JP6132007B2 - 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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Description
このようなスライダの接続方法としては、サスペンション用基板のはんだパッド部と、スライダの側面に設けられた端子とをはんだもしくは金ボールで接続する方法が用いられている。しかしながら、HDD性能を向上させるためさまざまな機能をサスペンション用基板およびスライダに設けるため、接続用端子の増加が余儀なくされている。その結果、実装難易度およびスライダの構造の複雑化が進んでいる。それを解消するため、スライダのサスペンション用基板との接触面に接続端子を配置した表面実装形態のスライダおよびサスペンション用基板が提案されている(例えば、特許文献1等)。
上記ドライフィルムレジスト層の形状等を精度良く形成すること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、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、金属基板と、上記金属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、スライダ実装領域、および上記スライダ実装領域の反対側の端部に配置された外部端子部を接続する接続配線を少なくとも有する導体層と、を有するサスペンション用基板であって、上記スライダ実装領域には、上記ベース絶縁層に形成された貫通孔内に充填されてなり、上記金属基板およびビア用配線を接続する導電性材料からなるビアが形成され、上記スライダ実装領域の導体層には、上記接続配線または上記ビア用配線と接続し、はんだを介してスライダと接続するためのはんだパッドが形成されており、さらに、上記実装領域には、上記導体層上に配置され、かつ上記はんだパッドを囲うように形成されたドライフィルムレジストからなるドライフィルムレジスト層が配置され、上記ドライフィルムレジスト層は、上記ビアより厚い膜厚を有し、かつ上記ドライフィルムレジスト層上に配置されるスライダを上記金属基板に対して平行に保つ位置に配置されていることを特徴とするものである。
また、図2は、図1のスライダ実装領域20の近傍を示す概略平面図であり、図3は、図2のA−A線断面図である。
なお、この例において、上記はんだパッド3aは、めっき層8により覆われ、上記導体層(接続配線3c)がカバー層7により覆われるものである。
また、図1および図2においては、説明の容易のため、カバー層、ドライフィルムレジスト層およびめっき層の記載を省略するものである。
また、上述のように、上記ドライフィルムレジスト層は、上記各構成の高さのばらつきを吸収できることから、各構成の厚み管理が容易となりサスペンション用基板の製造難易度を下げることができ、歩留まりの向上を図ることができる。
さらに、上記ドライフィルムレジスト層が、上記はんだパッドを囲うものであること、すなわち、上記はんだパッドが露出するような貫通孔を有することにより、はんだによりはんだパッドと上記スライダとを接続した場合に上記はんだが流出し、接続すべきでない端子等とのショート等を生じることを防ぐことができる。このように、はんだが所定の領域から他所に流出することを防ぐことができ、はんだショートのないものとすることができる。
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。
本発明におけるドライフィルムレジスト層は、上記実装領域の上記導体層上に配置され、かつ上記はんだパッドを囲うように形成されたドライフィルムレジストからなるものである。また、上記ビアより厚い膜厚を有し、かつ上記ドライフィルムレジスト層上に配置されるスライダを上記金属基板に対して平行に保つ位置に配置されているものである。
ここで、平行であるとは、上記スライダが実装されたサスペンション用基板を用いてハードディスクドライブとした際に、上記スライダがハードディスク上のデータを精度良く読み取ることができる状態であることをいうものである。
具体的には、ドライフィルムレジスト層の表面の平面度が15μm以下であることを指し、なかでも本発明においては、5μm以下であることが好ましい。データの読み取り、書き込みをより安定的に行うことができるからである。
なお、上記平面度についてはJIS B0621 に規定された手法で求めることができる。
本発明に用いられるドライフィルムレジスト層はドライフィルムレジストからなるものである。
このようなドライフィルムレジスト(以下、DRFとする場合がある。)としては、所望の耐熱性を有し、感光性を有する樹脂からなるものであれば良く、ポジ型であっても、ネガ型であっても良く、サスペンション用基板用途に一般的に用いられるものを使用することができる。具体的には、ポリイミド系DFRや、エポキシ系DFRを挙げることができる。
本発明に用いられるドライフィルムレジスト層が配置される位置としては、少なくともスライダ実装領域を含み、上記スライダを上記金属基板に対して平行に保つことができる位置であれば特に限定されるものではない。
このような位置としては、スライダの形状等に応じて適宜設定されるものであるが、例えば、図5に例示するように、平面視上、上記サスペンション用基板のスライダと接触する領域であるスライダ実装領域のはんだパッドを囲う領域を除いた全面や、図6に例示するように、上記スライダ実装領域におけるはんだパッド周囲のみ、図7に例示するように、上記スライダ実装領域における導体層(接続配線およびビア用配線)およびビアを覆う位置、図8に例示するように、上記スライダ実装領域における導体層およびビアを覆う位置に加えて上記スライダ実装領域の外周部、図9および図10に例示するように、上記導体層およびビアを覆う箇所に加えて上記スライダ実装領域の外周部の一部、さらには、図11に例示するように、上記スライダ実装領域以外に形成された導体層の一部を覆う箇所等とすることができる。
なお、図5〜図11中の符号については、図2〜図3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。
本発明においては、なかでも、平面視上、上記スライダ実装領域のはんだパッドを囲う領域を除き、かつ、上記スライダ実装領域のスライダー底面積を少なくとも含む位置であることが好ましく、特に、平面視上、上記スライダ実装領域のはんだパッドを囲う領域を除き、かつ、スライダー底面積と同一部位であることが好ましい。上記スライダを安定的に平行に保つことができるからである。また、上記ドライフィルムレジスト層が、上述した位置以外にも形成された場合には、本発明の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られた際に、安定的なデータ読み取りが困難となる可能性があるからである。
このようなドライフィルムレジスト層の平面視形状としては、例えば、上記ビアが露出する開口部を有するものとすることができる。
本発明においては、なかでも、上記ビアが露出する開口部を含まない形状、すなわち、上記ビアを覆うように形成されていることが好ましい。平坦性により優れたものとすることができるからである。また、上記ビアがスライダと接触する等の不具合を防ぐことができるからである。
本発明においては、上記ビアよりも1μm〜50μmの範囲内で厚いことが好ましく、なかでも、3μm〜30μmの範囲内で厚いことが好ましく、特に5μm〜15μmの範囲内で厚いことが好ましい。上記スライダと接触する上記ドライフィルムレジスト層の表面を上記金属基板と平行、かつ、平坦なものとすることが容易だからである。また、上記はんだパッドを、上記スライダの接続端子とはんだ接続した場合にはんだの流出を十分に抑制することができ、はんだショートの発生のより少ないものとすることができるからである。
本発明に用いられる金属基板は、上記ベース絶縁層、導体層、ビアおよびドライフィルムレジスト層を支持するものである。
このような金属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、上記金属基板上に形成されるものである。
このような貫通孔のサイズとしては、サスペンション用基板に一般的に用いられるものと同様とすることができる。
本発明に用いられる導体層は、上記ベース絶縁層上に形成された接続配線を少なくとも有するものである。また、上記スライダ実装領域に形成されたビア用配線層、はんだパッドを含むものである。
なお、表面が露出するとは、後述するめっき層により被覆されている場合も含むものである。
また、上記はんだパッドのサイズとしては、上記スライダ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はんだパッドのサイズと同様とすることができる。
このような貫通孔のサイズとしては、サスペンション用基板に一般的に用いられるものと同様とすることができる。
また、上記ビア用配線層の貫通孔の形成箇所としては、上記スライダ実装領域内であれば特に限定されるものではなく、本発明のサスペンション用基板の種類等に応じて設定されるものである。
このような接続配線のパターンとしては、上記スライダ実装領域および外部端子部を安定的に接続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い。
本発明において、上記めっき層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。
本発明に用いられるビアは、スライダ実装領域に形成されるものであり、上記ベース絶縁層およびビア用配線層に形成された貫通孔に充填された導電性材料からなるものであり、上記金属基板および上記ビア用配線層を接続するものである。
本発明のサスペンション用基板は、上記ドライフィルムレジスト層、金属基板、ベース絶縁層、導体層およびビアを少なくとも有するものである。
本発明においては、既に説明した図3に示すように、上記導体層を覆うように形成されたカバー層を有することが好ましい。通常、表面が露出した導体層等は、電気信号の減衰や上記導体層等の劣化を防ぐため、その表面が上記めっき層等の高コストな材料により被覆される。このため、上記ドライフィルムレジスト層により覆われない領域の導体層を上記カバー層で覆うことにより、めっき層の形成面積を小さいものとすることができ、コストダウンを図ることができるからである。
また、既に説明した図3に示すように、上記はんだパッド上に、はんだが積層されていることが好ましい。上記スライダの実装を容易なものとすることができるからである。
本発明に用いられるカバー層は、上記導体層を覆うように形成されるものである。
本発明においては、上記カバー層が、少なくとも上記ドライフィルムレジスト層により覆われない導体層を覆うように形成されるものであることが好ましい。通常、カバー層により覆われておらず、露出している導体層は、上述のように、金めっき等のめっき層により被覆されるが、このような金めっき等で被覆するとコストが高いものになる。しかしながら、上記ドライフィルムレジスト層により覆われていない領域の導体層をカバー層により覆うことにより、このような金めっき等のめっき層の面積を小さいものとすることができ、コストダウンを図ることができるからである。
また、本発明においては、なかでも、上記ドライフィルムレジスト層により覆われる導体層も覆うように形成されるものであることが好ましい。上記カバー層、めっき層、およびドライフィルムレジスト層の順で形成した場合、めっき層を形成する際に、上記ドライフィルムレジスト層により覆われる領域の導体層がカバー層により覆われたものとすることができる。このため、他のレジスト等を使用することなく、上記ドライフィルムレジスト層により覆われる導体層にめっき層を形成することを防ぐことができ、めっき層の面積を小さいものとすることができるからである。なお、上記カバー層は、上記導体層に含まれるビア用配線層を覆う場合においては、通常、上記ビア用配線層のうち上記ビアにより覆われる領域を除いて形成されるものである。
本発明に用いられるはんだは、上記はんだパッド上に積層されるものである。
このようなはんだとしては、サスペンション用基板に一般的に用いられるものを使用することができる。
また、本発明におけるはんだは、上記はんだパッドを囲う空間よりも小さい体積のものであるが、通常、上記ドライフィルムレジスト層上にスライダが実装された際に上記スライダと安定的に接することができるように、上記ドライフィルムレジスト層よりも厚みが厚いもの、すなわち、断面視上、上記はんだが、上記ドライフィルムレジスト層の上記スライダが実装される表面より高くなるように積層される。
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、金属基板と、上記金属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、スライダ実装領域、および上記スライダ実装領域の反対側の端部に配置された外部端子部を接続する接続配線を少なくとも有する導体層と、を有し、上記スライダ実装領域には、上記ベース絶縁層に形成された貫通孔内に充填されてなり、上記金属基板およびビア用配線を接続する導電性材料からなるビアとが形成され、上記スライダ実装領域の導体層には、上記接続配線または上記ビア用配線と接続し、はんだを介してスライダと接続するためのはんだパッドが形成されており、さらに、上記実装領域には、上記導体層上に配置され、かつ上記はんだパッドを囲うように形成されたドライフィルムレジストからなるドライフィルムレジスト層が配置され、上記ドライフィルムレジスト層は、上記ビアより厚い膜厚を有し、かつ上記ドライフィルムレジスト層上に配置されるスライダを上記金属基板に対して平行に保つ位置に配置されているサスペンション用基板の製造方法であって、上記金属基板、ベース絶縁層、導体層およびビアを有する積層基板を準備する積層基板準備工程と、上記ドライフィルムレジストを、上記積層基板に、上記はんだパッド、導体層およびビアを覆うように貼り付けた後、上記ドライフィルムレジストを露光・現像し、上記ドライフィルムレジスト層を形成するドライフィルムレジスト層形成工程を有することを特徴とするものである。
その後、図13(b)に示すように、ドライフィルムレジスト(DFR)を用いてレジストを形成し、ウェットエッチングを行い、上記導体層形成用層3xから、上記はんだパッド3b、ビア用配線層3b、接続配線3cを、上記金属基板形成用層1xから、上記金属基板1を同時に形成した後、レジストを剥離する。
次に、図13(c)に例示するように、上記導体層、すなわち、上記はんだパッド3a、ビア用配線層3bおよび接続配線3cを覆うように液状のカバー層形成用塗工液を塗布し、乾燥することによりカバー層形成用層を形成し、次いで、DFRを用いてレジストを形成し、レジストから露出するカバー層形成用層をウェットエッチングし、上記ビア用配線層3bの一部および接続配線3cを覆うように形成されたカバー層7を形成する。
次いで、図13(d)に例示するように、DFRを用いてレジストを形成し、レジストから露出するベース絶縁層形成用層2xをウェットエッチングし、ビアを形成するための貫通孔をスライダ実装領域に有するベース絶縁層2を形成する。
その後、図13(e)に例示するように、電界めっき法にてビア5を形成し、積層基板とする。
次いで、図13(f)に例示するように、ドライフィルムレジスト6aを、平面視上、上記積層基板の上記スライダ実装領域20上に、上記導体層、すなわち、はんだパッド3a、ビア用配線3bおよび接続配線3cを覆うように貼り付けた後、上記ドライフィルムレジスト6aをフォトマスクを介して露光・現像し上記ドライフィルムレジスト層6を形成することにより、サスペンション用基板10を得る(図13(g))。
なお、図13(a)、(b)、(d)および(e)が積層基板準備工程であり、図13(f)〜図13(g)がドライフィルムレジスト層形成工程である。
また、図13中の符号については、図2〜図3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。
本発明における積層基板準備工程は、上記金属基板、ベース絶縁層、導体層およびビアを有する積層基板を準備する工程である。
また、上記金属基板、ベース絶縁層、および導体層については、上記金属基板上に、上記ベース絶縁層、および、導体層をこの順で形成するものであっても良く、上記金属基板を構成する材料からなる金属基板形成用層と、上記金属基板形成用層上に形成され、上記ベース絶縁層を形成可能な材料からなるベース絶縁層形成用層と、上記ベース絶縁層形成用層上に形成され、上記導体層を形成可能な材料からなる導体層形成用層とを有する積層体を形成した後に、上記導体層および金属基板、ベース絶縁層の順で形成するものであっても良い。
本発明においては、なかでも、上記積層体を用いる方法であることが好ましい。上記各構成を精度良く形成することができるからである。
本発明におけるドライフィルムレジスト層形成工程は、上記ドライフィルムレジストを、上記積層基板に、上記導体層およびビアを覆うように貼り付けた後、上記ドライフィルムレジストを露光・現像し上記ドライフィルムレジスト層を形成する工程である。
本発明におけるサスペンション用基板の製造方法は、少なくとも上記積層基板準備工程およびドライフィルムレジスト層形成工程を含むものであるが、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、上記導体層を覆うようにカバー層を形成するカバー層形成工程や、上記はんだパッドや露出する上記導体層の表面に、めっき層を形成するめっき層形成工程、上記はんだパッド上にはんだを積層するはんだ積層工程等を有するものであっても良い。
なお、上記カバー層形成工程において、上記カバー層を形成する方法および形成されるカバー層については、上記「A.サスペンション用基板」の「6.サスペンション用基板」の「(1)カバー層」の項に記載の内容と同様である。また、上記めっき層形成工程において、上記めっき層を形成する方法および形成されるめっき層については、上記「A.サスペンション用基板」の「4.導体層」の項に記載の内容と同様であるので、ここでの説明は省略する。
また、はんだ積層工程等において、はんだを積層する方法としては、はんだボールを上記はんだパッド上に配置する方法等を挙げることができる。
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スライダ実装領域に実装された素子(スライダ)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。
このようにして、サスペンション用基板を形成した。
2 … ベース絶縁層
3a … はんだパッド
3b … ビア用配線層
3c … 導体層
5 … ビア
6 … ドライフィルムレジスト層
7 … カバー層
8 … めっき層
10 … サスペンション用基板
11 … はんだ
20 … スライダ実装領域
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(スライダ)
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 (9)
- 金属基板と、
前記金属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、スライダ実装領域、および前記スライダ実装領域の反対側の端部に配置された外部端子部を接続する接続配線を少なくとも有する導体層と、
前記導体層を覆うように形成されたカバー層と、
を有するサスペンション用基板であって
前記スライダ実装領域には、前記ベース絶縁層に形成された貫通孔内に充填されてなり、前記金属基板およびビア用配線を接続する導電性材料からなるビアが形成され、
前記スライダ実装領域の導体層には、前記接続配線または前記ビア用配線と接続し、はんだを介してスライダと接続するためのはんだパッドが形成されており、
さらに、前記スライダ実装領域には、前記導体層上に配置され、かつ前記はんだパッドを囲うように形成されたドライフィルムレジストからなるドライフィルムレジスト層が配置され、
前記ドライフィルムレジスト層は、前記ビアより厚い膜厚を有し、かつ前記ドライフィルムレジスト層上に配置されるスライダを前記金属基板に対して平行に保つ位置に配置されており、
さらに、前記カバー層は、前記ドライフィルムレジスト層とは異なる別の層であり、前記カバー層の前記金属基板と反対側の表面は、前記ドライフィルムレジスト層の前記金属基板と反対側の表面より、前記金属基板側に位置することを特徴とするサスペンション用基板。 - 前記ドライフィルムレジストが感光性ポリイミド樹脂からなるもの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。
- 前記カバー層が非感光性材料からなるものであ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。
- 前記ドライフィルムレジスト層が、前記ビアを覆うように形成されていることを特徴とする請求項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。
- 前記はんだパッド上に、はんだが積層されてい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。
- 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を含むことを特徴とするサスペンション。
- 請求項6に記載のサスペンションと、前記サスペンションのスライダ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7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。
- 金属基板と、
前記金属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、スライダ実装領域、および前記スライダ実装領域の反対側の端部に配置された外部端子部を接続する接続配線を少なくとも有する導体層と、
前記導体層を覆うように形成されたカバー層と、
を有し、
前記スライダ実装領域には、前記ベース絶縁層に形成された貫通孔内に充填されてなり、前記金属基板およびビア用配線を接続する導電性材料からなるビアとが形成され、
前記スライダ実装領域の導体層には、前記接続配線または前記ビア用配線と接続し、はんだを介してスライダと接続するためのはんだパッドが形成されており、
さらに、前記スライダ実装領域には、前記導体層上に配置され、かつ前記はんだパッドを囲うように形成されたドライフィルムレジストからなるドライフィルムレジスト層が配置され、
前記ドライフィルムレジスト層は、前記ビアより厚い膜厚を有し、かつ前記ドライフィルムレジスト層上に配置されるスライダを前記金属基板に対して平行に保つ位置に配置されており、
さらに、前記カバー層は、前記ドライフィルムレジスト層とは異なる別の層であり、前記カバー層の前記金属基板と反対側の表面は、前記ドライフィルムレジスト層の前記金属基板と反対側の表面より、前記金属基板側に位置するサスペンション用基板の製造方法であって、
前記金属基板、ベース絶縁層、導体層およびビアを有する積層基板を準備する積層基板準備工程と、
前記導体層を覆うようにカバー層を形成するカバー層形成工程と、
前記ドライフィルムレジストを、前記積層基板に、前記はんだパッド、導体層およびビアを覆うように貼り付けた後、前記ドライフィルムレジストを露光・現像し、前記ドライフィルムレジスト層を形成するドライフィルムレジスト層形成工程を有し、
前記カバー層形成工程と、前記ドライフィルムレジスト層形成工程とは、別々の工程であ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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