头万向组件及具备其的盘装置

摘要

本发明提供能抑制负载杆的振动的头万向组件及盘装置。根据实施方式，头万向组件具备：负载杆（35）；柔性件（40），其安装于负载杆上；万向节部（36），其由柔性件的前端部形成；磁头（17），其安装于万向节部；和压电元件（50），其固定于万向节部且能沿柔性件的长度方向伸缩。在万向节部，柔性件的金属薄板（44a）具备：固定磁头的舌部（36a）；离舌部隔着距离定位且固定于负载杆的基端部（36b）；在舌部和基端部之间位于舌部侧的第一支撑部（36d）；和在舌部和基端部之间位于基端部侧的第二支撑部（36e）。压电元件的两端部隔着绝缘层被支撑于第一支撑部及第二支撑部上，第二支撑部从基端部分离。

权利要求

1.一种头万向组件，其特征在于，

具备：

负载杆；

布线部件，其具有金属薄板、层叠于所述金属薄板上的绝缘层以及层叠于所述绝缘层上并形成有多个布线的导电层，且所述金属薄板侧配置于所述负载杆上；

万向节部，其由位于所述负载杆的前端部上的所述布线部件的前端部形成；

磁头，其安装于所述万向节部且与所述布线部件的布线电连接；和压电元件，其固定于所述万向节部且能通过电压施加沿所述布线部件的长度方向伸缩，在所述万向节部，所述金属薄板具备：固定所述磁头的舌部；离所述舌部隔着距离定位且固定于所述负载杆的基端部；配置于所述舌部和所述基端部之间并且在所述舌部和所述基端部之间位于所述舌部侧的第一支撑部；和配置于所述舌部和所述基端部之间并且在所述舌部和所述基端部之间位于所述基端部侧的第二支撑部，所述压电元件的长度方向的两端部隔着所述绝缘层被支撑于所述第一支撑部及第二支撑部上，所述第二支撑部从所述基端部分离。

2.一种头万向组件，其特征在于，

具备：

负载杆；

布线部件，其具有金属薄板、层叠于所述金属薄板上的绝缘层以及层叠于所述绝缘层上并形成有多个布线的导电层，且所述金属薄板侧配置于所述负载杆上；

万向节部，其由位于所述负载杆的前端部上的所述布线部件的前端部形成；

磁头，其安装于所述万向节部且与所述布线部件的布线电连接；和压电元件，其固定于所述万向节部且能通过电压施加沿所述布线部件的长度方向伸缩，在所述万向节部，所述金属薄板具备：固定所述磁头的舌部；离所述舌部隔着距离定位且固定于所述负载杆的基端部；在所述舌部和所述基端部之间位于所述舌部侧的第一支撑部；和在所述舌部和所述基端部之间位于所述基端部侧的第二支撑部，所述压电元件的长度方向的两端部隔着所述绝缘层被支撑于所述第一支撑部及第二支撑部上，所述第二支撑部经比该第二支撑部宽度窄的桥部与所述基端部连结。

3.根据权利要求1或2所述的头万向组件，其特征在于，两个压电元件在所述万向节部的宽度方向上隔着间隔地固定于所述绝缘层上，所述第二支撑部在所述万向节部的宽度方向上隔着间隔地设有两个，且分别支撑所述压电元件的端部。

4.根据权利要求1或2所述的头万向组件，其特征在于，两个压电元件在所述万向节部的宽度方向上隔着间隔地固定于所述绝缘层上，所述第二支撑部沿所述万向节部的宽度方向延伸，且支撑所述两个压电元件的端部。

5.根据权利要求1或2所述的头万向组件，其特征在于，所述第一支撑部从所述舌部分离地设置。

6.一种盘装置，其特征在于，具备：

盘状的记录介质；

驱动电机，其将所述记录介质支撑并使其旋转；和权利要求1或2所述的头万向组件，其将对所述记录介质进行信息处理的磁头能相对于所述记录介质移动地支撑。

说明书

头万向组件及具备其的盘装置

[0001] 本申请以日本专利申请2013-236673号（申请日：2013年11月15日）为基础并享受其优先权。本申请通过参照该在先申请而包括其全部内容。技术领域

[0002] 本发明涉及用于盘装置的头万向组件及具备其的盘装置。

背景技术

[0003] 近年来，广泛使用磁盘装置、光盘装置等盘装置来作为计算机的外部记录装置和/或图像记录装置。

[0004] 作为盘装置，例如，磁盘装置通常具备配置于外壳内的磁盘、支撑并旋转驱动磁盘的主轴电机以及支撑磁头的头万向组件（HGA）（ヘッドジンバルアッセンブリ）。头万向组件具有在臂的前端部安装的悬架、配置于悬架上并且从悬架引出到外侧的柔性件（布线部件）以及经柔性件的万向节部由悬架支撑的磁头，柔性件的布线与磁头电连接。此外，悬架具有负载杆和在负载杆的基端侧固定的基座板，该基座板固定于臂的前端部。

[0005] 近年来，提出了将薄膜的压电元件（PZT元件）搭载于柔性件的万向节部，并通过压电元件的伸缩运动而产生磁头的寻轨（シーク）方向的微小移位的HGA。根据该HGA，通过控制向压电元件施加的电压，而能控制磁头的动作。

发明内容

[0006] 然而，在上述那样的HGA中，在通过电压施加来使压电元件伸长或收缩时，压电元件在其厚度方向上弯曲，且有时产生面外振动。该面外振动经柔性件传递到负载杆，且不必要地激发负载杆的共振。其结果，磁头的定位精度下降。

[0007] 本发明鉴于以上的点儿研制，其目的是提供能抑制负载杆的振动的头万向组件及盘装置。

[0008] 根据实施方式，头万向组件具备：负载杆；布线部件，其具有金属薄板、层叠于所述金属薄板上的绝缘层以及层叠于所述绝缘层上并形成有多个布线的导电层，且所述金属薄板侧配置于所述负载杆上；万向节部，其由位于所述负载杆的前端部上的所述布线部件的前端部形成；磁头，其安装于所述万向节部且与所述布线部件的布线电连接；和压电元件，其固定于所述万向节部且能通过电压施加沿所述布线部件的长度方向伸缩。在所述万向节部，所述金属薄板具备：固定所述磁头的舌部；离所述舌部隔着距离定位且固定于所述负载杆的基端部；在所述舌部和所述基端部之间位于所述舌部侧的第一支撑部；和在所述舌部和所述基端部之间位于所述基端部侧的第二支撑部。所述压电元件的长度方向的两端部隔着所述绝缘层被支撑于所述第一支撑部及第二支撑部上，所述第二支撑部经比该第二支撑部宽度窄的桥部与所述基端部连结。

附图说明

[0009] 图1是表示第一实施方式涉及的硬盘驱动器（HDD）的立体图。

[0010] 图2是表示所述HDD的头万向组件的立体图。

[0011] 图3是表示所述头万向组件的前端部及万向节部的立体图。

[0012] 图4是表示所述头万向组件的磁头、压电元件、柔性件（布线部件）、负载杆的分解立体图。

[0013] 图5是沿图3的线A-A的头万向组件的前端部的剖视图。

[0014] 图6是压电元件伸长的状态下的、与图5对应的头万向组件的剖视图。

[0015] 图7是概要地表示压电元件所进行的磁头的驱动状态的俯视图。

[0016] 图8是表示第二实施方式涉及的头万向组件的磁头、压电元件、柔性件、负载杆的分解立体图。

[0017] 图9是表示第三实施方式涉及的头万向组件的磁头、压电元件、柔性件、负载杆的分解立体图。

[0018] 图10是对于第一至第三实施方式涉及的头万向组件以及比较例涉及的头万向组件将磁头的写入间隙位置的轨道相交方向的振动进行比较地表示的图。

具体实施方式

[0019] 下面参照附图来详细说明实施方式涉及的硬盘驱动器（HDD）来作为磁盘装置。

[0020] （第一实施方式）

[0021] 图1将顶盖取下来表示HDD的内部结构。如图1所示，HDD具备壳体10。壳体10具有：上表面开口的矩形箱状的基体12；和通过多个螺钉在基体12螺钉紧固而将基体12的上端开口封闭的未图示的顶盖。基体12具有矩形形状的底壁12a和沿底壁的周缘立设的侧壁12b。

[0022] 在壳体10内，设有作为记录介质的两个磁盘16及将磁盘支撑并使磁盘旋转的作为驱动部的主轴电机18。主轴电机18配置于底壁12a上。各磁盘16形成为例如直径2.5英寸（6.35cm）且在上表面及下表面具有磁记录层。磁盘16在主轴电机18的未图示的凸部互相之间同轴地嵌合并且由夹持弹簧27夹持，固定于凸部。这样，磁盘16以与基体12的底壁12a平行的状态被支撑。而且，磁盘16通过主轴电机18而以预定的速度旋转。

[0023] 在壳体10内，设有对磁盘16进行信息的记录、再现的多个磁盘17和将该磁盘17相对于磁盘16移动自如地支撑的磁头组件（在下面称为HSA）22。此外，在壳体10内，设有：使HSA22转动及定位的音圈电机（在下面称为VCM）24；在磁头17移动到磁盘16的最外周时将磁头保持于从磁盘离开的卸载位置的斜坡加载机构25；在HDD作用冲击等时将HAS保持于后退位置的闩锁（ラッチ）机构26；以及具有连接器等的基板单元21。

[0024] 在基体12的底壁12a外表面，螺钉紧固有未图示的印刷电路基板。印刷电路基板经基板单元21控制主轴电机18、VCM24及磁头17的动作。在基体12的侧壁12b附近，设置通过可动部的工作来捕获壳体内产生的尘埃的循环过滤器23，且位于磁盘16的外侧。此外，在基体12的侧壁12b附近，设有从流入壳体10内的空气捕获尘埃的呼吸过滤器15。

[0025] 如图1所示，HSA22具备：旋转自如的轴承单元28；在该轴承单元28以层叠状态安装的四个臂32；从各臂32伸出的头万向组件（在下面称为HGA）30；和在臂32间分别层叠配置的未图示的垫片（スペーサリング）。各臂32由例如不锈钢、铝等形成为细长的平板状。臂32具有伸出端侧的前端部，在该前端部，形成有具有未图示的铆钉孔的铆钉座面。轴承单元28具有在磁盘16的外周缘附近在基体12的底壁12a立设的枢轴和经轴承由枢轴旋转自如地支撑的圆筒形状的套筒。

[0026] 图2是表示HGA30的立体图。如图1及图2所示，各HGA30具有从臂32伸出的悬架34及由悬架34的伸出端支撑的磁头17。

[0027] 悬架34具有由几百微米厚的金属板构成的矩形形状的基座板42和由几十微米厚的金属板构成的细长板弹簧状的负载杆35。负载杆35通过其基端部与基座板42的前端部重叠地配置且将多个部位焊接而固定于基座板42。负载杆35的基端部的宽度与基座板42的宽度大体相等地形成。在负载杆35的前端，突设有细长杆状的突出部46。

[0028] 基座板42在其基端部具有圆形的开口及位于该开口周围的圆环状的突起部43。基座板42使突起部43嵌合于在臂32的铆钉座面形成的未图示的圆形的铆钉孔，且将该突起部43铆接，从而连接于臂32的前端部。

[0029] HGA30具有一对压电元件（PZT元件）50及用于传输记录、再现信号及压电元件的驱动信号的细长带状的柔性件（布线部件）40。如图2所示，柔性件40其前端侧部分40a安装于负载杆35及基座板42上，后半部分（伸出部）40b从基座板42的侧缘向外侧伸出，并沿臂32的侧缘延伸。而且，位于伸出部40b的前端的柔性件40的连接端部连接于后述的主FPC21b。

[0030] 位于负载杆35的前端部上的柔性件40的前端部构成万向节部36，且在该万向节部36搭载了磁头17及压电元件50。磁头17具有大体棱柱形状的浮动块及设置于浮动块的记录元件、再现元件，该磁头17固定于万向节部36上，且经该万向节部36由负载杆35支撑。一对压电元件（PZT元件）50安装于万向节部36，且在磁头17的附近位于负载杆35的基端侧。

[0031] 图3是将HGA30的磁头部分放大表示的立体图，图4是表示HGA的磁头、压电元件、柔性件、负载杆的分解立体图，图5是表示压电元件的安装部的HGA的剖视图。

[0032] 如图2至图5所示，柔性件40具有成为基体的不锈钢等金属薄板（基底层）44a、形成于该金属薄板上的绝缘层44b、形成于绝缘层44b上且构成多个布线45a的导电层（布线图案）44c和覆盖导电层44c的未图示的保护层（绝缘层），且该柔性件40呈细长带状的层叠板。柔性件40的前端侧部分40a使金属薄板44a侧粘贴或点焊于负载杆35及基座板42的表面上。

[0033] 在柔性件40的万向节部36中，金属薄板44a具有位于前端侧的矩形形状的舌部36a、从舌部36a隔着空间（距离）位于基端侧的矩形形状的基端部36b和从舌部36a延伸到基端部36b的左右一对连接部36c。在舌部36a和基端部36b之间的空间中设有岛状的一对第一支撑部（支撑垫）36d及岛状的一对第二支撑部（支撑垫）36e。该第一及第二支撑部36d、36e由金属薄板形成。

[0034] 一对第一支撑部36d位于舌部36a的附近，且在万向节部36的宽度方向上排列配置。此外，一对第二支撑部36e位于基端部36b的附近，且在万向节部36的宽度方向上排列配置。在各第二支撑部36e和基端部36b之间设置狭槽部或切口部38，且第二支撑部36e和基端部36b分离。第一支撑部36d和第二支撑部36e将空间部夹于中间而在万向节部36的长度方向上排列。

[0035] 在万向节部36中，绝缘层44b及导电层44c通过基端部36b上、狭槽部或切口部38、一对第二支撑部36e上、空间部及一对第一支撑部36d上而延伸到舌部36a的前端侧。

[0036] 磁头17通过粘接剂而隔着绝缘层44b固定于舌部36a。金属薄板44a的基端部36b通过焊接等固定于负载杆35。舌部36a的大体中央部与在负载杆35的前端部突出设置的台部（支撑突起）48抵接。舌部36a及磁头17通过连接部36c的弹性变形而能以台部48为中心摇动或转动。

[0037] 压电元件50形成为细长的矩形板状且构成为沿其长度方向伸缩。压电元件50通过粘接剂等固定于万向节部36的绝缘层44b。压电元件50其长度方向配置成与负载杆35及柔性件40的长度方向平行。这样，两个压电元件50互相平行地排列且在万向节部36的宽度方向上隔着间隔地配置。

[0038] 如图5所示，各压电元件50的长度方向的一个端部、即磁头17侧的端部被支撑于第一支撑部36d上。各压电元件50的长度方向的另一端部、即基端部36b侧的端部被支撑于第二支撑部36e上。

[0039] 如图3至图5所示，柔性件40的布线45a中的一部分是用于向磁头17传输记录再现信号的布线，这些布线延伸到磁头17，且在其伸出端具有电极垫（パッド）45b。该电极垫45b和磁头17的记录、再现元件通过焊料或银浆料等导电性粘接剂而电接合。此外，柔性件40的布线45a中的一部分是用于向压电元件50传输驱动信号的布线，该布线延伸到压电元件50的附近，且在其伸出端具有电极垫45c。该电极垫45c和压电元件50通过焊料或银浆料等导电性粘接剂而电接合。再有，该多个布线45a沿柔性件40延伸到柔性件的连接端侧，且与设置于连接端部的未图示的连接垫连接。

[0040] 各压电元件50通过施加电压而如图6及图7中箭头所示那样沿柔性件40的长度方向伸缩。通过将这两个压电元件50以互相伸缩的方向为反方向进行驱动，而能经柔性件40使万向节部36的舌部36a摇动并使磁头17在寻轨方向上移位。在本实施方式中，支撑压电元件50的第一支撑部36d及第二支撑部36e和金属薄板44a的基端部36b之间主要由绝缘层44b所形成的弱刚性保持，因此能抑制压电元件驱动时的面外振动经金属薄板44a的基端部36b传递到负载杆35。

[0041] 另一方面，如图1所示，HSA22具有从轴承单元28向与臂32相反的方向伸出的支撑框，在该支撑框埋入有构成VCM24的一部分的音圈。在将如上述那样构成的HSA22组装到基体12上的状态下，轴承单元28其枢轴的下端部固定于基体12，且与主轴电机18的主轴大体平行地立设。各磁盘16位于两个HGA30间。在HDD的工作时，安装于悬架34的磁头17与磁盘16的上表面及下表面分别相对，且位于磁盘16的两面侧。固定于支撑框的音圈位于在基体12上固定的一对磁轭37间，并与该磁轭及固定于一个磁轭的未图示的磁铁一同构成VCM24。

[0042] 如图1所示，基板单元21具有由柔性印刷电路基板形成的主体21a，该主体21a固定于基体12的底壁12a。在主体21a，安装有用于与印刷电路基板连接的未图示的连接器及电子部件。

[0043] 基板单元21具有从主体21a伸出的主柔性印刷电路基板（在下面称为主FPC）21b。主FPC21b的伸出端构成连接端部，且固定于HSA22的轴承单元28附近。各HGA30的柔性件40在主FPC21b的连接端部机械或电学地连接。这样，基板单元21经主FPC21b及柔性件40而与磁头17及压电元件50电连接。

[0044] 如图1所示，斜坡（ランプ）加载机构25具备在基体12的底壁12a上配置于磁盘16外侧的斜坡47和从各悬架34的前端伸出的突出部46（参照图2至图4）。在HSA22绕轴承单元28转动，且磁头17移动到磁盘16外侧的后退位置时，各突出部46与形成于斜坡47的斜坡面配合，然后，由斜坡面的倾斜抬起。这样，磁头17从磁盘16卸载，并保持于后退位置。

[0045] 根据如以上那样构成的HDD及HGA30，在柔性件40的万向节部36安装压电元件50，并通过柔性件40向压电元件50施加电压，从而能使安装于万向节部的磁头17在寻轨方向上移位。这样，通过控制向压电元件50施加的电压，而能精密地控制磁头17的位置，并提高磁头的定位精度。

[0046] 此外，在粘贴有压电元件50的万向节部36中，支撑压电元件50的长度方向的两端部的金属薄板44a的第一支撑部36d及第二支撑部36e从金属薄板44a的基端部36b分离独立。第一支撑部36d及第二支撑部36e和金属薄板44a的基端部36b之间主要由刚性弱的绝缘层44b连接。因此，在压电元件50的驱动时在压电元件50及第一、第二支撑部36d、36e产生面外振动的情况下，也能抑制该面外振动经金属薄板44a的基端部36b传递到负载杆35。这样，能得到抑制多余的负载杆35的共振激发且能实现磁头17的定位精度的提高的头万向组件HDD。

[0047] 其次，对于其他实施方式涉及的HGA进行说明。在以下描述的其他实施方式中，在与上述第一实施方式相同的部分标注相同的参照标记并省略其详细说明。

[0048] （第二实施方式）

[0049] 图8是表示第二实施方式涉及的HGA30的磁头17、压电元件50、柔性件40、负载杆35的分解立体图。根据本实施方式，在万向节部36中，基底金属薄板44a的一对第二支撑部36e分别由一部分细长的桥部41连结于基端部36b。桥部41的宽度形成得比第二支撑部36e的宽度足够细。除了桥部41，第二支撑部36e通过切口38而从基端部36b分离。

[0050] 在第二实施方式中，HGA30及HDD的其他构成与上述第一实施方式相同。

[0051] 在如以上那样构成的第二实施方式中，能减小从第二支撑部36e传递到金属薄板44a的基端部36b的面外振动，且能抑制负载杆的不必要的共振激发。此外，能使压电元件50的支撑稳定性提高设置桥部41的量。这样，可得到能实现磁头17的定位精度的提高的头万向组件及HDD。

[0052] （第三实施方式）

[0053] 图9是表示第三实施方式涉及的HGA30的磁头17、压电元件50、柔性件40、负载杆35的分解立体图。根据本实施方式，在万向节部36中，基底金属薄板44a的第二支撑部36e分别由一个共同的第二支撑部构成。第二支撑部36e形成为矩形形状，且沿万向节部36的宽度方向延伸。此外，第二支撑部36e通过狭槽部或切口部38而与基端部36b分离。而且，由一个第二支撑部36e支撑两个压电元件50的一个端部。

[0054] 在第二实施方式中，HGA30及HDD的其他构成与上述第一实施方式相同。

[0055] 在如以上那样构成的第三实施方式中，能减小从第二支撑部36e传递到金属薄板44a的基端部36b的面外振动，且能抑制负载杆的不必要的共振激发。这样，可得到能实现磁头17的定位精度的提高的头万向组件及HDD。再有，在第三实施方式中，可将第二支撑部36e由一个或多个桥部连接于基端部36b。

[0056] 图10表示对上述第一至第三实施方式及比较例涉及的HGA使用有限元解析来模拟对于压电元件50的驱动电压的、磁头的写入间隙位置的轨道相交方向移位的频率传输特性的结果。此外，在同一图中，表示作为负载杆的一维扭转共振频率的7kHz带的频率传输特性。在比较例涉及的HGA中，在金属薄板的基端部一体形成有第二支撑部。

[0057] 模拟所使用的负载杆35为30μm厚的不锈钢板。柔性件40中，基底金属薄板为18μm厚的不锈钢板，绝缘层44b为8μm厚，导电层44c为12μm厚。压电元件50的厚度为10μm。此外，对于压电元件50的电压施加条件皆相同。

[0058] 从图10可知，在相同的电压施加条件下，第一至第三实施方式相对于比较例负载杆的一维扭转共振增益较小。因此，根据上述的第一至第三实施方式，能抑制在驱动时产生的压电元件50的面外振动不必要地激发负载杆的扭转共振，且能提高悬架及磁头的定位性能。

[0059] 虽然以上说明了本发明的几个实施方式，但是这些实施方式是作为例子提出的，无意于限定发明的范围。这些新实施方式能够以其他各种各样的形态来实施，能够在不脱离发明主旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式和/或其变形包含于发明的范围和/或主旨内，并且包含在技术方案所记载的发明及其等同范围内。

[0060] 在上述实施方式中，HAS的臂使用互相独立的板状的臂，但是，并不限于此，也可适用所谓的E块形状的多个臂及轴承套筒一体形成的结构。磁盘不限于2.5英寸，也可成为其他大小的磁盘。磁盘不限于两个，也可以是一个或三个，HGA的数量也可根据磁盘的设置数量来增减。