KR20080068001A - 국부적으로 강화된 짐벌을 지닌 서스펜션 - Google Patents

Abstract

헤드 짐벌 어셈블리 구조의 구성요소의 이동 및 회전을 감소시키도록 디자인된 헤드 짐벌 어셈블리를 지닌 장치가 개시된다. 하나의 실시태양 헤드 짐벌 어셈블리는 램프 리미터를 포함한 굴곡부, 서스펜션 텅, 자기 헤드를 더욱 포함한 슬라이더; 및 상승 탭을 더욱 포함한 로드 빔을 더욱 포함한 서스펜션 어셈블리; 및 램프 리미터를 교합하고 지지하며 슬라이더의 이동을 억제하는 스텝을 더욱 포함한 램프를 포함한다. 특정한 실시태양에서 굴곡부는 서스펜션 텅의 이동 및 회전을 감소시키기 위해 그의 말단에 위치한 굴곡부 레일을 더욱 포함한다.

헤드 짐벌 어셈블리, 램프 리미터, 굴곡부, 서스펜션, 텅, 슬라이더

Description

국부적으로 강화된 짐벌을 지닌 서스펜션{Suspension with locally strengthened gimbal}

본 발명은 하드 디스크 드라이브 어셈블리에 사용되는 헤드 짐벌 어셈블리에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 헤드 짐벌 어셈블리 구조의 구성요소의 이동 및 회전을 감소시키도록 디자인된 헤드 짐벌 어셈블리에 관한 것이다.

현재 하드 디스크 드라이브 산업은 소비자 전자제품 환경에서 높은 성공을 관측하고 있다. 이러한 성공의 주원인 중 하나는 소비자 요구를 반영하는 증가된 저장 용량을 달성할 수 있는 능력이다. 현재까지 이들 이점은 다른 경쟁 기술과 비교시 최소 비용으로 달성되었다.

그러나 지속적인 이들 진보는 발생하는 디자인 및 제조 어려움을 극복할 필 요가 있다. 일반적으로 HDD는 회전 디스크 상에 저장된 디지털화된 정보를 검색하고 저장함으로서 작동된다. 이러한 검색 및 저장(즉 "판독" 및 "기록")은 "서스펜션" 상에 장착된 세라믹 "슬라이더" 상에 함몰된 자기 "헤드"에 의해 수행된다. 슬라이더 및 서스펜션의 조립 구조는 일반적으로 헤드 짐벌 어셈블리(HGA)로 명명된다.

일반적인 슬라이더 몸체가 도 1에 나타나 있다. 도 1에 나타난 바와 같이 일반적인 슬라이더 104에 대해 알려져 있는 공기 베어링 표면(ABS) 디자인 102은 디스크에 면하는 슬라이더 표면의 외부 경계를 따라 연장되는 한 쌍의 평행 레일 106 및 108로 형성된다. 2개의 레일 106 및 108은 일반적으로 추적 경계 110부터 리딩(leading) 경계 112까지의 슬라이더 몸체의 적어도 일부를 따라 활주한다. 리딩 경계 112는 추적 경계 110을 향해 슬라이더 104 길이를 활주하기 전에 회전 디스크를 통과하는 슬라이더의 경계로 한정된다. 도 1에 나타난 바와 같이 변환기 또는 자기 요소는 일반적으로 슬라이더의 추적 경계 110을 따른 일부 위치에 장착된다.

일반적인 슬라이더의 작동이 도 2에 나타나 있다. 서스펜션 204는 이동 디스크 206(경계 208을 지님) 위에서 헤드 짐벌 어셈블리(HGA)를 지지하고 화살표 210으로 표시된 방향으로 이동한다. 일반적으로 서스펜션 204는 로드 빔(load beam), 짐벌, 전기 트레이스(trace), 힌지(hinge) 및 기초판을 포함한 다수의 구성 요소로 구성된다. 디스크 드라이브의 작동시 도 2에 나타난 바와 같이 작동기 212는 원호 214 위로 디스크 206의 다양한 직경(예를 들어 내부 직경(ID), 중앙 직경(MD) 및 외부 직경(OD) 위로 HGA를 이동시킨다.

최대 하드 디스크 드라이브 성능을 달성하기 위해 헤드는 디스크의 표면에 가능한 가까이 부상하고 필요한 간격으로 일정하게 유지되어야 한다. 이러한 간격은 디스크의 "부상 높이" 또는 "자기 간격"으로도 알려져 있다. 디스크가 회전시 이는 위를 부상하는 자기 헤드를 지지하는 작용을 하는 그의 표면 상에서 소량의 유동 공기(디스크의 접선 속도에 실질적으로 평행한)를 동반하여 디스크 상의 헤드의 "부상 높이"를 생성한다. 일반적으로 회전 디스크의 표면으로부터 일정한 거리(예를 들어 10 nm)를 유지하기 위해 헤드를 지지하는 슬라이더는 이러한 소량의 기류를 이용하도록 공기역학적으로 형성되어 헤드가 디스크에 접촉하는 것을 방지한다. 디스크에 가장 근접한 자기 헤드의 표면(유동 공기에 의해 지지되는)은 "공기 베어링 표면"으로 표기된다. 슬라이더가 이러한 작은 틈새에서 안정하고 확실하게 부상하게 하기 위해 수직 경직도(K_z), 짐벌 피치 및 롤 경직도(K_p,K_r), 짐벌 정지 자세 - 피치 및 롤 자세(PSA/RSA) 포함 - 및 작동 충격 성능(G/그램)을 포함한 다양한 디자인 및 형태 기준이 선택적으로 디자인되고 유지되어 성능을 보증해야 한다.

도 1에서 레일 106 및 108은 슬라이더가 부상하는 공기 베어링 표면을 형성하고 디스크를 회전시킴으로서 생성되는 기류와 접촉시 필요한 상승을 제공한다. 디스크 회전시 생성된 바람 또는 기류는 슬라이더 레일 106 및 108의 아래 및 그 사이를 따라 활주한다. 기류가 레일 106 및 108 아래로 통과시 레일과 디스크 사이의 기압이 증가하여 양성 여압 및 상승을 제공한다. 일반적으로 공기 베어링 표면적이 증가함에 다라 생성되는 상승량도 증가된다. 따라서 디자인 기준으로서 하드 디스크 드라이브의 성공적인 작동에 필요한 헤드와 디스크 사이의 최소량의 간격을 구성하는 부상 높이의 디자인에 허용되는 방법의 요구가 존재한다.

더욱이 하드 디스크 드라이브 구성요소의 부상 높이 및 표면조도는 크라운(crown), 캠버(camber) 및 트위스트(twist)와 같은 헤드의 기계적 작동 파라미터를 보호하도록 디자인되어야 한다. "크라운"은 슬라이더의 전방 및 후미 방향을 따른 형태의 변형(Y-Y 평면에 의해 나타난 바와 같이)을 나타내고 "캠버"는 자기 헤드 슬라이더의 측면 방향을 따른 형태의 변형(X-X 평면에 의해 나타난 바와 같이)을 나타낸다. 크라운 및 캠버는 도 3에 나타나 있다.

또다른 필요조건은 슬라이더 공기 베어링의 성능 상에 "역동적 효과"가 전혀 없거나 거의 없는 서스펜션 어셈블리이다. 역동적 효과는 헤드-드스크 접촉의 결과이다. 이는 공기가 더 얇은(그로 인해 부상 높이를 저하시키는) 더 높은 자세에서의 접촉 또는 작동으로부터 유발된다. 그 결과로 서스펜션 및 슬라이더는 모 두 이동하도록 조정되어 역동적 효과를 유발한다.

이들 작동 필요조건 이외에 HGA는 비-작동 충격 강건성과 같은 일부 비-작동 필요조건과 상충될 필요가 있다. 충격 이벤트 동안 HGA의 개별적 구성요소 부분을 결합시키는 접합물은 스트레스를 경험한다. 접합물 접합에 의해 경험되는 스트레스 수치가 물질 강도보다 높은 경우 균열이 형성되기 시작하여 디스크 드라이브의 작동 성능을 위태롭게 한다. 더욱이 접합물 접합 상의 스트레스의 지속적인 적용에 의해 HGA의 구성요소가 휘어지고 작동 성능을 위태롭게 한다.

더욱이 충격 이벤트 동안 HGA에 의해 경험되는 힘은 HGA 내 전기 트레이스 연결을 분열시킨다. 일반적으로 이들 충격 이벤트 동안 HGA 상의 힘은 텅(tongue) 및 슬라이더가 회전하도록 하여 접합된 접합으로부터 트레이스 연결을 끌어당기고 스트레스를 증가시킨다. 이러한 스트레스 및 변형은 일반적으로 작동 장애를 유발한다.

따라서 접합물 접합의 구조적 및 전기적 연결성 통합성을 유지시키고 램프 리미터(ramp limiter)의 작동 디자인 형태를 유지시키기 위해 굴곡부에 대한 더 많은 최적 디자인 형태가 요구된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 접합물 접합의 구조적 및 전기적 연결성 통합성을 유지시키고 램프 리미터의 작동 디자인 형태를 유지시키기 위한 굴곡부를 지닌 헤드 짐벌 어셈블리를 개발코자 한 것이다.

본 발명의 목적은 램프 리미터(ramp limiter)를 포함한 굴곡부; 서스펜션 텅(suspension tongue); 자기 헤드를 더욱 포함한 슬라이더; 및 상승 탭(tab)을 더욱 포함한 로드 빔(load beam)을 더욱 포함한 서스펜션 어셈블리; 및 상기 램프 리미터를 교합하고 지지하며 상기 슬라이더의 이동을 억제하는 스텝을 더욱 포함한 램프를 포함한 헤드 짐벌 어셈블리를 제공하는 것이다.

또한 상기 굴곡부는 서스펜션 텅의 이동 및 회전을 감소시키기 위해 그의 말단에 위치한 굴곡부 레일을 더욱 포함함을 특징으로 한다.

또한 상기 굴곡부 레일은 굴곡부의 측면을 따라 위치함을 특징으로 한다.

또한 상기 굴곡부 레일은 한 쌍의 굴곡부 레일 중 하나임을 특징으로 한다.

한편 상기 굴곡부 레일은 램프 리미터로 연장됨을 특징으로 한다.

또한 상기 굴곡부 레일은 슬라이더의 추적 경계를 따라 위치함을 특징으로 한다.

또한 상기 굴곡부 레일은 수직 능선을 포함함을 특징으로 한다.

또한 상기 굴곡부 레일은 굴곡부의 측면을 따라 일반적으로 선형으로 연장됨을 특징으로 한다.

한편 상기 굴곡부 레일은 굴곡부의 측면을 따라 비-선형으로 연장됨을 특징으로 한다.

또한 상기 굴곡부 레일은 엇갈림을 특징으로 한다.

또한 상기 굴곡부 레일은 한 쌍의 굴곡부 레일 중 하나임을 특징으로 한다.

또한 상기 한 쌍의 굴곡부 레일은 다수 쌍의 굴곡부 레일 중 하나임을 특징 으로 한다.

또한 상기 한 쌍의 굴곡부 레일 각각은 굴곡부 상의 다른 위치에 대칭으로 위치함을 특징으로 한다.

한편 본 발명의 또다른 목적은 데이터를 포함한 디스크; 자기 헤드를 제어하는 인쇄 회로 어셈블리; 상기 자기 헤드를 상기 인쇄 회로 어셈블리에 전기적으로 결합시키는 연결판; 및 램프 리미터를 포함한 굴곡부; 서스펜션 텅; 자기 헤드를 더욱 포함한 슬라이더; 및 상승 탭을 더욱 포함한 로드 빔을 더욱 포함한 서스펜션 어셈블리; 및 상기 램프 리미터를 교합하고 지지하며 상기 슬라이더의 이동을 억제하는 스텝을 더욱 포함한 램프를 포함한 헤드 짐벌 어셈블리를 포함한 시스템을 제공하는 것이다.

또한 상기 굴곡부는 상기 서스펜션 텅의 이동 및 회전을 감소시키기 위해 그의 말단에 위치한 굴곡부 레일을 더욱 포함함을 특징으로 한다.

또한 상기 굴곡부 레일은 굴곡부의 측면에 위치함을 특징으로 한다.

또한 상기 굴곡부 레일은 상기 슬라이더의 경계를 따라 위치함을 특징으로 한다.

또한 상기 굴곡부 레일은 상기 램프 리미터로 연장됨을 특징으로 한다.

한편 상기 굴곡부 레일은 상기 슬라이더의 추적 경계를 따라 위치함을 특징으로 한다.

또한 상기 굴곡부 레일은 수직 능선을 포함함을 특징으로 한다.

또한 상기 굴곡부 레일은 굴곡부의 측면을 따라 일반적으로 선형으로 연장됨을 특징으로 한다.

또한 상기 굴곡부 레일은 굴곡부의 측면을 따라 일반적으로 비-선형으로 연장됨을 특징으로 한다.

또한 상기 굴곡부 레일은 엇갈림을 특징으로 한다.

한편 상기 굴곡부 레일은 한 쌍의 굴곡부 레일 중 하나임을 특징으로 한다.

또한 상기 한 쌍의 굴곡부 레일은 다수 쌍의 굴곡부 레일 중 하나임을 특징으로 한다.

또한 상기 한 쌍의 굴곡부 레일 각각은 상기 굴곡부 상의 다른 위치에 대칭으로 위치함을 특징으로 한다.

본 발명의 효과는 접합물 접합의 구조적 및 전기적 연결성 통합성을 유지시키고 램프 리미터의 작동 디자인 형태를 유지시키기 위한 굴곡부를 지닌 헤드 짐벌 어셈블리를 제공하는 것이다.

본 발명의 장치는 국부적으로 강화된 짐벌을 지닌 서스펜션에 관한 것이다. 본 출원의 실시태양에서 서스펜션 디자인은 HGA의 최적 국부 영역을 경직시키기 위해 굴곡부 측면을 따라 형성된 레일을 포함한다.

본 발명에 따른 헤드 짐벌 어셈블리 실시태양은 도 4에 나타나 있다. 슬라이더 401은 서스펜션 404의 말단에 위치한 상승 탭(tab) 403에 의해 지지되는 램프 상에 정지된다(아래 참조). 트레이스 연결 407은 슬라이더에 근접하게 위치한다. 램프 402는 슬라이더의 이동을 억제시키기 위해 "스텝(step)"(아래 참조)을 포함한 다. 상승 탭은 일반적으로 로드 빔 405의 연장이다. 작동 동안 슬라이더 401 및 굴곡부 406은 로드 빔 405에 접촉하게 된다. 굴곡부 406은 램프 리미터 408을 형성하도록 슬라이더 넘어서 더욱 연장된다. 일반적으로 이러한 형태의 작동 접촉 동안 발휘되는 힘의 양은 0.2∼0.3 그램 힘(gram force)의 범위이다.

도 5는 본 발명에 따른 헤드 짐벌 어셈블리의 실례를 제공한다. 도 5a는 본 발명의 하나의 실시태양에 따른 램프 억제 표면 508을 포함한 램프 실시태양 502를 나타낸다. 도 5b는 본 발명의 하나의 실시태양에 따른 슬라이더 503 및 로드 빔 509의 상승 탭과 관련한 램프 실시태양 502를 나타낸다. HGA 501이 램프 502 상에 정지시 슬라이더 503은 굴곡부 505 상의 램프 리미터 504가 램프 502 상의 스텝 506과 접촉하게 될 때까지 자유롭게 이동한다.

도 6은 접촉 이벤트 동안 이동 및 특히 서스펜션 텅의 회전을 감소시키도록 디자인된 본 발명에 따른 굴곡부 어셈블리의 실시태양을 나타낸다. 굴곡부 어셈블리 601은 접촉 이벤트 동안 국부적 영역을 경직시키고 에너지 소실을 강화시키는 레일 602를 포함한다. 이러한 실시태양에서(도 6에 나타난 바와 같이) 굴곡부 레일은 수직이고, 일반적으로 선형 고도 또는 능선이다. 또다른 실시태양에서 이들 레일은 다른 형태를 취하거나 비-균일 높이이다. 레일 602는 서스펜션 텅의 회전을 감소시키도록 작동된다(나타나지 않음). 실제로 한정된 요소 분석은 레일 602를 포함한 본 발명의 실시태양은 접합물 접합 스트레스를 약 20∼30%까지 감소시킴 을 나타낸다.

도 7은 본 발명의 두 번째 실시태양을 나타낸다. 본 발명의 특정한 실시태양에서 형성된 굴곡부 레일은 큰 회전 전치를 지닌 영역에 위치한다. 일반적으로 굴곡부 레일은 현재 형성 공정으로 형성될 수 있다. 이러한 실시태양에서 굴곡부 어셈블리 701의 말단에 위치한 레일 702는 램프 리미터로 연장된다(나타나지 않음). 램프 리미터로 레일 702를 연장시킴으로서 스트레스-베어링 구성요소(특히 램프 리미터)의 변형이 크게 감소된다. 본 발명의 또다른 실시태양에서 굴곡부 레일은 슬라이더의 추적 경계 상에 위치한다.

이러한 실시태양에서 굴곡부 레일은 선형이 아니고 대신에 굴곡부를 따라 외부 경계 내부로 연장된다. 또다른 실시태양에서 굴곡부 레일은 굴곡부의 어떠한 부분을 따라 연장될 필요가 있는 어떠한 형태도 된다. 더욱이 일부 실시태양에서 굴곡부 레일은 중단되거나 엇갈린다. 본 발명의 특정한 실시태양에 따라 램프 리미터는 굴곡부의 다수 영역에 위치한다. 더욱이 본 발명의 실시태양에서 굴곡부 레일은 어떠한 수의 쌍도 된다. 더욱이 이들 쌍 각각은 굴곡부 상의 다른 위치에 대칭으로(경도축 또는 위도축을 따라) 위치한다.

본 발명이 전술된 적용을 참고로 기술되나 바람직한 실시태양의 이러한 기재는 한정적 의미로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 모든 관점은 다양한 원리 및 변수에 따라 달라지는 여기에 나타난 특정한 서술, 형상 또는 치수에 한정적이지 않음이 이해되어야 한다. 본 발명의 또다른 변동뿐만 아니라 개시된 장치의 형태 및 상세한 설명의 다양한 변형은 본 개시물을 참고시 당업자에 명백할 것이다. 따라서 추가된 청구항이 본 발명의 진정한 정신 및 범위 내에 존재시 기술된 실시태양의 이러한 변형 또는 변동을 포함해야 함이 인식된다.

도 1은 일반적 슬라이더의 실례를 제공한다.

도 2는 일반적 슬라이더의 일반적 작동의 실례를 제공한다.

도 3은 슬라이더 상의 크라운 및 캠버의 실례를 제공한다.

도 4는 본 발명에 따른 헤드 짐벌 어셈블리 실시태양의 실례를 제공한다.

도 5는 본 발명에 따른 헤드 짐벌 어셈블리 실시태양의 실례를 제공한다.

도 6은 본 발명에 따른 실시태양의 실례를 제공한다.

도 7은 본 발명에 따른 실시태양의 실례를 제공한다.

Claims (26)

1. 램프 리미터(ramp limiter)를 포함한 굴곡부;

   서스펜션 텅(suspension tongue);

   자기 헤드를 더욱 포함한 슬라이더; 및

   상승 탭(tab)을 더욱 포함한 로드 빔(load beam)을 더욱 포함한

   서스펜션 어셈블리; 및

   상기 램프 리미터를 교합하고 지지하며 상기 슬라이더의 이동을 억제하는 스텝을 더욱 포함한 램프를 포함한

   헤드 짐벌 어셈블리
2. 제 1항에 있어서, 상기 굴곡부는 서스펜션 텅의 이동 및 회전을 감소시키기 위해 그의 말단에 위치한 굴곡부 레일을 더욱 포함함을 특징으로 하는 헤드 짐벌 어셈블리
3. 제 2항에 있어서, 상기 굴곡부 레일은 굴곡부의 측면을 따라 위치함을 특징으로 하는 헤드 짐벌 어셈블리
4. 제 2항에 있어서, 상기 굴곡부 레일은 한 쌍의 굴곡부 레일 중 하나임을 특징으로 하는 헤드 짐벌 어셈블리
5. 제 2항에 있어서, 상기 굴곡부 레일은 램프 리미터로 연장됨을 특징으로 하는 헤드 짐벌 어셈블리
6. 제 3항에 있어서, 상기 굴곡부 레일은 슬라이더의 추적 경계를 따라 위치함을 특징으로 하는 헤드 짐벌 어셈블리
7. 제 2항에 있어서, 상기 굴곡부 레일은 수직 능선을 포함함을 특징으로 하는 헤드 짐벌 어셈블리
8. 제 3항에 있어서, 상기 굴곡부 레일은 굴곡부의 측면을 따라 일반적으로 선형으로 연장됨을 특징으로 하는 헤드 짐벌 어셈블리
9. 제 3항에 있어서, 상기 굴곡부 레일은 굴곡부의 측면을 따라 비-선형으로 연장됨을 특징으로 하는 헤드 짐벌 어셈블리
10. 제 2항에 있어서, 상기 굴곡부 레일은 엇갈림을 특징으로 하는 헤드 짐벌 어셈블리
11. 제 2항에 있어서, 상기 굴곡부 레일은 한 쌍의 굴곡부 레일 중 하나임을 특징으로 하는 헤드 짐벌 어셈블리
12. 제 11항에 있어서, 상기 한 쌍의 굴곡부 레일은 다수 쌍의 굴곡부 레일 중 하나임을 특징으로 하는 헤드 짐벌 어셈블리
13. 제 12항에 있어서, 상기 한 쌍의 굴곡부 레일 각각은 굴곡부 상의 다른 위치에 대칭으로 위치함을 특징으로 하는 헤드 짐벌 어셈블리
14. 데이터를 포함한 디스크;

    자기 헤드를 제어하는 인쇄 회로 어셈블리;

    상기 자기 헤드를 상기 인쇄 회로 어셈블리에 전기적으로 결합시키는 연결판; 및

    램프 리미터를 포함한 굴곡부;

    서스펜션 텅;

    자기 헤드를 더욱 포함한 슬라이더; 및

    상승 탭을 더욱 포함한 로드 빔을 더욱 포함한

    서스펜션 어셈블리; 및

    상기 램프 리미터를 교합하고 지지하며 상기 슬라이더의 이동을 억제하는 스텝을 더욱 포함한 램프를 포함한

    헤드 짐벌 어셈블리를 포함한

    시스템
15. 제 14항에 있어서, 상기 굴곡부는 상기 서스펜션 텅의 이동 및 회전을 감소시키기 위해 그의 말단에 위치한 굴곡부 레일을 더욱 포함함을 특징으로 하는 시스템
16. 제 15항에 있어서, 상기 굴곡부 레일은 굴곡부의 측면에 위치함을 특징으로 하는 시스템
17. 제 15항에 있어서, 상기 굴곡부 레일은 상기 슬라이더의 경계를 따라 위치함을 특징으로 하는 시스템
18. 제 15항에 있어서, 상기 굴곡부 레일은 상기 램프 리미터로 연장됨을 특징으로 하는 시스템
19. 제 15항에 있어서, 상기 굴곡부 레일은 상기 슬라이더의 추적 경계를 따라 위치함을 특징으로 하는 시스템
20. 제 15항에 있어서, 상기 굴곡부 레일은 수직 능선을 포함함을 특징으로 하는 시스템
21. 제 16항에 있어서, 상기 굴곡부 레일은 굴곡부의 측면을 따라 일반적으로 선형으로 연장됨을 특징으로 하는 시스템
22. 제 16항에 있어서, 상기 굴곡부 레일은 굴곡부의 측면을 따라 일반적으로 비-선형으로 연장됨을 특징으로 하는 시스템
23. 제 15항에 있어서, 상기 굴곡부 레일은 엇갈림을 특징으로 하는 시스템
24. 제 15항에 있어서, 상기 굴곡부 레일은 한 쌍의 굴곡부 레일 중 하나임을 특징으로 하는 시스템
25. 제 24항에 있어서, 상기 한 쌍의 굴곡부 레일은 다수 쌍의 굴곡부 레일 중 하나임을 특징으로 하는 시스템
26. 제 25항에 있어서, 상기 한 쌍의 굴곡부 레일 각각은 상기 굴곡부 상의 다른 위치에 대칭으로 위치함을 특징으로 하는 시스템

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