JP2006005040A - 配線基板、磁気ディスク装置、配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板同士の容易な接続が可能な配線基板およびその製造方法、ならびにそのような配線基板を有する磁気ディスク装置を提供すること。
【解決手段】第１の面と第２の面とを有し、少なくとも第１の面および第２の面に配線層を有し、第１の面の配線層と第２の面の配線層とがスルーホール内壁導電体により電気的導通され得、第１の面の配線層が部品実装用ランドを含んでいるリジッドな第１の基板と、第１の基板の第２の面に対向して配置され、第１の基板の第２の面に対向する面に接続ランドを有し、接続ランドが第１の基板のスルーホール内壁導電体の位置にほぼ合致して位置する屈曲性のある第２の基板と、第１の基板のスルーホール内壁導電体と第２の基板の接続ランドとを電気的・機械的に接続する接続部材とを具備する。
【選択図】図３

Description

本発明は、配線基板およびその製造方法、ならびに配線基板を有する磁気ディスク装置に係り、特に、小型の磁気ディスク装置に適用して好適な配線基板およびその製造方法、ならびにそのような配線基板を有する磁気ディスク装置に関する。

携帯機器や電子機器の高機能化、小型軽量化の進展に伴い、大容量ディジタル情報をストレージするための代表的な装置である磁気ディスク装置においてもその小型化が求められている。このような小型の磁気ディスク装置では、ディスク等が収容される容器部材であるディスクエンクロージャの部分のみならず外部と信号のやり取りを行うためのケーブルに相当するフレキシブル配線基板に至るまできめ細かな小型化への貢献が必要である。

ディスクエンクロージャ内部に配置される実装配線基板と、外部との接続のためのフレキシブル配線基板との間には、電気・電子部品を実装するための別の配線基板が必要とされる場合がある。その別の配線基板とフレキシブル配線基板とは、できるだけ簡易にかつ場所を取らない接続手段により接続されることが小型化のために重要である。

このような接続のために採用できそうな従来技術として下記特許文献１に開示のものがある。この技術では、リジッドな基板とフレキシブルな基板との接続に、フレキシブルな基板側に設けられたスルーホール導電体とリジッドな基板の側に設けられたランドとの半田による接続が用いられている。この構造では、基板接続のみのためスルーホール導電体やそこでの半田接続を必要とし、構成や製造工程の複雑化が避けられないと考えられる。
特開２００２−２３２０８８号公報

本発明は、上記の事情を考慮してなされたもので、配線基板およびその製造方法、ならびにその配線基板を有する磁気ディスク装置において、基板同士の容易な接続が可能な配線基板およびその製造方法、ならびにそのような配線基板を有する磁気ディスク装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る配線基板は、第１の面と第２の面とを有し、少なくとも前記第１の面および第２の面に配線層を有し、前記第１の面の配線層と前記第２の面の配線層とがスルーホール内壁導電体により電気的導通され得、前記第１の面の前記配線層が部品実装用ランドを含んでいるリジッドな第１の基板と、前記第１の基板の前記第２の面に対向して配置され、前記第１の基板の前記第２の面に対向する面に接続ランドを有し、前記接続ランドが前記第１の基板の前記スルーホール内壁導電体の位置にほぼ合致して位置する屈曲性のある第２の基板と、前記第１の基板の前記スルーホール内壁導電体と前記第２の基板の前記接続ランドとを電気的・機械的に接続する接続部材とを具備することを特徴とする。

すなわち、この配線基板では、屈曲性を有する第２の基板の上に設けられた接続ランドに対向してリジッドな第１の基板が有するスルーホール内壁導電体が位置している。このような状態において接続ランドとスルーホール内壁導電体とが接続部材により電気的・機械的に接続されている。よって、スルーホール内壁導電体に連結する第１の基板の配線層であって第２の基板とは反対側の面上のものには、通常と同様に配線パターンを設けることが可能である。また、その配線パターン上での表面実装工程で要する半田の塗布や溶融に合わせて上記の接続部材の塗布や溶融が可能である。したがって、工程的にも構成的にも容易な基板同士の接続が可能である。

また、本発明に係る磁気ディスク装置は、第１の面と第２の面とを有し、少なくとも前記第１の面および第２の面に配線層を有し、前記第１の面の配線層と前記第２の面の配線層とがスルーホール内壁導電体により電気的導通され得、前記第１の面の前記配線層が部品実装用ランドを含んでいるリジッドな第１の基板と、前記第１の基板の前記第２の面に対向して配置され、前記第１の基板の前記第２の面に対向する面に接続ランドを有し、前記接続ランドが前記第１の基板の前記スルーホール内壁導電体の位置にほぼ合致して位置する屈曲性のある第２の基板と、前記第１の基板の前記スルーホール内壁導電体と前記第２の基板の前記接続ランドとを電気的・機械的に接続する接続部材とを備え、前記第１の基板の前記第１の面の前記部品実装用ランドが面実装型コネクタ用ランドを含んでいる配線基板と、前記面実装型コネクタ用ランドに実装された面実装型コネクタと、前記面実装型コネクタを介して前記配線基板に電気的に接続された密閉構造のディスクエンクロージャとを具備することを特徴とする。

すなわちこの磁気ディスク装置は、上記の配線基板における第１の基板の面上（第２の基板が位置する側とは反対側）に面実装型コネクタを実装し、この実装されたコネクタを介して配線基板とディスクエンクロージャとが接続された構造である。したがって、磁気ディスク装置として容易な配線基板同士の接続が実現されている。

また、本発明に係る配線基板の製造方法は、リジッドな第１の基板の所定位置にスルーホール内壁導電体を形成する工程と、前記第１の基板の前記スルーホール内壁導電体の配置位置にほぼ合致するように、屈曲性を有する第２の基板の面上に接続ランドを配置・形成する工程と、前記第１の基板の前記スルーホール内壁導電体と前記第２の基板の前記接続ランドとがほぼ重なるように、前記第１の基板に対向して前記第２の基板の前記接続ランドが配置・形成された側の面を配置する工程と、前記第１の基板の前記スルーホール内壁導電体が配置された位置に半田を載置する工程と、前記載置された半田をリフローする工程とを具備することを特徴とする。

この製造方法は、上記の配線基板を製造するひとつの例である。

本発明によれば、基板同士の容易な接続を可能とする配線基板およびその製造方法、ならびにそのような配線基板を有する磁気ディスク装置を提供することができる。

本発明の実施態様として、前記第２の基板の一部がリボン状のケーブル部であり、該ケーブル部の先端部分にコネクタへの接続部が配設されている、とすることができる。ケーブル部にコネクタへの接続部をも配設したものである。

また、製造方法の実施態様として、前記第１の基板の前記スルーホール内壁導電体が配置された位置に半田を載置する前記工程は、クリーム半田の塗布による、とすることができる。半田の載置方法の一例である。ここで、前記クリーム半田の塗布はスクリーン印刷によることができる。スクリーン印刷によれば効率的に複数箇所の塗布が完了する。さらにここで、前記スクリーン印刷は、前記第１の基板の面上に形成された部品実装用ランド上にもクリーム半田を塗布するとしてもよい。同時に部品実装のためのクリーム半田塗布を行うものである。なお、スクリーン印刷による塗布のほかにクリーム半田をディスペンサでディスペンスする方法も採り得る。

また、実施態様として、前記第１の基板の前記スルーホール内壁導電体が配置された位置に半田を載置する前記工程は半田ボールの載置による、とすることができる。半田載置の別の方法例である。半田ボールの載置には例えばマウンタを利用することができる。その場合のフラックスの適用には、例えば、第１の基板上にフラックスをあらかじめスクリーン印刷しておくことや、半田ボールの一部表面上をフラックス槽に浸漬してから第１の基板上に載置することなどが考えられる。さらに実施態様として、前記第１の基板の前記スルーホール内壁導電体が配置された位置に半田を載置する前記工程は、クリーム半田の塗布および半田ボールの載置による、とすることもできる。例えば、スクリーン印刷のみでは半田量が不足する場合に採用することができる。

以上を踏まえ、以下では本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１ないし図３は、本発明の一実施形態に係る配線基板の製造工程を模式的に示す断面図（および一部上面図）である。図１は第１の基板としての製造工程、図２は第２の基板としての製造工程、図３は第１の基板と第２の基板との接続工程を示す。これらの図において同一または同一相当の部位には同一符号を付してある。

図１から説明する。まず、図１（ａ）に示すように、両面に金属（銅）層１２、１３が配され、リジッドな素材（例えばエポキシ樹脂）からなる絶縁板１１を有する両面銅張り絶縁板を用意する。絶縁板１１の厚さは例えば０．２ｍｍである。次に、図１（ｂ）に示すように、この両面銅張り絶縁板の所定の位置に例えばドリリングで貫通穴１４を形成する。さらに、図１（ｃ）に示すように、形成された貫通穴１４の内壁に導電体（スルーホール内壁導電体）１５を形成する。この導電体１５は、例えば無電解めっきおよび電解めっきの２段階のめっき工程により形成することができる。電解めっき工程では銅層１２、１３が電気供給のための導電体となる。

次に、図１（ｄ）に示すように、絶縁板１１の両面の銅層１２、１３をそれぞれ所定パターンにパターンニングし、パターン形成された銅層１２ａ、１３ａにする。このパターニングは、例えば周知のフォトリソグラフィ法を利用しエッチング加工によりなすことができる。パターン形成された銅層１２ａ、１３ａは、図示するように、スルーホール内壁導電体１５に連結する部分を有し、また、特に片面のパターン形成された銅層１２ａについては部品を実装するためのランドを有している。このほか銅層１２ａ、１３ａは、各ランドに電気的に導通する配線パターンを含む。なお、図１（ｄ）の工程のあと半田接続に必要のない配線パターン上は半田レジスト（不図示）を、露出した銅層１２ａのパターン上は腐食防止用のめっき層（不図示）を形成するようにしてもよい。以上により、第１の基板１０が用意される。

この基板１０は、いわゆるスルーホール両面基板としての構成になっているが、両面の銅層１２ａ、１３ａを電気的に導通できるスルーホール内壁導電体１５を有する限り、内部にも配線層を備えた多層基板であってももちろんよい。ここでの大きさは、小型の磁気ディスク装置に付帯する基板として使用するため、例えば２４ｍｍ×３２ｍｍである。

次に、図２を参照して、第２の基板２０の製造工程を説明する。まず、図２（ａ）に示すように、片面に金属（銅）層２２を有する、屈曲性を有する素材（例えば、ポリイミド樹脂）からなる絶縁板２１を用意する。絶縁板２１の厚さは例えば０．２ｍｍである。次に、図２（ｂ１）に示すように、銅層２２を所定パターンにパターニングし、パターン形成された銅層２２ａにする。このパターニングも、例えば周知のフォトリソグラフィ法を利用しエッチング加工によりなすことができる。

図１（ｂ２）（＝上面図）に示すように、パターン形成された銅層２２ａは、少なくとも、第１の基板１０との接続のための接続ランドとして、第１の基板１０に設けられたスルーホール内壁導電体１５の配置位置に合致するパターンを含む。さらにこの例では、外部と接続するためのコネクタ接続部２３における電極としてのパターンを含んでいる。図示していないが、コネクタ接続部２３の電極との各接続ランドとは、パターン形成された銅層２２ａの一部である配線パターンにより電気的に導通している。

なお、図２（ｂ１）、同（ｂ２）に示す工程のあと、半田接続に必要のない配線パターン上はカバーレイ（不図示）を、露出した銅層２２ａのパターン上は腐食防止用のめっき層（不図示）を形成するようにしてもよい。以上により第２の基板２０が用意される。

この基板２０は、いわゆる片面基板としての構成になっているが、両面基板や多層基板であってももちろんよい。大きさは、リボン状に突出した部分を除いて上記第１の基板１０と同じにすることができる。リボン状に突出した部分は屈曲するケーブル部として機能する。このためその先端部にはコネクタ接続部２３が配置される。

次に、図３を参照して、上記の第１の基板１０と第２の基板２０との接続工程を説明する。接続工程では、まず、図３（ａ１）、同（ａ２）に示すように、第１の基板１０の部品実装用ランドが配置・形成された面とは異なる側の面に対向して第２の基板２０のパターン形成された銅層２２ａが配置・形成された側の面を位置させ、かつスルーホール内壁導電体１５と基板２０の接続ランドとしての銅層２２ａとが重なるように重ね配置する。図３（ａ２）に示すように、第１の基板１０の上面にあるパターン形成された銅層１２ａには、スルーホール連結ランド３１、面実装型コネクタ用ランド３２、電子部品用ランド３３、電気部品用ランド３４などのランドが含まれる。図示していないが、これらのランド間は銅層１２ａの一部である配線パターンにより必要な電気的導通がなされている。

次に、図３（ｂ）に示すように、重ね配置された第１の基板１０の銅層１２ａ上の所定領域にクリーム半田３５を塗布する。このクリーム半田３５の塗布は、例えばスクリーン印刷を利用することにより効率的に行うことができる。スクリーン印刷自体は周知なので詳細は省略するが、簡単に述べるとメッシュ（網）やピット（貫通穴）が所定パターンに形成されたスクリーンマスクを介してクリーム半田などのペースト状または液状の組成物を印写する技術である。クリーム半田３５の塗布は、図示するように、スルーホール内壁導電体１５の上部を含み、このほか部品実装のため各ランド上にも行う。なお、スクリーン印刷に代えてディスペンサによってクリーム半田３５を銅層１２ａ上にディスペンスすることも可能である。

次に、図３（ｃ）に示すように、クリーム半田３５が塗布されたスルーホール内壁導電対１５上には半田ボール３７を、クリーム半田３５が塗布された各ランド上には実装部品（図では面実装型コネクタ３６）を例えばマウンタを用いてそれぞれ載置する。半田ボール３７は、クリーム半田３５が溶融してスルーホール内壁導電体１５の内側空間に取り込まれたときの体積不足分を補うもので、第１の基板１０の厚さが十分薄い場合やスルーホール内壁導電体１５上のクリーム半田３５の塗布体積を十分大きくできる場合には載置しなくてもよい。

次に、図３（ｄ）に示すように、例えばリフロー炉に基板全体を投入してクリーム半田３５および半田ボール３７をリフローさせる。これにより、第１の基板１０のスルーホール内壁導電体１５内には半田３８が満たされさらにこの半田３８が第２の基板２０上の銅層２２ａによる接続ランドに達して、第１の基板１０と第２の基板２０との電気的・機械的に接続なされる。なお、面実装型コネクタ３６などの部品も半田により基板１０に実装される。

以上のような基板同士の接続構造を有する配線基板は、第１の基板１０上に部品を実装するためのランドなどの構成とそのランドに部品を実装する工程とを両者利用して、同時に第２の基板２０との接続をなすことができる。したがって、構成的にも工程的にも容易な基板同士の接続を実現している。

なお、図３（ｂ）に示した工程では、スルーホール内壁導電体１５上にクリーム半田３５を塗布しているが、クリーム半田３５の塗布をほかのランド上のみにして、スルーホール内壁導電体１５上には半田ボール３７を載置するだけとする製造方法も可能である。その場合のスルーホール内壁導電体１５上でのフラックス適用には、例えば、第１の基板上１０上にフラックスをあらかじめスクリーン印刷しておくことや、マウンタにより半田ボール３７の一部表面上をフラックス槽に浸漬してから第１の基板１０上に載置することなどが考えられる。この製造方法でもやはり、第１の基板１０上に部品を実装するためのランドなどの構成とそのランドに部品を実装する工程とを利用して、同時に第１の基板１０と第２の基板２０との接続が実現される。

次に、図４を参照して、以上のようにして製造される配線基板を磁気ディスク装置に付帯させた態様について説明する。図４は、本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置の構成を示す正面（一部断面）図であり、すでに説明した部位と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。その部分は加える事項がない限り説明を省略する。

図４に示すように、この磁気ディスク装置は、第１の基板１０と第２の基板２０とを接続した上記説明の基板における第１の基板１０上に面実装型コネクタ３６を実装し、この面実装型コネクタ３６を介して密閉構造のディスクエンクロージャ４１と上記説明の基板とを電気的に接続したものである。ディスクエンクロージャ４１の内部には面実装型コネクタ３６に電気的に接続された実装基板が内蔵されている。このような磁気ディスク装置は、磁気ディスク装置として容易な配線基板同士の接続が実現されている。そのうちリジッドな第１の基板１０上には部品が実装され、屈曲性を有する第２の基板２０のリボン状に突起した部分がケーブルとして機能する。基板として必要な多様な機能を小型・容易な構成で実現する。

本発明の一実施形態に係る配線基板の製造工程を模式的に示す断面図（第１の基板）。 本発明の一実施形態に係る配線基板の製造工程を模式的に示す断面図および上面図（第２の基板）。 本発明の一実施形態に係る配線基板の製造工程を模式的に示す断面図および上面図（第１の基板と第２の基板との接続工程）。 本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置の構成を示す正面（一部断面）図。

符号の説明

１０…第１の基板、１１…リジッドな絶縁板、１２、１３…銅層、１２ａ、１３ａ…パターン形成された銅層、１４…貫通穴、１５…スルーホール内壁導電体、２０…第２の基板、２１…屈曲性のある絶縁板、２２…銅層、２２ａ…パターン形成された銅層（接続ランド）、２３…コネクタ接続部、３１…スルーホール連結ランド、３２…面実装型コネクタ用ランド、３３…電子部品用ランド、３４…電気部品用ランド、３５…クリーム半田、３６…面実装型コネクタ、３７…半田ボール、３８…半田（接続部材）、４１…ディスクエンクロージャ。

Claims (9)

1. 第１の面と第２の面とを有し、少なくとも前記第１の面および第２の面に配線層を有し、前記第１の面の配線層と前記第２の面の配線層とがスルーホール内壁導電体により電気的導通され得、前記第１の面の前記配線層が部品実装用ランドを含んでいるリジッドな第１の基板と、
   前記第１の基板の前記第２の面に対向して配置され、前記第１の基板の前記第２の面に対向する面に接続ランドを有し、前記接続ランドが前記第１の基板の前記スルーホール内壁導電体の位置にほぼ合致して位置する屈曲性のある第２の基板と、
   前記第１の基板の前記スルーホール内壁導電体と前記第２の基板の前記接続ランドとを電気的・機械的に接続する接続部材と
   を具備することを特徴とする配線基板。
2. 前記第２の基板の一部がリボン状のケーブル部であり、該ケーブル部の先端部分にコネクタへの接続部が配設されていることを特徴とする請求項１記載の配線基板。
3. 第１の面と第２の面とを有し、少なくとも前記第１の面および第２の面に配線層を有し、前記第１の面の配線層と前記第２の面の配線層とがスルーホール内壁導電体により電気的導通され得、前記第１の面の前記配線層が部品実装用ランドを含んでいるリジッドな第１の基板と、前記第１の基板の前記第２の面に対向して配置され、前記第１の基板の前記第２の面に対向する面に接続ランドを有し、前記接続ランドが前記第１の基板の前記スルーホール内壁導電体の位置にほぼ合致して位置する屈曲性のある第２の基板と、前記第１の基板の前記スルーホール内壁導電体と前記第２の基板の前記接続ランドとを電気的・機械的に接続する接続部材とを備え、前記第１の基板の前記第１の面の前記部品実装用ランドが面実装型コネクタ用ランドを含んでいる配線基板と、
   前記面実装型コネクタ用ランドに実装された面実装型コネクタと、
   前記面実装型コネクタを介して前記配線基板に電気的に接続された密閉構造のディスクエンクロージャと
   を具備することを特徴とする磁気ディスク装置。
4. リジッドな第１の基板の所定位置にスルーホール内壁導電体を形成する工程と、
   前記第１の基板の前記スルーホール内壁導電体の配置位置にほぼ合致するように、屈曲性を有する第２の基板の面上に接続ランドを配置・形成する工程と、
   前記第１の基板の前記スルーホール内壁導電体と前記第２の基板の前記接続ランドとがほぼ重なるように、前記第１の基板に対向して前記第２の基板の前記接続ランドが配置・形成された側の面を配置する工程と、
   前記第１の基板の前記スルーホール内壁導電体が配置された位置に半田を載置する工程と、
   前記載置された半田をリフローする工程と
   を具備することを特徴とする配線基板の製造方法。
5. 前記第１の基板の前記スルーホール内壁導電体が配置された位置に半田を載置する前記工程が、クリーム半田の塗布によることを特徴とする請求項４記載の配線基板の製造方法。
6. 前記第１の基板の前記スルーホール内壁導電体が配置された位置に半田を載置する前記工程が、半田ボールの載置によることを特徴とする請求項４記載の配線基板の製造方法。
7. 前記第１の基板の前記スルーホール内壁導電体が配置された位置に半田を載置する前記工程が、クリーム半田の塗布および半田ボールの載置によることを特徴とする請求項４記載の配線基板の製造方法。
8. 前記クリーム半田の塗布が、スクリーン印刷によることを特徴とする請求項５記載の配線基板の製造方法。
9. 前記スクリーン印刷が、前記第１の基板の面上に形成された部品実装用ランド上にもクリーム半田を塗布するものであることを特徴とする請求項８記載の配線基板の製造方法。

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