JP5246925B2

JP5246925B2 - ディスク駆動装置及びディスク駆動装置の製造方法

Info

Publication number: JP5246925B2
Application number: JP2008177585A
Authority: JP
Inventors: 知行田代; 明和柴田
Original assignee: サムスン電機ジャパンアドバンスドテクノロジー株式会社
Priority date: 2008-07-08
Filing date: 2008-07-08
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2028-07-08
Also published as: JP2010018642A

Description

本発明は、接着構造、接着方法、ディスク駆動装置及びディスク駆動装置の製造方法、特に、導電性接着剤を用いた接着構造、接着方法及びその方法を用いたディスク駆動装置、ディスク駆動装置の製造方法に関する。

近年、固定ディスク駆動装置（以下、単にディスク駆動装置という）の記録密度を向上させる技術が急速に進歩し、それに伴い記録容量は飛躍的に高まっている。このような、ディスク駆動装置において、情報の記録は高速回転する記録ディスクに磁気的に記録される。ところで、このような記録ディスクは空気中で高速回転するため静電気を帯電してしまうことがある。記録ディスクに大量の静電気を帯電すると、磁気ヘッドの放電破壊や記録ディスクに記録した情報の破壊を起こす原因になる。このような記録ディスクにおける静電気の帯電を防止するために、ディスク駆動装置においては、記録ディスクに帯電した静電気をアースする導通路を確保する必要がある。ディスク駆動装置は、記録ディスクを支持するハブ、ハブが固定されたシャフト、シャフトを収納するスリーブ、スリーブの一部を収納するベースプレート（モータベースともいう場合がある）等の部材で構成され、それぞれ導通性を有する材料で形成することができる。したがって、記録ディスクに帯電した静電気を放電する導通路は、例えば、記録ディスクを支持するハブ、シャフト、ベースプレートを電気的に接続することで確保することができる。

各構成部材間で導通を確保する場合、直接接触で導通が確保できればよいが、スリーブとベースプレートの接続のような強固な相互固定が必要な部分では信頼性のある接続方法を選択する必要がある。スリーブとベースプレートのように一方の部品を他方の部品の開口部に挿入して強固に固定する場合、圧入を行うことが考えられる。しかし、スリーブのように数μｍの隙間を隔ててシャフトを回転自在に保持するような部品は変形を避ける必要があり大きな外力の加わる圧入は好ましくない。そのため、スリーブとベースプレートとを隙間バメにより組合せ、その間に接着剤を介在させて固定する方法が採用されることが多かった。ただしこの場合、スリーブとベースプレートとの間に接着剤が介在するため導通性が確保できなくなるという問題がある。スリーブとベースプレートとの間の導通性を確保する方法としてカシメや溶接、はんだ付けなどがあるがこの場合も作業中に大きな外力や高熱が加えられて部材の変形を招きやすく好ましくない。

そこで、導電性を伴う接着が可能な導電性接着剤を用いた方法が提案されている（特許文献１参照）。

ところで、導電性接着剤の被着体の片方であるベースプレートは、加工性、強度、耐食性、寸法精度などが要求されるため例えばアルミダイキャストを追加工して形成している。アルミニウムは、表面に容易に酸化膜が形成され耐食性に優れる一方、何かを接触させて導通させる場合、その酸化膜で導通が妨げられるという問題がある。従って、導電性接着剤で導通を図る場合、酸化膜に対する対策が必要となる。そして、その対策も複数提案されている（特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）。
特開２００４−２８９９８２号公報特開平１０−５６２５４号公報特開２０００−８０１６号公報特開２００１−１０７２６７号公報

特許文献２に開示される方法は、硬化時に熱と圧力を加えてフィラーを酸化膜に貫入させて導通性を向上させている。しかし、導電性接着剤の塗布位置によっては、接着剤硬化時に圧力を加えることができない場合が多く作業性が悪いという問題がある。また、特許文献３に開示される方法は、導電性接着剤に酸化膜を除去する活性剤を含有させて酸化膜による影響を低減させている。しかし、接着剤に接着とは関係の無い成分が混入されるため、硬化性能に影響を与えて硬化時間の長時間化を招いたり、硬化後にアウトガスが発生するなど別の不具合を生じ易く、別の不具合の対策が必要になるという問題がある。また、特許文献４に開示された方法では、電界を加えた状態で導電性接着剤を塗布してフィラー同士の接触確率を向上させて導通性を向上させている。この場合、導電性接着剤の硬化が極めて短時間で完了すれば良いが、通常は硬化のために３０分以上の時間が必要とされる。そのため、硬化中に導電性接着剤が流動してしまい、塗布中に電界を加えただけでは、硬化後においてフィラー同士の接触確率が向上しているとは限らない。また、長時間の硬化中に絶えず電界を加えるには、特殊で大掛かりな装置を必要となり量産品には適さない。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、酸化膜による影響を受けず被着体との間の導通性を確保できる導電性接着剤を用いた接着構造、その接着方法及びその接着構造を含むディスク駆動装置、またその接着方法によるディスク駆動装置の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様は、アルミニウムを主成分とする導電性部材に、導電性のフィラーが混合された導電性接着剤を接着させた接着構造であって、前記導電性接着剤は、バインダーに対する前記フィラーの体積比が４０％〜５０％であり、前記導電性部材と硬化後の前記導電性接着剤との間の抵抗値が１０Ω以下であることを特徴とする。

この態様によれば、導電性接着剤を用いてアルミニウムを主成分とする導電性部材の接着を行った場合でも、この導電性接着剤を介した導通路を確保し、低抵抗状態の接着を実現できる。

また、上記態様において、前記導電性部材と前記導電性接着剤との間に抵抗低下電圧を印加して前記導電性部材の表面に形成された酸化膜による抵抗成分を低減させるようにしてもよい。導電性部材と導電性接着剤との間に抵抗低下電圧を印加することにより、導電性部材の表面に形成された酸化膜による絶縁を破壊して導通性を確保する。絶縁破壊を起こした部分は、導電性接着剤により封止され空気と接触しないので、再度酸化膜が形成されることなく、導通性を継続的に維持することができる。

また、上記態様において、前記導電性接着剤の塗布量１ｍｇ〜１０ｍｇに対して、前記抵抗低下電圧を印加しているときの電力量は、０．０８Ｊ以上４Ｊ以下とすることができる。発明者らは、繰り返し試験を行うことにより、抵抗低下電圧の印加による発熱で導電性接着剤自体に焼損や劣化が生じることを防止しつつアルミニウムを主成分とする導電性部材の表面に形成された酸化膜に絶縁破壊を起こさせて導通を確保するのに適した電力量を見いだした。この態様によれば、酸化膜が形成され易い導電性部材の接着が導通状態を確保した状態で実施できる。

また、上記課題を解決するために、本発明のある態様のディスク駆動装置は、記録ディスクを支持する導電性を有するハブと、前記ハブの回転中心に固定され当該ハブと共に回転する導電性を有するシャフトと、前記シャフトの少なくとも一部を収納する中空部を有し、その少なくとも一部に導通部を有するシャフト収納部材と、前記シャフト収納部材を支持する導電性を有するベース部材と、を含み、前記ベース部材は、アルミニウムを主成分とする導電性部材であり、前記ベース部材と前記シャフト収納部材の導通部とを導電性のフィラーが混合された導電性接着剤を介して接続し、前記導電性接着剤は、バインダーに対する前記フィラーの体積比が４０％〜５０％であり、前記導電性接着剤が硬化した状態で前記ハブと前記ベース部材との間の抵抗値が１０Ω以下であることを特徴とする。

ここで、ベース部材はアースに接続されているものとする。この態様によれば、ベース部材とシャフト収納部材の導通部とを導電性接着剤を介して接続し、その導電性接着剤が硬化した状態で、ハブとベース部材との間の抵抗値が１０Ω以下になる導通路を形成することができる。その結果、記録ディスクに帯電した静電気を記録ディスクを支持するハブからシャフト、シャフト収納部材、ベース部材に至るまでの導通路を介してアースへ流すことが可能となり、記録ディスクに静電気が帯電されることを防止できる。

また、上記課題を解決するために、本発明のある態様は、アルミニウムを主成分とする導電性部材に、導電性のフィラーが混合された導電性接着剤を塗布して導電接着させる接着方法であって、前記導電性接着剤を硬化させた後、前記導電性部材と前記導電性接着剤との間に抵抗低下電圧を印加して前記導電性部材の表面に形成された酸化膜による抵抗成分を低減させることを特徴とする。

この態様によれば、導電性部材と導電性接着剤との間に抵抗低下電圧を印加することにより、導電性部材の表面に形成された酸化膜による絶縁を破壊して導通性を確保する。絶縁破壊を起こした部分は、導電性接着剤により封止され空気と接触しないので、再度酸化膜が形成されることなく、導通性を継続的に維持することができる。

また、上記課題を解決するために、本発明のある態様は、記録ディスクを支持する導電性を有するハブと、前記ハブの回転中心に固定され当該ハブと共に回転する導電性を有するシャフトと、前記シャフトの少なくとも一部を収納する中空部を有し、その少なくとも一部に導通部を有するシャフト収納部材と、前記シャフト収納部材を支持する導電性を有するベース部材と、を含むディスク駆動装置の製造方法であって、前記シャフト収納部材の導通部と前記ベース部材に導電性のフィラーが混合された導電性接着剤を塗布するステップと、前記導電性接着剤を硬化させるステップと、前記導電性接着剤が硬化した後に、前記導通部と前記ベース部材との間に抵抗低下電圧を印加して前記ベース部材の表面に形成された酸化膜による抵抗成分を低減させることを特徴とする。

ベース部材はアースに接続されているものとする。この態様によれば、ベース部材とシャフト収納部材の導通部とを導電性接着剤を介して接続し、その導電性接着剤が硬化した状態で、導通部とベース部材との間に抵抗低下電圧を印加することにより、ベース部材の表面に形成された酸化膜による絶縁を破壊して導通性を確保する。絶縁破壊を起こした部分は、導電性接着剤により封止され空気と接触しないので、再度酸化膜が形成されることなく、導通性を継続的に維持することができる。その結果、記録ディスクに帯電した静電気が記録ディスクを支持するハブからシャフト、シャフト収納部材、ベース部材に至るまでの導通路を介してアースに流れることが可能となり、記録ディスクに静電気が帯電されることを防止できる。

本発明の接着構造及び接着方法によれば、導電性接着剤を用いてアルミニウムを主成分とする導電性部材の接着を行った場合でも、この導電性接着剤を介した導通路を確保し、抵抗値を下げることができる。また、本発明のディスク駆動装置及びディスク駆動装置の製造方法によれば、導電性接着剤を用いてアルミニウムを主成分とする導電性部材のベース部材の接着を行った場合でも、導通路を確保し静電気をアース側に流して記録ディスクを非帯電状態にすることができる。

以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に基づいて説明する。

本実施形態のディスク駆動装置は、アルミニウムを主成分とする導電性部材、例えば当該ディスク駆動装置の構成部品であるベースプレートとカウンタープレートとを導電性接着剤で接着している。ベースプレートの表面に酸化膜が形成されている場合でも、導電性接着剤を介して接続されたベースプレートとカウンタープレートとの間に抵抗低下電圧を印加して酸化膜に絶縁破壊を起こさせて酸化膜による抵抗成分を低減してベースプレートとカウンタープレートとの間の導通性を向上させる。

図１は、本実施形態のディスク駆動装置１０の全体構成を説明する概略断面図である。

ディスク駆動装置１０は、例えばアルミニウム等の金属で成形された断面略凹形状のシャーシ１２と、当該シャーシ１２の窪み部分を覆う例えば金属製のカバー１４と、後述する軸受けユニットの基台となるベースプレート１６によって密閉空間１８を形成するハウジング２０を含む。このハウジング２０の密閉空間１８には、磁気記録媒体である記録ディスク２２が軸受けユニット２４によって回転自在に支持されている。また、この軸受けユニット２４には、記録ディスク２２を回転駆動する駆動ユニット２６が接続されている。なお、ハウジング２０の内部には、回転する記録ディスク２２の半径方向に磁気ヘッド２８ａを揺動させながら記録ディスク２２に対しデータの書き込み及び読み出し行うヘッドユニット２８が配置されている。

図２は、ハウジング２０の内部に配置される軸受けユニット２４及び駆動ユニット２６の概略拡大断面図である。

軸受けユニット２４は、シャフト３０、スリーブ３２、ハブ３４、カウンタープレート３６を含んで構成されている。なお、本実施形態では、スリーブ３２とカウンタープレート３６とでシャフト収納部材を構成する例を説明する。本実施形態において、ハブ３４やベースプレート１６はアルミニウム等を主成分とする導電性の有する材料で形成されている。また、シャフト３０はステンレス等の導電性を有する材料で形成されている。また、スリーブ３２は導電性を有する真鍮等で形成されている。なお、スリーブ３２は、外部との導通路を形成する導通部を一部に含めば、全体が導電性を有する必要はなく樹脂などで構成してもよい。

ハウジング２０の一部を構成するベースプレート１６は円形開口部１６ａを有している。この円形開口部１６ａに略円筒状のスリーブ３２が挿入されている。図２の場合、スリーブ３２は、接続時の外力による変形を伴わないように円形開口部１６ａに隙間バメ状態で挿入され、当該円形開口部１６ａの内壁面に接着剤等で固定されている。スリーブ３２の円形開口部３２ａには、一端にハブ３４を固定し他端に動圧作用のためのフランジ３０ａを有するシャフト３０が回転自在に収納されている。なお、スリーブ３２の円形開口部３２ａはカウンタープレート３６で封止され、シャフト３０を脱落しないように支持すると共に、密閉空間１８の気密を維持するようにしている。なお、ハブ３４には記録ディスク２２が固定されている。

ベースプレート１６の円形開口部１６ａを形成する円筒壁１６ｂの外面側には、磁気発生用のコイル３８が巻回されたステータコア４０が複数個固定されている。また、シャフト３０に固定されたハブ３４には、マグネット４２を支持するロータヨーク４４が、ステータコア４０とマグネット４２が対面するように固定されている。ステータコア４０とマグネット４２は、僅かな隙間を挟み対向し、マグネット４２の回転位置に応じた電流をコイル３８に流すことによりハブ３４を回転させることができる。つまり、マグネット４２、ロータヨーク４４、ハブ３４、シャフト３０がロータとして機能し、記録ディスク２２を所定の速度で所定方向に回転させている。

なお、本実施形態で使用される軸受けユニット２４は、動圧軸受と呼ばれるものであり、前述したようにシャフト３０の例えば端部にフランジ３０ａが形成されている。そしてシャフト３０、フランジ３０ａ、スリーブ３２、カウンタープレート３６に囲まれた空間には潤滑油が満たされている。また、スリーブ３２の内周で軸方向に離れた複数部分とフランジ３０ａの両端面にはヘリングボーン状の溝が設けられている。したがって、シャフト３０と共にフランジ３０ａが回転することにより潤滑油に圧力の高い部分が生る。その圧力によりシャフト３０及びフランジ３０ａを周囲の壁面から離反させて、当該シャフト３０を実質的に非接触の回転状態として、記録ディスク２２の安定的な高速回転を実現し、安定したデータの書き込みまたは読み出しを実行させる。

ベースプレート１６の一部には、コイル３８から引き出される引出線４８をベースプレート１６の外部に導く貫通孔５０が形成されている。貫通孔５０から引き出された引出線４８はコネクタ５２を経由して回路基板５４に接続され、必要に応じ給電や信号のやり取りが実行される。なお、貫通孔５０は樹脂等の封止部材５６で封止され、ベースプレート１６の内部側、つまりハウジング２０の密閉空間１８側が気密状態になるようにしている。

このようなディスク駆動装置１０の軸受けユニット２４及び駆動ユニット２６の組立手順の一例を示す。まず、スリーブ３２にフランジ３０ａを固定したシャフト３０を挿入する。そして、スリーブ３２の円形開口部３２ａの大径側をカウンタープレート３６で塞ぐと共にシャフト３０を収納したスリーブ３２の円形開口部３２ａに潤滑油を注入して軸受けユニット２４の動圧軸受部分を準備する。続いて、着磁されたマグネット４２を固定したロータヨーク４４をハブ３４のヨーク装着位置に接着したロータ部分を準備する。また、ベースプレート１６の円筒壁１６ｂの外面側にコイル３８を巻回したステータコア４０を接着したステータ部分を準備する。そして、シャフト３０の先端部分にロータの一部として組立てられたハブ３４を圧入固定し、スリーブ３２とベースプレート１６の接合部分に熱硬化型の接着剤を塗布し組み合わせる。そして、加熱硬化処理を施しロータ部分とステータ部分の接着一体化を行う。

前述したように、ディスク駆動装置１０においては、記録ディスク２２に帯電した静電気をアースに接続されたベースプレート１６に逃がすための導通路が必要になる。記録ディスク２２を支持するハブ３４、ハブ３４を支持するシャフト３０、シャフト３０が接触可能なカウンタープレート３６はそれぞれ導電性を有する。したがって、例えば、ロータ部分であるシャフト３０が非回転の場合に、シャフト３０またはフランジ３０ａとカウンタープレート３６とが接触すれば、記録ディスク２２からカウンタープレート３６までの導通路の確保は容易にできる。

ここで、スリーブ３２とベースプレート１６の接着に用いる接着剤は、高い接着強度を得ることのできるエポキシ系の接着剤を用いる場合が多い。ところが、その接続部分では接着剤が絶縁材料として機能してしまう。そのため、カウンタープレート３６とベースプレート１６との間の導通路を確保するために、本実施形態では、導電性接着剤５８を塗布して導通路を確保するようにしている。導電性接着剤５８は、有機接着剤に導電体の粒子を混合させたものである。一般的に有機接着剤としては、硬化後に化学的に安定し耐熱温度が比較的高いエポキシ樹脂が用いられ、導電体としては、酸化され難く電気抵抗が低い銀が用いられる。そして、エポキシ樹脂の硬化収縮によりフィラーとなる導電性粒子同士、および導電性粒子と被着体表面との接触状態が密になり導通が保たれる。なお、フィラーは、フィラー同士、およびフィラーと被着体との接触面積を増やすため、フレーク状のものを使用することが好ましい。

ところで、本実施形態のディスク駆動装置１０のベースプレート１６はアルミダイキャスト製であり、スリーブ３２は真鍮にニッケルメッキを施したものであり、カウンタープレート３６はステンレス製である。したがって、導電性接着剤５８をベースプレート１６とカウンタープレート３６の金属表面とスリーブ３２のメッキ表面にまたがるように塗布する。本実施形態では、導電性接着剤としては、エポキシ樹脂にフレーク状の銀粒子を混ぜて、銀の含有率を重量比８０％〜８５％としたものを使用し、１台につき３．５ｍｇ塗布する。そして、塗布後に、８５℃雰囲気中に２時間放置し、エポキシ成分を硬化させる。

このようにして、ベースプレート１６、スリーブ３２、カウンタープレート３６の３者の導通を図ることにより、ハブ３４を上側にしてディスク駆動装置１０を設置した場合で回転の停止時には、記録ディスク２２に帯電した静電気がハブ３４、シャフト３０、フランジ３０ａ、カウンタープレート３６、導電性接着剤５８、ベースプレート１６を通じてシャーシ１２（図１参照）に逃げる構造ができる。ハブ４を下側にしてディスク駆動装置１０を設置した場合には、その停止時にハブ３４、シャフト３０、フランジ３０ａ、スリーブ３２、導電性接着剤５８、ベースプレート１６を通じて記録ディスク２２に帯電した静電気がシャーシ１２に逃げる構造ができる。

しかしながら、本発明者らは、このように組み立てたディスク駆動装置１０においても、ハブ３４からベースプレート１６に至るまでの抵抗値にばらつきが生じていることを確認した。そして、各構成部材間の抵抗値を測定した。その結果、図３に示すように、特にカウンタープレート３６とベースプレート１６との間の抵抗値に大きなばらつきが存在し静電気の放電が十分に行なわれない製品があることを確認した。つまり、同じ製造工程を経た製品でも静電気の放電能力に差が生じて品質のばらつきがあることを確認した。

近年のディスク駆動装置１０に使用されている磁気ヘッド２８ａは、記録密度の急激な増加に伴い、電気シールドであるギャップ厚の減少や磁気的に複雑な構造を持つヘッドの採用で、静電気による磁気ヘッド２８ａへのダメージが問題になっている。前述したように、ディスク駆動装置１０は、空気中でディスクを高速回転する為、記録ディスク２２の表面に静電気を発生する。この静電気によって記録ディスク２２に蓄えられた電荷をアースするルートの一つは、記録ディスク２２、ハブ３４、シャフト３０、スリーブ３２またはカウンタープレート３６、ベースプレート１６、シャーシ１２である。もう一つのルートは、記録ディスク２２、ヘッドユニット２８、シャーシ１２である。通常、記録ディスク２２の回転時には、磁気ヘッド２８ａは、１０ｎｍ程度浮上しており、記録ディスク２２と磁気ヘッド２８ａ間は、数十〜数百ＭΩの電気抵抗がある。そのため、静電気は、シャフト３０を通るルートでシャーシ１２にアースされる。この場合は、シャフト３０、ハブ３４またはカウンタープレート３６間の電気抵抗が、数ｋΩ程度であってもこのルートを電流が流れるので、磁気ヘッド２８ａに過電流が流れることが無く、磁気ヘッド２８ａの静電気による破壊を起こさない。

一方、記録ディスク２２の静止時には、磁気ヘッド２８ａが記録ディスク２２に密着しているため、磁気ヘッド２８ａと記録ディスク２２間の電気抵抗は、数十〜数百Ω程度になる。この場合、ハブ３４、シャフト３０、スリーブ３２またはカウンタープレート３６、ベースプレート１６間の電気抵抗が、数ｋΩ程度になると記録ディスク２２に帯電された静電気が、磁気ヘッド２８ａを通してアースされる為、磁気ヘッド２８ａに過電流が流れ、磁気ヘッド２８ａが静電気による破壊を起こす危険性が生じる。このため、ハブ３４、シャフト３０、スリーブ３２またはカウンタープレート３６、ベースプレート１６間の電気抵抗を例えば１０Ω以下に設定することが、ディスク駆動装置１０の信頼性を高める上で望ましいことを発明者らは認識した。

前述したようにハブ３４からカウンタープレート３６までは直接導電性を有する部材が接触可能なので、発明者らはスリーブ３２またはカウンタープレート３６とベースプレート１６間の抵抗値が例えば１０Ω以下のように低くできれば、静電気の放電は良好に行われるとの結論を得た。

本発明者らは、スリーブ３２またはカウンタープレート３６とベースプレート１６間の抵抗値について詳細な検証を行うために、カウンタープレート３６、ベースプレート１６、導電性接着剤５８の各接続間での抵抗値を調べた。その結果を図４に示す。ディスク駆動装置１０の製造において、カウンタープレート３６とベースプレート１６間に塗布する導電性接着剤５８の塗布量は例えば３〜５ｍｇである。３ｍｇを下回るとカウンタープレート３６とベースプレート１６を接着剤でつなげるのは困難であり、多い場合はコスト的なメリットがなくなる。ただし、本実施形態における実験では通常使用量を超えた範囲１〜１０ｍｇで実験を行った。図４（ａ）は導電性接着剤５８を１ｍｇ塗布したの場合、図４（ｂ）は４ｍｇ塗布した場合、図４（ｃ）は１０ｍｇ塗布した場合である。抵抗値の測定は、スリーブ３２の一部を含むカウンタープレート３６と硬化後の導電性接着剤５８の間、硬化後の導電性接着剤５８のみ、硬化後の導電性接着剤５８とベースプレート１６との間で行った。

図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、導電性接着剤５８の塗布量には関係なく導電性接着剤５８の単体、及び導電性接着剤５８とスリーブ３２及びカウンタープレート３６との間は、比較的低い抵抗値でバラツキも少ないことが分かる。一方、導電性接着剤５８とベースプレート１６との間の抵抗値のバラツキが大きいことが分かる。つまり、この部分の抵抗値が原因でカウンタープレート３６とベースプレート１６との間の総合的な抵抗値のバラツキが大きくなっていることが分かる。

ここで、抵抗値の大きいものを観察すると、外観上ベースプレート１６に対して導電性接着剤５８はしっかり接着されているので、ベースプレート１６の表面の導通を阻害するものは、ベースプレート１６の材質であるアルミニウムの酸化膜が原因であり、酸化膜が抵抗値のバラツキが大きくしていると推察できる。

ここで、発明者らは、ベースプレート１６の表面に形成された酸化膜を排除またはその影響を軽減する方法を模索し様々な方法を試みた。その結果、導電性接着剤５８の硬化後に、カウンタープレート３６とベースプレート１６との間に電圧を印加して導電性接着剤５８を経由する電流を流すことにより、ベースプレート１６の表面に形成された酸化膜に絶縁破壊を起こさせて導通性を改善できることを見いだした。

図５（ａ）〜図５（ｃ）は、カウンタープレート３６とベースプレート１６の間に電圧を印加した場合の抵抗値の変化を示す説明図である。図５（ａ）〜図５（ｃ）においても、カウンタープレート３６とベースプレート１６との間に塗布する導電性接着剤５８の塗布量は、図４（ａ）〜図４（ｃ）と同様に、１〜１０ｍｇとした。図５（ａ）は導電性接着剤５８を１ｍｇ塗布したの場合、図５（ｂ）は４ｍｇ塗布した場合、図５（ｃ）は１０ｍｇ塗布した場合である。抵抗値の測定は、スリーブ３２の一部を含むカウンタープレート３６と硬化後の導電性接着剤５８の間、硬化後の導電性接着剤５８のみ、硬化後の導電性接着剤５８とベースプレート１６との間で行った。

図５（ａ）〜図５（ｃ）に示すように電圧を印加して電流を流すことにより導電性接着剤５８とベースプレート１６との間の抵抗値が下がり、しかもばらつきが小さくなる。また、抵抗値は導電性接着剤５８の塗布量に依らないことがわかる。したがって、このとき印加する電圧は、ベースプレート１６の表面に形成された酸化膜による抵抗成分を低減させる抵抗低下電圧であるといえる。

図６は、抵抗低下電圧を印加したときの電力量を変化させた場合の抵抗値の変化を示している。図６は、カウンタープレート３６とベースプレート１６との間に導電性接着剤５８を４ｍｇ塗布して硬化させた後に、カウンタープレート３６とベースプレート１６との間に様々な値の抵抗低下電圧を印加した後の抵抗値である。なお、前述したように、ハブ３４、シャフト３０、カウンタープレート３６（またはスリーブ３２）間は直接導電性部材の接触が可能なので、そこでの抵抗値はあまり高くなくまたばらつかない。したがって、図６の場合は、カウンタープレート３６とベースプレート１６との間に抵抗低下電圧を印加した後に、記録ディスク２２を支持するハブ３４とベースプレート１６との間で抵抗値の変化を測定したときの結果を示す。

図６は、抵抗低下電圧の印加前の抵抗値、及び抵抗低下電圧の印加による電力量として０．０４Ｊ、０．０８Ｊ、０．１６Ｊ、０．８Ｊ、１．６Ｊ、４Ｊ、８Ｊを付与した後の抵抗値を示している。図６に示すように、抵抗低下電圧の印加による電力量が０．０８Ｊ以上の場合に、酸化膜による抵抗成分を低下させると共に、抵抗値のばらつきを少なくすることができる。また、抵抗低下電圧の印加による電力量が４Ｊ付近までは、導電性接着剤５８が焼損することなく、かつ酸化膜による抵抗成分を低下させると共に抵抗値のばらつきを少なくできる。

本実施形態における最良の実施例として、例えば、カウンタープレート３６とベースプレート１６との間に、３ｍｇの銀フィラーを含んだ導電接着剤を３．５ｍｇ塗布し、８５℃、２時間で硬化させる。抵抗低下電圧を印加しない場合、図３に示すようにベースプレート１６とカウンタープレート３６との間の抵抗値は１〜２００Ωであり、ばらつきが大きい。そこで、抵抗低下電圧を印加して抵抗低下処理を施す。具体的には、絶縁抵抗計にて５００Ｖ×４ｍＡ（電流リミッターで制限）を０．４秒印加して０．８Ｊの電力量を与えると、図６に示すような抵抗値が低下すると共にそのばらつきが小さくなる。

なお、図７は、本実施形態の抵抗低下処理を施したディスク駆動装置１０をサーマルサイクル試験に掛けた場合の結果である。このサーマルサイクル試験は、例えば、低温放置（−４５℃、1時間）、常温放置（２５℃、３０分）、高温放置（＋８５℃、1時間）、常温放置（２５℃、３０分）を１サイクルとして、そのサイクルを繰り返し、その時のディスク駆動装置１０の経時変化を観察する試験である。本実施形態の場合、１サイクル毎にディスク駆動装置１０の例えばベースプレート１６とカウンタープレート３６との間の抵抗値の変化を測定している。そして、図７に示すようにサーマルサイクル試験を行ってもディスク駆動装置１０に経時変化は認められないという結果を得た。つまり、抵抗低下処理によりベースプレート１６で絶縁破壊を起こした部分は、導電性接着剤５８によって封止されて空気との接触が抑制され再度酸化膜が形成されることなく、その部分はベースプレート１６とカウンタープレート３６間の低抵抗の導通路として維持されると考えられる。

なお、本実施形態で示した導電性接着剤５８は、バインダーとしてのエポキシ樹脂にフレーク状のフィラーとして銀粒子を混ぜて、銀の含有率を重量比８０％〜８５％とした。この場合、銀粒子のエポキシ樹脂に対する体積比は４０％〜５０％となり硬化後は十分な接着力を発生する。そして、ベースプレート１６とカウンタープレート３６とを接続するように塗布して硬化させた後、抵抗低下処理を施し、両者間の抵抗値が例えば１０Ω以下になる例を示した。この場合、導電性接着剤５８は抵抗低下処理の後で、ベースプレート１６と導電性接着剤５８の間の抵抗値が１０Ω以下になるものであればよく、フィラーとして例えば金や銅、ニッケルやパラジウム、カーボンなどを用いてもよい。その場合、フィラーの比重により重要比が変化するが、上述したように導電性接着剤５８におけるバインダーに対するフィラーの体積比が４０％〜５０％であれば、抵抗低下処理により酸化膜の絶縁破壊が行えると共に、十分な接着力を確保できる。

このように、本実施形態によれば、導電性接着剤の硬化後に抵抗低下電圧を印加するだけでベースプレート１６などの被着体表面に形成された酸化膜に絶縁破壊を生じさせ抵抗値を低下させることができる。したがって、硬化時に圧力を加えられない場所においても適用できその抵抗値を下げることができる。また、導電性接着剤に余分な成分を加える必要がないので、導電性接着剤の硬化性能に影響を与えたり、アウトガスの発生を増やしたりすることがない。また、導電性を確保するために大掛かりな装置を使う必要が無い。

また、被着体の酸化膜除去後、導電性接着剤の内部に含まれるフィラーが流動することがないため、フィラーが被着体の酸化膜が絶縁破壊を起こした部分に固定され、安定した低い抵抗値を維持することができる。

さらに、ディスク駆動装置１０においては、接着や抵抗値の低下や導電性の安定化のために機械的に変形させたり過大な熱を加えたりする必要が無いので、軸受け部分などの寸法精度を悪化させること無く、スリーブとベースプレートの間の導通を図ることができる。その結果、記録ディスクへの情報の記録が高密度でありながら、容易に記録ディスクに溜まった静電気をシャーシ側に逃がす構成を作ることができる。また、情報を読み書きする磁気ヘッドや記録された情報が、静電気により破壊されることを防げる。

さらに、酸化膜を絶縁破壊して導通を図る工程ではディスク駆動装置を汚したり、加工後においても導通を図る部分でアウトガスを発生することが無いので、データや磁気ヘッドの損傷を防ぐことができる。

また、今後は、記録ディスクの記録密度の増加に伴い磁気ヘッドの記録ディスクからの浮上量が益々低下し、磁気ヘッドと記録ディスクとの間の電気抵抗が低下する傾向にあり、磁気ヘッドは静電気による影響を受けやすい構造になっていくことが予想される。本実施形態の接着構造、接着方法、ディスク駆動装置及びディスク駆動装置の製造方法によれば、安定した低抵抗の導通を容易に確保できるので、今後の構造にも対応することができる。

また、安定した導通性が確保できるので、生産工程中の不良率の低減にも寄与でき、生産性の高い低コストのディスク駆動装置を製造することができる。

なお、本実施形態では、アルミニウムを主成分とする導電性部材に、導電性のフィラーが混合された導電性接着剤を接着させた接着構造の一例として、ディスク駆動装置１０を示したが、酸化膜が存在する部分に導電性接着剤を塗布するものであれば、本実施形態の抵抗低下処理が適用可能であり、同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態では、ディスク駆動装置１０の一例としてシャフト３０がロータの一部を構成し回転するタイプを示したが、シャフトがベースプレート側に固定され、その回りをスリーブが回転するタイプのディスク駆動装置にも適用可能であり、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能であり、同様な効果を得ることができる。

本実施形態の接着構造を適用可能なディスク駆動装置の概略構成を説明する断面図である。本実施形態の接着構造を適用可能なハウジングの内部に配置される軸受けユニット及び駆動ユニットの概略拡大断面図である。カウンタープレートとベースプレートとの間の抵抗値にばらつきが存在することを説明する説明図である。カウンタープレート、ベースプレート、導電性接着剤の各接続間での抵抗値の違いを示す説明図である。本実施形態の抵抗低下処理を施した後のカウンタープレート、ベースプレート、導電性接着剤の各接続間での抵抗値の違いを示す説明図である。本実施形態の抵抗低下処理において、抵抗低下電圧を印加したときの電力量を変化させた場合の抵抗値の変化を説明する説明図である。本実施形態の抵抗低下処理を施したディスク駆動装置を信頼性試験に掛けた場合の結果を説明する説明図である。

符号の説明

１０ディスク駆動装置、１２シャーシ、１４カバー、１６ベースプレート、１８密閉空間、２０ハウジング、２２記録ディスク、２４軸受けユニット、２６駆動ユニット、２８ヘッドユニット、３０シャフト、３２スリーブ、３４ハブ、３６カウンタープレート、３８コイル、４０ステータコア、４２マグネット、４４ロータヨーク、５８導電性接着剤。

Claims

磁気ヘッドによってデータの書き込み及び読み出しが行われる記録ディスクを支持するハブと、
前記ハブを回転自在に支持する軸受けユニットと、
前記軸受けユニットが固定されるベース部材と、
を備え、
前記ベース部材はアルミニウムを主成分とする材料から形成され、
前記ベース部材と前記軸受けユニットとにまたがるように導電性のフィラーが混合された導電性接着剤が塗布され、
前記ベース部材と前記導電性接着剤との間に電圧を印加して、前記ベース部材の表面に存在する酸化膜による絶縁を破壊して導通性を確保した部分が形成されていることを特徴とするディスク駆動装置。
前記酸化膜による絶縁を破壊して導通性を確保した部分は前記導電性接着剤によって封止されることを特徴とする請求項１に記載のディスク駆動装置。
前記導電性接着剤と前記ベース部材との間の電気抵抗の値が１０Ω以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のディスク駆動装置。
前記ハブと前記ベース部材との間の電気抵抗は、前記記録ディスクの静止時における前記磁気ヘッドと前記記録ディスクの間の電気抵抗より小さいことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のディスク駆動装置。
前記導電性接着剤の塗布量は１〜１０ｍｇであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のディスク駆動装置。
前記導電性接着剤は、バインダーに対する前記フィラーの体積比が４０％〜５０％であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のディスク駆動装置。
前記軸受けユニットは動圧軸受けであることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のディスク駆動装置。
磁気ヘッドによってデータの書き込み及び読み出しが行われる記録ディスクを支持するハブと、前記ハブを回転自在に支持する軸受けユニットと、アルミニウムを主成分とする材料から形成され前記軸受けユニットが固定されるベース部材と、を備えるディスク駆動装置の製造方法であって、
前記軸受けユニットを前記ベース部材に接着する工程と、
前記ベース部材の導通部と前記軸受けユニットとにまたがるように導電性のフィラーが混合された導電性接着剤を塗布する工程と、
塗布された前記導電性接着剤を硬化させる工程と、
硬化後の前記導電性接着剤と前記ベース部材との間に電圧を印加して、前記ベース部材の表面に存在する酸化膜による絶縁を破壊して前記導電性接着剤と前記ベース部材との間の電気抵抗を低下させる工程と、
を含むことを特徴とするディスク駆動装置の製造方法。
前記導電性接着剤を塗布する工程は、前記導電性接着剤を１ｍｇ〜１０ｍｇの範囲で塗布することを特徴とする請求項８に記載のディスク駆動装置の製造方法。
前記電気抵抗を低下させる工程は、前記導電性接着剤を経由する電流を流すために０．０８Ｊ以上４Ｊ以下の範囲の電力量を付与することを特徴とする請求項８または請求項９に記載のディスク駆動装置の製造方法。