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発明の名称 配線一体型サスペンション及びその製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−344722(P2001−344722A)
公開日 平成13年12月14日(2001.12.14)
出願番号 特願2000−156504(P2000−156504)
出願日 平成12年5月26日(2000.5.26)
代理人
発明者 星野 昭裕
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】SUS基板、絶縁層、密着金属層、配線層及び保護膜層からなるハードディスク装置のサスペンションにおいて、前記絶縁層上に凸状の絶縁層を設け、前記凸状の絶縁層を覆うようにして密着金属層、配線層、保護膜層を形成したことを特徴とする配線一体型サスペンション。
【請求項2】前記配線層がCu/Ni/Auの3層構成からなり、まず、前記凸状の絶縁層上に所定の厚みのCuの導体層が、さらに前記Cuの導体層の上面及び側面を覆うようにNi層が、さらに前記Ni層の上面と側面を覆うようにAu層が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の配線一体型サスペンション。
【請求項3】以下の工程を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の配線一体型サスペンションの製造方法。
(a)SUS基板上の所定位置ににポリイミド膜からなる絶縁層を形成する工程。
(b)前記絶縁層の所定位置に凸状の絶縁層を形成する工程。
(c)前記SUS基板、前記絶縁層及び前記凸状の絶縁層上にスパッタリング等によりCr及びCu薄膜からなる密着金属層を形成する工程。
(d)前記密着金属層上に配線層をめっきで形成するためのめっきレジストパターンを形成する工程。
(e)前記めっきレジストパターンをマスクにして電解Cuめっきにて前記凸状の絶縁層上に所定厚みの凹状のCuの導体層を形成する工程。
(f)前記めっきレジストパターンをRIE(リアクティブ・イオン・エッチング)等で所定量エッチングして、所定厚のレジストパターンを形成する工程。
(g)前記レジストパターンをマスクにして電解Niめっき及び電解Auめっきを行い、前記凹状のCuの導体層上にNi層及びAu層を形成する工程。
(h)所定の剥離液で前記レジストパターン除去し、前記レジストパターン下部の前記密着金属層をフラッシュエッチングで除去し、前記SUS基板上の前記絶縁層上に電気的に絶縁された前記配線層を形成する工程。
(i)SUS基板上の前記配線層上に保護膜層を形成する工程。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピューター、映像記録装置、録音装置等の記憶装置に用いられるハードディスク装置の磁気ヘッドに使用される配線一体型サスペンション(フレクシャ)に関し、より詳細には、 金属サスペンション上に絶縁層を介して配線層を厚膜で形成した配線一体型ワイヤレスサスペンションに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、磁気ヘッドサスペンション上の磁気ヘッドと磁気ディスク装置のリード・ライト回路との配線は被覆導線で行われていたが、磁気ディスク装置の小型化、薄型化が進んでディスク間隔が狭くなり、これに伴い、磁気ヘッドサスペンションの小型化、薄型化が進められている。磁気ヘッドサスペンション上の磁気ヘッドと磁気ディスク装置のリード・ライト回路との配線は、絶縁性フィルム上に複数の導体を形成したフレキシブル配線フィルムが用いられている。
【0003】従来の磁気サスペンションの構造組立例としては特開平8―45213号公報に開示されている。図4に従来の磁気サスペンションの概念的な断面構成図を示す。バネ性金属基板31の一方の面にポリイミド樹脂からなる絶縁層32が10〜50μmの厚さで形成されている。この絶縁層32上に銅の導体層33、Ni層34(めっき厚:約0.1μm)及びAu層35(めっき厚:約1μm)からなる配線層41が形成され、その上に端子部等の所要の箇所に開口を有する保護膜層36(ポリイミド樹脂)が形成されたものである。これは、引き出し配線部材とサスペンションが一体に構成された配線一体型サスペンションである。この場合、小型化、薄型化には対応できるものの、配線層の厚みが約10μmあり、引き出し配線上を流れる0.2〜2GHzの信号に対応出来ていない。特に表皮効果が影響する周波数での使用は考えておらず、表皮効果によって、約10μm厚の配線層全体に流れるか、表面に流れるか変化する。インピーダンスの変化に対応できていない構造である。
【0004】近年の記憶装置の大容量、高速化、小型化の傾向は、ハードディスク装置においても使用される部品の小型化及び配線層の500MHz以上の高周波数対応が要求されている。500MHz〜1GHzオーダーの高周波になると、配線を流れる電流は配線層の表面(2〜3μmの深さ)を主に流れる(表皮効果)ため、配線層の抵抗値は上昇する。従来、配線層は主に3層構造になっている。最下層がCuで約10μm厚、その上に約0.1μm厚のNi層、さらに約1μm厚のAu層が形成されている。配線層を流れる電流が100MHz程度の高周波の場合にはほぼ均一に流れるが、1GHzオーダーになると配線断面の中心部にはほとんど流れず、主に表面層を流れるため電流の流れる断面積が小さくなり抵抗値が増加する。そこで表面層の面積を増やすとともに表面層の低抵抗層を増やす工夫が要求される。
【0005】また、インピーダンス不整合による反射等が原因の波形変形を防ぐため、インピーダンスマッチングが要求される。また、表面層のなめらかさもインピーダンスに関係し反射に影響を及ぼす。配線層の膜厚の均一化が重要になる。また、高周波になるほど配線層の接合部での反射等を考えると配線長が短い方が望ましく、特に信号の周波数の波長の1/4以下の配線長にすれば多少反射があっても問題はなくなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】1GHzと高周波の場合でも、配線一体型サスペンションの配線層のインピーダンスマッチングが取れること。配線層を流れる信号が1GHzオーダーの高周波になった場合には、配線表面層の抵抗値や膜厚の制御が特に必要になる。
【0007】本発明は、従来の構造の配線層に比較し、表皮効果の影響が少なく1GHzオーダーまでインピーダンスマッチングがとれる配線一体型サスペンション及びその製造方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に於いて上記問題を解決するため、まず請求項1においては、 SUS基板、絶縁層、密着金属層、配線層及び保護膜層からなるハードディスク装置のサスペンションにおいて、前記絶縁層上に凸状の絶縁層を設け、前記凸状の絶縁層を覆うようにして密着金属層、配線層、保護膜層を形成したことを特徴とする配線一体型サスペンションとしたものである。
【0009】また、請求項2においては、前記配線層がCu/Ni/Auの3層構成からなり、まず、前記凸状の絶縁層上に所定の厚みのCuの導体層が、さらに前記Cuの導体層の上面及び側面を覆うようにNi層が、さらに前記Ni層の上面と側面を覆うようにAu層が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の配線一体型サスペンションとしたものである。
【0010】さらにまた、請求項3においては、以下の工程を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の配線一体型サスペンションの製造方法としたものである。
(a)SUS基板上の所定位置ににポリイミド膜からなる絶縁層を形成する工程。
(b)前記絶縁層の所定位置に凸状の絶縁層を形成する工程。
(c)前記SUS基板、前記絶縁層及び前記凸状の絶縁層上にスパッタリング等によりCr及びCu薄膜からなる密着金属層を形成する工程。
(d)前記密着金属層上に配線層をめっきで形成するためのめっきレジストパターンを形成する工程。
(e)前記めっきレジストパターンをマスクにして電解Cuめっきにて前記凸状の絶縁層上に所定厚の凹状のCuの導体層を形成する工程。
(f)前記めっきレジストパターンをRIE(リアクティブ・イオン・エッチング)等で所定量エッチングして、所定厚のレジストパターンを形成する工程。
(g)前記レジストパターンをマスクにして電解Niめっき及び電解Auめっきを行い、前記凹状のCuの導体層上にNi層及びAu層を形成する工程。
(h)所定の剥離液で前記レジストパターンを除去し、前記レジストパターン下部の前記密着金属層をフラッシュエッチングで除去し、前記SUS基板上の前記絶縁層上に電気的に絶縁された前記配線層を形成する工程。
(i)SUS基板上の絶縁層及び配線層上に保護膜層を形成する工程。
【0011】
【発明の実施の形態】図1に本発明の配線一体型サスペンションの一実施例を示す平面図を、図2に本発明の配線一体型サスペンションの一実施例を示す平面図をA−A線で切断した配線層の模式構成断面図を示す。本発明の配線一体型サスペンションは図1及び図2に示すようにSUS基板11上の絶縁層12の所定位置に凸状の絶縁層13が形成されており、凸状の絶縁層13を覆うように導体層16、Ni層18a及びAu層18bからなる配線層21及び保護膜層29が形成されたもので、配線層21を凸状の絶縁層13を取り囲むように形成することで、配線層の表面積/断面積を大きくすることができ、周波数によって抵抗値が変化する割合が減少する。従って、配線層を流れる信号の周波数に依存した抵抗値の変化が小さくなり、波形変形(なまり)は小さくなり、ジッターが減少する。さらに、表皮効果を減少させるために、配線層の表面積/断面積を増やし、細かく分割したり、中空の配線にすること等が考えられる。
【0012】本発明の配線一体型サスペンションは、配線層の断面形状を、上記のように断面積を小さく、表面積を大きくすることで、配線層の伝達特性がGHzオーダーまで減衰することがなく、データ速度の高速化に対応できる。
【0013】以下,本発明の配線一体型サスペンションの作製方法について述べる。図3(a)〜(h)に、本発明の配線一体型サスペンションの製造方法を工程順に示す模式構成断面図を示す。まず、SUS基板11上に液状の感光性ポリイミド溶液をロールコート等により塗布し、90℃で100分プレベークして20μm厚のポリイミド感光層を形成する。さらに、フォトマスクを用いて、露光、現像等との一連のパターニング処理を行い、窒素置換したイナートオーブンで、350℃、1時間のポリイミドキュアを行って、SUS基板11上に10μm厚の絶縁層12を形成する(図3(a)参照)。
【0014】次に、絶縁層12上に液状の感光性ポリイミド溶液をロールコート等により塗布し、所定厚のポリイミド感光層を形成し、一連のパターニング処理、ポリイミドキュアを行って、凸状の絶縁層13を形成する(図3(b)参照)。
【0015】次に、 SUS基板11、絶縁層12及びめっき凸状の絶縁層13上にスパッタリング等により約200Å厚のCr層及び2000Å厚のCu層からなる密着金属層14を形成する(図3(c)参照)。
【0016】次に、配線層をめっきで形成するためのめっき用レジストパターン15を形成する(図3(d)参照)。具体的には、めっき用レジストをロールコーターで塗布し、プレベーク、パターニング処理、ポストベークを行って約15μm厚のめっき用レジストパターン15を形成する。
【0017】次に、めっき用レジストパターン15をマスクにして電解銅めっきを行い凸状の絶縁層13上に所定厚みの凹状の導体層16を形成する(図3(e)参照)。具体的には、まず、密着金属層14のCu層表面の濡れ性を改善するため界面活性剤の水溶液で処理を行った後、ソフトエッチングして、酸化膜を除去し、電解銅めっき槽にセットして銅めっきを行い、凸状の絶縁層13上に10μm厚の凹状の導体層16を形成する。
【0018】次に、平行平板型のRIEエッチング装置で、めっきレジストパターン15を所定量エッチングして、レジストパターン17を形成する(図3(f)参照)。このレジストパターン17は凹状の導体層16にNi層及びAu層を形成するためのめっきマスクとなるものである。
【0019】次に、レジストパターン17をめっきマスクにして、電解ニッケルめっき及び電解Auめっきを行い、凹状の導体層16の表面に所定厚みのNi層及びAu層を形成する(図3(g)参照)。
【0020】次に、レジストパターン17をアルカリ剥離液で剥離処理し、レジストパターン17下部にあった密着金属層14をフラッシュエッチングで除去し、SUS基板11の絶縁層12上に電気的に絶縁された凹状の配線層21を形成する(図3(h)参照)。
【0021】次に、凹状の配線層21上にポリイミドにて保護膜層19を形成し、本発明の配線一体型サスペンション10を得る(図2(b)参照)。具体的には、まず、感光性ポリイミドを絶縁層12及び配線層21上に所定厚塗布し、プレベーク、パターニング処理、350℃、1時間のポリイミドキュアを行い、保護膜層19を形成する。
【0022】通常は、配線一体型サスペンション10は所定サイズのSUS基板11に多面付けされて、上記製造工程で作製されるので、最後に配線一体型サスペンションを個別にSUS基板11から切り出す工程が必要になり、通常フォトエッチングプロセスで個々の配線一体型サスペンションに切り出される。
【0023】
【実施例】以下実施例により本発明を詳細に説明する。まず、SUS基板11上に液状の感光性ポリイミド(東レフォトニース)をロールコートにて塗布し、90℃100分プレベークして、20μm厚みのポリイミド感光層を形成し、サスペンションの絶縁層用のクロムフォトマスクを用い、投影露光機(オーク製作所製)で適量露し、スプレー式の溶剤現像装置で10分間現像を行い、最後に超音波洗浄機で仕上げ現像を2分間行い、光洋リンドバーグ製の窒素置換したイナートオーブンで、350℃、1時間のポリイミドキュアを行い、SUS基板11の所定位置に10μm厚の絶縁層12を形成した。
【0024】次に、液状の感光性ポリイミドを10μmの厚みでコートし、露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、350℃1時間のポリイミドキュアを行い、絶縁層12の所定位置に凸状の絶縁層13を形成した。
【0025】次に、アネルバ製のマグネトロンスパッタ装置を用いて、まず、凸状の絶縁層13表面をイオンボンバード処理し、DCマグネトロンスパッタで200Å厚のCr層を、さらにDCスパッタにて2000Å厚のCu層を形成し、密着金属層14を形成した。
【0026】次に、めっき用レジスト(東京応化製)をロールコータで約15μm厚塗布し、90℃、30分間プレベークしてレジストを形成した。さらに、露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、100℃、20分のポストベークを行いめっき用レジストパターン15を形成した。
【0027】次に、密着金属層14のCu層表面の濡れ性を改善するため界面活性剤の水溶液(エースクリーン)で処理を行った後、10%硫酸溶液でソフトエッチングして酸化膜を除去し、電解銅めっきにて2.5A/cm2の電流密度で銅めっきを行い、凸状の絶縁層13上に10μm厚の凹状の導体層16を形成した。
【0028】次に、日本真空製の平行平板型のRIEエッチング装置で、酸素プラズマでめっきレジストパターン15を約8〜10μmエッチングし、レジストパターン17を形成した。
【0029】次に、レジストパターン17をめっきマスクにして凹状の導体層16表面に、電流密度2.0A/cm2で電解ニッケルめっきを行いNi層を形成し、さらに電解Auめっきにて約1μm厚のAu層を形成した。
【0030】次に、レジストパターン17をアルカリ溶液にて剥離処理し、レジストパターン17下部にあった密着金属層14をフラッシュエッチングで除去し、 SUS基板11の絶縁層12上に電気的に絶縁された凹状の配線層21を形成した。
【0031】次に、配線層21及び絶縁層12上に5μm厚の感光性ポリイミドをコートし、プレベーク、露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、窒素置換したイナートオーブンで350℃1時間のキュアを行い、保護膜層19を形成し、SUS基板11上に多面付けされた配線一体型のサスペンションを得た。
【0032】最後に、多面付けされた配線一体型サスペンションを個別にSUS基板11から、フォトエッチングプロセスにて切り出し、本発明の配線一体型のサスペンションを得た。
【0033】
【発明の効果】上記配線一体型サスペンションの構成にすることにより、高周波領域での表皮効果による配線層のローパスフィルター化を防止することができ、波形の歪みを減少させ、1GHzオーダーの高周波にも対応できるハードディスク装置用の配線一体型サスペンションを得ることができる。




 

 


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