KR100630718B1 - 헤드 슬라이더상의 정전하들을 방산하는 인터커넥트 및 그방법 - Google Patents

헤드 슬라이더상의 정전하들을 방산하는 인터커넥트 및 그방법 Download PDF

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Abstract

헤드 슬라이더가 정전기 방전 사고들에 노출되는 것을 감소시킬 수 있고 헤드의 충전을 방산할 수 있는 인터커넥트가 제공된다. 도전성 및 비도전성 접착제들이 사용되어 헤드 슬라이더를 인터커넥트에 부착한다. 전자파 장애 발생 회로는, 헤드 슬라이더를 플렉슈어 암에 접착하는 도전성 접착제를 통해 흐르는 전류를 발생시킨다. 전자파 장애 전류는 도전성 접착제의 저항을 브레이크 다운하여 헤드 슬라이더 상의 정전기 전압 전하를 방산한다. 이것은 헤드 슬라이더 및 헤드 슬라이더에 연결된 판독/기록 헤드의 수명을 연장할 것이다.

Description

헤드 슬라이더상의 정전하들을 방산하는 인터커넥트 및 그 방법{method and an interconnect and for dissipating electrostatic charges on a head sleder}
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브의 평면도이다.
도2는 도1의 하드 디스크 드라이브에서 헤드 슬라이더의 확대된 저면도이다.
도3은 플렉슈어 암에 연결된 도2의 헤드 슬라이더의 확대도이다.
도4 및 도5는 도2의 헤드 슬라이더 상의 정전기 전압을 방산하는 회로의 개략도이다.
본 발명은 인터커넥트(interconnect)에 연결된 헤드 슬라이더에 의해 겪게 되는 심한 정전기 사고(electrostatic event)들을 감소시키기 위하여 하드 디스크 드라이브의 서스펜션 인터커넥트(suspension interconnect) 상에서 도전성 접착제의 절연파괴(dielectric breakdown) 방법 및 장치에 관한 것이다.
하드 디스크 드라이브들은 회전 디스크들에 연결되는 복수의 자기 헤드들을 포함한다. 헤드들은 디스크 표면들의 자기장들을 자화하고 감지하는 것에 의해 정보를 기록하고 판독한다. 전형적으로 자기 헤드들은 디스크들을 자화하기 위한 기 록 소자와 디스크들의 자기장을 감지하기 위한 분리된 판독 소자를 포함한다.
판독 소자는 전형적으로 디스크 자기장에 의하여 저항이 변하는 자기-저항성 물질(magneto-resistive material)을 사용하여 구성된다. 자기-저항성 판독 소자들을 구비한 헤드들은 보통 자기-저항성(MR) 및 거대 자기-저항성(GMR) 헤드들이라고 불린다.
각 헤드는 기계적으로 헤드 슬라이더에 연결된다. 헤드 서스펜션 어셈블리(HSA)로 알려진 어셈블리를 생성하기 위하여 헤드 슬라이더가 플렉슈어 암(flexure arm)에 부착된다. HSA는 헤드 짐벌 어셈블리(HGA)로 알려진 서브어셈블리를 포함한다. HGA들은 액튜에이터 암에 부착된다. 액튜에이터 암은 헤드들이 디스크들의 표면들을 가로질러 이동하게 하는 보이스 코일 모터를 갖는다.
정보는 각 디스크 표면의 환상 트랙들 내에 저장된다. 각 트랙은 전형적으로 다수의 세그먼트들 또는 섹터들로 분할된다. 보이스 코일 모터와 액튜에이터 암은 헤드들을 디스크들의 다른 트랙들로 그리고 각 트랙의 다른 섹터들로 이동시킬 수 있다.
서스펜션 인터커넥트는 플렉슈어의 길이를 따라 뻗쳐서 헤드를 보이스 코일 모터의 전치증폭 장치에 연결한다. 서스펜션 인터커넥트는 전형적으로 스테인레스 스틸 층 위에 형성되는 한쌍의 도전성 기록 트레이스들과 한쌍의 도전성 판독 트레이스들을 포함한다.
플렉슈어 구조의 변화는 판독/기록 헤드들이 디스크 표면에 접촉하는 것을 초래할 수 있다. 만일 판독/기록 헤드들이 디스크의 표면에 접촉하면, 정전기 충전 이 발생할 수 있다. 헤드가 디스크 표면에 접촉했을 때 발생하는 정전기 방전(ESD)은 헤드로 점프할 수 있고 헤드를 심하게 손상시키거나 훼손할 수 있다는 문제점이 있다.
정전기 방전은 또한 HSA, HGA, 및 하드 디스크 드라이브의 조립 과정동안 헤드상에 형성될 수 있다. 헤드가 접하게 되는 각 ESD 사고는 헤드와 헤드 슬라이더의 수명을 상당히 단축시킬 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 하드 디스크 드라이브의 플렉슈어용 인터커넥트에 있어서, 헤드 슬라이더 상의 정전기 전압을 방산하기에 충분한 전류를 발생시킴으로써 헤드 및 헤드 슬라이더가 심한 ESD 사고에 노출되는 것을 감소시킬 수 있는 인터커넥트를 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 헤드 슬라이더상의 정전기 전압을 방산하는 방법에 있어서, 헤드 슬라이더에 전류를 가함으로써 헤드 슬라이더 상의 정전기 전압을 방산하는 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예는 헤드와 헤드 슬라이더가 정전기 방전(electrostatic discharge: ESD) 사고에 노출되는 것을 감소시킬 수 있고 헤드의 정전기 충전(electrostatic charging)을 방산(dissipate)할 수 있는 인터커넥트(interconnect)를 제공한다. 본 발명은 데이터 판독/기록 동작들 동안 감소된 신호 대 잡음비를 제공할 수 있다. 본 발명에 따른 인터커넥트는 헤드상의 정전하들이 전치증폭 회로로 흐르게 하여 헤드와 서스펜션 사이에 낮은 저항을 제공한다. 이것은 회전 디스크 표면 위에 있는 헤드의 비행 높이(flying height) 변화들을 최소화할 수 있다.
본발명의 일 실시예에 따른 인터커넥트는, 헤드 슬라이더를 인터커넥트의 플렉슈어 암에 부착하는데 사용되는 도전성 및 비도전성 접착제들을 포함한다. 전자파 장애(electromagnetic interference: EMI) 발생 회로는 헤드 슬라이더를 플렉슈어 암에 부착하는 도전성 접착제를 통해 흐르는 전류를 발생시킨다. EMI 전류는 도전성 접착제의 저항을 브레이크 다운(break down)하여 헤드 슬라이더상의 정전하들을 방산한다(dissipate). 이것은 헤드 슬라이더가 심한 ESD 사고들에 노출되는 것을 제한할 수 있고, 이에 따라 헤드의 수명이 연장될 수 있다.
다음의 설명은 이 기술분야에서 숙련된 어떠한 자도 본 발명을 실시하고 사용할 수 있게 하며 본 발명을 실행하는 발명가들에 의해 현재 심사숙고된 최상의 실시예들을 설명하기 위하여 제공된다. 그러나, 본 발명의 일반적인 원리들이 여기에 밝혀지기 때문에, 이 기술분야에서 숙련된 자들이 쉽고 다양하게 변형할 수 있다는 것은 명백하다.
본 발명은 하드 디스크 드라이브의 플렉슈어 암에 관한 개량된 인터커넥트를 포함한다. 본 발명은 헤드와 헤드 슬라이더가 심한 정전기 방전(ESD) 사고들에 노출되는 것을 감소시킬 수 있고 헤드 상의 정전기 전압(electrostatic voltage) 전하들을 방산할 수 있는 인터커넥트를 제공한다. 본 발명은 또한 회전 디스크 표면 위에 있는 헤드 슬라이더의 비행 높이 변화들을 최소화할 수 있다.
본 발명에 따른 인터커넥트는 헤드 슬라이더를 플렉슈어 암에 부착하는데 사용되는 도전성 및 비도전성 접착제들을 포함한다. 도전성 접착제는 헤드 슬라이더를 플렉슈어 암에 부착하고, 회로가 도전성 접착제를 통해 흐르는 전류를 발생시키며, 이 회로는 전자파 장애를 발생시키는 회로일 수 있다. 이 전류는 도전성 접착제의 저항을 브레이크 다운하여 헤드 및 헤드 슬라이더상의 정전하를 방산한다. 이것은 헤드와 헤드 슬라이더 모두의 수명을 연장할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브(10)의 평면도이다. 도1을 참조하면, 하드 디스크 드라이브(10)는 스핀들 모터(14)에 의해 회전되는 하나 또는 그 이상의 자기 디스크들(12)을 포함할 수 있다. 스핀들 모터(14)는 드라이브(10)의 베이스 플레이트(16)에 장착될 수 있다. 디스크 드라이브(10)는 디스크들(12)을 싸는 커버(18)를 더 포함할 수 있다.
디스크 드라이브(10)는 헤드 슬라이더들(21)에 연결되는 복수의 헤드들(20)을 포함할 수 있다. 각 헤드(20)는 회전 디스크(12)에 인접하여 위치한다. 각 헤드(20)는 디스크들(12)의 자기장들을 자화하고 감지하는 분리된 기록 및 판독 소자들(둘 다 미도시)을 구비할 수 있다.
각 헤드 슬라이더(21)는 플렉슈어 암 또는 플렉슈어(22)에 장착되어 헤드 짐벌 어셈블리(HGA)를 형성하여 수평이 유지될 수 있다. 플렉슈어(22)는 본 발명에 따른 인터커넥트를 포함한다. 플렉슈어(22)는 액튜에이터 암(24)에 부착되고, 액튜 에이터 암(24)은 베어링 어셈블리(26)에 의해 베이스 플레이트(16)에 회전 가능하게 장착된다.
보이스 코일(28)은 자석 어셈블리(30)에 연결되어 보이스 코일 모터(VCM)를 생성한다. 보이스 코일(28)에 전류를 제공하는 것은 액튜에이터 암(240)을 회전시키는 토오크를 생성하고 헤드들(20)이 디스크들(12)의 표면들을 가로질러 이동하게 한다.
디스크 드라이브(10)는 인쇄 회로 기판 어셈블리(34)를 더 포함할 수 있다. 인쇄 회로 기판 어셈블리(34)는 인쇄 회로 기판(38)에 연결된 복수의 집적회로들(36)을 포함할 수 있다. 인쇄 회로 기판(38)은 전선들(미도시)에 의하여 보이스 코일(28), 헤드들(20), 및 스핀들 모터(14)에 연결된다.
도2는 본 발명에 따른 헤드 슬라이더의 확대된 저면도이다. 그리고, 도3은 플렉슈어 암에 연결된 헤드 슬라이더의 확대도이다. 도2 및 도3을 참조하면, 도전성 기록 트레이스들 W+, W-의 쌍과 도전성 판독 트레이스들 R+, R-의 쌍은 헤드 슬라이더(21) 위에서 플렉슈어(22)를 따라 뻗쳐서 헤드(20)에 연결된다. 트레이스들은 스테인레스 스틸 층(40)상에 형성된다. 스테인레스 스틸 층(40)은 종래 방법들을 사용하여 형성될 수 있다.
돌출부(ridge)(42)는 헤드 슬라이더(21) 밑면(46)의 각 측면(44)을 따라 형성될 수 있다. 돌출부(42)는 또한 헤드 슬라이더(21)의 앞 에지(edge)(48)에 인접하고 헤드 슬라이더(21)의 뒷부분(50)에 인접하여 형성될 수 있다.
돌출부들(42)은 헤드 슬라이더(21)에 고정된 헤드(20)를 지탱하는 토대를 형 성하도록 구성될 수 있다. 돌출부들(42)은 적당히 단단하고 내구성있는 어떤 고분자 물질(polymeric material)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 돌출부들(42)은 폴리이미드(polyimide)를 포함하고 종래 방법들을 사용하여 형성될 수 있다.
에폭시(epoxy)와 같은 접착제가 사용되어 헤드(20)를 헤드 슬라이더(21)에 고정할 수 있다. 접착제는 도전성 에폭시 또는 비-도전성 에폭시 중의 하나, 또는 양자 모두를 포함할 수 있다. 접착제는 종래 방법들을 사용하여 헤드 슬라이더(21)에 적용된다. 헤드(20)는 헤드(20)를 헤드 슬라이더(21)에 붙이는 접착제 위에 위치한다.
예를 들면, 비-도전성 접착제(52)의 증착(deposition)은 헤드 슬라이더(21)앞 에지(48)의 각 코너에 인접한 스테인레스 스틸 층(40) 상에 배치될 수 있다. 비-도전성 접착제(52)의 각 증착 부분은 인접한 돌출부(42)의 앞 끝(front end) 위로 확장할 수 있다. 비-도전성 접착제(52)는 단면적인 배치(cross-sectional configuration)에서 타원형일 수 있다.
비-도전성 접착제(52)는 비-도전성 에폭시를 포함할 수 있다. 예를 들면, 비-도전성 접착제(52)의 임피던스 범위는 약 3KΩ에서 약 12MΩ까지이다.
유사하게, 도전성 접착제(56)의 증착은 헤드 슬라이더(21) 뒷부분(50)의 각 코너에 인접한 스테인레스 스틸 층(40) 상에 배치될 수 있다. 도전성 접착제(56)의 각 증착 부분은 인접한 돌출부(42)의 뒤 끝(rear end) 위로 확장할 수 있다. 도전성 접착제(56)는 단면적인 배치에서 실질상 원형일 수 있다. 도전성 접착제(56)는 도전성 에폭시를 포함할 수 있다.
도전성 접착제(56)의 브레이크다운 전압(breakdown voltage)은 접착제를 구성하는 물질(에폭시와 같은), 접착제의 양, 그리고 접착제의 증착 모양에 따라 변할 수 있다. 바람직하게는, 도전성 접착제(56)의 절연파괴 전압 범위는 1볼트(volt)와 5볼트(volt) 사이이다.
도전성 접착제(56)의 브레이크다운 전압은 결국 그것의 저항을 낮춘다. 도전성 접착제(56)의 임피던스는 약 50옴(ohm)보다 작을 수 있다. 바람직하게는, 도전성 접착제(56)의 임피던스 범위는 약 10옴(ohm)에서 약 20옴(ohm)까지이다.
이와 같이, 도전성 접착제(56)의 각 증착은 헤드(20), 헤드 슬라이더(21), 및 플렉슈어(22) 사이의 전류 경로를 제공하여 헤드(20)와 플렉슈어(22) 사이의 전압 전위(potential)를 감소시킬 수 있다.
도4 및 도5는 본 발명에 따른 헤드 슬라이더 상의 정전기 전압을 방산하는 전류를 발생시키는 회로를 보여주는 개략도이다. 도4 및 도5를 참조하면, 도전성 접착제(56)는 헤드를 헤드 슬라이더(21)에 부착시키고, 단지 개략적으로 도시된 회로(60)가 제공되어 도전성 접착제(56)의 증착들을 통해 흐르는 전류가 발생한다. 회로(60)는 이 기술분야에서 알려진 바와 같이 플렉슈어(22)상에 형성될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
회로(60)는 전자파 장애(EMI)를 발생시키는 회로를 포함할 수 있다. 회로(60)는 도전성 에폭시(56)의 저항을 브레이크다운(breakdown)하기에 충분한 전류를 발생시켜서 헤드(20)상의 정전기 전압을 방산할 수 있다. 바람직하게는, 회로(60)는 1밀리암페어(milliamp)와 5밀리암페어(milliamp) 사이의 전류를 발생시킬 수 있 다.
회로(60)는 직렬로 연결된 한쌍의 저항들 R1, R2를 포함할 수 있다. 커패시터 또는 인덕터 C1은 저항 R2에 병렬로 연결될 수 있고 그라운드(62)에 연결될 수 있다. 저항 R2와 그라운드(62) 사이에 스위치 S1이 제공될 수 있다.
노드 N1은 회로(60)를 헤드(20)에 연결하고, 회로(60)는 노드 N1을 교차하여 전자기적으로 헤드(20)에 연결될 수 있다. 전선과 같은 도체(64)가 헤드(20)에 고정되고 그라운드(62)에 연결되어 회로(60)를 완성할 수 있다. 도체(64)는 또한 저항 R2에 연결되어 헤드(20)와 저항 R2 사이에 전류 경로를 제공할 수 있다.
헤드(20)상의 정전기 전압 전하를 방산하는 것이 요구될 때, 스위치 S1이 닫힌다. 스위치 S1의 닫힘은 전류가 헤드(20)로부터 그라운드(62)까지 흐르게 하여 헤드 상의 전압을 방산한다. 스위치 S1의 닫힘은 하드 디스크 드라이브(10)를 제조하는 동안 실시될 수 있다. 스위치 S1의 닫힘은 순간적일 수 있다. 스위치 S1은 되풀이하여 열리고 닫혀서 헤드(20)상의 정전기 전압을 방산한다.
이 기술분야에서 숙련된 자들은 지금까지-설명된 바람직한 실시예들의 다양한 개조와 변형이 본 발명의 범위와 사상으로부터 벗어나지 않고 형성될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 첨부된 청구항들의 범위 내에서 본 발명은 여기에 구체적으로 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 헤드와 헤드 슬라이더가 정전기 방전(ESD) 사고에 노출되는 것을 감소시킬 수 있고 헤드의 정전기 충전을 방산할 수 있 다. 이에 따라 헤드의 수명이 연장될 수 있다.
그리고, 본 발명에 의하면 데이터 판독/기록 동작들 동안 감소된 신호 대 잡음비를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 인터커넥트는 헤드상의 정전하들이 전치증폭 회로로 흐르게 하여 헤드와 서스펜션 사이에 낮은 저항을 제공한다. 이것은 회전 디스크 표면 위에 있는 헤드의 비행 높이 변화들을 최소화할 수 있다.

Claims (12)

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  6. 하드 디스크 드라이브의 플렉슈어용 인터커넥트에 있어서,
    베어링 어셈블리에 의해 베이스 플레이트에 회전 가능하게 장착되는 액튜에이터 암에 연결된 플렉슈어:
    전기적으로 도전성인 접착제에 의해 상기 플렉슈어에 부착되는 헤드 슬라이더;
    상기 헤드 슬라이더에 연결되는 헤드;및
    상기 헤드, 상기 헤드 슬라이더, 및 상기 플렉슈어에 연결되고, 상기 도전성 접착제의 임피던스를 브레이크다운하기에 충분한 전류를 발생시켜서 상기 접착제를 통해 전류가 흐르게 하는 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 인터커넥트.
  7. 제6항에 있어서, 상기 회로는
    상기 헤드 및 헤드 슬라이더를 통해 흐르는 전류를 발생시켜서 상기 헤드 및 헤드 슬라이더 상의 정전기 전압을 방산하는 것을 특징으로 하는 인터커넥트.
  8. 제7항에 있어서, 상기 회로는
    상기 헤드 및 헤드 슬라이더를 통한 전류 흐름을 제어하는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 인터커넥트.
  9. 하드 디스크 드라이브의 플렉슈어용 인터커넥트에 있어서,
    베어링 어셈블리에 의해 베이스 플레이트에 회전 가능하게 장착되는 액튜에이터 암에 연결된 플렉슈어:
    전기적으로 도전성인 접착제에 의해 상기 플렉슈어에 부착되는 헤드 슬라이더;
    상기 헤드 슬라이더에 연결되는 헤드;및
    상기 헤드, 상기 헤드 슬라이더, 및 상기 플렉슈어에 연결되고, 상기 도전성 접착제의 임피던스를 브레이크다운하기에 충분한 전류를 발생시켜서 상기 헤드 및 헤드 슬라이더를 통해 전류가 흐르게 하여 상기 헤드 및 헤드 슬라이더 상의 정전기 전압을 방산하는 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 인터커넥트.
  10. 제9항에 있어서, 상기 회로는
    상기 헤드 및 헤드 슬라이더를 통한 전류 흐름을 제어하는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 인터커넥트.
  11. 헤드 슬라이더상의 정전기 전압을 방산하는 방법에 있어서,
    (a)베어링 어셈블리에 의해 베이스 플레이트에 회전 가능하게 장착되는 액튜에이터 암에 연결된 플렉슈어를 제공하는 과정;
    (b)도전성 접착제에 의해 상기 플렉슈어에 부착되는 헤드 슬라이더를 제공하는 과정;
    (c)상기 도전성 접착제의 임피던스를 브레이크다운하기에 충분한 전류를 발생시키는 과정;및
    (d)상기 헤드 슬라이더에 전류를 가하여 상기 헤드 슬라이더 상의 정전기 전압을 방산하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 정전기 전압 방산 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 전류는
    상기 헤드 슬라이더에 단속적으로 가해져서 상기 헤드 슬라이더 상의 정전기 전압을 방산함을 특징으로 하는 정전기 전압 방산 방법.
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