(57)【要約】電気的接続を供給するための入れ子ボディ（１０４）用の集積相互接続。このインターフェイス構造は、リード（１１６−１、１１６−２）へ電気的にインターフェイスする入れ子のボンド・パッド（１１２、１１４）を含む。この入れ子のボンド・パッドはマイクロ構造上に製作されて、マイクロ構造により支持されるスライダまたはヘッド（１６０）のトランスデューサ素子用の駆動回路（１０６）へのインターフェイスを供給する。
2005500638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスデューサ素子へ電気的に結合された第１ボンド・パッドを含むスライダと、
ボディ部と前記ボディ部内のスライダ空洞と前記スライダ空洞内に支持された前記スライダとを含むマイクロ構造と、
前記ボディ部上の導電リードであって、前記導電リードは、前記スライダ空洞の壁上の第２ボンド・パッドへ導電可能に結合されて、前記スライダ空洞内に支持された前記スライダの前記第１ボンド・パッドとインターフェイスするようにされたものとを含むヘッド・アセンブリ。
【請求項２】
前記導電リードと第２ボンド・パッドは、前記マイクロ構造ボディ部内に引っ込んでいる請求項１記載のヘッド・アセンブリ。
【請求項３】
前記導電リードと前記第２ボンド・パッドが、前記ボディ部の上に配置されている請求項１記載のヘッド・アセンブリ。
【請求項４】
前記導電リードと前記第２ボンド・パッドが、前記マイクロ構造の前記ボディ部の上に腐食されたトレンチ内に製作されている請求項１記載のヘッド・アセンブリ。
【請求項５】
前記第２ボンド・パッドが、前記スライダ空洞の前記壁から隆起している請求項１記載のヘッド・アセンブリ。
【請求項６】
前記マイクロ構造ボディが、シリコン・マイクロ構造から形成されている請求項１記載のヘッド・アセンブリ。
【請求項７】
トランスデューサ素子へ電気的に結合された第１ボンド・パッドを含むスライダと、
ベース部と前記ベース部に浮動可能に結合された浮動部を含み、前記スライダは、前記浮動部内に形成されたスライダ空洞内に支持されて、前記浮動部と共に移動可能であって、これにより、前記スライダの方向を調整するものと、
前記マイクロアクチュエータ・ボディ上の導電リードであって、前記導電リードは、前記マイクロアクチュエータ・ボディの前記スライダ空洞の内壁上の第２ボンド・パッドへ結合されて、前記スライダ空洞内に支持された前記スライダの前記第１ボンド・パッドにインターフェイスするようにされたものを含むヘッド・アセンブリ。
【請求項８】
前記マイクロ構造ボディの前記ベース部と前記浮動部の間のマイクロ電気機械システム・インターフェイスを更に含んで、前記スライダの前記方向を調整するようにした請求項７記載のヘッド・アセンブリ。
【請求項９】
前記マイクロアクチュエータ・ボディの前記ベース部が、前記マイクロアクチュエータ・ボディ上に形成された前記導電リードへ導電可能に結合された端子を含む請求項１記載のヘッド・アセンブリ。
【請求項１０】
前記マイクロ構造空洞の内壁上に形成されて、前記マイクロ構造ボディ上のリードへ導電可能に結合されたボンド・パッドを有するマイクロ構造空洞を含むマイクロ構造ボディを含むマイクロ構造のための集積相互接続アセンブリ。
【請求項１１】
前記マイクロ構造空洞内に支持可能であるマイクロ構造ボディを更に含み、また、前記マイクロ構造空洞の前記内壁上に形成された前記ボンド・パッドとインターフェイスできるボンド・パッドを有する請求項１０記載の前記アセンブリ。
【請求項１２】
前記と共に、
第１ボディはそこに形成されたボンド・パッドを有し、第２ボディは入れ子の空洞を有し、前記第１ボディは前記入れ子の空洞内に支持され、
前記入れ子の空洞内に支持された前記第１ボディ上の前記ボンド・パッドを前記第２ボディに結合された回路へ電気的に結合する手段を含むもの。
【請求項１３】
前記電気的に結合する手段が、前記第２ボディの前記入れ子空洞の壁上に形成された隆起ボンド・パッドを含む請求項１２記載の組み合わせ。
【請求項１４】
前記スライダの第１ボディが、前記第１ボディ上の前記ボンド・パッドへ電気的に結合されたトランスデューサを有するスライダである請求項１２記載の組み合わせ。
【請求項１５】
埋め込み導電部を有する基板上にリードを配置するステップと、
前記空洞の壁の上にボンド・パッドを形成するために、前記埋め込み導電部に近接した空洞を腐食するステップとを含む、
集積相互接続を製作する方法。
【請求項１６】
前記リードおよび前記埋設導電部を沈積するステップが、
前記基板内の伸長した部分と埋設表面とを含む腐食トレンチを形成するステップと、
前記腐食トレンチ内に導電物質を沈積し、前記埋設表面に近接した空洞を腐食して前記ボンド・パッドを形成するステップを含む請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記腐食トレンチが、前記基板の第１表面上に形成され、更に、
前記腐食トレンチ内に前記導電物質を沈積するのに先立って、前記腐食トレンチ内に保護層を沈積するステップと、
前記第１表面に対向する前記基板の第２表面上にパターン化マスクを沈積するステップと、
前記基板の前記第２表面から前記空洞を腐食するステップとを含む請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記第２表面と前記トレンチの前記第２保護層の間の前記基板の部分が腐食されて、前記空洞の前記壁から間隔を空けた隆起表面により前記ボンド・パッドが形成される請求項１７の方法。
【請求項１９】
前記保護層を沈積する前記ステップは、
蒸着処理を使用して前記基板上に前記保護層を沈積するステップと、
前記トレンチへ前記導電物質を沈積した後に、前記基板から過剰な保護層を除去するステップとを含む請求項１７記載の方法。
【請求項２０】
前記基板がシリコン・マイクロ構造であり、また前記保護層が二酸化シリコンである請求項１７の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、米国仮特許出願番号６０／３１１，７２４、２００１年８月１０日出願、名称「シリコン・マイクロ構造内の埋設側壁ボンド・パッドの製造方法」に対して優先権を主張する。
本発明は、マイクロ構造の集積相互接続に関し、特定実施例において、スライダのトランスデューサ素子の集積相互接続に関する。
【発明の背景】
【０００２】
ディスク・ドライブは、データ記憶装置またはディスクからデータを読み取ったり書き込んだりするヘッドを含む。ヘッドには、誘導トランスデューサ、磁気抵抗トランスデューサ、または磁気光学トランスデューサなどのトランスデューサ素子が含まれ、これらはスライダに結合されて、読み書き動作のために駆動回路へ電気的にインターフェイスする。典型的にヘッドは、ワイヤ導線またはフレキシブル回路に印刷された導線を通じて、駆動回路と電気的にインターフェイスしている。これら公知のインターフェイス技法は、電気接続を完了するのに複雑な相互接続ステップを必要とし、データ・ヘッドの動作を妨害する可能性がある。本発明は、これらおよび他の目的に向けられていて、従来認識または理解されていなかった解決法を提供する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は集積相互接続に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
実施例に説明されるように、集積相互接続は、マイクロ構造空洞の内壁上に製作されるボンド・パッドを含み、導線ワイヤまたは印刷フレキシブル回路なしで、動作回路への電気素子の集積相互接続を供給する。本発明の特徴は、実施例に例示されるこれらおよび他の諸特徴により説明される。
【実施例】
【０００５】
図１は、入れ子にされたボディすなわちマイクロ構造の略図であって、空洞１０２を含む第１ボディ１００と空洞１０２内に配置された入れ子の第２ボディ１０４とを含む。本発明は一般に、本書に説明される第１ボディ１００を通じて入れ子にされた集積相互接続に関係し、これは先行する非集積相互接続を超える長所を提供する。
【０００６】
図１の実施例に示すように、入れ子のボディ１０４は、第１ボディ１００および入れ子のボディ１０４上で、集積ボンド・パッド１１２、１１４を通じてシステム回路１０６とインターフェイスする。図示のようにボンド・パッド１１２は第１ボディ１００上に製作された導線１１６へ導電的に結合されていて、第１ボディ１００は、システム回路１０６と電気的にインターフェイスできる。ボンド・パッド１１４は、公知の製作技法により入れ子のボディ１０４の表面上に形成される。ボンド・パッド１１２は、後述のように第１ボディ１００の入れ子の空洞１０２の側壁１１８上に形成されて、入れ子のボディ１０４上のボンド・パッド１１４とインターフェイスする。こうして、上記のようにボンド・パッド１１２、１１４が入れ子のボディすなわちマイクロ構造の集積相互接続を協力して形成し、これらのマイクロ構造は後述のようなアプリケーションと用途を有する。
【０００７】
図２‐１ないし図２‐４は、後述するシリコン・マイクロ構造の特定アプリケーションを有する本発明による入れ子にされたマイクロ構造のために、入れ子のボンド・パッドを製作する製造工程の簡略化された実施例を進行順に図示する。図示のように基板１２０から第１ボディ１００‐１が製作され、これは、シリコンマイクロ構造などである。第１ボディ１００‐１上の電気的インターフェイスが、導電リードを沈積し基板１２０上にボンド・パッドを埋め込むことにより、製作される。
【０００８】
図示の特定実施例において、導電リードおよび埋設ボンド・パッドは、図２‐１に図示のような基板１２０に沈積されたパターン化マスク１２２により形成される。基盤１２０のマスク表面が腐食されて、図２‐２に示すように伸長部分１２６と埋設端面１２８を有するトレンチ１２４‐１、１２４‐２が形成される。図２‐３に示すように導電層１３０が腐食トレンチ１２４‐１、１２４‐２へ沈積されて、リード１１６および、埋設面１２８に近い埋設ボンド・パッドを形成する。その後入れ子空洞１０２が腐食されるが、図２‐４に示すように埋設ボンド・パッドまたは埋設面１２８の近くであって、空洞１０２の内壁１１８を形成し、これはリード１１６‐１、１１６‐２へ導電可能に結合されたボンド・パッド１１２‐１、１１２‐２を有し、こうして入れ子のボディ１０４すなわち前記のマイクロ構造上のボンド・パッド１１４と電気的にインターフェイスする。
【０００９】
図２‐５ないし図２‐１０は、空洞１０２の壁１１８上の隆起したボンド・パッドを形成するための一層詳細な実施例を図示する。図示の処理実施例において、図２‐５に示すように第１基板表面１４２上に形成されたトレンチ１２４‐１、１２４‐２内に、保護層１４０が沈積される。保護層１４０は、前述のようにトレンチ１２４‐１、１２４‐２内に導電層１３０を沈積するのに先立って沈積される。沈積された保護層１４０は、後述のように腐食処理の間じゅう導電層１３０を保護する。図示の特定実施例において、導電層１４０は化学蒸着技法または処理により基盤全体上に沈積され、好ましくは二酸化シリコンがシリコン基板１２０上に沈積される。その後で図２‐６に示すように導電層１３０が保護層１４０によりライニングされたトレンチ１２４‐１、１２４‐２へ沈積される。沈積される導電層１３０は、銅、金、アルミニュウムまたは他の導電物質であり得る。
【００１０】
図２‐６および図２‐７に比較的に図示したように、トレンチ１２４‐１、１２４‐２が導電層１３０または物質により充填されると、過剰に沈積された保護層１４０と導電層１３０が図示のように基板から除去され、これは、たとえば湿式または乾式の腐食を用いて化学的機械的平坦化処理により、除去される。それから、前記のように基板１２０から入れ子空洞１０２が腐食される。図２‐８ないし図２‐１０に示す特定実施例において、空洞１０２を形成するトレンチ１２４‐１、１２４‐２が形成された表面１４２と対向する表面１４６上にマスク層１４４が形成される。マスク層１４４は、導電トレンチ１２４の埋設端面１５０から間隔を空けているが、これは、導電トレンチ１２４の埋設端面１５０と、導電トレンチ１２４の埋設端面１５０から引っ込んだマスク層１４４との間の部分１４８（点線で示す）を腐食するためである。
【００１１】
マスクされた基板は、たとえばディープ・リアクティブ・イオン・エッチング処理により腐食される。この基板は、部分１４８を含んで腐食されて、空洞１０２を形成するが、図２‐９に示すような保護層１４０が腐食部分１４８の下にあるトレンチの部分１５２を保護する。保護層１４０が部分１５２から除去されて、図２‐１０に示すように、入れ子の空洞１０２の壁１１８から間隔をあけた隆起部分１５４を有する隆起ボンド・パッド１１２‐３を形成する。一つの実施例において、保護層１４０は、プラズマ・ストリッピングまたは腐食処理により導電トレンチの導電部から除去される。一つの保護マスク層１４４が示されているが、アプリケーションは保護マスク層１４４に限定されず、他の正または負のマスキング処理を採用できる。
【００１２】
図示の相互接続は、スライダのトランスデューサ素子を駆動回路へ接続するアプリケーションを有する。特に図３に示すようにディスク・ドライブは、ディスク表面１６２からデータを読み取りまたはデータを書き込むヘッド１６０を含む。図示のようにヘッド１６０はスライダ１６４を含み、スライダ１６４はジンバル・スプリング１６８を通じてサスペンション・アーム１６６により支持されている。ジンバル・スプリング１６８は、ディスク表面に関するピッチとロールに対して、スライダ１６４をフレキシブルに支持する。図示のようにスピンドル・モータ１７０がディスク１６２を回転させ、また、ヘッド・アクチュエータ１７２が読み書き動作のために、ディスク表面上の選択されたデータ・トラックに関するヘッドを位置決めする。略図で示すように、ヘッドとディスクの構成要素は、ベース・シャシ１７４に結合されて、ディスク・ドライブの構造を形成している。
【００１３】
スライダは、リーディング・エッジ１７６とトレーリング・エッジ１７８を含む。スライダは、トレーリング・エッジ１７８により図示のトランスデューサ素子１８０を支持する。トランスデューサ素子は、たとえば誘導トランスデューサ、磁気抵抗トランスデューサまたは磁気光学トランスデューサを含む。作動について、トランスデューサ素子１８０は、読み書き動作のために直線１８４で示すように駆動回路１８２へ電気的に接続されている。図１に示す相互接続の実施例は、回路を駆動するためにスライダ上に集積されたトランスデューサ素子の相互接続を提供する。
【００１４】
特に図１に関連して、このスライダはボディ１４０を形成し、ボディ１０４は、ボディ１００のようなマイクロ構造のスライダ空洞に支持されている。スライダ上のトランスデューサ素子は、マイクロ構造またはボディ１００上に形成されたスライダ空洞の壁に形成された集積ボンド・パッドを通じて、駆動回路１８２へ電気的に接続されている。説明される集積相互接続は、先行の相互接続にまさる利点を供給し、一例においては、テスト動作のためにテスト回路へ一連のスライダを電気的にインターフェイスするための単純な相互接続を供給する。
【００１５】
ディスク・ドライブの面密度の増加は、ヘッド位置の精密さを増すことを要求しているので、進歩したサスペンション・アセンブリは、スライダまたはヘッドに近接してマイクロアクチュエータにより制御されるヘッドの配置を含む。図４は、ヘッドまたはスライダに近接した精密ヘッド位置決めを供給するためにＭＥＭＳ内に具体化されたヘッド・マイクロアクチュエータを図示するが、ここで同一の番号は以前の諸図面における同一の部品を識別するために用いられている。図示のようにＭＥＭＳは、ベース部２０２と浮動部２０４を有するマイクロアクチュエータ・ボディまたはマイクロ構造２００を有する。浮動部２０４は、ベース部２０２に対して結合されて支持され、方向矢印で示して図示されるように種々の方向へ移動する。図示のように、浮動部２０４は、スライダ１６４を支持するスライダ空洞２０６を含み、スライダ１６４は、ベース部２０２に対して浮動部２０４とともに移動して、マイクロ作動ヘッド位置決めを供給する。浮動部２０４は、集積ＭＥＭＳ構造（図示なし）により、ベース部２０２に対して移動する。
【００１６】
前記のようにヘッドのトランスデューサ素子１８０は、読み書き動作のために、駆動回路１８２へ電気的に接続されている。マイクロアクチュエータ・ボディにより支持されるスライダ１６４へリードワイヤーまたは回路を取り付けることは、マイクロアクチュエータの位置制御またはダイナミックなことに影響するかも知れない。本発明は、ＭＥＭＳ構造またはボディ２００を通じて集積相互接続を供給する。図示のマイクロアクチュエータ・ボディ２００は、スライダ空洞２０６の壁２１２上に形成される入れ子式のボンド・パッド２１０に組み込んでいる。ボンド・パッド２１０は、スライダ１６４上でボンド・パッド２１４とインターフェイスする。ボンド・パッド２１０は、マイクロアクチュエータ・ボディ２００上のリード２１６に導電可能に結合され、マイクロアクチュエータ・ボディ２００は、リード２１６に導電可能に結合された端子２１８への電気的接続を通じて駆動回路１８２とインターフェイスする。図５に一層詳細に図示するように、ボンド・パッド２１０は壁２１２から隆起していて、所望の集積電気的インターフェイスを供給する。
【００１７】
前述のようにボンド・パッド２１０とリード２１６は、マイクロ構造またはマイクロアクチュエータ・ボディ１００、２００上に印刷されている。特に図６のフローチャートに図示されている一つの実施例において、ブロック２２０に示すように、ボンド・パッド２１０は、基板またはマイクロアクチュエータ・ボディ１００、２００の第１面上にトレンチを形成することにより製作される。ブロック２２２に示すように、トレンチは保護層１４０でライニングされ、ブロック２２４で示すように、導電層または物質がライニングされたトレンチ内に沈積される。その後で基板またはマイクロ構造１００、２００の第２面から空洞がエッチングされて、図２２６に示すように隆起ボンド・パッド２１０が形成される。トレンチの伸長部分に沿ってリードが形成されて、マイクロ構造またはボディ１００、２００上に好ましいリード端子２１８が沈積または製作されて、製作されたボンド・パッド２１０への電気的接続を供給して、前述のように駆動回路へトランスデューサ素子をインターフェイスする。
【００１８】
マイクロ構造（１０４、１６４など）のための集積相互接続が電気的接続を供給する。この集積相互接続は、リード（１１６、２１６など）へ電気的にインターフェイスする入れ子式のボンド・パッド（１１２、２１０など）を含む。入れ子式のボンド・パッド（１１２、２１０など）は、スライダまたはボディのトランスデューサ素子に電気的に接続されたボンド・パッド（１１４、２１４など）への電気的インターフェイスを供給する。入れ子式のボンド・パッド（１１２、２１０など）は、マイクロ構造またはマイクロアクチュエータ・ボディ（１００、２００など）の壁上に形成されて、回路（１０６、１８２など）への集積相互接続を供給する。
【００１９】
本発明の種々な実施例の詳細な構造と機能と共に、本発明の種々の実施例の数多くの特徴と利点を上記の説明の中に提示してきたが、この開示は例示のみであって、添付の特許請求の範囲が表現される用語の広範な一般的意味より示される全範囲にわたり本発明の諸原則の範囲内で、特に構造と部品の配置の問題において細部の変更をなし得ることを理解すべきである。たとえば、本発明の範囲と精神から離れることなく、実質的に同一の機能を維持しながら特定のアプリケーションにおいて、特定の要素を変更できる。さらに、本書に述べた好ましい実施例は、ヘッド・アセンブリ向けられたものであるが、本発明の教示を他のシステム、入れ子式のボディまたはマイクロ構造に、本発明の範囲と精神から離れることなく適用できることは、当業者に明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の集積相互接続の実施例を図示する。
【図２−１】集積相互接続の製作実施例を図示する。
【図２−２】集積相互接続の製作実施例を図示する。
【図２−３】集積相互接続の製作実施例を図示する。
【図２−４】集積相互接続の製作実施例を図示する。
【図２−５】集積相互接続の製作実施例を図示する。
【図２−６】集積相互接続の製作実施例を図示する。
【図２−７】集積相互接続の製作実施例を図示する。
【図２−８】集積相互接続の製作実施例を図示する。
【図２−９】集積相互接続の製作実施例を図示する。
【図２−１０】集積相互接続の製作実施例を図示する。
【図３】ディスク・ドライブのディスクからデータを読み出しまたはデータを書き込むためのディスク・ドライブおよびヘッド・アセンブリの略図である。
【図４】マイクロアクチュエータ構造により支持されるスライダ用の集積相互接続のボンド・パッドを図示する。
【図５】図４のボンド・パッドの分解図を図示する。
【図６】集積相互接続用のボンド・パッドの製作処理ステップの実施例を図示するフローチャートである。
【図１】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図２−３】
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【図２−４】
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【図２−５】
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【図２−６】
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【図２−７】
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【図２−８】
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【図２−９】
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【図２−１０】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際公開パンフレット】
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2005500638.tif 000019
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【国際調査報告】
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