JP4095082B2

JP4095082B2 - 磁気ヘッドアッセンブリのフレキシブル配線板

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Publication number: JP4095082B2
Application number: JP2005252118A
Authority: JP
Inventors: 道治本西
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2005-08-31
Filing date: 2005-08-31
Publication date: 2008-06-04
Anticipated expiration: 2025-08-31
Also published as: CN1925004A; JP2007066444A; US20070047149A1; CN100423087C; US7672082B2

Description

本発明は、ハードディスク装置等に使用される磁気ヘッドアッセンブリのフレキシブル配線板に関する。

磁気ヘッドアッセンブリには、該磁気ヘッドアッセンブリの自由端部に固定したヘッド本体（磁気ヘッドスライダ）と該磁気ヘッドアッセンブリ外の回路系とを導通接続するためのフレキシブル配線板が備えられている。このフレキシブル配線板は一般に、一端部がヘッド本体に接続され、他端部が外部回路系に接続される配線パターンと、この配線パターンを保護する絶縁保護膜と、この絶縁保護膜と配線パターンに沿う金属製のベース材とを有しており、その長さ方向の一部を直角方向に折り曲げられた状態で磁気ヘッドアッセンブリに固定されている。この種のフレキシブル配線板は、特許文献１〜４に記載されている。
特開２０００−４８３３９号公報特開２０００―３３１３２３号公報特開２００１−１１１１７８号公報特開２００４−３３５０４２号公報

しかしながら、従来構造では、フレキシブル配線板を直角方向に曲折すると、その曲折部の一部に曲げ応力が集中し、絶縁保護膜にクラックが発生してしまう場合があった。絶縁保護膜にはポリイミドのような絶縁樹脂材料が用いられているが、配線パターンの保護を強化すべく絶縁保護膜の機械的強度を上げると、クラック発生の危険性は高くなる。

本発明は、上述の従来課題に鑑みてなされたもので、曲折部でのクラック発生を防止して信頼性向上を図れる磁気ヘッドアッセンブリのフレキシブル配線板を得ることを目的とする。

本発明は、フレキシブル配線板への曲げ応力の集中を緩和すれば、曲折部でのクラック発生を回避できることに着目してなされたものである。

すなわち、本発明は、磁気ヘッドアッセンブリの自由端部に固定したヘッド本体に一端部が接続され、他端部が該磁気ヘッドアッセンブリ外の回路系に接続される配線パターンと、この配線パターンを保護する絶縁性保護膜と、この絶縁性保護膜と配線パターンに沿う金属製のベース材とを有し、このベース材には該ベース材を曲折する際のガイドとなる曲折ガイド貫通穴が形成されている磁気ヘッドアッセンブリのフレキシブル配線板において、曲折ガイド貫通穴に、ベース材の曲折幅方向の残存幅を局部的に短くするノッチを、該ベース材の長さ方向に位置を異ならせて複数付与したこと、及び、ベース材は、前記複数のノッチにより、配線パターンと絶縁性保護膜を内側にして曲折されていることを特徴としている。

上記構成によれば、フレキシブル配線板に曲げ応力を加えると、該フレキシブル配線板は複数のノッチで段階的に曲折されるので、局部的に曲げ応力が集中することがなく、絶縁保護膜におけるクラック発生を回避することができる。

複数のノッチは、曲折ガイド貫通穴の内側からベース材の外縁に向かって幅狭になる切込溝により形成することができる。または、ベース材の外縁から曲折ガイド貫通穴に向かって幅狭になる切込溝から形成することができる。あるいは、曲折ガイド貫通穴の内側からベース材の外縁に向かって幅狭になる切込溝とベース材の外縁から曲折ガイド貫通穴に向かって幅狭になる切込溝との組み合わせにより、形成されていてもよい。

複数のノッチは、ベース材の長さ方向の中心線に関して線対称形状で形成されていることが好ましい。線対称形状とすることで、各ノッチの中央位置が曲折基準となり、ノッチ位置でフレキシブル配線板をより安定に曲折させることができる。

複数のノッチは、ベース材の曲折幅方向にそれぞれ一対で設けた切込溝からなることが好ましい。一対のノッチが曲折幅方向に対向配置されていることで、該ノッチ位置でフレキシブル配線板をより簡単に曲折させることができる。

曲折ガイド貫通穴は、ベース材の長さ方向において、最も外側のノッチよりも長く延びて形成されていることが好ましい。この態様によれば、絶縁保護膜は曲折ガイド貫通穴でベース材との接着から解放されて撓みやすくなり、クラック発生をより防止できる。

ベース材はステンレス製とし、絶縁保護膜はポリイミドからなることが実際的である。

本発明によれば、曲折部におけるクラック発生を防止して信頼性向上を図れる磁気ヘッドアッセンブリのフレキシブル配線板を得られる。

はじめに、図１及び図２を参照して、本発明による磁気ヘッドアッセンブリのフレキシブル配線板を備えたハードディスク装置の全体構造を説明する。

回転軸１１を中心に回転駆動されるハードディスク（磁気ディスク）１２の外には、スイングアーム２０の基部が回転軸１３を中心に往復揺動自在に支持されている。スイングアーム２０は、フレキシャ２２とロードビーム２３（図２）から構成されている。フレキシャ２２は、板ばね状の可撓性を有する薄い金属板であって、ヘッド本体（磁気ヘッドスライダ）２１を接着固定した自由端部２２ａを有し、ロードビーム２３の先端部に、該ロードビーム２３に対してヘッド本体２１を弾性的に浮遊支持した状態で装着されている。アクチュエータ１４によってスイングアーム２０が回転軸１３を中心に往復揺動すると、ヘッド本体２１がハードディスク１２の略半径方向に往復移動する。

フレキシャ２２の表面には、フレキシブル配線板４０が樹脂接着剤等により装着されている。フレキシブル配線板４０は、ステンレス製のベース材４１と、ベース材４１上に形成された複数の配線パターン４２と、複数の配線パターン４２を被覆して保護する絶縁保護膜４３と、絶縁保護膜４３の表面を覆うカバー膜４４で構成されている。複数の配線パターン４２は、ＣｕやＷ等の導電材料により薄膜形成されていて、一端部がヘッド本体２１に接続され、他端部が外部回路系（記録再生回路１５及び制御回路１６）に接続されている。各配線パターン４２の一端部とヘッド本体２１とは、金ボールを用いてボンディングされている。絶縁保護膜４３は例えばポリイミドなどの絶縁樹脂材料から形成され、カバー膜４４は例えばポリイミドから形成されている。ここで、ベース材４１の厚さは１５〜２５μｍ程度、配線パターン４２の厚さは１８μｍ以下程度、絶縁保護膜４３及びカバー膜４４のそれぞれの厚さは１０〜４０μｍ程度である。

このフレキシブル配線板４０は、図２に拡大して示すように、フレキシャ２２の自由端部２０ａから両側縁部に沿って延び、フレキシャ２２の後端縁部からさらに引き出されて一つにまとめられた後、スイングアーム２０の側面に沿って直角方向に曲折された状態で固定されている。フレキシブル配線板４０の曲折部４０Ａには、ベース材４１の長さ方向に延びる長方形状の曲折ガイド貫通穴５０（図３参照）が該ベース材４１を切り欠いて形成されている。曲折ガイド貫通穴５０は、フレキシブル配線板４０を折り曲げる際の曲折ガイドであり、ベース材４１の機械的強度を部分的に弱めることによってフレキシブル配線板４０を曲折容易としている。この曲折ガイド貫通穴５０には、絶縁保護膜４３の裏面が一部露出している。

制御回路１６は、ハードディスク装置全体の制御手段として機能し、具体的にはヘッド本体２１と記録再生回路１５との間で記録再生情報信号を授受させると共に、ヘッド本体２１がハードディスク１２から受けたトラッキング信号に基づきアクチュエータ１４を駆動制御してスイングアーム２０及びヘッド本体２１を正しいトラック位置に制御する。

次に、図２及び図３を参照し、本実施形態の特徴部分であるフレキシブル配線板の曲折部について詳細に説明する。図２はフレキシブル配線板４０を拡大して示す斜視図であり、図３はフレキシブル配線板４０の曲折部４０Ａに設けた曲折ガイド貫通穴５０及びノッチ５１（共に曲折される前の状態）を示す平面図である。

フレキシブル配線板４０の曲折部４０Ａには、上述したようにフレキシブル配線板４０を折り曲げる際にガイドとなる曲折ガイド貫通穴５０がベース材４１に設けられており、この曲折ガイド貫通穴５０に、ベース材４１の曲折幅方向（図３の上下方向）の残存幅Ｗを局部的に短くして曲折基準を与えるノッチ５１が複数形成されている。

複数のノッチ５１は、曲折ガイド貫通穴５０を挟んで対向するように曲折幅方向に対で設けられ、ベース材４１の長さ方向（図３の左右方向）にそれぞれ位置を異ならせて配置されている。各ノッチ５１は、曲折ガイド貫通穴５０の内側からベース材４１の外縁に向かって狭まるＶ字状の切込溝であり、図３に点線で示す仮想の曲折基準線Ｃに関して対称形状をなしている。別言すれば、各ノッチ５１はベース材４１の長さ方向（図３の左右方向）の中央位置で溝幅が最も狭くなり、曲折幅方向で対向する各対のノッチ５１の中央位置を結ぶ直線をそれぞれ曲折基準線Ｃとしてある。

フレキシブル配線板４０の曲折部４０Ａにおいて、ベース材４１の曲折幅方向の残存幅は、各ノッチ５１の中央位置で最小幅Ｗｍｉｎとなり、曲折ガイド貫通穴５０及びノッチ５１が両方ともに形成されていない領域で最大値Ｗｍａｘとなる。この最大値Ｗｍａｘはベース材４１自体の幅寸法に等しい。曲折ガイド貫通穴５０が形成されノッチ５１が形成されていない領域のベース材４１の残存幅Ｗ１は、Ｗｍｉｎ＜Ｗ１＜Ｗｍａｘを満足する。ベース材４１は、その曲折幅方向の残存幅が短くなるほど、機械的強度が弱まって曲がりやすくなる。よって、フレキシブル配線板４０の曲折部４０Ａに曲げ応力を加えると、該曲折部４０Ａは、曲折幅方向で対向する各対のノッチ５１の中心位置を結ぶ直線（曲折基準線Ｃ）で容易に曲折される。曲折部４０Ａの曲率は、各ノッチ５１の外縁形状の曲率によって規定されている。

絶縁保護膜４３は、ベース材４１に曲折ガイド貫通穴５０及び複数のノッチ５１が形成されていることから、曲折部４０Ａにおいて、ベース材４１との接着から一部解放され、撓みやすくなっている。また、曲折ガイド貫通穴５０は、複数のノッチ５１のうち最も外側に位置するノッチよりもベース材４１の長さ方向に延びて形成されている。このように曲折ガイド貫通穴５０がベース材４１の長さ方向に延長されていると、ベース材４１との接着から解放される絶縁保護膜４３の領域が増大し、絶縁保護膜４３の屈曲自由度をより高めることができる。

上記構成のフレキシブル配線板４０は、図４（Ａ）、（Ｂ）に示される手順により、カバー膜４４側を内側にして直角方向（絶縁保護膜４３側から見て谷折り）に曲折される。

具体的には、先ず、図４（Ａ）に示すように、ベース材４１を裏面にしてフレキシブル配線板４０を設置し、表面のカバー膜４４側から押え部材６０をのせて曲折ガイド貫通穴５０の一端側のフレキシブル配線板４０を固定する。そして、同図４（Ａ）に示すように、曲折ガイド貫通穴５０の他端側（押え部材６０で固定されていない側）のフレキシブル配線板４０を上方（図示矢印側）に向かって起こし、曲折ガイド貫通穴５０の一端側と他端側の間でフレキシブル配線板４０に曲げ応力を加える。すると、図４（Ｂ）に示すように、フレキシブル配線板４０はベース材４１が各ノッチ５１の中央位置（図３の曲折基準線Ｃで示す位置）で段階的に曲折され、曲折ガイド貫通穴５０の一端側と他端側とが直角方向を向く曲折部４０Ａが得られる。この曲折部４０Ａは、フレキシブル配線板４０の上記１回の起立動作で得られる。本実施形態では、曲折ガイド貫通穴５０の２箇所に一対のノッチ５１が形成されているので、フレキシブル配線板４０の曲折部４０Ａは２段階の曲げで構成され、各一対のノッチ５１で４５度ずつ曲げられている。

以上のように本実施形態では、ベース材４１の曲折幅方向の残存幅を局部的に短くしてフレキシブル配線板４０に曲折基準を与える複数のノッチ５１を設けたので、複数のノッチ５１でフレキシブル配線板４０を段階的に曲折することができる。このようにフレキシブル配線板４０が段階的に曲折されていると、該フレキシブル配線板４０（ベース材４１、配線パターン４２、絶縁保護膜４３及びカバー膜４４）の受ける曲げ応力が分散されることから、絶縁保護膜４３の伸びが緩和され、クラック発生を防止することができる。また本実施形態では、曲折ガイド貫通穴５０が最も外側のノッチよりもベース材４１の長さ方向に長く延出形成されているので、絶縁保護膜４３の屈曲自由度が高められ、これによってもクラック発生を防止することができる。以上により、クラックのない高信頼性のフレキシブル配線板４０が得られ、絶縁保護膜４３の機械的強度の向上にも対応可能である。

以上の本実施形態では、複数のノッチ５１を曲折ガイド貫通穴５０と一体に形成しているが、複数のノッチ５１は曲折ガイド貫通穴５０と別体で形成されていてもよく、種々の変形が可能である。

図５及び図６は、曲折ガイド貫通穴５０に付与するノッチの変形例を示している。図５に示す第１変形例は、曲折ガイド貫通穴５０とは別体で形成され、該曲折ガイド貫通穴５０の外方からベース材の曲折幅方向の残存幅を局部的に短くするノッチ１５１を複数付与した態様である。複数のノッチ１５１は、ベース材４１の外縁から曲折ガイド貫通穴５０に向かって幅狭になるＶ字状の切込溝であって、ベース材４１の長さ方向（図５の左右方向）の中央位置で溝幅が最も狭く、この中央位置（図５に点線で示す仮想の曲折基準線Ｃ）に関して対称形状をなしている。図６に示す第２変形例は、曲折ガイド貫通穴５０と一体に形成した複数のノッチ５１（図３）と、曲折ガイド貫通穴５０と別体に形成した複数のノッチ１５１（図５）とを両方付与した態様である。これら図５及び図６に示す変形例以外にも複数のノッチは、ベース材４１の外縁と曲折ガイド貫通穴５０との間に形成されていてもよく、曲折基準線Ｃ上に設けるスリットで構成してもよい。つまり、ベース材４１の曲折幅方向の残存幅を局部的に短くするための切欠きであればよい。

以上、図示実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はその範囲を逸脱しない限りにおいて変更可能であり、図示実施形態に限定されるものではない。

本発明による磁気ヘッドアッセンブリのフレキシブル配線板を備えたハードディスク装置の全体構造を示す平面図である。図１の磁気ヘッドアッセンブリの自由端部側の斜視図である。図２のフレキシブル配線板の曲折部を示す拡大平面図である。（Ａ）、（Ｂ）フレキシブル配線板を曲折する手順を説明する断面図である。ノッチの第１変形例を示す平面図である。ノッチの第２変形例を示す平面図である。

符号の説明

２０スイングアーム
２１ヘッド本体（磁気ヘッドスライダ）
２２フレキシャ
４０フレキシブル配線基板
４０Ａ曲折部
４１ベース材
４２配線パターン
４３絶縁保護膜
４４カバー膜
５０曲折ガイド貫通穴
５１ノッチ
１５１ノッチ

Claims

磁気ヘッドアッセンブリの自由端部に固定したヘッド本体に一端部が接続され、他端部が該磁気ヘッドアッセンブリ外の回路系に接続される配線パターンと、この配線パターンを保護する絶縁性保護膜と、この絶縁性保護膜と配線パターンに沿う金属製のベース材とを有し、このベース材には該ベース材を曲折する際のガイドとなる曲折ガイド貫通穴が形成されている磁気ヘッドアッセンブリのフレキシブル配線板において、
前記曲折ガイド貫通穴に、前記ベース材の曲折幅方向の残存幅を局部的に短くするノッチを、該ベース材の長さ方向に位置を異ならせて複数付与したこと、及び、
前記ベース材は、前記複数のノッチにより、前記配線パターンと前記絶縁性保護膜を内側にして曲折されていること、
を特徴とする磁気ヘッドアッセンブリのフレキシブル配線板。
請求項１記載の磁気ヘッドアッセンブリのフレキシブル配線板において、前記複数のノッチは、前記曲折ガイド貫通穴の内側から前記ベース材の外縁に向かって幅狭になる切込溝からなる磁気ヘッドアッセンブリのフレキシブル配線板。
請求項１記載の磁気ヘッドアッセンブリのフレキシブル配線板において、前記複数のノッチは、前記ベース材の外縁から前記曲折ガイド貫通穴に向かって幅狭になる切込溝からなる磁気ヘッドアッセンブリのフレキシブル配線板。
請求項１記載の磁気ヘッドアッセンブリのフレキシブル配線板において、前記複数のノッチは、前記曲折ガイド貫通穴の内側から前記ベース材の外縁に向かって幅狭になる切込溝と前記ベース材の外縁から前記曲折ガイド貫通穴に向かって幅狭になる切込溝との組み合わせからなる磁気ヘッドアッセンブリのフレキシブル配線板。
請求項２ないし４のいずれか一項に記載の磁気ヘッドアッセンブリのフレキシブル配線板において、前記複数のノッチは、前記ベース材の長さ方向の中心線に関して線対称形状で形成されている磁気ヘッドアッセンブリのフレキシブル配線板。
請求項２ないし５のいずれか一項に記載の磁気ヘッドアッセンブリのフレキシブル配線板において、前記複数のノッチは、前記ベース材の曲折幅方向にそれぞれ一対で設けた切込溝からなる磁気ヘッドアッセンブリのフレキシブル配線板。
請求項１ないし６のいずれか一項に記載の磁気ヘッドアッセンブリのフレキシブル配線板において、前記曲折ガイド貫通穴は、前記ベース材の長さ方向において、最も外側のノッチよりも長く延びて形成されている磁気ヘッドアッセンブリのフレキシブル配線板。
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の磁気ヘッドアッセンブリのフレキシブル配線板において、前記ベース材はステンレス製である磁気ヘッドアッセンブリのフレキシブル配線板。
請求項１ないし８のいずれか一項に記載の磁気ヘッドアッセンブリのフレキシブル配線板において、前記絶縁性保護膜はポリイミドからなる磁気ヘッドアッセンブリのフレキシブル配線板。