专利名称：具有粘合充氦外壳的顶面和四个侧面的共形层压盖封的磁盘驱动器的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及信息存储装置，并且具体涉及包含氦的密封磁盘驱动器信息存储
直O
背景技术：
典型的硬盘驱动器包括头盘组件(HDA)以及附在HAD的磁盘驱动器底座上的印刷电路板组件(PCBA)。HAD包括至少一个盘片(例如磁盘、磁光盘或光盘)、用于转动盘片的主轴马达以及头臂组件(HSA)。PCBA包括电子器件和固件，其用于控制主轴马达的转动和 HSA的位置，并且用于在磁盘驱动器和其主机间提供数据传送通道。主轴马达通常包括转子以及定子，其中转子包括一个或更多转子磁铁以及盘片被装在并夹在其上的旋转轮轴。如果多于一个盘片装在轮轴上，这些盘片通常被装在轮轴上盘片之间的隔离环分开。定子的不同线圈被选择性地通电，从而形成拉/推转子磁铁(多个)的电磁场，由此转动轮轴。主轴马达轮轴的转动导致安装的盘片的转动。HSA通常包括致动器、至少一个头悬架组件(HGA)以及柔性线缆组件。在磁盘驱动器运行期间，致动器必须转动，从而在盘片上邻近所需的信息磁道来定位HGA。致动器包括枢轴承筒(pivot-bearing cartridge)，从而促进这种转动定位。枢轴承筒适合致动器主体中的洞。一个或更多致动器臂从致动器主体延伸。致动器线圈由致动器主体支撑，与致动器臂相对布置。配置致动器线圈，从而与HAD中的一个或更多固定磁铁相互作用来形成音圈马达。PCBA提供并且控制电流，电流经过致动器线圈并且导致施加在致动器上的扭矩。每个HGA都包括用于从盘片读数据以及写数据至盘片上的头。在磁记录应用中， 头通常包括滑块和磁换能器，磁换能器包括写入器和读出元件。在光记录应用中，头可包括反射镜和用于将激光聚焦到邻近盘片表面上的透镜。滑块通过气润滑膜与盘片分开，该气润滑膜通常称为“空气垫”。术语“空气垫”是常用的，因为通常润滑剂气体仅仅为空气。然而，空气垫滑块已被设计用于包括氦的磁盘驱动器外壳中，因为惰性气体不象氧气那样快地剥蚀润滑剂和保护碳膜。例如，也可使用氦，因为其具有比空气高的热导性，并且因此改善磁盘驱动器的冷却。也因为空气垫的厚度取决于气体粘性和密度，因此氦的气垫厚度相比空气可被有利地降低(其它所有条件相同)。此外，因为氦的密度比空气的小，所以其流动(例如由盘片转动产生的流动)可能不会同等程度地冲击磁盘驱动器内的部件，这可减少磁道不对准，并且因此提高磁道跟踪能力——促进更高的数据存储密度。本领域中公开的包括氦的磁盘驱动器外壳通常被密封，从而防止不可接受的氦泄漏比率。虽然有些可忽略不计量的氦泄漏不可避免，但是不希望有不可忽略不计的氦泄漏量，因为其可改变头和盘片之间的气润滑膜的厚度，并且因此影响头的性能。也不希望有不可忽略不计的氦泄漏量，因为其可改变头盘界面的摩擦润滑化学，可能导致可靠性下降、头碰撞以及关联的数据丢失。过去已公开的用于密封磁盘驱动器外壳的各种方法和结构太昂贵，需要对现有的磁盘驱动器制造工艺做太多改变，并且/或者不能将氦保持在磁盘驱动器外壳内充分长的时间来确保足够的产品可靠性。因而，本技术领域需要磁盘驱动器外壳密封方法和结构，它们可被实际实施以及被结合到高容量低成本的磁盘驱动器制造工艺中，并且可将氦保持在磁盘驱动器外壳内充分长的一段时间，从而确保足够的制造后产品可靠性和寿命。
发明内容
一种新颖的密封磁盘驱动器，其包含磁盘驱动器外壳，该外壳包括具有底面、四个侧面以及顶盖的磁盘驱动器底座。该磁盘驱动器外壳具有顶面，其包括顶盖的上表面和磁盘驱动器底座的上表面。该密封磁盘驱动器也包含层压盖封，其包括连续金属箔以及覆盖该连续金属箔的连续粘合层。该层压盖封与磁盘驱动器外壳相配(或相适应)，基本覆盖顶面，并且通过连续粘合层粘合顶面和四个侧面中的每个侧面。磁盘驱动器外壳被充氦。层压盖封的连续金属箔重叠四个侧面中的每个侧面至少5mm。
图IA是依照本发明一个实施例的磁盘驱动器的分解立体图，该磁盘驱动器包括
层压盖封。图IB为图IA的层压盖封的横截面图，其取自图IA中示出的位置1B-1B。图2为图IA中的磁盘驱动器的立体图，其中层压盖封在适当的位置。图3为依照本发明另一个实施例的磁盘驱动器的分解立体图，该磁盘驱动器包括
层压盖封。图4为图3中的磁盘驱动器的立体图，其中层压盖封在适当的位置。
具体实施例方式图IA是依照本发明实施例的密封的磁盘驱动器100的分解立体图。磁盘驱动器 100包括磁盘驱动器外壳，磁盘驱动器外壳包括层压盖封110、磁盘驱动器底座120以及顶盖130。磁盘驱动器底座120包括底面122和四个侧面124。磁盘驱动器100的外壳具有顶面132，其包括顶盖130的上表面并且包括在磁盘驱动器底座120的四个角1 附近的上表面。磁盘驱动器100的外壳是充氦的(即封有充分浓度的氦气)。实际上，封入的氦气的浓度(例如相对于剩余空气)最初少于100%，并且预期在磁盘驱动器100的有用寿命期间下降。尽管如此，只要持续封住充分浓度的氦气，磁盘驱动器100在其整个有用寿命期间可被认为是“充氦”的。也注意到不要求1.0个大气压的氦使磁盘驱动器被认为是“充氦” 的。例如，充氦的磁盘驱动器外壳优选最初封入具有0. 3至1. 0大气分压的氦，并且也可封入具有O至0. 7大气分压的空气。在一些应用中，理想的是，最初封入的氦气的至少70%在密封磁盘驱动器的10年有用寿命后保持封入。图IB为在图IA中示为1B-1B的位置获取的图IA层压盖封110横截面图。现在另外参考图1B，层压盖封110包括连续金属箔112，以及覆盖连续金属箔112的连续粘合层 114。在本上下文中，“连续金属箔”为连续覆盖磁盘驱动器外壳顶面中每个开口的金属箔， 氦通过开口可逸出(例如顶盖130四周的接缝、顶盖中支撑致动器枢轴和/或主轴的轴的螺纹孔等等)。这里，金属箔不需要具有零个开口或孔来获得“连续金属箔”的资格，因为只要在连续金属箔中的任何这种开口或孔离磁盘驱动器外壳顶面中的每个开口至少5mm布置，那么该金属箔将仍连续覆盖磁盘驱动器外壳顶面中的每个开口。相比之下，在本上下文中“连续粘合层”为连续包围磁盘驱动器外壳顶面中的开口的粘合层，氦可通过该开口逸出(例如顶盖130四周的接缝、顶盖中支撑致动器枢轴和/或主轴的轴的螺纹孔等等)。在这里，粘合层不需要连续粘合顶盖130(或不需要甚至完全粘合顶盖130)来获得“连续粘合层”的资格，只要粘合层包围磁盘驱动器外壳的顶面中的开口。例如，通过可选择地只粘合磁盘驱动器底座120的各侧以及在角126附近粘合磁盘驱动器底座120的上表面(并且因此粘合磁盘驱动器100的外壳的上面)，而不粘合顶盖130 本身，连续粘合层114可连续包围顶盖130的外围。可选但非必要地，层压盖封110可包括连续金属箔112的两个重叠层(而不是图 IB中示出的仅仅一层)，从而两个连续金属箔层中一层中存在的任何小气孔或瑕疵将不太可能与两个连续金属箔层中另一(重叠)层中存在的任何小气孔或瑕疵对齐。也可选但非必要地，连续金属箔112可包含聚合物背层以及沉积在聚合物背层上的金属膜，而该金属膜具有0. 1至5微米的金属膜厚度。在图IB的实施例中，连续金属箔112可为纯金属或金属合金箔，其包括例如铜、 铝、不锈钢、锡、铅和/或金。连续金属箔112优选限定金属箔厚度在12至150微米内，以便连续金属箔112中的小气孔和/或瑕疵将不太可能经常完全穿过该层。同样在图IB的实施例中，连续粘合层114可包括例如热固型环氧粘合剂或丙烯酸压敏粘合剂。连续粘合层114优选限定粘合层厚度在25至50微米的范围。图2为图IA中的磁盘驱动器的立体图，而层压盖封110在适当的位置。现在另外参考图2，层压盖封110与磁盘驱动器外壳相配，基本覆盖顶面132，并且通过连续粘合层 114粘合顶面132和四个侧面124中的每个侧面。虽然在图2中的实施例中，层压盖封110 几乎完全覆盖磁盘驱动器外壳的顶面132，但是在替换实施例中，层压盖封110可包括离顶面132上的每个开口至少5mm布置的开口，以便顶面132的大部分不被覆盖。例如，层压盖封110不需要覆盖离其外围和穿过它的任何螺丝至少5mm的顶盖130的区域。在图2的实施例中，四个侧面124中的每个侧面都限定侧面高度210。层压盖封 110的连续金属箔112重叠四个侧面124中的每个侧面一段重叠距离220，重叠距离220可以表示为侧面高度210的百分数。例如，对于所谓的3. 5英寸形状因子的磁盘驱动器，该重叠距离220优选为侧面高度210的至少20%。还例如，对于所谓的2. 5英寸形状因子的磁盘驱动器，该重叠距离220优选为侧面高度210的至少33%。在图2的实施例中，如果热固型环氧粘合剂用于连续粘合层114中，则重叠距离 220优选为至少5mm，从而充分降低通过连续粘合层114的氦扩散的比率。如果丙烯酸压敏粘合剂用于连续粘合层114中，那么层压盖封110的连续金属箔112优选重叠四个侧面IM 中的每个侧面至少12mm，从而充分降低通过连续粘合层114的氦扩散的比率。针对层压盖封110的层的上述层厚度范围，以及以上描述的重叠最小值，可用于将氦保持在磁盘驱动器外壳内充分长的一段时间，从而确保足够的制造后产品可靠性和寿命。注意在图IA的实施例中，顶盖130通常为六边形，所以其不覆在磁盘驱动器100 的角1 上面。层压盖封110粘合邻近角1 的磁盘驱动器底座120的上表面。如图2所示，层压盖封110也延伸得比顶盖130更靠近角126，以便层压盖封110以角重叠距离230 在各个角处连续地重叠磁盘驱动器底座120。如果热固型环氧粘合剂用于连续粘合层114 中，则角重叠距离230优选为至少5mm，从而充分降低通过连续粘合层114的氦扩散的比率。 上述六边形形状以及最小角重叠距离，可用于帮助将氦保持在磁盘驱动器外壳内充分长的一段时间，从而确保足够的制造后产品可靠性和寿命。图3为依照本发明另一个实施例的密封磁盘驱动器300的分解立体图。该密封磁盘驱动器300包括磁盘驱动器外壳，其包括层压盖封310、磁盘驱动器底座320以及顶盖 330。磁盘驱动器底座320包括底面322和四个侧面324。磁盘驱动器300的外壳具有顶面 332，顶面332包括顶盖330的上表面，并且包括磁盘驱动器底座320的四个角3 附近的磁盘驱动器底座320的上表面。磁盘驱动器外壳是充氦的(即封有充分浓度的氦气)。例如，充氦的磁盘驱动器外壳优选封入具有0. 3至1. 0大气分压的氦，并且也可封入具有0至 0.7大气分压的空气。如以上关于图IB所述，层压盖封310可包括连续金属箔以及覆盖该连续金属箔的连续粘合层。可选但非必要地，层压盖封310可包括两个重叠的连续金属箔层。也可选但非必要地，层压盖封310的连续金属箔可包含聚合物背层以及沉积在聚合物背层上的金属膜，而该金属膜具有0. 1至5微米的金属膜厚度。图4为图3中的磁盘驱动器的立体图，而层压盖封310以及磁盘驱动器顶盖330在适当的位置。现在另外参考图4，层压盖封310与磁盘驱动器外壳相配，基本覆盖顶面332， 并且通过连续粘合层粘合顶面332以及四个侧面324中的每个侧面。层压盖封310的连续金属箔重叠四个侧面中每个侧面至少5mm，从而充分降低通过连续粘合层的氦扩散的比率。 如果丙烯酸压敏粘合剂用于层压盖封310的连续粘合层中，那么层压盖封310的连续金属箔优选重叠四个侧面324中每个侧面至少12mm，从而充分降低通过连续粘合层114的氦扩散的比率。这些重叠最小值可用于将氦保持在磁盘驱动器外壳内充分长的一段时间，从而确保足够的制造后产品可靠性和寿命。注意图4的实施例中，顶盖330不覆在磁盘驱动器300的各个角3 上。层压盖封 310邻近角3 粘合磁盘驱动器底座320的各侧和上表面，所以层压盖封310的粘合层完全包围磁盘驱动器外壳上面中的所有开口。这样，即使层压盖封310没有粘合顶盖330 (并且即使层压盖封310在顶盖330上缺乏粘合层)，层压盖封310也可被认为包括连续粘合层。 如图4所示，层压盖封310也比顶盖330延伸得更靠近角326，以便层压盖封310可连续地重叠磁盘驱动器底座320，从而完全包围磁盘驱动器外壳上面中的所有开口。在前述的说明书中，参考特殊示例实施例描述了本发明，但本领域技术人员应认识到，本发明不限于此。预计本发明的不同特征和方面可单独或共同使用，并且可用在不同环境或应用中。从而说明书和附图都应被视为解释性的和例示性的，而非限制性的。“包含”、“包括”、“具有”都是无限制的术语。
权利要求
1.一种密封的磁盘驱动器，其包含 磁盘驱动器外壳，其包括具有底面和4个侧面的磁盘驱动器底座，以及顶盖，其中所述磁盘驱动器外壳具有顶面，所述顶面包括所述顶盖的上表面和所述磁盘驱动器底座的上表面；以及层压盖封，其包括连续金属箔，以及覆盖所述连续金属箔的连续粘合层；其中所述层压盖封与所述磁盘驱动器外壳相配，并通过所述连续粘合层粘合所述顶面和所述四个侧面中的每个侧面；其中所述层压盖封的连续金属箔与所述四个侧面中的每个侧面重叠至少5mm ；以及其中所述磁盘驱动器外壳是充氦的。
2.根据权利要求1所述的密封的磁盘驱动器，其中所述层压盖封基本覆盖所述顶面。
3.根据权利要求1所述的密封的磁盘驱动器，其中所述连续粘合层包含热固型环氧树脂。
4.根据权利要求1所述的密封的磁盘驱动器，其中所述连续粘合层包含丙烯酸压敏粘合剂，并且其中所述层压盖封的连续金属箔重叠所述四个侧面中的每个侧面至少12mm。
5.根据权利要求1所述的密封的磁盘驱动器，其中所述连续金属箔包含铜箔。
6.根据权利要求1所述的密封的磁盘驱动器，其中所述连续金属箔包含铝箔。
7.根据权利要求1所述的密封的磁盘驱动器，其中所述连续金属箔包含不锈钢箔。
8.根据权利要求1所述的密封的磁盘驱动器，其中所述连续粘合层限定粘合层厚度在 25至50微米的范围。
9.根据权利要求1所述的密封的磁盘驱动器，其中所述连续金属箔限定金属箔厚度在 12至150微米的范围。
10.根据权利要求1所述的密封的磁盘驱动器，其中所述层压盖封包括两个重叠的连续金属箔层。
11.根据权利要求1所述的密封的磁盘驱动器，其中所述四个侧面中的两个侧面在一角相交，并且其中所述顶盖大体为六边形，以便其不覆在所述角上，并且所述层压盖封比所述顶盖延伸更靠近所述角至少5mm，并且其中所述层压顶盖邻近所述角粘合所述磁盘驱动器底座。
12.根据权利要求1所述的密封的磁盘驱动器，其中所述充氦的外壳封入具有0.3至 1.0大气分压的氦。
13.根据权利要求12所述的密封的磁盘驱动器，其中所述充氦的外壳还封入具有0至 0.7大气分压的空气。
14.根据权利要求1所述的密封的磁盘驱动器，其中所述连续金属箔包括聚合物层以及沉积金属膜，并且其中所述沉积金属膜限定膜厚度在0. 1至5微米的范围。
15.根据权利要求1所述的密封的磁盘驱动器，其中所述四个侧面中的每个侧面都限定一个侧面高度，并且其中所述层压盖封的所述连续金属箔重叠所述四个侧面中每个侧面至少20%的所述侧面高度。
全文摘要
一种新颖的密封磁盘驱动器，其包含磁盘驱动器外壳，该外壳包括具有底面、四个侧面以及顶盖的磁盘驱动器底座，该外壳具有顶面。该密封的磁盘驱动器也包含层压盖封，其包括连续金属箔，以及覆盖该连续金属箔的连续粘合层。该层压盖封与磁盘驱动器外壳相配，并且通过连续粘合层粘合到顶面和四个侧面中的每个侧面。磁盘驱动器外壳被充氦。层压盖封的连续金属箔和四个侧面中的每个侧面重叠至少5mm。
文档编号G11B5/10GK102169695SQ20111004380
公开日2011年8月31日 申请日期2011年2月22日 优先权日2010年2月26日
发明者J·E·雅各布, J·R·古斯塔夫森 申请人:西部数据技术公司