KR100263759B1 - Head mount slider for ultra high density hdd - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 초고밀도 하드 디스크 드라이브용 헤드 부착형 미소구동기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 읽기/쓰기 헤드의 신호선 처리를 개선하여 초고밀도 하드 디스크 드라이브 시스템(Hard disk drive: HDD)을 초정밀 위치 제어할 수 있는 초고밀도 HDD용 헤드 부착형 미소구동기에 관한 것이다.The present invention relates to a head mounted micro driver for an ultra high density hard disk drive, and more particularly, to improve the signal line processing of the read / write head to control the ultra high density hard disk drive system (HDD). The present invention relates to a head mounted micro driver for an ultra high density HDD.
통상적으로 차세대 초고밀도 HDD 시스템은 기록밀도가 5Gb/in2이상으로 듀얼 스테이지 서보 시스템(Dual stage servo system)이 요구되며, 기록밀도가 증가할수록 트랙밀도가 증가하므로, 현재의 5000TPI(Track per inch)에서 4-5배이상 증가하는 추세에 따라 정밀하면서도 고속 제어가 가능해야 하므로, 이를 위해 듀얼 스테이지 서보 시스템에 읽기/쓰기 헤드를 부착한 미소구동기가 사용되고 있다.Typically, next-generation ultra high density HDD systems require a dual stage servo system with a recording density of 5Gb / in 2 or more, and as the recording density increases, the track density increases. In order to achieve precise and high speed control in accordance with the trend of more than 4-5 times, micro driver with a read / write head attached to a dual stage servo system is used.
이러한 헤드 부착형 미소구동기로는 도 1에 도시된 바와 같이, 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 좌우 왕복운동이 가능하게 설치되어 있다.Such a head-mounted microdriver is attached to the rear of the
한편, 헤드 설치 기판(220)은 이동자(250)의 중앙에서 베이스판(210)상에 설치되며, 헤드팁을 가지는 읽기/쓰기 헤드(222)가 어느 한쪽에 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. 앵커(270)는 베이스판(210)상에 고정설치된다.On the other hand, the
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 형성된다. 도면에 도시하지 않았지만, 시그날 패드(214)는 슬라이더(100)에 설치된 커넥터와 연결되며, 커넥터에는 신호증폭기까지 연결된 신호선이 설치되어 있다.In addition, on the
이와 같이 구성된 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.When the control signal voltage required for the
하지만, 이러한 종래의 미소구동기는 읽기/쓰기의 신호선이 이동자, 스프링을 거쳐 앵커로 연결되는 긴 경로를 지나게 되므로, 금속박막인 신호배선을 스프링에 증착시키게 되어 실리콘 재질의 스프링의 강성이 변하게 되어, 이러한 강성 변화를 미소구동기의 설계시 고려해야 하며, 이를 고려치 않은 경우 정확한 설계강성을 얻을 수 없다는 문제가 있고, 또한 금속 박막과 실리콘 박막이 전치되므로 큰 잔류응력이 발생하여 스프링 구조물이 휘어져 설계 강성을 변화시킬 우려가 있으며, 더구나, 신호배선이 긴 경로를 가지므로 저항과 인덕턴스(inductance)가 커지고 노이즈의 영향을 받기가 쉽기 때문에, 초당 수십 Mb의 데이타 전송속도가 요구되는 고속전송 요구성능을 저하시킨다는 문제가 있었다.However, such a conventional micro driver has a long path through which the read / write signal line is connected to the anchor via the mover and the spring, thereby depositing the signal wiring, which is a metal thin film, on the spring, thereby changing the rigidity of the spring made of silicon. This change in stiffness must be taken into account when designing a micro-driver, and if this is not taken into account, accurate design stiffness cannot be obtained. Also, since the metal thin film and the silicon thin film are displaced, a large residual stress is generated and the spring structure is bent, resulting in design stiffness. In addition, since the signal wiring has a long path, the resistance and inductance are large and the noise is easily affected, thereby reducing the performance of the high-speed transmission, which requires a data transfer rate of several tens of Mb per second. There was a problem.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 그 목적은 미소구동기에 부착된 읽기/쓰기 헤드의 신호선의 배치를 개선함으로서 미소구동기의 동작에 끼치는 영향을 줄이고 신호선의 저항과 인덕턴스를 줄일 수 있는 초고밀도 HDD용 헤드 부착형 미소구동기를 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to improve the arrangement of the signal lines of the read / write head attached to the micro driver, thereby reducing the influence on the operation of the micro driver and reducing the resistance of the signal line. It is to provide a head-mounted micro-driver for ultra-high density HDD that can reduce inductance.
이러한 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 초고밀도 HDD용 헤드 부착형 미소구동기는 각군마다 복수개의 빗형상체를 가지고, 각 빗형상체마다 n 개의 핑거가 소정간격으로 돌출형성되어, 상호 소정의 이격된 거리를 두고 대향되게 고정설치된 복수군의 고정자와, 중앙의 몸체를 중심으로 좌우에 각각 복수개의 빗형상체를 가지고, 각 빗형상체마다 n + 1 개의 핑거가 소정간격으로 돌출형성되어, 상기 복수군의 고정자의 핑거사이에서 선형적으로 좌우 왕복운동이 가능하게 설치된 이동자와, 읽기/쓰기 헤드를 구비하여, 상기 복수군의 고정자사이의 상기 이동자의 중간에 설치된 헤드설치기판과, 일부는 상기 헤드설치기판 및 상기 헤드설치기판에 인접한 이동자의 몸체에 증착되고, 나머지 일부는 공중에 부상되어 소정의 탄성을 가지도록 스프링구조상에 접착된 신호배선과, 상기 고정자 및 이동자에 전원을 공급하고, 상기 신호배선을 지지하는 앵커와, 상기 앵커상에 금속증착된 시그널 패드로 이루어진 것을 특징으로 한다.As a means for achieving the above object, the head-mounted micro-driver for the ultra-high density HDD of the present invention has a plurality of comb-shaped bodies for each group, and n fingers are protruded at predetermined intervals for each comb-shaped member, so that predetermined distances from each other are provided. A plurality of stators fixedly opposed to each other at a predetermined distance, and each has a plurality of comb-shaped bodies on the left and right centering on a central body, and n + 1 fingers are formed to protrude at predetermined intervals for each comb-shaped body, A mover installed linearly reciprocally between the fingers of the stator of the stator and a read / write head, a head mounting substrate provided in the middle of the mover between the plurality of stators, and a part of the head mounting. It is deposited on the substrate and the body of the mover adjacent to the head mounting substrate, the other part is floated in the air to have a predetermined elasticity A signal line attached to the ring structure, and supply power to the stator and the mover, and wherein the anchor and for supporting the signal line, the signal consisting of the metal pads deposited on the anchor.
도 1은 종래의 초고밀도 하드디스크 드라이브용 헤드부착형 미소구동기의 구성을 나타내는 개략도이고,1 is a schematic diagram showing the configuration of a conventional head mounted micro driver for an ultra high density hard disk drive;
도 2는 본 발명에 따른 초고밀도 하드디스크 드라이브용 헤드부착형 미소구동기의 구성을 나타내는 개략도이다.Figure 2 is a schematic diagram showing the configuration of a head mounted micro driver for an ultra high density hard disk drive according to the present invention.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
100 ; 슬라이더 200 ; 미소 구동기100;
210 ; 베이스판 212 ; 신호 배선210;
214 ; 시그날 패드 220 ; 헤드 설치기판214;
222 ; 읽기/쓰기 헤드 230 ; 고정자222; Read / write
250 ; 이동자 260 ; 스프링250; Mover 260; spring
270 ; 앵커 300 ; 고정자270; Anchor 300; Stator
310 ; 빗형상체 320, 420 ; 핑거310;
400 ; 이동자 402 ; 몸체400; Mover 402; Body
410 ; 빗형상체 500 ; 헤드설치기판410;
510 ; 읽기/쓰기 헤드 600 ; 신호배선510; Read / write
700 ; 앵커 800 ; 시그널 패드700; Anchor 800; Signal pad
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.The above and other objects and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.
이하 첨부된 도면에 의해 본 발명에 따른 빗살형 일렉트로스테틱 마이크로 액츄에이터를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the comb-shaped electrostatic micro actuator according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 초고밀도 하드디스크 드라이브용 헤드부착형 미소구동기의 구성을 나타내는 개략도이다.Figure 2 is a schematic diagram showing the configuration of a head mounted micro driver for an ultra high density hard disk drive according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미소구동기는 복수군의 고정자(300), 즉 상하좌우의 4개의 군이 상호 소정의 이격된 거리를 두고 대향되게 고정설치되어 있다. 각각의 고정자(300)의 군에는 복수개의 빗형상체(310)를 가지고, 각 빗형상체(310)마다 n 개의 핑거(320)가 소정간격으로 하향돌출형성되어 있다.As shown, the micro-driver according to the preferred embodiment of the present invention is installed in a plurality of groups of
또한, 이동자(400)는 중앙의 몸체(402)를 중심으로 좌우에 각각 복수개의 빗형상체(410)를 가지고, 각 빗형상체(410)마다 n + 1 개의 핑거(420)가 소정간격으로 상향돌출형성되어, 복수군의 고정자(300)의 핑거(320)사이에서 선형적으로 좌우 왕복운동이 가능하게 설치된다.In addition, the
한편, 복수군의 고정자(300)사이의 이동자(400)의 중간에는 읽기/쓰기 헤드(510)를 구비하는 헤드설치기판(500)이 설치되며, 이 헤드설치기판(500) 및 헤드설치기판(500)에 인접한 이동자(400)의 몸체(402)에 신호배선(600)의 일부가 증착되고, 나머지 일부는 공중에 부상되어 소정의 탄성을 가지도록 스프링구조상에 접착되므로서, 스프링의 역할을 수행한다. 이와 같이, 신호배선(600)은 스프링의 역할을 수행하므로, 설계시 이를 고려해야 함에 따라 스프링 구조를 실리콘 재질로 하여, 신호배선(600)의 스프링 효과에 실리콘 재질로 인한 스프링 효과가 부가됨으로서 정확한 스프링 설계가 가능하게 된다. 더구나, 신호배선(600)을 금속박막으로 하면 스프링 구조의 실리콘 박막이 접착할 때 스프링 구조에 발생되는 잔류응력을 방지하게 된다.On the other hand, the
이와 같은 신호배선(600)은 이동자(400)에 전원을 공급하는 앵커(700)에 의해 지지되며, 앵커(700)상에는 시그널 패드(800)가 금속증착되므로, 시그널 패드(800)가 차지하는 면적이 줄어들게 되며, 또한 읽기/쓰기 헤드(510)의 신호는 신호배선(600)을 통해 직접 시그날 패드(800)로 전송된다. 이러한 구조의 신호배선(600)을 제조하기 위하여, MEMS (Micro-Electric-Mechanical System)공정으로 미소구동기를 제조한 후, 헤드설치기판(500)상에 읽기/쓰기 헤드(510)를 제작할 때 같이 금속증착을 수행한다. 이후, 읽기/쓰기 헤드(510)와 미소구동기가 제조된 후, 릴리이스공정을 실행하여 미소구동기의 이동자(400)가 공중에 부상하는 구조체를 형성하는 것이 바람직하다.The
이상과 같이 개시된 실시예는 단지 예시적 의미일 뿐 제한적 의미를 갖는 것은 아니며 청구범위와 균등한 의미를 갖는 모든 변형예들 또한 본 발명의 범주내에 포함될 것이다.The embodiments disclosed above are merely exemplary and not meant to be limiting, and all modifications having equivalent meanings to the claims will be included within the scope of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 초고밀도 HDD용 헤드부착형 미소구동기에 의하면, 종래와 같이 이동자, 스프링 등을 거치지 않고, 헤드설치기판으로부터 직접 시그널 패드로 연결되어 신호배선의 경로를 단축함으로서 저항과 인덕턴스를 줄이고, 노이즈의 영향을 덜 받게 함으로서 S/N비가 저하되지 않도록 하며 또한, 인덕턴스의 감소로 인하여 초당 수십 Mb의 데이타 전송속도가 요구되는 고속전송 요구성능을 달성할 수 있으며, 신호배선에 의해 정확한 스프링 설계가 가능하며, 스프링 구조에 발생하는 잔류응력을 방지하는 효과를 가진다.As described above, according to the ultra-high-density HDD head mounted micro driver of the present invention, it is connected to a signal pad directly from the head mounting board without a mover, a spring, etc. as in the prior art, thereby shortening the path of signal wiring. By reducing the inductance and reducing the influence of noise, the S / N ratio is not lowered. Also, the reduction of the inductance can achieve the high-speed transmission performance that requires a data transmission rate of several tens of Mb per second. Accurate spring design is possible, and it has the effect of preventing residual stress occurring in the spring structure
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