JP2016219079A - 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電極が金属支持層に短絡することを防止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は、金属支持層１０と、金属支持層１０上に設けられた絶縁層２０と、絶縁層２０上に設けられた配線層３０と、を備えている。配線層３０は、アクチュエータ素子１０４の電極１０４ａ、１０４ｂに導電性部材１０５を介して接続される素子端子３５、３６を有している。金属支持層１０に、アクチュエータ素子１０４を収容する収容開口部１４が設けられている。収容開口部１４内に、収容されるアクチュエータ素子１０４の対応する伸縮方向の端面１０４ｆ、１０４ｇを支持する一対の絶縁ストッパ５５が設けられている。【選択図】図３

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電極が金属支持層に短絡することを防止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）が実装されるヘッド領域を有するサスペンション用基板を備えている。このサスペンション用基板は、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、を有しており、各配線で電気信号を伝送することにより、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。

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っている間、ヘッドスライダは、ディスクの回転により生じた気流の影響を受けて、ディスクに対して微小な間隔（フライングハイト）を保って浮上する。そして、サスペンション用基板のヘッド領域が、サスペンション用基板にディスクの側とは反対側から取り付けられたロードビームの凸状のディンプル部によって支持され、このディンプル部を支点にして、ヘッドスライダが揺動してジンバル運動を行う。

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方式（Ｄｕａｌ Ｓｔａｇｅ Ａｃｔｕａｔｏｒ：ＤＳＡ）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。

サスペンション用基板に実装されたピエゾ素子は、金属支持層に設けられた収容開口部内に収容されている。そして、ピエゾ素子の接地用の第１電極が、サスペンション用基板の接地用素子端子に接続され、ピエゾ素子の印加用の第２電極が、サスペンション用基板の印加用素子端子に接続されている。

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

しかしながら、収容開口部内に収容されたピエゾ素子の位置がずれると、ピエゾ素子の印加用の第２電極が、収容開口部を画定する金属支持層の開口端壁に近接し、接触する恐れがある。この場合、第２電極が金属支持層に接続されて、第２電極と金属支持層とが短絡するという問題が生じる。

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電極が金属支持層に短絡することを防止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、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であって、伸縮方向の各端部に設けられた、導電性部材を用いて接続可能な電極を有する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導電性部材を介して接続される素子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、前記収容開口部内に、収容される前記アクチュエータ素子の対応する伸縮方向の端面を支持する一対の絶縁ストッパが設けられている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、前記収容開口部は、前記アクチュエータ素子の対応する前記端面に対向する一対の開口端壁によって画定され、前記絶縁ストッパの各々は、対応する前記開口端壁に設けられている、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、前記絶縁層は、前記収容開口部内に露出された、前記絶縁ストッパを支持する絶縁層支持部を有し、前記絶縁ストッパは、前記絶縁層支持部から、前記導電性部材よりも前記配線層の側とは反対側に延びている、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、前記絶縁ストッパは、前記金属支持層の前記絶縁層の側とは反対側の面に延びている、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、前記収容開口部内に、前記アクチュエータ素子の側面を支持する第２の絶縁ストッパが設けられている、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、前記絶縁ストッパは、前記アクチュエータ素子の側面を支持可能になっている、ようにしてもよい。

本発明は、請求項１乃至６のいずれか一項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伸縮方向の前記端面は、前記絶縁ストッパに支持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電極が金属支持層に短絡することを防止できる。

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Ａ−Ａ線断面図である。 図４は、金属支持層側から見た、図２のヘッド領域を示す部分平面図であって、ピエゾ素子が実装された状態を示す図である。 図５は、図４のピエゾ素子の伸縮方向とは直交する方向に沿った断面図である。 図６は、図４のヘッド領域において、ピエゾ素子が実装される前であって絶縁ストッパが形成される前の状態を示す図である。 図７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８（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態における絶縁ストッパの形成方法を説明するための図である。 図９（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１０は、図３の変形例を示す図である。 図１１は、図４の変形例を示す図である。 図１２は、図４の他の変形例を示す図である。 図１３は、図１２のヘッド領域において、絶縁ストッパが形成される前の状態を示す図である。

図１乃至図９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。

まず、図１を用いてヘッド付サスペンション１１１について説明する。

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（ジンバル領域）に搭載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７参照）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のタング部１２に接着剤（図示せず）を用いて接合されている。ヘッドスライダ１１２のスライダ端子（図示せず）は、半田によって後述するヘッド端子３２に電気的に接続されている。

次に、サスペンション１０１について説明する。

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。

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１０（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、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に示すサスペンション１０１の長手方向軸線Ｘ上に配置されている。ここでは、ヘッドスライダ１１２よりもテール領域３の側に２つの治具孔５が設けられている例を示しているが、このことに限られることはなく、一方の治具孔５は、ヘッドスライダ１１２よりも先端側（テール領域３の側とは反対側）に設けられていてもよい。

また、ロードビーム１０３は、図１に示すように、サスペンション用基板１のヘッド領域２（後述するタング部１２）の側に突出したディンプル部１０８を有している。このディンプル部１０８は、当該タング部１２を揺動自在に支持するようになっている。また、ディンプル部１０８は、サスペンション１０１の長手方向軸線Ｘ上であって、ヘッドスライダ１１２の重心に対応する位置に配置されている。

図２に示すように、ピエゾ素子１０４は、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。また、各ピエゾ素子１０４は、図３に示すように、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２０の側の面において、圧電材料部１０４ｃのうち伸縮方向における両端部（第１端部１０４ｄおよび第２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端部１０４ｄと第２端部１０４ｅとを有しており、第１端部１０４ｄに第１電極１０４ａが形成され、第２端部１０４ｅに第２電極１０４ｂが形成されている。また、ピエゾ素子１０４は、伸縮方向の端面として、第１端部１０４ｄに設けられた第１端面１０４ｆおよび第２端部１０４ｅに設けられた第２端面１０４ｇを更に有している。そして、第１端面１０４ｇおよび第２端面１０４ｇに直交するように、ピエゾ素子１０４の側面１０４ｈが形成されている。この側面１０４は、伸縮方向に沿って形成されている。

図３に示すように、ピエゾ素子１０４の第１電極１０４ａは、後述する絶縁層２０の端子開口部２１に収容された半田部材１０５（導電性部材）を介して、サスペンション用基板１の接地用素子端子３５（後述）に電気的に接続されている。この接地用素子端子３５は、導電接続部５０（後述）を介して、金属支持層１０に接続されて接地されている。第２電極１０４ｂは、端子開口部２１に収容された半田部材１０５を介して、サスペンション用基板１の印加用素子端子３６（後述）に電気的に接続されている。この印加用素子端子３６は、後述する素子配線３４に接続されており、印加用素子端子３６には、ピエゾ素子１０４を伸縮させるために所定の電圧が印加されるようになっている。

各端部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および図２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を素子端子３５、３６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と素子端子３５、３６との接触面積が小さい場合であっても、半田部材１０５と素子端子３５、３６との接合信頼性を向上させることができる。

次に、素子付サスペンション用基板６１について説明する。

素子付サスペンション用基板６１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１０１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基板６１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。

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が搭載されるとともにおよびピエゾ素子１０４が実装されるヘッド領域２と、ＦＰＣ基板（フレキシブルプリント基板、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。このうちヘッド領域２には、ヘッドスライダ１１２に電気的に接続される複数のヘッド端子３２が設けられている。一方、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３３が設けられている。なお、図１においては、図面を明瞭にするために、ヘッド端子３２が４つ設けられ、テール端子３３が６つ設けられている例を示しているが、これに限られることはなく、例えば、信号配線３１の個数やピエゾ素子１０４の個数に応じて設けられることが好適である。

図２および図３に示すように、サスペンション用基板１は、金属支持層１０と、金属支持層１０上に設けられた絶縁層２０と、絶縁層２０上に設けられた配線層３０と、を備えており、金属支持層１０に、絶縁層２０を介して配線層３０が積層されている。絶縁層２０と配線層３０との間には、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）からなり、約３００ｎｍ厚さを有するシード層（図示せず）を介在させてもよい。この場合、絶縁層２０と配線層３０との密着性を向上させることができる。

金属支持層１０は、テール領域３から延びる金属支持層本体部１１と、ヘッド領域２に設けられた、ヘッドスライダ１１２が搭載されるタング部１２と、を有している。金属支持層本体部１１とタング部１２とは、長手方向軸線Ｘに沿って延びる中央連結部１３によって連結されている。中央連結部１３の幅は小さくなっており、これにより中央連結部１３は柔軟性を有し、ヘッドスライダ１１２が搭載されるタング部１２のジンバル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１０に、ピエゾ素子１０４を収容する矩形状の収容開口部１４が設けられている。収容開口部１４は、中央連結部１３の両側に配置されている。すなわち、一対の収容開口部１４の間に中央連結部１３が配置されている。本実施の形態においては、収容開口部１４の外側（中央連結部１３の側とは反対側）には、上述した金属支持層本体部１１の一部を構成するアウトリガー部１５（図４参照）が形成されている。このアウトリガー部１５は、ヘッドスライダ１１２のジンバル運動やピエゾ素子１０４の伸縮動作の阻害に問題が無いように、細長状に形成されており、柔軟性を有している。なお、図２においては、図面を明瞭にするために、アウトリガー部１５は省略している。

配線層３０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３１と、ピエゾ素子１０４に接続される一対の素子配線３４と、を有している。このうち、信号配線３１は、図１に示すように、ヘッド端子３２とテール端子３３とを接続しており、この信号配線３１に電気信号を伝送することによって、ヘッドスライダ１１２がディスク１２３（図７参照）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。素子配線３４は、印加用素子端子３６に電気的に接続されており、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。

図２および図３に示すように、配線層３０は、ピエゾ素子１０４の第１電極１０４ａに半田部材１０５を介して接続される接地用素子端子（第１素子端子）３５と、ピエゾ素子１０４の第２電極１０４ｂに半田部材１０５を介して接続される印加用素子端子（第２素子端子）３６と、を有している。このうち、接地用素子端子３５は、ピエゾ素子１０４の第１電極１０４ａを接地して、ピエゾ素子１０４の接地をとるためのものであり、後述の導電接続部５０を介して、金属支持層１０のタング部１２に電気的に接続されている。印加用素子端子３６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であり、印加用素子端子３６には、素子配線３４を介してテール端子３３が電気的に接続されている。本実施の形態においては、ヘッド領域２に、一対のピエゾ素子１０４を実装するために、対応するピエゾ素子１０４に電気的に接続される接地用素子端子３５および印加用素子端子３６が、２つずつ設けられている。

接地用素子端子３５および印加用素子端子３６は、ヘッド領域２内に設けられている。より具体的には、接地用素子端子３５は、タング部１２の側に配置され、タング部１２に支持されている。印加用素子端子３６は、タング部１２の側とは反対側に配置され、金属支持層本体部１１に支持されている。

図３に示すように、絶縁層２０に、素子端子３５、３６をピエゾ素子１０４の側に露出させる端子開口部２１が設けられている。本実施の形態においては、端子開口部２１は、絶縁層２０を構成する部材に部分的に囲まれるように、切り欠くように形成された例が示されているが、これに限られることはなく、絶縁層２０を構成する部材に囲まれるように形成されていてもよい。素子端子３５、３６のうち端子開口部２１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、素子端子３５、３６が腐食することを防止するとともに、素子端子３５、３６とピエゾ素子１０４の電極１０４ａ、１０４ｂとの接触抵抗を低減している。なお、ヘッド端子３２およびテール端子３３にも、同様にして、めっき層が設けられている。

絶縁層２０上には、配線３１、３４を覆う保護層４０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４０の側（保護層４０上）に配置され、ピエゾ素子１０４は、金属支持層１０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４０は省略している。

絶縁層２０に、接地用素子端子３５と金属支持層１０のタング部１２を、互いに電気的に接続する上述した導電接続部（ビア）５０が設けられている。すなわち、絶縁層２０に絶縁層貫通孔２２が設けられ、配線層３０に配線層貫通孔３７が設けられて、絶縁層貫通孔２２および配線層貫通孔３７に、ニッケルめっきまたは銅めっきを施すことにより導電接続部５０が形成されている。このようにして、接地用素子端子３５が接地されるようになっている。なお、図３に示す形態においては、導電接続部５０は、保護層４０により覆われており、その腐食が防止されている。

図３および図４に示すように、収容開口部１４内に、収容されたピエゾ素子１０４の対応する伸縮方向の端面１０４ｆ、１０４ｇを支持する一対の第１の絶縁ストッパ５５（絶縁ストッパ）が設けられている。また、図４および図５に示すように、収容開口部１４内に、ピエゾ素子１０４の側面１０４ｈを支持する第２の絶縁ストッパ５６が設けられている。なお、図４においては、図面を明瞭にするために、非導電性接着剤１０７は省略している。

まず、第１の絶縁ストッパ５５について詳細に説明する。

図３、図４および図６に示すように、収容開口部１４は、一対の開口端壁１６によって画定されており、一対の開口端壁１６の各々が、ピエゾ素子１０４の対応する端面１０４ｆ、１０４ｇに対向している。なお、一方の開口端壁１６は、金属支持層本体部１１の側壁に相当し、他方の開口端壁１６は、タング部１２の側壁に相当している。そして、各第１の絶縁ストッパ５５は、対応する開口端壁１６に設けられている。言い換えると、各第１の絶縁ストッパ５５は、対応する開口端壁１６とピエゾ素子１０４の対応する端面１０４ｆ、１０４ｇとの間に介在されている。

図３および図６に示すように、絶縁層２０は、収容開口部１４内に露出された、第１の絶縁ストッパ５５を支持する絶縁層支持部２３を有している。各絶縁層支持部２３は、平面視で対応する開口端壁１６と対応する端子開口部２１との間に形成されている。第１の絶縁ストッパ５５は、図３に示すように、絶縁層支持部２３から、端子開口部２１に収容された半田部材１０５よりも配線層３０の側とは反対側（図３の上方）に延びている。このようにして、半田部材１０５が、開口端壁１６に接することを防止している。ここで、平面視とは、金属支持層１０と絶縁層２０と配線層３０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。

また、本実施の形態においては、第１の絶縁ストッパ５５は、金属支持層１０の絶縁層２０の側とは反対側の面１８（図３における上面）に延びている。この結果として、第１の絶縁ストッパ５５は、断面視でＬ字状に形成されている。

なお、図３に示す形態では、第１の絶縁ストッパ５５のピエゾ素子１０４の側の側面５５ａ（すなわち対応する端面１０４ｆ、１０４ｇに当接する側面５５ａ）は、端子開口部２１を画定する端壁２１ａに対応する位置（平面視で一致する位置）に設けられている。

次に、第２の絶縁ストッパ５６について詳細に説明する。

図４乃至図６に示すように、収容開口部１４は、ピエゾ素子１０４の側面１０４ｈに対向する一対の開口側壁１７によって画定されている。なお、一方の開口側壁１７は、中央連結部１３の側壁に相当し、他方の開口側壁１７は、アウトリガー部１５の側壁に相当している。そして、各第２の絶縁ストッパ５６は、対応する開口側壁１７に設けられている。言い換えると、各第２の絶縁ストッパ５６は、対応する開口側壁１７とピエゾ素子１０４の対応する側面１０４ｈとの間に介在されている。

また、絶縁層２０は、図５および図６に示すように、平面視で収容開口部１４内に露出する絶縁層配線支持部２４を更に有している。この絶縁層配線支持部２４上に、上述した信号配線３１が設けられており、絶縁層配線支持部２４は信号配線３１を支持している。本実施の形態においては、絶縁層配線支持部２４および第２の絶縁ストッパ５６は、収容開口部１４内の略中央付近に設けられているが、これに限られることはない。

第２の絶縁ストッパ５６は、図５に示すように、絶縁層配線支持部２４から配線層３０の側とは反対側（図５の上方）に延びている。本実施の形態においては、第２の絶縁ストッパ５６は、上述した第１の絶縁ストッパ５５と同様にして、金属支持層１０の絶縁層２０の側とは反対側の面１８（図５における上面）に延びており、断面視でＬ字状に形成されている。

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。

金属支持層１０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１０の厚さは、１５μｍ〜２０μｍであることが好ましい。このことにより、金属支持層１０の導電性、剛性、および弾力性を確保することができる。

絶縁層２０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２０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２０の厚さは、５μｍ〜１０μｍであることが好ましい。このことにより、金属支持層１０と配線層３０と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３０の各配線３１、３４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３１、３４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３１、３４の厚さは、５μｍ〜１８μｍであることが好ましい。このことにより、各配線３１、３４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３２、テール端子３３、素子端子３５、３６は、各配線３１、３４と同一の材料、同一の厚みとなっており、配線層３０を構成している。

保護層４０の材料としては、絶縁層２０と同様に、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４０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４０の厚さ（配線層３０上の厚さ）は、３μｍ〜１０μｍであることが好ましい。

第１の絶縁ストッパ５５および第２の絶縁ストッパ５６に用いる材料としては、絶縁層２０と同様に、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、第１の絶縁ストッパ５５および第２の絶縁ストッパ５６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。

次に、図７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７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に回転自在に取り付けられ、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に対して移動自在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、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。ここでは、まず、サスペンション用基板の製造方法について説明する。ここでは、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図８を用いて説明する。なお、図８では、第１の絶縁ストッパ５５を形成する例について説明しているが、第２の絶縁ストッパ５６も、第１の絶縁ストッパ５５と同様にして形成することができる。

具体的には、まず、金属支持層１０と絶縁層２０と配線層３０とが積層された積層体を準備する。続いて、配線層３０が、所望の形状にエッチングされて、配線３１、３４、ヘッド端子３２、テール端子３３および素子端子３５、３６が形成される。次に、絶縁層２０上に、各配線３１、３４を覆う保護層４０が所望の形状で形成される。続いて、絶縁層２０が所望の形状にエッチングされる。この際、絶縁層２０に端子開口部２１、絶縁層支持部２３、絶縁層配線支持部２４等が形成される。その後、金属支持層１０が所望の形状にエッチングされて外形加工され、金属支持層本体部１１、タング部１２、中央連結部１３および収容開口部１４等が形成される（図８（ａ）参照）。

金属支持層１０が外形加工された後、第１の絶縁ストッパ５５および第２の絶縁ストッパ５６が形成される。

まず、上述のようにして得られたサスペンション用基板１（図８（ａ）参照）に、第１の絶縁ストッパ５５および第２の絶縁ストッパ５６を形成する液状の絶縁材料５７が塗布される（図８（ｂ）参照）。このような絶縁材料５７は、例えばダイコートによって塗布することができる。続いて、塗布された絶縁材料５７を、露光および現像することにより、絶縁材料５７がパターン化されて、所望の形状を有する第１の絶縁ストッパ５５および第２の絶縁ストッパ５６が形成される（図８（ｃ）参照）。形成された第１の絶縁ストッパ５５および第２の絶縁ストッパ５６は、所望の位置に配置されるピエゾ素子１０４の端面１０４ｆ、１０４ｇまたは側面１０４ｈにそれぞれ当接するように形成される。

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、サスペンション用基板１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９を用いて説明する。

まず、図９（ａ）に示すように、端子開口部２１に半田部材１０５が収容される。この場合、端子開口部２１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。この際、第１の絶縁ストッパ５５が、絶縁層支持部２３から図９の上方に延びているため、塗布された半田ペーストが、収容開口部１４を画定する開口端壁１６に接することが防止される。

半田部材１０５が収容された後、図９（ｂ）に示すように、金属支持層１０の収容開口部１４にピエゾ素子１０４が収容される。この際、ピエゾ素子１０４は、一対の第１の絶縁ストッパ５５と一対の第２の絶縁ストッパ５６とによって画定された領域内に収容される。このため、ピエゾ素子１０４は、これらの絶縁ストッパ５５、５６によって所望の位置に位置決めされ、ピエゾ素子１０４の電極１０４ａ、１０４ｂが、塗布された半田部材１０５に接するようになる。

ピエゾ素子１０４が収容された後、図９（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、接地用素子端子３５上の半田粒１０６が、ピエゾ素子１０４の第１電極１０４ａと接地用素子端子３５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が接地用素子端子３５に半田接合される。同様に、印加用素子端子３６上の半田粒１０６が、ピエゾ素子１０４の第２電極１０４ｂと印加用素子端子３６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が印加用素子端子３６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。半田粒１０６が溶融している間、ピエゾ素子１０４は、一対の第１の絶縁ストッパ５５と一対の第２の絶縁ストッパ５６とによって位置決めされているため、ピエゾ素子１０４が位置ずれすることが防止される。

半田部材１０５が硬化した後、図９（ｄ）に示すように、ピエゾ素子１０４の第１端部１０４ｄおよび第２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、本実施の形態による素子付サスペンション用基板６１が得られる。

次に、上述のようにして得られた素子付サスペンション用基板６１を用いたサスペンション１０１の製造方法およびヘッド付サスペンション１１１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が溶接により固定される。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１０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。このようにして、本実施の形態によるサスペンション１０１が得られる。

次に、各サスペンション用基板１のヘッド領域２に、ヘッドスライダ１１２が搭載される。この場合、ヘッドスライダ１１２は接着剤を用いてタング部１２に接合され、ヘッドスライダ１１２のスライダ端子は、半田によってサスペンション用基板１のヘッド端子３２に電気的に接続される。

上述のようにして得られた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３３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７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、ボイスコイルモータ１２５により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上に沿って移動し、スピンドルモータ１２４により回転しているディスク１２３に所望のフライングハイトを保って近接しながら浮上する。この間、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１２に取り付けられたヘッドスライダ１１２は、ロードビーム１０３のディンプル部１０８によって支持されながら揺動する。このことにより、ヘッドスライダ１１２は、ディスク１２３に対する所望のフライングハイトを維持することができる。このようにしてヘッドスライダ１１２が、ディスク１２３上でジンバル運動を行いながら、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のヘッド端子３２とテール端子３３とを接続する信号配線３１に電気信号が伝送される。

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には、素子配線３４、印加用素子端子３６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。

このように本実施の形態によれば、金属支持層１０の収容開口部１４内に、一対の第１の絶縁ストッパ５５が設けられ、第１の絶縁ストッパ５５の各々が、収容されるピエゾ素子１０４の対応する伸縮方向の端面１０４ｆ、１０４ｇを支持している。このことにより、ピエゾ素子１０４が伸縮方向に位置ずれすることを防止でき、ピエゾ素子１０４の電極１０４ａ、１０４ｂが、収容開口部１４を画定する開口端壁１６に接することを防止できる。このため、ピエゾ素子１０４の電極１０４ａ、１０４ｂが金属支持層１０に短絡することを防止できる。

ところで、収容開口部２１内に基準量からずれた量で半田部材１０５が収容された場合には、半田部材１０５のリフロー時に、セルフアライメント効果が発揮され難くなり、ピエゾ素子１０４が位置ずれする可能性が生じる。しかしながら、本実施の形態によれば、上述したように、ピエゾ素子１０４の端面１０４ｆ、１０４ｇが、第１の絶縁ストッパ５５によって支持されている。このことにより、半田部材１０５のリフロー時に、ピエゾ素子１０４が位置ずれすることを防止できる。このため、ピエゾ素子１０４の電極１０４ａ、１０４ｂが金属支持層１０に短絡することを防止できる。

また、本実施の形態によれば、第１の絶縁ストッパ５５は、収容開口部１４を画定する開口端壁１６に設けられている。このことにより、第１の絶縁ストッパ５５は、ピエゾ素子１０４の対応する端面１０４ｆ、１０４ｇをより一層確実に支持することができる。このため、ピエゾ素子１０４の位置ずれをより一層防止できる。

また、本実施の形態によれば、第１の絶縁ストッパ５５は、絶縁層支持部２３から、半田部材１０５よりも配線層３０の側とは反対側に延びている。このことにより、半田部材１０５が第１の絶縁ストッパ５５を越えて開口端壁１６に達して接することを防止できる。このため、ピエゾ素子１０４の電極１０４ａ、１０４ｂが金属支持層１０に短絡することをより一層防止できる。

また、本実施の形態によれば、第１の絶縁ストッパ５５は、金属支持層１０の絶縁層２０の側とは反対側の面１８に延びている。このことにより、半田部材１０５が第１の絶縁ストッパ５５を越えて金属支持層１０に達して接することをより一層防止できる。また、第１の絶縁ストッパ５５と金属支持層１０との接着面積を増大させることができ、第１の絶縁ストッパ５５を金属支持層１０に強固に固定することができる。

さらに、本実施の形態によれば、収容開口部１４内に、ピエゾ素子１０４の側面１０４ｈを支持する第２の絶縁ストッパ５６が設けられている。このことにより、ピエゾ素子１０４が、伸縮方向と直交する幅方向や、伸縮方向に傾く方向に位置ずれすることを防止できる。このため、ピエゾ素子１０４の電極１０４ａ、１０４ｂが金属支持層１０に短絡することをより一層防止できる。

なお、上述した本実施の形態においては、第１の絶縁ストッパ５５および第２の絶縁ストッパ５６を形成する際、液状の絶縁材料５７をダイコートなどによってサスペンション用基板１に塗布して、露光、現像する例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、液状の絶縁材料５７を、ディスペンサなどによって、絶縁ストッパ５５、５６の形状に沿うようにピンポイント的に塗布するようにしてもよい。この場合、露光、現像といったパターニングの工程を省くことが可能となる。また、図３等に示すように、収容開口部１４内に入り込ませることが可能であれば、液状の絶縁材料５７ではなく、絶縁材料で形成されたドライフィルムをサスペンション用基板１に貼り付けて、露光、現像して絶縁ストッパ５５、５６を形成するようにしてもよい。

また、上述した本実施の形態においては、端子開口部２１に半田部材１０５が収容されて、ピエゾ素子１０４の電極１０４ａ、１０４ｂが、半田部材１０５を介して素子端子３５、３６に電気的に接続される例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、半田部材１０５の代わりに、上述した銀フィラーの問題を克服できれば銀ペーストなどの導電性接着剤（図示せず）を用いてもよい。すなわち、端子開口部２１に導電性接着剤が収容されて、ピエゾ素子１０４の電極１０４ａ、１０４ｂが、導電性接着剤を介して素子端子３５、３６に電気的に接続されるようにしてもよい。

また、上述した本実施の形態においては、サスペンション用基板１をサブトラクティブ法により製造する例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、例えば図１０に示すように、サスペンション用基板１は、アディティブ法により製造することもできる。この場合、まず、金属支持層１０上に、絶縁層２０が所望の形状に形成される。この際、絶縁層２０に、絶縁層支持部２３に隣接して絶縁層開口部２５が形成される。続いて、絶縁層２０上に配線層３０が形成される。この際、絶縁層開口部２５内に入り込むように素子端子３５、３６が形成される。このうち接地用素子端子３５は図３等に示す導電接続部５０に接続され、印加用素子端子は素子配線３４に接続される。その後、配線層３０上に保護層４０が形成され、図１０に示すようなヘッド領域２の断面形状を有するサスペンション用基板１が得られる。図１０に示す形態においては、素子端子３５、３６のピエゾ素子１０４の側の面は、絶縁層２０のピエゾ素子１０４の側の面と略面一になり、図３等に示すような端子開口部２１は形成されない。そして、半田部材１０５は、この素子端子３５、３６のピエゾ素子１０４の側の面上に形成される。

また、上述した本実施の形態においては、収容開口部１４内に、ピエゾ素子１０４の側面１０４ｈを支持する第２の絶縁ストッパ５６が設けられている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、例えば、図１１に示すように、第２の絶縁ストッパ５６は設けられていなくてもよい。この場合、ピエゾ素子１０４をより一層スムースに伸縮させることが可能となる。

また、図１１に示すような第２の絶縁ストッパ５６が設けられていない形態では、例えば、図１２に示すように、第１の絶縁ストッパ５５が、ピエゾ素子１０４の側面１０４ｈを支持可能になっていてもよい。

図１２に示す形態では、各絶縁層支持部２３は、対応する素子端子３５、３６の側方に延びるように形成されている。これにより、各絶縁層支持部２３は、ピエゾ素子１０４の対応する端部１０４ｄ、１０４ｅの側方に延びるように形成されている。

このような形状を有する絶縁層支持部２３上に、絶縁材料５７が塗布されて、第１の絶縁ストッパ５５が形成される。これにより、第１の絶縁ストッパ５５は、ピエゾ素子１０４の対応する端部１０４ｄ、１０４ｅの側方に延びて、側面１０４ｈを支持するようになる。

このような図１２に示す形態によれば、ピエゾ素子１０４の伸縮方向での位置ずれを防止するだけでなく、幅方向での位置ずれを防止することができる。とりわけ、ピエゾ素子１０４の側面１０４ｈを支持する位置が、ピエゾ素子１０４の端面１０４ｆ、１０４ｇの近傍となるため、ピエゾ素子１０４をより一層スムースに伸縮させつつ、ピエゾ素子１０４の幅方向での位置ずれを防止できる。

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。

１ サスペンション用基板
１０ 金属支持層
１４ 収容開口部
１６ 開口端壁
２０ 絶縁層
２３ 絶縁層支持部
３０ 配線層
３５ 接地用素子端子
３６ 印加用素子端子
５５ 第１の絶縁ストッパ
５６ 第２の絶縁ストッパ
６１ 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
１０４ｆ、１０４ｇ 端面
１０４ｈ 側面
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、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であって、伸縮方向の各端部に設けられた、導電性部材を用いて接続可能な電極を有する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導電性部材を介して接続される素子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、
   前記収容開口部内に、収容される前記アクチュエータ素子の対応する伸縮方向の端面を支持する一対の絶縁ストッパが設けられていることを特徴とするサスペンション用基板。
2. 前記収容開口部は、前記アクチュエータ素子の対応する前記端面に対向する一対の開口端壁によって画定され、
   前記絶縁ストッパの各々は、対応する前記開口端壁に設けられてい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. 前記絶縁層は、前記収容開口部内に露出された、前記絶縁ストッパを支持する絶縁層支持部を有し、
   前記絶縁ストッパは、前記絶縁層支持部から、前記導電性部材よりも前記配線層の側とは反対側に延びていることを特徴とする請求項２に記載のサスペンション用基板。
4. 前記絶縁ストッパは、前記金属支持層の前記絶縁層の側とは反対側の面に延びていることを特徴とする請求項３に記載のサスペンション用基板。
5. 前記収容開口部内に、前記アクチュエータ素子の側面を支持する第２の絶縁ストッパが設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のサスペンション用基板。
6. 前記絶縁ストッパは、前記アクチュエータ素子の側面を支持可能になっていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のサスペンション用基板。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項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伸縮方向の前記端面は、前記絶縁ストッパに支持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８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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