JP5486459B2 - 配線回路基板 - Google Patents

Description

本発明は、配線回路基板、詳しくは、回路付サスペンション基板として好適に用いられる、配線回路基板に関する。

電子・電気機器などに用いられる配線回路基板には、通常、外部端子と接続するための端子部が形成されている。

このような端子部として、近年、電子・電気機器の高密度化および小型化に対応すべく、導体パターンの片面だけではなく、その導体パターンの両面に形成されるいわゆるフライングリードが普及しつつあり、例えば、ハードディスクドライブに用いられる回路付サスペンション基板などにおいては、端子部をフライングリードとして形成することが知られている。

例えば、支持基板と、支持基板の上に形成されるベース層と、ベース層の上に、所定の配線回路パターンとして形成される導体パターンと、導体パターンを被覆するカバー層とを備える回路付サスペンション基板において、カバー層を開口形成して導体パターンの表面を露出させるとともに、支持基板およびベース層を開口して、導体パターンの裏面を露出させて、露出された導体パターンをフライングリードとすることが開示されている。

そして、このようなフライングリードは、例えば、ボンディングツールなどを用いて、超音波振動を加えることにより、外部端子と接続される（例えば、下記、特許文献１参照。）。

特開２００３−３１９１５号公報

しかるに、特許文献１に記載のフライングリードを、外部端子に接続するには、フライングリードの一方の面が外部端子に接触された状態で、フライングリードの他方の面にボンディングツールを接触させ、ボンディングツールによってフライングリードを外部端子に向かって押圧しながら、超音波振動を加える。

このとき、ボンディングツールによる押圧力は、フライングリードの一方の面において分散されるので、フライングリードの外部端子に対する圧力が低減される場合がある。フライングリードの外部端子への圧力が不足すると、フライングリードの外部端子に対する接続が不十分になるという不具合がある。

一方、ボンディングツールの押圧力を大きくすれば、接続強度が上がる一方、ボンディングツールの寿命の低下を招いたり、端子部において過度のストレスを付与することになる。

そこで、本発明の目的は、ボンディングツールの押圧力を大きくしなくても、端子部を外部端子に対して十分に接続することができる配線回路基板を提供することにある。

上記した目的を達成するため、本発明の配線回路基板は、ベース絶縁層と、前記ベース絶縁層の上に積層される導体パターンと、前記ベース絶縁層の上に、前記導体パターンを被覆するように積層されるカバー絶縁層とを備え、前記導体パターンは、前記ベース絶縁層、前記導体パターンおよび前記カバー絶縁層の積層方向に投影したときに、前記ベース絶縁層および前記カバー絶縁層から露出される端子部を備え、前記端子部は、外部端子側に露出される露出面を備え、前記露出面には、前記外部端子との接触方向へ向かって膨出する膨出部が形成されていることを特徴としている。

また、本発明の配線回路基板では、前記膨出部は、前記ベース絶縁層の前記積層方向長さに対して、８０％以下の段差を有していることが好適である。

また、本発明の配線回路基板では、前記積層方向に投影したときに、前記膨出部の面積は、前記露出面の面積に対して、１０〜９０％であることが好適である。

本発明の配線回路基板によれば、外部端子に接触される端子部の露出面には、外部端子との接触方向へ向かって膨出する膨出部が形成されている。

そのため、ボンディングツールによって端子部が外部端子に向かって押圧されたときには、膨出部において、端子部が外部端子に強く押圧されるので、膨出部において、端子部の外部端子に対する十分な接続を確保することができる。

その結果、ボンディングツールの押圧力を大きくしなくても、端子部を外部端子に対して十分に接続することができる。

本発明の配線回路基板の一実施形態として回路付サスペンション基板と、中継基板との接続を示す平面図である。 図１におけるＡ−Ａ断面の要部拡大図である。 図１におけるＢ−Ｂ断面の要部拡大図である。 図１に示す回路付サスペンション基板の製造工程を説明する工程図であって、（ａ）は、金属支持基板を準備する工程、（ｂ）は、金属支持基板の上にベース絶縁層を形成する工程、（ｃ）は、ベース絶縁層の上に導体パターンを形成する工程、（ｄ）は、端子部の下の金属支持基板をエッチングする工程、（ｅ）は、端子部の下のベース絶縁層をエッチングする工程を示す。

図１は、本発明の配線回路基板の一実施形態として回路付サスペンション基板と、中継基板との接続を示す平面図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ断面の要部拡大図である。図３は、図１におけるＢ−Ｂ断面の要部拡大図である。

回路付サスペンション基板１は、図１に示すように、長手方向に延びる略平帯形状に形成されている。回路付サスペンション基板１には、長手方向一端部において、磁気ヘッド（図示せず）を実装するスライダ（図示せず）を実装するためのジンバル部２が設けられている。また、回路付サスペンション基板１は、長手方向他端部において、制御基板（図示せず）に接続される中継基板１０に接続されている。

ジンバル部２は、平面視略矩形状に形成されており、その略中央において、長手方向一方に向かって開放される平面視略Ｕ字形状に切り欠かれるスリット３が形成されている。そして、ジンバル部２には、スリット３によって仕切られるように、アウトリガー部４とタング部５とが区画されている。

アウトリガー部４は、ジンバル部２において、スリット３の幅方向（長手方向と直交する方向、以下同じ。）外側部分であり、タング部５は、ジンバル部２において、スリット３に挟まれる幅方向内側部分である。

また、回路付サスペンション基板１は、図１および図３に示すように、金属支持基板１１と、金属支持基板１１の上に積層されるベース絶縁層１２と、ベース絶縁層１２の上に積層される導体パターン１３と、導体パターン１３を被覆するようにベース絶縁層１２の上に積層されるカバー絶縁層１４とを備えている。

金属支持基板１１は、回路付サスペンション基板１の外形形状に対応する形状に形成されている。

ベース絶縁層１２は、導体パターン１３が形成される部分、および、タング部５の全面に形成されている。

導体パターン１３は、回路付サスペンション基板１の長手方向に沿って延び、磁気ヘッド（図示せず）の接続端子（図示せず）に接続される複数（４つ）のヘッド側端子１７、中継基板１０の接続端子３１（後述）に接続される複数（４つ）の端子部としての外部側端子１８、および、対応するヘッド側端子１７と外部側端子１８とをそれぞれ接続する複数（４つ）の配線１９を一体的に備えている。

各ヘッド側端子１７は、平面視略矩形状（角ランド形状）に形成され、タング部５の長手方向略中央において、幅方向に沿って互いに間隔を隔てて並列配置されている。

各外部側端子１８は、回路付サスペンション基板１の長手方向他端部において、金属支持基板１１、ベース絶縁層１２およびカバー絶縁層１４の長手方向他端部よりも長手方向他方側へ突出する長尺な略平板形状のフライングリードとして形成されている。また、各外部側端子１８は、幅方向に沿って互いに間隔を隔てて並列配置されている。

また、各外部側端子１８には、それぞれ、膨出部２０が形成されている。

膨出部２０は、外部側端子１８の幅方向略中央において、外部側端子１８の長手方向ほぼすべてにわたって延びる平面視略矩形状に形成されている。

また、膨出部２０は、下面が中継基板１０に向かって膨出するように、下方へ凹む溝状（つまり、上方に向かって開放される略Ｕ字形の溝状）に形成されている（図２参照）。

すなわち、外部側端子１８の下面２２には、下方へ向かって膨出する膨出部２０が形成されている。

各配線１９は、各外部側端子１８から長手方向一方に向かって延び、ジンバル部２においてアウトリガー部４に対応して幅方向に膨出するように屈曲されながら長手方向一方に向かって延び、ジンバル部２の長手方向一端部において、長手方向他方に折り返された後、タング部５において各ヘッド側端子１７に接続されている。

カバー絶縁層１４は、図３に示すように、各配線１９を被覆し、各ヘッド側端子１７および各外部側端子１８を露出するように、ベース絶縁層１２の上に形成されている。

図４は、図１に示す回路付サスペンション基板の製造工程を説明する工程図である。

次に、この回路付サスペンション基板１の製造方法について、図４を参照して説明する。

回路付サスペンション基板１を製造するには、まず、図４（ａ）に示すように、金属支持基板１１を用意する。

金属支持基板１１を形成する金属としては、例えば、ステンレス、４２アロイなどが用いられ、好ましくは、ステンレスが用いられる。

また、金属支持基板１１の厚みは、例えば、８〜５０μｍ、好ましくは、１０〜３０μｍである。

次いで、回路付サスペンション基板１を製造するには、図４（ｂ）に示すように、金属支持基板１１の上に、ベース絶縁層１２を形成する。

ベース絶縁層１２を形成する絶縁材料としては、例えば、ポリイミド、ポリエーテルニトリル、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ塩化ビニルなどの合成樹脂が用いられる。これらのうち、好ましくは、感光性合成樹脂が用いられ、さらに好ましくは、感光性ポリイミドが用いられる。

感光性合成樹脂からベース絶縁層１２を形成するには、まず、感光性合成樹脂前駆体のワニスを、金属支持基板１１の全面に塗工し、次いで、乾燥することにより、感光性合成樹脂の前駆体の皮膜４０を形成する。その後、遮光部分４１ａ、透過部分４１ｂおよび半透過部分４１ｃからなる階調パターンを有するフォトマスク４１を用いて、皮膜４０を階調露光し、その後、現像することにより、皮膜４０をパターンに形成する。

詳しくは、ベース絶縁層１２を形成する部分には、透過部分４１ｂを対向配置し、外部側端子１８（膨出部２０以外の部分）が形成される部分には、半透過部分４１ｃを対向配置し、ベース絶縁層１２を形成しない部分（膨出部２０が形成される部分を含む）には、遮光部分４１ａを対向配置して、露光し、現像する。

すると、皮膜４０において、遮光部分４１ａと対向する部分が除去され、透過部分４１ｂおよび半透過部分４１ｃと対向する部分に、ベース絶縁層１２が形成される。また、ベース絶縁層１２のうち、半透過部分４１ｃと対向する部分は、透過部分４１ｂと対向する部分よりも薄く形成され、外部側端子１８（膨出部２０以外の部分）に対応する。

次いで、パターン化された皮膜４０を、加熱により硬化（イミド化）させると、ポリイミドからなるベース絶縁層１２が、所定のパターンで形成される。

なお、上記の方法では、階調パターンのフォトマスク４１を用いたが、例えば、パターンが異なる複数のフォトマスクを用いて（例えば、外部側端子１８（膨出部２０以外の部分）を形成する部分を露光するパターンのフォトマスクと、露光しないパターンのフォトマスクとを用いて）、少なくとも２回以上、順次、露光することもできる。

さらには、ベース絶縁層１２の形成において、感光性樹脂を用いない場合には、例えば、金属支持基板１１の上に、樹脂を、所定のパターンで、塗工またはドライフィルムとして積層すればよい。具体的には、樹脂を複数回に分けて積層し、外部側端子１８（膨出部２０以外の部分）が形成される部分において、他の部分よりも少ない回数で積層する。

ベース絶縁層１２（外部側端子１８が形成される部分を除く。）の厚みは、例えば、３〜２０μｍ、好ましくは、４〜１２μｍである。

また、ベース絶縁層１２の外部側端子１８が形成される部分は、その厚みが、例えば、１〜８μｍ、好ましくは、１〜５μｍであり、その長手方向長さが、例えば、３００〜３０００μｍ、好ましくは、５００〜２０００μｍであり、その幅方向長さが、例えば、３０〜３００μｍ、好ましくは、５０〜１５０μｍである。

また、ベース絶縁層１２が形成されない部分であって、膨出部２０が形成される部分は、その長手方向長さが、例えば、２４０〜２４００μｍ、好ましくは、４００〜１６００μｍであり、その幅方向長さが、例えば、１０〜２８０μｍ、好ましくは、３０〜１３０μｍである。

次いで、回路付サスペンション基板１を製造するには、図４（ｃ）に示すように、ベース絶縁層１２の上に、導体パターン１３を形成する。

導体パターン１３を形成する導体材料としては、例えば、銅、ニッケル、金、錫、はんだ、またはこれらの合金などの導体材料が用いられ、好ましくは、銅が用いられる。

導体パターン１３を形成するには、例えば、アディティブ法、サブトラクティブ法などの公知のパターンニング法が用いられ、好ましくは、アディティブ法が用いられる。

アディティブ法では、具体的には、まず、ベース絶縁層１２を含む金属支持基板１１の表面に、導体種膜を、スパッタリング法などにより形成する。次いで、その導体種膜の表面に、めっきレジストを、導体パターン１３の反転パターンで形成する。その後、めっきレジストから露出する、ベース絶縁層１２の導体種膜の表面に、電解めっきにより、導体パターン１３を形成する。その後、めっきレジストおよびそのめっきレジストが積層されていた部分の導体種膜を除去する。

導体パターン１３の厚みは、例えば、３〜５０μｍ、好ましくは、５〜２５μｍである。

また、配線１９の幅方向長さは、例えば、１０〜１００μｍ、好ましくは、１２〜５０μｍであり、各配線１９間の間隔は、例えば、１０〜１００μｍ、好ましくは、１２〜５０μｍである。

また、ヘッド側端子１７の幅方向長さは、例えば、１０〜１００μｍ、好ましくは、１２〜５０μｍであり、各ヘッド側端子１７間の間隔は、例えば、１０〜１００μｍ、好ましくは、１２〜５０μｍである。

次いで、回路付サスペンション基板１を製造するには、図４（ｄ）に示すように、ベース絶縁層１２の上に、導体パターン１３を被覆するように、カバー絶縁層１４を形成する。カバー絶縁層１４を形成する絶縁材料は、ベース絶縁層１２の絶縁材料と同様のものが挙げられる。

カバー絶縁層１４を形成するには、導体パターン１３を含むベース絶縁層１２の表面に、例えば、感光性合成樹脂の溶液を塗布し、乾燥後、上記したパターンで露光および現像し、必要により加熱硬化させる。

また、カバー絶縁層１４は、例えば、合成樹脂を上記したパターンのフィルムに予め形成して、そのフィルムを、導体パターン１３を含むベース絶縁層１２の表面に、公知の接着剤層を介して貼着することにより形成することもできる。

カバー絶縁層１４の厚みは、例えば、２〜２５μｍ、好ましくは、３〜１０μｍである。

次いで、回路付サスペンション基板１を製造するには、図４（ｅ）に示すように、ジンバル部２において金属支持基板１１をエッチングして、スリット３を形成するとともに、回路付サスペンション基板１の長手方向他端部において金属支持基板１１をエッチングして、金属支持基板１１から、ベース絶縁層１２（外部側端子１８が形成される部分）および導体パターン１３（膨出部２０が形成される部分）の下面を露出させる。

金属支持基板１１のエッチングは、公知の方法でよく、例えば、スリット３を形成する部分以外をすべてマスキングした後に、化学エッチングする。

具体的には、例えば、塩化第二鉄水溶液などをエッチング液として用いて、スプレーまたは浸漬するウェットエッチング（化学エッチング）法が用いられる。

これによって、ジンバル部２において、スリット３が形成されることにより、アウトリガー部４とタング部５とが区画される。また、回路付サスペンション基板１の長手方向他端部において、ベース絶縁層１２（外部側端子１８が形成される部分）、および、導体パターン１３（膨出部２０が形成される部分）の下面が金属支持基板１１から露出される。

スリット３のスリット幅は、例えば、３０〜１０００μｍ、好ましくは、５０〜５００μｍである。

また、タング部５の幅方向長さは、例えば、２００〜２０００μｍ、好ましくは、２００〜１０００μｍである。

また、各アウトリガー部４の幅方向長さは、例えば、３０〜５００μｍ、好ましくは、５０〜３００μｍである。

次いで、図４（ｆ）に示すように、外部側端子１８（膨出部２０以外の部分）の下面が露出するまで、金属支持基板１１から露出しているベース絶縁層１２をエッチングする。

ベース絶縁層１２のエッチングは、公知の方法でよく、例えば、化学エッチング、プラズマエッチングなどにより形成する。好ましくは、化学エッチングにより形成する。化学エッチングは、公知の方法でよく、たとえば、金属支持基板１１をエッチングレジストとして、アルカリエッチングする。

これにより、外部側端子１８（膨出部２０以外の部分）の下面が露出され、外部側端子１８は、上下方向に投影したときに、金属支持基板１１、ベース絶縁層１２から下面が露出され、カバー絶縁層１４から上面が露出されるフライングリードとして形成される。

外部側端子１８における膨出部２０が形成されていない部分の下面と、膨出部２０の下面との段差Ｄ（図２参照）は、例えば、１〜８μｍ、好ましくは、１〜５μｍである。

また、段差Ｄは、ベース絶縁層１２の厚みに対して、例えば、８０％以下、好ましくは、５０％以下、より好ましくは、１０〜３０％である。

また、外部側端子１８の長手方向長さは、例えば、３００〜３０００μｍ、好ましくは、５００〜２０００μｍであり、外部側端子１８の幅方向長さは、例えば、３０〜３００μｍ、好ましくは、５０〜１５０μｍであり、各外部側端子１８間の間隔は、例えば、１０〜２００μｍ、好ましくは、１２〜１００μｍである。

また、膨出部２０の長手方向長さは、例えば、２４０〜２４００μｍ、好ましくは、４００〜１６００μｍであり、膨出部２０の幅方向長さは、例えば、１０〜２８０μｍ、好ましくは、３０〜１３０μｍである。

また、上下方向に投影したときの、膨出部２０の面積は、外部側端子１８の下面２２の面積に対して、例えば、１０〜９０％、好ましくは、２０〜５０％である。

次いで、この方法では、必要により、ヘッド側端子１７および外部側端部１８をめっきする。

めっき方法や、めっきに用いる金属は、特に制限されず、例えば、電解ニッケルめっきと電解金めっきとを順次行なうことにより、ニッケルめっき層と金めっき層とを積層する。

なお、ニッケルめっき層および金めっき層の厚みは、いずれも、好ましくは、１〜５μｍ程度である。

これにより、回路付サスペンション基板１が製造される。

そして、回路付サスペンション基板１は、図１および図２に示すように、中継基板１０に対して、上から重ね合わせるようにして接続される。

なお、中継基板１０は、長手方向に延びる略平帯状に形成され、ベース絶縁層３０と導体パターン３２とを備えている。

ベース絶縁層３０は、回路付サスペンション基板１のベース絶縁層１２と同様の樹脂材料から形成されている。

導体パターン３２は、回路付サスペンション基板１の導体パターン１３と同様の導体材料から形成され、回路付サスペンション基板１の外部側端子１８に対応する複数（４つ）の外部端子としての接続端子３１を有している。

回路付サスペンション基板１と中継基板１０とを接続するには、図２および図３に示すように、まず、各外部側端子１８の膨出部２０の下面と、各接続端子３１の上面とが接触されるように、回路付サスペンション基板１を、中継基板１０に対して、上から接触させる。つまり、各外部側端子１８の下面２２は、接続端子３１側へ露出される露出面として作用する。

次いで、外部側端子１８の上面に、ボンディングツールＢを接触させ、下方へ向かって押圧しながら、超音波振動を加える。

これにより、回路付サスペンション基板１の外部側端子１８と、中継基板１０の接続端子３１とを接続する。

この回路付サスペンション基板１によれば、中継基板１０の接続端子３１に接触される外部側端子１８の下面２２には、接続端子３１との接触方向（すなわち下方）へ向かって膨出する膨出部２０が形成されている。

そのため、ボンディングツールＢによって外部側端子１８が接続端子３１に向かって押圧されたときには、膨出部２０（特に、膨出部２０の長手方向両端部および幅方向両端部において段が形成されている段部２１）において、外部側端子１８が接続端子３１に強く押圧される。これにより、膨出部２０において、外部側端子１８の接続端子３１に対する十分な接続を確保することができる。

その結果、ボンディングツールＢの押圧力を大きくしなくても、外部側端子１８を接続端子３１に対して十分に接続することができる。

１ 回路付サスペンション基板
１２ ベース絶縁層
１３ 導体パターン
１８ 外部側端子
２０ 膨出部
２２ 下面
３１ 接続端子
Ｄ 段差

Claims (3)

1. ベース絶縁層と、
   前記ベース絶縁層の上に積層される導体パターンと、
   前記ベース絶縁層の上に、前記導体パターンを被覆するように積層されるカバー絶縁層とを備え、
   前記導体パターンは、前記ベース絶縁層、前記導体パターンおよび前記カバー絶縁層の積層方向に投影したときに、前記ベース絶縁層および前記カバー絶縁層から露出される端子部を備え、
   前記端子部は、
   外部端子側に露出される露出面と、
   前記露出面が前記外部端子との接触方向へ向かって膨出するように、前記外部端子との接触方向へ凹む膨出部とが形成されており、
   前記膨出部は、前記積層方向と直交する方向の周端部において、段部を有する
   ことを特徴とする、配線回路基板。
2. 前記膨出部は、前記ベース絶縁層の前記積層方向長さに対して、８０％以下の段差を有していることを特徴とする、請求項１に記載の配線回路基板。
3. 前記積層方向に投影したときに、前記膨出部の面積は、前記露出面の面積に対して、１０〜９０％であることを特徴とする、請求項１または２に記載の配線回路基板。
   

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