專利名稱：用于數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的金屬注?；闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。特別是，本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的基座。
背景技術(shù)：
盤驅(qū)動器是典型的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。盤驅(qū)動器包括具有基座和蓋子的封閉各種組件的剛性外殼。這些組件包括一個或多個盤，它們具有用可磁化介質(zhì)涂布的數(shù)據(jù)表面，用于在多個圓形的同心數(shù)據(jù)軌道中存儲數(shù)字信息。這些盤可安裝于主軸電動機上，該主軸電動機使得盤旋轉(zhuǎn)并使得盤的數(shù)據(jù)表面在各空氣動力學(xué)軸承盤磁頭滑動器下方通過?；瑒悠骶哂写艙Q能器，它將信息寫到盤的數(shù)據(jù)表面并從其讀取信息。
組件還包括致動器機構(gòu)，它將滑動器移動越過盤的數(shù)據(jù)表面。致動器機構(gòu)包括諸如音圈電動機(VCM)的電動機、磁道訪問臂和支承滑動器的懸架。操作音圈電動機以便繞致動器樞軸中心移動致動器機構(gòu)，使得滑動器從軌道移動到軌道地越過盤的數(shù)據(jù)表面。
盤驅(qū)動器的基座是通常提供剛性和精確平臺的復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)，如上所述多個機械和電子組件安裝于該平臺上。通常，較小形狀因數(shù)的盤驅(qū)動器包括由沖壓鋼制成的基座。沖壓鋼基座可以節(jié)省成本并具有較高的強度。但是，沖壓鋼基座有許多限制。如果在沖壓后不進(jìn)行加工，很難實現(xiàn)基座不同部分處的厚度變化并且實際上不可能實現(xiàn)較小的轉(zhuǎn)角半徑。事實上，沖壓基座設(shè)計包括需要高厚度變化率的通孔。通孔的存在造成了附加的密封成本和潛在的泄漏問題。
基座包括通過純沖壓技術(shù)不可能實現(xiàn)的用于盤驅(qū)動器的各種應(yīng)用的多種結(jié)構(gòu)。通常，壓入配合組件與沖壓基座配合以滿足這些盤驅(qū)動器應(yīng)用需要。但是，在基座中形成合適的螺紋用于接納壓入配合組件是很難的。形成帶缺陷的螺紋會造成潛在的泄漏問題，界面上的侵蝕問題以及基座和壓入配合組件之間的可能的松動配合。通常應(yīng)安裝到基座上的零件(諸如通氣過濾支架、碳過濾支架、插鎖、急停裝置等)被安裝于頂蓋上以減輕與沖壓工藝相關(guān)聯(lián)的許多問題。但是，將這些零件安裝于頂蓋上造成額外的盤驅(qū)動器尺寸問題。
與沖壓鋼基座相關(guān)聯(lián)的上述問題對于較大的盤驅(qū)動器不形成問題。正常地，較大的盤驅(qū)動器由鋁模鑄工藝制造。但是，出于性能和成本方面的原因，用于較小形狀因數(shù)盤驅(qū)動器的鋁模鑄基座不是理想的設(shè)計。鋁模鑄基座的問題示例包括較低的材料剛度和缺少磁性。
本發(fā)明的實施例提供了這些和其它問題的解決方案，并提供了優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的其它優(yōu)點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。該數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)包括金屬注?；?。該金屬注模基座包括金屬注模平臺和至少一個金屬注模三維零件。至少一個三維零件與平臺整體和同時形成。
三維零件之一是金屬注模電動機外殼。電動機外殼與注模平臺整體和同時形成。電動機外殼被設(shè)計成容納繞軸線旋轉(zhuǎn)介質(zhì)的電動機。
本發(fā)明還提供了一種用于形成數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的注?；姆椒?。該方法包括將金屬粉末與聚合物粘結(jié)材料混合。將混合物注入模具以提供基座。該模具適于形成平臺并適于形成與平臺一體的若干三維零件。在烘箱中加熱模具用于脫粘并在烘箱中加熱模具用于燒結(jié)。
表征本發(fā)明實施例的其它特點和好處將通過閱讀以下詳細(xì)描述并通過相關(guān)附圖的閱覽而變得顯而易見。


圖1示出了數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的簡化示意圖。
圖2示出了從數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的沖壓基座分解的壓入配合組件的頂部透視圖。
圖3示出了裝配到數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的沖壓基座上的壓入配合組件的頂部透視圖。
圖4示出了裝配到數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的沖壓基座上的壓入配合組件的底部透視圖。
圖5示出了數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的金屬注?；捻敳客敢晥D。
圖6示出了數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的金屬注?；牡撞客敢晥D。
圖7是示出形成金屬注?；倪^程的流程圖。
具體實施例方式
圖1是其中可采用本發(fā)明實施例的盤驅(qū)動器100的簡化示意圖。盤驅(qū)動器是普通的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。盤驅(qū)動器100包括外殼101。外殼101包括基座(圖1中未示出)和頂蓋(未示出)。盤驅(qū)動器100包括盤107。本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到盤驅(qū)動器100可以包含如圖1所示的單個盤或者盤組件中包含的多個盤。如圖1所示，盤107安裝于主軸電動機105上用于繞中心軸109旋轉(zhuǎn)。每個盤表面都具有相關(guān)的滑動器110，它承載用于與盤表面通信的讀取/寫入頭。
每個滑動器110都由懸架112支承，該懸架112接著附著到致動器機構(gòu)116的軌道訪問臂114。致動器機構(gòu)116通過音圈電動機118的音圈134繞軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)音圈電動機118旋轉(zhuǎn)致動器機構(gòu)116時，滑動器110在盤內(nèi)徑124和盤外徑126之間的弧形路徑122上移動。雖然圖1示出驅(qū)動數(shù)據(jù)頭接近數(shù)據(jù)存儲媒介的一種方式，但本發(fā)明可應(yīng)用于使用其它技術(shù)的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。
盤驅(qū)動器100還包括印刷電路板(PCB)136。PCB136位于外殼101外部。一般，PCB136安裝于外殼101的基座的外表面上。PCB136支承多個印刷電路板組件(圖1中未示出)。印刷電路板組件被配置成耦合到外殼101內(nèi)裝入的各組件，諸如主軸電動機105、滑動器110、致動器機構(gòu)116和音圈電動機118。
通常，較小形狀因數(shù)的盤驅(qū)動器的基座由沖壓鋼構(gòu)成。較小形狀因數(shù)的盤驅(qū)動器的沖壓鋼基座包含許多優(yōu)點，諸如成本經(jīng)濟、材料強度高和具有磁性。沖壓鋼基座的磁性允許諸如圖1的音圈電動機118的音圈電動機或者諸如圖1的主軸電動機105的主軸電動機的一部分磁性回路的形成。但是，較小形狀因數(shù)盤驅(qū)動器的沖壓基座也包含一些限制。例如，很難實現(xiàn)沖壓基座不同部分處的厚度變化。該示例限制最后導(dǎo)致需要使用與小形狀因數(shù)盤驅(qū)動器的沖壓基座配合的壓入配合組件來滿足不同的盤驅(qū)動器應(yīng)用需要。此外，該示例限制還導(dǎo)致包含需要高厚度變化率的通孔。
圖2示出了從盤驅(qū)動器的示例沖壓基座202分解的多個壓入配合組件204的頂部透視圖。圖3示出了示例沖壓基座202的底部透視圖。圖2和3中所示的基座202被沖壓以形成各種表面幾何形態(tài)?；?02的壓入配合組件204需要支持不能用純沖壓技術(shù)形成的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)200的各種元件。例如，壓入配合組件204包括用于將諸如圖1所示的PCB136的印刷電路板(PCB)附著到基座202上的印刷電路板(PCB)螺帽206。其它示例包括斜面制動器208、用于支承諸如圖1所示的致動器機構(gòu)116的致動器機構(gòu)的致動器軸210以及用于將斜面213附著到基座202上的斜面螺帽212。
如圖2和圖3所示，數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)200的沖壓基座202包括需要高厚度變化率的通孔。特別是，沖壓技術(shù)需要通孔214被結(jié)合入電動機外殼216的底盤215。需要高厚度變化來容納主軸電動機定子線圈或繞組。在將主軸電動機裝配于電動機外殼216內(nèi)之后，需要密封底盤215上的通孔214。通孔214的存在會造成用于密封的附加成本以及數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)200的外殼內(nèi)部的潛在的環(huán)境空氣和濕氣泄漏。此外，通孔214造成基座202的電動機外殼216的局部硬度較低。主軸電動機外殼的硬度較低將限制主軸電動機所能承受的外部震動和/或引起數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的振動和聲音問題。
除了很難實現(xiàn)沖壓基座的不同部分處的厚度變化之外，對于所有實物而言也不可能在沖壓后不加工基座的情況下實現(xiàn)較小的轉(zhuǎn)角半徑。較小的轉(zhuǎn)角半徑幫助形成基座和驅(qū)動器組件之間的合適界面。例如，音圈電動機連接件孔217的較小轉(zhuǎn)角半徑對于音圈電動機的附著來說是理想的。但是，在形成較小形狀因數(shù)盤驅(qū)動器的基座時執(zhí)行第二加工步驟會造成沖壓基座的成本低效。
圖4示出了在裝配多個壓入配合組件204后沖壓基座202的頂部透視圖。除了上述限制之外，將壓入配合組件204裝配到基座202提供了附加限制。在基座202中形成合適的螺紋204用于接納壓入配合組件204是困難的。有缺陷的螺紋會導(dǎo)致潛在的泄漏問題、侵蝕問題和壓入配合組件204與基座202之間的可能的松動配合。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的金屬注模(MIM)基座302的頂部透視圖。MIM基座302克服了上述沖壓和鋁模鑄技術(shù)的許多限制并保留了這些技術(shù)各自的好處。MIM基座302可以由無磁性金屬或磁性金屬制成。用于MIM基座302的示例無磁性金屬包括不銹鋼、冷軋鋼、鋁合金和其它金屬合金。這些材料具有較高的模量，因此具有高的剛度。用于MIN基座302的材料含量可根據(jù)特殊驅(qū)動器應(yīng)用的需要而變化。具有高磁導(dǎo)率和低矯頑性的磁性MIM基座可以形成音圈電動機和致動器機構(gòu)的磁性回路的一部分以及主軸電動機的磁性回路的一部分。特別是，MIM基座302可以是軟磁金屬，諸如各種坡莫合金、波明德合金、1010鋼、鐵等。軟磁金屬注?；蓭椭Ｗo(hù)數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)不受外部磁性干擾。
MIM基座302包括金屬注模(MIM)平臺303以及至少一個金屬注模(MIM)三維零件304。MIM平臺303和至少一個MIM三維零件304形成單個剛性結(jié)構(gòu)。至少一個MIM三維零件304與MIM平臺303被整體和同時地形成，以形成MIM基座302。示例MIM三維零件包括作為圖2和3的示例沖壓基座202中的初始壓入配合組件的組件。模制和整體形成的零件的示例包括用于將諸如圖1所示的PCB136的PCB附著到MIM基座302的PCB螺帽306。其它示例包括斜坡致動器308、用于支承諸如圖1的致動器機構(gòu)116的致動器機構(gòu)的致動器軸310以及再循環(huán)過濾支承318。雖然圖5示出了具有三維零件304的基座302，但本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到，與MIM平臺303整體和同時形成的其它模制三維零件也可添加到基座上而不引起任何成本增加。
另一示例MIM三維零件包括圖5和圖6的MIM基座302的底部透視圖所示的電動機外殼316。電動機外殼316從頂表面305凹入平臺303。電動機外殼316被配置成容納繞軸線旋轉(zhuǎn)介質(zhì)的主軸電動機。雖然在圖5中示出，但在圖6中更清楚地示出電動機外殼316包括連續(xù)的完整底盤315。形成MIM三維底盤315不需要如圖2-4中所示的示例中所示出的沖壓基座那樣的通孔來適應(yīng)提供一區(qū)域用于主軸電動機定子線圈或繞組所需的高的厚度變化。與圖2-4所示的示例中示出的沖壓基座不同，不設(shè)通孔消除了用于密封的任何潛在附加成本以及盤驅(qū)動器外殼內(nèi)部的潛在的環(huán)境空氣和濕氣泄漏。此外，不設(shè)通孔使得電動機外殼316的局部剛度高于諸如圖2所示的電動機外殼216的沖壓電動機外殼的硬度。
參考圖5，MIM基座302和安裝到平臺303上的盤驅(qū)動器組件之間的界面好于諸如基座202的沖壓基座和盤驅(qū)動器組件之間的界面。通過金屬注模形成的轉(zhuǎn)角半徑遠(yuǎn)小于沖壓技術(shù)的轉(zhuǎn)角半徑。通過金屬注模可以實現(xiàn)的最小轉(zhuǎn)角半徑近乎于零。但是，通過沖壓形成的最小外彎曲半徑的范圍在.3mm和.6mm之間。例如，音圈電動機連接件孔317的較小的轉(zhuǎn)角半徑對于音圈電動機的附著來說是理想的。用于MIM基座302的音圈電動機連接件孔317的轉(zhuǎn)角半徑小于.1mm。作為比較，沖壓基座的音圈電動機連接件孔的轉(zhuǎn)角半徑大于.3mm。此外，由于基座上可用的有限空間，較小的形狀因數(shù)盤驅(qū)動器期望較小的轉(zhuǎn)角半徑。
圖7示出了MIM基座的金屬注模的幾個重要過程的流程圖400。在框402處，選擇金屬或金屬組合的金屬粉末與聚合物粘結(jié)材料混合在一起。選擇金屬或金屬組合的金屬粉末可以是磁性或無磁性的。以上根據(jù)制成MIM基座的金屬的類型討論了其示例。在混合后，在框404處，混合物被注入合適的模具。該模具的形狀對應(yīng)于盤驅(qū)動器的基座，諸如圖3的MIM基座302。該模具適合于形成諸如MIM平臺303的平臺，并適于形成與平臺集成的諸如MIM三維零件304的三維零件。
在框406處，包含注入的混合物的模具在烘箱中加熱用于脫粘。烘箱被設(shè)定于約600℃的溫度用于該脫粘過程。在脫粘后，所有的聚合物粘結(jié)材料將被去除或燃燒并只留下金屬粉末材料。框408處，包含注入金屬或金屬組合的模具在烘箱中加熱用于燒結(jié)。烘箱被設(shè)定于約1000℃的溫度用于燒結(jié)。在燒結(jié)過程中，金屬粉末將彼此粘住并形成固態(tài)金屬基座。在燒結(jié)過程后，固態(tài)金屬基座從模具中移出、被清潔，并因此適合于盤驅(qū)動器應(yīng)用。但是，固態(tài)金屬基座也可進(jìn)行用于重新調(diào)整尺寸的加工過程以達(dá)到關(guān)鍵零件的合適的尺寸容差和幾何容差。
可以理解，盡管在以上描述中已參照了本發(fā)明各種實施例的許多特征和優(yōu)點，以及本發(fā)明各種實施例的結(jié)構(gòu)和功能的細(xì)節(jié)，但本揭示內(nèi)容僅僅是說明性的，且可以在本發(fā)明的原理內(nèi)在細(xì)節(jié)上改變到所附權(quán)利要求書所表達(dá)的術(shù)語的寬泛意思所指定的程度，特別是在各部分的結(jié)構(gòu)和排列方面。例如，可以根據(jù)數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的特殊應(yīng)用改變特殊元件同時基本維持相同的功能而不背離本發(fā)明的范圍和精神。此外，雖然這里描述的較佳實施例針對數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的基座，但本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員將理解，本發(fā)明的教導(dǎo)可應(yīng)用于其它類型的結(jié)構(gòu)而不背離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，包括注?；?，它包括金屬注模平臺；以及與所述金屬注模平臺整體和同時形成的至少一個金屬注模的三維零件，所述至少一個三維零件被配置成將數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)組件安裝于所述平臺上。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述注?；ǚ谴判越饘?。
3.如權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述非磁性金屬基座報不銹鋼和鋁合金之一。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬注模基座包括磁性金屬。
5.如權(quán)利要求4所述的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述磁性金屬基座形成致動器機構(gòu)的音圈電動機的磁路的一部分并形成主軸電動機的磁路的一部分。
6.如權(quán)利要求4所述的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述磁性金屬包括軟磁金屬。
7.如權(quán)利要求6所述的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述軟磁金屬包括坡莫合金、波明德合金、1010鋼和鐵之一。
8.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個三維零件包括印刷電路板螺帽、斜面制動器、致動器軸和再循環(huán)過濾支承。
9.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個三維零件包括電動機外殼，所述電動機外殼從所述平臺的頂表面凹入所述平臺并包括連續(xù)的完整底盤。
10.一種數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，包括金屬注模基座，它包括金屬注模平臺；以及與所述平臺整體和同時形成的金屬注模電動機外殼，所述電動機外殼被配置成容納繞軸線旋轉(zhuǎn)介質(zhì)的電動機。
11.如權(quán)利要求10所述的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬注模電動機外殼包括連續(xù)的完整底盤。
12.如權(quán)利要求10所述的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬注模電動機外殼從所述平臺的頂表面凹入所述平臺。
13.如權(quán)利要求10所述的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬注模底座還包括與所述平臺整體和同時形成的多個金屬注模的三維零件，其中所述三維零件被配置成將數(shù)據(jù)存儲組件安裝到所述平臺上。
14.如權(quán)利要求10所述的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬注?；ù判越饘?。
15.如權(quán)利要求14所述的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述磁性金屬注?；ㄜ洿沤饘佟?br> 16.一種形成數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的注?；姆椒?，該方法包括將金屬粉末與聚合物粘結(jié)材料混合；將所述金屬粉末和聚合物混合物注入模具以提供基座，其中所述模具適于形成平臺并適于形成與所述平臺一體的三維零件；在烘箱中加熱包含所述注入的混合物的模具用于脫粘；以及在烘箱中加熱包含所述注入的混合物的模具用于燒結(jié)。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，在燒結(jié)所述模具后，將具有平臺和整體形成的三維零件的注?；鶑乃瞿＞咧幸瞥霾⑦M(jìn)入加工過程用于調(diào)整大小。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述整體形成的三維零件包括從平臺的頂表面凹入所述平臺的整體形成的電動機外殼。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述整體形成的電動機外殼包括連續(xù)的完整底盤。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，將所述金屬粉末與所述聚合物粘結(jié)材料混合包括將磁性金屬粉末與聚合物粘結(jié)材料混合。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。該數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)包括金屬注?；?。該金屬注?；ń饘僮⒛Ｆ脚_和至少一個金屬注模三維零件。該至少一個金屬注模三維零件與所述金屬注模平臺整體和同時形成。至少一個三維零件被配置成將數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)組件安裝到平臺上。
文檔編號G11B33/00GK1939625SQ20051000356
公開日2007年4月4日 申請日期2005年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者M·徐, N·捷拉皮帕塔納庫爾, W·R·S·胡恩 申請人:希捷科技有限公司