CN1417777A - 包括带有减振材料的柔性印刷电路的硬盘驱动器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种硬盘驱动器。提供的硬盘驱动器包括柔性印刷电路(FPC)，其中，电路层夹在基底层和覆盖层之间。另外，减振材料结合在电路层上的信号布线的预定部分上，横跨信号布线。本发明所提供的硬盘驱动器降低了整个频带上的振动能，从而使振动对伺服控制的影响达到最小。其结果是，硬盘驱动器的性能得到了改善。

Description

包括带有减振材料的柔性印刷电路 的硬盘驱动器
                         技术领域
本发明涉及一种柔性印刷电路(FPC)，尤其涉及使噪声的振动能达到最小的FPC。
                         背景技术
硬盘驱动器是一种计算机辅助存储设备，利用象电磁体一样工作的磁头把信息写在硬盘上，以及从硬盘上读取信息。
图1显示了传统硬盘驱动器20的结构。参照图1，传统硬盘驱动器包括：存储信息的盘13、使盘13旋转的主轴电机15、有一个在盘13上读写信息的磁头25的致动器23、驱动致动器23的音圈电机21、把电信号从印刷电路板(PCB)(未示出)传送到致动器23的柔性印刷电路(FPC)11、和支承FPC 11的托架31。
盘13由在盘13的内侧通过激光微处理的停泊区和在停泊区的外围把磁信号写在上面的数据区组成。在这种情况中，停泊区与主轴电机15结合，以便在断电状态下，安放磁头25。伺服信号用来报告要写入的信息的位置，并预先写在好几万个沿着盘13环形方向的磁道上。
致动器23包括：扇状尾单元19，其包括用来驱动致动器23的音圈电机21；枢转轴承17，位于致动器23的转动中心上；和磁头25，包括一个把数据写在盘13上的写头和从盘13上再现信息的读头。
PCB把电信号传送到FPC 11，FPC 11把电信号传送到致动器23。电信号接着从致动器23传送到音圈电机21。在音圈电机21中，在电流和磁场之间的相互作用引起的电磁力的作用下，致动器23以枢转轴承17为中心旋转。结果，将致动器23从停泊区移动到数据区。
图2显示了传统FPC 11的结构。参见图2，传统FPC 11上布置有：通过前置放大器(未示出)把电信号传送到磁头和从磁头接收电信号的磁头信号布线RDX(读数据X)、RDY(读数据Y)、WDX(写数据X)和WDY(写数据Y)；把电压施加到前置放大器上的电压VDD(正直流电压)和VSS(负直流电压)；接地的地线GND；和把电流供应给音圈电机21的电流布线VC(音圈)。
在硬盘驱动器20上读/写数据时，磁头25沿着盘13的磁道移动来读/写数据。最好，盘13的回旋磁道形成严格的圆形，和磁头25精确地读写数据。但是，实际上，盘13沿着主轴电机15的振动引起的变形圆转动。因此，出现了振摆。在出现振摆的情况下，磁道的位置与磁头之间存在偏差。
有两种类型的振摆，包括每旋转一圈都重复的可重复振摆(RRO)和每旋转一圈不重复的不可重复振摆(NRRO)。
RRO指的是盘13的旋转为具有特定周期的波形。这种有特定周期的波形是由盘13装配偏斜或硬盘驱动器20的振动引起的。由于波形是周期性重复的，因此，可以通过把波形信息记录在伺服存储器中来补偿磁道与磁头25之间的位置偏差。
为了补偿RRO和测试可靠性，在制造硬盘驱动器的过程中，通过改变诸如温度和电压之类的条件，进行老化测试。但是，由于在制造过程中，控制FPC偏向力、风阻偏向力和热度等各种因素非常麻烦，因此，难以完全补偿RRO。FPC偏向力指的是FPC机械地施加在磁头组组件(HSA)上的力。风阻偏向力指的是由于盘旋转波动对FPC的影响而施加在HSA上的力。
在FPC 11中，由于磁头信号布线RDX、RDY、WDX和WDY在物理上靠近较大电流流过的电流布线VC和电压布线VDD和VSS，因此，噪声影响磁头信号布线RDX、RDY、WDX和WDY。另外，由FPC 11的固有频率引起的大约340Hz的低频率也影响伺服控制。
尤其是，由于写头信号布线WDX和WDY比读头信号布线RDX和RDY更接近电压布线VDD和VSS，所以，上述的影响在写模式下比在读模式下要严重得多。
因此，由于RRO的补偿值随工作环境和硬盘驱动器的类型而改变，硬盘驱动器的性能受到NRRO和不是FPC的伺服控制频率的、1kHz以下的低频率等干扰的影响。NRRO指的是，盘的旋转形成了一个扭曲的波形，没有特定周期。
参照图3，传统FPC的频率响应曲线图表明，电流强度的峰值出现在340Hz和750Hz附近。此外，这些峰值的重复频率为1kHz以上的射频。由于传统FPC的固有频率位于频带340Hz和750Hz上，在FPC与噪声的固有频率之间发生共振。结果，在这些频带上的振动能比较强，从而形成峰值。
如上所述，在传统硬盘驱动器中，来自电流布线VC和电压布线VDD和VSS的噪声影响、RRO的补偿值之间的差异、和来自低频噪声的影响，使寻道时间和位置偏差信号增大。寻道时间指的是寻找磁道的时间。其结果是，传统硬盘驱动器的性能和生产率受到影响。
                         发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种硬盘驱动器，该硬盘驱动器具有改进了的柔性印刷电路(FPC)，这种改进了的柔性印刷电路(FPC)使FPC中在整个频带上，尤其在1kHz以下的低频带上的振动能达到最小，从而使振动能对伺服控制的影响达到最小。
为了实现本发明的目的，提供了一种硬盘驱动器，它有一个把信息写到盘上/从盘上读取信息的磁头的致动器、驱动致动器的音圈电机、把电信号传送到致动器和音圈电机的柔性印刷电路(FPC)、和支承FPC的托架，在该硬盘驱动器中，FPC有一个基底层和覆盖层，电路层夹在其间；硬盘驱动器还具有结合在电路层上信号布线的预定部分上并横跨信号布线的减振材料。
可取的是，预定部分是FPC与托架之间或FPC与致动器之间的非接触区的起始部分。
更可取的是，预定部分是FPC与托架之间的非接触区的起始部分和FPC与致动器之间的非接触区的起始部分。
可取的是，减振材料形成在基底层和覆盖层之间，并结合在电路层的上部或下部。
更可取的是，减振材料形成在基底层和覆盖层之间，并结合在电路层的上部和下部。
在这种情况下，减振材料与电路层的信号布线结合，并与信号布线垂直。
在根据本发明的硬盘驱动器中，为了使FPC在整个频带上生成的振动能达到最小，把减振材料叠置和粘贴在信号布线的预定部分上。尤其是，降低了在不在伺服控制范围内的、1kHz以下的低频带上的振动能，以便使对伺服控制的影响达到最小。
在硬盘驱动器中，由于在伺服控制范围内1kHz以上的频率成分是利用陷波滤波器补偿的，因此，在超过1kHz的频带上的噪声对伺服控制的影响不那么大。
                         附图说明
下面，通过结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，本发明的上述目的和优点将更加清楚。在附图中：
图1是显示传统硬盘驱动器的平面图；
图2是显示传统柔性印刷电路(FPC)的平面图；
图3是显示传统FPC的频率响应的曲线图；
图4是根据本实施例的硬盘驱动器的透视图；
图5是显示根据本发明实施例的硬盘驱动器的FPC的平面图；
图6A、6B和6C是显示减振材料的剖面图，这些减振材料粘贴在根据本发明实施例的硬盘驱动器的FPC上的一部分；
图7显示了根据本发明实施例的硬盘驱动器的FPC；和
图8的曲线图显示的是根据本发明实施例的硬盘驱动器的FPC的频率响应。
                       具体实施方式
下面将参照附图充分描述根据本实施例的柔性印刷电路(FPC)。在不同图中的相同标号代表相同元件，因此，略去不述。
图4显示了根据本发明实施例的硬盘驱动器。参见图4，根据本发明实施例的硬盘驱动器包括：致动器63，具有把信息写在盘53上/从盘53上再现信息的磁头65；驱动致动器63的音圈电机61；FPC 41，具有基底层45和覆盖层43，把电信号传送到致动器63和音圈电机61的电路层47位于其间，FPC还具有横跨信号布线地结合在电路层47上信号布线预定部分上的减振材料40；和，支承FPC 41的托架67。
固定在托架67上的FPC 41将印刷电路板(PCB)(未示出)与致动器63相连接，以便传送电信号。所形成的FPC 41是一种三层叠在一起的结构，具有基底层45和覆盖层43，以及位于它们中间的电路层47。磁头信号布线RDX、RDY、WDX和WDY、电压布线VDD和VSS、接地布线GND、和电流布线VC排列在FPC 41上。
支承面向盘53的磁头65的悬承66位于致动器63的一端，音圈电机61位于致动器63的另一端。因此，根据从FPC 41传送来的电流信号和磁体的磁场之间的相互作用，驱动致动器63。随着音圈电机61的旋转，致动器63以枢轴57为中心旋转，从而使磁头65移动到预定位置上。
当把电源施加到硬盘驱动器上时，主轴电机55旋转而带动安装在主轴电机55上的盘旋转。当盘53的转速达到预定值时，由于盘53与磁头65之间的气动压力的作用，磁头65悬浮在盘53上。在这种情况下，在磁头65与盘53之间保持细小的间隙。从PCB传送的电信号经过FPC 41，传送到致动器63和音圈电机61，从而驱动致动器63。
当磁头65朝着预定磁道移动时，通过利用一个读头来接收从FPC 41传送的电信号，磁头65读取预先写入的伺服信号。因此，磁头65利用写头把信息写到盘53上或利用读头从盘53中读取信息，并且通过FPC 41把信息传送到PCB。
根据本发明实施例的硬盘驱动器所包括的FPC具有减振材料，以在整个频带上降低由噪声引起的振动能，从而使噪声对伺服控制的影响最小。
图5显示了根据本发明实施例的硬盘驱动器的FPC的结构。参见图5，除了在电路层47预定部分上结合着减振材料40之外，根据本发明实施例的FPC 41使用与传统硬盘驱动器的FPC相同的布线。
加上减振材料是为了降低中心在340Hz附近的频带的振动能，和使在1kHz以下的振动能达到最小，以便降低对伺服控制的影响。1KHz在伺服控制的范围之外。在这种情况下，中心在340Hz附近的频带的振动能，在利用通过FPC 41接收电信号的磁头65把信息写在盘53上时，会产生问题。
减振材料40由聚合物树脂制成，像图6A、6B和6C所示那样，把减振材料40叠置在电路层上。
图6A、6B和6C显示了图5所示的减振材料的结合部分的剖面图。
参见图6A，与每个信号布线对应的电路层47位于覆盖层43与基底层45之间，并且由铜制成。然后，把减振材料40叠置在电路层47的上部，并且利用粘合剂粘贴覆盖层43和基底层45，从而形成FPC 41。
参见图6B，与每个信号布线对应的电路层47位于覆盖层43与基底层45之间，并且由铜制成。然后，把减振材料40叠置在电路层47的下部，并且利用粘合剂粘贴覆盖层43和基底层45，从而形成FPC 41。
图6C显示了把图6A和6B所示的FPC结构结合在一起形成的FPC结构。与每个信号布线对应的电路层47位于覆盖层43与基底层45之间，并且由铜制成。然后，把减振材料40叠置在电路层47的上部和下部，并且利用粘合剂粘贴覆盖层43和基底层45，从而形成FPC 41。
可取的是，把减振材料40结合在FPC 41和托架67之间的非接触区的起始部分上，以及FPC 41与致动器63之间的非接触区的起始部分上。为了达到相似的效果，可以把减振材料结合在电路层47中排列好的信号布线的一端上。
如果把减振材料40结合在电路层47中排列好的信号布线的中部，而不是端部，即FPC 41和托架67之间或FPC 41与致动器63之间的非接触区的起始部分上，那么，FPC 41的弹性显著增加。结果，致动器63不能迅速地寻找到磁道，增加了功耗，从而使硬盘驱动器的性能变差。
在把减振材料40粘贴在覆盖层43或基底层45的外侧，而不是电路层47上的情况下，减振材料40与FPC 41的粘合剂可能会泄漏，造成污染。
因此，可取的是，减振材料40在FPC 41和托架67的起始部分上，或在FPC 41和致动器63的起始部分上，与覆盖层43与基底层45之间的电路层47结合在一起。
另外，可取的是，通过横跨排列好的信号布线将减振材料40与电路层47结合在一起。
如果减振材料40与排列好的信号布线平行地与电路层47结合在一起，那么，FPC 41的弹性增加了，这缩小了吸收来自外界的振动的区域或降低了FPC 41的特征振动。因此，减振材料40不能有效地吸收振动能。
因而，可取的是，使减振材料40横跨信号布线地把减振材料40与电路层47结合在一起。最可取的是，在排列好的信号布线的两端上把减振材料40与FPC 41的电路层47结合在一起，并且使其与信号布线垂直。
图7是根据本发明实施例的FPC 41的示意图，用于显示减振材料40的结合位置。
具有减振材料40的FPC 41降低了用磁头65把信息写入盘53上/从盘53读取信息的过程中，输入到FPC 41的振动。在这种情况下，振动能是通过调整FPC 41的质量和强度来降低的。这种方法可以用于振动能降低范围小的情况。减振材料40耗散掉输入给FPC 41的振动能和FPC 41生成的振动能，从而降低了振动幅度。
图8显示了根据本发明实施例的硬盘驱动器的FPC的频率响应。参见图8，与图3相比，在340Hz和750Hz上的峰值显著降低了。因此，改善了包括具有减振材料的FPC的、根据本发明实施例的硬盘驱动器的性能。
根据本实施例的FPC包括结合在FPC与托架之间的非接触区的起始部分或FPC与致动器之间的非接触区的起始部分上并横跨信号布线的减振材料。因此，减振材料吸收来自外界的振动能或FPC的特征频率引起的振动能。其结果是，缩短了致动器的寻找时间，减小了位置偏差，从而改善了硬盘驱动器的性能。
虽然通过结合本发明的优选实施例已经对本发明进行了具体显示和描述，但是，上述优选实施例只不过是说明性的，其用意并不是限定本发明的范围。
本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式和细节上对它们作各种各样的改变。例如，为了降低振动能，减振材料可以结合在FPC的其它部分。因此，本发明的范围将由所附的权利要求书来限定。
如上所述，根据本发明的FPC降低了整个频带上的振动能，从而使振动能对伺服控制的影响达到最小。其结果是，硬盘驱动器的性能得到了改善。

Claims (10)

1.一种硬盘驱动器，包括具有把信息写到盘上/从盘上读取信息的磁头的致动器、驱动致动器的音圈电机、把电信号传送到致动器和音圈电机的柔性印刷电路、和支承柔性印刷电路的托架，
其中，所述柔性印刷电路包括基底层和覆盖层，电路层夹在其间，该硬盘驱动器还包括减振材料，减振材料结合在电路层上信号布线的预定部分上，并横跨信号布线。
2.根据权利要求1所述的硬盘驱动器，其中，预定部分是柔性印刷电路与托架之间的非接触区的起始部分。
3.根据权利要求1所述的硬盘驱动器，其中，预定部分是柔性印刷电路与致动器之间的非接触区的起始部分。
4.根据权利要求1所述的硬盘驱动器，其中，预定部分是柔性印刷电路与托架之间的非接触区的起始部分和柔性印刷电路与致动器之间的非接触区的起始部分。
5.根据权利要求1所述的硬盘驱动器，其中，减振材料形成在基底层和覆盖层之间，并与电路层的上部和下部的至少一个结合在一起。
6.根据权利要求1所述的硬盘驱动器，其中，减振材料与电路层的信号布线结合，并且与信号布线垂直。
7.根据权利要求2所述的硬盘驱动器，其中，减振材料与电路层的信号布线结合，并且与信号布线垂直。
8.根据权利要求3所述的硬盘驱动器，其中，减振材料与电路层的信号布线结合，并且与信号布线垂直。
9.根据权利要求4所述的硬盘驱动器，其中，减振材料与电路层的信号布线结合，并且与信号布线垂直。
10.根据权利要求5所述的硬盘驱动器，其中，减振材料与电路层的信号布线结合，并且与信号布线垂直。
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