CN106067307A - 磁头致动器组件、柔性印刷电路板单元以及磁盘驱动器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种磁头致动器组件、柔性印刷电路板单元以及磁盘驱动器。一种磁头致动器组件包括:托架组件,其包括轴承部、第一和第二悬架组件以及导线迹线,所述第一和第二悬架组件从所述轴承部延伸并且各自被配置为支撑磁头,所述导线迹线设置在所述第一和第二悬架组件的每一个上,并且各自包括连接到相应磁头的一端以及具有连接端子的连接端部;以及柔性印刷电路板单元,其在所述托架组件的相对两侧上通过所述连接端子电连接到所述导线迹线。
Description
相关申请的交叉引用
本申请基于并要求2015年4月24日提交的第62/152,244号美国临时申请和2016年2月4日提交的第15/015740号美国非临时申请的优先权,这两个申请的所有内容在此引入作为参考。
技术领域
在此描述的实施例一般地涉及磁头致动器组件、柔性印刷电路板(FPC)单元以及磁盘设备。
背景技术
磁盘驱动器通常包括容纳在外壳中的磁盘、被配置为支撑和旋转磁盘的主轴电动机、被配置为支撑磁头的托架组件、被配置为驱动托架组件的音圈电动机、柔性印刷电路(以下称为FPC)板单元等。
托架组件包括可旋转地安装在外壳上的轴承部和从轴承部延伸的臂,并且磁头经由相应悬架附接到每个臂。FPC单元包括固定到外壳的基部,在其上安装电子部件(连接器等);以及带状中继部,其从基部延伸到轴承部的附近并且具有弯曲部。基部和带状中继部被集成为一个单元。中继部的延伸端部形成为连接部,并且连接部(例如,通过螺丝)被固定到托架组件的轴承部的侧表面。
同时,在每个悬架上设置带状导线迹线(wire traces)。导线迹线的尖端部电连接到磁头。在导线迹线的近端,形成包括接触端子的连接端,并且连接端接合到FPC单元的连接部。每个接触端子通过导线迹线电连接到相应磁头。
近年来,磁盘设备的磁头已形成为包括多个元件,每个元件用于分别控制读取操作的动态飞行高度(DFH)和写入操作的DFH,并且控制双级致动器(DSA)和用于二维磁记录(TDMR)等。因此,导线迹线和连接端子的数量已增加。
但是,难以根据连接端子数量的增加而扩展连接部的面积。因此,当连接端子的数量增加时,必须缩窄连接端子的间距,并且减小导线迹线中的信号线的宽度。但是,端子间距和信号线宽度已经被缩窄,并且进一步缩窄将危及信号质量和可靠性。
发明内容
一般而言,根据一个实施例,一种磁头致动器组件包括:托架组件,其包括轴承部、第一和第二悬架组件以及导线迹线,所述第一和第二悬架组件从所述轴承部延伸并且各自被配置为支撑磁头,所述导线迹线设置在所述第一和第二悬架组件的每一个上,并且各自包括连接到相应磁头的一端以及包括连接端子的连接端部;以及柔性印刷电路板单元,其在所述托架组件的相对两侧上通过所述连接端子电连接到所述导线迹线。
根据该实施例,即使在形成许多端子的情况下,也可以很容易并且确定地接合所述弯曲部的所述连接端部和所述FPC单元的所述结点,从而能够保持高信号质量和可靠性。
附图说明
图1是根据一个实施例的硬盘驱动器(HDD)的透视图,其中移除HDD的顶盖;
图2是HDD的磁头致动器组件的透视图;
图3是从与图2相对的一侧观看的磁头致动器组件的透视图;
图4是磁头致动器组件中的悬架组件的下表面侧(磁头侧)的透视图;
图5是悬架组件的上表面侧(磁头侧的相对侧)的透视图;
图6是磁头致动器组件的FPC组件与悬架组件之间的连接部的侧视图;
图7是FPC组件的柔性印刷电路板的透视图。
具体实施方式
以下将参考附图描述不同实施例。
作为磁盘设备,现在将详细描述根据一个实施例的硬盘驱动器(HDD)。
图1示出HDD的内部结构,其中移除HDD的顶盖。如图1中所示,HDD包括外壳10。外壳10包括底座12,底座12具有矩形盒形,其上表面打开并且顶盖(未示出)使用螺丝固定到底座12以便关闭底座12的上端开口。底座12包括矩形的底壁12a以及沿着底壁12a的边上升的侧壁12b。
在外壳10中,例如布置四个磁盘16作为记录介质,以及一个主轴电动机18作为致动器,其被配置为支撑和旋转磁盘16。主轴电动机18设置在底壁12a上。每个磁盘16例如形成为具有65mm(2.5英寸)的直径,并且在上表面(一侧)和下表面(另一侧)上具有磁记录层。磁盘16与主轴电动机18的轮毂(未示出)同轴配合并且还使用卡簧27夹紧,因此固定到轮毂。使用这种结构,沿着与底座12的底壁12a平行的方向支撑磁盘16。磁盘16通过主轴电动机18以特定速度旋转。
在外壳10中,分别设置磁头17和托架组件22,磁头17被配置为在磁盘16上记录数据并且从磁盘16读取数据,托架组件22被配置为支撑可在磁盘16上移动的磁头17。在外壳10中进一步设置:音圈电动机(以下称为VCM)24,其被配置为旋转托架组件22并且定位磁头17;斜坡加载机构25,其被配置为当磁头17移动到磁盘16的最外圆周时,使磁头17保持在远离相应磁盘16的卸载位置处;闩锁机构26,其被配置为当冲击等作用于HDD时,使托架组件22保持在撤离位置中;以及柔性印刷电路板(FPC)单元21,其中安装诸如转换连接器之类的电子部件。托架组件22和FPC单元21形成磁头致动器组件。注意,闩锁机构26不一定限于机械型,而是也可以使用磁性闩锁。
尽管未示出,但印刷电路板(控制电路板)使用螺丝固定到底座12的底壁12a的外表面。印刷电路板被配置为经由FPC单元21控制VCM 24和磁头17的操作。在底座12的侧壁12b的附近,在磁盘16的外侧上设置循环过滤器23,其被配置为在外壳中捕获由可移动构件的操作产生的灰尘。此外,在底座12的侧壁12b的附近,设置空气过滤器15,其被配置为捕获来自流入外壳10的空气的灰尘。
图2是从一侧的包括托架组件和FPC单元的磁头致动器组件的透视图,并且图3是从与图2相对的一侧的托架组件的另一个透视图。如图1至3中所示,托架组件22包括可旋转轴承单元28、容纳轴承单元28的套筒29、从套筒29延伸的五个臂32、附接到相应臂32的悬架组件30,以及由相应悬架组件30支撑的磁头17。轴承单元28包括轴和轴承,轴位于底座12的底壁12a上并且在磁盘16的外圆周的附近,轴承附接到轴。轴承单元28的轴承被配合放入圆柱形的套筒29中。使用这种结构,托架组件22在底壁12a上被支撑以便可围绕轴承单元28的轴旋转。
五个臂32沿着相同方向从套筒29延伸、被彼此平行放置并且其间具有间隙。每个臂32在延伸端的一侧上包括远端部32a,并且在远端部32a的上侧和下侧上,形成具有填塞孔(冲模孔)40的轴承表面41。
在该实施例中,五个臂32与套筒29组装在一起作为一个整体单元以便形成致动器块或E块。每个臂32例如由具有细长板形的不锈钢或铝形成,并且沿着与轴承单元28的轴垂直的方向从套筒29延伸。注意,臂32可以在轴承单元28上彼此独立设置以便形成层。
托架组件22包括保持框架36,其沿着与臂32相对的方向从套筒29延伸,并且使用保持框架36,支撑形成VCM 24的一部分的音圈34。如图1中所示,音圈34位于一对轭38之间,一个轭固定在底座12上。轭38和固定到一个轭38的磁体形成VCM 24。
图4和5是示出分别从下表面侧(磁头侧)和上表面侧(与磁头侧相对)观看的悬架组件的透视图。在该实施例中,托架组件22包括八个悬架组件30,并且所有悬架组件30具有相同结构。每个悬架组件30包括:头朝上(第二)悬架组件30a,其被配置为向上(沿着第二方向)支撑磁头17,如图4中所示;以及头朝下(第一)悬架组件30b,其被配置为向下(沿着与第二方向相对的第一方向)支撑磁头17,如图5中所示。头朝上悬架组件30a和头朝下悬架组件30b通过分别将它们布置为面对上侧和下侧,从具有相同结构的悬架组件30来制备。
如图4和5中所示,悬架组件30各自包括基本为矩形的基板44、细长板簧的承载梁46,以及细长带状弯曲部(迹线构件)48。承载梁46固定到基板44,而远端部覆盖在基板44的一端上。承载梁46从基板44延伸,并且形成为朝向其延伸端呈锥形。基板44和承载梁46例如由不锈钢形成。例如,基板44的厚度大约为150μm,并且承载梁46的厚度大约为30μm。
基板44包括第一表面44a和第二表面44b。基板44包括在其近端部中的圆形开口,以及围绕开口的圆周的圆形突出部51。突出部51从基板44的第二表面44b突出。如图2至5中所示,布置基板44以使得其近端部的第二表面44b侧与臂32的远端部32a的轴承表面41接触。基板44的突出部51被配合放入在臂32中形成的填塞孔(冲模孔)40中并且填塞(冲模)突出部51,因此将基板44紧固到臂32的远端部32a。基板44的第一表面44a位于与磁盘16的表面相对的一侧。
承载梁46包括第一表面46a和在相对侧上的第二表面46b。承载梁46的近端部固定到基板44,方式为:放置第二表面46b侧以便与基板44的远端部的第一表面44a侧接触,并且将它们一起焊接就位。承载梁46的第一表面46a面对磁盘16的表面。承载梁46的近端部形成为具有的宽度基本等于基板44的远端部的宽度。
如图4和5中所示,悬架组件30的弯曲部48包括用作底座的为不锈钢等的金属板(衬层)、在金属板上形成的绝缘层、在绝缘层上设置以便形成多个迹线(布线图案)的导电层,以及被配置为覆盖导电层的保护层(绝缘层),它们形成细长带状多层板。
弯曲部48包括:远端侧部48a,其附接在承载梁46的第一表面46a和基板44的第一表面44a上;以及近端侧部48b,其从基板44的侧边向外延伸,并且沿着基板44和臂32的侧边进一步延伸到臂32的近端部。弯曲部48通过其金属板侧可枢转地附接或焊接在承载梁46的第一表面46a上以及基板44的第一表面44a上。弯曲部48在位于承载梁46上方的弯曲部48的远端部包括可替换万向接头部(弹性支持部)52,并且相应磁头17安装在万向接头部52上。弯曲部48的一部分迹线电连接到磁头17。
弯曲部48的近端侧部48b从基板44的侧边向外延伸,并且沿着该侧边和臂32的一个侧边进一步延伸到臂32的近端。在近端侧部48b的一端中形成弯曲部48的连接端部48c。连接端部48c形成为细长矩形。连接端部48c相对于近端侧部48b弯曲成直角,并且基本与臂32垂直。在连接端部48c中设置多个(例如十六个)连接端子(接触垫)50。在该实施例中,连接端子50排成两行,每行八个。连接端子50分别连接到弯曲部48的迹线。即,弯曲部48的迹线基本在其整个长度上延伸,其中一侧上的各端电连接到磁头17,并且另一侧上的各端连接到设置在连接端48c中的连接端子(接触垫)50。
如图4中所示,在头朝上悬架组件30a中,弯曲部48的近端侧部48b和连接端48c沿着从臂32朝向臂32的磁头17(第二侧表面)的方向位于左侧。另一方面,如图5中所示,在头朝下悬架组件30b中,弯曲部48的近端侧部48b和连接端48c沿着从臂32朝向臂32的磁头17(第一侧表面)的方向位于右侧。
如图2和3中所示,在托架组件22中,最上面的头朝下悬架组件30b的基板44固定到最上面的臂32的远端部32a的下表面侧上的轴承表面41。在从上面的第二、第三和第四个臂32的每一个中,头朝上悬架组件30a和头朝下悬架组件30b分别固定到远端部32a的上和下轴承表面41。此外,头朝上悬架组件30a的基板44固定到最下面的臂32的远端部32a的上表面侧轴承表面41。
八个悬架组件30从五个臂32延伸、被并排布置并且其间具有特定间隙,同时基本平行面对彼此。悬架组件30形成四个头朝下悬架组件30b和四个头朝上悬架组件30a。每对头朝下悬架组件30b和头朝上悬架组件30a彼此平行定位,并且其间具有特定间隙,以使得由悬架组件30支撑的磁头17彼此面对。定位磁头17以便分别面对对应磁盘16的两侧。
四个头朝下悬架组件30b的连接端48c位于托架组件22的横向侧(第一侧表面)。四个头朝上悬架组件30a的连接端48c位于托架组件22的相对横向侧(第二侧表面)。
图6是托架组件与FPC单元之间的结点的放大侧视图,并且图7是示出柔性印刷电路(FPC)单元的FPC板的透视图。
如图2和7中所示,FPC单元21包括:基部60,其基本为矩形;细长带状中继部62,其从基本60的一个侧边(第一侧边)延伸;第一结点64,其基本为矩形,并且被连续形成到中继部62的远端部;第二结点66,其基本为矩形,并且面对第一结点64;以及桥部68,其从中继部62的远端部延伸到第二结点66,它们被集成为一个单元。基部60、中继部62、第一结点64、第二结点66和桥部由柔性印刷电路板形成。柔性印刷电路板包括为聚酰亚胺等的绝缘层、在绝缘层上设置以便形成迹线、接触垫等的导电层,以及被配置为覆盖导电层的保护层。
在基部60的一个表面(外表面)上,安装诸如转换连接器(未示出)和多个电容器63之类的电子部件,这些电子部件电连接到迹线(未示出)。在基部60的另一侧(内表面)上,附接两个金属板70和71,每个金属板用作加强板。基部60在金属板70与金属板71之间的结点部处弯曲180度,以使得金属板70和71层叠并且彼此面对。基部60布置在外壳10的底壁12a上,并且使用两个螺丝固定到底壁12a。基部60上的转换连接器连接到设置在外壳10的底表面侧中的控制电路板。
中继部62从基部60的第一侧边相对于第一侧边基本垂直地延伸,并且基本上以直角改变其方向以进一步朝向托架组件22。
第一结点64形成为矩形,其具有的宽度基本等于托架组件22的高度(厚度)。第一结点64包括四个接触垫组72,它们对应于悬架组件30的连接端48c。每个接触垫组72例如包括布置成两行的十六个接触垫73,并且每个接触垫73经由相应迹线电连接到基部60。磁头IC(磁头放大器)74a安装在第一结点64上,并且经由迹线连接到接触垫73和基部60。此外,第一结点64包括两个接触垫75以便连接音圈34。在第一结点64的内表面(后表面)上,附接例如为铝的衬板作为加强板。
包括上述结构的第一结点64被固定到托架组件22的第一侧表面。在此,它通过螺丝固定到套筒29的第一侧表面。
如图3和7中所示,FPC单元21的第二结点66以与第一结点64基本相同的形式和大小形成。第二结点66包括四个接触垫组76,它们对应于相应悬架组件30的连接端部48c。每个接触垫组76例如包括布置成两行的十六个接触垫77,并且每个接触垫77经由桥部68和中继部62电连接到基部60。磁头IC(磁头放大器)74b安装在第二结点66上,并且经由相应迹线连接到接触垫77和基部60。在第二结点66的内表面(后表面)上,附接例如为铝的衬板作为加强板。第二结点66被固定到托架组件22的第二侧表面。在此,它通过螺丝固定到套筒29的第二侧表面。
因此,第一结点64和第二结点66在托架组件22的两个相应侧表面上形成,并且被布置为使轴承单元28和套筒29介于其间。桥部68在套筒29的后端侧上构建于保持框架36上方。
如图2、3和6中所示,八个悬架组件30的四个头朝下悬架组件30b的至少一个的连接端部48c在托架组件22的第一侧表面(右侧表面)上引出,并且接合到FPC单元21的第一结点64。详细地说,每个连接端部48c的连接端子50以电方式和机械方式(使用焊接等)接合到第一结点64的对应接触垫组72的接触垫73。此外,音圈34的迹线连接到第一结点64的接触垫75。
八个悬架组件30的四个头朝上悬架组件30a的至少一个的连接端部48c在托架组件22的第二侧表面(左侧表面)上引出,并且接合到FPC单元21的第二结点66。详细地说,每个连接端部48c的连接端子50以电方式和机械方式(使用焊接等)接合到第二结点66的对应接触垫组76的接触垫77。
使用这种结构,八个磁头17经由弯曲部48、连接端部48c、FPC单元21的第一和第二结点64和66、桥部68以及中继部62的迹线电连接到基部60。此外,基部60通过转换连接器连接到外壳10的底表面侧上的印刷电路板。
如图1中所示,尽管如上所述配置的托架组件22被包括在底座12中,但轴承单元28在其轴的下端处固定到底座12,并且被设置为与主轴电动机18的主轴基本平行。每个磁盘16位于两个悬架组件30之间。当HDD工作时,附接到悬架组件30的磁头17分别面对磁盘16的上表面和下表面。FPC单元21的基部60固定到底座12的底壁12a。
根据如上所述配置的HDD和磁头致动器组件,FPC单元的第一结点64和第二结点66分别布置在托架组件22的两个侧表面上,并且悬架组件30的至少一个连接端部48c也接合到第一结点64,而至少另一个连接端部48c接合到第二结点66。使用这种结构,可以减少接合到一个结点的连接端部48c的数量。例如,在该实施例中,要接合的连接端部48c的数量可以减半。因此,在第一结点64和第二结点66中,可以扩展用于接合一个连接端部48c的面积,从而能够提供更多的连接端子。同时,还可以扩展悬架组件侧上的连接端的面积,从而能够提供甚至更多的连接端子。因此,可以实现多端子结点而不会增加每个结点64或66的面积,或者缩窄连接端子之间的间距。因此,即使在形成许多端子的情况下,也可以很容易并且确定地结合弯曲部的连接端部和FPC单元的结点,从而能够保持高信号质量和可靠性。
尽管描述了特定实施例,但这些实施例仅通过实例的方式提供,并且它们并非旨在限制本发明的范围。实际上,可以以各种其它形式体现在此描述的新颖实施例;此外,可以对在此描述的实施例的形式进行各种省略、替换和更改而不偏离本发明的精神。所附权利要求及其等效物旨在覆盖落入本发明的精神和范围内的这些形式或修改。
磁盘的数量并不限于四个,而是可以是三个或更少,或者五个或更多。此外,可以根据已安装的磁盘数量调整悬架组件的数量和磁头的数量。将悬架组件的连接端部分配给第一结点和第二结点并不限于通过头朝上和头朝下类型的配置,而是可以任意分配它们。例如,可以针对每一组将悬架组件分配给第一结点和第二结点。
Claims (20)
1.一种磁头致动器组件,包括:
托架组件,其包括轴承部、第一和第二悬架组件以及导线迹线,所述第一和第二悬架组件从所述轴承部延伸并且各自被配置为支撑磁头,所述导线迹线设置在所述第一和第二悬架组件的每一个上,并且包括连接到相应磁头的一端以及具有连接端子的连接端部;以及
柔性印刷电路板单元,其在所述托架组件的相对两侧上通过所述连接端子电连接到所述导线迹线。
2.如权利要求1所述的磁头致动器组件,其中所述柔性印刷电路板单元包括第一连接结点和第二结点,所述第一连接结点设置在所述托架组件的第一侧上,某些所述连接端子接合到所述第一连接结点,所述第二结点设置在所述托架组件的与所述第一侧相对的第二侧上,某些所述连接端子接合到所述第二结点。
3.如权利要求2所述的磁头致动器组件,其中
所述第一悬架组件被配置为沿着第一方向支撑相应磁头,并且所述第二悬架组件被配置为沿着与所述第一方向相对的第二方向支撑相应磁头。
4.如权利要求3所述的磁头致动器组件,其中所述第一悬架组件的所述导线迹线的所述连接端部电连接到所述第一结点,并且所述第二悬架组件的所述导线迹线的所述连接端部电连接到所述第二结点。
5.如权利要求2所述的磁头致动器组件,其中所述第一和第二结点的每一个包括接触垫组,对应连接端部的所述连接端子分别接合到所述接触垫组。
6.如权利要求1所述的磁头致动器组件,其中所述第一悬架组件和所述第二悬架组件具有相同结构。
7.如权利要求1所述的磁头致动器组件,其中所述第一和第二悬架组件的每一个上的所述导线迹线的所述连接端子被布置成两行。
8.如权利要求1所述的磁头致动器组件,其中所述柔性印刷电路板单元包括:
基部,在其上安装电子组件,
中继部,其从所述基部延伸到所述第一结点,以及
桥部,其从所述中继部延伸到所述第二结点,并且通过所述柔性印刷电路板将所述基部、所述中继部、所述桥部、所述第一和第二结点形成为一个单元。
9.一种柔性印刷电路板单元,包括:
基部,在其上安装电子组件;
中继部,其从所述基部延伸;
第一结点,其在所述中继部的一端处并且包括接触垫,所述接触垫通过所述中继部电连接到所述基部;
第二结点,其包括接触垫;以及
桥部,其在所述第一与第二结点之间,所述第二结点的所述接触垫通过所述桥部和所述中继部电连接到所述基部。
10.如权利要求9所述的柔性印刷电路板单元,其中所述中继部具有第一导线迹线和第二导线迹线,所述第一导线迹线将所述第一结点的所述接触垫电连接到所述基部,所述第二导线迹线通过所述桥部中的导线迹线,将所述第二结点的所述接触垫电连接到所述基部。
11.如权利要求9所述的柔性印刷电路板单元,其中
所述第一和第二结点的每一个的所述接触垫被布置成两行。
12.一种磁盘设备,包括:
磁盘记录介质;以及
磁头致动器组件,
包括
托架组件,其包括轴承部、第一和第二悬架组件以及导线迹线,所述第一和第二悬架组件从所述轴承部延伸并且各自被配置为支撑磁头,所述导线迹线设置在所述第一和第二悬架组件的每一个上,并且包括连接到相应磁头的一端以及具有连接端子的连接端部;以及
柔性印刷电路板单元,其在所述托架组件的相对两侧上通过所述连接端子电连接到所述导线迹线。
13.如权利要求12所述的磁盘设备,其中所述柔性印刷电路板单元包括第一连接结点和第二结点,所述第一连接结点设置在所述托架组件的第一侧上,某些所述连接端子接合到所述第一连接结点,所述第二结点设置在所述托架组件的与所述第一侧相对的第二侧上,某些所述连接端子接合到所述第二结点。
14.如权利要求13所述的磁盘设备,其中
所述第一悬架组件被配置为沿着第一方向支撑相应磁头,并且所述第二悬架组件被配置为沿着与所述第一方向相对的第二方向支撑相应磁头。
15.如权利要求14所述的磁盘设备,其中所述第一悬架组件的所述导线迹线的所述连接端部电连接到所述第一结点,并且所述第二悬架组件的所述导线迹线的所述连接端部电连接到所述第二结点。
16.如权利要求13所述的磁盘设备,其中所述第一和第二结点的每一个包括接触垫组,对应连接端部的所述连接端子分别接合到所述接触垫组。
17.如权利要求12所述的磁盘设备,其中所述第一悬架组件和所述第二悬架组件具有相同结构。
18.如权利要求12所述的磁盘设备,其中所述第一和第二悬架组件的每一个上的所述导线迹线的所述连接端子被布置成两行。
19.如权利要求12所述的磁盘设备,其中所述柔性印刷电路板单元包括:
基部,在其上安装电子组件,
中继部,其从所述基部延伸到所述第一结点,以及
桥部,其从所述中继部延伸到所述第二结点,并且通过所述柔性印刷电路板将所述基部、所述中继部、所述桥部、所述第一和第二结点形成为一个单元。
20.如权利要求19所述的磁盘设备,其中所述中继部具有第一导线迹线和第二导线迹线,所述第一导线迹线将所述第一结点的所述接触垫电连接到所述基部,所述第二导线迹线通过所述桥部中的导线迹线,将所述第二结点的所述接触垫电连接到所述基部。
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