CN1991984A - 旋转型微驱动器及含有该微驱动器的磁盘驱动单元 - Google Patents

Abstract

一种用于磁头折片组合的微驱动器，包括金属框架及压电元件。该金属框架包括集成于所述磁头折片组合的悬臂挠性件的底支撑板、用于支撑所述磁头折片组合的磁头的顶支撑板、将所述顶支撑板与底支撑板互相连接起来的一对边臂。所述顶支撑板包括旋转板、将该旋转板连接到相应边臂上的连接臂及用于承载连接触点的电连接触点支撑板。所述压电元件安装在每个边臂上。所述每个压电元件可被激发而导致所述边臂的选择性运动。

Description

旋转型微驱动器及含有该微驱动器的磁盘驱动单元

技术领域

本发明涉及一种信息记录磁盘驱动单元，更具体地涉及一种用于磁盘驱动单元的磁头折片组合(head gimbal assembly，HGA)上的微驱动器。

背景技术

一种常见的信息存储设备是磁盘驱动装置，其使用磁性媒介来存储数据及设置于该磁性媒介上方的移动式读写头来选择性地从磁性媒介上读取数据或将数据写在磁性媒介上。

消费者总是希望这类磁盘驱动系统的存储容量不断增加，同时希望其读写速度更快更精确。因此磁盘制造商一直致力于开发具有较高存储容量的磁盘系统，比如通过减少磁盘上的磁轨宽度或磁轨间距的方式增加磁轨的密度，进而间接增加磁盘的存储容量。然而，随着磁轨密度的增加，对读写头的位置控制精度也必须相应的提高，以便在高密度磁盘中实现更快更精确的读写操作。随着磁轨密度的增加，使用传统技术来实现更快更精确地将读写头定位于磁盘上适当的磁轨变得更加困难。因此，磁盘制造商一直寻找提高对读写头位置控制的方式，以便利用不断增加的磁轨密度所带来的益处。

磁盘制造商经常使用的一种提高读写头在高密度磁盘上位置控制精度的方法为采用第二个驱动器，也叫微驱动器。该微驱动器与一个主驱动器配合共同实现对读写头的位置控制精度及速度。包含微驱动器的磁盘系统被称为双驱动器系统。

在过去曾经开发出许多用于提高存取速度及读写头在高密度磁盘的磁轨上定位精度的双驱动器系统。这种双驱动器系统通常包括主音圈马达驱动器及副微驱动器，比如PZT微驱动器(即压电微驱动器，以下简称为压电微驱动器)。该音圈马达驱动器由伺服控制系统控制，该伺服控制系统导致驱动臂旋转，该驱动臂上承载读写头以便将读写头定位于存储盘上适当的磁轨上。压电微驱动器与音圈马达驱动器配合使用共同提高存取速度及实现读写头在磁轨上的位置微调。音圈马达驱动器对读写头的位置进行粗调，而压电微驱动器对读写头相对于磁盘的位置进行精调。通过两个驱动器的配合，共同实现在存储盘上高效而精确地读写数据。

一种已知的用于实现对读写头位置微调的微驱动器包含有压电元件。该压电微驱动器具有相应的电子装置，该电子装置可导致微驱动器上的压电元件选择性的收缩或扩张。压电微驱动器具有适当的结构，使得压电元件的收缩或扩张引起微驱动器的运动，进而引起读写头的运动。相对于仅仅使用音圈马达驱动器的磁盘系统，该读写头的运动可以实现对读写头位置更快更精确的调整。这类范例性的压电微驱动器揭露于许多专利中，比如名称为“微驱动器及磁头折片组合”的日本专利JP 2002-133803，及名称为“具有实现位置微调的驱动器的磁头折片组合、包含该磁头折片组合的磁盘系统及该磁头折片组合的制造方法”的日本专利JP 2002-074871。这类范例性的压电微驱动器同时揭露于其它专利中，比如美国专利第6,671,131及6,700,749号。

图1所示为传统的磁盘驱动单元，磁盘101安装在主轴马达102上并由其旋转。音圈马达臂104上承载有磁头折片组合100，该磁头折片组合100包括含有磁头103的微驱动器105，该磁头103上安装有读写头。一音圈马达控制音圈马达臂104的运动，进而控制磁头103在磁盘101的表面上的磁轨之间的移动，最终实现读写头在磁盘101上数据的读写。在运行状态时，包含读写头的磁头103与旋转的磁盘101之间形成空气动力性作用，并产生升力。该升力与大小相等方向相反的由磁头折片组合100的悬臂件施加的弹力互相平衡，进而导致在马达臂104的全径行程中，在旋转的磁盘101的表面上方形成并维持一个预定的飞行高度。

图2展示了图1所示的传统磁盘驱动单元的磁头折片组合100，其上具有双驱动器。然而，由于音圈马达及磁头悬臂组合的固有公差，磁头103无法实现快速而精确的位置控制，相反地，而是影响读写头精确读写磁盘上数据的性能。为此，增加上述压电微驱动器105，以便提高磁头及读写头的位置控制精度。更具体地讲，相对于音圈马达驱动器，该压电微驱动器以更小的幅度来调整磁头103的位移，以便补偿音圈马达和/或磁头悬臂组合的制造误差。该压电微驱动器使得应用更小的磁轨间距成为可能，并且可以将磁盘系统的磁轨密度(TPI，每英寸所含的磁轨数量)提高50％，同时可以减少磁头的寻轨时间及定位时间。因此，压电微驱动器可以大幅度提高存储盘的表面记录密度。

如图2所示，该磁头折片组合100包括具有挠性件108的悬臂件106。该挠性件108上具有用于承载微驱动器105及磁头103的悬臂舌片110。该挠性件108上具有电缆112，其在悬臂舌片110的两边延伸。这些悬臂电缆112将上述压电微驱动器105及磁头103电性连接到若干连接触点120上，这些连接触点120与外部控制系统相连。

参考图3，传统的压电微驱动器105包括金属框架130。该金属框架130由顶支撑板132、底支撑板134及将所述两个支撑板132、134互相连接起来的两个边臂136、138组成。所述边臂136及138上安装有压电元件140、142。所述磁头103支撑于顶支撑板132上。

参考图4，该压电微驱动器105借助金属框架130的底支撑板134而物理连接到悬臂舌片110上。该底支撑板134可以通过例如环氧树脂胶或激光焊接的方式安装到悬臂舌片110上。多个电连接球，比如三个电连接球150(金球连接或锡球连接)将压电微驱动器105固定在位于每个压电元件140、142旁边的悬臂电缆112上。另外，多个球，例如四个金属球(金球连接或锡球连接)152将磁头103连接到悬臂电缆112上，以便电性连接磁头103上的读写感应头。

参考图5，所述悬臂件106的负载杆160上具有支撑所述悬臂舌片110的凸点162。为使压电微驱动器105及磁头103在使用时能够自由顺利地移动，该悬臂舌片110与压电微驱动器105之间形成平行间隙170。

当通过悬臂电缆112对压电元件140、142施加电压时，压电元件140、142收缩或扩张导致两个边臂136及138沿共同的侧向方向弯曲。该弯曲致使金属框架130产生剪切变形，例如该金属框架130的形状由矩形变成平行四边形，从而导致顶支撑板132的运动。这导致安装在顶支撑板132上的磁头103产生运动，进而使得磁头103在磁盘的磁轨上移动，以便精确调整读写头的位置。通过上述方式，可实现磁头位置控制的微调。

图6展示了当在压电元件140、142上施加电压时，压电微驱动器105运动的情况。例如，当在首个半周期内将具有正极性的正弦电压输入到微驱动器的具有正极性的压电元件140上时，该压电元件140将会收缩并导致边臂136产生波浪状变形。由于磁头103安装在顶支撑板132上，该变形导致磁头向左侧移动或摆动。类似地，当在第二个半周期内将负极性的正弦电压输入到微驱动器的具有正极性的压电元件142上时，压电元件142将会收缩并导致边臂138产生波浪状变形。该变形导致磁头向右侧移动或摆动。当然，该运动可以依赖于电性控制周期及压电元件的极性方向，但工作原理众所周知。

上述压电微驱动器105以平移或类似摆动的方式工作，在该方式中，压电元件140、142产生间歇性的收缩及扩张运动并导致压电微驱动器产生波浪状的变形，使得磁头以类似摆动的方式移动。该间歇性的运动将在悬臂舌片110及安装于该悬臂舌片110的底支撑板134之间产生反作用力。这些反作用力将产生限制磁盘驱动装置的性能，尤其是限制伺服带宽性能的悬臂共振。

例如，图7展示了现有压电微驱动器设计的共振测试数据。如图所示，当压电微驱动器工作时(通过激发压电元件)，悬臂件的较大的反作用力产生悬臂共振。曲线160展示了当悬臂件的基板被振动或激发时形成的共振，曲线170展示了当微驱动器的压电元件被激发时形成的共振。如图所示，曲线160与170的形状类似。

因此有必要提供一种改进的系统，以克服现有技术的不足。

发明内容

本发明的一方面涉及一种可提高磁头折片组合的共振性能的微驱动器。

本发明的另一方面涉及一种集成在磁头折片组合的悬臂挠性件上的旋转型微驱动器。

本发明的另一方面涉及一种用于磁头折片组合的微驱动器，其包括金属框架及压电元件。该金属框架包括集成于所述磁头折片组合的悬臂挠性件的底支撑板，用于支撑所述磁头折片组合的磁头的顶支撑板，将所述顶支撑板与底支撑板互相连接起来的一对边臂。所述顶支撑板包括旋转板、将该旋转板连接到相应边臂上的连接臂及用于承载连接触点的电连接触点支撑板。所述压电元件安装在每个边臂上。所述每个压电元件可被激发而导致所述边臂的选择性运动。

本发明的另一方面涉及一种磁头折片组合，其包括微驱动器、磁头及包含悬臂挠性件的悬臂件。该微驱动器包括金属框架及压电元件。该金属框架包括集成于所述磁头折片组合的悬臂挠性件的底支撑板，用于支撑所述磁头折片组合的磁头的顶支撑板，将所述顶支撑板与底支撑板互相连接起来的一对边臂。所述顶支撑板包括旋转板、将该旋转板连接到相应边臂上的连接臂及用于承载连接触点的电连接触点支撑板。所述压电元件安装在每个边臂上。所述每个压电元件可被激发而导致所述边臂的选择性运动。

本发明的另一方面涉及一种磁盘驱动单元，其包括由微驱动器、磁头及含有悬臂挠性件的悬臂件组成的磁头折片组合，与所述磁头折片组合连接的驱动臂，磁盘及用于驱动所述磁盘的主轴马达。该磁头折片组合包括微驱动器、磁头及包含悬臂挠性件的悬臂件。该微驱动器包括金属框架及压电元件。该金属框架包括集成于所述磁头折片组合的悬臂挠性件的底支撑板，用于支撑所述磁头折片组合的磁头的顶支撑板，将所述顶支撑板与底支撑板互相连接起来的一对边臂。所述顶支撑板包括旋转板、将该旋转板连接到相应边臂上的连接臂及用于承载连接触点的电连接触点支撑板。所述压电元件安装在每个边臂上。所述每个压电元件可被激发而导致所述边臂的选择性运动。

本发明的另一方面涉及一种磁头折片组合，其包括微驱动器、磁头及包含悬臂挠性件的悬臂件。该微驱动器包括金属框架及压电元件。该金属框架包括集成于所述悬臂挠性件的底支撑板、用于支撑磁头的顶支撑板、将所述顶支撑板与底支撑板互相连接起来的一对边臂。所述顶支撑板包括旋转板、将该旋转板连接到相应边臂上的连接臂及用于承载连接触点的电连接触点支撑板。所述压电元件安装在每个边臂上。每个压电元件可被激发而导致所述边臂的选择性运动。该悬臂件包括具有凸点的负载杆。所述磁头、旋转板及凸点的中心沿一个共同轴对齐。

本发明的另一方面涉及一种磁头折片组合的制造方法，包括将微驱动器框架集成到悬臂挠性件上；将压电元件安装到微驱动器框架上；将所述压电元件与悬臂电缆电性连接；对所述压电元件进行性能检查；将磁头安装到微驱动器框架；将所述磁头与悬臂电缆电性连接；对所述磁头进行性能检查；及进行最后检查。

本发明的另一方面涉及一种磁头折片组合的制造方法，包括将微驱动器框架集成到悬臂挠性件上；将压电元件安装到微驱动器框架上；将所述悬臂挠性件安装到悬臂上；将所述压电元件与悬臂电缆电性连接；对所述压电元件进行性能检查；将磁头安装到所述微驱动器框架；将所述磁头与悬臂电缆电性连接；对所述磁头进行性能检查；及进行最后检查。

本发明的另一方面涉及一种磁头折片组合的制造方法，包括将微驱动器框架集成到悬臂挠性件上；将压电元件安装所述微驱动器框架的相应边臂上；及将所述悬臂挠性件安装到悬臂上。

本发明的又一方面涉及一种磁头折片组合的制造方法，包括将微驱动器框架集成到悬臂挠性件上；将压电元件安装所述微驱动器框架的相应边臂上，所述边臂处于实质扁平的状态；弯曲所述边臂形成直立的边臂；及将所述悬臂挠性件安装到悬臂上。

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明

图1为传统磁盘驱动单元的立体图。

图2为传统磁头折片组合的立体图。

图3为图2所示磁头折片组合的磁头及压电微驱动器的立体图。

图4为图2所示磁头折片组合的局部立体图。

图5为图2所示磁头折片组合的局部侧视图。

图6为图2所示磁头折片组合的磁头及压电微驱动器使用状态的俯视图。

图7展示了现有压电微驱动器设计的共振测试数据。

图8为本发明一个实施例所述的含有压电微驱动器的磁头折片组合的立体图。

图9为图8所示磁头折片组合的局部立体图。

图10为图8所示磁头折片组合的局部侧视图。

图11为图8所示磁头折片组合的悬臂件的立体分解图。

图12为图8所示的磁头折片组合去掉磁头及压电元件后的局部立体图。

图13为图8所示磁头折片组合去掉磁头后的局部立体图。

图14为图11所示悬臂件的悬臂挠性件的局部立体图。

图15a展示了图8所示压电微驱动器的压电元件之间的电连接结构的一个实施例。

图15b展示了施加到图8所示压电微驱动器的压电元件上的一个电压。

图16a为图8所示磁头折片组合的磁头及压电微驱动器处于放松状态时的俯视图。

图16b为图8所示磁头折片组合的磁头及压电微驱动器被施加电压后的俯视图。

图16c为图8所示磁头折片组合的压电微驱动器(没有磁头)在施加电压后的俯视图。

图17a展示了图8所示压电微驱动器的压电元件之间的电连接结构的另一实施例。

图17b展示了施加到图8所示压电微驱动器的压电元件上的另一电压。

图18展示了图8所示的压电微驱动器的共振增益测试数据。

图19展示了图8所示的压电微驱动器的共振相位测试数据。

图20为本发明一个实施例所述的制造及装配流程图。

图21a-21c为本发明另一个实施例所述的制造及装配流程的系列图。

图22为本发明另一个实施例所述的制造及装配流程图。

图23a-23d为本发明另一个实施例所述的制造及装配流程的系列图。

图24为本发明另一个实施例所述的压电微驱动器的局部立体图。

图25为本发明另一个实施例所述的压电微驱动器的局部立体图。

图26为本发明另一个实施例所述的压电微驱动器的局部立体图。

具体实施方式

现在参考附图描述本发明的优选实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，本发明旨在改进磁头折片组合内的共振性能，同时利用微驱动器精确地驱动磁头。本发明一方面提供一种集成于磁头折片组合的悬臂挠性件的旋转型压电微驱动器，用于提高磁头折片组合内的共振性能。通过提高磁头折片组合的共振性能，使得磁盘驱动装置的性能特性得以提高。

现在描述用于磁头折片组合的压电微驱动器的几个实施例。应当注意该压电微驱动器可应用于任何具有微驱动器的磁盘驱动装置中，以期望提高共振性能，而不局限于附图中所示的特定磁头折片组合。即本发明适用于任何领域内任何适当的含有微驱动器的设备。

图8-14为根据本发明一个范例性的实施例的含有压电微驱动器212的磁头折片组合210。该磁头折片组合210包括压电微驱动器212、磁头214及悬臂件216。如下文详述，该压电微驱动器212集成于悬臂件216，用于装载或支撑磁头214。

如图8、10及11所示，该悬臂件216包括基板218、负载杆220、枢接件222、挠性件224及位于该挠性件224上的内外悬臂电缆226、227。该基板218包括安装孔228，用于将悬臂件216固定在磁盘驱动装置的音圈马达(VCM)的驱动臂上。该基板218的形状随磁盘驱动装置的配置或型号而变化。并且该基板218由相对较硬或刚度较好的材料比如金属形成，以便稳定地将悬臂件216固定在音圈马达的驱动臂上。

该枢接件222通过比如激光焊接方式连接到基板218与负载杆220上。如图所示，该枢接件222包括与基板218的安装孔228对正的孔230。另外，该枢接件222还包括用于支撑负载杆220的固持条232。

该负载杆220通过比如激光焊接的方式固定在枢接件222的固持条232上。该负载杆220上形成用于配合并支撑所述压电微驱动器212的凸点234(参考图10)。

该挠性件224通过诸如激光焊接的方式安装到枢接件222和负载杆220上。所述压电微驱动212具有框架240(例如由金属材料制造而成)，该框架240集成于挠性件224的舌片区域。该框架240与负载杆220上的凸点234配合。压电元件242、243安装在该框架240的相应边臂上。同样，该框架240将磁头214支撑于悬臂件216上。

该挠性件224的悬臂电缆226、227将若干连接触点238(与外部控制系统连接)与磁头214及位于压电微驱动器212上的压电元件242、243电性连接起来。这些悬臂电缆226、227可为柔性印刷电路且可具有适当数量的导线。

如图9、12及14所示，连接触点244直接连接到内悬臂电缆226上，以便将内悬臂电缆226电性连接到压电元件242、243的连接触点246上。同样连接触点248直接连接到外悬臂电缆227上，以便将外悬臂电缆227电性连接到磁头214上的连接触点250上。

所述磁盘驱动装置包括音圈马达，用于可控制地旋转驱动臂，进而可控制地驱动磁头折片组合210，使得磁头214及相关读写头在磁盘驱动装置的磁盘的磁轨上产生运动。该压电微驱动器212用于实现磁盘驱动装置的精确快速的位置控制及减少磁盘运行时磁头寻道及复位的时间。因此，当磁盘驱动装置中内置该压电微驱动器212时，便形成双驱动器系统，其中所述音圈马达实现读写头的较大位置调整，而所述压电微驱动器212实现对读写头位置的微调。

如图9、12及14所示，所述压电微驱动器212包括集成于悬臂挠性件224的框架240及安装在该框架240上的压电元件242、243。

所述框架240包括顶支撑板254、底支撑板256、连接所述顶支撑板254与底支撑板256的边臂258、259。该底支撑板256集成于挠性件224的舌片区域。该顶支撑板254包括旋转板(rotatable plate)260、将该旋转板260连接到相应边臂258、259的连接臂或连接桥262、264及电连接触点支撑板(electrical padsupport plate)266。所述旋转板260与负载杆220的凸点234对齐并互相配合。

如图12、14所示，所述底支撑板256与相应的边臂258、259之间具有内槽(inner notch)或空间(space)257。这种结构使得边臂258、259具有更长的有效长度及更广的运动自由度。

如图14所示，该连接桥262呈曲线形并具有相反的端部262a及262b，该连接桥264呈曲线形并具有相反的端部264a及264b。所述端部262a及264a与旋转板260连接，所述端部262b及264b与相应的边臂258、259连接。在该实施例中，所述端部262b及264b以在y轴上相同的位置与相应的边臂258、259连接，即所述端部262b及264b从连接点到相应的边臂258、259的末端之间的距离相同。而且，所述端部262a及264a以旋转板260的中心为对称轴镜像对称地连接到旋转板260。即所述端部262a及264a的连接点以所述旋转板260的重心为对称轴对称地设置。当压电元件242、243在使用中被激发时，这种结构允许旋转板260绕其重心旋转。然而，连接桥262、264可以具有其它适当的形状及连接结构。

如图12、13所示，压电元件242、243安装在所述框架240的相应边臂258、259的面向内侧的表面上。这些压电元件242、243上具有连接触点246，比如两个连接触点，用于将压电元件242、243与内悬臂电缆226电性连接。每个压电元件242、243可以为陶瓷压电元件、薄膜压电元件或者铌镁酸铅-钛酸铅(PMN-PT)压电元件，并且可以为单层结构或多层结构。

如图所示，所述框架240的底支撑板256上具有与内悬臂电缆226连接的连接触点244。如图9所示，位于相应的压电元件242、243上的压电连接触点246，借助例如电连接球(金球焊接或锡球焊接，GBB or SBB)268而电性连接到连接触点244上。这使得电压可通过内悬臂电缆226而施加到所述压电元件242、243上。

所述顶支撑板254将所述框架240固定在所述磁头214上。具体地讲，该旋转板260包括台阶部270，其可以由聚合体层、环氧树脂层或金属层构成。所述磁头214局部地安装到所述旋转板260的台阶部270上，使得当压电微驱动器212运动时，该磁头214将不会接触到或与连接臂或连接桥262、264干涉。

所述顶支撑板254的电连接触点支撑板266上具有与外悬臂电缆227连接的连接触点248。如图9所示，位于磁头214上的多个连接触点250，比如六个连接触点，借助比如电连接球(金球焊接或锡球焊接，GBB or SBB)272而电性连接到相应的连接触点248上。从而将所述磁头214及其读写头与外悬臂电缆227电性连接。

在该实施例中，每个外悬臂电缆227均包括与所述磁头214的相应侧边相邻的弯曲部274。当压电微驱动器212工作时，这种结构有助于释放由外悬臂电缆227的刚度引起的应力，从而使得压电微驱动器212更顺利地工作。

另外，所述悬臂负载杆220的凸点234支撑所述旋转板260的重心。这样，在压电微驱动器212与凸点234之间没有平行间隙存在，从而方便制造。具体地，这种结构不像传统技术那样，因此不需要控制间隙或控制悬臂舌片的刚度，以避免悬臂舌片的变形。

当装配完毕后，所述磁头214的中心与旋转板260的中心对齐，该旋转板260的中心与所述负载杆220的凸点234对齐。这样，所述磁头214的中心、旋转板260的中心及凸点234沿着一个共同轴线对齐。

具体地，所述磁头214安装在顶支撑板254的旋转板260上，使得磁头214的重心将充分地与所述旋转板260的重心配合。而且，由于所述框架240集成于悬臂挠性件224上，使得旋转板260的重心与悬臂件216的凸点234充分地配合。当通过激发压电元件242、243而使所述旋转板260转动时，该结构允许磁头214及旋转板260绕所述悬臂凸点234的中心自由旋转。

图15a展示了压电微驱动器212的两个压电元件242、243之间的电连接结构的一种形式，图15b展示了运行电压。如图所示，这些压电元件242、243具有相同的极化方向及共同的接地端。同时，施加正弦电压驱动所述压电元件242、243。图16a展示了处于松弛状态的压电微驱动器212，图16b、16c展示了当施加电压后的压电微驱动器212。如图16b、16c所示，当电压位于首个半周期时，所述压电元件242、243将收缩，该收缩导致两个边臂258、259向内侧弯曲或变形。由于两个连接桥262、264相对于旋转板260的中心互相偏移地连接到所述旋转板260，并且磁头214安装在旋转板260上，该磁头214将绕其中心向右侧旋转。当电压位于第二个半周期时，所述压电元件242、243将复位或扩张，且磁头214将相应地旋转回来。

图17a展示了压电微驱动器212的两个压电元件242、243之间的电连接结构的另一种形式，图17b展示了运行电压。如图所示，这些压电元件242、243具有相反的极化方向及共同的接地端。同时，两个不同的正弦电压施加到压电元件242、243上，以便分别驱动压电元件242、243。当电压位于首个半周期时，由于压电元件242、243中的一个具有正极化方向，另一个具有负极化方向，压电元件242、243将收缩，该收缩导致两个边臂258、259向内侧弯曲。由于两个连接桥262、264相对于旋转板260的中心互相偏移地连接到所述旋转板260，并且磁头214安装在旋转板260上，该磁头214将绕其中心向右侧旋转(参考图16b)。当电压位于第二个半周期时，所述压电元件242、243将复位或扩张，且磁头214将相应地旋转回来。

图18、19展示了压电微驱动器212的共振测试数据。图18展示了共振增益，图19展示了共振相位。如图所示，曲线280、284展示了当悬臂基板振动或被激发时的共振增益及相位。曲线282、286展示了当压电微驱动器212的压电元件242、243被激发时的共振增益及相位。由于压电微驱动器212集成于悬臂件，当压电微驱动器212运动时，相对较小的反作用力施加于悬臂件上，进而提高了共振性能。即，不会像图7所示的现有模型那样，该压电微驱动器212不会形成悬臂共振模型。这样，该压电微驱动器212极大地提高了磁盘驱动装置的性能特性并可以获得较高的伺服带宽。

同样，由于压电微驱动器212以旋转方式而不是传统的摆动方式工作，悬臂结构尤其是悬臂舌片的结构可以得到简化。这可以使悬臂件的制造变得容易，并且降低成本。另外，由于重量减轻，这可以提高磁头折片组合的静态及动态性能，比如防震性能。

图20展示了本发明一个实施例所述的磁头折片组合210的制造及组装流程的主要步骤。当工序开始后(步骤1)，将压电元件242、243安装到集成在所述悬臂件216的挠性件224的框架240上(步骤2)。将压电元件242、243与内悬臂电缆226电性连接(步骤3)，并对所述压电元件242、243进行性能检查(步骤4)。然后，将磁头214安装到框架240上(步骤5)，并将该磁头214与外悬臂电缆227电性连接(步骤6)。对该磁头进行性能测试(步骤7)。最后，进行最后检查(步骤8)，以便完成制造及组装流程(步骤9)。

图21a-21c展示了本发明另一个实施例所述的磁头折片组合210的制造及组装流程的主要步骤。当流程开始后，如图21a-21b所示，将压电元件242、243安装到所述框架240上相应的边臂258、259上。该框架240集成于挠性件224上。接着，如图21c所示，将该挠性件224通过例如焊接的方式安装到基板218、负载杆220及枢接件222上，以便形成悬臂件216。在一个实施例中，所述压电元件可以通过比如自动系统，而安装到包含多个挠性件的挠性件板的相应挠性件上。这种结构有助于组装流程并降低成本。

图22展示了本发明另一个实施例所述的磁头折片组合210的制造及组装流程的主要步骤。当工序开始后(步骤1)，将压电元件242、243安装到集成在所述挠性件224的框架240上(步骤2)。接着，将挠性件224通过例如焊接的方式安装到基板218、负载杆220及枢接件222上，以便形成悬臂件216(步骤3)。将压电元件242、243与内悬臂电缆226电性连接(步骤4)，并对所述压电元件242、243进行性能检查(步骤5)。然后，将磁头214安装到框架240上(步骤6)，并将该磁头214与外悬臂电缆227电性连接(步骤7)。对该磁头进行性能测试(步骤8)。最后，进行最后检查(步骤9)，以便完成制造及组装流程(步骤10)。

图23a-23d展示了本发明另一个实施例所述的磁头折片组合210的制造及组装流程的主要步骤。当流程开始后，如图23a-23b所示，将压电元件242、243安装到框架240的相应边臂258、259上。该框架240集成于挠性件224上。如图所示，这些边臂258、259最初以扁平的姿态形成。接着，如图23c所示，将这些边臂258、259进行弯曲形成所述框架240的直立的边臂258、259。然后，如图21d所示，将挠性件224通过例如焊接的方式安装到基板218、负载杆220及枢接件222上，以便形成悬臂件216。在一个实施例中，所述压电元件可以通过比如自动系统，而安装到包含多个挠性件的挠性件板的相应边臂上。完成安装后，将所述边臂弯曲进而形成所述框架的直立的边臂。然后，将每个挠性件从挠性件板上切下来，并将挠性件通过例如焊接的方式安装到基板、负载杆及枢接件上，以便形成每个悬臂件。

图24展示了本发明另一个实施例所述的压电微驱动器312。在该实施例中，所述框架240的每个连接桥262、264上形成至少一个开孔390。当压电微驱动312运动时，这些开孔390有助于降低刚度。所述压电微驱动器312的其余部件与压电微驱动器212基本类似，并以与压电微驱动器212的部件相似的标号表示。虽然结构不同，但该压电微驱动器312的工作原理与压电微驱动器212充分地相似。

图25展示了本发明另一个实施例所述的压电微驱动器412。在该实施例中，所述框架240的每个连接桥262、264上包括至少一个通过局部蚀刻方式形成的区域492。当压电微驱动412运动时，这些蚀刻后的区域492有助于降低刚度。所述压电微驱动器412的其余部件与压电微驱动器212基本类似，并以与压电微驱动器212的部件相似的标号表示。虽然结构不同，但该压电微驱动器412的工作原理与压电微驱动器212充分地相似。

图26展示了本发明另一个实施例所述的压电微驱动器512。在该实施例中，所述框架240的每个连接桥262、264包括均一个弱点(weak point)594。即，每个连接桥262、264的两端均比每个连接桥262、264的中间区域宽。当压电微驱动512运动时，这些弱点594有助于降低刚度。所述压电微驱动器512的其余部件与压电微驱动器212基本类似，并以与压电微驱动器212的部件相似的标号表示。虽然结构不同，但该压电微驱动器512的工作原理与压电微驱动器212充分地相似。

本发明的诸多实施例中描述的包含压电微驱动器212、312、412及512的磁头折片组合210可用于磁盘驱动器(硬盘驱动器，HDD)中。该硬盘驱动器可以为结合图1描述的结构。由于磁盘驱动器的结构、运行及装配流程为该领域内的普通技术人员所熟悉，这里省略关于磁盘驱动器的进一步详细的描述，使本发明更加清晰。所述压电微驱动器可使用于任何具有微驱动器的磁盘驱动器或具有微驱动器的任何设备中。在一个实施例中，该压电微驱动器使用于具有高转速的磁盘驱动装置中。

以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

Claims (34)

1.一种用于磁头折片组合的微驱动器，包括：

金属框架；所述金属框架包括

集成于所述磁头折片组合的悬臂挠性件的底支撑板，

用于支撑所述磁头折片组合的磁头的顶支撑板，

将所述顶支撑板与底支撑板互相连接起来的一对边臂，

所述顶支撑板包括旋转板、将该旋转板连接到相应边臂上的连接臂及用于承载连接触点的电连接触点支撑板(electrical pad support plate)；及

安装在每个边臂上的压电元件，每个压电元件可被激发而导致所述边臂的选择性运动。

2.根据权利要求1所述的微驱动器，其特征在于：所述每个压电元件被安装在相应边臂的面向内侧的表面上。

3.根据权利要求1所述的微驱动器，其特征在于：所述每个压电元件为薄膜压电元件、陶瓷压电元件或铌镁酸铅-钛酸铅(PMN-PT)压电元件。

4.根据权利要求3所述的微驱动器，其特征在于：所述每个压电元件为单层结构或多层结构。

5.根据权利要求1所述的微驱动器，其特征在于：所述旋转板具有支撑所述磁头的台阶部，从而使得磁头在使用时不会与所述连接臂发生干涉。

6.根据权利要求5所述的微驱动器，其特征在于：所述台阶部由聚合体层、环氧树脂层或金属层构成。

7.根据权利要求1所述的微驱动器，其特征在于：所述顶支撑板的连接臂为曲线构造。

8.根据权利要求1所述的微驱动器，其特征在于：所述连接臂在沿金属框架的纵轴上相同的位置与相应的边臂连接。

9.根据权利要求1所述的微驱动器，其特征在于：所述连接臂以旋转板的中心为对称轴镜像对称地连接到该旋转板上。

10.根据权利要求1所述的微驱动器，其特征在于：所述底支撑板与相应的边臂之间形成内槽(inner notch)或空间(space)。

11.根据权利要求1所述的微驱动器，其特征在于：所述每个连接臂包括至少一个开孔。

12.根据权利要求1所述的微驱动器，其特征在于：所述每个连接臂包括至少一个局部蚀刻区域。

13.根据权利要求1所述的微驱动器，其特征在于：所述每个连接臂的两端宽于其中央区域。

14.一种磁头折片组合，其包括：

微驱动器；

磁头；及

包含悬臂挠性件的悬臂件，

其中，该微驱动器包括：

金属框架，其包括

集成于所述悬臂挠性件的底支撑板，

用于支撑磁头的顶支撑板，

将所述顶支撑板与底支撑板互相连接起来的一对边臂，

所述顶支撑板包括旋转板、将该旋转板连接到相应边臂上的连接臂及用于承载连接触点的电连接触点支撑板(electrical pad support plate)；及

安装在每个边臂上的压电元件，每个压电元件可被激发而导致所述边臂的选择性运动。

15.根据权利要求14所述的磁头折片组合，其特征在于：所述悬臂件包括负载杆，该负载杆上具有与所述旋转板配合的凸点。

16.根据权利要求15所述的磁头折片组合，其特征在于：所述磁头、旋转板及凸点的中心沿一个共同轴对齐。

17.根据权利要求14所述的磁头折片组合，其特征在于：所述每个压电元件安装在相应边臂的面向内侧的表面上。

18.根据权利要求14所述的磁头折片组合，其特征在于：所述每个压电元件为薄膜压电元件、陶瓷压电元件或铌镁酸铅-钛酸铅(PMN-PT)压电元件。

19.根据权利要求18所述的磁头折片组合，其特征在于：所述每个压电元件为单层结构或多层结构。

20.根据权利要求14所述的磁头折片组合，其特征在于：所述旋转板具有支撑所述磁头的台阶部，从而使得磁头在使用时不会与所述连接臂发生干涉。

21.根据权利要求20所述的磁头折片组合，其特征在于：所述台阶部由聚合体层、环氧树脂层或金属层构成。

22.根据权利要求14所述的磁头折片组合，其特征在于：所述顶支撑板的连接臂具有曲线构造。

23.根据权利要求14所述的磁头折片组合，其特征在于：所述连接臂在沿金属框架的纵轴上相同的位置与相应的边臂连接。

24.根据权利要求14所述的磁头折片组合，其特征在于：所述连接臂以旋转板的中心为对称轴镜像对称地连接到该旋转板上。

25.根据权利要求14所述的磁头折片组合，其特征在于：所述底支撑板与相应的边臂之间形成内槽(inner notch)或空间(space)。

26.根据权利要求14所述的磁头折片组合，其特征在于：所述每个连接臂包括至少一个开孔。

27.根据权利要求14所述的磁头折片组合，其特征在于：所述每个连接臂包括至少一个局部蚀刻区域。

28.根据权利要求14所述的磁头折片组合，其特征在于：所述每个连接臂的两端宽于其中央区域。

29.一种磁盘驱动装置，包括：

由微驱动器、磁头及含有悬臂挠性件的悬臂件组成的磁头折片组合；

与所述磁头折片组合连接的驱动臂；

磁盘；及

用于驱动所述磁盘的主轴马达；

其中，该微驱动器包括：

金属框架，其包括

集成于所述磁头折片组合的悬臂挠性件的底支撑板，

用于支撑所述磁头折片组合的磁头的顶支撑板，

将所述顶支撑板与底支撑板互相连接起来的一对边臂，

所述顶支撑板包括旋转板、将该旋转板连接到相应边臂上的连接臂及用于承载连接触点的电连接触点支撑板(electrical pad support plate)；及

安装在每个边臂上的压电元件，每个压电元件可被激发而导致所述边臂的选择性运动。

30.一种磁头折片组合，其包括：

微驱动器；

磁头；及

包含悬臂挠性件的悬臂件，

其中，该微驱动器包括：

金属框架；所述金属框架包括

集成于所述悬臂挠性件的底支撑板，

用于支撑磁头的顶支撑板，

将所述顶支撑板与底支撑板互相连接起来的一对边臂，

所述顶支撑板包括旋转板、将该旋转板连接到相应边臂上的连接臂及用于承载连接触点的电连接触点支撑板(electrical pad support plate)；及

安装在每个边臂上的压电元件，每个压电元件可被激发而导致所述边臂的选择性运动，

其中，该悬臂件包括具有凸点的负载杆，所述磁头、旋转板及凸点的中心沿一个共同轴对齐。

31.一种磁头折片组合的制造方法，包括：

将微驱动器框架集成到悬臂挠性件上；

将压电元件安装到微驱动器框架上；

将所述压电元件与悬臂电缆电性连接；

对所述压电元件进行性能检查；

将磁头安装到微驱动器框架；

将所述磁头与悬臂电缆电性连接；

对所述磁头进行性能检查；及

进行最后检查。

32.一种磁头折片组合的制造方法，包括：

将微驱动器框架集成到悬臂挠性件上；

将压电元件安装到微驱动器框架上；

将所述悬臂挠性件安装到悬臂上；

将所述压电元件与悬臂电缆电性连接；

对所述压电元件进行性能检查；

将磁头安装到所述微驱动器框架；

将所述磁头与悬臂电缆电性连接；

对所述磁头进行性能检查；及

进行最后检查。

33.一种磁头折片组合的制造方法，包括：

将微驱动器框架集成到悬臂挠性件上；

将压电元件安装所述微驱动器框架的相应边臂上；及

将所述悬臂挠性件安装到悬臂上。

34.一种磁头折片组合的制造方法，包括：

将微驱动器框架集成到悬臂挠性件上；

将压电元件安装所述微驱动器框架的相应边臂上，所述边臂处于实质扁平的状态；

弯曲所述边臂形成直立的边臂；及

将所述悬臂挠性件安装到悬臂上。

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