基于ADS的新型硬盘磁头折片组合设计及仿真.pdf

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1、制造业信息化·机械研究与应用·基于ADS的新型硬盘磁头折片组合设计及仿真周晶，江新，徐东建。(1．东莞职业技术学院机电工程系，广东东莞523808；2．东莞新科技术研究开发有限公司，广东东莞523800；3．长江职业学院，湖北武汉430073)摘要：提出了一种具有低特性阻抗，低功耗，高带宽的新型硬盘磁头折片组合Flexure的设计，结合流行电磁仿真软件ADS，重点对其电磁性能进行了设计，仿真及验证。该设计为新一代硬盘的设计与生产打下基础。关键词：硬盘；Flexure设计；TDR仿真中图分类号：THI2

2、文献标识码：A文章编号：1007—4414(2012)O1—0136-02ThedesignofanovelflexureofHDDandsimulationbasedonADSZhouJing，JiangXin，XuDong-jian(1．Departmentofmechatronicsengineering，Dongguanpolytechnicuniversity，DongguanGuangdong523808。China；2．SAE(Dongguang)Co．，Ltd，DongguanGuan

3、gdong523800，China；，3．Changfiangprofessionalcollege，WuhanHubei430073，China)Abstract：AnovelFlexuredesignofHDDwithobviouslylowerimpendenceandhigherbandwidthisintroduced，itselectro-magneticdesign，numericalsimulationandverificationareimplementedwithADS，which

4、enhancesthedesignandproductionofthenextgenerationofHDD．Keywords：HDD；Flexuredesign；TDRsimulation1引言Flexure的基础上，进一步将正负信号一分为二，以期硬盘驱动器(HardDiskDrive)作为一种信息记降低特性阻抗，但其带宽基本保持在传统型水平。此录和存储装置，被广泛地应用在人类的生活，工业，农类设计特性阻抗一般在30—70(Q)间，还是较高。业等各领域，扮演者不可或缺的关键角色。磁头折片图1(e)所

5、示Copper—GroundPlane型是在PI层组合(HSA)是硬盘驱动器的关键部件之一，其作用和SST层之间导人一层较薄的铜作为接地层，以进一是驱动磁头完成精确寻轨与定位，并通过其电子部件步降低特性阻抗，提高带宽。这种设计的特性阻抗与Flexure进行信息的读与写操作⋯。带宽的匹配l生较差，往往低特性阻抗不能得到较宽的笔者运用国际流行的电磁仿真软件ADS，提出带宽。而且，与提升之性能相比，该设计制造与应用并验证了一种较传统设计具有更低功耗，更低特性阻成本较高。因此，这种类型Flexure不适宜大规

6、模应抗，更高带宽的新型Flexure设计，满足了新一代低功用，只能作为一种过渡性的解决方案。耗，大容量，高速硬盘的设计需求。2传统磁头折片组合Flexure设计及其问题在硬盘工业，目前使用地较多的Flexure主要有传统型，InterleavedTrace型和Copper—GroundPlane型三种。图1所示为三种常用Flexure截面示意图，(b)(c)(d)从左到右依次为传统型，InterleavedTrace型和Cop—图1三种常用Flexure截面图per-GroundPlane型。图1(a

7、)是一种传统的，应用广泛、较为原始的新一代硬盘需要Flexure特性阻抗进一步降低Flexure设计。如图所示，正负信号单独走线，并行不(接近甚至小于1OQ)，带宽有效提高(达到10GHz@悖。其由四层组成，从下到上依次为不锈钢层(SST一3dB)。而当前Flexure设计均无法满足这种需要。Layer)，绝缘层(PI层)，线路层(Copperlayer)及表面3新型磁头折片组合Flexure基本结构覆盖层(Coverlayer)。这种Flexure具有高特性阻抗为降低产品特征阻抗，提升数据传输速度，

8、必须(30一ioo~)，低带宽(1—7GHz@一3dB)的特性。开发出具有更低特性阻抗和更高带宽的新产品。为图1(b)所示的InterleavedTrace型是在传统收稿日期：2011—12—28作者简介：周晶(1981一)，女，湖北宜昌人，讲师，研究方向：机械电子等。·136·制造业信息化·机械研究与应用·此，本文提出了一种新型Flexure—StackedTrace。TraceFlexure拥有明显低得多的特性阻抗和较宽的图1(d)所示为本文提出的新