CN1310213C - 附连在致动器臂上的加载梁 - Google Patents

Abstract

一致动器组件，它包括一安装在盘驱动器底板上的可转动的致动器臂。致动器臂包括一安置在非金属体上的金属件。一加载梁的近端安装在致动器臂上，而加载梁的末端支承一磁头。致动器组件还包括一介于金属件和加载梁之间的接头，其将加载梁固定到致动器臂上。

Description

附连在致动器臂上的加载梁

相关申请

本申请要求对2001年11月5日提交的美国临时专利申请系列号60/333,025，以及2001年11月15日提交的美国临时专利申请系列号60/332,299的优先权。

技术领域

本发明总的涉及盘驱动器，更具体来说，涉及附连到盘驱动器内的电路板致动器臂上的一加载梁。

背景技术

典型的盘驱动器包括一安装盘驱动器各种部件的底板。诸部件包括有一主轴电动机，它以恒定高速转动一个或多个盘片。利用一致动器组件将信息写入盘片上的磁道内和从磁道内读出信息，在寻道操作过程中，致动器组件绕一定位在盘片附近的承载轴组件旋转。致动器组件可包括多个致动器臂，它们朝向盘片延伸，一个或多个磁头万向节组件从各致动器臂延伸。各磁头万向节组件包括一挠曲或加载梁，且一磁头安装在加载梁的末端。各磁头包括一空气承载的浮动块，其能使磁头在相关盘片的对应表面上方紧挨的附近飞翔。通常通过点焊将金属板焊接到加载梁，然后，通过型锻将金属板连接到致动器臂上，由此磁头万向节组件附连在对应的金属致动器臂上。

在寻道操作过程中，利用一音圈电机来控制磁头的磁道位置，音圈电机通常包括一附连在致动器组件上的音圈，以及一个或多个永久磁体，它们建立一磁场，而音圈浸没在该磁场中。音圈中施加的电流致使音圈运动。随着音圈的运动，致动器组件绕承载轴组件枢转，而致使磁头横贯盘片表面移动。

一弯曲组件在允许致动器组件在操作过程中作枢转运动的同时为致动器组件提供必需的电气连接路径。弯曲组件包括一磁头连线(未示出)与其连接的印刷电路板；磁头连线沿着致动器臂和加载梁布线到磁头。印刷电路板通常包括一电路和一前置放大器，在写入操作过程中，电路用来控制施加到磁头的写入电流，在读出操作过程中，前置放大器用来放大由磁头产生的读取信号。

磁头连线、印刷电路板、致动器臂，以及音圈都是分离的零件，在盘驱动器制造过程中，它们必须进行组装。制造分离部件的组装和成本增加了制造盘驱动器的总成本。

另外，盘驱动器内的振动，特别是在致动器臂和磁头万向节组件内的振动，由于其在磁头和盘片之间形成不可预见的运动，可对驱动器的可靠性带来不利的影响。这样不可预见的运动可造成读/写错误。此外，这样的运动阻止在盘驱动器内使用较窄磁道，因此，限制盘驱动器的存储能力。为了减小致动器臂内的振动，臂通常构造成其共振频率远高于盘驱动器的驱动频率。

因此，需要有一种盘驱动器的致动器组件，它减少制造成本和减小致动器臂和磁头万向节的振动。本发明提供对上述的和其它的问题的解决方案，并提供优于现有技术的诸多其它优点。

发明内容

针对该技术背景，形成本发明。根据本发明，提供一种用于盘驱动器的致动器组件，所述盘驱动器包括一安装在一底板上的可旋转的盘片，所述致动器组件包括：一安装在底板上的可转动的致动器臂，该致动器臂包括一非金属体和一安置在非金属体上的一表面上的金属垫；一加载梁，该加载梁包括一安装在致动器臂上的近端，以及支承一磁头的末端；所述金属垫面对所述加载梁，以及一介于金属垫和加载梁之间的接头，其将加载梁固定到致动器臂上。

本发明的另一变化的实施例可概括为一包括致动器组件的盘驱动器。致动器组件包括一转动的致动器臂，它包括一电路板和一形成在电路板远端上的金属垫。金属加载梁包括一安装在电路板远端上的近端，以及一支承磁头的远端。致动器组件还包括一介于金属垫和加载梁之间的金属接头，该接头将加载梁固定到致动器臂。

从阅读下面详细的描述并参照相关的附图，将会明白表征本发明的上述的和各种其它的特征和优点。

附图的简要说明

图1是一采用本发明的优选实施例的盘驱动器的平面图，示出主要的内部部件。

图2是一根据本发明的实施例的致动器组件的立体图。

图3是一致动器组件的末端的分解的立体图，其中，致动器组件的磁头万向节组件将被钎焊到致动器臂。

图4是图3所示的致动器组件的末端的组装后的立体图。

图5是沿图4的线5-5截取的截面图。

图6是一致动器组件的末端的分解的立体图，其中，致动器组件的磁头万向节组件将被焊接到致动器臂。

图7是图6所示的致动器组件的末端的组装后的立体图。

图8是沿图7的线8-8截取的截面图。

具体实施方式

一根据本发明的优选实施例构造的盘驱动器100示于图1中。盘驱动器100包括一其上安装有盘驱动器100的各种部件的底板102。一显示为局剖的顶盖104与底板102合作以传统的方式为盘驱动器形成一密封的内部环境。诸部件包括一主轴电动机106，其以恒定的高速转动一个或多个盘片108。利用一致动器组件110对盘片108的磁道写入信息和从其中读出信息，在寻道操作过程中，致动器组件110绕一定位在盘片108附近的承载轴组件112转动。致动器组件110包括一个或多个印刷电路板致动器臂114，它们朝向盘片108伸，使一个或多个磁头万向节组件113从各致动器臂114延伸。各磁头万向节组件包括一挠曲或加载梁116和一安装在加载梁116的末端上的磁头118。各臂114是一印刷电路板，其上安装有至少一个磁头万向节组件。各磁头118包括一空气承载的浮动块，其能使磁头118在相关的盘片108的对应表面上方紧挨的附近飞翔。

在寻道过程中，利用一音圈电机124控制磁头118的磁道位置，音圈电机通常包括一附连在致动器组件110上的音圈126，以及一个或多个永久磁体128，它们建立一音圈126沉浸在其中的磁场。较佳地，音圈126形成为至少一个致动器臂114的一体的部分。对音圈126控制地施加电流，致使在永久磁体128和音圈126之间发生磁性的相互作用，这样，音圈126根据著名的洛伦兹定律运动。随着音圈126的运动，致动器组件110绕承载轴组件112枢转，并致使磁头118横穿盘片108的表面移动。

当盘驱动器100长时间不使用时，主轴电动机106通常是断电状态。当驱动电机断电时，磁头118移动到靠近盘片108的内直径的停泊区域120上。利用致动器闩锁结构，磁头118固定在停泊区域120上，当磁头停泊时，该闩锁结构防止致动器组件110不留心的转动。

一弯曲组件130在允许致动器组件110在操作过程中作枢转的运动的同时为致动器组件110提供必要的电气连接路径。弯曲组件包括一与磁头连线(未示出)连接的印刷电路板；磁头连线沿着致动器臂114和加载梁116布线到磁头118。致动器臂114较佳地包括一电路和一前置放大器，在写入操作过程中，电路用来控制施加到磁头118的写入电流，在读取操作过程中，前置放大器用来放大由磁头118产生的读取信号。另外，磁头连线沿着致动器臂114布线的部分最好形成为电路板致动器臂114的一个一体部分。弯曲组件包括一弯曲电缆132，它从电路板致动器臂114延伸并终止在一弹性支架134上。弹性支架134通过底板102连通到安装在盘驱动器100的底侧上的盘驱动器印刷电路板(未示出)。

因此，致动器臂114较佳地将弯曲组件130、致动器组件110以及音圈电机124的诸特征结合在一单一的零件内，由此，简化盘驱动器100的制造过程。此外，尽管致动器臂114的共振频率低于现有技术的金属致动器臂，但印刷电路板材料的阻尼特性大于金属致动器臂。因此，致动器臂114在减小振动方面比传统的致动器臂更有效。致动器臂114较佳地还比传统的金属致动器臂轻，因此，具有较小的惯性矩。然而，将磁头万向节组件附连到金属致动器臂的现有技术的型锻方法难于适应具有非金属体的印刷电路板致动器臂。

现参照图2，一致动器组件110包括一大致平的细长的致动器臂114。致动器臂114是一电路板，其形成有一位于中心的孔206，以便将致动器组件110安装到图1的轴组件112上。因此，致动器臂114绕孔206枢转。一音圈126集成在孔206一侧上的电路板致动器臂114内。且在孔206的相对侧上，致动器臂终止在一末端210处。电路板致动器臂114还较佳地包括迹线212和214，以便连接安装在或集成在致动器臂114内的各种电气的和电子的元件。邻近孔206的连接槽216延伸到致动器臂114内，并与图1的弯曲电缆132的端部匹配，以便通过图1的弯曲电缆132和弹性支架134连接盘驱动器印刷电路板(未示出)和致动器组件110。

加载梁116的近端220较佳地安装在致动器臂114的末端210上。加载梁116从近端220延伸到支承磁头118的末端222。

如图3-4所示，大致呈矩形的侧向接片或突耳310从近端220的相对侧横向地延伸。再者，一对大致矩形的纵向接片312从近端220延伸。近端220形成在各侧向接片310底部处的一侧向的热释放孔314，以及在各纵向接片312底部处的一纵向的热释放孔316。

如图5所示，各接片310、312较佳地包括一由与加载梁116本体相同的材料制成的接片本体318，所述材料最好是不锈钢。一镀层320较佳地包围本体318，但其可仅设置在面对致动器臂114的一侧上。镀层320较佳地包括一可钎焊的材料，例如，锡-铅、锡-铅-铜、银-锡-铜、或金。回头参照图3-4，近端220也形成一对位于中心的加载梁对齐孔322。磁头万向节组件113可根据已知的方法进行制造，并增加一将镀层320镀到接片310、312上的额外步骤。

一对大致呈矩形的侧向件或垫330形成在致动器臂114的远端210的相对侧上，且面向加载梁116的近端220。一对大致呈矩形的纵向件或垫332形成在侧向垫330内侧并靠近侧向垫330。垫330较佳地是一可钎焊的材料，它可涂敷在印刷电路板上，例如，铜或镀镍铜。钎焊料333沉积在各垫330、332上(见图5)。接地迹线334形成在电路板致动器臂114的末端210上，将垫330和332彼此连接，并连接到位于纵向垫332和侧向垫330之间的接地通路336。接地通路336通过电路板致动器臂114内的连接而接地。因此，积聚在磁头118上的静电通过加载梁116、接地迹线334、接地通路336，以及通过电路板致动器臂114其它连接和迹线排走。致动器臂114的末端210较佳地形成一对位于中心的致动器臂对齐孔340。

致动器臂114可根据已知的电路板制造方法进行制造。因此，用于致动器臂114的材料较佳地是标准的印刷电路板材料。致动器臂114本体较佳地由加强的玻璃纤维或塑料制成。诸如垫330、332的各种元件可在印刷电路板制造过程中形成。应注意到，致动器臂114本体可以是除电路板材料之外的非金属材料，并可由不同于电路板制造工艺的过程进行制造。

较佳的是通过将致动器臂的对齐孔340与加载梁的对齐孔322对齐来安装磁头万向节组件113，这样，侧向接片310邻接形成在侧向垫330上的钎焊料333，而纵向接片312邻接形成在纵向垫332上的钎焊料333。接片310、312；垫330、332；以及钎焊料333加热而形成对应的钎焊接头350、352，较佳地使用一热棒，它在加热过程中也将致动器臂114和加载梁116保持在一起。热释放孔314和316将接片310、312隔绝热，由此，便于加热接片310、312，而不加热整个加载梁116。然后，允许钎焊料333；接片310、312；以及垫330、332冷却，由此，固化钎焊接头350、352。通过施加热量来熔化钎焊接头350、352，磁头万向节组件113可相对于致动器臂114重新定位；重新定位磁头万向节组件113；以及允许钎焊接头350、352冷却。

另一变化的实施例示于图6-8中。参照图6-7，加载梁116包括一支承磁头118的末端606，以及一固定在致动器臂114的末端210上的相对的近端608。近端608形成一对横向间隔的对齐孔618。加载梁116较佳地是不锈钢加载梁。

致动器臂114的末端210较佳地包括一位于中心的安装件或垫630，它较佳地是矩形的。接地迹线634形成在电路板致动器臂114的末端210上，将垫630连接到位于安装垫630附近的接地通路636。接地通路636借助于电路板致动器臂114内的连接而接地。因此，积聚在磁头118上的静电通过加载梁116、接地迹线634、接地通路636，以及通过电路板致动器臂114的其它连接和迹线排走。致动器臂114的末端210较佳地形成一对位于中心的致动器臂对齐孔640。致动器臂114可根据已知的电路板制造方法进行制造。因此，用于致动器臂114的材料较佳地是标准的印刷电路板材料。致动器臂114本体较佳地由加强的玻璃纤维或塑料制成。诸如垫630的各种元件可在印刷电路板制造过程中形成。垫630较佳地由铜、镀镍铜，或某些其它传统地用于电路板制造工艺中的材料形成。根据本发明，可使用许多其它可能的垫和对齐孔结构。

垫630较佳地大于上述实施例中的垫330、332，以使垫630可从点焊中吸收热量，而不造成一大的总体温度上升。四个点焊接头650形成一矩形的图形，并将加载梁116的近端608固定到垫630上，由此固定到致动器臂114的末端210上。磁头万向节组件113可通过定位加载梁116而固定到致动器臂114，以使近端608邻接致动器臂114的垫630，而加载梁对齐孔618与致动器臂对齐孔640对齐。然后，加载梁116点焊到安装垫630上，由此固定到致动器臂114的末端210。点焊接头650较佳地由激光点焊工艺形成，但也可采用电阻点焊工艺。

本发明的一实施例可概括为一致动器组件(诸如110)，它包括安装在盘驱动器(诸如100)的底板上的一可转动的致动器臂(诸如114)。致动器臂包括一安置在非金属体上的金属件(诸如330、332、630)。一加载梁(诸如116)的近端(诸如608或220)安装在致动器臂上，加载梁的末端(诸如222或606)支承一磁头(诸如118)。致动器组件还包括一介于金属件和加载梁之间的接头(诸如350、352、或650)，它将加载梁固定到致动器臂。

加载梁较佳地包括一金属的材料。非金属体较佳地包括一电路板，并较佳地包括选自由玻璃纤维和聚合物组成的组群中的一材料。

接头可以是一钎焊接头(诸如350或352)。在这样的一实施例中，加载梁较佳地包括一接片(诸如310或312)，且接头将接片固定到金属件。加载梁较佳地包括一不锈钢体(诸如318)，以及覆盖不锈钢体至少一部分的一可钎焊的镀层(诸如320)。

或者，接头可以是一焊接接头(诸如650)，而加载梁的本体可包括不锈钢。金属件较佳地包括铜，它最好是镀镍的。

本发明的一实施例或者可描述为一盘驱动器(诸如100)，它包括一致动器组件(诸如110)。致动器组件包括一可转动的致动器臂(诸如114)，它包括一电路板(诸如114)和一形成在电路板的末端(诸如210)上的金属垫(诸如330、332、或630)。金属加载梁(诸如116)包括一安装在电路板的末端上的近端(诸如220或608)，以及一支承磁头(诸如118)的末端(诸如222或606)。致动器组件还包括一介于金属垫和加载梁之间的金属接头(诸如350、352、或650)，该接头将加载梁固定到致动器臂。

在一实施例中，其中，接头是一钎焊接头(诸如350或352)，加载梁的一接片(诸如310或312)可包括一不锈钢体(诸如318)和一覆盖不锈钢体至少一部分的可钎焊的镀层材料(诸如320)。镀层材料较佳地选自由锡-铅、锡-铅-铜、银-锡-铜、以及金组成的组群。此外，加载梁在邻近至少一个接片处可形成一热释放孔(诸如314或316)。

或者，接头可以是一焊接接头(诸如650)，它较佳地是一点焊接头。

本发明的一实施例或者可概括为一盘驱动器(诸如100)，它包括一致动器组件(诸如110)。致动器组件包括：一可转动的致动器臂(诸如114)，它包括一非金属体和一形成在非金属体上的金属垫(诸如330、332，或630)；以及，用来将加载梁固定到金属垫的装置。该用于固定的装置包括一钎焊接头(诸如350、352)。或者，用于固定的装置可包括一焊接接头(诸如650)。

可以清楚地明白到本发明能很好地适合达到上述的及其固有的目的和优点。尽管为了揭示本发明已描述了一目前优选的实施例，但在本发明的范围内，可作出各种变化和改型。例如，根据本发明，可采用许多不同的垫、接片和对齐孔结构。还可作出许多其它的改变，它们是本技术领域内的技术人员将会容易地提出的改变，它们被包括在由附后的权利要求书所公开和定义的本发明的精神之内。

Claims (10)

1.一种用于盘驱动器的致动器组件，所述盘驱动器包括一安装在一底板上的可旋转的盘片，所述致动器组件包括：

一安装在底板上的可转动的致动器臂，该致动器臂包括一非金属体和一安置在非金属体上的一表面上的金属垫；

一加载梁，该加载梁包括一安装在致动器臂上的近端，以及支承一磁头的末端；所述金属垫面对所述加载梁，以及

一介于金属垫和加载梁之间的接头，其将加载梁固定到致动器臂上。

2.如权利要求1所述的致动器组件，其特征在于，加载梁包括一金属材料。

3.如权利要求1所述的致动器组件，其特征在于，非金属体包括一电路板。

4.如权利要求1所述的致动器组件，其特征在于，非金属体包括一选自由玻璃纤维和聚合物组成的组群的材料。

5.如权利要求1所述的致动器组件，其特征在于，接头是一钎焊接头。

6.如权利要求5所述的致动器组件，其特征在于，加载梁包括一接片，其中，接头将接片固定到金属垫上。

7.如权利要求5所述的致动器组件，其特征在于，加载梁包括一不锈钢体和一覆盖不锈钢体的至少一部分的可钎焊的镀层。

8.如权利要求1所述的致动器组件，其特征在于，接头是一焊接接头。

9.如权利要求8所述的致动器组件，其特征在于，加载梁的本体包括不锈钢。

10.如权利要求1所述的致动器组件，其特征在于，金属垫包括铜。

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