JP4498951B2 - 配線部材およびフレキシャーの製造方法 - Google Patents
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Description
例えば、特開2002−25213号公報(特許文献1)には、金属層、絶縁層、導電性層をこの順に積層した積層基材を用い、サブトラクティブ法により配線部を形成し、金属層をエッチング法により加工し、ウェットエッチングにより絶縁層を加工する、磁気ヘッドサスペンション用のワイヤレスサスペンションブランク(以下、単に、ワイヤレスサスペンションとも言う)の記載がある。
また、特開2000−49195号公報(特許文献2)には、ハードディスクドライブ(HDDとも言う)用のワイヤレスサスペンションブランクの製造方法について具体的な記載はないが、以下に示す如き電子部品用部材の製造方法が開示されている。
この製造方法では、積層体として、ポリイミドフィルムの両面に積層した金属箔から構成される3層のものを用いており、ポリイミドフィルムの両面に積層した金属箔上にそれぞれレジストパターンを形成し、両方の金属箔をエッチング液にて同時にエッチング処理した後、レジストパターンを剥離してから、片方の金属箔をマスクに利用してプラズマエッチングすることでポリイミドフィルムをパターニングし、しかる後に、マスクに使用した金属箔を除去することで、パターニングされたポリイミドフィルムとパターニングされた金属箔との積層体である電子部品用部材を得るもので、この製造方法もサブトラクティブ法により配線部を形成するものである。
一方また、特開2002−25026号公報(特許文献3)には、金属層からなる支持基材上に絶縁層を配設した積層基材を用い、絶縁層上にセミアディティブ法により配線部を形成し、金属層をエッチング法により加工し、ウェットエッチングにより絶縁層を加工する、配線部材の製造方法の記載がある。
導電層(あるいは金属薄)としては、電解銅箔あるいは圧延銅箔のいずれか一方を用いている。
また、前述のセミアディティブ法により配線部の形成を行う方法の場合も、配線全体がメッキ形成されるため、形成される配線全体にわたり同じ材質となる。
尚、簡単には、セミアディティブ法は、形成しようとする配線部を含む金属部をめっき形成し、更にエッチング加工を行って、めっき形成された金属部から配線を形成する加工方法であり、また、サブトラクティブ法は、あらかじめ作製されている金属層を選択エッチングにて配線部を形成する加工方法である。
一般に、セミアディティブ法による配線の形成は、サブトラクティブ法による配線形成に比べて、配線の微細化には優れるが生産性の面で劣る。
これに伴い、ワイヤレスサスペンションにおいては、特に、バネ特性に優れたものが要求されるようになってきた。
ワイヤレスサスペンションの微細化に伴い、圧延銅箔を素材としサブトラクティブ法により配線層を形成した場合には、圧延銅箔の剛性が無視できなくなり、ワイヤレスサスペンションに要求されるバネ特性に対応した支持基材の外形を決めるためのシュミレーションが難しくなると言う問題が出てきた。
また、電解銅箔を素材としサブトラクティブ法により配線層を形成した場合には、あるいは、セミアディティブ法にて配線層を形成した場合には、バネ特性に対応した支持基材の外形を決めるためのシュミレーションにおいて配線の剛性を無視することはでき、該シュミレーションにおいては有利であるが、ワイヤレスサスペンションとその制御回路との電気的接続は超音波ボンディングにより行われているため、配線素材の剛性から、超音波ボンディング性の面で劣ると言う問題がある。
尚、ワイヤレスサスペンションとその制御回路との電気的接続は、通常、これらを接続するための中継回路部を介して行われるが、超音波ボンディングによりワイヤレスサスペンションと中継回路部との電気的接続がなされた後に、検査等により、ワイヤレスサスペンションとその制御回路との間の中継回路部に不具合が判明した場合には、ワイヤレスサスペンションを中継回路部との接続を剥がすこともあり、これに対応するためにも、ワイヤレスサスペンションの接続部としては剛性の高いことが要求される。
本発明はこれに対応するもので、特に、最近のワイヤレスサスペンションの更なる微細化に際して、要求されるバネ特性に対応した支持基材の外形を決めるためのシュミレーションが簡単に行え、且つ、制御回路との電気的接続を超音波ボンディングで行う際の接続部が超音波ボンディング性に優れた、ワイヤレスサスペンションの部材であるフレキシャーを提供しようとするもので、より具体的には、バネ特性を発現させる金属層からなり、所定の形状に外形加工された支持基材上に、絶縁層を介して、電解銅箔からなる配線部と圧延銅箔からなる配線部との2種からなる配線を形成し、且つ、電解銅箔からなる配線部と圧延銅箔からなる配線部との接続部を、配線部同士を導電性の接続層を介して積層した積層構造とし、前記配線の(超音波ボンディングにて制御回路側との電気的接続を行うための)超音波ボンディング接続部を圧延銅箔にて形成し、また、前記配線の磁気ヘッドサスペンションの先端側となる先端部側を電解銅箔で形成している磁気ヘッドサスペンションアセンブリ用のワイヤレスサスペンションの部材であるフレキシャーを、提供しようとするものである。
同時に、そのようなワイヤレスサスペンションの部材であるフレキシャーの製造方法を提供しようとするものである。
そして、上記に記載の配線部材であって、前記導電性の接続層はNi層、Au層、Ni層をこの順にめっき形成して積層したものであることを特徴とするものである。
また、上記いずれかの配線部材であって、前記バネ特性を発現させる金属層がステンレスからなることを特徴とするものである。
そして、上記のフレキシャーの製造方法であって、前記金属層がステンレスであり、前記絶縁層、接着材層が、いずれも、ポリイミド樹脂からなることを特徴とするものである。
本発明の請求項1の配線部材は、このような構成にすることにより、配線部材の各部あるいは各領域において、目的にあった剛性の配線部を形成することを可能とし、更に、剛性の異なる配線部同士の接続を、強固に確実なものとし、且つ、その作製において、配線部同士の接続部の形成を容易なものとしている。
具体的には、配線は2つ以上の剛性の異なる配線部からなり、剛性の異なる配線部同士の接続部は、配線部同士が導電性の接続層を介して積層された積層構造であり、前記支持基材はバネ特性を発現させる金属層からなり、所定の形状に外形加工されており、絶縁層を介して前記配線を形成しており、且つ、当該配線部材は、磁気ヘッドサスペンションアセンブリ用のワイヤレスサスペンションの部材であるフレキシャーであり、前記配線により、スライダーと制御回路とをつなぐもので、前記配線は、電解銅箔からなる配線部と圧延銅箔からなる配線部との2種からなり、少なくとも前記配線の制御回路側との超音波ボンディング接続部を圧延銅箔にて形成し、磁気ヘッドサスペンションのスライダー側となるその先端部側を電解銅箔で形成していることにより、これを達成している。
詳しくは、配線が、電解銅箔からなる配線部と圧延銅箔からなる配線部との2種からなる形態で、電解銅箔からなる配線部において、その微細化の自由度を上げるとともに、圧延銅箔からなる配線部において超音波ボンディング性を向上させることを可能としている。
そして、前記導電性の接続層としては、Ni層、Au層、Ni層をこの順にめっき形成して積層したものが挙げられるが、この層構成により、接続層が、電解銅箔からなる配線部と圧延銅箔からなる配線部とが、強固に確実に積層でき、且つ、Au層が配線形成のための圧延銅箔のエッチングにおいてエッチングストッパー層として機能できる。
尚、導電性の接続層の層構成としては、これに限定されないが、Ni層、Au層、Ni層の構成は簡単で好ましい。
特に、支持基材はバネ特性を発現させる金属層からなり、所定の形状に外形加工されており、絶縁層を介して前記配線を形成していることにより、2以上の剛性の異なる配線部の配設の仕方により、配線のバネ特性への影響を簡単に制御することを可能としている。 特に、また、前記配線と制御回路側との電気的接続をワイヤボンディングにて行う、ヘッドサスペンションアセンブリ用のワイヤレスサスペンションであることにより、最近のワイヤレスサスペンションの更なる微細化において、配線の微細化要求に対応でき、要求されるバネ特性に対応した支持基材の外形を決めるためのシュミレーションが簡単に行え、且つ、制御回路との電気的接続をワイヤボンディングで行う際の接続部がワイヤボンディング性に優れたワイヤレスサスペンションの提供を可能としている。
バネ特性を発現させる金属層としては、ステンレスが挙げられる。
より具体的には、バネ特性を発現させる金属層からなり、所定の形状に外形加工された支持基材上に、絶縁層を介して、電解銅箔からなる配線部と圧延銅箔からなる配線部との2種からなる配線を形成し、電解銅箔からなる配線部と圧延銅箔からなる配線部との接続は、配線部同士を導電性の接続層を介して積層されて電気的に接続しており、前記配線の超音波ボンディングにて制御回路側との電気的接続を行うための超音波ボンディング接続部を圧延銅箔にて形成し、また、前記配線の磁気ヘッドサスペンションのスライダー側となるその先端部側を電解銅箔で形成している、、磁気ヘッドサスペンションアセンブリ用のワイヤレスサスペンションの部材であるフレキシャーを製造する、フレキシャーの製造方法の提供を可能とした。
更に、最近のワイヤレスサスペンションの更なる微細化において、配線の微細化要求に対応でき、要求されるバネ特性に対応した支持基材の外形を決めるためのシュミレーションが簡単に行え、且つ、制御回路との電気的接続を超音波ボンディングで行う際の接続部が超音波ボンディング性に優れたワイヤレスサスペンションの部材であるフレキシャーの提供を可能としている。
同時に、そのようなフレキシャーの製造方法の提供を可能としている。
図1(a)は本発明の配線部材の実施の形態の1例の配線と支持基材の配設状態を透視して示した概略で、図1(b)は図1(a)のA11−A21−A31を通る断面を示した図で、図1(c)は図1(a)のB11−B21−B31を通る断面を示した図で、図1(d)は図1(b)の接続部141を拡大して、その接続層110を介した積層構造を示した図で、図2〜図4は図1に示す配線部材を製造する製造方法の工程を示した図で、図5は本発明の配線部材の他の形態例を説明するための図である。
尚、図1(a)においては、配線の状態を分かり易くするために、支持基材170A、圧延銅箔配線130、電解銅箔配線120、それぞれの間の絶縁層、配線を覆う保護層は図示していないが、図1(b)、図1(c)においては、各間の絶縁層や保護層を示している。
また、図2〜図4において、(a)〜(q)は図1(a)のA11−A21−A31を通る断面における状態を、(a1)〜(q1)は図1(a)のB11−B21−B31を通る断面における状態を示したもので、(a1)〜(q1)は、それぞれ、工程的に(a)〜(q)に対応する。
図1〜図5において、110は接続層、111、113はNi層、112はAu層、120は電解銅箔、120Aは先端部、121、122は電解銅箔配線、130は圧延銅箔、130Aは接続部(端子部とも言う)、131〜133は圧延銅箔配線、132Aは接続用開口、132Bは接続部、141〜143は接続部、150は絶縁層部、160はめっき部、170は金属層、170Aは支持基材、181〜184はレジスト、181A〜183Aは(レジストの)開口、190はカバー層(保護層とも言う)、510は第1の配線部、520は第2の配線部、530は第3の配線部である。
本例の配線部材は、所定の形状に外形加工されたバネ特性を発現させるステンレスからなる板状の支持基材170上に、ポリイミド樹脂からなる絶縁層(絶縁層部150)を介して配線を形成した磁気ヘッドサスペンションアセンブリ用のワイヤレスサスペンションの部材であるフレキシャーで、配線により、スライダーと制御回路とをつなぐもので、
前記配線は、その配線は、電解銅箔120と圧延銅箔130との2種からなり、少なくとも配線の超音波ボンディング接続部 (接続部130A)を圧延銅箔130にて形成し、磁気ヘッドサスペンションのスライダー側となるその先端部側120Aを電解銅箔120で形成している。
そして、特に、電解銅箔からなる配線部と圧延銅箔からなる配線部との接続部(141、142)を、配線部同士を、順に、Ni層111、Au層112、Ni層113からなる導電性の接続層を介して積層した積層構造としている。
尚、本例の配線部材であるワイヤレスサスペンションは、これを制御する制御回路側への中継をするための中継配線と超音波ボンディングすることにより、中継配線を介して、制御回路側との電気的接続を行うものである。
本例の配線部材においては、図2〜図4に示す製造工程により作製されるもので、簡単には、圧延銅箔130の一面上に、形成する配線形状に合わせて、電解銅箔120からなる配線部を、圧延銅箔側から圧延銅箔をエッチングする際にエッチングストッパー層となるNi層111、Au層112、Ni層113からなる導電性の接続層を介して、積層した後に、圧延銅箔130からなる配線部をエッチングして形成されている。
絶縁層部150としては、本例では、絶縁層としてのポリイミド樹脂の支持基材170A側に、支持基材270Aを接着するための接着材層としてのポリイミド樹脂を順に積層して設けたものである。
絶縁層部150を形成する前記絶縁層、接着材層を、いずれも、ポリイミド樹脂とすることにより、化学的、機械的、電気的にも安定なものとしている。
また、カバー層190にもポリイミド樹脂を用いている。
本例においては、電解銅箔配線121と圧延銅箔配線131との接続は両配線間に設けらた接続部141にてなされており、また、電解銅箔配線122と圧延銅箔配線133との接続は両配線間に設けられた接続部242にてなされており、圧延銅箔配線132と支持基材270Aとの接続は両配線間に設けらたビア構造の接続部143にてなされており、ここでは、圧延銅箔配線231、233側は信号配線と接続する側で、圧延銅箔配線232側がグランドと接続する側の配線である。
ビア構造の接続部143においては、電解Cu等をめっき形成して充填して導電性としたり、導電性ペースト、導電性粒子を混入した樹脂等を充填して硬化させて導電性とし、電気的に接続している。
先ず、圧延銅箔130の一面上に、形成する配線形状に合わせて、電解銅箔120からなる配線部を、圧延銅箔側から圧延銅箔をエッチングする際にエッチングストッパー層となる導電性の接続層を介して、積層して形成する。
本例では、レジスト製版により、圧延銅箔130 (図2(a))の一面上に、形成する配線形状に合わせて、開口181Aを有するレジスト181を形成した(図2(b))後、開口181A部に、順に、Niめっき、Auめっき、Niめっきを、それぞれ、0.5μm、0.05μm、5μm、程度の厚さに公知のめっき法により形成した後、更に、配線部となる電解銅箔120を開口181A部にめっき形成する。(図1(c))
尚、レジスト181としては、所望の解像性があり、処理性適正があれば特に限定されないが、通常は、処理性の良いもの(例えばドライフィルムレジスト等)が好ましい。
本例では、レジスト製版により、配線側にビア構造の接続部143形成用の開口182Aを設けたレジスト182を設け(図2(f))、該開口182からエッチングにより、金属層170を貫通させる。(図2(g))
次いで、貫通した金属層170の開口132Aから絶縁層部150を金属層170側に達するように孔開けし(図3(h))、孔開けされた孔部に導電性材料を配して、圧延銅箔130側と金属層170側とを電気的に接続して導通させる。 (図3(i))
尚、レジスト182としては、所望の解像性があり、処理性適正があれば特に限定されないが、通常は、処理性の良いもの(例えばドライフィルムレジスト等)が好ましい。
尚、レジスト183としては、所望の解像性があり、処理性適正があれば特に限定されないが、通常は、処理性の良いもの(例えばドライフィルムレジスト等)が好ましい。
圧延銅箔130のエッチング液としては、通常、塩化第二鉄溶液が用いられる。
次いで、レジスト製版によるエッチング法により、前記絶縁層部150をエッチングストッパー層として、前記金属層170の外形加工を行い、レジスト(図示していない)を除去しておく。(図9(n))
次いで、前記配線側を耐エッチング性膜(レジスト184)にて覆った状態にて、露出している領域の前記絶縁層部150をエッチングして除去する。(図4(o))
絶縁層部150は、ポリイミド樹脂で、有機アルカリでエッチングを行う。
尚、レジスト184としては、所望の解像性があり、処理性適正があれば特に限定されないが、通常は、処理性の良いもの(例えばドライフィルムレジスト等)が好ましい。
超音波ボンディング接続部となる露出している圧延銅箔表面、露出している電解銅箔表面に、それぞれ、めっきを施す、めっき工程を行う。(図4(q))
めっきとしては超音波ボンディング性の良いものが好ましく、通常、順に、公知のNiめっき、Auめっきが施されるがこれに限定されない。
このようにして、本例の配線部材は形成される。
場合によっては、上記本例の配線部材の製造方法における、ビア接続部形成領域の圧延銅箔130を孔開けし、該ビア接続部形成領域の絶縁層部150を金属層170側に達するように孔開けし、孔開けされた孔部に導電性材料を配して、圧延銅箔130側と金属層170側とを電気的に接続して導通させる工程(これを接続工程と言う)と、レジスト製版によるエッチング法により、圧延銅箔からなる配線部を形成する配線形状に形成する工程(これを圧延銅箔配線部形成工程と言う)とを、順序逆にしても良い。
また、図5(a)に示すように、上記本例の配線部材と同じく、第1の配線部510と第2の配線部520から配線がなり、剛性の異なる第1の配線部510と第2の配線部520とが導電性の接続層(図示していない)にて電気的に接続する形態の他に、図5(b)に示すように、それぞれ剛性の異なる3つの配線部(第1の配線部510、第2の配線部520、第3の配線部530)から配線がなり、第1の配線部510、第3の配線部530が、それぞれ、第2の配線部520と導電性の接続層(図示していない)にて電気的に接続する形態も挙げられる。
この場合の製造方法としては、例えば、図2〜図3に示す製造方法における、電解銅箔120からなる配線部の形成と同じ工程を、第1の配線部510、第3の配線部530形成に、それぞれ、個別に適用しても良い。
剛性の異なる4以上の配線部からなる配線を持つ形態もありえる。
111、113 Ni層
112 Au層
120 電解銅箔
120A 先端部
121、122 電解銅箔配線
130 圧延銅箔
130A 接続部(端子部とも言う)
131〜133 圧延銅箔配線
132A 接続用開口
132B 接続部
141〜143 接続部
150 絶縁層部
160 めっき部
170 金属層
170A 支持基材
181〜184 レジスト
181A〜183A (レジストの)開口
190 カバー層(保護層とも言う)
510 第1の配線部
520 第2の配線部
530 第3の配線部
Claims (5)
- 支持基材上に配線を形成した配線部材であって、前記配線は2つ以上の剛性の異なる配線部からなり、剛性の異なる配線部同士の接続部は、配線部同士が導電性の接続層を介して積層された積層構造であり、前記支持基材はバネ特性を発現させる金属層からなり、所定の形状に外形加工されており、絶縁層を介して前記配線を形成しており、且つ、当該配線部材は、磁気ヘッドサスペンションアセンブリ用のワイヤレスサスペンションの部材であるフレキシャーであり、前記配線により、スライダーと制御回路とをつなぐもので、前記配線は、電解銅箔からなる配線部と圧延銅箔からなる配線部との2種からなり、少なくとも前記配線の制御回路側との超音波ボンディング接続部を圧延銅箔にて形成し、磁気ヘッドサスペンションのスライダー側となるその先端部側を電解銅箔で形成していることを特徴とする配線部材。
- 請求項1に記載の配線部材であって、前記導電性の接続層はNi層、Au層、Ni層をこの順にめっき形成して積層したものであることを特徴とする配線部材。
- 請求項1ないし2のいずれか1項に記載の配線部材であって、前記バネ特性を発現させる金属層がステンレスからなることを特徴とする配線部材。
- バネ特性を発現させる金属層からなり、所定の形状に外形加工された支持基材上に、絶縁層を介して、電解銅箔からなる配線部と圧延銅箔からなる配線部との2種からなる配線を形成し、且つ、電解銅箔からなる配線部と圧延銅箔からなる配線部との接続部を、配線部同士を導電性の接続層を介して積層した積層構造とし、前記配線の超音波ボンディングにて制御回路側との電気的接続を行うための超音波ボンディング接続部を圧延銅箔にて形成し、また、前記配線の磁気ヘッドサスペンションのスライダー側となるその先端部側を電解銅箔で形成している、磁気ヘッドサスペンションアセンブリ用のワイヤレスサスペンションの部材であるフレキシャーを製造するための、フレキシャーの製造方法であって、順に、(a)圧延銅箔の一面上に、形成する配線形状に合わせて、電解銅箔からなる配線部を、圧延銅箔側から圧延銅箔をエッチングする際にエッチングストッパー層となる導電性の接続層を介して、積層して形成する、電解銅箔配線部形成工程と、(b)電解銅箔からなる配線部形成側に、絶縁層、接着材層を順に配した絶縁層部を設け、これを介して前記金属層を貼り合わせる貼り合わせ工程とを行い、相前後して、(c)ビア接続部形成領域の前記圧延銅箔を孔開けし、該ビア接続部形成領域の前記絶縁層部を前記金属層側に達するように孔開けし、孔開けされた孔部に導電性材料を配して、圧延銅箔側と金属層側とを電気的に接続して導通させる、接続工程と、(d)レジスト製版によるエッチング法により、圧延銅箔からなる配線部を形成する配線形状に形成する、圧延銅箔配線部形成工程とを行い、更に順に、(e)電解銅箔からなる配線部、圧延銅箔からなる配線部からなる配線側を、超音波ボンディング接続部を含む所定の領域を露出させて、保護膜で覆う保護膜形成工程と、(f)レジスト製版によるエッチング法により、前記絶縁層部をエッチングストッパー層として、前記金属層の外形加工を行う外形加工工程と、(h)前記配線側を耐エッチング性膜にて覆った状態にて、露出している領域の前記絶縁層部をエッチングして除去する、エッチング除去工程と、(i)超音波ボンディング接続部となる露出している圧延銅箔表面、露出している電解銅箔表面に、それぞれ、めっきを施す、めっき工程とを行うことを特徴とするフレキシャーの製造方法。
- 請求項4に記載のフレキシャーの製造方法であって、前記金属層がステンレスであり、前記絶縁層、接着材層が、いずれも、ポリイミド樹脂からなることを特徴とするフレキシャーの製造方法。
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