JP4119401B2 - 磁気ヘッド微動アクチュエータの接着方法 - Google Patents

Description

本発明は、磁気ヘッドと、該磁気ヘッドの位置の微調整に用いられるヘッド微動基板とを接着する方法に関する。

近年のハードディスク装置では、更なる大容量化及び高記録密度化を実現すべく、狭トラック化が進められている。このため、トラック幅が微小になり、従来のようにボイスコイルモータのみによるサーボ制御方式では、磁気ヘッドの位置をトラックに対して正確に位置決めすることが難しくなってきた。そこで最近では、ボイルコイルモータとは別個のアクチュエータを磁気ヘッド（スライダ）に装着し、このアクチュエータによって、ボイルコイルモータで追従しきれない微細な位置決めを行なうものが種々開発されている。

このような磁気ヘッド微動アクチュエータとして既に、一対の可動アームを備えた略コ字状のヘッド微動基板の該一対の可動アームの間に磁気ヘッドを固定し、該一対の可動アームに備えられた一対の圧電素子に対する通電制御により磁気ヘッドを微動させるアクチュエータが知られている。
特開２０００-１６７４６２号公報

この磁気ヘッド微動アクチュエータでは、ヘッド微動基板の一対の可動アームの間に磁気ヘッドを接着している。従来、この接着作業は、磁気ヘッドの両側接着面に対して予め定めた量の接着樹脂を付着させ、この磁気ヘッドを一対の可動アームの間に挿入して行われていた。ところが、磁気ヘッドの両側接着面の間隔、及び一対の可動アームの間隔は製品（ロット）毎に僅かなばらつきが生じるのが避けられない。このばらつきは、接着面積の大小を生み、接着面積の大小が微動アクチュエータの動作特性に影響を与えることが分かってきた。接着面積の大小は、その絶対値が影響を与えるだけでなく、左右の接着面積の差も動作特性に影響を与え、正確な位置決を行うことができない。

本発明は従って、ヘッド微動基板の一対の可動アームの間に、予め定めた接着面積で磁気ヘッドを接着固定できる磁気ヘッド微動アクチュエータの接着方法を得ることを目的とする。

本発明は、一対の可動アームを備えた略コ字状のヘッド微動基板と、このヘッド微動基板の一対の可動アームの間に接着固定される磁気ヘッドとを有する磁気ヘッド微動アクチュエータにおいて、磁気ヘッドの両側接着面をヘッド微動基板の一対の可動アームに接着するに際し、ヘッド微動基板の一対の可動アームの中心に磁気ヘッドを位置させ、該一対の可動アームと磁気ヘッドの接着面間のクリアランスを測定するステップと、測定されたクリアランス量に応じて最適接着樹脂量を演算するステップと、ヘッド微動基板の一対の可動アームの間から磁気ヘッドを引き出し、演算ステップで演算された量の接着樹脂を磁気ヘッド接着面に付着させるステップと、接着面に接着樹脂を付着させた磁気ヘッドをヘッド微動基板の一対の可動アームの間に挿入して接着するステップと、を有することを特徴としている。

クリアランス測定ステップは、テレビカメラによる撮像画像から同クリアランスを算出するステップを含んでいることが好ましい。

接着樹脂量演算ステップでは、演算された接着樹脂量に応じて接着樹脂ディスペンサのショット数を演算することが好ましい。接着樹脂ディスペンサは、そのノズルから磁気ヘッド接着面に対して接着樹脂を供給するものであり、ディスペンサのショット数の演算（設定）は、接着液の液面に与える空気圧力とバルブの開時間を設定した上で、同バルブに何回の開放動作を与えるかを設定する動作である。このショット数により接着樹脂量を定めることができる。

また、接着樹脂付着ステップでは、接着樹脂ディスペンサのノズルから磁気ヘッド接着面に対して供給される接着樹脂の断面積をテレビカメラによりリアルタイムで撮像しながら監視することが望ましい。そして、接着樹脂量演算ステップで演算されたショット数に達する前に、テレビカメラにより検出される接着樹脂の断面積が所定量に達したときには、設定ショット数に達する前に接着樹脂ディスペンサによる接着樹脂供給を停止するステップを含むことが望ましい。

ヘッド微動基板は、大きく２つのタイプがある。１つは、セラミック材料からなっていて、その一対の可動アームに沿わせて圧電素子を接着固定するタイプであり、他の１つは、全体が圧電材料からなっていて、その一対の可動アームに対する通電制御により該一対の可動アームを伸縮させるタイプである。本発明は、どちらのヘッド微動基板にも適用できる。

本発明によれば、ヘッド微動基板の一対の可動アームの間に、左右の偏りのない予め定めた接着面積で磁気ヘッドを接着することができ、所望の微動性能を有する磁気ヘッド微動アクチュエータを得ることができる。

図１は、本発明方法を適用する磁気ヘッド微動アクチュエータ３０を備えたハードディスク装置の全体構造を示している。回転軸１１を中心に回転駆動されるハードディスク（磁気ディスク）１２の外には、スイングアーム（ロードビーム、ジンバルばね）２０の基部が粗動回転軸１３を中心に往復揺動自在に支持されている。スイングアーム２０は、空間γ（図２）をあけて形成された舌部２０ａを先端部に有しており、この舌部２０ａ上に、磁気ヘッド（スライダ、フレキシャ）２１が設けられている。このスイングアーム２０には、舌部２０ａで磁気ヘッド２１を柔軟に支えるような弾性が備えられている。アクチュエータ１４によってスイングアーム２０が粗動回転軸１３を中心に往復揺動すると、磁気ヘッド２１がハードディスク１２の略半径方向に往復移動する。

スイングアーム２０の舌部２０ａには、さらに、磁気ヘッド２１の位置微調整手段として、磁気ヘッド微動アクチュエータ３０が設けられている。磁気ヘッド微動アクチュエータ３０は、図２及び図３に拡大して示すように、スイングアーム２０の舌部２０ａに接着される固定部３１Ａと、固定部３１Ａの両側端から垂直方向（粗動回転軸１３と磁気ヘッド２１を結ぶ直線方向）に平行に延びた一対の可動アーム３１Ｂとを有するヘッド微動基板３１を備え、一対の可動アーム３１Ｂの先端自由端部によって磁気ヘッド２１を挟持している。

ヘッド微動基板３１は、例えばガラスセラミック焼成体により形成されており、その一対の可動アーム３１Ｂの側面に沿わせて、互いに極性を逆にした一対の圧電素子３２が平行に固定されている。この圧電素子３２は、駆動電圧が印加されると、粗動回転軸１３と磁気ヘッド２１を結ぶ直線と平行な方向の長さＬが一方は伸び、他方は縮むように、分極方向が設定されている。このような圧電素子は周知である。一対の圧電素子３２の一方が伸び他方が縮むと、一対の可動アーム３１Ｂ（磁気ヘッド２１）は、粗動回転軸１３を中心とする円弧方向に微動する。この微動のオーダーは、現在の技術レベルでは、例えば、各圧電素子３２に０．３μｍの伸縮が生じたとき、磁気ヘッド２１に粗動回転軸１３を中心とする円弧方向へ１μｍ前後の微動が生じる程度である。図２では、理解を容易にするため、圧電素子３２を黒く塗りつぶし、スイングアーム２０にハッチングを付してある。

ヘッド微動基板３１の表面（上面）には、磁気ヘッド導通接続用の配線３３（図示例では左右２本ずつ）と圧電素子導通接続用の配線３５（図示例では左右２本ずつ）が印刷されている。配線３３は、その一端部が一対の可動アーム３１Ｂの先端自由端部にて磁気ヘッド２１に接続され、他端部が固定部３１Ａの端面にてフレキシブル配線基板４０に接続される。配線３５は、その一端部が一対の圧電素子３２の表面（又は裏面）に対して電気的に接続され、他端部が固定部３１Ａの端面にてフレキシブル配線基板４０に接続される。配線３３の一端部と磁気ヘッド２１はワイヤー３４によるワイヤーボンディングで接続され、配線３３、３５の他端部とフレキシブル配線基板４０はそれぞれボールボンディングで接続されている。

フレキシブル配線基板４０には、磁気ヘッド２１のトレースライン４１と、圧電素子３２への給電ライン４２とが設けられている。トレースライン４１は、一端部がヘッド微動基板３１上の配線３３を介して磁気ヘッド２１に接続され、他端部が記録再生装置１５に接続されており、給電ライン４２は、一端部がヘッド微動基板３１上の配線３５を介して圧電素子３２に接続され、他端部が制御回路１６に接続されている。制御回路１６は、アクチュエータ１４、磁気ヘッド２１及び記録再生回路１５にも接続されていて、ハードディスク装置全体の制御手段として機能する。すなわち、制御回路１６は、磁気ヘッド２１と記録再生回路１５との間で記録（再生）情報信号を授受させると共に、磁気ヘッド２１がハードディスク１２から受けたトラッキング信号に基づきアクチュエータ１４及び磁気ヘッド微動アクチュエータ３０（圧電素子３２）を駆動制御してスイングアーム２０及び磁気ヘッド２１を正しいトラック位置に制御する。

本実施形態は、例えば以上のようなハードディスク装置に備えられる磁気ヘッド微動アクチュエータ３０において、そのヘッド微動基板３１の一対の可動アーム３１Ｂの間に、磁気ヘッド２１を接着固定する方法を要旨としている。以下、図４〜図９を参照し本発明方法の一実施形態を説明する。

図４は、ヘッド微動基板３１の一対の可動アーム３１Ｂの間に、磁気ヘッド２１を接着する前の第一の行程（クリアランス測定ステップ）を示している。図示しない治具上に、ヘッド微動基板３１と磁気ヘッド２１をセットし、一対の可動アーム３１Ｂの正しい中間位置に磁気ヘッド２１をセットする。この状態において、可動アーム３１Ｂと磁気ヘッド２１の接着面間のクリアランスａをテレビカメラ５０で撮像する。撮像された画像は画像処理回路５１とクリアランス演算回路５２を介してクリアランスとして把握される。このクリアランスは、絶対量として判断する他、基準量との差として把握することができる。可動アーム３１Ｂと磁気ヘッド２１の好ましい最適接着面積（可動アーム３１Ｂの全幅に接着樹脂が付着されるとしたときの接着長）は、予め設定（計算）されており、樹脂量演算回路５３は、この最適接着面積に基づいてクリアランスａに対応する樹脂量を演算する。図では、一対の可動アーム３１Ｂと磁気ヘッド２１の間の一対のクリアランスを測定するように一対のテレビカメラ５０を備えているが、機械的に可動アーム３１Ｂの正しい中間位置に磁気ヘッド２１をセットすることができれば、片方のクリアランスａだけを測定してもよい。

以上の行程でクリアランスに基づく樹脂量を演算したら、次にヘッド微動基板３１から磁気ヘッド２１を引き出し（両者を相対移動させ）、磁気ヘッド２１の接着面を露出させる。そしてこの露出した接着面に、演算した量の接着樹脂３９を付着させ、その後、再び磁気ヘッド２１をヘッド微動基板３１の可動アーム３１Ｂの間に挿入して接着作業を終了する。

図５から図７は、以上のようにクリアランスを測定しその測定値に応じて樹脂量を定めると、クリアランスａに大小があっても、接着面積（接着長）を一定にできることを模式的に示している。図５は、標準クリアランスａにおける最適樹脂量と接着樹脂長（最適樹脂長）Ｓを示している。これに対し、図６はクリアランスａが標準クリアランスより大きい場合、図７はクリアランスａが標準クリアランスより小さい場合を示している。クリアランスが大きければ接着樹脂３９の樹脂量が多く、小さければ樹脂量が少ない結果、接着樹脂長は最適樹脂長Ｓにすることができる。つまり、測定クリアランスによって決定する最適樹脂量は、接着面積（接着樹脂長）を一定とするように定められる。

磁気ヘッド２１の接着面に対する接着樹脂３９の付着作業は、図８に示す接着樹脂ディスペンサ６０を介して行うことができる。接着樹脂ディスペンサ６０自体は、周知であり、装置本体６１内に接着樹脂のリザーバを有し、その液面にエア圧力が加えられている。このエア圧力は、エア圧設定ノブ６２を介して設定することができる。ショット時間設定ノブ６３は、１回のショット辺りのバルブの開時間を設定するもので、このエア圧力とショット時間によって、１回のショット当たりの樹脂量を設定することができる。樹脂３９は、供給パイプ６４を介して吐出ノズル６５から吐出される。ショット数はコントローラ６６により設定する。

従って、以上の行程において、クリアランスの測定値に応じて樹脂量を定めたら、その樹脂量に応じてショット数を設定すれば正しい樹脂量を得ることができる。図８の実施形態ではさらに進んで、このショット中の樹脂量をリアルタイムで観察し、設定ショット数に達する前に、樹脂量が所定値に達したときは、ショットを中止できるシステムを含んでいる。

すなわち、磁気ヘッド２１の接着面に接着樹脂ディスペンサ６０の吐出ノズル６５から樹脂を付着させる際、接着面に直交する下方から照明光源６７を介して照明し、上方からテレビカメラ６８で撮像する。テレビカメラ６８は、ショット中に磁気ヘッド２１の接着面に付着していく接着樹脂量の変化を撮像することができる。撮像された画像は画像処理回路６９で処理された後、断面積（樹脂量）演算回路７０に入力され、ショット中の樹脂量がリアルタイムで測定される。図９は、ショット中の樹脂量の変化を模式的に示している。テレビカメラ６８で撮像されるのは、接着樹脂の磁気ヘッド２１の接着面と直交する方向の断面積であるが、その断面積から樹脂量を演算することができる。

そして、断面積（樹脂量）演算回路７０で検出される接着樹脂量が、接着樹脂量演算ステップで演算された樹脂量に達したときは、コントローラ６６で設定されたショット数に達する前であっても、接着樹脂ディスペンサ６０による接着樹脂供給を停止する。

以上の実施形態のヘッド微動基板３１はセラミック材料からなっていて、その一対の可動アーム３１Ｂに沿わせて圧電素子３２を接着固定するタイプであったが、本発明は全体が圧電材料からなるタイプのヘッド微動基板に磁気ヘッドを接着固定する場合にも同様に適用可能である。

本発明方法を適用する磁気ヘッド微動アクチュエータを有するハードディスク装置全体の平面図である。 図１の磁気ヘッド微動アクチュエータ周辺部を示す拡大平面図である。 図１の磁気ヘッド微動アクチュエータ単体の斜視図である。 本発明方法のヘッド微動基板の一対の可動アームと磁気ヘッドとのクリアランスを測定するステップの概念平面図である。 本発明方法の行程を示す概念平面図である。 本発明方法の行程を示す、図５の標準状態よりクリアランスが大きい場合の概念平面図である。 本発明方法の行程を示す、図５の標準状態よりクリアランスが小さい場合の概念平面図である。 接着樹脂ディスペンサと、接着樹脂付着ステップを示す概念図である。 接着樹脂ディスペンサノズルから磁気ヘッド接着面に接着樹脂を付着させる状態を示す拡大平面図である。

符号の説明

２１ 磁気ヘッド
３０ 磁気ヘッド微動アクチュエータ
３１ ヘッド微動基板
３１Ａ 固定部
３１Ｂ 可動アーム
３２ 圧電素子
３９ 接着樹脂
５０ ６８ テレビカメラ
５１ ６９ 画像処理回路
５２ クリアランス演算回路
６０ 接着樹脂ディスペンサ
６２ エア圧設定ノブ
６３ ショット時間設定ノブ
６５ 吐出ノズル
６６ コントローラ
７０ 断面積（樹脂量）演算回路

Claims (7)

1. 一対の可動アームを備えた略コ字状のヘッド微動基板と、このヘッド微動基板の一対の可動アームの間に接着固定される磁気ヘッドとを有する磁気ヘッド微動アクチュエータにおいて、
   上記磁気ヘッドの両側接着面をヘッド微動基板の一対の可動アームに接着するに際し、
   ヘッド微動基板の一対の可動アームの中心に磁気ヘッドを位置させ、該一対の可動アームと磁気ヘッドの接着面間のクリアランスを測定するステップと、
   測定されたクリアランス量に応じて最適接着樹脂量を演算するステップと、
   ヘッド微動基板の一対の可動アームの間から磁気ヘッドを引き出し、上記演算ステップで演算された量の接着樹脂を磁気ヘッド接着面に付着させるステップと、
   上記接着面に接着樹脂を付着させた磁気ヘッドをヘッド微動基板の一対の可動アームの間に挿入して接着するステップと、
   を有することを特徴とする磁気ヘッド微動アクチュエータの接着方法。
2. 請求項１記載の磁気ヘッド微動アクチュエータの接着方法において、上記クリアランス測定ステップは、テレビカメラによる撮像画像から同クリアランスを算出するステップを含む磁気ヘッド微動アクチュエータの接着方法。
3. 請求項１または２記載の磁気ヘッド微動アクチュエータの接着方法において、上記接着樹脂量演算ステップは、演算された接着樹脂量に応じて接着樹脂ディスペンサのショット数を演算するステップを含む磁気ヘッド微動アクチュエータの接着方法。
4. 請求項３記載の磁気ヘッド微動アクチュエータの接着方法において、上記接着樹脂付着ステップは、接着樹脂ディスペンサのノズルから磁気ヘッド接着面に対して接着樹脂を供給することで実行され、磁気ヘッド接着面に付着される接着樹脂の断面積をテレビカメラによりリアルタイムで撮像しながら監視するステップを含む磁気ヘッド微動アクチュエータの接着方法。
5. 請求項４記載の磁気ヘッド微動アクチュエータの接着方法において、上記接着樹脂付着ステップは、接着樹脂量演算ステップで演算されたショット数に達する前に、上記テレビカメラによりリアルタイムで検出される接着樹脂の断面積が所定量に達したときに、接着樹脂ディスペンサによる接着樹脂供給を停止するステップを含む磁気ヘッド微動アクチュエータの接着方法。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項記載の磁気ヘッド微動アクチュエータの接着方法において、上記ヘッド微動基板は、セラミック材料からなっていて、その一対の可動アームに沿わせて圧電素子が接着固定されている磁気ヘッド微動アクチュエータの接着方法。
7. 請求項１ないし５のいずれか１項記載の磁気ヘッド微動アクチュエータの接着方法において、上記ヘッド微動基板は、全体が圧電材料からなっていて、その一対の可動アームに対する通電制御により該一対の可動アームを伸縮させる磁気ヘッド微動アクチュエータの接着方法。
   
   
   

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