JP5136668B2 - サスペンション用基板、サスペンション用基板の製造方法、サスペンション、素子付サスペンションおよびハードディスクドライブ - Google Patents

サスペンション用基板、サスペンション用基板の製造方法、サスペンション、素子付サスペンションおよびハードディスクドライブ Download PDF

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Description

本発明は、フライング構造を有する接続端子を支持する絶縁層の厚さが均一なサスペンション用基板に関する。
HDD(ハードディスクドライブ)に用いられる回路基板として、磁気ヘッドスライダ等の素子を実装するサスペンション用基板が知られている。サスペンション用基板は、通常、金属支持基板(例えばSUS)、絶縁層(例えばポリイミド樹脂)、配線層(例えばCu)がこの順に積層された基本構造を有し、通常は、一方の先端に、素子を実装する素子実装領域を備え、他方の先端に、外部回路基板との接続を行う外部回路基板接続領域を備える。
素子および外部回路基板等との電気的な接続を行うために、サスペンション用基板には、通常、接続端子を含む接続端子領域が形成されている。この接続端子は、通常、金属支持基板から突出したフライング構造を有している。これには種々の理由があるが、その理由の一つとして、接続端子がフライング構造を有していないと、はんだ接合時に、接続端子の下に位置する絶縁層が熱により溶融し、接続端子と金属支持基板とがショートする可能性がある点が挙げられる。一方、フライング構造の接続端子は、金属支持基板による支えがないため、機械的強度が弱く、変形しやすいという問題がある。
ここで、特許文献1においては、回路パターンに、磁気ヘッドの端子と接続するための接続用端子となるパターン終端部が形成され、該パターン終端部の端面が、その直下の絶縁層の端面と揃っているか、または該絶縁層の端面よりも先端方向へ張り出している回路付サスペンション用基板が開示されている。さらに、特許文献1においては、エッチングにより絶縁層のパターニングを行うことが記載されている。
また、特許文献2には、ポリイミドフィルムのエッチング方法において、まず、ポリイミドフィルムの両面に感光性樹脂層を配置し、露光現像を行うことで、レジストパターンを形成し、次に、得られたレジストパターンに更なる紫外線照射を行い、レジストパターンの硬度を向上させることが記載されている。さらに、特許文献2においては、ウェットエッチングにより絶縁層のパターニングを行うことが記載されている。
特開2006−120288号公報 特開2001−305750号公報
接続端子領域には、通常、フライング構造を有する複数の接続端子が設けられる。特許文献1では、その接続端子を絶縁層で支持することが記載されている。しかしながら、従来のウェットエッチングにより絶縁層をエッチングすると、液周り量の違いによって、各接続端子を支持する絶縁層の厚さがばらつくという問題がある。特に、接続端子を支持する絶縁層が薄いと、十分な補強効果が得られず、接続端子の変形等が生じやすいという問題がある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、フライング構造を有する接続端子を支持する絶縁層の厚さが均一なサスペンション用基板を提供することを主目的とする。
上記課題を解決するために、本発明においては、金属支持基板と、上記金属支持基板上に形成された絶縁層と、上記絶縁層上に形成された配線層とを有し、素子と接続するための接続端子領域において、上記配線層は、上記金属支持基板の端部よりも突出し、接続端子を構成する配線層突出部を有し、上記接続端子領域において、上記絶縁層は、上記金属支持基板の端部よりも突出し、上記配線層突出部を支持する絶縁層突出部を有し、上記配線層突出部は複数設けられ、上記複数の配線層突出部の両側には、上記絶縁層上に形成され、第一調整部および第二調整部から構成される調整部が設けられ、上記複数の配線層突出部の最も外側にある配線層突出部を、第一最外配線層突出部および第二最外配線層突出部とした場合に、上記第一最外配線層突出部および上記第一調整部の間の間隔と、隣接する上記配線層突出部の間の間隔と、上記第二最外配線層突出部および上記第二調整部の間の間隔とが、等しいことを特徴とするサスペンション用基板を提供する。
本発明によれば、第一最外配線層突出部および第一調整部の間の間隔と、隣接する配線層突出部の間の間隔と、第二最外配線層突出部および第二調整部の間の間隔とが等しいことから、絶縁層形成時におけるエッチング液の液周り量を均一化でき、配線層突出部を支持する絶縁層突出部の厚さが均一なサスペンション用基板とすることができる。
上記発明においては、上記調整部が、上記配線層を覆うカバー層の一部であることが好ましい。カバー層の形成と同時に調整部を形成することができ、製造工程の簡略化を図ることができるからである。
上記発明においては、上記調整部が、引き回し領域の上記配線層の一部であることが好ましい。引き回し領域の配線層の一部を調整部として用いることで、省スペース化を図ることができるからである。
上記発明においては、上記調整部が、上記配線層とは電気的に接続されていないダミー配線部であることが好ましい。配線層の設計自由度が高くなるからである。
上記発明においては、上記第一最外配線層突出部を支持する上記絶縁層突出部の厚さ、および、上記第二最外配線層突出部を支持する上記絶縁層突出部の厚さが、上記複数の配線層突出部の内側にある内側配線層突出部を支持する上記絶縁層突出部の50%以上であることが好ましい。より均一性が向上し、変形しにくいサスペンション用基板とすることができるからである。
上記発明においては、上記第一最外配線層突出部および上記第一調整部の間の間隔と、隣接する上記配線層突出部の間の間隔と、上記第二最外配線層突出部および上記第二調整部の間の間隔とが、それぞれ30μm〜70μmの範囲内であることが好ましい。
また、本発明においては、金属支持基板と、上記金属支持基板上に形成された絶縁部材と、上記絶縁部材上に形成された配線層と有し、素子と接続するための接続端子領域を形成する位置において、上記配線層は、上記金属支持基板の端部よりも突出し、接続端子を構成する配線層突出部を有し、上記配線層突出部は複数設けられ、上記複数の配線層突出部の両側には、上記絶縁部材上に形成され、第一調整部および第二調整部から構成される調整部が設けられ、上記複数の配線層突出部の最も外側にある配線層突出部を、第一最外配線層突出部および第二最外配線層突出部とした場合に、上記第一最外配線層突出部および上記第一調整部の間の間隔と、隣接する上記配線層突出部の間の間隔と、上記第二最外配線層突出部および上記第二調整部の間の間隔とが等しい積層体を準備する積層体準備工程と、上記配線層突出部および上記調整部をレジストとして、上記絶縁部材をウェットエッチングし、上記金属支持基板の端部よりも突出し、上記配線層突出部を支持する絶縁層突出部を有する絶縁層を形成する絶縁部材エッチング工程と、を有することを特徴とするサスペンション用基板の製造方法を提供する。
本発明によれば、第一最外配線層突出部および第一調整部の間の間隔と、隣接する配線層突出部の間の間隔と、第二最外配線層突出部および第二調整部の間の間隔とが等しい積層体を用いることにより、絶縁層形成時におけるエッチング液の液周り量を均一化でき、配線層突出部を支持する絶縁層突出部の厚さが均一なサスペンション用基板を得ることができる。
上記発明においては、上記調整部が、上記配線層を覆うカバー層の一部であることが好ましい。カバー層の形成と同時に調整部を形成することができ、製造工程の簡略化を図ることができるからである。
上記発明においては、上記調整部が、引き回し領域の上記配線層の一部であることが好ましい。引き回し領域の配線層の一部を調整部として用いることで、省スペース化を図ることができるからである。
上記発明においては、上記調整部が、上記配線層とは電気的に接続されていないダミー配線部であることが好ましい。配線層の設計自由度が高くなるからである。
また、本発明においては、上述したサスペンション用基板を含むことを特徴とするサスペンションを提供する。
本発明によれば、上述したサスペンション用基板を用いることで、接続安定性に優れたサスペンションとすることができる。
また、本発明においては、上述したサスペンションと、上記サスペンションの素子実装領域に実装された素子と、を有することを特徴とする素子付サスペンションを提供する。
本発明によれば、上述したサスペンションを用いることで、接続安定性に優れた素子付サスペンションとすることができる。
また、本発明においては、上述した素子付サスペンションを含むことを特徴とするハードディスクドライブを提供する。
本発明によれば、上述した素子付サスペンションを用いることで、より高機能化されたハードディスクドライブとすることができる。
本発明においては、フライング構造を有する接続端子を支持する絶縁層の厚さが均一なサスペンション用基板を得ることができるという効果を奏する。
本発明のサスペンション用基板の一例を示す概略平面図である。 本発明のサスペンション用基板を説明する模式図である。 本発明のサスペンション用基板を説明する概略断面図である。 本発明のサスペンション用基板を説明する概略平面図である。 本発明のサスペンション用基板を説明する概略平面図である。 本発明のサスペンション用基板を説明する概略断面図である。 本発明のサスペンション用基板を説明する模式図である。 本発明のサスペンション用基板を説明する概略平面図である。 本発明のサスペンション用基板の製造方法の一例を説明する概略断面図である。 従来のサスペンション用基板の製造方法を説明する概略断面図である。 本発明のサスペンション用基板の製造方法を説明する概略断面図である。 本発明のサスペンション用基板の製造方法を説明する概略断面図である。 本発明のサスペンション用基板の製造方法を説明する模式図である。 本発明のサスペンションの一例を示す概略平面図である。 本発明の素子付サスペンションの一例を示す概略平面図である。 本発明のハードディスクドライブの一例を示す概略平面図である。
以下、本発明のサスペンション用基板、サスペンション用基板の製造方法、サスペンション、素子付サスペンションおよびハードディスクドライブについて詳細に説明する。
A.サスペンション用基板
まず、本発明のサスペンション用基板について説明する。本発明のサスペンション用基板は、金属支持基板と、上記金属支持基板上に形成された絶縁層と、上記絶縁層上に形成された配線層とを有し、素子と接続するための接続端子領域において、上記配線層は、上記金属支持基板の端部よりも突出し、接続端子を構成する配線層突出部を有し、上記接続端子領域において、上記絶縁層は、上記金属支持基板の端部よりも突出し、上記配線層突出部を支持する絶縁層突出部を有し、上記配線層突出部は複数設けられ、上記複数の配線層突出部の両側には、上記絶縁層上に形成され、第一調整部および第二調整部から構成される調整部が設けられ、上記複数の配線層突出部の最も外側にある配線層突出部を、第一最外配線層突出部および第二最外配線層突出部とした場合に、上記第一最外配線層突出部および上記第一調整部の間の間隔と、隣接する上記配線層突出部の間の間隔と、上記第二最外配線層突出部および上記第二調整部の間の間隔とが、等しいことを特徴とするものである。
図1は、本発明のサスペンション用基板の一例を示す概略平面図である。なお、便宜上、絶縁層およびカバー層の記載は省略している。図1に示されるサスペンション用基板20は、ヘッド部側に形成され、素子を実装する素子実装領域11と、テール部側に形成され、外部回路基板との接続を行う外部回路基板接続領域12と、素子実装領域11および外部回路基板接続領域12の間を電気的に接続する配線層13(13a〜13d)と、を有するものである。なお、配線層13aおよび13b、並びに、配線層13cおよび13dはそれぞれ配線対を形成し、一方が記録用であり、他方が再生用である。
図2(a)は、図1のヘッド部周辺を拡大した拡大図である。なお、便宜上、カバー層の一部は省略している。図2(a)に示すように、配線層13a〜13dは、素子実装領域11に実装される素子と接続できるように形成される。また、図2(b)は、図2(a)のA−A断面図である。図2(b)に示されるサスペンション用基板は、金属支持基板1と、金属支持基板1上に形成された絶縁層2と、絶縁層2上に形成された配線層3と、絶縁層3上に形成されたカバー層4とを有するものである。さらに、接続端子領域Xにおいて、配線層3は、金属支持基板1の端部1aよりも突出し、接続端子を構成する配線層突出部3Aを有する。また、接続端子領域Xにおいて、絶縁層2は金属支持基板1の端部1aよりも突出し、配線層突出部3Aを支持する絶縁層突出部2Aを有する。
図2(c)は、図2(a)のB−B断面図である。なお、図2(c)はカバー層4の一部が第一調整部5aおよび第二調整部5bである態様である。図2(c)では、4本の配線層突出部(配線層突出部3a〜3c)が設けられている。ここで、配線層突出部3aは第一最外配線層突出部であり、配線層突出部3cは第二最外配線層突出部であり、配線層突出部3cは内部配線層突出部である。また、本発明においては、4本の配線層突出部の両側には、絶縁層2上に形成された第一調整部5aおよび第二調整部5bが設けられる。さらに、本発明においては、第一最外配線層突出部3aおよび第一調整部5aの間の間隔Xと、隣接する配線層突出部3bの間の間隔Xと、第二最外配線層突出部3cおよび第二調整部5bの間の間隔Xとが、等しいことを大きな特徴とする。
ここで、「間隔X、間隔Xおよび間隔Xが等しい」とは、間隔Xおよび間隔Xが、それぞれ、間隔Xの0.8倍〜1.2倍の範囲内にあることをいい、0.9倍〜1.1倍の範囲内であることが好ましい。なお、この値は、小数点2桁目を四捨五入することにより得られた値とする。また、図2(c)では、間隔Xが3個存在するが、各々の間隔Xは、厳密に等しい必要はない。本発明においては、複数の間隔Xの平均値に対して、±10%以下の範囲内に全ての間隔Xが含まれれば良く、±5%の範囲内に全ての間隔Xが含まれることが好ましい。なお、間隔Xおよび間隔Xと、間隔Xとを比較する際には、間隔Xの平均値を用いる。また、X、XおよびXの値は、特に限定されるものではないが、それぞれ、20μm〜80μmの範囲内であることが好ましく、30μm〜70μmの範囲内であることがより好ましく、40μm〜50μmの範囲内であることがさらに好ましい。
また、図3に示すように、接続端子領域Xにおける配線層突出部3Aと、素子実装領域11に実装された素子24の接続端子23とは、半田ボール25によって電気的に接続される。
本発明によれば、第一最外配線層突出部および第一調整部の間の間隔と、隣接する配線層突出部の間の間隔と、第二最外配線層突出部および第二調整部の間の間隔とが等しいことから、絶縁層形成時におけるエッチング液の液周り量を均一化でき、配線層突出部を支持する絶縁層突出部の厚さが均一なサスペンション用基板とすることができる。なお、エッチング液の液周り量については、後述する図10および図11で詳細に説明する。
以下、本発明のサスペンション用基板について、サスペンション用基板の部材と、サスペンション用基板の構成とに分けて説明する。
1.サスペンション用基板の部材
まず、本発明のサスペンション用基板の部材について説明する。本発明のサスペンション用基板は、少なくとも金属支持基板、絶縁層、配線層および調整部を有するものである。
本発明における金属支持基板は、通常、サスペンション用基板の支持基板として用いられるものである。金属支持基板の材料は、特に限定されるものではないが、ばね性を有する金属であることが好ましい。金属支持基板の材料としては、例えばSUS等を挙げることができる。また、金属支持基板の厚さは、その材料の種類により異なるものであるが、例えば10μm〜20μmの範囲内である。
本発明における絶縁層は、金属支持基板上に形成される層である。絶縁層の材料としては、例えばポリイミド樹脂(PI)等を挙げることができる。また、絶縁層の材料は、感光性材料であっても良く、非感光性材料であっても良い。また、絶縁層の厚さは、例えば5μm〜10μmの範囲内である。
本発明における配線層は、絶縁層上に形成されるものである。配線層の材料としては、例えば金属を挙げることができ、中でも銅(Cu)が好ましい。また、配線層の厚さとしては、例えば5μm〜18μmの範囲内であり、中でも9μm〜12μmの範囲内であることが好ましい。本発明における配線層は、めっき部により被覆されていても良い。めっき部の一例としては、金めっき部を挙げることができる。また、金めっき部の下地としてニッケルめっき部が形成されていても良い。めっき部の厚さは、例えば0.1μm〜4.0μmの範囲内である。
また、本発明のサスペンション用基板は、配線層を覆うカバー層を有していることが好ましい。カバー層の材料としては、例えばポリイミド樹脂(PI)等を挙げることができる。また、カバー層の材料は、感光性材料であっても良く、非感光性材料であっても良い。カバー層の厚さは、特に限定されるものではないが、例えば2μm〜30μmの範囲内であることが好ましく、2μm〜10μmの範囲内であることがより好ましい。
また、本発明における調整部は、ウェットエッチングにより絶縁層を形成する際に、レジストとして機能するものである。さらに、本発明においては、調整部を所定の位置に配置することで、エッチング液の液周り量を調整する。本発明における調整部の材料は、通常、絶縁層の材料よりもエッチングレートの低い材料である。より具体的には、調整部の材料が、絶縁層のパターニングが完了するまでの間に、調整部のエッチングを実質的に無視できるようなエッチングレートを有することが好ましい。このような調整部の材料としては、特に限定されるものではないが、銅等の金属、および、ポリイミド樹脂等の樹脂を挙げることができる。また、調整部の材料は、絶縁層との密着性が高い材料であることが好ましい。調整部と絶縁層との間に、絶縁層用のエッチング液が染み込むことを防止でき、精度の高い加工ができるからである。特に、絶縁層の材料がポリイミド樹脂である場合は、調整部の材料として、銅またはポリイミド樹脂を用いれば、従来の感光性樹脂を用いたフォトレジストを用いた場合と比べて、絶縁層に対する密着性を高くすることができる。また、本発明においては、調整部の材料が、カバー層または配線層の材料と同一であることが好ましい。なお、調整部の具体的な構成については、「2.サスペンション用基板の構成」で詳細に説明する。
2.サスペンション用基板の構成
次に、本発明のサスペンション用基板の構成について説明する。本発明のサスペンション用基板は、素子と接続するための接続端子領域を有するものである。サスペンション用基板に実装される素子としては、例えば、磁気ヘッドスライダ、アクチュエータ、半導体等を挙げることができる。また、上記アクチュエータは、磁気ヘッドを有するものであっても良く、磁気ヘッドを有しないものであっても良い。
本発明においては、上記図2に示したように、第一調整部5aおよび第二調整部5bから構成される調整部が、配線層3を覆うカバー層4の一部であることが好ましい。カバー層の形成と同時に調整部を形成することができ、製造工程の簡略化を図ることができるからである。また、本発明においては、図4(a)に示すように、調整部5が、カバー層4と同一の材料から構成され、かつ、カバー層4とは不連続に設けられたものであっても良い。この場合、調整部の位置を考慮する必要がないため、カバー層4の設計自由度を高くすることができる。なお、図4(a)においては、便宜上、カバー層4の一部を省略している。また、本発明においては、カバー層4とは不連続に設けられた調整部5の材料に、カバー層4の材料よりもエッチングレートが低いものを用いても良い。例えば、カバー層4にはエッチングレートが高いポリイミド樹脂を用いて、調整部5にはエッチングレートの低いポリイミド樹脂を用いることで、カバー層4の材料選択の幅が広がるという利点を有する。
図4(b)は、図4(a)における接続端子領域を拡大した拡大図であり、図4(c)は、図4(b)を裏面側から観察したものである。図4(b)に示すように、本発明においては、第一最外配線層突出部3aおよび第一調整部5aの間の間隔Xと、隣接する配線層突出部3bの間の間隔Xと、第二最外配線層突出部3cおよび第二調整部5bの間の間隔Xとが等しくなる。また、図4(c)に示すように、絶縁層2は、配線層突出部を支持する絶縁層突出部2Aを有する。
また、本発明においては、図5(a)に示すように、調整部5が、引き回し領域の配線層3の一部であることが好ましい。引き回し領域の配線層の一部を調整部として用いることで、省スペース化を図ることができるからである。ここで、引き回し領域とは、本発明における接続端子領域(素子接続領域)から外部回路基板接続領域までの配線層の領域をいう。また、本発明においては、図5(b)に示すように、調整部5が、配線層3とは電気的に接続されていないダミー配線部であっても良い。この場合、調整部の位置を考慮する必要がないため、配線層3の設計自由度を高くすることができる。なお、ダミー配線部は、配線層と同時に形成されたものであることが好ましい。
また、本発明においては、図6に示すように、間隔Xが間隔Xよりも若干大きい場合、第一最外配線層突出部3aを支持する絶縁層突出部2aの厚さTが、内側配線層突出部3bを支持する絶縁層突出部2bの厚さTよりも小さくなる傾向にある。厚さTは厚さTの50%以上であることが好ましく、70%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましい。逆に、間隔Xが間隔Xよりも若干小さい場合、厚さTが厚さTよりも大きくなる傾向にある。厚さTは、厚さTの150%以下であることが好ましく、100%以下であることがより好ましい。なお、図6では、第一最外配線層突出部3aを支持する絶縁層突出部2aの厚さTと、内側配線層突出部3bを支持する絶縁層突出部2bの厚さTとの関係を示したが、第二最外配線層突出部を支持する絶縁層突出部の厚さと、内側配線層突出部を支持する絶縁層突出部の厚さとの関係についても同様である。
また、本発明においては、第一最外配線層突出部を支持する絶縁層突出部の厚さ、第二最外配線層突出部を支持する絶縁層突出部の厚さ、および、内側配線層突出部を支持する絶縁層突出部の厚さのうち、最も小さいもの厚さが、4μm以上であることが好ましく、8μm以上であることがより好ましい。絶縁層突出部の厚さが小さすぎると、配線層突出部を十分に保護できず、変形が生じやすくなる可能性があるからである。
接続端子領域において、配線層および絶縁層は、それぞれ、金属支持基板の端部よりも突出する配線層突出部および絶縁層突出部を有する。ここで、図7(a)は、上記図2(b)と同様に、本発明における接続端子領域の周辺を示す概略断面図であり、図7(b)は図7(a)を配線層3側から観察した概略平面図であり、図7(c)は図7(a)を金属支持基板1側から観察した概略平面図である。本発明においては、図7(a)に示すように、配線層突出部3Aが金属支持基板1の端部1aから突出する長さLが、例えば25μm〜80μmの範囲内であることが好ましい。また、図7(b)に示すように、配線層突出部3Aの幅Wは、例えば25μm〜80μmの範囲内であることが好ましい。
また、本発明においては、図7(c)に示すように、絶縁層2が、絶縁層突出部2Aと、絶縁層突出部2Aの根元を支持する絶縁層支持部2Bとを有し、絶縁層支持部2Bの端部2bが、金属支持基板1の端部1aよりも突出していることが好ましい。このような構造にすることにより、例えば曲げ加工時に、配線層突出部3Aと金属支持基板1とが接触しショートすることを防止できるからである。加えて、配線層突出部3Aの変形を防止することもできる。また、絶縁層支持部2Bの端部2bが金属支持基板1の端部1aよりも突出していない場合、曲げ加工時に、配線層突出部3Aおよび金属支持基板1が接触しショートする可能性や、曲げ加工後のはんだ接合時に同じくショートする可能性がある。そのため、曲げ加工を行いやすくするという観点から、先端部(突出部)の金属支持基板1は除去し、フライング構造とすることが好ましい。ここで、絶縁層突出部2Aが金属支持基板1の端部1aから突出する長さをLとした場合、Lは、絶縁層突出部2Aの長さL21と、絶縁層支持部2Bの長さL22との和で表現することができる。L22/Lは、例えば50%以上であることが好ましく、50%〜80%の範囲内であることがより好ましい。L22は、例えば40μm以上であることが好ましく、40μm〜80μmの範囲内であることがより好ましい。一方、L21は、例えば20μm〜60μmの範囲内であることが好ましく、20μm〜40μmの範囲内であることがより好ましい。なお、図7(c)においては、絶縁層2が絶縁層支持部2Bを有するものを例示したが、本発明における絶縁層2は、絶縁層支持部2Bを有しないものであっても良い。
また、図8(a)は、図7(c)と同様に、接続端子領域を金属支持基板1側から観察した概略平面図であり、図8(b)は、接続端子領域を配線層3側から観察した概略平面図である。本発明においては、図8(a)、(b)に示すように、絶縁層2が、絶縁層突出部2Aと、絶縁層突出部2Aの根元を支持する絶縁層支持部2Bとを有し、絶縁層突出部2Aおよび絶縁層支持部2Bの交点が、曲線形状Cであることが好ましい。変形が生じやすい絶縁層突出部2Aの根元を曲線形状にすることで、接続端子の強度をさらに向上させることができるからである。さらに、この曲線形状Cは、円弧状であることが好ましく、その半径は、例えば3μm〜30μmの範囲内であることが好ましい。
B.サスペンション用基板の製造方法
次に、本発明のサスペンション用基板の製造方法について説明する。本発明のサスペンション用基板の製造方法は、金属支持基板と、上記金属支持基板上に形成された絶縁部材と、上記絶縁部材上に形成された配線層と有し、素子と接続するための接続端子領域を形成する位置において、上記配線層は、上記金属支持基板の端部よりも突出し、接続端子を構成する配線層突出部を有し、上記配線層突出部は複数設けられ、上記複数の配線層突出部の両側には、上記絶縁部材上に形成され、第一調整部および第二調整部から構成される調整部が設けられ、上記複数の配線層突出部の最も外側にある配線層突出部を、第一最外配線層突出部および第二最外配線層突出部とした場合に、上記第一最外配線層突出部および上記第一調整部の間の間隔と、隣接する上記配線層突出部の間の間隔と、上記第二最外配線層突出部および上記第二調整部の間の間隔とが等しい積層体を準備する積層体準備工程と、上記配線層突出部および上記調整部をレジストとして、上記絶縁部材をウェットエッチングし、上記金属支持基板の端部よりも突出し、上記配線層突出部を支持する絶縁層突出部を有する絶縁層を形成する絶縁部材エッチング工程と、を有することを特徴とするものである。
図9は、本発明のサスペンション用基板の製造方法の一例を説明する概略断面図である。ここで、図9(a)、(c)、(e)、(g)、(i)、(k)は、図2(b)と同様に、図2(a)のA−A断面図に該当するものである。一方、図9(b)、(d)、(f)、(h)、(j)、(l)は、図2(c)と同様に、図2(a)のB−B断面図に該当するものである。
図9におけるサスペンション用基板の製造方法においては、まず、接続端子領域を形成する位置に、金属支持部材1Xと、金属支持部材1X上に形成された絶縁部材2Xと、絶縁部材2X上に形成された配線部材3Xとを有する積層部材を準備する(図9(a)、(b))。次に、金属支持部材1Xおよび配線部材3Xの上に、DFR(ドライフィルムレジスト)を用いてレジストパターンを作製し、そのレジストパターンから露出する金属支持部材1Xおよび配線部材3Xをウェットエッチングすることにより、金属支持基板1および配線層3を形成する(図9(c)、(d))。この配線層3は、金属支持基板1の端部1aよりも突出し、接続端子を構成する配線層突出部3Aを有するものである。次に、配線層3上に、配線層突出部3Aの少なくとも一部が露出するように、カバー層4を形成する(図9(e))。同時に、図9(f)に示すように、カバー層4の一部を調整部5として形成する。これにより、本発明における積層体を得る。この積層体では、第一最外配線層突出部3aおよび第一調整部5aの間の間隔Xと、隣接する配線層突出部3bの間の間隔Xと、第二最外配線層突出部3cおよび第二調整部5bの間の間隔Xとが等しい。
その後、DFRを用いて、金属支持基板1の開口を塞ぐようにレジストパターン9を形成する(図9(g)、(h))。なお、この方法では、カバー層4の一部を調整部5として用いるため、通常、カバー層4には絶縁層2よりも十分にエッチングレートの低い材料を用いる。そのため、カバー層4(調整部5)自体を保護する必要性は低い。しかしながら、カバー層4(調整部5)の表面劣化を完全に防止する場合や、上記図7(c)に示した絶縁層支持部2Bを形成する場合には、カバー層4の表面上に、DFRを用いてレジストパターン9を形成することが好ましい。次に、配線層突出部3a〜3dおよび調整部5a、5bをレジストとして、絶縁部材2Xをウェットエッチングし、金属支持基板1の端部1aよりも突出し、配線層突出部3Aを支持する絶縁層突出部2Aを有する絶縁層2を形成する(図9(i)、(j))。最後に、レジストパターン9を除去することにより、サスペンション用基板20を得る(図9(k)、(l))。
本発明によれば、第一最外配線層突出部および第一調整部の間の間隔と、隣接する配線層突出部の間の間隔と、第二最外配線層突出部および第二調整部の間の間隔とが等しい積層体を用いることにより、絶縁層形成時におけるエッチング液の液周り量を均一化でき、配線層突出部を支持する絶縁層突出部の厚さが均一なサスペンション用基板を得ることができる。
次に、本発明のサスペンション用基板の製造方法の効果について、図10および図11を用いて説明する。ここで、図10(a)に示すように、従来は、第一最外配線層突出部3aおよびレジストパターン9の間の間隔X、および、第二最外配線層突出部3cおよびレジストパターン9の間の間隔Xは、隣接する配線層突出部3bの間の間隔Xよりも大きいことが一般的であった。この場合、間隔Xおよび間隔Xにおけるエッチング液の液周り量が、間隔Xにおけるエッチング液の液周り量よりも大きくなる。その結果、図10(b)に示すように、絶縁層突出部2aおよび絶縁層突出部2cが過度にエッチングされ、これらの厚さが絶縁層突出部2bの厚さよりも小さくなってしまう。そのため、絶縁層突出部2aおよび絶縁層突出部2cでは、十分な補強が行われず、配線層突出部の変形が生じるてしまうという問題がある。
これに対して、本発明においては、図11(a)に示すように、第一最外配線層突出部3aおよび調整部5の間の間隔X、隣接する配線層突出部3bの間の間隔X、および第二最外配線層突出部3cおよび調整部5の間隔Xが等しい。そのため、間隔X、間隔Xおよび間隔Xにおけるエッチング液の液周り量が等しくなる。その結果、図11(b)に示すように、厚さの均一性の高い絶縁層突出部2a〜2cが得られる。
また、図11(a)では、調整部5としてカバー層4の一部を用いている。エッチング液の液周り量を等しくするという点のみに着目すれば、間隔X〜Xが等しければ所望の効果が得られるので、調整部5として従来のDFR等を用いたレジストパターンを用いることも可能である。中でも、本発明においては、調整部5の材料が、絶縁部材2Xとの密着性の高い材料であることが好ましい。絶縁層用のエッチング液が染み込むことを防止でき、精度の高い加工ができるからである。
以下、本発明のサスペンション用基板の製造方法について、工程毎に説明する。
1.積層体準備工程
本発明における積層体準備工程は、上述した積層体を準備する工程である(図9(a)〜(f))。
積層体の形成方法は、所望の積層体を得ることができる方法であれば特に限定されるものではない。積層体の形成方法の一例としては、図9(a)〜(f)に示すように、積層部材を用いる方法を挙げることができる。また、図9では、カバー層4の一部を調整部5a、5bとして用いた例を示したが、上述した図5に示したように、本発明においては、引き回し領域の配線層またはダミー配線層を調整部5として用いても良い。この場合は、図12(a)、(b)に示すように、配線部材3Xをエッチングする際に、配線層3と同時に、調整部5を形成することできる。
金属支持部材、絶縁部材および配線部材を有する積層部材を用いる場合、金属支持部材および配線部材をエッチングすることにより、金属支持基板および配線層をそれぞれ形成する。金属支持部材および配線部材をエッチングする方法は特に限定されるものでないが、具体的には、ウェットエッチング等を挙げることができる。ウェットエッチングに用いるエッチング液の種類は、金属支持部材および配線部材の種類に応じて適宜選択することが好ましく、例えば金属支持部材の材料がSUSであり、配線部材の材料が銅である場合は、塩化鉄系エッチング液等を用いることができる。また、本発明においては、通常、DFR等を用いてレジストパターンを形成し、そのレジストパターンから露出する金属支持部材および配線部材をエッチングする。
また、本発明においては、金属支持部材をエッチングする際に、絶縁層突出部の根元を支持する絶縁層支持部が、金属支持基板の端部よりも突出する形状となるように、金属支持部材をエッチングすることが好ましい。このような構造にすることにより、例えば曲げ加工時に、配線層突出部と金属支持基板とが接触しショートすることを防止できるからである。
また、本発明における積層体は、配線層を覆うカバー層をさらに有していても良い。カバー層の形成方法は、カバー層の材料の種類によって適宜選択することが好ましい。例えば、カバー層の材料が感光性材料である場合は、露光・現像によって、所定のパターンを有するカバー層を形成することができる。一方、カバー層の材料が非感光性材料である場合は、レジストパターンを介したエッチングによって、所定のパターンを有するカバー層を形成することができる。
なお、積層体に用いられる各部材については、上記「A.サスペンション用基板」に記載した内容と同様である。また、本発明においては、アディティブ法により積層体を形成しても良い。
2.絶縁部材エッチング工程
次に、本発明における絶縁部材エッチング工程について説明する。本発明における絶縁部材エッチング工程は、上記配線層突出部および上記調整部をレジストとして、上記絶縁部材をウェットエッチングし、上記金属支持基板の端部よりも突出し、上記配線層突出部を支持する絶縁層突出部を有する絶縁層を形成する工程である(図9(g)〜(l))。
絶縁部材のウェットエッチングに用いるエッチング液の種類は、絶縁層の種類に応じて適宜選択することが好ましく、例えば絶縁部材の材料がポリイミド樹脂である場合は、アルカリ系エッチング液等を用いることができる。
本発明においては、配線層突出部をレジストとして用いることを一つの特徴とする。配線層および絶縁部材の密着性は、DFR等を用いたレジストパターンおよび絶縁層の密着性よりも高いため、エッチング液の染み込みを防止することができ、絶縁部材を高い精度で加工することができる。また、配線層は、通常、絶縁部材用のエッチング液ではエッチングされないため、絶縁部材のレジストとして有用である。さらに、本発明においては、調整部をレジストとして用いることを一つの特徴とする。調整部の材料として、絶縁部材との密着性の高い材料を用いることで、上記と同様に、エッチング液の染み込みを防止することができ、絶縁部材を高い精度で加工することができる。
また、本発明においては、絶縁部材エッチング工程において、絶縁層突出部と、絶縁層突出部の根元を支持する絶縁層支持部との交点に、曲線形状が形成されるように、レジストパターンを形成し、絶縁部材をウェットエッチングすることが好ましい。変形が生じやすい絶縁層突出部の根元を曲線形状にすることで、接続端子の強度をさらに向上させることができるからである。具体的には、図13(a)、(b)示すように、配線層3上に形成されたレジストパターン9に、曲線形状Cを設けることが好ましい。この曲線形状Cは、レジストパターン9を形成する際に、所定の露光・現像を行うことにより得ることができる。
3.その他の工程
本発明においては、上述した工程の他に、接続端子領域において露出する配線層の表面に、めっき部を形成するめっき部形成工程を有することが好ましい。めっき部を形成する方法としては、例えば、電解めっき法を挙げることができる。また、本発明により得られるサスペンション用基板については、上記「A.サスペンション用基板」に記載した内容と同様であるので、ここでの記載は省略する。
C.サスペンション
次に、本発明のサスペンションについて説明する。本発明のサスペンションは、上述したサスペンション用基板を含むことを特徴とするものである。
本発明によれば、上述したサスペンション用基板を用いることで、接続安定性に優れたサスペンションとすることができる。
図14は、本発明のサスペンションの一例を示す概略平面図である。図14に示されるサスペンション50は、上述したサスペンション用基板20と、素子実装領域11が形成されている表面とは反対側のサスペンション用基板20の表面に備え付けられたロードビーム40とを有するものである。
本発明のサスペンションは、少なくともサスペンション用基板を有し、通常は、さらにロードビームを有する。サスペンション用基板については、上記「A.サスペンション用基板」に記載した内容と同様であるので、ここでの記載は省略する。また、ロードビームは、一般的なサスペンションに用いられるロードビームと同様のものを用いることができる。
D.素子付サスペンション
次に、本発明の素子付サスペンションについて説明する。本発明の素子付サスペンションは、上述したサスペンションと、上記サスペンションの素子実装領域に実装された素子と、を有することを特徴とするものである。
本発明によれば、上述したサスペンションを用いることで、接続安定性に優れた素子付サスペンションとすることができる。
図15は、本発明の素子付サスペンションの一例を示す概略平面図である。図15に示される素子付サスペンション60は、上述したサスペンション50と、サスペンション50の素子実装領域11に実装された素子51とを有するものである。
本発明の素子付サスペンションは、少なくともサスペンションおよび素子を有するものである。サスペンションについては、上記「C.サスペンション」に記載した内容と同様であるので、ここでの記載は省略する。
E.ハードディスクドライブ
次に、本発明のハードディスクドライブについて説明する。本発明のハードディスクドライブは、上述した素子付サスペンションを含むことを特徴とするものである。
本発明によれば、上述した素子付サスペンションを用いることで、より高機能化されたハードディスクドライブとすることができる。
図16は、本発明のハードディスクドライブの一例を示す概略平面図である。図16に示されるハードディスクドライブ70は、上述した素子付サスペンション60と、素子付サスペンション60がデータの書き込みおよび読み込みを行うディスク61と、ディスク61を回転させるスピンドルモータ62と、素子付サスペンション60の素子を移動させるアーム63およびボイスコイルモータ64と、上記の部材を密閉するケース65とを有するものである。
本発明のハードディスクドライブは、少なくとも素子付サスペンションを有し、通常は、さらにディスク、スピンドルモータ、アームおよびボイスコイルモータを有する。素子付サスペンションについては、上記「D.素子付サスペンション」に記載した内容と同様であるので、ここでの記載は省略する。また、その他の部材についても、一般的なハードディスクドライブに用いられる部材と同様のものを用いることができる。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と、実質的に同一の構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる場合であっても本発明の技術的範囲に包含される。
以下、実施例を用いて、本発明をさらに具体的に説明する。
[実施例1]
実施例1では、図2(c)に示すように、カバー層4の一部を、第一調整部5aおよび第二調整部5bとして用いてサスペンション用基板を作製した。サスペンション用基板の作製は、図9に示す方法と同様の方法を採用した。まず、厚さ20μmのステンレス鋼(SST)である金属支持部材1Xと、厚さ10μmのポリイミド樹脂である絶縁部材2Xと、厚さ9μmのめっき銅である配線部材3Xとを有する積層部材を準備した(図9(a)、(b))。次に、積層部材の両面をアクリル系感光性ドライフィルムで覆い、露光・現像を行うことにより、所定のレジストパターンを形成し、その後、レジストパターンから露出する金属支持部材1Xおよび配線部材3Xを、塩化鉄系エッチング液を用いてウェットエッチングすることにより、金属支持基板1および配線層3を形成した(図9(c)、(d))。次に、特開2008−310946号公報に記載された非感光性のポリイミド樹脂を用いて、カバー層4、第一調整部5aおよび第二調整部5bを形成した(図9(e)、(f))。この際、図9(f)におけるX、XおよびXは40μmとした。
その後、得られた積層体の両面に、アクリル系の感光性ドライフィルム(厚さ38μm)を配置し、フォトマスクを用いて高圧水銀灯より照射量150mJ/cmの紫外線を照射し、さらに、濃度1wt%のNaCO水溶液を用いてスプレー現像することで、所定のレジストパターンを形成した(図9(g)、(h))。次に、有機アルカリエッチング液にて、エッチング槽の上部側面よりエッチング液をオーバーフローさせながら、80℃3分の条件で、絶縁部材2Xをエッチングした(図9(i)、(j))。最後に、50℃に加熱した濃度1wt%の水酸化ナトリウム水溶液を、スプレー圧1kg/cmでスプレーし、レジストパターンを剥離した。これにより、サスペンション用基板を得た(図9(k)、(l))。
次に、得られたサスペンション用基板において、配線層突出部を支持する絶縁層突出部の厚さを共焦点式レーザー顕微鏡で測定した。その結果、内側配線層突出部を支持する絶縁層突出部の厚さは、最外配線層突出部を支持する絶縁層突出部の厚さよりも若干大きくなった。n=40のサンプルにおいて、両者の差(厚さの差A)は、最小で0.4μmであり、最大で0.7μmであった。また、同様にn=4000のサンプルにおいて、最外配線層突出部にシワ(変形)が生じた割合を実体顕微鏡で測定したところ、変形発生率は0.05%であった。
[実施例2]
実施例2では、図5(a)に示すように、引き回し領域の配線層3の一部を、調整部5として用いてサスペンション用基板を作製した。具体的には、カバー層の形状、および引き回し領域の配線層の形状を変え、引き回し領域の配線層の一部を調整部としたこと以外は、実施例1と同様にして、サスペンション用基板を得た。
得られたサスペンション用基板において、配線層突出部を支持する絶縁層突出部の厚さを共焦点式レーザー顕微鏡で測定した。その結果、内側配線層突出部を支持する絶縁層突出部の厚さは、最外配線層突出部を支持する絶縁層突出部の厚さよりも若干大きくなった。n=40のサンプルにおいて、両者の差(厚さの差A)は、最小で0.2μmであり、最大で0.3μmであった。また、同様にn=4000のサンプルにおいて、最外配線層突出部にシワ(変形)が生じた割合を実体顕微鏡で測定したところ、変形発生率は0.03%であった。
実施例2における変形発生率が、実施例1における変形発生率よりも小さくなった理由は、調整部として銅を用いることで、ポリイミド樹脂を用いた場合よりも、絶縁部材2Xに対する密着性が高くなり、エッチング液の染み込みをより抑制できたためであると考えられる。
[比較例1]
およびXを55μmとし、Xを40μmとしたこと以外は、実施例1と同様にしてサスペンション用基板を得た。得られたサスペンション用基板において、配線層突出部を支持する絶縁層突出部の厚さを共焦点式レーザー顕微鏡で測定した。その結果、内側配線層突出部を支持する絶縁層突出部の厚さは、最外配線層突出部を支持する絶縁層突出部の厚さよりも大きくなった。n=40のサンプルにおいて、両者の差(厚さの差A)は、最小で2μmであり、最大で6μmであった。また、同様にn=4000のサンプルにおいて、最外配線層突出部にシワ(変形)が生じた割合を実体顕微鏡で測定したところ、変形発生率は0.13%であった。
また、比較例1および実施例1を比較してわかるように、本発明においては、XおよびXを等しくすることで、フライング構造を有する接続端子を支持する絶縁層の厚さを均一にすることができた。
[実施例3〜6、比較例2〜4]
、XおよびXを、後述する表1に記載された値に変更したこと以外は、実施例1と同様にしてサスペンション用基板を得た。また、得られたサスペンション用基板に対して、実施例1と同様に、厚さの差A、変形発生率を測定した。その結果を表1に示す。
Figure 0005136668
表1に示されるように、XおよびXが、Xの0.8〜1.2倍の範囲内にあるときに、変形発生率が大幅に低下することが確認された。これに対して、XおよびXが、Xの0.8〜1.2倍の範囲内にないときに、変形発生率は高くなった。
1…金属支持基板、1X…金属支持部材、2…絶縁層、2A…絶縁層突出部、2X…絶縁部材、3…配線層、3A…配線層突出部、3X…配線部材、4…カバー層、5…調整部、5a…第一調整部、5b…第二調整部、11…素子実装領域、12…外部回路基板接続領域、13…配線層、20…サスペンション用基板、23…素子の接続端子、24…素子、25…半田ボール、X…接続端子領域

Claims (13)

  1. 金属支持基板と、前記金属支持基板上に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に形成された配線層とを有し、
    ヘッド部側に形成され、素子と接続するための素子実装領域において、前記配線層は、前記金属支持基板の端部よりも突出し、接続端子を構成する配線層突出部を有し、
    前記素子実装領域において、前記絶縁層は、前記金属支持基板の端部よりも突出し、前記配線層突出部を支持する絶縁層突出部を有し、
    前記配線層突出部は複数設けられ、前記複数の配線層突出部の両側には、前記絶縁層上に形成され、第一調整部および第二調整部から構成される調整部が設けられ、
    前記複数の配線層突出部の最も外側にある配線層突出部を、第一最外配線層突出部および第二最外配線層突出部とした場合に、前記第一最外配線層突出部および前記第一調整部の間の間隔と、隣接する前記配線層突出部の間の間隔と、前記第二最外配線層突出部および前記第二調整部の間の間隔とが、等しいことを特徴とするサスペンション用基板。
  2. 前記調整部が、前記配線層を覆うカバー層の一部であることを特徴とする請求項1に記載のサスペンション用基板。
  3. 前記調整部が、引き回し領域の前記配線層の一部であることを特徴とする請求項1に記載のサスペンション用基板。
  4. 前記調整部が、前記配線層とは電気的に接続されていないダミー配線部であることを特徴とする請求項1に記載のサスペンション用基板。
  5. 前記第一最外配線層突出部を支持する前記絶縁層突出部の厚さ、および、前記第二最外配線層突出部を支持する前記絶縁層突出部の厚さが、前記複数の配線層突出部の内側にある内側配線層突出部を支持する前記絶縁層突出部の50%以上であることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかの請求項に記載のサスペンション用基板。
  6. 前記第一最外配線層突出部および前記第一調整部の間の間隔と、隣接する前記配線層突出部の間の間隔と、前記第二最外配線層突出部および前記第二調整部の間の間隔とが、それぞれ30μm〜70μmの範囲内であることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれかの請求項に記載のサスペンション用基板。
  7. 金属支持基板と、前記金属支持基板上に形成された絶縁部材と、前記絶縁部材上に形成された配線層と有し、
    ヘッド部側に形成され、素子と接続するための素子実装領域を形成する位置において、前記配線層は、前記金属支持基板の端部よりも突出し、接続端子を構成する配線層突出部を有し、
    前記配線層突出部は複数設けられ、前記複数の配線層突出部の両側には、前記絶縁部材上に形成され、第一調整部および第二調整部から構成される調整部が設けられ、
    前記複数の配線層突出部の最も外側にある配線層突出部を、第一最外配線層突出部および第二最外配線層突出部とした場合に、前記第一最外配線層突出部および前記第一調整部の間の間隔と、隣接する前記配線層突出部の間の間隔と、前記第二最外配線層突出部および前記第二調整部の間の間隔とが等しい積層体を準備する積層体準備工程と、
    前記配線層突出部および前記調整部をレジストとして、前記絶縁部材をウェットエッチングし、前記金属支持基板の端部よりも突出し、前記配線層突出部を支持する絶縁層突出部を有する絶縁層を形成する絶縁部材エッチング工程と、
    を有することを特徴とするサスペンション用基板の製造方法。
  8. 前記調整部が、前記配線層を覆うカバー層の一部であることを特徴とする請求項7に記載のサスペンション用基板の製造方法。
  9. 前記調整部が、引き回し領域の前記配線層の一部であることを特徴とする請求項7に記載のサスペンション用基板の製造方法。
  10. 前記調整部が、前記配線層とは電気的に接続されていないダミー配線部であることを特徴とする請求項7に記載のサスペンション用基板の製造方法。
  11. 請求項1から請求項6までのいずれかの請求項に記載のサスペンション用基板を含むことを特徴とするサスペンション。
  12. 請求項11に記載のサスペンションと、前記サスペンションの素子実装領域に実装された素子と、を有することを特徴とする素子付サスペンション。
  13. 請求項12に記載の素子付サスペンションを含むことを特徴とするハードディスクドライブ。
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