本发明专利技术提供一种用于挠曲件集成的微致动器的系统、方法和装置。压电体舌内微致动器包括带挠曲件舌的悬臂组件。所述舌具有收纳压电体致动器的两个狭缝。所述舌还具有多个铰链柔性元件，其将压电体致动器的扩展和／或收缩转变为记录头的旋转运动。该旋转运动又用于精确定位记录元件于硬盘驱动器上的期望道上方并且允许实现更高的道密度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术总地涉及硬盘驱动器，更特别地，涉及一种用于在硬盘驱动器中 精确定位记录头元件时使用的微致动器的改善的系统、方法和装置。
技术介绍
通常，数据存取和存储系统包括一个或更多存储器件，其存储数据在》兹或光学存储介质上。例如，已知的磁存储器件为直接存取存储器(DASD) 或硬盘驱动器(HDD)，且包括一个或更多盘和盘控制器以管理与盘相关的 本地操作。硬盘本身一般由铝合金、或玻璃与陶瓷的混合物制成，且覆盖有 磁涂层。 一般地， 一至六个盘垂直堆叠在公共主轴上，公共主轴被盘驱动马 达以数千转每分(rpm)旋转。硬盘驱动器具有数种不同的一般标准尺寸或 格式，包括服务器、桌面、移动和微驱动器。一般的HDD还使用致动器(actuator)组件。致动器将,兹读/写头移到旋 转盘上的期望位置从而写信息到该位置或从该位置读取数据，通过旋转盘产 生的空气垫，气垫面(ABS)使滑块能在盘驱动器的操作期间以恒定高度接 近盘飞行。在多数HDD中，磁读/写头换能器(transducer)安装在滑块上。滑 块通常用来机械支承所述头以及所述头与盘驱动系统的其他部分之间的任 何电连接。滑块被空气动力学地成形从而滑行于盘带动的空气界面层上，以 维持距旋转盘表面的均匀距离，由此防止所述头不期望地接触所述盘。每个 滑块连接到悬臂(suspension)的自由端，悬臂又从致动器的刚性臂悬伸。数个 半刚性臂可组合来形成具有直线轴承(linear bearing)或旋转枢轴轴承系统的 单个可动单元。头和臂组件利用通常称为音圈马达(VCM)的磁/线圈结构被线性或枢 转地移动。VCM的定子(stator)安装到主轴也安装于其上的基板或铸件。 基底铸件和其主轴、致动器VCM以及内部过滤系统然后被罩和密封组件封 围以确保没有污染物能进入和负面影响飞行于盘上的滑块的可靠性。当电流 被供给到马达时，VCM产生与所施加的电流基本成比例的力或转矩。因此臂加速度与电流大小基本成比例。当读/写头逼近期望的道时，相反极性的信号施加到致动器，使该信号用作制动器(brake),理想地使读/写头停止且安 置于所期望的道的正上方。用于旋转盘的马达通常是无刷(brushless) DC马达。盘安装且夹固到 马达的毂(hub)。毂提供盘安装表面以及连接另外部件(或多个部件)以将 所述盘夹固到毂的装置。在HDD的大多数普通马达构造中，马达的旋转部 件或转子连接到毂或者是毂的集成部件。转子包括环形磁体和铁类金属衬 背，环形;兹体具有径向布置的交替的北/南极。》兹体通过f兹力与马达的定子相互作用。磁场和所得磁力借助于马达定子的线圈导线中的电流感应。转子的 铁类金属衬背用作磁返回路径。为了马达的平滑和适当的操作，转子磁体磁 极图案在马达的制造过程期间被充磁之后不应实质性改变。常规盘驱动器的悬臂通常包括在基端(base end)具有安装板的较僵硬 的负载梁，其随后连接到致动臂，负载梁的自由端安装挠曲件(flexure), 其携载滑块和滑块的读/写头换能器。设置于负载梁的安装板与功能端之间的 是"铰链(hinge )"，其在垂直弯曲方向上(垂直于盘表面)是顺应性的。铰 链使负载梁能悬吊且加载滑块和读/写头朝向旋转的盘表面。然后，挠曲件的 工作是为滑块提供万向支承从而读/写头能俯仰和滚转(pitchandroll)，以针 对不可避免的盘表面轴向摆动(axialrun-out)或平坦度变化调节滑块的取向。集成的引线悬臂中的挠曲件通常由层叠的多层材料制成。 一般地，它包 括支承层(例如钢)、电介质绝缘层(例如聚酰亚胺)、导体层(例如铜)、 以及使导体层绝缘的覆盖层(例如聚酰亚胺)。电引线蚀刻于导体层中，同 时聚酰亚胺层用作与下面的钢支承层绝缘的绝缘体。钢支承层亦被构图从而 为挠曲件提供强度和万向特性。将头换能器电连接到读/写电子电路的导电引 线(也称为迹线(trace))通常布置线路于悬臂的两侧，尤其是在万向节区 域中。 一般地，迹线包括铜导体以及聚酰亚胺电介质绝缘层和覆盖层，而不 包括不锈钢支承层，迹线仅提供电功能。主要的机械支承功能由挠曲件的支 持柱(leg)(例如，钢)提供，其通常与迹线相邻地延伸。一些硬盘驱动器采用樣i致动器(microactuator )设计或毫致动器 (milliactuator)设计以提供记录头的第二阶段致动，从而实现头相对于记录 道更准确的定位。毫致动器宽泛地被分类为移动悬臂的整个前端(弹簧、负 载梁、挠曲件和滑块)的致动器。微致动器宽泛地被分类为仅移动滑块的致动器(相对于负载梁移动滑块)，或者仅移动读写元件的致动器(相对于滑块的体(body)移动读写元件)。先前，多数设计的目的是提供滑块记录元件约1至2微米左右的横向运 动。滑块的所需横向运动由驱动器的道密度以及由于扰动、外部振动等引起 的滑块遵循道所需的离道运动(off-track motion)的尺寸定义。毫致动器具有动力学性能问题。例如，当整个负载梁被致动时，毫致动 器施加显著的反作用力到致动器臂中，激发较低频率的致动器共振。它们还 具有比微致动器特性上更低的频率共振。这两个因素限制了其性能。有许多类型的微致动器设计。 一类微致动器(例如参见Yao的美国专利 No. 7159300 )使用在与滑块相同平面中的U形陶瓷框架，薄膜压电层在"U" 的外表面上以围绕滑块，且微致动器在U形臂的前部连接到滑块。激励两侧 臂上的压电层来横向移动滑块。尽管该设计可工作，但是诸如成本、可靠性 和震动期间的脆性(fragility)的问题限制了其有用性。另 一类微致动器(例如参见Kuwajima的美国专利No. 7046485 )在薄粘 合层的每侧使用两个薄膜压电体。这些压电体中的两个位于负载梁之下且在 与负载梁相同的平面中。然后压电体交替膨胀和收缩以提供绕"铰链"的旋 转运动，允许滑块的旋转运动。此外，设计了各类微机电系统(MEMS)致动器。这些早期设计中的一 些使用静电旋转设计，但是高成本和脆性使它们不可用。因此，需要一种用 于在硬盘驱动器中精确定位记录头元件时使用的微致动器的改善的系统、方 法和装置。
技术实现思路
本专利技术公开用于在硬盘驱动器中精确操纵滑块头元件时使用的微致动 器的系统、方法和装置的实施例。压电致动器设计克服了先前的微致动器设 计相关的成本、可制造性和脆性问题。不是实现l-2微米的滑块运动，本专利技术提供小一个数量级或者在0.1-0.2 微米范围的滑块元件沿横向(即侧面到侧面)的移动。该更小定位位移工作 良好，因为HDD道密度已经增大，且与其他盘驱动器设计进展相结合已减 小了滑块需要遵循的离道误差。本专利技术设计的优点之一在于仅压电体的成本 增加到制造费用中。另一设计优点在于该设计的几乎全部其他功能与常规悬臂相同，包括相同的万向僵硬度(gimbaling stiffnesses)和制造工艺。在一个实施例中，硬盘驱动器悬臂包括沿纵向延伸的负载梁，其定义与纵向直交的横向。垂向与纵向和横向两者直交。该负载梁具有负载梁凹陷，其定义沿垂向延伸的凹陷轴(dimple axis)。挠曲件安装到负载梁且具有舌，舌具有前导边缘部分和与前导边缘部分纵向间隔开的滑块附着平台。滑块安装到滑块附着平台且具有绕凹陷轴的旋转自由度。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于硬盘驱动器的悬臂，包括： 负载梁，具有沿纵向ｘ延伸的纵轴且定义与所述纵向ｘ直交的横向ｙ和与所述纵向ｘ和横向ｙ两者直交的垂向ｚ，该负载梁具有负载梁凹陷，其定义沿所述垂向ｚ延伸的凹陷轴； 挠曲件，安装到该负载梁且具有带前导边 缘部分和滑块附着平台的舌，该滑块附着平台与该前导边缘部分纵向间隔开； 滑块，安装到该滑块附着平台且具有关于该凹陷轴的旋转自由度； 迹线，沿该挠曲件延伸且与该滑块电连通，所述迹线具有迹线外伸架部分，该迹线外伸架部分是所述舌沿该横向 的外侧；以及 微致动器，位于该挠曲件的该舌中且延伸于该前导边缘部分与该滑块附着平台之间，从而该微致动器关于该凹陷轴选择性转动该滑块。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔R哈奇，
申请(专利权)人：日立环球储存科技荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]
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