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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
im Allgemeinen Schutzvorrichtungen gegen elektrostatische Entladungen,
insbesondere Schutzvorrichtungen gegen elektrostatische Entladungen
zum Schutz von Laufwerken für
magnetische Festplatten, wie Lese-/Schreib-Wandlern mit magnetoresistiven
Sensoren, gegen elektrostatische Entladungen oder elektrische Überlastung
während
der Herstellung und Verarbeitung.
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Gebiet der
Erfindung
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Magnetkopf-Plattenlaufwerksysteme
sind in der Computerindustrie als kosteneffektive Form der Datenspeicherung
weitgehend akzeptiert. In einem Magnetplatten-Antriebssystem dreht
sich ein magnetisches Aufzeichnungsmedium in Form einer Scheibe mit
hoher Geschwindigkeit, beispielsweise mit Hilfe eines Spindel-Antriebsmotors,
während
ein magnetischer Lese-/Schreib-Wandler, der als Magnetkopf bezeichnet
wird, etwas oberhalb der Oberfläche
der sich drehenden Platte aufgehängt
ist. Der Magnetkopf ist entweder an einem biegsamen Organ (flexure),
das über
der Platte auf einem federbelasteten Trägerarm aufgehängt ist,
der als kardanische Aufhängung
("gimbal") bezeichnet wird,
befestigt, oder bildet damit eine Einheit. Ein Beispiel einer magnetoresistiven
(MR) Kopfanordnung 10 ist in 1 dargestellt.
Die MR-Kopfanordnung 10 weist im relevanten Teil eine kardanische
Aufhängung 12 auf,
die einen MR-Kopf 14 über
der Oberfläche
einer magnetischen Platte (nicht dargestellt) trägt. Die elektrischen Impulse,
die durch den MR-Kopf 14 aufgezeichnet
werden, gelangen durch Drähte
in der kardanischen Aufhängung 12 zu
einem biegsamen Schaltkreis 16. Der biegsame Schaltkreis 16 hat
Lötstellen 18,
die zur Verbindung der MR-Kopfanordnung 10 mit einer Festplatten-Elektronik
(nicht dargestellt) verwendet werden, um ein Lesen von und ein Schreiben
der Scheiben in der Festplatte zu ermöglichen.
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Eines der bekannten Probleme, die
bei der Herstellung, der Handhabung und der Verwendung von MR-Köpfen auftreten,
ist der Aufbau und die Entladung von elektrostatischen Ladungen
auf den verschiedenen Komponenten des Kopfes oder auf anderen Gegenständen, die
mit den Köpfen
in Berührung
kommen, insbesondere Dünnfilmköpfen. Eine elektrostatische
Entladung (ESD) tritt auf, wenn sich eine elektrostatische Ladung
ansammelt und aufbaut, bis sie sich schließlich auf eine andere Oberfläche mit
niedrigerem elektrischen Potential entladen wird. Eine scharfe Spannungsspitze,
die durch eine elektrostatische Entladung verursacht wird, kann eine
dauerhafte und kostspielige Beschädigung einzelner Teile von
mikroelektronischen Präzisionsvorrichtungen
verursachen.
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Statische Ladungen können durch
gewisse Materialien, wie Kunststoffe, während der Herstellung und der
anschließenden
Handhabung von Köpfen
erzeugt werden. Diese Ladungen können
sich über
die Ränder
der Isolierschicht zwischen den Polspitzen eines MR-Kopfes und über benachbarte
leitende Schichten, die frei liegen und angrenzend an einen Wandlerspalt
an der lufttragenden Oberfläche des
biegsamen Organs, das einem Aufzeichnungsmedium benachbart angeordnet
ist, entladen. Diese Entladung kann eine Erosion der Polspitzen
sowie eine Verschlechterung des Wandlers beim Lesen und Schreiben
von Daten verursachen, bzw. die Entladung kann den MR-Kopf vollständig zerstören.
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Es wurden verschiedene Lösungen vorgeschlagen,
um Schutzvorrichtungen gegen elektrostatische Entladungen bereitzustellen.
Die gemeinsam übertragene
WO 96/38888 A (Polaroid Corp.), veröffentlicht am 5. Dezember 1996,
beschreibt eine Schutzvorrichtung gegen elektrostatische Entladungen
zur Verwendung mit einem Verbindungsteil mit einem Basisabschnitt,
der mit einer Vielzahl von Kurzschlussarmen eine Einheit bildet,
die eine Vorspannung aufweisen können,
um eine elektrische Verbindung zwischen einer Vielzahl von Pressklemmen
(ferrules) und den Kurzschlussarmen zu erzeugen, wenn sich die Schutzvorrichtung
gegen elektrostatische Entladungen in einer Arbeitsstellung befindet,
um das Verbindungsteil gegen elektrostatische Entladungen zu schützen, die
eine Beschädigung
der angeschlossenen elektrischen Stromkreise verursachen können. Wenn
sich das Verbindungsteil in Betriebsstellung befindet, wird die
Schutzvorrichtung gegen elektrostatische Entladungen in eine Ruhestellung
bewegt, wodurch die Erdung getrennt wird.
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Es wurden bereits mehrere Lösungen vorgeschlagen,
um das Problem der ESD an MR-Köpfen abzumildern.
Beispielsweise beschreibt die US-A-5,465,186, erteilt für Bajorek
et al., einen induktiven Kopf mit kurzen Entladungskontakten, die
durch die Abscheidung eines leitfähigen Materials in Vertiefungen
auf einer isolierenden Schicht gebildet wurden, so dass die elektrostatische
Entladung in Bereichen stattfindet, die entfernt von der kritischen
Polspitze und der Spaltfläche
der lufttragenden Oberfläche
des Gleitelements angeordnet sind. Die US-A-4,800,454, erteilt für Schwartz
et al., beschreibt eine Induktivkopf-Anordnung, in der das magnetische
Polstück
in der Wicklung der Induktivspule mit dem Gleitelement gekoppelt
ist, um die Entladung von möglicherweise
erzeugten statischen elektrischen Ladungen zu ermöglichen.
Die Wicklung ist mit dem Gleitelement über eine Diode in hohen Durchlass-
und Sperrspannungsabfällen
oder durch einen Schmelzleiter verbunden.
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MR-Köpfe sind gut bekannt und besonders nützlich als
Lese-Elemente in magnetischen Wandlern, insbesondere bei hohen Datenaufzeichnungsdichten.
Der MR-Kopf liefert ein höheres
Ausgangssignal als ein induktiver Ablesekopf. Dieses höhere Ausgangssignal
führt zu
einem höheren
Signal-/Rauschverhältnis
für den
Aufzeichnungskanal und ermöglicht
auf diese Weise höhere
Flächendichten
von aufgezeichneten Daten auf der Oberfläche einer Magnetplatte. Wie
vorstehend angegeben, können,
wenn ein MR-Kopf einer ESD oder sogar einem Spannungs- oder Stromstoß ausgesetzt
ist, der größer ist
als der unter normalen Bedingungen beabsichtigte, und der als elektronische Überlast
(EOS) bezeichnet wird, der MR-Lesesensor und andere Teile des Kopfs
beschädigt
werden. Die Empfindlichkeit gegenüber elektrischer Beschädigung ist
besonders schwerwiegend bei MR-Lesesensoren, da diese Sensoren eine
verhältnismäßig kleine
physische Größe haben.
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Beispielsweise hat ein MR-Kopf, der
für extrem
hohe Aufzeichnungsdichten verwendet wird, einen Querschnitt von
100 Å × 1 μm oder weniger.
Die Entladung von nur einigen Volt durch eine solche physisch kleine
Widerstandsfläche
ist ausreichend, um Ströme
zu erzeugen, die den MR-Kopf schwer beschädigen oder vollständig zerstören können. Die Art
der Beschädigung,
die an einem MR-Kopf auftreten kann, variiert deutlich und schließt eine
vollständige
Zerstörung
des MR-Kopfes durch Schmelzen und durch Verdampfen hervorgerufene
Verunreinigung der lufttragenden Oberfläche sowie die Erzeugung von
Kurzschlüssen
durch elektrischen Durchschlag und mildere Formen der Beschädigung,
bei denen die Leistungsfähigkeit
des Kopfes herabgesetzt werden kann, ein. Es wurde gefunden, dass
diese Art von Beschädigung
des MR-Kopfes sowohl während
der Bearbeitung als auch während
der Verwendung auftreten kann, was ein schwerwiegendes Problem bei
der Herstellung und Handhabung von Magnetköpfen mit MR-Lesesensoren darstellt.
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Um einen MR-Kopf bei der Herstellung
gegen eine ESD testen zu können,
können
Testkontakte 20 am Ende des biegsamen Schaltkreiss 16 zur Verbindung
mit einer Testvorrichtung vorgesehen werden. Eine physische Ausrichtung
zwischen den Testkontakten und der Testvor richtung kann mit Hilfe eines
Positionierloches 22 erfolgen. Da die Lötstellen 18, die Testkontakte 20,
und die Verdrahtung durch die kardanische Aufhängung 12 während des
Zusammenbaus frei liegen, kann sich leicht eine elektrostatische
Ladung aufbauen und eine gefährliche Umgebung
für den
MR-Kopf 14 erzeugt werden.
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Es wurde gefunden, dass durch Erzeugung eines
elektrischen Kurzschlusses über
die Drähte des
MR-Kopfelements die Beschädigung
durch ESD wirksam minimiert oder eliminiert werden kann, da dieses
Verfahren geeignet ist, die für
ein Versagen erforderliche Schwellenspannung zu erhöhen. Die kurzgeschlossenen
Drähte
leiten den größten Teil des
ESD-Stroms um das MR-Kopfelement herum. Bajorek et al. in US-A-5,465,186
geben an, dass die Drähte
des MR-Kopfelements an den Sensor-Eingangskontakten kurzgeschlossen
werden. Beim Zusammenbau des MR-Kopfes wird jedoch die Entfernung
der Kurzschlusselemente zu einer schwierigen und teuren Prozedur.
Es besteht also ein Bedürfnis nach
einer Schutzvorrichtung gegen elektrostatische Entladungen, die
einen elektrischen Kurzschluss der Kopfelemente ermöglicht,
aber andererseits eine leichte Entfernung ermöglicht, bevor der MR-Kopf mit der
Magnetplatten-Speichervorrichtung zusammengebaut wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Erfindung bezieht sich auf eine ESD-Schutzvorrichtung,
die zur Verwendung mit einem Halbleiter-Chip-Paket geeignet ist,
das mit Hilfe eines elektrischen Leiters mit einer gedruckten Schaltung
verbunden ist, wie es bei einem MR-Kopf der Fall ist. Der Leiter
ist mit einer Vielzahl von beabstandeten leitfähigen Kontakten (pads) an seinem Anschlussende
zur elektrischen Verbindung mit einer Testvorrichtung versehen.
Die Vielzahl der beabstandeten leitfähigen Kontakte hat eine Oberfläche, die ein
elektrisches Verbindungselement aufnehmen kann. Die Schutzvorrichtung
gegen elektrostatische Entladungen verhindert dann selektiv eine
Ansammlung von elektrischer Ladung, indem die beabstandeten leitfähigen Kontakte
elektrisch miteinander verbunden werden, so dass ein gemeinsames
elektrischen Potential an jedem der beabstandeten leitfähigen Kontakte
erzeugt wird. Die Schutzvorrichtung gegen elektrostatische Entladung
weist ein Erdungselement mit einem Kamm und einem Riegel, und ein Gehäuse mit
einer Basis und einer Kappe auf.
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Nach Beendigung der Tests und nach
dem Anlöten
des biegsamen Elements an seinem endgültigen Anschlusspunkt wird
die Schutzvorrichtung gegen elektrostatische Entladungen mit dem
Abschnitt des biegsamen Elements, welches die Testkontakte trägt, entfernt.
Es kann aber auch ein Unterbrecher in die Kappe eingefügt werden,
der die Finger des Kammes von dem Riegel entfernt, wodurch die Finger
des Kammes elektrisch isoliert werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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Die verschiedenen Merkmale der Erfindung werden
verständlicher
aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnungen,
in welchen bedeuten:
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1 eine
Draufsicht auf eine übliche MR-Kopf-Anordnung;
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2 eine
auseinandergezogene Perspektivansicht einer Schutzvorrichtung gegen
elektrostatische Entladungen zur Verwendung mit einem biegsamen
Schaltkreis;
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3 eine
Teilansicht der Schutzanordnung gegen elektrostatische Entladungen
gemäß 2;
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4 einen
Querschnitt durch die Schutzvorrichtung gegen elektrostatische Entladungen
von 2 in Verbindung
mit einem biegsamen Schaltkreis;
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5 eine
auseinandergezogene Ansicht einer anderen Ausführungsform einer Schutzvorrichtung
gegen elektrostatische Entladungen gemäß der vorliegenden Erfindung;
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6 ein
Verbindungsteil zur Verwendung mit der Schutzvorrichtung gegen elektrostatische Entladungen
von 5;
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7 eine
Perspektivansicht des Verbindungsteils von 6 in geschlossener Stellung;
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8 eine
Perspektivansicht des Verbindungsteils von 7, eingefügt in das Gehäuse von 5; und
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9A und 9B eine weitere Ausführungsform
der Schutzvorrichtung gegen elektrostatische Entladungen nach den 5 bis 8.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Obwohl die vorliegende Erfindung
mit einer Vielzahl von Leiterplatten und Leiteranordnungen verwendbar
ist und in unterschiedlichen Formen realisiert werden kann, wird
sie vorteilhafterweise in Verbindung mit einem Magnetplatten-Speichersystem mit
einem MR-Kopf angewendet.
Obwohl es sich hierbei um die bevorzugte Ausführungsform handelt und als
solche beschrieben wird, soll die beschriebene Ausführungsform
nur erläuternd,
aber nicht einschränkend
angesehen werden. Ein Fachmann weiß, dass der hier beschriebene
MR-Kopf eines von mehreren Halbleiter-Chip-Paketen darstellt, und dass
andere elektronische Vorrichtungen in ähnlicher Weise von den durch
die Erfindung gelehrten Verfahren profitieren können. Weiterhin wird die Erfindung im
Zusammenhang mit einem bestimmten Aufbau beschrieben, der normalerweise
mit einem MR-Kopf in Zusammenhang gebracht ist.
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In den 2 und 3 ist eine Schutzvorrichtung 30 gegen
elektrostatische Entladungen dargestellt, welche eine Gehäuse 31 aufweist,
das dazu verwendet wird, um die Ansammlung von elektrischen Ladungen
auf einer leitenden Oberfläche
eines passenden Haltleiters oder Halbleiter-Chip-Pakets zu verhindern.
Das Gehäuse 31 weist
eine Basis 32 und eine Kappe 44 auf, wobei das
Gehäuse 31 und
alle seine Bestandteile vorzugsweise aus einem im Wesentlichen dielektrischen
oder nichtleitenden Material hergestellt sind.
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Der biegsame Schaltkreis 16 wird
am Gehäuse 31 befestigt,
indem er in einem Kanal 34 in der Basis 32 angebracht
wird. Der Kanal 34 ist auf einer Oberfläche 36 der Basis 32 vertieft
angebracht und ist so geformt, dass er den biegsamen Schaltkreis 16 aufnimmt.
Selbstverständlich
ist der Kanal 34 so geformt, dass er alle verschieden geformten
biegsamen Schaltkreis, Drähte
oder gedruckte Schaltplatten aufnehmen kann, wie sie für die jeweilige
Anwendung erforderlich sind. Im Kanal 34 ist ein Positionierungsvorsprung 38 vorgesehen,
der mit dem Positionierungsloch 22 auf dem biegsamen Schaltkreis 16 zusammenpasst,
um eine gute Ausrichtung des biegsamen Schaltkreiss 16 in
der Basis 32 zu gewährleisten.
Von der Oberfläche 36 der
Basis 32 erstrecken sich im Allgemeinen senkrecht die Stützen 40.
Die Kappe 44 wird über
die Stützen 40 eingefügt, die dazu
dienen, die Kappe 44 zur Verbindung mit der Basis 32 festzuhalten.
An einem entfernten Ende jeder Stütze 40 befindet sich
ein Kopf 42, der im Wesentlich kegelstumpfförmig ausgebildet
ist, um die Stützen 40 während des
Einfügens
in die Kappe 44 zu führen.
Die Stützen 40 erstrecken
sich durch die Sicherungsöffnungen 46,
so dass die Köpfe 42 aus einer
Oberfläche
der Kappe 44 hervorstehen und die Kappe 44 in
ihrer Position auf der Basis 32 festhalten.
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Die Kappe 44 weist die Schlitze 48 auf,
die sich von einer Oberseite 47 zu einer Vorderseite 49 der
Kappe 44 erstrecken. Die Schlitze 48 sind mit
einem Abstand im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet, wobei
der Abstand im Wesentlichen dem Abstand der Testkontakte 20 entspricht.
Die Schlitze 48 in der Kappe 44 sind so ausgebildet,
dass sie einen Kamm 50 aufnehmen können, der aus einem im Wesentlichen
leitfähigen
Material mit einer Eigenelastizität, wie beispielsweise Beryllium-Kupfer, hergestellt
ist. Der Kamm 50 weist eine Lasche 51 mit einer
Vielzahl von daraus hervorstehenden Fingern 53 auf. Die
Finger 53 entsprechen den Schlitzen 48 und den
Testkontakten 20 auf dem biegsamen Schaltkreis 16.
wie nachstehend noch im Einzelnen beschrieben wird, gewährleistet
die Eins-zu-Eins-Entsprechung der Finger 53 mit den Testkontakten 20 eine
elektrische Leitfähigkeit
zwischen den Testkontakten 20, während sich die Schutzvorrichtung 30 gegen
elektrostatische Entladungen in Betriebsstellung befindet.
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Nach 4 unter
weiterer Bezugnahme auf 2 und 3 erstrecken sich Fingerkontakte 52 auf dem
Kamm 50 von den Fingern 53 durch eine Bodenöffnung 68 der
Kappe 44 nach unten. Auf diese Weise gelangen die Fingerkontakte 52 in
mechanischen und elektrischen Kontakt mit jedem Testkontakt 20 im biegsamen
Schaltkreis 16. Der Kamm 50 ist so konstruiert,
dass, ausgehend von den Fingerkontakten 52, Biegungen 54 vorhanden
sind, die sich zu einer rückwärtigen Fläche der
Kappe 44 erstrecken und sich wiederum zur Vorderfläche 49 krümmen. Die Biegungen 54 stehen
durch ihre Eigenelastizität
unter Spannung, so dass die Erdungskontakte 56 von den
Schlitzen der Oberfläche 47 nach
außen
gedrückt
werden. von den Erdungskontakten 56 gehen Verlängerungen 58 aus,
die dazu verwendet werden können,
um die Schutzvorrichtung gegen elektrostatische Entladungen 30 in
eine Ruhestellung zu bewegen.
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Der Kamm 50 wird in seiner
Stellung gehalten durch einen Riegel 60, der aus einem
im Wesentlichen leitfähigen
Material besteht und Noppenöffnungen
(nub holes) 64 enthält.
Die Öffnungen 64 passen
mit den Noppen 62 in negativer Passung zusammen, so dass
der Stab 60 im Wesentlichen dauerhaft an der Kappe 44 befestigt
ist. Eine Erdungsöffnung 66 verläuft, ausgerichtet
zu den Erdungskontakten 56, durch den Riegel 60.
Diese Anordnung ermöglicht
es, dass sich die Erdungskontakte 56 in die Erdungsöffnung 66 erstrecken
und mit den seitlichen Flächen
der Erdungsöffnung 66 in
mechanische Verbindung treten. Auf diese Weise wird ein elektrischer Kurzschluss
zwischen jedem Testkontakt 20 über den Kamm 50 erzeugt,
wodurch die Testkontakte 20 und die zugeordneten Leiter
in dem biegsamen Schaltkreis 16 auf ein im Wesentlichen
gleiches elektrisches Potential gebracht werden und jede Ansammlung
von elektrischer Ladung zerstreut wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
enthält
der Riegel 60 auch einen hochohmigen Überzug, um einen Stromfluss
zwischen den Testkontakten 20 zu vermindern. Der Wider stand
des hochohmigen Überzugs
vermindert den Stromfluss durch den Riegel 60, wodurch
die Gefahr von Spannungsspitzen minimiert wird, die genauso wie
eine elektrostatische Entladung Halbleiter-Chip-Pakete beschädigen können.
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In der Praxis wird die Lasche 51 entfernt,
sobald die Herstellung des MR-Kopfes abgeschlossen ist. Die Entfernung
der Lasche 51 gewährleistet,
dass jeder Finger 53 im Wesentlichen unabhängig wirkt. Auf
diese Weise werden die einzelnen Testkontakte 20 für den Test
zugänglich,
beispielsweise indem der entsprechende Erdungskontakt 56 selektiv
heruntergedrückt
wird, um den elektrischen Kontakt mit dem Riegel 60 zu
unterbrechen. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Kamm 50 aus
einem im Wesentlichen nichtleitenden Material hergestellt werden, wobei
die Finger 53 anschließend
mit einem leitfähigen Überzug versehen
werden. Bei dieser Ausführungsform
kann die Lasche 51 an Ort und Stelle verbleiben, so dass
die Struktur zusätzliche
Stabilität
erhält.
Die vorstehend beschriebene Unabhängigkeit kann noch aufrecht
erhalten werden, solange der leitende Überzug nicht einzelne Finger 53 miteinander verbindet.
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Während
des Tests oder wenn anderweitig eine elektrische Isolierung der
Leiter im biegsamen Schaltkreis 16 erforderlich ist, wird
die Schutzvorrichtung 30 gegen elektrostatische Entladungen
in eine Ruhestellung bewegt. Ein Verfahren zur Erzeugung einer elektrischen
Isolation besteht darin, dass die Verlängerungen 58 entgegen
der Spannung, unter der sie durch ihre Eigenelastizität stehen,
gedrückt werden.
Diese Kraft bewegt die Erdungskontakt 56 vom Riegel 60 weg.
Ein anderes Verfahren zum Bewegen der Schutzvorrichtung 30 gegen
elektrostatische Entladungen in eine Ruhestellung wird durch Verwendung
einer Testvorrichtung (nicht dargestellt) erreicht. Bei diesem Verfahren
muss die Lasche 51 ebenfalls entfernt werden, oder die
Lasche muss aus einem nichtleitenden Material hergestellt sein,
wie es vorstehend beschrieben ist. Da eine der Aufgaben der Testkontakte 20 darin
besteht, einen Test des MR-Kopfes (nicht dargestellt) zu ermöglichen,
kann das Einführen
einer passenden Testvorrichtung über dem
Riegel 60 eine elektrische Isolierung bewirken, so dass
der Test vorgenommen werden kann. Die Testvorrichtung muss nur einen
Vorsprung haben, der im Wesentlichen der Form der Erdungsöffnung 66 entspricht.
Die Erdungskontakte 56 werden in eine elektrisch isolierende
Stellung gegenüber
dem Riegel 60 gebracht, um einen Test des MR-Kopfes direkt von
den Erdungskontakten zu ermöglichen,
ohne dass die Schutzvorrichtung 30 gegen elektrostatische
Entladungen entfernt werden muss. Die Entfernung der Testvorrichtung
von der Erdungsöffnung 66 ermöglicht es,
dass die eigenelastische Spannung des Kammes 50 erneut
die Schaltung der Testkontakte 20 in Reihe bewirkt, indem
die Erdungskontakte 56 wieder in elektrischen Kontakt mit
dem Riegel 60 gebracht werden.
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Nachdem der Test beendet und der
biegsame Schaltkreis 16 elektrisch z. B. mit einer gedruckten
Schaltplatte verbunden ist, kann die Schutzvorrichtung 30 gegen
elektrostatische Entladungen dauerhaft gelöst werden. Dies kann dadurch
erreicht werden, dass ein Unterbrecher 72 verwendet wird, der
durch die Schlitze 48 zwischen den Verlängerungen 58 und der
Oberseite 47 der Kappe 44 geführt wird. Der Unterbrecher 42 bewegt
die Erdungskontakte 56 von dem Riegel 60 weg.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform
ist der Unterbrecher 72 aus einem nichtleitenden, biegsamen,
elastischen Material geformt, z. B. aus vulkanisiertem Kautschuk;
er ist so ausgebildet, dass er in negativer Passung mit den Schlitzen 48 verbunden
ist. Diese Konstruktion ermöglicht
eine verhältnismäßig leichte
Einführung
in die Schlitze 48, während
sie der Entfernung aufgrund der Reibung zwischen den Schlitzen 48 und
dem Unterbrecher 72 einen Widerstand entgegensetzt.
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Nach einer anderen Ausführungsform
wird eine Vorrichtung, die ähnlich
wie eine Testsonde arbeitet, verwendet. Die Vorrichtung drückt einfach
einen Vorsprung in die Erdungsöffnung 66,
wobei die Erdungskontakte 56 von dem Riegel 60 weggedrückt werden.
In der Praxis gibt es noch eine weitere, häufig verwendete Alternative
zum Erreichen der Ruhestellung. Sobald der Test beendet ist, ist
es bei diesen Vorrichtungen üblich,
den Abschnitt des biegsamen Schaltkreises 16, der Testkontakte 20 aufweist,
abzuschneiden.
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Setzt man also diese Praxis mit der
Schutzvorrichtung 30 gegen elektrostatische Entladungen fort,
wenn diese im Eingriff steht, würde
man in ähnlicher
Weise das Ziel erreichen, die Schutzvorrichtung 30 gegen
elektrostatische Entladungen auszuschalten. Der biegsame Schaltkreis 16 wird
unmittelbar vor den Testkontakten 20 abgetrennt, wodurch die
Testkontakte 20 und die Schutzvorrichtung 30 gegen
elektrostatische Entladungen entfernt werden.
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Sobald die Schutzvorrichtung 30 gegen
elektrostatische Entladungen elektrisch vom flexiblen Schaltkreis 16 getrennt
ist, kann der MR-Kopf
wieder der Ansammlung von elektrostatischer Ladung ausgesetzt sein. 5 zeigt eine Ausführungsform
einer Verbindungsteil-Rezeptoranordnung,
die einen Schutz gegen elektrostatische Entladung bis zu dem Zeitpunkt
der Verbindung des MR-Kopfes in eine höhere Anordnung gibt. Bei dieser
Ausführungsform benötigt der
Rezeptor 80 eine vertikale Orientierung, weshalb nachstehend
angegeben ist, wie eine solche Orientierung erreicht werden kann.
Für den
Fachmann ist es jedoch klar, dass gelegentlich auch eine horizontale
Orientierung erwünscht
sein kann, und dass die beschriebene Ausführungsform modifiziert werden
kann, um eine solche Konstruktion aufzunehmen. Zur Erläuterung
ist ein zweites flexibles Element 70 dargestellt, welches
Verbindungskontakte 74 enthält, die in Reihen angeordnet
sind, wobei jede Reihe einem einzigen MR-Kopf entspricht, wie es üblicherweise
in der Industrie der Fall ist. Es sind vier Reihen, entsprechend
vier MR-Köpfen,
dargestellt, obwohl in der Praxis die tatsächliche Zahl in Abhängigkeit
von der Anzahl der Köpfe
im Magnetplattenlaufwerk schwanken kann. Der Fachmann erkennt auch,
dass die Wahl eines zweiten flexiblen Elements anstelle einer direkten
Verbindung mit einer gedruckten Schaltplatte nur der Erläuterung
dient und ausgetauscht werden kann, ohne dass der Rahmen der Erfindung
verlassen wird. Es ist auch ein Verstärker 76 dargestellt,
der Signale von den einzelnen MR-Köpfen empfängt und verstärkt. Der
Verstärker 76 ist
zur Vervollständigung
der Darstellung gezeigt, da diese Konstruktion im Allgemeinen in
der Praxis angewendet wird, soll aber nicht als Beschränkung der
Erfindung interpretiert werden.
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Die Verbindungsteil-Rezeptor-Anordnung
arbeitet mit Hilfe eines Rezeptors 80, der einzelne Fächer (bays) 82 aufweist,
die jeder Reihe der Verbindungskontakte 74 entsprechen.
Wie am Besten aus 6 erkennbar
ist, gleitet ein Gehäuse 101 über das
biegsame Element 70, so dass die Reihen der Verbindungskontakte 74 in
einzelne Fächer 82 getrennt
sind. Das Gehäuse 101 bietet
einen Raum unter jeder Fächer-Trennwand 103,
um das biegsame Element 70 in negativer Passung aufzunehmen.
Um eine vertikale Orientierung zu erreichen und eine geeignete Verbindung
zum biegsamen Schaltkreis 16 (vorstehend beschrieben) zu
erhalten, wird ein zusätzliches
biegsames Element 86 verwendet. Das zusätzliche biegsame Element 86 kann
elektrisch mit Lötstellen 18 auf
dem beschriebenen biegsamen Element versehen sein, oder es kann
ein neues biegsames Element anstelle des vorstehend beschriebenen biegsamen
Schaltkreiss 16 verwendet werden, um eine Anordnung zu
erzeugen, in der sich das zusätzliche
biegsame Element 86 senkrecht zu dem zweiten biegsamen
Element 70 erstreckt.
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Die quer verlaufenden Kontakte 88 erstrecken
sich von einem Bodenteil des zusätzlichen
biegsamen Elements 86 im Abstand zueinander, wobei jeder
quer verlaufende Kontakt 88 einem Leiter im zusätzlichen
biegsamen Element 86 entspricht. wenn sie in das Fach 82 eingefügt werden,
in dem sich bereits das biegsame Element 70 befindet, werden
die quer verlaufenden Kontakte 88 in elektrischen Kontakt
mit den Verbindungskontakten 74 gebracht. Es wird dann
eine elektrische Stetigkeit zwischen dem zweiten flexiblen Element 70 und
dem zusätzlichen biegsamen
Element 86 erzeugt, während
eine elektrische Isolierung zwischen den einzelnen quer verlaufenden
Kontakten 88 aufrecht erhalten wird. Das zusätzliche
flexible Element 86 hat ein Fenster 90, das eine Öffnung in
einer isolierenden Oberfläche des
zusätzlichen
biegsamen Elements 86 darstellt. Das Fenster 90 schafft
einen Zugang zu den Lötstellen 92,
von denen jede einem individuellen Leiter innerhalb des zusätzlichen
flexiblen Elements 86 zugeordnet ist und die dazu verwendet
werden können, um
weitere Verbindungen für
Testzwecke oder für
einen Schutz gegen elektrostatische Entladungen zu schaffen.
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In dem vorstehend beschriebenen Rezeptor 80 entspricht
jedes Fach 82 einer MR-Kopf-Anordnung, und es muss eine
richtige Passung zwischen jedem leitenden Element hergestellt werden,
um einen einwandfreien Betrieb der Vorrichtung zu gewährleisten.
Um also eine weitere zuverlässige
Passung zu erhalten, steht ein Stecker 100 mit dem zusätzlichen
biegsamen Element 86 für
die Einfügung in
die Fächer 82 in
Verbindung. Der Stecker 100 hat ein Gehäuse 101, das eine
erste Seitenfläche 102 und
eine zweiten Seitenfläche 104 aufweist.
Die erste Seitenfläche 102 weist
eine Aussparung auf, um das zusätzliche
biegsame Element 86 aufzunehmen. Die zweite Seitenfläche 104 wird über dem
zusätzlichen biegsamen
Element 86 geschlossen, indem die zweite Seitenfläche 104 um
ein Gelenk 106 gedreht wird. Wenn die zweite Seitenfläche 104 auf
diese Weise gedreht wird, gelangt ein Schnapprezeptor 110 in Eingriff,
so dass das Gehäuse 101 sicher
mit dem biegsamen Element 86 versperrt wird.
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Der Schnapprezeptor 110 gelangt
in Eingriff, wenn eine schräge
Fläche 112 in
einen Schnappmechanismus 116 geführt wird, wo ein Keil 118 über eine
schräge
Fläche 112 gleitet,
bis der Keil 118 von der schrägen Fläche 112 rutscht. Eine
im Wesentlichen ebene Oberfläche
des Keils 118 liegt dann einer im Wesentlichen ebenen Oberfläche der
schrägen Fläche 112 gegenüber. Diese
Wechselwirkung von Oberfläche
zu Oberfläche
verhindert eine erneute Öffnung
des Gehäuses 101 und
versperrt die erste Seitenfläche 102 in
einem mechanischen Kontakt mit der zweiten Seitenfläche 104,
wie es am besten in 7 dargestellt
ist. Wenn sich das Gehäuse 101 in dieser
geschlossenen Stellung befindet, passt ein passendes Verbindungsteil 120 auch
mit einem Bodenabschnitt des Schnapprezeptors 110 über einen Lösemechanismus 114 zusammen.
Das passende Verbindungsteil 120 gewährleistet ferner das Schließen des
Steckers 100, ermöglicht
es aber auch, dass der Lösemechanismus 114 dazu
verwendet wird, um die erste Seitenfläche 102 von der zweiten
Seitenfläche 104 zu
lösen,
wenn dies notwendig ist.
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Wenn das Gehäuse 101 geschlossen
ist, befindet sich ein Kurzschlusskamm 108 in Eingriff
mit den Lötstellen 92 im
zusätzlichen
biegsamen Element 86, so dass ein elektrischer Pfad zwischen
den Lötstellen 92 gebildet
wird. Der Kurzschlusskamm 108 ist aus einem im Wesentlichen
elektrisch leitenden Material hergestellt, das, wie vorstehend beschrieben,
mit einem hochohmigen Überzug
versehen sein kann. Der Kurzschlusskamm 108 erzeugt einen
elektrischen Kurzschluss zwischen den Lötstellen 92, so dass
der Aufbau einer elektrostatischen Ladung am MR-Kopf, der mit dem
zusätzlichen
flexiblen Element 86 in Verbindung ist, verhindert wird. Der
Kurzschlusskamm 108 bildet mit einem Schlitten 122,
der mit einem Schlittengriff 124 versehen ist, eine Einheit.
Der Schlitten 122 ist wahlweise als getrenntes Element
ausgebildet, das nichtleitend ist, wie Kunststoff, und das seinerseits
mit dem Kurzschlusskamm 108 verbunden ist oder im Wesentlichen
eine Einheit mit dem Kurzschlusskamm 108 bilden kann. In
jedem Fall ist der Schlitten 122 bei dieser Ausführungsform
so ausgebildet, dass die Bewegung des Schlittens 122 relativ
zu einer zentralen Achse des Steckers 100 bewirkt, dass
der Kurschlusskamm sich relativ zu den Lötstellen 92 bewegt,
wie es durch den Pfeil 103 dargestellt ist. Daher kann
also eine manuelle Betätigung
des Steckers 100, der als Schutzvorrichtung gegen elektrostatische
Entladungen wirkt, durch Verschieben des Schlittens 122 im
Wesentlichen parallel zu einer zentralen Achse des Steckers 100 erreicht
werden, wodurch der Kurzschlusskamm 108 elektrisch von
den Lötstellen 92 getrennt
wird. Wenn der Test beendet ist, kann der Schlitten 122 auch
dazu verwendet werden, um den Kurzschlusskamm 108 zurück in elektrische
Verbindung mit den Lötstellen 92 zu
bringen, wodurch die vorstehend beschriebene Trennung umgekehrt
wird und der MR-Kopf wieder einen Schutz gegen elektrostatische
Entladungen erhält.
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Nach 8 weist
der Stecker 100 einen Steckerkeil 130 auf, und
ist mit dem Rezeptor 80 verbunden dargestellt. Der Steckerkeil 130 erstreckt
sich von dem Stecker 100 nach oben, so dass, wenn der Stecker 100 in
den Rezeptor 80 eingeführt
wird, der Steckerkeil 130 gegen eine Oberseite der des
Faches 82 gedrückt
wird, wodurch der Stecker 100 von der Oberseite des Rezeptors 80 weg
nach unten gedrückt
wird. Da die quer verlaufenden Kontakte 88 dem Steckerkeil
im Wesentlichen gegenüber
liegen, drückt
diese mechanische Kraft die quer verlaufenden Kontakte 88 in
einen engeren mechanischen Kontakt mit den Verbindungskontakten 74,
wodurch eine negative Passung des Steckers 100 in dem Fach 82 des
Rezeptors 80 erzeugt wird.
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In den 9A und 9B ist eine alternative Ausführungsform
des Steckers 100 dargestellt. 9A zeigt die Schutzvorrichtung gegen
elektrostatische Entladungen in einer nicht betriebsbereiten Stellung,
und 9B zeigt die Schutzvorrichtung
gegen elektrostatische Entladungen in einer betriebsbereiten Stellung.
Bei dieser Ausführungsform
wird ein automatischer Schlitten 140 verwendet, der eine im
Wesentlichen "U"-förmige Gestalt
hat. Der automatische Schlitten 140 ist so konstruiert,
dass eine Stoßkante 142 einen
mechanischen Kontakt mit einem vorderen Abschnitt des Rezeptors 80 erzeugt, so
dass der automatische Schlitten 140 nach außen gedrückt wird.
Der automatische Schlitten 140 ist im Allgemeinen mit Hilfe
eines elastischen Elements, z. B. einer Feder 144, nach
innen gegen den Stecker 141 gedrückt.
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Der automatische Schlitten 140 bringt
normalerweise den Kurzschlusskamm 108 in elektrischen Kontakt
mit den Lötstellen 92.
Wenn der Stecker 100 in den Rezeptor 80 bewegt
wird, stößt die Stoßfläche 142 an
einen vorderen Abschnitt des Rezeptors 80 an, wodurch der
automatische Schlitten in Bezug auf den Stecker 141 und
im Wesentlichen koaxial damit bewegt wird. Diese Bewegung überwindet
den nach innen gerichteten Zug der Feder 144 und bewegt
den Kurzschlusskamm 108 von den Lötstellen 92 weg, wodurch
eine elektrische Isolierung zwischen den Lötstellen 108 erzeugt
wird. Die Entfernung des Steckers 141 vom Rezeptor 80 nimmt
den gegen die Stoßfläche 142 gerichteten
Druck weg. Die Feder 144 drückt dann wieder nach innen,
wodurch der automatische Schlitten 140 in den Stecker 141 bewegt
wird, wobei wiederum der Kurzschlusskamm 108 in elektrischen
Kontakt mit den Lötstellen 92 bewegt
wird, so dass wiederum ein Schutz gegen elektrostatische Entladungen
geschaffen wird.