CN1848284A

CN1848284A - 磁头悬架

Info

Publication number: CN1848284A
Application number: CNA2006100667877A
Authority: CN
Inventors: 绵谷荣二; 半谷正夫; 唐泽巧
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
Priority date: 2005-04-15
Filing date: 2006-04-13
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2026-04-13
Also published as: US20060232887A1; JP4437455B2; JP2006302340A; CN1848284B; US7636221B2

Abstract

一种硬盘驱动器的磁头悬架，能够提高硬盘驱动器的冲击特性并使硬盘驱动器小型化。磁头悬架具有：连接于支架并绕支架的主轴转动的基板(21)；负载梁(3)，其包括梁(11)和折页(13)，且梁的基端(17)通过折页支撑于基板，并且负载梁(3)向在其前端侧的从磁盘读取数据及向磁盘写入数据的磁头(9)施加载荷；和挠曲件(7)，其将磁头连接于读写线路并支撑磁头且固定于负载梁，其中折页设成比梁厚，以使负载梁制造得较薄且增加载荷。

Description

磁头悬架

技术领域

本发明涉及集成在信息处理单元例如个人计算机中的硬盘驱动器的磁头悬架。

背景技术

硬盘驱动器的磁头悬架包括负载梁、由负载梁支撑的磁头和连接到磁头上的滑动头。磁头悬架具有确定在施加冲击时滑动头从硬盘表面抬起的冲击特性。磁头悬架的冲击特性取决于负载梁的重量。

例如，第一磁头悬架具有厚度(t)为51μm、长度(1L)为7mm的负载梁，且由负载梁施加于磁头上的克载荷为2.5gf，第二磁头悬架具有厚度(t)为30μm、长度(1L)为5.5mm的负载梁，且克载荷为2.5gf。如果向磁头悬架施加持续1兆秒的冲击，则第一磁头悬架的滑动头以628G的加速度抬起且第二磁头悬架以1103G的加速度抬起。

图13和14表示磁头悬架的G抬起和硬盘驱动器的G抬起之间的关系，图13中是表示2.5英寸硬盘驱动器的结果的曲线图，图14中是表示1英寸硬盘驱动器的结果的曲线图。

磁头悬架的冲击特性用使磁头悬架的负载梁的滑动头从表面抬起的冲击的大小来表示。磁头悬架的冲击特性由“G抬起”代表以表示导致滑动头抬起的冲击的大小。“G抬起”还表示硬盘驱动器的冲击特性。

在图13的2.5英寸硬盘驱动器中，所施加的冲击输入包括两种波形，一种具有1兆秒持续时间的波长，另一种具有0.4兆秒持续时间的波长。在图14的1英寸硬盘驱动器中，所施加的冲击输入包括两种波形，一种具有2兆秒持续时间的波长，另一种具有0.4兆秒持续时间的波长。

在图13的2.5英寸硬盘驱动器中，即使增加磁头悬架的G抬起，硬盘驱动器的G抬起也没有增加太大。在1兆秒持续时间内，其斜率y＝0，在0.4兆秒持续时间内，其斜率y＝0.27。另一方面，在图14的小尺寸的1英寸硬盘驱动器中，当磁头悬架的G抬起增加时，硬盘驱动器的G抬起均匀增加。在2兆秒持续时间内，其斜率y＝0.90，在1兆秒持续时间内，其斜率y＝0.85，在0.4兆秒持续时间内，其斜率y＝0.81。

图15和16分别是表示冲击输入在磁头悬架所连接的臂的前端的已产生加速度随时间变化而变化的曲线图。横坐标表示时间，纵坐标表示加速度。图15中所示的加速度涉及2.5英寸硬盘驱动器，图16中所示的加速度涉及1英寸硬盘驱动器。在图15和16中，冲击输入的大小设为具有0.4兆秒持续时间和200G。

如图15和16所示，2.5英寸硬盘驱动器产生的臂动作大于1英寸硬盘驱动器中的。因此，在2.5英寸硬盘驱动器中，硬盘驱动器的冲击特性很大程度上不只取决于磁头悬架的重量还取决于臂动作。反之，在1英寸硬盘驱动器中，硬盘驱动器的冲击特性几乎不取决于臂动作而主要取决于磁头悬架的重量。

因此，在小型化硬盘驱动器例如1英寸硬盘驱动器中，已发现硬盘驱动器的冲击特性可通过仅增加磁头悬架的G抬起来提高。

所以，为在小型化硬盘驱动器中提高磁头悬架的冲击特性，使磁头悬架的负载梁较薄以减小重量是有效的。

图17是表示根据现有技术的磁头悬架101的透视图。磁头悬架101具有基板103、与基板103一体化的负载梁105和支撑于负载梁105上的挠曲件107。负载梁105包括刚性部件或量109和弹性部件或折页111。

图18是表示布置有图17中的磁头悬架101的硬盘驱动器的实例的部分剖视图。如图18所示，例如，磁头悬架101的基板103通过模锻连接到支架113的臂115上。

支架113通过位置控制电机117例如音圈电机来绕主轴119转动。通过使支架113绕主轴119转动，磁头悬架101的磁头121在磁盘123上移动到目标轨径。

当磁盘123以高速旋转时，磁头121从磁盘123表面稍抬起。

在此类包括与弹性部件一体化的负载梁105的磁头悬架101中，长度为1L的负载梁105使用考虑上述成为重量的对策来变薄。

然而，负载梁105变薄以增加冲击特性，弹性部件111与负载梁一同变薄。这导致更高的应力作用于弹性部件111上，从而当施加于磁头121上的载荷达到某一值或更多时不可能增加用于确定克载荷的弹性载荷。

另一方面，还有包括刚性部件和与刚性部件分离并固定于刚性部件上的弹性部件的磁头悬架。根据磁头悬架，使弹性部件比刚性部件薄以使弹性部件具有低弹性系数并确保刚性部件的刚度。当在保持刚性部件和弹性部件的厚度之间的关系的同时将负载梁全部制造得较薄以提高冲击特性时，弹性部件也制造得较薄。不可能入上述情况般将弹性载荷增加到某一值或更多。

为解决问题，延展负载梁105的基端侧的宽度，就是说，弹性部件111的宽度是有效的。

图19是表示集成有图17中的磁头悬架的硬盘驱动器125的俯视图。

如图19所示，例如，磁头悬架101安装于硬盘驱动器125中。硬盘驱动器125具有臂115、线路127、磁盘123等。当扩展负载梁的基端侧的宽度B时，也扩展连接有磁头悬架101的臂115的宽度。这导致在图19的俯视图中臂15与磁盘123重叠或与线路127干涉。

使臂15与磁盘123重叠产生臂115和磁盘123互相接触从而产生冲击输入的危险。因此，必须避免臂15与磁盘123的重叠及臂115与线路127的干涉。

扩展负载梁105的基端侧的宽度B以使臂15与磁盘123不重叠及臂115与线路127不干涉，但这妨碍了硬盘驱动器125小型化。上述现有技术公开于日本未审查专利申请出版物H09-282624中。

发明内容

本发明的一个目的是解决具有薄负载梁来满足所需冲击特性的磁头悬架的问题：需要扩展负载梁的基端侧的宽度以增加弹性部件的弹性载荷。

为实现该目的，本发明的一个方面提供具有刚性部件和弹性部件的磁头悬架，弹性部件的厚度设为比刚性部件的厚度大以使负载梁较薄并增加弹性部件的弹性载荷且允许硬盘驱动器小型化。

因此，在不扩展负载梁基端侧来保持磁头悬架的冲击特性的同时，可增加弹性部件的弹性载荷。硬盘驱动器可小型化并提高其冲击特性。

附图说明

图1是表示根据本发明第一实施例的磁头悬架的透视图。

图2是表示图1中磁头悬架的俯视图。

图3是部分地表示图2中磁头悬架的侧剖视图。

图4是表示根据第一实施例的磁头悬架的负载梁的梁(刚性部件)厚度、负载梁的折页(弹性部件)厚度和磁头悬架的冲击特性之间的关系的表。

图5是基于图4中表的曲线图。

图6是表示根据第一实施例在具有不同厚度(梁厚度)的负载梁上测量的克载荷和折页的宽度(折页宽度)之间关系的曲线图。

图7是表示根据第一实施例在具有不同长度的负载梁上测量的克载荷和折页的宽度之间关系的曲线图。

图8是表示根据第一实施例的负载梁厚度和抬起程度(G抬起)之间关系的曲线图。

图9是表示根据第一实施例的克载荷和折页宽度之间关系的曲线图。

图10是表示根据第一实施例的克载荷和折页宽度之间关系的曲线图。

图11是表示根据本发明第二实施例的磁头悬架的透视图。

图12是部分地表示图11中磁头悬架的侧剖视图。

图13和14是分别根据现有技术的表示磁头悬架的G抬起和硬盘驱动器的G抬起之间的关系

图15和16分别是表示冲击输入在磁头悬架所连接的臂的前端的已产生加速度随时间变化而变化的曲线图。

图17是表示根据现有技术的磁头悬架的透视图。

图18是表示布置有图17中的磁头悬架的硬盘驱动器的实例的部分剖视图。

图19是部分地表示图18中的硬盘驱动器的俯视图。

具体实施方式

下面将详细描述根据本发明实施例的磁头悬架。

每个实施例均设成磁头悬架的弹性部件相对于磁头悬架的刚性部件较厚以使硬盘驱动器小型化并增强磁头悬架和硬盘驱动器的冲击特性。

下面说明第一实施例。

图1和图2表示根据本发明第一实施例的磁头悬架，图1是透视图，图2是俯视图。

图1和2中所示的磁头悬架1用于例如1英寸大小。磁头悬架具有负载梁3、臂5和挠曲件7。

负载梁3向磁头9施加载荷。磁头9布置于负载梁3的前端以从磁盘读取数据并向磁盘写入数据。负载梁3包括用作刚性部件的梁11和用作弹性部件的折页(hinge)13。

折页13准备成与梁11分离。折页13的第一端15固定并支撑于梁11的基端17上，且折页13的第二端19固定并支撑于臂5上。

臂5包括用作基体的集成基板21以用于支撑折页13的第二端19。臂5具有固定孔23以固定于硬盘驱动器的支架上，从而磁头悬架1可绕支架的主轴转动。

挠曲件7包括由例如弹性不锈钢轧制板材(SST)制成的导电薄板。在该薄板上，形成有绝缘层。在该绝缘层上，形成有布线图案。挠曲件7通过例如激光焊接固定于梁11上。布线图案一端电连接于支撑于磁头9的滑动头25上的读写终端。布线图案另一端延伸到臂5。

梁11由例如非磁性SUS304(日本工业标准)不锈钢板制成。从前端27延伸到基端17的梁11通常较窄。梁11包括在主体29端部具有接合部31的主体29。接合部31连接于折页13的第一端部15上。接合部31的每个侧边缘在纵向上形成为残余切割部分，当由钢板材料形成多个梁时沿该部分切割。梁11的前端27具有加载/卸载突部29。在前端27附近，梁11具有凹部35。

主体29的每个侧边缘在梁11纵向上具有通过在梁11的厚度方向上弯曲梁11的侧边缘而形成的轨37，轨37沿主体29的侧边缘延伸。

折页13由例如非磁性SUS301(日本工业标准)不锈钢板制成。折页13被分割成两个分支以在图2的俯视图中具有分叉形状。当挠曲件7从负载梁3的主体29侧延伸到臂5的基板21时，折页13的分叉形状用于减少并消除形成于臂5和负载梁3之间的梯级。

折页13的第一端15在纵向上在焊点39处通过例如激光焊接而固定于梁11的接合部31上。折页13的第二端19在焊点41和43处通过例如激光焊接而固定于基板21上。

图3是部分地表示图2中磁头悬架的侧剖视图。如图3所示，磁头悬架1设为折页13的厚度t1相对于梁11的厚度t2较厚。该构造有利于使负载梁3变薄并提高折页13的弹性载荷。弹性载荷将克载荷确定为作用于磁头9上的载荷。根据第一实施例，厚度t1和t2分别设为25μm、20μm。

厚度t1和t2可基于安装有磁头悬架1的硬盘驱动器来可选择地设置，且假设折页13的厚度t1大于梁11的厚度t2以使负载梁3变薄并提高折页13的弹性载荷。

图4是表示的磁头悬架的梁厚度、折页厚度和冲击特性之间的关系的表，图5是基于图4中表的曲线图。磁头悬架的冲击特性用使负载梁的滑动头从磁盘表面抬起的冲击的大小来表示。负载梁的滑动头因施加冲击而从磁盘表面抬起的现象称为“G抬起”。“G抬起”也表示导致滑动头抬起的冲击的大小。再有，“G抬起”还表示硬盘驱动器的冲击特性。

在图4和图5中，折页13的厚度t1固定于25μm，梁11的厚度t2变为35、30、25和20μm。随着厚度的减少，磁头悬架1增加其G抬起为357.2G/gf、386.0G/gf、419.1G/gf和462.3G/gf。

当梁11的厚度t2为小于折页13的厚度t125μm的20μm时，磁头悬架1大幅提高其G抬起，如图4中表内的灰格所示。

图6到图8是表示确认使梁薄于折页从而提高磁头悬架的冲击特性的测试结果的曲线图。

图6是表示在具有不同厚度的负载梁上测量的克载荷和折页宽度之间关系的曲线图。横坐标表示折页的宽度(折页宽度)，纵坐标表示克载荷。图6中所示的负载梁每个均包括互相集成为一体的梁和折页。负载梁分别具有20μm、25μm和30μm的厚度，6.25mm的长度(1L)及70kgf/cm²的极限应力，因为其每个皆由SUS304制成。

如果折页的许用宽度是2.0mm，则可将折页钻孔以实现例如1.2mm的有效宽度。如果折页具有1.5mm的有效宽度和等于负载梁厚度的20μm厚度，则由折页施加的极限克载荷是1.5gf，如图6所示。具有增加的30μm厚度和1.2mm的有效宽度的折页可实现2.0gf的克载荷。

图7是表示在具有不同长度的负载梁上测量的克载荷和折页的宽度之间关系的曲线图。横坐标表示折页的宽度，纵坐标表示克载荷。图7中所示的负载梁分别具有5.50mm、6.25mm和7.00mm的长度，20μm的厚度(t)及70kgf/cm²的极限应力，因为其每个皆由SUS304制成。

如图7所示，负载梁长度的变化仅稍影响负载梁的克载荷。

从图6和7可知，负载梁的厚度而不是长度极大地影响由负载梁施加的克载荷。就是说，用于使硬盘驱动器小型化的窄负载梁必须具有折页的厚度。

图8是表示负载梁厚度和抬起程度(G抬起)之间关系的曲线图。横坐标表示负载梁的厚度，纵坐标表示G抬起。

从图8可知，负载梁越厚，负载梁的冲击特性的G抬起越差。

从图6到图8可知，折页必须厚且梁必须薄以确保高G抬起等级和高克载荷。

因此，第一实施例使折页13的厚度t1厚于梁11的厚度t2以使负载梁3A变薄并增加折页13的弹性。结果，第二实施例的磁头悬架1A可确保G抬起等级和高克载荷。

通常，负载梁由作为非磁性不锈钢材料的SUS304制成以避免在磁头9上产生电影响。根据第一实施例，折页13与梁11分离并连接到梁11上。因此，作为磁性强于SUS304的弹性非磁性不锈钢材料SUS301可用作制成折页13的材料，如上所述。

图9是表示克载荷和SUS304制的折页宽度之间关系的曲线图，图10是表示克载荷和SUS301制的折页宽度之间关系的曲线图。在图9和图10中，横坐标表示折页宽度，纵坐标表示克载荷。在图9和图10中，负载梁具有梁和与梁一体化的折页。负载梁的长度设为6.25mm，其厚度设为20μm、25μm和30μm。根据图9中的磁头悬架，极限应力是70kgf/cm²。根据图10中的磁头悬架，极限应力是90kgf/cm²。

当折页宽度为1.2mm且折页宽度为25μm时，根据图9中的磁头悬架，克载荷的极限是1.4gf。相对地，根据图10中的磁头悬架，在与图9相同条件下，克载荷的极限是1.8gf。

因此，除了厚度设置外，第一实施例将折页13与梁11分离并使用SUS301来作为折页13的材料，从而可实现折页13的弹性载荷。当弹性载荷不变时，折页宽度可进一步变窄，且弹性系数可进一步减小。

当只考虑磁头悬架的冲击特性时，缩短负载梁较有利。然而，负载梁的长度影响噪音高度(frying height)特征。因此，当考虑噪音高度特征时，磁头悬架必须将负载梁保持于某一长度。因此，虽然负载梁的长度可选择，但是负载梁不能太短。总之，具有7mm长度负载梁的磁头悬架用于2.5英寸硬盘驱动器中，具有6.25mm长度负载梁的磁头悬架用于1英寸硬盘驱动器中。

根据第一实施例，即使具有6.25mm长度的负载梁3用于1英寸硬盘驱动器中，也可满足磁头悬架1的所需冲击特性，因为与图6和图7中所示的负载梁长度相比，折页厚度对克载荷影响很大。

这样，第一实施例的磁头悬架1具有刚性部件或梁11和厚度相对于梁11的厚度较大的弹性部件或折页13以使负载梁3变薄并增加折页13的弹性载荷。通过不在纵向上延展梁11的基端侧的该构造，第一实施例可增加弹性载荷以保持磁头悬架1的G抬起，并使硬盘驱动器小型化且提高硬盘驱动器的G抬起。

下面说明第二实施例。

图11和图12表示根据本发明第二实施例的磁头悬架1A，图11是透视图，图12是图11的部分侧剖视图。第二实施例的与第一实施例相同的部件由相同参考数字表示或相同参考数字加“A”。

如图11和12所示，磁头悬架1A具有支撑磁头9A的负载梁3A。负载梁3包括梁11A和与梁11A一体化的折页13A。在该情况下，负载梁3A由不对磁头9A产生电影响的SUS304制成。

梁11纵向上的每个侧边缘具有轨37A。轨37A沿侧边缘从前端延伸到梁11A的基端以到达折页13A的第一端15A。因此，负载梁3A的纵向硬度增加且磁头悬架1A的特性提高。

即使在第二实施例中，折页13A的厚度t1设为相对于梁11A的厚度t2较大，从而负载梁3A制造得较薄且折页13A的弹性载荷增加。在第二实施例中，t1设为25μm，t2设为20μm。梁11A的具有厚度t2的区域49在梁11A的延伸方向上从与折页13A邻近的梁11A的基体端部件51延伸至梁13A的突部33的正前位置53并在负载梁11A的横向上在侧边缘之间延伸。

设置梁11A的宽度t2通过例如局部蚀刻梁11A来完成。

因此，即使在第二实施例中，可实现与第一实施例类似的操作和效果。

在第二实施例中，可减少部件数量。

Claims

1.一种磁头悬架，包括：

基体，连接于硬盘驱动器的支架并绕支架的主轴转动；

负载梁，包括刚性部件和弹性部件，向设于负载梁前端的磁头施加载荷来从设于硬盘驱动器中的磁盘读取数据及向磁盘写入数据，刚性部件的基端连接于由臂支撑的弹性部件；和

挠曲件，具有连接于磁头的读/写布线图案，挠曲件支撑磁头并固定于负载梁，其中，

弹性部件的厚度设成比刚性部件的厚度大，以使负载梁制造得较薄且增加施加到磁头上的载荷。

2.根据权利要求1所述的磁头悬架，其中：

弹性部件与刚性部件分离。

3.根据权利要求2所述的磁头悬架，其中：

弹性部件由作为弹性不锈钢材料的SUS301制成。

4.根据权利要求1所述的磁头悬架，其中：

弹性部件与刚性部件为一体。

5.根据权利要求4所述的磁头悬架，其中：

刚性部件通过局部蚀刻形成以使弹性部件的厚度设为比刚性部件的厚度大。