專(zhuān)利名稱(chēng)：具有一復(fù)合材料層的存儲(chǔ)裝置用的加強(qiáng)懸架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及存儲(chǔ)裝置。本發(fā)明尤其涉及存儲(chǔ)裝置中的懸架組件。
背景技術(shù)：
在存儲(chǔ)裝置中，數(shù)據(jù)通常儲(chǔ)存在一媒體的磁道上。為了存取數(shù)據(jù)，在媒體在磁頭下面移動(dòng)的同時(shí)，磁頭被定位在磁道內(nèi)。
在許多存儲(chǔ)裝置中，用包括使一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器臂旋轉(zhuǎn)的電機(jī)的致動(dòng)器組件來(lái)定位磁頭。每個(gè)致動(dòng)器臂支承一懸架，而懸架又支承磁頭/萬(wàn)向架組件。通常，懸架包括三個(gè)不同的區(qū)域與致動(dòng)器臂相連的一基板區(qū)，提供垂直彈力對(duì)磁頭向媒體方向施加偏壓的一彈力區(qū)，和從彈力區(qū)延伸到磁頭/萬(wàn)向架組件的一負(fù)載梁。懸架提供的彈力設(shè)計(jì)成可使磁頭跟隨媒體表面上的高度變化而不碰撞媒體或移動(dòng)時(shí)離媒體太遠(yuǎn)。
在過(guò)去，懸架通常用不銹鋼片材制成。采用不銹鋼是因?yàn)樗蔀榇蓬^提供所需的彈力，它具有對(duì)熱相對(duì)不敏感的機(jī)械特性，它不漏氣以及它能與致動(dòng)器組件的其它部件相焊接。
在一些現(xiàn)有的系統(tǒng)中，采用不銹鋼導(dǎo)致懸架中的彈力區(qū)和負(fù)載梁的厚度相同。因?yàn)檫@個(gè)原因，這兩個(gè)區(qū)域顯露出同樣的機(jī)械特性。但是，因?yàn)閺椓^(qū)和負(fù)載梁執(zhí)行不同的功能，希望它們具有不同的機(jī)械特性。尤其是，希望彈力區(qū)比負(fù)載梁更有彈性或柔性，因?yàn)閺椥蕴蟮呢?fù)載梁會(huì)彎曲且根據(jù)風(fēng)阻感應(yīng)力進(jìn)行共振。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)已研制形成懸架的幾種技術(shù)，使得彈力區(qū)的厚度小于負(fù)載梁的厚度。在一種技術(shù)中，彈力區(qū)被部分地侵蝕以減少其厚度。但是，部分侵蝕不能很好地控制部分侵蝕部分的厚度，從而導(dǎo)致彈力區(qū)的較差的預(yù)加載穩(wěn)定性。第二種技術(shù)把第二金屬片材與負(fù)載梁相焊接。但是，焊接成本高，并因金屬的加熱造成負(fù)載梁變形。此外，焊接需要有最小的表面積，這在未來(lái)的較小懸架中將不能提供。
現(xiàn)有技術(shù)揭示的第三種技術(shù)是通過(guò)疊層來(lái)制成懸架。例如，美國(guó)專(zhuān)利4,966,623給出了一懸架，該懸架的負(fù)載梁是用夾在銅層和不銹鋼層中的聚酰亞胺層制成。在該專(zhuān)利中，銅層和不銹鋼層用粘結(jié)劑如聚酰亞胺基的液體粘結(jié)劑與聚酰亞胺相粘結(jié)。
盡管過(guò)去的疊層結(jié)構(gòu)幫助減弱了懸架中的振動(dòng)，但是，不希望疊層中使用二層金屬，因?yàn)榇蟛糠纸饘倬哂邢鄬?duì)較小的剛性與質(zhì)量比。
本發(fā)明提供了這些和其它問(wèn)題的解決方法，并提供優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的其它優(yōu)點(diǎn)。
發(fā)明概述存儲(chǔ)裝置用的懸架包括一金屬層和與該金屬層相粘結(jié)的一條或多條復(fù)合加強(qiáng)條，以加強(qiáng)懸架的某些部分而不是懸架的全部。所述復(fù)合加強(qiáng)條由復(fù)合材料構(gòu)成，并用粘結(jié)劑與金屬層相粘結(jié)。在大部分的實(shí)施例中，所述復(fù)合材料比金屬具有較高的剛性與重量比。
本發(fā)明的實(shí)施例表示的這些和其它特點(diǎn)以及優(yōu)點(diǎn)，在閱讀了下面的詳細(xì)的描述和審閱了相關(guān)的附圖后將是顯而易見(jiàn)的。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例所實(shí)施的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的立體圖。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)中懸架的俯視圖。
圖3是現(xiàn)有技術(shù)中懸架的側(cè)視圖。
圖4是使用在本發(fā)明懸架上疊層結(jié)構(gòu)的一實(shí)施例的剖視圖。
圖5是本發(fā)明懸架的一實(shí)施例的俯視6是本發(fā)明懸架的另一實(shí)施例的俯視圖。
圖7是本發(fā)明懸架的另一實(shí)施例的俯視圖。
圖8是本發(fā)明懸架的另一實(shí)施例的俯視圖。
示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述圖1是在本發(fā)明實(shí)施例中有用的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器100的立體圖。磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器100包括有底部102的殼體和一頂蓋(未示出)。磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器100還包括磁盤(pán)組106，該磁盤(pán)組用磁盤(pán)夾安裝在心軸109上。磁盤(pán)組106包括若干單獨(dú)的磁盤(pán)，由與心軸109底部相連的心軸電機(jī)(未示出)使磁盤(pán)圍繞心軸109共同旋轉(zhuǎn)。每個(gè)磁盤(pán)的表面有一相關(guān)的磁頭滑板110，該滑板安裝到磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器100上，以與磁盤(pán)表面進(jìn)行通信。當(dāng)磁盤(pán)組旋轉(zhuǎn)時(shí)，它形成通過(guò)驅(qū)動(dòng)器的空氣循環(huán)并特別形成每個(gè)磁頭滑板和每個(gè)磁盤(pán)表面之間的空氣軸承。
在圖1所示的例子中，滑板110由懸架112支承，而懸架112又與致動(dòng)器116的磁道存取臂114相連。圖1所示的致動(dòng)器是諸如旋轉(zhuǎn)活動(dòng)線圈致動(dòng)器的公知類(lèi)型，并包括一般在118處示出的音圈電機(jī)(VCM)。音圈電機(jī)118使致動(dòng)器116及其相連的磁頭110圍繞樞軸120旋轉(zhuǎn)，把磁頭110定位在沿著磁盤(pán)內(nèi)徑124和磁盤(pán)外徑126之間的弧形路徑122的所需的數(shù)據(jù)磁道的上面。音圈電機(jī)118用伺服電子器件130根據(jù)磁頭110和主機(jī)(未示出)產(chǎn)生的信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)。
圖2和圖3分別是現(xiàn)有技術(shù)中懸架200的俯視圖和側(cè)視圖。懸架200包括一基板區(qū)202，一彈力區(qū)204和一負(fù)載梁區(qū)206。
基板區(qū)202設(shè)計(jì)成與一基板(未示出)相焊接，而該基板此后被型鍛成致動(dòng)器臂。該基板通常在整個(gè)基板區(qū)下面延伸，部分基板延伸通過(guò)懸架中的開(kāi)口214。該基板區(qū)還包括在基板區(qū)一側(cè)延伸的并提供了支承軟性電路用結(jié)構(gòu)的三個(gè)電氣連接輔助接頭片208、210和212。通常，軟性電路盤(pán)旋在接頭片之間，使得電路在接頭片208和212上面并在接頭片210下面。
彈力區(qū)204位于基板區(qū)202和負(fù)載梁206之間。彈力區(qū)204中的縫隙216設(shè)計(jì)成可減少?gòu)椓^(qū)的剛性，使得彈力區(qū)可根據(jù)施加到磁頭的氣動(dòng)提升力而彈性地彎曲。
負(fù)載梁206從彈力區(qū)204延伸到與萬(wàn)向架組件208，它容納一磁頭(未示出)。負(fù)載梁206包括用來(lái)減少懸架重量的一通孔218和為萬(wàn)向架組件提供樞軸點(diǎn)的一凹座220。當(dāng)媒體移動(dòng)時(shí)，萬(wàn)向架組件根據(jù)施加到磁頭的氣動(dòng)力圍繞樞軸點(diǎn)縱搖和轉(zhuǎn)動(dòng)。負(fù)載梁206也包括用向上彎曲負(fù)載梁邊緣形成的一對(duì)側(cè)導(dǎo)軌222和224。
如在背景中所述，一些現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)通過(guò)構(gòu)造疊層結(jié)構(gòu)來(lái)增加懸架部分的剛性。本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例提供了一懸架，該懸架的負(fù)載梁和/或基板區(qū)由用來(lái)加強(qiáng)負(fù)載梁和/或基板區(qū)的至少包括一層復(fù)合材料的疊層結(jié)構(gòu)制成。這種復(fù)合材料是各不相同的，具有比過(guò)去使用的用來(lái)制成疊層懸架的大部分金屬如銅、不銹鋼更高的剛性與質(zhì)量比。由于它們的較高的剛性與質(zhì)量比，本發(fā)明的復(fù)合物產(chǎn)生比現(xiàn)有技術(shù)的金屬疊層上的金屬更佳的懸架性能。圖4是本發(fā)明中疊層結(jié)構(gòu)的一實(shí)施例的剖面圖。
在圖4中，疊層結(jié)構(gòu)400包括一簿底層402，一粘結(jié)劑層404和一厚頂層406。在大部分實(shí)施例中，簿底層402由限定懸架主體的一不銹鋼片材制成。厚頂層406由任何數(shù)量的復(fù)合材料制成，包括高性能塑料(諸如Ultem或液晶聚合物)、增強(qiáng)塑料(諸如帶有碳纖維、碳顆?；蛱伎椢锏沫h(huán)氧樹(shù)脂)、金屬基體復(fù)合物(諸如帶有高鋁纖維的鋁)、陶瓷(諸如氧化鋯、礬土、氮化硼、或蘭寶石)和玻璃(諸如硅玻璃)。
在一些實(shí)施例中，簿層402的厚度410是根據(jù)彈力區(qū)所需的彈力來(lái)選擇的。通常，厚度402在1-1.5密耳(0.0025-0.0037厘米)。在許多實(shí)施例中，厚層406的厚度412是2-5密耳(0.005-0.0125厘米)。粘結(jié)劑404的厚度414主要取決于所用粘結(jié)劑的類(lèi)型。在一些實(shí)施例中，采用的是聚酰亞胺基液體粘結(jié)劑。在其它實(shí)施例中，采用的是由美國(guó)科羅拉多州Breckenridge的電子材料股份有限公司生產(chǎn)的、標(biāo)識(shí)為Emcast712的粘結(jié)劑作為粘結(jié)劑404。一般說(shuō)來(lái)，粘結(jié)劑厚度414是0.01-0.10密耳(0.000025-0.00025厘米)。在另外一些實(shí)施例中，液體聚酰亞胺層涂復(fù)到不銹鋼層，復(fù)合材料在聚酰亞胺固化前放置在液體聚酰亞胺的上面。
圖5至圖7給出本發(fā)明的實(shí)施例中厚疊層層的復(fù)合加強(qiáng)條的構(gòu)造位置。在圖5中，復(fù)合加強(qiáng)條502被施加到懸架500的負(fù)載梁504上。在圖6中，復(fù)合加強(qiáng)條602被施加到懸架600的基區(qū)604上。圖7給出了復(fù)合加強(qiáng)條702和704被分別施加到懸架700的基區(qū)706和負(fù)載梁708上。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，帶有加強(qiáng)條的懸架是用下述方法制成的。首先，采用現(xiàn)有技術(shù)制成懸架的不銹鋼層。然后，采用激光精密切割把一張復(fù)合材料切割成若干加強(qiáng)條。把粘結(jié)劑涂復(fù)到懸架，并采用“挑選和放置”機(jī)器人系統(tǒng)如在集成電路制造中使用的系統(tǒng)，把切割好的加強(qiáng)條放置在粘結(jié)劑上。
在第二個(gè)實(shí)施例中，把復(fù)合材料片材與不銹鋼片材相粘結(jié)來(lái)制成疊層。然后，把疊層或鋼片材侵蝕，制成懸架的一般形狀。再把復(fù)合材料和粘結(jié)劑有選擇地侵蝕，使懸架的某些區(qū)域中不銹鋼裸露，從而僅使復(fù)合加強(qiáng)條留在懸架的所需位置上。
圖8提供了本發(fā)明的另一實(shí)施例的懸架800的俯視圖。在懸架800中，基區(qū)802和負(fù)載梁804僅由復(fù)合材料構(gòu)成，而彈力區(qū)僅由金屬構(gòu)成。彈力區(qū)806的金屬沿著二粘結(jié)區(qū)808和810分別與基區(qū)802和負(fù)載梁804相粘結(jié)。在大部分實(shí)施例中，用粘結(jié)劑把金屬與復(fù)合材料相粘結(jié)。
請(qǐng)注意，盡管基區(qū)和負(fù)載梁兩者在圖8中表示為由復(fù)合材料構(gòu)成，但是，在其它的實(shí)施例中，這二個(gè)區(qū)域中只有一個(gè)區(qū)域由復(fù)合材料構(gòu)成。
總之，提供了包括一懸架(諸如500、600、700、800)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。該懸架包括一金屬(諸如402、806)，一粘結(jié)劑(諸如404)和一復(fù)合材料(諸如406、802、804)。在一些實(shí)施例中，復(fù)合材料位于負(fù)載梁(諸如504)和/或基區(qū)(諸如604)上面。
還提供了包括懸架主體(諸如504、604、706、708)和由復(fù)合材料構(gòu)成并與懸架主體的一部分相粘結(jié)的一復(fù)合加強(qiáng)條(諸如502、602、704、702)的懸架。
懸架(諸如500、600、700、800)還包括一懸架主體和由復(fù)合材料構(gòu)成、用來(lái)增加懸架所選區(qū)域(諸如504、604、706、708)的剛性。
可以理解為雖然本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的許多特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，連同本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和功能的細(xì)節(jié)，在上述描述中已作了陳述，但是這種公開(kāi)僅是示例性的，可在細(xì)節(jié)方面尤其在部件的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造方面，在本發(fā)明的構(gòu)思范圍內(nèi)作所附的權(quán)利要求書(shū)所述權(quán)項(xiàng)的最廣含義所示的最大的變化。例如，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神下，可根據(jù)復(fù)合加強(qiáng)條的特定應(yīng)用來(lái)變化特定的元件而同時(shí)保持基本相同的功能。此外，盡管在此描述的最佳實(shí)施例是針對(duì)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)的懸架，但是，本領(lǐng)域的熟練的技術(shù)人員將理解本發(fā)明的原理可應(yīng)用于其它系統(tǒng)，例如磁帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，而不不脫離本發(fā)明的范圍和精神。
權(quán)利要求
1.用來(lái)儲(chǔ)存和存取媒體上磁道中數(shù)據(jù)的一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其特征在于，所述具有一懸架的存儲(chǔ)裝置包括限定懸架的至少一部分的一金屬材料；與金屬材料的一部分相粘結(jié)的粘結(jié)劑；以及具有比金屬材料有更高的剛性與重量比且與所述粘結(jié)劑相粘結(jié)的一復(fù)合材料。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其特征在于，所述金屬材料限定了懸架的負(fù)載梁，粘結(jié)劑和復(fù)合材料位于負(fù)載梁上。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其特征在于，所述金屬材料限定了懸架的基區(qū)，粘結(jié)劑和復(fù)合材料位于基區(qū)上。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其特征在于，所述金屬材料限定了有第一粘結(jié)區(qū)的彈力區(qū)，所述復(fù)合材料限定了有第二粘結(jié)區(qū)的負(fù)載梁，所述粘結(jié)劑粘結(jié)在第一粘結(jié)區(qū)和第二粘結(jié)區(qū)之間。
5.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其特征在于，所述金屬材料限定了有第一粘結(jié)區(qū)的彈力區(qū)，所述復(fù)合材料限定了有第二粘結(jié)區(qū)的基區(qū)，所述粘結(jié)劑粘結(jié)在第一粘結(jié)區(qū)和第二粘結(jié)區(qū)之間。
6.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其特征在于，所述復(fù)合材料包括一高性能的塑料。
7.如權(quán)利要求6所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其特征在于，所述復(fù)合材料包括一液晶聚合物。
8.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其特征在于，所述復(fù)合材料包括一增強(qiáng)塑料。
9.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其特征在于，所述復(fù)合材料包括一金屬基體復(fù)合材料。
10.如權(quán)利要求9所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其特征在于，所述金屬基體包括帶有高鋁纖維的鋁。
11.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其特征在于，所述復(fù)合材料包括一陶瓷材料。
12.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其特征在于，所述復(fù)合材料包括一玻璃材料。
13.用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的一懸架，其特征在于，所述懸架包括由一金屬層制成的懸架主體；以及由一復(fù)合材料制成的且與所述懸架主體的一部分相粘結(jié)的復(fù)合加強(qiáng)條。
14.如權(quán)利要求13所述的懸架，其特征在于，所述復(fù)合加強(qiáng)條與懸架主體的基區(qū)相粘結(jié)。
15.如權(quán)利要求13所述的懸架，其特征在于，所述復(fù)合加強(qiáng)條與懸架主體的負(fù)載梁相粘結(jié)。
16.如權(quán)利要求13所述的懸架，其特征在于，所述復(fù)合材料包括一高性能的塑料。
17.如權(quán)利要求13所述的懸架，其特征在于，所述復(fù)合材料包括一增強(qiáng)塑料。
18.如權(quán)利要求13所述的懸架，其特征在于，所述復(fù)合材料包括一金屬基體復(fù)合材料。
19.如權(quán)利要求13所述的懸架，其特征在于，所述復(fù)合材料包括一陶瓷材料。
20.如權(quán)利要求13所述的懸架，其特征在于，所述復(fù)合材料包括一玻璃材料。
全文摘要
存儲(chǔ)裝置用的懸架(500、600、700、800)包括一金屬層(402、806)和與該金屬層相粘結(jié)的一條或多條復(fù)合加強(qiáng)條(406、802、804)，以加強(qiáng)懸架的某些部分而不是懸架的全部。所述復(fù)合加強(qiáng)條由復(fù)合材料構(gòu)成，并用粘結(jié)劑(404)與金屬層相粘結(jié)。在大部分的實(shí)施例中，所述復(fù)合材料比金屬具有較高的剛性與重量比。
文檔編號(hào)G11B5/48GK1507619SQ02809760
公開(kāi)日2004年6月23日 申請(qǐng)日期2002年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月23日
發(fā)明者K·J·舒爾茲, M·A·胡阿, S·巴塔查里亞, K J 舒爾茲, 槔镅, 胡阿 申請(qǐng)人:西加特技術(shù)有限責(zé)任公司