JP2538760B2 - ディスクドライブ用のベ―ス・プレ―トと回路基板の混成体並びに磁気ディスク・ドライブ - Google Patents

ディスクドライブ用のベ―ス・プレ―トと回路基板の混成体並びに磁気ディスク・ドライブ

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JP2538760B2
JP2538760B2 JP6036243A JP3624394A JP2538760B2 JP 2538760 B2 JP2538760 B2 JP 2538760B2 JP 6036243 A JP6036243 A JP 6036243A JP 3624394 A JP3624394 A JP 3624394A JP 2538760 B2 JP2538760 B2 JP 2538760B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はディスク・ドライブ素子
の製造および設計に係り、特にディスク・ドライブの１
部を構成するベース・プレートおよび回路基板に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】例えばコンピュータで使用されているよ
うなデータを貯蔵するための磁気ディスク・ドライブは
定常的にそのサイズが減少してきており、現在では３．
５型フロッピー・ディスケットがパーソナル・コンピュ
ータで広く用いられており、２．５型ハード・ディスク
・ドライブがラップトップおよび携帯用コンピュータで
用いられている。特にラップトップおよび軽量コンピュ
ータにおいてもっと大型のドライブに対して利用できる
スペースがないことから高さを軽減する要請が高まって
いる。ハード・ディスクの径を約４６mmに減らすという
要望もあり、ディスク・ドライブ機構の厚みまたは高さ
を約１０mmから約５mmに減らす努力がなされている。
【０００３】ディスク・ドライブの通常の構造では、デ
ィスク・ドライブおよび磁気媒体にデータを記録する通
常の関連機能の制御および動作に必要な電子素子を支持
する電子回路基板と、安定化用の剛体の金属ベース・プ
レートが用いられている。剛体の金属ベース・プレート
は、回転するディスクに対して磁気ヘッドの位置制御が
精密に維持されねばならないという要求のために必須の
ものであった。ディスク・スピンドルと、ディスク表面
に対して変動する位置に磁気ヘッドを位置決めするアク
チュエータ機構の軸との間の相対移動を防ぐために、剛
性は必須である。ディスク表面でのデータの読み書きの
ために磁気ヘッドを制御する固定データを与えるため
に、剛体のベース・プレートはその配向およびスピンド
ルとアクチュエータ機構の軸との間の間隔を維持しなけ
ればならない。
【０００４】ヘッドがディスク表面に接触したり当たっ
たりして磁気ヘッドまたはディスクが動作中に損傷を受
けるのを防ぐために、アクチュエータ機構支持体のスピ
ンドルに対するいかなる微細な移動も厳格に制限されな
ければならない。この制限は、磁気ヘッドとディスク表
面の間のギャップを数ミクロンという極めて小さな値に
維持するために必須である。
【０００５】更に、動作中磁気ヘッドとディスク表面の
間に極めて微細な位置決めを維持することが必須であ
る。この微細な位置決めは、ディスク表面に担持されて
いる磁気媒体にデータを読み書きするために磁気ヘッド
がディスク表面から所定の距離にとどまることを保証す
る。
【０００６】ディスク・ドライブの高さの軽減によっ
て、メモリ・カード用に通常使用される領域にディスク
・ドライブを格納することが可能になり、ディスク・ド
ライブの種々の構成部材の厚みが軽減される。ディスク
・ドライブの素子の厚みは素子の一体性を失うことなく
ある程度までは軽減できる。例えば、ベース・プレート
は充分に剛性にとどまるには或最小の厚みを持たねばな
らない。金属シートを曲げたり、成形したり、ひだ付け
したりすると部品の厚みが増加する。これは、部品の厚
みおよびディスク・ドライブの高さを減らす努力を完全
に打ち消さないまでも相当に制限する。
【０００７】剛性の金属ベース・プレートおよび別体の
電子回路基板を有する通常のディスク・ドライブはかな
りの高さを費やすことを必要とする。電子回路基板と剛
性の金属ベース・プレートが互いに密接してサンドイッ
チ状にされた場合、電子素子はベース・プレートを暖め
る傾向にあり、金属の熱膨張を引き起こす。これは恐ら
く剛性のベース・プレートを反らせたり曲げたりするに
充分なものである。この反りはアクチュエータとドライ
ブ・スピンドルの空間的関係に影響を与え、磁気ヘッド
をその正規の飛翔高さから変動させる。この変動は、ヘ
ッドが信頼性をもってデータを生成しまたは再生するこ
とが出来なくなるほど大きくヘッドを磁気表面から変位
させるか、磁気ヘッドが回転しているディスク表面に接
触または当たるほど磁気ヘッドをディスク表面に近づけ
て磁気表面の１部分およびそこに記録されているデータ
の破壊を引き起こす。
【０００８】米国特許第5,025,336号は、回路基板とベ
ース・プレートが向かい合って配置され、ベース・プレ
ート内のくぼみに回路基板上の電子素子が収容される堆
積構造を示している。
【０００９】米国特許第4,810,048号は、シャーシ上に
装着された電子素子を作動させるのに必要な電気配線お
よび導体を収容するシャーシを形成するようにモールド
されたプラスティックまたは樹脂材を示している。電気
導体が樹脂構体の表面に付着された後、これは絶縁層で
カプセル化される。
【００１０】米国特許第4,825,316号は、ヘッド移送機
構が装着されている、かつスピンドル・ドライブ・モー
タおよびスピンドルを支持しているシート金属ベース・
プレートと少なくとも部分的に向かい合って電子回路基
板が係合している構造を示している。
【００１１】米国特許第4,930,029号は、アクチュエー
タ機構、スピンドルおよびスピンドル駆動モータを支持
するベースまたはベース・プレートと向かい合って電子
回路基板が配置された堆積構造を示している。
【００１２】２つの別体、即ちベース・プレートと電子
回路基板の堆積構造を用いると、貴重な高さが犠牲にな
る。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、混成
体の使用により、高さの増加を抑えつつアクチュエータ
機構とディスク・ドライブ・スピンドルの間の剛性の空
間的関係を維持するにある。
【００１４】本発明の他の目的は、ディスク・ドライブ
・ハウシング内の温度の影響とこれにより生じるベース
・プレートの反りおよび曲がりを除去するにある。
【００１５】本発明の他の目的は、ディスク・ドライブ
・アセンブリ内の温度上昇を最小にするにある。
【００１６】本発明の更に他の目的は、ディスク・ドラ
イブ・アセンブリ内の電子素子からの汚染を最小にする
にある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】金属ベース・プレートお
よび回路基板の混成体が金属ベース・プレートおよび回
路基板全体の高さを減らすために用いられ、かつディス
ク・ドライブ・アセンブリの動作を制御するのに必要な
電子素子を装着するための開放したアクセス可能な回路
基板表面を与えるのに用いられる。ベース・プレートお
よび回路基板の混成体は回路基板の両面に電子素子を装
着することを可能性にし、金属ベース・プレートはディ
スクとアクチュエータ機構により支持された磁気ヘッド
の間の空間的関係を維持するのに必要な剛性を与える。
ベース・プレートおよび回路基板の混成体は鋼または同
様に剛性の金属プレートで形成され、電子回路基板は金
属ベース・プレートを取り囲むように構成される。回路
基板はベース・プレートを支持するに充分な剛性を有す
るＦＲ４回路基板のごときエポキシ構造のものが好まし
い。鋼または他の適当な金属で形成されたベース・プレ
ートが電子回路基板内の孔に挿入される。電子回路基板
のグランド・プレーンは接地され且つ金属ベース・プレ
ートに電気的につながれている。金属ベース・プレート
はディスク・ドライブのスピンドル軸とアクチュエータ
機構の軸との間に延びる軸に関して対称形に形成され
る。部品の対称性はディスク・ドライブ・ハウジング内
の温度上昇により生じる熱膨張の影響を軽減する。回路
基板、特にＦＲ４回路基板は金属ベース・プレートより
剛性が低く、金属ベース・プレートが反ったり曲がった
りするほどには剛性にならずにベース・プレートの熱膨
張を吸収する傾向にある。
【００１８】
【実施例】ディスク・ドライブ内の材料の重複した厚み
を除去することにより、ディスク・ドライブの高さが実
質的に軽減される。図１にディスク・ドライブで使用す
る混成ベース・プレート１０を示す。これは電子回路基
板１２および剛性のベース・プレート１４よりなる。最
初に剛性のベース・プレート１４について言及するに、
このベース・プレート１４は、図２に示すスピンドル３
４およびスピンドル駆動モータ３６を収容する孔１６
と、ボイス・コイル・モータで駆動されるアクチュエー
タ４２を収容するための孔１８を有する。剛性のベース
・プレート１４は鋼、ステンレススチール、または他の
十分に剛性な金属の打ち抜きでよい。装着孔１６および
１８、ならびに電子機械装置をベース・プレート１４に
ボルト止めまたはクランプするのに用いられる取り付け
孔２０が打ち抜きまたは穴抜きで形成されてもよい。
【００１９】電子回路基板１２は数種の異なった通常の
プロセスのいずれで作られてもよく、内部電気信号担持
層を有する単層カード、２層カードまたは多層カードで
よい。電子回路基板の製造は通常のものであり、本発明
の１部を構成するものではない。電子回路基板の好まし
い構造は基板１２の上側露出面３０および下側露出面３
２の両面上に導電パターンを有する多層構造であり、こ
れにより図２に示すように面３０および３２上に電子素
子２２を装着することが出来る。
【００２０】電子回路基板１２およびベース・プレート
１４よりなる混成ベース・プレート即ち混成体１０の垂
直方向の寸法は、図２ディスク・ドライブのカバーを除
去して示したディスクドライブ内で大きく拡大してかつ
誇張して示されている。
【００２１】合成のベース・プレート１４はベース・プ
レート１４の全厚みを持つ周辺部から延びているベース
・プレート１４のほぼ半厚みのフランジ２６を有する。
フランジ２６は剛性のベース１４を電子回路基板１２に
対して位置決めするのに役立つ。同様に電子回路基板１
２は剛性のベース・プレート１４を収容するように内向
きに延びるフランジ２８を形成するように製造される。
電子回路基板１２上のフランジ２８は同様に電子回路基
板１２の厚みの約半分の厚みである。２つのフランジ２
６および２８が互いに重なり合って置かれ、剛性のベー
ス・プレート１４が電子回路基板１２内に形成された孔
１７内に挿入されるので、剛性ベース・プレート１４の
位置が画定される。剛性の金属ベース・プレート１４は
アクチュエータ４２とディスク・ドライブ・スピンドル
の両者を担持するので、アクチュエータ４２のスピンド
ル３４に対する相対位置は金属ベース・プレート１４の
剛性構造により維持される。金属ベース・プレート１４
は成形によりまたは接着により電子回路基板１２に取り
付けられるのが好ましい。成形が望まれる場合は、金属
ベース・プレート１４および電子回路基板１２が組み立
てられモールド内に挿入され、そこで高強度のプラスチ
ック鋳型材が成形されベース・プレート１４と電子回路
基板１２の間のギャップ２７内に押し込まれ、更に両素
子１４および１２上の接合線上に乗って２つの素子１４
および１２を永久的に接合する。
【００２２】接着による取り付けが望まれる場合、フラ
ンジ２６および２８の係合面上に接着剤が塗布され、２
つの素子１４および１２が組み立てられ、接着剤が硬化
する間互いに押しつけられる。
【００２３】図２に示すごとく、電子回路基板１２の上
面３０は電気的に付勢されたときに低いガス放出特性を
示すまたは汚染物を放出しない電子素子２２を高密度に
有するのが好ましい。これらの素子２２は一般に低レベ
ル熱発生子である。電子素子２２を電子回路基板１２の
上面３０に対して選択することにより、ディスク・ドラ
イブ内の動作温度の上昇が最小になり、ディスク・ドラ
イブ・ハウジング内の汚染の危険性が実質的に除去され
る。ディスク３８の表面と回転するディスク３８の表面
に対して浮上または飛翔している磁気ヘッド４０との間
の隙間が極めて小さいために、汚染を最小にすることは
至難なことである。
【００２４】付勢されたときにガスを放出しまたは汚染
粒子を放出する傾向にある素子２２が電子回路基板１２
の外面または下面３２上に高密度で置かれる。同様に、
高熱発生素子２２が電子回路基板１２の底面３２上に置
かれ、温度上昇が小さい大気中に熱が放散される。大気
中では、電子素子２２により発生された熱の電子回路基
板１２またはベース・プレート１４に対する影響は軽減
される。
【００２５】電子回路基板１２に電気素子２２を高密度
に配置した後、スピンドル３４、スピンドル・ドライブ
・モータ３６および磁気ディスク３８がベース・プレー
ト１４内に取り込まれ、スピンドル・ドライブ・モータ
３６は図２に示すように孔１６内にとどまる。
【００２６】同様に、アクチュエータ機構４２が図２に
示すように剛性ベース・プレート１４の孔１８内にこれ
に対して組み立てられる。
【００２７】剛性ベース・プレート１４は孔１６および
１８の中心を通って延びる軸に関してほぼ対称になるよ
うに設計されかつ作られる。ベース・プレート１４の対
称形はベース・プレート１４の熱膨張および収縮の影響
を軽減し、ベース・プレート１４の熱膨張による反りや
曲がりを軽減する。
【００２８】電子回路基板１２の表面３０および３２上
に設けられた電子素子２２は、硬化すると電子素子２２
上に連続したフィルムを形成するスプレイまたは他の適
当な形のプラスチックで更に覆われてもよい。電子素子
２２の被覆は電子回路板１２上に設けられた後は、電子
素子２２から放出される汚染物を吸収し、これがディス
ク３８の回りの領域４４を汚染するのを防止し、磁気ヘ
ッド４０または磁気ディスク３８に対する損傷の可能性
を大幅に軽減する。
【００２９】
【発明の効果】本発明のベース・プレート１４と電子回
路基板１２の混成体１０はディスク・ドライブ機構のコ
ンパクトな設計を促進し、必要な間隔を有する堆積構造
の必要性を除去する。混成体１０は、素子を収容するた
めにスペースが許容するならば電子回路基板１２の上面
３０上の電子素子２２がディスク３８の回りの領域４４
に突出するのを可能にし、これによりディスク・ドライ
ブ構造における垂直高さの必要性が更に軽減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディスク・ドライブに使用するための電子回路
基板とベース・プレートの混成体を示す。
【図２】磁気ディスク、スピンドルおよびドライブ・モ
ータとともに混成ベース・プレートを収容したディスク
・ドライブの断面図を示す
【符号の説明】
１０ 混成体 １２ 電子回路基板 １４ 金属ベース・プレート １６ 孔 １８ 孔 ２２ 電子素子 ３４ ディスク・ドライブ・スピンドル ３８ 磁気ディスク ４０ 磁気ヘッド ４２ アクチュエータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 サッタール・エス・マレック アメリカ合衆国ミネソタ州、ロチェスタ ー、トゥエンティセブンス・ストリー ト・エヌ・イー 406番地、アパートメ ント・４ (72)発明者 ディーン・エイ・リチャーズ アメリカ合衆国ミネソタ州、セント・チ ャールス、ルーラル・ルート１、ボック ス・19ビー番地 (56)参考文献 特開 平５−74124（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−74125（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−74126（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−282979（ＪＰ，Ａ)

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ディスク・ドライブ用のベース・プレート
    と回路基板との混成体であって、 ドライブ・スピンドルおよび磁気読み取り／書き込みヘ
    ッド・アクチュエータ機構を支持する金属ベース・プレ
    ートと、 前記ベース・プレートの周囲形状に対応した形状の孔を
    有する印刷回路基板と、 よりなり、前記金属ベース・プレートは前記孔内に配置
    され、前記ベース・プレートおよび前記回路基板は単一
    の混成構造を形成するように一体に接合されていること
    を特徴とする、混成体。
  2. 【請求項２】前記金属ベース・プレートは少なくとも１
    つの軸に関して対称である、請求項１の混成体。
  3. 【請求項３】前記金属ベース・プレートおよび前記回路
    基板は互いに向かい合って配置されている、請求項１の
    混成体。
  4. 【請求項４】前記回路基板は前記回路基板の両面に電子
    素子を支持する、請求項１の混成体。
  5. 【請求項５】前記金属ベース・プレートおよび前記回路
    基板は電気的に相互に接続されている、請求項１の混成
    体。
  6. 【請求項６】前記金属ベース・プレートの周囲と前記回
    路基板が接合されることにより前記金属ベース・プレー
    トおよび前記回路基板が互いに接合されている、請求項
    １記載の混成体。
  7. 【請求項７】前記金属ベース・プレートの周囲と前記回
    路基板が接着剤で接合されることにより前記金属ベース
    ・プレートおよび前記回路基板が互いに接合されてい
    る、請求項６の混成体。
  8. 【請求項８】前記金属ベース・プレートの周囲と前記回
    路基板が注入プラスチック材で接合されることにより前
    記金属ベース・プレートおよび前記回路基板が互いに接
    合されている、請求項６記載の混成体。
  9. 【請求項９】データを磁気的に読み取り、書き込むため
    の磁気ディスク・ドライブであって、 ドライブ・モータと、 データを読み取り、書き込むための磁気ディスクと、 前記ディスク上の複数の記録トラックにアクセスするア
    クセス手段と、 前記ドライブ・モータ、前記磁気ディスクおよび前記ア
    クセス手段を支持するベース・プレートと回路基板の混
    成体と、 よりなり、前記ベース・プレートと回路基板の混成体
    は、 ドライブ・スピンドルおよび磁気読み取り／書き込みヘ
    ッドアクチュエータ機構を支持する金属ベース・プレー
    トと、 前記ベース・プレートの周囲形状に対応した形状の孔を
    有する印刷回路基板と、 を含み、前記金属ベース・プレートは前記孔内に配置さ
    れ、前記ベース・プレートおよび前記回路基板は単一の
    混成構造を形成するように一体に接合されていることを
    特徴とする、磁気ディスク・ドライブ。
  10. 【請求項１０】前記金属ベース・プレートは少なくとも
    １つの軸に関して対称である、請求項９の磁気ディスク
    ドライブ。
  11. 【請求項１１】前記金属ベース・プレートおよび前記回
    路基板は互いに向かい合って配置されている、請求項９
    の磁気ディスク・ドライブ。
  12. 【請求項１２】前記回路基板は前記回路基板の両面に電
    子素子を支持する、請求項９の磁気ディスク・ドライ
    ブ。
  13. 【請求項１３】前記金属ベース・プレートおよび前記回
    路基板は電気的に相互に接続されている、請求項９の磁
    気ディスク・ドライブ。
  14. 【請求項１４】前記金属ベース・プレートの周囲と前記
    回路基板が接合されることにより前記金属ベース・プレ
    ートおよび前記回路基板が互いに接合されている、請求
    項９記載の磁気ディスク・ドライブ。
  15. 【請求項１５】前記金属ベース・プレートの周囲と前記
    回路基板が接着剤で接合されることにより前記金属ベー
    ス・プレートおよび前記回路基板が互いに接合されてい
    る、請求項１４の磁気ディスク・ドライブ。
  16. 【請求項１６】前記金属ベース・プレートの周囲と前記
    回路基板が注入プラスチック材で接合されることにより
    前記金属ベース・プレートおよび前記回路基板が互いに
    接合されている、請求項１４記載の磁気ディスク・ドラ
    イブ。
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