KR20050024255A - 서스펜션 조립체 및 자기 디스크 드라이브 - Google Patents

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KR20050024255A
KR20050024255A KR1020040069848A KR20040069848A KR20050024255A KR 20050024255 A KR20050024255 A KR 20050024255A KR 1020040069848 A KR1020040069848 A KR 1020040069848A KR 20040069848 A KR20040069848 A KR 20040069848A KR 20050024255 A KR20050024255 A KR 20050024255A
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flexure
assembly
tip
gimbal
attached
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KR1020040069848A
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이노우에히루
나카무라다이치
나카오코지
세라아키히로
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히다치 글로벌 스토리지 테크놀로지스 네덜란드 비.브이.
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Abstract

저소음, 저전력 소비형의 소형 하드 디스크 드라이브는 저하중의 서스펜션 조립체를 필요로 한다.
서스펜션 조립체(104)는 캐리지 회전축(105)에 장착되는 헤드 아암(10)과, 자기 헤드(3)에 하중을 부여하고 버팀대로서 기능하는 로드 빔(load beam)(20)과, 플렉셔(flexure) 조립체(30)로 구성된다. 플렉셔 조립체(30)는 금속 박판으로 이루어진 플렉셔(31)와, 플렉셔(31)에 적층되는 절연층(32)과, 절연층(32)에 형성되는 배선 패턴(33)과, 배선 패턴(33)을 피복하는 보호층(34)으로 구성된다. 플렉셔(31)는 자기 헤드(3)에 부여하는 하중을 발생시키는 탄성부(310)와, 자기 헤드(3)가 부착되는 짐벌부(gimbal)(311)와, 헤드 아암(10)에 부착되는 기부(312)로 구성된다. 플렉셔(31)의 탄성부(310)에 의해 발생하는 하중은 불과 0.5 g∼1 g 정도이다.

Description

서스펜션 조립체 및 자기 디스크 드라이브{SUSPENSION ASSEMBLY AND MAGNETIC DISK DRIVE}
본 발명은 자기 디스크 드라이브용 서스펜션 조립체에 관한 것으로, 보다 구체적으로 말하자면, 부품 개수가 적고 자기 디스크에 저하중을 부여하는, 소형 디스크 드라이브에 적합한 서스펜션 조립체에 관한 것이다.
퍼스널 컴퓨터(PC)나 디지털 카메라 등의 각종 기기에 있어서, 취급하는 데이터를 저장하기 위해서, 다양한 휴대용 기억 매체가 제공되어 왔다. 최근에는, 이들 기억 매체의 소형화, 대용량화가 도모되고 있다. 예컨대, 소형 메모리 카드의 규격의 하나인 컴팩트 플래시?(Compact Flash?: 썬디스크사의 상표)에 준거한 휴대용 하드 디스크 드라이브(HDD)의 새로운 조립체 구조가 제안되고 있다.
예컨대, 컴팩트 플래시 Type 2 규격의 소형 HDD는 크기가 1인치이고 용량이 1 GB인 자기 디스크를 탑재하고 무게가 16 g 정도에 불과한 초소형의 대용량 HDD이다.
이 휴대용 소형 HDD는 데이터를 저장하는 자기 디스크뿐만 아니라, 자기 디스크를 회전 구동시키는 스핀들 모터, 자기 디스크에 대하여 데이터를 기록 및 판독하는 자기 헤드, 자기 헤드를 지지하는 서스펜션 조립체, 서스펜션 조립체에 부착된 자기 헤드를 자기 디스크의 직경 방향으로 이동시키기 위해서 서스펜션 조립체를 구동시키는 액츄에이터를 구비하고 있다.
소형화가 진행하는 HDD에 있어서, 자기 헤드를 지지하는 서스펜션에도, 기계 부품으로서 정밀도의 향상이 요구되고 있다. 특허문헌 1에 개시되어 있는 서스펜션 조립체는 판 스프링으로 형성된 탄성부와 로드 빔(load beam)을 구비한다. 특허문헌 2에 개시되어 있는 서스펜션 조립체는 기부와 강체부를 탄성부로 연결시켜서 형성되는 로드 빔을 구비한다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2001-155458호 공보(제3 페이지, 도 2)
[특허문헌 2] 미국 특허 제6381099호 (제3-4열, 도 1)
휴대기기에 탑대되는 휴대용 소형 HDD에서는 저소음, 저전력 소비가 중요하다. 따라서, 소형 HDD에는 소형 스핀들 모터가 제공되어야 하며, 이 스핀들 모터는 저회전 속도로 작동해야 하고, 자기 헤드에 큰 하중이 부여될 수 없게 된다. 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 서스펜션 조립체는 자기 헤드를 통해 자기 디스크에 과량의 하중을 가한다. 그 결과, 소형 스핀들 모터가 회전할 수 없게 되고, 이에 따라 로터(rotor)가 스테이터(stator)에 대해 어긋나서 로터를 지지하는 베어링이 손상된다.
그러므로, 저소음, 저전력 소비형의 소형 HDD는 저하중의 서스펜션 조립체를 필요로 한다. 서스펜션 조립체는 부품 개수가 적고 구성이 간단한 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 목적은 소형 하드 디스크 드라이브에 적합하고, 자기 디스크에 저하중을 가하는 서스펜션 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 저소음, 저전력 소비형의 소형 자기 디스크 드라이브를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 서스펜션 조립체는 금속 박판으로 구성되고, 탄성부와 이 탄성부의 선단에 짐벌부(gimbal)를 갖춘 플렉셔(flexure) 조립체와, 상기 짐벌부가 제공된 선단과 대향하는 플렉셔 조립체의 탄성부의 기부에 연결되는 헤드 아암과, 상기 짐벌부가 제공된 플렉셔 조립체의 선단에 부착되는 로드빔으로 구성되며, 상기 플렉셔 조립체의 탄성부의 하중은 0.5 g∼1 g이다.
상기 탄성부는 상기 플렉셔 조립체의 중앙부 혹은 중앙부 근방에 위치하거나 또는, 상기 탄성부는 상기 플렉셔 조립체에 부착되는 상기 헤드 아암과 로드 빔 사이에 위치한다.
상기 로드 빔은 길이 방향 양단부를 따라 연장하는 플랜지부(flange)를 지니고, 선단부 근방에 딤플(dimple)을 지니며, 선단부에 리프트 탭(lift tab)이 형성되어 있다.
상기 헤드 아암은 상기 플렉셔 조립체가 부착되는 평탄부와, 캐리지 회전축에 장착되는 장착부를 지닌다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 서스펜션 조립체는 금속 박판으로 구성되고, 0.5 g∼1 g의 하중을 발생시키는 탄성부와 이 탄성부의 선단에 짐벌부를 갖춘 플렉셔와, 상기 플렉셔에 적층된 절연층과, 상기 절연층에 형성된 배선 패턴과, 상기 배선 패턴을 피복하는 보호층을 갖는 플렉셔 조립체와, 상기 짐벌부가 제공된 선단과 대향하는 상기 플렉셔 조립체의 탄성부의 기부에 연결되는 헤드 아암과, 상기 짐벌부가 제공되는 플렉셔 조립체의 선단에 부착되는 로드 빔으로 구성된다.
상기 탄성부는 상기 플렉셔의 중앙부 혹은 중앙부 근방에 위치하거나 또는, 상기 탄성부는 상기 플렉셔 조립체에 부착되는 상기 헤드 아암과 로드 빔 사이에 위치한다.
상기 로드 빔은 길이 방향 양단부를 따라 연장하는 플랜지부를 지니고, 선단부 근방에 딤플을 지니며, 선단부에 리프트 탭이 형성되어 있다.
상기 헤드 아암은 상기 플렉셔 조립체에 부착되는 평탄부와, 캐리지 회전축에 장착되는 장착부를 지닌다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 자기 디스크 드라이브는 금속 박판으로 구성되고, 0.5 g∼1 g의 하중을 발생시키는 탄성부와 이 탄성부의 선단에 짐벌부를 갖춘 플렉셔 조립체와, 상기 짐벌부가 제공된 선단과 대향하는 상기 플렉셔 조립체의 탄성부의 기부에 연결되는 아암과, 상기 짐벌부가 제공되는 플렉셔 조립체의 선단에 부착되는 로드 빔을 갖는 서스펜션 조립체와, 상기 짐벌부에 부착되는 자기 헤드와, 상기 자기 헤드가 정보를 기록하고 판독하는 자기 디스크로 구성된다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 자기 디스크 드라이브는 금속 박판으로 구성되고, 0.5 g∼1 g의 하중을 발생시키는 탄성부와 이 탄성부의 선단에 짐벌부를 갖춘 플렉셔와, 상기 플렉셔에 적층된 절연층과, 상기 절연층에 형성된 배선 패턴과, 상기 배선 패턴을 피복하는 보호층을 갖는 플렉셔 조립체와, 상기 짐벌부가 제공된 선단과 대향하는 플렉셔 조립체의 탄성부의 기부에 연결되는 헤드 아암과, 상기 짐벌부가 제공되는 플렉셔 조립체의 선단에 부착되는 로드 빔을 갖는 서스펜션 조립체와, 상기 짐벌부에 부착되는 자기 헤드와, 상기 자기 헤드가 정보를 기록하고 판독하는 자기 디스크로 구성된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 최선의 실시예에 대해서 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서스펜션 조립체(104)를 탑재한 컴팩트 플래시 Type 2 규격에 준거한 소형 디스크 드라이브(100)의 구성을 도시한다. 디스크 드라이브(100) 외형의 크기는 42.8 ㎜ ×36.4 ㎜ ×5 ㎜이다. 기록 매체인 자기 디스크(2)의 직경은 1인치이다. 상자형 베이스(101)가 프레스 가공에 의해 형성된다. 스핀들 모터(도시하지 않음)가 베이스(101)의 저부에 고정된다. 스핀들 모터에는 유체 베어링(FDB; Fluid Dynamic Bearing)이 제공된다. 스핀들(102)에 자기 디스크(2)가 장착되어, 톱 클램프(103)에 의해 고정된다.
서스펜션 조립체(104)는 베이스(101)의 저부에 피벗 가능하게 지지된 캐리지 회전축(105)에 장착된다. 베이스(101)의 저부에 고정된 보이스 코일 모터(Voice Coil Motor; VCM)(106)가 서스펜션 조립체(104)를 회전 구동시켜서, 서스펜션 조립체의 선단부에 유지된 자기 헤드(3)가 자기 디스크(2)의 반경 방향으로 이동되고, 원하는 기록 트랙에 위치 결정되어, 자기 디스크(2)에 정보를 기록하고 판독한다.
신호선이 자기 헤드(3)를 연성 인쇄 회로 기판(Flexible Printed Circuit Board; FPCB)(107)에 접속시킨다. FPCB(107)는 가요성 커넥터(Flexible Connector; FC)(108)에 유지된 커넥터(도시하지 않음)에 접속되고, 배선 기판(도시하지 않음)을 통해 인터페이스 커넥터(4)에 접속된다. 외부 장치에 접속된 커넥터는 인터페이스 커넥터(4)에 접속되어, 자기 헤드(3)로부터의 신호를 외부 장치로 전송한다.
베이스(101)의 외측면에는, 예컨대 충격 완충재와 같은 프레임 범퍼(frame bumper)(111)가 부착된다. 프레임 범퍼(111)는 컴팩트 플래시 Type 2로서 필요한 측부 슬롯(109)을 갖는 하나의 성형 부품이다. 따라서, 베이스(101)의 외측면을 프레임 범퍼(111)와 인터페이스 커넥터(4)로 덮어서, 측면 방향의 충격으로부터 소형 디스크 드라이브(100)를 보호한다.
도 1은 서스펜션 조립체(104)의 각 구성 요소와, 이들을 조립한 상태를 도시한 평면도이다. 도 1은 조립한 상태의 서스펜션 조립체를 자기 디스크(2)의 측면에서 본 구성이다. 각 구성 부품의 위치 관계가 명확해지도록 중복 부분도 실선으로 표시하고 있다. 서스펜션 조립체(104)는 캐리지 회전축(105)에 장착되는 장착판(헤드 아암; 10)과, 자기 헤드(3)에 하중을 부여하는 로드 빔(20)과, 자기 헤드(3)에 부여되는 하중을 발생시키고, 자기 헤드(3)를 유지하는 플렉셔 조립체(30)로 구성된다.
헤드 아암(10)은 캐리지 회전축(105)을 수용하기 위한 개구가 마련된 기부(11)와 아암(12)을 구비한다. 플렉셔 조립체(30)는 헤드 아암(10)의 아암(12)에 부착된다. 로드 빔(20)은 강성을 높이기 위해서 양단이 도면의 안쪽으로 절곡된 플랜지(22)가 형성된 강체부(21)와, 강체부(21)에 형성된 자기 헤드(3)의 운동 지점(支店)이 되는 딤플(23)과, 자기 헤드(3)를 로드/언로드시키는 데 필요한 리프트 탭(24)과, 플렉셔 조립체(30)에 부착되는 기부(25)를 구비한다.
플렉셔 조립체(30)는 금속 박판으로 이루어진 플렉셔(31)와, 플렉셔(31)에 적층되는 절연층(32)과, 절연층(32)에 형성되는 배선 패턴(33)과, 배선 패턴(33)을 피복하는 보호층(34)으로 구성된다.
플렉셔(31)는 자기 헤드(3)에 부여하는 하중을 발생시키는 탄성부(310)와, 자기 헤드(3)가 부착되는 짐벌부(311)와, 헤드 아암(10)이 부착되는 기부(312)로 구성된다. 절연층(32)은 폴리이미드와 같은 수지로 구성된다. 배선 패턴(33)은 자기 헤드(3)의 기록 헤드용 배선 2개와, 자기 헤드(3)의 판독 헤드용 배선 2개와, 자기 헤드(3)측의 접속 단자부(331)와, FPCB(107)측의 접속 단자부(332)로 구성된다. 보호층(34)은 폴리이미드와 같은 수지로 구성된다.
도 1의 상부에 도시된 바와 같이, 헤드 아암(10)과 로드 빔(20)을 배치하고, 이들 위에 플렉셔 조립체(30)를 중첩하여, 플렉셔(31)의 포인트(5)를 레이저로 용접함으로써, 서스펜션 조립체(104)가 완성된다. 서스펜션 조립체(104)를 조립한 후, 플렉셔(31)의 탄성부(310)를 도면의 상측(자기 디스크의 방향)으로 만곡시킨다. 이에 따라, 자기 헤드(3)가 회전하는 자기 디스크(2)에 로딩되면, 서스펜션 조립체(104)는 자기 헤드(3)에 하중을 부여한다.
본 실시예에서는 플렉셔(31)의 탄성부(310)가 만곡되어 자기 헤드(3)에 하중을 부여하지만, 플렉셔(31)는 원래 짐벌부(311)를 형성하는 박판으로 제조되고, 강성이 낮기 때문에, 하중은 불과 0.5 g∼1 g 정도이다. 덧붙여서, 탄성재로 형성된 종래의 플렉셔는 3 g 이상의 하중을 부여한다.
자기 디스크를 통해 스핀들 모터가 받는 하중은 1 g 이하의 저하중이기 때문에, 저속 회전의 소형 스핀들 모터라고 하더라도 작동이 불가능하지는 않을 것이다. 자기 디스크에 과대한 하중이 가해지지 않기 때문에, 로터가 FDB에서 지지된다고 하더라도, 로터가 스테이터와 부분적으로 접촉하지 않고, 베어링이 손상되지 않는다.
본 실시예에서는 자기 헤드에 부여되는 하중이 플렉셔의 탄성부에 의해 발생되기 때문에, 임의의 탄성 부재가 불필요하여 부품의 개수가 감소한다. 따라서, 소형 자기 디스크에 적합한 서스펜션 조립체를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 소형 하드 디스크 드라이브에 적합한 저하중의 서스펜션 조립체를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 저소음, 저전력 소비형의 소형 자기 디스크 드라이브를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 서스펜션 조립체의 구성 요소와, 이를 조립한 상태를 도시한 평면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 서스펜션 조립체를 탑재한 소형 하드 디스크 드라이브의 구성을 도시한 사시도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
100 : 자기 디스크 드라이브
102 : 스핀들
104 : 서스펜션 조립체
105 : 캐리지 회전축
2 : 자기 디스크
3 : 자기 헤드
10 : 장착판(헤드 아암)
11 : 기부
12 : 아암
20 : 로드 빔
21 : 강체부(剛體部)
22 : 플랜지
23 : 딤플
24 : 리프트 탭
25 : 기부
30 : 플렉셔 조립체
31 : 플렉셔
310 : 탄성부
311 : 짐벌부
312 : 기부
32 : 절연층
33 : 배선 패턴
331 : 자기 헤드측 단자부
332 : FPCB측 단자부
34 : 보호층

Claims (20)

  1. 금속 박판으로 구성되고, 탄성부와 이 탄성부의 선단에 짐벌부(gimbal)를 갖춘 플렉셔(flexure) 조립체와;
    상기 짐벌부가 제공된 선단에 대향하는 상기 플렉셔 조립체의 탄성부의 기부에 연결되는 헤드 아암과;
    상기 짐벌부가 제공되는 플렉셔 조립체의 선단에 부착되는 로드 빔(load beam)
    을 포함하며, 상기 플렉셔 조립체의 탄성부의 하중은 0.5 g∼1 g인 것인 서스펜션 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 탄성부는 상기 플렉셔 조립체의 중앙부 또는 중앙부 근방에 위치하는 것인 서스펜션 조립체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 탄성부는 상기 플렉셔 조립체에 부착되는 상기 헤드 아암과 로드 빔 사이에 위치하는 것인 서스펜션 조립체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 로드 빔은 길이 방향 양단부를 따라 연장하는 플랜지부(flange)를 지니고, 선단부 근방에 딤플(dimple)을 지니며, 선단부에 리프트 탭(lift tab)이 형성되는 것인 서스펜션 조립체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 헤드 아암은 상기 플렉셔 조립체가 부착되는 평탄부와, 캐리지 회전축에 장착되는 장착부를 구비하는 것인 서스펜션 조립체.
  6. 금속 박판으로 구성되고, 0.5 g∼1 g의 하중을 발생시키는 탄성부와 이 탄성부의 선단에 짐벌부를 갖춘 플렉셔와, 상기 플렉셔에 적층된 절연층과, 상기 절연층에 형성된 배선 패턴과, 상기 배선 패턴을 피복하는 보호층을 구비하는 플렉셔 조립체와;
    상기 짐벌부가 제공된 선단에 대향하는 상기 플렉셔 조립체의 탄성부의 기부에 연결되는 헤드 아암과;
    상기 짐벌부가 제공되는 플렉셔 조립체의 선단에 부착되는 로드 빔
    을 포함하는 서스펜션 조립체.
  7. 제6항에 있어서, 상기 탄성부는 상기 플렉셔의 중앙부 혹은 중앙부 근방에 위치하는 것인 서스펜션 조립체.
  8. 제6항에 있어서, 상기 탄성부는 상기 플렉셔 조립체에 부착되는 상기 헤드 아암과 로드 빔 사이에 위치하는 것인 서스펜션 조립체.
  9. 제6항에 있어서, 상기 로드 빔은 길이 방향 양단부를 따라 연장하는 플랜지를 지니고, 선단부 근방에 딤플을 지니며, 선단부에 리프트 탭이 형성되어 있는 것인 서스펜션 조립체.
  10. 제6항에 있어서, 상기 헤드 아암은 상기 플렉셔 조립체가 부착되는 평탄부와, 캐리지 회전축에 장착되는 장착부를 구비하는 것인 서스펜션 조립체.
  11. 금속 박판으로 구성되고, 0.5 g∼1 g의 하중을 발생시키는 탄성부와 이 탄성부의 선단에 짐벌부를 갖춘 플렉셔 조립체와;
    상기 짐벌부가 제공된 선단에 대향하는 상기 플렉셔 조립체의 탄성부의 기부에 연결되는 헤드 아암과;
    상기 짐벌부가 제공되는 플렉셔 조립체의 선단에 부착되는 로드 빔과;
    상기 짐벌부에 부착되는 자기 헤드와;
    상기 자기 헤드가 정보를 기록 및 판독하는 자기 디스크
    를 포함하는 자기 디스크 드라이브.
  12. 제11항에 있어서, 상기 탄성부는 상기 플렉셔 조립체의 중앙부 또는 중앙부 근방에 위치하는 것인 자기 디스크 드라이브.
  13. 제11항에 있어서, 상기 탄성부는 상기 플렉셔 조립체에 부착되는 상기 헤드 아암과 로드 빔 사이에 위치하는 것인 자기 디스크 드라이브.
  14. 제11항에 있어서, 상기 로드 빔은 길이 방향 양단부를 따라 연장하는
    플랜지부를 지니고, 선단부 근방에 딤플을 지니며, 선단부에 리프트 탭이 형성된 것인 자기 디스크 드라이브.
  15. 제11항에 있어서, 상기 헤드 아암은 상기 플렉셔 조립체가 부착되는 평탄부와, 캐리지 회전축에 장착되는 장착부를 구비한 것인 자기 디스크 드라이브.
  16. 금속 박판으로 구성되고, 0.5 g∼1 g의 하중을 발생시키는 탄성부와 이 탄성부의 선단에 짐벌부를 갖춘 플렉셔와, 상기 플렉셔에 적층된 절연층과, 상기 절연층에 형성된 배선 패턴과, 상기 배선 패턴을 피복하는 보호층을 구비한 플렉셔 조립체와;
    상기 짐벌부가 제공된 선단에 대향하는 상기 플렉셔 조립체의 탄성부의 기부에 연결되는 헤드 아암과;
    상기 짐벌부가 제공되는 플렉셔 조립체의 선단에 부착되는 로드 빔과;
    상기 짐벌부에 부착되는 자기 헤드와;
    상기 자기 헤드가 정보를 기록 및 판독하는 자기 디스크
    를 포함하는 자기 디스크 드라이브.
  17. 제16항에 있어서, 상기 탄성부는 상기 플렉셔의 중앙부 혹은 중앙부 부근에 위치하는 것인 자기 디스크 드라이브.
  18. 제16항에 있어서, 상기 탄성부는 상기 플렉셔 조립체에 부착되는 상기 헤드 아암과 로드 빔 사이에 위치하는 것인 자기 디스크 드라이브.
  19. 제16항에 있어서, 상기 로드 빔은 길이 방향 양단부를 따라 연장하는 플랜지부를 지니며, 선단부에 리프트 탭이 형성된 것인 자기 디스크 드라이브.
  20. 제16항에 있어서, 상기 헤드 아암은 상기 플렉셔 조립체가 부착되는 평탄부와, 캐리지 회전축에 장착되는 장착부를 구비하는 것인 자기 디스크 드라이브.
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