CN1455929A - 悬架与头架组合件 - Google Patents
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Abstract
HGA的构成包括一个具有至少一个薄膜磁头部件的磁头滑块；一个具有一个用于至少一个薄膜磁头部件的电路的驱动IC芯片；一个由不锈钢制作的弹性弯曲件，用来支持磁头滑块和驱动IC芯片；一个由导热率比不锈钢高的高导热率材料制作的用来支持弯曲件的载荷梁；一个基板；以及一个不锈钢铰链，固定于载荷梁的基部和基板，用来对磁头滑块施加一个预先确定的载荷。
Description
技术领域
本发明涉及应用于，比如，硬盘驱动器(HDD)设备中和用来支持薄膜磁头部件用的驱动IC芯片的悬架并涉及带有此悬架的头架组合件(HGA)。
背景技术
在这种HDD设备中，用于将磁信息写入磁盘和/或将磁信息从磁盘读出的薄膜磁头部件一般是形成于磁头滑块上，改磁头滑块在运行时在旋转磁盘的上方悬浮。此滑块固定于此悬架的顶端部。
近来，磁盘记录频率迅速增加以满足对今天的HDD的不断增加数据存储容量和密度的要求。为实现更高频率记录，提出了带有悬架的HGA芯片悬架结构，该悬架既用来支持滑块也用来支持磁头部件用的驱动电路的驱动IC芯片。根据此结构，因为从驱动电路到磁头部件的引线长度可以缩短，可以有效地抑制引线发出的有害噪声，结果可改进高频记录特性。还有，可以在更靠近磁阻(MR)磁头部件的位置放大从磁阻效应(MR)读出磁头提供的很微弱的输出信号。
用在这种芯片悬架结构HGA中的驱动IC芯片，由于其装配结构，需要其尺寸极小。如果此IC芯片尺寸那样小，其表面面积变得非常小，导致热辐射极不充分。因为在记录操作期间流过驱动IC芯片的写入电流很大，驱动IC芯片的不充分热辐射将会成为一个严重问题。除此之外，由于驱动IC芯片是装配于装配空间很小的悬架上，并且驱动IC芯片的电特性将会因为在频率高于500MHz时其引线端子的浮动电容引起的噪声而劣化，是以必须将驱动IC芯片做成IC裸片。于是，驱动IC芯片的热辐射性能将更会下降，而芯片温度将因此而增加。
通常，悬架的弹簧件是不锈钢制作的片簧。然而，由于不锈钢与其他金属材料相比其导热率较低，并且不锈钢悬架的厚度相当薄，所以当芯片悬架结构HGA主要由不锈钢制造时，不能期望会得到充分的热辐射。
如上所述，具有芯片悬架结构的普通HGA具有如下的问题：
(1)因为驱动IC芯片极薄极小，并且因而表面积很小，所以很难有效地将其本身所产生的热量辐射出去；
(2)因为一般要来制作悬架的弹簧件的不锈钢的导热率比较低，并且其厚度极薄，所以如果HGA采用正常的芯片悬架结构，就不能预期获得足够的热辐射效应。
(3)因为驱动IC芯片是装配在悬架面对磁记录介质的表面上，所以难于将热辐射机构直接附加到驱动IC芯片本身上；并且
(4)由于对悬架而言不锈钢具有优秀的功能，所以现在很难找到其代替材料。
如果生成的热量不能从驱动IC芯片充分地辐射出去，并且因而驱动IC芯片的温度增加很高，则不仅驱动IC芯片的工作将变得不稳定，而且悬架件会出现热变形。
发明概述
因此，本发明的目的是要提供一种预期驱动IC芯片可以更有效地辐射热量的悬架和HGA。
按照本发明，悬架的构成包括一个由不锈钢制作的弹性弯曲件，用来支持具有至少一个薄膜磁头部件的磁头滑块和具有一个用于至少一个薄膜磁头部件的电路的驱动IC芯片；一个由导热率比不锈钢高的高导热率材料制作的用来支持弯曲件的载荷梁；一个基板；以及一个不锈钢铰链，固定于载荷梁的基部和基板，用来对磁头滑块施加一个预先确定的载荷。
另外，按照本发明，HGA的构成包括一个具有至少一个薄膜磁头部件的磁头滑块；一个具有一个用于至少一个薄膜磁头部件的电路的驱动IC芯片；一个由不锈钢制作的弹性弯曲件，用来支持磁头滑块和驱动IC芯片；一个由导热率比不锈钢高的高导热率材料制作的用来支持弯曲件的载荷梁；一个基板；以及一个不锈钢铰链，固定于载荷梁的基部和基板，用来对磁头滑块施加一个预先确定的载荷。
用来支持上面预备装配或已经装配有驱动IC芯片的弯曲件的载荷梁是由导热率比不锈钢高的高导热率材料制作。于是，不仅悬架的热容量可以增加，而且由驱动IC芯片产生的热量可以通过由高导热率材料制作的这一载荷梁传输而广为散发，结果驱动IC芯片可以得到有效的冷却。因而，驱动IC芯片本身的温度可降低，而驱动IC芯片周围的悬架的局部温升可以得到抑制。结果就可以预期驱动IC芯片工作稳定，防止悬架的热变形，并且可以防止对薄膜磁头部件的严重热效应。另外，由于铰链的作用，悬架的机械特性可以得到保持而不会劣化。
最好是高导热率材料是包含铝，铜，镁，铝合金，铜合金和镁合金之一的金属材料。
另外，本发明的目的和优点可以由下面参考附图对本发明的实施方式的描述而得到了解。
附图简述
图1为示意地示出本发明的优选实施方式中的HGA的结构的斜视图。
图2为示出图1的实施方式中的HGA的斜剖图。
本发明的优选实施方式
图1示意地示出本发明的优选实施方式中的HGA的结构而图2示出图1的HGA。
如图所示，HGA的组合是通过将具有至少一个薄膜磁头部件的磁头滑块11固定于悬架10的顶端部，而将用来驱动磁头部件和用来放大磁头部件的读出信号的驱动IC芯片12装配于悬架10的中部。滑块11和驱动IC芯片12固定于悬架10的工作时将面对磁盘表面的表面上。此后称此悬架表面为滑块附加面。
悬架10的构成实质上包括一个由不锈钢制作的弹性弯曲件13，用来在其顶端部承载滑块11并在其中部支持驱动IC芯片12；一个支持和固定弯曲件13的载荷梁14；一个基板15；以及一个连接载荷梁14的基端部和基板15弹性铰链16。
磁头滑块11具有至少一个薄膜磁头部件，该薄膜磁头部件的构成包括一个写入磁头部件和一个MR读出磁头部件。尽管这只是一个示例，磁头滑块11的尺寸是1.25mm×1.0mm×0.3mm。
在驱动IC芯片12中形成一个由驱动电路和读出信号放大电路构成的集成头放大器。尽管这只是一个示例，驱动IC芯片12的尺寸是1.4mm×1.0mm×0.13mm。于是，驱动IC芯片12的尺寸很小，并且厚度很薄。
弹性弯曲件13具有一个由形成于载荷梁14上的一个凹座(图中未示出)压下的柔性舍片13a，并且其具有的弹性用来由13A柔性地支持磁头滑块11以便向滑块提供自由状态。在本实施方式中弹性弯曲件13由不锈钢板(比如SUS304TA)制作，厚度大约为20-25μm，宽度实质上不变。
在弹性弯曲件13上直接形成一个薄膜图形，形成方法与在薄金属板上形成印刷电路板的图形化方法类似。薄膜图形包含多个引线或微导体及连接焊盘作为导体件。微导体的一些端部与磁头连接焊盘17相连接，这些焊盘将与形成于弯曲件13的端部(顶端部)的磁头滑块11的端电极相连接，而其另一些端部与形成于弯曲件13的另一端部(后端部)的上的外连接焊盘18相连接。在微导体的中部形成供连接驱动IC芯片12的连接焊盘19。
载荷梁14的形状是其宽度越靠近顶端越窄。此载荷梁14是一个板件，其制作材料的导热率比不锈钢高，并且在此实施方式中是由Al(铝)板制成的。
高导热率板件14最好是由具有很高导热率，重量轻，抗腐蚀性高的Al制作。然而，由包含Al(铝)，Cu(铜)，Mg(镁)，Al(铝)合金，Cu(铜)合金和Mg(镁)合金终端任何一种的金属材料都可以使用。
铰链16有弹性，可以为载荷梁14提供载荷以便在运行时通过弯曲件13将滑块11压向磁盘方向，提供一个稳定的悬浮高度。在本实施方式中此铰链16由弹性不锈钢板制作，厚度为40-70μm。
基板15由厚度比载荷梁14厚的不锈钢板制作。HGA将附加于每个支持臂(图中未示出)，是通过将基板15的一个附件15a以机械方式悬吊到支持臂。
将弯曲件13固定于载荷梁14，将载荷梁14固定于铰链16和将铰链16固定于基板15都是利用，比如，激光束进行多点点焊而实现。
如前所述，在弯曲件13的中部，将驱动IC芯片12装配于弯曲件13的滑块附加面。
驱动IC芯片12是一个裸片并且是利用金球倒扣键合到，比如，IC芯片连接焊盘19，这些连接焊盘19形成于以聚酰亚胺为薄膜图形的绝缘材料层上，此绝缘材料层制作或附加于弯曲件13之上。在驱动IC芯片12的底部和薄膜图形中间的空间内，将填充不满层填充以便改进热辐射性能，改进机械强度和改覆盖驱动IC芯片12的一部分。
尽管驱动IC芯片极薄极小，但因为有数十ma的大写入电流流过其间，会产生大量的热。按照普通结构的悬架，生成的这一热量不仅会对驱动IC芯片本身有很大影响，而且也会对MR磁头部件有很大影响，特别是会加热构成悬架的弹簧件的弯曲件和载荷梁的不锈钢。驱动IC芯片可能会受到由于磁盘的旋转造成的空气流的某种程度的冷却。然而，因为驱动IC芯片的表面积极小，难以预期有很大的空冷效果。另外，因为驱动IC芯片和磁盘表面之间的间隙很小并且不允许驱动IC芯片与盘面接触，很难为提高对驱动IC芯片的空冷效果建立某种对策机制。
因此，在普通结构的悬架中，驱动IC芯片生成的热量是经过金制或焊锡制的端电极传输到悬架，并且未必会在悬架中辐射出去，因为其导热率低，从而只会使悬架局部区域被加热到很高的温度。
而按照本实施方式，因为载荷梁14的位置至少可覆盖包含驱动IC芯片12的装配位置，而其制作材料是Al板或高导热率的板件，所以驱动IC芯片12产生的热量可通过Al板制作的载荷梁14的整个面积传输而广为散发，结果驱动IC芯片可以得到有效的冷却。另外，因为Al制作的载荷梁14本身的作用为一吸热器，可增加悬架的热容量，在这方面会促进驱动IC芯片12的冷却。
事实上，已经通过实验证实，当载荷梁由AL板制作时，IC芯片的温度下降到80％，如假设IC芯片的温度在载荷梁是由不锈钢制作时是100％的话。
按照此实施方式，如上所述，驱动IC芯片本身的温度，可以降低，并且驱动IC芯片周围的悬架的温升可以得到抑制。结果就可以预期驱动IC芯片的工作会是稳定的，可以防止悬架发生热变形，并且可以防止对薄膜磁头部件的严重热效应。还有，因为不需要附加的对策机制来改进对驱动IC芯片的空冷效果，可以保证在HGA和盘面之间有足够的空间。此外，因为HGA的部件可以通过，比如，激光束点焊而互相固定，制造过程不会复杂，并且可以防止制造费用增加。
虽然Al板制作的载荷梁14本身没有弹性可在运行时将滑块11压向磁盘方向以提供稳定的悬浮高度，但铰链16替代它对滑块提供载荷。于是，悬架整体的弹簧性能不会劣化。相反，由于采用比重较不锈钢小的Al，悬架的总重可下降，结果下降的机械性能提高。另外，如果Al的厚度因为重量小而增加，则预期可以获得更有效的热辐射。
Al制载荷梁14越厚，热容量越大，而HGA的导热率也越高。就是说，Al板越厚，HGA的热辐射性能越好，可使IC芯片的温度降低。然而，Al板过厚将导致重量过大而使悬架的机械特性劣化。Al制载荷梁14的厚度上限大约是500μm。
在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以构建多种差别很大的实施方式。应该了解，本发明不限于在本说明书中所描述的具体实施方式，而只由所附权利要求书限定。
Claims (4)
1.一种悬架，包括：
一个由不锈钢制作的弹性弯曲件，用来支持具有至少一个薄膜磁头部件的磁头滑块和具有一个用于至少一个薄膜磁头部件的电路的驱动IC芯片；
一个由其导热率比不锈钢的导热率高的高导热率材料制作的、用于支持所述弯曲件的载荷梁；
一个基板；以及
一个用不锈钢制成的铰链，它被固定于所述载荷梁的基部和基板，用于对所述磁头滑块施加一个预定的载荷。
2.如权利要求1的悬架，其中所述高导热率材料是包含铝，铜，镁，铝合金，铜合金和镁合金之一的金属材料。
3.一种头架组合件，包括：
一个具有至少一个薄膜磁头部件的磁头滑块；
一个具有一个用于所述至少一个薄膜磁头部件的电路的驱动IC芯片；
一个由不锈钢制作的弹性弯曲件，用来支持所述磁头滑块和所述驱动IC芯片；
一个由其导热率比不锈钢的导热率高的高导热率材料制作的、用来支持所述弯曲件的载荷梁；
一个基板；以及
一个不锈钢铰链，它被固定于所述载荷梁的基部和基板，用于对所述磁头滑块施加一个预定的载荷。
4.如权利要求3的头架组合件，其中所述高导热率材料是包含铝，铜，镁，铝合金，铜合金和镁合金之一的金属材料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: DE Ref document number: 1058991 Country of ref document: HK |
|
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: WD Ref document number: 1058991 Country of ref document: HK |