(57)【要約】【課題】柔軟性があり、高密度実装が可能で、伝送可能な帯域幅を広げることができるハードディスク装置のＦＰＣを得る。【解決手段】ハードディスク装置において、ヘッドと回路基板とを接続するフレキシブルプリント基板であって、ヘッドに入出力される書き込み・読み出し信号を伝送する書き込み信号線及び読み出し信号線を、回路基板のコネクタと接続する基板コンタクト部において前記コネクタの端子ピッチと同一ピッチで配列し、かつヘッドと接続するヘッドコンタクト部間の線路を互いに平行にかつ直線状に形成した。【選択図】図３
2009004053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハードディスク装置において、ヘッドと回路基板とを接続するフレキシブルプリント基板であって、
ヘッドに入出力される書き込み・読み出し信号を伝送する書き込み信号線及び読み出し信号線を、回路基板のコネクタと接続する基板コンタクト部において前記コネクタの端子ピッチと同一ピッチで配列し、かつヘッドと接続するヘッドコンタクト部ヘッドコンタクト部間の線路を互いに平行にかつ直線状に形成したことを特徴とするハードディスク装置のフレキシブルプリント基板。
【請求項２】
請求項１記載のハードディスク装置のフレキシブルプリント基板において、前記ヘッドコンタクト部にはヘッドアンプが実装されていて、前記書き込み信号線及び読み出し信号線は、前記ヘッドアンプと前記基板コンタクト部の間が前記互いに平行かつ直線状であるハードディスク装置のフレキシブルプリント基板。
【請求項３】
請求項１または２記載のハードディスク装置のフレキシブルプリント基板において、読み出し信号線をRead+、Read-、書き込み信号線をWrite+、Write-、及びグランドをGNDとすると、３本のグランドGNDの間に、読み出し信号線Read+、Read-のペア及び書き込み信号線Write+、Write-のペアが配列されているハードディスク装置のフレキシブルプリント基板。
【請求項４】
請求項３記載のハードディスク装置のフレキシブルプリント基板において、読み出し信号線Read+、Read-のペア、及び書き込み信号線Write+、Write-のペアは、３本のグランドGNDの間に順不同に配列され、さらにそれぞれのペア内において順不同に配列されているハードディスク装置のフレキシブルプリント基板。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項記載のハードディスク装置のフレキシブルプリント基板において、前記読み出し信号線Read+、Read-及び書き込み信号線Write+、Write-は、特性インピーダンスが１００Ω、許容幅が±１０パーセント以下となるように形成されているハードディスク装置のフレキシブルプリント基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスク装置において、ヘッドに入出力される書き込み・読み出し信号を伝送するフレキシブルプリント基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク装置において、ヘッドに入出力される書き込み・読み出し信号の伝送には、フレキシブルプリント基板（以下「ＦＰＣ」という）が使用されている。これは、アクチュエータによりディスク上にヘッドを位置決めさせるためには配線線路の柔軟性が必要であったためである。一方、従来のＦＰＣは、絶縁層としてポリイミドが使用されていたため温湿度の変化に対する寸法変化が大きく、配線レイアウト自体も急峻な線路の屈曲などを許容していたため、特性インピーダンスが制御されていなかった（特許文献１、２）。
【特許文献１】特開２０００-１８３５０６号公報
【特許文献２】特開２００４-１７４９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このため、従来のＦＰＣは、伝送可能な信号の周波数上限は高々１GHz程度であり、今後のハードディスクの高密度化に伴う信号の広帯域化にとって妨げとなっている。また、ＦＰＣ技術としては、柔軟性、高密度実装対応、広帯域化の３つの要素が重要であることは知られている。しかし、例えば高密度かつ広帯域がＦＰＣは多層基板となるため柔軟性にかけるなど、前記３つの要素を全て兼ね備えたハードディスク装置に適したＦＰＣがなかった。
【０００４】
かかる従来の技術の課題に鑑みて本発明は、柔軟性があり、高密度実装が可能で、伝送可能な帯域幅を広げることができるハードディスク装置のＦＰＣを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる課題を解決する本発明は、ハードディスク装置において、ヘッドと回路基板とを接続するフレキシブルプリント基板であって、ヘッドに入出力される書き込み・読み出し信号を伝送する書き込み信号線及び読み出し信号線を、回路基板のコネクタと接続する基板コンタクト部において前記コネクタの端子ピッチと同一ピッチで配列し、かつヘッドと接続するヘッドコンタクト部間の線路を互いに平行にかつ直線状に形成したことに特徴を有する。
【０００６】
上記ヘッドコンタクト部にはヘッドアンプが実装されていて、前記書き込み信号線及び読み出し信号線は、前記ヘッドアンプと前記基板コンタクト部の間が前記互いに平行かつ直線となるように形成することが実際的である。
【０００７】
より実際的には、読み出し信号線をRead+、Read-、書き込み信号線をWrite+、Write-、及びグランドをGNDとすると、３本のグランドGNDの間に、読み出し信号線Read+、Read-のペア及び書き込み信号線Write+、Write-のペアが配列される。読み出し信号線Read+、Read-のペア、及び書き込み信号線Write+、Write-のペアは、３本のグランドGNDの間に順不同に配列され、さらにそれぞれのペア内において順不同に配列される。
【０００８】
好ましくは、前記読み出し信号線Read+、Read-及び書き込み信号線Write+、Write-は、特性インピーダンスが１００Ω、許容幅が±１０パーセント以下となるように形成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、伝送路の特性インピーダンスが維持され、十分な機械的柔軟性を保ち、伝送可能な帯域幅を広帯域に広げることができるＦＰＣが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明について、添付図面に示した最良の実施形態に基づいて説明する。先ず、本発明を適用した、ハードディスク装置のＦＰＣの断面構造について、図１を参照して説明する。
【００１１】
ＦＰＣ１０の各層は、液晶ポリマーなどの低誘電率、低誘電正接、温湿度変化に対する低い寸法変化という特徴を有する絶縁層１１と、絶縁層１１の上に形成された配線層１３と、配線層１３を覆う、ポリイミドまたは液晶ポリマー等のカバーレイヤー１５からなる。配線層１３に、線路が設けられている。一般にＦＰＣでは、グランドGND配線の強化のために、一部絶縁層の下に導体層を置く場合もあり、一般的なマイクロストリップラインの場合は絶縁層の下に全面ベタGND 層を置くが、ハードディスク装置ではＦＰＣにできる限りの柔軟性が要求される。そこで本実施例では、湾曲、屈曲されるＦＰＣ１０の主要部を一層の配線層１３のみとし、局所的に絶縁層１１の下に配線層１７を配した二層構造とした。配線層１７は、カバーレイヤー１５同様のカバーレイヤー１９で覆われている。以上の構成によりＦＰＣ１０は、柔軟性が保たれる。また、上下の配線層１３、１７を接続するときは、絶縁層１１を貫通するバンプ２１が設けられる。
【００１２】
次に、ＦＰＣ１０の全体構造について、図２乃至図４を参照して説明する。図２は、本発明を適用したＦＰＣの実施形態の正面図、図３は同ＦＰＣの基板コンタクト部及びコネクタのコンタクトピン部の拡大図、図４は同ＦＰＣのヘッドコンタクト部の、（Ａ）は拡大正面図、（Ｂ）は拡大背面図である。
【００１３】
このＦＰＣ１０には、一方の端部に、回路基板のコネクタに接続するための基板コンタクト部２３が形成され、他方の端部にはヘッド、例えばヘッドジンバルアッセンブリから引き出されたＦＰＣに接続されるヘッドコンタクト部２５が形成されていて、これらのコンタクト部２３、２５間の配線層１３に、中央に線路１４ａ、その上下に線路１４ｂ、１４ｃが設けられている。中央の線路１４ａは、ヘッドに入出力される書き込み・読み出し信号を伝送する読み出し信号Read+、Read-の線路である。これらの線路１４ａ乃至１４ｂは、配線層１３に形成されている。
【００１４】
ここで、線路１４ａの寸法（線路幅、隣接線路との間隔）は、絶縁層１１の誘電率、誘電正接に応じて特性インピーダンスが、例えばハードディスク装置の広帯域化に適したとされる１００Ω、許容幅が±１０パーセント以下になるように決定する。そうしてコンタクト部２３、２５間の線路１４ａをから可及的に一直線に引くために、線路幅と隣接線路との間隔をコネクタ４１のコンタクトピン群４３のコンタクトピッチに一致させるように形成する。この構成により、１００Ωの特性インピーダンスを保つことができる。
【００１５】
通常の特性インピーダンス１００Ωの差動線路は、GND、信号+、信号-、GND の順に並んだ４つの線路がセットで使用されるが、ハードディスクで特性インピーダンスを制御すべき信号は、読み出し信号Read+、Read-、及び書き込み信号Write+、Write-である。これらの読み出し信号Read+、Read-と書き込み信号Write+、Write-は同時に動作することがない。そこで、本実施形態では、読み出し信号Read系（読み出し信号線Read+、Read-のペア）と書き込み信号Write系（書き込み信号線Write+、Write-のペア）をグランドGNDを挟んで配線することとし、GND、Read+、Read-、GND、Write+、Write-、GND と並べて設けた（図３）。この構成により、読み出し信号Read系と書き込み信号Write系の間のGND 線を一本省くことが可能になった。読み出し信号Read系と書き込み信号Write系の間のGNDは、それぞれの系のGND 線として共用される。なお、読み出し信号Read系（書き込み信号線Write+、Write-のペア）と書き込み信号Write系（書き込み信号線Write+、Write-のペア）の順番、及び読み出し信号Read系内及び書き込み信号Write系内の配線順は図示実施例に限定されず、接続されるプリアンプのリード線位置仕様に依存する。
【００１６】
このＦＰＣ１０では、プリアンプ実装部分（フリップチップ実装領域）２５ａからコンタクト部２３まで、インピーダンス制御される線路１４ａの各信号線は等幅、等間隔、かつ一直線である。
【００１７】
ヘッドコンタクト部２５には、ＩＣチップ（プリアンプ）を例えばフリップチップ実装するプリアンプ実装部分２５ａが形成され、ＦＰＣ１０の中央上部には、低周波回路用の配線パターン２７が設けられている。配線層１３に形成された線路１４ａの読み出し信号Read+、Read-、及び書き込み信号Write+、Write-に対応する配線パターンが、プリアンプ実装部分２５ａに実装されたプリアンプの端子と接続される。ヘッドコンタクト部２５にはさらに、ＩＣチップの他の端子と接続される配線パターンの端部には、ヘッドからの配線がボンディングされるパッド１４ｄが形成されている。
【００１８】
このＦＰＣ１０には、読み出し、書き込み信号用の線路１４ａの他に、プリアンプ制御信号、ボイスコイル駆動信号などを伝送する線路１４ｂ、１４ｃが設けられるが、これらの信号にインピーダンスマッチングを必要とするような高速性は無い。他の信号の線路１４ｂ、１４ｃは、その上下に実装寸法と配線の電流容量を考慮しつつレイアウトすればよい。
【００１９】
また、ヘッドコンタクト部２５上に小円で示した接続部分１４ｅは、絶縁層１１の背面に配されたベタGND（図４（Ｂ））とスルーホールあるいはバンプにより接続される。これらの３つの接続部分１４ｅが形成されている信号線はGND 線であり、図４の第１層の配線でも互いに接続されているが、第１層における接続だけではインピーダンスが十分に下がらない場合に有効である。
【００２０】
以上のように、このＦＰＣ１０は、線路１４ａを一直線にすることによりインピーダンスマッチングを取ることができるが、ハードディスク装置に実装をするに際して、接続先の回路基板は、通常、ハードディスク装置底面に搭載されている。そのため、回路基板は、ＦＰＣ１０の基板コンタクト部２３が本来向いている方向とは９０度曲がった位置にある。そこで、以下の構成によってこれらを接続することにより、所期の特性インピーダンス、柔軟性、高密度実装対応及び広帯域化の３つの要素を満足できる。
【００２１】
図５に示したように、ハードディスク装置の回路基板１０１を立てて配置する。このように回路基板１０１、少なくともＦＰＣ１０の基板コンタクト部２３を接続する部分を立てて配置することにより、ＦＰＣ１０は大きく曲がることなく回路基板１０１に接続される。この構成は、大型ハードディスク、あるいはハードディスクのテストシステムなどに適している。
【００２２】
しかし、基板を小さく設計する必要があり、２．５インチ以下の薄型ハードディスクへの適用は難しい。そこで、２．５インチ以下の薄型ハードディスクの場合は、ＦＰＣ１０を滑らかに歪曲させて、下面の回路基板１０１に接続する（図６（Ａ）、（Ｂ））。このように歪曲させるために、歪曲させる部分とさせない部分を分けるための中間部の支持機構５１を有する。支持機構５１は、配線パターン２７部分をスイングアーム１０５に支持することが好ましい。この構成は、小型ハードディスクに対して有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を適用したハードディスク装置のＦＰＣの断面構造の実施例を示す断面図である。
【図２】本発明を適用したＦＰＣの実施形態の正面図である。
【図３】同ＦＰＣの基板コンタクト部及びコネクタのコンタクトピン部の拡大図である。
【図４】同ＦＰＣのヘッドコンタクト部の、（Ａ）は拡大正面図、（Ｂ）は拡大背面図である。
【図５】ハードディスク装置の回路基板を立てて配置して本発明のＦＰＣを接続する態様を示す斜視図である。
【図６】ハードディスク装置の底部の回路基板に本発明のＦＰＣを接続する態様を示す図であって、（Ａ）は同ハードディスク装置の斜視図、（Ｂ）はＦＰＣの正面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  ＦＰＣ
１１  絶縁層
１３  配線層
１４ａ  １４ｂ  １４ｃ  線路
１４ｄ  パッド
１４ｅ  接続部分
１５  カバーレイヤー
１７  配線層
１９  カバーレイヤー
２１  バンプ
２３  基板コンタクト部
２５  ヘッドコンタクト部
【図１】
2009004053.tif 000003
【図２】
2009004053.tif 000004
【図３】
2009004053.tif 000005
【図４】
2009004053.tif 000006
【図５】
2009004053.tif 000007
【図６】
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