具有接地到撓曲件的微致動器的懸浮組件的制作方法

專利名稱：具有接地到撓曲件的微致動器的懸浮組件的制作方法
技術領域：
背景技術：
信息存儲裝置在計算機或者其它消費者電子裝置中用于檢索和/或存儲數據。磁硬盤驅動器是信息存儲裝置的示例，包括能夠讀和寫的一個或者多個磁頭，但是其它信息存儲裝置也可以包括磁頭一有時包括不能寫的磁頭。為了方便，能夠讀的所有磁頭在此被稱為“讀取磁頭”，而不考慮其它裝置和讀取磁頭還能夠執行的功能(例如寫入、飛行高度控制、接觸檢測(touch down detection)、搭接控制等)。在現代硬磁盤驅動裝置中，每個讀取磁頭是磁頭萬向架組件(HGA)的子部件。讀取磁頭通常包括滑塊和讀/寫換能器。讀/寫換能器通常包括磁阻讀取元件(例如，所謂的巨磁阻讀取元件或者穿隧磁阻讀取元件)和感應式寫入結構，該寫入結構包括通過光刻沉積的平坦線圈和具有朝向磁盤介質的極尖的磁軛結構。HGA通常還包括懸浮組件，其包括安裝板、載荷梁和層壓撓曲件，其承載去往和來自讀取磁頭的電信號。讀取磁頭通常結合到層壓撓曲件的舌頭部件。進而，HGA是通常包括多個HGA、旋轉致動器和柔性電纜的磁頭堆疊組件(HSA)的子部件。每個懸浮組件的安裝板附接到旋轉致動器的臂(例如通過鍛造)，并且每個層壓撓曲件包括電連接到HAS的柔性電纜的撓曲件尾部(例如通過焊接結合)。現代層壓撓曲件通常包括通過聚酰亞胺電介質層與不銹鋼支撐層隔離的導電銅軌跡。使得來自/去往磁頭的信號能夠到達致動器主體上的柔性電纜，每個HGA撓曲件包括撓曲件尾部，其沿著致動器臂延伸遠離磁頭并且最終附接到鄰近致動器主體的柔性電纜。 也就是，撓曲件包括導電軌跡，其電連接到磁頭上的多個導電焊盤，并且從鄰近磁頭延伸以終止于撓曲件尾部處的電連接點。HSA相對于磁盤驅動器中旋轉磁盤的位置以及因此讀取磁頭相對于磁盤上的數據軌道的位置由旋轉致動器主動地控制，該旋轉致動器通常由音圈電機(VCM)驅動。具體地， 通過VCM的線圈傳導的電流向旋轉致動器施加扭矩，使得讀取磁頭能夠尋找和跟隨旋轉磁盤上的期望的數據軌道。然而，朝著增加面積數據密度的工業趨勢需要極大地減小磁盤上數據軌道之間的間距。而且，磁盤驅動器性能要求，尤其是有關訪問期望數據所需的時間的要求，不允許減小磁盤的旋轉速度。事實上，對于許多磁盤驅動器應用，旋轉速度已經明顯增加。這些趨勢的結果是需要增加帶寬，用于伺服控制讀取磁頭相對于旋轉磁盤上的數據軌道的位置。本領域中已經提出的、增加磁盤驅動器伺服帶寬的一種解決方案是雙級致動 (dual-stage actuation)。在雙級致動的概念下，由VCM驅動的旋轉致動器被用作粗致動器(用于HAS相對于磁盤的位置的大調整)，而具有較大帶寬但是具有較小沖程(stroke) 的所謂的“微致動器”被用作細致動器(用于讀取磁頭位置的較小調整)。本領域中已經提出各種微致動器設計用于磁盤驅動器應用中的雙級致動。這些設計中的某些使用一個或多個壓電微致動器，其附著于懸浮組件的不銹鋼部件(例如，安裝板或其延伸件，和/或載荷梁或其延伸件，和/或將安裝板連接到載荷梁的中間不銹鋼元件)然而，如果微致動器電連接到懸浮組件的不銹鋼表面(例如用于接地)，則電化學反應可能造成在連接位置的不銹鋼上產生氧化層。氧化層可能是絕緣的，因而干擾期望的導電性，并且會由于熱和濕狀態而加劇。隨著時間的流逝，微致動器對施加信號的期望響應可能變小，導致信息存儲裝置的性能降低或者受損和/或數據丟失。因此，信息處理裝置領域中需要通過改進微致動器的接地來提高與微致動器的集成的懸浮組件設計。


圖1是能夠包括本發明的實施例的磁盤驅動器的頂視圖。圖2是磁頭萬向架組件(HGA)的底部透視圖。圖3是根據本發明的一個實施例的HGA的一部分的頂視圖。圖4是根據本發明的一個實施例的HGA的一部分的底視圖。圖5是例示根據本發明的一個實施例的穿過安裝板并且穿過撓曲件的孔延伸以接地到撓曲件的環氧樹脂的截面圖。圖6是例示根據本發明的一個實施例的穿過撓曲件延伸以接地到撓曲件的環氧樹脂的截面圖。圖7是例示根據本發明的一個實施例的延伸穿過安裝板并且到撓曲件的環氧樹脂的截面圖，并且特別例示了空氣間隙。圖8是根據本發明的一個實施例的包括空氣間隙的撓曲件金屬層的示意圖。圖9是根據本發明的一個實施例的包括空氣間隙的載荷梁的底部的示意圖。
具體實施例方式圖1是能夠包括本發明的一個實施例的磁盤驅動器100的頂視圖。磁盤驅動器100 包括磁盤驅動器基座102。磁盤驅動器100還包括可旋轉地安裝在磁盤驅動器基座102上的樞軸106，其用于旋轉安裝在樞軸106上的磁盤104。磁盤104的旋轉建立穿過可選的循環過濾器108的空氣流。在某些實施例中，磁盤驅動器100可以只有單個磁盤104，或者替換地，有兩個或者更多個磁盤。磁盤驅動器100還包括可旋轉地安裝在磁盤驅動器基座102上的旋轉粗致動器 110。旋轉粗致動器110包括支撐磁頭萬向架組件(HGA) 118的致動器臂114。音圈馬達112 通過有限角度的范圍旋轉致動器110，使得HGA 118可以期望地相對磁盤104上的一個或者更多信息磁軌進行定位。優選地，磁盤驅動器100的每個磁盤表面將包括一個HGA 118，但是也考慮使用較少HGA的低密度(cbpopulated)磁盤驅動器。在非工作狀態下，HGA可以擱置在斜面120上，例如避免與不旋轉的磁盤104接觸。去往/來自HGA 118的電信號被承載到其它驅動器電子裝置，部分經過柔性電纜(未示出)和柔性電纜架116。圖2是HGA 200的底部透視圖。再參照圖2，HGA 200包括載荷梁(load beam) 202 和用于從磁盤(例如磁盤104)讀取數據以及向其寫入數據的讀取磁頭210。讀取磁頭210 包括具有空氣承載表面(標記210指向該表面)和相對的頂表面(圖2視圖中不可見)的滑塊基底。滑塊基底優選包括AlTiC，但是也可以使用其它陶瓷制品或者硅。讀取磁頭210的滑塊基底還包括拖尾面(trailing face) 212，該拖尾面包括讀取/寫入換能器(太小而不能在圖2的視圖中實際顯示，但是布置在拖尾面212上)。在某些實施例中，讀取/寫入換能器優選為與磁阻讀取換能器合并的感應式磁寫入換能器。載荷梁202的用途是向讀取磁頭210提供有限的垂直順性以在磁盤(例如，圖1的磁盤104)旋轉時跟隨磁盤表面的垂直波動，以及利用通常稱為“克載荷(gram load) ”的預載力將讀取磁頭210的空氣承載表面相對磁盤表面進行預加載。在圖2的實施例中，HGA 200還包括附連到載荷梁202的層壓撓曲件(laminated flexure) 204o層壓撓曲件204包括具有讀取磁頭接合表面的舌狀部件206。磁頭210附連到層壓撓曲件204的舌狀部件206的讀取磁頭接合表面。由于讀取磁頭210部分地遮擋舌狀部件206，因此舌狀部件206的僅僅一部分在圖2的視圖中可見。層壓撓曲件204的第一個用途是向磁頭210提供順性以在磁盤(例如，磁盤104)旋轉時跟隨磁盤表面的俯仰和側滾角(pitch and roll angular)波動，同時限制讀取磁頭210和載荷梁202之間在橫向方向和繞著偏航軸的相對運動。層壓撓曲件204的第二個用途是提供多個電路徑以幫助去往 /來自讀取磁頭210的信號傳輸。對于第二個用途，層壓撓曲件204包括在層壓撓曲件204 的導電(例如，銅)子層中限定的多個導電軌跡218。導電軌跡218與支撐層(例如，不銹鋼)通過電介質層(例如，聚酰亞胺)隔開。在圖2的實施例中，載荷梁202包括鉸鏈板222和224，并且經鉸鏈板222和2M 以及微致動器安裝結構300附連到安裝板220。這些部件可以由不銹鋼制成，并且例如可以通過多個點焊將它們彼此附連。替換地，載荷梁202可以具有整體鉸鏈板區域而不使用單獨的鉸鏈板部件組裝，從而載荷梁202及其鉸鏈板將是具有材料連續性的單個部件。在另一替換中，微致動器安裝結構300也可以是安裝板220的整體元件。具有鉸鏈板222、224(如果存在)的載荷梁202、微致動器安裝結構300和安裝板 220可以一起稱為“懸浮組件”。由此，安裝板220還可以稱為懸浮組件安裝板220。在某些優選實施例中，懸浮組件安裝板220包括鍛造凸臺(swage boss) 2 以幫助懸浮組件附連到致動器臂(例如，致動器臂114)。在該情況下，懸浮組件安裝板220還可以稱為“鍛造安裝板”。請注意，在層壓撓曲件204被附連到載荷梁202之后，層壓撓曲件204可以視為也屬于“懸浮組件”。圖3是根據本發明的一個實施例的HGA的一部分的頂視圖。HGA的懸浮組件300 包括安裝板304。安裝板304可以包括鍛造臺305以幫助將安裝板懸浮組件附接到致動器臂(例如致動器臂114)。安裝板304可以具有從安裝板304的頂部307延伸到安裝板的底部的貫穿孔306。如將所述的，在一個實施例中，微致動器安裝結構(340、342)形成在安裝板304中并且微致動器(312、313)可以安裝在微致動器安裝結構304中。環氧樹脂3 可以安裝到微致動器并且可以延伸通過貫穿孔306以結合到撓曲件，其中環氧樹脂3 延伸通過撓曲件的開口到撓曲件的接地軌跡，使得微致動器被接地到撓曲件。具體地，安裝板304可以包括一對大致方形微致動器安裝結構340和342，其在安裝板304中形成。微致動器312和313可以各自分別安裝在微致動器安裝結構340和342 中。如本領域已知，微致動器通常用于定位讀取磁頭。此外，環氧樹脂329的環氧樹脂線 330和332可以各自結合到微致動器并且可以延伸通過貫穿孔306以結合到撓曲件，其中環氧樹脂3 延伸通過撓曲件的開口到撓曲件的鍍金接地軌跡，使得微致動器接地到撓曲件。本領域技術人員應理解，可以將單個微致動器安裝到安裝板，可以將一對微致動器安裝到安裝板，或者可以將任意適當數量的微致動器安裝到安裝板。參照圖4，其為根據本發明的一個實施例的HGA的一部分的底視圖，貫穿孔306從安裝板304的頂部307延伸到安裝板304的底部309。此外，從安裝板304的底部309可見，撓曲件204附接到安裝板304的底部309并且撓曲件204耦合到微致動器312和313。 如下文更詳細地描述，撓曲件204可以包括金屬層、絕緣體層、包括接地軌跡的軌跡層、以及開口，其中所述開口延伸通過所述金屬層和絕緣體層到撓曲件的鍍金接地軌跡。由此，在一個實施例中，環氧樹脂329的一對環氧樹脂線330和332可以被結合到微致動器312和313并且可以延伸通過貫穿孔306以結合到撓曲件204。具體地，如下文更詳細地描述，環氧樹脂3 可以延伸通過撓曲件的開口到撓曲件的接地軌跡，使得微致動器312和312接地到撓曲件204。在一個實施例中，微致動器312和313是壓電(PZT)微致動器。壓電微致動器312 和313可以是鍍金(Au)的。此外，在一個實施例中，環氧樹脂3 可以包括銀(Ag)并且是導電的。然而，應理解，可以利用導電的任何種類的合適的環氧樹脂或者焊料。現在參照圖5，圖5例示根據本發明的一個實施例通過撓曲件的孔延伸通過安裝板以接地到撓曲件的環氧樹脂的截面圖500。具體地，見圖5，環氧樹脂502延伸通過安裝板 504的貫穿孔503并且通過載荷梁506以延伸通過撓曲件的開口 507，特別地延伸通過撓曲件的鋼層508和絕緣體層512以結合到撓曲件的鍍金520銅層514，其為接地軌跡。由此， 微致動器312和313通過環氧樹脂502接地到撓曲件的銅層514的鍍金接地軌跡。也參照圖6，圖6例示根據本發明的一個實施例延伸通過撓曲件204以接地到撓曲件204的環氧樹脂502的截面圖600。如上所述，在一個實施例中，撓曲件204的金屬層 508可以是不銹鋼并且絕緣體層512可以是聚酰亞胺。此外，如圖6所示，撓曲件204可以包括鍍金520銅層514，其包括接地軌跡。如前所述，撓曲件204的銅層514可以包括多個導電軌跡和接地軌跡。此外，銅層514的接地軌跡可以通過通孔519接地到鋼層508。另外，如前所述，參照撓曲件204的功能，讀取磁頭通常電連接到銅層514的多個導電軌跡中的一個或者多個。由此，在一個實施例中，通過從微致動器延伸通過安裝板504的貫穿孔并且通過撓曲件204的開口 507以延伸通過撓曲件204的鋼層508和絕緣體層512，從而接地到撓曲件的露出的鍍金502銅層514的接地軌跡，由此^Vg環氧樹脂502可以用于將微致動器接地。因此，通過簡單地延伸環氧樹脂通過安裝板的貫穿孔，將微致動器直接接地到撓曲件的接地軌跡。其優點在于在沒有附加成本或者設計/工藝改變的情況下，解決了與當前結合到安裝板的鋼的微致動器關聯的、并且為此而利用當前撓曲件電纜的問題。在下文附加實施例被描述為將空氣放出，使得環氧樹脂能夠更容易地流下以更容易地接觸鍍金銅層。圖7是例示根據本發明的另一個實施例的延伸穿過安裝板504并且到撓曲件中的環氧樹脂502的截面圖700，其特別例示空氣間隙。在本實施例中，環氧樹脂502 延伸通過安裝板504、載荷梁506、鋼層508和絕緣體層512到鍍金520銅層514。然而，本實施例包括形成在鍍金520銅層514中的空氣孔或者間隙710以允許空氣流動。在一個實施例中，存在可以由薄絕緣體材料形成的覆蓋物702。通過具有空氣孔，空氣被排出，使得環氧樹脂502能夠更容易地流下以更容易地接觸鍍金520銅層514。沒有空氣孔，可能形成氣泡，阻止環氧樹脂更完整地覆蓋和接觸鍍金銅層。轉到圖8，示出撓曲件金屬層800的示意圖。具體地，圖8例示可以在與金屬載荷梁層506相鄰的撓曲件204的金屬層508中形成的間隙802以允許空氣流動。參照圖9，例示載荷梁900的底部的示意圖。從圖9可見，金屬載荷梁層506可以包括間隙902以排出空氣。這些附加實施例幫助空氣排出，使得環氧樹脂能夠更容易流下以更容易接觸鍍金銅層，如前所述。在以上說明書中，參照具體示例實施例描述了本發明，但是本領域技術人員將認識到本發明不限于這些實施例。可以想到本發明的各種特征和方面可以單獨或者聯合使用并且可能在不同環境或者應用中使用。因此，說明書和附圖被認為是說明性和示例性而不是限制的。“包括”、“包含”和“具有”意在表示開放式術語。
權利要求
1.一種磁盤驅動器，包括附接到磁盤驅動器基座的樞軸； 安裝在所述樞軸上的磁盤；附接到所述磁盤驅動器基座的粗致動器，所述粗致動器包括致動器臂；以及附接到所述致動器臂的懸浮組件，所述懸浮組件包括 安裝板，其具有從所述安裝板的頂部延伸到所述安裝板的底部的貫穿孔； 在所述安裝板中形成的微致動器安裝結構；安裝在所述微致動器安裝結構中的微致動器，所述微致動器用于定位讀取磁頭；以及撓曲件，其附接到所述安裝板的底部，所述撓曲件包括金屬層、絕緣體層、包括接地軌跡的軌跡層、以及開口，其中所述開口延伸通過所述金屬層和所述絕緣體層到鍍金接地軌跡；以及導電環氧樹脂，其結合到所述微致動器，延伸通過所述貫穿孔以結合到所述撓曲件，其中所述環氧樹脂延伸通過所述撓曲件的開口到所述撓曲件的鍍金接地軌跡，使得所述微致動器接地到所述撓曲件。
2.根據權利要求1所述的磁盤驅動器，還包括多個微致動器，每個微致動器安裝在所述安裝板的相應微致動器安裝結構中，所述環氧樹脂結合到每個所述微致動器并且延伸通過所述貫穿孔以結合到所述撓曲件。
3.根據權利要求1所述的磁盤驅動器，其中所述微致動器是壓電微致動器。
4.根據權利要求3所述的磁盤驅動器，其中所述壓電微致動器是鍍金(Au)的。
5.根據權利要求1所述的磁盤驅動器，其中所述環氧樹脂包括銀(Ag)。
6.根據權利要求1所述的磁盤驅動器，其中所述撓曲件的金屬層是不銹鋼并且所述絕緣體層是聚酰亞胺。
7.根據權利要求1所述的磁盤驅動器，其中所述撓曲件還包括銅層，該銅層包括所述接地軌跡和多個導電軌跡，其中所述接地軌跡接地到所述金屬層。
8.根據權利要求7所述的磁盤驅動器，其中所述銅層是鍍金(Au)的，使得所述環氧樹脂從所述微致動器的金鍍層延伸到鍍金銅層。
9.根據權利要求7所述的磁盤驅動器，其中所述讀取磁頭電連接到所述多個導電軌跡中的一個或者多個。
10.根據權利要求7所述的磁盤驅動器，還包括穿過所述銅層形成的、以允許空氣流動的空氣孔。
11.根據權利要求1所述的磁盤驅動器，其中所述撓曲件的金屬層包括允許空氣流動的間隙。
12.根據權利要求1所述的磁盤驅動器，其中所述安裝板的載荷梁包括允許空氣流動的間隙。
13.一種懸浮組件，包括安裝板，其具有從所述安裝板的頂部延伸到所述安裝板的底部的貫穿孔； 在所述安裝板中形成的微致動器安裝結構；安裝在所述微致動器安裝結構中的微致動器，所述微致動器用于定位讀取磁頭；以及撓曲件，其附接到所述安裝板的底部，所述撓曲件包括金屬層、絕緣體層、包括接地軌跡的軌跡層、以及開口，其中所述開口延伸通過所述金屬層和所述絕緣體層到鍍金接地軌跡；以及導電環氧樹脂，其結合到所述微致動器，延伸通過所述貫穿孔以結合到所述撓曲件，其中所述環氧樹脂延伸通過所述撓曲件的開口到所述撓曲件的鍍金接地軌跡，使得所述微致動器接地到所述撓曲件。
14.根據權利要求13所述的懸浮組件，還包括多個微致動器，每個微致動器安裝在所述安裝板的相應微致動器安裝結構中，所述環氧樹脂結合到每個所述微致動器并且延伸通過所述貫穿孔以結合到所述撓曲件。
15.根據權利要求13所述的懸浮組件，其中所述微致動器是壓電微致動器。
16.根據權利要求15所述的懸浮組件，其中所述壓電微致動器是鍍金(Au)的。
17.根據權利要求13所述的懸浮組件，其中所述環氧樹脂是銀(Ag)。
18.根據權利要求13所述的懸浮組件，其中所述撓曲件的金屬層是不銹鋼并且所述絕緣體層是聚酰亞胺。
19.根據權利要求13所述的懸浮組件，其中所述撓曲件還包括銅層，該銅層包括所述接地軌跡和多個導電軌跡，其中所述接地軌跡接地到所述金屬層。
20.根據權利要求19所述的懸浮組件，其中所述銅層是鍍金(Au)的，使得所述環氧樹脂從所述微致動器的金鍍層延伸到鍍金銅層。
21.根據權利要求19所述的懸浮組件，其中所述讀取磁頭電連接到所述多個導電軌跡中的一個或者多個。
22.根據權利要求19所述的懸浮組件，還包括穿過所述銅層形成的、以允許空氣流動的空氣孔。
23.根據權利要求13所述的懸浮組件，其中所述撓曲件的金屬層包括允許空氣流動的間隙。
24.根據權利要求13所述的懸浮組件，其中所述安裝板的載荷梁包括允許空氣流動的間隙。
全文摘要
本發明公開一種用于磁盤驅動器的懸浮組件，包括安裝板，其具有從安裝板的頂部延伸到安裝板的底部的貫穿孔；在安裝板中形成的微致動器安裝結構；安裝在微致動器安裝結構中的微致動器；以及撓曲件，附接到安裝板的底部。撓曲件包括金屬層、絕緣體層、包括接地軌跡的軌跡層、以及開口，其中開口延伸通過金屬層和絕緣體層到鍍金接地軌跡。導電環氧樹脂結合到微致動器并且延伸通過貫穿孔以結合到撓曲件，其中環氧樹脂延伸通過撓曲件的開口到撓曲件的鍍金接地軌跡，使得微致動器接地到撓曲件。
文檔編號G11B5/60GK102314888SQ201110189179
公開日2012年1月11日 申請日期2011年6月30日 優先權日2010年6月30日
發明者J·E·斯庫拉, W·C·舒姆, Y·劉 申請人:西部數據技術公司