CN101415548A - 由不锈钢箔、树脂和金属箔构成的层叠结构体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种由不锈钢箔、树脂和金属箔构成的翘曲少的层叠结构体，在由不锈钢箔、树脂和金属箔的3层结构构成的层叠结构体中，不锈钢箔为具有强磁性相和非强磁性相的混合相，且强磁性相的比例为0.1质量％～4.0质量％。

Description

由不锈钢箔、树脂和金属箔构成的层叠结构体
技术领域
本发明可以在以存储装置、电路底座为代表的电子设备用结构物中使用。特别适用于要求有稳定的位置精度的硬盘驱动器用悬架(suspension)用层叠结构体。
背景技术
复合材料、尤其是由金属和树脂构成的层叠结构体由于可以获得单质不能获得的多个特性而被用于各种领域，并且应用领域也逐渐扩大至轻、薄的用途。
在这些领域中，由于要使元件精度高地发挥磁、电或介电的物理作用，因此要求支持元件的层叠结构体具有严密的位置精度。例如，作为利用磁的物理作用的，可列举出硬盘用磁头的支持部；作为应用电的物理作用的，可列举出挠性印刷基板；作为应用介电的物理作用的，可列举出强电介质存储用头的支持部等。
虽然是在各种领域中使用的层叠结构体，但由于各材料不同的热膨胀性和热收缩性，因此不能忽视翘曲的影响。特别是随着层叠结构体的厚度变薄，翘曲的影响变大。
在热塑性树脂的情况下，抑制层叠结构体翘曲的方法为升高温度使之软化，进而用加压装置等对层叠结构体施加压力以补正翘曲，之后冷却树脂以提高粘性，从而提高粘附力。另一方面，在热固化性树脂的情况下，用加压装置等对层叠结构体施加压力以补正翘曲，此时再施加温度使之固化。
这些方法在树脂温度高的状态下对翘曲有效，但当温度下降到室温左右时，就会发生热收缩差引起的变形且不能消除。即使可以消除，为了矫正翘曲，需要用加压装置长时间加热加压，因此装置的生产率显著降低。
对于与硬盘驱动器用悬架层叠结构体相关的现有技术，例如，日本特开2004-303358号公报中提及了树脂层的热膨胀系数和粘接力，日本特开2005-125588号公报中提及了树脂的粘接力和蚀刻加工性，但如上所述，只要在制造层叠结构体的过程中经过了为了增加粘接力而加热的工艺，就难以稳定地降低翘曲。本发明记载的技术，即通过不锈钢箔内部的强磁性相比例的最优化来抑制层叠结构体的翘曲，在现有技术中并没有被提及。
发明内容
本发明目的在于提供一种由不锈钢箔、树脂和金属箔的3层结构构成、且翘曲被抑制了的层叠结构体。
本发明的要点在于一种层叠结构体，其特征在于，在由不锈钢箔、树脂和金属箔的3层结构构成的层叠结构体中，不锈钢箔为强磁性相和非强磁性相的混合相，且强磁性相的比例以质量计为0.1％～4.0％。更加优选为一种层叠结构体，其特征在于，在由不锈钢箔、树脂和金属箔的3层结构构成的硬盘悬架用层叠结构体中，不锈钢箔为强磁性相和非强磁性相的混合相，且强磁性相的比例以质量计为0.1％～4.0％，且另外的金属箔为铜箔或铜合金箔。
附图说明
图1为表示本发明的层叠结构体的构成的截面的示意图。
具体实施方式
以下具体说明本发明。图1为表示本发明的层叠结构体的构成的截面示意图。正如从图1可知，本发明的层叠结构体1为由不锈钢箔2、金属箔3以及在其间用于粘合两箔的热塑性树脂或热固化性树脂、或者热塑性树脂和热固化性树脂的复合物4构成的3层结构。
金属箔3是与不锈钢箔2不同组成的金属和/或合金的箔。
该层叠结构体1是在不锈钢箔2和与之不同的金属箔3之间涂布用于粘接的热塑性或热固化性的树脂4后合在一起、之后通过加热使二者粘接而制成的。通过该加热的粘接温度一般为100～400℃，但不限定于此，可以根据使用的树脂的固化或塑化温度来适当选择。
然而，将构成本发明的不锈钢箔和成分不同的金属箔在二者之间夹入树脂并进行层叠时，层叠结构体会伴随着热收缩量的差别而发生翘曲。
不锈钢箔为强磁性相和非强磁性相的任何一相或为两相混合。强磁性相的热收缩量小，例如与铜等金属层叠时，有向不锈钢侧翘曲的趋势。另一方面，非磁性相的热收缩量大，与铜等金属层叠时，有向非不锈钢侧翘曲的趋势。
如此，由于不锈钢箔的强磁性相的热收缩量小，而非磁性相的热收缩量大，因而，通过调整它们的相比例，可以控制制成层叠结构体时的翘曲。在本发明中，强磁性相的比例以质量计为0.1％～4.0％。这是由于，若强磁性相的比例以质量计不足0.1％，则抑制翘曲的效果小，会向不锈钢箔侧翘曲，另一方面，若超过4.0％，则容易向金属箔侧翘曲。其中，翘曲的程度根据层叠结构体的金属箔的种类的不同而不同，但通过在上述范围内适当选择，可以抑制层叠结构体的翘曲。
强磁性相的测定方法没有特别的限定，可以利用振动试样型磁力计(VSM)或铁氧体计等。
其中，本发明中记载的不锈钢箔是指奥氏体类不锈钢或双相不锈钢。不锈钢在薄化的轧制过程中，一部分非磁性相诱导转变为磁性相，成为双相。不锈钢箔的强磁性相的比例可以通过轧制时的轧制率或轧制时的不锈钢温度等来进行控制。
本发明中记载的金属箔为与不锈钢箔成分不同的厚度为100μm以下的金属、合金的总称。特别是，金、银或铜不仅有延展性、易于加工得很薄，而且导电度高，可以通过蚀刻处理形成电路，进而有导热性和放热作用也优异的优点。另外，可以通过合金化来改善机械强度。
金属箔中，对于铜合金，作为其合金化元素的代表可以使用Ni、Si、Mg、Be等，但并不限定于这些，从保持与Cu单质大致同等的(除机械强度之外的)物理性质的观点出发，适宜为Cu在90质量％以上的合金。
本发明中记载的树脂包括热塑性树脂和热固化性树脂这两者。热塑性树脂是指热塑性聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚乙烯、聚酰胺等，但也不限定于这些。特别是在耐热性优异的聚酰亚胺的情况下，室温和高温之间的热收缩量大，本发明记载的翘曲的抑制效果好。
热固化性树脂是指热固化性聚酰亚胺、尿素树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯、醇酸树脂、聚氨酯树脂、硬质橡胶树脂等，但并不限定于这些。本发明通过需要加热工序的全部树脂发挥效果。树脂可以是1层，也可以是多层。热塑性树脂层和热固化性树脂层的选择和组合是任意的。树脂的厚度(多层时为其合计)优选为5μm以上～100μm以下，出于轻量化的目的，更优选为5μm以上～25μm，但也不限定于这些数值。
在近年来显著发展的硬盘驱动器中，随着高密度化，磁头和记录介质间的间隔日益变窄。1995年左右为100nm的间隙现在已严格化至20nm以下。另一方面，对于支持磁头的悬架，为了耐振动性而需要轻量化，使用要求厚度为100μm以下(一般将100μm以下的厚度称为箔)的不锈钢。
通过本发明，可以稳定地制造能够消除由不锈钢箔、树脂和金属箔的3层结构构成的层叠结构体的翘曲，以及即使薄、由收缩差引起的翘曲所导致的位置精度的不良情况也少的硬盘驱动器悬架用层叠结构体。
实施例
以下，基于实施例具体地说明本发明。
(实施例1)
将作为不锈钢箔的厚度为20μm、宽度为400mm的SUS304箔和厚度为20μm的铜箔通过用热塑性聚酰亚胺树脂固化而使之接合(固化温度为350℃)，观察翘曲的状态。将层叠结构体切断为1m，然后将上端固定，垂下的层叠结构体的翘曲的最大量相对于垂直面为100mm以下的翘曲判断为良好。热塑性聚酰亚胺树脂的厚度为5μm、25μm和100μm。
其中，对翘曲良好的样品和不良好的样品中使用的不锈钢箔，分别用振动试样型磁力计(VSM)装置测定饱和磁通密度，其结果能够确认在非磁性相中的一定范围下存在强磁性相时可以得到良好的层叠形状。
振动试样型磁力计(VSM)装置由于价格昂贵，且需要设置在清洁环境中，保养检查费用也高，因此用可以简便地测定强磁性相的铁氧体计进行测定。结果见表1所示。使用铁氧体计的测定是将不锈钢箔层叠为1.0mm并使之与磁传感器部接触来进行测定。振动试样型磁力计(VSM)装置和铁氧体计的测定温度为室温(25℃)。
其中，利用振动试样型磁力计(VSM)装置测定的饱和磁通密度的测定值对试样的尺寸、形状的依赖性小，与之相对，利用铁氧体计测定的强磁性相的比例的测定值，由于其测定原理而存在与样品的厚度有关的形状依赖性。因此，本发明中，利用铁氧体计的测定统一在将不锈钢箔层叠使试样厚度为1.0mm的条件下进行。
通过使层叠箔的试样厚度恒定，不锈钢箔的饱和磁通密度与利用铁氧体计测定的强磁性相比例之间具有如实施例表1所示的恒定的对应关系。
表1
Figure A200680054181D00071
(实施例2)
将作为不锈钢箔的厚度为100μm、宽度为650mm(其中在金属箔为Au、Ag时，宽度为20mm)的SUS304箔和各种金属箔(厚度为100μm，宽度为650mm，其中，在金属箔为Au、Ag时，宽度为20mm)通过用环氧树脂(树脂的厚度为18μm)固化而使二者接合(固化温度为100℃)，观察翘曲的状态。
其中，铜合金Cu-Ni-Si-Mg使用Ni：2.2～4.2质量％、Si：0.025～1.2质量％、Mg：0.05～0.3质量％的组成范围内的合金。
另外，翘曲的观测与实施例1同样操作。
将不锈钢箔在1050℃下退火，然后轧制至100μm，改变此时的轧制率并测定磁性相的比例。测定时，将不锈钢箔层叠至厚度为1.0mm，用铁氧体计测定数值。
各种金属箔最适合的不锈钢箔的磁性相的比例如表2所示。通过将磁性相的比例最优化，可以获得无翘曲的层叠结构体。
表2
△：向不锈钢侧翘曲的情况
○：形状良好
☆：向金属侧翘曲的情况
(实施例3)
将作为不锈钢箔的厚度为20μm、宽度为300mm的各种不锈钢箔和铜箔(厚度为20μm、宽度为300mm)通过用热塑性聚酰亚胺树脂(树脂的厚度为10μm)固化而使之接合(固化温度为350℃)，观察翘曲的状态。
其中，翘曲的观测与实施例1同样操作。
不锈钢箔在1150℃下退火，然后轧制至20μm，改变此时的轧制率并测定磁性相的比例。测定时，将不锈钢箔层叠至厚度为1.0mm，用铁氧体计测定数值。
各金属箔最适合的磁性相的比例如表3所示。通过将磁性相的比例最优化，可以获得无翘曲的层叠结构体。
此处，不锈钢箔的钢种类以JIS G4304和JIS G4305为准。因而，规定这些各个钢种类分别与ISO和相关外国标准的UNS、AISI、DIN等对应。
表3
Figure A200680054181D00101
△：向不锈钢侧翘曲的情况
○：形状良好
☆：向铜侧翘曲的情况
通过本发明，能够使由不锈钢箔、树脂和金属箔的3层结构构成的层叠结构体的翘曲稳定在较低水平。具体来说，可以在硬盘用磁头的支持部、挠性印刷基板、强电介质存储用头支持部等以电、磁、和介电元件的支持体为代表的需要严密的位置精度的领域中广泛使用，特别是，在结构体薄且要求高精度的硬盘驱动器用悬架用部件中，可以成为有效的手段。

Claims (2)

1.一种层叠结构体，其特征在于，其是由不锈钢箔、树脂和金属箔的3层结构构成的层叠结构体，其中，不锈钢箔为强磁性相和非强磁性相的混合相，且强磁性相的比例以质量计为0.1％～4.0％。
2.一种层叠结构体，其特征在于，其是由不锈钢箔、树脂和金属箔的3层结构构成的硬盘悬架用层叠结构体，其中，不锈钢箔为强磁性相和非强磁性相的混合相，且强磁性相的比例以质量计为0.1％～4.0％，并且金属箔为铜箔或铜合金箔。
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