(57)【要約】【課題】ハードディスクドライブのジンバル設計を開示すること。【解決手段】ジンバル舌片３１０は、一対の支柱３４０によりジンバルサスペンション本体３３０に結合された、ジンバルクロスバー３２０により支持される。一対の接地パッド４１０は、ジンバル舌片３１０の先端の一方の側に配置される。第１のリミッタタブ４２０は、ジンバル舌片の先端に結合される。後端のリミッタタブ３６０の一方の側のノッチ４６０は、タブの力を増加させる。１以上の切り欠きにより、スライダは、ジンバル舌片３１０の対向する側のボンディングパッド４５０に電気的に接続されることができる。ジンバルクロスバー３２０とジンバル舌片３１０の結合部の角度付けられたスロット４３０は、ジンバルへの応力を緩和する。【選択図】図４
2006323991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スライダを支持する、前縁をもつジンバル舌片と、
データ格納媒体上に、前記ジンバル舌片を位置づけるサスペンション本体と、
前記ジンバル舌片の前記前縁の第１のコーナー上の第１の接地パッドと、
前記ジンバル舌片の前記前縁の第２のコーナー上の第２の接地パッドと、
を備えるヘッドジンバル組立体。
【請求項２】
さらに、
前記ジンバル舌片に結合されたジンバルクロスバーと、
前記サスペンション本体に前記ジンバルクロスバーを結合する第１および第２のジンバル支柱と、
を備える請求項１に記載のヘッドジンバル組立体。
【請求項３】
さらに、前記ジンバル舌片と前記ジンバルクロスバーとの各接合部の各内側のコーナーに、角度がついた応力緩和スロットを備える請求項２に記載のヘッドジンバル組立体。
【請求項４】
さらに、
前記スライダを前記ジンバルに電気的に接合するために、スライダに対向するジンバル舌片の一方側の１以上のボンディングパッドと、
前記１以上のボンディングパッドを前記スライダに部分的に露出し、かつはんだボール接合の短絡を防ぐように形成された１以上のはんだボール接合切り欠きと、
を備える請求項１に記載のヘッドジンバル組立体。
【請求項５】
ジンバルクロスバーは、前記１以上のボンディングパッドと前記前縁との間のジンバル舌片に結合されている請求項４に記載のヘッドジンバル組立体。
【請求項６】
さらに、ジンバル舌片に結合されている後縁リミッタタブを備える請求項４に記載のヘッドジンバル組立体。
【請求項７】
さらに、後縁リミッタタブのそれぞれの側部にノッチを備え、該ノッチは、前記１以上のはんだボールボンド切り欠きからオフセットされている請求項４に記載のヘッドジンバル組立体。
【請求項８】
さらに、ジンバル舌片に結合されている前縁リミッタタブを備える請求項１に記載のヘッドジンバル組立体。
【請求項９】
データ格納ディスクと、
前記データ格納ディスクからデータを読み出し書き込みするための磁気読み出し／書き込みヘッドを有するスライダと、
前記スライダを支持する、前縁をもつジンバル舌片と、
データ格納ディスク上に、前記ジンバル舌片を位置づけるサスペンション本体と、
前記ジンバル舌片の前記前縁の第１のコーナー上の第１の接地パッドと、
前記ジンバル舌片の前記前縁の第２のコーナー上の第２の接地パッドと、
を備えるハードディスクドライブ。
【請求項１０】
さらに、
前記ジンバル舌片に結合されたジンバルクロスバーと、
前記サスペンション本体に前記ジンバルクロスバーを結合する第１および第２のジンバル支柱と、
を備える請求項９に記載のハードディスクドライブ。
【請求項１１】
さらに、前記ジンバル舌片と前記ジンバルクロスバーとの各接合部の各内側のコーナーに、角度がついた応力緩和スロットを備える請求項１０に記載のハードディスクドライブ。
【請求項１２】
さらに、
前記ジンバルに前記スライダを電気的に接合するために、前記スライダと対向するジンバル舌片の一方側の１以上のボンディングパッドと、
前記スライダに１以上のボンディングパッドを部分的に露出するための１以上のはんだボール接合切り欠きであって、かつはんだボール接合の短絡を防ぐように形成された１以上のはんだボール接合切り欠きと、
を備える請求項９に記載のハードディスクドライブ。
【請求項１３】
前記ジンバルクロスバーは、前記１以上のボンディングパッドと前記ジンバル舌片の前縁との間にある請求項１２に記載のハードディスクドライブ。
【請求項１４】
さらに、前記ジンバル舌片に結合されている後縁リミッタタブを備える請求項１２に記載のハードディスクドライブ。
【請求項１５】
さらに、前記後縁リミッタタブのそれぞれの側部にノッチを備え、該ノッチは、前記１以上のはんだボール接合切り欠きからオフセットされている請求項１４に記載のハードディスクドライブ。
【請求項１６】
前記ジンバル舌片に結合されている前縁リミッタタブをさらに備える請求項１５に記載のハードディスクドライブ。
【請求項１７】
前縁をもつジンバル舌片を用いて、データ格納媒体上にスライダを支持し、
サスペンション本体を用いて、前記データ格納媒体上に前記ジンバル舌片を位置づけ、
前記ジンバル舌片の前記前縁の、第１のコーナー上の第１の接地パッドと第２のコーナー上の第２の接地パッドとを用いて、前記スライダを接地する、
方法。
【請求項１８】
さらに、
ジンバルクロスバーで、前記ジンバル舌片を支持し、
前記サスペンション本体に結合された第１および第２のジンバル支柱で、前記ジンバルクロスバーを支持する
請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
さらに、角度がついたスロットを用いて、前記ジンバル舌片と前記ジンバルクロスバーとの各接合部の各内側のコーナーで、応力を緩和する請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
さらに、
１以上のはんだボール接合切り欠きを用いて、前記スライダに１以上のボンディングパッドを部分的に露出し、
前記１以上のボンディングパッドに前記スライダを電気的に接続する、
請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
ジンバルクロスバーは、前記１以上のボンディングパッドと前記ジンバル舌片の前縁との間にある請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
さらに、前記ジンバル舌片に結合されている後縁リミッタタブで衝撃抵抗を改善する請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記後縁リミッタタブのそれぞれの側部のノッチで、前記後縁リミッタタブを強化することであり、該ノッチは、前記１以上のはんだボール接合切り欠きからオフセットされている請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
さらに、前記ジンバル舌片に結合されている前縁リミッタタブで、衝撃抵抗を改善する請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ハードディスクドライブに関し、具体的には、ジンバル設計に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブは、一般的な情報記憶デバイスであり、基本的に、磁気的な読み出し書き込み素子によりアクセスされる一連の回転ディスクもしくはその他の磁気記憶媒体からなる。これらのデータ変換素子は、一般にトランスデューサとして知られ、通常、読み出し動作あるいは書き込み動作ができるように、ディスクに形成された個々のデータトラック上の近接関連位置に保持されるスライダ本体に組み込まれて移動する。このトランスデューサをディスク表面に対して適切に位置させるために、スライダ本体上に形成されたエアベアリング面（ＡＢＳ）は、十分な揚力を与える空気流を受けて、ディスクのデータトラック上をスライダとトランスデューサが「飛行する」ようにする。磁気ディスクの高速回転によって、ディスクの接線速度に実質的に平行な方向に、その表面に沿って空気流あるいは風の流れが生じる。空気流は、回転ディスク上を浮上可能にするスライダ本体のＡＢＳと協働する。実際、浮上したスライダは、自己作動するエアベアリングにより、ディスク表面から物理的に引き離される。
【０００３】
ＡＢＳ設計における主要目的のいくつかは、スライダを飛行させること、これに追従するトランスデューサを回転ディスク表面にできる限り近接させること、および飛行条件の変動にかかわらず一定の近接距離を一様に維持することである。エアベアリングスライダと回転磁気ディスクの間の高さあるいは分離ギャップは、通常浮上高として定義される。一般的に、搭載されている変換器あるいは読み出し／書き込み素子は、回転ディスク上およそ数マイクロインチしか浮上しない。スライダの浮上高は、搭載された読み出し／書き込み素子の磁気ディスク読み出しおよび記録の能力に影響を与える、最も重要なパラメータの１つと考えられている。より小さな浮上高により、トランスデューサは、ディスク表面の異なるデータビット位置の分解能を高めることができ、したがってデータ密度および記録能力を改善することができる。より小さくしかもパワフルなディスクドライブを使用する軽量でコンパクトなノート型コンピュータの人気が高まるにつれて、より小さな浮上高への要求がますます高まっている。
【０００４】
図１に、従来のハードディスクドライブの一般的な構成を示す。ハードディスクドライブ１００は、一般的な情報記憶装置であって、基本的に磁気読み出し書き込み素子によりアクセスされる一連の回転ディスク１０４からなる。これらのデータ変換素子は、一般にトランスデューサとして知られ、通常、ディスクに形成された個々のデータトラック上の近接関連位置に保持されるスライダ本体１１０に組み込まれて移動し、読み出し動作あるいは書き込み動作が可能である。スライダは、ディスク上にサスペンションによって保持される。サスペンションは、ディスクに垂直な方向への移動を可能にするロードビームと屈曲部を有する。サスペンションは、ボイスコイルモータによって旋回軸のまわりを回動し、粗位置調整を行う。マイクロアクチュエータは、サスペンションの端部でスライダと結合し、微位置調整を行うことができる。
【０００５】
この変換器をディスク表面に対して適切に位置させるために、スライダ本体１１０上に形成されたエアベアリング面（ＡＢＳ）は、十分な揚力を与える空気流を受けて、ディスクのデータトラック上をスライダ（およびトランスデューサ）が「飛行する」ようにする。磁気ディスク１０４の高速回転は、ディスクの接線速度に実質的に平行な方向に、その表面に沿って空気流あるいは風の流れを生成する。空気流は、回転ディスク上を浮上可能にするスライダ本体１１０のＡＢＳと協働する。実際、浮上したスライダ１１０は、自己作動するエアベアリングにより、ディスク表面１０４から物理的に引き離される。スライダ１１０のＡＢＳは、一般に、回転ディスク１０４に対向するスライダ面上に構成され、さまざまな条件の下でディスク上を飛行する能力に大きく影響を与える。スライダの面内移動を制御するために、特にデスク面のいろいろなトラックにアクセスするために、ヘッドサスペンション組立体（ＨＳＡ）は通常一次アクチュエータを組み込んでいる。一次アクチュエータは、読み出し／書き込みヘッドと反対側の端部に配置されたボイスコイルでもよい。ＨＳＡの大きな慣性により、一次アクチュエータは限定された帯域を有している。サスペンションの振動のため、読み出し／書き込みヘッド位置を遠くから制御するのは困難である。一次アクチュエータだけでは、所望の速度と精度を達成することが困難である。
【０００６】
高度なディスクドライブの設計においては、二次アクチュエータ、あるいはマイクロアクチュエータが、読み出し／書き込みヘッドとＨＳＡの回動軸との間に組み込まれる。これらのマイクロアクチュエータの、ストロークあるいは印加電圧に関連する変位の距離は、一般に１μｍのオーダーにある。図２ａは、Ｕ型セラミックフレーム構成２０１をもつマイクロアクチュエータを示す。フレーム２０１は、例えばジルコニアで作成される。フレーム２０１は、ベース２０３の対向端に２本のアーム２０２を備える。スライダ２０４は、ベース２０３の対向端の２本のアーム２０２によって保持される。圧電材料小片２０５は、各アーム２０２に取り付けられている。ボンディングパッド２０６により、スライダ２０４はコントローラに電気的に接続可能である。図２ｂに、アクチュエータ・サスペンション屈曲部２０７およびロードビーム２０８に結合したマイクロアクチュエータを示す。マイクロアクチュエータは、サスペンション舌片２０９に結合される。サスペンション屈曲部２０７に沿うトレース２１０は、圧電材料小片２０５を、接続パッド２１１に接続する。接続パッド２１１に印加される電圧は、小片２０５を収縮および膨張させ、スライダ２０４の位置を移動させる。サスペンション屈曲部２０７は、サスペンションヒンジ２１４を介して軸にはめ込むための、孔２１３を有する基板２１２に結合されることができる。工具用孔２１５は、製造中のサスペンションのハンドリングを容易にし、サスペンション孔２１６は、サスペンションを軽量にする。
【０００７】
たいていのジンバル設計には、エポキシ・ポッティングおよび金ボールボンディング（ＧＢＢ）を使用して、スライダおよびトランスジューサをサスペンション舌片に取り付けるようにしている。エポキシは、高温の雰囲気温度にさらされると、膨張する傾向をもち、スライダのクラウンの変化を引き起こすとともに、ディスク上のスライダの浮上高に影響を与える。ＧＢＢは、サスペンションに適用する場合には、大きな力を必要とし、静止ピッチ角（pitch static attitude）に変化をもたらすことがある。さらに、スパークが発生し、静電気放電（ＥＳＤ）にきわめて弱いトランスデューサにダメージを与えるかもしれない。
【発明の開示】
【０００８】
本発明は、上述の問題に鑑み、第１の態様として、
スライダを支持する、前縁をもつジンバル舌片と、データ格納媒体上に、前記ジンバル舌片を位置づけるサスペンション本体と、前記ジンバル舌片の前記前縁の第１のコーナー上の第１の接地パッドと、前記ジンバル舌片の前記前縁の第２のコーナー上の第２の接地パッドと、を備えるヘッドジンバル組立体を提供する。
また、第２の態様として、データ格納ディスクと、前記データ格納ディスクからデータを読み出し書き込みするための磁気読み出し／書き込みヘッドを有するスライダと、前記スライダを支持する、前縁をもつジンバル舌片と、データ格納ディスク上に、前記ジンバル舌片を位置づけるサスペンション本体と、前記ジンバル舌片の前記前縁の第１のコーナー上の第１の接地パッドと、前記ジンバル舌片の前記前縁の第２のコーナー上の第２の接地パッドと、を備えるハードディスクドライブを提供する。
さらに、第３の態様として、前縁をもつジンバル舌片を用いて、データ格納媒体上にスライダを支持し、サスペンション本体を用いて、前記データ格納媒体上に前記ジンバル舌片を位置づけ、前記ジンバル舌片の前記前縁の、第１のコーナー上の第１の接地パッドと第２のコーナー上の第２の接地パッドとを用いて、前記スライダを接地する、方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
ハードディスクドライブのジンバル設計が開示される。１実施形態では、ジンバル舌片は、一対のジンバル支柱によってサスペンション本体に結合されたジンバルクロスバーによって、支持されることができる。一対の接地パッドは、ジンバル舌片の前縁の一側に、搭載されることができる。第１のリミッタタブは、ジンバル舌片の前縁に結合され、第２のリミッタタブは、ジンバル舌片の後縁に結合されることができる。後縁リミッタタブの一方のノッチは、タブの強度を増すことができる。１以上の切欠きにより、スライダが、ジンバル舌片の反対側のボンディングパッドに、電気的に接続されるようにできる。ジンバルクロスバーとジンバル舌片との結合部の角度のついたスロットにより、ジンバルに関する応力を緩和することができる。
【００１０】
図３に、本発明で構成されたジンバルの一実施形態を示す。ジンバルは、ジンバル舌片３１０を有し、その上に磁気読み出し／書き込みヘッドをもつスライダが搭載されることができる。ジンバル舌片３１０は、ジンバルクロスバー３２０によって支持されていてよい。ジンバルクロスバー３２０は、一対のジンバル支柱３４０によって、サスペンション本体３３０に結合されている。ジンバル支柱３４０は、一端でサスペンション本体のコーナーに結合され、他端で、ジンバルクロスバー３２０の各端部に結合される。ジンバル組立体の表面に沿って走る一連のトレース３５０によって、サスペンション本体３３０上の前置増幅器に、ジンバル舌片３１０を電気的に接続される。後縁リミッタタブ３６０は、ジンバル舌片３１０に結合される。後縁リミッタタブは３６０は一般的には、直線的に増大し減少する負荷（ramp Load and unload）をもつ駆動において、衝撃抵抗を改善するために用いられる。
【００１１】
図４に、本発明で構成された接地パッドをもつジンバルの一実施形態を示す。接地パッド４１０は、ジンバル舌片の前縁の各コーナーに配置される。前縁リミッタ４２０は、ジンバル舌片の前縁で、両接地パッド４１０間に、追加されることができる。接地パッド４１０間にリミッタ４２０配置することにより、リミッタ４２０は、衝撃が生じている間、ジンバルに大きな衝撃抵抗を与えるように働いて、接地パッド４１０のはんだボンディングが、直接的な衝撃の影響を避けるのに役立つ。応力緩和スロット４３０は、ジンバルクロスバー３２０とジンバル舌片３１０との接合部に、配置されることができる。応力緩和スロット４３０は、スライダの長さ方向に沿う軸に対して、ある角度をもっていてもよい。応力緩和スロット４３０は、後縁リミッタの強度とジンバルの剛性との間に、よりよいバランスを提供することができる。１以上のはんだボールボンディング切り欠き４４０が、ジンバル舌片３１０の一端に設けられる。切り欠き４４０は、スライダ、およびより重要にはスライダ内の磁気読み取り／書き込みヘッドが、ジンバル舌片３１０の他方側にある１以上のボンディングパッド４５０に電気的に接合されることを可能にする。１以上のボンディングパッド４５０は、一連のトレース３５０に電気的に接続され、スライダを前置増幅器に電気的に接続可能とする。切り欠き４４０は、はんだボールとステンレス鋼材料との間で発生する短絡を防止できるように、形成することができる。ノッチ４６０は、切り欠き４４０からオフセットされているが、後縁リミッタタブ３６０の一方側に形成され、リミッタタブ３６０を強化することができる。
【００１２】
本明細書では、いくつかの実施形態が、具体的に示されて説明されたが、本発明の修正および変更は、上述したことによりカバーされ、かつ本発明の精神と範囲から離れることなく、添付の特許請求の範囲内にあることは理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一般的なディスクドライブを示す図である。
【００１４】
【図２】従来技術で行われているアクチュエータを示す図である。
【００１５】
【図３】本発明によるジンバルの一実施形態の底面図である。
【００１６】
【図４】本発明による、はんだボール・ボンディングパッドをもつジンバルの一実施形態の底面図である。
【図１】
2006323991.tif 000003
【図２】
2006323991.tif 000004
【図３】
2006323991.tif 000005
【図４】
2006323991.tif 000006
【外国語明細書】
2006323991000001.pdf