[發明專利]微扭矩和微剛度測量裝置

無效

• 申請號: 200810088193.5
• 申請日: 2008-02-05
• 公開（公告）號: CN101344448A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發明（設計）人: M·A·埃爾南德斯;Y·付;E·查
• 申請（專利權）人: 新科實業有限公司
• 主分類號: G01L3/00
• 分類號: G01L3/00;G11B5/48
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 劉華聯

技術領域

本發明涉及一種用于磁頭懸架組件的測量裝置。更具體來說，本發明涉及 一種用于磁頭懸架組件的測量在小于等于1微牛米范圍以內的扭矩和剛度的方 法和裝置。

背景技術

圖1示出了現有技術中的硬盤驅動器的典型設計。磁記錄式硬盤驅動器100 使用安裝在空氣軸承滑塊上的讀/寫傳感器或讀/寫頭來在盤上讀取和/或寫入數 據。滑塊通過懸架附接到動臂上。滑塊和懸架的組合稱為磁頭懸架組件(HGA) 102。HGA使用懸架來在整個磁盤上操作讀/寫傳感器。通常來說，懸架為十分 柔韌的小型金屬片簧。該金屬片簧的一部分為剛度值小于1微牛米每度的扭轉 彈簧。在這些彈簧于硬盤驅動器中工作時測評估其參數是具有挑戰性的。另外， 測量在1微牛米以下范圍內的扭矩也很困難。為了精確測量該范圍內的扭矩， 所需最小分辨率要小于0.05微牛米。然而，現在市場上最靈敏的扭矩傳感器都 無法測量低于35微牛米。

在目前用來測量HGA懸架的扭矩和剛度的方法中也存在若干問題。大多 數現有方法、包括已知的“靜態法”或“動態法”都引入了附加的部分，例如 必須結合到滑塊的相對比較大的桿。加入這些附加的部分因其制造中的幾何偏 差而會在結果中引入誤差。現有方法的另一個問題是，待測部分無法經歷如其 在硬盤驅動器中的最終狀態中那樣的精確的邊界條件。一個遺漏的邊界條件是Z 方向上的高度。“靜態法”和“動態法”測量方法中HGA安裝在測量器中的狀 態都與其在硬盤驅動器中的自然狀態不一樣。類似的，“靜態法”和“動態法” 不能向滑塊的空氣軸承施加正確的負荷。其結果是，這些方法得到的結果在精 密性和/或有效性方面往往是可疑的。

因此，所需要的是一種用來測量HGA在小于等于1微牛米范圍內的剛度 和扭矩的改進的方法和裝置。

附圖說明

圖1示出現有技術中硬盤驅動器的典型設計。

圖2示出微扭矩和微剛度測量裝置的一個實施例。

圖3示出微扭矩和微剛度測量裝置的另一實施例。

圖4示出測量HGA的剛度和扭矩的一個實施例的流程圖。

圖5示出測量HGA的剛度和扭矩的另一實施例的流程圖。

具體實施方式

本發明公開了一種用來測量磁頭懸架組件(HGA)的裝置和方法。HGA放置 成與安裝在旋轉臺上的力傳感器接觸。該力傳感器可被調節到圍繞著旋轉臺的 旋轉中心定位。旋轉臺旋轉，并且在旋轉期間測量由HGA施加在力傳感器上的 扭矩以及扭矩的變化。

圖2示出了微扭矩和微剛度測量裝置的一實施例。在底板205上設有兩個 獨立的機構。第一機構210容納有待測裝置如HGA，并可在測試期間保持完全 靜止。三維平臺220安裝在第一機構210的固定底部上。容納了待測HGA的一 個或多個組件225安裝在該三維平臺220上。該三維平臺220能夠使待測HGA 在x軸、y軸和z軸方向上進行調節。

第二機構215包括安裝在底板205上的旋轉臺230。在一個實施例中，旋 轉臺230是高精度的角度計。旋轉臺230的旋轉中心235平行于x軸。在測試 過程中，旋轉臺230和固定在其上的所有零件繞其旋轉中心235旋轉。旋轉臺 或高精度角度計的旋轉使得HGA的萬向架結構的角變形得到控制。線性臺 (linear?stage)240安裝在旋轉臺230上。該線性臺240能垂直于旋轉臺的旋轉中 心而移動。在線性臺240的頂面上安裝了附加的部件。可以調節線性臺240以 保證其頂面上的任何附加部件對準，并圍繞著旋轉臺230的旋轉中心235對稱 式旋轉。在直線臺240的頂部上安裝了雙線性臺(bilinear?stage)245。在一個實施 例中，兩個雙線性臺245可沿y軸和z軸的方向移動。在雙線性臺245上安裝 了一個或多個力傳感器組件250。通過雙線性臺245可在y軸和z軸方向上定位 并調節該力傳感器組件250。力傳感器組件250容納有力傳感器或測壓元件255， 其用于檢測沿z軸方向上施加在其上的負載以及負載的變化。