[发明专利]用于电子外壳的过滤介质以及过滤产品

说明书

本申请公开了用于电子外壳的过滤介质以及过滤产品。描述了用于需要高度无污染物的环境来操作的类似电子设备的硬盘驱动器中的过滤器，特别是与过滤器结合的这些设备，其中该过滤器包含石墨烯。

发明领域

本发明涉及硬盘驱动器和类似电子设备，其需要高度无污染物的气体环境用于操作，尤其涉及结合了根据本发明的包含石墨烯的过滤器的这些设备。

背景技术

硬盘驱动器(HDD)是能够以数字方式存储信息以用于计算环境的电子设备。数据被记录在通常被称为“盘”或“碟”的平面圆形旋转“磁盘”的磁性层上。

典型的硬盘驱动器包括至少一个磁盘，并且通常包括布置成一叠盘的多个磁盘。当磁头组件维持在盘的表面附近时，主轴电机使盘旋转。头组件包括读取头、写入头或两者。当盘旋转时，在盘表面和头组件之间保持有空气垫，并且该空气垫有效地维持盘表面和头组件之间的所需距离。头组件被称为在旋转盘的表面上“飞”。

使这些部件共同作用以将电子数据存储在盘上所需的磁盘、磁头以及附属结构和设备包含在外壳中，该外壳可以包括例如浅盒状金属底座以及将底座的开口密封的顶盖。外壳是密封的，以防止湿气、灰尘和其它类型的颗粒或化学污染物进入外壳，外壳中的污染物可能潜在地干扰硬盘驱动器的运行。在许多这样的结构中，在底座和顶盖之间设置了衬垫，并且该底座和顶盖可以被组装以形成基本上气密的密封。一些硬盘驱动器外壳是气密密封的(即，它们是“密封式硬盘驱动器”)。通常认为气密密封是完全气密的。其他外壳基本上是密封的，但不是气密密封，即不完全气密。除了外壳上的小开口(通常是形成在外壳中的单个孔)之外，这些外壳是封闭和密封的，该小开口允许空气在外壳的内部和外部之间流动。该开口由过滤器覆盖，即“呼吸”过滤器或“通气”过滤器(参见下文)，该过滤器去除穿过该开口的空气中的污染物。

为了使硬盘驱动器正常可靠地运行，且不发生中断、错误、故障或失效，其外壳内的气体环境尽可能封闭以免受湿气、颗粒污染物以及其它类型的污染物，诸如化学蒸汽，如挥发性有机或无机化学品。如果允许污染物(如湿气、挥发性和半挥发性化学蒸汽以及颗粒)存在于硬盘驱动器外壳的内部，这些污染物将沉积在磁盘或磁读写头的表面上。即使这些污染物是少量的，并且是蒸汽或微观颗粒的形式，如果被允许位于磁盘或盘驱动器的磁头表面上，则会导致该驱动器发生故障、错误或灾难性失效从而破坏该磁盘驱动器的适当和可靠的功能。

非湿气(即，有机或无机化学品)蒸汽污染物可以来自硬盘驱动器组件的部件或来自硬盘驱动器的制造环境。各种化学蒸汽污染物可能是碳氢化合物或其他化学材料从成为组装后硬盘驱动器的一部分的物质或结构中释放的结果。这种蒸汽的实例包括硅氧烷和烃或其它有机或无机化合物和分子，诸如用于或用作油、润滑剂、溶剂、粘合剂、粘合剂剥离材料、增塑剂或涉及制造磁盘驱动器或驱动器的部件的其它材料的分子。在用于制造电子设备(例如硬盘驱动器)的洁净室环境中也可以找到各种挥发性和半挥发性碳氢化合物和硅氧烷。

为了防止颗粒(例如灰尘)、湿气和化学污染物存在于硬盘驱动器或其它类型的电子外壳的内部的气体环境中，使用过滤器来防止这些污染物进入外壳，或在外壳中存在这些污染物的情况下将其去除。通常称为呼吸(或通气)过滤器的一种类型的过滤器可以设置在作为外壳的盖或底座的一部分的通气孔处。呼吸过滤器允许空气在外壳的内部和外部之间通过，例如由于温度变化引起的外壳内的压力变化。呼吸过滤器基本上防止来自外部的灰尘、蒸发的有机物质、无机物质和湿气进入，同时允许空气进入外壳以均衡压力。对于气密密封、即完全气密的外壳，不存在呼吸过滤器。

可选地，另一类型的过滤器(“再循环过滤器”)可以被包括在密封的(气密的，或非气密的)磁盘驱动器外壳的内部位置处。再循环过滤器位于外壳的内部，通常位于由在外壳内旋转的盘使用期间使得空气在外壳内部循环的位置处。位于外壳内的一个或多个旋转盘在外壳内引起空气流动。再循环过滤器通常放置在气流的路径中，典型地，位于与旋转盘相邻位置处的外壳的内表面或支撑结构处。包含在空气流中的任何颗粒、湿气或其它污染物(例如有机材料)将通过再循环过滤器并且在理想情况下由该过滤器收集。