(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
格納媒体から読取動作を行ない且つ前記格納媒体への書込動作を行なうためにある高さを持った第一ヘッドを包含する１つ又はそれ以上のヘッドからの信号の動作を制御し且つ増幅する前置増幅器であって、側部を持った剛性アーム及び前記第一ヘッドへ結合されており且つ前記剛性アームへ取付けられている第一懸下体を具備するアクチュエータアーム上に装着されている前置増幅器において、
前記第一懸下体上に装着されており且つ前記第一ヘッドに対してデータの書込及び前記格納媒体からのデータの読取を行なうための信号を送り且つ前記第一ヘッドからの信号を増幅するために前記第一ヘッドへ結合されている第一ドーターチップ、
前記第一ドーターチップへ結合されており、前記第一ヘッドによって読取られたデータを更に増幅する前記ドーターチップの動作を制御し且つ欠陥管理を制御するためのマザーチップ、
を有しており、前記第一ドーターチップが前記第一懸下体上で前記第一ヘッドと同一の側部上で且つ前記第一懸下体の振動の節である位置に配置されていることを特徴とする前置増幅器。
【請求項２】
請求項１において、前記第一ヘッドが磁気抵抗性ヘッドであることを特徴とする前置増幅器。
【請求項３】
請求項１において、前記第一ドーターチップが約３００μｍより小さな高さを有していることを特徴とする前置増幅器。
【請求項４】
請求項１において、前記第一ドーターチップがある厚さを持った半田バンプによって前記第一懸下体上に装着されていることを特徴とする前置増幅器。
【請求項５】
請求項４において、前記半田バンプの厚さが約１００μｍより小さいことを特徴とする前置増幅器。
【請求項６】
請求項４において、前記第一ドーターチップが前記半田バンプの厚さより小さな前記第一ヘッドの高さにほぼ等しい高さを有していることを特徴とする前置増幅器。
【請求項７】
請求項１において、前記第一ドーターチップが前記第一ヘッドから約３及び１７ｍｍの間において前記第一懸下体上に装着されていることを特徴とする前置増幅器。
【請求項８】
請求項１において、前記第一ドーターチップが前記第一懸下体にエッチング形成した配線によって前記第一ヘッドへ結合されていることを特徴とする前置増幅器。
【請求項９】
請求項１において、前記マザーチップが前記剛性アームの側部に装着されていることを特徴とする前置増幅器。
【請求項１０】
請求項１において、前記アクチュエータアームが、更に、第二ヘッドへ結合されており且つ前記剛性アームへ取付けられている第二懸下体を有しており、更に、前記格納媒体へデータを書込み且つそれからデータを読み取るために前記第二ヘッドへ信号を送り且つ前記第二ヘッドからの信号を増幅するための第二ドーターチップが前記第二懸下体上に装着されており且つ前記マザーチップへ結合されていることを特徴とする前置増幅器。
【請求項１１】
請求項１において、前記第一ドーターチップが、更に、前記書込媒体への書込を行なうための書込ドライバ、
前記格納媒体から読取を行ない且つ前記格納媒体から読取った信号を増幅するための第一読取増幅器、
書込欠陥を検知するための第一欠陥検知回路、
本前置増幅器のモード及び読取及び書込電流の大きさを制御するバイアス制御回路、を有していることを特徴とする前置増幅器。
【請求項１２】
請求項１において、前記第一懸下体が前記格納媒体に面した第一側部を有しており且つ前記第一ヘッド及び第一ドーターチップが前記第一側部上に装着されていることを特徴とする前置増幅器。
【請求項１３】
格納媒体からの読取動作及びそれに対しての書込動作を行なうための高さを持った複数個のヘッドからの信号の動作を制御し且つ増幅する前置増幅器であって、各々が側部を持った剛性アーム及び前記複数個のヘッドのうちの１つへ結合されており１つの剛性アームへ取付けられている少なくとも１個の懸下体を具備する複数個のアクチュエータアーム上に装着されている前置増幅器であって、
複数個のドーターチップであって、各々が前記格納媒体へデータを書込み且つそれからのデータを読取るために関連するヘッドへ信号を送り且つ前記関連するヘッドによって読取られた信号を増幅するために前記複数個のヘッドのうちの１つへ各々が結合されており各々が前記複数個の懸下体のうちの１つの上に装着されている複数個のドーターチップ、
前記ドーターチップへ結合されており前記格納媒体へデータを書込み又はそれからデータを読取るために関連するヘッドへ信号を送るために前記複数個のドーターチップのうちの１つを選択し、前記複数個のドーターチップの動作を制御し、前記ヘッドによって読取られたデータを更に増幅し、且つ欠陥管理のためのマザーチップ、
を有しており、前記複数個のドーターチップの各々が対応する懸下体上で前記関連するヘッドと同一の側部上で且つ前記対応する懸下体の振動の節である位置に配置されていることを特徴とする前置増幅器。
【請求項１４】
請求項１３において、前記複数個のヘッドの各々が磁気抵抗性ヘッドであることを特徴とする前置増幅器。
【請求項１５】
請求項１３において、前記複数個のドーターチップの各々が約３００μｍより小さな高さを有していることを特徴とする前置増幅器。
【請求項１６】
請求項１３において、前記複数個のドーターチップの各々が厚さを持った半田バンプによって関連する懸下体の上に装着されていることを特徴とする前置増幅器。
【請求項１７】
請求項１６において、前記半田バンプの厚さが約１００μｍより小さいことを特徴とする前置増幅器。
【請求項１８】
請求項１６において、前記複数個のドーターチップの各々が関連するヘッドの高さから半田バンプの厚さを差し引いたものにほぼ等しい高さを有していることを特徴とする前置増幅器。
【請求項１９】
請求項１３において、前記複数個のドーターチップの各々が関連するヘッドから約３及び１７ｍｍの間において関連する懸下体上に装着されていることを特徴とする前置増幅器。
【請求項２０】
請求項１３において、前記複数個のドーターチップの各々が関連する懸下体にエッチング形成した配線によって関連するヘッドへ結合されていることを特徴とする前置増幅器。
【請求項２１】
請求項１３において、前記マザーチップが前記剛性アームの少なくとも１つの側部に装着されていることを特徴とする前置増幅器。
【請求項２２】
請求項１３において、前記ドーターチップが、更に、
書込媒体へ書込むための書込ドライバ、
前記書込媒体からの読取を行ない且つ前記格納媒体から読取った信号を増幅するための第一読取増幅器、
書込欠陥を検知するための第一欠陥検知回路、
本前置増幅器のモード及び読取及び書込電流の大きさを制御するバイアス制御回路、
を有することを特徴とする前置増幅器。
【請求項２３】
請求項１３において、各懸下体が前記格納媒体に面した第一側部を有しており且つ前記第一側部が前記ヘッドのうちの１つをもっており且つ前記ドーターチップのうちの１つが前記第一側部上に装着されていることを特徴とする前置増幅器。
【請求項２４】
格納媒体からの読取動作及び前記格納媒体への書込動作を行なうために高さを持った第一ヘッドを包含する１つ又はそれ以上のヘッドからの信号の動作を制御し且つ増幅を行なう前置増幅器において、
第一ドーターチップが前記格納媒体へデーターを書込み且つそれのデータを読取るために前記第一ヘッドへ信号を送り且つ前記第一ヘッドによって読取った信号を増幅するために前記第一ヘッドへ結合しており、
前記第一ドーターチップは、前記書込媒体への書込を行なうための書込ドライバと、前記書込媒体からの読取を行ない且つ前記書込媒体から読取った信号を増幅するための第一読取増幅器と、書込欠陥を検知するための第一欠陥検知回路と、本前置増幅器のモード及び読取及び書込電流の大きさを制御するためのバイアス制御回路とを有しており、
マザーチップが前記ドーターチップの動作を制御し、前記第一ヘッドによって読取ったデータを更に増幅し、且つ欠陥管理のために前記ドーターチップへ結合しており、
前記マザーチップは、本前置増幅器のモードを決定するための制御回路と、前記格納媒体から読取った信号を更に増幅するための第二読取増幅器とを有しており、
前記第一ドーターチップが第一懸下体上で前記第一ヘッドと同一の側部上で且つ前記第一懸下体の振動の節である位置に配置されている、
ことを特徴とする前置増幅器。
【請求項２５】
請求項２４において、前記マザーチップが、更に、
デジタル・アナログ変換器、
読取動作期間中に前記第一ヘッドによって検知した電圧及び電圧変化を測定するための電圧検知回路、
読取動作期間中に前記第一ヘッドによって検知した電流及び電流変化を測定する電流測定回路、
を有することを特徴とする前置増幅器。
【請求項２６】
請求項２４において、前記第一ヘッドが磁気抵抗性ヘッドであることを特徴とする前置増幅器。
【請求項２７】
請求項２４において、前記第一ドーターチップが約３００μｍより小さな高さを有していることを特徴とする前置増幅器。
【請求項２８】
請求項２４において、本前置増幅器が剛性アームを具備すると共に高さを持った前記第一ヘッドへ結合されており前記剛性アームへ取付けられている第一懸下体を具備するアクチュエータアーム上に装着されており、前記第一ドーターチップが前記第一ドーターチップを前記第一ヘッドに近接して配置するために前記第一懸下体上に装着されており、前記マザーチップが前記剛性アームの側部に装着されていることを特徴とする前置増幅器。
【請求項２９】
請求項２８において、前記第一ドーターチップが厚さを持った半田バンプによって前記第一懸下体上に装着されていることを特徴とする前置増幅器。
【請求項３０】
請求項２９において、前記半田バンプの厚さが約１００μｍより小さいことを特徴とする前置増幅器。
【請求項３１】
請求項２９において、前記第一ドーターチップが前記第一ヘッドの高さから前記半田バンプの厚さを差し引いたものにほぼ等しい高さを有していることを特徴とする前置増幅器。
【請求項３２】
請求項２８において、前記第一ドーターチップが前記第一ヘッドから約３及び１７ｍｍの間において前記第一懸下体上に装着されていることを特徴とする前置増幅器。
【請求項３３】
請求項２８において、前記第一ドーターチップが前記第一懸下体にエッチング形成した配線によって前記第一ヘッドへ結合されていることを特徴とする前置増幅器。
【請求項３４】
請求項２８において、前記アクチュエータアームが、更に、第二ヘッドへ結合されており前記剛性アームへ取付けられている第二懸下体を有しており、更に、前記格納媒体へデータを書込み且つそれからのデータを読取るために前記第二ヘッドへ信号を送り且つ前記第二ヘッドによって読取った信号を増幅するための第二ドーターチップであって前記第二懸下体上に装着されており且つ前記マザーチップへ結合されている第二ドーターチップが設けられていることを特徴とする前置増幅器。
【請求項３５】
請求項２８において、前記第一懸下体が前記格納媒体へ面した第一側部を有しており且つ前記第一ヘッド及び第一ドーターチップが前記第一側部上に装着されていることを特徴とする前置増幅器。
【請求項３６】
ディスクドライブにおいて、
格納媒体から読取動作及び前記格納媒体への書込動作を行なう複数個のヘッドが設けられており、各ヘッドは高さを有しており、
複数個のアクチュエータアームが設けられており、各アクチュエータアームは、剛性アームと、各々が前記剛性アームへ取付けられており前記複数個のヘッドのうちの１つへ結合されている少なくとも１個の懸下体とを有しており、
前記複数個のヘッドの動作を制御し且つそれからの信号を増幅するための前置増幅器が設けられており、前記前置増幅器は、各々が前記複数個のヘッドのうちの１つへ結合されており、前記格納媒体へデータを書込み且つそれからデータを読取るために関連するヘッドへ信号を送り且つ前記関連するヘッドによって読取った信号を増幅するための複数個のドーターチップであって、各々が前記関連するヘッドに近接して配置するために前記複数個の懸下体のうちの１つの上に装着されている複数個のドーターチップと、前記ドーターチップへ結合されており、前記格納媒体へデータを書込むか又はそれからデータを読取るために前記関連するヘッドへ信号を送るために前記複数個のドーターチップのうちの１つを選択し、前記複数個のドーターチップの動作を制御し、前記ヘッドによって読取ったデータを更に増幅し、且つ欠陥管理のためのマザーチップとを有しており、
前記複数個のドーターチップの各々が対応する第一懸下体上で前記関連するヘッドと同一の側部上で且つ前記対応する懸下体の振動の節である位置に配置されている
ことを特徴とするディスクドライブ。
【請求項３７】
請求項３６において、前記複数個のヘッドの各々が磁気抵抗性ヘッドであることを特徴とするディスクドライブ。
【請求項３８】
請求項３６において、前記複数個のドーターチップの各々が約３００μｍより小さな高さを有していることを特徴とするディスクドライブ。
【請求項３９】
請求項３６において、前記複数個のドーターチップの各々が厚さを持った半田バンプによって前記第一懸下体のうちの１つの上に装着されていることを特徴とするディスクドライブ。
【請求項４０】
請求項３９において、前記半田バンプの厚さが約１００μｍより小さいことを特徴とするディスクドライブ。
【請求項４１】
請求項３９において、前記複数個のドーターチップの各々が前記関連するヘッドの高さから前記半田バンプの厚さを差し引いたものにほぼ等しい高さを有していることを特徴とするディスクドライブ。
【請求項４２】
請求項３６において、前記複数個のドーターチップの各々が前記関連するヘッドから約３及び１７ｍｍの間において前記関連する懸下体の上に装着されていることを特徴とするディスクドライブ。
【請求項４３】
請求項３６において、更に、前記懸下体の各々にエッチング形成した複数個の配線が設けられており、各配線が前記複数個のドーターチップの１つ及び前記複数個のヘッドのうちの１つへ結合されていることを特徴とディスクドライブ。
【請求項４４】
請求項３６において、前記マザーチップが前記剛性アームのうちの幾つかの側部に装着されていることを特徴とするディスクドライブ。
【請求項４５】
請求項３６において、前記ドーターチップが、更に、
前記格納媒体へ書込むための書込ドライバ、
前記格納媒体から読取を行ない且つ前記格納媒体から読取った信号を増幅するための読取増幅器のフロントエンド、
書込欠陥を検知するための第一欠陥検知回路、
前記前置増幅器のモード及び読取及び書込電流の大きさを制御するためのバイアス制御回路、
を有することを特徴とするディスクドライブ。
【請求項４６】
請求項３６において、前記マザーチップが、更に、
前記前置増幅器のモードを決定するための制御回路、
前記書込媒体から読取った信号を更に増幅するための第二読取増幅器、
デジタル・アナログ変換器、
読取動作期間中に前記ヘッドによって検知した電圧及び電圧変化を測定する電圧検知回路、
読取動作期間中に前記ヘッドによって検知した電流及び電流変化を検知するための電流測定回路、
を有することを特徴とするディスクドライブ。
【請求項４７】
請求項３６において、各懸下体が前記格納媒体に面している第一側部を有しており且つ前記第一側部が前記ヘッドのうちの１つを有しており且つ前記ドーターチップのうちの１つが前記第一側部上に装着されていることを特徴とするディスクドライブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、読取及び／又は書込ヘッド用の前置増幅器に関するものであって、更に詳細には、読取及び／又は書込動作用の磁気抵抗性（ＭＲ）ヘッド用の改良した前置増幅器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
情報を読取り且つ書込を行なうためのヘッドはディスクドライブ等のデータ格納システムにおいて使用されている。多くのデータ格納システムはデータの記録及び検索の両方のために設計されており、従って、書込及び読取の両方のヘッドを必要とする。例えば、従来のディスクドライブは情報を記録し且つ検索する両方のために使用されている。典型的に、１個のヘッド、即ち１個の読取／書込ヘッドが、データの記録及び検索の両方のために使用される。該ヘッドは、ヘッド積層組立体（ＨＳＡ）上に装着されており、該ヘッド積層組立体は、典型的に、ボイスコイルモータ、アーム組立体、ヘッド、前置増幅器、該ヘッド、前置増幅器、プリント回路基板を一体的に接続する可撓性回路及び可撓性回路ボードを有している。
【０００３】
図１は従来の情報格納システム１０の斜視図であり、情報格納システム１０を以後ディスクドライブ１０として呼称する。ディスクドライブ１０は、以後コイルヘッド２６として呼称するコイルトランスデューサを包含する１つ又はそれ以上のヘッド２６を有している。ディスクドライブは、ボイスコイルモータ１６によって駆動されるアクチュエータアーム１４を有している。アクチュエータアーム１４はボイスコイルモータ１６の一端に位置しているピボット組立体２０からディスク１８の上方に延在しており、コイルヘッド２６をディスク１８のうちの１つの選択したトラックの上方へ位置させる。ボイスコイルモータ１６は延長ピンにおいて受取られた信号に応答してピボット２０の周りにアクチュエータアーム１４を回転させるのに必要な力を供給し、コイルヘッド２６を回転ディスク１８上の所望のトラックの上方に位置決めさせる。
【０００４】
各アクチュエータアーム１４は実質的に三角形状をした剛性アーム１２及び剛性アーム１２によって支持されている１つ又は２つのいずれかのサスペンション即ち懸下体３０を有している。剛性アーム１２はピボット２０において装着されており、ピボット２０の周りにアクチュエータアーム１４が回転する。ヘッド２６は剛性アーム１２への接続部から懸下体３０の反対端部に装着されている。図３を参照すると、各アクチュエータアーム１４は２個の懸下体３０を支持することが可能であり、各懸下体が１個のヘッドを支持している。１個の懸下体３０ｂはアクチュエータアーム１４ｂ上方のディスク１８ａへデータを書込み且つそれからデータを読取るためのものであり、且つ他方の懸下体３０ｃはアクチュエータアーム１４ｃ下側のディスク１８ｂへデータを書込み且つそれからデータを読取るためのものである。上部及び底部アクチュエータアーム１４ａ，１４ｂは夫々３０ａ，３０ｆで示した１個の懸下体が必要であるに過ぎない。
【０００５】
再度図１を参照すると、コイルヘッド２６の各々がディスク１８の表面上の選択したトラックへデータを書込み且つそれからデータを読取る。ヘッド２６の位置は、ボイスコイルモータ１６によって決定され、ボイスコイルモータ１６は前置増幅器２２を介して供給される制御器（不図示）からの電気的信号に応答する。１個のヘッドのみが一度にデータを書込むか又は読取ることが可能であるに過ぎない。前置増幅器はどのヘッドが動作するかを選択するためのＭＵＸ及びＤＥＭＵＸ回路を有している。ディスク１８上のトラックから読取ったデータは前置増幅器２２を介して転送される。前置増幅器はその信号を増幅し且つそれらを外部回路へ転送する。前置増幅器は可撓性回路２４によってアクチュエータアーム１４の各々へ接続している。典型的に、１個の前置増幅器のみが使用されるが、大型のディスク積層体である場合には、複数個の前置増幅器を使用することが可能であり、その場合には、各前置増幅器はアクチュエータアームのうちの幾つかに接続されるに過ぎない。ヘッド２６が１個のコイルトランスデューサを有しているディスクドライブ１０においては、前置増幅器２２は、典型的に、図１に示したように、アクチュエータアーム１４に隣接してベースボード上に位置されており、それは、典型的に、３．５ディスクドライブにおけるヘッド２６から３．５乃至４インチ離れて配置される。
【０００６】
磁気抵抗性（ＭＲ）ヘッドがディスクドライブにおいてポピュラーなものとなっている。何故ならば、磁気抵抗性ヘッドは、ディスク上に格納することの可能なデータ密度を増加させることを可能とし且つ読取及び書込動作を最適化することを可能とするからである。図２は以後ＭＲヘッド４０とも呼称するＭＲトランスデューサを包含するヘッド４０を具備する従来のディスクドライブ１０′を示している。ディスクドライブ１０′も複数個のアクチュエータアーム１４を有しており、それらはボイスコイルモータ１６の一端に位置されているピボット組立体２０からディスク１８上方に延在している。アクチュエータアーム１４はボイスコイルモータ１６によって駆動され、ディスク１８の選択したトラックの上方にＭＲヘッド４０を位置決めさせる。ボイスコイルモータ１６は延長ピンにおいて受取った信号に応答してピボット２０の周りにアクチュエータアーム１４を回転させるのに必要な力を与え、ＭＲヘッド４０を回転ディスク１８上の所望のトラック上方に位置決めさせる。ＭＲヘッド４０の位置はボイスコイルモータ１６によって決定され、ボイスコイルモータ１６は前置増幅器５０を介して供給される制御器（不図示）からの電気的信号に応答する。これらのヘッドのうちの１つのみが一度に動作するに過ぎない。前置増幅器５０はどのヘッドが動作するかを選択するためのＭＵＸ（マルチプレクサ）及びＤＥＭＵＸ（デマルチプレクサ）回路を有している。ディスク１８上のトラックから読取ったデータは、前置増幅器５０を介して転送され、そこでデータを包含する信号が増幅され且つ外部回路へ転送される。
【０００７】
各アクチュエータアーム１４は実質的に三角形状をした剛性アーム１２及び剛性アーム１２によって支持されているサスペンション即ち懸下体３０を有している。剛性アーム１２はその周りにアクチュエータアーム１４が回転するピボット２０において装着されている。ＭＲヘッド４０は剛性アーム１２への接続から懸下体３０の反対側の端部に装着されている。各アクチュエータアーム１４は２つの懸下体３０、即ちアクチュエータアーム１４上方のディスクに対して１個とアクチュエータアーム１４下側のディスクに対して１個の２つの懸下体３０を支持することが可能である。上部及び底部アクチュエータアーム１４は１個の懸下体３０を必要とするに過ぎない。アクチュエータアーム１４上には可撓性回路ボード４２が装着されており、それは可撓性回路４８によってベース回路ボード４４へ接続している。
【０００８】
図４は従来の前置増幅器５０のブロック図である。前置増幅器５０は書込ドライバ５２と読取増幅器５４（読取出力バッファ）とを有している。前置増幅器５０は、更に、典型的に、前置増幅器５０の動作を制御するヘッド選択及びモード制御回路６０のような論理６０、書込及び読取欠陥検知回路を包含する欠陥検知回路６２、ＭＵＸ６６及びＤＥＭＵＸ（不図示）、直列インターフェース制御７０、書込６０及び読取バイアス７２回路、バンドギャップ回路（不図示）、電圧検知回路（不図示）、ＭＲトランスデューサの熱及び電流測定を行なうための回路、その他のブロックの一部として示してある幾つかのＤ／Ａ変換器を有している。前置増幅器５０は、更に、種々のその他の回路（不図示）を有することも可能である。
【０００９】
再度図２を参照すると、ＭＲヘッド４０のトランスデューサと前置増幅器５０との間の信号線インピーダンスは、低インピーダンス前置増幅器５０を使用する場合には臨界的なものである。前置増幅器５０がアクチュエータアーム１４に隣接してベースボード上に配置された場合には、信号線インピーダンスは低インピーダンス前置増幅器５０に対して帯域幅が著しく減少することとなる。更に、前置増幅器５０がアクチュエータアーム１４に隣接してベースボード上に配置された場合には、信号の減衰がデータを喪失するか又は崩壊することとなる場合がある。前置増幅器をヘッドに可及的に近接して配置させることは、ヘッドと前置増幅器との間のインダクタンスを減少させる。何故ならば、ワイヤ即ち配線の長さがより短くなるからである。インダクタンスを減少させることは、周波数を増加させ、書込動作期間中において帯域幅を増加させることを可能とし、従って最大データレート及び容量を増加させる。それは、更に、書込動作期間中における電力消費を減少させる。
【００１０】
前置増幅器５０は、それがヘッド４０からの強い信号を受取ることが可能であるように、ＭＲヘッド４０へ可及的に近接して装着すべきである。然しながら、例えば前置増幅器の寸法及び装着コスト等のその他の理由により、前置増幅器５０をその他の箇所に装着することが望ましい場合がある。前置増幅器５０は３つの箇所のうちの１つに装着することが可能である。それは位置４６と同様の位置において上部剛性アーム１２へ直接固着させることが可能である。それは、アクチュエータアーム１４へ取付けられている可撓性回路ボード４２上に位置させることが可能である。最後に、それは、ディスクドライブ１０′のベースキャスティング２８へ取付けられているベース回路ボード４４へ装着することが可能である。前置増幅器５０が上部剛性アーム１２へ装着される場合には、それは前置増幅器５０が可撓性回路ボード４２上に装着された場合よりも、底部アクチュエータアーム１４のヘッド４０から更に遠くなる。
【００１１】
図２及び３を共に参照すると、ＭＲヘッドにおいては、前置増幅器５０を可撓性回路ボード４２へ装着することが望ましい。３．５インチディスクドライブの場合には、ＭＲトランスデューサから可撓性回路ボード４２上の前置増幅器５０への信号走行長さは約１．５乃至１．７５インチであり、ＨＳＡへ隣接するベースボード上に前置増幅器回路を配置させる場合よりも約２インチ節約している。該前置増幅器は可撓性回路ボード４２又は上部剛性アーム１２上に装着される。何故ならば、それは、前置増幅器５０がＭＲヘッド４０へ装着することの可能な最も近いものだからである。然しながら、ＭＲヘッドの信号帯域幅減少のために、前置増幅器をＭＲヘッドへより近接させることが望ましい。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の点に鑑みなされたものであって、上述した如き従来技術の欠点を解消し、性能を損なうことなしに小型の構成をすることを可能とした前置増幅器を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に基づく前置増幅器は、ドーターチップと、マザーチップとを有している。該ドーターチップはヘッドへ結合しており且つアクチュエータアームのサスペンション即ち懸下体上に装着されている。該ドーターチップは該ヘッドによって読取った信号を増幅する。該マザーチップは該ドーターチップへ結合しており且つ該ドーターチップの動作を制御し、更に、該ヘッドによって読取った信号を増幅する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図５を参照すると、本発明の１実施例に基づく前置増幅器が大略参照番号１１０で示してある。前置増幅器１１０は、典型的に、以後ディスクドライブ１００と呼称するディスクドライブのようなデータ格納システム１００内に設けられている。
【００１５】
ディスクドライブ１００は以後ヘッド４０として呼称するＭＲトランスデューサを具備するヘッド４０を有している。本発明の前置増幅器はＭＲヘッド用に最も有益的なものであるが、それは任意のヘッドと共に使用することが可能である。該ヘッドは読取／書込ヘッドである。別の実施例においては、該ヘッドは読取のみ又は書込のみの回路を有することが可能であるが、好適実施例においては、それは両方を有している。
【００１６】
ディスクドライブ１００は、更に、複数個のアクチュエータアーム１４を有しており、該アクチュエータアームはボイスコイルモータ１６の一端部に位置しているピボット組立体２０からディスク１８の上方を延在している。アクチュエータアーム１４はボイスコイルモータ１６によって駆動され、アクチュエータアーム１４上のヘッド４０をディスク１８の選択したトラックの上方に位置決めさせる。ボイスコイルモータ１６は延長ピンにおいて受取った信号に応答しピボット２０の周りにアクチュエータアーム１４を回転させるのに必要な力を与え、ヘッド４０を回転ディスク１８上の所望のトラック上方へ位置決めさせる。ヘッド４０の位置はボイスコイルモータ１６によって決定され、ボイスコイルモータ１６は前置増幅器１１０を介して供給される制御器（不図示）からの電気的信号に応答する。一度に１個のみのヘッドがデータを書込むか又は読取る。前置増幅器１１０はどのヘッドが動作するかを選択するためのＭＵＸ及びＤＥＭＵＸ回路を有している。ディスク１８上のトラックから読取ったデータは前置増幅器１１０を介して転送される。前置増幅器１１０は該信号を増幅し且つそれを外部回路へ転送する。
【００１７】
各アクチュエータアーム１４は、実質的に三角形状をした剛性アーム１２及び該剛性アーム１２によって支持されているサスペンション即ち懸下体３０を有している。剛性アーム１２はピボット２０に装着されており、ピボット２０の周りにアクチュエータアーム１４が回転する。ヘッド４０は剛性アーム１２への接続点から懸下体３０の反対端部に装着されている。図６を参照すると、従来のディスクドライブにおけるように、各アクチュエータアーム１４は２個の懸下体３０を支持することが可能であり、各々の懸下体が１個のヘッドを支持している。一方の懸下体３０ｂはアクチュエータアーム１４ｂ上方のディスク１８ａへデータを書込み且つそれからデータを読取るためのものであり、且つ他方の懸下体３０ｃはアクチュエータアーム１４ｂ下側のディスク１８ｂへデータを書込み且つそれからデータを読取るためのものである。上部及び底部アクチュエータアーム１４ａ，１４ｄは１個の懸下体３０ａ，３０ｆを必要とするに過ぎない。再度図５を参照すると、アクチュエータアーム１４上に可撓性回路ボード４２が装着されており、それは可撓性回路４８によってベース回路ボード４４へ接続している。ディスクドライブ１００は、更に、種々のその他の回路（不図示）を有することが可能である。
【００１８】
図６を参照すると、前置増幅器１１０はマザーチップ１１２と複数個のドーターチップ１１４ａ，．．．，１１４ｆとを有している。ドーターチップ１１４ａ，．．．，１１４ｆの各々は懸下体３０ａ，．．．，３０ｆの１つの上に装着されており且つそれと関連する懸下体３０ａ，．．．，３０ｆ上に装着されているヘッド４０ａ，．．．，４０ｆへ接続している。各ドーターチップ１１４ａ，．．．，１１４ｆはそれと関連するヘッド４０ａ，．．．，４０ｆへ信号を送ってディスクへデータを書込むか又はディスクからデータを読取る。ドーターチップ１１４ａ，．．．，１１４ｆは、更に、それらの関連するヘッドによって読取った信号を増幅する。
【００１９】
好適には、ヘッド４０の各々に対して１個のドーターチップ１１４が設けられており、且つ各ドーターチップ１１４ａ，．．．，１１４ｆは１個のヘッド４０ａ，．．．，４０ｆと関連している。図面中においては単に４個のディスクと６個のヘッドのみが示されているに過ぎないが、ディスク及びヘッドの数は夫々４個及び６個に制限されることが必要なものでなく、典型的には、より多くの数である。アクチュエータアーム１４の寸法が１個のディスクドライブにおいてほぼ同一であり、且つディスク１８の寸法が１個のディスクドライブにおいてほぼ同一であるので、説明の便宜上、１個のアクチュエータアーム１４ｂ及び１個のドーターチップ１４ｃを使用してドーターチップについての説明を行なう。
【００２０】
好適には、ドーターチップ１１４ｃはフリップチップであり且つ半田バンプによってヘッド４０と懸下体３０ｃの同一の側部へ装着されている。ドーターチップ１１４ｃがフリップチップであるということは、それが薄いものであることを可能とする。何故ならば、そのことはドーターチップ１１４ｃをパッケージングすることを必要とせずに、それを環境から保護することが可能だからである。然しながら、ＩＣから熱が散逸されるのは典型的にはパッケージングを介してのものである。ドーターチップ１１４ｃからの熱の散逸を助けるために、典型的には銅である金属トレインが、ドーターチップ１１４ｃから導出して懸下体３０ｃへ付加されている。このことはドーターチップ１１４ｃによって発生される熱の幾つかを散逸させるが、典型的には、より多くの熱を散逸させることが必要である。本発明の好適実施例においては、ドーターチップ１１４ｃはヘッド４０ｃと懸下体３０ｃの同一の側部上に装着し、ドーターチップがディスク１８ｂと対面することを可能としている。このことは、ドーターチップがディスク１８ｂが回転する場合にディスク１８ｂからの空気流によって冷却されることを可能とする。従って、ドーターチップ１１４ｃ上の位置は熱散逸を助ける。
【００２１】
ドーターチップ１１４ｃはディスク１８ｂを引きずることなしに、懸下体３０ｃとディスク１８ｂとの間の空間内に挿入することが必要である。このことはドーターチップ１１４ｃの最大高さがヘッド４０ｃの最大高さからドーターチップ１１４ｃを懸下体３０ｃへ取付けている物質の厚さを差し引いたものとほぼ等しいものとすることを必要とする。現在の技術においては、ディスク１８ｂは約１００μｍの高さを有しており、且つヘッド４０ｃは約３００μｍの高さを有している。従って、ドーターチップ１１４ｃの結合高さ及び半田バンプの厚さは高々約２５０μｍと３００μｍとの間の任意の値とすべきである。半田バンプの厚さを最小とすることが最適である。典型的に、半田バンプは１００μｍであり、好適には半田バンプは例えば５０μｍ又は３０μｍへ更に小さくさせることが可能である。然しながら、ドーターチップ１１４ｃの高さ及び半田バンプの厚さをヘッド４０ｃの高さとほぼ同じか又はそれより小さくすることを可能とする半田バンプの任意の厚さとすることが可能である。ドーターチップ１１４ｃは高さを２００μｍとすることが可能である。ドーターチップ１１４ｃの寸法を１５０μｍへ減少させることが望ましいが、ドーターチップ１１４ｃの高さ及び半田バンプの厚さがヘッド４０ｃの高さより小さいような３００μｍより小さな任意の値とすることが可能である。
【００２２】
ドーターチップ１１４ｃは、好適には、ヘッド４０ｃから３及び１７ｍｍの間の任意の距離に位置されている。ドーターチップ１１４ｃを可及的にヘッドに近接して取付けることが望ましいが、ドーターチップの重さ及び形状を考慮に入れて、懸下体３０ｃがドーターチップ１１４ｃをそれを配置した位置に支持することが可能であるようにすべきであり、従って、ドーターチップ１１４ｃ又はヘッド４０ｃがディスク上方の懸下体に対するチップをこすることがないようにドーターチップが懸下体３０ｃをディスク１８ｂへ近付ける過ぎるか、又はヘッドがディスクの下側の懸下体に対するディスクに対しての書込又はそれからの読取を行なう場合に問題となるようなディスクから離れ過ぎて牽引することがないようにすべきである。更に、ドーターチップ１１４ｃは、それが懸下体３０ｃの振動と干渉することがないように懸下体３０ｃの振動の節であるように懸下体３０ｃ上の位置に配置すべきである。懸下体３０ｃは、１１及び３５ｍｍの間の任意の長さとすることが可能であり、典型的には、長さは１１ｍｍ，１８ｍｍ，３５ｍｍである。ＭＲヘッドにおいては、ドーターチップ１１４ｃが、読取動作に対して１個と書込動作に対して１個の２組のワイヤ即ち配線によってヘッド４０ｃへ接続している。これらのワイヤは例えば溶接等によって懸下体３０ｃへ固着されており、又はマイクロ可撓性回路を懸下体へクリップするか又は接着することが可能であるが、これらのワイヤ即ち配線は、懸下体３０ｃにエッチング形成することも可能である。
【００２３】
マザーチップ１１２はドーターチップ１１４ａ，．．．，１１４ｆの全てへ結合している。典型的に、１個のマザーチップ１１２のみが必要であるが、ディスクドライブ内に多数のディスクが存在している場合には、即ち通常４個を超える数のものが存在している場合には、幾つかのマザーチップを使用することが可能である。マザーチップ１１２は、どのドーターチップ１１４ａ，．．．，１１４ｆがそれと関連するヘッド４０ａ，．．．，４０ｃ信号を送ってディスク１８ａ，．．．，１８ｃへデータを書込むか又は該ディスクからデータを読取るかを選択する。マザーチップ１１２は、更に、ドーターチップ１１４ａ，．．．，１１４ｆの動作を制御する。マザーチップ１１２は、更に、ヘッド４０ａ，．．．，４０ｆによって読取った信号を増幅する。マザーチップ１１２は、好適には、可撓性回路ボード４２上に装着されており、該ボード４２は剛性アーム１２の殆どの側部に装着されている。可撓性回路ボード４２は、マザーチップ１１２をそれへ装着するのに充分な大きさのものとすべきであり、マザーチップは４及び８平方ｍｍの間の任意の寸法とすることが可能である。ディスクドライブにおけるディスク１８ａ，．．．，１８ｃの数が大きく且つアクチュエータアーム組立体１１６の高さがマザーチップの高さよりも大きい場合には、マザーチップは剛性アーム１２の側部の幾つかのみに装着し、そうでない場合には、可撓性回路ボード４２を介して剛性アーム１２ａ，．．．，１２ｄの全ての側部へ装着する。マザーチップは、更に、ＨＳＡ近くのドライブ１００の床の上に装着することが可能である。マザーチップ１１２は、典型的に、マイクロ可撓性回路によってドーターチップ１１４ａ，．．．，１１４ｆへ接続している。該ワイヤ即ち配線は、溶接等の任意の手段によって固着させることが可能であり、又該配線は剛性アーム１２及び懸下体３２へエッチングによって形成することも可能である。
【００２４】
図７は前置増幅器１１０を示している修正した従来のディスクドライブ１００の一部のブロック図である。ディスクドライブ１００は前置増幅器１１０へ接続しているＭＲヘッド４０ａ，．．．，４０ｆを有している。各ヘッド４０ａ，．．．，４０ｆはディスクの近くに位置されている。上述した如く、ディスクドライブ１１０は、通常、各ディスクの上側及び下側（不図示）の両方に１個のヘッドを有している。前置増幅器１１０はマザーチップ１１２と複数個のドーターチップ１１４ａ，．．．，１１４ｆに分割されている。
【００２５】
ドーターチップの各々はディスクへ書込むための書込ドライバ５２ａ，．．．，５２ｆ、ディスクから読取を行なうための第一読取増幅器１３４ａ，．．．，１３４ｆ、第一欠陥検知回路６２ａ，．．．，６２ｆ、バイアス制御回路１３８ａ，．．．，１３８ｆを有している。第一読取増幅器１３４ａ，．．．，１３４ｆは、更に、ヘッド４０ａ，．．．，４０ｆによって読取られた信号の第一段の増幅を実行する。第一欠陥検知回路６２ａ，．．．，６２ｆは、好適には、書込欠陥を検知するための書込欠陥検知回路である。バイアス制御回路１３８ａ，．．．，１３８ｆは前置増幅器のモードを制御する。任意のバイアス制御回路１３８ａ，．．．，１３８ｆを使用することが可能であるが、好適な回路は、Ａｘｅｌ  Ａｌｅｇｒｅ  ｄｅ  ｌａ  Ｓｏｕｊｅｏｌｅによる米国特許出願（代理人ドケット番号９７−Ｓ−０８７）に記載されており、その特許出願を引用によって本明細書に取込む。ドーターチップ１１４ａ，．．．，１１４ｆは付加的な回路を有することが可能であるが、何等かの回路の付加はドーターチップ１１４ａ，．．．，１１４ｆを可及的にヘッドに近接して配置させることが可能であるようにドーターチップ１１４ａ，．．．，１１４ｆを可及的に小型で且つ軽量に維持することの願望とバランスさせるべきである。好適には、読取った信号が更なる伝送のために増幅され、書込まれるべき信号がヘッドに到達する場合に強いものであって且つ正しく書込まれ、且つドーターチップがヘッドを読取及び書込モードへバイアスすることが可能であることを確保するのに必要なだけの回路をドーターチップ１１４ａ，．．．，１１４ｆ上に配置させる。前置増幅器１１０において必要な回路の残部は、好適には、マザーチップ１１２に配置させる。
【００２６】
マザーチップは、前置増幅器１１０の動作を制御する制御回路１４２のような論理、ヘッドからの信号を更に増幅するための第二読取増幅器１６２、第二欠陥検知回路１４４、読取欠陥検知回路６４を有している。更に、従来の前置増幅器と同様に、マザーチップ１１２は、典型的に、ＭＵＸ及びＤＥＭＵＸ回路（不図示）、直列インターフェース制御器７０、典型的に書込電流制御と書込増幅器とを包含するプレドライバ８４、バンドギャップ回路（不図示）、電圧検知回路（不図示）、ＭＲトランスデューサの熱８０及び電流測定値８２を得るための回路、及び典型的に幾つかのＤ／Ａ変換器７４を有している。前置増幅器１１０は、更に、種々のその他の回路（不図示）を有することも可能である。
【００２７】
動作について説明すると、マザーチップ１１２はディスクドライブの動作状態を決定する。即ち、それが読取動作か又は書込動作のいずれを実行するかを決定し、且つどのヘッド及び関連するドーターチップがその動作を実行するかを決定する。このことは、典型的に、制御回路１４２によって行なわれる。その結果はＭＵＸ及びＤＥＭＵＸ回路へ送られ、該回路は適宜のドーターチップ１１４ａ，．．．，１４２ｆを活性化させる。ドーターチップは該動作を実行するためにその関連するヘッドへ支持を与え且つその結果はドーターチップへ戻され、該ドーターチップはそれに関して初期的な処理を行なってそれを更に処理するためにマザーチップ１１２へ送る。
【００２８】
マザーチップと複数個のドーターチップとに分割されている前置増幅器は、該前置増幅器の回路の一部がヘッドに非常に近くに配置させることを可能とする。ドーターチップはヘッドの非常に近くに配置され、典型的に懸下体上に配置される。前置増幅器の寸法及び形状のために懸下体が前置増幅器全体を支持することが不可能である場合には、それはその小さな部分を支持することが可能である。ドーターチップは非常に僅かな回路を有することが可能であり、ヘッドへ送られ且つヘッドから受取った信号が前置増幅器の残部における回路へ伝送する期間中に崩壊することがないように充分に強いものであることを確保するのに必要なだけの回路を有することが可能である。マザーチップは前置増幅器において必要とされる残りの回路を有しており且つより大きなチップを支持することの可能なＨＳＡの一部上に遠く離して配置させることが可能である。このことは懸下体に対して著しい量の重量を付加することなしに、書込まれた信号の帯域幅を増加することを可能とする。前置増幅器の一部を可及的にヘッドに近接して配置させることは、ヘッドと前置増幅器との間のインダクタンスを減少させる。何故ならば、ワイヤ即ち配線の長さがより短くなるからである。インダクタンスを減少させることは、周波数を増加させることを可能とし、書込動作期間中における帯域幅を増加させ、従って最大データレート及び容量を増加させる。それは、更に、書込動作期間中における電力消費を減少させる。
【００２９】
以上、本発明の具体的実施の態様について詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ制限されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱することなしに種々の変形が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  コイルヘッドと前置増幅器とを具備する従来のディスクドライブを示した概略斜視図。
【図２】  ＭＲヘッドと前置増幅器とを具備する従来のディスクドライブを示した概略分解斜視図。
【図３】  図２における従来のディスクドライブの一部を示した概略側面図。
【図４】  従来の前置増幅器を示した概略ブロック図。
【図５】  本発明に基づくディスクドライブの概略分解斜視図。
【図６】  本発明の１実施例に基づくディスクドライブの一部の概略側面図。
【図７】  本発明に基づくディスクドライブの一部を示した概略ブロック図。
【符号の説明】
１２  剛性アーム
１４  アクチュエータアーム
１６  ボイスコイルモータ
１８  ディスク
２０  ピボット組立体
３０  サスペンション（懸下体）
４０  ヘッド
４２  可撓性回路ボード
４４  ベース回路ボード
４８  可撓性回路
１００  ディスクドライブ
１１０  前置増幅器
１１２  マザーチップ
１１４  ドーターチップ
【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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【図７】
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