CN104299624A - 磁头悬臂组合、硬盘驱动器、磁头悬臂组合的连接方法 - Google Patents

磁头悬臂组合、硬盘驱动器、磁头悬臂组合的连接方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种磁头悬臂组合，其包括至少一磁头折片组合以及一柔性印刷电路组件。磁头折片组合的挠性件尾部包括与悬臂件上的线路相连的第一连接触点排，以及位于第一连接触点排两旁的第一双阶驱动器触点和第一虚拟触点，第一双阶驱动器触点与双阶驱动器相连接，第一双阶驱动器触点与第一虚拟触点通过跳线相连接。柔性印刷电路组件包括至少一第二连接触点排、至少一第二双阶驱动器触点以及至少一第二虚拟触点，分别与第一连接触点排、第一双阶驱动器触点以及第一虚拟触点对应连接。本发明连接方式简单，从而降低制造成本，同时降低在前置放大器上产生的串扰，进而提高磁头的性能。

Description

磁头悬臂组合、硬盘驱动器、磁头悬臂组合的连接方法
技术领域
本发明涉及信息记录硬盘驱动器，尤其涉及一种磁头悬臂组合（head stackassembly，HSA）、硬盘驱动器，以及在HSA中连接磁头折片组合（head gimbalassembly，HGA）和柔性印刷电路组件（flexible printed circuit assembly，FPCA）的方法。
背景技术
磁盘驱动器为使用磁介质存储数据的信息存储装置。参考图1a，现有典型的磁盘驱动器包括装有磁头11（参考图1b）的HSA10、装在主轴马达13上的磁盘12，以及一个用以收容前述元件的壳体14。该主轴马达13用以驱动磁盘12旋转。
该磁头11在磁盘12表面高速飞驰并从磁盘12的同心数据轨道中读取或写入数据。该磁头11通过音圈15被径向定位，其中该音圈15被植入HSA10的扇尾间隔体16中（例如，通过环氧胶粘接（epoxy potting）或包覆成型（overmolding）方式）。此外，一个音圈马达16（voice coil motor，VCM）用于驱动音圈15。
请参考图1b，一种传统的HSA10包括驱动臂音圈组30（actuator coilassembly，ACA）、通过音圈15插入至ACA30内的扇尾间隔体16、与ACA30连接的至少一个HGA20以及用于控制HGA20的FPCA40。该ACA30具有至少一个顶面31，用于安装及支撑HGA20，还包括一个侧面32，用于安装FPCA40。
如图1b所示，该FPCA40包括用于与一前置放大器（图未示）连接的印刷电路板组件（printed circuit board assembly，PCBA）42a以及与PCBA42a相连的柔性印刷线路（flexible printed circuitry，FPC）42b。而且，该FPC42b与HGA20电性连接，并安装在ACA30的侧面32上。
具体地，如图1c所示，该HGA20包括悬臂件210以及由该悬臂件210支撑的磁头11。具体地，该悬臂件210包括负载杆216、基板218、枢接件217及挠性件215，上述元件均装配在一起。该挠性件215从枢接件217延伸至负载杆216，其包括与FPC42b连接的一挠性件尾部215a。传统地，为进一步更精确驱动悬臂件10上磁头11的读写操作，通常会在枢接件217上设置至少一个（例如两个）双阶驱动器（dual stage actuator，DSA）22，该DSA22与挠性件215相连。具体地，如悬臂件210上的导线224，该DSA22同样需与FPCA40相连接从而受控。该两个DSA22汇合在挠性件尾部215a上的一个DSA触点221上，继而该DSA触点221则与FPCA40上对应的触点相连。此外，在挠性件尾部215a上还形成多个连接触点223，用以与FPC42b通过导线224相连。
传统地，HGA20和FPCA40之间的连接方式有两种，其中一种是如图2a所示的平面连接，另一种是如图2b所示的垂直连接。具体地，当在HSA中进行平面连接时，挠性件尾部215a的平面与FPC42b’的所在平面面对面地平行放置，继而挠性件尾部215a上的全部触点（如图2c所示）和FPC42b’上的触点对应连接。当HSA组装有多个悬臂件时，每个DSA触点222可与FPC42b’上对应的DSA触点轻易实现连接，而在FPC42b’上的所有的DSA触点也能轻易地与其他结构相连。当在HSA中进行垂直连接时，则需在FPC42b上开设一开槽23。然而，由于FPC42b上开设有开槽23，因此，若DSA触点仍以图2a所示的方式设置，则，将多个悬臂件上的多个DSA连接到FPC42b上的DSA触点222显得十分困难。因此，传统的HAS上的导线为不造成交叉或重叠而要设置得十分复杂，这将在前置放大器上产生很大的串扰，进而影响磁盘驱动器的性能。显然，现有技术无法满足当前的工业需求。
因此，亟待一种改进的具有DSA的磁头悬臂组合、硬盘驱动器，以及在HSA中连接HGA和FPCA的方法，以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种磁头悬臂组合，其内的磁头折片组合和柔性印刷电路组件的连接方式简单，从而降低制造成本，同时降低在前置放大器上产生的串扰。
本发明的另一目的在于提供一种在磁头悬臂组合中连接磁头折片组合和柔性印刷电路组件的方法，其连接方式简单，从而降低制造成本，同时降低在前置放大器上产生的串扰，进而提高磁头的性能。
本发明的再一目的在于提供一种具有磁头悬臂组合的硬盘驱动器，其内的磁头折片组合和柔性印刷电路组件的连接方式简单，从而降低制造成本，同时降低在前置放大器上产生的串扰，最终提高硬盘驱动器的性能。
为实现上述目的，本发明提供了一种磁头悬臂组合,包括至少一磁头折片组合以及用于控制所述磁头折片组合的柔性印刷电路组件，所述磁头折片组合包括悬臂件以及安装于其上的磁头，所述悬臂件包括用以驱动所述磁头的至少一双阶驱动器以及与所述柔性印刷电路组件垂直连接的挠性件尾部。其中，所述挠性件尾部包括与所述悬臂件上的线路相连的第一连接触点排，以及位于所述第一连接触点排两旁的第一双阶驱动器触点和第一虚拟触点，所述第一双阶驱动器触点与所述双阶驱动器相连接，所述第一双阶驱动器触点与所述第一虚拟触点通过跳线相连接。所述柔性印刷电路组件包括至少一第二连接触点排、至少一第二双阶驱动器触点以及至少一第二虚拟触点，分别与所述第一连接触点排、所述第一双阶驱动器触点以及所述第一虚拟触点对应连接。
作为一个优选实施例，所述柔性印刷电路组件上至少形成一开槽；所述柔性印刷电路组件上设有四排所述第二连接触点排、四个所述第二虚拟触点以及四个所述第二双阶驱动器触点；位于所述开槽的相同一侧的两个所述第二虚拟触点互相连接，位于所述开槽的不同一侧的两个所述第二双阶驱动器触点互相连接。
较佳地，包括四个所述磁头折片组合。
作为另一个优选实施例，所述悬臂件包括负载杆、基板、枢接件以及具有所述挠性件尾部的挠性件，所述悬臂件包括安装于所述枢接件上并与所述挠性件相连的两个所述双阶驱动器，且两个所述双阶驱动器与所述第一双阶驱动器触点相连。
较佳地，所述第一虚拟触点和所述第二虚拟触点由导电材料制成。
较佳地，所述第一双阶驱动器触点、所述第一连接触点排以及所述第一虚拟触点呈直线依次排列。
更佳地，所述第二双阶驱动器触点、所述第二连接触点排以及所述第二虚拟触点呈直线依次排列。
本发明提供一种在磁头悬臂组合中连接磁头折片组合和柔性印刷电路组件的方法，包括以下步骤：
提供至少一磁头折片组合，所述磁头折片组合具有形成在所述磁头折片组合的悬臂件之上的至少一双阶驱动器；
在所述悬臂件的挠性件尾部上形成第一连接触点排，以及位于所述第一连接触点排两旁的第一双阶驱动器触点和第一虚拟触点，将所述第一双阶驱动器触点和所述双阶驱动器连接，并将所述第一双阶驱动器触点和所述第一虚拟触点通过一跳线而相互连接；以及
在一柔性印刷电路组件上形成至少一第二连接触点排、至少一第二双阶驱动器触点以及至少一第二虚拟触点;
定位所述挠性件尾部，以使其与所述柔性印刷电路组件相互垂直；以及
将所述第二连接触点排、所述第二双阶驱动器触点以及所述第二虚拟触点分别与所述第一连接触点排、所述第一双阶驱动器触点以及所述第一虚拟触点对应连接。
作为一个优选实施例，该方法还包括在所述柔性印刷电路组件上开设一开槽，在所述柔性印刷电路组件上设置四排所述第二连接触点排、四个所述第二虚拟触点以及四个所述第二双阶驱动器触点；位于所述开槽的相同一侧的两个所述第二虚拟触点互相连接，位于所述开槽的不同一侧的两个所述第二双阶驱动器触点互相连接。
本发明提供了一种硬盘驱动器，包括：壳体、具有至少一个磁盘的磁盘组、装配在所述壳体上用以旋转所述磁盘组的主轴马达，以及磁头悬臂组合。该磁头悬臂组合,包括至少一磁头折片组合以及用于控制所述磁头折片组合的柔性印刷电路组件，所述磁头折片组合包括悬臂件以及安装于其上的磁头，所述悬臂件包括用以驱动所述磁头的至少一双阶驱动器以及与所述柔性印刷电路组件垂直连接的挠性件尾部。其中，所述挠性件尾部包括与所述悬臂件上的线路相连的第一连接触点排，以及位于所述第一连接触点排两旁的第一双阶驱动器触点和第一虚拟触点，所述第一双阶驱动器触点与所述双阶驱动器相连接，所述第一双阶驱动器触点与所述第一虚拟触点通过跳线相连接。所述柔性印刷电路组件包括至少一第二连接触点排、至少一第二双阶驱动器触点以及至少一第二虚拟触点，分别与所述第一连接触点排、所述第一双阶驱动器触点以及所述第一虚拟触点对应连接。
与现有技术相比，本发明的HGA的DSA能通过一些DSA触点和虚拟的触点而与FPCA连接，从而使得HGA和FPCA的布线简单化，进而降低制造成本；同时由于布线的简单化，亦降低了线路间的串扰，进而降低影响磁头的风险。
通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。
附图说明
图1a为传统的磁盘驱动器的立体分解图。
图1b为图1a中的磁盘驱动器的磁头悬臂组合的立体分解图。
图1c展示传统的HGA；
图2a为传统的平面连接方式下的FPCA的局部平面图。
图2b为传统的垂直连接方式下的FPCA的局部平面图。
图2c为传统的HGA的挠性件尾部的平面图。
图3为本发明的HSA的一个实施例的立体图。
图4为图3所示的HSA的立体分解图。
图5为图4所示的HSA的多个HGA的立体图。
图6为图5所示的一个HGA的平面图。
图7为图6所示的HGA的挠性件尾部的平面图。
图8为本发明的FPCA的FPC的平面图。
图9为本发明的在HSA中连接HGA和FPCA的方法的一个实施例的流程图。
图10为本发明的硬盘驱动器的一个实施例的立体图。
具体实施方式
下面将参考附图阐述本发明几个不同的最佳实施例，其中不同图中相同的标号代表相同的部件。如上所述，本发明的实质在于一种HSA以及一种连接HGA和FPCA的方法，其连接方式简单，从而降低制造成本，同时降低在前置放大器上产生的串扰。特别地，本发明适用于HGA的挠性件尾部的平面与FPCA的FPC的平面相垂直的情况。
图3-4分别展示了本发明的HSA300的一个实施例的立体图及分解图。如图所示，该HSA300包括多个（如4个）HGA310、一用于控制HGA300的FPCA330、一ACA350以及扇尾间隔体370。具体地，该ACA350包括至少一用于安装HGA310的顶面351，以及一用于安装FPCA330的侧面352。具体地，该HGA310通过对齐孔311和353来与ACA350连接，扇尾间隔块370通过轴承380与ACA350连接。该FPCA330包括用于与前置放大器连接的PCBA331以及与PCBA331连接的FPC332。该FPC332具有连接区域333，其用于与ACA300的侧面352连接。更具体地，该连接区域333与HGA310连接，以对HGA310进行控制。更详细的描述将在下文出现。
图5展示了图4所示的HSA300的多个HGA310的结构图。如图5所示，每一HGA310包括一悬臂件320以及由悬臂件320支撑的磁头340。具体地，该悬臂件320包括负载杆326、基板328、枢接件327及挠性件325，上述元件皆装配于一起。如图6所示，该挠性件325从枢接件327延伸至负载杆326。
具体地，负载杆326把负载力传到挠性件325以及安装于挠性件325上的磁头340上。负载杆326可由任何具有适当刚性的材质制成，比如不锈钢，以使它有足够的刚度传送负载力。负载杆326通过枢接件327与基板328连接。设置于负载杆326上的定位孔326a用于使负载杆326和挠性件325对齐。一凸点（图未示）形成于负载杆326上以在磁头中心对应的位置处支撑挠性件325。通过此凸点与挠性件325的配合，负载力得以均匀地传递到磁头上。
基板328用于增加整个悬臂件320的刚度，它可以由刚性材质比如不锈钢制成。基板328一端形成一安装孔328’，通过该安装孔328’将悬臂件320安装到硬盘驱动器的驱动臂。
枢接件327和基板328可以通过激光焊接一起。如图6所示，在枢接件327上设有两DSA360，两DSA360分别位于挠性件325的两侧并与挠性件325相连，以进一步控制磁头340的运动。
挠性件325穿过枢接件327和负载杆326。该挠性件325具有延伸至磁头340的挠性件头部325a及延伸至FPCA330的挠性件尾部325b。在挠性件325上从挠性件头部352a至挠性件尾部325b铺设有多条导线。请参考图7，该挠性件尾部325b包括一连接部，其上设有第一连接触点排391，用以与上述的导线相连，其上还设有位于该第一连接触点排391两侧的第一DSA触点361以及第一虚拟触点362，且该第一DSA触点361与上述的DSA360相连。换言之，该第一连接触点排391设置在第一DSA触点361和第一虚拟触点362之间。具体地，该第一DSA触点361与第一虚拟触点362通过跳线363相连接。较佳地，该第一DSA触点361、第一连接触点排391以及第一虚拟触点362呈直线依次排列。具体地，该第一虚拟触点362由导电材料制成。
相应地，如上所述，如图8所示，该FPCA330的FPC332设有连接区域333，用以连接ACA350的侧面352。该连接区域333包括至少一排第二连接触点排334、至少一第二双阶驱动器触点335以及至少一第二虚拟触点336，分别与第一连接触点排391、第一双阶驱动器触点361以及第一虚拟触点362对应连接。具体地，该第二连接触点排334、第二DSA触点335和第二虚拟触点336的数量随HGA310的数量而改变。在本实施例中HGA310的数量为4个，相应地，，如图8所示，第二连接触点排334为四排，第二DSA触点335和第二虚拟触点336分别为四个。
较佳地，在FPC332上设有开槽337，位于该开槽337的相同一侧的两个第二虚拟触点336通过导线336a互相连接，位于该开槽337的不同一侧的两个第二双阶驱动器触点335通过导线335a互相连接。其中一个第二虚拟触点336则通过导线338与其他设备相连接。
当连接HGA310和FPCA330时，每一个HGA310放置于FPCA330的附近。具体地，HGA310的挠性件尾部325b垂直地放置于FPC332的表面上，且第一DSA触点361与第二DSA触点335相对齐，第一连接触点排391和第二连接触点排334相对齐，第一虚拟触点362则和第二虚拟触点336相对齐，继而用焊接或其他连接方式将其一一连接。
基于上述的连接方式，由于每一个第一DSA触点361分别通过跳线363与每一个第一虚拟触点362相连，且位于开槽337两侧的两个第二DSA触点335连接在一起，位于开槽337同一侧的两个第二虚拟触点336连接在一起，而其中一个第二DSA触点335则与前置放大器相连，因此FPC332上的四个第二DSA触点335均与四个HGA310上的四个DSA360相连，进而实现四个HGA310之间的连接。此种连接方式适用于垂直连接，该连接方式的导线铺设方式简单，且制造成本降低，而且降低了前置放大器上产生的串扰，进而提高HGA310的性能。
现请参考图9，本发明的在HSA中连接HGA和FPCA的方法的一个实施例的流程图，其包括以下步骤：
步骤（901），提供至少一HGA，该HGA具有形成在该HGA的悬臂件之上的至少一DSA；
步骤（902），在悬臂件的挠性件尾部上形成第一连接触点排，以及位于该第一连接触点排两旁的第一DSA触点和第一虚拟触点，将该第一DSA触点和上述DSA连接，并将该第一DSA触点和第一虚拟触点通过一跳线而相互连接;以及
步骤（903），在一FPCA上形成至少一第二连接触点排、至少一第二DSA触点以及至少一第二虚拟触点;
步骤（904），定位该挠性件尾部，以使其与FPCA相互垂直；
步骤（905），将第二连接触点排、第二DSA触点以及第二虚拟触点分别与第一连接触点排、第一DSA触点以及第一虚拟触点对应连接。
作为一个优选实施例，该方法还包括在FPCA上开设一开槽，在该FPCA上设置四排第二连接触点排、四个第二虚拟触点以及四个第二DSA触点；位于开槽的相同一侧的两个第二虚拟触点互相连接，位于开槽的不同一侧的两个第二DSA触点互相连接。
与现有技术相比，本发明的HGA和FPCA的垂直连接方法简单，使得布线简单，从而降低线路的串扰，提高整个HSA的性能；而且制造成本亦得以降低。
图10展示了本发明磁盘驱动器的一个实施例。该磁盘驱动器400包括壳体401、具有至少一个磁盘402的磁盘组、装配在该壳体401上用以旋转该磁盘组的主轴马达以及HSA300。如上所述，该HSA300包括上述所有特征及优点。另外，由于磁盘驱动器400的结构和组装过程为本领域一般技术人员所熟知，所以在此省略关于其结构和组装的详细描述。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (13)

1.一种磁头悬臂组合，包括至少一磁头折片组合以及用于控制所述磁头折片组合的柔性印刷电路组件，所述磁头折片组合包括悬臂件以及安装于其上的磁头，所述悬臂件包括用以驱动所述磁头的至少一双阶驱动器以及与所述柔性印刷电路组件垂直连接的挠性件尾部；
其特征在于：所述挠性件尾部包括与所述悬臂件上的线路相连的第一连接触点排，以及位于所述第一连接触点排两旁的第一双阶驱动器触点和第一虚拟触点，所述第一双阶驱动器触点与所述双阶驱动器相连接，所述第一双阶驱动器触点与所述第一虚拟触点通过跳线相连接；
所述柔性印刷电路组件包括至少一第二连接触点排、至少一第二双阶驱动器触点以及至少一第二虚拟触点，分别与所述第一连接触点排、所述第一双阶驱动器触点以及所述第一虚拟触点对应连接。
2.如权利要求1所述的磁头悬臂组合，其特征在于：所述柔性印刷电路组件上至少形成一开槽；所述柔性印刷电路组件上设有四排所述第二连接触点排、四个所述第二虚拟触点以及四个所述第二双阶驱动器触点；位于所述开槽的相同一侧的两个所述第二虚拟触点互相连接，位于所述开槽的不同一侧的两个所述第二双阶驱动器触点互相连接。
3.如权利要求2所述的磁头悬臂组合，其特征在于：包括四个所述磁头折片组合。
4.如权利要求1所述的磁头悬臂组合，其特征在于：所述悬臂件包括负载杆、基板、枢接件以及具有所述挠性件尾部的挠性件，所述悬臂件包括安装于所述枢接件上并与所述挠性件相连的两个所述双阶驱动器，且两个所述双阶驱动器与所述第一双阶驱动器触点相连。
5.如权利要求1所述的磁头悬臂组合，其特征在于：所述第一虚拟触点和所述第二虚拟触点由导电材料制成。
6.如权利要求1所述的磁头悬臂组合，其特征在于：所述第一双阶驱动器触点、所述第一连接触点排以及所述第一虚拟触点呈直线依次排列。
7.如权利要求6所述的磁头悬臂组合，其特征在于：所述第二双阶驱动器触点、所述第二连接触点排以及所述第二虚拟触点呈直线依次排列。
8.一种在磁头悬臂组合中连接磁头折片组合和柔性印刷电路组件的方法，包括以下步骤：
提供至少一磁头折片组合，所述磁头折片组合具有形成在所述磁头折片组合的悬臂件之上的至少一双阶驱动器；
在所述悬臂件的挠性件尾部上形成第一连接触点排，以及位于所述第一连接触点排两旁的第一双阶驱动器触点和第一虚拟触点，将所述第一双阶驱动器触点和所述双阶驱动器连接，并将所述第一双阶驱动器触点和所述第一虚拟触点通过一跳线而相互连接；以及
在一柔性印刷电路组件上形成至少一第二连接触点排、至少一第二双阶驱动器触点以及至少一第二虚拟触点;
定位所述挠性件尾部，以使其与所述柔性印刷电路组件相互垂直；以及
将所述第二连接触点排、所述第二双阶驱动器触点以及所述第二虚拟触点分别与所述第一连接触点排、所述第一双阶驱动器触点以及所述第一虚拟触点对应连接。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：还包括在所述柔性印刷电路组件上开设一开槽，在所述柔性印刷电路组件上设置四排所述第二连接触点排、四个所述第二虚拟触点以及四个所述第二双阶驱动器触点；位于所述开槽的相同一侧的两个所述第二虚拟触点互相连接，位于所述开槽的不同一侧的两个所述第二双阶驱动器触点互相连接。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述第一虚拟触点和所述第二虚拟触点由导电材料制成。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述第一双阶驱动器触点、所述第一连接触点排以及所述第一虚拟触点呈直线依次排列.
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于：所述第二双阶驱动器触点、所述第二连接触点排以及所述第二虚拟触点呈直线依次排列。
13.一种硬盘驱动器，包括：
壳体；
具有至少一个磁盘的磁盘组；
装配在所述壳体上用以旋转所述磁盘组的主轴马达；以及
磁头悬臂组合；
所述磁头悬臂组合包括至少一磁头折片组合以及用于控制所述磁头折片组合的柔性印刷电路组件，所述磁头折片组合包括悬臂件以及安装于其上的磁头，所述悬臂件包括用以驱动所述磁头的至少一双阶驱动器以及与所述柔性印刷电路组件垂直连接的挠性件尾部；
其特征在于：所述挠性件尾部包括与所述悬臂件上的线路相连的第一连接触点排，以及位于所述第一连接触点排两旁的第一双阶驱动器触点和第一虚拟触点，所述第一双阶驱动器触点与所述双阶驱动器相连接，所述第一双阶驱动器触点与所述第一虚拟触点通过跳线相连接；
所述柔性印刷电路组件包括至少一第二连接触点排、至少一第二双阶驱动器触点以及至少一第二虚拟触点，分别与所述第一连接触点排、所述第一双阶驱动器触点以及所述第一虚拟触点对应连接。
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