KR100930649B1

KR100930649B1 - 디스크 드라이브

Info

Publication number: KR100930649B1
Application number: KR1020080035649A
Authority: KR
Inventors: 유호준; 신경섭; 이상규
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2008-04-17
Filing date: 2008-04-17
Publication date: 2009-12-09
Also published as: KR20090110063A; US20090262449A1; US8144553B2

Abstract

디스크 드라이브가 개시된다. 디스크를 구동시키는 장치로서, 디스크에 구동력을 제공하는 구동부와, 구동부와 전기적으로 연결되는 메인 회로패턴과, 디스크의 회전속도를 감지하는 센서부와, 센서부를 지지하는 제1 기판과, 제1 기판을 지지하는 제2 기판 및 제2 기판과 구동부를 지지하는 베이스 플레이트를 포함하며, 제1 기판과 제2 기판 가운데 어느 하나는 센서부와 메인 회로패턴을 전기적으로 연결하는 연성(flexible) 기판이며, 나머지 하나는 경성(rigid) 기판인 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브는, 센서부가 디스크의 회전속도를 측정할 수 있는 센서부와 디스크 간의 거리를 확보할 수 있다.

디스크 드라이브, 엔코더, 개구부, 경성 기판, 연성 기판

Description

디스크 드라이브{Disk drive}

본 발명은 디스크 드라이브에 관한 것이다.

최근 디스크 드라이브에 있어서 통상의 데이터를 기록하고 읽는 read/write 기능 외에 플라스틱 디스크의 데이터 기록면의 반대편에 사용자가 원하는 사진, 그림 또는 문자 등을 기록하는 디스크 인쇄기능(light-scribe)이 상용화되고 있다. 이러한 디스크 인쇄기능을 실현하기 위해서 디스크는 통상의 데이터를 기록하고 읽는 모드와 달리 디스크를 저속으로 회전시켜줄 필요가 있다.

일반적으로 디스크 드라이브는 데스크톱 컴퓨터의 경우 10500rpm 대역에서 회전하고, 노트북의 경우 5400rpm 대역에서 회전하게 되는데 디스크 인쇄기능을 갖는 디스크드라이브에는 40rpm 에서 800rpm 정도의 저속회전을 하게 된다. 이는 광 픽업의 레이저 다이오드를 이용하여 플라스틱 디스크의 표면을 태워서 원하는 사진, 그림 또는 문자를 인쇄하는 디스크 인쇄기술에서 디스크를 빠른 속도록 회전시킬 수 없는 기술적 제약에 따른 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 디스크 드라이브를 나타낸 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 디스크 드라이브를 저속으로 일정하게 회전시키기 위해 스핀들 모터(100)의 회전속도를 측정하는 엔코더(encoder)(140)가 수지 성형물(130) 위에 탑재되는데, 엔코더(140)가 회전속도를 측정하기 위해서는 디스크(10)와 일정한 거리를 유지해야 한다. 그러나, 최근 디스크 드라이브(1000)의 사이즈의 다양화로 인해 엔코더(140)와 디스크(10) 간의 일정한 거리를 확보하는데 어려움이 발생하게 되었다.

본 발명은 회전 감지 센서가 디스크의 회전속도를 측정할 수 있는 거리가 확보된 디스크 드라이브를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 디스크를 구동시키는 장치로서, 디스크에 구동력을 제공하는 구동부와, 구동부와 전기적으로 연결되는 메인 회로패턴과, 디스크의 회전속도를 감지하는 센서부와, 센서부를 지지하는 제1 기판과, 제1 기판을 지지하는 제2 기판 및 제2 기판과 구동부를 지지하는 베이스 플레이트를 포함하며, 제1 기판과 제2 기판 가운데 어느 하나는 센서부와 메인 회로패턴을 전기적으로 연결하는 연성(flexible) 기판이며, 나머지 하나는 경성(rigid) 기판인 것을 특징으 로 하는 디스크 드라이브가 제공된다.

여기서, 경성 기판은 베이스 플레이트에 형성되는 삽입홀에 삽입될 수 있다. 연성 기판은 복수이며, 복수의 연성 기판은 서로 적층될 수 있으며, 제1 기판은 연성 기판이며, 제2 기판은 경성 기판이거나, 제1 기판은 경성 기판이며 제2 기판은 연성 기판일 수 있다.

디스크 드라이브는 연성 기판과 경성 기판 사이에 개재되는 열경화성 접착필름을 더 포함할 수 있다.

연성 기판은 도전층과 도전층을 커버하는 커버레이(cover lay)를 할 수 있으며, 커버레이는 도전층이 메인 회로패턴과 전기적으로 연결 가능하도록 도전층의 일부를 노출시킬 수 있다. 이 때, 연성 기판의 일부와 메인 회로패턴은 솔더링(soldering)되거나, 메인 회로패턴에는 소켓(socket)이 형성되며, 연성 기판의 일부는 소켓에 삽입될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 센서부가 디스크의 회전속도를 측정할 수 있는 엔코더와 디스크 간의 거리를 확보 할 수 있다.

본 발명의 특징, 이점이 이하의 도면과 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

이하, 본 발명에 따른 디스크 드라이브의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스크 드라이브를 나타낸 단면도이고, 도 3는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스크 드라이브의 센서부와 경ㆍ연성 기판을 나타낸 분해 사시도이며, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스크 드라이브의 경ㆍ연성 기판의 일부를 나타낸 단면도이다. 도 2 내지 도4를 참고하면, 디스크(10), 엔코더(50), 스핀들 모터(100), 샤프트(102), 베어링(104), 스테이터(106), 코일(108), 로터(110), 마그넷(112), 메인 기판(114), 디스크 척킹 장치(116), 베이스 플레이트(120), 삽입홀(122), 소켓(119), 경성 기판(200), 쓰루홀(212), 열경화성 접착필름(250), 연성 기판(300), 랜드(302), 도전층(304), 리드(306), 베이스층(308), 커버레이(310), 에폭시 수지층(202), 디스크 드라이브(1000)가 도시되어 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 디스크 드라이브(1000)는, 디스크(10)를 구동시키는 장치로서, 디스크(10)에 구동력을 제공하는 구동부와, 구동부와 전기적으로 연결되는 메인 회로패턴과, 디스크(10)의 회전속도를 감지하는 센서부와, 센서부를 지지하는 연성 기판(300)과, 연성 기판(300)을 지지하는 경성 기판(200) 및 경성 기판(200)과 구동부를 지지하는 베이스 플레이트(120)를 포함하며, 경성 기판(200)은 베이스 플레이트(120)에 형성되는 삽입홀(122)에 삽입됨으로써, 센서부가 디스 크(10)의 회전속도를 측정할 수 있는 센서부와 디스크(10) 간의 거리를 확보할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 디스크 드라이브(1000)는 일측에 디스크(10)를 장착하고 디스크(10)를 구동시키는 장치일 수 있다. 또한, 디스크 드라이브(1000)는 광픽업(Optical Pick-up)의 레이저 빔을 이용한 디스크 라벨 광 인쇄 기술을 구비할 수 있으며, 광디스크 저장장치(ODD: Optical Disk Drive)에 사용될 수 있다.

디스크(10)는 정보를 기록할 수 있는 매체로서, 하면에 정보를 저장하고, 상면에는 사용자가 원하는 디자인이 형성될 수 있다. 또한, 후술할 엔코더(50)와 대응하는 위치에 인식마크가 형성되어, 이를 통해 엔코더(50)가 디스크(10)의 회전속도를 측정할 수 있다.

구동부는 디스크(10)에 고속 또는 저속으로 구동력을 제공할 수 있는 부분이다. 구동부는 BLDC 모터(100)를 포함할 수 있다. BLDC 모터(100)의 상측에는 디스크 척킹 장치(116)가 결합될 수 있다. 디스크 척킹 장치(116)는 샤프트(102)에 결합되어 BLDC 모터(100)와 결합될 수 있다. 디스크 척킹 장치(116)는 디스크(10)를 탈착 가능하게 지지할 수 있다.

BLDC 모터(100)는 로터(110)와 스테이터(106)를 포함할 수 있다. 로터(110)는 샤프트(102)에 결합되며, 마그넷(112)에 의해 형성되는 자기장이 스테이터(106)와 작용하여 회전할 수 있는 부분이다. 마그넷(112)은 스테이터(106)와 대향하고 있다.

샤프트(102)는 로터(110)와 결합되며, 베어링(104)에 의해 회전 가능하게 지 지될 수 있다.

스테이터(106)는 코일(108)이 권선되며, 코일(108)에 전류가 흐르면 자기장을 형성하여, 마그넷(112)과 작용할 수 있다. 스테이터(106)는 베이스 플레이트(120)에 의해 지지되며, 베어링(104)의 외주면에 결합될 수 있다.

메인 회로패턴은 구동부 및 센서부와 전기적으로 연결될 수 있다. 메인 회로패턴은 메인 기판(114)에 형성될 수 있다. 메인 회로패턴은 센서부에 의해 측정되는 BLDC 모터(100)의 회전속도를 제어부(미도시)에 전달하고, 그에 따라 BLDC 모터(100)를 제어하도록, BLDC 모터(100)와 전기적 연결을 형성하고 있다.

센서부는 디스크(10)의 회전속도를 감지할 수 있다. 센서부는 엔코더(encoder, 50)를 포함할 수 있다. 엔코더(50)는 발광부와 수광부가 결합된 포토센서를 포함할 수 있다. 디스크(10)에 형성되는 인식마크를 이용하여 디스크(10)의 회전속도를 감지하고, 이를 통해 BLDC 모터(100)의 회전속도를 측정할 수 있다.

엔코더(50)는 디스크(10)의 회전속도를 감지하기 위해, 디스크(10)의 인식마크의 위치와 대응하는 곳에 설치될 수 있으며, 디스크(10)와 일정한 거리가 요구될 수 있다.

베이스 플레이트(120)는 경성 기판(200)이 삽입될 수 있는 삽입홀(122)이 형성되며, BLDC 모터(100)를 지지할 수 있다. 베이스 플레이트(120)은 스틸(steel) 재질일 수 있다. 베이스 플레이트(120)에 삽입홀(122)을 형성함으로써, 디스크 드라이브(1000)의 박형화에 대응하여 엔코더(50)가 디스크(10)의 회전속도를 측정하기 위해 필요한 디스크(10)와 엔코더(50) 간의 거리를 확보할 있게 된다. 경성 기 판(200)은 접착제 등을 이용하여 삽입홀(122)의 내주면에 고정될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 연성 기판(300)은 엔코더(50)를 지지하고, 경성 기판(200)은 연성 기판(300)을 지지하고 있다. 엔코더(50)의 하측에는 전기적 연결을 위한 단자(미도시)가 형성될 수 있다. 엔코더(50)의 단자와 전기적 연결을 위해 연성 기판(300)에는, 엔코더(50)의 단자와 접촉하는 랜드(302)와 회로 패턴, 즉 도전층(304)이 형성될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 연성 기판(300)은 연성을 부여하는 베이스층(308)과, 구리를 포함하는 도전층(304) 및 도전층(304)을 커버하는 커버레이(310)를 포함할 수 있다. 도전층(304)은 엔코더(50)의 단자와 전기적 연결을 제공할 수 있다.

커버레이(310)는 도전층(304)이 메인 기판(114)과 전기적으로 연결 가능하도록 도전층(304)의 일부를 노출시킬 수 있다. 노출되는 도전층(304)의 일부는 리드(306)를 형성할 수 있으며, 도 1에 도시된 바와 같이, 메인 기판(114)과 솔더링(118)될 있다.

연성 기판(300)과 경성 기판(200) 사이에는 열경화성 접착필름(250)을 개재하여, 열압착함으로써, 연성 기판(300)과 경성 기판(200)을 접합할 수 있다.

연성 기판(300)을 이용하여 메인 기판(114)과 전기적 연결을 형성함으로써, 엔코더(50)를 베이스 플레이트(120) 상의 원하는 위치에 실장할 수 있고, 엔코더(50)와 전기적 연결을 위한 별도의 패턴을 메인 기판(114) 상에 형성하는 것이 생략될 수 있다.

경성 기판(200)은 경성을 부여하는 에폭시 수지층(202), 구리를 포함하는 도 전층(204) 및 도전층(204)을 커버하는 커버레이(210)를 포함할 수 있다. 에폭시 수지층(202)은 예를 들어, 내열성 에폭사이드(Epoxide)화합물 혹은 Glass 화합물로 구성될 수 있다. 경성 기판(200)은 연성 기판(300)을 지지하며, 엔코더(50)가 삽입홀(122)에 고정될 수 있도록 지지물을 제공할 수 있다. 본 실시예의 경성 기판(200)은 쓰루홀(212)이 생략될 수 있다.

경성 기판(200)은 일정한 두께를 가지는 규격화된 형태로 제조될 수 있고, 이를 엔코더(50)의 지지물로 이용할 수 있다. 따라서, 엔코더(50)의 지지물을 대량으로 생산해야 하는 경우, 이를 위해 고가의 금형을 별도로 사용해야 하는 비용상의 문제를 해결할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 디스크 드라이브(1000)의 경ㆍ연성 기판(200, 300)의 일부를 나타낸 단면도이다. 본 실시예에서는, 연성 기판(300)과 메인 기판(114)간의 결합관계에 따라, 도전층(304)의 일부의 하측을 노출시키도록 커버레이(310)가 도전층(304)을 커버하고 있다. 도전층(304)의 일부의 노출은 메인 기판(114)과의 배치관계에 따라 달리 이루어질 수 있다.

도 6는 본 발명의 제3 실시예에 따른 디스크 드라이브(1000)를 나타낸 단면도이고, 도 7는 본 발명의 제3 실시예에 따른 디스크 드라이브(1000)의 경ㆍ연성 기판(200, 300)을 나타낸 분해 사시도이며, 도 8는 본 발명의 제3 실시예에 따른 디스크 드라이브(1000)의 경ㆍ연성 기판(200, 300)의 일부를 나타낸 단면도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 디스크 드라이브(1000)는 엔코더(50)와, 엔코더(50)를 지지하는 경성 기판(200) 및 경성 기판(200)을 지지하는 연성 기 판(300)을 포함함으로써, 베이스 플레이트(120) 상에 원하는 높이에 엔코더(50)를 실장할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 경성 기판(200)에는 엔코더(50)와 연성 기판(300) 간의 전기적 연결을 위해 쓰루홀(212)이 형성될 수 있다. 쓰루홀(212)의 하단은 연성 기판(300)의 랜드(302)와 접하여, 상단은 엔코더(50)의 단자에 전기적으로 연결될 수 있다. 쓰루홀(212)은 전기적 연결을 위해 형성되는 홀로서, 홀의 내벽에 도전성 금속으로 도금될 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 연성 기판(300)은 복수일 수 있으며, 복수의 연성 기판(300)은 서로 적층될 수 있다. 연성 기판(300)은 연성을 부여하는 베이스층(308)의 상하로 복수의 도전층(304)과 커버레이(310)를 포함할 수 있다.

경성 기판(200)과 연성 기판(300)은 규격화된 크기로 제작될 수 있으며, 규격화된 경성 기판(200)과 연성 기판(300)을 조합하여 원하는 높이로 엔코더(50)를 실장할 수 있다. 본 실시예에서와 같이, 경성 기판(200)에 비해 상대적으로 얇은 연성 기판(300)을 복수로 적층하여 엔코더(50)의 높이를 보다 미세하게 조절할 수 있다.

또한, 연성 기판(300)과 경성 기판(200) 사이에 개재되는 열경화성 접착필름(250)의 두께를 조절하거나, 열경화성 접착필름(250)의 압착 공정에서 가압 정도를 조절하여, 엔코더(50)의 실장 높이를 조절할 수 있다.

리드(306)의 하층에는 베이스층(308)과 커버레이(310)가 적층될 수 있다. 소켓(119)은 메인 기판(114)과 전기적으로 연결되며, 각각의 리드(306)가 삽입될 수 있는 홈이 형성될 수 있다. 이러한 구조를 이용하여 리드(306)를 소켓(socket, 119)에 삽입하여 메인 기판(114)과 직접 전기적 연결을 형성할 수 있다. 결국, 디스크 드라이브(1000)의 스핀들 모터(100)와 엔코더(50)의 배치 관계에 있어서, 설계자유도가 향상될 수 있다.

도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 디스크 드라이브(1000)의 경ㆍ연성 기판(200, 300)의 일부를 나타낸 단면도이다. 본 실시예는 연성 기판(300)과 메인 기판(114)간의 결합관계에 따라, 상술한 본 발명의 제3 실시예와 달리, 리드(306)가 연성 기판(300)의 하면을 향해 노출된 형태를 제시하고 있다. 도전층(304)의 일부가 노출되어 형성되는 리드(306)는 메인 기판(114)과의 배치관계에 따라 달리 이루어질 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 디스크 드라이브를 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스크 드라이브를 나타낸 단면도.

도 3는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스크 드라이브의 센서부와 경ㆍ연성 기판을 나타낸 분해 사시도.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스크 드라이브의 경ㆍ연성 기판의 일부를 나타낸 단면도.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 디스크 드라이브의 경ㆍ연성 기판의 일부를 나타낸 단면도.

도 6는 본 발명의 제3 실시예에 따른 디스크 드라이브를 나타낸 단면도.

도 7는 본 발명의 제3 실시예에 따른 디스크 드라이브의 경ㆍ연성 기판을 나타낸 분해 사시도.

도 8는 본 발명의 제3 실시예에 따른 디스크 드라이브의 경ㆍ연성 기판의 일부를 나타낸 단면도.

도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 디스크 드라이브의 경ㆍ연성 기판의 일부를 나타낸 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 디스크 50: 엔코더

100: 스핀들 모터 200: 경성 기판

212: 쓰루홀 300: 연성 기판

Claims

디스크를 구동시키는 장치로서,

상기 디스크에 구동력을 제공하는 구동부와;

상기 구동부와 전기적으로 연결되는 메인 회로패턴과

상기 디스크의 회전속도를 감지하는 센서부와;

상기 센서부를 지지하는 제1 기판과;

상기 제1 기판을 지지하는 제2 기판; 및

상기 제2 기판과 상기 구동부를 지지하는 베이스 플레이트를 포함하며,

상기 제1 기판과 상기 제2 기판 가운데 어느 하나는 상기 센서부와 상기 메인 회로패턴을 전기적으로 연결하는 연성(flexible) 기판이며, 나머지 하나는 경성(rigid) 기판이며,

상기 경성 기판은 상기 베이스 플레이트에 형성되는 삽입홀에 삽입되는, 디스크 드라이브.
삭제
제1항에 있어서,

상기 연성 기판은 복수이며,

상기 복수의 연성 기판은 서로 적층되는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
제1항에 있어서,

상기 제1 기판은 연성 기판이며, 상기 제2 기판은 경성 기판인 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
제1항에 있어서,

상기 제1 기판은 경성 기판이며, 상기 제2 기판은 연성 기판인 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
제5항에 있어서,

상기 센서부와 상기 연성 기판은 상기 경성 기판에 형성되는 쓰루홀(through hole)에 의해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
제1항에 있어서,

상기 연성 기판과 상기 경성 기판 사이에 개재되는 열경화성 접착필름을 더 포함하는 디스크 드라이브.
제1항에 있어서,

상기 연성 기판은 도전층과 상기 도전층을 커버하는 커버레이(cover lay)를 포함하며,

상기 커버레이는 상기 도전층이 상기 메인 회로패턴과 전기적으로 연결 가능하도록 상기 도전층의 일부를 노출시키는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
제8항에 있어서,

상기 연성 기판의 일부와 상기 메인 회로패턴은 솔더링(soldering)되는 것을 특징으로 디스크 드라이브.
제8항에 있어서,

상기 메인 회로패턴에는 소켓(socket)이 형성되며, 상기 연성 기판의 일부는 상기 소켓에 삽입되는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.