JP5724278B2 - 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
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しかしながら、近年のHDDの高密度化により、追加機能の要求が高まっており、それに対応した信号線・端子数の増加が求められている。特にはんだ接続の場合、その外部接続端子の増加に伴い外部接続端子間隔が狭くなり、隣接する外部接続端子がはんだにより短絡されてしまうはんだブリッジが発生するといった問題があった。
このような問題に対して、例えば、特許文献1では、外部接続端子をベース絶縁層に設けた凹部に配置し、さらに、外部接続端子間に配線用カバー絶縁層を形成する方法が開示されている。このような方法によれば、外部接続端子表面より、上記外部接続端子間に形成された配線用カバー絶縁層の高さを高いものとすることができ、この配線用カバー絶縁層を土手として用いることができる。その結果、はんだが隣接する外部接続端子側に流れ込むことを防ぐことができ、はんだブリッジの発生を防止することが可能となる。
しかしながら、このような方法では、外部接続端子が配線用カバー絶縁層表面より低い位置に配置される結果、上記外部接続端子と外部回路基板との距離が遠くなり、はんだ接続が困難となるといった問題があった。
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。
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ベース絶縁層と、上記ベース絶縁層上に形成された配線用導体パターンと、上記ベース絶縁層上に形成され、上記配線用導体パターンに接続された外部接続端子と、上記外部接続端子間に形成された隔壁と、を有し、上記隔壁が、上記ベース絶縁層上に形成された隔壁用導体パターンおよび上記隔壁用導体パターンを覆うように形成された隔壁用カバー絶縁層を含むものであり、上記隔壁の高さが、上記外部接続端子の高さよりも高いことを特徴とするものである。
また、この例においては、上記隔壁用導体パターン6がビア9を介して金属支持基板1と電気的に接続されているものであり、上記外部回路基板接触領域13(一点破線で囲まれる領域)において、上記外部接続端子領域における外部接続端子と接続される外部回路基板が接触するものである。
また、上記隔壁用カバー絶縁層が、通常、はんだとの親和性が低い絶縁性樹脂を用いて形成されるため、このような隔壁用カバー絶縁層で覆われた隔壁を用いることにより、はんだの流動を効果的に防止できる。また、その結果、はんだブリッジの形成を効果的に防止することができる。
これに対して、外部接続端子領域の上記ベース絶縁層に形成された凹部に配置された外部接続端子を有することにより、隣接する上記外部接続端子間に形成された配線用カバー絶縁層を上記外部接続端子よりも高さが高い隔壁として用いる上述の特許文献1に示されるサスペンション用基板では、図4(a)に例示するように、上記外部接続端子4が、上記配線用カバー絶縁層5よりも低い位置に配置されることになる。これにより、絶縁性基板22および外部回路基板側接続端子24を有する外部回路基板20の外部回路基板側接続端子24から上記外部接続端子4までの距離が長いものとなる。このため、上記外部回路基板側接続端子24と上記外部接続端子4とをはんだ接続した場合には、上記外部回路基板側接続端子24のはんだ14との接続範囲Hが狭いものとなり、接続信頼性が低下する可能性がある。
なお、図4中の符号については、図2のものと同一の部材を示すものであるので、ここでの説明は省略する。
これに対して、図5に例示するように、上記配線用カバー絶縁層5のみからなる隔壁を上記外部接続端子4間に有するサスペンション用基板の場合、上記隔壁の高さを十分な高さを有するものとするためには、上記配線用カバー絶縁層5の厚みを厚いものとする必要がある。その結果、上記外部回路基板側接続端子24から上記外部接続端子4までの距離が長いものとなる。これにより、上記外部回路基板側接続端子24のはんだ14との接続範囲Hが狭いものとなり、接続信頼性が低下する可能性がある。また、上記配線用カバー絶縁層5の厚みが厚いものとなることにより、上記サスペンション用基板に反りが生じたり、サスペンション用基板の柔軟性が低下しハードディスクドライブに用いた際にディスク上で安定な飛行姿勢を保つことができなくなる可能性がある。
なお、図5中の符号については、図4のものと同一の部材を示すものであるので、ここでの説明は省略する。
以下、本発明のサスペンション用基板の各構成について詳細に説明する。
本発明に用いられる隔壁は、上記外部接続端子間に少なくとも形成されるものであり、その高さが、上記外部接続端子の高さよりも高いものである。
本発明において隔壁を構成する隔壁用導体パターンは、上記ベース絶縁層上であって、上記外部接続端子間に少なくとも形成されるものである。
本発明においては、なかでも、上記外部回路基板と接触する領域以外に形成されるものであることが好ましい。上記隔壁用導体パターンの形成位置が上述の位置であることにより、上記外部接続端子間に隔壁を有し、かつ、上記外部回路基板の外部回路基板側接続端子から上記外部接続端子までの距離を短いものとすることができ、上記外部接続端子領域における上記外部接続端子および外部回路基板等のはんだ接続をより安定的にすることができるからである。
また、本発明における隔壁の平面視上の形状は、既に説明した図1に示すように一定の幅である一定形状であっても良く、図8に例示するように、狭い箇所や太い箇所を有する不定形状であっても良い。
なお、図6〜8中の符号については、図1のものと同一の部材を示すものであるので、ここでの説明は省略する。
なお、図9および図10中の符号については、図2のものと同一の部材を示すものであるので、ここでの説明は省略する。
なお、上記隔壁用導体パターンが上記外部接続端子間に複数形成される場合には、全ての隔壁を含む幅をいうものであり、具体的には、既に説明した図9および図10に示すように、全ての隔壁用導体パターン6を含む幅Lをいうものである
本発明においては、なかでも、上記外部接続端子の端よりも、150μm以上長いことが好ましく、特に、200μm以上長いことが好ましい。より安定的にはんだブリッジの形成を防止できるからである。
本発明において、上記隔壁用導体パターンおよび上記金属支持基板の接続としては、上記隔壁用導体パターンおよび金属支持基板が電気的に接続されたものとすることができるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ビア接続により接続されたものとすることができる。
また、このような接続箇所としては、上記配線用導体パターンや外部接続端子等と短絡を生じない箇所であれば特に限定されるものではなく、例えば、既に説明した図1に示すような、上記外部接続端子領域の近傍に形成することができる。
本発明においては、なかでも、上記配線用導体パターンおよび外部接続端子から400μm以上離れた箇所に形成されることが好ましい。上記配線用導体パターンや外部接続端子と短絡を安定的に防止できるからである。
本発明に用いられる隔壁用カバー絶縁層は、上記隔壁用導体パターンを覆うように形成されるものである。
このような隔壁用カバー絶縁層の上記隔壁用導体パターンの幅方向のパターンとしては、例えば、上記隔壁用導体パターンが複数形成される場合には、既に説明した図9に示すように、個々の隔壁用導体パターンを覆うように形成されるものであっても良く、既に説明した図10に示すように、上記隔壁用導体パターンの全てを一体として覆うように形成されるものであっても良い。
また、上記隔壁用カバー絶縁層の上記隔壁用導体パターンの配線方向のパターンとしては、例えば、既に説明した図6に示すように、配線方向に複数の上記隔壁用導体パターンを有する場合には、通常、図11に例示するように、上記隔壁用導体パターン6全てを一体となるように覆うように形成されるものである。
なお、図11中の符号については、図2のものと同一の部材を示すものであるので、ここでの説明は省略する。
本発明に用いられる金属支持基板は、上記ベース絶縁層、配線用導電パターンおよび隔壁を支持するものである。
このような金属支持基板の材料としては、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く、具体的には、SUS等を挙げることができる。
また、本発明に用いられる金属支持基板の厚さとしては、その材料の種類により異なるものであるが、例えば10μm〜20μmの範囲内とすることができる。
本発明に用いられるベース絶縁層は、上記金属支持基板上に形成される層である。
また、このような溝部の深さとしては、上記はんだブリッジの形成をより効果的に防止できることから、深いほど好ましい。
本発明においては、上記ベース絶縁層の溝部における厚さが、1μm〜8μmの範囲内であることが好ましく、なかでも、2μm〜8μmの範囲内であることが好ましく、特に、5μm〜8μmの範囲内であることが好ましい。上記厚さが上述の範囲内であることにより、上記金属支持基板および外部接続端子の短絡を安定的に防止することができるからである。
なお、図12中の符号については、図2のものと同一の部材を示すものであるので、ここでの説明は省略する。
本発明に用いられる配線用導体パターンおよび外部接続端子は、上記ベース絶縁層上に形成されるものである。また、上記外部接続端子は上記配線用導体パターンに接続されているものである。
また、上記外部接続端子領域は、通常、上記サスペンション用基板のテール部側に形成されるものである。
また、上記外部接続端子のサイズとしては、上記外部回路基板等と安定的に接続できるものであれば特に限定されるものではなく、一般的なサスペンション用基板に形成される外部接続端子のサイズと同様とすることができる。
本発明のサスペンション用基板は、上記金属支持基板、ベース絶縁層、配線用導体パターン、外部接続端子および隔壁を少なくとも有するものであるが、通常、上記配線用導体パターンを覆い、かつ、上記外部接続端子を露出するための開口部を有する配線用カバー絶縁層を有するものである。
次に、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ベース絶縁層と、上記ベース絶縁層上に形成された配線用導体パターンと、上記ベース絶縁層上に形成され、上記配線用導体パターンに接続された外部接続端子と、上記外部接続端子間に形成された隔壁と、を有し、上記隔壁が、上記ベース絶縁層上に形成された隔壁用導体パターンおよび上記隔壁用導体パターンを覆うように形成された隔壁用カバー絶縁層を含むものであり、上記隔壁の高さが、上記外部接続端子の高さよりも高いサスペンション用基板の製造方法であって、上記金属支持基板と、上記金属支持基板上に形成された上記ベース絶縁層と、上記ベース絶縁層上に形成された配線層とを有する積層体を準備する積層体準備工程と、上記配線層をエッチングし、上記配線用導体パターン、外部接続端子および隔壁用導体パターンを同時に形成する配線層パターニング工程と、上記配線用導体パターン、外部接続端子および隔壁用導体パターンを覆うように、カバー絶縁層を形成した後、上記カバー絶縁層をパターニングして、上記隔壁用カバー絶縁層を形成するカバー絶縁層パターニング工程と、を有することを特徴とするものである。
なお、図13中の符号については、図2のものと同一の部材を示すものであるので、ここでの説明は省略する。
以下、本発明のサスペンション用基板の製造方法の各工程について説明する。
なお、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。
本発明のサスペンション用基板の製造方法における積層体準備工程は、上記金属支持基板と、上記金属支持基板上に形成された上記ベース絶縁層と、上記ベース絶縁層上に形成された配線層とを有する積層体を準備する工程である。
また、上記配線層を構成する材料等については上記「A.サスペンション用基板」の項に記載の隔壁用導体パターンと同様であるのでここでの説明は省略する。
本発明のサスペンション用基板の製造方法における配線層パターニング工程は、上記配線層をエッチングし、上記配線用導体パターン、外部接続端子および隔壁用導体パターンを同時に形成する工程である。
本発明のサスペンション用基板の製造方法におけるカバー絶縁層パターニング工程は、上記配線用導体パターン、外部接続端子および隔壁用導体パターンを覆うように、カバー絶縁層を形成した後、上記カバー絶縁層をパターニングして、上記隔壁用カバー絶縁層を形成する工程である。
具体的には、上記カバー絶縁層が感光性材料である場合には、上記カバー絶縁層を露光・現像する方法を用いることができる。また、上記カバー絶縁層が非感光性材料である場合には、上記カバー絶縁層上にレジストを形成し、エッチングする方法を用いることができる。
また、本工程においては、上記隔壁用カバー絶縁層の形成と同時に、上記配線用導体パターンを覆うように形成される配線用カバー絶縁層を形成する方法であることが好ましい。このような方法としては、具体的には、上記カバー絶縁層が感光性材料である場合には、上記カバー絶縁層の上記隔壁用カバー絶縁層および配線用カバー絶縁層が形成される箇所を露光する方法(ネガ型材料)または上記隔壁用カバー絶縁層および配線用カバー絶縁層が形成される箇所以外を露光する方法(ポジ型材料)を用いることができる。また、上記カバー絶縁層が非感光性材料である場合には、上記隔壁用カバー絶縁層および配線用カバー絶縁層が形成される箇所にレジストを形成し、エッチングする方法を挙げることができる。
本発明のサスペンション用基板の製造方法は、上記積層体準備工程、配線層パターニング工程およびカバー絶縁層パターニング工程を少なくとも有するものであるが必要に応じて他の工程を有するものであっても良い。
このような他の工程としては、例えば、上記外部接続端子領域において露出する外部接続端子の表面に、めっき部を形成するめっき部形成工程を挙げることができる。なお、上記メッキ部形成工程において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、本発明においては、上記ベース絶縁層に溝部を形成する溝部形成工程を有するものであっても良い。なお、上記溝部の形成方法としては、上記溝部を所望の深さで形成す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が、例えば、上記金属支持基板上に形成されたベース絶縁層上に、上記外部接続端子と、上記隔壁用導体パターンおよび隔壁用カバー絶縁層を含む隔壁を形成した後、上記外部接続端子および隔壁をマスクとして、上記ベース絶縁層をエッチングする方法を挙げることができる。また、エッチング方法およびエッチング液については、上記「3.カバー絶縁層パターニング工程」の項に記載の内容と同様とすることができる。
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。
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。
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。
厚さ20μmのSUS304である金属支持部材の上に、非感光性ポリイミド系の絶縁層形成材料を用い、厚さ10μmのベース絶縁層形成用層を塗工法にて形成した。さらに、そのベース絶縁層形成用層上にシード層となるNi−Cr−Cuをスパッタリング法で約300nmコーティングし、それを導通媒体としCuめっきにて厚さ12μmのCuめっき層である配線層を形成し、積層体を得た。
これにより、間隔が、230μmとなるように配置された外部接続端子を形成した。また、幅が30μmであり、高さ(厚み)が12μmの隔壁用導体パターンを上記外部接続端子間の中央に形成した。
なお、上記隔壁用カバー絶縁層の幅は、60μmであり、上記外部接続端子間の中央に配置した。
次いで、上記外部接続端子と上記隔壁用導体パターンおよび隔壁用カバー絶縁層を含む隔壁とをマスクとして用いて上記ベース絶縁層形成用層をウェットエッチングすることによりベース絶縁層を形成した。
外部接続端子の間隔を150μmとした以外は実施例1と同様にしてサスペンション用基板を作製した。
外部接続端子の間隔を100μmとした以外は実施例1と同様にしてサスペンション用基板を作製した。
上記ベース絶縁層形成用層をウェットエッチングし、ベース絶縁層を形成する際に、上記隔壁用カバー絶縁層および外部接続端子間に、上記隔壁用カバー絶縁層および外部接続端子の間隔と同幅であり、深さが5〜8μmの溝部を形成した以外は、実施例1と同様にしてサスペンション用基板を作製した。
外部接続端子の間隔を150μmとした以外は実施例4と同様にしてサスペンション用基板を作製した。
外部接続端子の間隔を100μmとした以外は実施例4と同様にしてサスペンション用基板を作製した。
隔壁用導体パターンを形成しなかった以外は、実施例1と同様にしてサスペンション用基板を作製した。
外部接続端子の間隔を150μmとした以外は比較例1と同様にしてサスペンション用基板を作製した。
外部接続端子の間隔を100μmとした以外は比較例1と同様にしてサスペンション用基板を作製した。
実施例及び比較例で作製したサスペンション用基板と、外部回路基板とをはんだを用いて接続し、以下の基準で短絡の有無の評価を行った。結果を表1に示す。なお、評価は実施例及び比較例毎にサスペンション用基板を10枚作製して行った。また、測定方法は、一般的に市販されている触針式の抵抗値測定装置(テスター)により、端子間の絶縁性を測定することにより、行った。例えば、短絡していない場合には端子間の抵抗が∞となるため測定オーバー(測定不能)となる。
○:全てが短絡なく接続できた。
△:6〜9枚が短絡なく接続できた。
×:0〜5枚が短絡なく接続できた。
2 … ベース絶縁層
3 … 配線用導体パターン
4 … 外部接続端子
5 … 配線用カバー絶縁層
6 … 隔壁用導体パターン
7 … 隔壁用カバー絶縁層
8 … 隔壁
9 … ビア
10 … サスペンション用基板
11 … 素子実装領域
12 … 溝部
13 … 外部回路基板接触領域
14 … はんだ
15 … 開口部(外部接続端子領域)
16 … レジスト
20 … 外部回路基板
22 … 絶縁性基板
24 … 外部回路基板側接続端子
30 … サスペンション
31 … ロードビーム
40 … 素子付サスペンション
41 … 素子
50 … ハードディスクドライブ
51 … ディスク
52 … スピンドルモータ
53 … アーム
54 … ボイスコイルモータ
55 … ケース
Claims (7)
- 金属支持基板と、
前記金属支持基板上に形成されたベース絶縁層と、
前記ベース絶縁層上に形成された配線用導体パターンと、
前記ベース絶縁層上に形成され、前記配線用導体パターンに接続された外部接続端子と、
前記外部接続端子間に形成された隔壁と、
前記配線用導体パターン上に形成された配線用カバー絶縁層と、
を有し、
前記隔壁が、前記ベース絶縁層上に形成された隔壁用導体パターン、および前記隔壁用導体パターンを覆うように形成され、かつ前記配線用カバー絶縁層と同時に形成された隔壁用カバー絶縁層を含むものであり、
前記隔壁の高さが、前記外部接続端子の高さよりも高く、
前記隔壁用カバー絶縁層は、前記外部接続端子と接触しない部分を有することを特徴とするサスペンション用基板。 - 金属支持基板と、
前記金属支持基板上に形成されたベース絶縁層と、
前記ベース絶縁層上に形成された配線用導体パターンと、
前記ベース絶縁層上に形成され、前記配線用導体パターンに接続された外部接続端子と、
前記外部接続端子間に形成された隔壁と、
を有し、
前記隔壁が、前記ベース絶縁層上に形成された隔壁用導体パターンおよび前記隔壁用導体パターンを覆うように形成された隔壁用カバー絶縁層を含むものであり、
前記隔壁の高さが、前記外部接続端子の高さよりも高く、
前記隔壁用導体パターンが、前記金属支持基板と接続されていることを特徴とするサスペンション用基板。 - 前記ベース絶縁層が、前記外部接続端子および隔壁の間に前記金属支持基板が露出しないように形成された溝部を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のサスペンション用基板。
- 請求項1から請求項3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。
- 請求項4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。
- 請求項5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。
- 金属支持基板と、
前記金属支持基板上に形成されたベース絶縁層と、
前記ベース絶縁層上に形成された配線用導体パターンと、
前記ベース絶縁層上に形成され、前記配線用導体パターンに接続された外部接続端子と、
前記外部接続端子間に形成された隔壁と、
前記配線用導体パターン上に形成された配線用カバー絶縁層と、
を有し、
前記隔壁が、前記ベース絶縁層上に形成された隔壁用導体パターン、および前記隔壁用導体パターンを覆うように形成され、かつ前記配線用カバー絶縁層と同時に形成された隔壁用カバー絶縁層を含むものであり、
前記隔壁の高さが、前記外部接続端子の高さよりも高く、
前記隔壁用カバー絶縁層は、前記外部接続端子と接触しない部分を有するサスペンション用基板の製造方法であって、
前記金属支持基板と、前記金属支持基板上に形成された前記ベース絶縁層と、前記ベース絶縁層上に形成された配線層とを有する積層体を準備する積層体準備工程と、
前記配線層をエッチングし、前記配線用導体パターン、外部接続端子および隔壁用導体パターンを同時に形成する配線層パターニング工程と、
前記配線用導体パターン、外部接続端子および隔壁用導体パターンを覆うように、カバー絶縁層を形成した後、前記カバー絶縁層をパターニングして、前記隔壁用カバー絶縁層および配線用カバー絶縁層を形成するカバー絶縁層パターニング工程と、
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。
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