JP2009099687A - 配線回路基板 - Google Patents

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Abstract

【課題】第2配線の配置の精度に優れ、第1配線および第2配線におけるインピーダンスを安定させることのできる配線回路基板を提供すること。
【解決手段】金属支持基板2の上にベース絶縁層3を形成し、ベース絶縁層3の上に第1配線4(第1リード配線4Rおよび第1ライト配線4W)を形成し、ベース絶縁層3の上に、第1配線4を被覆するように中間絶縁層5を形成し、中間絶縁層5の上に、第1配線4と厚み方向において対向配置され、第1配線4の幅よりも狭い幅で第2配線6(第2リード配線6Rおよび第2ライト配線6W)を形成し、第2配線6を被覆するようにカバー絶縁層7を形成する。
【選択図】図1

Description

本発明は、配線回路基板、詳しくは、回路付サスペンション基板やフレキシブル配線回路基板などの配線回路基板に関する。
回路付サスペンション基板やフレキシブル配線回路基板などの配線回路基板は、例えば、ベース絶縁層と、そのベース絶縁層上に形成され、複数の配線を含む導体層と、ベース絶縁層の上に形成され、その導体層を被覆するカバー絶縁層とを備えている。
例えば、導体層のインピーダンスを安定させて、クロストークの発生を抑制すべく、第2絶縁層(第2層)と、その上に、幅方向に間隔を隔てて配置される第2の書込用導体および第2の読取用導体と、これらを被覆する第1絶縁層(第1層)と、その上に、幅方向に間隔を隔てて配置される第1の書込用導体および第1の読取用導体とを備えるディスク用サスペンションの配線部が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。そして、この配線部では、第2の書込用導体および第1の読取用導体が同幅で厚み方向に互いに対向配置されるとともに、第2の読取用導体および第1の書込用導体が同幅で厚み方向に互いに対向配置されている。
特開2004−133988号公報(図9)
しかし、特許文献1で提案される配線部を形成するには、第2の書込用導体および第2の読取用導体を形成した後、これらを被覆するように、第1絶縁層を形成するので、第2の書込用導体および第2の読取用導体の幅方向両端部において、その上を被覆する第1絶縁層に、第2の書込用導体および第2の読取用導体に対応する大きな段差を生じる。
そのため、かかる段差が形成される第1絶縁層に、第2の読取用導体および第2の書込用導体と同じ幅で、第1の書込用導体および第1の読取用導体をそれぞれ形成すると、段差に起因して第1の書込用導体および第1の読取用導体の位置ずれが生じ、配置の精度が低下するおそれがある。その結果、配線部におけるインピーダンスが不安定になるという不具合がある。
本発明の目的は、第2配線の配置の精度に優れ、第1配線および第2配線におけるインピーダンスを安定させ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、第1絶縁層と、前記第1絶縁層の上に形成される第1配線と、前記第1絶縁層の上に、前記第1配線を被覆するように形成される第2絶縁層と、前記第2絶縁層の上に、前記第1配線と厚み方向において対向配置され、前記第1配線の幅よりも狭い幅で形成される第2配線とを備え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、前記第1配線および前記第2配線は、リード配線およびライト配線に対応してそれぞれ設けられていることが好適である。
本発明の配線回路基板では、第1配線を被覆する第2絶縁層に段差を生じても、第2配線の幅が第1配線の幅よりも狭いため、第2絶縁層における段差の内側の平坦な部分に、第2配線が形成される。そのため、第2配線の配置の精度を向上させることができる。その結果、第1配線および第2配線のインピーダンスを確実に安定させることができる。
図1は、本発明の配線回路基板の一実施形態を示す要部断面図、図2は、図1に示す配線回路基板の製造方法を示す工程断面図である。
図1において、この配線回路基板1は、ハードディスクドライブに搭載される回路付サスペンション基板であって、長手方向に延びる金属支持基板2と、金属支持基板2の上に形成される第1絶縁層としてのベース絶縁層3とを備えている。また、配線回路基板1は、ベース絶縁層3の上に形成される第1配線4と、ベース絶縁層3の上に、第1配線4を被覆するように形成される第2絶縁層としての中間絶縁層5と、中間絶縁層5の上に形成される第2配線6と、中間絶縁層5の上に、第2配線6を被覆するように形成されるカバー絶縁層7とを備えている。
金属支持基板2は、平板状の金属箔や金属薄板からなる。金属支持基板2の厚みは、例えば、10〜30μm、好ましくは、15〜25μmである。
ベース絶縁層3は、金属支持基板2の表面に形成されている。より具体的には、ベース絶縁層3は、幅方向(長手方向に直交する方向)において、金属支持基板2の上面全面に形成されている。ベース絶縁層3の厚みは、例えば、1〜10μm、好ましくは、1〜5μmである。
第1配線4は、ベース絶縁層3の表面に形成されており、長手方向に沿って平行状に複数(例えば、2本)設けられている。また、各第1配線4は、断面視略矩形状に形成されている。なお、各第1配線4の長手方向両端部には、図示しない第1端子部が設けられている。これら第1配線4および第1端子部は、配線回路パターンとして連続して形成されている。
そして、各第1配線4は、後述する第2配線6とともに、リード配線およびライト配線に対応してそれぞれ設けられており、より具体的には、第1配線4は、第1リード配線4Rと第1ライト配線4Wとを備えている。第1リード配線4Rは、幅方向一方側(図1における左側)に配置されるとともに、第1ライト配線4Wは、幅方向他方側(図1における右側)に第1リード配線4Rと間隔を隔てて配置されている。
また、第1配線4の厚みは、例えば、1〜50μm、好ましくは、5〜15μmである。また、各第1配線4の幅(幅方向長さ)は、例えば、15〜210μm、好ましくは、20〜50μmである。また、各第1配線4間の間隔(幅方向の間隔であって、第1リード配線4Rおよび第1ライト配線4W間の間隔)は、例えば、10〜200μm、好ましくは、15〜50μmである。
中間絶縁層5は、第1配線4およびベース絶縁層3の表面を被覆している。より具体的には、中間絶縁層5は、幅方向において、第1配線4を含むベース絶縁層3の上面全面に形成されている。また、中間絶縁層5では、第1配線4の上面および側面を被覆する部分(膨出部分)12が、第1配線4から露出するベース絶縁層3(各第1配線4間における両端部を除く幅方向中央)の表面を被覆するベース側平坦部分16に対して、厚み方向上方に膨出している。また、膨出部分12においては、各第1配線4の上側(幅方向両側を除く)に形成される部分が配線側平坦部分10とされ、各第1配線4の幅方向両側(より具体的には、幅方向両側斜め上方)に形成される部分が第1段差部分(ショルダー部分)11とされている。各第1段差部分11は、第1配線4の角部(第1配線4の上面の幅方向両端縁)に対応するように、その上面(表面)が、配線側平坦部分10の幅方向両端部から下側へ湾曲した後、ベース側平坦部分16の幅方向両端部に至るように形成されている。なお、中間絶縁層5は、図示しない第1端子部が露出するように、開口されている。
中間絶縁層5の厚みは、ベース側平坦部分16の厚み(ベース側平坦部分16の上面およびベース絶縁層3の上面の間の長さ)D2が、例えば、1〜15μm、好ましくは、3〜10μmであり、配線側平坦部分10の厚み(配線側平坦部分10の上面および第1配線4の上面の間の長さ)D1が、例えば、1〜15μm、好ましくは、3〜7μmである。
配線側平坦部分10の幅W1は、例えば、10〜195μm、好ましくは、15〜50μmである。また、第1段差部分11の幅W2は、例えば、10μm以下、好ましくは、2μm以下である。
第2配線6は、中間絶縁層5の表面に形成されており、長手方向に沿って平行状に複数(例えば、2本)設けられている。すなわち、第2配線6は、各第1配線4と厚み方向上方において対向配置されており、中間絶縁層5の配線側平坦部分10の上面に形成されている。より具体的には、各第2配線6は、配線側平坦部分10の幅方向中央の上面に形成されており、つまり、各第2配線6は、その配線側平坦部分10の上面の幅方向両端部に第2配線6が形成されないマージン部分13が設けられるように、形成されている。また、各第2配線6は、断面視略矩形状に形成されている。なお、各第2配線6の長手方向両端部には、図示しない第2端子部が設けられている。これら第2配線6および第2端子部は、配線回路パターンとして連続して形成されている。
そして、各第2配線6は、各第1配線4とともに、リード配線およびライト配線に対応してそれぞれ設けられており、より具体的には、第2配線6は、第2リード配線6Rと第2ライト配線6Wとを備えている。第2リード配線6Rは、幅方向一方側(図1における左側)に配置されるとともに、第2ライト配線6Wが、幅方向他方側(図1における右側)に第2リード配線6Rと間隔を隔てて配置されている。
これにより、第2リード配線6Rは、第1リード配線4Rと厚み方向上方に対向配置されるとともに、第2ライト配線6Wは、第1ライト配線4Wと厚み方向上方に対向配置されている。
第2配線6の厚みは、例えば、1〜50μm、好ましくは、5〜15μmである。
各第2配線6の幅は、各第1配線4の幅より、例えば、5〜100μm短く形成され、好ましくは、10〜30μm短く形成されている。また、第2配線6の幅は、例えば、5〜200μm、好ましくは、10〜50μmである。
また、各第2配線6間の間隔は、例えば、15〜250μm、好ましくは、20〜80μmである。
また、配線側平坦部分10の各マージン部分13の幅(幅方向長さ)W3は、例えば、5〜200μm、好ましくは、10〜50μmである。
カバー絶縁層7は、第2配線6および中間絶縁層5の表面を被覆している。より具体的には、カバー絶縁層7は、幅方向において、第2配線6を含む中間絶縁層5の上面全面に形成されている。また、カバー絶縁層7では、中間絶縁層5のベース側平坦部分16の上において、平坦状に形成されており、そして、中間絶縁層5の第1段差部分11と第2配線6とに対応するように、厚み方向上方に膨出する部分が第2段差部分14および第3段差部分15としてそれぞれ形成されている。なお、第2段差部分14および第3段差部分15では、その上面が第1段差部分11の上面と略同一形状に形成されている。なお、カバー絶縁層7は、図示しない第2端子部が露出するように、開口されている。
カバー絶縁層7の厚み(平坦部分の厚み)は、例えば、2〜10μm、好ましくは、3〜6μmである。
次に、この配線回路基板1の製造方法について、図2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。金属支持基板2を形成する金属材料としては、例えば、ステンレス、42アロイなどが用いられ、好ましくは、ステンレス(例えば、AISI(米国鉄鋼協会)の規格に基づく、SUS304など)などが用いられる。
次いで、この方法では、図2(b)に示すように、ベース絶縁層3を、金属支持基板2の上に形成する。
ベース絶縁層3を形成する絶縁材料としては、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。
ベース絶縁層3を形成するには、例えば、上記した合成樹脂の溶液(ワニス)を金属支持基板2の上面全面に均一に塗布した後、乾燥し、次いで、必要に応じて、加熱することによって硬化させる。
また、ベース絶縁層3は、感光性の合成樹脂を塗布し、乾燥後、露光および現像し、必要により硬化させることにより、パターンとして形成することもできる。さらに、ベース絶縁層3の形成は、上記の方法に制限されず、例えば、予め合成樹脂をフィルムに形成して、そのフィルムを、金属支持基板2の表面に、公知の接着剤層を介して貼着することもできる。
次いで、この方法では、図2(c)に示すように、第1配線4および図示しない第1端子部をベース絶縁層3の上に、上記したパターンで形成する。
第1配線4および図示しない第1端子部を形成する材料としては、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材料が用いられる。これらのうち、好ましくは、銅が用いられる。
第1配線4および第1端子部を形成するには、例えば、アディティブ法、サブトラクティブ法などの公知のパターンニング法が用いられる。好ましくは、アディティブ法が用いられる。
アディティブ法では、まず、ベース絶縁層3の上面全面に、図示しない第1金属薄膜(種膜)を形成する。第1金属薄膜としては、銅、クロム、ニッケルおよびそれらの合金などの金属材料が用いられる。第1金属薄膜は、スパッタリング、めっきなどの薄膜形成方法により、形成する。好ましくは、スパッタリングにより第1金属薄膜を形成する。
次いで、第1金属薄膜の表面に、ドライフィルムレジストを設けて、これを露光および現像し、第1配線4および第1端子部と逆パターンの図示しないめっきレジストを形成する。次いで、めっきにより、めっきレジストから露出する第1金属薄膜の表面に、第1配線4および第1端子部を配線回路パターンとして形成し、次いで、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第1金属薄膜をエッチングなどにより除去する。
次いで、この方法では、図2(d)に示すように、中間絶縁層5を、ベース絶縁層3の上に、第1配線4を被覆するように、形成する。
中間絶縁層5を形成する絶縁材料としては、上記したベース絶縁層3と同様の絶縁材料が用いられる。
中間絶縁層5を形成するには、例えば、上記した合成樹脂の溶液(ワニス)を、第1配線4を含むベース絶縁層3の上面全面に均一に塗布した後、乾燥し、次いで、必要に応じて、加熱することによって硬化させる。
また、中間絶縁層5は、感光性の合成樹脂を塗布し、乾燥後、露光および現像し、必要により硬化させることにより、パターンとして形成することもできる。さらに、中間絶縁層5の形成は、上記の方法に制限されず、例えば、予め合成樹脂をフィルムに形成して、そのフィルムを、第1配線4を含むベース絶縁層3の表面に、公知の接着剤層を介して貼着することもできる。
次いで、この方法では、図2(e)に示すように、第2配線6および図示しない第2端子部を、中間絶縁層5の上に、上記したパターンで形成する。
第2配線6および第2端子部を形成する材料としては、上記した第1配線4および第1端子部と同様の材料が用いられる。
第2配線6および第2端子部を形成するには、上記と同様のパターンニング法が用いられ、好ましくは、アディティブ法が用いられる。
アディティブ法では、まず、中間絶縁層5の上面全面に、図示しない第2金属薄膜(種膜)を形成する。第2金属薄膜としては、上記と同様の金属材料が用いられる。第2金属薄膜は、上記と同様の薄膜形成方法、好ましくは、スパッタリングにより、形成する。
次いで、第2金属薄膜の表面に、ドライフィルムレジストを設けて、これを露光および現像し、第2配線6および第2端子部と逆パターンの図示しないめっきレジストを形成する。次いで、めっきにより、めっきレジストから露出する第2金属薄膜の表面に、第2配線6および第2端子部を配線回路パターンとして形成し、次いで、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第2金属薄膜をエッチングなどにより除去する。
これにより、第2配線6を、第1配線4と厚み方向において対向配置され、かつ、幅が第1配線の幅より狭くなるように、形成することができる。
次いで、この方法では、図2(f)に示すように、カバー絶縁層7を、中間絶縁層5の上に、第2配線6を被覆するように、形成する。
カバー絶縁層7を形成する絶縁材料としては、上記したベース絶縁層3と同様の絶縁材料が用いられる。
カバー絶縁層7を形成するには、例えば、上記した合成樹脂の溶液(ワニス)を、第2配線6を含む中間絶縁層5の上面全面に均一に塗布した後、乾燥し、次いで、必要に応じて、加熱することによって硬化させる。
また、カバー絶縁層7は、感光性の合成樹脂を塗布し、乾燥後、露光および現像し、必要により硬化させることにより、パターンとして形成することもできる。さらに、カバー絶縁層7の形成は、上記の方法に制限されず、例えば、予め合成樹脂をフィルムに形成して、そのフィルムを、第2配線6を含む中間絶縁層5の表面に、公知の接着剤層を介して貼着することもできる。
その後、必要により、金属支持基板2を所望の形状に外形加工して、配線回路基板1を得る。
そして、この配線回路基板1では、第1配線4を被覆する中間絶縁層5に第1段差部分11を生じても、各第2配線6の幅が各第1配線4の幅よりも狭いため、中間絶縁層5における第1段差部分11の内側の配線側平坦部分10の上面に、第2配線6が形成される。そのため、第2配線6の配置の精度を向上させることができる。その結果、第1配線4および第2配線6のインピーダンスを確実に安定させることができる。
また、第1配線4および第2配線6は、リード配線とライト配線と、つまり、第1リード配線4R、第2リード配線6R、第1ライト配線4Wおよび第2ライト配線6Wとして設けられている。また、第1リード配線4Rおよび第2リード配線6Rが、厚み方向において対向配置されているので、これらに入力されるリード信号のインピーダンスを安定させることができる。さらに、第1ライト配線4Wおよび第2ライト配線6Wが、厚み方向において対向配置されているので、これらに入力されるライト信号のインピーダンスを安定させることができる。
なお、上記した説明では、第1配線4を、第1リード配線4Rおよび第1ライト配線4Wから形成し、第2配線6を、第2リード配線6Rおよび第2ライト配線6Wから形成したが、これに限定されず、図示しないが、例えば、第1配線4を、リード配線(第1リード配線4Rおよび第2リード配線4R’)のみから形成するとともに、第2配線6を、ライト配線(第1ライト配線4Wおよび第2ライト配線4W’)のみから形成することができる。あるいは、第1配線4を、ライト配線のみから形成するとともに、第2配線6を、リード配線のみから形成することもできる。
また、上記した説明では、本発明の配線回路基板を、金属支持基板2を備える回路付サスペンション基板として例示して説明したが、本発明の配線回路基板は、これに限定されず、例えば、図3に示すように、金属支持基板2を備えないフレキシブル配線回路基板21として形成することもできる。
以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、何ら実施例および比較例に限定されることはない。
実施例1
まず、厚み25μmのステンレス(SUS304)箔からなる金属支持基板を用意し(図2(a)参照)、次いで、金属支持基板の上面全面に、感光性ポリアミック酸樹脂のワニスを塗布し、乾燥後、露光および現像し、さらに加熱硬化することにより、厚み10μmのポリイミドからなるベース絶縁層を形成した(図2(b)参照)。
次いで、ベース絶縁層の上に、アディティブ法により、第1配線および第1端子部を形成した。
アディティブ法では、ベース絶縁層の上面全面に、第1金属薄膜として厚み0.03μmのクロム薄膜と厚み0.07μmの銅薄膜とを、クロムスパッタリングと銅スパッタリングとによって順次形成し、次いで、第1配線および第1端子部の逆パターンのめっきレジストを、第1金属薄膜の表面に形成した。次いで、めっきレジストから露出する第1金属薄膜の表面に、厚み10μmの第1配線および第1端子部を、電解銅めっきにより形成した。次いで、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第1金属薄膜を、化学エッチングにより除去した(図2(c)参照)。
なお、各第1配線の幅は50μmであり、各第1配線間の間隔は25μmであった。
次いで、第1配線を含むベース絶縁層の上面全面に、感光性ポリアミック酸樹脂のワニスを塗布し、乾燥後、露光および現像し、さらに加熱硬化することにより、ポリイミドからなる中間絶縁層を形成した(図2(d)参照)。
なお、中間絶縁層には、ベース側平坦部分と、配線側平坦部分および第1段差部分からなる膨出部分と、を形成した。ベース側平坦部分の厚みは μm、配線側平坦部分の厚みは5μmであった。また、配線側平坦部分の幅は48μm、第1段差部分の幅は22μmであった。
次いで、中間絶縁層の上に、アディティブ法により、第2配線および第2端子部を形成した。
アディティブ法では、中間絶縁層の上面全面に、第2金属薄膜として厚み0.03μmのクロム薄膜と厚み0.07μmの銅薄膜とを、クロムスパッタリングと銅スパッタリングとによって順次形成し、次いで、第2配線および第2端子部の逆パターンのめっきレジストを、第2金属薄膜の表面に形成した。次いで、めっきレジストから露出する第2金属薄膜の表面に、厚み10μmの第2配線および第2端子部を、電解銅めっきにより形成した。次いで、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第2金属薄膜を、化学エッチングにより除去した(図2(e)参照)。
なお、各第2配線は、各第1配線と厚み方向において対向配置されており、配線側平坦部分の上面の幅方向中央に形成された。各第2配線の幅は、各第1配線の幅よりも25μm短く、つまり、25μmであった。各第2配線間の間隔は50μmであった。また、配線側平坦部分のマージン部分の幅は、23μmであった。
次いで、第2配線を含む中間絶縁層の上面全面に、感光性ポリアミック酸樹脂のワニスを塗布し、乾燥後、露光および現像し、さらに加熱硬化することにより、厚み(平坦部分の厚み)5μmのポリイミドからなるカバー絶縁層を形成した(図1および図2(f)参照)。その後、金属支持基板をエッチングにより、所望の形状に切り抜き、回路付サスペンション基板を得た。
比較例1
第1配線の形成において、第1配線の幅を、25μm(つまり、第2配線の幅と同幅)に変更した以外は、実施例1と同様に処理して、回路付サスペンション基板を得た(図4参照)。
なお、第1配線間の間隔は25μmであり、中間絶縁層の配線側平坦部分の幅は20μmであった。
(評価)
1) SEM観察
実施例1および比較例1の回路付サスペンション基板を、機械研磨法により幅方向に沿って切断し、その切断面(幅方向断面)をSEM(電子顕微鏡)にて観察した。
その結果、実施例1では、第2配線の位置ずれを生じず、平面視において第2配線が第1配線に含まれていることを確認した。
一方、比較例1では、図4に示すように、第2配線の位置ずれ(つまり、本来の形成位置(仮想線)から、実際の形成位置(実線)にずれる位置ずれ)を生じ、平面視において第2配線の幅方向一端部が第1配線に含まれていないことを確認した。
2) 特性インピーダンス
実施例1および比較例1の回路付サスペンション基板において、第1配線および第2配線の特性インピーダンスの変動幅を、TDR(Time Domain Reflectometry)にて測定した。
その結果、実施例1の特性インピーダンスの変動幅は5Ωであるのに対し、比較例1の特性インピーダンスの変動幅は15Ωであった。
本発明の配線回路基板の一実施形態(回路付サスペンション基板である態様)を示す要部断面図である。 図1に示す配線回路基板の製造方法を示す工程断面図であって、(a)は、金属支持基板を用意する工程、(b)は、ベース絶縁層を、金属支持基板の上に形成する工程、(c)は、第1配線をベース絶縁層の上に形成する工程、(d)は、中間絶縁層を、ベース絶縁層の上に形成する工程、(e)は、第2配線を、中間絶縁層の上に形成する工程、(f)は、カバー絶縁層を、中間絶縁層の上に形成する工程を示す。 本発明の配線回路基板の他の実施形態(フレキシブル配線回路基板である態様)を示す要部断面図である。 比較例1の回路付サスペンション基板を示す要部断面図である。
符号の説明
1 配線回路基板
3 ベース絶縁層
4 第1配線
4R 第1リード配線
4W 第1ライト配線
5 中間絶縁層
6 第2配線
6R 第2リード配線
6W 第2ライト配線
21 フレキシブル配線回路基板

Claims (2)

  1. 第1絶縁層と、
    前記第1絶縁層の上に形成される第1配線と、
    前記第1絶縁層の上に、前記第1配線を被覆するように形成される第2絶縁層と、
    前記第2絶縁層の上に、前記第1配線と厚み方向において対向配置され、前記第1配線の幅よりも狭い幅で形成される第2配線とを備えることを特徴とする、配線回路基板。
  2. 前記第1配線および前記第2配線は、リード配線およびライト配線に対応してそれぞれ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。
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