JP2006049751A - 磁気ディスク装置と、その配線接続構造及び端子構造 - Google Patents

磁気ディスク装置と、その配線接続構造及び端子構造 Download PDF

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Abstract

【課題】ハンダ付け不良を発生させずにフレキシブル印刷回路基板の端子と、ヘッド・サスペンション・アセンブリの配線トレースの端子とをハンダ接続できるようにする。
【解決手段】絶縁層113Bと該絶縁層113Bの表面に積層された導体パターン部を含む配線トレース100のマルチ・コネクタ100Bの端子構造は、絶縁層113Bの一部に設けられた開口部122a、122b、122c、122dにより露出した端子121a、121b、121c、121dの露出部131a、131b、131c、131dと、導体パターンの長手方向において露出部131a、131b、131c、131dに隣接し絶縁層113Bに接着している裏打部132a、132b、132c、132dとを有している。マルチ・コネクタ100Bの端子にハンダ接続の際、亀裂が生じても端子の裏打部132a、132b、132c、132dが絶縁層113Bに接着しているので、導通性は確保されると共に、端子の強化を図れる。
【選択図】 図5

Description

本発明は、磁気ディスク装置と、その配線接続構造及び端子構造に係り、特に、フレキシブル印刷回路基板の端子と、ヘッド・サスペンション・アセンブリの配線トレースの端子との電気的接続を安定して実現できる端子構造及び配線接続構造と、これらを用いた磁気ディスク装置に関する。
近年のハード・ディスク装置の小型化に伴い、磁気ヘッドを移動させるサスペンションの各部の設計および製造は難しくなってきているが、特に、磁気ディスク装置の動作及びデータ転送を制御する電子部品に接続されているフレキシブル印刷回路基板の端子と、ヘッド・サスペンション・アセンブリの配線トレースの端子とを電気的に接続する作業は製品の歩留まりや信頼性を左右する重要な工程になっている。この接続の方法としては主に2種類の方法が採用されている。第1の方法は、フレキシブル印刷回路基板の端子と、ヘッド・サスペンション・アセンブリの配線トレースの端子とをある程度離してハンダのブリッジで接続する方法である。第2の方法は、フレキシブル印刷回路基板の端子と、ヘッド・サスペンション・アセンブリの配線トレースの端子とを接触又は十分に近づけて、ハンダ又は超音波接着で接続する方法である。
第1の方法を採用した場合は、大量生産するためにはハンダをうまくブリッジ状に融解して凝固させる装置が必要になるが、第2の方法を採用した場合は、手作業でも大量生産することができる。
図7は配線トレースの一端に設けられたマルチ・コネクタを示す平面図で、(A)はハンダ・コテを接触させる側の平面図で、(B)はフレキシブル印刷回路基板に接触させる側の平面図である。第2の方法で使用する配線トレース500は、絶縁層502と、該絶縁層502の表面に並列して配列された4本の導体パターン503a、503b、503c、503dと、導体パターン503a、503b、503c、503dを覆うように該導体パターン503a、503b、503c、503d及び絶縁層502の表面に積層されたカバー層504とから構成され、その一端にマルチ・コネクタ501を有している。マルチ・コネクタ501には導体パターン503a、503b、503c、503dの長手方向において4つの端子505a、505b、505c、505dが等間隔に設けられている。端子505a、505b、505c、505dはそれぞれ導体パターン503a、503b、503c、503dの一部であり、導体パターンの先端部にやや幅の広いパターンとして形成されている。また、マルチ・コネクタ501の絶縁層502には、4つの端子505a、505b、505c、505dそれぞれの一部位が露出するように1つの長方形から成る開口部506が設けられている。さらに、マルチ・コネクタ501のカバー層504aは、配線トレース500のカバー層504とは分離して設けられ、マルチ・コネクタ501の絶縁層502と同様に、4つの端子505a、505b、505c、505dそれぞれの一部位が露出するように1つの長方形から成る開口部507が設けられている。
図8はフレキシブル印刷回路基板600の端子602a、602b、602c、602d上にマルチ・コネクタ501の端子505a、505b、505c、505dをハンダ接続した接続構造を示す説明図である。このフレキシブル印刷回路基板600の端子602a、602b、602c、602dは、4本のリード線となる導体パターン601a、601b、601c、601dの端部側に設けられている。また、マルチ・コネクタ501は絶縁層502(図7参照)の開口部506を上にして配線トレース500から折り曲げられフレキシブル印刷回路基板600上に載置されている。なお、図8において、フレキシブル印刷回路基板600は便宜上、導体パターン601a、601b、601c、601dを、マルチ・コネクタ501で覆われた部分を除き実線で示してある。
このようにしてフレキシブル印刷回路基板600上に載置されたマルチ・コネクタ501の端子505a、505b、505c、505dを、該フレキシブル印刷回路基板600の端子602a、602b、602c、602d上に位置合わせして、端子505a、505b、505c、505dをハンダ・コテで加熱する。ハンダ・コテで端子505a、505b、505c、505dを加熱すると、端子602a、602b、602c、602d上に形成されたハンダ・バンプが融解して、絶縁層502の開口部506から露出している端子505a、505b、505c、505dと端子602a、602b、602c、602dとをほぼ全面的に覆うようにハンダ508によって接続される。なお、このハンダ接続作業は、ヘッド・サスペンション・アセンブリを治具に固定するだけで行うことができる。したがって、手作業でも大量生産することができるので、装置コストを最小限に抑えることができる。なお、このフレキシブル印刷回路基板の端子と、ヘッド・サスペンション・アセンブリの配線トレースの端子とをハンダ接続する技術については、記載すべき先行技術文献情報はない。
背景技術において述べた従来の配線一体型のサスペンションでは、フレキシブル印刷回路基板600の端子602a、602b、602c、602dと、マルチ・コネクタ501の端子505a、505b、505c、505dとをハンダ接続する際、該マルチ・コネクタ501の端子505a、505b、505c、505dは絶縁層502の開口部506内とカバー層504の開口部507内の各空間上で剥き出し状態(フライングリード)になっている。このような状態で、ハンダ・コテでマルチ・コネクタ501の端子上からハンダ接続している間に、該ハンダ・コテで端子の位置合わせをしたり、最初の端子をハンダ接続した後に次の端子をハンダ接続するまでの間に端子を誤ってずらしたりすると、マルチ・コネクタ501の端子は極薄(例えば0.012mm)なので絶縁層の開口部506又はカバー層の開口部507の縁で亀裂が入り、サスペンション全体が不良品になってしまうことがあった。
通常、フレキシブル印刷回路基板600の各端子602a、602b、602c、602dにハンダ・バンプを形成し、その上にマルチ・コネクタ501の端子505a、505b、505c、505dの位置合わせをしてハンダ・コテで該マルチ・コネクタ501の端子505a、505b、505c、505dを加熱することにより、各ハンダ・バンプを溶かしてハンダ接続するが、図8に示した接続構造ではハンダ・バンプを融解して形成したハンダ508だけだと強度不足になる場合がある。これは、マルチ・コネクタ501の端子が絶縁層502の開口部506内とカバー層504aの開口部507内の各空間上で剥き出し(フライングリード)状態だからである。この場合、さらにマルチ・コネクタ501の端子上から該端子全体をハンダで包むようにハンダ付けを行うので、ハンダ・バンプ以外のハンダが必要になると共に、フラックスによるコンタミネーション(contamination)が増加する難点があった。
本発明はこのような従来の難点を解決するためになされたもので、生産性の向上と共に、フレキシブル印刷回路基板の端子と、ヘッド・サスペンション・アセンブリの配線トレースの端子とをハンダ接続する際の配線トレースの端子に亀裂が入ることやハンダを追加することを防ぐことができる信頼性の高い端子構造及び配線接続構造と、これらを用いた磁気ディスク装置を提供することを目的とする。
本発明の第1の態様は、絶縁層と該絶縁層の表面に積層された導体パターンを含む配線トレースに形成された端子構造であって、導体パターンが、絶縁層の一部に設けられた開口部により露出した露出部と、導体パターンの長手方向において露出部に隣接し絶縁層に接着している裏打部とを有する端子構造を提供する。
本発明の第2の態様は、端子を備えるフレキシブル印刷回路基板と、絶縁層と該絶縁層の表面に積層された導体パターンを含む配線トレースとを接続した配線接続構造であって、導体パターンが、絶縁層の一部に設けられた開口部により露出した露出部と、導体パターンの長手方向において露出部に隣接し絶縁層に接着している裏打部とを有し、フレキシブル印刷回路基板の端子と導体パターンの露出部がハンダ接続されている配線接続構造を提供する。
本発明の第3の態様は、磁気ディスクと、磁気ディスクからデータの再生を行うヘッドと、ヘッドが取り付けられたアクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリと、絶縁層と該絶縁層の表面に積層されヘッドに接続された導体パターンを含み導体パターンが、絶縁層の一部に設けられた開口部により露出した露出部と、導体パターンの長手方向において露出部に隣接し絶縁層に接着している裏打部とを含む配線トレースと、配線トレースに接続されたフレキシブル印刷回路基板とを有する磁気ディスク装置を提供する。
本発明は、フレキシブル印刷回路基板の端子に接続する配線トレースに形成された端子の構造や配線接続構造についての改良発明である。この配線トレースの導体パターンに形成された端子を、絶縁層の一部に設けられた開口部により露出した露出部と、導体パターンの長手方向において露出部に隣接し絶縁層に接着している裏打部とを有する構成にすると、信頼性の高い端子構造を形成することができる。例えば従来の端子構造では、ハンダ・コテで配線トレースの端子を加熱する際、該ハンダ・コテで配線トレースの端子をフレキシブル印刷回路基板の端子に位置合わせしたり、ハンダ接続したあとに位置をずらしたりすると、端子に亀裂が入る場合がある。しかし、本発明の端子構造では、端子の裏打部は絶縁層に接着しているので、露出部は強化され亀裂が入りにくくなる。例え、露出部に亀裂が入ったとしてもその亀裂はこの裏打部まで及ぶことはないので、端子としての導通性は確保される。また、絶縁層の一部に設けられた開口部に、導体パターンの長手方向において露出部に隣接する絶縁層の領域を貫通する貫通開口を設けると、ハンダが露出部の加熱面とコンタクト面とを貫通開口を通じて連絡するようになる。このようにハンダが露出部の加熱面とコンタクト面とを貫通された絶縁層の領域を通じて連絡すると、ハンダの回り込みによるハンダ接続が強固になる。なお、本発明でいう「露出部に隣接し絶縁層に接着している裏打部」とは、露出部と裏打部が連続的に隣り合わせに接して存在することをいう。
また、第1の態様において、導体パターンが露出部と裏打部を備える第1の導体パターンと、露出部と裏打部を備える第2の導体パターンを含み、第1の導体パターンの裏打部と第2の導体パターンの裏打部とに対応する絶縁層が各裏打部より配線トレースの端部側で連絡している端子構造を提供する。
この態様は、端子が複数設けられている導体パターンに関するもので、第1の導体パターンの裏打部と第2の導体パターンの裏打部とに対応する絶縁層が各裏打部より配線トレースの最先端部で連絡させることにより、開口部周辺において絶縁層の強度を高くすることができる。
本発明により、ハンダ付け不良を発生させずにフレキシブル印刷回路基板の端子と、ヘッド・サスペンション・アセンブリの配線トレースの端子とをハンダ接続できる磁気ディスク装置と、その配線接続構造及び端子構造を提供することができた。さらに、本発明により、生産性を向上すると共にハンダの接続機能に優れた磁気ディスク装置と、その配線接続構造及び端子構造を提供することができた。
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図面全体をとおして同一構成要素には同一参照番号を付すことにする。図1は、本発明の実施の形態に供する磁気ディスク装置1を示す図で、(A)は概略構成を示す平面図で、(B)は(A)において矢印A方向から見たアクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリを部分的に拡大した側面図である。ベース2はベース・カバー(図示せず。)と共に密閉空間を形成し、内部にアクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリ3、磁気ディスク4、ランプ5、および回路基板に接続される外部端子6などを収納する。磁気ディスク4は、スピンドル軸7の周りを下部に設けたスピンドル・モータ(図示せず。)で回転するようにスピンドル・ハブ(図示せず。)に固定しており、少なくとも一面には磁性層を形成している。磁気ディスク4は、2枚以上を積層することもできる。磁気ディスク4が回転する方向がアクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリ3との関係で、矢印Aの場合を正回転といい、矢印Bの場合を逆回転という。正回転と逆回転の相違は、主としてスライダにおけるヘッドの位置に現れるが、本発明は正回転および逆回転のいずれの磁気ディスク装置に適用することもできる。
アクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリ3は、アクチュエータ・アセンブリ31とヘッド・サスペンション・アセンブリ(以下、HSAという。)32でピポット軸8を中心に回動可能なように構成している。なお、本実施例においてはHSA32は磁気ディスク4の両面に書き込み、読み込みが可能なように該磁気ディスク4を挟むように2つ設けられている。アクチュエータ・アセンブリ31は、HSA32を取り付けるアクチュエータ・アーム33と、ボイス・コイル(図示せず。)を保持するコイル・サポート34と、アクチュエータ・アーム33とコイル・サポート34の連絡部分に当たるピポット・ハウジングで構成している。ボイス・コイルと共にボイス・コイル・モータを構成するために、ボイス・コイル・ヨーク35をベース2に設け、ボイス・コイル・ヨーク35の裏側には永久磁石であるボイス・コイル・マグネット(図示せず。)を取り付けている。
HSA32は、後に詳細を説明するロード・ビームとフレキシャ・アセンブリで構成する。ロード・ビームの先端には、マージ・リップ36を形成し、磁気ディスク4が回転を停止する前に、マージ・リップ36をランプ5の退避面を摺動させてヘッド/スライダを磁気ディスク4の表面上から退避させるいわゆるロード・アンロード方式を実現する。ただし本発明は、ロード・アンロード方式の磁気ディスク装置への適用に限定するものではなく、コンタクト・スタート・ストップ方式の磁気ディスク装置に適用することも可能である。マージ・リップ36、HSA32、およびアクチュエータ・アーム33は、磁気ディスク4の記録面に対応するように積層構造として形成する。アクチュエータ・アセンブリ31には中継端子部37を設け、ヘッドに接続した配線トレース100と、外部端子6に接続したフレキシブル・プリント回路基板10との接続を行う。なお、配線トレース100とフレキシブル・プリント回路基板10の詳細については後述する。
図2は、HSA32の構成を説明する分解斜視図である。HSA32は、マウント・プレート321、2ピースのロード・ビーム322a、322b、ヒンジ323、およびフレキシャ・アセンブリ100Aで構成している。なお、ロード・ビームは2ピースではなく1ピースのものでもよい。フレキシャ・アセンブリ100Aは配線トレース100の一端に設けられ、後に説明するように配線一体型サスペンションの構造を採用する。フレキシャ・アセンブリ100Aのフレキシャ・タング(図3の参照番号103参照。)には、磁気ディスク4の記録面と向き合う面側にヘッド/スライダ102を取り付ける。
フレキシャ・アセンブリ100Aは、ロード・ビーム322a、322bをヒンジ323に固定し、さらにマウント・プレート321も、スポット溶接または接着剤で一体になるように固定する。マウント・プレート321をスエージ加工してHSA32をアクチュエータ・アーム33に固定する。ロード・ビーム322a、322bはアクチュエータ・アセンブリ31と共に回動してヘッド/スライダ102を所定のトラックまで運ぶと共に、ヘッド/スライダ102を磁気ディスク4の表面に押しつける押付荷重を供給する。ヘッド/スライダ102は、空気軸受面が空気流から受ける浮力である正圧とロード・ビーム322による押付荷重のバランスのもとで回転する磁気ディスク4の表面から一定の間隔を維持して浮上する。
このようなアクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリ3の配線トレース100は、一端であるフレキシャ・アセンブリ側がヘッド・スライダに形成されたスライダ・パッドに配線用パッドで接続され(図示せず)、他端が図1(B)に示すようにフレキシブル・プリント回路基板10にマルチ・コネクタ100Bで接続されている。このフレキシャ・アセンブリ100Aとマルチ・コネクタ100Bとを有する配線トレース100は、導体パターンを構成する導体層と、導体層を絶縁する絶縁層を積層し、さらに導体層の上に腐食防止等のために絶縁体であるカバー層を積層して、導体層を絶縁層で挟み込む構成になっている。また、フレキシャ・アセンブリ100Aは、絶縁層の上にヘッド/スライダ102を支持する構造体としての金属層を積層している。
このような積層構造を備える配線トレース100には、製造方法の相違により、アディティブ・タイプ、サブトラクティブ・タイプ、およびフレキシブル基板タイプの3つのタイプがある。
アディティブ・タイプは、フォトリソグラフィ技術を用いて各層を順番に積み上げていく方法である。サブトラクティブ・タイプは、金属層、絶縁層、導体層、およびカバー層で予め形成したシートをエッチングして所定の構造を形成する方法である。フレキシブル基板タイプは、絶縁層、導体層、およびカバー層で所定の形状に形成したフレキシブル・プリント回路基板を金属層の上に貼り付ける方法である。本実施の形態にかかる配線トレース100はフレキシブル基板タイプであるが、フレキシャ・アセンブリ100Aはアディティブ・タイプである。
図3は、配線トレース100の配線一体型サスペンションであるフレキシャ・アセンブリ100Aの積層構造を示す図である。フレキシャ・アセンブリ100Aは、上述のとおりフォトリソグラフィック・エッチング工程、蒸着工程などの半導体加工技術を用いて形成する。図3(A)には、複数の層を積層して完成したフレキシャ・アセンブリ100Aを示し、フレキシャ・アセンブリ100Aを構成する各層の構造を図3(B)〜図3(E)に示す。図3(A)は、完成したフレキシャ・アセンブリ100Aを磁気ディスク4側から見た図であり、ヘッド/スライダ102は図の簡略化のために省略してある。図3(B)〜図3(E)は、磁気ディスク表面に向かって積層していく順番で描いている。
図3(B)は金属層111Aの平面を示しており、材料として300シリーズのステンレス鋼の中から、板厚が0.02mmのSUS304を選定している。また、金属層111Aの材料はステンレス鋼に限定するものではなく、べリリウム、銅またはチタンなどの他の硬質のバネ材料を選択することもできる。金属層111Aは、フレキシャ・タング103を含む。
図3(C)は、金属層111Aと導体層115Aとを絶縁するためにポリイミドやエポキシで形成した絶縁層113Aの平面を示す。絶縁層113Aは、導体層115Aのパターンに合わせた形状で金属層111Aの上に積層する。本実施の形態では、絶縁層の厚さを0.01mmに選択している。なお、絶縁層113Aの一部はフレキシャ・タング103の上にも積層している。
図3(D)は、ヘッドに対する配線パターンである導体層115Aを示している。本実施の形態では、純粋な銅(pure copper)を0.012mmの厚さになるように積層してパターン化している。導体層の材料は、銅に限定するものではなく、アルミニウムや銀等の他の材料であってもよい。図3(E)は、導体層115Aの表面を保護するためのカバー層117Aのパターンを示しており、厚さ0.003mm程度のポリイミドやエポキシの層を導体層115Aの上に付着させている。
図4は、配線トレース100のマルチ・コネクタ100Bの積層構造を示す図である。マルチ・コネクタ100Bはフレキシャ・アセンブリ100Aと同様に、フォトリソグラフィック・エッチング工程、蒸着工程などの半導体加工技術を用いて形成する。図4(A)には、複数の層を積層して完成したマルチ・コネクタ100Bを示し、マルチ・コネクタ100Bを構成する各層の構造を図4(B)〜図4(D)に示す。図4(A)は、完成したマルチ・コネクタ100Bをフレキシブル・プリント回路基板10側から見た図である。図4(B)〜図4(D)は、フレキシブル・プリント回路基板10に向かって積層していく順番で描いている。
図4(B)はポリイミドやエポキシで形成した絶縁層113Bの平面を示す。絶縁層113Bは、導体層115Bのパターンに沿った形状で形成され、該絶縁層11B上に積層されている。本実施の形態では、絶縁層の厚さを0.01mmに選択している。
図4(C)は、端子を含む配線パターンである導体層115Bを示している。本実施の形態では、純粋な銅(pure copper)を0.012mmの厚さになるように積層してパターン化している。導体層の材料は、銅に限定するものではなく、アルミニウムや銀等の他の材料であってもよい。図4(D)は、導体層115Bの表面を保護するためのカバー層117Bのパターンを示しており、厚さ0.003mm程度のポリイミドやエポキシの層を導体層115Bの上に付着させている。絶縁層113B、導体層115B、およびカバー層117Bと、フレキシャ・アセンブリ100Aの絶縁層113A、導体層115A、およびカバー層117Aとは一体となって、配線トレース100を構成する。また、フレキシャ・アセンブリ100Aと共に、絶縁層113B、導体層115B、およびカバー層117Bと、金属層111A、絶縁層113A、導体層115A、およびカバー層117Aの各厚さは例示であって、本発明の範囲をこれらに限定するものではない。
このように絶縁層113B、導体層115B、およびカバー層117Bが積層されたマルチ・コネクタ100Bの端子構造は図4に示すように、導体層115Bが2本ずつに分かれて一対になっており、全体で4本のリード線となる導体パターン120a、120b、120c、120dとして構成されている。この導体パターン120a、120b、120c、120dの端部にはそれぞれ該導体パターンの長手方向において端子121a、121b、121c、121dが形成され、各端子は長方形に形成されて短辺部側が一直線上に位置するように等間隔に設けられている。
また、マルチ・コネクタ100Bの絶縁層113Bには、4つの矩形状の開口部122a、122b、122c、122dが設けられている。導体層115Bの導体パターン120aの端子121a、121b、121c、121dは、それぞれ絶縁層113Bの開口部122a、122b、122c、122dにより露出した露出部131a、131b、131c、131dと、この131a、131b、131c、131dに隣接し絶縁層113Bに接着している裏打部132a、132b、132c、132dとを有している。
裏打部132a、132b、132c、132dは、絶縁層113Bに接着して端子121a、121b、121c、121dを強化する作用を発揮する領域なので面積はできるだけ大きい方が望ましい。露出部131a、131b、131c、131dは、ハンダ・コテを当てて加熱する領域なので面積は大きい方が作業がやりやすい。一方裏打部132a、132b、132c、132dと露出部131a、131b、131c、131dからなる端子121a、121b、121c、121dのサイズは、隣接する端子との間隔を確保したり、マルチ・コネクタ100Bの全体の面積に対する制約を考慮すると一定の範囲に収める必要がある。露出部131a、131b、131c、131dの面積と裏打部132a、132b、132c、132dの面積の合計面積に対する裏打部132a、132b、132c、132dの面積を、30%乃至70%好ましくは40%乃至60%にすると、所定の大きさのマルチ・コネクタ100Bに対して、適切なハンダ接続のために露出部131a、131b、131c、131dが必要とする面積と、端子構造の強化のために裏打部132a、132b、132c、132dが必要とする面積をバランスよく割り振ることができる。
露出部131a、131b、131c、131dは、開口部122a、122b、122c、122dの全体に渡って設けてもよいが、露出部131a、131b、131c、131dが開口部122a、122b、122c、122dの領域の一部だけを占めるようにして、開口部122a、122b、122c、122dに貫通開口が残るように構成すると、後述するフレキシブル・プリント回路基板10の端子と導体パターン120a、120b、120c、120dの端子121a、121b、121c、121dとの接続の際に目視で位置合わせがしやすくなり、露出部131a、131b、131c、131dの表面から裏面にハンダを回り込ませて露出部131a、131b、131c、131dの強度を増大することができる。以後、端子121a、121b、121c、121dの表面に対応する露出部131a、131b、131c、131dの領域を加熱面といい、裏面に対応する露出部131a、131b、131c、131dと裏打部132a、132b、132c、132dの領域をコンタクト面という。
さらに、マルチ・コネクタ100Bのカバー層117B’には、導体パターン120a、120b、120c、120dの端子121a、121b、121c、121dがそれぞれ長手方向の両端部を残して露出するように長方形から成る単一の開口部123が設けられている。このマルチ・コネクタ100Bのカバー層117B’は、配線トレース100のカバー層117Bとは折曲部124を中心にして2分割されている。この折曲部124は絶縁層113Bに設けられ、マルチ・コネクタ100Bと配線トレース100とを中継端子部37においてフレキシブル印刷回路基板10の側面に沿って折曲しやすくするために、3つの小さな開口125a、125b、125cが該カバー層117Bの開口部123の長辺部に沿って設けられている。この開口125a、125b、125cで折曲することにより、マルチ・コネクタ100Bの端子121a、121b、121c、121dを、中継端子部37においてフレキシブル印刷回路基板10の端子12a、12b、12c、12d上に位置合わせして固定し易くなる。なお、このカバー層117Bを有していない配線トレース100もある。
開口部123は、絶縁層113Bの4つの開口部122a、122b、122c、122dとは異なり単一の開口部として形成している。これは、フレキシブル印刷回路基板10の端子12a、12b、12c、12dとマルチ・コネクタ100Bの端子121a、121b、121c、121dのコンタクト面とを緊密に密着させるためである。
図5は、図1(B)に示す本発明の配線接続構造を示す図で、(A)は拡大平面図で、(B)は(A)のA−A断面図である。フレキシブル印刷回路基板10は、柔軟性のあるシートで挟んで絶縁した導体層11が一つのヘッドに対して2本ずつに分かれて一対になっており、全体で4本のリード線となる導体パターン11a、11b、11c、11dとして構成されている。フレキシブル印刷回路基板10には、このような導体パターンがヘッドの数に対応する数だけ形成されている。この導体パターン11a、11b、11c、11dの端部、即ち、マルチ・コネクタ100Bの端子121a、121b、121c、121dのコンタクト面にハンダ接続させる側にはそれぞれ該導体パターンの長手方向において露出した端子12a、12b、12c、12dが形成され、各端子は長方形に形成されて短辺部側が一直線上に位置するように等間隔に設けられている。このフレキシブル印刷回路基板10の各端子12a、12b、12c、12d上にはハンダ・バンプが形成されている。なお、図5において、フレキシブル印刷回路基板10は便宜上、導体パターン11a、11b、11c、11dをマルチ・コネクタ100A、100Bで覆われた部分では破線で示し、覆われていない部分では実線で示してある。
このように構成されたマルチ・コネクタ100Bの端子121a、121b、121c、121dとフレキシブル印刷回路基板10の端子12a、12b、12c、12dとを、アクチュエータ・アセンブリ31の中継端子部37でハンダ接続する接続工程を、図4、図5を参照して以下に説明する。
まず、予め組み立てられたアクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリ3を中継端子部37を上面に向けて作業治具(図示せず)に設置する。この中継端子部37にフレキシブル印刷回路基板10の端子12a、12b、12c、12dが形成された部位を、例えば熱硬化性接着剤によって接着する。この熱硬化性接着剤としては、エポキシ樹脂などが用いられる。そして、予めHSA32のヘッド/スライダ102にフレキシャ・アセンブリ100A側の端子がハンダ接続された配線トレース100をアクチュエータ・アーム33に沿わした状態で、該アクチュエータ・アーム33の中継端子部37の近傍に設けられた引掛け部(図示せず)に引掛ける。ここで、配線トレース100とマルチ・コネクタ100Bとを折曲部124で折り曲げる。具体的には、カバー層117B側を谷折りにしてマルチ・コネクタ100Bのカバー層117B側がフレキシブル印刷回路基板10の端子12a、12b、12c、12dに対向するように配置する。
ピンセット等の工具によりフレキシブル印刷回路基板10の端子12a、12b、12c、12d上にマルチ・コネクタ100Bの端子121a、121b、121c、121dを位置合わせして、端子121a、121b、121c、121dの順番にハンダ接続する。このとき、端子12a、12b、12c、12dと端子121a、121b、121c、121dとの間にカバー層117Bが位置して、両者の間に隙間を形成する構造になっているが、カバー層117Bは0.003mm程度の厚さであり、また分離した複数の開口部ではなく単一の大きな開口部123を設けているので、開口部123において各端子のコンタクト面はフレキシブル印刷回路基板10の各端子に密着することができる。
このハンダ接続は具体的には、ハンダ・コテ(図示せず)で各端子の露出部131a、131b、131c、131dの加熱面を加熱してフレキシブル印刷回路基板10の各端子のハンダ・バンプを融解する。この際、絶縁層113Bの各開口部が露出部131a、131b、131c、131dに隣接する絶縁層113Bの領域を貫通して貫通開口を構成しているので、図5に示すように、ハンダ200a、200b、200c、200dが露出部131a、131b、131c、131dの加熱面とコンタクト面とを貫通開口を通じて連絡するようになる。このようにハンダ200a、200b、200c、200dが露出部131a、131b、131c、131dの加熱面とコンタクト面とを貫通された絶縁層113Bの領域を通じて連絡すると、ハンダ200a、200b、200c、200dの回り込みによりハンダ接続を強固にすると共に端子の強度を増大する。
また、ハンダ・コテで各端子の露出部131a、131b、131c、131dの加熱面を加熱しフレキシブル印刷回路基板10の各端子のハンダ・バンプを融解している際、該ハンダ・コテで端子の位置合わせをしたり端子を誤ってずらしたりすると、マルチ・コネクタ100Bの端子は極薄(例えば0.012mm)なので亀裂が入る場合がある。しかし、マルチ・コネクタ100Bの端子は一部が裏打部132a、132b、132c、132dとして絶縁層113Bに接着し、絶縁層113Bの各開口部の空間上で剥き出し(フライングリード)状態になっているのは露出部131a、131b、131c、131dだけなので、開口部の縁において露出部に亀裂は入りにくくなり、端子の強化を図ることができる。例え、露出部に亀裂が入ったとしてもその亀裂はこの裏打部132a、132b、132c、132dまで及ぶことはないので、導通性は確保される。このような端子構造を採用すると、従来、端子構造を強化するために加熱面とコンタクト面との間でハンダを回り込ませるために加熱面に設けていた予備ハンダを使用する必要がなくなる。
また、配線トレース100のマルチ・コネクタ100Bは、絶縁層113Bが各裏打部132a、132b、132c、132dより該マルチ・コネクタ100Bの端部側の最先端部で連絡する構成である。したがって、マルチ・コネクタ100Bは、開口部122a、122b、122c、122dの周囲において絶縁層113Bの強度を高くすることができ、各端子121a、121b、121c、121dの強化を図ることができる。
このようなマルチ・コネクタ100Bは、例えばマルチ・コネクタ100Bの導体パターン120a、120b、120c、120dの端子121a、121b、121c、121dは、幅が0.35mm、長さが1.4mmである。マルチ・コネクタ100Bの絶縁層113Bの開口部122a、122b、122c、122dは、幅が0.5mm、長さが0.7mmである。このような各部位の大きさにおいて、露出部131a、131b、131c、131dに隣接する絶縁層113Bの領域を貫通する開口部122a、122b、122c、122dの幅を0.3mmにする。
なお、上述した実施形態においては、マルチ・コネクタ100Bの導体パターン120a、120b、120c、120dの各端子121a、121b、121c、121dは、裏打部132a、132b、132c、132dを露出部131a、131b、131c、131dの片側に設けていたが、これに限らず、露出部131a、131b、131c、131dの両側に設けてもよい。
図6はマルチ・コネクタ100Bの露出部131a、131b、131c、131dと裏打部132a、132b、132c、132dの他の実施例を示す図である。図6(A)に示すように、露出部131a、131b、131c、131dの両側に裏打部132a、132b、132c、132dを設けた場合においても、マルチ・コネクタの端子は露出部131a、131b、131c、131dの両側が裏打部132a、132b、132c、132dとして絶縁層113Bに接着しているので、亀裂は入りにくくなり、端子の強化を図ることができる。例え、露出部に亀裂が入ったとしてもその亀裂は絶縁層113Bに接着している裏打部132a、132b、132c、132dまで及ぶことはないので、導通性は確保される。また両側に裏打部132a、132b、132c、132dを設けた露出部131a、131b、131c、131dに、図6(B)に示すような貫通開口133a、133b、133c、133dを形成してもよい。この貫通開口133a、133b、133c、133dを露出部131a、131b、131c、131dに形成することにより、端子の目視による位置合わせがやり易くなり、かつ、ハンダ接続されたハンダが露出部131a、131b、131c、131dの加熱面とコンタクト面とを連絡することができ、ハンダ接続が強固になる。なお、貫通開口133a、133b、133c、133dの形状は、ハンダが露出部131a、131b、131c、131dの加熱面とコンタクト面とを貫通開口133a、133b、133c、133dを通じて連絡すればよいので、円形や矩形など、種々の形状が採用できる。
また、上述した実施形態においては、ハンダ・コテで露出部131a、131b、131c、131dの加熱面を加熱しフレキシブル印刷回路基板10の各端子のハンダ・バンプを融解して、マルチ・コネクタ100Bとフレキシブル印刷回路基板10とをハンダ接続していたが、これに限らず、糸ハンダ等を使用してもよい。この場合、各露出部131a、131b、131c、131dの上から糸ハンダを融解して盛るのであるが、露出部131a、131b、131c、131dに隣接する絶縁層113Bの領域が貫通していれば、ハンダ接続されたハンダが露出部131a、131b、131c、131dの加熱面とコンタクト面とを連絡することができる。また、露出部131a、131b、131c、131dに図6(B)に示すような貫通開口133a、133b、133c、133dを形成しても、ハンダ接続されたハンダが露出部131a、131b、131c、131dの加熱面とコンタクト面とを連絡することができる。
また、上述した実施形態においては、マルチ・コネクタ100Bの各導体パターンの端子、絶縁層113Bの開口部及びカバー層117Bの開口部は何れも長方形に形成されていたが、これに限らず、絶縁層113Bの開口部により露出部が露出し裏打部が絶縁層113Bに接着し、マルチ・コネクタ100Bの端子とフレキシブル印刷回路基板10の端子とをハンダ接続することができればどのような形状のものでもよい。
また、上述した実施形態においては、マルチ・コネクタ100Bは配線トレース100の端部に設けられていたが、これに限らず、配線トレース100の途中に設けてもよい。
さらに、上述した実施形態においては、マルチ・コネクタ100Bの端子とフレキシブル印刷回路基板10の端子とはハンダ接続されていたが、これに限らず、超音波接着でもよい。超音波接着では、被接着物と接触しこれに超音波振動を与えるボンディング・ツールが使用される。即ち、ハンダ・コテの変わりに使用するボンディングツールの先端部が、所定の圧力でフレキシブル印刷回路基板10の端子上に重ねられたマルチ・コネクタ100Bの端子に接触し、超音波振動をマルチ・コネクタ100Bの端子とフレキシブル印刷回路基板10の端子の間に生成する。該振動による端子間の摩擦により、被接触表面の酸化物層が除去され、局部温度上昇が加わり、被接着金属原子間に結合力が生じてマルチ・コネクタ100Bの端子とフレキシブル印刷回路基板10の端子が接着される。本実施の形態で示した端子構造は、振動やボンディング・ツールにより加えられる力により亀裂が入りにくいため、超音波接着にも適している。
これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。
本発明の実施の形態にかかる磁気ディスク装置を示す図で、(A)は平面図で、(B)はアクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリの側面図である。 本発明の実施の形態にかかるHSAの構成を説明するための斜視図である。 本発明の実施の形態にかかる配線トレースのフレキシャ・アセンブリの構造を説明するための平面図である。 本発明の実施の形態にかかる配線トレースのマルチ・コネクタの構造を説明するための平面図である。 本発明の実施の形態にかかるマルチ・コネクタの配線接続構造及び端子構造を示す平面図である。 本発明の実施の形態にかかるマルチ・コネクタの配線接続構造及び端子構造の他の実施例を説明するための平面図である。 従来のマルチ・コネクタの端子構造を説明する平面図である。 従来のマルチ・コネクタの配線接続構造及び端子構造を示す平面図である。
符号の説明
3……アクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリ
4……磁気ディスク
10……フレキシブル印刷回路基板
37……中継端子部

100……配線トレース
100A……フレキシャ・アセンブリ
102……ヘッド/スライダ
322a、322b……ロード・ビーム
100B……マルチ・コネクタ
113B……絶縁層
115B……導体層
117B……カバー層(第2の絶縁層)
123……カバー層の開口部
124……折曲部
120a、120b、120c、120d……導体パターン
121a、121b、121c、121d……端子
122a、122b、122c、122d……絶縁層の一部に設けられた開口部
131a、131b、131c、131d……端子の露出部
132a、132b、132c、132d……端子の裏打部
133a、133b、133c、133d……端子の貫通開口

Claims (19)

  1. 絶縁層と該絶縁層の表面に積層された導体パターンを含む配線トレースに形成された端子構造であって、前記導体パターンが、
    前記絶縁層の一部に設けられた開口部により露出した露出部と、
    前記導体パターンの長手方向において前記露出部に隣接し前記絶縁層に接着している裏打部と
    を有する端子構造。
  2. 前記開口部が、前記導体パターンの長手方向において前記露出部に隣接する前記絶縁層の領域を貫通している請求項1記載の端子構造。
  3. 前記露出部の面積と前記裏打部の面積の合計面積に対する前記裏打部の面積が30%乃至70%である請求項1記載の端子構造。
  4. 前記裏打部が前記導体パターンの長手方向において前記露出部の両側に設けられている請求項1記載の端子構造。
  5. 前記露出部に貫通開口を形成した請求項4記載の端子構造。
  6. 前記導体パターンが前記露出部と前記裏打部を備える第1の導体パターンと、前記露出部と前記裏打部を備える第2の導体パターンを含み、前記第1の導体パターンの前記裏打部と前記第2の導体パターンの前記裏打部とに対応する前記絶縁層が前記各裏打部より前記配線トレースの端部側で連絡している請求項1記載の端子構造。
  7. 前記配線トレースが前記絶縁層の表面に積層されている前記導体パターンに積層された第2の絶縁層を備え、前記第2の絶縁層に前記各露出部を露出させる開口部が形成されている請求項6記載の端子構造。
  8. 前記配線トレースが折曲部を備えており、前記第2の絶縁層に設けた前記開口部が前記折曲部より前記端部側において、前記第1の導体パターンの前記露出部と前記第2の導体パターンの前記露出部とを単一の開口で露出させる請求項7記載の端子構造。
  9. 前記第2の絶縁層が前記折曲部を中心にして2分割されている請求項8記載の端子構造。
  10. 端子を備えるフレキシブル印刷回路基板と、絶縁層と該絶縁層の表面に積層された導体パターンを含む配線トレースとを接続した配線接続構造であって、
    前記導体パターンが、前記絶縁層の一部に設けられた開口部により露出した露出部と、前記導体パターンの長手方向において前記露出部に隣接し前記絶縁層に接着している裏打部とを有し、前記フレキシブル印刷回路基板の端子と前記導体パターンの前記露出部がハンダ接続されている配線接続構造。
  11. 前記ハンダ接続が前記印刷回路基板の端子に形成したハンダ・バンプの融解により行われる請求項10記載の配線接続構造。
  12. 前記開口部が前記導体パターンの長手方向において前記露出部に隣接する前記絶縁層の領域を貫通しており、前記ハンダ接続されたハンダが前記露出部の加熱面とコンタクト面とを前記貫通された絶縁層の領域を通じて連絡している請求項11記載の配線接続構造。
  13. 前記露出部が貫通開口を備え、前記ハンダ接続されたハンダが前記露出部の前記加熱面と前記コンタクト面とを前記露出部の前記貫通開口を通じて連絡している請求項12記載の配線接続構造。
  14. 前記ハンダ接続に代えて、前記フレキシブ印刷回路基板の端子と前記導体パターンの前記露出部が超音波接続されている請求項10記載の配線接続構造。
  15. 前記導体パターンと、前記導体パターンが有する前記露出部及び前記裏打部とを複数備えたマルチ・コネクタが前記フレキシブル印刷回路基板に接続される前記配線トレースの端部側に設けられている請求項10記載の配線接続構造。
  16. 磁気ディスクと、
    前記磁気ディスクからデータの再生を行うヘッドと、
    前記ヘッドが取り付けられたアクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリと、
    絶縁層と該絶縁層の表面に積層され前記ヘッドに接続された導体パターンを含み前記導体パターンが、前記絶縁層の一部に設けられた開口部により露出した露出部と、前記導体パターンの長手方向において前記露出部に隣接し前記絶縁層に接着している裏打部とを含む配線トレースと、
    前記配線トレースに接続されたフレキシブル印刷回路基板と
    を有する磁気ディスク装置。
  17. 前記配線トレースが前記ヘッドが取り付けられたフレキシャと前記フレキシャが取り付けられたロード・ビームを含む配線一体型サスペンションとして形成されている請求項16記載の磁気ディスク装置。
  18. 前記配線トレースの露出部と前記フレキシブル印刷回路基板とが、前記アクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリに設けた中継端子部で接続されている請求項16記載の磁気ディスク装置。
  19. 前記露出部と前記フレキシブル印刷回路基板の端子とが、ハンダ・コテを使用してハンダ接続されている請求項16記載の磁気ディスク装置。

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