JP3605497B2

JP3605497B2 - ディスク装置用サスペンション

Info

Publication number: JP3605497B2
Application number: JP18664997A
Authority: JP
Inventors: 幸司魚住; 潤曽我; 一郎高寺; 收大河原; 栄治鞍成
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
Priority date: 1997-07-11
Filing date: 1997-07-11
Publication date: 2004-12-22
Anticipated expiration: 2017-07-11
Also published as: JPH1139626A; US6046887A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばパーソナルコンピュータ等の情報処理装置に内蔵されるディスク装置のスライダを支持するためのサスペンションに係り、特に配線部等の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク装置や光磁気ディスク装置のヘッド部においては、高速で回転するディスク上をスライダが僅かに浮上した状態となり、スライダに内蔵されたトランスジューサを介してディスクに対するデータの記録や再生を行うようにしている。このためスライダは、サスペンションによってディスクから浮上可能な状態に支持されている。
【０００３】
この種のサスペンションとして、例えば特開平５−２８２６４２号公報に記載されているように、ロードビームに設けたジンバル（フレキシャとも呼ぶ）にスライダを固定するものが公知である。図８に示す公知のサスペンション１は、ロードビーム２の先端部に極薄い金属板からなるフレキシャ３を固定し、フレキシャ３に形成したタング部４によってスライダ５を支持するようにしている。
【０００４】
タング部４の両側はアウトリガ部６となっている。タング部４はアウトリガ部６に対して２〜３°以下の僅かなピッチ角で傾斜している。スライダ５の端子７は配線部８に接続される。配線部８はフレキシャ３に設けられており、配線部８の他端側に図示しない外部リード線が接続される。
【０００５】
上記配線部８は、一般的にはフレキシャ３を構成する金属層の上にポリイミド等の合成樹脂からなる絶縁層を成膜し、さらにその上に銅などからなる導体層を形成し、導体層の上に必要に応じてポリイミド等の合成樹脂からなる保護層を成膜している。上記導体層は公知の成膜技術とエッチング等の食刻によってパターニングされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記絶縁層あるいは保護層に用いるポリイミドなどの合成樹脂は、温度変化や吸湿あるいは脱湿などによって膨張あるいは収縮を伴って変形するが、アウトリガ部のように薄く剛性が小さい金属層に上記配線部が固定的に設けられている場合、配線部が変形するとアウトリガ部等も変形してしまうことがある。タング部に固定されているスライダは、その固定姿勢によってディスクからの浮上特性が大きく左右されるため、上記のようにフレキシャが変形するとスライダの固定姿勢も変化し、所望の浮上特性を得ることができなくなる。
【０００７】
また、タング部に角度（ピッチ角）をもたせるために曲げ加工をする場合、加工によって配線部に引張り応力やねじれの応力が発生する。この応力は、加工された形状を元に戻そうとする力として働くため、配線部の剛性はタング部を精度良く曲げ加工する上で障害となっている。特に、配線部の導体層に圧延銅のように比較的剛性が高い金属が使われた場合に上記の問題が一層顕著に現れる。
【０００８】
従って本発明の目的は、配線部の変形がフレキシャ等に及ぶことを防止ないし軽減でき、かつ、タング部等の曲げ加工も高精度に行うことができるようなディスク装置用サスペンションを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を果たすための本発明のサスペンションは、一対のアウトリガ部の内側にこれらアウトリガ部に沿って形成された隙間を隔ててタング部を有しこのタング部にスライダを固定するフレキシャと、上記フレキシャを支持するロードビームと、上記フレキシャに形成された絶縁樹脂層およびこの絶縁樹脂層によって覆われた薄膜パターンの導体層および該導体を被覆する保護樹脂層を含みこの導体層の一端側に上記スライダの端子に電気的に接続される端子部を設けた配線部とを具備し、上記配線部の上記アウトリガ部に沿う領域に、上記タング部の両側に位置し上記アウトリガ部の全長にわたって該アウトリガ部に重ならないように上記タング部およびアウトリガ部から分離された状態で上記タング部とアウトリガ部との間の上記隙間に宙吊り状態で配される中間可撓部を設けている。
【００１０】
本発明のように、中間可撓部をアウトリガ部とタング部との間の隙間に沿ってアウトリガ部の内側に配設し、このサスペンションを扱う際に中間可撓部に手などが触れにくくすれば、配線部の損傷などを防ぐ上で有効となる。さらに好ましくは、請求項２に記載したように配線部の先端側にコーナー部を形成し、このコーナー部もタング部とアウトリガ部との間の隙間に配して配線部を更に撓みやすくすることも有効である。
【００１１】
また請求項３に記載したように、中間可撓部の一部に湾曲部を形成することにより、中間可撓部の剛性を更に下げることも有効である。あるいは請求項４に記載したように、配線部の導体層に圧延銅よりも剛性の低いメッキ銅を用いることによって、配線部自体の剛性をさらに下げてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態について、図１〜図６に示すハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ）用のサスペンション１０を参照して説明する。
図５と図６に示すサスペンション１０の一例は、ステンレス鋼などの精密な薄板ばねからなるロードビーム１１と、ロードビーム１１に固定された極薄い板ばねからなるフレキシャ（ｆｌｅｘｕｒｅ）１２とを含んでいる。フレキシャ１２は例えば１８μｍ〜３０μｍ前後のばね性のある薄いステンレス鋼板からなり、レーザ溶接等によってロードビーム１１に固定されることによって、ロードビーム１１に支持されている。
【００１３】
ロードビーム１１の基部にベースプレート１５が設けられており、ベースプレート１５を介してロードビーム１１がキャリッジ（図示せず）に固定されるようになっている。キャリッジは周知のポジショニング用モータ（図示せず）によって駆動され、フレキシャ１２の先端側がハードディスク等の記録媒体の所望トラックまで移動できるようになっている。
【００１４】
図５に示すようにフレキシャ１２はロードビーム１１の軸線方向（長手方向）に延びており、その先端部分に舌状のタング部２０と、タング部２０の左右両側にフレキシャ１２の長手方向に延びる一対のアウトリガ部２１とが形成されている。
【００１５】
図６に示すようにタング部２０の前端２５は、フレキシャ１２の幅方向に延びる連設部２６を介してアウトリガ部２１の前端に連なっている。すなわちタング部２０の周りには、エッチング等によって前端２５を残して食刻された平面視でコ字形をなす隙間２７が形成されている。この隙間２７はタング部２０とアウトリガ部２１との間、およびタング部２０と連設部２６との間に存在している。
【００１６】
タング部２０は、図４に示すように例えば２〜３°以下のピッチ角θで傾斜するように曲げ加工されている。タング部２０の裏面はロードビーム１１の先端部１１ａに設けた凸部３０に当接している。タング部２０にスライダ３１（図６に示す）が固定される。スライダ３１には、磁電変換素子としてのトランスジューサ（図示せず）が設けられている。
【００１７】
上記フレキシャ１２に配線部４０が設けられている。この配線部４０は、図３等に示すようにフレキシャ１２を構成している金属層の表面に形成された厚さ３〜２０μｍ程度のポリイミド等の電気絶縁性の合成樹脂からなる絶縁樹脂層４１と、この絶縁樹脂層４１の上に形成された所定の薄膜パターンの導体層４２と、導体層４２を覆うポリイミド等の合成樹脂からなる厚さ１〜５μｍ程度の保護樹脂層４３などを含んでいる。
【００１８】
導体層４２は、剛性が圧延銅（Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ−Ｍｇ等からなる合金）よりも小さいメッキ銅（ほぼ純粋な銅）からなり、その厚さは３〜１８μｍ程度である。この導体層４２はメッキ等の成膜プロセスとエッチングプロセスなどを経て、所定形状にパターニングされている。なお、導体層４２の少なくとも一部を、必要に応じてニッケルあるいは金などで被覆することもある。
【００１９】
図１に示すように配線部４０の一端側に第一の端子部４５が設けられている。この端子部４５は、タング部２０の前寄り部分において絶縁樹脂層４１上に導体層４２と一体に形成され、スライダ３１の端子４６に電気的に接続される。
【００２０】
図５に示すように配線部４０の他端側はフレキシャ１２の長手方向に延在し、ベースプレート１５の近傍に第二の端子部４７が設けられている。第二の端子部５０は、ベースプレート１５の近傍において絶縁樹脂層４１の表面に導体層４２と一体に形成されている。この端子部４７に図示しない外部リード線が接続される。
【００２１】
配線部４０のうちアウトリガ部２１に沿う領域は、図２等に示すようにタング部２０およびアウトリガ部２１から分離された宙吊り状態の中間可撓部４０ａとなっている。この中間可撓部４０ａは、隙間２７をエッチングする前に予めフレキシャ１２上に配線部４０を形成しておき、エッチングによって隙間２７を食刻したときに、配線部４０の一部すなわち中間可撓部４０ａが隙間２７のところに宙吊り状態で残ることができるような位置にパターニングされている。
【００２２】
上記中間可撓部４０ａは、タング部２０とアウトリガ部２１との間の隙間２７に、アウトリガ部２１に沿ってアウトリガ部２１の内側に配されている。配線部４０の先端側には導体層４２が端子部４５の方向を向くコーナー部４０ｂが形成されている。このコーナー部４０ｂも、上記隙間２７に宙吊り状態に配されている。
【００２３】
上記のようにこの実施形態では、配線部４０のアウトリガ部２１に沿う領域にタング部２０とアウトリガ部２１とから分離した状態の中間可撓部４０ａとコーナー部４０ｂを設けているため、配線部４０が樹脂層４１，４３の吸脱湿や温度変化などによって変形しても、その変形は宙吊り状態の中間可撓部４０ａとコーナー部４０ｂによって吸収される。
【００２４】
このためタング部２０やアウトリガ部２１に配線部４０の変形の影響が及ぶことが回避され、アウトリガ部２１の変形が大幅に抑制されるとともに、タング部２０のピッチ角θも正確なものとなる。フレキシャ１２のタング部２０とアウトリガ部２１付近以外の大部分の領域は、厚さがフレキシャ１２の数倍以上あるロードビーム１１によって補強された格好となっているため、配線部４０に応力が生じても変形することはない。
【００２５】
発明者らは、この実施形態のサスペンション１０の配線部４０が吸湿したときにタング部２０のピッチ角θがどのように変化するかについて実験を行ったところ、ピッチ角変化量は約０．０５ｄｅｇと小さなものであることが確認された。これに対し従来（図８）のように配線部がアウトリガ部に固定されているものは、タング部のピッチ角変化量が約０．３ｄｅｇと大きく、配線部の変形の影響が大きいことが確認された。すなわち本実施形態のサスペンション１０によれば、タング部２０のピッチ角変化が従来の約６分の１となり、タング部２０の精度が大幅に改善されるようになった。
【００２６】
なお、図１に２点鎖線Ｍで示すように配線部４０の一部を樹脂層４１の一部によってアウトリガ部２１とつないだ比較例の場合は、配線部４０が吸湿したときのタング部２０のピッチ角変化が上記実施形態のサスペンション１０の約４倍になることも確認された。
【００２７】
本発明のサスペンション１０のピッチスティフネス（図６に示す矢印Ｐ方向の剛性）は０．７２μＮ・ｍ／ｄｅｇ、ロールスティフネス（矢印Ｒ方向の剛性）は１．２２μＮ・ｍ／ｄｅｇであった。これに対し上記比較例のピッチスティフネスは０．８４μＮ・ｍ／ｄｅｇ、ロールスティフネスが１．３６μＮ・ｍ／ｄｅｇであった。つまり本発明のサスペンション１０は、比較例に比べて剛性を約１０％ほど低くできることが判った。
【００２８】
上記サスペンション１０はフレキシャ１２を構成している金属層と配線部４０とが分離しているため、タング部２０にピッチ角θをつけるために曲げ加工しても配線部４０に生じる歪みが分散され、フレキシャ１２に及ぼす影響が大幅に減少する点でも有利である。本実施形態のサスペンション１０のピッチ角θのばらつきは、配線部４０をアウトリガ部２１に固定した場合のピッチ角θのばらつきと比較すると、約２分の１から３分の１に減少することも確認された。
【００２９】
図７に示すように中間可撓部４０ａの途中に弧状に湾曲した湾曲部５０を設けることにより、配線部４０を更に撓みやすくすれば、配線部４０の変形や応力の影響がタング部２０やアウトリガ部２１に及ぶことを更に効果的に防ぐことができる。図７に示すサスペンション１０の基本的な構成と作用効果は前記実施形態（図１）と同様であるから、両者に共通の部位に共通の符号を付して説明は省略する。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１に記載した本発明によれば、配線部の変形や応力がアウトリガ部やタング部に及ぶことを低減でき、その結果、配線部が変形等を生じてもタング部の角度変化等が小さくなり、スライダの固定姿勢も安定化する。また配線部とアウトリガ部とが分離しているため、タング部にピッチ角をつけるなどの曲げ加工を行っても配線部に局部的な高応力が生じることを回避でき、配線部の信頼性を向上できるとともに、応力発生により形状を元に戻そうとする配線部からの力が小さくなるため、タング部の加工精度が向上する。
【００３１】
また本発明によれば、このサスペンションの製造プロセスなどにおいてサスペンションを扱う際に、配線部の中間可撓部が手などに触れにくくなり、配線部の損傷などを防ぐ上で有効である。そして請求項２に記載した発明によれば、配線部を更に撓みやすくすることができる。請求項３に記載した発明によっても中間可撓部の剛性を更に下げることができる。
【００３２】
一般にフレキシャはスライダが柔軟に姿勢変化できるように低剛性であることが望ましいが、請求項４に記載した発明によれば、配線部自体の剛性をさらに下げることができ、配線部の剛性がフレキシャの剛性に影響を与えることを抑制できるため、例えば左右方向の剛性を落とさずにピッチスティフネスおよびロールスティフネスを下げることができるなど、サスペンションの設計の自由度が広がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すディスク装置用サスペンションの一部の平面図。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図。
【図３】図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図。
【図４】図１中のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図。
【図５】図１に示されたサスペンションの全体の平面図。
【図６】上記サスペンションの一部の分解斜視図。
【図７】配線部の変形例を示すサスペンションの一部の平面図。
【図８】従来のサスペンションの一部を示す斜視図。
【符号の説明】
１０…サスペンション
１１…ロードビーム
１２…フレキシャ
２０…タング部
２１…アウトリガ部
２７…隙間
３１…スライダ
４０…配線部
４０ａ…中間可撓部
４０ｂ…コーナー部
４１…絶縁樹脂層
４２…導体層

Claims

一対のアウトリガ部の内側にこれらアウトリガ部に沿って形成された隙間を隔ててタング部を有しこのタング部にスライダが固定されるフレキシャと、
上記フレキシャを支持するロードビームと、
上記フレキシャに形成された絶縁樹脂層およびこの絶縁樹脂層によって覆われた薄膜パターンの導体層および該導体を被覆する保護樹脂層を含みこの導体層の一端側に上記スライダの端子に電気的に接続される端子部を設けた配線部とを具備し、
上記配線部の上記アウトリガ部に沿う領域に、上記タング部の両側に位置し上記アウトリガ部の全長にわたって該アウトリガ部に重ならないように上記タング部およびアウトリガ部から分離された状態で上記タング部とアウトリガ部との間の上記隙間に宙吊り状態で配される中間可撓部を設けたことを特徴とするディスク装置用サスペンション。
上記配線部の上記端子部の近傍に、上記導体層が上記端子部側を向くように方向を変えたコーナー部を形成し、このコーナー部も上記タング部とアウトリガ部との間の上記隙間に配したことを特徴とする請求項１記載のディスク装置用サスペンション。
上記中間可撓部の一部に、湾曲した形状の湾曲部を形成したことを特徴とする請求項２記載のディスク装置用サスペンション。
上記配線部の導体層がメッキ銅からなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のディスク装置用サスペンション。