JP2000311324A - 磁気ヘッド支持装置とディスク装置 - Google Patents
磁気ヘッド支持装置とディスク装置Info
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Abstract
がら、ヘッドを支持するアーム部分にをリード・ライト
ICを搭載し、アーム自体の熱膨張が起らない実装方法
で、しかも実装手順が簡単な方法を提供することであ
る。 【解決手段】そこで、本発明では、リード・ライトIC
のチップを配線用プリント基板に接続し、ICチップの
接続端子側と反対の面に放熱板を熱伝導性接着剤で密着
させ、ヘッドを支持するサスペンション部分と放熱板と
の間に隙間を持たせる構成としたものである。 【効果】本発明により、磁気ディスク装置においてリー
ド・ライトヘッドから増幅回路までの距離を短縮してデ
ータ転送速度を向上させることができる。
Description
ヘッド支持機構部に係り、特に、そのアーム部分にIC
チツプチップを実装したヘッド支持装置とそれを用いた
磁気ディスク装置に関する。
を向上させるとリード・ライト信号を制御するリード・
ライト用のICから磁気リード・ライト・ヘッドまでの
配線でインピーダンスの低下が発生する。インピーダン
スの低下が発生すると、信号にひずみが生じて磁気ディ
スクの読み書きが正確に行えない。そこで、磁気リード
・ライト・ヘッドと信号を増幅するためのリード・ライ
ト用のICを磁気ヘッドにできるだけ近づけて実装する
ことが必要とされている。
は、リード・ライト用のICを、磁気ヘッドを支持する
アーム部分に直接実装する構成が開示されている。
分(サスペンシヨン)に放熱フィンを形成し、それによ
り、リード・ライト用のICの放熱を行うようにしたも
のである。
アーム部分は、高速なシークを行うためには質量を軽く
し、慣性モーメントを小さくする必要がある。更に、正
確に磁気なヘッドの位置決めを行なうのために、アーム
部分は適度な剛性を必要とし、かつ対振動特性がよくな
ければならない。このため磁気ヘッドを支持するアーム
部分に実装するリード・ライト用のICもまた小型・で
軽量のもを用いる必要がある。一方、磁気ヘッドも小型
化する必要があり、特に情報の書き込みの際には、大き
な電力を供給する必要がある。結果的に、磁気ヘッドを
支持するアームに実装するリード・ライト用のICは小
さな体積で大電力を消費するので、IC自体の温度が非
常に高温となり熱破壊が起こる可能性がある。従って、
ICの放熱が必要となる。
を支持するアーム部分に設けた放熱フインフィンで行な
わせる構成の場合には、以下に示す問題点がある。
型軽量を目指して設計されるので、アーム部分に直接放
熱を行うと、アーム自体が熱膨張により変形し、ヘツド
ヘッドの姿勢角が変化し位置決め精度が悪化する。従っ
て、アームの熱膨張が無視できるアーム根元付近にIC
を実装することになるが、これでは当初の目的であるリ
ード・ライト用のICと磁気ヘッドの間の配線を短くす
るうえで限界がある。
熱を、磁気ヘッドを支持するアーム部分に設けた放熱フ
ィンで行なわせる方法では、アーム自体の熱膨張による
変形で磁気ヘッドの位置決め精度が悪化する点が問題が
である。
アーム部分にリード・ライト用のICを搭載し、リード
・ライト用のICの放熱を行い、アーム自体の熱膨張が
起ら起こらない構成で、しかも簡単に実装できるヘッド
支持装置を提供することにある。
装置を構成する、リード・ライト用のICチップを断熱
基板上に取付け、前記断熱基板をサスペンション上に取
付け、前記ICチップの断熱基板側と反対側の面に放熱
板を設けた構成とした。
設け、前記折り曲げ部は、磁気ディスク円板の回転に引
きずられた空気の流れが放熱板と衝突する上流側を下流
側に比べて長くすることによって、ディスク回転に伴う
風乱を発生しないように構成した。
と図2を用いて詳細に説明する。図1は本発明のヘッド
支持装置の構成を説明する図である。図2は図1のIC
チップ挿入部分の断面図である。
支持装置の基本構成は、磁気ディスク装置側に設けられ
る駆動軸に挿入固定される中空円筒状の回転軸1と、回
転輔軸1に取り付けられたベースアーム2と、ベースア
ーム2に締結手段9により取付けられたアームサスペン
ション3とからなる。このアームサスペンション3に
は、先端側に磁気ディスク円板上に惰報を記録・再生す
るリード・ライト用の磁気ヘッド5を設けたスライダを
支えるジンバル3aがある。本実施例では、配線用フレ
キシブルプリント基板4(以後FPC4と略称する)に
磁気ヘッド5を設けたスライダが取付けられており、F
PC4により磁気ヘッド5はヘッド支持装置外部と配線
される。
るのではなく、サスペンション3に設けられた、サスペ
ンション3よりも弾性の小さなジンバル5aに取付けて
もよい。又、スライダをサスペンション3に直接設ける
構成でもよい。上記2つの場合には、磁気ヘッド5とF
PC4の間の配線は、FPC4の配線パターンに直接行
わなくともよく、他の配線手段によってもよい。更に、
本実施例では回転軸1とベースアーム2とサスペンショ
ン3と、スライダを含めてヘッド支持装置と称している
いるが、図1中の後述するヘッドジンバルアセンブリー
と称している部分をヘッド支持装置とする場合もある。
また、ベースアーム2からスライダまで含んだ部分をヘ
ッド支持装置とする場合もある。なお本実施例でアーム
部分とは、回転軸1とベースアーム2を指しているが、
回転軸1を含まなくともよい。
信号等を伝送するFPC4の配線に接続されている。こ
のFPC4には、ヘッド信号等を制御するためのICチ
ップ7が接続されている。ICチップ7には放熱板8が
設けてある。なお、FPC4で所定の弾性力を与えるこ
とができれば、図1に示すように、FPC4にスライダ
を取付ける構成としても良いことは言うまでもない。ま
た、サスペンション3のベースアーム2側には、補強の
ためのベースロードビーム6が設けられている。このベ
ースロードビーム6もサスペンション3だけで十分な剛
性が得られれば設けなくともよい。
有するFPCに接着等により取付けられている。
段9を紬み組み立てた状態の図を図面の下側に、分解し
た状態を図面の上側に示している。3〜9を組み立てた
ものをヘッドジンバルアセンブリーと称するする。ま
た、前記ヘッドジンバルアセンブリーをベースアーム2
に取付けたものをヘッドスタックアセンブリーと称す
る。従って、上下2枚の磁気ディスク間に挟まれた部分
に挿入されるヘッドスタックアセンブリーには、上側の
磁気ディスク用と下側の磁気ディスク用の、2組のヘッ
ドジンバルアセンブリーが設けられる場合がある。
力によリヘッドスタックアセンブリーを回転し、磁気デ
ィスク上の目的のトラックへ磁気ヘッド5を移動させ
る。
の枚数に合わせて複数個が回転軸1に接合、あるいは回
転軸1と一体で整形される。ベースアーム2には2枚の
磁気ディスク間に位置する場合、二組のヘッドジンバル
アセンブリーが締結手段9で取付けられている。、一つ
のベースアーム2を挟む2枚の磁気ディスクに対して、
それぞれのヘッドジンバルアッセンブリーが備えるヘッ
ド5が、ベースアーム2の取付け面側を向いた面の情報
の読み書きを行なう。ただし、同一回転軸上に積層され
た磁気ディスクの両端の面に対して、読み書きを行う磁
気ヘッド5を備えたベースアーム2においてはヘッドジ
ンバルアセンブリーは、磁気ディスク側の1組だけあれ
ばよい。また可能であれば、ヘッドジンバルアセンブリ
ーを直接アームの回転軸1に接合してベースアーム2を
省略してもよい。
回転軸1の挿入穴の部分まで伸ばして形成し、回転軸1
にはスペーサ51を介してこれらサスペンション3を積
層する構成とすることも可能である。本実施例の場合
は、ロードビームを設けておらず、部品点数が少なくて
済むという効果がある。その他の取付けは図1の場合と
略同様である。
ディスクからの浮上量を一定に保ちながら、目的とする
トラックから磁気ヘッド5がずれないようにする機構を
備えた部分である。ベースロードビーム6はサスペンシ
ョン3の剛性を高めるための補強部材である。サスペン
ション3とベースロードビーム6は一体で形成してもよ
いし、必要に応じてサスペンション3を複数の部品から
構成してもよい。図1に示すように、サスペンション3
のベースアーム2への取付け側には、切り欠き部50を
設けてある。これは、磁気ヘッド5を備えたスライダ
を、磁気ディスク面側に押し付ける力を発生する弾性力
を持たせるために設けたものである。なお、ベースロー
ドビーム6は必ず設ける必要はない。
続する共に、更に外部との電気配線を行うためのもので
ある。本実施例では、ICチップ7は、FPC4上に直
接実装しているが、磁気ヘッド5とICチップ7の配線
は、FPC4からリード線を出して配線しても良い。ま
た、本実施例ににおいては、配線パターンのある基板と
してICチップ7の実装のために柔軟なフレキシブルプ
リント基板4を使用している。しかし、特に柔軟でなく
てもよい場合は、配線パターンのある基板はICチップ
7と外部あるいは磁気ヘッド5との間の配線ができIC
チップを固定できるものであればよい。
気信号の増幅を行う半導体電子回路が内部に形成された
もので、いずれか1つの外面内に配線用端子を持ち、こ
れと対向する面を放熱用の面として形成する。但し、I
Cチップ7は、磁気ヘッド5に必要な電気信号の増幅を
行う以外の目的のものでもよい。例えば、振動アクチュ
エータ駆動用のドライブ回路などの目的のICチップで
あってもよく、この場合ときはICチップ7と磁気ヘッ
ド5とを配線する必要はない。
立て方について、図2を使って詳細に説明する。
パターン25の、所定の個所にICチップ7の端子部分
24を半田付けなどで接合し、電子回路部分の配線を行
う。次に、半田レジストなどの絶縁膜26で、ICチッ
プ7及びFPC4の導電パターン25部分を被服し配線
間の絶縁を確保する。
スペンション3とベースロードビーム6とを接合する。
そして、そのサスペンション3側に接着剤21などによ
り、ICチップ7の実装された配線用フレキシブルプリ
ント基板(FPC4)を固定する。この時に、サスペン
ション3とFPC4の間には、隙間が開くように接着剤
21は厚みを持つようにし、サスペンション3とFPC
4との間に、空気が流通できるように全面は接着しない
で部分的に接着する。
ーム6には、それぞれを接合したときに貫通する穴を
(切り欠き)開けておき、ICチップ7の実装されたF
PC4を固定したときに、この穴からICチップ7を突
出させる。なおことき、ICチップ7の側面がサスペン
ション3とベースロードビーム6に触れないようにす
る。更に、ICチップ7の端子部分24がある側と反対
側の面が、ベースロードビーム6よりから出っ張るよう
に、サスペンション3とベースロードビーム6を接合し
たときの厚さを決める。
接着剤23を、ICチップ7の端子部分24がある側と
反対側の面全体面に塗布し、放熱板8を接着する。この
際、強度が不足するような場合は、必要に応じて放熱板
8とベースロードビーム6の間を断熱性で電気絶縁性の
接着剤22で部分的に接着する。放熱板8とベースロー
ドビーム6を接着する時には、前述のFPC4とサスペ
ンション3とを接着する時と同様に、接着剤22に厚み
を持たせて部分的に接着する。これにより、ベースロー
ドビーム6と放熱板8の間に空気の流路ができ、所望の
放熱効果を得ることができる。放熱板8をサスペンショ
ン3に接触しないようしていること、及びICチップ7
自体もサスペンション3に直接接触しないようにしてい
るため、サスペンション3への伝熱が防止できる。ま
た、サスペンション3とベースロードビーム6とFPC
4と放熱板8とに囲まれた空間が外部と連通するので、
この空間で空気が熱膨張しても、それぞれの接着個所及
び部材を破損することがない。
は、サスペンション3や及びベースロードビーム6には
伝達しにくくなるので、サスペンション3や及びベース
ロードビーム6の熱変形を防ぐことができる。
ロードビーム6の位置関係は入れ替わっても良い。入れ
替わった時には、FPC4はベースロードビーム6へ、
放熱板8はサスペンション3側の面へ接着することにな
る。
熱伝導性の良い材料の薄板を用いて作られる。放熱板8
は、単純な平板でICチップ7の端子部分24がある側
と反対側の面の面積より大きければ良い。このときの空
気への放熱量は、ほぼ放熱板8の面積に比例して大きく
なる。
ーム6を囲むように平板を折り曲げて形成したほうが放
熱性の他、ディスク回転に伴う風乱を防止できる。この
時、折り曲げの角は図2に示すように、外側に開いた形
になるようにする。このように構成することで、放熱板
8の剛性が増し、ヘッドジンバルアセンブリー全体での
剛性にも寄与することができる。さらに、折り曲げた部
分の長さdは、円板の回転に伴って発生する空気の流れ
が放熱板8と衝突する上流側をできるだけ長くする。こ
のように構成することにより、磁気ディスクが回転して
いるときの空気の摩擦力を減少させることができる。空
気の摩擦力による磁気ディスク装置の電力損失のうち、
平均で5%程度が削減できることが実験でわかってい
る。また、数値解析から空気の流れが放熱板8と衝突す
る上流側での空気の流速は、反対側の流速の2倍以上あ
るので、熱伝達率も1.4倍になり放熱効果の面から、
上流側の折り曲げた部分をできるだけ長くすることが有
利となる。
て説明する。図3は本発明の磁気ディスク装置で、2枚
の磁気ディスク円板間のアーム部分でのICチップ挿入
部分の断面図である。
に、ヘッドジンバルアセンブリー31と32、又は33
と34が配置されている。図3(a)は先の図1で説明
した構成である。すなわち、FPC4側が磁気ディスク
円板10a、10bに対向して設けられている。図3
(b)は(a)の構成とは逆に放熱板8側が磁気ディス
ク円板10a、10bに対向して設けられている。基本
的には図3(a)と(b)のどちらの構成でも前述の効
果が得られる。
ブリー31とヘッドジンバルアセンブリー32の間隔
が、ヘッドジンバルアセンブリー31と磁気ディスク1
0aの間隔、及びヘッドジンバルアセンブリー32と磁
気ディスク10bの間隔に比べて広いときに効果が大き
い。
センブリー33とヘッドジンバルアセンブリー34の間
隔がヘッドジンバルアセンブリー33と磁気ディスク1
0aの間隔、及びヘッドジンバルアセンブリー34と磁
気ディスク10bの間隔に比べて狭いときに効果が大き
くなる。この理由は、放熱板8の付近を流れる空気量が
大きいときに、効果的に放熱が大きくなるためである。
する。図4(c)は本発明の放熱板の形態を示す図であ
り、図4(a)と(b)とは磁気ディスク回転軸方向に
見たときの平面図である。
転軸11に取り付けられ矢印の回転方向(本図では反時
計回り)に回転している。本実施例では放熱板8が図の
ように放熱板の折り曲げ部分8a、8bの一部を、対角
の位置関係で切除した形状とした。他の部分の構成は、
先に説明した、図1〜3を使って説明した実施例の構成
と同じである。
10の回転方向に対して、負の迎角でアームが挿入され
る構成を示している。このとき、磁気ディスク円板間の
空気の流れは、アームの挿入により矢印42のようにな
り、放熱板8の周りで見ると空気の静圧は放熱板折り曲
げ部8aで高圧、放熱板折り曲げ部8bで低圧となる。
このとき、図のように放熱板折り曲げ部8aの空気のが
流入する側の一部が切除されている。放熱板折り曲げ部
8bの空気のが流出する側の一部が切除されていると、
放熱板8の内側のにあるICチップ7の周りには、矢印
41のような空気の流れが起こる。この空気の流れによ
り、さらに更にICチップ7が冷却されるという効果が
ある。
10の回転方向に対して正の迎角でアームが挿入される
構成を示している。このとき、磁気ディスク円板間の空
気の流れは、図4(a)とは異なり、矢印42に示すよ
うにアームに沿ってディスクの外側に流れる方向である
ため、ICチップ上を矢印41のように流れるように、
切り欠きを設けたものである。
する。図5は本発明の磁気ディスク装置でのアーム部分
のICチップが挿入されたアーム部分部分での断面図で
ある。
したものと同じである。本実施例において、ICチップ
7はベースロードビーム6よりもさらにヘッド5に近い
部分に実装する。このとき、図5に示すようにサスペン
ション3の両側を折り曲げフランジ3aを形成する。放
熱板8とサスペンション3との接合は、このフランジ3
aの先端部で断熱性・で電気絶縁性の接着剤22により
行う。このとき、図5の図面の奥行き方向には空気の流
通は自由であるので、特に図2で説明した隙間を設ける
必要はない。以上により、ICチップ7は十分な放熱を
行いながら、より磁気ヘッド5に近い部分に実装でき
る。また、サスペンション3を放熱板8の補助支持に用
いるため、先に説明した実施例に比べ部品定数を減らす
ことができる効果もある。
いて説明する。図6は本発明のIC実装基板のICチッ
プが挿入されたアーム部分の断面図である。図7は本発
明のIC実装基板の斜視図である。図8は本発明のIC
実装基板をサスペンション部分に接合したときのICチ
ップが挿入されたアーム部分の断面図である。
本実施例ではサスペンション3に開口部を設けずに、直
接ICチップを搭載したFPCを取付けた構成としたも
のである。この場合、FPCの断熱性が悪い場合は、I
Cチップ搭載部に断熱性部材を設ける構成としてもよい
し、ICチップを断熱性部材に取付け、FPCはICチ
ップ部でヘッド側と回転軸側に分割した構成としてもよ
い。他の部分は図6等の構成と同じでよい。
ン25の所定の個所にICチップ7の端子部分24を半
田付けなどで接合し、電子回路部分の配線を行う。次
に、半田レジストなどの絶縁膜26で、ICチップ7及
びFPC4の導電パターン25部分を被服し配線間の絶
縁を確保する。さらに銀ペーストなどの熱伝導性の良い
接着剤23を用いて、ICチップ7の端子部分24があ
る側と反対側の全面に接着剤23を塗布し、放熱板8を
接着する。上記のようにすることによりIC実装基板6
1を独立した部品として製作する。
板8の固定が銀ペーストなどの熱伝導性の良い接着剤2
3による接着だけでは不充分な場合は、放熱板8の一部
に折り曲げ部8aを設け、これをFPC4に締結手段6
2で接合する。締結手段62は接着剤を用いてもよい
し、FPC4に空けた穴に放熱板8の折り曲げ部8aを
差し込んでかしめてもよい。また、折り曲げ部8aの代
わりに、他の部材を挿入し、放熱板とFPC4との間に
隙間を形成しながら締結してもよい。また、固定力が締
結手段62だけで十分な場合は、接着剤23を介在させ
ずに、直接放熱板をICチップに接触させて締結したほ
うがよい。このように構成すると、放熱板が直接ICチ
ップに接触するため放熱性を向上させることができる。
板61をサスペンション3へ接着剤などの結合手段22
により接着する。
て、通常のプリント基板実装方法で一度に複数組を製作
することができるので大量生産が可能となる。
を取付けることで説明したが、先にも述べたように、断
熱部材上にICチップを載せる構成でもよく、ICチッ
プの発熱量が小さい場合は、ICチップに放熱板を設け
ずに、図1のようにサスペンション接触しない構成や、
ICチップを断熱基板上に設け、それをサスペンション
に取付ける等の断熱を十分取るように構成するだけでも
よい。
に近いサスペンション部に配置しても、ICチップの発
熱によるサスペンションの熱変形を抑制できる。従っ
て、熱変形による位置決め精度の悪化を招かずに招くこ
となく、リード・ライトを行なう磁気ヘッドから増幅回
路までの距離を短縮することによリ、データ転送速度を
向上させることができる。
ある。
ある。
状態を説明する他の実施例の図である。
部分での断面図である。
たアーム部分の断面図である。
接合したときのICチップが挿入されたアーム部分の断
面図である。
構成を説明するための図である。
4…配線用フレキシブルプリント基板(FPC)、5…
磁気ヘッド、6…ベースロードビーム、7…ICチッ
プ、8…放熱板、9…締結手段、10…磁気ディスク円
板。
Claims (8)
- 【請求項1】磁気ディスク上の情報を読み書きする磁気
ヘッドと、前記磁気ヘッドを備えたスライダと、前記ス
ライダを支持するサスペンションとを備えた磁気ヘッド
支持装置において、 断熱基板上に前記磁気ヘッドの信号を制御するICチッ
プを搭載し、前記断熱基板の前記ICチップ搭載面と反
対側の面を前記サスペンションに取付けて構成したこと
を特徴とする磁気ヘッド支持装置。 - 【請求項2】請求項1記載の磁気ヘッド支持装置におい
て、 前記ICチップの前記断熱基板と反対側の面に放熱板を
取付けたことを特徴とする磁気ヘッド支持装置。 - 【請求項3】請求項1記載の磁気ヘッド支持装置におい
て、 前記断熱基板として、配線用のFPCを用いた構成とし
たことを特徴とする磁気ヘッド支持装置。 - 【請求項4】請求項1記載の磁気ヘッド支持装置におい
て、 前記放熱板が前記サスペンションアーム部分を囲むよう
に両端側に折り曲げ部を設けたことを特徴とする磁気ヘ
ッド支持装置。 - 【請求項5】請求項3記載の磁気ヘッド支持装置におい
て、 前記放熱板の折り曲げ部は、磁気ディスクの回転に伴っ
て発生する空気の流れが前記放熱板と衝突する上流側を
下流側に比べて長くしたことを特徴とする磁気ヘッド支
持装置。 - 【請求項6】請求項4または5記載の磁気ヘッド支持装
置において、 前記放熱板の折り曲げ部の一部を、磁気ディスク円板の
回転方向に対して負の迎角で前記サスペンションが挿入
される場合は上流側がアーム回転軸に近い方の角側を、
下流側が回転軸に遠い方の角側を切り欠き、磁気ディス
ク円板の回転方向に対して正の迎角で前記サスペンショ
ンがアームが挿入される場合は上流側がアーム回転軸に
遠い方の角側を、下流側が回転軸に近い方の角側を切り
欠いたことを特徴とする磁気ヘッド支持装置。 - 【請求項7】情報を記録した複数枚の磁気ディスクと、
前記磁気ディスクを回転軸に積層し回転駆動するモータ
と、前記磁気ディスクの情報を回転軸に取り付けられ
て、前記回転軸周りに回転する1枚以上の磁気ディスク
円板を回転軸に取り付け、上に情報を記録あるいは再生
する磁気ヘッドを前記各磁気ディスク面に対向して設
け、前記磁気ヘッドを設けたスライドを取付けたサスペ
ンションの位置決めを行なう駆動軸に設けたアーム部と
からなる磁気ヘッド支持装置とを備えた磁気ディスク装
置において、 前記磁気ヘッド支持装置は、断熱基板上に前記磁気ヘッ
ドの信号を制御するICチップを搭載し、前記断熱基板
の前記ICチップ搭載面と反対側の面を前記サスペンシ
ョンに取付けて構成したことを特徴とする磁気ディスク
装置。 - 【請求項8】請求項7記載の磁気ディスク装置におい
て、 前記複数の磁気ディスクの各磁気ディスク間に2組み円
板が2枚以上設けられ、前記2枚の磁気ディスク円板の
間に挿入される2組以上の磁気ヘッド支持装置がヘッド
ジンバルアッセンブリーの間隔に挿入される場合、前記
磁気ディスク面円板とヘッドジンバルアッセンブリーと
の間隔が2つのヘッドジンバルアッセンブリーの間隔よ
りも広い場合は2組以上のヘッドジンバルアッセンブリ
ーの放熱板を対向させて配置し、2組以上のヘッドジン
バルアッセンブリーの間隔が磁気ディスク円板とヘッド
ジンバルアッセンブリーの問隔よりも狭いときは放熱板
側を磁気ディスク円板に対向して配置したことを特徴と
する磁気ディスク装置。
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