(fù)載梁23和24、與此第一和第二負(fù)載梁23和24連接的彈性鉸接件25、固定在第二負(fù)載梁24和鉸接件25上的彈性彎曲件26以及形成在第一負(fù)載梁23固定部分23a上的圓形底板27構(gòu)成。
彎曲件26具有彈性舌26a，該彈性舌由于形成在第二負(fù)載梁24一個(gè)端部分上的凹部(未示出)而可壓下。致動(dòng)件22的底座部分22a通過例如由聚酰亞胺形成的絕緣層26b固定在該彈性舌26a上。
彎曲件26具有彈性，利用該彈性舌26a通過支承致動(dòng)件22而可彈性地支承磁頭浮動(dòng)塊21。在此實(shí)施例中，彎曲件用厚度約20μm的不銹鋼板(例如SUS30TA)制作。彎曲件26用針焊法固定在第二負(fù)載梁24和鉸接件25的許多點(diǎn)上。
鉸接件25具有彈性，在操作時(shí)通過致動(dòng)件22可在第二負(fù)載梁上作用一個(gè)力，使磁頭浮動(dòng)塊21受到向磁盤表面方向的壓力。此實(shí)施例中鉸接件25用約40μm厚的不銹鋼板制作。
此實(shí)施例的第一負(fù)載梁23用厚度約100μm的不銹鋼板制作。通過在許多點(diǎn)的針焊可使第一負(fù)載梁23固定于鉸接件25。
此實(shí)施例的第二負(fù)載梁24也用厚度約100μm的不銹鋼板制作，并固定于鉸接件25的后端部分。也采用在許多點(diǎn)的針焊法將第一負(fù)載梁固定于鉸接件25。用于在不操作期間使HGA與磁盤表面分開的沖片24a形成在該第二負(fù)載梁24的頂端。
底板27固定于圖1的驅(qū)動(dòng)梁16上，該底板在本實(shí)施例中用厚度約150μm的不銹鋼板或鐵板制作。該底板27用焊接法固定于第一負(fù)載梁23的固定部分23a。
在彎曲件26上形成或配置柔性導(dǎo)電部件28，該導(dǎo)電部件28包括許多薄膜多層結(jié)構(gòu)的線狀導(dǎo)體。該導(dǎo)電部件28用已知方法形成，此方法類似于在薄金屬板上形成印刷電路板例如軟性印刷電路的形成方法。例如可采用以下方法形成導(dǎo)電部件28先在彎曲件26上用樹脂例如聚酰亞胺連續(xù)沉積厚度約5μm的第一絕緣材料層，然后形成厚度約4μm花紋式Cu層(線狀導(dǎo)體層)，最后用樹脂例如聚酰亞胺形成厚度約5μm的第二絕緣材料層。在用于連接致動(dòng)件、磁頭元件和外電路的區(qū)域內(nèi)，在Cu層上沉積一層Au層，而在金層上不形成第二絕緣材料層。
在此實(shí)施例中，導(dǎo)電部件28由第一導(dǎo)電部件28a和第二導(dǎo)電部件28b構(gòu)成，前者有兩個(gè)連接于磁頭元件一個(gè)側(cè)面的線狀導(dǎo)體，因此對(duì)于其兩個(gè)側(cè)面總共有四個(gè)線狀導(dǎo)體，后者具有連接于致動(dòng)件22一個(gè)側(cè)面的線狀導(dǎo)體，因此對(duì)于其兩個(gè)側(cè)面總共有兩個(gè)線狀導(dǎo)體。
第一導(dǎo)電部件28a的線狀導(dǎo)體的一端電連接于磁頭元件連接墊29，該墊形成在彎曲件26的單獨(dú)分開的可自由活動(dòng)的部件26c上。該連接墊29用金焊球焊接于磁頭浮動(dòng)塊21的端子電極21a。第一導(dǎo)電部件28a的線狀導(dǎo)體的另一端電連接于連接外電路的外電路連接墊30。
第二導(dǎo)電部件28b線狀導(dǎo)體的一端電連接于致動(dòng)件連接墊31，該連接墊形成在彎曲件26舌片26a的絕緣層26b上。連接墊31分別連接于致動(dòng)件22的A道信號(hào)端子22b和B道信號(hào)端子22c。第二導(dǎo)電部件28b線狀導(dǎo)體的另一端連接于外電路連接墊30。
本發(fā)明HGA的結(jié)構(gòu)不限于上述結(jié)構(gòu)。另外，雖然未示出，但磁頭集成電路片可裝在懸掛架20的中間。
圖5示出圖1實(shí)施例中致動(dòng)件22的結(jié)構(gòu)，圖6示出致動(dòng)件22壓電元件部分的結(jié)構(gòu)，而圖7示出此致動(dòng)件22的移動(dòng)操作。
如圖5所示，致動(dòng)件22為平面的大體U字形，由固定于懸掛架的底座50(22a)和一對(duì)垂直伸出該底座50兩側(cè)端部的活動(dòng)臂51和52構(gòu)成。在活動(dòng)臂51和52的頂端部分上分別形成浮動(dòng)塊固定部分53和54，此固定部分分別固定在磁頭浮動(dòng)塊21的兩個(gè)側(cè)面上，使得浮動(dòng)塊被夾在浮動(dòng)塊固定部分53和54之間的空間中。該浮動(dòng)塊固定部分53和54之間的間隔稍小于磁頭浮動(dòng)塊的寬度，以便將其卡在中間。致動(dòng)件22的厚度被確定為等于或小于待固定的磁頭浮動(dòng)件的厚度，使得HGA總的厚度不會(huì)由于安裝致動(dòng)件而增加。相反，可以將致動(dòng)件22的厚度一直加厚到待固定的磁頭浮動(dòng)塊的厚度，這樣便可增加致動(dòng)件本身的強(qiáng)度而不增加HGA總的厚度。
使浮動(dòng)塊固定部分53和54向內(nèi)凸出，即向磁頭浮動(dòng)塊21凸出，使得只有這些部分53和54固定在磁頭浮動(dòng)塊21的兩側(cè)面上，并使得在活動(dòng)臂51、52的其余部分和磁頭浮動(dòng)塊21的側(cè)面之間形成空氣間隙。
活動(dòng)臂51和52由臂部件51a和52a以及分別形成在該臂部件51a和52a上的壓電元件51b和52b構(gòu)成。
致動(dòng)件22的底座50和臂部件51a、52a用彈性的燒結(jié)陶瓷例如ZrO2陶瓷作成一體。因?yàn)橹聞?dòng)件的主要部分由很難彎曲的彈性燒結(jié)陶瓷例如ZrO2陶瓷制作，所以可增加致動(dòng)件本身的抗震性。
如圖6所示，各個(gè)壓電元件51b和52b為多層結(jié)構(gòu)，用壓電材料層60、信號(hào)電極層61和接地(共用)電極層62交替疊置而成。將電壓加在信號(hào)電極層61和接地層62(共用層)之間時(shí)，該壓電材料層60將膨脹和收縮。壓電材料層60采用可通過反壓電效應(yīng)或電致伸縮效應(yīng)使其膨脹和收縮的材料制作。信號(hào)電極層61電連接于A道信號(hào)端子22b或B道信號(hào)端子22c，而接地(公共)電極層62電連接于接地端子(公用端子)22d或22e，如圖3和4所示。
在層60用壓電材料例如PZT(鈦鋯酸鉛)形成的情況下，這些壓電材料層一般地要被極化，以提高其位移特性。極化方向是壓電材料層60的疊層方向。當(dāng)在電極層之間加上電壓，并且產(chǎn)生電場(chǎng)的方向與極化方向相同時(shí)，在電極層之間的壓電材料將在其疊層方向膨脹(壓電縱效應(yīng))，并在材料層的平面方向收縮(壓電橫效應(yīng))。與此相反，當(dāng)產(chǎn)生的電場(chǎng)方向與極化方向相反時(shí)，在電極層之間壓電材料層將在其疊層方向收縮(壓電縱效應(yīng))，并在其平面方向膨脹(壓電模效應(yīng))。
如果將其極性可引起收縮或膨脹的電壓加在壓電元件51b或52b上，則壓電元件將響應(yīng)所加電壓的極性發(fā)生膨脹或收縮，由此使活動(dòng)臂51或52彎曲，形成圖7所示的S形，導(dǎo)致臂51或52發(fā)生側(cè)向線性位移。因而固定于致動(dòng)件22的磁頭浮動(dòng)塊21也發(fā)生側(cè)向線性位移。因?yàn)楦?dòng)塊位移，即進(jìn)行線性振動(dòng)而不擺動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，所以可期望得到更準(zhǔn)確地定位磁頭元件。
可以將引起相互反向運(yùn)動(dòng)的電壓同時(shí)加在壓電元件51b和52b上。換言之，可以在壓電元件51b和52b上同時(shí)加上AC電壓，使得當(dāng)一個(gè)壓電元件膨脹時(shí)另一壓電元件收縮，反之亦然。當(dāng)沒有電壓加在壓電元件上時(shí)活動(dòng)臂的振動(dòng)是居中的。
然而，壓電元件中的一個(gè)元件膨脹，因而驅(qū)動(dòng)電壓的方向相反于壓電材料層的極化方向。因此，如果所加電壓足夠高或連續(xù)加上電壓時(shí)便可能發(fā)生壓電材料層極化的衰減。因此需要在與極化方向相同的方向上將恒定的直流偏壓加在交流電壓上，以形成驅(qū)動(dòng)電壓，使得驅(qū)動(dòng)電壓的方向決不相反于壓電材料層的極化方向。當(dāng)只有偏壓加在壓電元件上時(shí)活動(dòng)臂的振動(dòng)是居中的。
在此說明中，壓電材料是通過反向壓電作用或電致伸縮作用可使其膨脹或收縮的材料。可以應(yīng)用任何適合作致動(dòng)件壓電元件的壓電材料。然而為得到極好的剛性，最好應(yīng)用壓電陶瓷材料例如PZT[Pb(Zr，Ti)O3]、PT(PbTiO3)、PLZT[(Pb，La)(Zr，Ti)O3]或鈦酸鋇(BaTiO3)如上所述，因?yàn)樵诖藢?shí)施例中的致動(dòng)件22固定在磁頭浮動(dòng)塊21的兩個(gè)側(cè)面上，使得浮動(dòng)塊21被卡在活動(dòng)臂51和52之間的空間中，所以即使固定致動(dòng)件22在磁頭浮動(dòng)塊四周的HGA的厚度也不增加。因此完全不需要因安裝致動(dòng)件而改變磁盤驅(qū)動(dòng)器的尺寸。另外，因?yàn)橹聞?dòng)件22和磁頭浮動(dòng)塊21不疊置形成懸臂結(jié)構(gòu)，所以可顯著改進(jìn)抗震性。再則，因?yàn)榇蓬^浮動(dòng)塊21被卡在活動(dòng)臂51、52之間，所以實(shí)際將位移傳送給浮動(dòng)塊21的活動(dòng)臂51和52的頂端部分總是位于浮動(dòng)塊21的頂端。因此即使磁頭浮動(dòng)塊21的尺寸改變也能向浮動(dòng)塊提供恒定行程，因而在準(zhǔn)確定位操作時(shí)總可以使磁頭獲得足夠沖程。
圖8、9、10a和10b示出本實(shí)施例中HGA的一部分制造工藝。
首先制備磁頭浮動(dòng)塊21和致動(dòng)件22。用已知制造方法制造磁頭浮動(dòng)塊21。例如制造致動(dòng)件的方法是，先形成具有圖5所示U形部分的長(zhǎng)方形管，即有三個(gè)側(cè)面，一個(gè)完全打開的側(cè)面，用燒結(jié)陶瓷例如ZrO2陶瓷制作，然后在該管的兩個(gè)側(cè)面上形成或印制具有圖6所示截面的連續(xù)壓電件，并根據(jù)預(yù)定間隔垂直于其軸線切開管子，分開成單個(gè)的致動(dòng)件架，并在各個(gè)分開的致動(dòng)件架上形成端子電極。
隨后如圖8所示，將磁頭浮動(dòng)塊21和致動(dòng)件22組裝在一起。首先在磁頭浮動(dòng)塊21的兩側(cè)面的一部分側(cè)面上涂上粘合劑80例如熱固性環(huán)氧樹脂系粘合劑。然后將浮動(dòng)塊放在平板81上，并插在也放在平板81上的致動(dòng)件22的活動(dòng)臂51和52之間。
致動(dòng)件22的活動(dòng)臂51和52之間的間距WA設(shè)定為稍小于磁頭浮動(dòng)塊的寬度Ws。因此磁頭浮動(dòng)塊21可以利用這些臂的擠壓力暫時(shí)固定在活動(dòng)臂51和52之間，而不用任何固定夾具。然后加熱固結(jié)粘合劑80，使浮動(dòng)塊21牢固地固定在活動(dòng)臂51和52上。
由此形成磁頭浮動(dòng)塊21和致動(dòng)件22的組件82。
因?yàn)榭梢栽谄桨迳线M(jìn)行磁頭浮動(dòng)塊21和致動(dòng)件22的組裝，所以浮動(dòng)塊和致動(dòng)件的準(zhǔn)直變得很容易，因而其組裝準(zhǔn)確度較高。另外，因?yàn)閼?yīng)用了固化性能極好的粘接劑(雖然需要較長(zhǎng)的固化時(shí)間)，所以可以獲得高質(zhì)量的磁頭浮動(dòng)塊21和致動(dòng)件22的組件82。
隨后如圖9所示，將磁頭浮動(dòng)塊21和致動(dòng)件22的組件82固定在懸掛架20的彎曲件26上。具體是，在舌片26a的絕緣層26b上以及彎曲件26的分開部分26c上分別涂上粘接劑90和91，并將組件82的致動(dòng)件底座22a(50)以及組件82的磁頭浮動(dòng)塊21的頂端部分分別粘接在絕緣層26b以及分開部分26c上。
接著如圖3和10a所示，利用低溫焊或含銀的環(huán)氧樹脂將致動(dòng)件22的A道和B道信號(hào)端子22b和22c(圖3)電連接于致動(dòng)件連接墊31。另外再利用低溫焊或含銀的環(huán)氧樹脂將致動(dòng)件22的接地(共用)端子電連接于接地(共用)連接墊100。如果用低溫焊連接，則可增加組件82和懸掛架的連接強(qiáng)度。
然后如圖3和10b所示，采用例如Au球焊將磁頭浮動(dòng)塊21的端子電極21a(圖3)電連接于磁頭元件連墊29。
因?yàn)榻M件82形狀簡(jiǎn)單，所以可利于一般的HGA組裝設(shè)備進(jìn)行上述粘接工藝以及組件82和懸掛架的電連接工藝，從而極大地提高了生產(chǎn)率和降低了成本。
圖11示意示出本發(fā)明另一實(shí)施例致動(dòng)件的結(jié)構(gòu)。
如圖所示，該致動(dòng)件為平的大體U字形，由固定于懸掛架的底座110以及一對(duì)垂直伸出該底座110兩側(cè)端部的活動(dòng)臂111和112構(gòu)成。在活動(dòng)臂111和112的頂端部分上分別形成固定于磁頭浮動(dòng)塊21兩個(gè)側(cè)面的浮動(dòng)塊固定部分113和114。
該浮動(dòng)塊固定部分113和114向內(nèi)凸出，即向磁頭浮動(dòng)塊21凸出，使得只有這些部分113和114固定在磁頭浮動(dòng)塊21的側(cè)表面上，并使得在活動(dòng)臂111和112的其余部分與磁頭浮動(dòng)塊21的兩個(gè)側(cè)表面之間形成空氣間隙。
活動(dòng)臂111和112由臂部件111a和112a以及分別在臂部件111a和112a的側(cè)面上形成的壓電元件111b和112b構(gòu)成。
致動(dòng)件的底座110以及臂部件111a和112a用彈性的燒結(jié)陶瓷例如ZrO2陶瓷作成一體。因?yàn)橹聞?dòng)件的主要部分由不易彎曲的彈性的燒結(jié)陶瓷例如二氧化鋯陶瓷制作，所以增加了致動(dòng)件本身的抗震性。
壓電元件111b和112b的結(jié)構(gòu)和操作與圖5所示致動(dòng)件的壓電元件相同。
在圖11所示的實(shí)施例中，在活動(dòng)臂111和112與底座110的連接部分的內(nèi)角上以及在活動(dòng)臂111和112與浮動(dòng)塊固定部分113和114相連接的內(nèi)角上形成角部增強(qiáng)件115～118，使得這些角部分具有平的形狀，形成鈍角，不象圖5所示致動(dòng)件的角部分那樣形成直角。該角部增強(qiáng)件115～118與底座110和臂部件111a和112a用同一燒結(jié)陶瓷作成一體。因此極大地提高了致動(dòng)件本身的抗震性能。
本實(shí)施例的其它結(jié)構(gòu)、操作和優(yōu)點(diǎn)與圖2所示的實(shí)施例相同。
圖12示意示出本發(fā)明再一實(shí)施例致動(dòng)件的結(jié)構(gòu)。
如圖所示，該致動(dòng)件為平的大體U字形，由固定于懸掛架的底座120以及一對(duì)垂直伸出該底座120兩側(cè)端部的活動(dòng)臂121和122構(gòu)成。在活動(dòng)臂121和122的頂端部分上分別形成固定于磁頭浮動(dòng)塊21兩個(gè)側(cè)面的浮動(dòng)塊固定部分123和124。
該浮動(dòng)塊固定部分123和123向內(nèi)凸出，即向磁頭浮動(dòng)塊21凸出，使得只有這些部分123和124固定在磁頭浮動(dòng)塊21的側(cè)表面上，并使得在活動(dòng)臂121和122的其余部分與磁頭浮動(dòng)塊21的兩個(gè)側(cè)表面之間形成空氣間隙。
活動(dòng)臂121和122由臂部件121a和122a以及分別在臂部件121a和122a的側(cè)面上形成的壓電元件121b和122b構(gòu)成。
致動(dòng)件的底座120以及臂部件121a和122a用彈性的燒結(jié)陶瓷例如ZrO2陶瓷作成一體。因?yàn)橹聞?dòng)件的主要部分由不易彎曲的彈性的燒結(jié)陶瓷例如二氧化鋯陶瓷制作，所以增加了致動(dòng)件本身的抗震性。
壓電元件121b和122b的結(jié)構(gòu)和操作與圖5所示致動(dòng)件的壓電元件相同。
在圖12所示的實(shí)施例中，在活動(dòng)臂121和122與底座120的連接部分的內(nèi)角上以及在活動(dòng)臂121和122與浮動(dòng)塊固定部分123和124相連接的內(nèi)角上形成角部增強(qiáng)件125～128，使得這些角部分具有圓滑的平面形狀、不像圖5所示致動(dòng)件的角部分那樣形成直角。該角部增強(qiáng)件125～128與底座120和臂部件121a和122a用同一燒結(jié)陶瓷作成一體。因此極大地提高了致動(dòng)件本身的抗震性能。
本實(shí)施例的其它結(jié)構(gòu)、操作和優(yōu)點(diǎn)與圖2所示的實(shí)施例相同。
圖13示意示出本發(fā)明又一實(shí)施例致動(dòng)件的結(jié)構(gòu)。
如圖所示，該致動(dòng)件為平的大體U字形，由固定于懸掛架的底座130以及一對(duì)垂直伸出該底座130兩側(cè)端部的活動(dòng)臂131和132構(gòu)成。在活動(dòng)臂131和132的頂端部分上分別形成固定于磁頭浮動(dòng)塊21兩個(gè)側(cè)面的浮動(dòng)塊固定部分133和134。
該浮動(dòng)塊固定部分133和134向內(nèi)凸出，即向磁頭浮動(dòng)塊21凸出，使得只有這些部分133和134固定在磁頭浮動(dòng)塊21的側(cè)表面上，并使得在活動(dòng)臂131和132的其余部分與磁頭浮動(dòng)塊21的兩個(gè)側(cè)表面之間形成空氣間隙。
活動(dòng)臂131和132由臂部件131a和132a以及分別在臂部件131a和132a的側(cè)面上形成的壓電元件131b和132b構(gòu)成。
致動(dòng)件的底座130以及臂部件131a和132a用彈性的燒結(jié)陶瓷例如ZrO2陶瓷作成一體。因?yàn)橹聞?dòng)件的主要部分由不易彎曲的彈性的燒結(jié)陶瓷例如二氧化鋯陶瓷制作，所以增加了致動(dòng)件本身的抗震性。
壓電元件131b和132b的結(jié)構(gòu)和操作與圖5所示致動(dòng)件的壓電元件相同。
在圖13所示的實(shí)施例中，在活動(dòng)臂131和132與底座130的連接部分的內(nèi)角上以及在活動(dòng)臂131和132與浮動(dòng)塊固定部分133和134相連接的內(nèi)角上額外形成環(huán)氧樹脂作的角部增強(qiáng)件135～138。因此極大地提高了致動(dòng)件本身的抗震性能。
本實(shí)施例的其它結(jié)構(gòu)、操作和優(yōu)點(diǎn)與圖2所示的實(shí)施例相同。
在上述實(shí)施例中詳細(xì)說明了用于薄膜磁頭元件的準(zhǔn)確定位致動(dòng)件以及具有這種致動(dòng)件的HGA。然而可以明顯看出，本發(fā)明適用于除薄膜磁頭元件以外的其它磁頭元件例如光盤頭元件的準(zhǔn)確定位致動(dòng)件以及具有這種致動(dòng)件的HGA。
可以形成很多本發(fā)明的很不相同的實(shí)施例而不超出本發(fā)明的精神和范圍。應(yīng)當(dāng)明白，除所附權(quán)利要求書確定的外，本發(fā)明不限于本說明書中說明的特定實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種固定到磁頭浮動(dòng)塊的準(zhǔn)確定位致動(dòng)件，該磁頭浮動(dòng)塊具有至少一個(gè)磁頭元件和支承件，該致動(dòng)件用于準(zhǔn)確定位上述至少一個(gè)磁頭元件，包括一對(duì)可響應(yīng)加于上述致動(dòng)件上的驅(qū)動(dòng)信號(hào)而進(jìn)行位移的活動(dòng)臂，用于將上述磁頭浮動(dòng)塊卡在上述活動(dòng)臂之間的空隙中。
2.如權(quán)利要求1所述的致動(dòng)件，其特征在于，上述致動(dòng)件還包括固定于上述支承件的底座，上述活動(dòng)臂從上述底座上伸出。
3.如權(quán)利要求2所述的致動(dòng)件，其特征在于，上述活動(dòng)臂的頂端部分具有分別固定于上述磁頭浮動(dòng)塊兩個(gè)側(cè)面的浮動(dòng)塊固定部分。
4.如權(quán)利要求3所述的致動(dòng)件，其特征在于，上述致動(dòng)件所具有的形狀使得在上述活動(dòng)臂和上述磁頭浮動(dòng)塊的兩個(gè)側(cè)面之間除上述浮動(dòng)塊固定部分的區(qū)域外分別形成空氣間隙。
5.如權(quán)利要求2所述的致動(dòng)件，其特征在于，上述底座用彈性的燒結(jié)陶瓷制作。
6.如權(quán)利要求5所述的致動(dòng)件，其特征在于，上述彈性燒結(jié)陶瓷是ZrO2陶瓷。
7.如權(quán)利要求2所述的致動(dòng)件，其特征在于，各個(gè)上述活動(dòng)臂包括用彈性燒結(jié)陶瓷作的臂部件以及形成在上述臂部件側(cè)面上的壓電元件。
8.如權(quán)利要求7所述的致動(dòng)件，其特征在于，上述彈性燒桔陶瓷是ZrO2陶瓷。
9.如權(quán)利要求2所述的致動(dòng)件，其特征在于，上述活動(dòng)臂被作成使得上述磁頭浮動(dòng)塊可響應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)而進(jìn)行線性橫性振動(dòng)。
10.如權(quán)利要求2所述的致動(dòng)件，其特征在于，在上述底座和上述活動(dòng)臂的連接部分上的內(nèi)角部分是平面鈍角形狀。
11.如權(quán)利要求2所述的致動(dòng)件，其特征在于，在上述底座和上述活動(dòng)臂的連接部分上的內(nèi)角部分具有圓滑的平面形狀。
12.如權(quán)利要求1所述的致動(dòng)件，其特征在于，上述致動(dòng)件具有大體平的U字形。
13.如權(quán)利要求1所述的致動(dòng)件，其特征在于，上述致動(dòng)件的厚度等于或小于被卡住的磁頭浮動(dòng)塊的厚度。
14.如權(quán)利要求1所述的致動(dòng)件，其特征在于，上述一對(duì)活動(dòng)臂之間的間距確定為稍小于被卡住的上述磁頭浮動(dòng)塊的寬度。
15.如權(quán)利要求1所述的致動(dòng)件，其特征在于，上述至少一個(gè)磁頭元件是至少一個(gè)薄膜磁頭元件。
16.一種磁頭萬向架組件，包括具有至少一個(gè)磁頭元件的磁頭浮動(dòng)塊、支承件和與上述磁頭浮動(dòng)塊及支承件固定在一起的用于準(zhǔn)確定位上述至少一個(gè)磁頭元件的準(zhǔn)確定位致動(dòng)件，上述致動(dòng)件包括一對(duì)可響應(yīng)加到該致動(dòng)件上的信號(hào)而進(jìn)行位移的活動(dòng)臂，上述磁頭浮動(dòng)塊卡在上述活動(dòng)臂之間的空間中。
17.如權(quán)利要求16所述的磁頭萬向架組件，其特征在于，該致動(dòng)件還包括固定于上述支承件的底座，上述活動(dòng)臂從上述底座伸出。
18.如權(quán)利要求17所述的磁頭萬向架組件，其特征在于，上述活動(dòng)臂的頂端部分上具有分別固定于上述磁頭浮動(dòng)塊兩側(cè)面的浮動(dòng)塊固定部分。
19.如權(quán)利要求18所述的磁頭萬向架組件，其特征在于，上述致動(dòng)件的形狀使得在上述活動(dòng)臂和上述磁頭浮動(dòng)塊之間除上述浮動(dòng)塊固定部分之外的地方分別形成空氣間隙。
20.如權(quán)利要求17所述的磁頭萬向架組件，其特征在于，上述底座用彈性燒結(jié)陶瓷制作。
21.如權(quán)利要求20所述的磁頭萬向架組件，該彈性燒結(jié)陶瓷是ZrO2陶瓷。
22.如權(quán)利要求17所述的磁頭萬向架組件，其特征在于，各個(gè)上述活動(dòng)臂包括用彈性燒結(jié)陶瓷作的臂部件以及形成在上述臂部件側(cè)表面上的壓電元件。
23.如權(quán)利要求22所述的磁頭萬向架組件，其特征在于，上述彈性燒結(jié)陶瓷是ZrO2陶瓷。
24.如權(quán)利要求17所述的磁頭萬向架組件，其特征在于，上述活動(dòng)臂的結(jié)構(gòu)使得上述磁頭浮動(dòng)塊可響應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行線性橫向振動(dòng)。
25.如權(quán)利要求17所述的磁頭萬向架組件，其特征在于，上述底座和上述活動(dòng)臂之間連接部分的內(nèi)角部分具有平的鈍角形狀。
26.如權(quán)利要求17所述的磁頭萬向架組件，其特征在于，上述底座和上述活動(dòng)臂的連接部分的內(nèi)角部分為平的圓滑形狀。
27.如權(quán)利要求16所述的磁頭萬向架組件，其特征在于，上述致動(dòng)件為平的大體U字形。
28.如權(quán)利要求16所述的磁頭萬向架組件，其特征在于，上述致動(dòng)件的厚度等于或小于上述磁頭浮動(dòng)塊的厚度。
29.如權(quán)利要求16所述的磁頭浮動(dòng)塊組件，其特征在于，上述一對(duì)活動(dòng)臂之間的間距定為稍小于上述磁頭浮動(dòng)塊的寬度。
30.如權(quán)利要求16所述的磁頭萬向架組件，其特征在于，上述至少一個(gè)磁頭元件是至少一個(gè)薄膜磁頭元件。
31.如權(quán)利要求16所述的磁頭萬向架組件，其特征在于，上述致動(dòng)件的上述活動(dòng)臂和上述磁頭浮動(dòng)塊用粘接劑固定在一起。
32.如權(quán)利要求16所述的磁頭萬向架組件，其特性在于，上述致動(dòng)件和上述支承件用粘接劑和低溫焊固定在一起。
33.一種磁盤驅(qū)動(dòng)器，具有至少一個(gè)磁頭萬向架組件，該組件包括具有至少一個(gè)磁頭元件的磁頭浮動(dòng)塊、支承架以及與上述磁頭浮動(dòng)塊和上述支承件固定在一起的用于準(zhǔn)確定位上述至少一個(gè)磁頭元件的準(zhǔn)確定位致動(dòng)件，上述致動(dòng)件包括一對(duì)可響應(yīng)加在其上驅(qū)動(dòng)信號(hào)而進(jìn)行位移的活動(dòng)臂，上述磁頭浮動(dòng)塊卡在上述活動(dòng)臂之間的空間中。
34.一種制造磁頭萬向架組件的方法，包括以下步驟制備準(zhǔn)確定位致動(dòng)件，該致動(dòng)件具有一對(duì)可響應(yīng)加在其上驅(qū)動(dòng)信號(hào)而進(jìn)行位移的活動(dòng)臂；將具有至少一個(gè)磁頭元件的磁頭浮動(dòng)塊卡在上述致動(dòng)件的上述活動(dòng)臂之間的空間中；將上述致動(dòng)件與上述卡住的磁頭浮動(dòng)塊固定在上述支承件上。
35.如權(quán)利要求34所述的制造方法，其特征在于，上述卡住步驟包括用粘接劑將上述磁頭浮動(dòng)塊固定在上述活動(dòng)臂之間。
36.如權(quán)利要求35所述的制造方法，其特征在于，上述一對(duì)活動(dòng)臂之間的間距稍小于要被卡住的上述磁頭浮動(dòng)塊的寬度；上述卡住步驟包括用上述活動(dòng)臂的夾緊力暫時(shí)地將上述磁頭浮動(dòng)塊固定在上述活動(dòng)臂之間。
37.如權(quán)利要求36所述的制造方法，其特征在于，上述卡住步驟包括在暫時(shí)固定之后加熱固化粘合劑而使上述磁頭浮動(dòng)塊牢固固定于上述活動(dòng)臂。
38.如權(quán)利要求34所述的制造方法，其特征在于，上述固定步驟包括用粘接劑或低溫焊將上述致動(dòng)件固定于上述支承件。
全文摘要
一種準(zhǔn)確定位致動(dòng)件,與具有至少一個(gè)磁頭元件的磁頭浮動(dòng)塊和支承件固定在一起,用于準(zhǔn)確定位該至少一個(gè)磁頭元件,該致動(dòng)件包括一對(duì)活動(dòng)臂,該活動(dòng)臂可響應(yīng)加在致動(dòng)件上的驅(qū)動(dòng)信號(hào)而進(jìn)行位移。該磁頭浮動(dòng)塊卡在活動(dòng)臂之間的空間中。
文檔編號(hào)G11B5/55GK1347078SQ0112581
公開日2002年5月1日 申請(qǐng)日期2001年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月24日
發(fā)明者白石一雅, 笠島多聞 申請(qǐng)人:Tdk株式會(huì)社