專利名稱：緊湊的微致動器磁頭組件的制作方法
緊湊的微致動器磁頭組件

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各實(shí)施例一般涉及用于制造與使用帶有緊湊的微致動器配置的磁頭萬向架(gimbal)組件的裝置與方法。根據(jù)示例性實(shí)施例，磁頭萬向架組件帶有設(shè)置于萬向板的孔內(nèi)的萬向島 (island)，以使萬向島與萬向板在孔中脫開。在萬向島和萬向板之間附連有壓電致動器，以容許萬向島的獨(dú)立于萬向板的旋轉(zhuǎn)。磁頭萬向架組件懸掛于自萬向島延伸出的凹座。以本發(fā)明各種實(shí)施例為表征的這些以及其它特征與方面可考慮以下具體討論與所附附圖來理解。


圖1提供了示例性數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的分解視圖。圖2示出圖1的數(shù)據(jù)存數(shù)設(shè)備的示例懸掛部分。圖3A-3C示出根據(jù)本發(fā)明各實(shí)施例的磁頭萬向架組件的示例操作。圖4A-4D示出根據(jù)本發(fā)明各實(shí)施例的磁頭萬向架組件的示例構(gòu)造。圖5示出圖4A-4D的示例磁頭萬向架組件的側(cè)平面視圖。圖6A-6C顯示了圖4A-4D的磁頭萬向架組件的示例操作。圖7提供了根據(jù)本發(fā)明各實(shí)施例的磁頭萬向架組件的示例構(gòu)造。圖8示出根據(jù)本發(fā)明各實(shí)施例的微致動器的示例操作。圖9-11提供了用在根據(jù)本發(fā)明各實(shí)施例的磁頭萬向架組件上的微致動器的示例構(gòu)造。圖12A-12C提供了用在根據(jù)本發(fā)明各實(shí)施例的磁頭萬向架組件上的微致動器的示例構(gòu)造。圖13提供了說明根據(jù)各實(shí)施例所實(shí)施的步驟的磁頭萬向架組件例程。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及基于微致動器的磁頭萬向架組件(HGA)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解，可在數(shù)據(jù)存數(shù)設(shè)備上提供有可旋轉(zhuǎn)的介質(zhì)，其中數(shù)據(jù)沿多個(gè)同心磁道存儲至介質(zhì)。磁頭萬向架組件(HGA)通過容許轉(zhuǎn)換器(transducer)沿多個(gè)軸改變方向以跟隨媒體表面的形貌來容許數(shù)據(jù)讀/寫轉(zhuǎn)換器與磁道相鄰。已經(jīng)提出微致動器以供與HGA —起使用來降低組件的諧振模式并提供二階位置控制能力。微致動器可由壓電(PZT)或其他材料形成以引起HGA轉(zhuǎn)換器的受控旋轉(zhuǎn)。在操作中，與當(dāng)前微致動器設(shè)計(jì)相關(guān)聯(lián)的限制可包括對于增加的HGA棧高度、非對稱驅(qū)動器和諧振特性的引入、增加的HGA預(yù)加載力密度的需要，以及對于HGA中附加內(nèi)插器(interposer) 結(jié)構(gòu)的需要，以獨(dú)立地將電控制信號發(fā)送到微致動器和滑塊。本發(fā)明的各實(shí)施例相應(yīng)地涉及改進(jìn)的微致動器HGA結(jié)構(gòu)。如下所述，該改進(jìn)的結(jié)構(gòu)易于制造和操作，且可被設(shè)置為減少或消除諸如上述的當(dāng)前設(shè)計(jì)的很多缺點(diǎn)。
圖1提供了盤片驅(qū)動器數(shù)據(jù)存儲設(shè)備100的俯視透視圖。提供設(shè)備100來展示可在其中有利地實(shí)施本發(fā)明的各實(shí)施例的示例環(huán)境。然而，可以理解，所要求保護(hù)的發(fā)明并不是這樣限制的。設(shè)備100包括由基座板104和頂蓋106形成的密封外殼102。內(nèi)部設(shè)置的主軸馬達(dá)108被設(shè)置為旋轉(zhuǎn)多個(gè)存儲介質(zhì)110。通過各自由磁頭萬向架組件(HGA) 112所支承的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的相應(yīng)陣列來訪問介質(zhì)110。盡管圖1示出使用兩個(gè)磁記錄盤片和四個(gè)相應(yīng)的磁頭，可按照所需可選地使用其它數(shù)量的磁頭和盤片(諸如單個(gè)盤片等)和其它類型的介質(zhì) (諸如光介質(zhì)等)。每個(gè)HGA112優(yōu)選地由磁頭組(head-stack)組件114 ( “致動器”)所支承，磁頭組組件114包括柔性懸架組件116，其又由剛性致動臂118所支承。通過施加電流到音圈電機(jī)(VCM) 122，致動器114優(yōu)選地圍繞筒狀(cartridge)軸承組件120旋轉(zhuǎn)。以這種方式， VCMl22的受控操作使HGA112的轉(zhuǎn)換器對齊界定在介質(zhì)表面的磁道(未示出)而向其存儲數(shù)據(jù)或從其接收數(shù)據(jù)。印刷電路線纜IM輔助致動器114與位于外部設(shè)置的設(shè)備印刷電路板(PCB) 126 上的設(shè)備控制電子元件之間的電子通信。印刷電路線纜1 可包括多個(gè)電路，其容許數(shù)據(jù)存儲器設(shè)備100的數(shù)個(gè)不同組件與PCB 126之間的通信。圖2是可用在圖1的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備中的示例懸架組件130的立體圖。懸架組件 130具有經(jīng)由預(yù)載彎曲部分136支承負(fù)載梁134的底座132。HGA138在負(fù)載梁134的遠(yuǎn)端處被支承，且包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器(磁頭)140，經(jīng)由萬向板142和凹座(未獨(dú)立示出)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器140沿前后(χ-軸)和滾動(roll) (y-軸)方向轉(zhuǎn)換方向用于多軸旋轉(zhuǎn)。磁頭140包括滑塊，其具有面向相關(guān)聯(lián)的介質(zhì)表面的軸承表面。軸承表面與由介質(zhì)表面的高速旋轉(zhuǎn)所引起的流體流(fluidic currents)相交互以液體動力地 (hydrodynamically)支承與該表面相鄰的滑塊。這樣的軸承表面經(jīng)常被稱為“空氣軸承” 表面，即使有時(shí)是不同于大氣的不同流體被維持在軸承102中(如，諸如氦氣的惰性氣體)。 讀寫數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部件被安裝在滑塊上，諸如沿著其后緣來將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到介質(zhì)表面和/或從介質(zhì)表面轉(zhuǎn)換出。通過將微致動器結(jié)合到HGA138中可實(shí)現(xiàn)磁頭140的受控結(jié)合(articulation)。 例如，直接驅(qū)動的微致動器設(shè)計(jì)可被構(gòu)造在懸架組件130上以使磁頭140在預(yù)確定的方向上偏轉(zhuǎn)。這樣的偏轉(zhuǎn)可包括容許磁頭在不導(dǎo)致負(fù)載梁134移動的情況下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)移動。為了引起旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)，一旦激活則會形變的壓電部件可被設(shè)置在位于磁頭和負(fù)載梁 134之間的磁頭140頂上。然而，這可導(dǎo)致一些問題，諸如HGA的增加的垂直高度。如可理解的，從可記錄介質(zhì)到HGA的移動軸的增加的垂直距離可導(dǎo)致脫軌動作以及偏移引起的振動。微致動器這樣的放置和操作還可產(chǎn)生導(dǎo)致有關(guān)懸掛的諧振模式的不對稱特性。進(jìn)一步，在HGA中含有微致動器可導(dǎo)致微致動器部件本身帶有較大負(fù)載并在諸如操作振動的事件中導(dǎo)致?lián)p傷。可能需要獨(dú)立的電互連部件，諸如內(nèi)插器(interposer)，來輔助與致動器之間的連接，但由于增加的偏移振動和諧振模式激發(fā)，這樣做會進(jìn)一步增加HGA 在組件和操作上的復(fù)雜性。相應(yīng)地，圖3A-3C—般示出了帶有根據(jù)本發(fā)明各實(shí)施例的新穎的微致動器結(jié)構(gòu)的HGA150的框圖?？梢岳斫?，圖3A-3C是簡化的示意圖；以下將呈現(xiàn)有關(guān)HGA內(nèi)的微致動器結(jié)構(gòu)內(nèi)連的進(jìn)一步細(xì)節(jié)?；瑝K152被設(shè)置在第一和第二微致動器部件IM和156之間，每一個(gè)微致動器部件具有附連在底層結(jié)構(gòu)(未示出)上的多個(gè)部分。當(dāng)微致動器部件巧4和156沒有激活的時(shí)候，滑塊位于默認(rèn)位置，如圖3A所示，此位置可與附連的負(fù)載梁(諸如圖2所示的負(fù)載梁 134)具有預(yù)確定的角度關(guān)系。如圖:3B所示，微致動器部件巧4和156可在第一預(yù)確定方向上被激活以偏轉(zhuǎn)。這樣的偏轉(zhuǎn)可由在縮短第一微致動器部件154的同時(shí)延長第二微致動器部件156而產(chǎn)生，如所示以虛線表示默認(rèn)的微致動器位置。微致動器部件的這個(gè)偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致滑塊152的旋轉(zhuǎn)(在這個(gè)情況下是順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn))。圖3C示出在與圖:3B的第一方向相對的第二預(yù)確定方向上的滑塊152的偏轉(zhuǎn)，此時(shí)部件巧4延長而部件156收縮。應(yīng)該注意的是微致動器IM和156的激活可通過施加預(yù)確定量的電壓到這些部件而獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)或組合實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施例中，第一微致動器部件被設(shè)置為具有正極性而第二微致動器部件具有負(fù)極性。相反的極性可使施加到每一個(gè)微致動器部件1 和156的常規(guī)電壓得以引起相反的動作，諸如延伸和收縮。在其他實(shí)施例中，輸送獨(dú)立的電壓到每一個(gè)微致動器部件巧4和156來引起滑塊 152的不同的旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)量。也就是說，在圖3C中對第一微致動器部件IM施加相比第二微致動器部件156更大的電壓可由于第二部件156的減少了的收縮而產(chǎn)生滑塊152的較小角度的旋轉(zhuǎn)。因此，可通過對輸送給微致動器部件1 和156的電信號的各種配置來精確地操作滑塊152的旋轉(zhuǎn).施加給微致動器部件IM和156的電壓的極性可進(jìn)一步提供用于操作滑塊152的旋轉(zhuǎn)的手段。例如，施加給微致動器部件154的電壓可以是施加在部件頂部表面的正電壓和施加在部件底部表面的負(fù)電壓，藉此產(chǎn)生預(yù)確定的延伸或收縮。第二微致動器部件156 可具有相反的配置，正電壓施加在底部表面而負(fù)電壓施加在頂部表面。這樣各種可能的連接和激活手段進(jìn)一步僅通過到微致動器部件1 和156的信號傳輸來容許滑塊152的復(fù)雜的結(jié)合(articulation)。雖然圖3A-3C提供了滑塊152的各種旋轉(zhuǎn)結(jié)合，微致動器部件和滑塊154、156和 152是HGA中的組件，該HGA被設(shè)置為懸掛在旋轉(zhuǎn)存儲介質(zhì)之上以轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。在圖4A-4D中構(gòu)造了示例HGA160，其可將圖3A-3C中的微致動器部件和滑塊懸掛在相鄰存儲介質(zhì)處，同時(shí)容許滑塊精確的旋轉(zhuǎn)結(jié)合(articulation)。圖4A顯示根據(jù)各實(shí)施例構(gòu)造的示例HGA160的結(jié)構(gòu)。萬向板162是一個(gè)這樣的結(jié)構(gòu)化組件，其設(shè)置有孔164，孔164延伸超過板162的厚度。萬向島166被設(shè)置在萬向板162 的孔164中，且是不與板162機(jī)械聯(lián)接的獨(dú)立部件。也就是說，萬向島166與萬向板162機(jī)械地脫開以容許島166獨(dú)立于板162而移動，如下面所述的那樣。此處應(yīng)該注意的是此處使用的術(shù)語“脫開(decoupled) ”是指物理上脫離另一個(gè)部件的獨(dú)立部件，以使其處于與另一個(gè)部件不接觸的關(guān)系，容許相應(yīng)部件的獨(dú)立移動。例如， 圖4A中的萬向島166與萬向板162脫開，從而，作為獨(dú)立的組件，其可在不引起板162上的壓力的情況下旋轉(zhuǎn)。應(yīng)該注意的是如圖4A-4D中的萬向島166和萬向板162的尺寸和形狀既不是必須的也不是限制。在各實(shí)施例中，島166被設(shè)置為容許島166中心的最大轉(zhuǎn)動。在其他實(shí)施例中，萬向板162的部分適于容許萬向島166的最大轉(zhuǎn)動。圖4B進(jìn)一步通過附連柔性電路168來構(gòu)造HGA160，該柔性電路能將電信號轉(zhuǎn)移到萬向島166上的電極170。在保持與萬向板162脫開的同時(shí)，萬向島166由柔性電路168 所懸掛。這樣，萬向島166的移動將導(dǎo)致柔性電路168的至少一部分的相應(yīng)移動。在一些實(shí)施例中，柔性電路168的整個(gè)長度是可伸展的，且保持多個(gè)電路路徑，該多個(gè)電路路徑可對應(yīng)于獨(dú)立電路和通過一個(gè)或多個(gè)電極170連接至HGA160的互連電路。如圖所示，六個(gè)獨(dú)立電路位于柔性電路168上，且有六個(gè)相應(yīng)電極170與諸如轉(zhuǎn)換磁頭之類的單個(gè)組件或諸如微致動器之類的多個(gè)組件互連。萬向島166可具有設(shè)置于位于島166的預(yù)確定部分上的多個(gè)第二附接墊174之間的第一附接墊172。一對第三附接墊176 位于萬向板162上與第二附接墊174對齊。島166的預(yù)確定的部分的配置以及附接墊的數(shù)量與類型并不限于圖4B-4D所示的實(shí)施例，且在不背離本發(fā)明精神的情況下，可按需要被修改。例如，第一附接墊172可以是環(huán)氧的或其他介電膠結(jié)材料，而第二和第三附接墊174和176可以是磁的或物理的緊固件。在圖4C中，HGA160具有連接至萬向島166的第二附接墊174及萬向板162的第三附接墊176的微致動器178。在各實(shí)施例中，每一個(gè)微致動器178由壓電材料構(gòu)造而成且經(jīng)由萬向板162上的節(jié)點(diǎn)180連接至柔性電路168的一部分。微致動器178的尺寸、成分和配置并不受限制，微致動器178至萬向島和板166和162上的附接可容許島166由一個(gè)或兩個(gè)微致動器178的相應(yīng)移動而偏轉(zhuǎn)。萬向島166保持與萬向板162的機(jī)械地脫開，但是與板162通過微致動器178懸臂連接。當(dāng)激活微致動器178的時(shí)候，萬向島166將旋轉(zhuǎn)且偏轉(zhuǎn)，諸如圖3A-3C所示，同時(shí)保持與萬向板166之間的機(jī)械地脫開的關(guān)系。通過每一個(gè)微致動器178通過位于萬向板162上的節(jié)點(diǎn)180直接連接至柔性電路 168，進(jìn)一步保持這樣的脫開關(guān)系。采用圖4B-4D的柔性電路168的配置，當(dāng)微致動器178 引起萬向島166相對板162的移動時(shí)，柔性電路168可形變。然而，由于島與板166與162 之間的脫開關(guān)系，柔性電路168的形變并不會壓迫或偏轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)180。這樣，不必須要用單獨(dú)的支承組件，諸如內(nèi)插器，來建立與微致動器178的必需的電互連。微致動器的激活引起如上所述的延伸和/或縮減。在一些實(shí)施例中，微致動器178被置于在激活期間以延伸模式操作。相比于現(xiàn)有定位方式(將微致動器側(cè)邊朝下放置，其高度表面鄰近附接墊)，這樣的延伸可提供更穩(wěn)定、更準(zhǔn)確的萬向島166的致動。圖4D進(jìn)一步示出HGA160，包含附連在萬向島166的第一附接墊172的轉(zhuǎn)換器，且將多個(gè)電極170(未示出)連接到滑塊182。如可理解的那樣，轉(zhuǎn)換器包括帶有空氣軸承表面的滑塊182，可包括多個(gè)磁的和/或光學(xué)的轉(zhuǎn)換組件，其具有能從存儲介質(zhì)中讀數(shù)據(jù)和/ 或?qū)憯?shù)據(jù)的能力?；瑝K182連接各電極170而不是萬向板162的任何部分，容許滑塊在與板162機(jī)械地脫開的關(guān)系中旋轉(zhuǎn)或偏轉(zhuǎn)。如果有支撐架機(jī)械地聯(lián)接至萬向板162，則有必須要克服的彈簧阻力或慣性，由于沒有任何這樣的彈簧阻力或慣性，這樣的脫開配置使微致動器178 可快速地且簡便地偏轉(zhuǎn)萬向島166和滑塊182。
也就是說，萬向島166幾乎沒有提供阻力來阻止由微致動器178引起的動作。反之，機(jī)械地將島166聯(lián)接至板162的支撐架或互連組件的存在將會含有微致動器178的偏轉(zhuǎn)力必須要克服的附連力。圖5總地示出根據(jù)本發(fā)明各實(shí)施例的示例HGA190的側(cè)視圖。HGA190具有帶有孔 (未示出)的萬向板192，如板192中的虛線所示出的，在孔中設(shè)置有萬向島194。柔性電路 196位于與萬向板和島192和194相鄰處，且以電跡線198的形式提供獨(dú)立電路。微致動器200附連在萬向板和島192和194上，且頂部微致動器電極202和底部微致動器電極203各自聯(lián)接至柔性電路196的一個(gè)或多個(gè)電跡線198。頂部電極經(jīng)由節(jié)點(diǎn) 204電連接而底部電極經(jīng)由節(jié)點(diǎn)205電連接，節(jié)點(diǎn)由導(dǎo)電材料制成，且位于萬向板192之上， 不過這樣的配置并不是必須的或限制的?；瑝K206進(jìn)一步附連在多個(gè)微致動器200之間的萬向島194上，且連接至柔性電極196的至少一個(gè)電跡線198。HGA190由凹座208懸掛，凹座208從萬向島194延伸出來且容許整個(gè)HGA194沿多個(gè)軸的移動。采用頂部和底部電極202和203的電連接，可由每個(gè)電極的獨(dú)立操作來幫助滑塊的精確結(jié)合。滑塊206從側(cè)面鄰近機(jī)械地脫開的萬向島194上的微致動器200，該萬向島194直接連接至凹座208，這樣的配置容許較低的整體HGA高度210(從凹座208測量到滑塊206 的底部)。如圖5所示的較低的HGA高度210節(jié)省了數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(諸如圖1的設(shè)備100) 中的垂直空間，這可被用于安裝更多的存儲介質(zhì)。相比，支承架、互連組件和在滑塊頂部放置微致動器增加了 HGA高度并產(chǎn)生了不期望的后果，比如偏差引發(fā)振動和諧振模式。HGA190的懸掛，特別是帶有凹座208的萬向島194的懸掛，通過直接承載滑塊206 的負(fù)載而進(jìn)一步減少了微致動器200上的預(yù)載力。預(yù)載力的這樣的減少可使微致動器200 在不降級濫用或產(chǎn)生損害的情況下經(jīng)受操作沖擊。較低的HGA高度210還有助于微致動器 200和滑塊206經(jīng)由柔性電路196的直接電連接，一旦萬向島194偏轉(zhuǎn)，柔性電路196就會形變。也就是說，微致動器200和滑塊206的直接連接容許消除了可能增加HGA高度210 的互連組件。圖6A-6C示出根據(jù)本發(fā)明各實(shí)施例的HGA220的示例操作。圖6A示出由萬向板 222和萬向島2M之間的角度關(guān)系所界定的默認(rèn)滑塊位置。可使用很多方法來表征這樣的角度關(guān)系，包括但不限于，滑塊的長軸和萬向板222之間的平行關(guān)系，以及滑塊的長軸和微致動器2 之間的持續(xù)平行關(guān)系。當(dāng)微致動器2 被激活，如圖6B所示，由于一個(gè)微致動器在長度上收縮而相對的微致動器在長度上延伸，可引發(fā)萬向島在萬向板2 的孔中的偏轉(zhuǎn)。如可理解的，即便有由于微致動器2 經(jīng)由附連部分230附連在萬向島和板222和2M上而引起的偏轉(zhuǎn)，萬向島 224保持與萬向板222的機(jī)械脫開。圖6C提供了示例的微致動器控制圖232，其總體示出用于產(chǎn)生圖6A-6B中的操作的信號。在一些實(shí)施例中，微致動器2 被設(shè)置有相反的極性，從而可使用共同的電壓來同時(shí)引發(fā)微致動器的延伸和縮短(收縮)。當(dāng)提供給微致動器2 正電壓的時(shí)候，在預(yù)確定的方向上(諸如向右)的同時(shí)的縮短和延伸將持續(xù)發(fā)生直到獲得了預(yù)確定的滑塊偏轉(zhuǎn)和電壓 234。雖然滑塊可用持續(xù)的電壓而長期地保持預(yù)確定的滑塊方向和偏轉(zhuǎn)，去除正向電壓可使HGA220回到默認(rèn)位置且電壓236為0。如所期望的，可再次引入正電壓234到微致動器，或者引入負(fù)電壓，引發(fā)滑塊在相反的預(yù)確定方向(未示出)的偏轉(zhuǎn)。應(yīng)該注意的是，預(yù)確定的方向，右和左，僅僅是為了清楚的目的而給出的，并不是必需的。例如，正電壓可引發(fā)向左偏轉(zhuǎn)，正如圖6C的負(fù)電壓所做的那樣。還要注意這樣的事實(shí)，滑塊偏轉(zhuǎn)和電壓并不需要獲得最大的預(yù)確定的值。也就是說，可將小于如圖6C所示的左和右的預(yù)確定的電壓的電壓施加到微致動器226。較低電壓的施加將引起在預(yù)確定方向上成比例變小的偏轉(zhuǎn)。這樣，施加同樣的電壓給微致動器2 可使滑塊在萬向板222的孔2 的配置所允許的最大偏轉(zhuǎn)中的任何數(shù)量個(gè)位置處偏轉(zhuǎn)?；瑝K位置的多樣性由HGA220的對稱配置所穩(wěn)定，這提供了減少的諧振模式，諧振模式可能產(chǎn)生不期望的操作特性。圖7顯示根據(jù)各實(shí)施例構(gòu)造的示例HGAMO的結(jié)構(gòu)。萬向板242是一個(gè)這樣的結(jié)構(gòu)組件，其設(shè)置有孔對4，孔244延伸超過板M2的厚度。萬向島246被設(shè)置在萬向板M2 的孔244中，且是不與板242機(jī)械聯(lián)接的獨(dú)立部件。HGA240包括柔性電路M8，能將電信號轉(zhuǎn)移到萬向島246上的電極(未示出)。在保持與萬向板242脫開的同時(shí)，萬向島M6由柔性電路248所懸掛。HGA240具有由壓電材料252和非壓電材料2M制成的微致動器250。 當(dāng)激活微致動器250的時(shí)候，萬向島246將旋轉(zhuǎn)且偏轉(zhuǎn)，諸如圖3A-3C所示，同時(shí)保持與萬向板242之間的機(jī)械地脫開的關(guān)系。圖8示出具有壓電層262和非壓電層沈4的微致動器沈0。當(dāng)微致動器260沒有激活的時(shí)候，微致動器260位于默認(rèn)位置，用幻影線示出。如圖8所示，激活微致動器沈0 將導(dǎo)致微致動器260不僅延伸，而且彎曲，因?yàn)榉菈弘妼?64不會以與壓電層262 —樣的延伸率延伸。微致動器260繞壓電層的中性軸266彎曲。彎曲的結(jié)果是，微致動器260可獲得附加的線性位移，用距離D表示。該附加線性位移D為微致動器260提供了附加的旋轉(zhuǎn)致動能力。圖9示出用在HGA上的微致動器觀0，具有壓電層282和非壓電層觀4。非壓電層284通過結(jié)合或粘合層286結(jié)合或粘合到壓電層282上。微致動器280連接至柔性電路觀8，柔性電路連接至HGA(未示出)。當(dāng)激活的時(shí)候，微致動器280可彎曲并延伸。圖10示出用在HGA上的微致動器300，具有壓電層302和非壓電層304。壓電層 302沉積到非壓電層304上。微致動器300連接至柔性電路306，柔性電路連接至HGA(未示出)。在壓電層302和非壓電層304之間，是薄電極和籽晶層(未示出)。圖11示出用在HGA上的微致動器320，具有第一和第二壓電層322和324、非壓電層3 和結(jié)合或粘合層328。第一和第二壓電層322和3M通過結(jié)合或粘合層3 結(jié)合或粘合到一起。第二壓電層3 沉積在非壓電層3 上。微致動器320連接至柔性電路330， 柔性電路連接至HGA(未示出)。在第二壓電層3M和非壓電層3 之間，是薄電極和籽晶層(未示出)。在上述的每一個(gè)實(shí)施例中，非壓電層可以是硅或任何合適的非壓電材料。壓電層可以是1到150 μ m厚，非壓電層可以是50到200 μ m厚。另外，非壓電層并不限于覆蓋壓電層的面向盤片的整個(gè)表面。例如，非壓電材料可以是圖案化的。如圖12A-C所示，微致動器340包括壓電材料344上圖案化的非壓電材料342。圖13提供了根據(jù)本發(fā)明各實(shí)施例的磁頭萬向架組件例程MO的流程圖。該例程開始于步驟對2，向被包含在板的面積范圍內(nèi)的孔中設(shè)置萬向板。也就是說，孔具有萬向板的環(huán)形側(cè)壁，其持續(xù)圍繞著孔而不延伸超出萬向板的表面積。然而。應(yīng)該注意的是，孔并不限于是圓環(huán)形狀的，且可具有線性邊緣，諸如圖4A-4D和6A-6B中所示的孔那樣。在步驟244中，將萬向島放置在孔中以使島機(jī)械地脫開于萬向板。這樣，萬向島可在不引發(fā)萬向板移動的情況下旋轉(zhuǎn)、偏轉(zhuǎn)并振動。在步驟246中，隨后相鄰于萬向島和萬向板而放置柔性電路，其與放在萬向板與島上的至少一個(gè)附接墊相結(jié)合。在一些實(shí)施例中，柔性電路可持續(xù)沿其整個(gè)長度延伸，且同時(shí)容納經(jīng)由電極在萬向島上端接的多個(gè)獨(dú)立電路。進(jìn)一步在多個(gè)實(shí)施例中，微致動器附接墊線性地對齊，從而獨(dú)立的滑塊附接墊和萬向島位于萬向板的孔的中心。在步驟對8，通過附接墊將微致動器緊固，所述附接墊附連于萬向板和萬向島之間。這樣，微致動器可在不引發(fā)萬向板移動的情況下偏轉(zhuǎn)萬向島。在一些實(shí)施例中，步驟248可包括在柔性電路的一部分處將微致動器連接至柔性電路，柔性電路的該部分在微致動器的激活過程中不會形變。在步驟250，將滑塊附連在萬向島的預(yù)確定的部分上以容許獨(dú)立于萬向板的移動的旋轉(zhuǎn)和偏轉(zhuǎn)。利用如此放置并經(jīng)由柔性電路電連接的萬向島和萬向板，在步驟252中然后通過用從萬向島延伸的凹座來懸掛萬向島，從而形成磁頭萬向架組件。也就是說，萬向島、緊固在其上的滑塊直接地由凹座連接和懸掛，以使滑塊的旋轉(zhuǎn)中心對應(yīng)于凹座的旋轉(zhuǎn)中心。各實(shí)施例具有經(jīng)由萬向板和島之間的微致動器連接而進(jìn)一步懸掛萬向板的凹座。在步驟252中完全形成了萬向磁頭組件，進(jìn)行步驟254，此步驟中決定偏轉(zhuǎn)滑塊和萬向島。如果不需要滑塊偏轉(zhuǎn)，例程240將在步驟256終止。然而，如果需要偏轉(zhuǎn)，在步驟 258中，預(yù)確定的信號將會激活微致動器以引發(fā)在萬向板孔中預(yù)確定方向上的延伸。如上所述，滑塊偏轉(zhuǎn)的方向和大小并不受限制，且可在步驟258的過程中按照所希望的那樣精確地操作。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，此處說明的各實(shí)施例可提供緊湊的HGA，其提供了有益的操作特性。帶有與滑塊橫向相鄰放置的微致動器的HGA的對稱構(gòu)造可在增加滑塊準(zhǔn)確性的同時(shí)降低諧振模式。用與凹座的直接連接來懸掛機(jī)械脫開的島，這容許消除互連組件， 且容許較小的HGA高度(其提供了改進(jìn)的偏差和工作震動特性)。要理解的是，本文所討論的各種實(shí)施例具有許多潛在應(yīng)用，且不限于某些電子介質(zhì)領(lǐng)域或數(shù)據(jù)存儲裝置類型。要理解，即使已在前面的說明書中闡述了本發(fā)明各實(shí)施例的許多特征和優(yōu)勢以及本發(fā)明各種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和功能的細(xì)節(jié)，然而該詳細(xì)描述僅為解說性的，并可在細(xì)節(jié)上作出改變，尤其可在術(shù)語的寬泛意思所指示的全面范圍對落入本發(fā)明原理內(nèi)的部分的結(jié)構(gòu)與安排作出改變，其中以術(shù)語來表達(dá)所附權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括提供設(shè)置在萬向板的孔中的萬向島，所述萬向島機(jī)械地脫開于所述萬向板；附連微致動器部件到所述萬向島和所述萬向板，以容許所述萬向島的獨(dú)立于所述萬向板的旋轉(zhuǎn)；以及用自所述萬向島延伸出來的凹座來懸掛所述萬向架組件。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述孔具有圍繞所述萬向島的連續(xù)地延伸的側(cè)壁。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述萬向島的旋轉(zhuǎn)中心對應(yīng)于所述凹座的旋轉(zhuǎn)中心。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述微致動器部件包括壓電層和非壓電層。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述萬向島具有附連在其上的，鄰近所述微致動器部件的滑塊。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述微致動器部件被作為第一微致動器部件，且其中所述附連步驟還包括附連第二微致動器部件到所述萬向島和所述萬向板上，該第二微致動器部件平行于所述第一微致動器部件且與其間隔開。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述附連步驟還包括附連具有空氣軸承表面的滑塊到位于所述第一和第二微致動器部件之間的所述萬向島中。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，柔性電路跨所述孔以提供多個(gè)獨(dú)立電路給所述萬向島。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述柔性電路響應(yīng)于所述萬向島的偏轉(zhuǎn)而形變。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述微致動器部件的激活引起所述萬向島獨(dú)立于所述萬向板的移動。
11.一種萬向架組件，包括設(shè)置在萬向板的孔中的萬向島，所述萬向島機(jī)械地脫開于所述萬向板；間隔開的第一和第二微致動器組件，每一個(gè)附連在所述萬向島和所述萬向板之間，以容許所述萬向島的獨(dú)立于所述萬向板的旋轉(zhuǎn)；以及從所述萬向島延伸出來以懸掛所述萬向架組件的凹座。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述微致動器部件電連接于柔性電路且包括壓電層和非壓電層。
13.如權(quán)利要求11所述的裝置，還包括具有空氣軸承表面的滑塊，并支承數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部件，所述滑塊連接至位于所述第一和第二微致動器之間的所述萬向島。
14.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述第一致動器部件被設(shè)置為具有第一極性，且所述第二致動器部件被設(shè)置為具有與第一極性相反的第二極性。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，一旦激活，所述第一微致動器部件延伸為增加其長度，而所述第二微致動器部件收縮為減少其長度。
16.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述第一和第二微致動器部件同時(shí)由施加在其上的公共電壓所激活。
17.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述非壓電層迫使所述微致動器部件圍繞壓電中性軸而彎曲。
18.一種方法，包括提供設(shè)置在萬向板的孔中的萬向島，所述萬向島機(jī)械地脫開于所述萬向板； 附連第一和第二微致動器部件在萬向島和萬向板之間，附連滑塊至所述第一和第二微致動器部件之間的所述萬向島上；用自所述萬向島延伸出來的凹座來懸掛所述萬向架組件；以及激活所述微致動器來使所述萬向島和所述滑塊圍繞所述凹座旋轉(zhuǎn)。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述微致動器部件被緊固在位于萬向島與萬向板兩者上的附接墊上，以使每個(gè)微致動器的寬度接觸地結(jié)合所述附接墊，每個(gè)微致動器的寬度小于其長度但大于其高度。
20.如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述第一和第二微致動器部件同時(shí)由施加在其上的公共電壓所激活。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種緊湊的微致動器磁頭組件，特別公開了用于結(jié)合有微致動器的磁頭萬向架組件(HGA)的方法與裝置。根據(jù)各實(shí)施例，萬向架組件具有設(shè)置在萬向板的孔中的萬向島，萬向板與萬向島機(jī)械地脫開。在萬向島和萬向板之間附連有至少一個(gè)微致動器部件，以容許萬向島的獨(dú)立于萬向板的旋轉(zhuǎn)。萬向架組件懸掛于自萬向島延伸出的凹座。
文檔編號G11B5/58GK102456357SQ20111033775
公開日2012年5月16日 申請日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月22日
發(fā)明者J·S·賴特, M·A·格雷名戈, R·贊布里 申請人:希捷科技有限公司