專利名稱：磁頭懸架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于集成到信息或數(shù)據(jù)處理設(shè)備例如計算機(jī)中的硬盤驅(qū)動器上的磁頭懸架。
背景技術(shù)：
例如，圖37表示現(xiàn)有磁頭懸架。圖37是表示集成到硬盤驅(qū)動器中的現(xiàn)有磁頭懸架101的俯視圖。磁頭懸架101包括基座103、負(fù)載梁105以及撓曲件107。負(fù)載梁105包括剛性部件109和彈性部件111。軌113通過使側(cè)邊緣從剛性部件109處升高而在剛性部件109的縱向上沿側(cè)邊緣形成。
圖38是部分地表示安裝有磁頭懸架101的硬盤驅(qū)動器的實例的部分剖視圖。如圖38所示，硬盤驅(qū)動器具有包括臂117的支架115。每個磁頭懸架101經(jīng)基座103通過模鍛等連接到支架115的臂117上。
支架115通過位置控制電機(jī)119音圈電機(jī)等來繞主軸121轉(zhuǎn)動。通過使支架115繞主軸121轉(zhuǎn)動，磁頭懸架101的磁頭123在安裝于硬盤驅(qū)動器中的磁盤125上移動到目標(biāo)軌徑。
當(dāng)磁盤125以高速旋轉(zhuǎn)時，磁頭123克服由磁頭懸架101作用于磁頭123上載荷的克載荷而從磁盤125表面稍浮起。
近年來，硬盤驅(qū)動器的應(yīng)用逐漸擴(kuò)展到用于移動機(jī)械或手提式(便攜式)電話的小型個人計算機(jī)，從而使硬盤驅(qū)動器在多種嚴(yán)格條件下使用。對輸入到或施加于硬盤驅(qū)動器上的沖擊的測量重要性逐漸增加。
磁頭懸架具有當(dāng)作用有或施加有沖擊時決定滑動頭從硬盤表面的抬起的沖擊特性。磁頭懸架的沖擊特性取決于負(fù)載梁的重量。
例如，第一磁頭懸架具有厚度(t)為51μm、長度(1L)為7mm的負(fù)載梁，且由負(fù)載梁施加于磁頭上的克載荷為2.5gf，第二磁頭懸架具有厚度(t)為30μm、長度(1L)為5.5mm的負(fù)載梁，且克載荷為2.5gf。如果向磁頭懸架施加持續(xù)1毫秒(msec)(半波長中的1msec)的沖擊，則第一磁頭懸架的滑動頭以628G的加速度抬起且第二磁頭懸架以1103G的加速度抬起。
從這些實例可知，為了提高磁頭懸架的沖擊特性，磁頭懸架的負(fù)載梁必須薄且短，還必須具有大的克載荷。
因此，在磁頭懸架中采取措施例如減小負(fù)載梁厚度以使沖擊特性需要提高的硬盤驅(qū)動器、例如2.5英寸硬盤驅(qū)動器小型化。
然而，具有薄負(fù)載梁的磁頭懸架因作為外部影響的空氣擾動而以第一扭轉(zhuǎn)頻率(也就是第一扭轉(zhuǎn)模式中的共振頻率)搖動或顫動。磁頭懸架以第一扭轉(zhuǎn)模式的搖動或顫動在后面被稱為“T1風(fēng)阻”且第一扭轉(zhuǎn)頻率在后面被稱為“T1頻率”?！癟1風(fēng)阻”也可指磁頭懸架的搖動或顫動的特性。T1風(fēng)阻致使磁頭懸架相對于軌道的位置精度的提高存在限制。
另一方面，每英寸的軌道數(shù)量因硬盤的記錄密度的增加而趨向于逐漸增加。結(jié)果，軌道間距變窄且磁頭相對于軌道的位置偏差的可允許范圍進(jìn)一步變窄。因此，需要進(jìn)一步提高磁頭懸架的位置精度。磁頭的位置偏差在后面被稱為“偏離軌道”。
這樣，沖擊特性和TI風(fēng)阻的提高就與偏離軌道有關(guān)，但是同時追求兩者的提高是硬盤驅(qū)動器小型化的一個因素。
目前，磁頭的偏離軌道通過用控制系統(tǒng)抑制頻率來控制。然而，控制系統(tǒng)僅將頻率抑制到約0.8到1.3kHz的范圍內(nèi)。因此，空氣擾動所產(chǎn)生的范圍之外的頻率不能可靠地抑制?？刂葡到y(tǒng)的特性幾乎取決于磁頭懸架的支架的主要扭轉(zhuǎn)模式。主要扭轉(zhuǎn)模式中的共振頻率在3.5英寸硬盤驅(qū)動器中為約5kHz且在2.5英寸硬盤驅(qū)動器中為約6kHz。因此，當(dāng)磁頭懸架具有比主要扭轉(zhuǎn)模式中的共振頻率低的T1頻率和搖動頻率時，控制系統(tǒng)的可靠性可受到不利的影響。
磁頭懸架的第一彎曲模式中的共振頻率可影響與支架等的主要模式相關(guān)的控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。第一彎曲模式中的共振頻率在后面被稱為“B1頻率”。再有，當(dāng)B1頻率低時，沖擊特性也下降。上述現(xiàn)有技術(shù)的詳細(xì)內(nèi)容公開于日本未審查專利申請出版物No.09-282624和美國專利No.6765759B2中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供磁頭懸架，其可通過提高T1頻率和搖動頻率來同時改善沖擊特性和T1風(fēng)阻。
為實現(xiàn)目的，本發(fā)明的最大特征在于增強(qiáng)部件在剛性部件所提供的接合部的每個側(cè)邊緣上形成的突出部和剛性部件之間延伸。
本發(fā)明的一個方面提供具有負(fù)載梁的磁頭懸架，負(fù)載梁包括剛性部件和與剛性部件分離的彈性部件。剛性部件具有主體和連接到彈性部件上的接合部。接合部在每個側(cè)邊緣具有突出部。在每個突出部與剛性部件之間延伸有增強(qiáng)部件以連接突出部和剛性部件。
根據(jù)本發(fā)明的該方面，磁頭懸架允許減小剛性部件的重量以改善沖擊特性。同時，磁頭懸架可增加負(fù)載梁在搖動方向上的剛度以增加T1頻率和搖動頻率，從而改善T1搖動。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的磁頭懸架在背對磁盤側(cè)的透視圖。
圖2是表示圖1中磁頭懸架在磁盤側(cè)的透視圖。
圖3是表示測量T1風(fēng)阻的方法的示意性透視圖。
圖4是表示磁頭懸架的偏離軌道和頻率之間關(guān)系的曲線圖。
圖5是表示磁頭懸架的偏離軌道和磁盤的轉(zhuǎn)速之間關(guān)系的曲線圖。
圖6是表示在具有不同Z高度的磁頭懸架中由頂部磁盤或一個磁盤上的T1風(fēng)阻所產(chǎn)生的負(fù)載梁的動態(tài)T1角度(DTA)或T1振幅與其滑動頭T1位移或T1顫動位移之間關(guān)系的曲線圖。
圖7是表示在具有不同Z高度的磁頭懸架中由兩個磁盤之間的T1風(fēng)阻所產(chǎn)生的負(fù)載梁的動態(tài)T1角度(DTA)或T1振幅與其滑動頭T1位移或T1顫動位移之間關(guān)系的曲線圖。
圖8是表示負(fù)載梁形狀函數(shù)的曲線圖。
圖9是表示負(fù)載梁扭轉(zhuǎn)剛度的曲線圖。
圖10是表示因具有一個靜態(tài)扭轉(zhuǎn)角度(STA)的磁頭懸架的T1風(fēng)阻所產(chǎn)生的負(fù)載梁的動態(tài)T1角度(DTA)或T1振幅或其滑動頭T1位移或T1顫動位移以及Z高度之間關(guān)系的曲線圖。
圖11是表示因具有另一個靜態(tài)扭轉(zhuǎn)角度(STA)的磁頭懸架的T1風(fēng)阻所產(chǎn)生的負(fù)載梁的動態(tài)T1角度(DTA)或T1振幅或其滑動頭T1位移或T1顫動位移以及Z高度之間關(guān)系的曲線圖。
圖12是表示因具有又一個靜態(tài)扭轉(zhuǎn)角度(STA)的磁頭懸架的T1風(fēng)阻所產(chǎn)生的負(fù)載梁的動態(tài)T1角度(DTA)或T1振幅或其滑動頭T1位移或T1顫動位移以及Z高度之間關(guān)系的曲線圖。
圖13是表示因具有再一個靜態(tài)扭轉(zhuǎn)角度(STA)的磁頭懸架的T1風(fēng)阻所產(chǎn)生的負(fù)載梁的動態(tài)T1角度(DTA)或T1振幅或其滑動頭T1位移或T1顫動位移以及Z高度之間關(guān)系的曲線圖。
圖14是表示計算的STA和測量的DTA之間關(guān)系的曲線圖。
圖15是表示計算的STA和T1風(fēng)阻ZH靈敏度之間關(guān)系的曲線圖。
圖16是表示測量的DTA和T1風(fēng)阻ZH靈敏度之間關(guān)系的曲線圖。
圖17是表示從考慮多個磁頭懸架的值來描繪的測量的DTA和T1風(fēng)阻ZH靈敏度之間關(guān)系的曲線圖。
圖18是表示T1頻率和測量的DTA之間關(guān)系的曲線圖。
圖19是表示T1頻率和T1風(fēng)阻ZH靈敏度之間關(guān)系的曲線圖。
圖20是表示從考慮多個磁頭懸架的值來描繪的T1頻率和測量的DTA之間關(guān)系的曲線圖。
圖21是表示從考慮多個磁頭懸架的值來描繪的T1頻率和T1風(fēng)阻ZH靈敏度之間關(guān)系的曲線圖。
圖22是表示T1頻率和STA之間關(guān)系的曲線圖。
圖23是表示從考慮多個磁頭懸架的值來描繪的T1頻率和測量的DTA之間關(guān)系的曲線圖。
圖24是表示根據(jù)具有薄且窄的剛性部件和增強(qiáng)部件的本發(fā)明第一實施例的磁頭懸架實例1的俯視圖。
圖25是表示具有薄的剛性部件且沒有增強(qiáng)部件的磁頭懸架比較例1的俯視圖。
圖26是表示具有寬的剛性部件的磁頭懸架比較例2的俯視圖。
圖27是表示圖24中磁頭懸架實例的頻率和增益之間關(guān)系的曲線圖。
圖28是表示圖25中磁頭懸架比較例1的頻率和增益之間關(guān)系的曲線圖。
圖29是表示圖26中磁頭懸架比較例2的頻率和增益之間關(guān)系的曲線圖。
圖30是表示根據(jù)圖24中實例、圖25中比較例1和圖26中比較例2中的磁頭懸架所得到的B1頻率、T1頻率、搖動頻率、搖動剛度和G抬起之間關(guān)系的表。
圖31是用從根據(jù)具有不同厚度的第一實施例的磁頭懸架得到的值來描繪的曲線圖。
圖32是基于圖31中曲線圖的表。
圖33是表示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的磁頭懸架在背對磁盤側(cè)的透視圖。
圖34是表示圖33中磁頭懸架在磁盤側(cè)的透視圖。
圖35是表示根據(jù)本發(fā)明第三實施例的磁頭懸架在背對磁盤側(cè)的透視圖。
圖36是表示圖35中磁頭懸架在磁盤側(cè)的透視圖。
圖37是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的磁頭懸架的俯視圖。
圖38是部分地表示安裝有圖37中磁頭懸架的硬盤驅(qū)動器的實例的部分剖視圖。
具體實施例方式
將在下面詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明實施例的磁頭懸架。各實施例在接合部的每個突出部和剛性部件之間用增強(qiáng)部件連接突出部和剛性部件以提供一區(qū)域從而實現(xiàn)同時改善T1風(fēng)阻和沖擊特性。
第一實施例圖1是表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的磁頭懸架在背對磁盤側(cè)的透視圖，圖2是表示圖1中磁頭懸架在磁盤側(cè)的透視圖。在本說明書中，“磁盤”是安裝于硬盤驅(qū)動器中的儲存介質(zhì)通過由磁頭懸架支撐的磁頭來向其上寫入數(shù)據(jù)并從其上讀取數(shù)據(jù)。背對磁盤側(cè)是磁頭懸架1的方向背對磁盤的一側(cè)。另一方面，磁盤側(cè)是磁頭懸架1朝向磁盤的另一側(cè)。
負(fù)載梁的沖擊特性由沖擊的大小來表示，負(fù)載梁的滑動頭在該沖擊作用下被從磁盤表面抬起。負(fù)載梁的滑動頭因沖擊的作用而被從磁盤表面抬起的現(xiàn)象被描述為“G抬起”。該“G抬起”也指導(dǎo)致滑動頭抬起的沖擊大小。
如圖1和2所示，磁頭懸架1包括負(fù)載梁(LB)3、相當(dāng)于基座的基板5、撓曲件7。圖1和2中所示的磁頭懸架1用于例如2.5英寸硬盤驅(qū)動器。
負(fù)載梁3施加作用到磁頭9的載荷的克載荷。磁頭9布置于負(fù)載梁3的前端以從磁盤讀取數(shù)據(jù)并向磁盤寫入數(shù)據(jù)。負(fù)載梁3包括剛性部件(凸出部分或梁)11和彈性部件(折頁或折頁部分)13。
剛性部件11由例如薄不銹鋼板制成。剛性部件11通常從前端15延伸到基端17。剛性部件11具有從基端17向前端15逐漸變窄的主體。剛性部件的主體具有比彈性部件13窄的整體較窄形狀。在第一實施例中，剛性部件11被設(shè)置成前端15的寬度H1為0.4mm且基端17的寬度H2為0.96mm。
剛性部件11在基端17一體形成有接合部19。在接合部19的兩側(cè)于負(fù)載梁3的縱向上形成了突出部21和23。突出部21和23在縱向上從剛性部件11兩側(cè)突出。因此，剛性部件11包括整體形成為T形的接合部19。
剛性部件11的接合部19與彈性部件13的第一端重疊以在兩個焊點25處通過激光焊接等固定并支撐于彈性部件上。剛性部件11的基端17附近也與后述的彈性部件13的延伸部27重疊以在負(fù)載梁3的延伸方向(縱向)上相對地位于前側(cè)的兩個焊點和相對地位于后側(cè)的兩個焊點的總共四個焊點29處固定并支撐于延伸部27上。焊點25或29的數(shù)量并不限于具體數(shù)字，可以隨意選擇數(shù)量。
剛性部件11具有在縱向上沿其兩側(cè)邊緣形成的軌31。軌31通過彎曲靠近剛性部件11主體的臨近部分而在剛性部件11的厚度方向上從主體升起。每個軌31均從前端15延伸到基端17且正好延伸到剛性部件11的接合部19前并經(jīng)過布置于延伸部27上的彈性部件13的部分。就是說，軌31在剛性部件11的幾乎全長上延伸。軌31具有與剛性部件11的主體相同的厚度。軌31的部分或整個區(qū)域的厚度可通過部分蝕刻等形成為薄于剛性部件11的主體的厚度。
剛性部件11在其前端15具有用于施載和卸載的突部33且在前端15附近具有凹部35。
彈性部件13包括與剛性部件11分離的彈性構(gòu)件36。彈性構(gòu)件36由具有彈性或回彈性的例如薄不銹鋼軋制板材制成。彈性構(gòu)件36在第二端具有向基板5延伸的分叉的分支37和39。分支37和39在接合部19彼此連續(xù)整體形成。每個分支37和39具有在縱向上保持于側(cè)邊緣外部的切割部分41。當(dāng)將板狀材料切割成多個彈性構(gòu)件36時，沿切割部分41進(jìn)行切割。彈性構(gòu)件36的分支37和39的每端重疊于基板5一端以在兩個焊點43處通過激光焊接等固定并支撐于基板5上。
彈性構(gòu)件36在第一端具有延伸部27。延伸部27向剛性部件11的第一端15延伸，并從布置于接合部19的部分延伸到布置于剛性部件11的基端17附近的部分。延伸部27的長度在該實施例中約為剛性部件11長度的1/3。延伸部27的長度可被設(shè)定于剛性部件11長度的1/4到1/2的范圍內(nèi)。
彈性部件36分別在延伸部27兩側(cè)沿縱向上具有增強(qiáng)部件45和47。每個增強(qiáng)部件從接合部19的每個突出部延伸到延伸部27的前端49。因此，增強(qiáng)部件45和47在接合部19的突出部21和23與剛性部件11的基端17附近之間延伸以連接或橋接突出部21和23和剛性部件11。每個增強(qiáng)部件具有在負(fù)載梁3縱向上從剛性部件11側(cè)逐漸延伸到接合部19側(cè)的翼形。根據(jù)第一實施例，增強(qiáng)部件的翼形是三角形的翼形。翼形可被設(shè)定為任意形狀例如可實現(xiàn)增強(qiáng)部件功能的梯形形狀。增強(qiáng)部件45和47用作支柱以不增加特別構(gòu)件地增強(qiáng)接合部19的突出部21和23與剛性部件11的基端17附近之間的部分。
基板5包括凸臺51以經(jīng)凸臺51通過模鍛等連接到由支架支撐的臂上。因此，基板5可繞支架的主軸轉(zhuǎn)動。基板5可一體化地形成于臂的前端以被支撐于支架上。
撓曲件7是具有彈性或回彈特性的導(dǎo)電薄板例如薄不銹鋼軋制板材(SST)。撓曲件7在該薄板上形成有絕緣層。在該絕緣層上，形成有讀/寫布線圖案。撓曲件7從剛性部件11的前端15延伸向基板5。撓曲件7在焊點53處通過激光焊接等固定于剛性部件11上，其在焊點55處通過類似的激光焊接固定于彈性構(gòu)件36上，其還在焊點57處通過類似的激光焊接固定于基板5上。撓曲件布線圖案的一端電連接于在磁頭9的滑動頭59上被支撐的讀寫終端。
下面將說明第一實施例的操作和優(yōu)點。
根據(jù)第一實施例，磁頭懸架1連接于以類似方式用于圖50所示情況下的多個磁盤的支架上。磁頭懸架1可被連接用于一個磁盤。
當(dāng)磁盤以高速旋轉(zhuǎn)時，磁頭懸架1的磁頭9克服克載荷而從磁盤表面稍浮起。磁頭9通過支架的臂的轉(zhuǎn)動而被移動到磁盤上的目標(biāo)軌道處。
根據(jù)第一實施例，磁頭懸架1包括剛性部件11和彈性部件13，彈性部件13包括與剛性部件11分離的彈性構(gòu)件36。接合部19被設(shè)置在剛性部件11的基端處且被固定及支撐于彈性構(gòu)件36上。接合部19具有在縱向上從剛性部件11兩側(cè)突出的突出部21和23。增強(qiáng)部件45和47布置于接合部19的突出部21和23與剛性部件11附近之間以連接或橋接接合部19的突出部21和23與剛性部件11的基端17附近。因此，在使用窄剛性部件11來提高G抬起以改善沖擊特性的同時，磁頭懸架1可增加負(fù)載梁3在搖動方向上的剛度從而提高搖動頻率。
軌31在縱向上形成于剛性部件11的兩側(cè)邊緣上以從剛性部件11的前端15延伸到正好位于剛性部件11的接合部19前的部分并經(jīng)過位于延伸部27上的彈性部件13的部分。就是說，軌31在剛性部件11的幾乎整個長度范圍內(nèi)延伸。當(dāng)減小剛性部件11的厚度和高度時，該結(jié)構(gòu)可確保剛性部件11的縱向剛度，從而可得到高T1頻率和高B1頻率。
因此，可不降低其它特性地改善T1風(fēng)阻。
根據(jù)第一實施例，增強(qiáng)部件45和47形成為從剛性部件11的前端15側(cè)其寬度逐漸延伸到接合部19的三角形翼。因此，增強(qiáng)部件45和47可用作支柱并可不增加特別構(gòu)件地增強(qiáng)位于接合部19的突出部21和23與剛性部件11的基端17附近之間的剛性部件11的部分。
既然延伸部27被設(shè)定為剛性部件11長度的1/4到1/2范圍內(nèi)，那么在第一實施例中，約1/3，且在剛性部件11由彈性構(gòu)件36增強(qiáng)的同時能可靠地實現(xiàn)負(fù)載梁3的重量減小。
將參照圖3到圖32來說明同時追求沖擊特性和T1風(fēng)阻等的基礎(chǔ)。
如上所述，在磁頭懸架中，當(dāng)將負(fù)載梁制造得較薄以改善沖擊特性時，磁頭懸架的待解決的搖動或顫動因空氣擾動而產(chǎn)生。
下面將解釋作為磁頭懸架的搖動或顫動的T1風(fēng)阻。
圖3是表示測量T1風(fēng)阻的方法的示意性透視圖。如圖3所示，使用激光多普勒速度表(圖3中的LDV)和快速傅立葉變換(FFT)分析儀來測量滑動頭的軌道方向位移(風(fēng)阻)和負(fù)載梁振幅。在本說明書中，“Z高度”是指磁頭的離安裝于硬盤驅(qū)動器中的磁頭懸架的基座在Z方向上的高度(豎直方向)。
通常，硬盤驅(qū)動器允許軌道間距±5％內(nèi)的位置誤差，且不允許超范圍的位置誤差以可靠地讀寫數(shù)據(jù)。例如，在將每個皆具有每英寸軌道數(shù)100kTPI的磁盤用于硬盤驅(qū)動器的情況下，軌道間距是254nm，位置誤差必須抑制到軌道間距5％內(nèi)的±12.7nm的范圍內(nèi)。
由控制系統(tǒng)抑制的此類磁頭懸架的搖動或顫動被限于0.8到1.3kHz的范圍內(nèi)，且高頻率區(qū)域不能被抑制。
然后，磁頭懸架在磁盤轉(zhuǎn)速10000rpm時的搖動或顫動是在磁盤轉(zhuǎn)速5400rpm時的幾倍。因此，如何抑制搖動就是待解決問題，這需要改良磁頭懸架自身。
圖4是表示因空氣擾動而產(chǎn)生的磁頭懸架的偏離軌道和頻率之間關(guān)系的曲線圖，圖5是表示磁頭懸架的偏離軌道和磁盤的轉(zhuǎn)速之間關(guān)系的曲線圖。圖5的曲線基于通過在幾個不同Z高度測量偏離軌道與磁盤轉(zhuǎn)速的結(jié)果。
從圖4可知，T1的峰值較大，與其它幾個因素相比，其為偏離軌道的主要因素。
如圖5所示，橫坐標(biāo)的磁盤轉(zhuǎn)速變?yōu)閮杀叮?，?000rpm到10000rpm或兩倍，偏離軌道變?yōu)樗谋?。因此，?dāng)磁盤轉(zhuǎn)速變?yōu)槎稌r，圖4中所示的空氣擾動的影響也變?yōu)樗谋丁?br> 圖6和圖7每個皆是表示在具有不同Z高度的磁頭懸架中由T1風(fēng)阻所產(chǎn)生的負(fù)載梁的動態(tài)T1角度(DTA)或T1振幅與其滑動頭T1位移或T1顫動位移之間關(guān)系的曲線圖。圖6表示用于一個磁盤的磁頭懸架的結(jié)果，圖7表示布置于兩個磁盤之間的磁頭懸架的結(jié)果。
如圖6和圖7所示，兩個磁盤之間的負(fù)載梁的DTA和滑動頭的橫向位移變?yōu)橐粋€磁盤情況下的略大于五倍以上。因此，兩個磁盤間的空氣擾動增加，所以滑動頭的偏離軌道對Z高度變化反應(yīng)敏感。
通常，由于風(fēng)使剛性體搖動或顫動，所以存在多種風(fēng)，有代表性的有卡門渦流和緩沖氣流。
卡門渦流是處于特定頻率下的漩渦，緩沖氣流是具有與風(fēng)速的平方成比例的不穩(wěn)定壓力波動的氣流。因此，緩沖氣流涉及硬盤驅(qū)動器的磁頭懸架的搖動或顫動，使得結(jié)構(gòu)以非常高的頻率振動。
因此，為克服緩沖氣流，需要采取措施以減小整個系統(tǒng)中的風(fēng)速，且需要增強(qiáng)磁頭懸架以作為結(jié)構(gòu)件從而即使產(chǎn)生壓力波動也不出現(xiàn)搖動或顫動。
接著，為增強(qiáng)磁頭懸架以作為結(jié)構(gòu)件，檢查靜態(tài)扭轉(zhuǎn)角度(STA)。
圖8是表示負(fù)載梁形狀函數(shù)的曲線圖，圖9是表示負(fù)載梁扭轉(zhuǎn)剛度的曲線圖。
在圖8中，力矩M(x)作用于負(fù)載梁的剛性部件的一個點x上，其由下式表示M(x)=∫0f(x)F(t)*ydydx---(1)]]>如圖9所示，扭轉(zhuǎn)剛度S(x)可作為x的函數(shù)來計算。因此，凹部處的扭轉(zhuǎn)角θ可根據(jù)表達(dá)式(1)和S(x)來表示θ=F(t)∫01f0f(x)ydyS(x)dx---(2)]]>假設(shè)不穩(wěn)定流體應(yīng)力F(t)＝1(N/m2)，則表達(dá)式(2)變?yōu)橄率?amp;theta;=∫01∫0f(x)ydyS(x)dx---(3)]]>就是說，當(dāng)總為1的流體應(yīng)力被用于磁頭懸架的突出區(qū)域時，STA為取決于磁頭懸架被扭轉(zhuǎn)的角度θ的強(qiáng)度?？伤愠鲐?fù)載梁的一個區(qū)域上的點對于力矩的扭轉(zhuǎn)剛度。因此，當(dāng)如表達(dá)式(2)般使用除法時，在可獲得壓力作用的點時得出扭轉(zhuǎn)角θ。當(dāng)將全部扭轉(zhuǎn)角相加時，當(dāng)將從x＝0范圍的靜態(tài)應(yīng)力作用于凹部時可得到扭轉(zhuǎn)角θ，從而表達(dá)式(3)得到為F(t)＝1(N/m2)，這就叫做“STA”。當(dāng)STA較大時，磁頭懸架因所施加到其上的風(fēng)而搖動或顫動，但當(dāng)STA較小時，磁頭懸架不因所施加到其上的風(fēng)而搖動或顫動。
圖10到圖13是表示因具有不同靜態(tài)扭轉(zhuǎn)角度(STA)的磁頭懸架的T1風(fēng)阻所產(chǎn)生的負(fù)載梁的動態(tài)T1角度(DTA)與其滑動頭T1位移或T1顫動位移以及Z高度之間關(guān)系的曲線圖。
圖10所示曲線對應(yīng)于STA＝14.12×10-5，圖11所示曲線對應(yīng)于STA＝9.24×10-5，圖12所示曲線對應(yīng)于STA＝5.81×10-5，圖13所示曲線對應(yīng)于STA＝2.42×10-5，在圖10到圖13中，標(biāo)記▲對應(yīng)于負(fù)載梁的DTA，標(biāo)記●對應(yīng)于T1顫動位移，就是說，滑動頭的偏離軌道靈敏度基于Z高度。靈敏度由“T1風(fēng)阻ZH靈敏度”表示。
如圖10到圖13中所示，負(fù)載梁的DTA隨著STA的降低而逐漸變小。因此，T1顫動位移的變化變平坦。
圖10到圖13表示測量值，圖14表示計算的STA和測量的DTA之間關(guān)系的曲線圖。
如圖14所示，計算的STA和測量的DTA為成比例的關(guān)系，表示成比例關(guān)系的直線不經(jīng)過0。就是說，當(dāng)使計算的STA變小時，可得到克服T1風(fēng)阻的優(yōu)良的磁頭懸架。
圖15是表示計算的STA和T1風(fēng)阻ZH靈敏度之間關(guān)系的曲線圖，圖16是表示測量的DTA和T1風(fēng)阻ZH靈敏度之間關(guān)系的曲線圖，圖17是表示從考慮多個磁頭懸架的值來描繪的測量的DTA和T1風(fēng)阻ZH靈敏度之間關(guān)系的曲線圖。
圖15到圖17表示的事實是測量的DTA和T1風(fēng)阻ZH靈敏度為成比例的關(guān)系，由此可知，STA較理想的是相對于T1風(fēng)阻減小。T1風(fēng)阻ZH靈敏度在圖10到圖13中由標(biāo)記●表示，STA的減小意味著表示T1風(fēng)阻ZH靈敏度的虛線變得平坦。
實際上，磁頭懸架的移動是動態(tài)的，這樣，可以認(rèn)為磁頭懸架的搖動或顫動受慣性影響。在計算STA時，不考慮慣性。因此，實際上需要考慮慣性。因此，圖18到圖21表示基于頻率的曲線圖。
圖18是表示T1頻率和測量的DTA之間關(guān)系的曲線圖，圖19是表示T1頻率和T1風(fēng)阻ZH靈敏度之間關(guān)系的曲線圖，圖20是表示從考慮多個磁頭懸架的值來描繪的T1頻率和測量的DTA之間關(guān)系的曲線圖，圖21是表示從考慮多個磁頭懸架的值來描繪的T1頻率和T1風(fēng)阻ZH靈敏度之間關(guān)系的曲線圖。
從圖18到圖21可知，測量的DTA和T1風(fēng)阻ZH靈敏度隨著T1頻率的增加而以二次曲線方式變小。
換言之，實際上T1頻率高意味著扭轉(zhuǎn)剛度高且慣性小。因此，如上所述，測量的DTA和T1風(fēng)阻ZH靈敏度皆以二次曲線方式變小。然而，當(dāng)考慮多個磁頭懸架來進(jìn)行測量時，變化如圖20和圖21所示。特別地，此類變化在低頻區(qū)域較顯著。
因此，STA、T1頻率F和慣性I之間的關(guān)系可從其有量綱的公式考慮。
當(dāng)負(fù)載梁的厚度、長度和寬度分別由T、L和W表示時，各自的量綱公式表示如下STA∝W×L2×T3F∝T/L/WI∝T×L×W3圖22是表示T1頻率和STA維數(shù)之間關(guān)系的曲線圖，其中慣性I被作為一個參數(shù)。在圖22中，負(fù)載梁的長度L固定為7mm，厚度T從0.02mm變化到0.1mm。例如，通過固定長度T及厚度T為7mm和0.02mm并利用慣性作為參數(shù)，負(fù)載梁的寬度W可計算出來并可計算和描繪出STA和F。
如圖22所示，當(dāng)將STA假設(shè)為T1風(fēng)阻時，其相對于T1頻率的變化變?yōu)榉蔷€形，也就是二次曲線，慣性的影響在T1頻率的較低區(qū)域特別大。這與圖23所示曲線圖一致。
如以上計算所示，厚且窄的負(fù)載梁對得到高T1頻率和小STA有效。就是說，厚且窄的負(fù)載梁帶來小慣性和高扭轉(zhuǎn)剛度。從測量值可知，具有8kHz或更大的T1頻率的負(fù)載梁較理想。
下面將說明比較結(jié)果。
圖24是表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的磁頭懸架實例1的俯視圖，圖25是表示具有薄的剛性部件且沒有增強(qiáng)部件的磁頭懸架比較例1的俯視圖，圖26是表示具有厚且寬的剛性部件的磁頭懸架比較例2的俯視圖。實例1和比較例1、2互相對比。實例和比較例中的每個均設(shè)定成其從凸臺到凹部的距離是11mm，負(fù)載梁的長度是6.25mm，其厚度是38μm，彈性部件的厚度是30μm。
圖27到圖29是表示頻率和增益之間關(guān)系的曲線圖，其中，圖27是實例1的結(jié)果，圖28是比較例1的結(jié)果，圖29是比較例2的結(jié)果。
圖30是表示根據(jù)實例、比較例1和比較例2所得到的B1頻率、T1頻率、搖動頻率、搖動剛度和G抬起的值之間關(guān)系的表。
實例1和比較例1的B1頻率相互之間相差不大，它們是5.99kHz和6.08kHz，因為兩者皆具有高縱向剛度且重量輕。然而，比較例2厚且重量大，所以其B1頻率降到5.61kHz。
實例1和比較例1的T1頻率相互之間相差不大，它們是9.09kHz和9.18kHz，因為兩者皆具有高縱向剛度且重量輕。然而，比較例2厚且具有較大慣性，所以其T1頻率降到7.76kHz。
實例1和比較例2的搖動頻率相互之間相差不大，它們是14.54kHz和14.89kHz，因為兩者皆在搖動方向上具有高剛度。另一方面，比較例1在搖動方向上具有低剛度，所以其搖動頻率降到12.27kHz。
實例1和比較例1的STA由于較窄的剛性部件而低到2.31×10-5和1.53×10-5，但是比較例2的STA由于較寬的剛性部件而惡化到3.23×10-5。
當(dāng)已沖壓凹部時，實例1的作為橫向剛度的搖動剛度為19920.21N/m，比較例2為19997.62N/m，比較例1低到14502.67N/m。
實例1和比較例1的G抬起由于較輕的重量而高達(dá)302.38G/gf和311.86G/gf，但比較例2的G抬起低到246.19G/gf。
因此，根據(jù)作為本發(fā)明第一實施例的實例1的結(jié)構(gòu)，通過將剛性部件11制造得窄且輕及確保負(fù)載梁3的高度，可同時改善沖擊特性和T1風(fēng)阻，且可將T1頻率、B1頻率和搖動頻率制造得較高。
圖31是用從根據(jù)具有不同厚度20、25、30、38和51μm的第一實施例的磁頭懸架得到的值來描繪的曲線圖，圖32是基于圖31中曲線圖的表。在磁頭懸架中，從凸臺51中心到凹部35中心的距離、負(fù)載梁3的長度、剛性部件13的厚度分別被設(shè)定為11mm、6.25mm和30μm。
如圖31和32所示，負(fù)載梁隨著增加其厚度而變重，其G抬起降低。這時，B1頻率、T1頻率和搖動頻率因高度增加而增加。
在1英寸硬盤驅(qū)動器等中，T1搖動可以忽略，從而通過進(jìn)一步變薄以減小重量可改善G抬起。
此類磁頭懸架也可用于較大尺寸的處理設(shè)備，例如，臺式計算機(jī)。
第二實施例圖33和圖34表示根據(jù)本發(fā)明第二實施例中的磁頭懸架，其中，圖33是磁頭懸架的背對磁盤側(cè)的透視圖，圖34是磁頭懸架的磁盤側(cè)的透視圖。第二實施例的結(jié)構(gòu)基本上與第一實施例相同，因此，相同或相應(yīng)部件由相同參考標(biāo)記或相同參考標(biāo)記加“A”表示。
第二實施例中的磁頭懸架1A，彈性構(gòu)件36A和撓曲件7A具有的形狀比第一實施例稍有變化。
彈性構(gòu)件36A在第二端設(shè)有分叉的分支37A和39A。分支37A和39A分別具有在負(fù)載梁3的橫向上相對的內(nèi)側(cè)邊緣61和63。分支37A和39A的內(nèi)側(cè)邊緣61和63沿橫向上朝撓曲件7A突出。
撓曲件7A通過焊點29A而被焊接于剛性部件11和延伸部27之間。
根據(jù)第二實施例，增強(qiáng)部件45和47設(shè)置在彈性構(gòu)件36A的延伸部27上，因此可實現(xiàn)與第一實施例大體類似的功能和優(yōu)點。
此外，撓曲件7A能經(jīng)延伸部27可靠地固定于彈性構(gòu)件36A上，因此其能可靠地防止撓曲件7A顫動。
第三實施例圖35和圖36表示根據(jù)本發(fā)明第三實施例的磁頭懸架，其中，圖35是磁頭懸架的背對磁盤側(cè)的透視圖，圖36是磁頭懸架的磁盤側(cè)的透視圖。第二實施例的結(jié)構(gòu)基本上與第一實施例相同，因此，相同或相應(yīng)部件由相同參考標(biāo)記或相同參考標(biāo)記加“B”表示。
根據(jù)第三實施例的磁頭懸架1B，彈性部件13B與薄板7Ba整體制成，薄板7Ba由具有撓曲件7B的彈性或回彈性的例如薄不銹鋼軋制板材(SST)制成。就是說，彈性部件13B形成于由在薄板7Ba上形成的孔65限定的兩側(cè)處?？?5布置于包括絕緣層的讀/寫布線圖案67下并與之對應(yīng)。因此，孔65基本上具有與布線圖案67相同的寬度，且其長度從位于基板5上的部分延伸到位于接合部19上的部分。增強(qiáng)部件45B和47B也與薄板7Ba整體制成。根據(jù)第三實施例，增強(qiáng)部件45B和47B具有梯形翼形狀以取代第一實施例中具有三角形翼形狀的增強(qiáng)部件45和47。撓曲件7B在焊點25B處焊接到剛性部件11的接合部19上，并在焊點29B處焊接到剛性部件11上，且在焊點43B處焊接到基板5上，還類似地焊接到其它部分處。
根據(jù)第三實施例，由增強(qiáng)部件45B和47B可實現(xiàn)與第一實施例相類似的功能和優(yōu)點。此外，彈性部件13B與增強(qiáng)部件45B和47B與撓曲件7B整體制成。因此，理所當(dāng)然地可以減少部件數(shù)量，且可顯著地使部件組裝和部件管理變?nèi)菀住?br> 根據(jù)本發(fā)明，增強(qiáng)部件可由用桿狀橋來形成以代替完全填充接合部的突出部與剛性部件之間的空間的翼狀橋45或45B及47或47B。
增強(qiáng)部件45、45B、47和47B及延伸部27的形狀和尺寸可設(shè)定成任意增減，除非這樣的要求損害了重量的減小。
在第一和第二實施例中，增強(qiáng)部件45和47形成于彈性構(gòu)件36或36A的延伸部27兩側(cè)。取而代之的是，由于本發(fā)明僅提供增強(qiáng)部件45和47就能實現(xiàn)其目的，那么延伸部27可以省去。
通過彎折而得到的軌可設(shè)置在增強(qiáng)部件45和47的外側(cè)邊緣處。這可增加延伸部27的縱向剛度和橫向剛度以及T1頻率、B1頻率、搖動頻率以進(jìn)一步允許使延伸部27變薄。這時，軌和每個增強(qiáng)部件之間的角落的外表面可由彎曲表面形成，因此在同時組裝多個磁頭懸架時所使用的梳狀夾具的齒部可利用作為導(dǎo)向件的外表面而輕易地被插入于磁頭懸架之間。
增強(qiáng)部件45和47可與彈性構(gòu)件36或36A分離，且增強(qiáng)部件45B和47B可與撓曲件7B分離。
如果確保足夠的剛性部件11的縱向剛度，則剛性部件11的軌31可以從其上省略。
權(quán)利要求
1.一種用于硬盤驅(qū)動器的磁頭懸架，包括基座，其連接到硬盤驅(qū)動器的支架上并繞主軸轉(zhuǎn)動；負(fù)載梁，其包括剛性部件和與剛性部件分離的彈性部件以在磁頭上施加載荷，磁頭安裝于負(fù)載梁的前端以向安裝于硬盤驅(qū)動器中的磁盤寫入數(shù)據(jù)并從其讀取數(shù)據(jù)，剛性部件的基端連接到由基座支撐的彈性部件上；撓曲件，其具有連接到磁頭上的讀/寫布線圖，撓曲件支撐磁頭并被連接到負(fù)載梁上；接合部，其被設(shè)置在剛性部件上以連接彈性部件；突出部，其形成在每個側(cè)邊緣上；增強(qiáng)部件，其每個皆在剛性部件和每個突出部之間延伸并將其連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁頭懸架，其中彈性部件由與剛性部件分離的彈性構(gòu)件形成；且增強(qiáng)部件設(shè)置在彈性構(gòu)件上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁頭懸架，其中彈性構(gòu)件設(shè)有向剛性部件的前端延伸的延伸部；增強(qiáng)部件設(shè)置在延伸部的兩側(cè)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁頭懸架，其中延伸部的長度被設(shè)定為剛性部件長度的1/4到1/2范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁頭懸架，其中彈性部件由撓曲件的一部分來形成；且增強(qiáng)部件設(shè)置在撓曲件上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁頭懸架，其中增強(qiáng)部件形成為翼形，其寬度從剛性部件側(cè)向接合部側(cè)逐漸增加。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁頭懸架，其中增強(qiáng)部件形成為翼形，其寬度從剛性部件側(cè)向接合部側(cè)逐漸增加。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁頭懸架，其中增強(qiáng)部件形成為翼形，其寬度從剛性部件側(cè)向接合部側(cè)逐漸增加。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁頭懸架，其中增強(qiáng)部件形成為翼形，其寬度從剛性部件側(cè)向接合部側(cè)逐漸增加。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁頭懸架，其中增強(qiáng)部件形成為翼形，其寬度從剛性部件側(cè)向接合部側(cè)逐漸增加。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁頭懸架，進(jìn)一步包括軌，其沿剛性部件的兩側(cè)邊緣從剛性部件的前端延伸到剛好位于接合部前的一部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁頭懸架，進(jìn)一步包括軌，其沿剛性部件的兩側(cè)邊緣從剛性部件的前端延伸到剛好位于接合部前的一部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁頭懸架，進(jìn)一步包括軌，其沿剛性部件的兩側(cè)邊緣從剛性部件的前端延伸到剛好位于接合部前的一部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁頭懸架，進(jìn)一步包括軌，其沿剛性部件的兩側(cè)邊緣從剛性部件的前端延伸到剛好位于接合部前的一部分。
15.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁頭懸架，進(jìn)一步包括軌，其沿剛性部件的兩側(cè)邊緣從剛性部件的前端延伸到剛好位于接合部前的一部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁頭懸架，進(jìn)一步包括軌，其沿剛性部件的兩側(cè)邊緣從剛性部件的前端延伸到剛好位于接合部前的一部分。
17.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁頭懸架，進(jìn)一步包括軌，其沿剛性部件的兩側(cè)邊緣從剛性部件的前端延伸到剛好位于接合部前的一部分。
18.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁頭懸架，進(jìn)一步包括軌，其沿剛性部件的兩側(cè)邊緣從剛性部件的前端延伸到剛好位于接合部前的一部分。
19.根據(jù)權(quán)利要求9所述的磁頭懸架，進(jìn)一步包括軌，其沿剛性部件的兩側(cè)邊緣從剛性部件的前端延伸到剛好位于接合部前的一部分。
20.根據(jù)權(quán)利要求10所述的磁頭懸架，進(jìn)一步包括軌，其沿剛性部件的兩側(cè)邊緣從剛性部件的前端延伸到剛好位于接合部前的一部分。
全文摘要
一種用于硬盤驅(qū)動器的磁頭懸架，其同時改善磁頭懸架所需的T1風(fēng)阻和沖擊特性。磁頭懸架包括連接到硬盤驅(qū)動器的支架上并繞主軸轉(zhuǎn)動的基座。負(fù)載梁包括剛性部件和與剛性部件分離的彈性部件以在磁頭上施加載荷，磁頭安裝于負(fù)載梁的前端以向安裝于硬盤驅(qū)動器中的磁盤寫入數(shù)據(jù)并從其讀取數(shù)據(jù)。剛性部件的基端連接到由基座支撐的彈性部件上。撓曲件具有連接到磁頭上的讀/寫布線圖，撓曲件支撐磁頭并被連接到負(fù)載梁上。接合部設(shè)置在剛性部件上以連接彈性部件。突出部形成于每個側(cè)邊緣。每個增強(qiáng)部件皆在剛性部件和每個突出部之間延伸并將其連接。
文檔編號G11B21/21GK1892876SQ20061008014
公開日2007年1月10日 申請日期2006年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月9日
發(fā)明者多田一, 半谷正夫, 瀧川健一, 綿谷榮二 申請人:日本發(fā)條株式會社