CN100517467C - 用于形成微致动器的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

一种具有定型模制部分的固定装置可将第一微致动器部分和第二微致动器部分保持在适当的位置，以便在保持第一微致动器部分的结构的同时进行耦接。所述第一微致动器部分和第二微致动器部分可以是框架或压电材料条。一嵌入在固定装置中的吸嘴系统可将第一微致动器部分保持在适当的位置。一移动吸嘴系统可将第二微致动器部分保持在适当的位置并相对于所述第一微致动器部分定位所述第二微致动器部分。一相机系统可监视所述处理。一分配器可将环氧树脂施加在所述第一和第二微致动器部分之间。一紫外线源可提供用于固化的紫外线辐射。

Description

用于形成微致动器的方法和系统
技术领域
本发明涉及磁硬盘驱动器。更加具体地说，本发明涉及装配微致动器的方法。
背景技术
在今天的技术中，利用不同的方法来改进硬盘驱动器的记录密度。图1给出了一典型盘驱动器的示意图。该典型的盘驱动器具有一头万向架组件(HGA)，其被配置用于从一磁硬盘101进行读取和对其进行写入。所述HGA和磁硬盘101安装在主板103的基底102上。盘101借助主轴马达104而相对于基底102旋转。HGA典型地包括一致动器臂105和一负载梁106。HGA支撑一磁性读/写滑块107并且将其定位在磁硬盘101的上面。所述HGA借助音圈马达109沿轴承组件108的轴相对于基底102旋转。一中继挠性印刷电路110将电路板单元111连接至磁读/写滑块107。
图2a-d表示压电微致动器的两个实施例。图2a表示具有U形陶瓷框架结构201的微致动器。所述框架201可以是由氧化锆构成。框架201可以具有与基底203相对的两个臂202。可通过在与基底203相对的末端处的两个臂202保持滑块204。可将一条压电材料205附接至每个臂202。图2b表示微致动器附接在致动器悬架206上的情况。所述微致动器可耦接到悬架舌片207上。沿悬架206耦接的迹线206对所述压电材料条205施加电压。这些电压可使压电条205收缩和膨胀，从而移动滑块204的位置。
图2c表示微致动器的一种替换方式。在该实施例中，金属框架209具有一个基底210，其带有两个垂直于基底210平面的臂。滑块支撑212可将滑块保持在两个臂211之间。一个压电材料条213与每个臂211相耦接。然后就可以与所述陶瓷微致动器相同的方式将所述微致动器附接至磁头悬架206上，如图2d所示。
在图3a-d中给出了制造金属框架209的方法的一个实施例。框架209可以是不锈钢，例如SUS304。如图3a所示，可通过机床或激光使用垂直成形来形成金属框架209的两个臂211。可在滑块支撑212上形成一个孔301以便于滑块204安装。可缩窄支撑连接302和基底连接303以改进谐振。两个压电材料条213每个都可以具有至少一个附接的接触垫304，其使得压电条213能够电耦接至一控制电路。如图3b所示，可将压电条213耦接至金属框架209的臂211。如图3c所示，可将滑块204耦接到滑块支撑212上。可使用环氧树脂或某些其它种类的粘结剂来耦接滑块204。可使用滑块支撑212中的孔301来固化环氧树脂。如图3d所示，然后就可将微致动器附接至悬架舌片207。
图4a-b表示粘结剂厚度对行程和谐振的影响的一对图表。图4a将微米级的行程与毫米级的粘结剂厚度相比较。在该例子中，行程和由微致动器引起的滑块的偏转量有关。图4b将以千赫兹为单位的微致动器的谐振频率与毫米级的粘结剂厚度进行比较。由于微致动器的小尺寸和压电材料的易碎特性，应力破裂和变形仍是问题。
发明内容
根据本发明，提供一种形成微致动器的方法，包括：
将第一微致动器部分放在固定装置的模制部分中；
将第二微致动器部分耦接到所述第一微致动器部分；和
使用所述固定装置来在耦接第二微致动器部分的同时保持所述第一微致动器部分的结构；
使用吸嘴系统来保持所述第一微致动器部分和所述第二微致动器部分的位置。
根据本发明，提供一种固定装置，包括：
用于保持将与第二微致动器部分相耦接的第一微致动器部分并且被成形为保持所述第一微致动器部分和第二微致动器部分的结构的模制部分，
吸嘴系统，用于保持所述第一微致动器部分和所述第二微致动器部分的位置。
根据本发明，提供一种用于形成微致动器的系统，包括：
用于保持将与第二微致动器部分耦接的第一微致动器部分的嵌入吸嘴系统；
相对于所述第一微致动器部分定位所述第二微致动器部分用于耦接的第一移动吸嘴系统；和
定型为用于保持所述第一微致动器部分的结构的模制部分。
附图说明
图1给出了一典型盘驱动器的示意图；
图2a-d表示一压电微致动器的两个实施例；
图3a-d表示制造金属框架的方法的一个实施例；
图4a-b表示粘结剂厚度关于行程和谐振的影响的一对图表；
图5a-e表示将压电材料条附接至金属框架的方法的一个实施例；
图6表示使用固定装置的方法的一个实施例的流程图；
图7a-e表示将压电材料条附接至多个金属框架的方法的一可替换实施例；
图8a-f表示将压电材料条附接至金属框架的方法的一可替换实施例；
图9a-e表示将压电材料条附接至金属框架的方法的一可替换实施例。
具体实施方式
带有成型模制部分的固定装置可将第一微致动器部分和第二微致动器部分保持在适当的位置上，以在保持第一微致动器部分的结构的同时进行耦接。所述第一微致动器部分和第二微致动器部分可以是框架或压电材料条。嵌入在固定装置中的吸嘴系统可将第一微致动器部分保持在适当的位置。一移动吸嘴系统可将第二微致动器保持在适当的位置并相对于第一微致动器部分定位第二微致动器部分。一相机系统可对所述过程进行监视。一分配器可将环氧树脂施加到所述第一和第二微致动器部分之间。一紫外线源可提供用于固化的紫外线辐射。
图5a-e表示将压电材料条213附接至金属框架209的方法的一个实施例。如图5a所示，可将金属框架209放置在固定装置501上以在添加压电材料条213的同时保持金属框架209的结构。固定装置501可具有与金属框架209的外部相匹配的定型凹槽502。或者，固定装置501可具有与金属框架209的内部相匹配的定型突起。嵌入在固定装置501内部的吸嘴503可将金属框架209保持在固定装置501上的适当位置。可将基底210放置在吸嘴503上。如图5b所示，移动吸嘴504可将压电材料条213保持在高处。移动吸嘴504可在所有三维方向上移动并可沿嘴504的轴旋转。可使用相机系统505来监视压电材料条213的放置。一分配器将粘结剂置于金属框架209上。在一个实施例中，粘结剂是环氧树脂。如图5c所示，移动吸嘴504可抵靠着金属框架209放置压电材料条213。一紫外线源506可用于固化压电材料条213和金属框架209之间的环氧结合剂。在经过3-9秒的时间延迟之后，关闭紫外线源506并移走移动吸嘴504。在一可替换实施例中，移走移动吸嘴504并关闭紫外线源506。在图5d中所示的可替换实施例中，固定装置501可保持多个金属框架209的结构。移动吸嘴504可抵靠着第一金属框架209的臂211放置压电材料条213。如图5e所示，然后紫外线源506可在移动至下一个金属框架209之前固化所述环氧结合剂。
图6的流程图中示出了使用图5d-e的固定装置的方法的一个实施例。在一开始(块605)，可层压框架209(块610)。然后将框架209放置在固定装置501上(块615)。移动吸嘴504可拾起压电材料条213(块620)。可确认压电材料条213的位置并且然后根据需要进行调节(块625)。可将环氧树脂添加到框架209上(块630)。可将压电材料条213附接至框架209(决635)。通过紫外线辐射固化所述环氧树脂(决640)。一相机系统505确认在固定装置501上是否有另外的框架209(块645)。如果在固定装置501上没有另外的框架209，则调换固定装置501(块650)。否则，对下一个框架继续进行操作(块610)。
图7a-e表示将压电材料条213附接至多个金属框架209的方法的一可替换实施例。如图7a所示，第一金属框架209被放置在第一固定装置701上且第二金属框架209被放置在第二固定装置702上，以便在添加压电材料条213的同时保持金属框架209的结构。所述第一固定装置701和第二固定装置702可具有与金属框架209的外部相匹配的成型凹槽703。按照另外一种可选方案，所述第一固定装置701和第二固定装置702可具有与金属框架209的内部相匹配的成型突起。嵌入在第一固定装置701内的第一吸嘴704可将金属框架209保持在第一固定装置701上的适当位置，嵌入在第二固定装置702中的第二吸嘴705可将金属框架209保持在第二固定装置702上的适当位置。如图7b所示，移动双吸嘴706可将两个压电材料条213保持在高处。移动双吸嘴706可在所有三维方向上移动。可使用相机系统505来监视压电材料条213的放置。一分配器将粘结剂置于在金属框架209上。在一个实施例中，粘结剂是环氧树脂。如图7c所示，移动双吸嘴706可抵靠着金属框架209放置压电材料条213。第一紫外线源707和第二紫外线源708可用于固化压电材料条213和金属框架209之间的环氧结合剂。在经过3-9秒的时间延迟之后，移走吸嘴706并关闭第一紫外线源707和第二紫外线源708。在图7d中所示的可替换实施例中，第一固定装置701和第二固定装置702每个都可保持多个金属框架209的结构。移动双吸嘴706可将压电材料条213靠着第一和第二金属框架209的臂211放置。如图7e所示，然后第一紫外线源707和第二紫外线源708可在移动至下两个金属框架209之前固化所述环氧结合剂。
图8a-f表示将压电材料条213附接至金属框架209的方法的一可替换实施例。如图8a所示，可将两个压电材料条213放置在固定装置801上。固定装置801可具有与金属框架209的外部和两个压电材料条213相匹配的成型凹槽802。嵌入在固定装置501内的吸嘴系统803可将两个压电材料条213保持在固定装置801上的适当位置。如图8b所示，移动吸嘴804可将一个框架209保持在高处，使得臂朝下定位。移动吸嘴804可在所有三维方向上运动并且可沿嘴804的轴旋转。可使用相机系统805来监视框架209的放置。如图8c所示，第一分配器806和第二分配器807可将粘结剂置于金属框架209上。在一个实施例中，粘结剂是环氧树脂。如图8d所示，移动吸嘴804可来回移动以将环氧树脂均匀地扩展在框架209上。如图8e所示，移动吸嘴804可抵靠着压电材料条213放置金属框架209。如图8f所示，第一紫外线源808和第二紫外线源809可用于固化压电材料条213和金属框架209之间的环氧结合剂。在经过3-9秒的时间延迟之后，可在关闭第一紫外线源808和第二紫外线源809之后移走移动吸嘴804。在一可替换实施例中，可在关闭第一紫外线源808和第二紫外线源809之前移走移动吸嘴804。
图9a-e表示将压电材料条213附接至金属框架209的方法的一可替换实施例。如图9a所示，可将两个压电材料条213放置在固定装置801上。固定装置801可具有与金属框架209的外部和两个压电材料条213相匹配的成型凹槽802。嵌入在固定装置501内的吸嘴系统803可将两个压电材料条213保持在固定装置801上的适当位置。移动吸嘴804可将一个框架209保持在高处，使得臂朝上定位。移动吸嘴804可在所有三维方向上移动并且可沿嘴804的轴旋转。可使用相机系统805来监视框架209的放置。如图9b所示，第一分配器806和第二分配器807可将粘结剂置于金属框架209上。在一个实施例中，粘结剂是环氧树脂。如图9c所示，移动吸嘴804可来回移动以将环氧树脂均匀地扩展在框架209上。如图9d所示，移动吸嘴804可抵靠着压电材料条213放置金属框架209。如图9e所示，第一紫外线源808和第二紫外线源809可用于固化压电材料条213和金属框架209之间的环氧结合剂。在经过3-9秒的时间延迟之后，可在关闭第一紫外线源808和第二紫外线源809之后移走移动吸嘴804。在一可替换实施例中，可在关闭第一紫外线源808和第二紫外线源809之前移走移动吸嘴804。
虽然此处已经特别描述和说明了若干个实施例，但应该意识到在不脱离本发明的精神和预期范围的情况下，通过上面的教导并且在后附权利要求的范围内，可对本发明做出各种修改和变形。

Claims (49)

1.一种形成微致动器的方法，包括：
将第一微致动器部分放在固定装置的模制部分中；
将第二微致动器部分耦接到所述第一微致动器部分；和
使用所述固定装置来在耦接第二微致动器部分的同时保持所述第一微致动器部分的结构；
使用吸嘴系统来保持所述第一微致动器部分和所述第二微致动器部分的位置。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括使用嵌入的吸嘴系统将所述第一微致动器部分保持在适当的位置。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括使用一第一移动吸嘴系统相对于所述第一微致动器部分定位所述第二微致动器部分以进行耦接。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一微致动器部分是微致动器框架。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述微致动器框架由金属制成。
6.根据权利要求4所述的方法，所述模制部分是与第一微致动器框架的内部相匹配的定型突起。
7.根据权利要求4所述的方法，进一步包括使用一第一移动吸嘴系统相对于所述第一微致动器部分定位所述第二微致动器部分以进行耦接，其中所述第二微致动器部分是第一压电材料条。
8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括使用一第二移动吸嘴系统相对于所述第一微致动器部分定位另一第二微致动器部分以进行耦接，其中所述另一第二微致动器是第二压电材料条。
9.根据权利要求4所述的方法，进一步包括使用具有双吸嘴的移动吸嘴系统定位所述第二微致动器，其中第二微致动器包括第一压电材料条和第二压电材料条。
10.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将第二微致动器部分耦接到第三微致动器部分，其中所述模制部分具有与第一微致动器部分的外部、第二微致动器部分和第三微致动器部分相匹配的定型凹槽。
11.根据权利要求10所述的方法，所述第一微致动器部分是第一压电材料条，而第三微致动器部分是第二压电材料条。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述第二微致动器部分是微致动器框架。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述微致动器框架由金属制成。
14.根据权利要求1所述的方法，进一步包括使用多个模制部分同时保持多个框架的结构。
15.根据权利要求1所述的方法，进一步包括使用一相机系统来观察所述固定装置。
16.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在所述第一微致动器部分和所述第二微致动器部分之间施加粘结剂。
17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括通过紫外线辐射固化所述粘结剂。
18.一种固定装置，包括：
用于保持将与第二微致动器部分相耦接的第一微致动器部分并且被成形为保持所述第一微致动器部分和第二微致动器部分的结构的模制部分，
吸嘴系统，用于保持所述第一微致动器部分和所述第二微致动器部分的位置。
19.根据权利要求18所述的固定装置，进一步包括将所述第一微致动器部分保持在适当的位置的嵌入吸嘴系统。
20.根据权利要求18所述的固定装置，其中一第一移动吸嘴系统相对于所述第一微致动器部分定位所述第二微致动器部分以进行耦接。
21.根据权利要求18所述的固定装置，其中所述第一微致动器部分是微致动器框架。
22.根据权利要求21所述的固定装置，其中所述微致动器框架由金属制成。
23.根据权利要求21所述的固定装置，所述模制部分是与第一微致动器框架的内部相匹配的定型突起。
24.根据权利要求21所述的固定装置，其中一第一移动吸嘴系统相对于所述第一微致动器部分定位所述第二微致动器部分以进行耦接，所述第二微致动器部分是第一压电材料条。
25.根据权利要求24所述的固定装置，其中包括一第二移动吸嘴系统相对于所述第一微致动器部分定位另一第二微致动器部分以进行耦接，所述另一第二微致动器是第二压电材料条。
26.根据权利要求24所述的固定装置，其中一具有双吸嘴的移动吸嘴系统用于定位所述第二微致动器，第二微致动器包括第一压电材料条和第二压电材料条。
27.根据权利要求18所述的固定装置，所述模制部分进一步保持将与第二微致动器部分相耦接的第三微致动器部分的结构，其中所述模制部分是与第一微致动器部分的外部、第二微致动器部分和第三微致动器部分相匹配的定型凹槽。
28.根据权利要求27所述的固定装置，其中所述第一微致动器部分是第一压电材料条，而第三微致动器部分是第二压电材料条。
29.根据权利要求27所述的固定装置，其中所述第二微致动器部分是微致动器框架。
30.根据权利要求29所述的固定装置，其中所述微致动器框架由金属制成。
31.根据权利要求18所述的固定装置，进一步包括能够同时保持多个框架的结构的多个模制部分。
32.根据权利要求18所述的固定装置，其中一相机系统观察所述固定装置。
33.根据权利要求18所述的固定装置，其中一粘结剂涂敷器将粘结剂施加在所述第一微致动器部分和所述第二微致动器部分之间。
34.根据权利要求33所述的固定装置，其中通过紫外线辐射固化所述粘结剂。
35.一种用于形成微致动器的系统，包括：
用于保持将与第二微致动器部分耦接的第一微致动器部分的嵌入吸嘴系统；
相对于所述第一微致动器部分定位所述第二微致动器部分用于耦接的第一移动吸嘴系统；和
具有定型为用于保持所述第一微致动器部分的结构的模制部分的固定装置。
36.根据权利要求35所述的系统，其中所述模制部分是与所述第一微致动器部分的内部相匹配的定型突起。
37.根据权利要求35所述的系统，其中所述第一微致动器部分是微致动器框架。
38.根据权利要求37所述的系统，其中所述微致动器框架由金属制成。
39.根据权利要求37所述的系统，其中所述第二微致动器部分是第一压电材料条。
40.根据权利要求39所述的系统，进一步包括用于定位第二压电材料条的第二移动吸嘴系统。
41.根据权利要求39所述的系统，其中所述第一移动吸嘴系统保持一第二压电材料条。
42.根据权利要求35所述的系统，进一步包括将第二微致动器部分耦接到第三微致动器部分，其中所述模制部分是与第一微致动器部分的外部、第二微致动器部分和第三微致动器部分相匹配的定型凹槽。
43.根据权利要求42所述的系统，其中所述第一微致动器部分是第一压电材料条，而第三微致动器部分是第二压电材料条。
44.根据权利要求43所述的系统，其中所述第二微致动器部分是微致动器框架。
45.根据权利要求44所述的系统，其中所述微致动器框架由金属制成。
46.根据权利要求35所述的系统，进一步包括能够同时保持多个框架的结构的多个模制部分。
47.根据权利要求35所述的系统，其中一相机系统观察所述固定装置。
48.根据权利要求35所述的系统，进一步包括将粘结剂施加在所述第一微致动器部分和所述第二微致动器部分之间的粘结剂涂敷器。
49.根据权利要求48所述的系统，其中通过紫外线辐射固化所述粘结剂。
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