JP6326957B2 - サスペンション用基板、アクチュエータ素子付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およびハードディスクドライブ - Google Patents

Description

本発明は、サスペンション用基板、アクチュエータ素子付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およびハードディスクドライブに係り、とりわけ、実装されるアクチュエータ素子の伸縮によって生じる力を効率良く伝達できるサスペンション用基板、アクチュエータ素子付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が実装されたサスペンション用基板（フレキシャー）を備えている。このサスペンション用基板は、磁気ヘッドスライダが実装されるヘッド領域から、ＦＰＣ基板（フレキシブルプリント基板）に接続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、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を行うようになっている。

このようなハードディスクドライブにおいては、ディスク上の所望のデータトラックに磁気ヘッドスライダを移動させるために、磁気ヘッドスライダを支持するアクチュエータアームを回動させるＶＣＭアクチュエータ（ボイスコイルモータ）を、サーボコントロールシステムによって制御している。

ところで、近年、ディスクの容量増大の要求が高まっている。この要求に応えるために、ディスクが高密度化されて、トラックの幅が小さくなっている。このため、ＶＣＭアクチュエータによって、磁気ヘッドスライダを所望のトラックに精度良く位置合わせすることが困難な場合がある。

このことに対処するために、ＶＣＭアクチュエータとＰＺＴマイクロアクチュエータとを協働させて、所望のトラックに磁気ヘッドスライダを移動させるデュアルアクチュエータ方式（Ｄｕａｌ Ｓｔａｇｅ Ａｃｔｕａｔｏｒ：ＤＳＡ）のサスペンションが知られている（例えば、特許文献１参照）。このＰＺＴマイクロアクチュエータは、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）からなるピエゾ素子（圧電素子）により構成され、電圧が印加されることにより伸縮し、磁気ヘッドスライダを微小に移動させるようになっている。このようなデュアルアクチュエータ方式のサスペンションにおいては、ＶＣＭアクチュエータが、磁気ヘッドスライダの位置を大まかに調整し、ＰＺＴマイクロアクチュエータが、磁気ヘッドスライダの位置を微小調整する。このようにして、磁気ヘッドスライダを、所望のトラックに、迅速に、かつ精度良く位置合わせするようになっている。

特許文献１においては、サスペンション用基板のヘッド領域にピエゾ素子が実装されている。この場合、ピエゾ素子をヘッドスライダに近接して配置することができるため、ヘッドスライダの位置合わせの精度向上が可能となる。なお、特許文献１においては、金属支持層にピエゾ素子を収容する収容開口部が設けられ、絶縁層のうち収容開口部に露出された部分に、ピエゾ素子が配置されるようになっている。通常、ピエゾ素子は、非導電性接着剤（例えば、ＵＶ硬化樹脂）を用いて絶縁層に機械的に接合される。

特開２０１２−９９２０４号公報

このように特許文献１においては、ピエゾ素子は、非導電性接着剤によって絶縁層に機械的に接合される。しかしながら、絶縁層は、ポリイミド等の伸縮性のある樹脂により形成されている。このことにより、ピエゾ素子の伸縮によって生じた力は、絶縁層を介して金属支持層に伝達されるため、金属支持層に伝達される力が絶縁層の伸縮性によって低減し、ヘッドスライダの変位の精度が低下するおそれがある。

ところで、特許文献１においては、ピエゾ素子をヘッドスライダの側とは反対側に配置しているが、これとは反対側となるヘッドスライダの側にピエゾ素子を配置する場合がある。この場合、ヘッドスライダとピエゾ素子とを同じ側に配置することができるため、ヘッドスライダとピエゾ素子の実装作業性を改善し、それぞれの実装作業効率の向上を図ることができる。この際、ピエゾ素子は、配線層の接続端子上に配置され、絶縁層に、非導電性接着剤を用いて機械的に接合される。

しかしながらこの場合においても、ピエゾ素子は、非導電性接着剤によって絶縁層に機械的に接合される。このことにより、金属支持層に伝達される力が絶縁層の伸縮性によって低減し、ヘッドスライダの変位の精度が低下するおそれが生じる。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、実装されるアクチュエータ素子の伸縮によって生じる力を効率良く伝達できるサスペンション用基板、アクチュエータ素子付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、ヘッドスライダと、前記ヘッドスライダを変位させる伸縮可能なアクチュエータ素子とが実装され、素子用接着剤により前記アクチュエータ素子が接合されるサスペンション用基板において、金属支持層と、前記金属支持層上に設けられた絶縁層と、前記絶縁層上に設けられた配線層と、を備え、前記配線層は、実装される前記アクチュエータ素子に電気的に接続される一対の素子接続端子であって、前記絶縁層の側とは反対側に設けられた素子接続面を含む素子接続端子を有し、前記絶縁層に、前記金属支持層を露出させて前記素子用接着剤が充填される一対の接着剤用貫通孔が設けられ、一対の前記接着剤用貫通孔は、充填される前記素子用接着剤が、実装される前記アクチュエータ素子の両端部を接合する位置に配置されている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、一対の前記接着剤用貫通孔は、平面視で、一対の前記素子接続端子の間に配置されている、ようにしてもよい。

また、上述したサスペンション用基板において、前記接着剤用貫通孔の各々は、前記アクチュエータ素子の伸縮方向に直交する方向において、対応する前記素子接続端子の両側に設けられた一対の貫通孔分割体を含んでいる、ようにしてもよい。

また、上述したサスペンション用基板において、前記貫通孔分割体は、充填される前記素子用接着剤が、平面視で前記アクチュエータ素子の角部を接合する位置に配置されている、ようにしてもよい。

また、上述したサスペンション用基板において、前記接着剤用貫通孔は、平面視で、対応する前記素子接続端子に囲まれている、ようにしてもよい。

また、上述したサスペンション用基板において、前記素子接続端子のうち他方の前記素子接続端子の側の部分に、端子切欠部が設けられている、ようにしてもよい。

また、本発明は、上述したサスペンション用基板と、前記サスペンション用基板の前記接着剤用貫通孔に充填された前記素子用接着剤により前記金属支持層に接合されて前記サスペンション用基板に実装された前記アクチュエータ素子と、を備えたことを特徴とするアクチュエータ素子付サスペンション用基板を提供する。

なお、上述したアクチュエータ素子付サスペンション用基板において、一対の前記接着剤用貫通孔のうちの一方の前記接着剤用貫通孔に充填された前記素子用接着剤は、導電性を有し、対応する前記素子接続端子または前記アクチュエータ素子の対応する前記端部に設けられた電極に接続されている、ようにしてもよい。

また、上述したアクチュエータ素子付サスペンション用基板において、前記アクチュエータ素子は、前記ヘッドスライダが実装される前記サスペンション用基板のヘッド領域に実装されている、ようにしてもよい。

また、上述したアクチュエータ素子付サスペンション用基板において、前記素子用接着剤の硬化後の硬度は、前記絶縁層の材料の硬度より高い、ようにしてもよい。

本発明は、ベースプレートと、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したアクチュエータ素子付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、上述したサスペンションと、前記サスペンション用基板に実装されたヘッドスライダと、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、上述した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、実装されるアクチュエータ素子の伸縮によって生じる力を効率良く伝達できる。

図１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２は、図１のヘッド付サスペンションにおけるピエゾ素子を含むヘッド領域の一部を示す部分拡大平面図である。 図３は、図２のＡ−Ａ線断面に相当する図である。 図４は、図１のヘッド付サスペンションを含むハードディスクドライブの一例を示す斜視図である。 図５は、図２の変形例（変形例１）を示す平面図である。 図６は、図２の他の変形例（変形例２）を示す平面図である。 図７は、図２の他の変形例（変形例３）を示す平面図である。 図８は、図２の他の変形例（変形例４）を示す平面図である。

図１乃至図４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、アクチュエータ素子付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、ヘッド付サスペンション１１１は、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。このうちヘッドスライダ１１２は、後述するディスク１２３（図４参照）に対してデータの書き込みおよび読み取りを行うためのものであり、後述するサスペンション用基板１のヘッド領域２に接着剤を用いて接合されている。なお、ヘッドスライダ１１２のスライダ端子（図示せず）は、半田材料（図示せず）によってヘッド端子４１に電気的に接続されている。

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上に取り付けられたロードビーム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、サスペンション用基板１のヘッド領域２に実装された一対のピエゾ素子（アクチュエータ素子）１０４と、を備えている。このうちベースプレート１０２およびロードビーム１０３は、いずれも、好適にはステンレスにより形成され、互いに溶接されて固定されている。なお、本実施の形態によるアクチュエータ素子付サスペンション用基板９１は、サスペンション用基板１と、当該サスペンション用基板１に実装された一対のピエゾ素子１０４とにより構成されている。

また、ロードビーム１０３は、サスペンション用基板１の金属支持層２０（後述）に、溶接により取り付けられるようになっている。なお、ロードビーム１０３には、治具孔（図示せず）が設けられており、サスペンション用基板１には、図１に示すように、当該ロードビーム１０３の治具孔とアライメント（位置合わせ）を行うための治具孔５が設けられている。このことにより、サスペンション用基板１にロードビーム１０３を取り付ける際に、サスペンション用基板１とロードビーム１０３との位置合わせを行うことができるようになっている。ロードビーム１０３の治具孔およびサスペンション用基板１の治具孔５は、図１に示す長手方向軸線（Ｘ）上に配置されている。

図１および図２に示すように、ピエゾ素子１０４は、長手方向（伸縮方向、図１および図２のＰ方向）に伸縮可能に構成されている。これにより、一対のピエゾ素子１０４は、ヘッドスライダ１１２をスウェイ方向（旋回方向、図１の矢印Ｑ方向）に変位させることができるようになっている。また、各ピエゾ素子１０４は、図３に示すように、ピエゾ素子１０４の両端部１０４ｄ、１０４ｅに設けられた一対の電極（第１電極１０４ａ、第２電極１０４ｂ）と、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等の圧電セラミックスからなる圧電材料部１０４ｃと、を有している。このうち一対の電極１０４ａ、１０４ｂは、圧電材料部１０４ｃの伸縮方向における両端面に形成されている。すなわち、ピエゾ素子１０４は、伸縮方向における端部として、第１素子端部１０４ｄと第２素子端部１０４ｅとを有しており、第１素子端部１０４ｄに第１電極１０４ａが形成され、第２素子端部１０４ｅに第２電極１０４ｂが形成されている。ここで端部という語句は、ピエゾ素子１０４の伸縮方向における中央部より電極１０４ａ、１０４ｂの側の部分をいい、中央部よりもヘッドスライダ１１２を効果的に変位させることができる部分を意味するものとして用いている。

図２および図３に示すように、ピエゾ素子１０４の第１電極１０４ａは、半田材料１０５を介して、サスペンション用基板１の第１素子接続端子４５（後述）に電気的に接続されている。この第１素子接続端子４５は、導電接続部６０（後述）を介して、金属支持層２０に接続されて接地されている。第２電極１０４ｂは、半田材料１０５を介して、サスペンション用基板１の第２素子接続端子４６（後述）に電気的に接続されている。この第２素子接続端子４６は、後述する素子配線４４に接続されており、第２素子接続端子４６には、ピエゾ素子１０４を伸縮させるために所定の電圧が印加されるようになっている。

図３に示すように、後述する絶縁層１０の接着剤用貫通孔１３、１４に、非導電性の素子用接着剤１０６が充填され、この素子用接着剤１０６によって、ピエゾ素子１０４の各素子端部１０４ｄ、１０４ｅが金属支持層２０に機械的に接合されている。このようにして、ピエゾ素子１０４が素子用接着剤１０６によりサスペンション用基板１のヘッド領域２に接合される。ここで、ピエゾ素子１０４の伸縮により生じた力を効率良く金属支持層２０に伝達させるために、素子用接着剤１０６の硬化後の硬度が少なくとも絶縁層１０を形成する材料の硬度より高いことが好ましく、このような素子用接着剤１０６には、例えばエポキシ樹脂を用いることが好適である。

一対のピエゾ素子１０４の圧電材料部１０４ｃは、互いに１８０°異なる分極方向となるように形成されており、所定の電圧が印加されると、一方のピエゾ素子１０４が収縮すると共に、他方のピエゾ素子１０４が伸長するようになっている。すなわち、ピエゾ素子１０４は、電極１０４ａ、１０４ｂ間に所定の電圧が印加されることにより図１および図２の矢印Ｐ方向に伸縮可能な圧電素子として構成されている。

このようなピエゾ素子１０４は、図１に示すように、長手方向軸線（Ｘ）に沿って細長の矩形状に形成されており、その伸縮方向が、当該長手方向軸線（Ｘ）に平行となっている。また、ピエゾ素子１０４は、長手方向軸線（Ｘ）に対して互いに線対称に配置されており、各ピエゾ素子１０４の伸縮が、ヘッドスライダ１１２に均等に伝達されるようになっている。

次に、サスペンション用基板１について説明する。

図１に示すように、サスペンション用基板１は、ヘッドスライダ１１２とピエゾ素子１０４とが実装されるヘッド領域（ジンバル領域）２と、ＦＰＣ基板（外部接続基板）１３１が接続されるテール領域３と、を有している。ヘッド領域２には、ヘッドスライダ１１２に接続される複数のヘッド端子４１が設けられ、テール領域３には、ＦＰＣ基板１３１に接続される複数のテール端子（外部接続基板端子）４２が設けられている。ヘッド端子４１とテール端子４２とは、後述する複数の信号配線４３によってそれぞれ接続されている。

図１乃至図３に示すように、サスペンション用基板１は、金属支持層２０と、金属支持層２０上に設けられた絶縁層１０と、絶縁層１０上に設けられ、複数の配線４３、４４を有する配線層４０と、を備えている。すなわち、金属支持層２０に、絶縁層１０を介して配線層４０が積層されている。絶縁層１０上には、配線４３、４４を覆う保護層５０が設けられている。上述したヘッドスライダ１１２およびピエゾ素子１０４は、サスペンション用基板１の保護層５０の側に配置されている。なお、図１および図２においては、図面を明瞭にするために、保護層５０は省略している。

金属支持層２０は、図３に示すように、金属支持層本体２１と、ヘッド領域２に配置され、ヘッドスライダ１１２が取り付けられたタング部２２と、を有している。金属支持層本体２１とタング部２２とは、長手方向軸線（Ｘ）に沿って延びる連結部（図示せず）によって連結されている。連結部の幅は小さくなっており、これにより連結部は柔軟性を有し、ヘッドスライダ１１２のピボット運動が阻害されることを防止すると共に、ピエゾ素子１０４の伸縮動作が阻害されることを防止している。

配線層４０は、複数の配線、すなわち、一対の読取配線と一対の書込配線とを含む信号配線４３と、ピエゾ素子１０４に接続される一対の素子配線４４と、を有している。このうち、信号配線４３は、ヘッド端子４１とテール端子４２とを接続しており、この信号配線４３に電気信号が流されることによって、ヘッドスライダ１１２がディスク１２３（図４参照）に対してデータの書き込みまたは読み取りを行うようになっている。テール端子４２から延びる素子配線４４は、第２素子接続端子４６に接続されており、ピエゾ素子１０４の第２電極１０４ｂに所定の電圧を印加するようになっている。

配線層４０は、ピエゾ素子１０４の第１電極１０４ａに接続される第１素子接続端子４５と、ピエゾ素子１０４の第２電極１０４ｂに接続される第２素子接続端子４６と、を有している。このうち、第１素子接続端子４５は、ピエゾ素子１０４の第１電極１０４ａを接地して、ピエゾ素子１０４の接地をとるためのものであり、接地配線４７および導電接続部６０（後述）を介して、金属支持層２０のタング部２２に電気的に接続されている。第２素子接続端子４６は、上述したように、ピエゾ素子１０４の第２電極１０４ｂに所定の電圧を印加するためのものであり、第２素子接続端子４６には、素子配線４４が接続されている。なお、図２においては、素子接続端子４５、４６は、素子配線４４の幅と略同一の幅（長手方向軸線（Ｘ）に直交する横方向寸法）を有している例を示している。

各素子接続端子４５、４６は、絶縁層１０の側とは反対側に設けられた素子接続面（第１素子接続面４５ａ、第２素子接続面４６ａ）をそれぞれ含んでいる。各素子接続面４５ａ、４６ａ上にピエゾ素子１０４が載置されている。すなわち、本実施の形態におけるサスペンション用基板１は、ピエゾ素子１０４がヘッドスライダ１１２の側（保護層５０の側）に配置されるように構成されている。

各素子接続面４５ａ、４６ａには、ニッケル（Ｎｉ）めっきおよび金（Ａｕ）めっきがこの順に施されて形成されためっき層（図示せず）が設けられている。このことにより、素子接続端子４５、４６が腐食することを防止するとともに、素子接続端子４５、４６と半田材料１０５との接触抵抗を低減している。なお、ヘッド端子４１およびテール端子４２にも、同様にして、めっき層が設けられている。

上述したように、第１素子接続端子４５は、接地配線４７および導電接続部（ビア）６０によって、金属支持層２０のタング部２２に電気的に接続されている。すなわち、絶縁層１０に絶縁層貫通孔１２が設けられ、接地配線４７に配線層貫通孔４８が設けられており、この絶縁層貫通孔１２および配線層貫通孔４８に、ニッケルめっきまたは銅めっきを施すことにより導電接続部６０が形成されている。このようにして、第１素子接続端子４５が接地されるようになっている。なお、図３に示す形態においては、導電接続部６０は、保護層５０により覆われており、導電接続部６０の腐食を防止している。また、この接地配線４７は、ヘッド端子４１を介してヘッドスライダ１１２の接地端子（図示せず）にも接続されており、当該接地端子が接地されている。

図２および図３に示すように、絶縁層１０には、金属支持層２０を露出させて素子用接着剤１０６が充填される一対の貫通孔（第１接着剤用貫通孔１３および第２接着剤用貫通孔１４）が設けられている。一対の接着剤用貫通孔１３、１４は、充填される素子用接着剤１０６が、実装されるピエゾ素子１０４の両端部１０４ｄ、１０４ｅを接合する位置に配置されている。

すなわち、第１接着剤用貫通孔１３は、ピエゾ素子１０４の第１素子端部１０４ｄの下方に配置されている。また、第１接着剤用貫通孔１３は、絶縁層１０を貫通し、金属支持層２０のタング部２２を露出させている。このことにより、第１接着剤用貫通孔１３に充填された素子用接着剤１０６は、第１素子端部１０４ｄをタング部２２に機械的に接合する。

同様に、第２接着剤用貫通孔１４は、ピエゾ素子１０４の第２素子端部１０４ｅの下方に配置されている。また、第２接着剤用貫通孔１４は、絶縁層１０を貫通し、金属支持層２０の金属支持層本体２１を露出させている。このことにより、第２接着剤用貫通孔１４に充填された素子用接着剤１０６は、第２素子端部１０４ｅを金属支持層本体２１に機械的に接合する。

本実施の形態では、これらの接着剤用貫通孔１３、１４は、平面視で、第１素子接続端子４５と第２素子接続端子４６との間に配置されている。なお、図２においては、接着剤用貫通孔１３、１４は、平面視で、矩形状に形成されている例を示しているが、例えば円形状など任意とすることができる。ここで、平面視という語句は、例えば図１、図２のように、サスペンション用基板１をその積層方向から見た場合という意味で用いている。

図２に示すように、絶縁層１０のうち、第１接着剤用貫通孔１３と第２接着剤用貫通孔１４との間には、絶縁層切欠部１６が設けられている。同様にして、金属支持層本体２１とタング部２２との間に、金属支持層切欠部２６が設けられており、絶縁層切欠部１６と金属支持層切欠部２６とは、平面視で互いに重なるように形成されている。このことにより、ピエゾ素子１０４の伸縮動作が阻害されることを防止している。

次に、サスペンション用基板１の各層を構成する材料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〜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４３、４４との間の絶縁性能を確保するとともに、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。

配線層４０の各配線４３、４４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、各配線４３、４４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、各配線４３、４４の厚さは、５μｍ〜１８μｍであることが好ましい。このことにより、各配線４３、４４の伝送特性を確保するとともに、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。なお、ヘッド端子４１、テール端子４２および素子接続端子４５、４６は、各配線４３、４４と同一の材料、同一の厚みとなっており、配線層４０を構成している。

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、４２アロイ、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、このうち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、１５μｍ〜２０μｍであることが好ましい。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５０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５０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。保護層５０の厚さは、配線４３、４４上において３μｍ〜１０μｍであることが好ましい。

次に、図４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４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に回転可能に取り付けられ、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、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、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ヘッドスライダ１１２を含むヘッド付サスペンション１１１と、を有している。このうちヘッド付サスペンション１１１は、ケース１２２に対して移動可能に取り付けられており、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が取り付けられている。また、ヘッド付サスペンション１１１は、ボイスコイルモータ１２５にアーム１２６を介して取り付けられると共に、ハードディスクドライブ１２１を制御する制御部（図示せず）に接続されたＦＰＣ基板１３１（図１参照）に接続されている。このようにして、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、本実施の形態によるサスペンション用基板１の製造方法について説明する。ここでは、一例として、サブトラクティブ法により製造する場合について説明する。

まず、金属支持層２０と絶縁層１０と配線層４０とが積層された積層体（図示せず）を準備する。続いて、配線層４０が、所望の形状にエッチングされて、ヘッド端子４１、テール端子４２、配線４３、４４、および素子接続端子４５、４６が形成される。次に、絶縁層１０上に、各配線４３、４４を覆う保護層５０が所望の形状で形成される。続いて、絶縁層１０が所望の形状にエッチングされる。この際、絶縁層１０に、接着剤用貫通孔１３、１４等が形成される。その後、金属支持層２０が所望の形状にエッチングされて、外形加工され、金属支持層本体２１およびタング部２２等が形成される。このようにして、本実施の形態におけるサスペンション用基板１が得られる。

次に、上述のようにして得られたサスペンション用基板１を用いたサスペンション１０１の製造方法について説明する。

まず、ベースプレート１０２（図１参照）に、ロードビーム１０３を介して、上述のサスペンション用基板１が、溶接により取り付けられる。この場合、まず、ベースプレート１０２にロードビーム１０３が溶接により固定され、続いて、ロードビーム１０３に設けられた治具孔（図示せず）と、サスペンション用基板１に設けられた治具孔５とにより、ロードビーム１０３とサスペンション用基板１とのアライメントが行われる。その後、サスペンション用基板１の金属支持層２０に溶接が施されて、ロードビーム１０３とサスペンション用基板１が互いに接合されて固定される。

次に、ピエゾ素子１０４が、サスペンション用基板１のヘッド領域２に実装される。この場合、まず、絶縁層１０の接着剤用貫通孔１３、１４に、素子用接着剤１０６が充填される。続いて、ピエゾ素子１０４が配線層４０の素子接続端子４５、４６の素子接続面４５ａ、４６ａ上に載置される。その後、気中環境下に放置して、素子用接着剤１０６を硬化する。このことにより、ピエゾ素子１０４の第１素子端部１０４ｄが、素子用接着剤１０６を介して金属支持層２０のタング部２２に機械的に接合されるとともに、第２素子端部１０４ｅが、素子用接着剤１０６を介して金属支持層本体２１に機械的に接合される。

次に、ピエゾ素子１０４の電極１０４ａ、１０４ｂが、半田材料１０５によって素子接続端子４５、４６に電気的に接続される。

このようにして、ピエゾ素子１０４がサスペンション用基板１に実装されて、本実施の形態によるサスペンション１０１が得られる。なお、サスペンション用基板１にピエゾ素子１０４を実装してアクチュエータ素子付サスペンション用基板９１を得た後に、ベースプレート１０２およびロードビーム１０３を取り付けて、サスペンション１０１を得るようにしてもよい。

その後、得られたサスペンション１０１にヘッドスライダ１１２が実装されて、本実施の形態によるヘッド付サスペンション１１１が得られる。

さらに、このヘッド付サスペンション１１１がハードディスクドライブ１２１のアーム１２６に取り付けられると共に、サスペンション用基板１のテール端子４２にＦＰＣ基板１３１（図１参照）が接続されて、図４に示すハードディスクドライブ１２１が得られる。

図４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、スピンドルモータ１２４によってディスク１２３が回転し、ボイスコイルモータ１２５によって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に沿って移動する。この際、ヘッドスライダ１１２は、ディスク１２３の回転により生じた気流の影響を受けて、タング部２２と共にピボット運動を行いながら、ディスク１２３に所望のフライングハイトを保って浮上する。この状態で、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、ＦＰＣ基板１３１に接続されている制御部（図示せず）とヘッドスライダ１１２との間で電気信号が伝送される。このような電気信号は、サスペンション用基板１においては、各信号配線４３によって、ヘッド端子４１（図１参照）とテール端子４２との間で伝送される。

ヘッドスライダ１１２を移動させる際、ボイスコイルモータ１２５が、ヘッドスライダ１１２の位置を大まかに調整し、ピエゾ素子１０４が、ヘッドスライダ１１２の位置を微小調整する。すなわち、ピエゾ素子１０４の第２電極１０４ｂに所定の電圧を印加することにより、長手方向軸線（Ｘ）に沿った方向（図１および図２の矢印Ｐ方向）に、一方のピエゾ素子１０４が収縮すると共に他方のピエゾ素子１０４が伸長する。この場合、ピエゾ素子１０４には、素子配線４４、第２素子接続端子４６および半田材料１０５を介して所定の電圧が入力される。

ピエゾ素子１０４が伸縮すると、ヘッド領域２に実装されているヘッドスライダ１１２がスウェイ方向（図１の矢印Ｑ方向）に移動する。この際、ピエゾ素子１０４の素子端部１０４ｄ、１０４ｅが、素子用接着剤１０６を介して、金属支持層２０に機械的に接合されている。このことから、金属支持層２０の金属支持層本体２１とタング部２２とに、ピエゾ素子１０４の伸縮により生じる力を直接的にかけることができ、当該力の伝達ロス（損失）をより一層低減することができる。このため、タング部２２上に取り付けられたヘッドスライダ１１２を、ディスク１２３の所望のトラックに、精度良く位置合わせすることができる。

このように本実施の形態によれば、絶縁層１０に設けられた一対の接着剤用貫通孔１３、１４は、当該接着剤用貫通孔１３、１４に充填される素子用接着剤１０６が、実装されるピエゾ素子１０４の素子端部１０４ｄ、１０４ｅを接合する位置に配置されている。このことにより、ピエゾ素子１０４の素子端部１０４ｄ、１０４ｅを、素子用接着剤１０６を介して金属支持層２０の金属支持層本体２１とタング部２２とに機械的に接合することができる。このため、ピエゾ素子１０４の伸縮によって生じる力を、金属支持層本体２１およびタング部２２に効率良く伝達することができる。この場合、ヘッドスライダ１１２を、ハードディスクドライブ１２１のディスク１２３の所望のトラックに、精度よく位置合わせすることができる。

また、本実施の形態によれば、素子用接着剤１０６は、接着剤用貫通孔１３、１４に充填される。このことにより、素子用接着剤１０６が、接着剤用貫通孔１３、１４からその周囲に流れ出ることを抑制できる。このため、硬化した素子用接着剤１０６によって、ピエゾ素子１０４の伸縮動作が阻害されることを防止できる。

また、本実施の形態によれば、一対の接着剤用貫通孔１３、１４は、平面視で、一対の素子接続端子４５、４６の間に配置されている。このことにより、ピエゾ素子１０４が接着剤用貫通孔１３、１４を覆って配置され、素子用接着剤１０６との接触面積が大きくなるため、ピエゾ素子の伸縮によって生じる力をより確実に金属支持層２０に伝達することができる。

さらに、本実施の形態によれば、素子用接着剤１０６の硬化後の硬度が、絶縁層１０を形成する材料の硬度より高くなっている。このことにより、ピエゾ素子１０４の伸縮により生じた力を、ピエゾ素子１０４から金属支持層２０の金属支持層本体２１およびタング部２２に効率良く伝達できる。

なお、上述した本実施の形態においては、一対の接着剤用貫通孔１３、１４が、平面視で、一対の素子接続端子４５、４６の間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い。

（変形例１）
例えば、図５に示すように、各接着剤用貫通孔１３、１４が、ピエゾ素子１０４の伸縮方向（図１および図２のＰ方向）に直交する方向において、対応する素子接続端子４５、４６の両側に設けられた一対の貫通孔分割体１３ａ、１４ａを含むようにしてもよい。この場合、各貫通孔分割体１３ａ、１４ａは、平面視でピエゾ素子１０４の角部１０４ｆの下方に配置されて、当該貫通孔分割体１３ａ、１４ａに充填される素子用接着剤１０６がピエゾ素子１０４の対応する角部１０４ｆを接合するようにしてもよい。ここでは、図５においては、素子接続端子４５、４６は、円形状に形成され、素子配線４４の幅よりも大きい幅（直径）を有している例を示している。

図５に示す形態によれば、ピエゾ素子１０４の伸縮により生じる力を、ピエゾ素子１０４の角部１０４ｆから素子用接着剤１０６を介して金属支持層２０の金属支持層本体２１およびタング部２２に伝達させることができる。このため、ヘッドスライダ１１２をより一層大きく変位させることができる。また、貫通孔分割体１３ａ、１４ａが、対応する素子接続端子４５、４６の両側に設けられているため、ピエゾ素子１０４の伸縮により生じる力の伝達ロスをより一層低減することができる。

（変形例２）
また、図６に示すように、各接着剤用貫通孔１３、１４は、平面視で、対応する素子接続端子４５、４６に囲まれていてもよい。より具体的には、第１接着剤用貫通孔１３は、第１素子接続端子４５に囲まれ、第２接着剤用貫通孔１４は、第２素子接続端子４６に囲まれている。ここでは、接着剤用貫通孔１３、１４および素子接続端子４５、４６は、平面視で矩形状に形成され、素子接続端子４５、４６は、素子配線４４の幅よりも大きい幅を有している例を示している。

図６に示す形態によれば、第１接着剤用貫通孔１３が第１素子接続端子４５に囲まれるため、第１接着剤用貫通孔１３を、ピエゾ素子１０４の第１電極１０４ａの下方に配置させることができる。同様に、第２接着剤用貫通孔１４が第２素子接続端子４６に囲まれるため、第２接着剤用貫通孔１４を、ピエゾ素子１０４の第２電極１０４ｂの下方に配置させることができる。このため、図５に示す形態のように、ヘッドスライダ１１２をより一層大きく変位させることができる。

また、図６に示す形態によれば、接着剤用貫通孔１３、１４は、素子接続端子４５、４６に囲まれている。このことにより、素子用接着剤１０６が、接着剤用貫通孔１３、１４からその周囲に流れ出ることをより一層抑制できる。このため、硬化した素子用接着剤１０６によって、ピエゾ素子１０４の伸縮動作が阻害されることをより一層防止できる。なお素子用接着剤１０６が非導電性である場合には、素子接続端子４５、４６と、金属支持層２０の金属支持層本体２１およびタング部２２との絶縁を確保することができる。

さらに、図６に示す形態によれば、素子接続端子４５、４６が、接着剤用貫通孔１３、１４を囲むように形成されている。このことにより、素子接続端子４５、４６の素子接続面４５ａ、４６ａの表面積を大きくすることができ、ピエゾ素子１０４の電極１０４ａ、１０４ｂとの接触面積を増大させることができる。この場合、ピエゾ素子１０４の姿勢をより一層安定化させることができるとともに、ピエゾ素子１０４の電極１０４ａ、１０４ｂとの電気抵抗をより一層低減することができる。

（変形例３）
また、図７に示すように、図６に示す形態において、素子接続端子４５、４６のうち他方の素子接続端子４５、４６の側の部分に、端子切欠部（第１端子切欠部４５ｂ、第２端子切欠部４６ｂ）が設けられていてもよい。すなわち、図７に示す形態においては、第１素子接続端子４５のうち第２素子接続端子４６の側の部分に、第１端子切欠部４５ｂが設けられ、第２素子接続端子４６のうち第１素子接続端子４５の側の部分に、第２端子切欠部４６ｂが設けられている。図７においては、接着剤用貫通孔１３、１４は、平面視で矩形状に形成され、素子接続端子４５、４６は、コの字状に形成されている例を示している。すなわち、第１端子切欠部４５ｂは、図６に示す矩形状の第１素子接続端子４５のうち第２素子接続端子４６の側の辺の部分に設けられ、第２端子切欠部４６ｂは、図６に示す矩形状の第２素子接続端子４６のうち第１素子接続端子４５の側の辺の部分に設けられている。

図７に示す形態によれば、ピエゾ素子１０４の伸縮方向における金属支持層切欠部２６の長さを長くすることができるため、ピエゾ素子１０４の伸縮によりヘッドスライダ１１２をより一層大きく変位させることができる。

（変形例４）
また、上述した本実施の形態においては、第１接着剤用貫通孔１３および第２接着剤用貫通孔１４のいずれにも、非導電性の素子用接着剤１０６が充填され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い。例えば、第１接着剤用貫通孔１３に充填される素子用接着剤１０６は、導電性を有し、当該素子用接着剤１０６が、対応する第１素子接続端子４５またはピエゾ素子１０４の対応する第１素子端部１０４ｄに設けられた第１電極１０４ａに接続されるようにしてもよい。このことにより、第１接着剤用貫通孔１３に充填される素子用接着剤１０６によって、ピエゾ素子１０４の第１電極１０４ａを、金属支持層２０のタング部２２に接続して接地することができる。具体的には、上述した図５乃至図７に示す第１接着剤用貫通孔１３に導電性の素子用接着剤１０６を充填した場合、ピエゾ素子１０４の第１電極１０４ａを、当該素子用接着剤１０６を介して接地することができる。なお、導電性の素子用接着剤１０６としては、導電性を有すると共に硬化後の硬度が少なくとも絶縁層１０を形成する材料の硬度より高いことが好ましく、例えば銀ペーストを好適に用いることができる。

この場合、２つのピエゾ素子１０４の第１電極１０４ａとヘッドスライダ１１２の接地端子を、導電性の素子用接着剤１０６を介して接地することができる。このことにより、これらの第１電極１０４ａおよびヘッドスライダ１１２の接地端子を接地するために設けられていた導電接続部６０（図１および図３参照）を省略することができ、配線４３、４４のためのスペースを増大せることができる。また、この際、ヘッド領域２の柔軟性を向上させることが可能となる。なお、図８に示す形態においては、一対のピエゾ素子１０４の各々の第１電極１０４ａが、導電性の素子用接着剤１０６を介して接地されている例を示しているが、これに限られず、一方のピエゾ素子１０４の第１電極１０４ａのみが、導電性の素子用接着剤１０６を介して接地されるようにしてもよい。すなわち、一対のピエゾ素子１０４にそれぞれ対応させて設けられた２つの第１接着剤用貫通孔１３のうちの一方のみに導電性の素子用接着剤１０６が充填されるようにしてもよい。

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、アクチュエータ素子付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。

例えば、上述した各実施の形態においては、ピエゾ素子１０４がサスペンション用基板１のヘッド領域２に実装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、ピエゾ素子１０４が、ヘッド領域２以外の領域に実装される場合においても、本発明を適用することが可能である。

１ サスペンション用基板
２ ヘッド領域
１０ 絶縁層
１３ 第１接着剤用貫通孔
１３ａ 第１貫通孔分割体
１４ 第２接着剤用貫通孔
１４ａ 第２貫通孔分割体
２０ 金属支持層
４０ 配線層
４５ 第１素子接続端子
４５ａ 第１素子接続面
４５ｂ 第１端子切欠部
４６ 第２素子接続端子
４６ａ 第２素子接続面
４６ｂ 第２端子切欠部
９１ アクチュエータ素子付サスペンション用基板
１０１ サスペンション
１０２ ベースプレート
１０３ ロードビーム
１０４ ピエゾ素子
１０４ａ 第１電極
１０４ｂ 第２電極
１０４ｄ 第１素子端部
１０４ｅ 第２素子端部
１０４ｆ 角部
１０６ 素子用接着剤
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

Claims (13)

1. ヘッドスライダと、前記ヘッドスライダを変位させる伸縮可能なアクチュエータ素子とが実装され、素子用接着剤により前記アクチュエータ素子が接合されるサスペンション用基板において、
   金属支持層と、
   前記金属支持層上に設けられた絶縁層と、
   前記絶縁層上に設けられた配線層と、を備え、
   前記配線層は、実装される前記アクチュエータ素子に電気的に接続される一対の素子接続端子であって、前記絶縁層の側とは反対側に設けられた素子接続面を含む素子接続端子を有し、
   前記絶縁層に、前記金属支持層を露出させて前記素子用接着剤が充填される一対の接着剤用貫通孔が設けられ、
   一対の前記接着剤用貫通孔は、充填される前記素子用接着剤が、実装される前記アクチュエータ素子の両端部を接合する位置に配置され、
   前記接着剤用貫通孔の各々は、前記アクチュエータ素子の伸縮方向に直交する方向において、対応する前記素子接続端子の両側に設けられた一対の貫通孔分割体を含んでいることを特徴とするサスペンション用基板。
2. 前記貫通孔分割体は、充填される前記素子用接着剤が、平面視で前記アクチュエータ素子の角部を接合する位置に配置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. 請求項１または２に記載の前記サスペンション用基板と、
   前記サスペンション用基板の前記接着剤用貫通孔に充填された前記素子用接着剤により前記金属支持層に接合されて前記サスペンション用基板に実装された前記アクチュエータ素子と、を備えたことを特徴とするアクチュエータ素子付サスペンション用基板。
4. 一対の前記接着剤用貫通孔のうちの一方の前記接着剤用貫通孔に充填された前記素子用接着剤は、導電性を有し、対応する前記素子接続端子または前記アクチュエータ素子の対応する前記端部に設けられた電極に接続されていることを特徴とする請求項３に記載のアクチュエータ素子付サスペンション用基板。
5. ヘッドスライダが実装されるアクチュエータ素子付サスペンション用基板において、
   サスペンション用基板と、
   前記ヘッドスライダを変位させるように伸縮可能に構成され、素子用接着剤により前記サスペンション用基板に実装されたアクチュエータ素子と、を備え、
   前記サスペンション用基板は、
   金属支持層と、
   前記金属支持層上に設けられた絶縁層と、
   前記絶縁層上に設けられた配線層と、を備え、
   前記配線層は、実装される前記アクチュエータ素子に電気的に接続される一対の素子接続端子であって、前記絶縁層の側とは反対側に設けられた素子接続面を含む素子接続端子を有し、
   前記絶縁層に、前記金属支持層を露出させて前記素子用接着剤が充填される一対の接着剤用貫通孔が設けられ、
   一対の前記接着剤用貫通孔は、充填される前記素子用接着剤が、実装される前記アクチュエータ素子の両端部を接合する位置に配置され、
   前記アクチュエータ素子は、前記サスペンション用基板の前記接着剤用貫通孔に充填された前記素子用接着剤により前記金属支持層に接合されて前記サスペンション用基板に実装され、
   一対の前記接着剤用貫通孔のうちの一方の前記接着剤用貫通孔に充填された前記素子用接着剤は、導電性を有し、対応する前記素子接続端子または前記アクチュエータ素子の対応する前記端部に設けられた電極に接続されていることを特徴とするアクチュエータ素子付サスペンション用基板。
6. 一対の前記接着剤用貫通孔は、平面視で、一対の前記素子接続端子の間に配置されていることを特徴とする請求項５に記載のアクチュエータ素子付サスペンション用基板。
7. 前記接着剤用貫通孔は、平面視で、対応する前記素子接続端子に囲まれていることを特徴とする請求項５または６に記載のアクチュエータ素子付サスペンション用基板。
8. 前記素子接続端子のうち他方の前記素子接続端子の側の部分に、端子切欠部が設けられていることを特徴とする請求項７に記載のアクチュエータ素子付サスペンション用基板。
9. 前記アクチュエータ素子は、前記ヘッドスライダが実装される前記サスペンション用基板のヘッド領域に実装されていることを特徴とする請求項３乃至８のいずれかに記載のアクチュエータ素子付サスペンション用基板。
10. 前記素子用接着剤の硬化後の硬度は、前記絶縁層の材料の硬度より高いことを特徴とする請求項３乃至９のいずれかに記載のアクチュエータ素子付サスペンション用基板。
11. 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３乃至１０のいずれかに記載の前記アクチュエータ素子付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。
12. 請求項１１に記載の前記サスペンションと、
    前記サスペンション用基板に実装されたヘッドスライダと、を備えたことを特徴とするヘッド付サスペンション。
13. 請求項１２に記載の前記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。

Images