JP2013222480A - 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、ヘッド付サスペンションと外部接続基板との組合体およびハードディスクドライブ - Google Patents

Abstract

【課題】外部接続基板を装着する際に用いられるボンディングツールの磨耗を低減すると共に、外部接続基板の外部端子との接合信頼性を向上させることができるサスペンション用基板を提供する。
【解決手段】本発明によるサスペンション用基板１は、絶縁層１０と金属支持層２０と配線層３０とを備えている。配線層３０は、複数の配線３１と、ボンディングツール６０を用いて外部接続基板１３１の外部端子１３２に超音波接合可能な複数の接続端子３３と、を有している。絶縁層１０および金属支持層２０に、接続端子３３を露出させる開口部７０が設けられている。接続端子３３は、ボンディングツール６０に押圧されるツール面３５と、外部接続基板１３１の外部端子１３２に超音波接合される接合面３６と、を有している。接続端子３３のツール面３５の表面粗さは、接合面３６の表面粗さより小さくなっている。
【選択図】図３

Description

本発明は、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、ヘッド付サスペンションと外部接続基板との組合体およびハードディスクドライブに係り、とりわけ、外部接続基板を装着する際に用いられるボンディングツールの磨耗を低減すると共に、外部接続基板の外部端子との接合信頼性を向上させることができる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、ヘッド付サスペンションと外部接続基板との組合体およびハードディスクドライブに関する。

一般に、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）は、データが記憶されるディスクに対してデータの書き込みおよび読み取りを行う磁気ヘッドスライダ（以下、単にヘッドスライダと記す）が実装されたサスペンション用基板を備えている。このようなサスペンション用基板は、ヘッドスライダが実装されるヘッド領域から、外部接続基板（ＦＰＣ基板、フレキシブルプリント基板）が接合されるテール領域に延びるように形成されており、金属支持層と、金属支持層に絶縁層を介して積層された複数の配線を有する配線層と、を備えている。各配線に電気信号を流すことにより、ディスクに対してデータの書き込みまたは読み取りが行われるようになっている。

サスペンション用基板のテール領域には、上述したように、ＦＰＣ基板が装着されるようになっている。すなわち、サスペンション用基板のテール領域には、各配線に接続されたフライングリード（接続端子）が設けられており、各フライングリードが、金属支持層および絶縁層に形成された略矩形状の開口部に並列配置されて露出し、この開口部を介して、ＦＰＣ基板のＦＰＣ端子に超音波接合されるようになっている（例えば、特許文献１および２参照）。

特開２００７−１７３３６２号公報 特開２００７−１７３３６３号公報

このうち特許文献１においては、転動自在に支持されたローラを有するボンディングツールを、間隔をあけて並列に配置されたフライングリードを横切る方向に移動させて、フライングリードと基板パッドとを超音波接合している。しかしながら、この場合、ローラは、間隔をあけて配置されたフライングリード上を転動することになる。このため、ローラの磨耗または損傷が懸念されるという問題がある。また、特許文献２には、複数のフライングリードを一度に押圧してフライングリードと基板パッドとを超音波接合する旨記載されているが、ボンディングツールの磨耗に関する記載はない。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、外部接続基板を装着する際に用いられるボンディングツールの磨耗を低減すると共に、外部接続基板の外部端子との接合信頼性を向上させることができる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、ヘッド付サスペンションと外部接続基板との組合体およびハードディスクドライブを提供することを目的とする。

本発明は、外部接続基板に装着されるテール領域を有するサスペンション用基板において、絶縁層と、前記絶縁層の一方の面に設けられた金属支持層と、前記絶縁層の他方の面に設けられた配線層であって、複数の配線と、前記テール領域に設けられると共に前記配線の各々に接続され、ボンディングツールを用いて前記外部接続基板の外部端子に超音波接合可能な複数の接続端子と、を有する前記配線層と、を備え、前記絶縁層および前記金属支持層に、前記接続端子を露出させる開口部が設けられ、前記接続端子は、前記ボンディングツールに押圧されるツール面と、前記外部接続基板の前記外部端子に超音波接合される接合面と、を有し、前記接続端子の前記ツール面の表面粗さは、前記接合面の表面粗さより小さいことを特徴とするサスペンション用基板を提供する。

なお、上述したサスペンション用基板においては、前記接続端子の前記ツール面は、前記絶縁層の側に配置され、前記接続端子の前記接合面は、前記絶縁層の側とは反対側に配置され、前記開口部は、前記ボンディングツールが挿入可能に構成されている、ことが好ましい。

また、上述したサスペンション用基板においては、前記保護層のうち前記配線を覆う部分の厚さは、前記金属支持層と前記絶縁層との合計の厚さより薄い、ことが好ましい。

また、上述したサスペンション用基板においては、前記接続端子の前記ツール面は、算術平均粗さが０．０６μｍ以下となる表面粗さを有している、ことが好ましい。

また、上述したサスペンション用基板においては、前記接続端子の前記接合面は、算術平均粗さが０．０６μｍを超える表面粗さを有している、ことが好ましい。

また、上述したサスペンション用基板においては、前記接続端子の前記ツール面に、ツール面側めっき層が設けられ、前記接続端子の前記接合面に、接合面側めっき層が設けられ、前記ツール面側めっき層の表面粗さは、前記接合面側めっき層の表面粗さより小さい、ことが好ましい。

また、上述したサスペンション用基板においては、前記開口部は、前記絶縁層に設けられた絶縁開口部と、前記金属支持層に設けられた金属開口部と、を有し、前記金属開口部の前記接続端子の長手方向に沿う長さは、前記絶縁開口部の前記接続端子の長手方向に沿う長さより長い、ことが好ましい。

また、上述したサスペンション用基板においては、前記絶縁層の前記配線層の側の面に設けられ、前記配線を覆う保護層を更に備え、前記保護層に、前記接続端子を露出させる保護開口部が設けられ、前記保護開口部の前記接続端子の長手方向に沿う長さは、前記絶縁開口部の前記接続端子の長手方向に沿う長さより長い、ことが好ましい。

本発明は、ベースプレートと、前記ベースプレートに、ロードビームを介して取り付けられた上述のサスペンション用基板と、を備えたことを特徴とするサスペンションを提供する。

本発明は、上述のサスペンションと、サスペンションに実装された前記ヘッドスライダと、を備えたことを特徴とするヘッド付サスペンションを提供する。

本発明は、上述のヘッド付サスペンションと、前記サスペンション用基板の前記テール領域に装着された前記外部接続基板と、を備え、前記サスペンション用基板の前記接続端子の前記接合面に、前記外部接続基板の前記外部端子が超音波接合されていることを特徴とするヘッド付サスペンションと外部接続基板との組合体を提供する。

本発明は、上述のヘッド付サスペンションを備えたことを特徴とするハードディスクドライブを提供する。

本発明によれば、外部接続基板を装着する際に用いられるボンディングツールの磨耗を低減すると共に、外部接続基板の外部端子との接合信頼性を向上させることができる。

図１は、本発明の実施の形態におけるサスペンション用基板の一例を示す平面図である。 図２は、本発明の実施の形態におけるサスペンション用基板において、テール領域を示す裏面図である。 図３は、図２のＸ−Ｘ線断面を示す図である。 図４は、本発明の実施の形態におけるサスペンションの一例を示す平面図である。 図５は、本発明の実施の形態におけるヘッド付サスペンションの一例を示す平面図である。 図６は、本発明の実施の形態におけるヘッド付サスペンションと外部接続基板との組合体の一例を示す平面図である。 図７は、本発明の実施の形態におけるヘッド付サスペンションと外部接続基板との組合体において、図２のＸ−Ｘ線に対応する断面を示す図である。 図８は、本発明の実施の形態におけるハードディスクドライブの一例を示す斜視図である。 図９（ａ）〜（ｉ）は、本発明の実施の形態において、サスペンション用基板の製造方法を示す図である。 図１０（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態において、フライングリードをＦＰＣ端子に接合する方法を説明する図である。 図１１は、本発明の実施の形態において、フライングリードをＦＰＣ端子に接合する方法を説明する裏面図である。 図１２は、フライングリードの接合面の表面粗さ（Ｒａ）と、フライングリードとＦＰＣ端子との接合強度（引張強度）との関係を示す図である。

図面を用いて、本発明の実施の形態における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、ヘッド付サスペンションと外部接続基板との組合体およびハードディスクドライブについて説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

図１に示すように、サスペンション用基板１は、後述するヘッドスライダ（図５参照）１１２が実装されるヘッド領域２から、ＦＰＣ基板（外部接続基板、フレキシブルプリント基板、図６参照）１３１が装着されるテール領域３に延びるように形成されている。なお、本実施の形態におけるヘッド領域２は、実装されるヘッドスライダ１１２に接続されるヘッド端子３２に近接した領域を意味し、テール領域３は、ＦＰＣ基板１３１に接続される後述するフライングリード３３に近接した領域を意味している。

図１乃至図３に示すように、サスペンション用基板１は、絶縁層１０と、絶縁層１０の一方の面に設けられた金属支持層２０と、絶縁層１０の他方の面に設けられた配線層３０と、を備えている。配線層３０は、読取配線および書込配線を含む複数の配線３１と、テール領域３に設けられると共に各配線３１に接続されたフライングリード（接続端子）３３と、を有している。フライングリード３３は、ボンディングツール６０（図１０参照）を用いてＦＰＣ基板１３１のＦＰＣ端子（外部端子）１３２に超音波接合可能に構成されている。また、フライングリード３３には、試験線３４が接続されており、サスペンション用基板１の製造時に、各配線３１の導通検査などを行うことができるようになっている。なお、ヘッド領域２には、各配線３１に接続されたヘッド端子３２が設けられている。

図３に示すように、絶縁層１０と配線層３０との間に、スパッタリングにより形成された金属薄膜層５０が介在されている。この金属薄膜層５０は、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、もしくはそれらの合金（銅（Ｃｕ）を含んでも良い）により形成されており、絶縁層１０と配線層３０との間の密着性を向上させている。また、金属薄膜層５０の厚さは、例えば、約３００ｎｍとすることが好適である。

図２および図３に示すように、絶縁層１０および金属支持層２０には、フライングリード３３を露出させる開口部７０が設けられている。この開口部７０は、略矩形状に形成されており、絶縁層１０に設けられた絶縁開口部１１と、金属支持層２０に設けられた金属開口部２１と、を有している。そして、金属開口部２１のフライングリード３３の長手方向に沿う長さ（図３における寸法Ａ）は、絶縁開口部１１のフライングリード３３の長手方向に沿う長さ（図３における寸法Ｂ）より長くなっている。

図２に示すように、フライングリード３３は、細長の矩形状に形成されており、開口部７０上で並列配置されている。すなわち、フライングリード３３は、その長手方向に直交する方向に沿って並列配置されている。なお、図２においては、６つのフライングリード３３が設けられている例を示しているが、フライングリード３３の個数はこれに限られることはない。また、図２においては、フライングリード３３は、断面ではなく裏面によって示されているが、明瞭化を目的として、フライングリード３３にハッチングを付している。

また、図３に示すように、フライングリード３３は、ボンディングツール６０に押圧されるツール面３５と、ＦＰＣ基板１３１のＦＰＣ端子１３２に接合される接合面３６と、を有している。本実施の形態においては、図３、図７および図１０に示されているように、フライングリード３３のツール面３５は、絶縁層１０の側に配置されて、上述した金属開口部２１および絶縁開口部１１によって露出されている。そして、金属開口部２１および絶縁開口部１１は、ボンディングツール６０が挿入可能に構成されており、サスペンション用基板１にＦＰＣ基板１３１を装着する際には、ボンディングツール６０が金属開口部２１および絶縁開口部１１に挿入されて、フライングリード３３のツール面３５を押圧するようになっている。フライングリード３３の接合面３６は、絶縁層１０の側とは反対側に配置されて、後述する保護開口部４１によって露出されている。

フライングリード３３のツール面３５の表面粗さは、接合面３６の表面粗さより小さくなっている。例えば、フライングリード３３のツール面３５は、ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１で規定される算術平均粗さ（Ｒａ）が、０．０６μｍ以下となる表面粗さを有していることが好ましく、フライングリード３３の接合面３６は、算術平均粗さが０．０６μｍを超える表面粗さを有していることが好ましい。

図３に示すように、フライングリード３３のツール面３５には、ツール面側めっき層３７が設けられ、フライングリード３３の接合面３６には、接合面側めっき層３８が設けられている。これらのめっき層３６、３７は、ニッケル（Ｎｉ）めっきおよび金（Ａｕ）めっきが順次施されることにより形成されており、フライングリード３３のツール面３５および接合面３６が腐食することを防止している。このようなめっき層３６、３７の厚さは、０．１μｍ〜４．０μｍであることが好ましい。また、上述のようにフライングリード３３のツール面３５の表面粗さが接合面３６の表面粗さより小さくなっていることにより、ツール面側めっき層３７の表面粗さは、接合面側めっき層３８の表面粗さよりも小さくなっている。すなわち、ツール面側めっき層３７の表面粗さは、フライングリード３３のツール面３５の表面粗さにほぼ等しい表面粗さを有し、接合面側めっき層３８の表面粗さは、フライングリード３３の接合面３６の表面粗さにほぼ等しい表面粗さを有している。

また、図３に示すように、絶縁層１０の配線層３０の側の面には、配線層３０の配線３１および試験線３４を覆い、配線３１および試験線３４の腐食を防止するための保護層４０が設けられている。この保護層４０には、フライングリード３３を露出させる保護開口部４１が設けられている。保護開口部４１のフライングリード３３の長手方向に沿う長さ（図３における寸法Ｃ）は、絶縁開口部１１のフライングリード３３の長手方向に沿う長さ（図３における寸法Ｂ）より長くなっている。一方、保護開口部４１の寸法Ｃは、金属開口部２１の寸法Ａより小さくなっている。また、保護層４０のうち配線３１を覆う部分の厚さ（図３における寸法Ｄ）は、金属支持層２０と絶縁層１０との合計の厚さより薄くなっている。なお、図１においては、図面を明瞭にするために、保護層４０は省略している。

次に、各構成部材について詳細に述べる。

絶縁層１０の材料としては、所望の絶縁性を有する材料であれば特に限定されることはないが、例えば、ポリイミド（ＰＩ）を用いることが好適である。なお、絶縁層１０の材料は、感光性材料であっても非感光性材料であっても用いることができる。また、絶縁層１０の厚さは、５μｍ〜３０μｍ、とりわけ８μｍ〜１０μｍであることが好ましい。このことにより、金属支持層２０と各配線３１との間の絶縁性能を確保すると共に、サスペンション用基板１全体としての剛性が喪失されることを防止することができる。

配線３１は、電気信号を伝送するための導体として構成されており、配線３１の材料としては、所望の導電性を有する材料であれば特に限定されることはないが、銅（Ｃｕ）を用いることが好適である。銅以外にも、純銅に準ずる電気特性を有する材料であれば用いることもできる。ここで、配線３１の厚さは、例えば１μｍ〜１８μｍ、とりわけ９μｍ〜１２μｍであることが好ましい。このことにより、配線３１の伝送特性を確保すると共に、サスペンション用基板１全体としての柔軟性が喪失されることを防止することができる。ヘッド端子３２、フライングリード３３および試験線３４は、配線３１と同一の材料および同一の厚さで形成されている。

金属支持層２０の材料としては、所望の導電性、弾力性、および強度を有するものであれば特に限定されることはないが、例えば、ステンレス、アルミニウム、ベリリウム銅、またはその他の銅合金を用いることができ、ステンレスを用いることが好適である。金属支持層２０の厚さは、１０μｍ〜３０μｍ、とりわけ１５μｍ〜２０μｍとすることができる。このことにより、金属支持層２０の導電性、剛性、および弾力性を確保することができる。

保護層４０の材料としては、樹脂材料、例えば、ポリイミドを用いることが好適である。なお、保護層４０の材料は、感光性材料であっても非感光性材料であっても用いることができる。また、保護層４０のうち配線３１を覆う部分の厚さ（図３におけるＤ寸法）は、上述したように絶縁層１０と金属支持層２０との合計の厚さより薄くなっており、特に、４μｍ〜６μｍとすることが好ましい。このことにより、後述するように、テール領域３にＦＰＣ基板１３１が装着された場合であっても配線３１の絶縁性能を確保することができ、また、配線３１が腐食することを防止すると共に、サスペンション用基板１全体としての剛性が喪失されることを防止することができる。

次に、図４により、本実施の形態におけるサスペンション１０１について説明する。図４に示すサスペンション１０１は、ベースプレート１０２と、ベースプレート１０２上に取り付けられ、サスペンション用基板１の金属支持層２０を保持するロードビーム１０３と、ロードビーム１０３に取り付けられたサスペンション用基板１と、を備えている。

続いて、図５により、本実施の形態におけるヘッド付サスペンション１１１について説明する。図５に示すヘッド付サスペンション１１１は、上述したサスペンション１０１と、サスペンション用基板１のヘッド領域２に実装されたヘッドスライダ１１２と、を備えている。

次に、図６および図７により、本実施の形態におけるヘッド付サスペンションとＦＰＣ基板との組合体１４１について説明する。当該組合体１４１は、ヘッド付サスペンション１１１と、サスペンション用基板１のテール領域３に装着されたＦＰＣ基板１３１と、を備えている。このうち、ＦＰＣ基板１３１は、図７に示すようにサスペンション用基板１の保護層４０の側に配置されており、サスペンション用基板１のフライングリード３３が、ＦＰＣ基板１３１のＦＰＣ端子１３２の側に押し込められて、フライングリード３３の接合面３６に、接合面側めっき層３７を介してＦＰＣ端子１３２が超音波接合されている。なお、ＦＰＣ基板１３１は、絶縁板１３３と、絶縁板１３３上に設けられた上述のＦＰＣ端子１３２と、ＦＰＣ端子１３２の一部を覆うカバー層１３４と、を有している。このうちＦＰＣ端子１３２には、ニッケルめっきおよび金めっきがこの順に施されている。また、カバー層１３４には、サスペンション用基板１の保護層４０が当接している。

次に、図８により、本実施の形態におけるハードディスクドライブ１２１について説明する。図８に示すハードディスクドライブ１２１は、ケース１２２と、このケース１２２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１２３と、このディスク１２３を回転させるスピンドルモータ１２４と、上述したヘッド付サスペンションとＦＰＣ基板との組合体１４１と、を備えている。このうちヘッド付サスペンション１１１は、ディスク１２３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ており、ヘッド付サスペンション１１１に実装されたヘッドスライダ１１２は、ディスク１２３に対してデータの書き込みおよび読み取りを行うようになっている。また、ヘッド付サスペンション１１１は、ケース１２２に対して移動自在に取り付けられている。ケース１２２には、ヘッド付サスペンション１１１のヘッドスライダ１１２をディスク１２３上に沿って移動させるボイスコイルモータ１２５が取り付けられており、ボイルコイルモータ１２５に、アーム１２６を介してヘッド付サスペンション１１１が取り付けられている。さらに、ヘッド付サスペンション１１１に装着されたＦＰＣ基板１３１は、ハードディスクドライブ１２１を制御する制御部（図示せず）に接続されている。このことにより、電気信号が、サスペンション用基板１とＦＰＣ基板１３１を介して、制御部とヘッドスライダ１１２との間で伝送されるようになっている。

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。ここでは、まず、サブトラクティブ法によりサスペンション用基板１を製造する方法について説明する。なお、サスペンション用基板１は、アディティブ法により製造しても良い。

まず、絶縁層１０と、絶縁層１０の一方の面に設けられた金属支持層２０と、絶縁層１０の他方の面に設けられた配線層３０と、を有する積層体８０を準備する。

この場合、まず、金属支持層２０を準備する（図９（ａ）参照）。続いて、この金属支持層２０上（図９における下面）に、液状の非感光性材料を塗布して硬化させて、絶縁層１０が形成される（図９（ｂ）参照）。次に、絶縁層１０上に、スパッタリングにより金属薄膜層５０が形成される（図９（ｃ）参照）。その後、この金属薄膜層５０上に、電解銅めっきにより配線層３０が形成される（図９（ｄ）参照）。この際、配線層３０は絶縁層１０に金属薄膜層５０を介して形成されるため、エッチングされて得られるフライングリード３３の絶縁層１０の側のツール面３５の表面粗さは小さくなる。すなわち、上述したように、絶縁層１０は、液状の非感光性材料を塗布して形成されるため、絶縁層１０の表面粗さは小さく、絶縁層１０の表面は平滑に形成される。また、絶縁層１０上には、十分に薄い金属薄膜層５０が形成される。このため、絶縁層１０の平滑な表面を反映して、フライングリード３３のツール面３５の表面粗さを小さくすることができる。このようにして、絶縁層１０と金属支持層２０と配線層３０とを有する積層体８０が得られる。

続いて、積層体８０の配線層３０から複数の配線３１およびフライングリード３３が形成されると共に、金属支持層２０に金属開口部２１が形成される（図９（ｅ）参照）。この場合、フォトファブリケーションの手法により、配線層３０上および金属支持層２０上にパターン状のレジスト（図示せず）が形成され、レジストの開口から、塩化第二鉄水溶液などの腐食液により金属薄膜層５０、配線層３０および金属支持層２０がエッチングされる。このようにして、所望の形状を有する配線３１およびフライングリード３３が形成されると共に、金属開口部２１が形成される。この際、ヘッド端子３２および試験線３４も形成される。その後、レジストは除去される。

次に、絶縁層１０上に、保護開口部４１を含む保護層４０が形成される（図９（ｆ）参照）。この場合、まず、絶縁層１０上に、非感光性材料からなる保護層４０が形成され、この保護層４０上に、パターン状のレジストが形成される。次に、パターン状のレジストの開口から、有機アルカリ液などのエッチング液により保護層４０がエッチングされる。このことにより、保護層４０に、保護開口部４１が形成される。なお、保護層４０のエッチングは、プラズマエッチングで行っても良い。その後、レジストは除去される。

次いで、絶縁層１０に絶縁開口部１１が形成されると共に、絶縁層１０が所望の形状に外形加工される（図９（ｇ）参照）。この場合、まず、パターン状のレジストが形成され、レジストの開口から有機アルカリ液などのエッチング液により絶縁層１０がエッチングされて、絶縁層１０に絶縁開口部１１が形成されると共に絶縁層１０が外形加工される。その後、レジストは除去される。なお、絶縁層１０のエッチングは、プラズマエッチングで行うこともできる。

続いて、金属薄膜層５０のうち絶縁開口部１１に露出された部分がプラズマエッチングされて、除去される（図９（ｈ）参照）。このことにより、金属開口部２１および絶縁開口部１１を介してフライングリード３３のツール面３５が露出される。

次に、配線３１をめっき用給電層として、フライングリード３３に、ニッケルめっきおよび金めっきが順次施されて、めっき層３７、３８が形成される（図９（ｉ）参照）。すなわち、フライングリード３３のツール面３５にツール面側めっき層３７が形成されると共に、接合面３６に接合面側めっき層３８が形成される。この際、ヘッド端子３２にもめっき処理が行われる。なお、ツール面側めっき層３７は、光沢めっきにより形成してもよい。この場合、接合面３６は、フィルム等で保護することが好適である。このことにより、ツール面側めっき層３７の表面粗さをより一層小さくすることができる。また、接合面側めっき層３８は、粗化めっき（電解めっき、無電解めっき）により形成してもよい。この場合、ツール面３５は、フィルム等で保護することが好適である。このことにより、接合面側めっき層３８の表面粗さを増大させることができる。

次に、金属支持層２０が所望の形状に外形加工される。この場合、金属支持層２０上にパターン状のレジストが形成され、このレジストの開口から、塩化第二鉄水溶液などの腐食液により金属支持層２０がエッチングされて、金属支持層２０が外形加工される。その後、レジストは除去される。

このようにして、図１に示すサスペンション用基板１が得られる。

得られたサスペンション用基板１に、ベースプレート１０２およびロードビーム１０３が溶接により取り付けられて本実施の形態によるサスペンション１０１が得られる。このサスペンション１０１のヘッド領域２に、ヘッドスライダ１１２が実装されて、図５に示すヘッド付サスペンション１１１が得られる。

図５に示すヘッド付サスペンション１１１のサスペンション用基板１に、ＦＰＣ基板１３１が装着されて、図６に示すヘッド付サスペンションとＦＰＣ基板との組合体１４１が得られる。

この場合、まず、サスペンション用基板１のフライングリード３３の接合面３６に対向するように、ＦＰＣ基板１３１のＦＰＣ端子１３２が位置合わせされる。続いて、図１０（ａ）に示すように、ボンディングツール６０が、超音波振動しながら、金属開口部２１および絶縁開口部１１に挿入されて、フライングリード３３のツール面３５に、ツール面側めっき層３７を介して当接し、フライングリード３３を下方（ＦＰＣ端子１３２の側）へ押圧する。この際、フライングリード３３は、柔軟性を有しているため、ボンディングツール６０から押圧力を受けてＦＰＣ端子１３２の側に押し込まれるように変形する。なお、ボンディングツール６０は、図１１に示すように、６つのフライングリード３３を一度に超音波接合可能な矩形状の断面を有しており、その長手方向が、フライングリード３３の並列方向に沿うようにフライングリード３３に押し当てられる。

次に、ボンディングツール６０がフライングリード３３を押圧することにより、図１０（ｂ）に示すように、フライングリード３３が接合面側めっき層３８を介してＦＰＣ端子１３２に当接する。この後、接合面側めっき層３８とＦＰＣ端子１３２との界面に超音波振動が伝播され、フライングリード３３とＦＰＣ端子１３２とが超音波接合される。この場合、接合面側めっき層３８の金と、ＦＰＣ端子１３２の表面にめっきされた金とが擦り合わされて、金属結合される。

このようにして、サスペンション用基板１のテール領域３に、ＦＰＣ基板１３１が装着され、ヘッド付サスペンションとＦＰＣ基板との組合体１４１が得られる。

その後、ヘッド付サスペンションとＦＰＣ基板との組合体１４１がアーム１２６に取り付けられて、図８に示すハードディスクドライブ１２１が得られる。

図８に示すハードディスクドライブ１２１においてデータの書き込みおよび読み取りを行う際、ボイスコイルモータ１２５によりヘッド付サスペンション１１１のヘッドスライダ１１２がディスク１２３上に沿って移動し、スピンドルモータ１２４により回転しているディスク１２３に所望のフライングハイトを保って近接する。このことにより、ヘッドスライダ１１２とディスク１２３との間で、データの受け渡しが行われる。この間、サスペンション用基板１とＦＰＣ基板１３１を介して、制御部とヘッドスライダ１１２との間で電気信号が伝送される。より詳細には、電気信号は、サスペンション用基板１のフライングリード３３と、ＦＰＣ基板１３１のＦＰＣ端子１３２とを介して、サスペンション用基板１とＦＰＣ基板１３１との間で伝送される。また、サスペンション用基板１においては、フライングリード３３とヘッド端子３２とに接続された各配線３１により電気信号が伝送される。

このように本実施の形態によれば、ボンディングツール６０に押圧されるフライングリード３３のツール面３５の表面粗さが、ＦＰＣ基板１３１のＦＰＣ端子１３２に接合される接合面３６の表面粗さより小さくなっている。このことにより、ツール面３５に形成されたツール面側めっき層３７の表面粗さを、接合面３６に形成された接合面側めっき層３８の表面粗さより小さくすることができ、ボンディングツール６０が、ツール面側めっき層３７を押圧することによって磨耗することを防止することができる。このため、ボンディングツール６０の磨耗を低減し、ボンディングツール６０の寿命を延ばすことができる。また、ツール面側めっき層３７の表面粗さが小さくなっていることにより、ボンディングツール６０の押圧力をツール面側めっき層３７に均一に伝達させることができる。このため、フライングリード３３とＦＰＣ端子１３２との接合信頼性を向上させることができる。

ここで、表１に、フライングリード３３のツール面３５の表面粗さと、ボンディングツール６０の磨耗との関係を示す。この表１に示されているように、フライングリード３３のツール面３５の表面粗さを小さくすると、ボンディングツール６０の磨耗が低減され、とりわけ、ツール面３５の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．０６μｍ以下である場合、ボンディングツール６０の磨耗をより一層低減することがわかる。このため、フライングリード３３のツール面３５が０．０６μｍ以下となる算術平均粗さを有することにより、ボンディングツール６０の摩耗をより一層低減させて、ボンディングツール６０の寿命をより一層延ばすことができる。なお、表１においては、△印は、×印よりボンディングツール６０の摩耗が低減されることを意味し、○印は、△印よりボンディングツール６０の摩耗がより一層低減されることを意味している。

また、本実施の形態によれば、フライングリード３３の接合面３６の表面粗さは、ツール面３５の表面粗さより大きくなっている。このことにより、接合面３６に形成された接合面側めっき層３８の表面粗さを、ツール面３５に形成されたツール面側めっき層３７の表面粗さより大きくすることができ、接合面側めっき層３８の表面に形成されている微小な凸部に超音波振動を集中させて、当該凸部を、ＦＰＣ端子１３２の表面に形成されている微小な凹部に食い込ませることができる。このため、フライングリード３３とＦＰＣ端子１３２との接合強度を増大させることができ、フライングリード３３とＦＰＣ端子１３２との接合信頼性を向上させることができる。

ここで、図１２に、フライングリード３３の接合面３６の表面粗さと、フライングリード３３とＦＰＣ端子１３２との接合強度（接合面３６に対して略垂直方向の引張強度）との関係を示す。この図１２に示されているように、フライングリード３３の接合面３６の表面粗さを大きくすると、フライングリード３３とＦＰＣ端子１３２との接合強度が増大する。このことにより、接合面３６の算術平均粗さが０．０６μｍである場合、フライングリード３３とＦＰＣ端子１３２との接合強度を、一般的に使用上問題ないと考えられているレベルである８０Ｎ／ｃｍ^２とすることができ、フライングリード３３とＦＰＣ端子１３２との接合に十分な信頼性を付与することができる。このため、フライングリード３３の接合面３６が０．０６μｍを超える表面粗さを有することにより、フライングリード３３とＦＰＣ端子１３２との接合強度を増大させることができ、フライングリード３３とＦＰＣ端子１３２との接合信頼性をより一層向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、絶縁層１０に、スパッタリングにより形成された金属薄膜層５０を介して、電解銅めっきによりフライングリード３３が形成されて、金属薄膜層５０がプラズマエッチングにより除去されている。すなわち、絶縁層１０の平滑な表面に、薄い金属薄膜層５０を介してフライングリード３３の絶縁層１０の側のツール面３５が形成される。このことにより、絶縁層１０の平滑な表面を反映して、フライングリード３３のツール面３５の表面粗さを小さくすることができる。

また、本実施の形態によれば、金属開口部２１のフライングリード３３の長手方向に沿う長さは、絶縁開口部１１のフライングリード３３の長手方向に沿う長さより長くなっている。このことにより、ボンディングツール６０が金属支持層２０に干渉することを防止できる。また、金属開口部２１の周縁を、絶縁開口部１１の周縁よりもフライングリード３３の長手方向中央部から離すことができ、ＦＰＣ端子１３２に接合されたフライングリード３３にかかる応力を低減することができる。このため、フライングリード３３が断線することを防止し、フライングリード３３とＦＰＣ端子１３２との接合信頼性を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、保護開口部４１のフライングリード３３の長手方向に沿う長さは、絶縁開口部１１のフライングリード３３の長手方向に沿う長さより長くなっている。このことにより、保護開口部４１の周縁を、絶縁開口部１１の周縁よりもフライングリード３３の長手方向中央部から離すことができ、ＦＰＣ端子１３２に接合されたフライングリード３３にかかる応力を低減することができる。このため、フライングリード３３が断線することを防止し、フライングリード３３とＦＰＣ端子１３２との接合信頼性を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、フライングリード３３の接合面３６は保護層４０の側に配置され、保護層４０のうち配線３１を覆う部分の厚さは、金属支持層２０と絶縁層１０との合計の厚さより薄くなっている。このことにより、フライングリード３３をＦＰＣ端子１３２に押し込む押込量（図１０（ｂ）における寸法Ｅ）を低減することができ、ＦＰＣ端子１３２に接合されたフライングリード３３にかかる応力を低減することができる。このため、フライングリード３３が断線することを防止し、フライングリード３３とＦＰＣ端子１３２との接合信頼性を向上させることができる。とりわけ、フライングリード３３の接合面３６が絶縁層１０の側に配置される場合には、フライングリード３３の押込量は、金属支持層２０と絶縁層１０とＦＰＣ基板１３１のカバー層１３４の合計の厚さに相当するが、本実施の形態によれば、フライングリード３３の接合面３６が保護層４０の側に配置されているため、フライングリード３３の押込量は、保護層４０とＦＰＣ基板１３１のカバー層１３４の合計の厚さに相当することになる。このため、ＦＰＣ端子１３２に接合するためのフライングリード３３の押込量を低減することができる。

なお、本実施の形態においては、フライングリード３３のツール面３５の表面粗さを、接合面３６の表面粗さより小さくするために、絶縁層１０に、スパッタリングにより形成された金属薄膜層５０を介して、電解銅めっきによりフライングリード３３を形成して、金属薄膜層５０をプラズマエッチングにより除去する例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、任意の方法で、フライングリード３３のツール面３５の表面粗さを、接合面３６の表面粗さより小さくすることができる。例えば、絶縁層１０に、接着剤を用いて配線層３０を形成してフライングリード３３を形成する場合には、接合面３６をフィルム等で保護して、ツール面３５に酸系薬品で処理して表面を削る（化学研磨、例えば、特開２００９−０５７６２４号公報参照）ことにより、ツール面３５の表面粗さを接合面３６の表面粗さよりも小さくすることができる。

また、本実施の形態においては、フライングリード３３の接合面３６を、例えば、湿式エッチングすることにより、より一層粗面化するようにしてもよい。このことにより、フライングリード３３とＦＰＣ端子１３２との接合信頼性をより一層向上させることができる。

また、本実施の形態においては、フライングリード３３のツール面３５が絶縁層１０の側に配置されると共に、接合面３６が保護層４０の側に配置されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、フライングリード３３のツール面３５が保護層４０の側に配置されると共に、接合面３６が絶縁層１０の側に配置されていても良い。この場合、例えば、ツール面３５を上述した化学研磨することにより、ツール面３５の表面粗さを接合面３６の表面粗さよりも小さくすることができ、このことにより、ボンディングツール６０の磨耗を低減すると共に、フライングリード３３とＦＰＣ端子１３２との接合信頼性をより向上させることができる。また、この場合、金属薄膜層５０を形成する工程（図９（ｃ）参照）の前に、絶縁層１０のフライングリード３３に対応する部分の表面を予め粗くしておくことにより、フライングリード３３の接合面３６の表面粗さを大きくすることができる。

また、金属開口部２１のフライングリード３３の長手方向に沿う長さ、絶縁開口部１１のフライングリード３３の長手方向に沿う長さ、保護開口部４１のフライングリード３３の長手方向に沿う長さは、上述した本実施の形態における関係に限られることはない。さらに、フライングリード３３のツール面３５および接合面３６の算術平均粗さは、上述した数値範囲に限られることはない。すなわち、フライングリード３３のツール面３５の表面粗さが、接合面３６の表面粗さより小さくなっていれば、ボンディングツール６０の磨耗を低減すると共に、ＦＰＣ端子１３２とフライングリード３３との接合信頼性を向上させることができる。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明してきたが、本発明による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、ヘッド付サスペンションと外部接続基板との組合体およびハードディスクドライブは、上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

上述した本発明の実施の形態によるサスペンション用基板１の製造方法を用いて得られたフライングリード３３のツール面３５の表面粗さと、接合面３６の表面粗さとを測定した。その結果を、表２に示す。

表２によれば、フライングリード３３のツール面３５の表面粗さが、接合面３６の表面粗さより小さくなっており、ツール面３５は、算術平均粗さが０．０６μｍ以下となる表面粗さを有していると共に、接合面３６は、算術平均粗さが０．０６μｍを超える表面粗さを有していることが確認できた。この場合、ボンディングツール６０の磨耗を確実に低減すると共に、フライングリード３３とＦＰＣ端子１３２との接合信頼性を確実に向上させることができる。

１ サスペンション用基板
２ ヘッド領域
３ テール領域
１０ 絶縁層
１１ 絶縁開口部
２０ 金属支持層
２１ 金属開口部
３０ 配線層
３１ 配線
３２ ヘッド端子
３３ フライングリード
３４ 試験線
３５ ツール面
３６ 接合面
３７ ツール面側めっき層
３８ 接合面側めっき層
４０ 保護層
４１ 保護開口部
５０ 金属薄膜層
６０ ボンディングツール
７０ 開口部
８０ 積層体
１０１ サスペンション
１０２ ベースプレート
１０３ ロードビーム
１１１ ヘッド付サスペンション
１１２ ヘッドスライダ
１２１ ハードディスクドライブ
１２２ ケース
１２３ ディスク
１２４ スピンドルモータ
１２５ ボイスコイルモータ
１２６ アーム
１３１ ＦＰＣ基板
１３２ ＦＰＣ端子
１３３ 絶縁板
１３４ カバー層
１４１ 組合体

Claims (12)

1. 外部接続基板に装着されるテール領域を有するサスペンション用基板において、
   絶縁層と、
   前記絶縁層の一方の面に設けられた金属支持層と、
   前記絶縁層の他方の面に設けられた配線層であって、複数の配線と、前記テール領域に設けられると共に前記配線の各々に接続され、ボンディングツールを用いて前記外部接続基板の外部端子に超音波接合可能な複数の接続端子と、を有する前記配線層と、を備え、
   前記絶縁層および前記金属支持層に、前記接続端子を露出させる開口部が設けられ、
   前記接続端子は、前記ボンディングツールに押圧されるツール面と、前記外部接続基板の前記外部端子に超音波接合される接合面と、を有し、
   前記接続端子の前記ツール面の表面粗さは、前記接合面の表面粗さより小さいことを特徴とするサスペンション用基板。
2. 前記接続端子の前記ツール面は、前記絶縁層の側に配置され、
   前記接続端子の前記接合面は、前記絶縁層の側とは反対側に配置され、
   前記開口部は、前記ボンディングツールが挿入可能に構成されてい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。
3. 前記保護層のうち前記配線を覆う部分の厚さは、前記金属支持層と前記絶縁層との合計の厚さより薄いことを特徴とする請求項１または２に記載のサスペンション用基板。
4. 前記接続端子の前記ツール面は、算術平均粗さが０．０６μｍ以下となる表面粗さを有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のサスペンション用基板。
5. 前記接続端子の前記接合面は、算術平均粗さが０．０６μｍを超える表面粗さを有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のサスペンション用基板。
6. 前記接続端子の前記ツール面に、ツール面側めっき層が設けられ、
   前記接続端子の前記接合面に、接合面側めっき層が設けられ、
   前記ツール面側めっき層の表面粗さは、前記接合面側めっき層の表面粗さより小さいことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のサスペンション用基板。
7. 前記開口部は、前記絶縁層に設けられた絶縁開口部と、前記金属支持層に設けられた金属開口部と、を有し、
   前記金属開口部の前記接続端子の長手方向に沿う長さは、前記絶縁開口部の前記接続端子の長手方向に沿う長さより長いことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のサスペンション用基板。
8. 前記絶縁層の前記配線層の側の面に設けられ、前記配線を覆う保護層を更に備え、
   前記保護層に、前記接続端子を露出させる保護開口部が設けられ、
   前記保護開口部の前記接続端子の長手方向に沿う長さは、前記絶縁開口部の前記接続端子の長手方向に沿う長さより長いことを特徴とする請求項７に記載のサスペンション用基板。
9. ベースプレートと、
   前記ベースプレートに、ロードビームを介して取り付けられた請求項１乃至８のいずれかに記載の前記サスペンション用基板と、を備えたことを特徴とするサスペンション。
10. 請求項９に記載の前記サスペンションと、
    前記サスペンションに実装された前記ヘッドスライダと、を備えたことを特徴とするヘッド付サスペンション。
11. 請求項１０に記載の前記ヘッド付サスペンションと、
    前記サスペンション用基板の前記テール領域に装着された前記外部接続基板と、を備え、
    前記サスペンション用基板の前記接続端子の前記接合面に、前記外部接続基板の前記外部端子が超音波接合されていることを特徴とするヘッド付サスペンションと外部接続基板との組合体。
12. 請求項１１に記載の前記ヘッド付サスペンションと前記外部接続基板との前記組合体を備えたことを特徴とするハードディスクドライブ。

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