DE69333994T2

DE69333994T2 - Träger für Magnetkopf

Info

Publication number: DE69333994T2
Application number: DE69333994T
Authority: DE
Inventors: Takeshi Kawasaki-shi Ohwe; Yoshifumi Kawasaki-shi Mizoshita
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-11-27
Filing date: 1993-08-26
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2013-08-27
Also published as: DE69331966T2; US6522505B1; EP1638087A1; EP1484750A1; JP3667354B2; EP0599669A2; EP1174860A3; EP0716413B1; DE69325039T2; EP0716413A2; DE69334269D1; DE69325039D1; US7221541B2; US20050083610A1; EP1638087B1; DE69333994D1; EP0599669A3; US20030107845A1; DE69331966D1; EP1174860B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Magnetkopfstützbaugruppe, die für ein Magnetplattenlaufwerk verwendet wird.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Ein Magnetkopfgleiter, an den ein Magnetkopf montiert ist, ist an einem freien Ende eines Lastträgers befestigt und wird während einer Aufzeichnungs-/Wiedergabeoperation in einem Zustand gehalten, bei dem der Magnetkopfgleiter über einer Magnetplatte fliegt.
In letzter Zeit ist die Verbesserung einer HDI-(Head Disk Interface)-Charakteristik verlangt worden, die einer der Parameter ist, die die Zuverlässigkeit von Magnetplattenlaufwerken beschreiben. Um dem obigen Verlangen gerecht zu werden, ist es effektiv, den Magnetkopfgleiter zu verkleinern oder eine Federkraft zu reduzieren, die den Magnetkopfgleiter hin zu der Magnetplatte drängt.
Folgender Fall wird eintreten, wenn der Magnetkopfgleiter verkleinert wird. Es ist erforderlich, die Größe einer Stützfeder zu reduzieren, die den Magnetkopfgleiter hält, wenn die Größe des Gleiters verkleinert wird. Dadurch soll die Folgecharakteristik bezüglich der Welligkeit der Platte beibehalten und die Flugstabilität des Kopfes aufrechterhalten werden. Folgender Fall wird eintreten, wenn die Federkraft am Kopfgleiter reduziert wird. Und zwar wird die Flugsteife des Kopfes auf Grund der Reduzierung der Federkraft am Kopfgleiter gemindert. Ferner nehmen Montagefehler zu, da Teile wie etwa ein Gleiter und eine Stützfeder kleiner sind. Angesichts dessen ist es erforderlich, daß eine Vorrichtung zum Stützen eines Magnetkopfgleiters einen Mechanismus hat, der die Flugstabilität des Magnetkopfgleiters zur Genüge gewährleisten kann.
Herkömmlicherweise ist der Magnetkopfstützmechanismus gebildet aus einem Lastträger, einem Kardanrahmen, der an dem Lastträger befestigt ist, und einem Magnetkopfgleiter, der an dem Kardanrahmen befestigt ist. Bei der obigen Struktur ist es schwieriger, diese Teile zu montieren (zu positionieren), wenn die Größe der Teile verringert wird. Wenn ein Montagefehler auftritt, wird der Magnetkopfgleiter in einem nichtausbalancierten Flugzustand gehalten, in dem der Gleiter in einem geneigten Zustand fliegt. Daher wird die Zuverlässigkeit des fliegenden Kopfes gemindert, und ferner werden auch die Lese-/Schreibcharakteristiken verschlechtert. Als Resultat wird die Zuverlässigkeit des Magnetplattenlaufwerkes verringert.
Um die Faktoren zu eliminieren, die das nichtausbalancierte Fliegen auf Grund des Montagefehlers des Kopfstützmechanismus verursachen, schlägt die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 3-189976 eine Verbesserung dahingehend vor, eine integral gebildete Stützfeder zu verwenden, die dem herkömmlichen Lastträger und dem Kardanrahmen entspricht, so daß die Montage nicht mehr nötig ist.
1 zeigt einen Magnetkopfstützmechanismus 1, der in dem obigen Anmeldungsdokument offenbart ist. Der Magnetkopfstützmechanismus 1 enthält einen Lastarm 3 und einen Lastträger 4 (auch als Flexur bezeichnet). Der Lastträger 4 enthält einen Kardanrahmen 5, der Öffnungen (Durchgangslöcher) 6 und 7 hat, die im wesentlichen C-förmig sind. Ferner enthält der Kardanrahmen 5 einen Träger 8, der an beiden Enden in einer Richtung gestützt wird, in der der Träger 8 den Lastträger 4 quert, und Zungenabschnitte 9 und 10, die sich von dem Träger 8 erstrecken. Die Rückseite des Magnetkopfgleiters 11 ist so gebildet, daß Nuten in der Breitenrichtung des Lastträgers 4 gebildet sind.
Der Magnetkopfgleiter 11 kann zusammen mit einer Verdrehung des Trägers 8 in einer Längsneigungsrichtung rotiert werden, die durch einen Pfeil 12 gekennzeichnet ist, und zusammen mit einer Biegung des Trägers 8 in einer Querneigungsrichtung rotiert werden, die durch einen Pfeil 13 gekennzeichnet ist.
Es ist erforderlich, die Rotationssteife des Kardanrahmens 5 zu reduzieren, um die Flugstabilität des kompakten Magnetkopfgleiters zu gewährleisten. Ferner ist es unmöglich, die Dicke t des Kardanrahmens 5 zu reduzieren, der die obige Struktur hat, da der Lastträger 4 steif sein muß. Um die Rotationssteife des Kardanrahmens 5 zu reduzieren, ohne die Dicke t des Lastträgers 4 zu verringern, ist es notwendig, die Länge l des Trägers 8 zu verlängern. Falls der Lastträger 4 und der Kardanrahmen 5 gebildet werden, um verschiedene Dicken zu haben, ist ein komplexer Prozeß erforderlich, bei dem nur der Kardanrahmen 5 halb geätzt wird, während der Lastträger nicht bearbeitet wird. Es ist jedoch sehr schwierig, eine gewünschte Präzision der Dicke durch den obigen Prozeß zu erreichen und wünschenswerte Charakteristiken zu erhalten.
Falls die Länge l des Trägers 8 vergrößert wird, treten die folgenden Nachteile auf. Erstens wird der Resonanzpunkt (Frequenz) der Vibration der Verdrehung und Biegung des Trägers 8 beträchtlich niedriger, und der Grad des Fliegens des Magnetkopfgleiters 11 kann möglicherweise schwanken. Zweitens nimmt die Breite W des Lastträgers 4 zu, und daher wird die Resonanzfrequenz der Vibration des Lastträgers 4 selbst niedriger. Somit wird der fliegende Magnetkopfgleiter 11 instabil.
Wenn die integral gebildete Stützfeder verwendet wird, die den integrierten Lastträger und Kardanrahmen hat, ist es demzufolge sehr schwierig, eine Struktur der integrierten Stützfeder zu realisieren, bei der nur die Rotationssteife reduziert wird, ohne die Resonanzfrequenz des Kardanrahmens zu verringern.
Der Einfluß von Anschlußdrähten, die mit dem Kopf verbunden sind, kann auf Grund der Minderung der Luftlagersteife, die durch die Größenverringerung des Gleiters und die Reduzierung der Lastkraft am Kopfgleiter verursacht wird, nicht mehr unberücksichtigt bleiben. Im besonderen wird der Gleiter durch die Steife der Anschlußdrähte beeinflußt, und sie kann bewirken, daß der Gleiter in einem geneigten Zustand fliegt. Besonders wenn ein Kopf des Typs mit magnetoresistivem Effekt (MR-Kopf) als Wiedergabekopf verwendet wird, wird solch ein Kopf mit einem Kopf des interaktiven Typs kombiniert. Daher werden vier Anschlußdrähte benötigt, die das Doppelte der Anzahl von Anschlußdrähten für den herkömmlichen Aufzeichnungs-/Wiedergabekopf sind. Die Verwendung der vier Anschlußdrähte vergrößert den Einfluß der Steife der Anschlußdrähte. Dadurch kommt es nicht nur zu einer Minderung der Zuverlässigkeit des fliegenden Kopfes, sondern auch zu einer Minderung der Lese-/Schreibcharakteristiken. Daher hat das Magnetplattenlaufwerk keine befriedigende Zuverlässigkeit.
Aus US 4,670,804 ist eine Aufhängung für einen Luftlagergleiter in einem Datenaufzeichnungsplattenspeicher in Form eines Umschlages bekannt, der sich ausdehnt, wenn Druckluft in das Innere des Umschlages gelangt. Der Umschlag enthält ein Paar von flachen flexiblen Blättern vorzugsweise aus Polyimid, die an ihren Außenrändern gesichert sind. Versteifungsglieder sind mit den Blättern verbunden, um eine Steifheit zwischen dem Gleiter und dem Arm vorzusehen, der an dem Plattenspeicherbetätiger angebracht ist. Vier parallele Streifen auf den Polyimidblättern fungieren als Scharniere, so daß sich der Umschlag auf die Weise eines Gelenk vierecks ausdehnt, wodurch der Gleiter hin zu der Platte bewegt wird, wobei die Luftlageroberfläche des Gleiters im allgemeinen parallel zu der Datenoberfläche der Platte gehalten wird. Elektrische Leiter zum Verbinden des auf dem Gleiter gestützten Lese-/Schreibtransducers mit der Lese-/Schreibschaltungsanordnung des Plattenspeichers sind auf einem der Polyimidblätter gebildet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kopfstützbaugruppe vorzusehen, bei der die obigen Nachteile eliminiert sind.
Ein spezifischeres Ziel der vorliegenden Erfindung ist das Vorsehen einer Magnetkopfstützbaugruppe, die einen Magnetkopfgleiter stabil in dem fliegenden Zustand halten kann.
Die obigen Ziele der vorliegenden Erfindung werden durch eine Magnetkopfstützbaugruppe nach Anspruch 1 erreicht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden eingehenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen hervor, in denen:
1 eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Magnetkopfstützmechanismus ist;
2 eine perspektivische Ansicht eines Magnetkopfstützmechanismus gemäß einer ersten Ausführungsform ist, die nicht zur vorliegenden Erfindung gehört;
3 eine Draufsicht auf ein 3,5-Zoll-Magnetplattenlaufwerk ist, worauf der in 2 gezeigte Magnetkopfstützmechanismus angewendet wird;
4 eine perspektivische Ansicht eines Biegezustandes erster Ordnung eines in 2 gezeigten Lastträgers ist;
5 eine perspektivische Ansicht eines Verdrehungszustandes erster Ordnung des in 2 gezeigten Lastträgers ist;
6 eine perspektivische Ansicht der oberen Seite des Magnetkopfstützmechanismus von 2 ist;
7 eine Seitenansicht des Magnetkopfstützmechanismus von 2 ist;
8 eine perspektivische Ansicht eines Magnetkopfstützmechanismus gemäß einer zweiten Ausführungsform ist, die nicht zur vorliegenden Erfindung gehört;
9 eine perspektivische Ansicht eines Magnetkopfstützmechanismus gemäß einer dritten Ausführungsform ist, die nicht zur vorliegenden Erfindung gehört;
10 eine perspektivische Ansicht eines Magnetkopfstützmechanismus gemäß einer vierten Ausführungsform ist, die nicht zur vorliegenden Erfindung gehört;
11 eine Seitenansicht des Mechanismus von 10 ist;
12 eine perspektivische Ansicht eines Magnetkopfstützmechanismus gemäß einer fünften Ausführungsform ist, die nicht zur vorliegenden Erfindung gehört;
13 eine perspektivische Ansicht eines Magnetkopfstützmechanismus gemäß einer sechsten Ausführungsform ist, die nicht zur vorliegenden Erfindung gehört;
14 eine Draufsicht auf den Teil eines freien Endes eines Lastträgers von 13 ist;
15 eine Schnittansicht längs einer Linie XIV-XIV von 13 ist;
16 eine perspektivische Ansicht eines Magnetkopfgleiters von 13 ist;
17 ein Flußdiagramm eines Produktionsprozesses für den Lastträger von 13 ist;
18 eine Draufsicht auf eine Platte ist, die erhalten wird, nachdem der in 17 gezeigte Ätzschritt ausgeführt ist;
19 ein Flußdiagramm eines anderen Produktionsprozesses für den Lastträger von 13 ist;
20 eine perspektivische Ansicht einer Variante der sechsten Ausführungsform ist;
21 eine perspektivische Ansicht eines Magnetkopfstützmechanismus gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
22 eine Draufsicht auf ein Magnetplattenlaufwerk ist, worauf der Magnetkopfstützmechanismus von 21 angewendet wird;
23A und 23B Drauf- bzw. Seitenansichten des Magnetkopfstützmechanismus von 21 sind;
24 eine Seitenansicht eines Zustandes ist, der beobachtet wird, wenn der Magnetkopfstützmechanismus von 21 in dem Magnetplattenlaufwerk vorgesehen ist;
25 eine hervorgehobene Ansicht des Zustandes von 24 ist;
26 eine Seitenansicht eines Biegezustandes erster Ordnung eines Lastträgers ist, der in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
27 eine Seitenansicht eines Verdrehungszustandes erster Ordnung des Lastträgers ist, der in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
28 eine Draufsicht auf eine erste Variante eines Kardanrahmens des Lastträgers ist, der in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
29 eine Draufsicht auf eine zweite Variante des Kardanrahmens des Lastträgers ist, der in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
30 eine Draufsicht auf eine dritte Variante des Kardanrahmens des Lastträgers ist, der in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
31 eine Draufsicht auf eine vierte Variante des Kardanrahmens des Lastträgers ist, der in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
32 eine Draufsicht auf eine fünfte Variante des Kardanrahmens des Lastträgers ist, der in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird; und
33 eine Seitenansicht einer Variante der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezugnahme auf 2 folgt nun eine Beschreibung eines Magnetkopfstützmechanismus 20 gemäß einer ersten Ausführungsform, die nicht zur vorliegenden Erfindung gehört.
3 zeigt ein Magnetplattenlaufwerk 220 des 3,5-Zoll-Typs, worauf der Magnetkopfstützmechanismus 20 angewendet wird. Das Magnetplattenlaufwerk 220 hat ein Gehäuse 221, in dem eine 3,5-Zoll-Magnetplatte 222, ein Kopfpositionierungsbetätiger 223 und andere Teile untergebracht sind.
Ein Lastträger 21, der aus rostfreiem Stahl ist, ist an einem Arm 22 des Betätigers 223 befestigt. Der Lastträger 21 hat einen gekrümmten Biegeabschnitt 23, der zu Elastizität führt. In dieser Hinsicht wird der gekrümmte Abschnitt 23 des Lastträgers 21 in der folgenden Beschreibung auch als elastischer Abschnitt 23 bezeichnet. Der Lastträger 21 hat einen Steifheitsabschnitt 24, der sich von dem elastischen Abschnitt 23 erstreckt, und Rippen 21a. Der elastische Abschnitt 23 versieht einen Magnetkopfgleiter 35 mit einer Last in einer Richtung, in der sich der Magnetkopfgleiter 35 bewegt und in der er mit einer Magnetplatte 222 in Kontakt gelangt. Der Lastträger 21 hat eine gleichförmige Dicke von zum Beispiel etwa 25 μm, die einem Drittel der Dicke eines Lastträgers eines Kopfstützmechanismus des Typs 3380 (IBM) entspricht.
Es ist wünschenswert, wenn die Breite W1 des Lastträgers 21 so klein wie möglich ist, wobei sie wünschenswerterweise 4 mm oder weniger beträgt. Denn dies verhindert, daß die Resonanzfrequenz der Vibration des Lastträgers 21 niedriger wird.
Ein Kardanrahmen 25 ist in dem Lastträger 21 gebildet. Der Kardanrahmen 25 enthält ein Paar von C-förmigen Öffnungen 26 und 26, die in der Längsrichtung des Lastträgers 21 einander zugewandt sind. Zwei Spalte 28 und 29 sind in dem Lastträger 21 längs jeweiliger Seiten des Lastträgers 21 gebildet.
Der Kardanrahmen 25 enthält einen Magnetkopfgleiterbefestigungsabschnitt 30, ein erstes Paar von Trägerabschnitten 31 und 32 und ein zweites Paar von Trägerabschnitten 33 und 34. Der Magnetkopfgleiterbefestigungsabschnitt 30 hat große Oberflächenabmessungen, die ausreichen, um den Magnetkopfgleiter 35 an ihm zu befestigen, und dieselben Abmessungen wie der Magnetkopfgleiter 35 (a = 1,6 mm, b = 2,0 mm). Es ist jedoch möglich, daß der Gleiterbefestigungsabschnitt 30 einen Bereich hat, der kleiner als der Magnetkopfgleiter 35 ist, wenn eine ausreichende Haftfestigkeit erreicht werden kann.
Der Magnetkopfgleiter 35 ist ein Gleiter des Leichtgewichtsstrukturtyps, der in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 4-228157 vorgeschlagen worden ist. Der vorgeschlagene Gleiter hat eine flache Rückseite, die einer Fläche gegenüberliegt, die der Platte zugewandt ist. Die flache Rückseite des Gleiters wird mit Hilfe eines Haftmittels an dem Befestigungsabschnitt 30 befestigt. In diesem Fall wird der Gleiter 35 so angeordnet, daß seine Mitte der Mitte des Befestigungsabschnittes 30 entspricht. Es ist auch möglich, andere Typen von Gleitern zu verwenden.
Die Trägerabschnitte 31 und 32 erstrecken sich von den jeweiligen Seiten des Befestigungsabschnittes 30 längs einer Linie (Lastträgerbreitenrichtungslinie) 38 nach außen, die durch die Mitte des Befestigungsabschnittes 30 verläuft (die obige Mitte ist auch die Mitte des Gleiters 35) und eine Längsmittellinie 37 des Lastträgers 21 im rechten Winkel quert. Jeder der Trägerabschnitte 31 und 32 hat eine Länge l₁.
Der Trägerabschnitt 33 erstreckt sich von dem Trägerabschnitt 31 hin zu den jeweiligen Seiten des Trägerabschnittes 31, so daß der Trägerabschnitt 33 den Trägerabschnitt 31 im rechten Winkel quert und sich parallel zu der Linie 37 erstreckt. Ähnlich erstreckt sich der Trägerabschnitt 34 von dem Trägerabschnitt 32 hin zu den jeweiligen Seiten des Trägerabschnittes 32, so daß der Trägerabschnitt 34 den Trägerabschnitt 32 im rechten Winkel quert und sich parallel zu der Linie 37 erstreckt. Der Trägerabschnitt 33 ist an der Peripherie des Kardanrahmens 25 mit Abschnitten 40 und 41 des Lastträgers 21 verbunden. Ähnlich ist der Lastabschnitt 34 an der Peripherie des Kardanrahmens 25 mit Abschnitten 42 und 43 des Lastträgers 21 verbunden. Mit anderen Worten, der Trägerabschnitt 33 erstreckt sich von den Abschnitten 40 und 41 des Kardanrahmens 25, und der Trägerabschnitt 34 erstreckt sich von den Abschnitten 42 und 43 des Kardanrahmens 25. Der Abstand zwischen der Mitte des Trägerabschnittes 33 und einem seiner zwei Enden beträgt l₂. Ähnlich beträgt der Abstand zwischen der Mitte des Trägerabschnittes 34 und einem seiner zwei Enden auch l₂.
Der Trägerabschnitt 33 und der Trägerabschnitt 31 bilden einen T-förmigen Träger 39A. Ähnlich bilden der Trägerabschnitt 34 und der Trägerabschnitt 32 einen T-förmigen Träger 39B. Die Trägerabschnitte 31, 32, 33 und 34 bilden einen H-förmigen Träger. Es sei erwähnt, daß der Befestigungsabschnitt 30, das erste Paar von Trägern 31 und 32 und das zweite Paar von Trägern 33 und 34 Abschnitte des Lastträgers 21 sind.
Die Länge l₁ des ersten Paares von Trägern 31 und 32 wird durch die Breite W1 des Lastträgers 21 begrenzt. Wenn die Breite W1 des Lastträgers 21 zunimmt, wird die Resonanzfrequenz einer Biegung und Verdrehung des Lastträgers 21 niedriger, und die Flugcharakteristiken des Gleiters 35 werden gemindert. Aus diesen Gründen kann die Breite W1 nicht vergrößert werden. Gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es jedoch möglich, die Länge l₂ des zweiten Paares von Trägern 33 und 34 zu vergrößern, ohne durch die Breite W1 des Lastträgers 21 begrenzt zu sein. Das zweite Paar von Trägern 33 und 34 ist so gebildet, daß l₂ > l₁ ist. Das heißt, jeder der T-förmigen Träger 39A und 39B hat einen Beinabschnitt und einen Armabschnitt, der länger als der Beinabschnitt ist.
Wenn eine Welligkeit der Magnetplatte, die rotiert wird, auftritt oder Staub an der Magnetplatte haftet, wird der Magnetkopfgleiter 35 in einer Längsneigungsrichtung, die durch einen Pfeil 44 gekennzeichnet ist, in einem Zustand rotiert, in dem das erste Paar von Trägern 31 und 32 und das zweite Paar von Trägern 33 und 34 gebogen sind. Zu dieser Zeit tritt eine Verdrehungsdeformation bei dem ersten Paar von Trägern 31 und 32 des Kardanrahmens 25 und eine Bie gungsdeformation bei dem zweiten Paar von Trägern 33 und 34 auf.
Der Magnetkopfgleiter 35 wird auch in einer Querneigungsrichtung rotiert, wie es durch einen Pfeil 45 gekennzeichnet ist. Zu dieser Zeit kommt es zu Biegungsdeformationen bei den Trägern 31 und 32 in den jeweiligen Richtungen, die zueinander entgegengesetzt sind, und zu Biegungsdeformationen bei den Trägern 33 und 34 in den jeweiligen Richtungen, die zueinander entgegengesetzt sind.
4 zeigt einen Resonanzmodus der Biegung erster Ordnung. Eine Deformation tritt in dem elastischen Abschnitt 23 auf, der an der Wurzel des Lastträgers 21 gebildet ist, und das erste Paar von Trägern 31 und 32 und das zweite Paar von Trägern 33 und 34 werden in derselben Richtung deformiert.
5 zeigt einen Resonanzmodus der Verdrehung erster Ordnung. Eine Verdrehungsdeformation tritt in dem elastischen Abschnitt 23, der an der Wurzel des Lastträgers 21 gebildet ist, auf solch eine Weise auf, daß die rechten und linken Abschnitte des elastischen Abschnittes verschiedene Höhen haben. Der Träger, der auf der rechten Seite des Kardanrahmens 25 angeordnet ist, wird so deformiert, um in eine konvexe Form gebracht zu werden, die nach oben zeigt. Der Träger, der auf der linken Seite des Kardanrahmens 25 angeordnet ist, wird so deformiert, um in eine konvexe Form gebracht zu werden, die nach unten zeigt. Wenn die Längen l₁ und l₂ so selektiert werden, daß die Länge l₂ das Drei- oder Vierfache der Länge l₁ beträgt, werden die Rotationssteifheitsreaktionen des Gleiters in den Längsneigungs- und Querneigungsrichtungen weich genug und sind einander fast gleich.
Ein Magnetkopf 48 des Verbundtyps und vier Anschlüsse 100A, 100B, 100C und 100D sind in dem Magnetkopfgleiter 35 vorgesehen, wie in 2 gezeigt. Der Magnetkopf 48 enthält einen MR-Kopf zur Wiedergabe und einen Kopf des interaktiven Typs zur Aufzeichnung, wobei diese Köpfe miteinander integriert sind. Der Magnetkopf 48 ist an einer hinteren Endfläche des Magnetkopfgleiters 35 in einer relativen Bewegungsrichtung 46 bezüglich der Magnetplatte 222 angeordnet.
Anschlußdrähte 15A, 15B, 15C und 15D sind jeweilig mit den Anschlüssen 100A, 100B, 100C und 100D verbunden, wie in 6 und 7 gezeigt. Jeder der Anschlußdrähte 15A bis 15D hat einen Durchmesser von zum Beispiel 30 μm. Die Anschlußdrähte 15A–15D sind auf der Seite verlegt, die der Seite gegenüberliegt, auf der der Magnetkopfgleiter 35 montiert ist, und an einem zentralen Abschnitt 36 des Befestigungsabschnittes 30 mit Hilfe eines Haftmittels 16 befestigt. Ferner erstrecken sich die Anschlußdrähte 15A–15D längs der Längsmittellinie 37 des Lastträgers 21 hin zu dem Basisabschnitt des Lastträgers 21 und sind an ihm an zwei Punkten mit Hilfe des Haftmittels 16 befestigt.
Bezugszeichen 17_₁ , 17_₂ und 17_₃ bezeichnen jeweilig einen ersten Befestigungspunkt, einen zweiten Befestigungspunkt und einen dritten Befestigungspunkt, an denen die Anschlußdrähte 15A bis 15D mit Hilfe des Haftmittels 16 befestigt sind. Der erste Befestigungspunkt 17_₁ bewegt sich gemäß der Bewegung des Magnetkopfgleiters 35. Daher ist es unnötig, sich um die Steife von Abschnitten der Anschlußdrähte 15A bis 15D zwischen den Anschlüssen 100A–100D und dem ersten Befestigungspunkt 17_₁ zu sorgen und zusätzliche Längen der Anschlußdrähte 15A–15D vorzusehen. In 6 sind solche zusätzlichen Längen der Anschlußdrähte 15A–15D nicht vorgesehen. Der Abstand zwischen dem ersten Befestigungspunkt 17_₁ und dem zweiten Befestigungspunkt 17_₂ ist lang, und die Steife der Anschlußdrähte 15A–15B zwischen den Befestigungspunkten 17_₁ und 17_₂ beeinflußt die Rotationssteife des Kardanrahmens 25 wenig.
Der Magnetkopfstützmechanismus 20 hat die folgenden Merkmale. Erstens ist die Rotationssteife des Kardanrahmens 25 auf Grund der Charakteristiken der T-förmigen Träger ziemlich klein. Zweitens wird der Kardanrahmen 25 an den vier Punkten 40–43 gestützt, und daher ist die Resonanzfrequenz der Vibration des Kardanrahmens 25 selbst dann hoch, wenn das zweite Paar von Trägern 33 und 34 lang ist. Drittens kann das Ende des Lastträgers 21 so gebildet sein, daß es eine kleine Breite W1 hat, und somit ist die Resonanzfrequenz der Vibration des Lastträgers 21 hoch. Viertens ist die Flugstabilität des Magnetkopfgleiters 35 auf Grund der obigen ersten, zweiten und dritten Merkmale ausgezeichnet. Das fünfte Merkmal des Mechanismus 20 ist jenes, daß das erste Paar von Trägern 31 und 32 eine kurze Länge l₁ hat und in derselben Ebene gebildet ist. Daher hat das erste Paar von Trägern 31 und 32 eine hohe Festigkeit bezüglich der Kraft, die bei der Kontakt-Start/Stopp-Operation empfangen wird, und bei den Trägern 31 und 32 tritt nicht ohne weiteres ein Schubfehler auf. Das sechste Merkmal des Mechanismus 20 ist jenes, daß die Steife der Anschlußdrähte 15A–15D die Rotationssteife des Kardanrahmens 25 nicht beeinflußt.
Der Kardanrahmen 25 ist so gebildet, wie oben beschrieben, daß ein Paar von T-förmigen Trägern (die einen H-förmigen Träger bilden) bezüglich der Mitte des Kardanrahmens 25 vorgesehen ist, und somit werden eine niedrige Rotationssteife und eine hohe Resonanzfrequenz erreicht. Genauer gesagt, die Rotationssteife des Mechanismus 20 beträgt ein Drittel von jener des obenerwähnten Kopfstützmechanismus des Typs IBM 3380, während die Resonanzfrequenz des Mechanismus 20 so hoch wie jene des Kopfstützmechanismus des Typs IBM 3380 ist. Als Resultat wird es möglich, daß ein kompakter Gleiter, der eine niedrige Luftlagersteife hat, stabil fliegt.
Die Tabellen 1 und 2 zeigen Charakteristiken des Kopfstützmechanismus 20 gemäß der ersten Ausführungsform, der einen 2 mm langen Gleiter stützt, und des Kopfstützmechanismus des Typs IBM 3380, der einen Gleiter mit einer Länge von 3,2 mm stützt.
Tabelle 1 VERGLEICH DER STEIFE (statische Charakteristiken durch Computersimulation)
Tabelle 2 VERGLEICH DER RESONANZFREQUENZ (dynamische Charakteristik durch Computersimulation)
Damit das Äquivalentgewichtsverhältnis ((Stützfederäquivalentgewicht)/(Gleitergewicht)) der ersten Ausführungsform jenem des Mechanismus des Typs IBM 3380 entspricht, ist die Gesamtlänge des Stützmechanismus kurz (10 mm) und be trägt damit etwa die Hälfte von jener des Mechanismus des Typs IBM 3380. Ferner beträgt die Dicke des Lastträgers 21 der ersten Ausführungsform 25 μm und damit etwa ein Drittel von jener des Mechanismus des Typs IBM 3380.
Tabelle 1 enthält Daten, die durch Computersimulation erhalten wurden. Genauer gesagt, Tabelle 1 stellt die Längsneigungssteife und die Querneigungssteife des Kardanrahmens 25 der ersten Ausführungsform und die Aufwärts-/Abwärtssteife seines Lastträgers 21 dar. Ferner stellt Tabelle 1 die Längsneigungssteife und die Querneigungssteife des Kardanrahmens des Mechanismus des Typs IBM 3380 und die Aufwärts-/Abwärtssteife seines Lastträgers dar. Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, daß die Rotationssteife, die einem Drittel von jener des Kardanrahmens des Mechanismus des Typs IBM 3380 entspricht, erhalten werden kann, indem die Breite und Länge der Nuten in dem Kardanrahmen 25 optimiert wird.
Tabelle 2 stellt die Resonanzfrequenzen der ersten Ausführungsform und des herkömmlichen Mechanismus des Typs IBM 3380 dar, die durch Computersimulation erhalten wurden. Die Resonanzfrequenzen der ersten Ausführungsform sind jenen des Mechanismus des Typs IBM 3380 ähnlich.
Daraus geht hervor, daß der Magnetkopfstützmechanismus gemäß der ersten Ausführungsform eine niedrige Steife und eine hohe Resonanzfrequenz hat.
Nun folgt eine Beschreibung einer zweiten Ausführungsform einer Kopfstützbaugruppe. In der folgenden Beschreibung sind Teile, die dieselben wie jene von 2 sind, mit denselben Bezugszeichen versehen.
8 zeigt einen Magnetkopfstützmechanismus 50 gemäß der zweiten Ausführungsform. Der Mechanismus 50 enthält einen Kardanrahmen 51. Der Kardanrahmen 51 ist so gebildet, daß der Kardanrahmen 25, der in 2 gezeigt ist, um die Mitte 36 um 90° rotiert wurde. Zwei T-förmige Träger 52 und 53 sind in der Längsrichtung des Lastträgers 21 angeordnet.
9 zeigt einen Magnetkopfstützmechanismus 60 mit einem Kardanrahmen 61 gemäß einer dritten Ausführungsform. Der Kardanrahmen 61 hat das obenerwähnte erste Paar von Trägern 31 und 32 und ein zweites Paar von Trägern 33A und 34A. Der Träger 33A und der Träger 31 bilden einen spitzen Winkel α. Ähnlich bilden der Träger 34A und der Träger 32 einen spitzen Winkel, der dem spitzen Winkel α gleich ist. Mit der obigen Struktur wird es möglich, das zweite Paar von Trägern 33A und 34A so zu bilden, daß seine Länge 2 × l_2a größer als die Länge 2 × l₂ des zweiten Paares von Trägern 33 und 34 ist, das in 2 gezeigt ist, ohne die Breite W1 des Lastträgers 21 zu vergrößern. Ferner ist es möglich, das Ende des Lastträgers 21 schmaler zu bilden. Daher ist die Rotationssteife des Kardanrahmens 61 niedriger als jene des Kardanrahmens 25, der in 2 gezeigt ist. Somit kann der Magnetkopfgleiter 35 in der dritten Ausführungsform stabiler als jener in der ersten Ausführungsform fliegen, die in 2 gezeigt ist.
10 zeigt einen Magnetkopfstützmechanismus 70 mit einem Kardanrahmen 71 gemäß einer vierten Ausführungsform. Ein Magnetkopfgleiter 35A des Mechanismus 70 enthält Flansche 72 und 73, die an den jeweiligen Seiten des Gleiters 35A gebildet sind. Ein Magnetkopfgleiterbefestigungsabschnitt 30A des Kardanrahmens 71 enthält eine Öffnung 74, die eine Größe hat, die dem Magnetkopfgleiter 35A entspricht. Die Öffnung 74 hat eine rechteckige Form, die durch einen rechteckigen Rahmen 76 definiert ist. Der Magnetkopfgleiter 35A greift in die Öffnung 74 ein, wie in 10 gezeigt, und mit Hilfe eines Haftmittels wird bewirkt, daß die Flansche 72 und 73 an dem Rahmen 76 haften. Auf diese Weise wird der Magnetkopfgleiter 35A an dem Magnetkopfgleiterbefestigungsabschnitt 30A befestigt.
Das Schwerezentrum G des Magnetkopfgleiters 35A ist, wie in 11 gezeigt, im wesentlichen auf der Oberfläche des Lastträgers 21 angeordnet. Bei einer Suchoperation wird der Magnetkopfgleiter 35A daher bewegt, indem eine Kraft auf das Schwerezentrum G ausgeübt wird. Somit tritt keine unnötige Rotationskraft rings um das Schwerezentrum G des Magnetkopfgleiters 35A auf, und das Ungleichgewicht des Magnetkopfgleiters 35A wird reduziert. Als Resultat kann der Magnetkopfgleiter 35A bei der Suchoperation stabil fliegen.
Ferner kann die Höhe der Magnetkopfbaugruppe reduziert werden. Somit ist es möglich, Schichten des Kopfes in verringerten Abständen zu laminieren und eine erhöhte Anzahl von Platten pro Einheitslänge vorzusehen. Als Resultat ist es möglich, die Datenträgerspeicherdichte des Magnetplattenlaufwerks und damit die Speicherdichte zu erhöhen.
12 zeigt einen Magnetkopfstützmechanismus 80 mit einem Magnetkopfgleiter 35B gemäß einer fünften Ausführungsform. Der Magnetkopfgleiter 35B hat einen Flansch 81, der rings um dessen Umfang gebildet ist. Der Magnetkopfgleiter 35B greift in die Öffnung 74 ein, und mit Hilfe eines Haftmittels wird bewirkt, daß der Flansch 81 an dem Magnetkopfgleiterbefestigungsabschnitt 30A haftet. Das heißt, die fünfte Ausführungsform unterscheidet sich von der vierten Ausführungsform darin, daß bewirkt wird, daß der gesamte Umfang des Magnetkopfgleiters 35B an dem Befestigungsabschnitt 30A haftet. Daher wird die Haftfestigkeit erhöht und die Zuverlässigkeit des Magnetkopfstützmechanismus verbessert.
13 zeigt einen Magnetkopfstützmechanismus 90 gemäß einer sechsten Ausführungsform. 14 zeigt ein freies Ende eines Lastträgers des Magnetkopfstützmechanismus 90.
Der Mechanismus 90 ist so konstruiert, daß er keinen Einfluß von der Steife von Anschlußdrähten aufweist, die das Fliegen des Gleiters beeinträchtigen, der eine niedrige Luftlagersteife hat. In dem Fall, wenn zum Beispiel vier Anschlußdrähte zwischen dem Gleiter und dem Lastträger verbunden sind (siehe 6), jeder der Anschlußdrähte einen Durchmesser von 30 μm und eine zusätzliche Länge (freie Länge) von 1 mm hat, beträgt die Rotationssteife des Kardanrahmens etwa das Fünffache von jener des Kardanrahmens, bei dem kein Anschlußdraht vorhanden ist. Dadurch wird die Flugstabilität des Gleiters gemindert.
Der Magnetkopfstützmechanismus 90 hat Verdrahtungsmuster 91, 92, 93 und 94, die durch Mustern eines Kupferdünnfilms gebildet sind, der zum Beispiel durch Plattieren mit Hilfe der Photolithographietechnik gebildet wurde. Die Verdrahtungsmuster 91–94 erstrecken sich auf einem zentralen Abschnitt der unteren Fläche des Lastträgers 21 in der Längsrichtung. Jedes der Verdrahtungsmuster 91–94 ist etwa 5 μm dick und 50 μm breit. Die Dicke und Breite der Verdrahtungsmuster hängt von dem Widerstand des leitfähigen Musters und von der Kapazität des Lastträgers 21 ab.
Anschlüsse 95A–95D, die aus Kupfer sind, sind auf dem Basisabschnitt des Lastträgers 21 gebildet. Ferner sind Anschlüsse 96A–96D in einem Anschlußbereich 30a des Magnetkopfgleiterbefestigungsabschnittes 30 des Kardanrahmens 25 gebildet. Die Oberflächen der Anschlüsse 95A–95D und 96A–96D sind zum Beispiel mit Au plattiert. Diese Plattierung trägt zum Verhindern des Exponierens von Kupfer und zum Verbessern der Bondleistung bei. Enden der Verdrahtungsmuster 91, 92, 93 und 94 sind jeweilig mit den Anschlüssen 95A, 95B, 95C und 95D verbunden. Die anderen Enden der zwei Verdrahtungsmuster 91 und 92 erstrecken sich längs der Träger 33A und 31 und sind mit den Anschlüssen 96A bzw. 96B verbunden. Die anderen Enden der Verdrahtungsmuster 93 und 94 erstrecken sich längs der Träger 34A und 32 und sind mit den Anschlüssen 96C bzw. 96D verbunden.
Die Verdrahtungsmuster 91, 92, 93 und 94 sind durch einen Isolierfilm 97 von dem Lastträger 21 elektrisch isoliert, wie in 15 gezeigt, und mit einem Schutzfilm 98 bedeckt. Der Isolierfilm 97 und der Schutzfilm 98 werden aus photoempfindlichem Polyimid gebildet und wachsen auf eine Dicke von etwa 5 μm. Der Isolierfilm 97 und der Schutzfilm 98 werden jeweilig durch die Photolithographietechnik gemustert. Die Dicke des Isolierfilms 97 wird auf der Basis einer Kapazität zwischen dem leitfähigen Muster (das aus Cu gebildet ist) und dem Lastträger (der aus rostfreiem Stahl gebildet ist) bestimmt.
Polyimid hat eine Wärmebeständigkeit, die für einen Annealprozeß ausreicht, wie es später beschrieben wird. Da Polyimid photoempfindlich ist, kann es ohne weiteres gemustert werden. Ferner weisen die Polyimidfilme 97 und 98 eine Korrosionsbeständigkeit und ausgezeichnete Zuverlässigkeit auf.
Es ist wahrscheinlich, daß die Anschlüsse 95A–95D und 96A–96D geätzt werden, da diese Anschlüsse nicht mit dem Schutzfilm 98 bedeckt sind. Um das Ätzen der Anschlüsse 95A–95D und 96A–96D zu verhindern, werden die Oberflächen dieser Anschlüsse mit einem Au-Film (nicht gezeigt) bedeckt, der eine Dicke von etwa 1 μm hat und durch Plattieren oder Dampfabscheidung gebildet wird.
Der Magnetkopfgleiter 35 wird mit Hilfe eines Haftmittels an dem Befestigungsabschnitt 30 befestigt, wie in 16 gezeigt. Die Anschlüsse 96A–96D sind in einem rechten Winkel bezüglich der Anschlüsse 100A–100D des Magnetkopfes 48 angeordnet, die auf der Endoberfläche des Magnetkopfgleiters 35 gebildet sind, und mit den jeweiligen Anschlüssen 100A–100D mit Hilfe von Au-Kugeln 101A–101D verbunden. Die Au-Kugeln 101A–101D werden zum Beispiel mittels einer Goldkugelbondvorrichtung gebildet. Um das Bonden zu erleichtern, werden die Anschlüsse 96A–96D und die Anschlüsse 100A–100D so wie in 16 angeordnet. Um eine Quetschoperation an den Au-Kugeln 101A–101D zu erleichtern, sind die Anschlüsse 100A–100D in der Richtung der Höhe des Magnetkopfgleiters 35 lang und so angeordnet, daß diese Anschlüsse 100A–100D den Anschlüssen 96A–96D in dem Zustand zugewandt sind, wenn der Kopfgleiter 35 an dem Befestigungsabschnitt 30 befestigt ist.
Die Verdrahtungsmuster 91–94 umgehen Löcher 102A, 102B und 102C, wie in 13 gezeigt, und erstrecken sich bis zu einem Bereich dicht an dem Kopfgleiter 35. Das Loch 102C wird verwendet, um den Lastträger 21 an dem Arm 22 (in 13 nicht gezeigt) zu befestigen. Die Löcher 102A, 102B und 102C werden verwendet, um ein Werkzeug in sie einzusetzen.
Blindmuster 103A–103D und 104A–104D sind so vorgesehen, wie in 13 und 14 gezeigt, daß diese Blindmuster mit den Umgehungsabschnitten der Verdrahtungsmuster 91–94 bezüglich der Löcher 102A und 102B symmetrisch sind. Der Isolierfilm 97 und der Schutzfilm 98 sind für die Blindmuster 103A–103D und 104A–104D auf dieselbe Weise wie für die Verdrahtungsmuster 91–94 vorgesehen. Die Blindmuster 103A–103D und 104A–104D sind vorgesehen, um die mechanische Steife des Lastträgers 21 in der Richtung der Breite des Lastträgers 21 auszugleichen.
Die Verdrahtungsmuster 91–94 sind so angeordnet, wie in 14 gezeigt, daß diese Muster eine Schleife bilden. Diese Schleife fungiert als Antenne, die Rauschkomponenten empfängt, die in den Kopfsignalen enthalten sind. Wenn die Größe der Schleife vergrößert wird, erhöht sich der Grad der Rauschkomponenten. Um die Schleife zu verkleinern, sind die Verdrahtungsmuster 91 und 92, die mit den Anschlüssen 96A bzw. 96B verbunden sind, zwischen dem Loch 102A und dem Magnetkopfgleiter 35 angeordnet, und alle Verdrahtungsmuster 91–94 sind in der Nähe des Lochs 102A versammelt. Um die Steife in der Richtung der Breite des Lastträgers auszugleichen, sind die Blindmuster 104A–104D gebildet. Aus demselben Grund wie oben sind die Blindmuster 103A–103D in der Nähe des Lochs 102B gebildet.
Hilfsfilme 106 und 107, die eine Bandform haben, sind längs der rechten und linken Enden des Lastträgers 21 gebildet, wie in 14 gezeigt. Die Hilfsfilme 106 und 107 sind vorgesehen, um eine Spannkraft zu empfangen, die erzeugt wird, wenn der Lastträger 21 bei einem Biegeprozeß, der später beschrieben wird, gespannt wird. Solch eine Spannkraft wird auch durch die Verdrahtungsmuster 91–94 empfangen. Die Spannkraft ist so verteilt, daß die Spannkraft nicht nur auf die Verdrahtungsmuster 91–94 wirkt, sondern auch auf die Hilfsfilme 106 und 107. Daher ist es möglich zu verhindern, daß die Verdrahtungsmuster 91–94 beschädigt werden.
Ein konvexes Blindmuster 108 ist vorgesehen, wie in 13 und 14 gezeigt, um zu verhindern, daß ein Haftmittel von dem Befestigungsabschnitt 30 herabfließt, wenn der Gleiter 35 an dem Befestigungsabschnitt 30 befestigt wird, und um zu verhindern, daß der Gleiter 35 auf Grund der Dicke der Verdrahtungsmuster geneigt wird. Im besonderen wird das konvexe Muster 108 verwendet, um eine Nut zu bilden, in der das Haftmittel, das zum Befestigen des Gleiters 35 verwendet wird, zwischen dem Muster 108 und den Anschlüssen 96A–96D aufgefangen wird. Ferner ist das konvexe Muster 108 so konstruiert, um dieselbe Höhe wie die Muster mit den Anschlüssen 96A–96D zu haben. Falls das Blindmuster 108 nicht verwendet wird, wird der Gleiter 35 bezüglich des Befesti gungsabschnittes 30 auf Grund der Höhe der Anschlüsse 94A–94D geneigt. Dadurch wird die Flugstabilität der Köpfe gemindert. Das konvexe Muster 108 kann ähnlich wie die Verdrahtungsmuster 91–94 aus einem kupferplattierten Dünnfilm gebildet sein. Der Schutzfilm 98 bedeckt das konvexe Muster 108. Das Haftmittel ist auf einem Stufenteil zwischen den Verdrahtungsmustern und dem konvexen Muster 108 vorgesehen.
Der Lastträger 21 wird durch einen Prozeß produziert, der in 17 gezeigt ist. Zuerst wird ein Musterbildungsschritt 110 ausgeführt. Im besonderen wird photoempfindliches Polyimid auf eine rostfreie Platte aufgetragen. Der Isolierfilm 97 wird durch die Photolithographietechnik gebildet. Ein Kupferfilm wird durch den Plattierungsprozeß, den Dampfabscheidungsprozeß oder dergleichen gebildet und durch die Photolithographietechnik zu den Verdrahtungsmustern 91–94 gemustert. Danach wird photoempfindliches Polyimid aufgetragen und durch die Photolithographietechnik zu dem Schutzfilm 98 und den Hilfsfilmen 106 und 107 gemustert. Polyimid kann durch einen Schleuderbeschichtungsprozeß aufgetragen werden und wird gemustert und geätzt. Ein Dünnfilm, wie etwa ein Cr-Film, kann gebildet werden, um das Haftvermögen zwischen dem Isolierfilm und dem Cu-Film und zwischen dem Cu-Film und dem Schutzfilm zu verbessern und die Zuverlässigkeit des Haftens zu verbessern.
Als nächstes wird ein Ätzschritt 111 ausgeführt, um die Öffnungen 26–29 und die Löcher 102A–102C und die äußere Form des Lastträgers in der rostfreien Platte zu bilden. 18 zeigt Lastträger 202 vor dem Stanzen zum Ausschneiden von Brückenabschnitten (nicht gezeigt), um Teile vorzusehen, so daß die Lastträger 202 in einer rostfreien Platte 201 gebildet werden und in Reihen und Spalten angeordnet sind.
Dann wird ein Biegeschritt 112 ausgeführt, indem die jeweiligen Enden von jedem der Lastträger 202, die in der rostfreien Platte 201 gebildet sind, gebogen werden, so daß Rippen 21a gebildet werden. Der Biegeschritt 112 kann durch Pressen ausgeführt werden, so daß die Lastträger 202 gleichzeitig bearbeitet werden.
Schließlich wird ein Annealschritt 113 bei einer Temperatur von etwa 400 °C ausgeführt, so daß die Innenspannung entfernt werden kann. Ferner können ein Gleiterbefestigungsschritt und ein Au-Bondschritt automatisch ausgeführt werden, bevor die Lastträger 202 ausgestanzt werden. Daher ist es möglich, den in 17 gezeigten Produktionsprozeß automatisch auszuführen und die Anzahl von dessen Schritten und seine Kosten zu reduzieren.
Der Lastträger 21 kann produziert werden, ohne den Annealschritt 113 auszuführen. In diesem Fall werden der Musterbildungsschritt 110 und der Ätzschritt 111 ausgeführt, wie in 19 gezeigt, und anschließend werden der Gleiterbefestigungsschritt und der Au-Bondschritt ausgeführt. Danach wird der Biegeschritt 112 ausgeführt, um die Rippen 21a zu bilden.
Wenn Köpfe des interaktiven Typs 48A und 48B zur Aufzeichnung und Wiedergabe als Magnetköpfe verwendet werden, hat der Magnetkopfgleiter 35 die obenerwähnten zwei Anschlüsse 100A und 100B, wie in 20 gezeigt. In dem Kardanrahmen 25 sind die zwei Verdrahtungsmuster 91A und 92A so vorgesehen, daß sich diese Verdrahtungsmuster nur auf den Trägern 32 und 34A erstrecken, während zwei Blindmuster 210 und 211 so vorgesehen sind, um sich auf dem Träger 31 und 33A zu erstrecken, um die mechanische Steife des Lastträgers 21 in der Richtung der Breite des Lastträgers 21 auszugleichen.
Der Magnetkopfstützmechanismus 90 hat die folgenden Merkmale.
Da erstens die Verdrahtungsmuster 91–94 auf dem Lastträger 21 gebildet sind, ist es nicht nötig, Röhren zum Hindurchführen der Anschlußdrähte durch den Lastträger 21 vorzusehen. Daher ist es möglich zu verhindern, daß eine unausgeglichene Kraft, die durch die Anschlußdrähte und Röhren verursacht wird, auf den Magnetkopfgleiter 35 wirkt, und so kann der Magnetkopfgleiter 35 stabil fliegen.
Zweitens hat die Rotationssteife des Lastträgers 21 auf Grund der Verwendung der Blindmuster 103A–103D und 104A–104D keine Polarität. Somit kann der Magnetkopfgleiter stabil fliegen.
Drittens ermöglicht die Quetschverbindung unter Verwendung der Au-Kugeln 101A–101D eine automatische Montage und ein drahtloses Bonden zwischen Kopfanschlüssen und Musteranschlüssen.
In den obenerwähnten Ausführungsformen der Kopfstützbaugruppe können die Träger gekrümmt sein.
Nun folgt eine Beschreibung eines Magnetkopfstützmechanismus, der für ein kompakteres Magnetplattenlaufwerk geeignet ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
21 zeigt eine Rückseite eines Magnetkopfstützmechanismus 230 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 22 zeigt ein Magnetplattenlaufwerk 231 des 1,8-Zoll-Typs, worauf der Magnetkopfstützmechanismus 230 angewendet wird.
Das Magnetplattenlaufwerk 231 hat ein Gehäuse 232 mit fast denselben Abmessungen wie jenen einer IC-Speicherkarte. In dem Gehäuse 232 ist eine Magnetplatte 233 mit einem Durchmesser von 1,8 Zoll vorgesehen, und ein Betätiger, an dem zwei Sätze von Magnetkopfstützmechanismen befestigt sind. Das Magnetplattenlaufwerk 231 ist kompakter als das in 3 gezeigte Magnetplattenlaufwerk 220.
Ein Magnetkopfgleiter 35C ist gemäß der Größenverringerung des Magnetplattenlaufwerks 231 kompakt gebildet. Im besonderen betragen die Abmessungen a × b des Magnetkopfgleiters 35C 0,8 mm × 1,0 mm und entsprechen etwa einem Viertel des Bereiches des Magnetkopfgleiters 35, der in 2 gezeigt ist. Damit der kompakte Magnetkopfgleiter 35C stabil fliegt, ist es erforderlich, die Steife im Vergleich zu dem Magnetkopfstützmechanismus 30 beträchtlich zu reduzieren, ohne die Resonanzfrequenz zu verringern.
Ein Lastträger 235, der in 21 gezeigt ist, ist rostfrei und hat einen Basisabschnitt, der an einem Arm 236 des Betätigers 234 befestigt ist (siehe 22). Der Lastträger 235 hat eine Breite W2 von etwa 2 mm, eine Länge L von etwa 9 mm und eine Dicke bis etwa 25 μm und weist etwa die Hälfte des Volumens des Lastträgers 21 auf, der in 2 gezeigt ist. Der Lastträger 235 ist verkleinert, und daher ist die Resonanzfrequenz des Biegens, die später beschrieben wird, hoch.
Der Lastträger 235 ist ein blattförmiges Teil und ein Teil in Form einer flachen Platte, die keinem Biegeprozeß ausgesetzt worden ist. Daher tritt das Problem eines Biegeprozeßfehlers nicht auf, der die Flugstabilität des Magnetkopfgleiters mindert. Der Lastträger 235 enthält einen Lastträgerhauptkörper 237 und einen Kardanrahmen 238, der auf der Endseite des Lastträgers 235 angeordnet ist. Der Kardanrahmen 238 hat im wesentlichen eine U-förmige Öffnung (Durchgangsloch) 239, die in dem Lastträger 235 gebildet ist. Der Kardanrahmen 238 enthält einen Magnetkopfgleiterbefestigungsabschnitt 240, einen ersten Träger 241, einen zweiten Träger 242, einen dritten Träger 244 und einen Verbindungsabschnitt 243.
Der Magnetkopfgleiterbefestigungsabschnitt 240 hat eine Größe, die dem Magnetkopfgleiter 35C entspricht. Der erste Träger 241 und der zweite Träger 242 erstrecken sich längs jeweiliger Längsenden des Lastträgers 235 von dessen Ende aus. Der Verbindungsabschnitt 243 erstreckt sich in der Richtung der Breite des Lastträgers 235 und verbindet den ersten Träger 241 und den zweiten Träger 242 miteinander. Der dritte Träger 244 erstreckt sich von dem Verbindungsabschnitt 243 zu dem Magnetkopfgleiterbefestigungsabschnitt 240 in der Längsrichtung des Lastträgers 235. Der Magnetkopfgleiterbefestigungsabschnitt 240 ist mit dem Hauptkörper 237 des Lastträgers 235 über den dritten Träger 244, den Verbindungsabschnitt 243 und die ersten und zweiten Träger 241 und 242 verbunden. Daher kann die Rotationssteife des Lastträgers 230 auf Grund des Biegens der gesamten Träger auf einen kleinen Wert reduziert werden.
Löcher 245, 246 und 247, in die ein Werkzeug eingreift, und ein Paar von Spalten 248 und 249 sind in dem Hauptkörper 237 des Lastträgers 235 gebildet, wie in 21 gezeigt. Einstellspalte 248 und 249 werden verwendet, um die Rotationssteife des Lastträgers zu reduzieren. Die Löcher 245, 246 und 247 und die Spalte 248 und 249 sind durch Ätzen gebildet. Die Verbinder 95A–95D, 96A–96D und die Verdrahtungsmuster 91–94 sind bezüglich der Längsrichtung des Lastträgers 235 symmetrisch gebildet. Der Magnetkopfgleiter 35C ist so gebildet, um an dem Befestigungsabschnitt 240 zu haften, und die Anschlüsse 96A–96D und 100A–100D sind wie in dem Fall, der in 16 gezeigt ist, jeweilig durch Au-Kugeln miteinander verbunden.
Bei der in 21 gezeigten Struktur werden keine Blindmuster verwendet, da die Länge und die Breite des Lastträgers 235 kleiner als jene des Lastträgers von 13 sind, und die Schleife, die durch die Verdrahtungsmuster gebildet wird, ist kleiner als jene von 13. Es ist jedoch vorzuziehen, die Verdrahtungsmuster anzuordnen und die Blindmuster vorzusehen, wie in 13 und 14 gezeigt, um das Rauschen von den Köpfen zu reduzieren.
Das freie Ende des Armes 236 ist so gebogen, wie in 23A und 23B gezeigt, daß im wesentlichen ein V-förmiger Querschnitt des Armes 236 gebildet wird, wobei das "V" invertiert ist. Das freie Ende des Armes 236 hat einen aufwärts geneigten Abschnitt 236a und einen abwärts geneigten Abschnitt 236b, der bezüglich der horizontalen Richtung mit einem Winkel θ geneigt ist.
Bei dem Magnetplattenlaufwerk 231 werden zwei Magnetkopfstützmechanismen 230 verwendet, so daß die einzelne Magnetplatte 233 zwischen den Mechanismen 230 sandwichartig angeordnet ist. Der Lastträger 235 bewirkt, daß der Magnetkopfgleiter 35C mit der Magnetplatte 233 in Kontakt gelangt, wenn die Magnetplatte 233 nicht rotiert wird, wie in 24 gezeigt. Dabei wird bewirkt, daß der Hauptkörper 237 des Lastträgers 235 gebogen und elastisch deformiert wird. Die elastische Kraft, die in dem Hauptkörper 237 des Lastträgers 235 gespeichert ist, erzeugt eine Last F1, die den Magnetkopfgleiter 35C hin zu der Magnetplatte 233 drängt.
Da der Arm 236 in der Form des invertierten "V" gebogen ist, kann ein breiter Spalt 250 zwischen einem Ende 236c des Armes 236 und der Magnetplatte 233 gebildet werden, verglichen mit dem Fall, der durch eine Strichpunktlinie gekennzeichnet ist, bei dem der Arm 236 einfach abwärts gebogen ist.
Nun folgt eine Beschreibung eines Momentes, das auf den Magnetkopfgleiter 35C mittels des Lastträgers 235 wirkt, wenn der Lastträger auf die Platte geladen wird. Der Haupt körper 237 des Lastträgers 235 und der dritte Träger 244 sind gebogen, wie in 25 gezeigt. Daher wirkt ein Moment durch eine Mitte 251 des Magnetkopfgleiters 35C. Ein Moment M1, das entgegen dem Uhrzeigersinn gerichtet ist, wirkt durch den Lastträgerhauptkörper 237 und die ersten und zweiten Träger 241 und 242. Ein Moment M2, das im Uhrzeigersinn gerichtet ist, wirkt auf den dritten Träger 244. Die Dimensionen des Lastträgers 235 sind so selektiert, daß die Momente M1 und M2 ausgeglichen sind. Zum Beispiel ist der Lastträger 235 9 mm lang und ist der Kardanrahmen 238 2,5 mm lang. Ferner betragen die Länge und Breite des Hauptkörpers 235 des Lastträgers 237 5,7 mm bzw. 2 mm. Mit der obigen Struktur ist es möglich, daß der Magnetkopfgleiter 35C stabil fliegt.
Unter Bezugnahme auf 21 folgt nun eine Beschreibung der Längsneigung und Querneigung des Magnetkopfgleiters 35C.
(1) Längsneigung
Der Magnetkopfgleiter 35C wird in der Längsneigungsrichtung, die durch den Pfeil 44 gekennzeichnet ist, so rotiert, daß die ersten, zweiten und dritten Träger 241, 242 und 244 und der Lastträgerhauptkörper 237 gebogen werden. Dabei werden alle Träger 241, 242 und 244 so gebogen, um in Bogenform deformiert zu werden. Der Kardanrahmen 238 wird gebogen, und daher wird der Lastträgerhauptkörper 237 gebogen. Somit kann die Längsneigungssteife außerordentlich reduziert werden.
(2) Querneigung
Der Magnetkopfgleiter 35C wird in der Querneigungsrichtung, die durch den Pfeil 45 gekennzeichnet ist, so rotiert, daß die ersten und zweiten Träger 241 und 242 jeweilig in entgegengesetzten Richtungen gebogen werden und der Lastträgerhauptkörper 237 verdreht wird. Dabei wird der Kardanrah men 238 gebogen und daher der Lastträgerhauptkörper 237 gekrümmt. Somit kann die Querneigungssteife außerordentlich reduziert werden.
Nun folgt eine Beschreibung der Biegung erster Ordnung und der Verdrehung erster Ordnung des Magnetkopfstützmechanismus 230, die erhalten werden, wenn der Lastträger vibriert.
(1) Biegung erster Ordnung
Der Lastträger 235 wird gebogen und deformiert, wie es in 26 gezeigt ist. Genauer gesagt, der Lastträgerhauptkörper 237 und die ersten, zweiten und dritten Träger 241, 242 und 244 des Kardanrahmens 238 werden gebogen, wie es in 24 gezeigt ist. Der Gesamtlastträger 235 ist flexibel gebildet, aber die Resonanzfrequenz der Biegung erster Ordnung ist hoch, während die Steife klein ist.
(2) Verdrehung erster Ordnung
Der Lastträger 235 wird verdreht, wie es in 27 gezeigt ist. Der Kardanrahmen 238 wird deformiert, und daher wird der Lastträgerhauptkörper 237 deformiert. Daher ist der Gesamtlastträger 235 flexibel gebildet, aber die Resonanzfrequenz der Verdrehung erster Ordnung ist hoch, während seine Steife niedrig ist.
Die Tabellen 3 und 4 zeigen Charakteristiken des Magnetkopfstützmechanismus 230 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und des Magnetkopfstützmechanismus 30 der Ausführungsform eines Kopfstützmechanismus von 2.
Tabelle 3 VERGLEICH DER STEIFE (statische Charakteristiken durch Computersimulation)
Tabelle 4 VERGLEICH DER RESONANZFREQUENZ (dynamische Charakteristik durch Computersimulation)
Im besonderen stellt Tabelle 3 die Längsneigungssteife, die Querneigungssteife und die Aufwärts-/Abwärtssteife des Lastträgers 235 dar, die mittels Computersimulation erhalten wurden. Aus Tabelle 3 geht hervor, daß die Längsneigungssteife und die Querneigungssteife der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung etwa ein Viertel von denen der in 2 gezeigten Ausführungsform betragen.
Tabelle 4 stellt die Resonanzfrequenzen der Ausführungsformen dar, die durch Computersimulation erhalten wurden. Aus Tabelle 4 ist ersichtlich, daß die Resonanzfrequenz der Biegung erster Ordnung, die Resonanzfrequenz der Verdrehung erster Ordnung und die seitliche Resonanzfrequenz sehr hoch bleiben.
Aus den Tabellen 3 und 4 geht hervor, daß der Magnetkopfstützmechanismus 230 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Resonanzfrequenz hat, die so hoch wie jene des Magnetkopfstützmechanismus 30 gemäß der Ausführungsform von 2 ist, und eine Steifheit, die viel niedriger als jene des Mechanismus 30 ist. Daher kann der kompakte Magnetkopfgleiter 35C stabil fliegen.
Bei einem alternativen Lastträger ist der Basisabschnitt des Lastträgers 237 gebogen, so daß der Lastträger genauso wie in 2 gestützt wird und die in 24 gezeigte Last F1 erhalten wird. In diesem Fall werden nur Abschnitte 255 und 256 außerhalb der Spalte 248 und 249 gebogen. Daher wirkt keine unnötige Spannung auf die Verdrahtungsmuster 91–94, die zwischen den Spalten 248 und 249 angeordnet sind.
Eine erste Variante des Kardanrahmens 238 des Lastträgers 235 wird nun beschrieben. Ein Kardanrahmen 238_₁ , der in 28 gezeigt ist, hat einen ersten Träger 244_₁ mit einer langen Breite A und eine Öffnung 239_₁ mit einer langen Länge B. Erste und zweite Träger 241_₁ und 242_₁ sind lang.
29 zeigt eine zweite Variante 238_₂ des Kardanrahmens 238. Der Kardanrahmen 238_₂ hat erste und zweite Träger 241_₂ und 242_₂ , die jeweils eine kleine Breite C haben.
30 zeigt eine dritte Variante 238_₃ des Kardanrahmens 238. Der Kardanrahmen 238_₃ hat erste und zweite Varianten 241_₃ und 242_₃ , die eine große Breite D haben.
31 zeigt eine vierte Variante 238_₄ des Kardanrahmens 238. Der Kardanrahmen 238_₄ hat einen vierten Träger 260, der die Mitte des Endes des Magnetkopfgleiterbefestigungsabschnittes 240 und den Lastträgerhauptkörper 237 miteinander verbindet. Der vierte Träger 260 dient dazu, eine Deformation des Magnetkopfgleiterbefestigungsabschnittes 240 zu verhindern, erhöht aber die Rotationssteifheit. Daher ist es wünschenswert, daß die Breite des vierten Trägers 260 so klein wie möglich und die Länge desselben so lang wie möglich ist.
32 zeigt eine fünfte Variante 238_₅ des Kardanrahmens 238. Der Kardanrahmen 238_₅ hat erste und zweite bogenförmige Träger 241_₅ und 242_₅ .
Eine gebogene Verbindungsplatte 261 ist an einem Arm 236A befestigt, wie in 33 gezeigt, und der Lastträger 235 ist an der Verbindungsplatte 261 befestigt. Daher ist es nicht erforderlich, den Arm 236A dem Biegeprozeß zu unterziehen.
Bei den in 28 bis 32 gezeigten Varianten wird festgestellt, daß der in 21 gezeigte dritte Träger 244 dieselbe Breite wie der Befestigungsabschnitt 240 hat und mit dem Befestigungsabschnitt 240 integriert ist.
In den sechs Ausführungsformen, die in 2–20 gezeigt sind, wird die Last, die auf den Magnetkopfgleiter angewendet wird, durch Biegen des Federabschnittes des Lastträgers erzeugt. Alternativ ist es möglich, die Armbefestigungsstruktur zu verwenden, die in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung genutzt wird, bei der der Federabschnitt flach bleibt.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die speziell offenbarten Ausführungsformen und Varianten begrenzt, und andere Veränderungen und Abwandlungen können vorgenommen werden, wobei der Schutzumfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims

Kopfstützbaugruppe (230), die dafür ausgelegt ist, einen Kopfgleiter (35C) elastisch zu stützen, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt: – einen Kopfgleiterbefestigungsabschnitt (240), an den der Kopfgleiter (35C) montiert ist, – erste und zweite Träger (241, 242), die sich längs einer Längsrichtung der Kopfstützbaugruppe erstrecken, wobei die ersten und zweiten Träger räumlich getrennt sind und von dem Kopfgleiterbefestigungsabschnitt (240) völlig getrennt sind, – einen dritten Träger (244), der ein Ende der Kopfstützbaugruppe (230) mit einem ersten Ende des Kopfgleiterbefestigungsabschnittes (240) verbindet, – Verdrahtungsmuster (91, 92, 93, 94), die auf wenigstens einem von den ersten, zweiten und dritten Trägern (241, 242, 244) angebracht sind, und – Anschlüsse (96A, 96B, 96C, 96D), die an dem Kopfgleiterbefestigungsabschnitt (240) gebildet sind und mit den Verdrahtungsmustern verbunden sind, bei der die Verdrahtungsmuster (91, 92, 93, 94) auf einer Seite der Kopfstützbaugruppe (230) angebracht sind, auf der der Kopfgleiter (35C) angeordnet ist.
Kopfstützbaugruppe (230) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Abschnitt (93, 94) der Verdrahtungsmuster den ersten Träger (241) durchläuft und ein zweiter Abschnitt (91, 92) der Verdrahtungsmuster den zweiten Träger (242) durchläuft.
Kopfstützbaugruppe (230) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Abschnitte (91, 92, 93, 94) der Verdrahtungsmuster gleich groß sind.
Kopfstützbaugruppe (230) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem Lastträger (235), welcher Lastträger einen Hauptkörper (237) und einen Kardanrahmen (238) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Ende des Kopfgleiterbefestigungsabschnittes (240), das dem ersten Ende gegenüberliegt, von dem Hauptkörper (237) des Lastträgers völlig getrennt ist.
Kopfstützbaugruppe (240) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner einen Lastträger (235) umfaßt, wobei der Lastträger einen Hauptkörper (237) und einen Kardanrahmen (238) umfaßt und – wenigstens eine Öffnung (239) in dem Kardanrahmenabschnitt (238) vorgesehen ist.
Kopfstützbaugruppe (240) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kardanrahmenabschnitt (238) die drei Träger (241, 242, 244) und den Kopfgleiterbefestigungsabschnitt (240) enthält.