JP2012160536A - プリント配線板の接続構造、該プリント配線板の接続構造を備えるヘッド・スタック・アセンブリ、該ヘッド・スタック・アセンブリを備える磁気ディスク装置及びプリント配線板の接続構造の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1のプリント配線板321上に設けられたフライングリードFと、第2のプリント配線板333上に設けられた露出リードEとを、金属めっき層Mを介して超音波接続させてなるプリント配線板の接続構造1000であって、前記露出リードEは、基材333a上に積層される絶縁層333cの一部を開口してなる凹部Uに露出された状態に構成されてあると共に、前記金属めっき層Mは、凹部Uの深さ以上の厚みをもって、露出リードEの表面に形成されてあるプリント配線板の接続構造である。
【選択図】 図5
Description
近年、磁気ディスク装置の小型化・高密度化等に伴い、HSAを構成する、サスペンション側のプリント配線板の端子とアクチュエータ・アセンブリ側のプリント配線板の端子とを接続してなるプリント配線板の接続構造の電気的及び機械的強度が、HSAの信頼性を左右する重要な要素となってきている。
従来、このようなプリント配線板の接続構造は、サスペンション側のプリント配線板の端子をいわゆるフライングリードとして形成し、アクチュエータ・アセンブリ側のプリント配線板の端子とボンディングツール等を用いて超音波接続することで形成されるものが一般的であった。
このようなプリント配線板の接続構造を示す従来技術として、例えば下記特許文献1がある。
しかし、上記特許文献1に示すようなフライングリードを形成し、超音波接続を用いてプリント配線板の接続構造を形成する従来のプリント配線板の接続構造においては、フライングリードとして形成されるサスペンション側の端子を、絶縁層を開口してなる凹部の底に形成されるアクチュエータ・アセンブリ側の端子に接続させるものが一般的であった。よってフライングリードが凹部に押し込まれた屈曲形状(略U字形状)となることで、フライングリードの復元力(スプリングバック)により、端子間の接続が剥がれる可能性があり、電気的及び機械的な接続信頼性が低いという問題があった。
よってフライングリードと露出リードとの接続が剥がれる方向にフライングリードの復元力(スプリングバック)が働くことを効果的に防止若しくは抑制させることができる。
よって電気的及び機械的な接続信頼性を向上させることができる。
よってフライングリードと露出リードとの接続が剥がれる方向にフライングリードの復元力(スプリングバック)が働くことを確実に防止することができる。
よって一段と電気的及び機械的な接続信頼性を向上させることができる。
また良好な電気伝導性と、省コスト化とを図ることができる。
また良好な電気伝導性と、省コスト化とを図ることができる。
よってフライングリードと露出リードとの接続が剥がれる方向にフライングリードの復元力(スプリングバック)が働くことを効果的に防止若しくは抑制させることができる。
よって電気的及び機械的な接続信頼性を向上させることができる。
また本発明のプリント配線板の接続構造の製造方法によれば、電気的及び機械的な接続信頼性を向上させることができる。
前記ハードディスク装置1は、図1に示すように、本体となるケース100内に、情報が記録されると共にモータで回転可能に支持された複数の磁気ディスク200と、この磁気ディスク200に対して情報を読み書きする図示しないヘッドコアとを備える。このヘッドコアは、磁気ディスク200の表面において揺動できるように、ヘッド・スタック・アセンブリ300に保持されていると共に、外部配線との接続を担う固定部400と電気接続されている。
このヘッドコアは、図2(a)には詳しくは図示していないが、サスペンション320に沿って設けられるサスペンション用プリント配線板321に接続されており、このサスペンション用プリント配線板321を介して情報がやりとりされる。
またサスペンション320は、図2(a)に示すように、プリント配線板の接続構造1000における第1のプリント配線板となるサスペンション用プリント配線板321を備えている。
このサスペンション用プリント配線板321は、図3〜図5に示すように、主として基材321aと、リード321bと、絶縁層321cとから構成される。
樹脂フィルムとしては、柔軟性に優れた樹脂材料からなるものが使用される。例えばポリイミドフィルムやポリエステルフィルム等、フレキシブルプリント配線板を形成する樹脂フィルムとして通常用いられるものであれば、如何なるものを用いてもよい。
また特に、柔軟性に加えて高い耐熱性をも有しているものが望ましい。例えばポリアミド系の樹脂フィルムや、ポリイミド、ポリアミドイミドなどのポリイミド系の樹脂フィルムや、ポリエチレンナフタレートを好適に用いることができる。
また耐熱性樹脂としては、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等、フレキシブルプリント配線板を形成する耐熱性樹脂として通常用いられるものであれば、如何なるものを用いてもよい。
また基材321aの厚みは、9μm〜11μm程度とすることが望ましい。
なお本実施形態においては、図3(b)に示すように、特に端子領域T1に形成されるリード321bは、フライングリードFとして3本が所定の間隔をあけて並行して形成されている。
また図2(b)、図3に一部を示すように、ヘッド領域Hに形成される図示しない電極が磁気ヘッド部310と、端子領域T1に形成されるフライングリードFが後述するアクチュエータ・アセンブリ用プリント配線板333の端子領域T2(いわゆる接続パッド部)に形成される露出リードEと電気的に接続されている。
このリード321bは、基材321aに積層される導電性金属箔をエッチングする等の公知の形成方法を用いて形成することができる。
また導電性金属箔としては、銅(Cu)を用いることができる。勿論、銅(Cu)に限るものではなく、フレキシブルプリント配線板の導電層を形成する導電性金属箔として通常用いられるものであれば如何なるものであってもよい。
また図示していないが、フライングリードFのうち、後述する金属めっき層Mを介して露出リードEと接続される接続領域Sの表面には、無電解めっき、電解めっき、真空蒸着等の公知の形成方法を用いて金めっき層が形成されている。
なおリード321bの厚みは、8μm〜13μm程度とすることが望ましい。
この絶縁層321cは、カバーレイやソルダーレジスト等からなり、公知の形成方法を用いて形成することができる。
なお絶縁層321cの厚みは、3μm〜7μm程度、より好ましくは3μm〜5μm程度とすることが望ましい。
このアクチュエータ・アセンブリ330は、図2(a)に示すように、主として磁気ヘッド部310及びサスペンション320を揺動可能に保持するためのアクチュエータユニット331と、ボイスコイルモータ340の回転力を伝達させるためのピボット軸332と、アクチュエータ・アセンブリ用プリント配線板333とから構成される。
このアクチュエータ・アセンブリ用プリント配線板333は、図3、図4に示すように、主として基材333aと、リード333bと、絶縁層333cとから構成される。
なお基材333aと、リード333bと、絶縁層333cとは、それぞれ既述した基材321aと、リード321bと、絶縁層321cと同一部材、同一機能を果たすものであることから、以下の詳細な説明は省略するものとする。
本実施形態においては、特に端子領域T2に形成されるリード333bは、サスペンション用プリント配線板321における端子領域T1に形成されるフライングリードFを受けるべく、基材333a上に積層される絶縁層333cの一部を開口してなる凹部Uに露出リードEとして3本が所定の間隔をあけて並行して形成されている。
なお図4(a)に示す凹部Uの幅W1は、3mm〜20mm程度とすることが望ましい。
また図2(b)、図3に一部を示すように、端子領域T2に形成される露出リードEがサスペンション用プリント配線板321の端子領域T1に形成されるフライングリードFと、コネクタ領域Kに形成される図示しない電極が固定部400と電気的に接続されている。これによりサスペンション用フレキシブルプリント配線板321に制御信号や磁気ディスク200に記録されるべき信号並びに電力を供給すると共に、磁気ディスク200から再生された信号を受信する。
より具体的には、図3〜図5に示すように、露出リードEの表面に金属めっき層Mを形成し、露出リードEの上方に接続領域Sが位置するようにサスペンション用プリント配線板321を配置させた状態で、後述する超音波接続手段500を用いてフライングリードFと露出リードEとを超音波接続することで、プリント配線板の接続構造1000を形成してある。
また図3〜図5に示すように、本実施形態においては、凹部Uの深さ以上の厚みをもって露出リードEの表面に金属めっき層Mを形成してある。更に具体的には、図5に示すように、金属めっき層Mにおける凹部Uを超える部分の厚みが、サスペンション用プリント配線板321におけるアクチュエータ・アセンブリ用プリント配線板333との当接面からフライングリードFが設けられている位置までの距離Dと同一厚みとなるように金属めっき層Mを形成してある。
よってフライングリードFに復元力(スプリングバック)が働くことを確実に防止することができる。
よって電気的及び機械的な接続信頼性を向上させることができるプリント配線板の接続構造1000とすることができる。
また図5(b)に示すように、絶縁層3330cに凹部Uを形成することでリード3330bを露出させ、露出リードEを形成するものが一般的であった。
よって凹部Uの底面に形成される露出リードEに対して、図示しない超音波接続手段を用いてフライングリードFを超音波接続させる構成となることから、図5(b)に示すように、フライングリードFが凹部Uに押し込まれることになる。つまり接続領域Sがアクチュエータ・アセンブリ用プリント配線板3330の側へと押し曲げられた屈曲形状(略U字形状)となる。
従ってフライングリードFに、露出リードEとフライングリードFとの接続を剥離させる方向に復元力(スプリングバック)が働くことになる。よってフライングリードFと露出リードEとの接続が剥がれる可能性があり、電気的及び機械的な接続信頼性が低いという問題があった。
しかしこのような構成のプリント配線板の接続構造においては、サスペンション用プリント配線板の端子領域に複数のフライングリードFを、アクチュエータ・アセンブリ用プリント配線板の端子領域に複数の露出リードEを形成する場合には、隣接するフライングリードF及び露出リードE間の絶縁を確保するための構成が必要となり、製造工程が複雑化し、コストが増大するという問題があった。
また半田は表面張力を有することから、フライングリードFとの接合面が平坦になり難く、電気的及び機械的な接続信頼性に欠けるという問題があった。
なお従来のプリント配線板の接続構造10000おいて、本発明の実施形態におけるプリント配線板の接続構造1000と同一部材、同一機能を果たすものには、上3桁の番号及びアルファベットに同一番号、同一アルファベットを付し、以下の説明を省略するものとする。
よって電気的及び機械的な接続信頼性を向上させることができるプリント配線板の接続構造1000とすることができる。
この金属めっき層Mは、詳しくは図示していないが、露出リードEの表面にニッケル(Ni)めっき層若しくは銅(Cu)めっき層を形成した後、金属めっき層Mの表面層となる金めっき層を形成することで構成されている。
このような構成とすることで、良好な電気伝導性と、省コスト化とを図ることができるプリント配線板の接続構造1000とすることができる。
なお金属めっき層Mの表面層を構成する金めっき層の厚みは、0.05μm〜10μm程度とすることが望ましい。
また金属めっき層Mの形成方法としては、無電解めっき、電解めっき、真空蒸着等の公知の形成方法を用いることができる。
次に図6(b)を参照して、サスペンション用プリント配線板321の下方に、基材333a上に積層される絶縁層333cの一部を開口してなる凹部UにフライングリードFを受ける露出リードEを備える第2のプリント配線板であるアクチュエータ・アセンブリ用プリント配線板333を準備する。
次に図6(c)を参照して、露出リードEの表面に無電解めっき、電解めっき、真空蒸着等の公知の形成方法を用いて、金属めっき層Mを形成する。
より具体的には、金属めっき層Mの厚みが凹部Uの深さ以上の厚みとなるように、まず露出リードEの表面にニッケル(Ni)めっき層若しくは銅(Cu)めっき層を形成する。その後ニッケル(Ni)めっき層若しくは銅(Cu)めっき層の表面に金属めっき層Mの表面層となる金めっき層を形成する。
更に具体的には、金属めっき層Mにおける凹部Uを超える部分の厚みが、図5(a)に示すように、サスペンション用プリント配線板321におけるアクチュエータ・アセンブリ用プリント配線板333との当接面からフライングリードFが設けられている位置までの距離Dと同一厚みとなるように、ニッケル(Ni)めっき層若しくは銅(Cu)めっき層及び金めっき層を形成する。
なお金めっき層の厚みは、0.05μm〜10μm程度とすることが望ましい。
次に図7(a)を参照して、超音波接続手段500を用いて、フライングリードFと露出リードEとを金属めっき層Mを介して超音波接続させる。
以上の工程を経ることで、図7(b)に示すプリント配線板の接続構造1000が形成される。
よってフライングリードFに復元力(スプリングバック)が働くことを確実に防止することができる。
よって電気的及び機械的な接続信頼性を向上させることができるプリント配線板の接続構造1000とすることができる。
なおプリント配線板の接続構造1000の製造方法は、既述した製造順序に限るものではなく、適宜変更可能である。
本変形例1に係るプリント配線板の接続構造2000は、金属めっき層Mにおける凹部Uを超える部分の厚みが、サスペンション用プリント配線板321におけるアクチュエータ・アセンブリ用プリント配線板333との当接面からフライングリードFが設けられている位置までの距離Dを超える厚みとなるように金属めっき層Mを形成する構成とするものである。
その他の構成は既述した本発明の実施形態に係るプリント配線板の接続構造1000と同一である。
よって本発明の実施形態に係るプリント配線板の接続構造1000と同一部材、同一機能を果たすものには、同一番号、同一アルファベット付し、以下の説明を省略するものとする。
よってフライングリードFの復元力(スプリングバック)を、第2のプリント配線板たるアクチュエータ・アセンブリ用プリント配線板333の側(露出リードEとの接続方向)へと働かせることができる。よってフライングリードFと露出リードEとの接続が剥がれることを一段と効果的に防止することができ、一段と電気的及び機械的な接続信頼性を向上させることができるプリント配線板の接続構造2000とすることができる。
本変形例2に係るプリント配線板の接続構造3000は、金属めっき層Mにおける凹部Uを超える部分の厚みを、サスペンション用プリント配線板321におけるアクチュエータ・アセンブリ用プリント配線板333との当接面からフライングリードFが設けられている位置までの距離D未満の厚みとなるように金属めっき層Mを形成する構成とするものである。
その他の構成は既述した本発明の実施形態に係るプリント配線板の接続構造1000と同一である。
よって本発明の実施形態に係るプリント配線板の接続構造1000と同一部材、同一機能を果たすものには、同一番号、同一アルファベット付し、以下の説明を省略するものとする。
よってフライングリードFに、露出リードEとフライングリードFとの接続を剥離させる方向に復元力(スプリングバック)が働くことを効果的に抑制させることができる。
よって既述した従来のプリント配線板の接続構造10000に比べて電気的及び機械的な接続信頼性を向上させることができるプリント配線板の接続構造3000とすることができる。
但し、好適には金属めっき層Mにおける凹部Uを超える部分の厚みは、サスペンション用プリント配線板321におけるアクチュエータ・アセンブリ用プリント配線板333との当接面からフライングリードFが設けられている位置までの距離D以上の厚みとすることが望ましい。
また本発明の実施形態及びその変形例1、2に係るプリント配線板の接続構造においては、フライングリードFと露出リードEとを金属めっき層Mを介して超音波接続させる構成としたが、必ずしもこのような構成に限るものではない。
例えば金属めっき層Mの表面に異方性導電ペーストや異方性導電フィルム等の異方性導電材料を配置させ、フライングリードFと露出リードEとを、異方性導電材料を介して熱圧着させる構成とすることができる。このような構成とすることで、一段と製造容易なプリント配線板の接続構造とすることができる。
また金属めっき層Mの厚みも本発明の実施形態及びその変形例1、2に係るプリント配線板の接続構造のものに限るものではなく、少なくとも金属めっき層Mの厚みが凹部Uの深さ以上の厚みとなるものであれば適宜変更可能である。但し、金属めっき層Mの表面層を構成する金めっき層の厚みは0.05μm〜10μm程度とすることが望ましい。
また本発明の実施形態に係るプリント配線板の接続構造においては、図4(b)に示すように、フライングリードFの幅W2と、露出リードEの幅W3とを同一幅とする構成としたが、必ずしもこのような構成に限るものではなく、幅W2と幅W3とは異なる幅とする構成としてもよい。
100 ケース
200 磁気ディスク
300 ヘッド・スタック・アセンブリ
310 磁気ヘッド部
320 サスペンション
321 サスペンション用プリント配線板
321a 基材
321b リード
321c 絶縁層
330 アクチュエータ・アセンブリ
331 アクチュエータユニット
332 ピボット軸
333 アクチュエータ・アセンブリ用プリント配線板
333a 基材
333b リード
333c 絶縁層
400 固定部
500 超音波接続手段
1000 プリント配線板の接続構造
2000 プリント配線板の接続構造
3000 プリント配線板の接続構造
3210 サスペンション用プリント配線板
3210a 基材
3210b リード
3210c 絶縁層
3330 アクチュエータ・アセンブリ用プリント配線板
3330a 基材
3330b リード
3330c 絶縁層
10000 プリント配線板の接続構造
D 距離
E 露出リード
F フライングリード
H ヘッド領域
K コネクタ領域
M 金属めっき層
S 接続領域
T1 端子領域
T2 端子領域
U 凹部
W1 幅
W2 幅
W3 幅
Claims (6)
- 第1のプリント配線板上に設けられたフライングリードと、第2のプリント配線板上に設けられた露出リードとを、金属めっき層を介して超音波接続させてなるプリント配線板の接続構造であって、前記露出リードは、基材上に積層される絶縁層の一部を開口してなる凹部に露出された状態に構成されてあると共に、前記金属めっき層は、前記凹部の深さ以上の厚みをもって、前記露出リードの表面に形成されてあることを特徴とするプリント配線板の接続構造。
- 前記金属めっき層は、前記第1のプリント配線板における前記第2のプリント配線板との当接面から、前記フライングリードが設けられている位置までの距離以上の厚みをもって構成されてあることを特徴とする請求項1に記載のプリント配線板の接続構造。
- 前記金属めっき層は、少なくとも表面層が金めっき層として構成されてあることを特徴とする請求項1又は2に記載のプリント配線板の接続構造。
- 請求項1〜3の何れか1項に記載のプリント配線板の接続構造を用いることを特徴とするヘッド・スタック・アセンブリ。
- 請求項4に記載のヘッド・スタック・アセンブリを用いることを特徴とする磁気ディスク装置。
- 基材上にフライングリードを備える第1のプリント配線板を準備する工程と、前記第1のプリント配線板の下方に、基材上に積層される絶縁層の一部を開口してなる凹部に前記フライングリードを受ける露出リードを備える第2のプリント配線板を準備する工程と、前記露出リードの表面に、前記凹部の深さ以上の厚みをもって金属めっき層を形成する工程と、前記第1のプリント配線板の上方から、超音波接続手段を用いて前記フライングリードと前記露出リードとを超音波接続する工程とを備えることを特徴とするプリント配線板の接続構造の製造方法。
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- 2011-01-31 JP JP2011018302A patent/JP5704485B2/ja active Active
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