CN1979643A - 微驱动器、磁头折片组合及其磁盘驱动单元 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于磁头折片组合的微驱动器，包括：支撑框架；该支撑框架包括：适于连接到所述磁头折片组合的悬臂件上的底支撑部；适于支撑所述磁头折片组合的磁头的顶支撑部；及连接所述底支撑部和顶支撑部的引柱，该引柱包括允许所述顶支撑部在使用时能够沿旋转轴线旋转的弱点或凹槽；以及第一压电元件和第二压电元件，所述第一压电元件安装在所述顶支撑部和底支撑部的第一侧部，所述第二压电元件安装在所述顶支撑部和底支撑部的第二侧部，所述第一压电元件和第二压电元件可被激发从而可使所述顶支撑部在使用时沿所述旋转轴线选择性地旋转移动。本发明还公开了设有该微驱动器的磁头折片组合以及磁盘驱动单元。

Description

微驱动器、磁头折片组合及其磁盘驱动单元

技术领域

本发明涉及一种信息记录磁盘驱动单元，尤其涉及一种磁盘驱动单元上的磁头折片组合(HGA)中所用到的一种微驱动器。更为具体地，本发明主要涉及到一种旨在改善磁头折片组合的共振性能的微驱动器。

技术背景

磁盘驱动器是一种常见的信息存储装置，它利用磁性介质存储信息，通过一个位于该介质之上的可移动读/写头选择性地实现信息在磁盘上的读写。

用户总希望磁盘驱动器拥有更大的存储容量，也同样希望它能拥有更快更精确的读/写操作能力。正因为如此，磁盘驱动器制造商一直不断地开发具有更大存储容量的磁盘驱动器，例如通过把磁轨宽度和/或者磁轨间距设计的更窄以提高磁盘的信息存储密度，进而提高磁盘的存储容量。但是，为了能够在这种高密度磁盘上实现更快更精确的读/写操作，在增加磁轨密度的同时也得提高读/写头的位置控制能力。这是因为，当磁轨密度增加的同时，再使用现有技术想达到既快速又准确地在存储介质上预定的信息磁轨上定位读/写头就变得越来越困难。因此，磁盘驱动器制造商一直在寻找改善高密度磁盘的读/写头的位置控制性能的方法。

磁盘驱动器制造商所采用的一种能够有效改善高密度磁盘读/写头的位置控制性能的方法是使用一个付驱动器，叫做微驱动器，它与主驱动器联合使用以实现读/写头快而准确的位置控制。安装了微驱动器的磁盘驱动器被称作双驱动器系统。

过去，为了提高存取速度和读/写头在高密度存储介质的预定磁轨上位置微调能力，人们发明了各种各样的双驱动器系统。一种典型的双驱动器系统包括一个主音圈马达(VCM)驱动器和一个付微驱动器，例如压电(PZT)元件微驱动器。音圈马达驱动器由一个伺服控制系统控制，其控制着支撑读/写头的驱动臂的旋转，以实现读/写头在存储介质上的预定信息磁轨上定位的功能。所述压电元件微驱动器与音圈马达驱动器结合使用，以达到提高读/写头的存取速度和精确定位能力的目的。因此，音圈马达驱动器的作用是对读/写头作较大的位置调整而压电元件微驱动器的作用则是对读/写头的位置作相对于存储介质的微调。因此，音圈马达驱动器和压电元件微驱动器的结合使用就能够达到在高密度存储介质上既快速又精确的读写信息的目的。

一种现有微驱动器结合有为了改善读/写头的位置调整性能的压电元件。所述压电元件微驱动器包括相连的电子电路，其可通过激发微驱动器上的压电元件而使其有选择性地膨胀或收缩。配置了压电元件的压电微驱动器通过所述压电元件的膨胀或收缩使微驱动器位移，进而使读/写头位移。与仅使用音圈马达驱动器的磁盘驱动器相比，该位移使得读/写头的位置调节更快更好。专利申请号为JP2002-133803，名称为“微驱动器和磁头折片组合”和专利申请号为JP 2002-074871，名称为“具有位置微调驱动器的磁头折片组合、装备了磁头折片组合的磁盘驱动器和制造磁头折片组合的方法”的两个专利揭露了这种压电微驱动器技术。

图1和图2图示了一种现有磁盘驱动单元，其包括安放在主轴马达102上的磁盘101，该主轴马达用于使磁盘101旋转。一个音圈马达臂104承载着磁头折片组合100，该磁头折片组合100包括微驱动器105和结合有读/写头的磁头103。音圈马达115控制音圈马达臂104的运动，进而控制磁头103在磁盘101表面上磁轨之间的移动，因而可以使读/写头在磁盘101上读写数据。工作时，具有读/写头的磁头103和旋转的磁盘101之间由于空气动力作用而产生一个提升力。所述提升力是与磁头折片组合100的悬臂件施加的弹力大小相等、方向相反的反作用力，从而使磁头103在马达臂104的全径行程(full radial stroke)中可在旋转的磁盘101表面上保持一个预定的飞行高度。

图3图示了图1和图2中现有安装了双驱动器的磁盘驱动器中的磁头折片组合100。由于音圈马达和悬臂件固有的公差，磁头103不能快速而准确的定位，从而影响了读/写头在磁盘上精确地读/写数据。因此，要应用上述的压电微驱动器105来改善磁头和读/写头的位置控制能力。亦即，与音圈马达相比，压电微驱动器105可以以更小的幅度调整磁头103的位移，从而补偿了由音圈马达和/或者悬臂件造成的共振偏差。因而，微驱动器105能够使用较窄的磁轨记录宽度，并使磁盘驱动器的每英寸磁轨数(TPI)增加50％，同时也减少了磁头寻轨和定位时间。因此，压电微驱动器105可以有效增加磁盘驱动器的信息存储磁盘的表面记录密度。

更为具体地，参考图3和图4，一种现有压电微驱动器105包括一个U形陶瓷框架，该陶瓷框架包括两个陶瓷梁或侧臂107，每个陶瓷梁或侧臂上设有一个压电元件。磁头103安放在该陶瓷梁架107之间并且通过该陶瓷梁架107的移动来实现磁头103的位移。所述压电微驱动器105物理连接于悬臂件113的挠性件114上。三个电连接球109(金球连接GBB或锡球连接SBB)将所述微驱动器105和位于每个所述陶瓷梁107的侧部的悬臂导线110相连接。此外，还有4个金属球108(GBB或SBB)将磁头103和导线110相连接。

图5图示了组装微驱动器105和磁头103的一般过程。如图所示，磁头103通过环氧胶112在两预定位置106(也可参考图3)将磁头103部分地连接到两陶瓷梁107上。这样的连接使得磁头103的移动取决于微驱动器105的陶瓷梁107的移动。每个陶瓷梁107上都附着一压电元件116，通过激发该压电元件116来控制磁头103的移动。更具体地，当通过悬臂电缆110施加电压时，所述压电元件116膨胀或收缩，进而导致U形微驱动器框架的陶瓷梁107变形，从而带动磁头103为了微调读/写头的位置而在磁盘的磁轨上移动。以这种方式，所述磁头103的可控位移即可以实现位置微调。

因为压电微驱动器105安装在悬臂件的悬臂舌上，当压电微驱动器105被激发而使磁头103摆动时，由于受到微驱动器105的U形框架的束缚，该压电微驱动器105是以平动或类似摆动的方式移动的。这种类似摆动的移动导致了悬臂件共振，该共振的频率与悬臂件基板被激发时的频率相同。该悬臂共振限制了磁盘驱动器的性能，例如，限制了磁盘驱动器的伺服带宽及容量的增加。

例如，图6为一种现有压电微驱动器的共振测试数据图。如图所示，当压电微驱动器工作时(激发压电元件)，由于悬臂件的较大反作用力而产生悬臂件共振。其中，曲线160是当悬臂件基板被摇晃或激发时的共振曲线，而曲线170是当微驱动器的压电元件被激发时的共振曲线。

因此，提供一种能够克服上述缺点的改良系统实为必要。

发明内容

本发明一方面涉及一种能够提供磁头位置微调并且能够改善磁头折片组合的共振性能的微驱动器。

本发明另一方面涉及一种能够提供大的伺服带宽和存储容量的磁盘驱动单元。

本发明一种用于磁头折片组合的微驱动器，包括：支撑框架；该支撑框架包括：适于连接到所述磁头折片组合的悬臂件上的底支撑部；适于支撑所述磁头折片组合的磁头的顶支撑部；及连接所述底支撑部和顶支撑部的引柱，该引柱包括允许所述顶支撑部在使用时能够沿旋转轴线旋转的弱点或凹槽；以及第一压电元件和第二压电元件，所述第一压电元件安装在所述顶支撑部和底支撑部的第一侧部，所述第二压电元件安装在所述顶支撑部和底支撑部的第二侧部，所述第一压电元件和第二压电元件可被激发从而可使所述顶支撑部在使用时沿所述旋转轴线选择性地旋转移动。

本发明还涉及一种磁头折片组合，其包括：微驱动器；磁头；和支撑所述微驱动器和磁头的悬臂件，其中，所述微驱动器包括：支撑框架，该支撑框架包括适于连接到所述磁头折片组合的悬臂件上的底支撑部；适于支撑所述磁头折片组合的磁头的顶支撑部；及连接所述底支撑部和顶支撑部的引柱，该引柱包括允许所述顶支撑部在使用时能够沿旋转轴线旋转的弱点或凹槽；以及第一压电元件和第二压电元件，所述第一压电元件安装在所述顶支撑部和底支撑部的第一侧部，所述第二压电元件安装在所述顶支撑部和底支撑部的第二侧部，所述第一压电元件和第二压电元件可被激发从而可使所述顶支撑部在使用时沿所述旋转轴线选择性地旋转移动。本发明还涉及一种磁盘驱动装置。该磁盘驱动装置包括：磁头折片组合，该磁头折片组合包括微驱动器、磁头和支撑该微驱动器和磁头的悬臂件；与所述磁头折片组合相连接的驱动臂；磁盘；和驱动所述磁盘旋转的音圈马达。所述微驱动器包括：支撑框架，该支撑框架包括：适于连接到所述磁头折片组合的悬臂件上的底支撑部；适于支撑所述磁头折片组合的磁头的顶支撑部；及连接所述底支撑部和顶支撑部的引柱，该引柱包括允许所述顶支撑部在使用时能够沿旋转轴线旋转的弱点或凹槽；以及第一压电元件和第二压电元件，所述第一压电元件安装在所述顶支撑部和底支撑部的第一侧部，所述第二压电元件安装在所述顶支撑部和底支撑部的第二侧部，所述第一压电元件和第二压电元件可被激发从而可使所述顶支撑部在使用时沿所述旋转轴线选择性地旋转移动。本发明还公开了一种磁头折片组合，包括：微驱动器；磁头；和包括一个支撑所述微驱动器和磁头的悬臂舌的悬臂件。所述微驱动器包括：支撑框架，该支撑框架包括：连接到所述悬臂件上的底支撑部；支撑所述磁头的顶支撑部；以及连接所述底支撑部和顶支撑部的引柱，该引柱包括允许所述顶支撑部在使用时能够沿旋转轴线旋转的弱点或凹槽；以及第一压电元件和第二压电元件，所述第一压电元件安装在所述顶支撑部和底支撑部的第一侧部，所述第二压电元件安装在所述顶支撑部和底支撑部的第二侧部，所述第一压电元件和第二压电元件可被激发，从而可使所述顶支撑部在使用时沿所述旋转轴线选择性地旋转移动。所述悬臂件包括一个负载杆，该负载杆具有与所述悬臂舌相配合的小凸起，所述磁头的中心、弱点和小凸起沿同一轴线对齐。

本发明其它方面、特点以及优点将在具体实施方式中结合附图详细描述，附图是本发明技术揭露的一部分，其通过实施例阐述了本发明的原理。

附图说明

图1为一种现有磁盘驱动单元的立体图；

图2为图1中的现有磁盘驱动单元的部分立体图；

图3为一种现有磁头折片组合的立体图；

图4为图3中的磁头折片组合的放大局部立体图；

图5为将磁头插入图3中的磁头折片组合的微驱动器中的一般过程图；

图6为一种现有压电微驱动器的共振测试数据图；

图7为本发明一个实施例中给出的一种包含压电微驱动器的磁头折片组合的立体图；

图8为图7中的磁头折片组合的部分立体图；

图9为图8中的磁头折片组合的侧视图；

图10为图8中的磁头折片组合的分解图；

图11为从图7中去除了磁头和磁头折片组合的压电微驱动器的分解图；

图12为从磁头折片组合中抽离出来的、图7中的压电微驱动器和磁头的前视图；

图13a图示了图7中的压电微驱动器的压电元件之间的电性连接结构的一个实施例；

图13b图示了图7中的压电微驱动器的压电元件被施加了一个电压；

图14a图示了图7中的压电微驱动器的压电元件之间的电性连接结构的另一个实施例；

图14b图示了图7中的压电微驱动器的压电元件被施加了另一个电压；

图15a为图7中的磁头折片组合的磁头和压电微驱动器在自由状态下的俯视图；

图15b和图15c为图7中的磁头折片组合的磁头和压电微驱动器在被施加了电压时的俯视图；

图16为图7中的压电微驱动器的共振测试数据图；

图17为本发明另一个具体实施例提供的压电微驱动器和磁头的分解图；

图18为图17中的压电微驱动器的压电元件的一个具体实施例的剖视图；

图19为图17中的压电微驱动器的压电元件的另一个具体实施例的剖视图；

图20为本发明另一个具体实施例提供的包括压电微驱动器的磁头折片组合的分解图；和

图21为从磁头折片组合中抽离出的、如图20所示的压电微驱动器的分解图。

具体实施方式

下面将结合附图详细描述本发明提供的几个优选实施例，在所有附图中，相同数字标号代表同一部件。如上所述，本发明的目的是为了改善磁头折片组合的共振性能，并使用微驱动器精确地驱动磁头。本发明一方面提供了一种旋转型压电微驱动器，用以改善磁头折片组合的共振性能。并通过改善磁头折片组合的共振性能，而改善磁盘驱动器的性能。

下面描述几个用于磁头折片组合的微驱动器的具体实施例。值得说明的是，该微驱动器可以应用于任何配置有微驱动器并用其改善共振性能的磁盘驱动装置，而不论图中所示的磁头折片组合的具体结构如何。也即是说，本发明可以应用于任何领域中的任何合适的设有微驱动器的装置。

图7-10图示了本发明第一具体实施例提供的一种结合了压电微驱动器212的磁头折片组合210。所述磁头折片组合210包括压电微驱动器212、磁头214和用于承载或支撑所述压电微驱动器212和磁头214的悬臂件216。

如图所示，悬臂件216包括基板218、负载杆220、枢轴件222、挠性件224和位于该挠性件224上的内、外悬臂电缆226、227。所述基板218包括一个用于将所述悬臂件216连接到磁盘驱动器的音圈马达的驱动臂上的安装孔228。所述基板218的形状由磁盘驱动器的外形或样式决定。所述基板218使用较硬或刚性的材料，例如金属制造，从而稳定地支撑音圈马达的驱动臂上的悬臂件216。

所述枢轴件222通过焊接等方式安装在基板218和负载杆220上。如图所示，所述枢轴件222包括与基板218上的安装孔228对齐的孔230。另外，该枢轴件222还包括用于支撑所述负载杆220的保持条232。

所述负载杆220通过例如焊接等方式安装在枢轴件222的保持条232上。所述负载杆220具有一个形成于其上的小凸起234，用于和所述挠性件224相配合(见图9)。在负载杆220上具有一个可选择的提升片236，用于在磁盘停止旋转时提起磁头折片组合210。

挠性件224通过例如叠压(lamination)或焊接的方式安装在枢轴件222和负载杆220上。所述挠性件224设有用于将所述压电微驱动器212和磁头214连接到悬臂件216上的悬臂舌238(见图10)。该悬臂舌238与负载杆220上的小凸起234相接合。如图所示，悬臂舌238通过负载杆220上的小凸起234使承载力总是施加在磁头214的中心区域。而且，悬臂电缆226、227设于所述挠性件224上用于将复数连接触点240(其与外部控制系统相连接)和磁头214以及所述压电微驱动器212上的压电元件242、243电性连接。该悬臂电缆226、227可以是柔性印刷电路(FPC)，并且可以包括任何适当数目的导线。

正如图8和图10所示，连接触点244与内悬臂电缆226直接相连，用于将内悬臂电缆226和位于压电元件242，243上的连接触点246电性连接。并且，导电触点248与外悬臂电缆227直接相连，用于将外悬臂电缆227和位于磁头214上的连接触点250电性连接。

一个音圈马达(VCM)被设于所述磁盘驱动装置中，用于可控制地驱动驱动臂，进而驱动磁头折片组合210，从而使磁头折片组合210可将磁头214及其读/写头定位于磁盘驱动装置的磁盘上的任何预定磁轨之上。所述压电微驱动器212使磁盘驱动装置实现更快更精确的位置控制，同时降低工作中的磁头的寻轨和定位时间。因此，当磁盘驱动装置装配了所述磁头折片组合210后，就成了双驱动器系统，在该系统中，音圈马达进行大的位置调整，而压电微驱动器212则为读/写头进行位置微调。

图10-12图示了从悬臂件216上移下来的压电微驱动器212。如图所示，所述压电微驱动器212包括支撑框架252和分别安装在所述支撑框架252相应侧板上的压电元件242，243。

所述支撑框架252包括顶板或顶支撑部254、底板或底支撑部256以及连接所述顶支撑部254和底支撑部256的引柱或连接部258。所述顶支撑部254包括位于其相对两侧的侧板260a、260b，所述底支撑部256包括位于其相对两侧的侧板262a、262b。如图所示，所述侧板260a、260b、262a、262b从顶支撑部254和底支撑部256两侧垂直伸出。此外，弱点或凹槽264形成在引柱258上。当所述压电微驱动器212安装在悬臂件216上时，弱点264与负载杆220的小凸起234相对齐(见图9)。所述支撑框架252可以用金属(例如不锈钢)、陶瓷或聚合体制造。

压电元件242安装在侧板260a、262a的外侧表面上，压电元件243安装在侧板260b、262b的外侧表面上。压电元件242、243可以通过传统的连接方法，例如环氧胶连接、粘结剂或各向异性导电膜(ACF)连接到各自的侧板260a、260b、262a、262b上。所述压电元件242、243上提供复数个导电触点246，例如两个触点用于将所述压电元件242、243和内悬臂电缆226电性连接。每个压电元件242、243最好使用薄膜压电材料制造，该压电材料具有单层或多层结构。当然，每个压电元件242、243也可以使用陶瓷压电材料制造，该压电材料具有单层或多层结构。

正如图8-10所示，所述底支撑部256的结构适合于将支撑框架252连接到悬臂件216上。更为具体地，悬臂舌238包括一个用聚合体叠片制成的T形台阶266。所述底支撑部256和引柱258的一部分安装在所述T形台阶266上，从而使所述引柱258上的弱点264位于负载杆220上的小凸起234上面并且与之对齐(见图9)。另外，压电元件242、243上分别具有复数个压电连接触点246，例如两个连接触点，分别通过电连接球(GBB或SBB)268与内悬臂电缆226上的对应的连接触点244电性连接。这样就可以通过内悬臂电缆226向压电元件242、243施加电压了。

参考图8-10和图12，所述顶支撑部254的结构适合将磁头214连接到支撑框架252上。具体地讲，磁头214在其末端设有复数个与浮板270上的磁头连接触点248相对应的连接触点250，例如4个连接触点。所述磁头214通过环氧胶272部分安装在顶支撑部254上，并且磁头连接触点248与磁头214提供的连接触点250分别通过电连接球(GBB或SBB)274电性连接。这样就将顶支撑部254连接到磁头214上，并且将磁头214及其读/写元件与悬臂件216上的外悬臂电缆227电性连接。

如图9所示，组装时，磁头214的中心与引柱258的弱点264相对齐，而且也与负载杆220上的小凸起234相对齐。因此，磁头214的中心、弱点264和小凸起234沿同一轴线上定位或对齐。并且，在支撑框架252和悬臂舌238之间具有一个平行间隙276，该平行间隙276允许所述压电微驱动器212在使用时更加自由地移动。

如该实施例所示，所述磁头214安装在顶支撑部254上，从而使该磁头214轴线的中心点与引柱258的弱点264的中心轴线相对齐。而且，底支撑部256和引柱258的一部分安装在T形台阶266上，从而使弱点264的中心轴线与悬臂件216的小凸起234的中心轴线相对齐，这样的设计可以达到如下效果：当通过激发压电元件242、243而使顶支撑部254旋转时，磁头214可以平滑地沿悬臂件小凸起234的中心轴线旋转。而平行间隙276则使得顶支撑部254和磁头214在使用时旋转的更为平滑。

因为压电微驱动器212是以旋转磁头的方式而非平动磁头的方式工作，所以所述压电微驱动器212的工作效率将是以平动磁头方式工作的效率的三倍。此外，该压电微驱动器运转时提供纯粹的悬臂件共振模式，这一点有利于伺服带宽。

参考图13a、13b和图15a-15c，这些图图示了所述压电微驱动器212进行位置调整时的工作方式的一个具体实施例。具体地讲，图13a图示了压电微驱动器212的两个压电元件242、243之间的电性连接结构的一个具体实施例，图13b则图示了工作电压。如图所示，压电元件242、243具有同样的极化方向且共用接地端。同时，在压电元件242、243上施加不同的正弦电压去激发压电元件242、243。图15a图示了压电微驱动器212的压电元件242、243在没有被施加电压时的原始状态或初始位置。如图15b所示，当在压电元件242、243上施加不同相位的正弦电压时，在第一个半周期内，由于负向电压的施加，压电元件243将随着电压的增加逐渐地膨胀到它的最长位置或最大位移位置，然后随着电压的减小而逐渐地回到初始位置。由于负向电压的施加，压电元件242将随着电压的增加逐渐地收缩到它的最短位置或最大负位移位置，然后随着电压的减小而逐渐地回到最初的位置。随着电压的增加，这种安排将会引起压电微驱动器212向左侧弯曲，然后随着电压减小而回复原状。所述磁头214部分地安装在压电微驱动器212的顶支撑部254上，从而使磁头214的中心与弱点264和悬臂件小凸起234对齐。另外，在引柱258和悬臂舌238之间形成一个平行间隙276。这样的设计会使其在使用时产生一个旋转扭矩。如此一来，压电微驱动器212将沿旋转轴线290旋转磁头214，将磁头214由位于原始轴线280的原始位置上旋转到沿轴线282的最大位移位置上，然后返回到原始位置。如图15c所示，当不同相位的正弦电压到达第二个半周期时，压电元件242将随着电压的增大而逐渐地膨胀到它的最大位移位置，然后随着电压的减小逐渐回复到它的原始位置。由于负向正弦电压的施加，压电元件243将随着电压的增大而逐渐地收缩到它的最短位置或最大反向位置，然后将随着电压的减小而逐渐地回到原初的位置。这种设计将会引起压电微驱动器212随着电压的增加而向右侧弯曲，然后随着电压减小而回复原位。磁头214部分地安装在压电微驱动器212的顶支撑部254上，从而磁头214的中心与弱点264和悬臂件小凸起234相对齐。而且，在引柱258和悬臂舌238之间形成平行间隙276。这样的设计会在其使用时产生一个旋转扭矩。如此一来，压电微驱动器212将沿旋转轴线290旋转磁头214，将磁头214由位于原始轴线280的原始位置上旋转到沿轴线284的最大位移位置上，然后返回到原始位置。因为磁头214是沿旋转轴线290在两个方向上旋转的，因此可以实现大的磁头位移和磁头位置微调。

图14a和14b图示了所述压电微驱动器212执行位置调整功能时的工作方式的另一个具体实施例。具体地讲，图14a图示了压电微驱动器212的两个压电元件242、243之间的电性连接结构的另一个具体实施例，图14b则图示了工作电压。如图所示，压电元件242、243具有相反的极化方向且共用一个接地端。而且，一个正弦电压被施加去激发压电元件242、243。在正弦电压的驱动下，在第一个半周期内，压电元件243将逐渐地膨胀到它的最大位移位置，然后将逐渐地回到其最初的位置。压电元件242将逐渐地收缩到它的最大反向位移位置，然后将逐渐地回到最初的位置。当正弦电压到达第二个半周期时，压电元件242将逐渐地膨胀到它的最大位移位置，然后将逐渐地回到最初位置。所述压电元件243将逐渐地收缩到它的最大反向位移位置，然后将逐渐地回到最初的位置。同上一个具体实施例一样，磁头214将沿旋转轴线290旋转以实现磁头位置微调。

图16图示了所述压电微驱动器212的共振测试数据。如图所示，曲线286是当悬臂件基板被摇晃或被激发时的共振增益曲线，而曲线288则是所述压电微驱动器212的压电元件242、243被激发时的共振增益曲线。因为所述压电微驱动器212是以旋转方式而不是以现有技术中的摆动方式工作的，所以当压电微驱动器212运转时对悬臂件施加的反作用力相对就较小。也就是说，所述压电微驱动器212的悬臂件共振模式与图6所示的现有技术的模式不同。如图所示，当压电微驱动器运转时，在低频率下没有悬臂件共振发生，而只有一个纯粹的微驱动器共振发生在高频率下。因此，所述压电微驱动器212极大地改善了磁盘驱动器的性能。例如，可以获得一个大的伺服带宽，并且增加了磁盘驱动器的容量，而且减少了磁头寻轨和定位时间。

图17-19图示了本发明另一个具体实施例提供的一种压电微驱动器312。在这个具体实施例中，所述压电微驱动器312的压电元件342、343具有不同的结构。所述压电微驱动器312的其它部分与所述压电微驱动器212相对应的部分完全相同，用于指示各部分的标号也相同。

如图18所示的一个具体实施例，每个压电元件342、343具有包括基层392和压电层394的多层结构。所述基层392可以是陶瓷、金属或聚合物材料，压电层394可以是多层陶瓷压电片。所述的多层陶瓷压电片包括复数个电极396和398，而压电晶片则被夹在这些电极之间。当一个电压被施加到所述电极396和398上时，所述压电晶片将显示压电特性并且导致移动。在另一个具体实施例中，所述压电层394可以是单层的压电片。在本发明又一个具体实施例中，每个压电元件342、343也可以是仅具有压电层的单层结构。

如图19所示，在另一个具体实施例中，每个压电元件342、343可以是包括基层393和压电层395的多层结构。如图所示，压电层395具有两层结构。所述压电层395的每一层具有将一薄膜压电材料399夹在中间的两个电极397。所述压电层395的两层可以通过环氧胶连接在一起。在另一个具体实施例中，所述基层393可以是硅、氧化镁或聚合物材料。当电压被施加到所述电极397上时，所述薄膜压电层399将显示压电特征并且产生移动。

图20和图21图示了本发明的又一个具体实施例提供的一种压电微驱动器412。在该具体实施例中，支撑框架452具有一个较厚或体积较大的结构。如图所示，支撑框架452包括顶板或顶支撑部454、底板或底支撑部456以及连接所述顶支撑部454和底支撑部456的引柱或连接部458。另外，在所述引柱458上设有弱点(weak point)或凹槽464。压电元件442安装在顶支撑部454和底支撑部456的一侧，而压电元件443则安装在顶支撑部454和底支撑部456的另一侧。与上述具体实施例一样，所述磁头214部分地安装于顶支撑部454上，而底支撑部456和引柱458的一部分部分地安装在悬臂件216的T形台阶266上。尽管结构不同，所述压电微驱动器412与所述压电微驱动器212的工作原理完全一样。

安装了本发明的具体实施例提供的一个压电微驱动器212、312、412的磁头折片组合210可以安装在磁盘驱动装置上。该磁盘驱动装置可以是图1中所描述的那种类型的磁盘驱动装置。因为磁盘驱动装置的结构、工作和组装过程为本领域普通技术人员所熟知，在此不再对磁盘驱动器的更多细节加以描述，以免显得累赘。所述压电微驱动器可被应用于任何合适的具有微驱动器的磁盘驱动装置和任何具有微驱动器的其它装置中。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，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 (34)

1.一种用于磁头折片组合的微驱动器，包括：

支撑框架；该支撑框架包括：

适于连接到所述磁头折片组合的悬臂件上的底支撑部；

适于支撑所述磁头折片组合的磁头的顶支撑部；及

连接所述底支撑部和顶支撑部的引柱，该引柱包括允许所述顶支撑部在使用时能够沿旋转轴线旋转的弱点或凹槽；以及

第一压电元件和第二压电元件，所述第一压电元件安装在所述顶支撑部和底支撑部的第一侧部，所述第二压电元件安装在所述顶支撑部和底支撑部的第二侧部，所述第一压电元件和第二压电元件可被激发从而可使所述顶支撑部在使用时沿所述旋转轴线选择性地旋转移动。

2.如权利要求1所述的一种微驱动器，其特征在于：所述顶支撑部包括自其相对的第一侧部和第二侧部垂直伸出的侧板，所述底支撑部包括自其相对的第一侧部和第二侧部垂直伸出的侧板，所述顶支撑部的侧板和底支撑部的侧板的结构适合支撑所述第一压电元件和第二压电元件。

3.如权利要求1所述的一种微驱动器，其特征在于：所述支撑框架由金属、陶瓷或聚合物材料制成。

4.如权利要求1所述的一种微驱动器，其特征在于：所述第一和第二压电元件是通过环氧胶连接、粘接剂或各向异性导电膜(ACF)进行安装的。

5.如权利要求1所述的一种微驱动器，其特征在于：所述第一和第二压电元件是单层薄膜压电片或多层薄膜压电片。

6.如权利要求1所述的一种微驱动器，其特征在于：所述第一压电元件和第二压电元件是单层陶瓷压电片或多层陶瓷压电片。

7.如权利要求1所述的一种微驱动器，其特征在于：所述第一和第二压电元件均包括基层和压电层。

8.如权利要求7所述的一种微驱动器，其特征在于：所述压电层为多层压电片，该多层压电片包括复数电极及夹在所述电极中间的压电晶体。

9.如权利要求1所述的一种微驱动器，其特征在于：所述第一和第二压电元件包括基层和多层压电结构。

10.如权利要求9所述的一种微驱动器，其特征在于：所述每层压电结构包括两个电极，该两个电极中间夹着薄膜压电材料。

11.如权利要求1所述的一种微驱动器，其特征在于：所述第一和第二压电元件具有相同的极化方向。

12.如权利要求1所述的一种微驱动器，其特征在于：所述第一和第二压电元件具有相反的极化方向。

13.一种磁头折片组合，包括：

微驱动器；

磁头；和

支撑所述微驱动器和磁头的悬臂件，其中，所述微驱动器包括：

支撑框架，该支撑框架包括

适于连接到所述磁头折片组合的悬臂件上的底支撑部；

适于支撑所述磁头折片组合的磁头的顶支撑部；及

连接所述底支撑部和顶支撑部的引柱，该引柱包括允许所述顶支撑部在使用时能够沿旋转轴线旋转的弱点或凹槽；以及

第一压电元件和第二压电元件，所述第一压电元件安装在所述顶支撑部和底支撑部的第一侧部，所述第二压电元件安装在所述顶支撑部和底支撑部的第二侧部，所述第一压电元件和第二压电元件可被激发从而可使所述顶支撑部在使用时沿所述旋转轴线选择性地旋转移动。

14.如权利要求13所述的一种磁头折片组合，其特征在于：所述底支撑部连接到所述悬臂件的悬臂舌上。

15.如权利要求14所述的一种磁头折片组合，其特征在于：所述悬臂舌包括用聚合物压片制成的T形台阶，所述底支撑部和引柱的一部分安装在所述T形台阶上。

16.如权利要求14所述的一种磁头折片组合，其特征在于：在所述支撑框架和悬臂舌之间形成一个平行间隙。

17.如权利要求14所述的一种磁头折片组合，其特征在于：所述悬臂件包括一个负载杆，该负载杆设有与所述悬臂舌相配合的小凸起。

18.如权利要求17所述的一种磁头折片组合，其特征在于：所述磁头的中心、弱点和小凸起沿同一轴线上被对齐。

19.如权利要求13所述的一种磁头折片组合，其特征在于：所述磁头通过环氧胶部分地安装在所述顶支撑部上。

20.如权利要求13所述的一种磁头折片组合，其特征在于：所述顶支撑部包括自其相对的第一侧部和第二侧部垂直伸出的侧板，所述底支撑部包括自其相对的第一侧部和第二侧部垂直伸出的侧板，所述顶支撑部的侧板和底支撑部的侧板的结构适合支撑所述第一压电元件和第二压电元件。

21.如权利要求13所述的一种磁头折片组合，其特征在于：所述支撑框架由金属、陶瓷或聚合物材料制成。

22.如权利要求13所述的一种磁头折片组合，其特征在于：所述第一和第二压电元件是通过环氧胶连接、粘接剂或各向异性导电膜(ACF)方式进行安装的。

23.如权利要求13所述的一种磁头折片组合，其特征在于：所述第一和第二压电元件为单层薄膜压电片或多层薄膜压电片。

24.如权利要求13所述的一种磁头折片组合，其特征在于：所述第一和第二压电元件为单层陶瓷压电片或多层陶瓷压电片。

25.如权利要求13所述的一种磁头折片组合，其特征在于：所述第一和第二压电元件均包括基层和压电层。

26.如权利要求25所述的一种磁头折片组合，其特征在于：所述压电层为多层压电片，该多层压电片包括复数个电极以及夹在所述电极中间的压电晶片。

27.如权利要求13所述的一种磁头折片组合，其特征在于：所述第一压电元件和第二压电元件均包括基层和多层压电结构。

28.如权利要求27所述的一种磁头折片组合，其特征在于：所述每层压电结构包括两个电极，该两个电极中间夹着薄膜压电材料。

29.如权利要求13所述的一种磁头折片组合，其特征在于：所述第一和第二压电元件具有相同的极化方向。

30.如权利要求13所述的一种磁头折片组合，其特征在于：所述第一和第二压电元件具有相反的极化方向。

31.一种磁盘驱动装置，包括：

磁头折片组合，该磁头折片组合包括微驱动器、磁头和支撑该微驱动器和磁头的悬臂件；

与所述磁头折片组合相连接的驱动臂；

磁盘；和

驱动所述磁盘旋转的音圈马达，

所述微驱动器包括：

支撑框架，该支撑框架包括：

适于连接到所述磁头折片组合的悬臂件上的底支撑部；

适于支撑所述磁头折片组合的磁头的顶支撑部；及

连接所述底支撑部和顶支撑部的引柱，该引柱包括允许所述顶支撑部在使用时能够沿旋转轴线旋转的弱点或凹槽；以及

第一压电元件和第二压电元件，所述第一压电元件安装在所述顶支撑部和底支撑部的第一侧部，所述第二压电元件安装在所述顶支撑部和底支撑部的第二侧部，所述第一压电元件和第二压电元件可被激发从而可使所述顶支撑部在使用时沿所述旋转轴线选择性地旋转移动。

32.一种磁头折片组合，包括：

微驱动器；

磁头；和

包括一个支撑所述微驱动器和磁头的悬臂舌的悬臂件，

所述微驱动器包括：

支撑框架，该支撑框架包括：

连接到所述悬臂件上的底支撑部；

支撑所述磁头的顶支撑部；以及

连接所述底支撑部和顶支撑部的引柱，该引柱包括允许所述顶支撑部在使用时能够沿旋转轴线旋转的弱点或凹槽；以及

第一压电元件和第二压电元件，所述第一压电元件安装在所述顶支撑部和底支撑部的第一侧部，所述第二压电元件安装在所述顶支撑部和底支撑部的第二侧部，所述第一压电元件和第二压电元件可被激发，从而可使所述顶支撑部在使用时沿所述旋转轴线选择性地旋转移动。

所述悬臂件包括一个负载杆，该负载杆具有与所述悬臂舌相配合的小凸起，所述磁头的中心、弱点和小凸起沿同一轴线对齐。

33.如权利要求32所述的一种磁头折片组合，其特征在于：所述悬臂舌包括用聚合物压片制成的T形台阶，所述底支撑部和引柱的一部分安装在所述T形台阶上。

34.如权利要求32所述的一种磁头折片组合，其特征在于：在所述支撑框架和悬臂舌之间形成一个平行间隙。

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