JP2955830B2 - ジンバルフレキシャと電気相互接続部のアセンブリ - Google Patents

ジンバルフレキシャと電気相互接続部のアセンブリ

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  • Supporting Of Heads In Record-Carrier Devices (AREA)
  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回転式データ記憶装置
内のヘッドサスペンションアセンブリ（ＨＳＡ）に関
し、さらに詳しくは、浮動ヘッドアセンブリを回転式デ
ータ記憶装置の高速回転する凹凸表面から数ナノメータ
離れた位置に正確に保持、位置決めする難しい仕事を行
うばね構造体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＨＳＡは、今日では最も一般的な磁気ハ
ードディスク駆動装置や、光学ディスク駆動装置などの
他の形式の駆動装置の一部に設けられている。ＨＳＡは
様々な素子を有しており、最も一般的なものはサスペン
ションアセンブリとヘッドアセンブリである。ばね素子
であるサスペンションアセンブリは一般的に、負荷ビー
ム及びジンバルを設けており、各々は剛性領域と可撓性
ばね領域とを注意深くつり合わせた組み合わせ体で構成
されている。典型的なヘッドアセンブリは一般的に、空
気軸受スライダに取り付けられた高感度読み取り書き込
みトランスジューサを有する「ヘッド」を設けている。
【０００３】磁気ディスク駆動装置では、書き込みトラ
ンスジューサが電気パルスを小さい磁界に変換して、そ
れらを磁気ディスクに「書き込む」。読み取りトランス
ジューサは、これらの磁界を解読して電気パルスに戻
す。Ｎ−Ｓ配列でディスクの円周に沿って並べられた磁
界及びそれに伴った配向のオーダによって、ヘッドが磁
気ディスクの上方に空気クッションの上で浮動する時に
トランスジューサが検出するビットコードが定められ
る。ヘッドアセンブリには、これらの電気パルスの受け
渡しをする電気端子が設けられている。
【０００４】ＨＳＡは一般的に、ディスクの上方のいず
れの半径方向位置にもヘッドを位置決めできるように構
成された線形または回転移動アクチュエータによって操
作される剛性アームに基端部で取り付けられている。回
転ディスクをアクチュエータ移動に結び付けることによ
って、ヘッドがディスク表面を横切って多重トラックに
アクセスすることができ、各トラックは大量の高密度記
憶データを包含することができ、サスペンションアセン
ブリの先端部に配置されたジンバルが、ヘッドアセンブ
リのレベルをディスクの輪郭の上方の一定距離に保持し
ている。
【０００５】このジンバルが、ＨＳＡのばね領域のうち
で最も重要である。ヘッドアセンブリが磁気ディスクの
表面に接近して浮動するほど、より高密度に情報を記憶
することができる（磁界の強さは距離の二乗に比例する
ため、ヘッドが近接して浮動するほど、情報の磁気「ス
ポット」が小さくなる）。今日のディスク駆動装置は、
100 ナノメータ＝0.1 マイクロメータ（人の毛髪が約10
0 マイクロメータの厚さである）に近い浮動隙間を達成
しようと努力している。データ密度が高くなるほど、多
くを記憶し、小型化することができる。しかし、高速回
転しているディスク（約3600rpm 以上の速度で回転して
いる）と衝突すれば、ヘッド及びディスクの表面の両方
がそれに記憶されているデータと共に破壊されるため、
ヘッドアセンブリはディスクに接触（「クラッシュ」）
してはならない。
【０００６】最良のサスペンションアセンブリは、浮動
ヘッドに対するモーメントを減少させるために低質量で
あり、また表面の波形に迅速に合わせるために、Ｚ軸線
に沿って非常に可撓性が高い。それらはまた、注意深く
バランスが取られ、静的縦揺れ及び横揺れを許容レベル
まで減少させて初期ひねりがヘッドに加わらないように
されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このような従来技術に
おいて、微妙で正確な位置決めを達成するため、サスペ
ンションアセンブリ及び特にジンバルたわみ部分は、ヘ
ッドアセンブリに加えられた負荷をスライダ上の空気流
の上昇揚力に抵抗して注意深くバランスを取る必要があ
る。この顕微鏡的なレベルでは、一見滑らかに見えるデ
ィスク表面にも山部及び谷部が多くあり、一定の浮動高
さを維持するためにジンバルばねは非常に敏感でなけれ
ばならない。遅れや誤差を避けるため、ねじれやモーメ
ント力に抵抗し、また高速位置調整移動の後でもヘッド
を表面に平行に維持しなければならない。
【０００８】今日のデータ密度の要件から、ヘッドをデ
ィスクに従来より接近した位置で浮動させることを必要
としているので、不正確な製造や原因不明の負荷または
剛性を受け入れる余裕が小さくなる。相互接続システム
は、多数の信号を正確に送信しながら、製造及び取り付
けが効果的かつ正確であり、最小限の質量で、剛性を増
大させず、特にジンバル領域に沿って塑性変形しないこ
とが必要である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、新規なジンバルたわみ部分および電気相
互接続部のアセンブリ（ジンバル−相互接続部）及びジ
ンバル−相互接続部ハーネスと、ジンバル−相互接続部
を含む改良形サスペンションアセンブリ及びヘッドサス
ペンションアセンブリ（ＨＳＡ）を開示している。本発
明のジンバル−相互接続部は、相互接続部アセンブリを
ジンバルに結合する問題に対して別の解決策を提供して
いる。相互接続部アセンブリを最小にしてジンバルに対
するその影響を減少させようとするのではなく、ジンバ
ルとして作用するように形成できるほど剛直で自立性が
ある相互接続部アセンブリを提供している。また、ジン
バル−相互接続部アセンブリは、良好な電気性能、複数
の信号を処理する能力、及び優れた機械的特性を与え
る。さらに、ジンバル−相互接続部及びそれに関連した
製品は、製造及び組み立てが簡単で効率的である。
【００１０】ジンバル−相互接続部は、回転式データ記
憶装置またはハードディスク駆動装置内のディスク駆動
装置サスペンションアセンブリの一部になるように構成
されている。サスペンションアセンブリには負荷ビーム
とジンバルとが設けられている。負荷ビームは、必要な
導体が通る表面と、ジンバルたわみ部分を取り付けるこ
とができる形状の先端部分とを有する。サスペンション
アセンブリ及びジンバル−相互接続部は共にヘッドサス
ペンションアセンブリ（ＨＳＡ）の構成要素である。
【００１１】本発明のジンバル−相互接続部には、通常
は２つのほぼ平行な導電路を備えた１つの導電路の組が
設けられている。導電路は、単層ばね素材からなる無基
材形の電気的に絶縁された線形の導体である。好適な素
材は、サスペンションアセンブリの素材と同じ引っ張り
強さ及び降伏強さを備えている。好適な素材としてベリ
リウム銅がある。導電路の組には、負荷ビームの表面上
に延在して表面の位相と少なくとも部分的に一致する負
荷ビーム部分と、ジンバル部分とが設けられている。ジ
ンバル部分は、導電路の組の先端部に位置して、ジンバ
ルたわみ手段として作用する。ジンバルは、負荷ビーム
の先端部分に機械的に結合し、浮動ヘッドアセンブリを
ジンバル支持し、ヘッドアセンブリ上の電気端子に電気
結合するための様々な構造とすることができる。
【００１２】多くのジンバル形式では、導電路の組のジ
ンバル部分に、導電路の組から延出した１つまたは複数
のトーションアームが設けられており、そのうちの少な
くとも１つのアームが負荷ビームから電気的に絶縁され
ている。各アームは、対称的なジンバルばねパターンの
一部として形成されており、先端部が広がって、ヘッド
アセンブリを機械的及び／または電気的に結合するため
の接触表面となる拡大水平方向接着パッドを有してい
る。電気接続を容易にするため、接続舌片をジンバル部
分から突出させてもよい。
【００１３】複数の偏号を送信するため、導電路の組を
積み重ねることによって多重信号ジンバル−相互接続部
を製造することができる。ジンバル−相互接続部及びサ
スペンションアセンブリの製造方法では、上記構成部材
をエッチングまたは切断してから、非導電性接着剤を用
いてそれらを接合する。
【００１４】
【実施例】本発明の特徴、特性及び利点は、添付の図面
を参照した以下の詳細な説明から明らかになるであろ
う。
【００１５】ジンバル−相互接続部は、回転データ記憶
装置またはハードディスク駆動装置内のディスク駆動装
置サスペンションアセンブリの一部となるように構成さ
れている。ジンバル−相互接続部は、ヘッドアセンブリ
に対する相互接続とジンバル支持の二つのことを行うも
のである。
【００１６】ヘッドサスペンションアセンブリ（ＨＳ
Ａ）１０は、回転式データ記憶装置の所定のトラック上
にヘッドアセンブリ１２を位置決めする素子が組合せら
れたものである。ＨＳＡ１０は、サスペンションアセン
ブリとヘッドアセンブリ１２とを備えている。サスペン
ションアセンブリは、負荷ビーム２０と、ジンバルたわ
み部分および電気的相互接続アセンブリ（ジンバル−相
互接続部）３０とを備えている。「相互接続アセンブ
リ」とは、ＨＳＡ１０を介して電気信号を送信する相互
接続システム全体（その機構をすべて含む）のことを意
味している。ジンバルたわみ部分は、ヘッドサスペンシ
ョンアセンブリが回動したり、傾斜したり、屈曲したと
きにおいてもヘッドレベルを回転ディスク（図示してい
ない）の表面の上方に支持する構造体である。ヘッドア
センブリ１２は、空気軸受スライダと、トランスジュー
サと、電気端子１４とを備えている。
【００１７】図１、４及び６は、本発明に係る素子を用
いた様々なヘッドサスペンションアセンブリ（ＨＳＡ）
のそれぞれの素子を示したものである。図３、５及び８
は、各構成部材を組合せた状態を示したものである。
【００１８】それぞれの形式の負荷ビーム２０には、図
４、図５、図６及び図８に示されている第１の表面２２
と、図１及び図３に示されている第２の表面２３とを有
している。負荷ビーム２０にはさらに、ジンバルたわみ
部分を支持するように形成された先端部分２５と、アク
チュエータアーム（図示せず）に取付けられるように形
成された基端部分２６とを備えている。負荷ビーム２０
は、基端部分２６付近のばね領域２８と、ばね領域２８
と先端部分２５との間に位置する剛性領域２９とを有し
ている。負荷ビーム２０は、エッチング、切断、押し抜
き、または電気放電加工（ＥＤＭ）等、公知の方法によ
って形成された平らなステンレス鋼によって形成される
ことが好ましい。
【００１９】本発明のジンバル−相互接続部３０は、サ
スペンションアセンブリの特に負荷ビーム２０の第１の
表面２２（通常はディスクに対向する側）に、後に取付
けられる別体の素子として構成されている。ジンバル−
相互接続部３０には１組の導電路３２が設けられ、この
導電路は、通常、回路を完成するほぼ平行な２つの導電
路３３を備えている。導電路３３は、一般的に同一平面
上に並んで配置されている。同一の回路が読み取りと書
き込みの両モードで機能している。
【００２０】導電路３３は、電気的に絶縁された線形を
した薄い無基材形の導体からなり、可撓性と弾性とを備
え、様々な形状に合わせて予め成形することができるも
のである。導電路３３の断面は、図１１Ａ及び１１Ｂに
示されているように、一般的には矩形に形成されている
が、他の低輪郭形状とすることもできる。導電路３３
は、単層の導電性ばね素材によって形成されている。ば
ね素材は、組み立てて駆動使用する際に、ジンバルが耐
えられる最大負荷を受けても塑性変形（降伏）しないも
のが用いられる。好ましくは、サスペンションアセンブ
リと同様の引っ張り強さ及び降伏強さ、すなわち一般的
に引っ張り強さが１．１ギガパスカル以上、一般的に降
伏強さが１．０ギガパスカル以上の素材が用いられる。
この形式における導電路は、通常自立性を備えた素材を
用いることが好適である。そして、導電路の製造方法
は、光化学的エッチング加工によって素材を一連の長い
線状に形成することが好適であるが、押し抜き加工や放
電加工等、公知の他の方法で成形することもできる。
【００２１】素材は、降伏強さが約１．２４ギガパスカ
ル、引っ張り強さが約１．３１ギガパスカルを備えたベ
リリウム銅合金（ＢｅＣｕ１７２）が好適である。導電
路にベリリウム銅（ＢｅＣｕ）を使用することは、従来
の銅だけで形成された導体とは違った工夫である。Ｂｅ
Ｃｕのように、引っ張り強さ及び降伏強さが高い素材
は、導電路の組３２を自立的にして頑強にする。純銅よ
り導電性が低いために従来は見過ごされていたが、Ｂｅ
Ｃｕは、一般的なサスペンションアセンブリを形成する
ために使用されているステンレス鋼の１．１４ギガパス
カルの降伏強さ及び１．３１ギガパスカルの引っ張り強
さにほぼ一致することによって、現在の導電性素材に勝
る利点を備えている。負荷を受けた状態でステンレス鋼
のばね特性にほぼ一致する高強度ばね素材は、静止した
状態のジンバルアセンブリに不都合な移動を加える可能
性を大幅に減少させる。低強度の非ばね素材は、不都合
な取扱や組立てを行った際に容易に降伏し、未知応力を
サスペンションアセンブリに与え、ジンバルたわみ部分
の公称静止姿勢の移動を必ず生じさせる。
【００２２】導電路の組３２には、負荷ビーム部分（ま
たは領域）３４と、ジンバル部分３６と、コネクタ部分
３７とが設けられている。負荷ビーム部分３４は、少な
くとも部分的に負荷ビーム２０の第１表面２２上に延在
してその表面位相と一致している。負荷ビーム部分３４
及びコネクタ部分３７の配置や進出位置は、様々な接続
要件や負荷ビーム２０の様々な特性に合わせることがで
きる。
【００２３】負荷ビーム部分３４は、手動による経路指
定や操作を伴うことなく、負荷ビーム２０に一致させる
ために必要なＸ，Ｙ及びＺ座標位置を定めるパターンに
沿って成形、配置される。ジンバル−相互接続部３０
は、特定のサスペンションアセンブリに合わせて詳細化
することができ、また、他の標準的なサスペンションア
センブリに適合するように汎用化することもできる。図
１〜８は、様々なサスペンションアセンブリに適用され
るジンバル−相互接続部アセンブリ３０の様々な形式を
示したものである。ジンバル−相互接続部３０をサスペ
ンションアセンブリに最適に適合させるため、負荷ビー
ム２０の表面位相が分析され、それに応じて製造モデル
（例えばエッチングマスクまたは押し抜きプレス）が調
節される。
【００２４】ジンバル部分３６は、導電路の組３２の先
端部に配置されており、負荷ビーム２０の先端部分２５
と機械的に結合し、浮動ヘッドアセンブリ１２のジンバ
ル支持を行い、またヘッドアセンブリの電気端子１４に
電気接続するためのジンバルたわみ手段として作用す
る。公知のほぼすべてのジンバル構造を用いることがで
きる。ＢｅＣｕは、ステンレス鋼の降伏及び引っ張り特
性に非常に似ているため、一般的に寸法についての大き
な調整を必要としない。
【００２５】導電路は、ほとんどすべてのジンバル構造
に成形することができるが、好適な実施例では、導電路
の組のジンバル部分に負荷ビーム部分３４から延出した
１つまたは対称的に配置された複数のトーションアーム
３８が設けられ、トーションアーム３８の少なくとも１
つが負荷ビーム２０から電気的に絶縁されている。各ト
ーションアーム３８は、通常は対称的なジンバルばねパ
ターンの一部として形成されている。アームの先端部は
広がり、ヘッドアセンブリ１２を取り付けるための接触
表面となる拡げられた水平スライダ接着パッド３９とな
っている。接着パッドは、機械的に連結されてヘッドア
センブリ１２を支持しするものとすることができ、ある
いはまた、ヘッドアセンブリの電気端子１４に機械的か
つ電気的に結合するものとすることができる。これらの
電気的結合には、接着剤として導電性エポキシを使用す
ることができる。
【００２６】実質的に突出したフォーク状の接続舌片４
０は、ジンバル部分３６から突き出てヘッドの電気端子
１４への接続を容易にしている。図２に示されている舌
片は、半径方向に折れ曲がり、導電路の組３２からほぼ
垂直にヘッドアセンブリ１２に向かって延出している。
舌片４０は、垂直に取付けられた電気端子１４との結合
と超音波接合等の公知の技術の使用を容易にしている。
図１５に示されているように、他の実施例における舌片
は、スライダの上部に取り付けられた電気端子１４に接
続できるようにまっすぐにすることができる。電気接合
部位の冶金的な要件を改善するため、フライス加工やパ
ターンメッキを行う際に金、錫、はんだ等の適当な接触
金属で母材を被覆し、電子たわみケーブルパッドやヘッ
ドの電気端子１４に対する接着結果を改善することがで
きる。
【００２７】コネクタ部分３７は、導電路の組３２の基
端部に配置されている。この部分においては、導電路の
組３２は広げられ、負荷ビーム２０を越えて延在してい
る。これは、導電路の組３２を他の回路に結合するため
の良好な接続表面を提供するためである。
【００２８】ジンバル−相互接続部アセンブリ３０は、
導電路の組３２以外の素子も設けられている。導電路の
組３２が成形されると、各導電路３３の選択部分は、図
１１Ａ及び１１Ｂに示されているように、負荷ビーム２
０から電気的に絶縁するのに適した薄い絶縁膜４２で被
覆される。絶縁膜４２は、導電路の組３２に対して、噴
射、浸せき、ロールまたは印刷塗装することができる。
この被膜は、導電路を完全に（導体全体に）塗布する形
式としてもよく、また、負荷ビーム２０、スライダ接着
パッド３９あるいは一体形の隔離絶縁器４４に接触する
面等の特定部分だけに塗布してもよい（図１参照）。
【００２９】隔離絶縁器４４は、導電路のジンバル−相
互接続部３０の電気特性をさらに改善するために、導電
路の組３２を負荷ビーム２０から分離させる隆起部分で
ある。隔離絶縁器４４は、一般的に正方形のペグ状に成
形されているが、どのような形状にしてもよい。図１に
示されているように、一体形の隔離絶縁器４４は、導電
路の組３２の側部から負荷ビーム２０に向かって突出さ
せてもよい。それらによって、導電路の組３２と負荷ビ
ーム２０との間の空気クッションは、さらなる絶縁層と
して作用して導体からサスペンション面へ分散するキャ
パシタンスを減少させることができる。空気クッション
は優れた絶縁特性を備えているだけでなく、導電路のジ
ンバル−相互接続部３０の質量を増加させることがな
い。
【００３０】導電路の組３２を負荷ビーム２０に積層し
やすくするため、適当な接着剤４３を第１絶縁膜４２上
に塗布してもよい。接着剤４３は、圧力、熱または紫外
線硬化させるものとすることができる。接着剤４３の塗
布は、ジンバル−相互接続部３０全体を被覆する全体形
式でも、部分形式でもよい。隔離絶縁器４４、それらの
接点及び／または接着パッド３９のように選択された領
域に限定して接着剤を塗布してもよい。接着剤の塗布
は、噴霧式でもＸ−Ｙ座標の液体ドット式でもよい。ま
た、ジンバル−相互接続部３０の選択領域にパターン化
した腐食防止膜４５を塗布してもよい。
【００３１】スリーエム社製のＥＣ２２９０エポキシ等
のように、絶縁体としても機能する接着剤を用いること
によって、導電路の輪郭及び製造段階を減少させること
ができる。この絶縁／接着剤は、約６．４マイクロメー
トル厚さになるように導電路にスプレー塗布される。絶
縁／接着被膜は、腐食防止被膜としても機能するため、
３つのことを行うことができる。図１１Ａ及び１１Ｂに
示されているように、被膜は様々な形で様々な順序で塗
布することができる。事前配置して接着の自動化を可能
にするため、接着パッド３９、コネクタ舌片４０及びい
ずれの電気接続点もパターン化するか、または接着剤が
付着しないようにマスキングする必要がある。接着処理
を容易にするため、これらの接着する点には融和性のあ
る冶金を行うようにする。
【００３２】一体形の隔離絶縁器４４は、導電路の組３
２をエッチングする間、母材を部分的に保護することに
よって形成される。隔離絶縁器を位置させる部分の導電
路の厚さを減少させないことによって、隆起した隔離絶
縁器４４が残る。隔離絶縁器４４は、ばね領域２８を避
けて、負荷ビーム２０の剛性部分だけに配置してもよ
い。各導電路３３はまた、ばね領域２８に架橋するよう
に、負荷ビーム２０との間のＺ軸方向の距離を減少させ
て（水平方向に）曲げてもよい。このようにして、厚さ
及び輪郭、それ結果としての剛性は、剛性領域２９で増
加し、ばね領域２８で減少する。また、導電路は「Ｓ」
字形のばね部材として成形してもよい。「Ｓ」字形の形
状にすることによって、導電路の組３２がばね領域２８
を鋭角に横切るため、剛性に影響を及ぼすベクトルが減
少される。
【００３３】ジンバル−相互接続部３０の剛化影響をさ
らに制御し、また必要に応じて電気経路に沿って抵抗を
変化させるため、導電路３３の厚さや幅を様々な領域で
変化させてもよい。
【００３４】図１〜３に示した好適な実施例において
は、導電路の組３２は、約１２マイクロメートルの厚さ
のベリリウム銅合金を２つの導電路に光化学エッチング
加工したもので、約５０マイクロメートルの厚さの隔離
絶縁器と、約６．４マイクロメートルの厚さの絶縁及び
接着被膜とを備えている。導電路３３は、負荷ビームの
ばね領域２８に沿って徐々に幅が狭く、厚みが薄くなっ
ている。
【００３５】図に示された負荷ビーム２０の先端部分２
５には、突出した矩形のトング７０が形成されている。
トング７０には、位置合わせ孔７１とジンバルピボット
７２とが設けられている。ピボット７２には、負荷ビー
ム２０の第１の表面２２から隆起した凸状の半球形突起
が形成されている。
【００３６】図２に明示されているように、この導電路
の組３２のジンバル部分３６には、導電路の組３２から
延出した１対の対称的なトーションアーム３８が設けら
れている。各アーム３８は、図３に示されているよう
に、トング７０の側部に沿って延在している。アーム３
８は、トング７０の先端部において９０度のカーブを描
き、１対の対称的なたわみ部分接着パッド３９を形成す
るように広がり、ヘッドアセンブリ１２の接触表面とな
るように配置されている。接着パッド３９は、適当な結
合及びジンバル表面を提供するものであれば、どような
形状にすることもできる。図２の実施例では、接着パッ
ドは「Ｐ」を背中合せにしたような形状に形成され、各
背中の中央にはおおよそ半円形のくぼみが設けられてい
る。このくぼみは、ジンバルピボット７２をはめ込む円
形のクリアランスホール７３を形成している。これによ
って、ヘッドアセンブリ１２がジンバルピボット７２回
りに回転することができる。接続舌片４０が、パッド３
９からなだらかな半径方向のカーブを描いてヘッドアセ
ンブリ１２の位置の方へ垂直方向に延出している。舌片
は、ヘッドの電気端子１４との接続を容易にするように
配置されている。
【００３７】図４及び５は、本発明の別の実施例を示し
たものである。この実施例においては、負荷ビーム２０
の先端部分２５に開口７５が形成されている。開口７５
は、図示においてＸ軸方向にわずかに長い八角形に形成
されているが、円形またはその他の形状とすることもで
きる。導電路の組３２のジンバル部分３６には、導電路
の組から延出した１対の薄い対称的なトーションアーム
３８が設けられている。アーム３８は開口７５の側縁部
に隣接し、開口のＸ方向のほぼ中央で９０度のカーブを
描いている。対称軸に接近した位置で、アーム３８は広
がって、ヘッドアセンブリ１２用の結合表面となるよう
に形成されると共に配置された１対の対称的な水平方向
接着パッド３９を形成している。
【００３８】多数の信号を扱うＨＳＡの場合、導電路の
ジンバル−相互接続部３０には２通りある。１つは、導
電路の組３２にさらに導電路をほぼ平行に横に並べて付
け加えるものである。２つ目として、相互接続部の配置
や経路を設置する表面が限定されている負荷ビームの場
合、多重信号積層配列形ジンバル−相互接続部アセンブ
リ８０を製造してもよい。図６〜８に示されているよう
に、この多重信号ジンバル−相互接続部アセンブリ８０
は、負荷ビーム部分３４においてさらに導電路の組８２
が互いに積み重ねられて積層され、導電路の組の多段配
列を形成している。これによって、多重信号ジンバル−
相互接続部アセンブリ８０が負荷ビーム２０上に占める
経路区域が減少する。多重信号ジンバル相互接続部アセ
ンブリ８０の剛性を減少させるため、スペンションアセ
ンブリ１０と平行な平面上で間隔をおいて、ばね領域２
８等の剛性に対して感度の良い領域に沿って個々の導電
路３３を扇状に広げてもよい。
【００３９】多重信号ジンバル相互接続部アセンブリ８
０はまた、接続点において扇状に広げてもよい。図６に
示した負荷ビーム２０は、図４と同じもので、ジンバル
たわみ部分を支持するように形成されると共に配置され
た先端部分２５を備えている。この実施例においては、
第１の導電路の組３２と第２の導電路の組８２とを有し
ており、各導電路は、１対の電気的に絶縁されたほぼ平
行な細長い単層のばね素材からなる無基材形導体を備え
ている。好適な素材は、サスペンションアセンブリと同
じ引っ張り強さと降伏強さを備えたものである。両導電
路の組は、基端部のコネクタ領域３７と、先端部のジン
バル領域３６と、負荷ビーム領域３４とを備えている。
第１の導電路の組３２の負荷ビーム領域３４は、負荷ビ
ーム２０の第１表面２２の少なくとも一部の上方に延在
してその表面位相に一致している。第２の導電路の組８
２の負荷ビーム領域は、第１の導電路の組３２の負荷ビ
ーム領域に一致してその上に取り付けられている。第２
の導電路の組８２のコネクタ領域は、第１の導電路の組
３２から下り、第１の導電路の組３２のコネクタ領域に
沿って同一平面上に延在している。
【００４０】図７に示されているように、各導電路の組
のジンバル部分３６は、扇状に広がって（トーションア
ーム３８になって）、サスペンションアセンブリを二等
分する長手方向軸線に沿って対称的なジンバルたわみ部
分パターンとなっている。さらに、ジンバルパターンは
様々なものが可能である。図７からわかるように、この
形式のパターンは、円弧形フレームの内側に囲まれた４
つの四分円を備えた円に似ている。導電路３３は先端部
で広がって、たわみ部分接着パッド３９（ほぼ「５」ま
たは「２」のような形状）を形成している。各導電路の
ジンバル領域を組み合わせたものが、浮動ヘッドアセン
ブリに結合してジンバル支持するジンバルたわみ部分を
形成している。
【００４１】図９及び１０に示されているように、導電
路の組３２は、支持体５０に取り付けることによって、
導電路３３の取扱い易さ及びその変形に対する抵抗力を
さらに向上させることもできる。この支持体５０は、組
付ける際に導電路の組３２を単独で、または負荷ビーム
２０と共に保護シャシに固定する。支持体５０は、導電
路の組３２を取付け、位置合わせ及び組み立てを行うた
めのキャリヤ部材となっている。支持体５０は、平面的
な周縁部５１を備えた導電路の組３２の少なくとも一側
部に沿って延在するものであれば、Ｏ形、Ｃ形、Ｌ形、
あるいはＩ形にすることができる。支持体にはまた、工
具位置合わせ孔５２と、平面状の周縁部５１に導電路の
組３２を取り付けて固定する支持タブ５３とを有してい
る。支持体５０は、負荷ビーム２０をまたがり、周縁部
５１が導電路の組３２の負荷ビーム２０への取り付けを
妨害しないように形成されている。導電路の組３２と負
荷ビーム２０が合体してからは、支持体５０はＨＳＡ全
体の支持部材として機能することができる。必要がなく
なれば、支持タブ５３をはずすことによって支持体５０
を取り外すことができる。
【００４２】好適な製造方法の１つは、導電路の組３２
と同じ導電性の金属シート（好ましくはＢｅＣｕ）から
支持体５０を同時に光化学的エッチングによって形成す
ることである。この方法によれば、自動エッチングによ
って細長い金属に一連の相互接続部を互いに横に並んで
分離すると共に共有の支持体周縁部によって支持するこ
とができる。支持体５０によって取付けられ、ジンバル
−相互接続部３０が非常に強いため、ジンバル−相互接
続部３０を負荷ビーム２０に取り付ける前に、ヘッドア
センブリ１２を相互接続部のジンバル部分３６に（すな
わち接着パッド３９及び／または舌片４０に）直接に電
気的及び機械的に結合することができる。ヘッドアセン
ブリ１２をジンバル−相互接続部３０に取り付けること
によって、図１２に示された頑丈なヘッド相互接続部ハ
ーネス６０が形成され、様々なサスペンションアセンブ
リへの取付けを用意することができる。
【００４３】本発明では、サスペンションアセンブリと
ジンバル−相互接続部との間の電気絶縁を利用すること
ができることにより、サスペンションアセンブリ自体が
導体として使用される。この形式のＨＳＡは、図１３に
示されているように、導電性素材からなる電気絶縁サス
ペンションアセンブリを備えている。サスペンションア
センブリは、ジンバルたわみ部分を支持するように形成
されると共に配置されている。さらにＨＳＡは、サスペ
ンションアセンブリに取付けられるジンバルたわみ部分
及び電気相互接続部アセンブリ３０を備え、ヘッドアセ
ンブリ１２は、多数の電気端子を備え、ヘッドアセンブ
リ１２は、ジンバル相互接続部３０によって支持されて
電気的に結合されている。このＨＳＡにはさらに、ヘッ
ドアセンブリ１２からサスペンションアセンブリまでの
接続手段を備え、サスペンションアセンブリは電気信号
の付加された導体として機能する。接続手段は、ジンバ
ル部分を備えた個別の導電路やジンバル移動を妨害しな
い別の形式の導体とすることができる。
【００４４】ほとんどのＨＳＡは、電気的に接地として
サスペンションアセンブリを用いている。しかし、ジン
バル−相互接続部３０とヘッドアセンブリ１２の支持が
サスペンションアセンブリから電気絶縁されているた
め、付加した導電路はヘッドアセンブリ１２のスライダ
を電気的に接地して静電蓄積を防止することができる。
図１４は、この導電路の一実施例における先端部と、そ
のスライダに接続された状態を示したものである。導電
路は、一端部が導電性エポキシを用いてスライダに連結
され、他端部が負荷ビーム２０、アクチュエータアー
ム、シャシまたはフレームに、あるいは他の適当な電気
的な接地に接続されている。導電性エポキシは、トーシ
ョンアームの非絶縁部分と負荷ビーム２０との間に点状
に配置することもできる。図１４は、図６及び７と同様
の多層形ジンバル−相互接続部アセンブリの導電路の一
部を示したものである。
【００４５】本発明の利点は、ＨＳＡの製造中にさらに
明らかになるであろう。製造工程にジンバル−相互接続
部３０を組み込む好適な方法が２つある。第１に、機械
的及び／または電気的なヘッド接着に先だって、ジンバ
ル−相互接続部３０を標準的サスペンションアセンブリ
構造に取り付けることができる。サスペンションアセン
ブリは、一般的に受け入れられている設計に従って最初
に製造される。導電路のジンバル−相互接続部３０は、
一般的には負荷ビーム２０の第１表面２２に、通常、デ
ィスクに面した側部に取付けられるが、異なった構造の
ＨＳＡでは反対側に取り付けることもある。この形式で
は、サスペンションアセンブリにジンバル−相互接続部
３０を事前に接着し、次に機械的及び電気的ヘッド接着
を行う。この方法の製造上の利点は、コスト、複雑な取
付け、及び標準形ワイヤや可撓性回路の使用に伴った有
効降伏損失をなくすことができることである。
【００４６】ＨＳＡを製造する第２の方法は、ジンバル
−相互接続部３０をサスペンションアセンブリに取り付
ける前に、ヘッドアセンブリ１２を支持体のジンバル−
相互接続部３０に接着することである。これによって、
図１２に示されているように、上記のヘッド相互接続部
ハーネス６０が形成される。ヘッドサスペンションアセ
ンブリを完成するためには、ヘッド相互接続部ハーネス
６０を負荷ビーム２０の表面に機械的に接着するだけで
よい。ジンバル−相互接続部３０が強いことによって、
相互接続部ハーネス６０をサスペンションアセンブリに
取り付けるための独立した製品として市販することが可
能である。
【００４７】このヘッド相互接続部ハーネス６０の場合
には、サスペンションアセンブリの製造からスライダ接
着段階がなくなる。現在の標準的な工程では、スライダ
をサスペンションに接着する前に、より線対をスライダ
に接着することを繰り返している。これによって、潜在
的なスライダの破壊とジンバルばねの損傷によってスラ
イダの静止姿勢を予測不可能に移動させる超音波溶接作
業する影響を免れることができる。個々のサスペンショ
ンからスライダ接着工程を切り離すことによって、導電
路の組３２へのアクセスを改善し、自動化にとって理想
的な、再現性のある段差付きストリップ形式に導電路３
３を離設することによって、組み立てが容易になる。こ
れはまた、均一な高さに浮動するようにジンバルピボッ
ト７２に対してヘッドアセンブリ１２をオフセットでき
るようにしている。
【００４８】本発明のジンバル−相互接続部には、従来
の相互接続部アセンブリに勝る多くの利点がある。第１
に、ばね特性に影響を与えないで相互接続部アセンブリ
をジンバルたわみ部分に適合させる問題をなくすことが
できる。ＢｅＣｕは、サスペンションアセンブリに一般
的に用いられているステンレス鋼の機械的作用に非常に
似ているため、ジンバル−相互接続部は従来のジンバル
たわみ部分と同様に作動する。また、負荷ビームの製造
工程中に脆い一体形導体をどこかに組み込んだり、ジン
バルを付加する必要がなくなることによって、製造段階
が減少する。
【００４９】ジンバル−相互接続部は、サスペンション
アセンブリ全体の質量を減少させる。制約の多いポリイ
ミド支持層の厚さをなくすことによって、素材コスト及
び処理段階が減少する。基材の裏当てがないため、その
結果としてジンバル−相互接続部の剛性を低くし、輪郭
を低く、同等の可撓性回路よりも質量を小くすることが
できる。一体形導電路コネクタタング４０や電気接続の
ための接着パッド３９を用いることによって、低い輪郭
の幾何学的な制御が可能で、インピーダンス、負荷ある
いはバイヤスの変動が生じない、絡まったり断線しない
有用な閉回路を構成することができる。
【００５０】ほとんどの絶縁素材は、十分に絶縁性する
ことができる厚さが可撓性回路を支持するために必要な
厚さよりも薄い（絶縁に必要な厚さが２．５マイクロメ
ートルであるのに対して、可撓性回路の支持に必要な厚
さが最低でも２５マイクロメートルである）ので、ジン
バル−相互接続部には絶縁材の薄いスプレー膜を用いる
だけである。絶縁性接着剤を用いることによって、さら
に導電路の断面を小さくすることができる。これによっ
て、高さ方向の輪郭が低くなり、サスペンションアセン
ブリのせん断軸がサスペンションの中心線の方へ戻るよ
うに移動する。
【００５１】幅／厚さを減少した選択的な導電路、
「Ｓ」字形ばね部材、隔離絶縁器の設置によって、さら
にジンバル−相互接続部３０の剛性を減少させることが
できる。導電路の幅を変更することによって、さらに長
さ方向の抵抗も減少させる結果となる。電気的な接地に
対するキャパシタンスはまた、一体形の隔離絶縁器の特
性と空気ギャップを絶縁材として使用することによって
減少する。
【００５２】ジンバル−相互接続部３０の注目すべき特
徴は、その構造的な強さと、塑性変形に対する抵抗能力
である。高強度素材を用いることによって、加圧がかか
ったときの可変バイヤス応力にジンバル−相互接続部が
耐えることができる。支持体５０を用いることによっ
て、事前に成形された構造体はサスペンションアセンブ
リに対する機械的変位及び負荷の影響を避けることがで
きる。ジンバル−相互接続部が強いことによって、導電
路の組３２またはヘッド相互接続部ハーネス６０を独立
的に形成することができる。このように強度があり、輪
郭が薄く可撓性がある特徴によって、多数の導体組を積
み重ねて多重信号の複雑なスライダに用いることができ
る。
【００５３】ジンバル−相互接続部３０は、製造工程を
大幅に促進する。無基板形の相互接続部の製作工程は、
漠然とした絶縁体のパターン化を必要としない。ポリイ
ミドに較べて、金属は非常に正確な仕様を容易に成形す
ることができる。このため、サスペンションアセンブリ
のＸ、Ｙ及びＺ軸に沿って安定した相互接続の経路の指
定と交配を行うことができ、多くのサスペンションの構
造に適合する融通性が得ることができる。多くのスライ
ダ形式はまた、超音波接合で形成されたタブまたははん
だ付けによって取付けることもできる。部分的なエッチ
ングは、様々な導体の長さ方向に厚さや、微細なパター
ンの特徴を明確化することができる。
【００５４】ＢｅＣｕは良好な導電性を備え、十分な引
っ張り強さ及び降伏強さを備え、塑性変形に耐えること
ができ、また厚さが薄くても自立することができる。し
かし、ジンバル−相互接続部３０は個別に製造され、後
の製造段階で付け加えられるだけであるため、低強度の
素材であっても製造工程中に破損する可能性が低い。
【００５５】強い事前成形された相互接続部を用いるこ
とによって、他の種類の導体を設置するための必要な複
雑な自動化された機械を必要としない。ジンバル−相互
接続部３０は、負荷ビーム２０の形状に沿った明確な配
置及び経路指定を行うことができる。ジンバル−相互接
続部３０の取り付けは、局部的に接着剤を塗布したチュ
ーブレスワイヤ接続部のように、但しもっと制御された
再現性のある形式で進めることができる。チューブレス
自動接着とは異なって、ジンバル−相互接続部３０は、
平面度や直線性あるいは適当な配置を確保するために引
っ張り装置を必要としない。素材の強さの特性と、負荷
ビーム２０の剛性領域２９における導電路の断面を大き
くすることができることによって、経路指定において多
大な工具による補助を必要とすることなく固有安定性を
与えることができる。
【００５６】
【効果】本発明によれば、導電路の組の先端部に配置さ
れ、負荷ビームと機械的に結合されたジンバル部分がヘ
ッドアセンブリのジンバル支持を行うため、アセンブリ
の製造および組立が簡単で効率的である。
【００５７】導電路の組のばね素材がサスペンションア
センブリと同様の引っ張り強さと降伏強さを有している
ため、導電路の組を自立的にして頑強にし、静止した状
態のジンバルアセンブリに不都合な移動を加える可能性
を大幅に減少させることができる。
【００５８】導電路の組がヘッドアセンブリ上のスライ
ダを電気的に接地するため、静電蓄積の防止を容易にす
ることができる。
【００５９】導電路の組のジンバル部分に導電路の組か
ら延出するトーションアームを設け、該アームは負荷ビ
ームから電気的に絶縁され、各アームがジンバルばねパ
ターンの一部を形成しており、先端部がヘッドアセンブ
リの接着パッドとなっているため、ヘッドアセンブリを
機械的かつ電気的に結合することができる。
【００６０】ジンバル部分の先端部に接着パッドから垂
直方向に延出したタングを設けたため、ヘッドアセンブ
リの電気接点の結合が容易となる等の効果を奏すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に記載されている特徴を備えた負荷ビー
ム及びジンバル−相互接続部を含むＨＳＡの展開斜視図
である。
【図２】図１に示されているジンバル−相互接続部アセ
ンブリのジンバル部分の拡大詳細図である。
【図３】図１の組み付けられたＨＳＡの斜視図である。
【図４】別の負荷ビーム形式及びジンバル−相互接続部
形式を含む別のＨＳＡ形式の展開斜視図であり、すべて
が本発明に記載されている特徴を具現している。
【図５】図４の組み付けられたＨＳＡの斜視図である。
【図６】図４に示されている形式の負荷ビームと多重信
号形ジンバル−相互接続部とを含むＨＳＡの展開斜視図
であり、すべてが本発明に記載されている特徴を具現し
ている。
【図７】図６の多重信号形ジンバル−相互接続部アセン
ブリのジンバル部分の拡大詳細斜視図である。
【図８】図６の組み付けられたＨＳＡの斜視図である。
【図９】「Ｏ」形の支持体を設けた形式のジンバル−相
互接続部の底面図である。
【図１０】「Ｃ」形の支持体を設けた形式のジンバル−
相互接続部の斜視図である。
【図１１Ａ】導電路及び付加された被膜の実施例の非常
に拡大された断面図である。
【図１１Ｂ】導電路及び付加された被膜の変更実施例の
非常に拡大された断面図である。
【図１２】ヘッドジンバル−相互接続部ハーネスの斜視
図である。
【図１３】サスペンションアセンブリを付加した導体と
して使用している本発明によるＨＳＡの斜視図である。
【図１４】ヘッドアセンブリに取り付けられた接地導電
路を含む形式のジンバル−相互接続部のジンバル部分の
展開詳細図である。
【図１５】直線状のタングを設けたジンバル−相互接続
アセンブリのジンバル部分の拡大詳細図である。
【符号の説明】
１０ ヘッドサスペンションアセンブリ １２ ヘッドアセンブリ ２０ 負荷ビーム ３０ ジンバル−相互接続部アセンブリ ３３ 導電路 ３４ 負荷ビーム部分 ３６ ジンバル部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トッド ブッチャー アメリカ合衆国 ミネソタ 55385 ス チュワート，ルーラル ルート２，ボッ クス161 (72)発明者 ジェフリー ダブリュ．グリーン アメリカ合衆国 サウスダコタ 57103 スー フォールズ，アパートメント 203，サウス クリフ アベニュー 4700 (72)発明者 ガリー イー．ガスタフソン アメリカ合衆国 ミネソタ 55324 ダ ーウィン，872 シーエスエーエッチ 33，66 (72)発明者 ライアン ジュアゲンソン アメリカ合衆国 ミネソタ 55350 ハ ッチンソン，エーピーティー．ディー ８，テキサス アベニュー ノースウエ スト 1035 (72)発明者 ブレント ディー．リーン アメリカ合衆国 ミネソタ 55409 ミ ネアポリス，ブレイスデル アベニュー サウス 4255 (56)参考文献 特開 平５−36048（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−262216（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−229608（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−40680（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G11B 21/21 G11B 5/60

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 浮動するヘッドアセンブリを回転式デー
    タ記憶装置の表面上の選択されたトラックの上方に位置
    決めするための、ジンバルフレキシャを支持するように
    形成され配置された先端部分を有する負荷ビームを備え
    たディスク駆動装置のサスペンションアセンブリに取付
    けられる、ジンバルフレキシャと電気相互接続体のアセ
    ンブリであって、該ジンバルフレキシャと電気相互接続体のアセンブリ
    は、 単層のばね素材により形成され、１つ、または電気
    的に絶縁されてほぼ平行に延びる複数の、平板状の導体
    を備えた導電路の組からなり、 前記導電路の組が、負荷ビーム部分とジンバル部分とを
    含み、 該導電路の負荷ビーム部分が、 前記負荷ビームの表面の
    形状と少なくとも部分的に一致して延在するように形成
    され配置されており、 前記導電路のジンバル部分が、 導電路の先端部に形成さ
    れ配置されて前記ジンバルフレキシャとして負荷ビーム
    の先端部分と結合されており、 浮動ヘッドアセンブリをジンバル支持すると共にヘッド
    アセンブリの電気端子と電気的に結合するものであるこ
    とを特徴とするジンバルフレキシャと電気相互接続部の
    アセンブリ。
  2. 【請求項２】 導電路のばね素材の引っ張り強さおよび
    降伏強さを、サスペンションアセンブリとほぼ同じとし
    たことを特徴とする請求項１のジンバルフレキシャと電
    気相互接続体のアセンブリ。
  3. 【請求項３】 導電路用の素材がベリリウム銅合金であ
    ることを特徴とする請求項１のジンバルフレキシャと電
    気相互接続体のアセンブリ。
  4. 【請求項４】 導電路内の導体の少なくとも１つをヘッ
    ドアセンブリ上のスライダに電気的に接地して静電気を
    防止することを特徴とする請求項１のジンバルフレキシ
    ャと電気相互接続体のアセンブリ。
  5. 【請求項５】 導電路の組のジンバル部分は、１つまた
    は対称的に配置された複数のトーションアームが導電路
    から延出するように設けられており、該アームの少なく
    とも１つは負荷ビームから電気的に絶縁され、各トーシ
    ョンアームは、ジンバルばねの形状に形成され、ヘッド
    アセンブリを取付けるための表面となる水平に広がった
    接着パッドが形成された先端部を有することを特徴とす
    る請求項１のジンバルフレキシャと電気相互接続体のア
    センブリ。
  6. 【請求項６】 各接着パッドがヘッドアセンブリの電気
    接点の１つに電気接続していることを特徴とする請求項
    ５のジンバルフレキシャと電気相互接続体のアセンブ
    リ。
  7. 【請求項７】 さらにジンバル部分には、ジンバル部分
    の先端部から突出して、接着パッドからほぼ垂直方向に
    延出するように形成された、前記ヘッドアセンブリと電
    気的に接続するための、少なくとも１つの舌片が設けら
    れており、各舌片はヘッドアセンブリ上の電気接点の１
    つに結合していることを特徴とする請求項５のジンバル
    フレキシャと電気相互接続体のアセンブリ。
  8. 【請求項８】 前記導電路の組に少なくとも１つの導電
    路の組を加え、これらの導電路の組を互いに積層して導
    電路の組の配列を形成したことを特徴とする請求項１の
    ジンバルフレキシャと電気相互接続体のアセンブリ。
  9. 【請求項９】 導電路の組の位置合わせ及び組み立てに
    用いられるキャリヤ部材となる支持体を有しており、該
    支持体は、導電路の組を取付け、導電路の組の少なくと
    も一方の側部に沿って延在する平面状の周縁部分と、工
    具位置合わせ孔と、導電路を平面状の周縁部分に取付け
    る支持タブとを備えていることを特徴とする請求項１の
    ジンバルフレキシャと電気相互接続体のアセンブリ。
  10. 【請求項１０】 導電路には、幅が異なる領域が設けら
    れていることを特徴とする請求項１の相互接続体アセン
    ブリ。
  11. 【請求項１１】 導電路には、厚さが異なる領域が設け
    られていることを特徴とする請求項１の相互接続体アセ
    ンブリ。
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