KR100518542B1 - 디스크 드라이브 액츄에이터의 헤드 아암용 인터커넥션 방안 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 그라운드 면으로서 헤드 아암의 금속체를 사용하는 그 헤드 아암의 적어도 일면 상에 실질적으로 평행한 트레이스들로 헤드 전기적 연결을 제공하는 적어도 하나의 헤드 아암을 포함한다. 이것은, 차동 기록 및 재생 인터커넥션에 이용되는 이웃한 평행 트레이스 쌍들이 실질적으로 매치된 임피던스를 갖도록 보장한다. 본 발명은 이 헤드 아암을 적어도 하나 구비하는 보이스 코일 액츄에이터 아암과, 이 보이스 코일 액츄에이터 아암을 사용하는 디스크 드라이브를 포함한다.

Description

디스크 드라이브 액츄에이터의 헤드 아암용 인터커넥션 방안{Interconnection scheme for head arms of disk drive actuator}

본 발명은 디스크 드라이브 보이스 코일 액츄에이터의 헤드 아암을 사용하는 디스크 드라이브의 헤드의 전기적 연결에 관한 것이다.

디스크 드라이브는 몇몇의 결정적인 요소들에 기초를 둔 중요한 데이터 저장기술이다. 이 요소들에는, 데이터 저장매체인 디스크 표면과 실제로 통신하는 기록/재생 헤드와 디스크 드라이브의 기록/재생 접속장치들 간의 인터커넥션이 포함된다. 그 동안 디스크 드라이브 분야에 큰 진보가 있어왔지만, 아직 해결하지 못한 문제들이 남아있다.

도 1a는, 보이스 코일(32)이 설치된 액츄에이터 아암(30)과, 액츄에이터 축(40), 디스크들 사이에 위치되며 슬라이더/헤드유닛(60)이 설치된 서스펜션 또는 헤드 아암들(50-54)을 구비한 고용량 디스크 드라이브(10)의 전형적인 종래기술을 도시한 것이다.

도 1b는, 디스크가 취외된 상태에서, 보이스 코일(32)이 설치된 액츄에이터 아암(30), 액츄에이터 축(40), 헤드 아암(50-54) 및 슬라이더/헤드유닛(60-66)을 포함한 액츄에이터(20)가 구비된 고용량 디스크 드라이브(10)의 전형적인 종래기술을 도시한 것이다.

1980년대 이래로, 고용량 디스크 드라이브(10)는 기록/재생헤드를 특정 트랙 상에 위치시키는데 보이스 코일 액츄에이터(20-66)을 사용해왔다. 상기 헤드는 헤드 슬라이더(60-66)에 장착되며, 작동 시 디스크 드라이브 표면에서 미소 간격 떠있게 된다. 대체로 헤드 슬라이더 마다 하나의 헤드가 준비되어서 주어진 디스크 드라이브 표면에 대응한다. 통상적으로 단일 디스크 드라이브 내에 다중 헤드도 있기는 하지만, 경제적인 이유 때문에 보통 하나의 보이스 코일 액츄에이터만 있게 된다.

보이스 코일 액츄에이터는, 보이스 코일(32)에 의해 유도된 전자기장의 시간에 따른 변화와 상호 작용하여 액츄에이터 축(40)을 중심으로 한 레버 동작을 제공하는 고정 마그넷 액츄에이터(20)를 더 구비한다. 이 레버 동작은 특정 트랙 상에 헤드 슬라이더 유닛(60-66)을 위치시킬 수 있도록, 현저한 속도와 정밀도로 헤드 아암(50-54)을 이동시키는 작용을 한다. 액츄에이터 아암(30)은 대개 보이스 코일(32), 액츄에이터 축(40), 헤드 아암(50-54) 및 헤드 슬라이더(60-66)를 포함하는 것으로 간주된다. 액츄에이터 아암(30)에 작게는 헤드 아암(50) 한 개만이 있을 수도 있고, 단일 헤드 아암(52)에는 두 개의 헤드 슬라이더(62,64)가 연결될 수도 있다.

디스크 드라이브의 발전은 컴퓨터의 변혁을 촉진시켰다. 당대의 액츄에이터 설계는 지금까지 진보에 필수적이었지만, 아직 보이스 액츄에이터가 설치된 디스크 드라이브의 신뢰성과 능력을 제한하는 문제들이 남아있다. 한 문제는 헤드와 헤드 접속장치 일렉트로닉스의 전기적인 인터커넥팅 방법을 수행해야 한다는데 있다.

도 2a, 2b, 2c 및 2d는 각각 종래기술의 액츄에이터 아암을 보인 평면도, 요부 평면도, 측면도 및 정면도이다.

도 2a는 도 1의 헤드 아암(50), 액츄에이터 축(40) 및 헤드 슬라이더(60)와, 도 2b에 도시된 상세 영역(70)을 보인 종래기술의 액츄에이터 아암(30)의 평면도이다.

도 2b는 도 2a의 상세 영역(70)을 도시한 평면도이다.

도 2c는 종래기술에서 발견되는 다양한 헤드 슬라이더를 경유한 인터커넥션들(74-80)을 나타낸 도 2b의 상세 영역(70) 부분의 측면도이다. 이 인터커넥션들은 두 쌍의 차동 신호들을 포함한다. 한 쌍의 차동 신호는 재생헤드를 디스크 드라이브의 재생 접속장치와 연결시킨다. 다른 쌍의 차동 신호는 기록헤드를 디스크 드라이브의 기록 접속장치와 연결시킨다.

도 2d는 도 2c를 다른 시각에서 도시한 것으로, 이 신호 인터커넥션(74)이 가요선(flex)과 리본 케이블을 포함하여 헤드 아암에 부착되는 다양한 형태의 케이블로 구현될 수 있음을 보인 것이다.

도 2e는 74-80이 헤드 아암(50)과 실질적으로 평행한 선택적인 종래기술의 전기적 인터커넥션 방안을 도시한 것이다. 도 2e는 헤드 슬라이더와 디스크 기록/재생 접속장치를 연결하기 위해 가요선 전기회로를 이용하는 종래기술의 전형이다. 재생 차동 신호 쌍(R+, R-) 및 기록 차동 신호 쌍(W+, W-) 용으로 4개의 개별적인 트레이스가 이용된다.

도 2f는 기록 차동 신호 쌍과 재생 차동 신호 쌍 간의 전형적인 신호 세기 상황을 보인 것이다.

알려진 모든 종래기술은 일반적인 문제를 일으키는 유사한 회로 상황에 직면한다. 차동 신호 트레이스들은 헤드 아암과 통하는 그라운드 면으로부터 각기 다른 거리들에 위치된다. 또한, 상기 각 쌍의 차동 신호 트레이스들은 대개 상호 평행하지 않다. 이들 두 상황은, 상호간의 임피던스 미스매치와 심한 크로스토크를 생성하는 서로 다른 차동 신호 쌍을 초래한다.

크로스토크는 트레이스들 간의 거리(D) 및 그라운드 면로부터의 거리(H)의 함수이다. 크로스토크는 1/(1+(D/H)^2)에 비례한다.

가장 중요한 것은, 기록 차동 신호 쌍이 재생 신호 쌍에 크로스토크를 유도한다는 것이다. 이렇게 추가된 노이즈는 상기 헤드가 감지 및 제어할 수 있는 주파수를 제한한다. 또한, 그것은 기대수명을 줄여 전체적으로 디스크 드라이브의 신뢰성을 제한한다. 이러한 기대수명의 감소는 상기 노이즈와, 디스크 드라이브 작동 시의 가열 및 디스크 드라이브가 꺼졌을 때의 냉각 등의 누적 효과이다.

본 발명은 상기의 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 크로스토크를 줄여 기대수명을 늘일 수 있도록 개선된 디스크 드라이브 액츄에이터의 헤드 아암을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 실질적으로 둘 이상의 공면(coplanar)으로 된 헤드 슬라이더의 전기적 인터커넥션을 구비한 헤드 아암과, 디스크 드라이브 기록 및 재생 접속장치로의 그라운드 면에 근접한 평행한 트레이스 쌍을 포함한다. 이들 평행 트레이스들은 그라운드 면으로서 헤드 아암의 금속체를 사용하며, 차동 기록 및 재생 인터커넥션에 이용되는 이웃한 평행 트레이스 쌍들이 실질적으로 매치된 임피던스를 갖도록 보장한다. 이것은 트레이스들 간의 균일한 거리와 상기 헤드 아암의 그라운드 면으로부터 상기 트레이스들의 균일한 높이에 의해 이루어지며, 매치된 임피던스 라인 쌍을 만들고 현저하게 크로스토크를 감소시킨다.

본 발명은 전기적 인터커넥션을 구비한 적어도 하나의 헤드 아암을 가진 보이스 코일 액츄에이터 아암을 포함한다.

상기 보이스 코일 액츄에이터 아암은 저면을 인터커넥션에 사용하는 상부 헤드 아암과, 상하 양면을 인터커넥션에 사용하는 적어도 하나의 내부 헤드 아암과, 상면을 인터커넥션에 사용하는 하부 헤드 아암을 더 구비할 수 있다.

헤드 아암의 금속 기반구조로 된 그라운드 면에 인접한 평행 트레이스들을 포함한 헤드 아암을 사용하는 보이스 코일 액츄에이터 아암의 제조 방법은, 기록/재생 헤드 인터커넥션에 제공되는 매치된 임피던스에 기인한 우수한 신뢰성을 가진 보이스 코일 액츄에이터를 제조한다.

그러한 인터커넥션 방안은 제조 원가에 유효하며, 액츄에이터 아암 어셈블리에 의해 지지되는 각각의 기록/재생 헤드를 위한 매치된 임피던스 라인 쌍을 제공한다.

상기 제조방법은 다음 중 적어도 하나에 의해 이 인터커넥션을 만드는 것을 더 포함한다: 브릿지 플렉시블 케이블(BFC), 플렉스 온 서스펜션(FOS), 트레이스 서스펜션 어셈블리(TSA).

본 발명은 이 보이스 코일 액츄에이터 아암을 사용하여 만들어진 디스크 드라이브를 포함한다. 기록/재생 헤드에 매치된 임피던스 라인을 제공함으로써 노이즈를 줄이고 디스크 드라이브의 신뢰성을 개선한다. 개선된 신뢰성은 향상된 디스크 드라이브 수명을 지원한다. 감소된 노이즈는 트랙 밀도를 향상시킨다.

본 발명의 상기한 장점과 그 외의 기타 장점들은 다음의 상세한 설명을 읽고 도면의 다양한 그림을 고찰함으로써 분명해질 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3a는 본 발명에 따른 헤드 아암(150)을 포함한 보이스 코일 액츄에이터를 나타낸다. 도 3b는 도 3a의 A-B선을 따라 절단한 3개의 헤드 아암(150,152,154)의 단면도이다. 각 헤드 아암은, 공면(coplanar)에 있고 평행하며 각 헤드 아암의 금속 기반구조에 의해 제공되는 그라운드 면에 인접한 트레이스들(174,176,178,180)을 통하는 적어도 두 개의 차동 신호 쌍을 포함한다. 또한, 152 헤드아암 역시 공면(coplanar)에 있고 평행하며 헤드 아암(152)의 그라운드 면에 인접한 트레이스들(182-188)을 통하는 제3 및 제4 차동 신호 쌍을 포함한다.

상기 헤드 아암(150-154)은 공면(coplanar)에 있고 평행하며 디스크 드라이브 기록 및 재생 접속장치로의 그라운드 면에 인접한 둘 이상의 트레이스 쌍들(174,176,178,180)을 헤드 슬라이더의 전기적 인터커넥션으로서 구비한다. 헤드 아암의 금속체를 그라운드 면으로 이용함에 따라, 차동 기록 및 재생 인터커넥션에 사용되는 이들 평행한 트레이스 쌍들(174,176,178,180)이 실질적으로 매치된 임피던스를 갖는 것이 보장된다. 이것은 트레이스들 간의 균일한 거리와 상기 헤드 아암의 그라운드 면으로부터 상기 트레이스들의 균일한 높이에 의해 이루어지며, 매치된 임피던스 라인 쌍을 만들고 현저하게 크로스토크를 감소시킨다.

본 발명은 전기적 인터커넥션을 제공하는 적어도 하나의 헤드 아암(150,152 및/또는 154)을 포함한 보이스 코일 액츄에이터 아암을 구비한다.

상기 보이스 코일 액츄에이터 아암(30)은 저면을 인터커넥션에 사용하는 상부 헤드 아암(150)과, 상하 양면을 인터커넥션에 사용하는 적어도 하나의 내부 헤드 아암(152)과, 상면을 인터커넥션에 사용하는 하부 헤드 아암(154)을 더 구비할 수 있다.

도 3c는 트레이스들(174-180)을 헤드 아암(150)의 그라운드 면으로부터 분리시키는 유전체층(190)을 보인 헤드 아암(150)의 상세도이다. 당업자라면 인식할 수 있듯이, 헤드 아암(150), 유전체층(190) 및 트레이스들(174-180)의 기반구조로 다양한 재료의 선택이 가능하다.

소정 적용에 있어서는 적어도 상기 트레이스들(174-180) 용으로 구리 합금의 지배적인 사용이 바람직할 것이다. 헤드 아암(150) 용으로는 알루미늄 합금 기반구조의 지배적인 사용이 바람직할 것이다. 유전체(190)로는, 종종 플렉스 온 서스펜션 인쇄 회로 제품에 사용되는 폴리이미드(polyimide) 재질이 바람직할 것이다.

크로스 토크를 보다 더 줄이기 위해, 그라운드에 연결된 추가적인 평행하고 공면인 트레이스가 트레이스 쌍들 사이에 위치될 수 있다.

그 제조방법은, 헤드 아암의 금속 기반구조로 된 그라운드 면에 인접한 평행 트레이스들을 포함한 헤드 아암(150-154)을 사용하는 보이스 코일 액츄에이터 아암 만들기 단계를 포함한다. 이 방법은 기록/재생 헤드 인터커넥션에 제공되는 매치된 임피던스 라인에 기인한 우수한 신뢰성을 가진 보이스 코일 액츄에이터를 제조한다.

상기 제조방법은, 제한되는 것이 아니지만, 플렉스 회로의 일부가 되는 신호 트레이스들의 제조방법을 포함한다. 이 제조방법은 다음 중 적어도 하나에 의해 인터커넥션을 만드는 과정을 더 포함한다: 브릿지 플렉시블 케이블(BFC), 플렉스 온 서스펜션(FOS), 트레이스 서스펜션 어셈블리(TSA).

그러한 인터커넥션 방안은 제조 원가에 유효하며, 액츄에이터 아암 어셈블리에 의해 지지되는 각각의 기록/재생 헤드를 위한 매치된 임피던스 라인 쌍을 제공한다.

본 발명은 이 보이스 코일 액츄에이터 아암(30)을 사용하여 만들어진 디스크 드라이브(10)를 포함한다. 기록/재생 헤드에 매치된 임피던스 라인을 제공함으로써 노이즈를 줄이고 디스크 드라이브의 신뢰성을 개선한다. 개선된 신뢰성은 향상된 디스크 드라이브 수명을 지원한다. 감소된 노이즈는 트랙 밀도를 향상시킨다.

상기한 실시예들은 예로써 제공된 것이며, 다음에 기재된 청구범위를 한정하는 것은 아니다.

도 1a는, 보이스 코일(32)이 설치된 액츄에이터 아암(30)과, 액츄에이터 축(40), 디스크(12)들 사이에 위치되며 슬라이더/헤드유닛(60)이 설치된 서스펜션 또는 헤드 아암들(50-54)을 구비한 고용량 디스크 드라이브(10)의 전형적인 종래기술을 도시한 것이다;

도 1b는, 디스크가 취외된 상태에서, 보이스 코일(32)이 설치된 액츄에이터 아암(30), 액츄에이터 축(40), 헤드 아암(50-54) 및 슬라이더/헤드유닛(60-66)을 포함한 액츄에이터(20)가 구비된 고용량 디스크 드라이브(10)의 전형적인 종래기술을 도시한 것이다;

도 2a는 도 1의 헤드 아암(50), 액츄에이터 축(40) 및 헤드 슬라이더(60)와, 도 2b에 도시된 상세 영역(70)을 보인 종래기술의 액츄에이터 아암(30)의 평면도이다;

도 2b는 도 2a의 상세 영역(70)을 도시한 평면도이다;

도 2c는 종래기술에서 발견되는 다양한 헤드 슬라이더를 경유한 인터커넥션들(74-80)을 나타낸 도 2b의 상세 영역(70) 부분의 측면도로서, 인터커넥션 74와 76은 차동 재생 신호를 제공할 수 있고, 인터커넥션 78과 80은 차동 기록 신호를 제공할 수 있다;

도 2d는 도 2c의 다른 시각을 도시한 것으로, 이 신호 인터커넥션(74-80)이 자동 리플로우 솔더링 시스템에 사용되는 스트립으로서 제공될 수 있음을 보인 것이다;

도 2e는 74-80이 헤드 아암(50)과 실질적으로 평행한 선택적인 종래기술의 전기적 인터커넥션 방안을 도시한 것이다;

도 2f는 기록 차동 신호 쌍과 재생 차동 신호 쌍 간의 전형적인 신호 세기 상황을 보인 것이다;

도 3a는 본 발명에 따른 헤드 아암(150)을 포함한 보이스 코일 액츄에이터를 도시한 것이다;

도 3b는 도 3a의 A-B선을 따라 절단한 3개의 헤드 아암(150,152,154)의 단면도이다;

도 3c는 트레이스들(174-180)을 헤드 아암(150)의 그라운드 면으로부터 분리시키는 유전체층(190)을 보인 헤드 아암(150)의 상세도이다.

Claims (30)

1. 제1헤드 아암과, 제2헤드 아암 및 제3헤드 아암을 포함한 헤드 아암 집합체를 구비하며;

   상기 헤드 아암 집합체의 각 부재가,

   상기 헤드 아암 집합체 부재 내에 형성된 적어도 하나의 그라운드 면; 및

   제1재생 차동 신호 쌍 및 제1기록 차동 신호 쌍을 각각 헤드 슬라이더로 연결하는 것으로, 공면이고 평행하며 상기 그라운드 면과 실질적으로 평행한 제1,2 트레이스 쌍;을 포함하며,

   상기 제1 트레이스 쌍은 디스크 드라이브 재생 접속장치와 연결되고,

   상기 제2 트레이스 쌍은 디스크 드라이브 기록 접속장치와 연결된 보이스 코일 액츄에이터 아암.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1헤드 아암이,

   제2재생 차동 신호 쌍 및 제2기록 차동 신호 쌍을 각각 제2헤드 슬라이더로 연결하는 것으로, 공면이고 평행하며 상기 그라운드 면과 실질적으로 평행한 제3,4 트레이스 쌍;을 더 포함하며,

   상기 제3 트레이스 쌍은 제2디스크 드라이브 재생 접속장치와 연결되고,

   상기 제4 트레이스 쌍은 제2디스크 드라이브 기록 접속장치와 연결된 보이스 코일 액츄에이터 아암.
3. 제1항에 있어서,

   상기 헤드 아암 집합체 부재들 중 적어도 하나용으로서 상기 제1 트레이스 쌍과 상기 디스크 드라이브 재생 접속장치를 연결하는 아날로그 접속장치를 더 포함하며,

   상기 아날로그 접속장치는 상기 헤드 아암 집합체 부재들 중 적어도 하나용으로서 상기 제2 트레이스 쌍과 상기 디스크 드라이브 기록 접속장치를 연결하는 보이스 코일 액츄에이터 아암.
4. 제1항에 있어서,

   상기 각각의 헤드 아암 집합체 부재들 용으로, 상기 제1 트레이스 쌍과 상기 디스크 드라이브 재생 접속장치를 연결하는 아날로그 접속장치를 더 포함하며,

   상기 각각의 헤드 아암 집합체 부재들 용인 아날로그 접속장치는 상기 제2 트레이스 쌍과 상기 디스크 드라이브 기록 접속장치를 연결하는 보이스 코일 액츄에이터 아암.
5. 제1항의 보이스 코일 액츄에이터 아암을 포함하는 디스크 드라이브.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 헤드 아암 내에 형성된 적어도 하나의 그라운드 면; 및

    제1재생 차동 신호 쌍 및 제1기록 차동 신호 쌍을 각각 헤드 슬라이더로 연결하는 것으로, 공면이고 평행하며 상기 그라운드 면과 실질적으로 평행한 제1,2 트레이스 쌍;을 포함하며,

    상기 제1 트레이스 쌍은 디스크 드라이브 재생 접속장치에 연결되고,

    상기 제2 트레이스 쌍은 디스크 드라이브 기록 접속장치에 연결된 헤드 아암.
15. 제14항의 헤드 아암을 적어도 하나 구비한 보이스 코일 액츄에이터 아암.
16. 제15항에 있어서,

    상기 헤드 아암이,

    제2재생 차동 신호 쌍 및 제2기록 차동 신호 쌍을 각각 제2헤드 슬라이더로 연결하는 것으로, 공면이고 평행하며 상기 그라운드 면과 실질적으로 평행한 제3,4 트레이스 쌍;을 더 포함하며,

    상기 제3 트레이스 쌍은 제2디스크 드라이브 재생 접속장치에 연결되고,

    상기 제4 트레이스 쌍은 제2디스크 드라이브 기록 접속장치에 연결된 보이스 코일 액츄에이터 아암.
17. 제16항에 있어서,

    제3헤드 슬라이더, 제3디스크 드라이브 재생 접속장치 및 제3디스크 드라이브 기록 접속장치를 제15항과 같이 연결하는 제2헤드 아암을 더 구비하는 보이스 코일 액츄에이터 아암.
18. 제17항에 있어서,

    제4헤드 슬라이더, 제4디스크 드라이브 재생 접속장치 및 제4디스크 드라이브 기록 접속장치를 제15항과 같이 연결하는 제3헤드 아암을 더 구비하는 보이스 코일 액츄에이터 아암.
19. 제15항에 있어서,

    상기 제1 트레이스 쌍과 상기 디스크 드라이브 재생 접속장치를 연결하는 아날로그 접속장치를 더 포함하며,

    상기 아날로그 접속장치는 상기 제2 트레이스 쌍과 상기 디스크 드라이브 기록 접속장치를 연결하는 보이스 코일 액츄에이터 아암.
20. 제15항의 보이스 코일 액츄에이터 아암을 구비한 디스크 드라이브.
21. 제14항에 있어서,

    제2재생 차동 신호 쌍 및 제2기록 차동 신호 쌍을 각각 제2헤드 슬라이더로 연결하는 것으로, 공면이고 평행하며 상기 그라운드 면과 실질적으로 평행한 제3,4 트레이스 쌍;을 더 포함하며,

    상기 제3 트레이스 쌍은 제2디스크 드라이브 재생 접속장치에 연결되고,

    상기 제4 트레이스 쌍은 제2디스크 드라이브 기록 접속장치에 연결된 헤드 아암.
22. 삭제
23. 삭제
24. 삭제
25. 삭제
26. 삭제
27. 삭제
28. 삭제
29. 삭제
30. 삭제