在製造過程中改變組件內部氣體的組成和/或密度的製作方法
2023-07-27 17:52:26 2
專利名稱：在製造過程中改變組件內部氣體的組成和/或密度的製作方法
技術領域：
本發明涉及在製造過程中改變組件(例如硬碟驅動器)內部氣體的組成和/或密度。
背景技術：
硬碟驅動器的操作會受磁碟驅動器介質與該硬碟驅動器磁頭組件周圍氣體組成和密度的影響。因為硬碟驅動器的磁頭組件在磁碟表面上方飛行，磁頭組件透過其飛行的氣體的組成和密度會影響磁頭組件結合氣體的顫振、共振以及其他關鍵參數。相似地，旋轉磁碟介質周圍氣體的組成和密度會影響旋轉磁碟介質所致的湍流。因為氣體對磁碟驅動器操作的影響，磁碟驅動器磁頭和介質周圍氣體的組成和密度很多情況下需要在磁碟驅動器製造過程中進行控制。現代硬碟驅動器往往包括硬碟驅動器活動部件周圍的密封機罩，控制這些組件周圍氣體的組成和密度可以包括控制密封機罩內部氣體的組成和/或密度。控制密封磁碟驅動器機罩內部氣體的組成和/或密度的已知方法包括降低磁碟驅動器機罩內空氣的密度，或在某些製造工序中把氣體(例如氦氣)引入磁碟驅動器機罩。對存在於機罩內部氣體的組成和/或密度的操縱已經通過把整個機罩放置到氣體壓強和組成受控的室內，或由透過硬碟驅動器機罩中一個或多個孔隙來交換氣體在不同程度上得以實現。在透過硬碟驅動器機罩內孔隙交換氣體的情況下，一個或多個孔隙永久性地或只是在製造期間配有閥門。在其他情況下，密封標籤可用於暫時地或永久性地打開和關閉一個或多個孔隙。交換硬碟驅動器機罩內部氣體的一些已知方法包括同時在室中處理一批硬碟驅動器，或包括手工操作來交換氣體，或包括額外的工序以完成，或包括添加昂貴組件至硬碟驅動器。
發明內容
通常，本發明涉及在製造過程中改變組件(例如硬碟驅動器)內部氣體的組成和/或密度。本發明的一個方面重點介紹一種改變硬碟驅動器內部氣體的組成和/或密度的方法。該方法包括放置至少一根管接觸到硬碟驅動器內部，並且通過這至少一根管來交換氣體。氣體的交換大致與另一個硬碟驅動器製造工序同時進行。本發明的另一個方面提供了一種改變硬碟驅動器內部氣體的組成和/或密度的方法。該方法包括放置至少一根管接觸到硬碟驅動器內部，並且通過這至少一根管來交換氣體。這至少一根管與該硬碟驅動器內部之間的接觸是通過該硬碟驅動器上的至少一個自封口膜來進行的。這些方法的具體實施可以包括下列一個或多個特徵。在某些具體實施中，這至少一根管與該硬碟驅動器內部之間的接觸是通過該硬碟驅動器上的至少一個自封口膜來進行的。這些方法可以由自動化機械進行。在某些具體實施中，這至少一個自封口膜包含(例如，構成於)彈性體。在某些具體實施中，這至少一個自封口膜包含選自橡膠、丁基合成橡膠、矽樹脂以及含氟彈性體(例如VitonkO的材料。
門進行的。在某些具體實施中，這至少一根管包括至少第一管和第二管。在一些情況下，交換氣體包括將一種或多種氣體通過第一管引入硬碟驅動器以及將一種或多種氣體通過第二管從硬碟驅動器抽空。氣體的交換可以通過感測從硬碟驅動器抽空的氣體的組成或密度來控制，並且當組成或密度達到預定標準時終止氣體的交換。在某些具體實施中，氣體的交換進行預定量的時間。在某些具體實施中，氣體的交換進行到交換了預定體積的氣體為止。在某些具體實施中，交換氣體包括啟動氣體交換機構。在另一方面，本發明提供了用於交換硬碟驅動器內部氣體的一種裝置。該裝置包括用於攜帶氣體或真空的至少一根管，以及將該至少一根管與硬碟驅動器內部接觸的可操作機構。這至少一根管和該機構用於使該管穿透這硬碟驅動器上的自封口膜。該裝置的具體實施可以包括下列一個或多個特徵。在某些具體實施中，將這至少一根管與硬碟驅動器內部接觸的機構適於限定這至少一根管的穿透深度。在某些具體實施中，該裝置還包括用於感測流經這至少一根管的氣體組成的傳感器。在某些具體實施中，該裝置還包括用於感測流經這至少一根管的氣體體積流量的傳感器。在某些具體實施中，這至少一根管包括用於攜帶氣體或真空的第一管，以及用於攜帶氣體或真空的第二管。該第一管用於將氣體注入硬碟驅動器，而該第二管用於將氣體從同一硬碟驅動器中抽空。根據另一方面，硬碟驅動器包括覆蓋了該硬碟驅動器外部和該硬碟驅動器內部之間至少一個孔隙的至少一個自封口膜。該硬碟驅動器的具體實施可以包括下列一個或多個特徵。在某些具體實施中，這至少一個孔隙和這至少一個自封口膜用於允許該硬碟驅動器外部和該硬碟驅動器內部之間的氣體通過致使穿透這自封口膜的管進行交換。在某些具體實施中，這至少一個自封口膜具有基本上不影響該硬碟驅動器適用性的足夠厚度。
在某些具體實施中，這至少一個自封口膜包含(例如，構成於)彈性體。 在某些具體實施中，這至少一個自封口膜包含選自橡膠、丁基合成橡膠、矽樹脂以及含氟彈性體(例如Viton'O的材料。在某些具體實施中，該自封口膜適於具有充分的柔性以允許硬碟驅動器內部和外部的氣壓平衡。具體實施可包括下列一個或多個優點。某些具體實施允許多個製造工序基本上異步進行，以保持製造工藝的連續性。保持連續流的一個優點是它使空閒時間最小化，這空閒時間是指部分完成的硬碟驅動器等待下一個工序的時間。空閒時間可能是對工廠空間和庫存成本的低效利用。在某些具體實施中，提供了可以連續工作的製造方法，該製造方法與工序的自動 化兼容，添加了很少的或沒有附加工序，並且只向硬碟驅動器添加了非常低成本的組件。在某些具體實施中，提供了使用自動化注入和/或從硬碟驅動器抽空氣體的方法，該方法以這樣的方式實施其可以在其他一些硬碟驅動器製造工序期間執行。在某些具體實施中，提供了可以作為獨立自動化步驟進行操作的方法，該方法與許多可選方案相比持續時間短。在某些具體實施中，提供了可以作為手動工序的一部分進行操作的方法，該方法與許多可選方案相比持續時間短並且錯誤可能性低。其他的方面、特徵和優點在說明、附圖以及權利要求書中。
圖I為硬碟驅動器的透視圖。圖2為端部執行器組件的透視圖。圖3為硬碟驅動器測試儀的透視圖。圖4為應用有本發明的自封口膜的硬碟驅動器透視圖。圖5為端部執行器組件的透視圖，該組件包括圖示處於靜止位置的樞轉氣體交換機構。圖6為端部執行器組件的透視圖，該組件包括圖示處於接合位置的樞轉氣體交換機構。圖7為端部執行器組件以及相關的氣體處理和氣體感測設備示意圖。不同附圖中的類似參考符號表示類似的元件。
具體實施例方式參見圖1，硬碟驅動器400包括包封磁碟介質的上蓋440、磁頭懸浮組件(HGA)以及圖I中未示出的硬碟驅動器其他部分。上蓋440可以包括一個或多個允許氣體在硬碟驅動器機罩的內部和外部之間交換的孔隙430。在製造過程的最後，孔隙430可以用密封標籤410蓋上，以防止汙染物進入硬碟驅動器400。硬碟驅動器400還可包括排氣孔450，其在硬碟驅動器400工作壽命期間起到平衡內部和外部氣壓的作用。當排氣孔450存在時，內部過濾器、柔性膜或曲徑連接可以用於防止汙染物進入硬碟驅動器400。在一些硬碟驅動器製造工藝中，硬碟驅動器400可以由自動輸送器(參見例如零件610，圖3)所輸送。參見圖2，該自動輸送器可能包括端部執行器組件200，其可能包括攝像頭220、光源230和機械致動器210。硬碟驅動器400可以由端部執行器組件200通過機械致動器210夾持的託架300 (圖3)所託載。參見圖3，在一些硬碟驅動器製造工藝中，附接到端部執行器200的自動輸送器610可能會構成較大製造系統(例如硬碟驅動器測試系統600)的一部分。這樣的系統可能用自動輸送器610來把磁碟驅動器從輸入/輸出站620往返輸送到封裝在支架640中的測試槽630。在圖3不出的實例中，自動輸送器610將磁碟驅動器託載在託架300中，由端部執行器組件200所夾持。 參見圖4，在某些具體實施中，硬碟驅動器400在其上蓋440中有孔隙430，所述孔隙從硬碟驅動器400的內部空間延伸到外部，各自為自封口膜420所覆蓋。自封口膜420可基本上由彈性體或彈性體混合物構成。在某些具體實施中，該自封口膜可能是醫學中稱為「隔膜密封」(septa seal)的類型，其為分隔兩個區域的膜，該膜可以被針、套管等刺破，並且其在移除穿孔元件後自動封口。例子為可得自SSP公司的Longevity 隔膜。自封口膜420可基本上由合適的彈性體構成，該彈性體包括(但不限於)天然橡膠、丁基合成橡膠、 矽樹脂、含氟彈性體(例如Viton'K);或其他自封口材料。自封口膜420以這樣的方式進行應用連同上蓋440 —起圍繞硬碟驅動器400形成了大致氣密性的密封。自封口膜420可以是這樣的厚度其可在硬碟驅動器400壽命內留在原位，不妨礙硬碟驅動器400的適用性。要實現這樣的厚度，同時還足夠形成大致氣密性的密封，使自封口膜420部分侵入硬碟驅動器400內部可能是有益的。或者，如果自封口膜420不足以形成具有足夠效力或持續時間的大致氣密性的密封，可以應用密封標籤來覆蓋或替代自封口膜420，作為某些最後的硬碟驅動器製造工序的一部分。在某些具體實施中，使用自封口膜420來覆蓋孔隙430可省卻對排氣孔450以及任何相應過濾器的需求。自封口膜420的柔韌性可能足以平衡硬碟驅動器400內側和外側的壓力。參見圖5，在某些具體實施中，所示端部執行器組件200夾持著固定了硬碟驅動器400的託架300。還顯示端部執行器組件200具有包括兩個L形組件500的樞轉氣體交換機構，每個L形組件都包括中空針510。所示L形組件500處於中空針510固定在不接觸硬碟驅動器400的位置。在此位置，存在於硬碟驅動器(400)機罩內部的氣體保持任何密度和組成都可以，並且硬碟驅動器400可以基本上無阻礙地移入或移出託架300。參見圖6，在某些具體實施中，所示端部執行器組件200的這兩個L形組件500已被啟動，使得中空針(510)穿透自封口膜420。在此位置，可在正壓或負壓下施加氣體或真空穿過中空針510的一根或兩根，來進行存在於硬碟驅動器400內部的氣體的交換或抽空。參照圖7，中空針510通過軟管、管、導管、管道或其他導氣裝置710連接到其他氣體處理設備720。該連接可能包含閥門730或其他控制氣體流速的裝置，以及用於感測流入或流出硬碟驅動器400的氣體組成、流量或體積的氣體感測設備740。氣體處理設備720可以是(但不限於)真空泵、氣罐、氣體發生器和壓縮機中的一種。氣體感測設備740可以是(但不限於)質量流量控制器、氣體光譜分析儀和氧傳感器中的一種。L形組件500可以為結合到端部執行器組件200的電動、機械或氣動式裝置所啟動。L形組件500可以相似地通過相反的電動、機械或氣動式裝置進行回縮。中空針510優選適於和自封口膜一同使用的不取心型，以及這樣的長度它們穿透硬碟驅動器400的長度由L形組件500的肩狀物限制為足夠穿透自封口膜420，但不足以損壞硬碟驅動器400的任何內部元件的距離。在某些具體實施中，一種新的氣體交換工藝將與硬碟驅動器測試系統600中現有的硬碟驅動器製造工序結合，如下所示I.將硬碟驅動器400通過輸入/輸出站620引入硬碟驅動器測試系統600。2.自動輸送器610通過先從空測試槽630取回託架300，然後將硬碟驅動器400從輸入/輸出站620轉移到託架300，從而從輸入/輸出站620取回硬碟驅動器400。L形組件500在整個這一步是回縮的，所以硬碟驅動器400可以無阻礙地轉移到託架300。3.硬碟驅動器400從輸入/輸出站620移除之後，L形組件500立即被啟動。這一啟動導致L形組件500繞樞軸向硬碟驅動器400頂部轉動，以使得中空針510穿透自封口膜 420。
4.由於硬碟驅動器400從輸入/輸出站620輸送到測試槽630,該氣體處理設備被啟動以引起氣體交換或抽空，目的是改變硬碟驅動器400內部氣體的組成、密度或兩者。在某些具體實施中，氣體交換或抽空可能為時間和流量所限制。在其他的具體實施中，氣體或真空交換可能為體積所限制。在另外一些具體實施中，氣體交換或抽空可能受到感測流出硬碟驅動器400的氣體組成，以及保持氣體流量直到氣體的組成和密度達到預定標準的時間所限制。5.在該硬碟驅動器插入測試槽630之前，L形組件500是回縮的。此回縮導致L形組件500繞樞軸轉離硬碟驅動器400，從而導致自封口膜420密封，並且硬碟驅動器400可用於無阻礙地插入測試槽630。在某些具體實施中，一系列相似的操作致使硬碟驅動器400中的氣體在從測試槽630輸送至輸入/輸出站620時被交換或抽空。在某些具體實施中，作為稍後工序的一部分，自封口膜420可能為粘合劑密封標籤所覆蓋或替代。在某些具體實施中，作為先前製造工序的一部分，排氣孔450可能被覆蓋。在某些具體實施中，作為稍後製造工序的一部分，排氣孔450可能被去覆蓋。已經描述了本發明的多個具體實施。然而，應當理解，可以在不脫離本發明的精神和範圍的前提下進行多種修改。例如，在某些具體實施中，氣體交換可以通過如下方式進行通過兩個孔隙430中的第一個注入壓縮氣體，並且通過兩個孔隙430中的第二個抽空先前的氣體。在某些具體實施中，可能存在單個孔隙430，而且氣體交換通過如下方式進行首先通過單孔隙430基本上抽空所有氣體，隨後通過相同孔隙430注入氣體。在某些具體實施中，可能存在超過兩個孔隙430和自封口膜420。在某些具體實施中，該工藝或裝置可以用於改變硬碟驅動器機罩內部氣體的密度，直到並包括創建真空。在某些具體實施中，中空針510的一個或兩個可以為套管、管道或其他載氣管所替代。在某些具體實施中，L形組件500可具有足以攜帶中空針510的其他形狀。在某些具體實施中，中空針510或其等同物穿透自封口膜420的動作不是繞樞軸的，而是線性的、或旋轉的、或其他一些足以將中空針510的頂端穿過自封口膜420平移足夠距離到硬碟驅動器400內的動作。在某些具體實施中，自封口膜420的一者或多者為機械閥門(例如球形閥、擋板閥、簧片閥或任何其他只要硬碟驅動器400內部氣壓超過周圍環境氣壓就將保持關閉的閥門)所替代。在這種情況下，如果要求該閥門保持關閉，任何用於交換硬碟驅動器400內部氣體的工藝必須以硬碟驅動器400內部氣壓超過周圍環境氣壓的狀態結束。在某些具體實施中，自封口膜420的一者或多者為機械閥門(例如球形閥、擋板閥、簧片閥或任何其他只要硬碟驅動器400內部氣壓小於周圍環境氣壓就將保持關閉的閥門)所替代。在這種情況下，如果要求該閥門保持關閉，任何用於交換或抽空硬碟驅動器400內部氣體的工藝必須以硬碟驅動器400內部氣壓小於周圍環境氣壓的狀態結束。在某些具體實施中，導致中空針510穿透自封口膜420的動作為移動硬碟驅動器400，而不是移動L形組件500。
在某些具體實施中，硬碟驅動器400直接為機械致動器所夾持，或靜態固定在夾具中，或通過固定在託架300中以外的方法提供給氣體交換或抽空機構。在某些具體實施中，孔隙430和自封口膜420的位置可以是硬碟驅動器400上除了上蓋440上的其他地方。在某些具體實施中，氣體交換或抽空工藝是在除了輸送到硬碟驅動器測試儀600內部之外的某些硬碟驅動器製造工序期間執行的，該工序包括(但不限於)其他一些類型的硬碟驅動器製造設備內部的輸送或其他一些處理操作；圍繞製造設施輸送硬碟驅動器400 ；將硬碟驅動器400加載到輸送機或從輸送機卸載；在硬碟驅動器400的測試過程中，例如在測試槽630內部；以及在某些製造工藝期間在潔淨室內部。在某些具體實施中，氣體交換或抽空工藝是作為獨立製造工序執行的，不與其他一些製造工序相結合。在這類具體實施中，本發明簡單、快速和減少的錯誤發生率特徵仍然是在現有工藝之上的提聞。在某些具體實施中，氣體交換或抽空工藝基本上是手動執行的，手動執行如下任何或所有操作L形組件500的啟動；氣體交換或抽空；以及L形組件500的脫離。在這類氣體交換或抽空工藝的手動具體實施中，本發明簡單、快速和減少的錯誤發生率特徵仍然是在現有工藝之上的提高。因此，其他具體實施在以下權利要求書的範圍內。
權利要求
1.一種改變硬碟驅動器內部氣體組成和/或密度的方法，所述方法包括 將至少一根管與硬碟驅動器內部接觸；以及 通過所述至少一根管交換氣體； 其中所述氣體的交換大致與另一個硬碟驅動器製造工序同時進行。
2.根據權利要求I所述的方法，其中所述至少一根管與所述硬碟驅動器內部之間的接觸是通過所述硬碟驅動器上的至少一個自封口膜來進行的。
3.根據權利要求2所述的方法，其中所述方法是由自動化機械進行的。
4.根據權利要求2所述的方法，其中所述至少一個自封口膜包含彈性體。
5.根據權利要求4所述的方法，其中所述至少一個自封口膜包含選自橡膠、丁基合成橡膠、矽樹脂以及含氟彈性體的材料。
6.根據權利要求I所述的方法，其中所述至少一根管與所述硬碟驅動器內部之間的接觸是通過單向閥門進行的。
7.根據權利要求I所述的方法，其中所述方法是由自動化機械進行的。
8.根據權利要求I所述的方法，其中所述至少一根管包括至少第一管和第二管。
9.根據權利要求8所述的方法，其中交換氣體包括 將一種或多種氣體通過所述第一管引入所述硬碟驅動器；以及 將一種或多種氣體通過所述第二管從所述硬碟驅動器抽空。
10.根據權利要求9所述的方法，其中所述氣體的交換是受控的 感測從所述硬碟驅動器抽空的所述氣體的組成或密度；以及 當所述組成或密度達到預定標準時終止所述氣體的交換。
11.根據權利要求I所述的方法，其中所述氣體的交換進行預定量的時間。
12.根據權利要求I所述的方法，其中所述氣體的交換進行到交換了預定體積的氣體為止。
13.根據權利要求I所述的方法,其中交換氣體包括啟動氣體交換機構。
14.一種改變硬碟驅動器內部氣體的組成和/或密度的方法，所述方法包括 將至少一根管與硬碟驅動器內部接觸；以及 通過所述至少一根管交換氣體； 其中所述至少一根管與所述硬碟驅動器內部之間的接觸是通過所述硬碟驅動器上的至少一個自封口膜來進行的。
15.根據權利要求14所述的方法，其中所述方法是由自動化機械進行的。
16.根據權利要求14所述的方法，其中所述至少一個自封口膜包含彈性體。
17.根據權利要求14所述的方法，其中所述至少一個自封口膜包含選自橡膠、丁基合成橡膠、矽樹脂以及含氟彈性體的材料。
18.根據權利要求14所述的方法，其中所述至少一根管包括至少第一管和第二管。
19.根據權利要求18所述的方法，其中交換氣體包括 將一種或多種氣體通過所述第一管引入所述硬碟驅動器；以及 將一種或多種氣體通過所述第二管從所述硬碟驅動器抽空。
20.根據權利要求19所述的方法，其中所述氣體的交換受控於 感測從所述硬碟驅動器抽空的所述氣體的組成或密度；並且當所述組成或所述密度達到預定標準時終止所述氣體的交換。
21.根據權利要求14所述的方法，其中所述氣體的交換進行預定量的時間。
22.根據權利要求14所述的方法，其中所述氣體的交換進行到交換了預定體積的氣體為止。
23.根據權利要求14所述的方法，還包括啟動氣體交換機構來通過所述至少一根管交換所述氣體。
24.一種用於交換硬碟驅動器內部氣體的裝置，包括 至少一根適於攜載氣體或真空的管；以及 將所述至少一根管與硬碟驅動器內部接觸的可操作機構； 其中所述至少一根管和所述機構用於使所述管穿透所述硬碟驅動器上的自封口膜。
25.根據權利要求24所述的裝置，其中將所述至少一根管與所述硬碟驅動器內部接觸的所述機構適於限定所述至少一根管的穿透深度。
26.根據權利要求24所述的裝置，還包括用於感測流經所述至少一根管的所述氣體組成的傳感器。
27.根據權利要求24所述的裝置，還包括用於感測流經所述至少一根管的所述氣體體積流量的傳感器。
28.根據權利要求24所述的裝置，其中所述至少一根管包括 用於攜載氣體或真空的第一管；以及 用於攜載氣體或真空的第二管， 其中所述第一管用於把氣體注入硬碟驅動器，而所述第二管用於把氣體從所述同一硬碟驅動器中抽空。
29.一種硬碟驅動器，其包括覆蓋了所述硬碟驅動器外部和所述硬碟驅動器內部之間至少一個孔隙的至少一個自封口膜。
30.根據權利要求29所述的硬碟驅動器，其中所述至少一個孔隙和所述至少一個自封口膜適於允許所述硬碟驅動器外部與所述硬碟驅動器內部之間的氣體通過致使穿透所述自封口膜的管進行交換。
31.根據權利要求30所述的硬碟驅動器，其中所述至少一個自封口膜具有基本上不影響所述硬碟驅動器適用性的足夠厚度。
32.根據權利要求29所述的硬碟驅動器，其中所述至少一個自封口膜包含彈性體。
33.根據權利要求29所述的硬碟驅動器，其中所述至少一個自封口膜包含選自橡膠、丁基合成橡膠、矽樹脂以及含氟彈性體的材料。
34.根據權利要求29所述的硬碟驅動器，其中所述自封口膜適於具有充分的柔性以允許所述硬碟驅動器內部和外部的氣壓平衡。
全文摘要
本發明涉及一種改變硬碟驅動器內部氣體組成和/或密度的方法。所述方法包括將至少一根管與硬碟驅動器內部接觸，並且通過所述至少一根管來交換氣體。所述氣體的交換大致與另一個硬碟驅動器製造工序同時進行。
文檔編號G11B5/84GK102812515SQ201180015179
公開日2012年12月5日 申請日期2011年4月20日 優先權日2010年4月23日
發明者菲利普·坎貝爾, 彼得·馬蒂諾, 布萊恩·S·梅洛, 埃裡克·L·特呂本巴赫 申請人:泰拉丁公司