[发明专利]硬盘驱动器

说明书

技术领域

本发明的实施方式总体而言涉及改善被密封并填充有轻于环境空气的气体的硬盘驱动器（HDD）中的气体过滤，更具体而言涉及改善被密封并实质填充有氦气的硬盘驱动器（HDD）中的气体过滤。

背景技术

特定计算机设备的操作会由于存在诸如空气污染物的环境危害而被不利地影响。为了防止这种损害的发生，一些敏感设备可以容纳在设计为阻止空气污染物进入的外壳中。

一件容纳在保护外壳中的敏感设备的示例为硬盘驱动器（HDD）。HDD是非易失性存储装置，其容纳在保护外壳中并在具有磁性表面的一个或多个圆盘（platter）上存储数字编码的数据。当HDD处于操作中时，每个盘被主轴系统（spindle system）快速旋转。数据利用通过致动器定位在盘上特定位置之上的读/写头而从盘读出及写入到盘。

读/写头利用磁场从盘的表面读取数据及将数据写入到盘的表面。由于磁偶极子场随着距离磁极的距离而快速减小，所以必须密切控制读/写头与盘的表面之间的间隔。为了在读/写头与盘的表面之间提供均匀距离，致动器依赖于动压空气轴承（self-acting air bearing）产生的空气来在盘旋转时将读/写头支撑在离开盘的表面的适当距离处。因此，读/写头被称为在盘的表面上方“飞行”。也就是，被旋转的盘拉动的空气迫使头离开盘的表面。当盘停止旋转时，读/写头必须或者在盘上“着陆”，或者被移开。

诸如10nm至1000nm（1微米）的非常小的气载微粒可以附着到读/写头的空气轴承表面，或者沉积在磁盘（磁盘组）的表面上。当读/写头或者盘的表面变得附着有气载微粒时，容易导致读/写头不能正确读取数据或者刮擦盘的表面（这会磨掉盘的磁性薄膜及导致数据丢失并潜在地导致HDD不能操作）。

作为制造工艺的自然组成部分，一定量的气载微粒可引入到HDD的外壳的内部。此外，在操作中，在HDD内部的某些部分可通过引起气载微粒被释放的方式彼此摩擦或碰撞。为了从HDD的内部去除气载微粒，气载微粒过滤器可以设置在外壳内部以及外壳内的空气通道周围，用于平衡外壳的内部与外部之间的压力。这些气载微粒过滤器典型地位于盘的旋转引起的气流中。当空气流动通过气载微粒过滤器时，被空气携带的微粒会被俘获在气载微粒过滤器中，因此清除空气。

随着流动通过气载微粒过滤器的空气的量增加，被气载微粒过滤器俘获的气载微粒的数目也将增加。

然而，随着在HDD的外壳内循环的气流的速度增加，循环的气流干扰磁读/写头的操作的可能性也增加。因此，气载微粒过滤器典型地设计为从空气收集尽可能多的气载微粒而不干扰磁读/写头的正确操作。

在某些情况下，磁盘驱动器可以填充有环境空气之外的气体，例如氦。这可以是有利的，因为氦是比环境空气更轻的气体并在硬盘驱动器操作时引起较少的湍流和磁盘的颤振。然而，在硬盘驱动器内部使用比环境空气更轻的气体会负面地影响过滤性能，因为跨微粒过滤器产生较小的压差。

发明内容

提供用于改善硬盘驱动器（HDD）中的气体过滤的技术，该硬盘驱动器被密封并填充有轻于环境空气的气体，诸如实质的氦气。在实施方式中，硬盘驱动器（HDD）包括在密封的外壳中，该密封的外壳由实质的氦气填充。该HDD可以包括围绕磁记录盘的外周的大部分的护罩(shroud)。该HDD也可以包括具有一个或多个翼(wing)的逆流阻流器(upstream spoiler)。逆流阻流器的形状将实质的氦气的流动从磁记录头转向到增压室(plenum chamber)，该实质的氦气在磁记录盘旋转时循环。增压室具有嘴，该嘴允许实质的氦气的循环流的一部分流入其中。增压室的嘴是在实质的氦气的循环流中位于逆流阻流器之前的护罩中的间隙。增压室的一部分利用与间隙相对的微粒过滤器形成。

实质的氦气可以利用逆流阻流器和增压室被引导通过微粒过滤器，以确保通过微粒过滤器的足够的压降。例如，增压室的使用可以产生跨过微粒过滤器的23帕斯卡（Pa）至27帕斯卡（Pa）的压降。此外，微粒过滤器的面积可以最大化以增加微粒清除速度。例如，微粒过滤器的宽度可以大于增压室的嘴的宽度。实际上，在一些实施方式中，微粒过滤器的宽度可以为增压室的嘴的约1.25倍至约10倍，在一些情况下优选地为增压室的嘴的约2.3倍至约5倍。

在发明内容部分讨论的实施方式并非意在暗示、描述或教导这里讨论的所有实施方式。因此，本发明的实施方式可以包含与本部分讨论的那些不同的或附加的特征。

附图说明