CN1838251B - 用于减小电引线悬臂中焊盘尺寸的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于减小电引线悬臂(ELS)中的焊盘尺寸从而减小信号通路电容不连续的装置和方法。该方法为ELS提供基体金属层。还提供在基体金属层上的电介质层。信号传导层被设置在电介质层之上。信号传导层带有至少一个焊盘部分，其中焊盘部分的尺寸和施加到焊盘部分的焊料的量两者都被减小，使得焊盘对地以及焊盘上的焊料对相邻焊盘上的相邻焊料的电容减小，提供低的信号反射损失和串扰的减少。
Description
技术领域
本发明涉及硬盘驱动器开发领域，更具体地，涉及用于减小电引线悬臂(electrical lead suspension，ELS)中焊盘的尺寸从而减小信号通路电容不连续(signal path capacitive discontinuity)的装置和方法。
背景技术
硬盘驱动器被用于几乎所有的计算机系统操作。实际上，没有某类型的硬盘驱动器来存贮最基本的计算信息，例如引导操作、操作系统、应用程序等，大多数计算系统是不能运行的。一般，硬盘驱动器是可移动或不可移动的装置，但是没有它计算系统通常将不能运行。
基本的硬盘驱动器模型建立于约50年前且类似于留声机。即，硬驱动器模型包括以标准旋转速度旋转的存储盘或硬盘。具有悬挂的滑块的致动器臂被用来伸出到盘上。该臂载有头组件，其具有用于写信息到盘上一位置或者从盘上一位置读信息的磁读/写换能器(transducer)或头。完整的头组件，例如悬臂和头，被称为头万向组件(HGA)。
运行时，硬盘通过具有中心驱动轴(hub)的主轴马达组件以设定速度旋转。另外，盘上有以已知距离均匀间隔开的道。当接收到对特定部分或道读的请求时，通过所述臂，硬盘使头对齐在特定道位置上方并且头从盘读取信息。以同样的方式，当接收到对特定部分或道写的请求时，硬盘通过所述臂使头对齐在特定道位置上方并且头写信息到盘上。
数年来，盘和头在其尺寸上经历了很大的减小。消费者对于更小且更轻便的诸如用于个人数字助理(PDA)、MP3播放器等中的硬驱动器的需求已经推动了许多改进。例如，初始的硬盘驱动器具有24英寸的盘直径。现代硬盘驱动器要小得多，包括小于2.5英寸的盘直径(微驱动器比那显著更小)。磁记录方面的进步也是尺寸减小的主要原因。
然而，减小的道间距和HDD组元尺寸和重量的总体减小导致了与电引线悬臂(ELS)有关的问题。具体地，随着组元尺寸缩小，导电部分开始在水平和垂直两方向上移动得更接近在一起。由于导电部分，例如电线路(electric trace)、焊料连接、分层组元等，移动得彼此更接近，导电部分开始彼此消极地相互作用。例如会有成倍的一个电线路与另一个电线路电耦合的串扰或者当层形成平行板电容器时的阻抗问题。通常，ELS可通过减除工艺(subtractive process)形成，例如集成引线悬臂(ILS)；可通过加成工艺(additive process)形成，例如电路集成悬臂(CIS)；或者当悬臂上软线(Flex-On Suspension，FOS)附于基体金属层时形成为FOS；或者其可以是附于基体金属层的柔性万向悬臂组件(Flex Gimbal SuspensionAssembly，FGSA)；或者是任何形式的用于DASD的引线悬臂。
对于串扰和其它破坏性相互作用问题的一个解决办法就是降低导电部分的功率需求。然而，功率需求仅可以被减小到最小水平。当达到HDD的最小运行水平后，不可能实现进一步的功率减小而不负面影响HDD的运行。
发明内容
本发明涉及用于减小电引线悬臂(ELS)中的焊盘尺寸以减少信号通路电容不连续的装置和方法。该方法提供用于该ELS的基体金属层。还提供在该基体金属层上的电介质层。信号传导层设置在该电介质层上。该信号传导层带有至少一个焊盘部分，其中该焊盘部分的尺寸和施加到该焊盘部分的焊料的量两者都减小，使得该焊盘对地(ground)以及该焊盘上的焊料对相邻焊盘上的相邻焊料的电容减小，提供低信号反射损失且提供串扰的减少。
根据本发明一实施例，所述焊盘部分包括含铅的、不含铅的或者任何其它形式的焊料材料。
根据本发明另一实施例，提供一种具有减小的焊盘尺寸从而减少信号通路电容不连续的电引线悬臂(ELS)，包括：用于提供用于该ELS的基体金属层的装置(means)；用于在该基体金属层上提供电介质层的装置；以及用于在该电介质层上提供信号传导层的装置，所述信号传导层包括至少一个焊盘部分，其中该焊盘部分的尺寸和施加到该焊盘部分的焊料的量两者都减小，使得所述至少一个焊盘对所述基体金属层和所述至少一个焊盘对相邻第二焊盘的电容减小，提供低的信号反射损失并提供串扰的减少。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的硬盘驱动器的示意性顶部平面图；
图2是根据本发明一实施例的示例性电引线悬臂(ELS)的顶部平面图；
图3是根据本发明一实施例的具有减小的焊盘尺寸的示例性ELS的顶视图；
图4是根据本发明一实施例的具有减小的焊盘尺寸的示例性ELS的侧剖切图；
图5是根据本发明一实施例的用于减小ELS中焊盘尺寸从而减小信号通道电容中断的方法的流程图；
图6是根据本发明一实施例的在焊盘部分下方基体金属层中具有开口的示例性ELS的底视图；
图7是根据本发明一实施例的在焊盘部分下方基体金属层中具有开口的示例性ELS的侧剖切图；
图8是根据本发明一实施例的用于在焊盘部分下的ELS的基体金属层中形成开口的方法的流程图；
图9是根据本发明一实施例的具有减小的焊盘尺寸和在焊盘部分下基体金属层中的开口的示例性ELS的底视图；
图10是根据本发明一实施例的在减小尺寸的焊盘部分下基体金属层中具有开口的示例性ELS的侧剖切图；
图11是根据本发明一实施例的用于在减小尺寸的焊盘部分下ELS的基体金属层中形成开口的方法的流程图；
图12是根据本发明一实施例的在焊盘部分之间基体金属层中具有开口的示例性ELS的底视图；
图13是根据本发明一实施例的在焊盘部分之间基体金属层中具有开口的示例性ELS的侧剖切图；
图14是根据本发明一实施例的在焊盘部分下和焊盘部分之间基体金属层中具有开口的示例性ELS的底视图；
图15是根据本发明一实施例的在焊盘部分下和焊盘部分之间基体金属层中具有开口的示例性ELS的侧剖切图；
图16是根据本发明一实施例的用于减少ELS的焊盘部分之间的热吸收的方法的流程图；
图17是具有常规覆盖层的现有技术ELS的顶视图；
图18是根据本发明一实施例的关于焊盘部分具有延展的覆盖层形成的示例性ELS的顶视图；
图19是根据本发明一实施例的用于ELS上关于焊盘部分延展的覆盖层形成的方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的供选实施例，用于减小电引线悬臂(ELS)中焊盘尺寸从而减小信号通路电容不连续的装置和方法。虽然结合供选实施例描述本发明，但是应明白，它们无意将本发明限制在这些实施例。相反，本发明有意覆盖包括在所附权利要求所定义的本发明的主旨和范围中的替代、修改和等价物。
此外，在下面的对本发明的详细描述中，陈述了许多具体细节以提供对本发明的全面理解。然而，本领域普通技术人员应意识到，没有这些具体细节也可实施本发明。在其它示例中，没有详细描述公知方法、工序、组元、以及电路，以免不必要地使本发明不简明。
讨论将结合电引线悬臂(ELS)在硬盘驱动器中的运行和与其连接的组元以对ELS的概述开始。为了清楚起见，概述实施例将提供将ELS连接到主柔性封装电缆(flex package cable，FPC)装置的多种可能的端子盘中的一种。讨论然后将特别地集中在用于减小ELS中焊盘尺寸从而减小信号通路电容不连续的方法的实施例上。
现在参考图1，示出用于计算机系统的含有磁硬盘存储器或驱动器111的信息存储系统的一个实施例的示意图。驱动器111具有外壳或基座113，包含具有至少一个介质盘或磁盘115的盘叠(diskpack)。具有中心驱动轴117的主轴马达组件旋转一个或多个盘115。致动器121包括呈梳子形式的多个平行致动器臂125(示出一个)，其绕枢轴组件123可移动或可枢转地安装于基座113。控制器119也被安装于基座113，用于相对于盘115选择性地移动臂125构成的梳子。
所示实施例中，每个臂125具有从其延伸的至少一个悬伸的(除去负载梁(load beam removed))ELS127。应理解，在一实施例中ELS127可以是通过减除工艺形成的集成引线悬臂(ILS)。在另一实施例中，ELS127可以通过加成工艺形成，例如电路集成悬臂(CIS)。在再一实施例中，ELS127可以是附着到基体金属的悬臂上软线(FOS)或者它可以是附着到基体金属层的柔性万向悬臂组件(FGSA)。ELS可以是能被用于例如HDD的数据存取存储器件中的任何形式的引线悬臂。磁读/写换能器或头安装于滑块129且被固定于柔性地安装于每个ELS127的挠曲部件(flexure)。写/读头从盘115磁性地读数据和/或磁性地写数据到盘115。所谓的头万向组件的集成水平(level of integration)在于头和滑块129，其被安装在悬臂127上。滑块129通常被结合到ELS127的末端。
ELS127具有类似弹簧的性质，其将滑块129的气垫面偏置或压在盘115上从而导致滑块129离盘一精确距离地飞行。ELS127具有提供与弹簧相似的性质的铰链区(hinge area)和(或)支承经过该铰链区的读和写线路的柔性互连。在传统音圈马达磁体组件134(顶极未示出)中自由移动的音圈133也被安装于臂125上与头万向组件背离。通过控制器119的致动器121的移动(由箭头135表示)导致头万向组件沿越过盘115上的道的径向弧移动直到该头停留在其设定的目标道上。头万向组件以传统方式运行并总是彼此一致地移动，除非驱动器111使用其中臂能彼此独立移动的多个独立的致动器(未示出)。
尽管以信息存储系统中的ELS为背景描述本发明的实施例，但是应明白，所述实施例可以应用于利用可能遭受信号损失和信号线路之间的串扰的电互连的任何器件。例如，本发明的实施例可以应用于刚性印刷电路板。更具体地，本发明的实施例可以应用于用于高速信号处理的印刷电路板。本发明的实施例还适于用于柔性电路中，例如用于数字照相机和数字可携式摄像机的柔性电路。根据一实施例，信号线路还可以被电源线路代替。
现在参考图2，根据本发明一实施例的示例性电引线悬臂(ELS)的顶部平面图。根据本发明一实施例，读和写线路120和130经过ELS127的铰链中部270，其中负载梁240经铰链板250连接至安装板260。滑块129朝向ELS127的端部定位，且含有读/写头。滑块129被连接到读和写线路120和130，其中读和写信号被传送到读/写头且从读/写头被传出。
ELS127的柔性互连200可以由材料的叠层形成，根据一实施例，其为至少三层。信号导体层可以是高度传导的材料，例如铜，读和写线路120和130由其形成。中间层370可以是绝缘电介质层，例如聚酰亚胺，将由其形成写和读线路120和130的顶层与由其形成蜿蜒图案的例如不锈钢的基体金属层380分隔开。尽管示出具有柔性互连的ELS，但是应意识到，本发明可以在多种ELS构造上实施，该结构包括比这里描述的示例性ELS具有更多或更少组元的ELS。
现在参考图3，根据本发明一实施例示出具有减小的焊盘部分的示例性ELS的顶视图。大体上，ELS的所示部分是将ELS连接到主柔性封装电缆的端子盘(termination pad)。一实施例中，ELS部分300具有至少一个(在此示例中为4个)焊盘310。焊盘310被用作实施ELS到主柔性封装电缆325的连接的位置。一实施例中，焊盘310是还包括读/写线路120和130的信号导体层的部件。
现在参考图4，根据本发明一实施例示出具有减小的焊盘尺寸的示例性ELS的侧剖切图400。侧剖切图400示出四层ELS的实施例。即，具有基体金属层380、电介质层370、带焊盘310的信号传导层、以及焊料360的ELS。侧剖切图400还示出位于信号传导层焊盘310上的焊料360。
现在参考图5，根据本发明一实施例示出用于减小ELS中的焊盘尺寸和焊料体积以减小信号通路电容不连续的方法的流程图。大体上，焊盘在尺寸上被减小且互连焊料的体积被减小。例如，在一实施例中，焊料360的体积被减小到二分之一到六分之一之间，同时焊盘部分310的尺寸从约350微米乘以850微米减小到约200微米乘以475微米。尽管给出了具体测量尺寸，但是应意识到，减小的焊盘部分310可被显著改变，包括多种几何形状的使用，但仍保持在本发明的范围内。
通过减小焊盘部分310的尺寸和在其上使用的焊料360的量，实现了焊盘部分310对基体金属380的电容的大的减小。即，通过减小ELS构造(例如侧视图400所示)的传导部分中的一个的尺寸，ELS构造400的极板电容(plate capacitance)大大减小。此外，由于电容的减小，阻抗大大增加。因此，实现了信号通路电容不连续的减小，并且越过焊盘连接信号波形被保持。
现在参考图5的步骤502和图4，一实施例提供用于ELS400的基体金属层380。即，图400所示的ELS的部分初始包含底部或基体金属层380作为在其上构建结构400的基础。一实施例中，基体金属层380是不锈钢。运行时，不锈钢基体金属层380被用来为图2所示的ELS的总体结构提供必要的支承和电接地(electrical ground)。虽然这里陈述不锈钢作为基体金属层，但是应意识到，多种金属可被用作基体金属层380。
现在参考图5的步骤504和图4，一实施例在基体金属层380上提供电介质层370。一实施例中，电介质层370是聚酰亚胺层。运行时，电介质层370被用来在基体金属层380与诸如焊盘360、图2的电线路120和130等的信号传导层310之间提供电绝缘层。虽然这里陈述聚酰亚胺作为电介质层370，但是应意识到，多种不导电层可以被用作电介质层370而不显著影响其特性。
现在参考图5的步骤506和图3，一实施例在电介质层上提供信号传导层。信号传导层带有在电介质层370的一部分之上的至少一个焊盘部分310，其中焊盘部分310的尺寸减小。这样做，焊盘310对地的电容被减小从而提供低的信号反射损失并提供串扰的减少。换言之，如这里所述，通过减小焊盘部分310的尺寸，实现焊盘部分310对基体金属380的电容的显著减小。
在另一实施例中，施加到减小的焊盘部分310的焊料360的量也减小。这样做，第一焊盘上的焊料360对相邻焊盘上的焊料的电容被减小，从而进一步提供较低的信号反射损失和串扰。换言之，如这里所述，通过减小焊盘部分310的尺寸和在焊盘部分310上使用的焊料360的量，实现了焊盘部分310对基体金属380的电容的大的减小。
因此，通过减小ELS构造(例如侧视图400所示)的传导部分之一的尺寸，ELS构造400的极板电容(例如基体金属380对焊盘部分310)被大大减小。此外，由于电容的减小，阻抗大大增加。因此，实现了信号通路电容不连续的减小，并且越过焊盘连接信号波形被保持。
一实施例中，信号导体层的焊盘部分310由铜形成。虽然这里陈述为铜，但是应意识到，焊盘部分310可以由别的导体例如银、金等或其组合形成。描述中铜的使用仅是为了清楚。此外，信号传导层的焊盘部分310可以通过本领域公知的多种方法设置在电介质层370的一部分上。
焊盘下基体金属层中的开口
现在参考图6，根据本发明一实施例示出焊盘部分下方的基体金属层中具有开口的示例性ELS的底视图。大体上，所示的ELS部分是带有形成在以下位置之下的孔610的基体金属部分380，在该位置端子盘将ELS与主柔性封装电缆连接。一实施例中，ELS部分600具有至少一个(在此示例中为4个)焊盘710(图7的侧剖切图700所示)。焊盘710被用作实施如图2所示的ELS到主柔性封装电缆的连接的位置。焊盘710是标准焊盘，例如约350微米乘以约850微米。它们不是例如这里描述的尺寸减小的焊盘。
现在参考图7，根据本发明一实施例示出焊盘部分下方基体金属层中具有开口的示例性ELS的侧剖切图。侧剖切图700示出三层ELS的实施例。即，具有其中带有孔610的基体金属层380、电介质层370和带有焊盘部分710的信号传导层的ELS。侧剖切图400还示出位于焊盘710上的焊料760。
现在参考图8和图7，根据本发明一实施例示出用于在焊盘部分710下ELS的基体金属层380中形成开口的方法的流程图。大体上，焊盘部分710是其上具有标准量的焊料的标准焊盘部分710。虽然焊盘部分710是标准尺寸，但是它可以被显著改变，包括多种几何形状的使用，但仍保持在本发明的范围内。
通过在基体金属层380中引入孔610，实现了焊盘部分710对基体金属380的电容的显著减小。即，通过减小ELS构造的传导部分之一的尺寸(例如，如侧视图600所示地除去焊盘下面的基体金属)，ELS构造600的极板电容大大减小。此外，由于电容的减小，阻抗大大增大。因此，实现了信号通路电容不连续的减小，并且越过焊盘连接信号波形被保持。
现在参考图8的步骤802和图7，一实施例提供用于ELS700的基体金属层380，其中具有至少一个开口610。即，图示700所示的ELS部分初始包含底部或基体金属层380作为在其上构建结构700的基础。此外，至少一个孔610形成在基体金属层380中，没有显著影响用于ELS的基体金属层基础的强度。另一实施例中，多个孔610形成在基体金属层380中以与多个焊盘710重叠。
一实施例中，基体金属层380是不锈钢。运行时，不锈钢基体金属层380被用来对图2所示的ELS的总体结构提供必要的支承。虽然这里陈述不锈钢作为基体金属层，但是应意识到，多种金属可被用作基体金属层380。通常，基体金属层380中的孔610可通过诸如切凿(cutting)、碾磨(milling)、研磨(grinding)、模铸、喷射(injecting)、冲压(stamping)、蚀刻等的方法形成。即，用于将孔610置于基体金属层380中的方法可以是本领域公知的多种金属孔制造方法中的任一种。
现在参考图8的步骤804和图7，一实施例在基体金属层380上提供电介质层370。电介质层370覆盖基体金属层380的一部分和基体金属层380中的所述至少一个孔610。一实施例中，电介质层370是聚酰亚胺层。运行时，电介质层370被用来在基体金属层380和带有焊盘部分710、图2中的电线路120和130等的信号传导层之间提供电绝缘层。虽然这里陈述聚酰亚胺作为电介质层370，但是应意识到，多种非导电层可以被用作电介质层370而不显著影响其特性。
现在参考图8的步骤806和图7，一实施例在电介质层上提供信号传导层。信号传导层载有在电介质层370的一部分上的至少一个焊盘部分710，焊盘部分710对齐720在电介质层370上，覆盖基体金属层380中的所述至少一个开口610。一实施例中，所述至少一个焊盘部分710在基体金属层380的开口上的对齐720减小了焊盘部分710对基体金属层380的电容且增大了所述至少一个焊盘部分710和基体金属层380之间的阻抗。
因此，通过减小ELS构造的传导部分之一的尺寸，例如通过如侧视图700所示地除去基体金属层380的一部分，ELS构造700(例如基体金属380对焊盘部分710)的极板电容大大减小。此外，由于电容的减小，阻抗大大增加。因此，实现了信号通路电容不连续的减小，并且越过焊盘连接信号波形被保持。
一实施例中，焊盘部分710是信号导体层的一部分。例如，一实施例中焊盘部分710由铜形成。虽然这里陈述为铜，但是应意识到，焊盘部分710可以由其它导体例如银、金等形成。描述中铜的使用仅是为了清楚。此外，焊盘部分710可经本领域公知的多种方法设置在电介质层370的一部分上。
结合的焊盘减小/基体金属层中的开口
现在参考图9，根据本发明一实施例示出具有减小的焊盘尺寸和在焊盘部分下基体金属层中的开口的示例性ELS的底视图。大体上，所示的ELS部分是带有形成在以下位置之下的孔610的基体金属部分380，在该位置端子盘将ELS与主柔性封装电缆连接。一实施例中，ELS部分900具有至少一个(在此示例中为4个)焊盘310(图10的侧剖切图1000所示)。焊盘310被用作实施ISL到主柔性封装电缆325的连接的位置。
现在参考图10，根据本发明一实施例示出在减小尺寸的焊盘部分下基体金属层中具有开口的示例性ELS的侧剖切图。侧剖切图1000示出三层ELS的实施例。即，具有其中带有孔610的基体金属层380、电介质层370和带有焊盘部分310的信号传导层的ELS。侧剖切图1000还示出位于带有焊盘310的信号传导层上的焊料360。
现在参考图11，根据本发明一实施例示出用于在减小尺寸的焊盘部分下ELS的基体金属层中形成开口的方法的流程图。大体上，如这里所描述的，焊盘尺寸被减小且互连焊料体积被减小。例如，一实施例中，焊料360的体积减小到二分之一至五分之一之间，同时焊盘部分310的尺寸减小到约200微米乘以475微米。虽然给出了具体测量尺寸，但是应意识到，减小的焊盘部分310可以被显著改变，包括多种几何形状的使用，但仍保持在本发明的范围内。
通过减小焊盘部分310的尺寸和其上使用的焊料360的量，实现了焊盘部分310对基体金属380的电容的显著减小。此外，通过在基体金属层380中引入孔610，还实现了焊盘部分310对基体金属380的电容的显著减小。即，通过减小ELS构造的两个传导部分的尺寸，例如如侧视图1000所示地除去焊盘下方的基体金属且减小焊盘310的尺寸，ELS构造1000的极板电容大大减小。此外，由于电容的减小，阻抗大大增加。因此，实现了信号通路电容不连续的减小，并且越过焊盘连接信号波形被保持。
现在参考图11的步骤1102和图10，一实施例提供用于ELS1000的基体金属层380，其中具有至少一个开口610。即，图1000所示的ELS的部分初始包含底部或基体金属层380作为在其上构建结构1000的基础。此外，至少一个孔610形成在基体金属层380中，不显著影响用于ELS的基体金属层基础的强度。另一实施例中，多个孔610形成在基体金属层380中以与多个焊盘310重合。
一实施例中，基体金属层380是不锈钢。运行时，不锈钢基体金属层380被用来向图2所示的ELS的总体结构提供必要的支承和电接地。虽然这里陈述不锈钢作为基体金属层，但是应意识到，多种金属可被用作基体金属层380。通常，基体金属层380中的孔610可通过诸如切凿、碾磨、研磨、模铸、喷射、冲压、蚀刻等的方法形成。即，用于将孔610置于基体金属层380中的方法可以是本领域公知的多种金属孔制造方法中的任一种。
现在参考图11的步骤1104和图10，一实施例在基体金属层380上提供电介质层370。电介质层370覆盖基体金属层380的一部分和基体金属层380中的所述至少一个孔610。一实施例中，电介质层370是聚酰亚胺层。运行时，电介质层370被用来在基体金属层380和诸如焊盘360、图2的电线路120和130等的信号传导层310之间提供电绝缘层。虽然这里陈述聚酰亚胺作为电介质层370，但是应意识到，多种非导电层可以被用作电介质层370而不显著影响其特性。
现在参考图11的步骤1106和图10，一实施例在电介质层上提供信号传导层。信号传导层带有在电介质层370的一部分上的至少一个焊盘部分310，其中焊盘部分310的尺寸和施加到焊盘部分310的焊料360的量两者都减小且焊盘部分310还对齐720在电介质层370上，覆盖基体金属层380中的所述至少一个开口610。一实施例中，通过减小焊盘部分310的尺寸和在焊盘部分310上使用的焊料360的量，实现了焊盘部分310对基体金属380的电容的显著减小。此外，通过使所述至少一个焊盘部分310对齐在基体金属层380的开口上，实现了焊盘部分310对基体金属层380的电容的进一步减小，以及所述至少一个焊盘部分310和基体金属层380之间的阻抗的增加。从而提供低的信号反射损失并提供串扰的减少。
换言之，通过减小ELS构造(例如侧视图1000所示)的两传导部分的尺寸，ELS构造1000的极板电容(例如基体金属380对焊盘部分310)大大减小。此外，由于电容的减小，阻抗大大增加。因此，实现了信号通路电容不连续的减小，并且越过焊盘连接信号波形被保持。
一实施例中，信号导体层的焊盘部分310由铜形成。虽然这里陈述为铜，但是应意识到，焊盘部分310可以由其它导体例如银、金等或其组合形成。描述中铜的使用仅是为了清楚。此外，信号传导层的焊盘部分310可以经本领域公知的多种方法设置在电介质层370的一部分上。
减小热吸收
现在参考图12，根据本发明一实施例示出在焊盘部分310之间基体金属层380中具有开口1210的示例性ELS的底视图。大体上，所示的ELS部分是带有孔1210的基体金属部分380，所述孔1210以与以下位置中的焊盘310不对齐的方式形成在基体金属层380中，在该位置端子盘将ELS与主柔性封装电缆连接。一实施例中，ELS部分1200具有至少一个(在此示例中为4个)焊盘310(图13的侧剖切图1300所示)。焊盘310被用作实施ISL到主柔性封装电缆的连接的位置(如图3所示)。
现在参考图13，根据本发明一实施例示出在焊盘部分之间基体金属层中具有开口的示例性ELS的侧剖切图。侧剖切图1300示出三层ELS的实施例。即，具有其中有孔610的基体金属层380、电介质层370和带有焊盘部分310的信号传导层的ELS。侧剖切图1300还示出位于焊盘310上的焊料360。图13中，基体金属层380中开口1210的对齐1320被示出为不在焊盘部分310下面，而是对齐在电介质层370的其上没有焊盘部分310的部分之下。
现在参考图14和图13，根据本发明一实施例示出用于减小ELS的焊盘部分之间的热吸收的方法的流程图1400。通过在所述至少一个焊盘部分310周围基体金属层380中引入孔1210，实现了基体金属层380的热吸收的显著减小。换言之，当焊盘部分310上的焊料360被加热从而导致回流(reflow)时(例如通过红外加热1330等)，一些热在焊盘310周围穿过电介质层370并接触基体金属层380。此时，基体金属层380将开始加热并向电介质层370提供额外的辐射热，导致起泡问题(bubbling problem)，或者甚至对电介质层370导致更大的损害。
通过除去部分基体金属层380，即开口1210，用于回流工艺的热1330将能流过电介质层370并无害地穿过基体金属层380中的开口1210。当焊盘部分310尺寸减小时，基体金属层380中除去的开口1210的重要性甚至更加明显。例如在一实施例中，焊料360的体积被减小到二分之一和五分之一之间，同时焊盘部分310的尺寸减小到约200微米乘以475微米。虽然，给出了具体测量尺寸，但是应意识到，减小的焊盘部分310可以被显著改变，包括多种几何形状的使用，但仍保持在本发明的范围内。即，当铜焊盘部分310尺寸减小时(如这里详细描述的那样)，经过铜焊盘周围的热1330的量增加。这样，在基体金属层380中提供开口1210以保护电介质层370的重要性也增加了。
现在参考图14的步骤1402和图13，一实施例提供用于ELS1300的基体金属层380，其中具有至少一个开口610。即，图示1300所示的ELS的部分初始含有底部或基体金属层380作为在其上构建结构1300的基础。此外，至少一个孔1210形成在基体金属层380中，不显著影响用于ELS的基体金属层380基础的强度。另一实施例中，多个孔1210形成在基体金属层380中以与多个焊盘310一致。
在一实施例中，基体金属层380是不锈钢。运行时，不锈钢基体金属层380被用来向如图2所示的ELS的总体结构提供必要的支承和电接地。虽然这里陈述不锈钢作为基体金属层，但是应意识到，多种金属可被用作基体金属层380。通常，基体金属层380中的孔1210可以通过如切凿、碾磨、研磨、模铸、喷射、冲压、蚀刻等的方法形成。即，用于将孔1210置于基体金属层380中的方法可以是本领域公知的多种金属孔制造方法中的任一种。
现在参考图14的步骤1404和图13，一实施例在基体金属层380上提供电介质层370。电介质层370覆盖基体金属层380的一部分和基体金属层380中的所述至少一个孔610。一实施例中，电介质层370是聚酰亚胺层。运行时，电介质层370被用来在基体金属层380和诸如焊盘360、图2的电线路120和130等的信号传导层310之间提供电绝缘层。虽然这里陈述聚酰亚胺作为电介质层370，但是应意识到，多种非导电层可以用作电介质层370而不显著影响其特性。
现在参考图14的步骤1406和图13，一实施例在电介质层上提供信号传导层。信号传导层在电介质层370的一部分上带有至少一个焊盘部分310，焊盘部分310被置于电介质层370上使得焊盘部分310与基体金属层380的所述至少一个开口1210不对齐。一实施例中，在所述至少一个焊盘310周围的开口1210的对齐1320提供基体金属层380的热吸收的显著减小。
即，如这里所述，通过除去基体金属层380的一部分，即开口1210，用于回流工艺的热波(heat wave)1330将可以流经电介质层370并无害地穿过基体金属层380中的开口1210。当焊盘部分310尺寸减小以提供电容的减小且因此提供阻抗的增大时，基体金属层380中除去的开口1210的重要性甚至更加明显。即，当铜焊盘部分310尺寸减小时(如这里详细描述的)，经过铜焊盘部分310周围的热1330的量增加。这样，在基体金属层380中提供开口1210以保护电介质层370的重要性也增加了。
一实施例中，信号导体层的焊盘部分310由铜形成。虽然这里陈述为铜，但是应意识到，焊盘部分310可以由其它导体例如银、金等或其组合形成。在描述中铜的使用仅是为了清楚。此外，信号传导层的焊盘部分310可以通过本领域公知的多种方法设置在电介质层370的一部分上。
现在参考图15，根据本发明另一实施例示出另一示例性ELS的底视图。该示例性ELS在焊盘部分310下基体金属层380中具有开口610且还在焊盘部分310周围具有开口2110。大体上，所示的ELS部分是具有形成在该端子盘连接ELS位置下的孔610以及形成在焊盘部分310周围的开口1210的基体金属部分380。一实施例中，ELS部分1500具有至少一个(此示例中为4个)焊盘310(图16的侧剖切图1600所示)。焊盘310被用作实施ISL到主柔性封装电缆325的连接的位置。
现在参考图16，根据本发明一实施例示出在焊盘部分310下和焊盘部分310之间基体金属层380中具有开口的示例性ELS1600的侧剖切图。侧剖切图1600示出三层ELS的实施例。即，具有其中有孔610和1210的基体金属层380、电介质层370和带有焊盘部分310的信号传导层的ELS。侧剖切图1500还示出位于焊盘310上的焊料360。
这样，不仅有孔(或开口)1210用于允许回流工艺的热绕过基体金属层380，而且通过在基体金属层380中引入孔610，实现了焊盘部分310对基体金属380的电容的显著减小。即，通过减小ELS构造的传导部分之一的尺寸(例如如侧视图600所示地除去焊盘下方的基体金属)，ELS构造600的极板电容大大减小。此外，由于电容的减小，阻抗大大增加。因此，实现了信号通路电容不连续的减小，并且越过焊盘连接信号波形被保持。如这里所述，在一实施例中，当焊盘部分310和其上的焊料360的尺寸减小，且结合基体金属层380中的开口(例如开口610和1210)时，阻抗增益甚至更显著。
延伸的覆盖层
现在参考图17，示出具有常规覆盖层的现有技术ELS的顶视图。大体上，所示现有技术ELS的部分是将ELS与主柔性封装电缆连接的端子盘。在一实施例中，ELS部分1700具有至少4个焊盘1710。焊盘1710为标准尺寸(例如350微米乘以850微米)，其上具有标准量的焊料1760。此外，部分1700示出图17的右上部分的标准尺寸覆盖层1770。
现在参考图18，根据本发明一实施例示出具有针对减小尺寸的焊盘部分310形成的延伸覆盖层1810A和1810B的示例性ELS的顶视图。大体上，所示的ELS部分是将ELS与主柔性封装电缆连接的端子盘。在一实施例中，ELS部分1800具有至少一个(本示例中为4个)焊盘310。焊盘310被用作实施ISL到主柔性封装电缆325的连接的位置。由于焊盘部分310的尺寸的减小、以及焊料360的量的减小，在焊料回流工艺(solderreflow process)期间，焊料360可容易地溢出现已减小尺寸的焊盘310。
换言之，与其中大焊盘1710具有足够的尺寸以容纳回流工艺期间在其上使用的全部焊料1760的图17不同，由于图18的焊盘部分310的尺寸的减小，回流工艺期间，部分焊料360会流出焊盘部分310。如果覆盖层保持在现有技术位置，且有现已减小的焊盘尺寸，则焊料可能溢出焊盘部分并导致读/写道(read/write channel)上的桥接。通过延伸覆盖层1810A并增加覆盖层1810B，实施例减小了焊料发生毛吸作用(wicking)从而形成读/写线路120和130之间的桥接的机会。此外，通过增加覆盖层1810A和1810B的尺寸，还减小了回流工艺期间的热吸收问题。即，通过使用在回流工艺期间对施加的热具有更好的抵抗性(例如反射、发散等)的覆盖层1810A和1810B，下面的电介质层(例如图4的电介质层370)被保护而免于由减小的焊盘部分导致的额外暴露。
现在参考图19，根据本发明一实施例示出用于ELS上与焊盘部分相关的延伸覆盖层的形成的方法的流程图。大体上，焊盘310尺寸减小且互连焊料360的体积减小。例如，一实施例中，焊料360的体积减小到二分之一到六分之一之间，同时焊盘部分310的尺寸减小到约200微米乘以475微米。虽然给出了具体的测量尺寸，但是应意识到，减小的焊盘部分310可被显著改变，包括多种几何形状的使用，但仍保持在本发明的范围内。
通过减小焊盘部分310的尺寸和在其上使用的焊料360的量，实现了焊盘部分310对基体金属380的电容的大的减小(如图4所示)。即，通过减小ELS构造(例如图4的侧视图400所示)的传导部分之一的尺寸，ELS构造400的极板电容大大减小。此外，由于电容的减小，阻抗大大增加。因此，实现了信号通路电容不连续的减小，并且越过焊盘连接信号波形被保持。
现在参考图19的步骤1902和图4，一实施例为ELS400提供基体金属层380。即，图示400示出的ELS的部分初始含有底部或基体金属层380作为在其上构建结构400的基础。在一实施例中，基体金属层380是不锈钢。运行时，不锈钢基体金属层380被用来向图2所示的ELS的总体结构提供必要的支承和电接地。虽然这里陈述不锈钢作为基体金属层，但应意识到，多种金属可被用作基体金属层380。
现在参考图19的步骤1904和图4，一实施例在基体金属层380上提供电介质层370。在一实施例中，电介质层370是聚酰亚胺层。运行时，电介质层370被用来在基体金属层380和诸如焊盘360、图2的电线路120和130等的信号传导层310之间提供电绝缘层。虽然这里陈述聚酰亚胺作为电介质层370，但应意识到，多种非导电层可被用作电介质层370而不显著影响其特性。
现在参考图19的步骤1906和图18，一实施例在电介质层上提供信号传导层。信号传导层带有在电介质层370的一部分上的至少一个焊盘部分310，其中焊盘部分310的尺寸和施加到焊盘部分310的焊料360的量两者都减小。这样做，焊盘310对地的电容和焊盘310对相邻焊盘的电容两者都减小从而提供低信号反射损失以及串扰的减少。换言之，如这里所述，通过减小焊盘部分310的尺寸和在焊盘部分310上使用的焊料360的量，实现了焊盘部分310对图4的基体金属380的电容和焊盘部分310对相邻焊盘部分的电容两者的显著减小。
因此，通过减小ELS构造(例如侧视图400所示)的传导部分之一的尺寸，ELS构造400的极板电容(例如基体金属380对焊盘部分310)大大减小。此外，由于电容的减小，阻抗大大增加。因此，实现了信号通路电容不连续的减小，并且越过焊盘连接信号波形被保持。
在一实施例中，信号导体层的焊盘部分310由铜形成。虽然这里陈述为铜，但应意识到，焊盘部分310可以由其它导体例如银、金等或其组合形成。在描述中铜的使用仅是为了清楚。此外，信号传导层的焊盘部分310可以通过本领域公知的多种方法设置在电介质层370的一部分上。
现在参考图19的步骤1908和图18，一实施例在电介质层370的其上没有焊盘部分310的部分上提供覆盖层1810A/B。覆盖层1810A/B减小了在焊料回流工艺期间形成不想要的电桥的可能性。即，如这里所述，通过延展覆盖层1810A和增加覆盖层1810B，实施例减小了焊料发生毛吸作用从而在读/写线路120和130之间形成桥接的机会。此外，通过增加覆盖层1810A和1810B的尺寸，还减小了回流工艺期间的热吸收问题。即，通过使用对回流工艺期间施加的热具有更好的抵抗性(例如反射、发散等)的覆盖层1810A和1810B，下面的电介质层(例如图4的电介质层370)被保护而免于由减小的焊盘部分导致的额外暴露。
这样，本发明的实施例提供一种用于减小ELS中的焊盘尺寸从而减小信号通路电容不连续的方法和系统。此外，实施例提供一种用于减小ELS中的焊盘尺寸从而减小信号通路电容不连续的方法和系统，其可以减小ELS的电容的形成，其导致与互连的其余部分更好的阻抗匹配并且还增加读和写对的数据速率。本发明的实施例还提供归因于更好的阻抗匹配的读和写导体对之间的减少的串扰。
虽然示出在流程图500、800、1100、1400和1900中的实施例的方法显示了步骤的特定顺序和数量，但是本发明适用于替换实施例。例如，不是为该方法提供的所有步骤对于本发明都是必需的。此外，附加步骤可被增加到本发明的实施例给出的步骤中。类似地，根据应用，步骤的顺序可以改变。
本发明的替代实施例，用于减小ELS中焊盘尺寸从而减小信号通路电容不连续的方法和系统这样被描述。虽然已经以特定实施例描述了本发明，但是应意识到，本发明不应该解释为被这样的实施例所限制，而是应根据所附权利要求来解释。
Claims (18)
1.一种用于减小电引线悬臂ELS中的焊盘尺寸从而减小信号通路电容不连续的方法，包括：
提供用于该ELS的基体金属层；
在该基体金属层上提供电介质层；以及
在该电介质层上提供信号传导层，该信号传导层包括至少一个焊盘部分，其中该焊盘部分的尺寸和施加到该焊盘部分的焊料的量两者都减小，使得所述至少一个焊盘对所述基体金属层和所述至少一个焊盘对相邻第二焊盘的电容减小，提供低的信号反射损失并提供串扰的减少。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述焊盘部分包括含铅的、不含铅的或者任何其它形式的焊料材料。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述信号导体层包括铜。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述ELS的所述电介质层包括聚酰亚胺。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述ELS的所述基体金属层包括不锈钢。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述焊盘部分的尺寸减小到200微米乘以475微米。
7.一种具有减小的焊盘尺寸从而减小信号通路电容不连续的电引线悬臂ELS，包括：
用于该ELS的基体金属层；
在该基体金属层上的电介质层；以及
在该电介质层上的信号传导层，所述信号传导层包括：
在所述电介质层的一部分上的至少一个焊盘部分，
其中该焊盘部分的尺寸和施加到该焊盘部分的焊料的量两者都减小，使得所述至少一个焊盘对所述基体金属层和所述至少一个焊盘对相邻第二焊盘的电容减小，提供低的信号反射损失并提供串扰的减少。
8.如权利要求7所述的ELS，其中所述焊盘部分包括含铅的、不含铅的或任何其它形式的焊料材料。
9.如权利要求7所述的ELS，其中所述信号传导层包括铜。
10.如权利要求7所述的ELS，其中所述ELS的所述电介质层包括聚酰亚胺。
11.如权利要求7所述的ELS，其中所述ELS的所述基体金属层包括不锈钢。
12.如权利要求7所述的ELS，其中所述焊盘部分的尺寸减小到200微米乘以475微米。
13.一种硬盘驱动器，包括：
外壳；
盘叠，其安装于该外壳且具有相对于该外壳可旋转的多个盘，该盘叠定义旋转轴和相对于该轴的径向方向，且该盘叠具有其中空气从该盘流走的下游侧和其中空气流向该盘的上游侧；
致动器，其安装于该外壳且相对于该盘叠是可移动的，该致动器具有从该盘读数据和向该盘写数据的多个头；以及
电引线悬臂，所述电引线悬臂ELS具有减小的焊盘尺寸从而减小信号通路电容不连续，包括：
用于该ELS的基体金属层；
在该基体金属层上的电介质层；以及
在该电介质层上的信号传导层，所述信号传导层包括：
在所述电介质层的一部分上的至少一个焊盘部分，
其中该焊盘部分的尺寸和施加到该焊盘部分的焊料的量两者都减小，使得所述至少一个焊盘对所述基体金属层以及所述至少一个焊盘对相邻第二焊盘的电容减小，提供低的信号反射损失并提供串扰的减少。
14.如权利要求13所述的硬盘驱动器，其中所述焊盘部分包括加铅的、不加铅的或任何其它形式的焊料材料。
15.如权利要求13所述的硬盘驱动器，其中所述信号导体层包括铜。
16.如权利要求13所述的硬盘驱动器，其中所述ELS的所述电介质层包括聚酰亚胺。
17.如权利要求13所述的硬盘驱动器，其中所述ELS的所述基体金属层包括不锈钢。
18.如权利要求13所述的硬盘驱动器，其中所述ELS的所述焊盘部分的尺寸减小到200微米乘以475微米。
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