KR100896191B1 - 벤딩 장치를 채용한 슬라이더 및 이를 구비한 헤드 짐발조립체와 하드 디스크 드라이브, 및 하드 디스크드라이브의 작동 방법 - Google Patents

벤딩 장치를 채용한 슬라이더 및 이를 구비한 헤드 짐발조립체와 하드 디스크 드라이브, 및 하드 디스크드라이브의 작동 방법 Download PDF

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Abstract

벤딩 장치를 채용한 슬라이더 및 이를 구비한 헤드 짐발 조립체와 하드 디스크 드라이브, 및 하드 디스크 드라이브의 작동 방법이 개시된다. 개시된 슬라이더는, 디스크의 표면상의 데이터에 억세스 하기 위한 읽기-쓰기 헤드와, 슬라이더에 결합된 벤딩 장치와, 벤딩 장치의 양단에 마련된 제1 터미널과 제2 터미널을 구비한다. 상기 슬라이더를 작동하는 방법은, 제1 터미널과 제2 터미널 사이에 제1 전압을 인가하여, 벤딩 장치를 자극함으로써 슬라이더에 작용하는 벤딩 효과를 생성하여 슬라이더의 후단부의 제1 코너와 제2 코너를 만곡시키는 단계와, 제1 터미널과 제2 터미널 사이에 제2 전압을 인가하여, 벤딩 장치에 대한 자극을 소멸시켜 제1 코너와 제2 코너를 편평하게 하는 단계를 구비한다.

Description

벤딩 장치를 채용한 슬라이더 및 이를 구비한 헤드 짐발 조립체와 하드 디스크 드라이브, 및 하드 디스크 드라이브의 작동 방법{Slider employing bending device, and head gimbal assembly and hard disk drive having the same, and method of operating hard disk drive}
도 1a는 본 발명에 따른 슬라이더의 공기 베어링 면을 도시한 개략적 사시도이며;
도 1b, 2a, 2c 및 3a는 도 1a에 표시된 A-A 선을 따른 슬라이더의 단면도로서, 슬라이더의 후단부 코너들이 편평한 상태를 보여주며;
도 1c, 2b 및 2d와 도 1a에 표시된 A-A 선을 따른 슬라이더의 단면도로서, 슬라이더의 후단부 코너들이 만곡된 상태를 보여주며;
도 3b는 스핀들 축 가까이에 배치된 파킹 램프를 가진 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브를 보여주며;
도 4a는 디스크의 외경 가까이에 배치된 파킹 램프를 가진 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브를 보여주며;
도 4b 내지 5d는 본 발명에 따른 슬라이더, 플렉셔 핑거, 헤드 짐발 조립체 및 하드 디스크 드라이브를 보여주며;
도 6 내지 10은 본 발명에 따른 내장 회로와 하드 디스크 드라이브의 상세 구성을 보여주며;
도 11a와 11b는 읽기-쓰기 헤드의 위치를 변경하기 위해 정전 효과를 채용한 마이크로-액츄에이터 조립체를 가진 헤드 짐발 조립체를 보여주며;
도 12a는 스핀 밸브를 채용한 읽기 헤드의 일 예를 보여주며;
도 12b는 터널링 밸브를 채용한 읽기 헤드의 일 예를 보여주며;
도 12c는 도 12a의 스핀 밸브가 사용된 디스크 표면상의 트랙 내의 비트들의 전형적인 디스크 표면에 평행한 분극을 보여주며;
도 12d는 도 12b의 터널링 밸브가 사용된 디스크 표면상의 트랙 내의 비트들의 전형적인 디스크 표면에 수직한 분극을 보여주며;
도 13a와 13b는 본 발명에 따른 슬라이더의 공기 베어링 면의 다른 예들을 보여주는 사시도들이다.
본 발명은 하드 디스크 드라이브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 읽기-쓰기 헤드의 로딩 및 언로딩 동작 중 슬라이더의 후단부에 만곡된 코너를 생성하기 위해 슬라이더를 벤딩시키는 벤딩 장치를 채용한 슬라이더 및 이를 구비한 헤드 짐발 조립체와 하드 디스크 드라이브, 및 하드 디스크 드라이브의 작동 방법에 관한 것이다.
종래의 하드 디스크 드라이브는, 슬라이더에 내장된 하나 또는 그 이상의 읽 기-쓰기 헤드를 각각의 회전하는 디스크의 표면 위로 포지셔닝 하기 위해, 액츄에이터 피봇을 통해 회전하는 액츄에이터 조립체를 포함한다. 회전하는 디스크의 표면상에 저장된 데이터는 전형적으로 동심원의 트랙들 내에 배열된다. 트랙의 데이터에 억세스 하기 위해, 서보 제어기는 먼저 보이스 코일 모터를 전기적으로 자극함에 의해 읽기-쓰기 헤드를 포지셔닝 하는데, 보이스 코일 모터는 보이스 코일을 통해 액츄에이터 아암과 결합되어 헤드 짐발 조립체를 이동시켜 슬라이더를 트랙 가까이에 포지셔닝 한다. 읽기-쓰기 헤드가 트랙 가까이에 있을 때, 전형적으로 서보 제어기는 읽기-쓰기 헤드가 트랙을 추종하도록 명령하며, 읽기-쓰기 헤드는 트랙 내에 저장된 데이터에 억세스 하게 된다. 마이크로-액츄에이터는 트랙 추종 모드 중에 읽기-쓰기 헤드를 측방향으로 포지셔닝하기 위한 2차 구동 스테이지를 제공한다.
하드 디스크 드라이브에 있어서, 비동작시 액츄에이터 조립체를 파킹시키는 방법에는 두 가지가 있다. 이중 한 가지는 CSS(Contact-Start-Stop) 방식이라 지칭하며, 이는 읽기-쓰기 헤드를 디스크의 표면에 접촉시켜 파킹시키는 방법으로서, 일반적으로 로딩/언로딩 방식이라고 지칭한다. 종래에 알려져 있는 바와 같이, 읽기-쓰기 헤드가 탑재된 슬라이더의 후단부의 코너가 만곡되어 있으면, 로딩/언로딩 동작시 접촉 손상을 현저하게 줄일 수 있다. 그러나, 종래 기술에 있어서, 만곡된 코너를 형성하기 위해서는 단지 슬라이더의 코너를 마모시키는 방법밖에 없었다.
따라서, 읽기-쓰기 헤드를 램프 상에 로딩/언로딩시 보다 합리적인 비용으로 슬라이더의 후단부 코너를 만곡시킬 수 있는 구조를 가진 슬라이더가 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 특히 읽기-쓰기 헤드의 로딩 및 언로딩 동작 중 슬라이더의 후단부에 만곡된 코너를 생성하기 위해 슬라이더를 벤딩시키는 벤딩 장치를 채용한 슬라이더 및 이를 구비한 헤드 짐발 조립체와 하드 디스크 드라이브, 및 하드 디스크 드라이브의 작동 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브의 슬라이더는,
디스크의 표면상의 데이터에 억세스 하기 위한 읽기-쓰기 헤드; 상기 슬라이더에 결합된 벤딩 장치; 및 상기 벤딩 장치의 양단에 마련된 제1 터미널과 제2 터미널;을 구비하며,
상기 제1 터미널과 제2 터미널을 통한 전기적 자극에 의해 상기 벤딩 장치는 벤딩 효과를 생성하여 상기 슬라이더의 후단부의 제1 코너와 제2 코너를 만곡시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 벤딩 장치는, 상기 제1 터미널과 제2 터미널 사이에 전기적으로 결합된 압전 필름을 포함하며, 상기 압전 필름은 상기 전기적 자극에 의해 팽창하여 벤딩 효과를 생성할 수 있다. 여기에서, 상기 압전 필름은 납, 지르코늄, 및 텅스텐으로 이루어진 군 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 상기 벤딩 장치는, 상기 제1 터미널과 제2 터미널 사이에 전기적으로 결합된 히터와, 상기 히터와 결합된 벤딩 층을 포함하며, 상기 히터는 상기 전기적 자극에 의해 상기 벤딩 층을 가열하여 벤딩 효과를 생성할 수 있다.
그리고, 상기 히터는, 상기 제1 코너에 인접하게 배치되어 상기 제1 터미널에 전기적으로 연결된 제1 가열 요소와, 상기 제2 코너에 인접하게 배치되어 상기 제2 터미널에 전기적으로 연결된 제2 가열 요소를 포함할 수 있으며, 상기 제1 가열 요소와 제2 가열 요소는 이들 사이에 배치된 제3 터미널을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 벤딩 층은 적어도 하나의 도전성 물질 또는 형상 기억 합금을 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 읽기-쓰기 헤드는, 상기 디스크 표면상의 데이터를 읽기 위한 스핀 밸브와 터널링 밸브로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 슬라이더는, 상기 읽기-쓰기 헤드로부터 제공된 읽기 차동 신호쌍으로부터 증폭된 읽기 신호를 생성하는 증폭기를 더 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 슬라이더는, 상기 디스크의 표면 위의 상기 읽기-쓰기 헤드의 수직 위치를 변경하기 위한 수직 마이크로-액츄에이터를 더 구비할 수 있다.
그리고, 상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 슬라이더의 작동 방법은,
상기 제1 터미널과 제2 터미널 사이에 제1 전압을 인가하여, 상기 벤딩 장치를 자극함으로써 상기 슬라이더에 작용하는 벤딩 효과를 생성하여 상기 슬라이더의 후단부의 상기 제1 코너와 제2 코너를 만곡시키는 단계; 및 상기 제1 터미널과 제2 터미널 사이에 제2 전압을 인가하여, 상기 벤딩 장치에 대한 자극을 소멸시켜 상기 제1 코너와 제2 코너를 편평하게 하는 단계;를 구비하며,
상기 제2 전압의 절대값의 크기는 상기 제1 전압의 절대값의 크기보다 작은 것을 특징으로 한다.
또한, 상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 헤드 짐발 조립체는,
상기한 구성을 가진 슬라이더; 상기 슬라이더에 결합되며, 상기 제1 터미널에 전기적으로 결합되는 제1 트레이스 경로와 상기 제2 터미널에 전기적으로 결합되는 제2 트레이스 경로를 제공하는 플렉셔 핑거; 및 상기 플렉셔 핑거를 통해 상기 슬라이더에 결합된 로드 빔;을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 헤드 짐발 조립체는, 상기 슬라이더에 결합되어, 상기 디스크 표면상의 데이터에 억세스하도록 상기 읽기-쓰기 헤드를 포지셔닝 하는데 기여하는 마이크로-액츄에이터 조립체;를 더 구비할 수 있다.
그리고, 상기 마이크로-액츄에이터 조립체는 상기 읽기-쓰기 헤드를 포지셔닝 하는데 기여하기 위해 압전 효과, 열역학적 효과 및 정전 효과로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나를 채용할 수 있다.
또한, 상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브는,
디스크 베이스; 상기 디스크 베이스에 장착된 스핀들 모터에 회전 가능하게 장착된 적어도 하나의 디스크; 상기 디스크의 표면상의 데이터에 억세스 하기 위한 것으로, 제 11항의 적어도 하나의 헤드 짐발 조립체와, 상기 헤드 짐발 조립체가 결합된 액츄에이터 아암과, 상기 액츄에이터 아암이 결합된 헤드 스택을 포함하는 헤드 스택 조립체; 상기 헤드 스택 조립체의 파킹을 위한 파킹 램프; 및 상기 헤드 스택 조립체를 제어하기 위한 내장 회로;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 내장 회로는, 상기 슬라이더의 상기 제1 터미널과 제2 터미널 사이에 상기 제1 전압을 인가한 상태에서 상기 헤드 스택 조립체를 상기 파킹 램프 상에 로딩하는 수단; 및 상기 슬라이더의 상기 제1 터미널과 제2 터미널 사이에 상기 제1 전압을 인가한 상태에서 상기 헤드 스택 조립체를 상기 파킹 램프로부터 언로딩하는 수단;을 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 파킹 램프는 상기 스핀들 모터 가까이 또는 상기 디스크의 외경 가까이에 위치할 수 있다.
또한, 상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브의 작동 방법은,
상기 제1 터미널과 제2 터미널 사이에 상기 제1 전압을 인가하여 상기 슬라이더에 결합된 상기 벤딩 장치를 자극한 상태에서 상기 헤드 스택 조립체를 파킹 램프 상에 로딩하는 단계; 및 상기 제1 터미널과 제2 터미널 사이에 상기 제1 전압을 인가하여 상기 슬라이더에 결합된 상기 벤딩 장치를 자극한 상태에서 상기 헤드 스택 조립체를 상기 파킹 램프로부터 언로딩하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.
도 1c, 2b 및 2d에 도시된 바와 같이, 본 발명은 제1 터미널(T1)과 제2 터미널(T2) 사이에 적어도 제1 전압(V1)을 인가함으로써 하드 디스크 드라이브(10) 내의 슬라이더(90)를 작동하는 방법을 포함한다. 상기 슬라이더(90)에는 읽기-쓰기 헤드(94)에 인접하여 벤딩 장치(B)가 결합되며, 상기 제1 전압(V1)이 상기 벤딩 장치(BD)의 양단에 마련된 상기 제1 터미널(T1)과 제2 터미널(T2) 사이에 인가되면, 상기 제1 전압(V1)은 상기 벤딩 장치(BD)를 자극하여 슬라이더(90) 상에 작용하는 벤딩 효과를 생성한다. 이에 따라, 상기 슬라이더(90)의 후단부(TE)의 제1 코너(AF1)와 제2 코너(AF2)가 만곡된다. 이때, 슬라이더(90)의 후단부(TE)의 제1 코너(AF1)와 제2 코너(AF2)에는, 대략 50㎛의 수평 거리(dh)에 걸쳐, 대략 150nm의 수직 변형(d)이 발생하게 된다. 한편, 도 1a, 1b, 2a, 2c, 3a, 13a 및 13b에 도시된 바와 같이, 상기 제1 터미널(T1)과 제2 터미널(T2) 사이에 제2 전압(V2)이 인가되면, 상기 슬라이더(90)의 후단부(TE)의 제1 코너(AF1)와 제2 코너(AF2)는 편평하게 된다. 상기 제2 전압(V2)은 제1 전압(V1)에 비해 작은 크기를 가진다.
상기 제2 전압(V2)은 제1 전압(V1)에 비해 작은 크기를 가진다는 것은 아래에 기재한 내용 중 어느 하나를 의미할 수 있다. 상기 제2 전압(V2)의 절대값은 제1 전압(V1)의 절대값보다 작다. 상기 제2 전압(V2)의 절대값은 제1 전압(V1)의 절대값보다 작거나 또는 같다. 상기 제2 전압(V2)은 제1 전압(V1)의 절대값보다 작다. 상기 제2 전압(V2)은 제1 전압(V1)의 절대값보다 작거나 또는 같다.
본 발명에 따른 슬라이더(90)에 결합된 상기 벤딩 장치(BD)는 슬라이더(90)에 작용하는 벤딩 효과를 생성하기 위해 상기한 바와 같이 제1 터미널(T1)과 제2 터미널(T2)을 포함한다. 그리고, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 벤딩 장치(BD)는 상기 제1 터미널(T1)과 제2 터미널(T2)에 전기적으로 결합된 압전 필름(BDPZT)을 포함할 수 있다. 상기 압전 필름(BDPZT)은 상기 제1 전압(V1)에 의한 자극에 의해 팽창하여 벤딩 효과를 생성한다. 한편, 도 2c와 2d에 도시된 바와 같이, 상기 벤딩 장치(BD)는 상기 제1 터미널(T1)과 제2 터미널(T2)에 전기적으로 결합된 히터(Ht)와, 상기 히터(Ht)와 결합된 벤딩 층(BL)을 포함할 수 있다. 상기 히터(Ht)는 상기 제1 전압(V1)에 의한 자극에 의해 상기 벤딩 층(BL)을 가열하여 벤딩 효과를 생성한다. 또 한편, 도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 히터(Ht)는, 슬라이더(90)의 후단부(TE)의 제1 코너(AF1)에 인접하게 배치되어 제1 터미널(T1)에 전기적으로 연결된 제1 가열 요소(H1)와, 제2 코너(AF2)에 인접하게 배치되어 2 터미널(T2)에 전기적으로 연결된 제2 가열 요소(H2)를 포함할 수 있으며, 상기 제1 가열 요소(H1)와 제2 가열 요소(H2)는 이들 사이에 배치된 제3 터미널(T3)을 통해 전기적으로 연결된다.
도 2b에 도시된 상기 벤딩 장치(BD)의 압전 필름(BDPZT)은 납, 지르코늄, 및 텅스텐 중 적어도 하나를 포함한다. 도 2c, 2d 및 3a에 도시된 상기 벤딩 층(BL)은 적어도 하나의 도전성 물질 및/또는 형상 기억 합금을 포함한다. 상기 도전성 물질은 바람직하게는 구리, 은, 납, 및 금 중에서 적어도 하나를 포함한다. 상기 형상 기억 합금은 바람직하게는 적어도 두 개의 고상을 가진 적어도 하나의 고체 물질을 포함하며, 상기 고체 물질이 온도 또는 압력의 변화를 겪을 때, 고체 물질은 제1고상으로부터 제2고상으로 열역학적 상태가 변하게 된다.
둘 또는 그 이상의 요소들의 형상 기억 합금은 그 요소들의 분자 또는 결정 결합으로 지칭할 수 있으며, 그 요소들은 하드 디스크 드라이브(10)의 작동 및 저장 조건에 있어서 두 개의 고상의 형상 기억 특성을 가지는 고체이다.
상기 형상 기억 합금은, 티타늄 니켈(TiNi) 합금, 티타늄 니켈 철(Ti-Ni-Fe) 합금, 티타늄 니켈 구리(Ti-Ni-Cu) 합금, 티타늄 니켈 납(Ti-Ni-Pb) 합금, 및 티타늄 니켈 하프늄(Ti-Ni-Hf) 합금으로 이루어진 군 중에서 선택된 적어도 하나의 티타늄 니켈 형상 기억 합금일 수 있다.
본 발명의 슬라이더(90)는 제1 터미널(T1)과 제2 터미널(T2)을 포함한다. 바람직하게는, 상기 슬라이더(90)는 그 후단부(TE)의 제1 코너(AF1)와 제2 코너(AF2)를 만곡시키기 위한 벤딩 장치(BD)를 포함한다. 상기 슬라이더(90)의 읽기 헤드(94-R)는 도 12a에 도시된 바와 같이 스핀 밸브(Vspin) 또는 도 12b에 도시된 바와 같이 터널링 밸브(Vtunnel)를 채용할 수 있다.
상기 슬라이더(90)는, 도 4b에 도시된 바와 같이, 바람직하게는 회전하는 디스크(12)의 표면 위의 읽기-쓰기 헤드(94)의 수직 위치(Vp)를 변경하기 위한 수직 마이크로-액츄에이터(98)를 포함할 수 있다. 도 5c와 5d에 도시된 바와 같이, 상기 수직 마이크로-액츄에이터(98)는 제3 전압(VcAC)에 의해 자극된다.
더욱 상세하게 설명하면, 상기 읽기-쓰기 헤드(94)는 바람직하게는 읽기 차동 신호쌍(r0)을 구동하는 읽기 헤드(94-R)와 쓰기 차동 신호쌍(w0)을 수신하는 쓰 기 헤드(94-W)를 포함한다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 슬라이더(90)는 하드 디스크 드라이브(10) 내의 회전하는 디스크(12)의 표면상의 데이터에 억세스 하기 위해 사용된다. 데이터는 전형적으로 트랙(122)으로 알려진 유니트 내에 조직되어 있으며, 이는 스핀들 샤프트(40)에 대해 중심 맞춰진 회전하는 디스크(12)의 표면 상에 동심원으로 배열된다. 상기 슬라이더(90)가 회전하는 디스크(12)의 표면상의 데이터에 읽기 억세스 하도록 작동하면, 읽기 헤드(94-R)는 읽기 차동 신호쌍(r0)을 구동하여 회전하는 디스크(12)의 표면상의 데이터를 읽기 억세스 하고, 증폭기(96)는 읽기 차동 신호쌍(r0)을 수신하여 증폭된 읽기 신호(ar0)를 생성한다. 슬라이더(90)는 회전하는 디스크(12)의 표면상의 데이터의 읽기 억세스의 결과로서 증폭된 읽기 신호(ar0)를 보고한다.
본 발명의 슬라이더(90)는, 도 5d에 도시된 바와 같이, 읽기-쓰기 헤드(94)로부터 제공된 읽기 차동 신호쌍(r0)으로부터 증폭된 읽기 신호(ar0)를 생성하는 증폭기(amplifier, 96)를 더 포함할 수 있다.
도 12a에 도시된 바와 같이, 상기 읽기 헤드(94-R)는 읽기 차동 신호쌍(r0)을 구동하기 위해 스핀 밸브(Vspin)를 사용할 수 있다. 여기에서, 상기 스핀 밸브(Vspin)는 자기-저항 효과를 채용하여 센싱 전압 또는 하나의 리드로부터 자기-저항 요소를 통해 반대쪽 리드로 전도되는 센싱 전류(Is)를 생성한다. 상기 자기-저항 요소는 제1 쉴드(쉴드1)와 제2 쉴드(쉴드2) 사이에 위치한다. 상기 스핀 밸브는 1990년대 중반부터 사용되어 왔다.
도 12b에 도시된 바와 같이, 상기 읽기 헤드(94-R)는 읽기 차동 신호쌍(r0) 을 구동하기 위해 터널링 밸브(tunneling valve)를 사용할 수 있다. 여기에서, 터널링 밸브는 터널링 효과를 사용하여 제1 쉴드(쉴드1)와 제2 쉴드(쉴드2)에 수직한 센싱 전류(Is)를 변조한다. 상기 터널링 밸브는 아래와 같이 사용된다. 핀드 자성층(pinned magnetic layer)은 절연층에 의해 자유층(free ferromagnetic layer)으로부터 분리되어 있으며, 피닝 반강자성층(pinning antiferromagnetic layer)에 결합된다. 터널링 밸브의 자기-저항은 터널링 확률의 변화에 의해 야기되며, 이는 두 개의 강자성층들의 상대적인 자기 방향에 의존한다. 상기 센싱 전류(Is)는 이러한 터널링 확률의 결과이다. 회전하는 디스크(12)의 표면상의 트랙(122)의 비트의 자기장에 대한 자유층의 반응은 터널링 밸브를 통과하는 전기적 저항의 변화로 나타난다.
본 발명의 슬라이더(90)는 증폭기(96)를 더 포함할 수 있다. 상기 슬라이더(90)의 공기 베어링 면(92)에 대한 읽기 헤드(94-R)의 위치는 전형적으로 스핀 밸브 또는 터널링 밸브를 사용하는 리더에 있어서 동일하다. 모든 실시예에 필요적인 것은 아니지만, 도 4b와 11a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 슬라이더(90)의 대부분의 실시예에서 증폭기(96)는 공기 베어링 면(92)의 반대쪽에 있는 것이 바람직하다. 한편, 도시되지는 않았지만 상기 증폭기(96)는 공기 베어링 면(92)에 수직할 수 있으며, 읽기-쓰기 헤드(94)에 가까이 위치할 수 있다.
상기 증폭된 읽기 신호(ar0)는, 도 2a에 도시된 바와 같이 증폭된 읽기 신호쌍(ar0+-) 또는 다른 도면들에 도시된 바와 같이 하나의 읽기 신호로서 이행될 수 있다. 도면들에서, 하나의 읽기 신호로서 증폭된 읽기 신호(ar0)를 보여주더라도, 이는 설명을 간략하게 위한 것이지, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
도 5d에 도시된 바와 같이, 본 발명의 슬라이더(90)는, 제1 슬라이더 파워 터미널(SP1)과 제2 슬라이더 파워 터미널(SP2)을 포함하며, 이들은 증폭된 읽기 신호(ar0)를 생성하는데 있어서 증폭기(96)를 구동하는데 함께 사용된다.
도 1a, 13a 및 13b에 도시된 바와 같이, 상기 슬라이더(90)의 공기 베어링 면(92)은 좌측 공기 베어링 아암(A4A)과 우측 공기 베어링 아암(A4B)을 가진 선단부 공기 베어링 면(A4)과, 제1 코너(AF1)와 제2 코너(AF2)를 가진 후단부(TE) 가까이에 중심 섬(A14)을 포함할 수 있다. 상기 공기 베어링 면(92)은, 도 13a와 13b에 도시된 바와 같이, 선단부 스텝(A2), 좌측 섬(A10) 및 우측 섬(A18)의 어떠한 조합도 더 포함할 수 있다. 상기 공기 베어링 면(92)은, 도 13b에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 편향 레일, 예컨대 좌측 편향 레일(A50)과 우측 편향 레일(A70)을 포함할 수 있다.
도 4b, 5c 내지 8 및 11a에 도시된 바와 같이, 상기 슬라이더(90)는 읽기-쓰기 헤드(94)를 회전하는 디스크(12)의 표면에 가깝게 하거나 멀리 떨어지게 하는 수직 마이크로-액츄에이터(98)를 더 포함할 수 있다. 상기 수직 마이크로-액츄에이터(98)는 두 개의 전기적 터미널들에 의해 제어되는 열적 액츄에이터일 수 있으며, 하나의 터미널은 제1 슬라이더 파워 터미널(SP1)과 공유되는 것이 바람직하고, 다른 하나의 터미널은 수직 제어 신호(VcAC)에 연결되는 것이 바람직하다. 상기 슬라이더(90)에 장착된 수직 마이크로-액츄에이터(98)의 다른 형태는 바람직하게는 예 컨대 압전 액츄에이터일 수 있다. 상기 슬라이더(90) 내에 수직 마이크로-액츄에이터(98)가 포함될 때, 수직 마이크로-액츄에이터(98)는 여기에 직접적으로 연결된 다른 물질들도 변형시킬 수 있으므로, 증폭기(96)를 수직 마이크로-액츄에이터(98)에 직접 결합하지 않는 것이 바람직하다. 상기 수직 마이크로-액츄에이터(98)는 바람직하게는 플렉셔 핑거(20)를 경유하여 로드 빔(74)에 접지될 수 있다.
본 발명의 플렉셔 핑거(20)는 상기 슬라이더(90)에 결합되며, 상기 제1 터미널(T1)에 전기적으로 결합되는 제1 트레이스 경로(TP1) 및/또는 상기 제2 터미널(T2)에 전기적으로 연결되는 제2 트레이스 경로(TP2)를 포함한다. 상기 플렉셔 핑거(20)는 바람직하게는 슬라이더(90)에 결합되는 마이크로-액츄에이터 조립체(80)를 더 포함할 수 있다. 상기 마이크로-액츄에이터 조립체(80)는 바람직하게는 슬라이더(90)의 측방향 포지셔닝(LP) 및/또는 수직 방향 포지셔닝(Vp)에 도움을 줄 수 있으며, 도 4b에 도시된 바와 같이 압전 효과를 채용하거나, 상기한 수직 마이크로-액츄에이터(98)와 같이 열적-기계적 효과 및/또는 도 11a와 11b에 도시된 바와 같이 정전 효과를 채용할 수 있다.
더욱 상세하게 설명하면, 도 5d에 도시된 바와 같이, 상기 플렉셔 핑거(20)는 증폭기(96)를 포함하며, 증폭된 읽기 신호(ar0)를 위한 읽기 트레이스 경로(rtp)를 제공한다. 측방향 제어 신호(82)는 바람직하게는 제1 측방향 제어 신호(82P1)와 제2 측방향 제어 신호(82P2) 뿐만 아니라 AC 측방향 제어 신호(82AC)를 포함한다. 상기 플렉셔 핑거(20)는 회전하는 디스크(12)의 표면상의 데이터에 억세스 하는 슬라이더(90)를 포지셔닝 하는데 도움을 주기 위해 슬라이더(90)에 기계적 으로 결합하는 마이크로-액츄에이터 조립체(80)를 더 포함할 수 있다. 상기 마이크로-액츄에이터 조립체(80)는, 도 4a에 도시된 바와 같이, 회전하는 디스크(12)의 표면에 슬라이더(90)를 측방향 포지셔닝(LP) 하는데 도움을 주거나 및/또는 도 1b, 및 6 내지 8에 도시된 바와 같이 슬라이더(90)를 수직 방향 포지셔닝(Vp) 하는데 도움을 줄 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 마이크로-액츄에이터 조립체(80)는 슬라이더(90)를 포지셔닝 하는데 도움을 주기 위해 압전 효과 및/또는 정전 효과를 채용할 수 있다. 본 발명의 몇몇의 실시예들에서 마이크로-액츄에이터 조립체(80)는, 플렉셔 핑거(20)를 통해 헤드 짐발 조립체(60)와 결합하는 것이 바람직할 수 있다. 상기 마이크로-액츄에이터 조립체(80)는 플렉셔 핑거(20)를 통해 로드 빔(74), 헤드 짐발 조립체(60) 및 헤드 스택 조립체(50)에 결합될 수 있다.
압전 효과를 채용한 마이크로-액츄에이터 조립체(80)의 예들은 도 4b에 도시되어 있다. 도 4b는 슬라이더(90)의 측방향 포지셔닝(LP)에 도움을 주기 위한 적어도 하나의 압전 요소(PZ1)를 포함하는 마이크로 액츄에이터 조립체(80)를 가진 헤드 짐발 조립체(60)의 측면도를 보여준다. 어떤 실시예들에서, 상기 마이크로-액츄에이터 조립체(60)는 하나의 압전 요소(PZ1)로 구성될 수 있다. 한편, 상기 마이크로-액츄에이터 조립체(80)는 제1 압전 요소와 제2 압전 요소를 포함할 수 있으며, 둘 다 슬라이더(90)의 측방향 포지셔닝(LP)에 도움을 주는 것이 바람직할 수 있다. 어떤 실시예에서, 상기 마이크로-액츄에이터 조립체(80)는 회전하는 디스크(12)의 표면에 슬라이더(90)를 수직 방향으로 포지셔닝하는데 도움을 주는 제3의 압전 요 소(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
정전 효과를 채용한 마이크로-액츄에이터 조립체를 사용하는 본 발명의 예들은 도 11a와 11b에 도시되어 있으며, 이 도면들은 미국 출원 번호 10/986,345의 도면들로부터 추출된 것이다. 도 11a는 마이크로-액츄에이터 장착 플레이트(700)를 통해 플렉셔 핑거(20)에 결합하는 마이크로-액츄에이터 조립체(80)의 개략적인 측면도를 보여준다. 도 11b는 슬라이더(90)의 측방향 포지셔닝(LP)에 도움을 주기 위해 제1 정전 마이크로-액츄에이터(220)를 포함하는 정전 마이크로-액츄에이터 조립체(2000)를 보여준다. 상기 정전 마이크로-액츄에이터 조립체(2000)는 슬라이더(90)의 수직 방향 포지셔닝(VP)에 도움을 주기 위해 제2 정전 마이크로-액츄에이터(520)를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 정전 마이크로-액츄에이터(220)는, 제1 스테이터(230)에 결합된 제1 피봇 스프링 쌍(402, 408), 제2 스테이터(250)에 결합된 제2 피봇 스프링 쌍(400, 406), 중심 가동 섹션(300)에 결합된 제1 플렉셔 스프링 쌍(410, 416)과 제2 플렉셔 스프링 쌍(412, 418), 및 중심 가동 섹션(300)에 결합된 피치 스프링 쌍(420, 422)을 포함한다. 상기 중심 가동 섹션(300)은 슬라이더(90)의 읽기-쓰기 헤드(94)의 증폭된 읽기 신호(ar0)와 쓰기 차동 신호쌍(w0)에 결합된 신호쌍 경로를 포함한다.
본딩 블록(210)은 바람직하게는 읽기-쓰기 헤드(90)를 증폭된 읽기 신호(ar0)와 쓰기 차동 신호쌍(w0)에 전기적으로 결합시키며, 중심 가동 섹션(300)을 공기 베어링 면(92) 상에 또는 가까이에 내장된 읽기-쓰기 헤드(94)를 가진 슬라이 더(90)에 기계적으로 결합시킨다.
상기 제1 정전 마이크로-액츄에이터(220)는 슬라이더(90)의 측방향 포지셔닝(LP)에 도움을 주며, 이는 회전하는 디스크(12)의 표면상의 적은 수의 트랙들(122) 위로 읽기-쓰기 헤드(94)를 포지셔닝 하기 위해 최종적으로 제어될 수 있다. 이러한 측방향 모션은 제1 기계적 자유도이며, 이는 중심 가동 섹션(300)과 정전기적으로 상호 작용하는 제1 스테이터(230)와 제2 스테이터(250)로부터 발생된다. 상기 제1 정전 마이크로-액츄에이터(220)는 상기한 미국 특허 출원에 상세하게 설명되어 있는 바와 같이 측방향 콤 드라이브 또는 횡방향 콤 드라이버로서 작용할 수 있다.
상기 정전 마이크로-액츄에이터 조립체(2000)는 제3 스테이터(510)와 제4 스테이터(550)를 포함하는 제2 정전 마이크로-액츄에이터(520)를 더 포함할 수 있다. 제3 및 제4 스테이터(510, 550) 모두 중심 가동 섹션(300)과 정전기적으로 상호 작용한다. 이러한 상호 작용은 슬라이더(90)가 제2의 기계적 자유도로 움직이도록 하며, 비행고의 제어를 제공하기 위한 수직 방향 포지셔닝(VP)에 도움을 준다. 상기 제2 정전 마이크로-액츄에이터(520)는 상기한 미국 특허 출원에 상세하게 설명되어 있는 바와 같이 수직 콤 드라이브 또는 비틀림 드라이브로서 작용할 수 있다. 상기 제2 정전 마이크로-액츄에이터(520)는 또한 모션 센싱을 제공할 수 있으며, 이는 억세스되는 회전하는 디스크(120)의 표면과의 충돌을 나타낼 수 있다.
상기 중심 가동 섹션(300)은 읽기-쓰기 헤드(90)를 포지셔닝 할 뿐만 아니라 증폭된 읽기 신호(ar0), 쓰기 차동 신호쌍(w0) 및 어떤 실시예에서 제1 슬라이더 파워 터미널(SP1)과 제2 슬라이더 파워 터미널(SP2)을 위한 통로로서 작용할 수 있다. 상기 제1 정전 마이크로-액츄에이터(220)의 전기적 자극은 그 스프링들의 몇몇을 통해 제공된다.
상기 중심 가동 섹션(300)은 접지 전위에 있는 것이 바람직할 수 있으며, 그래서 와이어를 필요로 하지 않는다. 읽기 차동 신호쌍(r0), 쓰기 차동 신호쌍(w0) 및 슬라이더 파워 터미널들(SP1, SP2)의 트레이스들은 도 11a에 도시된 바와 같이 로드 빔(74)까지 줄곧 플렉시블 트레이스들로 배열된 것이 바람직하다.
본 발명의 헤드 짐발 조립체(60)는 바람직하게는 슬라이더(90)에 결합된 플렉셔 핑거(20)를 포함하며, 이는 바람직하게는 제1 터미널(T1)에 전기적으로 연결된 제1 트레이스 경로(TP1) 및/또는 제2 터미널(T2)에 전기적으로 연결된 제2 트레이스 경로(TP2)를 포함한다. 상기 헤드 짐발 조립체(60)는 플렉셔 핑거(20)를 통해 제1 터미널(T1)에 전기적으로 연결되는 로드 빔(74)을 더 포함할 수 있다.
상기 슬라이더(90)가 증폭기(96)를 포함하고 헤드 짐발 조립체(60)가 슬라이더(90)에 결합된 플렉셔 핑거(20)를 포함할 때, 도 5d에 도시된 바와 같이, 상기 플렉셔 핑거(20)는 증폭된 읽기 신호(ar0)와 전기적으로 연결된 읽기 트레이스 경로(rtp)를 더 포함할 수 있다. 상기 헤드 짐발 조립체(60)가 회전하는 디스크(12)의 표면상의, 바람직하게는 트랙(122)으로 조직된 데이터에 읽기 억세스 할 때, 상기 슬라이더(90)는 읽기 억세스의 결과로서 증폭된 읽기 신호(ar0)를 보고한다. 상기 플렉셔 핑거(20)는 증폭된 읽기 신호(ar0)를 위한 읽기 트레이스 경로(rtp)를 제공한다.
상기 슬라이더(90)는 제1 슬라이더 파워 터미널(SP1)과 제2 슬라이더 파워 터미널(SP2)을 더 포함할 수 있으며, 이들은 증폭된 읽기 신호(ar0)를 생성하기 위해 함께 파워를 제공하기 위해 증폭기(96)에 전기적으로 연결된다. 상기 플렉셔 핑거(20)는 상기 제1 슬라이더 파워 터미널(SP1)에 전기적으로 연결된 제1 파워 경로 및/또는 제2 슬라이더 파워 터미널(SP2)에 전기적으로 연결된 제2 파워 경로를 더 포함할 수 있으며, 이들은 함께 증폭된 읽기 신호(ar0)를 생성하기 위해 전기적 파워를 제공하는데 사용된다.
상기 헤드 짐발 조립체(60)는 회전하는 디스크(12)의 표면상의 데이터에 억세스 하도록 슬라이더(90)를 포지셔닝 하는데 도움을 주기 위해 슬라이더(90)에 기계적으로 결합된 마이크로-액츄에이터 조립체(80)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 마이크로-액츄에이터 조립체(80)는 제1 마이크로-액츄에이터 파워 터미널(82P1)과 제2 마이크로-액츄에이터 파워 터미널(82P2)을 더 포함할 수 있다. 상기 헤드 짐발 조립체(60)는 제1 파워 경로에 전기적으로 연결된 제1 마이크로-액츄에이터 파워 터미널(82P1) 및/또는 제2 파워 경로에 전기적으로 연결된 제2 마이크로-액츄에이터 파워 터미널(82P2)을 더 포함할 수 있다. 상기 헤드 짐발 조립체(60)를 작동하는 것은 회전하는 디스크(12)의 표면상의 데이터에 읽기 억세스 하도록 슬라이더(90)를 포지셔닝 하는데 도움을 주도록 상기 마이크로-액츄에이터 조립체(80)를 작동하는 것을 포함하는 것이 바람직하며, 이는 마이크로-액츄에이터 조립체(80)와 증폭기(96)에 의해 공유된 전기적 파워를 제공하여 슬라이더(90)를 포지셔닝하고 증폭된 읽기 신호(ar0)를 생성하는 증폭기(96)를 지원한다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 플렉셔 핑거(20)는 로드 빔(74)에 결합될 수 있으며, 이는 로드 빔(74)의 금속 부분에 전기적으로 결합된 제1 파워 경로를 더 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 상기 금속 부분은 본질적으로 로드 빔(74)의 전부일 수 있다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 헤드 짐발 조립체(60)는 전형적으로 힌지(70)를 통해 로드 빔(74)에 결합된 베이스 플레이트(72)를 포함한다. 종종 플렉셔 핑거(20)는 로드 빔(74)과 마이크로-액츄에이터 조립체(80)에 결합되며, 슬라이더(90)는 플렉셔 핑거(20)를 통해 헤드 짐발 조립체(60)에 결합된다.
본 발명의 헤드 스택 조립체(50)는 헤드 스택(54)과, 액츄에이터 아암(52)을 통해 상기 헤드 스택(54)에 결합된 적어도 하나의 헤드 짐발 조립체(60)를 포함한다. 상기 헤드 스택(54)은 적어도 두 개의 액츄에이터 아암(52)을 통해 적어도 하나의 헤드 짐발 조립체(60)에 결합될 수 있다. 상기 헤드 스택 조립체(50)는, 파킹 램프(PR) 상에 로딩 될 때, 벤딩 장치(BD)의 제1 터미널(T1)과 제2 터미널(T2) 사이에 적어도 제1 전압(V1)을 인가함으로써 벤딩 장치(BD)를 자극하여 헤드 스택 조립체(50) 내에 포함된 각 슬라이더(90)의 후단부(TE)의 코너들(AF1, AF2)을 만곡시킨다. 마찬가지로, 상기 헤드 스택 조립체(50)는, 파킹 램프(PR)로부터 언로딩 될 때에도, 제1 터미널(T1)과 제2 터미널(T2) 사이에 적어도 제1 전압(V1)을 인가하여 상기 코너들(AF1, AF2)을 다시 만곡시킨다.
더욱 상세하게 설명하면, 도 3b, 4a, 및 6 내지 9에 도시된 바와 같이, 상기 헤드 스택 조립체(50)는 헤드 스택(54)에 결합된 적어도 하나의 헤드 짐발 조립 체(60)를 포함한다. 상기 헤드 스택 조립체(50)가 회전하는 디스크(12)의 표면상의 바람직하게는 트랙(122)으로 조직된 데이터에 읽기 억세스 할 때, 상기 슬라이더(90)에 포함된 증폭기(96)는 읽기 억세스의 결과로서 증폭된 읽기 신호(ar0)를 보고한다. 상기 플렉셔 핑거(20)는, 도 5d에 도시된 바와 같이, 증폭된 읽기 신호(ar0)를 위한 읽기 트레이스 경로(rtp)를 제공한다. 메인 플렉스 회로(200)는 읽기 트레이스 경로(rtp)로부터 증폭된 읽기 신호(ar0)를 수신하여 읽기 신호(25-R)를 생성한다.
상기 헤드 스택 조립체(50)는 헤드 스택(54)에 결합된 하나 이상의 헤드 짐발 조립체(60)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 9는 제2 헤드 짐발 조립체(60-2), 제3 헤드 짐발 조립체(60-3) 및 제4 헤드 짐발 조립체(60-4)와 결합된 헤드 스택 조립체(50)를 보여준다. 더욱이, 도 3b, 4a 및 6 내지 8에 도시된 헤드 스택(54)은 헤드 짐발 조립체(60)에 결합된 액츄에이터 아암(52)을 포함한다. 도 9에서, 상기 헤드 스택(54)은 제2 액츄에이터 아암(52-2)과 제3 액츄에이터 아암(52-3)을 더 포함하며, 제2 액츄에이터 아암(52-2)은 제2 헤드 짐발 조립체(60-2)와 제3 헤드 짐발 조립체(60-3)에 결합되고, 제3 액츄에이터 아암(52-3)은 제4 헤드 짐발 조립체(60-4)에 결합된다. 상기 제2 헤드 짐발 조립체(60-2)는 제2 슬라이더(90-2)를 포함하며, 이는 제2 읽기-쓰기 헤드(94-2)를 가진다. 제3 헤드 짐발 조립체(60-3)는 제3 슬라이더(90-3)를 포함하며, 이는 제3 읽기-쓰기 헤드(94-3)를 가진다. 그리고 제4 헤드 짐발 조립체(60-4)는 제4 슬라이더(90-4)를 포함하며, 이는 제4 읽기-쓰기 헤드(94-4)를 가진다.
상기 헤드 스택 조립체(50)는 플렉셔 핑거(20)와 결합된 메인 플렉스 회로(200)를 포함할 수 있으며, 이는 회전하는 디스크(12)의 표면상의 트랙(122)에 읽기 억세스 한 결과로서의 증폭된 읽기 신호(ar0)에 근거하여 읽기 신호(25-R)를 생성하기 위해 읽기-쓰기 신호 번들(rw) 내의 읽기 트레이스 경로(rtp)에 전기적으로 연결된 전치증폭기(24)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 내장 회로(500)는 헤드 스택 조립체(50) 내에 포함된 각각의 슬라이더(90)에 결합된 벤딩 장치(BD)의 제1 터미널(T1)과 제2 터미널(T2) 사이에 적어도 제1 전압(V1)을 인가한 상태에서, 헤드 스택 조립체(50)를 파킹 램프(PR) 상에 로딩하는 수단(MPL)과, 헤드 스택 조립체(50)를 파킹 램프(PR)로부터 언로딩 하는 수단(MPU)을 포함함으로써, 하드 디스크 드라이브(10) 내의 헤드 스택 조립체(50)의 작동을 지원한다.
이러한 수단들(MPL, MPU) 중 적어도 하나는, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 벤딩 장치(BD)의 제1 터미널(T1)과 제2 터미널(T2)에 적어도 제1 전압(V1)을 제공하기 위해 제1 신호(S1)를 수신하는 드라이버(DSh), 및/또는 제1 신호(S1)를 구동하는 유한 상태 기계(FSM) 및/또는 제1 신호(S1)를 구동하는 컴퓨터 중 적어도 하나에 의해 적어도 부분적으로 수행된다. 상기 컴퓨터는, 도 8에 도시된 바와 같이, 서보 컴퓨터(610)로서 작용할 수 있으며, 서보 컴퓨터(610)의 기본적인 목적은 위치 에러 신호(260)에 근거하여 트랙(122)을 추종하는 것이다. 한편, 상기 컴퓨터는, 도 7에 도시된 바와 같이, 내장된 컴퓨터(502)로서 작용할 수도 있다. 상기 컴퓨터(502, 610)는 내장 메모리(514, 614)에 억세스 가능하게 결합되며, 상기 수단 들(MPL, MPU)을 지원하기 위해 내장 메모리(514, 614) 내에 존재하는 적어도 하나의 프로그램 단계를 포함하는 내장 프로그램 시스템(530, 630)에 의해 명령 받는다. 상기 컴퓨터(502, 610)는 적어도 하나의 데이터 프로세서와 적어도 하나의 명령 프로세서를 포함한다. 데이터 프로세서는 적어도 부분적으로 명령 프로세서 중 하나에 의해 명령 받는다.
상기 내장 프로그램 시스템(530, 630)은 바람직하게는 헤드 스택 조립체(50) 내에 포함된 각 슬라이더(90)에 결합된 벤딩 장치(BD)에 적어도 제1 전압(V1)을 인가함으로써, 헤드 스택 조립체(50)의 로딩과 언로딩에 있어서 헤드 스택 조립체(50)의 작동을 지원하는 프로그램 단계들을 포함할 수 있다. 상기 프로그램 시스템(530, 630)은, 서보 컴퓨터(610)에 의해 수행되는 것으로 회전하는 디스크(12)의 표면상의 트랙(122)을 추종하기 위해 보이스 코일 모터(18)를 명령하는 단계와, 내장된 컴퓨터(502)에 의해 수행되는 것으로 디스크(12)의 표면상의 트랙(122)에 억세스 하는 단계 중 적어도 하나의 프로그램 단계를 포함한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 내장된 회로(500)는, 메모리(614)에 억세스 가능하게 결합된 서보 컴퓨터(610)를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 프로그램 시스템(630)은 하드 디스크 드라이브(10)를 작동하는 방법을 수행함에 있어서, 서보 컴퓨터(610)를 명령할 수 있다. 상기 프로그램 시스템(630)은 메모리(614) 내에 저장된 적어도 하나의 프로그램 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 내장된 회로(500)는 바람직하게는 인쇄 회로 기술로 구현될 수 있다. 상기 측방향 제어 신호(82)는 바람직하게는 마이크로-액츄에이터 드라이버(28)에 의해 생성된다. 상기 측방향 제어 신호(82)는 바람직하게는 제1 측방향 제어 신호(82P1)와 제2 측방향 제어 신호(82P2) 뿐만 아니라, AC 측방향 제어 신호(82AC)를 포함한다.
보이스 코일 드라이버(30)는 바람직하게는 보이스 코일(32)을 통해 보이스 코일 모터(18)를 자극하여 슬라이더(90)의 조악한 포지셔닝, 상세하게는 회전하는 디스크(12)의 표면상의 트랙(122) 가까이로의 읽기 헤드(94-R)의 포지셔닝을 제공한다.
본 발명의 하드 디스크 드라이브(10)는, 헤드 스택 조립체(50)를 파킹 램프(PR)에 로딩하거나 또는 언로딩 할 때, 헤드 스택 조립체(50) 내의 각 슬라이더(90)에 결합된 벤딩 장치(BD)의 제1 터미널(T1)과 제2 터미널(T2) 사이에 적어도 제1 전압(V1)을 제공하기 위해, 바람직하게는 내장된 회로(500)에 전기적으로 결합된 헤드 스택 조립체(50)를 포함한다. 상기 파킹 램프(PR)는, 도 3b에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 디스크(12)가 결합된 스핀들 축(40) 가까이에 위치하거나, 또는 도 4a에 도시된 바와 같이 적어도 하나의 디스크(12)의 외경 가까이에 위치할 수 있다.
도 3b, 4a, 5a, 및 5a 내지 10에 도시된 바와 같이, 상기 하드 디스크 드라이브(10)는 회전하는 디스크(12)의 표면상의 바람직하게는 트랙(122)으로 조직된 데이터에 읽기 억세스 하는 동안 읽기 신호(25-R)를 처리하기 위해 내장 회로(500)에 전기적으로 결합된 헤드 스택 조립체(50)를 포함한다. 상기 하드 디스크 드라이브(10)는 회전하는 디스크(12)의 표면상의 데이터에 읽기 억세스 할 때, 아래와 같이 작동한다. 상기 슬라이더(90)가 증폭기(96)를 포함할 때, 이는 읽기 억세스의 결과로서 증폭된 읽기 신호(ar0)를 보고한다. 상기 플렉셔 핑거(20)는 증폭된 읽기 신호(ar0)를 위한 읽기 트레이스 경로(rtp)를 제공한다. 메인 플렉스 회로(200)는 읽기 트레이스 경로(rtp)로부터 증폭된 읽기 신호(ar0)를 수신하여 읽기 신호(25-R)를 생성한다. 내장된 회로(500)는 읽기 신호(25-R)를 수신하여 회전하는 디스크(12)의 표면상의 데이터를 읽는다. 상기 슬라이더(90)가 증폭기(96)를 포함하지 않을 때에는, 읽기 차동 신호쌍(r0)은 데이터의 읽기 억세스의 결과로서 플렉셔 핑거(20)를 경유하여 전치증폭기(24)에 제공된다.
상기 하드 디스크 드라이브(10)는 내장된 회로(500)를 포함할 수 있으며, 이는 보이스 코일 모터(18)에 결합되어 마이크로-액츄에이터 조립체(80)를 구동하는 마이크로-액츄에이터 자극 신호(650)와, 읽기-쓰기 헤드(94)로부터의 읽기-쓰기 신호 번들(rw) 내에 포함된 증폭된 읽기 신호(ar0)에 근거한 읽기 신호(25-R)를 제공함으로써 위치 에러 신호(Position Error Signal, 260)를 생성한다.
본 발명은 슬라이더(90), 플렉셔 핑거(20), 헤드 짐발 조립체(60), 헤드 스택 조립체(50), 내장된 회로(500), 및 하드 디스크 드라이브(10)의 제조 방법뿐만 아니라 본 발명의 제조 방법의 생산물로서의 이러한 제품들을 포함한다.
본 발명의 슬라이더(90)를 제조하는 방법은, 벤딩 장치(BD)를 슬라이더(90)에 결합하는 단계를 포함하며, 슬라이더(90)와 전기적으로 결합하는 제1 터미널(T1)과 제2 터미널(T2)을 제공하는 단계를 더 포함한다. 상기 벤딩 장치(BD)를 결합하는 단계는, 벤딩 장치(BD)를 슬라이더(90) 상에 본딩, 설치 및/또는 증착함으로써 이루어질 수 있다. 본 발명은 상기한 제조 방법의 생산물로서의 벤딩 장 치(BD)에 결합된 슬라이더(90)를 포함한다. 예를 들어, 상기 벤딩 장치(BD)는 압전 필름(BDPZT)을 포함할 수 있고, 이 압전 필름(BDPZT)은 적어도 하나의 금속층으로 증착될 수 있다. 상기 벤딩 장치(BD)는, 제1 터미널(T1)과 제2 터미널(T2)을 가지며, 이들은 에칭, 마스킹 및 알루미늄, 구리, 은, 및/또는 금 또는 이러한 금속의 합성물인 적어도 하나의 전도성 금속층을 증착함에 의해 형성될 수 있다.
상기 슬라이더(90)를 제조하는 방법은, 읽기-쓰기 헤드(94)를 증폭기(96)에 결합하는 것을 더 포함할 수 있으며, 이는 읽기 차동 신호쌍을 증폭기에 전기적으로 결합하는 것을 더 포함할 수 있다. 본 발명은 슬라이더의 제조 방법과 그 제조 방법의 생산물로서의 슬라이더를 포함한다. 제조 방법은 읽기 헤드(94-R) 가까이에 공기 베어링 면(92)을 제공하는 것을 포함하며, 어떤 실시예에서, 수직 마이크로-액츄에이터(98)를 제공하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 읽기-쓰기 헤드(94)를 증폭기(96)에 결합하는 단계는, 증폭기(96)를 읽기 헤드(94-R)에 본딩하거나 또는 증폭기(96)를 읽기 헤드(94-R)에 설치함으로써 수행될 수 있다. 증폭기(96)를 본딩하는 것은 증폭기(96)를 읽기 헤드(94-R)에 접착 및/또는 용접, 및/또는 솔더링하는 것을 포함할 수 있다. 증폭기(96)를 설치하는 것은 신호 컨디셔닝 베이스를 생성하기 위해 절연물질을 증착하는 것, 및/또는 신호 컨디셔닝 베이스로서 슬라이더 기판을 사용하는 것, 및/또는 신호 컨디셔닝 베이스 상에 제1 반도체층을 증착하는 것을 포함할 수 있다. 상기 증폭기(96)를 설치하는 것은. 적어도 하나의 패턴을 정의하는 것과, 적어도 하나의 반도체 물질을 위한 적어도 하나의 층을 생성하기 위해 상기 패턴을 적어도 한 번 식각하는 것과, 증폭기(96)를 구현하는 적어도 하나의 트랜지스터 회로를 형성하기 위해 적어도 하나의 금속층을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 본 발명에 사용되는 상기 트랜지스터는 2극 트랜지스터, 전계 효과 트랜지스터(FETs; Field Effect Transistors), 및 아몰퍼스 트랜지스터를 포함하는 것이 바람직하지만, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 플렉셔 핑거(20)를 제조하는 방법은, 제1 트레이스 경로(TP1) 및/또는 제2 트레이스 경로(TP2)를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 제1 트레이스 경로(TP1)는, 도 5a에 도시된 바와 같이, 제1 터미널(T1)에 전기적으로 결합되고, 상기 제2 트레이스 경로(TP2)는, 도 5a, 5c 및 5d에 도시된 바와 같이 제2 터미널(T2)에 전기적으로 결합된다.
본 발명의 헤드 짐발 조립체(60)를 제조하는 방법은, 상기 플렉셔 핑거(20)를 본 발명의 슬라이더(90)에 결합하는 단계를 포함한다. 상기 플렉셔 핑거(20)를 슬라이더(90)에 결합하는 단계는, 제1 트레이스 경로(TP1)를 제1 터미널(T1)에 전기적으로 결합하는 것 및/또는 제2 트레이스 경로(TP2)를 제2 터미널(T2)에 전기적으로 결합하는 것을 더 포함할 수 있다. 본 발명은 상기 제조 방법과 그 제조 방법의 생산물로서의 헤드 짐발 조립체(60)를 포함한다.
상기 헤드 짐발 조립체(60)를 제조하는 방법은, 상기 슬라이더(90)가 증폭기(96)를 포함할 때, 읽기 트레이스 경로(rtp)와 증폭된 읽기 신호(ar0)를 전기적으로 결합하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 헤드 짐발 조립체(60)를 제조하는 방법은, 마이크로-액츄에이터 조립체(80)를 슬라이더(90)에 결합하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 마이크로-액츄에이터 조립체(80)를 슬라이더(90)에 결합하는 단계는, 제1 마이크로-액츄에이터 파워 터미널(82P1)을 제1 슬라이더 파워 터미널(SP1)에 전기적으로 연결하는 것 및/또는 제2 마이크로-액츄에이터 파워 터미널(82P2)을 제2 슬라이더 파워 터미널(SP2)에 전기적으로 연결하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 헤드 스택 조립체(50)를 제조하는 방법은, 적어도 하나의 본 발명의 헤드 짐발 조립체(60)를 헤드 스택(50)에 결합하는 것을 포함한다. 상기 제조 방법은 하나 이상의 헤드 짐발 조립체(60)를 헤드 스택(54)에 결합하는 것을 더 포함할 수 있다. 본 발명은 헤드 스택 조립체(50)의 제조 방법과 그 제조 방법의 생산물로서의 헤드 스택 조립체(50)를 포함한다. 상기 헤드 짐발 조립체(50)를 헤드 스택(50)에 결합하는 단계는, 바람직하게는 베이스 플레이트(72)를 액츄에이터 아암(52)에 스웨이징 함으로써 이행될 수 있다.
상기 제조 방법은 하나 이상의 헤드 짐발 조립체(60)를 헤드 스택(54)에 결합하는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 제조 방법은 바람직하게는 메인 플렉스 회로(220)를 플렉셔 핑거(20)에 결합하는 것을 더 포함할 수 있으며, 이는 회전하는 디스크(12)의 표면상의 데이터에 읽기 억세스 한 결과로서 읽기 신호(25R)를 제공하기 위해 읽기 트레이스 경로(rtp)에 전치증폭기(24)를 전기적으로 연결하는 것을 더 포함한다.
본 발명의 내장된 회로(500)를 제조하는 방법은, 로딩 수단(MPL)과 언로딩 수단(MPU)을 제공하는 단계를 포함한다. 본 발명은 이러한 제조 방법과 그 제조 방법의 생산물로서의 내장된 회로(500)를 포함한다. 상기 수단들(MPL, MPU)을 제공하 는 단계는, 헤드 스택 조립체(50) 내에 포함된 각 슬라이더(90)를 위해 제1 터미널(T1)과 제2 터미널(T2) 사이에 적어도 제1 전압(V1)을 제공하기 위해 제1 신호(S1)를 수신하는 드라이버(DSh)를 설치하는 것과, 제1 신호(S1)를 구동하기 위한 유한 상태 기계(FSM)를 설치하는 것과. 도 7과 8에 도시된 바와 같이, 메모리(514, 614)에 억세스 가능하게 결합되며 상기 수단들(MPL, MPU)을 지원하기 위해 메모리(514, 614) 내에 존재하는 적어도 하나의 프로그램 단계를 포함하는 프로그램 시스템(530, 630)에 의해 명령받는 것으로, 제1 신호(S1)를 구동하기 위한 컴퓨터(502, 610)를 설치하는 것 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 내장된 회로(500)를 설치하는 단계는, 상기 메모리(514, 614)를 프로그램 시스템(530, 630)으로 프로그래밍하는 것을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 상기 메모리(514, 614)의 비휘발성 메모리 성분을 프로그래밍한다.
예컨대, 상기 내장된 회로(500)를 설치하는 단계는, 도 8에 도시된 서보 컴퓨터(610)와 메모리(614)를 내장 회로(500) 내에 설치하고 메모리(614)를 프로그램 시스템(630)으로 프로그래밍하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 컴퓨터(502, 610)를 설치하는 단계는, 로딩 수단(MPL) 및/또는 언로딩 수단(MPU)을 지원하는 적어도 하나의 프로그램 단계를 생성하기 위해 메모리(514, 614)의 비휘발성 메모리 성분을 프로그래밍하는 것을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 하드 디스크 드라이브(10)를 제조하는 방법을 포함하며, 이는 헤드 스택 조립체(50) 내에 포함된 각 슬라이더(90)를 위해 제1 터미널(T1)과 제2 터미널(T2) 사이에 적어도 제1 전압(V1)을 제공하기 위해 헤드 스택 조립체(50)를 내 장 회로(500)에 전기적으로 결합하는 단계를 포함한다.
상기 하드 디스크 드라이브(10)를 제조하는 방법은, 회전하는 디스크(12)의 표면상의 데이터의 읽기 억세스의 결과로서 읽기 신호(25-R)를 제공하기 위해 본 발명의 헤드 스택 조립체(50)를 내장된 회로(500)에 전기적으로 결합하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 하드 디스크 드라이브(10)를 제조하는 방법은, 내장 회로(500)를 보이스 코일 모터(18)에 결합하는 단계와, 마이크로-액츄에이터 조립체(80)를 구동하기 위해 마이크로-액츄에이터 자극 신호(650)를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 9와 10의 상세도를 보면, 본 발명의 하드 디스크 드라이브(10)는 하나 이상의 디스크, 예를 들어, 디스크(12)와 제2 디스크(12-2)를 포함할 수 있다. 상기 디스크(12)는 제1 디스크 표면(120-1)과 제2 디스크 표면(120-2)을 포함한다. 상기 제2 디스크(12-2)는 제3 디스크 표면(120-3)과 제4 디스크 표면(120-4)을 포함한다. 상기 보이스 코일 모터(18)는, 디스크 베이스(14) 상에 장착된 고정된 마그넷(34)과 상호 작용하는 헤드 스택(54)에 장착된 보이스 코일(32)에 응답하여, 디스크 베이스(14) 상에 장착된 액츄에이터 피봇(58)을 통해 회전하는 헤드 스택 조립체(50)를 포함한다. 상기 헤드 스택 조립체(50)는 읽기-쓰기 헤드(94)를 포함하는 슬라이더(90)에 결합된 적어도 하나의 액츄에이터 아암(52)을 가진 헤드 스택(54)을 포함한다. 상기 슬라이더(90)는 마이크로-액츄에이터 조립체(80)에 결합된다.
상기 읽기-쓰기 헤드(94)는 전형적으로 플렉셔 핑거(20)에 의해 제공되는 읽 기-쓰기 신호 번들(rw)을 사용하여 메인 플렉스 회로(200) 상의 전치증폭기(24)를 통해 종종 내장 회로(500) 내에 위치한 채널 인터페이스(26)에 인터페이스 한다. 상기 채널 인터페이스(26)는 종종 위치 에러 신호(260, PES)를 제공한다. 하드 디스크 드라이브(10)가 하나 이상의 마이크로-액츄에이터 조립체(80)를 포함할 때, 마이크로-액츄에이터 자극 신호(650)는 공유되는 것이 바람직하다. 측방향 제어 신호(82)도 공유되는 것이 더 바람직하다. 전형적으로, 각 읽기-쓰기 헤드(94)는 전형적으로 별도의 플렉셔 핑거(20)에 의해 제공되는 별도의 읽기 및 쓰기 신호를 사용하여 전치증폭기(24)와 인터페이스 한다. 예들 들면, 제2 읽기-쓰기 헤드(94-2)는 제2 플렉셔 핑거(20-2)를 통해, 제3 읽기-쓰기 헤드(94-3)는 제3 플렉셔 핑거(20-3)를 통해, 제4 읽기-쓰기 헤드(94-4)는 제4 플렉셔 핑거(20-4)를 통해 전치증폭기(24)와 인터페이스 한다.
정상적인 디스크 억세스 동작 중에, 내장된 회로(500)는 스핀들 모터(270)를 명령하여 스핀들 축(40)을 회전시키도록 한다. 상기 회전은 매우 안정되며, 적어도 하나의 디스크(12)와 때때로 하나 이상의 디스크(12, 12-2)에 스핀들 축(40)을 통해 거의 일정한 회전 속도를 제공한다. 상기 디스크(12, 12-2)가 회전하는 중에, 읽기-쓰기 헤드(94)는 디스크(12, 12-2)의 표면상의 트랙(122)에 억세스 하여, 데이터를 읽거나 쓰게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 슬라이더에 마련된 벤딩 장치가 읽기-쓰기 헤드가 탑재된 슬라이더의 후단부의 코너들을 만곡시키게 되고, 이 에 따라 읽기-쓰기 헤드가 램프 상에 로딩/언로딩 될 때 접촉 손상을 현저하게 줄일 수 있는 효과가 있다.
본 기술분야의 기술자들은 본 발명의 범위와 사상을 벗어나지 않고서도 설명된 바람직한 실시예에 대한 다양한 적용예들과 변형예들이 구성될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위 내에서 여기에서 특별히 설명된 것과는 다르게 실행될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

Claims (18)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 하드 디스크 드라이브의 슬라이더에 있어서,
    디스크의 표면상의 데이터에 억세스 하기 위한 읽기-쓰기 헤드;
    상기 슬라이더에 결합된 벤딩 장치; 및
    상기 벤딩 장치의 양단에 마련된 제1 터미널과 제2 터미널;을 구비하며,
    상기 벤딩 장치는, 상기 제1 터미널과 제2 터미널 사이에 전기적으로 결합된 히터와, 상기 히터와 결합된 벤딩 층을 포함하고,
    상기 히터는 상기 제1 터미널과 제2 터미널을 통한 전기적 자극에 의해 상기 벤딩 층을 가열하여 벤딩 효과를 생성하여 상기 슬라이더의 후단부의 제1 코너와 제2 코너를 만곡시키는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 슬라이더.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 히터는, 상기 제1 코너에 인접하게 배치되어 상기 제1 터미널에 전기적으로 연결된 제1 가열 요소와, 상기 제2 코너에 인접하게 배치되어 상기 제2 터미널에 전기적으로 연결된 제2 가열 요소를 포함하며,
    상기 제1 가열 요소와 제2 가열 요소는 이들 사이에 배치된 제3 터미널을 통해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 슬라이더.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 벤딩 층은 적어도 하나의 도전성 물질 또는 형상 기억 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 슬라이더.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항의 슬라이더를 작동하는 방법에 있어서,
    상기 제1 터미널과 제2 터미널 사이에 제1 전압을 인가하여, 상기 벤딩 장치를 자극함으로써 상기 슬라이더에 작용하는 벤딩 효과를 생성하여 상기 슬라이더의 후단부의 상기 제1 코너와 제2 코너를 만곡시키는 단계; 및
    상기 제1 터미널과 제2 터미널 사이에 제2 전압을 인가하여, 상기 벤딩 장치에 대한 자극을 소멸시켜 상기 제1 코너와 제2 코너를 편평하게 하는 단계;를 구비하며,
    상기 제2 전압의 절대값의 크기는 상기 제1 전압의 절대값의 크기보다 작은 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 슬라이더 작동 방법.
  11. 하드 디스크 드라이브의 헤드 짐발 조립체에 있어서,
    제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항의 슬라이더;
    상기 슬라이더에 결합되며, 상기 제1 터미널에 전기적으로 결합되는 제1 트레이스 경로와 상기 제2 터미널에 전기적으로 결합되는 제2 트레이스 경로를 제공하는 플렉셔 핑거; 및
    상기 플렉셔 핑거를 통해 상기 슬라이더에 결합된 로드 빔;을 구비하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 헤드 짐발 조립체.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 슬라이더에 결합되어, 상기 디스크 표면상의 데이터에 억세스하도록 상기 읽기-쓰기 헤드를 포지셔닝 하는데 기여하는 마이크로-액츄에이터 조립체;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 헤드 짐발 조립체.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 마이크로-액츄에이터 조립체는 상기 읽기-쓰기 헤드를 포지셔닝 하는데 기여하기 위해 압전 효과, 열역학적 효과 및 정전 효과로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나를 채용한 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 헤드 짐발 조립체.
  14. 하드 디스크 드라이브에 있어서,
    디스크 베이스;
    상기 디스크 베이스에 장착된 스핀들 모터에 회전 가능하게 장착된 적어도 하나의 디스크;
    상기 디스크의 표면상의 데이터에 억세스 하기 위한 것으로, 제 11항의 적어도 하나의 헤드 짐발 조립체와, 상기 헤드 짐발 조립체가 결합된 액츄에이터 아암과, 상기 액츄에이터 아암이 결합된 헤드 스택을 포함하는 헤드 스택 조립체;
    상기 헤드 스택 조립체의 파킹을 위한 파킹 램프; 및
    상기 헤드 스택 조립체를 제어하기 위한 내장 회로;를 구비하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 내장 회로는,
    상기 슬라이더의 상기 제1 터미널과 제2 터미널 사이에 상기 제1 전압을 인가한 상태에서 상기 헤드 스택 조립체를 상기 파킹 램프 상에 로딩하는 수단; 및
    상기 슬라이더의 상기 제1 터미널과 제2 터미널 사이에 상기 제1 전압을 인가한 상태에서 상기 헤드 스택 조립체를 상기 파킹 램프로부터 언로딩하는 수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제 14항의 하드 디스크 드라이브를 작동하는 방법에 있어서,
    상기 제1 터미널과 제2 터미널 사이에 상기 제1 전압을 인가하여 상기 슬라이더에 결합된 상기 벤딩 장치를 자극한 상태에서 상기 헤드 스택 조립체를 파킹 램프 상에 로딩하는 단계; 및
    상기 제1 터미널과 제2 터미널 사이에 상기 제1 전압을 인가하여 상기 슬라이더에 결합된 상기 벤딩 장치를 자극한 상태에서 상기 헤드 스택 조립체를 상기 파킹 램프로부터 언로딩하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 작동 방법.
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