JP2009016610A - 配線回路基板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡易な構成により、配線回路基板の厚みを増加させることなく、配線の伝送損失を低減することのできる、配線回路基板を提供すること。
【解決手段】回路付サスペンション基板1に、凹部5を有する金属支持基板2と、凹部5に埋設され、金属支持基板2よりも導電率の高い材料から形成される導電部6と、金属支持基板2の上に、導電部6を被覆するように形成されるベース絶縁層7と、ベース絶縁層7の上に、導電部6と対向するように、互いに間隔を隔てて形成される複数の配線4とを備える。
【選択図】図1
【解決手段】回路付サスペンション基板1に、凹部5を有する金属支持基板2と、凹部5に埋設され、金属支持基板2よりも導電率の高い材料から形成される導電部6と、金属支持基板2の上に、導電部6を被覆するように形成されるベース絶縁層7と、ベース絶縁層7の上に、導電部6と対向するように、互いに間隔を隔てて形成される複数の配線4とを備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、配線回路基板およびその製造方法に関し、詳しくは、回路付サスペンション基板などの配線回路基板およびその製造方法に関する。
ハードディスクドライブには、磁気ヘッドが実装される回路付サスペンション基板が装備されている。回路付サスペンション基板は、通常、ステンレスからなる金属支持基板の上に、樹脂からなる絶縁層と、銅からなる導体パターンとが順次形成されている。
このような回路付サスペンション基板では、金属支持基板がステンレスから形成されていることから、導体パターンでの伝送損失が大きくなる。
そこで、伝送損失を低減させるために、ステンレスからなるサスペンションの上に、絶縁層を形成し、その絶縁層の上に、銅または銅合金からなる下部導体を形成し、その下部導体の上に、絶縁層、記録側導体および再生側導体を、順次形成することが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
また、金属支持基板と、金属支持基板の上に形成される金属薄膜と、金属薄膜の上に形成される金属箔と、金属箔の上に形成される絶縁層と、絶縁層の上に形成される導体パターンとを備える回路付サスペンション基板が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
特開2005−11387号公報
特開2006−245220号公報
上記の提案は、いずれも、サスペンションの上に下部導体を形成するか、あるいは、金属支持基板の上に金属箔を形成することにより、導体パターンの伝送損失を図るものであるが、下部導体または金属箔を形成した分、配線回路基板の厚みが増加する。
配線回路基板の厚みが増加すると、配線回路基板に要望される軽薄化に反するという不具合がある。とりわけ、回路付サスペンション基板は、磁気ヘッドを一定角度の姿勢で精度よく保持するものであり、そのために、高精度での厚み管理が必要であることころ、上記のように厚みが増加すると、高精度での厚み管理が困難となって、ハードディスクドライブの性能低下を生じる原因となる。
本発明の目的は、簡易な構成により、配線回路基板の厚みを増加させることなく、配線の伝送損失を低減することのできる、配線回路基板を提供することにある。
上記の目的を達成するため、本発明の配線回路基板は、凹部を有する金属支持基板と、前記凹部に埋設され、前記金属支持基板よりも導電率の高い材料から形成される導電部と、前記金属支持基板の上に、前記導電部を被覆するように形成される絶縁層と、前記絶縁層の上に、前記導電部と対向するように、互いに間隔を隔てて形成される複数の配線とを備えていることを特徴としている。
また、本発明の配線回路基板では、前記凹部は、各前記配線に対応するように、互いに間隔を隔てて複数設けられていることが好適である。
また、本発明の配線回路基板では、前記凹部は、すべての配線に対応して、1つ設けられていることも好適である。
また、本発明の配線回路基板では、複数の前記配線は、1対として複数設けられており、前記凹部は、1対の前記配線毎に対応するように、互いに間隔を隔てて複数設けられていることも好適である。
また、本発明の配線回路基板は、回路付サスペンション基板であることが好適である。
また、本発明の配線回路基板の製造方法は、金属支持基板を用意する工程と、前記金属支持基板に凹部を形成する工程と、前記凹部に、前記金属支持基板よりも導電率の高い材料から形成される導電部を埋設する工程と、前記金属支持基板の上に、前記導電部を被覆するように絶縁層と、前記絶縁層の上に、前記導電部と対向するように、互いに間隔を隔てて複数の配線を形成する工程とを備えていることを特徴としている。
本発明の配線回路基板の製造方法により製造される、本発明の配線回路基板によれば、金属支持基板の凹部に、金属支持基板よりも導電率の高い導電部が埋設される。そのため、導電部と対向する複数の配線の伝送損失を低減することができる。また、導電部は金属支持基板の凹部に埋設されるので、導電部が金属支持基板の上に形成される場合と比較して、配線回路基板の厚みを低減することができる。その結果、簡易な構成により、配線回路基板の厚みを増加させることなく、配線の伝送損失を低減することができる。
図1は、本発明の配線回路基板の一実施形態である回路付サスペンション基板を示す要部断面図である。なお、図1は、回路付サスペンション基板1の長手方向と直交する幅方向の要部断面図である。
回路付サスペンション基板1は、長手方向に延びる金属支持基板2の上に、導体パターン3が一体的に形成されている。導体パターン3は、金属支持基板2の長手方向に沿って延びる複数の配線4と、各配線4の両端部に設けられる端子部(図示せず)とを備えている。
回路付サスペンション基板1は、ハードディスクドライブに搭載され、金属支持基板2の長手方向一端部には、磁気ヘッドが実装される。導体パターン3の一方の端子部には、磁気ヘッドが電気的に接続される。導体パターン3の他方の端子部には、リード・ライト基板が電気的に接続される。磁気ヘッドによってハードディスクから読み取られる読取信号は、磁気ヘッドから、一方の端子部、配線4および他方の端子部を介して、リード・ライト基板へ伝達される。また、リード・ライト基板からハードディスクへ書き込む書込信号は、リード・ライト基板から、他方の端子部、配線4および一方の端子部を介して、磁気ヘッドへ伝達され、磁気ヘッドによってハードディスクへ書き込まれる。
図1において、この回路付サスペンション基板1は、凹部5を有する金属支持基板2と、凹部5に埋設される導電部6と、金属支持基板2の上に導電部6を被覆するように形成される絶縁層としてのベース絶縁層7と、ベース絶縁層7の上に形成される導体パターン3と、ベース絶縁層7の上に導体パターン3を被覆するように形成されるカバー絶縁層8とを備えている。
金属支持基板2は、金属箔や金属薄板から平板形状に形成されている。金属支持基板2は、回路付サスペンション基板1の外形形状をなし、長手方向に延びるように形成されている。金属支持基板2を形成する金属としては、例えば、ステンレス、銅または銅合金、42アロイなどが用いられ、好ましくは、ステンレスまたは銅合金が用いられる。また、その厚みは、例えば、10〜50μm、好ましくは、15〜25μmである。
また、金属支持基板2には、複数の凹部5が形成されている。各凹部5は、各配線4に対応して厚み方向に対向するように、金属支持基板2において幅方向に互いに間隔を隔てて配置されている。各凹部5は、金属支持基板2の長手方向に沿って延びる長溝形状に形成されている。各凹部5は、金属支持基板2の表面から裏面に向かって厚み方向途中まで窪む断面略凹形状(断面略矩形状)に形成されている。各凹部5の幅(幅方向長さ)は、各配線4の幅の1〜10倍であり、例えば、10〜150μm、好ましくは、20〜120μmであり、各凹部5間の間隔は、各配線4の間隔の1/4〜1/2倍であり、例えば、5〜150μm、好ましくは、20〜60μmである。また、各凹部5の深さ(厚み方向長さ)は、例えば、8μm以下、好ましくは、1〜6μmであり、より好ましくは、2〜4μmである。
導電部6は、各凹部5に埋設されている。つまり、導電部6は、各配線4と厚み方向に対向するように、金属支持基板2において幅方向に互いに間隔を隔てて複数配置されている。各導電部6は、金属支持基板2の長手方向に沿って延び、金属支持基板2の表面から裏面に向かって厚み方向途中まで充填される断面略凹形状(断面略矩形状)に形成されている。また、各導電部6は、金属支持基板2の表面と実質的に面一となるまで、各凹部5に充填されている。
導電部6は、金属支持基板2よりも導電率の高い材料から形成されている。そのような材料として、例えば、銅、銀、ニッケル、金、はんだ、またはそれらの合金などの金属が用いられる。例えば、金属支持基板2がステンレスまたは銅合金から形成されている場合には、導電部6を形成する材料として、好ましくは、銅または銀が用いられる。
ベース絶縁層7は、各配線4と厚み方向に対向するように、金属支持基板2において幅方向に互いに間隔を隔てて複数設けられている。各ベース絶縁層7は、金属支持基板2の長手方向に沿って延び、金属支持基板2の表面において、導電部6を被覆するように形成されている。各ベース絶縁層7は、断面略矩形状に形成されている。各ベース絶縁層7の幅(幅方向長さ)は、各凹部5の幅の1〜10倍であり、例えば、10〜400μm、好ましくは、20〜180μmであり、各ベース絶縁層7間の間隔は、各凹部5の間隔の1/4〜1/2倍であり、例えば、5〜150μm、好ましくは、20〜80μmである。また、各ベース絶縁層7の厚みは、1〜15μm、好ましくは、1〜10μmである。
ベース絶縁層7を形成する絶縁体としては、例えば、ポリイミド、ポリエーテルニトリル、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ塩化ビニルなどの合成樹脂が用いられる。これらのうち、好ましくは、感光性の合成樹脂が用いられ、さらに好ましくは、感光性ポリイミドが用いられる。
導体パターン3は、上記したように、複数の配線4および端子部(図示せず)を備えている。複数の配線4は、各導電部6および各ベース絶縁層7と厚み方向に対向するように、ベース絶縁層7の表面において、幅方向に互いに間隔を隔てて複数設けられている。
複数の配線4は、互いに隣接する2つの配線4が、上記した読取信号を送信するための読取信号用配線として、幅方向一方側に1対として設けられている。また、互いに隣接する2つの配線4が、上記した書込信号を送信するための書込信号用配線として、幅方向他方側に1対として設けられている。
各配線4は、金属支持基板2の長手方向に沿って延び、両端部において端子部に接続されている。各配線4の幅は、例えば、10〜100μm、好ましくは、20〜50μmであり、各配線4間の間隔は、例えば、15〜100μm、好ましくは、20〜50μmである。また、各配線4の厚みは、例えば、5〜20μm、好ましくは、7〜15μmである。
導体パターン3を形成する導体としては、例えば、銅、ニッケル、金、はんだ、またはそれらの合金などの金属が用いられる。これらのうち、好ましくは、銅が用いられる。
カバー絶縁層8は、各ベース絶縁層7に対応して、それぞれ形成されている。各カバー絶縁層8は、各配線4を被覆するように、各ベース絶縁層7の表面に形成されている。なお、各カバー絶縁層8には、両方の端子部を露出させるための開口部(図示せず)が形成されている。各カバー絶縁層8の厚みは、例えば、2〜10μm、好ましくは、3〜6μmである。カバー絶縁層8を形成する絶縁体としては、上記したベース絶縁層7と同様の絶縁体が用いられる。
次に、この回路付サスペンション基板の製造方法について、図2および図3を参照して、説明する。
まず、この方法では、図2(a)に示すように、金属支持基板2を用意する。
次いで、この方法では、図2(b)に示すように、金属支持基板2の表面および裏面にエッチングレジスト11を積層する。エッチングレジスト11は、ドライフィルムレジストからなる公知の材料が用いられる。
そして、この方法では、図2(c)に示すように、金属支持基板2の表面に形成したエッチングレジスト11を、凹部5の配列パターンと反転するパターンに加工する。加工には、エッチングレジスト11を、パターン露光後、現像する公知のフォト加工が用いられる。
次いで、この方法では、図2(d)に示すように、エッチングレジスト11から露出する金属支持基板2の表面をエッチングして、金属支持基板2に複数の凹部5を形成する。エッチングは、エッチング液を用いる浸漬法やスプレー法などの公知の方法(ウエットエッチング法)が用いられる。なお、エッチング液は、例えば、塩化第二鉄、過酸化水素/硫酸混合液、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウムなどの酸性薬液が用いられる。
その後、この方法では、図2(e)に示すように、各凹部5に導電部6を埋設する。各凹部5に導電部6を埋設するには、例えば、上記した導電部6を形成する材料を用いて、電解めっきまたは無電解めっきなどのめっきにより、各凹部5にその材料を析出させる。または、上記した導電部6を形成する材料のペーストを形成して、それを印刷により塗布する。または、上記した導電部6を形成する材料のインクを形成して、それをインクジェットにより塗布する。金属支持基板2がステンレスや銅合金から形成されている場合には、好ましくは、電解めっきまたは無電解めっきが用いられる。
これによって、各凹部5には、導電部6が、金属支持基板2の表面と実質的に面一となるまで隙間なく充填される。
その後、この方法では、図2(f)に示すように、エッチングレジスト11を、エッチングまたは剥離により除去する。
そして、この方法では、例えば、図3(g)および図3(h)に示すように、金属支持基板2の上に導電部6を被覆するようにベース絶縁層7を形成する。
すなわち、まず、図3(g)に示すように、導電部6の表面および金属支持基板2の表面に、ベース絶縁層5を形成する感光性の合成樹脂のワニス(例えば、感光性ポリアミック酸樹脂のワニス)を塗布し、それを乾燥して、前駆体層12を形成する。
その後、図3(h)に示すように、前駆体層12を、パターン露光後、現像することにより、各導電部6に対応する上記した各ベース絶縁層7のパターンに形成し、その後、必要により、加熱により硬化させて、ベース絶縁層7を形成する。
なお、ベース絶縁層7の形成前に、導電部6を金属薄膜などのバリア層で被覆し、そのバリア層を介して、ベース絶縁層7を形成することもできる。
次いで、この方法では、図3(i)に示すように、ベース絶縁層7の上に、導体パターン3を形成する。導体パターン3は、例えば、アディティブ法、サブトラクティブ法などのパターンニング法により、形成する。好ましくは、アディティブ法により形成する。
すなわち、アディティブ法では、まず、ベース絶縁層7の表面およびベース絶縁層7から露出する金属支持基板2の表面に、スパッタリング、電解めっきまたは無電解めっきなどにより、金属薄膜(種膜)を形成する。次いで、金属薄膜の表面に、ドライフィルムレジストを積層して、それを露光および現像することにより、導体パターン3と反転パターンのめっきレジストを形成し、そのめっきレジストから露出する金属薄膜の表面に、電解めっきにより、導体パターン3を形成する。その後、めっきレジストおよびめっきレジストが形成されていた部分の金属薄膜をエッチングなどにより除去する。これによって、導体パターン3が、複数の配線4および端子部を備えるパターンとして形成され、各配線4が、厚み方向において各導電部6と対向するように、幅方向に間隔を隔てて形成される。
その後、この方法では、図3(j)および図3(k)に示すように、ベース絶縁層7の上に、導体パターン3を被覆するようにカバー絶縁層8を形成する。
すなわち、まず、図3(j)に示すように、配線4の表面、配線4から露出するベース絶縁層7の表面、および、ベース絶縁層7から露出する金属支持基板2の表面に、カバー絶縁層8を形成する感光性の合成樹脂のワニス(例えば、感光性ポリアミック酸樹脂のワニス)を塗布し、それを乾燥して、前駆体層13を形成する。
その後、図3(k)に示すように、前駆体層13を、パターン露光後、現像することにより、各ベース絶縁層7の上に前駆体層13が積層されるパターンに形成し、その後、必要により、加熱により硬化させて、カバー絶縁層8を形成する。これにより、回路付サスペンション基板1を得る。
そして、この回路付サスペンション基板1によれば、金属支持基板2の各凹部5に導電部6が埋設されている。そのため、各導電部6と対向する各配線4の伝送損失を低減することができる。
しかも、各導電部6は、金属支持基板2の各凹部5に埋設されている。そのため、各導電部6が金属支持基板2の表面に形成される場合と比較して、回路付サスペンション基板1の厚みを低減することができ、簡易な構成により、回路付サスペンション基板1の厚みを増加させることなく、配線4の伝送損失を低減することができる。その結果、回路付サスペンション基板1を高精度で厚み管理できるので、磁気ヘッドを一定角度の姿勢で精度よく保持することができ、優れた長期信頼性を確保することができる。
また、各導電部6は、金属支持基板2の各凹部5に、金属支持基板2の表面と実質的に面一となるように埋設されている。そのため、各導電部6の表面と金属支持基板2の表面とに形成されるベース絶縁層7の表面を、高度に平滑に形成することができる。その結果、ベース絶縁層7の表面に形成される導体パターン3のパターン形状の安定化を図ることができる。
また、上記した方法によると、特許文献1に記載されるサスペンションのように、サスペンションの上に絶縁層を形成する必要がなく、また、特許文献2に記載される回路付サスペンション基板のように、金属支持基板と金属箔とを密着させるための金属薄膜を形成する必要がないため、製造コストの低減を図ることができる。
さらに、上記した方法によると、配線4に対応するように、金属支持基板2に凹部5を形成するので、導電部6と配線4とを厚み方向において容易に対向させることができる。そのため、各導電部6と各配線4とを、厚み方向において精度よく相対配置することができ、各配線4に対応して、電気特性の設計に応じて導電部6を容易かつ確実に配置することができる。
上記の説明では、金属支持基板2において、凹部5を、各配線4に対応するように、互いに間隔を隔てて複数形成したが、例えば、図4に示すように、金属支持基板2において、凹部5を、すべての配線4と対応するように幅方向に長くして、1つ形成することもできる。なお、図4において、上記した部材と同一の部材には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
図4において、凹部5は、すべての配線4と厚み方向に対向するように、金属支持基板2において幅方向に長く配置されている。また、凹部5は、金属支持基板2の長手方向に沿って延びる長溝形状に形成されている。各凹部5の幅(幅方向長さ)は、例えば、60〜800μm、好ましくは、100〜300μmである。
そして、導電部6は、その凹部5に埋設されている。つまり、導電部6も、すべての配線4と厚み方向に対向するように、幅方向に長く1つ埋設されている。なお、上記と同様に、導電部6は、金属支持基板2の表面と実質的に面一となるまで、凹部5に充填されている。
また、図4に示す回路付サスペンション基板1では、ベース絶縁層7およびカバー絶縁層8も、すべての配線4と厚み方向に対向するように、幅方向に長く1つ形成されている。
図4に示す回路付サスペンション基板1は、図2および図3に示す方法に準拠して、次のように製造することができる。すなわち、図2(c)に示す工程において、金属支持基板2の表面に形成したエッチングレジスト11を、上記した幅方向に長い凹部5と反転するパターンに加工し、図2(d)に示す工程において、エッチングレジスト11から露出する金属支持基板2の表面をエッチングして、金属支持基板2に幅方向に長い1つの凹部5を形成する。
その後、図2(e)に示す工程において、幅方向に長い1つの導電部6を凹部5に充填し、図2(f)に示す工程において、エッチングレジスト11を除去する。
そして、図3に示す方法に準拠して、ベース絶縁層7、導体パターン3およびカバー絶縁層8を順次形成する。これによって、図4に示す回路付サスペンション基板1を得る。
図4に示す回路付サスペンション基板1では、凹部5、導電部6、ベース絶縁層7およびカバー絶縁層8を、すべての配線4と厚み方向に対向するように、幅方向に長く1つ形成するので、製造工程の簡略化を図ることができる。
さらに、図5に示すように、凹部5を、1対の配線4毎に対応するように、互いに間隔を隔てて複数設けることもできる。なお、図5において、上記した部材と同一の部材には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
図5において、凹部5は、互いに間隔を隔てて幅方向両側に2つ設けられている。具体的には、凹部5は、読取信号用配線として幅方向一方側に1対として設けられている2つの配線4と厚み方向に対向するように、幅方向一方側に設けられ、また、書込信号用配線として幅方向他方側に1対として設けられている2つの配線4と厚み方向に対向するように、幅方向他方側に設けられている。各凹部5の幅(幅方向長さ)は、例えば、30〜400μm、好ましくは、50〜150μmである。
そして、導電部6は、各凹部5にそれぞれ埋設されている。つまり、導電部6も、読取信号用配線として幅方向一方側に1対として設けられている2つの配線4と厚み方向に対向するように、幅方向一方側の凹部5に埋設され、また、書込信号用配線として幅方向他方側に1対として設けられている2つの配線4と厚み方向に対向するように、幅方向他方側の凹部5に埋設されている。なお、上記と同様に、導電部6は、金属支持基板2の表面と実質的に面一となるまで、凹部5に充填されている。
また、図5に示す回路付サスペンション基板1では、ベース絶縁層7およびカバー絶縁層8も、1対の配線4と厚み方向に対向するように、互いに間隔を隔てて幅方向両側に2つ設けられている。
図5に示す回路付サスペンション基板1は、図2および図3に示す方法に準拠して、次のように製造することができる。すなわち、図2(c)に示す工程において、金属支持基板2の表面に形成したエッチングレジスト11を、互いに間隔を隔てて幅方向両側に2つ設けられる凹部5と反転するパターンに加工し、図2(d)に示す工程において、エッチングレジスト11から露出する金属支持基板2の表面をエッチングして、金属支持基板2に、互いに間隔を隔てて幅方向両側に2つの凹部5を形成する。
その後、図2(e)に示す工程において、導電部6を各凹部5にそれぞれ充填し、図2(f)に示す工程において、エッチングレジスト11を除去する。
そして、図3に示す方法に準拠して、ベース絶縁層7、導体パターン3およびカバー絶縁層8を順次形成する。これによって、図5に示す回路付サスペンション基板1を得る。
図5に示す回路付サスペンション基板1では、凹部5、導電部6、ベース絶縁層7およびカバー絶縁層8が、1対の配線4(1対の読取信号用配線または1対の書込信号用配線)毎に、それらと厚み方向に対向するように形成されている。そのため、読取信号および書込信号が、差動信号である場合であっても、各配線4の伝送損失を十分に低減することができる。
1 回路付サスペンション基板
2 金属支持基板
4 配線
5 凹部
6 導電部
7 ベース絶縁層
2 金属支持基板
4 配線
5 凹部
6 導電部
7 ベース絶縁層
Claims (6)
- 凹部を有する金属支持基板と、
前記凹部に埋設され、前記金属支持基板よりも導電率の高い材料から形成される導電部と、
前記金属支持基板の上に、前記導電部を被覆するように形成される絶縁層と、
前記絶縁層の上に、前記導電部と対向するように、互いに間隔を隔てて形成される複数の配線と
を備えていることを特徴とする、配線回路基板。 - 前記凹部は、各前記配線に対応するように、互いに間隔を隔てて複数設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の配線回路基板。
- 前記凹部は、すべての配線に対応して、1つ設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の配線回路基板。
- 複数の前記配線は、1対として複数設けられており、
前記凹部は、1対の前記配線毎に対応するように、互いに間隔を隔てて複数設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の配線回路基板。 - 回路付サスペンション基板であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の配線回路基板。
- 金属支持基板を用意する工程と、
前記金属支持基板に凹部を形成する工程と、
前記凹部に、前記金属支持基板よりも導電率の高い材料から形成される導電部を埋設する工程と、
前記金属支持基板の上に、前記導電部を被覆するように絶縁層と、
前記絶縁層の上に、前記導電部と対向するように、互いに間隔を隔てて複数の配線を形成する工程と
を備えていることを特徴とする、配線回路基板の製造方法。
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