專利名稱：帶有局部增強(qiáng)的萬向節(jié)的懸架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用在硬盤驅(qū)動(dòng)組件中的磁頭萬向節(jié)組件(head gimbal assembly)。更具體地講，本發(fā)明涉及一種》茲頭萬向節(jié)組件，其設(shè)計(jì)成 能減少磁頭萬向節(jié)組件結(jié)構(gòu)中部件的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。
背景技術(shù)：
目前，已看到硬盤驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)業(yè)在消費(fèi)電子領(lǐng)域正取得巨大的成 功。該成功的主要原因之一便是實(shí)現(xiàn)不斷提高的存儲(chǔ)能力，反映消費(fèi) 者的需求。迄今為止，這些進(jìn)步是通過與其它竟?fàn)幖夹g(shù)相比的最低成 本而取得的。
然而，繼續(xù)這些進(jìn)步需要克服正在上升的設(shè)計(jì)和制造難點(diǎn)。這些 難點(diǎn)在驅(qū)動(dòng)器級(jí)別和部件級(jí)別中都能發(fā)現(xiàn)。
硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)—般用作計(jì)算機(jī)中的主要存儲(chǔ)單元。通常， HDD通過檢索和存儲(chǔ)儲(chǔ)存在轉(zhuǎn)動(dòng)磁盤上的數(shù)字信息來工作。這種檢索 和存儲(chǔ)(即"讀出，，和"寫入")通過嵌入在陶瓷"浮動(dòng)塊(slider)"上 的磁"頭"來完成，其中，陶瓷"浮動(dòng)塊"安裝在"懸架(suspension)" 上。浮動(dòng)塊和懸架的裝配結(jié)構(gòu)通常稱作》茲頭萬向節(jié)組件(HGA)。
圖1中示出了典型的浮動(dòng)塊體。如圖1所示，用于普通浮動(dòng)塊104 的公知的空氣承載表面(ABS)設(shè)計(jì)102可形成有一對(duì)平行橫擋部 (mil)106和108，它們沿著面向磁盤的浮動(dòng)塊表面的外邊緣延伸。這 兩個(gè)橫擋部106和108通常沿著至少一部分從后緣110至前緣112的 浮動(dòng)塊體長(zhǎng)度伸展。前緣112限定為轉(zhuǎn)動(dòng);茲盤在朝向后緣IIO掠過浮 動(dòng)塊104的長(zhǎng)度之前所經(jīng)過的浮動(dòng)塊邊緣。變換器或^F茲性元件通常安 裝在沿著圖1所示浮動(dòng)塊的后緣110的某一位置處。
圖2示出了典型浮動(dòng)塊的操作。懸架204將磁頭萬向節(jié)組件 (HGA)202支承在(具有邊緣208并沿箭^f茲頭210所示方向運(yùn)動(dòng)的)運(yùn)動(dòng) 的磁盤206上方。懸架204通常包括多個(gè)部件，這些部件包括承栽梁， 萬向節(jié)，電跡線(electrical traces),鉸接件和基板。在i茲盤驅(qū)動(dòng)器的運(yùn) 行中，如圖2所示，促動(dòng)器212使HGA移動(dòng)越過i茲盤206在弧214 上方的不同直徑(例如，內(nèi)徑(ID),中徑(MD)和外徑(OD))。
為了獲得最優(yōu)的硬盤驅(qū)動(dòng)性能，磁頭必須盡可能接近磁盤面地懸 浮(fly)并保持一致的、必需的間距。這種間距還稱為磁盤的"懸浮高 度"或"磁性間距"。當(dāng)磁盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在它的表面上攜帶有少量的流 動(dòng)空氣(大致平行于磁盤的切向速度)，其支承磁頭在上懸浮，從而在 磁盤上方產(chǎn)生^f茲頭的"懸浮高度"。典型地，支承-磁頭的浮動(dòng)塊根據(jù) 空氣動(dòng)力學(xué)地原理形成，以利用這種少量空氣的流動(dòng)來維持與轉(zhuǎn)動(dòng)磁 盤表面一致的距離(例如10nm)，從而防止》茲頭接觸》茲盤。磁頭最接近 磁盤(且由流動(dòng)空氣所支承)的表面稱為"空氣承載表面"。為了使得 浮動(dòng)塊以這樣的間隙穩(wěn)定可靠地懸浮，必須最優(yōu)地設(shè)計(jì)和保持各種設(shè) 計(jì)和幾何標(biāo)準(zhǔn)來保證性能，這些設(shè)計(jì)和幾何標(biāo)準(zhǔn)包括垂直剛度(Kz), 萬向節(jié)俯仰和搖擺剛度(Kp，Kr)，萬向節(jié)靜止方位角(attitude)-包括俯仰 和搖擺方位角(PS A/RS A)以及運(yùn)行沖擊性能(G/gmm)。
圖1中，橫擋部106和108形成其上懸浮有浮動(dòng)塊的空氣承載表 面，并在接觸由旋轉(zhuǎn)磁盤所產(chǎn)生的空氣流時(shí)提供必要的升力。隨著磁 盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，所生成的風(fēng)或空氣流在浮動(dòng)塊橫擋部106和108下方或其 間運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)氣流經(jīng)過橫擋部106和108的下方時(shí)，橫擋部和磁盤之間 的空氣壓力升高，從而提供了正的增壓和升力。通常，隨著空氣承載 表面面積的增加，所產(chǎn)生的升力大小也會(huì)增加。因此，作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)， 需要一種考慮到懸浮高度設(shè)計(jì)的方法，該懸浮高度構(gòu)成在磁頭和磁盤 之間為硬盤驅(qū)動(dòng)器的成功運(yùn)行所必需的最小間3巨。
另外，磁盤驅(qū)動(dòng)器部件的懸浮高度和表面粗糙度必須設(shè)計(jì)成能保 持磁頭的機(jī)械運(yùn)行參數(shù)，如凸度(crown)、曲弧度(camber)和扭曲度
(twist)。"凸度"表示形狀沿著浮動(dòng)塊向前方向和向后方向(如Y-Y平 面所示)的變形，而"曲弧度"表示形狀沿著^f茲頭浮動(dòng)塊側(cè)向方向(如 X-X平面所示)的變形。圖3中示出了凸度和曲弧度。
另一個(gè)要求是懸架組件對(duì)浮動(dòng)塊空氣承載性能的"動(dòng)態(tài)影響"很 小或幾乎沒有。動(dòng)態(tài)影響由磁頭磁盤接觸所引起。這或許起因于在較 高海拔地區(qū)處的接觸或運(yùn)行，在4交高海拔地區(qū)，空氣較為稀薄(從而減 少懸浮高度)。結(jié)果，懸架和浮動(dòng)塊二者都運(yùn)動(dòng)，從而導(dǎo)致動(dòng)態(tài)影響。
除開上述運(yùn)行要求之外，HGA還需要滿足一些非運(yùn)行要求如非運(yùn) 行的沖擊穩(wěn)健性。當(dāng)沖擊發(fā)生時(shí)，連接HGA單個(gè)部件部分的焊料 (solder)經(jīng)受應(yīng)力。當(dāng)焊料接合部所經(jīng)受的應(yīng)力高于材料強(qiáng)度時(shí)，裂紋 或許開始形成，從而危害磁盤驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)行性能。另外，通過在焊料 接合部上連續(xù)地施加應(yīng)力，HGA的部件或會(huì)彎曲，進(jìn)一步地危害運(yùn)行 性能。
此外，在沖擊發(fā)生時(shí)HGA所經(jīng)受的力可破壞HGA中的電跡線連 接部。典型地，在發(fā)生這些沖擊時(shí)，HGA上的力可導(dǎo)致舌部和浮動(dòng)塊 轉(zhuǎn)動(dòng)，從而拖動(dòng)跡線連接部遠(yuǎn)離已結(jié)合的接合部并增大應(yīng)力。這樣的 應(yīng)力和變形通常導(dǎo)致運(yùn)行失效。
因此，為了維持焊料接合部的結(jié)構(gòu)上和電學(xué)上的連通完整性以及 維持斜坡部限制件(ramp limiter)的操作設(shè)計(jì)形狀，期望有用于撓曲件 (flexure)的更為優(yōu)化的幾何結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供一種具有更優(yōu)結(jié)構(gòu)的磁頭萬向節(jié)組件。


圖1顯示了典型浮動(dòng)塊。
圖2顯示了典型浮動(dòng)塊的典型操作。
圖3顯示了浮動(dòng)塊上凸度和曲弧度的說明。
圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的磁頭萬向節(jié)組件實(shí)施例。 閨5顯示了根據(jù)本發(fā)明的磁頭萬向節(jié)組件實(shí)施例。 圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。 圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
用于本發(fā)明的裝置涉及具有局部增強(qiáng)的萬向節(jié)的懸架。在本發(fā)明 的實(shí)施例中，懸架設(shè)計(jì)可包括沿著撓曲件側(cè)面的成形橫擋部，以加強(qiáng) HGA的優(yōu)化局部區(qū)域。
圖4中示出了根據(jù)本發(fā)明的磁頭萬向節(jié)組件實(shí)施例。浮動(dòng)塊401 擱置在斜坡部(ramp)(見下面)上，該斜坡部進(jìn)一步地由位于懸架404 末端處的抬升突出部(lifttab)403所支承。跡線連接部407定位成最接 近浮動(dòng)塊。斜坡部402可包括"階梯部，，(見下面)，以抑制浮動(dòng)塊的 運(yùn)動(dòng)。抬升突出部通常為承載梁405的延伸部。運(yùn)行時(shí)，浮動(dòng)塊401 和撓曲件406可實(shí)現(xiàn)與承載梁405相接觸。撓曲件406進(jìn)一步地延伸 超出浮動(dòng)塊以形成斜坡部限制件408。典型地，在這種運(yùn)行接觸期間 所施加力的大小可處于0.2-0.3克力(gramforce)的范圍內(nèi)。
圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的磁頭萬向節(jié)組件。圖5a顯示了根據(jù)本發(fā) 明的一個(gè)實(shí)施例的斜坡部實(shí)施例502，其包括斜坡部抑制表面508。 圖5b顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的斜坡部實(shí)施例502，其結(jié)合了 浮動(dòng)塊503和承載梁509的抬升突出部。當(dāng)HGA 501擱置在斜坡部 502上時(shí)，浮動(dòng)塊503自由地運(yùn)動(dòng)，直至撓曲件505上的斜坡部限制 件504實(shí)現(xiàn)與斜坡部502上的階梯部506相接觸為止。
圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明的撓曲組件實(shí)施例，其設(shè)計(jì)成能減少運(yùn)動(dòng)， 且特別是減少懸架舌部在發(fā)生接觸時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)。撓曲組件601可包括橫 擋部602，以加強(qiáng)局部區(qū)和增強(qiáng)發(fā)生接觸時(shí)的能量消散。在此實(shí)施例(如 圖6所示)中，撓曲件橫擋部為直立的，大體線性的隆起部或者說脊?fàn)?部。在其它實(shí)施例中，這些橫擋部可采用不同的形狀或具有不一致的
高度。橫擋部602對(duì)減少懸架舌部(未示出)的轉(zhuǎn)動(dòng)起作用。實(shí)際上， 有限元分析表明，包括橫擋部602的本發(fā)明的實(shí)施例可減少大約 20-30%的焊料接合應(yīng)力。
圖7顯示了本發(fā)明的第二實(shí)施例。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，成
形撓曲件的橫擋部可位于具有較大轉(zhuǎn)動(dòng)位移的區(qū)域處。典型地，撓曲 件橫擋部可以與當(dāng)前的成形過程一起形成。在此實(shí)施例中，位于撓曲
組件701末端的橫擋部702延伸至斜坡部限制件(未示出)。通過將橫 擋部702延伸至斜坡部限制件，大大減少了應(yīng)力承載部件(尤其是斜坡 部限制件)的變形。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，撓曲件橫擋部可位于浮 動(dòng)塊的后緣上。
在此實(shí)施例中，撓曲件橫擋部不是線性的，而改為沿著撓曲件外 邊緣向內(nèi)延伸。在其它實(shí)施例中，撓曲件邊緣可以為沿著撓曲件的任 何部分延伸所需要的任何形狀。另外，在有些實(shí)施例中，撓曲件橫擋 部可以中斷或錯(cuò)開。根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例，斜坡部限制件可位于 撓曲件的多個(gè)區(qū)域中。此外，在本發(fā)明的實(shí)施例中，撓曲件橫擋部可 以達(dá)到很多對(duì)。此外，在本發(fā)明的實(shí)施例中，這些橫擋部對(duì)中的每一 對(duì)橫擋部都可以對(duì)稱地(不是沿著經(jīng)度軸線就是沿著綿度軸線)位于撓
曲件上的不同位置處。
盡管已參考上述實(shí)施例描述了本發(fā)明，但優(yōu)選實(shí)施例的此種說明 并不意味著構(gòu)成限制含義。將應(yīng)理解的是，本發(fā)明的所有方面并不限 于文中所述的具體描述、配置或尺寸，而是視各種原理及變量而定。 所公開裝置在形式和細(xì)節(jié)上的各種改動(dòng)以及本發(fā)明的各種變型，當(dāng)本 領(lǐng)域技術(shù)人員一經(jīng)參看本公開內(nèi)容便將是顯而易見的。因此，認(rèn)為所 附權(quán)利要求將涵蓋任何此等仍屬于本發(fā)明的真實(shí)精神和范圍內(nèi)的對(duì) 所公開實(shí)施例的改動(dòng)和變型。
權(quán)利要求
1.一種磁頭萬向節(jié)組件，其包括撓曲件，其包括斜坡部限制件；懸架組件，其進(jìn)一步包括懸架舌部；浮動(dòng)塊，其進(jìn)一步包括磁頭；和承載梁，其進(jìn)一步包括抬升突出部；和斜坡部，其進(jìn)一步包括階梯部，以接合和支承所述斜坡部限制件并支持和抑制所述浮動(dòng)塊的運(yùn)動(dòng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁頭萬向節(jié)組件，其特征在于，所述 撓曲件進(jìn)一 步包括位于其末端的撓曲件橫擋部，以減少所述懸架舌部 的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁頭萬向節(jié)組件，其特征在于，所述 撓曲件橫擋部定位成沿著所述撓曲件的側(cè)面。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁頭萬向節(jié)組件，其特征在于，所述 撓曲件橫擋部為 一對(duì)撓曲件橫擋部中的 一個(gè)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁頭萬向節(jié)組件，其特征在于，所述 撓曲件橫擋部延伸至所述斜坡部限制件。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁頭萬向節(jié)組件，其特征在于，所述 撓曲件橫擋部定位成沿著所述浮動(dòng)塊的后緣。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁頭萬向節(jié)組件，其特征在于，所述 撓曲件橫擋部包括直立的脊?fàn)畈俊?br> 8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁頭萬向節(jié)組件，其特征在于，所述 撓曲件橫擋部沿著所述撓曲件的側(cè)面大體線性地延伸。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁頭萬向節(jié)組件，其特征在于，所述 撓曲件橫擋部沿著所述撓曲件的側(cè)面非線性地延伸。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁頭萬向節(jié)組件，其特征在于，所述撓曲件橫擋部是錯(cuò)開的。
11. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述撓曲件橫擋 部為 一對(duì)撓曲件橫擋部中的 一個(gè)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所迷的系統(tǒng)，其特征在于，所述一對(duì)撓曲 件橫擋部為多對(duì)撓曲件橫擋部中的一對(duì)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述一對(duì)撓曲 件橫擋部中的每一個(gè)橫擋部都對(duì)稱地位于所述撓曲件的不同位置上。
14. 一種系統(tǒng)，其包括 含有數(shù)據(jù)的磁盤；用以控制》茲頭的印刷電路iEL件；連接板，其將所述磁頭電聯(lián)接到所述印刷電路組件上；和 磁頭萬向節(jié)組件，其包括撓曲件，其包括斜坡部限制件；懸架組件，其進(jìn)一步包括 懸架舌部；浮動(dòng)塊，其進(jìn)一步包括^磁頭；和 承載梁，其進(jìn)一步包括抬升突出部；和 斜坡部，其進(jìn)一步包括階梯部，以接合和支承所述斜坡部限 制件并支持和抑制所述浮動(dòng)塊的運(yùn)動(dòng)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所迷的系統(tǒng)，其特征在于，所述撓曲件進(jìn) 一步包括位于其末端的撓曲件;廣擋部，以減少所述懸架舌部的移動(dòng)和 旋轉(zhuǎn)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述撓曲件橫 擋部位于所述撓曲件的側(cè)面上。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所迷的系統(tǒng)，其特征在于，所述撓曲件橫 擋部定位成沿著所述浮動(dòng)塊的邊緣。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所迷的系統(tǒng)，其特征在于，所述撓曲件橫 擋部延伸至所述斜坡部限制件。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15所迷的系統(tǒng)，其特征在于，所述撓曲件橫 擋部定位成沿著所述浮動(dòng)塊的后緣。
20. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述撓曲件橫 擋部包括直立的脊?fàn)畈俊?br> 21. 根據(jù)權(quán)利要求16所迷的系統(tǒng)，其特征在于，所述撓曲件橫 擋部沿著所述撓曲件的側(cè)面大體線性地延伸。
22. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述撓曲件橫 擋部沿著所述撓曲件的側(cè)面非線性地延伸。
23. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述撓曲件橫 擋部是錯(cuò)開的。
24. 根據(jù)權(quán)利要求15所迷的系統(tǒng)，其特征在于，所述撓曲件橫 擋部為 一對(duì)撓曲件橫擋部中的 一個(gè)。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的一對(duì)撓 曲件橫擋部為多對(duì)撓曲件橫擋部中的 一對(duì)。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述一對(duì)撓曲 件橫擋部中的每一個(gè)橫擋部都對(duì)稱地位于所述撓曲件的不同位置上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶有局部增強(qiáng)的萬向節(jié)的懸架，更具體地涉及一種帶有磁頭萬向節(jié)組件的懸架，其設(shè)計(jì)成能減少磁頭萬向節(jié)組件結(jié)構(gòu)中部件的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。一個(gè)實(shí)施例的磁頭萬向節(jié)組件可包括撓曲件，其包括斜坡部限制件；懸架組件，其進(jìn)一步包括懸架舌部、浮動(dòng)塊和承載梁，其中，浮動(dòng)塊進(jìn)一步包括磁頭而承載梁進(jìn)一步包括抬升突出部；斜坡部，其進(jìn)一步包括階梯部，以接合和支承斜坡部限制件并支持和抑制浮動(dòng)塊的運(yùn)動(dòng)。在某些實(shí)施例中，撓曲件可進(jìn)一步地包括位于其末端的撓曲件橫擋部，以減少懸架舌部的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)G11B5/48GK101339773SQ200810128318
公開日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2008年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月6日
發(fā)明者C·-H·楊, E·查, Q·曾, Y·付 申請(qǐng)人:新科實(shí)業(yè)有限公司