CN102592610B - 具有支撑块的悬臂件、磁头折片组合及磁盘驱动单元 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种悬臂件，其包括挠性件，所述挠性件具有一用于支撑磁头的悬臂舌片，所述挠性件包括不锈钢层以及形成于所述不锈钢层上的介质层，其中，所述介质层具有顶表面及底表面，所述顶表面上设有多个连接触点，所述连接触点位于所述悬臂舌片的前端，用于与所述磁头连接，所述底表面上设有至少两个独立的支撑块，所述支撑块位于与所述连接触点相对应的位置，用于释放所述连接触点上形成的应力。本发明还公开一种磁头折片组合及磁盘驱动单元。本发明能释放产生在连接触点上的应力，降低温度对悬臂件的影响，从而降低磁头的***热变，进而改善磁头的读写性能。

Description

具有支撑块的悬臂件、磁头折片组合及磁盘驱动单元
技术领域
本发明涉及信息记录磁盘驱动单元，尤其涉及一种具有支撑块的悬臂件、磁头折片组合(headgimbalassembly，HGA)及磁盘驱动单元。
背景技术
磁盘驱动单元是常见的信息存储设备。图1a为一典型磁盘驱动单元100的示意图。其包括安装于一主轴马达102上的一系列可旋转磁盘101，磁头悬臂组合(headstackassembly，HSA)130。HSA130包括至少一马达臂104和一HGA150。
参考图1b，HGA150包括嵌有读/写传感器(图未示)的磁头103以及支撑该磁头103的悬臂件190。如图所示，该悬臂件190包括负载杆106、基板108、绞接件107以及挠性件105，以上元件均装配在一起。
图1c展示了挠性件105的详细结构。如图所示，沿挠性件105的长度方向在其上形成多个悬臂线路120，悬臂线路120的一端与一前置放大器(图未示)电性连接，其另一端延伸至一悬臂舌片136中。具体地，该悬臂舌片136位于挠性件105的前部，用于直接支撑磁头103。该挠性件105还包括从悬臂舌片136的两侧边延伸而出的一对支柱121，用以在悬臂舌片136的中部对齐支撑。悬臂舌片136的前端由一对突出件122部分支撑，悬臂舌片136的尾端设有一限制件123用以稳定支撑磁头103。
如图1d-1e所示，该挠性件105为一层状结构，其包括不锈钢层141、形成在该不锈钢层141上的聚酰亚胺层142，以及一覆盖层(图未示)。该悬臂线路120形成在聚酰亚胺层142的顶表面上，并被覆盖层覆盖。通常，该覆盖层由铜制成，用以保护悬臂线路120。多个连接触点124形成在聚酰亚胺层142的底表面上，并位于悬臂舌片136的前端，其用于与悬臂线路120相连并与磁头103的前边相连以实现电连接。一般地，悬臂舌片136的连接触点124和磁头103通过一焊锡球而将两者固定，当焊接焊锡球时，需采用高温焊接。因此，连接触点124的温度很高，有可能损坏聚酰亚胺层142。针对该情况，在连接触点124的背面处，在聚酰亚胺层142的底表面上设置一由不锈钢制成的支撑块125，从而在连接触点124的背面进行支撑。因此，在高温的热粘合环境下，该支撑块125能够对悬臂舌片136起到保护作用。
在常见的磁盘驱动单元中，磁头在旋转的磁盘表面上以近似几个微英寸的高度飞行，一般地，该磁头的飞行高度是影响磁盘读写性能的最重要参数。更具体地，相对小的飞行高度使得埋植于磁头内的传感器在磁盘表面上的不同数据比特位置之间达到一个较高的读写分辨率。因此，人们愈发希望磁头能具有一个较小的飞行高度从而获得较大的数据存储能力。
同时，也十分渴望该飞行高度能够在变化的飞行情况下保持稳定不变，这是由于强烈变化的飞行高度会损害磁头的读写性能。然而，由于飞行的磁头很容易被外部环境，如温度、应力、冲击等影响，因此飞行磁头的稳定性难以控制和保持。
然而，基于上述支撑块125的设计，在连接触点124的背后设置一整个支撑块125，其限制了在连接磁头103和连接触点124时产生的应力的释放。因此，在悬臂舌片136上产生的应力会触发其上的磁头103，因此，磁头103的飞行高度十分不稳定，继而影响磁头103的读写性能。
磁头的另一个重要指数是***热变(thermalcrownchange)。如图1f-1g所示，在室温下，磁头发生较小的***热变A，而在55℃下，磁头则发生较大的***热变B。这是由于在磁头103和悬臂舌片136之间的连接触点会在高温环境下发生膨胀，从而使磁头发生***热变。而且，磁头的该种***热变会随着温度的变化而变化，从而对磁头的飞行特性造成极大的影响，进而影响磁盘驱动单元的动态可靠性能。
此外，对于较薄的磁头，***热变会更加剧烈。目前使用的磁头的类型包括：传统的较厚的皮米(Pico)磁头(长＝1.25mm，宽＝0.7mm，高＝0.3mm)，以及尺寸较小的片特(Pemto)磁头(长＝1.235mm，宽＝0.7mm，高＝0.23mm)，U-片特(U-Pemto)磁头(长＝1.235mm，宽＝0.7mm，高＝0.18mm)及飞米(Femto)磁头(长＝0.85mm，宽0.7＝mm，高＝0.23mm)。目前，小体积的薄型磁头渐成主流，然而，这些薄型磁头同样存在一些缺陷。例如，当薄型磁头，如U-Pemto和Femto磁头安装在悬臂舌片上时，在不稳定的外部环境下，其飞行高度更加难以控制，显得很不稳定。而且，在热环境下，薄型磁头的***热变更加剧烈，因此，降低磁头的读写性能，进而降低磁盘驱动单元的动态可靠性。
因此，亟待一种改进的用于薄型磁头的悬臂件，可以释放在磁头和悬臂件上的连接触点之间产生的应力，降低温度对悬臂件的影响，从而降低磁头的***热变。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种适用于薄型磁头的悬臂件，其可释放产生在悬臂件的连接触点上的应力，降低温度对悬臂件的影响，从而降低磁头的***热变，进而改善磁头的读写性能。
本发明的另一目的在于提供一种磁头折片组合，其上的悬臂件能释放产生在连接触点上的应力，降低温度对悬臂件的影响，从而降低磁头的***热变，进而获得稳定的数据读写。
本发明的又一目的在于提供一种磁盘驱动单元，其上磁头折片组合的悬臂件能释放产生在连接触点上的应力，降低温度对悬臂件的影响，从而降低磁头的***热变，进而提高磁盘驱动单元的动态可靠性能。
为实现上述目的，本发明提供了一种悬臂件，其包括挠性件，所述挠性件具有一用于支撑磁头的悬臂舌片，所述挠性件包括不锈钢层以及形成于所述不锈钢层上的介质层，其中，所述介质层具有顶表面及底表面，所述顶表面上设有多个连接触点，所述连接触点位于所述悬臂舌片的前端，用于与所述磁头连接，所述底表面上设有至少两个独立的支撑块，所述支撑块位于与所述连接触点相对应的位置，用于释放所述连接触点上形成的应力。
较佳地，所述支撑块的个数为2～8个。
较佳地，所述支撑块由不锈钢制成，
较佳地，所述介质层由聚酰亚胺制成。
较佳地，所述不锈钢层形成于所述介质层的底表面。
本发明提供一种磁头折片组合，包括磁头以及悬臂件，所述悬臂件包括挠性件，所述挠性件具有一用于支撑所述磁头的悬臂舌片，所述挠性件包括不锈钢层以及形成于所述不锈钢层上的介质层，其中，所述介质层具有顶表面及底表面，所述顶表面上设有多个连接触点，所述连接触点位于所述悬臂舌片的前端，用于与所述磁头连接，所述底表面上设有至少两个独立的支撑块，所述支撑块位于与所述连接触点相对应的位置，用于释放所述连接触点上形成的应力。
本发明还提供一种磁盘驱动单元，包括具有磁头及支撑所述磁头的悬臂件的磁头折片组合；与所述磁头折片组合连接的驱动臂；磁盘；及用于旋转所述磁盘的主轴马达。所述悬臂件包括挠性件，所述挠性件具有一用于支撑所述磁头的悬臂舌片，所述挠性件包括不锈钢层以及形成于所述不锈钢层上的介质层，其中，所述介质层具有顶表面及底表面，所述顶表面上设有多个连接触点，所述连接触点位于所述悬臂舌片的前端，用于与所述磁头连接，所述底表面上设有至少两个独立的支撑块，所述支撑块位于与所述连接触点相对应的位置，用于释放所述连接触点上形成的应力。
与现有技术相比，由于设置多个独立且分离的支撑块，当磁头和连接触点相连时产生的应力在独立的支撑块上被分散，因此，应力被均匀地释放和减小，因此，由应力所带来的悬臂舌片的热变形将会降低。同时，当温度发生变化时，连接触点的膨胀而产生的应力通过多个独立的支撑块而被释放。因此，相应地，降低磁头的***热变。从而，改善磁头的飞行稳定性，改善磁头的读写特性，最终提高整个磁盘驱动单元的性能。
通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。
附图说明
图1a为传统的磁盘驱动单元的立体图。
图1b为传统的HGA的立体图。
图1c为图1b中HGA的挠性件的局部俯视图。
图1d为图1c中悬臂舌片的俯视图。
图1e为图1d中的悬臂舌片的仰视图。
图1f-1g分别展示了磁头在室温下和55℃下的***热变。
图2为本发明悬臂件的一个实施例从其底面看去的分解立体图。
图3为本发明挠性件的第一个实施例的局部放大的俯视图。
图4为图3中的挠性件的局部放大的俯视图。
图5为本发明挠性件的第二个实施例的局部放大的俯视图。
图6为图5中的挠性件的局部放大的俯视图。
图7为本发明挠性件的第二个实施例的局部放大的俯视图。
图8为图7中的挠性件的局部放大的俯视图。
图9为本发明HGA的一个实施例的立体图。
图10为本发明和现有技术的HGA的磁头的***热变的对比表格。
图11为本发明磁盘驱动单元的一个实施例的立体图。
具体实施方式
下面将参考附图阐述本发明几个不同的最佳实施例，其中不同图中相同的标号代表相同的部件。如上所述，本发明的实质在于一种磁盘驱动单元中的悬臂件，其上的挠性件的介质层的底表面上设有至少两个独立的支撑块，该支撑块位于与连接触点相对应的位置。通过在连接触点的背面设置多个支撑块，可以释放产生在连接触点上的应力，降低温度对悬臂舌片的影响，从而降低磁头的***热变，进而提高磁头的读写性能及磁盘驱动单元的动态可靠性能。
图2展示了本发明悬臂件的一个实施例。如图2所示，悬臂件290包括负载杆206、基板208、绞接件207以及挠性件205，以上元件均装配在一起。
参考图2及图10，负载杆206把负载力传到挠性件205以及安装于挠性件205上的磁头上。负载杆206可由任何具有适当刚性的材质制成，比如不锈钢，以使它有足够的刚度传送负载力。负载杆206通过绞接件207与基板208连接。设置于负载杆206上的定位孔212用于使负载杆206和挠性件205对齐。一凸点(图未示)形成于负载杆206上以在磁头中心对应的位置处支撑挠性件205。通过此凸点与挠性件205的配合，负载力得以均匀地传递到磁头上。在负载杆206上还设置一减振器209，用以减小负载杆206受到的振动。
基板208用于增加整个悬臂件290的刚度，它可以由刚性材质比如不锈钢制成。基板208一端形成一安装孔213，通过该安装孔213将悬臂件290安装到磁盘驱动单元100的驱动臂。
绞接件207一端有一安装孔210，其与基板208的安装孔213相对应。绞接件207局部安装到基板208上，并使安装孔210、213彼此对齐。绞接件207和基板208可以通过激光焊接一起，焊接点分布于绞接件207的细点(图未示)处。
如图2及图3所示，由柔性材料制成的挠性件205穿过绞接件207和负载杆206。该挠性件205具有前部216及与该前部216相对的尾部218，前部216上设有一定位孔217，该定位孔217与负载杆206的定位孔212相对齐，两者的精确定位能够确保挠性件205和负载杆206之间的高装配精度。挠性件205的前部216上还设有悬臂舌片236，用以承载磁头(图未示)。尾部218用于与一柔性印刷电缆(图未示)电连接，继而与一控制伺服***连接。该挠性件205上从前部216到尾部218延伸有多个悬臂线路220。
图3和图4为挠性件205的局部视图，其分别展示了本发明悬臂舌片的第一实施例的俯视图及仰视图。如图3所示，该挠性件205为层状结构，其包括不锈钢层241及层压与该不锈钢层241至少的介质层242。较佳地，该介质层242由聚酰亚胺制成。在本实施例中，在介质层242的顶表面上形成多个连接触点224，如8个连接触点224；在介质层242的底表面上形成两个独立的支撑块225。该层状结构还包括一由铜制成的覆盖层(图未示)，其形成于悬臂线路220之上。连接触点224与悬臂线路220电连接，并通过焊锡球与HGA的磁头实现电连接。具体地，该两个独立的支撑块225设置在连接触点224的背面，用以支撑连接触点224，即，支撑块225形成在介质层242的底表面，其位置与连接触点224的位置相对应。该支撑块225之间相互独立且分离，较佳地，该支撑块225由不锈钢制成。
基于上述设置，一方面，当磁头与连接触点224通过焊锡球连接时，支撑块225能够防止介质层242在热环境下受到损坏；另一方面，由于两个支撑块225是独立且分离的，因此连接磁头和连接触点224时产生的应力会在支撑块225之间分散开，因此，应力被减少和释放，从而降低悬臂舌片236的热变形。同时，当温度变化时，磁头和悬臂舌片236之间的连接触点224会发生膨胀，膨胀而产生的应力也会在相互分离的支撑块225之间释放。因此，磁头的***热变相应地减小，进而提高磁头的飞行稳定性，提高磁头的读写特性，最终提高磁盘驱动单元的动态性能。
图5和图6为挠性件205的局部视图，其分别展示了本发明悬臂舌片的第二实施例的俯视图及仰视图。该挠性件205的层状结构不变，包括不锈钢层241及层压与该不锈钢层241至少的介质层242。本实施例的悬臂舌片236的俯视图与第一个实施例相同，8个连接触点形成在介质层242的顶表面。不同之处在于，介质层242的底表面形成有四个支撑块225，该支撑块225的位置与连接触点224的位置相对应，亦即，形成在连接触点224的背面。该四个支撑块225沿着连接触点224的排列位置排列成直线，且相互分离且独立。较佳地，该支撑块225由不锈钢制成。与两个支撑块225相比，具有间距的四个支撑块225能够释放更多的应力，从而降低悬臂舌片236的热变形，进而减小磁头的***热变。因此，提高磁头的飞行稳定性及读写特性，进而提高磁盘驱动单元的动态性能。
图7和图8展示了本发明悬臂舌片236的第三实施例。本实施例与上述两个实施例类似，不同之处在于，本实施例设置八个支撑块225在介质层225的底表面。如图8所示，八个支撑块225相互独立地设置在连接触点224的背面。每一个支撑块225设置在每一个连接触点224的后面以作支撑。当连接磁头和连接触点224时，采用高温焊接，从而产生热环境。由于八个支撑块225在连接触点224的背面支撑，因此，一方面，介质层242在热环境下免于受损。另一方面，产生在每一个连接触点224上的应力会在每一个支撑块225上分散，因此，整体应力由此减小和释放，减小悬臂舌片236的热变形，进而减小磁头的***热变。因此，因此，提高磁头的飞行稳定性及读写特性，进而提高磁盘驱动单元的动态性能。
需要说明的是，本发明的支撑块225的个数不限于上述实施例，其可按实际情况设置不同的个数。
图9展示了本发明HGA200的一个实施例，其包括包括悬臂件290及由该悬臂件290承载的磁头(在该图未示)。该悬臂件290包括负载杆206、基板208、绞接件207及挠性件205，上述元件皆装配于一起。该绞接件207具有安装孔210以将绞接件207与基板208安装。而磁头则由挠性件205承载，磁头的类型可分为具有传统尺寸的Pico磁头，以及尺寸较小的薄型磁头：Pemto磁头、U-Pemto磁头以及Femto磁头。本发明使用U-Pemto磁头。
图10为本发明与现有技术的HGA的磁头的***热变的对比表格。在此列举了两种磁头，分别是Pemto磁头和比Pemto磁头尺寸更小的U-Pemto磁头。可见，在现有技术中，在温度为55℃的情况下，U-Pemto磁头的***热变比Pemto磁头的***热变程度高。具体地，Pemto磁头的***热变为0.41nm，而U-Pemto磁头的***热变则为0.71nm。相反，本发明中，对于U-Pemto磁头，其***热变则大大减小。如，采用上述三个实施例的设计，U-Pemto磁头的***热变分别是0.44nm、0.34nm以及0.32nm。显然，即使采用更薄型的磁头，采用本发明的设计，磁头的***热变明显改善。因此，本发明的HGA的磁头更加稳定，飞行高度更容易控制和保持，从而获得稳定的读写性能，最终提高磁盘驱动单元的动态可靠性。
图11为本发明硬盘驱动单元的一个实施例。该磁盘驱动单元600包括HGA200、与该HGA200相连的驱动臂604、一系列可旋转磁盘601、以及使磁盘601旋转的主轴马达602，以上元件均装配在外壳609内。如上所述，该HGA200包括具有挠性件205的悬臂件290及磁头203。由于磁盘驱动单元的结构和组装过程为本领域一般技术人员所熟知，所以在此省略关于其结构和组装的详细描述。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (11)

1.一种用于磁头折片组合的悬臂件，包括：
挠性件，所述挠性件具有一用于支撑磁头的悬臂舌片，所述挠性件包括不锈钢层以及形成于所述不锈钢层上的介质层，其特征在于：所述介质层具有顶表面及底表面，所述顶表面上设有多个连接触点，所述连接触点位于所述悬臂舌片的前端，用于与所述磁头连接，所述底表面上设有至少两个独立的支撑块，所述支撑块位于与所述连接触点相对应的位置，用于释放所述连接触点上形成的应力。
2.如权利要求1所述的悬臂件，其特征在于：所述支撑块的个数为2～8个。
3.如权利要求1所述的悬臂件，其特征在于：所述支撑块由不锈钢制成。
4.如权利要求1所述的悬臂件，其特征在于：所述介质层由聚酰亚胺制成。
5.如权利要求1所述的悬臂件，其特征在于：所述不锈钢层形成于所述介质层的底表面。
6.一种磁头折片组合，包括：
磁头；以及
悬臂件，所述悬臂件包括挠性件，所述挠性件具有一用于支撑所述磁头的悬臂舌片；其中，
所述挠性件包括不锈钢层以及形成于所述不锈钢层上的介质层，其特征在于：所述介质层具有顶表面及底表面，所述顶表面上设有多个连接触点，所述连接触点位于所述悬臂舌片的前端，用于与所述磁头连接，所述底表面上设有至少两个独立的支撑块，所述支撑块位于与所述连接触点相对应的位置，用于释放所述连接触点上形成的应力。
7.如权利要求6所述的磁头折片组合，其特征在于：所述支撑块的个数为2～8个。
8.如权利要求6所述的磁头折片组合，其特征在于：所述支撑块由不锈钢制成。
9.如权利要求6所述的磁头折片组合，其特征在于：所述介质层由聚酰亚胺制成。
10.如权利要求6所述的磁头折片组合，其特征在于：所述不锈钢层形成于所述介质层的底表面。
11.一种磁盘驱动单元，包括：
具有磁头及支撑所述磁头的悬臂件的磁头折片组合；
与所述磁头折片组合连接的驱动臂；
磁盘；及
用于旋转所述磁盘的主轴马达；
其中，所述悬臂件包括：
挠性件，所述挠性件具有一用于支撑磁头的悬臂舌片，所述挠性件包括不锈钢层以及形成于所述不锈钢层上的介质层，其特征在于：所述介质层具有顶表面及底表面，所述顶表面上设有多个连接触点，所述连接触点位于所述悬臂舌片的前端，用于与所述磁头连接，所述底表面上设有至少两个独立的支撑块，所述支撑块位于与所述连接触点相对应的位置，用于释放所述连接触点上形成的应力。
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