JP5974824B2 - サスペンション用基板、サスペンション、ヘッド付サスペンション、ハードディスクドライブおよびサスペンション用基板の製造方法 - Google Patents

サスペンション用基板、サスペンション、ヘッド付サスペンション、ハードディスクドライブおよびサスペンション用基板の製造方法 Download PDF

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本発明は、サスペンション用基板、サスペンション、ヘッド付サスペンション、ハードディスクドライブおよびサスペンション用基板の製造方法に係り、とりわけ、ヘッド領域に設けられたアクチュエータ素子の伸縮動作が阻害されることを防止してヘッドスライダを精度良く変位させることができると共に容易に製造することができるサスペンション用基板、サスペンション、ヘッド付サスペンション、ハードディスクドライブおよびサスペンション用基板の製造方法に関する。
一般に、ハードディスクドライブ(HDD)は、データが記憶されるディスクに対してデータの書き込みおよび読み取りを行う磁気ヘッドスライダが実装されたサスペンション用基板(フレキシャー)を備えている。このサスペンション用基板は、磁気ヘッドスライダが実装されるヘッド領域から、FPC基板(フレキシブルプリント基板)に接続されるテール領域に延びるように形成されており、金属支持層と、金属支持層に絶縁層を介して積層された複数の配線を有する配線層と、を備え、各配線に電気信号を流すことにより、ディスクに対してデータの書き込みまたは読み取りを行うようになっている。
このようなハードディスクドライブにおいては、ディスク上の所望のデータトラックに磁気ヘッドスライダを移動させるために、磁気ヘッドスライダを支持するアクチュエータアームを回動させるVCMアクチュエータ(ボイスコイルモータ)を、サーボコントロールシステムによって制御している。
ところで、近年、ディスクの容量増大の要求が高まっている。この要求に応えるために、ディスクが高密度化されて、トラックの幅が小さくなっている。このため、VCMアクチュエータによって、磁気ヘッドスライダを所望のトラックに精度良く位置合わせすることが困難な場合がある。
このことに対処するために、VCMアクチュエータとPZTマイクロアクチュエータ(Dual Stage Actuator:DSA)とを協働させて、所望のトラックに磁気ヘッドスライダを移動させるデュアルアクチュエータ方式のサスペンションが知られている(例えば、特許文献1および2参照)。このPZTマイクロアクチュエータは、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)からなるピエゾ素子(圧電素子)により構成され、電圧が印加されることにより伸縮し、磁気ヘッドスライダを微小に移動させるようになっている。このようなデュアルアクチュエータ方式のサスペンションにおいては、VCMアクチュエータが、磁気ヘッドスライダの位置を大まかに調整し、PZTマイクロアクチュエータが、磁気ヘッドスライダの位置を微小調整する。このようにして、磁気ヘッドスライダを、所望のトラックに、迅速に、かつ精度良く位置合わせするようになっている。
特許文献1および2においては、サスペンション用基板のヘッド領域にピエゾ素子が実装されている。この場合、ピエゾ素子をヘッドスライダに近接して配置することができるため、ヘッドスライダの位置合わせの精度向上が可能となる。配線は、ヘッドスライダの下方を平面的に湾曲しながら通っており、ピエゾ素子の伸縮動作が、配線の剛性によって阻害されることを抑制している。
特開2010−146631号公報 特開2012−99204号公報
上述したように、配線がヘッドスライダの下方を通っているサスペンション用基板においては、ヘッドスライダが配線を覆う保護層に接触する場合、この接触によってピエゾ素子の伸縮動作が阻害され、ヘッドスライダを精度良く変位させることが困難になるという問題がある。
このことに対処するために、特許文献1では、金属支持層に、絶縁層(ポリイミド下層)および配線層を介して積層された保護層(ポリイミド第1上層)上に、ポリイミド第2上層が更に積層され、このポリイミド第2上層上にヘッドスライダが載置されるようになっている。しかしながら、このようなポリイミド第2上層を形成する場合、ポリイミド材料が、サスペンション用基板の全面にわたって塗布され、その後エッチングされる。このことから、ポリイミド第2上層を形成するために、無用なポリイミド材料を多く使用するという問題があり、製造効率上好ましくない。
また、特許文献2では、ヘッドスライダの下方の領域において、絶縁層の厚みを薄くした薄肉領域を形成することにより、ヘッドスライダと、配線を覆う保護層との間にギャップを形成して、ヘッドスライダが保護層に接触することを防止している。しかしながら、このようなサスペンション用基板は、アディティブ法といった特定の製造方法では製造し得るが、サブトラクティブ法などの他の製造方法によっては製造工程が煩雑化し、製造効率が低下するという問題がある。
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、ヘッド領域に設けられたアクチュエータ素子の伸縮動作が阻害されることを防止してヘッドスライダを精度良く変位させることができると共に容易に製造することができるサスペンション用基板、サスペンション、ヘッド付サスペンション、ハードディスクドライブおよびサスペンション用基板の製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、ヘッドスライダと、前記ヘッドスライダを変位させる伸縮自在なアクチュエータ素子とが実装されるヘッド領域であって、実装される前記ヘッドスライダにより覆われるヘッドスライダ領域と、前記ヘッドスライダ領域内に配置され、前記ヘッドスライダが接合される接合領域と、を含むヘッド領域を有するサスペンション用基板において、金属支持層と、前記金属支持層上に設けられた絶縁層と、前記絶縁層上に設けられ、前記ヘッドスライダ領域のうち前記接合領域以外の領域を通る複数の配線を有する配線層と、前記絶縁層上に設けられ、前記配線を覆う保護層と、前記保護層上に配置される前記ヘッドスライダを支持する支持台座であって、導電性を有し、前記金属支持層に電気的に接続された支持台座と、を備え、前記支持台座は、前記ヘッドスライダが載置される載置面を有し、前記保護層は、前記ヘッドスライダ領域における前記配線の上面を覆う配線保護部と、前記支持台座の前記載置面を覆う台座保護部と、を有し、前記台座保護部の上面は、前記配線保護部の上面より上方に配置されていることを特徴とするサスペンション用基板を提供する。
なお、上述したサスペンション用基板において、前記支持台座の前記載置面は、前記ヘッドスライダ領域における前記配線の上面より上方に配置され、前記保護層の前記配線保護部と前記台座保護部は、同一の厚さを有している、ことが好ましい。
また、上述したサスペンション用基板において、前記支持台座は、前記絶縁層および前記配線層を貫通して、前記金属支持層に電気的に接続されている、ことが好ましい。
また、上述したサスペンション用基板において、前記配線層は、前記アクチュエータ素子の接地をとるための素子接続端子を有し、前記支持台座は、前記絶縁層および前記素子接続端子を貫通している、ことが好ましい。
また、上述したサスペンション用基板において、前記絶縁層は、前記ヘッドスライダ領域に設けられた、前記金属支持層を露出させる絶縁縁部を有し、前記支持台座は、前記絶縁縁部を覆うように前記金属支持層上に形成されている、ことが好ましい。
また、上述したサスペンション用基板において、前記支持台座は、ニッケルにより形成されている、ことが好ましい。
本発明は、ベースプレートと、前記ベースプレートに、ロードビームを介して取り付けられた上述のサスペンション用基板と、前記サスペンション用基板の前記ヘッド領域に実装された前記アクチュエータ素子と、を備えたことを特徴とするサスペンションを提供する。
本発明は、上述のサスペンションと、前記サスペンション用基板の前記ヘッド領域に実装されたヘッドスライダと、を備えたことを特徴とするヘッド付サスペンションを提供する。
本発明は、上述のヘッド付サスペンションを備えたことを特徴とするハードディスクドライブを提供する。
本発明は、ヘッドスライダと、前記ヘッドスライダを変位させる伸縮自在なアクチュエータ素子とが実装されるヘッド領域であって、実装される前記ヘッドスライダにより覆われるヘッドスライダ領域と、前記ヘッドスライダ領域内に配置され、前記ヘッドスライダが接合される接合領域と、を含むヘッド領域を有するサスペンション用基板の製造方法において、金属支持層と、前記金属支持層上に設けられた絶縁層と、前記絶縁層上に設けられ、前記ヘッドスライダ領域のうち前記接合領域以外の領域を通る複数の配線を有する配線層と、を有する積層体を形成する工程と、前記積層体の前記絶縁層上に、前記配線を覆う保護層を形成する工程と、を備え、前記積層体を形成する工程において、前記保護層上に配置される前記ヘッドスライダを支持する支持台座であって、導電性を有し、前記金属支持層に電気的に接続され、前記ヘッドスライダが載置される載置面を有する支持台座が形成され、前記保護層を形成する工程において、前記保護層は、前記ヘッドスライダ領域における前記配線を覆う配線保護部と、前記支持台座の前記載置面を覆う台座保護部と、を有するように形成され、前記台座保護部の上面は、前記配線保護部の上面より上方に配置され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。
なお、上述したサスペンション用基板の製造方法において、前記積層体を形成する工程は、前記配線層を貫通する配線層貫通孔を形成する工程と、前記絶縁層を貫通する絶縁層貫通孔を形成する工程と、前記配線層貫通孔および前記絶縁層貫通孔に前記支持台座を形成する工程と、を有している、ことが好ましい。
本発明によれば、ヘッド領域に設けられたアクチュエータ素子の伸縮動作が阻害されることを防止してヘッドスライダを精度良く変位させることができると共に容易に製造することができる。
図1は、本発明の実施の形態におけるヘッド付サスペンションの一例を示す平面図である。 図2は、図1のヘッド付サスペンションにおけるヘッド領域を拡大して示す平面図である。 図3は、図2のA−A線断面図である。 図4は、図1のヘッド付サスペンションを含むハードディスクドライブの一例を示す斜視図である。 図5(a)〜(e)は、図1のサスペンション用基板の製造方法の一例を示す図である。 図6(a)〜(c)は、図5に続いて、図1のサスペンション用基板の製造方法の一例を示す図である。 図7は、図3の変形例を示す図である。
図1乃至図6を用いて、本発明の実施の形態におけるサスペンション用基板、サスペンション、ヘッド付サスペンション、ハードディスクドライブおよびサスペンション用基板の製造方法について説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
図1に示すように、ヘッド付サスペンション111は、サスペンション101と、サスペンション用基板1のヘッド領域2に実装されたヘッドスライダ112と、を備えている。このうちヘッドスライダ112は、後述するディスク123(図4参照)に対してデータの書き込みおよび読み取りを行うためのものであり、後述するサスペンション用基板1のヘッド領域2に接着剤を用いて接合されている。また、ヘッドスライダ112は、スライダ端子112bを有し、半田113によってヘッド端子41に電気的に接続されている(図3参照)。
サスペンション101は、ベースプレート102と、ベースプレート102上に取り付けられたロードビーム103と、ロードビーム103に取り付けられたサスペンション用基板1と、ヘッド領域2に実装され、サスペンション用基板1に接続された一対のピエゾ素子(アクチュエータ素子)104と、を備えている。このうちベースプレート102およびロードビーム103は、いずれも、好適にはステンレスにより形成され、互いに溶接されて固定されている。
また、ロードビーム103は、サスペンション用基板1の金属支持層20(後述)に、溶接により取り付けられるようになっている。なお、ロードビーム103には、治具孔(図示せず)が設けられており、サスペンション用基板1には、図1に示すように、当該ロードビーム103の治具孔とアライメント(位置合わせ)を行うための治具孔5が設けられている。このことにより、サスペンション用基板1にロードビーム103を取り付ける際に、サスペンション用基板1とロードビーム103との位置合わせを行うことができるようになっている。ロードビーム103の治具孔およびサスペンション用基板1の治具孔5は、図1に示す長手方向軸線(X)上に配置されている。
図1および図2に示すように、ピエゾ素子104は、長手方向(図2のP方向)に伸縮自在に構成され、ヘッドスライダ112をスウェイ方向(旋回方向、図2の矢印Q方向)に変位させるためのものである。また、ピエゾ素子104は、ヘッドスライダ112に近接して配置されている。各ピエゾ素子104は、図3に示すように、一対の電極104aと、一対の電極104a間に設けられ、例えばPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)等の圧電セラミックスからなる圧電材料部104bと、を有している。
図2および図3に示すように、一対の電極104aのうち一方の電極104aは、導電性接着剤105(例えば、銀ペースト)を介して、サスペンション用基板1の第1素子接続端子45(後述)に接続されている。この第1素子接続端子45は、支持台座60(後述)を介して、金属支持層20に接続されて接地されている。他方の電極104aは、導電性接着剤105を介して、サスペンション用基板1の第2素子接続端子46(後述)に接続されている。この第2素子接続端子46は、後述する素子配線44に接続されており、第2素子接続端子46には、ピエゾ素子104を伸縮させるために所定の電圧が印加されるようになっている。
一対のピエゾ素子104の圧電材料部104bは、互いに180°異なる分極方向となるように形成されており、所定の電圧が印加されると、一方のピエゾ素子104が収縮すると共に、他方のピエゾ素子104が伸長するようになっている。すなわち、ピエゾ素子104は、電極104a間に所定の電圧が印加されることにより図2の矢印P方向に伸縮自在な圧電素子として構成されている。
このようなピエゾ素子104は、図1に示すように、長手方向軸線(X)に沿って細長の矩形状に形成されており、その伸縮方向が、当該長手方向軸線(X)に平行となっている。また、ピエゾ素子104は、長手方向軸線(X)に対して互いに線対称に配置されており、各ピエゾ素子104の伸縮が、ヘッドスライダ112に均等に伝達されるようになっている。
次に、サスペンション用基板1について説明する。
図1に示すように、サスペンション用基板1は、ヘッドスライダ112とピエゾ素子104とが実装されるヘッド領域(ジンバル領域)2と、FPC基板(外部接続基板)131が接続されるテール領域3と、を有している。ヘッド領域2には、ヘッドスライダ112に接続される複数のヘッド端子41が設けられ、テール領域3には、FPC基板131に接続される複数のテール端子(外部接続基板端子)42が設けられている。ヘッド端子41とテール端子42とは、後述する複数の信号配線43によってそれぞれ接続されている。
図2に示すように、ヘッド領域2は、ヘッドスライダ112により覆われるヘッドスライダ領域2aと、ヘッドスライダ領域2a内に配置され、ヘッドスライダ112が接合される接合領域2bと、を含んでいる。ここで、ヘッドスライダ領域2aは、ヘッドスライダ112が実装された場合に、ヘッドスライダ112と平面視で重なるサスペンション用基板1の領域を意味している。接合領域2bは、ヘッドスライダ112をヘッドスライダ領域2aに接合するための接着剤を塗布する領域を意味している。この接合領域2bには、信号配線43が通っていない。このため、ヘッド領域2に実装されたヘッドスライダ112が、信号配線43に直接接合されることを防止し、ピエゾ素子104の伸縮によって、ヘッドスライダ112は、信号配線43に対して相対運動を行うことができるようになっている。
図1乃至図3に示すように、サスペンション用基板1は、金属支持層20と、金属支持層20上に設けられた絶縁層10と、絶縁層10上に設けられ、複数の配線43、44を有する配線層40と、絶縁層10上に設けられ、配線43、44を覆う保護層50と、を備えている。すなわち、金属支持層20に絶縁層10および配線層40を介して保護層50が積層されている。上述したヘッドスライダ112は、図3に示すように、サスペンション用基板1の保護層50の側(保護層50上)に配置され、ピエゾ素子104は、金属支持層20の側に配置されている。なお、図1および図2においては、図面を明瞭にするために、保護層50は省略している。
金属支持層20は、図2および図3に示すように、金属支持層本体21と、ヘッド領域2に配置され、ヘッドスライダ112が取り付けられたタング部22と、を有している。金属支持層本体21とタング部22とは、一対の外側連結部23によって連結されている。また、金属支持層本体21とタング部22とは、一対の外側連結部23の間に配置された中央連結部24によっても連結されている。これらの外側連結部23および中央連結部24は、柔軟性を有しており、ヘッドスライダ112のピボット運動が阻害されることを防止すると共に、ピエゾ素子104の伸縮動作が阻害されることを防止している。また、各外側連結部23と中央連結部24との間に、ピエゾ素子104を収容する収容開口部25が設けられている。
配線層40は、複数の配線、すなわち、一対の読取配線と一対の書込配線とを含む信号配線43と、ピエゾ素子104に接続される一対の素子配線44と、を有している。このうち、信号配線43は、ヘッド端子41とテール端子42とを接続しており、この信号配線43に電気信号が流されることによって、ヘッドスライダ112がディスク123(図4参照)に対してデータの書き込みまたは読み取りを行うようになっている。また、信号配線43は、ヘッドスライダ領域2a、すなわち、実装されるヘッドスライダ112の下方の領域のうち、接合領域2b以外の領域を通っている。より詳細には、テール端子42から延びる信号配線43は、後述する第1素子接続端子45と第2素子接続端子46との間を通ると共に、2つの第1素子接続端子45の間を通って、ヘッド端子41に向かって延びている。一方、テール端子42から延びる素子配線44は、第2素子接続端子46に接続されており、ピエゾ素子104の一方の電極104aに所定の電圧を印加するようになっている。
配線層40は、ピエゾ素子104の一方の電極104aに接続される第1素子接続端子(素子接続端子)45と、ピエゾ素子104の他方の電極104aに接続される第2素子接続端子46と、を有している。このうち、第1素子接続端子45は、ピエゾ素子104の対応する電極104aを接地して、ピエゾ素子104の接地をとるためのものであり、後述の支持台座60を介して、金属支持層20のタング部22に電気的に接続されている。第2素子接続端子46は、上述したように、ピエゾ素子104の対応する電極104aに所定の電圧を印加するためのものであり、第2素子接続端子46には、素子配線44が接続されている。また、第1素子接続端子45は、ヘッドスライダ領域2aに配置されており、タング部22に支持されるようになっている。一方、第2素子接続端子46は、ヘッドスライダ領域2aよりもテール領域3の側に配置されており、金属支持層本体21に支持されるようになっている。
また、配線層40は、後述する支持台座60が貫通する配線台座部47を有している。この配線台座部47は、ヘッドスライダ領域2aに配置されている。
図3に示すように、絶縁層10に、素子接続端子45、46をピエゾ素子104の側に露出させる端子開口部11が設けられている。素子接続端子45、46のうち端子開口部11に露出された部分に、ニッケル(Ni)めっきおよび金(Au)めっきがこの順に施されて形成されためっき層70が設けられている。このことにより、素子接続端子45、46が腐食することを防止している。なお、ヘッド端子41およびテール端子42にも、同様にして、めっき層70が設けられている。
端子開口部11に導電性接着剤105が塗布されており、収容開口部25に収容されたピエゾ素子104の電極104aが接続されている。素子接続端子45、46と導電性接着剤105との接触抵抗は、めっき層70が設けられていることにより低減されている。また、ピエゾ素子104は、図示しない非導電性接着剤によってサスペンション用基板1に接合されている。
図2および図3に示すように、ヘッド領域2に、ヘッドスライダ112を支持する支持台座60が設けられている。支持台座60は、導電性を有し、金属支持層30のタング部22に電気的に接続されている。また、支持台座60は、ヘッドスライダ112が載置される載置面61を有している。この載置面61は、ヘッドスライダ領域2aにおける信号配線43の上面(ヘッドスライダ112の側の面)43aより、上方に配置されている。なお、図3に示す支持台座60の載置面61には、凹部64が形成されている。
本実施の形態においては、支持台座60は、絶縁層10および配線層40(より具体的には、第1素子接続端子45および配線台座部47)を貫通する台座貫通部62と、台座貫通部62に一体に形成され、配線層40の上面から上方に突出する台座突出部63と、を有している。このうち台座貫通部62は、絶縁層10を貫通する絶縁層貫通孔12と、配線層40を貫通する配線層貫通孔48に形成されている。台座突出部63が配線層40の上方に突出していることにより、台座突出部63の上面、すなわち載置面61は、信号配線43の上面43aより上方に配置されるようになっている。
このようにして、支持台座60は、絶縁層10および配線層40を貫通して、タング部22に電気的に接続されている。本実施の形態においては、ヘッド領域2に、5つの支持台座60が設けられており、このうち2つの支持台座60が、第1素子接続端子45を貫通して設けられている。当該2つの支持台座60は、第1素子接続端子45を接地させることができる。また、残り3つの支持台座60は、配線台座部47を貫通して設けられている。当該3つの支持台座60は、配線台座部47を接地させることができる。
支持台座60は、保護層50によって覆われている。すなわち、図3に示すように、保護層50は、ヘッドスライダ領域2aにおける信号配線43の上面43aを覆う配線保護部51と、支持台座60の載置面61を覆う台座保護部52と、を有している。このうち台座保護部52の上面52aは、配線保護部51の上面51aより上方に配置されている。すなわち、ヘッドスライダ112の下面112aと配線保護部51の上面51aとが離間し、ヘッドスライダ112の下面112aと配線保護部51の上面51aとの間にギャップ(g)が形成されている。なお、本実施の形態においては、保護層50は、台座突出部63を覆うように形成されている。
配線保護部51と台座保護部52とは、同一の厚さを有している。すなわち、配線保護部51と台座保護部52とが同一の厚さを有している場合、支持台座60の載置面61が、ヘッドスライダ領域2aにおける信号配線43の上面43aより上方に配置されることにより、台座保護部52の上面52aを、配線保護部51の上面51aより上方に配置することができる。ここで、同一とは、厳密な意味での同一に限られることはなく、実質的に同一とみなすことができる程度の製造誤差等を含む意味として用いている。
次に、サスペンション用基板1の各層を構成する材料について詳細に述べる。
絶縁層10の材料としては、所望の絶縁性を有する材料であれば特に限定されることはないが、例えば、ポリイミド(PI)を用いることが好適である。なお、絶縁層10の材料は、感光性材料であっても非感光性材料であっても用いることができる。また、絶縁層10の厚さは、5μm〜10μmであることが好ましい。このことにより、金属支持層20と各配線43、44との間の絶縁性能を確保するとともに、サスペンション用基板1全体としての剛性が喪失されることを防止することができる。
配線層40の各配線43、44は、電気信号を伝送するための導体として構成されており、各配線43、44の材料としては、所望の導電性を有する材料であれば特に限定されることはないが、銅(Cu)を用いることが好適である。銅以外にも、純銅に準ずる電気特性を有する材料であれば用いることもできる。ここで、各配線43、44の厚さは、5μm〜18μmであることが好ましい。このことにより、各配線43、44の伝送特性を確保するとともに、サスペンション用基板1全体としての柔軟性が喪失されることを防止することができる。なお、ヘッド端子41、テール端子42、素子接続端子45、46および配線台座部47は、各配線43、44と同一の材料、同一の厚みとなっており、配線層40を構成している。
金属支持層20の材料としては、所望の導電性、弾力性、および強度を有するものであれば特に限定されることはないが、例えば、ステンレス、42アロイ、アルミニウム、ベリリウム銅、またはその他の銅合金を用いることができ、このうちステンレスを用いることが好適である。金属支持層20の厚さは、15μm〜20μmであることが好ましい。このことにより、金属支持層20の導電性、剛性、および弾力性を確保することができる。
保護層50の材料としては、樹脂材料、例えば、ポリイミドを用いることが好適である。なお、保護層50の材料は、感光性材料であっても非感光性材料であっても用いることができる。保護層50の厚さは、配線43、44上および支持台座60の載置面61上において3μm〜10μmであることが好ましい。
支持台座60の材料としては、導電性を有していれば、特に限定されることはないが、支持台座60は、例えば、ニッケルまたは銅により形成されることが好適であり、とりわけ、ニッケルにより形成されることが好ましい。この場合、製造工程上有利である。すなわち、ヘッド領域2に、ヘッドスライダ112の接地をとるための接地端子(図示せず)が設けられている場合、この接地端子と金属支持層20とを接続するための接地ビア(図示せず)が設けられることがある。このような接地ビアは、通常ニッケルにより形成される。このため、接地ビアを形成する工程において、支持台座60を形成することができ、製造工程の煩雑化を防止できる。支持台座60の台座突出部63の厚さは、1〜20μmであることが好適である。この場合、ヘッドスライダ112の下面112aと、配線保護部51の上面51aとの間のギャップを1〜20μmとすることができる。
次に、図4により、本実施の形態におけるハードディスクドライブ121について説明する。図4に示すハードディスクドライブ121は、ケース122と、このケース122に回転自在に取り付けられ、データが記憶されるディスク123と、このディスク123を回転させるスピンドルモータ124と、ディスク123に所望のフライングハイトを保って近接するように設けられ、ディスク123に対してデータの書き込みおよび読み取りを行うヘッドスライダ112を含むヘッド付サスペンション111と、を有している。このうちヘッド付サスペンション111は、ケース122に対して移動自在に取り付けられており、ケース122にはヘッド付サスペンション111のヘッドスライダ112をディスク123上に沿って移動させるボイスコイルモータ125が取り付けられている。また、ヘッド付サスペンション111は、ボイスコイルモータ125にアーム126を介して取り付けられると共に、ハードディスクドライブ121を制御する制御部(図示せず)に接続されたFPC基板131(図1参照)に接続されている。このようにして、電気信号が、サスペンション用基板1とFPC基板131を介して、制御部とヘッドスライダ112との間で伝送されるようになっている。
次に、本実施の形態によるサスペンション用基板1の製造方法について説明する。ここでは、一例として、サブトラクティブ法により製造する場合について説明する。
まず、金属支持層20と、金属支持層20上に設けられた絶縁層10と、絶縁層10上に設けられた配線層40と、を有する第1積層体81を準備する(図5(a)参照)。この場合、まず、金属支持層20を準備し、この金属支持層20上に、非感光性ポリイミドを用いた塗工方法により絶縁層10が形成される。続いて、絶縁層10上に、ニッケル、クロムおよび銅がスパッタ工法により順次成膜され、シード層(図示せず)が形成される。その後、このシード層を導通媒体として、銅めっきにより配線層40が形成される。このようにして、絶縁層10と金属支持層20と配線層40とを有する第1積層体81が得られる。
第1積層体81が準備された後、配線層40および金属支持層20がエッチング加工される(図5(b)参照)。この場合、フォトファブリケーションの手法により、ドライフィルムを用いてパターン状のレジスト(図示せず)が形成され、配線層40および金属支持層20のうち露出された部分が、塩化第二鉄水溶液などの腐食液によりエッチングされる。このようにして、所望の形状を有する配線層40および金属支持層20が形成される。すなわち、配線層40において、各配線43、44、素子接続端子45、46、配線台座部47、ヘッド端子41、テール端子42および配線層貫通孔48が形成される。また、金属支持層20においては、後に形成される絶縁層10の端子開口部11に対応する部分に、収容開口部25が形成される。その後、レジストは除去される。
配線層40および金属支持層20のエッチング加工の後、絶縁層10に、絶縁層貫通孔12が形成される(図5(c)参照)。この場合、まず、パターン状のレジスト(図示せず)が形成され、絶縁層10の露出された部分がエッチングされて、絶縁層貫通孔12が形成される。ここで、絶縁層10をエッチングする方法は、特に限定されるものではないが、ウェットエッチングを行うことが好ましい。とりわけ、エッチング液は、絶縁層10の材料の種類に応じて適宜選択されることが好ましいが、例えば、絶縁層10がポリイミド樹脂により形成される場合には、有機アルカリエッチング液等のアルカリ系エッチング液を用いることができる。エッチングが行われた後、レジストは除去される。
絶縁層貫通孔12が形成された後、支持台座60が形成される(図5(d)参照)。この場合、まず、パターン状のレジスト(図示せず)が形成される。続いて、レジストから露出された部分が酸洗浄されて、当該部分に電解めっき法によりニッケルめっきが施され、支持台座60が形成される。その後、レジストが除去される。
このようにして、金属支持層20と絶縁層10と配線層40と支持台座60とを有する第2積層体(積層体)82が得られる。
支持台座60が形成された後、第2積層体82の絶縁層10上に、配線層40の各配線43、44および支持台座60を覆う所望の形状の保護層50が形成される(図5(e)参照)。この場合、非感光性ポリイミドが、ダイコータを用いて、絶縁層10、配線層20および支持台座60上に塗布され、これを乾燥させて、保護層50が形成される。続いて、パターン状のレジスト(図示せず)が形成され、保護層50のうち露出された部分がエッチングされ、保護層50を熱硬化させる。このようにして、配線保護部51と台座保護部52とを有する所望の形状の保護層50が得られる。なお、保護層50をエッチングする方法は、絶縁層10をエッチングする方法と同様に、特に限定されるものではないが、ウェットエッチングを行うことが好ましい。とりわけ、エッチング液は、保護層50の材料の種類に応じて適宜選択されることが好ましいが、例えば、保護層50がポリイミド樹脂により形成される場合には、有機アルカリエッチング液等のアルカリ系エッチング液を用いることができる。その後、レジストが除去される。
保護層50が得られた後、絶縁層10が所望の形状に外形加工されるとともに、素子接続端子45、46を露出させる端子開口部11が形成される(図6(a)参照)。この場合、図5(c)に示す絶縁層貫通孔12を形成するためのエッチング加工と同様にしてエッチング加工することができる。エッチングが行われた後、レジストは除去される。
絶縁層10の外形加工の後、素子接続端子45、46に、めっき層70が形成される(図6(b)参照)。この場合、まず、パターン状のレジスト(図示せず)が形成される。続いて、レジストから露出された部分が酸洗浄されて、当該部分に電解めっき法によりニッケルめっきおよび金めっきが順次施されてめっき層70が形成される。この際、ヘッド端子41およびテール端子42(図1参照)にも同様にしてめっき層70が形成される。なお、めっきを施す方法としては、電解めっき法に限られることはなく、浸漬めっき法、治具めっき法などを用いることもできる。その後、レジストは除去される。
めっき層70が形成された後、金属支持層20が外形加工される(図6(c)参照)。この場合、まず、パターン状のレジスト(図示せず)が形成される。続いて、例えば、塩化鉄系エッチング液により、金属支持層20のうちレジストから露出された部分がエッチングされて、金属支持層20が所望の形状に外形加工される。すなわち、金属支持層本体21、タング部22、外側連結部23および中央連結部24などが形成される。その後、レジストは除去される。
このようにして、本実施の形態によるサスペンション用基板1が得られる。
次に、上述のようにして得られたサスペンション用基板1を用いたサスペンション101の製造方法について説明する。
まず、ベースプレート102に、ロードビーム103を介して、上述のサスペンション用基板1が、溶接により取り付けられる。この場合、まず、ベースプレート102にロードビーム103が溶接により固定され、続いて、ロードビーム103に設けられた治具孔(図示せず)と、サスペンション用基板1に設けられた治具孔5とにより、ロードビーム103とサスペンション用基板1とのアライメントが行われる。その後、サスペンション用基板1の金属支持層20に溶接が施されて、ロードビーム103とサスペンション用基板1が互いに接合されて固定される。
次に、ピエゾ素子104が、サスペンション用基板1のヘッド領域2に実装される。この場合、まず、導電性接着剤105が、絶縁層10の端子開口部11に塗布される。続いて、ピエゾ素子104が収容開口部25に収容される。このことにより、ピエゾ素子104の電極104aが、導電性接着剤105に接続される。次に、非導電性接着剤(図示せず)が塗布される。その後、導電性接着剤105および非導電性接着剤を硬化する。このことにより、ピエゾ素子104がサスペンション用基板1に接合される。
このようにして、本実施の形態によるサスペンション101が得られる。
その後、得られたサスペンション101にヘッドスライダ112が実装される。この場合、まず、ヘッド領域2の接合領域2bに接着剤が塗布されて、ヘッドスライダ112がヘッド領域2に接合される。続いて、ヘッド端子41と、ヘッドスライダ112のスライダ端子112bとが半田113により接続される。このようにして、本実施の形態によるヘッド付サスペンション111が得られる。
さらに、このヘッド付サスペンション111がハードディスクドライブ121のアーム126に取り付けられると共に、サスペンション用基板1のテール端子42にFPC基板131(図1参照)が接続されて、図4に示すハードディスクドライブ121が得られる。
図4に示すハードディスクドライブ121においてデータの書き込みおよび読み取りを行う際、スピンドルモータ124によってディスク123が回転し、ボイスコイルモータ125によってヘッド付サスペンション111のヘッドスライダ112がディスク123に沿って移動する。この際、ヘッドスライダ112は、ディスク123の回転により生じた気流の影響を受けて、タング部22と共にピボット運動を行いながら、ディスク123に所望のフライングハイトを保って浮上する。この状態で、ヘッドスライダ112とディスク123との間で、データの受け渡しが行われる。この間、サスペンション用基板1とFPC基板131を介して、FPC基板131に接続されている制御部(図示せず)とヘッドスライダ112との間で電気信号が伝送される。このような電気信号は、サスペンション用基板1においては、各信号配線43によって、ヘッド端子41(図1参照)とテール端子42との間で伝送される。
ヘッドスライダ112を移動させる際、ボイスコイルモータ125が、ヘッドスライダ112の位置を大まかに調整し、ピエゾ素子104が、ヘッドスライダ112の位置を微小調整する。すなわち、ピエゾ素子104の電極104aに所定の電圧を印加することにより、長手方向軸線(X)に沿った方向(図2の矢印P方向)に、一方のピエゾ素子104が収縮すると共に他方のピエゾ素子104が伸長する。この場合、ピエゾ素子104には、素子配線44、第2素子接続端子46および導電性接着剤105を介して所定の電圧が入力される。
ピエゾ素子104が伸縮すると、金属支持層20の外側連結部23および中央連結部24が弾性変形し、ヘッド領域2に実装されているヘッドスライダ112がスウェイ方向(図2の矢印Q方向)に移動する。この際、図3に示すように、ヘッドスライダ112の下面112aと配線保護部51の上面51aとの間にギャップ(g)が形成されていることにより、ヘッドスライダ112は、配線保護部51に対して相対的に移動することができる。このようにして、ピエゾ素子104の伸縮動作が阻害されることを防止し、ヘッドスライダ112を、ディスク123の所望のトラックに、精度良く位置合わせすることができる。
このように本実施の形態によれば、ヘッドスライダ112が載置される支持台座60の載置面61を覆う台座保護部52の上面52aが、ヘッドスライダ領域2aにおける信号配線43の上面43aを覆う配線保護部51の上面51aより上方に配置されている。このことにより、支持台座60に支持されたヘッドスライダ112の下面112aと、配線保護部51の上面51aとの間に、ギャップ(g)を形成することができる。このため、ピエゾ素子104が伸縮した際に、ピエゾ素子104の伸縮動作が、ヘッドスライダ112と配線保護部51とが接触することにより阻害されることを防止できる。この結果、ヘッド領域2に設けられたピエゾ素子104の伸縮動作が阻害されることを防止し、ヘッドスライダ112を精度良く変位させることができる。
また、本実施の形態によれば、支持台座60の載置面61が、ヘッドスライダ領域2aにおける信号配線43の上面43aより上方に配置され、保護層50の配線保護部51と台座保護部52は、同一の厚さを有している。このことにより、保護層50の台座保護部52の上面52aを、配線保護部51の上面51aより上方に配置することができる。すなわち、保護層50の配線保護部51と台座保護部52が同一の厚さを有している場合、支持台座60の載置面61の高さを変えることにより、台座保護部52の上面52aの高さを調節し、ヘッドスライダ112の下面112aと配線保護部51の上面51aとの間のギャップ(g)を調整することができる。支持台座60の載置面61の高さは、支持台座60を形成する際のニッケルめっきのめっき条件(例えば、めっき時間など)を変えることにより、容易に調整可能である。このため、ヘッドスライダ112の下面112aと配線保護部51の上面51aとの間のギャップ(g)を容易に調整することができる。例えば、ピエゾ素子104が伸縮した際に信号配線43の厚さ方向の撓みが大きくなる場合には、上記ギャップ(g)を増やすように支持台座60の載置面61の高さを容易に高くすることができる。この場合、ヘッドスライダ112と配線保護部51との接触をより一層確実に防止することができる。
また、本実施の形態によれば、支持台座60が、導電性を有し、絶縁層10および配線層40の部分(第1素子接続端子45および配線台座部47)を貫通して、金属支持層20のタング部22に接続されている。このことにより、支持台座60をタング部22に電気的に接続することができ、支持台座60が貫通している配線層40の部分を接地することができる。このため、支持台座60が貫通している配線層40の部分が、電気的に不安定になることを防止し、信号配線43の電気特性を安定化させることができる。
また、本実施の形態によれば、5つの支持台座60のうち、2つの支持台座60は、第1素子接続端子45を貫通している。このことにより、当該2つの支持台座60に、ヘッドスライダ112を支持する機能だけでなく、ピエゾ素子104の接地をとる機能をも付与させることができ、ヘッド領域2の構造を簡素化することができる。
また、本実施の形態によれば、支持台座60の載置面61上に、保護層50の台座保護部52を介してヘッドスライダ112が載置される。このことにより、導電性を有する支持台座60が、ヘッドスライダ112と電気的に接続されることを防止できる。ここで、磁性材料であるニッケルにより形成された支持台座60が、ヘッドスライダ112と電気的に接続される場合、支持台座60にヘッドスライダ112の接地電流が流れ、これにより、ハードディスクドライブ121のディスク123に書き込まれているデータを破損させるおそれがある。これに対して、本実施の形態によれば、上述したように、支持台座60とヘッドスライダ112とが電気的に接続されることを防止しているため、ディスク123のデータが破損することを防止できる。
また、本実施の形態によれば、ヘッドスライダ112の下面112aと信号配線43上の配線保護部51の上面51aとの間にギャップ(g)を形成可能にするための支持台座60を、例えば、ニッケルめっき等の金属めっきにより形成することができる。このため、支持台座60を有するサスペンション用基板1を、容易に製造することができる。とりわけ、支持台座60をニッケルにより形成する場合、ヘッドスライダ112の接地を取るための接地端子(図示せず)を金属支持層20と接続するための接地ビア(図示せず)と、同一の工程において形成することができる。この場合、製造工程の煩雑化を防止することができる。
さらに、本実施の形態によれば、ヘッドスライダ112は、平面領域を小さくし得る支持台座60によって支持されている。ここで、特許文献2に示すようにして絶縁層10に薄肉領域を形成する場合には、薄肉領域の周囲の断面がテーパー状に形成される。この場合、薄肉領域を形成するために必要となる平面領域が大きくなり、ヘッドスライダ領域2aにおける信号配線43の配置およびヘッドスライダ112の支持箇所等が制約され得る。しかしながら、本実施の形態によれば、上述したように、平面領域を小さくし得る支持台座60によってヘッドスライダ112が支持されている。このことにより、ヘッドスライダ領域2aにおける信号配線43の配置等が制約されることを抑制できる。また、支持台座60の配置に融通性を持たせることができ、ヘッドスライダ112を支持するために効果的な位置に、支持台座60をピンポイントで配置することもできる。
なお、上述した本実施の形態においては、サスペンション用基板がサブトラクティブ法により製造される例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、サスペンション用基板は、アディティブ法により製造することもできる。この場合、例えば、第1素子接続端子45および配線台座部47が絶縁層貫通孔12に入り込むように形成され、支持台座60を第1素子接続端子45上および配線台座部47上に形成し、金属支持層20に電気的に接続された支持台座60を得ることができる。すなわち、本発明によるサスペンション用基板1を、サブトラクティブ法だけではなく、アディティブ法によっても製造することができ、種々の方法で容易に製造することができる。
また、上述した本実施の形態においては、支持台座60の台座突出部63が、保護層50により覆われている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、台座突出部63のうち載置面61のみが保護層50により覆われるようにして、台座突出部63の側面は、保護層50により覆われることなく露出されていてもよい。
また、上述した本実施の形態においては、5つの支持台座60が設けられる例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、ヘッドスライダ112を支持する支持台座60の個数は、任意とすることができる。また、5つの支持台座60のうち2つの支持台座60が、第1素子接続端子45を貫通して設けられている例に限られることはなく、5つの支持台座60が、ともに配線台座部47を貫通して設けられるようにしてもよい。
また、上述した本実施の形態においては、支持台座60が、絶縁層10および配線層40を貫通する例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、支持台座60は、図7に示す形態とすることもできる。
すなわち、図7に示す形態においては、絶縁層10は、ヘッドスライダ領域2aに設けられた、金属支持層20のタング部22を上方(ヘッドスライダ112の側)に露出させる絶縁縁部13を有し、載置面61を有する支持台座65が、この絶縁縁部13を覆うようにタング部22上に形成されている。このような形態の支持台座65も、支持台座60と同様にしてニッケルめっきにより形成することが好適である。また、上述した本実施の形態と同様にして、当該支持台座65の載置面61上に、保護層50の台座保護部52が形成されている。
図7に示す形態においても、支持台座65に支持されたヘッドスライダ112の下面112aと、配線保護部51の上面51aとの間に、ギャップ(g)を形成することができ、ヘッド領域2に設けられたピエゾ素子104の伸縮動作が阻害されることを防止し、ヘッドスライダ112を精度良く変位させることができる。また、ピエゾ素子114が伸縮した際に信号配線43の厚さ方向の撓みが大きくなる場合であっても、ヘッドスライダ領域2aに図7に示すような支持台座65を設けることによって、絶縁縁部13がタング部22から剥離されることを防止し、絶縁縁部13のタング部22に対する密着性を向上させることができる。
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明してきたが、本発明によるサスペンション用基板、サスペンション、ヘッド付サスペンション、ハードディスクドライブおよびサスペンション用基板の製造方法は、上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
1 サスペンション用基板
2 ヘッド領域
2a ヘッドスライダ領域
2b 接合領域
10 絶縁層
12 絶縁層貫通孔
13 絶縁縁部
20 金属支持層
40 配線層
43 信号配線
43a 上面
45 第1素子接続端子
48 配線層貫通孔
50 保護層
51 配線保護部
51a 上面
52 台座保護部
52a 上面
60 支持台座
61 載置面
82 第2積層体
101 サスペンション
102 ベースプレート
103 ロードビーム
104 ピエゾ素子
111 ヘッド付サスペンション
112 ヘッドスライダ
121 ハードディスクドライブ

Claims (11)

  1. ヘッドスライダと、前記ヘッドスライダを変位させる伸縮自在なアクチュエータ素子とが実装されるヘッド領域であって、実装される前記ヘッドスライダにより覆われるヘッドスライダ領域と、前記ヘッドスライダ領域内に配置され、前記ヘッドスライダが接合される接合領域と、を含むヘッド領域を有するサスペンション用基板において、
    金属支持層と、
    前記金属支持層上に設けられた絶縁層と、
    前記絶縁層上に設けられ、前記ヘッドスライダ領域のうち前記接合領域以外の領域を通る複数の配線を有する配線層と、
    前記絶縁層上に設けられ、前記配線を覆う保護層と、
    前記保護層上に配置される前記ヘッドスライダを支持する支持台座であって、導電性を有し、前記金属支持層に電気的に接続された支持台座と、を備え、
    前記支持台座は、前記ヘッドスライダが載置される載置面を有し、
    前記保護層は、前記ヘッドスライダ領域における前記配線の上面を覆う配線保護部と、前記支持台座の前記載置面を覆う台座保護部と、を有し、
    前記台座保護部の上面は、前記配線保護部の上面より上方に配置されていることを特徴とするサスペンション用基板。
  2. 前記支持台座の前記載置面は、前記ヘッドスライダ領域における前記配線の上面より上方に配置され、
    前記保護層の前記配線保護部と前記台座保護部は、同一の厚さを有してい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. 前記支持台座は、前記絶縁層および前記配線層を貫通して、前記金属支持層に電気的に接続されていることを特徴とする請求項1または2に記載のサスペンション用基板。
  4. 前記配線層は、前記アクチュエータ素子の接地をとるための素子接続端子を有し、
    前記支持台座は、前記絶縁層および前記素子接続端子を貫通していることを特徴とする請求項3に記載のサスペンション用基板。
  5. 前記絶縁層は、前記ヘッドスライダ領域に設けられた、前記金属支持層を露出させる絶縁縁部を有し、
    前記支持台座は、前記絶縁縁部を覆うように前記金属支持層上に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のサスペンション用基板。
  6. 前記支持台座は、ニッケルにより形成されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のサスペンション用基板。
  7. ベースプレートと、
    前記ベースプレートに、ロードビームを介して取り付けられた請求項1乃至6のいずれかに記載の前記サスペンション用基板と、
    前記サスペンション用基板の前記ヘッド領域に実装された前記アクチュエータ素子と、を備えたことを特徴とするサスペンション。
  8. 請求項7に記載の前記サスペンションと、
    前記サスペンション用基板の前記ヘッド領域に実装されたヘッドスライダと、を備えたことを特徴とするヘッド付サスペンション。
  9. 請求項8に記載の前記ヘッド付サスペンションを備えたことを特徴とするハードディスクドライブ。
  10. ヘッドスライダと、前記ヘッドスライダを変位させる伸縮自在なアクチュエータ素子とが実装されるヘッド領域であって、実装される前記ヘッドスライダにより覆われるヘッドスライダ領域と、前記ヘッドスライダ領域内に配置され、前記ヘッドスライダが接合される接合領域と、を含むヘッド領域を有するサスペンション用基板の製造方法において、
    金属支持層と、前記金属支持層上に設けられた絶縁層と、前記絶縁層上に設けられ、前記ヘッドスライダ領域のうち前記接合領域以外の領域を通る複数の配線を有する配線層と、を有する積層体を形成する工程と、
    前記積層体の前記絶縁層上に、前記配線を覆う保護層を形成する工程と、を備え、
    前記積層体を形成する工程において、前記保護層上に配置される前記ヘッドスライダを支持する支持台座であって、導電性を有し、前記金属支持層に電気的に接続され、前記ヘッドスライダが載置される載置面を有する支持台座が形成され、
    前記保護層を形成する工程において、前記保護層は、前記ヘッドスライダ領域における前記配線を覆う配線保護部と、前記支持台座の前記載置面を覆う台座保護部と、を有するように形成され、
    前記台座保護部の上面は、前記配線保護部の上面より上方に配置されることを特徴とするサスペンション用基板の製造方法。
  11. 前記積層体を形成する工程は、前記配線層を貫通する配線層貫通孔を形成する工程と、前記絶縁層を貫通する絶縁層貫通孔を形成する工程と、前記配線層貫通孔および前記絶縁層貫通孔に前記支持台座を形成する工程と、を有していることを特徴とする請求項10に記載のサスペンション用基板の製造方法。
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