JP4091938B2 - 配線回路基板の製造方法 - Google Patents
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Description
このような端子部に、外部端子を接続するには、例えば、はんだボールなどの溶融金属が用いられており、端子部の表面に、はんだボールを設置して、これを溶融することにより、外部端子と接続するようにしている。
一方、電極を外部端子と接続するときには、はんだボールを電極と外部端子との間に挟むようにして、その基板と外部基板とを対向配置する必要がある。しかし、基板と外部基板とを対向配置したときには、空洞部が基板によって閉塞されているため、はんだボールが基板で隠れて、電極の空洞部に正確に設置されているか否かを、確認することができないという不具合がある。
図1において、この回路付サスペンション基板1は、ハードディスクドライブの磁気ヘッド(図示せず)を実装して、その磁気ヘッドを、磁気ヘッドと磁気ディスクとが相対的に走行する時の空気流に抗して、磁気ディスクとの間に微小な間隔を保持しながら支持するものであり、磁気ヘッドと、リード・ライト基板とを接続するための導体パターン4が一体的に形成されている。
支持基板2は、長手方向に延びる薄板からなり、その先端部には、磁気ヘッドを実装するためのジンバル5が形成されており、また、その後端部には、後述する各外部側接続端子8を、支持基板2の長手方向に沿って配置するための端子配置部6が、幅方向(支持基板2の長手方向に直交する方向)の一方側に膨出するように形成されている。
導体パターン4は、複数の配線4a、4b、4c、4dと、磁気ヘッド側接続端子7と、端子部としての外部側接続端子8とを一体的に備えている。複数の配線4a、4b、4c、4dは、支持基板2の長手方向に沿って延び、その幅方向において、互いに間隔を隔てて並列配置されている。
また、各外部側接続端子8に対応するベース絶縁層3には、各第1貫通孔9に連通する第2の孔としての第2貫通孔19が、第1貫通孔9よりも大きい平面視円形状で、ベース絶縁層3の厚さ方向を貫通するように、それぞれ形成されている。
なお、図1においては、図示されていないが、ベース絶縁層3の上には、導体パターン4を被覆するように、カバー絶縁層10(図2(d)参照)が、所定のパターンとして形成されている。
この方法では、まず、図2(a)に示すように、支持基板2を用意する。支持基板2としては、金属箔または金属薄板が用いられ、その金属としては、例えば、ステンレス、42アロイ、アルミニウム、銅−ベリリウム、りん青銅などが用いられる。剛性、耐食性および加工性の観点から、好ましくは、スレンレス箔が用いられる。また、支持基板2の厚さは、例えば、10〜100μm、好ましくは、18〜30μmであり、その幅は、例えば、50〜500mm、好ましくは、125〜300mmである。
ベース絶縁層3を形成するための絶縁材料としては、特に制限されないが、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリエーテルニトリル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂などの合成樹脂が用いられる。これらのうち、好ましくは、耐熱性および耐薬品性の観点から、ポリイミド樹脂が用いられる。また、好ましくは、パターンの微細加工の容易性の観点から、感光性の合成樹脂が用いられ、さらに好ましくは、感光性ポリイミド樹脂が用いられる。
そして、支持基板2におけるベース絶縁層3を形成しない部分には、遮光部分12aが対向し、支持基板2におけるベース絶縁層3を形成する部分には、光全透過部分12bが対向するように、フォトマスク12を皮膜11に対して対向配置する。
次いで、図3(c)に示すように、露光された皮膜11を、必要により所定温度に加熱した後、現像する。照射された皮膜11の露光部分は、例えば、130℃以上150℃未満で加熱することにより、次の現像において可溶化(ポジ型)し、また、例えば、150℃以上200℃以下で加熱することにより、次の現像において不溶化(ネガ型)する。
この現像により、皮膜11は、フォトマスク12の遮光部分12aが対向していた周縁部が溶解して、支持基板2の周縁部が露出されるような、所定のパターンに形成される。
なお、感光性の合成樹脂を用いない場合には、例えば、支持基板2の上に、合成樹脂を、上記のパターンで塗工するか、あるいは、予め上記のパターンに加工されたドライフィルムを、必要により接着剤層を介して貼着する。
次いで、この方法では、図2(c)に示すように、導体パターン4を形成する。導体パターン4を形成するための導体材料としては、特に制限されないが、例えば、銅、ニッケル、金、はんだ、またはこれらの合金などが用いられ、導電性、廉価性および加工性の観点から、好ましくは、銅が用いられる。
アディティブ法では、まず、図4(a)に示すように、ベース絶縁層3から露出する支持基板2の表面と、ベース絶縁層3の全面とに、種膜として、金属薄膜14を形成する。金属薄膜14を形成するための金属材料としては、例えば、クロム、ニッケル、銅およびこれらの合金などが用いられる。また、金属薄膜14の形成は、特に制限されないが、例えば、スパッタリング法などの真空蒸着法が用いられる。金属薄膜14の厚さは、例えば、100〜2000Åである。また、金属薄膜14は、例えば、クロム薄膜と銅薄膜とを順次スパッタリング法により形成するなど、多層で形成することもできる。
次いで、アディティブ法では、図4(c)に示すように、めっきレジスト15から露出する金属薄膜14の表面に、導体パターン4を形成する。導体パターン4の形成は、特に制限されないが、例えば、電解めっき、好ましくは、電解銅めっきが用いられる。
そして、図4(e)に示すように、導体パターン4から露出する金属薄膜14を除去する。金属薄膜14の除去は、例えば、化学エッチング(ウェットエッチング)する。
導体パターン4の厚さは、例えば、5〜20μm、好ましくは、7〜15μmであり、各配線4a、4b、4c、4dの幅は、例えば、5〜500μm、好ましくは、10〜200μmであり、各配線4a、4b、4c、4d間の間隔は、例えば、5〜500μm、好ましくは、10〜200μmである。
また、各外部側接続端子部8は、上記したように、外形が平面視略正方形状であって、その中央部に、平面視円形状の第1貫通孔9が、それぞれ形成されている。第1貫通孔9の直径D1(図6参照)は、例えば、50〜1000μm、好ましくは、100〜500μmである。
次いで、この方法では、図2(d)に示すように、ベース絶縁層3の上に、導体パターン4のうち、各配線4a、4b、4c、4dが被覆され、かつ、各磁気ヘッド側接続端子部7および各外部側接続端子部8が露出されるように、カバー絶縁層10を所定のパターンで形成する。
そして、例えば、感光性ポリイミド樹脂を用いて、ベース絶縁層3の上に、カバー絶縁層10を所定のパターンで形成する場合には、まず、図5(a)に示すように、感光性ポリイミド樹脂の前駆体(感光性ポリアミック酸樹脂)の溶液を、導体パターン4を含むベース絶縁層3および支持基板2の全面に塗工した後、例えば、60〜150℃、好ましくは、80〜120℃で加熱して、感光性ポリイミド樹脂の前駆体の皮膜16を形成する。
そして、支持基板2におけるベース絶縁層3が形成されていない部分、各磁気ヘッド側接続端子部7および各外部側接続端子部8に対応する部分には、遮光部分17aが対向し、各配線4a、4b、4c、4dを含むベース絶縁層3におけるカバー絶縁層10を形成する部分には、光全透過部分17bが対向するように、フォトマスク17を皮膜16に対して対向配置する。次いで、上記した皮膜11の露光と同様に、露光する。
この現像により、皮膜16は、フォトマスク16の遮光部分17aが対向していた支持基板2におけるベース絶縁層3が形成されていない部分、各磁気ヘッド側接続端子部7および各外部側接続端子部8に対応する部分が溶解して、支持基板2の周縁部、各磁気ヘッド側接続端子部7および各外部側接続端子部8が露出する所定のパターンに形成される。
なお、カバー絶縁層10の厚さは、例えば、1〜30μm、好ましくは、2〜20μmである。
また、めっき層18の形成は、例えば、電解めっきまたは無電解めっきが用いられる。また、めっき層18は、ニッケルおよび金を順次めっきすることにより、多層として形成することもできる。めっき層18の厚さは、例えば、ニッケルめっき層である場合には、例えば、0.5〜5μm、金めっき層である場合には、例えば、0.05〜3μmである。
このようにして得られる回路付サスペンション基板1では、各外部側接続端子部8には、図6に示すように、第1貫通孔9が形成されており、ベース絶縁層3には、第1貫通孔9に連通し、第1貫通孔9より大きい第2貫通孔19が形成されており、さらに、支持基板2には、第2貫通孔19に連通し、第2貫通孔19より大きい第3貫通孔20が形成されている。
また、図6に示す接続方法では、外部端子23の上にはんだボール21を載置して、回路付サスペンション基板1を、支持基板2が下方でカバー絶縁層10が上方となるように配置して、外部側接続端子部8と外部端子23との間に、はんだボール21を挟んだが、例えば、図7に示すように、外部端子23の上にはんだボール21を載置して、回路付サスペンション基板1を、カバー絶縁層10が下方で支持基板2が上方となるように配置して、外部側接続端子部8と外部端子23との間に、はんだボール21を挟むようにすることもできる。
また、この場合にも、図9に示すように、外部端子23に対して、カバー絶縁層10が下方で支持基板2が上方となるように、外部側接続端子部8を対向配置して、その外部側接続端子部8の上から、はんだボール21を溶融して落下させるようにすることもできる。
すなわち、この方法では、まず、図10(a)に示すように、支持基板2を用意した後、図10(b)に示すように、その支持基板2の上に、ベース絶縁層3を、各外部側接続端子部8の第2貫通孔19の形成部分に対応して、凹部13が形成される所定のパターンで形成する。支持基板2およびベース絶縁層3としては、上記と同様のものが用いられる。
次いで、図11(c)に示すように、露光された皮膜11を、上記と同様に現像する。この現像により、皮膜11は、フォトマスク27の遮光部分27aが対向していた周縁部が溶解して、支持基板2の周縁部が露出し、かつ、フォトマスク27の光半透過部分27cが対向していた凹部13を形成する部分が一部溶解して、その部分の厚さが、光全透過部分27bが対向していた部分の厚さよりも、薄く形成されるように、所定のパターンに形成される。
また、各外部側接続端子部8においては、ベース絶縁層3の凹部13に対応して、第1貫通孔9の開口部分に、環状の段部26が形成される。
そして、例えば、感光性ポリイミド樹脂を用いて、ベース絶縁層3の上に、カバー絶縁層10を所定のパターンで形成する場合には、まず、図13(a)に示すように、感光性ポリイミド樹脂の前駆体(感光性ポリアミック酸樹脂)の溶液から、上記と同様に皮膜16を形成した後、図13(b)に示すように、その皮膜16を、上記と同様にフォトマスク17を介して露光し、図13(c)に示すように、露光された皮膜16を、上記した皮膜11の現像と同様に、現像する。そして、図13(d)に示すように、所定のパターンに形成された皮膜16を、上記と同様に硬化(イミド化)させる。これによって、ポリイミド樹脂からなるカバー絶縁層10が、各配線4a、4b、4c、4dが被覆され、かつ、各磁気ヘッド側接続端子部7および各外部側接続端子部8が露出されるような、所定のパターンとして形成される。
すなわち、この方法では、まず、図15(a)に示すように、支持基板2を用意した後、図15(b)に示すように、その支持基板2の上に、ベース絶縁層3を、第2貫通孔19が形成される所定のパターンで形成する。支持基板2およびベース絶縁層3としては、上記と同様のものが用いられる。
次いで、この方法では、図15(c)に示すように、上記と同様に、導体パターン4を形成する。例えば、アディティブ法では、まず、図17(a)に示すように、上記と同様に、ベース絶縁層3から露出する支持基板2の表面と、ベース絶縁層3の全面とに、種膜として、金属薄膜14を形成した後、図17(b)に示すように、金属薄膜14の表面に、めっきレジスト15を、導体パターン4の反転パターンで形成する。次いで、図17(c)に示すように、上記と同様に、めっきレジスト15から露出する金属薄膜14の表面に、導体パターン4を形成した後、図17(d)に示すように、めっきレジスト15を除去し、続いて、図17(e)に示すように、導体パターン4から露出する金属薄膜14を除去する。
また、各外部側接続端子部8においては、ベース絶縁層3が形成されていない部分に対応して、第1貫通孔9の開口部分に、環状の段部26が形成される。
例えば、感光性ポリイミド樹脂を用いて、ベース絶縁層3の上に、カバー絶縁層10を所定のパターンで形成する場合には、まず、図18(a)に示すように、感光性ポリイミド樹脂の前駆体(感光性ポリアミック酸樹脂)の溶液から、上記と同様に皮膜16を形成した後、図18(b)に示すように、その皮膜16を、上記と同様にフォトマスク17を介して露光し、図18(c)に示すように、露光された皮膜16を、上記した皮膜11の現像と同様に、現像する。そして、図18(d)に示すように、所定のパターンに形成された皮膜16を、上記と同様に硬化(イミド化)させる。これによって、ポリイミド樹脂からなるカバー絶縁層10が、各配線4a、4b、4c、4dが被覆され、かつ、各磁気ヘッド側接続端子部7および各外部側接続端子部8が露出されるような、所定のパターンとして形成される。
その後、図15(f)に示すように、各磁気ヘッド側接続端子部7および各外部側接続端子8に、上記と同様に、これらの表面を被覆保護するためのめっき層18を形成した後、支持基板2を、化学エッチングなど公知の方法によって、ジンバルの切り抜きとともに、外形加工し、洗浄および乾燥することにより、図1に示すような回路付きサスペンション基板1を得る。なお、各外部側接続端子部の要部断面図を、図19に示す。
例えば、図20には、そのような片面フレキシブル配線回路基板31が例示されている。
そして、この片面フレキシブル配線回路基板31では、端子部33には、その厚さ方向を貫通する第1貫通孔35が形成され、ベース絶縁層32には、第1貫通孔35に連通するように、その厚さ方向を貫通する第2貫通孔36が形成されている。また、端子部33の表面には、めっき層37が形成されている。
参考実施例1
幅300mm、厚さ25μmのステンレス(SUS304)箔からなる支持基板2を用意した(図2(a)参照)。
その後、支持基板2におけるベース絶縁層3を形成しない部分には、遮光部分12aが対向し、支持基板2におけるベース絶縁層3を形成する部分には、光全透過部分12bが対向するように、フォトマスク12を皮膜11に対して対向配置し、皮膜11を、紫外線(露光積算光量720mJ/cm2)で露光した(図3(b)参照)。
これによって、導体パターン4として、複数の配線4a、4b、4c、4d、各磁気ヘッド側接続端子部7、および、各外部側接続端子部8が一体的に形成された。各外部側接続端子部8の幅は、450μmであり、各外部側接続端子部8間の間隔は、300μmであった。また、各外部側接続端子部8には、第1貫通孔9が形成された。第1貫通孔9の直径は、150μmであった。
次いで、各磁気ヘッド側接続端子部7および各外部側接続端子部8の表面のニッケルめっき層を化学エッチングにより除去した後、ドライフィルムレジストを積層して、紫外線(露光積算光量105mJ/cm2)で露光した後、アルカリ現像液で現像することにより、回路付サスペンション基板1の外形をドライフィルムレジストで被覆し、次いで、支持基板2を塩化第二鉄溶液でエッチングして、ジンバル5を切り抜くとともに回路付サスペンション基板1の外形を加工した。
参考実施例2
幅300mm、厚さ25μmのステンレス(SUS304)箔からなる支持基板2を用意した(図10(a)参照)。
その後、支持基板2におけるベース絶縁層3を形成しない部分には、遮光部分27aが対向し、支持基板2におけるベース絶縁層3を形成する部分には、光全透過部分27bが対向し、さらには、各外部側接続端子8の第2貫通孔19を形成する部分には、光半透過部分27cが対向するように、フォトマスク27を皮膜11に対して対向配置し、皮膜11を、紫外線(露光積算光量720mJ/cm2)で露光した(図11(b)参照)。
これによって、導体パターン4として、複数の配線4a、4b、4c、4d、各磁気ヘッド側接続端子部7、および、各外部側接続端子部8が一体的に形成された。各外部側接続端子部8の幅は、450μmであり、各外部側接続端子部8間の間隔は、300μmであった。また、各外部側接続端子部8には、第1貫通孔9および段部26が形成された。第1貫通孔9の直径は、150μmであった。
次いで、各磁気ヘッド側接続端子部7および各外部側接続端子部8の表面のニッケルめっき層を化学エッチングにより除去した後、ドライフィルムレジストを積層して、紫外線(露光積算光量105mJ/cm2)で露光した後、アルカリ現像液で現像することにより、回路付サスペンション基板1の外形をドライフィルムレジストで被覆し、次いで、支持基板2を塩化第二鉄溶液でエッチングして、ジンバル5を切り抜くとともに回路付サスペンション基板1の外形を加工した。
比較例1
幅300mm、厚さ25μmのステンレス(SUS304)箔からなる支持基板2を用意した(図21(a)参照)。
そして、参考実施例1と同様の方法によって、ベース絶縁層3の上に、複数の配線4a、4b、4c、4d、各磁気ヘッド側接続端子部7、および、各外部側接続端子部8を一体的に備える導体パターン4を形成した(図21(c)参照)。なお、各外部側接続端子部8には、参考実施例1と同様に、第1貫通孔9を形成した。
次いで、参考実施例1と同様の方法によって、各磁気ヘッド側接続端子部7および各外部側接続端子部8の表面のニッケルめっき層を除去した後、ジンバル5を切り抜くとともに回路付サスペンション基板1の外形を加工し、その後、ニッケルめっき層および金めっき層からなるめっき層18を形成した(図21(e)参照)。
幅300mm、厚さ25μmのステンレス(SUS304)箔からなる支持基板2を用意した(図22(a)参照)。
次いで、参考実施例1と同様の方法によって、ポリイミド樹脂からなるベース絶縁層3を形成した(図22(b)参照)。
その後、参考実施例1と同様の方法によって、導体パターン4の表面に、厚さ0.05μmのニッケルめっき層を形成した後、ベース絶縁層3の上に、各配線4a、4b、4c、4dが被覆され、各磁気ヘッド側接続端子部7および各外部側接続端子部8が露出されるポリイミド樹脂からなるカバー絶縁層10を形成した(図22(d)参照)。
評価
参考実施例1、2および比較例1、2で得られた回路付サスペンション基板の各外部側接続端子部8と、リード・ライト基板の接続端子とを、はんだボール21を介して接続した。参考実施例1、2の回路付サスペンション基板は、リード・ライト基板と確実に接続できた。しかし、比較例1の回路付サスペンション基板では、導通不良を生じ、また、比較例2の回路付サスペンション基板では、はんだボール21が転がり落ちるなど、接続時の作業効率が不良であった。
2 支持基板
3 ベース絶縁層
4 導体パターン
8 外部側接続端子部
9 第1貫通孔
19 第2貫通孔
20 第3貫通孔
21 はんだボール
Claims (1)
- 絶縁層を、前記絶縁層の厚さ方向を貫通する第2の孔が形成されるパターンで形成する工程と、
前記絶縁層を形成する工程の後に、前記絶縁層の上に、溶融金属を介して外部端子と接続するために、前記絶縁層の側端部の上面と側面とに連続して形成され、前記第2の孔に対応して上面から下側に向かって凹む段部を含む端子部、および、前記第2の孔に連通するように前記端子部の厚さ方向を貫通する、前記第2の孔より小さい第1の孔、を有するパターンで導体パターンを形成する工程と
を備えていることを特徴とする、配線回路基板の製造方法。
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