JP2017204317A - 回路付サスペンション基板およびその製造方法 - Google Patents

回路付サスペンション基板およびその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】対向部のピエゾ素子に対する接触により生じるピエゾ素子の傾斜の度合を補償することのできる回路付サスペンション基板およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】回路付サスペンション基板1は、互いに間隔を隔てて配置されるピエゾ先側端子43およびピエゾ後側端子44と、ピエゾ先側端子43およびピエゾ後側端子44と電気的に接続されるように、ピエゾ先側端子43およびピエゾ後側端子44を架設するピエゾ素子11と、ピエゾ先側端子43およびピエゾ後側端子44間の中央よりもピエゾ後側端子44において、ピエゾ素子11に対向する対向部55と、ピエゾ先側端子43およびピエゾ後側端子44間の中央よりもピエゾ先側端子43側において、対向部55がピエゾ素子11に対して接触したときに生じるピエゾ素子11の傾斜の度合を補償するように、ピエゾ素子11に接触する補償部60とを備える。
【選択図】図4

Description

本発明は、回路付サスペンション基板およびその製造方法、詳しくは、ハードディスクドライブに好適に備えられる回路付サスペンション基板およびその製造方法に関する。
回路付サスペンション基板にピエゾ素子を実装して、磁気ヘッドの位置および角度を精密に調節することが知られている。
例えば、ピエゾ先側端子およびピエゾ後側端子と、それらの間を架設するピエゾ素子と、ピエゾ先側端子およびピエゾ後側端子の間を通過するとともに、ピエゾ素子に対して厚み方向に対向する薄肉領域と、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1参照。)。
特許文献1に記載の薄肉領域は、ピエゾ先側端子およびピエゾ後側端子間の中央よりも後側(ピエゾ後側端子側)に位置している。
そして、特許文献1において、回路付サスペンション基板を得るには、まず、ピエゾ先側端子、ピエゾ後側端子および薄肉領域を形成し、その後、ピエゾ先側端子およびピエゾ後側端子のそれぞれにはんだボールを設け、その後、はんだボールを溶融させることにより、ピエゾ先側端子およびピエゾ後側端子と、ピエゾ素子とを電気的に接続させている。
なお、特許文献1において、ピエゾ素子は、薄肉領域に対して微小間隔を隔てられている。
特開2012−099204号公報(図3)
しかるに、回路付サスペンション基板の層構成によっては、薄肉領域がピエゾ素子に接触する場合がある。その場合に、はんだボールを溶融させると、ピエゾ素子が上記した薄肉領域に接触しているので、ピエゾ素子が傾斜する。具体的には、厚み方向において、ピエゾ素子の先端部が、ピエゾ先側素子に対して接近する一方、ピエゾ素子の後端部が、ピエゾ後側素子に対して遠隔するように、ピエゾ素子が傾斜する。そうすると、ピエゾ素子の後端部が、ピエゾ素子が傾斜していない場合に比べて、上下方向において突出し、かかるピエゾ素子の後端部が、回路付サスペンション基板に取り付けられるロードビームなどの部品と接触してしまい、そのため、回路付サスペンション基板およびロードビームを備えるヘッド・ジンバル・アセンブリが機能できないという不具合がある。
本発明は、信頼性に優れる回路付サスペンション基板およびその製造方法を提供することにある。
本発明(1)は、互いに間隔を隔てて配置される第1端子および第2端子と、前記第1端子および前記第2端子と電気的に接続されるように、前記第1端子および前記第2端子を架設する圧電素子と、前記第1端子および前記第2端子間の中央よりも前記第2端子側において、前記圧電素子に対向する対向部と、前記第1端子および前記第2端子間の中央よりも前記第1端子側において、前記対向部が前記圧電素子に対して接触したときに生じる前記圧電素子の傾斜の度合を補償する補償部とを備える、回路付サスペンション基板を含む。
この回路付サスペンション基板によれば、補償部により、対向部が圧電素子に対して接触したときに生じる圧電素子の傾斜の度合を補償することができる。そのため、傾斜に起因する圧電素子の端部が、圧電素子の傾斜の度合が補償されていない場合に比べて、厚み方向に突出することを抑制できる。その結果、この回路付サスペンション基板は、信頼性に優れる。
本発明(2)は、前記第1端子は、前記圧電素子に対向する第1対向面を有し、前記第2端子は、前記圧電素子に対向する第2対向面を有し、前記第1対向面および前記第2対向面は、前記第1端子および前記第2端子と前記圧電素子とが対向する対向方向において、同じ位置に配置され、前記対向部は、前記圧電素子に対向する第3対向面を有し、前記補償部は、前記圧電素子に対向する第4対向面を有し、前記第3対向面および前記第4対向面は、前記対向方向において、前記第1対向面および前記第2対向面に沿う仮想面よりも、前記圧電素子側に配置されている、上記(1)に記載の回路付サスペンション基板を含む。
対向部の第3対向面が、対向方向において、第1対向面および第2対向面に沿う仮想面よりも、圧電素子側に配置されているので、圧電素子の端部が、圧電素子の傾斜の度合が補償されていない場合に比べて、圧電素子側へ突出する。
しかし、この回路付サスペンション基板では、補償部の第4対向面も、対向方向において、仮想面よりも、圧電素子側に配置されている。そのため、圧電素子の傾斜の度合を確実に補償することができる。
本発明(3)は、前記第1端子および前記第2端子を有する導体層と、前記導体層を支持する絶縁層とをさらに備え、前記補償部は、前記絶縁層および/または前記導体層からなる、上記(1)または(2)に記載の回路付サスペンション基板を含む。
補償部を別の部材から形成すれば、構成が複雑化する。
しかし、この回路付サスペンション基板では、補償部が絶縁層および/または導体層からなるので、構成を簡単にすることができる。
本発明(4)は、互いに間隔を隔てて配置される第1端子および第2端子と、前記第1端子および前記第2端子間の中央よりも前記第2端子側において、前記第1端子および前記第2端子と電気的に接続されるように前記第1端子および前記第2端子を架設する圧電素子に対向できる対向部と、前記第1端子および前記第2端子間の中央よりも前記第1端子側において、前記圧電素子に対向できる補償部とを備え、前記補償部は、前記対向部が前記圧電素子に対して接触したときに生じる前記圧電素子の傾斜の度合を補償する、回路付サスペンション基板を含む。
この回路付サスペンション基板によれば、補償部により、対向部が圧電素子に対して接触したときに生じる圧電素子の傾斜の度合を補償することができる。そのため、傾斜に起因する圧電素子の端部が、圧電素子の傾斜の度合が補償されていない場合に比べて、厚み方向に突出することを抑制できる。その結果、この回路付サスペンション基板は、信頼性に優れる。
本発明(5)は、第1端子および第2端子を、互いに間隔を隔てて配置する工程(1)、対向部を、前記第1端子および前記第2端子間において、前記第1端子および前記第2端子間の中央よりも前記第2端子側に配置する工程(2)、補償部を、前記第1端子および前記第2端子間において、前記第1端子および前記第2端子間の中央よりも前記第1端子側に配置する工程(3)、加熱により溶融することのできる接合剤を、前記第1端子および前記第2端子に設ける工程(4)、圧電素子を、前記第1端子および前記第2端子を架設し、かつ、前記対向部および前記補償部に対向するように、前記接合剤と対向配置させる工程(5)、および、前記接合剤を加熱して、前記圧電素子と前記第1端子および前記第2端子とを電気的に接続する工程(6)を備え、前記工程(5)および/または前記工程(6)では、前記補償部は、前記対向部が前記圧電素子に対して接触したときに生じる前記圧電素子の傾斜の度合を補償する、回路付サスペンション基板の製造方法を含む。
この方法によれば、工程(5)および/または工程(6)では、補償部は、対向部が圧電素子に対して接触したときに生じる圧電素子の傾斜の度合を補償する。そのため、対向部の圧電素子に対する接触により生じる圧電素子の傾斜の度合を補償することができる。その結果、傾斜に起因する圧電素子の端部が、圧電素子の傾斜の度合が補償されていない場合に比べて、厚み方向に突出することを抑制できる。そのため、信頼性に優れる回路付サスペンション基板を得ることができる。
本発明の回路付サスペンション基板の製造方法により得られる回路付サスペンション基板は、信頼性に優れる。
図1は、本発明の回路付サスペンション基板の一実施形態の平面図を示す。 図2は、図1に示す回路付サスペンション基板の先端部の平面図を示す。 図3は、図2に示す回路付サスペンション基板のピエゾ先側端子、ピエゾ後側端子および対向部の拡大平面図を示す。 図4は、図2に示す回路付サスペンション基板のA−A線に沿う断面図を示す。 図5は、図3に示すピエゾ先側端子およびピエゾ後側端子を下方から見た斜視図を示す。 図6A〜図6Gは、図4に示す回路付サスペンション基板を製造するための工程図を示し、図6Aが、金属支持基板を用意する工程、図6Bが、ベース絶縁層を設ける工程、図6Cが、導体層を設ける工程、図6Dが、カバー絶縁層を設ける工程、図6Eが、基板開口部を形成する工程、図6Fが、先側端子形成部および後側端子形成部におけるベース絶縁層の下端部を除去する工程、図6Gが、接合剤およびピエゾ素子を設ける工程を示す。 図7は、従来技術の回路付サスペンション基板であって、対向部のピエゾ素子に対する接触により、ピエゾ素子に傾斜が生じる態様を示す。 図8Aおよび図8Bは、図6に示す製造方法の変形例の工程図であり、図8Aは、ピエゾ素子を設ける工程、図8Bは、接合剤をリフローする工程を示す。 図9は、図4に示す回路付サスペンション基板の変形例であって、補償部がカバー絶縁層からなる態様を示す。 図10は、図4に示す回路付サスペンション基板の変形例であって、補償部が導体層からなる態様を示す。
図1において、紙面左右方向は、回路付サスペンション基板の長手方向(第1方向)であり、紙面左側が先側(長手方向一方側、第1方向一方側)、紙面左側が後側(長手方向他方側、第1方向他方側)である。
図1において、紙面上下方向は、回路付サスペンション基板の幅方向(第1方向に直交する第2方向)であり、紙面上側が左側(第2方向一方側)、紙面下側が右側(第2方向他方側)である。
図1において、紙面紙厚方向は、回路付サスペンション基板の厚み方向(第1方向および第2方向に直交する第3方向、対向方向の一例)であり、紙面手前側が上側(第3方向一方側)、紙面奥側が下側(第3方向他方側)である。
具体的には、方向は、各図に記載の方向矢印に従う。
以下、本発明の回路付サスペンションの一実施形態を図1〜図5を参照して説明する。
1.回路付サスペンション基板の基本構成
図1に示すように、回路付サスペンション基板1は、先後方向に延びる略平板形状を有している。
図4に示すように、回路付サスペンション基板1は、金属支持基板2と、その上に設けられるベース絶縁層3と、ベース絶縁層3の上に設けられる導体層4と、ベース絶縁層3の上に、導体層4を被覆するように設けられるカバー絶縁層5とを備える。回路付サスペンション基板1は、圧電素子の一例としてのピエゾ素子11を備える。
1−1.金属支持基板
図1に示すように、金属支持基板2は、長手方向に延びる平面視略矩形平帯状を有している。図1および図2に示すように、金属支持基板2は、先端部において、金属支持基板2の厚み方向を貫通する平面視略矩形状の基板開口部20を有している。
また、金属支持基板2は、その先端部において、基板開口部20の幅方向(先後方向に直交する方向)外側に仕切られるアウトリガー部21と、アウトリガー部21に連結されるタング部22と、それらを連結する第1連結部24とを備えている。
アウトリガー部21は、金属支持基板2における中央部から先側に向かって直線状に延びている。
タング部22は、アウトリガー部21の幅方向内側に設けられている。タング部22は、第1連結部24を介して、アウトリガー部21に連結されている。タング部22は、平面視略H字状を有する。具体的には、タング部22は、幅方向に長く延びる平面視略矩形状を有する基部25と、基部25の先側に間隔を隔てて配置され、幅方向に長く延びる平面視略矩形状を有するステージ26と、基部25およびステージ26の幅方向中央を連結し、先後方向に長い平面視略矩形状を有する第2連結部27とを一体的に備えている。
ステージ26は、第3連結部28によって、アウトリガー部21に連結されている。第3連結部28は、先後方向に延びる幅狭なストリップ形状を有している。
第1連結部24は、アウトリガー部21の先端部から幅方向内側斜め後方に向かって延びる形状を有する。
金属支持基板2は、例えば、ステンレスなどの金属材料からなる。金属支持基板2の厚みは、例えば、10μm以上、好ましくは、15μm以上であり、また、例えば、50μm以下、好ましくは、30μm以下である。
1−2.ベース絶縁層
図4に示すように、ベース絶縁層3は、金属支持基板2の上において、導体層4に対応するパターン形状を有している。ベース絶縁層3は、回路付サスペンション基板1の先端部において、グランド部40(後述)が充填されるベース開口部31と、先側端子形成部33(後述)の第2薄肉部61および補償部60と、後側端子形成部34(後述)の第1薄肉部51とを有している。
ベース開口部31は、ベース絶縁層3を厚み方向に貫通する貫通孔である。
第2薄肉部61と補償部60と第1薄肉部51とは、後で詳述する。
ベース絶縁層3は、ポリイミド樹脂などの絶縁材料からなる。ベース絶縁層3の厚みは、例えば、1μm以上、好ましくは、3μm以上であり、また、例えば、35μm以下、好ましくは、30μm以下である。
1−3.導体層
図1および図2に示すように、導体層4は、端子4Aと、グランド部40と、配線4Bとを備える導体パターンである。端子4Aは、ヘッド側端子41と、外部側端子42と、第1端子の一例としてのピエゾ先側端子43と、第2端子の一例としてのピエゾ後側端子44と、電源側端子45とを備えている。配線4Bは、信号配線46と、パワー配線47と、グランド配線48とを備えている。
ヘッド側端子41は、ステージ26の先端部に設けられている。ヘッド側端子41は、幅方向に互いに間隔を隔てて複数(4つ)配置されている。
外部側端子42は、回路付サスペンション基板1の後端部に設けられている。外部側端子42は、先後方向に互いに間隔を隔てて複数(4つ)配置されている。
ピエゾ先側端子43は、ステージ26の直ぐ後側に位置する。ピエゾ先側端子43は、ステージ26の幅方向外側部の後端縁から後方に向かって突出する。ピエゾ先側端子43は、ランド形状を有する。ピエゾ先側端子43は、第2連結部27の幅方向両外側において、幅方向に互いに間隔を隔てて複数(2つ)配置されている。図3〜図5に示すように、2つのピエゾ先側端子43のそれぞれの第1対向面の一例としての第3下面39は、ベース絶縁層3から下方に向かって露出されている。
ピエゾ後側端子44は、図2および図3に示すように、基部25の直ぐ先側に位置する。ピエゾ後側端子44は、ピエゾ先側端子43に対応するランド形状を有する。ピエゾ後側端子44は、複数(2つ)のピエゾ先側端子43の後側に間隔を隔てて形成されている。複数(2つ)のピエゾ後側端子44のそれぞれは、基部25の幅方向外側部の先端縁から先方に向かって突出する。複数(2つ)のピエゾ後側端子44のそれぞれは、ランド形状を有する。複数(2つ)のピエゾ後側端子44は、幅方向に互いに間隔を隔てて配置されている。図4および図5に示すように、2つのピエゾ後側端子44のそれぞれの第2対向面の一例としての第4下面49は、ベース絶縁層3から下方に向かって露出されている。
また、ピエゾ先側端子43の第3下面39と、ピエゾ後側端子44の第4下面49とは、先後方向に投影したときに、重複する。そのため、第3下面39と第4下面49とは、先後方向に沿う仮想面の一例としての第1仮想面14を形成する。
図1に示すように、電源側端子45は、回路付サスペンション基板1の後端部において、外部側端子42の先後両側に、間隔を隔てて複数(2つ)配置されている。
図2に示すように、グランド部40は、タング部22の左右両端部に配置されている。図4に示すように、グランド部40は、ベース開口部31内に充填されている。そのため、グランド部40は、ベース開口部31から露出する金属支持基板2の上面に直接接触している。
図1および図2に示すように、信号配線46は、ヘッド側端子41および外部側端子42を接続するパターン形状を有しており、互いに間隔を隔てて並列配置されている。信号配線46は、回路付サスペンション基板1の後端部において、外部側端子42から先側に向かって延び、本体部3の先後方向中央において、幅方向両外側に向かって2束に分岐状に屈曲し、その後、基板開口部20の先端部に向けて延びる。その後、信号配線46は、内側に屈曲して、第1連結部24と、ピエゾ先側端子43およびピエゾ後側端子44の間を通過し、第2連結部27の後端部において集束状に至り、続いて、先側に屈曲し、その後、第2連結部27に沿って先側に延び、ステージ26の後端部に至る。さらに、信号配線46は、幅方向両外側に向かって2束に分岐状に屈曲した後、ステージ26の周端縁に沿って延び、その後、ステージ26の先端部において、折り返されて、ヘッド側端子41に至る。
図3および図4に示すように、信号配線46は、ピエゾ先側端子43およびピエゾ後側端子44の間において、ピエゾ先側端子43およびピエゾ後側端子44の間の先後方向中央部Cよりも後側(つまり、ピエゾ後側端子44側)の空間を通過する。
図1および図2に示すように、パワー配線47は、電源側端子45とピエゾ先側端子43とを接続するパターン形状を有しており、互いに間隔を隔てて並列配置されている。また、パワー配線47は、信号配線46の外側に間隔を隔てて、信号配線46に並行している。パワー配線47は、ステージ26の後端部の幅方向両端部から後側に屈曲し、ピエゾ先側端子43に向かう。パワー配線47は、図3に示すように、信号配線46とともに、ピエゾ先側端子43およびピエゾ後側端子44の間の先後方向中央部Cよりも後側の空間を通過する。
図2および図4に示すように、グランド配線48は、ピエゾ後側端子44とグランド部40とを接続する平面視略直線形状を有している。具体的には、グランド配線48は、グランド部40の上部から先側に向かって延び、ピエゾ後側端子44に至っている。
導体層4は、例えば、銅などの導体材料からなる。導体層4の厚みは、例えば、3μm以上、好ましくは、5μm以上であり、また、例えば、50μm以下、好ましくは、20μm以下である。
1−4.カバー絶縁層
図4に示すように、カバー絶縁層5は、ベース絶縁層3の上において、導体層4を被覆するパターン形状を有する。具体的には、カバー絶縁層5は、ヘッド側端子41、外部側端子42および電源側端子45を露出するパターン形状を有している。
また、図3および図4に示すように、ベース絶縁層3と、信号配線46およびパワー配線47と、カバー絶縁層5とは、信号配線46およびパワー配線47が、ピエゾ先側端子43およびピエゾ後側端子44の間を通過する部分において、対向部55を構成している。
対向部55は、金属支持基板2の形状、寸法、および、導体層4の配置によって、回路付サスペンション基板1に不可避的に設けられる部材である。
対向部55は、ベース絶縁層3と、信号配線46およびパワー配線47と、カバー絶縁層5とを備える。好ましくは、対向部55は、ベース絶縁層3と、信号配線46およびパワー配線47と、カバー絶縁層5とのみからなる。
対向部55の第3対向面の一例としての第1下面16は、ベース絶縁層3からなる。第1下面16は、第1仮想面14に対して、下側(後述するピエゾ素子11側)に位置している。なお、第1仮想面14は、対向部55の厚み方向途中部を通過する。
対向部55の上面は、カバー絶縁層5からなる。
対向部55は、後述する接合剤50のリフロー時(図6Gおよび図4参照)において、図7に示すように、ピエゾ素子11の後側部分に接触し、これを下方に押し下げて、ピエゾ素子11において、後方に向かうに従って下方に傾く傾斜を、ピエゾ素子11に生じさせる部材である。
ピエゾ後側端子44の先端面と対向部55の後端面との距離Xの、ピエゾ後側端子44の先端面と先後方向中央部Cとの距離Z1に対する百分率((X/Z1)×100)は、例えば、0%超過、好ましくは、5%以上であり、また、例えば、100%未満、好ましくは、80%以下である。
また、ベース絶縁層3と、カバー絶縁層5とは、ピエゾ先側端子43を支持しており、ベース絶縁層3と、ピエゾ先側端子43と、カバー絶縁層5とは、先側端子形成部33を構成する。先側端子形成部33は、後で詳述する。
さらに、ベース絶縁層3と、カバー絶縁層5とは、ピエゾ後側端子44を支持しており、ベース絶縁層3と、ピエゾ後側端子44と、カバー絶縁層5とは、後側端子形成部34を構成する。後側端子形成部34は、後で詳述する。
カバー絶縁層5は、ベース絶縁層3と同様の絶縁材料からなる。カバー絶縁層5の厚みは、例えば、1μm以上、好ましくは、3μm以上であり、また、例えば、40μm以下、好ましくは、10μm以下である。
1−5.ピエゾ素子
図2に示すように、ピエゾ素子11は、第2連結部27の幅方向両外側に配置されている。2つのピエゾ素子11のそれぞれは、ピエゾ先側端子43およびピエゾ後側端子44を架設している。
図2および図4に示すように、2つのピエゾ素子11のそれぞれは、先後方向に延びる。2つのピエゾ素子11のそれぞれは、略矩形平板形状を有する。また、2つのピエゾ素子11のそれぞれの上面の先後両端部には、先側電極12および後側電極13が設けられている。
先側電極12は、ピエゾ先側端子43の第3下面39と厚み方向に対向している。先側電極12は、接合剤50を介してピエゾ先側端子43と電気的に接続されている。
後側電極13は、ピエゾ後側端子44の第4下面49と対向している。後側電極13は、接合剤50を介してピエゾ後側端子44と電気的に接続されている。
ピエゾ素子11は、例えば、鉛、亜鉛、チタン、ジルコニウム、または、それらの合金、チタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Zr,Ti)Oなどの複合酸化物)などからなる。
ピエゾ素子11の長さは、ピエゾ先側端子43およびピエゾ後側端子44間の距離以上に設定されており、具体的には、例えば、0.5mm以上、好ましくは、0.6mm以上であり、また、例えば、3mm以下、好ましくは、2.5mm以下である。ピエゾ素子11の厚みは、例えば、0.02mm以上、好ましくは、0.03mm以上であり、また、例えば、0.15mm以下、好ましくは、0.1mm以下である。
2.後側端子形成部および先側端子形成部(補償部を含む)
後側端子形成部34および先側端子形成部33(補償部60を含む)を詳述する。
2−1.後側端子形成部
図3〜図5に示すように、後側端子形成部34は、ピエゾ後側端子44を含む部材であって、平面視において、ピエゾ後側端子44より大きい。後側端子形成部34は、略矩形状を有している。図2に示すように、後側端子形成部34は、基部25の先側に配置されている。
後側端子形成部34は、ベース絶縁層3、ピエゾ後側端子44およびカバー絶縁層5を備えている。好ましくは、後側端子形成部34は、ベース絶縁層3、ピエゾ後側端子44およびカバー絶縁層5のみからなる。
後側端子形成部34において、ベース絶縁層3は、基部25から先側に突出する。ベース絶縁層3は、底面視略矩形状を有する。後側端子形成部34におけるベース絶縁層3は、基部25におけるベース絶縁層3に比べて、薄い第1薄肉部51である。図5に示すように、第1薄肉部51の下面は、ピエゾ後側端子44の第2下面49に対して、面方向(前後方向および幅方向に沿う方向)において面一になっている。また、第1薄肉部51の先端面は、ピエゾ後側端子44の先端面に対して、幅方向において、面一になっている。回路付サスペンション基板1の製造方法で説明するが、第1薄肉部51は、後側端子形成部34におけるベース絶縁層3の下端部を除去することによって、形成される。
図3に示すように、後側端子形成部34において、ピエゾ後側端子44は、底面視略矩形を有する。ピエゾ後側端子44は、ランド形状を有している。図4に示すように、ピエゾ後側端子44の後端部は、ベース絶縁層3の第1薄肉部51の上に配置されている。一方、ピエゾ後側端子44の先端部および先後方向中央部は、後端部に対して、一段下がるように、位置している。また、ピエゾ後側端子44の先端部および先後方向中央部の第4下面49は、ベース絶縁層3から下方に露出している。図4および図5に示すように、ピエゾ後側端子44の先端部および先後方向中央部の第4下面49は、ベース絶縁層3の第1薄肉部51の下面と、先後方向および幅方向において面一になっている。
後側端子形成部34において、カバー絶縁層5は、基部25から先側に突出する。後側端子形成部34は、底面視略矩形状を有する。カバー絶縁層5は、ピエゾ後側端子44の後端部および先後方向中央部の左右両側面を被覆する。一方、カバー絶縁層5は、ピエゾ後側端子44の先端部の上面、先面および左右両側面のそれぞれを、上側、先側および左右両側のそれぞれに向けて露出している。
2−2.先側端子形成部
先側端子形成部33は、ピエゾ先側端子43を含む部材であって、底面視において、ピエゾ先側端子43より大きい。先側端子形成部33は、略矩形板形状を有している。先側端子形成部33は、ステージ26の後側に配置されている。
先側端子形成部33は、ベース絶縁層3、ピエゾ先側端子43およびカバー絶縁層5を備えている。好ましくは、先側端子形成部33は、ベース絶縁層3、ピエゾ先側端子43およびカバー絶縁層5のみからなる。
先側端子形成部33において、ベース絶縁層3は、ステージ26から後側に突出する。ベース絶縁層3は、底面視略矩形状を有する。先側端子形成部33は、相対的に薄い第2薄肉部61と、第2薄肉部61に比べて厚い厚肉部である補償部60とを有している。
先側端子形成部33における第2薄肉部61は、ステージ26におけるベース絶縁層3に比べて厚い。第2薄肉部61の下面は、ピエゾ先側端子43の第1下面39に対して、面方向において、面一になっている。
補償部60は、第2薄肉部61の後側に連続して設けられている。補償部60の上面および第2薄肉部61の上面は、面一になっている。一方、補償部60の第4対向面の一例としての第2下面17は、第2薄肉部61の下面に対して、下側に位置している。なお、先側端子形成部33における補償部60は、ステージ26におけるベース絶縁層3と同じ厚さを有する。また、補償部60は、先側端子形成部33におけるベース絶縁層3の下端部をなす。
これにより、先側端子形成部33におけるベース絶縁層3は、先後方向に延び、後端部が下方に屈曲する側面視略L字形状を有している。
また、補償部60の第2下面17は、第1仮想面14に対して、下側(後述するピエゾ素子11側)に位置している。好ましくは、補償部60の第2下面17は、先後方向に投影したときに、対向部55の第1下面16と重複する。つまり、図6Fに示すように、補償部60の第2下面17と、対向部55の第1下面16とは、同一の、第2仮想面15を形成する。第2仮想面15は、第1仮想面14に対して平行であって、第1仮想面14に対して、下側(ピエゾ素子11側)に位置している。
後述するが、補償部60は、接合剤50のリフロー時(図6Gおよび図4参照)において、回路付サスペンション基板1に不可避的に設けられる対向部55が、ピエゾ素子11の後側部分に対して接触(押し下げ)したときに生じる、図7に示すピエゾ素子11の傾斜を補償する傾斜度合補償部材である。なお、補償部60は、対向部55を備えない回路付サスペンション基板1には、本来、不必要な部材であるが、補償部60は、対向部55を備える回路付サスペンション基板1には、必要な部材である。
なお、回路付サスペンション基板1の製造方法で説明するが、第2薄肉部61および補償部60は、先側端子形成部33におけるベース絶縁層3の下端部を除去することによって、形成される。
先側端子形成部33において、ピエゾ先側端子43は、図3に示すように、底面視略矩形状を有している。ピエゾ先側端子43は、ランド形状を有している。図4に示すように、ピエゾ先側端子43の先端部は、ベース絶縁層3の後端部の上に配置されている。一方、ピエゾ先側端子43の後端部および先後方向中央部は、先端部に対して、一段下がるように、位置している。また、ピエゾ先側端子43の後端部および先後方向中央部の第3下面39は、ベース絶縁層3から下方に露出している。図4および図5に示すように、第3下面39は、ベース絶縁層3の第2薄肉部61の下面と、先後方向および幅方向において面一になっている。
先側端子形成部33において、ピエゾ先側端子43は、補償部60に対して先側に間隔を隔てて配置されている。ピエゾ先側端子43は、底面視において、ベース絶縁層3の薄肉部61により囲まれている。
また、ピエゾ先側端子43の後端面と、補償部60の先端面との距離Yの、ピエゾ先側端子43の後端面と先後方向中央部Cとの距離Z2に対する百分率((Y/Z2)×100)は、例えば、0%超過、好ましくは、5%以上であり、また、例えば、100%未満、好ましくは、80%未満である。なお、上記したZ2は、Z1と同一である。
また、ピエゾ先側端子43と補償部60との距離Yの、ピエゾ後側端子44と対向部55との距離Xに対する百分率((Y/X)×100)は、例えば、10%以上、好ましくは、50%以上であり、また、例えば、300%以下、好ましくは、200%以下である。
先側端子形成部33において、カバー絶縁層5は、ステージ26から後側に突出する。先側端子形成部33は、底面視略矩形状を有する。カバー絶縁層5は、ピエゾ先側端子43の上面、後端面および左右両側面を被覆している。
2−3.対向部および補償部のピエゾ素子への接触
そして、対向部55の第1下面16は、ピエゾ素子11の後側部分(先後方向中央部Cより後側であって、後側電極13の直ぐ先側の部分)の上面に直接接触している。
一方、補償部60の第2下面17は、ピエゾ素子11の先側部分(先後方向中央部Cより先側であって、先側電極12の直ぐ後側の部分)の上面に対して直接接触している。また、補償部60は、図3および図4に示すように、ピエゾ先側端子43およびピエゾ後側端子44間の先後方向中央部Cよりも先側(ピエゾ先側端子43側)において、ピエゾ素子11の上面に対して直接接触している。これにより、補償部60は、ピエゾ素子11の先側部分を支持する台座として役する。
これによって、図6Fに示すように、ピエゾ素子11の上面が、第2仮想面15(図6F参照)上に位置している。つまり、ピエゾ素子11の上面は、左右方向に投影したときに、第2仮想面15と重複している。
3.回路付サスペンション基板の製造方法
回路付サスペンション基板1を製造する方法を、図6A〜図6Gおよび図4を参照して説明する。
図6Aに示すように、この方法では、まず、金属支持基板2を用意する。
図6Bに示すように、この方法では、次いで、ベース絶縁層3を金属支持基板2の上に設ける。この際、次の工程で設けられるピエゾ先側端子43、ピエゾ後側端子44および対向部55に対応する部分が、周囲より薄い薄肉部36となるように、ベース絶縁層3を形成する。また、ベース絶縁層3に、ベース開口部31を形成する。
図6Cに示すように、この方法では、次いで、導体層4を設ける。
導体層4を、ベース絶縁層3の上に、端子4A(ピエゾ先側端子43およびピエゾ後側端子44を含む)および配線4Bを備えるパターンに形成する(工程(1)〜工程(3)の一例)。
なお、グランド部40を、ベース開口部31から露出する金属支持基板2の上に設ける。グランド部40は、ベース開口部31内に充填される。
図6Dに示すように、この方法では、次いで、カバー絶縁層5を、ベース絶縁層3の上に、導体層4を被覆するように設ける。これにより、先側端子形成部33、後側端子形成部34および対向部55が構成される。
図6Eに示すように、この方法では、次いで、基板開口部20を金属支持基板2に形成する。
具体的には、対向部55、先側端子形成部33および後側端子形成部34に対応する金属支持基板2を除去する。これによって、対向部55、先側端子形成部33および後側端子形成部34のベース絶縁層3を露出させる。
図6Fに示すように、この方法では、次いで、先側端子形成部33および後側端子形成部34におけるベース絶縁層3の下端部を除去する。
具体的には、先側端子形成部33のベース絶縁層3の先端部および先後方向中央部の下端部を除去して、ピエゾ先側端子43の第3下面39を下方に露出させる。これにより、補償部60と第2薄肉部61とが形成される。また、ベース絶縁層3における第2薄肉部61の下面は、ピエゾ先側端子43の第3下面39と面一となる。
また、後側端子形成部34における先側端子形成部33の下端部を除去して、ピエゾ後側端子44の第4下面49を下方に露出させる。これによって、第1薄肉部51が形成される。第1薄肉部51は、ピエゾ後側端子44の第2下面49と面一となる。
一方、対向部55におけるベース絶縁層3は、除去されない。そのため、対向部55における第1下面16は、先後方向に投影したときに、第3下面39および第4下面49に対して、下方に位置する。
また、対向部55におけるベース絶縁層3の第1下面16は、先後方向に投影したときに、補償部60の第2下面17と重複する。
先側端子形成部33のベース絶縁層3の厚み方向における除去厚みL1は、基部25におけるベース絶縁層3の厚みから、第1薄肉部51の厚みを差し引いた長さL1であって、例えば、1μm以上、好ましくは、2μm以上であり、また、例えば、15μm以下、好ましくは、10μm以下である。
後側端子形成部34のベース絶縁層3の厚み方向における除去厚みL2は、補償部60の厚みから、第2薄肉部61の厚みを差し引いた長さL2であって、具体的には、先側端子形成部33のベース絶縁層3の厚み方向における除去厚みL1と同一である。
図6Gに示すように、この方法では、次いで、接合剤50を、ピエゾ先側端子43およびピエゾ後側端子44に設ける(工程(4)の一例)。
接合剤50は、加熱により溶融することのできる接合剤からなる。接合剤として、例えば、はんだなどが挙げられる。接合層50は、常温において、固形状であって、例えば、略円形状(ボール状)を有しており、そのような接合剤50の直径Rは、先側端子形成部33のベース絶縁層3の除去厚みL1、および、後側端子形成部34のベース絶縁層3の除去厚みL2を、例えば、上回っており、具体的には、L1(L2)に対して、例えば、100%超過、好ましくは、150%以上、また、例えば、1500%以下、好ましくは、1000%以下である。
接合剤50は、ピエゾ先側端子43の第3下面39、および、ピエゾ後側端子44の第4下面49に載置される。必要により、回路付サスペンション基板1は、上下反転させた後、接合剤50をピエゾ先側端子43およびピエゾ後側端子44に対して、載置する。
続いて、図6Gの仮想線に示すように、ピエゾ素子11を、ピエゾ先側端子43およびピエゾ後側端子44に対して架設する(工程(5)の一例)。
具体的には、先側電極12を、第3下面39と厚み方向に対向配置させて、第3下面39と接合剤50を厚み方向に挟み込む。また、後側電極13を、第4下面49と厚み横行に対向配置させて、第4下面49と接合剤50を厚み方向に挟み込む。
これによって、ピエゾ素子11の上面は、第2下面17および第1下面16と微小間隔(例えば、0μm超過、好ましくは、5μm以上)を隔てて配置されている。
図4に示すように、この方法では、その後、回路付サスペンション基板1を加熱して、接合剤50をリフローさせる(工程(6)の一例)。
加熱条件は、先側電極12および後側電極13のそれぞれと、ピエゾ先側端子43およびピエゾ後側端子44のそれぞれとを接合できるように接合剤50が流動する時間および温度に設定される。
回路付サスペンション基板1を加熱すると、接合剤50が流動する。そうすると、回路付サスペンション基板1の重力(あるいは、回路付サスペンション基板1が上下反転されている場合には、ピエゾ素子11の重力)に基づいて、ピエゾ素子11の上面が、第1下面16および第2下面17に対して接近し、やがて、第1下面16および第2下面17に接触する。
この際、補償部60は、対向部55のピエゾ素子11に対する接触により生じるピエゾ素子11の傾斜の度合を補償する。
つまり、図7に示すように、回路付サスペンション基板1が補償部60(図4参照)を備えない場合には、ピエゾ素子11において、後方に向かうに従って下方に進むような傾斜を生じる。ピエゾ素子11の上面と、第1仮想面14とは、断面視において、鋭角である角度αをもって、交差する。角度αは、例えば、3度以上、さらには、5度以上、さらには、10度以上であり、また、30度未満である。
しかし、この回路付サスペンション基板1は、図4に示すように、補償部60を備えるので、補償部60が、上記した傾斜を補正する。具体的には、ピエゾ素子11の上面と第1仮想面14との傾斜の度合を低減し、具体的には、角度αが、例えば、10度未満、好ましくは、5度未満、より好ましくは、3度未満に設定できる。もっとも好ましくは、角度αを0度、つまり、傾斜を解消する。
その後、回路付サスペンション基板1が冷却されると、ピエゾ素子11の上面が第1下面16および第2下面17に接触した状態で、その姿勢が維持(固定)される。これとともに、先側電極12および後側電極13のそれぞれと、ピエゾ先側端子43およびピエゾ後側端子44のそれぞれとが、電気的に接続される。
その後、磁気ヘッド(図示せず)と、外部回路基板と、電源装置(図示せず)とを、ヘッド側端子41と、外部側端子42と、電源側端子45とのそれぞれに対して、電気的に接続する。
これにより、回路付サスペンション基板1が製造される。
その後、回路付サスペンション基板1は、金属支持基板2がロードビーム(図示せず)の上に実装されて、回路付サスペンション基板1およびロードビームを備えるヘッド・ジンバル・アセンブリ(図示せず)を構成し、その後、ヘッド・ジンバル・アセンブリは、ハードディスクドライブに搭載される。
4.一実施形態の作用効果
図7に示すように、回路付サスペンション基板1が補償部60を備えない場合には、ピエゾ素子11において、後方に向かうに従って下方に傾く傾斜を生じる。そうすると、後端部が下方に突出する。そうすると、その後、ピエゾ素子11の後端部が、ロードビーム(図示せず)に接触して、ヘッド・ジンバル・アセンブリが揺動することができないという不具合がある。
しかし、図4に示すように、この回路付サスペンション基板1は、対向部55がピエゾ素子11に対して接触したときに生じるピエゾ素子11の傾斜の度合を補償するように、先後方向中央部Cよりも先側において、ピエゾ素子11に対向する補償部60とを備える。そのため、対向部55のピエゾ素子11に対する接触により生じるピエゾ素子11の傾斜の度合を補償することができる。その結果、上記した傾斜に起因するピエゾ素子11の後端部の下方への突出を抑制することができる。そのため、回路付サスペンション基板1は、信頼性に優れる。
また、回路付サスペンション基板1では、対向部55の第1下面16が、厚み方向において、第1下面39および第2下面49に沿う第1仮想面14(図6G参照)よりも、下側、つまり、ピエゾ素子11側に配置されている。そのため、補償部60がない場合には、図7に示すように、ピエゾ素子11の後端部の下方への突出を生じるところ、この回路付サスペンション基板1では、図4に示すように、補償部60の第2下面17も、厚み方向において、第1仮想面14よりも、下側、つまり、ピエゾ素子11側に配置されている。そのため、ピエゾ素子11の傾斜の度合を確実に補償することができる。
また、この方法によれば、図4に示す工程(6)では、補償部60は、対向部55のピエゾ素子11に対する接触により生じるピエゾ素子11の傾斜の度合を補償する。そのため、対向部55のピエゾ素子11に対する接触により生じるピエゾ素子11の傾斜の度合を補償することができる。その結果、傾斜に起因するピエゾ素子11の後端部の下方への突出を抑制することができる。そのため、信頼性に優れる回路付サスペンション基板1を得ることができる。
5.変形例
一実施形態では、図6Gに示すように、ピエゾ素子11を先側端子形成部33および後側端子形成部34に架設するとともに、ピエゾ素子11の上面を、対向部55の第1下面16および補償部60の第2下面17と厚み方向に間隔を隔てて配置し、図4に示すように、その後、接合剤50のリフローにより、対向部55の第1下面16と、補償部60の補償部60の第2下面17とが、ピエゾ素子11に接触する。
しかし、例えば、図8Aに示すように、ピエゾ素子11を先側端子形成部33および後側端子形成部34に架設するとともに、対向部55の第1下面16と、補償部60の補償部60の第2下面17とが、ピエゾ素子11に接触し、その後、接合剤50のリフローにより、ピエゾ素子11の上面が、対向部55の第1下面16および補償部60の第2下面17と厚み方向に間隔を隔てられ、対向部55および補償部60と接触しなくてもよい。
図8Aにおいて、ピエゾ素子11と、ピエゾ先側端子43およびピエゾ後側端子44に挟まれる接合剤50は、面方向に延びる扁平形状を有する。接合剤50の厚みL3は、例えば、上記したベース絶縁層3の除去厚みL1およびL2より小さくまたは等しく、好ましくは、L1およびL2より小さく、具体的には、100%未満、好ましくは、80%以下であり、また、例えば、50%以上である。
図8Bに示すように、接合剤50が、リフローにより溶融すると、対向部55および補償部60のピエゾ素子11に対する反力や、接合剤50の表面張力などによって、ピエゾ素子11が接合剤50によって下方に押し下げられる(回路付サスペンション基板1が上下反転されている場合には、ピエゾ素子11が浮き上がる)。
また、図8Aの工程において、ピエゾ素子11の上面が、対向部55の第1下面16および補償部60の第2下面17に接触し、その後のリフロー工程において、図4に示すように、引き続き、それらの接触した状態が維持されてもよい。つまり、接合剤50のリフローの前後において、ピエゾ素子11の対向部55および補償部60に対する接触が継続していてもよい。
本発明では、製造途中(例えば、リフロー前)の回路付サスペンション基板1、および、製造後(例えば、リフロー後)の回路付サスペンション基板1の少なくともいずれかの段階の回路付サスペンション基板1において、ピエゾ素子11が対向部55と接触した際に生じるピエゾ素子11の傾斜の度合を、補償部60によって、補償すればよい。つまり、ピエゾ素子11は、傾斜しない場合には、対向部55および補償部60に接触していなくてもよい。しかし、この回路付サスペンション基板1は、対向部55および補償部60を備えるので、それらと、ピエゾ素子11との接触の有無に拘わらず、ピエゾ素子11を適正に配置することができる。
また、ピエゾ後側端子44およびピエゾ先側端子43のそれぞれの下面に、図示しない金属薄膜を、例えば、めっきなどによって配置されていてもよい。金属薄膜は、例えば、金などの金属材料からなる。
この場合には、図5には図示されないが、ピエゾ後側端子44の第2下面49に対応する金属薄膜の下面は、第1薄肉部51の下面に対して、第1薄肉部51の厚み分、下側に位置する。また、ピエゾ先側端子43の第1下面39に対応する金属薄膜の下面は、第2薄肉部61の下面に対して、金属薄膜の厚み分、下側に位置する。
一実施形態では、図4に示すように、回路付サスペンション基板1は、ピエゾ素子11を備えている。
しかし、変形例では、図6Fに示すように、回路付サスペンション基板1は、ピエゾ素子11を備えずに、構成される。図6Fに示す回路付サスペンション基板1は、ピエゾ素子11を設ける前の回路付サスペンション基板1である。この回路付サスペンション基板1は、ピエゾ素子11を設ける前であっても、単独で流通し、産業上利用可能なデバイスである。
図6Fに示す回路付サスペンション基板1によっても、一実施形態と同じ作用効果を奏することができる。
図4に示す一実施形態では、補償部60は、ベース絶縁層3からなる。
しかし、図9に示すように、補償部60は、カバー絶縁層5からなっていてもよい。
つまり、図4および図9に示すように、補償部60は、絶縁層からなることができる。
一方、図10に示すように、補償部60は、導体層4からなっていてもよい。
その場合には、ベース絶縁層3には、厚肉部60を有さず、薄肉部61のみからなる。
補償部60は、薄肉部61の下面の後端部に配置されている。
他方、補償部60を、絶縁層および導体層のいずれからでもなく、他の部材(層)から形成することができる。
好ましくは、図4、図9および図10に示すように、補償部60は、絶縁層および導体層の少なくともいずれかからなる。
補償部60を別の部材から形成すれば、構成が複雑化する。
しかし、図4、図9および図10に示すように、補償部60は、絶縁層および導体層の少なくともいずれかからなれば、構成を簡単にすることができる。
また、図4に示す回路付サスペンション基板1では、対向部55を、先後方向中央部Cに対して後側に設け、補償部60を、先後方向中央部Cに対して先側(具体的には、先側端子形成部33)に設けている。
しかし、先後方向中央部Cに対する対向部55および補償部60の配置は、上記に限定されない。つまり、図示しないが、対向部55を、先後方向中央部Cに対して先側に設け、補償部60を、先後方向中央部Cに対して後側(具体的には、後側端子形成部34)に設けることができる。この変形例によっても、一実施形態と同一の作用効果を奏することができる。
また、対向部55および/または補償部60は、第1下面16および/または第2下面17を有しているが、ピエゾ素子11に対しては、断面視において、点で接触(点接触)してもよい。つまり、対向部55および/または補償部60は、第2仮想面15を構成できる下端部をさらに有する。
さらに、対向部55および/または補償部60は、第1下面16および/または第2下面17を有さず、ピエゾ素子11に対して、断面視において、点で接触(点接触)できる下端部を有してもよい。対向部55および/または補償部60の下端部は、第2仮想面15を構成している。
また、補償部60の数は、1つのピエゾ素子11に対して1であったが、図示しないが、その数は、複数であってもよい。
1 回路付サスペンション基板
3 ベース絶縁層(絶縁層の一例)
4 導体層
5 カバー絶縁層(絶縁層の一例)
11 ピエゾ素子(圧電素子の一例)
15 第2仮想面(仮想面の一例)
16 第1下面(第3対向面の一例)
17 第2下面(第4対向面の一例)
39 第1下面(第1対向面の一例)
43 ピエゾ先側端子(第1端子の一例)
44 ピエゾ後側端子(第2端子の一例)
49 第4下面(第2対向面の一例)
50 接合剤
55 対向部
60 補償部

Claims (5)

  1. 互いに間隔を隔てて配置される第1端子および第2端子と、
    前記第1端子および前記第2端子と電気的に接続されるように、前記第1端子および前記第2端子を架設する圧電素子と、
    前記第1端子および前記第2端子間の中央よりも前記第2端子側において、前記圧電素子に対向する対向部と、
    前記第1端子および前記第2端子間の中央よりも前記第1端子側において、前記対向部が前記圧電素子に対して接触したときに生じる前記圧電素子の傾斜の度合を補償する補償部と
    を備えることを特徴とする、回路付サスペンション基板。
  2. 前記第1端子は、前記圧電素子に対向する第1対向面を有し、
    前記第2端子は、前記圧電素子に対向する第2対向面を有し、
    前記第1対向面および前記第2対向面は、前記第1端子および前記第2端子と前記圧電素子とが対向する対向方向において、同じ位置に配置され、
    前記対向部は、前記圧電素子に対向する第3対向面を有し、
    前記補償部は、前記圧電素子に対向する第4対向面を有し、
    前記第3対向面および前記第4対向面は、前記対向方向において、前記第1対向面および前記第2対向面に沿う仮想面よりも、前記圧電素子側に配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の回路付サスペンション基板。
  3. 前記第1端子および前記第2端子を有する導体層と、
    前記導体層を支持する絶縁層とをさらに備え、
    前記補償部は、前記絶縁層および/または前記導体層からなることを特徴とする、請求項1または2に記載の回路付サスペンション基板。
  4. 互いに間隔を隔てて配置される第1端子および第2端子と、
    前記第1端子および前記第2端子間の中央よりも前記第2端子側において、前記第1端子および前記第2端子と電気的に接続されるように前記第1端子および前記第2端子を架設する圧電素子に対向できる対向部と、
    前記第1端子および前記第2端子間の中央よりも前記第1端子側において、前記圧電素子に対向できる補償部と
    を備え、
    前記補償部は、前記対向部が前記圧電素子に対して接触したときに生じる前記圧電素子の傾斜の度合を補償することを特徴とする、回路付サスペンション基板。
  5. 第1端子および第2端子を、互いに間隔を隔てて配置する工程(1)、
    対向部を、前記第1端子および前記第2端子間において、前記第1端子および前記第2端子間の中央よりも前記第2端子側に配置する工程(2)、
    補償部を、前記第1端子および前記第2端子間において、前記第1端子および前記第2端子間の中央よりも前記第1端子側に配置する工程(3)、
    加熱により溶融することのできる接合剤を、前記第1端子および前記第2端子に設ける工程(4)、
    圧電素子を、前記第1端子および前記第2端子を架設し、かつ、前記対向部および前記補償部に対向するように、前記接合剤と対向配置させる工程(5)、および、
    前記接合剤を加熱して、前記圧電素子と前記第1端子および前記第2端子とを電気的に接続する工程(6)を備え、
    前記工程(5)および/または前記工程(6)では、前記補償部は、前記対向部が前記圧電素子に対して接触したときに生じる前記圧電素子の傾斜の度合を補償することを特徴とする、回路付サスペンション基板の製造方法。
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