▶ ウェスタン デジタル テクノロジーズ インコーポレーテッドの特許一覧
特許7335372低クロストークのためのフレキシブルプリント回路フィンガレイアウト
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-08-21
(45)【発行日】2023-08-29
(54)【発明の名称】低クロストークのためのフレキシブルプリント回路フィンガレイアウト
(51)【国際特許分類】
G11B 21/02 20060101AFI20230822BHJP
G11B 5/60 20060101ALI20230822BHJP
G11B 21/21 20060101ALI20230822BHJP
H05K 1/02 20060101ALI20230822BHJP
【ＦＩ】
G11B21/02 601E
G11B5/60 P
G11B21/21 E
H05K1/02 B
H05K1/02 J
【請求項の数】
16
(21)【出願番号】P 2022016947
(22)【出願日】2022-02-07
(65)【公開番号】P2023003380
(43)【公開日】2023-01-11
【審査請求日】2022-02-07
(31)【優先権主張番号】17/356,155
(32)【優先日】2021-06-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】504056130
【氏名又は名称】ウェスタン デジタル テクノロジーズ インコーポレーテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110000110
【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】岸本 将広
(72)【発明者】
【氏名】ジョン・コントレラス
(72)【発明者】
【氏名】長岡 和洋
(72)【発明者】
【氏名】中村 聡
【審査官】中野 和彦
(56)【参考文献】
【文献】米国特許第０５９９５３２８（ＵＳ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１７０６４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－１２５０２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－２１２３４９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ１１Ｂ ２１／０２
Ｇ１１Ｂ ５／６０
Ｇ１１Ｂ ２１／２１
Ｈ０５Ｋ １／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
上部配線層、底部配線層、ヘッドスライダの方向の遠位端、及びプリアンプの方向の近位端を有するハードディスクドライブのためのフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）であって、前記ＦＰＣは、ビクティムトレースによって搬送される信号に干渉し得る信号を搬送するように構成されたアグレッサトレースを含む、複数の電気トレースであって、前記アグレッサトレースが、前記上部配線層及び前記底部配線層の各々の前記近位端に位置付けられており、前記上部配線層の前記近位端に一緒に位置付けられた上部の対のアグレッサトレースと、前記底部配線層の前記近位端に一緒に位置付けられた底部の対のアグレッサトレースと、を含む、複数の電気トレースと、
前記上部の対のアグレッサトレースに対向する前記底部配線層の近位端に位置付けられた接地トレースと、
前記底部の対のアグレッサトレースに対向する前記上部配線層の近位端に位置付けられた熱式浮上量調整（ＴＦＣ）トレースと、
を含む、ＦＰＣ。
【請求項2】
上部配線層、底部配線層、ヘッドスライダの方向の遠位端、及びプリアンプの方向の近位端を有するハードディスクドライブのためのフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）であって、前記ＦＰＣは、
ビクティムトレースによって搬送される信号に干渉し得る信号を搬送するように構成されたアグレッサトレースを含む、複数の電気トレースであって、前記アグレッサトレースが、前記上部配線層及び前記底部配線層の各々の前記近位端に位置付けられており、前記上部配線層の前記近位端に一緒に位置付けられた上部の対のアグレッサトレースと、前記底部配線層の前記近位端に一緒に位置付けられた底部の対のアグレッサトレースと、を含む、複数の電気トレースと、
前記上部の対のアグレッサトレースに対向する前記底部配線層の近位端に位置付けられた熱式浮上量調整（ＴＦＣ）トレースと、
前記底部の対のアグレッサトレースに対向する前記上部配線層の近位端に位置付けられた接地トレースと、
を含む、ＦＰＣ。
【請求項3】
前記アグレッサトレースが、前記近位端の１つの縁部に一緒に位置付けられている、請求項１又は２に記載のＦＰＣ。
【請求項4】
前記アグレッサトレースが、書き込み信号を搬送する、請求項１又は２に記載のＦＰＣ。
【請求項5】
請求項１又は２に記載のＦＰＣを含む、ハードディスクドライブ。
【請求項6】
上部配線層、底部配線層、ヘッドスライダの方向の遠位端、及びプリアンプの方向の近位端を有するハードディスクドライブのためのフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）であって、前記ＦＰＣは、一方の面に前記上部配線層が配置され、他方の面に前記底部配線層が配置されるベースフィルムと、
複数の電気トレースであって、
ビクティムトレースによって搬送される信号に干渉し得る信号を搬送するように構成され、前記上部配線層又は前記底部配線層のいずれかの前記近位端に隣接して一緒にグループ化されている、アグレッサトレースと、
前記アグレッサトレースに対向する前記上部配線層又は前記底部配線層に位置付けられた前記ビクティムトレースと、を含む、複数の電気トレースと、
接地トレースであって、
前記アグレッサトレースに対向する前記上部配線層又は前記底部配線層に位置付けられる第１の接地トレースと、
前記ビクティムトレースに対向する前記上部配線層又は前記底部配線層に位置付けられる第２の接地トレースと、を含む、接地トレースと、
を含む、ＦＰＣ。
【請求項7】
前記アグレッサトレースが、前記近位端の１つの縁部に一緒に位置付けられている、請求項６に記載のＦＰＣ。
【請求項8】
前記アグレッサトレースが書き込み信号を搬送し、前記ビクティムトレースが読み取り信号を搬送する、請求項６に記載のＦＰＣ。
【請求項9】
請求項６に記載のＦＰＣを含む、ハードディスクドライブ。
【請求項10】
上部配線層、底部配線層、ヘッドスライダの方向の遠位端、及びプリアンプの方向の近位端を有するハードディスクドライブのためのフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）であって、前記ＦＰＣは、複数の電気トレースであって、
ビクティムトレースによって搬送される信号に干渉し得る信号を搬送するように構成され、前記上部配線層又は前記底部配線層のいずれかの前記近位端に一緒にグループ化されている、２対のアグレッサトレースと、
前記アグレッサトレースと同じ前記上部配線層又は前記底部配線層に位置付けられた前記ビクティムトレースと、を含み、
前記２対のアグレッサトレースが、前記上部配線層の前記近位端に一緒にグループ化されている場合に、１対の前記アグレッサトレースが、前記ビクティムトレースから離れて、ビアを通って、前記底部配線層にルーティングされており、
前記２対のアグレッサトレースが、前記底部配線層の前記近位端に一緒にグループ化されている場合に、１対の前記アグレッサトレースが前記ビクティムトレースから離れて、ビアを通って、前記上部配線層にルーティングされている、複数の電気トレース、を含む、ＦＰＣ。
【請求項11】
前記２対のアグレッサトレースが、前記上部配線層の前記近位端に一緒にグループ化されている場合に、前記１対のアグレッサトレースが、ビアを通って、前記アグレッサトレースが前記近位端にグループ化されている前記上部配線層に戻るようにルーティングされており、
前記２対のアグレッサトレースが、前記底部配線層の前記近位端に一緒にグループ化されている場合に、前記１対のアグレッサトレースが、ビアを通って、前記アグレッサトレースが前記近位端にグループ化されている前記底部配線層に戻るようにルーティングされている、請求項１０に記載のＦＰＣ。
【請求項12】
前記アグレッサトレースが、前記近位端の１つの縁部に一緒に位置付けられている、請求項１０に記載のＦＰＣ。
【請求項13】
前記アグレッサトレースが書き込み信号を搬送し、前記ビクティムトレースが読み取り信号を搬送する、請求項１０に記載のＦＰＣ。
【請求項14】
前記アグレッサトレースが、前記上部配線層の前記近位端で一緒にグループ化され、前記ＦＰＣが、前記底部配線層の前記近位端に位置付けられた接地プレーンを更に含む、請求項１０に記載のＦＰＣ。
【請求項15】
前記アグレッサトレースが、前記底部配線層の前記近位端で一緒にグループ化され、前記ＦＰＣが、前記上部配線層の前記近位端に位置付けられた接地プレーンを更に含む、請求項１０に記載のＦＰＣ。
【請求項16】
請求項１０に記載のＦＰＣを含む、ハードディスクドライブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（実施形態の分野）
本発明の実施形態は、一般に、ハードディスクドライブに関し得、特に、フレキシブルプリント回路内でのアグレッサ電気トレースからセンサ電気トレースへのクロストークノイズを回避する手法に関し得る。
本発明の実施形態は、一般に、ハードディスクドライブに関し得、特に、フレキシブルプリント回路内でのアグレッサ電気トレースからセンサ電気トレースへのクロストークノイズを回避する手法に関し得る。
【背景技術】
【0002】
ハードディスクドライブ（hard disk drive、ＨＤＤ）は、保護エンクロージャ内に収容され、かつ磁気表面を有する１つ以上の円形ディスク上にデジタル符号化データを記憶する、不揮発性記憶デバイスである。ＨＤＤが動作中のとき、各磁気記録ディスクは、スピンドルシステムによって急速に回転される。データは、アクチュエータによってディスクの特定の場所の上に位置付けられた読み取り－書き込みヘッド（又は「変換器」）を使用して磁気記録ディスクから読み取られ、磁気記録ディスクに書き込まれる。読み取り－書き込みヘッドは、磁場を使用して、磁気記録ディスクの表面にデータを書き込み、この表面からデータを読み取る。書き込みヘッドは、書き込みヘッドのコイルを通って流れる電流を使用して磁場を生成することによって機能する。異なるパターンの正及び負の電流を伴って、書き込みヘッドに電気パルスが送られる。書き込みヘッドのコイル内の電流は、ヘッドと磁気ディスクとの間の間隙にわたる局所的な磁場を生成し、次いでこの磁場が記録媒体上の小領域を磁化する。
【0003】
データを媒体に書き込むために、又は媒体からデータを読み取るために、ヘッドは、コントローラから命令を受信する必要がある。したがって、ヘッドは、ヘッドがデータを読み取る／書き込むための命令を受信するだけでなく、読み取られたデータ及び／又は書き込まれたデータに関してコントローラに情報を送信することもできるように、何らかの電気的な方法でコントローラに接続される。典型的には、フレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）は、読み取り－書き込みヘッドからの信号を、サスペンションテールを介してＨＤＤ内の他の電子機器に電気的に送信するために使用される。ＦＰＣ及びサスペンションテールは、典型的には、ヘッドスタック組立品（ＨＳＡ）の櫛又は「Ｅブロック」部分に一緒にはんだ付けされる（例えば、図１のキャリッジ１３４を参照）。「クロストーク」と称される、通信チャネル間での望ましくない信号転送は、周知の電子現象であり、通常、１つのチャネルから別のチャネルへの望まれない静電容量結合、誘導結合、又は導電結合によって引き起こされる。ＨＤＤでは、クロストーク「ノイズ」は、アグレッサトレースとビクティムトレースとの間で、多くの場合、書き込み信号トレースから読み取り信号トレースまでの間で、起こり得る。クロストークが発生すると、ヘッドへ／からのデータの流れが損なわれ得、及び／又は、読み取り変換器は過剰なバイアス電圧ストレスに非常に敏感であるため、その信頼性が損なわれ得る。
【0004】
本セクションに記載され得る手法は、追求し得る手法であるが、必ずしも以前に考案又は追求された手法ではない。したがって、別段の指示がない限り、本セクションに記載された手法のいずれも、それらが本セクションに含まれることによって単に先行技術として適格であると仮定されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【0005】
実施形態は、添付図面の図において、限定としてではなく、例として示されており、同様の参照番号は類似の要素を指す。
【0006】
【図1】実施形態によるハードディスクドライブを示す平面図である。
【0007】
【図2A】実施形態によるアクチュエータ組立品を示す斜視図である。
【0008】
【0009】
【図3A】実施形態による、ミラー化されたＵＰ及びＤＮ読み取り－書き込みヘッドを示す図である。
【0010】
【0011】
【図4A】実施形態による、共通のＵＰ及びＤＮ読み取り－書き込みヘッドを示す図である。
【0012】
【0013】
【図5A】実施形態による、共通のＵＰ及びＤＮ読み取り－書き込みヘッドのためのＦＰＣトレースレイアウトを示す図である。
【0014】
【0015】
【図6A】実施形態による、共通のＵＰ及びＤＮ読み取り－書き込みヘッドのための、調整されたインピーダンスを有するＦＰＣトレースレイアウトを示す図である。
【0016】
【0017】
【図7A】実施形態による、共通のＵＰ及びＤＮ読み取り－書き込みヘッドのためのＦＰＣトレースレイアウトを示す図である。
【0018】
【0019】
【図8A】実施形態による、共通のＵＰ及びＤＮ読み取り－書き込みヘッドのためのＦＰＣトレースレイアウトを示す図である。
【0020】
【発明を実施するための形態】
【0021】
一般に、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）内のフレキシブルプリント回路電気トレースの間のクロストークノイズを回避する手法が記載されている。以下の説明では、説明を目的として、本明細書に記載された本発明の実施形態の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が記載されている。しかしながら、本明細書に記載された本発明の実施形態は、これらの具体的な詳細なしで実施され得ることは明らかであろう。他の例では、本明細書に記載された本発明の実施形態を不必要に不明瞭にすることを回避するために、周知の構造及びデバイスがブロック図の形態で表され得る。
導入
用語
導入
用語
【0022】
本明細書における「実施形態」、「一実施形態」などへの言及は、記載されている特定の特徴、構造、又は特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味することが意図される。しかしながら、そのような語句の実例は、必ずしも全てが同じ実施形態を指すとは限らない。
【0023】
「実質的に」という用語は、大部分又はほぼ構造化された、構成された、寸法決めされたなどの特徴を記載していることが理解されるであろうが、その製造公差などは、実際には、構造、構成、寸法などが、常には又は必ずしも正確に述べられない状況を結果として生じ得る。例えば、「実質的に垂直な」として構造を記載するとすれば、側壁は全ての実用上の目的で垂直であるが、正確に９０度ではない場合があるように、その用語にはその明白な意味が割り当てられる。
【0024】
「最適な」、「最適化する」、「最小の」、「最小化する」、「最大の」、「最大化する」などの用語は、それに関連付けられた特定の値を有しない場合があるが、そのような用語が本明細書で使用される場合、当業者であれば、そのような用語が、本開示の全体と一致する有益な方向に、値、パラメータ、メトリックなどに影響を及ぼすことを含むと理解することが意図される。例えば、何かの値を「最小」として記載することは、値が実際に理論上の最小値（例えば、ゼロ）に等しいことを必要としないが、対応する目標が理論上の最小値に向かって有益な方向に値を移動させることになるという点で、実際的な意味で理解されるべきである。
背景
背景
【0025】
サスペンションの遠位端には、データを読み取り、書き込むための読み取りー書き込み変換器（又は「ヘッド」）が存在する。サスペンションの他方の近位端には、フレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）上の対応する導電性パッドに電気的に接続する導電性パッド（又は単に「電気パッド」）が存在する。サスペンションパッド及びＦＰＣパッドは、典型的には、はんだ又はＡＣＦ（異方性導電フィルム）と電気的に相互接続される。
【0026】
図２Ａは、実施形態によるアクチュエータ組立品を示す斜視図である。アクチュエータ組立品２００は、ピボット軸受組立品２０３（例えば、図１のピボット軸受組立品１５２を参照）を介して中央枢動シャフト２０２（例えば、図１の枢動シャフト１４８を参照）と回転可能に結合され、ここではボイスコイル２０４が例示されているボイスコイルモータ（ＶＣＭ）によって回転駆動される、キャリッジ２０１（例えば、図１のキャリッジ１３４を参照）を含む。アクチュエータ組立品２００は、１つ以上のアクチュエータアーム２０６（例えば、図１のアーム１３２を参照）を更に含み、これらのそれぞれは、サスペンション２１０を含むサスペンション組立品２０８（例えば、図１のリードサスペンション１１０ｃを参照）に結合されており、サスペンション２１０は、典型的には、据え込みされたベースプレート２１０ａ（図２Ｂ）及びロードビーム２１０ｂ（例えば、図１のロードビーム１１０ｄ、図２Ｂを参照）を含む。各サスペンション２１０は、サスペンションテール２１０ｃ（図２Ｂ）を介して、キャリッジ２０１と結合されたフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）２１２と電気的に接続されている。
【0027】
図２Ｂは、実施形態による、図２Ａのアクチュエータ組立品の一体型リードサスペンション（ＩＬＳ）を示す斜視図である。サスペンション２１０は、読み取り－書き込みヘッドが遠位端に取り付けられているロードビーム２１０ｂに接続されたベースプレート２１０ａ（例えば、図２Ａのアクチュエータ組立品２００内の対応するアクチュエータアーム２０６に据え込みされている）を含む。電気信号は、遠位端にあるヘッド及び場合によっては他の電子構成要素（非限定的な例として、マイクロアクチュエータなど）から、サスペンションテール２１０ｃに一体化された電気リードを介して、近位端にあるＦＰＣ２１２（図２Ａ）に搬送される。サスペンションテール２１０ｃは折り畳み領域に折り畳み部を有し、この部分の先の近位方向に、複数の電気パッド２１０ｄがサスペンションテール先端部２１０ｅ上に位置する。これらの電気パッド２１０ｄは、はんだ又はＡＣＦなどで、アクチュエータ組立品２００内のＦＰＣ２１２に電気的に接続されている。
【0028】
図３Ａは、ミラー化されたＵＰ及びＤＮ読み取り－書き込みヘッドを示す図であり、図３Ｂは、図３ＡのＵＰ及びＤＮ読み取り－書き込みヘッドのためのフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）ミラー化トレースレイアウトを示す図であり、どちらも実施形態によるものである。図３Ａは、対応するＵＰサスペンション３０４ａに取り付けられたＵＰヘッド３０２ａ（図１の記録媒体１２０を参照しているが、ここでは図示されていない対応するディスクの底面に働くように上に向いている読み取り－書き込みヘッド）、及び対応するＤＮサスペンション３０４ｂに取り付けられたＤＮヘッド３０２ｂ（同じディスクの上面に働くように下に向いている読み取り－書き込みヘッド）を示す。各サスペンション３０４ａ、３０４ｂ上の電気リード、ワイヤ、トレースは、各サスペンション３０４ａ、３０４ｂが、例えば、はんだパッドを介して、電気的及び機械的に結合されている１つ以上のＦＰＣフィンガ３０６ａ（本明細書に例示的な形状で詳述されるもの）を含むフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）３０６（図２ＡのＦＰＣ２１２も参照）につながる。したがって、各ＦＰＣフィンガ３０６ａは、典型的には、両方のヘッド、すなわち、ＵＰヘッド３０２ａ及びＤＮヘッド３０２ｂに働き、各対応するＵＰサスペンション３０４ａ及びＤＮサスペンション３０４ｂを、ＦＰＣ３０６に取り付けられたプリアンプ３０８（又はそれより先）に電気的に接続する。参照のために、本明細書の実施形態で説明される各ＦＰＣは、上部配線層、底部配線層、ヘッドスライダ（例えば、ＵＰヘッド３０２ａ、ＤＮヘッド３０２ｂ）の方向の遠位端、及びプリアンプ（例えば、プリアンプ３０８、集積回路（ＩＣ）チップ）の方向の近位端を含む。
【0029】
歴史的には、ＨＤＤ製造業者は、ＵＰヘッド３０２ａ及びＤＮヘッド３０２ｂなどのミラー化されたＵＰ及びＤＮ読み取り－書き込みヘッドを採用した。ミラー化されたヘッドは、ヘッド間にミラー化されたパッドレイアウトを有し（図３Ａを参照）、そのため、図３Ｂのトレースレイアウト３５０に示されるように、ＦＰＣ３０６のＦＰＣフィンガ３０６ａは、ＵＰトレースとＤＮトレースとの間にミラー化されたトレースレイアウトを同様に有し得る。しかしながら、こうしたＵＰ及びＤＮヘッドをそれぞれ別個に継続的に開発することは、開発コストを増加させる。例えば、コスト削減の目的では、ミラー化されたヘッドよりも共通のヘッドの方が好ましい場合がある。共通のヘッドは、ＵＰヘッドとＤＮヘッドとの間に同じパッドレイアウトを有し得、そのため、ＦＰＣの新しいパッドレイアウトを必要とする。したがって、新しい共通ヘッドパッドレイアウトは、ＵＰとＤＮとの間で逆にされ、同様に、ＦＰＣトレース配線レイアウトは、ＵＰトレースとＤＮトレースとの間でミラー化されない。
【0030】
図４Ａは、共通のＵＰ及びＤＮ読み取り－書き込みヘッドを示す図であり、図４Ｂは、図４Ａの共通のＵＰ及びＤＮ読み取り－書き込みヘッドのためのＦＰＣトレースレイアウトを示す図であり、どちらも実施形態によるものである。図４Ａは、対応するＵＰサスペンション４０４ａに取り付けられたＵＰヘッド４０２ａ、及び対応するＤＮサスペンション４０４ｂに取り付けられたＤＮヘッド４０２ｂを示す。各サスペンション４０４ａ、４０４ｂ上の電気リード、ワイヤ、トレースは、各サスペンション４０４ａ、４０４ｂが、例えば、はんだパッドを介して、電気的及び機械的に結合されている１つ以上のＦＰＣフィンガ４０６ａ（本明細書に例示的な形状で詳述されるもの）を含むフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）４０６（図２ＡのＦＰＣ２１２も参照）につながる。したがって、各ＦＰＣフィンガ４０６ａは、典型的には、両方のヘッド、すなわち、ＵＰヘッド４０２ａ及びＤＮヘッド４０２ｂに働き、各対応するＵＰサスペンション４０４ａ及びＤＮサスペンション４０４ｂを、ＦＰＣ４０６に取り付けられたプリアンプ４０８（又はそれより先）に電気的に接続する。
【0031】
しかしながら、図４Ｂに示されるこのトレースレイアウトは、図４Ｂのトレースレイアウト４５０に示されるように、アグレッサトレースがトレース順の中心に配線されるため、アグレッサトレース（すなわち、書き込みトレース、ＷＴ＋及びＷＴ－）からの近くのセンサトレース（例えば、Ｒ２Ａ＋、Ｒ２Ａ－）へのクロストークノイズを増加させる可能性が高い。このクロストーク問題に対する１つの手法は、アグレッサトレースとビクティムトレースとの間に適切な距離を維持するために、ＦＰＣジオメトリがそのような並べ替えルーティングを可能にするものであれば、サスペンションテール先端領域のトレースをミラー化レイアウトに並び替えることであり得る。しかしながら、サスペンションテールとＦＰＣとの間に９０度の接続を有するシナリオでは、テール先端領域でトレースレイアウトを並び替えるための十分な空間が存在しない場合がある。同様に、他の手法は、アグレッサ及びビクティムトレースを更に分離又は遮断するための適切な間隔を提供するために、拡張されたＦＰＣフィンガの輪郭を必要とする可能性が高いが、ＦＰＣフィンガの幅はディスク間の間隔によって制約される。更に、導体層を増加させることは、信号絶縁を改善してクロストークを低減させる別の手法であるが、更なる導体層を追加することにより、有意なコストの増加がもたらされる。したがって、大きなＦＰＣ空間を占めることも、更なる導体層を追加することもなく、アグレッサトレースからセンサトレースへのクロストークノイズを低減させることが、課題として残る。
クロストークを低減するためのフレキシブルプリント回路トレースレイアウト
位置によるアグレッサトレース絶縁
クロストークを低減するためのフレキシブルプリント回路トレースレイアウト
位置によるアグレッサトレース絶縁
【0032】
図５Ａは、共通のＵＰ及びＤＮ読み取り－書き込みヘッドのためのＦＰＣトレースレイアウトを示す図であり、図５Ｂは、図５ＡのＦＰＣトレースレイアウトを示す断面図であり、どちらも実施形態によるものである。トレースレイアウト５００は、図５Ａ、図５Ｂ全体を通して図示及びラベル付けされているように、複数の電気トレースを含む。トレースレイアウト５００は、示されるものよりも多くの層を含み得、したがって、実装ごとに変化し得るものであり、単純かつ明確にするために、ここでは関連する層のみが示されている。ここで、ＵＰヘッドの全てのセンサトレースは、上部配線層５０２ａ上に配線され、ＤＮヘッドの全てのセンサトレースは、底部配線層５０２ｂ上に配線される。図５Ｂの断面図Ａ－Ａは、アグレッサトレースが、上部配線層５０２ａ及び底部配線層５０２ｂの各々の近位端に位置付けられていることを示している。すなわち、ＵＰヘッド用のＷＴ＋（書き込み信号）及びＷＴ－（書き込み信号）トレースに対応する「アグレッサトレース」は、上部配線層５０２ａ上でルーティングされ、ＤＮヘッド用のＷＴ＋及びＷＴ－トレースに対応するアグレッサトレースは、底部配線層５０２ｂ上でルーティングされる。実施形態によれば、図示されるように、全てのアグレッサトレースは、近位端の１つの縁部に一緒に位置付けられ、例えば、ビクティムセンサトレース（例えば、Ｒ２Ａ＋（読み取り信号）、Ｒ２Ａ－（読み取り信号））から離れている。読み取り導体は、一次クロストークの懸念事項であり、読み取り変換器は、変換器の信頼性に影響を与える可能性がある過剰なバイアス電圧ストレスへの高い感度を有するデータ信号に対応する。懸念がはるかに少ない二次クロストークは、浮上量調整、例えば、ＴＦＣ（熱式浮上量調整）及び埋め込み接触センサ（ＥＣＳ）に関連する他の変換器、並びに他のビクティムトレースと関連付けられる。実施形態によれば、図示されるように、アグレッサトレースは、対の遮断ＴＦＣトレースによって、ビクティム読み取りトレースから更に絶縁される。ヘッドパッドレイアウトがＵＰヘッドとＤＮヘッドとの間で反転されると、ＤＮヘッドの全てのセンサトレースは、上部配線層５０２ａ上に配線され、ＵＰヘッドの全てのセンサトレースは、底部配線層５０２ｂ上に配線されるが、アグレッサトレースは、依然として上部配線層５０２ａ及び底部配線層５０２ｂの各々の近位端に一緒に位置付けられ（例えば、図５Ｂに示されるものからの反転したトレースレイアウトであり、それによって、アグレッサトレースは、左側縁部ではなく右側縁部に一緒に位置付けられる）、同じ手法が、位置付けによるセンサトレースからアグレッサトレースの絶縁に適用されることに留意されたい。
【0033】
図６Ａは、共通のＵＰ及びＤＮ読み取り－書き込みヘッドのための、調整されたインピーダンスを有するＦＰＣトレースレイアウトを示す図であり、図６Ｂは、図６ＡのＦＰＣトレースレイアウトを示す断面図であり、どちらも実施形態によるものである。トレースレイアウト６００もまた、図６Ａ、図６Ｂ全体を通して図示及びラベル付けされているように、複数の電気トレースを含む。トレースレイアウト６００は、示されるものよりも多くの層を含み得、したがって、実装ごとに変化し得るものであり、単純かつ明確にするために、ここでは関連する層のみが示されている。ここでも、ＵＰヘッドの全てのセンサトレースは、上部配線層６０２ａ上に配線され、ＤＮヘッドの全てのセンサトレースは、底部配線層６０２ｂ上に配線される。図６Ｂの断面図Ｂ－Ｂは、アグレッサトレースが、上部配線層６０２ａ及び底部配線層６０２ｂの各々の近位端に（例えば、その近くに）位置付けられていることを示している。すなわち、ＵＰヘッド用の上部の対のＷＴ＋（書き込み信号）及びＷＴ－（書き込み信号）トレースに対応するアグレッサトレースは、上部配線層６０２ａ上でルーティングされ、ＤＮヘッド用の底部の対のＷＴ＋及びＷＴ－トレースに対応するアグレッサトレースは、底部配線層６０２ｂ上でルーティングされ、どちらの場合でも、ビクティムセンサトレースＲ２Ａ＋及びＲ２Ａ－から離れている。しかしながら、図５Ａ、図５Ｂ及び図６Ａ、図６Ｂのトレースレイアウト間の１つの区別は、ＷＴ＋及びＷＴ－トレースがインピーダンスについて調整されることを必要とするシナリオで、ＴＦＣトレース又はＧＮＤ（接地）トレースに対向する（例えば、その下方又は上方にある）各ＷＴトレースをレイアウトすることによってインピーダンスを制御することができるということである。しかしながら、全てのアグレッサトレースは、依然として近位端の１つの縁部に一緒に位置付けられ、例えば、センサトレースから離れている。ヘッドパッドレイアウトがＵＰヘッドとＤＮヘッドとの間で反転されると、ＤＮヘッドの全てのセンサトレースは、上部配線層６０２ａ上に配線され、ＵＰヘッドの全てのセンサトレースは、底部配線層６０２ｂ上に配線されるが、アグレッサトレースは、依然として上部配線層６０２ａ及び底部配線層６０２ｂの各々の近位端に（例えば、その近くに）一緒に位置付けられ（例えば、図６Ｂに示されるものからの反転したトレースレイアウトであり、それによって、アグレッサトレースは、左側縁部ではなく右側縁部に一緒に位置付けられる）、同じ手法が、位置付けによるセンサトレースからアグレッサトレースの絶縁に適用されることに留意されたい。
層によるアグレッサトレース絶縁
層によるアグレッサトレース絶縁
【0034】
図７Ａは、共通のＵＰ及びＤＮ読み取り－書き込みヘッドのためのＦＰＣトレースレイアウトを示す図であり、図７Ｂは、図７ＡのＦＰＣトレースレイアウトを示す断面図であり、どちらも実施形態によるものである。トレースレイアウト７００は、図７Ａ、図７Ｂ全体を通して図示及びラベル付けされているように、複数の電気トレースを含む。トレースレイアウト７００は、示されるものよりも多くの層を含み得、したがって、実装ごとに変化し得るものであり、単純かつ明確にするために、ここでは関連する層のみが示されている。ここで、図７Ｂの断面図Ｃ－Ｃは、ＵＰヘッド及びＤＮヘッドの両方の全てのセンサトレースが底部配線層７０２ｂ上に配線され、全てのアグレッサトレースが上部配線層７０２ａの近位端に位置付けられ、例えば、センサトレースから離れていることを示している。すなわち、ＵＰヘッド用のＷＴ＋（書き込み信号）及びＷＴ－（書き込み信号）トレースに対応する「アグレッサトレース」並びにＤＮヘッド用のＷＴ＋及びＷＴ－トレースに対応するアグレッサトレースは全て、上部配線層７０２ａ上でルーティングされるが、全てのビクティムセンサトレース（例えば、両方のＲ２Ａ＋（読み取り信号）及び両方のＲ２Ａ－（読み取り信号））は底部配線層７０２ｂ上でルーティングされる。実施形態によれば、図示されるように、全てのアグレッサトレースは、近位端の１つの縁部に一緒に位置付けられ、例えば、位置と層の両方によってビクティムセンサトレースから離れている。一実施形態によれば、図７Ｂに示されるように、ＷＴ＋及びＷＴ－トレースがインピーダンスについて調整されることを必要とする場合、インピーダンスは、ＧＮＤ（接地）トレースに対向する各ＷＴトレースをレイアウトすることによって制御することができる。ヘッドパッドレイアウトがＵＰヘッドとＤＮヘッドとの間で反転されるか、又は上部配線層７０２ａ及び底部配線層７０２ｂが逆にされると、全てのセンサトレースが上部配線層７０２ａ上に配線され、全てのアグレッサトレースが底部配線層７０２ｂ上に配線され、同じ手法が、層によるセンサトレースからアグレッサトレースの絶縁に適用されることに留意されたい。
多層アグレッサトレースルーティング
多層アグレッサトレースルーティング
【0035】
図８Ａは、共通のＵＰ及びＤＮ読み取り－書き込みヘッドのためのＦＰＣトレースレイアウトを示す図であり、図８Ｂは、図８ＡのＦＰＣトレースレイアウトを示す断面図であり、どちらも実施形態によるものである。トレースレイアウト８００は、図８Ａ、図８Ｂ全体を通して図示及びラベル付けされているように、複数の電気トレースを含む。トレースレイアウト８００は、示されるものよりも多くの層を含み得、したがって、実装ごとに変化し得るものであり、単純かつ明確にするために、ここでは関連する層のみが示されている。ここで、図８Ｂの断面図Ｄ－Ｄは、ＵＰヘッド及びＤＮヘッドの両方の全てのセンサトレースが上部配線層８０２ａ上に一緒に配線され、全てのアグレッサトレースもまた、上部配線層８０２ａの近位端に位置付けられ、例えば、センサトレースから離れていることを示している。すなわち、ＵＰヘッド用のＷＴ＋（書き込み信号）及びＷＴ－（書き込み信号）トレースに対応する「アグレッサトレース」並びにＤＮヘッド用のＷＴ＋及びＷＴ－トレースに対応するアグレッサトレースが全て、上部配線層８０２ａ上でルーティングされると共に、全てのビクティムセンサトレース（例えば、両方のＲ２Ａ＋（読み取り信号）及び両方のＲ２Ａ－（読み取り信号））もまた、上部配線層８０２ａ上でルーティングされる。実施形態によれば、図示されるように、全てのアグレッサトレースは、近位端の１つの縁部に一緒に位置付けられ、例えば、位置によってビクティムセンサトレースから離れている。
【0036】
実施形態によれば、１対のアグレッサトレース（すなわち、近位端から最も遠い対）は、ビクティムトレースから離れて、ビアを通って、アグレッサトレースが近位端にグループ化されている層に対向する配線層にルーティングされる。例えば、図８Ａに示されるように、上部の対のアグレッサトレース８０４は、上部配線層８０２ａ上で始まり、センサトレースの下を通ってそれを避けるように、第１の対応する対のビア８０６ａを通って底部配線層８０２ｂにルーティングされ、次いで、対応する第２の対のビア８０６ｂを通って、アグレッサトレースが近位端でグループ化される上部配線層８０２ａに戻るようにルーティングされる。ヘッドパッドレイアウトがＵＰヘッドとＤＮヘッドとの間で反転されるか、又は上部配線層８０２ａ及び底部配線層８０２ｂが逆にされると、全てのアグレッサトレース及び全てのセンサトレースが底部配線層８０２ｂ上に配線され、同じ手法が、多層ルーティングによるセンサトレースからアグレッサトレースの絶縁に適用されることに留意されたい。実施形態によれば、図８Ｂに示されるように、接地層（又はグランド平面）が、アグレッサ及びセンサトレースに対向する配線層上に位置付けられる。
例示的な動作コンテキストの物理的説明
例示的な動作コンテキストの物理的説明
【0037】
実施形態は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などのデジタルデータ記憶デバイス（data storage device、ＤＳＤ）のコンテキストで使用され得る。したがって、実施形態により、従来のＨＤＤが典型的にどのように動作するかを説明するのを助けるために、従来のＨＤＤ１００を示す平面図が図１に示されている。
【0038】
図１は、磁気読み取り－書き込みヘッド１１０ａを含むスライダ１１０ｂを含むＨＤＤ１００の構成要素の機能的配置を示す。まとめて、スライダ１１０ｂ及びヘッド１１０ａはヘッドスライダと称され得る。ＨＤＤ１００は、ヘッドスライダを含む少なくとも１つのヘッドジンバル組立品（head gimbal assembly、ＨＧＡ）１１０と、典型的にはフレクシャを介してヘッドスライダに取り付けられたリードサスペンション１１０ｃと、リードサスペンション１１０ｃに取り付けられたロードビーム１１０ｄと、を含む。ＨＤＤ１００はまた、スピンドル１２４上に回転可能に取り付けられた少なくとも１つの記録媒体１２０と、媒体１２０を回転させるためにスピンドル１２４に取り付けられた駆動モータ（不可視）と、を含む。変換器とも称され得る読み取り－書き込みヘッド１１０ａは、ＨＤＤ１００の媒体１２０に記憶された情報をそれぞれ書き込み及び読み取るための書き込み要素及び読み取り要素を含む。媒体１２０又は複数のディスク媒体は、ディスククランプ１２８でスピンドル１２４に固定されてもよい。
【0039】
ＨＤＤ１００は、ＨＧＡ１１０に取り付けられたアーム１３２と、キャリッジ１３４と、キャリッジ１３４に取り付けられたボイスコイル１４０を含む電機子１３６とボイスコイル磁石（不可視）を含むステータ１４４とを含むボイスコイルモータ（voice coil motor、ＶＣＭ）と、を更に備える。ＶＣＭの電機子１３６は、キャリッジ１３４に取り付けられており、アーム１３２及びＨＧＡ１１０を移動させ、かつ媒体１２０の部分にアクセスするように構成されており、全てまとめて、介在するピボット軸受組立品１５２で枢動シャフト１４８上に装着されている。複数のディスクを有するＨＤＤの場合、キャリッジ１３４は、キャリッジに櫛の外観を与える連動したアームアレイを搬送するようにキャリッジが配置されているため、「Ｅブロック」又は櫛と称され得る。
【0040】
ヘッドスライダが結合されたフレクシャと、フレクシャが結合されたアクチュエータアーム（例えば、アーム１３２）及び／又はロードビームと、アクチュエータアームが結合されたアクチュエータ（例えば、ＶＣＭ）と、を含む、ヘッドジンバル組立品（例えば、ＨＧＡ１１０）を備える組立品は、ヘッドスタック組立品（head stack assembly、ＨＳＡ）と総称され得る。ただし、ＨＳＡは、記載されたものよりも多い又は少ない構成要素を含んでもよい。例えば、ＨＳＡは、電気相互接続構成要素を更に含む組立品を指し得る。一般に、ＨＳＡは、読み取り動作及び書き込み動作のために、ヘッドスライダを媒体１２０の部分にアクセスするように移動させるように構成された組立品である。
【0041】
図１を更に参照すると、ヘッド１１０ａへの書き込み信号及びヘッド１１０ａからの読み取り信号を含む電気信号（例えば、ＶＣＭのボイスコイル１４０への電流）は、可撓性ケーブル組立品（flexible cable assembly、ＦＣＡ）１５６（又は「フレックスケーブル」、又は「フレキシブルプリント回路」（flexible printed circuit、ＦＰＣ））によって送信される。フレックスケーブル１５６とヘッド１１０ａとの間の相互接続は、読み出し信号用のオンボード前置増幅器、並びに他の読み取りチャネル及び書き込みチャネル電子構成要素を有し得る、アーム電子機器（arm-electronics、ＡＥ）モジュール１６０を含んでもよい。ＡＥモジュール１６０は、図示のようにキャリッジ１３４に取り付けられてもよい。フレックスケーブル１５６は、いくつかの構成では、ＨＤＤ筐体１６８によって提供された電気フィードスルーを通して電気通信を提供する電気コネクタブロック１６４に結合されてもよい。ＨＤＤハウジング１６８（又は「エンクロージャベース」又は「ベースプレート」又は単に「ベース」）は、ＨＤＤカバーと共に、ＨＤＤ１００の情報記憶構成要素のための半封止された（又は、いくつかの構成では気密封止された）保護エンクロージャを提供する。
【0042】
デジタル信号プロセッサ（digital-signal processor、ＤＳＰ）を含むディスクコントローラ及びサーボ電子機器を含む他の電子構成要素は、駆動モータ、ＶＣＭのボイスコイル１４０及びＨＧＡ１１０のヘッド１１０ａに、電気信号を提供する。駆動モータに提供される電気信号は、駆動モータがスピンドル１２４にトルクを提供しながら回転することを可能にし、次いでトルクはスピンドル１２４に添設された媒体１２０に送信される。その結果、媒体１２０は、方向１７２に回転する。回転媒体１２０は、スライダ１１０ｂが、情報が記録された薄い磁気記録層と接触することなく媒体１２０の表面の上方に浮上するように、スライダ１１０ｂの空気軸受表面（ＡＢＳ）が乗る空気軸受として作用する空気のクッションを形成する。非限定的な例としてのヘリウムなどの、空気より軽いガスが利用されるＨＤＤにおいても同様に、回転媒体１２０は、スライダ１１０ｂが乗るガス又は流体軸受として作用するガスのクッションを形成する。
【0043】
ＶＣＭのボイスコイル１４０に提供される電気信号は、ＨＧＡ１１０のヘッド１１０ａが、情報が記録されるトラック１７６にアクセスすることを可能にする。こうして、弧１８０を通るＶＣＭスイングの電機子１３６は、ＨＧＡ１１０のヘッド１１０ａが媒体１２０上の様々なトラックにアクセスすることを可能にする。情報は、セクタ１８４などの媒体１２０上のセクタに配置された複数の半径方向に入れ子になったトラック内の媒体１２０上に記憶される。それに対応して、各トラックは、セクタ化されたトラック部分１８８などの複数のセクタ化されたトラック部分（又は「トラックセクタ」）から構成される。各セクタ化されたトラック部分１８８は、記録された情報と、エラー訂正符号情報、及びトラック１７６を識別する情報であるＡＢＣＤサーボバースト信号パターンなどのサーボバースト信号パターンを含むヘッダと、を含んでもよい。トラック１７６にアクセスする際、ＨＧＡ１１０のヘッド１１０ａの読み取り要素はサーボバースト信号パターンを読み取り、サーボバースト信号パターンは、サーボ電子機器に位置誤差信号（position-error-signal、ＰＥＳ）を提供し、サーボ電子機器は、ＶＣＭのボイスコイル１４０に提供される電気信号を制御することによって、ヘッド１１０ａがトラック１７６に追従することを可能にする。トラック１７６を見つけ、かつ特定のセクタ化されたトラック部分１８８を識別すると、ヘッド１１０ａは、トラック１７６から情報を読み取るか、又は、外部エージェント、例えば、コンピュータシステムのマイクロプロセッサからディスクコントローラによって受信された命令に応じて、トラック１７６に情報を書き込む。
【0044】
ＨＤＤの電子アーキテクチャは、ハードディスクコントローラ（hard disk controller、「ＨＤＣ」）、インターフェースコントローラ、アーム電子モジュール、データチャネル、モータドライバ、サーボプロセッサ、バッファメモリなどの、ＨＤＤの動作のための自体のそれぞれの機能を実行するための、多数の電子部品を含む。そのような構成要素のうちの２つ以上は、「チップ上のシステム」（system on a chip、「ＳＯＣ」）と称される単一の集積回路基板上で組み合わされてもよい。そのような電子部品の、全てではないがいくつかは、典型的には、ＨＤＤ筐体１６８などのＨＤＤの底部側に結合されたプリント基板上に配置される。
【0045】
図１を参照して示され及び記載されたＨＤＤ１００などの、本明細書におけるハードディスクドライブへの言及は、「ハイブリッドドライブ」と称されることがある情報記憶デバイスを包含してもよい。ハイブリッドドライブとは、一般に、電気的に消去可能でプログラム可能であるフラッシュ又は他のソリッドステート（例えば、集積回路）メモリなどの不揮発性メモリを使用するソリッドステートデバイス（solid-state storage device、ＳＳＤ）と組み合わされた従来のＨＤＤ（例えば、ＨＤＤ１００を参照）の、両方の機能を有する記憶デバイスを指す。異なるタイプの記憶媒体の動作、管理、及び制御は、通常異なるため、ハイブリッドドライブのソリッドステート部分は、それ自体の対応するコントローラ機能を含んでもよく、コントローラ機能は、ＨＤＤ機能と共に単一のコントローラに統合され得る。ハイブリッドドライブは、非限定的な例として、頻繁にアクセスされるデータを記憶する、Ｉ／Ｏ集約データなどを記憶するなどのために、ソリッドステートメモリをキャッシュメモリとして使用するなどによって、ソリッドステート部分をいくつかの方法で動作させて利用するように設計及び構成されてもよい。更に、ハイブリッドドライブは、ホスト接続のための１つ以上のインターフェースのいずれかで、単一のエンクロージャの２つの記憶デバイス、すなわち従来のＨＤＤ及びＳＳＤとして本質的に設計及び構成されてもよい。
【0046】
したがって、ＨＤＤのＦＰＣ内のクロストークを回避するための手法が記載され、それにより、書き込み信号を搬送するものなどのアグレッサトレースが、読み取り信号を搬送するものなどの関連するビクティムトレースから何らかの方法で離される、及び／又は絶縁される。これらの手法は、主に、共通のヘッドスライダが実装されるＨＤＤ構成のコンテキストで、並びに書き込み及び読み取りトレースのコンテキストで本明細書に記載されるが、クロストークを回避又は制限するためのこれらの手法及び技術は、必ずしも共通のヘッド及びヘッドパッドレイアウトを有する構成に、又はＨＤＤ書き込み信号がアグレッサトレースに対応し、ＨＤＤ読み取り信号がビクティムトレースに対応する構成に、限定されるものではない。すなわち、これらの信号／トレース絶縁技術は、望ましくないクロストークを含む他のシナリオで使用することができる。
拡張物及び代替物
拡張物及び代替物
【0047】
前述の説明において、本発明の実施形態は、実装態様ごとに変わり得る多数の具体的な詳細を参照して記載されてきた。したがって、実施形態のより広い趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な修正及び変更を行うことができる。こうして、本発明であり、かつ本出願人らが本発明であることを意図するものの唯一及び排他的な指示物は、本出願に由来する特許請求の範囲のセットであり、そのような特許請求の範囲が由来し、任意の後続の補正を含む、特定の形態をなす。そのような特許請求の範囲に包含される用語について本明細書に明示的に記載される定義は、特許請求の範囲で使用されるような用語の意味を支配するものとする。それゆえ、特許請求の範囲に明示的に記載されていない限定、要素、特性、特徴、利点又は属性は、決してそのような請求項の範囲を限定すべきでない。これにより、本明細書及び図面は、制限的な意味ではなく例示的と見なされるものである。
【0048】
加えて、この説明では、特定のプロセス工程が特定の順序で記載されてもよく、アルファベット及び英数字符号を使用して、特定の工程を識別することができる。説明において特記されない限り、実施形態は、そのような工程を実施する任意の特定の順序に必ずしも限定されない。特に、符号は単に工程の簡便な識別に使用され、そのような工程を実施する特定の順序を指定又は必要とすることは意図されていない。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
