(57)【要約】【課題】異方性導電性接着剤を用いて、スライダ及びＦＰＣを具備するＨＧＡ内の部品を相互に接続する場合の上述した開回路の問題を解決する。【解決手段】ハードディスク装置内で使用するＨＧＡのサスペンション上の少なくとも１つのボンディングパッドとＦＰＣとのボンディング構造であって、ＦＰＣが、ベースフィルムと、ベースフィルムの下に位置する導電層と、導電層の下に位置すると共に、底面が接続時に少なくとも１つのボンディングパッドの上面と重ならないオーバーコート層とを備えており、ＦＰＣの導電層がＡＣＦ等の異方性導電性接着剤によって少なくとも１つのボンディングパッドに直接的に接続固定されている。【選択図】図８
2007026654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハードディスク装置内で使用するヘッドジンバルアセンブリのサスペンション上の少なくとも１つのボンディングパッドとフレキシブルプリント回路とのボンディング構造であって、
前記フレキシブルプリント回路が、ベースフィルムと、前記ベースフィルムの下に位置する導電層と、前記導電層の下に位置すると共に、底面が接続時に前記少なくとも１つのボンディングパッドの上面と重ならないオーバーコート層とを備えており、
前記フレキシブルプリント回路の前記導電層が異方性導電性接着剤によって前記少なくとも１つのボンディングパッドに直接的に接続固定されていることを特徴とするヘッドジンバルアセンブリとフレキシブルプリント回路とのボンディング構造。
【請求項２】
前記オーバーコート層が、接続時に前記少なくとも１つのボンディングパッドの片側のみに位置するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のボンディング構造。
【請求項３】
前記少なくとも１つのボンディングパッドが金を含んでいることを特徴とする請求項１又は２に記載のボンディング構造。
【請求項４】
前記異方性導電性接着剤が、異方性導電性フィルムであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のボンディング構造。
【請求項５】
前記ヘッドジンバルアセンブリが回路トレースを備えており、前記フレキシブルプリント回路の前記導電層が該回路トレースに重ならないように構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のボンディング構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスク駆動装置の分野に関し、より詳しくは、異方性導電性接着剤を用いてヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）内でボンディングを行うための構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスの小型化技術及び薄型化技術の急速な進歩に伴って、フレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）を含む高密度内部配線系が重要となってきている。これと同時に、ヘッドサスペンションアセンブリ上のトレースのような、ＦＰＣを他の電子部品に接続するためのマイクロ接続技術は、無くてはならないものとなっている。
【０００３】
ＦＰＣには超音波ボンディング法を採用することが可能である。この方法は、ＦＰＣの接続用端子に金メッキを施し、サスペンション上のボンディングパッドに対してＦＰＣのフライングリードを整列させ、このサスペンション上のボンディングパッドに対しＦＰＣを充分な力で押圧（圧着）することによって、フライングリードの整列及び原子相互拡散と下層のメタライゼーションとを確保する。この処理によって、２つの金属表面間の良好な接触が保証される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＦＰＣのフライングリードに対する押圧は複雑な処理を伴い、異種のボンディングパッドへの超音波ボンディングは、接触させるのが非常に困難である。また、一度ボンディングがなされた部品は、後で分離することができないため、ＦＰＣ又はサスペンションを損なわずに再生することが不可能である。
【０００５】
その代わりに、ＦＰＣに対し、例えばめっき処理によって作製された相互接続のための半田バンプを用いて半田付けによる接合を行うことが可能である。しかしながら、このような処理では、金属コアと半田付けのための半田バンプとを形成することが必要である。この金属コアは余分な費用がかかり、半田付けは通常１８０℃以上の高温で行わなければならない。
【０００６】
さらに、超音波ボンディングと半田付けの両方とも、労賃やＦＰＣ部品の価格が高いために益々高価になってきている。それゆえに、複雑な処理を行うことなく安定しかつ再生可能な接続を達成するようなボンディング方法が必要とされている。
【０００７】
異方性導電性フィルム（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ：ＡＣＦ）等の異方性導電性接着剤を用いて、ＦＰＣと半導体チップとの間のボンディングを行うことは公知である。
【０００８】
ディスク駆動装置の分野において、このようなＡＣＦを用いて、ＦＰＣをＨＧＡにボンディングする場合、従来技術によると以下のような幾つかの問題点が生じていた。
【０００９】
図９において、２００はＦＰＣ、４００はＨＧＡ等のアセンブリをそれぞれ示している。ＦＰＣ２００はベースフィルム３０１と、その上に積層された中間導電層３０３と、オーバーコート層の２つの部分３０５及び３０９とを備えており、アセンブリ４００はステンレススティールベース４０１と、その上に積層された絶縁層４０３と、その上に形成されたボンディングパッド１０８とを備えている。図９では、ＦＰＣ２００がアセンブリ４００の上に配置され、オーバーコート層の２つの部分３０５及び３０９の底面がボンディングパッド１０８の両端部分と重なっていることを示している。
【００１０】
ＡＣＦを加熱し、ボンディングツールを用いてＦＰＣ２００とアセンブリ４００とをボンディングすると、図１０に示すように、ブリッジ状の変形部５１０が形成されて、ＦＰＣ２００とアセンブリ４００とが接続される。
【００１１】
しかしながら、残念なことではあるが、信頼性試験の後では、図１１に示すように、この変形部５１０はその元の状態に戻る傾向にあり、このために開回路の問題が発生する。
【００１２】
従って、本発明の目的は、異方性導電性接着剤を用いて、スライダ及びＦＰＣを具備するＨＧＡ内の部品を相互に接続する場合の上述した開回路の問題を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、ハードディスク装置内で使用するＨＧＡのサスペンション上の少なくとも１つのボンディングパッドとＦＰＣとのボンディング構造であって、ＦＰＣが、ベースフィルムと、ベースフィルムの下に位置する導電層と、導電層の下に位置すると共に、底面が接続時に少なくとも１つのボンディングパッドの上面と重ならないオーバーコート層とを備えており、ＦＰＣの導電層がＡＣＦ等の異方性導電性接着剤によって少なくとも１つのボンディングパッドに直接的に接続固定されているボンディング構造が提供される。
【００１４】
オーバーコート層が、接続時に少なくとも１つのボンディングパッドの片側のみに位置するように形成されていても良い。また、少なくとも１つのボンディングパッドが金を含んでいても良い。ＨＧＡが回路トレースを備えており、ＦＰＣの導電層が回路トレースに重ならないように構成されていることが好ましい。
【００１５】
ＡＣＦを用いているために、超音波ボンディングや半田付けによる複雑性を克服することができる。即ち、超音波ボンディングの場合における１回のボンディングの困難性を緩和すると共に、半田付けの場合に要求される高温でのボンディングを回避することができる。さらに、ボンディングパッドの寸法及び浮遊容量を減少させることができる。さらにまた、ボンディングパッド間のスペースを減少させ、ディスク駆動装置及びヘッド・アセンブリの小型化への傾向に対応することができる。さらに、ボンディング処理において容量を改善することができる。ボンディングパッドの寸法を減らすこと、ボンディングパッド間のスペースを減らすこと、及び、付加的な相互接続部材を無くすことは、寄生容量を減少させることに寄与する。容量の減少は、電子信号の立ち上り時間及び立下り時間を改善し、それによってハードディスク装置のデータ転送速度を増加させる。
【００１６】
上記のような本発明の特徴及び利点や、その他の特徴及び利点は、以下の添付図面とこれらの添付図面に基づく詳細な説明によって明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、標準的なＨＧＡのワイヤレスサスペンションを示す平面図である。なお、本明細書において、異なる図面の中で使用される同様の構成のものについては、同一の参照番号を付して表すこととする。
【００１８】
図１において、トレース１１２は、スライダ１２０からの電気信号を伝達するためのものであり、スライダ１２０からボンディングパッド１０２、１０４、１０６及び１０８に至る可撓性片の上面に形成されている。ベースプレート１００は、ボンディングパッド１０２、１０４、１０６及び１０８を支持している。これらのボンディングパッド１０２、１０４、１０６及び１０８には、アクチュエータアーム上の回路等の、ハードディスク駆動装置内の他の場所に信号を送信するために、ＦＰＣがボンディングされている。
【００１９】
なお、図１に示されているボンディングパッドの数は、説明の目的のためだけに図示されているにすぎず、本発明の精神から逸脱しない範囲で、より多くのボンディングパッド又はより少ない数のボンディングパッドを備えることが可能である。
【００２０】
図２は図１のワイヤレスサスペンションに固定されたＦＰＣを示す平面図である。
【００２１】
図２に示すように、ＦＰＣ２００は、円で囲んだ領域２１０内のボンディングパッド１０２、１０４、１０６及び１０８（図１）に接続されている。本実施形態では、ソニー株式会社によって作製された異方性導電性フィルム（ＡＣＦ）ＣＰ９２５２ＫＳ等の異方性導電性接着剤を用いたボンディングによって接続されている。これにより、従来の超音波ボンディング又は半田付けによるボンディング方法よりもコスト及び労力の両方で優れた接続が行える。
【００２２】
ＡＣＦボンディングに関しては、１５０〜２００℃のボンディング温度と、２０〜４０ｋｇ／ｃｍ２の圧力環境が必要である。ボンディング時間は約１０〜２０秒である。このような処理は、ＡＣＦを所望の寸法の片に切断する工程と、このＡＣＦの片をボンディングすべき表面に仮付けする工程と、剥離性ライナ（ｒｅｌｅａｓｅ  ｌｉｎｅｒ）を除去する工程と、前述した条件の下でボンディングする工程とを含む。ＡＣＦボンディングは、また、再生可能という利点を有する。例えば、ソニー株式会社製のＣＰ９２５２ＫＳは、これをアセトンに２分間漬け、ＡＣＦを剥がし、その後にアセトンとのＱチップタッチ（Ｑ−ｔｉｐ  ｔｏｕｃｈ）を行うことによって再生することが可能である。ＡＣＦボンディングは、さらに、そのボンディング強度が優れている。例えば、超音波ボンディングは、通常、そのボンディング強度が約６０ｇであるが、ＡＣＦボンディングは、それより大きい１３０ｋｇのボンディング強度を有する。
【００２３】
図３はＦＰＣ２００の構造を示す断面図である。
【００２４】
ＦＰＣ２００は、ベースフィルム３０１と、オーバーコート層の２つの部分３０５及び３０９と、ベースフィルム３０１とオーバーコート層との間の中間導電層３０３とを備えている。ベースフィルム３０１は、通常、ポリイミド樹脂又はその他の樹脂のような絶縁材料により作製されている。オーバーコート層の２つの部分３０５及び３０９は、半田エポキシ、感光性半田レジスト材料、又はポリイミドフィルムにより作製されている。導電層３０３は、通常、銅（Ｃｕ）又は銅と同等の材料により作製されている。部分３０５と部分３０９との間にはボンディングパッド面３０７が形成され、このボンディングパッド面３０７には約４μm の厚みのニッケル（Ｎｉ）メッキと約１μm の厚みの金（Ａｕ）メッキが施されている。
【００２５】
図４は、図１のボンディングパッド１０８等のワイヤレスサスペンションのボンディングパッドを備えたアセンブリ４００の断面図である。
【００２６】
アセンブリ４００は、ステンレススティールベース４０１と、その上の絶縁層４０３とを具備している。絶縁層４０３は、ポリイミド樹脂又はその他の樹脂から作製され得る。ボンディングパッド１０８は、絶縁層４０３の上面に形成され、通常の構成では、銅製の電極層４０５と、この電極層４０５上にニッケルメッキ層４０７と、ボンディングパッド１０８の最外面に形成される金メッキ層４０９とを具備している。
【００２７】
図５は本発明の参考例として、異方性導電性接着剤を用いた場合のＦＰＣとワイヤレスサスペンションとの間のボンディング構造の断面図である。
【００２８】
図５に示すように、この参考例では、導電層３０３とボンディングパッド１０８の上面との間にボール構造体６１０が配置されている。このボール構造体６１０は、一例においては金により作製することが可能であり、他の例においては他の材料により作製することが可能である。上記のボール構造体６１０は、一例においては、周知のスタッドバンプボンディング（Ｓｔｕｄ  Ｂｕｍｐ  Ｂｏｎｄｉｎｇ：ＳＢＢ）によるフリップチップ法、又は周知の金ボールボンディング法によって形成することが可能である。ボール構造体６１０の周囲の空間、並びに空間６０５及び６０７は、ボンディングのために用いられる溶融・硬化型ＡＣＦによって充たされている。ボール構造体６１０の存在によってＦＰＣの変形が防止され、それゆえに開回路の問題が生じなくなる。代表的に、厚み２３μm のベースフィルム３０１に対しては、導電層３０３は約１８μmであり、オーバーコート層３０５及び３０９は約１３μm である。したがって、ボール構造体又はバンプ６１０は高さ約１３μm である。なお、図５の６０１及び６０２は、回路トレースである。
【００２９】
図６は本発明の他の参考例として、ＦＰＣのボンディング構造の断面図である。
【００３０】
図６に示すように、ＨＧＡのボンディングパッド１０８（図示せず）の上面と、導電層３０３の底面と、オーバーコート層の部分３０５及びオーバーコート層の部分３０９の垂直壁とによって形成される空間全体を、充填剤７００によって充たすことが可能である。一例において、この充填剤７００の厚みは約１３μm であって、この充填剤は、ニッケル、金又はその化合物を含む数多くの導電材料により作製され得る。他の実施例においては、充填剤７００は１０μm 〜３８μm の範囲に入っており、オーバーコート層の厚みよりも厚くしたり、薄くしたり、又は等しくしたりことが可能である。固体の充填剤７００を使用することによって、変形ブリッジ５１０（図１０、図１１）を無くすのと同じ目的を達成することができるので、開回路の問題が生じなくなる。ＦＰＣ２００の製造工程で用いられる接着剤の層７５０は、ベースフィルム３０１と導電層３０３との間、及び、導電層３０３とオーバーコート層の２つの部分３０５、３０９との間にあってもよいし、又はそのいずれか一方にあってもよい。
【００３１】
図７は本発明のさらに他の参考例として、異方性導電性接着剤を用いた場合のＦＰＣとワイヤレスサスペンションとの間のボンディング構造の断面図である。
【００３２】
図７に示すように、この参考例は、オーバーコート層の２つの部分のうちの１つだけが存在する。この構成においては、ボール構造体６１０は依然として存在するが、オーバーコート層の１つの部分８０５、導電層８０３、及びベースフィルム８０１は、図５の参考例の場合よりも全て長さが短くなっている。これによって、必要な材料の製造量を節減することができる。溶融・硬化型ＡＣＦは、ボール構造体６１０の周囲の空間、及び空間８１０を充たしている。
【００３３】
図８は本発明の一実施形態として、異方性導電性接着剤を用いた場合のＦＰＣとワイヤレスサスペンションとの間のボンディング構造の断面図である。
【００３４】
本実施形態の構成において、オーバーコート層の２つの部分のうちの１つだけが存在する。オーバーコート層の１つの部分９０５の底面は、ボンディングパッド１０８の上面と重なっていない。さらに、この構成は図７の参考例におけるボール構造体６１０を必要としない。これと同時に、導電層９０３は、ＡＣＦボンディングによってボンディングパッド１０８の上面に直接固定されているが、その上面とは完全には重なっていない。ベースフィルム９０１は、ボンディングパッド１０８の長さを超えて延びているが、回路トレース６０２の手前で切れている。ＦＰＣ内のオーバーコート層を無くすことは開回路の問題を最小にする。しかしながら、オーバーコート層の部分９０５は、ボンディングパッドの回りの複雑な回路パターンの周囲で発生する分路問題を回避するために必要である。このような構成は、ボンディングパッド１０８の図にて右側の構成とは対照的である。このボンディングパッド１０８の右側の構成では、導電層９０３とオーバーコート層とがないために、導電層９０３がトレース６０２と接触していない。それゆえに、上記の構成は、ＡＣＦボンディングに固有のＦＰＣ内のブリッジ状の変形を無くすことと、ボンディングパッドの複雑な回路の周囲での分路問題の発生を防止することの間で最適な折衷案である。
【００３５】
前述のような本発明の実施形態は、本発明の説明の目的のためだけに例示されたものである。これまで述べた実施形態とは大きく異なる本発明の多くの実施形態は、本発明の精神と範囲を逸脱しない限りにおいて採用することが可能である。本発明の方法及び構造には多くの応用例があり、本発明が、本願明細書に記載された特定の実施形態に限定されるものではなく、本願明細書に記載されたシステム構成品に対する従来の周知の変形と部分的変更を包含するものであることは、当業者にとって明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】ＨＧＡのワイヤレスサスペンションを示す平面図である。
【図２】図１のワイヤレスサスペンションに固定されたＦＰＣを示す平面図である。
【図３】ＦＰＣの構造を示す断面図である。
【図４】ワイヤレスサスペンションのボンディングパッドの構造を示す断面図である。
【図５】本発明の参考例として、異方性導電性接着剤を用いた場合のＦＰＣとワイヤレスサスペンションとの間のボンディング構造の断面図である。
【図６】本発明の他の参考例として、ＦＰＣのボンディング構造の断面図である。
【図７】本発明のさらに他の参考例として、異方性導電性接着剤を用いた場合のＦＰＣとワイヤレスサスペンションとの間のボンディング構造の断面図である。
【図８】本発明の一実施形態として、異方性導電性接着剤を用いた場合のＦＰＣとワイヤレスサスペンションとの間のボンディング構造の断面図である。
【図９】ワイヤレスサスペンションのボンディングパッドとその上面上に配置される従来のＦＰＣの断面図である。
【図１０】異方性導電性接着剤によってワイヤレスサスペンションのボンディングパッドに固定された従来のＦＰＣの断面図である。
【図１１】異方性導電性接着剤によってワイヤレスサスペンションのボンディングパッドに固定された従来のＦＰＣの信頼性試験後の断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１００  ベースプレート
１０２、１０４、１０６、１０８  ボンディングパッド
１１２  トレース
１２０  スライダ
２００  ＦＰＣ
２１０  領域
３０１、８０１、９０１  ベースフィルム
３０３、８０３、９０３  中間導電層
３０５、３０９、８０５、９０５  オーバーコート層の部分
３０７  ボンディングパッド面
４００  アセンブリ
４０１  ステンレススティールベース
４０３  絶縁層
４０５  電極層
４０７  ニッケルメッキ層
４０９  金メッキ層
５１０  変形ブリッジ
６０１、６０２  回路トレース
６０５、６０７、８１０、９１０  空間
６１０  ボール構造体
７００  充填剤
７５０  接着剤の層
【図１】
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【図２】
2007026654.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2007026654.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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