CN102208191B - 电子装置及磁盘驱动器悬架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子装置和磁盘驱动器悬架。作为电组件示例的微致动器元件(32)置于金属性的导电板构件(31)上。导电树脂构件(80)置于导电板构件(31)的载流部分(81)和微致动器元件(32)的导电部分(82)上。厚度为100nm或更薄并包括大量金粒子的薄多孔镀层(90)在覆盖载流部分(81)的导电板构件(31)的表面区域(S1)中形成。导电树脂构件(80)通过薄多孔金镀层(90)固定至导电板构件(31)并电连接至导电板构件(31)。

Description

电子装置及磁盘驱动器悬架

技术领域

本发明涉及诸如磁盘驱动器悬架的电子装置，其包括诸如微致动器的电组件。

背景技术

硬盘驱动器(HDD)用于诸如个人计算机的信息处理装置中。HDD包括可围着心轴旋转的磁盘、可围着枢轴转动的支架等。包括致动臂的支架配置成通过诸如音圈马达的定位马达围着枢轴相对于磁轨横切地转动。

悬架安装在致动臂上。该悬架包括负载梁和重叠于其上的挠性件。构成磁头的滑块安装在形成于挠性件远端附近的万向接头部上。该滑块设置有用于存取数据(即，用于读或写数据)的元件(换能器)。

为了克服磁盘记录密度的增大，磁头需要更精确地相对于各磁盘记录表面定位。为了该目的，已开发诸如在日本专利申请公开号2001-307442(专利文献1)和2002-50140(专利文献2)中所揭示的DSA悬架。一个该DSA悬架组合定位马达(音圈马达)和微致动器。DSA是双阶致动器的缩写。

微致动器元件包括例如锆钛酸铅(PZT)等的压电元件。元件容纳部在构成悬架的一部分的导电板构件中形成。微致动器元件位于元件容纳部中。微致动器元件用于在摇摆方向上(或相对于磁轨横切地)高速移动该悬架的远端侧。

DSA悬架的压电元件为板状。第一电极置于压电元件的厚度方向上的一表面上，且第二电极置于另一表面上。第一电极通过诸如银膏的导电树脂电连接至导电板构件。导电树脂包括导电填料粒子，诸如树脂材料中的银粒子。

导电树脂以未固化的状态施用到导电板构件和微致动器元件之间。施用之后固化该导电树脂。但是在一些情况下，不能单通过施用并固化导电树脂来减小导电树脂和导电板构件之间的电阻。尤其在湿热气氛下进行连续性测试时，导电树脂和导电板构件之间的电阻可能增大，造成导电板构件和电组件(例如，微致动器元件)之间的导电失效。

为了改进导电树脂和导电板构件之间的导电，已作出的一提案是对导电板构件的一部分(在其上置有导电树脂)镀金。镀金(沉积金)不会被氧化，且可对导电树脂实现良好的导电。但因为金是惰性金属，其对导电树脂的粘附性不佳。因此，在镀金区域中导电树脂的剥离强度可能降低。

发明内容

本发明提供电子装置，其中诸如微致动器元件的电组件与导电板构件通过导电树脂相互连接，从而可在电组件和导电板构件之间实现可靠的导电。

根据本发明的电子装置包括：金属性的导电板构件，其包括载流部分；电组件，其包括电连接至导电板构件的载流部分的导电部分；厚度为100nm或更薄并包括大量金粒子的薄多孔镀层，且其在导电板构件的载流部分的至少一表面上形成；以及导电树脂构件，其置于覆盖导电板构件的载流部分和电组件的导电部分的区域中，并电连接导电板构件和电组件。

在包括诸如微致动器元件的电组件的诸如磁盘驱动器悬架的电子装置中，根据该安排，可确保导电板构件和导电树脂构件之间的良好导电，且导电树脂构件可可靠地固定至导电板构件。因此，该电子装置配置成可实现导电板构件和电组件之间的可靠导电。

在本发明的一个方面中，电子装置还包括配置成将导电板构件固定至另一构件的激光焊点，且薄多孔镀层在覆盖导电板构件的载流部分和激光焊点的区域中形成。此外，薄多孔镀层可在导电板构件的整个外表面上形成。替代地，薄多孔镀层可仅在覆盖载流部分的导电板构件的外表面区域上部分地形成。

电子装置的一个示例为包括微致动器的磁盘驱动器悬架。悬架包括固定至磁盘驱动器支架之臂的基座部件，在其上置有磁头滑块的负载梁，以及置于基座部件和负载梁之间的微致动器安装部件。

微致动器安装部件包括：金属性的导电板构件，其包括载流部分；微致动器元件，其置于导电板构件上并包括电连接至载流部分的导电部分；厚度为100nm或更薄并包括大量金粒子的薄多孔电镀层，且其在导电板构件的载流部分的至少一表面上形成；以及导电树脂构件，其置于覆盖导电板构件的载流部分和微致动器元件的导电部分的区域中，并电连接导电板构件和微致动器元件。

将在随后的描述中陈述本发明的附加目的和优势，且本发明的附加目的和优势的一部分将根据描述变得显而易见，或者可通过实践本发明来习得。可通过以下特别指出的手段和组合来实现并获得本发明的目的和优势。

附图说明

所结合的并构成说明书的一部分的附图示出本发明的实施例，且与以上给出的一般描述和以下给出的实施例的具体描述一起，用来解释本发明的原理。

图1是示出磁盘驱动器示例的立体图；

图2是图1所示磁盘驱动器的一部分的截面图；

图3是根据本发明第一实施例的包括微致动器安装部件的悬架的立体图；

图4是图3所示悬架的微致动器安装部件的平面图；

图5是沿着图4的线F5-F5截取的微致动器安装部件的截面图；

图6是示出图3所示悬架的导电板构件上的薄多孔镀层的金粒子的放大图；以及

图7是根据本发明第2实施例的包括微致动器安装部件的悬架的立体图。

具体实施方式

现将参考图1至6描述根据本发明第一实施例的磁盘驱动器悬架。

图1所示磁盘驱动器(HDD)1包括外壳2、心轴3、可围着心轴3旋转的磁盘4、可围着枢轴5转动的支架6、用于致动支架6的定位马达(音圈马达)7等。外壳2由盖子盖住(未示出)。

图2是典型地示出磁盘驱动器1的一部分的截面图。如图2所示，支架6包括臂(支架臂)8。悬架10安装在各臂8的远端部上。构成磁头的滑块11置于悬架10的远端部上。当各磁盘4以高速旋转时，在磁盘4和滑块11之间形成气体轴承。

如果由定位马达7来转动支架6，悬架10相对于磁盘4径向地移动。于是滑块11移动至磁盘4的期望磁轨。诸如磁阻元件(MR元件)的能够在磁信号和电信号之间进行转换的元件置于滑块11的端部上。这些元件用来向磁盘4写入或从磁盘4读出数据。

图3示出作为电子装置的一示例的(DSA)悬架10。该悬架10包括含基板18a的基座部件18、负载梁20、具有导体的挠性件21、微致动器安装部件30等。稍后将具体描述微致动器安装部件30。

负载梁20由基座部件18固定至支架6的其对应臂8(图1和2)。能够在厚度方向上弹性变形的铰链部22在负载梁20的近部(后端部)上形成。在图3和4中，箭头X指示悬架10的纵向(前-后方向)或负载梁20的纵向，且箭头S指示摇摆方向。

挠性件21沿着负载梁20放置。挠性件21通过诸如激光点焊接的固定手段固定至负载梁20。作为万向接头(gimbal)部的舌片21a(图3)在挠性件21的远端附近形成。该滑块11安装在舌21a上。因此，磁头(或滑块11)通过舌21a置于负载梁20的远端部上。负载梁20、挠性件21、滑块11等构成头万向接头组装。

图4是微致动器安装部件30的放大图。安装部件30位于基座部件18和负载梁20之间。安装部件30包括构成悬架10的一部分的导电板构件31，以及作为电组件的一示例的微致动器元件32。微致动器元件32包括诸如PZT的压电元件。

导电板构件31主要由诸如SUS304的奥氏体不锈钢构成。SUS304的化学组分为0.08或更少的碳、1.00或更少的硅、2.00或更少的锰、8.00至10.50的镍、18.00至20.00的铬、以及其余的铁。

在本实施例中，基板18a和导电板构件31彼此独立地形成，且基座部件18通过在厚度方向上重叠基板18a和导电板构件31来形成。凸部18b在基板18a上压制而成。

负载梁20和导电板构件31通过激光焊点W1(在图3和4中部分地示出)相互固定。板状金属基座21b(挠性件21的一部分)和导电板构件31通过激光焊点W2(在图3中部分地示出)相互固定。焊点W1和W2通过由激光焊接设备(未示出)聚焦来形成。

导电板构件31包括静止部分31a和可移动部分31b。静止部分31a固定至基板18a。可移动部分31b在负载梁20的近部(后端部)处固定至铰链部22。导电板构件31形成有元件容纳部40，元件容纳部是充分大到容纳微致动器元件32的凹槽。元件容纳部40定义在导电板构件31的静止部分31a和可移动部分31b之间。微致动器元件32位于元件容纳部40中。

臂部50分别在导电板构件31的相对侧部上形成。在臂部50内部分别定义夹缝55。导电板构件31的可移动部分31b可通过臂部50对于摇摆方向(图3和4中由箭头S指示)上的特定动作相对于静止部分31a移动。

微致动器元件32在图4的平面图中作为矩形示出。粘合剂60置于微致动器元件32的外部周围部上。粘合剂60主要由电绝缘高分子聚合物材料构成。粘合剂60以液态被引入导电板构件31和微致动器元件32之间之后被固化。因为向微致动器元件32施加电位时，其产生的变形被传递到负载梁20，所以负载梁20可在摇摆方向上移动。

如图5所示，在板状微致动器元件32的厚度方向上的一表面(图5中的上表面)上设置第一电极71，且在另一表面(图5中的下表面)上设置第二电极72。这些电极71和72通过溅射或电镀分别在微致动器元件32的相对表面上形成。

第一电极71通过导电树脂构件80电连接至导电板构件31。各导电树脂构件(树脂珠)80置于覆盖导电板构件31的载流部分81和微致动器元件32的导电部分82的区域中。银膏是导电树脂构件80的一示例。

银膏包含树脂材料80a和混合于其中的大量导电填料粒子80b。例如，填料粒子80b可以是银粒子。各未固化的导电树脂构件80被引入至导电板构件31的载流部分81和微致动器元件32的导电部分82。随着树脂材料80a被固化，导电树脂固件80固定至载流部分81和导电部分82。导电树脂构件80可被覆盖层85(图5中由两点链线指示)覆盖。覆盖构件85主要由，例如，光塑性树脂(高分子聚合物材料)构成。覆盖层85完全覆盖导电树脂构件80以保护导电树脂构件80。

如图5所示，微致动器元件32的第二电极72通过接合引线86连接至具有导体的挠性件21的电路部(未示出)。电路部的示例是附连到挠性件21的导体。然而替代地，一些其它适合的导体可用于该目的。

在导电板构件31的整个外表面上形成厚度为100nm或更薄的薄多孔镀层90。薄多孔镀层90还可称作覆层(flash)。在图4中，为方便起见由散布点图案来表示薄多孔镀层90。薄多孔镀层90薄到由与图5中的导电板构件31的轮廓(contour)共用的实线来指示。

图6是基于50,000x电子显微图的薄多孔镀层90的放大图。如图6所示，薄多孔镀层90包括粘附到导电板构件31表面的大量散布的岛状金粒子91。粘附金粒子91的导电板构件31那些表面部分被金粒子覆盖。未粘附金粒子91的导电板构件31的表面部分被暴露。

具有纳米级厚度的极薄多孔镀层90不产生金特有的颜色(柠檬黄)。显而易见，因此，被薄多孔镀层90覆盖的导电板构件31呈现导电板构件31的基础金属(不锈钢)的颜色。

薄多孔镀层90在图4和5所示区域S1中形成。区域S1覆盖激光焊点W1和导电板构件31的载流部分81。具体而言，根据该实施例，薄多孔镀层90在导电板构件31的整个外表面上形成。因此，电镀工序不要求诸如部分电镀所要求的掩模，因此其可更简单。

该薄多孔镀层90可通过部分电镀在覆盖载流部分81的导电板构件31的外表面区域上局部地形成。因为部分电镀要求掩模，从而与整体电镀相比必要步骤的数量增加。但是，与在整个导电板构件31上形成薄多孔镀层90的情形下的整体电镀相比，可减少金的使用。

为了在导电板构件31的表面上形成薄多孔镀层90，首先用蚀刻剂化学地抛光导电板构件31的表面。之后，对导电板构件31的表面用镀金液体进行预定时间(例如，数十秒)的电镀。通过该电镀，岛状金粒子91散布地置于导电板构件31的表面上。例如，厚度为20nm的薄多孔镀层90以该方式形成。金粒子91的大小可根据镀金液体的组成来调节。薄多孔镀层90的厚度优选在2至100nm的范围中。薄多孔镀层90的这些厚度值基于，例如该领域中通常使用的荧光X射线膜厚仪所测值(0.1mm孔径直径下的平均膜厚)。

金是惰性金属。如果在导电板构件31的表面镀金至公称厚度(100nm或更厚)，因此，导电板构件31的整个表面不可避免覆盖着金。在这种情况下，导电树脂构件80不能易于粘附到镀金区域，使得其剥离强度可能不足。但是，如果将导电树脂构件80安排在不镀金的导电板构件31上，导电板构件31和导电树脂构件80之间的导电变得不适合。尤其，在湿热气氛下进行连续性测试时，可能在导电板构件31和微致动器32之间发生导电失效。

在本实施例的微致动器安装部件30中，与此相反，薄多孔镀层90的岛状金粒子91散布地粘附到导电板构件31的表面。因为从以上这些金粒子91施用导电树脂构件80并固化，其对导电板构件31的粘附力可增大。因此，导电树脂构件80对导电板构件31的粘附强度可通过所谓的固着效果来增大。

如果公称厚度的镀金在受到激光点焊的区域中形成，导电板构件31的整个表面覆盖着金，且因此变成基本上反光的表面。因此，向导电板构件31发射的激光束不可避免地被镀金(涂金)反射。在该情况下，激光束不能够容易照射在导电板构件31上，由此发生焊接失败。

根据本实施例，与此相反，导电板构件31的基础金属在不被金粒子91覆盖的导电板构件31的表面部分中微观地暴露。因此，向导电板构件31发射的激光束的反射可减少。换言之，激光束可有效地照射在导电板构件31的焊接点上。因此，即使薄多孔镀层90在导电板构件31的整个外表面上形成，也可形成满意的焊点W1和W2而不发生焊接失败。

在湿热气氛下分别针对本实施例的导电板构件与比较示例1和2的导电板构件进行关于导电树脂构件的连续性测试。本实施例的导电板构件包括薄多孔镀层90(70nm厚)。比较示例1的导电板构件不具有任何镀金。比较示例2的导电板构件部分镀金至1μm或以上的厚度。温度为85℃且相对湿度为85％的气氛作为测试条件，测量500小时后的电阻(Ω)。

本实施例的导电板构件呈现了稳定的导电特性，即，测试前和测试后的平均值分别为0.4和2.2Ω。相反，未镀金的比较示例1的导电板构件呈现了2.2×10⁶Ω的巨大测试后平均以及49.2Ω的高测试前平均。镀金至公称厚度的比较示例2的导电板构件呈现了高导电特性，即，测试前和测试后的平均分别为0.8和1.1Ω。因此，本实施例的导电板构件被证明在导电性能上与部分地镀金至公称厚度的导电板构件(比较示例2)相媲美。

至于导电树脂构件80的接合强度，比较示例1的(共享模式)剥离强度平均为268.2gf(2.628N)。相反，本实施例的导电板构件的剥离强度被证明其平均为277.6gf(2.72N)。本实施例的薄多孔镀层90的厚度为70nm。本实施例的导电板构件被证明在剥离强度上与比较示例1等同。出于这些理由，本实施例的微致动器安装部件30能够可靠地呈现高耐力，即使在湿热气氛中也不发生导电板构件31和微致动器元件32之间的导电失效。

以下为悬架10的操作描述。

如果由定位马达7来转动支架6，悬架10相对于各磁盘4径向地移动。于是磁头的滑块11移动至磁盘4的期望磁轨。

微致动器元件32的第一电极71通过导电树脂构件80和导电板构件31连接至驱动电路的第一端子。第二电极72由接合引线86连接至驱动电路的第二端子。由驱动电路产生的电位通过电极71和72施加至微致动器元件32。

一旦施加电位，微致动器元件32根据电位幅度变形。因此，负载梁20可在摇摆方向(图3和图4中由箭头S指示)上精细地移动。因此，可在摇摆方向上快速并精确地定位滑块11。

图7示出根据第二实施例的具有微致动器安装部件30A的悬架10A。安装部件30A包括一对微致动器元件32a和32b。在还用作基板的导电板构件31A上形成延伸部100。可移动部分31b置于延伸部100的远端上。在导电板构件31A的静止部分31a和可移动部分31b之间，相互平行地安排微致动器元件32a和32b。

在该悬架10A中，凸部18b通过压制也用作基板的导电板构件31A而形成。凸部18b固定至磁盘驱动器1的支架6的相应臂8(图1和图2)。薄多孔金镀层90在导电板构件31A的整个外表面上形成。导电板构件31A的外表面包括区域S2，在该区域S2中安排有导电树脂构件80。如第一实施例的微致动器安装部件30上的镀层，导电板构件31A上的薄多孔金镀层90包括多个金粒子91(图6)。

凸部18b在导电板构件31A上压制而成。在该情况下，在压制形成操作期间，作为单个部分处置导电板构件31A。因此，难以使导电板构件31A受到要求掩模的部分电镀。因此在第二实施例中，薄多孔镀层90在导电板构件31A的整个外表面上形成。如果这样做，导电板构件31A不需要掩模，从而可用简单工序形成薄多孔镀层90。

根据以上所述的第二实施例，薄多孔镀层90在导电板构件31A的整个外表面上形成，即，整体电镀。整体电镀比部分电镀覆盖宽得多的区域。但是，薄多孔镀层90非常薄，其范围为2至10nm。因此，即使导电板构件31A整体电镀金，所使用的金的量不比普通厚度(1μm或以上)的常规部分电镀情形多很多。导电板构件31A被整体电镀的情形下，电镀工序不要求掩模且因此变得比部分电镀的情形简单，从而可以相对低的成本来实现。

在包括微致动器安装部件30A的悬架10A中，微致动器元件32a和32b根据向其施加的电位幅度以相反方向变形。于是，负载梁20可在摇摆方向上移动(图7中由箭头S指示)。随着一个微致动器32a延伸且另一元件32b缩短，负载梁20在摇摆方向上移动。因为其它配置和效果是第一实施例的微致动器安装部件30(图1至5)和第二实施例的微致动器安装部件30A(图7)所共有的，因此共通附图标记用于指示共通部分，且省略那些部分的描述。

结合本文中所描述的各实施例，描述了包括微致动器的磁盘驱动器作为包括电组件的电子装置的示例。但是要理解，执行本发明时，导电板构件、导电树脂构件、薄多孔镀层等以及包括电组件的电子装置的特定形式可按多种方式修改。

本领域普通技术人员将易于作出附加优点和修改。因此，本发明在其较宽方面中不限于本文所示出和描述的特定细节和代表性实施例。相应地，可作出各种修改而不背离由所附权利要求和它们的等效方案来定义的概括性发明概念的精神和范围。

Claims (8)

1.一种电子装置，其特征在于，包括：

金属性导电板构件（31），其包括载流部分（81）；

电组件，其包括电连接至所述导电板构件（31）的所述载流部分（81）的导电部分（82）；

厚度为100nm或更薄并包括大量金粒子（91）的薄多孔镀层（90），其在所述导电板构件（31）的所述载流部分（81）的至少一表面上形成；以及

导电树脂构件（80），其置于覆盖所述导电板构件（31）的所述载流部分（81）和所述电组件的所述导电部分（82）的区域中，并电连接所述导电板构件（31）和所述电组件。

2.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，还包括配置成将所述导电板构件（31）固定至另一构件的激光焊点（W1），其中所述薄多孔镀层（90）在覆盖所述导电板构件（31）的所述载流部分（81）和所述激光焊点（W1）的区域（S1）中形成。

3.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述薄多孔镀层（90）在所述导电板构件（31）的整个外表面上形成。

4.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述薄多孔镀层（90）仅在覆盖所述载流部分（81）的所述导电板构件（31）的外表面区域中部分地形成。

5.一种磁盘驱动器悬架，其特征在于，包括：

基座部件（18），其固定至磁盘驱动器的支架（6）的臂（8）；

负载梁（20），在其上置有磁头；以及

微致动器安装部件（30），其置于所述基座部件（18）和所述负载梁（20）之间，

所述微致动器安装部件（30）包括：

金属性导电板构件（31），所述导电板构件包括载流部分（81），

微致动器元件（32），其置于所述导电板构件（31）上并包括电连接至所述载流部分（81）的导电部分（82），

厚度为100nm或更薄并包括大量金粒子（91）的薄多孔镀层（90），其在所述导电板构件（31）的所述载流部分（81）的至少一表面上形成，以及

导电树脂构件（80），其置于覆盖所述导电板构件（31）的所述载流部分（81）和所述微致动器元件（32）的所述导电部分（82）的区域中，并电连接所述导电板构件（31）和所述微致动器元件（32）。

6.如权利要求5所述的磁盘驱动器悬架，其特征在于，还包括配置成将所述导电板构件（31）固定至所述负载梁（20）的激光焊点（W1），其中所述薄多孔镀层（90）在覆盖所述导电板构件（31）的所述载流部分（81）和所述激光焊点（W1）的区域（S1）中形成。

7.如权利要求5所述的磁盘驱动器悬架，其特征在于，所述薄多孔镀层（90）在所述导电板构件（31）的整个外表面上形成。

8.如权利要求5所述的磁盘驱动器悬架，其特征在于，所述薄多孔镀层（90）仅在覆盖所述载流部分（81）的所述导电板构件（31）的外表面区域中部分地形成。

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