KR19990052441A

KR19990052441A - 하드디스크 드라이브의 스핀들 모터

Info

Publication number: KR19990052441A
Application number: KR1019970071915A
Authority: KR
Inventors: 노청래
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1997-12-22
Filing date: 1997-12-22
Publication date: 1999-07-05

Abstract

본 발명은 하드디스크 드라이브의 스핀들 모터에 관한것으로서, 스핀들 모터의 저면에 형성된 4개의 구멍에 전도체를 각각 충만시키어 코일의 동선을 전기적으로 연결하고, 상기 전도체에 가요성 인쇄회로의 구멍을 대응시켜 직접적으로 납땜을 실시함으로서 동선과 가요성 인쇄회로를 연결시킨다.

Description

하드디스크 드라이브의 스핀들 모터

본 발명은 보조기억장치로 널리 사용되는 하드디스크 드라이브에 관한것으로서, 특히 한 개이상의 디스크를 고속으로 회전시키는 스핀들 모터에 관한 것이다.

통상적으로 정보기억장치로는 컴퓨터의 보조기억기기로 사용되는 플로피 디스크 드라이브(FDD)나 하드디스크 드라이브(HDD)가 있으며, 오디오와 비디오등의 멀티미디어 매체로 사용되는 씨디 롬(CD-ROM)이나 광자기 디스크 드라이브와 같은 광디스크 드라이브를 포함한다.

이러한 디스크 드라이브중 컴퓨터 보조기억장치로 널리 사용되는 하드디스크 드라이브는 자기기록(magnetic recording)의 원리를 이용한 것으로서, 데이터를 기록하고 재생하기 위한 수단으로서 헤드와 자기물질이 도포된 디스크를 매개체로 사용한다.

또한, 이러한 종래의 하드디스크 드라이브는 전자장치와 기계장치로 구성된 메카트로닉스 제품계열로서, 디지탈신호를 전자석역할을 하는 헤드로 보내 자화성질을 가진 디스크에 기록함으로서 정보를 기록하고, 재생하는 역할을 하는 보조기억장치중 널리 사용되는 기기이다. 종래의 하드디스크 드라이브는 매우 정밀한 기기로서, 외부의 충격이나 진동에 매우 민감하게 반응하는 기기이다.

현대의 멀티미디어 환경하에서는 하드디스크 드라이브의 고밀도 기록을 통한 고용량화는 불가피하며, 그에 따라 드라이브 업계에서는 새로운 헤드와 미디어의 개발과 아울러 보다 혁신적인 기술개발을 통해 고용량화에 대처하기 위한 조금이라도 유리한 고지를 선점하려는 경쟁이 치열하다.

이때, 상기와 같은 고용량화를 실현하기 위하여 복수의 적층되는 디스크를 중심으로 고용량화되어가는 추세이다. 이러한 복수층의 디시크는 하드디스크 드라이브에서의 조립 안정성이 기록/재생의 성능에 직접적인 영향을 미치게 된다.

이러한 종래의 하드디스크 드라이브는 기본적인 구조적 토대를 이루는 베이스10(base), 밀봉(sealing)시키는 역할을 하는 고무재질의 가스킷(gasket)과 커버(cover), 디스크를 지지하고 회전시키는 스핀들 모터(spindle motor), 헤드의 위치를 제어하기 위한 액츄에이터(actuator) 및 보이스 코일 모터(voice coil motor)와 상기의 기구물들을 제어하고 전기적처리를 위하여 헤드와 메인 보드사이를 연결하는 가요성 인쇄회로등으로 구성되어 있다.

이때, 상기 적어도 한층이상의 디스크를 고속으로 회전시키는 스핀들 모터가 도 1과 도 2에 도시되었다. 상기 도면을 참조하면,

스핀들 모터100은 베이스에 적어도 한 개이상의 나사를 이용하여 체결함으로서 베이스에 고정되고, 이러한 스핀들 모터의 회전속도를 제어하기 위하여 별도의 가요성 인쇄회로50을 이용하여 메인 보드에 연결된다. 이때, 상기 가요성 인쇄회로50은 스핀들 모터의 저면14에 납땜을 하여 연결된다. 상기 스핀들 모터의 저면14에는 4개의 미세한 구멍16이 형성되고, 이러한 구멍16을 통하여 내부의 동선42가 외부로 인출되고, 외부로 인출된 동선42는 가요성 인쇄회로50의 일단에 납땜하여 연결된다.

상기 기술한 스핀들 모터의 작동은 축12를 중심으로 상하부에 볼 베어링10,20이 설치되고, 하부에 영구자석30과 자석에 귄선된 코일40이 설치되어 전기적으로 온되면 회전체가 일정한 주속으로 회전함으로서 디스크가 회전한다.

이때, 상기 자석30과 코일40은 3상으로 설치되어 전자기력을 이용하여 회전력을 제공하는 것이다. 또한 상기 자석과 코일은 방사방향으로 등각격으로 다수개 설치된다.

그러나, 상기 기술한 바와같이, 스핀들 모터와 메인 보드는 서로 독립적인 수단으로 양사이를 전기적으로 연결시켜야 하는 바, 스핀들 모터의 구동을 위한 코일로 이루어진 전자석에 메인 보드로부터의 유도 전류를 인가하기 위한 배선이 필요하고, 이러한 전류를 접촉시키기 위한 전기적 도통수단으로 가요성 인쇄회로를 사용하여 왔다. 상기 가요성 인쇄회로는 유동성이 있는 재질로서, 장착이 용이하나 강성이 약한 단점을 가지고 있다. 즉, 가요성 인쇄회로는 용이하게 손상된다.

스핀들 모터에서 메인 보드쪽으로 연결하기 위한 일종의 동선인 와이어를 인출하여 두 번 납땜함으로서 연결되는 연결구조는 쉽게 끓어지기 쉽고, 가요성 인쇄회로에서 전기적 패턴을 지지하고 있는 절연물질은 찢어지기 쉬운 물질로 되어있다. 더욱이, 가요성 인쇄회로가 유동성을 갖게 됨으로서, 어떤힘에 의해 찢어지거나 동선이 파손되어 전기적 연결이 단락됨으로서 유도전류를 스핀들 모터에 의해 전달하기 못하게 되어 스핀들 모터를 구동시키지 못하는 심각한 결과를 초래한다.

또한, 스핀들 모터는 파티클에 매우 민감한 구성요소로서, 완전하게 밀봉되어 파티클의 유입이 방지되어야 하나, 스핀들 모터에 가요성 인쇄회로를 저면에 설치하는 방법으로 본딩을 사용함으로서, 아웃 가싱이 발생하는 요인이 증가하게 된다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 파티클이 스핀드 모터의 내부로 유입되는 것을 방지한 하드디스크 드라이브를 제공한다.

본 발명의 다른 목적은 스핀들 모터의 동선이 가요성 인쇄회로에 견고하게 연결될 수 있는 하드디스크 드라이브를 제공한다.

상기한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명은 스핀들 모터의 저면에 형성된 4개의 구멍에 전도체를 각각 충만시키어 코일의 동선을 전기적으로 연결하고, 상기 전도체에 가요성 인쇄회로의 구멍을 대응시켜 직접적으로 납땜을 실시함으로서 동선과 가요성 인쇄회로를 연결시킨다.

도 1은 종래의 일실시예에 따른 스핀들 모터에 가요성 인쇄회로가 연결된 상태를 나타내는 저면도

도 2는 종래의 일실시예에 따른 스핀들 모터에 가요성 인쇄회로가 연결된 구조를 나타내는 단면도

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 스핀들 모터에 가요성 인쇄회로가 연결된 상태를 나타내는 저면도

도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 스핀들 모터에 가요성 인쇄회로가 연결된 구조를 나타내는 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1:전도체 2:납땜

10,20;베어링 40:코일 또는 동선

50:가요성 인쇄회로

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 가장 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 각 도면을 설명함에 있어, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 도시되더라도 가능한 한 동일한 참조부호를 갖는다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 스핀들 모터를 나타내는 저면도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 스핀들 모터를 나타내는 단면도이다. 상기 도면을 참조하면,

보조기억장치로 널리 사용되는 하드디스크 드라이브는 고요량화추세에 따라서 적어도 한 개이상의 디스크를 적층되게 스핀들 모터에 장착한다. 디스크 사이마다 스페이서에 의해 간격을 유지하며, 맨 상부의 디스크는 클랭프에 의해 여러개의 나사를 체결함으로서 다수개의 디스크를 수직방향으로 고정하였다. 이러한 여러개의 디스크가 고정되는 스핀들 모터100은 고속으로 회전하며, 이러한 속도를 제어하기 위하여 메인 보드에 가요성 인쇄회로50에 의해 전기적으로 연결되어 속도를 제어받는다.

이러한 스핀들 모터100은 축12를 중심으로 베이스에 고정되는 고정체부분과 디스크를 회전시키는 회전체부분으로 구성된다. 고정체와 회전체사이는 상하로 2개의 볼 베어링10,20에 의해 부드럽게 고정체를 중심으로 회전체가 회전한다. 이때, 회전체는 고정체에 설치된 마그네트30과 상기 마그네트에 다수번 권선된 코일40의 상호작용에 의해 전자기력을 받음으로서 고속으로 회전한다.

상기 마그네트30은 중심으로부터 방사방향으로 등간격으로 다수개 형성되며, 각각의 마그네트에 코일40 즉 일종의 얇은 동선이 다수번 권선되어 전류를 인가하게 됨으로서 전자기력에 의해 회전하게 된다. 상기 마그네트30중 회전체와 같이 회전하는 부분과 고정체에 고정되는 부분으로 구성된다.

이때, 스핀들 모터의 내부에 위치한 코일40을 메인 보드에 연결하기 위하여 별도의 가요성 인쇄회로50를 이용하는 바, 가요성 인쇄회로50의 일단은 코일40에 연결되고, 타단은 메인 보드에 연결된다. 이러한 연결은 통상적인 납땜작용을 실시하여 연결된다, 솔더링 머신을 이용하여 납땜작용이 실시된다.

이러한 스핀들 모터와 가요성 인쇄회로의 연결에서, 스핀들 모터의 바닥면14에 형성된 4개의 구멍에는 전도체1이 충만되고, 상기 구멍1에 대응하는 가요성 인쇄회로의 구멍에는 납땜을 하여 상기 전도체1과 가요성 인쇄회로의 구멍을 연결시킴으로서 스핀들 모터와 메인 보드는 연결된다. 따라서 연결순서를 요약하면, 스핀들 모터의 코일40의 동선42를 구멍에 형성된 전도체1에 연결되고, 상기 전도체1은 납땜2에 의해 가요성 인쇄회로50의 일단에 연결되고, 상기 가요성 인쇄회로는 메인 보드에 연결된다.

상기 스핀들 모터의 바닥면14에 형성된 구멍에 설치되는 전도체1대신에 그만한 크기의 인쇄회로기판이나 직접적인 납땜작용하여 연결하는 것도 바람직하다. 이때, 상기 납땜작용은 구멍에 직접적으로 실시하는 것이 가장 바람직하다.

상기와 같은 바닥면의 구멍에 전도체나 납땜등의 전도성 재질을 충만시킴으로서, 전기적인 연결이 된다. 이는 가요성 인쇄회로에 연결된 얇은 동선의 단선을 방지하는데에 효과적이며, 찢어짐이나 손상을 방지하게 된다. 또한, 바닥면의 구멍이 전도체나 납땜에 의해 채워지게 되어 틈이 존재하지 않게 됨으로서, 외부의 파티클의 유입이 방지된다. 또한 가요성 인쇄회로를 바닥면에 부착할 때, 본딩을 사용하게 되면, 유저의 환경보다 훨씬 고온에서 용융되어 본딩되고, 유저의 조건에서 항상 고체상태로 있는 본딩재질을 사용한다면 아웃 가싱을 방지하게 된다. 이로써 고신뢰성의 하드디스크 드라이브의 스핀들 모터를 제공한다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어 자명할 것이다.

이상으로 살펴본 바와같이, 본 발명은 하드디스크 드라이브에서, 마그네트에 다수번 권선된 얇은 동선을 메인 보드에 연결할 시, 별도의 가요성 인쇄회로를 이용하여 보다 튼튼하게 연결되고, 가요성 인쇄회로의 손상을 방지하는 데에 효과적이다.

Claims

하드디스크 드라이브에서, 스핀들 모터와 메인 보드를 연결하기 위하여 가요성 인쇄회로를 이용하여 연결하는 구조에 있어서,

스핀들 모터의 저면에 형성된 4개의 구멍에 전도체를 각각 충만시키어 코일의 동선을 전기적으로 연결하고, 상기 전도체에 가요성 인쇄회로의 구멍을 대응시켜 직접적으로 납땜을 실시함으로서 동선과 가요성 인쇄회로를 연결시킴을 특징으로하는 하드디스크 드라이브의 스핀들 모터.
제 1 항에 있어서, 상기 전도체는 동일한 크기의 인쇄회로기판으로 대체가능함을 특징으로하는 하드디스크 드라이브의 스핀들 모터.