JP3124777B2 - データ記録デイスク・ドライブ用の集積型ヘッド／電子回路相互接続サスペンション - Google Patents

データ記録デイスク・ドライブ用の集積型ヘッド／電子回路相互接続サスペンション

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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、データ記録ディスク・ドライブ用のスライ
ダ・サスペンション・アセンブリに関する。より詳細に
は、本発明は、変換器と読取り／書込み電子回路との間
で高いデータ転送速度を有するディスク・ドライブ用の
集積型ヘッド／電子回路相互接続サスペンションに関す
る。
背景技術 ディスク・ドライブは、情報を含む同心データ・トラ
ックを有する少なくとも１つの回転式ディスクと、様々
なトラックからデータを読み取りトラックにデータを書
き込むための変換器（またはヘッド）と、変換器に接続
され、読み書き動作中に変換器を所望のトラックに移動
させてそのトラック上に維持する変換器位置決めアクチ
ュエータとを利用する情報記憶装置である。変換器は、
回転するディスクによって生成された空気クッションに
よってディスクのデータ面近くに支持される空気ベアリ
ング・スライダなどのスライダに取り付けられる。変換
器はまた、接触記録型スライダに取り付けることもでき
る。いずれも場合も、スライダは、サスペンションによ
って変換器位置決めアクチュエータの支持アームに接続
される。
サスペンションは、スライダとアクチュエータ・アー
ムの間の寸法安定性、回転中のディスク上での運動方向
に対するスライダの縦揺れと横揺れの制御された柔軟
性、および偏揺れ運動に対する耐性を提供する。空気ベ
アリング・スライダを有する従来のディスク・ドライブ
においては、サスペンションはスライダに対して負荷ま
たは力を与え、それがスライダの空気ベアリング面とデ
ィスク表面の間の空気ベアリングの力によって補償され
る。したがって、空気ベアリング・スライダは、ディス
クのデータ面の極めて近くに、データ面と接触しないよ
うに維持される。サスペンションは、通常、アクチュエ
ータ・アームに一端が取り付けられたロード・ビーム
と、ロード・ビームの他端に取り付けられ、そのジンバ
ル領域でスライダを支持するフレキシャ素子を含む。ロ
ード・ビームは、ディスク表面に向かってスライダをバ
イアスさせる弾性ばね作用を提供する。このばね作用
は、スライダが、ベアリング面と回転中のディスクの間
の空気クッションの上に乗るとき、スライダに柔軟性を
提供する。また、ジンバルは、スライダがディスク表面
に追従するために必要な縦揺れと横揺れの柔軟性を提供
する。このようなサスペンションは、たとえば本譲受人
の米国特許第4167765号に記載されている。このような
サスペンションに使用する従来のスライダの例は、本譲
受人の米国特許第3823416号に記載されている。
従来の空気ベアリング・スライダ・サスペンション・
アセンブリにおいては、スライダは、エポキシ接着によ
ってサスペンションのフレキシャ素子に機械的に取り付
けられる。変換器と読み書き電子回路の間の電気接続
は、サスペンション・ロード・ビームの全長に沿って走
りフレキシャ素子とスライダを越えて延びる撚り線から
なる。線の端部は、変換器の接合領域またはスライダ上
にあるパッドに、はんだ付けまたは超音波ボンディング
される。もう１つのタイプのサスペンションは、IBMテ
クニカル・ディスクロージャ・ブルテン、Vol.22、No.
4、（1979年９月）、pp.1602〜1603、特開昭53−74414
号（1978年７月１日）および特開昭53−30310号（1978
年３月22日）に記載されたような、上にパターン化され
た電気リードが形成されたベース層と絶縁カバー層とを
備える複合構造または積層構造である。特開昭53−7441
4号に記載された積層型サスペンションでは、スライダ
は、積層型サスペンションにエポキシ接着され、変換器
の接合領域が、サスペンション上に形成された電気リー
ドにはんだ付けされる。本譲受人の米国特許第4761699
号は、スライダがはんだボール接続によって積層型サス
ペンションに機械的に接続され、変換器が積層型サスペ
ンション上のリードに電気的に接続された従来のスライ
ダに使用される、積層型サスペンションについて記載し
ている。
本譲受人の米国特許第4996623号は、負圧スライダに
使用されるもう１つのタイプの積層型サスペンションに
ついて記載している。このタイプのサスペンションで
は、スライダを、できるだけ小さい負荷力でディスクの
データ面の近くに維持することが望ましい。サスペンシ
ョンは、パターン化された金属層に両側で接着され、ヒ
ンジ領域を有する平坦で柔軟な材料のシートである。積
層型サスペンションのヒンジ領域の近くの部分は、変換
器がディスク表面と接触しないようにサスペンションが
スライダを支持するように曲げられる。これにより、負
圧スライダとディスク表面に関連する固着の問題が回避
される。
従来のサスペンションまたは積層型サスペンションを
利用するディスク・ドライブの１つの問題は、導体の特
性インピーダンスが不明確なため、変換器と読み書き電
子回路の間の高信頼性で高速のデータ転送が妨げられる
ことである。たとえば、データ転送速度が約15メガバイ
ト／秒を超えるディスク・ドライブでは、データを極め
て高い周波数で転送するために、変換器と読み書き電子
回路の間に大きな帯域幅が必要とされる。この要件は、
ほぼ矩形の書込み信号を伝送する際、あるいは接続距離
が長く、たとえば3.5インチのディスク・ドライブで５
〜6cmの場合には、特にクリティカルである。撚り導線
の特性インピーダンスは、線の直径、絶縁体の厚さ、単
位長さあたりの撚りの数、撚り線の緊張、およびそれと
接地面との近さにある程度依存する。さらに、導体の特
性インピーダンスは、通常は、その形状、他の導体との
距離、またはトレースに隣接する面積が変化するため
に、導体の全長にわたって均一にはならない。このよう
な変化は、通常、トレースの経路内の機械的障害に対処
するために必要である。たとえば、サスペンションの開
口や波形あるいは機械的位置合せ用のサスペンションの
孔に対応するために、導体は、ある領域で狭くなり、あ
るいは方向が変わることがある。導体の特性インピーダ
ンスはまた、サスペンションのヒンジに必要な開口の真
上に位置するとき変化することがある。最後に、特定の
タイプの変換器または読み書き電子回路の設計に対応す
べく導体の所望の特性インピーダンスを実現するため
に、導体の形状を変更しなければならない場合もある。
本発明は、導体を、サスペンションの積層構造におけ
る導電性トレースとして提供することによって上記の問
題を解決する。必要に応じて、トレースの特性インピー
ダンスの急激な変化を避け、あるいは特定のインピーダ
ンス値を得るために、トレースの形状が変更される。ト
レースのインピーダンスを制御するもう１つの技術は、
集積ヘッド／電子回路相互接続サスペンションの積層構
造内に導電性のバックプレーンを設けることである。こ
の場合、トレースの選択された部分の特性インピーダン
スは、バックプレーンのトレースの下くる部分を除去す
ることによって調整することができる。
従来のサスペンションまたは積層型サスペンションを
使用するディスクのもう１つの問題は、撚り導線が、サ
スペンション／スライダ・アセンブリの製造中に切れや
すいことである。この問題は、導体のはんだ付けとねじ
りが、通常はサスペンションの自動生産で機械によって
行われるために発生する。本発明の集積型サスペンショ
ンは、導体をサスペンションの積層構造の一部分として
含めることによって導体の損傷をなくす。これにより、
サスペンションの製造が容易になり、歩留りが改善され
て製造コストが下がる。
発明の開示 本発明は、変換器と読み書き電子回路の間で、たとえ
ば約15メガバイト／秒を超える高いデータ転送速度を支
援するために集積型変換器／電子回路相互接続サスペン
ションを有する、データ記録ディスク・ドライブであ
る。この集積型サスペンションは、ベース層または基板
層と、ベース層上に形成された第１の導電層とを有する
積層構造である。サスペンションは、スライダを取り付
けるジンバル領域を有する。ディスク表面からデータを
読み取りディスク表面にデータを書き込むために、スラ
イダには少なくとも１つの変換器が取り付けられる。第
１の導電層がエッチングされて、変換器と読み書き電子
回路モジュールを相互接続する複数の導電性トレースが
形成される。各トレースは、各端部に、それぞれ変換器
および電子回路モジュールに接続するためのボンディン
グ領域を有する。電気トレースは、銅または金めっきし
た銅が好ましく、ポリアミドなど任意選択の電気絶縁性
カバー層で保護することもできる。ベース層は、アルミ
ナからなることが好ましい。本発明のもう１つの実施例
においては、ベース層は、第２の導電層と、第１と第２
の導電層の間の電気絶縁層である。第２の導電層はステ
ンレス鋼からなり、第２の絶縁層はポリアミドから作成
することができる。
本発明の好ましい実施例においては、電気トレースの
特性インピーダンスの急激な変化を補償するために、電
気トレースの形状がいくつかの領域で変更される。トレ
ースのある区間の特性インピーダンスは、様々な要因の
中でもとりわけ、トレース区間の寸法、隣のトレースと
の距離、およびトレースの周りの材料に依存する。通常
のサスペンションにおいては、トレースの特性インピー
ダンスの急激な変化は、通常、トレースの経路内の機械
的障害および広い幅のボンディング領域に対応するため
のトレース幅の変化、またはトレースが方向を変える場
合の面積の変化による。したがって、本発明の一目的
は、トレースの特性インピーダンスの変化をできるだけ
緩やかにして、トレースに沿った信号反射を防ぐことで
ある。たとえば、サスペンションのヒンジ部または位置
合せ孔に対応するために、トレースの幅をある領域内で
狭くしなければならない場合は、トレース内に過度の信
号反射点を生成しないように、トレース幅の変化を緩や
かにしなければならない。トレース幅が緩やかに変化す
ると、トレースのキャパシタンスとインダクタンスが、
したがってトレースの特性インピーダンスの変化が緩や
かになる。その結果、幅の狭い部分によって生じるトレ
ースに沿った信号反射が回避される。このような変換器
と読み書き電子回路の間の反射のない相互接続は、高い
データ転送速度のディスク・ドライブではクリティカル
である。トレースが、トレース幅よりも広い幅のボンデ
ィング領域で終端する場合にも、トレースの特性インピ
ーダンスを制御するために同じ技術が適用される。ボン
ディング領域になるときにトレース幅が急に広くなる
と、トレースに沿って送られる電気信号の反射が起こ
る。しかしながら、この反射は、ボンディング領域の近
くでトレースの幅を徐々に大きくして、ボンディング領
域近くの領域においてトレースの特性インピーダンスの
緩やかな移行を実現することによって最小にすることが
できる。同様に、トレースの方向の急激な変化も信号の
反射点としてはたらく。反射の問題は、トレースの幅を
湾曲部分全体にわたって一定に維持し、トレースの内縁
すなわち内側半径をトレースの幅と同じかまたはそれよ
り大きくすることによって、解消または大幅に軽減する
ことができる。
本発明のもう１つの実施例においては、サスペンショ
ンの積層構造は、さらに、ベース層と電気トレースの間
に、好ましくは銅の導電性バックプレーンを有する。ま
た、バックプレーンと電気トレースの間には、好ましく
はポリアミドの電気絶縁層が配置される。バックプレー
ンは、トレースの特性インピーダンスを制御するための
追加の手段を提供し、それにより電気信号の反射を最小
にすることができる。電気トレースがバックプレーンの
開口の上に位置する場合は、たとえばサスペンションの
ヒンジに開口が必要な場合、その開口が、トレースの特
性キャパシタンスを有効に低下させ、トレースのその部
分の特性インピーダンスを増大させる。その結果生じる
信号の反射は、トレースの真下の開口の周辺部分がトレ
ースの長手方向軸と直角でない浅い角度になるように、
開口を位置決めまたは成形し、あるいは開口を横切って
トレースを経路指定することによって、最小にすること
ができる。あるいは、開口の上の領域内でのトレース・
キャパシタンスの急激な低下は、開口の真上の領域内の
トレースの幅を広げることによって補償することができ
る。さらに別の実施例においては、開口の各側に、トレ
ースの側縁部から延びる１つまたは複数の横方向拡張部
を作成して、バックプレーンの開口によって生じるキャ
パシタンスの低下を局部的に補償することができる。し
たがって、トレースの特性インピーダンスは、開口の上
の領域内でほぼ一定に維持され、開口によって生じるト
レースに沿った信号の反射が最小限に抑えられる。
同様に、バックプレーンは、幅の広いボンディング領
域を有するトレースに沿った信号反射を最小にする追加
の手段を提供する。このケースでは、バックプレーン
は、ボンディング領域の下で部分的に除去される。バッ
クプレーンを部分的に除去すると、ボンディング領域の
キャパシタンスが有効に低下し、領域の幅が広いことに
よる追加のキャパシタンスが補償される。その結果、ト
レースの幅がボンディング領域で広くなっても、トレー
スの特性インピーダンスは急に変化することはない。し
たがって、ボンディング領域によるトレースに沿った信
号反射が最小限に抑えられる。
本発明のもう１つの目的は、トレースが変換器または
電子回路モジュールに接続されるトレース端部における
反射点をなくすことである。上記技術のうちの１つまた
は複数を利用することにより、トレースの形状と、バッ
クプレーンが提供される場合にはバックプレーンのパタ
ーンが、電子回路モジュール近くのトレース領域の特性
インピータンスが電子回路モジュールの出力インピーダ
ンスとほぼ等しくなるように選択される。これにより、
電子回路モジュールとの接続部において、トレースの特
性インピーダンスの急激な変化が回避され、そこでの信
号の反射が最小限に抑えられる。同様に、トレース領域
の変換器側端部近くの特性インピーダンスが、変換器の
出力インピーダンスとほぼ等しくなって、その端部にお
ける信号反射が最小限に抑えられる。さらに、トレース
領域の一端近くの特性インピーダンスが他端の特性イン
ピーダンスと異なり、トレースの端部領域の幅も異なる
場合は、トレースの幅が両方の端部領域の間で徐々に狭
くなって、トレースの特性インピーダンスの緩やかな変
化が提供される。これにより、トレースの端部領域の間
のインピーダンスの差による信号の反射が最小限に抑え
られる。
この集積サスペンションの好ましい実施例において
は、さらに、読み取り信号と書き込み信号の間のクロス
カップリングを最小にすることによって、電気トレース
に必要な大きな伝送帯域幅が実現される。サスペンショ
ンが複数の変換器を支持する場合は、変換器の読み取り
トレースが、できるだけ近くにまとめられる。同様に、
書き込みトレースもまとめられる。さらに、変換器の読
み取りトレースと書き込みトレースの間の幅は、それら
のトレース間のクロスカップリングを減少させるために
サスペンションの幅が許すかぎり大きくすることができ
る。同様に、読み取り信号と書き込み信号の間のクロス
カップリングがさらに減少するように、読み取りトレー
スと書き込みトレースのボンディング領域がそれぞれま
とめられ隔置される。
図面の詳細な説明 次に、本発明を、添付図面を参照し、単なる例として
説明する。
第１図は、本発明による集積型ヘッド／電子回路相互
接続サスペンション用の従来技術の磁気記録ディスク・
ドライブの簡略化したブロック図である。
第２図は、カバーを外した第１図のディスク・ドライ
ブの平面図である。
第３図は、電子トレース、ボンディング領域、および
スライダに取り付けられた変換器または読み書きヘッド
を有し、スライダがサスペンションのジンバル領域に取
り付けられた、本発明の集積型ヘッド／電子回路相互接
続サスペンションの平面図である。
第４図は、第３図に示したボンディング領域の拡大図
である。
第５図は、スライダ、変換器、トレース、およびボン
ディング領域をより詳細に示す第３図に示したジンバル
領域の拡大図である。
第6A図は、ベース層と導電層トレースを有する集積型
ヘッド／電子回路相互接続サスペンションの断面図であ
る。
第6B図は、電気トレースの上に形成された追加の絶縁
層を有する第6A図に示した集積型ヘッド／電子回路相互
接続サスペンションの断面図である。
第7A図は、電気トレースとベース層の間の追加の電気
絶縁体バックプレーンと電気トレースとバックプレーン
の間の追加の電気絶縁層とを有する集積型ヘッド／電子
回路相互接続サスペンションの断面図である。
第7B図は、電気トレース上の追加の絶縁層とパターン
化バックプレーンとを有する第7A図に示した集積型ヘッ
ド／電子回路相互接続サスペンションの断面図である。
第8A図は、ベース層が、導電層とその導電層と電気ト
レースの間の絶縁層とを含む本発明の代替実施例を示す
図である。
第8B図は、追加の絶縁層と、電気トレースとベース層
の間の追加の導電性バック・プレーンとを有する第8A図
に示した集積型ヘッド／電子回路相互接続サスペンショ
ンの断面図である。
第９図と第10図は、トレースの幅の狭くなった部分の
近くで電気トレースの幅を徐々に変化させる代替実施例
を示す図である。
第11図、第12図および第13図は、ボンディング領域の
近くで電気トレースの幅を徐々に変化させる代替実施例
を示す図である。
第14図と第15図は、方向転換を有するトレースの平面
図である。
第16図と第17図は、トレースが開口の上にある場合
に、バックプレーンの開口の周辺部分をトレースに対し
て位置決めするための好ましい実施例を示す図である。
第18図は、バックプレーンの開口の上に配置された電
気トレースの広くなった部分の平面図である。
第19図は、バックプレーンの開口の両側で電気トレー
スの側縁部から横方向に延びる拡張部の好ましい実施例
を示す図である。
第20図は、バックプレーンのボンディング・パッドの
下にある領域が部分的に除去されたボンディング領域の
平面図である。
第21図は、バックプレーンのトレースの下にある部分
の幅が徐々に変化していることを除き第20図に示した除
去されたバックプレーンと同じ好ましい実施例を示す図
である。
第22図は、トレースの特性インピーダンスの急激な変
化を回避するためにトレースの幅を端部領域の間で徐々
に狭くした、変換器と電子回路モジュールに接続するた
めのボンディング領域を端部に有するトレースの平面図
である。
詳細な説明−従来技術 本発明の集積型ヘッド／電子回路相互接続サスペンシ
ョンは、第１図に示すように磁気ディスク記憶システム
において実施するものとして説明するが、本発明は、磁
気テープ記録システムなどの他の磁気記録システム、お
よび磁気抵抗素子がビット・セルとして働く磁気ランダ
ム・アクセス・メモリ・システムにも適用できる。
第１図を参照すると、集積型ヘッド／電子回路相互接
続サスペンションを使用するタイプの従来技術のディス
ク・ドライブの概略断面図を示す。ディスク・ドライブ
は、ベース１およびカバー２を含みベースにはディスク
・ドライブ・モータ４とアクチュエータ５が固定されて
いる。ベース１とカバー２は、ディスク・ドライブ用の
ほぼ密閉されたハウジングを提供する。一般に、ベース
１とカバー２の間のガスケット３と、ディスク・ドライ
ブの内側と外部環境の圧力を等しくするための小さなブ
リーザ孔（図示せず）がある。磁気記録ディスク６は、
ハブ７によって駆動モータ４に接続され、ディスク６は
ドライブ・モータ４によって回転できるようにハブ７に
取り付けられている。磁気記録ディスク６は、データを
そこに読み書きするためのデータ表面８を有する。読み
書きヘッドまたは変換器９は、スライダ10などのキャリ
アの後端に形成される。スライダ10は、空気ベアリング
型でも接触記録型でもよい。変換器９は、誘導型読み書
き変換器でも磁気抵抗（MR）読み取り変換器付きの誘導
型書込み変換器でもよい。スライダ10は、剛性支持アー
ム11と柔軟なサスペンション12によってアクチュエータ
５に接続される。サスペンション12は、スライダ10を記
録ディスク６のデータ表面８に押し付けるバイアス力を
提供する。ディスク・ドライブの動作中、駆動モータ４
が、ディスク６を一定速度で回転させ、一般にリニア式
または回転式のボイス・コイル・モータ（VCM）である
アクチュエータ５が、スライダ10を、データ面８を横切
って一般に半径方向に移動させ、それにより読み書きヘ
ッドがディスク６の様々なデータ・トラックにアクセス
できるようになる。
第２図は、カバー２を外したディスク・ドライブの内
部の平面図であり、スライダ10に力をかけてスライダを
ディスク６に向かって押しやるサスペンション12をより
詳細に示す。サスペンションは、本譲受人の米国特許出
願第4167765号に記載されたような、周知のWatrousサス
ペンションなど従来のタイプのサスペンションでもよ
い。また、このタイプのサスペンションは、空気ベアリ
ングに乗るときスライダの縦揺れと横揺れを可能にする
スライダのジンバル式アタッチメントを提供する。変換
器９によってディスク６から検出されたデータは、アー
ム11上に配置された電子回路モジュール15内の信号増幅
／処理回路によって処理されデータ・リード・バック信
号となる。また、このモジュールは、アームの側面に配
置することもできる。変換器９からの信号は、電気導体
17を介して電子回路モジュール15まで流れ、電子回路モ
ジュール15は、その信号を電気導体19を介して送受す
る。第２図に示した従来の実施例では、変換器９と電子
回路モジュール15の間の電気導体17は、それぞれ電気絶
縁カバーを有する撚り線からなる。通常、絶縁された導
体17は、その第１の端部が、変換器９の電気ボンディン
グ領域（図示せず）にはんだ付けまたは超音波ボンディ
ングされる。次に、導体がよじられ、その第２の端部が
電子回路モジュール15のリードにはんだ付けされる。サ
スペンションの代替実施例は、本譲受人の米国特許第49
96623号に記載されたような積層型でもよい。このタイ
プのサスペンションでは、導体17と導体19は、サスペン
ションの積層構造の一部分である導電層から形成するこ
ともできる。しかしながら、本譲受人の米国特許第4996
623号明細書は、積層構造における広い周波数帯域幅の
相互接続導体を提供する手段はなにも開示していない。
通常の磁気ディスク記憶システムについての上記説
明、および第１図と第２図は、単に説明のためのものに
すぎない。ディスク記憶システムは、多くのディスクお
よびアクチュエータを含み、各アクチュエータはいくつ
かのスライダを支持することができ、各スライダは、複
数の変換器を備えることができる。さらに、通常のディ
スク記憶システムは、それぞれ本発明の１つまたは複数
の実施例を含む多数の積層サスペンションを備えること
もできる。
発明の詳細な説明 第３図を参照すると、本発明の集積型ヘッド／電子回
路相互接続サスペンションは、サスペンション部分21と
テール部分22を含む一体型ユニット12である。サスペン
ション部分21は、一端にスライダ27を取り付けるジンバ
ル領域25を有し、他端にアクチュエータ（図示せず）の
剛性支持アームを取り付けるための取り付けベース26を
有する。サスペンション部21はさらに、取り付けベース
26の近くに開口29を有する。開口29は、サスペンション
に柔軟性を提供するヒンジを形成するため必要なことが
ある。テール部分22は、取り付けベース26からアクチュ
エータ（図示せず）の方に延びる。変換器または読み書
きヘッド28は、記録ディスク６のデータ表面８からデー
タを読み取りそこにデータを書き込むためにスライダ27
に取り付けられる。集積型ヘッド／電子回路相互接続サ
スペンション上には、複数の導電性トレース24が形成さ
れ、このトレース24は、変換器28を、集積型ヘッド／電
子回路相互接続サスペンションのアクチュエータ側端部
の近くに配置された電子回路モジュール（図示せず）と
接続する。導電性トレース24は、サスペンション部分21
とテール部分22のほぼ全長にわたって延びる。各導電性
トレース24は、一端に変換器28に接続するためのボンデ
ィング領域31を有し、他端に電子回路モジュールに接続
するためのボンディング領域32を有する。ボンディング
領域31、32は、一般に、ボンディング領域への線または
パッケージ・ピンの接続を容易にするために、トレース
24よりも幅が広くなっている。第４図は、ボンディング
領域31または32とトレース24の一部分の拡大図である。
第５図には、１つのスライダ27を取り付けたジンバル領
域25が示してある。スライダは複数あってもよい。スラ
イダ27には、それぞれディスクからデータを読み取りそ
こにデータを書き込むことができる２つの変換器28が取
り付けられる。図の実施例では、２つの読み書き変換器
28と１つのスライダ27が示してあるが、複数のスライ
ダ、複数の変換器および複数の種類の変換器の異なる組
み合わせを使用することもできる。変換器28は、ジンバ
ル領域25に位置するボンディング領域31に電気的に接続
される。
集積型ヘッド／電子回路相互接続サスペンションは、
ベース層と、ベース層上に複数の導電性トレースを形成
するようにパターン形成された第１の導電性層とを有す
る積層構造である。第6A図は、ベース層35上に電気トレ
ース36および37が形成された本発明のサスペンションの
断面図である。ベース層35は、アルミニウムなど、集積
型ヘッド／電子回路相互接続サスペンションを作成する
ための柔軟で非導電性の材料からなる。導電層34は、銅
または金でクラッドした銅からなることが好ましく、ベ
ース層35上に付着工程によって作成される。次に、導電
性層34をエッチングして、導電性トレース36、37を形成
する。第6B図は、第6A図に示した集積型ヘッド／電子回
路相互接続サスペンションの断面図であり、トレース3
6、37上に追加の電気絶縁層38が付着されている。絶縁
層38は、ポリウレタンの層またはアルミナなどの誘電体
材料の層でよく、トレースを損傷、腐食から保護し、積
層構造の剛性を強化するために電気トレースの上に形成
される。
第7A図は、集積型ヘッド／電子回路相互接続サスペン
ションの積層構造のもう１つの好ましい実施例を示す。
この実施例においては、積層構造は、第２の導電層40と
第２の電気絶縁層41を含む。導電層40は、銅からなるこ
とが好ましく、周知の積層または付着工程によってベー
ス35上に形成することができる。電気絶縁層41は、アル
ミナ、窒化シリコン、ポリアミドなどの絶縁材料が好ま
しく、電気トレース36、37と第２の導電層40との間に電
気絶縁を提供する。第２の導電層40は、トレース36、37
の特性インピーダンスをより良好に制御するためにパタ
ーン形成することができるバックプレーンを構成する。
第7B図は、パターン形成されたバックプレーン40と、ト
レース36、37の上の追加の電気絶縁性カバー層38とを備
えた、第7A図に示した集積型サスペンションの断面図を
示す。第6B図に示した積層構造と同様、追加の絶縁性カ
バー層38は、トレース36、37を、損傷、腐食から保護
し、あるいは積層構造の剛性を強化するために追加され
る。
第8A図は、本発明の集積型ヘッド／電子回路相互接続
サスペンションの積層構造のさらに別の好ましい実施例
を示す。このケースでは、ベース層は、第２の導電層45
と、導電層45と電気トレース36、37の間に形成された第
１の電気絶縁層46とからなる。導電層45は、ステンレス
鋼が好ましく、絶縁層46は、ポリアミドなどの誘導体材
料からなる。第8B図は、集積型ヘッド／電子回路相互接
続サスペンションのさらに別の好ましい実施例を示す。
このサスペンションは、第8A図に示したものと同じ積層
構造を有し、追加の導電層47が、第１の電気絶縁層46と
トレース36、37の間にバックプレーンを形成する。追加
のバックプレーン47は、銅が好ましく、第7B図と同様に
パターン形成することができ、第7A図に示したバックプ
レーンと同様に電気トレース36、37のインピーダンスを
制御する追加の手段を提供する。さらに、好ましくはポ
リアミドの電気絶縁層48が、電気トレース36、37とバッ
ク・プレーン47の間に形成され、トレース36、37とバッ
クプレーンとの間の電気絶縁を提供する。
各トレースは、電気導体として、様々な要因の中でも
とりわけトレースの寸法、他のトレースとの距離、およ
びトレースの周りの材料に依存する、単位長さあたりの
特性インピーダンスを有する。当技術分野では周知のよ
うに、トレースの単位長さあたりの特性インピーダンス
は、式 によって計算することができ、ここで、ＬおよびＣは、
それぞれトレースの単位長さあたりのインダクタンスと
キャパシタンスである。ＬとＣの両方の値は、従来のイ
ンダクタンスおよびキャパシタンスの測定装置によって
測定することができる。
第９図を参照すると、導電性トレース55の狭くなった
部分57の平面図が示されている。本発明と類似のタイプ
のサスペンション上の導電性トレースは、開口29など経
路内の機械的障害を避けるために、サスペンションのい
くつかの領域内で狭くなっていることがある。そのよう
な狭くなったトレース部分は、トレース55の特性インピ
ーダンスの急激な変化をもたらし、それがトレースに沿
って送られる電気信号を反響する反射点として働く。本
発明においては、狭くなった部分による信号の反射は、
トレース55の幅をその通常の幅56から絞られた狭い幅58
に徐々に減少させることによって最小限に抑えられる。
トレース幅を緩やかに変化させると、幅が狭くなるにつ
れてトレース・キャパシタンスが徐々に低下し、インダ
クタンスが徐々に増大する。その結果、トレース55の特
性インピーダンスは、狭くなった部分57において急激に
上昇することはなく、したがって、絞り部分による電気
信号の反射がなくなるか少なくとも最小になる。第10図
は、曲線部分63を利用して、狭くなった部分59の幅62に
なるようにトレース60の幅61を徐々に狭くする代替構造
を示す。
第11図は、変換器または電子モジュールに接続するた
めのボンディング領域65で終端する導電性トレース66を
示す。ボンディング領域の幅がより広いため、この領域
は、トレース66に沿って送られる電気信号の反射点とし
て働く。本発明においては、この信号反射は、ボンディ
ング領域65になる領域においてトレースの幅を徐々に広
くすることによって最小限に抑えることができる。テー
パ部分67は、トレースの幅がボンディング領域65に近づ
くにつれて広くなるときに、トレース66の特性インピー
ダンスをより滑らかに変化させる。したがって、ボンデ
ィング領域によるトレースに沿った信号の反射を防ぎま
たは最小限に抑えることができる。第12図は、同様に、
幅を徐々に広くしたトレース75を示す。ただし、このケ
ースでは、トレース75は、第11図に示したようなボンデ
ィング領域一辺の一端ではなく、ボンディング領域の一
辺の中間でボンディング領域76と接合する。トレース
は、その辺の両側において徐々に広くなり、したがって
その幅は、徐々にボンディング領域の幅となる。第13図
は、曲線部分72を利用して、ボンディング領域71の近く
で１対のトレース70の幅を徐々に広くするための異なる
構成を示す。
第14図は、第１の導電層の平面内に湾曲部81を有する
導電性トレース80の平面図を示す。この図では90度の湾
曲部だけを示したが、本発明のこの実施例は、あらゆる
角度の湾曲部に適用される。トレース80は幅82を有し、
湾曲部は内側半径83を有する。前述のトレース形状の不
連続性と同様に、トレースの方向の急激な変化は、トレ
ースに沿って送られる電気信号の反射点を作り出す。し
たがって、トレースに沿った電気信号の反射を最小にす
るために、湾曲部の方向の変化は緩やかでなければなら
ない。この結果は、第14図に示したように、湾曲部81の
内側半径83を、トレース80の幅82と等しいかそれよりも
大きいように選択することによって達成される。さら
に、トレース80の幅82は、第15図に示すように湾曲部81
を通じてほぼ一定でなければならない。
第16図は、バックプレーン86の開口87の上を横切る導
電性トレース85を示す。そのような開口87は、たとえ
ば、ヒンジを形成するためにサスペンション12に開口を
設ける場合に必要となる。トレース85の下に開口87があ
るため、トレースが開口の周辺を横切るとき、トレース
の特性インピーダンスは急激に増大し、トレース85に沿
って流れる信号の反射点を作り出す。本発明において
は、この信号の反射は、周辺部分88がトレース85の長手
軸に対して直角にならないように、開口87をトレース85
に対して位置付けることによって最小限に抑えられる。
その結果、開口の上のトレースの特性インピーダンスの
変化はより緩やかになり、開口87によるトレース85に沿
った信号の反射が最小限に抑えられる。第17図は、開口
87の周辺部分88をトレース85に対して位置付けするため
の代替構造を示す。
第18図に、バックプレーンの開口の上に配置されたト
レースに沿った信号反射を最小にするためのもう１つの
好ましい実施例を示す。この実施例では、トレース90
は、バックプレーン93の開口92の上の領域91で故意に広
げられている。トレースの幅が広くなった領域91は、広
くなった領域のために増大したキャパシタンスと減少し
たインダクタンスが、それぞれ、開口92によって生じる
トレース・キャパシタンスの損失とトレース・インダク
タンスの利得を補償するように、必要な限り大きくす
る。その結果、トレース90の特性インピーダンスは、開
口92の上で一般人一定に維持され、開口によって生じる
トレースに沿った信号反射は最小限に抑えられる。第18
図はさらに、広くなった領域91によって信号反射点が生
じるのを防ぐための、テーパ部分94によるトレース90の
幅の緩やかな変化を示す。
第19図は、トレースがバックプレーン97の開口98の上
に位置する場合のトレース96の特性インピーダンスの急
激な上昇を補償するための別の構成を示す。この構成
は、狭くなった部分100で示されるように、トレースの
経路内の機械的障害を回避するために、開口98の上の領
域でトレース96の幅をさらに狭めなければならない場合
に特に有利である。本発明においては、開口98と狭くな
った部分100によって生じるトレースの特性インピーダ
ンスの増大は、トレース96から延びる１つまたは複数の
横方向の拡張部99によって補償することができる。横方
向の拡張部99は、トレース96の両方の縁部と開口98の両
方の側に形成される。横方向の拡張部99の全体のサイズ
は、拡張部の追加キャパシタンスが、開口98と狭くなっ
た部分100によって生じるキャパシタンス損失とほぼ等
しくなるように選択される。その結果、トレース96の特
性インピーダンスは、開口98の上の領域で一般に一定に
なり、開口98または狭くなった部分100によるトレース
に沿った電気信号の反射は最小限に抑えられる。第19図
に示した好ましい実施例は、開口98の各側に１対の横方
向の拡張部99を有し、この拡張部99は、さらに、トレー
スの特性インピーダンスをさらに緩やかに変化させるた
めの緩やかなテーパ辺95を有する。
第20図は、トレースに電気的に接続されたボンディン
グ領域106で終端する電気トレース105の平面図である。
トレース105とボンディング領域106は共に、バックプレ
ーン107の上に位置する。第11図ないし第13図に示した
ボンディング領域と同様、ボンディング領域106の幅が
広いため、トレース105に沿った電気信号の反射が生じ
る。しかしながら、バックプレーンの場合は、ボンディ
ング領域106の下のバックプレーンを部分的に除去し
て、バックプレーン内に開口108を作成することによっ
て、この信号反射を最小限に抑えることができる。さら
に、ボンディング領域106の近くのトレース105の特性イ
ンピーダンスの変化をさらに緩やかにするために、ボン
ディング領域106の真下のバックプレーンのトレース状
部分109はそのままに残してある。トレース状部分109
は、一般にトレース105と同じ幅を有し、トレースの方
向に延びる。第21図は、第20図と同じトレース105とボ
ンディング領域106を示すが、トレース状部分109は、緩
やかなテーパ部分110を有し、バックプレーンの部分的
除去と、トレース状部分109の緩やかな幅の変化を組み
合わせた効果が得られる。
さらに、本発明の好ましい実施例においては、一方が
提供される場合、トレースの形状とバックプレーンのパ
ターンは、１つまたは複数の上記技術を用いてトレース
の各端部において所望の特性インピーダンスを得ること
により、構成される。特に、電子回路モジュールの近く
の領域におけるトレースの特定インピーダンスは、電子
モジュールの出力インピーダンスと実質上等しくされ
る。その結果、トレースの電子回路モジュール側端部に
おける急激なインピーダンス変化によって生じるトレー
スに沿った電気信号の反射をなくすかまたは少なくとも
最小限に抑えることができる。電子モジュールの出力イ
ンピーダンスは、従来のインピーダンス測定機器を使っ
て求めるか、または電子回路モジュールの回路設計から
導出することができる。同様に、トレースの変換器側端
部における信号反射を最小にするため、変換器の近くの
領域におけるトレースの特性インピーダンスは、変換器
の出力インピーダンスと実質上等しくされる。
さらに、トレースの一端の近くの領域内の特性インピ
ーダンスが他端のそれと異なり、端部領域におけるトレ
ースの幅が異なる場合は、トレースの幅をその端部領域
の間で徐々に狭くし、それによりトレースの特性インピ
ーダンスの急激な変化が回避される。第22図は、変換器
（図示せず）への電気接続のためのボンディング領域31
と、電子回路モジュール（図示せず）への接続のための
ボンディング領域32を有するトレース24を示す。トレー
スの一端におけるトレース部分112の幅は、トレースの
他端におけるトレース部分113の幅と異なる。トレース2
4の幅は、トレースの端部間の領域114で徐々に狭くな
り、両端の間でのトレース・インピーダンスの急激な変
化により生じる信号反射が回避される。
最後に、本発明の好ましい実施例においては、信号間
のクロスカップリングを最小限にするために、電気トレ
ースとその関連するボンディング領域は、その搬送する
信号の種類ごとにまとめられる。第３図と第6A図は、そ
のようなグループ化を行った集積型サスペンションの好
ましい実施例を示す。この実施例では、変換器の読み取
りトレース36は、一般にトレースの全長にわたって互い
に接近して隔置される。同様に、変換器の書込みトレー
ス37もそれに接近して隔置される。さらに、サスペンシ
ョンの幅が許す限り、読み取りトレース36は書き込みト
レース37から離される。同様に、読み取りトレース36と
書き込みトレース37のボンディング領域が、それぞれま
とめられ、読み取りトレースのボンディング領域は、サ
スペンション上のスペースが許すかぎり、書込みトレー
スのボンディング領域から離される。そのようなトレー
スとその各ボンディング領域の信号タイプによるグルー
プ化と隔置により、トレースに沿って流れる読取り信号
と書込み信号の間のクロスカップリングが最小になる。
その結果、本発明で開示された上記およびその他の技術
を含む集積型ヘッド／電子回路相互接続サスペンション
は、高いデータ転送速度のディスク・ドライブでクリテ
ィカルな広いデータ伝送帯域幅をサポートすることがで
きる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−112768（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−5591（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−28676（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−138618（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 5/60 G11B 21/21

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】データ面を備えたディスクにデータを書き
    込みディスクからデータを読み取るための変換器と、デ
    ィスクを横切ってスライダを移動させるアクチュエータ
    とを有するタイプのデータ記録ディスク・ドライブ用の
    積層構造のサスペンションであって、 前記サスペンションのベース層と、 前記ベース層上の導電性バックプレーンであって前記サ
    スペンションに柔軟性を与えるための開口を有するもの
    と、 前記バックプレーンの上に形成された絶縁層と、 前記絶縁層上に前記変換器および電子回路モジュールへ
    の電気接続のための複数の導電性トレースとして形成さ
    れた導電層であって、前記トレースの少なくとも１つが
    前記開口の縁に対して斜めの方向に前記開口をまたいで
    伸びるように配置されている導電層と、 を含むサスペンション。
  2. 【請求項２】トレースの一つが狭くなった部分を含み、 狭くなった部分の各端部が移行領域を有し、移行領域の
    幅が、トレースの幅から狭くなった部分の幅へと緩やか
    に変化し、それにより、狭くなった部分によって生じる
    トレースに沿った電気信号の反射が最小限に抑えられる
    ことを特徴とする請求項１に記載のサスペンション。
  3. 【請求項３】トレースのうちの１つが、トレースの幅よ
    りも大きな幅を有する、電気接続を容易にするためのボ
    ンディング領域を有し、 ボンディング領域が移行領域を有し、移行領域の幅が、
    トレースの幅からボンディング領域の幅へと緩やかに変
    化し、それにより、ボンディング領域によって生じるト
    レースに沿った電気信号の反射が最小限に抑えられるこ
    とを特徴とする請求項１に記載のサスペンション。
  4. 【請求項４】トレースのうちの１つが、導体層の平面内
    で湾曲部を含み、湾曲部が内側半径および全体的に一定
    な幅を有し、前記内側半径がトレースの全体的に一定な
    幅よりも大きな値を有することを特徴とする請求項１に
    記載のサスペンション。
  5. 【請求項５】さらに第２の変換器を含み、各変換器が、
    データ面からデータを読み取るための少なくとも１つの
    読取りトレースと、データ面にデータを書き込むための
    少なくとも１つの書込みトレースとを備え、読取りトレ
    ースが一緒にまとめられ、書込みトレースが一緒にまと
    められ、読取りトレースが、読取りトレースと書込みト
    レースの間の信号のクロスカップリングを最小にするの
    に十分な距離だけ書込みトレースから離れて配置される
    ことを特徴とする請求項１に記載のサスペンション。
  6. 【請求項６】前記トレースが前記開口の上の領域で幅が
    広げ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。
  7. 【請求項７】前記幅が広げられたトレースの領域の両端
    に移行領域を有し、該移行領域の幅がトレースの幅から
    緩やかに変化することを特徴とする請求項６に記載のサ
    スペンション。
  8. 【請求項８】トレースが、開口の上の領域におけるトレ
    ースの特性インピーダンスの減少を補償するために、開
    口の近くでトレースの側縁部から延びる横方向の拡張部
    を含み、それにより、開口によって生じるトレースに沿
    った電気信号の反射が最小限に抑えられることを特徴と
    する請求項１に記載のサスペンション。
  9. 【請求項９】トレースのうちの１つが、トレースの幅よ
    り大きな幅を有し電気接続を容易にするためのボンディ
    ング領域を有し、バックプレーンが、ボンディング領域
    におけるトレースの特性インピーダンスの減少を補償す
    るために、ボンディング領域の下で部分的に除去され、
    それにより、ポンディング領域によって生じるトレース
    に沿った電気信号の反射が最小限に抑えられることを特
    徴とする請求項１に記載のサスペンション。
  10. 【請求項１０】ボンディング領域の近くの領域における
    トレースの特性インピーダンスの変化を補償するため
    に、ボンディング領域の下にバックプレーンのトレース
    状部分をさらに含み、トレース状部分が、トレースの幅
    とほぼ同じ幅を有し、トレースの真下にあるバックプレ
    ーンの残り部分から、一般にトレースの長手軸の方向に
    延び、それにより、部分的に除去されたバックプレーン
    によって生じるトレースにおける電気信号の反射が最小
    限に抑えられることを特徴とする請求項９に記載のサス
    ペンション。
  11. 【請求項１１】ボンディング領域の下のトレース状部分
    がさらに、トレース状部分とバックプレーンの残り部分
    の間に移行領域を含み、バックプレーンの残り部分近く
    の領域における移行領域の幅が、トレース状部分の幅よ
    りも広く、トレース状部分の幅に向かって徐々に狭くな
    り、それにより、バックプレーンのトレース状部分によ
    って生じるトレースにおける電気信号の反射が最小限に
    抑えられることを特徴とする請求項10に記載のサスペン
    ション。
  12. 【請求項１２】前記変換器への電気接続のためのボンデ
    ィング領域は前記電子回路モジュールへの電気接続のた
    めのボンディング領域とは異なる幅を有し、このボンデ
    ィング領域を電気接続するトレースが変換器および電子
    回路モジュールの間で緩やかに変化する幅を有すること
    を特徴とする請求項１記載のサスペンション。
  13. 【請求項１３】データ面を備えた回転ディスクと、ディ
    スクの回転中にデータ面からデータを読み取りあるいは
    データ面にデータを書き込むために、変換器をディスク
    に対して一般に半径方向に移動させるアクチュエータ
    と、データ面から読み取ったデータおよびデータ面に書
    き込んだデータを処理するための電子回路モジュールと
    を有するタイプのデータ記録ディスク・ドライブ用の変
    換器／スライダ／サスペンション／アーム・アセンブリ
    であって、 ディスクが回転しているときにデータ面に対して動作可
    能な位置関係に維持されるスライダと、 スライダに取り付けられた、データ面からデータを読み
    取りデータを書き込むための変換器と、 ２つの端部を有し、その第１の端部が前記スライダに取
    り付けられた請求項１ないし12のいずれか一項に記載の
    積層サスペンションと、 ２つの端部を有し、その第１の端部がサスペンションの
    第２の端部に取り付けられ、第２の端部がアクチュエー
    タに取り付けられた一般に剛性の支持アームと を含む変換器／スライダ／サスペンション／アーム・ア
    センブリ。
  14. 【請求項１４】同心円データ・トラックのデータ面を有
    するディスクと、 ディスクに取り付けられ、ディスクに対して一般に直角
    な軸の周りでディスクを回転させる手段と、 ディスクが回転しているときにディスク表面に対して動
    作可能な位置関係に維持されるスライダと、 スライダに取り付けられた、データ面からデータを読み
    取りデータ面にデータを書き込むための変換器と、 変換器がデータ・トラックにアクセスできるようにディ
    スクに対して一般に半径方向にスライダを移動させるア
    クチュエータと、 データ面から読み取ったデータおよびデータ面に書き込
    んだデータを処理するための電子回路モジュールと、 ２つの端部を有し、その第１の端部が前記スライダに取
    り付けられた請求項１ないし12のいずれか一項に記載の
    積層サスペンションと、 ２つの端部を有し、その第１の端部がサスペンションの
    第２の端部に取り付けられ、第２の端部がアクチュエー
    タに取り付けられた一般に剛性の支持アームと を含むデータ記録ディスク・ドライブ。
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