JP2006185532A - 磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
ＨＤＤを小型化しようとしても、回路基板上の素子配置の制約のため、更なる小型化が困難であるという課題がある。
【解決手段】
本発明にかかるＨＤＤ１は、ＨＤＣ、ＭＰＵ及びＲ／ＷチャネルのＩＣ４１と、ＭＤＵのＩＣ４２を有し、ＳＰＭ開口部２０２及びキャリッジ軸受開口部２０３が設けられた回路基板２０を備える。ＩＣ４１は、筐体１０の表面の短辺に平行な中心線ＡＢに対してキャリッジ軸受凸部１０６の中心が設けられた側であり、かつ、筐体１０の表面の長辺に平行な中心線ＣＤを挟んでキャリッジ軸受凸部１０６の中心が設けられた側と反対側の回路基板２０上に設けられる。ＩＣ４２は、中心線ＣＤに対してキャリッジ軸受凸部１０６の中心が設けられた側であって、かつ、筐体１０の表面の長手方向において、ＳＰＭ凸部１０５の中心とキャリッジ軸受凸部１０６の中心の間の回路基板２０上に設けられる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、磁気ディスク装置に関し、特に、回路基板上の素子配置を効率化した磁気ディスク装置に関する。

情報処理装置の内部又は外部に設けられる記録メディア・ドライブとして、光ディスクや磁気テープなどの様々な記録媒体を使用する装置が知られている。その中で、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）は、情報処理装置の記憶装置として広く普及し、現在の情報処理システムにおいて欠かすことができない記憶装置の一つとなっている。更に、ＨＤＤの用途は情報処理装置にとどまらず、動画像記録再生装置、カーナビゲーション・システム、デジタル・カメラ、これらに使用されるリムーバブルメモリなど、益々拡大している。

ＨＤＤで使用される磁気ディスクは、同心円状に形成された複数のトラックを有しており、各トラックは複数のセクタに区分されている。各セクタにはセクタのアドレス情報と、ユーザ・データとが記憶される。ヘッドがセクタのアドレス情報に従って所望のセクタにアクセスすることによって、セクタへのデータ書き込みあるいはセクタからのデータ読み出しを行うことができる。データ読み出し処理において、ヘッドが磁気ディスクから読み出した信号は、ＨＤＤの回路基板上に設けた信号処理回路によって波形整形及び復号処理などの所定の信号処理が施され、ホストに送信される。ホストからの転送データは、信号処理回路によって同様に所定処理された後、磁気ディスクに書き込まれる。

このようなＨＤＤについては、従来から小型化が図られてきた。例えば、直径２６〜２８ｍｍ程度の磁気ディスクを使用した、いわゆる1インチ型ＨＤＤ（１．０型ＨＤＤと呼ばれることもある）や更に小型の０．８５インチ型ＨＤＤが登場している。これらの小型ＨＤＤは、磁気ディスクのみならず、スピンドルモータ（ＳＰＭ）、アクチュエータ、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）等の機構部の小型化、回路基板に搭載されるハードディスク・コントローラ（ＨＤＣ）等の信号処理回路の小型化によって実現されている。

また、これらの小型ＨＤＤは、薄型化のために回路基板に開口部を設け、ＳＰＭ及びアクチュエータの回転軸を収容するために生じる筐体の凸部を、回路基板の開口部に嵌め合わせて組み立てている。

現在では、ＨＤＤが携帯電話端末等の小型の携帯情報機器に搭載されるに至り、ＨＤＤの更なる小型・薄型化が望まれている。しかしながら、上述したように、小型ＨＤＤでは、薄型化のために回路基板に開口部を設けていることから、ＨＤＤの回路基板上の限られた領域にＨＤＣ等の回路を配置し、必要な配線を行わなければならない。このため、上述した小型ＨＤＤをさらに小型化しようとしても、回路基板上の素子配置の制約のために困難であるという課題がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、回路基板上の素子配置を効率化し、更なる小型化が可能な磁気ディスク装置を提供することである。

本発明にかかる磁気ディスク装置は、長方形状の第１の表面に、円柱状の第１の凸部及び円柱状の第２の凸部を有する筐体を備え、また、ハードディスク・コントローラ、ＭＰＵ及びリード・ライト・チャネルを構成する第１の回路と、モータ・ドライブ・ユニットを構成する第２の回路を有し、円形状の第１の開口部及び円形状の第２の開口部が設けられた回路基板を備える。前記第１の凸部の中心は、前記第１の表面の短辺に平行な中心線上又は当該中心線から偏移した位置に設けられ、前記第２の凸部の中心は、前記第１の表面の短辺に平行な中心線を挟んで前記第１の凸部の中心が設けられた側と反対側であって、前記第１の表面の長辺に平行な中心線上又は当該中心線から偏移した位置に設けられる。前記回路基板は、前記第１の開口部と前記第１の凸部が嵌合した状態かつ前記第２の開口部と前記第２の凸部が嵌合した状態で前記筐体の前記第１の表面に固定される。前記第１の回路の中心は、前記第１の表面の短辺に平行な中心線に対して前記第２の凸部の中心が設けられた側であり、かつ、前記第１の表面の長辺に平行な中心線を挟んで前記第２の凸部の中心が設けられた側と反対側の前記回路基板上に設けられ、前記第２の回路の中心は、前記第１の表面の長辺に平行な中心線に対して前記第２の凸部の中心が設けられた側であって、かつ、前記第１の表面の長手方向において、前記第１の凸部の中心と前記第２の凸部の中心の間の前記回路基板上に設けられる。このような構成により、回路基板上の回路配置を効率化できるため、回路基板のサイズを縮小して、磁気ディスク装置の小型化が可能となる。

なお、前記第１の回路は、四角形状のパッケージに封止されており、前記回路基板に固定された状態において前記第２の開口部に近接する当該パッケージの第１辺側に、前記第２の回路との接続配線が設けられ、前記第１辺と垂直であって、前記第１の開口部に近接する当該パッケージの第２辺側に、外部のホストとの接続配線が設けられ、前記第２辺に対向し、前記回路基板の縁辺に近接する当該パッケージの第３辺側に、前記筐体内のアーム電子回路との接続配線が設けられるようにしてもよい。このような構成により、回路間の配線長を短くすることができる。

また、前記第１の回路に近接する前記第１の表面の長手方向の縁辺と、前記第１の回路との間の前記回路基板上の領域に、前記第１の回路に対するテスト・パッドを設けることとしてもよい。このような構成により、テスト・パッドを設ける場合にも回路基板のサイズを縮小できる。

さらに、前記第２の回路は、四角形状のパッケージに封止され、当該パッケージの縁辺の延長線が前記第１の表面の縁辺と斜交するように、前記回路基板上に配置してもよい。このような構成より、前記第２の回路を前記第１の開口部と前記第２の開口部の間の限られた基板領域に効率よく配置し、回路基板のサイズをさらに縮小できる。

さらにまた、上述した磁気ディスク装置は、前記回路基板上に、前記第１の回路と外部のホストを接続するための接続端子を備え、前記接続端子は、前記第１の表面の短辺に平行な中心線に対して前記第２の開口部の中心が設けられた側であり、かつ、前記第１の表面の長辺に平行な中心線に対して前記第２の開口部の中心が設けられた側の前記回路基板上に配置することとしてもよい。

本発明にかかる別の磁気ディスク装置は、長方形状の第１の表面に、円柱状の第１の凸部及び円柱状の第２の凸部を有する筐体を備え、また、円形状の第１の開口部が設けられた回路基板を備える。前記第１の凸部の中心は、前記第１の表面の短辺に平行な中心線上又は当該中心線から偏移した位置に設けられ、前記第２の凸部の中心は、前記第１の表面の短辺に平行な中心線を挟んで前記第１の凸部の中心が設けられた側と反対側であって、前記第１の表面の長辺に平行な中心線上又は当該中心線から偏移した位置に設けられる。前記回路基板は、前記第１の開口部と前記第２の凸部が嵌合した状態で前記筐体の前記第１の表面に固定され、ハードディスク・コントローラ、ＭＰＵ及びリード・ライト・チャネル及びモータ・ドライブ・ユニットを構成する第１の回路が、前記第１の表面の短辺に平行な中心線に対して前記第２の凸部の中心が設けられた側であり、かつ、前記第１の表面の長辺に平行な中心線を挟んで前記第２の凸部の中心が設けられた側と反対側の前記回路基板上に設けられ、前記ハードディスク・コントローラと外部のホストを接続するための接続端子が、前記第１の表面の長手方向において、前記第１の凸部の中心に対して前記第２の凸部の中心の位置する側の前記回路基板上に設けられる。このような構成により、回路基板上の回路配置を効率化できるため、回路基板のサイズを縮小して、磁気ディスク装置の小型化が可能となる。

ここで、前記回路基板は、前記第１の表面の一部を覆うように設けることができる。このような構成により、回路基板のサイズを縮小できるため、基板コストを削減することができる。

また、前記接続端子は、前記第１の表面の短辺に平行な中心線に対して前記第２の開口部の中心が設けられた側であり、かつ、前記第１の表面の長辺に平行な中心線に対して前記第２の開口部の中心が設けられた側の前記回路基板上に配置することが望ましい。

このような、接続端子の配置によって、前記回路基板は、前記第１の表面のうち、前記第１の表面の長手方向において、前記第１の凸部の中心より前記第２の凸部の中心の位置する側のみを覆うように設けられることができる。このような構成により、回路基板のサイズをさらに縮小することができる。

なお、上述した本発明にかかる磁気ディスク装置は、１．０型ＨＤＤとすることができ、さらに、前記第１の表面の短辺が約３０ｍｍ、長辺が約４０ｍｍとすることができる。

本発明により、磁気ディスク装置を構成する回路基板上の回路配置を効率化し、回路基板のサイズを縮小することができるため、磁気ディスク装置の小型化が可能となる。

発明の実施の形態１．
以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施の形態では、直径２７．５ｍｍの磁気ディスクを用いた１インチ型ＨＤＤに本発明を適用することによって、外形寸法を縦３０ｍｍ×横４０ｍｍ×高さ５ｍｍとした１インチ型ＨＤＤについて説明する。

図１は、本実施の形態にかかるＨＤＤ１の概略構成を示す機能ブロック図である。図１に示すように、ＨＤＤ１は、密閉された筐体１０内に、記録メディアの一例である磁気ディスク１１、ヘッド１２、アーム電子回路（アームエレクトロニクス：ＡＥ）１３、スピンドルモータ（ＳＰＭ）１４、及びボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１５を有する。

また、ＨＤＤ１は、筐体１０の外側に固定された回路基板２０を有する。回路基板２０は、リード・ライト・チャネル（Ｒ／Ｗチャネル）２１、モータドライバユニット（ＭＤＵ）２２、ハードディスク・コントローラ（ＨＤＣ）／ＭＰＵ集積回路（以下、ＨＤＣ／ＭＰＵ）２３、及びメモリの一例としてのＲＡＭ２４などの各ＩＣを備える。なお、これらの回路は一つのＩＣに集積すること、又は複数のＩＣに分けて実装することができる。

ホスト２５からの書き込みデータは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３によって受信され、Ｒ／Ｗチャネル２１及びＡＥ１３を介して、ヘッド１２によって磁気ディスク１１に書き込まれる。また、磁気ディスク１１に記憶されているデータは、ヘッド１２によって読み出され、読み出しデータは、ＡＥ１３及びＲＷチャネル２１を介して、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３からホスト２５に出力される。ここでホスト２５とは、ＨＤＤ１の外部に存在し、ＨＤＤ１に対してデータの保存及び読み出しの指示を行う携帯情報機器、ＰＣ等の上位装置である。

次に、ＨＤＤ１の各構成要素について説明する。まず、図２を参照して、磁気ディスク１１及びヘッド１２の駆動機構の概略を説明する。磁気ディスク１１は、ＳＰＭ１４のハブに固定されている。ＳＰＭ１４は所定の速度で磁気ディスク１１を回転する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３からの制御データに従って、モータドライバユニット２２がＳＰＭ１４を駆動する。本例の磁気ディスク１１は、データを記録する記録面を両面に備え、各記録面に対応するヘッド１２（図１参照）が設けられている。

各ヘッド１２（図１参照）はスライダ１６に固定され、スライダ１６は、サスペンション１８の先端部分に固定されている。また、サスペンション１８はキャリッジ１７に固定されている。キャリッジ１７はＶＣＭ１５に固定され、ＶＣＭ１５が揺動することによって、サスペンション１８、スライダ１６及びヘッド１２を移動する。モータドライバユニット２２は、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３からの制御データに従って、ＶＣＭ１５を駆動する。

磁気ディスク１１からのデータの読み取り／書き込みのため、キャリッジ１７は回転している磁気ディスク１１表面のデータ領域上にスライダ１６及ヘッド１２を移動する。キャリッジ１７が揺動することによって、スライダ１６及ヘッド１２が磁気ディスク１１の表面の半径方向に沿って移動する。これによって、ヘッド１２が所望の領域にアクセスすることができる。

磁気ディスク１１に対向するスライダ１６のＡＢＳ（Air Bearing Surface）面と回転している磁気ディスク１１との間の空気の粘性による圧力が、サスペンション１８によって磁気ディスク１１方向に加えられる力とバランスすることによって、ヘッド１２が磁気ディスク１１上を一定のギャップを置いて浮上する。

続いて、図１に戻って、各回路部の説明を行う。ＡＥ１３は、複数のヘッド１２の中からデータ・アクセスが行われる１つのヘッド１２を選択し、選択されたヘッド１２のリードヘッドにより再生される再生信号を一定のゲインで増幅（プリアンプ）し、Ｒ／Ｗチャネル２１に送る。また、Ｒ／Ｗチャネル２１からの記録信号を、選択されたヘッド１２のライトヘッドへ送る。

Ｒ／Ｗチャネル２１は、ホスト２５から転送されたデータについて、ライト処理を実行する。また、ホスト２５にデータを供給する際にはリード処理を行う。ライト処理においては、Ｒ／Ｗチャネル２１はＨＤＣ／ＭＰＵ２３から供給されたライト・データをコード変調し、更にコード変調されたライト・データをライト信号（電流）に変換してＡＥ１３に供給する。リード処理においては、Ｒ／Ｗチャネル２１はＡＥ１３から供給されたリード信号を一定の振幅となるように増幅し、取得したリード信号からデータを抽出し、デコード処理を行う。読み出されるデータは、ユーザ・データとサーボ・データを含む。デコード処理されたリード・データは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３に供給される。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ＭＰＵとＨＤＣが一つのチップに集積された回路である。ＭＰＵは、ＲＡＭ２４にロードされたマイクロ・コードに従って動作する。ＨＤＤ１の起動に伴い、ＲＡＭ２４には、ＭＰＵ上で動作するマイクロ・コードの他、制御及びデータ処理に必要とされるデータが磁気ディスク１１あるいはＲＯＭ（不図示）からロードされる。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ヘッド１２のポジショニング制御、インターフェース制御、ディフェクト管理などのデータ処理に関する必要な処理の他、ＨＤＤ１の全体制御を実行する。

ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ホスト２５との間のインターフェース機能を備えており。ホスト２５から伝送されたユーザ・データ及びリード・コマンドやライト・コマンドといったコマンドなどを受信する。受信したユーザ・データは、Ｒ／Ｗチャネル２１に転送される。また、Ｒ／Ｗチャネル２１から取得した磁気ディスクからの読み出しデータを、ホスト２５に伝送する。更に、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、ホスト２５から取得した、あるいは、磁気ディスク１１から読み出したユーザ・データについて、誤り訂正（ＥＣＣ）のための処理を実行する。

Ｒ／Ｗチャネル２１によって読み出されるデータは、ユーザ・データの他に、サーボ・データを含んでいる。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、サーボ・データを使用したヘッド１２の位置決め制御を行う。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３からの制御データはモータドライバユニット２２に出力される。モータドライバユニット２２は制御信号に応じて駆動電流をＶＣＭ１５に供給する。また、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、サーボ・データを使用して、データのリード／ライト処理の制御を行う。

次に、本実施の形態にかかるＨＤＤ１の物理的な構成について説明する。図３は、ＨＤＤ１の分解斜視図である。上述した筐体１０は、ベース１０１とトップカバー１０２より構成される。ベース１０１は、磁気ディスク１１、ヘッド１２（不図示）、ＳＰＭ１４、ＶＣＭ１５、キャリッジ１７等の構成部品を収容し、ベース１０１の上部開口を塞ぐトップカバー１０２とガスケット（不図示）を介してビス止め等により固定することによって、各構成部品を密閉状態で収容することができる。

一方、回路基板２０には、回路基板２０上のＲ／Ｗチャネル２１と筐体１０内のＡＥ１３を電気的に接続するための配線コネクタ２０１、並びに、回路基板２０上のＭＤＵ２２と筐体１０内のＳＰＭ１４及びＶＣＭ１５とを電気的に接続するための配線コネクタ２０４が設けられている。なお、Ｒ／Ｗチャネル２１及びＭＤＵ２２は、配線コネクタ２０１が設けられた回路基板２０の表面の反対側の面に配置され、ＡＥ１３は、筐体１０内の金属板１０３の下に設けられるため、図３には示していない。また、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３、ＲＡＭ２４等のＩＣについても、Ｒ／Ｗチャネル２１及びＭＤＵ２２と同様に、図３に示した回路基板２０の表面に対して反対側の面上に設けられる。

また、ベース１０１の回路基板２０との接合面は平坦ではなく凹凸があり、特に、ＳＰＭ１２が固定される部分とキャリッジ１７の軸受部分とが、筐体１０の外部に円柱状に突出したＳＰＭ凸部１０５（図４参照）及びキャリッジ軸受凸部１０６（図４参照）を有している。このような形状のベース１０１と回路基板２０を接合したＨＤＤ１の厚みを抑えるため、回路基板２０には、２つの開口部が設けられている。ＨＤＤ１を組み立てる場合は、ベース１０１のＳＰＭ凸部１０５が回路基板２０のＳＰＭ開口部２０２に嵌合し、キャリッジ軸受凸部１０６が回路基板２０のキャリッジ軸受開口部２０３に嵌合するように、ベース１０１と回路基板２０を固定する。なお、ベース１０１と回路基板２０とは、例えばビス止めにより固定される。

続いて以下では、回路基板２０に対するＨＤＣ／ＭＰＵ２３等のＩＣの配置について、図４を用いて説明する。図４は、ＨＤＤ１を組み立てた状態で回路基板２０側から見た外観図である。

回路基板２０は筐体１０を構成するベース１０１の長方形状の表面を覆うように固定される。図４に示すように、回路基板２０のＳＰＭ開口部２０２及びキャリッジ軸受開口部２０３は、ベース１０１の２つの凸部（ＳＰＭ凸部１０５及びキャリッジ軸受凸部１０６）に嵌め合わされている。ここで、ＳＰＭ開口部２０２及びキャリッジ軸受開口部２０３の回路基板２０上での位置は、筐体１０内におけるＳＰＭ１４等の各要素の配置の制約から大まかに定まるものである。具体的には、磁気ディスク１１の中心が筐体１０の長手方向を２等分する中心線、換言するとベース１０１の長方形状の表面の短辺に平行な中心線（図４のＡＢ間を結ぶ中心線ＡＢ）の線上又は当該中心線ＡＢから偏移した位置に配置される。キャリッジ１６、ＶＣＭ１５等のその他の構成要素を効率よく筐体１０内に配置するためである。なお、ＳＰＭ１４の中心は磁気ディスク１１の中心と一致するから、ＳＰＭ１４の中心も同様に、筐体１０を短手方向に２等分する中心線ＡＢ上又は当該中心線ＡＢから偏移した位置に配置される。

また、キャリッジ１６の回動軸１０４は、磁気ディスク１１及びＳＰＭ１４の中心位置と、筐体１０を短手方向に２等分する中心線ＡＢを挟んで反対側に偏移した位置に配置される。ＨＤＤ１を小型化し、筐体１０の長手方向の寸法が磁気ディスク１１の直径の２倍以下となる場合には、ＳＰＭ開口部２０２及びキャリッジ軸受開口部２０３の回路基板２０上での位置は必然的にこのようなレイアウトとなる。さらに、キャリッジ１６及びＶＣＭ１５を筐体１０内に効率よく収容するために、回動軸１０４の位置は、筐体１０の短手方向を２等分する中心線、換言するとベース１０１の長方形状の表面の長辺に平行な中心線（図４のＣＤ間を結ぶ中心線ＣＤ）の線上又は当該中心線ＣＤから偏移した位置に配置される。

上述した筐体１０内におけるＳＰＭ１４、回動軸１０４等の配置の制約によって、回路基板２０に設けるＳＰＭ開口部２０２及びキャリッジ軸受開口部２０３の配置が定まる。つまり、図４に示すとおり、ＳＰＭ開口部２０２の中心が、筐体１０の長手方向を２等分する中心線ＡＢ上又は当該中心線ＡＢから偏移した位置に設けられる。また、キャリッジ軸受開口部２０３の中心は、ＳＰＭ開口部２０２の中心位置と中心線ＡＢを挟んで反対側に偏移した位置に配置され、かつ、筐体１０の短手方向を２等分する中心線ＣＤ上又は当該中心線ＣＤから偏移した位置に配置される。

このようなＳＰＭ開口部２０２及びキャリッジ軸受開口部２０３の配置によって、中心線ＡＢに対してキャリッジ軸受開口部２０３の中心が配置された側であり、中心線ＣＤに対してキャリッジ軸受開口部２０３の中心が存在しない側の回路基板２０上、つまり、図４の回路基板２０の右下部分に比較的大きな基板領域が存在することになる。

回路基板２０に配置する主要な回路は、Ｒ／Ｗチャネル２１、ＭＤＵ２２、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３、ＲＡＭ２４である。上述したように、これらの回路は、一つのＩＣに集積すること、又は複数のＩＣに分けて実装することが可能である。また、この他に、マイクロ・コード等を格納するＲＯＭ、ホスト２５とＨＤＣ／ＭＰＵ２３の間を接続するための配線コネクタ、コンデンサ等が回路基板２０に配置される。このうち、回路基板２０の小型化を図る場合には、ＩＣサイズが大きくレイアウト時の制約が大きいＲ／Ｗチャネル２１、ＭＤＵ２２、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３をどのように配置するかが問題となる。

本実施の形態の回路基板２０では、図４に示すように、図４の右下部分の比較的大きな基板領域にＩＣ４１を配置する。ＩＣ４１の配置を詳述すると、筐体１０の長手方向を２等分する中心線ＡＢを挟んでＳＰＭ開口部２０２の中心位置と反対側に偏移した位置であり、かつ、筐体１０の短手方向を２等分する中心線ＣＤを挟んでキャリッジ軸受開口部２０３の中心位置と反対側に偏移した位置に、ＩＣ４１の中心が位置するように配置される。

また、ＩＣ４２は、筐体１０の長手方向において、ＳＰＭ開口部２０２の中心及びキャリッジ軸受開口部２０３の中心の間であって、筐体１０の短手方向においては、キャリッジ軸受開口部２０３の中心を設けた側の回路基板２０の縁辺とキャリッジ軸受開口部２０３の中心の間の位置にＩＣ４２の中心が位置するように配置する。

ここで、ＩＣ４１は、Ｒ／Ｗチャネル２１、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３及びＲＡＭ２４をＩＣ化したものである。ＩＣ４１は、ＳｏＣ（System on a Chip）技術により、１つのシリコンチップ上に全ての機能を集積することとしても良いし、ＳｉＰ（System in a Package）あるいは ＭＣＭ（Multi-Chip Module）と呼ばれる技術によって、Ｒ／Ｗチャネル２１、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３及びＲＡＭ２４の機能を有するベアチップを単一のパッケージに封止することによって形成しても良い。このような実装は、個別にパッケージした複数のＩＣを配置する場合に比べて、パッケージ寸法の削減、ＩＣ間の配線の削減、配線距離の短縮といった利点がある。一方、ＩＣ４２は、ＭＤＵ２２の機能を有するＩＣである。

なお、ＩＣ４２は、図４に示すように、ＩＣパッケージの一角を、ＳＰＭ開口部２０２とキャリッジ軸受開口部２０３の間に差し込み、差し込んだＩＣ４２のパッケージの２つの辺がそれぞれ、ＳＰＭ開口部２０２及びキャリッジ軸受開口部２０３に近接するように配置すると良い。換言すると、ＩＣ４２の四角形状のパッケージの縁辺の延長線が、回路基板２０の縁辺と斜交するように配置すると良い。具体的には、ＩＣ４２の四角形状のパッケージの縁辺の延長線と、回路基板２０の短手方向の中心線ＡＢとがなす角度が、約４５度になるように配置すれば良い。このような配置によって、ＳＰＭ開口部２０２とキャリッジ軸受開口部２０３が近接している場合にも、ＳＰＭ開口部２０２とキャリッジ軸受開口部２０３の間の領域を利用してＩＣ４２を効率よく配置することができ、回路基板２０の短手方向の寸法を縮小することが可能となるためである。

従来は、例えば、奥行約３５ｍｍ×幅約４０ｍｍの回路基板６０において、図６に示すように配置していた。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３とＲＡＭ２４を集積したＩＣ６１を、回路基板２０のＩＣ４１に相当する位置に配置し、Ｒ／Ｗチャネル２１のＩＣ６２を、回路基板２０のＩＣ４２に相当する位置に配置していた。さらに、ＭＤＵ２２のＩＣ６３を、ＩＣ６３の中心が、図６のＳＰＭ開口部６０２の下側の基板領域に含まれる位置に配置していた。ここで、ＳＰＭ開口部６０２の下側の基板領域とは、回路基板６０の短手方向において、ＳＰＭ開口部６０２の設けられた範囲内に含まれる基板領域である。このようなＳＰＭ開口部６０２の下側の位置へのＩＣ６３の配置は、回路基板の短手方向の長さに余裕があるために可能であった。また、ＩＣ６４は、マイクロ・コード等を格納したＲＯＭであり、ＳＰＭ開口部６０２の上側の位置に配置される。

このような従来の配置に対して、本実施の形態にかかる回路基板２０は、Ｒ／Ｗチャネル２１、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３、ＲＡＭ２４をＩＣ４１として単一パッケージ化し、ＩＣ４１及びＩＣ４２を効率的に配置した。具体的には、Ｒ／Ｗチャネル２１、ＭＤＵ２２及びＨＤＣ／ＭＰＵ２３の回路素子はサイズが大きいため、これらを回路素子の中心が、図４におけるＳＰＭ開口部２０２の上側及び下側の基板領域含まれる位置に配置しないように、回路素子の配置を効率化した。ここで、ＳＰＭ開口部２０２の上側及び下側の基板領域とは、回路基板２０の短手方向において、ＳＰＭ開口部２０２の設けられた範囲内に含まれる基板領域である。このような回路配置によって、回路基板２０は、上述した従来の回路基板では約３５ｍｍであった短手方向の寸法を、大幅に縮小することが可能となった。

回路基板２０によって実現された１インチ型ＨＤＤ１の外形寸法は、幅（図４のＬ１）が４０ｍｍ、奥行（図４のＬ２）が３０ｍｍであり、高さは５ｍｍである。ここで、３０ｍｍは、直径２７．５ｍｍの磁気ディスク１１を使用する場合に、生産性等を考慮した妥当かつ最小の寸法である。一方、４０ｍｍは、直径２７．５ｍｍの磁気ディスク１１を使用する場合に、ＨＤＤのその他の機構部を筐体１０内に収めるために必要な妥当かつ最小の寸法である。このため、ＨＤＤ１の具体的寸法である奥行３０ｍｍ×幅４０ｍｍ×高さ５ｍｍは一例であって、筐体１０内の配置設計によっては、例えば奥行きを約２９ｍｍ、幅を約３９ｍｍとする等、上記の寸法をさらに小さくすることもできる。逆に、生産性をより考慮した結果、回路基板２０の回路配置を採用した上で、ＨＤＤのサイズは多少大きなサイズ、例えば、奥行３１ｍｍ×幅４１ｍｍ等の寸法が採用される場合もある。

また、回路基板２０上には、上述したＩＣ４１及び４２の他に、マイクロ・コード等を格納するＲＯＭ４３、ホスト２５とＩＣ４１の間を接続するための配線コネクタ４４、コンデンサ等（不図示）が配置される。なお、これらのＩＣ・部品サイズは、ＩＣ４１及びＩＣ４２に比べるとサイズが小さいため、回路基板２０上での配置の自由度が大きい。したがって、これらの部品は、ＩＣ４１、ＩＣ４２との配線長等の要素を考慮して、回路基板２０上の配置可能な領域に配置することとすればよい。なお、ホスト２５とＩＣ４１の間を接続する際は、配線コネクタ４４を設けず、配線が基板に直接接続される場合もある。要するに、当該位置にホスト２５との接続端子が設けられることになる。

回路基板２０の配線レイアウトについて説明する。配線長が長くなると、寄生インダクタンス、寄生容量の影響で配線負荷が増え、信号遅延時間が大きくなるため、配線長は短いほうが望ましい。この観点から、本実施の形態にかかる回路基板２０は、図４に示す回路配置を採用した上で、以下のように配線を行った。

キャリッジ軸受開口部２０３に近接するＩＣ４１のパッケージの第１辺側に、ＭＤＵ２２であるＩＣ４２との配線４６１を設ける。また、第１辺と垂直な辺であって、ＳＰＭ開口部２０２と近接するＩＣ４１のパッケージの第２辺側に、ホスト装置に対する接続端子４４との配線４６２を設ける。さらに、第２辺と平行な辺であって、回路基板２０の縁辺に近接するＩＣ４１のパッケージの第３辺側に、筐体１０内のＡＥ１３を電気的に接続するための配線コネクタ２０１との配線４６３を設ける。さらにまた、第１辺と平行な辺であって、回路基板２０の縁辺に近接するＩＣ４１のパッケージの第４辺側に、回路基板２０の端部に設けた複数のテスト・パッド４５との配線４６４を設ける。なお、図４では配線４６１乃至４６４を模式的に示しているが、配線４６１乃至４６４は、回路基板２０の表面に多層配線される場合が通常であり、また、ＩＣ４１及びＩＣ４２が配置された面とは反対側の基板面に設けられる場合もある。

なお、従来例として上述した奥行約３５ｍｍ×幅約４０ｍｍの回路基板６０では、ＩＣ６１を回路基板２０のＩＣ４１に相当する位置に配置し、ＩＣ６１とキャリッジ軸受開口部６０３の間の回路基板上に、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３の試験用の複数のテスト・パッド６５を設ける場合があった。また、ＩＣ６１の配線は、以下に示すようになっていた。キャリッジ軸受開口部６０３に近接するＩＣ６１のパッケージの第１辺側に、Ｒ／Ｗチャネル２１であるＩＣ６２との配線６６１及びテスト・パッド６５との配線６６２を設けていた。また、第１辺と垂直な辺であって、ＳＰＭ開口部６０２と近接するＩＣ６１のパッケージの第２辺側に、ＭＤＵ２２であるＩＣ６３との配線６６３を設けていた。さらに、第２辺と平行な辺であって、回路基板６０の縁辺に近接するＩＣ６１のパッケージの第３辺側には、ＡＥ１３を電気的に接続するための配線６６４を設けていた。さらにまた、第１辺と平行な辺であって、回路基板６０の縁辺に近接するＩＣ６１のパッケージの第４辺側には、外部のホスト２５と接続するための配線６６５を設けていた。

従来の回路基板６０のように、ＩＣ６１とキャリッジ軸受開口部６０３の間の回路基板上に、テスト・パッド６５を設けた場合は、テスト・パッド６５の配置が回路基板６０の小型化を制限するという問題があった。これに対して、本実施の形態にかかるＨＤＤ１が備える回路基板２０は、ホスト２５との接続用配線４６２をＩＣ４１の第２辺側に移動し、ＩＣ４１の第４辺側に生じた空き領域にテスト・パッド４５を設けたため、ＩＣ４１をキャリッジ軸受開口部２０３により近接させて配置することが可能である。これにより、回路基板２０の長手方向の寸法を縮小し、ＨＤＤ１の小型化を達成することができる。

なお、上述した説明では、回路基板２０に、Ｒ／Ｗチャネル２１、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３、ＲＡＭ２４を１つのパッケージに封止したＩＣ４１を配置することとした。しかしながら、必ずしもこれらの回路を単一パッケージとする必要はなく、Ｒ／Ｗチャネル２１、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３、ＲＡＭ２４の各回路を、ＩＣ４１を配置した領域に設けることができれば、これらを別個にパッケージしたＩＣとして配置しても構わない。

さらに、上述した説明では、回路基板２０を、筐体１０の有する長方形状の表面と同等の長方形状を有するものとして説明した。しかしながら、必ずしも、回路基板２０の形状は長方形状である必要はない。要するに、本発明は、ＳＰＭ凸部１０５とキャリッジ軸受凸部１０６が存在する筐体１０の表面に回路基板２０を固定する場合において、ＳＰＭ１４による凸部及びキャリッジ回動軸１０４の軸受け部の凸部、あるいは、これらと勘合するＳＰＭ開口部２０２及びキャリッジ軸受開口部２０３の配置を考慮したうえで、ＩＣ４１及びＩＣ４２を効率よく配置することによって、回路基板の面性を縮小できる点が重要である。したがって、回路基板２０において、上述したＩＣ４１及び４２、配線コネクタ４４、テスト・パッド４５及び配線４６１乃至４６４の配置に影響しない部分の形状を長方形状から変更することとしても良く、回路基板２０の形状が長方形状でない場合にも本発明は適用可能である。

発明の実施の形態２．
本実施の形態にかかるＨＤＤ２の外観を図５示す。図５は、ＨＤＤ２を回路基板５０側から見た外観図である。ＨＤＤ２は、発明の実施の形態１にかかるＨＤＤ１が備える回路基板２０と比べて、その幅を１／２に縮小した回路基板５０を備えている点が特徴である。回路基板５０について以下に説明する。なお、ＨＤＤ２の備える筐体１０の構造、構成要素は、上述したＨＤＤ１が備える筐体１０の構造、構成要素と共通である。このほかにも、発明の実施の形態１にかかるＨＤＤ１が有する構成要素と共通するものには、同一の記号を付して説明を省略する。

回路基板５０の基板上には、ＩＣ５１、４３及び４４、並びにテスト・パッド４５が配置されている。また、回路基板２０と同様の位置に、キャリッジ軸受開口部２０３が設けられている。

ここで、ＩＣ５１は、Ｒ／Ｗチャネル２１、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３及びＲＡＭ２４に加えて、ＭＤＵ２２を１つのパッケージにＩＣ化したものである。ＩＣ５１は、例えば、ＳｉＰ（System in a Package）技術により、Ｒ／Ｗチャネル２１、ＭＤＵ２２、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３及びＲＡＭ２４の機能を有するベアチップを単一のパッケージに封止することによって形成することができる。ＩＣ５１は、回路基板２０においてＩＣ４１が配置されていた領域に配置される。ＩＣ５１の配置を詳述すると、筐体１０の表面の短手方向を２等分する中心線、換言するとベース１０１の長方形状の表面の長辺に平行な中心線（図４のＣＤ間を結ぶ中心線ＣＤ）を挟んでキャリッジ軸受開口部２０３の中心位置と反対側に偏移した位置に、ＩＣ５１の中心が位置するように配置される。

ＩＣ４３は、マイクロ・コード等を格納するＲＯＭである。ＩＣ４３は、回路基板２０において、ＭＤＵ２２のＩＣ４２が配置されていた領域に配置される。具体的には、筐体１０の表面の長手方向においては、ＳＰＭの突出部であるＳＰＭ凸部１０５の中心及びキャリッジ軸受開口部２０３の中心の間であって、筐体１０の表面の短手方向においては、キャリッジ軸受開口部２０３の中心を設けた側の回路基板５０の縁辺とキャリッジ軸受開口部２０３の中心の間の位置にＩＣ４３を配置する。

ホスト２５との接続する配線コネクタ４４は、図５において回路基板５０の右上部の領域に配置する。配線コネクタ４４の配置を詳述すると、筐体１０の表面の短手方向においては、中心線ＣＤに対してキャリッジ軸受開口部２０３の中心が設けられた側であって、筐体１０の表面の長手方向においては、キャリッジ軸受開口部２０３の中心を設けた側の回路基板５０の縁辺とＩＣ４３との間の位置である。なお、配線コネクタ４４は、図５に示すように、筐体１０の短手方向の縁辺に沿って設けてもよいし、筐体１０の長手方向の縁辺に沿って設けてもよい。

また、テスト・パッド４５は、回路基板２０と同様の位置に配置される。その他の図示しないコンデンサ等の部品は、ＩＣ５１等との配線長といった要素を考慮して、回路基板５０上の配置可能な領域に配置することとすればよい。

なお、ＩＣ５１との配線を考慮して、ＲＯＭのＩＣ４３と配線コネクタ４４とを入れ替えて配置しても構わない。要するに、筐体１０の長手方向において、キャリッジ軸受開口部２０３の中心を設けた側の回路基板５０の空き領域にＲＯＭのＩＣ４３と配線コネクタ４４を配置することとすれば良い。

ここで、図５のＩＣ５１の右側部分の領域、つまり、ＩＣ５１に近接する回路基板５０の縁辺とＩＣ５１との間の基板領域に、配線コネクタ４４を設けることも想定できる。しかしながら、この基板領域には、回路基板２０と同様に、筐体１０内のＡＥ１３に対する接続配線４６３を設けることが望ましい。ＡＥ１３とＩＣ５１の間では、磁気ディスク１１に対するアナログ入出力信号を転送することから、ノイズ等の影響を回避すべく、特に配線長を短くすべきである。図３の分解図に示したように、筐体１０内のＡＥ１３の位置は、図５の組み立てた状態のＨＤＤ２では、ＩＣ５１あるいは配線４６３の直下に位置している。このため、配線４６３を当該領域に設けることによって、ＩＣ５１とＡＥ１３の間の配線長を短くすることができる。以上のことから、配線コネクタ４４は、筐体１０の短手方向において、キャリッジ軸受開口部２０３の中心を設けた側の基板領域に配置することが望ましい。

上述したような配置基板５０のレイアウトによって実現された１インチ型ＨＤＤ２の外形寸法は、発明の実施の形態１のＨＤＤ１と同様に、幅（Ｌ１）が４０ｍｍ、奥行（Ｌ２）が３０ｍｍであり、高さは５ｍｍである。また、回路基板５０の寸法は、幅（図５のＬ３）が２０ｍｍ、奥行（図５のＬ４）が３０ｍｍである。ＨＤＤ２は、発明の実施の形態１にかかるＨＤＤ１に比べて、回路基板の面積をさらに縮小することにより、回路基板の基板コストを削減することができる点で有利である。

なお、ＩＣ５１を、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３、Ｒ／Ｗチャネル２１及びＲＡＭ２４の機能に加えて、ＲＯＭ４３を１つのパッケージにＩＣ化したものとして構成することも可能である。この場合には、ＭＤＵ２２のＩＣ４２を回路基板２０と同様の位置に配置することとすればよい。このような構成によっても、発明の実施の形態１にかかるＨＤＤ１に比べて、回路基板の面積をさらに縮小し、基板コストを削減することができる。

また、上述した説明では、回路基板５０に、Ｒ／Ｗチャネル２１、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３、ＲＡＭ２４及びＭＤＵ２２を１つのパッケージに封止したＩＣ５１を配置することとしたが、必ずしもこれらの回路を単一パッケージとする必要はない。さらに、上述した説明では、回路基板５０の形状を、筐体１０の有する長方形状の表面の１／２を覆う長方形状を有するものとして説明したが、必ずしも、回路基板２０の形状は、このような具体的形状に限定されるものではない。要するに、本発明は、Ｒ／Ｗチャネル２１、ＭＤＵ２２、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３及びＲＡＭ２４の回路を、ＩＣ５１を配置した領域に設けた上で、さらに接続コネクタ４４を効率よく配置することによって、回路基板５０の表面積を筐体１０の表面積より縮小できる点が重要である。したがって、回路基板２０の形状は、上記のような具体的形状に限定さるものではない。また、Ｒ／Ｗチャネル２１、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３、ＲＡＭ２４及びＭＤＵ２２を別個にパッケージしたＩＣとして配置しても構わない。

発明の実施の形態１にかかるＨＤＤ１の概略構成を示すブロック図である。 発明の実施の形態１における磁気ディスク及びヘッド素子部の駆動機構の概略を示す図である。 発明の実施の形態１にかかるＨＤＤ１の構造を示す分解斜視図である。 発明の実施の形態１にかかるＨＤＤ１の外観図である。 発明の実施の形態２かかるＨＤＤ２外観図である。 従来のＨＤＤが備える回路基板を示す図である。

符号の説明

１、２ ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）
１０ 筐体、１１ 磁気ディスク、１２ ヘッド
１３ アーム電子回路（ＡＥ）、１４ スピンドルモータ（ＳＰＭ）
１５ ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、１７ キャリッジ
１０１ ベース、１０２ トップカバー
１０５ ＳＰＭ凸部、１０６ キャリッジ軸受凸部
２０、５０ 回路基板
２１ Ｒ／Ｗチャネル、２２ モータドライバユニット（ＭＤＵ）
２３ ＨＤＣ／ＭＰＵ、２４ ＲＡＭ、２５ ホスト
２０２ ＳＰＭ開口部、２０３ キャリッジ軸受開口部
４１、４２、４３、５１ ＩＣ
４４ 配線コネクタ
４５ テスト・パッド
４６１、４６２、４６３、４６４ 配線

Claims (16)

1. 長方形状の第１の表面に、円柱状の第１の凸部及び円柱状の第２の凸部を有する筐体と、
   ハードディスク・コントローラ、ＭＰＵ及びリード・ライト・チャネルを構成する第１の回路と、モータ・ドライブ・ユニットを構成する第２の回路を有し、円形状の第１の開口部及び円形状の第２の開口部が設けられた回路基板とを備え、
   前記第１の凸部の中心は、前記第１の表面の短辺に平行な中心線上又は当該中心線から偏移した位置に設けられ、
   前記第２の凸部の中心は、前記第１の表面の短辺に平行な中心線を挟んで前記第１の凸部の中心が設けられた側と反対側であって、前記第１の表面の長辺に平行な中心線上又は当該中心線から偏移した位置に設けられており、
   前記回路基板は、前記第１の開口部と前記第１の凸部が嵌合した状態かつ前記第２の開口部と前記第２の凸部が嵌合した状態で前記筐体の前記第１の表面に固定され、
   前記第１の回路の中心は、前記第１の表面の短辺に平行な中心線に対して前記第２の凸部の中心が設けられた側であり、かつ、前記第１の表面の長辺に平行な中心線を挟んで前記第２の凸部の中心が設けられた側と反対側の前記回路基板上に設けられ、
   前記第２の回路の中心は、前記第１の表面の長辺に平行な中心線に対して前記第１の回路の中心が設けられた側と反対側であって、かつ、前記第１の表面の長手方向において、前記第１の凸部の中心と前記第２の凸部の中心の間の前記回路基板上に設けられる磁気ディスク装置。
2. 前記第１の凸部は、スピンドルモータを前記筐体に収容するためのものであり、前記第２の凸部は、アクチュエータの回転軸の軸受部を前記筐体に収容するためのものである請求項１に記載の磁気ディスク装置。
3. 前記第１の回路は、四角形状のパッケージに封止されており、
   前記回路基板に固定された状態において前記第２の開口部に近接する当該パッケージの第１辺側に、前記第２の回路との接続配線が設けられ、
   前記第１辺と垂直であって、前記第１の開口部に近接する当該パッケージの第２辺側に、外部のホストとの接続配線が設けられ、
   前記第２辺に対向し、前記回路基板の縁辺に近接する当該パッケージの第３辺側に、前記筐体内のアーム電子回路との接続配線が設けられる請求項１に記載の磁気ディスク装置。
4. 前記第１の回路に近接する前記第１の表面の長手方向の縁辺と、前記第１の回路との間の前記回路基板上の領域に、前記第１の回路に対するテスト・パッドを設ける請求項１に記載の磁気ディスク装置。
5. 前記第２の回路は、四角形状のパッケージに封止され、当該パッケージの縁辺の延長線が前記第１の表面の縁辺と斜交するように、前記回路基板上に配置される請求項１に記載の磁気ディスク装置。
6. 前記回路基板上に、前記第１の回路と外部のホストを接続するための接続端子を備え、
   前記接続端子は、前記第１の表面の短辺に平行な中心線に対して前記第２の開口部の中心が設けられた側であり、かつ、前記第１の表面の長辺に平行な中心線に対して前記第２の開口部の中心が設けられた側の前記回路基板上に配置される請求項１に記載の磁気ディスク装置。
7. 前記磁気ディスク装置は、１．０型ＨＤＤである請求項１に記載の磁気ディスク装置。
8. 前記第１の表面の短辺が約３０ｍｍであり、長辺が約４０ｍｍである請求項７に記載の磁気ディスク装置。
9. 長方形状の第１の表面に、円柱状の第１の凸部及び円柱状の第２の凸部を有する筐体と、
   円形状の第１の開口部が設けられた回路基板とを備え、
   前記第１の凸部の中心は、前記第１の表面の短辺に平行な中心線上又は当該中心線から偏移した位置に設けられ、
   前記第２の凸部の中心は、前記第１の表面の短辺に平行な中心線を挟んで前記第１の凸部の中心が設けられた側と反対側であって、前記第１の表面の長辺に平行な中心線上又は当該中心線から偏移した位置に設けられており、
   前記回路基板は、前記第１の開口部と前記第２の凸部が嵌合した状態で前記筐体の前記第１の表面に固定され、
   ハードディスク・コントローラ、ＭＰＵ及びリード・ライト・チャネル及びモータ・ドライブ・ユニットを構成する第１の回路が、前記第１の表面の短辺に平行な中心線に対して前記第２の凸部の中心が設けられた側であり、かつ、前記第１の表面の長辺に平行な中心線を挟んで前記第２の凸部の中心が設けられた側と反対側の前記回路基板上に設けられ、
   前記ハードディスク・コントローラと外部のホストを接続するための接続端子が、前記第１の表面の長手方向において、前記第１の凸部の中心に対して前記第２の凸部の中心の位置する側の前記回路基板上に設けられる磁気ディスク装置。
10. 前記第１の凸部は、スピンドルモータを前記筐体に収容するためのものであり、前記第２の凸部は、アクチュエータの回転軸の軸受部を前記筐体に収容するためのものである請求項９に記載の磁気ディスク装置。
11. 前記回路基板は、前記第１の表面の一部を覆うように設けられる請求項９に記載の磁気ディスク装置。
12. 前記接続端子は、前記第１の表面の短辺に平行な中心線に対して前記第２の開口部の中心が設けられた側であり、かつ、前記第１の表面の長辺に平行な中心線に対して前記第２の開口部の中心が設けられた側の前記回路基板上に配置される請求項９に記載の磁気ディスク装置。
13. 前記回路基板は、前記第１の表面のうち、前記第１の表面の長手方向において、前記第１の凸部の中心より前記第２の凸部の中心の位置する側のみを覆うように設けられる請求項１２に記載の磁気ディスク装置。
14. 前記第１の回路に近接する前記第１の表面の長手方向の縁辺と、前記第１の回路との間の前記回路基板上の領域に、前記第１の回路に対するテスト・パッドを設ける請求項９に記載の磁気ディスク装置。
15. 前記磁気ディスク装置は、１．０型ＨＤＤである請求項９に記載の磁気ディスク装置。
16. 前記第１の表面の短辺が約３０ｍｍであり、長辺が約４０ｍｍである請求項１５に記載の磁気ディスク装置。
    

Images