JP2007287280A - 伝送配線構造体及びディスク・ドライブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】伝送線の伝送損失を低減すると共に、それを可能とする構造によるノイズの発生を抑制する。
【解決手段】本発明の一つの態様のサスペンションは、ヘッド・スライダの信号を伝送するトレース１２２を備える。トレース１２２はＦＰＣとの接続パッド２３２ａ−２３２ｆを備える。トレース１２２は、接続パッド２３２ａ−２３２ｆと重なる金属層に、孔群２３４−２３９を備える。各孔群２３４−２３９において、孔のピッチは、伝送信号の高調波の周波数との関係から、所定値以下に設定されている。孔群２３４−２３９によって、伝送損失を低減すると共に、その孔ピッチを所定値に設定することで、孔群２３４−２３９によるノイズの発生も効果的に抑制する。
【選択図】図４

Description

本発明は伝送配線構造体及びディスク・ドライブ装置に関し、特に、伝送配線構造体の金属層における孔の形成に関する。

ディスク・ドライブ装置として、光ディスク、光磁気ディスクあるいはフレキシビル磁気ディスクなどの様々な態様のメディアを使用する装置が知られているが、その中で、ハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）は、コンピュータの記憶装置として広く普及し、現在のコンピュータ・システムにおいて欠かすことができない記憶装置の一つとなっている。さらに、コンピュータ・システムにとどまらず、動画像記録再生装置、カー・ナビゲーション・システム、あるいはデジタル・カメラなどで使用されるリムーバブル・メモリなど、ＨＤＤの用途は、その優れた特性により益々拡大している。

ＨＤＤは、データを記憶する磁気ディスクと、磁気ディスクからのデータ読み出し及び／もしくは書き込みを行うヘッド・スライダ、及び、ヘッド・スライダを磁気ディスク上の所望の位置に移動するアクチュエータを備えている。アクチュエータはボイス・コイル・モータによって駆動され、回動軸を中心として回動することによって、回転する磁気ディスク上でヘッド・スライダを半径方向に移動する。

ヘッド・スライダは、スライダと、そのスライダの面上に形成されたヘッド素子部を備えている。ヘッド素子部は、磁気ディスクへの記憶データに応じて電気信号を磁界に変換する記録素子、及び／又は、磁気ディスクからの磁界を電気信号に変換する再生素子を有している。アクチュエータは弾性を有するサスペンションを備え、ヘッド・スライダはサスペンションに固着されている。アクチュエータに支持されたヘッド・スライダは、回転する磁気ディスク上を一定のギャップを置いて浮上する。

サスペンションは、ヘッド・スライダを磁気ディスク対向面側で保持するジンバルと、ジンバルを磁気ディスク対向面側で保持するロード・ビームとを備えている。アクチュエータ上には、プリアンプＩＣとヘッド上の素子との間の信号を伝送するための配線構造部（以下、トレースと呼ぶ）が形成される。アクチュエータ上の回動軸近傍においてＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）上にプリアンプＩＣが実装されており、トレースはそのＦＰＣと接続される。トレースの伝送信号はプリアンプＩＣが増幅する。

トレースの一つの構造として、ジンバルに連続して形成された金属層と、その金属層上に形成された複数の伝送線と、各伝送線を金属層及び他の伝送線から絶縁する絶縁層とを備えるものが知られている。トレースが金属層を有することで、製造時のハンドリング性をあげることができる。トレースの金属層において、ＦＰＣ接続される外部接続パッドと重なる複数の孔を形成することが、例えば、特許文献１に開示されている。金属層の外部接続パッドと重なる位置に孔を形成することによって、金属層による寄生容量を低減し、トレースのデータ転送周波数を高めることができるとされている。
特開２００２−２５１７０６号公報

しかし、トレースの金属層における安易な孔の形成は、伝送線の伝送特性を大きく損なう。伝送線が高周波信号を伝送する場合、金属層に形成された孔が、伝送信号に対するインピーダンスの変化として表れ、伝送信号の多重反射が起こりうる。これによって伝送信号にノイズが現れ、信号品質の低下もしくは正確な信号伝送が不可能なる。従って、トレースの接続パッドと重なる金属層に孔を形成する場合、信号伝送特性を考慮した設計が要求される。特に、金属層に形成する孔のピッチが、信号伝送特性に影響する重要なファクタとなる。

本発明の一つの態様に係る伝送配線構造体は、金属層と、前記金属層の上において延びており信号を伝送する伝送線と、前記金属層の上に形成された前記伝送線と他の伝送線とを相互接続する接続端子と、前記金属層と前記伝送線との間及び前記金属層と前記接続端子との間に形成された絶縁層を有する。前記金属層は、前記接続端子と重なる複数の孔を有する。前記接続端子に対する前記伝送線の信号の入出力方向における前記複数の孔の平均ピッチ及び前記複数の孔の全ての方向における平均ピッチの少なくとも一方は、伝送信号の３次高調波の波長の１／３００以下である。接続端子と重なる上記態様の複数の孔によって、伝送特性を向上することができる。

前記接続端子に対する前記伝送線の信号の入出力方向における平均ピッチは、伝送信号の３次高調波の波長の１／３００以下であることが好ましい。さらに、前記接続端子に対する前記伝送線の信号の入出力方向における前記複数の孔の最大ピッチは、伝送信号の３次高調波の波長の１／３００以下であることが好ましい。あるいは、前記複数の孔の全ての方向における最大ピッチは、伝送信号の３次高調波の波長の１／３００以下であることが好ましい。これによって、複数の孔による伝送信号への悪影響をより確実に防ぐことができる。

前記接続端子と重なる前記金属層の領域において、その開口率は４０％以下であることが好ましい。これによって、ハンドリングあるいは半田接合時における接続端子の機械的強度を得ることができる。

本発明の他の態様に係る伝送配線構造体は、金属層と、前記金属層の上において延びており信号を伝送する伝送線と、前記金属層の上に形成された前記伝送線と他の伝送線とを相互接続する接続端子と、前記金属層と前記伝送線との間及び前記金属層と前記接続端子との間に形成された絶縁層とを有する。前記金属層は、前記伝送線と重なりその伝送線が延びる方向に配列された孔列と、前記接続端子と重なる複数の孔とを有する。前記接続端子に対する前記伝送線の信号の入出力方向における前記複数の孔の平均ピッチ及び前記複数の孔の全ての方向における平均ピッチの少なくとも一方は、前記孔列の主ピッチ以下である。接続端子と重なる上記態様の複数の孔によって、伝送特性を向上することができる。

前記接続端子に対する前記伝送線の信号の入出力方向における平均ピッチは、前記孔列の主ピッチ以下であることが好ましい。さらに、前記接続端子に対する前記伝送線の信号の入出力方向における前記複数の孔の最大ピッチは、前記孔列の主ピッチ以下であることが好ましい。さらには、前記複数の孔の全ての方向における最大ピッチは、前記孔列の主ピッチ以下であることが好ましい。これによって、複数の孔による伝送信号への悪影響をより確実に防ぐことができる。

本発明の他の態様に係るディスク・ドライブ装置は、データを記録するディスクを回転するモータと、前記ディスクにアクセスするヘッドと、前記ヘッドを支持し、回動軸を中心として回動することによって前記ディスク上を浮上するヘッドを移動し、そのヘッドと配線基板とを接続する配線構造部を有する、アクチュエータを備える。前記配線構造部は、金属層と、その金属層の上において延びており前記ヘッドに接続された伝送線と、その伝送線と連続して形成され前記配線基板と接続された接続パッドと、前記金属層と前記伝送線との間及び前記金属層と前記接続パッドとの間に形成された絶縁層を有する。前記金属層は、前記伝送線と重なりその伝送線が延びる方向に配列された孔列と、前記接続端子と重なる複数の孔とを有する。前記接続端子に対する前記伝送線の信号の入出力方向における前記複数の孔の平均ピッチ及び前記複数の孔の全ての方向における平均ピッチの少なくとも一方は、伝送信号の３次高調波の波長の１／３００以下である。

本発明によれば、信号を伝送する配線構造部における伝送特性を向上することができる。

以下に、本発明を適用可能な実施の形態が説明される。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。尚、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて各要素の重複説明は省略されている。以下においては、ディスク・ドライブ装置の一例であるハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）に例において、本発明の好ましい態様を説明する。

本形態のＨＤＤに使用されるサスペンションは、ヘッド・スライダに接続され、ヘッド・スライダの信号を伝送するトレースを備える。トレースは、金属層とその金属層の上に形成された複数の伝送線と、各伝送線を金属層及び他の伝送線から絶縁する絶縁層とを有している。トレースはさらに複数の接続パッドを備え、各接続パッドはＦＰＣの伝送線と接続されている。金属層は、接続パッドと重なる複数の孔を有し、また、この複数の孔は所定のピッチで配置されている。金属層が接続パッドと重なる所定ピッチの複数の孔を有することで、高周波伝送特性を損なうことなく伝送損失を低減することができる。

まず、本発明が適用されるＨＤＤの全体構成について、図１を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係るＨＤＤ１００の全体構成を模式的に示す上面図である。図１は、アクチュエータが動作時の配置にあるＨＤＤ１００の状態を示している。データを記録するディスクの一例ある磁気ディスク１０１は不揮発性の記録ディスクであって、磁性層が磁化されることによってデータを記録する。ベース１０２は、ガスケット（不図示）を介してベース１０２の上部開口を塞ぐカバー（不図示）と固定することによって筐体の一例であるディスク・エンクロージャを構成し、ＨＤＤ１００の各構成要素を収容することができる。

クランプ１０４は磁気ディスク１０１をスピンドル・モータ１０３に固定する。ベース１０２の底面に固定されたスピンドル・モータ１０３は、磁気ディスク１０１を所定の角速度（速さ）で回転する。ヘッドの一例であるヘッド・スライダ１０５は磁気ディスク１０１にアクセスする。ヘッド・スライダ１０５は、リード及び／もしくはライト素子を有するヘッド素子部とヘッド素子部が固定されたスライダとを有している。アクチュエータ１０６は、ヘッド・スライダ１０５を保持し、移動する。アクチュエータ１０６は回動軸１０７に回動自在に保持されており、自身を回動する駆動機構としてのボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）１０９を備えている。アクチュエータ１０６は、ヘッド・スライダ１０５が配置されたその先端部から、サスペンション１１０、アーム１１１及びコイル・サポート１１２の順で結合された各構成部材を備えている。

ヘッド・スライダ１０５を支持するサスペンション１１０の構成については、後に詳細に説明する。コイル・サポート１１２は、フラットコイル１１３を保持している。ランプ１１５は磁気ディスク１０１の外周端部に近接し、磁気ディスク１０１の回転が停止するときなどに、ヘッド・スライダ１０５を磁気ディスク１０１の面上からアンロードする退避位置を備える。タブ１１６はサスペンション１１０の先端部に形成されており、ロード／アンロードにおいてランプ１１５上を摺動する。なお、本発明をＣＳＳ（Contact Start Stop）タイプのＨＤＤに適用することもできる。

磁気ディスク１０１からのデータの読み取り／書き込みのため、アクチュエータ１０６は回転している磁気ディスク１０１表面のデータ領域上にヘッド・スライダ１０５を移動する。アクチュエータ１０６が回動することによって、ヘッド・スライダ１０５が磁気ディスク１０１の記録面の半径方向に沿って移動する。磁気ディスク１０１に対向するスライダのＡＢＳ（Air Bearing Surface）面で発生する力とサスペンション１１０による押し付け力とがバランスすることによって、ヘッド・スライダ１０５は磁気ディスク１０１上を所定のギャップを置いて浮上する。

ヘッド・スライダ１０５の信号は、アクチュエータ１０６に固定されているトレース１２２が伝送する。伝送配線構造部の一例であるトレース１２２は、その一端がヘッド・スライダ１０５に接続され、その他端はプリアンプＩＣ１２３が実装されたＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）１４３に接続される。トレース１２２は、ヘッド・スライダ１０５とプリアンプＩＣ１２３との間の信号を伝送する。本形態のトレース１２２は、サスペンション１１０と一体的に形成されており、そのサスペンション１１０から延出し、磁気ディスク１０１の反対側において、アーム１１１の回動方向を向く側面に沿って延びている。本形態のＨＤＤ１００は、このトレース１２２の構造に一つの特徴を有する。この点については後に詳述する。

ＦＰＣ１４３はコネクタ１４７を介して、ベース１０１裏面に実装される制御回路基板（不図示）と回路的に接続されている。ＦＰＣ１４３は、制御回路とプリアンプＩＣ１２３との間の信号を伝送する。ＨＤＤ１００の動作制御及びその信号処理は、制御回路基板上の制御回路が行う。ＦＰＣ１４３は、リード／ライト信号の他、プリアンプＩＣ１２３への電源及び制御信号を伝送する。

図２は、ヘッド・アセンブリの一例であるＨＳＡ（Head Stack Assembly）１４０の構成を模式的に示している。ＨＳＡ１４０は、アクチュエータ１０６とヘッド・スライダ１３とを備えるアセンブリである。ＨＳＡ１４０は、アクチュエータ１４の側面に沿って延びるトレース１２２ａ−１２２ｄを備えている。トレース１２２ａ−１２２ｄは、ヘッド・スライダ１３の信号を伝送する。ＨＳＡ１４０は、ＦＰＣ１４３、コイル・サポート１１２内に固定されたＶＣＭコイル１１３、軸受けユニット用孔１４５及びＨＧＡ（ヘッド・ジンバル・アセンブリ）１２０ａ−１２０ｄを備えている。ヘッド・アセンブリの一例であるＨＧＡ１２０ａ−１２０ｄは、サスペンション１１０とその上に実装されたヘッド・スライダ１０５とのアセンブリである。ＨＧＡ１２０ａ−１２０ｄは、それぞれＨＳＡ１４０のアーム１４８ａ−１４８ｃに連結されている。アーム１４８ａ−１４８ｃは、ステンレスやアルミニウムなどの金属で形成されている。

図３（ａ）及び図３（ｂ）は、本実施形態に係るヘッド・ジンバル・アセンブリ（ＨＧＡ）１２０の構成を模式的に示す平面図である。図３（ａ）は磁気ディスク１０１の記録面に対向する面を示し、図３（ｂ）はその反対面を示している。本形態のサスペンション１１０は、ジンバル３０１、ロード・ビーム３０２及びマウント・プレート３０３を備えている。ロード・ビーム３０２はヒンジ部３６１を有している。ヒンジ部３６１は、孔３６２を有してその剛性が弱められており、ヘッド・スライダ１０５が磁気ディスク１０１の回転によって気流から受ける浮力に対抗する負圧を与えるバネ機能を示す。また、ロード・ビーム３０２は、アクチュエータ１０６が回動する際に、ジンバル３０１を安定した姿勢で支持するための剛性機能を有する。ベース・プレート３０５は、ロード・ビーム３０２をアーム１４８に固定するための強度を有する。

ジンバル３０１は例えばステンレス鋼で形成することができ、所望の弾性を有する。ジンバル３０１の前部において、舌片状のジンバル・タング３０８が形成されている。ジンバル・タング３０８には、ヘッド・スライダ１０５が低弾性エポキシ樹脂などによって固着されている。ジンバル・タング３０８は、ビーム・プレート３０４のディンプルを中心として、ヘッド・スライダ１０５を、ピッチ方向あるいはロール方向に回動させる。

トレース１２２は、ジンバル３０１から連続して形成され、ジンバル３０１端部から延在する。トレース１２２はジンバル３０１の磁気ディスク１０１の回転軸と反対側の側部から、延在している。ジンバル３０１から延びるトレース１２２は、ロード・ビーム３０２及びアームの側部（磁気ディスク１０１中心と反対側の側部）に沿って回動軸１０７側（アクチュエータ後側）に向かって延びている。トレース１２２の一部は、スポット溶接によって、ベース・プレート３０５に溶着される。

本形態において、トレース１２２はジンバル３０１と一体的に形成されている。ジンバル３０１上の配線構造と同様に、トレース１２２は基材としてのステンレス金属層、金属層上のポリイミド絶縁層、ポリイミド絶縁層上の伝送線及びポリイミド保護層によって形成されている（図５（ｂ）参照）。トレース１２２の各層は、ジンバル３０１上の配線構造の対応層と連続して形成されている。トレース１２２及びジンバル３０１上の配線構造は、周知のフォトリソグラフィ・エッチング技術によって形成することができる。各伝送線の一端は、ヘッド・スライダ１０５上の回路に接続され、プリアンプＩＣ１２３とヘッド・スライダ１０５との間で信号転送を行う。

図４は、図３（ａ）におけるトレース１２２から、ポリイミド保護層を取り除いた構造を模式的に示している。本例のトレース１２２は、６本の伝送線を備え、さらに、その金属層に一部の伝送線と重なる孔列２５５を有している。図５（ａ）は、図４における円Ｖで囲まれた部分の構造を模式的に示している。図５（ａ）に示すように、トレース１２２は、ライト・ライン・ペア２２２と、リード・ライン・ペア２２３と、ヒータ・ライン・ペア２２４を備えている。ライト・ライン・ペア２２２は、ライト・ライン２２２ａ、２２２ｂからなり、リード・ライン・ペア２２３はリード・ライン２２３ａ、２２３ｂからなり、ヒータ・ライン・ペア２２４はヒータ・ライン２２４ａ、２２４ｂからなる。

ライト・ライン・ペア２２２はライト素子に接続されライト信号を伝送する。リード・ライン・ペア２２３は、リード素子に接続されリード信号を伝送する。ヒータ・ライン・ペア２２４は、ヒータに接続されたヒータ信号を伝送する。ライト・ライン・ペア２２２とリード・ライン・ペア２２３との間を、ヒータ・ライン・ペア２２４が延びている。本例のヘッド・スライダ１０５はヒータを備え、その熱よってヘッド素子部の突出量を調整し、磁気ディスク１０１との間のギャップを制御する。

上述のように、トレース１２２は、その金属層において、ライト・ライン・ペア２２２と重なる孔列２５５を有している。トレース１２２が孔列２５５を有することによって、ライト・ライン・ペアの伝送損失を低減することができる。この点については、後に詳述する。図５（ａ）は、７つの孔２５５ａ−２５５ｇを例示している。各孔２５５ａ−２５５ｇはライト・ライン・ペア２２２に沿って離間して配列されており、また、各孔２５５ａ−２５５ｇはライト・ライン・ペア２２２と重なり、他の伝送線から離間している。

図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ切断線におけるトレース１２２の断面図を模式的に示している。図５（ｃ）は、図５（ａ）のＣ−Ｃ切断線におけるトレース１２２の断面図を模式的に示している。図５（ｂ）及び（ｃ）に示すように、トレース１２２は金属層１２３、その上に形成された伝送配線２２２−２２４、伝送配線２２２−２２４と金属層１２３との間のポリイミド絶縁層１２４、そして、伝送配線２２２−２２４をカバーするポリイミド絶縁保護層１２５を備えている。図５（ｃ）に示すように、孔２５５ｃはライト・ライン・ペア２２２と重なり、他の伝送線とは重なっていない。

図４に戻って、トレース１２２はサスペンション１１０から磁気ディスク１０１の反対側に延出し、ヒンジ部３６１と対向する位置を通過して、さらに、ロード・ビーム３０２に沿って延びている。ロード・ビーム３０２のアーム側端において、トレース１２２は、ロード・ビーム３０２から離れる方向にわずかに屈曲して、さらに、テール２２１が直線状に延びている。テール２２１の反ヘッド・スライダ１０５側端が、そのテール２２１よりも幅が広いタブ２３１へとつながっている。孔列２５５は、ジンバル３０１上で始まり、タブ２３１近傍まで続いている。

トレース１２２の後端部（回動軸側端部）には、ＦＰＣ１４３との接続を行うためのタブ２３１が形成されている。タブ２３１の幅は、テール２２１よりも大きく形成されている。タブ２３１には、ＦＰＣ１４３との半田接続を可能とするための複数の接続パッド２３２ａ−２３２ｆが形成されている。各接続パッド２３２ａ−２３２ｆはトレース１２２の各伝送線２２２−２２４と接続されている。タブ２３１は、回動軸１５近傍においてＦＰＣ１４３と接続され、その上に配置されているプリアンプＩＣ１２３に回路的に接続される。

図６（ａ）は図３（ａ）における円ＶＩＡで囲まれた部分の拡大図であり、図６（ｂ）は図３（ｂ）における円ＶＩＢで囲まれた部分の拡大図である。図６（ａ）に示すように、タブ２３１は、保護層１２５から露出した接続パッド２３２ａ−２３２ｆを有している。接続パッド２３２ａ−２３２ｆは半田によってＦＰＣ１４３に接続される。各接続パッド２３２ａ−２３２ｆは離間しており、接続パッド２３２ａ−２３２ｆと金属層１２３との間には絶縁層１２４が存在している。図６（ｂ）に示すように、タブ２３１の金属層１２３において、各接続パッド２３２ａ−２３２ｆと重なる各領域において、複数の孔２３４−２３９が形成されている。また、図６（ｂ）には、ライト・ライン・ペアと重なる孔列２５５の一部が示されている。

図７（ａ）は、図６（ａ）の各部材を透過的に描いた透視図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるＢ−Ｂ切断線によって示される部分の断面構造を模式的に示している。図７（ａ）に示すように、接続パッド２３２ａ及び２３２ｂは、それぞれライト・ライン２２２ａ及び２２２ｂと連続的に接続している。また、接続パッド２３２ｃ及び２３２ｄは、それぞれヒータ・ライン２２４ａ及び２２４ｂと連続的に接続し、接続パッド２３２ｅ及び２３２ｆは、それぞれリード・ライン２２３ａ及び２２３ｂと連続的に接続している。

金属層１２３は、それぞれが複数の孔からなる孔群２３４−２３９を有し、各孔群２３４−２３９は、それぞれ接続パッド２３２ａ−２３２ｆと重なるように形成されている。各孔群２３４−２３９の各孔は、その全てもしくは一部が接続パッド２３２ａ−２３２ｆと重なる。接続パッド２３２ａ−２３２ｆと重なる複数の孔を、金属層１２３に形成することによって、各接続パッド２３２ａ−２３２ｆにおける伝送損失を低減することができる。図７（ｂ）に示すように、接続パッド２３２ｂは、絶縁保護層１２５から露出しており、その下には絶縁層１２４が形成されている。金属層１２３の各孔２３５ａ−２３５ｅは、接続パッド２３２ｂにその全領域が重なっている。各孔２３５ａ−２３５ｅからは、絶縁層１２４が露出している。

図７（ａ）の例においては、各孔群２３４−２３９は、対応する各接続パッド２３２ａ−２３２ｆに対して、その一部の孔が完全に重なっており、他の一部の孔はその一部のみが重なっている。しかし、各接続パッド２３２ａ−２３２ｆに重なる全ての孔が、対応する接続パッドと完全に重なるように形成してもよい。また、各孔群２３４−２３９において、その一部の孔の内径が他の孔の内径と異なることができる。加工性の観点からは、孔は円形とすることが好ましいが、この形状に限定されることなく、設計によって好ましい形状を選択することができる。

ここで、各孔群２３４−２３９において、孔は接続パッド２３２ａ−２３２ｆ面内において、互いに垂直な２方向において、それぞれ複数配列されていることが好ましい。図７（ａ）の例においては、図のＸ及びＹ軸方向のそれぞれにおいて、複数の孔が形成されており、具体的には、Ｘ方向に３つの孔、Ｙ軸方向に５もしくは６の孔が形成されている。

ここで、接続パッドに重なるように形成された金属層の孔群による、伝送特性への影響について説明する。接続パッド２３２ａ−２３２ｆに交流信号が流れると、金属層１２３に誘導電流が発生する。金属層１２３を流れる誘導電流は、信号を伝送することによって誘導されるものであり、金属層１２３の抵抗との積で表される信号の伝送損失となる。

各孔群２３４−２３９が存在しない場合、金属層１２３の誘導電流は全く遮断されずに流れる。一方、各孔群２３４−２３９は、金属層１２３の誘導電流の流れの一部を遮断する。一部の電流は、孔群２３４−２３９の各孔を迂回するようにこれらの間を流れるが、孔群２３４−２３９は、金属層１２３に流れる電流の値を大きく低減することができる。これによって、信号伝送における伝送損失を大きく低減することができる。

接続パッドに重なる孔群によって、伝送損失の低減を図ることができるが、一方、孔群の形成においては、インピーダンス変化による多重反射の影響を考慮することが必要である。つまり、接続パッドに重なる孔群を形成することによって、接続バッドを流れる信号に対するインピーダンスが、孔のある部分とない部分とで変化する。信号伝送における多重反射の発生を抑制するためには、孔群における孔のピッチが重要な要素となる。

ここで、孔群の存在によるインピーダンス変化の影響は、伝送信号電流の流れる方向において特に重要となる。接続パッドにおいては、伝送線と異なり、信号は一定方向のみならず、あらゆる方向に流れる。その一方で、接続パッドにおいても、伝送信号が主に流れる方向が存在する。図８は接続パッド２３２ｂ及びその近傍の構造を模式的に示している。図８においてＤで示すように、接続パッド２３２ｂと伝送線２２２ｂとの関係から接続パッド２３２ｂに対する伝送信号の入出力方向が規定されるが、伝送信号は主にその方向において流れる。従って、孔の形成においては、特にこの方向Ｄにおける孔ピッチが重要となってくる。

発明者らの検討によれば、接続パッドにおいて、伝送信号の入出力方向における孔の平均ピッチ、あるいは、全ての方向における孔の平均ピッチが、その伝送信号の３次高調波の波長の１／３００以下であることが好ましい。この条件を満たすことによって、伝送信号に対して孔群の存在によるインピーダンス変化が現れず、伝送信号を損なうノイズの発生を防止することができる。

図８の例においては、入出力方向Ｄにおいて、各孔ピッチは同一であって、Ｐ１で示されている。従って、この方向において、平均ピッチと最大ピッチは共にＰ１となる。また、入出力方向Ｄに垂直な方向に隣接する孔間のピッチＰ２は、Ｐ１よりも大きい。この方向におけるピッチＰ２は、図８の例では全て同一である。従って、Ｐ２が、孔群２３５における全ての方向における最大ピッチとなっている。なお、孔のピッチは、隣接する孔の中心間距離と規定することができる。なお、設計によっては、ピッチＰ１やＰ２は、孔の位置によって変化しうる。

上述のように、伝送信号に対するインピーダンス変化の影響は、伝送信号の入出力方向における孔のピッチが重要である。従って、特に、伝送信号の入出力方向における孔の平均ピッチは、伝送信号の３次高調波の波長の１／３００以下であることが好ましい。また、伝送信号の入出力方向及び全ての方向における孔の平均ピッチが上記範囲にあることは、より好ましい態様である。

伝送信号に対するインピーダンス変化は、複数の孔の平均的な影響として主に現れるが、その影響をより確実に抑えるためには、孔の最大ピッチが上記範囲にあることが好ましい。つまり、孔の最大ピッチが伝送信号の３次高調波の波長の１／３００以下であることによって、より確実に伝送信号へのノイズ発生を防止することができる。ここにおいても、伝送信号の方向が重要となる。伝送信号の入出力方向における最大ピッチが３次高調波の波長の１／３００以下であることで、ノイズ発生の可能性は大きく低減することができる。より、確実な効果を図る場合には、全ての孔ピッチにおける最大ピッチが、上記範囲にあることが好ましい。

孔ピッチの設計においては、３次高調波までを考慮することで、伝送特性に対する影響を効果的に抑えることができる。しかし、ノイズ低減の点においてより確実な設計を行うためには、より高い周波数の高調波を考慮することが好ましい。発明者らの検討によれは、特に、伝送信号の５次高調波まで考慮することによって、孔ピッチのインピーダンス変化への影響をより確実に抑えることができる。従って、上記の各孔ピッチの値が、伝送信号の５次高調波の波長の１／３００以下であるように設定することが、より好ましい設計となる。

インピーダンス変化による伝送信号の多重反射が影響する領域としては、複数の孔を考慮することが必要となる。さらに、複数孔のピッチが、ＨＤＤ１のデータ転送レートなどから算出される３次高調波の波長に対して短いことが必要である。ＨＤＤ１のデータ転送レートをＴＲとすると、その基本波の最高周波数ｆは、αＴＲ／２となる。ここで、αはデータ・コーディングによって付加されるデータによる係数であって、典型的には、１．１程度である。また、実際の伝送信号の３次高調波の波長λは、伝送信号の伝播速度をｖとすると、ｖ／３ｆと表される。

発明者らの検討によれば、多重反射を考慮した場合、少なくとも孔の１０ピッチ分の長さがこのλの１／３０以下であれば、伝送信号におけるノイズ発生を防止する効果を期待することができ、伝送信号におけるノイズ発生を効果的に抑えることができる。接続パッドと重なる孔の最大間隔は、上記例のように１０ピッチ未満でありうるが、この平均ピッチが上述の条件を満たすことで、同様の効果を得ることができる。

ここで、ＨＤＤ１のデータ転送レートが１Ｇｂｐｓである場合、伝送信号の基本波の最高周波数ｆは、５５０ＭＨｚ（＝１．１×１Ｇ／２）となる。また、３次高調波の波長λは、約９７ｍｍ（＝１．６Ｅ８／（３×５５０Ｍ））となる。従って、孔のピッチは、約３２３μｍ（＝λ／（３０×１０）＝９７ｍｍ／（３０×１０））以下に設定される。ここで、５次高調波まで考慮する場合は、孔のピッチは、約１９４μｍ以下となる。

金属層１２３に誘導される電流は、伝送信号の周波数が高いほど大きくなる。ヒータへの信号は、リード信号及びライト信号と比較して直流に近い。また、リード信号が正弦波に近い波形を示すのに対して、ライト信号は矩形波に近い波形を示す。このため、ライト信号の高調波成分は、リード信号よりも大きくなる。従って、ライト信号を伝送する接続パッド２３２ａ、２３２ｂにおいて、孔群２３４、２３５が特に重要となる。一方、ヒータ・ライン・ペア２２４などのように、ほとんど変化しない、もしくは、きわめて低い頻度でその伝送信号が変化するライン・ペアに対しては、その効果は小さい。

上述の例においては、接続パッド２３２ａ−２３２ｆに対応して、各孔群２３４−２３９が形成されているが、例えば、ライト信号を伝送する接続パッド２３２ａ、２３２ｂのみに対応して、孔群２３４、２３５を形成することもできる。あるいは、ライト及びリード信号の接続パッドのみに対応した孔群２３４、２３５、２３８、２３９を形成することもできる。

このように、ライト信号の伝送において孔群が重要であり、上記例においては、伝送線と重なる孔列としては、ライト・ライン・ペア２２２と重なる孔列２５５のみが示されている。孔列２５５は、接続パッドに対応する孔群のように、伝送線２２２の伝送損失を低減することができる。孔列２５５の形成においては、孔群と同様に、孔群の存在によるインピーダンス変化について考慮することが必要である。孔列２５５の孔ピッチは、ライト・ライン・ペア２２２における伝送特性を考慮して決定される。しかし、孔列２５５によって規定される伝送線の伝送特性を損なわないためには、孔群２３４、２３５の孔ピッチは、孔列２５５のピッチ以下であることが好ましい。なお、リード・ライン・ペア２２３に対しても、同様に孔列を形成することで、伝送損失の低減を図ることができる。この場合においては、上述と同様の観点から孔ピッチを設定することが好ましい。

ライト信号とリード信号は、差動信号伝送方式（バランス伝送）によって伝送される。このため、各接続パッド間において伝送特性の相違があることは好ましくない。従って、ライト信号を伝送する接続パッド２３２ａ、２３２ｂのそれぞれに、孔群２３４、２３５が形成されていることが好ましく、さらに、これらの孔群２３４、２３５が同様の条件によって形成されていることが好ましい。リード信号を伝送する接続パッド２３２ｅ、２３２ｆについても同様である。

この点は、孔列２５５に対しても当てはめて考えることができる。つまり、各孔２５５ａ−２５５ｇは、ライト・ライン・ペア２２２の双方のラインに同様に重なっていることが重要である。ライン・ペアの一方のみに孔が重なる場合、ライン間の伝送特性が変化して、コモン・モード電流が発生し、さらに、放射の問題も発生しうるからである。なお、ヒータ信号（パワー）は、バランスもしくはアンバランスで伝送することができる。

電気特性の観点からは、孔群における孔のピッチが上述の条件を満たすことが重要である。一方、接続パッド２３２ａ−２３２ｆは、半田によってＦＰＣ１４３に接続される。このため、機械設計の点から孔群の設計を行うことも重要である。接続パッドに重なる領域において、孔群による開口率は４０％以下であることが好ましい。

これによって、ハンドリング及び半田接合時における機械的強度を得ることができるとともに、半田接合による電気コンタクトも確実に得ることができる。特に、接続パッド２３２ａ−２３２ｆに予め半田を固着し、それを押しつぶしてからＦＰＣ１４３と接続する場合、半田押しつぶし工程における強度が重要となる。このため、このようなＨＤＤ１においては、その接続パッドに重なる領域において、孔群による開口率は３０％以下であることが好ましい。

以上、本発明を好ましい実施形態を例として説明したが、本発明が上記の実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、上記の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。例えば、トレースは、ヒータ・ライン・ペアを備えないこと、あるいは、それに代えてもしくはそれに加えて、他の信号を伝送する伝送線を有することができる。本発明は、垂直磁気記録と水平磁気記録の双方のＨＤＤに適用することができるほか、リードもしくはライト素子のみ有するヘッドに適用することができる。また、他のタイプの記録ディスクを使用する装置の他、高周波信号を伝送する様々な形態の伝送配線構造に適用することができる。

本実施形態において、ハードディスク・ドライブの全体構成を模式的に示す平面図である。 本実施形態において、ヘッド・スタック・アセンブリの構成を模式的に示す平面図である。 本実施形態において、ヘッド・ジンバル・アセンブリの構成を模式的に示す平面図である。 本実施形態において、図３（ａ）におけるトレースから、ポリイミド保護層を取り除いた構造を模式的に示している平面図である。 本実施形態において、図４における円Ｖで囲まれたトレースの一部分の構造を模式的に示している図である。 本実施形態において、トレースのタブ構造を模式的に示す図である。 本実施形態において、トレースのタブ構造を模式的に示す図であって、図６（ａ）の各部材を透過的に描いた図である。 本実施形態において、接続パッドにおける孔のピッチ及び伝送信号の入出力方向を説明する図である。

符号の説明

１００ ハードディスク・ドライブ、１０１ 磁気ディスク、１０２ ベース
１０３ スピンドル・モータ、１０４ トップ・クランプ、１０５ ヘッド・スライダ
１０６ アクチュエータ、１０７ アクチュエータ回動軸
１０９ ボイス・コイル・モータ、１１０ サスペンション、１１１ アーム
１１２ コイル・サポート、１１３ フラットコイル、１１５ ランプ、１１６ タブ
１２０ ヘッド・ジンバル・アセンブリ、１２３ プリアンプＩＣ、１２２ トレース
１４３ ＦＰＣ、１４７ ＦＰＣコネクタ、２２１ テール
２２２ ライト・ライン・ペア、２２３ リード・ライン・ペア
２２４ ヒータ・ライン・ペア、２３２ａ−２３２ｆ 接続パッド
２３４−２３９ 孔群、２５５ 孔列、２５５ａ−２５５ｇ 孔、３０１ ジンバル
３０２ ロード・ビーム、３０３ マウント・プレート、３０８ ジンバル・タング
３６１ ヒンジ部、３６２ ヒンジ部孔

Claims (14)

1. 金属層と、
   前記金属層の上において延びており信号を伝送する伝送線と、
   前記金属層の上に形成された前記伝送線と他の伝送線とを相互接続する接続端子と、
   前記金属層と前記伝送線との間及び前記金属層と前記接続端子との間に形成された絶縁層と、を有し、
   前記金属層は、前記接続端子と重なる複数の孔を有し、
   前記接続端子に対する前記伝送線の信号の入出力方向における前記複数の孔の平均ピッチ及び前記複数の孔の全ての方向における平均ピッチの少なくとも一方は、伝送信号の３次高調波の波長の１／３００以下である、
   伝送配線構造体。
2. 前記接続端子に対する前記伝送線の信号の入出力方向における平均ピッチは、伝送信号の３次高調波の波長の１／３００以下である、
   請求項１に記載の伝送配線構造体。
3. 前記接続端子に対する前記伝送線の信号の入出力方向における前記複数の孔の最大ピッチは、伝送信号の３次高調波の波長の１／３００以下である、
   請求項２に記載の伝送配線構造体。
4. 前記複数の孔の全ての方向における最大ピッチは、伝送信号の３次高調波の波長の１／３００以下である、
   請求項１に記載の伝送配線構造体。
5. 前記接続端子と重なる前記金属層の領域において、その開口率は４０％以下である、
   請求項１に記載の伝送配線構造体。
6. 前記接続端子に対する前記伝送線の信号の入出力方向における前記複数の孔の平均ピッチ及び前記複数の孔の全ての方向における平均ピッチの少なくとも一方は、伝送信号の５次高調波の波長の１／３００以下である、
   請求項１に記載の伝送配線構造体。
7. 金属層と、
   前記金属層の上において延びており信号を伝送する伝送線と、
   前記金属層の上に形成された前記伝送線と他の伝送線とを相互接続する接続端子と、
   前記金属層と前記伝送線との間及び前記金属層と前記接続端子との間に形成された絶縁層と、を有し、
   前記金属層は、前記伝送線と重なりその伝送線が延びる方向に配列された孔列と、前記接続端子と重なる複数の孔とを有し、
   前記接続端子に対する前記伝送線の信号の入出力方向における前記複数の孔の平均ピッチ及び前記複数の孔の全ての方向における平均ピッチの少なくとも一方は、前記孔列の主ピッチ以下である、
   伝送配線構造体。
8. 前記接続端子に対する前記伝送線の信号の入出力方向における平均ピッチは、前記孔列の主ピッチ以下である、
   請求項７に記載の伝送配線構造体。
9. 前記接続端子に対する前記伝送線の信号の入出力方向における前記複数の孔の最大ピッチは、前記孔列の主ピッチ以下である、
   請求項８に記載の伝送配線構造体。
10. 前記複数の孔の全ての方向における最大ピッチは、前記孔列の主ピッチ以下である、
    請求項７に記載の伝送配線構造体。
11. 前記接続端子と重なる前記金属層の領域において、その開口率は４０％以下である、
    請求項７に記載の伝送配線構造体。
12. 前記接続端子に対する前記伝送線の信号の入出力方向における前記複数の孔の平均ピッチ及び前記複数の孔の全ての方向における平均ピッチの少なくとも一方は、伝送信号の３次高調波の波長の１／３００以下である、
    請求項１に記載の伝送配線構造体。
13. 前記接続端子に対する前記伝送線の信号の入出力方向における前記複数の孔の平均ピッチ及び前記複数の孔の全ての方向における平均ピッチは、伝送信号の３次高調波の波長の１／３００以下である、
    請求項１に記載の伝送配線構造体。
14. データを記録するディスクを回転するモータと、
    前記ディスクにアクセスするヘッドと、
    前記ヘッドを支持し、回動軸を中心として回動することによって前記ディスク上を浮上するヘッドを移動し、そのヘッドと配線基板とを接続する配線構造部を有する、アクチュエータと、を備え、
    前記配線構造部は、金属層と、その金属層の上において延びており前記ヘッドに接続された伝送線と、その伝送線と連続して形成され前記配線基板と接続された接続パッドと、
    前記金属層と前記伝送線との間及び前記金属層と前記接続パッドとの間に形成された絶縁層と、を有し、
    前記金属層は、前記伝送線と重なりその伝送線が延びる方向に配列された孔列と、前記接続端子と重なる複数の孔とを有し、
    前記接続端子に対する前記伝送線の信号の入出力方向における前記複数の孔の平均ピッチ及び前記複数の孔の全ての方向における平均ピッチの少なくとも一方は、伝送信号の３次高調波の波長の１／３００以下である、
    ディスク・ドライブ装置。

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