WO2007122718A1

WO2007122718A1 - ステンレス箔と樹脂および金属箔からなるラミネート構造体

Info

Publication number: WO2007122718A1
Application number: PCT/JP2006/308368
Authority: WO
Inventors: Tsuyoshi Yamamoto; Shuji Nagasaki; Atsushi Mizuyama; Jun Nakatsuka
Original assignee: Nippon Steel Materials, Co., Ltd.
Priority date: 2006-04-14
Filing date: 2006-04-14
Publication date: 2007-11-01
Also published as: KR20080109843A; JPWO2007122718A1; KR101011900B1; US20100233509A1; JP4781429B2; CN101415548A

Abstract

本発明は、ステンレス箔と樹脂と金属箔とからなる反りの少ないラミネート構造体を提供するものであり、ステンレス箔と樹脂と金属箔の３層構造で構成されるラミネート構造体において、ステンレス箔が強磁性相と非強磁性相を有する混相で、かつ強磁性相の比率が0.1質量％以上、4.0質量％以下である。

Description

明細書ステンレス箔と樹脂および金属箔からなるラミネート構造体技術分野

本発明は、メモリー装置、回路基盤をはじめとする電子機器用構造物に利用できる。特に、安定した位置精度が要求されるハードデイスクドライブ用サスペンション用ラミネ一ト構造体に適する。背景技術

複合素材、なかでも金属と樹脂とで構成されたラミネート構造体は、単体物質では得られない複数の特性が得られるため、さまざまな分野で利用されており、軽くて薄い用途にも益々、利用分野が拡大しつつある。

これらの分野では、素子に、磁気的もしくは電気的もしくは誘電的な物理的作用を精度良く発現させるため、素子を支えるラミネ一ト構造体に厳密な位置精度が要求される。例えば、磁気的な物理作用を利用したものとしてはハードディスク用磁気へッドの支持部、電気的な物理作用を応用したものとしてはフレキシブルプリント基板、誘電的な物理作用を応用したものとしては、強誘電体メモリー用ヘッドの支持部等を挙げることができる。

さまざまな分野に利用されるラミネート構造体であるが、素材毎に異なる熱膨張性ならびに熱収縮性から、反りの影響を無視することができなくなる。特にその厚さを薄くしていくにつれて、その影響は大きくなる。

ラミネート構造体の反りを抑制する方法は、熱可塑性樹脂の場合は、温度を上げて軟化させ、更にラミネート構造体にプレス装置等で圧力を印加して反りを補正後、樹脂を冷却して粘性を上げ密着力を上げていた。一方、熱硬化性樹脂の場合、ラミネート構造体にプレス装置等で圧力を印加して反りを補正し、その際に温度を加えて硬化させていた。

これらの対策は、樹脂の温度が高い状態では、反りに対して有効だが、室温近傍まで温度を下げると、熱収縮差に起因する歪が発生し解消されない。仮に解消されたとしても、反りを矯正するためには、プレス装置で長時間加熱加圧する必要があり、装置の生産性を著しく低下させる。

ハードディスクドライブ用サスペンションラミネート構造体に関する従来の技術は、例えば、特開 2004— 303358号公報は、樹脂層の熱膨張係数や接着力について、特開 2005— 125588号公報は、樹脂の接着力やエッチング加工性について言及しているが、上述したように、ラミネート構造体を製造する過程で接着力を増すために加熱するプロセスを経る限り、反りを安定的に低減することは難しい。本発明で記載する技術、すなわちステンレス箔内部の強磁性相比率の最適化がラミネート構造体の反りを抑制することについては、一切言及されていない。発明の開示

本発明は、ステンレス箔と樹脂と金属箔の 3層構造からなり、反りが抑制されたラミネート構造体を提供することを目的としている本発明の要旨とするところは、ステンレス箔と樹脂と金属箔の 3 層構造から構成されるラミネート構造体において、ステンレス箔が、強磁性相と非強磁性相の混相でかつ、強磁性相の比率が質量で、 0. 1 %以上、 4. 0 %以下であることを特徴とするラミネート構造体、である。更に望ましくは、ステンレス箔と樹脂と金属箔の 3層構造から構成されるハードディスクサスペンション用ラミネート構造体において、ステンレス箔が、強磁性相と非強磁性相の混相でかつ、強磁性相の比率が質量で、 0. 1 %以上、 4. 0 %以下であり、かつ、もう一方の金属箔が銅箔もしくは銅合金箔であることを特徴とするラミネート構造体、である。図面の簡単な説明

図 1 は、本発明のラミネート,構造体の構成を示す断面の模式図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明を具体的に説明する。図 1 は本発明のラミネート構造体の構成を示す断面模式図である。図 1 から判るように本発明のラミネート構造体 1 は、ステンレス箔 2 と金属箔 3 とその間にあつて両箔を接合するための熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂または、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂との複合体 4 とにより構成された 3層構造となっている。

金属箔 3 は、ステンレス箔 2 とは異なる組成の金属及び/又は合金の箔である。

このラミネート構造体 1 は、ステンレス箔 2 とこれとは異なる金属の箔 3の間に、接着するための熱可塑性或いは熱硬化性の樹脂 4 を塗布して合わせた後、加熱により両者を接着して製作される。この加熱による接着温度は 1 00〜400 が一般的であるが、これに限定されず、使用する樹脂の硬化或いは可塑化温度によって適宜選択できる。

ところで、本発明を構成するステンレス箔と成分が異なる金属箔とを樹脂を間に挟ん.でラミネートすると、熱収縮量の差に伴う反りがラミネート構造体に発生する。

ステンレス箔は、強磁性相と非磁性相のいずれ一方もしくは両相が混在する。強磁性相は、熱収縮量が小さく、例えば、銅などの金属とラミネートした場合、ステンレス側に反る傾向がある。一方、非磁性相は、熱収縮量が大きく、銅などの金属とラミネートした場合、非ステンレス側に反る傾向がある。

このように、ステンレス箔の強磁性相は、熱収縮量が小さく、一方、非磁性相は、熱収縮量が大きいため、これらの相比率を調整することにより、ラミネート構造体とした際の反りを制御することができる。本発明においては、強磁性相の比率を質量で 0. 1 %〜4. 0 % とする。強磁性相の比率が質量で 0. 1 %未満では、反りを抑制する効果が小さく、ステンレス箔の側に反り、一方、 4. 0 %を超える場合は、金属箔側に反りやすくなるためである。なお、反りの程度はラミネート構造体の金属箔の種類によっても異なるが、上記範囲内で適切に選択することによってラミネート構造体の反りを抑制することができる。

強磁性相の測定方法は、特に限定するものではなく、振動試料型磁力計（VSM) やフェライトメ一夕一などを利用できる。

なお、本発明に記載のステンレス箔とは、オーステナイト系ステンレス鋼もしくは 2相ステンレス鋼を言う。ステンレス鋼は、薄化する圧延の過程で、非磁性相の一部が磁性相に誘起変態し 2相となる。ステンレス箔の強磁性相の比率は、圧延時の圧下率や圧延時のステンレス鋼の温度等で制御可能である。

本発明に記載する金属箔は、ステンレス箔と成分が異なる厚さ 10 0 m以下の金属，合金を総称する。特に金や銀や銅は、延性があり薄く加工し易い上、電気伝導度が高く、エッチング処理により回路が形成可能で、更に熱伝導性にも優れ、放熱作用に優れる特長がある。また、合金化することで、機械的強度を改善することが可能となる。

金属箔のうち銅合金については、その合金化元素として代表的には N i， S i , Mg, B e等が用いられる力、これらに限定されることはなく、 Cu単体と略同等の（機械的強度以外の）物性を保持する観点から、 C uは 90質量％以上が好適であるものとみられる。

本発明に記載する樹脂は、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の双方を含む。熱可塑性樹脂とは、熱可塑性ポリイミド、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリアミドなどを指すが、それらに限定されるものではない。特に耐熱性が優れたポリイミドの場合、室温と高温度との間の熱収縮量が大きく、本発明記載の反りの抑制効果が大きい。熱硬化性樹脂は、熱硬化性ポリイミド、尿素樹脂、メラミン樹脂、フエノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、エボナイト樹脂などを指すが、それらに限定されるものではない。本発明は、加熱工程を必要とするすべての樹脂で効果を発揮する。樹脂は、 1 層でも良いし、複数を層状にしても良い。熱可塑性樹脂層と熱硬化性樹脂層の選択と組み合わせは任意である。樹脂の厚さ（複層の場合はその合計）は、 5 m以上〜 100 M m以下が望ましく、軽量化の目的では更に 5 , m以上〜

mが望ましいが、これらの数値に限定されるものではない。

近年成長が著しいハードディスクドライブにおいては、高密度化に伴って磁気へッドと記録媒体との間隔が年々狭くなってきている。 1 995年頃 l O Onmだった隙間は、現在で 20nm以下に厳格化してきている。一方、磁気ヘッドを支えるサスペンションには、耐振動特性のため軽量化が求められており、要求厚さが Ι Ο Ο ΠΙ以下（一般に 1 00 m以下の厚さを箔と称す）のステンレス鋼が使用されている。本発明により、ステンレス箔と樹脂と金属箔の 3層構造からなるラミネート構造体の反りを解消することが可能となり、薄くても収縮差起因の反りによる位置精度の不具合が少ないハードディスクドライブサスペンション用ラミネート構造体を安定して製造できる。実施例

以下、実施例に基いて本発明を具体的に説明する。

(実施例 1 )

ステンレス箔として厚さ 20 . m、幅 400mmの SUS 304箔と厚さ 20 m銅箔とを熱可塑性ポリイミド樹脂で硬化することにより接合させて（硬化温度： 350で）反りの状態を観測した。反りは、ラミネ一ト構造体を l mに切断後、上端を固定して垂らしたラミネー卜構造体の反-りの最大量が垂直面に対して 1 00匪以下を良好と判断した。熱可塑性ポリイミド樹脂の厚さは、 5 ； mと 2 5 ^ mと l O O ^ mとした。

この内、反りが良好なサンプルと良好でないサンプルに用いたステンレス箔について、それぞれ振動試料型磁力計（VSM) 装置で飽和磁束密度を測定したところ、非磁性相の中にある範囲で強磁性相が存在すると良好なラミネート形状を得ることが確認できた。

振動試料型磁力計（VSM) 装置は、高価な上、クリーンな環境に設置し、保守点検費用も高価になるため、簡便に強磁性相を測定できるフェライトメ一夕一で測定した。結果を表 1 に示す。フェライトメ一ターによる測定は、ステンレス箔を 1. 0mmに積層し磁気センサ一部を接触させて測定した。振動試料型磁力計（VSM) 装置ならびにフェライトメ一夕一の測定温度は室温（2 5 ）とした。

なお、振動試料型磁力計（VSM) 装置による飽和磁束密度の測定値は、試料の寸法、形状の依存性が/ ί、さいのに対し、フェライトメ一夕一による強磁性相の比率の測定値は、その測定原理から試料の厚さに関する形状依存性が存在する。そのため、本発明におけるフエライトメーターによる測定は、ステンレス箔を積層して試料厚さを 1. Ommの条件に統一した。

積層箔の試料厚さが一定であることにより、ステンレス箔の飽和磁束密度とフェライトメ一夕一の測定による強磁性相比率とは、実施例表 1の如く一定の対応関係を持つ。表 1

(実施例 2 )

ステンレス箔として厚さ 100 z m、幅 650ππη (但し、金属箔が Au, Agの場合は、幅 20龍）の SUS304箔と各種金属箔（厚さ 100 m、幅 6 50mm, 但し、金属箔が Au, Agの場合は、幅 20mm) とをエポキシ樹脂 (樹脂の厚さ 18^ m) で硬化することにより両者を接合させて（硬化温度： 100 ）反りの状態を観測した。

なお、銅合金 Cu— Ni_Si_Mgは、 Νί ： 2.2〜4.2質量％、 Si : 0.02 5〜1. 2質量％、 Mg： 0. 05〜0. 3質量％の組成範囲のものを使用した

また、反りの観測は実施例 1 と同様とした。

ステンレス箔は、 1050でで焼鈍した後、 100 mまで圧延しその際の圧下率を変えて磁性相の比率を測定した。測定に当たっては、ステンレス箔を厚さ 1. 0mmに積層し、フェライトメ一夕一で値を測定した。

金属箔の種類毎に最適なステンレス箔の磁性相の比率を表 2 に示す。磁性相の比率を最適化する,ことで反りのないラミネート構造体が得られる。

表 2

△ ：ステンレス側に反る

〇：形状良好

☆ ：金属側に反る場合

(実施例 3 )

ステンレス箔として厚さ 20 m、幅 300minの各種ステンレス箔と銅箔（厚さ 20 ^ m、幅 300mm) とを熱可塑性ポリイミド樹脂（樹脂の厚さ 10 ; m ) で硬化することによ接合させて（硬化温度： 350 で）反りの状態を観測した。 ' なお、反りの観測は実施例 1 と同様とした。

ステンレス箱は、 1150 で焼鈍した後、 20 mまで圧延しその際の圧下率を変えて磁性相の比率を測定した。測定に当たっては、ステンレス箔を厚さ 1. Ommに積層し、フェライトメ一夕一で値を測定した。

ステンレス箔毎に最適な磁性相の比率を表 3に示す。磁性相の比率を最適化することで反りが無いラミネート構造体が得られる。

ここで、ステンレス箔の鋼種.は、 JIS- G4304ならびに JIS G4305に準拠するものである。そして、これらの各鋼種は、それぞれ ISOおよび関連外国規格の UNS， AISI, DINなどとの対応付けが定められている。：

表 3

△ ：ステンレス側に反

〇：形状良好

☆ ：銅側に反る場合産業上の利用可能性

本発明によれば、ステンレス箔と樹脂と金属箔の 3層構造からなるラミネート構造体の反りを低位に安定化させることが可能となる。具体的には、ハードディスク用磁気ヘッドの支持部、フレキシブルプリント基板、強誘電体メモリ一甩ヘッド支持部等の電気的、磁気的、誘電的素子の支持体に代表される厳密な位置精度が要求される分野に広範に利用可能であり、特に、構造体が薄ぐかつ高い精度が要求されるハードディスクドライブ用サスペンション用部材において、有効な手段となり得る。

Claims

1 . ステンレス箔と樹脂と金属箔の 3層構造から構成されるラミネート構造体において、ステンレス箔が、強磁性相と非強磁性相の混相でかつ、強磁性相の比率が質量で、 0. 1%以上、 4. 0%以下であることを特徴とするラミネート構造体。

請

2 . ステンレス箔と樹脂と金属箔の 3層構造から構成されるハードディスクサスペンション用ラミネート構造体において、ステンレス箔が、強磁性相と非強磁性相のの混相でかつ、強磁性相の比率が質量で、 0. 1%以上、 4.ひ％以下であり、かつ金属箔が銅箔もしぐは銅合金箔であることを特徴とするラミネート囲構造体。