KR100516299B1 - 하드디스크 드라이브의 액츄에이터 - Google Patents

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Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야.
본 발명은 하드디스크 드라이브의 액츄에이터에 관한 것이다.
나. 발명이 해결하려는 기술적 과제.
본 발명은 헤드 짐벌 어셈블리를 액츄에이터 핑거에 결합하는 공정에서, 액츄에이터의 재질을 에폭시 수지를 구현함으로서 헤드 짐벌 어셈블리를 핑거에 결합하는 스웨이징 공정과 헤드에서 가요성 인쇄회로까지의 와이어공정을 삭제한 하드디스크 드라이브의 액츄에이터를 제공한다.
다. 발명의 해결방법의 요지.
본 발명은 하드디스크 드라이브의 액츄에이터에 있어서, 액츄에이터의 바디는 에폭시 수지의 아암과 핑거로 구성되어 전기적인 회로설계와 프리 앰프나 그 밖의 아이 씨 및 캐패시터를 직접적으로 구성하고, 상기 핑거는 독립적으로 베이링 축을 중심으로 헤드의 수량이나 디스크이 용량에 따라서 상하적층되는 구조로 스택되며, 상기 핑거의 자유단은 솔더 패드를 형성시키고, 상기 솔더 패드와 대응하는 또 다른 솔더 패드를 서스펜션에 형성하여 가열공정에 의해 상호 접속시키며, 상기 아암의 측면에 가요성 인쇄회로의 일단을 직접 레이져 용접에 의해 접속시킴으로서 헤드에서 가요성 인쇄회로까지 전기적으로 자동적으로 연결되게 구성한다.
라. 발명의 중요한 용도.
하드디스크 드라이브의 액츄에이터.

Description

하드디스크 드라이브의 액츄에이터
본 발명은 하드디스크 드라이브(HARD DISK DRIVE)에 관한 것으로서, 특히 액츄에이터(ACTUATOR)에 관한 것이다.
통상적으로 정보기억장치로는 컴퓨터의 보조기억장치로 사용되는 플로피 디스크 드라이브(FDD)나, 하드디스크 드라이브(HDD)가 있으며, 오디오와 비디오등의 멀티미디어 매체로 사용되는 씨디 롬(CD-ROM)이나 광자기 디스크 드라이브와 같은 광디스크를 포함한다. 더욱이, 최근에는 디지털 계열의 드라이브(DVD)가 점점 각광을 받고 있다.
이러한 디스크 드라이브중 컴퓨터 보조기억장치로 널리 사용되는 하드디스크 드라이브는 자기기록의 원리를 이용한 것으로서, 데이터를 기록하고 재생하기 위한 수단으로서, 헤드와 자기물질이 도포된 디스크를 매개체로 사용되었다.
또한, 이러한 종래의 하드디스크 드라이브는 전자장치와 기계장치가 복합적으로 구성된 메카트로닉스 제품계열로서, 디지털 신호를 전자석역할을 하는 헤드로 보내 자화성질을 가진 디스크에 기록함으로서, 정보를 기억하고, 재생하는 역할을 하는 보조기억장치중의 하나이다.
현대의 멀티미디어 환경하에선는 하드디스크 드라이브의 고밀도 기록을 위한 고용량화는 불가피하며, 그에 따라 드라이브 업계에서는 새로운 헤드와 미디어의 개발과 아룰러 보다 혁신적인 기술개발을 통해 고용량화에 대처하기 위한 경쟁이 치열하다.
상기 기술한 하드디스크 드라이브의 액츄에이터가 도 1에 도시되었다. 도 1에 도시된 바와같이,
통상적으로, 하드디스크 드라이브는 기본적인 토대를 이루는 베이스와 커버, 상기 베이스와 커버체결시 밀폐시키는 역할을 하는 가스킷, 디스크를 지지하고, 회전시키는 스핀들 모터, 헤드의 위치를 제어하기 위한 액츄에이터300 및 보이스 코일 모터와 상기 기구물들을 제어하고, 전기적으로 신호전달을 하는 가요성 인쇄회로270등으로 구성되었다. 상기 도면에서는 베이스, 커버, 가스킷, 스핀들 모터, 보이스 코일 모터는 미도시된다.
하드디스크 드라이브는 정보를 디스크에 기록 및 판독하긴 위해 서스펜션230의 단부에 헤드240이 설치되고, 이러한 헤드240은 스핀들 모터에 의해 회전하는 디스크상에서 일정한 상대위치에 있어야 한다. 이때 상기 헤드240과 서스펜션230 및 헤드를 서스펜션에 고정시키는 플렉쳐를 헤드 짐벌 어셈블리(HSA)라 한다.
이러한 종래의 하드디스크 드라이브는 헤드가 설치된 서스펜션230이 액츄에이터 핑거220에 결합되고, 액츄에이터 아암210의 측면에는 프리 엠프260, 캐패시터 등이 접속된 가요성 인쇄회로270이 설치된다. 상기 가요성 인쇄회로270은 헤드240을 인쇄회로기판에 전기적으로 연결시키는 역할을 한다.
이때, 상기 가요성 인쇄회로270의 단부에서 헤드240까지는 별도의 와이어공정을 사용하며 연결된다. 따라서, 헤드240은 와이어250에 의해 프리 앰프260의 입력단까지 연결된다. 그리고, 프리 앰프260의 출력단은 가요성 인쇄회로270에 레이져 용접으로 연결된다.
상기 종래의 액츄에이터300의 아암210이나 핑거220의 재질은 경량의 알루미늄으로 되어 있으며, 기계적인 가공으로 핑거220, 스웨이징 홀214, 베어링 홀222, 레펄런스 홀212등이 가공된다.
이때, 상기 헤드 스택 어셈블리를 핑거220의 자유단에 결합할 시, 헤드 짐벌 어셈블리의 보스를 스웨이징 홀214에 삽입한 후, 스웨이징 볼을 통과시킴으로서 액츄에이터의 아암210과 헤드 스택 어셈블리를 결합한다.
그러나, 상기와 같은 액츄에이터의 핑거에 헤드 짐벌 어셈블리를 결합하고, 서스펜션의 자유단에 설치된 헤드를 가요성 인쇄회로에 연결하는 공정이 너무 복잡하고 긴 문제점이 발생한다.
더욱이, 헤드 짐벌 어셈블리는 핑거의 스웨이징 홀에 결합하는 공정에서, 스웨이징 볼을 사용할 시, 고용량 및 고밀도로 가는 추세에서 스웨이징시의 충격으로 인하여 헤드에 손상이 가해지는 일이 빈번하다.
스웨이징 공정이나 헤드에서 가요성 인쇄회로까지의 와이어 연결공정등은 대단히 복잡하고, 김으로서 제조원가를 향상시키는 요인으로 발생하였다.
또한, 가요성 인쇄회로를 액츄에이터 아암의 측면에 별도의 고정부재를 나사를 이용하여 체결함으로서, 공정이 추가되고, 이러한 가요성 인쇄회로를 측면에 설치할 시, 먼저 본딩처리를 하여 부착한 다음에 나사를 이용하여 고정함으로서, 디스크 고속회전으로 인한 열에 의해서 아웃 가싱이 발생된다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 헤드 짐벌 어셈블리를 액츄터이터 핑거에 결합하는 공정에서, 액츄에이터의 재질을 에폭시 수지를 구현함으로서 헤드 짐벌 어셈블리를 핑거에 결합하는 스웨이징 공정을 삭제한 하드디스크 드라이브의 액츄에이터를 제공한다.
본 발명의 다른 목적은 헤드 짐버 어셈블리를 가요성 인쇄회로에 전기적으로 연결하는 와이어 공정에서, 액츄에이터의 재질을 에폭시 수지로 구현함으로서 헤드에서 가요성 인쇄회로까지의 와이어공정을 삭제한 하드디스크 드라이브의 액츄에이터를 제공한다.
상기한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명은 하드디스크 드라이브의 액츄에이터에 있어서, 액츄에이터의 바디는 에폭시 수지의 아암과 핑거로 구성되어 전기적인 회로설계와 프리 앰프나 그 밖의 아이 씨 및 캐패시터를 직접적으로 구성하고, 상기 핑거는 독립적으로 베이링 축을 중심으로 헤드의 수량이나 디스크이 용량에 따라서 상하적층되는 구조로 스택되며, 상기 핑거의 자유단은 솔더 패드를 형성시키고, 상기 솔더 패드와 대응하는 또 다른 솔더 패드를 서스펜션에 형성하여 가열공정에 의해 상호 접속시키며, 상기 아암의 측면에 가요성 인쇄회로의 일단을 직접 레이져 용접에 의해 접속시킴으로서 헤드에서 가요성 인쇄회로까지 전기적으로 자동적으로 연결되게 구성한다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 가장 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 각 도면을 설명함에 있어, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 도시되더라도 가능한 한 동일한 참조부호를 갖는다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 액츄에이터를 나타내는 사시도이다. 상기 도면을 참조하면,
본 발명의 액츄에이터100은 베이링 축16을 중심으로 아암10과 보빈30이 인서팅 몰딩으로 결합되고, 상기 보빈30에는 다수번 권선된 코일36이 결합된다. 이때, 상기 코일36은 외측 보빈32와 내측 보빈34사이에 설치된다. 이러한 코일34은 금형에 의해 보빈30을 성형할 시 결합된다. 그리고, 상기 보빈30의 반대편에는 아암10이 위치하고, 이때 상기 아암10의 핑거12는 적층된 구조를 갖는다.
본 발명의 액츄에이터100의 바디는 아암10과 핑거12로 구성된다. 상기 핑거12는 아암10의 끝단부로서 서스펜션20이 연결되는 부분이다. 상기 핑거12는 베어링 축16을 중심으로 상하방향으로 적층된 구조를 갖는다. 도면에서는 4개의 핑거12가 적층된 것을 도시하고 있으나, 디스크의 용량이나 헤드의 수량에 따라서 적절한 수로 스택되는 것이 바람직하다. 또한 상기 핑거12는 베이링 축16을 중심으로 높은 정밀도를 갖는다.
이러한 액츄에이터의 아암10이나 핑거12는 재질은 공지의 인쇄회로기판의 재질인 에폭시 수지로 구성한다. 그리고, 에폭시 수지로 구성된 바디 표면은 인쇄회로를 위하여 기판이 형성된다. 여기서 기판은 액츄에이터 바디 즉, 아암이나 핑거의 표면에 인쇄회로를 형성시킬 수 있는 부위를 칭한다.
이러한 핑거12의 자유단쪽에는 다수개의 솔더 패드18을 형성시킨다. 상기 솔더 패드와 대응하는 또 다른 솔더 패드(도 3에서 설명함)를 서스펜션에 형성시킨다. 종래에는 핑거의 자유단에 헤드 스택 어셈블리를 결합하기 위하여 스웨이징 홀을 형성시켰으나, 본 발명에서는 삭제된다. 이러한 홀의 삭제로 인하며 자유스립게 핑거12의 기판에 회로구현 면적이 확대된다.
상기한 액츄에이터100 바디의 재질을 에폭시 수지로 구성함으로서, 자유스러운 인쇄회로의 구현이 가능하다. 본 발명의 일실시예에서는 직접적으로 인쇄회로를 액츄에이터의 바디상에 구성한다. 즉 상기 액츄에이터100의 바디를 구성하는 아암10 및 핑거12에 직접적으로 와이어를 프린트하여 인쇄회로를 구성함으로써, 상기 핑거12의 솔더 패드18와 프리 앰프의 입력단을 연결하게 된다. 이와 같은 인쇄회로의 구성은 액츄에이터 바디의 어디든지 구성될 수 있다. 본 발명에서는 아암10의 양측면이나, 상기 각각의 핑거12의 상하면 또는 양측면에 인쇄회로를 직접적으로 입히는 것이 가장 바람직하다.
결과적으로 핑거12나 아암10에는 기존과는 다른 회로의 레이 아웃을 설계하여서 전기적인 구성을 완성한다.
더욱이, 상기 솔더 패드18은 한쌍의 시그날 솔더 패드와, 한쌍의 접지용 패드를 형성시킨다.
상기와 같은 구성에 따라서, 헤드22(통상적으로 플렉쳐에 의해 헤드는 서스펜션의 자유단에 고정된다)가 설치된 서스펜션20 등으로 구성된 헤드 짐벌 어셈블리(헤드, 플렉쳐, 서스펜션 및 와이어를 칭한다)는 도 3에 도시된 바와같이, 핑거12의 자유단과 서스펜션20의 일측단에 솔더 패드18,21을 각각 대응하는 위치에 형성시키고, 질소에 의한 가열공정으로 서로 대응하는 솔더 패드18,21을 접합시킨다. 이와같은 접합공정은 열에 의해 상호 접속되고, 전기적으로 헤드22에 연결된 와이어24가 솔더 패드21에 의해 연결되고, 또 다른 솔더 패드18에 의해 프리 앰프까지 전기적으로 연결된다.
이때, 상기 가열공정의 온도는 약 200℃가 바람직하다.
자동적으로 헤드22가 설치된 서스펜션20이 가열공정에 의해 핑거의 솔더 패드18에 접합되면, 핑거12의 기판에 형성된 회로구현에 의해 프리 앰프의 입력단까지 연결된다. 이때, 프리 앰프나, 아이 씨 및 캐패시터는 핑거의 기판에 직접적으로 레이져 용접으로 설치된다. 그리고, 최종적으로 납땜에 의해 프리 앰프의 출력단은 가요성 인쇄회로에 접속된다.
상기 기술한 바와같이, 본 발명에서 헤드 스택 어셈블리의 조립공정을 요약하면, 회로인쇄된 액츄에이터의 핑거에 헤드 짐벌 어셈블리를 업다운 헤드 모두 플렉쳐에 의해 로딩한다. 그리고, 질소에 의한 가열공정으로 헤드 짐벌 어셈블리와 핑거를 결합시킨다. 이어서 프리 앰프나 아이 씨 및 캐패시터등을 핑거에 접합한다. 이어서 각각의 헤드 짐벌 어셈블리와 액츄에이터 바디의 조합은 원하는 드라이브의 헤드 수량이나 디스크 용량에 따라서 베어링축을 중심으로 스택한다. 이어서 가요성 인쇄회로에 연결시킨다. 결과적으로 헤드는 프리 앰프까지 연결되고, 가요성 인쇄회로에 의해 보드에 연결된다.
상기 프리 앰프, 아이 씨, 캐패시터등은 액츄에이터의 기판 어디든지 직접적인 접속가능하고, 이에 따른 회로구현이나 설계변경이 수반된다.
부가적으로, 상기 서스펜션의 재질은 에폭시 수지로 구성하고, 상기 서스펜션의 자유단 하측에 설치된 헤드는 상기 서스펜션에 회로를 직접적으로 구성하여 솔더 패드까지 전기적으로 연결시키는 것도 바람직하다. 이러한 서스펜션의 회로구성도 회로설계변경이 요구된다. 그리고, 상기 서스펜션은 헤드를 수평유지가 되게 하는 기능을 유지해야 한다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어 자명할 것이다.
이상으로 살펴본 바와같이, 본 발명은 하드디스크 드라이브의 액츄에이터에서, 액츄에이터 바디의 재료변경으로 직접적인 인쇄회로로 구성하여 공정이 단순화되고, 부품단순화를 달성하였다. 이로서 자동화 비율이 향상되고, 와이어 선이나 공정수의 절감으로 비용도 절감되었다. 결과적으로, 와이어 선이 길어서 초래하는 손실과 와이어간의 쇼트로 인한 성능저하를 최소화할 수 있으며, 납땜작용을 자동화하게 되어 품질의 균일성을 얻을 수 있고, 공정단순화를 통한 수율을 향상시키는데 에 효과적이다.
도 1은 종래의 일실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 액츄에이터를 나타내는 사시도
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 하드디스크 드라이브의 액츄에이터를 나타내는 사시도
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 핑거와 헤드 스택 어셈블리를 결합시키는 과정을 나타내는 사시도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10:아암 12:핑거
18,21 :솔더 패드 40:가요성 인쇄회로
100:액츄예이터

Claims (4)

  1. 하드디스크 드라이브의 액츄에이터에 있어서,
    액츄에이터의 바디는 에폭시 수지의 아암과 핑거로 구성되어 전기적인 회로설계와 프리 앰프나 그 밖의 아이 씨 및 캐패시터를 직접적으로 구성하고,
    상기 핑거는 독립적으로 베이링 축을 중심으로 헤드의 수량이나 디스크이 용량에 따라서 상하적층되는 구조로 스택되며,
    상기 핑거의 자유단은 솔더 패드를 형성시키고,
    상기 솔더 패드와 대응하는 또 다른 솔더 패드를 서스펜션에 형성하여 가열 공정에 의해 상호 접속시키며,
    상기 아암의 측면에 가요성 인쇄회로의 일단을 직접 레이져 용접에 의해 접속시킴으로서 헤드에서 가요성 인쇄회로까지 전기적으로 자동적으로 연결되게 구성함을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 아암과 핑거의 전기적인 회로설계는 상면이나 양측면이 가장 바람직하며, 상기 프리 앰프나 그 밖의 아이 씨 및 캐패시터의 접합은 핑거의 상면이 가장 바람직함을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 가열공정은 약 200℃가 가장 바람직함을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 솔더 패드는 다수개 형성되어 짐을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 액츄에이터.
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