JP5219655B2

JP5219655B2 - 重量平衡構造を有するヘッドジンバルアセンブリ、ディスクドライブユニット及びその製造方法

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Publication number: JP5219655B2
Application number: JP2008170323A
Authority: JP
Inventors: 明高姚; 怡如謝
Original assignee: SAE Magnetics HK Ltd
Current assignee: SAE Magnetics HK Ltd
Priority date: 2007-07-05
Filing date: 2008-06-30
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2028-06-30
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Description

本発明は一種のデータ記録ディスクドライブユニットに関わり、特に一種のヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ，ｈｅａｄｇｉｍｂａｌａｓｓｅｍｂｌｙ）、当該ヘッドジンバルアセンブリを有するディスクドライブユニット及びその製造方法に関わる。当該ヘッドジンバルアセンブリの磁気ヘッドの前半部（ｌｅａｄｉｎｇｅｄｇｅｐｏｒｔｉｏｎ）と、後半部（ｔｒａｉｌｉｎｇｅｄｇｅｐｏｒｔｉｏｎ）との間の重量は互いに平衡している。

ディスクドライブユニットは磁気媒体を介してデータを保存する通常のデータ保存装置である、また磁気媒体の上方に位置する移動可能な記録／再生ヘッドが選択的にデータを磁気媒体から再生あるいは磁気媒体に記録を行う。

消費者はこのようなディスクドライブユニットの保存容量がますます増加することを求めていると同時に、更に速く更に精確な記録／再生速度を希望してきた。従って、磁気ディスクの製造業者はより高い保存容量を有するディスクシステムの開発に力を注いできた、例えば磁気ディスクのトラック幅あるいはトラックピッチを減少することによりトラック密度を増加し、間接的に磁気ディスクの保存容量を増加することである。しかし、高密度磁気ディスクにてより速くより精確に記録／再生を行うには、トラック密度の増加に対応して、記録／再生ヘッドに対する位置制御の精度を高める必要がある。また、トラック密度の増加に伴い、従来の技術によって記録／再生ヘッドをより速くより精確に磁気ディスクの適当なトラックに設置するのはますます困難になっている。したがって、磁気ディスク製造業者は増加しつつあるトラック密度がもたらす利点を利用するために、記録／再生ヘッドの位置制御を向上する方法を追求してきた。

磁気ディスク製造業者が高密度磁気ディスクでの記録／再生ヘッドの位置制御精度を向上するために常に利用されているある方法は第二のアクチュエータ（マイクロアクチュエータとも呼ぶ（ｍｉｃｒｏ−ａｃｔｕａｔｏｒ））を採用することである。当該マイクロアクチュエータは一つのメインアクチュエータと連携して記録／再生ヘッドに対する快速且つ精確な位置制御を共同に実現する。マイクロアクチュエータを含む磁気ディスクシステムはダブルアクチュエータシステム（ｄｏｕｂｌｅａｃｔｕａｔｏｒｓｓｙｓｔｅｍ）と呼ばれる。

記録／再生速度および記録／再生ヘッドが高密度磁気ディスクでの位置制御精度の向上に用いられるダブルアクチュエータシステムは、かつては多く開発されてきた。このようなダブルアクチュエータシステムは通常一つのメインボイスコイルモータアクチュエータと一つのサブマイクロアクチュエータ、例えば圧電マイクロアクチュエータとを含む。当該ボイスコイルモータアクチュエータはサーボコントロールシステムにより制御され、当該サーボコントロールシステムは、記録／再生ヘッドを搭載した駆動アームの回転を駆使することにより、記録／再生ヘッドをディスク上の適当なトラックに置く。また圧電マイクロアクチュエータはボイスコイルモータと連携して記録／再生速度の向上、及び記録／再生ヘッドが需要なトラックでの精確な位置制御を共同に実現する。ボイスコイルモータアクチュエータは記録／再生ヘッドの位置に対して大略の調整を行い、圧電マイクロアクチュエータは、記録／再生ヘッドが磁気ディスクに相対する位置に対して精密な調整を行う。二つのアクチュエータの連携により、データが高密度保存磁気ディスクでの効率的且つ精確な記録／再生操作を共同に実現する。

記録／再生ヘッド位置の微調整の実現に用いられている、一種の公知のマイクアクチュエータは圧電素子を含む。当該圧電マイクアクチュエータは相関の電子装置を有し、当該電子装置はマイクロアクチュエータ上の圧電素子を選択的に収縮或いは拡張させることができる。圧電マイクロアクチュエータは適当な構造を有するため、圧電素子の収縮或いは拡張がアクチュエータの運動を引き起こし、更に記録／再生ヘッドの運動を引き起こす。ボイスコイルモータしか使ってないディスクシステムと比べ、当該記録／再生ヘッド運動は記録／再生ヘッドの位置に対するより快速より精確な調整を実現する。このような範例的な圧電マイクロアクチュエータは多くの特許、例えば日本特許ＪＰ２００２−１３３８０３、米国特許第６，６７１，１３１号、第６，７００，７４９号及び米国特許出願公開文書第２００３／０１６８９３５号により開示されていて、上述の各特許（出願）の内容をここで参考する。

図１−２は従来のディスクドライブユニットを示し、磁気ディスク１０１はスピンドルモータ１０２に装着されていて且つそのスピンドルモータの駆使により回転する。ボイスコイルモータアーム１０４にはヘッドジンバルアセンブリ１００が搭載されていて、当該ヘッドジンバルアセンブリ１００は、磁気ヘッド１０３を含むマイクロアクチュエータ１０５を含む。当該磁気ヘッド１０３には記録／再生ヘッドが装着されている（図示せず）。ボイスコイルモータは、ボイスコイルモータアーム１０４の運動を制御することにより、磁気ヘッド１０３が磁気ディスク１０１の表面のトラック間での移動を制御し、最終的に磁気ヘッド１０３の記録／再生ヘッドが磁気ディスク１０１でのデータの記録／再生操作を実現する。

ボイスコイルモータ及び磁気ヘッドサスペンションアセンブリに固有の誤差が存在するため（例えば、動態誤差）、磁気ヘッドの快速且つ精確な位置制御は不可能である。その反対に、１つのサーボコントロールシステムのみを使用する場合、記録／再生ヘッドが精確に磁気ディスクのデータを記録／再生する性能にも影響を与える。そのため、上述の圧電マイクロアクチュエータ１０５を追加することにより、磁気ヘッド及び記録／再生ヘッドの位置制御精度を向上させる。更に具体的に言うと、ボイスコイルモータに比べて、当該圧電マイクロアクチュエータ１０５は更に小さい幅で磁気ヘッド１０３の変位を調整することにより、ボイスコイルモータまた／或いは磁気ヘッドサスペンションアセンブリの共振誤差を補償する。当該圧電マイクロアクチュエータは、更に小さいトラックピッチの応用を可能にし、磁気ディスクのトラック密度（ＴＰＩ値、１インチごとに含むトラックの数）を５０％高めると同時に、磁気ヘッドのトラックサーチ時間（ｓｅｅｋｉｎｇｔｉｍｅ）及び位置決めの時間（ｓｅｔｔｌｉｎｇｔｉｍｅ）を短縮することができる。したがって、前記圧電マイクロアクチュエータ１０５は、ディスクドライブユニットのデータ保存ディスクの表面記録密度を大幅に向上させることができる。

図３ａ−３ｃは、図１及び図２で示した従来のディスクドライブユニットの、ダブルマイクロアクチュエータを有するヘッドジンバル１００を示している。磁気ヘッド１０３は磁気ヘッド支持部１２１に部分的に装着されていて、前記磁気ヘッド支持部１２１には磁気ヘッド背面の中心の支持に用いられる突起１２７が形成されている。１組の導線を有する軟性ケーブル１２２が、磁気ヘッド支持部１２１と金属基板フレキシャ１２３とを互いに連結している。

突起１２５を有するサスペンションロードビーム１２４は、前記磁気ヘッド支持部１２１及びフレキシャ１２３を支持している。前記サスペンションロードビーム１２４の突起１２５は、前記磁気ヘッド支持部１２１の突起１２７を支持していることにより、磁気ヘッドが磁気ディスクの上空を飛行するとき、ロードビーム１２４による荷重力が磁気ヘッドの中心に印加され、２つの薄膜圧電素子を含むマイクロアクチュエータ１０はタング部区域１２８に装着され、且つ少なくとも部分的に前記磁気ヘッド１０３の下方に位置する。

電圧が前記薄膜圧電素子に印加された場合、一つの圧電素子は収縮し（例えば図３ｂに示す方向Ｄに沿って収縮する）、もう一つの圧電素子は膨張する（例えば図３ｂに示す方向Ｅに沿って膨張する）。これらの収縮／膨張は磁気ヘッド１０３が、前記ロードビーム１２４の突起１２５を中心に回転させることができ（例えば図３ｂに示す方向Ｄに沿って回転する）、磁気ヘッド１０３に対する精確な位置調整が実現できる。

しかしながら、このような従来のヘッドジンバルアセンブリには内在的な不足が存在する。具体的に言うと、上述した図面に示したように、磁気ヘッド１０３は後部１３４と（その上に記録／再生素子が形成される）、その後部１３４の位置と相対する前部１３２を有する。上述した図面に示したように、磁気ヘッド１０３の中心から後部１３４の間の部分（後半部と呼ぶ）は主に磁気ヘッド支持部１２１により支持されるが、磁気ヘッド１０３の中心から前部１３２の間の部分（前半部と呼ぶ）はほとんど支持されていない。

磁気ヘッド支持部１２１は通常ステンレス材料を加工して成っていて、磁気ヘッド支持部１２１の厚さ（例えばおよそ１８−２５μｍ）は大きいため、ヘッドジンバルアセンブリ１００の後半部の重量（すなわち磁気ヘッド支持部１２１の重量と、磁気ヘッド１０３の半分の重量の総和）は、ヘッドジンバルアセンブリ１００の前半部の重量（ただ磁気ヘッド１０３の半分の重量）より大きい。すなわち、前記ヘッドジンバルアセンブリの重量が後半部と前半部との間では不平衡な状態である。磁気ヘッド支持部１２１及びその上に装着されている磁気ヘッド１０３は突起１２５のみにより支持されていると同時に、後半部と前半部との間に重量の不平衡が存在しているため、磁気ヘッド１０３及び磁気ヘッド支持部１２１は、前記ヘッドジンバルアセンブリ１００のロードビーム１２４に相対し傾斜する。しかし、このような不都合な傾斜は反動力を発生し、当該反動力は前記突起１２５を通じて直接ロードビーム１２４に作用する。このような頻繁に現れる反動力は、頻繁なロードビーム振動を引き起こし、ヘッドジンバルアセンブリ全体の共振性能を下げるほか、更にヘッドジンバルアセンブリのサーボバンド幅及びトラックピッチの向上を制限する。

そのほか、このような不都合な傾斜により磁気ヘッドと磁気ディスクの間に物理的接触及び摩擦が発生する可能性が増加し、且つ磁気ヘッドが飛行或いは磁気ディスクに降下するときに磁気エアベアリング面（ａｉｒ−ｂｅａｒｉｎｇｓｕｒｆａｃｅ，ＡＢＳ）が汚染される可能性が増加する。

また、このような不都合な傾斜は、より大きな飛行姿勢の感度（ｓｌｉｄｅｒｆｌｙｉｎｇａｔｔｉｔｕｄｅｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）を引き起こす。具体的に言えば、磁気ヘッドが磁気ディスクの上空で飛行しているとき、磁気ヘッドの飛行姿勢が変化しやすいため、ディスクドライブユニット全体の磁気ヘッド−磁気ディスク接触面の信頼性（ｈｅａｄ−ｄｉｓｋｉｎｔｅｒｆａｃｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ）に不利な影響を与える。

従って、一種の改良されたシステムを提供することに従来技術の不足を克服する必要がある。

本発明の目的は、前部と後部との間の重量が平衡である一種のヘッドジンバルアセンブリ及びディスクドライブユニットを提供することにより、ヘッドジンバルアセンブリの共振性能、サーボバンド幅及びトラックピッチを大幅に向上させることである。

本発明のもう一つの目的は、重量が平衡である一種のヘッドジンバルアセンブリ及びディスクドライブユニットを提供することにより、磁気ヘッド飛行姿勢の感度を下げて、磁気ヘッドと磁気ディスクとの間に発生する物理的接触及び摩擦または汚染を減少することである。

上述の目的を実現するために、本発明が提供するヘッドジンバルアセンブリは、突起を有するロードビームと、サスペンションタング部及び当該サスペンションタング部と連結している支持部を含むフレキシャと、前部及び当該前部と相対した後部を有する磁気ヘッドとを含む。前記磁気ヘッドはフレキシャに装着されることにより、当該磁気ヘッドが突起により磁気ヘッドの中心に支持されるようにしている。前記前部はサスペンションタング部に装着されており、前記後部は支持部に装着されている。前記フレキシャのサスペンションタング部には重量平衡構造が形成されていることにより、ヘッドジンバルアセンブリの後部から磁気ヘッドの中心までの部分と、前部から磁気ヘッドの中心までの部分との間で重量の平衡を保持する。

前記重量平衡構造は、金属材料、例えば銅或いは他の材料、または重合体により構成されることによって前記サスペンションタングブの重量を増加させる。また、前記重量平衡構造は、溶接によってサスペンションタング部上に形成させることもできる。選択的に、前記重量平衡構造はサスペンションタング部の一部の材料をエッチングすることによってサスペンションタング部と一体成形させることができる。前記サスペンションタング部と支持板は頚部ビームによって互いに連結されている。１対の外側アームは、縦向きで前記フレキシャに形成されていて、前記サスペンションタング部と支持板は前記頚部ビームを通じて前記外側アームの間に掛けられている。

本発明のもう１つの実施例におけるヘッドジンバルアセンブリは、突起を有するロードビームと、サスペンションタング部及び当該サスペンションタング部と連結している支持部を含むフレキシャと、前部及び当該前部と相対した後部を有する磁気ヘッドとを含む。前記磁気ヘッドはフレキシャに装着されることにより、当該磁気ヘッドが突起に支持されるようにしている。前記前部はサスペンションタング部に装着されており、前記後部は支持部に装着されている。突起から後部までの距離は、当該突起から前部までの距離より短い。

本発明のもう１つの実施例におけるヘッドジンバルアセンブリは、突起を有するロードビームと、サスペンションタング部及び当該サスペンションタング部と連結している支持部を含むフレキシャと、前部及び当該前部と相対した後部を有する磁気ヘッドとを含む。前記磁気ヘッドはフレキシャに装着されることにより、当該磁気ヘッドが突起により磁気ヘッドの中心に支持されるようにしている。前記前部はサスペンションタング部に装着されており、前記後部は支持部に装着されている。前記支持部には重量平衡構造が形成されていることにより、ヘッドジンバルアセンブリの後部から磁気ヘッドの中心までの部分と、前部から磁気ヘッドの中心までの部分との間で重量の平衡を保持する。具体的に言えば、前記支持部は、エッチングによって形成された少なくとも１つの凹所／穴を有することにより、支持部の重量を減少し、更に前記の２つの部分の間で重量の平衡を保持することができる。

もう１つのヘッドジンバルアセンブリは、突起を有するロードビームと、サスペンションタング部及び当該サスペンションタング部と連結している支持部を含むフレキシャと、前部と、当該前部と相対した後部とを有する磁気ヘッドとを含む。前記磁気ヘッドはフレキシャに装着されることにより、当該磁気ヘッドが突起に支持されるようにしている。前記前部はサスペンションタング部に装着されており、前記後部は支持部に装着されている。前記突起が磁気ヘッドの中心から後部に向かって一定の距離を移すことにより、ヘッドジンバルアセンブリの後部から磁気ヘッドの中心までの部分と、前部から磁気ヘッドの中心までの部分との間で重量の平衡を保持する。

一種のディスクドライブユニットは、ヘッドジンバルアセンブリと、当該ヘッドジンバルアセンブリと連結している駆動アームと、磁気ディスクと、及び当該磁気ディスクの回転を駆動するスピンドルモータとを含む。前記ヘッドジンバルアセンブリは、上述したヘッドジンバルアセンブリの任意の一種でよい。

従来のヘッドジンバルアセンブリと比べると、本発明におけるヘッドジンバルアセンブリはその前半部と後半部との間で重量の平衡を保持し、このような平衡は、サスペンションタング部の重量を増加させるか、突起の位置を磁気ヘッドの中心から後部近くの新しい位置に転移させるか、或いは支持部の重量を減少するかによって実現させていて、サスペンションタング部、支持部及び磁気ヘッドは、突起を中心にロードビームと平行する平面内で回転するため、ロードビームに相対する傾斜が発生しない。相応的に、ロードビームに作用する反動力が発生しないため、前記サスペンションに振動が発生しない。すなわち、サスペンションが共振する可能性が下がり、共振性能、サーボバンド幅及びトラックピッチを向上させる。その上、磁気ヘッド飛行姿勢の感度、磁気ヘッドとディスクの間の物理的接触摩擦及び汚染も同時に減少する。

以下の詳細な記述及び図面によって、本発明が更に明確になり、これらの図面は本発明の実施例に対する説明に用いられる。

これから本発明の各実施例に対して説明する。以下に述べるように、本発明は１種のヘッドジンバルアセンブリを提供し、当該磁気ヘッドの前半部と後半部との間で重量の平衡を保持する。サスペンションタング部（或いは支持部）の重量の調整及び／或いは突起の位置の変換を通じて、前記前半部と後半部との間で重量の十分な平衡が得られる。従って、ヘッドジンバルアセンブリの共振性能、サーボバンド幅及びトラックピッチの向上が得られる。また、前記ヘッドジンバルアセンブリの磁気ヘッド飛行感度、磁気ヘッドとディスクの間の物理的接触摩擦及び汚染が減少する。

図４ａ−図５ｂは本発明の１つの実施例における重量平衡式磁気ヘッドを有するヘッドジンバルアセンブリを示している。図示のように、当該ヘッドジンバルアセンブリ２００は、磁気ヘッド２０３と、磁気ヘッド２０３の変位に対して精確調整を行う薄膜圧電マイクロアクチュエータ２１７（図４ｄ、図４ｅに示す）と、前記磁気ヘッド２０３と薄膜圧電マイクロアクチュエータ２１７を支持するサスペンション２９０とを含む。

前記サスペンション２９０は基板２０２と、ロードビーム２０５と、基板２０２とロードビーム２０５を連結するヒンジ２０１及び当該ヒンジ２０１とロードビーム２０５に取り付けられているフレキシャ２０４とを含む。前記基板２０２は適当な固い材料、例えばステンレスにより作られていて、前記サスペンション２９０全体の硬度を高める。前記基板２０２には装着孔（図示せず）が形成されていることにより、ヘッドジンバルアセンブリ２００を１つのディスクドライブユニットの駆動アームに連結している。また、その同時に前記基板２０２には１つの構造孔（図示せず）が形成されていることにより、ヘッドジンバルアセンブリ２００全体の重量を軽減することができる。前記ロードビーム２０５はステンレス材料を加工して得ることができ、且つヒンジ２０１を通じて間接的に基板２０２と連結している。前記ロードビーム２０５は部分的にフレキシャ２０４をその上に支持している。

前記フレキシャ２０４は軟性材料より形成されていて、ヒンジ２０１とロードビーム２０５に沿って延伸する。前記フレキシャ２０４の遠方の端部にはサスペンションタング部２１３と支持部２１４が形成されている。当該サスペンションタング部２１３及び支持部２１４はみな磁気ヘッド２０３をその上に支持することに用いられている。頚部ビーム（ｎｅｃｋｂｅａｍ）２２２はサスペンションタング部２１３と支持部２１４を連結している。また当該頚部ビーム２２２の２つの側面と１対の外側アーム（ｏｕｔｅｒｔｒｉｇｇｅｒ）２１１とは連結していることにより、前記サスペンションタング部２１３及び支持部２１４が当該外側アーム２１１の間に掛けるようにする。当該外側アーム２１１は縦向きで前記フレキシャ２０４に形成されている。前記フレキシャ２０４の外側アーム２１１の間及びサスペンションタング部２１３に近い位置で１対の圧電素子装着区域２１６が形成されている。

図４ｄを参考すれば、前記薄膜圧電マイクロアクチュエータ２１７は１対の圧電素子２１７ａ及び２１７ｂを含む。各圧電素子には底面端２１９及び自由端２１８を有する。前記２つの圧電素子の底面端２１９は互いに連結している。前記底面端２１９には複数の例えば３つの電気連接パッド２９９が設置されている。前記フレキシャ２０４の圧電素子装着区域２１６には同じ数の電気連接パッド２２１が形成されている。前記圧電素子２１７ａ／２１７ｂが圧電素子装着区域２１６に取り付けられる場合、これらの電気連接パッド２９９，２２１は互いに電気的に連接される。前記電気連接パッド２２１は１組のサスペンション内トレース２１０を借りて、フレキシャ２０４の近接の端部に形成された１組の電気連接パッド２０６と電気的に連接する。前記サスペンション内トレース２１０はフレキシャ２０４の長さの方向を沿って延伸する。これらの電気的連接を通じて、前記圧電素子２１７ａ／２１７ｂは、電気連接パッド２０６と連接した外部制御システムにより制御されることができ、圧電素子２１７ａ／２１７ｂを収縮及び／或いは膨張させる。

前記磁気ヘッド２０３には、後部（ｔｒａｉｌｉｎｇｅｄｇｅ）２３４と、当該後部２３４と相対する前部（ｌｅａｄｉｎｇｅｄｇｅ）２３２とを有する。前記後部２３４には記録／再生ヘッドが設置されている。当該磁気ヘッド２０３は、部分的に前記フレキシャ２０４のサスペンションタング部２１３と支持部２１４に装着されている。当該支持部２１４には１組の電気連接パッド２２０が形成されていて、磁気ヘッド２０３の記録／再生ヘッドは１組のソルダーボール２２５を借りてこれらの電気連接パッド２２０と電気的に連接する。前記フレキシャ２０４の長さの方向に沿って延伸する１組のサスペンション外トレース２０９はこれらのパッド２２０と、フレキシャ２０４の近接の端部に形成されたパッド２０６とを電気的に連接する。これらの電気的連接によって、前記磁気ヘッド２０３は同じく前記外部制御システムにより制御される。

前記ロードビーム２０５には突起２２４が形成されている（図４ｆを参考）。当該突起２２４は、磁気ヘッド２０３の背面で当該磁気ヘッド２０３の中心を支持することにより、ロードビーム２０５から来る荷重力が磁気ヘッド２０３の中心に精確に加えられることを確保でき、磁気ヘッド２０３の良好な飛行安定性を維持する。前記磁気ヘッド２０３の後半部（磁気ヘッドの中心から後部２３４までの部分）は主に前記フレキシャ２０４の支持部２１４に位置していて、当該磁気ヘッド２０３の前半部（磁気ヘッドの中心から前部２３２までの部分）は主にフレキシャ２０４のサスペンションタング部２１３に位置している。

もし本発明のヘッドジンバルアセンブリ２００の重量が平衡に達していない場合、当該ヘッドジンバルアセンブリが後半部での重量は、支持部２１４の重量・磁気ヘッド２０３の半分の重量及びソルダーボール２２５の重量の和であって、前半部の重量は、サスペンションタング部の重量及び磁気ヘッド２０３の半分の重量の和である。後半部の重量が明らかに前半部の重量より大きく、前記ヘッドジンバルアセンブリ２００の重量が平衡できなくなり、従来のヘッドジンバルアセンブリに存在する問題を引き起こす。このような重量平衡不能を解決するために、前記サスペンションタング部２１３の重量を増加する必要がある。例えば単独に重量増加用の材料を従来のサスペンションタング部材料へ導入することにより実現することである。

図４ｇで示すように、前記サスペンションタング部２１３は、ベース層２２６と、当該ベース層２２６にラミネートされている第一重量増加層２２７と、当該第一重量増加層２２７にラミネートされている第二重量増加層２２８とを含む。前記ベース層２２６は固い材料（例えばステンレス材料）を加工して得る事ができ、磁気ヘッド２０３を安定に支持することができる。前記第一及び第二重量増加層２２７・２２８は前記サスペンションタング部２１３の重量増加に用いられる。

前記第一及び第二重量増加層２２７・２２８は、より高い質量密度を有し且つ加工が容易である任意な材料により構成されることができる。例えば、前記第一重量増加層２２７は重合体材料により形成されることができ、当該重合体材料は、第二種の材料（例えば第二重量増加層２２８）をその上にラミネートするときに役立つ。前記第二重量増加層２２８は金属材料（例えば銅、ニッケル或いは金）により形成されることができる。この場合、前記金属材料、例えば銅は同時に前記サスペンションタング部２１３の導電層になることができる。本発明のもう１つの実施例では、前記第一重量増加層２２７は金属材料（例えば銅、ニッケル或いは金）により形成されることができ、前記第二重量増加層２２８は重合体材料により形成されることができる。当該重合体材料（第二重量増加層２２８）は、前記サスペンションタング部２１３の重合体カバー層になることができる。また、ここでは２層の重量増加層が原始のサスペンションタング部（すなわちベース層２２６）にラミネートされているが、１層或いは２層以上の重量増加材料層をラミネートすることもでき、これによって前記ヘッドジンバルアセンブリ２００のサスペンションタング部２１３（すなわち前半部）の重量を調節することができる。

これらの重量増加層２２７・２２８は前記サスペンションタング部２１３の全体の重量を増加させ、前記ヘッドジンバルアセンブリ２００が後半部での重量と前半部での重量を同様にさせる。このような重量の平衡は多数のメリットをもたらす。例えば、図４ｅ及び図４ｆで示すように、マイクロアクチュエータ２１７の圧電素子２１７ａ及び２１７ｂが激発された場合、サスペンションタング部２１３、支持部２１４及び磁気ヘッド２０３は、ロードビーム２０５の平行面で突起２２４を中心に共同に回転するため、ロードビーム２０５に相対する傾斜が発生しない。従って、前記ロードビーム２０５に作用する反動力が発生しないため、前記サスペンションでの振動が発生しない。言い換えれば、サスペンション共振が発生する可能性が低くなるため、共振性能、サーボバンド幅及びトラックピッチを向上させる。また、前記ヘッドジンバルアセンブリの磁気ヘッド飛行感度、物理的接触摩擦及び汚染も減少することができる。これらの有益な効果は図５ａ−図５ｂに示す曲線により説明されている。

図５ａを参考すれば、曲線５０１は基板激発による振動−ゲイン性能を示し、曲線５０２はヘッドジンバルアセンブリの重量が平衡になる以前の圧電素子激発による振動−ゲイン性能を示し、曲線５０３はヘッドジンバルアセンブリの重量が平衡になった後の圧電素子激発による振動−ゲイン性能を示している。図面によると、周波数が１４ＫＨｚの位置では、曲線５０１・５０２ともピーク値ゲインが発生し、この位置では基板激発と圧電素子激発との間で共振が発生したことを説明している。それに比べ、曲線５０３が周波数１４ＫＨｚの位置ではピーク値ゲインが発生せず、ヘッドジンバルアセンブリの重量が平衡されたあと、周波数１４ＫＨｚの位置で前記基板激発と圧電素子激発との間に共振が発生しないことを説明している。

類似的に、図５ｂを参考すれば、曲線５０４は基板激発による振動−位相性能を示し、曲線５０５はヘッドジンバルアセンブリの重量が平衡になる以前の圧電素子激発による振動−位相性能を示し、曲線５０６はヘッドジンバルアセンブリの重量が平衡になった後の圧電素子激発による振動−位相性能を示している。周波数が１４ＫＨｚの位置では、曲線５０４・５０５とも同方向の最大位相値が形成され、当該周波数では前記基盤激発と圧電素子激発との間で共振が発生したことを説明している。それに比べ、曲線５０６が同じ周波数の位置ではほぼゼロに近い位相値が形成され、ヘッドジンバルアセンブリの重量が平衡されたあと、前記基板激発と圧電素子激発との間に共振が発生しないことを説明している。

まとめて言えば、ヘッドジンバルアセンブリの前半部と後半部との間で重量が平衡されたため、ヘッドジンバルアセンブリが低周波（例えば１４ＫＨｚ）では共振が発生しない。すなわち、たとえ共振が発生するとしても、当該共振はより高い周波数で発生する。これで、重量が不平衡である従来のヘッドジンバルアセンブリと比べ、本発明におけるヘッドジンバルアセンブリの共振性能及びサーボバンド幅が大幅に改善されたことが明らかになる。

図６ａ−図６ｂは本発明のもう１つの実施例におけるヘッドジンバルアセンブリを示している。当該ヘッドジンバルアセンブリ３００は前記ヘッドジンバルアセンブリ２００と類似であり、前記サスペンションタング部３１３では重量平衡用の３２９によって、ヘッドジンバルアセンブリ３００の重量が前半部（磁気ヘッドの中心から前部までの間の部分）と後半部（磁気ヘッドの中心から後部までの間の部分）との間で平衡を保持させることが区別である。当該重量平衡３２９はより高い重量密度を有する任意の材料、例えば金属材料（例えばステンレス材料或いは銅）により形成されることができる。また、当該重量平衡３２９は適当な方式によってサスペンションタング部３１３に装着されることができる。例えば、当該重量平衡３２９は溶接点３３０の位置で溶接によって装着されることができる。選択的に、当該重量平衡３２９はサスペンションタング部３１３と一体成形することができ、例えばサスペンションタング部の一部の材料をエッチングすることにより実現できる。

前記磁気ヘッド２０３はサスペンションタング部３１３及び支持部３１４に同時に装着されている。このような重量平衡３２９を提供することを通じて、前記ヘッドジンバルアセンブリ３００の重量が前半部（磁気ヘッドの中心から前部までの間の部分）と後半部（磁気ヘッドの中心から後部までの間の部分）との間で良好な平衡状態が得られるため、前記ヘッドジンバルアセンブリ２００と類似した有益な効果が得られる。

図７は本発明のもう１つの実施例におけるヘッドジンバルアセンブリを示している。当該ヘッドジンバルアセンブリ４００は前記ヘッドジンバルアセンブリ２００と類似であるが、当該実施例では、ヘッドジンバルアセンブリ４００の長さ（すなわちサスペンションタング部４１３の長さ）が延長されることにより、サスペンションタング部４１３の重量が増加されている。類似的に、磁気ヘッド４０３はサスペンションタング部４１３及び支持部４１４の間に装着されている。重量を増加させることにより、前記ヘッドジンバルアセンブリ４００の重量が前半部（磁気ヘッドの中心から前部までの間の部分）と後半部（磁気ヘッドの中心から後部までの間の部分）との間で同じく良好な平衡状態が得られるため、前記ヘッドジンバルアセンブリ２００と類似した有益な効果が得られる。上述の実施例ではただサスペンションタング部４１３の長さを延長しているが、その幅及び／或いは厚さを増加させることによって類似な効果を得ることができることに注意するべきである。

図８ａ−８ｂは本発明のもう１つの実施例におけるヘッドジンバルアセンブリ５００を示している。類似的に、磁気ヘッド５０３はサスペンションタング部５１３及び支持部５１４の間に装着されている。当該実施例では、ロードビーム５０５の突起５２４の位置を変えることにより、ヘッドジンバルアセンブリ５００の重量が前半部（磁気ヘッドの中心から前部までの間の部分）と後半部（磁気ヘッドの中心から後部までの間の部分）との間の平衡を実現する。具体的に言えば、当該突起の位置を磁気ヘッド５０３の中心から後部５３４に向かって適当な距離を移動したことである。例えば、当該突起の位置を原始位置５３０（すなわち磁気ヘッドの中心）から、後部５３４で磁気ヘッド５０３に近い新しい位置へと移動する。てこ作用によると、当該ヘッドジンバルアセンブリ５００が後半部での重量は前半部の重量よりも大きいが、両者の間ではやはり良好な平衡状態が得られる。後半部のフォースアーム（ａｒｍｏｆｆｏｒｃｅ）が前半部のより短いため、両者を１つの水平面（ロードビーム５０５に平行する）内に維持することができ、前記ヘッドジンバルアセンブリ２００と類似した有益な効果が得られる。

本発明はヘッドジンバルアセンブリの製造方法を同時に提供している。当該ヘッドジンバルアセンブリの重量はその前半部と後半部との間で平衡を保持する。

図９で示す実施例では、当該方法は以下のステップを含む、その上に突起を有するロードビームを提供する（ステップ６０１）。サスペンションタング部と、当該サスペンションタング部と連結している支持部を有するフレキシャを提供する（ステップ６０２）。前記フレキシャのサスペンションタング部で重量平衡ブロックを形成する（ステップ６０３）。前部と、当該前部と相対した後部とを有する磁気ヘッドを提供する（ステップ６０４）。磁気ヘッドをフレキシャに装着し、突起が磁気ヘッドの中心で磁気ヘッドを支持するようにして、且つ前部をサスペンションタング部に装着し、後部を支持部に装着する（ステップ６０５）。

上述した実施例では、サスペンションタング部で重量平衡ブロックを形成することは金属製の重量平衡ブロックを形成することができる。例えば銅材料の重量平衡ブロックを形成することである。そのほか、前記重量平衡ブロックはあらゆる適当な方式、例えばサスペンションタング部の一部の材料をエッチングすることを通じてサスペンションタング部に形成されることができる。

上述したヘッドジンバルアセンブリの製造方法によると、サスペンションタング部に重量平衡ブロックが適当に形成されているため、ヘッドジンバルアセンブリの前半部と後半部との間で十分な重量の平衡が得られる。

もう１つの実施例では、図１０に示すように、ヘッドジンバルアセンブリの製造方法以下のステップを含む、その上に突起を有するロードビームを提供する（ステップ７０１）。サスペンションタング部と、当該サスペンションタング部と連結している支持部を有するフレキシャを提供し、当該サスペンションタング部は少なくとも１つのベース層及び当該ベース層にラミネートされた重量増加層を含む（ステップ７０２）。当該フレキシャをロードビームに装着する（ステップ７０３）。前部と、当該前部と相対した後部とを有する磁気ヘッドを提供する（ステップ７０４）。磁気ヘッドをフレキシャに装着し、突起が磁気ヘッドの中心で磁気ヘッドを支持するようにして、且つ前部をサスペンションタング部に装着し、後部を支持部に装着する（ステップ７０５）。前記重量増加層は、重合体材料或いは金属材料（例えば銅）により形成されることができる。

図１１はヘッドジンバルアセンブリのもう１つの製造方法を示している。当該ヘッドジンバルアセンブリの重量はその前半部と後半部との間で平衡を保持する。当該方法は以下のステップを含む、その上に突起を有するロードビームを提供する（ステップ８０１）。サスペンションタング部と、当該サスペンションタング部と連結している支持部を有するフレキシャを提供し、当該フレキシャをロードビームに装着する（ステップ８０２）。前部と、当該前部と相対した後部とを有する磁気ヘッドを提供する（ステップ８０３）。磁気ヘッドをフレキシャに装着することにより磁気ヘッドが突起によって支持されるようにして、且つ前部をサスペンションタング部に装着し、後部を支持部に装着する。また突起から後部までの距離は突起から前部までの距離より短い（ステップ８０４）。

本発明の他の実施例によると、重量が平衡状態であるヘッドジンバルアセンブリを製造する過程では、フレキシャのサスペンションタング部を延長すること、幅を広めること或いは厚さを加えることを通じて、前半部と後半部との間で重量の平衡を保持させることができる。

また、上述した複数の方法は本発明のほんの一部の実施例であって、本発明は上述した実施例に限らず、他の方法で上述した発明目的も得られることに注意すべきである。例えば、後部の重量を減少することにより磁気ヘッドの前半部と後半部との間の重量を平衡させることである。このように重量を減少するには、磁気ヘッドに近い支持部の一部の材料を切り離す或いはエッチングする（すなわち支持部で穴或いは凹所を形成する）ことによって実現でき、上述した方法と同じ効果が得られる。

図１２はディスクドライブユニット８００を示し、当該ディスクドライブユニット８００はヘッドジンバルアセンブリ２００と、当該ヘッドジンバルアセンブリ２００と連結している駆動アーム２７３と、磁気ディスク２７１と、及び当該磁気ディスク２７１の回転を駆動するスピンドルモータ２７０とを含む。上述したヘッドジンバルアセンブリ３００・４００或いは５００を選択的に装着してディスクドライブユニットを形成することができることに注意すべきである。本発明におけるディスクドライブユニットの構造／組み立ての過程は本分野の一般技術者によって詳しく知られているものであるため、ここでは構造／組み立ての過程に対する詳細な説明を省略する。

以上は最適実施例を結合して本発明に対して説明したが、本発明は以上で掲げた実施例には限らず、本発明の本質に基づいて行った各種の改善、或いは同等な組み合わせを含むべきである。

従来のディスクドライブユニットの斜視図である。図１に示している従来のディスクドライブユニットの部分斜視図である。図１−２に示しているヘッドジンバルアセンブリの分解斜視図である。図３ａに示しているヘッドジンバルアセンブリが組み合わされた状態での部分上面図である。図３ａに示しているヘッドジンバルアセンブリの部分斜視図である。本発明における１つの実施例で述べたヘッドジンバルアセンブリの斜視図である。図４ａで示したヘッドジンバルアセンブリの部分斜視図である。図４ａで示したヘッドジンバルアセンブリの部分上面図である。図４ａで示したヘッドジンバルアセンブリの薄膜圧電マイクロアクチュエータを示している。図４ｄで示したマイクロアクチュエータの作動状態を示している。図４ａで示したヘッドジンバルアセンブリの部分側面図である。図４ｆで示したヘッドジンバルアセンブリのサスペンションタング部の部分断面図である。１シリーズの共振−ゲイン曲線を示し、本発明の共振特性を説明する。１シリーズの共振−位相曲線を示し、本発明の共振特性を説明する。本発明のもう１つの実施例におけるヘッドジンバルアセンブリの部分斜視図である。図６ａで示したサスペンションタング部の部分断面図である。本発明のもう１つの実施例におけるヘッドジンバルアセンブリの部分斜視図である。本発明のもう１つの実施例におけるヘッドジンバルアセンブリの部分斜視図である。図８ａで示したヘッドジンバルアセンブリの部分断面図である。ヘッドジンバルアセンブリの前半部と後半部との間で重量の平衡を保持する１種の方法のフローチャートである。ヘッドジンバルアセンブリの前半部と後半部との間で重量の平衡を保持する１種の方法のフローチャートである。ヘッドジンバルアセンブリの前半部と後半部との間で重量の平衡を保持する１種の方法のフローチャートである。本発明の１つの実施例におけるディスクドライブユニットの斜視図である。

符号の説明

１０マイクロアクチュエータ
１００，２００，３００，４００，５００ヘッドジンバルアセンブリ
１０１，２７１磁気ディスク
１０２，２７０スピンドルモータ
１０３，２０３，４０３，５０３磁気ヘッド
１０４ボイスコイルモータアーム
１０５マイクロアクチュエータ
１２１磁気ヘッド
１２２軟性ケーブル
１２３，２０４フレキシャ
１２４，２０５，５０５ロードビーム
１２５サスペンションロードビーム１２４の突起
１２７磁気ヘッド支持部１２１の突起
１２８タング部区域
１３２，２３２前部
１３４，２３４，５３４後部
２０１ヒンジ
２０２基板
２０９サスペンション外トレース
２１０サスペンション内トレース
２１１外側アーム
２１３，３１３，４１３，５１３サスペンションタング部
２１４，５１４支持部
２１６圧電素子装着区域
２１７薄膜圧電マイクロアクチュエータ
２１７ａ，２１７ｂ圧電素子
２１８自由端
２１９底面端
２２１電気連接パッド
２２２頚部ビーム
２２５ソルダーボール
２２６ベース層
２２７第一重量増加層
２２８第二重量増加層
２９０サスペンション
２９９電気連接パッド
３２９重量平衡用
３３０溶接点
５２４ロードビーム５０５の突起
５３０原始位置
８００ディスクドライブユニット

Claims

突起を有するロードビームと、サスペンションタング部及び当該サスペンションタング部と連結している支持部を含むフレキシャと、前部及び当該前部と相対した後部を有する磁気ヘッドと、を含み、
前記磁気ヘッドはフレキシャに装着されることにより、当該磁気ヘッドが突起により磁気ヘッドの中心に支持されるようにして、前記前部はサスペンションタング部に装着されており、前記後部は支持部に装着されている、その中、
前記サスペンションタング部には重量平衡構造が形成されていることにより、ヘッドジンバルアセンブリの後部から磁気ヘッドの中心までの部分と、前部から磁気ヘッドの中心までの部分との間で重量の平衡を保持し、
前記重量平衡構造は、前記磁気ヘッド前部近くの前記サスペンションタング部に形成されている、
ことを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
前記重量平衡構造は、少なくとも１層の金属層を含む多層材料により構成されている、
ことを特徴とする請求項１記載のヘッドジンバルアセンブリ。
前記重量平衡構造は、少なくとも１層の重合体ベース層と、金属層及び重合体カバー層を含む多層材料により構成されている、
ことを特徴とする請求項１記載のヘッドジンバルアセンブリ。
前記重量平衡構造は、多層材料により構成されていて、これらの多層材料は、磁気ヘッド前部近くのサスペンションタング部にラミネートされている、
ことを特徴とする請求項１記載のヘッドジンバルアセンブリ。
前記重量平衡構造は、サスペンションタング部の一部の材料をエッチングして形成されている、
ことを特徴とする請求項１記載のヘッドジンバルアセンブリ。
前記重量平衡構造は、溶接或いはラミネートを通じてサスペンションタング部に形成されている、
ことを特徴とする請求項２記載のヘッドジンバルアセンブリ。
突起を有するロードビームと、サスペンションタング部及び当該サスペンションタング部と連結している支持部を含むフレキシャと、前部及び当該前部と相対した後部を有する磁気ヘッドと、を含み、
前記磁気ヘッドはフレキシャに装着されることにより、当該磁気ヘッドが突起により支持されるようにして、前記前部はサスペンションタング部に装着されており、前記後部は支持部に装着されていて、その中、
前記突起から後部までの距離は、当該突起から前部までの距離より短く、ヘッドジンバルアセンブリの後部から前記突起までの部分と、前部から前記突起までの部分との間で重量の平衡を保持する、ことを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
突起を有するロードビームと、サスペンションタング部及び当該サスペンションタング部と連結している支持部を含むフレキシャと、前部及び当該前部と相対した後部を有する磁気ヘッドと、を含み、
前記磁気ヘッドはフレキシャに装着されることにより、当該磁気ヘッドが突起により磁気ヘッドの中心に支持されるようにして、前記前部はサスペンションタング部に装着されており、前記後部は支持部に装着されている、その中、
前記支持部には重量平衡構造が形成されていることにより、ヘッドジンバルアセンブリの後部から磁気ヘッドの中心までの部分と、前部から磁気ヘッドの中心までの部分との間で重量の平衡を保持し、
前記重量平衡構造は、前記磁気ヘッド後部近くの前記支持部に形成されている、
ことを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
前記重量平衡構造は、エッチングによって支持部に形成された少なくとも１つの凹所或いは穴である、
ことを特徴とする請求項８記載のヘッドジンバルアセンブリ。
突起を有するロードビームと、サスペンションタング部及び当該サスペンションタング部と連結している支持部を含むフレキシャと、前部及び当該前部と相対した後部を有する磁気ヘッドと、を含み、
前記磁気ヘッドはフレキシャに装着されることにより、当該磁気ヘッドが突起により支持されるようにして、前記前部はサスペンションタング部に装着されており、前記後部は支持部に装着されている、その中、
前記突起は磁気ヘッドの中心から後部に向かい一定の距離の偏移をしていることにより、ヘッドジンバルアセンブリの後部から前記突起までの部分と、前部から前記突起までの部分との間で重量の平衡を保持する、
ことを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
ヘッドジンバルアセンブリと、
当該ヘッドジンバルアセンブリと連結している駆動アームと、
磁気ディスクと、及び
当該磁気ディスクの回転を駆動するスピンドルモータと、を含み、その中、
当該ヘッドジンバルアセンブリは、
突起を有するロードビームと、
サスペンションタング部及び当該サスペンションタング部と連結している支持部を含むフレキシャと、
前部及び当該前部と相対した後部を有する磁気ヘッドと、を含み、
前記磁気ヘッドはフレキシャに装着されることにより、当該磁気ヘッドが突起により磁気ヘッドの中心に支持されるようにして、前記前部はサスペンションタング部に装着されており、前記後部は支持部に装着されている、その中、
前記サスペンションタング部には重量平衡構造が形成されていることにより、ヘッドジンバルアセンブリの後部から磁気ヘッドの中心までの部分と、前部から磁気ヘッドの中心までの部分との間で重量の平衡を保持し、
前記重量平衡構造は、前記磁気ヘッド前部近くの前記サスペンションタング部に形成されていることを特徴とするディスクドライブユニット。
前記重量平衡構造は、少なくとも１層の金属層を含む多層材料により構成されている、
ことを特徴とする請求項１１記載のディスクドライブユニット。
前記重量平行構造は、少なくとも１層の重合体ベース層と、金属層及び重合体カバー層を含む多層材料により構成されている、
ことを特徴とする請求項１１記載のディスクドライブユニット。
前記重量平衡構造は、多層材料により構成されていて、これらの多層材料は、磁気ヘッド前部近くのサスペンションタング部にラミネートされている、
ことを特徴とする請求項１１記載のディスクドライブユニット。
前記重量平衡構造は、サスペンションタング部の一部の材料をエッチングすることにより形成されている、
ことを特徴とする請求項１１記載のディスクドライブユニット。
前記重量平衡構造は、溶接或いはラミネートを通じてサスペンションタング部に形成されている、
ことを特徴とする請求項１２記載のディスクドライブユニット。