[發(fā)明專利]具有低的頭盤交互響應(yīng)的頭萬向架組件

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810096324.4
• 申請日: 2008-03-16
• 公開（公告）號(hào): CN101276598A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: Y·付;Q·曾;E·T·查;H·田
• 申請（專利權(quán)）人: 新科實(shí)業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): G11B5/60
• 分類號(hào): G11B5/60;G11B21/21;G11B5/48
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 楊松齡

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種硬盤驅(qū)動(dòng)器組件中所使用的頭萬向架組件。更特別地，本發(fā)明涉及一種用于更好的動(dòng)態(tài)表現(xiàn)的最優(yōu)化頭萬向架組件設(shè)計(jì)。

背景技術(shù)

目前，硬盤驅(qū)動(dòng)器行業(yè)在消費(fèi)者電子領(lǐng)域取得很大的成功。這種成功的一個(gè)主要原因在于不斷降低的形式因素(諸如，在1”盤大于1Gb并且低于便攜式音樂播放器)能取得不斷增加的反應(yīng)消費(fèi)者需求的存儲(chǔ)容量。迄今為止，與競爭者(諸如閃存)相比，最小的投入就取得這些進(jìn)步。

然而，繼續(xù)這些進(jìn)步需要克服出現(xiàn)的設(shè)計(jì)和制造困難。這些困難存在于驅(qū)動(dòng)器層面和部件層面中。

硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)被常規(guī)地用作計(jì)算機(jī)中的主存儲(chǔ)單元。一般地，通過搜索并儲(chǔ)存存儲(chǔ)在旋轉(zhuǎn)著的盤上的數(shù)字化信息HDD運(yùn)行。通過嵌入安裝在“懸臂”上陶瓷“滑塊”的“頭”執(zhí)行搜索和存儲(chǔ)(即，“讀”和“寫”)。滑塊和懸臂的組合結(jié)構(gòu)通常被稱為頭萬向架組件(HGA)。

圖1展示了典型的滑塊主體。如圖1所示，對(duì)于常用的滑塊104所熟知的空氣支承面(ABS)的設(shè)計(jì)102可形成為沿著面向盤的滑塊的表面的外邊沿延伸的一對(duì)平行軌道106和108。兩條軌道106和108典型地沿著至少從引導(dǎo)邊沿110到拖尾邊沿112的一部分滑塊主體長度。引導(dǎo)邊沿110被定義為在向著拖尾邊沿112延伸滑塊104的長之前旋轉(zhuǎn)盤經(jīng)過的滑塊的邊沿。換能器或磁性元件114被典型地安裝在沿著如圖1所示的滑塊拖尾邊沿112的某些位置。

圖2展示了典型的滑塊的運(yùn)行。懸臂204在移動(dòng)的盤206(具有邊沿208)上方支持著頭萬向架組件(HGA)202并沿著箭頭210所指的方向移動(dòng)。懸臂組件204典型地包括多個(gè)部件，包括負(fù)載梁、萬向架、電跟蹤、鉸鏈和基板。在磁盤驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)行中，如圖2所示，致動(dòng)器212，包括在各種直徑的盤206(諸如，內(nèi)直徑(ID)，中間直徑(MD)和外直徑(OD))上在弧214上移動(dòng)HGA(在致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下)的致動(dòng)器臂。在樞軸組件的幫助下耦合在基底上的主軸馬達(dá)可以相對(duì)于基底旋轉(zhuǎn)盤。

為了獲得硬盤驅(qū)動(dòng)器性能的最大化，磁頭必須飛行的盡可能接近盤的表面，但仍維持一個(gè)穩(wěn)定的、必需的間距。該間距也叫做“飛行高度”或盤的“磁性間距”。當(dāng)盤被旋轉(zhuǎn)時(shí)，在其表面上帶有少量流動(dòng)空氣(基本上平行于磁盤的切線速度)用于支持在上面飛行的磁頭，因此，在盤上方產(chǎn)生頭的“飛行高度”。典型地，支持頭的滑塊被空氣動(dòng)力學(xué)地定形用以使用該少量的空氣流來維持離旋轉(zhuǎn)盤表面一致的距離(諸如10nm)，因此，防止了頭與盤接觸。最接近盤的磁頭的表面(被流動(dòng)空氣所支承)叫做“空氣支承面”。為了使滑塊在如此小的間距中穩(wěn)定并且可靠地飛行，各種設(shè)計(jì)和幾何標(biāo)準(zhǔn)包括垂直硬度(Kz)，萬向架節(jié)距和軋輥硬度(Kp，Kr)，萬向架靜止姿態(tài)—包括節(jié)距和軋輥狀態(tài)(PSA/RSA)，以及可操作震動(dòng)性能(G/gram)必須被最優(yōu)地設(shè)計(jì)并維持以確保性能。

為了繼續(xù)在盤驅(qū)動(dòng)器技術(shù)中當(dāng)前的進(jìn)步，兩個(gè)主要的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)必須被繼續(xù)使用并改善：a)飛行高度和b)當(dāng)保持頭最優(yōu)飛行特性時(shí)，各種盤驅(qū)動(dòng)器部件的表面粗糙度(例如，拱頂，拱面，扭轉(zhuǎn)度，覆蓋層和極尖端凹陷)。

飛行高度中的波動(dòng)對(duì)附隨的換能頭或讀/寫元件的數(shù)據(jù)傳輸能力和分辨率有不利的影響。當(dāng)飛行高度為相對(duì)固定時(shí)，被記錄或讀取的信號(hào)強(qiáng)度沒有變化很大。另外，飛行高度的變化可能導(dǎo)致滑塊組件和磁性旋轉(zhuǎn)盤之間非意愿接觸。

通過特別的ABS設(shè)計(jì)，固定的飛行高度可以被很容易地實(shí)現(xiàn)。滑塊一般被認(rèn)為直接接觸、偽接觸或飛行滑塊，它們是對(duì)其與旋轉(zhuǎn)盤有意接觸的描述。然而，不管滑塊的類型，經(jīng)常希望避免與旋轉(zhuǎn)著的磁盤表面不必要的接觸以減少滑塊主體和盤的磨損。記錄介質(zhì)的劣化或磨損可能導(dǎo)致記錄數(shù)據(jù)的丟失，而滑塊的磨損也可能導(dǎo)致?lián)Q能頭或磁性元件的最終的破損。

當(dāng)執(zhí)行讀或?qū)懖僮鲿r(shí)，滑塊橫跨旋轉(zhuǎn)盤持續(xù)高速移動(dòng)經(jīng)常導(dǎo)致飛行高度的改變。例如，取決于滑塊的徑向位置，盤的各自的線速度在改變。旋轉(zhuǎn)盤的外邊緣具有較高的速度，而內(nèi)邊緣具有較低的速度。結(jié)果，相對(duì)于盤不同的徑向位置空氣支承的滑塊以不同的相對(duì)速度飛行。因?yàn)樵谳^高的速度下滑塊典型地飛得較高，當(dāng)位于盤的外邊區(qū)域時(shí)飛行高度傾向增加。同時(shí)，在盤內(nèi)部區(qū)域上具有較低的速度使滑塊飛行較低。因此，滑塊設(shè)計(jì)必須解決飛行高度在徑向位置和相對(duì)速度上變化所帶來的顯著影響。