[发明专利]悬臂件、磁头折片组合及其制造方法以及磁盘驱动单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种信息记录磁盘驱动单元，尤其涉及一种带有微驱动器的磁头折片组合(HGA，head gimbal assembly)的悬臂件、磁头折片组合及其制造方法以及磁盘驱动单元。 

背景技术

磁盘驱动单元是一种利用磁性介质存储数据的信息存储装置，并有一可移动的磁性读/写头定位在磁性介质上，以选择性地从磁性介质读取或向磁性介质写入数据。 

消费者一直希望这类磁盘驱动单元的存储容量不断增加，同时希望其读写速度更快更精确。因此，磁盘制造商一直致力于开发具有较高存储容量的磁盘驱动单元，例如通过减小磁盘上的磁轨宽度或磁轨间距的方式增加磁轨的密度，进而间接增加磁盘的存储容量。然而，磁轨密度的增加，要求磁盘驱动单元对读写头的位置控制精度也必须相应的提高，以便在高密度磁盘中实现更快更精确的读写操作。随着磁轨密度的增加，使用传统技术来实现更快更精确地将读写头定位于磁盘上适当的磁轨边得越来越困难。因此，磁盘驱动单元制造商一直在寻找提高对读写头位置控制的方式，以便利用不断增加的磁轨密度所带来的益处。 

一种被磁盘驱动单元制造商有效利用的提高读写头在高密度磁盘上位置控制精度的方法为采用第二个驱动器，也叫微驱动器(micro-actuator)，该微驱动器与一个主驱动器配合共同实现对读写头快速精确的位置控制。包含微驱动器的磁盘驱动单元被称为双驱动器单元。 

过去曾经开发出许多用于提高存取速度及读写头在高密度磁盘的磁轨上精 度定位的双驱动器单元。这种双驱动器单元通常包括一主音圈马达驱动器及一副微驱动器，比如压电元件微驱动器(以下简称PZT元件微驱动器)。该音圈马达驱动器由伺服控制系统控制，该伺服控制系统驱使承载读写头的驱动臂旋转，从而将读写头定位于存储盘上适当的磁轨上。PZT元件微驱动器与音圈马达配合使用共同提高存取速度及实现读写头在所需磁轨上的精确定位。音圈马达驱动器对读写头的位置进行粗调，而PZT元件微驱动器对读写头相对于磁盘的位置进行精调。通过两个驱动器的配合，共同实现数据在高密度存储磁盘上高效而精确的读写操作。 

一种已知的用于实现对读写头位置微调的微驱动器包含有PZT元件。该PZT元件微驱动器具有相关的电子装置，该电子装置可导致微驱动器上的PZT元件选择性地收缩或扩张。PZT元件微驱动器具有适当的结构，使得PZT元件的收缩或扩张引起驱动器的运动，进而引起读写头的运动。相对于仅仅使用音圈马达驱动器的磁盘驱动单元，该读写头的运动可以实现对读写头位置更快更精确的调整。这类PZT元件揭露于许多专利中，例如名称为“压电驱动装置”的美国专利公开第2003/0268935号。 

图1a显示了一个磁盘101安装在主轴马达102(spindle motor)上并由其旋转。音圈马达臂104上承载有磁头折片组合100，该磁头折片组合100包括含有磁头103的微驱动器105，磁头103上装有读写头。一音圈马达(VCM)控制音圈马达臂104的运动，进而控制磁头103在磁盘101表面上的磁轨之间的移动，最终实现读写头在磁盘101上数据的读写。在工作状态时，包含读写头的磁头103与旋转的磁盘101之间形成空气动力性接触，并产生升力。该升力与大小相等方向相反的由磁头折片组合100的悬臂件施加的弹力互相平衡，进而导致在马达臂104的全径行程中，在旋转的磁盘101的表面上方形成并维持一个预定的飞行高度。 

由于仅使用音圈马达对磁头103定位存在着固有误差，磁头103无法实现快速而精确的位置控制，并且影响读写头精确读写磁盘上数据的性能。为此，增加上述PZT元件微驱动器105，以便提高磁头及读写头的位置控制精度。更具体地讲，相对于音圈马达驱动器，该PZT元件微驱动器以更小的幅度来调整 磁头103的位移，以便补偿音圈马达和/或磁头悬臂组合的制造误差。该PZT元件微驱动器使得应用更小的磁轨间距成为可能，并且可以将磁盘的磁轨密度(TPI值，每英寸所含的磁轨数量)提高50％，同时可以减少磁头的寻轨及定位时间。因此，PZT元件微驱动器使磁盘驱动单元可以大幅度提高信息存储磁盘的表面记录密度。 

参考图1b-1c，磁头折片组合100包括磁头103、一对薄膜PZT元件10和承载该磁头103和压电元件10的悬臂件。该薄膜PZT元件10用于对磁头103位置微调。该悬臂件包括挠性件122、一个磁头支持部121、一个金属基板123和一个负载杆124。