JP2006114209A - Head gimbal assembly having float amount adjusting function, hard disk drive using same, and method and system for adjusting float amount - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、良好な浮上量調整機能を有するヘッドジンバルアッセンブリ及びハードディスクドライブに関し、また、浮上量調整方法及びシステムに関する。 The present invention relates to a head gimbal assembly and a hard disk drive having a good flying height adjustment function, and to a flying height adjustment method and system.
ディスクドライブといった情報記憶装置は、通常、スピンドルモータにて一定の回転速度に回転される1枚、あるいは、複数枚の磁気ディスクを備えている。そして、磁気ディスクからデータの記録再生を行うために当該ディスク上を浮上する1つ又は複数の情報記憶ヘッド(一般的に、「磁気ヘッドスライダ」と呼ばれる)を有している。この磁気ヘッドスライダは、ABSと呼ばれる浮上面を有しており、このABS面は磁気ディスクに対向している。そして、磁気ディスクが回転すると、磁気ディスクとABS面との間の空気圧が増加し、磁気ヘッドスライダを磁気ディスク面上にて浮上させる浮上力が流体力学的に生じる。 An information storage device such as a disk drive usually includes one or a plurality of magnetic disks that are rotated at a constant rotational speed by a spindle motor. In order to record / reproduce data from / to the magnetic disk, one or more information storage heads (generally referred to as “magnetic head sliders”) that float on the disk are included. This magnetic head slider has an air bearing surface called ABS, and this ABS surface faces the magnetic disk. When the magnetic disk rotates, the air pressure between the magnetic disk and the ABS surface increases, and a flying force that causes the magnetic head slider to float on the magnetic disk surface is generated hydrodynamically.
ここで、従来より、磁気ヘッドスライダは、それぞれドライブアームによって支持されているサスペンション上に搭載されている。なお、磁気ヘッドスライダを装着したサスペンションは、一般的に「ヘッドジンバルアッセンブリ」と呼ばれており、「HGA」と省略して表される。そして、ドライブアームは、ボイスコイルモータ(VCM)によって可動され、制御される。 Here, conventionally, the magnetic head slider is mounted on a suspension supported by each drive arm. The suspension equipped with the magnetic head slider is generally called “head gimbal assembly” and is abbreviated as “HGA”. The drive arm is moved and controlled by a voice coil motor (VCM).
しかしながら、磁気ヘッドスライダの浮上量(浮上高さ)は、(1)磁気ディスクの高回転速度、(2)ABS面の寸法誤差、(3)サスペンションの静止姿勢、によって容易に変化しうる。そして、浮上量の変化は、ディスクドライブの性能に大きく影響を及ぼす。つまり、もし浮上量が高すぎると、磁気ディスクに対するデータの記録再生を行う磁気ヘッドスライダに影響を及ぼすこととなり、もし浮上量が低すぎると、磁気ヘッドスライダによる衝撃によって磁気ディスクに傷を生じさせ、磁気ディスクや磁気ヘッドスライダに損傷を与えうる。一方で、近年のディスクドライブは、記憶容量が急速に増加しており、また、ディスクドライブのトラック間隔及びトラック幅がより狭くなっている。従って、磁気ヘッドスライダの浮上量がより低くなっているため、磁気ヘッドスライダの動的な浮上量調整がより重要になっている。 However, the flying height (flying height) of the magnetic head slider can be easily changed by (1) high rotation speed of the magnetic disk, (2) dimensional error of the ABS surface, and (3) suspension suspension posture. The change in the flying height greatly affects the performance of the disk drive. In other words, if the flying height is too high, the magnetic head slider that records and reproduces data on the magnetic disk will be affected. If the flying height is too low, the magnetic disk will be damaged by the impact of the magnetic head slider. The magnetic disk and the magnetic head slider can be damaged. On the other hand, in recent disk drives, the storage capacity is rapidly increasing, and the track interval and the track width of the disk drive are narrower. Therefore, since the flying height of the magnetic head slider is lower, dynamic flying height adjustment of the magnetic head slider is more important.
上述した要求を達成するために、特許文献1には、磁気ヘッドスライダの動的浮上量を制御する装置が開示されている。図21を参照すると、ディスク装置は、スピンドルモータ110によって高速に回転される磁気ディスク100と、磁気ディスク100上を浮上する磁気ヘッドスライダが装着されたヘッドジンバルアッセンブリ120と、を備えている。そして、動的浮上量を制御するための浮上量コントローラ130がヘッドジンバルアセンブリ120上に搭載されている。そして、図22に浮上量コントローラ130部分の拡大図を示すが、当該浮上量コントローラ130は、ベース部131と、空力によって可動される可動部132とにより構成されている。この可動部132は、ベース部131と可動部132との間のエッジ135において回動するよう構成されている。また、この可動部132は、ベース部131とほぼ平行の閉じた状態からベース部131に対して垂直な開いた状態へと可動しうる。そして、閉じた状態のときには、浮上量コントローラ130は、浮上量の制御に影響を及ぼさないが、開いた状態にあると、浮上量コントローラ130は、ヘッドジンバルアッセンブリ120を押し下げ、これによって磁気ヘッドスライダの浮上量を減少させるよう機能する。
In order to achieve the above-described requirements, Patent Document 1 discloses an apparatus for controlling the dynamic flying height of a magnetic head slider. Referring to FIG. 21, the disk device includes a
しかしながら、浮上量コントローラ130は、浮上量を減少させるだけであって、増加させることはできないため、その浮上量調整性能には限界があった。つまり、実際には、磁気ヘッドスライダとヘッドジンバルアッセンブリの組み付け時のばらつきを補正するために浮上量を増加させる必要もあるためである。加えて、浮上量コントローラ130は、ヘッドジンバルアッセンブリ130に搭載されているため、ヘッドジンバルアッセンブリの重量が増加し、その周波数特性や耐衝撃性などヘッドジンバルアッセンブリ120の性能に多大な影響を与えうる、とう問題もあった。また、浮上量コントローラ130が磁気ヘッドスライダから離れているため、その調整精度が低い、という問題も生じる。さらに、浮上量コントローラ130は、複雑な構造を有しているため、製造に多大な時間を費やし、コストが増加する、という問題が生じる。
However, since the
このため、上記従来例の有する不都合を改善した浮上量調整方法及びシステム、ヘッドジンバルアッセンブリ、ディスクドライブが望まれている。 For this reason, a flying height adjustment method and system, head gimbal assembly, and disk drive that have improved the disadvantages of the conventional example are desired.
従って、本発明は、上記従来例の有する不都合を改善し、特に、良好な浮上量調整性能を有するヘッドジンバルアッセンブリ、及び、ディスクドライブ、さらには、浮上量調整方法を用いたヘッドジンバルアッセンブリ及びディスクドライブを提供することをその目的とする。また、本発明では、動的に浮上量を調整するシステムを提供することをその目的とする。 Accordingly, the present invention improves the disadvantages of the above-described conventional example, and in particular, a head gimbal assembly, a disk drive, and a head gimbal assembly and a disk using the flying height adjustment method having good flying height adjustment performance. Its purpose is to provide a drive. Another object of the present invention is to provide a system that dynamically adjusts the flying height.
上記目的を達成するために、本発明の一形態であるヘッドジンバルアッセンブリは、磁気ヘッドスライダと、この磁気ヘッドスライダを支持するサスペンションと、磁気ヘッドスライダの浮上量を制御する浮上量コントローラと、を備えると共に、磁気ヘッドスライダと浮上量コントローラに電気的に接続されるフレキシブルケーブルを備えている。また、浮上量コントローラは、磁気ヘッドスライダとサスペンションとの間に配置された少なくとも1つの圧電部材を備えている。そして、ヘッドジンバルアッセンブリは、さらに、サスペンションとフレキシブルケーブルとを浮上量コントローラに接続する異方性導電フィルム(ACF)を備えている。 In order to achieve the above object, a head gimbal assembly according to an embodiment of the present invention includes a magnetic head slider, a suspension that supports the magnetic head slider, and a flying height controller that controls the flying height of the magnetic head slider. And a flexible cable electrically connected to the magnetic head slider and the flying height controller. The flying height controller includes at least one piezoelectric member disposed between the magnetic head slider and the suspension. The head gimbal assembly further includes an anisotropic conductive film (ACF) that connects the suspension and the flexible cable to the flying height controller.
また、本発明では、少なくとも1つの圧電部材は、薄膜圧電部材、セラミック圧電部材、又は、圧電単結晶部材(PMN−Pt圧電部材)、にて形成されており、特に、少なくとも1つの圧電部材は、単層構造、又は、多層構造である。また、少なくとも1つの圧電部材は、サスペンションのサスペンションタング部形成箇所の一方の面あるいは両面に接合されている。さらに、サスペンションのサスペンションタング部形成箇所に少なくとも1つの溝部を形成した、ことを特徴としている。 In the present invention, the at least one piezoelectric member is formed of a thin film piezoelectric member, a ceramic piezoelectric member, or a piezoelectric single crystal member (PMN-Pt piezoelectric member), and in particular, the at least one piezoelectric member is Single layer structure or multilayer structure. Further, at least one piezoelectric member is bonded to one surface or both surfaces of the suspension tongue portion forming portion of the suspension. Further, the present invention is characterized in that at least one groove portion is formed at a suspension tongue portion forming portion of the suspension.
また、上記ヘッドジンバルアッセンブリを用いて浮上量を制御する方法は、(1)情報を記憶するディスクを回転するステップと、(2)磁気ヘッドスライダによって情報にアクセスするステップと、(3)ディスクが回転しているときに、当該ディスクに対する磁気ヘッドスライダの高さを制御する浮上量コントローラを可動するステップと、を有している。 Further, the method for controlling the flying height using the head gimbal assembly includes (1) a step of rotating a disk for storing information, (2) a step of accessing information by a magnetic head slider; Moving the flying height controller for controlling the height of the magnetic head slider relative to the disk when the disk is rotating.
また、本発明のディスクドライブは、情報を記憶するディスクと、ヘッドジンバルアッセンブリと、を備えている。そして、ヘッドジンバルアッセンブリは、磁気ヘッドスライダと、この磁気ヘッドスライダを支持するサスペンションと、磁気ヘッドスライダの浮上量を制御する浮上量コントローラと、磁気ヘッドスライダと浮上量コントローラに電気的に接続されるフレキシブルケーブルと、を備えている。 The disk drive of the present invention includes a disk for storing information and a head gimbal assembly. The head gimbal assembly is electrically connected to the magnetic head slider, a suspension that supports the magnetic head slider, a flying height controller that controls the flying height of the magnetic head slider, and the magnetic head slider and the flying height controller. And a flexible cable.
さらに、本発明の浮上量調整システムは、位置エラー信号を検出して当該位置エラー信号を2つの信号路に分けるサーボコントロールシステムと、磁気ヘッドスライダの位置調整を行うべくボイスコイルモータを駆動するVCMコイルモータドライバを制御するために位置エラー信号の一方を受信するVCMコントローラと、位置エラー信号の他方を受信してサーボコントロールシステムの要求信号と比較することによって必要とされる浮上量調整値を算出しそのときの駆動電圧を出力する浮上量調整カウンターと、駆動電圧を受信して磁気ヘッドスライダの浮上量を変化させるよう浮上量コントローラに駆動電圧を供給するPZT駆動ドライバと、を備えたことを特徴としている。 Furthermore, the flying height adjustment system of the present invention includes a servo control system that detects a position error signal and divides the position error signal into two signal paths, and a VCM that drives a voice coil motor to adjust the position of the magnetic head slider. VCM controller that receives one of the position error signals to control the coil motor driver, and calculates the required flying height adjustment value by receiving the other of the position error signals and comparing it with the request signal of the servo control system And a flying height adjustment counter that outputs the driving voltage at that time, and a PZT driving driver that receives the driving voltage and supplies the driving voltage to the flying height controller so as to change the flying height of the magnetic head slider. It is a feature.
本発明を従来技術と比較すると、まず、本発明はヘッドジンバルアッセンブリに構造的に複雑な浮上量コントローラを備える必要がないため、従来例のような浮上量コントローラ分のヘッドジンバルアッセンブリの軽量化を行う必要がなく、耐衝撃性を考慮する必要も無い。また、ヘッドジンバルアッセンブリの共振特性など他の性能にも影響を及ぼさない。加えて、本発明の浮上量コントローラは、磁気ヘッドスライダの下に配置されるPZT部材であるため、磁気ヘッドスライダの浮上量の調整をより精度よく実現できる。さらに、本発明では、必要に応じて磁気ヘッドスライダの浮上量を調整することができる。また、本発明は、従来技術よりも浮上量の調整を容易に実現することができると共に、製造コストの削減も図ることができる。 Comparing the present invention with the prior art, first, since the present invention does not require a structurally complex flying height controller in the head gimbal assembly, the weight of the head gimbal assembly corresponding to the flying height controller as in the conventional example can be reduced. There is no need to do this, and there is no need to consider impact resistance. In addition, other performance such as resonance characteristics of the head gimbal assembly is not affected. In addition, since the flying height controller of the present invention is a PZT member disposed below the magnetic head slider, the flying height of the magnetic head slider can be adjusted more accurately. Furthermore, in the present invention, the flying height of the magnetic head slider can be adjusted as necessary. In addition, the present invention can easily adjust the flying height as compared with the prior art, and can also reduce the manufacturing cost.
本発明を容易に理解できるように、以下添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。 In order that the present invention can be easily understood, embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
本発明の第1の実施例を説明する。実施例1におけるヘッドジンバルアッセンブリ2(HGA)は、図1を参照すると、磁気ヘッドスライダ240と、浮上量コントローラと、サスペンション100と、を備えている。かかる構成についてさらに詳述する。
A first embodiment of the present invention will be described. A head gimbal assembly 2 (HGA) according to the first embodiment includes a
図1乃至図2を参照すると、磁気ヘッドスライダ240は、その一端面に複数の電気的接続パッド241を備えている。そして、浮上量コントローラは、両端に2つの電気的接続パッド301を有する圧電部材30(PZT)にて形成されている。また、サスペンション100は、ロードビーム219と、フレキシャ217と、ヒンジ215と、ベースプレート213と、を備えている。そして、フレキシャ217は、ヒンジ215と連結されており、ロードビーム219とベースプレート213は、レーザ溶接によって接合されている。
1 and 2, the
また、本実施例では、ロードビーム219は、当該ロードビーム上に、図4に示すように一つのディンプル329と、一つのリミッター511とを備えている。また、ヒンジ215とベースプレート213には、それぞれ2つの穴201,203が形成されている。ここで、符号201に示す穴は、ヘッドジンバルアッセンブリ2とドライブアーム(図示せず)を遥動させるために用いられ、符号203に示す穴は、サスペンションの荷重を減らすために形成されている。
In the present embodiment, the
また、図1,2を参照すると、制御システム(図示せず)が接続される複数の接続パッド251がフレキシャ217の一端部に形成されている。また、フレキシャ217の他端部には、複数の電気的接続パッド351,361が形成されている。上記フレキシャ217に形成された接続パッド251は、同じく上述した他端部側の電気的接続パッド351,361と複数の電気的なマルチトレース配線210によって接続されている。
1 and 2, a plurality of
そして、本実施例では、フレキシャ217には、磁気ヘッドスライダ240を支持するために用いられるサスペンションタング部328が形成されており、ロードビーム219に設けられたディンプル329(図4を参照)を介して磁気ヘッドスライダ240の中心部に常時荷重をかけた状態になっている。また、サスペンションタング部328は、PZT部材30上の電気的接続パッド301に対応する位置に配置された2つの電気的接続パッド351を有している。さらに、サスペンションタング部328上には、磁気ヘッドスライダ240の電気的接続パッド241に対応した複数の電気的接続パッド361が形成されている。
In this embodiment, the
図5,6を参照すると、本発明におけるPZT部材30は、単層PZT部材380、あるいは、多層PZT部材382である。そして、単層PZT部材380は、PZT層373と、2つの電極層372と、2つの基板層371と、から構成されている。ここで、PZT層373は、2つの電極層372の間に挟まれており、また、2つの基板層371がPZT層373と電極層372とを支持して保護するために用いられている。
Referring to FIGS. 5 and 6, the
また、本発明では、単層PZT部材380は、例えば、薄膜PZT部材、セラミックPZT部材、又は、PMN−Pt圧電部材(圧電単結晶部材)である。そして、PZT層373の厚さは、約1〜3μmであり、電極層372の厚さは、1μmよりも薄い。また、基板層の厚みは、0.1μmと数ミクロンの間である。従って、単層PZT部材380の全体的な厚さは、非常に薄く形成されている。
In the present invention, the single
また、本発明では、多層PZT部材382は、2つ、あるいは、それ以上の単層PZT部材380(上記基板層371の無い単層PZT部材)が結合されて構成されており、複数の単層PZT部材380を囲うよう2つの基板層371と結合されて構成されている。そして、多層PZT部材382中の2つの単層PZT部材380は、エポキシや樹脂383によってお互いに結合されている。上記構成によると、磁気ヘッドスライダの「そり」(磁気ヘッドスライダの「そり」として知られる幅方向のそり(湾曲))を変化させるばかりでなく、当該磁気ヘッドスライダの「そり」と共に浮上量をより容易に調整する、ためのPZT部材30の曲げ性能が向上しうる。なお、単層PZT部材380を接着するためのエポキシ又は樹脂383の厚みは、5μm以下であると望ましく、これは、PZT部材30が非常に薄い状態であるにも関わらず、良好な調整機能を有する厚みである。
In the present invention, the
また、図2を参照すると、サスペンションタング部328には、サスペンションタング部328の剛性を下げるために2つの溝部218が形成されている。かかる構成によると、PZT部材30が曲げられたときに、サスペンションタング部328が曲がりやすくなるため、後述するように良好な浮上量調整を実現できる。また、サスペンションタング部328には、ロードビーム219に設けられたリミッター511に対応する開口部512が形成されている。このリミッター511は、サスペンションタング部328の過剰な可動を抑制するために開口部512を通って延びるよう配置されている。
Referring to FIG. 2, the
そして、図2を参照すると、組み立て時においては、まず、ACF部材70(異方性導電フィルム)によってPZT部材30がサスペンションタング部328に接着される。これによって、PZT部材30とサスペンションタング部328との間で電気的接続を確立するために、サスペンションタング部328上の2つの電気的接続パッド351が、PZT部材30上の電気的接続パッド301に電気的に接続される。その後、磁気ヘッドスライダ240がサスペンションタング部328上に配置されて位置合わせが行われ、これにより、PZT部材30は磁気ヘッドスライダ240とサスペンションタング部328との間に挟まれた状態になる。
Referring to FIG. 2, at the time of assembly, first, the
そして、本発明では、磁気ヘッドスライダ240は、サスペンションタング部328にエポキシや接着剤257(図4を参照)にて部分的に接着される。また、サスペンションタング部328の電気的接続パッド361と磁気ヘッドスライダ240の電気的接続パッド241とが、複数の金属ボール501(金ボール接合や半田バンプ接合(GBB,SBB))によって接合されることにより、磁気ヘッドスライダ240はサスペンションタング部328と電気的に接続される。こうして、図3、図4に示すように、ヘッドジンバルアッセンブリ2が形成される。
In the present invention, the
次に、図7(a)乃至図7(c)を参照して、PZT部材30の動作原理を説明する。まず、PZT部材30に電圧が印加されないときには、PZT部材30は、静止したままで初期位置にとどまり、磁気ヘッドスライダ240は、図7(a)に示すように、初期形状のままである。そして、図8(a)及び図8(c)に示すように、正の直流電圧411が正の極性であるPZT部材30に与えられると、PZT部材30は、圧電効果によって曲げられる。このとき、サスペンションタング部328が低い剛性を有しており、正の電圧がかかったPZT部材30は磁気ヘッドスライダ240とサスペンションタング部328との間に挟まれていることから、当該PZT部材30が正方向に曲がることに伴い、磁気ヘッドスライダ240の外形(主にそり)は、図7(b)に示すように、同じく正方向に反った状態となる。
Next, the operation principle of the
反対に、図8(d)に示すように、正の極性であるPZT部材30に負の直流電圧411aが供給された場合には、磁気ヘッドスライダ240の外形(主にそり)は、図7(c)に示すように、正の極性を有するPZT部材30の負の湾曲に従って、負の方向に沿った状態となる。
On the other hand, as shown in FIG. 8D, when a
ここで、図8(b)と図8(c)を参照すると、正の直流電圧411が負の極性を有するPZT部材30に供給されると、当該PZT30は、圧電効果のために曲げられる。このとき、サスペンションタング部328が低い剛性を有しており、正の電圧がかかった負の極性を有するPZT部材30は磁気ヘッドスライダ240とサスペンションタング部328との間に挟まれていることから、当該PZT部材30の湾曲に伴い、磁気ヘッドスライダ240の外形(主にそり)は、図7(c)に示すように、負方向に反った状態となる。
Here, referring to FIG. 8B and FIG. 8C, when a
反対に、図8(d)に示すように、負の極性であるPZT部材30に負の直流電圧411aが供給された場合には、磁気ヘッドスライダ240の外形(主にそり)は、図7(b)に示すように、PZT部材30の湾曲に従って、正の方向に沿った状態となる。
On the other hand, as shown in FIG. 8D, when a
さらに、別の動作例を、図9(a)〜(c)を参照して説明する。これらの図では、PZT部材30はサスペンションタング部328の裏面に装着されている。このように、サスペンションタング部328の裏面にPZT部材30が装着されているため、磁気ヘッドスライダ240は、サスペンションタング部328の裏面とは反対側の面に、直接配置されている。
Furthermore, another operation example will be described with reference to FIGS. In these drawings, the
そして、上述同様に、まず、PZT部材30に電圧が印加されないときには、PZT部材30は、静止したままで初期位置にとどまり、磁気ヘッドスライダ240は、図9(a)に示すように、初期形状のままである。ここで、正の直流電圧が正の極性であるPZT部材30に与えられると、PZT部材30は、圧電効果のために曲げられる。このとき、サスペンションタング部328が低い剛性を有しており、正の電圧がかかったPZT部材30はサスペンションタング部328の裏面に装着されていることから、当該PZT部材30が正方向に曲がることに伴い、磁気ヘッドスライダ240の外形(主にそり)は、図9(b)に示すように、同じく正方向に反った状態となる。
As described above, first, when no voltage is applied to the
反対に、正の極性であるPZT部材30に負の直流電圧が供給された場合には、磁気ヘッドスライダ240の外形(主にそり)は、図9(c)に示すように、正の極性を有するPZT部材30の負の湾曲に従って、負の方向に沿った状態となる。
On the contrary, when a negative DC voltage is supplied to the
そして、PZT部材30が負の極性を有している場合には、動作原理は上述したのと同様であり、その説明は省略する。
When the
なお、本実施例の変形例としては、サスペンションタング部328の一方の面、あるいは、両面に、2つまたはそれ以上のPZT部材30を備えている。これにより、磁気ヘッドスライダの外形(主にそり)を調整する性能を向上させることができる。その結果、磁気ヘッドスライダ240の浮上量調整性能の向上を図ることができる。
As a modification of the present embodiment, two or
ここで、図10には、本発明における磁気ヘッドスライダ240のそりと浮上量との関係を表している。この図からわかるように、磁気ヘッドスライダ240のそりが高くなると、浮上量が低くなる。
Here, FIG. 10 shows the relationship between the warp of the
本発明の第2の実施例について説明する。本実施例におけるヘッドジンバルアッセンブリは、図11に示すように、サスペンションタング部328が2つの部材に分かれており、一方は可動部703であり、他方は固定部702である。そして、固定部702には、2つの幅の狭い溝状の切り込み部298が形成されており、この2つの切り込み部298の間にロードビーム219に設けられたディンプル329(図13参照)が位置している。
A second embodiment of the present invention will be described. In the head gimbal assembly in the present embodiment, as shown in FIG. 11, the
図11乃至図13を参照すると、組み立て時には、まず、ACF部材70(異方性導電フィルム)によってPZT部材30がサスペンションタング部328の可動部703に接着される。その後、磁気ヘッドスライダ240がサスペンションタング部328上に配置されて位置合わせが行われ、これにより、PZT部材30は磁気ヘッドスライダ240とサスペンションタング部328との間に挟まれた状態になる。
11 to 13, at the time of assembly, first, the
そして、本実施例においては、磁気ヘッドスライダ240は、サスペンションタング部328の固定部702にエポキシや接着剤257にて部分的に接着される。また、上述同様に、金属ボール501とACF部材70を介して、磁気ヘッドスライダ240とサスペンションタング部328とPZT部材30との間における電気的接続が、その後、確立される。
In this embodiment, the
次に、本発明の第3の実施例を説明する。図14,15に示すように、本実施例におけるヘッドジンバルアッセンブリは、さらに、2つの電気的接続パッド301を有する上述したPZT部材30の上に、両側面に2つのPZT部材803を有するセラミックU字型フレーム801を備えている。そして、磁気ヘッドスライダ240は、外部に4つの電気的接続パッド241を露出させてU字型フレーム801内に収容されている。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. As shown in FIGS. 14 and 15, the head gimbal assembly according to the present embodiment further includes a ceramic U having two
また、U字型フレーム801のPZT部材803は、2つの薄膜PZT部材又はセラミックPZT部材にて形成されている。そして、これら2つのPZT部材803は、それぞれ2つの電気的接続パッド802を有している。
Further, the
また、サスペンションタング部328は、可動部703’と固定部702’といった2つの分離部材にて構成されており、固定部702’には、サスペンションタング部328の剛性を低下させるための2つの幅の狭い溝部218が形成されている。さらに、サスペンションタング部328上には、固定部702’に、U字型フレーム801に形成された電気的接続パッド802に対応する複数の電気的接続パッド824が形成されており、また、PZT部材30や磁気ヘッドスライダ240に形成された電気的接続パッド301,241に対応する複数の電気的接続パッド351,361がそれぞれ形成されている。
The
加えて、フレキシャ217上の一端部には、図示しない制御システムに接続される接続パッド251は形成されており、他端側には、複数の電気的マルチトレース配線210,211が形成されている。そして、電気的マルチトレース配線210,211を通じて、上記接続パッド251は、磁気ヘッドスライダ240と電気的に接続され、また、PZT部材30と2つのPZT部材803が図示しない制御システムに接続される。
In addition, a
ここで、本実施例では、組み立て時に、まず、ACF部材70(異方性導電フィルム)によってPZT部材30がサスペンションタング部328の可動部703’に物理的に接着され、その結果、PZT部材30の電気的接続パッド301が、可動部703’の電気的接続パッド351に接続される。その後、U字型フレーム801がサスペンションタング部328に部分的に装着され、複数の金属ボール(金ボール接合、半田バンプ接合(GBB,SBB))にて、U字型フレーム801の2つのPZT部材803を電気的トレース配線211に接続するために、電気的接続パッド802とサスペンションタング部328上の電気的接続パッド824とが接続される。さらに、磁気ヘッドスライダ240をサスペンションタング部328に電気的に接続するために、複数の金属ボール(GBB,SBB)にて、磁気ヘッドスライダ240の電気的接続パッド241とサスペンションタング部328上の電気的接続パッド361とを接続する。
Here, in this embodiment, at the time of assembly, first, the
そして、電気的トレース配線211を通じてU字型フレーム801のPZT部材803に駆動電圧が供給されると、PZT部材803は、U字型フレーム801を変形させるよう伸縮し、これにより、磁気ヘッドスライダの良好な位置決め制御を実現するために、磁気ディスクの半径方向に沿って磁気ヘッドスライダ240を回転させることができる。また、電気的トレース配線210を通じて浮上量コントローラとしてのPZT部材30に駆動電圧が供給されると、PZT部材30は、磁気ヘッドスライダ240の外形(主にそり)に変化を生じさせ、これにより、良好な浮上量の調整を実現できる。
When a driving voltage is supplied to the
次に、本発明の第4の実施例を、図16乃至図18を参照して説明する。本実施例におけるヘッドジンバルアッセンブリは、上述した2つのPZT部材803を有するセラミックU字型フレーム801に替えて、金属性の支持ベース部860と、PZTユニット850と、を備えている。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The head gimbal assembly in the present embodiment includes a
上記PZTユニット850は、2つの薄膜PZT部材853(セラミックPZT部材でも可)にて構成されており、複数の電気的接続パッド(図示せず)が一方の面に形成されている。また、支持ベース部860は、ベース部861とリードビーム862と、両サイドに2つのサイドビーム863を有する可動プレート865と、を備えている。
The
そして、本実施例では、リードビーム862の幅は、可動プレート865の幅よりも狭く形成されている。また、PZTユニット850は、支持ベース部860に接着剤などの従来技術にて物理的に接合さている。
In this embodiment, the width of the lead beam 862 is narrower than the width of the
また、サスペンション100のサスペンションタング部328は、可動部703”及び固定部702”と、2つの部材に分かれて構成されている。そして、固定部702”には、サスペンションタング部328の剛性を低下させるために、2つの幅の狭い溝部218’が形成されている。なお、図18に示すように、ロードビーム219に設けられたディンプル328が、固定部702”を支持するために、上記2つの溝部218’の間に位置している。
In addition, the
また、図16乃至図18を参照すると、本発明では、補助マイクロアクチュエータを形成するPZTユニット850と支持ベース部860とを接合した後に、かかる補助マイクロアクチュエータは、電気的、物理的に、フレキシャ217の固定部702”に異方性導電フィルム(ACF)によって接合される。そして、補助マイクロアクチュエータとサスペンションタング部328との間には、かかる補助マイクロアクチュエータが円滑な可動を実現するよう、平行な隙間313が形成される。その後、PZT部材30はサスペンションタング部328の可動部703”にACF70にて接合される。その後、磁気ヘッドスライダ240は、PZT部材30及び補助アクチュエータ上にて位置決めされ、部分的に支持ベース部860の可動プレート865に物理的及び電気的にACF又は接着剤257’にて接合される。このとき、物理的に接合されることによって、磁気ヘッドスライダ240は補助マイクロアクチュエータと共に可動し、また、電気的に接続されることによって磁気ヘッドスライダ240の静電破壊(ESD)を抑制することができる。
16 to 18, in the present invention, after the
そして、本実施例においては、磁気ヘッドスライダ240に2つの電気的マルチトレース配線210を電気的接続するために4つの金属ボール501(GBB又はSBB)が用いられている。また、サスペンションタング部328上のPZTユニット850は、ACF又は導電性接着剤にて、電気的接続パッドを介して電気的マルチトレース211に接続される。また、電気的マルチトレース配線210,211を通じて、フレキシャ217上の接続パッド251は、磁気ヘッドスライダ240、PZT部材30、補助マイクロアクチュエータと制御システム(図示せず)とを電気的に接続する。
In this embodiment, four metal balls 501 (GBB or SBB) are used to electrically connect the two electric multi-trace wirings 210 to the
そして、PZTユニット850に電気的トレース配線211を通じて駆動電力が供給されると、PZT部材850は、支持ベース部860を変形させるよう伸縮し、これにより、良好な位置決め制御を実現するために、磁気ディスクの半径方向に沿って磁気ヘッドスライダ240を回転させることができる。また、電気的トレース配線210を通じてPZT部材30に駆動電圧が供給されると、PZT部材30は、磁気ヘッドスライダ240の外形(主にそり)に変化を生じさせ、これにより、良好な浮上量の調整を実現できる。
Then, when driving power is supplied to the
本発明では、ヘッドジンバルアッセンブリ2(HGA)を組み立てた後に、当該HGA2はドライブアーム587に固定され、このとき、その後、筐体581に収容され、固定装備される。その他の主要な構成である磁気ディスク583、スピンドルモータ585、ボイスコイルモータ914’(VCM)もまた、筐体581内に搭載される。こうして、図19に示すように、ディスクドライブが構成される。
In the present invention, after assembling the head gimbal assembly 2 (HGA), the
また、本発明である上記ヘッドジンバルアッセンブリを用いた浮上量制御方法は、(1)情報を記憶するディスク583を回転するステップと、(2)磁気ヘッドスライダ240によって情報にアクセスするステップと、(3)ディスク583が回転しているときに、当該ディスク583に対する磁気ヘッドスライダ240の高さを制御するためにPZT部材30を駆動するステップと、を有している。
The flying height control method using the head gimbal assembly according to the present invention includes (1) a step of rotating a
図20に、本発明によるディスクドライブにおける浮上量調整用の電気制御回路を示す。磁気ヘッドスライダ240は、磁気ディスク583に対してデータの記録再生を行うために、当該磁気ディスク580上を浮上する。そして、サーボコントロールシステム(図示せず)によって位置エラー信号(PES)が検出され、かかる信号は符号904と符号905に示す2つの信号路(チャンネル)に分けられる。その後、符号904に示す信号は、VCMドライバ908を制御するVCMコントローラ907に送信される。そして、VCMドライバ908は、磁気ヘッドスライダの位置長を行うために、VCM909を駆動し、調整するよう制御する。また、符号905に示す信号は、PW50(振幅50%)の信号に変換され、その後、浮上量調整コントローラ910に送信される。浮上量調整コントローラ910は、サーボコントロールシステム(図示せず)の必要とされるPW50信号と比較して、必要とされるFH(浮上量)調整量を算出し、その後、磁気ヘッドスライダ240の浮上量を変化させるようPZT部材30を伸縮させる駆動電圧を出力する。その後、駆動電圧は、PZT駆動ドライバ911に送られ、最終的に浮上量を調整するためにPZT部材30に供給される。
FIG. 20 shows an electric control circuit for adjusting the flying height in the disk drive according to the present invention. The
ここで、本発明は、上述した実施例に限定されず、本発明の技術思想から逸脱せずに他の形態で実施され得うる。従って、本例及び実施の形態は全ての点で例示のためのものであり本発明を限定するものでないと考えるべきであり、そして本発明は本明細書に記載した細部に限定されるものではない。 Here, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in other forms without departing from the technical idea of the present invention. Accordingly, the examples and embodiments are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive, and the invention is not limited to the details described herein. Absent.
上述したヘッドジンバルアッセンブリ、及び、これを搭載したハードディスクドライブによると、良好なヘッド位置調整機能を実現できるため、産業上の利用可能性を有する。 According to the above-described head gimbal assembly and a hard disk drive equipped with the head gimbal assembly, a good head position adjustment function can be realized, and thus the industrial applicability is achieved.
2 ヘッドジンバルアッセンブリ
30 圧電部材(PZT)
70 異方性導電フィルム(ACF)
100 サスペンション
213 ベースプレート
215 ヒンジ
217 フレキシャ
218 溝部
219 ロードビーム
240 磁気ヘッドスライダ
298 切込み部
328 サスペンションタング部
329 ディンプル
511 リミッター
581 ベースプレート
587 ドライブアーム
702 固定部(サスペンションタング部)
703 可動部(サスペンションタング部)
801 U字型フレーム
850 PZTユニット
860 支持ベース部
861 ベース部
862 リードビーム
863 サイドビーム
865 可動プレート
907 VCMコントローラ
908 VCMドライバ
910 浮上量調整コントローラ
911 PZT駆動ドライバ
2
70 Anisotropic Conductive Film (ACF)
100
703 Movable part (suspension tongue part)
801
Claims (14)
前記磁気ヘッドスライダと前記浮上量コントローラに電気的に接続されるフレキシブルケーブルを備えた、
ことを特徴とするヘッドジンバルアッセンブリ。 A magnetic head slider, a suspension that supports the magnetic head slider, and a flying height controller that controls the flying height of the magnetic head slider;
A flexible cable electrically connected to the magnetic head slider and the flying height controller;
Head gimbal assembly characterized by that.
情報を記憶するディスクを回転し、
磁気ヘッドスライダによって情報にアクセスし、
前記ディスクが回転しているときに、当該ディスクに対する磁気ヘッドスライダの高さを制御する浮上量コントローラを可動する、
ことを特徴とする浮上量制御方法。 A method for controlling the flying height using the head gimbal assembly according to claim 1,
Rotate the disk that stores information,
Access information by magnetic head slider,
Moving the flying height controller for controlling the height of the magnetic head slider relative to the disk when the disk is rotating;
A flying height control method characterized by the above.
このヘッドジンバルアッセンブリは、前記ディスク上を浮上する磁気ヘッドスライダと、この磁気ヘッドスライダを支持するサスペンションと、磁気ヘッドスライダの浮上量を制御する浮上量コントローラと、前記磁気ヘッドスライダと前記浮上量コントローラに電気的に接続されるフレキシブルケーブルと、を備えた、
ことを特徴とするディスクドライブ。 A disk for storing information and a head gimbal assembly;
The head gimbal assembly includes a magnetic head slider that floats on the disk, a suspension that supports the magnetic head slider, a flying height controller that controls the flying height of the magnetic head slider, the magnetic head slider, and the flying height controller. A flexible cable electrically connected to the
A disk drive characterized by that.
磁気ヘッドスライダの位置調整を行うべくボイスコイルモータを駆動するVCMコイルモータドライバを制御するために前記位置エラー信号の一方を受信するVCMコントローラと、
前記位置エラー信号の他方を受信して、前記サーボコントロールシステムの要求信号と比較することによって必要とされる浮上量調整値を算出し、そのときの駆動電圧を出力する浮上量調整カウンターと、
前記駆動電圧を受信して、磁気ヘッドスライダの浮上量を変化させるよう浮上量コントローラに前記駆動電圧を供給するPZT駆動ドライバと、
を備えたことを特徴とする動的な浮上量調整システム。
A servo control system that detects a position error signal and divides the position error signal into two signal paths;
A VCM controller that receives one of the position error signals to control a VCM coil motor driver that drives a voice coil motor to adjust the position of the magnetic head slider;
Receiving the other of the position error signals, calculating a required flying height adjustment value by comparing with a request signal of the servo control system, and outputting a driving voltage at that time, a flying height adjustment counter;
A PZT drive driver that receives the drive voltage and supplies the drive voltage to the flying height controller to change the flying height of the magnetic head slider;
A dynamic flying height adjustment system characterized by comprising:
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