JP2016201163A - サスペンション用基板、素子付サスペンション用基板、サスペンション、ヘッド付サスペンションおよびハードディスクドライブ - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータ素子の実装高さを低減することができるサスペンション用基板を提供する。【解決手段】本発明によるサスペンション用基板１においては、金属支持層２０に、アクチュエータ素子１０４を収容する収容開口部２５が設けられている。絶縁層１０に、素子接続端子４５、４６を収容開口部２５に露出させるとともに半田部材１０５が収容される端子開口１１が設けられている。端子開口１１は、アクチュエータ素子１０４が実装された場合に対応する一方の電極１０４ａまたは１０４ｂを平面視で包含し、この端子開口１１の平面面積は、この電極１０４ａ、１０４ｂの平面面積より大きくなっている。【選択図】図４

Description

本発明は、サスペンション用基板、素子付サスペンション用基板、サスペンション、ヘッド付サスペンションおよびハードディスクドライブに係り、とりわけ、アクチュエータ素子の実装高さを低減することができるサスペンション用基板、素子付サスペンション用基板、サスペンション、ヘッド付サスペンションおよびハードディスクドライブに関する。

一般に、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）は、データが記憶されるディスクに対してデータの書き込みおよび読み取りを行う磁気ヘッドスライダ（以下、単にヘッドスライダと記す）が実装されたサスペンション用基板（フレキシャー）を備えている。このサスペンション用基板は、ヘッドスライダが実装されるヘッド領域から、ＦＰＣ基板（フレキシブルプリント基板）に接続されるテール領域に延びるように形成されており、金属支持層と、金属支持層に絶縁層を介して積層された複数の配線を有する配線層と、を備え、各配線に電気信号を流すことにより、ディスクに対してデータの書き込みまたは読み取りを行うようになっている。

このようなハードディスクドライブにおいては、ディスク上の所望のデータトラックにヘッドスライダを移動させるために、ヘッドスライダを支持するアクチュエータアームを回動させるＶＣＭアクチュエータ（ボイスコイルモータ）を、サーボコントロールシステムによって制御している。

ところで、近年、ディスクの容量増大の要求が高まっている。この要求に応えるために、ディスクが高密度化されて、トラックの幅が小さくなっている。このため、ＶＣＭアクチュエータによって、ヘッドスライダを所望のトラックに精度良く位置合わせすることが困難な場合がある。

このことに対処するために、ＶＣＭアクチュエータとＰＺＴマイクロアクチュエータとを協働させて、所望のトラックにヘッドスライダを移動させるデュアルアクチュエータ（Ｄｕａｌ Ｓｔａｇｅ Ａｃｔｕａｔｏｒ：ＤＳＡ）方式のサスペンションが知られている（例えば、特許文献１乃至３参照）。このＰＺＴマイクロアクチュエータは、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）からなるピエゾ素子（圧電素子）により構成され、電圧が印加されることにより伸縮し、ヘッドスライダを微小に移動させるようになっている。このようなデュアルアクチュエータ方式のサスペンションにおいては、ＶＣＭアクチュエータが、ヘッドスライダの位置を大まかに調整し、ＰＺＴマイクロアクチュエータが、ヘッドスライダの位置を微小調整する。このようにして、ヘッドスライダを、所望のトラックに、迅速に、かつ精度良く位置合わせするようになっている。

特許文献１乃至３に示すサスペンションでは、ピエゾ素子を、サスペンション用基板のヘッド領域に実装させている。この場合、ピエゾ素子はヘッドスライダの下方近傍に配置される。このため、ピエゾ素子の伸縮動作をヘッドスライダに直接的に伝達することができ、ヘッドスライダの位置合わせの精度向上を図ることができる。

ピエゾ素子の接続パッドは、導体層の接続パッドに半田接合されている。ここでは、半田は、導体層とピエゾ素子との間に介在された絶縁層に設けられた開口部に収容されている。

特開２０１０−１４６６３１号公報 特開２０１０−２１８６２６号公報 特開２０１２−９９２０４号公報

ピエゾ素子が実装されたサスペンション用基板は、ピエゾ素子が実装された側で、ロードビームに取り付けられ、このロードビームによって保持されるようになる。このため、ピエゾ素子がロードビームに接触するおそれがあり、この場合には、ピエゾ素子の伸縮動作が阻害され得る。とりわけ、ピエゾ素子の電極を、サスペンション用基板の素子接続端子（素子パッド）に半田部材で接続する場合、接続後の半田部材の厚さ（高さ）によっては、ピエゾ素子の実装高さが高くなり、ロードビームとの接触の可能性が高まる。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、アクチュエータ素子の実装高さを低減することができるサスペンション用基板、素子付サスペンション用基板、サスペンション、ヘッド付サスペンションおよびハードディスクドライブを提供することを目的とする。

本発明は、ヘッドスライダと、半田部材を用いて接続可能な一対の電極を有し、前記ヘッドスライダを変位させる伸縮可能なアクチュエータ素子と、が実装されるサスペンション用基板であって、金属支持層と、前記金属支持層上に設けられた絶縁層と、前記絶縁層上に設けられ、前記アクチュエータ素子の前記電極に前記半田部材を介して接続される素子接続端子を有する配線層と、を備え、前記金属支持層に、前記アクチュエータ素子を収容する収容開口部が設けられ、前記絶縁層に、前記素子接続端子を前記収容開口部に露出させるとともに前記半田部材が収容される端子開口が設けられ、前記端子開口は、前記アクチュエータ素子が実装された場合に対応する一方の前記電極を平面視で包含し、当該端子開口の平面面積は、当該電極の平面面積より大きいことを特徴とするサスペンション用基板を提供する。

なお、上述したサスペンション用基板において、前記端子開口の前記アクチュエータ素子の伸縮方向外側の端辺は、前記一方の前記電極の伸縮方向外側の端辺に平面視で重なる位置に配置される、ようにしてもよい。

また、上述したサスペンション用基板において、前記端子開口の幅は、実装される前記アクチュエータ素子の前記電極の幅と同一である、ようにしてもよい。

また、上述したサスペンション用基板において、前記端子開口は、前記一方の前記電極と平面視で重なる第１開口部分と、前記第１開口部分より前記アクチュエータ素子の伸縮方向内側に設けられた第２開口部分と、を有し、前記第２開口部分の幅が、前記第１開口部分の幅と同一である、ようにしてもよい。

また、上述したサスペンション用基板において、前記端子開口は、前記一方の前記電極と平面視で重なる第１開口部分と、前記第１開口部分より前記アクチュエータ素子の伸縮方向内側に設けられた第２開口部分と、を有し、前記第２開口部分の幅が、前記第１開口部分の幅より小さくなっている、ようにしてもよい。

また、上述したサスペンション用基板において、前記第２開口部分は、平面視で矩形状に形成されている、ようにしてもよい。

本発明は、上述のサスペンション用基板と、前記サスペンション用基板に実装された前記アクチュエータ素子と、を備え、前記アクチュエータ素子の前記電極は、前記端子開口に収容された前記半田部材を介して前記素子接続端子に接続されていることを特徴とする素子付サスペンション用基板を提供する。

本発明は、ロードビームと、前記ロードビームに取り付けられた上述の素子付サスペンション用基板と、を備えたことを特徴とするサスペンションを提供する。

本発明は、上述のサスペンションと、前記サスペンションに実装された前記ヘッドスライダと、を備えたことを特徴とするヘッド付サスペンションを提供する。

本発明は、上述のヘッド付サスペンションを備えたことを特徴とするハードディスクドライブを提供する。

本発明によれば、アクチュエータ素子の実装高さを低減することができる。

図１は、本発明の実施の形態におけるヘッド付サスペンションの一例を示す平面図である。 図２は、図１の素子付サスペンション用基板のヘッド領域を拡大して示す平面図である。 図３は、図２のヘッド領域を示す部分断面図である。 図４は、図３の下方から見た素子接続端子とピエゾ素子の電極とを示す図である。 図５は、図１のヘッド付サスペンションを含むハードディスクドライブの一例を示す斜視図である。 図６（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態におけるピエゾ素子の実装方法を説明するための図である。 図７は、図４の変形例を示す図である。 図８は、図４の他の変形例を示す図である。

図１乃至図６を用いて、本発明の実施の形態におけるサスペンション用基板、素子付サスペンション用基板、サスペンション、ヘッド付サスペンションおよびハードディスクドライブについて説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

図１に示すように、ヘッド付サスペンション１１１は、サスペンション１０１と、サスペンション用基板１のヘッド領域２に実装されたヘッドスライダ１１２と、を備えている。このうちヘッドスライダ１１２は、後述するディスク１２３（図５参照）に対してデータの書き込みおよび読み取りを行うためのものであり、後述するサスペンション用基板１のヘッド領域２に接着剤を用いて接合されている。なお、ヘッドスライダ１１２のスライダ端子（図示せず）は、スライダ用半田部材によってヘッド端子４１に電気的に接続されている。

サスペンション１０１は、ベースプレート１０２と、ベースプレート１０２上に取り付けられたロードビーム１０３と、ロードビーム１０３に取り付けられたサスペンション用基板１と、サスペンション用基板１のヘッド領域２に実装された一対のピエゾ素子（アクチュエータ素子）１０４と、を備えている。このうちベースプレート１０２およびロードビーム１０３は、いずれも、好適にはステンレスにより形成され、互いに溶接されて固定されている。なお、サスペンション１０１には、ベースプレート１０２が含まれない場合もある。

また、ロードビーム１０３は、サスペンション用基板１の金属支持層２０（後述）に、溶接により取り付けられるようになっている。なお、ロードビーム１０３には、治具孔（図示せず）が設けられており、サスペンション用基板１には、図１に示すように、当該ロードビーム１０３の治具孔とアライメント（位置合わせ）を行うための治具孔５が設けられている。このことにより、サスペンション用基板１にロードビーム１０３を取り付ける際に、サスペンション用基板１とロードビーム１０３との位置合わせを行うことができるようになっている。ロードビーム１０３の治具孔およびサスペンション用基板１の治具孔５は、図１に示す長手方向軸線（Ｘ）上に配置されている。

図１および図２に示すように、ピエゾ素子１０４は、ピエゾ素子１０４の長手方向（図２のＰ方向）に伸縮可能に構成されている。これにより、一対のピエゾ素子１０４は、ヘッドスライダ１１２をスウェイ方向（旋回方向、図２の矢印Ｑ方向）に変位させることができるようになっている。

ここで、ピエゾ素子１０４の構造についてより具体的に説明する。ピエゾ素子１０４は、図３に示すように、矩形状の一対の電極（第１電極１０４ａ、第２電極１０４ｂ）と、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等の圧電セラミックスからなる圧電材料部１０４ｃと、を有している。一対の電極１０４ａ、１０４ｂは、圧電材料部１０４ｃの絶縁層１０の側の面において、圧電材料部１０４ｃのうち伸縮方向（長手方向）における両端部（第１素子端部１０４ｄおよび第２素子端部１０４ｅ）に形成されている。すなわち、ピエゾ素子１０４は、伸縮方向における端部として、第１素子端部１０４ｄと第２素子端部１０４ｅとを有しており、第１素子端部１０４ｄに第１電極１０４ａが形成され、第２素子端部１０４ｅに第２電極１０４ｂが形成されている。これらの第１電極１０４ａおよび第２電極１０４ｂが、後述する絶縁層１０の端子開口１１に収容された半田部材１０５を介して配線層４０の素子接続端子４５、４６に接続されている。なお、ピエゾ素子１０４の電極１０４ａ、１０４ｂとは、圧電材料部１０４ｃに金属材料等により形成された導通部分の全体を意味するものではなく、導通部分のうち、半田部材１０５が接続されることを意図している部分、例えば、導通部分のうち素子接続端子４５、４６と対向する部分であって、半田部材１０５の濡れ性を改善するための処理が行われた部分を意味するものとして用いている。本実施の形態による各電極１０４ａ、１０４ｂの幅（ピエゾ素子１０４の長手方向に直交する短手方向の長さ）は、ピエゾ素子１０４の幅と同一となっている。

各素子端部１０４ｄ、１０４ｅには、非導電性接着剤１０７（例えば、ＵＶ硬化樹脂）が塗布されている。非導電性接着剤１０７は、ピエゾ素子１０４をサスペンション用基板１に機械的に接合するためのものである。

一対のピエゾ素子１０４の圧電材料部１０４ｃは、互いに１８０°異なる分極方向となるように形成されており、所定の電圧が印加されると、一方のピエゾ素子１０４が収縮すると共に、他方のピエゾ素子１０４が伸長するようになっている。すなわち、ピエゾ素子１０４は、電極１０４ａ、１０４ｂ間に所定の電圧が印加されることにより図２の矢印Ｐ方向に伸縮可能な圧電素子として構成されている。

このようなピエゾ素子１０４は、図１に示すように、長手方向軸線（Ｘ）に沿って細長の矩形状に形成されており、その伸縮方向が、当該長手方向軸線（Ｘ）に平行となっている。また、ピエゾ素子１０４は、長手方向軸線（Ｘ）に対して互いに線対称に配置されており、各ピエゾ素子１０４の伸縮が、ヘッドスライダ１１２に均等に伝達されるようになっている。

半田部材１０５には、融点が低い材料を用いることが好適である。このことにより、半田部材１０５を溶融させるために加熱する際、加熱温度を低減することができ、ピエゾ素子１０４の温度が上昇することにより圧電材料部１０４ｃの分極が消失されることを防止できる。このような半田部材１０５としては、例えば、Ｓｎ（錫）とＢｉ（ビスマス）とを含有するＳｎ−Ｂｉ系半田材料により形成することが好適である。Ｂｉを含有させることにより、半田材料の融点を低くすることができる。例えば、Ｓｎ−Ｂｉ系半田材料のうち融点が１８０℃以下の半田材料としては、３５重量（ｗｔ）％以上７０重量％以下のＢｉを含有したＳｎ−Ｂｉ系半田材料が挙げられる。また、融点が１６０℃以下の半田材料としては、５０重量％以上６３重量％以下のＢｉを含有したＳｎ−Ｂｉ系半田材料が挙げられる。特に、半田部材１０５は、５８重量％（ｗｔ％）のＢｉを含有するＳｎ−５８Ｂｉ系半田材料により形成されていることが好適である。５８重量％のＢｉを含有させた場合、Ｓｎ−Ｂｉ系半田材料の中でも最も低い融点（共晶点、１３９℃）を有する半田材料とすることができ、分極の消失をより一層防止することができる。なお、半田部材１０５は、Ｓｎ−５８Ｂｉ系半田材料以外にも、例えば、Ｓｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇ系半田材料により形成されていてもよい。この場合、Ａｇ（銀）を含有させることにより、融点の低い半田材料の強度を増大させることができる。

このような半田部材１０５を用いてピエゾ素子１０４の電極１０４ａ、１０４ｂを素子接続端子４５、４６に接続することにより、接合信頼性を向上させることができる。すなわち、半田部材１０５の代わりに銀ペーストを用いることもできるが、半田部材１０５の方が銀ペーストよりも接着力を向上させることができる。このため、半田部材１０５と素子接続端子４５、４６との接触面積が小さい場合であっても、半田部材１０５と素子接続端子４５、４６との接合信頼性を向上させることができる。また、銀ペーストを用いる場合には、銀ペーストを構成する銀フィラーが飛散して、ハードディスクドライブ１２１内の汚染源になる可能性があるが、半田部材１０５を用いる場合には、このような汚染を回避できる。

次に、素子付サスペンション用基板９１について説明する。

素子付サスペンション用基板９１は、サスペンション用基板１と、当該サスペンション用基板１に実装された一対のピエゾ素子１０４とにより構成され、上述したサスペンションのうちベースプレート１０２およびロードビーム１０３が除かれた構成をいう。このため、上述したサスペンション１０１は、ベースプレート１０２と、ロードビーム１０３と、ロードビーム１０３に取り付けられた素子付サスペンション用基板９１と、を備える構成となっている。

次に、サスペンション用基板１について説明する。なお、サスペンション用基板１は、上述したピエゾ素子１０４が実装される前の形態となっている。

図１に示すように、サスペンション用基板１は、ヘッドスライダ１１２とピエゾ素子１０４とが実装されるヘッド領域（ジンバル領域）２と、ＦＰＣ基板（外部接続基板）１３１が接続されるテール領域３と、を有している。ヘッド領域２には、ヘッドスライダ１１２に接続される複数のヘッド端子４１が設けられ、テール領域３には、ＦＰＣ基板１３１に接続される複数のテール端子（外部接続基板端子）４２が設けられている。ヘッド端子４１とテール端子４２とは、後述する複数の信号配線４３によってそれぞれ接続されている。

図１乃至図３に示すように、サスペンション用基板１は、金属支持層２０と、金属支持層２０上に設けられた絶縁層１０と、絶縁層１０上に設けられ、複数の配線４３、４４を有する配線層４０と、を備えている。すなわち、金属支持層２０に、絶縁層１０を介して配線層４０が積層されている。絶縁層１０上には、配線４３、４４を覆う保護層５０が設けられている。上述したヘッドスライダ１１２は、サスペンション用基板１の保護層５０の側（保護層５０上）に配置され、ピエゾ素子１０４は、金属支持層２０の側に配置されている。なお、図１および図２においては、図面を明瞭にするために、保護層５０は省略している。

金属支持層２０は、図２および図３に示すように、金属支持層本体２１と、ヘッド領域２に配置され、ヘッドスライダ１１２が取り付けられたタング部２２と、を有している。金属支持層本体２１とタング部２２とは、長手方向軸線（Ｘ）に沿って延びる中央連結部２４によって連結されている。中央連結部２４の幅は小さくなっており、これにより中央連結部２４は柔軟性を有し、ヘッドスライダ１１２のピボット運動が阻害されることを防止すると共に、ピエゾ素子１０４の伸縮動作が阻害されることを防止している。

ヘッド領域２において、金属支持層２０に、ピエゾ素子１０４を収容する収容開口部２５が設けられている。収容開口部２５は、中央連結部２４の両側に配置されている。すなわち、一対の収容開口部２５の間に中央連結部２４が配置されている。本実施の形態においては、収容開口部２５の外側（中央連結部２４の側とは反対側）には、金属支持層２０を構成する部材は形成されていない。しかしながら、ピエゾ素子１０４の伸縮動作に支障が無ければ、収容開口部２５の外側に、金属支持層２０を構成する部材が形成されていてもよい。

配線層４０は、複数の配線、すなわち、一対の読取配線と一対の書込配線とを含む信号配線４３と、ピエゾ素子１０４に接続される一対の素子配線４４と、を有している。このうち、信号配線４３は、ヘッド端子４１とテール端子４２とを接続しており、この信号配線４３に電気信号が流されることによって、ヘッドスライダ１１２がディスク１２３（図５参照）に対してデータの書き込みまたは読み取りを行うようになっている。テール端子４２から延びる素子配線４４は、第２素子接続端子４６に接続されており、ピエゾ素子１０４の第２電極１０４ｂに所定の電圧を印加するようになっている。

配線層４０は、ピエゾ素子１０４の第１電極１０４ａに接続される第１素子接続端子４５と、ピエゾ素子１０４の第２電極１０４ｂに接続される第２素子接続端子４６と、を有している。

第１素子接続端子４５は、ピエゾ素子１０４の第１電極１０４ａを接地している。すなわち、第１素子接続端子４５は、ピエゾ素子１０４の接地をとるためのものとなっており、導電接続部６０（ビア、図２参照）を介して、金属支持層２０のタング部２２に電気的に接続されている。この導電接続部６０は、絶縁層１０および第１素子接続端子４５を貫通し、第１素子接続端子４５と金属支持層２０のタング部２２とを電気的に接続している。このような導電接続部６０は、絶縁層１０および第１素子接続端子４５に形成された貫通孔（図示せず）にニッケルめっきまたは銅めっきを施すことにより形成することが好適である。

第２素子接続端子４６は、上述したように、ピエゾ素子１０４の第２電極１０４ｂに所定の電圧を印加するためのものとなっている。すなわち、第２素子接続端子４６には、上述した素子配線４４が接続されている。

図３および図４に示すように、絶縁層１０に、素子接続端子４５、４６を収容開口部２５の側に露出させる端子開口１１が設けられている。各端子開口１１は、平面視で対応する一方の素子接続端子４５または４６を包含している。素子接続端子４５、４６のうち端子開口１１に露出された部分に、ニッケル（Ｎｉ）めっきおよび金（Ａｕ）めっきがこの順に施されて形成されためっき層（図示せず）が設けられている。このことにより、素子接続端子４５、４６が腐食することを防止するとともに、ピエゾ素子１０４の電極１０４ａ、１０４ｂと素子接続端子４５、４６との接続抵抗を低減している。なお、ヘッド端子４１およびテール端子４２にも、同様にして、めっき層が設けられている。

図３に示すように、端子開口１１には、ピエゾ素子１０４と素子接続端子４５、４６とを電気的に接続する上述した半田部材１０５が収容される。端子開口１１に半田部材１０５を収容する方法としては、半田粒１０６（図６（ａ）参照）を有する半田ペーストを端子開口１１内にスクリーン印刷法で塗布する方法が好適である。半田ペーストは、微細な粉末状の半田粒１０６がフラックスによってペースト状に形成されたものである。このような半田ペーストを半田部材１０５とすることができる。この場合、半田粒１０６が溶融することによって、ピエゾ素子１０４の電極１０４ａ、１０４ｂと配線層４０の素子接続端子４５、４６とが電気的に接続される。

図４に示すように、端子開口１１は、ピエゾ素子１０４が実装された場合に、対応する一方の電極１０４ａまたは１０４ｂを平面視で包含し、この端子開口１１の平面面積は、当該対応する一方の電極１０４ａまたは１０４ｂの平面面積より大きくなっている。すなわち、第１素子端子４５の側の端子開口１１は、ピエゾ素子１０４の第１電極１０４ａを平面視で包含し、当該端子開口１１の平面面積（平面視での面積）は、第１電極１０４ａの平面面積より大きくなっている。また、第２素子端子４６の側の端子開口１２は、ピエゾ素子１０４の第２電極１０４ｂを平面視で包含し、当該端子開口１１の平面面積は、第２電極１０４ｂの平面面積より大きくなっている。ここで、平面視とは、金属支持層２０と絶縁層１０と配線層４０とが積層された積層方向から見た状態、より具体的には、図１、図２、図４などに示された状態を意味する。

図４に示す形態では、端子開口１１は、平面視で矩形状に形成されており、ピエゾ素子１０４の対応する一方の電極１０４ａまたは１０４ｂより大きな矩形形状を有している。そして、端子開口１１の各辺が、平面視で、対応する一方の電極１０４ａまたは１０４ｂの各辺より電極１０４ａ、１０４ｂの外側にそれぞれ配置されており、端子開口１１の４つの辺のうち、対応する一方の電極１０４ａまたは１０４ｂの辺と重なる辺は存在していない。

次に、サスペンション用基板１の各層を構成する材料について詳細に述べる。

絶縁層１０の材料としては、所望の絶縁性を有する材料であれば特に限定されることはないが、例えば、ポリイミド（ＰＩ）を用いることが好適である。なお、絶縁層１０の材料は、感光性材料であっても非感光性材料であっても用いることができる。また、絶縁層１０の厚さは、５μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。このことにより、金属支持層２０と各配線４３、４４との間の絶縁性能を確保するとともに、サスペンション用基板１全体としての剛性が喪失されることを防止することができる。

配線層４０の各配線４３、４４は、電気信号を伝送するための導体として構成されており、各配線４３、４４の材料としては、所望の導電性を有する材料であれば特に限定されることはないが、銅（Ｃｕ）を用いることが好適である。銅以外にも、純銅に準ずる電気特性を有する材料であれば用いることもできる。ここで、各配線４３、４４の厚さは、５μｍ以上１８μｍ以下であることが好ましい。このことにより、各配線４３、４４の伝送特性を確保するとともに、サスペンション用基板１全体としての柔軟性が喪失されることを防止することができる。なお、ヘッド端子４１、テール端子４２および素子接続端子４５、４６は、各配線４３、４４と同一の材料、同一の厚みとなっており、配線層４０を構成している。

金属支持層２０の材料としては、所望の導電性、弾力性、および強度を有するものであれば特に限定されることはないが、例えば、ステンレス、４２アロイ、アルミニウム、ベリリウム銅、またはその他の銅合金を用いることができ、このうちステンレスを用いることが好適である。金属支持層２０の厚さは、１５μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。このことにより、金属支持層２０の導電性、弾力性、および強度を確保することができる。

保護層５０の材料としては、樹脂材料、例えば、ポリイミドを用いることが好適である。なお、保護層５０の材料は、感光性材料であっても非感光性材料であっても用いることができる。保護層５０の厚さは、配線４３、４４上において３μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。

次に、図５により、本実施の形態におけるハードディスクドライブ１２１について説明する。図５に示すハードディスクドライブ１２１は、ケース１２２と、このケース１２２に回転可能に取り付けられ、データが記憶されるディスク１２３と、このディスク１２３を回転させるスピンドルモータ１２４と、ディスク１２３に所望のフライングハイトを保って近接するように設けられ、ディスク１２３に対してデータの書き込みおよび読み取りを行うヘッドスライダ１１２を含むヘッド付サスペンション１１１と、を有している。このうちヘッド付サスペンション１１１は、ケース１２２に対して移動可能に取り付けられており、ケース１２２にはヘッド付サスペンション１１１のヘッドスライダ１１２をディスク１２３上に沿って移動させるボイスコイルモータ１２５が取り付けられている。また、ヘッド付サスペンション１１１は、ボイスコイルモータ１２５にアーム１２６を介して取り付けられると共に、ハードディスクドライブ１２１を制御する制御部（図示せず）に接続されたＦＰＣ基板１３１（図１参照）に接続されている。このようにして、電気信号が、サスペンション用基板１とＦＰＣ基板１３１を介して、制御部とヘッドスライダ１１２との間で伝送されるようになっている。

次に、本実施の形態によるサスペンション用基板１の製造方法について説明する。ここでは、一例として、サブトラクティブ法によりサスペンション用基板１を製造する場合について説明するが、アディティブ法により製造することもできる。

まず、金属支持層２０と絶縁層１０と配線層４０とが積層された積層体（図示せず）を準備する。続いて、配線層４０が、所望の形状にエッチングされて、ヘッド端子４１、テール端子４２、配線４３、４４、および素子接続端子４５、４６が形成される。このうちヘッド端子４１および素子接続端子４５、４６は、ヘッド領域２に形成される。次に、絶縁層１０上に、各配線４３、４４を覆う保護層５０が所望の形状で形成される。続いて、絶縁層１０が所望の形状にエッチングされる。この際、ヘッド領域２において、絶縁層１０に端子開口１１が形成される。その後、金属支持層２０が所望の形状にエッチングされて外形加工され、ヘッド領域２において、金属支持層２０にタング部２２および収容開口部２５が形成される。このようにして、本実施の形態によるサスペンション用基板１が得られる。

次に、本実施の形態によるサスペンション１０１の製造方法について説明する。

まず、ベースプレート１０２（図１参照）に、ロードビーム１０３を介して、上述のサスペンション用基板１が、溶接により取り付けられる。この場合、まず、ベースプレート１０２にロードビーム１０３が溶接により固定され、続いて、ロードビーム１０３に設けられた治具孔（図示せず）と、サスペンション用基板１に設けられた治具孔５とにより、ロードビーム１０３とサスペンション用基板１とのアライメントが行われる。その後、サスペンション用基板１の金属支持層２０に溶接が施されて、ロードビーム１０３とサスペンション用基板１が互いに接合されて固定される。

次に、ピエゾ素子１０４が実装される。ピエゾ素子１０４の実装方法について図６を用いて説明する。

まず、図６（ａ）に示すように、端子開口１１に半田部材１０５が収容される。具体的には、端子開口１１内に、例えばスクリーン印刷法によって半田粒１０６を有する半田ペーストが塗布される。この場合、まず、サスペンション用基板１が、金属支持層２０が上方になるようにセットされて、金属支持層２０上に、端子開口１１に対応する所望の形状の貫通孔を有するスクリーン版（図示せず）がセットされる。続いて、スクリーン版上に半田ペーストが塗布され、スクリーン版上の半田ペーストが、スキージにより塗り広げられる。この際、スクリーン版の貫通孔から半田ペーストが落下して、端子開口１１内に塗布される。このようにして、各端子開口１１に半田部材１０５が収容される。

半田部材１０５が収容された後、図６（ｂ）に示すように、金属支持層２０の収容開口部２５にピエゾ素子１０４が収容される。この際、ピエゾ素子１０４の電極１０４ａ、１０４ｂが、塗布された半田部材１０５に接して、対応する端子開口１１に平面視で包含されるようにピエゾ素子１０４が所定の位置に配置される。

ピエゾ素子１０４が収容された後、図６（ｃ）に示すように、半田部材１０５が加熱される。このことにより、半田粒１０６が溶融してリフローし、第１素子接続端子４５上の半田粒１０６が、ピエゾ素子１０４の第１電極１０４ａと、第１素子接続端子４５に溶着される。このようにして、ピエゾ素子１０４の第１電極１０４ａが第１素子接続端子４５に半田接合される。同様に、第２素子接続端子４６上の半田粒１０６が、ピエゾ素子１０４の第２電極１０４ｂと第２素子接続端子４６に溶着される。このようにして、ピエゾ素子１０４の第２電極１０４ｂが第２素子接続端子４６に半田接合される。その後、半田部材１０５は冷却され、硬化する。

リフロー時、溶融した半田部材１０５は、ピエゾ素子１０４の重さを受けて、端子開口１１内で濡れ広がる。ここで、図６（ａ）に示す工程において、端子開口１１内に塗布される半田ペーストの塗布量が少ない場合には、溶融した半田部材１０５は端子開口１１内に収まる。一方、端子開口１１内に塗布される半田ペーストの塗布量が多い場合には、溶融した半田部材１０５は、端子開口１１から盛り上がる傾向にある。この場合には、溶融した半田部材１０５が硬化した後、ピエゾ素子１０４の実装高さが高くなり、金属支持層２０の図６における下面からピエゾ素子１０４の下面までの距離が大きくなるおそれがある。

一般に、サスペンション用基板１の端子開口１１の形状は小さいため、端子開口１１内に塗布すべき半田ペーストの理想的な塗布量は、一般的なプリント基板などで塗布される場合よりも少なくなる。一方で、半田ペーストの粘性などの材料特性や、スクリーン版の貫通孔の大きさ等により、端子開口１１に塗布される半田ペーストの塗布量を少なくすることには限界がある。このため、スクリーン印刷時のバラツキなどを考慮すると、端子開口１１内に塗布される半田ペーストの塗布量は、理想とされる塗布量より多くなる傾向にある。端子開口１１内に塗布された半田ペーストが多い場合には、上述したように、半田ペーストから溶融した半田部材１０５が端子開口１１から盛り上がるおそれがある。この場合、ピエゾ素子１０４が、非導電性接着剤１０７を介してロードビーム１０３に接触する可能性が生じる。

これに対して本実施の形態によれば、端子開口１１は、対応する一方の電極１０４ａまたは１０４ｂを平面視で包含し、この端子開口１１の平面面積が、当該対応する一方の電極１０４ａまたは１０４ｂの平面面積より大きくなっている。このことにより、端子開口１１が大きく形成され、端子開口１１内に収容された半田部材１０５が溶融されると端子開口１１内を濡れ広がり、半田部材１０５が端子開口１１から盛り上がることが抑制される。このため、ピエゾ素子１０４の実装高さが高くなることが抑制され、ピエゾ素子１０４が非導電性接着剤１０７を介してロードビーム１０３に接触することが抑制される。言い換えると、ロードビーム１０３の形状を変更することなく、ピエゾ素子１０４とロードビーム１０３との接触を抑制できる。

例えば、ピエゾ素子１０４の対応する一方の電極１０４ａまたは１０４ｂと略同一の形状で形成された比較的小さい端子開口に半田ペーストを塗布していた場合と同様の方法および条件で、本実施の形態による比較的大きな端子開口１１に半田ペーストを塗布することができる。すなわち、端子開口が小さい場合と等しい塗布量で大きな端子開口１１に半田ペーストを塗布する場合には、端子開口１１が相対的に大きくなることにより、当該端子開口１１内の半田部材１０５の高さが相対的に低減される。この場合、従来の塗布方法と同一の方法および条件を流用しながら、半田部材１０５が端子開口１１から盛り上がることを抑制できる。

半田部材１０５が硬化した後、図６（ｄ）に示すように、ピエゾ素子１０４の第１素子端部１０４ｄおよび第２素子端部１０４ｅに、非導電性接着剤１０７が塗布される（ポッティング）。非導電性接着剤１０７は、塗布された後、気中環境下に放置されて、硬化する。このことにより、ピエゾ素子１０４がサスペンション用基板１に機械的に接合され、ヘッド領域２にピエゾ素子１０４が実装される（図３参照）。

このようにして、サスペンション１０１が得られる。なお、サスペンション用基板１にピエゾ素子１０４を実装して素子付サスペンション用基板９１を得た後に、ベースプレート１０２およびロードビーム１０３を取り付けて、サスペンション１０１を得るようにしてもよい。

次に、上述のようにして得られたサスペンション１０１にヘッドスライダ１１２が実装されて、本実施の形態によるヘッド付サスペンション１１１が得られる。この場合、例えば、ソルダージェット法により、ヘッド端子４１上に、溶融した半田材料が供給される。このことにより、ヘッド端子４１上に供給された半田材料がヘッドスライダ１１２のスライダ端子とヘッド端子４１に溶着されてスライダ用半田部材が形成され、ヘッド端子４１にヘッドスライダ１１２のスライダ端子が半田接合される。このようにして、ヘッドスライダ１１２がサスペンション用基板１に実装される。

さらに、このヘッド付サスペンション１１１がハードディスクドライブ１２１のアーム１２６に取り付けられると共に、サスペンション用基板１のテール端子４２にＦＰＣ基板１３１（図１参照）が接続されて、図５に示すハードディスクドライブ１２１が得られる。

図５に示すハードディスクドライブ１２１においてデータの書き込みおよび読み取りを行う際、スピンドルモータ１２４によってディスク１２３が回転し、ボイスコイルモータ１２５によってヘッド付サスペンション１１１のヘッドスライダ１１２がディスク１２３に沿って移動する。この際、ヘッドスライダ１１２は、ディスク１２３の回転により生じた気流の影響を受けて、タング部２２と共にピボット運動を行いながら、ディスク１２３に所望のフライングハイトを保って浮上する。この状態で、ヘッドスライダ１１２とディスク１２３との間で、データの受け渡しが行われる。この間、サスペンション用基板１とＦＰＣ基板１３１を介して、ＦＰＣ基板１３１に接続されている制御部（図示せず）とヘッドスライダ１１２との間で電気信号が伝送される。このような電気信号は、サスペンション用基板１においては、各信号配線４３によって、ヘッド端子４１（図１参照）とテール端子４２との間で伝送される。

ヘッドスライダ１１２を移動させる際、ボイスコイルモータ１２５が、ヘッドスライダ１１２の位置を大まかに調整し、ピエゾ素子１０４が、ヘッドスライダ１１２の位置を微小調整する。すなわち、ピエゾ素子１０４の第２電極１０４ｂに所定の電圧を印加することにより、長手方向軸線（Ｘ）に沿った方向（図２の矢印Ｐ方向）に、一方のピエゾ素子１０４が収縮すると共に他方のピエゾ素子１０４が伸長する。この場合、ピエゾ素子１０４の第２電極１０４ｂには、素子配線４４、第２素子接続端子４６および半田部材１０５を介して所定の電圧が入力される。

ピエゾ素子１０４が伸縮すると、ヘッド領域２に実装されているヘッドスライダ１１２がスウェイ方向（図２の矢印Ｑ方向）に移動する。この場合、ピエゾ素子１０４の実装高さが低減されているため、ピエゾ素子１０４は、ロードビーム１０３との接触を回避することができる。このため、ピエゾ素子１０４は、第２電極１０４ｂに電圧が入力されるとスムースに伸縮動作を行うことができ、ピエゾ素子１０４の伸縮動作が阻害されることが防止される。この結果、ヘッドスライダ１１２を、ディスク１２３の所望のトラックに、精度良く位置合わせすることができる。

このように本実施の形態によれば、配線層４０の素子接続端子４５、４６を露出させる端子開口１１が、ピエゾ素子１０４が実装された場合に対応する一方の電極１０４またはａ１０４ｂを平面視で包含し、当該端子開口１１の平面面積は、当該電極１０４ａ、１０４ｂの平面面積より大きくなっている。このことにより、端子開口１１に収容された半田部材１０５が溶融した際に端子開口１１から盛り上がることを抑制できる。このため、ピエゾ素子１０４の実装高さを低減することができ、ピエゾ素子１０４がロードビーム１０３に接触することを抑制できる。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明してきたが、本発明によるサスペンション用基板、素子付サスペンション用基板、サスペンション、ヘッド付サスペンションおよびハードディスクドライブは、上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

例えば、上述した本実施の形態においては、端子開口１１の各辺が、平面視で、対応する一方の電極１０４ａまたは１０４ｂの各辺より電極１０４ａ、１０４ｂの外側にそれぞれ配置されている例について説明した。しかしながら、端子開口１１の形状は、これに限られることはない。

一例として、端子開口１１は、図７に示す形態とすることができる。図７に示す形態では、端子開口１１のピエゾ素子１０４の伸縮方向外側の端辺１１ａ（端子開口１１を画定する端面に相当）は、ピエゾ素子１０４が実装された場合に対応する一方の電極１０４ａまたは１０４ｂの伸縮方向外側の端辺１０４ｆ、１０４ｇ（または端面）に平面視で重なる位置に配置されている。より具体的には、第１素子接続端子４５の側の端子開口１１の端辺１１ａは、第１電極１０４ａの端辺１０４ｆに平面視で一致する位置に配置され、第２素子接続端子４６の側の端子開口１１の端辺１１ａは、第２電極１０４ｂの端辺１０４ｇに平面視で一致する位置に配置される。このことにより、溶融した半田部材１０５によるセルフアライメント効果が働き、各端子開口１１の端辺１１ａは、ピエゾ素子１０４が伸縮方向に位置ずれすることを規制できる。ここで、一致とは、厳密に一致という意味に限られることはなく、一致とみなすことができる程度の製造誤差等を含む意味として用いている。

また、図７に示す形態では、各端子開口１１の幅は、ピエゾ素子１０４の電極１０４ａ、１０４ｂの幅と同一になっている。この場合、溶融した半田部材１０５によるセルフアライメント効果が働き、ピエゾ素子１０４が、幅方向に位置ずれすることが抑制され、ピエゾ素子１０４を所定の位置に配置することができる。

さらに、図７に示す形態では、端子開口１１は、実装されるピエゾ素子１０４の対応する一方の電極１０４ａまたは１０４ｂと平面視で重なる第１開口部分５１と、第１開口部分５１よりピエゾ素子１０４の伸縮方向内側に設けられた第２開口部分５２と、を有しており、第２開口部分５２の幅と第１開口部分５１の幅とが等しくなっている。すなわち、端子開口１１は、全体として矩形状に形成されている。なお、第１開口部分５１のピエゾ素子１０４の伸縮方向外側の端辺が、上述した端子開口１１の端辺１１ａに相当する。また、第１開口部分５１の幅および第２開口部分５２の幅が、対応する一方の電極１０４ａまたは１０４ｂの幅と同一となっている。

図７に示す形態において半田部材１０５が溶融すると、半田部材１０５は、第１開口部分５１よりもピエゾ素子１０４の伸縮方向内側に設けられた第２開口部分５２に濡れ広がる。このことにより、端子開口１１から半田部材１０５が盛り上がることを抑制できる。すなわち、溶融した半田部材１０５が、端子開口１１の端辺１１ａよりも外側に濡れ広がると、外側に濡れ広がった半田部材１０５が、ピエゾ素子１０４からの重さを受けないために、ピエゾ素子１０４の端面に沿って盛り上がりフィレットが形成される可能性がある。この場合、素子接続端子４５、４６と電極１０４ａ、１０４ｂとの間に留まる半田部材１０５の量が低減し、素子接続端子４５、４６と電極１０４ａ、１０４ｂとの接続抵抗が増大するおそれがある。これに対して、図７に示す形態によれば、溶融した半田部材１０５が、端子開口１１の端辺１１ａよりも外側に濡れ広がることを防止できるため、半田部材１０５が端子開口１１から盛り上がることを抑制できるとともに、素子接続端子４５、４６と電極１０４ａ、１０４ｂとの間に十分な量の半田部材１０５を留まらせることができる。

また、第１開口部分５１の幅が第２開口部分５２の幅と同一であることにより、端子開口１１の平面面積、とりわけ第２開口部分５２の面積を大きくすることができ、溶融した半田部材１０５を広い領域で濡れ広がらせて、端子開口１１から半田部材１０５が盛り上がることをより一層抑制できる。

また、図７に替わる他の一例として、端子開口１１は、図８に示す形態とすることができる。図８に示す形態が図７に示す形態と主に異なる点は、第２開口部分５２の幅が、第１開口部分５１の幅より小さくなっている点である。

図８に示す形態では、第１開口部分５１のピエゾ素子１０４の伸縮方向内側の端辺１１ｂは、幅方向において第２開口部分５２の両外側に形成されている。言い換えると、第２開口部分５２は、第１開口部分５１の中央側に形成されている。このことにより、第１開口部分５１の端辺１１ｂは、半田部材１０５を溶融させた際に、ピエゾ素子１０４が伸縮方向に位置ずれすることを規制できる。また、この端辺１１ｂを、第２開口部分５２に対して幅方向の両外側に形成することにより、ピエゾ素子１０４に対する位置ずれ規制をピエゾ素子１０４の幅方向に均等に作用させることができ、半田部材１０５を溶融させた際にピエゾ素子１０４が平面視で傾いたり（旋回したり）、位置ずれしたりすることを防止できる。

図８に示す形態において半田部材１０５が溶融すると、図７に示す形態と同様にして、第２開口部分５２に濡れ広がる。このことにより、第１開口部分５１から半田部材１０５が盛り上がることを抑制できる。

１ サスペンション用基板
１０ 絶縁層
１１ 端子開口
１１ａ 端辺
２０ 金属支持層
２５ 収容開口部
４０ 配線層
４５ 第１素子接続端子
４６ 第２素子接続端子
５１ 第１開口部分
５２ 第２開口部分
９１ 素子付サスペンション用基板
１０１ サスペンション
１０４ ピエゾ素子
１０４ａ、１０４ｂ 電極
１０５ 半田部材
１１１ ヘッド付サスペンション
１１２ ヘッドスライダ
１２１ ハードディスクドライブ

Claims (10)

1. ヘッドスライダと、半田部材を用いて接続可能な一対の電極を有し、前記ヘッドスライダを変位させる伸縮可能なアクチュエータ素子と、が実装されるサスペンション用基板であって、
   金属支持層と、
   前記金属支持層上に設けられた絶縁層と、
   前記絶縁層上に設けられ、前記アクチュエータ素子の前記電極に前記半田部材を介して接続される素子接続端子を有する配線層と、を備え、
   前記金属支持層に、前記アクチュエータ素子を収容する収容開口部が設けられ、
   前記絶縁層に、前記素子接続端子を前記収容開口部に露出させるとともに前記半田部材が収容される端子開口が設けられ、
   前記端子開口は、前記アクチュエータ素子が実装された場合に対応する一方の前記電極を平面視で包含し、当該端子開口の平面面積は、当該電極の平面面積より大きいことを特徴とするサスペンション用基板。
2. 前記端子開口の前記アクチュエータ素子の伸縮方向外側の端辺は、前記一方の前記電極の伸縮方向外側の端辺に平面視で重なる位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載のサスペンション用基板。
3. 前記端子開口の幅は、実装される前記アクチュエータ素子の前記電極の幅と同一であることを特徴とする請求項１または２に記載のサスペンション用基板。
4. 前記端子開口は、前記一方の前記電極と平面視で重なる第１開口部分と、前記第１開口部分より前記アクチュエータ素子の伸縮方向内側に設けられた第２開口部分と、を有し、
   前記第２開口部分の幅が、前記第１開口部分の幅と同一であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のサスペンション用基板。
5. 前記端子開口は、前記一方の前記電極と平面視で重なる第１開口部分と、前記第１開口部分より前記アクチュエータ素子の伸縮方向内側に設けられた第２開口部分と、を有し、
   前記第２開口部分の幅が、前記第１開口部分の幅より小さくなっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のサスペンション用基板。
6. 前記第２開口部分は、平面視で矩形状に形成されていることを特徴とする請求項５に記載のサスペンション用基板。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の前記サスペンション用基板と、
   前記サスペンション用基板に実装された前記アクチュエータ素子と、を備え、
   前記アクチュエータ素子の前記電極は、前記端子開口に収容された前記半田部材を介して前記素子接続端子に接続されていることを特徴とする素子付サスペンション用基板。
8. ロードビームと、
   前記ロードビームに取り付けられた請求項７に記載の前記素子付サスペンション用基板と、を備えたことを特徴とするサスペンション。
9. 請求項８に記載の前記サスペンションと、
   前記サスペンションに実装された前記ヘッドスライダと、を備えたことを特徴とするヘッド付サスペンション。
10. 請求項９に記載の前記ヘッド付サスペンションを備えたことを特徴とするハードディスクドライブ。

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