(57)【要約】ベース部材の第１表面に直接形成される複数のトレースを有する細長いポリマベース部材と、ベース部材の第２表面に形成される基準電圧層とを含むディスクドライブサスペンションアセンブリ。支持部材は、基準電圧層の少なくとも一部分に直接形成される。複数のトレースは基準電圧層の少なくとも一部分に重なる。基準電圧層は、第１導電性材料から形成され、支持部材は第２導電性材料から形成される。第１導電性材料は、第２導電性材料よりも実質的に高い導電率と、第２導電性材料よりも実質的に低い引張強度とを提供する。支持部材は、第１厚さを有するヘッドジンバル部分と、第２厚さを有するロードビーム部分とを含む。第２厚さは第１厚さよりも実質的に厚い。
2004501511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路アセンブリであって、
ベース部材と、
前記ベース部材の第１表面に直接形成される、前記ベース部材の第１端部と第２端部との間に延在する複数のトレースと、
前記ベース部材の第２表面に直接形成される基準電圧層であって、前記複数のトレースが前記基準電圧層の少なくとも一部分に重なる基準電圧層と、
前記基準電圧層の少なくとも一部分に直接形成される支持部材と、を具備し、
前記支持部材が、６３２７ｋｇ／ｃｍ２よりも高い引張強度を有する材料から形成され、また接地面が、４２１８ｋｇ／ｃｍ２未満の引張強度を有する材料から形成される、回路アセンブリ。
【請求項２】
前記支持部材が、無電解めっき可能な材料から形成される、請求項１に記載の回路アセンブリ。
【請求項３】
前記無電解めっき可能な材料が、本質的にリンとホウ素とからなる材料の群から選択される合金材料を含むニッケルベースの合金である、請求項２に記載の回路アセンブリ。
【請求項４】
前記基準電圧層が、電気めっき可能な材料から形成される、請求項１に記載の回路アセンブリ。
【請求項５】
前記電気めっき可能な材料が、本質的に銅、スズ、アルミニウムおよび金からなる材料の群から選択される、請求項３に記載の回路アセンブリ。
【請求項６】
前記基準電圧層が、電気めっき可能な第１導電性材料から形成され、また前記支持部材が、無電解めっきされる第２導電性材料から形成され、前記第１導電性材料が、前記第２導電性材料よりも実質的に高い導電率と前記第２導電性材料よりも実質的に低い引張強度とを提供する、請求項１に記載の回路アセンブリ。
【請求項７】
前記支持部材が、第１厚さを有する第１部分と前記第１厚さよりも実質的に厚い第２厚さを有する第２部分とを含む、請求項１に記載の回路アセンブリ。
【請求項８】
前記基準電圧層が、前記ベース部材の第２表面に直接形成される第１導電層と、該第１導電層上に直接形成される第２導電層とを含む、請求項１に記載の回路アセンブリ。
【請求項９】
前記ベース部材が可撓性ポリマ材料から製造される、請求項１に記載の回路アセンブリ。
【請求項１０】
前記可撓性ポリマ材料がポリイミドとポリエステルとから選択される、請求項９に記載の回路アセンブリ。
【請求項１１】
前記支持部材がロードビーム部分とヘッドジンバル部分とを含み、前記ロードビーム部分が、第１厚さを有するフランジ部分を含み、また前記ジンバル部分が第２厚さを有し、前記第１厚さが前記第２厚さよりも実質的に厚い、請求項１に記載の回路アセンブリ。
【請求項１２】
ディスクドライブサスペンションアセンブリであって、
細長いポリマベース部材と、
前記ベース部材の第１表面に直接形成される複数のトレースと、
前記ベース部材の第２表面に直接形成される基準電圧層であって、該基準電圧層が第１導電性材料から形成され、また前記複数のトレースが該基準電圧層の少なくとも一部分に重なる基準電圧層と、
該基準電圧層の少なくとも一部分に直接形成される支持部材であって、該支持部材が第２導電性材料から形成され、前記第１導電性材料が、前記第２導電性材料よりも実質的に高い導電率と前記第２導電性材料よりも実質的に低い引張強度とを提供し、該支持部材が、第１厚さを有するヘッドジンバル部分と前記第１厚さよりも実質的に厚い第２厚さを有するフランジ部分とを含む支持部材と、を具備するディスクドライブサスペンションアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本明細書に開示された発明は、一般的に、ハードディスクドライブサスペンションに関する。より詳しくは、本発明は、一体のフレキシブル回路と一体の支持部材とを有するハードディスクドライブサスペンションアセンブリおよび回路アセンブリに関する。
【０００２】
発明の背景
ハードディスクドライブ内のサスペンションアセンブリは、ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）を含む。ＨＧＡは、ジンバルアセンブリ、ヘッドアセンブリおよびインタコネクトアセンブリを含む。ヘッドアセンブリは、一般に、ヘッドと呼ばれる空気軸受スライダに取り付けられた感受性の高い読み取り／書き込みトランスデューサを含む。ヘッドアセンブリは、また、データ信号を受信かつ中継するためのインタコネクトアセンブリと相互接続するために構成された電気端子を含む。ヘッドアセンブリは、回転磁気ディスクの表面の情報の読み取りおよび書き込みを可能にする。インタコネクトアセンブリは、ヘッドアセンブリにまたはそれからデータを伝送するためのワイヤまたはトレースのような複数の伝送素子を含む。サスペンションアセンブリは、一般的に、回転ディスクの運動面から一定の距離にヘッドアセンブリを位置決めする。サスペンションアセンブリは、表面の不規則さを含むディスク表面のある高さに、ヘッドアセンブリが「飛ぶ」のを可能にする。
【０００３】
本明細書で支持部材とも呼ばれる従来の大部分のサスペンションアセンブリは、ロードビームとジンバル部分とを含む。ロードビームは、横方向剛性を提供するように設計された弾性のばね板である。ロードビームは、回転ディスクによって発生される空気流が付与するヘッド上のリフト力に対抗するヘッドアセンブリに、力を印加するように較正される。したがって、ヘッドアセンブリは、ロードビーム力とリフト力との平衡によって確立される高さで、ディスク表面の上方に飛ぶ。
【０００４】
ジンバル部分はロードビームの端部に隣接して配置され、またロードビームに取り付けられたヘッドアセンブリを有する。ジンバル部分は、回転ディスクの表面の欠陥および歪みの上方の飛びに応答してヘッドアセンブリのロールおよびピッチ撓みを許容する。これらの撓みを許容することによって、ロードビームが僅かな量の屈曲および捻れを呈する場合にも、ジンバル部分は、回転ディスクに対してヘッドアセンブリの適切な配向と距離を維持する際に補助する。
【０００５】
サスペンションアセンブリは、剛性アームの近位端に、あるいは線形または回転運動アクチュエータに直接取り付けることができる。アクチュエータは、ディスクの半径の任意の位置の上方でＨＧＡを急速に動かしまた急速に停止する。径方向のＨＧＡの運動およびディスクの回転は、ヘッドがディスク上のすべての位置に迅速に到達するのを可能にする。しかし、急速なストップアンドゴー運動はＨＧＡに非常に高い応力を及ぼす。
【０００６】
理想的なＨＧＡは質量の小さなコンポーネントを具備する。過度の質量によって引き起こされる過度の慣性モーメントは、オーバシュートエラーを引き起こすことがある。オーバシュートエラーは、位置決め運動時に、モーメントによって意図する停止点を通過してＨＧＡ全体が運ばれるときに生じる。質量の小さなＨＧＡは移動が容易であり、マルチプルプラッタディスクドライブのパワー節減が得られる。さらに、より軽い重さのＨＧＡは、ディスク表面により近接してヘッドが飛ぶのを許容する。ヘッドアセンブリがディスク表面により近接して飛ぶことができると、より稠密な情報をディスクに記憶することができる。したがって、高性能ディスクドライブには軽量のＨＧＡが望ましい。
【０００７】
ディスクドライブ内の磁場の強度はヘッドの飛翔高さの２乗に比例して変化することが知られている。ディスクドライブの製造業者は、０．１μｍである１００ｎｍ未満の飛びクリアランスを得ようと努力している。比較すると、人間の髪の太さは約１００μｍである。しかし、約１０，０００ｒｐｍ以上で回転するスピンディスクによる衝撃は、ヘッドとディスクの表面を損傷することがあるので、ヘッドアセンブリはディスクに接触してはならない。
【０００８】
増幅および制御回路はデータ信号を処理して、ヘッドアセンブリとの送受信を行う。信号伝送には、ヘッドアセンブリとディスクドライブの関連回路との間に延在する導体が必要である。従来のヘッドアセンブリは、プラスチックシート内にカプセル封止された通常銅製ワイヤである２本の導体を有するリードライト回路ループを使用する。一般に磁気抵抗ヘッドアセンブリと呼ばれる新しいタイプの磁気リードライトヘッドは、４本以上の独立した導体を必要とする。
【０００９】
ワイヤ数の増加、ディスクスタック高さの低減、およびサスペンションアセンブリの剛性と質量の低減に対する必要性が高まるにつれ、製造業者は異なるサスペンションの設計方法を考慮することを強いられた。１つの設計方法では、サスペンションアセンブリはステンレス鋼ベースの材料からエッチングされる信号トレースを有し、引き続き絶縁層は信号トレースの上方に形成される。ステンレス鋼ベースの材料はまた、ロードビーム部分とサスペンションのヘッドジンバル部分を形成するためにエッチングされる。このタイプの構造の主な制限は、一体製作工程による過度の降伏率およびステンレス鋼の低い伝導率である。他の設計方法では、従来のフレックス回路は、個別に製作されるサスペンションアセンブリに接着剤を用いて取り付けられる。このタイプの構造に伴う主たる不都合は、フレキシブル回路をサスペンションアセンブリに組み立てるために必要な精密さに関連する費用である。
【００１０】
ＨＧＡの設計者および製造業者は、設計要件の競争と限界に直面している。動作時、サスペンションアセンブリには、ヘッドアセンブリの正確な位置決めを変える予想できない荷重およびバイアスがないようにすべきである。サスペンションアセンブリは、ディスクの表面形状の変化に瞬時に応答しなければならない。ヘッドの飛翔高さの変更は、データ密度と精度に相当な影響を及ぼし、またヘッドがディスク表面と衝突する場合、ディスク上に記憶されたデータを破壊することもある。
【００１１】
ロードビームの剛性と堅さは、断面の厚さに関係して３乗増加する。空気流の変化に応答するため、また飛翔ヘッドを適切な向きに保持するために、サスペンションアセンブリは、特にロードビームの敏感な高いばね部分の周囲で非常に薄くかつ可撓性である。インタコネクトアセンブリ導体は、サスペンションアセンブリの性能に大きな影響を及ぼす。導体の剛性のみが、ばね領域の堅牢性と飛翔性能に影響を及ぼす。
【００１２】
サスペンションの上部に取り付けられた標準ワイヤ導体は、ロードビームの剛性を２倍を超えたものにし、またディスク表面の変化、振動および運動に適応するロードビームの能力を制限することができる。ジンバル領域の導体、サスペンションアセンブリ内の最も薄くまた最も繊細なばねの効果は、さらにより明らかである。さらに、サスペンションアセンブリのロードビームおよびジンバル部分のばね領域の上方に配置された導体は、ばね領域が屈曲する際に可塑的に変形してはならない。可塑的な変形は、ロードビームまたはジンバル部分のそれらの正規ポジションへの戻りを防止し、またサスペンションアセンブリにバイアス負荷を加える。
【００１３】
従来のワイヤインタコネクトアセンブリを使用するＨＧＡでは、ヘッドアセンブリへの２〜５本のワイヤが手でヘッドに接続される。ワイヤがヘッドアセンブリに接合される間にワイヤを管理するために、取付け具が使用される。ヘッドアセンブリとサスペンションアセンブリとの間にサービスループを形成し、またサスペンションアセンブリ上の所定のワイヤ経路に沿ってワイヤを位置決めするために、ワイヤはピンセットおよび補助工具を用いて手で形成される。ワイヤは、接着剤またはサスペンション内に形成されたワイヤ捕捉特徴部を用いてサスペンションに留められる。
【００１４】
サービスループを余りに強く引っ張るか、あるいは余りに緩くするのを避けるために、特別な注意が計られる。堅いサービスループは、望ましくないトルクをヘッドアセンブリに加えて、飛翔高さに関連したエラーを引き起こす。緩んだサービスループは、ワイヤが下に垂れて、隣接したスピンディスクを擦ることを可能にする。両方の状態はディスクドライブ性能にとって致命的である。
【００１５】
ヘッドアセンブリ、インタコネクトアセンブリおよびサスペンションアセンブリを取り扱うプロセスの全体にわたって、ワイヤまたは繊細なロードビームおよびジンバルを損傷する危険がある。製造作業時に曲げられるロードビームまたはジンバルは、スクラップになる。ヘッドアセンブリはまた、しばしば修復することができず、さらなる金銭的損失をもたらす。
【００１６】
従来のワイヤインタコネクトアセンブリと同様に、フレキシブル回路インタコネクトアセンブリは、アンバランスまたは過度の力をサスペンションに付与する可能性がある。また、普通のフレキシブル回路ケース基板の多くは、吸湿性であり、水分と湿度に関係する曲げ特性をもたらす。フレキシブル回路はサスペンションから別個に形成され、引き続き取り付けられるので、精密な製造公差の維持は困難であり、また費用がかかる。
【００１７】
したがって、飛翔高さ制御の向上を提供し、ヘッドアセンブリへのまたはそれからの信号伝送の雑音を低減し、また費用効率的に製造できるディスクドライブヘッドサスペンション用の回路アセンブリが必要とされる。
【００１８】
発明の概要
したがって、本発明の一実施態様では、回路アセンブリはベース部材と、ベース部材の第１表面に直接形成される複数のトレースとを含む。トレースは、ベース部材の第１端部と第２端部との間に延在する。基準電圧部材は、ベース部材の第２表面に直接形成される。複数のトレースは、基準電圧部材の少なくとも一部分に重なるように位置決めされる。支持部材は、基準電圧部材の少なくとも一部分に直接形成される。
【００１９】
支持部材は、基準電圧部材とトレースとによって示される引張強度よりも実質的に高い引張強度を示す材料から形成される。支持部材の好ましい材料は、ニッケルホウ素またはニッケルリンのようなニッケル合金、あるいはめっき可能な任意の適切な材料である。トレースの好ましい材料は、銅、金、パラジウム、スズ、またはめっき可能な任意の適切な材料である。好ましい実施態様では、トレースおよび基準電圧部材は同一の材料から形成される。
【００２０】
支持部材は、無電解めっき工程を用いて基準電圧部材上に直接形成されることが好ましい。無電解めっき工程は、自触媒無電解めっき工程であることが好ましい。無電解めっき工程の使用は、均一な厚さの支持部材を提供することに貢献し、また好ましい材料から選択した支持部材の製造を可能にする。
【００２１】
支持部材は、異なる厚さの領域と、隣接領域から完全に絶縁される領域とを有するように形成し得る。支持部材のロードビーム部分は、支持部材のジンバル部分よりも実質的に厚い厚さを有することが好ましい。支持部材のロードビーム部分は、その間に延在する主要部分を有する離間したフランジ部分を含み得る。支持部材のフランジ部分は、支持部材の主要部分よりも実質的に厚い厚さを有する。
【００２２】
本発明による回路アセンブリおよびサスペンションアセンブリは、任意の２つのトレースの間に約２００Ω未満のインピーダンス値を有する。
【００２３】
本発明の他の実施態様では、回路アセンブリを製作するための方法は、ベース部材の第１端部と第２端部との間に延在する複数のトレースをベース部材の第１表面に直接形成するステップと、基準電圧層をベース部材の第２表面に直接形成するステップであって、複数のトレースが基準電圧層の少なくとも一部分に重なる、ステップと、支持部材を基準電圧層の少なくとも一部分に直接形成するステップとを含む。
【００２４】
本発明のさらなる実施態様によれば、ディスクドライブサスペンションアセンブリは、ベース部材の第１表面に直接形成される複数のトレースを有する細長いポリマベース部材と、ベース部材の第２表面に形成される基準電圧部材とを具備する。支持部材は、基準電圧部材の少なくとも一部分に直接形成される。複数のトレースは基準電圧部材の少なくとも一部分に重なる。基準電圧部材は、第１導電性材料から形成され、支持部材は第２導電性材料から形成される。第１導電性材料は、第２導電性材料よりも実質的に高い導電率と、第２導電性材料よりも実質的に低い引張強度とを提供する。支持部材は、第１厚さを有するヘッドジンバル部分と、第２厚さを有するロードビーム部分とを含む。第２厚さは第１厚さよりも実質的に厚い。
【００２５】
本明細書で使用する場合、以下の用語は次の意味を有する。
１．「無電解蒸着」という用語は、材料層が非導電性基板の上に蒸着される方法を指す。
２．「無電解めっき」という用語は、外部から印加される電流または電圧にさらされることなく、導電性特徴部が基板上にめっきされる方法を指す。
３．「自触媒無電解めっき」という用語は、次亜リン酸ナトリウムのような化学物質の形態の還元剤が電子を付与する化学還元の制御によって、金属被覆を蒸着する方法を指す。
４．「ヘッドサスペンションアセンブリ（ＨＧＡ）」という用語は、ジンバルアセンブリ、ヘッドアセンブリ、およびインタコネクトアセンブリを具備する構造体を指す。
５．「サスペンションアセンブリ」という用語は、ロードビーム部分およびヘッドジンバル部分を具備する構造体を指す。
６．「ロードビーム」という用語は、曲げによって誘発される荷重をサスペンションアセンブリの長手方向軸線に対して付与するサスペンションアセンブリの部分を指し、この部分は、長手方向軸線に対して無視し得る捻れ撓みを呈する。
７．「ジンバル部分」という用語は、スライダのピッチおよびロール運動を許容するサスペンションアセンブリの部分を指す。
８．「支持部材」という用語は、ロードビームを含む、また選択的にジンバル部分を含む構造部材を指す。
９．「スライダ」および「ヘッド」という用語は、本明細書において交換可能に使用され、また磁気フォーマット、光学フォーマットまたは他の種類のデータ記憶フォーマットで情報を読み取りおよび書き込むためのユニットを指す。
１０．「基準電圧層」という用語は、隣接した電気特徴部から均等な距離離間された導電性材料を指す。
【００２６】
図面の詳細な説明
サスペンションアセンブリ１０の実施態様が図１〜図３に示されている。サスペンションアセンブリ１０は、第１端部１２ａと第２端部１２ｂとを有するロードビーム部分１２を含む。ジンバル部分１４はロードビーム部分１２の第１端部１２ａに取り付けられる。ジンバル部分１４は、その上に装着されたヘッドアセンブリ１６を有する。
【００２７】
複数のトレース１８はロードビーム部分１２に取り付けられる。トレース１８はロードビーム部分１２の第１端部１２ａと第２端部１２ｂとの間に延在する。図２に示すように、トレース１８の各々の第１端部１８ａは、ヘッドアセンブリ１６の対応する端子（図示せず）に電気接続される。図１と図４Ｂに示すように、トレース１８の各々の第２端部１８ｂは、ロードビーム部分１２の第２端部１２ｂから延在する。トレース１８の各々は、ハードディスクドライブの関連コンポーネントに電気接続されるための対応するリード２２を含む。
【００２８】
図１、図２、図４Ａ、図４Ｂに示すように、トレース１８の各々の部分は、写真画像成形可能な非導電性カバーコート材料のような保護層２０で覆われる。写真画像成形可能な適切なカバーコート材料の例には、ＰＳＲ４０００シリーズでＴａｉｙｏによって、またＮＰＲ８０シリーズでＮｉｐｐｏｎ　Ｐｏｌｙｔｅｃｈによって提供されるエポキシアクリレート調合物、およびＰｒｏｂｉｍｉｄｅシリーズでＡｒｃｈ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓによって、またＰｙｒａｌｉｎシリーズでＤｕＰｏｎｔによって提供されるポリイミド調合物が含まれる。保護層２０のスクリーン印刷可能な適切なカバーコート材料の例には、部品番号ＣＣＲ２３２でＡｓｈａｉ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓによって提供されるエポキシ調合物が含まれる。保護層２０は、トレース１８の基礎部分の腐食の可能性を低減する。回路製作技術において一般に実施されているように、保護層２０によって覆われないトレース１８の部分は、トレース上に形成される金またはパラジウムのような耐食性材料のカバープレート層（図示せず）を典型的に有する。
【００２９】
図４Ａを参照すると、ロードビーム部分１２はベース部材２４を含む。トレース１８はベース部材２４の第１側面に直接装着される。トレース１８ならびに他のタイプの導電性特徴部は、ベース部材２４の上に形成された導電性特徴層から形成される。基準電圧部材２６はベース部材２４の第２側面に直接装着される。トレース１８および基準電圧部材２６は、ベース部材２４の第１側面および第２側面のそれぞれに直接装着されることが好ましい。表面に直接装着されることは、ベース部材２４とトレース１８または基準電圧部材２６との間に接着剤層のような取付層が使用されないことを意味する。支持部材２８は、ベース部材２４の第２側面と反対側の基準電圧部材２６の表面に装着される。支持部材２８は、主要部分２８ａから延在する離間したフランジ部材２８ｂを有する主要部分２８ａを含む。フランジ部材は、主要部分２８ａの厚さ２８ａ’よりも実質的に厚い厚さ２８ｂ’を有する。
【００３０】
典型的に、ベース部材２４は、約０．２５ミル（６〜７ミクロン）〜約３．０ミル（７５ミクロン）の厚さを有する可撓性ポリマ基板である。サスペンションアセンブリ１０の特定の用途および設計によって、ベース部材２４の必要な厚さが指定される。ベース部材２４の適切な材料には、ＫＡＰＴＯＮ　Ｅの商標名でＤｕＰｏｎｔによって販売されているようなポリイミドフィルムが含まれる。例えばポリエステル製およびポリプロピレン製のフィルムのような商業的に入手可能な他のタイプの可撓性ポリマフィルムもベース部材２４の材料として有用である。
【００３１】
導電性トレース１８および基準電圧部材２６は、銅のような導電性材料から製造されることが好ましい。導電性トレース１８および基準電圧部材２６の好ましい材料は、約４２１８ｋｇ／ｃｍ２未満の引張強度と、室温において約１．７μΩ／ｃｍ未満の抵抗とを有する。導電性トレース１８および基準電圧部材２６は複数の層の導電性材料を含み得る。例えば、第１銅層は、スパッタリングのような蒸着法を用いてベース部材２４の上に形成可能であり、また第２銅層は、電気めっきまたは無電解めっきのようなめっき工程を用いて第１銅層に形成し得る。用途に応じて、導電性トレース１８および基準電圧部材２６の全体の厚さは、典型的に約５０マイクロインチ〜約１０００マイクロインチである。サスペンションアセンブリ１０の特定の用途および設計によって、導電性トレース１８および基準電圧部材２６の必要な厚さが指定される。
【００３２】
支持部材２８は、トレース１８および基準電圧部材２６の材料よりも優れた機械的性質を有する材料から製造されることが好ましい。支持部材２８の機械的性質は、サスペンションアセンブリ１０のロードビーム部分１２の得られる剛性全体を支配する。所定の用途に必要とされる剛性およびばね特性に応じて、支持部材２８の主要部分２８ａの典型的な厚さは約０．１ミル〜約１．５ミルである。支持部材２８は、その主要部分よりも実質的に厚い１つ以上のフランジ部分を含み得る。
【００３３】
支持部材２８の好ましい材料は、ニッケル−リン合金およびニッケル−ホウ素合金のようなニッケルベースの合金を含む。好ましいニッケルベースの合金は、約６３２７ｋｇ／ｃｍ２よりも高い引張強度を有する。
【００３４】
従来の大部分のサスペンションアセンブリおよび回路アセンブリでは、ステンレス鋼は支持部材の好ましい材料である。しかし、ステンレス鋼は、容易かつ確実にめっきすることができない。したがって、本発明による支持部材２８は、ニッケルベースの合金のようなめっき可能な材料から製造される。めっき可能であることに加えて、ニッケルベースの合金は、ステンレス鋼に極めて近い材料特性を有する。
【００３５】
本発明によるサスペンションアセンブリおよび回路アセンブリでは、トレース１８に対する基準電圧部材２６の形状および構造はインピーダンスレベルの高度の制御を提供する。基準電圧部材２６が製造される材料は、支持部材１２および従来のロードビームが製造される材料よりもかなり高い導電率を有する。さらに、トレース１８および基準電圧部材２６はベース部材２４の第１表面および第２表面のそれぞれに直接形成されるので、以前のタイプの構造と比較した場合、基準電圧部材２６とトレース１８との間の距離はより均一である。これらの構造的特徴はインピーダンス性能の強化に貢献する。
【００３６】
図４Ｂに示したように、ロードビーム１２の第２端部１２ｂから延在するトレース１８の第２端部１８ｂはベース部材２４の第１側面に支承される。基準電圧部材２６はベース部材２４の第２側面に支承される。保護層２０はトレース１８の上方に形成される。ロードビーム１２の第２端部１２ｂから延在するトレース１８は最小の程度の剛性を示すことが望ましい。したがって、支持部材２８はロードビーム１２の第２端部１２ｂを通過して延在しない。
【００３７】
次に図５と図６を参照すると、本発明による回路アセンブリ１１０の実施態様が示されている。回路アセンブリ１１０は、本発明の方法に従って製造される。使用時、回路アセンブリ１１０は、ヘッドアセンブリ１１６とハードディスクドライブ（図示せず）の関連電気構成要素との間の電気的な相互接続を行うための従来のロードビーム（図示せず）上に装着される。さらに、回路アセンブリ１１０は、ジンバリング機能を提供するためのジンバル部分１１４を含む。回路アセンブリ１１０は、適切な程度の剛性を提供するための支持部材１２８を選択的に含み得る。従来のロードビームに接続して回路アセンブリ１１０を用いる利点は、従来のロードビームのジンバル部分の厚さよりも、ジンバル部分１１４の厚さをかなり小さくできることである。したがって、ヘッドアセンブリ１１６の運動制御が改善される。
【００３８】
回路アセンブリ１１０はベース部材１２４を含む。複数のトレース１１８はベース部材１２４の第１側面に直接形成され、また基準電圧部材１２６はベース部材１２４の第２側面に直接形成される。保護層１２０はトレース１１８の上方に形成される。支持部材１２８は基準電圧部材１２６の上に直接形成される。
【００３９】
本発明によるサスペンションアセンブリおよび回路アセンブリを製造する工程が、図７Ａ〜図７Ｎと図７Ｐに示されている。図７Ａでは、ベース基板２００の第１側面２００ａおよび第２側面２００ｂは、無電解のスパッタリングまたは化学蒸着のような公知の蒸着工程を用いて金属化され、第１導電層２０２は一般にシード層と呼ばれる。ベース基板２００はポリイミドのような可撓性ポリマフィルムであることが好ましい。好ましい実施態様では、第１導電層２０２の厚さは約２００オングストローム〜約２０００オングストロームであり、また銅のような導電性の高い材料から製造される。
【００４０】
図７Ｂでは、第１導電層２０２は連続的な導電層を提供し、第２導電層２０４の蒸着を促進する。一般にフラッシュめっき層と呼ばれる第２導電層２０４も銅のような導電性の高い材料から製造される。図７Ｂでは、ベース基板２００の第１側面２００ａの第１および第２導電層２０２、２０４は、導電性特徴ベース層２０７を共同に画定する。ベース基板２００の第２側面２００ｂの第１および第２導電層２０２、２０４は、基準電圧層２０９を共同に画定する。
【００４１】
第２導電層２０４は、無電解めっきまたは電気めっき技術のような工程を含む公知のめっき工程を用いて蒸着される。好ましい方法は電気めっきであり、また第２導電層２０４の典型的なめっきの厚さは約５０マイクロインチ〜約１０００マイクロインチである。
【００４２】
第２導電層が銅である場合、銅は硫酸銅および硫酸めっき溶液から電気めっきされる。めっき電流密度は１平方フィート当たり約１０〜約６０アンペアに維持される。
【００４３】
導電性特徴ベース層２０７および基準電圧層２０９の形成に続き、エッチング工程をそれらの層の上に実行して、フォトレジスト用途のための表面を調製する。銅の典型的なエッチング溶液には、アンモニウム、過硫酸ナトリウムおよび硫酸過酸化水素が含まれるが、それらに限定されない。
【００４４】
次に、図７Ｃでは、フォトレジスト層２０６が導電性特徴ベース層２０７および基準電圧層２０９に適用される。好ましい実施態様では、フォトレジスト層２０６は、熱および圧力を用いて適用される水溶性の加工可能な乾燥フィルムのポジ作用フォトレジストである。フォトレジスト２０６の厚さは、典型的に約１５マイクロメータ〜約５０マイクロメータである。フォトレジスト層２０６の適切なフォトレジストには、例えばＳＦ、ＣＦ、およびＭＰのシリーズ名称でＭａｃＤｅｒｍｉｄ　Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄによって提供されるフォトレジストが含まれる。特定の例には、ＭａｃＤｅｒｍｉｄ　ＳＦ３１０およびＭＰ４１３のフォトレジストが含まれる。
【００４５】
図７Ｄでは、フォトレジスト２０６の積層後、適切なフォトマスク２０８はフォトレジスト層２０６に係合され、次に、フォトレジスト層２０６は、所望の画像をフォトレジスト層２０６に露出するための適切な光源からのエネルギに露出される。上に示したフォトレジスト材料のような写真画像成形可能なフォトレジストに画像を露出するために、紫外線光源が一般に使用される。フォトマスク２０８は、フォトレジスト層２０６の特定領域へのエネルギの透過を防止するためのパターン化されたクロムまたはエマルジョン被覆部分を含み、これによって、エネルギは、非遮断領域のフォトレジスト層２０６を通過し、またそれと反応することができる。様々な構造のフォトマスクは商業的に入手可能である。
【００４６】
フォトレジスト層２０６の露出に続き、エネルギに露出されないフォトレジスト層２０６の領域を適切な現像液で現像することができる。水様性のポジ作用フォトレジスト層２０６が使用される好ましい実施態様では、図７Ｅにおいて、光源からのエネルギに露出されていなかった領域は、現像ステップ中に現像され（除去され）、フォトレジスト層２０６の所望の回路パターンが得られる。水様性の加工可能なフォトレジストの場合、現像ステップは、所望のパターンがフォトレジスト層２０６の層に得られるまで、０．５％〜１．５％のナトリウムまたは炭酸カリウム溶液のような希釈水溶液をフォトレジストに適用することを含む。現像ステップは、商業的に入手可能な機器および溶液を用いて典型的に実行される。
【００４７】
図７Ｅでは、現像ステップに続き、フォトレジスト層２０６を通して露出される導電性特徴ベース層２０７の領域がめっき態勢にある。基準電圧層２０９の上のめっきを防止するために、保護層２１０は、基準電圧層２０９の現像されたフォトレジスト層２０６の上方に適用される。適切な保護層２１０の１つの例は、商業的に入手可能な剥離自在な接着剤の層によって位置保持されるポリマシートである。ポリマシートおよび接着剤は、めっきの化学的性質に対して抵抗性のある材料から選択される。図７Ｆでは、保護層２１０の適用後、導電性特徴ベース層２０７の露出部分をめっきして、トレース、接合パッド、捕捉パッド、試験パッド等のような複数の導電性特徴部２１１を製造する。適切なめっき方法は、第２導電層２０４をめっきするために使用されるのと同一の方法を含む。好ましいめっき方法は電気めっきであり、好ましい材料は銅である。導電性特徴部２１１の厚さは、典型的に約０．２ミル〜約２．０ミルである。
【００４８】
図７Ｇでは、導電性特徴部２１１のめっきに続き、保護層２１０が除去され、またポジ作用のフォトレジスト層のような保護層２１３が導電性特徴部２１１の上方に適用される。
【００４９】
次に、基準電圧層２０９にエッチング工程を施して酸化を除去する。銅の典型的なエッチング溶液には、アンモニウム、過硫酸ナトリウムおよび硫酸過酸化水素が含まれるが、それらに限定されない。
【００５０】
図７Ｈでは、エッチング工程に続き、支持部材層２２０が基準電圧層２０９の上に形成される。支持部材層２２０は、適切なめっき工程を用いて基準電圧層２０９の上に形成される。好ましいめっき工程は、無電解の、好ましくは自触媒のめっき工程である。無電解自触媒めっきに関する特定の情報は、ＡＳＴＭ　Ｂ３７４に提供されている。好ましいめっき材料は、約５％〜約１５％のリン成分を有するニッケル−リン合金、および約０．３％〜約１０％のホウ素成分を有するニッケル−ホウ素合金のようなニッケルベースの合金を含む。
【００５１】
典型的な無電解自触媒めっき工程は、約７６．７℃〜９３．３℃の温度に維持され、また約４．２〜約６．２のｐＨレベルを有するニッケル−リン合金の溶液を含むめっき浴に、基準電圧層２０９を露出することを含む。ニッケル濃度は０．０５〜１オンス／ガロンに維持される。リンは還元剤に含まれ、５．０〜７．０重量％の割合でめっき金属に蒸着される。
【００５２】
図７Ｉでは、支持部材層２２０のめっきに続き、フォトレジスト層２０６と２１３が、前述のフォトレジストストリッピング法を用いて除去される。次に、対応するフォトレジスト層の下に隠された導電性特徴ベース層２０７および基準電圧層２０９の部分が、上述のエッチング工程のような適切なエッチング工程を用いて除去される。導電性特徴ベース層２０７および基準電圧層２０９の事前に隠された部分をエッチングすることによって、導電性特徴部は互いに電気絶縁される。
【００５３】
優れた性能特性を達成するために、サスペンションアセンブリまたは回路アセンブリは、追加の捻れ剛性、またはベース基板２００を通して延在するアパーチャを必要とすることがある。図７Ｊ〜図７Ｎと図７Ｐは、支持部材層２２０の選択された部分に追加の厚さを加えるための、およびベース基板２００を通してアパーチャを形成するための適切な工程ステップを示している。
【００５４】
図７Ｊに示したように、フォトレジスト層２２２は導電性特徴部２１１および支持部材層２２０の上方に形成される。好ましい実施態様では、フォトレジスト層２２２は、図７Ｃについて上述したフォトレジスト層２０６と同一の材料から製造される。次に、図７Ｋに示したように、フォトレジスト層２２２は、図７Ｄと図７Ｅについて上述したのと同一の露出および現像方法を用いて露出かつ現像される。導電性特徴部２１１に隣接したフォトレジスト層２２２は、層全体が現像ステップ後に残るようにあふれ露出される。支持部材層２２０に隣接したフォトレジスト層２２２は、支持部材２２０に整列されるエネルギ遮断部分２２４ａを含むフォトマスク２２４を通して露出される。図７Ｌでは、対応するフォトレジスト層２２２の露出および現像後にフォトレジスト層２２２の残りの露出部分が支持部材層２２０の一部のみを覆うように、エネルギ遮断部分２２４ａは構成される。
【００５５】
次に、図７Ｍに示したように、支持部材層２２０に追加のめっき工程が施される。追加のめっき工程は、支持部材層２２０の事前にめっきされた部分に形成される隆起部分２２０ａを形成する。図７Ｍのめっき工程は、図７Ｈについて上述したのと同一のめっき工程であることが好ましい。図７Ｎでは、めっき工程に続き、フォトレジスト層２２２が除去される。
【００５６】
次に、図７Ｎでは、ベース基板２００を通したアパーチャ２２６が、多様な異なる方法を用いてベース基板内に形成される。適切な形成方法は、機械的打抜き、レーザ融蝕、レーザドリル加工、および化学的蝕刻を含む。好ましい実施態様では、ベース基板２００はポリイミドフィルムであり、またアパーチャ２２６は、適切な化学的蝕刻加工を用いて形成される。化学的蝕刻加工は、約５０℃〜約１２０℃の温度で水酸化カリウム（ＫＯＨ）のような濃縮されたベース溶液に、ポリイミドベース基板２００を露出することを含む。そのようにして、ベース溶液に露出されたベース基板２００の部分がエッチングされ、アパーチャ２２６を形成する。
【００５７】
最後に、図７Ｐに示したように、カバープレート層２２８を導電性特徴部２１１の上に形成して、耐食性および接合強度のような性能特性の強化を提供する。カバープレート層２２８の適切な材料には、金、パラジウム、スズおよびニッケルが含まれる。カバープレート層２２８を蒸着するための複数の方法が関連技術で知られている。
【００５８】
本発明によるハードディスクドライブサスペンションアセンブリは、３つの方法でサスペンション剛性の制御を改善する。第１に、めっきサスペンションの厚さは現在のサスペンションよりもはるかに小さい。ステンレス鋼の支持部材を有する従来のサスペンションは、現在の転造および型押し技術を用いて約１ミル〜約０．５ミルの最小の厚さ限界に達し始める。第２に、本発明による支持部材の厚さを調整して、例えばめっき浴内のアセンブリのドエル時間を制御することによって、いくつかの特定の設計要件を達成できる。第３に、特定のめっき工程を通して支持部材の局所的な剛性を調整できる。
【００５９】
ヘッド飛翔特性の改善は、精密な局所的な剛性および捻れ特性を獲得する際に、設計自由度をより大きくすることによって達成される。従来のロードビームは、ステンレス鋼材料の連続部片から形成される。このタイプの構造では、絶縁アイランドまたは多数の材料厚さが許容されない。本発明によるめっきサスペンションのベース部材では、支持部材がアイランドを含むことが可能である。この追加の設計特性によって、サスペンションアセンブリの全体的および局所的な剛性および捻れ特性の調整が可能となる。サスペンションアセンブリの捻れおよび剛性特性を精密に制御する能力は、きわめて重要である。このような制御によって、ヘッドが、より速くかつ制御性を高めてディスクの表面プロフィルの変化に応答することが可能である。この制御を改良することによって、ヘッドがディスクに接触する可能性を増すことなく、ディスクにより近接してヘッドアセンブリを配置することができる。ディスクにより近接してヘッドアセンブリを飛ばすことによって、ディスク上に記憶される情報量を増加することができる。
【００６０】
従来の多くのサスペンションアセンブリは、エポキシのような接着剤を用いてロードビームに取り付けられる個別製作のフレキシブル回路を含む。現在、このタイプの製造方法は手で行われている。したがって、この方法は労働集約的であり、大きな加工変化に対して敏感である。本発明によるサスペンションアセンブリは製造時間および加工変化をかなり低減する。
【００６１】
また、本発明によるサスペンションアセンブリおよび回路アセンブリは、製造性の改善をもたらす。基準電圧層および導電性特徴層は加工中のウェブの安定性を向上し、ウェブの加工をより容易にする。さらに、支持部材の厚さは従来のサスペンションアセンブリと比べて低減できるので、加工のためにポリマベース基板の厚さを最適化できる。本発明によるサスペンションアセンブリは、熱膨張係数（ＣＴＥ）のミスマッチに対抗する構造を有し、応力によって誘発されるカーリングを低減する。
【００６２】
ハードドライブのデータ伝送速度が増大するにつれ、サスペンションアセンブリおよび関連回路アセンブリは、インピーダンス特性の高度の制御を提供する必要がある。現在のサスペンションアセンブリは、トレースと基準電圧部材との間の距離の大きな可変性の故に、限定されたインピーダンス制御のみを提供する。従来のステンレス鋼ロードビームを基準電圧層として使用するサスペンションアセンブリでは、インピーダンス特性は、ステンレス鋼の低い導電率によっても悪影響を受ける。個別製作のフレキシブル回路をサスペンションアセンブリに使用して、ヘッドアセンブリを関連電子コンポーネントに電気接続すると、フレキシブル回路と基準電圧部材との間の間隔の変化は、インピーダンス特性に悪影響を及ぼす。
【００６３】
基準電圧層とトレースとを本発明のベース基板上に直接形成することによって、トレースと基準電圧層との間の間隔は精密に制御される。同様に、本発明による好ましい実施態様では、基準電圧層は、導電性の高い材料から製造され、また支持部材は、重要な機械的性質を提供する材料から製造される。これらの設計特性は、本発明によるサスペンションアセンブリおよび回路アセンブリのインピーダンス性能を著しく改善する。
【００６４】
したがって、添付された特許請求の範囲は、広範にかつ本明細書に開示された実施態様と説明の範囲に合致した方法で解釈されることが適切である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディスクドライブサスペンションアセンブリの実施態様を示した斜視図である。
【図２】図１のディスクドライブサスペンションアセンブリのヘッドジンバル部分を示した斜視図である。
【図３】図２のヘッドジンバル部分の異なる斜視図である。
【図４Ａ】図１のライン４Ａ−４Ａに沿った断面図である。
【図４Ｂ】図１のライン４Ｂ−４Ｂに沿った断面図である。
【図５】従来のディスクドライブロードビームと共に使用するためのディスクドライブ回路アセンブリを示した斜視図である。
【図６】図５のライン６−６に沿った断面図である。
【図７Ａ】本発明によるサスペンションアセンブリおよび回路アセンブリを製造するためのステップ毎の工程の実施態様を示した連続図面である。
【図７Ｂ】本発明によるサスペンションアセンブリおよび回路アセンブリを製造するためのステップ毎の工程の実施態様を示した連続図面である。
【図７Ｃ】本発明によるサスペンションアセンブリおよび回路アセンブリを製造するためのステップ毎の工程の実施態様を示した連続図面である。
【図７Ｄ】本発明によるサスペンションアセンブリおよび回路アセンブリを製造するためのステップ毎の工程の実施態様を示した連続図面である。
【図７Ｅ】本発明によるサスペンションアセンブリおよび回路アセンブリを製造するためのステップ毎の工程の実施態様を示した連続図面である。
【図７Ｆ】本発明によるサスペンションアセンブリおよび回路アセンブリを製造するためのステップ毎の工程の実施態様を示した連続図面である。
【図７Ｇ】本発明によるサスペンションアセンブリおよび回路アセンブリを製造するためのステップ毎の工程の実施態様を示した連続図面である。
【図７Ｈ】本発明によるサスペンションアセンブリおよび回路アセンブリを製造するためのステップ毎の工程の実施態様を示した連続図面である。
【図７Ｉ】本発明によるサスペンションアセンブリおよび回路アセンブリを製造するためのステップ毎の工程の実施態様を示した連続図面である。
【図７Ｊ】本発明によるサスペンションアセンブリおよび回路アセンブリを製造するためのステップ毎の工程の実施態様を示した連続図面である。
【図７Ｋ】本発明によるサスペンションアセンブリおよび回路アセンブリを製造するためのステップ毎の工程の実施態様を示した連続図面である。
【図７Ｌ】本発明によるサスペンションアセンブリおよび回路アセンブリを製造するためのステップ毎の工程の実施態様を示した連続図面である。
【図７Ｍ】本発明によるサスペンションアセンブリおよび回路アセンブリを製造するためのステップ毎の工程の実施態様を示した連続図面である。
【図７Ｎ】本発明によるサスペンションアセンブリおよび回路アセンブリを製造するためのステップ毎の工程の実施態様を示した連続図面である。
【図７Ｐ】本発明によるサスペンションアセンブリおよび回路アセンブリを製造するためのステップ毎の工程の実施態様を示した連続図面である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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2004501511.tif 000034
2004501511.tif 000035