KR100712518B1 - 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터 아암 조립체와 그 조립방법 - Google Patents

하드 디스크 드라이브의 액츄에이터 아암 조립체와 그 조립방법 Download PDF

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Abstract

하드 디스크 드라이브의 액츄에이터 아암 조립체와 그 조립 방법이 개시된다. 개시된 액츄에이터 아암 조립체는, 베이스 플레이트에 결합되며 슬롯을 가진 액츄에이터 아암과, 액츄에이터 아암에 부착되며 액츄에이터 아암의 슬롯에 탄성 접촉되는 탄성 수단을 가진 플렉셔와, 플렉셔에 부착된 회로와, 플렉셔에 결합되며 탄성 수단을 통해 액츄에이터 아암에 전기적으로 연결되는 헤드를 구비한다. 상기 탄성 수단은 헤드로부터 액츄에이터 아암까지의 신뢰성 있는 접지 경로를 제공한다.

Description

하드 디스크 드라이브의 액츄에이터 아암 조립체와 그 조립 방법{Actuator arm assembly of hard disk drive and method for assembling the same}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브의 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 하드 디스크 드라이브를 위한 전기적 회로의 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 액츄에이터 아암 조립체를 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 헤드를 위한 접지 경로를 보여주는 도면이다.
도 5는 액츄에이터 아암의 슬롯 내에 플렉셔의 스프링이 삽입된 상태를 보여주는 확대 측면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10...하드 디스크 드라이브 12...자기 디스크
14...스핀들 모터 16...베이스 플레이트
18...커버 20...헤드
26...플렉셔 28...액츄에이터 아암
30...베어링 조립체 32...보이스 코일
34...마그네트 조립체 36...보이스 코일 모터
38...인쇄회로기판 조립체 40...집적 회로
42...인쇄회로기판 50...전기 회로
52...전치 증폭회로 58...읽기/쓰기 채널
64...제어장치 74...모터제어회로
76...메모리 102...가요성 회로기판
104...스프링 106...슬롯
본 발명은 하드 디스크 드라이브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 읽기/쓰기 헤드를 접지시키기 위한 구조를 가진 액츄에이터 아암 조립체와 그 조립 방법에 관한 것이다.
하드 디스크 드라이브는 회전하는 디스크들에 결합되는 다수의 자기 헤드를 포함한다. 상기 헤드들은 데이터를 쓰고 읽기 위해 각각 디스크를 자화시키고 디스크의 자기장을 검출할 수 있다. 상기 헤드들은 각각 회전하는 디스크에 의해 발생된 공기 흐름과 협력하여 공기 베어링을 생성하는 공기 베어링 면을 가진다. 상기 공기 베어링 면은 상기 헤드와 디스크 사이의 기계적 마모를 방지한다.
상기 공기 베어링의 형성을 조장하기 위해 상기 헤드는 전형적으로 플렉셔에 피봇 결합된 짐발에 부착된다. 상기 플렉셔는 액츄에이터 아암의 단부에 외팔보 형태로 결합된다. 상기 액츄에이터 아암은 상기 헤드를 디스크의 표면을 가로질러 이동시키는 보이스 코일 모터를 가진다.
상기 플렉셔는 상기 액츄에이터 아암 내의 대응되는 홀 내에 스웨이징(swagging) 됨으로써 상기 액츄에이터 아암에 부착된다. 또한, 상기 플렉셔는 액츄에이터 아암의 대응되는 슬롯 내로 연장된 탭(tab)을 가질 수 있다. 상기 탭은 비전도성의 에폭시와 함께 그 위치에 유지된다.
상기 헤드의 출력 신호들은 드라이브의 전치증폭회로에 의해 증폭된다. 상기 전치증폭회로는 와이어 및/또는 상기 플렉셔에 부착된 가요성 회로에 의해 상기 헤드에 연결된다. 상기 헤드는 상기 플렉셔를 통해 액츄에이터 아암에 전기적으로 접지될 수 있다. 상기 플렉셔로부터 액츄에이터 아암까지의 전기적 경로는 상기 스웨이징 홀에 가까운 영역에 제한된다. 이 영역은 부동하는(floating) 접지 면을 유발한다는 점에서 헤드를 위해 비교적 신뢰성 없는 접지 경로일 수 있다는 것이 발견되었다. 이와 같이 부동하는 접지는 하드 디스크 드라이브의 성능을 저하시킬 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 특히 헤드로부터 액츄에이터 아암까지의 신뢰성 있는 접지 경로를 제공하는 탄성 수단을 가진 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터 아암 조립체와 그 조립 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터 아암 조립체는,
베이스 플레이트에 결합되며, 슬롯을 가진 액츄에이터 아암;
상기 액츄에이터 아암에 부착되며, 상기 액츄에이터 아암의 슬롯에 탄성 접촉되는 탄성 수단을 가진 플렉셔;
상기 플렉셔에 부착된 회로; 및
상기 플렉셔에 결합되며, 상기 탄성 수단을 통해 상기 액츄에이터 아암에 전기적으로 연결되는 헤드;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 탄성 수단은 스프링인 것이 바람직하다. 그리고, 상기 탄성 수단은 상기 플렉셔의 엣지부에 형성된 탭이 벤딩된 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 탄성 수단은 상기 액츄에이터 아암의 슬롯 내에 삽입되어 상기 슬롯의 벽면에 탄성력을 가하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 플렉셔와 탄성 수단은 스틸로 제조될 수 있다.
그리고, 상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브는 ,
베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트에 결합된 스핀들 모터; 상기 스핀들 모터에 결합된 디스크; 상기 베이스 플레이트에 결합되며, 슬롯을 가진 액츄에이터 아암; 상기 액츄에이터 아암에 부착되며, 상기 액츄에이터 아암의 슬롯에 탄성 접촉되는 탄성 수단을 가진 플렉셔; 상기 플렉셔에 부착된 회로; 상기 플렉셔에 결합되며, 상기 탄성 수단을 통해 상기 액츄에이터 아암에 전기적으로 연결되는 헤드; 및 상기 회로를 통해 상기 헤드에 전기적으로 연결되는 전치증폭회로;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터 아암 조립체를 조립하는 방법은,
플렉셔의 스프링을 액츄에이터 아암의 슬롯 내에 삽입하는 단계; 및
상기 플렉셔를 상기 액츄에이터 아암에 부착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 액츄에이터 아암 조립체의 조립 방법은, 회로를 상기 플렉셔에 부착하고 헤드를 상기 플렉셔와 상기 회로에 결합하는 단계와, 전치증폭회로를 상기 회로에 결합하는 단계를 더 구비할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브(10)는 스핀들 모터(14)에 의해 회전되는 하나 또는 그 이상의 자기 디스크들(12)을 포함할 수 있다. 상기 스핀들 모터(14)는 베이스 플레이트(16) 상에 장착될 수 있다. 상기 하드 디스크 드라이브(10)는 상기 디스크들(12)을 둘러싸는 커버(18)를 더 가질 수 있다.
상기 하드 디스크 드라이브(10)는 상기 디스크들(12)에 인접하게 위치하는 다수의 헤드(20)를 포함할 수 있다. 상기 헤드(20) 각각은 분리된 쓰기 요소(미도시)와 읽기 요소(미도시)를 가질 수 있다. 상기 헤드(20)는 대응되는 플렉셔(260에 짐발 결합된다. 상기 플렉셔(26)는 베어링 조립체(30)에 의해 베이스 플레이트(16)에 회동 가능하게 장착된 액츄에이터 아암(28)에 부착된다. 상기 액츄에이터 아암 (28)에는 보이스 코일(32)이 부착된다. 상기 보이스 코일(32)은 마그네트 조립체(34)에 결합되어 보이스 코일 모터(VCM; Voice Coil Motor)(36)를 구성한다. 상기 보이스 코일(32)에 전류를 공급하면 토크가 생성되고, 이 토크는 액츄에이터 아암(28)을 회전시켜 헤드(20)를 디스크(12)를 가로질러 이동시킨다.
상기 하드 디스크 드라이브(10)는 인쇄회로기판(42)에 결합된 다수의 집적 회로(40)를 포함하는 인쇄회로기판 조립체(38)를 포함할 수 있다. 상기 인쇄회로기판(40)은 상기 보이스 코일(32), 헤드(20) 및 스핀들 모터(14)에 연결된다.
도 2는 상기 디스크(12) 상에 데이터를 읽고 쓰기 위한 전기 회로(50)를 보여준다. 도 2를 참조하면, 상기 회로(50)는 상기 헤드(20)에 연결된 전치증폭회로(52)를 포함할 수 있다. 상기 전치증폭회로(52)는 읽기/쓰기 채널 회로(58)에 연결된 읽기 데이터 채널(54)과 쓰기 데이터 채널(56)을 가진다. 또한, 상기 전치증폭회로(52)는 제어 장치(64)에 연결된 읽기/쓰기 인에이블 게이트(60)를 가진다. 상기 읽기/쓰기 인에이블 게이트(60)를 인에이블 시킴으로써, 데이터는 디스크(12) 상에 쓰여질 수 있으며, 또는 디스크(12)로부터 읽혀질 수 있다.
상기 읽기/쓰기 채널 회로(58)는 읽기 채널(66) 및 쓰기 채널(68) 각각과 읽기 게이트(70) 및 쓰기 게이트(72) 각각을 통해 제어 장치(64)에 연결된다. 상기 읽기 게이트(70)는 데이터가 디스크(12)로부터 읽혀질 때 인에이블 된다. 상기 쓰기 게이트(72)는 상기 디스크(12)에 데이터를 쓸 때 인에이블 된다. 상기 제어 장치(64)는 상기 디스크(12)로부터 데이터를 읽거나 쓰기 위한 루틴을 포함하는 펌웨어 및/또는 소프트웨어 루틴(들)에 따라 작동하는 디지털 신호 처리 장치(DSP)일 수 있다. 또한, 상기 읽기/쓰기 채널 회로(58)와 제어 장치(64)는 상기 디스크 드라이브(10)의 보이스 코일 모터(36)와 스핀들 모터(14)를 제어하는 모터 제어 회로(74)에 연결될 수 있다. 상기 제어 장치(10)는 비휘발성 메모리 장치(76)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 메모리 장치(76)는 상기 제어 장치(64)에 의해 수행되는 펌웨어 및/또는 소프트웨어 루틴(들)을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 액츄에이터 아암 조립체를 보여주는 평면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 헤드를 위한 접지 경로를 보여주는 도면이며, 도 5는 액츄에이터 아암의 슬롯 내에 플렉셔의 스프링이 삽입된 상태를 보여주는 확대 측면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 액츄에이터 아암 조립체는 액츄에이터 아암(28)에 부착된 플렉셔(26)를 포함한다. 상기 플렉셔(26)는 스웨이징 홀을 통해 상기 액츄에이터 아암(28)에 스웨이징 될 수 있다. 또한, 상기 액츄에이터 아암 조립체는 상기 플렉셔(26)를 가로질러 연장되어 상기 헤드(20)를 전치증폭회로(52)에 전기적으로 연결하는 가요성 회로기판(102)을 포함할 수 있다. 한편, 상기 가요성 회로기판(102) 대신에 개별적인 와이어가 플렉셔를 가로질러 헤드에 연결될 수도 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 헤드(20)는 상기 플렉셔(26)에 전기적으로 접지된다. 상기 플렉셔(26)는 상기 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터 아암(28)과 베이스 플레이트(도 1의 16)에 전기적으로 접지된다. 상기 플렉셔(26)는 전형적으로 스테인레스 스틸과 같은 전기 전도성 물질로 제조될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 플렉셔(26)는 상기 액츄에이터 아암(28)의 대응되는 슬롯(106)과 접촉하는 하나 또는 그 이상의 탄성 수단, 예컨대 스프링 (104)을 가진다. 일 실시예에 있어서, 상기 스프링들(104)은 상기 플렉셔(26)의 엣지부에 탭을 형성하고, 이 탭을 180도 벤딩함으로써 형성될 수 있다. 상기 스프링들(104)은 상기 플렉셔(26)와 액츄에이터 아암(28) 사이에 전기적 경로를 제공한다. 상기 스프링들(104)은 상기 액츄에이터 아암(28)의 슬롯(106) 내에 삽입되어 상기 슬롯(106)의 벽면에 탄성력을 가한다. 즉, 상기 스프링들(104)은 상기 플렉셔(26)와 액츄에이터 아암(28) 사이의 전기적 접촉 저항을 감소시키고 상기 헤드(20)로부터 상기 액츄에이터 아암(28)까지의 접지 경로의 신뢰성을 향상시키는 탄성력을 제공한다.
상기 액츄에이터 아암 조립체는 상기 스프링들(104)을 액츄에이터 아암(28)에 형성된 슬롯들(106)에 삽입시킨 다음, 상기 플렉셔(26)를 상기 액츄에이터 아암(28)에 스웨이징 함으로써 조립될 수 있다. 상기 헤드(20)와 가요성 회로기판(102)은 전형적으로 상기 액츄에이터 아암(28)에 조립되기 전에 상기 플렉셔(26)에 부착된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 플렉셔에 탄성 수단, 예컨대 스프링이 마련되고, 이 스프링이 액츄에이터 아암에 형성된 슬롯에 삽입되어 탄성 접촉된다. 따라서, 상기 플렉셔와 액츄에이터 아암 사이의 접촉 저항이 감소 되고, 상기 헤드로부터 액츄에이터 아암까지의 접지 경로의 신뢰성이 향상된다.
위에서 예시적인 실시예들이 설명되고 첨부된 도면들에 도시되었다 할지라도, 이러한 실시예들은 단지 보여주기 위한 것이지 본 발명의 범위를 한정하는 것 은 아니라는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 기술자들에게는 다양한 다른 변형예들이 도출될 수 있으므로, 본 발명은 보여지고 설명된 특정 구성과 배열에 한정되지 않는다.

Claims (13)

  1. 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터 아암 조립체에 있어서,
    베이스 플레이트에 결합되며, 슬롯을 가진 액츄에이터 아암;
    상기 액츄에이터 아암에 부착되며, 상기 액츄에이터 아암의 슬롯에 탄성 접촉되는 탄성 수단을 가진 플렉셔;
    상기 플렉셔에 부착된 가요성 회로 기판; 및
    상기 플렉셔에 결합되며, 상기 탄성 수단을 통해 상기 액츄에이터 아암에 전기적으로 연결되는 헤드;를 구비하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터 아암 조립체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 탄성 수단은 스프링인 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터 아암 조립체.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 탄성 수단은 상기 플렉셔의 엣지부에 형성된 탭이 벤딩된 것임을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터 아암 조립체.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 탄성 수단은 상기 액츄에이터 아암의 슬롯 내에 삽입되어 상기 슬롯의 벽면에 탄성력을 가하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터 아암 조립체.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 플렉셔와 탄성 수단은 스틸로 제조된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터 아암 조립체.
  6. 하드 디스크 드라이브에 있어서,
    베이스 플레이트;
    상기 베이스 플레이트에 결합된 스핀들 모터;
    상기 스핀들 모터에 결합된 디스크;
    상기 베이스 플레이트에 결합되며, 슬롯을 가진 액츄에이터 아암;
    상기 액츄에이터 아암에 부착되며, 상기 액츄에이터 아암의 슬롯에 탄성 접촉되는 탄성 수단을 가진 플렉셔;
    상기 플렉셔에 부착된 가요성 회로 기판;
    상기 플렉셔에 결합되며, 상기 탄성 수단을 통해 상기 액츄에이터 아암에 전기적으로 연결되는 헤드; 및
    상기 가요성 회로 기판을 통해 상기 헤드에 전기적으로 연결되는 전치증폭회로;를 구비하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 탄성 수단은 스프링인 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 탄성 수단은 상기 플렉셔의 엣지부에 형성된 탭이 벤딩된 것임을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  9. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 탄성 수단은 상기 액츄에이터 아암의 슬롯 내에 삽입되어 상기 슬롯의 벽면에 탄성력을 가하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  10. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 플렉셔와 탄성 수단은 스틸로 제조된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  11. 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터 아암 조립체를 조립하는 방법에 있어서,
    플렉셔의 스프링을 액츄에이터 아암의 슬롯 내에 삽입하는 단계; 및
    상기 플렉셔를 상기 액츄에이터 아암에 부착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터 아암 조립체의 조립 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    가요성 회로 기판을 상기 플렉셔에 부착하고 헤드를 상기 플렉셔와 상기 가요성 회로 기판에 결합하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터 아암 조립체의 조립 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    전치증폭회로를 상기 가요성 회로 기판에 결합하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터 아암 조립체의 조립 방법.
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