專利名稱：磁頭懸架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成在信息處理單元例如個人計算機(jī)中的硬盤驅(qū)動器的磁頭懸架。
背景技術(shù)：
硬盤驅(qū)動器的磁頭懸架包括負(fù)載梁、由負(fù)載梁支撐的磁頭和連接到磁頭上的滑動頭。磁頭懸架具有確定在施加沖擊時滑動頭從硬盤表面抬起的沖擊特性。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)1兆秒的沖擊，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。
圖13和14表示磁頭懸架的G抬起和硬盤驅(qū)動器的G抬起之間的關(guān)系，圖13中是表示2.5英寸硬盤驅(qū)動器的結(jié)果的曲線圖，圖14中是表示1英寸硬盤驅(qū)動器的結(jié)果的曲線圖。
磁頭懸架的沖擊特性用使磁頭懸架的負(fù)載梁的滑動頭從表面抬起的沖擊的大小來表示。磁頭懸架的沖擊特性由“G抬起”代表以表示導(dǎo)致滑動頭抬起的沖擊的大小?！癎抬起”還表示硬盤驅(qū)動器的沖擊特性。
在圖13的2.5英寸硬盤驅(qū)動器中，所施加的沖擊輸入包括兩種波形，一種具有1兆秒持續(xù)時間的波長，另一種具有0.4兆秒持續(xù)時間的波長。在圖14的1英寸硬盤驅(qū)動器中，所施加的沖擊輸入包括兩種波形，一種具有2兆秒持續(xù)時間的波長，另一種具有0.4兆秒持續(xù)時間的波長。
在圖13的2.5英寸硬盤驅(qū)動器中，即使增加磁頭懸架的G抬起，硬盤驅(qū)動器的G抬起也沒有增加太大。在1兆秒持續(xù)時間內(nèi)，其斜率y＝0，在0.4兆秒持續(xù)時間內(nèi)，其斜率y＝0.27。另一方面，在圖14的小尺寸的1英寸硬盤驅(qū)動器中，當(dāng)磁頭懸架的G抬起增加時，硬盤驅(qū)動器的G抬起均勻增加。在2兆秒持續(xù)時間內(nèi)，其斜率y＝0.90，在1兆秒持續(xù)時間內(nèi)，其斜率y＝0.85，在0.4兆秒持續(xù)時間內(nèi)，其斜率y＝0.81。
圖15和16分別是表示沖擊輸入在磁頭懸架所連接的臂的前端的已產(chǎn)生加速度隨時間變化而變化的曲線圖。橫坐標(biāo)表示時間，縱坐標(biāo)表示加速度。圖15中所示的加速度涉及2.5英寸硬盤驅(qū)動器，圖16中所示的加速度涉及1英寸硬盤驅(qū)動器。在圖15和16中，沖擊輸入的大小設(shè)為具有0.4兆秒持續(xù)時間和200G。
如圖15和16所示，2.5英寸硬盤驅(qū)動器產(chǎn)生的臂動作大于1英寸硬盤驅(qū)動器中的。因此，在2.5英寸硬盤驅(qū)動器中，硬盤驅(qū)動器的沖擊特性很大程度上不只取決于磁頭懸架的重量還取決于臂動作。反之，在1英寸硬盤驅(qū)動器中，硬盤驅(qū)動器的沖擊特性幾乎不取決于臂動作而主要取決于磁頭懸架的重量。
因此，在小型化硬盤驅(qū)動器例如1英寸硬盤驅(qū)動器中，已發(fā)現(xiàn)硬盤驅(qū)動器的沖擊特性可通過僅增加磁頭懸架的G抬起來提高。
所以，為在小型化硬盤驅(qū)動器中提高磁頭懸架的沖擊特性，使磁頭懸架的負(fù)載梁較薄以減小重量是有效的。
圖17是表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的磁頭懸架101的透視圖。磁頭懸架101具有基板103、與基板103一體化的負(fù)載梁105和支撐于負(fù)載梁105上的撓曲件107。負(fù)載梁105包括剛性部件或量109和彈性部件或折頁111。
圖18是表示布置有圖17中的磁頭懸架101的硬盤驅(qū)動器的實例的部分剖視圖。如圖18所示，例如，磁頭懸架101的基板103通過模鍛連接到支架113的臂115上。
支架113通過位置控制電機(jī)117例如音圈電機(jī)來繞主軸119轉(zhuǎn)動。通過使支架113繞主軸119轉(zhuǎn)動，磁頭懸架101的磁頭121在磁盤123上移動到目標(biāo)軌徑。
當(dāng)磁盤123以高速旋轉(zhuǎn)時，磁頭121從磁盤123表面稍抬起。
在此類包括與彈性部件一體化的負(fù)載梁105的磁頭懸架101中，長度為1L的負(fù)載梁105使用考慮上述成為重量的對策來變薄。
然而，負(fù)載梁105變薄以增加沖擊特性，彈性部件111與負(fù)載梁一同變薄。這導(dǎo)致更高的應(yīng)力作用于彈性部件111上，從而當(dāng)施加于磁頭121上的載荷達(dá)到某一值或更多時不可能增加用于確定克載荷的彈性載荷。
另一方面，還有包括剛性部件和與剛性部件分離并固定于剛性部件上的彈性部件的磁頭懸架。根據(jù)磁頭懸架，使彈性部件比剛性部件薄以使彈性部件具有低彈性系數(shù)并確保剛性部件的剛度。當(dāng)在保持剛性部件和彈性部件的厚度之間的關(guān)系的同時將負(fù)載梁全部制造得較薄以提高沖擊特性時，彈性部件也制造得較薄。不可能入上述情況般將彈性載荷增加到某一值或更多。
為解決問題，延展負(fù)載梁105的基端側(cè)的寬度，就是說，彈性部件111的寬度是有效的。
圖19是表示集成有圖17中的磁頭懸架的硬盤驅(qū)動器125的俯視圖。
如圖19所示，例如，磁頭懸架101安裝于硬盤驅(qū)動器125中。硬盤驅(qū)動器125具有臂115、線路127、磁盤123等。當(dāng)擴(kuò)展負(fù)載梁的基端側(cè)的寬度B時，也擴(kuò)展連接有磁頭懸架101的臂115的寬度。這導(dǎo)致在圖19的俯視圖中臂15與磁盤123重疊或與線路127干涉。
使臂15與磁盤123重疊產(chǎn)生臂115和磁盤123互相接觸從而產(chǎn)生沖擊輸入的危險。因此，必須避免臂15與磁盤123的重疊及臂115與線路127的干涉。
擴(kuò)展負(fù)載梁105的基端側(cè)的寬度B以使臂15與磁盤123不重疊及臂115與線路127不干涉，但這妨礙了硬盤驅(qū)動器125小型化。上述現(xiàn)有技術(shù)公開于日本未審查專利申請出版物H09-282624中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是解決具有薄負(fù)載梁來滿足所需沖擊特性的磁頭懸架的問題需要擴(kuò)展負(fù)載梁的基端側(cè)的寬度以增加彈性部件的彈性載荷。
為實現(xiàn)該目的，本發(fā)明的一個方面提供具有剛性部件和彈性部件的磁頭懸架，彈性部件的厚度設(shè)為比剛性部件的厚度大以使負(fù)載梁較薄并增加彈性部件的彈性載荷且允許硬盤驅(qū)動器小型化。
因此，在不擴(kuò)展負(fù)載梁基端側(cè)來保持磁頭懸架的沖擊特性的同時，可增加彈性部件的彈性載荷。硬盤驅(qū)動器可小型化并提高其沖擊特性。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的磁頭懸架的透視圖。
圖2是表示圖1中磁頭懸架的俯視圖。
圖3是部分地表示圖2中磁頭懸架的側(cè)剖視圖。
圖4是表示根據(jù)第一實施例的磁頭懸架的負(fù)載梁的梁(剛性部件)厚度、負(fù)載梁的折頁(彈性部件)厚度和磁頭懸架的沖擊特性之間的關(guān)系的表。
圖5是基于圖4中表的曲線圖。
圖6是表示根據(jù)第一實施例在具有不同厚度(梁厚度)的負(fù)載梁上測量的克載荷和折頁的寬度(折頁寬度)之間關(guān)系的曲線圖。
圖7是表示根據(jù)第一實施例在具有不同長度的負(fù)載梁上測量的克載荷和折頁的寬度之間關(guān)系的曲線圖。
圖8是表示根據(jù)第一實施例的負(fù)載梁厚度和抬起程度(G抬起)之間關(guān)系的曲線圖。
圖9是表示根據(jù)第一實施例的克載荷和折頁寬度之間關(guān)系的曲線圖。
圖10是表示根據(jù)第一實施例的克載荷和折頁寬度之間關(guān)系的曲線圖。
圖11是表示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的磁頭懸架的透視圖。
圖12是部分地表示圖11中磁頭懸架的側(cè)剖視圖。
圖13和14是分別根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的表示磁頭懸架的G抬起和硬盤驅(qū)動器的G抬起之間的關(guān)系圖15和16分別是表示沖擊輸入在磁頭懸架所連接的臂的前端的已產(chǎn)生加速度隨時間變化而變化的曲線圖。
圖17是表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的磁頭懸架的透視圖。
圖18是表示布置有圖17中的磁頭懸架的硬盤驅(qū)動器的實例的部分剖視圖。
圖19是部分地表示圖18中的硬盤驅(qū)動器的俯視圖。
具體實施例方式
下面將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實施例的磁頭懸架。
每個實施例均設(shè)成磁頭懸架的彈性部件相對于磁頭懸架的剛性部件較厚以使硬盤驅(qū)動器小型化并增強(qiáng)磁頭懸架和硬盤驅(qū)動器的沖擊特性。
下面說明第一實施例。
圖1和圖2表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的磁頭懸架，圖1是透視圖，圖2是俯視圖。
圖1和2中所示的磁頭懸架1用于例如1英寸大小。磁頭懸架具有負(fù)載梁3、臂5和撓曲件7。
負(fù)載梁3向磁頭9施加載荷。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包括用作剛性部件的梁11和用作彈性部件的折頁(hinge)13。
折頁13準(zhǔn)備成與梁11分離。折頁13的第一端15固定并支撐于梁11的基端17上，且折頁13的第二端19固定并支撐于臂5上。
臂5包括用作基體的集成基板21以用于支撐折頁13的第二端19。臂5具有固定孔23以固定于硬盤驅(qū)動器的支架上，從而磁頭懸架1可繞支架的主軸轉(zhuǎn)動。
撓曲件7包括由例如彈性不銹鋼軋制板材(SST)制成的導(dǎo)電薄板。在該薄板上，形成有絕緣層。在該絕緣層上，形成有布線圖案。撓曲件7通過例如激光焊接固定于梁11上。布線圖案一端電連接于支撐于磁頭9的滑動頭25上的讀寫終端。布線圖案另一端延伸到臂5。
梁11由例如非磁性SUS304(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))不銹鋼板制成。從前端27延伸到基端17的梁11通常較窄。梁11包括在主體29端部具有接合部31的主體29。接合部31連接于折頁13的第一端部15上。接合部31的每個側(cè)邊緣在縱向上形成為殘余切割部分，當(dāng)由鋼板材料形成多個梁時沿該部分切割。梁11的前端27具有加載/卸載突部29。在前端27附近，梁11具有凹部35。
主體29的每個側(cè)邊緣在梁11縱向上具有通過在梁11的厚度方向上彎曲梁11的側(cè)邊緣而形成的軌37，軌37沿主體29的側(cè)邊緣延伸。
折頁13由例如非磁性SUS301(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))不銹鋼板制成。折頁13被分割成兩個分支以在圖2的俯視圖中具有分叉形狀。當(dāng)撓曲件7從負(fù)載梁3的主體29側(cè)延伸到臂5的基板21時，折頁13的分叉形狀用于減少并消除形成于臂5和負(fù)載梁3之間的梯級。
折頁13的第一端15在縱向上在焊點39處通過例如激光焊接而固定于梁11的接合部31上。折頁13的第二端19在焊點41和43處通過例如激光焊接而固定于基板21上。
圖3是部分地表示圖2中磁頭懸架的側(cè)剖視圖。如圖3所示，磁頭懸架1設(shè)為折頁13的厚度t1相對于梁11的厚度t2較厚。該構(gòu)造有利于使負(fù)載梁3變薄并提高折頁13的彈性載荷。彈性載荷將克載荷確定為作用于磁頭9上的載荷。根據(jù)第一實施例，厚度t1和t2分別設(shè)為25μm、20μm。
厚度t1和t2可基于安裝有磁頭懸架1的硬盤驅(qū)動器來可選擇地設(shè)置，且假設(shè)折頁13的厚度t1大于梁11的厚度t2以使負(fù)載梁3變薄并提高折頁13的彈性載荷。
圖4是表示的磁頭懸架的梁厚度、折頁厚度和沖擊特性之間的關(guān)系的表，圖5是基于圖4中表的曲線圖。磁頭懸架的沖擊特性用使負(fù)載梁的滑動頭從磁盤表面抬起的沖擊的大小來表示。負(fù)載梁的滑動頭因施加沖擊而從磁盤表面抬起的現(xiàn)象稱為“G抬起”?！癎抬起”也表示導(dǎo)致滑動頭抬起的沖擊的大小。再有，“G抬起”還表示硬盤驅(qū)動器的沖擊特性。
在圖4和圖5中，折頁13的厚度t1固定于25μm，梁11的厚度t2變?yōu)?5、30、25和20μm。隨著厚度的減少，磁頭懸架1增加其G抬起為357.2G/gf、386.0G/gf、419.1G/gf和462.3G/gf。
當(dāng)梁11的厚度t2為小于折頁13的厚度t125μm的20μm時，磁頭懸架1大幅提高其G抬起，如圖4中表內(nèi)的灰格所示。
圖6到圖8是表示確認(rèn)使梁薄于折頁從而提高磁頭懸架的沖擊特性的測試結(jié)果的曲線圖。
圖6是表示在具有不同厚度的負(fù)載梁上測量的克載荷和折頁寬度之間關(guān)系的曲線圖。橫坐標(biāo)表示折頁的寬度(折頁寬度)，縱坐標(biāo)表示克載荷。圖6中所示的負(fù)載梁每個均包括互相集成為一體的梁和折頁。負(fù)載梁分別具有20μm、25μm和30μm的厚度，6.25mm的長度(1L)及70kgf/cm2的極限應(yīng)力，因為其每個皆由SUS304制成。
如果折頁的許用寬度是2.0mm，則可將折頁鉆孔以實現(xiàn)例如1.2mm的有效寬度。如果折頁具有1.5mm的有效寬度和等于負(fù)載梁厚度的20μm厚度，則由折頁施加的極限克載荷是1.5gf，如圖6所示。具有增加的30μm厚度和1.2mm的有效寬度的折頁可實現(xiàn)2.0gf的克載荷。
圖7是表示在具有不同長度的負(fù)載梁上測量的克載荷和折頁的寬度之間關(guān)系的曲線圖。橫坐標(biāo)表示折頁的寬度，縱坐標(biāo)表示克載荷。圖7中所示的負(fù)載梁分別具有5.50mm、6.25mm和7.00mm的長度，20μm的厚度(t)及70kgf/cm2的極限應(yīng)力，因為其每個皆由SUS304制成。
如圖7所示，負(fù)載梁長度的變化僅稍影響負(fù)載梁的克載荷。
從圖6和7可知，負(fù)載梁的厚度而不是長度極大地影響由負(fù)載梁施加的克載荷。就是說，用于使硬盤驅(qū)動器小型化的窄負(fù)載梁必須具有折頁的厚度。
圖8是表示負(fù)載梁厚度和抬起程度(G抬起)之間關(guān)系的曲線圖。橫坐標(biāo)表示負(fù)載梁的厚度，縱坐標(biāo)表示G抬起。
從圖8可知，負(fù)載梁越厚，負(fù)載梁的沖擊特性的G抬起越差。
從圖6到圖8可知，折頁必須厚且梁必須薄以確保高G抬起等級和高克載荷。
因此，第一實施例使折頁13的厚度t1厚于梁11的厚度t2以使負(fù)載梁3A變薄并增加折頁13的彈性。結(jié)果，第二實施例的磁頭懸架1A可確保G抬起等級和高克載荷。
通常，負(fù)載梁由作為非磁性不銹鋼材料的SUS304制成以避免在磁頭9上產(chǎn)生電影響。根據(jù)第一實施例，折頁13與梁11分離并連接到梁11上。因此，作為磁性強(qiáng)于SUS304的彈性非磁性不銹鋼材料SUS301可用作制成折頁13的材料，如上所述。
圖9是表示克載荷和SUS304制的折頁寬度之間關(guān)系的曲線圖，圖10是表示克載荷和SUS301制的折頁寬度之間關(guān)系的曲線圖。在圖9和圖10中，橫坐標(biāo)表示折頁寬度，縱坐標(biāo)表示克載荷。在圖9和圖10中，負(fù)載梁具有梁和與梁一體化的折頁。負(fù)載梁的長度設(shè)為6.25mm，其厚度設(shè)為20μm、25μm和30μm。根據(jù)圖9中的磁頭懸架，極限應(yīng)力是70kgf/cm2。根據(jù)圖10中的磁頭懸架，極限應(yīng)力是90kgf/cm2。
當(dāng)折頁寬度為1.2mm且折頁寬度為25μm時，根據(jù)圖9中的磁頭懸架，克載荷的極限是1.4gf。相對地，根據(jù)圖10中的磁頭懸架，在與圖9相同條件下，克載荷的極限是1.8gf。
因此，除了厚度設(shè)置外，第一實施例將折頁13與梁11分離并使用SUS301來作為折頁13的材料，從而可實現(xiàn)折頁13的彈性載荷。當(dāng)彈性載荷不變時，折頁寬度可進(jìn)一步變窄，且彈性系數(shù)可進(jìn)一步減小。
當(dāng)只考慮磁頭懸架的沖擊特性時，縮短負(fù)載梁較有利。然而，負(fù)載梁的長度影響噪音高度(frying height)特征。因此，當(dāng)考慮噪音高度特征時，磁頭懸架必須將負(fù)載梁保持于某一長度。因此，雖然負(fù)載梁的長度可選擇，但是負(fù)載梁不能太短?？傊?，具有7mm長度負(fù)載梁的磁頭懸架用于2.5英寸硬盤驅(qū)動器中，具有6.25mm長度負(fù)載梁的磁頭懸架用于1英寸硬盤驅(qū)動器中。
根據(jù)第一實施例，即使具有6.25mm長度的負(fù)載梁3用于1英寸硬盤驅(qū)動器中，也可滿足磁頭懸架1的所需沖擊特性，因為與圖6和圖7中所示的負(fù)載梁長度相比，折頁厚度對克載荷影響很大。
這樣，第一實施例的磁頭懸架1具有剛性部件或梁11和厚度相對于梁11的厚度較大的彈性部件或折頁13以使負(fù)載梁3變薄并增加折頁13的彈性載荷。通過不在縱向上延展梁11的基端側(cè)的該構(gòu)造，第一實施例可增加彈性載荷以保持磁頭懸架1的G抬起，并使硬盤驅(qū)動器小型化且提高硬盤驅(qū)動器的G抬起。
下面說明第二實施例。
圖11和圖12表示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的磁頭懸架1A，圖11是透視圖，圖12是圖11的部分側(cè)剖視圖。第二實施例的與第一實施例相同的部件由相同參考數(shù)字表示或相同參考數(shù)字加“A”。
如圖11和12所示，磁頭懸架1A具有支撐磁頭9A的負(fù)載梁3A。負(fù)載梁3包括梁11A和與梁11A一體化的折頁13A。在該情況下，負(fù)載梁3A由不對磁頭9A產(chǎn)生電影響的SUS304制成。
梁11縱向上的每個側(cè)邊緣具有軌37A。軌37A沿側(cè)邊緣從前端延伸到梁11A的基端以到達(dá)折頁13A的第一端15A。因此，負(fù)載梁3A的縱向硬度增加且磁頭懸架1A的特性提高。
即使在第二實施例中，折頁13A的厚度t1設(shè)為相對于梁11A的厚度t2較大，從而負(fù)載梁3A制造得較薄且折頁13A的彈性載荷增加。在第二實施例中，t1設(shè)為25μm，t2設(shè)為20μm。梁11A的具有厚度t2的區(qū)域49在梁11A的延伸方向上從與折頁13A鄰近的梁11A的基體端部件51延伸至梁13A的突部33的正前位置53并在負(fù)載梁11A的橫向上在側(cè)邊緣之間延伸。
設(shè)置梁11A的寬度t2通過例如局部蝕刻梁11A來完成。
因此，即使在第二實施例中，可實現(xiàn)與第一實施例類似的操作和效果。
在第二實施例中，可減少部件數(shù)量。
權(quán)利要求
1.一種磁頭懸架，包括基體，連接于硬盤驅(qū)動器的支架并繞支架的主軸轉(zhuǎn)動；負(fù)載梁，包括剛性部件和彈性部件，向設(shè)于負(fù)載梁前端的磁頭施加載荷來從設(shè)于硬盤驅(qū)動器中的磁盤讀取數(shù)據(jù)及向磁盤寫入數(shù)據(jù)，剛性部件的基端連接于由臂支撐的彈性部件；和撓曲件，具有連接于磁頭的讀/寫布線圖案，撓曲件支撐磁頭并固定于負(fù)載梁，其中，彈性部件的厚度設(shè)成比剛性部件的厚度大，以使負(fù)載梁制造得較薄且增加施加到磁頭上的載荷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁頭懸架，其中彈性部件與剛性部件分離。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁頭懸架，其中彈性部件由作為彈性不銹鋼材料的SUS301制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁頭懸架，其中彈性部件與剛性部件為一體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁頭懸架，其中剛性部件通過局部蝕刻形成以使彈性部件的厚度設(shè)為比剛性部件的厚度大。
全文摘要
一種硬盤驅(qū)動器的磁頭懸架，能夠提高硬盤驅(qū)動器的沖擊特性并使硬盤驅(qū)動器小型化。磁頭懸架具有連接于支架并繞支架的主軸轉(zhuǎn)動的基板(21)；負(fù)載梁(3)，其包括梁(11)和折頁(13)，且梁的基端(17)通過折頁支撐于基板，并且負(fù)載梁(3)向在其前端側(cè)的從磁盤讀取數(shù)據(jù)及向磁盤寫入數(shù)據(jù)的磁頭(9)施加載荷；和撓曲件(7)，其將磁頭連接于讀寫線路并支撐磁頭且固定于負(fù)載梁，其中折頁設(shè)成比梁厚，以使負(fù)載梁制造得較薄且增加載荷。
文檔編號G11B21/21GK1848284SQ20061006678
公開日2006年10月18日 申請日期2006年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月15日
發(fā)明者綿谷榮二, 半谷正夫, 唐澤巧 申請人:日本發(fā)條株式會社