CN101794580B - 磁盘装置 - Google Patents
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Abstract
把半导体激光器安装在与记录线圈一起摆动运动的臂部上，在夹着树脂材料等而导致从半导体激光器到臂的热阻大时、或者安装了高输出的激光器时，半导体激光器的温度上升增大、振荡波长等的稳定性降低，长期的可靠性降低。在本发明的磁盘装置中，用可挠性热传导部件连接安装了半导体激光器的臂与支承盘旋转用马达的基座之间。另外，把可挠性热传导部件的曲率中心配置在靠近信号配线用柔性基板的弯曲曲率中心附近的一侧，该可挠性热传导部件的弯曲方向与作用在臂上而使之旋转的力抵消。
Description
技术领域
本发明涉及磁盘装置。
背景技术
热辅助式磁记录对磁盘上的直径约数十nm左右的记录比特区域赋予200℃以上的热和磁场，并且，作为新一代的高密度记录方式，正在各地被开发。
目前，作为使磁盘的微小记录比特区域瞬间地成为高温的手段，正广泛研究利用近场光。为了产生近场光，必须把光导入配置在磁头的记录磁性附近的近场光变换元件。作为其光源，采用半导体激光器。
但是，半导体激光器是可用单一波长输出集中的光的光源，并因自身发热而成为热源，存在着因温度上升而引起振荡输出降低的问题。因此，热辅助式磁盘装置中的半导体激光器的冷却是重要的课题。
另一方面，作为热辅助式的安装结构，专利文献1公开了如下技术：内部装有半导体激光器，为了对盘面加热，从滑块附近的光射出部到通过基板安装在基座上的半导体激光器之间，用波导路进行光路的连接。
另外，专利文献2公开了把半导体激光器安装在滑块的记录线圈附近的结构。
另外，专利文献3公开了如下结构，把半导体激光安装在支承滑块的臂上，该滑块相对于盘作摆动运动并内置着记录线圈。
专利文献1：美国专利第6360035号公报
专利文献2：日本特开2008-59695号公报
专利文献3：日本特开2008-130106号公报
发明内容
上述专利文献1公开了在框体内部搭载有半导体激光器、将光记录方式和磁记录方式复合而成的热辅助式磁盘装置的技术。但是，在该发明中，没有考虑到发热的半导体激光器的冷却。另外，从基座上的半导体激光器到臂前端的滑块附近的射出部附近，为了导引光，必须配置损失小的柔软波导路。但是，单一波长用的损失小的波导路，其可弯曲的曲率半径比较大。因此，用目前的产品尺寸，很难将波导路设置在安装密度高的磁盘装置内部。
另外，专利文献2记载的技术是把半导体激光器安装在包含记录线圈的磁头附近的结构。在该结构中，从振荡源到射出部的距离短，光传送的损失也最小。但是，摆动运动的滑块部的重量由于半导体激光器、安装基板等而比滑块单体有所增加。因此，定位记录线圈的音圈马达的负担也增加，妨碍高速定位。另外，当冲击施加到磁盘装置上时，定位时的外干扰增加，严重时，不能保持微小的上浮量，容易产生滑块与磁盘接触(碰撞)的问题。
在专利文献3记载的技术中，把半导体激光器安装在臂部的枢轴附近的侧面部分，把臂部作为散热面使用。在该结构中，热辅助式半导体激光器的安装位置，与其它部位相比，问题比较少，是有效的部位。但是，在该结构中，为了形成配线层，把作为绝缘材料的聚酰亚胺等树脂制材料夹在臂与半导体激光之间时，由于树脂制绝缘材料的热阻大，所以，得不到所需的冷却性能，存在着半导体激光器的温度上升增大的问题。
另外，半导体激光器位于随着盘旋转的空气流的臂的尾流侧位置时，高速的空气流不撞到半导体激光器，向空气流的散热也比较难。另外，在为了弥补各处的光损失而提高半导体激光器的输出时，产生的热将臂的半导体激光器接触部附近的温度提高，在臂上产生大的温度分布。该温度分布引起热变形，使得记录时的定位精度降低。
本发明的目的是提供热辅助式磁盘装置，其高效地将发光时的半导体激光器冷却到预定温度以下，可稳定地发光，具有长期的可靠性。
为了实施上述目的，本发明的磁盘装置备有设在与盘表面相向的位置的滑块、弹性地支承该滑块的悬吊件、以枢轴为中心摆动运动的臂、支承使上述盘旋转的马达的基座、固定在上述臂上且在内部内置着半导体激光器的半导体激光组件、对上述盘表面照射光的光照射部、进行该光照射部与上述半导体激光组件之间的光路连接的波导路，上述半导体激光组件与上述基座的一部分之间，由具有预定曲率的可挠性热传导部件连接。
上述目的也可以如下达成，把固定在上述臂上的电路基板和固定在上述基座上的电路基板连接起来的柔性基板的曲率、以及上述可挠性热传导部件的曲率，两曲率的中心位于上述枢轴附近。
上述目的也可以如下达成，借助上述可挠性热传导部件的预定曲率、上述臂以上述枢轴为中心旋转的方向，成为与上述柔性基板使上述臂旋转的力相反的方向。
上述目的也可以如下达成，上述可挠性热传导部件是用聚酰亚胺薄膜等的电绝缘材料夹住铜系金属薄板而构成的。
上述目的也可以如下达成，上述可挠性热传导部件是用树脂制的材料叠置而成的石墨片。
上述目的也可以如下达成，在上述基座上设有孔部，设有与该孔部嵌合的部件。
上述目的也可以如下达成，把上述记录线圈用电路基板固定在上述臂上，上述半导体激光组件设在比上述电路基板更靠近臂的一侧。
上述目的也可以如下达成，固定在上述臂上的半导体激光器安装比上述枢轴附近更靠近悬吊件的一侧。
上述目的也可以如下达成，可挠性热传导部件是将相同形状的至少两片部件重叠而构成的。
上述目的也可以如下达成，在上述可挠性热传导部件上，设有在面的垂直方向贯通的孔。
上述目的也可以如下达成，在上述可挠性热传导部件的芯材的一端粘接基座的一部分，在另一端粘接半导体激光组件。
上述目的也可以如下达成，用被一分为二的基座热传导部件夹入上述可挠性热传导部件，并用螺旋夹固定。
上述目的也可以如下达成，上述可挠性热传导部件的芯材的面方向的热传导率是200W/mK以上。
根据本发明，提供如下的热辅助式磁盘装置，可将发光时的半导体激光器高效地冷却到预定温度以下，可稳定地发光，长期可靠性优良。
附图说明
图1是本发明第1实施例的磁盘装置的分解图。
图2是图1的A-A剖面图，说明热辅助记录方式的主要部。
图3是本发明中的可挠性部件的图。
图4是将本发明的可挠性部件组装到臂上的外观图。
图5是将本发明第2实施例的可挠性部件组装到臂上的外观图。
图6是本发明第3实施例的磁盘装置的分解图。
图7是本发明第4实施例的磁盘装置的分解图。
图8是本发明第5实施例的磁盘装置的分解图。
图9是本发明第6实施例的可挠性部件的图。
图10是本发明第7实施例的可挠性部件的剖面图。
图11是本发明第8实施例的可挠性部件的剖面图。
图12是把本发明第9实施例的半导体激光组件安装到臂上的安装图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的一个实施例。
[实施例1]
图1是表示本发明的光记录方式和磁记录方式的复合型热辅助磁盘装置1的实施例的图。
在图1中，在已往的只是磁记录方式的磁盘装置内部，具有盘2、滑块3、悬吊件4、臂5。盘2涂敷磁性材料、具有记录面。滑块3内置着磁头，借助流体力的作用，以与盘之间有数nm(纳米)左右的微小间隙上浮。悬吊件4机械地将滑块3弹性支承着。臂5以枢轴51为中心，借助音圈马达52的作用而摆动运动，使滑块3移动到盘2上的任意位置。另外，使盘旋转的马达6安装在主要由铝铸造物成形的基座7上。
滑块3的记录线圈的电极与信号用前级放大器等的臂搭载电路基板9之间，由柔性基板10电连接。臂搭载电路基板9和固定在基座7上的电路基板11，由柔软的柔性基板8连接。该柔性基板8是薄片状，具有垂直于图1纸面方向的进深尺寸，是把铜薄板夹入厚度数十μm(微米)的聚酰亚胺树脂薄膜间而构成的。该柔性基板8，为了不妨碍臂5的摆动运动，优选具有配线电阻低并能尽量抑制弯曲引起的反力的性质。
另外，作为热辅助式光记录方式所特有的必需部件，具有半导体组件12。该半导体组件12安装在臂5的靠近枢轴51的部分。在半导体组件12内安装着半导体激光器，该半导体激光器具有与滑块3的个数对应的振荡部。或者，该半导体组件12是搭载着光开关的组件，该光开关用于切换个数比滑块3少的半导体激光器的光路。从半导体组件12到光的照射位置即滑块3之间，设有波导路13。在基座7的预定位置设有基座热传导部件14。半导体组件12与基座热传导部件14之间，由热传导性可挠性部件15连接。
该热传导性可挠性部件15，若是聚酰亚胺薄膜夹着铜薄板的结构，或者是树脂薄膜夹着石墨片的结构，热传导性良好，作为可挠性的材料是优选的。另外，为了有效地把半导体激光组件的热利用热传导传递给基座，铜、石墨片等芯材的面方向的热传导率为200W/mK以上，可以减小热阻地连接。另外，具有与电信号配线用的柔性基板相同程度的弯曲弹性如下所述，可很好地发挥本发明的作用。
下面说明本发明的特征点。柔性基板8具有曲率R1，曲率的中心位于比柔性基板靠近枢轴51中心侧。另外，热传导性可挠性部件15具有曲率R2，曲率的中心位于比可挠性部件靠近枢轴51的内侧。
根据该结构，在柔性基板8，虽然产生使臂5以枢轴51为中心朝一方旋转的力，但是，热传导性可挠性部件15对臂产生相反侧的力，产生了抵消臂的旋转的力。结果，减少音圈马达的工作电力，同时，不降低定位精度。
另外，热传导性可挠性部件15的曲率R2和柔性基板8的曲率R1，虽然其大小因臂5的摆动运动而变化，但是曲率的方向不变。
图2是图1的A-A剖面，表示磁盘装置的主要部。
图2中，安装在不锈钢薄板制的悬吊件4上的滑块3，借助流体力，以数nm程度的微小间隙从盘2上浮。波导路13一直延伸到滑块3的记录线圈31附近，用反射镜130改变90度光路，借助近场光变换元件131变成为近场光，可以把盘2上的数十nm角程度的微小区域加热到200℃左右的高温。
下面，说明本实施例的动作。
图1中，为了读写记录信息，在音圈马达52的作用下，滑块3以枢轴51为中心在盘2上摆动运动。写入时，从半导体组件12内的多个半导体激光器121(图3)中，对预定激光器施加信号，使激光振荡。接着，光被导入与半导体激光器121(图3)光结合的波导路13内。进入了波导路的光，从预定的滑块3，借助设在记录线圈31附近的近场光变换元件131，成为微小的光，加热盘2上的微小区域。借助该加热，记录线圈产生的磁场作用在顽磁力下降了的记录层上，可进行信息的写入。接着，停止激光器振荡时，由于盘2以高速旋转着，所以，加热部分被急速地冷却，温度降低，磁记录内容被保存。
另一方面，向半导体激光器121(图3)通电而产生的热，一部分传递到臂5的枢轴附近的侧面。另外，由于作为本发明特征的热传导性可挠性部件15一直热结合到基座7的基座热传导部件14，所以，可利用热传导使热移动。传导到基座7表面的热，借助铝制的热传导率高的基座7而扩散，另外，借助在磁盘装置内部旋转的盘2的动作，可得到高的热传导率，高效地传递到内部空气。传递到基座7的热，由于扩散到磁盘装置内的大面积，所以温度的上升平缓，并且利用大的面积，热传递到外部。
这时，柔性基板8和热传导性可挠性部件15设在使臂的旋转力相互抵消的方向，所以，不妨碍盘2上的记录线圈31的定位精度。
图3是表示热传导性可挠性部件15的局部剖面图。
图3中，在热传导性可挠性部件15的一方端部，热结合着半导体组件12，该半导体组件12安装着多个半导体激光器121。在另一端连接着基座热传导部件14。在基座热传导部件14的下端设有基座连接突起141，该连接突起141插入基座7的预定的孔部而嵌合。
图4是表示把可挠性热传导部件安装在臂上的状态的立体图。
图4中，对于柔性基板8(图未示)，把热传导性可挠性部件15的曲率R2的中心配置在靠近臂5的枢轴中心51侧，把基座连接突起141插入基座7的孔部142而嵌合。为了降低该插入部位的接触热阻，优选加大接触压力，尽量加大接触面积。
[实施例2]
图5是表示本发明第2实施例的图，是与图4相当的图。
图5中，与图4的不同点是，没有基座热传导部件14，而是用螺钉等把热传导性可挠性部件15的另一端155直接紧固在基座7上。根据该结构，与图4的结构相比，可以减少零件数目。另外，可以减少连接面数，可减低热阻。
[实施例3]
图6是说明第3实施例的磁盘装置的分解图。
图6中，与图1的实施例的不同点是，柔性基板8和热传导性可挠性部件15，以枢轴51为中心，配置在相反方向。即，把热传导性可挠性部件15配置在靠近臂5侧，把柔性基板8配置在靠近音圈马达52侧。
根据本实施例，由于热传导性可挠性部件15配置在靠近盘2侧，所以，利用在盘的旋转作用下产生的高速空气流，可以加大从热传导性可挠性部件15表面的散热量。
[实施例4]
图7是说明第4实施例的磁盘装置的分解图。
图7中，与图1的实施例的不同点是，半导体激光器121安装在比臂5的可动中心靠近滑块侧的位置。具体地说，在臂5的上面下面，分别安装着一个半导体激光器。根据该结构，即使不将半导体激光器121组件化，也可提高安装的自由度。另外，由于可一个一个地使用半导体激光组件，所以，可提高成品率。另外，图12表示将半导体激光器121安装在臂5上，但是，将半导体激光器121安装在柔性基板10上也可以得到本发明的效果，即使不向臂传导热，也可由热传导性可挠部件15散热。
[实施例5]
图8是说明第5实施例的磁盘装置的分解图。
图8中，与图1的发明的不同点是，热传导性可挠性部件15不是一片，而是由多片叠置而成。根据该结构，不必为了减低热阻而增加一片热传导性可挠性部件15的厚度以确保截面积，通过用多片构成，可减少可挠性部件的刚性并确保所需的热传导的截面积。
[实施例6]
图9是备有第6实施例的可挠性部件的图。
图9中，与图1的实施例的不同点是，在热传导性可挠性部件15上，设置了叠片151。根据该结构，虽然热传导性可挠性部件15的截面积减小了，但是，通过将空气流从热传导性可挠性部件15的外侧导入内侧，可以把热传导性可挠性部件15作为散热面来加以利用。
[实施例7]
图10是备有第7实施例的可挠性部件的横方向剖面图。
图10中，在热传导性可挠性部件15的一方端部，半导体组件12通过热传导粘接层122直接粘贴在热传导性可挠性部件15上。基座热传导部件14通过热传导粘接层122粘贴在另一端的热传导性可挠性部件15上。在另一面，实施树脂系的叠片151。根据该结构，当热传导性可挠性部件15是碳系材料做的时，可以防止因碎片脱落引起的变质、或因碎片落到电子零件的端子等上而引起短路等问题。
[实施例8]
图11是备有第8实施例的可挠性部件的横方向剖面图。
图11中，与图10的不同点是，将基座热传导部件14分割，用螺旋夹把热传导性可挠性部件15夹入。根据该结构，不仅用粘接，而且机械地紧固，从而可减少热阻。
[实施例9]
图12是备有第9实施例的可挠性部件的横方向剖面图。
图12中，将半导体组件12安装在臂5的枢轴51侧面部分，把热传导性可挠性部件15连接在相反侧的面上。另外，把臂搭载电路基板9的基板91安装在上侧。这时，在半导体组件12的基板部与臂侧面部分之间，夹着柔软的热传导片123，可减小接触热阻。另外，在半导体组件12内部，半导体激光器121的软钎焊等连接面的相反侧和组件框体的内壁，用热传导粘接层122等粘接以便热结合。这时，优选采用具有在半导体激光器121上不产生机械应力的特性的粘接剂。
这样，把半导体组件12设置在最靠近臂的一侧，半导体激光器的主散热路径形成在臂侧，可以减少热阻。另外，也可以利用热传导，用热传导性可挠性部件15从半导体激光器121的背面侧散热。另外，由于基板91和热传导性可挠性部件15传连接着，所以，从臂搭载电路基板9的基板91的发热也能够被有效地冷却。
如上所述，本发明的热辅助式磁盘装置，具有臂、基座、半导体激光组件和光照射部。上述臂支承着前端安装了滑块的悬吊件，以枢轴为中心摆动运动。上述基座支承着盘旋转用马达。上述半导体激光组件固定在臂上并与臂一起摆动运动，而且，在内部内置着半导体激光器。上述光照射部向盘表面照射光。用波导路，将光照射部和半导体激光组件之间的光路连接。半导体激光组件与基座的一部分、或者与安装在基座上的部件的一部分之间，用热传导性可挠性部件15连接。
另外，具有把固定在臂上的电路基板和固定在基座上的电路基板连接起来的柔性基板，该柔性基板具有在装置内弯曲的曲率，可挠性热传导部件具有在磁盘装置内弯曲的曲率，二者的曲率中心位于枢轴附近。
另外，在热辅助式磁盘装置中，具有臂、基座、半导体激光组件和光照射部，上述臂支承着前端安装了滑块的悬吊件，以枢轴为中心摆动运动。上述基座支承着盘旋转用马达。上述半导体激光组件固定在臂上并与臂一起摆动运动，而且，在内部内置着半导体激光器。上述光照射部向盘表面照射光。用波导路，将光照射部和半导体激光组件之间的光路连接。半导体激光组件与基座的一部分、或者与安装在基座上的部件之间，用可挠性热传导部件连接，使臂以枢轴为中心旋转的方向与上述柔性基板使臂旋转的力的方向相反。
另外，可挠性热传导部件是用聚酰亚胺薄膜等电绝缘材料材料夹住铜系金属薄板而构成的。另外，可挠性热传导部件是由树脂制的材料叠置而成的石墨片。另外，安装在基座上的部件由与基座上的孔部嵌合的部件构成。另外，具有固定在臂上同时作摆动运动的记录线圈用电路基板，半导体激光组件设在比上述电路基板靠近臂的一侧。
另外，固定在臂上的半导体激光器安装在比枢轴附近靠近悬吊件的一侧。另外，可挠性热传导部件是将相同形状的至少两片部件重叠而构成的。另外，在可挠性热传导部件上设有在面的垂直方向贯通的孔。另外，在可挠性热传导部件的芯材的一端粘接着基座的一部分、或者粘接着安装在基座上的部件，在另一端粘接着半导体激光组件。
另外，在可挠性热传导性部件的芯材的一端，用基座的一部分或安装在基座上的部件夹入固定。另外，可挠性热传导性部件的芯材的面方向的热传导率是200W/mK以上。
Claims (11)
1.一种磁盘装置，备有设在与盘表面相向的位置的滑块、弹性地支承该滑块的悬吊件、以枢轴为中心摆动运动的臂、支承使上述盘旋转的马达的基座、固定在上述臂上且在内部内置着半导体激光器的半导体激光组件、对上述盘表面照射光的光照射部、进行该光照射部与上述半导体激光组件之间的光路连接的波导路，其特征在于，具有：
可挠性热传导部件，所述可挠性热传导部件将上述半导体激光组件与上述基座的一部分之间连接起来，并且，所述可挠性热传导部件具有第一曲率，
柔性基板，所述柔性基板把固定在上述臂上的电路基板和固定在上述基座上的电路基板连接起来，并且，所述柔性基板具有第二曲率，
上述第一曲率的中心位于比上述可挠性热传导部件靠近上述枢轴的内侧，上述第二曲率的中心位于比上述柔性基板靠近上述枢轴中心侧，
借助上述可挠性热传导部件的第一曲率、上述臂以上述枢轴为中心旋转的方向，成为与上述柔性基板使上述臂旋转的力相反的方向。
2.如权利要求1所述的磁盘装置，其特征在于，上述可挠性热传导部件是用聚酰亚胺薄膜的电绝缘材料夹住铜系金属薄板而构成的。
3.如权利要求1所述的磁盘装置，其特征在于，上述可挠性热传导部件是利用树脂制的材料将石墨叠置而成的片。
4.如权利要求1所述的磁盘装置，其特征在于，在上述基座上设有孔部，在与上述可挠性热传导部件连接的基座热传导部件的下端设有与该孔部嵌合的基座连接突起。
5.如权利要求1所述的磁盘装置，其特征在于，把记录线圈用电路基板固定在上述臂上，上述半导体激光组件设在比上述电路基板更靠近臂的一侧。
6.如权利要求1所述的磁盘装置，其特征在于，固定在上述臂上的半导体激光器安装在比上述枢轴附近更靠近悬吊件的一侧。
7.如权利要求1所述的磁盘装置，其特征在于，可挠性热传导部件是将相同形状的至少两片部件重叠而构成的。
8.如权利要求1所述的磁盘装置，其特征在于，在上述可挠性热传导部件上，设有在面的垂直方向贯通的孔。
9.如权利要求1所述的磁盘装置，其特征在于，在上述可挠性热传导部件的芯材的一端粘接基座的一部分，在另一端粘接半导体激光组件。
10.如权利要求1所述的磁盘装置，其特征在于，将上述可挠性热传导部件夹入被一分为二的基座热传导部件中，并用螺旋夹固定。
11.如权利要求1所述的磁盘装置，其特征在于，上述可挠性热传导部件的芯材的面方向的热传导率是200W/mK以上。
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