JP2023102545A - 電子機器の端子接続部 - Google Patents

Abstract

【課題】第１端子と第２端子とを、ＡＣＦ等の接続用導電部材によって確実に接続することができる端子接続部を提供する。【解決手段】テールパッド部２０に設けられた第１端子３１は、基部３２と、曲がり部３３と、重なり部３４とを有している。基部３２は、ベース絶縁層２３に固定された第１の面３２ａと、第１の面３２ａとは反対側の第２の面３２ｂとを有している。曲がり部３３は、基部３２の端３２ｃから第２の面３２ｂに向けて基部３２の厚さ方向に反転する形状である。重なり部３４は、曲がり部３３から第２の面３２ｂに沿う方向に延びている。重なり部３４と第２端子４２との間に、ＡＣＦ（異方性導電膜）４１が配置されている。重なり部３４と第２端子４２とがＡＣＦ４１を介して互に接続されている。【選択図】図６

Description

本発明は、例えばハードディスク装置等の電子機器の第１端子と第２端子とを接続するのに適した端子接続部に関する。

パーソナルコンピュータ等の情報処理装置に、ハードディスク装置（これ以降、単にディスク装置と称す）が使用されている。ディスク装置は、スピンドルを中心に回転する磁気ディスクと、ピボット軸を中心に旋回するキャリッジなどを含んでいる。キャリッジは複数のアーム部を有し、ポジショニング用モータによって、前記ピボット軸を中心に旋回する。

前記アーム部にディスク装置用サスペンション（これ以降、サスペンションと称す）が取付けられている。サスペンションは、ロードビーム(load beam)と、ロードビームに沿って配置されたフレキシャ(flexure)などを含んでいる。フレキシャの先端付近にスライダが搭載されている。スライダには、データの読取りあるいは書込み等のアクセスを行なうための素子が設けられている。

前記フレキシャは、薄いステンレス鋼の板からなる金属基板（メタルベース）と、該金属基板上に形成されたベース絶縁層と、該ベース絶縁層上に形成された複数の導体と、これら導体を覆うカバー層などを含んでいる。各導体の一端側は、それぞれ前記スライダの素子や各種機能部品に接続されている。各導体の他端側は、端子接続部を介してプリアンプ等の電子機器に接続される。前記フレキシャの前記ベース絶縁層とカバー層とは、ポリイミド等の電気絶縁性の樹脂からなる。これらベース絶縁層と、複数の導体と、カバー層等によって配線部が構成されている。

例えば特許文献１（特開２０１５－２１９９４０号公報）あるいは特許文献２（米国特許第８,４６７,１５３明細書）に記載されているように、フレキシャは、ロードビームに沿うフレキシャ本体部と、ロードビームの後方に延出するフレキシャテールとを有している。フレキシャテールの端部にテールパッド部が形成されている。

前記テールパッド部に、複数の端子（テール端子とも称す）が配置されている。これらテール端子は、前記それぞれの導体の端に導体と一体に形成されている。前記テール端子は、ＡＣＦ（異方性導電膜）あるいは、はんだ層などの接続用導電部材を介して、プリアンプ等の電子機器やフレキシブル配線基板の端子（基板端子と称すこともある）に電気的に接続される。ＡＣＦはAnisotropic Conductive Film の略称である。

前記テール端子と前記基板端子とをＡＣＦによって接続する場合、テール端子と基板端子との間にＡＣＦを配置した状態のもとで、ＡＣＦを加圧するとともに加熱する。これにより、テール端子と前記基板端子とが互いに電気的に接続されるとともに、両者が互いに固定される。はんだ層を用いて接続する場合も加熱と、多少の加圧が行われる。

データの高密度化に対応するために、１つのディスク装置に内蔵されるディスクの枚数が増加する傾向がある。これに伴い、１つのディスク装置に使用されるサスペンションの数も増加している。しかもサスペンションの多機能化に伴ない、フレキシャの配線部の導体の数も増加している。このためフレキシャのテールパッド部に配置されるテール端子の数も増加している。しかしディスク装置の内部のスペースには限りがあるため、テール端子の数が多くなるに従い、テール端子の大きさを小さくせざるを得ない。しかも多数のテール端子をテールパッド部に密集した状態で配置する必要がある。

米国特許第８,４６７,１５３明細書 特開２０１５－２１９９４０号公報

前記テール端子は導体の端に導体と一体に形成されている。テール端子の厚さ方向の高さは、導体の厚さ方向の高さと同じである。テール端子はカバー部材に覆われていないため表面が露出している。これに対し導体はカバー層で覆われている。このためＡＣＦ等の接続用導電部材をテール端子と基板端子との間に挟んで加圧する際に、加圧力がばらついたり、加圧力が不足したりすることがある。加圧力の不足は、テール端子と基板端子との接続不良の原因となる。

特許文献１に記載された端子接続部では、テール端子と基板端子との間にＡＣＦを配置し、治具によって加圧および加熱を行なっている。しかしテール端子の厚さと導体の厚さが同等であり、しかも前記導体がカバー層で覆われているため、治具によってＡＣＦを加圧する際に、加圧力がばらついたり加圧力が不足したりするおそれがある。

特許文献２に記載された端子接続部では、ベース絶縁層の一部（テール端子が配置される箇所）に、他の部分よりも相対的に厚さが大きい端子支持部を形成している。しかしベース絶縁層の一部に互いに厚さが異なる部分（厚い部分と薄い部分）を形成するには、格別な製造プロセスが必要である。

本発明の実施形態の目的は、例えばディスク装置用サスペンションのフレキシャのテール端子（第１端子）と基板端子（第１端子）とをＡＣＦ等の接続用導電部材によって確実に接続することが可能な電子機器の端子接続部を提供することにある。

１つの実施形態は、配線部の第１端子と、前記第１端子と対向して配置された第２端子とを有する電子機器の端子接続部である。前記配線部は、ベース絶縁層と、前記ベース絶縁層の上に形成された導体と、前記導体を覆うカバー層と、前記導体の端に形成され前記導体と一体の前記第１端子とを含んでいる。前記第１端子と前記第２端子とは、それぞれ銅を主体とし、必要に応じて表面に金めっき等が施されている。

前記第１端子は、基部と、曲がり部と、重なり部とを有している。前記基部は、前記ベース絶縁層に沿い前記ベース絶縁層に固定された第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを含んでいる。前記曲がり部は、前記基部の端から前記第２の面に向けて前記基部の厚さ方向に反転する形状である。前記重なり部は、前記曲がり部から前記第２の面に沿う方向に延びている。前記重なり部と前記第２端子との間に、ＡＣＦ（異方性導電膜）やはんだ層などの接続用導電部材が配置されている。この接続用導電部材は、前記重なり部と前記第２端子とを互いに固定しかつ電気的に接続する。

前記第１端子は、例えばディスク装置用サスペンションのフレキシャのテールパッド部に設けられたテール端子である。前記第２端子は、例えば回路基板に設けられた基板端子である。前記テールパッド部に開口部を有し、前記開口部の内側の縁部に複数の前記第１端子が配置されてもよい。前記テールパッド部に、前記第１端子と、前記第１端子よりも厚さ方向の高さが小さい第３端子とが配置されてもよい。

前記第１端子の前記第２の面と前記重なり部との間に、前記カバー層の一部からなる樹脂スペーサ部を有してもよい。前記第１端子が、前記重なり部から前記カバー層の方向に延びて前記カバー層に重なる延長部を有してもよい。さらに前記カバー層の内部の前記延長部と前記ベース絶縁層との間に、前記第１端子とは電気的に絶縁された導体が配置されてもよい。

本発明の１つの実施形態によれば、例えばディスク装置用サスペンションのフレキシャのテールパッド部に配置されたテール端子（第１端子）と回路基板の端子（第２端子）とを、ＡＣＦ等の接続用導電部材によって確実に接続することができる。

第１の実施形態に係るテールパッド部を有したサスペンションの平面図。 図１に示されたサスペンションのテールパッド部の一部を模式的に表わした平面図。 図２中のＦ３－Ｆ３線に沿うテールパッド部の断面図。 図２に示されたテールパッド部の第１端子を曲げる前の状態を模式的に表わした平面図。 図４中のＦ５－Ｆ５線に沿うテールパッド部の断面図。 図３に示された第１端子がＡＣＦによって第２端子と接続された状態を模式的に表わした断面図。 図１に示されたサスペンションのテールパッド部と回路基板とを示す平面図。 ディスク装置の一例を模式的に示した断面図。 第２の実施形態に係るテールパッド部の一部の断面図。 第３の実施形態に係るテールパッド部の一部の断面図。 第４の実施形態に係るテールパッド部を備えたフレキシャテールの一部の平面図。 第５の実施形態に係るテールパッド部の平面図。 図１２中のＦ１３－Ｆ１３線に沿うテールパッド部の断面図。 第６の実施形態に係るテールパッド部の一部の平面図。 図１４中のＦ１５－Ｆ１５線に沿うテールパッド部の断面図。

［第１の実施形態］
以下に第１の実施形態に係るテールパッド部の端子接続部について、図１から図７を参照して説明する。
図１はハードディスク装置に使用されるサスペンション１０の一例を示した平面図である。サスペンション１０は、ベースプレート１１と、ロードビーム１２と、フレキシャ(flexure)１３と、フレキシャ１３のタング部１４に設けられたスライダ１５などを含んでいる。

フレキシャ１３は、ロードビーム１２に固定されたフレキシャ本体部１６と、フレキシャ本体部１６からベースプレート１１の後方（図１にＲ１で示す方向）に延びるフレキシャテール１７とを含んでいる。フレキシャテール１７の端部にテールパッド部２０が形成されている。

ロードビーム１２はステンレス鋼の板からなり、サスペンション１０の長さ方向に延びている。図１に両方向矢印Ｘ１で示す方向がロードビーム１２の長手方向、すなわちサスペンション１０の長手方向である。ロードビーム１２の厚さは、例えば２０～４０μｍであるが、それ以外の厚さでもよい。

図２はテールパッド部２０の一部を模式的に表わした平面図である。図３は図２中のＦ３－Ｆ３線に沿うテールパッド部２０の断面図である。テールパッド部２０は、ステンレス鋼の薄い板からなる金属基板（メタルベース）２１と、金属基板２１に沿って配置された配線部２２とを含んでいる。金属基板２１の厚さの一例は２０μｍ（１２～２５μｍ）であり、ロードビーム１２の厚さよりも小さい。

図２と図３とに示されたように、配線部２２は、ポリイミド等の電気絶縁性の樹脂からなるベース絶縁層２３と、ベース絶縁層２３の上に形成された複数の導体２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ（一部のみ示す）を含む導体群２４と、導体群２４を覆うカバー層２５とを含んでいる。カバー層２５はポリイミド等の電気絶縁性の樹脂からなる。

テールパッド部２０に開口部３０が形成されている。図３に示されたように開口部３０は、金属基板２１に形成された開口３０ａと、ベース絶縁層２３に形成された開口３０ｂとを含んでいる。これらの開口３０ａ，３０ｂは、テールパッド部２０の厚さ方向に開口している。

開口部３０の内側の縁部３０ｃ，３０ｄが互いに対向している。縁部３０ｃ，３０ｄに複数の第１端子（テール端子）３１が配置されている。これら第１端子３１は、それぞれの導体の先端に、導体と共通の銅（例えばメッキ銅）によって導体と一体に形成されている。導体２４ａ～２４ｄはそれぞれカバー層２５によって覆われている。これに対し第１端子３１はいずれもカバー層２５によって覆われていないため、表面が露出している。

図３に示されたように、第１端子３１は、ベース絶縁層２３に沿ってベース絶縁層２３に固定された基部３２と、曲がり部３３と、重なり部３４とを含んでいる。基部３２は、ベース絶縁層２３に沿う第１の面３２ａと、第１の面３２ａとは反対側の第２の面３２ｂとを有している。図３に両方向矢印Ａ１で示す方向が第１端子３１の厚さ方向である。

曲がり部３３は、基部３２の端３２ｃから第２の面３２ｂに向けて、厚さ方向に向きが１８０°反転する形状である。すなわち曲がり部３３は図３において横向きのＵ形をなしている。図３に示されたように、金属基板２１の開口部３０の内側の側面３５に対し、ベース絶縁層２３の側面３６は長さＬ１だけ突き出ている。しかもベース絶縁層２３の側面３６に対し、曲がり部３３の端面３３ａは長さＬ２だけ突き出ている。このため金属基板２１の側面３５と第１端子３１の端面３３ａとの間に、電気絶縁性を高めるための距離Ｌ３（Ｌ１＋Ｌ２）が確保されている。

重なり部３４は、曲がり部３３から第２の面３２ｂに沿う方向に延びている。そしてこの重なり部３４は、基部３２の第２の面３２ｂに重なっている。このため第１端子３１の厚さ方向の高さＨ１（図３に示す）は、実質的に導体２４ａの高さＨ２の２倍である。

図４は、曲がり部３３と重なり部３４とを形成する前の端子部材３１ａを備えたテールパッド部２０の平面図である。図５は図４中のＦ５－Ｆ５線に沿うテールパッド部２０の断面図である。図４と図５に示されたように、テールパッド部２０の開口部３０の縁部３０ｃ，３０ｄに、めっきやエッチング等の製造プロセスによって、平板形の端子部材３１ａが形成されている。

端子部材３１ａの長さ方向の中間部Ｍ１（図４に１点鎖線で示す）を、端子部材３１ａの厚さ方向（図５に矢印Ａ２で示す）に曲げることにより、図２と図３に示された曲がり部３３と重なり部３４を有する第１端子３１が形成される。

図６は、第１端子３１を含む端子接続部４０の断面図である。端子接続部４０は、第１端子３１と、接続用導電部材としてのＡＣＦ（異方性導電膜）４１と、接続相手の第２端子４２とを含んでいる。第１端子３１と第２端子４２とが、互いにＡＣＦ４１によって接続されている。第１端子３１と第２端子４２とは、それぞれ銅を主体とし、必要に応じて表面に金めっき等の被膜が施されている。

図７は、本実施形態のテールパッド部２０と、回路基板５０の一部を示している。回路基板５０には、第１端子３１と対応した位置に、第２端子４２が配置されている。回路基板５０には信号処理のためのプリアンプ等の電子機器が実装されている。回路基板５０に設けられた導体５１は第２端子４２と電気的に導通している。

図６に示されたように、第１端子３１と第２端子４２との間にＡＣＦ４１が配置されている。ＡＣＦ４１は、熱硬化性のベース樹脂４１ａと、ベース樹脂４１ａに混入された多数の導電性粒子４１ｂとを有している。導電性粒子４１ｂの粒径は例えば数μｍから数十μｍと大変小さいが、図６では説明の便宜上、導電性粒子４１ｂを大きく描いている。

治具６０によって第１端子３１と第２端子４２との間のＡＣＦ４１を加圧しかつ加熱すると、第１端子３１と第２端子４２との間に挟まれた導電性粒子４１ｂが絶縁破壊を生じることにより電気的に導通する。そののち温度が下がることにより、ベース樹脂４１ａが硬化する。こうして第１端子３１と第２端子４２とがＡＣＦ４１を介して互いに電気的に導通するとともに機械的に固定される。

本実施形態の第１端子３１は、基部３２に重なる重なり部３４を有している。第１端子３１の厚さ方向の高さＨ１（図３に示す）は、導体２４ａ，２４ｂを覆うカバー層２５の高さＨ３よりも大きい。このため第１端子３１と第２端子４２との間に配置されたＡＣＦ４１を加圧する際に、導体２４ａ，２４ｂやカバー層２５によって邪魔されることなく、ＡＣＦ４１を確実に加圧および加熱することができる。このため第１端子３１と第２端子４２とをＡＣＦ４１によって確実に接続することができる。

図８はディスク装置７０の一例を模式的に示した断面図である。ディスク装置７０は、ケース７１（一部のみ示す）と、スピンドルを中心に回転するディスク７２と、ピボット軸７３を中心に旋回するキャリッジ７４と、キャリッジ７４を駆動するためのポジショニング用のモータ７５などを有している。ケース７１は蓋によって密閉される。キャリッジ７４の複数のアーム部７６の先端に、それぞれサスペンション１０が取付けられている。

ディスク７２が高速で回転すると、スライダ１５とディスク７２との間にエアベアリングが形成される。ポジショニング用のモータ７５よってキャリッジ７４が旋回すると、サスペンション１０がディスク７２の径方向に移動する。これによりスライダ１５がディスク７２の所望位置に移動する。

［第２の実施形態］
図９は、第２の実施形態に係る端子接続部４０Ａを備えたテールパッド部２０Ａの一部を示す断面図である。このテールパッド部２０Ａの第１端子３１の基部３２と、重なり部３４との間に、カバー層２５の一部からなる樹脂スペーサ部８０が配置されている。樹脂スペーサ部８０はカバー層２５と同様に、ポリイミド等の電気絶縁性の樹脂からなる。

図９に示されたように、本実施形態の端子接続部４０Ａは、第１端子３１の基部３２と重なり部３４との間に設けられた樹脂スペーサ部８０を有している。このためベース絶縁層２３からの第１端子３１の高さＨ４を、第１の実施形態の第１端子３１の高さＨ１（図３に示す）よりも大きくすることができた。それ以外の構成と作用について、第２の実施形態のテールパッド部２０Ａは、第１の実施形態のテールパッド部２０（図１－図７）と共通であるため、両者に共通の構成要素に共通の符号を付して説明を省略する。

［第３の実施形態］
図１０は、第３の実施形態に係る端子接続部４０Ｂを備えたテールパッド部２０Ｂを示している。このテールパッド部２０Ｂの第１端子３１は、ベース絶縁層２３に固定された基部３２と、曲がり部３３と、重なり部３４と、延長部９０とを有している。延長部９０は、重なり部３４からカバー層２５の方向に延び、カバー層２５に重なっている。それ以外の構成と作用について、第３の実施形態のテールパッド部２０Ｂは、第１の実施形態のテールパッド部２０（図１－図７）と共通であるため、両者に共通の構成要素に共通の符号を付して説明を省略する。

［第４の実施形態］
図１１は、第４の実施形態に係るテールパッド部２０Ｃを備えたフレキシャテール１７の一部を示している。この実施形態のテールパッド部２０Ｃは、複数の第１端子３１がテールパッド部２０Ｃの一方の側部９１に沿って配置されている。第１端子３１がテールパッド部２０Ｃの他方の側部９２に配置されてもよい。それ以外の構成と作用について、第４の実施形態のテールパッド部２０Ｃは、第１の実施形態のテールパッド部２０（図１－図７）と共通であるため、両者に共通の構成要素に共通の符号を付して説明を省略する。

［第５の実施形態］
図１２は、第５の実施形態に係るテールパッド部２０Ｄを示す平面図である。図１３は図１２中のＦ１３－Ｆ１３線に沿うテールパッド部２０Ｄの断面図である。このテールパッド部２０Ｄは、カバー層２５の内部に、第１端子３１とは電気的に絶縁された導体２４ｂが配置されている。この導体２４ｂは、カバー層２５の内部において、第１端子３１の延長部９０とベース絶縁層２３との間に配置されている。

図１２に示されたようにテールパッド部２０Ｄの平面視において、第１端子３１と導体２４ｂとが交差する箇所９５が存在しても、第１端子３１と導体２４ｂとが電気的に短絡することを回避できる。この実施形態のテールパッド部２０Ｄによれば、導体２４ｂを第１端子３１の外側を迂回するように配置する場合と比較して、テールパッド部２０Ｄの幅Ｗ１を小さくすることができる。このためディスクの枚数が多いディスク装置の場合に、多数のテールパッド部２０Ｄを並べて配置するためのスペースを確保しやすいという利点がある。

図１４は第６の実施形態に係るテールパッド部２０Ｅを示している。図１５は図１４中のＦ１５－Ｆ１５線に沿うテールパッド部２０Ｅの断面図である。このテールパッド部２０Ｅは、重なり部３４を有する第１端子３１と、重なり部３４を有さない平板形の第３端子１００とを有している。第３端子１００の高さＨ５（図１５に示す）は、第１端子３１の高さＨ１よりも小さい（低い）。このように高さが互いに異なる第１端子３１と第３端子１００とをテールパッド部２０Ｅに配置したことにより、高低２種類の高さの複数の第２の端子に対応することが可能である。第１端子３１と第３端子１００とは、それぞれ銅を主体とし、必要に応じて表面に金めっき等が施されていてもよい。

本発明を実施するに当たって、電子機器の一例であるサスペンションや回路基板等の具体的な態様をはじめとして、第１端子や第２端子の形状や位置などの具体的な態様を種々に変更して実施できることは言うまでもない。また本発明の技術思想がディスク装置以外の電子機器の端子接続部に適用されてもよい。

１０…ディスク装置用サスペンション、１２…ロードビーム、１３…フレキシャ、１７…フレキシャテール、２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ…テールパッド部、２１……金属基板、２２…配線部、２３…ベース絶縁層、２４…導体群、２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ…導体、２５…カバー層、３０…開口部、３１…第１端子、３１ａ…端子部材、３２…基部、３２ａ…第１の面、３２ｂ…第２の面、３３…曲がり部、３４…重なり部、４０，４０Ａ，４０Ｂ…端子接続部、４１…ＡＣＦ（異方性導電膜）、４２…第２端子、５０…回路基板、６０…治具、７０…ディスク装置、８０…樹脂スペーサ部、９０…延長部、１００…第３端子。

Claims (8)

1. 配線部の第１端子と、前記第１端子と対向して配置された第２端子とを有する電子機器の端子接続部であって、
   前記配線部が、
   ベース絶縁層と、
   前記ベース絶縁層の上に形成された導体と、
   前記導体を覆うカバー層と、
   前記導体の端に形成され前記導体と一体の前記第１端子とを含み、
   前記第１端子が、
   前記ベース絶縁層に沿い前記ベース絶縁層に固定された第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを含む基部と、
   前記基部の端から前記第２の面に向けて前記基部の厚さ方向に反転する曲がり部と、
   前記曲がり部から前記第２の面に沿う方向に延びる重なり部と、
   前記重なり部と前記第２端子との間に配置され、前記重なり部と前記第２端子とを互いに固定しかつ電気的に接続する接続用導電部材と、
   を具備したことを特徴とする電子機器の端子接続部。
2. 請求項１に記載の端子接続部において、
   前記接続用導電部材が異方性導電膜である端子接続部。
3. 請求項１に記載の端子接続部において、
   前記第１端子がディスク装置用サスペンションのフレキシャのテールパッド部に設けられたテール端子であり、
   前記第２端子が回路基板に設けられた基板端子である端子接続部。
4. 請求項３に記載の端子接続部において、
   前記テールパッド部に開口部を有し、
   前記開口部の内側の縁部に複数の前記第１端子が配置された端子接続部。
5. 請求項３に記載の端子接続部において、
   前記テールパッド部に、前記第１端子と、前記第１端子よりも厚さ方向の高さが小さい第３端子とが配置された端子接続部。
6. 請求項１に記載の端子接続部において、
   前記第１端子の前記第２の面と前記重なり部との間に、前記カバー層の一部からなる樹脂スペーサ部を有した端子接続部。
7. 請求項１に記載の端子接続部において、
   前記第１端子が、前記重なり部から前記カバー層の方向に延びて前記カバー層に重なる延長部を有した端子接続部。
8. 請求項１に記載の端子接続部において、
   前記第１端子が、前記重なり部から前記カバー層の方向に延びて前記カバー層に重なる延長部を有し、
   前記カバー層の内部の前記延長部と前記ベース絶縁層との間に、前記第１端子とは電気的に絶縁された導体が配置された端子接続部。

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