CN1143273C - 用于数据存储磁盘驱动器的集成磁头-电子装置互连悬臂 - Google Patents

Abstract

一种用于在转换器(9)与读/写电子装置之间具有一般高于每秒15兆字节的高数据传输速度的磁盘驱动器的集成的转换器-电子装置互连悬臂(12)。悬臂(12)支撑着装有转换器(9)的滑块(10)并且使滑块(10)紧靠着磁盘表面。集成转换器-电子装置互连悬臂是一种其一部分结构带有导电线路并将转换器(9)与读/写电子装置相连的层状结构。它能通过提供用于避免线路特性阻抗的突变以最大限度地减小线路上的信号反射的装置来支持转换器(9)与读/写电子装置之间的高数据传输速度。线路的宽度被相应地设置以防止由线路连接区、孔，以及悬臂上的其它机械障碍而产生的线路阻抗上的突变。线路方向上的变化是渐进的以避免信号反射。在层中还可以设置按图案构造的导电背面以更好地控制线路的特性阻抗。在线路从背面的一个开口上通过的地方，设置了从线路的侧边向横向延伸的部分以补偿产生的阻抗变化。另外，线路和连接区被按照信号的类型分组，各组之间有足够的间距，以最大限度地减小信号的交叉耦合。

Description

用于数据存储磁盘驱动器的集成磁头-电子装置互连悬臂

本发明涉及一种用于数据记录磁盘驱动器的滑块-悬臂组件。本发明尤其涉及一种用于一个在转换器与读/写电子装置之间有高数据传输速度的磁盘驱动器的集成磁头-电子装置互连悬臂。

磁盘驱动器是信息存储装置，它利用至少一个带有包含信息的同心数据轨道的可旋转的磁盘、一个从不同的轨道读数据或向轨道写数据的转换器(或磁头)，以及一个与转换器相连，在读写操作中将转换器移至所要求的轨道并使之保持在轨道上面的转换器定位致动器。转换器与一个滑块相连，例如一个空气-支撑滑块，它被由旋转的磁盘产生的一个气垫托住，与磁盘的数据表面相邻。转换器也可以被与一种接触-记录式滑块相连。在任一种情况下，滑块都通过一个悬臂与转换器定位致动器的支承臂相连。

悬臂提供滑块与致动器臂之间的尺寸的稳定性，提供滑块相对于它在旋转的磁盘上的运动方向的俯仰和侧倾运动的受控的柔性，以及对偏转运动的阻力。在带有空气-支撑滑块的常规磁盘驱动器中，悬臂提供一个由滑块的空气-支撑表面和磁盘表面之间的空气-支撑力来补偿的作用在滑块上的负载或力。这样，空气-支撑滑块就保持为与磁盘的数据表面极其靠近，又不接触。悬臂一般包括一根一端被安装在致动器臂上的载重杆，以及一个与载重杆的另一端相连并且其万向架部分支撑着滑块的挠性元件。载重杆提供一个回弹作用，使滑块偏向磁盘的表面。当滑块悬浮在空气-支撑表面与旋转的磁盘之间的气垫上时这一回弹作用为滑块提供柔韧性。万向架为滑块提供为跟随磁盘面所需的俯仰和侧倾的柔韧性。这样一种悬臂在例如受让人的美国专利第4,167,765号中被描述。用于这样一种悬臂的一种常规滑块的例子在受让人的美国专利第3,823,416号中被描述。

在一种常规的空气-支撑滑块-悬臂组件中，滑块通过环氧树脂与悬臂的挠性元件机械相连。转换器与读/写电子装置之间的电连接采用跨过悬臂的载重杆并延伸越过挠性元件和滑块的绞合电线。电线的端部与位于滑块上的转换器连接区或焊盘用锡焊或超声焊接相连，另一种悬臂是一种复合的或者层状结构，它包括一个其上成形有图形式的电引线的基础层和一个绝缘掩盖层，这在IBM技术公报Vol.22，No.4(1979年9月)，P1602-1603，以及日本公开文本第53-74414号(1978年7月1日)和第53-30310号(1978年3月22日)中均有描述。在日本公开文本第53-30310号中所描述的层状悬臂中，滑块通过环氧树脂与层状悬臂相连并且转换器的连接区与成形在悬臂上的电引线以锡焊连接。受让人的美国专利第4,761,699号描述了一种与一个常规滑块一起使用的层状悬臂，滑块中的焊接球连接既提供了滑块与层状悬臂间的机械连接，也提供了转换器与层状悬臂上的引线的电连接。

受让人的美国专利第4,996,623号则描述了另一种与一个负压滑块一起使用的层状悬臂。对于这种类型的悬臂，希望保持滑块在尽可能低的载荷下靠近磁盘的数据表面。这一悬臂是一个扁平的弹性材料板，在两面上都粘有图形式金属层，并且有铰接区。层状悬臂靠近铰接区的部分被弯曲以使悬臂以一种可以防止转换器接触磁盘表面的方式支撑滑块。这样，与负压滑块及磁盘表面有关的静摩擦问题就被去除了。

利用常规悬臂或层状悬臂的磁盘驱动器的问题之一在于导体的不定的特性阻抗阻碍了转换器与读/写电子装置之间的可靠的高数据速度传输。例如，在一个其数据传输速度超过大约每秒15兆字节的磁盘驱动器中，转换器与读/写电子装置之间需要一个大的带宽以便以非常高的频率传输数据。在近似于矩形的写信号的传输中，或者是连接距离大的地方，例如在3.5英寸磁盘驱动器中的5至6厘米的距离时，这一要求特别关键。一个绞合导体的特性阻抗部分取决于电线直径、绝缘厚度、每单位长度上的绞合数、绞合的松紧，以及它对地面的接近程度。而且，由于导体在形状上、在与其它导体的距离上，或是靠近线路的区域的变化，使得导体的特性阻抗通常不会在导体的整个长度上保持一致。在线路的路径上通常需要这些变化以适应机械障碍。例如，导体可能在一些区域被收窄或者被改变其方向以适应悬臂中的开口和波浪形，或者用于机械对中的悬臂中的孔。导体的特性阻抗也可能在悬臂上的一个铰接孔的正上方处被改变。最后，可能有必要改变导体的形状以达到所需的导体特性阻抗，以适应一种特殊类型的转换器或读/写电子装置的设计。

本发明通过在悬臂的层状结构中将导体做成导电的线路来解决上述问题。线路的形状是变化的，以避免在线路特性阻抗上的突变，或者在需要的地方获得特殊的阻抗值。另一种用以控制线路阻抗的技术在于在集成磁头-电子装置互连悬臂的层状结构中提供一个导电的背面。线路的选定部分的特性阻抗就能通过除去线路下面的部分背面而被调整。

利用常规悬臂或层状类型悬臂的磁盘驱动器的另一个问题是在悬臂-滑块组件的制造过程中绞合的导体很容易折断。出现这个问题是由于在悬臂的自动化生产中导体的焊接及绞合通常都是由机器完成的。本发明的集成悬臂通过将导体合并成悬臂的层状结构的一个部分以消除导体的断裂。这样就简化了悬臂的生产并且通过提高产量降低了它的生产成本。

本发明是一种带有一个集成的转换器-电子装置互连悬臂以支持转换器与读/写电子装置之间的高数据传输速度，例如每秒大于15兆字节，的数据存储磁盘驱动器。该集成悬臂是一种有一个基础层或基底层和一层成形在基础层之上的第一导电层的层状结构。悬臂有一个其上连接着滑块的万向架区。至少一个转换器与滑块相连用来从磁盘表面读数据及向磁盘表面写数据。第一导电层被刻蚀以形成许多互相连接转换器和读写电子模块的导电线路。每一个线路在其每个端部各有一连接区用于电连接转换器和电子模块。电子线路最好由铜或者是镀金的铜制成，并且可以由一种可选的电绝缘掩盖层，如聚酰胺的保护。基础层最好由矾土制成，在本发明的另一个实施例中，基础层是第二导电层和在第一与第二导电层之间的一种电绝缘层。第二导电层可以由不锈钢制成，而第二绝缘层可以是聚酰胺。

在本发明的一个优选实施例中，电子线路的形状在一些区域是变化的以弥补线路在特性阻抗上的突变。线路的截面阻抗在其它因素中间，取决于线路截面的尺寸、它与邻近线路的接近程度，以及线路周围的材料。在一种典型的悬臂中，线路特性阻抗的突变通常是由于为适应线路路径、连接区的更大的宽度，或是在线路改变其方向的区域上的机械阻碍而在线路宽度上的变化。这样，本发明的一个目标在于尽可能渐进地使线路阻抗变化以防止信号沿着线路反射。在某一线路的宽度必须被收窄的区域，例如为适应悬臂上的一个铰接或对中孔，线路宽度的变化必须是渐进的，以避免在线路中产生强信号反射点。线路宽度上的渐进变化导致了线路电容及电感的渐进变化从而导致线路特性阻抗的渐进变化。结果，避免了由线路上被收窄的部分导致的任何沿线路的信号反射。转换器与读/写电子装置之间的这样一种无反射的互连在高数据-速度磁盘驱动器中是关键的。用于控制线路特性阻抗的相同技术应用在线路收尾于具有比线路宽度大的连接区的情况。由于线路在该处成为连接区而导致的线路宽度的突然增大会导致沿线路传输的电信号的反射。然而，这种反射可以通过渐进增大连接区域附近的线路宽度以在连接区域附近的区域实现线路特性阻抗的渐进变化而被减至最小。同样，线路在方向上的突变也相当于一个信号反射点。这一反射问题可以通过保持线路宽度在经过转弯处不变以及选择线路内边沿的半径，即内径，使其等于或大于线路宽度，而得以避免或显著减小。

在本发明的另一个实施例中，悬臂的层状结构进一步有一个位于基础层与电子线路之间的导电背面，最好是铜。在背面和电子线路之间，还有一个电绝缘层，最好是聚酰胺。背面提供额外的方法用于控制线路的特性阻抗以便电子信号的反射能被最大限度地减小。在电子线路位于背面的一个孔的上方的情况下，例如，需要一个用于悬臂的铰接的孔，这个孔会有效地降低线路的特性电容并且从而增加那部分线路的特性阻抗。最终的信号反射可以通过定位或定形这个孔或者使线路通过孔以使得在线路正下方的孔的周边部分与线路的纵轴成一个小的非垂直角度而被最大限度地减小。另一方面，在孔上方区域的线路电容的突然下降也可以通过扩大位于孔正上方的区域的线路的宽度来补偿。在另一个实施例中，可以在孔的每一边设置从线路的侧边向横向延伸的部分以局部补偿由背面的孔导致的电容的减小。这样，孔上方的区域线路的特性阻抗就大体保持不变而且由孔引起的任何沿着线路的信号反射就可以被最大限度地减小。

同样，背面提供了一种额外的方法用于最大限度地减小沿着带有较宽连接区的线路的信号反射。在这种情况下，背面在连接区下被部分去除掉。部分去除掉的背面有效地降低了连接区的电容并且补偿了由于该区域的较大宽度而增加的电容。因此，当线路宽度在连接区变宽时，线路的特性阻抗不会突然变化。由于连接区而产生的任何沿着线路的信号反射作用因此被最大限度地减小。

本发明的另一个目标在于在线路与转换器或电子模块连接的线路端部避免反射点。利用一项或多项上述技术，选择线路形状和背面的型式，如果可以提供其中之一的话，以便靠近电子模块的线路区的特性阻抗大体上与电子模块的输出阻抗相等。这样，在与电子模块的连接处就避免了线路特性阻抗的突变并且该处的任何信号反射被最大限度地减小。同样，邻近其转换器端部的线路区的特性阻抗被设置成大体与转换器的输出阻抗相等以在那一端最大限度地减小任何信号反射。进而，在邻近线路一端的区域的特性阻抗与另一端不同的情况下，及线路端部区域的宽度不同的情况下，线路宽度在两端区域之间渐进变窄以提供一个线路特性阻抗的渐进的变化。这样，由于线路端部之间的阻抗差异形成的信号反射就被最大限度地减小。

在集成悬臂的优选实施例中，电子线路所需要的高传输带宽进一步通过最大限度地减小任何在读信号与写信号之间的交叉耦合来实现。在悬臂支持多于一个转换器的情况下，转换器的读线路被尽可能靠近地分组在一起。它们的写线路也被同样分组。此外，转换器的读线路与写线路之间的间距被设置成与悬臂的宽度一样大，以适应于减弱它们之间的交叉耦合。同样，用于读线路和写线路的连接区被分别分组和布置以更进一步减小读写信号间的交叉耦合。

现在将参考附图，仅仅通过例子，描述本发明，其中：

图1是根据本发明采用集成磁头-电子装置互连悬臂的现有技术的磁记录磁盘驱动器的简化图；

图2是图1的磁盘驱动器移去顶盖后的顶视图；

图3表示在滑块上装有电子线路、连接区，以及转换器或读写头的一种本发明的集成磁头-电子装置互连悬臂的平面图。滑块与悬臂的万向架区域相连；

图4是图3中所描述的连接区的放大图；

图5表示图3中所描述的万向架区的放大图，更详尽地表示了滑块、转换器、线路和连接区；

图6A是带有一个基础层和导电线路的一个集成磁头-电子装置互连悬臂的剖面图；

图6B是图6A中所描述的磁头-电子装置互连悬臂在电子线路上设置有一个附加绝缘层的的剖面图；

图7A是在电子线路与基础层之间有一层附加的导电背面，并且在电子线路与背面之间有一层附加的电绝缘层的磁头-电子装置互连悬臂；

图7B是在图7A中所描述的带有一个在电子线路上的附加绝缘层以及一个按一定样式构造的背面的磁头-电子装置互连悬臂；

图8A表示本发明的另外一个实施例，其中基础层包括一个导电层和一个在导电层与电子线路之间的绝缘层；

图8B是在图8A中所描述的在电子线路与基础层之间有一层附加绝缘层和一层附加导电背面的磁头-电子装置互连悬臂的剖面图；

图9和图10表示出另一个实施例中渐进改变被收窄的线路部分附近的电子线路的宽度；

图11、12和13表示出另一个实施例中渐进改变邻近连接区的电子线路的宽度；

图14和15描绘了在其方向上带有转弯的线路的平面图；

图16和17表示了优选实施例中将背面上的孔的周边部分相对于线路设置，在该处线路被设置在孔的上方；

图18是设置在背面上的孔的上方的电子线路的加宽部分的平面图；

图19表示优选实施例在背面上的孔的两边从电子线路的侧边向横向的扩展；

图20是连接区的平面图，在焊盘下的背面被部分去除；

图21表示出在图20中所描述的去掉的背面的优选实施例，但其中在线路下面的背面部分的宽度是渐进改变的；以及

图22是在其端部带有用于与转换器和电子模块连接的连接区的线路的平面图，该线路宽度在其两端区域之间渐进变窄以避免线路特性阻抗的突变。

尽管本发明的磁头-电子装置互连悬臂将被作为在一种磁盘存储系统中实施来描述，如图1所示，本发明也应用在其它的磁记录系统中，例如磁带记录系统，以及磁随机存取记忆系统，其中一种磁阻元件用作一个位元。

参照图1，在所示的剖面图中是一种利用集成磁头-电子装置互连悬臂的现有技术的磁盘驱动的一个简图。磁盘驱动器包括一个安装着磁盘驱动电动机4和致动器5的基座1和顶盖2。基座1和顶盖2为磁盘驱动器提供了一个大体上密封的外壳。一般，在基座1和顶盖2之间有一个垫圈3并且有一个小通气孔(未表示出)以平衡磁盘驱动器的内部与外部环境之间的压力。磁记录磁盘6通过轮毂7与驱动电机4相连以被驱动电机4带动旋转。磁记录磁盘6有一个数据写至其上以及从其上读取的数据表面8。读写头或转换器9被设置在承载装置的从动端，例如滑块10。滑块10可以是空气-支撑型或接触记录型。转换器9可以是电感式的读转换器和写转换器或是一个带有磁阻式读转换器的电感式写转换器。滑块10通过刚性支撑臂11和柔性悬臂12与致动器5相连。悬臂12提供了一个将滑块10推到记录磁盘6的数据表面8上去的偏转力。在磁盘驱动器的运行过程中，驱动电机4以一恒定的速度使磁盘6旋转，而致动器5，一般是一个直线或旋转音圈电动机，使滑块10渐进地沿径向经过数据表面8以使读/写头可以到达磁盘6上的不同数据轨道。

图2是移走了顶盖2的磁盘驱动器的内部顶视图，并且更为详尽地表示出为滑块10提供一个力使其移向磁盘6的悬臂12。这种悬臂可能是一种常规类型的悬臂，如众所周知的在受让人的美国专利第4,167,765号中所描述的Watrous悬臂。这种类型的悬臂也提供滑块的一个万向架连接，它可以允许滑块悬浮在气体支撑上时的俯仰和侧倾。通过转换器9，从磁盘6被检测到的数据通过装在臂11上的电子模块15中的信号放大和处理电路被处理为数据回读信号。这一模块也可以被放置在臂的侧面。来自转换器9的信号经导体17传到电子模块15，电子模块15通过导体19发送和接收信号。在图2中所示的常规实施例中，转换器9与电子模块15之间的导体17由绞合电线制成，每根都有电绝缘外皮。一般，被绝缘的导体17在它们的第一端被与转换器9的电连接区(未表示出)用锡焊或超声波焊接连接。然后这些导体被绞合并在它们的第二端与电子模块15的引线锡焊相连。悬臂的另一种实现可以是一种层状类型如在受让人的美国专利第4,996,623号中描述的一种。在这种悬臂中，导体17和导体19都可以从做为悬臂的层状结构一部分的导电层而形成，然而受让人的美国专利第4,996,623号没有公开任何用于提供层状结构中的宽频带宽互连导体的方法。

上述对典型的磁盘存储系统的描述，以及附图1和2，仅用于说明的目的。很明显，磁盘存储系统可以包含大量的磁盘及致动器，每个致动器可以支持多个滑块，而每个滑块可以有超过一个的转换器。此外，一个典型的磁盘存储系统可以有多层悬臂，每个都包含本发明的实施例的一个或多个。

参照图3，本发明的集成磁头-电子装置互连悬臂是一个包含了悬臂部分21和末尾部分22的集成单元12。悬臂部分21的一端有一个万向架区25与滑块27相连，另一端有一个安装座26用于与致动器(未表示出)的刚性支撑臂相连。悬臂部分21在安装座26附近进一步包括一个孔29。孔29可以被用来形成为悬臂提供柔性的铰接。末尾部分22从安装座26延伸向致动器(未表示出)。转换器或读/写头28被连到滑块27上用于从磁盘6的数据表面8读数据或向其上写数据。许多导电线路24成形在集成磁头-电子装置互连悬臂上，连接转换器28与安装在集成磁头-电子装置互连悬臂的致动器一端的电子模块(未表示出)。导电线路24几乎跨过了悬臂部分21和末尾部分22的整个长度。每一条电子线路24都在一端有一个与转换器28相连的连接区31，并在另一端有一个与电子模块相连的连接区32。连接区31、32有一个通常比线路24大的宽度便于电线或插件管脚与连接区连接。图4表示出连接区31或32以及线路24的一部分放大图。尽管万向架区25在图5中被表示成与一个滑块27相连，它可以有超过一个的滑块。两个转换器28，与滑块27相连，每一个都能从磁盘上读数据以及向磁盘上写数据。虽然在所示的实施例中表示了两个读写转换器28和一个滑块27，但是一种不同的滑块、转换器，以及转换器的类型的组合也可以被应用。转换器28被与位于万向架区25的连接区电连接。

这种集成磁头一电子装置互连悬臂是一种层状结构，带有一个基础层和被按一定图案构造以在基础层上形成许多导电线路的第一导电层。图6A表示出带有成形在基础层35上的电子线路36和37的本发明的悬臂的剖面图。基础层35用一种弹性的不导电材料制成，如矾土，集成磁头-电子装置互连悬臂即由此制造。导电层34最好用铜或镀金的铜在基础层上制成，例如通过一种沉积工艺。然后导电层34被刻蚀形成导电线路36、37。图6B表示了图6A中所描述的，在线路36、37上沉积一层附加的电绝缘层38的磁头-电子装置互连悬臂的剖面图。这种绝缘层38可以是一层聚氨脂或绝缘材料如矾土，成形在电子线路上用来保护线路免受损伤、腐蚀，或用来为层状结构提供增强的刚度。

图7A表示出集成磁头-电子装置互连悬臂的层状结构的另一个优选实施例。在这一实施例中，层状结构包括一个第二导电层40和一个第二绝缘层41。导电层40最好由铜制成并且可以通过任何公知的层压成型工艺或熔敷工艺成形到基础层35上。电绝缘层41最好是绝缘材料如矾土、氮化硅，或者聚酰胺以在电子线路36、37与第二导电层40之间提供电绝缘。第二导电层形成一个背面，可以被按一定图案构造以允许更好地控制线路36、37的特性阻抗。图7B提供了在图7A中所描述的在电子线路36、37上带有一个按一定图案构造的背面40和一个附加的电掩盖层38的集成悬臂的剖面图。与图6B中所描述的层状结构相似，加上附加的绝缘掩盖层38是要保护线路36、37以免受损伤、腐蚀，或者为层状结构提供增强的刚度。

而图8A表示了集成磁头-电子装置互连悬臂的另一个优选实施例。在这种情况下，基础层包括一个第二导电层45和一个在导电层45与电子线路36、37之间的第一电绝缘层46。导电层45最好是不锈钢的而绝缘层46可以是绝缘材料如聚酰胺。而图8B表示了集成磁头-电子装置互连悬臂的另一个优选实施例。这种悬臂与图8A中所描述的悬臂有相同的层状结构，即在第一电绝缘层46与线路36、37之间由附加导电层47形成一个背面。加上的背面47，最好是铜制的并且可以如图7B那样的按一定图案构造，它提供了与图7A中所表示的背面一样的用于控制电子线路36、37的阻抗的额外方法。此外，在电子线路36、37与背面47之间形成了一层电绝缘层48，最好是聚酰胺，用于在线路36、37与背面之间提供电绝缘。

作为导电体，每一条线路都有一个单位长度的特性阻抗，它取决于线路的尺寸、它与其它线路的接近程度，以及线路周围的材料，以及其它因素。正如在此领域众所周知的那样，线路单位长度的特性阻抗可由公式 $Z_0=\sqrt{L/C}$ 计算得出，其中L和C分别是单位长度线路的电感与电容。L和C两个值都可以通过常规的电感及电容测量仪器测量出。

参照图9，这里表示出导电线路55中的一个被收窄的部分的平面图。与本发明类型相似的悬臂上的导电线路有时会在悬臂的特定区域被收窄以避免在其路径上的机械障碍，如孔29。这样一个被收窄的线路部分导致线路55的特性阻抗的一个突变，也就相当于将沿着线路传输的电子信号反射回去的反射点。在本发明中，通过将线路55的宽度从正常宽度56渐进减小至限制窄宽度58而使由于被收窄的部分而产生的信号反射被最大限度地减小。当它变得狭窄时，线路宽度上的渐进变化导致在线路电容上的渐进下降以及在其电感上的渐进增加。因此，线路55的特性阻抗在被收窄部分57不会急剧上升并且由于受限的部分而产生的电子信号的反射也因此被消除或至少被最大限度地减小。图10表示出另一种用于将线路60的宽度61利用弧形段63渐进地渐进减小至被收窄部分59的宽度62的构造形式。

图11表示出一条导电线路66收尾进入连接区65以与转换器或电子模块相连。由于连接区的较大的宽度，这一区域相当于沿着线路传输的电子信号的一个反射点。在本发明中，可以通过在线路变为连接区65的区域渐进增大线路宽度来最大限度地减小这种信号反射。由于在连接区65附近的线路宽度渐进变宽，渐进变窄的部分67使线路66的特性阻抗变化得更为渐进。因此，由于连接区而产生的沿线路的任何信号反射都可以被避免或被最大限度地减小。同样，图12表示出渐进增加宽度的线路75。然而，在这种情况下，线路75在连接区的一侧的中部与连接区76相接，而不是如图11所示的在一侧的一端。线路在两侧都被渐进增大使得其宽度渐进变成连接区的宽度。图13表示出用于在连接区71附近利用弧形段72渐进增加一对线路70的宽度的一种不同的构造形式。

图14表示出在第一导电层表面内有一个转弯81的导电线路80的平面图。虽然这里仅表示了一个90°的转弯，但本发明的实施例可应用于所有角度的转弯。线路有宽度82而转弯有内径83。象上面的线路上的形式不连续一样，在线路方向上的任何突变都会产生沿着线路传输的电子信号的反射点。因此，这一转弯必须在其方向的改变上是渐进的以最大限度地减小沿着线路的任何电子信号反射。这一结果是通过选择转弯81的内径83等于或大于线路80的宽度82来实现的。如图14所示。此外，如图15所示，线路80的宽度82必须在经过转弯81时大体保持不变。

图16表示出电子线路85从背面86上的孔87上方经过。这样一个孔87可能是必要的，例如，在悬臂12内某处设置一个孔以形成一个铰接。线路85下面的孔87的存在使得线路经过孔的周边时其特性阻抗突然增大，同样也产生了一个沿线路85传输的信号的反射点。在本发明中，是通过相对于线路85来定位孔87使其周边部分88处在相对于线路85的纵轴不垂直的角度上来最大限度地减小信号反射的。因此，孔上方的线路的特性阻抗的变化更加渐进并且孔87引起的沿线路85的任何信号反射被最大限度地减小。图17表示出相对线路85来定位87的周边部分88的另一种构造形式。

另一个设置在背面孔上的用于最大限度地减小沿线路的信号反射的优选实施例如图18中所示。在这一实施例中，线路在背面93的孔92上方的区域91处被故意加宽。线路被加宽的区域91被设置成必要的大小以便由被加宽的区域引起的增加的电容和减少的电感可以分别补偿由孔92导致的线路电容上的损失以及线路电感上的增加。因此，线路90的特性阻抗在孔92的上方大体保持不变并且由于孔而产生的沿线路的任何信号反射都被最大限度地减小。图18进一步表示出通过采用渐进变窄的部分94而使线路90的宽度渐进变化以防止由于被加宽区域91而产生的信号反射点。

而图19表示出用于补偿位于背面97中的孔98之上的线路特性阻抗的突然增大的另一种构造形式。这种构造形式尤其对为避免线路路径上的机械阻碍而必须在孔98上方的区域进一步减小线路96的宽度的情况有利，如被收窄的部分100所示。在本发明中，由孔98和被收窄部分100引起的增加的线路特性阻抗可以由一个或多个从线路96向横向的延伸部分99来补偿。选择横向延伸部分99的总尺寸以使得延伸部分增加的电容近似等于由孔98和被收窄部分100引起的电容损失，因此，在孔98的上方区域，线路96的特性阻抗会大体保持不变并且由孔98和被收紧部分100引起的沿线路的任何信号反射会被最大限度地减小。图19中描述的优选实施例包括在孔98的两侧的一对横向延伸部分99，延伸部分99进一步有渐进变窄的边95，可以实现线路特性阻抗的更为渐进的变化。

图20是一条线路收尾于与该线路电连接的连接区106的一个平面图。线路105和连接区106都位于背面107之上。与图11-13中表示的连接区一样，连接区106的较大的宽度产生了沿线路105的电信号反射。然而，由于有背面，可以通过部分移去连接区106下面的背面以在背面产生一个孔108来最大限度地减小这一信号反射。此外，连接区106正下方的背面的一个线路状部分109被原封不动保留以在连接区106附近得到线路105的特性阻抗的更为渐进的变化。线路状部分109与线路105有大体相同的宽度并且在线路方向上延伸。图21表示出与图20中相同的线路105和连接区106，然而，线路状部分109包括一个渐进变窄的部分110以获得被部分移走的背面与线路状部分109的渐进宽度改变的复合效果。

而且，在本发明的优选实施例中，线路形状和背面的型式，如果提供一个的话，可利用以上的一项或多项技术来构造以在线路的每一端获得所需的特性阻抗。尤其是，使电子模块附近区域线路的特性阻抗与电子模块的输出阻抗大体相等。因此，由线路的电子模块端的阻抗突变产生的任何沿线路的电信号反射都可以避免或至少被最大限度地减小。电子模块的输出阻抗可以由常规阻抗测量仪器测出或由电子模块的电路设计得到。同样，使转换器附近区域线路的阻抗与转换器的输出阻抗大致相等以最大限度地减小在线路那一端的任何信号反射。

此外，在线路一端附近区域的特性阻抗与另一端不同，以及线路端部区域的宽度不同的情况下，使线路两端区域之间的宽度渐进变窄以避免线路特性阻抗的突变。图22表示出一个带有用以与转换器(未表示出)电连接的连接区31和用以与电子模块(未表示出)连接的连接区32的线路24。线路一端的线路部分112的宽度与另一端的线路部分113宽度不同。线路两端部分之间的区域114的线路宽度渐进变窄以避免两端之间线路阻抗的突变引起的任何信号反射。

最后，在本发明的优选实施例中，电子线路和与它们的相连接的连接区根据它们所传输的信号种类被分别分组以最大限度地减小信号之间的交叉耦合。图3和6A表示出这样分组的集成悬臂的一个优选实施例。在这一实施例中，转换器的读线路36被大体沿着线路的整个长度隔开成小间距设置在一起。转换器的写线路37也同样被隔开成小间距设置在一起。此外，读线路36尽量远离写线路37到悬臂宽度能容纳的程度。而且，读线路36与写线路37的连接区也被分别分组在一起，读线路的连接区被设置成远离写线路的连接区到悬臂上的空间能允许的程度。这样一种根据信号类型对线路和各自的连接区的分组和分隔会最大限度地减小沿线路传输的读信号与写信号的任何交叉耦合。因此，综合有本发明所公开的这项及其它技术的一个集成磁头-电子装置互连悬臂将能支持一个高数据传输带宽，这在高数据-速度磁盘驱动器中是关键的。

Claims (17)

1.一种用于数据存储磁盘驱动器的悬臂(12)，数据存储磁盘驱动器具有一个带有数据表面(8)的磁盘，一个用于将数据写到磁盘上以及从磁盘上读数据的转换器(28)，该转换器和一个与磁盘的数据表面保持靠近的滑块(27)相连，一个用于使滑块运动经过磁盘的致动器，以及一个与转换器电连接的电子模块，悬臂是层状结构，它包括：

基础层(35)；

在基础层上形成的第一导电层(34)，导电层的形式为许多导电线路(24、36、37、55、60、66、70、75、80、85、90、96、105)，它们将上述转换器(28)和上述电子模块互相连接，每个上述线路的每个端部附近都有一个连接区(31、32)用于与转换器和电子模块的连接，

其中，在线路的特性阻抗由于线路的形状变化而容易发生突变的突变区，线路的形状渐进的改变，以弥补线路在特性阻抗上的突变。

2.权利要求1中所要求的悬臂(12)，其中

所述突变区是线路(55、60)之一中一个有两个端的被收窄的部分(57、59)，

被收窄的部分的每一端附近有一个过渡区(63)，过渡区的宽度从线路的宽度到被收窄部分的宽度发生渐进变化，因此由被收窄的部分产生的沿线路的任何电信号反射被最大限度地减小。

3.权利要求1中所要求的悬臂(12)，其中

所述突变区是线路(66、70、75)之一中一个其宽度比线路宽度大的连接区(65、71、76)以便于电气连接，

连接区附近有一个过渡区(67、72、77)，过渡区的宽度从线路的宽度到连接区的宽度发生渐进变化，因此由连接区产生的沿线路的任何电信号反射被最大限度地减小。

4.权利要求1中所要求的悬臂(12)，其中

所述突变区是线路(80)之一在导电层的表面的一个具有内径(83)的转弯，在转弯的区域的线路宽度(82)是不变的，转弯的内径值大于线路不变的直径，因此由转弯引起的沿线路的任何电信号的反射都被最大限度地减小。

5.权利要求1中所要求的悬臂(12)进一步包括一个第二转换器，每一个转换器有至少一个用于从数据表面读数据的读线路(36)和至少一个用于向数据表面写数据的写线路(37)，其中读线路被分组在一起而写线路被分组在一起，并且其中读线路被设置在远离写线路足够的距离以最大限度地减小读线路与写线路之间的信号交叉耦合。

6.权利要求5中所要求的悬臂(12)，其中读线路(36)的连接区被分组在一起而写线路(37)的连接区被分组在一起，并且读线路的连接区被设置在远离写线路的连接区足够的距离以最大限度地减小读线路的连接区与写线路的连接区间的信号交叉耦合。

7.权利要求1中所要求的悬臂(12)，包括：

第一导电层(34)与基础层(35)之间的第二导电层(40、86、93、97、107)，上述第二导电层形成背面，被按一定图案构造以最大限度地减小沿线路的电信号反射，以及

第一和第二导电层之间的第一电绝缘层(41)。

8.权利要求7中所要求的悬臂(12)，其中背面(86)有一个孔(87)，线路(85)中的至少一个被设置在该孔的周边的一部分(88)上方，而且孔的上述周边部分相对于线路的纵轴成非垂直的角度，因此，由该孔导致的沿线路的任何电信号反射被最大限度地减小。

9.权利要求7中所要求的悬臂(12)，其中背面(93)有一个孔(92)，线路(90)中的至少一个被设置在该孔上方，而且该孔上方的区域(91)的线路宽度较宽，因此由该孔引起的沿线路的任何电信号反射被最大限度地减小。

10.权利要求9中所要求的悬臂(12)，其中较宽的区域(91)在其每一端附近都包括一个过渡区(94)，每一个过渡区的宽度都从线路宽度到较宽区域的宽度渐进变化，因此由较宽区域引起的沿线路的任何电信号反射都被最大限度地减小。

11.权利要求7中所要求的悬臂(12)，其中背面(97)有一个孔(98)，线路(96)中的至少一个被设置在孔上方，而且该线路在孔附近包括从线路的一个侧边向横向延伸的部分(99)以补偿该孔上方区域线路的特性阻抗的降低，因此由该孔引起的沿线路的任何电信号反射都被最大限度地减小。

12.权利要求7中所要求的悬臂(12)，其中线路(105)中的一个包括一个连接区(106)其宽度比线路宽度大以便于电气连接，而且在连接区下的背面(107)被部分去除以补偿连接区线路特性阻抗的降低，因此由连接区引起的线路中的任何电信号反射都被最大限度地减小。

13.权利要求12中所要求的悬臂(12)，在连接区(106)下面的背面(107)

进一步包括一个线路状部分(108)以补偿连接区附近区域线路特性阻抗的变化，该线路状部分其宽度与线路宽度相同并且在线路的正下方从背面的其余部分沿线路的纵轴方向延伸，因此由部分移去的背面引起的线路中的任何电信号反射被最大限度地减小。

14.权利要求13中所要求的悬臂(12)，其中在连接区(106)下面的线路状部分(108)进一步包括一个在线路状部分与背面的其余部分(107)之间的过渡区(110)，靠近背面其余部分的区域中的过渡区宽度比线路状部分的宽度大并且渐进变窄成线路状部分的宽度，因此由背面的线路状部分引起的线路中的任何电信号反射都被最大限度地减小。

15.权利要求1中所要求的悬臂(12)，其中基础层(35)包括第二导电层(47)和第一导电层(34)与第二导电层之间的电绝缘层(48)。

16.用于数据存储磁盘驱动器的转换器-滑块-悬臂-臂组件，数据存储磁盘驱动器具有一个带有数据表面的可转动磁盘(6)，一个用于使转换器相对于磁盘径向运动以便在磁盘旋转过程中从数据表面读数据或向数据表面写数据的致致力器(5)，以及一个用于处理从数据表面读的数据以及写到数据表面上的数据的电子模块，该转换器-滑块-悬臂-臂组件包括：

一个当磁盘转动时与数据表面保持在操作关系的滑块(10)；

一个与滑块相连用于从数据表面读数据或向数据表面写数据的转换器(9)；

一个在权利要求1至15任何之一中要求的层状悬臂(12)，有两个端部，其第一端与上述滑块相连；以及

一个刚性的支撑臂(11)，有两个端部，其第一端与悬臂的第二端相连而第二端与致动器相连。

17.数据存储磁盘驱动器包括：

一个带有同心数据轨道的数据表面的磁盘(16)；

与磁盘相连用于以与磁盘垂直的轴使磁盘旋转的装置(4、7)；

一个当磁盘转动时与数据表面保持操作关系的滑块(10)；

一个与滑块相连用于从数据表面读数据或向数据表面写数据的转换器(9)；

一个用以使滑块相对于磁盘径向运动以使转换器接近数据轨道的致动器(15)；

一个用于处理从数据表面读的数据以及写到数据表面上的数据电子模块；

一个在权利要求1至15任何之一中要求的层状悬臂(12)，具有两端，其第一端与所述滑块相连，以及；

一个刚性的支撑臂(11)，有两个端部，其第一端与悬臂的第二端相连而第二端与致动器相连。

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