KR100233177B1 - 디스크 드라이브 시스템을 위한 헤드 서스펜션 어셈블리의 로드 빔 및 로드 빔에 전선을 부착하는 방법 - Google Patents

디스크 드라이브 시스템을 위한 헤드 서스펜션 어셈블리의 로드 빔 및 로드 빔에 전선을 부착하는 방법 Download PDF

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포만 제프리 엘.
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Abstract

전선 다발을 거기에 접착하기 위한 미리 설정된 접착 영역들을 가지고 있는 로드 빔을 포함하는 헤드 서스펜션 어셈블리에 있어서, 각 접착 영역을 설정하기 위해, 상기 로드 빔은 복수의 그루브들을 포함하는 패턴으로 부분적으로 식각된다.
접착 영역에 대한 패턴은 병렬 그루브들 세트를 포함하는 것이 바람직하다. 로드 빔 상에 다른 모양들을 식각하면서 동시에 부분적인 식각을 수행할 수 있기 때문에, 접착 영역을 매우 적은 비용으로 형성할 수 있다. 접착 영역은 전선들과 로드 빔간의 강화된 접착력을 제공함에 따라 제조 과정 중에 실패할 확률을 감소시킨다. 따라서, 제조상의 비용을 절감할 수 있다.

Description

디스크 드라이브 시스템을 위한 헤드 서스펜션 어셈블리의 로드 빔 및 로드 빔에 전선을 부착하는 방법
제1도는 블록 형태로 나타낸 디스크 드라이브 시스템과 콘트롤러 유니트의 측면도.
제2도는 디스크 드라이브 시스템의 평면도.
제3도는 바람직한 실시예의 병렬 그루브 세트를 갖고 있는 접착 영역을 포함하는 로드 빔의 평면도.
제4도는 제3도에 나타낸 로드 빔의 병렬 그루브들의 식각의 깊이와 폭을 예시한 단면도.
제5도는 제3도의 로드 빔의 팁을 확대하여 도시한 평면도.
제6도는 플라스틱 테일에 장착된 로드 빔과 인장 장치에 의해 테일에 결합되고 로드 빔에 교차되어 인장된 전선 다발을 나타낸 예시도.
제7도는 접착점들을 경화시키기 위해 이용되는 자외선 소스와 접착점들을 추가하여 제6도의 로드 빔, 플라스틱 테일 및 전선 다발을 나타낸 예시도.
제8도는 절단되고 변환기 헤드에 결합된 후의 전선을 보여주는 완성된 로드 빔의 예시도.
제9도는 접착점, 그루브, 단면도 안을 통과하여 지나가는 전선들 간의 결합 관계를 예시하기 위해 제7도 및 제8도에 나타낸 단일 접착점의 단면도.
제10도는 일련의 동심원 그루브들로 구성된 접착 영역의 다른 구성을 나타낸 예시도.
제11도는 복수의 딤플들로 구성된 접착 영역의 또 다른 구성을 나타낸 예시도.
제12도는 복수의 아일랜드들을 포함하는 그물 패턴을 형성하는 복수의 인터섹션 그루브들로 구성된 접착 영역의 또 다른 구성을 나타낸 예시도.
제13도는 로드 빔 상의 접착 영역을 이용하는 헤드 서스펜션 어셈블리를 제작하는 과정을 예시한 플로우 챠트.
제14도는 부분 식각에 의해 접착 영역을 형성하는 과정에 대한 플로우 챠트이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
110 : 디스크 드라이브 시스템 112 : 자기 기록 디스크들
114 : 스핀들 116 : 스핀들 모터
120 : 새시 130 : 액튜에이터 샤프트
132 : 허브 어셈블리 134 : 액튜에이터 아암들
140 : 로터리 보이스 코일 모터 150 : 헤드 서스펜션 어셈블리들
152 : 변환기 헤드 160 : 콘트롤러 유니트
180 : 호스트 시스템 300 : 탭
310 : 팁 320,322,324,326 : 구멍
330 : 제1접착 영역 332 : 제2접착영역
400 : 제1그루브 402 : 제2그루브
404 : 제3그루브 406 : 제4그루브
410 : 제1랜드 부분 412 : 제2랜드 부분
141 : 제3랜드 부분 500 : 제1병렬 그루브
510 : 제2병렬 그루브 600 : 테일 어셈블리
610 : 번들 다발 620 : 인장 장치
본 발명은 일반적으로 자기 기록 매체(magnetic recording media)의 변환기 서스펜션 시스템(transducer suspension systems)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 변환기 헤드와의 전기적 결합에 관한 것이다.
디스크 드라이브들과 같은 직접 액세스 저장 장치(Direct Access Storage Device; DASD)들은 회전하는 자기 기록 디스크의 동심원 트랙 상에 정보를 저장한다. 자기 헤드(magnetic head) 또는 다른 변환 소자는 원하는 정보를 판독하거나 또는 기록하기 위해 트랙들 사이로 이동된다. 통상, 자기 헤드는 디스크가 회전함에 따라 디스크의 표면으로부터 부동하는(fly) 에어 베어링 슬라이더(air-bearing slider) 상에 위치된다. 헤드 서스펜션 어셈블리는 로터리(rotary) 또는 선형 액튜에이터(linear actuator)에 상기 슬라이드를 연결한다. 헤드 서스펜션 어셈블리는 슬라이더의 방향을 적절하게 조정하기 위해 동작 중에 슬라이드를 짐벌(gimbal) 하게 하는 동안 슬라이더를 지지한다.
헤드 서스펜션 어셈블리는 액튜에이터 아암(actuator arm)에 부착된 로드 빔(load beam)과, 로드 빔에 부착된 플렉시블 부재(flexible member; 플렉숴(flexure)라고도 함)와, 플렉숴에 부착된 슬라이더를 포함한다.
서스펜션 시스템에 대한 예들은 다음과 같은 참고 문헌에 나타나 있다.
1992년 5월 4일에 공고된 미합중국 특허공보 제5,208,712호; 1992년 12월 15일에 공고된 미합중국 특허공보 제5,172,286호; 1992년 8월 11일에 공고된 미합중국 특허공보 제5,138,507호; 1991년 11월 5일에 공고된 미합중국 특허공보 제5,062,464호; 1991년 4월 30일에 공고된 미합중국 특허공보 제5,0102,368호; 1991년 3월 26일에 공고된 미합중국 특허공보 제5,003,420호; 1991년 3월 19일에 공고된 미합중국 특허공보 제5,001,583호; 1991년 2월 26일에 공고된 미합중국 특허공보 제4,996,623호; 1991년 2월 26일에 공고된 미합중국 특허공보 제4,996,616호; 1991년 2월 5일에 공고된 미합중국 특허공보 제4,991,042호; 1990년 6월 26일에 공고된 미합중국 특허공보 제4,937,639호; 1989년 8월 1일에 공고된 미합중국 특허공보 제4,853,811호; 1989년 11월 28일에 공고된 미합중국 특허공보 제4,884,154호; 1989년 9월 19일에 공고된 미합중국 특허공보 제4,868,694호; 1989년 2월 21일에 공고된 미합중국 특허공보 제4,807,054호;1979년 9월 11일에 공고된 미합중국 특허공보 제4,167,765호; 1976년 1월 6일에 공고된 미합중국 특허공보 제3,931,641호; 1991년 5월 13일에 공개된 유럽 특허출원 제 484,906호; 1991년 8월 21일에 공개된 유럽 특허출원 제442,225호; 1989년 8월 28일에 공개된 일본 특허출원 제01-213821호; 1988년 2월 17일에 공개된 영국 특허출원 제2,193,833호; 1991년 3월에 발간된 IBM 기술 공개 공부 제33권 10B호의 392페이지; 1989년 8월에 발간된 IBM 기술 공개 공보 제32권 3A호의 175페이지; 1989년 5월에 발간된 IBM 기술 공개공보 제31권 12호의 203페이지.
변환기 헤드를 디스크 드라이브 유니트(disk drive unit)의 판독/기록 콘트롤러에 전기적으로 접속하기 위하여, 매우 얇은 전선을 서스펜션 어셈블리를 가로질러 설치한다. 종래 서스펜션 어셈블리의 한 형태는 보이저 등의 미합중국 특허공보 제5,012,268호에 공개된 바와같이, 얇은 튜브를 통하여 전선이 변환기 헤드에 연결되는 것이다. 또 다른 형태의 서스펜션 어셈블리들은 마쯔자끼의 미합중국 특허공보 제5,001,593호에 공개된 바와 같이, 로드 빔에 전선이 내장되어 제조되는 것이다.
몇몇 서스펜션 어셈블리들은 중량을 증가시키고 유연성이 나빠지게 하는 튜브를 이용하지 않고 로드 빔 위로 직접 전선을 통과시킨다. 이와 같은 형태의 서스펜션 어셈블리는 브룩스 주니어 등의 미합중국 특허공보 제5,074,029호 “액튜에이터 아암 상에 전선을 스트링하는 방법(Method for String Wire on Actuator Arm)”에 개시되어 있는 데, 이에 의하면, 로드 빔은 플라스틱 테일(plastic tail; 최종적으로 버린다)에 부착되어 툴링 어셈블리(tooling assembly)에 부가된다. 전선들은 로드 빔을 가로질러 위치하며 툴링 어셈블리 상에서 인장 장치(tension device)를 이용하여 이장된다. 로드 빔에 전선을 접착 접속시키기 위해 일련의 접착점(glue dots)을 이용한다. 특히, 자외선 경화성 접착제(uv-curable glue)를 인장된 전선을 따라 미리 결정된 위치에 있는 접착점에 적층하고, 접착점을 자외선에 노출시킨다. 상기 접착제가 경화된 후, 전선을 변환기에 초음파를 이용하여 접착시키고 절단하면, 루프가 형성되고 이에 따라, 절단부에 가장 가까운 접착점에서 인장 불균형이 발생한다. 상기 접착 기술은 인장 불균형 때문에 변환기 헤드에 가장 가까운 접착점이 로드 빔으로부터 간혹 떨어져서 그 부분을 사용할 수 없게 만든다는 문제점이 있다. 그리고, 상기 접착점은 초음파 세척조에서 부품을 흔들어서 세척하는 다음의 과정에서 더욱 더 스트레스(stress)를 받게 된다. 더욱이, 세척조의 물은 접착제를 부풀려서 접착점을 로드 빔으로부터 떨어뜨릴 수 있다. 또한 다른 쪽에 있는 접착점(즉, 액튜에이터 아암 어셈블리에 가장 가까운 접착점)이 간혹 플라스틱과 금속 사이에 존재하는 예측할 수 없는 열적 팽창의 차이로 인해 떨어지는 경우가 발생한다.
이와 같은 이유 및 다른 이유로 인하여, 접착점에 질 좋은 접착 본드를 사용하는 것은 효율적이고 경제적인 제조를 위해 필수적이며, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 하나의 해결책으로서 더 큰 접착점들을 이용하는 것을 제안할 수 있으나, 거기에는 더 큰 접착점을 이용하는 것과 관련된 여러 문제점이 있다. 접착 어플리케이션은 예측할 수 없다. 일례로, 액체 접착제는 전선을 따라 “위크(wick)”시키는 경향이 있으며 원하는 위치에 남아 있기 보다는 원하지 않는 위치들로 확산되려는 경향이 있어서 접착 품질을 제어하는 데 있어서 어려움을 야기시킨다. 접착제가 확산되는 것을 제어하지 못하면, 사용할 수 없는 제품이 발생할 가능성이 증가한다. 게다가, 더 큰 접착점은 열적 팽창에 기인한 스트레스로부터 더 큰 영향을 받는다. 또한, 접착 위킹(glue wicking)은 얇은 전선을 심하게 경직시키고 성능에 역효과를 준다. 더군다나, 최근의 디스크 드라이브들은 디스크들 간의 간격을 좁히는 것이 필수적인데, 접착점을 크게 하는 것은 접착점이 차지하는 높이를 상승시킴에 따라 서스펜션 어셈블 리가 두꺼워져 서스펜션 어셈블리들을 디스크 스택(disk stack)내에 삽입시키는 과정에 있어 어려움을 발생시킨다.
접착과 관련된 문제를 해결하기 위한 또 다른 해결책으로서 많은 수의 작은 접착점을 이용하는 것을 제안할 수 있다. 그러나, 이와 같은 방법은 제품을 제조하는데 소요되는 시간을 증가시킴에 따라 제조 비용이 증가하므로 만족할 만한 해결책이 되지 못한다. 아주 적은 개수의 접착점을 이용하면서 로드 빔에 예측가능하고 효과적으로 전선을 접착시킬 수 있는 시스템을 제공한다면 유익할 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 미리 설정된 접착 영역(gluing region)을 갖는 헤드 서스펜션 어셈블리와 헤드 서스펜션 어셈블리에 전선을 접착하는 방법과 특히, 로드 빔에 전선들을 접착하는 방법을 제공함에 있다. 대략적으로 말하면, 로드 빔은 전선을 접착하고자 하는 위치에 다수의 그루브(groove)들을 포함하는 패턴으로 반식각(half-etched)된다. 상기 패턴은 병렬 그루브들의 세트를 포함하여 구성하는 것이 바람직하며, 로드 빔 상에 다른 모양을 식각함과 동시에 그루브들을 식각할 수 있기 때문에 추가 비용을 거의 들이지 않고 패턴을 얻을 수 있는 이점이 있다.
접착 영역에 있는 그루브 패턴에 전선을 접착시키는 것은 평평한 표면에 전선을 접착시키는 이전의 방법보다 더 뛰어난 접착 효과를 제공한다. 게다가, 접착 어플리케이션 중, 그루브는 접착제를 좀 더 통제된 형태로 흐르게 함으로써, 접착제가 원하는 접착 영역을 벗어나 다른 영역들로 흘러가서 위킹(wicking)하는 것을 방지한다. 상기와 같은 장점 등은 제조 과정에서 추가 비용을 아주 적게 들이거나 또는 전혀 들이지 않으면서 접착 실패를 감소시킬 수 있어, 서스펜션 어셈블리들의 제조 비용 측면에서 효과적인 방법을 제공한다. 또한, 강화된 접착력은 디스크 드라이브 유니트 내에 장착되어 동작하는 과정에서 접착이 떨어질 가능성을 줄인다.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 상기 도면들 내에 있는 동일하거나 유사한 요소들에는 같은 도면 부호를 부여하였으며, 본 발명의 목적을 달성하기 위해 최근의 용어들을 이용하여 본 발명을 설명하기로 한다.
제1도 및 제2도는 각각 도면 번호 110이 가리키는 디스크 드라이브 시스템의 측면도 및 정면도이다. 디스크 드라이브 시스템(110)은 스택 형태로 쌓여진 다수개의 자기 기록 디스크들(112)이 스핀들(spindle; 114)에 탑재되어 구성된다.
디스크들(112)로는 종래의 미립자 혹은 박막 기록 디스크들이거나 또는 다른 실시예로 최근에 제안된 액체 베어링 디스크(liquid bearin disk)들일 수 있다. 스핀들(114)은 스핀들(114)과 디스크들(112)을 회전시키는 스핀들 모터(116)에 부착되고, 섀시(120)는 디스크 드라이브 시스템(110)을 위한 하우징을 제공하며, 스핀들 모터(116)와 액튜에이터 샤프트(acturtor shaft; 130)는 섀시(120)에 부착된다. 허브 어셈블리(hub assembly; 132)는 액튜에이터 샤프트(130)에 대하여 회전하고 다수개의 액튜에이터 아암들(134)을 지지한다. 액튜에이터 아암(134)의 스택을 때로는 “콤(comb)”이라고 부르기도 한다. 로터리 보이스 코일 모터(rotary voice coil motor; 140)는 섀시(120)와 액튜에이터 아암들(134)의 뒷부분에 부착된다.
복수의 헤드 서스펜션 어셈블리들(150)은 액튜에이터 아암들(134)에 부착되어 있고, 복수의 변환기 헤드(152)가 서스펜션 어셈블리들(150)에 각각 부착되어 있다. 헤드들(152)은 동작 중에 판독 및 기록을 수행하기 위한 디스크들(112)과의 전자기적 통신(electromagnetic communication)을 할 수 있도록 디스크들(112)에 근접하여 위치한다.
로터리 보이스 코일 모터(140)는 디스크들(112) 상의 원하는 방사상의 위치로 헤드 서스펜션 어셈블리들(150)을 이동시키기 위하여 액튜에이터 샤프트(130)에 대하여 액튜에이터 아암들(134), 그리고 모터(140)를 모아서 액튜에이터 어셈블리라고 부른다.
콘트롤러 유니트(control unit; 160)는 시스템(110)을 전체적으로 제어한다. 콘트롤러 유니트(160)는 통상 중앙 처리 장치(CPU), 메모리 장치 및 기타 디지털 회로를 포함하며(도시되지 않음), 한편, 컴퓨터 분야의 숙련자는 하드웨어 로직(hardware logic)을 이용하여 콘트롤러 유니트(160)를 구현할 수도 있음은 명백하다.
콘트롤러 유니트(160)는 로터리 보이스 코일 모터(140)에 연결된 액튜에이터 콘트롤/드라이브 유니트(actuator control/drive unit; 166)에 차례로 연결된다. 상기 구성에 의해 콘트롤러(160)는 디스크들(112)의 회전을 제어할 수 있다. 일반적인 컴퓨터 시스템인 호스트 시스템(180)은 디스크들(112) 상에 저장된 디지털 데이터를 콘트롤러(160)에 보내거나, 또는 특정 위치의 디지털 데이터가 디스크들(112)로부터 판독되어 시스템(180)에 보내지도록 요청할 수 있다.
직접 액세스 저장 장치(DASD) 유니트들의 기본적인 동작은 당분야에 잘 알려져 있는 바, 좀 더 상세히 설명은 데니스 미(C. Dennis Mee)와 에릭 다니엘(Eric D. Daniel)이 공동 집필하여 맥그로우 힐(McGrawHill) 출판사를 통해 1990년에 출판한 “Magnetic Recordinf Handbook”을 참조하기 바란다.
제3도는 바라직한 일 실시예로서 로드 빔(150)의 평면도를 도시한 것이다. 로드 빔(150)은 제1도 및 제2도의 액튜에이터 아암(134)에 접속하는 데 이용되는 구멍(320)과 베이스 섹션(base section)(300)을 포함한다.
본 발명의 목적에 부합되는 수단이라면 어떤 것을 이용해도 좋은 데 그 일례를 들기로 한다.
지지 플레이트(미도시)는 로드 빔(150)을 아암(134)에 접속할 때, 지지력을 좋게 하기 이해 아암(134) 및 베이스 섹션(300)의 맞은 편에 위치할 수 있다. 지지 플레이트는 스테인레스 스틸과 같은 강성 금속으로 만들어지는 것이 바람직하며, 구멍(320)을 통하여 아암(134)에 있는 구멍이나 또는 상응하는 부착 정치(equivalent attachment)에 스웨이지 결합(swage connection)함으로써 아암에 부착된다. 지지 플레이트와 로드 빔(150)은 여러 포인트를 용접함으로써 서로 부착된다.
로드 빔(1500은 탭(tap; 300)들의 맞은 편 끝에, 변환기 헤드에 부착하기에 적절한 수단을 갖고 있는 팁(tip; 310)을 포함하고 있다. 대안적으로, 팁(310)은 변환기 헤드에 접속된 플렉숴(flexure)에 부착될 수도 있다. 변환기 헤드에 로드 빔을 부착하기 위한 수단은 본 발명의 핵심에서 벗어나 있는 사항이므로 상세한 설명을 피하기로 한다.
로드 빔(150)은 복수의 구멍들(320, 322, 324 및 326)을 갖고 있는 데, 첨부된 도면에 도시된 상기 구멍들 등은 로드 빔의 플렉스(flex)를 사용하고 제어할 목적으로 로드 빔 내에 만든다.
로드 빔(150)은 상하 표면을 가지는 길게 연장된 부재이다. 상면(327)은 팁(310)에 근접한 제1접착 영역(330)을 포함하여 다수개의 접착 영역들을 포함하고 있다. 제2접착 영역(332)은 팁(310)으로부터 좀 더 떨어진 곳에 위치하고 있으며, 제3접착 영역(334) 및 제4접착 영역(336)은 팁(310)으로부터 훨씬 더 떨어진 곳에 위치한다. 일 실시예로, 제1접착 영역 및 제2접착 영역은 항상 이용되지만, 제3접착 영역 및 제4접착 영역은 선택적으로 이용된다. 즉, 제3접착 영역 및 제4접착 영역은 두 접착 영역을 모두 사용하는 것이 아니라, 두 영역중 어느 하나의 접착 영역만을 이용한다. 상기와 같이 접착 영역을 선택적으로 이용하는 것(selective utilization)은 단일 로드 암의 인접 서스펜션 어셈블리 내에 있는 접착점들 간의 상호 간섭에 의해 어셈블리 내에서 문제가 발생하는 것을 방지하는 데에 유용하다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 선택적 이용은 제1도에 나타낸 바와 같이, 두 서스펜션 어셈블리들이 인접 디스크들 사이에 위치되기 때문에 유용하다. 한편, 일부 설계에 있어서, 접착 영역들은 로드 빔의 하면 상에 제공되거나, 또는 로드 빔의 상하 양면에 제공될 수 있다.
제4도는 제2접착영역(332)의 그루브들에 대한 단면도를 도시한 것이지만, 다른 접착 영역들(330, 334, 336)에도 또한 적용되는 것임은 명백하다. 제4도에 도시된 그루브들은 제1그루브(400), 제2그루브(402), 제3그루브(404), 제4그루브(406)로 구성된다. 제1그루브와 제2그루브 사이에 제1랜드 부분(a first land portion; 410)이 있고, 제2그루브와 제3그루브 사이에 제2랜드 부분(412)이 있으며, 제3그루부와 제4그루브 사이에 제3랜드 부분(414)이 있다. 제1그루브(400)의 폭은 Wg, 제1그루브(400)에 인접해 있는 제1랜드 부분(410)의 폭은 Ws이다. 폭 Wg와 Ws의 길이는 동일한 것이 바람직하며, 이에 따라 접착 영역(332)에 있어 각 그루브에 관련된 표면과 인접한 랜드에 관련된 표면은 대략적으로 50/50으로 배분된다.
그루브의 높이(hg)는 대략 로드 빔 두께(hs)의 50%이다. 일 실시예로 로드 빔 두께는 0.0635 밀리미터이고, 또 다른 실시예로는 0.076 밀리미터일 수 있다. 상기 하 치수 및 관계는 대략적인 것이다. 시각을 이용하는 제조 공정의 성격상, 제조품에 대한 치수는 다소 변하더라도 무방하다. 일례로, 60/40 비를 이용하더라도 무방하다.
제5도는 로드 빔(150)의 팁 부분(310)을 확대한 도면으로서, 접착 영역(330)은 제1병렬 그루브 세트(500)와 제2병렬 그루브 세트(510)를 포함한다. 제1 그루브 세트는 최정적으로 제1그루브 세트에 접착할 전선의 방향으로 정렬되고, 제2그루브 세트(510)는 대략, 수직으로 제 1그루의 세트의 일측 단분에 위치한다. 제2그루브 세트(510)는 제1그루브 세트(500)에 있는 각각의 그루브들을 따라 접착제가 흐르는 것을 방지할 수 있도록 제1그루브 세트(500)에 인접한 이치에 방향을 엇갈리게 하여 위치시킨다. 달리 말하면, 접착점을 접착 영역(330)에 적용할 경우, 접착제는 그루브들(500)을 따라 제2그루브 세트(510)를 향하는 방향으로 흘러가려고 할 것이다. 이 때, 제2그루브 세트(510)는 멈춤턱으로 작용하여 접착제가 단부를 넘어서 흐르는것을 차단할 것이다. 이와 같은 방식으로 제2그루브 세트를 위치시키면, 접착제가 임의의 영역으로 흘러가는 것을 막을 수 있는 이점이 있다. 특히, 팁 영역으로 접착제가 흘러감에 따라 임계 팁 영역(critical tip region; 310)에 있는 전선의 경직 특성(stiffness characteristic)에 부정적인 영향을 주는 것을 차단할 수 있다.
제6도는 테일 어셈블리(tail assembly; 600)에 장착된 로드 빔(150)을 도시한 것으로서 테일 어셈블리는 전선을 스트링할 목적으로 이용된다. 테일 어셈블리에 전선을 스트링하는 방법은 브룩스 주니어 등의 미합중국 특허공보 제5,074,029호 “액튜에이터 아암 상에 전선을 스트링하는 방법(Method for String Wire on Actuator Arm)”에 상세하게 기재되어 있다. 전선을 스트링하기 위해, 로드 빔(150)과 장착된 테일(600)을 툴링 어셈블리(미도시)에 부가한다. 전선 다발(610)은 테일로부터 로드 빔(150)을 가로질러 이장 장치(620)에 스트링된다. 전선 다발(610)은 4개의 전선(630)으로 이루어지며, 전선은 인장 장치(620)를 사용하여 탑재되어 인장된다.
제7도에 도시된 바와 같이, 각 접착 영역에 전선 다발(610)을 부착하기 위해 접착점들을 이용한다. 특히, 접착점(700)은 전선 다발(610)을 제1접착 영역(330)에 부착하기 위해 이용되고, 제2접착점(710)은 전선 다발(610)을 제2접착 영역(332)에 부착하기 위해 이용되며, 제3접착점(720)은 전선 다발(610)을 제3접착 영역(334)에 부착하기 위해 이용된다.
접착점들 모두에 자외선에 민감한 접착제를 가한 후, 접착제를 경화시키기 위해 자외선 소스(740)를 가한다. 상기 접착제로는 미국 코네티컷주 부룩필드에 소재한 일렉트로닉 머티얼리얼즈사(Electronic Materials, Inc)로부터 입수가능한 Emlcast 1728ETG 자외선 경화 접착제가 바람직하나, 자외선 경화 접착제든 그렇지 않은 접착제는 그렇지 않은 접착제든 적절한 다른 접착제도 사용될 수 있다.
제8도는 전선 다발(610)이 팁 부분(310) 근처에서 절단된 완성된 변화기 헤드 및 로드 빔 어셈블리를 도시한 것이다. 전선 다발(610)의 전선들은 초음파를 이용하여 각 전선마다 독립적으로 변화기 헤드(152)에 접착된다.
제9도는 로드 빔(150)내에 있는 제3접착 영역(334)에 부착된 접착점(720)의 단면도이다. 접착제는 각각의 그루브들 속으로 흘러 들어갔고, 이에 따라 전선 다발(610)은 적절한 위치에서 좋은 접착 상태를 유지하고 있음을 알 수 있다.
제10도는 팁(310)에 인접한 접착 영역에 대한 다른 실시예를 도시한 도면으로서, 접착 영역(330)은 제1원형 그루브(1010)와 제2원형 그루브(1012) 및 제3원형 그루브(1014)를 포함하는 도면번호 1000으로 나타낸 일련의 동심원들로 구성된다. 물론, 설계상의 고려 사항들에 따라 더 많거나 더 적은 개수의 그루브들을 이용할 수 있다.
제11도는 접착 영역(330)에 대한 또 다른 실시예를 도시한 것으로서, 도면번호 1100으로 나타낸 일련의 점들(DOTS) 또는 “딤플들(DIMPLES)” 이 형성되어 있다.
또 다른 실시예로서 제12도는 도시된 접착 영역(330)은 복수의 아일랜드들(islands)이 형성되도록 각각 수직으로 교차하는 복수의 그루브를 포함하고 있다.
바람직한 실시예로 제5도에 예시된 바와 같이, 복수의 병렬 그루브들을 포함한다. 제조의 용이성(ease of manufacture), 적어도 하나의 방향성을 갖는 구조적 충실성(structure integrity), 접착력(glue adhesion)과 같은 몇몇의 설계상의 고려 사향들을 고려함으로써 바람직한 실시예를 만든다.
우선, 그루브들을 이용한 구성(grooved configuration)은 식각에 의해 로드 빔을 형성하면서 동시에 그루브들을 식각함으로써 추가적인 비용을 거의 들이지 않고 제조하기에 간소하고 특성이 부여하기가 용이하다. 특히, 그루브들을 이용함으로써 랜드/그루브 비율(land/groove ratio)을 예측하기가 상대적으로 용이하며(랜드 면적 및 그루브 면적에 대한 정의와 설명은 제4도를 참조할 것), 예를 들어 제5도에 도시된 그루브들은 접착 영역 내의 원하는 그루브 대 랜드의 면적비를 계속적으로 유지시키면서 바람직한 식각 공정을 이용함으로써 제조하기가 더욱 용이하다.
제10도의 동심원 구성과 제11도의 딤플 구성 및 제 12도의 크로스 햇된패턴(cross-hatched patten)들을 신뢰성있게 제조하기가 더욱 어렵다. 요컨대, 그 루브들이 상대적으로 특성을 특성을 부여하고 신뢰성있게 제조하기에 더 용이하다.
두 번째의 주요 논점은 각 접착 영역의 구조적인 영향이다. 각각의 접착 영역에 대한 구성은 구조적인 특성에 영향을 준다. 특히, 제12도의 크로스 해치된 접착 영역 및 제10도의 동심원 접착 영역은 임의의 축을 따른 구조의 붕괴로 인해 모든 방향으로 약해지는 단점이 있다. 그루브들은 그루브에 평행한 방향에서는 강하지만, 상기 그루브의 수직 향향에 대해서는 약하다. 판현, 제11도의 핌들 구성(1100)은 양 방향에 대해서 구조적인 강점이 있다.
세 번째의 주요 고려 사항은 접착제와 접착 영역간의 적절한 접착 상태를 확보하는 것이다. 접착제가 딤플 내에 있는 표면적을 완벽하게 덮어쓰는 것을 방해하는 기포(air bubble)들을 딤플들이 가지고 있을 수 있음에 따라 접착제외 딤플 영역(1100)간에 강한 접착 상태를 유지하기는 것은 어렵다. 따라서, 이 기포들은 접착점과 접착 영역간의 접착력을 약화시키는 결과를 초래한다. 상기 그루브들을 이용한 구성은 다른 구성들과 마찬가지로 접착제가 그루브를 따라 흐르도록 함으로써 기포가 발행하는 것을 촉진시킨다. 따라서, 상기 그루브들을 이용하는 구성은 제조가 용이하고, 적어도 한쪽 방향으로는 구조적인 장점을 갖고 있으며, 강력한 접착 상태를 유지하도록 촉진하는 특징을 가지고 있기 때문에 보다 바람직하다.
제13도는 로드 빔 상의 접착 영역을 이용하는 헤드 서스펜션 어셈블리를 제조하는 방법을 나타낸 플로우 챠트이다. 우선서, 1300에 예시된 것과 같이 로드 빔 내에 접착 영역들이 형성된다. 이 접착 영역들은 종래의 수단을 이용하여 구성하거나, 또는 바람직하게 제14도를 참조하여 다음에 설명할 부분 식각 방법을 사용하여 구성할 수도 있다. 단계 1310에서, 전선은 정의된 접착 영역 위로 로드 빔을 가로질러 스트링된다. 전술한 바와 같이, 전선을 스트링하는 바람직한 일 실시예는 브룩스 주니어 등의 미국 특허공보 제5,074,029호에 상세하게 공개되어 있다. 단계 1320에서, 접착 영역에 있는 전선에 접착제를 가한 다음, 단계 1330에서 접착 영역에 전선이 부착되도록 접착제를 경화시키며, 상기의 바람직한 실시예와 같이, 접착제가 자외선에 경화되는 특성을 갖고 있다면 이 단계에서 자외선에 노출시킨다.
제14도는 접착 영역을 구성하는 바람직한 방법에 대한 플로우 챠트를 나타낸 것이다. 접착 영역에 있는 그루브들은 프라터 등의 미합중국 특허공보 제5,353,181호에 설명된 것과 같이 종래의 기술을 이용하여 로드 빔에 포토리소그래피(photolithography) 방법으로 식각된다. 다른 모양뿐만 아니라 접착 영역들은 금속 시트로부터 로드 빔이 식각됨과 동시에 형성된다. 상기 식각 공정의 시작 단계인 단계 1400에 나타낸 것처럼, 로드 빔을 만드는 금속 시트에 포토레지스트를 도포한 다음, 단계 1410에 나타낸 것처럼, 로드 빔을 만드는 금속 시트에 포토레지스트를 도포한 다음, 단계 1410에서, 접착 영역들에 대응하는 광 패턴(light pattern)을 이용하여 포토레지스트의 한 쪽면을 노광한다. 단계 1410 및 1420에 나타낸 것처럼, 로드 빔에 대한 원하는 모양을 갖는 광 팬턴을 이용하여 양쪽면을 노광한다. 이 때, 금속 시트의 한쪽 면의 포토레지스트에는 로드 빔의 윤곽과 다수의 그루브들로 정의되는 적어도 하나의 미리 설정된 접착 영역들을 포함하는 패턴이 형성되고, 다른쪽 면의 포토레지스트에는 접착 영역들을 포함하는 패턴이 형성되고, 다른쪽 면의 포토레지스트에는 접착 영역들은 포함하지 않고 로드 빔의 윤곽을 표함하는 패턴이 형성된다. 단계 1430에서, 포토레지스트는 현상되어 노광된 부분들은 제거된다. 그 다음, 단계 1440에서 양면으로부터 상기시트 두께의 1/2이 식각 제거 되도록, 충분한 시간 동안 금속 시트를 산이 채워진 반응조 속에 감다 둔다. 그러면, 한쪽 면만에서 노출되었던 접착 영역 내의 그루브들은 대략 금속 시트 두께 1/2 정도 깊이로 반식각되고, 반면 양쪽 면에서 모두 노출되었던 로드 빔은 금속 시트의 잔여 부분으로부터 완벽하게 떨어져나간다. 바람직한 실시예에서 그루브들의 깊이는 대략 금속 시트 두께의 50%이다. 또 다른 실시예로 그루브들의 깊이를 원하는 정도에 따라 개별적으로 설정할 수도 있다. 한편, 일부 실시예에서, 접착 영역은 식각법이 아닌 다른 종래의 공정을 이용하여 형성하기도 하지만, 식각법에 의해 얻을 수 있는 비용 면의 이점을 실현할 수 없을 것이다.
상기의 설명을 고려할 때, 본 발명의 다른 실시예와 변형은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 당연한 것이므로, 상술한 설명과 도면을 관련시켜 파악할 때, 그와 같은 실시예와 변형은 본 발명의 청구 범위에 모두 귀속됨은 명백하다.

Claims (23)

  1. 디스크 드라이브 시스템을 위한 헤드 서스펜션 어셈블리(head suspension assembly)의 로드 빔에 있어서, 상기 로드 빔은 상기 디스크 드라이브 시스템을 위한 콘트롤러 유니트에 변환기 헤드를 전기적으로 접속시키는 전선을 고정하고, 제1표면과 상기 로드 빔에 상기 전선을 접착 접속하기 위해 상기 제1표면상에 접착 영역(gluing region)을 정의하는 다수의 그루브들(grooves)을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 시스템을 위한 헤드 서스펜션 어셈블리의 로드 빔.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다수의 그루브들은 제1병렬 그루브 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 시스템을 위한 헤드 서스펜션 어셈블리의 로드 빔.
  3. 제2항에 있어서, 상기 병렬 그루브들의 각각은 인접 그루브간의 거리와 대략적으로 같은 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 시스템을 위한 헤드 서스펜션 어셈블리의 로드 빔.
  4. 제2항에 있어서, 상기 병렬 그루브들의 각각은 상기 로드 빔 두께의 1/2과 대략적으로 같은 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 시스템을 위한 헤드 서스펜션 어셈블리의 로드 빔.
  5. 제2항에 있어서, 상기 복수의 그루브들은 상기 제1병렬 그루브 세트에 수직으로 형성된 제2병렬 그루브 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 시스템을 위한 헤드 서스펜션 어셈블리의 로드 빔.
  6. 제1항에 있어서, 상기 복수의 그루브들은 인접 그루브 사이의 거리와 대략적으로 같은 폭을 갖으며, 상기 로드 빔 두께의 1/2과 대략적으로 같은 깊이를 갖는 병렬 그루브 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 시스템을 위한 헤드 서스펜션 어셈블리의 로드 빔.
  7. 제1항에 있어서, 상기 복수의 그루브들은 보수의 동시원들을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 시스템을 위한 헤드 서스펜션 어셈블리의 로드 빔.
  8. 판독/기록 채널에 결합된 콘트롤러 유니트를 가지고 있는 디스크 드라이브 유니트의 헤드 서스펜션 시스템에 있어서, 변환기 헤드와; 일측이 상기 변환기 헤드에 결합되고 또 다른 일측이 맞은 편의 상기 판독/기록 채널에 결합되는 전선 다발(wire bundle)과; 상기 헤드 변환기에 결합되고, 각각이 상기 전서 다발을 접착 결합시키기 위한 다수의 그루브들을 포함하는 다수의 접착 영역들을 포함하는 로드 빔과; 상기 전선다발을 상기 접착 영역들 각각에 접착 결합하도록 위치 설정된 다수의 접착점들을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 유니트의 헤드 서스펜션 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 다수의 그루브들은 각 접착 영역을 위한 제1병렬 그루브 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 유니트의 헤드 서스펜션 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 병렬 그루브들의 각각은 인접 그루브간의 거리와 대략적으로 같은 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 유니트의 헤드 서스펜션 시스템.
  11. 제9항에 있어서, 상기 다수의 그루브들은 상기 로드 빔 두께의 1/2과 대략적으로 같은 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 유니트의 헤드 서스펜션 시스템.
  12. 제9항에 있어서, 상기 접착 영역들 중 적어도 하나는 상기 제1병렬 그루브 세트에 수직으로 형성된 제2병열 그루브 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 유니트의 헤드 서스펜션 시스템.
  13. 제8항에 있어서, 각 접착 영역 내에 있는 상기 다수의 그루브들은 다수의 동심원들을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 유니트의 헤드 서스펜션 시스템.
  14. 디스크 드라이브 유니트의 액튜에이터 샤프트 상에 탑재하기 위한 액튜에이터 어셈블리에 있어서, 액튜에이터 샤프트에 결합하기 위해 다수의 액튜에이터 아암들과 허브 어셈블리를 갖는 콤 유니트(comb unit)와; 상기 다수의 액튜에이터 아암들 중의 하나와 각각 결합되고, 변환기 헤드와, 상기 변환기 헤드에 결합된 다수의 전선들과 상기 변환기 헤드에 결합된 제1단부와 액튜에이터 아암에 결합된 제2단부를 가지며, 상기 전선을 접착 결합하기 위해 접착 영역을 정의하는 다수의 그루브들을 갖는 로드 빔을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 유니트의 액튜에이터 샤프트 상에 탑재하기 위한 액튜에이터 어셈블리.
  15. 제14항에 있어서, 상기 다수의 그루브들은 각 접착 영역을 위한 제1병렬 그루브 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 유니트의 액튜에이터 샤프트 상에 탑재하기 위한 액튜에이터 어셈블리.
  16. 제15항에 있어서, 상기 병렬 그루브들의 각각은 인접 그루브간의 거리와 대략적으로 같은 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 유니트의 액튜에이터 샤프트 상에 탑재하기 위한 액튜에이터 어셈블리.
  17. 제15항에 있어서, 상기 접착 영역들 중 적어도 하나는 상기 제1병렬 그루브 세트에 수직으로 형성된 제2병렬 그루브 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 유니트의 액튜에이터 샤프트 상에 탑재하기 위한 액튜에이터 어셈블리.
  18. 디스크 드라이브 유니트에 있어서, 마스터 콘트롤러 유니트와; 상기 마스터 콘트롤러 유니트에 결합된 스핀들 드라이브 콘트롤러와; 상기스핀들 드라이브 콘트롤러에 전기적으로 결합된 다수의 스택 자기 디스크들과; 상기 마스터 콘트롤러 유니트에 전기적으로 결합된 판독/기록 채널과; 상기 판독/기록 채널에 전기적으로 결합된 변환기 헤드와; 상기 마스터 콘트롤러 유니트에 결합된 액튜에이터 드라이브 콘트롤러와; 상기 액튜에이터 드라이브 콘트롤러에 결합된 액튜에이터 샤프트와; 상기 액튜에이터 샤프트에 결합된 액튜에이터 어셈블리를 포함하며, 여기에서, 상기 액튜에이터 어셈블리는 상기 액튜에이터 샤프트에 결합하기 위해 다수의 액튜에이터 아암들과 허브 어셈블리를 갖는 콤 유니트와; 상기 다수의 액튜에이터 아암들 중의 하나와 각각 결합되는 다수의 헤드 서스펜션 어셈블리를 포함하며, 상기 각각의 헤드 서스펜션 어셈블리는 변환기 헤드와, 상기 변환기 헤드에 결합된 다수의 전선들과, 상기 변환기 헤드에 결합된 제1단부와 액튜에이터 아암에 결합된 제2단부를 가지며 상기 전선을 접착 결합하기 위해 접착 영역을 정의하는 다수의 그루브들을 갖는 로드 빔을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 유니트.
  19. 제18항에 있어서, 상기 다수의 그루브들은 각 접착 영역을 위한 제1병렬 그루브 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 유니트.
  20. 제19항에 있어서, 상기 병렬 그루브들의 각각은 인접 그루브간의 거리와 대략적으로 같은 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 유니트.
  21. 제19항에 있어서, 상기 접착 영역들 중 적어도 하나는 상기 제1병렬 그루브 세트에 수직으로 형성된 제2병렬 그루브 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 유니트.
  22. 디스크 드라이브 유니트를 위한 헤드 서스펜션 어셈블리의 로드 빔에 전선을 부착하는 방법에 있어서, (a) 상기 로드 빔 상에 적어도 하나의 접착 영역을 정의하는 다수의 그루브들을 형성하는 단계와; (b) 상기 전선의 일부가 상기 적어도 하나의 접착 영역에 인접하도록 상기 전선을 위치 설정하는 단계와; (c) 상기의 적어도 하나의 접착 영역과 상기 접착 영역에 인접한 전선에 접착제를 가하는 단계와; (d) 상기 전선을 상기 접착 영역에 접착 연결하기 위해 상기 접착제를 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 유니트를 위한 헤드 서스펜션 어셈블리의 로드 빔에 전선을 부착하는 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 다수의 그루브들을 형성하는 단계는 다수의 병렬 그루브들과 적어도 하나의 접착 영역을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 유니트를 위한 헤드 서스펜션 어셈블리의 로드 빔에 전선을 부착하는 방법.
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