JP2015181080A - 気密封止された電子機器用のフィードスルーコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】気密封止された電子機器用のフィードスルーコネクタを提供する。
【解決手段】フィールドスルー電気コネクタ２００は、内部空洞１１０に配置された第１の部分２１１と、内部空洞の外部に配置された第２の部分２１３と、内部配置部分と外部配置部分との間に配置された封止部分２１２とを備える電気絶縁基板２１０を有する。電気絶縁基板の外部配置部分に配置された複数の第１の電気リード線２２０と、内部配置部分に配置された複数の第２の電気リード線とを含み、電気リード線はそれぞれ対応するリード線に電気的に結合される。
【選択図】図２

Description

本開示は、概して電子機器用電気コネクタに関し、より詳細にはハードディスクドライブ用フィードスルー電気コネクタに関する。

ハードディスクドライブは一般に、磁性材料で被覆された高速で回転するディスクまたはプラッタを使用してデジタル情報の記憶および検索に使用される。デジタル情報は、ハードディスクドライブとコンピュータ機器との間を、ハードディスクドライブの一部を形成する電気コネクタによって転送される。従来の電気コネクタには、非フィードスルー型コネクタ（例えばＰ２コネクタ）およびフィードスルー型コネクタが含まれる。

フィードスルーコネクタは、ハードディスクドライブなどの電子機器のハウジングの外側から、電子機器の内部空洞内まで延在する複数の電気接続によって画定される。ハウジングの外側の電気接続部分は、コンピュータ機器の噛み合い電気コネクタに電気的に結合され、その一方で、ハウジングの内側の電気接続部分は、内部空洞内の様々な構成部品に電気的に結合される。

従来のフィードスルーコネクタは、特にハウジングの内部空洞が封止され、ある一定の条件（例えば圧力、温度、空気の組成など）で維持されている状況では、電子機器のハウジングに結合させることが難しい場合が多い。例えば、ある種のハードディスクドライブは、内部空洞およびハードディスクドライブの記憶内容をハウジングの外部の空気から分離しているハウジングによって大きな利益を享受している。

さらに、従来のフィードスルーコネクタは、フットプリント（例えば断面積）が大きい場合が多く、このためコネクタとハウジングとの間に十分に堅固で、信頼性が高く、かつ適切に封止された接続を達成することが困難かつ／または高価であることの原因となっている。また、従来のフィードスルーコネクタの構築に使用される材料の多くは、使用するのに費用がかさむ可能性があり、複雑で、しかも費用がかさむ硬化手順および処理手順を必要とする場合が多い。

本出願の対象は、現在の最新技術に応じて、特に、現在利用可能なシステムでは依然として完全には解決されていない、ハードディスクドライブおよび関連する電気コネクタに関連する問題および要求に応じて開発されたものである。したがって、本出願の対象は、フィードスルー電気コネクタ、ならびにそれに関連する装置、システムおよび方法を提供するために開発されたものであり、本出願の対象は、上述した従来技術の欠点のうちの少なくともいくつかを克服する。

本開示は、フィードスルー開口部を有するハウジングを含む装置に関する。さらに、この装置は、ハウジングに結合され、かつ、フィードスルー開口部を貫通して延在する電気コネクタを含む。電気コネクタは、絶縁材料からなる複数の積層構造の層を有し、複数の電気トレースが複数の積層構造の層の間に延在する電気絶縁基板を含む。電気絶縁基板は、ハウジングの内部空洞に配置された第１の部分と、内部空洞の外部に配置された第２の部分と、内部配置部分と外部配置部分との間に配置された封止部分と、をまた有する。封止部分は、ハウジングに対して封止された領域である。１つの実施形態では、少なくとも電気絶縁基板の封止部分は、最小限の断面積を有する。電気コネクタは、電気絶縁基板の外部配置部分に配置された複数の第１の電気リード線をさらに含む。電気コネクタは、電気絶縁基材の内部配置部分に配置された複数の第２の電気リード線をまた含む。複数の第１の電気リード線は、電気絶縁基板の複数の電気トレースを介して、複数の第２の電気リード線にそれぞれ電気的に結合される。

１つの実施形態では、封止部分とハウジングとの間の封止が、内部空洞を、気密封止された環境として維持する。例えば、内部空洞はヘリウムが富化された環境を包含してもよい。封止は、半田、接着剤、およびヘリウム透過性が低いエポキシのうちの１つ以上を使用することにより作られてもよい。電気絶縁基板は、複数の第１の電気リード線の電気リード線を、複数の第２の電気リード線のそれぞれの電気リード線と電気的に相互連結させるための電気トレースが、隣接した層間に延在する多層構造を有してもよい。

１つの実施形態によれば、複数の第１の電気リード線は、電気絶縁基板の外部配置部分の対向する面の一方の上に、または両方の上に配置されてもよい。電気絶縁基板は、プリント回路板材料から作られてもよい。また、電気コネクタの断面積は、約２００平方ミリメートル未満であってもよい。さらなる実施形態では、電気コネクタは、約１００平方ミリメートル未満であってもよい。１つの実施形態では、電気コネクタは、少なくとも封止部分において、フィードスルー開口部の断面領域と同一平面上であり、第１の寸法および第２の寸法を備える封止部分断面を有し、第１の寸法が、第２の寸法の長さの少なくとも５倍である。１つの実装形態では、電気コネクタの外部配置部分は、無挿入力タイプのコネクタに類似したようなものであってもよい。例えば、電気コネクタの長さ、およびハウジングを横断する方向に延在する電気コネクタの高さは、電気コネクタの幅よりも実質的に大きくてもよい。

本開示はまた、ハードドライブの空洞を外部の空気から実質的に分離する、気密封止されたハウジングを含むハードディスクドライブに関する。ハウジングは、フィードスルー開口部を含む。このフィードスルー開口部を貫通して電気コネクタが延在してもよい。電気コネクタは、ハウジングに結合されて気密封止を維持してもよい。電気コネクタは、内部空洞に配置された内部配置部分と、外部の空気中に突出する外部配置部分と、内部配置部分と外部配置部分との間に配置された封止部分と、を有する電気絶縁基板を含む。封止部分は、電気コネクタをハウジングに結合させるために使用される、電気絶縁基板上の領域である。電気コネクタは、電気絶縁基板の外部配置部分の少なくとも１つの周面上に配置された、複数の第１の電気リード線をまた含む。電気コネクタは、電気絶縁基板の内部配置部分に配置された複数の第２の電気リード線をさらに含む。複数の第１の電気リード線の各電気リード線は、対応し、かつ、相互に連結される複数の第２の電気リード線の電気リード線を有する。フィードスルー開口部から離れて横断する方向に延在する電気絶縁基板の長さが、フィードスルー開口部に対して平行に延在する電気絶縁基板の幅よりも長い。

１つの実施形態によれば、複数の第２の電気リード線は、内部空洞内のハードディスクドライブ構成部品に電気的に接続される。内部空洞は、ヘリウムが富化された環境を包含してもよい。また、電気コネクタは、半田付け、接着剤、およびヘリウム透過性が低いエポキシのうちの１つ以上によってハウジングに結合されてもよい。電気絶縁基板は、複数の第１の電気リード線および複数の第２の電気リード線を相互連結させるための電気トレースが、隣接した層間に延在する多層構造を有してもよい。装置は、電気コネクタを適所に固着する固定機構を含んでもまたよい。例えば、固定機構は、電気コネクタと噛み合い電気レセプタクルとの間の係合を固定してもよい。１つの実施形態では、フィードスルー開口部内の電気コネクタの断面積が、約１００平方ミリメートル未満である。

最後に、本出願は、ヘリウムが富化された環境を包含しているハードドライブの空洞を、外部の空気から実質的に分離する気密封止されたハウジングであって、フィードスルー開口部を備えるハウジングを含むハードディスクドライブに関する。さらに、電気コネクタは、ハウジングに結合され、かつ、フィードスルー開口部を貫通して延在する。電気コネクタは、内部空洞に配置された内部配置部分と、外部の空気中に突出する外部配置部分と、内部配置部分と外部配置部分との間に配置された、電気コネクタをハウジングに結合させるための封止部分と、を有する電気絶縁基板を含む。電気絶縁基板は、電気トレースが隣接した層の間に延在する多層構造を有する。電気絶縁基板は、電気絶縁基板の外部配置部分の対向する周面の一方の上に、または両方の上に配置された、複数の第１の電気リード線をさらに含んでもよい。基材は、電気絶縁基材の内部配置部分に配置された複数の第２の電気リード線を含んでもまたよい。電気絶縁基材の内部配置部分では、複数の第１の電気リード線の各電気リード線が、対応し、かつ、電気トレースを介して相互に連結される複数の第２の電気リードの電気リード線を有する。

本開示の対象の記述された特徴、構造、利点および／または特性は、任意の適切な方法で１つ以上の実施形態および／または実装形態において組み合わせることができる。以下の記述においては、本開示の対象の実施形態を完全に理解するために、多くの具体的な詳細が提供される。当業者は、本開示の対象を、１つの特定の実施形態または実装形態の１つまたは複数の特定の特徴、詳細、構成部品、材料および／または方法を用いなくても実践し得ることを認識するであろう。別の事例では、追加的な特徴および利点が、ある実施形態および／または実装形態において認められることもあり得るが、すべての実施形態または実装形態に存在しなくてもよい。さらに、いくつかの事例においては、本開示の対象の態様を曖昧にしないために、周知の構造、材料または動作については、詳細には図示または記述していない。本開示の対象の特徴および利点は、以下の記述および添付の特許請求の範囲からさらに詳細に明らかになるであろう。あるいは、以下に述べる本開示の対象を実践することによって習得することができる。

本開示の対象の利点をより理解し易くするために、簡単に前述した本開示の対象のさらに詳細な記述を、付属の図面に示した具体的な実施形態を参照しながら行う。これらの図面は本開示の対象の典型的な実施形態のみを図示しており、したがって、特許請求の範囲を限定するとは見なさないことを理解の上、図面を使用しながら本開示の対象をより具体的かつ詳細に記述し、説明する。

図１は、１つの実施形態によるフィードスルー電気コネクタを備えるハードディスクドライブの斜視図である。 図２は、１つの実施形態によるフィードスルー電気コネクタを備えるハードディスクの側断面図である。 図３は、１つの実施形態によるハードディスクドライブ上のフィードスルー電気コネクタの拡大図である。 図４は、別の実施形態によるハードディスクドライブ上のフィードスルー電気コネクタの拡大図である。 図５Ａは、１つの実施形態によるフィードスルー電気コネクタの斜視図である。 図５Ｂは、図５Ａのフィードスルー電気コネクタの正面図である。 図５Ｃは、図５Ａのフィードスルー電気コネクタの上面図である。 図６Ａは、別の実施形態によるフィードスルー電気コネクタの斜視図である。 図６Ｂは、１つの実施形態による対応する電気接点を備える図６Ａのフィードスルー電気コネクタの側面図である。 図７は、１つの実施形態によるフィードスルー電気コネクタの拡大断面斜視図である。

「１つの実施形態（ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「一実施形態（ａｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、または同様の言い回しの言及は、本明細書全体で、その実施形態に関連して記述された特定の特徴、構造、または特性が、本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれていることを意味している。本明細書全体で「１つの実施形態では（ｉｎ ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「一実施形態では（ｉｎ ａｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、および類似の言い回しが出てきた場合であっても、必ずしもすべて同じ実施形態を指しているとは限らない。同様に、用語「実装形態（ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ）」の使用は、本開示の１つまたは複数の実施形態に関連して記述する特定の特徴、構造または特性を有する実装形態を意味するが、明白な相関関係が別段示されなければ、実装形態は１つまたは複数の実施形態に関連付けされてもよい。

図１は、１つの実施形態によるフィードスルー電気コネクタ２００を備えるハードディスクドライブ１０の斜視図である。ハードディスクドライブ１０は、内部空洞１１０（図１では図示せず）を画定するハウジング１００を含む。内部空洞１１０は、ハードディスクおよびハードディスクドライブ１０の他の内部の構成部品１１２（図１では図示せず）を包含する。フィードスルー電気コネクタ２００は、電気絶縁基板２１０を含み、複数の電気リード線２２０が、電気絶縁基板２１０の少なくとも１つの周面上に配置されている。全体として、フィードスルー電気コネクタ２００は、ハードディスクドライブの内部の構成部品１１２をコンピュータ機器（図示せず）と電気的に接続するが、ハードディスクドライブの内部空洞１１０は外部の空気１２０から依然として相対的に分離されたままである。フィードスルー電気コネクタ２００に関する追加の詳細については、以下において、図２〜図７を参照して説明する。

以下に記述される例示的な実施形態は電気コネクタを備えるハードディスクドライブに関するものであるが、他の実施形態では、本開示の原理および特徴は、例えば固体記憶装置、半導体装置、汎用コンピュータ機器など、フィードスルー電気コネクタの利益を享受できる他の電子機器に適用することができる。

ハードディスクドライブ１０のハウジング１００は、データおよび情報を記憶ならびに検索するように構成されるとともに、データおよび情報の記憶ならびに検索を制御するように構成された様々な内部の構成部品１１２を収納し、保護する。内部空洞１１０内の構成部品１１２には、磁気記録媒体（例えばディスク）、読み取り／書き込みヘッド、アクチュエータ（例えば揺動アーム）、電気回路などが含まれてもよい。ハードディスクドライブ１０は、コンピュータ機器を動作させるためのデータを転送するコンピュータ機器（図示せず）と電気的に連通させることが可能である。１つの実施形態では、ハウジング１００は、ハードディスクドライブ１０の構成部品１１２を外部の環境１２０から気密封止するように構成される。ある実装形態では、ハウジング１００は、ハウジングの封止性を維持するために一体に結合された２つ以上の区域を含む。いくつかの実装形態によれば、ハウジング１００は、ハードディスクドライブ１０のハウジングの内部空洞１１０を、大気圧よりも低い圧力で維持する。１つの実施形態によれば、ハードディスクドライブの構成部品は、汚染物質および圧力変化の影響を受けやすいため、ハードディスクドライブ１０の内部の構成部品１１２を外部環境１２０から気密封止することにより、ハードディスクドライブ１０の正常な動作が促進され、ハードディスクドライブ１０の寿命も伸びる。

ハウジング１００は、（例えば硬化プラスチック、金属などの）様々な材料のうちの任意の材料で作製することができ、ある実施形態では、コネクタレセプタクル１３０を含んでもよい。コネクタレセプタクル１３０は、フィードスルー開口部１４０のまわりのハウジング１００の外面に形成される。フィードスルー開口部１４０もハウジングの中に形成される。フィードスルー開口部１４０は、フィードスルー電気コネクタ２００が存在しない状態では、ハードディスクドライブ１０の内部空洞１１０に対して開口している。全体として、コネクタレセプタクル１３０は、電気コネクタ２００を受け入れるように構成される。図１では、コネクタレセプタクル１３０は、コネクタ２００よりも実質的に大きく、かつ、フィードスルー開口部１４０よりも大きいハウジング１００内のトレーまたはくぼみとして示されているが、他の実施形態では、電気コネクタ２００の突出面を物理的に支持するために、電気コネクタ２００と同様のサイズであってもよい。さらに、コネクタレセプタクル１３０は、ハウジング１００に電気コネクタ２００を固定するための半田、接着剤またはその他の溶接剤の層を保持するのに役立つ場合もある。ハウジング１００へのコネクタ２００の結合に関するさらなる詳細については、以下において説明する。

図２は、１つの実施形態によるフィードスルー電気コネクタ２００を備えるハードディスクドライブ１０の側断面概略図である。図示された実施形態では、ハードディスクドライブ１０は、ハードディスクドライブ１０の内部空洞１１０を、外部の空気１２０から実質的に分離するハウジング１００を含む。例えば、内部空洞１１０は、ヘリウムが富化された空気を有してもよい。あるいは、内部空洞１１０は、外部の空気１２０の圧力よりも低い圧力で維持されてもよい。ある種のハードディスクドライブ１０は、ハードディスクドライブ１０の効率的な動作を促進するために、内部空洞１１０内である一定の条件を有するか、または維持するように特別に構成されている。ハウジングからの漏れは、（例えば、圧力の増加または、より重量のある空気の導入を引き起こすなど）内部空洞内の所望の条件を阻害し易く、ハードディスクドライブ１０の効率および信頼性を損ねるおそれがある。

図２に図示されたハウジング１００の実施形態は、（図１に図示されるような）コネクタレセプタクル１３０を含まない。ハウジング１００は、磁気媒体および読み取り／書き込みアームなどのハードディスクドライブの構成部品１１２を保持する。また、ハードディスクドライブ１０の内部空洞１１０に概略的に図示されているのは、ハードディスクドライブ１０の構成部品１１２をフィードスルー電気コネクタ２００に電気的に接続する、二次的な電気接続１１４である。二次的な電気接続１１４は、配線、電気トレース、コネクタ、制御装置、制御モジュールなどであってもよい。そのような二次的な電気接続１１４は、様々な方法でフィードスルー電気コネクタ２００と接続するように構成されてもよい。例えば、図３および図４は、ハードディスクドライブ１０の内部の配線１１４をフィードスルー電気コネクタ２００に接続するための異なる実装形態を示している。これらの異なる実装形態に関する追加の詳細については、以下において、図３および図４を参照して説明する。

フィードスルー電気コネクタ２００は、電気絶縁基板２１０と、複数の電気リード線２２０と、を含む。電気絶縁基板２１０は、隣接した層の間に延在する電気トレースを備えた、電気絶縁材料からなる複数の層を含んでもよい。例えば、複数の層は、フィードスルー開口部の断面領域に対して垂直な方向に延在してもよい。電気絶縁基板２１０は、３つの異なる部分または区域をまた含む。それらは、内部配置部分２１１、封止部分２１２および外部配置部分２１３である。本開示全体で、３つの別個の部分２１１、２１２、２１３として記述され、言及されるが、１つの実施形態によれば、電気絶縁基板２１０は、単一の、一体化された構造であり得ることが想定されている。他の実施形態では、電気絶縁基板２１０は、部分２１１、２１２、２１３がそれぞれ別個の材料であるようなモジュールであってもよい。さらに、１つの実施形態では、電気絶縁基板２１０は、層をなしていてもよい（図７）。電気絶縁基板２１０の構造および組成に関する追加の詳細については、以下において、図５Ａおよび図７を参照して説明する。

本開示のフィードスルー電気コネクタ２００は、外部配置部分２１３上に、少なくとも複数の第１の電気リード線２２０を有する。複数の第１の電気リード線２２０は、外部配置部分２１３の少なくとも１つの周面上に配置されてもよい。リード線２２０の配置、材料および構造については、以下において、図５Ａ〜図７を参照してさらに詳細に記述する。複数の第１の電気リード線２２０は、図２に図示されていない電気トレース／配線を介して、ハードディスクドライブ１０の構成部品１１２と接続するための電気絶縁基材２１０の、内部配置部分２１１上の対応する接点に、電気的に接続される。

以下においてさらに詳細に記述するが、フィードスルー電気コネクタ２００の電気絶縁基板２１０の内部配置部分２１１は、同様に位置決めされた電気リード線を有してもよいし、有していなくてもよい（図３および図４の記述を参照されたい）。例えば、１つの実施形態では、二次的な電気接続１１４は、電気絶縁基板２１０の内部配置部分２１１上に配置されたリード線を介して電気コネクタ２００に電気的に接続してもよい。しかしながら、別の実施形態では、電気絶縁基板２１０の内部配置部分は、集約配線１１４およびハードディスクドライブ１０の構成部品１１２とインターフェースするための電気接点を有する、従来の電気コネクタと類似していてもよい。

封止部分２１２は、フィードスルー開口部１４０と係合して、コネクタ２００をハウジング１００に結合させるフィードスルー電気コネクタ２００の部分／領域である。１つの実施形態では、封止部分２１２は、半田金属またはその他の、コネクタ２００をハウジング１００に結合させるための溶接促進剤で、電気めっきが施される。別の実施形態では、封止部分２１２は、接着剤組成物によってフィードスルー開口部に１４０に結合する。封止部分２１２に関する追加の詳細については、以下において、図５Ａを参照して説明する。

図３は、１つの実施形態による図１のハードディスクドライブ１０のハウジング１００に結合されたフィードスルー電気コネクタ２００の拡大図である。図２に図示された実施形態と同様に、フィードスルー電気コネクタ２００は、電気絶縁基板２１０の外部配置部分２１３の先端部に配置された複数の第１の電気リード線２２０を有する。これらのリード線２２０は、対応する／噛み合ったレセプタクルに挿入されるように構成される。例えば、コネクタ２００の外部配置部分２１３は、無挿入力タイプのコネクタであってもよい。しかしながら、図３は、フィードスルー電気コネクタ２００の電気絶縁基板２１０の内部配置部分２１１の１つの実施形態をまた示す。内部配置部分２１１は、ハードディスクドライブ１０の内部空洞１１０内の配線／ケーブル１１４と電気的に接続するように構成された、従来の電気端子を含んでもよい。別の実施形態では、外部配置部分２１３は、従来の電気端子を含んでもよい。

外部配置部分の先端部に配置された複数の第１の電気リード線２２０を有する。これらのリード線２２０は、対応する／噛み合ったレセプタクルに挿入されるように構成される。しかしながら、図４は、フィードスルー電気コネクタ２００の電気絶縁基板２１０の内部配置部分２１１の、図３と比較して異なる実施形態を示している。例えば、内部配置部分２１１は、コネクタ２００の内部配置部分２１１の少なくとも１つの周面上に配置された複数の第２の電気リード線２３０を有してもよい。図示していないが、内部配置部分２１１は、複数の第２の電気リード線２３０と係合するように構成された電気端子を有する噛み合いレセプタクルに、受け入れられてもよい。

図５Ａは、１つの実施形態によるフィードスルー電気コネクタ２００の斜視図である。上述したように、フィードスルー電気コネクタ２００は、コネクタ２００の構造および全般的な形状を画定する電気絶縁基板２１０を有する。電気絶縁基板２１０は、電気機器での使用に適した、任意の非導電材料であってもよい。例えば、電気絶縁基板２１０は、ガラス、セラミック、ゴム、プラスチック、ポリマーなどであってもよい。１つの実施形態では、電気絶縁基板２１０は、プリント回路板、プリント配線板、エッチングされた配線板、プリント回路板アセンブリまたは回路カードアセンブリと同じ方法で構築されてもよい。以下において、図７を参照してさらに詳細に記述するが、電気絶縁基板２１０は、複数の第１の電気リード線２２０と複数の第２の電気リード線２３０との間で電流および電気信号を伝達するための電気トレースを含む。１つの実施形態では、コネクタ２００に実装された電気絶縁基板２１０は、ハードディスクドライブ１０の内部空洞１１０中に存在する条件に対する個別の材料の耐性能力に従って選択されてもよい。例えば、内部空洞１１０でヘリウムが富化された空気を維持する場合には、ヘリウム透過性が低く、したがって、ヘリウムが富化された内部空洞１１０を、外部の空気１２０からさらに分離させる電気絶縁基板２１０を選択してもよい。

電気絶縁基板２１０の３つの部分２１１、２１２、２１３もまた、図５Ａに図示されている。上記したように、３つの部分２１１、２１２、２１３は、単一の、一体化された構造であってもよい。他の実施形態では、電気絶縁基板２１０は、部分２１１、２１２、２１３がそれぞれ別個の材料であるようなモジュールであってもよい。１つの実施形態では、部分２１１、２１２、２１３は、最終的に明確に区切られていなくてもよい。また各部分は、互いから視覚的または構造的に区別できなくてもよい。言い換えれば、本開示は、全体として予想されるフィードスルー電気コネクタ２００の配置および使用法に基づいて部分２１１、２１２、２１３を区別している。例えば、外部の空気の条件および／または（所与の用途の個々の内容によっては）接続、切断の繰り返しに耐えるように、外部配置部分２１３の方が、剛性が高くてもよいため、堅固な非導電性材料で構築されてもよい。また、３つの部分２１１、２１２、２１３の相対的な長さおよび相対的な寸法は、１つの実施形態の例示的なものに過ぎず、本開示の範囲を限定するようには意図されていない。言い換えれば、１つの部分は、所与の用途の個々の内容によっては、別の部分よりも実質的に大きく、長く、かつ／または幅が広くてもよい。また、以下において記述するように、図示された電気リード線２２０、２３０の数、サイズ、構成および配置は、本開示の範囲を限定するものではない。（図示されるように）１つの実施形態では、電気絶縁基板２１０の幅は、電気絶縁基板２１０の長さおよび高さよりも実質的に小さい。

封止部分２１２は、単にコネクタ２００がハウジング１００に結合される中間に位置する部分であってもよい。しかしながら、別の実施形態では、封止部分２１２の外面は、半田材料で電気めっきが施されてもよい。別の実施形態では、封止部分２１２は、接着剤またはエポキシを使用してフィードスルー開口部１４０に接合が可能な、加工された表面を含んでもよい。さらに別の実施形態では、接着剤も半田（またはその他の溶接剤）も両方実施して、コネクタ２００をフィードスルー開口部１４０内に封止することにより、内部空洞１１０が外部の空気１２０から分離された状態を実質的に維持してもよい。例えば、１つの実施形態では、電気めっき材料を、封止部分２１２の長さに沿って施してもよい。また接着剤を、封止部分２１２の幅に沿って施してもよい。すでに概説したように、封止部分２１２は、単にコネクタ２００の、ハウジング１００と直接係合する領域でなくてもよい。１つの実施形態では、封止部分２１２は、ハウジング１００のフィードスルー開口部１４０の厚さを越えて延在してもよい。ここでもまた、接着剤および／または半田は、予想される内部空洞１１０内の条件または外部の空気１２０に対する耐性能力（例えば低ヘリウム透過性など）に従って選択されてもよい。

電気絶縁基板２１０は、少なくとも封止部分においては、約２００平方ミリメートル未満の断面積を有してもよい。さらなる実施形態では、電気コネクタの断面積は、約１００平方ミリメートル未満であってもよい。１つの実施形態では、電気コネクタは、少なくとも封止部分においては、フィードスルー開口部の断面領域と同一平面上にあり、かつ、第１の寸法および第２の寸法を有する断面を有する。第１の寸法は、１つの実施形態によれば、第２の寸法よりも実質的に長い。例えば、第１の寸法は、第２の寸法の長さの少なくとも５倍であってもよい。別の実装形態では、第１の寸法は、第２の寸法の長さの少なくとも１０倍である。

図５Ｂは、１つの実施形態による図５Ａのフィードスルー電気コネクタ２００の正面図である。図３および図４で記述し、図示したように、電気コネクタ２００は、外部配置部分２１３に配置された複数の第１のリード線２２０と、内部配置部分２１１に配置された複数の第２のリード線２３０と、を有する。複数の第１のリード線２２０および複数の第２のリード線２３０は、電気絶縁基板２１０の長さを延在するトレース／配線を介して相互に連結されている（図７を参照）。上述したように、複数の第１の電気リード線２２０は、コネクタ２００の外部配置部分２１３の少なくとも１つの周面上に配置される。しかしながら、複数の第２の電気リード線２３０は、（図４および図５Ａ〜図５Ｃに図示したように）配置および構成において複数の第１の電気リード線２２０と類似していてもよいが、別の実施形態では、従来の電気コネクタ（すなわち電気端子、電気接点、配線結合など）の構造および構成を有してもよい。

リード線２２０、２３０は、電気機器での使用に適した、任意の導電性材料から構築されてもよい。例えば、電気リード線２２０、２３０は、例えば銅、アルミニウム、金、亜鉛、ニッケル、真鍮、ブロンズ、鉄、プラチナなどの金属で構築されてもよい。別の実施形態では、電気リード線２２０、２３０は、例えば黒鉛および導電性ポリマーなどの他の導電性材料で構築されてもよい。複数の第１の電気リード線２２０中のリード線の数は、各図で図示された数に限定されない。１つの実施形態では、フィードスルー電気コネクタ２００は、連結された電気リード線が２０本未満であってもよい。しかしながら、別の実施形態では、フィードスルー電気コネクタ２００は、所与の用途の個々の内容によっては、２０本を超える（すなわち何百本または何千本の）電気リード線が連結されてもよい。

図５Ｃは、１つの実施形態による図５Ａのフィードスルー電気コネクタ２００の上面図である。図示されるように、複数の第１の電気リード線２２０は、電気絶縁基板２１０の外部配置部分２１３の対向する横方向の周側２１４上に配置されてもよい。さらに、電気リード線２２０、または少なくとも電気リード線２２０の一部は、コネクタ２００の前縁部２１５で露出してもよい。これにより噛み合いコネクタが、フィードスルーコネクタ２００の周側２１４および／または前縁部／表面２１５でリード線２２０と電気的に係合することが可能になる。また、複数の第１の電気リード線２２０は、２つの対向する側だけでなく、フィードスルーコネクタ２００の横方向側２１４すべてに配置されてもよい。別の実施形態では、リード線２２０は、１つの側に配置されるだけでもよい。コネクタ２００の形状およびリード線２２０の配置に関するさらなる詳細および実施形態については、以下において説明する。

図６Ａは、別の実施形態によるフィードスルー電気コネクタ２００の斜視図である。フィードスルー電気コネクタ２００は、テーパー状に設計してもよい。これにより、外部配置部分２１３を噛み合いレセプタクル（図示せず）に挿入することがさらに容易になる可能性がある。別の実施形態（図示せず）では、封止部分２１２は、コネクタ２００の有効フットプリント（断面積）を小さくするようにテーパー状であってもよい。これにより、フィードスルー開口部１４０のサイズが小さくなり、内部空洞１１０と外部の空気１２０との間の漏れを生じにくくさせ、封止処理をより効率的／効果的にする。１つの実施形態では、電気コネクタ２００の断面積は、少なくとも封止部分２１２においては、約２００平方ミリメートル未満である。別の実施形態では、電気コネクタ２００の断面積は、約１００平方ミリメートル未満である。従来のフィードスルーコネクタは、フットプリントが比較的大きい場合が多いため、漏れが生じやすく、かつ／または封止処理を困難／高価にしている。

図６Ｂは、図６Ａのフィードスルー電気コネクタ２００を、１つの実施形態による対応する噛み合いレセプタクル３００とともに示す側面図である。噛み合いレセプタクル３００は、電気接触パッド３０２を有する。電気接触パッド３０２は、フィードスルー電気コネクタ２００の適切な部分をレセプタクルに挿入すると、リード線２２０、２３０が電気接触パッド３０２と係合して、電気的接続を行う。噛み合いレセプタクル３００を、他の構成部品に電気的に結合させてもよい。図示していないが、噛み合いレセプタクル３００および／またはフィードスルー電気コネクタ２００は、コネクタを適所に固着する固定機構を有してもよい。固定機構は、ラッチ、クランプ、結束具、締め具、ボルト、締め金、ピン、クリップなどであってもよい。別の実施形態では、コネクタは、コネクタ２００が噛み合いレセプタクル３００内に滑り嵌めされることだけによって適所に保持されてもよい。

上述したように、リード線２２０、２３０の数、構成、配置、および全体的な寸法は、各図で図示された実施形態に限定されない。さらに、コネクタは、本開示で図示され、記述されたもの以外の形状を有してもよいことが想定されている。例えば、電気コネクタは、略競走トラック形状、楕円形状、または卵型形状の外周を有してもよい。言い換えれば、電気コネクタ２００の外周、または少なくともコネクタ２００の部分２１１、２１２、２１３のうちの１つの外周は、様々な形状であってもよい。例えば、コネクタ２００の外周は、互いに対して実質的に平行に延在する対向する２つの側であって、半円形の端部によって一体に結合される２つの側を含んでもよい。別の実施形態では、コネクタ２００の外周（すなわちフットプリント）は、円形状であってもよい。従来のフィードスルーコネクタとは異なり、コネクタ２００は、比較的鋭い角または縁がなくてもよい。

図７は、１つの実施形態によるフィードスルー電気コネクタ２００の拡大斜視図である。電気コネクタ２００は、電気絶縁基板２１０の周面上に配置されたリード線２２０を含む。図示したように、複数のリード線２２０は、電気絶縁基板２１０の周面にわたって様々な方向に間隔を置いて配置させてもよい。例えば、リード線２２０は、コネクタ２００の幅にわたって間隔を置いて配置させることができるだけでなく、リード線２２０は、コネクタ２００の長さに沿って間隔を置いて配置させてもよい。電気絶縁基板２１０は、一体に形成された複数の層２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、２１０ｄ、２１０ｅ、２１０ｆを含んでもよい。隣接した層間では、電気トレース２４０をリード線２２０に電気的に接続し、コネクタ２００の長さを延在させ、対向する端部の、対応するリード線／接点２３０と接続させることができる（例えば、外部配置部分２１３までの内部配置部分２１１の間）。電気トレース２４０は、電気機器での使用に適した、任意の導電性材料から構築されてもよい。例えば、電気トレース２４０は、例えば銅、アルミニウム、金、亜鉛、ニッケル、真鍮、ブロンズ、鉄、プラチナなどの金属で構築されてもよい。別の実施形態では、電気トレース２４０は、例えば黒鉛および導電性ポリマーなどの他の導電性材料で構築されてもよい。トレース２４０および層２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、２１０ｄ、２１０ｅ、２１０ｆの数および構成は、図示された実施形態に限定されない。所与の用途の個々の内容によっては、多数の層２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、２１０ｄ、２１０ｅ、２１０ｆを組み込んで、トレース２４０の経路を適切に定めるようにしてもよい。

上記では、「上（ｕｐ）」、「下（ｄｏｗｎ）」、「上側（ｕｐｐｅｒ）」、「下側（ｌｏｗｅｒ）」、「水平（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）」、「垂直（ｖｅｒｔｉｃａｌ）」、「左（ｌｅｆｔ）」、「右（ｒｉｇｈｔ）」などの特定の用語を用いることがある。これらの用語は、適用可能な場合は、相対的な関係を扱う際に、ある程度わかり易い記述を提供するために用いられる。しかし、これらの用語は絶対的な関係、位置、および／または配向を含意することを意図するものではない。例えば、ある対象物に対して「上側（ｕｐｐｅｒ）」の面は、単にその対象物をひっくり返すことによって「下側（ｌｏｗｅｒ）」の面になることがある。それにもかかわらずその対象物は依然として同一の対象物である。さらに、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、およびそれらの変化形は、別段の明確な指定がない限り「含むが限定されない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｂｕｔ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ）」の意味である。列挙している項目リストは、別段の明確な指定がない限り、任意の項目またはすべての項目が互いに排他的かつ／または互いに包括的であることを含意しない。用語「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」も別段の明確な指定がない限り「１つまたは複数（ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ）」を指す。さらに、用語「複数（ｐｌｕｒａｌｉｔｙ）」は「少なくとも２つ（ａｔ ｌｅａｓｔ ｔｗｏ）」と定義することができる。

さらに、ある要素が別の要素に「結合（ｃｏｕｐｌｅｄ）されている」本明細書の事例は、直接的な結合および間接的な結合を含むことができる。直接的な結合は、ある要素が別の要素に結合され、別の要素と何らかの接触をするものと定義することができる。間接的な結合は、互いに直接的に接触しないが、結合された要素間に１つまたは複数の追加の要素を有する２つの要素間の結合と定義することができる。さらに、本明細書で用いられる場合、ある要素を別の要素に固定することは、直接的な固定および間接的な固定を含むことができる。さらに、本明細書で用いられる場合、「隣接する（ａｄｊａｃｅｎｔ）」は必ずしも接触を指すものではない。例えば、ある要素が別の要素と接触せずにその別の要素に隣接することができる。

本明細書で用いられる場合、列挙された項目とともに使用される場合の「〜のうちの少なくとも１つ（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ ｏｆ）」という表現は、列挙された項目のうちの１つまたは複数の様々な組み合わせが使用可能であり、かつ列挙された項目のうちの１つだけがあればよいということを意味する。項目は特定の対象物、物体またはカテゴリーであってもよい。言い換えると、「〜のうちの少なくとも１つ」は、項目の任意の組み合わせまたは項目の任意の数が、列挙された項目から使用され得るが、列挙された項目のうちのすべての項目が要求され得るわけではない、ということを意味する。例えば、「項目Ａ、項目Ｂおよび項目Ｃのうちの少なくとも１つ」は、項目Ａ、項目Ａと項目Ｂ、項目Ｂ、項目Ａと項目Ｂと項目Ｃ、または、項目Ｂと項目Ｃ、を意味していてもよい。場合によっては、「項目Ａ、項目Ｂおよび項目Ｃのうちの少なくとも１つ」は、例えば、２つの項目Ａ、１つの項目Ｂ、および１０の項目Ｃを意味したり、４つの項目Ｂおよび７つの項目Ｃを意味したり、またはいくつかの他の適切な組み合わせを意味してもよいが、それに限定されるものではない。

本発明の対象は、その趣旨または本質的な特徴から逸脱しない範囲で、他の特定の形態で具体化してもよい。記述した実施形態は、すべての点で単に例示的なものとして見なされ、限定的なものとしては見なされない。したがって、本発明の範囲は、これまでの記述によってではなく、添付した特許請求の範囲により示される。特許請求の範囲と均等な意味および範囲内での変更形態はすべて、その範囲内に包含される。

１０ ハードディスクドライブ
１００ ハウジング
１１０ 内部空洞
１１２ 内部の構成部品
１１４ 二次的な電気接続
１２０ 外部の空気
１３０ コネクタレセプタクル
１４０ フィードスルー開口部
２００ フィードスルー電気コネクタ
２１０ 電気絶縁基板
２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、２１０ｄ、２１０ｅ、２１０ｆ 層
２１１ 内部配置部分
２１２ 封止部分
２１３ 外部配置部分
２１４ 横方向の周側
２１５ 前縁部
２２０ 第１の電気リード線
２３０ 第２の電気リード線
２４０ 電気トレース
３００ 噛み合いレセプタクル
３０２ 電気接触パッド

Claims (20)

1. フィードスルー開口部を備えるハウジングと、
   前記ハウジングに結合され、かつ、前記フィードスルー開口部を貫通して延在する電気コネクタと、
   を備える装置であって、
   前記電気コネクタが、
   電気絶縁材料からなる複数の層を備え、複数の電気トレースが前記複数の層の間に延在する電気絶縁基板であって、前記ハウジングの内部空洞に配置された内部配置部分と、前記内部空洞の外部に配置された外部配置部分と、前記内部配置部分と前記外部配置部分との間に配置された封止部分であって、前記ハウジングに対して封止された封止部分と、を備える電気絶縁基板と、
   前記電気絶縁基板の前記外部配置部分に配置された複数の第１の電気リード線と、
   前記電気絶縁基板の前記内部配置部分に配置された複数の第２の電気リード線と、
   を備え、
   前記複数の第１の電気リード線は、前記複数の電気トレースを介して前記複数の第２の電気リード線にそれぞれ電気的に結合される、装置。
2. 前記封止部分と前記ハウジングとの間の封止が、前記内部空洞を気密封止された環境として維持する、
   請求項１に記載の装置。
3. 前記内部空洞が、ヘリウムが富化された環境を包含する、
   請求項２に記載の装置。
4. 前記封止が、半田、接着剤、およびヘリウム透過性が低いエポキシのうちの１つ以上を備える、
   請求項３に記載の装置。
5. 前記電気絶縁基板の前記複数の層が、前記ハウジングの前記開口部を、前記開口部の断面に垂直に貫通して延在する、
   請求項１に記載の装置。
6. 前記複数の第１の電気リード線が、前記電気絶縁基板の前記外部配置部分の対向する面の一方の上に、または両方の上に配置される、
   請求項１に記載の装置。
7. 前記電気絶縁基板が、プリント回路板を備える、
   請求項１に記載の装置。
8. 前記電気コネクタの断面積が、約２００平方ミリメートル未満である、
   請求項１に記載の装置。
9. 前記フィードスルー開口部内の前記電気コネクタの断面積が、約１００平方ミリメートル未満である、
   請求項１に記載の装置。
10. 前記電気コネクタの前記外部配置部分が、無挿入力タイプのコネクタを備える、
    請求項１に記載の装置。
11. 前記電気コネクタの長さおよび高さが、前記電気コネクタの幅よりも実質的に大きく、
    前記電気コネクタの前記高さが、前記フィードスルー開口部の断面を横断する方向に延在し、
    前記電気コネクタの前記長さおよび幅が、前記フィードスルー開口部の前記断面に対して平行な方向に延在する、
    請求項１に記載の装置。
12. ハードドライブの内部空洞を外部の空気から実質的に分離する気密封止されたハウジングであって、フィードスルー開口部を備えるハウジングと、
    前記ハウジングに結合され、かつ、前記フィードスルー開口部を貫通して延在する電気コネクタと、
    を備えるハードディスクドライブであって、
    前記電気コネクタが、
    電気絶縁材料からなる複数の層を備え、複数の電気トレースが前記複数の層の間に延在する電気絶縁基板であって、前記内部空洞に配置された内部配置部分と、前記外部の空気中に突出する外部配置部分と、前記内部配置部分と前記外部配置部分との間に配置され、前記ハウジングに対して封止された封止部分であって、前記フィードスルー開口部から離れて横断する方向に延在する前記電気絶縁基板の長さが、前記フィードスルー開口部に対して平行に延在する前記電気絶縁基板の幅よりも長い封止部分と、を備える電気絶縁基板と、
    前記電気絶縁基板の前記外部配置部分の少なくとも１つの周面上に配置された複数の第１の電気リード線と、
    前記電気絶縁基板の前記内部配置部分に配置された複数の第２の電気リード線と、
    を備え、
    前記複数の第１の電気リード線は、前記複数の電気トレースを介して前記複数の第２の電気リード線にそれぞれ電気的に結合される、ハードディスクドライブ。
13. 前記複数の第２の電気リード線が、前記内部空洞内のハードディスクドライブ構成部品に電気的に接続される、
    請求項１２に記載のハードディスクドライブ。
14. 前記内部空洞が、ヘリウムが富化された環境を包含する、
    請求項１３に記載のハードディスクドライブ。
15. 前記電気コネクタが、半田付け、接着剤、およびヘリウム透過性が低いエポキシのうちの１つ以上によって前記ハウジングに結合される、
    請求項１４に記載のハードディスクドライブ。
16. 前記電気絶縁基板の前記外部配置部分が、噛み合い電気レセプタクルに挿入することが可能である、
    請求項１２に記載のハードディスクドライブ。
17. 前記電気絶縁基板の前記外部配置部分を、前記噛み合い電気レセプタクルに固着する固定機構をさらに備える、
    請求項１６に記載のハードディスクドライブ。
18. 前記電気絶縁基板の前記外部配置部分が、２つの周長が長い側壁および２つの周長が短い側壁を備える矩形断面形状を有し、
    前記複数の第１の電気リード線が、前記電気絶縁基板の前記外部配置部分の前記周長が長い側壁に配置される、
    請求項１２に記載のハードディスクドライブ。
19. 前記フィードスルー開口部内の前記電気コネクタの断面積が、約１００平方ミリメートル未満である、
    請求項１２に記載のハードディスクドライブ。
20. ヘリウムが富化された環境を包含するハードドライブの内部空洞を、外部の空気から実質的に分離する気密封止されたハウジングであって、フィードスルー開口部を備えるハウジングと、
    前記ハウジングに結合され、かつ、前記フィードスルー開口部を貫通して延在する電気コネクタと、
    を備えるハードディスクドライブであって、
    前記電気コネクタが、
    電気絶縁材料からなる複数の層を備え、複数の電気トレースが前記複数の層の間に延在する電気絶縁基板であって、前記内部空洞に配置された内部配置部分と、前記外部の空気中に突出する外部配置部分と、前記内部配置部分と前記外部配置部分との間に配置され、前記ハウジングに対して封止された封止部分であって、前記フィードスルー開口部の断面と同一平面上にある前記封止部分の断面が、第１の寸法および第２の寸法を備え、前記第１の寸法が、前記第２の寸法の長さの少なくとも５倍である封止部分と、を備える電気絶縁基板と、
    前記電気絶縁基板の前記外部配置部分の対向する周面の一方の上に、または両方の上に配置された複数の第１の電気リード線と、
    前記電気絶縁基板の前記内部配置部分に配置された複数の第２の電気リード線と、
    を備え、
    前記複数の第１の電気リード線は、前記複数の電気トレースを介して前記複数の第２の電気リード線にそれぞれ電気的に結合される、ハードディスクドライブ。

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