JP4554116B2 - 多重導体の相互接続 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、多重導体の相互接続に関する。特に、本発明は、特定の装置の2つ以上の素子を結合する多重導体の相互接続を保存(saving)するスペースに関する。
【0002】
【従来の技術】
コンピュータ化の増進により、生成かつ記憶される情報はますます微妙で価値あるものとなっている。その結果、大容量かつコスト効率の良いデータ記憶がますます増大している。二重および単一リールテープドライブは、好ましい電子データの記憶方法となってきた。
【0003】
図1を参照して、線形記録技術により、トランスデューサヘッド12を横切るテープドライブプルテープ10は、テープ10の長さ方向に延在する多重パラレルトラックに電子データを保存および/または検索する。テープ10に設けられたトラック数を増やし、各トラック間のスペースを減少することで、テープの記憶容量は増大する。しかしながら、これにより、ヘッド12も複雑化していく。ヘッド12は、薄膜ウェハ14に形成されている多数の読み取り/書き込み素子(図示せず)を有する。読み取り/書き込み素子をテープ10の特定のトラックに揃えるために、ヘッド12は、テープ10の整合および位置情報を読み取り、かつ書き込み可能なサーボ素子をさらに有する。サーボ情報を使用することで、所望のトラックにおいてテープ10の幅方向に、そして特定ファイルの開始においてテープ10の長さ方向の両方にヘッド12を精度良く位置決めすることが可能である。
【0004】
ドライブが、整合情報を読み取り記録しながらデータを読み取りおよび書き込みすることを可能とするために、テープドライブの他の素子にヘッド12を接続する際に多数のトレース16および対応するボンドパッド18が必要になる。たとえば、8個のトラックヘッドでは80以上のトレースが必要である。遮蔽接続、グランド配線および薄膜ウェハ14上の接続に用いられるトレースを追加すると、合計で90以上に跳ね上がることがある。
【0005】
通常、ヘッド12をテープドライブの他の素子に接続する際に1本以上のリボンケーブル20が使用される。リボンケーブル20は、絶縁材料のフラットフレキシブルストリップ上に形成された一連の導体22からなる。導体22は、一般に互いに並列であり、ストリップの長さ方向に延在し、ボンドパッド24によりストリップの各端部またはその他適当な終端点で終端している。ストリップの一端において、図1に示すように、リボンケーブルに設けられた各ボンドパッド24は、熱圧縮、熱音波または超音波ワイヤボンディング技術を用いてボンドワイヤ26によりヘッド12の薄膜ウェハ14において、対応するボンドパッド18に結合される。ボンドパッド18および24ならびにボンドワイヤ26は、エポキシ28またはその他適当な封止材料で封止される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
現在の技術では、約45個の導体を7ミリメートル幅のリボンケーブルに配置することが可能であるが、同数のトレースでは、薄膜ウェハ14上の3ミリメートル幅で済む。図1をさらに参照して、リボン20上のボンドパッド24を薄膜ウェハ14上のボンドパッド18に整合する1つの周知の解決策は、トレース16を扇状に開拡するものがある。この解決策では、薄膜ウェハ14が大型化し、その結果、トランスデューサヘッド12の製造コストが増大する。
【0007】
次に図2を参照して、トランスデューサヘッド12に設けられたトレースを扇状に開拡するのではなく、第2の周知の解決策として、リボンケーブル20をヘッド12に接続するボンドワイヤ26を扇状に開拡するものがある。しかしながら、この外側ボンドワイヤを長くすることで多数の問題を生じる。まず、ワイヤが長くなることで、隣接するワイヤが接触しやすくなり、短絡を引き起こしやすくなる。ワイヤボンドツールをボンドワイヤ26の変化角に適合しにくくなるため、外側ワイヤが長いと加工時の裂傷および封止前の破損が起こりやすくなる。さらに、外側ボンドワイヤ26の長さを長くすることで、ヘッド12とテープドライブの他の素子との接続における抵抗値およびインダクタンスが大きくなる。
【0008】
次に図3を参照して、第3の周知の解決策が、1972年にShahbuddin Billawalaに発行された米国特許第3,633,189号に見られる。Billawalaは、ボンドパッド24を小領域に集中させることを可能としたリボンケーブル20を開示する。リボンケーブル20は、一端が中心部30および2個の横方向部32とで終端している。横断部34は、各横方向部32と中心部30とを接続している。リボンケーブルの導体の1/2は中心部30のボンドパッド24で終端し、導体の1/4は各横方向部32のボンドパッド24で終端している。図4は、Billawalaのケーブルを多少変形した例を示している。横断部34はそれぞれ折り畳まれ、中心部30と並行する面に横方向部32を配置している。これにより、ボンドパッド24を、第1列が中心部30上で画定され、かつ第2列が横方向部32上で画定された並行する2列としている。
【0009】
Billawalaにより、リボンケーブル20は、ボンドワイヤ26またはヘッド12のトレース16を扇状に開拡することなく、ヘッド12とワイヤボンディングされるが、設計上多数の問題が生じている。まず、この折り畳まれた横断部34が支持されていないため、リボンケーブル20が肉厚になる。横断部34を走る導体の長さが増大することで、ケーブルの抵抗値およびインダクタンスが増大する。各導体が異なる電気特性を有する場合、読み取り素子に対するテープドライブの増幅器と書き込み素子に対するドライバの平衡が一層困難になる。横断部34を折り畳むことによって生成される導体のループにより、ケーブルの磁気干渉に対してより一層影響を受けやすくなる。二重にしても、導体の破損の危険性は増大する。最後に、ワイヤボンディングでは、ボンドパッド18および24の精度良い配置が必要となり、Billawalaでは、横断部34を折り畳んだ後、横方向部32のボンドパッド28を中心部30のそれと確実に位置決めする方法の開示が欠如している。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、多重導体の相互接続を保存するスペースに関する。複数個の導体が相互接続により延在する。選択された相互接続部分の幅を減少させるために、導体が2層間で分割される。一グループの導体は、第1層の一部に沿って延在し、第2層へと飛び越えて続く。残りの導体は、第1層のみに延在する。その結果、導体が層間で分割される相互接続の幅が実質的に減少される。
【0011】
例示の一実施形態において、第1層は、第1の部分が第1の導体のみを有し、第2の部分が第1および第2の導体の両方を有することを特徴とする。第1層の第1の部分における各第1の導体は、第1の幅で離間し、第1層の第2の部分における各第2の導体は、第1の幅より大きい第2の幅で離間している。第2層は、第3の導体が第2層の第1の部分および第2の部分の間に延在している。第2層の第1の部分における各第3の導体は第3の幅で離間し、第2層の第2の部分における各第3の導体は第4の幅で離間している。
【0012】
【発明の実施の形態】
テープドライブの本質的な素子であるトランスデューサヘッドは、薄膜ウェハ内部に形成された複数個の読み取り/書き込み素子を含んでいる。読み取り/書き込み素子は、ヘッドのテープ支承面に位置決めされた磁気ポールチップを含んでいる。ウェハには、一連の導体またはトレースも形成され、読み取り/書き込み素子を1セットのボンドパッドに結合している。本発明は、これらのボンドパッドをテープドライブの他の素子に結合する多重導体の相互接続に関する。しかしながら、本発明がテープドライブに使用されることは想到される一方、本発明の相互接続が他の用途に使用し得るため、導体の数を減少させることなく、または相互接続の自由度を実質的に制限することなくリボンケーブルまたはその他の多重導体の一端または両端の幅を制限できるという利点があることに着目することが重要である。
【0013】
本発明の相互接続の一実施形態を図5〜図7を参照して説明する。図5および図6は、図7において結合される相互接続の一素子をそれぞれ示す。図5は、幅狭の第1の部分38、幅広の第2の部分40ならびに第1の部分38および第2の部分40の間の移行部42により少なくとも一部画定される第1層36を示す。典型的には、第1層36は、第1および第2の導体44および46を覆う絶縁材料のフレキシブルストリップである。第1の導体44は、第2の部分40を通って第1層36の長さ方向に延在し、移行部42を通って収束し、第1の部分38において一接続点48でそれぞれ終端している。第2の導体46は、第2の部分40を通って第1層36の長さ方向に延在し、第2の部分40と移行部42の間の境界線近くの第2の部分40において1つの中間接続点50でそれぞれ終端している。
【0014】
図示のように、第1の導体44は、第1層36の縁に直近のものを除いて、第2の導体46の間にそれぞれ配設され、また、第1および第2の導体の数は等しくなっている。このことは、常に同様にする必要はない。第1および第2の導体44,46は、他の所望のパターンに配列されてもよい。さらに、第1の部分38は、図示のように第1層36の幅方向中央である必要はなく、用途に応じていずれか一側方に偏っていてもよい。
【0015】
図6は、第3の導体54を覆う絶縁材料のフレキシブルストリップから形成される第2層52を示す。第2層52は、幅狭の第1の部分56と幅広の第2の部分58とで構成され、部分56および58の間の両端には接続点60および62が配置されている。
【0016】
ここで、幅広および幅狭という用語は、第1の部分38,56と第2の部分40,58の相対幅を確立するためにのみ使用される。第1および第2層36,52は、最も望ましいいずれの形状としてもよいため、部分という用語は、導体44,46および54を含む層36,52の部分を説明するために用いられる。その結果、第2の部分40の幅は、第1および第2の導体44,46に適応するのに必要な第1層36の部分の幅、換言すれば、第1および第2の導体44,46が跨ぐ幅に等しい。より幅狭の第1の部分38の幅は、第1の導体44にのみ適合される必要に応じて決定される。
【0017】
図5および図6からの素子を組み込んだ図7は、全体的に64で付された本発明の多重導体の相互接続の一実施形態を示す。第2層52は第1層36に重畳し、第1の部分38および56を互いに並列かつ多少ずらしてあり、これにより接続点48,50,60および62をアクセス可能としている。第2層52の第2の部分58は、第1層36の第2の部分40および移行部42の間の境界線に隣接している。第4のセットの導体66は、それぞれ、第1層36の第2の部分40における中間接続点50と第2層52の第2の部分58における接続点62とを結合している。第1層36および第2層52は互いに積層され、あるいは従来の接着剤により貼り合わされることが想到される。また、図7は、多重導体の相互接続64がテープドライブのトランスデューサヘッドなど、別の素子68に接続された状態も示している。第5の導体70のセットは、それぞれ、第1層36の第1の部分38の接続点48または第2層52の第1の部分56の接続点60を素子68の接続点72に結合している。
【0018】
図7に示す実施形態において、第1層36の第2の部分40の幅は、第1の部分38の約2倍である。第2層52の第1の部分56の幅は、第1層36の第1の部分38の略同一である。第2層52の第2の部分58の幅は、第1層36の第2の部分40と略同一である。しかしながら、第2層52の第2の部分58は、第1の部分56より幅広である必要はない。図8を参照して、部分58および56が同一幅である場合、第2の導体46は、第1層36の中心に配置され、第2層52の接続点62に隣接配置される第2の部分40における中間接続点50で終端する場合もある。この場合、第1の導体44は、第2の導体46のいずれか一側方に配置される。その他の構成も可能である。たとえば、図9において、層36,52の第1の部分38,56が多重導体アセンブリ64の一側方に偏っている。図10に示す構成において、第1層36の第1の部分38は、多重導体アセンブリ64の一側方に偏っている。第2層52の第1の部分56は第1層36の第1の部分38に隣接配置され、一方、第2層52の部分56および58は同一幅である。第1層38の第2の部分40における第2の導体は、第1層36の1/2に配置され、第1の導体44は残りの1/2から延在し、移行部42で湾曲して第1の部分38で終端する。
【0019】
第1層36および第2層52の接続点48,50,60および62は、各導体の両端を露出するボンドパッドとしてもよい。また、接続点は、スルーホール、ポストまたはその他回路が第1層36、第2層52および素子68の間で完了可能ないずれの適当なものとしてもよい。上記の導体は電気的導体であると想定されるが、光学的導体としてもよく、あるいはその組合せとしてもよい。
【0020】
図11は、図7からの一対の多重導体の相互接続がトランスデューサヘッド78の薄膜ウェハに設けられた導電性トレース74に結合された状態を示す。テープ80は、薄膜ウェハ76上に張り渡され、封止材料82が導体66および70を保護している。層36、52の第1の部分38,56における接続点48,60が薄膜ウェハ76と等しい幅にパック可能であるため、トレース74も導体70も、いずれも扇状に開拡される必要はなく、導体70の長さは略均一状態となる。
【0021】
図12に示す相互接続64の第2の実施形態において、第2層52の第2の部分58における接続点はスルーホール84であり、第4の導体66または中間接続点50(図示せず)は導電性挿入物86である。導電性挿入物86は、通常の化学蒸着プロセス、またははんだ付けにより形成されてもよく、あるいはこれらを導電性ポストとしてもよい。このような接続は、スルーホール84を第1層36に配置して逆にしてもよく、あるいはスルーホール84を第1層36および第2層52の両方で貫通穿孔してもよい。いかに達成されようとも、スルーホール84および導電性挿入物86は、ボンドワイヤおよび封止材を使用することなく接続を確実に行う。
【0022】
以上、例示の実施形態を参照して本発明を図示および説明してきた。しかしながら、特許請求の範囲において定義される本発明の精神および範囲から逸脱することなくその他の形式、詳細および実施形態が可能であることが理解されるはずである。たとえば、第2層52および第1層36、特に第1層36の移行部42および第1の部分38は、必要または所望に応じて剛性材料から構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】扇状に開拡したトレースによって従来のリボンケーブルにワイヤで結合されたトランスデューサヘッドの斜視図である。
【図2】扇状に開拡したワイヤボンドによって従来のリボンケーブルに接続されたトランスデューサヘッドの斜視図である。
【図3】Billawala特許に開示されるリボンケーブルの平面図である。
【図4】トランスデューサヘッドに装着された、図3からのリボンケーブルの別の例の斜視図である。
【図5】本発明の一実施形態に係る第1層を示す。
【図6】本発明の一実施形態に係る第2層を示す。
【図7】図5の第1層に接続された図6の第2層を示す本発明による多重導体の相互接続の一実施形態を示す。
【図8】本発明による多重導体の相互接続のさらなる構造を示す。
【図9】本発明による多重導体の相互接続のさらなる構造を示す。
【図10】本発明による多重導体の相互接続のさらなる構造を示す。
【図11】トランスデューサヘッドに接続された本発明による多重導体の相互接続の一実施形態の斜視図である。
【図12】トランスデューサヘッドに接続された本発明による多重導体の相互接続の第2の実施形態の斜視図である。
【符号の説明】
36 第1層
38 第1層の第1の部分
40 第1層の第2の部分
44 第1の導体
46 第2の導体
48,50,60,62 接続点
52 第2層
54 第3の導体
56 第2層の第1の部分
58 第2層の第2の部分
64 多重導体相互接続
84 スルーホール
96 導電性挿入物
Claims (9)
- 第1層であって、第1層の幅方向に直交する長手方向に延びる複数の第1の導体および第2の導体、前記第1の導体を有する第1の部分、並びに前記第1および第2の導体の両方を有する第2の部分を含んでおり、第1層の前記第1の部分における各第1の導体が前記幅方向における第1の幅で離間し、第1層の前記第2の部分における各第1の導体が前記第1の幅より大きな第2の幅で離間し、かつ第1層の前記第2の部分における各第2の導体が前記第2の幅で離間している、第1層と、
第2層であって、第2層の第1および第2の部分の間で延在する複数の第3の導体を含んでおり、第2層の前記第1の部分における各第3の導体を第3の幅で離間し、第2層の前記第2の部分における各第3の導体を前記第3の幅より大きな第4の幅で離間している、第2層と
を備えており、
前記第1層の前記第2の導体が、前記第1層における第2の部分にて前記第3の導体に接続可能であり、かつ前記第1層および第2層における前記第1および第3の導体のための接続点それぞれが、前記第1および第3の幅で位置するように、前記第2層が前記第1層上に積層される構成となっている、多重導体の相互接続キット。 - 前記第1および第2層が、折り曲げられることなく、平面状の層となっている、請求項1に記載された多重導体の相互接続キット。
- 前記第1層における前記第1の部分が、前記第1層の端部を画成しており、
前記第2層が前記第1層上に積層された状態で、前記第2層における前記第1の部分が、前記第1の部分の幅方向に沿うように配置された前記第2層における前記第1の部分の前記接続点に隣接する前記第1層における前記第1の部分に対して、前記第2層の前記長手方向中央側に配置されており、
前記第2層における前記第1の部分の前記接続点が、前記第1層における前記第1の部分の前記接続点に対して、前記第1層の幅方向にオフセットしている、請求項1または2に記載された多重導体の相互接続キット。 - 第1の部分および第2の部分を有する第1の層と、
第1の部分および第2の部分を有する第2の層と、
前記第1の層の第1および第2の部分の間で延在するとともに、前記第1の層の第1の部分にそれぞれ接続点を有する複数の第1の導体と、
前記第1の層における第1の部分を除いた第2の部分に設けられる第2の導体であって、第2の導体のそれぞれに前記第1の層の第2の部分にそれぞれ接続点を設けている複数の第2の導体と、
前記第2の層に設けられるとともに、前記第2の層の第1および第2の部分にそれぞれ複数の接続点を有する第3の導体と
を備えており、
前記第2の層の第1の部分が前記第1の層の第1の部分に隣接して配置され、
前記第2の層の第2の部分が前記第1の層の第2の部分に隣接して配置され、
前記第1および第2の層における前記第1の部分それぞれの幅が、前記第1の層における前記第2の部分の幅よりも小さくなっており、
前記複数の第2の導体が、前記第2の層における前記第2の部分に設けられる複数の第3の導体と、それぞれ前記第2および第3の導体の接続点を介して導電結合されている、多重導体の相互接続キット。 - 前記第1および第2の層が、折り曲げられることなく、平面状の層となっている、請求項4に記載された多重導体の相互接続キット。
- 前記第1の層における前記第1の部分が、前記第1の層の端部を画成しており、
前記第2の層における前記第1の部分が、前記第1の部分の幅方向に沿うように配置された前記第2の層における前記第1の部分の前記接続点に隣接する前記第1の層における前記第1の部分に対して、前記第2の層の前記長手方向中央側に配置されており、
前記第2の層における前記第1の部分の前記接続点が、前記第1の層における前記第1の部分の前記接続点に対して、前記第1の層の幅方向にオフセットしている、請求項4または5に記載された多重導体の相互接続キット。 - 1つ以上の読み取り/書き込み素子を含むテープ支承面、および前記読み取り/書き込み素子を複数の接続点に結合するための複数の導電性トレースを有するトランスデューサヘッドと、
第1の部分および第2の部分を有する第1の多重導体の層と、
第1の部分および第2の部分を有する第2の多重導体の層と、
前記第1の多重導体の層における第1および第2の部分の間で延在するとともに、前記第1の多重導体の層における第1の部分にそれぞれ接続点を有する複数の第1の導体と、
前記第1の多重導体の層における第2の部分に設けられるとともに、前記第1の多重導体の層における第2の部分にそれぞれ接続点を有する複数の第2の導体と、
前記第2の多重導体の層に設けられるとともに、前記第2の多重導体の層における第1および第2の部分にそれぞれ複数の接続点を有する第3の導体と、
前記第2の多重導体の層における第2の部分に設けられる1つの接続点に、前記第1の多重導体の層における第2の部分に設けられる1つの接続点を、それぞれ結合するための第4の導体と、
前記トランスデューサヘッドの接続点のそれぞれに、前記第1の多重導体の層における第1の部分に設けられる前記接続点、および前記第2の多重導体の層における第1の部分に設けられる前記接続点を、それぞれ結合するための第5の導体と
を備えており、
第2の多重導体の層における第1の部分が前記第1の多重導体の層における第1の部分に隣接して配置され、
第2の多重導体の層における第2の部分が前記第1の多重導体の層における第2の部分に隣接して配置され、
前記第1の多重導体の層および第2の多重導体の層における第1の部分の幅が、前記第1の多重導体の層における前記第2の部分の幅より小さくなっている、トランスデューサヘッドの多重導体の相互接続キット。 - 前記第1の多重導体の層における前記第1の部分が、前記第1の多重導体の層の端部を画成しており、
前記第2の多重導体の層における前記第1の部分が、前記第1の部分の幅方向に沿うように配置された前記第2の多重導体の層における前記第1の部分の前記接続点に隣接する前記第1の多重導体の層における前記第1の部分に対して、前記第2の多重導体の層の前記長手方向中央側に配置されており、
前記第2の多重導体の層における前記第1の部分の前記接続点が、前記第1の多重導体の層における前記第1の部分の前記接続点に対して、前記第1の多重導体の層の幅方向にオフセットしており、
前記第5の導体が、前記第1および第2の多重導体の層における前記第1の部分の各接続点と前記トランスデューサヘッドの各接続点との間で平行に延びている、請求項7に記載されたトランスデューサヘッドの多重導体の相互接続キット。 - 前記第1および第2の多重導体の層が、折り曲げられることなく、平面状の層となっている、請求項7または8に記載されたトランスデューサヘッドの多重導体の相互接続キット。
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