CN1728265B

CN1728265B - 磁头悬臂组合及其制造方法、以及使用该磁头悬臂组合的磁盘驱动器

Info

Publication number: CN1728265B
Application number: CN 200410071772
Authority: CN
Inventors: 何耀诚; 卢国洪; 陈灿华
Original assignee: SAE Magnetics HK Ltd
Current assignee: SAE Magnetics HK Ltd
Priority date: 2004-07-29
Filing date: 2004-07-29
Publication date: 2010-04-21
Anticipated expiration: 2024-07-29
Also published as: JP2006040525A; CN1728265A

Abstract

本发明公开了一种磁头悬臂组合(HSA)，包括：至少一个磁头折片组合(HGA)，所述每个磁头折片组合设有一个连接终端；和一个用于控制所述至少一个磁头折片组合的控制线路，所述控制线路亦设有一个连接终端；通过锁定件以平行于所述磁头折片组合所在平面的方向紧固所述至少一个磁头折片组合与所述控制线路，所述至少一个磁头折片组合上的连接终端与所述控制线路上的连接终端相互接触连接。在本发明中，在所述至少一个磁头折片组合的连接终端与所述控制线路的连接终端之间放置有一种导电媒介(conductive medium)。所述导电媒介可为金属球，例如金球或锡球。本发明同时公开了该磁头悬臂组合的制造方法以及使用上述磁头悬臂组合的磁盘驱动器的结构。

Description

磁头悬臂组合及其制造方法、以及使用该磁头悬臂组合的磁盘驱动器

技术领域

本发明主要涉及一种磁头悬臂组合(head stack assembly，HSA)及其制造方法，尤指一种连接磁头折片组合(head gimbal assembly，HGA)及其控制电路的方法。

背景技术

磁盘驱动器为使用磁介质存储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)包括磁盘901及装有磁头903的磁头悬臂组合904。所述磁盘901装在用以驱动磁盘901旋转的主轴马达902上。所述磁盘驱动器还包括一个用以收容前述元件的壳体907。所述磁头903在磁盘901表面飞驰并通过感应器(sensor)从磁盘901中读取或写入数据。所述磁头903通过音圈906被径向定位，其中所述音圈906被植入磁头悬臂组合904的扇尾间隔体908中(例如，通过环氧胶粘接(epoxy potting)或包覆成型(overmolding)方式)。此外，一个音圈马达914(voice coil motor，VCM)用于驱动音圈906。

参考图2(a)及2(b)磁头悬臂组合904包括四个磁头折片组合971、973、975及977。在该技术方案中，磁头悬臂组合904还包括设于磁头折片组合971及973之间的间隔体(spacer)81’、夹持于磁头折片组合975及977间的扇尾间隔体(fantail spacer)831’以及复数固定装置所述复数固定装置用于将磁头折片组合971、973、975、977与间隔体81’以及扇尾间隔体831’固定在一起。柔性印刷电路9’(flexible printed circuit，FPC)通过形成于其一端的柔性印刷电路装配835’与扇尾间隔体831’相连结，从而与四个磁头折片组合971、973、975、977电性连接。其中，所述柔性印刷电路装配835’上设有复数焊接触点999。参考图2(c)，扇尾间隔体831’上设有一个具有孔838’的装配块839’，该装配块839’用于和柔性印刷电路装配835’相配合。在该技术方案中，所述复数固定装置包括轴承70’、垫圈76’及螺母78’。所述每个磁头折片组合971、973、975、977、间隔体81’以及扇尾间隔体831’上均形成一个大孔。这些大孔便于轴承70’从中穿过，并且在垫圈76’及螺母78’的配合下将所述部件结合在一起。

参考图2(a)及2(b)，所述每个磁头折片组合(971、973、975、977)均有一个悬臂挠性线缆(suspension flexure cable，未标示)，所述每个悬臂挠性线缆从磁头903分别延伸至悬臂挠性线缆的线路终端(trace terminal)(所述线路终端分别标示为“961”，“963”，“965”，“967”)。所述每个线路终端961，963，965，967上对应焊接触点999形成复数终端触点99，所述每个终端触点99被成型为一个通孔。所述每个线路终端961，963，965，967上的终端触点99的排列与其他线路终端上的终端触点的排列相同。

参考图2(a)，当磁头悬臂组合904被装配后，所述线路终端961，963，965，967被置于柔性印刷电路装配835’上，同时所述线路终端961，963，965，967中每两个相邻的线路终端间形成一个狭槽8。在该方案中，通过焊接所述线路终端961，963，965，967上的终端触点99与柔性印刷电路装配835’上的焊接触点999，所述磁头折片组合971，973，975，977与柔性印刷电路9’电性相连。

然而，上述方法使用焊接方式连接磁头折片组合与柔性印刷电路极易污染元件。为了避免元件被污染，在上述焊接完成后需要清理磁头悬臂组合，这样的清理过程相当困难并且昂贵。更严重的是，所述焊接过程可能毁损周围电子元件或磁盘介质。此外，因为磁头悬臂组合在与磁盘驱动器装配前需要被清理，所以磁头悬臂组合装配线与磁盘驱动器装配线不能被合在一起。另外，当磁头折片组合或柔性印刷电路出现故障时，必须将磁头折片组合与柔性印刷电路分离并进行重做(rework)，例如修理或更换。然而，因为存在于所述磁头折片组合与柔性印刷电路之间的焊料必须被清除，所以分离它们相当麻烦。对应地，重做(rework)磁头悬臂组合相当费时并且昂贵。最后，因为每个线路终端上的终端触点有相同的排列，所以使得和终端触点相连接的柔性印刷电路上的电路(electrical trace)相当拥挤。对应地，设计及制造柔性印刷电路的集成电路模块就变得相当困难。

因此，提供一种磁头悬臂组合及其制造方法、以及使用该磁头悬臂组合的磁盘驱动器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连接磁头折片组合及其控制线圈的方法，以便于磁头悬臂组合的重做(rework)。

本发明的另一目的在于提供一种易于装配及重做(rework)的磁头悬臂组合、该磁头悬臂组合的制造方法及使用该磁头悬臂组合的磁盘驱动器。

为了达到上述目的，本发明一种连接磁头折片组合(HGA)及其控制线路的方法，包括如下步骤：将至少一个磁头折片组合的连接终端与其控制线路的连接终端面对面放置并相互接触；及通过锁定件以平行于所述磁头折片组合所在平面的方向紧固所述至少一个磁头折片组合与其控制线路以维持其上所述连接终端的接触连接(touch connection)。在本发明中，所述方法进一步包括将一种导电媒介(conductive medium)置于所述至少一个磁头折片组合的连接终端与所述控制线路的连接终端之间的步骤。

在本发明一个实施例中，所述方法进一步包括在所述每个磁头折片组合及所述控制线路上成形复数终端触点的步骤。在本发明中，所述导电媒介被置于所述至少一个磁头折片组合的连接终端上的终端触点与所述控制线路的连接终端上的终端触点之间。

本发明一种磁盘驱动器的磁头悬臂组合(HSA)包括：至少一个磁头折片组合，所述每个磁头折片组合设有一个连接终端；和一个用于控制所述至少一个磁头折片组合的控制线路，所述控制线路亦设有一个连接终端；所述至少一个磁头折片组合上的连接终端通过锁定件以平行于所述磁头折片组合所在平面的方向紧固所述至少一个磁头折片组合与所述控制线路而与所述控制线路上的连接终端相互接触连接。本发明中，在所述至少一个磁头折片组合的连接终端与所述控制线路的连接终端之间放置有一种导电媒介(conductive medium)。作为一个实施例，所述导电媒介为金球(gold ball)或锡球(solder ball)。

本发明中，所述控制线路及每个磁头折片组合上形成有复数终端触点。所述导电媒介被置于所述至少一个磁头折片组合的连接终端上的终端触点与所述控制线路的连接终端上的终端触点之间。在本发明一个实施例中，所述至少一个磁头折片组合的每一对连接终端上的所述终端触点沿该对连接终端的接触面对称分布。

本发明一种制造磁头悬臂组合(HSA)的方法，包括如下步骤：(1)成型至少一个磁头折片组合(HGA)；(2)成型一个具有连接终端的控制线路，用于控制所述至少一个磁头折片组合；(3)将至少一个磁头折片组合的连接终端与所述控制线路的连接终端面对面放置并相互接触；(4)通过锁定件以平行于所述磁头折片组合所在平面的方向紧固所述至少一个磁头折片组合与其控制线路以维持其上所述连接终端的接触连接(touch connection)。其中，成型每个磁头折片组合包括在其上成型一个连接终端的步骤。在本发明中，所述方法进一步包括在所述至少一个磁头折片组合的连接终端与所述控制线路的连接终端之间放置一种导电媒介的步骤。

本发明一种磁盘驱动器，包括：壳体；包含至少一个磁盘的磁盘组(diskstack)；装配在所述壳体上用以旋转所述磁盘组的主轴马达；及磁头悬臂组合(HSA)。其中，所述磁头悬臂组合包括至少一个磁头折片组合，所述每个磁头折片组合设有一个连接终端；和一个用于控制所述至少一个磁头折片组合的控制线路，所述控制线路亦设有一个连接终端；所述至少一个磁头折片组合上的连接终端通过锁定件以平行于所述磁头折片组合所在平面的方向紧固所述至少一个磁头折片组合与所述控制线路而与所述控制线路上的连接终端相互接触连接。在本发明中，所述至少一个磁头折片组合的连接终端与所述控制线路的连接终端之间放置有一种导电媒介(conductive medium)。

与现有技术相比，因为在连接过程中无需使用焊料(solder)，本发明连接磁头悬臂组合(HSA)的磁头折片组合(HGA)与其控制线路的方法有效解决了元件污染问题、元件损毁问题以及清洁问题。此外，因为本发明磁头悬臂组合在装入磁盘驱动器的壳体前无需进行清理，所以磁头悬臂组合装配线可以与磁盘驱动器装配线合在一起，对应地，这样可以有效提高制造磁盘驱动器的效率。此外，当磁头折片组合或柔性印刷电路产生问题时，无需将磁头折片组合和柔性印刷电路分开进行更换或修理(即重做(rework)磁头悬臂组合更加容易)。最后，当每对线路终端被置于一起时，因为每对线路终端上的终端触点沿其接触面对称分布，所以使得柔性印刷电路上导电线路(electrical trace)分布更加合理，对应地，设计及制造柔性印刷电路的集成电路模块也更加容易。

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、以及使用该磁头悬臂组合的磁盘驱动器的具体实施例。

附图说明

图1为传统磁盘驱动器的立体图；

图2(a)为现有装配后的磁头悬臂组合(HSA)的立体图；

图2(b)为图2(a)中磁头悬臂组合的立体分解图；

图2(c)为图2(b)中磁头悬臂组合的扇尾间隔体的立体图；

图3为本发明磁头悬臂组合一个实施例的立体组装图；

图4为图3中磁头悬臂组合的立体分解图；

图5为图4中磁头悬臂组合的扇尾间隔体装配(fantail spacer assembly)的立体分解图；

图6为图5中扇尾间隔体装配的立体装配图；

图7展示了将复数金属球置于柔性印刷电路装配(FPC assembly)上对应的柔性印刷电路触点上的过程；

图8展示了图3中磁头悬臂组合的磁头折片组合(HGA)的线路终端被置于柔性印刷电路装配上之后的立体图；

图9展示了固定图8中的线路终端与柔性印刷电路装配的过程；

图10展示了图8中的线路终端与柔性印刷电路装配固定后的立体图；

图11为两个磁头折片组合(HGA)的线路终端装配后的部分立体放大图；

图12为图10中磁头悬臂组合沿A-A线的剖视图；

图13展示了装有图3中所示的磁头悬臂组合(HSA)的磁盘驱动器。

具体实施方式

参考图3及图4，在本发明一个实施例中，一种磁盘驱动器的磁头悬臂组合(HSA)904’包括四个磁头折片组合(HGA)22，24，26，28及复数用于连结所述磁头折片组合(HGA)22，24，26，28的紧固装置。在本发明中，磁头悬臂组合904’进一步包括置于磁头折片组合22及24之间的间隔体(spacer)81、夹持在磁头折片组合26及28的扇尾间隔体装配(fantail spacer assembly)83，以及复数用于锁定磁头折片组合22，24，26，28与扇尾间隔体装配83的锁定件。其中，扇尾间隔体装配83通过其侧面与磁头折片组合22，24，26，28锁定。柔性印刷电路9(flexible printed circuit，FPC)通过其一端与所述扇尾间隔体装配83相连，从而与磁头折片组合22，24，26及28电性连接。

在本发明的一个实施例中，所述复数紧固装置包括轴承70、两个螺钉72、74、垫圈76以及螺母78，所述每一个磁头折片组合22，24，26，28上均形成三个孔(未标示)，间隔体81和扇尾间隔体装配83(fantail spacer assembly)上亦形成对应的孔，这些孔可以允许轴承70及对应的螺钉72、74穿过，并在垫圈76及螺母78的帮助下而将上述部件组装在一起。此外，所述复数锁定件包括两个螺钉100、200、两个螺母101、102以及安装片300。

参考图4，每个磁头折片组合(22，24，26，28)均包括一个悬臂挠性线缆(suspension flexure cable)，所述每个悬臂挠性线缆终端为一个线路终端(trace terminal)，例如，磁头折片组合22设有线路终端224，磁头折片组合24设有线路终端224，磁头折片组合26设有线路终端264，磁头折片组合28设有线路终端284。在本发明中，所述线路终端224和244分别从磁头折片组合22及24上被面对面地折叠；相似地，所述线路终端264及284亦分别从磁头折片组合26及28上被面对面地折叠。图11详细地展示了装配后的线路终端224、244，其中，线路终端224和244被置于一起。复数终端触点228及一个螺钉孔227形成于线路终端224的一端。此外，线路终端224在其一侧上还形成有固定孔225。相似地，线路终端244上亦形成有复数终端触点248、螺钉孔247级固定孔245。当线路终端224，244被置于一起时，终端触点228及终端触点248沿线路终端224，244的接触面对称分布。同时，固定孔225和245共同形成装配孔290，该装配孔290可允许螺钉100穿过(参图10)。在本发明中，线路终端264及284的装配过程及结构与线路终端224及244相似，故在此不再详述。

参考图5及6，所述扇尾间隔体装配83包括扇尾间隔体(fantail spacer)831，柔性印刷电路装配835(FPC assembly)，置于扇尾间隔体831和柔性印刷电路装配835间的柔性印刷电路增强体833，以及用以固定上述三者的螺钉837。所述扇尾间隔体831上形成一个具有两个螺纹孔836及838的突出部839，所述突出部839通过其一侧来支撑柔性印刷电路装配835及柔性印刷电路增强体833。此外，柔性印刷电路增强体833上形成有三个装配孔832、834及840，以及四个通过包覆成型(overmold)的装配钉842。柔性印刷电路装配83上对应装配孔832，834及840形成有三个装配孔844，846及848，另外其上还形成有四个装配孔847，该四个装配孔847可以允许所述四个装配钉842从中穿过。另外，复数柔性印刷电路触点849对应于线路终端224，244，264，284(参考图12，线路终端224，244上的终端触点标示为“228”，“248”)上的终端触点形成于所述柔性印刷电路装配835上。其中，所述柔性印刷电路触点849为盲孔。

参考图4，间隔体81设有一个用于支撑柔性印刷电路装配835及柔性印刷电路增强体833的突出部811。在所述突出部811上形成有螺纹孔813，该螺纹孔813与柔性印刷电路增强体833上的装配孔840以及柔性印刷电路装配835上的装配孔848相对应。在本发明一个实施例中，间隔体81还设有一个装配孔815，该装配孔815用于磁头悬臂组合904’的精密装配。

参考图5和6，在装配过程中，首先，柔性印刷电路增强体833和柔性印刷电路装配835被结合在一起，对应地，柔性印刷电路增强体833上的四个装配钉842穿过柔性印刷电路装配835上的四个装配孔847，同时，柔性印刷电路装配835上的三个装配孔844，846及848与柔性印刷电路增强体833上的三个装配孔832、834及840相对齐。接着，柔性印刷电路增强体833及柔性印刷电路装配835被置于形成有螺纹孔838的扇尾间隔体831上，此时，装配孔832和装配孔844被对齐，随后，螺钉837穿过装配孔832和844并和螺纹孔838相配合。这样，所述扇尾间隔体装配83就形成了，如图6所示。

接着，参考图7，复数金属球400，如金球(gold ball)或锡球(solder ball)，被连结在柔性印刷电路装配835的柔性印刷电路触点849上。然后，参考图8，四个磁头折片组合22，24，26，28、间隔体81以及扇尾间隔体装配83被装配在一起，从而将线路终端224，244，264及284置于柔性印刷电路装配835上，对应地，金属球400被夹持在柔性印刷电路触点849和线路终端224，244，264，284的终端触点之间(其中，线路终端224，244的终端触点被标示为“228”，“248”，如图11所示)。最后，参考图9和10，复数锁定件(例如，螺钉100、200，垫圈101、102及装配片300)将所述柔性印刷电路触点849与所述终端触点牢固地固定在一起，从而可在磁头折片组合22，24，26，28及柔性印刷电路9之间得到一个良好的电性连接，如图12所示。

参考图13，所述磁头悬臂组合904’被装配后，其被放入壳体907’中并与其相固定，同时，其他必要的元件，例如磁盘901’、斜坡(ramp)430、主轴马达902’和音圈马达(VCM)914’，也被装进壳体907’中，这样就形成了一个磁盘驱动器。

在本发明中，磁头悬臂组合904’不限于包括四个磁头折片组合，例如，所述磁头折片组合的数量可能为一个、两个或者超过四个。对应地，所述磁头悬臂组合904’的结构根据磁头折片组合的数量而发生变化。这种变化为业界普通技术人员所熟知，故在此不再详述。

以上所揭露的仅为本发明磁头悬臂组合及其制造方法、以及使用该磁头悬臂组合的磁盘驱动器的较佳实施例而已，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

1.一种连接磁头折片组合及其控制线路的方法，其特征在于包括如下步骤：

将至少一个磁头折片组合的连接终端与其控制线路的连接终端面对面放置并相互接触；

通过锁定件以平行于所述磁头折片组合所在平面的方向紧固所述至少一个磁头折片组合与其控制线路以维持其上所述连接终端的接触连接。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包括将一种导电媒介置于所述至少一个磁头折片组合的连接终端与所述控制线路的连接终端之间的步骤。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于进一步包括在所述每个磁头折片组合及所述控制线路上成形复数终端触点的步骤。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述导电媒介被置于所述至少一个磁头折片组合的连接终端上的终端触点与所述控制线路的连接终端上的终端触点之间。

5.一种磁盘驱动器的磁头悬臂组合，其特征在于包括：

至少一个磁头折片组合，所述每个磁头折片组合设有一个连接终端；和

一个用于控制所述至少一个磁头折片组合的控制线路，所述控制线路亦设有一个连接终端；

所述至少一个磁头折片组合上的连接终端通过锁定件以平行于所述磁头折片组合所在平面的方向紧固所述至少一个磁头折片组合与所述控制线路而与所述控制线路上的连接终端相互接触连接。

6.如权利要求5所述的磁头悬臂组合，其特征在于：所述至少一个磁头折片组合的连接终端与所述控制线路的连接终端之间放置有一种导电媒介。

7.如权利要求6所述的磁头悬臂组合，其特征在于：所述导电媒介为金属球。

8.如权利要求7所述的磁头悬臂组合，其特征在于：所述金属球为金球或锡球。

9.如权利要求6所述的磁头悬臂组合，其特征在于：所述控制线路及每个磁头折片组合上形成有复数终端触点。

10.如权利要求9所述的磁头悬臂组合，其特征在于：所述导电媒介被置于所述至少一个磁头折片组合的连接终端上的终端触点与所述控制线路的连接终端上的终端触点之间。

11.如权利要求9所述的磁头悬臂组合，其特征在于：所述至少一个磁头折片组合的每一对连接终端上的所述终端触点沿该对连接终端的接触面对称分布。

12.一种制造磁头悬臂组合的方法，其特征在于包括如下步骤：

成型至少一个磁头折片组合；其中成型每个磁头折片组合包括：

在其上成型一个连接终端；

成型一个具有连接终端的控制线路，用于控制所述至少一个磁头折片组合；

将至少一个磁头折片组合的连接终端与所述控制线路的连接终端面对面放置并相互接触；

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于进一步包括在所述至少一个磁头折片组合的连接终端与所述控制线路的连接终端之间放置一种导电媒介的步骤。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于所述导电媒介由金属制成。

15.如权利要求13所述的方法，其特征在于进一步包括在所述每个磁头折片组合及所述控制线路上成型复数终端触点的步骤。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于所述导电媒介被置于所述至少一个磁头折片组合的连接终端上的终端触点与所述控制线路的连接终端上的终端触点之间。

17.一种磁盘驱动器，包括：

壳体；

包含至少一个磁盘的磁盘组；

装配在所述壳体上用以旋转所述磁盘组的主轴马达；及

磁头悬臂组合；其特征在于

所述磁头悬臂组合包括至少一个磁头折片组合，所述每个磁头折片组合设有一个连接终端；和

18.如权利要求17所述的磁盘驱动器，其特征在于所述至少一个磁头折片组合的连接终端与所述控制线路的连接终端之间放置有一种导电媒介。

19.如权利要求18所述的磁盘驱动器，其特征在于：所述导电媒介为金属球。