KR100357874B1 - 정전기에 의한 하드디스크 드라이브의 엠알/지엠알 헤드 짐벌 어셈블리 손상 방지 장치 - Google Patents

정전기에 의한 하드디스크 드라이브의 엠알/지엠알 헤드 짐벌 어셈블리 손상 방지 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 하드디스크 드라이브의 헤드 짐벌 어셈블리 내에 조립되는 연성 회로 보드를 제공한다. 연성 회로 보드는 회로 보드의 헤드 패드 및 프리앰프 패드와 전기적으로 연결되는 전도성 탭을 갖는다. 헤드 패드는 헤드와 접속될 수 있다. 전도성 탭은 연성 회로 보드가 다루어지는 동안 접지된다. 헤드 상의 얼마간의 정전기는 전도성 탭을 통하여 접지된다.

Description

정전기에 의한 하드디스크 드라이브의 엠알/지엠알 헤드 짐벌 어셈블리 손상 방지 장치{NOVEL SCHEME TO AVOID ELECTROSTATIC DISCHARGE DAMAGE TO MR/GMR HEAD GIMBAL/STACK ASSEMBLY IN HARD DISK APPLICATION}
본 발명은 하드디스크 드라이브(hard disk drive)의 헤드 짐벌 어셈블리(head gimbal assembly)와 조립되는 연성 회로 보드(flexible circuit board)를 접지하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로 하드디스크 드라이브는 수개의 회전하는 디스크와 자기적으로 결합하는 다수개의 헤드를 내장한다. 헤드는, 이 기술분야에서 잘 알려진 바와 같이, 데이터 저장 및 재생을 위해 디스크의 자기 필드(magnetic field)를 자화 및 감지할 수 있다.
일반적으로 각각의 헤드는 대응하는 서스펜션 암(suspension arm)의 끝단에 장착되는 짐벌(gimbal)이다. 서스펜션 암은 엑추에이터 암 어셈블리(actuator arm assembly)에 부착된다. 엑추에이터 암 어셈블리는 암을 수평 회전시킬 수 있는 보이스 코일 모터(voice coil motor)를 구비하며 디스크 면을 가로질러 헤드를 이동시킨다. 일반적으로 데이터는 디스크 면에 방사상으로 퍼지는 원형 트랙들에 저장된다. 보이스 코일 모터가 엑추에이터 및 서스펜션 암을 이동시키므로 이에 따라 헤드가 다른 트랙으로 접근할 수 있도록 한다.
MR(Magneto-Resistive) 헤드 및 GMR(Giant Magento-Resistive) 헤드를 포함하여 다양한 형태의 자기 기록 헤드가 있다. MR 및 GMR 헤드는 대응하는 디스크 면을 자화하기 위한 쓰기 소자(write element)와 이와 분리된 디스크의 자기 필드를감지하기 위한 읽기 소자(read element)를 내장한다. 상기 헤드는 쓰기 소자를 여자(excite) 시키고 읽기 소자에 걸리는 전압을 감지하는 전기회로와 연결된다.
상기 헤드는 서스펜션 암에 부착된 연성 회로 보드에 의해 상기 전기회로와 접속된다. 일반적으로 연성 회로 보드는 프리-앰플리파이어(pre-amplifier)와 연겨되는 다수개의 전도성 프리앰프 패드(pre-amp pad)와 헤드와 연결되는 다수개의 전도성 헤드 패드를 가진다. 프리앰프 패드는 연성 회로 보드의 유전체 기판을 따라 늘여진 다수개의 전도성 트레이스(trace)에 의해 헤드 패드와 결합된다. 상기 유전체 기판은 일반적으로 폴리이미드(polyimide)와 같은 연성 물질로 구성된다.
디스크 드라이브 어셈블리 내에 설치되기전 헤드의 테스트가 요구된다. 일반적으로 헤드는 연성 회로 보드와 조립되고 이후 수동으로 다이나믹 헤드 테스터(dynamic head tester)내에 로드(load)된다. 수동으로 헤드를 로드하는 것은 읽기 및 쓰기 소자에 손상을 줄 수 있는 정전기(ESD: ElectroStatic Discharge)를 결과적으로 일으키게 되는 것으로 밝혀져 왔다.
MR 및 GMR 헤드는 ESD 건에 민감하다. 이에 따라 정전기에 의한 헤드 손상의 가능성을 줄이는 조립공정 및 연성 회로 보드를 제공하는 것이 요구된다.
따라서 본 발명의 목적은 정전기에 의한 하드디스크 드라이브의 헤드 짐벌 어셈블리 손상을 방지하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 하드디스크 드라이브의 헤드짐벌 어셈블리 내에 조립되는 연성 회로 보드를 제공한다. 상기 연성 회로 보드는 회로 보드의 헤드 패드 및 프리앰프 패드와 전기적으로 연결되는 전도성 탭을 갖는다. 상기 전도성 탭은 연성 회로 보드가 다루어지는 동안 접지된다.
도 1은 본 발명이 적용되는 하드디스크 드라이브의 일 예시 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 연성 회로 보드의 평면도
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 다른 하드디스크 드라이브의 연성 회로 보드의 평면도
도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 연성 회로 보드의 평면도
도 5는 본 발명의 일 실 실시예에 따른 전도성 캐리어 테이프와 결합되는 연성 회로 보드의 확대 평면도
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전도성 캐리어 테이프와 결합되는 연성 회로 보드의 확대 평면도
도면들, 특히 참조부호를 참조하여 설명하면, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하드디스크 드라이브(10)를 나타낸다. 하드디스크 드라이브(10)는 스핀들 모터(spindle motor)(14)에 의해 회전되는 하나 또는 그 이상의 디스크(12)들을 내장 가능하다. 디스크(12)들은 다수개의 헤드 짐벌 어셈블리(Head Gimbal Assembly: HGA)(16)에 호응하여 회전한다. 각각의 HGA(16)는, 서스펜션 암(suspension arm)(20)에 장착되어 디스크 면(22)과 결합되는 짐벌인 헤드(18)를 가진다.
서스펜션 암(20)들은 엑추에이터 암(actuator arm)(24)에 부착된다. 보이스 코일(voice coil)(26)이 상기 엑추에이터 암(24)에 부착되고 마그네트 어셈블리(magnet assembly)(28)와 결합된다. 상기 보이스 코일(26)과 마그네트 어셈블리(28)는 통상 보이스 코일 모터(30)로 불린다. 보이스 코일(26)은 전기 회로(도시하지 않음)와 접속된다. 이러한 전기 회로는 보이스 코일 모터(30)를 동작시켜 엑추에이터 암(24)을 수평 회전시키고 헤드(18)를 디스크 면(22)을 가로질러 이동시키는 전류를 제공하게 된다.
각각의 HGA(16)는, 서스펜션 암(20)에 장착되고 헤드(18)를 프리-앰플리파이어(pre-amplifier) 회로(도시하지 않음)와 전기기적으로 연결하는 연성 회로보드(flexible circuit board)(32)를 가질 수 있다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서스펜션 암(20)에 부착되기 전의 연성 회로 보드(32)를 나타낸다. 상기 연성 회로 보드(32)는 다수개의 전도성 헤드 패드(34)와 다수개의 프리앰프 패드(36)를 가진다. 상기 헤드 패드(34)는 헤드의 대응되는 패드(도시하지 않음)와 접속된다. 프리앰프 패드(36)는 다수개의 전도성 트레이스(trace)(38)에 의해 헤드 패드(34)와 접속된다. 일반적으로 한 쌍의 트레이스(38)와 헤드 패드(34) 및 프리앰프 패드(36)가 헤드의 읽기 소자(read element)와 접속되며, 한쌍의 헤드 패드(34)와 프리앰프 패드(36) 및 트레이스(38)가 헤드의 쓰기 소자(write element)와 접속된다. 상기에서 비록 4 세트의 헤드 패드(34)와 프리앰프 패드(36) 및 트레이스(38)가 도시되고 설명되었으나, 연성 회로 보드(32)가 다른 어떤 수의 트레이스(38)와 헤드 패드(34) 및 프리앰프 패드(36)를 가질 수 있음이 이해되어야 한다.
연성 회로 보드(32)는 헤드 패드(34) 및 프리앰프 패드(36)와 전기적으로 연결되는 전도성 탭(40)을 가지게 된다. 전도성 탭(40)은 다수 개의 테스트 패드(44)와 접속되는 다수 개의 트레이스(42)를 가질 수 있다. 테스트 패드(44)는 프리앰프 패드(36)와 접속된다. 상기 패드들(34, 36, 44) 및 트레이스들(38, 42)은 유전체 기판(dielectric substrate)(46)에 부착되는 전도성 박판(sheet)으로부터 식각(etch)될 수 있다. 유전체 기판(46)은 폴리이미드(polyimide)와 같은 연성 물질로 구성된다. 상기 트레이스들(38, 42)의 일부분은 유전체 물질의 상부 층(48)으로 덮여지기도 한다. 상부 층(48)은 전도성 탭(40)에 내포된 트레이스(42)의 일부분을 노출하는 창(50)을 가질 수도 있다.
헤드 패드(34)와 접속하는 헤드(도시하지 않음)의 전기적 접지를 위해 접지 클립(52)이 상기 노출된 트레이스(42)와 결합된다. 전도성 탭(40)을 접지하는 것은 헤드 또는 연성 회로 보드(32)에 가해지는 정전기(ElectroStatic Discharge, 이하 ESD라 칭함)를 분류(shunt)하게 되고 헤드에 내장된 읽기 및 쓰기 소자의 손상을 방지하게 된다. 사람이나 장비에 의해 다루어지는 동안 ESD 건에 기인하는 헤드 손상을 방지하도록 접지 클립(52)은 전도성 탭(40)과 결합된다.
회로 보드/헤드 어셈블리를 다이나믹 헤드 테스터(dynamic head tester)(도시하지 않음)에 로드(load)하는 조작 자에 의해 상기 헤드가 다루어지는 동안에 상기 접지 클립(52)은 전도성 패드(40)에 부착되어진다. 일반적으로 헤드 테스터는 테스트 패드(44) 상에 눌려지는 다수개의 테스트 프로브(probe)(도시하지 않음)를 가진다. 헤드의 전기적 테스트를 허용하기 위해 회로 보드/헤드 어셈블리가 로드된 후에 조작자는 상기 접지 클립(52)을 제거하게 된다. 테스트가 완료된 후에 접지 클립(52)은 전도성 패드(40)에 재 부착될 수 있으며, 이에 따라 연성 회로 보드(32)가 디스크 드라이브 내에서 조립될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 헤드 패드 끝에서 연장하여 접지 클립(도시하지 않음)과 결합될 수 있는 전도성 탭(40')을 갖는 연성 회로 보드(32')를 나타낸다. 상기 전도성 탭(40')는 헤드 패드(34')와 결합되는 트레이스(42')를 가지기도 한다. 헤드 패드(34')는 트레이스 (42')에 의해 프리앰프 패드(36') 및 테스트 패드(44')와 접속된다. 전도성 탭(40')은 트림 라인(trim line)(54')을 따라 절단되어 제거될 수 있다. 연성 회로 보드(32')는 도 2에 도시된 회로 보드(32)와 같은 방식으로 이용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 패드들(34", 36", 44") 및 트레이스(38")와 함께 전도성 탭(40")을 가지는 연성 회로 보드(32")를 도시한다. 전도성 탭(40")은 헤드 패드(34")와 접속되는 트레이스(42")를 가질 수 있다. 트레이스(42")는 서로 접속될 수 있으며, 그에 따라 접지 클립이 트레이스(42")와 결합하지 않을 때라도 헤드의 읽기 및 쓰기 소자가 서로 단락되게 한다. 전도성 탭(40")은 제1 트림 라인(54")과 제2 트림 라인(56")을 가질 수 있다. 전도성 탭(40")은 헤드가 트레이스(42")에 접속되어 테스트되기 전에 상기 제2 트림 라인(56")을 따라 절단될 수 있다. 헤드가 테스트된 후에, 상기 탭(40")은 상기 제1 트림 라인(54")을 따라 절단되어 제거된다.
도 5는 본 발명의 또다른 일 실시예에 따른 하나 이상의 팁(57)을 가지는 트레이스(38)를 나타낸다. 상기 팁(57)은 정전기 "라이트닝 로드(lightening rod)" 효과를 제공하는 집중된 전도점(focused conductive point)을 제공한다. 전도성 탭(40)의 트레이스(42)는 접지 클립 대신에 캐리어 모듈(carrier module)(58)에 결합될 수 있다. 캐리어 모듈(58)은 조작자가 연성 회로 보드(32) 및 이와 연동하는 헤드를 고정하고 이를 움직이는 것을 허용하는 강성(stiff) 또는 연성 물질로 구성될 수 있다. 캐리어 모듈(58)은 트레이스(46)의 대응되는 패들(62)들과 결합하는 하나의 접지 판(60)을 가질 수 있다. 접지 판(60) 또한 정전기적으로 방전되는 에너지를 끌어들이는 팁(64)을 가질 수 있다.
도 6은 다수의 트레이스(66) 및 전도성 탭(40)의 트레이스(42)들과 결합하는대응 패드(68)들을 갖는 다른 캐리어 모듈(58')을 나타낸다. 팁(64')을 가지는 트레이스(66)는 접지 판(60')와 결합될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 특정 실시예들에 관하여 설명하고 첨부 도면에 도시하였으나, 이러한 실시예들은 단지 일 예일 뿐이며 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니라는 것과, 본 발명은 상기 도시되고 기재된 특정 구조 및 장치에 한정되는 것이 아니며 이 분야의 통상적인 기술에 따라 다양한 다른 변형이 있을 수 있다는 것이 이해된다.
상기한 바와 같이 본 발명은 정전기에 의한 하드디스크 드라이브의 헤드 짐벌 어셈블리 손상을 방지할 수 있다.

Claims (15)

  1. 정전기에 의한 하드디스크 드라이브의 헤드 짐벌 어셈블리 손상을 방지하기 위한 연성 회로 보드의 장치에 있어서,
    제1 끝단 및 제2 끝단을 가지는 기판과,
    상기 기판 상의 헤드 패드와,
    상기 기판 상의 프리앰프 패드와,
    상기 헤드 패드와 상기 프리앰프 패드를 결합하는 전도성 트레이스와,
    상기 헤드 패드 또는 상기 프리앰프 패드에 연장되어 전기적으로 연결되는 전도성 탭과,
    접지를 위해 상기 전도성 탭과 결합되는 접지 소자를 가짐을 특징으로 하는 정전기에 의한 하드디스크 드라이브의 헤드 짐벌 어셈블리 손상 방지 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전도성 탭은 상기 기판의 상기 제1 끝단으로부터 연장함을 특징으로 하는 정전기에 의한 하드디스크 드라이브의 헤드 짐벌 어셈블리 손상 방지 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전도성 탭은 상기 기판의 상기 제2 끝단으로부터 연장함을 특징으로 하는 정전기에 의한 하드디스크 드라이브의 헤드 짐벌 어셈블리 손상 방지 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전도성 탭은 상기 헤드 앰프 및 프리앰프 패드를 전기적으로 연결하는 전도성 트레이스를 구비함을 특징으로 하는 정전기에 의한 하드디스크 드라이브의 헤드 짐벌 어셈블리 손상 방지 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전도성 탭은 제1 트림 라인을 가짐을 특징으로 하는 정전기에 의한 하드디스크 드라이브의 헤드 짐벌 어셈블리 손상 방지 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 전도성 탭은 제2 트림 라인을 더 가짐을 특징으로 하는 정전기에 의한 하드디스크 드라이브의 헤드 짐벌 어셈블리 손상 방지 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 전도성 트레이스는 집중된 전도점을 제공하는 팁을 가짐을 특징으로 하는 정전기에 의한 하드디스크 드라이브의 헤드 짐벌 어셈블리 손상 방지 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 접지 소자는 접지 클립을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 정전기에 의한 하드디스크 드라이브의 헤드 짐벌 어셈블리 손상 방지 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 접지 소자는 캐리어 모듈을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 정전기에 의한 하드디스크 드라이브의 헤드 짐벌 어셈블리 손상 방지 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 헤드 패드 및 프리앰프 패드를 전기적으로 연결하는 테스트 패드를 더 가짐을 특징으로 하는 정전기에 의한 하드디스크 드라이브의 헤드 짐벌 어셈블리 손상 방지 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
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US60/104,484 1998-10-16
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US9/353,249 1999-07-14
US09/353,249 1999-07-14

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