CN101578927B - 印刷布线板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种印刷布线板(1)提供有金属基板(2)、在金属基板(2)的表面上布置的绝缘层(3)以及在绝缘层(3)的表面上布置并且电连接到金属基板(2)的导电层(4)。在绝缘层(3)和导电层(4)上，形成有底通孔或贯通孔(6)，有底通孔在金属基板(2)上具有底表面以及在绝缘层(3)和导电层(4)上具有侧壁，贯通孔(6)穿透绝缘层(3)、导电层(4)和金属基板(2)。用导电膏(7)填充有底通孔或贯通孔(6)，用于将金属基板(2)和导电层(4)彼此电连接。印刷布线板(1)被处理成允许电流流到金属基板(2)和导电膏(7)之间的界面。

Description

印刷布线板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种用作硬盘驱动器中的磁头悬架的基板的印刷布线板和制造该印刷布线板的方法。
背景技术
近年来，随着电子器件的密度增大并且随着电子器件的尺寸减小，印刷布线板已经被应用于各种用途。例如，在要求数据的高速传输的硬盘驱动器中，印刷布线板用作在其上安装有磁头的磁头悬架的基板。
专利文件1公开了一种印刷布线板，该印刷布线板具有其中形成贯通孔的绝缘层、填充该贯通孔的导电膏以及在绝缘层的两面上形成的导电层。每个导电层由铜箔形成，并具有预定的布线图案。由于导电膏通常具有良好的导电性，因此它可以广泛用于多种电子器件。在该印刷布线板中，使用的是诸如金属粉末的导电填充剂分散在诸如环氧树脂的粘合剂树脂中的导电膏。在绝缘层的两面上形成的导电层采用导电膏彼此电连接。
专利文件2公开了一种具有绝缘层以及在绝缘层的两面上形成的导电层的印刷布线板。导电层采用焊料膏彼此电连接。该印刷布线板包括其中形成有贯通孔的绝缘层、通过回流焊接而填充贯通孔的焊料膏、在绝缘层的两面上形成的导电层。每个导电层具有预定的布线图案。在该印刷布线板中，在绝缘层的两面上形成的导电层采用焊料膏彼此电连接。
专利文件3公开了一种印刷布线板，该印刷布线板用作上述硬盘驱动器中的磁头悬架的基板。该印刷电路板包括由例如不锈钢(SUS)制成的金属基板、在金属基板上层压的绝缘层以及在绝缘层上层压的导电层。导电层由铜箔制成，并且形成为预定的布线图案。蚀刻印刷电路板的每一层，以具有预定的形状。
专利文件1：日本特开专利公布No.2000-68620
专利文件2：日本特开专利公布No.2002-94206
专利文件3：日本特开专利公布No.2002-25213
发明内容
虽然上述导电膏有效地作为由铜箔制成的导电层彼此电连接的手段，但是其几乎不能用作在用于磁头悬架的印刷布线板中电连接金属基板和导电层的方式。即，绝缘氧化物膜容易形成在由例如不锈钢形成的金属基板的表面上。另外，有机物质在该表面上容易聚集。由此，当使用导电膏电连接金属基板与导电层时，绝缘层可能形成在导电膏和金属基板之间的界面处。结果，由于在导电膏和金属基板之间的界面处的电阻增大，因此金属基板和导电层之间的连接可靠性降低。
金属基板和导电层可以用焊料膏彼此电连接。在这种情况下，为了去除金属基板的表面上的绝缘氧化物膜，需要向焊料膏添加助熔剂。然而，使用助熔剂造成了诸如迁移的绝缘劣化。
因此，本发明的目的在于提供一种使用导电膏的印刷布线板，由此实现优良的连接可靠性。
为了实现前述的目的并且根据本发明的第一方面，提供了一种包括金属基板、绝缘层、导电层、有底通孔或贯通孔以及导电膏的印刷布线板。绝缘层提供在金属基板的表面上。导电层提供在绝缘层的表面上，并电连接到金属基板。通孔形成在绝缘层和导电层中。通孔在金属基板中具有底部，并且在绝缘层中和在导电层中具有壁表面。贯通孔延伸穿过绝缘层、导电层和金属基板。导电膏填充有底通孔或贯通孔，以将金属基板和导电层彼此电连接。印刷布线板经受其中电流施加到金属基板和导电膏之间的界面的工艺。
在该构造中，由于金属基板的表面上的绝缘氧化物膜和有机物质被破坏并且去除，所以有效地抑制了导电膏和金属基板之间的界面处的绝缘层的形成。因此，导电膏和金属基板之间的界面处的电阻降低，使得金属基板和导电层用导电膏彼此可靠地连接。结果，金属基板和导电层的连接可靠性提高。另外，由于消除了当金属基板和导电层彼此连接时对助熔剂的需要，所以防止了由助熔剂造成的诸如迁移的绝缘劣化。
以上的印刷布线板优选地构造为：金属基板由从不锈钢、铝、铁、铜、镍、钛、钼、铬和锌组成的组中选择的至少一种制成。根据该构造，即使在使用在其上容易形成绝缘氧化物膜并且有机物质容易聚集、由不锈钢制成的金属基板的情况下，导电膏和金属基板之间的界面处的电阻也有效地降低。结果，例如，即使在使用由具有优良的散热性、弹性和耐腐蚀性的不锈钢制成的金属基板的情况下，金属基板和导电层之间的连接可靠性也提高。
为了实现前述的目的并且根据本发明的第二方面，提供了一种包括金属基板、绝缘层、导电层、有底通孔或贯通孔以及导电膏的印刷布线板。绝缘层提供在金属基板的表面上。导电层提供在绝缘层的表面上，并且电连接到金属基板。通孔形成在绝缘层和导电层中。通孔在金属基板中具有底部，并且在绝缘层中和在导电层中具有壁表面。贯通孔延伸穿过绝缘层、导电层和金属基板。导电膏填充有底通孔或贯通孔，以将金属基板和导电层彼此电连接。在该印刷布线板中，金属基板由不锈钢制成，并且金属基板和导电膏之间的界面处的接触电阻是0.03Ω·mm2或更小。
由于金属基板和导电膏之间的界面处的接触电阻小于或等于0.03Ω·mm2，因此金属基板和导电层用导电膏彼此可靠地连接。结果，金属基板和导电层的连接可靠性提高。另外，由于消除了当将金属基板和导电层彼此连接时对助熔剂的需要，所以防止了由助熔剂造成的诸如迁移的绝缘劣化。此外，使用不锈钢作为金属基板的材料提供了一种包含具有优良的散热性、弹性和耐腐蚀性的金属基板的印刷布线板。
另外，由于导电膏和金属基板之间的界面处的接触电阻小于或等于0.03Ω·mm2，并且金属基板和导电层之间的连接可靠性提高，所以该构造适于用作硬盘驱动器中的悬架的基板的印刷布线板。
为了实现前述的目的并且根据本发明的第三方面，提供了一种包括金属基板、绝缘层、导电层、有底通孔或贯通孔以及导电膏的印刷布线板。绝缘层提供在金属基板的表面上。导电层提供在绝缘层的表面上，并且电连接到金属基板。通孔形成在绝缘层和导电层中。通孔在金属基板中具有底部，并且在绝缘层中和在导电层中具有壁表面。贯通孔延伸穿过绝缘层、导电层和金属基板。导电膏包含金属颗粒并且填充有底通孔或贯通孔，以将金属基板和导电层彼此电连接。在该印刷布线板中，导电膏的金属颗粒在金属基板和导电膏之间的界面处被锚固到金属基板。
由于导电膏中的金属颗粒在金属基板和导电膏之间的界面处被锚固到金属基板，所以导电膏和金属基板之间的界面处的电阻降低。因而，金属基板和导电层用导电膏彼此可靠地连接。结果，金属基板和导电层的连接可靠性提高。另外，由于消除了当金属基板和导电层彼此连接时对助熔剂的需要，所以防止了由助熔剂造成的诸如迁移的绝缘劣化。“锚固”指的是当用横截面扫描显微镜观察连接部分时，没有看到间隙并且接触部分不是点状的而是线性延伸的状态。
在该印刷布线板中，可优选的是，金属颗粒锚固到金属基板的部分的长度是0.1μm或更长。
由于导电膏中的金属颗粒和金属基板彼此锚固的部分的长度长于或等于0.1μm，所以电流流过的面积大。结果，导电膏和金属基板之间的界面处的电阻进一步有效地降低。
以上的印刷布线板可优选地构造为：金属基板由从不锈钢、铝、铁、铜、镍、钛、钼、铬和锌组成的组中选择的至少一种制成。
根据该构造，即使在使用在其上容易形成绝缘氧化物膜并且有机物质容易聚集、由不锈钢制成的金属基板的情况下，导电膏和金属基板之间的界面处的电阻也有效地降低。结果，金属基板和导电层的连接可靠性提高。具体来讲，例如，即使在使用由具有优良的散热性、弹性和耐腐蚀性的不锈钢制成的金属基板的情况下，金属基板和导电层之间的连接可靠性也提高。
此外，由于导电膏中的金属颗粒和金属基板在金属基板和导电膏的界面处彼此锚固，使得金属基板和导电层之间的连接可靠性提高，因此该构造适于用作硬盘驱动器中的悬架的基板的印刷布线板。
为了实现前述目的并且根据本发明的第四方面，提供了一种用于制造印刷布线板的方法。该制造方法包括至少以下步骤：准备通过层压金属基板、绝缘层和导电层而制备的基体；选择性地去除绝缘层，由此形成有底通孔或贯通孔，其中，通孔在金属基板中具有底部，并且在绝缘层中和在导电层中具有壁表面，并且其中，贯通孔延伸穿过绝缘层、导电层和金属基板；向基体涂覆导电膏，由此用导电膏填充贯通孔，使得作为有底通孔的底部的金属基板的表面或其中开有贯通孔的金属基板的表面与作为贯通孔的壁表面的导电层的表面连续；以及向金属基板和导电膏之间的界面施加电流。
在该构造中，由于金属基板的表面上的绝缘氧化物膜和有机物质被破坏并且去除，所以有效地抑制了导电膏和金属基板之间的界面处的绝缘层的形成。因此，导电膏和金属基板之间的界面处的电阻降低。因而，金属基板和导电层用导电膏彼此可靠地连接。结果，金属基板和导电层的连接可靠性提高。此外，由于消除了当将金属基板和导电层彼此连接时对助熔剂的需要，因此防止了由助熔剂造成的诸如迁移的绝缘劣化。
在制造该印刷布线板的方法中，可优选的是，施加到金属基板和导电膏之间的界面的电流密度是0.1A/mm2至1000A/mm2。在该构造中，金属基板的表面上的绝缘氧化物膜和有机物质被破坏并且去除，而不由于电流的热而导致改变导电膏的树脂或熔化金属基板。
在制造该印刷板的方法中，可优选的是，施加电流持续的时间段是1×10-6秒至100秒。在该构造中，金属基板的表面上的绝缘氧化物膜和有机物质被有效地破坏并且去除，而不降低印刷布线板的生产率。
附图说明
图1是示意性示出根据本发明的一个实施例的印刷布线板的结构的横截面图；
图2(a)至2(h)是用于说明制造根据本发明的实施例的印刷布线板的方法的横截面图；
图3(a)至3(f)是用于说明制造根据本发明的实施例的印刷布线板的方法的横截面图，示出了图2(a)至2(h)的步骤随后的步骤；
图4是示意性示出根据示例1的印刷布线板的结构的横截面图；
图5是示意性示出根据示例9的印刷布线板的结构的横截面图；
图6是用扫描电子显微镜观察到的横截面结构图，其示出已经由电流处理的印刷布线板中的导电膏和金属基板之间的界面；以及
图7是用扫描电子显微镜观察到的横截面结构图，其示出没有由电流处理的印刷布线板中的导电膏和金属基板之间的界面。
具体实施方式
现在将描述本发明的优选实施例。例如本发明的印刷布线板1被用作硬盘驱动器中的在其上安装有磁头的磁头悬架的基板。
如图1中所示，印刷布线板1包括由金属箔形成的金属基板2、在金属基板2的表面上提供的绝缘层3以及在绝缘层3的表面上形成的导电层4。导电层4具有预定的布线图案。
金属基板2例如由不锈钢、铝、铁、铜、镍、钛、钼、铬或锌制成。在此之中，金属箔可优选地由不锈钢制成，这是因为不锈钢具有优良的散热性、弹性和耐腐蚀性。金属基板2的厚度可优选地为1μm至100μm。
绝缘层3由具有优良柔性的树脂材料制成。使用具有多功能性的聚酯作为印刷布线板的树脂。具体来讲，可优选地使用除了具有柔性之外还具有高的耐热性的树脂。例如，诸如聚酰亚胺和聚酰胺-酰亚胺的聚酰亚胺基树脂和聚酰胺基树脂可优选地作为这样的树脂膜。绝缘层3的厚度可优选地为5μm至200μm。
在绝缘层3的表面上形成导电层4。导电层4包括形成基体的导电膜8和在导电膜8的表面上形成的镀敷层12。出于导电性和耐久性的考虑，导电膜8可优选地由例如铜或铜基合金制成。例如，使用铜膜或铬膜。镀敷层12由例如铜、铝、镍、金、焊料或这些物质的合金形成。考虑到提高导电性，铜是尤为优选的。导电层4的厚度可优选地为2μm至50μm。
为了提高关于导电层4和接地端(未示出)之间的地连接的可靠性，用镀敷层5涂覆导电层4的表面。考虑到环境因素，可优选地使用无铅镀敷层5。为了防止导电层4和接地端之间的连接可靠性劣化，可以使用金镀敷层作为无铅镀敷层5。通过非电解镀或电解镀来对导电层4的表面进行镀敷。当形成金镀敷层时，在暴露的导电层4的表面上首先形成作为扩散防止层的镍镀敷层。在镍镀敷层的表面上形成金镀敷层。
在印刷布线板1中形成通孔6，以将导电层4连接到金属基板2。用导电膏7填充通孔6。金属基板2和导电层4采用导电膏7彼此电连接。虽然没有示出，但是可以用延伸穿过绝缘层3、导电层4和金属基板2的贯通孔来替代通孔6。在这种情况下，金属基板2和导电膏7在贯通孔的壁表面上彼此接触。
贯通孔6在金属基板2的表面上开口，并延伸穿过绝缘层3和导电层4。贯通孔6的直径可优选地为30μm至400μm，更优选地为50μm至200μm。这是因为如果直径小于30μm，则贯通孔6处的接触面积太小，并且因而当金属基板2和导电层4彼此电连接时，连接电阻将过大。如果直径大于400μm，则贯通孔6将大于在导电层4上形成的布线图案的迹线的宽度，这使得难以进行高密度封装。贯通孔6的横截面形状可以不同于圆形。该横截面形状可以是例如椭圆形或多边形。当横截面形状不同于圆形时，开口的最长轴将被称作贯通孔的直径。
使用包含分散在粘合剂树脂中的诸如金属粉末的导电填充剂的膏作为导电膏7。例如，使用银、铂、金、铜、镍或钯作为金属粉末。在此之中，银粉末和银涂覆的铜粉末由于优良的导电性而是可优选的。例如，使用环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂、聚酰亚胺树脂或聚酰胺-酰亚胺作为粘合剂树脂。在此之中，出于提高导电膏的耐热性的考虑，可优选地使用热固化树脂。在本实施例中，可优选地使用环氧树脂。
环氧树脂的类型不具体受限制。例如，使用双酚A、F、S或AD型的环氧树脂、共聚合的双酚A型和双酚F型的环氧树脂、萘型环氧树脂、酚醛环氧树脂、联苯型树脂或二环戊二烯型树脂。另外，可以使用高分子量的苯氧树脂。
粘合剂树脂在使用之前可以溶解在溶剂中。例如，可以使用诸如酯溶剂、醚溶剂、酮溶剂、醚酯溶剂、醇溶剂、烃溶剂以及胺溶剂作为溶剂。由于通过丝网印刷用导电膏7填充贯通孔6，所以可优选地使用具有优良的印刷性能的高沸点溶剂。更具体来讲，可优选地是二甘醇一乙醚乙酸酯或二甘醇一丁醚乙酸酯。可以结合使用这些溶剂。用三辊磨或回转搅拌脱泡机将这些组分混合，使得这些组分均匀地分散以得到导电膏。
在印刷布线板1中，在导电层4的一部分的表面上和导电膏7的表面上形成附加绝缘层15。附加绝缘层15覆盖导电层4和导电膏7的一部分。与绝缘层3相同的材料用于附加绝缘层15。
现在将参照附图来描述制造印刷布线板的程序。
首先，如图2(a)所示地准备金属基板2。例如，使用上述的由不锈钢制成的金属箔作为金属基板2。接着，如图2(b)所示，通过丝网印刷，将聚酰亚胺覆盖涂覆墨涂布到金属基板2的表面。然后，将涂布的墨干燥，使得在金属基板2的表面上形成由聚酰亚胺基树脂制成的膜状的绝缘层3。
随后，在使用抗蚀剂在绝缘层3上形成预定图案之后，通过半加成工艺在绝缘层3的表面上形成导电层4，其中，通过镀敷来形成迹线。具体而言，如图2(c)所示，首先在绝缘层3的表面上形成作为导电层4的基体的导电膜8。使用铬膜或铜膜作为导电膜8。通过诸如溅射的真空膜形成法来形成导电膜8。例如，可以通过溅射在绝缘层3的整个表面上连续地形成铬膜和铜膜。铬膜的厚度可优选地为10
Figure G2008800014261D00091
至5000
Figure G2008800014261D00092
以及铜膜的厚度可优选地为100至10000
Figure G2008800014261D00094
然后，如图2(d)中所示，在导电膜8的表面上，在将不形成导电层4的部分中形成抗蚀剂10，并且在金属基板2的表面上形成抗蚀剂11。通过诸如干膜抗蚀剂的传统方法形成抗蚀剂10、11。具体而言，在导电膜8和金属基板2的表面上，通过层压可以形成丙烯酸酯树脂干膜抗蚀剂，以及通过旋涂法可以形成酚醛树脂抗蚀剂。此后，对抗蚀剂进行加工，以形成具有预定开口图案的树脂10、11。
如图2(e)中所示，使用抗蚀剂11作为掩模，例如通过诸如化学蚀刻(湿法蚀刻)的传统蚀刻法，选择性地去除金属基板2，使得金属基板2具有预定的形状。
如图2(f)中所示，使用抗蚀剂10作为掩模，通过非电解镀，在通过抗蚀剂10暴露的导电膜8的表面上形成由例如铜镀敷制成的镀敷层12。镀敷层12的厚度可优选地为2μm至30μm。
然后，如图2(g)中所示，通过使用例如传统的抗蚀剂去除液，去除抗蚀剂10、11。此后，如图2(h)中所示，通过诸如化学蚀刻(湿法蚀刻)的传统蚀刻方法，去除覆盖有抗蚀剂10的导电膜8的部分。因此，在绝缘层3的表面上形成由导电膜8和镀敷层12形成的导电层4。以此方式，通过层压金属基板2、绝缘层3和导电层4，首先制备基体。
然后，如图3(a)中所示，在导电层4和绝缘层3的表面上，形成抗蚀剂13，在金属基板2的表面上形成抗蚀剂14。与抗蚀剂10、11一样，可以通过诸如干膜抗蚀剂的传统方法形成抗蚀剂13、14。具体而言，在导电膜8和金属基板2的表面上，通过层压可以形成丙烯酸酯树脂干膜抗蚀剂，以及通过旋涂法可以形成酚醛树脂抗蚀剂。此后，对抗蚀剂进行加工，以形成具有预定开口图案的树脂13、14。
如图3(b)中所示，通过使用抗蚀剂13、14作为掩模，例如，通过诸如化学蚀刻(湿法蚀刻)的传统蚀刻法，选择性地去除绝缘层3，使得形成用于连接导电层4和金属基板2的贯通孔6。
然后，如图3(c)中所示，通过使用例如抗蚀剂去除液，去除抗蚀剂13、14。
然后，如图3(d)中所示，导电层4的表面经受镀敷，使得该表面被镀敷层5涂覆。在这种情况下，在导电层4的暴露部分的表面上首先形成作为扩散防止层的镍镀敷层。接着，在镍镀敷层的表面上形成金镀敷层。
接下来，如图3(e)中所示，用导电膏7填充贯通孔6。导电膏7将金属基板2和导电层4彼此电连接。例如，可以通过以下的方法，用导电膏7填充贯通孔6。具体而言，涂布导电膏7，使得其中开口有贯通孔6的金属基板2的表面和作为贯通孔6的壁表面的导电层4的表面是连续的，由此用导电膏7填充贯通孔6。在填充之后，导电膏7可以根据需要被加热和固化。
本实施例的特征在于，在已经用导电膏7填充贯通孔6的图3(e)的状态下，将电流施加到导电膏7和金属基板2，以便降低连接电阻。因此，由于金属基板2的表面上的绝缘氧化物膜和有机物质被破坏并且去除，所以有效地抑制导电膏7和金属基板2之间的界面处的绝缘层的形成。因此，导电膏7和金属基板2之间的界面处的电阻降低(例如，降低为小于或等于1Ω的值，这有效地抑制了噪声的产生)，这样允许导电膏7将金属基板2和导电层4可靠地彼此连接。结果，金属基板2和导电层4之间的连接可靠性提高，以及使用具有优良导电性的导电膏7提供具有优良的连接可靠性的印刷布线板1。与现有技术不同，由于消除了当将金属基板2和导电层4彼此连接时对助熔剂的需要，因此防止了由助熔剂造成诸如迁移的绝缘劣化。
提供了如下的印刷布线板1，在该印刷布线板1中，用导电膏7中包含的金属颗粒将金属基板2和导电层4彼此连接，该导电膏7中包含的金属颗粒在金属基板2和导电膏7之间的界面处被锚固到金属基板2。因此，提供了如下的印刷布线板1，该印刷布线板1具有金属基板2和导电层4之间的优良的连接可靠性，并且特别适合于用作硬盘驱动器的悬架的基板。
出于增大电流通过的部分的尺寸由此减小电阻值的考虑，导电膏7的金属颗粒锚固到金属基板2的部分的长度可优选地长于或等于0.1μm。
另外，提供了如下的印刷布线板1，在该印刷布线板1中，不锈钢用作金属基板2的材料，导电膏7和金属基板2之间的界面处的接触电阻是0.03·mm2或更小，并且金属基板2和导电层4之间的连接可靠性提高。具体而言，提供了适于作为硬盘驱动器中使用的悬架的基板的印刷布线板1。
施加于其中贯通孔6被开口的金属基板2的表面(即，导电膏7和金属基板2之间的界面)的电流的电流密度是0.1A/mm2至1000A/mm2。这是因为如果电流密度小于0.1A/mm2，则金属基板2的表面上的绝缘氧化物膜和有机物质将不容易被破坏并且去除。另外，如果电流密度大于1000A/mm2，则由电流造成的热可以改变形成导电膏7的树脂，或者熔化并剥落金属基板2。
可以使用直流电流、交流电流或脉冲电流来作为施加到导电膏7和金属基板2之间的界面处的电流。可以结合使用这些类型的电流。当施加0.1A/mm2至1000A/mm2的电流时，施加电流持续的时间(施加时间段)可优选地为1×10-6秒至100秒。这是因为如果施加时间段比1×10-6秒短，则金属基板2的表面上的绝缘氧化物膜和有机物质将不容易被破坏并且去除。如果施加时间段比100秒长，则用于制备印刷布线板1所需的时间将太长，并且印刷布线板1的生产率将降低。
然后，如图3(f)中所示，在导电层4的一部分的表面上层压附加绝缘层15，以覆盖导电层4的一部分和导电膏7。由此完成印刷布线板1。例如，可以通过以下的方法来形成绝缘层。首先，感光聚酰亚胺覆盖涂覆墨通过丝网印刷来涂布并被干燥。然后将覆盖涂覆墨曝光并显影，以在导电层4的一部分的表面和导电膏7的表面上形成由聚酰亚胺树脂制成的膜状的附加绝缘层15。
本实施例具有下述的优点。
(1)印刷布线板1包括金属基板2、在金属基板2的表面上提供的绝缘层3和在绝缘层3的表面上形成的导电层4。导电层4电连接到金属基板2。贯通孔6形成在绝缘层3和导电层4中，以便延伸穿过绝缘层3和导电层4，并且在金属基板2中开口。用导电膏7填充贯通孔6，用于将金属基板2和导电层4彼此电连接。印刷布线板1经受其中电流施加到金属基板2和导电膏7之间的界面的过程。这破坏并去除了金属基板2的表面上的绝缘氧化物膜和有机物质，以及降低了导电膏7和金属基板2之间的界面处的电阻。结果，使用具有优良导电性的导电膏7提高金属基板2和导电层4之间的连接可靠性。另外，由于消除了对助熔剂的需要，因此防止了由助熔剂造成的诸如迁移的绝缘劣化。
(2)印刷布线板1包括金属基板2、在金属基板2的表面上提供的绝缘层3和在绝缘层3的表面上形成的导电层4。导电层4电连接到金属基板2。贯通孔6形成在绝缘层3和导电层4中，以便在金属基板2中开口并且延伸穿过绝缘层3和导电层4。用导电膏7填充贯通孔6，用于将金属基板2和导电层4彼此电连接。另外，在印刷布线板1中，金属基板2由不锈钢制成，以及导电膏7和金属基板2之间的界面处的接触电阻是0.03Ω·mm2或更小。因此，使用具有优良导电性的导电膏7提高了不锈钢金属基板2和导电层4之间的连接可靠性。此外，由于消除了对助熔剂的需要，因此防止了由助熔剂造成的诸如迁移的绝缘劣化。另外，使用不锈钢作为金属基板2的材料为具有金属基板的印刷布线板1提供了优良的散热特性、弹性和耐腐蚀性。
(3)由于导电膏7和金属基板2之间的界面处的接触电阻小于或等于0.03Ω·mm2，并且金属基板2和导电层4之间的连接可靠性提高，因此印刷布线板1特别适于用作硬盘驱动器中的悬架的基板的印刷布线板。
(4)印刷布线板1包括金属基板2、在金属基板2的表面上提供的绝缘层3以及在绝缘层3的表面上形成的导电层4。导电层4电连接到金属基板2。贯通孔6形成在绝缘层3和导电层4中，以便延伸穿过绝缘层3和导电层4并且在金属基板2中开口。用导电膏7填充贯通孔6，导电膏7包含金属颗粒并且将金属基板2和导电层4彼此电连接。导电膏7中包含的金属颗粒在金属基板2和导电膏7之间的界面处被锚固到金属基板2。因此，导电膏7和金属基板2之间的界面处的电阻降低，使得金属基板2和导电层4采用导电膏7彼此可靠地连接。结果，金属基板2和导电层4的连接可靠性提高。另外，由于消除了当将金属基板2和导电层4彼此连接时对助熔剂的需要，因此防止了由助熔剂造成的诸如迁移的绝缘劣化。
(5)导电膏7的金属颗粒被锚固到金属基板2的部分的长度长于或等于0.1μm。因此，导电膏7和金属基板2之间的界面处的电阻进一步有效地降低。
(6)由于导电膏7中的金属颗粒在金属基板2和导电膏7之间的界面处被锚固到金属基板2，使得金属基板2和导电层4之间的连接可靠性提高，因此这种构造适于用作硬盘驱动器中的悬架的基板的印刷布线板。
(7)金属基板2由从不锈钢、铝、铁、铜、镍、钛、钼、铬和锌组成的组中选择的至少一种制成。因此，即使在使用在其上容易形成绝缘氧化物膜并且有机物质容易聚集、由例如不锈钢制成的金属基板2的情况下，导电膏7和金属基板2之间的界面处的电阻也有效地降低。结果，例如即使在使用由具有优良的散热性、弹性和耐腐蚀性的不锈钢制成的金属基板2的情况下，金属基板2和导电层4之间的连接可靠性也提高。
(8)用于制造印刷布线板1的方法包括：准备通过层压金属基板2、绝缘层3和导电层4而制备的基体；选择性地去除绝缘层3，由此形成延伸穿过绝缘层3和导电层4的贯通孔6，贯通孔6在金属基板2中开口；涂布导电膏7，使得其中开口有贯通孔6的金属基板2的表面和作为贯通孔6的壁表面的导电层4的表面是连续的，由此用导电膏7填充贯通孔6。根据本实施例的用于制造印刷布线板1的方法还包括将电流施加到金属基板和导电膏7之间的界面。这破坏并且去除了金属基板2的表面上的绝缘氧化物膜和有机物质，并且降低了导电膏7和金属基板2之间的界面处的电阻。结果，使用具有优良导电性的导电膏7提高了金属基板2和导电层4之间的连接可靠性。另外，由于消除了对助熔剂的需要，因此防止了由助熔剂造成的诸如迁移的绝缘劣化。
(9)施加到金属基板2和导电膏7之间的界面处的电流的电流密度是0.1A/mm2至1000A/mm2。因此，金属基板2的表面上的绝缘氧化物膜和有机物质被破坏并且去除，而不会由于电流的热而改变导电膏7的树脂或熔化金属基板2。
(10)将密度为0.1A/mm2至1000A/mm2的电流施加1×10-6秒至100秒。因此，金属基板2的表面上的绝缘氧化物膜和有机物质被有效地破坏并且去除，而不降低印刷布线板的生产率。
本发明不限于前述实施例，而是可以在不脱离本发明的范围的情况下进行如下的修改。
例如，可以向其中导电填充剂分散在粘合剂树脂中的导电膏7添加潜伏性硬化剂。在这种情况下，例如，如果使用聚酯树脂作为粘合剂树脂，则可以使用异氰酸酯化合物。如果使用环氧树脂，则可以使用胺类化合物或咪唑类化合物。
在以上实施例中，聚酰亚胺覆盖涂覆墨通过丝网印刷涂覆并被干燥，以在金属基板2的表面上形成由聚酰亚胺树脂制成的膜状的绝缘层3。然而，在作为树脂膜的绝缘层3的一面上可以形成粘附层(未示出)，以及金属基板2和绝缘层3可以通过粘附层彼此粘合。
[示例]
现在将基于示例和比较示例来描述本发明。本发明不限于这些示例。可以基于本发明的精神来改变或修改示例，以及这些改变和修改没有被排除到本发明的范围之外。
(印刷布线板的制备)
参照图4进行以下的描述。首先，准备具有20μm的厚度的不锈钢金属箔(SUS304HTA)作为金属基板2。准备具有12μm的厚度的聚酰亚胺树脂膜作为绝缘层3。在树脂膜上形成由包含环氧树脂的热固化树脂制成的粘附层20，并且在树脂膜中形成直径(开口直径)为0.4mm的开口。接下来，用粘附层20将金属基板2和绝缘层3彼此粘合，以形成金属基板2和绝缘层3的粘合体。在该粘合体中形成贯通孔6a。贯通孔6a在金属基板2中被开口，并且延伸穿过在其上提供粘附层20的绝缘层3(贯通孔6a对应于上述实施例中的贯通孔6)。然后，涂布导电膏7，使得其中开口有贯通孔6a金属基板2的表面以及作为贯通孔6a的壁表面的绝缘层3的表面是连续的，从而用导电膏7填充贯通孔6a。
通过将按重量计算为100份的双酚A型环氧树脂(环氧当量为7000至8000)溶解在二甘醇一丁醚乙酸酯中、向溶液添加按重量计算为1份的咪唑潜伏性硬化剂，并且向溶液添加银颗粒，使得银颗粒占总的溶解固体的60体积％，来准备导电膏7。
对填充的导电膏7进行热处理(180℃、30分钟)以使其硬化，由此制备图4中所示的印刷布线板30。金属基板2和导电膏7之间的界面处的接触面积是0.1256mm2。
(初始电阻和初始接触电阻的测量)
如图4中所示，金属基板2和导电膏7彼此电连接，以及通过四端子感测法，测量贯通孔6a处的金属基板2和导电膏7的电阻(下文中被称作初始电阻)，并测量贯通孔6a处的金属基板2和导电膏7的接触电阻(下文中被称作初始接触电阻)。在表1中示出结果。由于四端子感测法的限制，接触电阻包含贯通孔6a处的电阻。
(示例1)
在制备的印刷布线板30中，将1A(即，电流密度为8.0A/mm2)的电流向金属基板2和导电膏7之间的界面施加1秒，并且通过四端子感测法，测量贯通孔6a处的金属基板2和导电膏7的电阻(下文中被称作电流施加后的电阻)，并且测量贯通孔6a处的金属基板2和导电膏7的接触电阻(下文中被称作电流施加后的接触电阻)。在表1中示出结果。
(示例2)
在制备的印刷布线板30中，将2A(即，电流密度为15.9A/mm2)的电流向金属基板2和导电膏7之间的界面施加1秒，并且通过四端子感测法，测量电流施加后的贯通孔6a处的金属基板2和导电膏7的电阻以及电流施加后的接触电阻。在表1中示出结果。
(示例3)
在制备的印刷布线板30中，将2A(即，电流密度为23.9A/mm2)的电流向金属基板2和导电膏7之间的界面施加1秒，并且通过四端子感测法，测量电流施加后的贯通孔6a处的金属基板2和导电膏7的电阻以及电流施加后的接触电阻。在表1中示出结果。
(示例4)
在制备的印刷布线板30中，将2A(即，电流密度为31.8A/mm2)的电流向金属基板2和导电膏7之间的界面施加1秒，通过四端子感测法，测量电流施加后的贯通孔6a处的金属基板2和导电膏7的电阻以及电流施加后的接触电阻。在表1中示出结果。
(印刷布线板的制备以及初始电阻和初始接触电阻的测量)
将不锈钢金属箔(SUS304HTA)或金属基板2浸没在20％的盐酸水溶液中10分钟，并且用水进行清洗。此后，通过与上述相同的方法来制备印刷布线板30，并且测量初始电阻和初始接触电阻。在表2中示出结果。金属基板2和导电膏7之间的界面处的接触面积是0.1256mm2。另外，由于四端子感测的限制，导致接触电阻包含贯通孔6a处的电阻。
(示例5)
在通过使用在20％的盐酸水溶液中浸没的金属基板2而制备的印刷布线板30中，将1A的电流(即，电流密度为8.0A/mm2)向金属基板2和导电膏7之间的界面施加1秒，并且通过四端子感测法，测量电流施加后的贯通孔6a处的金属基板2和导电膏7的电阻以及电流施加后的接触电阻。在表2中示出结果。
(示例6)
在通过使用在20％的盐酸水溶液中浸没的金属基板2而制备的印刷布线板30中，将2A的电流(即，电流密度为15.9A/mm2)向金属基板2和导电膏7之间的界面施加1秒，并且通过四端子感测法，测量电流施加后的贯通孔6a处的金属基板2和导电膏7的电阻以及电流施加后的接触电阻。在表2中示出结果。
(示例7)
在通过使用在20％的盐酸水溶液中浸没的金属基板2而制备的印刷布线板30中，将2A的电流(即，电流密度为23.9A/mm2)向金属基板2和导电膏7之间的界面施加1秒，并且通过四端子感测法，测量电流施加后的贯通孔6a处的金属基板2和导电膏7的电阻以及电流施加后的接触电阻。在表2中示出结果。
(示例8)
在通过使用在20％的盐酸水溶液中浸没的金属基板2而制备的印刷布线板30中，将2A的电流(即，电流密度为31.8A/mm2)向金属基板2和导电膏7之间的界面施加1秒，并且通过四端子感测法，测量电流施加后的贯通孔6a处的金属基板2和导电膏7的电阻以及电流施加后的接触电阻。在表2中示出结果。
(印刷布线板的制备)
参照图5来进行以下的描述。首先，准备具有20μm的厚度的不锈钢金属箔(SUS304HTA)。聚酰亚胺覆盖涂覆墨通过丝网印刷涂布到金属基板2的表面并被干燥，以形成由聚酰亚胺树脂制成的膜状的绝缘层3。接下来，通过溅射在绝缘层3的表面上形成具有0.2μm的厚度并且主要由铜形成的导电膜8。然后，通过非电解镀在导电膜8的表面上形成由铜制成的镀敷层12。随后，通过化学蚀刻(湿法蚀刻)来去除导电膜8，以及通过半加成工艺在绝缘层3的表面上形成通过导电膜8和镀敷层12形成的导电层4。然后，通过使用强碱溶液的化学蚀刻(湿法蚀刻)选择性地去除绝缘层3，以形成用于将导电层4和金属基板2彼此连接的贯通孔6(直径：0.165mm)。接着，在导电层4的表面上形成作为扩散防止层的镍镀敷层之后，在镍镀敷层的表面上形成金镀敷层，使得用镀敷层5覆盖导电层4的表面。然后，涂覆导电膏7，使得开口有贯通孔6的金属基板2的表面和作为贯通孔6的壁表面的导电层4的表面是连续的，由此用导电膏7填充贯通孔6a。用于制备上述印刷布线板30的相同的导电膏用作导电膏7。
对填充的导电膏7进行热处理(180℃、30分钟)以使其硬化，由此制备图5中所示的印刷布线板40。金属基板2和导电膏7之间的界面处的接触面积是0.0214mm2。
(初始电阻和初始连接电阻的测量)
如图5中所示，金属基板2和导电膏7彼此电连接，并且通过四端子感测法，测量贯通孔6处的电阻(下文中被称为初始电阻)，以及测量贯通孔6处的连接电阻(下文中被称为初始连接电阻)。在表3中示出结果。
(示例9)
在制备的印刷布线板40中，将10mA(即，电流密度为0.5A/mm2)的电流向金属基板2和导电膏7之间的界面施加2秒，并且通过四端子感测法，测量贯通孔6a处的电阻(下文中被称为电流施加后的电阻)，以及测量贯通孔6a处的连接电阻(下文中被称为电流施加后的连接电阻)。在表3中示出结果。
初始连接电阻和电流施加后的连接电阻中的每个被认为是金属基板2和导电膏7的接触电阻、镀敷层5和导电膏7的接触电阻以及导电膏7的电阻之和。
(示例10)
在制备的印刷布线板40中，将30mA(即，电流密度为1.4A/mm2)的电流向金属基板2和导电膏7之间的界面施加2秒，并且通过四端子感测法，测量电流施加后的贯通孔6处的电阻以及电流施加后的连接电阻。在表3中示出结果。
(示例11)
在制备的印刷布线板40中，将100mA(即，电流密度为4.7A/mm2)的电流向金属基板2和导电膏7之间的界面施加2秒，并且通过四端子感测法，测量电流施加后的贯通孔6处的电阻以及电流施加后的连接电阻。在表3中示出结果。
(示例12)
在制备的印刷布线板40中，将200mA(即，电流密度为9.4A/mm2)的电流向金属基板2和导电膏7之间的界面施加2秒，并且通过四端子感测法，测量电流施加后的贯通孔6处的电阻以及电流施加后的连接电阻。在表3中示出结果。
(示例13)
在制备的印刷布线板40中，将500mA(即，电流密度为23.4A/mm2)的电流向金属基板2和导电膏7之间的界面施加2秒，并且通过四端子感测法，测量电流施加后的贯通孔6处的电阻以及电流施加后的连接电阻。在表3中示出结果。
(导电膏和金属基板的评估)
通过使用剖面抛光机(由日本电子株式会社制造的SM-09010)沿着贯通孔6的轴切割示例10的印刷布线板40，在示例10的印刷布线板40中，将30mA的电流向金属基板2和导电膏7之间的界面施加2秒。用SEM(扫描电子显微镜，商品名：S-800，由日立高新技术公司制造)来观察贯通孔6的垂直横截面处的导电膏7和金属基板2之间的界面。在图6中示出了导电膏7和金属基板2之间的界面的横截面结构。如在以上的印刷布线板40的情况中一样，切割没有用电流处理的印刷布线板40(即，在施加30mA的电流之前的印刷布线板40)。通过使用SEM来观察贯通孔6的垂直横截面处的导电膏7和金属基板2之间的界面。在图7中示出了导电膏7和金属基板2之间的界面的横截面结构。
[表1]
Figure G2008800014261D00221
[表2]
[表3]
Figure G2008800014261D00231
如表1所示，在示例1至示例4的任意一个中，电流施加后的接触电阻显著低于初始接触电阻(0.15Ω·mm2)。另外，如表2所示，在示例5至示例8的任意一个中，电流施加后的接触电阻显著低于初始接触电阻(0.1883Ω·mm2)。此外，在示例9至示例13的任意一个中，电流施加后的连接电阻显著低于初始连接电阻(0.0406Ω·mm2)。因此，证实了，向金属基板2和导电膏7之间的界面施加电流增加了金属基板2和导电层4之间的连接可靠性。
如图6中所示，在其中将30mA的电流施加2秒的示例10的印刷布线板40的情况下，导电膏7的金属颗粒50锚固到金属基板2。另外，导电膏7的金属颗粒50被锚固到金属基板2的部分的长度长于或等于0.1μm。与之不同，如图7中所示，在没有用电流处理的印刷布线板40的情况下，导电膏7的金属颗粒50没有被锚固到金属基板2。
工业适用性
本发明的应用包括一种用作硬盘驱动器中的磁头悬架的基板的印刷布线板以及用于制造该印刷布线板的方法。

Claims (9)

1.一种印刷布线板，包括：
金属基板；
绝缘层，提供在所述金属基板的表面上；
导电层，提供在所述绝缘层的表面上，所述导电层电连接到所述金属基板；
有底通孔或贯通孔，所述有底通孔形成在所述绝缘层和所述导电层中，其中，所述有底通孔在所述金属基板中具有底部并且在所述绝缘层中和在所述导电层中具有壁表面，并且其中，所述贯通孔延伸穿过所述绝缘层、所述导电层和所述金属基板；以及
导电膏，填充所述有底通孔或所述贯通孔，以将所述金属基板和所述导电层彼此电连接，
所述印刷布线板的特征在于，经受了将电流施加到所述金属基板和所述导电膏之间的界面的工艺，所述金属基板由不锈钢制成，所述导电膏主要由银颗粒构成。
2.一种印刷布线板，包括：
金属基板；
绝缘层，提供在所述金属基板的表面上；
导电层，提供在所述绝缘层的表面上，所述导电层电连接到所述金属基板；
有底通孔或贯通孔，所述有底通孔形成在所述绝缘层和所述导电层中，其中，所述有底通孔在所述金属基板中具有底部并且在所述绝缘层中和在所述导电层中具有壁表面，并且其中，所述贯通孔延伸穿过所述绝缘层、所述导电层和所述金属基板；以及
导电膏，填充所述有底通孔或所述贯通孔，以将所述金属基板和所述导电层彼此电连接，
所述印刷布线板的特征在于，所述金属基板由不锈钢制成，所述导电膏主要由银颗粒构成，
其中，所述金属基板和所述导电膏之间的界面处的接触电阻是0.03Ω·mm2或更小。
3.根据权利要求1或2所述的印刷布线板，其特征在于，
提供用作在硬盘驱动器中使用的悬架的基板。
4.一种印刷布线板，包括：
金属基板；
绝缘层，提供在所述金属基板的表面上；
导电层，提供在所述绝缘层的表面上，所述导电层电连接到所述金属基板；
有底通孔或贯通孔，所述有底通孔形成在所述绝缘层和所述导电层中，其中，所述有底通孔在所述金属基板中具有底部并且在所述绝缘层中和在所述导电层中具有壁表面，并且其中，所述贯通孔延伸穿过所述绝缘层、所述导电层和所述金属基板；以及
导电膏，填充所述有底通孔或所述贯通孔，以将所述金属基板和所述导电层彼此电连接，
所述印刷布线板的特征在于，所述导电膏的金属颗粒在所述金属基板和所述导电膏之间的界面处被锚固到金属基板，所述金属基板由不锈钢制成，所述导电膏主要由银颗粒构成。
5.根据权利要求4所述的印刷布线板，其特征在于，
所述金属颗粒被锚固到所述金属基板的部分的长度是0.1μm或更长。
6.根据权利要求4或5所述的印刷布线板，其特征在于，
提供用作在硬盘驱动器中使用的悬架的基板。
7.一种制造印刷布线板的方法，所述方法的特征在于至少包括以下步骤：
准备通过层压金属基板、绝缘层和导电层而制备的基体，所述金属基板由不锈钢制成；
选择性地去除所述绝缘层，由此形成有底通孔或贯通孔，其中，所述有底通孔在所述金属基板中具有底部并且在所述绝缘层中和在所述导电层中具有壁表面，并且其中，所述贯通孔延伸穿过所述绝缘层、所述导电层和所述金属基板；
将导电膏涂布到所述基体，由此用所述导电膏填充所述贯通孔，使得作为所述有底通孔的底部的所述金属基板的表面或其中开口有所述贯通孔的所述金属基板的表面与作为所述贯通孔的壁表面的所述导电层的表面连续，所述导电膏主要由银颗粒构成；以及
向所述金属基板和所述导电膏之间的界面施加电流。
8.根据权利要求7所述的制造印刷布线板的方法，其特征在于，
施加到所述金属基板和所述导电膏之间的界面的电流密度是0.1A/mm2至1000A/mm2。
9.根据权利要求8所述的制造印刷布线板的方法，其特征在于，
施加所述电流的时间段是1×10-6秒至100秒。
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