CN102915746B - 悬臂件、磁头折片组合以及硬盘驱动单元 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于磁头折片组合的悬臂件，其包括具有层状结构的挠性件，所述层状结构包括衬底层、形成于所述衬底层上的绝缘层以及形成于所述绝缘层上的导电层，在所述挠性件的第一表面的所述导电层上形成第一连接触点，从而通过焊锡球与磁头折片组合的磁头电连接；在与所述第一表面相反的第二表面的所述衬底层上形成第二连接触点，从而通过焊锡球与形成于所述第二表面上的附加元件电连接。采用本发明的悬臂件能够在挠性件的相反的两个表面上分别连接磁头和附件元件，且挠性件的结构简单紧凑，制造成本低。
Description
技术领域
本发明涉及信息记录硬盘驱动单元，尤其涉及一种悬臂件、具有该悬臂件的磁头折片组合(head gimbal assembly，HGA)及硬盘驱动单元。
背景技术
硬盘驱动单元是常见的信息存储设备。图1a为一典型硬盘驱动单元100的示意图。其包括安装于一主轴马达102上的一系列可旋转磁盘101，磁头悬臂组合(head stack assembly，HSA)130。HSA 130包括至少一马达臂104和一HGA150。典型地，设置一音圈马达(spindling voice-coil motor，VCM)(图未示)以控制马达臂104的动作。
参考图1b，HGA 150包括嵌有读/写传感器(图未示)的磁头103以及支撑该磁头103的悬臂件190。当硬盘驱动单元运作时，主轴马达102使得磁盘101高速旋转，而磁头103因磁盘101旋转而产生的气压而在磁盘101上方飞行。该磁头103在音圈马达的控制下，在磁盘101的表面以半径方向移动。对于不同的磁轨，磁头103能够从磁盘表面上读取数据或将数据写进磁盘。悬臂件190包括负载杆106、基板108、枢接件107以及挠性件105，以上元件均装配在一起。
负载杆106通过枢接件107连接在基板108上。在负载杆106上形成一固定孔112，用以使负载杆106与挠性件105对齐。而且，为增加挠性件105整体结构的强度，负载杆106与挠性件105焊接在一起。基板108用作增强整个HGA150的结构刚度。
挠性件105由柔性材料制成，并穿过枢接件107和负载杆106。如图1c及1d所示，该挠性件105具有用于支撑磁头103的第一表面105a，以及用于支撑 具有特殊功能的附加元件19、18的第二表面105b。具体地，该挠性件105为层状结构，其包括不锈钢层121、层夹于该不锈钢层121之间的两个聚酰亚胺层122、123、分别附设于聚酰亚胺层122、123之上的两个铜层124、125，以及分别覆盖与铜层124、125之上的两个覆盖层126、127。亦即，这些层叠的层体以不锈钢层121对称。基于该层状结构，磁头103和附加元件19、18能够分别通过焊锡球17、15粘接在铜层124、125上，亦即“双边粘接”。尤其地，由于在第二表面105b的不锈钢层121上设有上述的层叠的层体，因此在其上连接的附加元件19、18能够达到磁盘驱动器制造商的额外需要。
然而，在另一方面，由于挠性件105的层状结构具有七层121-127之厚，结构复杂，因此增加了制造成本。因此，具有此种挠性件105的悬臂件并不受制造商的欢迎。
因此，亟待一种改进的悬臂件、磁头折片组合以及硬盘驱动单元以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种具有挠性件的悬臂件，可在挠性件的相反两个表面上分别连接磁头和附加元件，其结构简单紧凑，成本降低。
本发明的另一目的在于提供一种具有挠性件的磁头折片组合，可在挠性件的相反两个表面上分别连接磁头和附加元件，其结构简单紧凑，成本降低。
本发明的又一目的在于提供一种硬盘驱动单元，可在挠性件的相反的两个表面上分别连接磁头和附加元件，其结构简单紧凑，成本降低。
为了实现上述目的，本发明提供一种用于磁头折片组合的悬臂件，其包括具有层状结构的挠性件，所述层状结构包括衬底层、形成于所述衬底层上的绝缘层以及形成于所述绝缘层上的导电层，在所述挠性件的第一表面的所述导电层上形成第一连接触点，从而通过焊锡球与磁头折片组合的磁头电连接；在与所述第一表面相反的第二表面的所述衬底层上形成第二连接触点，从而通过焊锡球与形成于所述第二表面上的附加元件电连接。
较佳地，所述第一、第二连接触点均包括金涂层和镍涂层中的至少一个涂层。
在一个实施例中，每一所述第一连接触点包括形成于所述导电层之上的镍涂层，以及形成于所述镍涂层之上的金涂层。
较佳地，每一所述第二连接触点包括形成于所述衬底层之上的镍涂层，以及形成于所述镍涂层之上的金涂层。
在另一实施例中，该挠性件还包括形成于所述导电层上的覆盖层。
较佳地，所述衬底层由不锈钢制成，所述导电层由铜制成，所述绝缘层由聚酰亚胺制成。
本发明的磁头折片组合，包括磁头以及用于支撑所述磁头的悬臂件。所述悬臂件包括具有层状结构的挠性件，所述层状结构包括衬底层、形成于所述衬底层上的绝缘层以及形成于所述绝缘层上的导电层，在所述挠性件的第一表面的所述导电层上形成第一连接触点，从而通过焊锡球与磁头折片组合的磁头电连接；在与所述第一表面相反的第二表面的所述衬底层上形成第二连接触点，从而通过焊锡球与形成于所述第二表面上的附加元件电连接。
本发明的硬盘驱动单元，包括磁头及支撑所述磁头的悬臂件的磁头折片组合；与所述磁头折片组合连接的驱动臂；磁盘；及用于旋转所述磁盘的主轴马达。所述悬臂件包括具有层状结构的挠性件，所述层状结构包括衬底层、形成于所述衬底层上的绝缘层以及形成于所述绝缘层上的导电层，在所述挠性件的第一表面的所述导电层上形成第一连接触点，从而通过焊锡球与磁头折片组合的磁头电连接；在与所述第一表面相反的第二表面的所述衬底层上形成第二连接触点，从而通过焊锡球与形成于所述第二表面上的附加元件电连接。
与现有技术相比，由于第二连接触点直接形成在挠性件的衬底层上，因此附加元件可通过焊锡球连接在挠性件的第二表面上，从而增加特殊功能以提高磁头的性能。再且，由于挠性件的层状结构没有额外增加绝缘层和导电层，因此结构更简单、紧凑，从而降低挠性件的制造成本。
通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。
附图说明
图1a为传统硬盘驱动单元的局部立体图。
图1b为传统HGA的局部俯视图。
图1c为具有磁头安装其上的挠性件的局部剖视图。
图1d为图1c中的A部分的放大图，其展示了挠性件的层状结构。
图2为本发明的悬臂件的一个实施例的分解图。
图3为图2所示的悬臂件的挠性件的详细局部视图。
图4为磁头安装于挠性件的第一表面形成HGA的局部立体图。
图5为图4所示的局部HGA的背视图，其展示了挠性件的第二表面。
图6a为图5所示的局部HGA的剖视图。
图6b为图6a中的B部分的放大图，其展示了挠性件的层状结构。
图7a为局部HGA的另一个实施例的剖视图。
图7b为图7a中的C部分的放大图，其展示了挠性件的层状结构。
图8为本发明硬盘驱动单元的一个实施例的立体图。
具体实施方式
下面将参考附图阐述本发明几个不同的最佳实施例，其中不同图中相同的标号代表相同的部件。如上所述，本发明的实质在于提供一种用于硬盘驱动单元中磁头折片组合的悬臂件，其包括具有简单结构的挠性件，该挠性件的第一、第二表面上连接有磁头和其他附加元件，一方面可以支持更多的特殊功能，另一方面，挠性件的结构简单，可降低制造成本。
图2展示了本发明悬臂件的一个实施例。如图2所示，悬臂件290包括负载杆206、基板208、枢接件207以及挠性件205，以上元件均装配在一起。
参考图2，负载杆206把负载力传到挠性件205以及安装于挠性件205上的磁头上。负载杆206可由任何具有适当刚性的材质制成，比如不锈钢，以使它有足够的刚度传送负载力。负载杆206通过绞接件207与基板208连接。设置于负载杆206上的定位孔212用于使负载杆206和挠性件205对齐。一凸点211形成于负载杆206上以在磁头中心对应的位置处支撑挠性件205。通过此凸点211与挠性件205的配合，负载力得以均匀地传递到磁头上。
基板208用于增加整个悬臂件290的刚度，它可以由刚性材质比如不锈钢制成。基板208一端形成一安装孔213，通过该安装孔213将悬臂件290安装到硬盘驱动单元的驱动臂。
绞接件207一端有一安装孔210，其与基板208的安装孔213相对应。绞接件207局部安装到基板208上，并使安装孔210、213彼此对齐。绞接件207和基板208可以通过激光焊接一起，焊接点分布于绞接件207的细点209处。此外，两个枢接台阶215安装在绞接件207靠近安装孔210的一端，用以增强绞接件207的硬度。两个枢接支杆214从绞接件207的两侧延伸而出，以将绞接件207部分安装在负载杆206上。
由柔性材料制成的挠性件205穿过绞接件207和负载杆206。该挠性件205具有靠近绞接件207的尾部219以及靠近负载杆206的前部216。前部216上设有一定位孔217，该定位孔217与负载杆206的定位孔212相对齐，两者的精确定位能够确保挠性件205和负载杆206之间的高装配精度。挠性件205的前部216上还设有悬臂舌片236，用以承载磁头203(请参考图4)。
请参考图3，在悬臂舌片236上形成多个第一连接触点228，用以与磁头203电连接。多组电导线241沿挠性件205的纵向设置在挠性件203的两边，从挠性件205的前部216延伸至尾部218，进而与VCM的柔性电缆(图未示)连接。
图4展示了挠性件205的前部216的第一表面205a，其上安装了磁头203。图5展示了挠性件205的前部216的与第一表面205a相反的第二表面205b。图6a-6b为承载磁头203的挠性件205的局部剖视图及B部分的放大图。请参考图3-6b，如上所述，一系列，如8个第一连接触点228形成在挠性件205的第一表面205a，多个第二连接触点226形成在挠性件205的第二表面205b。该第一连接触点228与电导线241电连接，且通过多个焊锡球与HGA的磁头203电连接，继而，该磁头203与控制伺服系统电连接。
为增加磁头203的特殊功能，一些具有特殊功能的附加元件251、252会连接在与第一表面205a相反的第二表面205b上，如图5及图7a所示。第二连接触点226与电导线241电连接，而该作为连接体的第二连接触点与附加元件251、252连接，从而可实现其他额外功能，进而改善磁头的读写性能。
如图6a-6b所示，该挠性件205为层状结构，由第一表面205a看去第二表面205b，其包括衬底层221、形成于衬底层221之上的绝缘层222、形成于绝缘层222之上的导电层223，以及形成于部分导电层223之上的覆盖层224。较佳地，衬底层221由不锈钢材料制成，导电层223由铜制成，绝缘层222由聚酰亚胺制成。
如上所述，第一连接触点228形成在挠性件205的第一表面205a上。具体地，该第一连接触点228形成于导电层223之上以与磁头203电连接。较佳地，该第一连接触点228包括形成在导电层223上的镍层253，以及形成于镍层253上的金层255。因此，磁头203可通过其上的连接触点(图未示)和第一连接触点228之间的焊锡球256连接在挠性件205上。
第二连接触点226形成在挠性件205的第二表面205b上，用以将具有特殊功能的附加元件251、252的前边沿连接到第二表面205b上。每一第二连接触点226直接形成在层状结构的衬底层221上。具体地，该第二连接触点226包括形成在衬底层221上的镍层253’，以及形成字啊镍层253’上的金层255’。亦即，由依次形成在衬底层221上的镍层253’和金层255’形成第二连接触点226，使得附加元件251、252能通过焊锡球256’连接在磁头203的背面(即第二表面205b)，从而增加特殊功能以改善磁头的性能。再且，由于挠性件205的层状结构无须增加绝缘层和导电层，因此结构简单，制造成本从而被降低。
图7a-7b展示了挠性件205的另一实施例。该挠性件205的层状结构与上述实施例相似，区别在于：在附加元件251’的前边沿和尾边沿分别形成两组第二连接触点226、226’，在第二连接触点226和附加元件251’的尾边沿之间，以及在第二连接触点和附加元件251’的前边沿之间分别形成两组焊锡球256’、256”。 第二连接触点226和226’的结构一样，同样是形成在衬底层221上。
需要注意的是，本发明的第二连接触点可直接形成在挠性件205的第二表面205b的衬底层221的任意位置上，从而在附加元件251’和电导线241之间实现电连接，此种设计可简化挠性件205的层状结构，从而降低制造成本。
本发明同时提供HGA 200，其包括悬臂件290(请参考图2)以及由该悬臂件290承载的磁头203(请参考图4-5)。该悬臂件290包括负载杆206、基板208、绞接件207及挠性件205，上述元件皆装配于一起。磁头203则安装在挠性件205上。
图8为本发明硬盘驱动单元的一个实施例。该硬盘驱动单元300包括HGA200、与该HGA200相连的驱动臂304、一系列可旋转磁盘301、以及使磁盘301旋转的主轴马达302，以上元件均装配在外壳309内。由于硬盘驱动单元的结构和组装过程为本领域一般技术人员所熟知，所以在此省略关于其结构和组装的详细描述。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (17)
1.一种用于磁头折片组合的悬臂件，包括：
具有层状结构的挠性件，所述层状结构包括衬底层、形成于所述衬底层上的绝缘层以及形成于所述绝缘层上的导电层，其特征在于：在所述挠性件的第一表面的所述导电层上形成第一连接触点，从而通过焊锡球与磁头折片组合的磁头电连接；在与所述第一表面相反的第二表面的所述衬底层上形成第二连接触点，从而通过焊锡球与形成于所述第二表面上的附加元件电连接。
2.如权利要求1所述的悬臂件，其特征在于：所述第一、第二连接触点均包括金涂层和镍涂层中的至少一个涂层。
3.如权利要求2所述的悬臂件，其特征在于：每一所述第一连接触点包括形成于所述导电层之上的镍涂层，以及形成于所述镍涂层之上的金涂层。
4.如权利要求2所述的悬臂件，其特征在于：每一所述第二连接触点包括形成于所述衬底层之上的镍涂层，以及形成于所述镍涂层之上的金涂层。
5.如权利要求1所述的悬臂件，其特征在于：还包括形成于所述导电层上的覆盖层。
6.如权利要求1所述的悬臂件，其特征在于：所述衬底层由不锈钢制成。
7.如权利要求1所述的悬臂件，其特征在于：所述导电层由铜制成。
8.如权利要求1所述的悬臂件，其特征在于：所述绝缘层由聚酰亚胺制成。
9.一种磁头折片组合，包括：
磁头以及用于支撑所述磁头的悬臂件；
所述悬臂件包括：
具有层状结构的挠性件，所述层状结构包括衬底层、形成于所述衬底层上的绝缘层以及形成于所述绝缘层上的导电层，其特征在于：在所述挠性件的第一表面的所述导电层上形成第一连接触点，从而通过焊锡球与磁头折片组合的磁头电连接；在与所述第一表面相反的第二表面的所述衬底层上形成第二连接触点，从而通过焊锡球与形成于所述第二表面上的附加元件电连接。
10.如权利要求9所述的磁头折片组合，其特征在于：所述第一、第二连接触点均包括金涂层和镍涂层中的至少一个涂层。
11.如权利要求10所述的磁头折片组合，其特征在于：每一所述第一连接触点包括形成于所述导电层之上的镍涂层，以及形成于所述镍涂层之上的金涂层。
12.如权利要求9所述的磁头折片组合，其特征在于：每一所述第二连接触点包括形成于所述衬底层之上的镍涂层，以及形成于所述镍涂层之上的金涂层。
13.如权利要求9所述的磁头折片组合，其特征在于：还包括形成于所述导电层上的覆盖层。
14.如权利要求9所述的磁头折片组合，其特征在于：所述衬底层由不锈钢制成。
15.如权利要求9所述的磁头折片组合，其特征在于：所述导电层由铜制成。
16.如权利要求9所述的磁头折片组合，其特征在于：所述绝缘层由聚酰亚胺制成。
17.一种硬盘驱动单元，包括：
具有磁头及支撑所述磁头的悬臂件的磁头折片组合；
与所述磁头折片组合连接的驱动臂；
磁盘；及
用于旋转所述磁盘的主轴马达；
其中，所述悬臂件包括：
具有层状结构的挠性件，所述层状结构包括衬底层、形成于所述衬底层上的绝缘层以及形成于所述绝缘层上的导电层，其特征在于：在所述挠性件的第一表面的所述导电层上形成第一连接触点，从而通过焊锡球与磁头折片组合的磁头电连接；在与所述第一表面相反的第二表面的所述衬底层上形成第二连接触点，从而通过焊锡球与形成于所述第二表面上的附加元件电连接。
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