CN1662130A - 挠性印刷布线板 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种以实施静电对策、不引起被连接的电气部件的静电不良的挠性印刷布线板。本发明包括绝缘体构成的基体层(1)、形成于该基体层上的第1布线层(2)、电介质层(3)和对置电极层(5)，形成由第1布线层、电介质层和对置电极层构成的薄膜电容元件的保护电路，并且所述第1布线层和所述对置电极层的至少一部分形成连接端子(2a、3a)，在第1布线层和对置电极层中，除了所述连接端子部分以外的部分的表面被绝缘覆盖层(10)覆盖。

Description

挠性印刷布线板
技术领域
本发明涉及一种实施静电对策来使所连接的电气部件不引起静电不良的挠性印刷布线板。
背景技术
计算机用磁记录装置和视频录像重放设备中被广泛使用的硬盘装置，具备包括用于进行磁记录的磁性体层的选转自由的圆板，通过使在被称为承载梁(load beam)的金属制板簧构件的前端部所安装的磁头，在所述圆板的板面上相对移动，可以进行磁信息的记录和重放。
即，上述磁头在称为滑动件的陶瓷制移动体的一部分装入巨磁阻效应元件(GMR元件)等微磁回路，从利用上述板簧构件在圆板面上按压滑动件的底面部的状态，滑动件受到圆板的旋转驱动产生的风压而上浮移动，一边沿圆板的板面移动一边实施能够进行磁记录和重放的CSS(接触起止)动作，可进行磁记录和重放。
此外，磁头的滑动件安装在板簧构件的前端部，所以从磁头的微磁回路向板簧构件的基端部侧通过挠性印刷布线板(FPC)延长布线，并通过该挠性印刷布线板，在硬盘装置本体的电路和驱动控制电路之间形成布线连接。此外，还在上述使用了挠性印刷布线板的连接路径的中途部分设置了用于放大来自微磁回路的检测信号的前置放大器等放大元件。
依据这样的背景，在硬盘装置的内部，为了圆板的旋转驱动机构和磁头滑动件的CSS动作、以及磁头滑动件的移动等而设有很多运转部分，而且，由于设有树脂制的挠性印刷布线板，所以容易产生静电，具备前面说明的GMR元件等的磁头因具有微磁回路的关系，非常容易受静电影响，静电不良的发生成为问题。例如，在硬盘装置的组装作业中，通过作业者的接触动作等而组装滞留有静电的硬盘装置，在硬盘装置运转后GMR元件可能会因静电被损坏或引起误动作。
此外，不仅磁头的滑动件，而且在CD和DVD等的光拾波器部中同样在布线路径中采用挠性印刷布线板，由于形成有很多运转部分，所以存在有静电造成的运转动作不适合的问题，发生静电不良的危险大。
在以上这样的背景中，如以下说明的专利文献1所述那样，在具有磁头的磁记录重放装置中考虑静电对策。在以下的专利文献1中，记载了以下技术：通过将FPC(挠性印刷电路板)作为布线电缆来连接记录重放头承载梁和记录重放电路，该FPC对将覆盖表面的电绝缘膜和连接于上述记录重放电路的导体进行粘结的粘结层，提供极性与上述薄膜表面的静电电荷相反的电荷，以赋予导电性。
[专利文献1]特开平8-17027号公报。
即使采用前面专利文献1中记载的静电对策结构，只要FPC为树脂的绝缘体，则存在组装工序等时因与人体及其他部件的接触而产生的静电残留在FPC表面上的危险，在供给极性相反的电荷来防止静电以前的阶段因组装作业中的静电而对磁头的微磁回路产生不良影响，并且不能消除在电路中间设置的前置放大器或光拾波取器、激光芯片(レ一ザチツプ)等元件上产生静电引起的误动作等不良影响的危险。
此外，作为另一个解决对策，还考虑了将使用了具有电容器和电阻的组合构造的CR芯片的保护电路另外安装在挠性印刷布线板上等的方式，但如果另外设置专用芯片的保护电路，则增加了芯片安装工序，损失了安装芯片的保护电路部分的FPC的挠性，在磁头高速移动情况下挠性印刷布线板需要无负载跟踪，但如果损失了FPC的挠性，则存在高速移动时的磁头的平衡变差的问题，而且，除了磁头和激光芯片等必要元件部件以外，由于需要将CR芯片安装在FPC上，所以另外需要元件部件间的距离余量，存在FPC上多余地需要这部分的搭载空间等的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述情况做出的发明，其目的在于提供一种静电保护电路内置型的挠性印刷布线板，可以使配有微型电路的磁头或光拾波器元件或前置放大器元件等没有静电不良而提高合格率，同时可以在磁头和光拾波器元件、前置放大器等元件的安装上没有制约。
本发明是鉴于上述情况的发明，其特征在于，第1布线层和第2布线层设置在由绝缘体构成的基体层的表面侧和背面侧，在所述第1布线层和所述第2布线层的至少一个上叠层电介质层，在该电介质层上叠层设置对置电极层，通过所述第1布线层和第2布线层中的至少一个、所述电介质层和所述对置电极层构成由薄膜电容元件形成的保护电路，并且所述第1布线层、所述第2布线层和所述对置电极层的至少一部分形成连接端子，在所述第1布线层、所述第2布线层及所述对置电极层中，除了所述连接端子部分以外的部分被绝缘覆盖层所覆盖。
本发明的特征在于，在所述第2布线层和所述基体层之间叠层所述电介质层和所述对置电极层，与该对置电极层连接的第1层间连接部贯通所述基体层而与所述第1布线层连接，在所述基体层中设置第2层间连接部，该第2层间连接部贯通该基体层而与所述对置电极层连接，在所述第2布线层中设置第3层间连接部，该第3层间连接部贯通所述基体层而连接，并且，在设有所述第1布线层的所述基体层的一面侧设有元件芯片，该元件芯片在树脂铸型部的下面侧，具有分别与所述第2层间连接部和所述第3层间连接部连接的的连接端子部。
本发明的特征在于，在设有所述第1布线层的所述基体层的表面侧，相互分离地形成了与所述第2层间连接部连接的第1端子部和与所述第3层间连接部连接的第2端子部，并且这些端子部形成在与这些端子部连接的元件芯片的树脂铸型部的周边部内侧。
本发明的特征在于，包括由绝缘体构成的基体层、形成在该基体层上的第1布线层、设置在第1布线层上的电介质层、以及形成在该电介质层上的对置电极层，通过所述第1布线层、所述电介质层和所述对置电极层构成由薄膜电容元件形成的保护电路，并且所述第1布线层和所述对置电极层的至少一部分形成连接端子，在所述第1布线层和所述对置电极层中除了所述连接端子部分以外部分的表面侧被绝缘覆盖层覆盖。
本发明的特征在于，具有树脂铸型部和连接端子部的元件芯片的连接部与所述第1布线层的连接端子相连，在该元件芯片的树脂铸型部的周边部内侧配置有所述第1布线层、所述电介质层和对置电极层。
本发明的特征在于，在所述第1布线层中形成用于分别与其他电路连接的连接布线。
发明效果
在本发明中，在设有布线层的基体层中装入由薄膜电容元件构成的保护电路，该薄膜电容元件由薄膜状的导电层夹置薄膜状的电介质层来构成，所以，具有无需另外搭载CR元件芯片等静电对策用芯片，即可不损失挠性印刷布线板的挠曲性地设置静电保护电路的效果。因此，在搭载磁头的硬盘装置的组装中，或者在搭载光拾波器的装置的组装等中，可以减轻静电不良发生的可能性。此外，相对于搭载静电对策的元件芯片后需要搭载磁头和光拾波器器，通过采用本发明，可以不设置静电对策用元件芯片的安装工序。而且，由于不需要搭载静电对策用元件芯片，所以作为挠性印刷布线板，具有缩小无用面积而能够小型化的效果。
在本发明中，在搭载的元件芯片的树脂铸型部的下侧设有与元件芯片的连接部连接的连接端子部，所以在元件芯片的周围不露出布线电路，露出部分构成天线，不会将外部信号作为噪声来拾取，并且可以缩短元件芯片和静电保护电路的布线，因此，可以减小寄生电感，所以对于具有高至GHz频率成分的静电放电，具有使薄膜电容元件的静电保护性能最大化的效果。
附图说明
图1表示将本发明的结构应用于双层型挠性印刷布线板的第1实施方式的剖面图。
图2用等效电路表示图1所示的各部分结构的图。
图3表示将本发明的结构应用于一层型挠性印刷布线板的第2实施方式的剖面图。
图4表示图3所示的挠性印刷布线板的端部结构的平面示意图。
图5表示将本发明的挠性印刷布线板的结构应用于磁头装置的实施方式的平面图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的结构。
图1表示本发明第1实施方式的挠性印刷布线板的剖面构造，该方式的挠性印刷布线板A将由绝缘体构成的基体层1和在该基体层1的上表面侧(一面侧)形成的第1布线层2、所述基体层1的下表面侧(另一面侧)形成的第2布线层3、叠层设置在该第2布线层3上的电介质层5及对置电极层6、以连接到这些层的一部分的形式设置在基体层1的上表面侧的元件芯片7、以及为了贯通所述基体层1而设置的电连接各部分的通孔导体部(第1～第3层间连接部)8a、8b、8c作为主体而构成。
所述基体层1由PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、聚酰亚胺、苯酚树脂、聚苊(ポリエチレンナフタレ一ト)等的绝缘体构成，以具有挠性程度的厚度(厚度数十μm～数百μm)例如形成细长的平面形状。在该基体层1的上表面侧，例如从基体层的基端部(图1中左端部)1a侧到其中央部侧沿基体层1的长度方向形成由Cu等导电薄膜构成的第1布线层2，在该第1布线层2之上形成由绝缘树脂构成的绝缘覆盖层10，该绝缘覆盖层10保留第1布线层2的基端部的部分而覆盖其他部分。在所述第1布线层2中，未被绝缘覆盖层10覆盖的基端部的部分形成端子部2a。
此外，在基体层1的下表面侧，例如从基体层的基端部(图1中左端部)1a侧到其中央部侧，沿基体层1的长度方向形成由Cu等导电薄膜构成的第2布线层3，在该第2布线层3之上形成由绝缘树脂构成的绝缘覆盖层11，该绝缘覆盖层11保留第2布线层3的基端部的部分而覆盖其他部分。在所述第2布线层3中，未被绝缘覆盖层11覆盖的基端部的部分形成端子部3a。
在面对所述第1布线层2的前端部2b的位置，基体层1的下表面侧的一部分上，依次叠层由Cu等的导电薄膜构成的俯视为矩形状的对置电极层6和由电介质薄膜构成的电介质层5，该对置电极层6和电介质层5接触基体层1的下表面；前面说明的第2布线层3覆盖该电介质层5而形成，而且延长到电介质层5的前方侧。
再有，对置电极层6和电介质层5在本方式中都形成为俯视的矩形状，叠层在电介质层5上的第2布线层3的一部分也与这些对置电极层6和电介质层5形成为同一平面形状，成为第2电极层3a，通过这三个层的叠层，构成金属/绝缘体/金属结构的电容部(薄膜电容元件)12。再有，对置电极层6和电介质层5都由薄度为数十～数百nm级的薄膜构成，所以形成对基体层1的挠曲性不产生影响程度的厚度。
接着，在所述基体层1中，在所述电容部12的一端部侧，在厚度方向上贯通基体层1来设置由导体构成的通孔连接部(第1层间连接部)8a，该通孔连接部8a与前面的第1布线层2的前端部2b和所述对置电极层6的一端部侧连接；在所述电容部12的另一端部侧，贯通基体层1而形成由导体构成的通孔连接部(第2层间连接部)8b，该通孔连接部8b与所述对置电极层6的另一端部侧连接；而且在所述基体层1中，在图1所示的第2布线层3的右端部侧(前端部侧)，在厚度方向上贯通基体层1而设置由导体构成的通孔连接部(第3层间连接部)8c，该通孔连接部8c与第2布线层3的前端部3a连接。所述通孔连接部8b到达基体层1的上表面侧，并连接到基体层1的上表面上的端子连接部15b；通孔连接部8c也到达基体层1的上表面侧，并连接到基体层1的上表面上的端子连接部15c；设置在基体层1上的元件芯片7的焊球部等的连接部7b、7c与这些端子连接部15b、15c相连接。再有，在图1所示的结构中连接部7c构成接地端子，第2布线层3构成接地布线。
根据在以上说明的图1中所示的剖面结构的各部的连接结构，如果由与导电通孔8a相连的对置电极层6、电介质层5及第2电极层3a形成的第1电容部设为C1，由与导电通孔8b相连的对置电极层6、电介质层5及第2电极层3a形成的第2电容部设为C2，则包含了元件芯片7的等效电路为图2所示的等效电路，构成紧靠元件芯片7来配置第1电容C1、第2电容C2及电阻Rs(设置在第1电容C1和第2电容C2之间的形式的伴随电介质层6的电阻)的CR电路。
在图1所示的结构的情况下，如图2所示的等效电路那样，成为将CR电路装入挠性印刷布线板A的结构，所以在挠性印刷布线板A上搭载元件芯片7后进行将其连接部7b、7c安装在端子连接部15b、15c上的作业时，或者即使是安装了元件芯片7后的任何一个工序中挠性印刷布线板A上滞留静电的情况下，电荷都会积蓄到第1电容C1和第2电容C2侧，所以不会作用于元件芯片7侧。因此，如果采用图1所示的结构，则具有以下效果：在工序中途和生产线上无需专门实施静电对策，元件芯片7的静电破坏和随静电引起的工作不良的概率下降。
此外，如果采用图1所示的结构，由于无需在工序的中途和生产线上采取不需要的静电对策，所以可以减轻静电对策的设备费用，有助于简化工序。
而且，作为静电对策，与将配有CR电路的静电对策用元件芯片另外搭载在挠性印刷布线板上来进行静电对策的情况相比，由于不需要安装用于静电对策的元件芯片，所以可以没有元件芯片的安装工序。此外，如果搭载静电对策用元件芯片，则元件芯片搭载部分的刚性会提高，会损失挠性印刷布线板原来的挠曲性，但通过采用前面的实施方式的结构，具有可以进行静电对策而不损失挠性印刷布线板原来的良好的挠曲性的效果。
再有，在图1和图2所示的结构中将元件芯片7看作光拾波器器件时，可以应用于搭载了光拾波器器件的装置，将元件芯片7看作配有GMR元件等微磁回路的磁头时，可以提供光拾波器器件或磁头的附加了静电对策用功能的挠性印刷布线板A。
接着，通过将端子连接部15b、15c设置成在俯视元件芯片7的情况下隐藏到元件芯片7下侧，在元件芯片7的外侧露出布线连接部的比例变小，由于存在露出部分而露出部分具有天线的作用，从而能够避免将周围的噪声作为信号来拾取的情况。
在制造图1所示的叠层结构时，例如可以采用在其厚度方向上贯通基体层1而形成连接通孔8a、8b、8c后，另外形成基体层1的表面侧和背面侧的布线的方法，或采用将基体层1的厚度进行了三分割的厚度的三片树脂制挠性印刷布线板，贯通在下侧配置的基板而设置连接通孔，在下侧的基板上表面露出的连接通孔上加热软化来层叠其他两片基板，并贯通该其他两片基板来设置连接通孔，结果在叠层三片的厚度而形成的基体层1中设置贯通形式的连接通孔后，叠层各层而实现图1所示的结构等各种制造方法。
图3、图4是表示本发明第2实施方式的挠性印刷布线板的剖面结构的图，该方式的挠性印刷布线板B以由绝缘体构成的细长的长尺状基体层21、在该基体层21的一端部侧的上表面侧(一面侧)相互隔离形成的第1布线层22及第2布线层23、在该第2布线层23上叠层设置的电介质层25及对置电极层26、以及以连接到这些层的一部分的形式设置在基体层21的上表面侧的元件芯片7作为其主体来构成。该元件芯片7与前面例子中使用的元件芯片相同。
所述布线层22、23为由Cu等导电薄膜构成的俯视为矩形状的布线层，在基体层21上相互隔离形成，所述电介质层25以其一半叠层在第1布线层22上，剩余的一半覆盖在基体层21上来形成，所述对置电极层26覆盖所述电介质层25的大部分且其一部分与第2布线层23连接而设置，用所述第2布线层22和电介质层25及对置电极层26的叠层结构来构成金属/绝缘体/金属结构的电容部(薄膜电容元件)28。
接着，在所述布线层22、23的正上方设置元件芯片7，该元件芯片7的下表面侧形成的焊球部等构成的多个连接部内的一个连接部7b直接与第1布线层22连接，另一个连接部7c连接到第2布线层23。这里，元件芯片7的连接部7b构成电压供给部，另一连接部7c构成接地端子，前面的第2布线层23构成接地侧的布线。
此外，所述第1布线层22如图4所示，通过在基体层21的长度方向上延长的第1布线31延长到基体层21的另一端部侧，所述第2布线层23通过在基体层21的长度方向上延长的第2布线32延长到基体层21的另一端部侧。而且，部分覆盖前面的第1布线层22、第2布线层23、电介质层25和对置电极层26而设置了绝缘覆盖层29。
如果为图3、图4所示的结构，则与图2所示的等效电路的情况同样，成为在挠性印刷布线板中装入CR电路的结构，所以在进行挠性印刷布线板B上搭载元件芯片7并将其连接部7b、27c安装在布线层22、23上的作业时，或者在安装了元件芯片7后的哪个工序中，即使是在挠性印刷布线板B中滞留静电的情况下，电荷也积存到电容部28侧，所以在元件芯片7侧上产生作用的可能性小。
因此，如果采用图3和图4所示的结构，则具有以下效果：在工序中途和生产线上无需专门实施静电对策，元件芯片7的静电击穿和伴随静电引起的工作不良的概率下降。
此外，如果采用图3、图4所示的结构，由于无需在工序的中途和生产线上采取无需的静电对策，所以可以减轻静电对策的设备费用，有助于简化工序。
而且，作为静电对策，与将配有CR电路的静电对策用元件芯片另外搭载在挠性印刷布线板上来进行静电对策的情况相比，由于不需要安装静电对策用的元件芯片，所以可以没有元件芯片的安装工序。此外，如果搭载静电对策用的元件芯片，则元件芯片搭载部分的刚性会提高，存在损失挠性印刷布线板原来的挠曲性的可能性，但通过采用前面的实施方式的结构，具有可以进行静电对策而不损失挠性印刷布线板原来的良好的挠曲性的效果。此外，设置了其他元件芯片7的情况下的作用效果与前面的实施方式相同，此外，将元件芯片7看作光拾波器装置和磁头的情况下的作用效果，也与前面的实施方式的情况相同。
接着，通过在俯视观察元件芯片7时被元件芯片7隐藏在其下侧地设置其连接部7b、7c，在元件芯片7的外侧露出布线连接部的比例变小，由于存在露出部分而露出部分具有天线的作用，从而能够避免将周围的噪声作为信号来拾取的危险。
图5表示将前面说明的挠性印刷布线板B应用在磁头装置的情况下的实施方式的概略结构。
在该实施方式中，在由金属板构成的俯视为细长三角形状的承载梁(ロ-ドビ-ム)30的前端部侧上安装磁头34，该磁头34是在滑动件本体33的后端部侧搭载了配有GMR元件等的微磁回路的磁头，沿承载梁30的长度方向添设用于电连接该微磁回路的挠性印刷布线板B。在该承载梁30的基端部侧安装了方形安装板35，该安装板35与硬盘装置的驱动装置连接，承载梁30沿省略图示的磁性圆板被移动自由地支承。
此外，挠性印刷布线板B上搭载的元件芯片7在本例子中紧靠磁头34，被配置在承载梁30的前端部附近，紧靠磁头34而发挥防止静电功能。在该例子中，具有以下特征：作为元件芯片7，可以成为配有对来自磁头34的检测信号进行放大的放大电路的元件芯片，可以在紧靠磁头34设置放大器电路元件后实施静电对策。
[实施例]
在图2所示的电路中，安装光拾波器装置的LD(激光二极管)元件来取代元件芯片7，对该LD元件的静电击穿耐压，进行了改变薄膜电容元件的电容值的情况和没有电容的情况的实验。试验方法采用作为器件耐压模型而已知的CDM(Changed Device Model)模型。其结果示于以下的表1。电阻R为35Ω。所述LD元件采用以GaAs基板作为主要材料的红色半导体激光器。
[表1]
C1、C2电容         耐压
1.0μF                1.4KV
0.5μF                1.4KV
0.1μF                1.4KV
0.02μF               1.4KV
0.01μF               1.4KV
无                    0.5KV
从表1表示的结果可知，设有电容C1、C2的一方明显地提高了光拾波器装置的静电击穿耐压。再有，为了实现了前面的C1、C2电容，可用厚度30nm的电介质层、2μm厚度的电极层来实现，如果考虑前面说明的实施方式中使用的第2布线层22、23的厚度按普通的布线厚度为25μm左右，则可以内置防止静电破坏结构，而不对实施了布线的挠性印刷布线板(FPC)的挠曲性产生不良影响。
因此，例如在挠性印刷布线板是与磁头连接的挠性印刷布线板，即使挠性印刷布线板跟踪磁头的移动而产生变形的情况下，也可以实施静电破坏对策，而不对挠性印刷布线板的变形的自由度产生不良影响。

Claims (6)

1.一种挠性印刷布线板，其特征在于，第1布线层和第2布线层设置在由绝缘体构成的基体层的表面侧和背面侧，在所述第1布线层和所述第2布线层的至少一个上叠层电介质层，在该电介质层上叠层设置对置电极层，通过所述第1布线层和第2布线层中的至少一个、所述电介质层和所述对置电极层构成由薄膜电容元件形成的保护电路，并且所述第1布线层、所述第2布线层和所述对置电极层的至少一部分形成连接端子，在所述第1布线层、所述第2布线层及所述对置电极层中，除了所述连接端子部分以外的部分被绝缘覆盖层所覆盖。
2.如权利要求1所述的挠性印刷布线板，其特征在于，在所述第2布线层和所述基体层之间叠层所述电介质层和所述对置电极层，与该对置电极层连接的第1层间连接部贯通所述基体层而与所述第1布线层连接，在所述基体层中设置第2层间连接部，该第2层间连接部贯通该基体层而与所述对置电极层连接，在所述第2布线层中设置第3层间连接部，该第3层间连接部贯通所述基体层而连接，并且，在设有所述第1布线层的所述基体层的一面侧设有元件芯片，该元件芯片在树脂铸型部的下面侧，具有分别与所述第2层间连接部和所述第3层间连接部连接的连接端子部。
3.如权利要求1所述的挠性印刷布线板，其特征在于，在设有所述第1布线层的所述基体层的表面侧，相互分离地形成了与所述第2层间连接部连接的第1端子部和与所述第3层间连接部连接的第2端子部，并且这些端子部形成在与这些端子部连接的元件芯片的树脂铸型部的周边部内侧。
4.一种挠性印刷布线板，其特征在于，包括由绝缘体构成的基体层、形成在该基体层上的第1布线层、设置在第1布线层上的电介质层、以及形成在该电介质层上的对置电极层，通过所述第1布线层、所述电介质层和所述对置电极层构成由薄膜电容元件形成的保护电路，并且所述第1布线层和所述对置电极层的至少一部分形成连接端子，在所述第1布线层和所述对置电极层中除了所述连接端子部分以外部分的表面侧被绝缘覆盖层覆盖。
5.如权利要求4所述的挠性印刷布线板，其特征在于，具有树脂铸型部和连接端子部的元件芯片的连接部与所述第1布线层的连接端子相连，在该元件芯片的树脂铸型部的周边部内侧配置有所述第1布线层、所述电介质层和对置电极层。
6.如权利要求5所述的挠性印刷布线板，其特征在于，在所述第1布线层中形成用于分别与其他电路连接的连接布线。
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