KR100263751B1 - 초고밀도 하드 디스크 드라이브용 읽기/쓰기 헤드의 정밀위치제어 시스템 - Google Patents
초고밀도 하드 디스크 드라이브용 읽기/쓰기 헤드의 정밀위치제어 시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100263751B1 KR100263751B1 KR1019970049202A KR19970049202A KR100263751B1 KR 100263751 B1 KR100263751 B1 KR 100263751B1 KR 1019970049202 A KR1019970049202 A KR 1019970049202A KR 19970049202 A KR19970049202 A KR 19970049202A KR 100263751 B1 KR100263751 B1 KR 100263751B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- read
- head
- write head
- base plate
- high density
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Supporting Of Heads In Record-Carrier Devices (AREA)
Abstract
본 발명은 초고밀도 하드 디스크 드라이브용 읽기/쓰기 헤드의 정밀위치 제어 시스템에 관한 것으로, 부상할 수 있도록 설치된 슬라이더와, 상기 슬라이더의 후미에 부착되는 베이스판과, 각각 복수개의 빗형상체를 가지고, 각 빗형상체마다 n 개의 핑거가 형성되어, 상호 소정 이격된 거리를 두고 대향되게 상기 베이스판상에 고정설치된 복수개의 고정자와, 상기 베이스판상에서 일정간격을 유지하여 부상하고 있으며, 각각 복수개의 빗형상체를 가지고, 각 빗형상체마다 n + 1 개의 핑거가 형성되어, 이 핑거들이 상기 고정자들의 핑거사이에서 선형적으로 상하 왕복운동이 가능하게 설치된 이동자와, 헤드가 설치되는 헤드 설치기판과, 소정의 탄성계수를 가지고, 상기 이동자의 양단에 부착된 스프링과, 상기 고정자 및 이동자에 전원을 공급하고, 상기 스프링을 지지하는 한쌍의 앵커로 구성되는 미소 구동기로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 읽기/쓰기 헤드 전체를 미소 구동기에 장착하고, 베이스판을 슬라이더의 후미에 본딩 부착함으로서 기존의 VCM로만 읽기/쓰기 헤드를 구동할때보다 더욱 정밀하고 고속의 위치제어를 가능토록 하는 효과를 가진다.
Description
본 발명은 초고밀도 하드디스크 드라이브용 듀얼 스테이지 서보시스템에 관한 것으로, 특히 읽기/쓰기 헤드를 초소형 구동시스템에 직접 장착하여 상기 헤드의 위치제어를 행함으로서, 위치정밀도를 증가시키고 고속응답성을 달성할 수 있는 초고밀도 하드 디스크 드라이브용 읽기/쓰기 헤드의 정밀위치 제어 시스템에 관한 것이다.
잘알려진 바와 같이, 기록밀도가 5 Gb/in2이상인 차세대 초고밀도 하드디스크 드라이브 시스템에서는, 기록밀도가 증가할수록 트랙밀도가 증가하여, 현재의 5000TPI(Track per inch)에서 4-5배이상 증가해야 하므로, 읽기/쓰기 헤드(R/W head)가 정밀하게 또는 고속으로 소망하는 위치에 놓이도록 제어되어야 한다. 이에 따라, 응답성과 정밀도를 향상시키기 위하여 읽기/쓰기 헤드를 구동하는 VCM(Voice Coil Motor)이외에, 구동기를 추가로 채용하는 듀얼 스테이지 시스템이 제안되어 있다.
예를 들면, 도 1에는 일본국 후지쓰의 듀얼 스테이지 시스템을 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 이러한 시스템은 서스팬숀 아암(10)을 기존의 E-블록(20)에 연결된 고정부위(12)와 이동부위(14)로 나누어 2개로 분리하고, 소형 모터(도시하지 않음)를 두부위의 중간에 설치하였다. 이동부위(14)는 고정부위(12)의 스테터 축(16)과, 십자형상의 스프링(18)으로 연결되어 소형 모터의 움직임에 따라 회전한다. 소형 모터의 미세한 움직임이 증폭되어 이동부위(14)선단의 헤드 서스팬숀 조립부에 장착되는 읽기/쓰기 헤드(도시하지 않음)로 전달되는 구조를 이루고 있다. 도면중 미설명 부호 (22)와 (24)는 요크와 자석을 나타낸다.
이와 달리, 도 2에 도시된 미국 IBM과 캘리포니아 주립대학교 버클리 분교의 시스템은 서스팬숀 아암을 회전하는 대신에, 슬라이더를 구동하는 방식을 제안하였다. 이에 사용된 구동기는 MEMS(Micro-Electro-Mechanical-System)기술을 사용한 정전구동방식의 회전형 구동기로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 읽기/쓰기 헤드(40)를 슬라이더(50)에 설치하되, 슬라이더(50)와 서스팬숀의 짐발(60)사이에 마이크로포지셔너(70)를 개재해서 미세 위치제어를 실행하는 구조였다.
하지만, 하드디스크 드라이브용으로 제안된 종래의 듀얼 스테이지 구동 시스템에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같은 서스팬숀 구동방식은 구동기의 제어동작이 십자형상 스프링(18) 및 이동 부위(14) 선단의 헤드 서스팬숀 조립부를 통하여 읽기/쓰기 헤드에 전달되는 긴 경로를 거치게 되므로, 고속동작시 각 구조물의 공진 주파수를 건드릴 우려가 대단히 크고, 또한, 코일 부위의 발열로 인한 구조물의 팽창이 우려될 뿐만 아니라 2차 구동시스템을 실현하기 위해 제작 및 조립이 복잡해지는 문제가 있었다.
또한, 슬라이더 구동방식을 채용하는 도 2의 시스템은 도 1의 서스팬숀 구동 방식과 달리 동작전달 경로가 간단하여 구조물의 공진 발생의 우려는 적으나, 정전력을 이용한 구동기를 사용함으로서 구동력의 부족이 우려된다. 구동대상인 슬라이더의 중량만을 고려하면, 피코(pico)급인 경우, 1-2mg정도로 노트북용 하드디스크 드라이브에서 요구되는 300-400G를 발생하려면 6-8mN의 구동력이 필요하나, 이를 위해서는 구동기의 크기가 슬라이더 자체의 크기보다 커지므로서 MEMS기술로 제작하기가 곤란한 경우도 있고, 슬라이더의 중량뿐만 아니라 하드디스크 드라이브가 실제 작동시 발생하는 에어베어링(airbearing)효과를 고려하면 요구되는 구동력이 증가하게 된다. 읽기/쓰기 헤드는 부착된 슬라이더에서 발생하는 공기부양력으로 인해 자기디스크와 항상 일정한 간격을 유지할 수 있으므로, 읽기/쓰기 헤드가 부착된 슬라이더를 정전방식 구동기로 움직이려면, 공기부양력의 수평방향 분력의 영향을 이겨내야 한다. 따라서, 수직방향의 공기부양력이 수십mN인 것을 고려하면, 정전구동기가 발생해야할 구동력은 10mN가 넘어갈 수도 있으므로, 이 경우, 정전구동방식이 안할 수 있고 마이크로 머시닝 기술로 제작하기가 곤란할 수 있다.
본 발명은 이러한 문제들을 해결하기 위해 안출된 것으로, 읽기/쓰기 헤드의 전체를 미소구동기에 장착하고, 미소구동기 장착용 기판을 슬라이더의 후미에 부착하고 헤드용 신호선을 미소구동기의 이동부위와, 이에 연결된 스프링과, 이 스프링에 연결된 앵커를 통해 외부와 연결하여, 위치정밀도를 증가시키고 고속응답성을 달성할 수 있는 초고밀도 하드 디스크 드라이브용 읽기/쓰기 헤드의 정밀위치 제어 시스템을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 본 발명의 초고밀도 하드 디스크 드라이브용 읽기/쓰기 헤드의 정밀위치 제어 시스템에 있어서, 부상할 수 있도록 설치된 슬라이더와, 상기 슬라이더의 후미에 부착되는 베이스판과, 각각 복수개의 빗형상체를 가지고, 각 빗형상체마다 n 개의 핑거가 형성되어, 상호 소정 이격된 거리를 두고 대향되게 상기 베이스판상에 고정설치된 복수개의 고정자와, 상기 베이스판상에서 일정간격을 유지하여 부상하고 있으며, 각각 복수개의 빗형상체를 가지고, 각 빗형상체마다 n + 1 개의 핑거가 형성되어, 이 핑거들이 상기 고정자들의 핑거사이에서 선형적으로 상하 왕복운동이 가능하게 설치된 이동자와, 헤드가 설치되는 헤드 설치기판과, 소정의 탄성계수를 가지고, 상기 이동자의 양단에 부착된 스프링과, 상기 고정자 및 이동자에 전원을 공급하고, 상기 스프링을 지지하는 한쌍의 앵커로 구성되며, 상기 고정자, 이동자, 스프링 및 앵커는 모두 상기 베이스판상에 설치되는 미소 구동기로 이루어진 것을 특징으로 한다.
도 1은 하드디스크 드라이브용으로서 서스팬숀 아암 구동방식을 채용한 종래의 듀얼 스테이지 구동 시스템의 구성을 나타내는 개략도이고,
도 2는 도 1의 서스팬숀 아암대신에 슬라이더를 구동하는 방식을 채용한 종래의 듀얼 스테이지 구동 시스템의 구성을 나타내는 개략도이고,
도 3은 본 발명에 따른 초고밀도 하드디스크 드라이브용 읽기/쓰기 헤드의 정밀위치 제어시스템을 나타내는 개략도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10 ; 서스팬숀 아암 12 ; 고정 부위
14 ; 이동 부위 16 ; 스테터축
18 ; 스프링 20 ; E-블록
40 ; 읽기/쓰기 헤드 50,100 ; 슬라이더
70 ; 마이크로 포지셔너 200 ; 미소 구동기
210 ; 베이스판 212 ; 신호 배선
214 ; 시그날 패드 220 ; 헤드 설치기판
222 ; 읽기/쓰기 헤드 230 ; 고정자
250 ; 이동자 260 ; 스프링
270 ; 앵커
본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
이하 첨부된 도면에 의해 본 발명에 따른 초고주파 하드 디스크 드라이브용 읽기/쓰기 헤드의 정밀위치 제어 시스템을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3에는 본 발명에 따른 초고밀도 하드디스크 드라이브용 읽기/쓰기 헤드의 정밀위치 제어시스템을 나타내고 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 정밀위치 제어 시스템은 미소 구동기(200)가 부상가능하게 설치된 슬라이더(100)의 후미에 부착된다. 이를 위해 미소 구동기(200)는 베이스판(210)이 슬라이더(100)의 후미에 전기적으로 절연되어 본딩 부착된다. 베이스판(210)에는 각각 복수개의 빗형상체를 가지고, 각 빗형상체마다 n 개의 핑거가 형성되어, 상호 소정 이격된 거리를 두고 대향되게 복수개의 고정자(230)가 고정설치된다. 또한 베이스판(210)에서 일정간격을 유지하여 부상되어 있는 이동자(250)는 각각 복수개의 빗형상체를 가지고, 각 빗형상체마다 n + 1 개의 핑거가 형성되어, 이 핑거들이 각 고정자(230)들의 핑거사이에서 선형적으로 상하 왕복운동이 가능하게 설치되어 있다.
한편, 헤드 설치 기판(220)은 이동자(250)의 중앙에 설치되며, 읽기/쓰기 헤드(222)가 헤드 설치 기판(220)의 위에 본딩결합되어 설치된다. 또한, 이동자(250)의 양단에는 소정의 탄성계수를 가지는 스프링(260)이 부착되며, 한쌍의 앵커(270)는 이러한 스프링(260)을 지지하면서, 고정자(230) 및 이동자(250)에 전원을 공급한다. 스프링(260) 및 앵커(270) 또한 베이스판(210)상에 고정설치된다.
또한, 베이스판(210)상에는 읽기/쓰기 신호를 전달하는 신호배선(212)이 금속증착 공정에 의해 형성되고, 이 신호배선(212)을 외부로 연결하는 시그날 패드(214)가 형성되는 것이 바람직하다. 도면에 도시하지 않았지만, 시그날 패드(214)는 슬라이더(100)에 설치된 커넥터와 연결되며, 커넥터에는 신호증폭기까지 연결된 신호선이 설치되어 있다.
헤드 설치기판(220)에 설치된 읽기/쓰기 헤드(222)의 헤드팁은 슬라이더(200)의 레일(도시하지 않음) 하면과 동일선상에 설치되는 것이, 슬라이더(100)의 후미 전체면을 활용할 수 있으므로, 미소 구동기(200)의 크기 제한과, 신호처리 공간의 여유가 커지는 이점때문에 바람직하다.
이와 같이 구성된 본 발명의 초고밀도 하드 디스크 드라이브용 읽기/쓰기 헤드의 정밀위치 제어 시스템의 작동은 다음과 같다.
미소 구동기(200)의 고정자(230)에 필요한 제어신호전압을 가하면 정전용량의 변화가 발생하고 이에 비례하는 정전력이 작용하여 이동자(250)를 고정자(230)쪽으로 당기게 된다. 이때, 이동자(250)는 스프링(260)에 연결되어 있기 때문에, 정전력과 스프링력이 힘의 평형을 이루는 상태에서 움직임을 멈추게 된다. 이와 같이, 미소 구동기(200)내부에 존재하는 다수의 고정자(230)와 이동자(250)사이 마다 정전력이 발생함에 따라 읽기/쓰기 헤드(222)가 부착된 헤드 설치기판(220)이 미소변위를 발생하므로, 헤드팁이 미소이동을 행하게 된다. 이 헤드팁의 이동방향은 자기 디스크의 반경방향을 따라 자기 트랙사이를 이동한다. 헤드팁이 자기 디스크에 기록된 정보를 읽고 그 신호가 신호배선(212)을 통해 시그날 패드(214)에 전달되어 신호증폭장치로 보내지게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 정밀위치 제어 시스템은 읽기/쓰기 헤드를 별도로 분리하지 않고 헤드 전체를 미소 구동기에 장착하는 구조를 채택함으로서 읽기/쓰기 헤드를 분리한 경우에 요구되는 정밀 제작/조립 공정을 생략할 수 있고, 읽기/쓰기 헤드의 성능저하를 방지할 수 있게 된다. 또한, 본 발명은 베이스판을 슬라이더의 후미에 본딩 부착함으로서 제작 및 조립공정을 단축할 수 있고, 판이 분리된 경우에 슬라이더의 밑면을 통과하는 공기유동으로 인한 공기저항을 줄일 수 있는 이점도 있다. 더구나, 읽기/쓰기 헤드용 신호배선을 미소 구동기의 이동자와, 이에 연결된 스프링과, 이 스프링이 연결된 앵커를 통해 외부와 연결처리하고, 신호배선을 금속증착공정을 이용하여 형성하므로서 종래보다 신호배선의 처리가 훨씬 간단하며, 읽기/쓰기 헤드의 헤드팁이 슬라이더의 레일 하면과 동일선상에 설치되어 슬라이더의 후미 전체면을 활용하므로, 미소 구동기의 크기 제한과, 신호처리 공간의 여유가 커지는 이점이 있는 효과를 가진다.
Claims (7)
- 초고밀도 하드 디스크 드라이브용 읽기/쓰기 헤드의 정밀위치 제어 시스템에 있어서,부상할 수 있도록 설치된 슬라이더와,상기 슬라이더의 후미에 부착되는 베이스판과, 각각 복수개의 빗형상체를 가지고, 각 빗형상체마다 n 개의 핑거가 형성되어, 상호 소정 이격된 거리를 두고 대향되게 상기 베이스판에 고정설치된 복수개의 고정자와, 상기 베이스판상에서 일정간격을 유지하도록 각각 복수개의 빗형상체를 가지고, 각 빗형상체마다 n + 1 개의 핑거가 형성되어, 이 핑거들이 상기 고정자들의 핑거사이에서 선형적으로 상하 왕복운동이 가능하게 설치된 이동자와, 헤드가 설치되는 헤드 설치기판과, 소정의 탄성계수를 가지고, 상기 이동자의 양단에 부착된 스프링과, 상기 고정자 및 이동자에 전원을 공급하고, 상기 스프링을 지지하는 한쌍의 앵커로 구성되며, 상기 고정자, 이동자, 스프링 및 앵커는 모두 상기 베이스판상에 설치되는 미소 구동기로 이루어진 것을 특징으로 하는 초고밀도 하드 디스크 드라이브용 읽기/쓰기 헤드의 정밀위치 제어 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 헤드 설치 기판은 상기 이동자의 중앙에 설치되는 것을 특징으로 하는 초고밀도 하드 디스크 드라이브용 읽기/쓰기 헤드의 정밀위치 제어시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 베이스판상에는 읽기/쓰기 신호를 전달하는 신호배선과, 이 신호배선을 외부로 연결하는 시그널 패드가 형성된 것을 특징으로 하는 초고밀도 하드 디스크 드라이브용 읽기/쓰기 헤드의 정밀위치 제어 시스템.
- 제 3 항에 있어서, 상기 신호배선은 금속증착공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 초고밀도 하드 디스크 드라이브용 읽기/쓰기 헤드의 정밀위치 제어 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 베이스판은 상기 슬라이드에 전기적으로 절연되어 본딩부착된 것을 특징으로 하는 초고밀도 하드 디스크 드라이브용 읽기/쓰기 헤드의 정밀위치 제어 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 읽기/쓰기 헤드는 상기 헤드 설치기판에 본딩 결합되는 것을 특징으로 하는 초고밀도 하드 디스크 드라이브용 읽기/쓰기 헤드의 정밀위치 제어 시스템.
- 제 6 항에 있어서, 상기 읽기/쓰기 헤드의 헤드팁은 상기 슬라이더의 레일 하면과 동일선상에 설치되는 것을 특징으로 하는 초고밀도 하드 디스크 드라이브용 읽기/쓰기 헤드의 정밀위치 제어 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970049202A KR100263751B1 (ko) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | 초고밀도 하드 디스크 드라이브용 읽기/쓰기 헤드의 정밀위치제어 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970049202A KR100263751B1 (ko) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | 초고밀도 하드 디스크 드라이브용 읽기/쓰기 헤드의 정밀위치제어 시스템 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19990026888A KR19990026888A (ko) | 1999-04-15 |
| KR100263751B1 true KR100263751B1 (ko) | 2000-08-16 |
Family
ID=19521787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019970049202A KR100263751B1 (ko) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | 초고밀도 하드 디스크 드라이브용 읽기/쓰기 헤드의 정밀위치제어 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100263751B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100397090B1 (ko) * | 2001-05-22 | 2003-09-06 | 권동일 | 박막소재의 특성평가를 위한 정전방식 평가소자 및 그제조방법 |
-
1997
- 1997-09-26 KR KR1019970049202A patent/KR100263751B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100397090B1 (ko) * | 2001-05-22 | 2003-09-06 | 권동일 | 박막소재의 특성평가를 위한 정전방식 평가소자 및 그제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19990026888A (ko) | 1999-04-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6297936B1 (en) | Integral load beam push-pull microactuator | |
| US6215629B1 (en) | Unitary synchronous flexure microactuator | |
| US5943189A (en) | Piezoelectric engageable slider and slider microactuator | |
| JP3064336B2 (ja) | 情報取扱い装置およびデイスク装置 | |
| US6760196B1 (en) | Microactuator with offsetting hinges and method for high-resolution positioning of magnetic read/write head | |
| US6590748B2 (en) | Combined servo-tracking and preload-controlling microactuator | |
| KR20000053051A (ko) | 짐벌 미세위치조정 장치 | |
| US6104581A (en) | Dual coil rotary actuator | |
| US7038888B2 (en) | Piezo-electric microactuator for dual stage actuator | |
| US6614628B2 (en) | Moving coil micro actuator with reduced rotor mass | |
| KR100841279B1 (ko) | 디스크에 기록 재생을 실시하는 헤드를 미소 이동시키는기구 및 그것을 갖는 디스크 장치 | |
| US6301080B1 (en) | Dither method to unload negative suction air bearings | |
| US6362938B1 (en) | Fine drive and positioning units and memory apparatus | |
| JP2002093086A (ja) | 磁気ディスク装置 | |
| KR100263751B1 (ko) | 초고밀도 하드 디스크 드라이브용 읽기/쓰기 헤드의 정밀위치제어 시스템 | |
| JP2001126422A (ja) | ヘッド位置決め機構 | |
| JP2007042262A (ja) | ヘッドジンバルアセンブリおよびディスクドライブ装置 | |
| US7154702B2 (en) | Head actuator | |
| KR100263759B1 (ko) | 초고밀도 하드 디스크 드라이브용 헤드 부착형 미소구동기 | |
| US6778350B2 (en) | Feed forward control of voice coil motor induced microactuator disturbance | |
| JP3764815B2 (ja) | 記憶装置および微小位置決め装置 | |
| JPS63234470A (ja) | ヘツドスライダ支持装置 | |
| JPS6010384B2 (ja) | 磁気ヘツド駆動用アクチユエ−タ | |
| JP3338359B2 (ja) | 記憶装置 | |
| KR100263760B1 (ko) | 읽기/쓰기 헤드의 위치제어에 적합한 정전방식 미소구동기 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |