专利名称：悬架电路基板、硬盘用悬架及硬盘驱动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种悬架电路基板、包括该悬架电路基板的硬盘用悬架及硬盘驱动器，该悬架电路基板具备金属支撑基板；第一绝缘层，配置于金属支撑基板上，由绝缘材料构成；导体层，配置于第一绝缘层上，构成布线；以及第二绝缘层，配置于第一绝缘层及导体层上，由绝缘材料构成。
背景技术：
—直以来，已知一种布线电路基板，该布线电路基板在第一绝缘层上形成有导体层，在第一绝缘层及导体层上形成有第二绝缘层，在导体层的相同位置，形成有将第一绝缘层及第二绝缘层开口的开口部，由此，形成导体层的表面及背面露出的端子部(参照日本特开2003-31915号公报)。其中，导体层的表面及背面露出的端子被称为悬空引线。而且，在该悬空引线部，导体层的两面露出，因而在与外部电路基板端子部的超声波接合时，容易传递超声波，适合于利用超声波振动的接合。其反面，存在着物理强度弱且应力容易集中于导体层而发生断线这种不良状况。为了防止这样的不良状况，在现有技术中，尝试确保在悬空引线部的导体层的强度而有效地防止该导体层的断线，例如，在日本特开2003-31915号公报中，在开口部的端缘部和导体层交叉的交叉部分，形成有用于增强开口部的端缘部的导体层的增强部。
发明内容
本发明基于与现有技术不同的想法，以提供能够通过与现有技术不同的方法来防止导体层的断线的悬架电路基板为目的。另外，本发明还以提供使用这样的悬架电路基板的硬盘用悬架及硬盘驱动器为目的。依据本发明的悬架电路基板构成为，具备
金属支撑基板；
第一绝缘层，配置于所述金属支撑基板上，由绝缘材料构成；
导体层，配置于所述第一绝缘层上，构成布线；以及
第二绝缘层，配置于所述第一绝缘层及导体层上，由绝缘材料构成，
在所述第一绝缘层，设有第一绝缘开口部，
在所述金属支撑基板，在所述导体层延伸方向上与所述第一绝缘开口部重叠的位置设有金属支撑基板开口部，露出所述导体层的背面，
在所述第二绝缘层，在所述导体层延伸方向上与所述第一绝缘开口部重叠的位置设有第二绝缘开口部，露出所述导体层的表面，
当在所述导体层中与所述第一绝缘开口部相对应的位置在厚度方向上施加负荷时，在以与所述第一绝缘开口部的周缘相对应的位置产生于所述导体层的应力作为第一应力F1且以与所述金属支撑基板开口部的周缘相对应的位置产生于该导体层的应力作为第二应力F2的情况下，成为F1 < F2。在依据本发明的悬架电路基板中，也可以构成为，
在以所述第一绝缘开口部的在所述导体层延伸方向上的长度作为U、
以所述金属支撑基板开口部的在所述导体层延伸方向上的长度作为L2的情况下，成为
o在依据本发明的悬架电路基板中，也可以构成为，
当在所述导体层的表面中与所述第一绝缘开口部相对应的位置在厚度方向上施加负荷时，在以与所述第二绝缘开口部的周缘相对应的位置产生于所述导体层的应力作为第三应力F3的情况下，成为F1 < F2 且 F3 < F2。在依据本发明的悬架电路基板中，也可以构成为，
在以所述第一绝缘开口部的在所述导体层延伸方向上的长度作为U、
以所述金属支撑基板开口部的在所述导体层延伸方向上的长度作为L2的情况下，成为 L2 ^ I. 35 X L10在依据本发明的悬架电路基板中，也可以构成为，
在以所述第一绝缘开口部的所述导体层延伸方向上的长度作为U、
以所述金属支撑基板开口部的所述导体层延伸方向上的长度作为l2、
以所述第二绝缘开口部的所述导体层延伸方向上的长度作为L3的情况下，成为
Lg〈 Lg O 在依据本发明的悬架电路基板中，
所述导体层也可以在与所述第一绝缘开口部的周缘相对应的位置和与所述金属支撑基板开口部的周缘相对应的位置成为相同的高度。在依据本发明的悬架电路基板中，
所述导体层也可以
在与所述第一绝缘开口部的周缘相对应的位置和与所述金属支撑基板开口部的周缘相对应的位置成为不同的高度，
且与所述第一绝缘开口部的周缘相对应的位置比与所述金属支撑基板开口部的周缘相对应的位置位于更下方。在依据本发明的悬架电路基板中，
所述导体层也可以从与所述金属支撑基板开口部的周缘相对应的位置朝向与所述第一绝缘开口部的周缘相对应的位置以坡状或阶梯状延伸。依据本发明的悬架电路基板，也可以是，在悬空引线部，能够通过超声波接合而与外部电路基板接合。 依据本发明的硬盘用悬架，是具备悬架电路基板的硬盘用悬架，构成为，
所述悬架电路基板，具有
金属支撑基板；
第一绝缘层，配置于所述金属支撑基板上，由绝缘材料构成；
导体层，配置于所述第一绝缘层上，作为布线电路图案而形成；以及 第二绝缘层，配置于所述第一绝缘层及导体层上，由绝缘材料构成，
在所述第一绝缘层，设有第一绝缘开口部，
在所述金属支撑基板，在所述导体层延伸方向上与所述第一绝缘开口部重叠的位置，设有大小比所述第一绝缘开口部更大的金属支撑基板开口部，露出所述导体层的背面，
在所述第二绝缘层，在所述导体层延伸方向上与所述第一绝缘开口部重叠的位置设有第二绝缘开口部，露出所述导体层的表面，
当在所述导体层中与所述第一绝缘开口部相对应的位置在厚度方向上施加负荷时，在以与所述第一绝缘开口部的周缘相对应的位置产生于所述导体层的应力作为第一应力F1且以与所述金属支撑基板开口部的周缘相对应的位置产生于该导体层的应力作为第二应力F2的情况下，成为F1 < F2。依据本发明的硬盘驱动器，
是具备悬架电路基板的硬盘驱动器，构成为，
所述悬架电路基板，具有
金属支撑基板；
第一绝缘层，配置于所述金属支撑基板上，由绝缘材料构成；
导体层，配置于所述第一绝缘层上；以及 第二绝缘层，配置于所述第一绝缘层及导体层上，由绝缘材料构成，
在所述第一绝缘层，设有第一绝缘开口部，
在所述金属支撑基板，在所述导体层延伸方向上与所述第一绝缘开口部重叠的位置，设有大小比所述第一绝缘开口部更大的金属支撑基板开口部，露出所述导体层的背面，
在所述第二绝缘层，在所述导体层延伸方向上与所述第一绝缘开口部重叠的位置设有第二绝缘开口部，露出所述导体层的表面，
当在所述导体层中与所述第一绝缘开口部相对应的位置在厚度方向上施加负荷时，在以与所述第一绝缘开口部的周缘相对应的位置产生于所述导体层的应力作为第一应力F1且以与所述金属支撑基板开口部的周缘相对应的位置产生于该导体层的应力作为第二应力F2的情况下，成为F1 < F2。依据本发明，构成为，当在导体层中与第一绝缘开口部相对应的位置在厚度方向上施加负荷时，在与第一绝缘开口部的周缘相对应的位置产生于导体层的第一应力F1比在与金属支撑基板开口部的周缘相对应的位置产生于该导体层的第二应力F2更小。因此，不是像现有技术使用导体层的悬空引线部中的设计变更等的防止断线那样的方法，而是通过在导体层的与第一绝缘开口部的周缘相对应的位置，使集中的应力分散至金属支撑基板开口部的周缘侧，从而能够防止导体层断线。
图I (a)是从上方观看本发明的实施方式涉及的悬架电路基板的悬空引线部附近时的俯视平面图，图I (b)是从下方观看时的仰视平面图。图2是从倾斜方向观看图I (a)的A1部分的立体图。图3 (a)是在图I (a)的Illa-IIIa’切断悬架电路基板的横剖面图，图3 (b)是在图I (a)的Illb-IIIb’切断悬架电路基板的横剖面图，图3 (C)是在图I (a)的IIIc-IIIc’切断悬架电路基板的横剖面图，图3 (d)是在图I (a)的Illd-IIId’切断悬架电路基板的横剖面图。图4是在图I (a)的IV-IV’切断悬架电路基板的纵剖面图。
图5是示出将本发明的实施方式涉及的悬架电路基板与外部电路基板接合的形态的纵剖面图。图6是切断本发明的实施方式涉及的悬架电路基板的悬空引线部附近的纵剖面图。图7 (a) (b)是用于说明在本发明的实施例中使用的解析对象物的立体图。图8 Ca)是用于说明在本发明的实施例中使用的解析对象物的边界条件的立体图，图8 (b)是从图8 (a)中的箭头B观看在本发明的实施例中使用的解析对象物时的正视图，图8 (C)是从图8 (a)中的箭头C观看在本发明的实施例中使用的解析对象物时的侧视图。图9是用于说明在本发明的实施例中使用的解析对象物的按压状况的立体图。图10是切断在本发明的实施例中使用的解析对象物的纵剖面图。图11 (a)是示出本发明的实施例I的形态的纵剖面图，图11 (b)是示出本发明的实施例2的形态的纵剖面图，图11 (C)是示出比较例I的形态的纵剖面图，图11 (d)是示出比较例2的形态的纵剖面图。图12是为了说明避让距离和产生于导体层的应力的关系而使用的解析对象物的纵剖面图。图13是示出避让距离和平均应力的关系的图表。图14是示出本发明涉及的硬盘驱动器的立体图。图15 (a) (b)是示出由导体层的与第一绝缘开口部的周缘相对应的位置和与金属支撑基板开口部的周缘相对应的位置不同的高度构成的另一解析对象物的纵剖面图。图16是示出在图15 (a)中示出的另一解析对象物的避让距离和平均应力或避让距尚和应力的关系的图表。
具体实施例方式以下，参照附图，对本发明的悬架电路基板、硬盘用悬架及硬盘驱动器的实施方式进行说明。在此，图I至图14是示出本发明的实施方式的图。如图14所示，本实施方式的硬盘驱动器90具备使磁盘D旋转的主轴电动机92、磁头悬架80以及驱动磁头悬架80的致动器91。其中，磁头悬架80具有磁头81、具备悬架电路基板I (参照图5)的硬盘用悬架以及外部电路基板20 (参照图5)。
如图I (a) (b)-图4所不,悬架电路基板I具备金属支撑基板12 ;第一绝缘层11，配置于金属支撑基板12上，由绝缘材料构成；导体层10，配置于第一绝缘层11上，构成布线；以及第二绝缘层13，配置于第一绝缘层11及导体层10上，由绝缘材料构成。虽然作为金属支撑基板12的材料，能够使用例如不锈钢，作为第一绝缘层11及第二绝缘层13，能够使用例如聚酰亚胺，作为导体层10，能够使用例如铜，但不限于这些材料。在此，图I (a)是从上方观看后述的悬空引线部附近时的俯视平面图，图I (b)是从下方观看悬空引线部附近时的仰视平面图。另外，图2是图I (a)的A1部分的立体图。另外，图3 (a) (b) (c) (d)各自是在图 I (a)的 IIIa-IIIa’、IIIb-IIIb’、IIIc-IIIc’及Illd-IIId’切断悬架电路基板I的剖面图。另外，图4是在图I (a)的IV-IV’切断悬架电路基板I的首1J面图。 另外，如图6所示，在第一绝缘层11，设有第一绝缘开口部11。，位于第一绝缘开口部11。的周缘的第一绝缘层11的二个端部在作为导体层10的布线延伸方向(图I (a)的IV-IV’延伸方向)上互相对置。另外，如图6所示，在第二绝缘层13，在布线延伸方向上与第一绝缘开口部11。重叠的位置设有第二绝缘开口部13。。而且，位于第二绝缘开口部13。的周缘的第二绝缘层13的二个端部在布线延伸方向上互相对置。另外，如图6所示，在金属支撑基板12，在布线延伸方向上与第一绝缘开口部11。及第二绝缘开口部13。重叠的位置设有金属支撑基板开口部12。。该金属支撑基板12由框形状构成(参照图I (b))，支撑第一绝缘层11、导体层10及第二绝缘层13。此外，如上所述，设有第二绝缘开口部13。，因而露出导体层10的表面。另一方面，如上所述，在金属支撑基板12，在布线延伸方向上与第一绝缘开口部11。重叠的位置设有金属支撑基板开口部12。，因而露出导体层10的背面。而且，构成布线的导体层10中露出表面和背面的两者的部分(图6中的与L1相对应的部分)构成悬空引线部。在悬空引线部中，导体层10的两面露出，因而在与外部电路连接端子部21的超声波接合时，变得容易传递超声波。因此，能够通过超声波接合而将悬空引线部与外部电路基板20的接合部21接合(参照图5)。另外，虽未图示，在悬空引线10的表面及外部电路基板20的接合部21的表面，根据需要，形成有金属镀层。作为金属镀层，例如，可通过电解镀而形成金属镀层。在本实施方式中，在以第一绝缘开口部11。的布线延伸方向上的长度作SL1、以金属支撑基板开口部12。的布线延伸方向上的长度作为L2、以第二绝缘开口部13。的布线延伸方向上的长度作为L3的情况下，成为L1 ( L3〈L2(在图6的实线所示的形态下，成为WL2,在图6的点线所示的形态下，成为L1 ( L3〈L2)。更具体而言，成为L1=O. 4mm 2. 0mm、L2=O. 54mm 4. 0mm、L3=O. 4mm 4. 0mm。而且，L1'
L2及L3的关系成为L1 ( L3〈L2。而且，通过成为这样的构成，从而在导体层10中与第一绝缘开口部11。相对应的位置在厚度方向上从上侧，即导体层10的未形成金属支撑基板12的一侧垂直地施加负荷时(参照图9及图10)，在以与第一绝缘开口部11。的周缘相对应的位置产生于导体层10的应力作为第一应力F1、以在与金属支撑基板开口部12。的周缘相对应的位置产生于导体层10的应力作为第二应力F2、以在与第二绝缘开口部13。的周缘相对应的位置产生于导体层10的应力作为第三应力F3的情况下，能够成为Fi〈F2且F1 < F3。此外,第一应力F1、第二应力F2及第三应力F3意味着在相应的位置产生于导体层10的表面和背面的平均应力(参照图10)。此外，在本实施方式中，导体层10中与第一绝缘开口部11。相对应的位置意味着在将直线从第一绝缘开口部11。的周缘沿铅直方向延伸时该直线和导体层10交叉的位置。同样地，导体层10中与金属支撑基板开口部12。的周缘相对应的位置意味着在将直线从金属支撑基板开口部12。的周缘沿铅直方向延伸时该直线和导体层10交叉的位置，导体层10中与第二绝缘开口部13。的周缘相对应的位置意味着在将直线从第二绝缘开口部13。的周缘沿铅直方向延伸时该直线和导体层10交叉的位置。(实施例)
接着，对本发明的悬架电路基板I的实施例进行说明。本申请发明者们在后述的条件下进行了模拟。该模拟中的解析对象物是图7 (a)的相当于A2部分的部分，将导体层10的悬空引线部在长度方向上一分为二，并且，在宽度方向上一分为二(参照图7 (b))。如图8(c)所示，由固定部S固定解析对象物的导体层10的前端部，以作为没有向Z方向位移的端部。另外，考虑到理应由平台支撑，而在Y方向上由固定部S固定解析对象物的金属支撑基板12的底部，考虑到理应连接有构造物，而在Z方向上由固定部S固定金属支撑基板12、第一绝缘层11、导体层10及第二绝缘层13的基端部。而且，如图8 (b)所示，考虑到循环对称(周期対称)，在X方向上由固定部S固定金属支撑基板12、第一绝缘层11、导体层10及第二绝缘层13。此外，图8 (a)是用于说明解析对象物的边界条件的立体图，图8 (b)是从图8 (a)中的箭头B观看解析对象物时的正视图，图8 (C)是从图8 (a)中的箭头C观看解析对象物时的侧视图。此外，在解析中，设金属支撑基板12的杨氏模量为150GPa,泊松比为0. 3,第一绝缘层11的杨氏模量为7GPa，泊松比为0. 3，第二绝缘层13的杨氏模量为5GPa，泊松比为0. 3。另外，设导体层10的杨氏模量为lOOGPa，屈服应力为lOOMPa，泊松比为0. 3。以下，由“表I”示出在实施例及比较例中使用的Mp M2及M3和F:、F2及F3的值。[表 I]
权利要求
1.一种悬架电路基板，其特征在于， 具备 金属支撑基板； 第一绝缘层，配置于所述金属支撑基板上，由绝缘材料构成； 导体层，配置于所述第一绝缘层上，构成布线；以及 第二绝缘层，配置于所述第一绝缘层及导体层上，由绝缘材料构成， 在所述第一绝缘层设有第一绝缘开口部， 在所述金属支撑基板，在所述导体层延伸方向上与所述第一绝缘开口部重叠的位置设有金属支撑基板开口部，露出所述导体层的背面， 在所述第二绝缘层，在所述导体层延伸方向上与所述第一绝缘开口部重叠的位置设有第二绝缘开口部，露出所述导体层的表面， 当在所述导体层中与所述第一绝缘开口部相对应的位置在厚度方向上施加负荷时，在以与所述第一绝缘开口部的周缘相对应的位置产生于所述导体层的应力作为第一应力F:、以与所述金属支撑基板开口部的周缘相对应的位置产生于该导体层的应力作为第二应力F2的情况下，成为F1 < F2。
2.如权利要求I所述的悬架电路基板，其特征在于， 在以所述第一绝缘开口部的在所述导体层延伸方向上的长度作为U、 以所述金属支撑基板开口部的在所述导体层延伸方向上的长度作为L2的情况下，成为 o
3.如权利要求I所述的悬架电路基板，其特征在于， 当在所述导体层的表面中与所述第一绝缘开口部相对应的位置在厚度方向上施加负荷时，在以与所述第二绝缘开口部的周缘相对应的位置产生于所述导体层的应力作为第三应力F3的情况下，成为
4.如权利要求I所述的悬架电路基板，其特征在于， 在以所述第一绝缘开口部的在所述导体层延伸方向上的长度作为U、 以所述金属支撑基板开口部的在所述导体层延伸方向上的长度作为L2的情况下，成为 L2 > I. 35 X L10
5.如权利要求I所述的悬架电路基板，其特征在于， 在以所述第一绝缘开口部的所述导体层延伸方向上的长度作为U、 以所述金属支撑基板开口部的所述导体层延伸方向上的长度作为L2、 以所述第二绝缘开口部的所述导体层延伸方向上的长度作为L3的情况下，成为 Lg〈 Lg O
6.如权利要求I所述的悬架电路基板，其特征在于， 所述导体层在与所述第一绝缘开口部的周缘相对应的位置和与所述金属支撑基板开口部的周缘相对应的位置成为相同的高度。
7.如权利要求I所述的悬架电路基板，其特征在于， 所述导体层在与所述第一绝缘开口部的周缘相对应的位置和与所述金属支撑基板开口部的周缘相对应的位置成为不同的高度， 且与所述第一绝缘开口部的周缘相对应的位置比与所述金属支撑基板开口部的周缘相对应的位置位于更下方。
8.如权利要求7所述的悬架电路基板，其特征在于， 所述导体层从与所述金属支撑基板开口部的周缘相对应的位置朝向与所述第一绝缘开口部的周缘相对应的位置以坡状或阶梯状延伸。
9.如权利要求I所述的悬架电路基板，其特征在于， 能够通过超声波接合来与外部电路基板接合。
10.一种硬盘用悬架，具备悬架电路基板，其特征在于，所述悬架电路基板构成为 具有 金属支撑基板； 第一绝缘层，配置于所述金属支撑基板上，由绝缘材料构成； 导体层，配置于所述第一绝缘层上，作为布线电路图案而形成；以及 第二绝缘层，配置于所述导体层上，由绝缘材料构成， 在所述第一绝缘层，设有第一绝缘开口部， 在所述金属支撑基板，在所述导体层延伸方向上与所述第一绝缘开口部重叠的位置，设有大小比所述第一绝缘开口部更大的金属支撑基板开口部，露出所述导体层的背面， 在所述第二绝缘层，在所述导体层延伸方向上与所述第一绝缘开口部重叠的位置设有第二绝缘开口部，露出所述导体层的表面， 当在所述导体层中与所述第一绝缘开口部相对应的位置在厚度方向上施加负荷时，在以与所述第一绝缘开口部的周缘相对应的位置产生于所述导体层的应力作为第一应力F:、以与所述金属支撑基板开口部的周缘相对应的位置产生于该导体层的应力作为第二应力F2的情况下，成为F1 < F2。
11.一种硬盘驱动器，具备悬架电路基板，其特征在于，所述悬架电路基板构成为 具有 金属支撑基板； 第一绝缘层，配置于所述金属支撑基板上，由绝缘材料构成； 导体层，配置于所述第一绝缘层上；以及 第二绝缘层，配置于所述导体层上，由绝缘材料构成， 在所述第一绝缘层，设有第一绝缘开口部， 在所述金属支撑基板，在所述导体层延伸方向上与所述第一绝缘开口部重叠的位置，设有大小比所述第一绝缘开口部更大的金属支撑基板开口部，露出所述导体层的背面，在所述第二绝缘层，在所述导体层延伸方向上与所述第一绝缘开口部重叠的位置设有第二绝缘开口部，露出所述导体层的表面， 当在所述导体层中与所述第一绝缘开口部相对应的位置在厚度方向上施加负荷时，在以与所述第一绝缘开口部的周缘相对应的位置产生于所述导体层的应力作为第一应力F:、以与所述金属支撑基板开口部的周缘相对应的位置产生于该导体层的应力作为第二应力F2的情况下，成为F1<F全文摘要
悬架电路基板(1)具备金属支撑基板(12)；第一绝缘层(11)，配置于金属支撑基板(12)上，由绝缘材料构成；导体层(10)，配置于第一绝缘层(11)上，构成布线；以及第二绝缘层(13)，配置于第一绝缘层(11)及导体层(10)上，由绝缘材料构成。悬架电路基板(1)构成为，当在导体层(10)中与第一绝缘开口部(11o)相对应的位置在厚度方向上施加负荷时，在以与第一绝缘开口部(11o)的周缘相对应的位置产生于导体层(10)的应力作为第一应力(F1)且以与金属支撑基板开口部(12o)的周缘相对应的位置产生于导体层(10)的应力作为第二应力(F2)的情况下，成为F1＜F2。
文档编号G11B21/21GK102652338SQ20108005714
公开日2012年8月29日 申请日期2010年12月2日 优先权日2009年12月18日
发明者三浦阳一, 山冈天平, 平田贤郎, 毒岛伸一 申请人:大日本印刷株式会社