JP2007272984A - ディスク・ドライブ装置及びそれに使用されるヘッド・アセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】トレースの金属層に孔列を形成して剛性を調整するとともに、孔列によるクロストーク・ノイズを抑制する。
【解決手段】本発明の一つの態様のサスペンションは、ヘッド・スライダの信号を伝送するトレース１２２を備える。トレース１２２の一部はサスペンションの側面に沿って延びている。トレース１２２には、金属層とその金属層の上に形成された複数の伝送線２２２−２２４と絶縁層とを備えている。金属層の一部には伝送線と重なる孔列２５５が形成されており、伝送損失の低減に寄与する。また、サスペンションのヒンジ部３６１に対向する位置において、さらに金属層の孔列２５６が形成されている。これによって、ヒンジ部における配線構造部の剛性を落とし、ヒンジ部におけるサスペンションの動作を阻害することを防止する。
【選択図】図５

Description

本発明はディスク・ドライブ装置及びそれに使用されるヘッド・アセンブリに関し、特に、ヘッド信号を伝送する配線構造部に関する。

ディスク・ドライブ装置として、光ディスク、光磁気ディスクあるいはフレキシビル磁気ディスクなどの様々な態様のメディアを使用する装置が知られているが、その中で、ハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）は、コンピュータの記憶装置として広く普及し、現在のコンピュータ・システムにおいて欠かすことができない記憶装置の一つとなっている。さらに、コンピュータ・システムにとどまらず、動画像記録再生装置、カー・ナビゲーション・システム、あるいはデジタル・カメラなどで使用されるリムーバブル・メモリなど、ＨＤＤの用途は、その優れた特性により益々拡大している。

ＨＤＤは、データを記憶する磁気ディスクと、磁気ディスクからのデータ読み出し及び／もしくは書き込みを行うヘッド・スライダ、及び、ヘッド・スライダを磁気ディスク上の所望の位置に移動するアクチュエータを備えている。アクチュエータはボイス・コイル・モータによって駆動され、回動軸を中心として回動することによって、回転する磁気ディスク上でヘッド・スライダを半径方向に移動する。

ヘッド・スライダは、スライダと、そのスライダの面上に形成されたヘッド素子部を備えている。ヘッド素子部は、磁気ディスクへの記憶データに応じて電気信号を磁界に変換する記録素子、及び／又は、磁気ディスクからの磁界を電気信号に変換する再生素子を有している。アクチュエータは弾性を有するサスペンションを備え、ヘッド・スライダはサスペンションに固着されている。アクチュエータに支持されたヘッド・スライダは、回転する磁気ディスク上を一定のギャップを置いて浮上する。

サスペンションは、ヘッド・スライダを磁気ディスク対向面側で保持するジンバルと、ジンバルを磁気ディスク対向面側で保持するロード・ビームとを備えている。アクチュエータ上には、プリアンプＩＣとヘッド上の素子との間の信号を伝送するための配線構造部（以下、トレースと呼ぶ）が形成される。アクチュエータ上の回動軸近傍においてＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）上にプリアンプＩＣが実装されており、トレースはそのＦＰＣと接続される。トレースの伝送信号はプリアンプＩＣが増幅する。

トレースの一つの構造として、ジンバルに連続して形成された金属層と、その金属層上に形成された複数の伝送線と、各伝送線を金属層及び他の伝送線から絶縁する絶縁層とを備えるものが知られている。トレースが金属層を有することで、製造時のハンドリング性をあげることができる。金属層を有するトレースにおいて、信号線と重なる孔列を形成することが、例えば、特許文献１に開示されている。金属層に信号線と重なる孔列を形成することによって、寄生容量を低減し、トレースのデータ転送周波数を高めることができるとされている。
特開２００２−２５１７０６号公報

ヘッド・スライダもしくはアクチュエータが、ヘッド素子部以外の電気素子を備えているＨＤＤが知られている。このようなＨＤＤにおいては、トレースは、リード／ライト信号以外の信号を伝送する伝送線を有する。例えば、ヘッド・スライダにヒータを形成し、ヘッド素子部を熱膨張させることによってヘッド−磁気ディスク間距離（クリアランスと呼ぶ）を調整する技術がある。クリアランスを調整することによって、記録密度を向上することができる。トレースは、リード／ライト信号の伝送線の他に、このヒータに流す電流（信号）を伝送する伝送線を備える。

トレースが有する伝送線数が増加するにつれて、金属層に形成する孔列の設計はより複雑となる。ライト・ライン・ペアなどの高周波信号を伝送するライン・ペアと重なる孔列によって、そのライン・ペアの伝送損失を低減することができる。しかし、孔列の設計において重要な点の一つは、孔列による信号伝送特性への影響である。

特に、リード信号及びライト信号を伝送する伝送線の他に伝送線が存在する場合、孔列が重なる伝送線自体の特性のほかに、孔列による伝送線間の影響が問題となる。具体的には、孔列を形成することによる伝送線間のクロストーク・ノイズを考慮することが重要である。安易な孔列の設計は、伝送線間、特にライト・ライン・ペアとリード・ライン・ペアとの間のクロストーク・ノイズを増加させ、データの読み出し特性が低下する。

また、トレースの設計においては、その剛性の設計が重要となる。特に、記録密度が向上し、より正確なヘッド・ポジショニングが要求されるにつれて、トレース位置によって剛性を変化させることが重要なっている。つまり、トレース全体の剛性を維持するとともに、特定部分においてその剛性を低下させることが重要となってくる。特に、現在の微細なアクチュエータ構造において、ロード・ビームのヒンジ部の動作を妨げないように、トレースの特定領域の剛性を低下させることが要求されている。

トレースの剛性を低下させるためには、金属層の開口面積を増加させればよい。従って、金属層に形成する孔列の列数を増加することによって、トレースの剛性を低下させることができる。しかし、孔列の形成は、上述のように、トレース剛性の観点のみではなく、伝送特性、特に伝送線間におけるクロストーク・ノイズを考慮することが重要である。

本発明の一つの態様に係るヘッド・アセンブリは、データを記録するディスクにアクセスするヘッドと、前記ヘッドを支持するヘッド支持部材と、配線構造部を備える。配線構造部は、金属層と、前記金属層上において互いに交差することなく延びており前記ヘッドに接続された複数の伝送線と、前記金属層と前記複数の伝送線との間に形成された絶縁層を有する。前記複数の伝送線は、ライト信号を伝送するライト・ライン・ペアと、リード信号を伝送するリード・ライン・ペアと、前記ライト信号及びリード信号と異なる信号を伝送する第３のライン・ペアとを有する。前記金属層は、前記ライト・ライン・ペアと重なり他の伝送線から離間し、そのライト・ライン・ペアが延びる方向に配列された第１の孔列と、前記ライト・ライン・ペアから離間し前記ライト・ライン・ペアと異なるライン・ペアと重なりその異なるライン・ペアが延びる方向に配列された第２の孔列とを有する。ライト・ライン・ペア及びリード・ライン・ペアの他にライン・ペアを有する配線構造部に複数の孔列を形成するにおいて、ライト・ライン・ペアと重なる孔列が他の伝送線から離間し、さらに、他の孔列もライト・ライン・ペアから離間しているため、ライト信号によるリード信号へのクロストーク・ノイズを低減することができる。

前記ライト・ライン・ペアと前記リード・ライン・ペアとの間において前記第３のライン・ペアが延びていることが好ましい。これによって、ライト信号によるリード信号への影響を低減することができる。

前記第２の孔列は前記リード・ライン・ペアと重なり、他の伝送線から離間していることは好ましい態様の一つである。これによって、リード・ライン・ペアの伝送損失を低減することができる。さらに、前記金属層は、前記第３のライン・ペアと重なり他の伝送線から離間し、その第３のライン・ペアが延びる方向に配列された第３の孔列を備えることは、好ましい態様の一つである。これによって、伝送線間の影響を低減しながら、剛性を低下することができる。また、前記ライト・ライン・ペアと前記リード・ライン・ペアとの間において前記第３のライン・ペアが延びていることが好ましい。

前記第２の孔列が重なるライン・ペアと前記ライト・ライン・ペアとの間において、前記ライト・ライン・ペアに隣接するライン・ペアが延びており、前記第１の孔列と前記第２の孔列との間において、前記隣接するライン・ペアと重なる前記金属層の孔が存在しないことは、好ましい態様の一つである。ライト・ライン・ペアに隣接するライン・ペア下の金属層がプレーン状態であるので、孔列に起因するライト信号によるリード信号へのノイズを低減することができる。さらに、前記第２の孔列が重なるライン・ペアは、前記リード・ライン・ペアであり、前記隣接するライン・ペアは、前記第３のライン・ペアであることが好ましい。これによって、さらに、ライト信号からリード信号へのクロストーク・ノイズを低減することができる。

本発明の他の態様に係るヘッド・アセンブリは、データを記録するディスクにアクセスするヘッドと、前記ヘッドを支持し、前記ヘッドの浮上力とバランスする弾性力を生むヒンジ部を備えるサスペンションと、前記サスペンションに沿ってその一部が延びている配線構造部とを備える。配線構造部は、金属層と、前記金属層上において互いに交差することなく延びており前記ヘッドに接続された複数の伝送線と、前記金属層と前記複数の伝送線との間に形成された絶縁層とを有する。前記金属層は、前記ヒンジ部への対向位置を含む領域において、一信号を伝送するライン・ペアと重なり他の伝送線から離間しそのライン・ペアに沿って配列された第１の孔列と、前記ライン・ペアから離間し他の伝送線と重なりその伝送線に沿って配列された第２の孔列とを備える。前記第１の孔列は前記領域を越えてヘッド側及び反ヘッド側に続いており、前記第２の孔列は前記領域端において切れている。ヒンジ部への対向位置を含む領域において、第１及び第２の孔列を有することによって、その部分の剛性を選択的に低下させることができる。

本発明の他の態様に係るディスク・ドライブ装置は、データを記録するディスクを回転するモータと、前記ディスクにアクセスするヘッドと、前記ヘッドを支持し、回動軸を中心として回動することによって前記ディスク上を浮上するヘッドを移動するアクチュエータとを備える。前記アクチュエータは、前記ヘッドを支持し、前記ヘッドの浮上力とバランスする弾性力を生むヒンジ部を備えるサスペンションと、前記サスペンションを支持するアームと、前記サスペンション及び前記アームの側面に沿ってその一部が延びている配線構造部とを備える。前記配線構造部は、金属層と、前記金属層上において互いに交差することなく延びており前記ヘッドに接続された複数の伝送線と、前記金属層と前記複数の伝送線との間に形成された絶縁層とを有する。前記金属層は、前記ヒンジ部への対向位置を含む連続領域において、ライト信号を伝送するライト・ライン・ペアと重なり他の伝送線から離間しそのライト・ライン・ペアに沿って配列された第１の孔列と、前記ライト・ライン・ペアから離間し他の伝送線と重なりその伝送線に沿って配列された第２の孔列とを備える。前記第１の孔列は前記領域を越えてヘッド側及び反ヘッド側に続いており、前記第２の孔列は前記領域端において切れている。

本発明によれば、ヘッド信号を伝送する配線構造部において電気的もしくは機械的により適切な孔列を形成することができる。

以下に、本発明を適用可能な実施の形態が説明される。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。尚、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて各要素の重複説明は省略されている。以下においては、ディスク・ドライブ装置の一例であるハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）に例において、本発明の好ましい態様を説明する。

本形態のＨＤＤに使用されるサスペンションは、ヘッド・スライダに接続され、ヘッド・スライダの信号を伝送する配線構造部を備える。配線構造部の一部はサスペンションの側面に沿って延びている。配線構造部には、金属層とその金属層の上に形成された複数の伝送線と、各伝送線を金属層及び他の伝送線から絶縁する絶縁層とを備えている。金属層の一部には伝送線と重なる孔列が形成されており、伝送損失の低減に寄与する。また、サスペンションのヒンジ部に対向する位置において、金属層の孔列が増加する。これによって、ヒンジ部における配線構造部の剛性を落とし、ヒンジ部におけるサスペンションの動作を阻害することを防止する。

まず、本発明が適用されるＨＤＤの全体構成について、図１を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係るＨＤＤ１００の全体構成を模式的に示す上面図である。図１は、アクチュエータが動作時の配置にあるＨＤＤ１００の状態を示している。データを記録するディスクの一例ある磁気ディスク１０１は不揮発性の記録ディスクであって、磁性層が磁化されることによってデータを記録する。ベース１０２は、ガスケット（不図示）を介してベース１０２の上部開口を塞ぐカバー（不図示）と固定することによって筐体の一例であるディスク・エンクロージャを構成し、ＨＤＤ１００の各構成要素を収容することができる。

クランプ１０４は磁気ディスク１０１をスピンドル・モータ１０３に固定する。磁気ディスク１０１は、ベース１０２の底面に固定されたスピンドル・モータ１０３により所定の角速度（速さ）で回転駆動される。ヘッドの一例であるヘッド・スライダ１０５は磁気ディスク１０１にアクセスする。ヘッド・スライダ１０５は、ヘッド素子部とヘッド素子部が固定されたスライダとを有している。アクチュエータ１０６は、ヘッド・スライダ１０５を保持し、移動する。アクチュエータ１０６は回動軸１０７に回動自在に保持されており、自身を回動する駆動機構としてのボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）１０９を備えている。アクチュエータ１０６は、ヘッド・スライダ１０５が配置されたその先端部から、サスペンション１１０、アーム１１１及びコイル・サポート１１２の順で結合された各構成部材を備えている。

ヘッド・スライダ１０５を支持するサスペンション１１０の構成については、後に詳細に説明する。コイル・サポート１１２は、フラットコイル１１３を保持している。上側ステータ・マグネット保持板１１４は、下側ステータ・マグネット保持板（不図示）とともに、フラットコイル１１３を挟み込んでいる。ランプ１１５は磁気ディスク１０１の外周端部に近接し、磁気ディスク１０１の回転が停止するときなどに、ヘッド・スライダ１０５を磁気ディスク１０１の面上からアンロードする退避位置を備える。タブ１１６はサスペンション１１０の先端部に形成されており、ロード／アンロードにおいてランプ１１５上を摺動する。

磁気ディスク１０１からのデータの読み取り／書き込みのため、アクチュエータ１０６は回転している磁気ディスク１０１表面のデータ領域上にヘッド・スライダ１０５を移動する。アクチュエータ１０６が回動することによって、ヘッド・スライダ１０５が磁気ディスク１０１の記録面の半径方向に沿って移動する。磁気ディスク１０１に対向するスライダのＡＢＳ（Air Bearing Surface）面で発生する力とサスペンション１１０による押し付け力とがバランスすることによって、ヘッド・スライダ１０５は磁気ディスク１０１上を所定のギャップを置いて浮上する。

ヘッド・スライダ１０５の信号は、アクチュエータ１０６に固定されているトレース１２２が伝送する。配線構造部の一例であるトレース１２２は、その一端がヘッド・スライダ１０５に接続され、その他端はプリアンプＩＣ１２３が実装されたＦＰＣ１４３に接続される。トレース１２２は、ヘッド・スライダ１０５とプリアンプＩＣ１２３との間の信号を伝送する。トレース１２２は、サスペンション１１０と一体的に形成されており、そのサスペンション１１０から延出し、磁気ディスク１０１の反対側において、アーム１１１の回動方向を向く側面に沿って延びている。本形態のＨＤＤ１００は、このトレース１２２の構造に一つの特徴を有する。この点については、後に詳述する。

ＦＰＣ１４３はコネクタ１４７を介して、ベース１０２裏面に実装される制御回路基板（不図示）と回路的に接続されている。ＦＰＣ１４３は、制御回路とプリアンプＩＣ１２３との間の信号を伝送する。ＨＤＤ１００の動作制御及びその信号処理は、制御回路基板上の制御回路が行う。

本形態のヘッド・スライダ１０５は、ヘッド素子部に加えてヒータを備える。ヒータはヘッド素子部を磁気ディスク１０１に向けて突出させ、ヘッド素子部と磁気ディスク１０１との間の距離であるクリアランスを調整する。このクリアランス制御をThermal Fly height Control（ＴＦＣ）と呼ぶ。図２はヘッド・スライダ１０５の空気流出端面（トレーリング側端面）１５１近傍におけるその一部構成を示す断面図である。磁気ディスク１０１は、図２の左から右に向かって回転する。ヘッド・スライダ１０５は、ヘッド素子部１５２とヘッド素子部１５２を支持するスライダ１５３とを備えている。

ヘッド素子部１５２は、磁気ディスク１０１との間で磁気データを読み書きする。ヘッド素子部１５２は、リード素子３２とそのトレーリング側のライト素子３１とを備えている。ライト素子３１は、ライト・コイル３１１を流れる電流で磁極３１２間に磁界を発生し、磁気ディスク１０１に磁気データを記録するインダクティブ素子である。リード素子３２は磁気抵抗型の素子であって、磁気異方性を有する磁気抵抗素子３２ａを備え、磁気ディスク１０１からの磁界によって変化するその抵抗値によって磁気ディスク１０１に記録されている磁気データを読み出す。

磁気抵抗素子３２ａは、磁気シールド３３ａ、ｂによって挟まれており、ライト・コイル３１１は絶縁膜３１３で囲まれている。また、ヘッド素子部１５２はライト素子３１とリード素子３２の周囲にアルミナなどの保護膜３４を備える。ライト素子３１およびリード素子３２の近傍には、ヒータ１５４が形成されている。本例のヒータ１５４は、ヘッド素子部１５２の反磁気ディスク１０１側に位置している。例えば、パーマロイを使用した薄膜抵抗体を蛇行させ、間隙をアルミナで埋めてヒータ１５４を形成することができる。

プリアンプＩＣ１２３がヒータ１５４に電流を流すと、ヒータ１５４の熱によってヘッド素子部１５２の近傍が突出変形する。非加熱時において、ヘッド・スライダ１０５のＡＢＳ面はＳ１で示される形状であり、ヘッド素子部１５２と磁気ディスク１０１との間の距離であるクリアランスはＣ１で示されている。ヒータ１５４加熱時における突出形状Ｓ２を、図２に破線で模式的に示す。ヘッド素子部１５２が磁気ディスク１０１に近づき、このクリアランスＣ２はクリアランスＣ１よりも小さい。なお、図２は概念図であり、寸法関係は正確ではない。突出量はナノメートル・オーダ（数ナノメートル）である。

図３（ａ）及び図３（ｂ）は、本実施形態に係るヘッド・ジンバル・アセンブリ（ＨＧＡ）１３０の構成を模式的に示す平面図である。図３（ａ）は磁気ディスク１０１の記録面に対向する面を示し、図３（ｂ）はその反対面を示している。また、図４は、ＨＧＡ１３０の構成を模式的に示す分解斜視図である。ＨＧＡ１３０は、サスペンション１１０とヘッド・スライダ１０５とのアセンブリである。

図４に示すように、本形態のサスペンション１１０は複数の構成部材によって構成されており、ジンバル３０１、ロード・ビーム３０２及びマウント・プレート３０３を備えている。また、本形態のロード・ビーム３０２は複数の構成部材によって構成されるマルチ・ピース・タイプであり、ビーム・プレート３０４、ベース・プレート３０５及びヒンジ・プレート３０６とで構成される。尚、各構成要素は、複数の構成部材により、あるいは一つの構成部材によって構成することが可能である。

本形態において、アクチュエータ１０６は複数のアーム１１１及びＨＧＡ１３０を備えており、図４は、最上段のＨＧＡ１３０の構成に相当する。アーム１１１は、典型的には、ステンレス鋼もしくはアルミニウムによって形成され、エッチングによって回動軸１０７が嵌挿する孔などの必要形状が形成される。アーム１１１の磁気ディスク１０１と対向する側の表面上に、ロード・ビーム３０２が固定される。

ヒンジ・プレート３０６はヒンジ部３６１を有している。ヒンジ部３６１は、孔３６２を有しており、その剛性が弱められている。孔３６２の回動方向の両側には棒状の金属層３６３ａ、３６３ｂがあり、ヘッド・スライダ１０５が磁気ディスク１０１の回転によって気流から受ける浮力に対抗する負圧を与えるバネ機能を示す。ビーム・プレート３０４はアクチュエータ１０６が回動する際に、ジンバル３０１を安定した姿勢で支持するための剛性機能を有する。ベース・プレート３０５は、ロード・ビーム３０２をアーム１１１に固定するための強度を有する。マウント・プレート３０３には、ベース・プレート３０５及びアーム１１１が結合される。ヒンジ・プレート３０６は、ビーム・プレート３０４及びベース・プレート３０５に結合される。

ジンバル３０１は例えばステンレス鋼で形成することができ、所望の弾性を有する。ジンバル３０１の前部において、舌片状のジンバル・タング３０８が形成されている。ジンバル・タング３０８には、ヘッド・スライダ１０５が低弾性エポキシ樹脂などによって固着されている。ジンバル・タング３０８は、ビーム・プレート３０４のディンプルを中心として、ヘッド・スライダ１０５を、ピッチ方向あるいはロール方向に回動させる。

トレース１２２は、ジンバル３０１から連続して形成され、ジンバル３０１端部から延在する。ジンバル３０１上には、ヘッド・スライダ１０５上のヘッド・スライダ上の回路に接続されている複数の伝送線が形成されている。ジンバル３０１上の配線構造について説明する。ジンバル３０１の基材としてのステンレス金属層上に、ポリイミド絶縁層が形成されている。ポリイミド絶縁層上に伝送線を形成する導体層が形成され、その上にポリイミド保護層が形成されている。ジンバル３０１上の配線構造は、周知のフォトリソグラフィ・エッチング技術によって形成することができる。各伝送線の一端は、ヘッド・スライダ１０５上の回路に接続され、プリアンプＩＣ１２３とヘッド・スライダ１０５との間で信号転送を行う。

トレース１２２はジンバル３０１の磁気ディスク１０１の回転軸と反対側の側部から、延在している。ジンバル３０１から延びるトレース１２２は、ロード・ビーム３０２及びアーム１１１の側部（磁気ディスク１０１中心と反対側の側部）に沿って回動軸１０７側（アクチュエータ後側）に向かって延びている。トレース１２２の一部は、スポット溶接によって、ベース・プレート３０５に溶着される。

本形態において、トレース１２２はジンバル３０１と一体的に形成されている。ジンバル３０１上の配線構造と同様に、トレース１２２は基材としてのステンレス金属層、金属層上のポリイミド絶縁層、ポリイミド絶縁層上の伝送線及びポリイミド保護層によって形成されている（図６（ｂ）参照）。トレース１２２の各層は、ジンバル３０１上の配線構造の対応層と連続して形成されている。

トレース１２２の後端部（回動軸側端部）には、ＦＰＣ１４３との接続を行うための凸部であるタブ２３１が形成されている。タブ２３１の幅（アーム上面の横方向における長さ）は、タブ２３１とジンバル３０１端部との間における部分（テール２２１と呼ぶ）よりも大きく形成されている。タブ２３１の下面（アームと反対側の面）には、ＦＰＣ１４３との半田接続を可能とするための複数のパッドが形成されおり、各パッドはトレース１２２の各伝送線と接続されている。タブ２３１は、回動軸１５近傍においてＦＰＣ１４３と接続され、その上に配置されているプリアンプＩＣに回路的に接続される。

図３に戻って、本形態のトレース１２２は、その金属層に複数の孔からなる孔列２５５を有している。孔列２５５は、ジンバル３０１上で始まり、タブ２３１まで続いている。金属層に孔列２５５を設けることによって、それが重なる伝送線の伝送損失を低減することができる。金属層の孔列については、後に詳述する。

トレース１２２はサスペンション１１０から磁気ディスク１０１の反対側に延出し、サスペンション１１０の沿うように回動軸１５に向かって曲がっている。トレース１２２は、ヒンジ部３６１と対向する位置を通過して、さらに、ロード・ビーム３０２に沿って延びている。ロード・ビーム３０２のアーム側端において、トレース１２２は、ロード・ビーム３０２から離れる方向にわずかに屈曲して、さらに、テール２２１が直線状に延びている。テール２２１の反ヘッド・スライダ１０５側端が、そのテール２２１よりも幅が広いタブ２３１へとつながっている。

図５は、図３（ａ）において円で囲まれた、ヒンジ部３６１近傍の部分の構成を示す拡大図である。トレース１２２は、ライト素子に接続されライト信号を伝送するライト・ライン・ペア２２２と、リード素子に接続されリード信号を伝送するリード・ライン・ペア２２３と、ヒータに接続されたヒータ信号を伝送するＴＦＣライン・ペア２２４とを備えている。ライト・ライン・ペア２２２とリード・ライン・ペア２２３との間を、ＴＦＣライン・ペア２２４が延びている。

図５に示すように、ヒンジ部３６１と対向する位置を含む一部の連続領域２２７において、トレース１２２は２列の孔列２５５、２５６を備えている。孔列２５５は、ライト・ライン・ペアと重なり、他の伝送線からは離間しておりそれらには重なっていない。孔列２２２は、ライト・ライン・ペアが延びる方向に配列され、各孔は互いに離間している。孔列２２３は、リード・ライン・ペアと重なり、他の伝送線からは離間している。孔列２２３は、リード・ライン・ペアが延びる方向に配列され、各孔は互いに離間している。

図６（ａ）は、ヒンジ部３６１に対向する領域２２７及びその近傍における、伝送線及び孔列を模式的に示す平面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＢ−Ｂ切断線におけるトレース１２２の断面図を模式的に示している。図６（ｃ）は、図６（ａ）のＣ−Ｃ切断線におけるトレース１２２の断面図を模式的に示している。図６（ｂ）及び（ｃ）に示すように、トレース１２２は金属層１２３、その上の絶縁層１２４、絶縁層上の伝送配線２２２−２２４及び伝送配線２２２−２２４上の絶縁保護膜１２５を備えている。絶縁層１２４及び絶縁保護膜１２５は、典型的にはポリイミドを使用する。

図６（ａ）において、孔列２５５の内、７つの孔２５５ａ−２５５ｇが示されている。また、孔列２５６の全ての５つの孔２５６ａ−２５６ｅが示されている。上述のように、各孔２５５ａ−２５５ｇはライト・ライン・ペア２２２に沿って離間して配列されており、また、各孔２５５ａ−２５５ｇはライト・ライン・ペア２２２と重なり、他の伝送線から離間している。一方、各孔２５６ａ−２５６ｅはリード・ライン・ペア２２３に沿って離間して配列されており、また、各孔２５６ａ−２５６ｅはリード・ライン・ペア２２３と重なり、他の伝送線から離間している。孔列２５５と孔列２５６の各孔は、伝送線が延びる方向と垂直な方向、つまり、アクチュエータ１０６の回動方向において互いに対向している。

本形態において、孔列２５６は、ヒンジ部３６１と対向する領域とその近傍の領域２２７のみに形成されており、孔列２５６は、領域２２７の端で切れている。一方、孔列２５５は、図５及び図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ヒンジ部３６１と対向する位置を含む領域２２７の端を越えて、ヘッド・スライダ１０５側及び回動軸１５側（反ヘッド・スライダ側）に延びている。このように、本形態のトレース１２２は、ヒンジ部３６１と対向する領域において、その前後領域よりも多い列数の孔列を備えている。これによって、その領域２２７の剛性を下げ、ヒンジ部３６１の動作を阻害することを抑制することができる。

上述のように、ヒンジ部３６１は、ヘッド・スライダ１０５が磁気ディスク１０１の回転による気流から受ける浮力に対抗する負圧を与える。ヘッド浮上高をより正確に制御するためには、ヒンジ部３６１の自由が動きを確保し、そのバネ性を阻害しないことが重要である。これによって、ヒンジ部３６１が、磁気ディスク１０１側への適切な弾性力をヘッド・スライダ１０５与えることができる。

トレース１２２の剛性は、金属層に形成された孔の面積によって決定される。また、伝送線２２２−２２４が延びる方向と垂直な方向における、孔と金属の面積比が重要である。孔の総面積が増大するにつれ、つまり、金属の面積が減少するにつれてトレース１２２の剛性が低下する。ヒンジ部３６１の動きをできるだけ阻害しないためには、ヒンジ部３６１と対向する領域において、孔の面積が大きいことが好ましい。一方、製造工程におけるハンドリングの点から、トレース１２２全体としての剛性が要求される。

本形態のトレース１２２は、ヒンジ部３６１と対向する領域に、孔列２５５に加えて孔列２５６を備えているので、ヒンジ部３６１の機能を損なわないように剛性を落とすことができる。さらに、孔列２５６が、ヒンジ部３６１の対向位置を含む領域２２７の端で切れているので、トレース１２２全体としての剛性を維持することができる。特に、本形態のトレース１２２は、領域２２７以外においては、孔列２５５のみを有している。従って、ヒンジ部３６１に対向する領域の剛性を所望の値以下とすると共に、全体の剛性を確実に確保することができる。

本形態においては、図６（ａ）に示すように、領域２２７における孔２５５ｂ−２５５ｆの最大内径が、その前後領域にある孔２５５ａ、２５５ｇよりも大きい。具体的には、各伝送線が配列されている方向（回動方向）における寸法は、孔２５５ｂ−２５５ｆが孔２５５ａ、２５５ｇよりも大きい。このように、剛性を落としたい部分の孔の内径を、その孔列における他の孔よりも大きくすることが好ましい。これによって、その部分の剛性を低下させることができる。

ここで、孔列２５５、２５６の形成は、剛性の点のほかに、その電気特性を考慮することが必要である。剛性を小さくするためには、孔の総面積を大きくすればよい。しかし、剛性のみを考慮して孔を形成した場合、各伝送線の伝送特性を大きく低下させることになる。以下、この点について説明する。電気特性に点においては、金属層１２３に誘導される電流による伝送損失及び異なる信号を伝送する伝送線間のクロストークを考慮することが重要である。

図７（ａ）−図７（ｄ）は、ライト・ライン・ペア２２２における電気特性を説明するための図である。図７（ａ）は、孔列２５５がある場合における、金属層１２３に流れる誘導電流の様子を示している。一方、図７（ｂ）は、孔列２５５がない場合における、金属層１２３に流れる誘導電流の様子を示している。図７（ａ）に示すように、孔列２５５は、金属層１２３に流れる電流を低減する。

ライト・ライン・ペア２２３に交流のライト信号が流れると、金属層１２３にライト信号と逆方向の電流が誘導される。つまり、図７（ａ）及び図７（ｂ）の例において、ライト・ライン２２２ａには右から左への電流が流れ、ライト・ライン２２２ｂには左から右への電流が流れている。これによって、ライト・ライン２２２ａの直下及び近傍の金属層領域において、磁界の作用によって図の左から右への電流が誘導される。逆に、ライト・ライン２２２ｂの直下及び近傍の金属層領域において、磁界の作用によって図の右から左への電流が誘導される。

金属層１２３を流れる電流は、ライト信号を伝送することによって誘導されるものであり、金属層１２３の抵抗との積で表されるライト信号の伝送損失となる。図７（ｂ）に示すように、孔列２５５が存在しない場合、金属層１２３の誘導電流は全く遮断されずに流れる。一方、各孔２５５ａ−２５５ｇは、図７（ａ）に示すように、金属層１２３の誘導電流の一部を遮断する。一部の電流は、各孔２５５ａ−２５５ｇを迂回して流れるが、電流の値を大きく低減することができる。これによって、ライト信号伝送における伝送損失を大きく低減することができる。

リード・ライン・ペア２２３と重なるように形成された孔列２５６も、同様の効果を奏する。ここで、金属層１２３に誘導される電流は、伝送信号の周波数が高いほど大きくなるため、上述のように、高周波信号を伝送するライト・ライン・ペア２２２と重なる位置に孔列を形成することが有効である。一方、ＴＦＣライン・ペア２２４などのように、ほとんど変化しない、もしくは、きわめて低い頻度でその伝送信号が変化するライン・ペアに対しては、その効果は小さい。

ここで、各孔２５５ａ−２５５ｇは、ライト・ライン・ペア２２２の双方のラインに同様に重なっていることが重要である。ライン・ペアの一方のみに孔が重なる場合、ライン間の伝送特性が変化して、コモン・モード電流が発生し、また、放射の問題も発生する。また、孔の大きさや伝送方向におけるその間隔は、伝送信号の周波数を考慮して決定することが必要となる。例えば、孔が大きすぎる場合、伝送信号にたいしてインピーダンス変化として現れ、伝送信号の反射がおこる。

図７（ａ）を参照して説明したように、誘導電流の一部は、孔の周囲を迂回するように流れる。従って、この誘導電流が他の伝送線の信号へ影響しないように、ライト・ライン・ペア２２２と重なる孔列２５５は、他の伝送線から離間していることが重要である。上述の好ましい態様は、図３及び６に示したように、孔列２５５は、ＴＦＣライン・ペア２２４及びリード・ライン・ペア２２３から離間している。同様に、リード・ライン・ペア２２３と重なる孔列２５６も、他の伝送線から離間している。

このように、孔列２５５、２５６は伝送損失を低減するが、一方、磁界によるクロストーク低減のためには、金属層１２３の存在が重要となる。図７（ｃ）及び図７（ｄ）はライト・ライン２２２ｂが生成する磁界の状態を模式的に示している。図７（ｃ）は、孔が存在しない場合におけるライト・ライン２２２ｂに流れる電流による磁界を示し、図７（ｄ）は孔が存在する場合の磁界の様子を模式的に示している。

金属層１２３を流れる誘導電流は、その伝送線の生成する磁界を低減するように流れる。孔が存在することによって誘導電流が小さくなると、ライト・ライン２２２ｂに流れる電流による磁界が強くなり、他の伝送線を流れる信号へのクロストークは大きくなる。従って、孔列の設計においては、伝送損失の低減とクロストーク・ノイズの影響の双方を考慮することが重要である。

図６（ａ）に示したトレース構造は、上述の各観点から、最も好ましい態様の一つである。ライト信号、リード信号及びＴＦＣ信号のうち、ライト信号の周波数及び電流変化量が最も大きく、その伝送損失が問題となる。図６（ａ）に示したトレース構造において、ライト・ライン・ペア２２２と重なる孔列２５５が、ジンバル３０１上の位置から、トレース１２２のＦＰＣ接続側端のタブ２３１まで続いており、トレース１２２の伝送損失を大きく低減することができる。

また、ＴＦＣライン・ペア２２４は、ライト・ライン・ペア２２２とリード・ライン・ペア２２３との間において延びている。ＴＦＣ信号は、ライト信号及びリード信号と比較して、定常電流とみなすことができる。従って、ＴＦＣ信号による、リード信号及びライト信号へのクロストーク・ノイズを考慮する必要は、実質的にない。また、ライト・ライン・ペア２２２からリード・ライン・ペア２２３を離し、その距離を大きくすることによって、ライト信号によるリード信号へのクロストーク・ノイズを低減することができる。

また、領域２２７において、孔列２５６は、ライト・ライン・ペア２２２に隣接するＴＦＣライン・ペア２２４ではなく、さらに離れたリード・ライン・ペア２２３と重なるように配列されている。上述のように、ライト信号が生成する磁界によるクロストークを低減するためには、金属層１２３に孔を設けることなく、プレーンな状態としておくことがよい。従って、ＴＦＣライン・ペア２２４と重なる孔列が存在しない上記の構造は、ライト信号によるリード信号への磁界によりクロストーク・ノイズ低減の点において効果的である。

図８は、領域２２７における、他のトレース１２２の構造を模式的に示している。図６（ａ）の構造に対して、図８の構造は、さらに、ＴＦＣライン・ペア２２４と重なる孔列２５７を備えている。孔列２５７は、リード・ライン・ペア２２３と重なる孔列２５６と同様に、領域２２７の両端において切れており、他の領域においてはＴＦＣライン・ペア２２４と重なる孔は形成されていない。孔列２５７はＴＦＣライン・ペア２２４と重なり他の伝送線からは離間している。孔列２５７を形成することによって、ヒンジ部３６１近傍のトレース１２２の剛性をさらに低減することができる。

孔列２５７を形成することによって、ライト信号によるリード信号へのクロストーク・ノイズが増加する可能性がある。しかし、ライト信号の周波数があまり高くない転送系においては、孔列２５７によるクロストーク・ノイズの増加が問題となることはない。従って、トレース１２２の剛性を小さくするために、特に非高速転送系において孔列２５７は有効である。

図９は、領域２２７における、他のトレース１２２の構造を模式的に示している。図６（ａ）の構造と比較して、ＴＦＣライン・ペア２２４とリード・ライン・ペア２２３の位置が逆となっている。上述のように、ライト信号によるリード信号へのクロストーク・ノイズを低減するためには、リード・ライン・ペア２２３は、ライト・ライン・ペアに隣接していないことが好ましい。しかし、そのクロストーク・ノイズが大きな問題とならないＨＤＤにおいては、このような設計を採用することができる。この構造においても、ライト・ライン・ペアと重なる孔列２５５は、リード・ライン・ペア２２３から離間しているため、誘導電流によるノイズによって問題を起こすことがない。また、二つの孔列２５６、２５７によって、領域２２７の剛性を小さくすることができる。

図１０は、領域２２７における、他のトレース１２２の構造を模式的に示している。図６（ａ）の構造と比較して、図１０の構造は、ＴＦＣライン・ペア２２４と重なる孔列２５７を備えている。一方、リード・ライン・ペア２２３と重なる孔列２５６を備えておらず、リード・ライン・ペア２２３下の金属層１２３はプレーンな状態である。

ＴＦＣ信号は、ライト信号やリード信号と比較して、ほとんど変化しない一定の電流であるため、孔列２５７による伝送損失低減の効果を期待することはほとんどできない。また、孔列２５７は、ライト信号の磁界によるリード信号へのノイズを増加する可能性がある。しかし、孔列２５７を、孔列２５５に加えて形成することによって、領域２２７の剛性を小さくすることができるため、ＨＤＤの設計によっては、このような構造を選択することもできる。

ＨＤＤの設計によっては、図１１に示すような、トレース構造を採用することができる。図１１の構造は、リード・ライン・ペア２２３及びＴＦＣライン・ペア２２４の双方に重なる孔列２５８を備えている。孔列２５８によって、ライト信号からＴＦＣライン・ペア２２４の重畳したノイズが、リード・ライン・ペア２２３に進入しやすくなる。このため、リード信号の伝送特性が剛性よりも重視される設計においては、他の構造を採用することが好ましい。しかし、孔列２５８は、他の孔列２５５−２５７と比較して開口面積が大きく、ヒンジ部３６１に対応する部分におけるトレース剛性をさらに小さくすることができる。そのため、機械設計が重要とされるＨＤＤにおいて、本構造を採用することができる。

以上、本発明を好ましい実施形態を例として説明したが、本発明が上記の実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、上記の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。例えば、トレースは、ＴＦＣライン・ペアに代えて、もしくはそれに加えて、他の信号を伝送する伝送線を有することができる。例えば、トレースは、アクチュエータ先端に設けられたピエゾ素子への信号を伝送する伝送線を備えることができる。本発明は、垂直磁気記録と水平磁気記録の双方のＨＤＤに適用することができるほか、他のタイプの記録ディスクを使用する装置に適用することができる。

あるいは、ヒンジ部に対向する領域に限らず、トレースのほかの部分の剛性を低下させたい場合にも、本発明の孔列を適用することができる。また、ライト・ライン・ペアと重なる孔列のように、他の孔列をヒンジ部に対向する領域を越えて、トレース全体に形成することができる。特に、リード・ライン・ペアと重なる長い孔列は、伝送損失の低減に寄与する。剛性低下の観点からは、ライト・ライン・ペアと重なる孔列を形成せず、他の伝送線と重なる孔列を形成することができる。このとき、ライン・ペア単位ではない孔列を形成してもよい。上記例は、トレースがサスペンションの側方においてヒンジ部と対向するが、トレースがサスペンションに沿って延び、その一部がヒンジ部の開口と重なり、その重なる部分に孔列を形成することで剛性を低下させることができる。

本実施形態において、ハードディスク・ドライブの全体構成を模式的に示す平面図である。 本実施形態において、ヒータを備えるヘッド・スライダの構成を模式的に示す断面図である。 本実施形態において、ヘッド・ジンバル・アセンブリの構成を模式的に示す平面図である。 本実施形態において、ヘッド・ジンバル・アセンブリの構成を模式的に示す分解斜視図である。 本実施形態において、ヒンジ部に対向する領域におけるトレース構造を模式的に示す平面図である。 本実施形態において、ヒンジ部に対向する領域におけるトレースの伝送線及び孔列の構造を模式的に示す図である。 本実施形態において、ライト・ライン・ペアに重なる孔列が誘導電流及び生成磁界に及ぼす影響を模式的に示す図である。 本実施形態において、ヒンジ部に対向する領域におけるトレースの伝送線及び孔列の他の構造を模式的に示す図である。 本実施形態において、ヒンジ部に対向する領域におけるトレースの伝送線及び孔列の他の構造を模式的に示す図である。 本実施形態において、ヒンジ部に対向する領域におけるトレースの伝送線及び孔列の他の構造を模式的に示す図である。 本実施形態において、ヒンジ部に対向する領域におけるトレースの伝送線及び孔列の他の構造を模式的に示す図である。

符号の説明

３１ ライト素子、３２ リード素子、３２ａ 磁気抵抗素子
３３ａ、ｂ 磁気シールド、１００ ＨＤＤ、１０１ 磁気ディスク、１０２ ベース
１０３ スピンドル・モータ、１０４ トップ・クランプ、１０５ ヘッド・スライダ
１０６ アクチュエータ、１０７ アクチュエータ回動軸
１０９ ボイス・コイル・モータ、１１０ サスペンション、１４７ ＦＰＣコネクタ
１１１ アーム、１１２ コイル・サポート、１１３ フラットコイル
１１４ 上側ステータ・マグネット保持板、１１５ ランプ、１１６ タブ
１２３ プリアンプＩＣ、１４３ ＦＰＣ 、１２２ トレース
１３０ ヘッド・ジンバル・アセンブリ、１５１ トレーリング側端面
１５２ ヘッド素子部、１５３ スライダ、１５４ ヒータ、２２１ テール
２２２ ライト・ライン・ペア、２２３ リード・ライン・ペア
２２４ ＴＦＣライン・ペア、２２７ ヒンジ部近傍領域、２３１ タブ
２５５ 孔列、２５５ａ−２５５ｇ 孔、２５６ 孔列、２５６ａ−２５６ｅ 孔
２５７ 孔列、３０１ ジンバル、３０２ ロード・ビーム
３０３ マウント・プレート、３０４ ビーム・プレート
３０５ ベース・プレート、３０６ ヒンジ・プレート、３０８ ジンバル・タング
３１１ ライト・コイル、３１２ 磁極、３１３ 絶縁膜、３６１ ヒンジ部
３６２ ヒンジ部孔、３６３ 棒状金属部

Claims (15)

1. データを記録するディスクにアクセスするヘッドと、
   前記ヘッドを支持するヘッド支持部材と、
   金属層と、前記金属層上において互いに交差することなく延びており前記ヘッドに接続された複数の伝送線と、前記金属層と前記複数の伝送線との間に形成された絶縁層と、を有する配線構造部、を備え、
   前記複数の伝送線は、ライト信号を伝送するライト・ライン・ペアと、リード信号を伝送するリード・ライン・ペアと、前記ライト信号及びリード信号と異なる信号を伝送する第３のライン・ペアとを有し、
   前記金属層は、前記ライト・ライン・ペアと重なり他の伝送線から離間し、そのライト・ライン・ペアが延びる方向に配列された第１の孔列と、前記ライト・ライン・ペアから離間し前記ライト・ライン・ペアと異なるライン・ペアと重なりその異なるライン・ペアが延びる方向に配列された第２の孔列とを有する、
   ヘッド・アセンブリ。
2. 前記第２の孔列は前記リード・ライン・ペアと重なり、他の伝送線から離間している、請求項１に記載のヘッド・アセンブリ。
3. 前記ライト・ライン・ペアと前記リード・ライン・ペアとの間において前記第３のライン・ペアが延びている、請求項１に記載のヘッド・アセンブリ。
4. 前記金属層は、前記第３のライン・ペアと重なり他の伝送線から離間し、その第３のライン・ペアが延びる方向に配列された第３の孔列を備える、請求項２に記載のヘッド・アセンブリ。
5. 前記ライト・ライン・ペアと前記リード・ライン・ペアとの間において前記第３のライン・ペアが延びている、請求項４に記載のヘッド・アセンブリ。
6. 前記第２の孔列が重なるライン・ペアと前記ライト・ライン・ペアとの間において、前記ライト・ライン・ペアに隣接するライン・ペアが延びており、
   前記第１の孔列と前記第２の孔列との間において、前記隣接するライン・ペアと重なる前記金属層の孔が存在しない、請求項１に記載のヘッド・アセンブリ。
7. 前記第２の孔列が重なるライン・ペアは、前記リード・ライン・ペアであり、
   前記隣接するライン・ペアは、前記第３のライン・ペアである、請求項６に記載のヘッド・アセンブリ。
8. 前記第３のライン・ペアは、前記ヘッドが備えるヒータに接続されている、請求項６に記載のヘッド・アセンブリ。
9. データを記録するディスクにアクセスするヘッドと、
   前記ヘッドを支持し、前記ヘッドの浮上力とバランスする弾性力を生むヒンジ部を備えるサスペンションと、
   金属層と、前記金属層上において互いに交差することなく延びており前記ヘッドに接続された複数の伝送線と、前記金属層と前記複数の伝送線との間に形成された絶縁層と、を有し、前記サスペンションに沿ってその一部が延びている配線構造部と、
   を備え、
   前記金属層は、前記ヒンジ部への対向位置を含む領域において、一信号を伝送するライン・ペアと重なり他の伝送線から離間しそのライン・ペアに沿って配列された第１の孔列と、前記ライン・ペアから離間し他の伝送線と重なりその伝送線に沿って配列された第２の孔列とを備え、
   前記第１の孔列は前記領域を越えてヘッド側及び反ヘッド側に続いており、前記第２の孔列は前記領域端において切れている、
   ヘッド・アセンブリ。
10. 前記第１の孔列は、ライト信号を伝送するライト・ライン・ペアと重なり、
    前記第２の孔列は、一信号を伝送するライン・ペアと重なり他の伝送線から離間している、請求項９に記載のヘッド・アセンブリ。
11. 前記第２の孔列が重なるライン・ペアと前記ライト・ライン・ペアとの間において、前記ライト・ライン・ペアに隣接するライン・ペアが延びており、
    前記第１の孔列と前記第２の孔列との間において、前記隣接するライン・ペアと重なる前記金属層の孔が存在しない、請求項１０に記載のヘッド・アセンブリ。
12. 前記第２の孔列はリード信号を伝送するリード・ライン・ペアと重なっている、請求項１１に記載のヘッド・アセンブリ。
13. 前記複数の伝送線は、リード信号を伝送するリード・ライン・ペアを備え、
    前記リード・ライン・ペアと前記ライト・ライン・ペアとの間において他の伝送線が延びている、請求項１０に記載のヘッド・アセンブリ。
14. 前記第２の孔列が重なる他の伝送線は、前記領域においてのみ、前記金属層に形成された孔と重なっている、請求項９に記載のヘッド・アセンブリ。
15. データを記録するディスクを回転するモータと、
    前記ディスクにアクセスするヘッドと、
    前記ヘッドを支持し、回動軸を中心として回動することによって前記ディスク上を浮上するヘッドを移動するアクチュエータと
    を備え、
    前記アクチュエータは、
    前記ヘッドを支持し、前記ヘッドの浮上力とバランスする弾性力を生むヒンジ部を備えるサスペンションと、
    前記サスペンションを支持するアームと、
    金属層と、前記金属層上において互いに交差することなく延びており前記ヘッドに接続された複数の伝送線と、前記金属層と前記複数の伝送線との間に形成された絶縁層と、を有し、前記サスペンション及び前記アームの側面に沿ってその一部が延びている配線構造部と、
    を備え、
    前記金属層は、前記ヒンジ部への対向位置を含む連続領域において、ライト信号を伝送するライト・ライン・ペアと重なり他の伝送線から離間しそのライト・ライン・ペアに沿って配列された第１の孔列と、前記ライト・ライン・ペアから離間し他の伝送線と重なりその伝送線に沿って配列された第２の孔列とを備え、
    前記第１の孔列は前記領域を越えてヘッド側及び反ヘッド側に続いており、前記第２の孔列は前記領域端において切れている、
    ディスク・ドライブ装置。

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