CN113314158B - 盘装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施方式提供能增大记录介质的设置张数的盘装置。实施方式的盘装置具有：壳体，具有带底壁(12a)的基体和固定于基体的罩；设置于壳体内的马达(19)；支承于马达的轴毂的多张磁盘(18)；支承磁头的头执行器；设置于壳体的底壁的外表面的印刷电路基板(40)；以及贴附于底壁的外表面并与印刷电路基板和马达的线圈电连接的配线基板(60)。底壁具有在外表面形成于与马达的凸缘的内周端缘和枢轴之间的区域相对向的区域的凹部(50)、以及位于外表面与凹部之间的边界部的台阶部(54)。配线基板(60)具有配置于凹部内的一端部(60a)、以及设置于一端部并通过焊料而接合于线圈的引线(W)的多个连接焊盘。在凹部和插通了引线的透孔中填充粘接剂(AD)，该粘接剂覆盖一端部和焊料接合部并密封透孔。

Description

盘装置
关联申请
本申请享有以日本专利申请2020-31684号(申请日：2020年2月27日)和日本专利申请2020-119893号(申请日：2020年7月13日)为基础申请的优先权。本申请通过参照这些基础申请而包括基础申请的所有内容。
技术领域
本发明的实施方式涉及盘装置。
背景技术
作为盘装置，例如，硬盘驱动器(HDD)具有旋转自如地配置于壳体内的多张磁盘、对磁盘进行信息的读出/写入的多个磁头、以及将磁头能相对于磁盘移动地支承的头执行器。在壳体的底壁上设置着主轴马达，在主轴马达的圆筒状的轴毂装配着多张磁盘。
近年来，壳体气密地构成，在壳体内封入氦等低密度气体。另外，出于谋求存储容量的增大的目的，尝试着将更多张的磁盘配置于壳体内。
在上述那样的盘装置中，为了耐受住长期的低密度气体密封，要求会成为泄漏通道的铸造气孔非常少的、高铸造品质的壳体。出于改善铸造时的熔液流动的目的，需要最低为1mm程度的铸件厚度。另外，为了防止高速旋转的马达的轴毂与壳体的底壁接触，需要在轴毂的凸缘与底壁之间设置预定的间隙。这些必要事项在谋求盘搭载张数的增加或盘间隔的扩大方面会成为障碍。
发明内容
本发明的实施方式提供一种能增大记录介质的设置张数的盘装置。
根据实施方式，盘装置具有：壳体，该壳体具备具有底壁的基体和固定于所述基体的罩；马达，该马达具有立设于所述底壁的枢轴、旋转自如地支承于所述枢轴的轴毂、以及设置于所述枢轴的周围的线圈，该轴毂具有与所述枢轴同轴的外周面和设置于所述外周面的所述底壁的端部的环状的凸缘；与所述凸缘重叠地安装于所述轴毂的多张磁盘；转动自如地设置于所述壳体内的头执行器，该头执行器具有分别对所述磁盘进行信息处理的多个磁头；与所述底壁的外表面相对向地配置的印刷电路基板；以及贴附于所述底壁的外表面并与所述印刷电路基板和所述马达的所述定子线圈电连接的配线基板。所述底壁具有在所述外表面形成于与所述凸缘的内周端缘和所述枢轴之间的区域相对向的区域的凹部、位于所述外表面与所述凹部之间的边界部的台阶部、以及分别贯通形成于所述底壁并在所述凹部开口的多个透孔；所述配线基板具有配置于所述凹部内的一端部、以及设置于所述一端部的多个连接焊盘。所述线圈具有通过所述透孔而导出到所述凹部内并通过焊料而接合于所述连接焊盘的多个引线。所述盘装置还具有填充于所述凹部和所述透孔的粘接剂，该粘接剂覆盖所述一端部和所述焊料接合部并密封所述透孔。
附图说明
图1是分解顶罩地表示的第1实施方式的硬盘驱动器(HDD)的分解立体图。
图2是上述HDD的背面的俯视图。
图3是放大表示图2中的马达连接部的俯视图。
图4是沿着图2的线A-A的上述HDD的剖视图。
图5是第2实施方式的HDD的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图，对实施方式的盘装置进行说明。
此外，公开只不过是一个例子，对于本领域技术人员来说，不改变发明的主旨的适当改变且容易想到的当然包括在本发明的范围内。另外，附图为了使说明更明确，有时与实际的方式相比示意性地表示各部的大小、形状等，只不过是一个例子而并非用来限定本发明的解释。另外，在本说明书和各图中，对与之前的图中提到的相同的要素赋予相同的标号并适当省略详细的说明。
(第1实施方式)
作为盘装置，对第1实施方式的硬盘驱动器(HDD)进行详细说明。
图1是分解罩地表示的第1实施方式的HDD的分解立体图。
如图所示，HDD具有大致矩形状的壳体10。壳体10具有上表面开口的矩形箱状的基体12、由多个螺钉13螺纹固定于基体12来封闭基体12的上端开口的内罩14、以及重叠配置于内罩14且周缘部焊接于基体12的外罩(顶罩)16。基体12具有与内罩14隔着间隙相对向的矩形状的底壁12a、以及沿着底壁12a的周缘立设的侧壁12b，例如由铝合金一体成形。侧壁12b包括相互相对向的一对长边壁和相互相对向的一对短边壁。在侧壁12b的上端面突出设置着大致矩形框状的固定肋12c。
内罩14例如由不锈钢形成为矩形板状。内罩14，其周缘部由螺钉13螺纹固定于侧壁12b的上表面，而固定于固定肋12c的内侧。外罩16例如由铝形成为矩形板状。外罩16形成为比内罩14稍大的平面尺寸。外罩16，其周缘部在整周焊接于基体12的固定肋12c，而气密地固定于基体12。
此外，壳体10的高度(厚度)H(参照图3)按照3.5英寸的HDD标准而形成为最大26.1mm以下。
在壳体10内，作为盘状的记录介质而设有多张例如10张磁盘18，并且，设有作为支承磁盘18并使之旋转的驱动马达的主轴马达19。主轴马达19配置于底壁12a上。各磁盘18具有：例如形成为直径96mm(3.5英寸)、厚度0.5～0.635mm的圆板状、并由非磁性体例如玻璃或铝构成的基板；以及形成于基板的上表面(第1面)和下表面(第2面)的磁记录层。在本实施方式中，采用铝的基板。各磁盘18相互同轴地嵌合于主轴马达19的后述的轴毂，而且，通过卡簧20而被夹紧。由此，磁盘18以与基体12的底壁12a平行的状态被支承。多张磁盘18通过主轴马达19而以预定的转速旋转。此外，磁盘18的搭载张数不限于10张，也可以是11张以上。
在壳体10内，设有对磁盘18进行信息的记录/再现的多个磁头17、以及将这些磁头17相对于磁盘18自如移动地支承的执行器(致动器)组件22。另外，在壳体10内，设有使执行器组件22转动和定位的音圈马达(VCM)24、在磁头17移动到磁盘18的最外周时将磁头17保持于与磁盘18分离的卸载位置的斜坡加载机构25、安装着转换连接器等电子零件的基板单元(FPC单元)21。
执行器组件22具有带透孔的执行器模块29、设置于透孔内的轴承单元(单元轴承)28、从执行器模块29延伸出来的多个例如11个臂32、安装于各臂32的悬架组件(头万向节组件，有时也称为HGA)30、以及支承于悬架组件30的磁头17。执行器模块29通过轴承单元28绕立设于底壁12a的支承轴26自如转动地被支承。
FPC单元21一体地具有弯曲成L字形状的大致矩形状的基体部21a、从基体部21a的一侧缘延伸出来的细长的带状的中继部21b、以及与中继部21b的顶端连续设置的接合部。基体部21a、中继部21b和接合部21c由柔性印刷配线基板(FPC)形成。
在基体部21a上安装后述的转换连接器、多个电容器等电子零件，与FPC的配线电连接。在基体部21a上贴附着作为加强板而发挥作用的金属板。基体部21a设置于基体12的底壁12a上。中继部21b从基体部21a的侧缘朝向执行器组件22的执行器模块29延伸。设置于中继部21b的伸出端的接合部21c贴附和螺纹固定于执行器模块29的侧面(设置面)。在接合部21c设有很多连接焊盘。执行器组件22的各磁头17经由配线部件而与接合部21c的连接焊盘电连接。
图2是表示HDD的背面侧的HDD的俯视图，图3是放大表示图2中的马达连接部的俯视图。
如图2所示，印刷电路基板40设置于基体12的底壁12a的外表面并由多个螺钉S1、S2螺纹固定于底壁12a。在本实施方式中，印刷电路基板40形成为底壁12a的面积的1/4～1/3程度的大小，设置于底壁12a的外表面中不与和磁盘18相对向的区域以及和执行器组件22的可动区域相对向的区域重叠的位置、即设置于离开这些区域的位置。在本实施方式中，印刷电路基板40设置于与设置着VCM24、FPC单元21的底壁12a的一端部相对向的区域。另外，在本实施方式中，在底壁12a的外表面形成有与印刷电路基板40相对应的形状的凹部。该凹部具有与包括安装的电子零件的印刷电路基板40的厚度相当的程度的深度，印刷电路基板40与上述凹部重叠地配置。
在印刷电路基板40，安装着与FPC单元21的连接器相连的中继连接器42、与外部设备相连的接口连接器44、马达驱动IC71、其它未图示的多个电子零件。印刷电路基板40构成控制主轴马达19的动作并经由FPC单元21而控制VCM24和磁头17的动作的控制部。
如图2所示，若使印刷电路基板40为避开磁盘相对向区域和执行器可动区域的形状，则成为具有宽度为X1的缩颈部分的形状。需要使I/F信号、DRAM信号、VCM信号、各种电源用的配线通过该缩颈部分。因此，在本实施方式中，印刷电路基板40为例如6层的多层印刷电路基板，在基板的表层形成I/F信号用的配线，在基板的内层形成DRAM信号用的配线和电源用的配线，在基板的背层形成VCM用的配线，从而实现上述配线。
另外，在印刷电路基板40，考虑到安装着马达驱动IC71的附近的基板形状为比较细长的形状而存在电路基板在IC散热片的反作用力的作用下大幅翘曲的可能性。因此，在本实施方式中，将印刷电路基板40形成为例如0.8mm厚，从而实现基板的刚性的提高。而且，通过在马达驱动IC71的附近追加固定螺钉S1，能够实现基板的翘曲防止。
在底壁12a的外表面的多个部位、例如各长边侧的侧缘部的2个部位，突出设置着预定高度的凸台部52。在各凸台部52形成有HDD固定用的螺纹孔53。另外，4个凸台部52被平面加工成其上表面(用户插口面)位于同一平面。
在设置HDD的情况下，在4个凸台部52的上表面与设置面相接触的状态下设置于设置面上。也就是说，凸台部52的上表面成为基体12的最下表面ML。
如图2和图3所示，在底壁12a立设着主轴马达19的枢轴46。枢轴46的基端部嵌合于在底壁12a贯通形成的透孔。在底壁12a的外表面，在枢轴46的周围形成有后述的预定形状的凹部50。凹部50比外表面凹陷预定深度，在该凹部50和底壁12a的外表面的边界形成台阶部54。
作为配线部件的细长的带状的柔性印刷配线基板(FPC)60贴附固定于底壁12a的外表面。FPC60具有聚酰亚胺等基体绝缘层、形成于该基体绝缘层上并形成有多个配线、连接焊盘等的导电层、以及覆盖导电层的保护层。FPC60沿着磁盘18的径向从印刷电路基板40延伸到枢轴46的附近。FPC60具有位于印刷电路基板40与底壁12a的外表面之间的第1端部60a、配置于凹部50内的第2端部60b、设置于第1端部60a的多个例如4个第1连接焊盘62a、以及设置于第2端部60b的多个例如4个第2连接焊盘62b。第1连接焊盘62a和第2连接焊盘62b经由FPC60的配线而电连接。
第1端部60a和第1连接焊盘62a配置于比磁盘18的外周靠外侧的位置。第1连接焊盘62a通过焊料而接合于印刷电路基板40，与印刷电路基板40电连接。如后述那样，在第2连接焊盘62b，通过焊料而接合着从主轴马达19的线圈引出的引线W。而且，在凹部50中填充着粘接剂AD，覆盖第2端部62b和焊料接合部。
图4是沿着图2的线A-A的HDD的剖视图。在图4中，直线ML示出基体12的最下表面。如上述那样，壳体10的最大高度H、即最下表面ML与外罩(顶罩)16的上表面之间的高度H按照3.5英寸的HDD标准而形成为最大高度26.1mm以下。
如图所示，在一个例子中，主轴马达19具有与底壁12a大致垂直地立设的枢轴46、绕枢轴46旋转自如地被支承的大致圆筒状的主轴轴毂64、固定于底壁12a并配置于枢轴46的周围的定子线圈CS、以及安装于主轴轴毂64的内周面并与定子线圈CS相对向的圆筒状的磁体M。
枢轴46的基端部***嵌合于在底壁12a形成的透孔67中。
主轴轴毂64具有与枢轴46同轴的外周面、以及一体形成于外周面的下端(底壁12a侧的端)的环状的凸缘65。凸缘65具有供磁盘18载置的环状的盘搭载面72。主轴轴毂64的下端和凸缘65例如隔着0.4mm左右的间隙而与底壁12a的内面相对向。
磁盘18在主轴轴毂64插通于其内孔的状态下卡合于主轴轴毂64的外周面。另外，环状的分隔圈66装配于主轴轴毂64的外周面并夹在相邻的2张磁盘18之间。多个磁盘18和多个分隔圈66依次配置于主轴轴毂64的凸缘65上，在交替重叠的状态下安装于主轴轴毂64。通过安装于主轴轴毂64的上端的卡簧20而将多个磁盘18的内周部和分隔圈66向凸缘65侧按压。由此，10张磁盘18相互隔着预定的间隔在层叠状态下固定于主轴轴毂64，能与主轴轴毂64一体旋转地被支承。10张磁盘18隔着预定的间隔、相互平行且与底壁12a大致平行地被支承。
如图3和图4所示，在底壁12a的外表面，在位于枢轴46的周围的区域形成有圆弧状的凹部50。在本实施方式中，凹部50设置于与定子线圈CS相对向的区域。在凹部50与底壁12a的外表面的边界设有台阶部(斜坡)54。在本实施方式中，在将从枢轴46的中心轴线到凸缘65的内周侧端缘为止的半径设为R2(在一个例子中，为12.07mm)的情况下，台阶部54设置于比半径R2小的半径R1的半径位置。也就是说，台阶部54和凹部50设置于比凸缘65的内周侧端缘小的半径区域、即凸缘65的内周侧端缘与枢轴46之间的区域。
台阶部54的高度(＝凹部50的深度)在一个例子中形成为0.6mm。在本实施方式中，台阶部54为相对于与底壁12a的外表面垂直的方向倾斜大约45度的斜坡。
在底壁12a的与定子线圈CS相对向的位置，设有多个例如4个透孔70。4个透孔70分别贯通底壁12a而在凹部50的底面开口。从定子线圈CS引出的引线W通过透孔70而导出到凹部50。
贴附于底壁12a的外表面的FPC60的第2端部60b通过台阶部(斜坡)54延伸到凹部50内并贴附于斜坡54和凹部50的底面。引线W通过焊料S而分别焊料接合于第2端部60b的4个第2连接焊盘62b。由此，定子线圈CS经由FPC60而与印刷电路基板40电连接。
而且，在凹部50和透孔70中填充着粘接剂AD。粘接剂AD覆盖第2端部60b、焊料接合部和引线W并气密地密封各透孔70。粘接剂AD由台阶部54来防止向外侧的扩散，仅填充配置于凹部50内。粘接剂AD设置于凹部50内，所以，粘接剂AD的***部分不超过基体12的最下表面ML地收敛于最下表面以下。
底壁12a的外表面尤其是FPC60的贴附面的高度、即贴附面和最下表面ML的间隔在与凸缘65相对向的区域不再需要考虑粘接剂AD的***，所以，只要考虑FPC60的厚度量的空间设定即可，能设定为0.5mm左右。另外，在上述区域中，能使底壁12a的外表面降低与减少间隔相应的量、即凹部50的深度0.6mm。
根据以上那样构成的第1实施方式的HDD，做成在形成于底壁12a的外表面的凹部50内配置FPC60的第2端部60b而且在凹部50内填充涂层用的粘接剂AD的构成，从而粘接剂AD的***部分不超过基体12的最下表面ML而能够消除HDD的平置时的晃动、装置高度超过标准值。另外，能使底壁12a的外表面降低与凹部50的深度相应的量，从而能使凸缘65的盘搭载面72的高度位置降低。由此，能实现磁盘搭载张数的增加或磁盘间隔的增加，从而能够得到能搭载10张以上的磁盘的HDD。
与凸缘65相对向的区域(相对向区域)的底壁12a的壁厚T1能够维持与以往相同的厚度，所以，不会出现给基体12的铸造性带来不良影响的问题。能铸造会成为泄漏通道的铸造气孔非常少的、能耐受住长期的氦的密封的、高品质的基体12。
而且，在本实施方式中，通过使台阶部54为斜向地倾斜的斜坡，能够兼顾FPC60的平滑的贴附和防止粘接剂AD的过度扩散的效果。
接下来，对本发明的其它实施方式的HDD进行说明。在以下所述的其它实施方式中，对与前述的第1实施方式相同的部分赋予相同的参照标号并省略或简化其详细说明，以与第1实施方式不同的部分为中心进行说明。
(第2实施方式)
图5是第2实施方式的HDD的剖视图。
在第2实施方式中，如图5所示，底壁12a的外表面的高度与第1实施方式相同，底壁12a的壁厚T1在铸造时采用与以往同等的1.1mm。而且，在底壁12a的内面中，通过机械加工将与凸缘65相对向的区域切削0.3mm，使底壁12a的壁厚T1为0.8mm左右。代替地，使凸缘65的设置位置向底壁12a侧降低以使得凸缘65的盘搭载面72的高度下降0.9mm。此时，从基体12的最下表面ML到盘搭载面72为止的高度(间隔)为3.7mm以下、例如3.655mm。
在第2实施方式中，印刷电路基板40与上述第1实施方式同样地形成和配置。也就是说，印刷电路基板40形成为底壁12a的面积的1/4～1/3程度的大小，设置于底壁12a的外表面中不与和磁盘18相对向的区域以及和执行器组件22的可动区域相对向的区域重叠的位置、即设置于离开这些区域的位置。另外，在实施方式中，印刷电路基板40与形成于底壁12a的外表面的凹部重叠地配置。
在上述构成的HDD中，基体12的铸造时的底壁12a的壁厚为1.1mm，与以往相同，所以，维持与以往同等的铸造性。若使凸缘65的壁厚、以及凸缘65与底壁12a之间的间隙与以往的HDD同等，则能够使凸缘65的盘搭载面72的高度位置降低0.9mm。因此，能与0.9mm相应地，增加磁盘的搭载张数。在一个例子中，在凸缘65的盘搭载面72上层叠配置10张0.5mm厚的磁盘和9张厚度为1.58mm的分隔圈的情况下，它们的合计层叠厚度为0.5×10+1.58×9＝19.22mm，能几乎不改变磁盘的最上表面的高度地搭载10张磁盘。
此外，与印刷电路基板40相连的FPC60的第1端部60a和第1连接焊盘62a配置于磁盘18的半径R的外侧的区域。因此，在凸缘65的盘搭载面72降低0.9mm时，无需在底壁12a的磁盘18正下的区域设置底壁12a的壁厚非常薄的部分，能够维持基体12的铸造性。
在本实施方式中，从基体最下表面到盘最下表面为止的高度比以往的磁盘装置低0.9mm，所以，难以将印刷电路基板40配置于与磁盘相对向的区域。于是，在本实施方式中，如上述那样，将印刷电路基板40设置于不与和磁盘18相对向的区域以及和执行器组件22的可动区域相对向的区域重叠的位置。由此，既能在磁盘正下的区域也确保满足He密封所需的铸造性的基体壁厚，又能在壳体10内搭载10张以上的磁盘18。
此外，在第2实施方式中也能得到与前述的第1实施方式相同的作用效果。
(第1变形例)
参照图5，对上述的第2实施方式的第1变形例进行说明。根据第1变形例，使与凸缘65相对向的底壁12a的区域的机械加工量增加0.1mm，使加工后的底壁12a的壁厚为0.7mm。另外，将凸缘65与底壁12a之间的间隙从0.4mm缩小到0.25mm。而且，将凸缘65的壁厚从1.92mm缩小到1.72mm。由此，能够使凸缘65的盘搭载面72的高度位置降低1.35mm。从基体12的最下表面ML到盘搭载面72为止的高度(间隔)为3.7mm以下、例如3.17mm。
在第1变形例中，例如在凸缘65的盘搭载面72上层叠配置10张厚度为0.635mm的磁盘和9张厚度为1.484mm的分隔圈的情况下，它们的合计的层叠厚度为0.635×10+1.484×9＝19.706mm，能几乎不改变磁盘的最上表面的高度地搭载10张磁盘18。
本发明不限于上述的实施方式和变形例，在实施阶段，在不脱离其要旨的范围内能够使构成要素变形地将其具体化。另外，通过上述实施方式所公开的多个构成要素的适当组合，能够形成各种发明。例如，也可以从实施方式所示的全部构成要素中删除几个构成要素。而且，可以适当组合不同的实施方式的构成要素。
在上述的实施方式和变形例中，磁盘的设置张数不限于10张，也可以是11张以上。磁盘的厚度不限于0.635mm或0.5mm，根据需要，也能进行各种改变。同样地，磁盘的直径不限于96mm，也可以是例如95mm或97mm。供定子线圈的引线通过的透孔的数量不限于4个，也可以是3个以下。凸台部52的抵接面不限于加工面，也可以是一部分或全部为铸造面。粘接剂不限于1种，也可以复合使用2种以上的粘接剂。例如，可以在透孔70内填充密闭性高的粘接剂而在凹部50涂敷其它种类的粘接剂。

Claims (9)

1.一种盘装置，具有：
壳体，该壳体具备具有底壁的基体和固定于所述基体的罩；
马达，该马达具有立设于所述底壁的枢轴、旋转自如地支承于所述枢轴的轴毂、以及设置于所述枢轴的周围的线圈，该轴毂具有与所述枢轴同轴的外周面和设置于所述外周面的所述底壁之侧的端部的环状的凸缘；
与所述凸缘重叠地安装于所述轴毂的多张磁盘；
转动自如地设置于所述壳体内的头执行器，该头执行器具有分别对所述磁盘进行信息处理的多个磁头；
设置于与所述磁盘的外周缘的外侧的区域相对向的位置并与所述底壁的外表面相对向地配置的印刷电路基板；以及
贴附于所述底壁的外表面并与所述印刷电路基板和所述马达的所述线圈电连接的配线基板；
所述底壁具有在所述外表面形成于与所述凸缘的内周端缘和所述枢轴之间的区域相对向的区域的凹部、位于所述外表面与所述凹部之间的边界部的台阶部、以及分别贯通形成于所述底壁并在所述凹部开口的多个透孔；
所述配线基板具有配置于所述凹部内的一端部、设置于所述一端部的多个连接焊盘、与所述磁盘的外周缘的外侧的区域相对向的另一端部和设置于所述另一端部的连接焊盘，所述另一端部和连接焊盘接合于所述印刷电路基板；
所述线圈具有通过所述透孔而导出到所述凹部内并通过焊料而接合于所述连接焊盘的多个引线；
所述盘装置还具有填充于所述凹部和所述透孔的粘接剂，该粘接剂覆盖所述一端部和焊料接合部并密封所述透孔。
2.如权利要求1所述的盘装置，
所述凸缘具有载置着所述磁盘的环状的盘搭载面；
从所述基体的最下表面到所述盘搭载面为止的高度为3.7mm以下。
3.如权利要求1所述的盘装置，
所述凹部的深度为0.5mm以上且0.7mm以下。
4.如权利要求1所述的盘装置，
所述台阶部形成相对于与所述底壁的外表面垂直的方向倾斜的斜坡。
5.如权利要求1所述的盘装置，
厚度为0.635mm、直径为3.5英寸的磁盘在所述凸缘上层叠10张并支承于所述轴毂。
6.如权利要求1所述的盘装置，
所述壳体被封入密度比空气低的低密度气体。
7.如权利要求1所述的盘装置，
所述凸缘具有载置着所述磁盘的环状的盘搭载面；
从所述基体的最下表面到所述盘搭载面为止的高度为3.2mm以下。
8.如权利要求1所述的盘装置，
所述粘接剂包括2种以上的粘接剂。
9.如权利要求1所述的盘装置，
所述壳体具有按3.5英寸的盘装置的标准而规定的最大高度26.1mm以下的高度。
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