CN113168847B - 包括沿着磁盘护罩的弧安装的印刷电路板的数据存储装置 - Google Patents
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Abstract
公开一种数据存储装置，其包括形成外壳的基座铸件，其中所述外壳内的组件包括第一磁盘、第一磁头和第一印刷电路板(PCB)，所述第一PCB弯曲以大体上遵循环绕所述第一磁盘的至少一部分的护罩的第一部分的弧。所述第一PCB具有安装在其上的包括第一微处理器的第一集成电路，所述第一微处理器被配置成致动所述第一磁盘上方的所述第一磁头以便存取所述第一磁盘。
Description
相关申请的交叉参考
本申请要求2019年11月22日提交的第16/691,902号美国专利申请的优先权，所述美国专利申请的全文以引用的方式并入本文中。
背景技术
例如磁盘驱动器等数据存储装置包括磁盘和连接到致动器臂的远端的磁头，所述致动器臂由音圈电机(VCM)围绕枢轴旋转以将磁头径向地定位在磁盘上。磁盘包括用于记录用户数据扇区和伺服扇区的多个径向间隔的同心磁道。伺服扇区包括磁头定位信息(例如，磁道地址)，其由磁头读取并由伺服控制系统进行处理，以在致动器臂在磁道之间搜寻时控制致动器臂。
常规磁盘驱动器通常包括刚性印刷电路板(PCB)2，其安装到容纳VCM、致动器臂组合件和磁盘的基座铸件(图1)的外表面4。PCB 2用若干集成电路填充，例如用于控制磁盘驱动器的操作的电路系统、用于功率调节和伺服电机控制的功率电路系统、用于与主机介接的电路系统和连接器、例如电阻器、二极管、电容器等无源组件。在尝试增加磁盘驱动器的容量和处理量时，安装到基座铸件中的磁盘的数目不断增加，正如可同时存取两个或更多个磁盘表面的通信信道的数目。举例来说，磁盘驱动器可采用拆分致动器配置，其中致动器臂的多个子组由相应VCM独立地致动以便实现多个磁盘表面的同时存取。随着磁盘和/或通信信道的数目增加，归因于填充PCB 2的集成电路的数目和/或大小的相应增加，PCB 2占据面积相称地增加。
附图说明
图1展示呈磁盘驱动器的形式的现有技术数据存储装置，其包括安装到容纳VCM、致动器臂组合件和磁盘的基座铸件的外表面的刚性PCB。
图2A和2B展示实施例，其中第一印刷电路板(PCB)弯曲以大体上遵循环绕第一磁盘的至少一部分的护罩的第一部分的弧，其中第一PCB具有安装在其上的包括第一微处理器的第一集成电路，所述第一微处理器被配置成致动第一磁盘上方的第一磁头以便存取第一磁盘。
图3A和3B展示实施例，其中第二PCB安装到外壳的外表面，其中第二PCB包括用于与主机通信的电路系统。
图4展示实施例，其中第一弯曲PCB插入到至少部分由护罩的外表面形成的外壳的右上角的腔中。
图5展示实施例，其中第一弯曲PCB插入到至少部分由护罩的外表面形成的外壳的左上角的腔中。
图6展示实施例，其中第一弯曲PCB插入到外壳的左上角的腔中且电联接到插入到外壳的右上角的腔中的第二PCB。
图7A展示实施例，其中护罩包括被配置成接收第一弯曲PCB或第一弯曲PCB的组合件的至少一个切口。
图7B展示实施例，其中第一和第二弯曲PCB(或弯曲PCB组合件)安装到护罩中的相应切口中。
图8展示实施例，其中多个弯曲PCB可堆叠于外壳的左上角或右上角中的至少一个中。
具体实施方式
图2A和2B展示根据一实施例呈磁盘驱动器的形式的数据存储装置，其包括形成外壳6的基座铸件，其中外壳6内的组件包括第一磁盘8、第一磁头10和第一印刷电路板(PCB)12，所述第一PCB弯曲以大体上遵循环绕第一磁盘8的至少一部分的护罩14的第一部分的弧。第一PCB 12具有安装在其上的包括第一微处理器的第一集成电路13，所述第一微处理器被配置成致动第一磁盘8上方的第一磁头10以便存取第一磁盘8。图2B展示俯视到磁盘驱动器外壳6中的平面俯视图，其中顶盖被移除，且展示第一弯曲PCB 12安装于外壳6的右上角中。
图3A展示实施例，其中第二PCB 16包括被配置成与主机通信的电路系统(例如，串行高级技术附件(SATA)连接器18)。图3B展示上面安装了第二PCB 16的外壳6的底部的透视图。再次参看图2B的实施例，第一PCB 12使用合适的电缆20和连接器组合件电联接到第二PCB 16(图3B)。此实施例使得一个或多个PCB能够安装在外壳6内在护罩14和外壳6的外壁之间的自由空间内，例如在外壳6的左上角和/或右上角中的一或两者处(图2B的实施例中为右上角)。以此方式，常规地安装于在外部安装到外壳(例如，如图1中所展示)的PCB上的一个或多个集成电路可改为安装于在内部安装在外壳内接近护罩14(或形成所述护罩的一部分)的PCB上。
例如图2A中展示的弯曲PCB 12可由任何合适的材料制造为衬底，例如任何合适的聚酰亚胺、聚合物、塑料、液体晶体聚合材料，以及制造为具有导电通孔的单层、双层或多层构造。此外，可使用任何合适的技术形成PCB 12的弯曲，例如通过注射模制衬底，或通过加热衬底以使衬底能够弯曲成弯曲形状(在将电路系统安装到PCB之前或之后)。在替代实施例中，PCB 12的衬底可由柔性材料制造，使得当安装到外壳6中时PCB 12可弯折成弯曲形状。弯曲PCB 12还可包括任何合适的连接器组合件22，用于联接到线缆20，所述线缆又联接到外部PCB 16(图3B)。此外，弯曲PCB 12可在安装到外壳6中之前、期间或之后联接到线缆20。在一个实施例中，任何合适的电子器件可安装在弯曲PCB 12的单侧上，且在另一实施例中，电子器件可安装在PCB 12的两侧上。
任何合适的电子器件可安装在弯曲PCB 12上，例如包括微处理器的第一集成电路13，所述微处理器用于执行计算机程序的步骤以便执行磁盘驱动器的任何合适的操作，例如磁盘8上方的磁头10的伺服控制。电子器件还可包含合适的读取信道电路系统，用于在读取操作期间解调从磁头10发出的读取信号，其中读取信道电路系统可与第一集成电路13集成或集成到单独的集成电路中。在一个实施例中，功率大型集成(PLSI)电路24还可安装到例如图2A中展示的弯曲PCB 12上，其中PLSI 24可包含控制电路系统，用于控制用于致动磁盘8上方的磁头10的一个或多个致动器(例如，如图2B所示的VCM 11)，或用于控制被配置成旋转磁盘8的主轴电机(未图示)。在另一实施例中，电容器26可安装在例如图2A中展示的弯曲PCB 12上，其中电容器26可对从主机接收的用于为第一集成电路13和/或第二集成电路24供电的供电电压进行滤波。在又一实施例中，非易失性半导体存储器集成电路(例如，NAND IC)可安装在弯曲PCB 12上，其可用于任何合适的目的，例如存储高速缓存的数据、再定位的数据、频繁存取的数据等。
在一个实施例中，归因于以特定频率(例如，谐振频率)对供电电压进行滤波，安装在弯曲PCB 12上的电容器26可引发PCB 12的振动。再次参看图1，电容器26一直常规地连同被配置成感测影响磁盘驱动器的旋转振动的合适的旋转振动(RV)传感器一起安装到外部PCB 2，其中当检测到过多旋转振动时可中止写入操作。然而，电容器26引发的振动可能由RV传感器检测为假旋转振动，从而导致写入操作不必要地中止。相应地，在一个实施例中，电容器26安装在例如图2A中展示的内部弯曲PCB 12上，且一个或多个RV传感器28安装在例如图3A中展示的外部PCB 16上。以此方式，电容器26所导致的振动不会影响RV传感器28的操作，因为它们制造于单独的PCB上。
图4展示在移除了覆盖件的情况下且在安装磁盘、VCM和磁头组组合件之前外壳6的顶部透视图。在此实施例中，护罩14使用任何合适的技术(例如，注射模制)和任何合适的材料(例如，金属或塑料)形成于外壳6的基座铸件中。腔30A形成于外壳6的基座铸件中，其中弯曲PCB 12安装到腔30A中。在一个实施例中，弯曲PCB 12可联接到护罩14，举例来说，护罩14可包括用于接收弯曲PCB 12的每一端的合适的导槽。在一个实施例中，弯曲PCB 12是当安装到导槽中时弯折成弯曲形状的柔性PCB，其中挠曲的PCB 12在释放时提供弹簧保持力。在另一实施例中，弯曲PCB 12可例如使用腔30A内的合适的导槽联接到腔30内的外壳的一侧。在另一实施例中，弯曲PCB 12可在安装到腔30A中时挠曲，其中当PCB 12被释放时PCB12的端部可抵着外壳6的侧部发生弹簧偏置。在一个实施例中，弯曲PCB 12的端部可包括用于耦合到外壳6中制造的电接触垫(例如，在护罩14或外壳6的壁的导槽内)的电接触垫，其中所述接触垫将弯曲PCB 12耦合到线缆20的端部或耦合到第二弯曲PCB(在下文参看图6描述的实施例中)。
图5展示替代实施例，其中用于插入弯曲PCB 12的腔30B形成于外壳6的左上角中，而非如图4的实施例中形成于外壳6的右上角中。图6展示又一实施例，其中第一弯曲PCB12A可插入到形成于外壳6的右上角中的第一腔30A中，且第二弯曲PCB 12B可插入到形成于外壳6的左上角中的第二腔30B中，其中合适的线缆31(例如，柔性线缆)将第一弯曲PCB 12A电耦合到第二弯曲PCB 12B，借此将两个PCB的电子器件联接在一起以及将两个PCB的电子器件联接到图3B的外部PCB 16。在一个实施例中，磁盘驱动器可包括例如使用拆分致动器配置的使用相应磁头同时存取的多个磁盘，其中相应VCM围绕共同枢轴致动致动器臂的相应组。在此实施例中，第二弯曲PCB 12B可具有安装在其上的包括第二微处理器的第二集成电路，所述第二微处理器被配置成致动第二磁盘上方的第二磁头以便存取第二磁盘。
在又一实施例中，多个弯曲PCB可插入到外壳6的腔中，例如将两个弯曲PCB插入到腔30A中，其中两个弯曲PCB可布置于堆叠配置中，类似于下文参看图8描述的实施例。举例来说，第一弯曲PCB可联接到护罩14(例如，抵着护罩的导槽发生弹簧偏置)，且第二弯曲PCB可联接到外壳6的壁(例如，抵着壁或壁的导槽发生弹簧偏置)，其中第一和第二PCB可电耦合在一起，且两者经由线缆20联接到外部PCB 16。
图7A展示实施例，其中护罩14可包括被配置成接收弯曲PCB或弯曲PCB的组合件的一个或多个切口(例如，切口32A和32B)。图7B展示实施例，其中第一和第二弯曲PCB或者弯曲PCB 12A或12B的组合件安装到护罩14的相应切口32A和32B中。举例来说，在一个实施例中，弯曲PCB的内侧(弯曲衬底)可形成如图7B所示的护罩的至少一部分，其中电组件可安装在弯曲PCB的外侧上。在另一实施例中，弯曲PCB可安装到弯曲组合件(例如，用于容纳弯曲PCB的弯曲套筒中)，其中弯曲组合件可安装到护罩14的切口32A和32B中。
图8展示实施例，其中多个弯曲PCB可安装于堆叠配置中在外壳6的左上角和/或右上角中的任一个或两者中。在图8的实例中，堆叠的弯曲PCB 12A-12D安装于外壳6的左上角和右上角中的每一个中，其中在一个实施例中，所有弯曲PCB经由线缆20电耦合在一起以及电耦合到外部PCB 16。
上文描述的各种特征和过程可以独立于彼此使用，或可以以各种方式组合。所有可能的组合和子组合意图落在本公开的范围内。另外，在一些实施方案中可以省略某些方法、事件或过程框。本文中描述的方法和过程也不限于任何特定序列，并且与其相关的框或状态可以以其它适当的序列执行。例如，所描述的任务或事件可以以不同于具体公开的次序的次序来执行，或可以在单个框或状态中组合多个任务或事件。实例任务或事件可以串行、并行或以某一其它方式执行。任务或事件可以添加到所公开的实例实施例或从其移除。本文中所描述的实例系统和组件可以不同与所描述的方式的方式配置。例如，元件可以添加到所公开的实例实施例、从其移除或相对于其重新布置。
虽然已描述某些实例实施例，但这些实施例仅借助于实例呈现且并不希望限制本文所公开的发明的范围。因此，前述描述的内容均不希望暗示任何特定特征、特性、步骤、模块或块为必需或必不可少的。实际上，本文中所描述的新颖方法和系统可以多种其它形式体现；此外，可以在不脱离本文所公开的实施例的精神的情况下对本文中所描述的方法和系统的形式进行各种省略、替代和改变。
Claims (20)
1.一种数据存储装置，其包括形成外壳的基座铸件，其中所述外壳内的组件包括：
第一磁盘；
第一磁头；以及
第一印刷电路板即第一PCB，其弯曲以遵循环绕所述第一磁盘的至少一部分的护罩的第一部分的弧，其中所述第一PCB具有安装在其上的包括第一微处理器的第一集成电路，所述第一微处理器被配置成致动所述第一磁盘上方的所述第一磁头以便存取所述第一磁盘。
2.根据权利要求1所述的数据存储装置，其中所述第一PCB联接到所述护罩的外表面。
3.根据权利要求1所述的数据存储装置，其中所述第一PCB联接到所述外壳的一侧。
4.根据权利要求1所述的数据存储装置，其中所述第一PCB包括形成所述护罩的至少一部分的衬底。
5.根据权利要求1所述的数据存储装置，其中：
所述第一PCB插入到安装到所述外壳中的弓形套筒中；以及
所述弓形套筒在安装到所述外壳中时形成所述护罩的至少一部分。
6.根据权利要求1所述的数据存储装置，其进一步包括：
第二磁盘；
第二磁头；以及
第二PCB，其弯曲以遵循所述护罩的第二部分的弧，其中：
所述第二PCB具有安装在其上的包括第二微处理器的第二集成电路，所述第二微处理器被配置成致动所述第二磁盘上方的所述第二磁头以便存取所述第二磁盘；以及
所述第二PCB电耦合到所述第一PCB。
7.根据权利要求1所述的数据存储装置，其进一步包括：
第二磁盘；
第二磁头；以及
第二PCB，其弯曲以遵循所述第一PCB的所述弧，其中：
所述第二PCB围绕所述第一PCB的外周边安装到所述外壳中；
所述第二PCB具有安装在其上的包括第二微处理器的第二集成电路，所述第二微处理器被配置成致动所述第二磁盘上方的所述第二磁头以便存取所述第二磁盘；以及
所述第二PCB电耦合到所述第一PCB。
8.根据权利要求1所述的数据存储装置，其进一步包括安装到所述外壳的外表面的第二PCB，其中所述第二PCB包括用于与主机通信的电路系统。
9.根据权利要求8所述的数据存储装置，其中：
所述第一PCB具有安装在其上的电容器，所述电容器被配置成对用于为所述第一集成电路供电的供电电压进行滤波；以及
所述第二PCB具有安装在其上的旋转振动传感器，所述旋转振动传感器被配置成检测影响所述数据存储装置的旋转振动。
10.一种数据存储装置，其包括：
基座铸件，其形成外壳；以及
第一印刷电路板即第一PCB，其安装到所述外壳的外表面，其中所述第一PCB具有安装在其上的旋转振动传感器，所述旋转振动传感器被配置成检测影响所述数据存储装置的旋转振动，
其中所述外壳内的组件包括：
第一磁盘；
第一磁头；以及
第二PCB，其电耦合到所述第一PCB，其中所述第二PCB具有安装在其上的包括第一微处理器的第一集成电路，所述第一微处理器被配置成致动所述第一磁盘上方的所述第一磁头以便存取所述第一磁盘，其中所述第二PCB弯曲以遵循环绕所述第一磁盘的至少一部分的护罩的第一部分的弧；
电容器，其被配置为对从主机接收的供电电压进行滤波，其中所述电容器能够引发所述第二PCB的振动。
11.根据权利要求10所述的数据存储装置，其中所述第一PCB包括用于与主机通信的电路系统。
12.一种数据存储装置，其包括：
基座铸件，其形成外壳；以及
第一印刷电路板即第一PCB，其安装到所述外壳的外表面，其中所述第一PCB具有安装在其上的旋转振动传感器，所述旋转振动传感器被配置成检测影响所述数据存储装置的旋转振动，
其中所述外壳内的组件包括：
第一磁盘；
第一磁头；以及
第二PCB，其电耦合到所述第一PCB，其中所述第二PCB具有安装在其上的包括第一微处理器的第一集成电路，所述第一微处理器被配置成致动所述第一磁盘上方的所述第一磁头以便存取所述第一磁盘，其中所述第二PCB弯曲以遵循环绕所述第一磁盘的至少一部分的护罩的第一部分的弧。
13.根据权利要求12所述的数据存储装置，其中所述第二PCB联接到所述护罩的外表面。
14.根据权利要求12所述的数据存储装置，其中所述第二PCB联接到所述外壳的一侧。
15.根据权利要求12所述的数据存储装置，其中所述第二PCB包括形成所述护罩的至少一部分的衬底。
16.根据权利要求12所述的数据存储装置，其中：
所述第二PCB插入到安装到所述外壳中的弓形套筒中；以及
所述弓形套筒在安装到所述外壳中时形成所述护罩的至少一部分。
17.根据权利要求12所述的数据存储装置，其进一步包括：
第二磁盘；
第二磁头；以及
第三PCB，其弯曲以遵循所述护罩的第二部分的弧，其中：
所述第三PCB具有安装在其上的包括第二微处理器的第二集成电路，所述第二微处理器被配置成致动所述第二磁盘上方的所述第二磁头以便存取所述第二磁盘；以及
所述第三PCB电耦合到所述第二PCB。
18.根据权利要求12所述的数据存储装置，其进一步包括：
第二磁盘；
第二磁头；以及
第三PCB，其弯曲以遵循所述第二PCB的所述弧，其中：
所述第三PCB围绕所述第一PCB的外周边安装到所述外壳中；
所述第三PCB具有安装在其上的包括第二微处理器的第二集成电路，所述第二微处理器被配置成致动所述第二磁盘上方的所述第二磁头以便存取所述第二磁盘；以及
所述第三PCB电耦合到所述第二PCB。
19.一种数据存储装置，其包括形成外壳的基座铸件，其中所述外壳内的组件包括：
磁盘；
磁头；
致动器，其被配置成致动所述磁盘上方的所述磁头；以及
第一印刷电路板即第一PCB，其弯曲以遵循环绕所述磁盘的至少一部分的护罩的第一部分的弧，其中所述第一PCB具有安装在其上的被配置成控制所述致动器的集成电路。
20.根据权利要求19所述的数据存储装置，其中所述致动器包括音圈电机。
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