專利名稱：懸臂件、磁頭折片組合及其制造方法以及磁盤驅(qū)動單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信息記錄磁盤驅(qū)動單元，尤其涉及一種具有微致動器的磁頭折片組合(HGA， head gimbal assembly)的懸臂件、；茲頭折片組合及其制造 方法以及,茲盤驅(qū)動單元。
背景技術(shù)：
磁盤驅(qū)動單元是一種利用磁性介質(zhì)存儲數(shù)據(jù)的信息存儲裝置，并有一可移 動的》茲性讀/寫頭定位在石茲性介質(zhì)上，以選4H生地從磁性介質(zhì)讀取或向磁性介質(zhì) 寫入數(shù)據(jù)。消費者總是希望這類磁盤驅(qū)動系統(tǒng)的存儲容量不斷增加，同時希望其讀寫 速度更快更精確。因此磁盤制造商一直致力于開發(fā)具有較高存儲容量的磁盤系 統(tǒng)，比如通過減少磁盤上的磁軌寬度或磁軌間距的方式增加磁軌的密度，進(jìn)而 間接增加磁盤的存儲容量。然而，隨著磁軌密度的增加，對讀寫頭的位置控制 精度也必須相應(yīng)的提高，以便在高密度磁盤中實現(xiàn)更快更精確的讀寫操作。隨 著磁軌密度的增加，使用傳統(tǒng)技術(shù)來實現(xiàn)更快更精確地將讀寫頭定位于磁盤上 適當(dāng)?shù)拇跑壸兊酶永щy。因此，磁盤制造商一直尋找提高對讀寫頭位置控制 的方式，以便利用不斷增加的磁軌密度所帶來的益處。目前，已有許多公開文 獻(xiàn)，例如名稱為"Piezoelectric Driving Device"(壓電驅(qū)動裝置)的美國專利公 開第2003/0268935號，揭露了讀寫頭位置控制的方法。一種被磁盤驅(qū)動單元制造商有效利用的方法是采用音圏馬達(dá)(VCM， voice-coilmotor)來提高讀寫頭在高密度磁盤上位置控制的精度。參見圖la， 一 種使用音圈馬達(dá)的傳統(tǒng)磁盤驅(qū)動單元包括一個驅(qū)動臂104、 一個連接到并安裝在 所述驅(qū)動臂104上的磁頭折片組合106、懸置在所述磁頭折片組合106上的磁盤101以及旋轉(zhuǎn)所磁盤101的主軸馬達(dá)102。所述音圈馬達(dá)以附圖標(biāo)記105表示 并連接到所述驅(qū)動臂104上，以控制驅(qū)動臂104的運(yùn)動，進(jìn)而控制所述磁頭折 片組合106上的磁頭103定位在磁盤101的表面上的磁軌上，最終使得磁頭103 內(nèi)的讀寫頭能從磁盤101上讀取數(shù)據(jù)或者把數(shù)據(jù)寫到磁盤101上。但是，僅使 用音圈馬達(dá)105時，由于在7茲頭的移位過程中所述音圈馬達(dá)105與所述^t頭折 片組合106之間存在固有容差(inherent tolerances )，因此所述磁頭103不能實 現(xiàn)快速而精確的位置控制，并且極大地影響讀寫頭精確地從磁盤101上讀取數(shù) 據(jù)或者把數(shù)據(jù)寫到磁盤101的性能。為了解決上述問題， 一個附加致動器，例如壓電微致動器，被引進(jìn)到所述 磁盤驅(qū)動單元中以改善或更精確控制》茲頭的移位。與音圈馬達(dá)相比，所述壓電 微致動器以更小的幅度來調(diào)整磁頭103的位移，以便補(bǔ)償音圈馬達(dá)和/或磁頭折 片組合的諧振容差。所述微致動器使得應(yīng)用更小的磁軌間距成為可能，并且可 以將磁盤的磁軌密度(TPI值，"tracks-per-inch" value ，每英寸所含的磁軌數(shù)量) 提高50%,同時可以減少磁頭的尋軌及定位時間。因此，壓電微致動器使磁盤 驅(qū)動單元可以大幅度提高信息存儲》茲盤的表面記錄密度。參考圖la-lb,所述壓電微致動器包括兩個壓電元件。所述壓電元件107以 附圖標(biāo)記107表示并安裝在所述磁頭折片組合106內(nèi)。所述磁頭折片組合106 包括磁頭103和承載所述磁頭103和微致動器之壓電元件107的懸臂件110。所 述懸臂件110包括撓性件111、具有突起112a的磁頭支持部112、金屬基板113 和具有凸起124a的負(fù)載桿124?！菲濐^103局部安裝在》茲頭支持部112上，并且 所述突起112a支撐磁頭103背面的中心。詳細(xì)地，所述撓性件111具有若干線 纜所述撓性件111的線纜連接磁頭支持部112和金屬基板113。所述撓性件111 上設(shè)有一舌片區(qū)域llla用以放置所述微致動器的壓電元件107。參考圖lc，當(dāng) 電壓輸送到所述壓電微致動器的壓電元件107時， 一個壓電元件沿箭頭D方向 收縮，另一個壓電元件沿箭頭E方向擴(kuò)張。這樣產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)力矩，使得磁頭 支持部112沿箭頭C方向旋轉(zhuǎn)，從而帶動磁頭103在磁盤上移動。在這種情況 下，所述負(fù)載桿114上的凸點114a與所述磁頭支持部112的突起112a配合工作，也就是it所述磁頭103和所述義茲頭支持部112—起圍繞著所述凸點114a旋轉(zhuǎn)， 這樣使得負(fù)載力從負(fù)載桿124—直平穩(wěn)均勻地施加到磁頭103的中心，從而確 保磁頭103具有好的飛行性能，進(jìn)而使得讀寫頭具有良好的飛行穩(wěn)定性。然而，由于所述^t頭支持部112通過撓性件111的線纜連接到所述金屬基板 113上，而且因為撓性件111的線纜只有10-20um厚且由軟聚合材料制成，所以 在懸臂件制造過程中、磁頭折片組合制造過程中、處理過程中或者超聲波清洗 過程中，所述撓性件111容易扭曲，相應(yīng)地所述懸臂件IIO也會產(chǎn)生形變。這樣 的形變也會在震動或撞擊情況下發(fā)生。并且，由這種弱結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的懸臂件形變 還將惡劣地導(dǎo)致懸臂件或者磁頭折片組合凸點分離。圖2a和2b分別顯示了懸 臂件舌片區(qū)域形變的情形和凸點脫離的情形。另外，由于所述磁頭103局部安 裝在所述磁頭支持部112上并且所述磁頭支持部112通過撓性件111的線纜與 金屬基板相連，所以磁頭103的靜態(tài)姿態(tài)，例如橫向靜態(tài)姿態(tài)(PSA, pitch static attitude)和縱向靜態(tài)姿態(tài)(RSA， roll static attitude)很難控制，從而導(dǎo)致磁頭折片組 合性能不穩(wěn)定并嚴(yán)重影響磁頭折片組合的動態(tài)性能，這種情況在震動或者撞擊 發(fā)生時或者在生產(chǎn)或者操作過程中尤為明顯。最后，上述結(jié)構(gòu)使得整個磁頭折 片組合具有很差的防震動性能。當(dāng)震動和撞擊事件發(fā)生時，例如傾斜墜落撞擊 或者操作撞擊，所述懸臂件IIO或壓電微致動器的壓電元件107可能會被損壞。因此，有必要提供一種改進(jìn)的懸臂件、具有微致動器的磁頭折片組合及其 制造方法以及具有磁頭折片組合的磁盤驅(qū)動單元來解決上述問題并達(dá)到更好的 性能發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種磁頭折片組合的懸臂件，所述懸臂件具有改進(jìn)的 結(jié)構(gòu)，能防止在懸臂件制造過程或撞擊事件中懸臂件形變和凸點脫離，從而提 高磁頭折片組合的防震性能以及靜態(tài)和動態(tài)性能。本發(fā)明的另一目的在于提供一種具有懸臂件的磁頭折片組合，所述懸臂件 具有改進(jìn)的結(jié)構(gòu)，能防止在懸臂件制造過程或撞擊事件中懸臂件形變和凸點脫 離，從而提高磁頭折片組合的防震性能以及靜態(tài)和動態(tài)性能。本發(fā)明的再一目的在于提供一種制造磁頭折片組合的方法，以避免懸臂件 形變和凸點脫離，以及提高磁頭折片組合的防震性能以及靜態(tài)和動態(tài)性能。本發(fā)明的又一 目的在于提供一種具有良好動態(tài)和靜態(tài)性能以及較高防震性 能的i茲盤驅(qū)動單元。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種磁頭折片組合的懸臂件。所述懸臂件 包括撓性件和外觸發(fā)板。所述撓性件具有一個舌片區(qū)域。所述舌片區(qū)域具有用 于安裝磁頭的磁頭安裝部和用于安裝壓電元件的壓電元件安裝部。所述外觸發(fā) 板具有一對剛性臂和一對彈性臂。所述一對剛性臂分別連接到所述撓性件上舌 片區(qū)域的相對兩側(cè)。所述一對彈性臂各有一端連接到相應(yīng)剛性臂的自由端。另 一端延伸至所述撓性件的磁頭安裝部的中間區(qū)域以承載所述磁頭。作為本發(fā)明的一個實施例，所述每個彈性臂具有至少一個彎曲部使所述彈 性臂的長度大于從所述剛性臂到所述磁頭安裝部的中間區(qū)域的距離。優(yōu)選地， 所述每個彈性臂制造成曲線形?？蛇x地，所述彈性臂也可制造成方形或V形。 作為本發(fā)明的另一實施例，所述每個彈性臂具有至少一個弱點，所述弱點的寬 度比所述彈性臂的寬度小。優(yōu)選地，所述外觸發(fā)板的彈性臂具有與所述舌片區(qū) 域的^茲頭安裝部共面的部分。作為本發(fā)明的另 一實施例，所述外觸發(fā)板的剛性臂具有一個側(cè)邊成形結(jié)構(gòu)， 所述側(cè)邊成形結(jié)構(gòu)在所述剛性臂與所述彈性臂之間具有一個成形角。優(yōu)選地， 所述外觸發(fā)板的剛性臂具有 一個扁平部和一個從所述扁平部垂直彎曲的垂直部，所述垂直部與所述撓性件的舌片區(qū)域垂直。優(yōu)選地，所述外觸發(fā)板的剛性 臂具有一個與所述撓性件的舌片區(qū)域垂直的垂直結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述外觸發(fā)板的剛性臂在所述垂直部與所述扁平部相交處具有至 少一個窗口或開口或局部蝕刻的凹槽。本發(fā)明提供的磁盤驅(qū)動單元的磁頭折片組合包括磁頭、具有壓電元件的微致動器以及支撐所述^f茲頭和^t致動器的懸臂件。所述懸臂件包括撓性件和外觸 發(fā)板。所述撓性件具有一個舌片區(qū)域。所述舌片區(qū)域具有用于安裝磁頭的磁頭 安裝部和用于安裝壓電元件的壓電元件安裝部。所述外觸發(fā)板具有一對剛性臂 和一對彈性臂。所述一對剛性臂分別連接到所述撓性件上舌片區(qū)域的相對兩側(cè)。所述一對彈性臂各有一端連接到相應(yīng)剛性臂的自由端。另一端延伸至所述撓性 件的》茲頭安裝部的中間區(qū)域以承載所述》茲頭。本發(fā)明提供的一種制造^t頭折片組合的方法，包括如下步驟l)成形一個 撓性件和一個外觸發(fā)板，所述撓性件具有一舌片區(qū)域，所述舌片區(qū)域具有一磁 頭安裝部和一壓電元件安裝部，所述外觸發(fā)板具有一對剛性臂和一對彈性臂， 所述一對剛性臂分別連接到所述撓性件之舌片區(qū)域的相對兩側(cè)，所述一對彈性 臂各有一端連接到相應(yīng)剛性臂的自由端，另 一端連接到所述^i頭安裝部的中間 區(qū)域；2 )提供壓電元件并將所述壓電元件安裝至所述撓性件的壓電元件安裝部； 3)提供一個磁頭并將所述磁頭安裝到所述撓性件的磁頭安裝部。本發(fā)明提供的一種磁盤驅(qū)動單元包括磁頭折片組合、與磁頭折片組合相 連的驅(qū)動臂、磁盤以及用于旋轉(zhuǎn)磁盤的主軸馬達(dá)。所述磁頭折片組合包括磁頭、 具有壓電元件的微致動器、以及支撐所述磁頭和微致動器的懸臂件，所述懸臂 件包括磁頭、具有壓電元件的微致動器以及支撐所述磁頭和微致動器的懸臂 件。所述懸臂件包括撓性件和外觸發(fā)板。所述撓性件具有一個舌片區(qū)域。所述 舌片區(qū)域具有用于安裝磁頭的磁頭安裝部和用于安裝壓電元件的壓電元件安裝 部。所述外觸發(fā)板具有一對剛性臂和一對彈性臂。所述一對剛性臂分別連接到 所述撓性件上舌片區(qū)域的相對兩側(cè)。所述一對彈性臂各有一端連接到相應(yīng)剛性 臂的自由端。另一端延伸至所述撓性件的磁頭安裝部的中間區(qū)域以承載所述磁 頭。與現(xiàn)有技術(shù)相比，所述一對彈性臂使得所述撓性件在X-Y平面(平行于所 述撓性件平面)內(nèi)具有足夠的撓性和良好的彈性率，有助于所述磁頭在所述微 致動器驅(qū)動時產(chǎn)生足夠的位移，因此所述磁頭能自由轉(zhuǎn)動。并且，所述一對剛 性臂給所述撓性件在Z軸方向(垂直于所述撓性件平面)上提供了足夠的剛度，可以成功地阻止撓性件扭曲，有助于具有撓性件的磁頭折片組合在生產(chǎn)或處理 過程中或者震動或撞擊事件中避免懸臂件舌片區(qū)域形變和凸點脫離。另外，上 述懸臂件的結(jié)構(gòu)使得所述磁頭折片組合具有良好的靜態(tài)性能，例如有利的橫向 姿態(tài)和縱向姿態(tài)控制能力，從而提高了磁頭飛行于所述磁盤過程中磁頭折片組 合的動態(tài)性能通過以下的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋 本發(fā)明的實施例。


圖la是傳統(tǒng)^t盤驅(qū)動單元的立體圖。圖lb是一個用于圖la所示磁盤驅(qū)動單元的傳統(tǒng)磁頭折片組合的立體分解圖。圖lc是圖lb所示磁頭折片組合組裝后的部分俯視圖，以展示磁頭折片組合 的運(yùn)作原理。圖2a是展示傳統(tǒng)磁頭折片組合的懸臂舌片區(qū)域形變問題的示意圖。圖2b是展示傳統(tǒng)石茲頭折片組合的凸點脫離問題的示意圖。圖3a是本發(fā)明具有壓電微致動器的磁頭折片組合的第一個實施例的立體圖，其中所述磁頭折片組合的撓性件形成一個外觸發(fā)板，所述外觸發(fā)板具有一對側(cè)邊成形結(jié)構(gòu)的剛性臂以及一對形狀為曲線的彈性臂。 圖3b是圖3a所示磁頭折片組合的立體分解圖。 圖4a是圖3a所示磁頭折片組合的局部放大立體圖。 圖4b是圖4a所示磁頭折片組合的撓性件的立體圖。 圖4c是圖4a所示磁頭折片組合的壓電微致動器的壓電元件的立體圖。 圖4d是圖4a所示磁頭折片組合的局部側(cè)視圖。圖5a是圖4a所示磁頭折片組合的俯視圖，其中壓電微致動器沒有驅(qū)動。 圖5b是圖4a所示磁頭折片組合的俯視圖，展示了當(dāng)電壓輸入壓電微致動器 時壓電微致動器是如何工作的。圖6展示了本發(fā)明的微致動器的撞擊敏感度測試數(shù)據(jù)。圖7展示了本發(fā)明的微致動器的共振增益測試數(shù)據(jù)。圖8a是本發(fā)明帶有壓電微致動器的磁頭折片組合的第二個實施例的局部放 大立體圖，其中所述磁頭折片組合的撓性件形成一個外觸發(fā)板，所述外觸發(fā)板 包括一對具有垂直于所述撓性件之舌片區(qū)域的豎直部的剛性臂以及一對形狀為 曲線的彈性臂。圖8b是本發(fā)明帶有壓電微致動器的磁頭折片組合的第三個實施例的部分放 大立體圖，其中所述^t頭折片組合的撓性件形成一個外觸發(fā)板，所述外觸發(fā)板 包括一對剛性臂以及一對形狀為曲線的彈性臂，所述剛性臂具有一個垂直彈性 臂彎折的豎直結(jié)構(gòu)。圖9是本發(fā)明磁頭折片組合的制造方法的一個實施例的流程圖。圖IO是本發(fā)明磁盤驅(qū)動單元的立體圖。
具體實施方式
現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實施例，附圖中類似的元件標(biāo)號代表類似的元 件。如上所述，本發(fā)明旨在提供了一種懸臂件，以懸置相對信息媒介進(jìn)行記錄 或者復(fù)制信息的磁頭。所述懸臂件包括一個具有舌片區(qū)域和外觸發(fā)板地?fù)闲约?所述外觸發(fā)板具有一對剛性臂和一對彈性臂。所述一對剛性臂分別連接到所述 撓性件之舌片區(qū)域的相對兩側(cè)。所述一對彈性臂各有一端連接到其分別對應(yīng)的 剛性臂的自由端，另 一端延伸到撓性件的磁頭安裝部的中間區(qū)域以便承載所述 磁頭。所述懸臂件的外觸發(fā)板的結(jié)構(gòu)使得撓性件在X-Y平面內(nèi)具有良好的彈性 率以及在Z軸方向上具有良好的剛性，因此不僅給撓性件提供了良好的撓性， 從而給磁頭提供了良好的位移，也使得所述具有懸臂件的磁頭折片組合能成功 的避免懸臂件變形和凸點脫離。另外，所述具有上述外觸發(fā)板的懸臂件使得所 述磁頭折片組合具有良好的靜態(tài)性能，例如良好的橫向姿態(tài)和縱向姿態(tài)控制能 力，這樣也因此提高了磁頭飛行在磁盤過程中磁頭折片組合的動態(tài)性能。圖3a-5b描述了本發(fā)明磁頭折片組合300的第一種實施例。參見圖3a-5b， 所述磁頭折片組合300主要包括具有若干磁頭電連接觸點311的磁頭310、 一微 致動器的兩個壓電元件320以及^^載或者支撐所述義茲頭310和所述壓電元件320 的懸臂件330。所述懸臂件330包括互相組裝在一起的負(fù)載桿430、基板530、 樞接件630以及撓性件730。所述負(fù)載桿430通過所述樞接件630連接到所述基 板530上。所述撓性件730穿過所述樞接件630到達(dá)所述負(fù)載桿430。所述負(fù)載 桿430的一端連接到鉸接于所述驅(qū)動臂(圖未示)的所述基板530上。所述負(fù) 載桿430的另一端支撐所述撓性件730的舌片區(qū)域。所述撓性件730的舌片區(qū) 域給所述》茲頭310提供了撓性。詳細(xì)地，所述撓性件730提供了若干懸臂觸點 731，所述懸臂觸點731連接到控制系統(tǒng)中。為了平穩(wěn)均勻地把承載力從所述負(fù) 載桿430轉(zhuǎn)移到所述磁頭310上，所述承載桿430提供了 一個主凸點431來支 持所述撓性件730的舌片區(qū)域之^t頭安裝的位置。圖4a詳細(xì)展示了所述磁頭折片組合300的舌片區(qū)域。圖4b和4c分別展示 了所述磁頭折片組合300的撓性件和微致動器的壓電元件320。如圖4b所示，撓性件730具有一個舌片區(qū)域。所述舌片區(qū)域包括安裝磁頭 310的》茲頭安裝部731以及安裝壓電元件320的壓電元件安裝部732。另外，所 述撓性件730形成有外觸發(fā)板733。詳細(xì)地，所述外觸發(fā)板733具有一對剛性臂 733b和一對彈性臂733a。所述一對剛性臂分別連接到撓性件730之舌片區(qū)域的 相對兩側(cè)。所述一對彈性臂733a各有一端連接到對應(yīng)剛性臂733b的自由端， 另一端延伸到所述撓性件730的磁頭安裝部731的中間區(qū)域736以便支撐所述 》茲頭310。在本實施例中，所述彈性臂733a使所述撓性件730在X-Y平面內(nèi)具有良好 的彈性率。所述剛性臂733b使得所述撓性件730在Z軸方向上具有良好的剛性。 這些都有助于所述磁頭折片組合300能避免在制造過程中或者震動或撞擊事件 中的懸臂件舌片區(qū)域變形以及凸點脫離。另外，所述外觸發(fā)板733的結(jié)構(gòu)有助 于所述磁頭折片組合300保持良好的撓性，因此在驅(qū)動所述壓電微致動器時所 述磁頭310具有足夠的位移，并且所述磁頭310能自由轉(zhuǎn)動。并且，由于所述撓性件730在Z軸方向上，即橫向方向和縱向方向上具有足夠的剛性，所以磁頭310具有良好的靜態(tài)性能，如能提供有利的橫向姿態(tài)和縱向姿態(tài)控制能力， 因此也提高了在磁頭310飛行在所述磁盤過程中的磁頭折片組合300的動態(tài)性 能。如圖4b所示，所述每個彈性臂733a具有若干彎曲部737，因此所述彈性臂 733a的長度大于所述剛性臂733b與所述》茲頭安裝部731的中間區(qū)域736之間的 距離。因此，所述外觸發(fā)板733具有良好的伸展能力，并且能在一個較大范圍 內(nèi)伸展以及降低在橫向方向和縱向方向上的磁頭折片組合300的折片剛度 (gimbal stiffhess )。因此所述具有外觸發(fā)板733的撓性件730能夠提供有利的撓 性和較低的折片剛度，有助于所述磁頭320在當(dāng)所述微致動器的壓電元件320 激發(fā)時具有足夠的位移。較佳地，每個彈性臂733a制造成曲線狀?？蛇x地，所 述彈性臂733a也能制造成其他形狀，如方形、V形或者其他適當(dāng)?shù)男螤睿灰?能增加所述彈性臂733a的撓性以及能在驅(qū)動所述微致動器時增加所述磁頭310 的位移。較佳地，所述外觸發(fā)板733的彈性臂733a具有與所述撓性件730的舌 片區(qū)域的磁頭安裝部731共面的部分，以更好地支撐所述磁頭310。在本發(fā)明的 實施例中，所述彈性臂733a具有至少一個弱點738，并且所述弱點738的寬度 小于所述彈性臂733a的寬度。弱點738的結(jié)構(gòu)也有助于增加所述磁頭折片組合 300的撓性并能更加降低所述磁頭折片組合300的折片剛度。當(dāng)所述磁頭折片組 合300具有上述特征時，所述磁頭的飛行穩(wěn)定性以及靜態(tài)和動態(tài)性能都優(yōu)化了 。根據(jù)如圖4b所示的本發(fā)明的第一個實施例，所述撓性件還在舌片區(qū)域具有 若干撓性件電性觸點734a、 734b、 734c以及兩組電跡735a、 735b。參見圖4c， 所述孩i致動器的壓電元件320包;^壓電元件320a、 320b。所述壓電元件320a、 320b分別有自由端321、 322和一個公共端323。所述公共端323上有對應(yīng)于所 述撓性件電性觸點734a、 734b、 734c的若干壓電電性觸點323a、 323b、 323c。 其中撓性件電性觸點734c是公共接地端。再參見圖4a和4b，所述磁頭310以 撓性件730的^t頭安裝部731支撐所述^t頭并且所述彈性臂733a局部支撐所述 磁頭310的方式局部安裝。所述壓電微致動器的兩個壓電元件320a、 320b分別安置在所述撓性件730的壓電元件安裝部732上。撓性件730和兩個壓電元件 320a、 320b之間的電連接可以采用不同的電連接方法，比如錫焊或金屬焊接或 其他合適的方法。形成在所述撓性件730上的電跡735a、 735b —端與壓電元件 320a、 320b元件的壓電電性觸點323a、 323b、 323c和磁頭310的磁頭電性觸點 311相連，另一端通過懸臂件觸點731與控制系統(tǒng)相連(見圖3b )。因此所述控 制系統(tǒng)通過電跡735a、 735b分別控制》茲頭310和壓電孩i致動器。圖4d是圖4a中磁頭折片組合的部分側(cè)視圖。磁頭局部安裝在撓性件730 的舌片區(qū)域的磁頭安裝部731上。所述彈性臂733a支撐所述磁頭安裝部731的 中間區(qū)域736。所述剛性臂733b加強(qiáng)所述撓性件730的硬度。如圖4d所示，所 述微致動器的壓電元件320安置在所述撓性件730上，負(fù)載桿430的主凸點431 支撐所述撓性件730。當(dāng)所述磁頭310飛行在所述磁盤(圖未示)上時，所述主 凸點431保持所述負(fù)載力從所述負(fù)載桿430總是均勻地施加到所述磁頭310的 中心，從而確保所述》茲頭良好的飛行性能。圖5a是圖4a所示磁頭折片組合300的俯視圖，其中微致動器的壓電元件 320沒有激發(fā)。圖5b是圖4a所示磁頭折片組合300的俯視圖，顯示了當(dāng)電壓輸 入微致動器的壓電元件320時微致動器的壓電元件320是如何工作的。詳細(xì)地， 當(dāng)電壓輸入至壓電微致動器的壓電元件320a、 320b時，壓電元件320a收縮而壓 電元件320b擴(kuò)張，從而產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)力矩，使所述撓性件730的舌片區(qū)域圍繞 所述負(fù)載桿430的主凸點431轉(zhuǎn)動。因為所述外觸發(fā)板733的彈性臂733a在撓 性件730的^t頭安裝部731的中間區(qū)域736局部支撐所述^i頭310，并且由于所 述彈性臂733a維持在所述外觸發(fā)板的頂端并提供所述舌片區(qū)域足夠的彈性旋轉(zhuǎn) 空間，所以所述磁頭310能獲得足夠的位移。圖6和圖7展示了本發(fā)明的磁頭折片組合300的一些測試數(shù)據(jù)。圖6展示 了本發(fā)明中微致動器的撞擊敏感度測試數(shù)據(jù)。如圖6所示，位移敏感度為每伏 特大約170nm，這說明本發(fā)明中的具有微致動器的磁頭折片組合應(yīng)用到磁盤驅(qū) 動單元中有足夠位移能力。圖7展示了本發(fā)明中微致動器的共振增益測試數(shù)據(jù)。 曲線503表示的是當(dāng)懸臂件基板被搖動或驅(qū)動時的共振增益，而曲線504表示的是壓電元件320a、 320b被驅(qū)動時的共振增益。我們可以看到本發(fā)明有利之處 在于當(dāng)驅(qū)動所述微致動器時，懸臂共振(例如扭曲、擺動以及彎折模式)沒有 被激發(fā)。因此，磁盤驅(qū)動單元的性能特征，例如伺服帶寬大大提高了。圖8a為本發(fā)明具有壓電微致動器的磁頭折片組合800的第二實施例的局部 放大立體圖。與圖4a所示的第一實施例的磁頭折片組合300相比，所述磁頭折 片組合800在舌片區(qū)域相對兩側(cè)具有與磁頭折片組合300的外觸發(fā)板733不同 的外觸發(fā)板833。所述外觸發(fā)板833具有一對剛性臂833b和一對彈性臂833a。833b具有側(cè)邊成形結(jié)構(gòu)。所述側(cè)邊成形結(jié)構(gòu)在所述剛性臂833b和相應(yīng)彈性臂 833a之間具有一個成形角。在本實施例中，所述成形角為90度。也就是說，所 述剛性臂833b具有一個垂至于所述撓性件的舌片區(qū)域的豎直結(jié)構(gòu)。所述一對彈 性臂833a與所述外觸發(fā)板733的彈性臂733a相同。外觸發(fā)板833的這種結(jié)構(gòu)可 在X-Y平面內(nèi)提供良好的撓性，以及Z軸方向上保持更高的硬度。圖8b為本發(fā)明具有壓電微致動器的磁頭折片組合900的第三實施例的局部 放大立體圖。與圖4a所示的第一實施例的磁頭折片組合300相比，所述磁頭折 片組合900在舌片區(qū)域相對兩側(cè)具有與磁頭折片組合300的外觸發(fā)板733不同 的外觸發(fā)板933。所述外觸發(fā)板933具有一對剛性臂933b和一對彈性臂933a。 所述剛性臂933b具有一個豎直部和一個扁平部。所述豎直部從所述扁平部垂直 彎折，并且與所述撓性件的舌片區(qū)域垂直。所述一對彈性臂933a與所述外觸發(fā) 板733的彈性臂733A、 a相同。外觸發(fā)板933的這種結(jié)構(gòu)可在X-Y平面內(nèi)提供 良好的撓性，以及Z軸方向上保持更高的硬度。在本發(fā)明的另外實施例中，所 述剛性臂933b在所述豎直部和相應(yīng)扁平部之間具有至少一個窗口或開口或局部 蝕刻的凹槽933c。所述凹槽933c通過化學(xué)蝕刻的方式形成。這樣的結(jié)構(gòu)使得成 形過程簡單并且降低了磁頭折片組合900在橫向方向和縱向方向上的折片硬度。圖9是一個描述本發(fā)明的一個實施例的磁頭折片組合的制造方法的流程圖， 所述方法包括如下步驟1 )成形一個撓性件和一個外觸發(fā)板，所述撓性件具有 一舌片區(qū)域，所述舌片區(qū)域具有一^f茲頭安裝部和一壓電元件安裝部，所述外觸發(fā)板具有一對剛性臂和一對彈性臂，所述一對剛性臂分別連接到所述撓性件之 舌片區(qū)域的相對兩側(cè)，所述一對彈性臂各有一端連接到相應(yīng)剛性臂的自由端，
另一端連接到所述^t頭安裝部的中間區(qū)域(步驟Sl ); 2)提供壓電元件并將所 述壓電元件安裝至所述撓性件的壓電元件安裝部(步驟S2); 3 )提供一個磁頭 并將所述^i頭安裝到所述撓性件的磁頭安裝部(步驟S3 )。
參考圖10,根據(jù)本發(fā)明磁盤驅(qū)動單元的一個實施例，磁盤驅(qū)動單元可以通 過組裝殼體1010、磁盤1020、用于旋轉(zhuǎn)磁盤1020的主軸馬達(dá)1030、音圈馬達(dá) 1060和帶有i茲頭折片組合300、 800或卯0的驅(qū)動臂1050來獲得。因為磁盤驅(qū) 動單元的結(jié)構(gòu)和組裝過程為本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員所熟知，所以在此省略關(guān)于 其結(jié)構(gòu)和組裝的詳細(xì)描述。
以上結(jié)合最佳實施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不局限于以上揭示 的實施例，而應(yīng)當(dāng)涵蓋各種根據(jù)本發(fā)明的本質(zhì)進(jìn)行的修改、等效組合。
權(quán)利要求
1.一種磁頭折片組合的懸臂件，包括撓性件，所述撓性件具有一個舌片區(qū)域，所述舌片區(qū)域具有用于安裝磁頭的磁頭安裝部和用于安裝壓電元件的壓電元件安裝部；及外觸發(fā)板，所述外觸發(fā)板具有一對剛性臂和一對彈性臂，所述一對剛性臂分別連接到所述撓性件上舌片區(qū)域的相對兩側(cè)，所述一對彈性臂各有一端連接到相應(yīng)剛性臂的自由端，另一端延伸至所述撓性件的磁頭安裝部的中間區(qū)域以承載所述磁頭。
2. 如權(quán)利要求1所述的懸臂件，其特征在于所述每個彈性臂具有至少一 個彎曲部使所述彈性臂的長度大于從所述剛性臂到所述磁頭安裝部的中間區(qū)域 的距離。
3. 如權(quán)利要求1所述的懸臂件，其特征在于所述每個彈性臂為曲線形或方 形或V形。
4. 如權(quán)利要求1所述的懸臂件，其特征在于所述每個彈性臂具有至少一個 弱點，所述弱點的寬度比所述彈性臂的寬度小。
5. 如權(quán)利要求1所述的懸臂件，其特征在于所述外觸發(fā)板的彈性臂具有與 所述舌片區(qū)域的》茲頭安裝部共面的部分。
6. 如權(quán)利要求1所述的懸臂件，其特征在于所述外觸發(fā)板的剛性臂具有一 個側(cè)邊成形結(jié)構(gòu)，所述側(cè)邊成形結(jié)構(gòu)在所述剛性臂與所述彈性臂之間具有一個 成形角。
7. 如權(quán)利要求1所述的懸臂件，其特征在于所述外觸發(fā)板的剛性臂具有一 個扁平部和一個從所述扁平部垂直彎曲的垂直部，所述垂直部與所述撓性件的 舌片區(qū)域垂直。
8. 如權(quán)利要求1所述的懸臂件，其特征在于所述外觸發(fā)板的剛性臂具有一 個與所述撓性件的舌片區(qū)域垂直的垂直結(jié)構(gòu)。
9. 如權(quán)利要求7所述的懸臂件，其特征在于所述外觸發(fā)板的剛性臂在所述 垂直部與所述扁平部相交處具有至少一個窗口或開口或局部蝕刻的凹槽。
10. —種磁盤驅(qū)動單元的》茲頭折片組合，包括 磁頭；具有壓電元件的微致動器；以及支撐所述磁頭和微致動器的懸臂件，所述懸臂件包括具有舌片區(qū)域的撓 性件以及外觸發(fā)板，所述舌片區(qū)域包括用于安裝磁頭的磁頭安裝部和用于安裝 壓電元件的壓電元件安裝部，所述外觸發(fā)板具有一對剛性臂和一對彈性臂，所 述一對剛性臂分別連接到所述撓性件上舌片區(qū)域的相對兩側(cè)，所述一對彈性臂 各有一端連接到相應(yīng)剛性臂的自由端，另一端延伸至所述撓性件的磁頭安裝部 的中間區(qū)域以承載所述;茲頭。
11. 如權(quán)利要求10所示的磁頭折片組合，其特征在于所述每個彈性臂具 有至少一個彎曲部使所述彈性臂的長度大于從所述剛性臂到所述磁頭安裝部的 中間區(qū)域的距離。
12. 如權(quán)利要求IO所示的磁頭折片組合，其特征在于所述每個彈性臂為 曲線形或方形或V形。
13. 如權(quán)利要求10所示的磁頭折片組合，其特征在于所述每個彈性臂具 有至少一個弱點，所述弱點的寬度比所述彈性臂的寬度小。
14. 如權(quán)利要求10所示的磁頭折片組合，其特征在于所述外觸發(fā)板的彈 性臂具有與所述舌片區(qū)域的磁頭安裝部共面的部分。
15. 如權(quán)利要求10所示的磁頭折片組合，其特征在于所述外觸發(fā)板的剛性臂具有一個側(cè)邊成形結(jié)構(gòu)，所述側(cè)邊成形結(jié)構(gòu)在所述剛性臂與所述彈性臂之 間具有一個成形角。
16. 如權(quán)利要求10所示的磁頭折片組合，其特征在于所述外觸發(fā)板的剛 性臂具有一個扁平部和一個從所述扁平部垂直彎曲的垂直部，所述垂直部與所 述撓性件的舌片區(qū)域垂直。
17. 如權(quán)利要求10所示的磁頭折片組合，其特征在于所述外觸發(fā)板的剛 性臂具有一個與所述撓性件的舌片區(qū)域垂直的垂直結(jié)構(gòu)。
18. 如權(quán)利要求16所示的磁頭折片組合，其特征在于所述外觸發(fā)板的剛 性臂在所述垂直部與所述扁平部相交處具有至少一個窗口或開口或局部蝕刻的 凹槽。
19. 一種制造^t頭折片組合的方法，包括如下步驟 成形一個撓性件和一個外觸發(fā)板，所述撓性件具有一舌片區(qū)域，所述舌片區(qū)域具有一磁頭安裝部和一壓電元件安裝部，所述外觸發(fā)板具有一對剛性臂 和一對彈性臂，所述一對剛性臂分別連接到所述撓性件之舌片區(qū)域的相對兩側(cè)，所述一對彈性臂各有一端連接到相應(yīng)剛性臂的自由端，另一端連接到所述磁頭安裝部的中間區(qū)域；提供一個磁頭并將所述磁頭安裝到所述撓性件的磁頭安裝部。
20.—種磁盤驅(qū)動單元，包括 磁頭折片組合；與磁頭折片組合相連的驅(qū)動臂； 眉茲盤；及用于;5炎轉(zhuǎn)》茲盤的主軸馬達(dá)； 其中所述^t頭折片組合包括磁頭；具有壓電元件的微致動器；以及 支撐所述磁頭和微致動器的懸臂件，所述懸臂件包括具有舌片區(qū)域的撓性件以 及外觸發(fā)板，所述舌片區(qū)域包括用于安裝i茲頭的》茲頭安裝部和用于安裝壓電元 件的壓電元件安裝部，所述外觸發(fā)板具有一對剛性臂和一對彈性臂，所述一對 剛性臂分別連接到所述撓性件上舌片區(qū)域的相對兩側(cè)，所述一對彈性臂各有一 端連接到相應(yīng)剛性臂的自由端，另一端延伸至所述撓性件的磁頭安裝部的中間 區(qū)域以承載所述磁頭。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種磁頭折片組合的懸臂件，該懸臂件包括具有舌片區(qū)域的撓性件和外觸發(fā)板。所述外觸發(fā)板具有一對剛性臂和一對彈性臂。所述一對彈性臂使得所述撓性件具有有利的撓性并有助于所述磁頭具有足夠的位移。所述一對剛性臂給所述撓性件提供了足夠的剛度，這不僅成功地防止了具有所述外觸發(fā)板的磁頭折片組合產(chǎn)生懸臂件形變和凸點脫離，而且有助于提高磁頭折片組的防震性能。另外，懸臂件的這種結(jié)構(gòu)為磁頭提供了良好的靜態(tài)性能，并因此提高了磁頭折片組合的動態(tài)性能。本發(fā)明也公開了帶有所述懸臂件的磁頭折片組合及其制造方法和具有所述磁頭折片組合的磁盤驅(qū)動單元。
文檔編號G11B21/16GK101315773SQ20071010928
公開日2008年12月3日 申請日期2007年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月28日
發(fā)明者姚明高 申請人:新科實業(yè)有限公司