JP6237827B2 - 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、およびハードディスクドライブ - Google Patents
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Description
そして、スライダ端子部と配線端子部との接続に用いられる半田の量も、各端子部の平面サイズや各端子部間の間隔に合わせて低減せざるを得なくなる。
まず、本発明のサスペンション用基板について説明する。
図1は、本発明のサスペンション用基板の一例を示す概略平面図である。
図1に示されるサスペンション用基板1は、先端部分に、磁気ヘッドスライダを搭載するタング部2、および磁気ヘッドスライダのスライダ端子部と電気的に接続される配線端子部が配設された配線端子部領域3、を含むジンバル領域を有し、テール側端部に読取回路または書込回路と接続するための外部回路接続端子部が配設された外部回路接続端子部領域4を有し、配線端子部領域3と外部回路接続端子部領域4との間に、少なくとも、前記磁気ヘッドと書込回路とを電気的に接続するための書込配線5と、前記磁気ヘッドと読取回路とを電気的に接続する読取配線6を有するものである。
また、配線端子部3と外部回路接続端子部4との間には、上記の書込配線5、読取配線6の他に、グランド配線や、電源配線等が設けられていても良い。
次に、本発明に係る配線端子部の詳細について説明する。
図3は、本発明に係るサスペンション用基板の第1の実施形態の配線端子部を説明する図であり、(a)は模式的平面図であり、(b)は(a)におけるA−A断面図である。
なお、図3(a)は、本発明に係る配線端子部における第1導体端子パターンと第2導体端子パターンの概略平面形状や配置関係、サイズの関係を説明するための図であり、煩雑となるのを避けるため、配線端子部の構成の詳細や、めっき層、カバー層につての図示は省略している。
なお、図16(a)は、従来の配線端子部における導体端子パターンの概略平面形状を説明するための図であり、煩雑となるのを避けるため、配線端子部の構成の詳細や、めっき層、カバー層につての図示は省略している。
そして、本発明に係る配線端子部10においては、上記のように半田との接合面積が増加するため、その増加に応じて半田との接合強度も増加されることになる。それゆえ、本発明によれば、配線端子部の平面サイズが縮小化された場合であっても、半田を介して接続されるスライダ端子部との接続信頼性を向上させることができる。
また、本発明に係る配線端子部においては、上記の構成とは別に、若しくは上記の構成に加えて、前記第1導体端子パターンの先端が、前記第2導体端子パターンの先端よりも張り出している構成を有することが好ましい。例えば、図3(a)において、前記第1導体端子パターンの先端は、前記第2導体端子パターンの先端よりも長さLだけ張り出している。
なお、例えば、今後予測される配線端子部の幅(第1導体端子パターンの幅)は、端子数が8個の場合に50μm〜60μm程度、端子数が10個の場合に40μm〜50μm程度、端子数が12個の場合に30μm〜40μm程度である。
図5は、本発明に係るサスペンション用基板の第2の実施形態の配線端子部を説明する図であり、(a)は模式的平面図であり、(b)は(a)におけるB−B断面図である。なお、図5(a)は、本発明に係る配線端子部における第1導体端子パターンと第2導体端子パターンの概略平面形状や配置関係、サイズの関係を説明するための図であり、煩雑となるのを避けるため、配線端子部の構成の詳細や、めっき層、カバー層につての図示は省略している。
ただし、本発明においては、第1導体端子パターン13とは接続されていない第1導体からなる配線パターンが、中間絶縁層14を介して、第2導体からなる配線パターンの下に形成されていても良い。
図6は、本発明に係るサスペンション用基板の第3の実施形態の配線端子部を説明する図であり、(a)は模式的平面図であり、(b)は(a)におけるC−C断面図である。
なお、図6(a)は、本発明に係る配線端子部における第1導体端子パターンと第2導体端子パターンの概略平面形状や配置関係、サイズの関係を説明するための図であり、煩雑となるのを避けるため、配線端子部の構成の詳細や、めっき層、カバー層につての図示は省略している。
なお、本発明においては、第2導体端子パターン15とは接続されていない第2導体からなる配線パターンが、中間絶縁層14を介して、第1導体からなる配線パターンの上に形成されていても良い。
図7は、本発明に係るサスペンション用基板の第3の実施形態の配線端子部を説明する図であり、(a)は模式的平面図であり、(b)は(a)におけるD−D断面図である。なお、図7(a)は、本発明に係る配線端子部における第1導体端子パターンと第2導体端子パターンの概略平面形状や配置関係、サイズの関係を説明するための図であり、煩雑となるのを避けるため、配線端子部の構成の詳細や、めっき層、カバー層につての図示は省略している。
金属支持基板の材料としては、サスペンション用基板の支持体として機能し、所望のばね性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えばステンレス鋼を挙げることができる。
金属支持基板の厚さは、例えば10μm〜30μmの範囲内、中でも15μm〜25μmの範囲内であることが好ましい。
次に、本発明における第1導体について説明する。本発明において、第1導体は、配線端子部の第1導体端子パターンを構成する導体であり、また、配線パターンを構成する導体でもある。
第1導体の材料としては、例えば、金属を挙げることができ、具体的には、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、金(Au)、銀(Ag)、および、これらの金属の合金等を挙げることができ、中でも銅(Cu)が好ましい。導電性が高く、安価だからである。
第1導体の厚さは、例えば、1μm〜18μmの範囲内であることが好ましく、5μm〜12μmの範囲内であることがより好ましい。
次に、本発明における第2導体について説明する。本発明において、第2導体は、配線端子部の第2導体端子パターンを構成する導体であり、また、配線パターンを構成する導体でもある。第1導体と第2導体は同じ材料の場合もあり、異なる材料の場合もある。
第2導体の材料としては、例えば、金属を挙げることができ、具体的には、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、金(Au)、銀(Ag)、および、これらの金属の合金等を挙げることができ、中でも銅(Cu)が好ましい。導電性が高く、安価だからである。
第2導体の厚さは、例えば、1μm〜18μmの範囲内であることが好ましく、5μm〜12μmの範囲内であることがより好ましい。
次に、本発明におけるベース絶縁層について説明する。ベース絶縁層は、金属支持基板の表面上に形成されるものであり、ベース絶縁層の上に形成される配線パターンや配線端子部と、金属支持基板とを電気的に絶縁するものである。
ベース絶縁層の材料としては、所望の絶縁性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えばポリイミド等を挙げることができる。また、ベース絶縁層の材料は、感光性材料であっても良く、非感光性材料であっても良い。ベース絶縁層の厚さは、例えば5μm〜30μmの範囲内であることが好ましく、5μm〜15μmの範囲内であることがより好ましい。
次に、本発明における中間絶縁層について説明する。中間絶縁層は、第1導体からなる配線パターンと第2導体からなる配線パターンとを電気的に絶縁するものである。
中間絶縁層の材料としては、所望の絶縁性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えばポリイミド等を挙げることができる。また、中間絶縁層の材料は、感光性材料であっても良く、非感光性材料であっても良い。中間絶縁層の厚さは、例えば5μm〜30μmの範囲内であることが好ましく、5μm〜15μmの範囲内であることがより好ましい。
次に、本発明に用いられるカバー層について説明する。腐食等による劣化を防止するため、最外層の配線パターンは、カバー層で覆われていることが好ましい。カバー層の材料としては、例えば、ポリイミドを挙げることができる。また、カバー層の材料は、感光性材料であっても良く、非感光性材料であっても良い。カバー層の厚さは、例えば3μm〜30μmの範囲内であることが好ましい。
次に、本発明に用いられるめっき層について説明する。めっき層は、配線端子部の表面に形成され、半田との接合強度の向上や、露出する導体の腐食からの保護を目的とするものである。
めっき層は、電解めっき法により形成され、その材料としては、サスペンション用基板の端子部を形成し得るものであれば、特に制限されることなく使用することができ、例えば、Ni(ニッケル)、Au(金)、パラジウム(Pd)などが用いられる。
めっき層は、多層として形成してもよく、例えば、電解Niめっきと電解Auめっきとを順次実施して、下層にNi、上層にAuの多層構造とすることができる。この場合、Ni層の厚さは、例えば、0.1〜3μm程度であり、Au層の厚さは、例えば、1〜5μm程度である。
次に、本発明の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、本発明のサスペンション用基板の製造方法は、上述した構成を有するサスペンション用基板を得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。
サブトラクティブ法を用いた本発明のサスペンション用基板の製造方法の一例について、図8および図9を用いて説明する。
まず、図8(a)に示すように、金属支持基板11(例えばステンレス鋼)、ベース絶縁層13(例えばポリイミド)、および第1導体層13A(例えば銅)が、順次積層された積層体を用意する。
ここで、中間絶縁層14の材料として非感光性ポリイミドを用いた場合、中間絶縁層14の上に、所望の部位を残し、不要な部位が除去されるようにレジストパターンを形成し、前記レジストパターンから露出する部位をアルカリ系のエッチング液を用いて除去することにより、前記エッチング液の等方性によって、中間絶縁層14の端部の断面形状をテーパー形状とすることができる。
また、中間絶縁層14の材料として感光性ポリイミドを用いた場合、塗工、乾燥後のポリアミック酸の状態において、所望の部位を残し、不要な部位が除去されるようにマスクパターンを介して露光し、アルカリ系の現像液により未露光部を除去する。その際、露光部の光の乱反射による、未露光部側への光の回り込みによって、第1導体パターン側に近付くにしたがって、ポリイミドが横方向に広がって硬化する。その後、アルカリ系の現像液を用いて、未露光部を除去することにより、中間絶縁層14の端部の断面形状をテーパー形状とすることができる。
次に、アディティブ法を用いた本発明のサスペンション用基板の製造方法の一例について、図10および図11を用いて説明する。
まず、 金属支持基板11(例えばステンレス鋼)を用意し(図10(a))、その上に、先端が金属支持基板11の先端よりも引き込んだ形態のベース絶縁層12を形成する(図10(b))。
ここで、中間絶縁層14の材料として非感光性ポリイミドを用いた場合、中間絶縁層14の上に、所望の部位を残し、不要な部位が除去されるようにレジストパターンを形成し、前記レジストパターンから露出する部位をアルカリ系のエッチング液を用いて除去することにより、前記エッチング液の等方性によって、中間絶縁層14の端部の断面形状をテーパー形状とすることができる。
また、中間絶縁層14の材料として感光性ポリイミドを用いた場合、塗工、乾燥後のポリアミック酸の状態において、所望の部位を残し、不要な部位が除去されるようにマスクパターンを介して露光し、アルカリ系の現像液により未露光部を除去する。その際、露光部の光の乱反射による、未露光部側への光の回り込みによって、第1導体パターン側に近付くにしたがって、ポリイミドが横方向に広がって硬化する。その後、アルカリ系の現像液を用いて、未露光部を除去することにより、中間絶縁層14の端部の断面形状をテーパー形状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、本発明のヘッド付サスペンションについて説明する。本発明のヘッド付サスペンションは、上述したサスペンションと、前記サスペンションに実装された磁気ヘッドスライダとを有し、前記磁気ヘッドスライダの底面先端が、前記配線端子部の下のベース絶縁層の表面先端に接していることを特徴とするものである。
両者の高さ位置が一致する理由は、金属支持基板11a、11bは、共に同一の金属支持基板11からなり、開口部7を設けたことによって、図14(a)に示すように、左右に隔てられたものであり、ベース絶縁層12a、12bは、共に金属支持基板11の上に形成された同一のベース絶縁層12からなり、フォト製版等により、所望のパターン状に加工されて、図14(a)に示すように、左右に隔てられたものであるからである。
半田接合の方法としては、細管状の半田吐出ヘッド内において、レーザ加熱して溶融された半田を、高圧の窒素ガスで吐出して、所望の端子部間を接合する方法(ソルダージェット法)を、好適に用いることができる。
本発明の配線端子部10は、断面が略凸型の段差形状を有しているが、このソルダージェット法を用いれば、上述の半田ボールボンディング法のように、溶融前の半田ボールの配設位置がずれてしまう弊害は生じないからである。
それゆえ、本発明においては、段差側壁を含む配線端子部10のめっき表面全てを、半田との接合面積とすることができ、同じ平面形状で段差側壁を有さない配線端子部よりも接合強度を向上させることができる。
それゆえ、配線端子部10とスライダ端子部42との空間を埋める量の溶融半田が吐出されても、配線端子部間のベース絶縁層12の上や、スライダ端子部間のシリコン酸化膜の上に溶融半田は濡れ広がらず、配線端子部間の短絡や、スライダ端子部間の短絡を、回避することができる。
特に、本発明においては、磁気ヘッドスライダの底面が、配線端子部側のベース絶縁層の表面に接するとともに、タング部側のベース絶縁層の表面にも接する構成を有するため、磁気ヘッドスライダを、両方のベース絶縁層の上面の高さ位置に、水平に保持することができる。それゆえ、磁気ヘッドスライダのスライダ端子部の位置を、配線端子部に対して所定の高さ、および所定の角度に配置することができ、配線端子部とスライダ端子部との接続をより良好に行うことができる。
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、上述したヘッド付サスペンションを含むことを特徴とするものである。
図15に示されるハードディスクドライブ50は、ケース51と、このケース51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52と、このディスク52を回転させるスピンドルモータ53と、ディスク52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52に対してデータの書き込みおよび読み込みを行うスライダを含むヘッド付サスペンション40とを有している。このうちヘッド付サスペンション40は、ケース51に対して移動自在に取り付けられ、ケース51にはヘッド付サスペンション40のスライダをディスク52上に沿って移動させるボイスコイルモータ54が取り付けられている。また、ヘッド付サスペンション40は、ボイスコイルモータ54にアーム55を介して取り付けられている。
2・・・タング部
3・・・配線端子部領域
4・・・外部回路接続端子部領域
5・・・書込配線
6・・・読取配線
7・・・開口部
10・・・配線端子部
11、11a、11b・・・金属支持基板
12、12a、12b・・・ベース絶縁層
13・・・第1導体端子パターン
13A・・・第1導体層
14・・・中間絶縁層
15、18・・・第2導体端子パターン
16・・・めっき層
17・・・カバー層
20、200・・・半田
30・・・サスペンション
31・・・ロードビーム
40・・・ヘッド付サスペンション
41・・・磁気ヘッドスライダ
42・・・スライダ端子部
43・・・めっき層
44・・・導電性接着剤
50・・・ハードディスクドライブ
51・・・ケース
52・・・ディスク
53・・・スピンドルモータ
54・・・ボイスコイルモータ
55・・・アーム
100・・・配線端子部
101・・・金属支持基板
102・・・ベース絶縁層
103・・・導体端子パターン
106・・・めっき層
107・・・カバー層
Claims (7)
- 第1導体からなる配線パターンの上に中間絶縁層を介して第2導体からなる配線パターンを積層した積層配線構造と、磁気ヘッドスライダの複数のスライダ端子部と電気的に接続するための複数の配線端子部を有するサスペンション用基板であって、
前記複数の配線端子部として、
(A)第1導体端子パターンと、前記第1導体端子パターンの上に形成される第2導体端子パターンを備え、平面視上、前記第2導体端子パターンは、前記第1導体端子パターンに重複し、前記第1導体端子パターンと前記第2導体端子パターンは前記中間絶縁層を介さず電気的に接続されており、前記第1導体端子パターンが前記第1導体からなる配線パターンの終端になっており、かつ、前記第2導体端子パターンが前記第2導体からなる配線パターンの終端になっている構成を有する配線端子部と、
(B)第1導体端子パターンと、前記第1導体端子パターンの上に形成される第2導体端子パターンを備え、平面視上、前記第2導体端子パターンは、前記第1導体端子パターンに重複し、前記第1導体端子パターンと前記第2導体端子パターンは前記中間絶縁層を介さず電気的に接続されており、前記第1導体端子パターンが第1導体からなる孤立した導体パターンになっており、かつ、前記第2導体端子パターンが前記第2導体からなる配線パターンの終端になっている構成を有する配線端子部と、
を含むことを特徴とするサスペンション用基板。 - 第1導体からなる配線パターンの上に中間絶縁層を介して第2導体からなる配線パターンを積層した積層配線構造と、磁気ヘッドスライダの複数のスライダ端子部と電気的に接続するための複数の配線端子部を有するサスペンション用基板であって、
前記複数の配線端子部として、
(A)第1導体端子パターンと、前記第1導体端子パターンの上に形成される第2導体端子パターンを備え、平面視上、前記第2導体端子パターンは、前記第1導体端子パターンに重複し、前記第1導体端子パターンと前記第2導体端子パターンは前記中間絶縁層を介さず電気的に接続されており、前記第1導体端子パターンが前記第1導体からなる配線パターンの終端になっており、かつ、前記第2導体端子パターンが前記第2導体からなる配線パターンの終端になっている構成を有する配線端子部と、
(C)第1導体端子パターンと、前記第1導体端子パターンの上に形成される第2導体端子パターンを備え、平面視上、前記第2導体端子パターンは、前記第1導体端子パターンに重複し、前記第1導体端子パターンと前記第2導体端子パターンは前記中間絶縁層を介さず電気的に接続されており、前記第1導体端子パターンが前記第1導体からなる配線パターンの終端になっており、かつ、前記第2導体端子パターンが第2導体からなる孤立した導体パターンになっている構成を有する配線端子部と、
を含むことを特徴とするサスペンション用基板。 - 第1導体からなる配線パターンの上に中間絶縁層を介して第2導体からなる配線パターンを積層した積層配線構造と、磁気ヘッドスライダの複数のスライダ端子部と電気的に接続するための複数の配線端子部を有するサスペンション用基板であって、
前記複数の配線端子部として、
(B)第1導体端子パターンと、前記第1導体端子パターンの上に形成される第2導体端子パターンを備え、平面視上、前記第2導体端子パターンは、前記第1導体端子パターンに重複し、前記第1導体端子パターンと前記第2導体端子パターンは前記中間絶縁層を介さず電気的に接続されており、前記第1導体端子パターンが第1導体からなる孤立した導体パターンになっており、かつ、前記第2導体端子パターンが前記第2導体からなる配線パターンの終端になっている構成を有する配線端子部と、
(C)第1導体端子パターンと、前記第1導体端子パターンの上に形成される第2導体端子パターンを備え、平面視上、前記第2導体端子パターンは、前記第1導体端子パターンに重複し、前記第1導体端子パターンと前記第2導体端子パターンは前記中間絶縁層を介さず電気的に接続されており、前記第1導体端子パターンが前記第1導体からなる配線パターンの終端になっており、かつ、前記第2導体端子パターンが第2導体からなる孤立した導体パターンになっている構成を有する配線端子部と、
を含むことを特徴とするサスペンション用基板。 - 前記第1導体端子パターンは、ベース絶縁層の上に形成されており、
前記ベース絶縁層の下には、金属支持基板を備えており、
前記ベース絶縁層の先端が、前記第1導体端子パターンの先端よりも張り出しており、
前記金属支持基板の先端が、前記ベース絶縁層の先端よりも張り出していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のサスペンション用基板。 - 請求項1〜4のいずれか1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5に記載のサスペンションと、前記サスペンションに実装された磁気ヘッドスライダを有し、前記磁気ヘッドスライダの底面が、前記配線端子部の下のベース絶縁層の表面および磁気ヘッドスライダ搭載部のベース絶縁層の表面に接していることを特徴とするヘッド付サスペンション。
- 請求項6に記載のヘッド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。
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