带有使电参数最佳化的多层集成导线迹线阵列的磁头悬架制造技术

磁头悬架具有集成多层迹线导线阵列，用于支承读／写磁头并将该磁头与磁盘驱动器中的电子线路电气连接。该导线阵列的电微带传输线路特性由迹线通路在多怪内的选择性位置和连接进行控制，以便控制和平衡包括阵列阻抗、迹线间电容和迹线对接地面的电容在内的电气参数。该接地面还可以包括薄实心板材或淀积在微带传输线路的载送信号迹线附近部位的接地迹线配置，从而获得预期的电气特性。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请与1996年10月3日提出的待批美国专利申请No.08/720836有关，而后者是1996年3月25日提出的美国专利申请No.08/720836的部分继续申请，这里引用其公开的内容供作参考。本专利技术一般涉及用于控制与磁头悬架组件的挠性件整体形成的导线迹线阵列的电阻抗特性的结构和方法，更具体地说，本专利技术涉及整体的悬架和导线结构，其中悬架的迹线按多层排列和配置，以便能获得、调谐和控制电参数、特别是电感和(或)电容。现有的磁盘驱动器一般包括一张旋转的刚性存储磁盘和一个磁头定位器，该磁头定位器用于将数据转换器相对于该磁盘的转轴定位在不同的径向位置上，由此在各磁盘的记录面上限定多个同心数据存储磁道。该磁头定位器一般称作致动器。尽管在本
内已知有多种致动器结构，但直接插入式旋转音圈致动器因其简单性、高性能、及可相对于其转轴实现质量平衡而在当前获得了最为经常的应用，这后一特点对于使致动器不受扰动影响是至关重要的。在磁盘驱动器内部按常规采用闭环伺服系统操作音圈致动器并由此使磁头相对于磁盘表面定位。数据转换器由一个气垫面支承，使其与移动中的媒体表面离开一个小距离。单写/读元件的结构，一般需要2根连接线，而具有独立的读出和写入元件的双元件结构需要4根连接线。尤其是磁阻(MR)式磁头通常需要4根接线。气垫浮动块与读/写转换器的组合，也是一种熟知的读/写磁头或记录头。浮动块通常安装于固定在悬架负载臂末端的万向挠性结构。用一个弹簧使负载臂和磁头偏向磁盘，而在磁头下方的空气压力将磁头推离磁盘。其平衡距离限定出一个“气垫”并决定着该磁头的“浮动间隙”。利用“气垫”支承磁头使其离开磁盘表面，并使磁头在流体动力润滑范围内而不是在边界润滑范围内在磁头/磁盘界面上操作。气垫在转换器与媒体之间保持了一个使转换器效率减低的间隔。然而，能够避免直接接触，则极大地改进了磁头和磁盘部件的可靠性和使用寿命。不过，当要求增加面积密度时，则可能需要使磁头在准接触状态、甚至在边界润滑范围内操作。目前，浮动间隙大约为0.5～2微英寸。磁存储密度随着磁头趋近磁盘表面而增加。因此，极小的浮动间隙换来的是对在磁盘合理使用寿命内的可靠性的损害。同时，与存储面之间的数据传送速率正在增加；在实际规划中的数据速率接近200兆位。为减小致动器组件的运动质量并使转换器的操作更加接近磁盘表面，磁盘驱动器制造业正逐渐减小着浮动块结构的尺寸和质量，前者将导致改善查找性能，而后者将使转换器效率得到改进，因而能换得较高的面积密度。浮动块尺寸(因而也就是其质量)的特征在于，以所谓标准的100％浮动块(“小型浮动块”)为基准。因此，术语70％、50％、和30％浮动块(分别为“微型浮动块”、“毫微型浮动块”、和“微微型浮动块”)指的是更新的小质量浮动块，其线性尺寸由相对于标准小型浮动块的线性尺寸的适用百分比进行换算。较小的浮动块结构通常需要更加柔性的万向接头，因此，与浮动块连接的导线的固有刚度可能引起很大的不希望有的偏置作用。为减小连接导线的这种固有刚度或偏置作用的影响，提出了一种整体的挠性件/导线结构，有效地将导线与可挠曲的绝缘聚合树脂挠性件结合在一起，使导线暴露在位于靠近磁头的挠性件末端的焊接区处。Matsuzaki(松崎)的美国专利No.5006946公开了这种结构的一例。Bennin等的美国专利No.5491597公开了在这方面的另外的例。这类接线配置虽然的确具有某些性能和组装上的优点，但在挠性件和万向接头结构内引入所公开的挠性聚合树脂材料，也产生了许多复杂的设计问题。例如，该树脂材料的热膨胀性质与现有技术的不锈钢结构不同；而且，包括任何必要的粘合层在内的这类树脂结构在长期耐用性上是未知的。所以，提出了一种不锈钢挠性件与导线混合的结构，该结构吸收了整体的软导线挠性件结构的大部分优点，同时基本上保持了与现有技术的构造和负载臂联结方法的兼容性。这种混合结构一般采用具有淀积绝缘层和导电迹线层的不锈钢挠性件，该导电迹线层用于将磁头连接于所关联的驱动器电子线路，例如安装在固定于磁头/磁盘组件的电路板(还装有其他电路)上的一般靠近设置的前置放大器芯片和靠后面的读出信道电路。如Bennin等的题为“万向挠性件和电气互连组件”的美国专利No.5491597所述，该所公开的方法对导电迹线要求使用象铍-铜合金一类的弹性材料，但其电阻明显地高于例如纯退火铜。另一方面，纯退火铜不仅在高频是令人满意的电导体，而且显示出很大的韧性，而不是象弹簧一样的机械回弹力，因此缺乏在连接迹线的材料中所需要的某些机械的弹簧性质。将纯铜镀敷或淀积在例如镍基层上而形成的迹线，对依据Bennin等的方法的铍-铜合金提供了一种替代方案。混合挠性件结构，从挠性件的末端、即挠性件的磁头安装端的焊接区延伸到该挠性件的根部须采用相当长的一对导线迹线或四线组，用于提供从读/写磁头沿着相关的悬架结构到前置放大器或读出信道芯片的导电通路。由于导线迹线的位置与导电的不锈钢挠性件结构离得非常近但与其电隔离，而挠性件本身又通过负载臂接地，并且还由于要传送的信号速率相当高，所以导线迹线的电感和互耦、以及导线迹线的电阻和迹线对地电容，可能导致不希望有的信号反射、畸变、和无效的信号/功率传送。不希望有的信号反射往往会对读/写磁头、互连结构、及驱动器/前置放大器的性能造成有害影响。从微带线路技术可知，通过改变形成传输线路的微波带之间的尺寸和(或)间隔，可以改变回路和线间电容。但是，在供磁头悬架负载臂使用的集成迹线阵列接线图形的情况下，导线的尺寸受到包括挠性件上的可用于迹线互连阵列的空间在内的机械限制，因而在所涉及的阻抗匹配和调谐范围内该迹线导线的尺寸不能改变得很多。虽然以上讨论的Bennin等的No.5491597专利包括一个图6～8的实施例，要求将迹线重叠，以形成迹线组的多级阵列，但没有指出如何使用按多级阵列配置的导线迹线以便得到预期的电参数，例如电容和(或)电感等。将要说明的本专利技术特别提供一种在磁盘驱动器中用于悬架的挠性件，该挠性件包括一个多层集成导线阵列，该导线阵列具有减小的电阻和能以可控方式调谐的电感及电容参数，以便改善迹线阵列的电气性能。本专利技术的总目的是提供一种薄断面、牢固和可靠的高性能悬架组件，该组件具有多层集成导线迹线阵列，用于将读/写磁头与相关的读/写电路连接，借以克服现有技术的限制和缺点。本专利技术的另一个总目的是提供一种整体的悬架和导线结构，具有可控的相对于接地面的多层迹线几何形状，在某种程度上实现改进的微带传输线路特性，从而克服现有技术的限制和缺点。本专利技术的一个更特殊的目的是提供一种用于减小电阻并用于控制在磁盘驱动器中供读/写磁头使用的整体挠性件/多层导线结构的电容、互感及总阻抗的方法。本专利技术的另一目的是提供一种整体的挠性件和多层导线迹线阵列，分别实现双元件读/写磁头的读出元件和写入元件的导线电容和电感的最佳化。本专利技术的又一目的是提供一种改进的悬架和多层导线迹线阵列，在硬盘驱动器中用于支承安装在浮动块上的读/写磁头元件并与其电气连接。按照本专利技术原理的悬架组件包括一个挠性件，该挠性件具有沿着该挠性件的多层集成导线迹线阵列。该多层导线迹线取代现有技术的分立的绞合线对，该线对通常沿着相关悬架的长度延伸。与其他方法相比，该导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种整体负载臂组件，用于支承接近存储媒体的读／写磁头／浮动块组件并将该磁头与读／写电路电气连接，该负载臂组件包括： 向该读／写磁头／浮动块组件附近部位延伸的普通平面型导电构件； 淀积在该导电构件上的第一电绝缘层； 淀积在该第一电绝缘层上的第一电迹线通路； 淀积在该第一电迹线通路上的第二电绝缘层； 淀积在该第二电绝缘层上的第二电迹线通路； 该第二电迹线通路相对于该第一电迹线通路横向对正，以便控制该整体负载臂组件的电感、电容和电阻中的至少一个参数。

【技术特征摘要】
US 1996-10-3 7208331.一种整体负载臂组件，用于支承接近存储媒体的读/写磁头/浮动块组件并将该磁头与读/写电路电气连接，该负载臂组件包括向该读/写磁头/浮动块组件附近部位延伸的普通平面型导电构件；淀积在该导电构件上的第一电绝缘层；淀积在该第一电绝缘层上的第一电迹线通路；淀积在该第一电迹线通路上的第二电绝缘层；淀积在该第二电绝缘层上的第二电迹线通路；该第二电迹线通路相对于该第一电迹线通路横向对正，以便控制该整体负载臂组件的电感、电容和电阻中的至少一个参数。2.根据权利要求1所述的整体负载臂组件，其特征在于该普通平面型导电构件包括一个挠性件，该挠性件包括一个万向接头，用于将读/写磁头/浮动块组件定位在接近存储媒体的部位。3.根据权利要求1所述的整体负载臂组件，其特征在于该第二电迹线通路相对于该第一电迹线通路横向偏置。4.根据权利要求1所述的整体负载臂组件，其特征在于在该第一电绝缘层上形成第一和第二电迹线通路，在该第二电绝缘层上形成第三和第四电迹线通路，使该第三和第四电迹线通路彼此相对地横向偏置并分别与第一和第二电迹线通路纵向对正和覆盖第一和第二电迹线通路，并将第一电迹线通路与第四电迹线通路并联，将第二电迹线通路与第三电迹线通路并联。5.根据权利要求1所述的整体负载臂组件，其特征在于在该第一电绝缘层上以彼此横向相隔的关系形成第一和第二电迹线通路，在该第二电绝缘层上以彼此横向相隔的关系形成第三和第四电迹线通路，在该第三和第四电迹线通路上形成第三电绝缘层，在该第三电绝缘层上以彼此横向相隔的关系形成第五和第六电迹线通路，使该第一、第三和第五电迹线通路彼此相对地沿纵向和横向对正并将其并联连接，使该第二、第四和第六电迹线通路彼此相对地沿纵向和横向对正并将其并联连接。6.根据权利要求1所述的整体负载臂组件，还包括在该第一电绝缘层上淀积的多条电信号接地迹线通路；在该第二电绝缘层上淀积的多条电信号迹线通路；使该电信号迹线通路相对于该电信号接地迹线通路横向对正，以便控制该整体负载臂组件的电感、电容和电阻中的至少一个参数。7.根据权利要求6所述的整体负载臂组件，还包括在该电信号迹线通路上淀积的第三电绝缘层及在该第三电绝缘层上淀积的多条上覆电信号接地迹线通路，使上覆电信号接地迹线通路相对于该电信号接地迹线通路横向对正，以便控制该整体负载臂组件的电感、电容和电阻中的至少一个参数。8.根据权利要求6所述的整体负载臂组件，还包括在该第二电绝缘层上，在该电信号迹线通路之外为调整该整体负载臂组件的电感、电容和电阻中的至少一个所选择的距离上淀积的第二级...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿鲁巴拉克里舍纳，
申请(专利权)人：昆腾公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]