CN1677504A - 磁头悬臂组合及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硬盘驱动器的磁头悬臂组合(head stack assembly)，其包括磁头臂组合(head arm assembly)，所述磁头臂组合包括一个磁头折片组合(head gimbal assembly)及与所述磁头折片组合相连的驱动臂(drive arm)；其特征在于：所述驱动臂包括固持部、连接部及用以连接所述固持部与连接部的间隔部(spacer)。在本发明中，至少一个侧凹(undercut)形成在所述驱动臂的间隔部上用以加强所述驱动臂。本发明同时公开了该磁头悬臂组合的制造方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁盘驱动器及其制造方法，尤指一种磁头悬臂组合及其制造方法。
背景技术
磁盘驱动器为一种使用磁介质储存数据的信息存储装置。参考图1，现有典型的磁盘驱动器(disk drive)包括驱动臂(drive arm)5，与驱动臂(driveArm)5相连的装有磁头3的磁头折片组合4(head gimbal assembly，HGA)(所述驱动臂和装有磁头的磁头折片组合通常称为磁头悬臂组合(head stackassembly，HSA)，装在主轴马达2上的磁盘1(所述主轴马达用以驱动磁盘旋转)，及用于容置上述部件的磁盘驱动器底座13。所述磁头3在磁盘1表面高速飞驰并通过设置于扇状间隔部8(例如，通过胶粘(epoxy potting)或者包覆成型(overmolding))的音圈7进行径向定位，从而从磁盘1上的同心数据轨道读取或写入数据。通常，所述磁盘驱动器还设有音圈马达10(Voice-Coil Motor，VCM)用于驱动音圈7。
参考图2(a)和3，传统的磁头悬臂组合包括一个设于两个驱动臂5之间的独立的扇状间隔部8，该扇状间隔部8通过紧固装置与驱动臂5结合在一起。所述紧固装置包括一个枢轴件6、垫圈25’及螺帽26’。在现有技术中，所述磁头折片组合4通过激光焊接或模锻(swaging)方式与所述驱动臂5相连接。所述每个驱动臂5具有一个从磁头3延伸到复数连接触点19的悬臂挠性电缆20(suspension flexure cable)。所述悬臂挠性线20通过激光焊接或粘结方式固持于磁头折片组合4的悬臂上。
在一般的磁盘驱动器中，参考图2(a)及2(b)，电控制信号通过一个柔性印刷电路装配9传导给音圈7。所述悬臂挠性电缆20的连接触点19通过连接球15(例如，通过锡焊接或超声波连接(ultrasonic bonding))与柔性印刷电路装配9上的复数连接触点16相连，进而与柔性印刷电路装配9电性连接。这样，柔性印刷电路装配9与磁头3之间就可以互相传送读/写数据。此外，如图1所示，装在支架12上的印刷电路板11用来控制装有磁头3的驱动臂5的定位。
参考图2(a)，柔性印刷电路装配9在其一端通过从扇状间隔部8突出的定位钉17与扇状间隔部8装配在一起。经过上述装配后，所述柔性印刷电路装配9与磁头折片组合4电性连接。
然而，因为现有的磁头悬臂组合使用独立的扇状间隔部8隔开两个驱动臂5，加之制造扇状间隔部8费时且成本高，所以现有磁头悬臂组合的成本也相应变高，并且制造过程变得复杂。
因此，提供一种磁头悬臂组合及其制造方法以克服现有技术的缺点十分必要。
发明内容
基于现有技术的不足，本发明的主要目的在于提供一种制造成本低、易于制造的用于磁盘驱动器的磁头悬臂组合及其制造方法。
为了达到上述目的，本发明阐述了一种硬盘驱动器的磁头悬臂组合(headstack assembly)，其包括磁头臂组合(head arm assembly)，所述磁头臂组合(head arm assembly)包括一个磁头折片组合(head gimbal assembly)及与所述磁头折片组合相连的驱动臂(drive arm)。所述驱动臂包括固持部、连接部及用以连接所述固持部与连接部的间隔部(spacer)。
在本发明中，所述驱动臂的间隔部上形成至少一个侧凹(undercut)用以加强所述驱动臂。在本发明一个实施例中，所述磁头悬臂组合还包括另一磁头臂组合(head arm assembly)，该另一磁头臂组合包括第二磁头折片组合、和所述第二磁头折片组合连接的第二驱动臂，及一个嵌入所述第二驱动臂的音圈(voice coil)。所述第二驱动臂在其一侧设有一个支架，所述支架包括支架本体及从支架本体一端延伸出的导轨，所述支架本体包括一个从其侧面延伸出的支架夹及形成于其上的至少一个定位钉。所述另一磁头臂组合(head a rmassembly)还包括一个柔性印刷电路装配(flexible printed circuitassembly)，所述柔性印刷电路装配包括具有至少一个定位孔的柔性印刷电路板，固定于柔性印刷电路板一端的连接器，以及从所述柔性印刷电路板一侧延伸出的连接脚；其中所述至少一个定位孔对应所述至少一个定位钉。
在本发明中，所述柔性印刷电路装配通过所述定位钉与所述支架相定位，并通过支架夹将其固定于所述支架上。所述连接脚在其上设有两个音圈触点及一个接地触点，所述第二驱动臂在靠近所述支架附近设有一个接地钉及两个连接钉，该接地钉及连接钉分别对应地与所述音圈触点及接地触点相连。所述两个磁头折片组合各包括一个设有复数连接触点的悬臂挠性电缆，所述连接器包括两个连接板，每个连接板上均设有复数连接触点，用以与所述两个悬臂挠性电缆上的连接触点电性相连。
本发明一种制造硬盘驱动器的磁头悬臂组合的方法，包括如下步骤：成型一个磁头臂组合(head arm assembly)，其中成型所述磁头臂组合包括：成型一个磁头折片组合；提供一个驱动臂并将之冲压形成一个间隔部；将所述磁头折片组合与冲压后的驱动臂连接在一起。
在本发明中，成型所述磁头臂组合进一步包括在所述间隔部上形成至少一个侧凹。所述方法进一步包括成型另一个磁头臂组合(head arm assembly)及组装所述两个磁头臂组合的步骤。在本发明一个实施例中，成型所述另一个磁头臂组合(head arm assembly)包括如下步骤：成型第二磁头折片组合、第二驱动臂及音圈；将所述第二磁头折片组合、第二驱动臂及音圈连接在一起。成型所述第二驱动臂包括在其一侧成型一个支架。其中，成型所述支架包括如下步骤：成型导轨及具有至少一个支架夹及至少一个定位钉的支架本体。
在本发明中，成型另一个磁头臂组合(head arm assembly)进一步包括在其上成型一个柔性印刷电路装配(flexible printed circuit assembly)。其中，成型柔性印刷电路装配包括如下步骤：成型具有至少一个定位孔(alignmenthole)及连接脚的柔性印刷电路板；成型一个连接器；将所述柔性印刷电路板和连接器连接在一起。成型另一个磁头臂组合进一步包括通过所述至少一个定位钉将所述柔性印刷电路装配与所述支架定位，并通过至少一个支架夹将其固定于支架的步骤。
在本发明中，成型所述连接脚包括在其上成型两个音圈触点及一个接地触点，成型另一个驱动臂包括在其上成型一个接地钉及两个连接钉。成型所述另一磁头臂组合进一步包括将所述两个音圈触点及一个接地触点与所述两个连接钉及一个接地钉分别对应地电性相连。成型所述连接器的步骤包括在其上成型两个具有复数连接触点的连接板；成型所述每个磁头折片组合包括在其上成型一个具有复数连接触点的悬臂挠性电缆。成型所述另一磁头臂组合进一步包括将所述两个连接板的连接触点和两个悬臂挠性电缆的连接触点分别对应地电性相连。
与现有技术相比，本发明提出的磁头悬臂组合通过在驱动臂上形成一个台阶作为间隔部来隔离两个磁头臂组合(head arm assembly)， 因而独立的扇状间隔部可以被省略，对应地，磁头悬臂组合的制造过程变得简单，制造成本也变得低廉。此外，通过在驱动臂上形成一个台阶，所述磁头悬臂组合的紧固装置不像现有磁头悬臂组合那样从磁头臂组合上突出出来，这样本发明磁头悬臂组合可以做得更薄。再者，第一磁头臂组合上的支架及对应柔性印刷电路装配的特殊设计亦使得其间的物理及电性连接更加可靠。
为使本发明更加容易理解，下面将结合附图进一步阐述本发明磁头悬臂组合及其制造方法的具体实施例。
附图说明
图1为现有磁盘驱动器的立体图；
图2(a)为现有磁头悬臂组合(HSA)的立体图；
图2(b)为图2(a)中磁头悬臂组合的柔性印刷电路装配(flexible printedcircuit assembly)与悬臂挠性电缆(suspension flexure cables)电性连接的放大剖视图；
图3是图2(a)中磁头悬臂组合的立体分解图；
图4为本发明磁头悬臂组合(HSA)的立体图；
图5为图4中磁头悬臂组合(HSA)的立体分解图；
图6为图5中磁头悬臂组合的第二磁头臂组合(HAA)的立体图；
图7(a)是图5中磁头悬臂组合的柔性印刷电路装配(flexible printedcircuit assembly)的立体放大图；
图7(b)是图6中第二磁头臂组合的支架与柔性印刷电路装配的立体放大图；
图8为图5中磁头悬臂组合的第一磁头臂组合(HAA)的立体图；
图9为图6中第二磁头臂组合的部分立体放大图；
图10为图4中磁头悬臂组合的部分立体放大图，用以显示柔性印刷电路装配和悬臂挠性电缆之间的电连接关系；
图11为图4中磁头悬臂组合的柔性印刷电路装配和悬臂挠性电缆的电连接过程示意图。
具体实施方式
作为本发明一个实施例，图4示出了本发明磁头悬臂组合(HSA)的立体图。该磁头悬臂组合(HSA)包括第一磁头臂组合21(head arm assembly，HAA)及第二磁头臂组合22(HAA)，所述第二磁头臂组合22(HAA)通过紧固装置(未标示)连接在第一磁头臂组合21上。在本发明的一个实施例中，如图5所示，该紧固装置包括枢轴件6’、垫圈25’、螺帽26及螺钉23。
如图8所示，第一磁头臂组合21包括具有第一悬臂件4”和第一磁头3”的第一磁头折片组合(HGA)，及和所述第一悬臂件4”相连的第一驱动臂5”。所述第一悬臂件4”设有第一悬臂挠性电缆20”(suspsion flexure cable)。在本发明的一个实施例中，所述第一悬臂件4”包覆成型(overmolding)于第一驱动臂5”上，同样，第一悬臂挠性电缆20”也是通过包覆成型(overmolding)与第一悬臂件4”连为一体的。在本发明中，所述第一驱动臂5”被冲压形成一个台阶，该台阶由固持部51、连接部53及连接所述固持部51及连接部53的间隔部52组成。在本发明中，所述间隔部52上形成两个侧凹32(undercut)用于加强所述第一驱动臂5”。本发明中，由于第一驱动臂5”上形成有一台阶，所以枢轴件6’不会如传统的磁头悬臂组合(HSA)一样从所述第一磁头臂组合21上突起。这样，因为枢轴件6’的高度会影响磁头悬臂组合(HSA)的总体高度，所以本发明磁头悬臂组合可以被制得更薄。另外，所述第一悬臂挠性电缆20”的一端还设有复数连接触点19”。
请参阅图6，第二磁头臂组合22包括第二磁头折片组合(HGA)、第二驱动臂5’、支架24及音圈7’。其中，第二磁头折片组合(HGA)由第二悬臂件4’和第二磁头3’组成(如图9所示)，第二驱动臂5’与第二悬臂件4’相连接，支架24装配于所述第二驱动臂5’的一侧，嵌在所述第二驱动臂5’中的音圈7’用于控制第二驱动臂5’的移动。在本发明的一个实施例中，所述支架24、第二悬臂件4’及音圈7’对应包覆成型(overmolding)于第二驱动臂5’上。
如图5、6及图9所示，第二悬臂件4’包括通过包覆成型(overmolding)于其上的第二悬臂挠性电缆20’(suspsion flexure cable)，该第二悬臂挠性电缆20’从所述第二磁头3’延伸到支架24。为了便于理解本发明，图9示出了第二磁头臂组合22包覆成型(overmolding)的情形。其中，至少两个包覆成型柱33用于固定第二悬臂件4’，另有至少两个包覆成型柱33用于固定第二悬臂挠性电缆20’。在本发明中，第一磁头臂组合21的包覆成型 (overmolding)的情形与第二磁头臂组合22包覆成型(overmolding)的情形相似，故在此省略说明。在本发明中，所述第二悬臂挠性电缆20’的一端设有复数连接触点19’。第二驱动臂5’在支架24附近设有一个接地钉29及两个被嵌入的连接钉28。所述音圈7’由一音圈马达(图未示)驱动，该音圈马达通过两个音圈导线(图未示)焊接在连接钉28上。同时，音圈7’上安装有一平衡板27用于平衡第二驱动臂5’的运动。
如图7(b)所示，支架24包括支架本体241及由支架本体241的一端延伸出的导轨242。所述支架本体241包括由其一侧延伸出的支架夹31及形成于其上的定位钉30。一个柔性印刷电路装配(FPCA)9’通过定位钉30与支架24相定位，并通过支架夹31固定于支架24上。如图7(a)所示，所述柔性印刷电路装配(FPCA)9’包括一个柔性印刷电路板(FPC)92、形成于柔性印刷电路板(FPC)92一端的U形连接器91及由柔性印刷电路板(FPC)92一侧延伸出的连接脚93。其中，所述柔性印刷电路板(FPC)92上形成有一定位孔98，该定位孔98可与定位钉30对应卡合。所述连接脚93上设有两音圈触点931和一接地触点932，其中，连接钉28及接地钉29可分别由音圈触点931及接地触点932中伸出。在本发明中，所述U形连接器91包括两连接板161、162，该连接板161、162上分别设有复数连接触点16’、16”(如图5所示)。为了适应导轨242的构造，所述柔性印刷电路板(FPC)92向内弯折，并与导轨242的内表面相接触。
如图7(a)和7(b)所示，柔性印刷电路装配(FPCA)9’的音圈触点931及接地触点932通过锡焊接分别与连接钉28及接地钉29形成电性连接。同时，音圈导线(图未示)由于和连接钉28锡焊接在一起而与音圈触点931电性连接。
在本发明中，所述第一及第二悬臂挠性电缆20’，20”上的连接触点19’、19”通过环氧胶(epoxy)分别与柔性印刷电路装配(FPCA)9’的连接触点16’、16”电性连接。如图11所示，在本发明一个实施例中，所述环氧胶(epoxy)是一种胶粘性的导电膜34，如各向异性导电膜(Anisotropic Conductive Film，ACF)，该导电膜34粘着并覆盖在第二悬臂挠性电缆20’的连接触点19’上。接着，通过一个压紧件35(bonding tip)所述导电膜34被紧贴于柔性印刷电路装配(FPCA)9’的连接触点16’上，从而使得连接触点19’与连接触点16’连接在一起。然后，所述压紧件35被加热并对导电膜34施压而开始进行处理。在本实施例中，另有一支撑底36被插入U形连接器91中起支撑作用。同样，第一悬臂挠性电缆20”的连接触点19”也与柔性印刷电路装配9’(FPCA)的连接触点16”通过上述方式电性连接，故在此不在详述。
以上所揭露的仅为本发明磁头悬臂组合及其制造方法的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (21)
1.一种硬盘驱动器的磁头悬臂组合(head stack assembly)包括：
磁头臂组合(head arm assembly)，所述磁头臂组合(head arm assembly)包括一个磁头折片组合(head gimbal assembly)，及与所述磁头折片组合相连的驱动臂(drive arm)；其特征在于：
所述驱动臂包括固持部、连接部及用以连接所述固持部与连接部的间隔部(spacer)。
2.如权利要求1所述的磁头悬臂组合，其特征在于：所述驱动臂的间隔部上形成至少一个侧凹(undercut)用以加强所述驱动臂。
3.如权利要求1所述的磁头悬臂组合，其特征在于：所述磁头悬臂组合还包括另一磁头臂组合(head arm assembly)，该另一磁头臂组合包括第二磁头折片组合、和所述第二磁头折片组合连接的第二驱动臂，及一个嵌入所述第二驱动臂的音圈(voice coil)。
4.如权利要求3所述的磁头悬臂组合，其特征在于：所述第二驱动臂在其一侧设有一个支架，所述支架包括支架本体及从支架本体一端延伸出的导轨，所述支架本体包括一个从其侧面延伸出的支架夹及形成于其上的至少一个定位钉。
5.如权利要求4所述的磁头悬臂组合，其特征在于：所述另一磁头臂组合(head arm assembly)还包括一个柔性印刷电路装配(flexible printedcircuit assembly)，所述柔性印刷电路装配包括具有至少一个定位孔的柔性印刷电路板，固定于柔性印刷电路板一端的连接器，以及从所述柔性印刷电路板一侧延伸出的连接脚；其中所述至少一个定位孔对应所述至少一个定位钉。
6.如权利要求5所述的磁头悬臂组合，其特征在于：所述柔性印刷电路装配通过所述定位钉与所述支架相定位，并通过支架夹将其固定于所述支架上。
7.如权利要求5所述的磁头悬臂组合，其特征在于：所述连接脚在其上设有两个音圈触点及一个接地触点，所述第二驱动臂在靠近所述支架附近设有一个接地钉及两个连接钉，该接地钉及连接钉分别对应地与所述音圈触点及接地触点相连。
8.如权利要求5所述的磁头悬臂组合，其特征在于：所述两个磁头折片组合各包括一个设有复数连接触点的悬臂挠性电缆，所述连接器包括两个连接板，每个连接板上均设有复数连接触点，用以与所述两个悬臂挠性电缆上的连接触点电性相连。
9.一种制造硬盘驱动器的磁头悬臂组合的方法，包括如下步骤：
成型一个磁头臂组合(head arm assembly)，其中成型所述磁头臂组合包括：
成型一个磁头折片组合；
提供一个驱动臂并将之冲压形成一个间隔部；及
将所述磁头折片组合与冲压后的驱动臂连接在一起。
10.如权利要求9所述的制造磁头悬臂组合的方法，其特征在于：成型所述磁头臂组合进一步包括在所述间隔部上形成至少一个侧凹。
11.如权利要求9所述的制造磁头悬臂组合的方法，其特征在于：所述方法进一步包括成型另一个磁头臂组合(head arm assembly)及组装所述两个磁头臂组合的步骤。
12.如权利要求11所述的制造磁头悬臂组合的方法，其特征在于：成型所述另一个磁头臂组合(head arm assembly)包括如下步骤：
成型第二磁头折片组合、第二驱动臂及音圈；及
将所述第二磁头折片组合、第二驱动臂及音圈连接在一起。
13.如权利要求12所述的制造磁头悬臂组合的方法，其特征在于：成型所述第二驱动臂包括在其一侧成型一个支架。
14.如权利要求13所述的制造磁头悬臂组合的方法，其特征在于：成型所述支架包括如下步骤：成型导轨及具有至少一个支架夹及至少一个定位钉的支架本体。
15.如权利要求12所述的制造磁头悬臂组合的方法，其特征在于：成型另一个磁头臂组合(head arm assembly)进一步包括在其上成型一个柔性印刷电路装配(flexible printed circuit assembly)。
16.如权利要求15所述的制造磁头悬臂组合的方法，其特征在于：成型柔性印刷电路装配包括如下步骤：
成型具有至少一个定位孔(alignment hole)及连接脚的柔性印刷电路板；
成型一个连接器；及
将所述柔性印刷电路板和连接器连接在一起。
17.如权利要求15所述的制造磁头悬臂组合的方法，其特征在于：成型另一个磁头臂组合进一步包括通过所述至少一个定位钉将所述柔性印刷电路装配与所述支架定位，并通过至少一个支架夹将其固定于支架的步骤。
18.如权利要求16所述的制造磁头悬臂组合的方法，其特征在于：成型所述连接脚包括在其上成型两个音圈触点及一个接地触点，成型另一个驱动臂包括在其上成型一个接地钉及两个连接钉。
19.如权利要求18所述的制造磁头悬臂组合的方法，其特征在于：成型所述另一磁头臂组合进一步包括将所述两个音圈触点及一个接地触点与所述两个连接钉及一个接地钉分别对应地电性相连。
20.如权利要求16所述的制造磁头悬臂组合的方法，其特征在于：成型所述连接器的步骤包括在其上成型两个具有复数连接触点的连接板；成型所述每个磁头折片组合包括在其上成型一个具有复数连接触点的悬臂挠性电缆。
21.如权利要求20所述的制造磁头悬臂组合的方法，其特征在于：成型所述另一磁头臂组合进一步包括将所述两个连接板的连接触点和两个悬臂挠性电缆的连接触点分别对应地电性相连。
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