(57)【要約】      （修正有）【課題】気密封止された内部容積を必要とする電子システムのエンクロージャーを貫通して電線を接続する方法の提供。【解決手段】フィードスルー基板４００は積層構造体を伴い、積層構造体は、上部及び下部絶縁体層４００ａと、導電性スルーホール４０３が貫通して形成されている金属層４００ｂを有し、導電性スルーホールによって下部コネクタパッドが対応する上部コネクタパッドに電気的に接続されている。スルーホールの数が、両側のコネクタパッド４０１の数よりも少ない。内側金属層（複数可）上のスルーホールに関連付けられた一連のクリアランスが低減され、好適な電気性能を維持し、かつ既存の製造の乱れを回避しつつ、金属層（複数可）内により多くの漏出耐性金属材料を提供する。そのようなフィードスルーは、空気より軽いガスが充填されたデータ記憶デバイスなどにおける気密封止された内部環境と外部環境との間の境界で使用することが可能である。【選択図】図４
2020077447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密封止された環境と外部環境との間でインターフェース接続するように構成された電気フィードスルーであって、
対応する絶縁体材料の上に形成された第１の数の導電性コネクタパッドと、対応する１つ以上のコネクタパッドに電気的に接続された第２の数のスルーホールと、を含む上部絶縁体層と、
対応する絶縁体材料の上に形成された第２の数の導電性コネクタパッドと、対応する１つ以上のコネクタパッドに電気的に接続された前記第２の数のスルーホールと、を含む下部絶縁体層と、
前記上部絶縁体層と前記下部絶縁体層との間に介在し、前記第２の数のスルーホールを含む金属内層と、を含み、
前記第２の数のスルーホールが、前記第１の数の導電性コネクタパッドよりも少ない、電気フィードスルー。
【請求項２】
前記上部絶縁体層及び前記下部絶縁体層が、前記スルーホールの各々の内部に位置付けられた導電性環状体によって電気的に接続されている、請求項１に記載の電気フィードスルー。
【請求項３】
前記上部絶縁体層及び前記下部絶縁体層のうちの少なくとも一方が、１つ以上の電気トレースによって電気的に相互接続された、ｘ個の前記コネクタパッドの群を更に含み、
前記上部絶縁体層上の前記１つ以上の電気トレースと前記下部絶縁体層上の前記１つ以上の電気トレースとが、ｙ個の前記スルーホールによって電気的に接続されており、
前記ｙ個の前記スルーホールが、前記ｘ個の前記コネクタパッドよりも少ない、請求項１に記載の電気フィードスルー。
【請求項４】
前記ｙ個のスルーホールが、前記上部絶縁体層及び前記下部絶縁体層のうちの前記少なくとも一方上のそれぞれの前記１つ以上の電気トレースに電気的に接続している、請求項３に記載の電気フィードスルー。
【請求項５】
前記ｙ個のスルーホールが、前記上部絶縁体層及び前記下部絶縁体層のうちの前記少なくとも一方上の、ｘ個の前記コネクタパッドのそれぞれの群のサブセットに電気的に接続している、請求項３に記載の電気フィードスルー。
【請求項６】
前記ｘ個の前記コネクタパッドの各々が、共通電圧電力信号に対応する、請求項３に記載の電気フィードスルー。
【請求項７】
前記ｘ個の前記コネクタパッドの各々が、共通電圧グランドに対応する、請求項３に記載の電気フィードスルー。
【請求項８】
前記ｘ個の前記コネクタパッドが、電気的に直列に相互接続されている、請求項３に記載の電気フィードスルー。
【請求項９】
前記ｘ個の前記コネクタパッドが、電気的に並列に相互接続されている、請求項３に記載の電気フィードスルー。
【請求項１０】
前記金属内層の前記スルーホールの各々が、直径ｄを有し、直径Ｄを有するより大きなクリアランスホールによって囲まれており、
直径Ｄが、前記コネクタパッドの幅Ｗと前記コネクタパッド間の距離Ｓとの合計よりも小さい、請求項１に記載の電気フィードスルー。
【請求項１１】
前記層の各々の前記スルーホールのうちの少なくとも一部が、対応するコネクタパッドの各端部に対して交互に構成されている、請求項１に記載の電気フィードスルー。
【請求項１２】
請求項１に記載の電気フィードスルーを含む、気密封止されたハードディスクドライブ。
【請求項１３】
電気フィードスルー部品を製造する方法であって、
対応する絶縁体材料の上に第１の数の導電性コネクタパッドを形成することによって、第１の絶縁体層を形成することと、
金属層を、前記金属層を貫通するクリアランスを有する第２の数のスルーホールを形成することによって、前記第１の絶縁体層の上に形成することと、
第２の絶縁体層を、対応する絶縁体材料の上に第２の数の導電性コネクタパッドを形成することによって、前記金属層の上に形成することと、
前記第１の絶縁体層、前記金属層、及び前記第２の絶縁体層を貫通する第２の数の導電性スルーホールを形成することと、を含み、
前記第２の数の導電性スルーホールが、前記第１の数の導電性コネクタパッド及び前記第２の数の導電性コネクタパッドの各々よりも少ない、方法。
【請求項１４】
前記第１の絶縁体層を形成することが、ｘ個の前記コネクタパッドの群を電気的に相互接続するように、１つ以上の電気トレースを形成することを更に含み、
前記第２の絶縁体層を形成することが、第２の数の前記コネクタパッドの群を電気的に相互接続するように、１つ以上の電気トレースを形成することを更に含み、
前記スルーホールを形成することが、前記上部絶縁体層上の前記１つ以上の電気トレースを前記下部絶縁体層上の前記１つ以上の電気トレースと電気的に接続するように、ｙ個の前記スルーホールの群を形成することを更に含み、前記ｙ個の前記スルーホールは、前記ｘ個の前記コネクタパッドよりも少ない、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記スルーホールを形成することが、前記第１の絶縁体層上及び前記第２の絶縁体層上のそれぞれの前記１つ以上の電気トレースと電気的に接続するように、前記ｙ個のスルーホールを形成することを更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記スルーホールを形成することが、前記第１の絶縁体層上の前記ｘ個の前記コネクタパッドの群のサブセットと電気的に接続するように、前記ｙ個のスルーホールを形成することを更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記上部絶縁体層上にそれぞれの前記１つ以上の電気トレースを形成することが、前記ｘ個の前記コネクタパッドを電気的に直列に相互接続することを更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記上部絶縁体層上にそれぞれの前記１つ以上の電気トレースを形成することが、前記ｘ個の前記コネクタパッドを電気的に並列に相互接続することを更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記スルーホールを形成することが、前記スルーホールのうちの少なくとも一部を、対応するコネクタパッドの各端部に対して交互に、前記層の各々に形成することを更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
気密電気フィードスルーであって、
前記フィードスルーの第１の側に第１の複数の電気接続部を提供する第１の手段と、
前記フィードスルーの第２の反対側に第２の複数の電気接続部を提供する第２の手段と、
前記第１の手段と前記第２の手段との間に介在する、前記フィードスルーを通るガス漏出を抑制する手段と、
前記第１の複数の電気接続部と前記第２の複数の電気接続部とを、ガス漏出を抑制する前記介在する手段を通して電気的に接続する手段と、を含み、前記第１の複数の電気接続部及び前記第２の複数の電気接続部の各々の数が、前記第１の複数の電気接続部と前記第２の複数の電気接続部とを電気的に接続する手段の数を上回る、気密電気フィードスルー。
【請求項２１】
請求項２０に記載の気密電気フィードスルーを含む、ハードディスクドライブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年１１月７日に出願された、「Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ  Ｔｙｐｅ  Ｓｅａｌｅｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｆｅｅｄ−Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ」と題する米国特許仮出願第６２／７５７，１１５号に対する優先権の利益を主張し、その全内容は、本明細書に完全に記載されているものとして、あらゆる目的で参照により援用される。
【０００２】
実施形態の分野
本発明の実施形態は、一般に、データ記憶デバイス、特に、空気より軽いガスが充填されたハードディスクドライブ用の電気フィードスルーに対する手法に関連し得る。
【背景技術】
【０００３】
ハードディスクドライブ（hard disk drive、ＨＤＤ）は、保護エンクロージャ内に収容され、かつ磁気表面を有する１つ以上の円形ディスク上にデジタル符号化データを格納する、不揮発性記憶デバイスである。ＨＤＤが動作中のとき、各磁気記録ディスクは、スピンドルシステムによって急速に回転される。データは、アクチュエータによってディスクの特定の場所の上に位置付けられた読み取り−書き込みヘッドを使用して磁気記録ディスクから読み取られ、磁気記録ディスクに書き込まれる。読み取り−書き込みヘッドは、磁場を使用して、磁気記録ディスクの表面にデータを書き込み、この表面からデータを読み取る。書き込みヘッドは、書き込みヘッドのコイルを通って流れる電流を使用して磁場を生成することによって機能する。異なるパターンの正及び負の電流を伴って、書き込みヘッドに電気パルスが送られる。書き込みヘッドのコイル内の電流は、ヘッドと磁気ディスクとの間の間隙にわたる局所的な磁場を生成し、次いでこの磁場が記録媒体上の小領域を磁化する。
【０００４】
内部がヘリウムで気密封止されたＨＤＤが製造されている。更に、空気よりも軽い他のガスが、封止ＨＤＤ内の空気の代替として使用するために企図されてきた。例えば、ヘリウムの密度が空気の密度の１／７であるため、ヘリウム雰囲気でＨＤＤを封止し、動作させる様々な利点がある。それゆえ、ヘリウム中でＨＤＤを動作させることにより、回転ディスク積層体に作用する抵抗力が低減され、ディスクスピンドルモータによって使用される機械的電力が実質的に低減される。更に、ヘリウム中で動作することにより、ディスク及びサスペンションのフラッタが低減され、より小さくより狭いデータトラックピッチを可能にすることによって、ディスクを互いに接近させて配置し、かつディスクが面密度（ディスク表面の所与の領域に格納することができる情報ビットの量の尺度）を増加させることを可能にする。ヘリウムのより低い剪断力及びより効率的な熱伝導はまた、ＨＤＤが冷却器を動作させ、かつＨＤＤが発する音響ノイズが少ないことを意味する。低湿度、高度及び外部圧力変動に対する低感度、及び腐食性ガス又は汚染物質の不在に起因して、ＨＤＤの信頼性も向上する。しかしながら、気密封止された内部容積を必要とする電子システム（例えば、空気より軽いガスが充填された、封止ＨＤＤ又はＨＤＤシステム）は、エンクロージャを貫通して電線を接続する方法を必要とする。これは、典型的には、気密電気コネクタ又は電気「フィードスルー」によって達成される。
【０００５】
ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の容量を増加させることは、絶えず存在する設計目標である。性能（ＩＯＰＳ（１秒当たりのＩ／Ｏ（I/O per second））によって特徴付けられ得る）を劣化させずに容量を増加させることは、電力の節約と同様、重要な設計要件である。封止ＨＤＤの背景では、内部構成要素から外部プリント基板（printed circuit board、ＰＣＢ）への信号をサポートするために、封止フィードスルーコネクタが必要とされる。低漏出度であるが比較的高価なガラスフィードスルー、及び低コストであるがより高い漏出率のプリント基板（ＰＣＢ）型封止フィードスルー（「ＰＣＢフィードスルー」）組立品は、封止フィードスルー電気コネクタ組立品に対する様々な手法を提供する。加えて、「Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｔｙｐｅ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｆｅｅｄ−Ｔｈｒｏｕｇｈ」と題する米国特許出願第１６／００５，６４８号に記載されているような、可撓性タイプフィードスルーコネクタ組立品（「フレックスフィードスルー」）の使用は、より小さいサイズの基板間（Board-to-Board、ＢＴＢ）コネクタに起因する漏出の問題を改善することが可能である。しかしながら、ＰＣＢフィードスルーは、典型的には、フレックスフィードスルーよりも低いコストであっても、フレックスフィードスルーよりも高い漏出率を有する。
【０００６】
本セクションに記載された手法は、追求し得る手法であるが、必ずしも以前に考案又は追求された手法ではない。したがって、別段の指示がない限り、本セクションに記載された手法のいずれも、それらが本セクションに含まれることによって単に先行技術として適格であると仮定されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
実施形態は、添付図面の図において、限定としてではなく、例として示されており、同様の参照番号は類似の要素を指す。
【０００８】
【図１】実施形態によるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）を示す平面図である。
【０００９】
【図２】実施形態によるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）を示す側断面図である。
【００１０】
【図３Ａ】封止ＰＣＢフィードスルー基板の層を示す上面図である。
【００１１】
【図３Ｂ】図３Ａの封止ＰＣＢフィードスルー基板の層を示す側断面図である。
【００１２】
【図３Ｃ】基板間（ＢＴＢ）電気コネクタと共に使用可能な封止ＰＣＢフィードスルー基板の層を示す上面図である。
【００１３】
【図４】実施形態による、封止ＰＣＢフィードスルー基板の層を示す上面図である。
【００１４】
【図５】実施形態による、封止ＰＣＢフィードスルー基板の層を示す上面図である。
【００１５】
【図６Ａ】実施形態による、封止ＰＣＢフィードスルー基板の層を示す上面図である。
【００１６】
【図６Ｂ】実施形態による、図６Ａの封止ＰＣＢフィードスルー基板のより小さいスルーホールを示す上面図である。
【００１７】
【図７】実施形態による、封止ＰＣＢフィードスルー基板の層を示す上面図である。
【００１８】
【図８】実施形態による、封止ＰＣＢフィードスルー基板の層を示す上面図である。
【００１９】
【図９】実施形態による、電気フィードスルー部品の製造方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
概して、より望ましい（低減された）漏出率を有する封止電気フィードスルーに対する手法が記載される。本明細書における「実施形態」、「一実施形態」などへの言及は、記載されている特定の特徴、構造、又は特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。しかしながら、本明細書におけるそのような語句の出現は、必ずしも全てが同じ実施形態を指すとは限らない。以下の説明では、説明を目的として、本明細書に記載された本発明の実施形態の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が記載されている。ただし、本明細書に記載された実施形態が、これらの具体的な詳細を用いずに実施され得ることは明らかであろう。他の例では、本明細書に記載された実施形態を不必要に不明瞭にすることを回避するために、周知の構造及びデバイスをブロック図の形態で表す場合がある。
【００２１】
例示的な動作コンテキストの物理的説明
実施形態は、特にハードディスクドライブ（ＨＤＤ）又は封止ＨＤＤなどのデジタルデータ記憶デバイス（data storage device、ＤＳＤ）のコンテキストで使用することが可能である。こうして、実施形態に従って、例示的な動作コンテキストを示すために、ＨＤＤ１００を示す平面図が図１に表されている。
【００２２】
図１は、磁気読み取り−書き込みヘッド１１０ａを含むスライダ１１０ｂを含むＨＤＤ１００の構成要素の機能的配置を示す。まとめて、スライダ１１０ｂ及びヘッド１１０ａはヘッドスライダと称され得る。ＨＤＤ１００は、ヘッドスライダを含む少なくとも１つのヘッドジンバル組立品（head gimbal assembly、ＨＧＡ）１１０と、典型的にはフレクシャを介してヘッドスライダに取り付けられたリードサスペンション１１０ｃと、リードサスペンション１１０ｃに取り付けられたロードビーム１１０ｄと、を含む。ＨＤＤ１００はまた、スピンドル１２４上に回転可能に取り付けられた少なくとも１つの記録媒体１２０と、媒体１２０を回転させるためにスピンドル１２４に取り付けられた駆動モータ（不可視）と、を含む。変換器とも称され得る読み取り−書き込みヘッド１１０ａは、ＨＤＤ１００の媒体１２０に格納された情報をそれぞれ書き込み及び読み取るための書き込み要素及び読み取り要素を含む。媒体１２０又は複数のディスク媒体は、ディスククランプ１２８でスピンドル１２４に固定されてもよい。
【００２３】
ＨＤＤ１００は、ＨＧＡ１１０に取り付けられたアーム１３２と、キャリッジ１３４と、キャリッジ１３４に取り付けられたボイスコイル１４０を含む電機子１３６とボイスコイル磁石（不可視）を含むステータ１４４とを含むボイスコイルモータ（voice coil motor、ＶＣＭ）と、を更に含む。ＶＣＭの電機子１３６は、キャリッジ１３４に取り付けられており、アーム１３２及びＨＧＡ１１０を移動させ、かつ媒体１２０の部分にアクセスするように構成されており、全てまとめて、介在するピボット軸受組立品１５２で枢動シャフト１４８上に装着されている。複数のディスクを有するＨＤＤの場合、キャリッジ１３４は、キャリッジに櫛の外観を与える連動したアームアレイを搬送するようにキャリッジが配置されているため、「Ｅブロック」又は櫛と称され得る。
【００２４】
ヘッドスライダが結合されたフレクシャと、フレクシャが結合されたアクチュエータアーム（例えば、アーム１３２）及び／又はロードビームと、アクチュエータアームが結合されたアクチュエータ（例えば、ＶＣＭ）と、を含む、ヘッドジンバル組立品（例えば、ＨＧＡ１１０）を備える組立品は、ヘッドスタック組立品（head stack assembly、ＨＳＡ）と総称され得る。ただし、ＨＳＡは、記載されたものよりも多い又は少ない構成要素を含んでもよい。例えば、ＨＳＡは、電気相互接続構成要素を更に含む組立品を指し得る。一般に、ＨＳＡは、読み取り動作及び書き込み動作のために、ヘッドスライダを媒体１２０の部分にアクセスするように移動させるように構成された組立品である。
【００２５】
図１を更に参照すると、ヘッド１１０ａからの書き込み信号及び読み取り信号を含む電気信号（例えば、ＶＣＭのボイスコイル１４０への電流）は、可撓性ケーブル組立品（flexible cable assembly、ＦＣＡ）１５６（又は「フレックスケーブル」）によって送信される。フレックスケーブル１５６とヘッド１１０ａとの間の相互接続は、読み出し信号用のオンボード前置増幅器、並びに他の読み取りチャネル及び書き込みチャネル電子構成要素を有し得る、アーム電子機器（arm-electronics、ＡＥ）モジュール１６０を含んでもよい。ＡＥモジュール１６０は、図示のようにキャリッジ１３４に取り付けられてもよい。フレックスケーブル１５６は、いくつかの構成では、ＨＤＤ筐体１６８によって提供された電気フィードスルーを通して電気通信を提供する電気コネクタブロック１６４に結合されてもよい。ＨＤＤハウジング１６８（又は「エンクロージャベース」又は「ベースプレート」又は単に「ベース」）は、ＨＤＤカバーと共に、ＨＤＤ１００の情報記憶構成要素のための半封止された（又は、いくつかの構成では気密封止された）保護エンクロージャを提供する。
【００２６】
デジタル信号プロセッサ（digital-signal processor、ＤＳＰ）を含むディスクコントローラ及びサーボ電子機器を含む他の電子構成要素は、駆動モータ、ＶＣＭのボイスコイル１４０及びＨＧＡ１１０のヘッド１１０ａに、電気信号を提供する。駆動モータに提供される電気信号は、駆動モータがスピンドル１２４にトルクを提供しながら回転することを可能にし、次いでトルクはスピンドル１２４に添設された媒体１２０に伝達される。その結果、媒体１２０は、方向１７２に回転する。回転媒体１２０は、スライダ１１０ｂが、情報が記録された薄い磁気記録層と接触することなく媒体１２０の表面の上方に浮上するように、スライダ１１０ｂの空気軸受表面（ＡＢＳ）が乗る空気軸受として作用する空気のクッションを形成する。非限定的な例としてのヘリウムなどの、空気より軽いガスが利用されるＨＤＤにおいても同様に、回転媒体１２０は、スライダ１１０ｂが乗るガス又は流体軸受として作用するガスのクッションを形成する。
【００２７】
ＶＣＭのボイスコイル１４０に提供される電気信号は、ＨＧＡ１１０のヘッド１１０ａが、情報が記録されるトラック１７６にアクセスすることを可能にする。こうして、弧１８０を通るＶＣＭスイングの電機子１３６は、ＨＧＡ１１０のヘッド１１０ａが媒体１２０上の様々なトラックにアクセスすることを可能にする。情報は、セクタ１８４などの媒体１２０上のセクタに配置された複数の半径方向に入れ子になったトラック内の媒体１２０上に格納される。それに対応して、各トラックは、セクタ化されたトラック部分１８８などの複数のセクタ化されたトラック部分（又は「トラックセクタ」）から構成される。各セクタ化されたトラック部分１８８は、記録された情報と、エラー訂正符号情報、及びトラック１７６を識別する情報であるＡＢＣＤサーボバースト信号パターンなどのサーボバースト信号パターンを含むヘッダと、を含んでもよい。トラック１７６にアクセスする際、ＨＧＡ１１０のヘッド１１０ａの読み取り要素はサーボバースト信号パターンを読み取り、サーボバースト信号パターンは、サーボ電子機器に位置誤差信号（position-error-signal、ＰＥＳ）を提供し、サーボ電子機器は、ＶＣＭのボイスコイル１４０に提供される電気信号を制御することによって、ヘッド１１０ａがトラック１７６に追従することを可能にする。トラック１７６を見つけ、かつ特定のセクタ化されたトラック部分１８８を識別すると、ヘッド１１０ａは、トラック１７６から情報を読み取るか、又は、外部エージェント、例えば、コンピュータシステムのマイクロプロセッサからディスクコントローラによって受信された命令に応じて、トラック１７６に情報を書き込む。
【００２８】
ＨＤＤの電子アーキテクチャは、ハードディスクコントローラ（hard disk controller、「ＨＤＣ」）、インターフェースコントローラ、アーム電子モジュール、データチャネル、モータドライバ、サーボプロセッサ、バッファメモリなどの、ＨＤＤの動作のための自体のそれぞれの機能を実行するための、多数の電子部品を含む。そのような構成要素のうちの２つ以上は、「チップ上のシステム（system on a chip、「ＳＯＣ」）と称される単一の集積回路基板上で組み合わされてもよい。そのような電子部品の、全てではないがいくつかは、典型的には、ＨＤＤ筐体１６８などのＨＤＤの下部側に結合されたプリント基板上に配置される。
【００２９】
図１を参照して示され及び記載されたＨＤＤ１００などの、本明細書におけるハードディスクドライブへの言及は、「ハイブリッドドライブ」と呼ばれることがある情報記憶デバイスを包含してもよい。ハイブリッドドライブとは、一般に、電気的に消去可能でプログラム可能であるフラッシュ又は他のソリッドステート（例えば、集積回路）メモリなどの不揮発性メモリを使用するソリッドステートデバイス（solid-state storage device、ＳＳＤ）と組み合わされた従来のＨＤＤ（例えば、ＨＤＤ１００を参照）の、両方の機能を有する記憶デバイスを指す。異なるタイプの記憶媒体の動作、管理、及び制御は、通常異なるため、ハイブリッドドライブのソリッドステート部分は、それ自体の対応するコントローラ機能を含んでもよく、コントローラ機能は、ＨＤＤ機能と共に単一のコントローラに統合され得る。ハイブリッドドライブは、非限定的な例として、頻繁にアクセスされるデータを格納する、Ｉ／Ｏ集約データなどを記憶するなどのために、ソリッドステートメモリをキャッシュメモリとして使用するなどによって、ソリッドステート部分をいくつかの方法で動作させて利用するように設計及び構成されてもよい。更に、ハイブリッドドライブは、ホスト接続のための１つ以上のインターフェースのいずれかで、単一のエンクロージャの２つの記憶デバイス、すなわち従来のＨＤＤ及びＳＳＤとして本質的に設計及び構成されてもよい。
【００３０】
導入
用語「気密」は、ガスの漏出又は透過経路を名目上有しない（又は無視できる）ように設計された封止配置を記述すると理解されるであろう。なお、「気密の」、「気密封止された」、「封止された」、「無視できる漏出」、「漏出なし」などの用語が本明細書で使用され得るが、そのようなシステムは、多くの場合、それでも一定の量の透過性を有し、したがって、絶対に漏出がないわけではない。それゆえ、所望の又は目標の「漏出率」の概念が本明細書で使用され得る。
【００３１】
用語「実質的に」は、大部分又はほぼ構造化された、構成された、寸法決めされたなどの特徴を記載していることが理解されるであろうが、その製造公差などは、実際には、構造、構成、寸法などが、常には又は必ずしも正確に述べられない状況を結果として生じ得る。例えば、「実質的に垂直な」として構造を記載するとすれば、側壁は全ての実用上の目的で垂直であるが、正確に９０度ではない場合があるように、その用語にはその明白な意味が割り当てられる。
【００３２】
「最適な」、「最適化する」、「最小の」、「最小化する」などの用語は、それに関連付けられた特定の値を有しない場合があるが、そのような用語が本明細書で使用される場合、当業者であれば、そのような用語が、本開示の全体と一致する有益な方向に、値、パラメータ、メトリックなどに影響を及ぼすことを含むと理解することが意図される。例えば、何かの値を「最小」として記載することは、値が実際に理論上の最小値（例えば、ゼロ）に等しいことを必要としないが、対応する目標が理論上の最小値に向かって有益な方向に値を移動させることになるという点で、実際的な意味で理解されるべきである。
【００３３】
気密封止された内部容積を必要とする電子システム（例えば、空気より軽いガスが充填された封止ＨＤＤ又はＨＤＤシステム）は、気密電気コネクタ又は電気「フィードスルー」を利用する一手法で、エンクロージャを貫通して電線を接続する方法を必要とする。しかしながら、好適な電気フィードスルーの、低漏出率対コストに関して、課題が残っている。
【００３４】
図２は、実施形態によるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）を示す側断面図である。例えば、ＨＤＤ２００は、記録媒体２２０の回転を駆動する駆動モータのスピンドル２２４（例えば、図１のスピンドル１２４など）上に回転可能に装着された少なくとも１つの記録媒体２２０（例えば、図１の磁気記録媒体１２０など）と、記録媒体２２０から情報を読み取り、かつ記録媒体２２０に情報を書き込むために、読み取り−書き込み変換器を収容するヘッドスライダを記録媒体２２０の上の場所に搬送し及び移動させるヘッドスタック組立品（ＨＳＡ）２２６と、を含む。ＨＤＤ２００は、ＨＤＤ２００に結合され得るプリント基板（例えば、「ＳＯＣ」又はシステムオンチップ）などの、ＨＤＤ２００の気密封止された内部環境の外部の電子構成要素にＨＳＡ２２６を電気的に接続する可撓性ケーブル組立品（ＦＣＡ）２５６を更に含む。その際、ＦＣＡ  ２５６は、ＨＤＤエンクロージャベース２６８（例えば、図１のＨＤＤ筐体１６８の気密封止されたバージョンと同様）と関連付けられた小さな開口部を含む、インターフェース２５０（例えば、機械的及び／又は電気的）を介して引き回される。
【００３５】
図３Ａは、封止ＰＣＢフィードスルー基板の層を示す上面図であり、図３Ｂは、図３Ａの封止ＰＣＢフィードスルー基板の層を示す側断面図であり、図３Ｃは、基板間（ＢＴＢ）電気コネクタと共に使用可能な封止ＰＣＢフィードスルー基板の層を示す上面図であり、これらの各々は、本明細書に記載された実施形態によって改善され得る構成と見なすことができる。最初に図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、フィードスルー基板３００は、上部及び下部絶縁体層３００ａ（すなわち、図３Ａの上部）と、連続する絶縁体層３００ａ間に介在する１つ以上の内側金属層３００ｂ（すなわち、図３Ａの下部）と、を含む。各絶縁体層３００ａは、絶縁体層３００ａ上に複数の電気パッド３０１を含み、各々が、各々と電気的に接続された対応する導電性スルーホール３０３（各々に逐一符号を付さない）を有する。各金属層３００ｂは、関連付けられたクリアランス３０４（各々に逐一符号を付さない）を有する、金属層３００ｂを貫通する各スルーホール３０３（各々に逐一符号を付さない）を含み、クリアランス３０４は、金属層３００ｂを貫通し、かつ各スルーホール３０３を取り囲む。
【００３６】
図３Ｃを参照すると、基板３００などのＰＣＢフィードスルー基板に対する基板間（ＢＴＢ）タイプコネクタの使用は、フィードスルー基板３１０を利用してもよく、フィードスルー基板３１０は、上部及び下部絶縁体層３１０ａ（すなわち、図３Ｃの上部）と、連続する絶縁体層３１０ａ間に介在する１つ以上の内側金属層３１０ｂ（すなわち、図３Ｃの下部）と、を同様に含み、各絶縁体層３１０ａは、絶縁体層３１０ａ上に複数の電気パッド３１１を含み、各々が、各々と電気的に接続されたスルーホール３１３を有する（各々に逐一符号を付さない）。各金属層３１０ｂは、金属層３１０ｂを貫通する各スルーホール３１３（各々に逐一符号を付さない）を含み、関連付けられたクリアランス３１４（各々に逐一符号を付さない）は、金属層３１０ｂを貫通し、かつ各スルーホール３１３を取り囲む。なお、本明細書に記載の実施形態に従うＰＣＢフィードスルーの構成要素であり得る金属層及び絶縁体層の数は実装ごとに変わり得るため、図３Ｂに示される構成は、非限定的な例を目的とする。
【００３７】
上述のように、可撓性タイプ電気フィードスルー及びＰＣＢタイプ電気フィードスルー（図３Ａ〜図３Ｃに示されるような）は、トレードオフを有する。例えば、ＰＣＢフィードスルー基板に対するＢＴＢコネクタの使用は、より狭いピンピッチ、したがってピン数の増加をもたらすが、より狭いピンピッチは、クリアランス又はクリアランスホール（例えば、クリアランス３１４）の望ましくないほど大きい集合につながりやすい。したがって、クリアランスの集合は、金属層（例えば、金属層３００ｂ、３１０ｂ）内に金属材料が存在しないことに対応し、これは典型的には、ガス漏出に対する障壁を形成するために存在する金属が少ないため、そのようなＰＣＢタイプフィードスルーを通したより高く望ましくないガス漏出率を結果として生じる。
【００３８】
ＰＣＢフィードスルー（例えば、フットプリント）のサイズは、基板間（ＢＴＢ）コネクタで実装されたフレックスフィードスルーのサイズと実質的に同等であり得るため、ＰＣＢフィードスルーのためのベースキャスティング上の開口サイズは、フレックスフィードスルーを有する開口サイズと実質的に同等であり得るが、機能的に同等のＰＣＢフィードスルーは、ＰＣＢ基板の上部層と下部層とを接続するスルーホールと関連付けられた各内側金属層上のクリアランスの集合のために、フレックスフィードスルーよりも高いヘリウム漏出率を有する可能性が高い（例えば、図３Ｂを参照）。更に、ＰＣＢフィードスルーのヘリウム漏出率は、各内側金属層上のクリアランスの集合を拡大することに起因して、ＢＴＢコネクタで実装された場合には悪化する可能性が高い。それゆえ、ＢＴＢコネクタがより狭いパッドピッチ（例えば、図３Ｃを参照）を有し、電力、ＧＮＤ及びＶＣＭ用のパッドを従来のコネクタよりも低い一定／定格の電流に起因して増加させる必要があるため、ＢＴＢコネクタでＰＣＢフィードスルーを実装する１つの課題は、内部金属層（複数可）上のスルーホールの又はスルーホールに対する一連のクリアランスを低減することである。
【００３９】
低漏出ＰＣＢタイプ封止電気フィードスルーコネクタ
本明細書に記載の手法は、内部金属層（複数可）上のスルーホールと関連付けられた一連のクリアランスホールの低減を可能にして、より低いヘリウム（又は他の空気より軽いガス）漏出率を達成する。別の言い方をすれば、内側金属層（複数可）内のスルーホールのサイズを除去又は低減することにより、内側金属層（複数可）内により多くの漏出耐性金属材料を提供する。ただし、金属クリアランスホールのサイズ及び位置決めは、そのようなＰＣＢタイプ電気フィードスルーの電気的性能、及び製造プロセス、ツーリングなどによって部分的に決まる。
【００４０】
本明細書に記載の各電気フィードスルーは、ＰＣＢと一般的に関連付けられた材料及びプロセスを使用して製造された、ＰＣＢ（プリント基板）ベース又はタイプのフィードスルーと称され得る。ＰＣＢベースの構成要素、一般にはＰＣＢ電気フィードスルーを使用する１つの利点は、特に、現在成熟している製造手法と関連付けられた比較的低いコストである。なお、別段の断りがない限り、電気フィードスルーは、真の上部及び真の下部を有しない場合があり、したがって、「上部」及び「下部」などの用語は、フィードスルーが、（非限定的な例としての、気密封止されたハードディスクドライブの）より大きな、より高位の構成要素の下位の構成要素として、どのように製造され又は組み立てられ又は設置されるかという特徴付けよりも、基準の及び相対的な位置付けの目的で本明細書で使用され得る。
【００４１】
一般に及び実施形態によれば、本明細書で言及される絶縁体層は、エポキシ樹脂を予め含浸させた繊維ガラス材料（例えば、ガラス繊維ファブリック又は布）（当該技術分野では、「ガラスエポキシ樹脂」、「ガラスエポキシプリプレグ」、「エポキシ樹脂プリプレグ」などと称され得る」）及び／又はエポキシ樹脂を予め含侵させた繊維ガラス材料（例えば、ガラス繊維ファブリック又は布）の銅張積層体を含んでもよく、あるいはこれから構成されてもよく、本明細書で言及される内側金属層は、銅を含んでもよく、あるいは銅から構成されてもよい。銅張は、両面上の銅箔にコーティングされているガラスエポキシ材料を指し、このシナリオでは、ガラスエポキシ樹脂により、より低いガス透過性を付与するのに有用である。
【００４２】
図４は、実施形態による、封止ＰＣＢフィードスルー基板の層を示す上面図である。フィードスルー基板４００は、上部及び下部絶縁体層４００ａ（すなわち、図４の上部）と、連続する絶縁体層４００ａ間に介在する１つ以上の内側金属層４００ｂ（すなわち、図４の下部）と、を含む。各絶縁体層４００ａは、絶縁体層４００ａ上に複数の導電性コネクタパッド４０１（「電気パッド４０１」）を含み、各々が、各々と電気的に接続された対応する導電性スルーホール４０３（描画の明瞭さの目的で、各々に逐一符号を付さない）を有する。実施形態によれば、各スルーホール４０３は、それぞれの各スルーホール４０３内に又は各スルーホール４０３を貫通して位置決めされた導電性環状体の使用により導電性である。各金属層４００ｂは、関連付けられたクリアランス４０４（描画の明瞭さの目的で、各々に逐一符号を付さない）を有する、金属層４００ｂを貫通する各スルーホール４０３（描画の明瞭さの目的で、各々に逐一符号を付さない）を含み、クリアランス４０４は、金属層４００ｂを貫通し、かつ各スルーホール４０３を取り囲む。実施形態によれば、上部及び下部絶縁体層４００ａは、同等に構成及び作製されており、すなわち、各々が、電気パッド４０１及びスルーホール４０３（及び適用可能な場合、電気トレースなど）の同じ又は類似のパターンを含む一方で、上部及び下部絶縁体層４００ａの周辺形状は互いに鏡像であってもよい。ただし、フィードスルー基板４００などのフィードスルー基板のそれぞれの各側における電気パッド４０１の構成は、実装ごとに変わってもよい。それゆえ、本明細書に記載の実施形態の利点は、電気パッド４０１の数が一方側と他方側とで、すなわち上部及び下部絶縁体層４００ａ間で異なる場合に残る。
【００４３】
実施形態によれば、絶縁体層４００ａにおいて（例えば、絶縁体層４００ａの上又は内部で）、複数のコネクタパッド４０１は、１つ以上の電気トレース４０６（「トレースセット４０６」）の使用によって電気的に相互接続されている（描画の明瞭さの目的で、各々に逐一符号を付さない）。例えば、同じ電圧を有する、同じ電圧を必要とする、同じ電圧で動作する信号と関連付けられたコネクタパッド４０１は、対応するトレースセット４０６によって互いに連結することができる。例えば、実施形態によれば、共通電圧電力信号と関連付けられたコネクタパッド４０１は、対応するトレースセット４０６によって電気的に相互接続されており、かつ／又は共通電圧グランド（ＧＮＤ）と関連付けられたコネクタパッド４０１は、対応するトレースセット４０６によって電気的に相互接続されている。同様に、図１を参照して示され及び記載されるようなハードディスクドライブのコンテキストでは、共通電圧ＶＣＭ信号と関連付けられたコネクタパッド４０１は、対応するトレースセット４０６によって電気的に相互接続されている。
【００４４】
上部及び下部絶縁体層４００ａの前述の構成を記載する別の方法は、絶縁体層４００ａの各々が、トレースセット４０６によって電気的に相互接続されたｘ個のコネクタパッド４０１の少なくとも１つの群を含み、上部及び下部絶縁体層４００ａ上のそれぞれの各トレースセット４０６は、ｙ個のスルーホール４０３によって電気的に接続されており、ｙ個のスルーホール４０３は、ｘ個のコネクタパッド４０１よりも少ない。実施形態によれば、特定のトレースセット４０６と関連付けられたｙ個のスルーホール４０３は、電気的構成４０７ａ、４０７ｂ、４０７ｅによって示されるような、その特定のトレースセット４０６と電気的に接続する（例えば、直接に）。実施形態によれば、特定のトレースセット４０６と関連付けられたｙ個のスルーホール４０３は、電気的構成４０７ｃ、４０７ｄによって示されるような、ｘ個のコネクタパッド４０１のそれぞれの群のサブセットと電気的に接続する（例えば、直接に）。いずれのタイプの前述の電気的構成が実装されるかに関わらず、一貫したままであることは、図４に例示されるように、絶縁体層４００ａ及びとりわけ金属層４００ｂの構成要素であるスルーホール４０３の数が、絶縁体層４００ａの構成要素であるコネクタパッド４０１の数よりも少ないことである。
【００４５】
図５は、実施形態による、封止ＰＣＢフィードスルー基板の層を示す上面図である。図５のフィードスルー基板５００で表現される概念は、実施形態により上部及び下部絶縁体層４００ａ（図４）上のｘ個のコネクタパッドがトレースセット４０６（図４）によって電気的に並列に相互接続されるのではなく、実施形態により上部及び下部絶縁体層５００ａ上のｘ個のコネクタパッドがトレースセット５０６によって電気的に直列に相互接続されていることを除いて、フィードスルー基板４００（図４）を参照して表現される概念と類似している。
【００４６】
これにより、フィードスルー基板５００は、上部及び下部絶縁体層５００ａ（すなわち、図５の上部）と、連続する絶縁体層５００ａ間に介在する１つ以上の内側金属層５００ｂ（すなわち、図５の下部）と、を含む。各絶縁体層５００ａは、絶縁体層５００ａ上に複数の導電性コネクタパッド５０１（「電気パッド５０１」）を含み、各々が、各々と電気的に接続された対応する導電性スルーホール５０３（描画の明瞭さの目的で、各々に逐一符号を付さない）を有する。実施形態によれば、各スルーホール５０３は、それぞれの各スルーホール５０３内に又は各スルーホール５０３を貫通して位置決めされた導電性環状体の使用により導電性である。各金属層５００ｂは、関連付けられたクリアランス５０４（描画の明瞭さの目的で、各々に逐一符号を付さない）を有する、金属層５００ｂを貫通する各スルーホール５０３（描画の明瞭さの目的で、各々に逐一符号を付さない）を含み、クリアランス５０４は、金属層５００ｂを貫通し、かつ各スルーホール５０３を取り囲む。実施形態によれば、上部及び下部絶縁体層５００ａは、同等に構成及び作成されており、すなわち、各々が、電気パッド５０１及びスルーホール５０３（及び適用可能な場合、電気トレースなど）の同じ又は類似のパターンを含む一方で、上部及び下部絶縁体層５００ａの周辺形状は互いに鏡像であってもよい。ただし、フィードスルー基板５００などのフィードスルー基板のそれぞれの各側における電気パッド５０１の構成は、実装ごとに変わってもよい。それゆえ、本明細書に記載の実施形態の利点は、電気パッド５０１の数が一方側と他方側とで、すなわち上部及び下部絶縁体層５００ａ間で異なる場合に残る。
【００４７】
実施形態によれば、絶縁体層５００ａにおいて（例えば、絶縁体層５００ａの上又は内部で）、複数のコネクタパッド５０１は、１つ以上の電気トレース５０６（「トレースセット５０６」）の使用によって電気的に直列に相互接続されている（描画の明瞭さの目的で、各々に逐一符号を付さない）。例えば、同じ電圧を有する、同じ電圧を必要とする、同じ電圧で動作する信号と関連付けられたコネクタパッド５０１は、例えば図４の実施形態を再度参照して、対応するトレースセット５０６によって互いに連結することができる。
【００４８】
フィードスルー４００（図４）に関して、絶縁体層５００ａの各々は、トレースセット５０６によって電気的に相互接続されたｘ個のコネクタパッド５０１の少なくとも１つの群を含み、上部及び下部絶縁体層５００ａ上のそれぞれの各トレースセット５０６は、ｙ個のスルーホール５０３によって電気的に接続されており、ｙ個のスルーホール５０３は、ｘ個のコネクタパッド５０１よりも少ない。実施形態によれば、特定のトレースセット５０６と関連付けられたｙ個のスルーホール５０３は、電気的構成５０７ａによって示されるような、その特定のトレースセット５０６と電気的に接続する（例えば、直接に）。実施形態によれば、特定のトレースセット５０６と関連付けられたｙ個のスルーホール５０３は、電気的構成５０７ｂ、５０７ｃによって示されるような、ｘ個のコネクタパッド５０１のそれぞれの群のサブセットと電気的に接続する（例えば、直接に）。いずれのタイプの前述の電気的構成が実装されるかに関わらず、一貫したままであることは、絶縁体層５００ａ及びとりわけ金属層５００ｂの構成要素であるスルーホール５０３の数が、絶縁体層５００ａの構成要素であるコネクタパッド５０１の数よりも少ないことである。
【００４９】
図６Ａは、実施形態による、封止ＰＣＢフィードスルー基板の層を示す上面図であり、図６Ｂは、実施形態による、図６Ａの封止ＰＣＢフィードスルー基板のより小さいスルーホールを示す上面図である。図６Ａ、図６Ｂに示された一連のクリアランスホールを低減する手法は、ＰＣＢコネクタフィードスルー組立品の一般的又は典型的なものよりも比較的小さい直径を有するスルーホールを利用することを伴う。
【００５０】
フィードスルー基板６００は、上部及び下部絶縁体層６００ａ（すなわち、図６Ａの上部）と、連続する絶縁体層６００ａ間に介在する１つ以上の内側金属層６００ｂ（すなわち、図６Ａの下部）と、を含む。各絶縁体層６００ａは、絶縁体層６００ａ上に複数の導電性コネクタパッド６０１（「電気パッド６０１」）を含み、各々が、各々と電気的に接続された対応する導電性スルーホール６０３（描画の明瞭さの目的で、各々に逐一符号を付さない）を有する。実施形態によれば、各スルーホール６０３は、それぞれの各スルーホール６０３内に又は各スルーホール６０３を貫通して位置決めされた導電性環状体の使用により導電性である。各金属層６００ｂは、関連付けられたクリアランス６０４（描画の明瞭さの目的で、各々に逐一符号を付さない）を有する、金属層６００ｂを貫通する各スルーホール６０３（描画の明瞭さの目的で、各々に逐一符号を付さない）を含み、クリアランス６０４は、金属層６００ｂを貫通し、かつ各スルーホール６０３を取り囲む。実施形態によれば、上部及び下部絶縁体層６００ａは、同等に構成及び作成されており、すなわち、各々が、電気パッド６０１及びスルーホール６０３（及び適用可能な場合、電気トレースなど）の同じ又は類似のパターンを含む一方で、上部及び下部絶縁体層６００ａの周辺形状は互いに鏡像であってもよい。ただし、フィードスルー基板６００などのフィードスルー基板のそれぞれの各側における電気パッド６０１の構成は、実装ごとに変わってもよい。それゆえ、本明細書に記載の実施形態の利点は、電気パッド６０１の数が一方側と他方側とで、すなわち上部及び下部絶縁体層６００ａ間で異なる場合に残る。
【００５１】
実施形態によれば、図６Ｂを参照すると、より小さい直径ｄ（例えば、スルーホール６０３）を有するスルーホールと関連付けられたクリアランスホールは、以下の関係を満たすものとして定義される。
Ｄ＜Ｗ＋Ｓ  （１）
式中、Ｄ＝クリアランスの直径であり、
Ｗ＝パッド幅、
Ｓ＝パッド間の距離である。
ただし、スルーホール６０３を有するフィードスルー基板６００などのより小さい直径のスルーホールを有するフィードスルー基板を製造することは、一連のクリアランスホールと金属層６００ｂ内の金属の相対的に存在しないこととを低減するのに有効であるが、確立された／一般的なツーリングの使用よりもコストがかかり得る新たな／非一般的な製造ツーリングを必要とする場合がある。
【００５２】
図７は、実施形態による、封止ＰＣＢフィードスルー基板の層を示す上面図である。図７に示された一連のクリアランスホールを低減する手法は、スルーホールをジグザグ形状に位置付けることを伴い、これによりスルーホールは、対応するコネクタパッドの各端部又は各側に対して交互に構成される。
【００５３】
フィードスルー基板７００は、上部及び下部絶縁体層７００ａ（すなわち、図７の上部）と、連続する絶縁体層７００ａ間に介在する１つ以上の内側金属層７００ｂ（すなわち、図７の下部）と、を含む。各絶縁体層７００ａは、絶縁体層７００ａ上に複数の導電性コネクタパッド７０１（「電気パッド７０１」）を含み、各々が、各々と電気的に接続された対応する導電性スルーホール７０３（描画の明瞭さの目的で、各々に逐一符号を付さない）を有する。実施形態によれば、各スルーホール７０３は、それぞれの各スルーホール７０３内に又は各スルーホール７０３を貫通して位置決めされた導電性環状体の使用により導電性である。各金属層７００ｂは、関連付けられたクリアランス７０４（描画の明瞭さの目的で、各々に逐一符号を付さない）を有する、金属層７００ｂを貫通する各スルーホール７０３（描画の明瞭さの目的で、各々に逐一符号を付さない）を含み、クリアランス７０４は、金属層７００ｂを貫通し、かつ各スルーホール７０３を取り囲む。実施形態によれば、上部及び下部絶縁体層７００ａは、同等に構成及び作成されており、すなわち、各々が、電気パッド７０１及びスルーホール７０３（及び適用可能な場合、電気トレースなど）の同じ又は類似のパターンを含む一方で、上部及び下部絶縁体層７００ａの周辺形状は互いに鏡像であってもよい。ただし、フィードスルー基板７００などのフィードスルー基板のそれぞれの各側における電気パッド７０１の構成は、実装ごとに変わってもよい。それゆえ、本明細書に記載の実施形態の利点は、電気パッド７０１の数が一方側と他方側とで、すなわち上部及び下部絶縁体層７００ａ間で異なる場合に残る。
【００５４】
対応する電気パッド７０１に対する隣接するスルーホール７０３の位置を交互にする、例えば図７に示されたようにジグザグ形状にすることにより、金属層７００ｂの構成要素である金属は、電気的性能の目的のための好ましい位置又はパターンに位置することができる一方、図６Ａ、図６Ｂを参照して示され及び記載されたように、ずっと小さいスルーホールを製造するために必要とされ得るもののような、特別な又は非一般的なプロセス及び／又はツーリングを必ずしも必要としない。こうして、一般的なツーリングを使用することができ、望ましい電気的性能を維持することができ、好適な漏出率を維持することができる一方、フィードスルー７００などの封止ＰＣＢ電気フィードスルーを有するＢＴＢコネクタの使用に必要とされるような高電気パッド密度を提供する。
【００５５】
図８は、実施形態による、封止ＰＣＢフィードスルー基板の層を示す上面図である。図８に示された一連のクリアランスホールを低減する手法は、図４、図５、図６Ａ、及び図７を参照して示され及び記載されたような手法の組み合わせを伴う。なお、一連のクリアランスを低減する前述の手法の全ては、図８を参照して示され及び記載されており、所与のフィードスルー設計のための使用に対する手法が実装ごとに変わり得ることにより、前述の手法の全てが互いに組み合わせて実装されなければならないわけではない。
【００５６】
フィードスルー基板８００は、上部及び下部絶縁体層８００ａ（すなわち、図８の上部）と、連続する絶縁体層８００ａ間に介在する１つ以上の内側金属層８００ｂ（すなわち、図８の下部）と、を含む。各絶縁体層８００ａは、絶縁体層８００ａ上に複数の導電性コネクタパッド８０１（「電気パッド８０１」）を含み、各々が、各々と電気的に接続された対応する導電性スルーホール８０３ａ、８０３ｂ、８０３ｃ又は８０３ｄ（一般に「スルーホール８０３」）（描画の明瞭さの目的で、各々に逐一符号を付さない）を有する。実施形態によれば、各スルーホール８０３は、それぞれの各スルーホール８０３内に又は各スルーホール８０３を貫通して位置決めされた導電性環状体の使用により導電性である。各金属層８００ｂは、関連付けられたクリアランス８０４ａ、８０４ｂ、８０４ｃ又は８０４ｄ（全体で「クリアランス８０４」）（描画の明瞭さの目的で、各々に逐一符号を付さない）を有する、金属層８００ｂを貫通する各スルーホール８０３（描画の明瞭さの目的で、各々に逐一符号を付さない）を含み、クリアランス８０４ａ、８０４ｂ、８０４ｃ又は８０４ｄは、金属層８００ｂを貫通し、かつ各スルーホール８０３を取り囲む。実施形態によれば、上部及び下部絶縁体層８００ａは、同等に構成及び作成されており、すなわち、各々が、電気パッド８０１及びスルーホール８０３（及び適用可能な場合、電気トレースなど）の同じ又は類似のパターンを含む一方で、上部及び下部絶縁体層８００ａの周辺形状は互いに鏡像であってもよい。ただし、フィードスルー基板８００などのフィードスルー基板のそれぞれの各側における電気パッド８０１の構成は、実装ごとに変わってもよい。それゆえ、本明細書に記載の実施形態の利点は、電気パッド８０１の数が一方側と他方側とで、すなわち上部及び下部絶縁体層８００ａ間で異なる場合に残る。
【００５７】
実施形態によれば、絶縁体層８００ａにおいて（例えば、絶縁体層８００ａの上又は内部で）、複数のコネクタパッド８０１は、１つ以上の電気トレース８０６ａ（「トレースセット８０６ａ」）の使用によって電気的に相互接続されている（描画の明瞭さの目的で、各々に逐一符号を付さない）。例えば、同じ電圧を有する、同じ電圧を必要とする、同じ電圧で動作する信号と関連付けられたコネクタパッド８０１は、対応するトレースセット８０６ａによって互いに連結することができる。例えば、実施形態によれば、共通電圧電力信号と関連付けられたコネクタパッド８０１は、対応するトレースセット８０６ａによって電気的に相互接続されており、及び／又は共通電圧グランド（ＧＮＤ）と関連付けられたコネクタパッド８０１は、対応するトレースセット８０６ａによって電気的に相互接続されている。同様に、図１を参照して示され及び記載されたようなハードディスクドライブのコンテキストでは、共通電圧ＶＣＭ信号と関連付けられたコネクタパッド８０１は、対応するトレースセット８０６ａによって電気的に相互接続されている。こうして、金属層８００ｂは、関連付けられたクリアランス８０４ａ（描画の明瞭さの目的で、各々に逐一符号を付さない）を有する、金属層８００ｂを貫通する少なくとも１つのスルーホール８０３ａ（描画の明瞭さの目的で、各々に逐一符号を付さない）を含み、クリアランス８０４ａは、金属層８００ｂを貫通し、かつ各スルーホール８０３ａを取り囲む。
【００５８】
実施形態によれば、絶縁体層８００ａにおいて（例えば、絶縁体層８００ａの上又は内部で）、複数のコネクタパッド８０１は、１つ以上の電気トレース８０６ｂ（「トレースセット８０６ｂ」）の使用によって電気的に直列に相互接続されている（描画の明瞭さの目的で、各々に逐一符号を付さない）。例えば、同じ電圧を有する、同じ電圧を必要とする、同じ電圧で動作する信号と関連付けられたコネクタパッド８０１は、対応するトレースセット８０６ｂによって互いに連結することができる。こうして、金属層８００ｂは、関連付けられたクリアランス８０４ｂ（描画の明瞭さの目的で、各々に逐一符号を付さない）を有する、金属層８００ｂを貫通する少なくとも１つのスルーホール８０３ｂ（描画の明瞭さの目的で、各々に逐一符号を付さない）を含み、クリアランス８０４ｂは、金属層８００ｂを貫通し、かつ各スルーホール８０３ｂを取り囲む。
【００５９】
実施形態によれば、図８に示された一連のクリアランスホールを低減する別の手法は、ＰＣＢフィードスルーコネクタ組立品（図６Ａ、図６Ｂ及び対応する説明を参照）の一般的又は典型的なものよりも比較的小さい直径を有するスルーホールを利用することを伴い、これにより、より小さい直径ｄを有するスルーホール（例えば、スルーホール８０３ｃ）と関連付けられたクリアランスホールが、上記の式（１）で特徴付けられる前述の関係を満たすものとして定義される。こうして、金属層８００ｂは、関連付けられたクリアランス８０４ｃ（描画の明瞭さの目的で、各々に逐一符号を付さない）を有する、金属層８００ｂを貫通する少なくとも１つのより小さい直径のスルーホール８０３ｃ（描画の明瞭さの目的で、各々に逐一符号を付さない）を含み、クリアランス８０４ｃは、金属層８００ｂを貫通し、かつ各スルーホール８０３ｃを取り囲む。
【００６０】
実施形態によれば、図８に示された一連のクリアランスホールを低減する別の手法は、スルーホールをジグザグ形状に位置付けることを伴い、これによりスルーホールは、対応するコネクタパッドの各端部又は各側に対して交互に構成される（図７及び対応する説明を参照）。例えば、対応する電気パッド８０１に対する隣接するスルーホール８０３ａの位置を交互に（例えば、ジグザグ形状又はジグザグに）することにより、金属層８００ｂの構成要素である金属は、電気的性能の目的のための好ましい位置又はパターンに位置することができる一方、コストがかかる特別な又は非一般的なプロセス及び／又はツーリングを必ずしも必要としない。こうして、金属層８００ｂは、関連付けられたクリアランス８０４ｄ（描画の明瞭さの目的で、各々に逐一符号を付さない）を有する、金属層８００ｂを貫通する少なくとも１つのスルーホール８０３ｄ（描画の明瞭さの目的で、各々に逐一符号を付さない）を含み、クリアランス８０４ｄは、金属層８００ｂを貫通し、かつ各スルーホール８０３ｄを取り囲む。
【００６１】
電気フィードスルー部品を製造するための方法
図９は、実施形態による、電気フィードスルー部品の製造方法を示すフロー図である。
【００６２】
ブロック９０２において、対応する絶縁体材料の上に第１の数の導電性コネクタパッドを形成することによって、第１の絶縁体層が形成される。例えば、下部絶縁体層４００ａ（図４）、５００ａ（図５）、６００ａ（図６Ａ）、７００ａ（図７）及び／又は８００ａ（図８）は、コア絶縁材料の上にそれぞれのコネクタパッド４０１（図４）、５０１（図５）、６０１（図６Ａ）、７０１（図７）、８０１（図８）を形成することによって形成される。
【００６３】
ブロック９０４において、金属層を貫通するクリアランスを有する第２の数のスルーホールを形成することによって、金属層が第１の絶縁体層の上に形成される。例えば、ブロック９０２で形成された以前の絶縁体層の上に、関連付けられたクリアランスホール／クリアランス４０４（図４）、５０４（図５）、６０４（図６Ａ）、７０４（図７）、８０４（図８）を有する内側金属層４００ｂ（図４）、５００ｂ（図５）、６００ｂ（図６Ａ）、７００ｂ（図７）及び／又は８００ｂ（図８）が、それぞれのスルーホール４０３（図４）、５０３（図５）、６０３（図６Ａ）、７０３（図７）、８０３（図８）を形成することによって形成される。
【００６４】
ブロック９０６において、対応する絶縁体材料の上に第１の数の導電性コネクタパッドを形成することによって、第２の絶縁体層が金属層の上に形成される。例えば、上部絶縁体層４００ａ（図４）、５００ａ（図５）、６００ａ（図６Ａ）、７００ａ（図７）及び／又は８００ａ（図８）は、コア絶縁材料の上にそれぞれのコネクタパッド４０１（図４）、５０１（図５）、６０１（図６Ａ）、７０１（図７）、８０１（図８）を形成することによって形成される。
【００６５】
ブロック９０８では、第２の数の導電性スルーホールは、第１の絶縁体層、金属層、及び第２の絶縁体層を貫通して形成され、第２の数のスルーホールは、第１の数の導電性コネクタパッドよりも少ない（例えば、ｙ個のスルーホールは、ｘ個のコネクタパッドよりも少ない）。したがって、実施形態によれば、上部絶縁体層及び下部絶縁体層（及び同様に、対応するコネクタパッド）は、スルーホールの各々内に及び／又はスルーホールの各々を通して位置付けられた導電性環状体によって電気的に接続される。それぞれの各層に／各層を貫通して形成される導電性スルーホールの部分の各々が、層の製造段階で形成されるか、又は組み立ての製造段階で形成されるかが、実装ごとに変わり得る。
【００６６】
層を形成すること、コネクタパッドを形成すること、スルーホールを形成することなどを伴う図９の様々なブロックは、本明細書で全体にわたって示され及び記載された一連のクリアランスホールを低減する手法のうちの１つ以上を利用してもよい。こうして、好適な電気的性能を維持し、かつ既存の製造プロセス、ツーリングなどの破壊を極力回避しながら、内部金属層上のスルーホールと関連付けられた一連のクリアランスホールを低減することによってより低い漏出率の電気フィードスルーが可能となり、その結果、内部金属層内により多くの漏出耐性金属材料を提供する。
【００６７】
拡張物及び代替物
前述の説明において、本発明の実施形態は、実装ごとに変わり得る多数の具体的な詳細を参照して記載されてきた。したがって、実施形態のより広い趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な修正及び変更を行うことができる。こうして、本発明であり、かつ本出願人らが本発明であることを意図するものの唯一及び排他的な指示物は、本出願に由来する特許請求の範囲のセットであり、そのような特許請求の範囲が由来し、任意の後続の補正を含む、特定の形態をなす。そのような特許請求の範囲に包含される用語について本明細書に明示的に記載される定義は、特許請求の範囲で使用されるような用語の意味を支配するものとする。それゆえ、特許請求の範囲に明示的に記載されていない限定、要素、特性、特徴、利点又は属性は、決してそのような請求項の範囲を限定すべきでない。これにより、本明細書及び図面は、制限的な意味ではなく例示的と見なされるものである。
【００６８】
加えて、この説明では、特定のプロセス工程が特定の順序で記載されてもよく、アルファベット及び英数字符号を使用して、特定の工程を識別することができる。説明において特記されない限り、実施形態は、そのような工程を実施する任意の特定の順序に必ずしも限定されない。特に、符号は単に工程の簡便な識別に使用され、そのような工程を実施する特定の順序を指定又は必要とすることは意図されていない。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
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