JP2000503793A - インライン回路基板およびフレックス回路圧力ピンコネクタを備えるロープロファイルディスクドライブアーキテクチャ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ハードディスクドライブ（１０）は、参照特徴部（５２）が確立する場所でドライブベース（１２）に、接続端（２４）が固定されるスピンドルモータフレックス回路（２２）および同じく該特徴部（５２）が確立する該場所で該ベース（１２）に、接続端（９２）が固定されるアクチュエータフレックス回路（９０）を含み、該ベースプレート（１２）に装着されたカバー（１１４）およびカバーガスケット（１１２）が、回転データ記憶ディスク（７０）、ディスクスピンドルモータ、磁石構造、回転アクチュエータアセンブリ（８２）、および該ディスクスピンドルモータ接続端（２４）、および該アクチュエータ接続端（９２）を除く、フレックス回路（２４、９２）を封止、密閉し、かつドライブの電子部品を保持するプリント回路基板（１２２）は、フレックス回路（２４、９２）の面を有する接続パッド（１３０）に接続するよう整列する圧力ピン（１２８）からなるコネクタアレイを有し、該コネクタアレイ（１２６）は、該プリント回路基板（１２２）がカバー（１１４）の外部から該ベースプレート（１２）に装着されると、該ベースプレート（１２）の参照特徴部体（５２）と位置合わせするためのアライメントピン（１３２）を有して、該プリント回路基板（１２２）とフレックス回路接続パッド（１３０）との間の電気的接続を確立する。この構成では、製造ロボットによる簡単な組立に役立つインライン回路基板およびロープロファイルディスクドライブが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】 インライン回路基板およびフレックス回路圧力ピンコネクタ を備えるロープロファイルディスクドライブアーキテクチャ 発明の分野 本発明は、ハードディスクドライブの設計に関連する。より詳細には、本発明 は、改善され、簡素化されたアーキテクチャおよび組立プロセスを達成するもの である。 発明の背景 ハードディスクドライブは、当該技術分野では「フットプリント」または「フ ォームファクタ」として知られる非常に小型の、それでいて本質的に標準化され たパッケージに進化した。ハードディスクドライブのフォームファクタは、本来 動作環境にドライブが占める三次元空間をいう。常にそうとは限らないが、ハー ドディスクドライブフォームファクタは、コンピュータケースまたはハウジング 内にフロッピーディスクドライブを保持するために取っておくスペースまたは「 ウェル」の大きさに従うことが多く、通常フロッピーディスクドライブの外囲器 寸法に合わせる。事実上の標準となったハードディスクドライブフォームファク タは、８インチフォームファクタ、５1/4インチフルハイトフォームファクタ、 ５1/4インチハーフハイト（１．６インチ）フォームファクタ、３1/2インチフル ハイト（１．６インチ）フォームファクタ、３1/2リデューストハイト（１イン チ以下）フォームファクタ、２1/2インチフォームファクタ、１．８インチフォ ームファクタ、そして１．３インチのフォームファクタまでもが含まれる。 変化する傾向にある寸法として高さ寸法がある（長さおよび幅寸法に対比して ）。高さまたはドライブの厚さは、最小化されることがあり、当該技術分野では 、高さを低減したハードディスクドライブが知られている。いくつかの応用にお いては、高さ低減ハードディスクドライブは特定の用途について必要とされ、か つ前提技術を構成するいくつかの先行技術例が入手可能である。 以前のハードディスクドライブの設計において実現された高さ低減量は、いく つかの要素により制限されている。そのような要素のうち、「ヘッド／ディスク アセンブリ」として知られるハードディスクの電気機械部分内における複数のデ ィスクドライブを備える場合のディスク間間隔、ヘッドジンバルアセンブリの寸 法および相対高さ、アクチュエータの構造等が挙げられる。ハードディスクドラ イブのこれ以外の主要なサブシステムは、従来の技術では、ドライブユニットの 主要壁面の１つに沿って、基板に隣接してかまたはカバーに隣接してヘッド／デ ィスクアセンブリに固定されている電子回路基板である。電子回路基板は、高さ を制限する重大な要素であった。電子機能の微細化および大規模集積化が進んで 、ドライブの電子回路基板の寸法低減が促進される一方で、このように寸法を低 減するだけでは、完成したドライブにおけるプリント回路基板の配置に伴う従来 の技術の欠点を克服するには十分ではなかった。ディスクドライブアーキテクチ ャにおいて高さを低減することが設計上の目標となり、ドライブの電子回路基板 を再配置するなどさまざまな方法が提案された。 ハリソン他（Harrison et al.）の、「モジュラ単一ディスクファイルサブシ ステム」と題する本件と同一譲受人の、米国特許第４，６３９，８６３号では、 ドライブの電子回路基板がヘッド／ディスクアセンブリと端と端を接したアライ メントで配列されて、モジュールが従来の技術のフロッピーディスクドライブの ベイではなく、パーソナルコンピュータ等の電子部品拡張スロット内に嵌まるよ うにした。さらに、ディスクスピンドルモータを駆動するための小型電子集積回 路基板を、ヘッド／ディスクアセンブリのベース内のウェルに配置した。この方 法は有効であったが、結果として組立てられたモジュールの長さが延長された。 モアハウス他（Morehouse et al）の、「ディスクドライブ装置」と題する米 国特許第５，０２５，３３６号では、全体的な高さは、ディスクスピンドルモー タアセンブリおよび回転ボイスコイルアクチュエータの高さを低減して、回路基 板上に慎重に電子集積回路を置き、電気機械コンポーネントを収容するように輸 郭取られたドライブのベースに形成された凹みを占めるようにした。この先行技 術の特許は、その図１および図３に示す２つのフレックス回路９２および９４に ついて記載しており、これらの回路は、プリント回路基板とアクチュエータおよ びスピンドルモータ間で、ヘッド信号およびモータ駆動電流を運ぶ。 もう１つの先行技術の方法が、シュミッツ（Schmitz）の、「機械的に減衰さ せたベースを組込む磁気ディスクドライブ」と題する米国特許第５，２３５，４ ８２号に記載されている。同特許の方法においては、ある種の矩形の開口を、同 開口を通って集積回路パッケージを短絡させないように受けるような寸法のシー トメタルベースに規定した。２面の接着コーティングされたガスケットも同様の 開口を有し、ベースと、ガスケットおよびベースに設けられた開口を通して突出 する集積回路パッケージを含むドライブの電子部品を保持するプリント回路基板 との間に挟み込ませる。なお、この先行技術の特許では、その図１３のフレック ス回路が、コネクタ端１３１４からのヘッド信号およびアクチュエータコイル電 流を、アクチュエータアーム上の運搬端１３２０および１３２６へ運ぶものとし て記載されている。 さらに他の方法が、ブータグー他（Boutaghou et al.）の、「極薄ディスクド ライブ用ハイブリッドベース」と題する米国特許第５，４１４，５７４号に記載 される。この特許は、ドライブの電子部品を保持するプリント回路基板を含みか つスピンドルモータと回転アクチュエータとを相対的アライメントに支持するた め剛性金属挿入物を中心に備える、ハイブリッドベースプレートおよび回路基板 を記載する。プリント回路基板としてドライブベースを用いるやり方は、日本ビ クター社でも、１９８６年に発表されたＪＶＣ Ｊ−Ｄ３８１２Ｒおよび３８２ ４Ｒシリーズのディスクドライブでも行なわれている。これらのドライブにおい ては、ベースは、金属基板の上に形成された薄層の回路基板構成を備える。 高さが低減されたハードディスクドライブのさらなる例として、「高容量、ロ ープロファイルディスクドライブシステム」と題するヨーロッパ特許公報第０５ ３４７４５号に記載されるものがある。この先行技術の設計の特徴は、回路基板 が記憶ディスクとインラインになっておりかつカバー内の溝１１ｃに摺動して入 るようになっている。回路基板は、コイルアクチュエータ、ヘッドプリアンプ、 スピンドルモータ等を含むドライブの密閉空間にあるコンポーネントへ繋がる回 路基板の他のコネクタと噛み合うコネクタを含む。記憶ディスクとインラインに なっているドライブの電子部品回路基板の他の例が、ベッテル他(Vettel et al.)の「剛性ディスクドライブ用集積電子カードフレームアセンブリ」と題する 米国特許第５，０３８，２３９号に記載されている。 当該技術分野で公知の他の例としては、１９９５年６月１５日に出願された、 ビスコチル（Viskochil）の「オーバモールドコイルサポートを備えるモータ」 と題する米国特許出願連続番号第０８／４９０，９６２号に記載のものがあり、 この例では、エラストマの導体の列を使って、ドライブ電子部品の回路基板とハ ードディスクドライブのスピンドルモータとの間に電気的接続を設けた。同特許 出願に記載の他の構成では、金属ピンがスピンドルモータの固定子から、ベース を通って延び、ソケットを回路基板の上に入れるようになっており、同回路基板 はこの例では、ドライブのベース壁面に隣接して外向きに装着されている。 上記さまざまな先行技術の方法は、高さ寸法の低減を可能にする設計の改善を 示すが、これらは、典型的には回路基板または複数の回路基板と、ヘッド／ディ スクアセンブリ内の電気要素に至るフレックス回路との間にコネクタを使用し、 電気的接点接続を行なうために作用しない。また、これらのデザインは単純では なく、自動化により、単一の組立方向に沿って簡素化されたドライブアセンブリ を行なう場合には、適さない。 目的を伴う発明の要約 本発明の目的は、先行技術の方法の限界および欠点を克服する形で、改善され かつ簡素化されたディスクドライブアーキテクチャを提供することである。 本発明の他の目的は、ハードディスクドライブ内に、改善されかつ簡素化され たフレックス回路接続の構成を提供することである。 本発明の他の目的は、ディスクドライブベースプレートにプリント回路基板を 実装すれば、自動的に行なわれる、ハードディスクドライブ内でのフレックス回 路とプリンと回路基板との接続構成を提供することである。 本発明のさらに他の目的は、フレックス回路のベンドの数を最小限にしかつフ レックス回路または複数のフレックス回路が、ディスクドライブフォームファク タの外の領域に露出されないようにする、改善された、ハードディスクドライブ 用フレックス回路設計およびレイアウトを提供することである。 本発明のさらに他の目的は、ドライブの電子部品を保持するプリント回路基板 を備えるディスクドライブのコンポーネントを、概してベースプレートに面する 一方アセンブリ方向から組立てられることを可能にすることによって、ドライブ の自動アセンブリを容易にしかつ簡略化する、改善された、ハードディスクドラ イブアーキテクチャおよび組立方法を提供することである。 本発明のさらに他の目的は、記憶ディスクまたは複数の記憶ディスクとインラ インのドライブ電子部品回路基板の実装および取外しを簡素化しかつ完成したド ライブのプロファイルを低減するのに助けとなる、改善されかつ簡素化されたハ ードディスクドライブアーキテクチャを提供することである。 本発明のさらに他の目的は、ユーザが所望するような、さまざまなインターフ ェイスを提供するさまざまな回路基板の１つを実装しかつ自動的に接続すること によって、容易に構成され、かつ組立プロセスにおける人手による介入を最小限 に抑えて、自動工作機械により組立てることができる、ロープロファイルフォー ムファクタを提供し得る、低コストハードディスクドライブを提供することであ る。 本発明の上記および他の目的、利点、局面ならびに特徴については、添付の図 面を参照し、好ましい実施例の以下の詳細な説明を検討すれば、当業者にはより 十分に理解かつ評価されることになるであろう。 図面の簡単な説明 図１は、本発明の原理により配列されたスピンドルモータ固定子およびフレッ クス回路を示すハードディスクドライブベースの上面図である。 図２は、図１の線２−２で破断した断面図であり、本発明の原理により配列さ れたスピンドルモータ固定子および回転子を示す図である。 図３は、図１のベースおよび図２のスピンドルモータを備え、かつ本発明の原 理による組立用に配列された、ハードディスクドライブのヘッド／ディスクアセ ンブリを示す分解組立図である。 図４は、その組立後の図３のヘッド／ディスクアセンブリの等尺図である。 図５は、カバーを実装した後であって、かつ本発明の原理により実装されるド ライブ電子部品回路基板を備える図４のヘッド／ディスクアセンブリの分解等尺 図である。 図６Ａおよび図６Ｂは、図５に配列されるようなスピンドルモータフレックス 回路とアクチュエータ回路フレックス回路との整列コンタクトパッドに接触する よう整列したコンタクトピンを備える、図５のドライブ電子部品回路基板の圧力 ピンコネクタを示すそれぞれ底面平面図および側面図である。 図７は、図５の組立てられたヘッド／ディスクアセンブリに電子部品プリント 回路基板を最終的に組立てかつ装着した後の図５のハードディスクドライブの等 尺図である。 図８は、図７の最終組立て後の、スピンドルモータフレックス回路とアクチュ エータ／ヘッドフレックス回路との上向きの接続パッドを下向きに係合する図６ Ａから図６Ｂの圧力ピンコネクタのＸ線平面図である。 好ましい実施例の詳細な説明 図１を参照して、本発明の説明に特に関連する特徴および構造的要素と、本発 明の理解に重要ではない特徴および構造的要素を組込むハードディスクドライブ １０は、結果として非常に有用で、有利でかつ低コストのハードディスクドライ ブアセンブリとなるので、ここに説明することにする。同ドライブは、スタンピ ングまたはマシニングにより付与することができるある種の構造的特徴を規定す る、輪郭が取られた、実質的に平らなベースプレートを含み、より好ましくは、 この平らなベースプレート１２が、ダイカストプロセスにおいて、溶融アルミ合 金材料の射出成形により形成される。こうして形成されたベースプレート１２は 、隆起した内部環状固定子フランジ１４を含み、このフランジ１４に対して固定 子アセンブリ１６が自動的に正確に位置決めされて、適切な接着剤で取付けられ る。紫外線硬化可能接着剤が自動組立には好ましい。 内部フランジ１４は、精密嵌合でスピンドルシャフト６０を受けるように寸法 決めされた中心開口１８と同心になっている。図２に示すスピンドルシャフト６ ０は、圧入されるかまたは開口１８でベースプレートに接着剤で取付けられるこ とがより好ましい。ベースプレート１２は、ディスクスピンドルアセンブリの回 転ハブ６６の下部フランジ６７のすぐ上に位置する外側隆起環状フランジ２０も 規定する。フランジ２０は、コネクタを固定子アセンブリのたとえば４つの回り くねった接続部に運ぶ、スピンドルモータフレックス回路２１が通る、狭い周円 回路２１を規定する。この実施例では、固定子アセンブリ１６が９のコイルおよ びスロットを規定し、かつ三相Ｙ−接続ＤＣブラシレスモータに接続される。 スピンドルモータフレックス回路２２は、複数の上向き接続パッド１３０を保 持する接続領域２４で終端となる。領域２４は、ベース１２が規定するアライメ ント開口５２に隣接して整列し、圧力ピンコネクタねじ１３４用のねじ切られた ねじ開口５０と整列する開口を有するが、これについては以下により詳細に説明 する。接続端２４における切欠き２５は、組立の際にアライメント開口に対する 正確な整列を可能にする。アライメント開口５２と整列した後、スピンドルモー タフレックス回路２２は、たとえば感圧性接着剤によりベースプレート１２の上 向きの面に取付けられる。フレックス回路２２は、ベースプレートに実装される 前に固定子構造１６に取付けてもよく、フランジ１４に固定子構造１６を整列か つ実装するのに使用される同じ製造作業の間に実装してもよい。代替的には、採 用される製造プロセスステップに応じて、スピンドルモータフレックス回路２２ をベースプレート１２に装着した後固定子構造１６を実装かつ接続してもよい。 ベースプレート１２は、内部直径アクチュエータ境界またはストップ２６も備 える。ベースプレート１２を介してアーチ型スロット２８を規定し、サーボ書込 動作の際に回転ボイスコイルアクチュエータアセンブリ８２の位置を正確に測定 するための機構を有するプッシュピンサーボライタを収容する。同サーボ書込動 作においては、粗いものと細かいもの両方のヘッド位置情報を含む埋込サーボセ クタがこのたとえば２つのディスクの例では各ディスク７０Ａと７０Ｂの記憶表 面に書込まれる。ディスク７０のデータ記憶表面の少なくとも一方にクロックト ラックを書込みかつその後読出すサーボライタのクロッキングヘッドへのディス クアクセスを行なうため、側部開口５７がカバー１１４に規定される。 気流バッフル３０は、反時計回りのディスク回転から生じる気流をエアベーン アクチュエータラッチ６８の方向に向けるが、同ラッチについては、本件と同一 譲受人の、リン（Lin）の「ハードディスクドライブのための磁気戻りスプリン グを有する空力学的アクチュエータラッチ」と題する米国特許第５，３１９、５ １１号に記載のものが一般に考えられ、同特許の開示をここに引用により援用す る。図３に示すアクチュエータラッチ６８は、図１に示すようなベースプレート １２に規定された開口に区画されたポスト３２上に装着される。 ベースプレート１２に規定されたもう１つの開口３４は、図３にも示す、回転 ボイスコイルアクチュエータシャフト７８のためのものである。ベースプレート １２の上壁から上向きに延びる細長いポスト３６は、ボイスコイルフレックス回 路９０のフレックス部９４を配置かつ保持するためのガイドとして作用する。輸 郭を取られたウェル領域３８は、アクチュエータ８２のボイスコイル８４のため の下部永久磁石４２を保持する、下部磁石プレート４０を受ける。もう１つの凹 み領域４４は、ドライブ電子部品回路基板１２２のエッジコネクタ１２４を受け かつ保護するような大きさになっている。ベースプレート１２を介して規定され た概して四角い開口４６により、ドライブ電子部品回路基板１２２上に保持され る表面装着ドライブマイクロプロセッサの接続ピンに対するテストおよび診断接 続が可能になる。ベースプレート１２において一連のねじ切られた開口４８が、 ねじ１６６を受け、同ねじはヘッド／ディスクアセンブリを含むコンポーネント のすべてが組立てられた後、ベースに対しカバー１１４を固定する。２つの周辺 装着ポスト５４を、ベースプレート１２の１つの角に気流経路内に配列し、かつ ディスク７０の回転の際にそのままでは閉じられたヘッド／ディスクアセンブリ 内を循環する可能性がある粒子を濾過して捕獲する。適当な標準アライメント装 着領域５８によって、従来の技術のドライブ装着ブラケットおよびねじ開口等で コンピュータのドライブベイ内にハードディスクドライブ１０を装着することが できる。 既に述べたとおり、ベースプレート１２も１列に配列された１対のねじ切られ た開口５０と、アライメント開口５２とを規定する。ヘッド／ディスク組立の際 にアライメント開口５２を使用してスピンドルモータフレックス回路領域２４と 、ボイスコイルフレックス回路９０の上向き接続パッド端部領域９２とを整列さ せる。アライメント切欠き９３（図８に示す）によって、端部領域９８とアライ メント開口５２との整列が容易になる。その後、アライメント開口５２は、圧力 ピ ンコネクタ１２６のアライメントポスト１３２を受け、それによりモータフレッ クス回路２２と、アクチュエータフレックス回路９０の接続パッド１３０の上向 きのアレイと、コネクタ１２６の圧力コネクタピンとを位置合わせする。 ここで再び図２を参照して、スピンドルモータは、カバーねじ１１８用のねじ 切られた軸方向開口６２を規定するスピンドルシャフト６０を含む。１対のプリ ロードされたボールベアリングアセンブリ６４をハブ６６の中央ボアに固定する 。ハブ６６も、強磁性磁束戻りリング７１に装着された８極永久磁石リング６９ を支持するので、磁石リング６９がモータ固定子の薄膜およびスロット１６に面 するようになる。下部ディスク７０Ａは、ハブ６６上に置かれかつハブフランジ ６７上に停止する。ディスクスペーサ７２は、ハブ６６に置かれ、かつ第２のデ ィスク７０Ｂはハブ６６に置かれる。ディスクアセンブリは、ハブのねじ切られ た開口７７に螺合するクランピングねじ７６によりハブ６６に螺合されたクラン ピングリング７４によりハブ６６に対しクランプされる。 上に述べたとおり、回転ボイスコイルアクチュエータアセンブリ８２は、Ｅブ ロックおよび金属Ｅブロックに対し成形されたボイスコイル８４とを含む。ヘッ ドアセンブリ８６は、ボール伸ばし技術によりＥブロックのヘッドアームまたは 歯に取付けられる。各ヘッドアセンブリ８６は、予め定められたプリロード力を ジンバル装着スライダおよびトンラスデューサヘッドに付与しかつ隣接して面す るディスク７０の表面に平行な面においてジンバルとスライダに剛性を付与する ためのロードビームまたはばねを含む。フレックス回路装着固定具８８が、アク チュエータアセンブリ８２の側に装着され、かつアクチュエータフレックス回路 ９０のアクチュエータ端９６を受ける。細いヘッドワイヤをアクチュエータ端９ ６に取付け、かつフレックス回路９０のボイスコイル接続領域９８が回転ボイス コイル８４のピンに直接接続する。フレックス回路９０も読出プリアンプ／書込 ドライバ／ヘッド選択回路１０１を支持しかつこれに接続する。 ボイスコイルアクチュエータアセンブリ８２およびボイスコイルフレックス回 路９０は、アクチュエータピン７８がドライブベース１２における開口３４に実 装される前にサブアセンブリとして組立てられる。アクチュエータの実装は、た とえば下部磁気プレート４０が装着された後であって、ディスク７０がハブ６６ 上に実装される前に行なわれる。回転ボイスコイルアクチュエータアセンブリ８ ２がベースプレート１２に装着された後、２本のねじ１００がベースプレート１ ２にある開口内に螺合され、アクチュエータフレックス回路接続端部領域９８を ベースプレート１２におけるアライメント開口５２と適切なアライメントに固定 する。また、アクチュエータアセンブリ８２の実装の後、ねじ切られたスタッド ８１がアクチュエータシャフト７８のねじ切られた開口に装着される。その後、 ナット１２０でカバー１１４をシャフト７８に固定して、完成したヘッド／ディ スクアセンブリにさらに機械的剛性を与える。 アクチュエータ８２が実装されかつヘッドアセンブリ８６がディスク７０Ａお よび７０Ｂのそれぞれの記憶表面にロードされた後、上部磁束戻りプレート１０ ２が下部プレート４０およびアクチュエータボイスコイル９４上に装着される。 上部プレート１０２は、折り曲げられた磁束戻り端部タブ１０３を含み、上部永 久磁石１０４を支持する。ポスト１０６は、下部磁石プレート４０と上部磁石プ レート１０２との間に碍子を提供し、かつボイスコイルアクチュエータ８２の半 径方向に外向きの軌跡を定める外径クラッシュストップとしても作用し、ヘッド がディスク７０の外側エッジから外れないようにする。ねじ１０８を用いて、下 部磁石プレート４０をベースプレート１２に固定し、一方ねじ１１０で上部磁石 プレート１０２をベース１２に固定する。永久磁石４２および１０４は、好まし くは希土類金属元素のネオジムを含むセラミック構造からなるものが好ましく、 ボイスコイルを通って流れる駆動電流に応答して、ボイスコイル８４が通る磁気 ギャップ内の磁気強度を非常に高くする。電流の流れる方向が、ディスク７０に 対するボイスコイルアクチュエータ構造８２の回転の方向を支配する。 弾性材料からなるガスケット１１２を、カバー１１４の下部周辺端縁と、ベー スプレート１２の底面との間において、ディスク７０Ａおよび７０Ｂ、回転ボイ スコイルアクチュエータアセンブリ８２ならびに関連のヘッドを含む内部空間を 封止する。ガスケット１１２は、薄いスピンドルモータフレックス回路２２およ び薄いアクチュエータフレックス回路９０の一部上に延在する。 図５は、ヘッド／ディスクアセンブリの組立図６Ａ、図６Ｂおよび図８に示し かつ図５においては点線で示す隠し図に示す圧力ピンコネクタ１２６を含むドラ イブの電子部品を保持するプリント回路基板１２２の実装の完了した様子を示す 図である。回路基板１２２は、表面装着パッケージに装着される複数のＶＬＳＩ 間の相互接続のアレイを保持する、たとえば２面、複数層薄膜構成である。これ らの回路は、内部ＲＯＭに記憶されかつディスク７０Ａまたは７０Ｂの予備のト ラックに記憶され、かつ同じく回路基板１２２上にあるダイナミック・ランダム ・アクセス・メモリ（ＤＲＡＭ）アレイに転送される制御プログラムルーチンを 実行する埋込ドライブマイクロコントローラを含む。読出／書込チャネル集積回 路は、回転アクチュエータフレックス回路９０および読出チャネルプリアンプ回 路１０１を介して、ヘッドとのアナログ信号インターフェイスを提供する。最後 に、デジタルドライブ電子部品ＶＳＬＳＩ用途特定集積回路（ＡＳＩＣ）は、デ ータ逐次化、ＤＲＡＭメモリ管理、ドライブインターフェイス、サーボ回路およ びサーボドライブインターフェイス、ならびにマイクロコントローラインターフ ェイス機能を提供する。これら５つの集積回路は、いずれかの適切なレイアウト の、概して三角形のプリント回路基板１２２上に適切に配列することができ、そ れらの機能は本質的には、本件と同一譲受人の、ヘイソン他（Henson et al.） の「ディスクドライブにおけるデータブロックおよび制御プログラム記憶のため の共有メモリアレイ」と題する米国特許第５，４６５，３４３号に記載されてい るもの等と同じであり、同特許の開示をここに引用により援用する。ヘンソン他 の特許は、ドライブマイクロコントローラが、別個のプログラムメモリアレイを 必要とせず、オンボードＤＲＡＭに記憶されたファームウェアルーチンを実行す ることによってプリント回路基板１２２に必要とされるチップの数が低減される 点がいかに実用的であるかを説明する。 図６Ａ、図６Ｂおよび図８に示すとおり、圧力ピンコネクタ１２６は、スピン ドルモータフレックス回路接続端２４およびアクチュエータフレックス回路接続 端９２の接続パッドに接触するよう整列した圧力ピン１２８のアレイを含む。２ つのフレックス回路端２４および９２は、図８に最もよく示されるとおり、ベー スプレート１２のアライメント開口５２に抗して配列される。このように整列し て、各フレックス回路２４、９２の接続パッド１３０は、コネクタ１２６の圧力 ピン１２８のアレイと整列するので、コネクタ１２６のアライメントピン１３２ がアライメントオープニング５２に入り、かつねじ１３４がコネクタ１２６の整 列した開口１３６を通り、ベースプレート１２に規定された整列しねじ切られた 開口５０に入る場合に、各圧力ピン１２８がフレックス回路端２４および９２の 一方の隣接して面するパッド１３０とプラスの電気回路接触を行なう。コネクタ １２６も、図６Ｂに示すような、プリント回路基板１２２の接続パッドに表面装 着する表面装着接点１２７の列を含む。コネクタ１２６から延びるロケータピン １２９は、プリント回路基板１２２に規定された整列した孔に入り、それにより 接点１２７と回路基板の面する接続表面装着パッドと位置決めする。 プリント回路基板１２２はまた、ベースプレート１２の上部主要表面から上向 きに延びるねじ切られた装着プラトー１３８と整列する複数の開口１４１を含む 。これら開口は、回路基板１２２をベース１２に固定するねじ１４０よりわずか に寸法が大きくなっているので、回路基板１２２のベースプレート１２に対する プラスのアライメントは、基本的にコネクタ１２６のアライメントピンおよびね じ１３４により導かれ、ねじ１３４がフレックス回路端２４および９２のパッド １３０と正しい整列で、ベースプレート１２にコネクタ１２６（および回路基板 １２２の隣接する部分）を固定する。カバー１１４およびベースプレート１２に おける角の開口１４２は、自動アセンブリおよびサーボ書込ステーションでの位 置合わせおよびクランピング用取扱い固定点として設けられる。完成したディス クドライブ１０は、コンピュータ装置またはドライブアレイ内のいずれの都合よ い位置にでも実装することができる、高さが圧縮されたフォームファクタを提供 する。直径５．２５インチのディスク７０では、パッケージ全体の寸法は、標準 的な５．２５インチハードディスクドライブのフォームファクタフットプリント に従うが、ただし高さはおよそ５／８インチのオーダになる。したがって、プリ ント回路基板１２２を含むすべてのコンポーネントについて単一の組立方向から 自動組立に全面的に適した組立工程を採用するディスクドライブアーキテクチャ において、かなり高さが低減されたフォームファクタが実現され得る。 ハードディスクドライブ１０の自動組立は、以下のステップを含む。 １．接続端２４が参照アライメント開口５２およびねじ切られた開口５０と確実 に整列するように、適切な接着剤でスピンドルモータフレックス回路２２をベー スプレート１２に整列させかつ実装するステップ。 ２．スピンドルモータ固定子１６を、ベースプレート１２のフランジ１４に対し 整列させかつ実装して、固定子のワイヤをスピンドルモータフレックス回路のパ ッドに接続するステップ。 （または、１つのステップで、スピンドルモータ固定子とフレックス回路をサ ブアセンブリとして組合せて、ベースプレート上に実装してもよい。） ３．シャフト６０、ベアリング６４、ハブ６６、磁石リング６９および磁束戻り リング７１を、開口１８にシャフト６０を整列させかつ固定することにより単一 の装置として実装し、フレックス回路２２を介する回転についてスピンドルモー タをテストする（固定子のコイルとフレックス回路との間のすべての電気的接触 を確実に行なう）ステップ。 ４．内部クラッシュストップ２６、空気ラッチピボットピン３２およびエアベー ンアクチュエータラッチ６８を含むベースプレート１２の他の特徴部分、ならび に下部磁石プレート４０および下部磁石４２をねじ１０８で実装するステップ。 ５．接続端９２がアライメント開口５２とねじ切られた開口５０と適切な位置合 わせ状態にあることを確かめた後、回転ボイスコイルアクチュエータアセンブリ ８２およびフレックス回路９０を実装し、ポスト３６のまわりに可撓性部分９４ を装着し、かつフレックス回路９０をねじ１００でベースプレート１２に固定す るステップ。 ６．下部ディスク７０Ａ、ディスクスペーサ７２、第２のディスク７０Ｂおよび ディスククランプ７４をハブ６６に実装するステップ。 ７．ヘッドをディスク７０Ａと７０Ｂとにロードするステップ。 ８．上部磁石プレート１０２および上部磁石１０２をねじ１１０で実装すること により、外側クラッシュストップ１０６によりディスク７０に対する回転アクチ ュエータの軌跡を定めるステップ。 ９．フィルタレセプタクル５４にフィルタ媒体５６を装着するステップ。 １０．カバーガスケット１１２およびカバー１１４をねじ１１６で装着するステ ップ。 １１．アセンブリをサーボ書込ステーションへ移動させて、ベース内のポート２ ８を介してディスクにサーボ書込を行ない、その後アセンブリをクリーンルーム アセンブリ環境から取除く前に接着シールで角度のあるポート２８およびサイド ポート５７を密閉するステップ。 １２．コネクタ１２６を介してねじ１３４およびねじ１４０で回路基板１２２を 実装し、それによりディスクドライブアセンブリを完成するステップ。 その後、ドライブを環境チャンバ内に置いて、初期バーンイン間隔の間セルフ スキャンモードで作動させて、最小動作パラメータを確立しかつ完成したディス クドライブ１０の信頼性を明らかにする。セルフスキャンが完了すれば、ドライ ブ１０はユーザの下への搬送の準備が完了する。 当業者であれば、上記の組立ステップは、ベースプレート１２に対して１つの 移動方向で動作する組立プロセスで完全にロボットにより実行できることがわか るであろう。完成したディスクドライブ１０を含むすべてのコンポーネントは、 それらコンポーネントをベース１２の上向き表面に直角をなしかつこの上向き表 面に向かう方向に移動させることにより組立てることができる。こうして組立て ると、回路のすべて、特に繊細なフレックス回路２２および９０は、ドライブベ ース１２およびカバー１１４の輪郭により保護され、かつベース１２から延びる 装着ポスト５８が他の構造物との接触を阻害し、かつプリント回路基板１２２の 外側表面上に保持される回路との不注意で、望ましくない接触を防止する役割を 果たす。こうして得られたディスクドライブ製品は、非常に低コストでかつ高い 信頼性を実現するものとなり得る。 当業者には、本発明の精神から逸脱することなく好ましい実施例の記載を考慮 することによって、さまざまな変更および修正が可能である点が理解されるであ ろうが、本発明の範囲は以下の請求項によりより特定的に指摘されるものである 。本明細書中の記載および開示は例示目的のみのものであり、以下の請求項によ りより特定的に指摘される本発明の範囲を限定するものとして解釈すべきでない 。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リッチ，フィリップ・ダブリュ アメリカ合衆国、95132 カリフォルニア 州、サン・ノゼ、エル・グランド・ドライ ブ、3645 【要約の続き】 該ベースプレート（１２）の参照特徴部体（５２）と位 置合わせするためのアライメントピン（１３２）を有し て、該プリント回路基板（１２２）とフレックス回路接 続パッド（１３０）との間の電気的接続を確立する。こ の構成では、製造ロボットによる簡単な組立に役立つイ ンライン回路基板およびロープロファイルディスクドラ イブが得られる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．実質的に平らなベースプレートと、少なくとも１つの回転データ記憶ディス クと、該ディスクを回転させかつ該ベースプレート上に形成されるディスクスピ ンドルモータを含むハードディスクドライブであって、該ディスクスピンドルモ ータが、 該スピンドルモータから延びかつ上向きの接続パッドの第１のアレイを規定す るスピンドルモータ接続部を含みかつ該ベースプレートにより規定される少なく とも１つの参照特徴により成立する該ベースプレート上の接続位置で該ベースプ レートに固定されるスピンドルモータフレックス回路を含み、前記ディスクドラ イブが 該ベースプレートに装着されかつ磁気フィールドギャップを規定する、磁石構 造の静止永久磁石と、 前記ベースプレートに回転自在に固定されかつコイルを介して流れる電流に応 答して、該磁気フィールドギャップにおいて回転する回転ボイスコイルおよび複 数のヘッドアームを含む回転アクチュエータアセンブリを含み、各ヘッドアーム が該回転ディスクの記憶表面付近にヘッドスライダを支持するためのヘッドサス ペンションアセンブリを含み、該回転アクチュエータアセンブリがさらに、 該アクチュエータアセンブリから延びかつ上向き接続パッドの第２のアレイを 規定しかつ該少なくとも１つの参照特徴により成立する接続場所で該ベースプレ ートに固定されるアクチュエータ接続端を有するアクチュエータフレックス回路 を含み、 前記ハードディスクドライブが、 該ベースプレートに装着されかつデータ記憶ディスク、ディスクスピンドルモ ータ、磁石構造、回転アクチュエータアセンブリ、および該スピンドルモータ接 続端および該アクチュエータ接続端を除くフレックス回路を密閉かつ封止するカ バーおよびカバーガスケットと、 ドライブの電子部品および、接続パッドの前記第１および第２のアレイに接触 する圧力ピンからなるコネクタアレイを保持するプリント回路基板とを含み、 前記コネクタアレイが、プリント回路基板が外部でベースプレートに装着され ると該プレートの参照特徴と位置合わせをして、プリント回路基板と上向き接続 パッドの第１および第２のアレイとの間の電気的接続を成立させる、ハードディ スクドライブ。 ２．該スピンドルモータフレックス回路が、該接続端で、接着剤により該ベース プレートに固定される、請求項１に記載のハードディスクドライブ。 ３．該アクチュエータフレックス回路接続端が、少なくとも１つのねじにより該 ベースプレートに固定される、請求項１に記載のハードディスクドライブ。 ４．該少なくとも１つの参照特徴が、該ベースプレートに規定される参照開口を 含み、かつ参照特徴と位置合わせをするためのアライメント手段が、コネクタア レイから延び参照開口に入るアライメントピンを含む、請求項１に記載のハード ディスクドライブ。 ５．該コネクタアレイおよびプリント回路基板が、ねじを受ける少なくとも１つ の参照特徴を構成する少なくとも１つのねじ開口を含み、該ベースプレートが、 該ねじを受けかつ該少なくとも１つの参照特徴を提供するためのねじ切られたね じ開口を含み、該ねじ開口を通りかつ該ベースプレートにおける該ねじ切られた ねじ開口の内への該ねじの係合によって、コネクタアレイが上向き接続パッドの 第１および第２のアレイと整列する、請求項１に記載のハードディスクドライブ 。 ６．該スピンドルモータ接続端部および該アクチュエータ接続端部が隣接して互 いに面しかつ参照開口およびアライメントピンにより分離され、かつ該第１およ び第２の上向き接続パッドのアレイが実質的に長手方向に配列される、請求項４ に記載のハードディスクドライブ。 ７．該コネクタアレイおよびプリント回路基板が、該圧力ピンに跨る２つのねじ 開口を含み、該ベースプレートが、該２つのねじ開口と整列して、該ベースプレ ートに該コネクタアレイおよびプリント回路基板を固定するための２つのねじを 受けるための該２つのねじ開口と整列する２つのねじ切られたねじ開口を含み、 それにより該コネクタピンが該第１および第２の上向きパッドのアレイと電気的 接触状態にある、請求項６に記載のハードディスクドライブ。 ８．該カバーおよびカバーガスケットが、概して台形状で、かつ該ベースプレー トの１つの角領域をカバーせず放置し、かつ該プリント回路基板が該して三角形 で、かつ該１つのカバーされない角領域で該ベースプレートに固定される、請求 項１に記載のハードディスクドライブ。 ９．該ベースプレートが、該プリント回路基板のその該ベースプレートに面する 側面に装着された電子回路のピンアウトへのアクセスを可能にする、該カバーさ れない角領域において開口を規定する、請求項８に記載のハードディスクドライ ブ。 １０．該プリント回路基板が、その外側に向いたエッジに沿ってプリント回路基 板に接続されて、ハードディスクドライブとの外部電力、制御および信号接続を 可能にするための外部エッジコネクタ手段を含み、該外部エッジコネクタ手段が 、該ベースプレートの外側エッジと実質的に整列する外側長手方向の面を有する 、請求項８に記載のハードディスクドライブ。 １１．該ベースプレートが、該外部エッジコネクタ手段を受けるための凹み領域 を規定する、請求項１０に記載のハードディスクドライブ。 １２．ハードディスクドライブを組立てるための方法であって、 ａ．スピンドルモータフレックス回路をドライブベースプレートに対し整列さ せるステップであって、スピンドルモータ接続端が該ベースプレートのアライメ ント特徴部と整列し、かつ該スピンドルモータフレックス回路を該ベースプレー トに固定し、スピンドルモータ固定子を該ベースプレートが規定するフランジに 整列かつ装着し、かつ該スピンドルモータ固定子のコイルを該スピンドルモータ フレックス回路に接続するステップと、 ｂ．シャフト、ベアリングアセンブリ、磁石リングおよび磁束戻りリング７１ を含むディスクハブを、該シャフトを該ベースプレートに規定された開口に整列 かつ固定することによって該スピンドルモータ固定子上に単一の装置として実装 するステップと、 ｃ．磁石構造の少なくとも下部を該ベースプレートに実装するステップと、 ｄ．アクチュエータフレックス回路を含む回転ボイスコイルアクチュエータア センブリを該ベースプレートに実装し、アクチュエータ接続端を該アライメント 特徴部と整列させて、かつ該アクチュエータフレックス回路接続端を該ベースプ レートに固定するステップと、 ｅ．少なくとも１つのデータ記憶ディスクを該ディスクハブに実装するステッ プと、 ｆ．該磁石構造物の上部部分を該ベースプレートに実装するステップと、 ｇ．該ベースプレートの主要な部分にカバーガスケットおよびカバーを実装し て、該スピンドルアセンブリ、データ記憶ディスク、磁石構造および回転ボイス コイルアクチュエータアセンブリを封じて、該スピンドルモータフレックス回路 を接続端および該アクチュエータフレックス回路接続端がカバーされないままに するステップと、 ｈ．該ベースプレートに対し、圧力ピンコネクタを含む回路基板を実装するス テップを含み、コネクタ圧力ピンが該スピンドルモータ接続端と該アクチュエー タフレックス回路接続端の上向きパッドを係合する、方法。 １３．請求項１２に記載ののステップが該ベースプレートの内部表面に面する単 一の組立方向に沿って該ディスクドライブベースプレート上で行なわれる組立動 作によって実行される、請求項１２に記載のハードディスクドライブを組立てる ための方法。