JP5513358B2 - 回路付サスペンション基板 - Google Patents

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Description

本発明は、回路付サスペンション基板、詳しくは、光アシスト法が採用されるハードディスクドライブなどに搭載される回路付サスペンション基板に関する。
近年、ハードディスクなどに対する磁気記録方式として、光アシスト法(光アシスト磁気記録方式)が知られており、例えば、かかる光アシスト法を採用する回路付サスペンション基板として、サスペンションの上に光導波路を設けることが知られている。
そのような光導波路として、コア層(光導波路)がクラッド層(オーバークラッド層およびアンダークラッド層)内に埋め込まれた埋込型光導波路や、コア層の上にオーバークラッド層がコア層より幅狭に積層(装荷)される装荷型光導波路などが知られている。
そして、例えば、埋込型光導波路を直線状に形成し、装荷型光導波路を湾曲状に形成して、それらを基板の上で接続することが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開平7−142699号公報
しかるに、装荷型光導波路は、光を高強度で伝送することができる一方、埋込型光導波路に比べて、伝送される光が比較的漏れ易い。具体的には、装荷型光導波路では、オーバークラッド層の下のコア層において、光が、オーバークラッド層から露出するコア層に比較的漏れ易い。
そのため、光導波路を、基板の形状に応じて湾曲状に形成する必要がある場合には、装荷型光導波路をかかる形状に形成すると、光がオーバークラッド層から露出するコア層に、より一層漏れ易くなる。そのため、光の損失が増大するという不具合がある。
本発明の目的は、光導波路において伝送される光の損失を低減することができるとともに、光導波路を回路付サスペンション基板の形状に対応して適宜の形状で配置することのできる回路付サスペンション基板を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の回路付サスペンション基板は、金属支持基板、前記金属支持基板の上に形成される絶縁層および前記絶縁層の上に形成される導体層を備える回路基板と、前記回路基板に設けられる光導波路とを備え、前記光導波路は、湾曲部を有する第1光導波路と、直線部を有する第2光導波路とを備え、前記第1光導波路は、第1アンダークラッド層と、前記第1アンダークラッド層の上に形成され、前記第1アンダークラッド層の厚み方向に投影したときに、前記第1アンダークラッド層に含まれる第1コア層と、前記第1アンダークラッド層の上に、前記第1コア層を被覆するように形成される第1オーバークラッド層とを備え、前記第2光導波路は、第2アンダークラッド層と、前記第2アンダークラッド層の上に形成される第2コア層と、前記第2コア層の上に形成され、前記第2コア層の厚み方向に投影したときに、前記第2コア層に含まれる第2オーバークラッド層とを備えていることを特徴としている。
また、本発明の回路付サスペンション基板では、少なくとも前記第1光導波路が、可撓性材料から形成されていることが好適であり、さらに、前記第2光導波路が、可撓性材料から形成されていることが好適である。
また、本発明の回路付サスペンション基板では、前記光導波路は、長手方向に延び、前記湾曲部は、前記長手方向および前記厚み方向に対する直交方向に湾曲し、その曲率半径が100mm以下であることが好適である。
また、本発明の回路付サスペンション基板では、前記第1コア層の前記第2光導波路側端縁の前記直交方向長さが、5μm以下であり、前記第2オーバークラッド層の前記第1光導波路側端縁の前記直交方向長さが、25μm以上であることが好適である。
また、本発明の回路付サスペンション基板では、前記第1光導波路と前記第2光導波路とは、前記長手方向において互いに隣接配置されることによって、長手方向において光学的に接続され、前記第1コア層の前記第2光導波路側端部は、前記厚み方向に投影したときに、前記第2光導波路に近接するに従って前記幅方向長さが狭くなるように形成され、前記第2オーバークラッド層の前記第1光導波路側端部は、前記厚み方向に投影したときに、前記第1光導波路に近接するに従って前記幅方向長さが広くなるように形成されていることが好適である。
本発明の回路付サスペンション基板によれば、湾曲部を備える第1光導波路では、第1コア層が、第1アンダークラッド層に含まれ、第1オーバークラッド層に被覆されている。すなわち、湾曲部を備える第1光導波路は、埋込型光導波路からなるので、第1コア層における光の損失を低減することができる。
また、直線部を備える第2光導波路では、第2オーバークラッド層が、第2コア層の上に形成され、第2コア層の厚み方向に投影したときに、第2コア層に含まれる。すなわち、直線部を備える第2光導波路は、装荷型光導波路からなるので、光を高強度で伝送することができながら、第2コア層における光の損失を低減することができる。
そのため、回路基板の形状に対応して配置することができながら、ハードディスクに対して情報を高密度に記録して、光アシスト法を効率的に実施することができる。
図1は、本発明の回路付サスペンション基板の一実施形態の平面図を示す。 図2は、図1に示す回路付サスペンション基板の光導波路に沿う断面図を示す。 図3は、図1に示す回路付サスペンション基板の先端部の拡大断面図を示す。 図4は、図3に示す回路付サスペンション基板の第1光導波路および第2光導波路の接続状態を示す拡大平面図である。 図5は、図4に示す接続状態の拡大斜視図である。 図6は、図3に示す回路付サスペンション基板の第2光導波路の先端部の拡大斜視図を示す。 図7は、回路付サスペンション基板の製造方法を説明する断面図で、左側図が図3のA−A線に沿う断面図、右側図が図3のB−B線に沿う断面図であって、(a)は、回路基板を用意する工程、(b)は、第1アンダークラッド層および第2アンダークラッド層を形成する工程、(c)は、第1コア層および第2コア層を形成する工程、(d)は、第1オーバークラッド層および第2オーバークラッド層を形成する工程、(e)は、開口部を形成する工程を示す。 図8は、図7(d)の第1オーバークラッド層および第2オーバークラッド層を形成する工程を説明する断面図で、左側図が図3のA−A線に沿う断面図、右側図が図3のB−B線に沿う断面図であって、(a)は、感光性の皮膜を形成する工程(b)は、皮膜を、フォトマスクを介して露光する工程、(c)は、皮膜を現像して、第1オーバークラッド層および第2オーバークラッド層を形成する工程を示す。 図9は、ヘッドスライダの第2光導波路に対する位置決めを説明する斜視図を示す。 図10は、ヘッドスライダが位置決めされた回路付サスペンション基板の断面図を示す。 図11は、本発明の回路付サスペンション基板の他の実施形態の回路付サスペンション基板を製造する方法を説明する断面図であり、左側図が図1のA−A線に沿う断面図、右側図が図1のB−B線に沿う断面図であって、第1光導波路および第2光導波路を回路基板の上に載置する工程を示す。 図12は、ヘッドスライダの第2光導波路(位置決めマークが形成されない態様)に対する位置決めを説明する斜視図を示す。 図13は、本発明の回路付サスペンション基板の他の実施形態の第1光導波路(第2湾曲部および第2直線部における第1コア層の幅が先側に向かって次第に縮径する態様)の拡大平面図であり、第2湾曲部の後部を示す。 図14は、本発明の回路付サスペンション基板の他の実施形態の第1光導波路(第2湾曲部および第2直線部における第1コア層の幅が先側に向かって次第に縮径する態様)の拡大平面図であり、第2湾曲部の先部を示す。 図15は、本発明の回路付サスペンション基板の他の実施形態の第1光導波路および第2光導波路の接続状態(第1コア層の先後方向途中の幅が第2オーバークラッド層の先後方向途中の幅よりも広い態様)の拡大平面図を示す。
図1は、本発明の回路付サスペンション基板の一実施形態の平面図、図2は、図1に示す回路付サスペンション基板の光導波路に沿う断面図、図3は、図1に示す回路付サスペンション基板の先端部の拡大断面図、図4は、図3に示す回路付サスペンション基板の第1光導波路および第2光導波路の接続状態を示す拡大平面図、図5は、図4に示す接続状態の拡大斜視図、図6は、図3に示す回路付サスペンション基板の第2光導波路の先端部の拡大斜視図、図6は、回路付サスペンション基板の製造方法を説明する断面図で、左側図が図3のA−A線に沿う断面図、右側図が図3のB−B線に沿う断面図、図8は、図7(d)の第1オーバークラッド層および第2オーバークラッド層を形成する工程を説明する断面図で、左側図が図3のA−A線に沿う断面図、右側図が図3のB−B線に沿う断面図、図9は、ヘッドスライダの第2光導波路に対する位置決めを説明する斜視図、図10は、ヘッドスライダが位置決めされた回路付サスペンション基板の断面図を示す。
なお、図1および図3において、後述するベース絶縁層12およびカバー絶縁層14は、後述する導体層13および光導波路7の相対配置を明確に示すために、省略している。
図1において、この回路付サスペンション基板1は、回路基板2と、回路基板2に設けられる光アシスト部3とを備えている。
回路基板2では、ハードディスクドライブにおける磁気ヘッド44(図10参照)を実装して、その磁気ヘッド44を、磁気ヘッド44とハードディスク26(図10参照)とが相対的に走行するときの空気流に抗して、ハードディスク26との間に微小な間隔を保持しながら支持するための金属支持基板11に、外部基板(例えば、リード・ライト基板など、図2の破線参照)25と磁気ヘッド44とを接続するための導体層13が一体的に形成されている。
回路基板2は、回路付サスペンション基板1の外形形状に対応するように形成され、長手方向に延びる平帯状に形成されており、中継部4と、中継部4の長手方向一方側(以下、先側という。)に配置されるスライダ実装部5と、中継部4の長手方向他方側(以下、後側という。)に配置される外部実装部6とを一体的に備えている。
中継部4は、先後方向において、スライダ実装部5および外部実装部6の間に配置されており、先後方向に延びる平面視略矩形状に形成されている。
スライダ実装部5は、中継部4の先端から先方に延びるように連続して形成されており、中継部4に対して幅方向(先後方向に直交する方向、左右方向)一方側(左側)に膨出する平帯状に形成されている。
具体的には、図1および図3に示すように、スライダ実装部5の後部および先部は、それぞれ、平面視略矩形形状に形成されており、スライダ実装部5の先後方向途中が、先側に向かうに従って次第に幅狭となるテーパー状に形成されている。詳しくは、スライダ実装部5の右端縁は、その後部において、中継部4の先端から先側に向かって直線状に延び、先後方向途中において、左側斜め先側に向かって屈曲し、次いで、先側に向かって屈曲し、その後、先部において、先側に向かって直線状に延びている。
また、スライダ実装部5は、搭載部36と、端子形成部37とを備えている。
搭載部36は、ヘッドスライダ27(図10参照)を搭載するための領域(図3の破線の領域)として、スライダ実装部5の先部の右側において、平面視略矩形状に区画されている。また、搭載部36には、台座40が設けられている。
台座40は、ヘッドスライダ27(図10参照)を支持するために設けられており、幅方向において後述する第2光導波路9が設けられる間隔を隔てて複数(2個)配置されている。各台座40は、長手方向に延びる平面視略矩形状に形成されている。
さらに、搭載部36には、開口部10が形成されている。開口部10は、金属支持基板11を厚み方向に貫通するように平面視略矩形状に形成されており、搭載部36における幅方向中央に形成されている。
端子形成部37は、後述するヘッド側端子17が形成される、幅方向に沿って延びる平面視略形状をなす領域であって、搭載部36の先側に対向配置されている。
導体層13は、図1に示すように、ヘッド側端子17と、外部側端子16と、ヘッド側端子17および外部側端子16を接続するための配線15とを、一体的に連続して備えている。
配線15は、回路基板2の先後方向に沿って複数設けられ、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。
具体的には、配線15は、中継部4において、先後方向に延びており、図1および図3に示すように、スライダ実装部5において、左側に屈曲して、スライダ実装部5の後端に沿って左側に延び、次いで、先側に屈曲し、続いて、スライダ実装部5の左側端縁に沿って、先方に延び、その後、スライダ実装部5の先端で、後側に折り返されて、端子形成部37におけるヘッド側端子17に至るように配置されている。また、配線15の後端は、外部実装部6において、右側に屈曲して、外部側端子16に至るように配置されている。
ヘッド側端子17は、スライダ実装部5の端子形成部37に配置されており、各配線15の先端部がそれぞれ接続されるように、複数設けられている。より具体的には、ヘッド側端子17は、幅方向に互いに間隔を隔てて配置されている。このヘッド側端子17には、磁気ヘッド44(図10参照)の端子が接続される。
外部側端子16は、外部実装部6の後端部に配置され、各配線15の後端部がそれぞれ接続されるように、複数設けられている。また、この外部側端子16は、先後方向に間隔を隔てて配置されている。この外部側端子16には、外部基板25(図2の破線)の端子が接続される。
外部実装部6は、中継部4の後端から後方に延びるように連続して形成されており、中継部4に対して幅方向他方側(右側)に膨出する平帯状に形成されている。
そして、この回路基板2は、図7(e)に示すように、金属支持基板11と、金属支持基板11の上に形成される絶縁層としてのベース絶縁層12と、ベース絶縁層12の上に形成される導体層としての導体層13と、ベース絶縁層12の上に、導体層13を被覆するように形成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、図1〜図3に示すように、回路基板2の外形形状に対応して形成されている。
ベース絶縁層12は、金属支持基板11の上面において、中継部4、スライダ実装部5および外部実装部6における導体層13が形成される位置に対応するように形成されている。また、ベース絶縁層12は、金属支持基板11の上面において、光アシスト部3が形成される領域が確保されるように配置されている。
導体層13は、中継部4、スライダ実装部5および外部実装部6にわたって配置されており、厚み方向に投影したときに、ベース絶縁層12に含まれるように配置されている。また、導体層13は、ベース絶縁層12の上面において、外部側端子16とヘッド側端子17と配線15とを一体的に連続して備える配線回路パターンとして形成されている。
カバー絶縁層14は、中継部4、スライダ実装部5および外部実装部6にわたって配置され、ベース絶縁層12の上面において、配線15が形成される位置に対応するように配置されている。また、カバー絶縁層14は、外部側端子16およびヘッド側端子17が露出し、配線15を被覆するように形成されている。
光アシスト部3は、光導波路7と、発光素子45とを備えている。
光導波路7は、回路基板2に設けられており、中継部4、スライダ実装部5および外部実装部6にわたって配置されている。また、光導波路7は、図7(e)に示すように、配線15の右側に間隔を隔てて配置されており、具体的には、金属支持基板11の上面に形成されている。
また、光導波路7は、図1および図3に示すように、第1光導波路8と第2光導波路9とを一体的に備えている。
第1光導波路8は、光導波路7の後側に配置されており、第1湾曲部59と、第1直線部57と、第2湾曲部60と、第2直線部66とを備えている。
第1湾曲部59は、図1において、発光素子45から左方斜め先側に湾曲するように形成されている。詳しくは、第1湾曲部59は、光導波路7の右側に中心C1が位置する円弧の一部として形成されている。
第1直線部57は、中継部4において、第1湾曲部59の先端から、先側に向かって直線状に延びるように形成されている。
第2湾曲部60は、スライダ実装部5において、第1直線部57の先端から、右方斜め先側に湾曲するように形成されており、その後部62は、光導波路7の左側に中心C3が位置する円弧の一部として形成されている一方、先部61は、光導波路7の右側に中心C2が位置する円弧の一部として形成されている。
また、第2直線部66は、スライダ実装部5において、第2湾曲部60の先端から、先側に向かって直線状に延びるように形成されている。
第2光導波路9は、第1光導波路8の先側に連続して配置されており、第3直線部58を備えている。
第3直線部58は、スライダ実装部5において、第1光導波路8の第2直線部66の先端から、先側に向かって直線状に形成されている。
また、第1湾曲部59の曲率半径R1、第2湾曲部60の後部62の曲率半径R3および第2湾曲部60の先部61の曲率半径R2は、例えば、100mm以下、好ましくは、50mm以下、さらに好ましくは、15mm以下であり、通常、例えば、5mm以上、好ましくは、10mm以上である。
上記した曲率半径が上記範囲を超える場合には、光導波路7の配置の自由度が低減する場合がある。また、曲率半径R1が上記範囲に満たない場合には、光の損失を低減することができない場合がある。
また、光導波路7は、第3直線部58の先端面46が、開口部10に臨むように配置されている。
そして、第1光導波路8は、図5および図7(e)に示すように、コア層(第1コア層23)がクラッド層(第1アンダークラッド層22および第1オーバークラッド層24)内に埋め込まれる埋込型光導波路として構成されている。
具体的には、図5および図7(e)の左図に示すように、第1光導波路8は、第1アンダークラッド層22と、第1アンダークラッド層22の上に形成され、第1アンダークラッド層22の厚み方向に投影したときに、第1アンダークラッド層22に含まれる第1コア層23と、第1アンダークラッド層22の上に、第1コア層23を被覆するように形成される第1オーバークラッド層24とを備えている。
第1アンダークラッド層22は、金属支持基板11の上面において、第1光導波路8の外形形状に対応するように形成され、長手方向に延びる平帯状に形成されている。
第1コア層23は、第1アンダークラッド層22の上面において、第1アンダークラッド層22の幅方向中央に配置され、第1アンダークラッド層22の幅方向両端部を露出するように形成されている。
第1オーバークラッド層24は、第1コア層23の表面(上面および両側面)と、第1コア層23から露出する第1アンダークラッド層22の上面に形成されている。
一方、第2光導波路9は、コア層(第2コア層53)の上にオーバークラッド層(第2オーバークラッド層54)がコア層(第2コア層53)より幅狭に積層(装荷)される装荷型光導波路として構成されている。具体的には、第2光導波路9は、第2アンダークラッド層52と、第2アンダークラッド層52の上に形成される第2コア層53と、第2コア層53の上に形成され、第2コア層53の厚み方向に投影したときに、第2コア層53に含まれる第2オーバークラッド層54とを備えている。
第2アンダークラッド層52は、上記した第1アンダークラッド層22と同一の層として形成され、つまり、金属支持基板11の上面において、第2光導波路9の外形形状に対応するように形成され、長手方向に沿って延びる平帯状に形成されている。また、第2アンダークラッド層52は、第1アンダークラッド層22と同幅に形成されている。
第2コア層53は、上記した第1コア層23と同一の層として形成され、つまり、第1アンダークラッド層52の上面全面にわたって形成されており、第2コア層53の幅方向両端縁が、第2アンダークラッド層52の幅方向両端縁と平面視において同一位置となるように形成されている。第2コア層53は、第1アンダークラッド層22と同幅に形成されている。
第2オーバークラッド層54は、上記した第1オーバークラッド層24と同一の層として形成され、つまり、長手方向に沿って延びており、第2コア層53の上面において、第2コア層53より幅狭に形成されている。より具体的には、第2オーバークラッド層54は、第2コア層53の幅方向中央に配置され、第2コア層53の幅方向両端部を露出するように形成されている。第2オーバークラッド層54(後端部56を除く)は、第1コア層23(先端部55を除く)と同幅に形成されている。
また、第1光導波路8および第2光導波路9は、図3〜図5に示すように、長手方向において光学的に接続されている。
すなわち、第1光導波路8と第2光導波路9とは、長手方向において互いに隣接配置され、具体的には、第1光導波路8の先端および第2光導波路9の後端は、連続して形成されている。
また、第1光導波路8および第2光導波路9は、第1コア層23の軸線と、第2オーバークラッド層54の軸線とが、平面視において一致するように形成されている。
なお、第1アンダークラッド層22および第1オーバークラッド層24の先端縁と、第2アンダークラッド層52および第2コア層53の後端縁とは、互いに同幅に形成されている。
また、第1コア層23における第2直線部66の先端部(第2光導波路側端部)55は、厚み方向に投影したときに、第2光導波路9に近接するに従って幅(幅方向長さ)が狭くなるように形成されている。すなわち、第1コア層23の先端部55は、平面視において、先側に向かうに従って次第に幅狭となる略台形状(略漏斗状、テーパー状)に形成されている。
さらに、第2オーバークラッド層54の第3直線部58における後端部(第1光導波路側端部)56は、厚み方向に投影したときに、第1光導波路8に近接するに従って幅(幅方向長さ)が広くなるように形成されている。すなわち、第2オーバークラッド層54の後端部56は、先側に向かうに従って次第に幅狭となる略台形状(略漏斗状)に形成されている。
そして、第1光導波路8において、第1コア層23に光が照射されたときに、その光を第1コア層23に沿って伝送する第1パス48が形成されている。
一方、第2光導波路9では、第2コア層53において、第2オーバークラッド層54の下側に対向する部分には、その部分に光が照射されたときに、その光を第2オーバークラッド層54に沿って伝送する第2パス49が形成されている。
また、第2光導波路9は、図6および図9に示すように、その先端部が傾斜状に切り欠かれた形状に形成されており、具体的には、図10に示すように、先端面46が、例えば、第2光導波路9の長手方向と所定の角度(傾斜角)αで交差するように形成されている。これにより、第2光導波路9は、その先端面46が傾斜角αを有するミラー面となるように形成されるので、第2光導波路9の第2パス49において伝送される光は、先端面46によって所定の角度で光路変換されて、光路変換された光が上方、具体的には、後述するスライダ側光導波路34の入口に向けて照射される。このような傾斜角αは、例えば、35〜55°、好ましくは、40〜50°であり、より具体的には、45°である。
また、第2光導波路9は、図1および図7に示すように、開口部10に臨む部分(端面46を含む部分)が金属支持基板11の開口部10から露出している。
さらにまた、第2光導波路9には、位置決め部としての位置決めマーク50が設けられている。
位置決めマーク50は、図3、図6および図7(e)の右図に示すように、第2光導波路9の先端面46と、スライダ側光導波路(第2光導波路)34の入口とを位置決めするための基準マークであって、第2光導波路7の先端部に、第2オーバークラッド層54の幅方向両外側に複数(2個)設けられている。
各位置決めマーク50は、上記した第2オーバークラッド層54と同一の層として形成されており、つまり、第2コア層53の上面に形成されている。各位置決めマーク50は、平面視略矩形状に形成され、第2オーバークラッド層54に対して、幅方向両外側に間隔を隔てて配置されている。
発光素子45は、図1および図2に示すように、光導波路7に光を照射させるための光源であって、例えば、電気エネルギーを光エネルギーに変換して、高エネルギーの光を光導波路7に照射する。この発光素子45は、外部実装部6に配置されており、より具体的には、外部実装部6の右側端部で、外部側端子16の先側に間隔を隔てて配置されている。また、発光素子45は、第1光導波路8の第1コア層23の第1パス48に光を入射するように、第1光導波路8の後端部と接続されている。
また、この発光素子45には、電気エネルギーを供給するための供給配線(図示せず)を介して外部基板25に接続されている。
この光アシスト部3では、発光素子45において、外部基板25から供給配線を介して供給される電気エネルギーが光エネルギーに変換され、その光が第1光導波路8に照射される。照射された光は、第2光導波路9において伝送され、第2光導波路9の先端面46において、反射されて、ヘッドスライダ27のスライダ側光導波路34(図10参照)に照射される。
次いで、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7および図8を参照して、説明する。
まず、この方法では、図7(a)に示すように、金属支持基板11の上に、ベース絶縁層12、導体層13およびカバー絶縁層14が順次積層された回路基板2を用意する。
回路基板2を用意するには、まず、金属支持基板11を用意する。
金属支持基板11は、ステンレス、42アロイ、アルミニウム、銅−ベリリウム、りん青銅などの金属材料から形成されている。金属支持基板11の厚みは、例えば、15〜30μm、好ましくは、20〜25μmである。
次いで、ベース絶縁層12を、金属支持基板11の上に形成する。
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などが用いられる。好ましくは、ポリイミド樹脂が用いられる。
ベース絶縁層12を形成するには、例えば、金属支持基板11の上面に、感光性の、上記した絶縁材料のワニスを塗布し、乾燥後、フォトマスクを介して露光し、現像後、必要により硬化させる。
これにより形成されるベース絶縁層12の厚みは、例えば、1〜35μm、好ましくは、8〜15μmである。
次いで、導体層13をベース絶縁層12の上に形成する。
導体層13を形成する導体材料としては、例えば、銅、ニッケル、金、はんだ、またはそれらの合金などの導体材料が用いられる。
導体層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を用いる。
これにより形成される導体層13の厚みは、例えば、3〜50μm、好ましくは、5〜20μmである。また、各配線15の幅は、例えば、10〜200μm、好ましくは、20〜100μmであり、各配線15間の間隔は、例えば、10〜1000μm、好ましくは、20〜100μmである。また、各外部側端子16および各ヘッド側端子17の幅は、例えば、20〜1000μm、好ましくは、30〜800μmであり、各外部側端子16間の間隔および各ヘッド側端子17間の間隔は、例えば、20〜1000μm、好ましくは、30〜800μmである。
カバー絶縁層14は、上記したベース絶縁層12と同様の絶縁材料から形成する。
カバー絶縁層14を形成するには、例えば、導体層13およびベース絶縁層12を含む金属支持基板11の上面に、感光性の、上記した絶縁材料のワニスを塗布し、乾燥後、フォトマスクを介して露光し、現像後、必要により硬化させる。
これにより形成されるカバー絶縁層14の厚みは、例えば、1〜40μm、好ましくは、1〜7μmである。
これにより、金属支持基板11の上に、ベース絶縁層12、導体層13およびカバー絶縁層14が順次積層された回路基板2を用意する。
なお、上記したベース絶縁層12、導体層13および/またはカバー絶縁層14の形成と同時に、台座40を、それらと同様の材料から形成する。
次いで、この方法では、図7(b)〜図7(e)に示すように、光導波路7を回路基板2に設ける。
具体的には、金属支持基板11の上に、第1アンダークラッド層22および第2アンダークラッド層52と、第1コア層23および第2コア層53と、第1オーバークラッド層24および第2オーバークラッド層54とを、順次積層する。
すなわち、図7(b)に示すように、第1アンダークラッド層22および第2アンダークラッド層52を、金属支持基板11の上面に同時に形成する。
第1アンダークラッド層22および第2アンダークラッド層52を形成する材料としては、例えば、可撓性材料が用いられ、具体的には、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂(脂環式エポキシ樹脂など)、アクリル樹脂、フルオレン誘導体樹脂、さらには、フルオレン誘導体樹脂と脂環式エポキシ樹脂との混合樹脂、これら樹脂と脂環式エーテル化合物(例えば、オキセタン化合物など)との混合樹脂などの樹脂材料が用いられる。耐熱性の観点から、好ましくは、ポリイミド樹脂が用いられ、解像性の観点から、好ましくは、エポキシ樹脂が用いられ、アルカリ現像の観点から、好ましくは、アクリル樹脂が用いられる。これら樹脂材料は、好ましくは、感光剤を配合して、感光性樹脂として用いられる。好ましくは、感光性フルオレン誘導体樹脂(原料としては、感光性フルオレン系エポキシ樹脂)と脂環式エポキシ樹脂との混合樹脂が用いられる。また、感光剤としては、例えば、公知のオニウム塩などが用いられる。
第1アンダークラッド層22および第2アンダークラッド層52を上記したパターンで形成するには、例えば、上記した感光性樹脂のワニス(樹脂溶液)を、公知の希釈剤を用いて調製して、そのワニスを、カバー絶縁層14およびベース絶縁層12を含む金属支持基板11の上面全面に塗布後、乾燥して感光性の皮膜を形成する。その後、フォトマスクを介して皮膜を露光して、公知の有機溶剤などにより未露光部分を溶解させることにより現像して、その後、必要により硬化させる。
このようにして形成される第1アンダークラッド層22および第2アンダークラッド層52の屈折率は、同一例えば、1.600以上1.615未満である。また、第1アンダークラッド層22および第2アンダークラッド層52の厚みは、例えば、1〜25μm、好ましくは、1〜5μmである。また、第1アンダークラッド層22および第2アンダークラッド層52の幅は、例えば、20〜200μm、好ましくは、30〜100μmである。
次いで、図7(c)に示すように、第1コア層23および第2コア層53を、第1アンダークラッド層22および第2アンダークラッド層52の上面にそれぞれ形成する。
第1コア層23および第2コア層53を形成する材料としては、第1アンダークラッド層22および第2アンダークラッド層52の樹脂材料よりも、屈折率が高い樹脂材料が用いられる。このような樹脂材料としては、例えば、上記と同様の樹脂が用いられ、好ましくは、感光性フルオレン誘導体樹脂(原料としては、感光性フルオレン系エポキシ樹脂)とオキセタン化合物との混合樹脂が用いられる。なお、第1コア層23および第2コア層53の樹脂材料において、その屈折率を第1アンダークラッド層22および第2アンダークラッド層52の屈折率に対して高くするために、フェニル基などの芳香族性基を導入することができ、あるいは、メチル基、エチル基などの直鎖状脂肪族性基、および/または、ノルボルネン基などの環状脂肪族性基などを導入することもできる。
第1コア層23および第2コア層53を上記したパターンで形成するには、例えば、上記した感光性の樹脂のワニス(樹脂溶液)を、公知の希釈剤を用いて調製して、そのワニスを、第1アンダークラッド層22および第2アンダークラッド層52を含む金属支持基板11の上面に塗布後、乾燥して、感光性の皮膜を形成する。その後、フォトマスクを介して皮膜を露光して、公知の有機溶剤などにより未露光部分を溶解させることにより現像して、その後、必要により硬化させる。
このようにして形成される第1コア層23および第2コア層53の屈折率は、同一であり、第1アンダークラッド層22および第2アンダークラッド層52の屈折率より高く設定されており、具体的には、第1コア層23および第2コア層53の屈折率は、第1コア層23の第1パス48および第2コア層53の第2パス49をシングルモード分布に構成する観点から、アンダークラッド層22の屈折率に対して、例えば、0.001〜0.2高く設定されている。第1コア層23および第2コア層53の屈折率は、例えば、1.600を超過し、1.65以下である。また、第1コア層23および第2コア層53の厚みは、例えば、1〜20μm、好ましくは、1〜10μmである。
また、第1コア層23において、先端縁(第2直線部66の先端縁、第2光導波路9側端縁)の幅W1は、例えば、10μm以下、好ましくは、5μm以下、通常、1μm以上、好ましくは、2μm以上であり、第1コア層23における先端縁以外(第1湾曲部59、第1直線部57、第2湾曲部60および第2直線部66の後端縁および先後方向途中)の幅W2は、例えば、20μm以下、好ましくは、10μm以下であり、通常、例えば、2μm以上、好ましくは、4μm以上である。
第1コア層23における先端縁以外の幅W2が上記した範囲内であれば、第1パス48を、シングルモード分布で構成することができる。
また、第1コア層23における先端縁の幅W1が上記した範囲内であれば、第1コア層23から第2コア層53に高強度の光を伝送することができる。
また、第2コア層53の幅は、第2アンダークラッド層52と同一である。
次いで、図7(d)に示すように、第1オーバークラッド層24および第2オーバークラッド層54を、第1アンダークラッド層22および第2コア層53の上面に、それぞれ形成する。これと同時に、位置決めマーク50を、第2コア層53の上面に、上記したパターンで形成する。
第1オーバークラッド層24、第2オーバークラッド層54および位置決めマーク50を形成する材料としては、上記した第1アンダークラッド層22および第2アンダークラッド層52と同様の樹脂材料が用いられる。
第1オーバークラッド層24、第2オーバークラッド層54および位置決めマーク50を上記したパターンで形成するには、まず、例えば、図8(a)に示すように、上記した樹脂のワニス(樹脂溶液)を、公知の希釈剤を用いて調製して、そのワニスを、第1コア層23、第1アンダークラッド層22および第2コア層53を含む金属支持基板11の上面に塗布後、乾燥することにより、感光性の皮膜39を、第1コア層23および第2コア層53の上、カバー絶縁層14の上、および、それらから露出する金属支持基板11の上に形成する。
次いで、図8(b)に示すように、皮膜39を、1枚のフォトマスク38を介して露光
する。
フォトマスク38は、遮光部分41および光透過部分42からなるマスクパターンを備えている。そして、フォトマスク38を皮膜39の上側に配置して、第1オーバークラッド層24、第2オーバークラッド層54および位置決めマーク50を形成する部分には光透過部分42を対向配置させ、それ以外の部分には遮光部分41を対向配置させる。その後、皮膜39を、上方からフォトマスク38を介して露光する。
その後、図8(c)に示すように、公知の有機溶剤またはアルカリ水溶液などにより、遮光部分41に対向する部分、つまり、未露光部分を溶解させることにより、現像して、その後、必要により硬化させる。
これにより、第1オーバークラッド層24、第2オーバークラッド層54および位置決めマーク50を上記したパターンで同時に形成する。
このようにして形成される第1オーバークラッド層24、第2オーバークラッド層54および位置決めマーク50の屈折率は、互いに同一であり、第1コア層23および第2コア層53の屈折率より低く設定されており、例えば、第1アンダークラッド層22および第2アンダークラッド層52の屈折率と同様に設定されている。
また、第1オーバークラッド層24、第2オーバークラッド層54および位置決めマーク50の厚みは、例えば、1〜20μm、好ましくは、1〜10μmである。
また、図4が参照されるように、第2オーバークラッド層54において、後端縁(第3直線部58の後端縁、第1光導波路8側端縁)の幅W3は、例えば、25μm以上、好ましくは、30μm以上、通常、例えば、70μm以下、好ましくは、50μm以下であり、後端縁以外(第3直線部58の先後方向途中および先端縁)の幅W4は、上記した第1コア層23における先端縁以外の幅W2と略同一である。
第2オーバークラッド層24の後端縁以外の幅W4が上記した範囲にあれば、第2パス49を、シングルモード分布で構成することができる。
また、第2オーバークラッド層24の後端縁の幅W3が上記した範囲にあれば、第1光導波路8から第2光導波路9に光を効率よく伝送することができる。
また、位置決めマーク50の幅および長さ(長手方向長さ)は、例えば、10〜100μm、好ましくは、20〜40μmである。
このようにして、金属支持基板11の上に、位置決めマーク50が設けられた光導波路7を設ける。
次いで、この方法では、図7(e)に示すように、端子形成部37における金属支持基板11に開口部10を形成する。
開口部10を形成するには、例えば、ドリルなどの穿孔、例えば、ドライエッチング、ウエットエッチングなどのエッチングなどにより、形成する。好ましくは、エッチングにより、形成する。
この開口部10は、第2光導波路9の先端部と厚み方向において重なるように形成されている。
このようにして形成される開口部10は、幅および長さが、例えば、50〜500μm、好ましくは、100〜200μmである。
次いで、この方法では、図10が参照されるように、第2光導波路9の先端部を、開口部10側から、レーザ加工により、第2光導波路9の先端面46が長手方向と交差する傾斜状に、切削する。
レーザ加工では、開口部10を通過するレーザ光を、長手方向と所定の角度で交差するように、下側斜め後方から、第2光導波路9に照射することにより、第2光導波路9を一度に切削する。
その後、外部実装部6において、図2の仮想線で示すように、第1光導波路8の後端と光学的に接続され、供給配線(図示せず)を介して外部基板25と電気的に接続されるように、発光素子45を、金属支持基板11の上面に設置する。これにより、回路付サスペンション基板1を得る。
また、外部基板25には、磁気ヘッド44(図10)および発光素子45を制御するためのIC32が実装されており、このIC32が、外部側端子16と電気的に接続されている。
次に、ヘッドスライダ27を、位置決めマーク50を用いて、回路付サスペンション基板1の光導波路7に対して位置決めする方法について、図9および図10を参照して説明する。
図9において、ヘッドスライダ27を、第2光導波路9および台座40の上側に、間隔を隔てて配置するととともに、第2光導波路9の先端部の上側において、ヘッドスライダ27を挟むように、カメラ43を配置する。
ヘッドスライダ27は、図10に示すように、スライダ本体29と、その先端部に設けられるスライダ側光導波路34、近接場光発生部35および磁気ヘッド44とを、一体的に備えている。
スライダ側光導波路34は、第2光導波路9の第2パス49の先端面46から照射される光を近接場光発生部35に入射させるために設けられている。スライダ側光導波路34は、回路付サスペンション基板1の厚み方向に沿うように形成されており、下端(入口)が第2光導波路9の第2パス49の先端面46と厚み方向に間隔を隔てて対向配置され、上端(出口)が、次に説明する近接場光発生部35と接続されている。
近接場光発生部35は、スライダ側光導波路34の上端から出射された光(伝送光)から近接場光を発生させ、この近接場光をハードディスク26の表面に照射して、ハードディスク26の表面の微小な領域を加熱するために設けられている。なお、近接場光発生部35は、スライダ側光導波路34の上端に対して固定されるように、スライダ本体29に設けられている。このような近接場光発生部35は、金属散乱体や開口などからなり、例えば、特開2007−280572号公報、特開2007−052918号公報、特開2007−207349号公報、特開2008−130106号公報などに記載される、公知の近接場光発生装置が用いられる。
磁気ヘッド44は、近接場光発生部35により加熱されたハードディスク26の表面の微少な領域に、情報を記録するために実装されており、近接場光発生部35の近傍に設けられている。
また、スライダ本体29の先端部には、位置決めマーク50に対応するように、幅方向に互いに間隔を隔てて配置されるスライダマーク51が複数(2個)設けられている。
各スライダマーク51は、スライダ本体29の厚み方向を貫通する開口部として形成されており、ヘッドスライダ27および光導波路7の位置決めの基準とされている。詳しくは、スライダマーク51および位置決めマーク50が位置合わせされたときには、ヘッドスライダ27の近接場光発生部35およびスライダ側光導波路34と、第2光導波路9の先端部の第2パス49の先端面46とが、厚み方向に対向配置される。
そして、この方法では、上記した配置において、カメラ43により、スライダマーク51および位置決めマーク50を位置合わせする。すなわち、カメラ43からスライダマーク51を介して位置決めマーク50が視認されるように、ヘッドスライダ27を、第2光導波路9に対して位置決めする。
位置決め後、ヘッドスライダ27を、回路付サスペンション基板1の台座40の上面に、必要により接着剤などを介して、固定する。
その後、磁気ヘッド44の端子を、ヘッド側端子17と電気的に接続する。
このようなヘッドスライダ27が搭載された回路付サスペンション基板1が搭載されるハードディスクドライブでは、光アシスト法を採用する。
このハードディスクドライブでは、図10に示すように、例えば、ハードディスク26が、近接場光発生部35および磁気ヘッド44に対して、相対的に走行している。
そして、発光素子45から出射された光が第1光導波路8の第1パス48の後端部に入射され、その光は、第1パス48において先側に向かって伝送されて、続いて、第2光導波路9の第2パス49に伝送され、第2パス49の先端面46において、光路が上方に変換されて、第2パス49の先端面46から上方に向かって出射される。その後、第2パス49から出射された光は、スライダ側光導波路34の下端部に入射され、スライダ側光導波路34において上方に伝送されて、スライダ側光導波路34の上端部から出射され、近接場光発生部35に入射される。その後、光の照射に基づいて近接場光発生部35にて近接場光が発生し、その近接場光が、ハードディスク26の表面に向けて照射される。
そして、近接場光発生部35からの近接場光の照射により、ハードディスク26の表面が加熱されながら、磁気ヘッド44からの磁界の照射により、ハードディスク26の表面に情報が記録される。詳しくは、近接場光発生部35からの近接場光の照射に基づく加熱により、ハードディスク26の表面の保磁力は低下されており、そのようなハードディスク26の表面に、情報を、磁気ヘッド44からの小さな磁界の照射によって、高密度で記録する。
そして、この回路付サスペンション基板1では、第1コア層23が、第1アンダークラッド層22に含まれ、第1オーバークラッド層24に被覆されている。すなわち、第1湾曲部59および第2湾曲部60を備える第1光導波路8は、埋込型光導波路からなるので、第1コア層23における光の損失を低減することができる。
また、第3直線部58を備える第2光導波路9では、第2オーバークラッド層54が、第2コア層53の上に形成され、第2コア層53の厚み方向に投影したときに、第2コア層53に含まれる。すなわち、第3直線部を備える第2光導波路9は、装荷型光導波路からなるので、光を高強度で伝送することができながら、第2コア層53における光の損失を低減することができる。
そのため、回路基板2の形状に対応して配置することができながら、ハードディスク26に対して情報を高密度に記録して、光アシスト法を効率的に実施することができる。
また、この回路付サスペンション基板1によれば、位置決めマーク50によって、近接場光発生部35およびスライダ側光導波路34を第2光導波路9に対して精度よく位置決めすることができる。そのため、第2光導波路9において伝送される光を、スライダ側光導波路34を介して近接場光発生部35に確実に照射することができ、ハードディスク26を十分に加熱することができる。
その結果、ハードディスク26に対して情報を高密度に記録して、光アシスト法をより一層確実に実施することができる。
さらに、上記した光導波路7では、第1コア層23および第2オーバークラッド層54が特定範囲の幅で形成されているので、第1光導波路8および第2光導波路9において伝送される光を、シングルモードの光として、近接場光発生部35に確実かつ効率的に照射することができ、ハードディスク26を確実かつ効率的に加熱することができる。
図11は、本発明の回路付サスペンション基板の他の実施形態の回路付サスペンション基板を製造する方法を説明する断面図、図12は、ヘッドスライダの第2光導波路(位置決めマークが形成されない態様)に対する位置決めを説明する斜視図、図13および図14は、本発明の回路付サスペンション基板の他の実施形態の第1光導波路(第2湾曲部および第2直線部における第1コア層の幅が先側に向かって次第に縮径する態様)の拡大平面図、図15は、本発明の回路付サスペンション基板の他の実施形態の第1光導波路および第2光導波路の接続状態(第1コア層の先後方向途中の幅が第2オーバークラッド層の先後方向途中の幅よりも広い態様)の拡大平面図を示す。
なお、以降の各図面において、上記した各部に対応する部材については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
上記した説明では、光導波路7を、回路基板2の上において、パターンに形成しているが、例えば、図11に示すように、パターンに予め形成した光導波路7を、回路基板2の上に載置することもできる。
その場合には、光導波路7を、図示しない支持板の下において、上記したパターンで形成し、次いで、必要により、接着剤などを介して、回路基板2の上に固定する。その後、支持板を除去する。
また、上記した説明では、位置決めマーク50を光導波路19に対する位置決めに用いているが、例えば、図12に示すように、位置決めマーク50を用いることなく、第2オーバークラッド層54の先端部自体を、近接場光発生部35およびスライダ側光導波路34を光導波路19に対する位置決めに用いることもできる。
図12において、スライダマーク51は、第2オーバークラッド層54の先端部に対応するように、1個設けられている。
第2オーバークラッド層54は、上記した屈折率を有し、詳しくは、空気より高い屈折率を有し、かつ、平面視において第2コア層53に含まれるように形成されているので、上方から確実に視認することができる。
そのため、第2光導波路9の先端部およびスライダマーク51の位置合わせにおいても、カメラ43によって、スライダマーク51を介して、第2オーバークラッド層54の先端部を視認することができる。そのため、ヘッドスライダ27の第2光導波路9に対する位置決めを確実に実施することができる。
また、上記した図5および図7(e)の右図の説明では、第2光導波路9を、第2オーバークラッド層54が空気に対して露出するストリップ型装荷型光導波路から形成しているが、例えば、図7(e)の右図の仮想線で示すように、保護層28によって、第2オーバークラッド層54を被覆することもできる。
保護層28は、第2コア層53の上に形成され、第2オーバークラッド層54と位置決めマーク50とを被覆している。また、保護層28は、その幅方向両端縁が、第2コア層53の幅方向両端縁と平面視において同一位置となるように形成されている。
保護層28を形成する材料としては、例えば、透明材料が用いられ、具体的には、有機透明材料、無機透明材料などが挙げられる。
有機透明材料は、透明樹脂であって、例えば、上記した第2アンダークラッド層52と同様の樹脂材料が用いられる。また、透明樹脂としては、上記した樹脂材料の他に、例えば、二酢酸セルロース、三酢酸セルロースなどのセルロース樹脂、例えば、ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体(AS樹脂)などのスチレン樹脂、例えば、ポリカーボネート樹脂、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ構造およびノルボルネン構造を有するポリオレフィン樹脂およびそれらの共重合体樹脂、ポリエーテルニトリル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ビニルアルコール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ビニルブチラール樹脂、アリレート樹脂、ポリオキシメチレン樹脂なども用いられる。
無機透明材料は、無機ガラスであって、例えば、石英ガラス、多成分ガラスなどが用いられる。
透明材料は、単独使用または2種以上併用することができる。
上記したように保護層28は、透明材料からなるので、上方からの位置決めマーク50の良好な視認性を確保することができ、カメラ43によって保護層28を介して位置決めマーク50を容易かつ確実に視認することができる。
そのため、位置決めマーク50に対する第2パス49の相対配置を容易かつ確実に認識することができる。
その結果、近接場光発生部35およびスライダ側光導波路34をパス49に対して精度よく位置決めすることができる。
また、上記した図4の説明では、第1コア層23を、第2直線部66の先部において、テーパー状に形成しているが、例えば、図13および図14に示すように、第2湾曲部60および第2直線部66にわたって、次第に幅狭となるテーパー状に形成することもできる。
また、上記した図4の説明では、第1コア層23における第1湾曲部59、第1直線部57、第2湾曲部60および第2直線部66の後端縁および先後方向途中の幅W2と、第2オーバークラッド層54における第3直線部58の先後方向途中および先端縁の幅W4とを、略同一に形成しているが、例えば、図15に示すように、上記した幅W2を、上記した幅W4に対して、幅広に形成することもできる。
その場合には、第1コア層23における第1湾曲部59、第1直線部57、第2湾曲部60および第2直線部66の後端縁および先後方向途中の幅W2は、例えば、1〜100μm、好ましくは、5〜50mである。
1 回路付サスペンション基板
2 回路基板
7 光導波路
8 第1光導波路
9 第2光導波路
11 金属支持基盤
12 ベース絶縁層
13 導体層
19 湾曲部
22 第1アンダークラッド層
23 第1コア層
24 第1オーバークラッド層
52 第2アンダークラッド層
53 第2コア層
54 第2オーバークラッド層
55 先端部(第2光導波路側端部)
56 後端部(第1光導波路側端部)
58 第3直線部
59 第1湾曲部
60 第2湾曲部

Claims (5)

  1. 金属支持基板、前記金属支持基板の上に形成される絶縁層および前記絶縁層の上に形成される導体層を備える回路基板と、
    前記回路基板に設けられる光導波路とを備え、
    前記光導波路は、湾曲部を備える第1光導波路と、直線部を備える第2光導波路とを備え、
    前記第1光導波路は、
    第1アンダークラッド層と、
    前記第1アンダークラッド層の上に形成され、前記第1アンダークラッド層の厚み方向に投影したときに、前記第1アンダークラッド層に含まれる第1コア層と、
    前記第1アンダークラッド層の上に、前記第1コア層を被覆するように形成される第1オーバークラッド層とを備え、
    前記第2光導波路は、
    第2アンダークラッド層と、
    前記第2アンダークラッド層の上に形成される第2コア層と、
    前記第2コア層の上に形成され、前記第2コア層の厚み方向に投影したときに、前記第2コア層に含まれる第2オーバークラッド層とを備え
    前記第1光導波路と前記第2光導波路とは、前記長手方向において互いに隣接配置されることによって、長手方向において光学的に接続され、
    前記第1コア層の第2光導波路側端部は、前記厚み方向に投影したときに、前記第2光導波路に近接するに従って前記幅方向長さが狭くなるように形成され、
    前記第2オーバークラッド層の第1光導波路側端部は、前記厚み方向に投影したときに、前記第1光導波路に近接するに従って前記幅方向長さが広くなるように形成されていることを特徴とする、回路付サスペンション基板。
  2. 少なくとも前記第1光導波路が、可撓性材料から形成されていることを特徴とする、請求項1に記載の回路付サスペンション基板。
  3. 前記第2光導波路が、可撓性材料から形成されていることを特徴とする、請求項2に記載の回路付サスペンション基板。
  4. 前記光導波路は、長手方向に延び、
    前記湾曲部は、前記長手方向および前記厚み方向に対する直交方向に湾曲し、その曲率半径が100mm以下であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の回路付サスペンション基板。
  5. 前記第1コア層の前記第2光導波路側端縁の前記直交方向長さが、5μm以下であり、
    前記第2オーバークラッド層の前記第1光導波路側端縁の前記直交方向長さが、25μm以上であることを特徴とする、請求項4に記載の回路付サスペンション基板。
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