磁頭組件以及磁盤裝置的制造方法
【專利摘要】抑制產生于磁頭組件的共振并且提高磁頭定位的控制特性。磁頭組件(2)具備：滑塊(3)，具有磁頭元件(7)；滑塊支撐板(20)，保持滑塊(3)；負載梁(14)，保持滑塊支撐板(20)；支點突起(21)，被設置于負載梁(14)的前端部并且旋轉自如地支撐滑塊支撐板(20)；驅動構件(16a,16b)，以支點突起(21)為中心使滑塊支撐板(20)旋轉；動力吸振器(33)，被設置于滑塊支撐板(20)。動力吸振器(33)比支點突起(21)更位于負載梁(14)的后端側并且相對于滑塊支撐板(20)的旋轉方向具有振動的自由度。
【專利說明】
磁頭組件以及磁盤裝置
技術領域
[0001] 本發明涉及硬盤驅動器中的具有磁頭的精密定位機構的磁頭組件以及磁盤裝置。
【背景技術】
[0002] 近年來，被設置于磁盤裝置的磁盤的記錄密度正日新月異地朝著高密度化發展。 在專利文獻1中提出了由壓電元件對磁頭支撐彈簧機構進行微小驅動并高精度地將磁頭定 位于記錄磁道(recording track)的磁頭支撐機構。
[0003] 另外，在專利文獻2中提出了滑塊以被設置于負載梁（load beam)的支點突起為中 心進行旋轉并且包含滑塊的旋轉部的慣性軸與支點突起大致相一致的結構。
[0004] 然而，在專利文獻1的結構中，由一對位移構件使滑塊微小位移的時候的反作用力 使磁頭支撐彈簧進行共振。因此，會有在對磁頭元件進行高速定位之后由于該共振而不能 夠擴展控制區域等的問題。
[0005]另外，專利文獻2的結構，在滑塊以負載梁（load beam)的支點突起為中心被旋轉 驅動的時候，具有滑塊的偏航方向（Yaw direction)的旋轉模式。今后，為了進一步擴展磁 頭定位的控制區域，有必要進一步較高地設定滑塊的偏航模式的共振。
[0006] 現有技術文獻
[0007] 專利文獻
[0008] 專利文獻1:日本專利申請公開平2-227886號公報
[0009] 專利文獻2:日本專利第5360129號公報
[0010]在現有的結構中，在將磁頭元件定位于磁盤上的磁道的時候，致動器(actuator) 的動作頻率會激發磁頭支撐機構的共振頻率并且使磁頭支撐機構產生不需要的振動。因 此，現有結構存在僅能夠取得不受共振的影響的低控制區域等的問題。
【發明內容】
[0011]本發明是有鑒于上述狀況而完成的發明，其目的在于，抑制產生于磁頭組件的共 振并且提高磁頭定位的控制特性。
[0012] 本發明所涉及的磁頭組件，其特征在于，具備:滑塊，具有磁頭元件;滑塊支撐板， 保持滑塊;負載梁(load beam)，保持滑塊支撐板;支點突起，被設置于負載梁的前端部并且 旋轉自如地支撐滑塊支撐板;驅動構件，以支點突起為中心使滑塊支撐板旋轉;動力吸振器 (dynamic vibration absorber)，被設置于滑塊支撐板;動力吸振器比支點突起更位于負 載梁的后端側并且相對于滑塊支撐板的旋轉方向具有振動的自由度。
[0013] 根據本發明，因為被設置于滑塊支撐板的動力吸振器比支點突起更位于負載梁的 后端側并且相對于滑塊支撐板的旋轉方向具有振動的自由度，所以能夠抑制負載梁的橫蕩 模式(Sway mode)的共振峰值并且能夠在動力吸振器的反共振點上抑制滑塊的偏航方向的 旋轉振動。由此，能夠提高磁頭定位的控制特性并且能夠減小配重其本身而能夠謀求輕量 化。
[0014] 動力吸振器優選可以具有配重部、將配重部連結于滑塊支撐板的彈簧部、抑制配 重部相對于滑塊支撐板進行振動的振幅的阻尼(damping)部。由此，能夠將阻尼性附加于動 力吸振器的動作并且能夠獲得穩定的特性。
[0015] 配重部優選可以具有由與滑塊的磁頭元件相對于支點突起進行旋轉的方向相同 的方向的振動而進行共振的第一共振點，第一共振點為高于載荷臂的橫蕩模式的共振頻率 的頻率。由此，能夠抑制負載梁的橫蕩模式。
[0016] 配重部、彈簧部以及阻尼部優選可以通過對撓性件(flexure)用層疊材料進行蝕 刻加工來設置。由此，能夠容易而且低成本地將動力吸振器構成于滑塊支撐板。
[0017] 配重部優選可以具有質量調整部。由此，能夠高精度地將動力吸振器的反共振頻 率調整到有必要進行抑制的頻率。
[0018] 本發明所涉及的磁盤裝置，其特征在于，搭載有上述磁頭組件。根據本發明，能夠 獲得一種能夠抑制在磁頭組件產生的共振并且能夠提高磁頭定位的控制特性的磁盤裝置。
[0019] 本發明能夠抑制在磁頭組件產生的共振并且能夠提高磁頭定位的控制特性。另 外，沒有必要追加新的工序并且可以以低價使磁頭元件的相對于記錄磁道的定位精度提 尚。
【附圖說明】
[0020] 圖1是搭載有本發明的優選的實施方式所涉及的磁頭組件的磁盤裝置的概略平面 圖。
[0021] 圖2是本發明的優選的實施方式所涉及的磁頭組件的立體圖。
[0022] 圖3是本發明的優選的實施方式所涉及的磁頭組件的分解立體圖。
[0023] 圖4是本發明的優選的實施方式所涉及的磁頭組件所具備的撓性件的分解立體 圖。
[0024] 圖5a是本發明的優選的實施方式所涉及的磁頭組件所具備的第1驅動構件的平面 圖。
[0025] 圖5b是圖5a中的A-A截面圖。
[0026] 圖5c是圖5a中的B-B截面圖。
[0027] 圖6是從上面側看本發明的優選的實施方式所涉及的磁頭組件的前端主要部分的 平面圖。
[0028] 圖7是從下面側看本發明的優選的實施方式所涉及的磁頭組件的前端主要部分的 平面圖。
[0029] 圖8a是圖6中的C-C截面圖。
[0030] 圖8b是圖6中的D-D截面圖。
[0031] 圖8c是圖6中的F-F截面圖。
[0032] 圖8d是圖6中的G-G截面圖。
[0033] 圖8e是圖6中的H-H截面圖。
[0034] 圖8f是圖6中的E-E截面圖。
[0035]圖9是表示動力吸振器的動作狀態的圖。
[0036]圖10a是圖6中的J-J截面圖。
[0037] 圖10b是圖6中的I-Ι截面圖。
[0038] 圖11a是簡化了圖6的結構的本發明的一個實施例的模型圖。
[0039]圖lib是在本發明的一個實施例中簡化了滑塊由第1以及第2驅動構件而以支點突 起為中心進行旋轉運動的情況來進行表示的模型圖。
[0040] 圖11c是在本發明的一個實施例中簡化了滑塊由第1以及第2驅動構件而以支點突 起為中心進行旋轉運動的情況來進行表示的模型圖。
[0041] 圖lid是在本發明的一個實施例中進一步簡化了滑塊、滑塊支撐板、動力吸振器的 模型圖。
[0042]圖lie是表示在本發明的一個實施例中進一步簡化了滑塊、滑塊支撐板、動力吸振 器的模型的動作狀態的圖。
[0043] 圖12是用于進行磁頭的定位控制的控制方塊圖。
[0044] 圖13a是在磁頭定位特性中沒有增益余量的情況下的白板特性圖。
[0045] 圖13b是在磁頭定位特性中增益余量為10dB的情況下的白板特性圖。
[0046]圖13c是在磁頭定位特性中增益余量為20dB的情況下的白板特性圖。
[0047] 圖14是用于說明本發明的一個實施例中的動力吸振器的動作的簡易模型圖。
[0048] 圖15a是表示用于說明動力吸振器的動作的頻率響應特性的圖。
[0049] 圖15b是表示用于說明動力吸振器的動作的頻率響應特性的圖。
[0050] 圖15c是表示用于說明動力吸振器的動作的頻率響應特性的圖。
[0051] 圖16是表示本發明的一個實施例中的磁頭組件的磁頭元件的定位頻率響應特性 的圖。
[0052]圖17是表示本發明的一個實施例中的磁頭組件中的阻尼特性效果的頻率響應特 性的圖。
[0053]圖18是從上面側看第一現有例的磁頭組件的前端主要部分的平面圖。
[0054] 圖19a是第一現有例的磁頭組件的結構模型圖。
[0055] 圖19b是第一現有例的磁頭組件的結構模型中的動作圖。
[0056] 圖19c是用于說明第一現有例中的負載梁的共振的簡易圖。
[0057]圖19d是表示第一現有例的磁頭組件中的磁頭元件的定位頻率響應特性的圖。 [0058]圖20是從上面側看第二現有例的磁頭組件的前端主要部分的平面圖。
[0059] 圖21a是第二現有例的磁頭組件的結構模型圖。
[0060] 圖21b是第一現有例的磁頭組件的結構模型中的動作圖。
[0061] 圖21c是在第二現有例中進一步簡化了滑塊的旋轉部和平衡配重（counter balance)的模型圖。
[0062] 圖21d是用于說明在第二現有例中不產生負載梁的共振的結構的簡易圖。
[0063] 圖21e是表示第二現有例的磁頭組件中的磁頭元件的定位頻率響應特性的圖。
【具體實施方式】
[0064] 以下，參照附圖，對本發明的優選的實施方式進行說明。還有，本發明并不限定于 以下的實施方式。另外，在以下所記載的結構要素中包括本領域技術人員能夠容易設想的 要素或實質上相同的要素。再有，以下所記載的結構要素能夠適當組合。另外，在不脫離本 發明的主旨的范圍內，結構要素的各種省略或置換或者變更是可能的。
[0065] 圖1是概略性地表示搭載有本發明的優選的實施方式所涉及的磁頭組件的裝載/ 卸載方式的磁盤裝置(HDD裝置）的整體結構的圖。根據圖1，磁盤裝置1由機殼(h 〇using)4、 以軸5為中心被主軸馬達旋轉驅動的磁盤6、具有磁頭元件7的滑塊3被安裝于前端部的磁頭 組件2、在前端部支撐該磁頭組件2的支撐臂8構成。
[0066] 在支撐臂8的后端部安裝有音圈馬達(VCM)的線圈部。支撐臂8能夠以水平旋轉軸9 為中心與磁盤6的表面相平行地進行旋轉。VCM由該線圈部(沒有圖示)和覆蓋其的磁鐵部10 構成。從磁盤6的數據區域的外側遍及磁盤6的外側而設置有斜坡機構(ramp mechanism) 11，通過被設置于磁頭組件2的最前端的突片（tab)12擱淺于該傾斜的表面從而滑塊3從磁 盤6分開而成為卸載的狀態。
[0067] 在磁盤裝置1的動作時（磁盤的高速旋轉中），滑塊3相對于磁盤6的表面以一點點 的上浮量進行上浮而處于裝載狀態。另一方面，在非動作時(磁盤的停止中或者啟動以及停 止時的低速旋轉中），因為磁頭組件2的前端部的突片12被斜坡機構11抬起，所以滑塊3處于 卸載狀態。
[0068] 圖2是概略性地表示本發明的優選的實施方式中的磁頭組件的整體結構的立體 圖。還有，以后，為了便于說明，將附圖的Z軸正方向稱為磁頭組件2的上面側，將Z軸負方向 稱為磁頭組件2的背面側或者下面側。滑塊3在滑塊3的后端(后緣，圖2的Y軸正方向側)面上 具備由感應寫入磁頭元件、巨磁阻效應(GMR)讀出磁頭元件或者隧道磁阻效應(TMR)讀出磁 頭元件等的MR讀出薄膜磁頭構成的磁頭元件7。
[0069] 在圖2中，磁頭組件2具備作為其主要的結構要素的底板13、負載梁（load beam) 14、撓性件(fleXUre)15、第1驅動構件16a即第1薄膜壓電體元件以及第2驅動構件16b即第2 薄膜壓電體元件、滑塊3。還有，在撓性件15上形成有動力吸振器33。另外，底板13以被安裝 于支撐臂8的前端部的形式進行構成。
[0070]負載梁14通過多個束焊接點（beam welding point)17a而固定于底板13。另外，板 簧18被形成于負載梁14,并相對于磁盤將規定的推力賦予滑塊3。再有，負載梁14成為將折 彎加工部19施加于兩側并提高強度的結構。還有，配線基板即撓性件15通過束焊接點17b而 固定于負載梁14。在圖2中，滑塊3的姿勢角以Dp表示間距方向（pitch direction)，以Dr表 示滾動方向（roll direction)，以Dy表示偏航方向（Yaw direction)。還有，底板13或負載 梁14在各個附圖中相對于平行于Y軸方向的中心軸為線對稱。
[0071]圖3是概略性地表示本發明的優選的實施方式所涉及的磁頭組件的分解立體圖。 即，圖3表示將磁頭組件2分解成負載梁14、撓性件15、底板13、第1以及第2驅動構件16a， 16b、滑塊3的狀態。撓性件15-般來說是將絕緣層涂覆于18μπι左右的薄的不銹鋼板即撓性 基板24上并且將銅箱鍍敷于其上的配線基板，將不銹鋼板、絕緣層、銅箱蝕刻成任意的形狀 并以規定的形狀進行精密加工。
[0072]如圖3所示，滑塊3被粘結固定于形成于撓性件15的滑塊支撐板20上。支點突起21 在負載梁14的前端部附近的中心線上被一體地突出形成。滑塊支撐板20被第1突出支架 (outrigger) 22a和第2突出支架（outrigger) 22b支撐，從背面點接觸于滑塊的中心位置并 旋轉自如地被支撐于支點突起21。因此，滑塊支撐板20以樞軸(pivot)結構被負載梁14支 撐。另外，第1以及第2突出支架22a，22b柔軟地保持滑塊3的姿勢。由此，滑塊3對應于由盤面 的起伏引起的姿勢的變化而平穩地進行追隨。還有，由負載梁14的板簧18產生的推力作用 于支點突起21與滑塊支撐板20之間。因此，滑塊支撐板20處于相對于X方向Y方向以由該推 力形成的摩擦力進行保持的狀態。
[0073]另外，第1驅動構件16a以及第2驅動構件16b被粘結于撓性件15的第1壓電體支撐 部23a以及第2壓電體支撐部23b上。該第1以及第2驅動構件16a，16b交替地伸縮并將沿著其 平面的偏航方向（Yaw direction)的旋轉力賦予滑塊支撐板20,并以支點突起21為中心使 滑塊支撐板20旋轉。還有，第1壓電體支撐部23a以及第2壓電體支撐部23b由構成撓性件15 的絕緣層41形成。再有，動力吸振器33被設置于滑塊支撐板20。還有，動力吸振器33比支點 突起21更位于負載梁的后端側。
[0074]圖4是表示本發明的優選的實施方式中的磁頭組件所具備的撓性件結構的分解立 體圖。在圖4中，本來是一體化的撓性件，但是，為了容易理解地進行表示，將撓性基板24和 磁頭元件配線25(配線部）分離地進行表示。動力吸振器33由第一配重部33a、第二配重部 33e、彈簧部33b以及阻尼部33c構成并且通過對撓性件用層疊材料進行蝕刻加工來設置。具 體來說，動力吸振器33的第一配重部33a以及彈簧部33b由與磁頭元件配線25相同的銅箱構 成。另外，阻尼部33c由聚酰亞胺制絕緣層41形成。還有，動力吸振器33的第二配重部33e從 撓性基板24被蝕刻形成。另外，第一配重部33a的上側表面，銅箱的配線材料露出，能夠將焊 料球等的質量(質量調整部)附加于該表面。
[0075]圖5a是本發明的優選的實施方式所涉及的磁頭組件所具備的第1驅動構件的平面 圖。另外，圖5b是表示圖5a中的A-A截面，圖5c是表示圖5a中的B-B截面。還有，因為第1驅動 構件16a和第2驅動構件16b為相同的結構，所以在此僅圖示第1驅動構件16a的結構。在薄膜 壓電體26的上面側形成有上部電極27a，在下面側形成有下部電極27b。因為該第1驅動手段 16a是非常薄而且容易破損的結構，所以設置作為柔軟的增強材料的基臺28。
[0076]第1驅動構件16a為了保護薄膜壓電體26而整體被聚酰亞胺制的絕緣蓋30覆蓋。還 有，絕緣蓋30的一部分在圖5a中的C部、D部被除去。在C部，下部電極27b露出并與第1電極焊 墊29a相導通。在D部，上部電極27a露出并與第2電極焊墊29b相導通。由此，通過電壓施加于 第1電極焊墊29a和第2電極焊墊29b，從而能夠使第1驅動構件16a的薄膜壓電體26伸縮。還 有，在圖5b中用箭頭表示薄膜壓電體26的極化方向。如果在極化方向上給予電場(將負電壓 施加于第1電極焊墊29a，將正電壓施加于第2電極焊墊29b)的話則薄膜壓電體26由壓電常 數d31而在壓電膜的面內方向上進行收縮。另外，如果與極化方向相反地給予電場的話則進 行延伸。如果將負電壓施加于相當于第1電極焊墊29a的第3電極焊墊29c并且將正電壓施加 于相當于第2電極焊墊29b的第4電極焊墊29d的話則第2驅動構件16b的薄膜壓電體26由壓 電常數d31而在壓電膜的面內方向上進行收縮。
[0077] 圖6是從上面側(滑塊側)看本發明的優選的實施方式所涉及的磁頭組件的前端主 要部分的平面圖。圖7是從下面側看本發明的優選的實施方式所涉及的磁頭組件的前端主 要部分的平面圖（從背面側看圖6的磁頭組件的平面圖）。還有，為了便于說明，沒有圖示負 載梁14。
[0078] 在圖6中，磁頭元件配線25(配線部）由焊料球而被連接于以圍繞滑塊3的形狀被配 置的滑塊3的磁頭電極端子31進行對應的磁頭元件配線25(配線部）。在被配置于滑塊支撐 板20的兩側的第1以及第2突出支架(outrigger)22a，22b上形成有第1折彎部32a和第2折彎 部32b。再有，第1以及第2折彎部32a，32b以第1以及第2折彎部32a，32b的各自的延長線Ll， L2的交點與支點突起21相一致的形式進行構成。由此，因為第1折彎部32a和第2折彎部32b 容易進行彎曲所以滑塊支撐板20以支點突起21為中心進行微小旋轉。
[0079] 該磁頭元件配線25(配線部)部分性地被固定于第1以及第2突出支架22a，22b(圖6 的C-C部)并且同樣地也被固定于從滑塊支撐板20延伸出的第1驅動肋36a和第2驅動肋36b (圖6的F-F部）。
[0080] 第1以及第2驅動構件16a，16b通過將電壓施加于第1、第2、第3、第4電極焊墊29a， 29b，29c，29d而被驅動。驅動配線37a以將電壓輸入到第1電極焊墊29a和第4電極焊墊29d的 形式被配置，接地配線37b連接第2電極焊墊29b和第3電極焊墊29c。由此，如果將交變驅動 信號輸入到驅動配線37a的話則第1驅動構件16a和第2驅動構件16b在互相相反方向上進行 伸縮運動。
[0081 ]還有，在滑塊支撐板20上形成有用于在滑塊3從磁盤6上進行卸載的時候從磁盤面 抬起滑塊3的T型限制部34(參照圖6、圖7)。該T型限制部34被形成為折彎部34a并向滑塊3的 相反側被彎曲加工，并且被卡合于形成于負載梁14的孔部35(如圖3所示）。還有，在裝載卸 載以外的通常動作時T型限制部34與孔部35不接觸。
[0082]圖7是從背面側看圖6的圖。在圖7中，剛性高的第1鏈桿(1 ink)39a在容易變形的第 1接頭（joint )40a與第2接頭40b之間被形成。第1接頭40a與第1驅動肋36a連結，另外，第2接 頭40b由撓性件15的一部分即第1固定部24a而被連結。同樣的，剛性高的第2鏈桿39b在容易 變形的第3接頭40c與第4接頭40d之間被形成，第3接頭40c與第2驅動肋36b連結，第4接頭 40d由撓性件15的一部分即第2固定部24b而被連結。
[0083]設置有分離第1驅動構件16a與第2接頭40b以及撓性基板24的第1分離溝槽44a。該 第1分離溝槽44a沿著相當于薄膜壓電體26的長邊方向（Y軸方向）的長度的范圍被形成。磁 頭組件2為在平行于Y軸的對稱軸上線對稱的形狀，關于第2分離溝槽44b也相同。
[0084]圖8a~圖8f是表示圖6中的主要部分截面的圖。撓性件15,在厚度18μπι的不銹鋼材 料的撓性基板24上形成聚酰亞胺等的絕緣層41并將磁頭元件配線25(配線部)形成于其上， 磁頭元件配線25以絕緣或者保護的目的而被聚酰亞胺等的配線覆蓋層42覆蓋。另外，撓性 件15通過將撓性基板24蝕刻加工成任意形狀來確保所必要的機構的功能。圖8a是表示圖6 中的C-C截面的截面圖。圖8b是表示圖6中的D-D截面的截面圖，圖8c是表示圖6中的F-F截面 的截面圖，圖8d是表示圖6中的G-G截面的截面圖，圖8e是表示圖6中的H-H截面的截面圖，圖 8f是表示圖6中的E-E截面的截面圖。
[0085]在圖8a所表示的C-C部分中，第1突出支架(outrigger)22a由撓性基板24構成并被 連結于滑塊支撐板20。絕緣層41被形成于該第1突出支架22a上的一部分，在其上形成有由 銅箱形成的磁頭元件配線25(配線部），以覆蓋磁頭配線25(配線部）的形式形成有配線覆蓋 層42。在圖8b所表示的D-D部分中，處于磁頭元件配線25(配線部）的背面側的撓性基板24通 過蝕刻而被去除，并且滑塊支撐板20、第1突出支架22a以及磁頭元件配線25(配線部)被分 離。在圖8c所表示的F-F部分中，從滑塊支撐板20延伸出的撓性基板24即第1驅動肋36a和磁 頭元件配線25(配線部）的一部分被固定，并且磁頭元件配線25(配線部)和第1突出支架22a 被分離。
[0086]在圖8d所表示的G-G部分中，第1接頭40a為與D-D截面相同的截面形狀并且由蝕刻 除去了撓性件15的撓性基板24的磁頭元件配線25(配線部）、絕緣層41、配線覆蓋層42形成。 在圖8e所表示的H-H部分中，第2接頭40b由蝕刻除去了撓性件15的撓性基板24的磁頭元件 配線25(配線部）、絕緣層41、配線覆蓋層42形成。還有，因為第1以及第2接頭40a，40b與第1 鏈桿39a相比較是柔軟的結構，所以在第1驅動構件16a伸縮運動的時候，第1鏈桿39a以第2 接合40b為中心進行微小旋轉運動。同樣的，在第2驅動構件16b伸縮運動的時候，第2鏈桿 39b以第4接頭40d為中心進行微小旋轉運動。與此連動，滑塊支撐板20以支點突起21為中心 進行旋轉。
[0087]如圖8f所示，第1驅動構件16a在重疊于第1鏈桿39a的增強板43a的位置（圖8f的虛 線P的部分)被粘結于第1壓電體支撐部23a上。另外，第1驅動構件16a的另一方的前端部也 重疊于撓性件15的撓性基板24(圖8f的虛線Q的部分)并被粘結于第1壓電體支撐部23a上。 第2驅動構件16b也相同的，在第2鏈桿39b的增強板43b上，在一方的前端部重疊的位置上被 粘結于第2壓電體支撐部23b上。再有，第2驅動構件16b的另一方的前端部也在重疊于撓性 件15的撓性基板24的位置上被粘結于第2壓電體支撐部23b上。由此，能夠可靠地將薄膜壓 電體26的位移傳遞到第1鏈桿39a(或者第2鏈桿39b)。
[0088]在本實施方式中，動力吸振器33比支點突起21更位于負載梁14的后端側并被設置 于處于第1驅動構件16a與第2驅動構件16b之間的被第1驅動構件16a和第2驅動構件16b夾 持的位置。動力吸振器33由第一配重部33a、第二配重部33e、將第一配重部33a連結于滑塊 支撐板20的彈簧部33b、抑制第一配重部33a相對于滑塊支撐板20進行振動的振幅的阻尼部 33c、支撐彈簧部33b和阻尼部33c的框架部33d構成。第一配重部33a和彈簧部33b由與磁頭 元件配線25相同的銅箱的蝕刻而被形成于撓性件15的絕緣層41上。另外，阻尼部33c被形成 為聚酰亞胺制的絕緣層41的一部分并被蝕刻形成。再有，第二配重部33e被形成為撓性件24 的一部分并被蝕刻形成。這樣，能夠由撓性件15的蝕刻工藝來加工動力吸振器33的結構，所 以不需要新的加工工藝，并且加工成本完全不會提高。
[0089] 在本實施方式中，第一配重部33a和第二配重部33e為大致矩形并且沿著圖示X方 向被設置，但是，只要是相對于圖示Y軸對稱的話則形狀能夠任意設定。這些第一以及第二 配重部33a，33e起到作為動力吸振器33中的質量部的功能。
[0090] 框架部33d以圍繞第一配重部33a、彈簧部33b、第二配重部33e的形式被設置成框 狀。彈簧部33b以沿著Y軸的負方向進行延伸的形式被設置，長邊方向的一端被連結于框架 部33d，另外，在彈簧部33b的長邊方向的中央附近被連結于第一配重部33a。
[0091] 這樣，第一配重部33a、第二配重部33e、彈簧部33b、阻尼部33c作為整體而呈現大 致Η型的形狀。由該結構，動力吸振器33相對于滑塊支撐板20的旋轉方向具有振動的自由 度。在此，阻尼部33c擔當相對于滑塊支撐板20的旋轉方向抑制振動的角色。
[0092] 圖9是表示動力吸振器的動作狀態的圖。在滑塊3以支點突起21為中心進行旋轉的 時候，第一配重部33a(第二配重部33e)在附圖所表示的箭頭方向上進行往復振動。還有，該 箭頭方向與滑塊3的磁頭元件7橫截記錄磁道的方向相一致。在滑塊3大幅共振的共振模式 中，動力吸振器33的第一以及第二配重部33a，33e吸收滑塊3的振動并進行抑制共振的動 作。
[0093] 圖10a、圖10b是表示動力吸振器33的截面的圖，圖10a是表示圖6中的J-J截面的截 面圖。圖l〇b是表示圖6中的I-Ι截面的截面圖。彈簧部33b被設置于由絕緣層41形成的阻尼 部33c的上面側。另外，第一配重部33a被設置于絕緣層41的上面側，第二配重部33e被設置 于絕緣層41的背面側。因為將動力吸振器33的共振頻率匹配到最適值，所以能夠任意地決 定第一配重部33a以及第二配重部33e的形狀。另外，第一配重部33a也可以具有質量調整 部。具體來說，可以將焊料球33f附加于第一配重部33a來對共振頻率進行微調整。附加焊料 球33f的位置可以在通過支點突起21的對稱軸(Y軸)上設置一處，再有也可以以中心軸對稱 地設置多個。還有，在第一配重部33a上配線覆蓋層42不設置于附加焊料球33f的位置。
[0094] [實施例]
[0095] 以下，根據本實施方式，具體地表示具有在磁頭元件的磁道方向上不發生共振的 頻率響應特性的磁頭組件。
[0096] (現有例）
[0097] 首先，對第一現有例以及第二現有例的結構進行說明。圖18是表示第一現有例的 磁頭組件的圖。圖20是表示第二現有例的磁頭組件的圖。還有，圖18所表示的第一現有結構 所涉及的磁頭組件是一種從圖6所表示的本實施方式的磁頭組件2的結構中除去了動力吸 振器33的磁頭組件，其他的結構與圖6所表示的結構相同。另外，圖20所表示的第二現有例 所涉及的磁頭組件是一種相當于專利文獻2的磁頭組件，并且是替代圖6所表示的本實施方 式的磁頭組件2的結構中的動力吸振器33而將重心調整用的平衡配重（counter balance) 60安裝于滑塊支撐板20并將旋轉部的重心Gr匹配到支點突起21的結構。其他的結構與圖6 所表示的結構相同，所以省略說明。
[0098] 圖19a是簡化了圖18中的第一現有例的模型圖。圖19b是表示在第一現有例中通過 將交變電壓施加于第1驅動構件以及第2驅動構件從而滑塊以支點突起為中心進行往復旋 轉運動的狀態的圖。包含滑塊3以及滑塊支撐板20的旋轉部的重心Gr處于從支點突起21朝 著磁頭元件7的一方分開距離5 1的位置。因此，通過滑塊3進行旋轉運動從而重心Gr在X方向 上進行移動。由該重心Gr的移動引起的反作用經由支點突起21而傳遞到負載梁14,從而在X 方向上搖擺負載梁14。
[0099] 圖19d是表示在第一現有例中相對于被施加于驅動構件的輸入電壓的磁頭元件7 的X方向位移的響應特性的圖。對于該響應特性來說，在25kHz的頻率下呈現出增益20dB的 大峰值。包含滑塊3以及滑塊支撐板20的旋轉部的重心Gr從支點突起21分開，由該旋轉運動 產生的X方向的反作用力經由支點突起21而傳遞到負載梁14。如果該旋轉運動的頻率與負 載梁14的橫蕩模式(Sway mode)相一致的話則會激發負載梁14的橫蕩共振模式。
[0100]接著，對第二現有例進行說明。圖21a是簡化了圖20中的第二現有例的模型圖。圖 21b是表示在第二現有例中通過將交變電壓施加于第1驅動構件以及第2驅動構件從而滑塊 以支點突起為中心進行往復旋轉運動的狀態的圖。圖21c是在第二現有例中進一步簡化了 滑塊的旋轉部和平衡配重的模型圖。在此，Μ相當于包含第一現有例的滑塊3和滑塊支撐板 20的旋轉部的重量，m3相當于平衡配重60的質量。Si表示Μ的質量中心與支點突起21的距離， &表示平衡配重60的質量中心與支點突起21的距離。還有，如果包含滑塊3和滑塊支撐板20 的旋轉部和平衡配重60整體的重心處于支點突起21的位置的話則在整體進行往復旋轉運 動的時候反作用力不會發生于支點突起21。如果以簡單的數學式表示重心處于支點突起21 的位置的條件的話則成為以下的式(1)。
[0101][數 1]
[0102] MXSi=m3XS3 (1)
[0103] 如果將旋轉運動的旋轉量Θ的角速度乘以式(1)的兩邊的話則成為以下的式(2)。
[0104] [數2]
[0105]
[0106]在此，因為角速度X距離為速度，所以將旋轉量Θ的角速度X距離Si設為速度Vi并 且將旋轉量Θ的角速度X距離&設為速度V3的話則可以以以下的式(3)進行表示。
[0107] [數3]
[0108] MXVi=m3XV3 (3)
[0109] 因此，如果以支點突起21為中心取得Μ和m3的運動量的平衡的話則能夠理解為反 作用力不作用于支點突起21。即，因為反作用力不作用于支點突起21，所以負載梁14即使在 橫蕩模式也會靜止。將該狀態表示于圖21d。
[0110] 圖21e是表示在第二現有例中相對于被施加于驅動構件的輸入電壓的磁頭元件的 X方向位移的響應特性的圖。通過附加平衡配重60并減少在支點突起21上的反作用力的影 響，從而大幅地減少25kHz的負載梁14的橫蕩共振。但是，在30kHz會出現新的共振的波峰。 該共振取決于滑塊3以及滑塊支撐板20的質量和驅動構件16的彈簧常數，并且是滑塊3的偏 航方向（Yaw direction)的共振。這樣，在第二現有例中，第一現有例25kHz的共振被改善， 但是，產生了 30kHz的新的共振。這進一步成為在擴展磁頭定位的控制區域的時候的課題。
[0111] (實施例）
[0112] 以下，對本發明的一個實施例進行說明。圖11a是簡化了圖6的結構的本發明的一 個實施例的模型圖。第一配重部33a(第二配重部33e)經由彈簧部33b以及阻尼部33c而被安 裝于滑塊支撐板20。第1驅動構件16a，將一方端固定于L字狀的第1鏈桿39a，將另一方端固 定于撓性基板24。在第1鏈桿39a的兩端部配置有第1接頭40a和第2接頭40b。同樣的，第2驅 動構件16b，將一方端固定于L字狀的第2鏈桿39b，另一方端被固定于撓性基板24。在第2鏈 桿39b的兩2而部配置有弟3接頭40c和弟4接頭40d。在圖1 la中，連結弟1接頭40a和弟2接頭 40b的第1線段L1與連結第3接頭40c和第4接頭40d的第2線段L2在負載梁14的支點突起21上 交叉。
[0113] 在此，首先，對實施例所涉及的動力吸振器33的功能進行說明。圖14是用于說明由 第一配重部(第二配重部）、彈簧部以及阻尼部產生的動力吸振器的作用的簡易模型圖。在 圖14中，主配重部50相當于包含滑塊3和滑塊支撐板20的旋轉部的慣性質量。主彈簧部51主 要相當于第一以及第二驅動構件16a，16b的彈性系數。另外，主阻尼部52相當于具有驅動構 件16的絕緣蓋30、基臺28、第一以及第二壓電體支撐部23a，23b的阻尼系數的總和。副配重 部53為由第一配重部33a和第二配重部33e的質量產生的將支點突起21作為中心的慣性質 量之和。副彈簧部54相當于彈簧部33b。副阻尼部55相當于阻尼部33c。基面56相當于圖11a 中的撓性基板24。
[0114]圖15a為沒有圖14中的動力吸振器的情況，并且是表示將周期性的外力f施加于主 配重部的時候的頻率響應特性的圖。在此情況下，會出現從主配重部50和主彈簧部51被導 出的共振頻率ω 0，此時的ω 〇由以下的式(4)進行表示。在此，Μ為主配重部50的質量(慣性 質量），Κ為主彈簧部的彈簧常數。
[0115][數 4]
[0116]
[0117] 圖15b是表示沒有圖14中的動力吸振器的副阻尼部的情況下的頻率響應特性的 圖。在該頻率響應特性中，會出現2個共振峰值ω1、ω3,在這些共振峰值之間會出現反共振 峰值ω 2。在此，ω 3< ω 2< ω 1，如果無視主阻尼部52的話則共振峰值ω 1和共振峰值ω 3由 以下的式(5)、（6)進行表示。另外，反共振峰值ω 2由以下的式(7)進行表示。在此，Μ為主配 重部50的質量(慣性質量），Κ為主彈簧部的彈簧常數，m為副配重部的質量，k為副配重部的 彈簧常數。
[0118] [數 5]
[0119]
[0124] 為了用動力吸振器33抑制ω 〇的共振，以反共振ω 2基本上匹配于ω 〇的形式設定 動力吸振器33的k以及m。
[0125] 圖15c是表示圖14中的頻率響應特性的圖。由副阻尼部55的作用，在圖15b中呈現 出的共振峰值被消除，并且能夠從頻率低的地方到高的地方均勻地獲得平坦的特性。這樣， 通過將動力吸振器33附加于原本具有ω〇的共振的系統，從而能夠消除主配重部50的共振 ω 0并獲得平坦的頻率響應。
[0126] 接著，對將動力吸振器33應用于磁頭組件2的本發明的一個實施例的動作進行說 明。圖11c是在本發明的一個實施例中簡化了滑塊由第1以及第2驅動構件而以支點突起為 中心進行旋轉運動的情況來表示的模型圖。首先，如果第1驅動構件16a進行收縮并且第2驅 動構件進行伸長的話則滑塊3由第1鏈桿39a和第2鏈桿39b的作用而以支點突起21為中心進 行微小逆時針旋轉。相對于被施加到此時的驅動構件16的輸入電壓的磁頭元件7的X方向位 移的響應特性被表示于圖16。該響應特性顯示了共振峰值被平穩抑制的特性。從控制系統 的設計的觀點出發，如果共振峰值存在于響應特性的話則難以確保控制特性的增益余量。 因此，遍及寬頻帶而獲得平坦的頻率響應特性對于實現磁頭元件的精密定位來說變得重 要。
[0127] 圖19d所表示的第一現有例的情況下，在25kHz產生大的共振峰值。該共振峰值相 當于負載梁的橫蕩模式。在此情況下，作為控制特性，最多也僅能夠確保3kHz左右的控制區 域。圖21e所表示的第二現有例的情況下，因為滑塊3的旋轉部的重心Gr由平衡配重60而與 支點突起21相一致，所以25kHz的負載梁的橫蕩模式不會出現。然而，在30kHz會出現滑塊的 旋轉模式(Yaw模式UOkHz相當于圖15a的ω〇。在此情況下，控制區域比第一現有例的情況 有所改善，但是，確保10kHz的控制區域是困難的。另一方面，圖16所表示的本發明的一個實 施例的情況下，因為共振峰值能夠平穩，所以能夠充分地確保10kHz以上的控制特性。在此， 用實線將在圖16的特性中無視阻尼系數的情況下的響應特性表示于圖17。圖中，虛線為與 圖16相同的特性圖。根據圖17,能夠確認通過對阻尼系數進行最適化從而能夠獲得圖16的 特性。
[0128] 使用圖12和圖13,對阻尼系數的最適化進行說明。圖12是表示使用了第一驅動構 件和第二驅動構件的伺服控制器的控制模塊的圖。由第一驅動構件16a和第二驅動構件16b 構成的微致動器和VCM被并聯連接，磁頭定位量成為微致動器和VCM的輸出之和。并聯連接 微致動器的控制器的增益Cma以及VCM的控制器的增益Cvcm。該系統的控制穩定性能夠以開 環傳遞函數(open loop transfer function)而大致弄清楚。
[0129] 開環傳遞函數G以以下的式(8)進行表示。
[0130] [數 8]
[01 31 ] G = Cma · Gma+Cvcm * GvCM (8)
[0132]在此，Gma為磁頭支撐機構的傳遞函數，Gvcm為VCM的傳遞函數。該開環傳遞函數G 的伯德圖（Bode diagram)被表示于圖13。在此情況下，控制區域成為增益= 0dB的5kHz。圖 13a表示動力吸振器的阻尼部不足的情況。此時，因為動力吸振器33的第一共振點的峰值為 〇dB，所以是一種在控制穩定性方面有問題的情況。圖13b表示增益余量為10dB的情況，圖 13c表示增益余量為20dB的情況。一般來說，確保增益余量10dB是必要的。另外，在圖13c的 情況下，可以將控制區域設為10kHz。
[0133]接著，對以動力吸振器33抑制負載梁14的橫蕩模式(Sway mode)機理進行說明。圖 lib是表示在低于動力吸振器的第一共振頻率（ω 3)的頻率范圍內使驅動構件動作的時候 的動力吸振器的第一以及第二配重部的動作的圖。另外，圖11c是表示在高于動力吸振器的 第一共振頻率（ω3)的頻率范圍內使驅動構件動作的時候的動力吸振器的第一以及第二配 重部的動作的圖。在圖lib中，在滑塊3以逆時針方向進行旋轉的時候，第一以及第二配重部 33a，33e也以支點突起21為中心在逆時針方向上大幅振動。相反的，在圖11c中，在滑塊3以 逆時針方向進行旋轉的時候，第一以及第二配重部33a，33e以支點突起21為中心在順時針 方向上振動。這樣，動力吸振器33的動作模式將第一共振頻率ω 3作為邊界而進行變化。在 此，動力吸振器33的第一共振頻率ω 3為高于負載梁14的橫蕩共振模式的頻率。還有，抑制 30kHz的ω〇的模式相當于圖11c。
[0134]圖lid是進一步簡化了圖11a中的滑塊、滑塊支撐板、動力吸振器的模型圖。圖lie 是表示圖lib的動作狀態的簡化了的模型圖。在圖lie中，滑塊3以及滑塊支撐板20的質量Μ (以下單單記為"質量Μ"）以支點突起21為中心并以旋轉量Θ1進行旋轉，被配置于距支點突 起21距離S2的位置的動力吸振器33的第一配重部33a(第二配重部33e)的質量m(以下單單 稱為"質量m"）以支點突起21為中心并以旋轉量Θ2進行移動。負載梁14的橫蕩模式是低于第 一共振頻率ω 3的頻率，所以質量Μ的旋轉量θ 1與質量m的旋轉量Θ2的往復運動的振動周期 相同并且相位滯后也少。還有，如果將振幅(旋轉量）Θ1與Θ2進行比較的話則動力吸振器33 的第一配重部33a(第二配重部33e)的振幅Θ2大于滑塊3的振幅Θ1。即，成為Θ1<Θ2。因為質 量Μ和質量m的振動周期相同，所以動力吸振器33的第一配重部33a(第二配重部33e)的角速 度（以下單單記為"動力吸振器33的角速度"）大幅增加。即，振幅(旋轉量)Θ1的角速度與振 幅Θ2的角速度成為以下的式(9)的關系。
[0135] [數 9]
[0136]
[0137] 在此，如果質量Μ的運動量與質量m的運動量相等的話則因為能夠使反作用力不作 用于支點突起21，所以如果將質量Μ的速度設為W并且將質量m的速度設為V 2的話，則只要是 以下的式(10)，反作用力不發生于支點突起。
[0138] [數 10]
[0139] MXVi=mXV2 (10)
[0140] 另外，在本實施例中，因為將滑塊3以及滑塊支撐板20的質量Μ的振幅(旋轉量)作 為Θ1，因而質量Μ的速度％成為振幅Θ1的角速度X距離Si且質量m的速度％成為振幅Θ2的角 速度X距離&，所以式(10)能夠表示為以下的式(11)。
[0141] [數 11]
[0142]
[0143] 在使質量m的運動量與質量Μ的運動量相一致的時候，式（11)表示能夠自由地設定 質量m、動力吸振器33的振幅Θ2的角速度以及距離S 2。即，即使質量m小，也可以增大振幅Θ2 的角速度或距離S2。在圖17的頻率響應特性中，負載梁14的橫蕩模式為25kHz，動力吸振器 33的第一共振頻率（ω 3)為27.5kHz，這樣，通過以成為稍微高于負載梁的橫蕩模式的頻率 的形式設定動力吸振器33的第一共振頻率（ω 3)并均衡質量Μ的運動量和質量m的運動量， 從而能夠將滑塊3以及滑塊支撐板20的動態重心匹配于支點突起21。即，滑塊3的旋轉動作 的反作用不會傳遞到負載梁14。由此，能夠抑制負載梁14的橫蕩模式。即，配重部具有由與 滑塊3的磁頭元件7相對于支點突起21進行旋轉的方向相同的方向的振動而進行共振的第 一共振點（ω 3)，第一共振點（ω 3)是高于負載梁的橫蕩模式的共振頻率的頻率，所以能夠 抑制負載梁14的橫蕩共振。再有，如果在進一步使該第一共振頻率（ω3)接近于橫蕩模式的 頻率的方向上變更動力吸振器33的共振頻率的設定的話則質量m的振幅增大并且動力吸振 器33的角速度急劇變大。因此，因為能夠減小質量m，所以可以謀求包含滑塊3以及滑塊支撐 板20的旋轉部的輕量化。
[0144] 如以上所述，根據本實施例，通過替代平衡配重而配置動力吸振器33,從而能夠抑 制滑塊3的偏航模式(Yaw mode)并且也可以抑制負載梁14的橫蕩模式，并且可以大幅地擴 展控制區域。再有，能夠對動力吸振器33的第一配重部33a(第二配重部33e)的質量m進行輕 量化，并且可以進一步減少在滑塊3浮于磁盤上的時候的磁頭與磁盤的碰撞。因此，能夠獲 得穩定的滑塊3的上浮特性。
[0145] 符號的說明
[0146] 1磁盤裝置
[0147] 2磁頭組件
[0148] 3 滑塊
[0149] 4 機殼
[0150] 5主軸馬達的軸
[0151] 6 磁盤
[0152] 7磁頭元件
[0153] 8支撐臂
[0154] 9 VCM的水平旋轉軸
[0155] 10磁鐵部
[0156] 11斜坡機構
[0157] 12 突片
[0158] 13 底板
[0159] 14負載梁
[0160] 15撓性件
[0161] 16a第1驅動構件(薄膜壓電體元件）
[0162] 16b第2驅動構件(薄膜壓電體元件）
[0163] 17a、17b 束焊接點
[0164] 18 板簧
[0165] 19折彎加工部
[0166] 20滑塊支撐板
[0167] 21支點突起
[0168] 22a第1突出支架
[0169] 22b第2突出支架
[0170] 23a第1壓電體支撐部
[0171] 23b第2壓電體支撐部
[0172] 24撓性基板
[0173] 24a第1固定部
[0174] 24b第2固定部
[0175] 25磁頭元件配線
[0176] 26薄膜壓電體
[0177] 27a上部電極
[0178] 27b下部電極
[0179] 28 基臺
[0180] 29a第1電極焊墊
[0181] 29b第2電極焊墊
[0182] 29c第3電極焊墊
[0183] 29d第4電極焊墊
[0184] 30絕緣蓋
[0185] 31磁頭電極端子
[0186] 32a第1折彎部
[0187] 32b第2折彎部
[0188] 33動力吸振器
[0189] 33a動力吸振器的第一配重部
[0190] 33b動力吸振器的彈簧部
[0191] 33c動力吸振器的阻尼部
[0192] 33d動力吸振器的框架部
[0193] 33e動力吸振器的第二配重部
[0194] 33f焊料球
[0195] 34 T型限制部
[0196] 34a折彎部
[0197] 35負載梁的孔部
[0198] 36a第1驅動肋
[0199] 36b第2驅動肋
[0200] 37a驅動配線
[0201] 37b接地配線
[0202] 39a 第 1 鏈桿
[0203] 39b 第2鏈桿
[0204] 40a 第 1 接頭
[0205] 40b 第2接頭
[0206] 40c 第3接頭
[0207] 40d 第4接頭
[0208] 41絕緣層
[0209] 42配線覆蓋層
[0210] 43a、43b 增強板
[0211] 44a第1分離溝槽
[0212] 44b第2分離溝槽
[0213] 50主配重部
[0214] 51主彈簧部
[0215] 52主阻尼部
[0216] 53副配重部
[0217] 54副彈簧部
[0218] 55副阻尼部
[0219] 56 基面
[0220] 60平衡配重
【主權項】
1. 一種磁頭組件，其特征在于： 具備： 滑塊，具有磁頭元件； 滑塊支撐板，保持所述滑塊； 負載梁，保持所述滑塊支撐板； 支點突起，被設置于所述負載梁的前端部并且旋轉自如地支撐所述滑塊支撐板； 驅動構件，以所述支點突起為中心使所述滑塊支撐板旋轉； 動力吸振器，被設置于所述滑塊支撐板， 所述動力吸振器位于比所述支點突起更靠近所述負載梁的后端側的位置并且相對于 所述滑塊支撐板的旋轉方向具有振動的自由度。2. 如權利要求1所述的磁頭組件，其特征在于： 所述動力吸振器具有配重部、將所述配重部連結于所述滑塊支撐板的彈簧部、抑制所 述配重部相對于所述滑塊支撐板進行振動的振幅的阻尼部。3. 如權利要求2所述的磁頭組件，其特征在于： 所述配重部具有由與所述滑塊的磁頭元件相對于所述支點突起進行旋轉的方向相同 方向上的振動而進行共振的第一共振點， 所述第一共振點為高于所述載荷臂的橫蕩模式的共振頻率的頻率。4. 如權利要求2或者3所述的磁頭組件，其特征在于： 所述配重部、所述彈簧部以及所述阻尼部通過對撓性件用層疊材料進行蝕刻加工來設 置。5. 如權利要求2~4中的任意一項所述的磁頭組件，其特征在于： 所述配重部具有質量調整部。6. -種磁盤裝置，其特征在于： 搭載有權利要求1~5中的任意一項所述的磁頭組件。
【文檔編號】G11B5/58GK105976833SQ201610143596
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月14日
【發明人】桑島秀樹, 染谷拓
【申請人】Tdk株式會社