CN1074156C - 盘驱动器 - Google Patents

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Abstract

一种盘驱动器，在头与主柔性印刷电路片之间具有一种连接结构，允许向头提供信号并从头取得信号，且盘驱动器尺寸减小、厚度降低。该盘驱动器包括一个可转动地安装在外壳内的传动臂和一个悬架。主柔性印刷电路片的一个端部分固定到传动臂上。互连柔性印刷电路片沿传动臂的侧表面安装，以便与传动臂上表面基本平行地伸展，并与悬架的终端和主柔性印刷电路片的终端连接。

Description

盘驱动器
本发明一般涉及磁盘驱动器，更具体地涉及用于向磁头提供写信号或用于从磁盘驱动器向外部设备恢复由磁头读取的信号的连接结构。
近年来，为计算机的一种外部存储器，磁盘驱动器已经减小了尺寸并降低了厚度。另外，在这种磁盘驱动器中，低功耗也是需要的。此外，也需要改进磁盘的记录密度，以获得大的存储容量，于是增加了安装在盘驱动器中的盘的数目。
在计算机的磁盘驱动器中，一般采用接触起动停止(CSS)系统，它限定了头与盘之间的关系。在这种系统中，虽然盘以高速旋转，但是由于盘的高速旋转引起的气流所产生的头浮力平衡了将头压到盘上的悬架的压力，使得头保持与盘的微观浮动高度。当盘的旋转停止时，头移动到盘上的着陆区，并在该区与盘接触。在盘的静止状态中，头与盘保持相互接触。
常规上，使用安装在悬架上的引线来向头提供写信号，或取得头从磁盘驱动器读出的信号。然而，因为缩小磁盘驱动器的尺寸，所采用的悬架结构从安装引线的上述类型变化到与头连接的导体图形与悬架表面一起形成的另一类型。
在采用这种具有导体图形的悬架的常规磁盘驱动器中，在磁盘驱动器内侧设置一块主柔性印刷电路片(后文中称为主FPC)，用于将布线引到设置在磁盘驱动器外侧的印刷电路板。设置在悬架基端部分的终端经引线与主FPC的终端连接。主FPC的一个端部通过焊接或螺旋接合固定在传动臂上。因此，引线沿着传动臂的侧表面安装。
在近来的磁盘驱动器中已经采用磁阻头(MR头)作为头。MR头具有写数据时所用的电感元件和读数据时所用的磁阻元件(MR元件)。因此，与需要两条信号线的常规通用头相比，在使用MR头时，信号线的数目是四。如此增加信号线的数目，使得在将悬架的终端经引线连接到主FPC的终端时，布线组装步骤的数目是通用头的两倍。
另外，因为终端的数目也增加了，安装悬架终端的空间也加倍，且需要主FPC的终端。然而，在设计为减小尺寸和厚度的近来的磁盘驱动器中，难于保证用于安装终端的足够空间。即，终端安装空间小，且必须减小相邻终端之间的距离。
由于这些原因，不希望使用用于在悬架终端与主FPC终端连接的引线。在这一方面，已经提出了通过使用互连柔性印刷电路片(后文称为互连FPC)来连接悬架终端与主FPC终端的技术。在这一现有技术中，互连FPC连接在传动臂的侧表面上，以便将形成在悬架上的导体图形连接到形成在主FPC上的导体图形。
如上所述的近来磁盘驱动器的尺寸减小和厚度降低的优点使得传动臂的厚度降低。另外，MR头的使用使得增加了密封在互连FPC中的信号线的数目。因此，在上述将互连FPC连接到传动臂侧表面的现有技术方法中，互连FPC的宽度减小了，传动臂的厚度降低，造成一个问题，使得难于保证互连FPC中必要的信号线数目，且每个信号线的图形宽度减小。
因此，本发明的一个目的是提供一种在头与主FPC之间具有连接结构的盘驱动器，该连接结构能够高稳定性地向头提供写信号并从头取得读信号，而该盘驱动器的尺寸减小且厚度降低。
根据本发明的一方面，提供一种盘驱动器，包括：一个外壳；一个可转动地安装在外壳中的盘；一个用于在盘上读/写数据的头；一个可转动地安装在外壳中的传动臂；一个具有一个固定在传动臂前端部分的基端部分和一个用于支撑头的前端部分的悬架，该悬架具有在其一端与头连接的第一导体图形和与第一导体的另一端连接的第一终端；一个在其一端部分固定于传动臂的主柔性印刷电路片，该主柔性印刷电路片具有第二导体图形和与第二图形的一端连接的第二终端；以及一个互连柔性印刷电路片，沿传动臂的侧表面安装，以便与传动臂的上表面基本上平行地伸展，该互连柔性印刷电路片具有第三导体图形，一个与第三导体图形的一端和第一终端连接的第三终端，以及一个与第三导体图形的另一端及第二终端连接的第四终端。
传动臂的侧表面最好具有一个突出部分，上面具有一个槽，该槽与传动臂的上表面基本上平行地伸展，并且互连柔性印刷电路片插在突出部分的槽中。
根据本发明另一方面，提供一种盘驱动器，包括：一个外壳；一个可转动地安装在外壳中的盘；一个用于在盘上读/写数据的头；一个可转动地安装在外壳中的传动臂；一个具有一个固定在传动臂前端部分的基端部分和一个用于支撑头的前端部分的悬架，该悬架具有在其一端与头连接的第一导体图形和与第一导体的另一端连接的第一终端；以及一个柔性印刷电路片，其中间部分固定到传动臂上，该柔性印刷电路片具有第二导体图形和与第二导体图形的一端及第一终端连接的第二终端；该柔性印刷电路片具有一个连接部分，它形成在中间部分与悬架之间，并沿传动臂的一个侧表面安装，以便与传动臂的上表面基本平行地伸展。
因为互连柔性印刷电路片是沿传动臂的侧表面安装以便与传动臂的上表面基本平行地伸展的，所以互连柔印刷电路片的宽度不受传动臂的厚度限制。因此，能够使用具有相对大宽度的互连柔性印刷电路片，使得能够易于保证所需数目的信号线，且每条信号线的图形宽度能够做得足够大。
通过参照显示某些最佳实施方式的附图对下述描述进行研究，本发明的上述及其他目的、特征和优点以及实现的方式将会更明显，并将更好地理解本发明。
图1是根据本发明的磁盘驱动器的透视图；
图2是本发明第一最佳实施方式的透视图；
图3是使用MR头的情形中的悬架的平面图；
图4是第一最佳实施方式中互连FPC的展开平面图；
图5是本发明第二最佳实施方式的透视图；
图6是本发明第三最佳实施方式的透视图；
图7是本发明第四最佳实施方式的透视图；
图8是本发明第五最佳实施方式的透视图；
图9是本发明第六最佳实施方式的透视图；
参照图1，示出根据本发明的包括连接结构的磁盘驱动器的透视图。参考标号12指由基底14和盖16组成的外壳(盘外壳)。由内轮毂电机(未示出)可转动地驱动的主轴轮毂(未示出)设置在基底14上。多个磁盘20和垫圈(未示出)交叠并安装在主轴轮毂上。即，多个磁盘20有规则地由垫圈相互隔开并通过将盘夹持装置18利用螺丝固定到主轴轮毂上而固定地安装在主轴轮毂上。
参考标号22指一个旋转头传动器，由一个传动臂组件26和一个磁路28组成。传动臂组件26可转动地绕固定在基底14上的轴24安装。传动臂组件26包括在一个方向上从组件26的旋转中心伸展的多个传动臂30和在与传动臂30的伸展方向相反的另一个方向上从组件26的旋转中心伸展的线圈支撑部分31。线圈38安装在线圈支撑部分31上。磁路28和线圈38构成一个音圈电机40。多个悬架34在其基或尾端部分固定到传动臂30的前端部分，在悬架34的前端部分支撑多个磁头32。
参考标号42指一个主FPC，用于向每个磁头32提供写信号并用于将每个磁头32的读信号取到外部设备。主FPC42在其一端部分固定到传动臂30，在主FPC42的另一端部分与一个连接器(未示出)相连，该连接器用于在盘驱动器与外部设备之间交换信号。一个环形包装组件15安装在基底14上，盖16通过螺丝固定在基底14上，包装组件15在它们之间，从而密封外壳12。
参照图2，示出本发明的第一最佳实施方式的透视图。主FPC42在其一端部分与传动臂30的一侧的侧表面连接。主FPC42的这一端部分与连接到在主FPC42中形成的多个导体图形(未示出)的多个终端43形成。参照图3，在每个悬架34上形成多个导体图形36。导体图形36的第一端与如MR头这样的每个磁头32连接，导体图形36的第二端与形成在每个悬架34上的多个终端37连接。导体图形36可以通过光刻形成，如图3所示。可以使用引线代替导体图形。
在使用MR头作为每个磁头32的情形中，每个悬架34上的导体图形36包括四条信号线。因此，每个悬架34上的多终端37的数目设为4，如图3所示。相反，在使用普通电感头作为每个磁头32的情形中，每个悬架36上的导体图形36包括两条信号线。因此，每个悬架34上的多终端37的数目设为2。例如，每个悬架34用不锈钢制成，并通过在不锈钢片上涂聚酰亚胺而加工，在聚酰亚胺涂层上形成铜的导体图形36，然后，再在该片上涂聚酰亚胺，以覆盖导体图形36。
再次参照图2，每个悬架34的终端37经一互连FPC44与主FPC42的相应终端43连接。互连FPC44沿每个传动臂30的侧表面安装，以便与每个传动臂30的上表面基本上平行地伸展。互连FPC44具有如图4所示的结构。即，互连FPC44具有多个导体图形46，且每个导体图形46在其两端与终端47和48连接。
互连FPC44具有一种形状，使得它沿作为基本纵向中心线的纵向伸展虚线50拆叠，以形成一条脊线，并沿从虚线50纵向伸展的实线52切割，以形成面向上的头32的FPC44a和面向下的头32的FPC44b。互连FPC44还沿虚线54和55拆叠，以便形成槽形线。每个互连FPC44的终端47焊到用于支撑面向上的和面向下的头32的相应的两个相邻悬架34的终端37上，且每个互连FPC44的终端48焊到主FPC42的相应终端43上。
参照图5，示出本发明第二最佳实施方式的透视图。在第二最佳实施方式和其他最佳实施方式的下述描述中，相同的参考标号基本上指相同的部件，其详细描述将略去。在图2所示的第一最佳实施方式中，互连FPC44有些不稳定，因为它仅仅沿每个传动臂30的侧表面安装。为保证互连44的稳定性，第二最佳实施方式具有一种结构，每个传动臂30的侧表面与具有基本平行于每个传动臂30的上表面伸展的槽57的突出部分56一体地成形，且互连FPC44的中间部分插在槽57中。这样，互连FPC44的中间部分在每个传动臂30的突出部分56的槽57内受到支撑，从而稳定了互连FPC44。另外，互连FPC44的中间部分可以通过使用粘合剂固定在槽57内，从而增加互连FPC44的稳定性。
参照图6，示出本发明第三最佳实施方式的透视图。该最佳实施方式采用通过将主FPC42与第一或第二最佳实施方式中所用的互连FPC44一体化而形成的一体化FPC58。即，一体化FPC58的中间部分被固定到传动臂30一侧的侧表面上，一体化FPC58在悬架34侧上的前端部分被切削并弯曲，以形成多个连接部分58a和58b，它们基本上平行于传动臂30的上表面伸展。
在每个连接部分58a的前端形成的终端与相应悬架34的终端37连接。另一方面，每个连接部分58b具有一种形状，使得它在纵向方向上被拆叠，就象图4中所示的互连FPC44那样，在其前端部分被切削，以形成面向上的头32的FPC58c和面向下的头32的FPC58d。在FPC58c的前端上形成的终端和在FPC58d的前端上形成的终端与用于支撑面向上的和面向下的头32的相应两个相邻的悬架34的终端37相连。
与第一最佳实施方式类似地，一体化FPC58的连接部分58a和58b有些不稳定。因此，最好采用图7所示的结构，图7示出本发明第四最佳实施方式。在该最佳实施方式中，每个连接部分58a和58b在其各自的中间部分插在每个传动臂30的突出部分56的槽57中。因此，一体化FPC58的每个连接部分58a和58b的中间部分被稳定地支撑在相应槽57中。如所需，每个连接部分58a和58b的中间部分可以通过连接而固定在相应槽57中。
参照图8，示出本发明的第五最佳实施方式的透视图。在该最佳实施方式中，由树脂制成的多个导块60固定到传动臂30的侧表面，从而在其基或尾端部分支撑一体化FPC58的连接部分58a和58b。连接部分58a和58b的尾端部分最好固定到导块60的上表面，从而稳定一体化FPC58的连接部分58a和58b。为进一步稳定连接部分58a和58b，可以采用图9所示的结构，图9示出本发明的第六最佳实施方式。即，每个连接部分58a和58b在其各自中间部分插在每个传动臂30的突出部分56的槽57中。
根据上述的本发明，信号能够非常稳定地提供到每个头并从每个头取出信号，而磁盘驱动器的尺寸减小，且厚度降低。

Claims (17)

1.盘驱动器，包括：
一个外壳；
一个可转动地安装在所述外壳中的盘；
一个用于在所述盘上读/写数据的头；
一个可转动地安装在所述外壳中的传动臂；
一个具有一个固定在所述传动臂前端部分的基端部分和一个用于支撑所述头的前端部分的悬架，所述悬架具有在其一端与所述头连接的第一导体图形和与所述第一导体图形的另一端连接的第一终端；
一个在其一端部分固定于所述传动臂的主柔性印刷电路片，所述主柔性印刷电路片具有第二导体图形和与所述第二导体图形的一端连接的第二终端；以及
一个互连柔性印刷电路片，沿所述传动臂的侧表面安装，以便与所述传动臂的上表面平行地伸展，所述互连柔性印刷电路片具有第三导体图形，一个与所述第三导体图形的一端及所述第一终端连接的第三终端，以及一个与所述第三导体图形的另一端及所述第二终端连接的第四终端。
2.根据权利要求1的盘驱动器，其中所述传动臂的所述侧表面具有一个突出部分，突出部分具有一个槽，该槽与所述传动臂的上表面平行地伸展，并且所述互连柔性印刷电路片插在所述突出部分的所述槽中。
3.根据权利要求2的盘驱动器，其中所述互连柔性印刷电路片通过连接而固定在所述突出部分的所述槽中。
4.根据权利要求2的盘驱动器，其中所述悬架包括固定到所述传动臂的所述前端部分的上表面和下表面的一对悬架，并且所述互连柔性印刷电路片包括沿所述互连柔性印刷电路片的纵向中心线拆叠的第一段和第二段，所述第一段和第二段中的每一个具有所述第三导体图形、所述第三终端和所述第四终端。
5.盘驱动器，包括：
一个外壳；
一个可转动地安装在所述外壳中的盘；
一个用于在所述盘上读/写数据的头；
一个可转动地安装在所述外壳中的传动臂；
一个具有一个固定在所述传动臂前端部分的基端部分和一个用于支撑所述头的前端部分的悬架，所述悬架具有在其一端与所述头连接的第一导体图形和与所述第一导体图形的另一端连接的第一终端；以及
一个柔性印刷电路片，其中间部分固定到所述传动臂上，所述柔性印刷电路片具有第二导体图形和与所述第二导体图形的一端及所述第一终端连接的第二终端；
所述柔性印刷电路片具有一个连接部分，它形成在所述中间部分与所述悬架之间，并沿所述传动臂的一个侧表面安装，以便与所述传动臂的上表面平行地伸展。
6.根据权利要求5的盘驱动器，其中所述传动臂的所述侧表面具有一个突出部分，突出部分具有一个槽，该槽与所述传动臂的上表面平行地伸展，并且所述连接部分插在所述突出部分的所述槽中。
7.根据权利要求6的盘驱动器，其中所述柔性印刷电路片的所述连接部分通过连接而固定在所述突出部分的所述槽中。
8.根据权利要求5的盘驱动器，其中所述柔性印刷电路片的所述侧表面具有一个导槽，用于支撑所述柔性印刷电路片的所述连接部分。
9.根据权利要求5的盘驱动器，其中所述第一导体图形包括四条连接到所述头的线。
10.盘驱动器，包括：
一个外壳；
一个可转动地安装在所述外壳中的盘；
一个用于在所述盘上读/写数据的头；
一个可转动地安装在所述外壳中的传动臂，所述传动臂支撑所述头；
一个在其一端部分固定于所述传动臂的主柔性印刷电路片，所述主柔性印刷电路片具有第一导体图形和与所述第一导体图形的一端连接的第一终端；以及
一个互连柔性印刷电路片，沿所述传动臂的侧表面安装，以便与所述传动臂的上表面平行地伸展，所述互连柔性印刷电路片具有第二导体图形，一个与所述第二导体图形的一端及所述头连接的第二终端，以及一个与所述第二导体图形的另一端及所述第一终端连接的第三终端。
11.根据权利要求10的盘驱动器，其中所述传动臂的所述侧表面具有一个突出部分，突出部分具有一个槽，该槽与所述传动臂的上表面平行地伸展，并且所述互连柔性印刷电路片插在所述突出部分的所述槽中。
12.根据权利要求11的盘驱动器，其中所述互连柔性印刷电路片通过连接而固定在所述突出部分的所述槽中。
13.根据权利要求10的盘驱动器，其中所述第一导体图形包括四条连接到所述头的线。
14.盘驱动器，包括：
一个外壳；
一个磁盘；
一个用于在盘上读/写数据的头；
一个可转动地安装在所述外壳中的传动臂，所述传动臂限定一个沿垂直于所述传动臂之旋转轴方向伸展的纵向平面，并且具有一个沿垂直于所述纵向平面伸展的侧表面，所述传动臂还限定一个上表面和一个下表面；
一个连接到所述传动臂之远端的悬架，所述悬架具有一个在第一纵向边缘和第二纵向边缘之间伸展的主纵向表面，其中所述第二纵向边缘适合于支持所述头，所述悬架包括一个基层、一个绝缘层和多个用于将电流传送到所述头和从所述头传送电流的导体；以及
一个印刷电路片，该印刷电路片具有一个其宽度足以容纳所述多个导体的主表面，在所述传动臂之上、下表面之间，沿所述传动臂的所述侧表面，安装所述印刷电路片，其中所述印刷电路片的所述主表面平行于所述传动臂的所述纵向平面。
15.盘驱动器，包括：
一个外壳；
一个磁盘；
一个用于在盘上读/写数据的头；
一个在近端和远端之间伸展、并且被可移动地安装在所述外壳中所述近端用于沿所述盘之表面移动的传动臂，所述传动臂限定一个沿平行于所述盘之所述表面方向伸展的纵向平面，并且具有一个沿垂直于所述纵向平面伸展的侧表面；以及
一个印刷电路片，该印刷电路片具有一个其宽度足以容纳多条信号线的主表面，在所述传动臂之上、下表面之间，沿所述传动臂的所述侧表面，安装所述印刷电路片，其中所述印刷电路片的所述主表面平行于所述传动臂的所述纵向平面，并且其中所述印刷电路片在所述传动臂的所述远端附近终止。
16.一种用于具有传动臂和电路的盘驱动器的头组件，所述头组件包括：
一个悬架，该悬架具有一个在第一纵向边缘和第二纵向边缘之间伸展的主纵向表面，其中所述第二纵向边缘适合于支持读/写头，所述悬架包括一个基层、一个绝缘层和多个用于将电流传送到所述读/写头和从所述读/写头传送电流的导体；
一个印刷电路片，该印刷电路片具有一个其宽度足以容纳所述导体的主表面；以及
一个伸展部件，该部件从所述悬架伸展并具有一个平行于所述悬架的所述纵向表面的支持表面，其中所述支持表面支持所述印刷电路片，从而所述印刷电路片的所述主表面沿平行于所述悬架的所述主纵向表面的方向伸展。
17.盘驱动器，包括：
一个外壳；
一个磁盘；
一个用于在盘上读/写数据的头；
一个可转动地安装在所述外壳中的传动臂，所述传动臂限定一个沿垂直于所述传动臂之旋转轴方向伸展的纵向平面，并且具有一个沿垂直于所述纵向平面伸展的侧表面，所述传动臂还限定一个上表面和一个下表面；
一个用于电子连接到所述头的印刷电路片，所述印刷电路片具有一个其宽度足以容纳多条信号线的主表面；以及
从所述传动臂之所述侧表面伸展的至少一个上突出部分和至少一个下突出部分，其中在所述至少一个上突出部分和至少一个下突出部分之间，沿所述传动臂的所述侧表面，安装所述印刷电路片，从而所述印刷电路片的所述主表面平行于所述传动臂的所述纵向平面。
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