CN1724312A - Hdd头盘 - Google Patents

Abstract

提供了一种具有更高尺寸精度和稍微挠曲的HDD存放盘，以及盘的制造方法。硬盘驱动头的存放、清洗和/或者传送盘通过注塑模制导电树脂复合物来制造，其中用于容纳头的多个凹陷被设置在盘的表面中的中心上，设有凹陷的顶部表面与盘的外周的表面相齐平或者从其凸起，设有凹陷的表面的后表面与盘的外周的后表面相齐平或者从其凸起。

Description

HDD头盘

技术领域

本发明涉及用于存放、特别是清洗和/或者传送硬盘驱动头(此后称为HDD头)的盘及所述盘的制造方法。

背景技术

将许多头容纳在清洗和/或者传送盘中来执行对HDD头的清洗。存放、特别是清洗和/或者传送盘设有用于容纳头的许多凹陷，盘被叠置以在其间保持头用于清洗和传送。近年来，头的尺寸变小、密度变的更大，并且这样需要盘具有更高的尺寸精度、电学特性和清洗性能。就尺寸精度、耐溶剂性、耐磨损性、以及电学特性而言，传统使用的头清洗盘由具有导电碳的诸如聚醚醚酮的热塑树脂材料通过注塑成形导电树脂复合物所制造(日本专利公开出版物No.10-310122)。

但是，通过注塑所获得的模制部分在从模具移除之后和在冷却到环境温度之前可能会收缩，收缩量根据形状而在模制部分中发生变化，这使得实现所需的尺寸精度比较困难。特别地，当具有较差的盘的平面度，在通过自动机加载时一些头可能不能被加载，一些头在清洗的过程中在堆叠的盘之间滑落，或者在显微镜下检查头时不能实现聚焦从而减小了检查效率。

发明内容

本发明的目的是提供具有改良属性、尺寸精度和清洗工作性、检查和传送硬盘驱动头的盘。

为了解决上述问题，发明人努力研究和寻找能够改良需要清洗和传送硬盘驱动头的头清洗属性以及保证所需的尺寸精度。

本发明提供了一种存放、特别是清洗和/或者传送盘，这通过注塑成形导电树脂复合物来形成，所述导电树脂复合物是具有导电材料的热塑树脂材料，其中用于容纳头的多个凹陷(此后称为凹处(pocket))被设置在盘的表面的中心，设有凹处的顶部表面与盘的外周表面齐平或者从其凸起，并且设有凹处的表面的后表面与盘的外周的后表面相齐平或者从其凸起。

发明人发现导致盘具有较差的平面度的主要原因是模制部分中的收缩差异，并发明了一种形状，即使具有不同的收缩率也不会导致盘具有较差的平面度。

在本发明中，盘的外周的厚度落入设有凹处的盘的中心的厚度的范围之内，由此防止盘的中心和外周之间的不同的收缩率变成弯曲盘的力矩。

在本发明中，配合部分也独立地设置，所述配合部分配合从设有凹处的盘的中心所分离的盘的外周。配合部分的长度是盘的一侧的长度的一半或者更小。这减小了相对盘的顶部和后表面由不对称的配合部分所导致的收缩的弯矩，并防止在多个盘被堆叠时的位移而配合部分没有较差的收缩平面度。

在本发明的这样的原理下，模具通过在外周的顶部和后表面上通过提供配合部分而不是通过提供带凹陷的配合部分而更为容易制造。

在本发明中，注射树脂门被设置在模制部分的外周的一侧内，这样门的宽度是模制部分的外周的一侧的长度的1/5-2/3。

多点销门等被使用，但是对于多点销门，累积的气体导致在流入到门中的树脂的匹配部分上具有较差的平面度。

在本发明中，门被设置在模制部分的一侧中以消除树脂的匹配部分。门的宽度是一侧的长度的1/5或者更大以减小靠近门的树脂的流速并减小靠近门的树脂中所产生的剪应力。这防止了通过导电材料的切割所导致的导电率的减小。但是如果门的宽度是一侧长度的2/3或者更大，从外周所填充的树脂的速度比填充到模制部分的中心中的树脂的速度更高，并且树脂从外周绕过流动以在凹处被设置的范围之内产生树脂的匹配部分。

在本发明中，用于形成凹处的模具包括多个衬套，并且各衬套的一侧比凹陷之间的节距长三到九倍。

凹处除了平面度外还需要节距精度。对于单个节距，在模具精度上±0.002mm之内的节距是可能的，但是对于具有数十排凹处的盘的模具而言，累积的节距在±0.005mm之内是很困难的。

在本发明中，用于形成凹处的模具包括多个衬套(bush)。这样，当车加工一个衬套完成时，尺寸被测量，并基于此结果，用于下一个衬套的加工条件被改变以调整累积节距。

通过落到排放孔中的毛刺所导致的头的污染具有一个显著的问题。由于树脂落入到产生在模具匹配表面上的间隙中毛刺出现在排放孔上。间隙根据模具的精度和树脂压力而在模具匹配表面上产生。

在本发明中，具有与用于形成凹处和排放孔的衬套相同数目和尺寸的衬套相对模具开口表面对称设置。

用于形成排放孔的相同数目的衬套被形成在固定侧和相对模具开口表面对称的模具的可移动侧上，由此允许产生在模具匹配表面上的间隙被调整。所述调整可以通过根据衬套的最终测量而增加衬套的高度。衬套具有相同的尺寸和兼容性，由此允许通过改变固定侧衬套和可移动侧衬套组合而进行调整。

为了防止树脂通过树脂压力流入到产生在模具匹配表面上的间隙中，在本发明中，设置在设有头容纳部分的部分中的通孔的截面具有台阶(step)以减小头容纳部分的侧面上的通孔的面积。

通过的截面具有台阶以在台阶上一次减小在模具匹配表面上流入到间隙中的树脂的厚度，由此减小通过传输到模具的热的树脂温度并增加树脂粘性。这防止树脂在模具匹配表面流入到间隙中。

在本发明中，用于从模具移除模制部分的弹出销被设置在除了头容纳部分之外的部分上，并且相邻弹出销之间的所有的节距是头容纳部分的节距的三倍或者更小。

发明人发现现在模制部分从模具弹出时所产生的弯矩是导致盘具有较差的平面度的因素。弹出销之间的更大的节距导致由于弹出销之间产生模具移除阻力所导致更大的弯矩以导致较差的平面度。这样，弹出销之间的节距是凹处节距的三倍或者更小以防止具有较差的平面度。

在本发明中，通过用于从模具移除模制部分用的弹出销所占据的区域是头容纳部分被形成的区域的面积的1/45或者更大。

通过弹出销所占据的较小的面积导致弹出销对模制部分的模具移除阻力具有不足的强度从而损耗了弹出销或者模制部分具有不足的强度以损耗或者变形模制部分，并且通过弹出销所占据的区域是头容纳部分被形成的区域的面积的1/45或者更大。

在本发明中，头容纳部分被设置在盘的顶部和后表面中，并且头容纳部分被对称设置在顶部和后部中。

这允许头通过反向叠置的盘而被传输，由此显著增加了工作性。

在本发明中，在其用于检查并且也用于运送和包装时，存放、特别是清洗和/或者传送盘被使用。

为了使用作为运送和包装盘，产品标签或者运送时间的信息使用激光等写到盘上，所述信息根据需要使用读写装置来获取。这允许在运送地点识别盘。盘的识别可以使用IC标签(tag)来执行。

在本发明中，排放孔的开口率是5％-50％。较小的开口率导致清洗流体的较差的通道以减小清洗属性。太大的开口比率导致刚度不充分或者模制中较差的流动性。

在本发明中，排放孔被设置在头容纳部分的四个拐角中以防止头的拐角与盘相接触，由此防止磨损碎片沉积在头拐角上。

缺口被设置在头容纳部分的轴向垂直壁内以允许清洗流体在没有聚集在头容纳部分情况下流入到周围，由此提高清洗属性。

本发明提供了一种根据权利要求1、2、11或者15清洗和传送硬盘头盘的制造方法，其中具有室的模具在用于成形的填充、保压和冷却步骤的过程中对应室挤压部分的50MPa-200MPa压力的力被用来挤压所述挤压部件，所述室的整个表面或者一部分由挤压部件所形成。

这实现了0.03mm/.46mm或者更小的平面度的尺寸精度，这在存放、特别是清洗和/或者传送硬盘驱动头盘中被认为是比较困难的。

附图说明

图1是根据本发明的示例的横截面视图，并显示了具有从中心凹陷的盘的外周的结构(权利要求1或者2)；

图2是根据本发明的盘示例的主要部分的横截面视图，并显示了具有凹陷和盘的外周中的凸起配合部分的结构(权利要求4)，图3A是主要部分的横截面视图，图3B是透视图；

图4是根据本发明的盘的制造方法的示例的主要部分的透视图，并显示门被设置在盘的外周的一侧中，门的优选长度是一侧的长度的1/5-2/3(权利要求5)；

图5显示了根据本发明的盘的制造中的模具中的衬底的使用示例(权利要求6、7)；

图6是根据本发明的排放孔的示例的横截面视图(权利要求15)；

图7显示了根据本发明的HDD清洗盘的示例(示例1)；

图8是传统盘的示例的横截面视图，并显示了具有从中心凸起的盘的外周的结构；

图9是传统的盘中所发生的翘曲的原理的外观图；

图10是传统盘的示例的横截面视图，并且显示了在盘的外周中具有凹陷和凸起配合部分的结构；

图11显示了根据本发明的模制装置的概念视图；

图12A是模制没有包括挤压步骤时压力施加的示意图，图12B是在模制包括挤压步骤时施加到模制部分的区域之间的树脂上的压力差异的示意图；

图13A是在模制不包括挤压步骤时压力施加的示意图，图13B是在模制包括挤压步骤时模制部分的区域之间施加到树脂的压力中的差异的示意图；

图14显示了模制部分的表面的平面度和挤压力之间的关系；

图15显示了在树脂被填充到模具中之后挤压时间和平面度之间的关系；

图16显示了在树脂被填充到模具中之后挤压开始时间和平面度之间的关系。

具体实施方式

就耐化学性、耐热性、耐磨损和尺寸精度而言，适于硬盘头盘的清洗和传送的模制材料的材料是从至少聚醚醚酮树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯硫树脂、聚醚砜(polyethersulphone)树脂、芳香族聚酯树脂、聚对苯二甲酸丁二酯、改性聚苯醚树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物、聚苯乙烯树脂之一中选择的树脂。

聚醚醚酮就耐化学性、耐热性、耐磨损和尺寸精度而言是最为优选的。

使用在本发明中的导电材料优选地从由具有圆柱结构的碳、具有中空壳状微粒结构的碳以及碳纤维至少之一中所选择。

导电材料相对热塑树脂的百分比是35％质量百分比，并且优选地是3-10％质量百分比。当导电材料只包括具有圆柱形结构的碳时，导电材料相对热塑树脂的百分比优选地是2-7％质量百分比，更为优选地是3-6％质量百分比。

导电材料优选地包括相对热塑树脂具有直径0.2μm或者更小的直径的圆柱形结构的0.1-5％碳质量百分比，以及相对热塑树脂具有1-10μm的直径的碳纤维的1-30％质量百分比。

在本发明中，适于硬盘驱动头的清洗和传送盘的导电材料包括具有可以提供具有较小量的表面电阻的直径0.2μm或者更小的圆柱形结构的碳。特别地，当直径小到小于传统的碳纤维的直径的1/100，碳难于从树脂材料落下，由此不会导致玷污所述头的问题。

在本发明中，聚醚醚酮树脂优选用作热塑树脂，并且具有直径0.2μm或者更小的圆柱形结构的碳被优选地作为导电材料使用。这样的碳从Hyperion Catalysis International公司可商业获得。

传统的具有直径1-10μm的碳纤维优选地与具有直径0.2μm或者更小的圆柱形结构的碳作为导电材料一起使用，来获得具有较低的导电率分布的模制部分。

本发明的HDD存放、特别是清洗和/或者传送盘的结构不限于实施例中所显示的结构。通常，200-500个孔被形成在HDD存放、特别是清洗和/或者传送盘的顶部表面中，并且硬盘驱动头被容纳在孔中，然后被清洗和传送。

图11是根据本发明的模制装置的一部分的概念图。

图12显示了在树脂被填充后根据挤压步骤的存在与否施加到树脂的压力差异。图12A显示了没有挤压步骤的情况，并且施加到从门释放的树脂的压力在区域A中大于在靠近门的部分上的区域B中的压力，并且在经过特定时间之后仍然保留压力差异，如图13A中所示。另一方面，图12B显示了在树脂被填充之后具有挤压步骤的情况，并且在紧随树脂被填充之后区域A、B之间具有压力差异，但是区域A、B之间的压力差异在挤压步骤中被消除，并且挤压力变得在图13B中几乎相等。这样，具有挤压步骤，模制可以在相同的条件下实现，即使离开门的距离不同。

图14显示了模制部分的表面的平面度和挤压压力之间的关系，更大的挤压力对模制部分提供更好的平面度。图15显示了在树脂被填充到模具中后挤压时间和平面度之间的关系。如果挤压时间在树脂被填充到模具中之后较长树脂开始固化，并且这样近可能快的挤压对模制部分提供了更好的平面度。图16显示了挤压开始时间和平面度在树脂被填充到模具之后之间的关系，并且在填充之后更短的时间内的挤压对模制部分提供了更好的平面度。

根据本发明的实施例的模制部分基于图14-16的结果模制。根据本发明的方法提供了具有更好的平面度的模制部分。根据本发明的HDD头盘在诸如温度改变的严酷的条件下使用，并且这样模制部分的挠曲趋于发生，但是根据本发明的方法允许用更小的挠曲对盘进行制造。

示例1

具有如图7的结构的HDD头清洗盘使用100部分质量PEEK树脂(Victrexplc制造的Peek，熔点334℃)、6份质量的碳纳米管(Hyperion CatalysisInternational公司制造)模制温度为420℃，模具温度180℃以及200MPa的模制压力来制造。

被制造的结构包括在从外周凸起的中心(权利要求1或者2)，外周中的凸起和凹陷填充部分(权利要求3)以及具有一侧的1/3的长度的外周的一侧中的门(权利要求5)，并且模制使用具有用于凹处的衬套、每一侧是如图5所示的凹陷之间的节距的9倍的模具来执行，如图5所示(权利要求6)。

所获得的HDD头清洗盘的尺寸精度(挠曲)是0.03/50mm，模制盘的表面电阻系数是1×10⁶Ω/.～1×10⁸Ω/.

比较示例

与示例1相似的材料被用于产生具有中心从外周凹陷的盘，如日本专利公开出版物No.10-310122中所描述。所获得的盘的尺寸精度(挠曲)是0.2mm/50mm，这显示了根据本发明的盘的结构具有更好的尺寸精度。

Claims (21)

1.一种硬盘驱动头存放盘，所述硬盘驱动头存放盘通过注塑成形导电树脂复合物来形成，所述导电树脂复合物是具有导电材料的热塑树脂材料，其中用于容纳头的多个凹陷被设置在盘的表面的中心上，设有凹陷的顶部表面与盘的外周表面齐平或者从其凸起，并且设有凹陷的所述表面的后表面与盘的外周的后表面相齐平或者从其凸起。

2.一种硬盘驱动头清洗和传送盘，所述硬盘驱动头清洗和传送盘通过注塑成形导电树脂复合物来形成，所述导电树脂复合物是具有导电材料的热塑树脂材料，其中用于容纳头的多个凹陷被设置在盘的表面的中心，设有凹陷的顶部表面与盘的外周表面齐平或者从其凸起，并且设有凹陷的表面的后表面与盘的外周的后表面相齐平或者从其凸起。

3.根据权利要求1或2所述的硬盘驱动头盘，其特征在于，至少一个配合凹陷被设置在所述盘的外周的表面中，并且配合在所述凹陷中的凸起被设置在所述凹陷的后表面中以防止在多个盘被叠置时移动。

4.根据权利要求1或2所述的硬盘驱动头盘，其特征在于，至少两个配合凸起被设置在所述盘的外周的表面内，以及配合在所述凸起中的凸起被设置在所述凸起的后表面内以防止在多个盘被堆叠时移动。

5.根据权利要求1或2所述的硬盘驱动头盘，其特征在于，树脂注射门被设置在模制部分的外周的一侧内，这样所述门的宽度是模制部分的外周的一侧的长度的1/5-2/3。

6.根据权利要求1或2所述的硬盘驱动头盘，其特征在于，用于形成用于容纳硬盘驱动头的凹陷的模具包括多个衬套，并且各衬套的一侧比凹陷之间的节距长三到九倍。

7.根据权利要求6所述的硬盘驱动头盘，其特征在于，具有与所述衬套相同数目和尺寸的衬套相对模制开口表面对称设置。

8.根据权利要求7所述的硬盘驱动头盘，通过注射模制导电树脂复合物来制造，所述导电树脂复合物是具有导电材料的热塑树脂材料，其特征在于，设置在设有头容纳部分的部分中的通孔的一部分具有台阶以减小头容纳部分的侧面上的通孔的面积。

9.根据权利要求1或2所述的硬盘驱动头盘，其特征在于，用于从模具移除模制部分的弹出销被设置在除了头容纳部分之外的部分上，并且相邻弹出销之间的所有的节距是头容纳部分的节距的三倍或者更小。

10.根据权利要求1或2所述的硬盘驱动头盘，其特征在于，通过用于从模具移除模制部分的弹出销所占据的区域是头容纳部分被形成的区域的面积的1/45或者更大。

11.一种硬盘驱动头盘，所述硬盘驱动头盘通过注塑成形导电树脂复合物来制造，所述导电树脂复合物是具有导电材料的热塑树脂材料，其中头容纳部分被设置在盘的顶部和后部表面中，并且所述的头容纳部分被对称设置在顶部和后部中。

12.根据权利要求1、2或11所述的硬盘驱动头盘，其特征在于，所述盘也被用作硬盘驱动头的检查盘。

13.根据权利要求1、2或11所述的硬盘驱动头盘，其特征在于，所述盘也用作装运和封装盘。

14.根据权利要求13所述的硬盘驱动头盘，其特征在于，识别标记使用激光写在所述盘上。

15.一种硬盘驱动头存放盘，所述硬盘驱动头存放盘通过注塑成形导电树脂复合物来形成，所述导电树脂复合物是具有导电材料的热塑树脂材料，其中，设置在设有头容纳部分的部分中的通孔的开口率是5％-50％。

16.根据权利要求15所述的硬盘驱动头的存放盘，所述存放盘通过注塑成形导电树脂复合物来形成，所述导电树脂复合物是具有导电材料的热塑树脂材料，其特征在于，通孔被设置在头容纳部分的四个拐角内。

17.根据权利要求16所述的硬盘驱动头的存放盘，所述存放盘通过注塑成形导电树脂复合物来形成，所述导电树脂复合物是具有导电材料的热塑树脂材料，其特征在于，缺口设置在用于容纳头的凹陷的周向垂直壁内以与盘的外周相连通。

18.根据权利要求1、2、11或15所述的硬盘驱动头盘，其特征在于，所述热塑树脂从至少聚醚醚酮树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯硫树脂、聚醚砜树脂、芳香族聚酯树脂、聚对苯二甲酸丁二酯、改性聚苯醚树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物、聚苯乙烯树脂之一选择。

19.根据权利要求1、2、11或15所述的硬盘驱动头清洗和传送盘，其特征在于，所述导电材料从至少具有圆柱结构的碳、具有中空壳状微粒结构以及碳纤维之一选择。

20.根据权利要求14所述的硬盘驱动头盘，其特征在于，所述导电材料包括0.1-5％质量百分比、相对热塑树脂具有0.2μm或者更小的直径的具有圆柱形结构的碳，以及相对热塑树脂具有直径1-10μm的1-30％质量百分比的碳纤维。

21.根据权利要求1、2、11或者15所述的硬盘驱动头盘，其特征在于，具有室的模具在用于成形的填充、保压和冷却步骤的过程中用对应室挤压部分的50MPa-200MPa压力的力被用来挤压所述挤压部件，所述室的整个表面或者一部分由挤压部件所形成。

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