JP2008276926A

JP2008276926A - 交互に入れ替わる幅の積層導線を有するディスクドライブヘッドサスペンション屈曲部材

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Publication number: JP2008276926A
Application number: JP2008118324A
Authority: JP
Inventors: John D Pro; ディ．プロジョン
Original assignee: Hutchinson Technology Inc
Current assignee: Hutchinson Technology Inc
Priority date: 2007-05-04
Filing date: 2008-04-30
Publication date: 2008-11-13
Anticipated expiration: 2028-04-30
Also published as: JP4956480B2; US7782572B2; US20080273269A1

Abstract

【課題】ディスクドライブヘッドサスペンション８用の集積導線屈曲部材１０を提供すること。
【解決手段】個別の層上に配置される複数の積層導線５２，５４を有している種類の、ディスクドライブヘッドサスペンション８用の集積導線屈曲部材１０であって、複数の積層導線５２，５４が、末端コネクタパッド４０と先端コネクタパッド４８との間で延びて、向かい合い、それぞれ規則的に交互に入れ替わる広い部分と狭い部分を有する積層導線対５２，５４を含んでいる。
【選択図】図２

Description

本発明は、一般にディスクドライブヘッドサスペンションに関する。特に、本発明は、サスペンション用の集積導線屈曲部材である。

無線または集積導線屈曲部材を伴うディスクドライブヘッドサスペンションが、通常知られていて、例えば、以下の米国特許で明らかにされており、そのすべては、参照として本明細書内に組み込まれている。
米国特許第５，５９８，３０７号明細書米国特許第５，６０８，５９１号明細書米国特許第５，６３１，７８６号明細書米国特許第５，７１７，５４７号明細書米国特許第５，７３７，１５２号明細書米国特許第５，９９５，３２８号明細書米国特許第６，０３８，１０２号明細書米国特許第６，２７５，３５８号明細書米国特許第６，８３９，２０４号明細書米国特許第６，９７５，４８８号明細書

読み出し／書き込みヘッドおよび関連するディスクドライブ技術開発の継続には、機械的および電気的な仕様を有する屈曲部材の改良が必要とされる。例えば、伝送経路に沿ったインピーダンスの変化は、屈曲部材の電気的性能を落とす。いくつかのインピーダンスの変化は、広い側面の結合トレースと呼ばれる積層トレース構成内でのトレース間の配列の変化から生じる。トレース間の配列の変化は、製造中に、例えば工程の変化によってもたらされる。したがって、集積導線屈曲部材のインピーダンス特性に対して、継続した改良の必要性が、残っている。

本発明は、交互に入れ替わる幅の積層トレースを有している集積導線屈曲部材の改良に関する。１つの実施形態は、個別の層上に配置される複数の積層された導線を有している種類のディスクドライブヘッドサスペンション用の集積導線屈曲部材である。複数の積層された導線は、末端コネクタパッドと先端コネクタパッドとの間に延びる。積層された導線は、向かい合って、そして、それぞれ規則的に交互に入れ替わる広い部分と狭い部分とを有する。

図１は、本発明の１つの実施形態による、集積屈曲部材１０を含んでいるディスクドライブヘッドサスペンション８を表す。サスペンション８は、図示された実施形態における３部品のアセンブリであって、屈曲部材１０に加えて、装填ビーム１２と基部プレート１４を含むが、他の構成も考えられる。装填ビーム１２は、ステンレス鋼から通常は形成され、ビーム領域１６、ヒンジ領域１８および備え付け領域２０を含む。基部プレート１４は、装填ビーム１２の近位端の備え付け領域２０に溶接される。

屈曲部材１０は、集積導線または無線の屈曲部材であって、近位端２２から遠位端２４まで延びる。屈曲部材１０の図示された実施形態は、近位端２２から延びている尾部領域２６と、装填ビーム１２のビーム領域１６に溶接されるか、もしくは、装填ビーム１２のビーム領域１６に取り付けられる備え付けまたは基部領域２８と、基部領域２８から遠位に延びているジンバル（ｇｉｍｂａｌ）領域３０とを有する。屈曲部材１０は、誘電性材料の第１および第２の絶縁層３２、３４（図２Ａおよび図２Ｂ）と、絶縁層３２、３４によって支えられて電気的に絶縁される一つ以上の集積伝送線アレイ３６とを含む。少なくとも一部の集積伝送線アレイ３６は、一方が他方の上に積層された複数のトレースを含んでいる積層構成を有する。集積伝送線アレイ３６のトレースは、既知の付加的および減算的プロセスもしくはその一方によって形成される。

尾部領域２６の近位端は、サスペンション８が組み込まれているディスクドライブ内での電子部品への接続に適応している複数の末端コネクタパッド４０を含む。図示のために、図１に、接続パッド４０は、プリアンプ/駆動回路３８に連結されていることが、大まかに示されている。

ジンバル領域３０は、変換器ヘッドを有する先端スライダーを備え付けるためのスライダー備え付け領域４２を含む。スライダー備え付け領域４２は、複数の先端コネクタパッド４４を含む。一般用語では、複数の先端コネクタパッド４４は、変換器ヘッドへの電気的接続を提供するための接合パッドである。

基部領域２８とジンバル領域３０の部分は、ばね金属基層４８から形成される。この種類の用途では、ステンレス鋼が、ばね金属基層４８に一般に使用される。接続パッド４０、４４と、ばね金属基層４８を覆う集積伝送線アレイ３６とを含んでいる電気的構造の部分は、間隔が開いており、そして、第１および第２の絶縁層３２、３４によって、ばね金属基層４８から電気的に絶縁されている。参考として、この種類の用途において、ポリイミドは、電気的絶縁を提供するための１つの利用可能な絶縁体である。

複数の先端コネクタパッド４４は、ばね金属層４８内の窓口上に延びるフライングパッドである。本発明の他の実施形態では、接続パッド４０、４４のいくつかまたはすべて、および、集積伝送線アレイ３６の部分またはすべては、ばね金属基層４８によって支えられるか、または、それを覆う（例えば、集積伝送線アレイ３６を構成する一つ以上のトレースまたは導線は、ジンバル領域３０内の１対のばねアーム４６上に延びる）。集積伝送線アレイ３６は、一つ以上の伝送経路を通じて、末端コネクタパッド４０から先端コネクタパッド４４まで延びる。

図２Ａと図２Ｂは、伝送線アレイ３６の一部分６０での屈曲部材１０の概略断面図であり、集積伝送線アレイ３６の積層トレースは、幅が交互に入れ替わるように変化する。この関係は、集積伝送線アレイ３６の第１のトレース５２と第２のトレース５４を参照して記載され、少なくとも一部の第１のトレース５２および第２のトレース５４は、一方が他方の上に積層されて、２つのトレース５２、５４は、交互に入れ替わる広い部分と狭い部分を有している。

図２Ａは、第１のトレース５２が第２のトレース５４よりも狭い位置での、交互に入れ替わる部分６０の断面を示し、一方で図２Ｂは、第２のトレース５４が第１のトレース５２よりも狭い位置での、交互に入れ替わる部分６０の断面を示す。交互に入れ替わる部分６０が図１内に尾部領域２６で示されているが、伝送線アレイ３６は、任意のまたはすべての尾部領域２６、基部領域２８、およびジンバル領域３０に沿って、交互に入れ替わる幅を有する。例えば、１つの実施形態において、交互に入れ替わる部分６０は、尾部領域２６、基部領域２８、およびジンバル領域３０のすべての上に位置し、第１トレース５２および第２のトレース５４は、それらの長さのほとんどまたは実質的にすべてに沿って、隣接する末端コネクタパッド４０から隣接する先端コネクタパッド４４へ規則的にまたは周期的に幅を交互に入れ替える。別の限定されない例として、交互に入れ替わる部分６０は、尾部領域２６およびジンバル領域３０には位置するが、別の実施形態では、基部領域２８には位置しない。

第１のトレース５２と第２のトレース５４は、積層トレースの読込みまたは書込みの対であり、第１のトレース５２と第２のトレース５４は、一方の上に他方が積み重ねられる、反対の極性伝送経路を画定して、そして、一つ以上の先端および末端接続パッド４０、４４の間に延びる。第１のトレース５２および第２のトレース５４が、積み重なるところで、第１のトレース５２および第２のトレース５４は、異なる平面または層に沿って延びる。第１のトレース５２は、少なくとも一部のばね金属基層４８の上に延びる。第２のトレース５４も、少なくとも一部の基層４８の上に延びる。第１の絶縁層３２は、基層４８と第１のトレース５２との間に延びている。次に、第２の絶縁層３４は、第１のトレース５２と第２のトレース５４との間に延びて、互いに電気的に絶縁される。先に参照されたように、伝送線アレイ３６は、任意選択で、第１のトレース５２および第２のトレース５４に類似した複数の積層トレース対を含んでいる積層トレースアレイである。

図３Ａ〜図３Ｃは、第１のトレース５２および第２のトレース５４の概略上面図であり、個々の第１のトレース５２および第２のトレース５４によって定められたフットプリントを示している。図３Ａは、一部分の第１のトレース５２を示し、そして、図３Ｂは、一部分の第２のトレース５４を示す。第１のトレース５２および第２のトレース５４が交互に入れ替わる部分６０を通じて延びるとき、第１のトレース５２は、一組の規則的に繰り返す狭い区画５２ａと広い区画５２ｂを有し、第２のトレース５４は、同様に一組の規則的に繰り返す狭い区画５４ａと広い区画５４ｂを有する。第１のトレース５２の狭い区画５２ａが、第２のトレース５４の広い区画５４ｂに向き合うのに対し、第１のトレース５２の広い区画５２ｂは、第２のトレース５４の狭い区画５４ａに向き合う。

１つの実施形態において、第１のトレース（図３Ａ）によって定められるフットプリントと第２のトレース（図３Ｂ）によって定められるフットプリントが、実質的に同じであるが、位相が相殺されている。本明細書で使用される、「フットプリント」は、伝送の層または平面内でとられるような特定のトレースの形状を一般に指し、前記層または平面を通じてトレースは、延びる。第１のトレース５２および第２のトレース５４は、それらのそれぞれの長さに沿って、１つの実施形態において同じ周期で幅を変える。特に、第１のトレース５２は、第１の周期Ｐ_１で幅を変えて、第２のトレース５４は、第１の周期Ｐ_１と実質的に同じ第２の周期Ｐ_２で幅を変える。第１の周期Ｐ_１および第２の周期Ｐ_２は、１つの実施形態において、各々任意に約１ｍｍ以下である。別の実施形態では、第１の周期Ｐ_１および第２の周期Ｐ_２は、第１のトレース５２および第２のトレース５４を通じて伝送される最小または平均の伝送信号の波長（λ）に応じて選択される。例えば、第１の周期Ｐ_１および第２の周期Ｐ_２は、１つの実施形態において、各々λ/２０以下である。

先に参照されたように、第１のトレース５２および第２のトレース５４の変化する部分は、位相が約１８０度互いにずれている。言い換えると、第１のトレース５２および第２のトレース５４は、互いに対して規則的に交互に幅を入れ替えている。１つの実施形態では、第１のトレース５２および第２のトレース５４の幅は、実質的に同じ振幅で変動する。さらに、個々のトレース５２、５４は、実質的に同じ平均幅を有し、狭い区画５２aと広い区画５２ｂの幅の平均と、狭い区画５４ａと広い区画５４ｂの幅の平均は、ほぼ同じである。

図３Ｃは、第１のトレース５２および第２のトレース５４の概略上面図であり、それらが交互に入れ替わる部分６０を通じて延びているときの、それらの相対的な位置を示しており、第１のトレース５２は実線で示されて、第２のトレース５４は点線で示されている。図３Ｃで示されるように、第１のトレース５２および第２のトレース５４は、平面上に配列されて、上部対底部に一方が他方の上に重ねられて、第２の絶縁層３４は、第１のトレース５２および第２のトレース５４を分離する。

個々の第１のトレース５２および第２のトレース５４の狭い区画と広い区画５２ａ、５４ａ、５２ｂ、５４ｂの交互に入れ替わる模様は、各々方形波の形状に応じて変化する。１つの実施形態では、相対的に狭い部分５２ａ、５４ａの上部対底部の重複部分は、わずかしかなく、または、実質的になく、広い部分の重複部分５２ｂ、５４ｂの上部対底部の重複部分もない。図４Ｃ、図５Ｃおよび図６Ｃを参照して以下により詳細に記載されるように、いくつかの他の実施形態は、狭いおよび広いトレース区画５２ａ、５４ａ、５２ｂ、５４ｂ間で重複する転移を含む。

第１の積層対のトレース５０に関連して記載される交互に入れ替わる幅の模様は、屈曲部材１０の集積伝送線アレイ３６に、より望ましい特性インピーダンスを提供するのに役立つ。例えば、積層トレースの特性インピーダンスは、上部対底部のトレース整合から影響を受ける。関連する製造プロセス（例えば、光リソグラフィープロセス）の変動性によって、ある量の誤整合が多くの場合誘発され、続いて、集積伝送線アレイ３６の特性インピーダンスの変動性が増加する。トレースまたは導線がより狭くなるにつれて、誤整合の潜在性は増加し、特性インピーダンスの変動性が増加することになる。

誤整合の特定源にかかわりなく誤整合に対する感受性を低減する手段は、上部対底部の重複部分の最小量を確保することを支援するために、他よりも広い積層対の１つのトレースを作ることである。より一定な位相と群遅延は、別の場合で単に１つの広いトレースと１つの狭いトレースを有することによって達成される以外に、積層対のトレース間で規則的に交互に入れ替わる幅をさらに組み込むことによって伝送経路に沿って維持される。例えば、第１のトレース５２および第２のトレース５４の平均幅は、実質的に同じであり、第１および第２のトレースは、交互に入れ替わる部分６０を通じて延びるような実質的に同じフットプリントを有しており、他の有益な特性の中では、上記の有益な位相と群遅延特性を促進するのを助ける。

積層トレース５０の第１の対が、方形波の波形パターンに応じて、広い区画と狭い区画との間で転移するフットプリントを有するように記載されたが、他の実施形態は、さまざまな異なるフットプリント／転移模様を含む。例えば、図４Ａ〜図４Ｃは、交互に入れ替わる部分６０（図１）に関連して任意選択で提供される積層トレース１５０の別の実施形態の対を示す。積層トレース１５０の対は、積層トレース５０とは異なる模様に応じて幅を変える。積層トレース１５０の対は、各々同じフットプリントを有しており、別の場合、１つの実施形態によると積層トレース５０の第１の対と通常類似している。積層トレース１５０の対は、第１のトレース１５２と第２のトレース１５４を含み、第１のトレース１５２および第２のトレース１５４は、一組の交互に入れ替わる狭い区画１５２ａ、１５４ａと広い区画１５２ｂ、１５４ｂを有する。第１のトレース１５２および第２のトレース１５４は、各々規則的に幅が変動する模様を有する。規則的に幅が変動する模様は、実質的に同じ周期を有し、約１８０度の位相で相殺されている。広い区画１５２ｂ、１５４ｂは、波形であるか、または、別の場合、幅が先鋭され、いくつかの実施形態での急速な形状変化による信号反射と不必要なインピーダンス変化の低減とに役立つ。図４Ｃに示されるように、狭い区画と広い区画１５２ａ、１５４ａ、１５２ｂ、１５４ｂは、複数の重複する転移領域１７０を有し、第１のトレース１５２および第２のトレース１５４は、狭い区画と広い区画１５２ａ、１５４ａ、１５２ｂ、１５４ｂの間で転移する。

図５Ａ〜図５Ｃは、交互に入れ替わる部分６０（図１）と関連した積層トレース２５０のさらに別の実施形態の対を示す。積層トレース２５０の対は、積層トレース５０の第１の対と積層トレース１５０の対とは異なる模様に応じて幅を変える。積層トレース２５０の対は、各々同じフットプリントを有しており、別の場合、１つの実施形態によると、積層トレース５０の第１の対と通常同様である。第１および第２のトレース２５２、２５４は、各々規則的に幅が変動する模様を有する。規則的に幅が変動する模様は、実質的に同じ周期を有し、約１８０度の位相で相殺される。積層トレース２５０の対は、第１のトレース２５２と第２のトレース２５４を含み、第１および第２のトレース２５２、２５４は、交互に入れ替わる一組の、狭い区画２５２ａ、２５４ａと広い区画２５２ｂ、２５４ｂを有する。広い区画２５２ｂ、２５４ｂは、弓形であるか、または別の場合、幅が丸くされ、いくつかの実施形態において急速な形状変化による信号反射と不必要なインピーダンス変化の低減とに役立つ。図５Ｃで示されるように、狭い区画と広い区画２５２ａ、２５４ａ、２５２ｂ、２５４ｂは、複数の重複する転移領域２７０を有し、第１および第２のトレース２５２、２５４は、狭い区画と広い区画２５２ａ、２５４ａ、２５２ｂ、２５４ｂの間で転移する。

図６Ａ〜図６Ｃは、交互に入れ替わる部分６０（図１）を通じて延びている積層トレース３５０のさらに別の実施形態の対を示す。積層トレース３５０の対は、積層トレース５０の第１の対とは異なる模様に応じて幅を変える。積層トレース３５０の対は、各々同じフットプリントを有しており、別の場合、１つの実施形態によると、積層トレース５０の第１の対と通常類似している。積層トレース３５０の対は、第１のトレース３５２と第２のトレース３５４を含む。第１のトレース３５２および第２のトレース３５４は、各々規則的に幅が変動する模様を有し、第１のトレース３５２および第２のトレース３５４は、各々交互に入れ替わる一組の狭い区画３５２ａ、３５４ａと広い区画３５２ｂ、３５４ｂを有する。第１のトレース３５２の狭い区画と広い区画３５２ａ、３５２ｂは、正弦波形に応じて互いの間で滑らかに転移して、いくつかの実施形態での急速な形状変化による信号反射と不必要なインピーダンス変化を低減するのを助ける。第２のトレース３５４の狭い区画と広い区画３５４ａ、３５４ｂは、正弦波形に応じて同様に転移する。規則的に幅が変動する模様は、実質的に同じ周期を有し、約１８０度の位相で相殺される。図６Ｃで示されるように、狭い区画と広い区画３５２ａ、３５４ａ、３５２ｂ、３５４ｂは、複数の重複転移領域３７０を有し、第１のトレース３５２および第２のトレース３５４は、狭い区画と広い区画３５２ａ、３５４ａ、３５２ｂ、３５４ｂの間で転移する。

前述の記載は、自然に積み重ねて取り入れられているさまざまな実施形態に関連して記載される特徴と原理とともに、全体として読まれるべきである。本発明は好ましい実施形態に関して記載されてきたが、当業者は、本発明の趣旨および範囲から逸れることなく、形状および細部で変更をすることができることを認識するであろう。

本発明による屈曲部材を有するディスクドライブヘッドサスペンションの図である。図２Ａと図２Ｂは、積層された１対のトレースの断面の概略図である。図３Ａ〜図３Ｃは、本発明による、交互に入れ替わる幅を有するさまざまな積層トレース構成を示している概略図である。図４Ａ〜図４Ｃは、本発明による、交互に入れ替わる幅を有するさまざまな積層トレース構成を示している概略図である。図５Ａ〜図５Ｃは、本発明による、交互に入れ替わる幅を有するさまざまな積層トレース構成を示している概略図である。図６Ａ〜図６Ｃは、本発明による、交互に入れ替わる幅を有するさまざまな積層トレース構成を示している概略図である。

符号の説明

８：サスペンション；１０：集積導線屈曲部材；３２，３４：絶縁層；４８：ばね金属層；５２，５４：トレース；

Claims

ディスクドライブヘッドサスペンション用の集積導線屈曲部材であって、
ばね金属基層と、
少なくとも一部の前記基層の上に延びている第１のトレースであって、少なくとも一部の前記第１のトレースが、周期的に変動する幅を有している、第１のトレースと、
前記第１のトレースを覆っている第２のトレースであって、少なくとも一部の前記第２のトレースが、周期的に幅が変動する前記第１のトレースと向かい合い、実質的に位相の異なっている周期的に変動する幅を有している、第２のトレースと、
前記基層と少なくとも一部の前記第１のトレースとの間の第１の絶縁層と、
少なくとも一部の前記第１のトレースと少なくとも一部の第２のトレースとの間の第２の絶縁層と
を備える集積導線屈曲部材。
前記第１および第２のトレースの周期的に変動する幅が、約１８０度の位相のずれを有する、請求項１に記載の集積導線屈曲部材。
前記トレースが、方形波関数により幅が変動する、請求項１に記載の集積導線屈曲部材。
前記集積導線屈曲部材が、複数の先端コネクタパッドと複数の末端コネクタパッドを含み、前記複数の端末コネクタパッド間に前記第１および第２のトレースが延びており、さらに、前記第１および第２のトレースが、隣接する先端コネクタパッドから隣接する末端コネクタパッドへ周期的に幅が変動する、請求項１に記載の集積導線屈曲部材。
前記トレースの幅が、約１ｍｍ以下の周期で変動する、請求項１に記載の集積導線屈曲部材。
前記トレースが、波長（λ）を有している信号を送るのに適しており、さらに、前記トレースの幅が、約λ／２０以下の周期で変動する、請求項１に記載の集積導線屈曲部材。
前記第１および第２のトレースの前記変動部分が、実質的に同じ平均幅を有する、請求項１に記載の集積導線屈曲部材。
前記第１および第２のトレースの前記変変動部分が、実質的に同じフットプリントを有する、請求項１に記載の集積導線屈曲部材。
第１の組の規則的に交互に入れ替わる広い区画と狭い区画を有する第１のトレースと、第２の組の規則的に交互に入れ替わる広い区画と狭い区画を有する第２のトレースと、絶縁層とを含む複数の層を備え、前記第１の組および前記第２の組が、少なくとも一部の前記第１の組と第２の組との間に延びている前記絶縁層とともに互いに積層されている、ディスクドライブヘッドサスペンション用の集積導線屈曲部材。
前記第１の組が、第２の組と約１８０度位相のずれを有する、請求項９に記載の集積導線屈曲部材。
個別の層の上に配置される複数の積層導線を有している種類のディスクドライブヘッドサスペンション用の集積導線屈曲部材であって、前記複数の積層導線が、末端コネクタパッドと先端コネクタパッドとの間に延びていて、向かい合い、それぞれ規則的に交互に入れ替わる広い部分と狭い部分を有する前記積層された導線を含んでいる、集積導線屈曲部材。