(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚みが１０−５０μｍのステンレス基材と厚み５−３５μｍの銅箔とを厚み０．５−２０μｍのポリイミド樹脂層によって積層するに際し、ステンレス基材として表面を酸処理したものを使用し、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンと２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、２，２−ビス（３，４−カルボキシフェニル）プロパン二無水物、ビス（３，４−カルボキシフェニル）スルホン二無水物あるいは２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物である芳香族テトラカルボン酸二無水物とから得られキュアが完了した熱融着性ポリイミド樹脂の単一層を介して熱圧着によって積層して積層板とし、この銅箔のエッチングを行い、続いてポリイミド樹脂層のエッチングを行って回路パタ−ン形成するステンレス層、ポリイミド樹脂層および銅箔製の回路層からなる磁気ヘッド用サスペンションの製造方法。
【請求項２】
回路層およびポリイミド樹脂層が、いずれもエッチングによってパタ−ン形成されてなる請求項１記載の磁気ヘッド用サスペンションの製造方法。
【請求項３】
ポリイミド樹脂層が、２３０−２８０℃のガラス転移温度を有する熱融着性のポリイミド樹脂からなる請求項１あるいは２に記載の磁気ヘッド用サスペンションの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ハ−ドディスクドライブ等に用いられる磁気ヘッド用のサスペンションの製造方法に関するものである。さらに詳しくは、この発明は、特定の３層構造を有するワイヤレスの磁気ヘッド用のサスペンションの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、磁気ヘッド用サスペンション装置としては、配線部材とサスペンションとを一体に構成した磁気ヘッド用サスペンションが知られている。
例えば、特開平８−３０９４６号公報や特開平８−３６７２１号公報には、可とう性絶縁ベ−ス材を挟んで導電層とバネ性金属層とを有する積層板の導電層に対してフォトエッチング処理を施してメタルマスクを形成した後、露出した部位の可とう性絶縁ベ−ス材をエキシマレ−ザ−光照射等によって除去し、次いで前記メタルマスクにフォトエッチング処理を施して所要の回路パタ−ンを形成し、この回路配線パタ−ンの表面に感光性絶縁樹脂を用いて表面保護層を形成した後、バネ性金属層に対してフォトエッチング処理と所定の曲げ加工などの後加工処理とを施して所望の形状のサスペンションを形成した例が記載されている。
【０００３】
しかし、上記の可とう性絶縁ベ−ス材として記載されているエポキシ樹脂やアクリル樹脂は、耐熱性が十分とはいえない。また、ポリイミド樹脂やポリイミド前駆体も記載されているが、これらと回路配線パタ−ンを形成する導電層とを接着して積層板を作製するための実施例として示されているポリイミド樹脂をプリキュア−した状態で貼り合わせる方法は、各層を貼り合わせた後キュア−した時にアウトガスが発生して導電層にボイドが発生するという問題がある。
【０００４】
また、特開平８−４５２１３号公報には、バネ性金属層の片面に非感光性ポリイミド樹脂などを用いて所要の可とう性絶縁ベ−ス材を形成し、導電性金属薄膜を用いながら可とう性絶縁ベ−ス材の上部にメッキ手段で回路パタ−ンを形成する工程を含む方法によって得た磁気ヘッド用サスペンションが記載されているが、蒸着・メッキなどによって形成された金属薄膜とポリイミド樹脂層との接着力が小さく金属薄膜が酸性のエッチング液によって浸食されやすい。また、導電性金属薄膜を形成し回路配線パタ−ンの反転パタ−ンをレジストで形成し、さらに回路パタ−ンメッキ、下地メッキ、耐腐食性メッキが必要になるので、実用的には連続生産できず、大量生産には不向きである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、アウトガスの発生、ポリイミド樹脂層と金属回路配線層との間の接着力が小さいという問題点を解決することにより品質を向上させ、かつ工程を簡略化して生産性を向上させることが可能となる磁気ヘッドサスペンション及びその製造方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、厚みが１０−５０μｍのステンレス基材と厚み５−３５μｍの銅箔とを厚み０．５−２０μｍのポリイミド樹脂層によって積層するに際し、ステンレス基材として表面を酸処理したものを使用し、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンと２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、２，２−ビス（３，４−カルボキシフェニル）プロパン二無水物、ビス（３，４−カルボキシフェニル）スルホン二無水物あるいは２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物である芳香族テトラカルボン酸二無水物とから得られキュアが完了した熱融着性ポリイミド樹脂の単一層を介して熱圧着によって積層して積層板とし、この銅箔のエッチングを行い、続いてポリイミド樹脂層のエッチングを行って回路パタ−ン形成するステンレス層、ポリイミド樹脂層および銅箔製の回路層からなる磁気ヘッド用サスペンションの製造方法に関するものである。
【０００８】
この発明における熱融着性ポリイミド樹脂層の厚みは０．５−２０μｍ、好ましくは１−１０μｍの範囲内であることが必要である。ポリイミド樹脂層の厚みが０．５μｍ未満であるとポリイミド樹脂層の電気絶縁性が悪く長期使用時の信頼性が得られず、２０μｍを越えるとポリイミド樹脂層のエッチング時間が長くなり生産性が低くなる。
このポリイミド樹脂層の厚みを前記の範囲にするために、製膜時あるいはコ−ティング時のポリアミック酸またはポリイミド溶液の粘度は２０ｍＰａ・ｓ−１５０Ｐａ・ｓ（２０センチポイズ−１５００ポイズ）にあることが好ましい。
【０００９】
前記の熱融着性ポリイミド樹脂は、ガラス転移温度が２００−３００℃、特に２３０−２８０℃の範囲内であることが好ましい。ガラス転移温度が３００℃を越えると圧着温度が高くなるので汎用の機械での熱圧着が容易でなくなり、ガラス転移温度が２００℃未満ではポリイミド樹脂の耐熱性が劣り連続使用したときの信頼性が低下する傾向にある。
【００１０】
この発明における前記の熱融着性ポリイミド樹脂を製造するために使用することができるテトラカルボン酸成分としては、例えば２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物が最も好ましいが、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、２，２−ビス（３，４−カルボキシフェニル）プロパン二無水物、ビス（３，４−カルボキシフェニル）スルホン二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物などの他の芳香族テトラカルボン酸二無水物単独あるいは２種類以上を組み合わせて使用してもよい。
【００１１】
この発明における前記の熱融着性ポリイミド樹脂を製造するために使用することができるジアミン成分としては、例えば１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンが最も好ましい。４，４’−ジアミノジフェニルエ−テル、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、２，２−ビス（４−アミノフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−アミノフェノキシメチル）プロパン、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、４，４’−ビス（４−アミノフェニル）ジフェニルエ−テル、４，４’−ビス（４−アミノフェニル）ジフェニルスルホン、４，４’−ビス（４−アミノフェニル）ジフェニルスルフィド、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ジフェニルメタン、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ジフェニルエ−テル、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ジフェニルスルフィド、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ジフェニルメタン、２，２−ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕プロパン、２，２−ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕ヘキサフルオロプロパンなどの複数のベンゼン環を有する柔軟な芳香族ジアミンの単独あるいは２種類以上を組み合わせて使用してもよく、その一部を１，４−ジアミノブタン、１，８−ジアミノオクタン、１，１０−ジアミノデカン、１，１２−ジアミノドデカンなどの脂肪族ジアミンの１種類あるいは２種類以上で置き換えて使用してもよい。
【００１２】
前記の熱融着性ポリイミド樹脂は、キュア完了されていればフィルム状の形状で使用してもよく、あるいはステンレス基材にコ−ティングした後キュア−された状態であってもよい。  この発明においては、熱融着性ポリイミド樹脂を使用するため、フィルム状あるいはコ−ティングした後キュア−された状態のいずれであっても他の基材であるステンレス基材と銅箔回路とを強固に接合することができる。
【００１３】
この発明における磁気ヘッド用のサスペンションの第１層であるステンレス基材と第３層である銅箔とを第２層である熱融着性ポリイミド樹脂を介して貼り合わせて積層板とする装置は熱プレスのようなバッチ式のものであってもよく、熱ロ−ルのような連続式の貼り合わせ装置であってもよい。
この貼り合わせを行う条件としては、バッチ式の場合には温度が２８０−３３０℃、圧力が１−１００ｋｇ／ｃｍ2 、１秒−３０分であることが好ましく、連続式の場合には温度が２８０−３００℃、線圧力が２−５０ｋｇ／ｃｍであり、送り速度が０．１−５ｍ／分であることが好ましい。
【００１４】
この発明において使用される前記の回路用の銅箔としては、電解銅箔や圧延銅箔などの回路パタ−ン形成に使用される通常の銅箔を使用することができる。銅箔は金などでメッキされていてもよい。
この銅箔の厚みは厚みが５−３５μｍの範囲内であることが好ましい。厚みが３５μｍを越えるとエッチングに時間が掛かりすぎるので実用性に乏しく、厚みが５μｍ未満であると銅箔に断線などが起こりやすくなるので長期耐久性に問題が生じる。
この銅箔をエッチングして回路を形成するにはそれ自体公知の方法を適用すればよい。
【００１５】
この発明における磁気ヘッド用のサスペンションを製造するに際して、熱融着性ポリイミド樹脂層のパタ−ン形成にはポリイミド樹脂をエッチングすることが必要である。このエッチング方法はケミカルエッチングでもよくドライエッチングであってもよい。
【００１６】
前記のケミカルエッチングに使用するエッチング液としてはそれ自体公知のもの、例えば抱水ヒドラジン、水酸化カリウムのような金属水酸化物、エチレンジアミンやジエチレントリアミンなどの脂肪族ポリアミンなどのアルカリ性有機化合物であってエッチング時の温度で液状のものを使用することができる。
このケミカルエッチングの温度は１０−８０℃、好ましくは２０−６０℃の範囲で行うことが好ましい。１０℃未満の温度ではエッチング速度が小さく、８０℃を越えると安全性に過大な配慮が必要となり装置が高価になる。
また、前記のドライエッチングとしてはプラズマエッチング、反応性イオンエッチング、イオンビ−ムエッチング（スパッタエッチング）などを挙げることができる。
【００１７】
この発明の磁気ヘッド用サスペンションは、前記の３層からなる積層体から、例えば、所望の形状にエッチングして回路パタ−ンを形成した銅箔と熱融着性ポリイミド樹脂層との接合層にフォトファブリケ−ション手法によって表面保護層を形成した後、第１層であるステンレス層に対してフォトエッチング処理と所定の曲げ成形加工とを施して、所望の形状のサスペンションを製造することができる。
【００１８】
【実施例】
以下、この発明の実施例を示す。
以下の記載において、％は重量％を意味する。
実施例１
ポリアミック酸溶液の合成（１）
攪拌機、窒素導入管を備えた反応容器に、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）を入れ、さらに１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン（ＴＰＥ−Ｒ）と２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ａ−ＢＰＤＡ）とを１００：９９．０のモル比でかつモノマ−濃度が２２％になるように添加し、さらにトリフェニルホスファイトをモノマ−成分合計量に対して０．１％になるように添加した。添加終了後２５℃にて６時間反応を続け、淡黄色粘稠調なポリアミック酸溶液を得た。この溶液の２５℃における粘度をＥ型回転粘度計（東京計器製）で測定したところ７０Ｐａ．ｓ（７００ポイズ）であった。この溶液をＡ−１とする。
このポリアミック酸溶液とＤＭＡＣとを重量比４１：５９で混合し、ポリアミック酸濃度９．０％の溶液を調製した。このポリアミック酸溶液の回転粘度は１６０ｍＰａ・ｓ（６０センチポイズ）であった。
【００１９】
平坦なガラス板の上にスピンコ−タ−（ミカサ社製）でＡ−１のポリアミック酸濃度９．０％のポリアミック酸溶液を３００ｒｐｍで２０秒間次いで１０００ｒｐｍで１０秒間スピンコ−トした。この作業は室温（２５℃）に調節されたクリ−ンル−ムで行った。このポリアミック酸溶液塗布ガラス板を２００℃で３０分間、３００℃で３０分間空気中で加熱して乾燥・イミド化し、ポリイミド膜を得た。
次いでポリイミド膜を形成したガラス板を５０℃の熱水につけてガラス板からフィルムが剥がし、厚み２．０μｍの黄色透明なポリイミドフィルムを得た。
このポリイミドフィルムの一部を切り取り、示差走査熱量分析装置（ＤＳＣ）によるガラス転移温度を測定した。このポリイミド樹脂のガラス転移温度は２５４℃であった。
【００２０】
このポリイミドフィルムから１００ｍｍ角に切り取り、厚さが１２μｍで１００ｍｍ角の電解銅箔と、厚さが２５μｍで１００ｍｍ角の表面酸処理したＳＵＳ３０４の板との間に挟み、３５０℃に保った熱プレスで５分間予熱後、３９秒間４．９ＭＰａ（５０ｋｇ／ｃｍ2 ）の圧力で熱融着した。次いで加圧下に室温まで冷却して積層体を得た。
この積層体の銅箔をライン／スペ−スが０．５ｍｍ／０．５ｍｍおよび１．０ｍｍ／０．５ｍｍのパタ−ンになるようにレジストでマスクし、塩化第２鉄水溶液でエッチングした。所望のパタ−ンにエッチングされた銅箔をマスクとして用い、ポリイミド樹脂層を４０℃に加熱したエッチング液（抱水ヒドラジンに水酸化カリウムを重量比で７０：３０溶かした溶液）中でエッチングした。ポリイミド樹脂層のエッチングに要した時間は４分間であった。デジタルマイクロスコ−プで観察するとラインとラインとの間、即ち銅マスクがかかっていない部分のポリイミド樹脂層はすっかり分解して消失していた。
【００２１】
ポリイミド樹脂層をエッチングした後の積層板の銅回路の一部をエッチング液で落とし、残ったポリイミド樹脂層の幅とマスクである銅回路のライン幅との差（μｍ）をデジタルマイクロスコ−プで測定したところ、マスク通りにポリイミド樹脂層がエッチングされていることがわかった。
また、ポリイミド樹脂層と銅箔との積層板について、２Ｎ塩酸に５分間漬けた後に剥離強度（９０°剥離）を測定したところ、７．８Ｎ／ｃｍ（０．８ｋｇｆ／ｃｍ）以上であった。また、積層体に異常は見受けられなかった。
これらの評価結果をまとめて表１に示す。
【００２２】
実施例２
実施例１で合成したＡ−１のポリアミック酸溶液をＤＭＡＣで希釈し、ポリアミック酸濃度が１２．０％のポリアミック酸溶液を調製した。この溶液は２５℃における回転粘度が７００ｍＰａ・ｓ（７００センチポイズ）であった。２５℃のクリ−ンル−ムで、厚さ２５μｍで１００ｍｍ角の表面酸処理したステンレス板：ＳＵＳ３０４の板に前記のポリアミック酸濃度が１２．０％のポリアミック酸溶液をアプリケ−タ−を用いてコ−ティングした。次いで２００℃で３０分間、３００℃で３０分間空気中で加熱した後、室温まで冷却してポリイミド樹脂層を形成した。このステンレス板のポリイミド樹脂層に１２μｍの電解銅箔をのせ、実施例１と同様の条件で熱プレスした後冷却して、積層体を得た。この積層体について実施例１と同様に評価した。エッチングによってラインとラインとの間のポリイミド樹脂層はすっかり分解して消失しており、銅回路をマスクとしてポリイミド樹脂層がエッチングされていることがわかる。また、ポリイミド樹脂層と銅箔との積層板について、２Ｎ塩酸に５分間漬けた後に剥離強度（９０度剥離）を測定したところ、７．８Ｎ／ｃｍ（０．８ｋｇｆ／ｃｍ）以上であった。また、積層体に異常は見受けられなかった。これらの評価結果をまとめて表１に示す。
【００２３】
実施例３
実施例１で合成したＡ−１のポリアミック酸溶液をＤＭＡＣで希釈し、ポリアミック酸濃度が１８．０％のポリアミック酸溶液を調製した。この溶液は２５℃における回転粘度が７．２Ｐａ・ｓ（７２ポイズ）であった。このポリアミック酸溶液をガラス板上にアプリケ−タ−を用いて塗布し、１２０℃で５分間加熱後、フィルム状物を剥がし、ステンレス製ピンテンタ−に固定し同様に加熱して、乾燥・イミド化してポリイミドフィルムを作製した以外は実施例１と同様の方法で積層体を得た。そして、同様に評価した。エッチングによってラインとラインとの間のポリイミド樹脂層はすっかり分解して消失しており、銅回路をマスクとしてポリイミド樹脂層がエッチングされていることがわかる。また、ポリイミド樹脂層と銅箔との積層板について、２Ｎ塩酸に５分間漬けた後に剥離強度（９０度剥離）を測定したところ、７．８Ｎ／ｃｍ（０．８ｋｇｆ／ｃｍ）以上であり、積層体に異常は見受けられなかった。これらの評価結果をまとめて表１に示す。
【００２４】
比較例１
ポリアミック酸溶液の合成（２）
ｐ−フェニレンジアミン（ＰＰＤ）と３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ｓ−ＢＰＤＡ）とを用い、ＰＰＤとｓ−ＢＰＤＡとのモル比が１００：９９．３となり、モノマ−濃度が１８％になるようにした以外は実施例１のポリアミック酸溶液の合成（１）と同様にして、淡黄色粘稠なポリアミック溶液（Ａ−２とする）を得た。この２５℃における回転粘度は７０Ｐａ・ｓ（７００ポイズ）であった。このポリアミック酸溶液をＤＭＡＣで希釈しポリアミック酸濃度が１５．０％のポリアミック酸溶液を調整した。この溶液の粘度は７．２Ｐａ・ｓであった。
【００２５】
ポリアミック酸溶液として上記のポリアミック酸溶液（Ａ−２）を使用した他は実施例３と同様にして厚み１０μｍのポリイミドフィルムを得た。このポリイミドフィルムのガラス転移温度は５００℃まで明確なピ−クがなく測定できなかった。
これを使用して実施例１と同様に積層体を作製しようとしたが、ステンレス板側にも銅箔側にも熱融着されず、積層体を作製することができなかった。
【００２６】
比較例２
ステンレス板にポリアミック酸濃度１２．Ｏ％のポリアミック酸溶液（Ａ−１）をコ−ティング後、１２０℃で５分間プレキュア−した後、１２μｍの銅箔を熱プレスで積層した以外は実施例２と同様にして積層体を作製した。キュア−時にはアウトガスが発生し銅箔側にボイドとして残り、実施例１と同様に銅箔をエッチングしたところ、ボイドの部分が欠陥となり、所望のパタ−ンが得られなかった。
また、この厚み２μｍのポリイミド樹脂層と銅箔との積層板について、２Ｎ塩酸に５分間漬けた後に剥離強度（９０°剥離）を測定したところ、ボイドの部分から塩酸が浸透してしまった。
これらの評価結果をまとめて表１に示す。
【００２７】
比較例３
銅箔を熱圧着でポリイミド樹脂層に接着する代わりに、１２μｍの銅層を蒸着膜速度０．５μｍ／分で真空蒸着した以外は実施例２と同様にして積層体を作製した。
この積層体は厚み２μｍのポリイミド樹脂層をエッチングできるものの、積層体作製に非常に時間がかかった。また、銅層とポリイミド樹脂層との接着力は２Ｎ塩酸浸漬後７．８Ｎ／ｃｍ未満であった。
これらの評価結果をまとめて表１に示す。
【００２８】
実施例４
各実施例で得られた回路形成した積層体を使用し、フォトファブリケ−ション法による表面保護層の形成、ステンレス層へのフォトエッチング処理および曲げ加工を施して、図２に示す磁気ヘッドサスペンションを得ることができる。
【００２９】
【表１】
0003704920.tif 000002
【００３０】
【発明の効果】
この発明の磁気ヘッドサスペンションは、第１層のステンレス基材層と第３層の銅箔製回路層とを第２層のキュアされた熱融着性ポリイミド樹脂層を介して熱圧着されているので、接着性が優れ、低アウトガス性や低イオンコンタミネ−ション性に優れたワイヤレスのサスペンションを得ることができる。
【００３１】
また、この発明によれば、ポリイミド樹脂層が熱融着性のポリイミド樹脂層の単一層からなるためポリイミド層の外形加工をエッチング処理で行うことができるうえ、さらに接着剤層を介さないので製造工程を簡略化することができ、高密度への対応が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、磁気ヘッドサスペンション用の積層体におけるポリイミド樹脂層のエッチング性を試験するさいの試験片を示す概略図である。
【図２】図２は、この発明の一実施例の磁気ヘッドサスペンションの概略の断面図である。
【符号の説明】
１    磁気ヘッドサスペンション
２    ステンレス層
３    熱融着性のポリイミド樹脂層
４    銅箔製の回路層
５    表面保護層
１０  磁気ヘッドサスペンション用の積層体
Ｗ2   ケミカルエッチング後の銅線の幅
Ｗ1   ケミカルエッチング後の熱融着性のポリイミド樹脂層の幅
【図１】
0003704920.tif 000003
【図２】
0003704920.tif 000004