JP3654198B2 - Head gimbal assembly - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク装置又は光磁気ディスク装置におけるヘッドジンバルアセンブリ(HGA)に関する。
【0002】
【従来の技術】
HGAにおいて、その金属サスペンション上に磁気ヘッド用のリードパターンを形成することは、例えば特開平6−215513号公報や特開平3−71477号公報等から公知である。
【0003】
特開平6−215513号公報には、ロードビーム上に磁気ヘッド用の配線パターンをフォトリソグラフィーでパターニングにより形成することが開示されている。一方、特開平3−71477号公報には、電気的接続を行うための導線部を有する金属層を可撓性シートの片面に接着し、他面にはステンレススチールを接着したサスペンションが記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このような公知技術のいずれにおいても、磁気ヘッドに接続されるリードパターンは、ベース金属に絶縁層を介して形成されている。このため、リードパターンとベース金属との間でキャパシタが形成されてしまう。ベース金属はグランドレベルであるため、リードパターンとグランドとの間に、寄生容量CGが生じることとなる。このような寄生容量が生じると、この寄生容量CGと、リードパターンの寄生インダクタンス及び磁気ヘッドのインダクタンス成分とにより、データ転送周波数において共振現象が生じてしまう。以下この共振現象について説明する。
【0005】
図1及び図2は、複合型の磁気ヘッドを具備する従来のHGAにおける書込みヘッド側及び読出しヘッド側の等価回路をそれぞれ示している。これらの図において、10はインダクティブ型書込み磁気ヘッド、11はそのリードパターン、20は磁気抵抗効果型読出し磁気ヘッド、21はそのリードパターンの等価回路をそれぞれ示している。
【0006】
図1において、寄生容量CGがCG=40pF、リードパターンの寄生インダクタンスLLがLL=20nH、インダクティブ型書込み磁気ヘッドのインダクタンス成分LHがLH=90nH程度であるとすると、書込み共振周波数f0は、
f0 =1/2π√(LC)
≒1/2π√{(LH+LL)CG}
≒76MHz
となる。即ち、約76MHzで共振し、それ以上の周波数における書込みデータ転送が不可能となる。ただし、L≒LH+LL、C≒CG(CG≫CL、CLはリードパターン間の寄生容量)である。
【0007】
同様に、図2において、寄生容量CGがCG=40pF、リードパターンの寄生インダクタンスLLがLL=20nH、磁気抵抗効果型読出し磁気ヘッドのインダクタンス成分lPがlP =30nH程度であるとすると、読出し共振周波数f0は、
f0 =1/2π√(LC)
≒1/2π√{(lP+LL)CG}
≒116MHz
となる。即ち、約116MHzで共振し、それ以上の周波数における読出しデータ転送が不可能となる。ただし、L≒lP+LL、C≒CG(CG≫CL、CLはリードパターン間の寄生容量)である。
【0008】
従って本発明の目的は、リードパターンとグランドとの間の寄生容量を低減させることによって共振点を高周波側にシフトし、書込み及び読出しの高速データ転送を可能としたHGAを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、磁気ヘッドスライダと、磁気ヘッドスライダを支持する金属サスペンションと、このサスペンション上に絶縁体を介して形成された磁気ヘッド用リードパターンとを有するHGAに関するものである。特に本発明によれば、磁気ヘッド用リードパターンの下方の金属サスペンションに寄生容量を小さくするための凹部が設けられている。
【0010】
磁気ヘッド用リードパターンの下方の金属フレクシャ−及びロードビームが一部除去されることにより、リードパターンと金属サスペンションとの間の寄生容量が減少する。即ち、この寄生容量を小さくするためには、▲1▼金属サスペンションとリードパターンとの距離dを大きくするか、▲2▼金属サスペンションとリードパターンとの間の絶縁体の誘電率ε0を小さくするか、又は▲3▼金属サスペンションとリードパターンとの対向面積Sを小さくすればよいことはキャパシタンスのC≒ε0S/dの式から理解できる。
【0011】
しかしながら、▲1▼に関して、距離dを大きくするために金属サスペンションとリードパターンとの間の絶縁体の厚さを大きくすることは、サスペンションとしての可撓性を損なってしまうので機能上問題となる。また、▲2▼に関して、現在使用されているポリイミド(ε0=3.3)より小さい比誘電率を有しかつ層間絶縁膜の機能を有する絶縁材料はほとんどない。このため、本発明では、磁気ヘッド用リードパターンの下方の金属フレクシャ−及びロードビームを一部除去してこの金属サスペンションとリードパターンとの対向面積Sを小さくすることによって、寄生容量を減少させている。なお、対向面積Sを小さくするためには、リードパターンの幅を小さくすることも考えられるが、これは直流抵抗の増大を招くため、信号転送特性の劣化につながる。直流抵抗を増大させないために、リードパターンの幅を小さくした分その厚さを大きくすることも考えられるが、このような細くかつ厚いリードパターンの作成に困難が伴うのみならず、サスペンションの可撓性を大幅に劣化させてしまう。
【0015】
サスペンションが、金属ロードビームと、ロードビーム上に載置され磁気ヘッド用リードパターンがその上に形成された金属フレクシャーとからなっており、磁気ヘッド用リードパターンの下方の金属フレクシャーに複数の凹部が設けられていることが好ましい。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明を詳細に説明する。
【0017】
図3は本発明に関連するHGAの参考例を示す平面図であり、図4は図3のA−A線断面図である。
【0018】
これらの図において、30は磁気ヘッドスライダ31を一方の端部で担持するための可撓性のフレクシャー、32はフレクシャー30を支持固着するロードビーム、33はロードビーム32の基部に固着されたベースプレートをそれぞれ示している。なお、フレクシャーを別個に設けず、ロードビーム32の基部をフレクシャーとして構成してもよい。
【0019】
フレクシャー30は、本参考例では、厚さ約25μmのステンレス鋼板(例えばSUS304TA)によって構成されている。このフレクシャー30上には、入出力信号線として、薄膜パターンによる4本のリードパターン34a〜34dがほぼその全長に渡って形成されている。リードパターン34a〜34dの一端は磁気ヘッドスライダ31に直接的に接続される薄膜パターンによる4つの接続端子(図示なし)に接続されており、他端は外部回路と接続するための薄膜パターンによる接続端子35a〜35dに接続されている。
【0020】
薄膜パターンは、金属薄板上にプリント基板を積層して作成する公知のパターニング方法で形成される。即ち、図4から明らかのように、厚さ約5μmのポリイミド層(下部絶縁層)36、パターン化された厚さ約4μmの銅層(リードパターン)34a〜34d及び厚さ約5μmのポリイミド層(上部絶縁層)37をこの順序でフレクシャー30上に積層するか又はあらかじめ積層したものをフレクシャー30上に貼り合わせることによって形成される。ただし、接続端子(35a〜35d)の部分は、銅層上にニッケル層、金層が積層形成されており、その上に上部絶縁層は形成されない。なお、図3には、理解を容易にするため、リードパターン34a〜34dが実線で表わされている。
【0021】
ロードビーム32は、約62〜76μmのステンレス鋼板で構成されており、フレクシャー30を数か所で固着支持している。フレクシャー30とロードビーム32とのこの固着は、レーザ溶接等による複数の溶接点でなされている。
【0022】
ベースプレート33は、ステンレス鋼又は鉄で構成されており、前述のごとく、ロードビーム32の基部に複数の溶接点で固着されている。
【0023】
本参考例において最も重要な構成は、フレクシャー30のステンレス鋼板に複数の貫通穴38が例えばエッチングによって形成されている点にある。即ち、フレクシャー30の、リードパターン34a〜34dの下方に位置する部分に複数のステンレス鋼板貫通穴38を設け、リードパターンに対向する電極であるフレクシャーの面積を実質的に減少させることにより、リードパターンとフレクシャーとで形成されるキャパシタによる寄生容量CGを減少させているのである。本参考例では、実際には、貫通穴38の部分でのリードパターンに対向する電極をロードビーム32とすることにより、キャパシタの電極間距離を大きくしている。また、フレクシャーに貫通穴を設けることにより、サスペンション自体の質量を低減化できるため、サスペンション全体の機械的レゾナンス特性及び動的振動特性を大幅に向上させることができる。
【0024】
なお、本参考例では、貫通穴38の形状が長円となっているが、この形状は、矩形であっても、他の多角形であってもよいし、その他のいかなる形状であってもよい。また、各貫通穴の形状が互いに同じであってもよいし異なっていてもよい。貫通穴38の大きさも図示のものに限定されず、また、互いに異なる大きさであってもよい。ただし、貫通穴38は、フレクシャーとしての基本機能を満足させるべく、磁気ヘッドスライダ31が自由に動くために必要なバネ性を確保できるように形成すると共にロードビーム32との溶接点以外の位置に形成する。フレクシャー30の基本機能を確保するのに不必要な金属部分を、貫通穴38を形成することによって全て取り除くことが、寄生容量CGの大幅に低減化するためには望ましい。フレクシャーの面積の1/2を取り除けば寄生容量CGは約20pF程度となり、さらにその面積を小さくすればその分だけ寄生容量CGが低下する。
【0025】
このように複数の貫通穴38を形成することにより、フレクシャー30上に積層された下部絶縁層36、リードパターン34a〜34d及び上部絶縁層37は、貫通穴上を橋絡した構造となるのでその強度を維持するために、許容できる範囲内で絶縁層36及び37の厚さを大きくとると共にリードパターン34a〜34dの厚さ及び幅を大きくとることが好ましい。
【0026】
図5は本発明のHGAの一実施形態を示す平面図であり、図6は図5のB−B線断面図である。
【0027】
これらの図において、50は磁気ヘッドスライダ51を一方の端部で担持するための可撓性のフレクシャー、52はフレクシャー50を支持固着するロードビーム、53はロードビーム52の基部に固着されたベースプレートをそれぞれ示している。なお、フレクシャーを別個に設けず、ロードビーム52の基部をフレクシャーとして構成してもよい。
【0028】
フレクシャー50は、本実施形態では、厚さ約25μmのステンレス鋼板(例えばSUS304TA)によって構成されている。このフレクシャー50上には、入出力信号線として、薄膜パターンによる4本のリードパターン54a〜54dがほぼその全長に渡って形成されている。リードパターン54a〜54dの一端は磁気ヘッドスライダ51に直接的に接続される薄膜パターンによる4つの接続端子(図示なし)に接続されており、他端は外部回路と接続するための薄膜パターンによる接続端子55a〜55dに接続されている。
【0029】
薄膜パターンは、金属薄板上にプリント基板を積層して作成する公知のパターニング方法で形成される。即ち、図6から明らかのように、厚さ約5μmのポリイミド層(下部絶縁層)56、パターン化された厚さ約4μmの銅層(リードパターン)54a〜54d及び厚さ約5μmのポリイミド層(上部絶縁層)57をこの順序でフレクシャー50上に積層するか又はあらかじめ積層したものをフレクシャー50上に貼り合わせることによって形成される。ただし、接続端子(55a〜55d)の部分は、銅層上にニッケル層、金層が積層形成されており、その上に上部絶縁層は形成されない。なお、図5には、理解を容易にするため、リードパターン54a〜54dが実線で表わされている。
【0030】
ロードビーム52は、約62〜76μmのステンレス鋼板で構成されており、フレクシャー50を数か所で固着支持している。フレクシャー50とロードビーム52とのこの固着は、レーザ溶接等による複数の溶接点でなされている。
【0031】
ベースプレート53は、ステンレス鋼又は鉄で構成されており、前述のごとく、ロードビーム52の基部に複数の溶接点で固着されている。
【0032】
本実施形態において最も重要な構成は、フレクシャー50のステンレス鋼板に複数の貫通穴58が例えばエッチングによって形成されていると共にロードビーム52にも複数の貫通穴59が例えばエッチングによって形成されている点にある。即ち、フレクシャー50の、リードパターン54a〜54dの下方に位置する部分に複数のステンレス鋼板貫通穴58を設け、さらに、貫通穴58の下方のロードビーム52に複数の貫通穴59をそれぞれ設けている。これにより、リードパターンに対向する電極であるフレクシャー及びロードビームの面積を実質的に減少させることにより、リードパターンとフレクシャー及びロードビームとで形成されるキャパシタによる寄生容量CGを減少させているのである。また、フレクシャー及びロードビームに貫通穴を設けることにより、サスペンション自体の質量を低減化できるため、サスペンション全体の機械的レゾナンス特性及び動的振動特性を大幅に向上させることができる。
【0033】
なお、本実施形態では、貫通穴58及び59の形状が長円となっているが、この形状は、矩形であっても、他の多角形であってもよいし、その他のいかなる形状であってもよい。また、各貫通穴58同士又は貫通穴58及び59相互の形状が互いに同じであってもよいし異なっていてもよい。貫通穴58及び59の大きさも図示のものに限定されず、また、互いに異なる大きさであってもよい。さらに、本実施形態では、貫通穴58が貫通穴59より大きい寸法となっているが、両者は同じ寸法であってもよいし、貫通穴58が貫通穴59より小さい寸法であってもよい。ただし、貫通穴58は、フレクシャーとしての基本機能を満足させるべく、磁気ヘッドスライダ51が自由に動くために必要なバネ性を確保できるように形成すると共にロードビーム52との溶接点以外の位置に形成する。貫通穴59もフレクシャー50との溶接点以外の位置に形成する。フレクシャー50及びロードビーム52の基本機能を確保するのに不必要な金属部分を、貫通穴58及び59を形成することによって全て取り除くことが、寄生容量CGの大幅に低減化するためには望ましい。フレクシャー及びロードビームの面積の1/2を取り除けば寄生容量CGは約20pF程度となり、さらにその面積を小さくすればその分だけ寄生容量CGが低下する。
【0034】
このように複数の貫通穴58を形成することにより、フレクシャー50上に積層された下部絶縁層56、リードパターン54a〜54d及び上部絶縁層57は、貫通穴上を橋絡した構造となるのでその強度を維持するために、許容できる範囲内で絶縁層56及び57の厚さを大きくとると共にリードパターン54a〜54dの厚さ及び幅を大きくとることが好ましい。
【0035】
図7は本発明のHGAの他の実施形態を示す平面図であり、図8は図7のC−C線断面図である。
【0036】
これらの図において、70は磁気ヘッドスライダ71を一方の端部で担持するための可撓性のフレクシャー、72はフレクシャー70を支持固着するロードビーム、73はロードビーム72の基部に固着されたベースプレートをそれぞれ示している。なお、フレクシャーを別個に設けず、ロードビーム72の基部をフレクシャーとして構成してもよい。
【0037】
フレクシャー70は、本実施形態では、厚さ約25μmのステンレス鋼板(例えばSUS304TA)によって構成されている。このフレクシャー70上には、入出力信号線として、薄膜パターンによる4本のリードパターン74a〜74dがほぼその全長に渡って形成されている。リードパターン74a〜74dの一端は磁気ヘッドスライダ71に直接的に接続される薄膜パターンによる4つの接続端子(図示なし)に接続されており、他端は外部回路と接続するための薄膜パターンによる接続端子75a〜75dに接続されている。
【0038】
薄膜パターンは、金属薄板上にプリント基板を積層して作成する公知のパターニング方法で形成される。即ち、図8から明らかのように、厚さ約5μmのポリイミド層(下部絶縁層)76、パターン化された厚さ約4μmの銅層(リードパターン)74a〜74d及び厚さ約5μmのポリイミド層(上部絶縁層)77をこの順序であらかじめ積層したものをフレクシャー70上に貼り合わせることによって形成される。ただし、接続端子(75a〜75d)の部分は、銅層上にニッケル層、金層が積層形成されており、その上に上部絶縁層は形成されない。なお、図7には、理解を容易にするため、リードパターン74a〜74dが実線で表わされている。
【0039】
ロードビーム72は、約62〜76μmのステンレス鋼板で構成されており、フレクシャー70を数か所で固着支持している。フレクシャー70とロードビーム72とのこの固着は、レーザ溶接等による複数の溶接点でなされている。
【0040】
ベースプレート73は、ステンレス鋼又は鉄で構成されており、前述のごとく、ロードビーム72の基部に複数の溶接点で固着されている。
【0041】
本実施形態において最も重要な構成は、フレクシャー70に複数の凹部(盲穴)78が例えばハーフエッチングによって形成されている点にある。即ち、フレクシャー70のリードパターン74a〜74dの下方に位置する部分に複数の凹部78を設け、リードパターンとこれに対向する電極であるフレクシャーとによるキャパシタの電極間距離を大きくし、このキャパシタによる寄生容量CGを減少させているのである。また、フレクシャーに凹部を設けることにより、サスペンション自体の質量を低減化できるため、サスペンション全体の機械的レゾナンス特性及び動的振動特性を大幅に向上させることができる。
【0042】
なお、本実施形態では、凹部78の形状が長円となっているが、この形状は、矩形であっても、他の多角形であってもよいし、その他のいかなる形状であってもよい。また、各凹部の形状が互いに同じであってもよいし異なっていてもよい。凹部78の大きさも図示のものに限定されず、また、互いに異なる大きさであってもよい。ただし、凹部78は、フレクシャーとしての基本機能を満足させるべく、磁気ヘッドスライダ71が自由に動くために必要なバネ性を確保できるように形成すると共にロードビーム72との溶接点以外の位置に形成する。フレクシャー70の基本機能を確保するのに不必要な部分に凹部78を形成するが、寄生容量CGの大幅に低減化するためには望ましい。
【0043】
このように複数の凹部78を形成することにより、フレクシャー70上に積層された下部絶縁層76、リードパターン74a〜74d及び上部絶縁層77は、凹部上を橋絡した構造となるのでその強度を維持するために、許容できる範囲内で絶縁層76及び77の厚さを大きくとると共にリードパターン74a〜74dの厚さ及び幅を大きくとることが好ましい。
【0044】
図9は本発明に関連するHGAの他の参考例を示す平面図であり、図10は図9のD−D線断面図である。
【0045】
これらの図において、90は磁気ヘッドスライダ91を一方の端部で担持するための可撓性のフレクシャー、92はフレクシャー90を支持固着するロードビーム、93はロードビーム92の基部に固着されたベースプレートをそれぞれ示している。なお、フレクシャーを別個に設けず、ロードビーム92の基部をフレクシャーとして構成してもよい。
【0046】
フレクシャー90は、本参考例では、厚さ約25μmのステンレスのメッシュ板によって構成されている。このフレクシャー90上には、入出力信号線として、薄膜パターンによる4本のリードパターン94a〜94dがほぼその全長に渡って形成されている。リードパターン94a〜94dの一端は磁気ヘッドスライダ91に直接的に接続される薄膜パターンによる4つの接続端子(図示なし)に接続されており、他端は外部回路と接続するための薄膜パターンによる接続端子95a〜95dに接続されている。
【0047】
薄膜パターンは、金属薄板上にプリント基板を積層して作成する公知のパターニング方法で形成される。即ち、図10から明らかのように、厚さ約5μmのポリイミド層(下部絶縁層)96、パターン化された厚さ約4μmの銅層(リードパターン)94a〜94d及び厚さ約5μmのポリイミド層(上部絶縁層)97をこの順序でフレクシャー90上に積層するか又はあらかじめ積層したものをフレクシャー90上に貼り合わせることによって形成される。ただし、接続端子(95a〜95d)の部分は、銅層上にニッケル層、金層が積層形成されており、その上に上部絶縁層は形成されない。なお、図9には、理解を容易にするため、リードパターン94a〜94dが実線で表わされている。
【0048】
ロードビーム92は、約62〜76μmのステンレス鋼板で構成されており、フレクシャー90を数か所で固着支持している。フレクシャー90とロードビーム92とのこの固着は、レーザ溶接等による複数の溶接点でなされている。
【0049】
ベースプレート93は、ステンレス鋼又は鉄で構成されており、前述のごとく、ロードビーム92の基部に複数の溶接点で固着されている。
【0050】
本参考例において最も重要な構成は、リードパターンを除いたフレクシャー平面を部分的に表わしている図11に示すように、フレクシャー90の磁気ヘッドスライダ91を担持する端部90aを除く部分90bが平面から見てメッシュ構造となっている点にある。これにより、リードパターンに対向する電極であるフレクシャーの面積を実質的に減少させることにより、リードパターンとフレクシャーとで形成されるキャパシタによる寄生容量CGを減少させているのである。また、フレクシャーをメッシュ構造とすることにより、サスペンション自体の質量を低減化できるため、サスペンション全体の機械的レゾナンス特性及び動的振動特性を大幅に向上させることができる。
【0051】
なお、上述のメッシュ構造は、フレクシャーとしての基本機能を満足させるべく、磁気ヘッドスライダ91が自由に動くために必要なバネ性を確保できるような構造とする。
【0052】
図12は本発明のHGAを備えたハードディスク装置の一例の要部の構成を概略的に示す斜視図である。
【0053】
同図において、120は軸121の回りを回転する複数の磁気ディスク媒体、122は磁気ヘッドスライダをトラック上に位置決めするためのアセンブリキャリッジ装置をそれぞれ示している。アセンブリキャリッジ装置122は、軸123を中心にして回動可能なキャリッジ124と、このキャリッジ124を回動駆動する例えばボイスコイルモータ(VCM)からなるアクチュエータ125とから主として構成されている。
【0054】
キャリッジ124には、軸123の方向にスタックされた複数の駆動アーム126の基部が取り付けられており、各駆動アーム126の先端部にはHGA127が固着されている。各HGA127は、その先端部に設けられている磁気ヘッドスライダ128が、各磁気ディスク媒体120の表面に対して対向するように駆動アーム126の先端部に設けられている。
【0055】
本例においては、各駆動アーム126のみ、又は各駆動アーム126を含むキャリッジ124が例えばプラスチック又はセラミック等の非導電性材料で形成されている。この実施形態の変更態様として、駆動アーム126を金属で構成し、キャリッジ124の軸123の軸受け部分を例えばプラスチック又はセラミック等の非導電性材料で形成してもよい。これによって、HGA127がハードディスク装置の筐体アースに対して電気的に絶縁される。
【0056】
図13は本例におけるリードパターン部分の等価回路を示している。同図において、寄生容量CGがCG≒40pF、HGAの絶縁によって生じるリードパターンの極小の寄生容量CVがCV≒5pFであるとすると、合成寄生容量CG´は、
CG´=CGCV/(CG+CV)
≒40×5/(40+5)
≒4.4pF
となる。このように、HGAが筐体アースから浮いていることにより、リードパターンとグランドとの間の実質的な寄生容量CG´が大幅に低減する。
【0057】
このように、HGAが直流的に完全にアースから絶縁されると、静電気発生によるトラブルが生じるおそれがあるため、実際には、図14に示す等価回路のように、絶縁されているHGAと筐体アースとの間に高い抵抗値の純抵抗RH を挿入する。
【0058】
図15は本発明のHGAを備えたハードディスク装置の他の例における一部の構成を概略的に示す部分断面図である。
【0059】
同図において、150はキャリッジに取り付けられた駆動アーム、151は駆動アーム150に取り付けられたHGAのベースプレート、152は磁気ヘッドスライダ153を一方の端部で担持するための可撓性のフレクシャー、154はフレクシャー152を支持固着するHGAのロードビームをそれぞれ示している。ロードビーム154の基部はベースプレート151に固着されている。
【0060】
HGAのベースプレート151は、駆動アーム150に、非導電性の部材(又はシート)155を介して固着されており、これによって、HGAはハードディスク装置の筐体アースに対して電気的に絶縁されている。HGAが筐体アースから浮いていることにより、リードパターンとグランドとの間の実質的な寄生容量CG´が大幅に低減する。
【0061】
このように、HGAが直流的に完全にアースから絶縁されると、静電気発生によるトラブルが生じるおそれがあるため、実際には、図14に示す等価回路のように、絶縁されているHGAと筐体アースとの間に高い抵抗値の純抵抗RH を挿入する。
【0062】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【0063】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、磁気ヘッド用リードパターンの下方の金属フレクシャ−及びロードビームが一部除去されているため、金属サスペンションとリードパターンとの対向面積を小さくなりリードパターンと金属サスペンションとの間の寄生容量が減少する。その結果、リードパターンとグランドとの間の寄生容量が低減するので共振点が高周波側にシフトされ、書込み及び読出しの高速データ転送が可能となる。また、このように一部除去することにより、サスペンション自体の質量を低減化できるため、サスペンション全体の機械的レゾナンス特性及び動的振動特性を大幅に向上させることができる。
【0064】
さらに本発明によれば、磁気ヘッド用リードパターンの下方の金属フレクシャーに寄生容量を小さくするための凹部が設けられているため、金属フレクシャーとリードパターンとの距離を大きくすると共に対向面積を小さくすることができ、これによって、寄生容量が減少する。その結果、リードパターンとグランドとの間の寄生容量が低減するので共振点が高周波側にシフトされ、書込み及び読出しの高速データ転送が可能となる。また、このように凹部を設けることにより、サスペンション自体の強度を大きく減少させることなく質量を低減化できるため、サスペンション全体の機械的レゾナンス特性及び動的振動特性を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】複合型の磁気ヘッドを具備する従来のHGAにおける書込みヘッド側の等価回路である。
【図2】複合型の磁気ヘッドを具備する従来のHGAにおける読出しヘッド側の等価回路である。
【図3】本発明に関連するHGAの参考例を示す平面図である。
【図4】図3のA−A線断面図である。
【図5】本発明のHGAの一実施形態を示す平面図である。
【図6】図5のB−B線断面図である。
【図7】本発明のHGAの他の実施形態を示す平面図である。
【図8】図7のC−C線断面図である。
【図9】本発明に関連するHGAの他の参考例を示す平面図である。
【図10】図9のD−D線断面図である。
【図11】図9の参考例におけるリードパターンを除くフレクシャーの部分平面を表わす図である。
【図12】本発明のHGAを備えたハードディスク装置の一例の要部の構成を概略的に示す斜視図である。
【図13】図12の例におけるサスペンション部分の等価回路である。
【図14】図12の例において、静電気防止用の高抵抗を接続した場合のサスペンション部分の等価回路である。
【図15】本発明のHGAを備えたハードディスク装置の他の例における一部の構成を概略的に示す部分断面図である。
【符号の説明】
30、50、70、90、152 フレクシャー
31、51、71、91、128、153 磁気ヘッドスライダ
32、52、72、92、154 ロードビーム
33、53、73、93、151 ベースプレート
34a〜34d、54a〜54d、74a〜74d、94a〜94d リードパターン
35a〜35d、55a〜55d、75a〜75d、95a〜95d 接続端子
36、37、56、57、76、77、96、97 絶縁層
38、58、59 貫通穴
78 凹部
120 磁気ディスク媒体
121、123 軸
122 アセンブリキャリッジ装置
124 キャリッジ
125 アクチュエータ
126、150 駆動アーム
127 HGA
155 非導電性の部材(又はシート)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a head gimbal assembly (HGA) in a magnetic disk device or a magneto-optical disk device.
[0002]
[Prior art]
In HGA, forming a lead pattern for a magnetic head on the metal suspension is known from, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 6-215513 and 3-71477.
[0003]
JP-A-6-215513 discloses that a wiring pattern for a magnetic head is formed on a load beam by patterning using photolithography. On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-71477 describes a suspension in which a metal layer having a conductor portion for electrical connection is bonded to one side of a flexible sheet and stainless steel is bonded to the other side. Yes.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In any of these known techniques, the lead pattern connected to the magnetic head is formed on the base metal via an insulating layer. For this reason, a capacitor is formed between the lead pattern and the base metal. Since the base metal is at the ground level, the parasitic capacitance C is between the lead pattern and the ground. G Will occur. When such a parasitic capacitance occurs, this parasitic capacitance C G A resonance phenomenon occurs at the data transfer frequency due to the parasitic inductance of the lead pattern and the inductance component of the magnetic head. This resonance phenomenon will be described below.
[0005]
1 and 2 show equivalent circuits on the write head side and the read head side in a conventional HGA having a composite magnetic head, respectively. In these drawings, 10 indicates an inductive write magnetic head, 11 indicates a lead pattern thereof, 20 indicates a magnetoresistive effect type read magnetic head, and 21 indicates an equivalent circuit of the lead pattern.
[0006]
In FIG. 1, parasitic capacitance C G Is C G = 40 pF, lead pattern parasitic inductance L L Is L L = 20 nH, inductance component L of inductive write magnetic head H Is L H = 90 nH or so, the write resonance frequency f 0 Is
f 0 = 1 / 2π√ (LC)
≒ 1 / 2π√ {(L H + L L ) C G }
≒ 76MHz
It becomes. That is, it resonates at about 76 MHz, and writing data transfer at a higher frequency becomes impossible. However, L ≒ L H + L L , C ≒ C G (C G ≫C L , C L Is a parasitic capacitance between lead patterns).
[0007]
Similarly, in FIG. 2, the parasitic capacitance C G Is C G = 40 pF, lead pattern parasitic inductance L L Is L L = 20 nH, inductance component l of magnetoresistive read magnetic head P Is l P = 30 nH or so, the read resonance frequency f 0 Is
f 0 = 1 / 2π√ (LC)
≒ 1 / 2π√ {(l P + L L ) C G }
≒ 116MHz
It becomes. That is, it resonates at about 116 MHz, and read data transfer at a higher frequency becomes impossible. However, L ≒ l P + L L , C ≒ C G (C G ≫C L , C L Is a parasitic capacitance between lead patterns).
[0008]
Accordingly, it is an object of the present invention to provide an HGA that allows high-speed data transfer for writing and reading by shifting the resonance point to the high frequency side by reducing the parasitic capacitance between the lead pattern and the ground.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to an HGA having a magnetic head slider, a metal suspension that supports the magnetic head slider, and a magnetic head lead pattern formed on the suspension via an insulator. In particular, according to the present invention, The metal suspension below the lead pattern for the magnetic head is provided with a recess for reducing the parasitic capacitance. .
[0010]
By partially removing the metal flexure and the load beam below the magnetic head lead pattern, the parasitic capacitance between the lead pattern and the metal suspension is reduced. That is, in order to reduce the parasitic capacitance, (1) the distance d between the metal suspension and the lead pattern is increased, or (2) the dielectric constant ε of the insulator between the metal suspension and the lead pattern. 0 (3) The capacitance C≈ε may be reduced by reducing the facing area S between the metal suspension and the lead pattern. 0 It can be understood from the equation of S / d.
[0011]
However, regarding (1), increasing the thickness of the insulator between the metal suspension and the lead pattern in order to increase the distance d results in a functional problem because the flexibility of the suspension is impaired. . Regarding (2), the currently used polyimide (ε 0 = 3.3) Almost no insulating material has a smaller dielectric constant and functions as an interlayer insulating film. Therefore, according to the present invention, the metal flexure and the load beam below the magnetic head lead pattern are partially removed to reduce the opposing area S between the metal suspension and the lead pattern, thereby reducing the parasitic capacitance. Yes. In order to reduce the facing area S, it is conceivable to reduce the width of the lead pattern. However, this causes an increase in DC resistance, leading to deterioration of signal transfer characteristics. In order not to increase the DC resistance, it may be possible to increase the thickness of the lead pattern by reducing the width of the lead pattern. However, not only is it difficult to create such a thin and thick lead pattern, but also the flexibility of the suspension Will greatly deteriorate the performance.
[0015]
The suspension is composed of a metal load beam and a metal flexure placed on the load beam and having a magnetic head lead pattern formed thereon, and a plurality of recesses are formed in the metal flexure below the magnetic head lead pattern. It is preferable to be provided.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 3 is a plan view showing a reference example of an HGA related to the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
[0018]
In these drawings, 30 is a flexible flexure for supporting the magnetic head slider 31 at one end, 32 is a load beam for supporting and fixing the
[0019]
In this reference example, the
[0020]
The thin film pattern is formed by a known patterning method in which a printed board is laminated on a metal thin plate. That is, as is apparent from FIG. 4, a polyimide layer (lower insulating layer) 36 having a thickness of about 5 μm, patterned copper layers (lead patterns) 34a to 34d having a thickness of about 4 μm, and a polyimide layer having a thickness of about 5 μm. (Upper insulating layer) 37 is laminated on the
[0021]
The
[0022]
The base plate 33 is made of stainless steel or iron, and is fixed to the base of the
[0023]
The most important configuration in this reference example is that a plurality of through
[0024]
In this reference example, the shape of the through
[0025]
By forming the plurality of through
[0026]
FIG. 5 is a plan view showing an embodiment of the HGA of the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
[0027]
In these figures, 50 is a flexible flexure for supporting the
[0028]
In this embodiment, the
[0029]
The thin film pattern is formed by a known patterning method in which a printed board is laminated on a metal thin plate. That is, as is apparent from FIG. 6, a polyimide layer (lower insulating layer) 56 having a thickness of about 5 μm, patterned copper layers (lead patterns) 54a to 54d having a thickness of about 4 μm, and a polyimide layer having a thickness of about 5 μm. (Upper insulating layer) 57 is laminated on
[0030]
The
[0031]
The
[0032]
The most important configuration in the present embodiment is that a plurality of through
[0033]
In the present embodiment, the shape of the through
[0034]
By forming the plurality of through
[0035]
FIG. 7 is a plan view showing another embodiment of the HGA of the present invention, and FIG. 8 is a sectional view taken along the line CC of FIG.
[0036]
In these drawings, 70 is a flexible flexure for supporting the
[0037]
In this embodiment, the
[0038]
The thin film pattern is formed by a known patterning method in which a printed board is laminated on a metal thin plate. That is, as is apparent from FIG. 8, a polyimide layer (lower insulating layer) 76 having a thickness of about 5 μm, patterned copper layers (lead patterns) 74a to 74d having a thickness of about 4 μm, and a polyimide layer having a thickness of about 5 μm. (Upper insulating layer) 77 is previously laminated in this order and bonded to
[0039]
The
[0040]
The
[0041]
The most important configuration in the present embodiment is that a plurality of concave portions (blind holes) 78 are formed in the
[0042]
In the present embodiment, the shape of the
[0043]
By forming the plurality of
[0044]
9 is a plan view showing another reference example of the HGA related to the present invention, and FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG.
[0045]
In these figures, 90 is a flexible flexure for supporting the
[0046]
In this reference example, the
[0047]
The thin film pattern is formed by a known patterning method in which a printed board is laminated on a metal thin plate. That is, as is apparent from FIG. 10, a polyimide layer (lower insulating layer) 96 having a thickness of about 5 μm, patterned copper layers (lead patterns) 94a to 94d having a thickness of about 4 μm, and a polyimide layer having a thickness of about 5 μm. The (upper insulating layer) 97 is laminated on the
[0048]
The
[0049]
The
[0050]
In the present reference example, the most important configuration is that a
[0051]
The mesh structure described above is a structure that can ensure the spring property necessary for the
[0052]
FIG. 12 is a perspective view schematically showing a configuration of a main part of an example of a hard disk device provided with the HGA of the present invention.
[0053]
In the figure,
[0054]
The
[0055]
In this example, only each
[0056]
FIG. 13 shows an equivalent circuit of the lead pattern portion in this example. In the figure, parasitic capacitance C G Is C G ≒ 40pF, minimal parasitic capacitance C of lead pattern caused by HGA insulation V Is C V If it is ≈5 pF, the combined parasitic capacitance C G ´ is
C G '= C G C V / (C G + C V )
≒ 40 × 5 / (40 + 5)
≒ 4.4pF
It becomes. As described above, since the HGA floats from the housing ground, a substantial parasitic capacitance C between the lead pattern and the ground is obtained. G ′ Is greatly reduced.
[0057]
Thus, if the HGA is completely isolated from the ground in a direct current manner, troubles due to the generation of static electricity may occur. Therefore, in actuality, as shown in the equivalent circuit shown in FIG. A high resistance pure resistor RH is inserted between the body ground.
[0058]
FIG. 15 is a partial cross-sectional view schematically showing a part of the configuration of another example of a hard disk drive equipped with the HGA of the present invention.
[0059]
In the figure, 150 is a drive arm attached to the carriage, 151 is a base plate of HGA attached to the
[0060]
The
[0061]
Thus, if the HGA is completely isolated from the ground in a direct current manner, troubles due to the generation of static electricity may occur. Therefore, in actuality, as shown in the equivalent circuit shown in FIG. A high resistance pure resistor RH is inserted between the body ground.
[0062]
All the embodiments described above are illustrative of the present invention and are not intended to be limiting, and the present invention can be implemented in other various modifications and changes. Therefore, the scope of the present invention is defined only by the claims and their equivalents.
[0063]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, since the metal flexure and the load beam below the magnetic head lead pattern are partially removed, the opposing area between the metal suspension and the lead pattern can be reduced. And the parasitic capacitance between the metal suspension is reduced. As a result, since the parasitic capacitance between the lead pattern and the ground is reduced, the resonance point is shifted to the high frequency side, and high-speed data transfer for writing and reading is possible. Further, by removing a part of the suspension as described above, the mass of the suspension itself can be reduced, so that the mechanical resonance characteristics and dynamic vibration characteristics of the entire suspension can be greatly improved.
[0064]
Furthermore, according to the present invention, the metal flexure below the magnetic head lead pattern is provided with a recess for reducing the parasitic capacitance, so that the distance between the metal flexure and the lead pattern is increased and the facing area is reduced. This can reduce parasitic capacitance. As a result, since the parasitic capacitance between the lead pattern and the ground is reduced, the resonance point is shifted to the high frequency side, and high-speed data transfer for writing and reading is possible. Also, by providing the recesses in this way, the mass can be reduced without greatly reducing the strength of the suspension itself, so that the mechanical resonance characteristics and dynamic vibration characteristics of the entire suspension can be greatly improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an equivalent circuit on a write head side in a conventional HGA having a composite magnetic head.
FIG. 2 is an equivalent circuit on the read head side in a conventional HGA having a composite magnetic head.
FIG. 3 is a plan view showing a reference example of an HGA related to the present invention.
4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 5 is a plan view showing an embodiment of the HGA of the present invention.
6 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
FIG. 7 is a plan view showing another embodiment of the HGA of the present invention.
8 is a cross-sectional view taken along line CC in FIG.
FIG. 9 is a plan view showing another reference example of the HGA related to the present invention.
10 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG.
11 is a diagram showing a partial plane of the flexure excluding the lead pattern in the reference example of FIG. 9;
FIG. 12 is a perspective view schematically showing a configuration of a main part of an example of a hard disk device including the HGA of the present invention.
13 is an equivalent circuit of a suspension portion in the example of FIG.
FIG. 14 is an equivalent circuit of a suspension portion when a high resistance for preventing static electricity is connected in the example of FIG.
FIG. 15 is a partial cross-sectional view schematically showing a partial configuration in another example of a hard disk device including the HGA of the present invention.
[Explanation of symbols]
30, 50, 70, 90, 152 Flexure
31, 51, 71, 91, 128, 153 Magnetic head slider
32, 52, 72, 92, 154 Load beam
33, 53, 73, 93, 151 Base plate
34a to 34d, 54a to 54d, 74a to 74d, 94a to 94d Lead pattern
35a-35d, 55a-55d, 75a-75d, 95a-95d Connection terminal
36, 37, 56, 57, 76, 77, 96, 97 Insulating layer
38, 58, 59 Through hole
78 recess
120 Magnetic disk medium
121, 123 axes
122 Assembly carriage device
124 Carriage
125 Actuator
126, 150 Drive arm
127 HGA
155 Non-conductive member (or sheet)
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