具有降低的泄漏率的密封电馈通制造技术

本发明专利技术题为“具有降低的泄漏率的密封电馈通”。本发明专利技术公开了电馈通包括层合结构，该层合结构具有交替的绝缘和金属层，穿过其中形成有导电通孔，下连接器焊盘与对应的上连接器焊盘通过导电通孔电连接，并且其中通孔的数量少于任一侧上连接器焊盘的数量。因此，与一个或多个内部金属层上的通孔相关联的间隙链减少，这在一个或多个金属层内提供了更多的防漏金属材料，同时保持了合适的电气性能并避免了对现有制造的破坏。此类馈通可以用在气密密封的内部环境(诸如在轻于空气的充气数据存储设备中)和外部环境之间的界面处。

【技术实现步骤摘要】
具有降低的泄漏率的密封电馈通相关申请的交叉引用本专利申请要求2018年11月7日提交的名称为“PrintedCircuitBoardTypeSealedElectricalFeed-ThroughConnector”的美国临时专利申请序列号62/757,115的优先权的权益，其全部内容为了所有目的通过引用并入，如同在此完全阐述一样。
本专利技术的实施方案可整体涉及数据存储设备，并且尤其涉及用于轻于空气的充气硬盘驱动器的电馈通的方法。
技术介绍
硬盘驱动器(HDD)是非易失性存储设备，其容纳在保护壳体中并将数字编码数据存储在具有磁性表面的一个或多个圆盘上。当HDD在操作中时，由主轴系统快速旋转每个磁记录盘。使用由致动器定位在磁盘的特定位置上方的读写磁头从磁记录盘读取数据并将数据写入到磁记录盘。读写磁头利用磁场将数据写入磁记录盘的表面并从磁记录盘的表面读取数据。写磁头利用流过其线圈的电流工作，由此产生磁场。以正电流和负电流的不同模式将电脉冲发送到写磁头。写磁头的线圈中的电流在磁头与磁盘之间的间隙中产生局部磁场，继而磁化记录介质上的小区域。正在制造的HDD在内部气密密封有氦气。此外，已考虑使用轻于空气的其他气体作为密封HDD中空气的替代物。在氦气环境中密封和操作HDD有多种有益效果，例如，因为氦气的密度为空气的七分之一。因此，在氦气中操作HDD降低了作用在旋转磁盘叠堆上的曳力，并且磁盘主轴马达使用的机械功率大大减少。此外，在氦气中操作减少了磁盘和悬架的颤动，从而通过启用更小、更窄的数据磁道间距允许将磁盘更靠近在一起并增加面密度(可以存储在磁盘表面的给定区域上的信息位数量的量度)。氦气的较低的剪切力和更有效的热传导也意味着HDD将更凉爽运行，并且将发出更少的声学噪声。由于低湿度、对高度和外部压力变化的较低敏感性，以及没有腐蚀性气体或污染物，HDD的可靠性也增加了。然而，需要气密密封的内部体积的电子系统(例如，轻于空气的充气、密封的HDD或HDD系统)需要一种穿过壳体连接电线的方法。这通常用气密电连接器或电“馈通”来实现。增加硬盘驱动器(HDD)容量是目前的设计目标。在不降低性能的同时增加容量(可以通过IOPS(每秒I/O)来表征)是一个重要的设计要求，节省功率也是。在密封HDD的情况下，需要密封馈通连接器来支持从内部部件到外部印刷电路板(PCB)的信号。低渗透性但相对昂贵的玻璃馈通和低成本但更高泄漏率的印刷电路板(PCB)型密封馈通(“PCB馈通”)组件为密封馈通电连接器组件提供了各种方法。另外，使用柔性型馈通连接器组件(“柔性馈通”)，诸如题为“FlexibleTypeElectricalFeed-Through”的美国专利申请16/005,648中所描述的(其全部内容为了所有目的通过引用并入，如同在此完全阐述一样)，可以改善由于较小尺寸的板对板(BTB)连接器引起的泄漏问题。然而，PCB馈通通常具有比柔性馈通更高的泄漏率，即使成本低于柔性馈通。本节中描述的任何方法是可以实行的方法，但不一定是先前已经设想到或实行过的方法。因此，除非另有说明，否则不应认为本节所述的任何方法仅仅因为包含在本节中而成为现有技术。附图说明实施方案通过示例而非限制的方式在附图中示出，在附图中相同的附图标记指代相似的元件并且其中：图1是根据一个实施方案的示出硬盘驱动器(HDD)的平面图；图2是根据一个实施方案的示出硬盘驱动器(HDD)的横截面侧视图；图3A是示出密封PCB馈通板的层的顶视图；图3B是示出图3A的密封PCB馈通板的层的横截面侧视图；图3C是示出可与板对板(BTB)电连接器一起使用的密封PCB馈通板的层的顶视图；图4是根据一个实施方案的示出密封PCB馈通板的层的顶视图；图5是根据一个实施方案的示出密封PCB馈通板的层的顶视图；图6A是根据一个实施方案的示出密封PCB馈通板的层的顶视图；图6B是根据一个实施方案的示出用于图6A的密封PCB馈通板的较小通孔的顶视图；图7是根据一个实施方案的示出密封PCB馈通板的层的顶视图；图8是根据一个实施方案的示出密封PCB馈通板的层的顶视图；并且图9是根据一个实施方案的示出制造电馈通部件的方法的流程图。具体实施方式通常，描述了具有更理想(降低)泄漏率的密封电馈通的方法。本说明书中对“实施方案”，“一个实施方案”等的引用意味着所描述的特定特征、结构或特性包括在本专利技术的至少一个实施方案中。然而，在本说明书中出现的这些短语不一定都指的是同一实施方案。在以下描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节，以便提供对本文所述的本专利技术实施方案的透彻理解。然而，将显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本文描述的实施方案。在其他情况下，众所周知的结构和设备可以以框图形式示出，以避免不必要地模糊本文描述的实施方案。示例性操作上下文的物理描述实施方案可以用在数字数据存储设备(DSD)的语境中，诸如硬盘驱动器(HDD)或特别是密封HDD。因此，根据一个实施方案，图1中显示了示出HDD100的平面图以示出示例性操作上下文。图1示出了包括滑块110b的HDD100的部件的功能布置，滑块110b包括磁性读写磁头110a。滑块110b和磁头110a可统称为磁头滑块。HDD100包括具有磁头滑块的至少一个磁头万向节组件(HGA)110、通常通过弯曲部附接到磁头滑块的引线悬架110c，以及附接到引线悬架110c的负载梁110d。HDD100还包括可旋转地安装在主轴124上的至少一个记录介质120和附接到主轴124用于旋转介质120的驱动马达(不可见)。读写磁头110a(也可以称为换能器)包括写元件和读元件，用于分别写入和读取存储在HDD100的介质120上的信息。可使用磁盘夹128将介质120或多个磁盘介质附连到主轴124。HDD100还包括附接到HGA110的臂132、滑架134、包括电枢136和定子144的音圈马达(VCM)，电枢136包括附接到滑架134的音圈140，转子144包括音圈磁体(不可见)。VCM的电枢136附接到滑架134并且被配置为移动臂132和HGA110以访问介质120的部分，它们共同安装在具有插置的枢转轴承组件152的枢轴148上。就具有多个磁盘的HDD而言，滑架134可称为“E形块”或梳齿，因为滑架被布置为承载联动的臂阵列，从而使之呈现梳齿的外观。包括包含磁头滑块耦接至的弯曲部的磁头万向节组件(例如，HGA110)、弯曲部耦接至的致动器臂(例如，臂132)和/或负载梁，以及致动器臂耦接至的致动器(例如，VCM)的组件可以统称为磁头堆叠组件(HSA)。然而，HSA可包括比所述的那些更多或更少的部件。例如，HSA可指还包括电互连部件的组件。一般来讲，HSA是被配置为移动磁头滑块以访问介质120的部分以进行读和写操作的组件。进一步参考图1，包括至磁头110a的写信号和来自磁头110a的读信号的电信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种被配置为在气密密封的环境和外部环境之间交接的电馈通，所述馈通包括：/n顶部绝缘层，所述顶部绝缘层包括形成在对应的绝缘体材料上的第一数量的导电连接器焊盘和与对应的一个或多个连接器焊盘电连接的第二数量的通孔；/n底部绝缘层，所述底部绝缘层包括形成在对应的绝缘体材料上的第二数量的导电连接器焊盘和与对应的一个或多个连接器焊盘电连接的所述第二数量的通孔；和/n金属内层，所述金属内层插置在所述顶部绝缘层和所述底部绝缘层之间并且包括所述第二数量的通孔；/n其中所述第二数量的通孔少于所述第一数量的导电连接器焊盘。/n

【技术特征摘要】
20181107 US 62/757,115;20190516 US 16/414,6411.一种被配置为在气密密封的环境和外部环境之间交接的电馈通，所述馈通包括：
顶部绝缘层，所述顶部绝缘层包括形成在对应的绝缘体材料上的第一数量的导电连接器焊盘和与对应的一个或多个连接器焊盘电连接的第二数量的通孔；
底部绝缘层，所述底部绝缘层包括形成在对应的绝缘体材料上的第二数量的导电连接器焊盘和与对应的一个或多个连接器焊盘电连接的所述第二数量的通孔；和
金属内层，所述金属内层插置在所述顶部绝缘层和所述底部绝缘层之间并且包括所述第二数量的通孔；
其中所述第二数量的通孔少于所述第一数量的导电连接器焊盘。


2.根据权利要求1所述的电馈通，其中所述顶部绝缘层和所述底部绝缘层通过定位在所述通孔中的每一个内的导电环电连接。


3.根据权利要求1所述的电馈通，其中：
所述顶部绝缘层和所述底部绝缘层中的至少一者还包括通过一个或多个电迹线电互连的一组x个连接器焊盘；
所述顶部绝缘层上的所述一个或多个电迹线和所述底部绝缘层上的所述一个或多个电迹线通过y个所述通孔电连接；并且
所述y个所述通孔少于所述x个所述连接器焊盘。


4.根据权利要求3所述的电馈通，其中所述y个通孔与所述顶部绝缘层和所述底部绝缘层中的所述至少一者上的相应的一个或多个电迹线电连接。


5.根据权利要求3所述的电馈通，其中所述y个通孔与所述顶部绝缘层和所述底部绝缘层中的所述至少一者上的相应组的x个所述连接器焊盘的子集电连接。


6.根据权利要求3所述的电馈通，其中所述x个所述连接器焊盘中的每一个对应于公共电压功率信号。


7.根据权利要求3所述的电馈通，其中所述x个所述连接器焊盘中的每一个对应于公共电压接地。


8.根据权利要求3所述的电馈通，其中所述x个所述连接器焊盘串联电互连。


9.根据权利要求3所述的电馈通，其中所述x个所述连接器焊盘并联电互连。


10.根据权利要求1所述的电馈通，其中：
所述金属内层中的所述通孔中的每一个具有直径d，并且由具有直径D的较大间隙孔包围；并且
直径D小于所述连接器焊盘的宽度W和所述连接器焊盘之间的距离S之和。


11.根据权利要求1所述的电馈通，其中所述层中的每一个中的所述通孔中的至少一些相对于对应的连接器焊盘的每个端部交替地配置。


12.一种气密密封的硬盘驱动器，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·那米西撒，S·纳加西罗，H·马苏达，S·那卡穆拉，
申请(专利权)人：西部数据技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US