專利名稱：低成本的磁頭萬向節組件的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及用于多片磁盤驅動器的一低成本磁頭萬向節組件。更具體地說，本發明涉及一磁頭萬向節組件，其帶有一體形成至臂組件的一電氣/機械附連裝置和在彈性部分上的一剛性板以設定系統狀態。
背景技術：
一般來說，一磁盤驅動器包括一磁盤和一磁讀/寫頭。當磁盤旋轉時，磁讀/寫頭在磁盤上的環形磁道上讀取和寫入磁信號。讀/寫磁頭通常安裝在一安裝至一懸架或加載橫梁的滑動件上。加載橫梁偏壓滑動件朝向旋轉磁盤的表面。該偏壓有時稱作“預加載”。加載橫梁附連至一致動器的致動器臂，其在操作期間，在旋轉盤上移動讀/寫磁頭。
在一高容量的磁盤驅動器內，垂直地層疊設置的多個雙面磁盤由每一附連至安裝至加載橫梁的滑動件的多讀/寫磁頭讀取和寫入。在一高容量磁盤驅動器內，一單個致動器臂一般控制一對加載橫梁，每一對加載橫梁設置在層疊的鄰近磁盤之間，這樣一對中的第一讀/寫磁頭朝向一磁盤的底部偏壓，而第二讀/寫磁頭朝向另一磁盤的頂部偏壓。
一典型的現有技術的懸架由金屬制成，其彎曲以偏壓滑動件朝向磁盤表面。預加載彈性區域給予組件z高度剛度。懸架一般附連至通過型鍛的臂組件。換而言之，在組裝過程中，一球和十字形用來在附連區域將懸架材料塑性變形至臂內。最后，在懸架形成的電氣通道在一單獨的過程中通過電線附連至在致動器臂上的電氣連接器，以完成組裝過程。
由于磁盤驅動器工業技術的進步，磁盤驅動器組件的每一元件變得愈加一體化，空間和組件成本受到高度重視。線路與致動器臂和磁盤驅動器的其它機械元件愈加地一體形成。要求一體形成機械連接與電氣連接，以提供一較簡單、價廉的磁頭萬向節組件。
發明內容
低成本的磁頭萬向節組件具有一帶有一附連區域，一彈性區域和一萬向節的基底。基底具有形成在一表面上的一彎曲纜線和電氣通道，其從附連區域橫跨彈性區域延伸至基底的萬向節上。設置在附連區域內的焊點可機械地和電氣地連接基底至致動器臂。電氣引線電氣地連接焊點至彎曲纜線。一剛性板附著或粘結至附連區域和彈性區域之間的基底。剛性板彎曲以達到要求的Z高度，并給予組件預加載。
附圖的簡要說明
圖1是包括一現有技術的致動器組件和一加載橫梁的一磁盤驅動器的立體圖；圖2是現有技術的一致動器組件的立體圖；圖3是本發明的加載橫梁的立體圖；圖4是本發明的彎曲磁頭萬向節組件形成Z高度前的側視圖；圖5是本發明的彎曲磁頭萬向節組件形成Z高度后的側視圖；圖6是圖3的加載橫梁和致動器臂之間的電氣/機械附連的后視圖。
具體實施例方式
圖1是包括一用來在磁盤16的磁道14上定位一滑動件12的致動組件的現有技術磁盤驅動器10的立體圖。磁盤驅動器10包括一音圈電機(VCM)18，其設置成轉動圍繞軸線22的心軸上的一致動器臂20。一加載橫梁24在一磁頭安裝塊26處連接至致動器臂20。萬向節28連接至加載橫梁24的一端，而滑動件12連至萬向節28。滑動件12攜帶一傳感器頭(圖1中未示出)，其用來在磁盤16的同心諸磁道14上讀取和/或寫入數據。磁盤16繞一軸線30旋轉，產生一空氣流體動力層，其將滑動件12保持在離磁盤16的表面上方一小的距離處。圖1示出一具有多層旋轉磁盤16的高容量磁盤驅動器。磁盤驅動器對每一磁盤16具有一上和下致動組件，其中下致動組件以虛線示出。
圖2是用于在磁盤16的磁道14上定位滑動件12的現有技術的致動組件32的立體圖。致動組件32包括相同的一上組件32A和一下組件32B。上組件32A和下組件32B都具有一致動器臂20，加載橫梁24在磁頭安裝塊26上連接至致動器臂20。萬向節28連接至加載橫梁24的一端，而滑動件12連接至萬向節28。由上組件32A支承的滑動件12從磁盤16的上表面讀取和寫入數據。位于下組件32B上的滑動件12從磁盤16的下表面讀取和寫入數據。
圖3是用于連接滑動件12至致動器臂20(圖1和2中)的本發明的彎曲磁頭萬向節組件34的立體圖。在本發明中，彎曲磁頭萬向節組件34由聚合物材料制成。事實上，組件34取代了加載橫梁24、滑動件12和萬向節28(在圖1和2中)。組件34包括一附連區域36，一彈性區域38和一一體形成的萬向節40。附連區域36包括經電氣引線44連接至沿組件34的長度設置的彎曲纜線46的焊點42。彈性部分38包括彎曲纜線46和電氣通道48。一厚而剛性的板50設置在基底52上的彈性部分38和附連部分36之間。一體形成的萬向節40包括從彈性部分的電氣通道48延伸至滑動件56(以虛線示出)的電氣引線54。
一般來說，焊點42提供致動器臂20和組件34之間的機械和電氣附連。在現有技術中，致動器臂20和加載橫梁24之間的結合不依賴于電氣連接，因此需要兩獨立的裝配步驟。在本發明中，通過使用焊點42建立致動器臂20和組件34之間的機械結合和電氣連接，將組裝過程簡單化。此外，因為引線44可蝕刻至組件34上，無需額外的電線來建立電氣連接，由此，減少用于磁頭萬向節組件34所需的零件數量。另外，通過減少零件數量，減少組件34的整體重量，這可改進系統內的整體共振。
剛性(且厚)板50代替現有技術懸架形成的彈性區域。剛性板50可結合或設置在組件34的基底52上。接著，剛性板50彎曲以設定組件34的狀態或方位，且尤其是設定組件34的彈性部分38的狀態或方位。事實上，剛性板50變成加載橫梁，彈性部分38建立和提供預加載。通過變形剛性板50(如圖5中50’所示)以達到所要求的Z高度(和方位)，讀/寫磁頭在磁盤上的加載使彈性部分38給予所要求的預加載。
一般來說，剛性板50定位在基底52(在附連區域36和彈性部分38之間)的一彈性區域內。剛性板50可由與基底52相同或不同的材料制成。更確切地說，剛性板50可由聚合物材料(諸如，聚酰胺)、金屬、玻璃或其它堅固得足以維持基礎基底52內形成的彎曲的材料制成。通常，基底52的厚度和材料屬性確定用于剛性板50維持基底52內的彎曲的要求。在某些例子中，僅通過設置一與基底相同材料的板就可維持基底52的彎曲。在該例子中，剛性板50可位于沿基底在具有一比基底52的其余部分相對較大厚度的位置。在其它例子中，剛性板50可以不同的材料制成(諸如，金屬)。不考慮用來形成剛性板50的材料，在剛性板50位置的組件34的相對厚度大于基底52自身的厚度。
在本技術領域內的熟練人士應該認識到，剛性板50的厚度取決于基底52的剛度和選擇來形成剛性板50的材料。此外，本技術領域內的熟練人士應該認識到，剛性板50必須足夠厚和剛以維持基底52的彎曲。另外，應該認識到，剛性板50可延伸至附連區域36或彈性部分38內，以進一步加強基底52，只要剛性板相對組件34的縱向軸線對稱。一般來說，剛性板50可以是任何厚度和由任何材料制成，只要剛性板50可變形以彎曲基底52至合適的Z高度，且只要剛性板50足夠厚和剛以維持基底52的彎曲。
在圖3所示的實施例中，剛性板50由不銹鋼制成，設置在聚酰亞胺基底52上的彈性區域內。不銹鋼板50設置的厚度足以允許剛性板50彎曲而不會斷裂。此外，厚板50設置在基底52的足夠的表面區域上，且相對基底52的厚度設置足夠的厚度以維持彎曲，這樣，剛性板50可將基底52保持在要求的Z高度。
通過經彈性部分38提供預加載，本發明在以前的結構上簡化組件34。更確切地說，消除沿彈性區域長度的加固桿和各種其它元件。因為組件34的整體結構由一聚合物材料制成，所以制造整個組件34成本可非常合算。另外，加固板50可僅僅附加在彈性區域，以允許聚合物的彈性部分38直接地提供預加載。
最后，電氣引線54連接彈性部分38至一體形成的萬向節40，其依次又經滑動件56(以虛線示出)電氣地連接至讀/寫磁頭。
圖4示出本發明的彎曲磁頭萬向節組件34形成Z高度前的側視圖。如圖所示，附連部分36包括焊點42。在附連部分36和彈性部分38之間，剛性板50設置在基底52上。連同附連的滑動件56示出一體形成的萬向節40。
圖5示出本發明的彎曲磁頭萬向節組件34形成Z高度后的側視圖。如圖所示，在附連部分36和彈性部分38之間，剛性板50’已彎曲，設定組件34要求的Z高度和方位，更確切地說，是建立預加載的彈性部分38的方位。隨后，在磁盤驅動器10的旋轉磁盤16上的滑動件56上的讀寫磁頭的加載給予彈性部分38上的預加載。
圖6示出致動器臂20和本發明的彎曲磁頭萬向節組件34之間的附連的側視圖。彈性部分38與附連的滑動件56一樣以虛線示出。焊點42提供臂20和組件34之間的電氣的和機械的連接，減少裝配步驟數和零件數量，因此，簡化組裝過程和減少生產的總體成本。
一般來說，本發明設計用于任何現有的磁盤驅動器系統；然而，組件34設計用于具有集成電路的臂20。組件34特別設計用于由低制造和裝配成本以及電子集成的印刷電路板(PCB)制成的致動器臂20。在“型鍛”區域(即，附連部分36)的焊點確保機械的附連和電氣的互連。
盡管剛性板50顯示出僅僅沿基底的一小部分延伸，但是，板50可延伸至附連部分36內以加強附連部分36。
通過將彈性部分38延伸至傳統的致動器臂20的底板26和通過使用一粘合劑將彈性部分38直接地固定至底板26，焊點42可容易地與傳統的懸架設計一體形成。這樣，焊點可機械地和電氣地將磁頭萬向節組件34固定至臂20。臂20可如同杰克遜驅動器或帶有電氣通道的傳統的金屬設計的例子由PCB制成。
一般來說，基底52可由一聚合物材料制成，特別是聚酰亞胺材料。通過使用聚酰亞胺材料生產基底52，總體的生產成本降低是顯著的。剛性板50可由與基底52相同的或不同的材料制成。剛性板50增加基底52的厚度。剛性板50的厚度可按照基底52的彎曲特性變化。換而言之，如果基底材料不易于彎曲，那么剛性板50的厚度可在制造過程中按照需要調整，以給予在基底材料上的永久的Z高度。
在本發明中，可形成和蝕刻基底52以建立在平坦表面上的電氣通道48和彎曲纜線46。剛性板50可在同時或事后結合或設置在平坦基底52上。基底52可在剛性板50的區域彎曲，這樣，剛性板50保持彎曲，并將彈性部分38和一體形成的萬向節40保持在永久的Z高度和適當的方位。彈性部分38提供預加載。最后，組件34和致動器臂20之間的電氣和機械連接可在一單一焊接過程形成，簡化裝配過程和消除不必要的電線。
雖然本發明參照較佳的實施例作了描述，但是本技術領域內的熟練人士應該認識到，在不離開本發明的精神和范圍的情況下，可對本發明的形式和細節作改變。
權利要求
1.一用于機械地和電氣地連接帶有支承接近旋轉磁盤的一讀/寫磁頭的滑動件的致動器臂的組件，滑動件定位在萬向節上，該組件包括一聚合物基底，其具有一附連區域，一彈性區域和一萬向節，基底具有形成在一表面上的、從附連區域橫跨彈性區域延伸并至基底的萬向節上的一彎曲纜線和電氣通道；以及電氣引線，從焊點延伸至彎曲纜線以電氣地連接基底至致動器臂。
2.如權利要求1所述的組件，其特征在于，還包括設置在用于機械地附連基底至致動器臂的附連區域內的焊點。
3.如權利要求1所述的組件，其特征在于，還包括設置在附連區域和彈性區域之間的基底上的一厚而剛的板。
4.如權利要求3所述的組件，其特征在于，厚而剛的板在彎曲纜線的加工過程中設置。
5.如權利要求1所述的組件，其特征在于，萬向節與彈性區域一體形成，這樣組件以相同材料塊制成。
6.一制作彎曲磁頭萬向節組件的方法，其包括制作一具有一附連區域、一彈性區域和一萬向節的懸架；在懸架上制作彎曲纜線和電氣通道，彎曲纜線從附連區域延伸至萬向節；結合一剛性板至附連區域和彈性區域之間的懸架上；結合滑動件至萬向節；以及在附連區域處焊接懸架至一致動器臂。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，制作和結合的步驟同步進行。
8.如權利要求6所述的方法，其特征在于，制作彎曲纜線和電氣通道包括在基底上蝕刻彎曲纜線和電氣通道；在附連區域上設置焊點；以及從焊點蝕刻電氣引線至彎曲纜線。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，焊接步驟機械地附連基底至致動器臂，并通過焊點電氣地連接基底至致動器臂。
10.如權利要求6所述的方法，其特征在于，還包括變形剛性板以實現在磁盤驅動器內一旋轉的磁盤上的滑動件的要求的Z高度。
11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，預加載由剛性板提供。
12.如權利要求6所述的方法，其特征在于，基底是聚酰亞胺材料。
13.一制作彎曲磁頭萬向節組件的方法，其包括制作一具有一附連區域、一彈性區域和一萬向節的懸架；在懸架上蝕刻彎曲纜線和電氣通道，彎曲纜線從附連區域延伸至萬向節；在懸架上設置一剛性板；結合滑動件至萬向節；在附連區域上設置焊點；以及在焊點處機械地和電氣地連接懸架至致動器臂。
14.如權利要求13所述的方法，其特征在于，還包括彎曲基底橫跨剛性板，以實現相對于磁盤驅動器的旋轉磁盤的滑動件要求的Z高度。
15.如權利要求14所述的方法，其特征在于，彎曲的步驟包括在剛性板處永久地變形基底。
16.如權利要求14所述的方法，其特征在于，彎曲的步驟包括給予一預加載至彈性部分。
17.如權利要求13所述的方法，其特征在于，懸架是聚酰亞胺材料。
18.如權利要求17所述的方法，其特征在于，剛性板延伸至附連區域內以加強附連區域。
19.如權利要求13所述的方法，其特征在于，萬向節與彈性區域一體形成。
20.如權利要求13所述的方法，其特征在于，蝕刻的步驟還包括從焊點蝕刻電氣引線至彎曲纜線。
21.一附加裝置，用于機械地和電氣地連接一致動器臂，致動器臂具有電氣引線并帶有支承接近旋轉的磁盤的讀/寫磁頭的滑動件，滑動件定位在一附連至一具有一集成電路的加載臂的萬向節上，附加裝置包括焊點設置在一加載臂上，其用于機械地和電氣地附連致動器臂的電氣引線至加載臂的集成電路上。
22.如權利要求21所述的組件，其特征在于，還包括一厚而剛性的板設置在加載臂上，以將一Z高度的剛度賦予一基底，這樣，基底提供一預加載。
23.如權利要求22所述的組件，其特征在于，厚而剛性的板在彎曲纜線的制作過程中設置。
24.如權利要求21所述的組件，其特征在于，萬向節與加載臂一體形成，這樣，組件由相同的材料塊制作。
25.如權利要求21所述的組件，其特征在于，加載臂和萬向節由聚合物材料制成。
全文摘要
一低成本的彎曲磁頭萬向節組件具有一基底，其帶有一附連區域、一彈性區域和一一體形成的萬向節。彎曲磁頭萬向節組件經在附連區域的焊點電氣地和機械地連至一致動器臂。一剛性板附連至在附連區域和彈性區域之間的基底。一彎曲纜線和電氣通道從附連區域橫跨彈性區域延伸至萬向節。電氣引線從焊點延伸至彎曲纜線。基底在剛性板處彎曲以實現要求的Z高度，并給予組件預加載。
文檔編號G11B5/48GK1487502SQ03154048
公開日2004年4月7日 申請日期2003年8月13日 優先權日2002年10月2日
發明者Z·－E·布塔戈, Z -E 布塔戈 申請人:西加特技術有限責任公司