(57)【要約】【課題】より簡単で、安価なヘッド・ジンバル組立体を得るために、機械式結合と電気的連結とを統合し、一体化する。【解決手段】ヘッド・ジンバル組立体３４は、取着領域３６と、撓み領域３８と、ジンバル４０とを備えた基板５２を有する。該基板は、可撓性ケーブル４６と、表面に形成された電気的な相互接続部４８とを有し、該相互接続部が取着領域３６から撓み領域３８を横切って基板のジンバル４０まで延在している。取着領域３６に設けたはんだバンプ４２により、機械式かつ電気的に基板５２がアクチュエータ・アームに連結される。電気リード４４が、はんだバンプ４２を可撓性ケーブル４６に電気接続している。硬質プレート５０が、取着領域３６と撓み領域３８との間で基板に被着又は結合される。硬質プレート５０は、目標ｚ方向高さに達するように屈曲され、組立体３４に対し予荷重を与える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
　ジンバルに配置され、回転ディスクの近くに読出し／書込みヘッドを支持するスライダと、アクチュエータ・アームとを機械的かつ電気的に連結するための組立体において、
　前記組立体が、ポリマー製基板と電気リードを含み、
　前記ポリマー製基板が、取着領域と、撓み領域と、ジンバルとを有し、
　前記基板には、その表面に、可撓性ケーブル及び電気相互接続部が設けられ、該可撓性ケーブル及び該電気相互接続部は、前記取着領域から前記撓み領域を通り、前記基板の前記ジンバルまで延在しており、
　前記電気リードが、前記基板を前記アクチュエータ・アームに電気的に接続するために、はんだバンプから前記可撓性ケーブルまで延在している、アクチュエータ・アームとスライダとを機械的かつ電気的に連結するための組立体。
【請求項２】
　前記基板を前記アクチュエータ・アームに機械的に取付けるための、前記取着領域に設けられている前記はんだバンプを更に含む請求項１に記載されたアクチュエータ・アームとスライダとを機械的かつ電気的に連結するための組立体。
【請求項３】
　前記取着領域と前記撓み領域との間で、前記基板に配置されている厚い硬質プレートを更に含む請求項１に記載されたアクチュエータ・アームとスライダとを機械的かつ電気的に連結するための組立体。
【請求項４】
　前記厚い硬質プレートが、前記可撓性ケーブルの製造中に被着させられる請求項３に記載されたアクチュエータ・アームとスライダとを機械的かつ電気的に連結するための組立体。
【請求項５】
　前記組立体が同一の材料片から製造されるように、前記ジンバルが前記撓み領域と一体化されている請求項１に記載されたアクチュエータ・アームとスライダとを機械的かつ電気的に連結するための組立体。
【請求項６】
　可撓性ヘッド・ジンバル組立体を製造する方法において、該方法が、
　取着領域と、撓み領域と、ジンバルとを有するサスペンションを製造する段階と、
　前記取着領域から前記ジンバルまで延在する可撓性ケーブルと、電気相互接続部とを前記サスペンションに製造する段階と、
　前記取着領域と前記撓み領域との間で、前記サスペンションに硬質プレートを結合する段階と、
　スライダを前記ジンバルに結合する段階と、
　前記サスペンションを前記取着領域でアクチュエータ・アームにはんだ付けする段階とを含む、可撓性ヘッド・ジンバル組立体を製造する方法。
【請求項７】
　前記製造する段階と前記結合する段階とを同時に実行する請求項６に記載された可撓性ヘッド・ジンバル組立体を製造する方法。
【請求項８】
　前記可撓性ケーブルと前記電気相互接続部とを製造する前記段階が、
　前記可撓性ケーブルと前記電気相互接続部とを基板にエッチングにより形成する段階と、
　前記取着領域に、はんだバンプを被着させる段階と、
　前記はんだバンプから、前記可撓性ケーブルまでの電気リードをエッチングにより形成する段階とを含む請求項６に記載された可撓性ヘッド・ジンバル組立体を製造する方法。
【請求項９】
　前記はんだ付け段階おいて、前記はんだバンプを介して、前記基板を前記アクチュエータ・アームに機械的に取付けるとともに、前記基板を前記アクチュエータ・アームに電気的に接続する請求項８に記載された可撓性ヘッド・ジンバル組立体を製造する方法。
【請求項１０】
　ディスク・ドライブ内で、前記スライダが回転ディスクの上方の望ましいｚ方法高さに達するように、前記硬質プレートを変形させる段階を更に含む請求項６に記載された可撓性ヘッド・ジンバル組立体を製造する方法。
【請求項１１】
　前記硬質プレートにより予荷重を与える請求項１０に記載された可撓性ヘッド・ジンバル組立体を製造する方法。
【請求項１２】
　前記基板がポリイミド材料である請求項６に記載された可撓性ヘッド・ジンバル組立体を製造する方法。
【請求項１３】
　可撓性ヘッド・ジンバル組立体を製造する方法において、
　取着領域と、撓み領域と、ジンバルとを有するサスペンションを製造する段階と、
　前記取着領域からジンバルまで延在する可撓性ケーブルと、電気相互接続部とをサスペンションにエッチングにより形成する段階と、
　硬質プレートをサスペンションに被着させる段階と、
　スライダを前記ジンバルに結合する段階と、
　はんだバンプを前記取着領域に被着させる段階と、
　前記サスペンションを、はんだバンプにより、アクチュエータ・アーム
に電気的かつ機械的に連結する段階とを含む、可撓性ヘッド・ジンバル組立体を製造する方法。
【請求項１４】
　ディスク・ドライブの回転ディスクに対して前記スライダが望ましいｚ方向高さに達するために、基板を前記硬質プレートと共に屈曲させる段階を更に含む請求項１３に記載された可撓性ヘッド・ジンバル組立体を製造する方法。
【請求項１５】
　屈曲させることにより、前記硬質プレートの位置で前記基板を永久変形させる請求項１４に記載された可撓性ヘッド・ジンバル組立体を製造する方法。
【請求項１６】
　屈曲させることにより、前記撓み領域に予荷重を与える請求項１４に記載された可撓性ヘッド・ジンバル組立体を製造する方法。
【請求項１７】
　前記サスペンションがポリマー材料である請求項１３に記載された可撓性ヘッド・ジンバル組立体を製造する方法。
【請求項１８】
　前記取着領域を補強するため、前記硬質プレートを前記取着領域まで延在させる請求項１７に記載された可撓性ヘッド・ジンバル組立体を製造する方法。
【請求項１９】
　前記ジンバルを前記撓み領域と一体化させる請求項１３に記載された可撓性ヘッド・ジンバル組立体を製造する方法。
【請求項２０】
　前記エッチング段階が、前記はんだバンプから前記可撓性ケーブルまでの電気リードをエッチングにより形成する段階を更に含む請求項１３に記載された可撓性ヘッド・ジンバル組立体を製造する方法。
【請求項２１】
　集積回路を有するロード・アームに取付けられたジンバルに配置された、回転ディスクに近くに読出し／書込みヘッドを支持するスライダと、電気リードを有するアクチュエータ・アームとを、機械的かつ電気的に連結する取付体において、
　前記取付体が、前記アクチュエータ・アームの電気リードを前記ロード・アームの集積回路に機械的かつ電気的に取付けるための、前記ロード・アームに配置されているはんだバンプを含む、アクチュエータ・アームとスライダとを機械的かつ電気的に連結するための取付体。
【請求項２２】
　基板が予荷重を与えるように、該基板にｚ方向高さの剛性を与えるための、前記ロード・アームに被着された厚い硬質プレートを更に含む請求項２１に記載されたアクチュエータ・アームとスライダとを機械的かつ電気的に連結するための組立体。
【請求項２３】
　前記厚い硬質プレートが可撓性ケーブルの製造中に被着させられる請求項２２に記載されたアクチュエータ・アームとスライダとを機械的かつ電気的に連結するための組立体。
【請求項２４】
　前記ジンバルが前記ロード・アームと一体化されることにより、組立体が同一の材料片で製造されるようになっている請求項２１に記載されたアクチュエータ・アームとスライダとを機械的かつ電気的に連結するための組立体。
【請求項２５】
　前記ロード・ビームと前記ジンバルとがポリマー材料で形成される請求項２１に記載されたアクチュエータ・アームとスライダとを機械的かつ電気的に連結するための組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、多重ディスク磁気ディスク・ドライブ用の低コストのヘッド・ジンバル組立体に係わり、具体的に言えば、アーム組立体に電気／機械的付属装置が組み込まれ、かつ装置の姿勢を設定するために、撓み部に硬質プレートを設けたヘッド・ジンバル組立体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
　一般に、磁気ディスク・ドライブは、磁気ディスクと磁気読出し／書込みヘッドとを含む。ディスクが回転すると、磁気読出し／書込みヘッドは、ディスクの円形トラック上の磁気信号の読出し及び書込みを行う。読出し／書込みヘッドは、通常、スライダに装架され、スライダは、サスペンション又はロード・ビームに装架される。ロード・ビームは、スライダを回転ディスク表面に向かって付勢する。この付勢は、「予荷重」とも呼ばれる。ロード・ビームは、操作中、回転するディスクの上方で読出し／書込みヘッドを運動させるアクチュエータのアームに取付けられる。
【０００３】
　高容量のディスク・ドライブでは、垂直に積層配置された多数の両面ディスクが、多重読出し／書込みヘッドにより読出し／書込みされ、各ヘッドはロード・ビームに装架されたスライダに取付けられている。高容量ディスク・ドライブの場合、一つのアクチュエータ・アームは、通常、１対のロード・ビームを制御し、各対のロード・ビームが積層中の隣接するディスク間に位置せしめられることで、対のうちの第１読出し／書込みヘッドが一方のディスクの底面に向かって付勢される一方、第２読出し／書込みヘッドは、他方のディスクの頂面に向かって付勢される。
【０００４】
　通常の先行技術のサスペンションは、ディスク表面に向かってスライダを付勢するように屈曲された金属により作られる。この予荷重を与えられた屈曲領域により、組立体にｚ（高さ）方向の剛性が与えられる。サスペンションは、通常、すえ込み加工によりアーム組立体に取付けられる。言い換えると、組立て工程中に、サスペンション材料を取着領域でアームに塑性変形させるために、ボールとクロス（ｃｒｏｓｓ）が使用される。最後に、サスペンションに形成された電気的な相互接続部が、別工程により電線を介してアクチュエータ・アームの電気接続部に取付けられ、組立て工程が完了する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
　ディスク・ドライブ産業が技術的に進歩するにつれて、ディスク・ドライブ組立体の各構成要素の統合度が増し、空間が貴重になり組立て費が割高になっている。また、回路が、ますますアクチュエータ・アーム及びディスク・ドライブの他の機械要素と統合されるようになっている。機械的連結を電気的接続と一体化することにより、より簡単で、安価なヘッド・ジンバル組立体を得ることが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
　この低コストのヘッド・ジンバル組立体は、取着領域、撓み領域およびジンバルとを有する基板を有する。この基板は、可撓性ケーブルと、表面に形成された電気的な相互接続部とを有し、該相互接続部が、取着領域から撓み領域を横切って基板のジンバルまで延在している。取着領域に設けたはんだバンプにより、基板が機械的にも電気的にもアクチュエータ・アームに連結される。電気リードが、はんだバンプを可撓性ケーブルに電気接続している。硬質プレートが、取着領域と撓み領域との間で基板に被着又は結合される。硬質プレートは、望ましいｚ方向高さに達するように、また組立体に対し予荷重を与えるように屈曲させられる。
【０００７】
　図１は、ディスク１６のトラック１４の上方にスライダ１２を位置決めするためのアクチュエータ組立体を含む先行技術のディスク・ドライブ１０の斜視図である。ディスク・ドライブ１０は、軸２２を中心としてスピンドル上のアクチュエータ・アーム２０を回転させるように構成されたボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）１８を含む。ロード・ビーム２４が、ヘッド装架ブロック２６においてアクチュエータ・アーム２０に結合されている。ジンバル２８がロード・ビーム２４の端部に結合され、スライダ１２がジンバル２８に取付けられている。スライダ１２は、ディスク１６の同心的なトラック１４上のデータの読出し及び／又は書込み用変換ヘッド（図１には示さず）を保持している。ディスク１６は、軸３０を中心として回転し、ディスク１６の表面のわずか上方にスライダ１２を担持する空気力学的層を形成する。図１は、多重回転ディスク１６を有する高容量のディスク・ドライブを示している。このディスク・ドライブは、各ディスク１６に対して上下のアクチュエータ組立体を有する。下のアクチュエータ組立体は点線で示している。
【０００８】
　図２は、ディスク１６のトラック１４の上方にスライダ１２を位置決めするための先行技術のアクチュエータ組立体３２の斜視図である。アクチュエータ組立体３２は、上組立体３２Ａと下組立体３２Ｂとを含み、これら組立体は同じ構成を有する。上組立体３２Ａと下組立体３２Ｂの両者が、アクチュエータ・アーム２０を有し、アクチュエータ・アーム２０には、ヘッド取付けブロック２６においてロード・ビーム２４が結合されている。ジンバル２８は、ロード・ビーム２４の端部に結合され、スライダ１２がジンバル２８に取付けられている。上組立体３２Ａが保持するスライダ１２は、ディスク１６の上面のデータの読出し及び書込みを行なう。下組立体３２Ｂ上に配置されたスライダ１２は、ディスク１６の下面のデータの読出し及び書込みを行なう。
【実施例】
【０００９】
　図３は、アクチュエータ・アーム２０（図１及び図２）にスライダ１２を連結するための、本発明による可撓性ヘッド・ジンバル組立体３４の斜視図である。本発明では、可撓性ヘッド・ジンバル組立体３４がポリマー材料で形成される。実質的に、ジンバル組立体３４は、ロード・ビーム２４、スライダ１２、ジンバル２８（図１及び図２）に代わるものである。ジンバル組立体３４は、取着領域３６、撓み領域３８、および一体化されたジンバル４０とを含む。取着領域３６は、電気リード４４を介して、可撓性ケーブル４６に接続されたはんだバンプ（隆起部）４２を有し、該可撓性ケーブルは、組立体３４の長手に沿って配置されている。撓み領域３８は、可撓性ケーブル４６と電気相互接続部４８とを含む。厚い硬質プレート５０が、基板５２の撓み領域３８と取着領域３６との間に配置されている。一体化されたジンバル４０は、撓み領域の電気相互接続部４８からスライダ５６（点線で示す）まで延在する電気リード５４を含む。
【００１０】
　はんだバンプ４２は、アクチュエータ・アーム２０と組立体３４の間の機械的かつ電気的な連結を行なう。先行技術では、アクチュエータ・アーム２０とロード・ビーム２４の結合が、電気的接続とは別になされるため、独立した２つの組立て工程が必要であった。本発明では、はんだバンプ４２を利用することで、アクチュエータ・アーム２０と組立体３４との機械的連結と電気的接続の両方が可能になり、組立て工程が簡単になる。加えて、リード４４は組立体３４上にエッチングで形成できるので、電気接続用の付加的な電気線は不要である。これにより、ヘッド・ジンバル組立体３４で必要な部品点数が削減される。更に、部材点数の削減により組立体３４の総重量が低減化され、装置全体の共鳴の改善が可能になる。
【００１１】
　硬質（かつ厚い）プレート５０は、先行技術のサスペンションに成形された撓み領域に代わるものである。硬質プレート５０は、組立体３４の基板５２へ結合又は被着される。硬質プレート５０は、次いで組立体３４の、とりわけ撓み領域３８の姿勢又は方向を設定するために、屈曲させられる。実質的に、硬質プレート５０がロード・ビームとなり、撓み領域３８により予荷重が発生する。硬質プレート５０を目標ｚ方向高さ（及び配向）になるように変形させることにより（図５の符号５０'）、ディスク上へ読出し及び／又は書込みヘッドに荷重を与え、撓み領域３８に望ましい予荷重が与えられる。
【００１２】
　硬質プレート５０は、基板５２の屈曲部（取着領域３６と撓み領域３８との間）に配置される。硬質プレート５０は、基板５２と同じ材料又は異なる材料で形成される。とりわけ、硬質プレート５０は、ポリマー材料（例えばポリアミド）、金属、ガラスのいずれか、又はその他、下の基板５２に形成され屈曲を維持するのに十分な強度を有するどのような材料で形成してもよい。基板５２の屈曲を維持するためには、広く言えば、基板５２の厚さ及び材料特性によって硬質プレート５０に対する要求が決定される。幾つかの例では、基板５２の屈曲を、単純に下の基板５２と同じ材料のプレートを被着させることで維持できる。この例では、硬質プレート５０は、基板５２に沿って、基板の他の部分より相対的に厚さの大きい箇所となるだろう。別の例では、硬質プレート５０は、金属等の別の材料で形成される。硬質プレート５０の形成に使用される材料とは関係なく、硬質プレート５０がある位置での組立体３４の相対的厚さは、基板５２自体の厚さより大きい。
【００１３】
　当業者であれば判るであろうが、硬質プレート５０の厚さは、基板５２の剛性と硬質プレート５０の形成に選択された材料とに依存する。また、当業者であれば判るであろうが、硬質プレート５０は、下の基板５２の屈曲を維持するのに十分な厚さと剛性とを有していなければならない。更に、硬質プレートが組立体３４の長手方向軸線に関して対称である場合には、硬質プレート５０を取着領域３６又は撓み領域３８内まで延在させ、それによって更に基板５２を強化し得ることが理解されよう。硬質プレート５０は、基板５２を適当なｚ方向高さに屈曲させるために変形可能であれば、また基板５２の屈曲を維持するのに十分な厚さ及び剛性を有していれば、広く、どのような厚さでもよく、またどのような材料で形成されてもよい。
【００１４】
　図３の実施例では、硬質プレート５０は、ポリイミド製基板５２の曲げ領域に被着されたステンレス鋼で形成されている。ステンレス鋼プレート５０は、硬質プレート５０が割れずに曲がることができるように十分な厚さで被着される。また、硬質プレート５０は、屈曲を維持するために十分な基板表面領域にわたって、基板５２の厚さに対し十分な厚さで、これを被着することで、目標ｚ方向高さに基板５２を保持することができる。
　撓み領域３８を介して予荷重を与える本発明により、組立体３４は、先行技術による構造物より簡略化される。とりわけ、たわみ部の長手に沿った補剛レール及び他の種々の部材が除去されている。組立体３４の全構造物がポリマー材料で形成されるので、全組立体３４が極めて有利な費用で製造できる。更に、硬質プレート５０を、撓み領域にのみ付加することができ、それによって、ポリマー製の撓み領域３８に、直接、予荷重を付与できる。
【００１５】
　最後に、電気リード５４は、撓み領域３８を一体化されたジンバル４０に接続し、ジンバル４０は、スライダ５６（点線で示す）を介して読出し／書込みヘッドに電気的に接続されている。
　図４は、ｚ方向高さ形成前の、本発明による可撓性ヘッド・ジンバル組立体３４の側面図である。図に示すように、取着領域３６は、はんだバンプ４２を含む。取着領域３６と撓み領域３８との間には、硬質プレート５０が基板５２に被着されている。一体化されたジンバル４０は、取付けられたスライダ５６と共に示されている。
　図５は、ｚ方向高さ形成後の、本発明による可撓性ヘッド・ジンバル組立体３４の側面図である。図に示すように、取着領域３６と撓み領域３８との間で、硬質プレート５０'が曲げられ、組立体３４の目標ｚ方向高さ及び方向が、とりわけ、予荷重を付与する撓み領域３８の方向が設定される。続いて、ディスク・ドライブ１０の回転ディスク１６の上方のスライダ５６に読出し／書込みヘッドを装荷することにより、撓み領域３８に予荷重が与えられる。
【００１６】
　図６は、アクチュエータ・アーム２０と本発明の可撓性ヘッド・ジンバル組立体３４との取付け部の側面図である。撓み領域３８は、取付けたスライダ５６と同様に、点線で示されている。はんだバンプ４２により、アーム２０と組立体３４との電気的接続及び機械的連結の両方が可能になり、組立て工程数や部品数が低減され、それにより組立て工程が簡略化され、製造費総額が低減される。
　本発明は、広くどの現行のディスク・ドライブ装置とも協働できるように設計されている。しかし、組立体３４は、集積回路を有するアーム２０と協働するように設計されている。組立体３４は、特に、低コストの製造及び組立て用並びに電子的な集積用のプリント回路板（ＰＣＢ）からできているアクチュエータ・アーム２０と協働するように設計されている。「すえ込み」領域（すなわち取着領域３６）のはんだバンプは、機械的取付けと電気的な相互接続の両方を保証する。
【００１７】
　硬質プレート５０は、基板の小面積部分のみに延在するように図示されているが、取着領域３６を補強するために、取着領域３６内まで延在させることができる。
　はんだバンプ４２は、従来式のアクチュエータ・アーム２０の支承板２６まで撓み領域３８を延在させ、撓み領域３８を、接着剤を用いて支承板２６に直接に固定することによって、従来の設計のサスペンションと容易に統合することができる。はんだバンプは、次いでヘッド・ジンバル組立体３４をアクチュエータ・アーム２０に機械的に固定し、かつ電気的に接続する。アクチュエータ・アーム２０は、ジャクソン・ドライブの場合のように、又は電気相互接続部を有する従来方式の金属による構成の場合のように、ＰＣＢによって形成できる。
【００１８】
　基板５２は、ポリマー材料、とりわけポリイミド材料によって形成できる。ポリイミド材料を用いて基板を製造することによって、製造費総額は著しく低減される。硬質プレート５０の材料は、基板５２と同じ材料であっても異なっていてもよい。硬質プレート５０は、基板５２の厚さを増大させる。硬質プレート５０の厚さは、基板５２の曲げ特性に応じて変更できる。言い換えると、基板材料が容易に屈曲しないなら、硬質プレート５０の厚さは、基板材料に永久ｚ方向高さを与えるために製造中に必要に応じて調節できる。
【００１９】
　本発明では、平坦面に電気相互接続部４８と可撓性ケーブル４６とを設けるために、基板５２が形成され、エッチングされ得る。同時に又はその後に、硬質プレート５０が平らな基板５２に結合又は被着される。基板５２は、次いで、硬質プレート５０の領域で硬質プレート５０が屈曲を維持するように曲げられ、撓み領域３８と一体化されたジンバル４０とがｚ方向高さに、かつ適当な方向に保持される。撓み領域３８は予荷重を付与する。最後に、組立体３４とアクチュエータ・アーム２０との間の電気的かつ機械的連結が単一のはんだ付け工程で形成できるので、組立て工程が簡略化され、不必要な電線が節約される。
　以上、本発明の具体例について説明したが、本発明の原理と範囲を逸脱することなく、その形式及び細部が変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】先行技術のアクチュエータ組立体及びロード・ビームを含むディスク・ドライブの斜視図。
【図２】先行技術のアクチュエータ組立体の斜視図。
【図３】本発明のロード・ビームの斜視図。
【図４】ｚ方向高さ形成前の、本発明による可撓性ヘッド・ジンバル組立体の側面図。
【図５】ｚ方向高さ形成後の、本発明による可撓性ヘッド・ジンバル組立体の側面図。
【図６】図３のロード・ビームとアクチュエータ・アームとの間の電気的／機械的取付け部の後面図。
【符号の説明】
【００２１】
　１０　先行技術のディスク・ドライブ
　１２　スライダ
　１４　トラック
　１６　ディスク
　１８　ボイス・コイル・モータ
　２０　アクチュエータ・アーム
　２４　ロード・ビーム又はサスペンション
　２６　取付けブロック
　２８　ジンバル
　３２　アクチュエータ組立体
　３４　本発明による可撓性ヘッド・ジンバル組立体
　３６　取着領域
　３８　撓み領域
　４０　ジンバル
　４２　はんだバンプ
　４４　電気リード
　４６　可撓性ケーブル
　４８　電気相互接続部
　５０　硬質プレート
　５２　基板
　５４　電気リード
　５６　スライダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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