CN100380509C - 磁头万向悬挂支架组件静态姿态控制的处理系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了在制造过程中控制磁头悬架组件静态姿态的系统和方法。当滑块被连接时，载入固定物加载和支持磁头悬架。俯仰静态姿态和滚动静态姿态(PSA/RSA)监控器对磁头悬架的俯仰静态姿态和滚动静态姿态进行第一测量。可旋转的定位工具将滑块保持在相对于磁头悬架用于连接的位置并且根据第一测量来调整滑块的位置。

Description

磁头万向悬挂支架组件静态姿态控制的处理系统和方法
技术领域
本发明涉及一种磁头万向悬挂支架组件，更具体地说，本发明时间一种用于磁头万向悬挂支架组件静态姿态控制的处理系统和方法。
背景技术
本发明的目的在于将滑块连接到磁头悬架。更具体地，本发明与控制连接过程中的滚动静态姿态和俯仰静态姿态有关。
图1说明了本领域典型的硬盘驱动器设计。硬盘驱动器100是通用的信息存储装置，基本上由一系列被磁性的读写元件存取的可旋转盘104组成。这些数据传送元件，一般称为转换器，通常被滑块主体110所承载并被嵌入滑块主体110中，在形成于盘上的离散数据磁道上方，滑块主体110被保持在很近的位置上，以此允许读/写操作可被实施。为了相对于盘表面适当地放置转换器，在滑块主体110上形成的空气轴承表面(ABS)经受着流动的气流，该流动气流提供了足够的升力以使滑块110(和转换器)在盘数据磁道上“浮动(flying)”。磁盘104的高速旋转产生了沿其表面以基本上平行于该盘切向速度方向的流动气流或者风。气流与滑块主体110的ABS合作，使得滑块在自旋的盘上浮动。实际上，悬置的滑块110通过这个自激的气体轴承与盘表面104物理分离。滑块110的ABS通常被配置在与旋转盘104(参见下文)相对而置的滑块表面上，并且极大地影响了滑块在各种状态下于盘上浮动的能力。
图2a说明了具有U-形陶瓷框架结构201的微致动器。框架201由比如氧化锆组成。框架201具有与底部203相对而置的两个臂202。滑块204被两个臂202保持在与底部203相对的末端。压电材料带205被连接至每个臂202。结合片206允许滑块204电连接到控制器。图2b说明了连接到致动器悬架207时的微致动器。微致动器可耦合至悬架固定物208。与悬架207一起耦合的连动杆(traces)209将电压施加于压电材料带205。这些电压导致带205缩短和伸长，同时移动滑块204的位置。悬架207可被连接到基板210，基板210具有用于在枢轴上安装的孔211。加工孔(tooling hole)212便于在制造期间操控悬架。
图3说明了现有技术的、将滑块204耦合至微致动器201的方法。将两滴环氧树脂或粘合剂302加到滑块202的两侧。然后可将滑块202插入U形微致动器内。滑块202的后表面和微致动器201的后表面在整个固化过程中始终保持在相同的高度。
图4a-e说明了现有技术的、将滑块204和微致动器201耦合至磁头悬架207的方法。如图4a所示，微致动器201和滑块204被放置到固定物401上。如图4b所示，环氧树脂402与微致动器201的底部接触。薄垫片403被放置到微致动器201和滑块204的顶部。如图4c所示，磁头悬架的悬架固定物208被放置到薄垫片403和环氧树脂402的顶部。凹处404使悬架固定物208与磁头悬架207保持一段平行距离。连接板405被加到滑块中。如图4d所示，紫外线激光406被用来固化环氧树脂402。图4e示出了装配的磁头悬架207、微致动器201和滑块204。
图5以流程图的形式说明了可替换的现有技术的、将滑块204和微致动器201耦合至磁头悬架207的方法。过程从通过将悬架207加载到载入固定物上以保持悬架处于自由状态(步骤520)而开始(步骤510)。密封微致动器201和滑块204的位置通过将枢轴孔211的中心和加工孔212的中心用作y轴并且将金球结合片206用作基准面(datum)(步骤530)而被检测。密封环氧树脂被加到悬架固定物208(步骤540)。滑块204和微致动器201被放置到悬架固定物208上(步骤550)。环氧树脂被紫外线固化所固化(步骤560)。组合的悬架207、微致动器201和滑块204从载入固定物被卸载(步骤570)，过程结束(步骤580)。在当前硬盘驱动器行业中，俯仰静态姿态(PSA)和滚动静态姿态(RSA)对磁头浮动稳定性来说是非常重要和关键的参数。如果浮动不稳定，则磁头从磁盘读出和写入磁盘的能力会受到影响。磁头浮动能力中大的变化可导致不期望的盘划伤。这会导致盘损坏，进一步对盘驱动器的可靠性造成负面影响。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，实现本发明的目的，所采取的技术方案如下。
按照本发明实施例的第一方面，提供一种用于磁头万向悬挂支架组件静态姿态控制的系统，包含：载入固定物，当耦合至滑块的微致动器被连接时，用于加载和支持悬架；粘合剂控制器，用于将粘合剂物质施加到所述悬架并固化；俯仰静态姿态和滚动静态姿态监控器，用于在所述悬架上对所述微致动器的所述俯仰静态姿态和所述滚动静态姿态进行第一测量；间隙监控器，用于对所述微致动器和所述悬架之间的间隙进行第二测量；以及可旋转的定位工具，用于将所述微致动器和所述滑块保持在相对于所述悬架用于连接的位置并根据所述第一测量和所述第二测量来调整所述微致动器和所述滑块的位置。
其中所述可旋转的定位工具是具有符合所述微致动器和所述滑块的阶梯状管嘴开口的真空嘴系统。所述可旋转的定位工具调整所述微致动器和所述滑块的水平。所述间隙监控器是摄像系统。所述悬架的基板被用作所述测量的参考点。所述微致动器被粘合剂物质耦合到所述悬架并且在固化所述粘合剂物质之前进行所述第一测量和所述第二测量。所述微致动器的位置根据固化所述粘合剂物质之前的所述第一测量和所述第二测量而被调整。
按照本发明实施例的第二方面，提供一种用于将滑块和微致动器耦合至磁头悬架对的方法，包含：在微致动器与滑块被连接时，支持悬架；将所述微致动器保持在相对于所述悬架用于连接的位置；将粘合剂物质施加到所述悬架的预定位置上用于将所述微致动器定位在所述悬架上；在所述悬架上对所述微致动器的俯仰静态姿态和滚动静态姿态进行第一测量；对所述微致动器和所述悬架之间的间隙进行第二测量；根据所述第一和第二测量来调整所述微致动器的位置；以及在调整所述微致动器的位置之后固化所述粘合剂物质。
其中使用激光测量系统进行所述第一测量，使用摄像系统进行所述第二测量，还包含使用所述磁头悬架的基板作为测量的参考点。
按照本发明实施例的第三方面，提供一种定位装置，包含：俯仰静态姿态和滚动静态姿态监控器，用于在悬架上对微致动器的俯仰静态姿态和滚动静态姿态进行第一测量；间隙监控器，用于对所述微致动器和所述悬架之间的间隙进行第二测量；以及可旋转的定位工具，用于使所述微致动器保持在相对于所述悬架用于连接的位置以此根据所述测量来调整所述微致动器的位置。
其中所述可旋转的定位工具是具有阶梯状管嘴开口、以此抓紧所述微致动器的真空嘴系统；所述可旋转的定位工具沿着垂直于所述磁头悬架的轴可向左和向右调整三十度。所述俯仰静态姿态和滚动静态姿态监控器是激光测量系统；所述间隙监控器是摄像系统。所述悬架的基板被用作测量的参考点。所述微致动器通过环氧树脂耦合到所述悬架并且在固化所述环氧树脂之前进行所述第一和第二测量中至少一个测量。所述微致动器的位置根据固化所述环氧树脂之前的所述第一和第二测量中至少一个测量而被调整。
附图说明
图1说明了本领域中典型的硬盘驱动器设计。
图2说明了具有U形微致动器的典型磁头万向悬挂支架组件。
图3说明了现有技术的、用于将滑块耦合至微致动器的方法。
图4a-e说明了现有技术的、用于将滑块和微致动器耦合至磁头悬架的方法。
图5以流程图的形式说明了可替换的现有技术的、用于将滑块和微致动器耦合至磁头悬架的方法。
图6说明了由本发明的实施例解决的滑块倾斜问题。
图7说明了由本发明的实施例解决的滑块间隙问题。
图8a-c说明了俯仰静态姿态(PSA)和滚动静态姿态(RSA)的定义。
图9a-d说明了根据本发明的、用来将滑块和微致动器安装到悬架的载入固定物的一个实施例。
图10a-d说明了根据本发明的、用来将滑块安装到悬架的载入固定物的一个实施例。
图11以流程图的形式说明了根据本发明的、用于将滑块和微致动器安装到悬架的过程的一个实施例。
图12以流程图的形式说明了根据本发明的、用于在悬架上调整滑块和微致动器的过程的一个实施例。
具体实施方式
本发明公开了一种在制造过程中控制磁头悬架组件静态姿态的系统和方法。在本发明的实施例中，当滑块被连接时，载入固定物加载和支持了磁头悬架。俯仰静态姿态和滚动静态姿态(PSA/RSA)监视器可以对磁头悬架的俯仰静态姿态和滚动静态姿态进行第一测量。可旋转的定位工具可将滑块保持在相对于磁头悬架用于连接的位置并根据第一测量来调整滑块的位置。
图6a-c和图7a-c说明了滑块倾斜问题。图6a示出了通过环氧树脂301耦合至滑块204的微致动器201。由于制造公差和变化，在插入过程中，滑块可以向上倾斜(如图6b所示)，或向下倾斜(如图6c所示)。如图7a所示，在悬架固定物208和滑块201之间需要适当的平行间隙701以便保持微致动器的精确位置调整的稳定性。由于材料(例如环氧树脂或粘合剂)的柔软性，在安装过程中压力可使间隙难以保持平行。在固化过程中，环氧树脂的“滑移”也可导致磁头微致动器组件倾斜。滑块可能向上倾斜(如图7b所示)，或向下倾斜(如图7c所示)，同时影响了HGA静态姿态。
图8a-c说明了俯仰静态姿态(PSA)和滚动静态姿态(RSA)的定义。在没有形成气体轴承时，PSA是在滑块和悬架之间以平行于悬架对称轴的方向形成的角度。图8a示出的是负PSA810而图8b示出的是正PSA820。RSA是在滑块和悬架之间以垂直于悬架对称轴的方向形成的角度。图8c示出了RSA830的一个实施例。
图9a-d说明了本发明的、用来将滑块和微致动器安装到悬架的载入固定物的一个实施例。如图9a中的实施例所示，基板210和悬架207被放置到载入固定物901上。弹簧销902被用于悬架207以使悬架保持在适当的高度。悬架支座903被连接到载入固定物901以此支持悬架207。
如图9b所示，环氧树脂或另一粘合剂904被加到悬架固定物208以此将悬架固定物208耦合到微致动器201。例如，使用投放器，可施加环氧树脂904或粘合剂。在粘合过程中，激光测量系统905监控悬架207的PSA/RSA。在这个实施例中，基板210被用作激光测量系统的参考点。真空嘴(vacuum nozzle)906定位滑块204和微致动器201以使其粘合到悬架固定物208。真空嘴906可以具有阶梯907以此维持滑块和微致动器框架的位置并且帮助维持滑块204和悬架固定物208之间适当的间隙。摄像系统(图中未示出)可用来监控间隙大小并确定滑块204和悬架固定物208是平行的。真空嘴906横向移动或纵向移动，以及在这个实施例中沿着垂直于悬架的轴旋转达三十度。
如图9c所示，真空嘴906可移动微致动器201使其与悬架固定物208接触。当微致动器201被粘合到悬架固定物208时，激光测量系统905继续测量悬架的RSA和PSA。在这个实施例中，先前磁头悬架组件的RSA和PSA被用作减少调整时间的一个参考。紫外光908通过将安装的环氧树脂或粘合剂904曝光10-30秒而使其固化。如图9d所示，接着可将真空嘴906和弹簧销902移去并且将下一个磁头万向悬挂支架组件放到适当的位置上。
图10a-d说明了用来将滑块安装到悬架上的载入固定物的一个实施例。如图10a所示，在这个实施例中，基板210和悬架207被放置到载入固定物901上。弹簧销902被用于悬架207以使悬架保持在适当的高度。悬架支座903被连接到载入固定物901以此支持悬架207。
如图10b所示，环氧树脂或另一粘合剂1001被加到悬架固定物208以此将悬架固定物208耦合至滑块204。在这个实施例中，使用投放器施加环氧树脂1001或粘合剂。在粘合过程中，激光测量系统905监控悬架207的PSA/RSA。在这个实施例中，基板210被用作激光测量系统的参考点。真空嘴1002定位滑块204以使其被粘合到悬架固定物208。真空嘴1002具有阶梯1003以此将滑块204保持在适当的位置上。真空嘴1002横向或纵向移动，以及沿着垂直于悬架的轴旋转达三十度。
如图10c所示，真空嘴1002移动滑块204以使其与悬架固定物208接触。当滑块204粘合到悬架固定物208时，激光器905可继续测量悬架的PSA和RSA。先前磁头悬架组件的RSA和PSA可被用作减少调整时间的一个参考。在这个实施例中，紫外光908通过将安装的环氧树脂或粘合剂1001曝光10-30秒而使其固化。如图10d所示，接着可将真空嘴1002和弹簧销902移去并将下一个磁头万向悬挂支架组件放置到适当的位置上。
图11以流程图的形式说明了将滑块204和微致动器201安装到悬架207的过程的一个实施例。过程从通过将悬架207加载到固定物901上(块1110)而开始(块1105)。测量悬架的PSA和RSA(块1115)。检测悬架固定物208上的密封位置(块1120)，并且添加环氧树脂或另一粘合剂904(块1125)。将滑块204和微致动器201放置到悬架固定物208上(块1130)。适当测量滑块204和微致动器201的PSA和RSA(块1135)，并且监控滑块-悬架固定物的间隙(块1140)。将该PSA和RSA单独与悬架208的PSA和RSA比较并且进行适当的调整(块1145)。如果PSA、RSA和间隙不是所期望的(块1150)，则重复测量(块1135)、监控(块1140)、比较和调整(块1145)。如果PSA、RSA和间隙是所期望的(块1150)，则粘合剂904被紫外光908持续照射10-30秒而固化(块1155)。磁头万向悬挂支架组件被卸载并且过程结束(块1165)。
图12以流程图的形式说明了在悬架207上调整滑块204和微致动器201的过程的一个实施例。过程从通过测量悬架207的PSA和RSA、滑块204的PSA和RSA以及某些情况下微致动器201的PSA和RSA(块1210)而开始(块1205)。如果PSA和RSA等于所期望的PSA和RSA目标范围(块1215)，则真空嘴906将滑块204和微致动器20垂直安装到悬架固定物2081(块1220)。如果PSA和RSA大于所期望的PSA和RSA目标范围(块1215)，则真空嘴906被转到左侧(块1225)。滑块201的空气轴承表面的静态姿态被测量(块1230)并且滑块201和悬架固定物208之间的间隙被确认(块1235)。真空嘴906将滑块204和微致动器201垂直安装到悬架固定物208(块1220)。如果PSA和RSA小于所期望的PSA和RSA目标范围(块1215)，则真空嘴906被转到右侧(块1240)。滑块201的空气轴承表面的静态姿态被测量(块1245)并且滑块201和悬架固定物208之间的间隙被确认(块1250)。真空嘴906将滑块204和微致动器201垂直安装到悬架固定物208(块1220)。在粘合剂上实施最后的固化(块1255)并且过程结束(块1260)。

Claims (19)

1.一种用于磁头万向悬挂支架组件静态姿态控制的系统，包含：
载入固定物，当耦合至滑块的微致动器被连接时，用于加载和支持悬架；
粘合剂控制器，用于将粘合剂物质施加到所述悬架并固化；
俯仰静态姿态和滚动静态姿态监控器，用于在所述悬架上对所述微致动器的所述俯仰静态姿态和所述滚动静态姿态进行第一测量；
间隙监控器，用于对所述微致动器和所述悬架之间的间隙进行第二测量；以及
可旋转的定位工具，用于将所述微致动器和所述滑块保持在相对于所述悬架用于连接的位置并根据所述第一测量和所述第二测量来调整所述微致动器和所述滑块的位置。
2.如权利要求1所述的用于磁头万向悬挂支架组件静态姿态控制的系统，其中，所述可旋转的定位工具是具有符合所述微致动器和所述滑块的阶梯状管嘴开口的真空嘴系统。
3.如权利要求1所述的用于磁头万向悬挂支架组件静态姿态控制的系统，其中，所述可旋转的定位工具调整所述微致动器和所述滑块的水平。
4.如权利要求1所述的用于磁头万向悬挂支架组件静态姿态控制的系统，其中，所述间隙监控器是摄像系统。
5.如权利要求1所述的用于磁头万向悬挂支架组件静态姿态控制的系统，其中，所述悬架的基板被用作所述测量的参考点。
6.如权利要求1所述的用于磁头万向悬挂支架组件静态姿态控制的系统，其中，所述微致动器被粘合剂物质耦合到所述悬架并且在固化所述粘合剂物质之前进行所述第一测量和所述第二测量。
7.如权利要求1所述的用于磁头万向悬挂支架组件静态姿态控制的系统，其中，所述微致动器的位置根据固化所述粘合剂物质之前的所述第一测量和所述第二测量而被调整。
8.一种用于将滑块和微致动器耦合至磁头悬架的方法，包含：
在微致动器与滑块被连接时，支持悬架；
将所述微致动器保持在相对于所述悬架用于连接的位置；
将粘合剂物质施加到所述悬架的预定位置上用于将所述微致动器定位在所述悬架上；
在所述悬架上对所述微致动器的俯仰静态姿态和滚动静态姿态进行第一测量；
对所述微致动器和所述悬架之间的间隙进行第二测量；
根据所述第一和第二测量来调整所述微致动器的位置；以及
在调整所述微致动器的位置之后固化所述粘合剂物质。
9.如权利要求8所述的用于将滑块和微致动器耦合至磁头悬架的方法，其中，使用激光测量系统进行所述第一测量。
10.如权利要求8所述的用于将滑块和微致动器耦合至磁头悬架的方法，其中，使用摄像系统进行所述第二测量。
11.如权利要求8所述的用于将滑块和微致动器耦合至磁头悬架的方法，还包含使用所述磁头悬架的基板作为测量的参考点。
12.一种定位装置，包含：
俯仰静态姿态和滚动静态姿态监控器，用于在悬架上对微致动器的俯仰静态姿态和滚动静态姿态进行第一测量；
间隙监控器，用于对所述微致动器和所述悬架之间的间隙进行第二测量；以及
可旋转的定位工具，用于使所述微致动器保持在相对于所述悬架用于连接的位置以此根据所述测量来调整所述微致动器的位置。
13.如权利要求12所述的定位装置，其中，所述可旋转的定位工具是具有阶梯状管嘴开口、以此抓紧所述微致动器的真空嘴系统。
14.如权利要求12所述的定位装置，其中，所述可旋转的定位工具沿着垂直于所述磁头悬架的轴可向左和向右调整三十度。
15.如权利要求12所述的定位装置，其中，所述俯仰静态姿态和滚动静态姿态监控器是激光测量系统。
16.如权利要求12所述的定位装置，其中，所述间隙监控器是摄像系统。
17.如权利要求12所述的定位装置，其中，所述悬架的基板被用作测量的参考点。
18.如权利要求12所述的定位装置，其中，所述微致动器通过环氧树脂耦合到所述悬架并且在固化所述环氧树脂之前进行所述第一测量和所述第二测量中至少一个测量。
19.如权利要求12所述的定位装置，其中，所述微致动器的位置根据固化所述环氧树脂之前的所述第一测量和所述第二测量中至少一个测量而被调整。
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