JP5234770B2 - 磁気ヘッドサスペンションの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）に用いられる磁気ヘッドサスペンション組立体の技術分野に属し、特に、磁気ヘッドと制御回路基板とを接続するための配線が一体的に形成されてなる磁気ヘッドサスペンションに関するものである。

近年、インターネットの普及等によりパーソナルコンピュータの情報処理量の増大や情報処理速度の高速化が要求されてきており、それに伴って、パーソナルコンピュータに組み込まれているハードディスクドライブ（ＨＤＤ）も大容量化や情報伝達速度の高速化が必要となってきている。そして、このＨＤＤに用いられる磁気ヘッドを支持している磁気ヘッドサスペンションと呼ばれる部品も、従来の金ワイヤ等の信号線を接続するタイプから、ステンレスのばねに直接銅配線等の信号線が形成されている、いわゆるワイヤレスサスペンションと呼ばれる配線一体型のものに移行している。

このような配線一体型サスペンションの製造方法の一つとして、特開平８−１８０３５３号公報には、ステンレス等のばね性金属層／絶縁層／導電層からなる積層板を用い、ばね性金属層と導電層に所定のパターンを施した後、絶縁層の一部をプラズマエッチングにより除去する方法が記載されている。これにより、ばね性を有する金属薄板上に磁気ヘッドと制御回路基板を接続するための複数本の配線が絶縁層を介して一体的に形成された磁気ヘッドサスペンションが得られる。
特開平８−１８０３５３号公報

上記したように、磁気ヘッドサスペンションは、ばね性を有する金属薄板上に磁気ヘッドと制御回路基板とを接続するための複数本の配線が絶縁層を介して一体的に形成された構造をしている。そして、サスペンション（フレクシャ）の基材を構成する金属薄板は、使用時にばねとしての機能を発揮するように可撓性のあるＳＵＳ等の金属が用いられている。ところが、金属薄板はベースであると同時にばねとしての機能を発揮するものであるが、それ以外には特別な役目を果たしてはいない。したがって、金属薄板に磁気ヘッドサスペンションに何らかの付加的な機能を持たせることができれば好都合であり、しかもそれが簡単に出来るのであればなおさら好都合である。

本発明は、上記のような背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、基材としての金属薄板にばねとしての機能以外に新たな役目を担わせるようにした磁気ヘッドサスペンションの製造方法を提供することにある。

請求項１に記載の発明である磁気ヘッドサスペンションの製造方法は、ばね性を有する金属薄板上に磁気ヘッドと制御回路基板とを接続するための複数本の配線が絶縁層を介して一体的に形成されてなる磁気ヘッドサスペンションを製造する方法であって、次の各工程からなることを特徴とする。
（１）ばね性を有する金属薄板に絶縁層と導電層を順次積層した３層構造の積層板を準備する工程。
（２）金属薄板と導電層をエッチングによりパターニングすることにより、金属薄板を所定形状にするとともに、導電層に配線と該配線とは独立した接続端子として開口を有する金属パットを形成する工程。
（３）前記工程の後、絶縁層をエッチングによりパターニングすることにより、絶縁層を所定形状にするとともに、前記金属パットの開口に絶縁層を貫通して金属薄板に至る開口であって金属パットの開口より大きい開口を形成する工程。
（４）前記工程の後、前記金属パットの開口と前記絶縁層を貫通して金属薄板に至る開口とに金属めっきを施して、金属パットと金属薄板とを電気的に接続する導通部分を形成する工程。

請求項２に記載の発明である磁気ヘッドサスペンションの製造方法は、請求項１に記載の磁気ヘッドサスペンションの製造方法において、前記（３）の工程の後で、金属パットも含めて導電層の上に配線めっきを施す工程を行い、その後、前記（４）の工程を行うことを特徴とする。

請求項３に記載の発明である磁気ヘッドサスペンションの製造方法は、請求項１又は２に記載の磁気ヘッドサスペンションの製造方法において、金属薄板がＳＵＳ、絶縁層がポリイミド、導電層がＣｕである３層構造の積層板を使用することを特徴とする。

請求項４に記載の発明である磁気ヘッドサスペンションの製造方法は、請求項１〜３のいずれかに記載の磁気ヘッドサスペンションの製造方法において、導通部分の金属めっきに用いる金属がＮｉであることを特徴とする。

本発明によれば、配線と同じ導電層からなる金属パットを配線とは独立して形成し、その金属パットの一部から絶縁層を貫通して金属薄板に至る開口を設け、その開口に金属めっきによる導通部分を設けることにより、金属パットと金属薄板とを電気的に接続したので、磁気ヘッドと制御回路基板とを接続するための複数本の配線に加えてアース用の特別な配線を別途設けるというような複雑な構成を採ることなく、所望の部分を簡単な構造でアースすることができるという新たな機能を付加した磁気ヘッドサスペンションを得ることができる。そして、金属パット（一種の接続端子）は、金属めっきによる導通部分で金属薄板に接続されるので、導電性ペーストで接続する場合と比較して接続抵抗を低くすることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は本発明で製造される磁気ヘッドサスペンションの一例を示すもので、磁気ヘッドサスペンションにおいて磁気ヘッドスライダーが搭載される先端部を拡大して示す平面図である。また、図２は図１のＸ−Ｘ断面図である。

磁気ヘッドサスペンションは、ばね性を有する金属薄板１としてのＳＵＳ上に、絶縁層２としてのポリイミドを介してＣｕからなるパターン状の４本の配線３が一体に設けられた構造をしている。そして、各配線３の上には通常全体に渡って配線めっきとしての金めっきが施されている。

図１に示した４本の配線３は、磁気ヘッドと制御回路基板とを接続するためのものであり、例えば図の右側２本の配線３は書込み磁気ヘッド素子用の配線で、左側２本の配線３は読出し磁気ヘッド素子用の配線である。これらの配線３は、サスペンションの根元側から２本ずつ対になって先端部に向かい、プラットホーム４のところでほぼ直角に湾曲し、さらに磁気ヘッドスライダーの搭載部５に向けて再度ほぼ直角に湾曲している。そして、湾曲した各配線３の末端には、磁気ヘッドスライダーの先端側面に形成された４つの接続部とそれぞれハンダで接続される配線用接続部３ａが形成されている。

図１の磁気ヘッドサスペンションは、磁気ヘッドスライダーの搭載部５に隣接するプラットホーム４のところに金属パット６を形成しており、その金属パット６には、左右２本ずつの配線３の間を通るようにして、磁気ヘッドスライダーのグランドに接続するための接続部６ａが設けられている。この金属パット６は、図２に示すように、配線３と同じ導電層７からなるが、配線３とは独立して形成されている。そして、このアイランド状の金属パット６の一部から絶縁層２を貫通して金属薄板１に至る開口８を設け、その開口８に金属めっきによる導通部分９を設けることにより、金属パット６と金属薄板１とを電気的に接続している。この導通部分９の金属めっきに用いる金属としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ等が挙げられる。

このような金属めっきによる導通部分は、Ｎｉめっきの場合、表１に示すように、開口の直径が１００μｍの場合は０．２５Ω以下、開口の直径が２００μｍの場合は０．２０Ω以下の低い抵抗値で金属薄板と金属パットを電気的に接続できる。なお、表１に示す導通部分の抵抗値は、導通部分と開口近傍にある金属薄板とを４端子テスターにて測定したものであり、この抵抗値にはＳＵＳ表面の測定端子との接触抵抗を含む。

このような構成からなる磁気ヘッドサスペンションでは、金属パット６の接続部６ａを磁気ヘッドスライダーのグランドに接続することで磁気ヘッドスライダーに溜まる電荷を金属薄板１側に逃がすことができる。この時の接続は、ＧＢＢ（ゴールド・ボール・ボンディング）やＳＢＢ（ソルダー・ボール・ボンディング）により行う。

最近では、携帯用途を始めとする各種の小型機器に搭載するＨＤＤへの要求が増加してきており、そのためＨＤＤが高密度化すると共に磁気ヘッドの小型化が進み、磁気ヘッドはその高感度化により、静電気の帯電による影響を受けやすくなっている。したがって、スライダーに溜まる電荷により、小型の磁気ヘッド素子の特性が変化したり最悪の場合は破壊する恐れが大きくなっているところ、従来は磁気ヘッドスライダーをＳＵＳ上に搭載する際に導電性ペーストを用いて接地していたが、上記のような構造をとることにより、導電性ペーストに比べて電気的な抵抗が低くなり、しかもスライダー自体は安価な接着剤で固定できるようになることから、安価に電気的な信頼性を確保することができる。

また、任意の場所で金属薄板と接地可能であり、設計の自由度が上がるという利点もある。例えば、金属パット６を磁気ヘッドスライダーの搭載部５に後方から隣接する部位、すなわち図１に示すのとは反対側にて且つ接続部６ａが搭載部５に向く形状で形成してもよく、金属パット６をこのように配置することで、接着シートや接着用ペーストを用いることなく、接続部６ａのグランドとの接続時に磁気ヘッドスライダーの固定も同時に行うことが可能となる。

（第２の実施形態）
図３は本発明で製造される磁気ヘッドサスペンションの別の例を示すもので、磁気ヘッドサスペンションにおいて配線の通る中間部を拡大して示す平面図である。また、図４は図３のＸ−Ｘ断面図である。

この磁気ヘッドサスペンションも、ばね性を有する金属薄板１としてのＳＵＳ上に、絶縁層２としてのポリイミドを介してＣｕからなるパターン状の４本の配線３が一体に設けられた構造をしている。そして、各配線３の上には通常全体に渡って配線めっきとしての金めっきが施されているが、図４ではこの配線めっきを省略している。

図３に示した中央を除く４本の配線３は、磁気ヘッドと制御回路基板とを接続するためのものであり、例えば図の右側２本の配線３は書込み磁気ヘッド素子用の配線で、左側２本の配線３は読出し磁気ヘッド素子用の配線である。そして、この図３の磁気ヘッドサスペンションでは、２本ずつの配線３の間に、それらの配線３を通る信号の干渉を抑制するためのグランドライン１０が設けられ、その一部に金属パット１０ａが形成されている。この金属パット１０ａは、図４に示すように、配線３と同じ導電層からなるが、配線３とは独立して形成されている。そして、このグランドライン１０の一部を拡大した金属パット１０ａの一部から絶縁層２を貫通して金属薄板１に至る開口８を設け、その開口８に金属めっきによる導通部分９を設けることにより、金属パット１０ａと金属薄板１とを電気的に接続している。この導通部分９の金属めっきに用いる金属としては、前記と同様、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ等が挙げられる。

このような構成からなる磁気ヘッドサスペンションでは、絶縁層２上に設けられた書込み及び読出し用の配線３の間にグランドライン１０を設けることで、両信号の干渉が抑えられ、信号の安定化を図ることができる。従来はグランドライン１０を配線３に沿ってサスペンションの後端まで設けた上でアースに接続していたが、金属薄板１を制御回路と共通のアースと接続しておけば、上記のような金属パット１０ａを設けることで、配線３を通る信号へのノイズを簡単に抑えることができる。また、金属薄板１を制御回路と共通のアースと接続しておけば、制御回路基板と共通のグランドをサスペンションの末端まで設けることなしに、金属薄板１を介して行うことができるので、配線の引回し等のデザインが容易である。すなわち、必要な部分だけにそれぞれグランドラインを設け、各々のグランドラインにそれぞれ金属薄板１にめっきによる導通部分９を設けることができるため、配線の両側にグランドラインを設けたり、離れたところに複数のグランドラインを設ける形態でも可能である。

以上、本発明の製造方法で得られる磁気ヘッドサスペンションの２つの例について述べたが、それらを製造する方法は基本的に同じである。以下、図５〜図７の工程図によりその製造工程について説明する。なお、この図５〜図７では、右半分で配線を形成すると共に左半分で金属パットを形成する様子を示している。

図５（ａ）に示す積層板、すなわち、ばね性を有する金属薄板１１としてのＳＵＳ、絶縁層１２としてのポリイミド、導電層１３としてのＣｕからなる積層板を準備し、まず最初に金属部分である金属薄板１１と導電層１３をエッチングによりパターニングする。すなわち、図５（ｂ）に示すように、積層体の両面にドライフィルム等のレジストを設けてそれらを所定形状にパターニングした後、図５（ｃ）に示すように両面からそれぞれエッチング加工を施し、次いで図５（ｄ）に示す如くレジスト１４，１５を剥離する。

続いて、真中の絶縁層１２をエッチングによりパターニングする。すなわち、図６（ａ）に示すように、パターニングされた金属薄板１１と導電層１３を覆ってドライフィルム等のレジスト１６，１７を設けてそれらを所定形状にパターニングした後、図６（ｂ）に示すように両面から絶縁層１２にエッチング加工を施し、図６（ｃ）に示すようにレジスト１６，１７を剥離する。これにより、金属パットに絶縁層１２を貫通して金属薄板１１に至る開口１８が形成される。

次いで、スパージャー等を使用して２回のめっき工程を行うことにより配線めっきと導通部分を形成する。すなわち、図７（ａ）に示すように、金属パットも含めて導電層１３の上に金めっき等の配線めっき１９を施した後、両面にドライフィルム等のレジスト２０，２１を設け、図７（ｂ）に示す如く金属パットの開口１８を除くようにして配線側のレジスト２０をパターニングしてから、図７（ｃ）に示す如く金属メッキを施して導通部分２２を形成し、図７（ｄ）に示す如くレジスト２０，２１を剥離する。これにより、金属パットと金属薄板１１とが導通部分２２で電気的に接続される。なお、この工程では金属パットの導電層１３にも配線めっき１９を施したが、これは必ずしも必要ではない。最後に必要に応じて、配線上に保護用のカバー層を設ける。

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、本発明による磁気ヘッドサスペンションの製造方法は、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ことは当然のことである。

本発明で製造される磁気ヘッドサスペンションの一例を示すもので、磁気ヘッドサスペンションにおいて磁気ヘッドスライダーが搭載される先端部を拡大して示す平面図である。 図１のＸ−Ｘ断面図である。 本発明で製造される磁気ヘッドサスペンションの別の例を示すもので、磁気ヘッドサスペンションにおいて配線の通る中間部を拡大して示す平面図である。 図３のＸ−Ｘ断面図である。 本発明に係る磁気ヘッドサスペンションの製造方法を説明するための第１段階の工程図である。 本発明に係る磁気ヘッドサスペンションの製造方法を説明するための第２段階の工程図である。 本発明に係る磁気ヘッドサスペンションの製造方法を説明するための第３段階の工程図である。

符号の説明

１ 金属薄板
２ 絶縁層
３ 配線
４ プラットホーム
５ 搭載部
６ 金属パット
６ａ 接続部
７ 導電層
８ 開口
９ 導通部分
１０ グランドライン
１０ａ 金属パット
１１ 金属薄板
１２ 絶縁層
１３ 導電層
１４，１５ レジスト
１６，１７ レジスト
１８ 開口
１９ 配線めっき
２０，２１ レジスト
２２ 導通部分

Claims (4)

1. ばね性を有する金属薄板上に磁気ヘッドと制御回路基板とを接続するための複数本の配線が絶縁層を介して一体的に形成されてなる磁気ヘッドサスペンションを製造する方法であって、次の各工程からなることを特徴とする磁気ヘッドサスペンションの製造方法。
   （１）ばね性を有する金属薄板に絶縁層と導電層を順次積層した３層構造の積層板を準備する工程。
   （２）金属薄板と導電層をエッチングによりパターニングすることにより、金属薄板を所定形状にするとともに、導電層に配線と該配線とは独立した接続端子として開口を有する金属パットを形成する工程。
   （３）前記工程の後、絶縁層をエッチングによりパターニングすることにより、絶縁層を所定形状にするとともに、前記金属パットの開口に絶縁層を貫通して金属薄板に至る開口であって金属パットの開口よりも大きい開口を形成する工程。
   （４）前記工程の後、前記金属パットの開口と前記絶縁層を貫通して金属薄板に至る開口とに金属めっきを施して、金属パットと金属薄板とを電気的に接続する導通部分を形成する工程。
2. 請求項１に記載の磁気ヘッドサスペンションの製造方法において、前記（３）の工程の後で、金属パットも含めて導電層の上に配線めっきを施す工程を行い、その後、前記（４）の工程を行うことを特徴とする磁気ヘッドサスペンションの製造方法。
3. 金属薄板がＳＵＳ、絶縁層がポリイミド、導電層がＣｕである３層構造の積層板を使用することを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気ヘッドサスペンションの製造方法。
4. 導通部分の金属めっきに用いる金属がＮｉであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の磁気ヘッドサスペンションの製造方法。

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