專利名稱：用于制造硬盤驅(qū)動(dòng)器懸架撓性梁并用于防止電弧造成的損壞的系統(tǒng)與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及硬盤驅(qū)動(dòng)器。更加具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用于制造硬盤驅(qū)動(dòng)器懸架撓性梁(suspension flexure)并用于防止電火花損害的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)今，使用不同的方法來(lái)改進(jìn)硬盤驅(qū)動(dòng)器的記錄密度。

圖1給出了一個(gè)具有典型驅(qū)動(dòng)臂的典型盤驅(qū)動(dòng)器的示意圖，所述驅(qū)動(dòng)臂被設(shè)置用來(lái)從一磁硬盤進(jìn)行讀取和對(duì)其進(jìn)行寫入。通常，音圈馬達(dá)(VCM)106被用來(lái)控制硬盤驅(qū)動(dòng)器臂102運(yùn)動(dòng)跨過(guò)磁硬盤104。由于在通過(guò)VCM106單獨(dú)放置記錄頭108的過(guò)程中存在固有公差(動(dòng)態(tài)播放)，所以微致動(dòng)器110現(xiàn)在被用來(lái)“精細(xì)調(diào)整”記錄頭108的放置。VCM106被用來(lái)進(jìn)行粗調(diào)，而后微致動(dòng)器110在一個(gè)非常小的范圍內(nèi)校正放置以補(bǔ)償VCM106(具有臂102)的公差。這就允許實(shí)現(xiàn)較小的可記錄軌跡寬度，從而增加了硬盤驅(qū)動(dòng)器的“每英寸軌道”(TPI)數(shù)值(增加了密度)。
圖2給出了現(xiàn)有技術(shù)中使用的微致動(dòng)器的示意圖。如在日本專利JP2002-133803和JP2002-074871中所描述的，滑塊202(包含有一個(gè)讀/寫磁頭；未顯示)被用來(lái)保持在盤表面104上方的預(yù)定飛行高度(參見(jiàn)圖1)。U形的微致動(dòng)器可具有兩個(gè)陶瓷梁208，在所述梁的每側(cè)上有兩片PZT(未顯示)，所述兩個(gè)梁被焊接在滑塊202的兩個(gè)點(diǎn)204處，從而能夠使滑塊202獨(dú)立于驅(qū)動(dòng)器臂102(見(jiàn)圖1)運(yùn)動(dòng)。微致動(dòng)器206一般通過(guò)微致動(dòng)器框架210的每一側(cè)上的電連接球207(諸如金球接合(GBB)或者焊料凸塊接合(SBB))耦接到懸架212。類似的，通常有GBB或者SBB電連接器205將磁頭(滑塊)202的后緣耦接到懸架212。通過(guò)壓電擴(kuò)展和收縮，U形微致動(dòng)器210將變形，從而使磁頭在盤上方移動(dòng)以進(jìn)行精細(xì)調(diào)整。
圖3表示現(xiàn)有技術(shù)中存在的另一種微致動(dòng)器設(shè)計(jì)。如圖3b所示，在滑塊302和懸架舌片306之間，是一個(gè)I梁狀微致動(dòng)器303。微致動(dòng)器303可以具有兩個(gè)PZT梁311和312。一個(gè)尾端支撐300耦接于懸架舌片306，另一個(gè)尾端支撐305耦接于磁頭302。在PZT梁311、312擴(kuò)展和收縮的情況下，磁頭前后移動(dòng)以便精細(xì)調(diào)節(jié)頭302在磁盤上的位置(未顯示)。如圖3c所示，在可選擇的方案中，微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)或者其他微致動(dòng)器系統(tǒng)(諸如電磁的、靜電的、電容的、流體的、熱學(xué)的、等等)可以被用來(lái)進(jìn)行精確定位。
圖4表示現(xiàn)有技術(shù)中典型的并且披露在美國(guó)專利申請(qǐng)20020145831中的負(fù)載梁結(jié)構(gòu)PZT微致動(dòng)器。兩個(gè)PZT部件411和412被耦接到懸架負(fù)載梁402。通過(guò)擴(kuò)展和收縮，頭懸架402(連同磁頭422)移動(dòng)以進(jìn)行精細(xì)調(diào)整。
圖5表示用于硬盤驅(qū)動(dòng)器的典型懸架撓性梁設(shè)計(jì)。如圖5a所示，有兩個(gè)用于進(jìn)行微致動(dòng)器控制的跡線501，稱為通道A和B。如圖5e所示，具有相反相位的10到60V正弦波形被用來(lái)激勵(lì)微致動(dòng)器。懸架主體504的不銹鋼被用作地。另外四個(gè)跡線502、503被用于磁頭讀寫功能。如圖5c所示，撓性梁的剖面A-A表示聚酰亞胺層505，其安裝在不銹鋼基底層504上。典型的，在聚酰亞胺層505上有六條由諸如銅的材料制成的跡線501、502、503。由于制作過(guò)程中的變化，聚酰亞胺層505可能比預(yù)想的要薄一些。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，在微致動(dòng)器跡線501處在高電壓期間(相對(duì)于地504)可能會(huì)出現(xiàn)電弧(火花)506。如圖5c所示，火花506可出現(xiàn)在微致動(dòng)器跡線501和地504之間。
除了不一致的層厚度，火花問(wèn)題還可能由環(huán)境條件引起，如高濕度。如圖5d所示，火花506可能因?yàn)楦邼穸鹊仍虬l(fā)生在兩個(gè)微致動(dòng)器跡線501之間(反相的正弦電壓)。另外，微粒污染可以造成火花問(wèn)題。存在于兩個(gè)微致動(dòng)器跡線501之間的污染物(未顯示)能夠?yàn)榛鸹?06提供一個(gè)跳板，結(jié)果幫助它從一個(gè)微致動(dòng)器跡線跳到另一個(gè)微致動(dòng)器跡線501。由于對(duì)于微致動(dòng)器來(lái)說(shuō)高位移量是必需的，所以大的跡線電壓是必需的，這就增加了火花問(wèn)題的可能性。
因此就需要擁有一種用于制造硬盤驅(qū)動(dòng)器懸架撓性梁的系統(tǒng)和方法，其能防止電火花損害，同時(shí)也具有其他的好處。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1給出了一個(gè)具有設(shè)置用于從磁硬盤進(jìn)行讀取和對(duì)其進(jìn)行寫入的典型驅(qū)動(dòng)器臂的典型盤驅(qū)動(dòng)器的示意圖。
圖2給出了現(xiàn)有技術(shù)中使用的微致動(dòng)器的示意圖。
圖3表示現(xiàn)有技術(shù)中存在的另一種微致動(dòng)器設(shè)計(jì)。
圖4表示現(xiàn)有技術(shù)中典型的并且披露在美國(guó)專利申請(qǐng)20020145831中的負(fù)載梁結(jié)構(gòu)PZT微致動(dòng)器。
圖5表示用于硬盤驅(qū)動(dòng)器的典型懸架撓性梁的設(shè)計(jì)。
圖6表示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的硬盤驅(qū)動(dòng)器懸架撓性梁。
圖7表示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的蝕刻和層疊懸架撓性梁的工藝。
具體實(shí)施例方式
圖6表示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的硬盤驅(qū)動(dòng)器懸架撓性梁。如圖6c所示，在一個(gè)實(shí)施例中，施加一個(gè)絕緣涂層(層)601以覆蓋和分離撓性梁的電跡線501、502、503。在該實(shí)施例中，絕緣層601防止在跡線501、502、503之間出現(xiàn)電弧放電。在一個(gè)實(shí)施例中，與微致動(dòng)器跡線501相對(duì)的基底層(如不銹鋼)504的一部分602被蝕刻掉602，如通過(guò)化學(xué)蝕刻技術(shù)。如圖6b的后視圖所示，在一個(gè)實(shí)施例中，與微致動(dòng)器跡線501相對(duì)的部分602從跡線501的一端604(在微致動(dòng)器連接墊603的后面，見(jiàn)圖6a)到跡線501的另一端(在懸架舌片的微致動(dòng)器球焊接墊605的后面)被蝕刻掉。在該實(shí)施例中，施加一種絕緣材料612(例如環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、聚酰亞胺、或者其他絕緣膜)以填充蝕刻掉的部分602。絕緣材料(層)612通過(guò)諸如鍍或者噴射涂敷的方法來(lái)施加。
在一個(gè)實(shí)施例中，被蝕刻掉并填充絕緣材料612的部分602降低了懸架撓性梁的總體剛性(即，絕緣材料不如不銹鋼堅(jiān)硬)。這就改進(jìn)了飛行高度穩(wěn)定性以及加載和卸載特性。另外，在這一實(shí)施例中，減少基底504中的不銹鋼的量降低了跡線的電阻抗和電容。阻抗和電容匹配對(duì)于優(yōu)化電性能是重要的(即，用于防止在高數(shù)據(jù)傳輸頻率下信號(hào)發(fā)生諧振和用于防止信號(hào)發(fā)生串?dāng)_)。
圖7表示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的蝕刻和層疊懸架撓性梁的過(guò)程。如圖7a和7b顯示，在一個(gè)實(shí)施例中，基底層701涂覆諸如聚酰亞胺的層702。如圖7c所示，在該實(shí)施例中，一個(gè)導(dǎo)電層703(例如，由銅、金、鎳合金、鉑或者錫制成)被接合到聚酰亞胺層702。如圖7d所示，在該實(shí)施例中，光致抗蝕劑成分704被接合到導(dǎo)電層703中。如圖7e所示，在該實(shí)施例中，導(dǎo)電層703沒(méi)有光致抗蝕劑704存在的地方被蝕刻掉(例如通過(guò)化學(xué)蝕刻)。如圖7f和7g顯示，在本實(shí)施例中，施加絕緣涂層705用來(lái)覆蓋和填充跡線704之間的空間。
如圖7h顯示，在本實(shí)施例中，光致抗蝕劑成分706被接合到基底層701。如圖7i所示，在本實(shí)施例中，基底層701沒(méi)有光致抗蝕劑704存在的地方被蝕刻掉(例如通過(guò)化學(xué)蝕刻)。如圖7j和7k顯示，在本實(shí)施例中，絕緣涂層707被施加以填充基底層701各部分之間的空間。
雖然在這里特定描述和說(shuō)明了若干個(gè)實(shí)施例，但應(yīng)該意識(shí)到，在不脫離本發(fā)明的精神和預(yù)期范圍的情況下，通過(guò)上述教導(dǎo)并且在后附權(quán)利要求的范圍內(nèi)可對(duì)本發(fā)明做出多種修改和變型。
權(quán)利要求
1.一種用于制造硬盤驅(qū)動(dòng)器懸架撓性梁的系統(tǒng)，包括一將被耦接至基底元件的第一電跡線，其中所述基底元件包括一個(gè)絕緣層和一個(gè)導(dǎo)電層，所述絕緣層夾在所述第一電跡線和所述導(dǎo)電層之間，并且所述導(dǎo)電層包括一個(gè)與電跡線相對(duì)的凹進(jìn)部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一電跡線選自于由銅、金、鎳合金、鉑和錫組成的組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中絕緣層是聚酰亞胺。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中導(dǎo)電層是不銹鋼。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述凹進(jìn)部分是通過(guò)蝕刻工藝建立的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述蝕刻工藝除去與所述第一電跡線直接相對(duì)的所有所述導(dǎo)電層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述凹進(jìn)部分由第一絕緣材料填充。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述第一絕緣材料選自于由塑料、環(huán)氧樹(shù)脂和聚酰亞胺組成的組。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述第一絕緣材料將通過(guò)從由鍍、印刷、空氣噴涂以及真空層疊組成的組中選取的一種方法進(jìn)行施加。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述第一絕緣材料與讀/寫電跡線相對(duì)，且厚度為5到10微米(μm)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述第一絕緣材料與微致動(dòng)器電跡線相對(duì)且厚度為10到20微米(μm)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括鄰近所述第一電跡線的第二電跡線，其中第二絕緣材料層將施加在所述第一電跡線和所述第二電跡線之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述第二絕緣材料選自于由塑料、環(huán)氧樹(shù)脂和聚酰亞胺組成的組。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述第二絕緣材料將通過(guò)從由鍍、印刷、空氣噴涂、以及真空層疊組成的組中選取的一種方法進(jìn)行施加。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述第二絕緣材料位于第一和第二讀/寫電跡線之間，并且寬度為10到15微米(μm)。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述第二絕緣材料在第一和第二微致動(dòng)器電跡線之間，且寬度為15到25微米(μm)。
17.一種用于制造硬盤驅(qū)動(dòng)器懸架撓性梁的方法，包括將一第一電跡線耦接到一個(gè)基底元件，所述基底元件包括一個(gè)絕緣層和一個(gè)導(dǎo)電層，以及將所述絕緣層夾在所述第一電跡線和所述導(dǎo)電層之間，所述導(dǎo)電層包括有一個(gè)與電跡線相對(duì)的凹進(jìn)部分。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述第一電跡線選自于由銅、金、鎳合金、鉑和錫組成的組。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中絕緣層是聚酰亞胺。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中導(dǎo)電層是不銹鋼的。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述凹進(jìn)部分是通過(guò)蝕刻工藝建立的。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述蝕刻工藝除去與第一電跡線直接相對(duì)的所有所述導(dǎo)電層。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述凹進(jìn)部分將用第一絕緣材料填充。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述第一絕緣材料選自于由塑料、環(huán)氧樹(shù)脂和聚酰亞胺組成的組。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述第一絕緣材料將通過(guò)從由鍍、印刷、空氣噴涂以及真空層疊組成的組中選取的一種方法進(jìn)行施加。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述第一絕緣材料與一讀/寫電跡線相對(duì)，且厚度為5到10微米(μm)。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述第一絕緣材料與一微致動(dòng)器電跡線相對(duì)，且厚度為10到20微米(μm)。
28.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，進(jìn)一步包括鄰近所述第一電跡線的第二電跡線，其中第二絕緣材料層將被施加在所述第一電跡線和所述第二電跡線之間。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中所述第二絕緣材料選自于由塑料、環(huán)氧樹(shù)脂和聚酰亞胺組成的組。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中所述第二絕緣材料將通過(guò)從由鍍、印刷、空氣噴涂以及真空層疊組成的組中選取的一種方法進(jìn)行施加。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中所述第二絕緣材料在第一和第二讀/寫電跡線之間，且寬度為10到15微米(μm)。
32.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中所述第二絕緣材料在第一和第二微致動(dòng)器電跡線之間，且寬度為15到25微米(μm)。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種用于制造硬盤驅(qū)動(dòng)器懸架撓性梁并用于防止由于跡線之間以及跡線和接地結(jié)構(gòu)之間的電弧放電造成的損害的系統(tǒng)和方法。在一個(gè)實(shí)施例中，懸架撓性梁的一個(gè)或者多個(gè)部分被蝕刻并層疊有絕緣涂層。
文檔編號(hào)H05K1/00GK1771558SQ03826167
公開(kāi)日2006年5月10日 申請(qǐng)日期2003年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月17日
發(fā)明者姚明高, 白石一雅, 解貽如 申請(qǐng)人:新科實(shí)業(yè)有限公司