[发明专利]用于挠曲件集成的微致动器的系统、方法和装置

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

通常，数据存取和存储系统包括一个或更多存储器件，其存储数据在磁或光学存储介质上。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。致动器将磁读/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(1inear 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，环形磁体具有径向布置的交替的北/南极。磁体通过磁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(pitch and roll)，以针对不可避免的盘表面轴向摆动(axial run-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(1eg)(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微致动器(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)。