JP5711947B2 - ディスク装置用フレキシャ - Google Patents

Description

この発明は、例えばパーソナルコンピュータ等の情報処理装置のためのディスク装置に使用されるディスク装置用フレキシャに関する。

パーソナルコンピュータ等の情報処理装置に、ハードディスク装置（ＨＤＤ）が使用されている。ハードディスク装置は、スピンドルを中心に回転する磁気ディスクと、ピボット軸を中心に旋回するキャリッジなどを含んでいる。キャリッジのアームに、ディスク装置用サスペンションが設けられている。

ディスク装置用サスペンションは、ロードビーム(load beam)と、ロードビームに重ねて配置されるフレキシャ(flexure)などを有している。フレキシャの先端付近に形成されたジンバル部にスライダが取付けられている。スライダには、データの読取りあるいは書込み等のアクセスを行なうための素子（トランスジューサ）が設けられている。これらサスペンションとフレキシャなどによってヘッドジンバルアセンブリが構成されている。

前記フレキシャは、要求される仕様に応じて様々な形態のものが実用化されている。例えば配線付フレキシャ(flexure with conductors)は、薄いステンレス鋼板からなるメタルベースと、このメタルベース上に形成されたポリイミド等の電気絶縁材料からなる絶縁層と、この絶縁層上に形成された銅からなる複数の導体を含んでいる。導体の一端はスライダの素子（例えばＭＲ素子）に接続されている。導体の他端は、アンプ等の電気回路に接続されている。

また、熱アシスト装置等の付属電子ユニットを備えたスライダも知られている。例えば特許文献１に開示されている熱アシスト記録ヘッドでは、スライダの背面にレーザダイオードを有する熱アシスト装置が設けられている。このような熱アシスト記録ヘッドに使用されるフレキシャの配線部は、スライダのための導体と、熱アシスト装置のための導体とを有している。スライダのための導体はスライダの端子に接続され、熱アシスト装置のための導体は熱アシスト装置の端子に接続される。

特許文献１のようにスライダの背面に熱アシスト装置が配置される場合、スライダの端子の位置と熱アシスト装置の端子の位置とが配線部の厚さ方向に互いに異なる。このため、全ての導体が同一面上に形成されている単層形（single-layer type）の配線部では、スライダの端子に対する導体の接続と、熱アシスト装置の端子に対する導体の接続をなすための配線構造が複雑化し、配線部に要するコストが高くなる。

特許文献２に、スライダ用の端子と発光素子用の端子とを有するサスペンション基板が開示されている。特許文献２の配線構造では、サスペンション基板に形成された補助部を１８０°折曲げ、折返された補助部を基板本体部に重ねることにより、発光素子用の導体の端部を発光素子の端子に対向させている。

特開２０１０−６１７８２号公報 特開２０１０−１７０６２６号公報

特許文献１の熱アシスト記録ヘッドは、配線部を光源ユニットに接続するための配線構造が複雑となる。特許文献２のサスペンション基板では、補助部を１８０°折曲げること自体が難しいだけでなく、補助部が基板本体部に重なるため、タング部の厚さが大きくなる。しかもタング部の平面度が悪化したり、タング部の厚さがばらついたりする原因となる。

熱アシスト装置や発光装置等の付属電子ユニットを有するサスペンションにおいて、フレキシャの配線構造を簡略化するためには、スライダ用の導体と付属電子ユニット用の導体とを同一平面上に配置することが望まれる。すなわち単層形（single-layer type）の配線部が望ましい。しかし単層形の配線部は、スライダ近傍の狭い領域に多くの導体の端部を互いに十分接近させて配置せざるをえない。このためスライダ用の導体の端部と付属電子ユニット用の導体の端部とを同一平面上に並べて配置すると、各導体間の距離が狭くなりすぎ、導体どうしの電気的な絶縁を確保することが難しくなる。

本発明は、付属電子ユニットを備えたスライダが搭載されるフレキシャの配線構造を簡略化することができるディスク装置用フレキシャを提供する。

本発明のディスク装置用フレキシャは、ロードビームよりも薄いステンレス鋼の板からなるメタルベースと、絶縁層と、導体群と、前記メタルベースの前記ステンレス鋼の板の一部をエッチングすることにより島状に独立した形に形成された電路部と、導体結合部とを具備している。前記メタルベースは、アース用導体と電気的に導通する主部と、該主部の一部に形成され付属電子ユニットを備えたスライダが搭載されるタング部と、前記付属電子ユニットが挿入される開口とを有している。前記絶縁層は、前記メタルベース上に形成された電気絶縁材料からなり、第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを有している。前記導体群は、前記絶縁層上に形成され、前記スライダに電気的に接続されるスライダ用導体と、前記付属電子ユニットに電気的に接続される付属電子ユニット用導体とを含んでいる。前記電路部は該メタルベースの前記主部とは電気的に独立し、前記付属電子ユニットの端子部に接続される。前記導体結合部は、前記絶縁層を厚さ方向に貫いて形成され、前記第１の面と同じ側において前記付属電子ユニット用導体に接続され、かつ、前記第２の面と同じ側において前記ステンレス鋼の板からなる前記電路部に接続され、前記電路部と前記付属電子ユニット用導体とを電気的につなぎかつ前記絶縁層の一部を間に挟んだ状態で前記島状の電路部と前記付属電子ユニット用導体とを結合する。

本発明の１つの実施形態では、前記電路部はメタルベースの一部をエッチングすることによって形成されている。また前記電路部の表面が金めっき層で覆われていてもよい。前記電路部の端部に、前記絶縁層の端から前記タング部に向かって突き出るオーバーハング部が形成されていてもよい。

本発明によれば、付属電子ユニットを備えたスライダを設けるディスク装置用サスペンションのフレキシャにおいて、スライダに接続される導体の端部と、付属電子ユニットに接続される電路部とを、それぞれ絶縁層の一方の面（第１の面）と他方の面（第２の面）とに分けて配置することができる。このためタング部付近に配置される導体の端子部が過密になることを抑制できる。しかも前記電路部は、メタルベースの一部を利用できるため、電路部のための特別な部品が不要であり、配線構造を簡略化することができる。

ディスク装置の一例を示す斜視図。 図１に示されたディスク装置の一部の断面図。 本発明の第１の実施形態に係るフレキシャを有するディスク装置用サスペンションの斜視図。 図３に示されたサスペンションのフレキシャの一部と付属電子ユニットを備えたスライダの斜視図。 図４に示されたフレキシャの一部と付属電子ユニットを備えたスライダとを分離した状態の斜視図。 図４に示されたフレキシャの一部とスライダの平面図。 図６に示されたフレキシャの一部とスライダを反対側から見た平面図。 図６中のＦ８−Ｆ８線に沿うフレキシャの一部の断面図。 図７中のＦ９−Ｆ９線に沿うフレキシャと付属電子ユニットを備えたスライダの一部の断面図。 図７中のＦ１０−Ｆ１０線に沿うフレキシャの一部の断面図。 本発明の第２の実施形態に係るフレキシャの一部の断面図。 本発明の第３の実施形態に係るフレキシャの一部と付属電子ユニットを備えたスライダの一部の断面図。 本発明の第４の実施形態に係るフレキシャの一部の断面図。 本発明の第５の実施形態に係るフレキシャの一部の断面図。 本発明の第６の実施形態に係るフレキシャの一部の断面図。

以下に本発明の第１の実施形態に係るディスク装置用フレキシャについて、図１から図１０を参照して説明する。
図１に示すディスク装置（ＨＤＤ）１は、ケース２と、スピンドル３を中心に回転するディスク４と、ピボット軸５を中心に旋回可能なキャリッジ６と、キャリッジ６を駆動するためのポジショニング用モータ（ボイスコイルモータ）７などを有している。ケース２は、図示しない蓋によって密閉される。

図２は、ディスク装置１の一部を模式的に示す断面図である。図２に示されるように、キャリッジ６にアーム（アクチュエータアーム）８が設けられている。アクチュエータアーム８の先端部にサスペンション１０が取付けられている。サスペンション１０の先端部に、磁気ヘッドを構成するスライダ１１が設けられている。ディスク４が高速で回転すると、ディスク４とスライダ１１との間にエアベアリングが形成される。

ポジショニング用モータ７によってキャリッジ６を旋回させると、サスペンション１０がディスク４の径方向に移動することにより、スライダ１１がディスク４の所望トラックまで移動する。スライダ１１の端部には、例えばＭＲ素子のように電気信号と磁気信号とを変換することができる素子１２（図５に模式的に示す）と、素子１２に導通する端子部１３が設けられている。これらの素子１２によって、ディスク４に対するデータの書込みあるいは読取り等のアクセスが行なわれる。サスペンション１０とスライダ１１は、ヘッドジンバルアセンブリを構成している。

図３は本発明の第１の実施形態に係るサスペンション１０を示している。このサスペンション１０は、ベースプレート１７を含むベース部１８と、ロードビーム２０と、配線付きフレキシャ(flexure with conductors)２１などを備えている。ロードビーム２０の基部２０ａはベースプレート１７と重なっている。ロードビーム２０の厚さは例えば３０μｍ〜１００μｍ前後である。

ロードビーム２０は、ベース部１８を介してアクチュエータアーム８（図１と図２に示す）に固定される。ロードビーム２０には、厚さ方向に弾性的に撓むことが可能なばね性を有するヒンジ部２２が形成されている。図３に矢印Ｘで示す方向がサスペンション１０の長手方向（前後方向）すなわちロードビーム２０の長手方向である。

図４と図５は、配線付きフレキシャ２１（以下、単にフレキシャと称する）の先端部を示す斜視図である。図６は、フレキシャ２１の先端部を一方側から見た平面図、図７はフレキシャ２１の先端部を反対側から見た平面図である。このフレキシャ２１は、図３に示されるようにロードビーム２０の長手方向に沿って設けられている。

フレキシャ２１は、ロードビーム２０よりも薄い金属板からなるメタルベース２３と、このメタルベース２３に沿って形成された配線部２４などを備えている。メタルベース２３は、ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼の板をエッチングすることにより所定のパターンに形成されている。ＳＵＳ３０４の化学成分は、Ｃ：０．０８以下、Ｓｉ：１．００以下、Ｍｎ：２．００以下、Ｎｉ：８．００〜１０．５０、Ｃｒ：１８．００〜２０．００、残部がＦｅである。メタルベース２３の厚さはロードビーム２０の厚さよりも小さい。メタルベース２３の厚さは例えば１０〜２５μｍである。メタルベース２３は、レーザ溶接等によってロードビーム２０の所定位置に固定されている。

フレキシャ２１は、左右一対のアウトリガー部２５と、可動部分であるタング部２６とを一体に備えている。タング部２６は、ロードビーム２０の先端付近に形成された連続部２７を介して、アウトリガー部２５に連なっている。タング部２６は、ばね性を有するメタルベース２３の主部２３ａの一部に形成され、厚み方向に弾性的に撓むことができる。メタルベース２３は、スライダ１１が固定される第１の面２８（図６に示す）と、スライダ１１とは反対側の第２の面２９（図４と図５に示す）とを有している。

スライダ１１の背面１１ａ（図５に示す）に付属電子ユニット３０が設けられている。付属電子ユニット３０の一例はレーザダイオードを備えた熱アシスト装置であり、レーザビームによってディスク４の記録面を加熱することができるようになっている。付属電子ユニット３０の端面に端子部３１が設けられている。

付属電子ユニット３０を備えたスライダ１１が、タング部２６の第１の面２８に接着剤等の固定手段によって固定されている。フレキシャ２１のタング部２６を含む領域に、付属電子ユニット３０を挿入する開口３５が形成されている。図４と図５に示すように、付属電子ユニット３０が開口３５に挿入され、スライダ１１の背面１１ａがタング部２６に固定される。こうすることにより、スライダ１１の端子部１３がメタルベース２３の第１の面２８に臨み、付属電子ユニット３０の端子部３１がメタルベース２３の第２の面２９に臨むことになる。

ロードビーム２０の先端付近にディンプル４０（図３に示す）が形成されている。ディンプル４０はタング部２６の第２の面２９に向って突出し、ディンプル４０の先端がタング部２６の第２の面２９に接している。タング部２６に対してディンプル４０の先端が接する位置は、付属電子ユニット３０を含むスライダ１１の重心Ｇ（図６に示す）付近がよい。

ディンプル４０の先端がタング部２６に接することにより、タング部２６が揺動可能に支持される。すなわちディンプル４０の先端を支点として、タング部２６がローリング方向Ｒとピッチング方向Ｐ（図３に示す）などに揺動することができる。これらタング部２６とディンプル４０とによって、スライダ１１を揺動可能に支持するためのジンバル部が構成されている。

図８から図１０は、それぞれフレキシャ２１を互いに異なる箇所で切断した断面図である。図９において、矢印Ａがメタルベース２３の長手方向である。図１０において、矢印Ｂがメタルベース２３の幅方向、矢印Ｃが厚さ方向を示している。

フレキシャ２１の配線部２４は、メタルベース２３上に形成された絶縁層５０と、銅などの導電材料からなる導体群５１（図６に示す）とを含んでいる。絶縁層５０は、ポリイミド等の電気絶縁材料からなる。導体群５１は、ポリイミド等の電気絶縁性の材料からなるカバー層（図示せず）によって覆われている。

絶縁層５０は、図８において上側に位置する第１の面５０ａと、第１の面５０ａとは反対側（図８において下側）に位置する第２の面５０ｂとを有している。絶縁層５０の第１の面５０ａ上に導体群５１が形成されている。第２の面５０ｂはメタルベース２３に接している。メタルベース２３と導体群５１とは、絶縁層５０によって互いに電気的に絶縁されている。絶縁層５０と導体群５１の厚さの一例は、それぞれ１０μｍである。

導体群５１は、スライダ１１の端子部１３に電気的に接続される複数のスライダ用導体５２と、付属電子ユニット３０の端子部３１に電気的に接続される一対の導体５３，５４と、アース用導体５５を含んでいる。これらの導体５２，５３，５４，５５は、高導電率の金属（例えばめっき銅）からなり、エッチングによって絶縁層５０上に所定パターンで形成されている。

アース用導体５５は、図８に示すように導体結合部５６を介して、メタルベース２３の主部２３ａに電気的に接続されている。導体結合部５６は例えばニッケルめっき等の導電材料によって絶縁層５０の孔５７に形成され、絶縁層５０を厚さ方向に貫いている。この導体結合部５６によって、メタルベース２３の主部２３ａとアース用導体５５とが互いに電気的に導通している。

図６に示されるように、スライダ用導体５２のそれぞれの一方の端部５２ａは、ボンディング部材６０（図９に一部を示す）を介して、スライダ１１の端子部１３に接続されている。スライダ用導体５２の他方の端部は、ディスク装置１のアンプ（図示せず）に接続されている。スライダ用導体５２には、ディスク４に対するデータの書込み、あるいは読取り等のアクセスを行なう際に電流が流れる。

図７等に示されるように、メタルベース２３に一対の電路部２３ｂ，２３ｃが形成されている。これら電路部２３ｂ，２３ｃは、メタルベース２３の一部をエッチングすることによって、互いに電気的に独立した島状に形成されている。しかもこれら電路部２３ｂ，２３ｃは、メタルベース２３の主部２３ａとも電気的に独立している。

電路部２３ｂ，２３ｃと対応した位置に、導体結合部６６，６７が設けられている。導体結合部６６，６７は、例えばニッケルめっき等の導電材料によって形成され、それぞれ絶縁層５０の孔６８，６９を厚さ方向に貫いている。

付属電子ユニット３０用の導体５３，５４の一方の端部５３ａ，５４ａ（図６に示す）は、それぞれ導体結合部６６，６７を介して、メタルベース２３の電路部２３ｂ，２３ｃ（図７に示す）に接続されている。これら電路部２３ｂ，２３ｃは、それぞれボンディング部材７０（図９に一部を示す）を介して、付属電子ユニット３０の端子部３１に接続されている。付属電子ユニット３０用の導体５３，５４の他方の端部は、図示しないレーザダイオード用の回路に接続され、付属電子ユニット３０を駆動するための電流あるいは信号等を供給することができるようになっている。

このように構成された本実施形態のフレキシャ２１によれば、スライダ用導体５２の端部５２ａが、絶縁層５０の第１の面５０ａと同じ側において、スライダ１１の端子部１３に接続される。付属電子ユニット用導体５３，５４の端部５３ａ，５４ａは、導体結合部６６，６７を介して電路部２３ｂ，２３ｃに接続される。電路部２３ｂ，２３ｃは、絶縁層５０の第２の面５０ｂと同じ側において、付属電子ユニット３０の端子部３１に接続される。

すなわちスライダ用導体５２の端部５２ａと、付属電子ユニット用導体５３，５４の端部５３ａ，５４ａとが、それぞれ絶縁層５０を挟んで絶縁層５０の第１の面５０ａと第２の面５０ｂとに振り分けて配置される。このためスライダ用導体５２の端部５２ａと、付属電子ユニット用導体５３，５４の端部５３ａ，５４ａとを同一平面上に配置する必要がなく、端部５２ａ，５３ａ，５４ａ間の距離を十分確保することができる。

しかも電路部２３ｂ，２３ｃは、エッチング等によってメタルベース２３の一部に形成されるため、電路部２３ｂ，２３ｃのための余計な配線部材が不要である。また、絶縁層５０の片面（第１の面５０ａ）のみに単層形の導体群５１を形成すればよいため、多層形（multi-layer type）の導体群を有する配線部と比較して配線構造がシンプルであり、製造工程も簡単である。また配線部の先端に設けられた補助部を１８０°折返す従来の配線構造（特開２０１０−１７０６２６号公報）と比較して、タング部を薄くかつ軽量に形成することが可能である。

図１１は、本発明の第２の実施形態に係るフレキシャ２１Ａの一部の断面図である。この実施形態のフレキシャ２１Ａは、絶縁層５０に形成された孔６８，６９に、めっきによって形成される導体５３，５４の一部を入り込ませることにより、導体結合部６６，６７を形成している。それ以外の構成と作用効果について、このフレキシャ２１Ａは第１の実施形態のフレキシャ２１と同様であるため、第１の実施形態と共通の符号を付して説明を省略する。

図１２は、本発明の第３の実施形態に係るフレキシャ２１Ｂの一部の断面図である。このフレキシャ２１Ｂは、スライダ用導体５２の端部５２ａの表面と、メタルベース２３の電路部２３ｂに、ボンディング性を向上させるために、それぞれ金めっき層８０，８１が形成されている。それ以外の構成と作用効果について、このフレキシャ２１Ｂは第１の実施形態のフレキシャ２１と同様であるため、第１の実施形態と共通の符号を付して説明を省略する。

図１３は、本発明の第４の実施形態に係るフレキシャ２１Ｃの一部の断面図である。このフレキシャ２１Ｃは、メタルベース２３の電路部２３ｂの端部に、長さＬのオーバーハング部９０が形成されている。オーバーハング部９０は、絶縁層５０の先端８５からタング部２６に向かって突出している。このオーバーハング部９０において、付属電子ユニット３０の端子部３１との電気接続（ボンディング）がなされる。オーバーハング部９０に金めっき層８１が形成されていてもよい。それ以外の構成と作用効果について、このフレキシャ２１Ｃは第１の実施形態のフレキシャ２１と同様であるため、第１の実施形態と共通の符号を付して説明を省略する。

図１４は、本発明の第５の実施形態に係るフレキシャ２１Ｄの一部の断面図である。このフレキシャ２１Ｄも、メタルベース２３の電路部２３ｂの端部に、長さＬのオーバーハング部９０が形成されている。しかもオーバーハング部９０の一方の面をパーシャルエッチング等によって加工することにより、オーバーハング部９０の厚さをメタルベース２３の主部２３ａの厚さよりも小さくし、オーバーハング部９０の剛性を小さくしている。それ以外の構成と作用効果について、このフレキシャ２１Ｄは第４の実施形態（図１３）のフレキシャ２１Ｃと同様である。

図１５は、本発明の第６の実施形態に係るフレキシャ２１Ｅの一部の断面図である。このフレキシャ２１Ｅは、オーバーハング部９０の他方の面をパーシャルエッチング等によって加工することにより、オーバーハング部９０の厚さをメタルベース２３の主部２３ａの厚さよりも小さくしている。それ以外の構成と作用効果について、このフレキシャ２１Ｅは第５の実施形態（図１４）のフレキシャ２１Ｄと同様である。

なお本発明を実施するに当たり、メタルベースをはじめとして、絶縁層、導体群、電路部等のフレキシャの構成要素を種々に変更して実施できることは言うまでもない。またスライダに設ける付属電子ユニットは、レーザダイオードを用いた熱アシスト装置以外の電子部品であってもよい。

１…ディスク装置
１０…サスペンション
１１…スライダ
２０…ロードビーム
２１…フレキシャ
２３…メタルベース
２６…タング部
３０…付属電子ユニット
５０…絶縁層
５１…導体群
５２…スライダ用導体
５３，５４…付属電子ユニット用導体
６６，６７…導体結合部

Claims (5)

1. ディスク装置用サスペンションのロードビームに設けるフレキシャであって、
   前記ロードビームよりも薄いステンレス鋼の板からなり、アース用導体と電気的に導通する主部と、該主部の一部に形成され付属電子ユニットを備えたスライダが搭載されるタング部と、前記付属電子ユニットが挿入される開口とを有したメタルベースと、
   前記メタルベース上に形成された電気絶縁材料からなり、第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを有する絶縁層と、
   前記絶縁層上に形成され、前記スライダに電気的に接続されるスライダ用導体と前記付属電子ユニットに電気的に接続される付属電子ユニット用導体を含む導体群と、
   前記メタルベースの前記ステンレス鋼の板の一部をエッチングすることにより島状に独立した形に形成され該メタルベースの前記主部とは電気的に独立し前記付属電子ユニットの端子部に接続される電路部と、
   前記絶縁層を厚さ方向に貫いて形成され、前記第１の面と同じ側において前記付属電子ユニット用導体に接続されかつ前記第２の面と同じ側において前記ステンレス鋼の板からなる前記電路部に接続され、前記電路部と前記付属電子ユニット用導体とを電気的につなぎかつ前記絶縁層の一部を間に挟んだ状態で前記島状の電路部と前記付属電子ユニット用導体とを結合する導体結合部と、
   を具備したことを特徴とするディスク装置用フレキシャ。
2. 前記メタルベースの一部にエッチングによって形成され互いに電気的に独立した一対の前記電路部を有していることを特徴とする請求項１に記載のディスク装置用フレキシャ。
3. 前記電路部の表面が金めっき層で覆われていることを特徴とする請求項１に記載のディスク装置用フレキシャ。
4. 前記電路部の端部に、前記絶縁層の端から前記タング部に向かって突き出るオーバーハング部が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のディスク装置用フレキシャ。
5. 前記オーバーハング部の厚さが前記メタルベースの前記主部の厚さよりも小さいことを特徴とする請求項４に記載のディスク装置用フレキシャ。

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