JP2009118626A - Suspension substrate and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、接続部と金めっき層との接触界面に生じる金属間化合物層の成長を抑制し、接続部の劣化を防止することができるサスペンション基板およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a suspension board capable of suppressing the growth of an intermetallic compound layer generated at a contact interface between a connection portion and a gold plating layer and preventing the deterioration of the connection portion, and a method for manufacturing the same.
近年、インターネットの普及等によりパーソナルコンピュータの情報処理量の増大や情報処理速度の高速化が要求されてきており、それに伴って、パーソナルコンピュータに組み込まれているハードディスクドライブ(HDD)も大容量化や情報伝達速度の高速化が必要となってきている。そして、このHDDに用いられる磁気ヘッドを支持している磁気ヘッドサスペンションと呼ばれる部品も、従来の金ワイヤ等の信号線を接続するタイプから、ステンレスのばねに直接銅配線等の信号線が形成されている、いわゆるワイヤレスサスペンションと呼ばれる配線一体型のものに移行している。 In recent years, due to the spread of the Internet and the like, there has been a demand for an increase in the amount of information processing of personal computers and an increase in information processing speed, and along with this, the capacity of hard disk drives (HDD) incorporated in personal computers has increased. Increasing information transmission speed is required. In addition, a component called a magnetic head suspension that supports the magnetic head used in the HDD also has a signal line such as a copper wiring directly formed on a stainless steel spring from a conventional type in which a signal line such as a gold wire is connected. The so-called wireless suspension has been shifted to the integrated wiring type.
このようなワイヤレスサスペンション(サスペンション基板)の配線等に用いられる導電層は、その機能上、幾つかの領域で他部材(被接続部材)と電気的な接続がなされる。具体的には、グランド端子領域では、導電層(グランド用導電層)と金属支持基板とが電気的に接続される。また、ジンバル領域では、サスペンション基板の導電層(配線部)と磁気ヘッドスライダー等の素子とが電気的に接続される。さらに、中継基板接続領域では、サスペンション基板の導電層(端子部)と中継基板の端子部とが電気的に接続される。 The conductive layer used for the wiring of such a wireless suspension (suspension substrate) is electrically connected to other members (members to be connected) in several areas because of its function. Specifically, in the ground terminal region, the conductive layer (ground conductive layer) and the metal supporting board are electrically connected. In the gimbal region, the conductive layer (wiring portion) of the suspension board and an element such as a magnetic head slider are electrically connected. Furthermore, in the relay board connection region, the conductive layer (terminal part) of the suspension board and the terminal part of the relay board are electrically connected.
グランド端子領域における接続方法については、例えば特許文献1に、配線付きサスペンション上に配線とサスペンション基板とを短絡させるグランド端子を設けることが開示されている。そこでは、グランド端子の形成プロセスにおいて、アディティブ法を用いているため、ドライプロセスによる給電層形成工程、および電解めっき法による配線層形成工程を行っている。一方、ジンバル領域における接続方法については、例えば特許文献2において、磁気ヘッドとサスペンションとの間に導電性樹脂を用いて電気的接続を行うことが開示されている。
As for a connection method in the ground terminal region, for example,
また、中継基板接続領域における接続方法については、例えば特許文献3に、サスペンション部材と、サスペンション部材を取り付けるための支持部材と、支持部材に取り付けられ、電気導体リードの遠端を電気的に接続する電気受容パット部材とを含むサスペンションシステムが開示されている。さらに、そこでは、電気導体リードの遠端と、電気受容パット部材とをはんだにより接続することが開示されている。
Regarding the connection method in the relay board connection region, for example, in
グランド端子領域、ジンバル領域または中継基板接続領域に存在する導電層の材料としては、現在銅が多く用いられている。また、銅は腐食しやすいため、通常導電層には金めっきが施されている場合が多い。そのため、導電層と被接続部材とは、通常金めっきを介して電気的に接続される。ここで、接続部を、例えばSn−Ag−Cu系合金からなるはんだを用いて形成すると、金めっきのAuがはんだに拡散し、両者の接触界面において金属間化合物層が成長し、その結果、接続部にクラックが生じる等の問題がある。なお、この金属間化合物層の成長は、高温時に顕著に生じている。 Currently, copper is often used as a material for the conductive layer existing in the ground terminal region, the gimbal region, or the relay substrate connection region. Moreover, since copper is easily corroded, the conductive layer is usually usually plated with gold. Therefore, the conductive layer and the connected member are usually electrically connected via gold plating. Here, when the connection portion is formed using, for example, a solder made of a Sn—Ag—Cu alloy, Au of gold plating diffuses into the solder, and an intermetallic compound layer grows at the contact interface between the two, and as a result, There is a problem that a crack occurs in the connection portion. Note that the growth of the intermetallic compound layer is prominent at high temperatures.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、接続部と金めっき層との接触界面に生じる金属間化合物層の成長を抑制し、接続部の劣化を防止することができるサスペンション基板を提供することを主目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a suspension board capable of suppressing the growth of an intermetallic compound layer generated at a contact interface between a connection portion and a gold plating layer and preventing deterioration of the connection portion. The main purpose is to provide.
上記課題を解決するために、本発明においては、導電層と、上記導電層の表面に形成され、上記導電層の腐食を防止する金めっき層と、上記導電層および被接続部材を、上記金めっき層を介して電気的に接続する接続部と、を有する接続領域を備えたサスペンション基板であって、上記接続部が、Auを主成分とするAu−Sn系合金により形成されていることを特徴とするサスペンション基板を提供する。 In order to solve the above problems, in the present invention, a conductive layer, a gold plating layer that is formed on the surface of the conductive layer and prevents corrosion of the conductive layer, the conductive layer and the connected member are combined with the gold layer. A suspension board having a connection region electrically connected via a plating layer, wherein the connection portion is formed of an Au-Sn alloy mainly composed of Au. A suspension board is provided.
本発明によれば、Auを主成分とするAu−Sn系合金を用いることにより、接続部と金めっき層との接触界面において金属間化合物層の成長を抑制することができる。これにより、例えば、抵抗が低く、耐久性の高いグランド端子を有するサスペンション基板を得ることができる。 According to the present invention, the growth of the intermetallic compound layer can be suppressed at the contact interface between the connection portion and the gold plating layer by using the Au—Sn alloy containing Au as a main component. Thereby, for example, a suspension board having a ground terminal with low resistance and high durability can be obtained.
上記発明においては、上記Au−Sn系合金のSn濃度が、15重量%〜37重量%の範囲内であることが好ましい。Au−Sn系合金の融点を低くすることができるからである。 In the said invention, it is preferable that Sn density | concentration of the said Au-Sn type alloy exists in the range of 15 weight%-37 weight%. This is because the melting point of the Au—Sn alloy can be lowered.
上記発明においては、上記Au−Sn系合金のAu濃度が80重量%であり、かつ、Sn濃度が20重量%であることが好ましい。Au−Sn系合金の共晶点に該当し、融点が低いからである。 In the said invention, it is preferable that Au concentration of the said Au-Sn type alloy is 80 weight%, and Sn concentration is 20 weight%. This is because it corresponds to the eutectic point of the Au—Sn alloy and has a low melting point.
また、本発明においては、導電層と、上記導電層の表面に形成され、上記導電層の腐食を防止する金めっき層と、上記導電層および被接続部材を、上記金めっき層を介して電気的に接続する接続部と、を有する接続領域を備えたサスペンション基板であって、上記接続部が、Auを主成分とし、融点が450℃以下の合金により形成されていることを特徴とするサスペンション基板を提供する。 In the present invention, the conductive layer, the gold plating layer formed on the surface of the conductive layer and preventing corrosion of the conductive layer, and the conductive layer and the connected member are electrically connected via the gold plating layer. Suspension board comprising a connection region having a connection portion for connection, wherein the connection portion is made of an alloy having Au as a main component and a melting point of 450 ° C. or lower. Providing a substrate.
本発明によれば、Auを主成分とし、融点が450℃以下の合金を用いることにより、接続部と金めっき層との接触界面に金属間化合物層が成長することを抑制することができる。これにより、例えば、抵抗が低く、耐久性の高いグランド端子を有するサスペンション基板を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the growth of the intermetallic compound layer at the contact interface between the connecting portion and the gold plating layer by using an alloy containing Au as a main component and having a melting point of 450 ° C. or less. Thereby, for example, a suspension board having a ground terminal with low resistance and high durability can be obtained.
上記発明においては、上記接続領域がグランド端子領域であり、上記接続部が、絶縁層の開口部を介して、上記導電層と、上記被接続部材である金属支持基板とを電気的に接続していることが好ましい。導電層(グランド用導電層)と、中継基板の端子部とを良好に接続できるからである。 In the above invention, the connection region is a ground terminal region, and the connection part electrically connects the conductive layer and the metal support substrate as the connected member through the opening of the insulating layer. It is preferable. This is because the conductive layer (ground conductive layer) and the terminal portion of the relay substrate can be satisfactorily connected.
上記発明においては、上記導電層が開口部を有し、上記接続部が、上記導電層および上記絶縁層の開口部から露出する上記金属支持基板と、上記導電層とを電気的に接続していることが好ましい。汎用的な構造だからである。 In the above invention, the conductive layer has an opening, and the connection portion electrically connects the metal support substrate exposed from the openings of the conductive layer and the insulating layer and the conductive layer. Preferably it is. This is because it is a general-purpose structure.
上記発明においては、上記金属支持基板が開口部を有し、上記接続部が、上記金属支持基板および上記絶縁層の開口部から露出する上記導電層と、上記金属支持基板とを電気的に接続していることが好ましい。上記導電層上の金めっき層とはんだとの濡れ性が優れており、フラックスの塗布等の前処理が不要だからである。 In the above invention, the metal support substrate has an opening, and the connection portion electrically connects the conductive layer exposed from the opening of the metal support substrate and the insulating layer and the metal support substrate. It is preferable. This is because the wettability between the gold plating layer on the conductive layer and the solder is excellent, and pretreatment such as application of flux is unnecessary.
上記発明においては、上記接続領域がジンバル領域であり、上記接続部が、上記導電層と、上記被接続部材である素子とを電気的に接続していることが好ましい。サスペンション基板の導電層(配線部)と、磁気ヘッドを有する素子とを良好に接続できるからである。 In the above invention, it is preferable that the connection region is a gimbal region, and the connection part electrically connects the conductive layer and the element that is the connected member. This is because the conductive layer (wiring portion) of the suspension board and the element having the magnetic head can be satisfactorily connected.
上記発明においては、上記素子が、磁気ヘッドスライダーまたはアクチュエーターであることが好ましい。汎用的に用いられているからである。 In the above invention, the element is preferably a magnetic head slider or an actuator. This is because it is used for general purposes.
上記発明においては、上記接続領域が中継基板接続領域であり、上記接続部が、上記導電層と、上記被接続部材である中継基板の端子部とを電気的に接続していることが好ましい。サスペンション基板の導電層(端子部)と、中継基板の端子部とを良好に接続できるからである。 In the above invention, it is preferable that the connection region is a relay board connection region, and the connection part electrically connects the conductive layer and a terminal part of the relay board which is the connected member. This is because the conductive layer (terminal part) of the suspension board and the terminal part of the relay board can be satisfactorily connected.
また、本発明においては、導電層と、上記導電層の表面に形成され、上記導電層の腐食を防止する金めっき層と、上記導電層および被接続部材を、上記金めっき層を介して電気的に接続する接続部と、を有する接続領域を備えたサスペンション基板の製造方法であって、Auを主成分とするAu−Sn系合金を溶融した状態で滴下することにより、上記接続部を形成する接続部形成工程を有することを特徴とするサスペンション基板の製造方法を提供する。 In the present invention, the conductive layer, the gold plating layer formed on the surface of the conductive layer and preventing corrosion of the conductive layer, and the conductive layer and the connected member are electrically connected via the gold plating layer. A suspension board having a connection region that is electrically connected to the suspension substrate, wherein the connection portion is formed by dropping an Au-Sn alloy mainly composed of Au in a molten state. There is provided a method for manufacturing a suspension board, comprising a connecting portion forming step.
本発明によれば、例えば共晶組成であるAu80%−Sn20%合金を用いることにより、比較的低い温度で合金を溶融させることができ、効率よく接続部を形成することができる。
According to the present invention, for example, by using an
また、本発明においては、導電層と、上記導電層の表面に形成され、上記導電層の腐食を防止する金めっき層と、上記導電層および被接続部材を、上記金めっき層を介して電気的に接続する接続部と、を有する接続領域を備えたサスペンション基板の製造方法であって、Auを主成分とし、融点が450℃以下の合金を溶融した状態で滴下することにより、上記接続部を形成する接続部形成工程を有することを特徴とするサスペンション基板の製造方法を提供する。 In the present invention, the conductive layer, the gold plating layer formed on the surface of the conductive layer and preventing corrosion of the conductive layer, and the conductive layer and the connected member are electrically connected via the gold plating layer. A suspension board having a connection region, wherein the connection portion is formed by dropping an alloy containing Au as a main component and having a melting point of 450 ° C. or lower in a molten state. There is provided a method for manufacturing a suspension board, comprising a connecting portion forming step of forming a connector.
本発明によれば、Auを主成分とし、融点が450℃以下の合金を用いることにより、比較的低い温度で合金を溶融させることができ、効率良く接続部を形成することができる。 According to the present invention, by using an alloy containing Au as a main component and having a melting point of 450 ° C. or less, the alloy can be melted at a relatively low temperature, and a connection portion can be formed efficiently.
また、本発明においては、導電層と、上記導電層の表面に形成され、上記導電層の腐食を防止する金めっき層と、上記導電層および被接続部材を、上記金めっき層を介して電気的に接続する接続部と、を有する接続領域を備えたサスペンション基板であって、上記金めっき層の厚さが、0.5μm以下であることを特徴とするサスペンション基板を提供する。 In the present invention, the conductive layer, the gold plating layer formed on the surface of the conductive layer and preventing corrosion of the conductive layer, and the conductive layer and the connected member are electrically connected via the gold plating layer. A suspension board having a connection region having a connection portion, wherein the gold plating layer has a thickness of 0.5 μm or less.
本発明によれば、金めっき層の厚さを特定の範囲以下とすることにより、接続部と金めっき層との接触界面に金属間化合物層が成長することを抑制することができる。これにより、例えば、抵抗が低く、耐久性の高いグランド端子を有するサスペンション基板を得ることができる。 According to this invention, it can suppress that an intermetallic compound layer grows in the contact interface of a connection part and a gold plating layer by making thickness of a gold plating layer into a specific range or less. Thereby, for example, a suspension board having a ground terminal with low resistance and high durability can be obtained.
本発明においては、接続部と金めっき層との接触界面に生じる金属間化合物層の成長を抑制し、接続部の劣化を防止することができるという効果を奏する。 In this invention, there exists an effect that the growth of the intermetallic compound layer produced in the contact interface of a connection part and a gold plating layer can be suppressed, and deterioration of a connection part can be prevented.
以下、本発明のサスペンション基板およびその製造方法について詳細に説明する。 Hereinafter, the suspension board and the manufacturing method thereof according to the present invention will be described in detail.
A.サスペンション基板
まず、本発明のサスペンション基板について説明する。本発明のサスペンション基板は、3つの実施態様に大別することができる。以下、本発明のサスペンション基板について、第一実施態様〜第三実施態様に分けて説明する。
A. Suspension board First, the suspension board of the present invention will be described. The suspension board of the present invention can be roughly divided into three embodiments. Hereinafter, the suspension board of the present invention will be described by being divided into first to third embodiments.
1.第一実施態様
まず、本発明のサスペンション基板の第一実施態様について説明する。本実施態様のサスペンション基板は、導電層と、上記導電層の表面に形成され、上記導電層の腐食を防止する金めっき層と、上記導電層および被接続部材を、上記金めっき層を介して電気的に接続する接続部と、を有する接続領域を備えたサスペンション基板であって、上記接続部が、Auを主成分とするAu−Sn系合金により形成されていることを特徴とするものである。
1. First Embodiment First, a first embodiment of the suspension board of the present invention will be described. The suspension board according to this embodiment includes a conductive layer, a gold plating layer that is formed on the surface of the conductive layer and prevents corrosion of the conductive layer, and the conductive layer and the connected member via the gold plating layer. A suspension board having a connection region having electrical connection portions, wherein the connection portions are formed of an Au-Sn alloy mainly composed of Au. is there.
本実施態様によれば、Auを主成分とするAu−Sn系合金を用いることにより、接続部と金めっき層との接触界面において金属間化合物層の成長を抑制することができる。これにより、例えば、抵抗が低く、耐久性の高いグランド端子を有するサスペンション基板を得ることができる。また、本実施態様においては、Auを主成分とする合金を用いることにより、金めっき層のAuが、接続部に拡散することを抑制することができる。これは、接続部を形成する合金に予めAuを含有させているため、金めっき層のAuが、接続部に拡散しにくくなることに起因すると考えられる。また、Auを主成分とするAu−Sn系合金は、その組成を適宜選択することにより、融点を低くすることができる。そのため、接続部の形成が容易であるという利点を有する。 According to this embodiment, the growth of the intermetallic compound layer can be suppressed at the contact interface between the connection portion and the gold plating layer by using the Au—Sn alloy containing Au as a main component. Thereby, for example, a suspension board having a ground terminal with low resistance and high durability can be obtained. Moreover, in this embodiment, it can suppress that Au of a gold plating layer diffuses into a connection part by using the alloy which has Au as a main component. This is presumably because Au in the gold plating layer is difficult to diffuse into the connection part because Au is previously contained in the alloy forming the connection part. In addition, the Au—Sn alloy containing Au as a main component can have a low melting point by appropriately selecting the composition. Therefore, there is an advantage that the connection portion can be easily formed.
図1は、一般的なサスペンション基板の全体像を示す概略平面図である。図1に示されるサスペンション基板は、一方の先端には磁気ヘッドを実装するためのジンバル部21を有し、他方の先端には中継基板との接続を行うための中継基板接続部22を有し、さらに、ジンバル部21および中継基板接続部22を接続するための配線23(配線23a〜23d)を有している。配線23aおよび23b、並びに配線23cおよび23dがそれぞれ配線対を形成し、一方が記録用であり、他方が再生用である。本実施態様のサスペンション基板の基本構造も基本的には同様である。
FIG. 1 is a schematic plan view showing an entire image of a general suspension board. The suspension board shown in FIG. 1 has a
図2は、本実施態様のサスペンション基板の一例を説明する概略平面図であり、より具体的には、磁気ヘッドスライダー等が搭載される先端部を拡大して示す概略平面図である。図2に示されるサスペンション基板は、バネ性を有する金属支持基板1としてのSUS上に、絶縁層2としてのポリイミドを介して、Cuからなる導電層3(グランド用導電層3a、配線部3b)が形成された構造を有している。なお、図2に示される領域Aは、本実施態様におけるグランド端子領域の一例である。また、図2に示される領域Bは、本実施態様におけるジンバル領域(素子―サスペンション基板接続の領域)の一例である。
FIG. 2 is a schematic plan view for explaining an example of the suspension board according to the present embodiment. More specifically, FIG. 2 is a schematic plan view showing an enlarged front end portion on which a magnetic head slider or the like is mounted. The suspension board shown in FIG. 2 has a
次に、図2に示される領域A(グランド端子領域)について説明する。図3は、図2のX−X断面図である。図3に示されるサスペンション基板は、金属支持基板1と、金属支持基板1上に形成され、金属支持基板1が露出する開口部6を有する絶縁層2と、絶縁層2上に形成され、かつ、開口部6近傍に配置された導電層3(グランド用導電層3a)と、導電層3の表面に形成され、導電層3の腐食を防止する金めっき層4と、絶縁層2の開口部6において、導電層3および金属支持基板1を、金めっき層4を介して電気的に接続する接続部5(グランド端子5a)と、を有するグランド端子領域を備えたものである。本実施態様においては、接続部5が、Auを主成分とするAu−Sn系合金により形成されていることを特徴とする。
Next, the area A (ground terminal area) shown in FIG. 2 will be described. 3 is a cross-sectional view taken along the line XX of FIG. The suspension substrate shown in FIG. 3 is formed on the
また、例えばSn−Ag−Cu系合金からなるはんだを用いて接続部を形成した後、高温雰囲気に長時間放置されると、図4に示すように、金めっき層4のAuが、接続部5(グランド端子5a)に拡散することにより、金めっき層4および接続部5の接触界面において、金属間化合物層7が成長する。その影響によって接続部5にクラックが生じる等の問題がある。これに対して、本実施態様においては、Auを主成分とするAu−Sn系合金を用いることにより、金属間化合物層の成長を抑制することができ、抵抗値の増加を抑制することができる。
以下、本実施態様のサスペンション基板について、サスペンション基板の部材、およびサスペンション基板の構成に分けて説明する。
Further, for example, when the connection portion is formed using a solder made of an Sn—Ag—Cu-based alloy and then left in a high temperature atmosphere for a long time, as shown in FIG. By diffusing to 5 (the
Hereinafter, the suspension board of the present embodiment will be described separately for the components of the suspension board and the configuration of the suspension board.
(1)サスペンション基板の部材
本実施態様のサスペンション基板は、通常、金属支持基板、絶縁層、導電層、金めっき層、カバー層等を有する。以下、部材ごとに詳細に説明する。
(1) Suspension board member The suspension board of this embodiment usually has a metal support board, an insulating layer, a conductive layer, a gold plating layer, a cover layer, and the like. Hereinafter, each member will be described in detail.
(i)接続部
本実施態様に用いられる接続部は、導電層および被接続部材を電気的に接続するものである。さらに、本実施態様においては、Auを主成分とするAu−Sn系合金により、接続部を形成する。本実施態様において「Auを主成分とする」とは、合金を構成する成分の中で、Auの成分が最も多いことをいう。上記のAu−Sn系合金は、通常AuおよびSnの二成分系の合金であることを考慮すると、Au−Sn系合金のAu濃度は、通常50重量%以上である。
(I) Connection part The connection part used for this embodiment electrically connects a conductive layer and a to-be-connected member. Furthermore, in this embodiment, the connection portion is formed of an Au—Sn alloy mainly composed of Au. In this embodiment, “having Au as a main component” means that the component of Au is the largest among the components constituting the alloy. Considering that the Au—Sn alloy is usually a binary alloy of Au and Sn, the Au concentration of the Au—Sn alloy is usually 50% by weight or more.
Au−Sn系合金のSn濃度としては、金属間化合物層の成長を抑制可能な接続部を得ることができれば特に限定されるものではないが、通常50重量%未満であり、中でも15重量%〜37重量%の範囲内にあることが好ましい。Sn濃度が高すぎると、金属間化合物層の成長を抑制することが困難になり、Sn濃度が低すぎると、Au−Sn系合金の融点が高くなるからである。なお、図5はAu−Sn系合金の合金状態図である。図5に示されるように、Au−Sn系合金のSn濃度が、上記の範囲内にあれば、融点が充分に低い合金とすることが可能である。なお、Au−Sn系合金の融点が低ければ、後述するサスペンション基板の製造方法に記載するように、接続部の形成が容易になるという利点を有する。特に、本実施態様においては、Au−Sn系合金のAu濃度が80重量%であり、かつ、Sn濃度が20重量%であることが好ましい。共晶点に該当し、融点を278℃にすることができるからである。 The Sn concentration of the Au—Sn alloy is not particularly limited as long as a connection part capable of suppressing the growth of the intermetallic compound layer can be obtained, but is usually less than 50% by weight, and in particular, 15% by weight to It is preferably within the range of 37% by weight. This is because if the Sn concentration is too high, it becomes difficult to suppress the growth of the intermetallic compound layer, and if the Sn concentration is too low, the melting point of the Au—Sn alloy increases. FIG. 5 is an alloy phase diagram of an Au—Sn alloy. As shown in FIG. 5, when the Sn concentration of the Au—Sn alloy is within the above range, an alloy having a sufficiently low melting point can be obtained. In addition, if the melting point of the Au—Sn alloy is low, there is an advantage that the formation of the connection portion is facilitated, as described in a suspension board manufacturing method described later. In particular, in this embodiment, it is preferable that the Au concentration of the Au—Sn alloy is 80 wt% and the Sn concentration is 20 wt%. This is because it corresponds to the eutectic point and the melting point can be 278 ° C.
接続部の抵抗値としては、特に限定されるものではないが、例えば、5Ω以下、中でも1Ω以下、特に0.5Ω以下であることが好ましい。 Although it does not specifically limit as resistance value of a connection part, For example, it is preferable that it is 5 ohms or less, especially 1 ohms or less, especially 0.5 ohms or less.
(ii)導電層および金めっき層
次に、本実施態様に用いられる導電層および金めっき層について説明する。本実施態様に用いられる導電層は、通常、絶縁層上に形成されるものである。また、本実施態様に用いられる金めっき層は、導電層の表面に形成され、導電層の腐食を防止するものである。
(Ii) Conductive layer and gold plating layer Next, the conductive layer and the gold plating layer used in this embodiment will be described. The conductive layer used in this embodiment is usually formed on an insulating layer. The gold plating layer used in this embodiment is formed on the surface of the conductive layer and prevents corrosion of the conductive layer.
導電層の材料としては、良好な導電性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば銅(Cu)等を挙げることができる。また、導電層の厚さとしては、接続領域の種類によって異なるものであるが、通常6μm〜18μmの範囲内であり、中でも8μm〜12μmの範囲内であることが好ましい。 The material of the conductive layer is not particularly limited as long as it has good conductivity, and examples thereof include copper (Cu). The thickness of the conductive layer varies depending on the type of connection region, but is usually in the range of 6 μm to 18 μm, and preferably in the range of 8 μm to 12 μm.
一方、金めっき層は、導電層が外気に露出することを防止するために設けられる層である。本実施態様においては、接続部がAuを主成分とするAu−Sn系合金により形成されているため、金めっき層からAuが拡散することを効果的に防止することができる。そのため、金めっき層の厚さは比較的任意に設定することができる。金めっき層の厚さは、通常0.1μm〜4.0μmの範囲内であり、中でも0.2μm〜3.0μmの範囲内であることが好ましい。また、本実施態様においては、導電層および金めっき層の間にNiめっき層を有していても良い。Niめっき層の厚さは、一般的なサスペンション基板におけるNiめっき層の厚さと同様である。 On the other hand, the gold plating layer is a layer provided to prevent the conductive layer from being exposed to the outside air. In this embodiment, since the connection portion is formed of an Au—Sn alloy containing Au as a main component, it is possible to effectively prevent Au from diffusing from the gold plating layer. Therefore, the thickness of the gold plating layer can be set relatively arbitrarily. The thickness of the gold plating layer is usually in the range of 0.1 μm to 4.0 μm, and preferably in the range of 0.2 μm to 3.0 μm. In this embodiment, a Ni plating layer may be provided between the conductive layer and the gold plating layer. The thickness of the Ni plating layer is the same as the thickness of the Ni plating layer in a general suspension board.
(iii)その他の部材
本実施態様のサスペンション基板は、上記の部材の他に、通常、絶縁層、金属支持基板およびカバー層を有する。
(Iii) Other members The suspension board of this embodiment usually has an insulating layer, a metal supporting board and a cover layer in addition to the above-mentioned members.
(絶縁層)
本実施態様に用いられる絶縁層は、金属支持基板および導電層の間に形成されるものである。絶縁層の材料としては、所望の絶縁性を発揮することができれば、特に限定されるものではないが、例えばポリイミド(PI)等を挙げることができる。絶縁層の厚さは、通常5μm〜10μmの範囲内である。
(Insulating layer)
The insulating layer used in this embodiment is formed between the metal support substrate and the conductive layer. The material of the insulating layer is not particularly limited as long as desired insulating properties can be exhibited, and examples thereof include polyimide (PI). The thickness of the insulating layer is usually in the range of 5 μm to 10 μm.
(金属支持基板)
本実施態様に用いられる金属支持基板は、上記の絶縁層等を支持するものである。金属支持基板は、通常、適度なばね性および導電性を有している。金属支持基板の材料としては、例えばSUS等を挙げることができる。また、金属支持基板の厚さとしては、金属支持基板の材料等により異なるが、通常10μm〜20μmの範囲内である。
(Metal support substrate)
The metal support substrate used in this embodiment supports the above insulating layer and the like. The metal support substrate usually has appropriate springiness and conductivity. Examples of the material for the metal support substrate include SUS. In addition, the thickness of the metal support substrate is usually in the range of 10 μm to 20 μm, although it varies depending on the material of the metal support substrate.
(カバー層)
本実施態様におけるカバー層は、露出する絶縁層等を保護するものである。カバー層の材料としては、例えばポリイミド樹脂、エポキシ系樹脂等を挙げることができる。また、カバー層の材料は、感光性樹脂であっても良く、非感光性樹脂であっても良い。カバー層の厚さとしては、特に限定されるものではないが、通常5μm〜30μmの範囲内であり、中でも5μm〜15μmの範囲内であることが好ましい。
(Cover layer)
The cover layer in this embodiment protects the exposed insulating layer and the like. Examples of the material for the cover layer include a polyimide resin and an epoxy resin. The material of the cover layer may be a photosensitive resin or a non-photosensitive resin. Although it does not specifically limit as thickness of a cover layer, Usually, it exists in the range of 5 micrometers-30 micrometers, and it is preferable to exist in the range of 5 micrometers-15 micrometers especially.
(2)サスペンション基板の構成
次に、本実施態様のサスペンション基板の構成について説明する。本実施態様における「接続領域」は、グランド端子領域、ジンバル領域および中継基板接続領域に大別することができる。以下それぞれの構成について詳細に説明する。
(2) Configuration of Suspension Board Next, the configuration of the suspension board of this embodiment will be described. The “connection region” in this embodiment can be roughly divided into a ground terminal region, a gimbal region, and a relay board connection region. Each configuration will be described in detail below.
(i)接続領域がグランド端子領域である場合
本実施態様における接続領域がグランド端子領域である場合、接続部はグランド端子に該当し、被接続部材は金属支持基板に該当し、導電層はグランド用導電層に該当する。すなわち、接続領域がグランド端子領域である場合は、接続部(グランド端子)が、絶縁層の開口部を介して、導電層(グランド用導電層)と、被接続部材(金属支持基板)とを電気的に接続する。なお、グランド用導電層は、その形状に応じて、通常グランドパットまたはグランドラインと呼ばれる。
(I) When the connection region is a ground terminal region When the connection region in this embodiment is a ground terminal region, the connection portion corresponds to a ground terminal, the connected member corresponds to a metal support substrate, and the conductive layer corresponds to the ground. Corresponds to the conductive layer. That is, when the connection region is a ground terminal region, the connection portion (ground terminal) connects the conductive layer (ground conductive layer) and the connected member (metal support substrate) through the opening of the insulating layer. Connect electrically. The ground conductive layer is usually called a ground pad or a ground line depending on its shape.
本実施態様においては、図6(a)に示すように、グランド端子5aが凸部形状を有していることが好ましい。このような形状のグランド端子は、例えば、溶融した合金を開口部に滴下する方法によって形成することができ、この方法は低コスト化や工程の簡略化を図ることが容易だからである。通常、溶融した合金を開口部に滴下すると、着弾後に、溶融した合金がフローするため、着弾地点を頂点とする凸部形状が形成される。別の表現で表すと、上記接続部(グランド端子)は、Auを主成分とするAu−Sn系合金を溶融した状態で滴下することにより形成されたものであることが好ましい。一方、グランド端子をめっき法により形成すると、図6(b)に示すように、グランド端子5aの形状は、開口部6の中心付近に凹部を有するものとなる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 6A, the
グランド端子領域を形成する位置としては、グランド端子が、グランド用導電層と金属支持基板とを電気的に接続することができる位置であれば特に限定されるものではない。上述した図2に示すように、磁気ヘッドスライダー等が搭載される、サスペンション基板の先端部に設けても良く、図7に示すように、サスペンション基板の先端部以外の部分に設けても良い。図7においては、ライン状のグランド用導電層3a(グランドライン)が、複数の配線部3bの間に形成されている。
The position where the ground terminal region is formed is not particularly limited as long as the ground terminal is a position where the ground conductive layer and the metal supporting board can be electrically connected. As shown in FIG. 2 described above, the magnetic head slider or the like may be provided at the tip of the suspension board, or as shown in FIG. 7, at a portion other than the tip of the suspension board. In FIG. 7, a line-shaped ground
上記絶縁層は、グランド端子を形成するための開口部を有する。グランド端子を形成するためには、グランド用導電層および金属支持基板の少なくとも一方が、さらに開口部を有する必要がある。本実施態様においては、グランド用導電層が開口部を有するものであっても良く、金属支持基板が開口部を有するものであっても良い。グランド用導電層が開口部を有する場合は、言い換えると、導電層(グランド用導電層)が開口部を有し、接続部(グランド端子)が、導電層および絶縁層の開口部から露出する金属支持基板と、導電層とを電気的に接続している状態である。具体的には、図8(a)に示されるように、グランド端子5aが、グランド用導電層3aおよび絶縁層2の開口部6から露出する金属支持基板1と、グランド用導電層3aとを電気的に接続している状態である。
The insulating layer has an opening for forming a ground terminal. In order to form the ground terminal, at least one of the ground conductive layer and the metal support substrate needs to further have an opening. In this embodiment, the ground conductive layer may have an opening, and the metal support substrate may have an opening. When the ground conductive layer has an opening, in other words, the conductive layer (ground conductive layer) has an opening, and the connection portion (ground terminal) is exposed from the openings of the conductive layer and the insulating layer. In this state, the support substrate and the conductive layer are electrically connected. Specifically, as shown in FIG. 8A, the
一方、金属支持基板が開口部を有する場合は、言い換えると、金属支持基板が開口部を有し、接続部(グランド端子)が、金属支持基板および絶縁層の開口部から露出する導電層(グランド用導電層)と、金属支持基板とを電気的に接続している状態である。具体的には、図8(b)に示すように、グランド端子5aが、金属支持基板1および絶縁層2の開口部から露出するグランド用導電層3aと、金属支持基板1とを電気的に接続している状態である。なお、金めっき層4は、露出するグランド用導電層3aの表面に形成される。このように、金属支持基板が開口部を有する場合は、溶融したAu−Sn系合金を開口部に滴下する方法により容易に接続部を形成することができるという利点を有する。さらに、この方法は、濡れ性の良い金めっき層上に、直接溶融したAu−Sn系合金を滴下するため、接触不良の少ない接続部を形成することができる。一方、上述した図8(a)のようなサスペンション基板を形成する場合、SUS等の金属支持基板上に、溶融したAu−Sn系合金を滴下する方法があるが、その際、合金を滴下する直前にSUS表面の酸化物等を除去するために、フラックス処理や各種洗浄を行う必要がある。これに対して、上記の方法は、対象金属(金めっき層)との濡れ性の良いAu−Sn系合金を溶融させて滴下するため、フラックス処理や各種洗浄を行う必要がなく、生産性を向上させることができるという利点を有する。
On the other hand, when the metal support substrate has an opening, in other words, the metal support substrate has an opening, and the connection portion (ground terminal) is exposed from the opening of the metal support substrate and the insulating layer (ground). The conductive layer is electrically connected to the metal support substrate. Specifically, as shown in FIG. 8B, the
また、本実施態様においては、グランド端子が、絶縁層の開口部の端部で囲まれた領域の内部のみに形成されていることが好ましい。開口部近傍に配置されたグランド用導電層を小型化することができ、省スペースや軽量化を図ることができるからである。また、軽量化を図ることができれば、金属支持基板の薄型化を図ることも可能となる。具体的には、図9(a)に示すように、グランド用導電層3aが開口部を有し、グランド端子5aが、絶縁層2の開口部6の端部で囲まれた領域の内部のみに形成されたもの等を挙げることができる。なお、本実施態様においては、図9(b)に示すように、グランド用導電層3aが、絶縁層2の開口部6よりも小さい開口を有するものであっても良い。また同様に、図9(c)に示すように、金属支持基板1が開口部を有し、グランド端子5aが、絶縁層2の開口部6の端部で囲まれた領域の内部のみに形成されたもの等を挙げることができる。なお、本実施態様においては、図9(d)に示すように、金属支持基板1が、絶縁層2の開口部6よりも小さい開口を有するものであっても良い。また、接合信頼性を向上させる観点からは、接続部が絶縁層の開口部を満たすように形成されていることが好ましい。一方、軽量化の観点からは、接続部が絶縁層の開口部を一部満たさないように形成されていても良い。このような接続部の形成方法としては、例えば、後述する「B.サスペンション基板の製造方法」に記載するように、合金を溶融した状態で絶縁層の開口部に滴下する際に、溶融した合金の径を、絶縁層の開口部の径よりも小さくする方法等を挙げることができる。
In the present embodiment, it is preferable that the ground terminal is formed only inside the region surrounded by the end of the opening of the insulating layer. This is because the ground conductive layer disposed in the vicinity of the opening can be reduced in size, and space saving and weight reduction can be achieved. In addition, if the weight can be reduced, the metal support substrate can be thinned. Specifically, as illustrated in FIG. 9A, the ground
また、絶縁層の開口部の形状としては、接続部が金属支持基板とグランド用導電層とを電気的に接続できる形状であれば特に限定されるものではないが、例えば、円状;楕円状;四角形、五角形等の任意の多角形状、櫛状、十字状および棒状等を挙げることができる。なお、絶縁層の開口部の形状としては円状が一般的であり、その場合、直径は通常50μm〜300μmの範囲内である。グランド用導電層または金属支持基板の開口部についても同様である。本実施態様においては、グランド用導電層または金属支持基板が、絶縁層の開口部よりも小さい開口部を有していても良く、絶縁層の開口部と同じ大きさの開口部を有していても良く、絶縁層の開口部よりも大きい開口部を有していても良い。 Further, the shape of the opening of the insulating layer is not particularly limited as long as the connecting portion is a shape that can electrically connect the metal support substrate and the ground conductive layer. An arbitrary polygonal shape such as a quadrangle and a pentagon, a comb shape, a cross shape, a rod shape, and the like. In addition, as a shape of the opening part of an insulating layer, circular shape is common, and the diameter is in the range of 50 micrometers-300 micrometers normally in that case. The same applies to the ground conductive layer or the opening of the metal support substrate. In the present embodiment, the ground conductive layer or the metal support substrate may have an opening smaller than the opening of the insulating layer, or have an opening having the same size as the opening of the insulating layer. Alternatively, the opening may be larger than the opening of the insulating layer.
本実施態様に用いられるグランド用導電層は、絶縁層上に形成され、かつ、絶縁層の開口部近傍に配置されるものである。なお「開口部近傍」とは、グランド端子を介して、実質的に開口部と接地することができる位置をいう。例えば、絶縁層の開口部の端部から50μmの範囲内の領域をいう。 The ground conductive layer used in this embodiment is formed on the insulating layer and disposed in the vicinity of the opening of the insulating layer. The “near the opening” means a position where the opening can be substantially grounded via the ground terminal. For example, it refers to a region within a range of 50 μm from the end of the opening of the insulating layer.
上記グランド用導電層の形状は、グランド端子を介して、金属支持基板と導通することができる形状であれば特に限定されるものではなく、任意の形状に設定することができる。通常、上記グランド用導電層は、平面視上、絶縁層の開口部を囲むように形成される。例えば、図10に示すように、グランド用導電層3aが、平面視上、絶縁層2に形成された開口部6を囲むように形成される。
The shape of the ground conductive layer is not particularly limited as long as it can be electrically connected to the metal support substrate through the ground terminal, and can be set to an arbitrary shape. Usually, the ground conductive layer is formed so as to surround the opening of the insulating layer in plan view. For example, as shown in FIG. 10, the ground
なお上記のように、グランド用導電層が、平面視上、開口部を囲むように形成される場合であって、かつ、後述するように、低融点の合金を溶融させ、開口部に滴下することによりグランド端子を形成する場合には、滴下の際にエアの逃げ場が無くなり、エア溜りが発生し、その結果、グランド端子と金属支持基板との接触が不充分になる可能性がある。具体的には、図11に示すように、エア溜り8が発生し、グランド端子5aと金属支持基板1との接触が不充分になる可能性がある。
As described above, the ground conductive layer is formed so as to surround the opening in a plan view and, as will be described later, a low melting point alloy is melted and dropped into the opening. Therefore, when forming the ground terminal, there is no escape of air during dripping, and an air pool is generated. As a result, there is a possibility that the contact between the ground terminal and the metal supporting board becomes insufficient. Specifically, as shown in FIG. 11, the
そのため、上記のような場合は、グランド用導電層および絶縁層の少なくとも一方が、グランド端子を形成する際に生じるエア溜りを抑制するエアベント部を有していることが好ましい。エア溜りの発生を抑制することで、グランド端子と金属支持基板との接触面積を充分に大きくすることができるからである。エアベント部を有するグランド用導電層の一例としては、例えば図12(a)に示すように、エアベント部9を有するグランド用導電層3a等を挙げることができる。本実施態様においては、グランド用導電層3aのみがエアベント部9を有していても良く(図12(a))、グランド用導電層3aおよび絶縁層2の両方がエアベント部9を有しても良い(図12(b))。なお、グランド用導電層が銅からなる場合は、20μm〜50μm程度のエアベント部を設けることができる。また、グランド用導電層または絶縁層は、複数のエアベント部を有していても良い。
Therefore, in the above case, it is preferable that at least one of the ground conductive layer and the insulating layer has an air vent portion that suppresses air accumulation generated when the ground terminal is formed. This is because the contact area between the ground terminal and the metal support substrate can be sufficiently increased by suppressing the occurrence of air accumulation. As an example of the ground conductive layer having an air vent portion, for example, as shown in FIG. 12A, a ground
本実施態様においては、上記グランド用導電層を、平面視上、絶縁層の開口部を囲むように形成しなくても良い。具体的には、図13(a)に示すように、グランド用導電層3aを、単に絶縁層2の開口部6の近傍に形成した場合であっても良い。すなわち、開口部近傍でのグランド用導電層の形状はライン状であっても良い。このような場合であっても、図13(b)に示すように、グランド端子5aは、グランド用導電層3aと金属支持基板1とを充分に導通させることができる。この場合、グランド用導電層または絶縁層に、上述したエアベント部を設ける必要はない。また、図14(a)に示すように、複数のライン状のグランド用導電層3aが、絶縁層2の開口部6の近傍に形成されていても良い。これにより、接合信頼性を向上させることができる。一方、図14(b)に示すように、平面視上、絶縁層2の開口部6と側部で接するように、ライン状のグランド用導電層3aを形成しても良い。これにより、開口部の位置の設計自由度を向上させることができる。
In the present embodiment, the ground conductive layer may not be formed so as to surround the opening of the insulating layer in plan view. Specifically, as shown in FIG. 13A, the ground
本実施態様においては、後述するように、絶縁層の開口部に合金を溶融した状態で滴下することにより、金属支持基板およびグランド用導電層に接触するグランド端子を形成することができる。この場合、従来のめっき法等でグランド端子を形成する方法と比較して、グランド用導電層を小型化することができ、省スペースや軽量化を図ることができる。なお、絶縁層の劣化を防止するという観点からは、グランド端子と絶縁層とが接触しないように、グランド用導電層を形成することが好ましい。ここで、図15に示すように、グランド用導電層3aの開口部6側の端部と、開口部6から離れた側の端部との距離を、距離Cとする。本実施態様においては、上記の方法を用いてグランド端子を形成する場合は、従来のめっき法等と比較してグランド用導電層を小型化することができる。この場合、距離Cを75μm以下、中でも50μm以下とすることが可能である。
In this embodiment, as will be described later, a ground terminal that contacts the metal support substrate and the ground conductive layer can be formed by dropping the molten alloy into the opening of the insulating layer in a molten state. In this case, the ground conductive layer can be reduced in size and space and weight can be reduced as compared with a conventional method of forming a ground terminal by plating or the like. From the viewpoint of preventing the deterioration of the insulating layer, it is preferable to form the ground conductive layer so that the ground terminal and the insulating layer do not come into contact with each other. Here, as shown in FIG. 15, the distance between the end of the ground
さらに、本実施態様においては、後述するように、合金を溶融した状態で絶縁層の開口部に滴下する際に、溶融した合金の径を、絶縁層の開口部の径よりも小さくすることが好ましい。開口部近傍に配置されたグランド用導電層をさらに小型化することができるからである。この場合、距離Cを40μm以下、中でも30μm以下とすることが可能である。一方、距離Cは、グランド用導電層の機械的強度を確保する観点から、通常20μm以上である。 Furthermore, in this embodiment, as will be described later, when the alloy is melted and dropped into the opening of the insulating layer, the diameter of the molten alloy can be made smaller than the diameter of the opening of the insulating layer. preferable. This is because the ground conductive layer disposed in the vicinity of the opening can be further reduced in size. In this case, the distance C can be set to 40 μm or less, particularly 30 μm or less. On the other hand, the distance C is usually 20 μm or more from the viewpoint of securing the mechanical strength of the ground conductive layer.
本実施態様のサスペンション基板は、通常、絶縁層上にカバー層を有する。本実施態様においては、図16(a)に示すように、グランド用導電層3aの一部を覆うように、カバー層11が形成されていても良く、図16(b)に示すように、グランド用導電層3aを覆わず、グランド用導電層3aに隣接するようにカバー層11が形成されていても良く、図16(c)に示すように、グランド用導電層3aを覆わず、グランド用導電層3aと所定の間隔を空けてカバー層11が形成されていても良い。
The suspension board of this embodiment usually has a cover layer on the insulating layer. In this embodiment, as shown in FIG. 16A, the
図17は、本実施態様におけるグランド端子周辺の構造を例示する概略平面図である。図17(a)は、カバー層11がグランド用導電層3aを覆わないNSMD型のグランド端子5aを示し、グランド用導電層3aの開口に沿ってグランド端子5aが形成される。図17(b)は、カバー層11がグランド用導電層3aの一部を覆うSMD型のグランド端子5aを示し、エアベント部9、カバー層11および絶縁層用カバー層11´を有するものである。この場合、カバー層11の開口に沿ってグランド端子5aが形成される。図17(c)は、カバー層11がグランド用導電層3aの一部を覆うSMD型のグランド端子5aを示し、ライン状のグランド用導電層3aを有するものである。この場合、カバー層11の開口に沿ってグランド端子5aが形成される。図17(d)は、カバー層11がグランド用導電層3aの一部を覆わないNSMD型のグランド端子5aを示し、エアベント部9を有するものである。この場合、グランド用導電層3aの開口に沿ってグランド端子5aが形成される。
FIG. 17 is a schematic plan view illustrating the structure around the ground terminal in this embodiment. FIG. 17A shows an NSMD
(ii)接続領域がジンバル領域である場合
本実施態様における接続領域がジンバル領域である場合、被接続部材は、素子に該当し、導電層は配線部に該当する。すなわち、接続領域がジンバル領域である場合は、接続部が、導電層と、被接続部材である素子とを電気的に接続する。なお、ジンバル領域において電気的な接続を行う場合、サスペンション基板が、サスペンション基板の他に、磁気ヘッドスライダー等の素子を備えることになる。このような場合であっても、本実施態様においては、サスペンション基板と称することにする。すなわち、接続領域がジンバル領域である場合、本実施態様のサスペンション基板は、素子を備えた構成をも包含するものである。
(Ii) When the connection region is a gimbal region When the connection region in this embodiment is a gimbal region, the connected member corresponds to an element, and the conductive layer corresponds to a wiring portion. That is, when the connection region is a gimbal region, the connection part electrically connects the conductive layer and the element that is the member to be connected. When electrical connection is made in the gimbal region, the suspension board includes elements such as a magnetic head slider in addition to the suspension board. Even in such a case, in this embodiment, it will be called a suspension board. That is, when the connection region is a gimbal region, the suspension board of this embodiment includes a configuration including elements.
図18は、本実施態様のサスペンション基板の一例を説明する概略平面図であり、より具体的には、磁気ヘッドスライダー等の素子が搭載される先端部を拡大して示す概略平面図である。図18に示されたサスペンション基板は、バネ性を有する金属支持基板1としてのSUS上に、絶縁層2としてのポリイミドを介して、Cuからなる導電層3(配線部3b)が形成された構造を有している。さらに、接続部5は、導電層3(配線部3b)と、素子20とを金めっき層4を介して電気的に接続している。
FIG. 18 is a schematic plan view for explaining an example of the suspension board of the present embodiment. More specifically, FIG. 18 is a schematic plan view showing an enlarged tip end portion on which an element such as a magnetic head slider is mounted. The suspension board shown in FIG. 18 has a structure in which a conductive layer 3 (
図19は、図18のY−Y断面図である。図19に示されるサスペンション基板は、金属支持基板1と、金属支持基板1上に形成された絶縁層2と、絶縁層2上に形成された導電層3(配線部3b)と、導電層3の表面に形成され、導電層3の腐食を防止する金めっき層4と、導電層3および素子20を、金めっき層4を介して電気的に接続する接続部5と、を有するジンバル領域を備えたものである。本実施態様においては、接続部5が、Auを主成分とするAu−Sn系合金により形成されていることを特徴とする。
19 is a YY cross-sectional view of FIG. The suspension board shown in FIG. 19 includes a
本実施態様に用いられる素子としては、具体的には、磁気ヘッドスライダーおよびアクチュエーター等を挙げることができる。また、上記アクチュエーターは、磁気ヘッドを有するものであっても良く、磁気ヘッドを有しないものであっても良い。ジンバル領域における接続部の形成方法としては、溶融した合金(はんだ)を滴下する方法(Solder Bump Bonding、SBB)等を挙げることができる。 Specific examples of the element used in this embodiment include a magnetic head slider and an actuator. The actuator may have a magnetic head or may not have a magnetic head. Examples of the method for forming the connection portion in the gimbal region include a method of dropping a molten alloy (solder) (Solder Bump Bonding, SBB).
(iii)接続領域が中継基板接続領域である場合
本実施態様における接続領域が中継基板接続領域である場合、被接続部材は中継基板の端子部に該当し、導電層はサスペンション基板の端子部に該当する。すなわち、接続領域が中継基板接続領域である場合は、接続部が、導電層と、被接続部材である中継基板の端子部とを電気的に接続する。なお、中継基板接続領域において電気的な接続を行う場合、サスペンション基板が、サスペンション基板の他に、中継基板およびその他の部材を備えることになる。このような場合であっても、本実施態様においては、サスペンション基板と称することにする。すなわち、接続領域が中継基板接続領域である場合、本実施態様のサスペンション基板は、中継基板およびその他の部材を備えた構成をも包含するものである。
(Iii) When the connection area is a relay board connection area When the connection area in this embodiment is a relay board connection area, the connected member corresponds to the terminal part of the relay board, and the conductive layer corresponds to the terminal part of the suspension board. Applicable. That is, when the connection region is a relay board connection region, the connection part electrically connects the conductive layer and the terminal part of the relay board that is the connected member. When electrical connection is performed in the relay board connection region, the suspension board includes the relay board and other members in addition to the suspension board. Even in such a case, in this embodiment, it will be called a suspension board. That is, when the connection area is a relay board connection area, the suspension board of this embodiment includes a configuration including the relay board and other members.
図20は、本実施態様のサスペンション基板の一例を説明する概略断面図であり、より具体的には、中継基板接続領域を拡大した概略断面図である。図20においては、中継基板30が、絶縁層32、端子部33、金めっき層34、カバー層35を有している。一方、サスペンション基板12は、フライングリード3cと、その周囲を被覆する金めっき層4とを有している。ここでは、接続部5が、サスペンション基板12のフライングリード3cと、中継基板30の端子部33とを、金めっき層4および34を介して電気的に接続している。一方、中継基板領域における接続方法としては、サスペンション基板と、中継基板とを直角に接続する方法がある。具体的には、図21に示されるように、サスペンション基板12の導電層3と、中継基板の端子部33とが直角になるように接続する方法がある。
FIG. 20 is a schematic cross-sectional view for explaining an example of the suspension board of the present embodiment, and more specifically, a schematic cross-sectional view in which a relay board connection region is enlarged. In FIG. 20, the
2.第二実施態様
次に、本実施態様のサスペンション基板の第二実施態様について説明する。本実施態様のサスペンション基板は、導電層と、上記導電層の表面に形成され、上記導電層の腐食を防止する金めっき層と、上記導電層および被接続部材を、上記金めっき層を介して電気的に接続する接続部と、を有する接続領域を備えたサスペンション基板であって、上記接続部が、Auを主成分とし、融点が450℃以下の合金により形成されていることを特徴とするものである。
2. Second Embodiment Next, a second embodiment of the suspension board of this embodiment will be described. The suspension board according to this embodiment includes a conductive layer, a gold plating layer that is formed on the surface of the conductive layer and prevents corrosion of the conductive layer, and the conductive layer and the connected member via the gold plating layer. A suspension board having a connection region having electrical connection, wherein the connection portion is made of an alloy containing Au as a main component and having a melting point of 450 ° C. or lower. Is.
本実施態様によれば、Auを主成分とし、融点が450℃以下の合金を用いることにより、接続部と金めっき層との接触界面に金属間化合物層が成長することを抑制することができる。これにより、例えば、抵抗が低く、耐久性の高いグランド端子を有するサスペンション基板を得ることができる。また、本実施態様においては、Auを主成分とする合金を用いることにより、金めっき層のAuが、接続部に拡散することを抑制することができる。これは、接続部を形成する合金に予めAuを含有させているため、金めっき層のAuが、接続部に拡散しにくくなることに起因すると考えられる。また、本実施態様に用いられる合金は、融点が低いことから、接続部の形成が容易であるという利点を有する。 According to this embodiment, it is possible to suppress the growth of the intermetallic compound layer at the contact interface between the connection portion and the gold plating layer by using an alloy containing Au as a main component and a melting point of 450 ° C. or less. . Thereby, for example, a suspension board having a ground terminal with low resistance and high durability can be obtained. Moreover, in this embodiment, it can suppress that Au of a gold plating layer diffuses into a connection part by using the alloy which has Au as a main component. This is presumably because Au in the gold plating layer is difficult to diffuse into the connection part because Au is previously contained in the alloy forming the connection part. Moreover, since the alloy used in this embodiment has a low melting point, it has an advantage that the connection portion can be easily formed.
なお、本実施態様のサスペンション基板は、接続部が、Auを主成分とし、融点が450℃以下の合金により形成されていること以外は、上記の「1.第一実施態様」に記載されている内容と同様であるので、ここでの説明は省略する。以下、本実施態様に用いられる合金について説明する。 The suspension board of this embodiment is described in “1. First embodiment” above, except that the connection portion is made of an alloy having Au as a main component and a melting point of 450 ° C. or lower. Since the contents are the same as those described above, description thereof is omitted here. Hereinafter, the alloy used in this embodiment will be described.
本実施態様においては、Auを主成分とし、融点が450℃以下の合金により、接続部を形成する。本実施態様において「Auを主成分とする」とは、合金を構成する成分の中で、Auの成分が最も多いことをいう。実施態様に用いられる合金は、Auを主成分とし、融点が450℃以下であれば、二成分系であっても良く、三成分系以上であっても良い。上記合金におけるAu濃度は、合金の融点が低くなるように適宜選択することが好ましい。 In this embodiment, the connection portion is formed of an alloy containing Au as a main component and a melting point of 450 ° C. or lower. In this embodiment, “having Au as a main component” means that the component of Au is the largest among the components constituting the alloy. The alloy used in the embodiment may be a two-component system or a three-component system or more as long as it has Au as a main component and a melting point of 450 ° C. or lower. The Au concentration in the alloy is preferably selected as appropriate so that the melting point of the alloy is lowered.
本実施態様に用いられる合金の融点は、通常450℃以下であるが、中でも350℃以下、特に250℃以下であることが好ましい。合金の融点が低ければ、金属の溶融が容易となり、簡便に接続部を形成することができるからである。 The melting point of the alloy used in this embodiment is usually 450 ° C. or lower, preferably 350 ° C. or lower, particularly preferably 250 ° C. or lower. This is because if the melting point of the alloy is low, the metal can be easily melted and the connection portion can be formed easily.
本実施態様において「融点」とは、一定圧力のもとで固相状態の物質が液相と平衡を保つときの温度をいい、融解点ともいう。なお、2種以上の成分で共晶組成(2成分以上を含む液体から、同時に晶出する2種以上の結晶の混合物)の場合、融点は凝固点(液体が固体化する温度)と一致する。また、平衡を保って共存する2種以上の成分からなる共晶組成ではない合金の場合、平衡を保って共存する2種以上の成分からなる液体および固体の組成と、温度すなわち融点との関係を表わす状態図を見た場合、縦軸に温度(融点)、横軸に組成(成分の割合)をとって、液相と固相とが平衡を保つ温度を液相の組成について描くと液相線(liquidus)が得られるが、ここでの液相点のことを融点とする。また、合金の融点の下限は、常温(25℃)で固体であれば特に限定されるものではないが、通常100℃以上である。 In this embodiment, the “melting point” refers to the temperature at which a solid phase substance maintains equilibrium with the liquid phase under a constant pressure, and is also referred to as the melting point. In the case of a eutectic composition (a mixture of two or more crystals crystallized simultaneously from a liquid containing two or more components) with two or more components, the melting point coincides with the freezing point (the temperature at which the liquid solidifies). Also, in the case of an alloy that is not a eutectic composition composed of two or more components coexisting in equilibrium, the relationship between the liquid or solid composition composed of two or more components coexisting in equilibrium and the temperature, that is, the melting point When the temperature (melting point) is taken on the vertical axis and the composition (ratio of components) is taken on the horizontal axis, the temperature at which the liquid phase and the solid phase are kept in equilibrium is drawn. A liquidus is obtained, and the liquidus point here is the melting point. Further, the lower limit of the melting point of the alloy is not particularly limited as long as it is solid at normal temperature (25 ° C.), but is usually 100 ° C. or higher.
上記金属の融点は、JIS Z3198−1に準拠し、示差熱分析(DTA)もしくは示差走査熱量測定(DSC)により測定することができる。熱分析装置としては、例えばリガク社製DSC8230、TG8120等を挙げることができる。 The melting point of the metal can be measured by differential thermal analysis (DTA) or differential scanning calorimetry (DSC) according to JIS Z3198-1. Examples of the thermal analyzer include DSC8230 and TG8120 manufactured by Rigaku Corporation.
上記合金の種類としては、Auを主成分とし、融点が450℃以下の合金であれば特に限定されるものではないが、Au−Bi系合金、Au−Cd系合金、Au−Ga系合金、Au−Ge系合金、Au−Hg系合金、Au−In系合金、Au−Na系合金、Au−Pb系合金、Au−Sb系合金、Au−Si系合金、Au−Sn系合金、Au−Te系合金、Au−Ti系合金等を挙げることができる。なお、ここで示した合金は、二成分系に限定されるものではなく、最低限含まれる成分を示したものであり、三成分系以上の合金であっても良い。ただし、融点の挙動が判断しやすいという観点からは、上記合金が二成分系であることが好ましい。 The type of the alloy is not particularly limited as long as it is mainly composed of Au and has a melting point of 450 ° C. or lower. However, an Au—Bi alloy, an Au—Cd alloy, an Au—Ga alloy, Au-Ge alloy, Au-Hg alloy, Au-In alloy, Au-Na alloy, Au-Pb alloy, Au-Sb alloy, Au-Si alloy, Au-Sn alloy, Au- Te alloy, Au-Ti alloy, etc. can be mentioned. In addition, the alloy shown here is not limited to a two-component system, but shows a minimum component, and may be a ternary or higher alloy. However, from the viewpoint of easily determining the behavior of the melting point, the alloy is preferably a binary system.
本実施態様においては、上記合金が、鉛を含有しないことが好ましい。環境負荷を低減することができるからである。具体的には、上記合金が、Au−Bi系合金、Au−In系合金、Au−Sn系合金、またはAu−Sb系合金であることが好ましい。特に、本実施態様においては、上記合金が、Au−Sn系合金であることが好ましい。融点の低い合金を得ることができるからである。 In this embodiment, it is preferable that the alloy does not contain lead. This is because the environmental load can be reduced. Specifically, the alloy is preferably an Au—Bi alloy, an Au—In alloy, an Au—Sn alloy, or an Au—Sb alloy. In particular, in the present embodiment, the alloy is preferably an Au—Sn alloy. This is because an alloy having a low melting point can be obtained.
3.第三実施態様
次に、本実施態様のサスペンション基板の第三実施態様について説明する。本実施態様のサスペンション基板は、導電層と、上記導電層の表面に形成され、上記導電層の腐食を防止する金めっき層と、上記導電層および被接続部材を、上記金めっき層を介して電気的に接続する接続部と、を有する接続領域を備えたサスペンション基板であって、上記金めっき層の厚さが、0.5μm以下であることを特徴とするものである。
3. Third Embodiment Next, a third embodiment of the suspension board of this embodiment will be described. The suspension board according to this embodiment includes a conductive layer, a gold plating layer that is formed on the surface of the conductive layer and prevents corrosion of the conductive layer, and the conductive layer and the connected member via the gold plating layer. A suspension board having a connection region having an electrical connection portion, wherein the gold plating layer has a thickness of 0.5 μm or less.
本実施態様によれば、金めっき層の厚さを特定の範囲以下とすることにより、接続部と金めっき層との接触界面に金属間化合物層が成長することを抑制することができる。これにより、例えば、抵抗が低く、耐久性の高いグランド端子を有するサスペンション基板を得ることができる。 According to this embodiment, it is possible to suppress the growth of the intermetallic compound layer at the contact interface between the connection portion and the gold plating layer by setting the thickness of the gold plating layer to a specific range or less. Thereby, for example, a suspension board having a ground terminal with low resistance and high durability can be obtained.
上記金めっき層の厚さは、通常0.5μm以下であるが、中でも0.4μm以下、特に0.3μm以下であることが好ましい。上記範囲であれば、Auが接続部に拡散して金属間化合物層が成長することをさらに抑制することができるからである。一方、上記めっき層の厚さは、例えば0.05μm以上、中でも0.1μm以上であることが好ましい。上記範囲であれば、導電層を腐食から保護することができるからである。 The thickness of the gold plating layer is usually 0.5 μm or less, preferably 0.4 μm or less, particularly preferably 0.3 μm or less. This is because, within the above range, Au can be further suppressed from diffusing into the connecting portion and growing the intermetallic compound layer. On the other hand, the thickness of the plating layer is, for example, 0.05 μm or more, preferably 0.1 μm or more. This is because the conductive layer can be protected from corrosion within the above range.
また、本実施態様に用いられる接続部は、合金により形成されていることが好ましい。中でも、本実施態様においては、接続部が、Auを主成分とするAu−Sn系合金、またはAuを主成分とし、融点が450℃以下の合金により形成されていることが好ましい。これらの合金については、上述した「1.第一実施態様」および「2.第二実施態様」に記載した内容と同様であるので、ここでの説明は省略する。また、本実施態様における「接続領域」は、例えばグランド端子領域、ジンバル領域または中継基板接続領域であることが好ましい。これらの領域については、上述した「1.第一実施態様」に記載した内容と同様であるので、ここでの説明は省略する。 Moreover, it is preferable that the connection part used for this embodiment is formed with the alloy. Especially, in this embodiment, it is preferable that the connection part is formed of an Au—Sn alloy containing Au as a main component or an alloy containing Au as a main component and having a melting point of 450 ° C. or less. Since these alloys are the same as the contents described in “1. First embodiment” and “2. Second embodiment” described above, description thereof is omitted here. In addition, the “connection region” in the present embodiment is preferably a ground terminal region, a gimbal region, or a relay board connection region, for example. Since these areas are the same as the contents described in “1. First embodiment” described above, description thereof is omitted here.
B.サスペンション基板の製造方法
次に、本発明のサスペンション基板の製造方法について説明する。本発明のサスペンション基板の製造方法は、2つの実施態様に大別することができる。以下、本発明のサスペンション基板の製造方法について、第一実施態様および第二実施態様に分けて説明する。
B. Next, a method for manufacturing a suspension board according to the present invention will be described. The suspension board manufacturing method of the present invention can be roughly divided into two embodiments. Hereinafter, a method for manufacturing a suspension board according to the present invention will be described by dividing it into a first embodiment and a second embodiment.
1.第一実施態様
まず、本発明のサスペンション基板の製造方法の第一実施態様について説明する。本実施態様のサスペンション基板の製造方法は、導電層と、上記導電層の表面に形成され、上記導電層の腐食を防止する金めっき層と、上記導電層および被接続部材を、上記金めっき層を介して電気的に接続する接続部と、を有する接続領域を備えたサスペンション基板の製造方法であって、Auを主成分とするAu−Sn系合金を溶融した状態で滴下することにより、上記接続部を形成する接続部形成工程を有することを特徴とするものである。
1. First Embodiment First, a first embodiment of the suspension board manufacturing method of the present invention will be described. The suspension board manufacturing method of this embodiment includes a conductive layer, a gold plating layer formed on the surface of the conductive layer to prevent corrosion of the conductive layer, the conductive layer and the connected member, and the gold plating layer. A suspension board having a connection region that is electrically connected via an Au-Sn-based alloy containing Au as a main component by dropping in a molten state. It has the connection part formation process which forms a connection part, It is characterized by the above-mentioned.
本実施態様によれば、Auを主成分とするAu−Sn系合金を用いることにより、比較的低い温度で合金を溶融させることができ、効率良く接続部を形成することができる。 According to this embodiment, by using an Au—Sn alloy containing Au as a main component, the alloy can be melted at a relatively low temperature, and a connection portion can be formed efficiently.
特に、本実施態様のサスペンション基板の製造方法により、グランド端子を形成する場合は、以下のような利点を有する。すなわち、従来のめっき法によりグランド端子を形成する場合は、ドライフィルムをラミネートする工程、ドライフィルムを露光する工程、露光後のドライフィルムを現像する工程、グランド端子を形成する開口部のSUS表面の酸化膜を除去する工程、開口部にめっきを行う工程、ドライフィルムを剥離する工程等の多くの工程が必要であった。さらに、微小な開口部にめっきをするために、その他の多くの領域にマスクをする必要があり、非常に効率の悪い作業であった。これに対して、本実施態様においては、溶融した合金を滴下する工程と、必要に応じて行われる、金属支持基板の前処理工程のみでグランド端子を形成することができ、低コスト化や工程の簡略化を図ることができる。また、例えば、開口部の形状が複雑な場合に、従来のめっき法でグランド端子を形成すると、得られるグランド端子が脆くなり、充分な強度を有しない場合があった。これに対して、本実施態様においては、金属を溶融状態で滴下するため、めっき法のように、得られるグランド端子が脆くなることが無いといった利点を有する。また、本実施態様によれば、任意の形状の開口部に対して、グランド端子を形成することができる。 In particular, when the ground terminal is formed by the suspension board manufacturing method of this embodiment, the following advantages are obtained. That is, when the ground terminal is formed by the conventional plating method, the step of laminating the dry film, the step of exposing the dry film, the step of developing the dry film after exposure, the SUS surface of the opening forming the ground terminal Many processes such as a process of removing the oxide film, a process of plating the opening, and a process of peeling off the dry film are necessary. Furthermore, in order to plate the minute openings, it is necessary to mask many other areas, which is a very inefficient operation. On the other hand, in this embodiment, the ground terminal can be formed only by the step of dripping the molten alloy and the pretreatment step of the metal support substrate, which is performed as necessary, thereby reducing costs and steps. Can be simplified. Further, for example, when the shape of the opening is complicated, if the ground terminal is formed by a conventional plating method, the obtained ground terminal becomes brittle and may not have sufficient strength. On the other hand, in this embodiment, since the metal is dropped in a molten state, there is an advantage that the obtained ground terminal does not become brittle as in the plating method. Moreover, according to this embodiment, a ground terminal can be formed with respect to an opening having an arbitrary shape.
一方、本実施態様のサスペンション基板の製造方法により、中継基板との端子部を形成する場合は、以下のような利点を有する。すなわち、従来のペースト法で中継基板との端子部を形成する場合は、ペーストを塗布した後にリフローを行う必要があるため、中継基板との端子部を形成する前のサスペンション基板(基板形成用部材)は、ある程度の耐熱性を有する必要があった。これに対して、本実施態様においては、合金を溶融するために加熱が必要であるが、基板形成用部材に対しては、原則的に加熱を必要としない。そのため、例えば絶縁層として用いられるポリイミド等と端子部との金属界面密着強度の劣化を防止することができ、端子部の金めっきへの下地のCuの拡散を抑制することができる。 On the other hand, when the terminal part with the relay board is formed by the suspension board manufacturing method of the present embodiment, the following advantages are obtained. That is, when the terminal portion with the relay substrate is formed by the conventional paste method, it is necessary to perform reflow after the paste is applied. Therefore, the suspension substrate (substrate forming member) before the terminal portion with the relay substrate is formed. ) Had to have some heat resistance. On the other hand, in the present embodiment, heating is required to melt the alloy, but heating is not required in principle for the substrate forming member. Therefore, for example, it is possible to prevent deterioration of the metal interface adhesion strength between polyimide and the like used as an insulating layer and the terminal portion, and to suppress diffusion of the underlying Cu to the gold plating of the terminal portion.
次に、本実施態様のサスペンション基板の製造方法について図面を用いて説明する。図22は、本実施態様のサスペンション基板の製造方法の一例を示す工程図であり。より具体的には、グランド端子領域に接続部(グランド端子)を形成する場合について説明するものである。図22に示されるサスペンション基板の製造方法は、金属支持基板1と、金属支持基板1上に形成され、金属支持基板1が露出する開口部6を有する絶縁層2と、絶縁層2上に形成され、かつ、開口部6近傍に配置された導電層3(グランド用導電層3a)と、導電層3の表面に形成され、導電層の腐食を防止する金めっき層4と、を有する基板形成用部材10を用意し(図22(a))、次に、滴下装置41を用い、溶融した合金42を開口部6に定量的に滴下することにより(図22(b))、金属支持基板1およびグランド用導電層3aに接触する接続部5(グランド端子5a)を形成する接続部形成工程を有するものである(図22(c))。
Next, a method for manufacturing the suspension board of this embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 22 is a process diagram showing an example of a manufacturing method of the suspension board according to the present embodiment. More specifically, a case where a connection portion (ground terminal) is formed in the ground terminal region will be described. The suspension board manufacturing method shown in FIG. 22 is formed on the
本実施態様における「接続領域」は、グランド端子領域、ジンバル領域および中継基板接続領域に大別することができる。特に、本実施態様においては、上記接続領域がグランド端子領域であることが好ましい。なお、接続領域については、上記「A.サスペンション基板」に記載されている内容と同様であるので、ここでの説明は省略する。 The “connection region” in this embodiment can be roughly divided into a ground terminal region, a gimbal region, and a relay board connection region. In particular, in this embodiment, the connection region is preferably a ground terminal region. Since the connection region is the same as that described in “A. Suspension board”, description thereof is omitted here.
(1)接続部形成工程
本実施態様における接続部形成工程は、Auを主成分とするAu−Sn系合金を溶融した状態で滴下することにより、接続部を形成する工程である。なお、本実施態様に用いられる合金については、上記「A.サスペンション基板 1.第一実施態様」に記載された内容と同様である。
(1) Connection part formation process The connection part formation process in this embodiment is a process which forms a connection part by dripping the Au-Sn type alloy which has Au as a main component in the molten state. In addition, about the alloy used for this embodiment, it is the same as that of the content described in said "A. suspension board |
上記合金を溶融した状態で滴下する滴下方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、所定の直径を有する合金ボールを用い、上記合金ボールを順次溶融させて滴下する方法、および所定の容器の中に合金を溶融した状態で溜めておき、その容器から、少量ずつ定量的に滴下する方法等を挙げることができる。 The dropping method for dropping the alloy in a molten state is not particularly limited. For example, an alloy ball having a predetermined diameter is used, and the alloy ball is sequentially melted and dropped. An example is a method in which an alloy is stored in a molten state in a container, and quantitatively dropped from the container little by little.
中でも、本実施態様においては、滴下方法が、所定の直径を有する合金ボールを用い、上記合金ボールを順次溶融させて滴下する方法であることが好ましい。原料となる合金ボールの直径を適宜選択することで、溶融した合金の滴下量を自由に調整することができるからである。合金ボールの直径としては、特に限定されるものではないが、通常60μm〜250μmの範囲内である。本実施態様においては、溶融した合金を滴下する部分の大きさ等を考慮して、合金ボールの直径を決定することが好ましい。 Especially, in this embodiment, it is preferable that the dropping method is a method in which alloy balls having a predetermined diameter are used and the alloy balls are sequentially melted and dropped. This is because the amount of molten alloy dropped can be freely adjusted by appropriately selecting the diameter of the alloy balls as the raw material. Although it does not specifically limit as a diameter of an alloy ball, Usually, it exists in the range of 60 micrometers-250 micrometers. In this embodiment, it is preferable to determine the diameter of the alloy ball in consideration of the size of the portion where the molten alloy is dropped.
合金ボールを用いて滴下を行う滴下装置としては、例えば、合金ボールを供給する原料供給部と、供給された合金ボールを溶融する溶融部と、溶融した合金ボールを滴下する滴下部と、を有するもの等を挙げることができる。このような装置においては、まず、原料となる合金ボールを原料供給部に充填し、その後、原料供給部から溶融部に合金ボールを順次供給し、供給された合金ボールを溶融させる。溶融させる方法としては、例えばYAGレーザー等を挙げることができる。その後、滴下部から溶融した合金ボールを滴下する。溶融した合金ボールを滴下する方法としては、例えばN2等の不活性ガスにより溶融した合金ボールを押出す方法等を挙げることができる。このような滴下装置としては、具体的には、PAC-TECH PACKAGING TECHNOLOGIES Gmbh社製、SB2−JET等を挙げることができる。 As a dropping device that performs dropping using an alloy ball, for example, a raw material supply unit that supplies the alloy ball, a melting unit that melts the supplied alloy ball, and a dropping unit that drops the molten alloy ball are included. The thing etc. can be mentioned. In such an apparatus, first, an alloy ball as a raw material is filled in the raw material supply unit, and thereafter, the alloy ball is sequentially supplied from the raw material supply unit to the melting unit to melt the supplied alloy ball. Examples of the melting method include a YAG laser. Thereafter, molten alloy balls are dropped from the dropping portion. Examples of the method of dropping the molten alloy ball include a method of extruding a molten alloy ball with an inert gas such as N 2 . Such dropping apparatus, specifically, PAC-TECH PACKAGING TECHNOLOGIES Gmbh Co., can be mentioned SB 2 -jet like.
本実施態様においては、接続部を形成するために必要な所定量の溶融した合金を、1回で滴下しても良く、複数回に分けて滴下しても良い。1回で滴下する場合は工程数が少ないという利点を有し、複数回に分けて滴下する場合は、少量ずつ滴下することにより、エア溜りの発生を抑制することができるという利点を有する。 In the present embodiment, a predetermined amount of molten alloy necessary for forming the connection portion may be dropped at once, or may be dropped at a plurality of times. When dripping at once, there is an advantage that the number of steps is small, and when dropping at a plurality of times, there is an advantage that the occurrence of air accumulation can be suppressed by dripping little by little.
また、本実施態様において、グランド端子を形成する場合は、上記合金を溶融した状態で滴下する際に、絶縁層の開口部の端部との接触が生じないように、溶融した合金の径を設定することが好ましい。具体的には、上記合金を溶融した状態で滴下する際に、溶融した合金の径が、絶縁層の開口部の径よりも小さいことが好ましい。溶融した合金をより確実に着弾させることができるからである。これにより、エア溜まりの発生を抑制することができ、金属支持基板とグランド端子との接合面積が増え、接合信頼性が向上する。さらに、着弾の精度が向上することにより、絶縁層の開口部近傍に配置されたグランド用導電層を小型化することができ、省スペースや軽量化を図ることができる。また、軽量化を図ることができれば、金属支持基板の薄型化を図ることも可能となる。 Further, in this embodiment, when forming the ground terminal, when the alloy is dropped in a molten state, the diameter of the molten alloy is set so that contact with the end of the opening of the insulating layer does not occur. It is preferable to set. Specifically, when the alloy is dropped in a molten state, the diameter of the molten alloy is preferably smaller than the diameter of the opening of the insulating layer. This is because the molten alloy can be landed more reliably. Thereby, generation | occurrence | production of an air pool can be suppressed, the joining area of a metal support substrate and a ground terminal increases, and joining reliability improves. Furthermore, by improving the landing accuracy, the ground conductive layer disposed in the vicinity of the opening of the insulating layer can be reduced in size, and space saving and weight reduction can be achieved. In addition, if the weight can be reduced, the metal support substrate can be thinned.
具体的には、図23(a)に示すように、滴下装置41を用い、溶融した合金42を絶縁層2の開口部6に滴下する際に、溶融した合金42の水平方向の径42xを、開口部6の径よりも小さくする。これにより、図23(b)に示すように、溶融した合金42を開口部6から露出する金属支持基板1の表面に着弾させやすくなる。さらに、図23(c)に示すように、得られたグランド端子5aは、絶縁層2の開口部6の端部で囲まれた領域の内部のみに形成される。なお、得られるグランド端子については、上記「A.サスペンション基板」に記載した内容と同様であるので、ここでの説明は省略する。
Specifically, as shown in FIG. 23A, when the
上述した溶融した合金の径とは、滴下装置等から滴下された溶融した合金が絶縁層の開口部に侵入する際における、水平方向の大きさをいう(図23(a)の符号42x)。一方、絶縁層の開口部の径とは、開口部の形状により異なるものであるが、例えば開口部の形状が円である場合はその直径をいう。本実施態様において、溶融した合金の径は、絶縁層の開口部の径と比較して、例えば10μm以上小さいことが好ましく、中でも15μm〜30μmの範囲内で小さいことが好ましい。溶融した合金の径としては、特に限定されるものではないが、通常40μm〜150μmの範囲内であり、中でも60μm〜100μmの範囲内であることが好ましい。一方、絶縁層の開口部の径は、上記「A.サスペンション基板」で記載した内容と同様である。 The diameter of the molten alloy mentioned above refers to the size in the horizontal direction when the molten alloy dropped from a dropping device or the like enters the opening of the insulating layer (reference numeral 42x in FIG. 23A). On the other hand, the diameter of the opening of the insulating layer differs depending on the shape of the opening. For example, when the shape of the opening is a circle, the diameter is the diameter. In this embodiment, the diameter of the molten alloy is preferably smaller than the diameter of the opening of the insulating layer, for example, by 10 μm or more, and particularly preferably within a range of 15 μm to 30 μm. Although it does not specifically limit as a diameter of the molten alloy, Usually, it exists in the range of 40 micrometers-150 micrometers, and it is preferable to exist in the range of 60 micrometers-100 micrometers especially. On the other hand, the diameter of the opening of the insulating layer is the same as that described in “A. Suspension substrate”.
また、溶融した合金の径が小さすぎると、形成されるグランド端子が、金属支持基板とグランド用導電層とを充分に接続できない可能性がある。そのため、一回の滴下でグランド端子を形成する場合は、金属支持基板とグランド用導電層とを充分に接続できる程度に、溶融した合金の径を設定することが好ましい。この際、溶融した合金の体積と、絶縁層の開口部の面積との関係を考慮することが好ましい。一方、溶融した合金の径が小さすぎる場合であっても、上述したように、複数回に分けて滴下することにより、金属支持基板とグランド用導電層とを充分に接続することは可能である。 Moreover, if the diameter of the molten alloy is too small, the formed ground terminal may not be able to sufficiently connect the metal support substrate and the ground conductive layer. Therefore, when forming the ground terminal by one drop, it is preferable to set the diameter of the molten alloy so that the metal support substrate and the ground conductive layer can be sufficiently connected. At this time, it is preferable to consider the relationship between the volume of the molten alloy and the area of the opening of the insulating layer. On the other hand, even when the diameter of the molten alloy is too small, as described above, it is possible to sufficiently connect the metal support substrate and the ground conductive layer by dropping in a plurality of times. .
また、上述した図8(a)に示すサスペンション基板は、グランド用導電層3aが開口部を有するため、接続部を形成する際に、露出する金属支持基板1の表面上に、溶融した合金を滴下する。この場合、例えば金属支持基板としてSUSを使用する場合は、滴下前に、SUS表面に存在する不純物を除去する前処理を行うことが好ましい。前処理としては、具体的には、フラックス処理、酸洗処理、プラズマ洗浄処理および脱脂処理等を挙げることができる。一方、上述した図8(b)に示すサスペンション基板を作製する場合は、濡れ性の良い金めっき層上に、直接溶融した合金を滴下するため、接触不良の少ないグランド端子を形成することができるという利点を有する。
Further, in the suspension board shown in FIG. 8A described above, since the ground
また、本実施態様においては、原料である合金ボールを、予め接続部を形成する位置に配置し、その合金ボールを溶融させることにより、接続部を形成しても良い。 Moreover, in this embodiment, the connection part may be formed by arranging the alloy ball as a raw material in a position where the connection part is formed in advance and melting the alloy ball.
(2)その他の工程
本実施態様においては、接続部形成工程以外は、一般的なサスペンション基板の製造方法における各工程と同様の工程を採用することができる。
(2) Other Steps In the present embodiment, the same steps as the respective steps in a general suspension board manufacturing method can be adopted except for the connection portion forming step.
2.第二実施態様
次に、本発明のサスペンション基板の製造方法の第二実施態様について説明する。本実施態様のサスペンション基板の製造方法は、導電層と、上記導電層の表面に形成され、上記導電層の腐食を防止する金めっき層と、上記導電層および被接続部材を、上記金めっき層を介して電気的に接続する接続部と、を有する接続領域を備えたサスペンション基板の製造方法であって、Auを主成分とし、融点が450℃以下の合金を溶融した状態で滴下することにより、上記接続部を形成する接続部形成工程を有することを特徴とするものである。
2. Second Embodiment Next, a second embodiment of the suspension board manufacturing method of the present invention will be described. The suspension board manufacturing method of this embodiment includes a conductive layer, a gold plating layer formed on the surface of the conductive layer to prevent corrosion of the conductive layer, the conductive layer and the connected member, and the gold plating layer. A suspension board having a connection region electrically connected via a wire, and dropping a molten alloy mainly composed of Au and having a melting point of 450 ° C. or lower. And a connecting part forming step for forming the connecting part.
本実施態様によれば、Auを主成分とし、融点が450℃以下の合金を用いることにより、比較的低い温度で合金を溶融させることができ、効率良く接続部を形成することができる。 According to this embodiment, by using an alloy containing Au as a main component and having a melting point of 450 ° C. or lower, the alloy can be melted at a relatively low temperature, and a connection portion can be formed efficiently.
本実施態様のサスペンション基板の製造方法は、Auを主成分とし、融点が450℃以下の合金を用いたこと以外は、上記の「1.第一実施態様」に記載されている内容と同様であるので、ここでの説明は省略する。また、本実施態様に用いられる合金については、「A.サスペンション基板 1.第一実施態様」に記載されている内容と同様であるので、ここでの説明は省略する。
The manufacturing method of the suspension board of the present embodiment is the same as that described in “1. First embodiment” except that an alloy containing Au as a main component and having a melting point of 450 ° C. or lower is used. Since there is, explanation here is omitted. Further, the alloy used in this embodiment is the same as that described in “
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と、実質的に同一の構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる場合であっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the technical idea described in the claims of the present invention has substantially the same configuration and exhibits the same function and effect regardless of the case. It is included in the technical scope of the invention.
以下、実施例を用いて、本発明をさらに具体的に説明する。
[実施例1]
(基板形成用部材の作製)
厚さ20μmのSUS304(金属支持基板)、厚さ10μmのポリイミド層(絶縁層)、厚さ18μmの電解銅箔(導電層)が、この順に積層された積層体を用意し、この積層体に以下に述べる化学エッチング等を行った。まずグランド端子を形成する導電層の領域を化学エッチングにて外径250μm、内径(開口径)100μmの形状に加工し、次にサスペンション基板の外形を規定するためにSUSを化学エッチングし、次にポリイミド層に化学エッチングを行い、直径100μmの開口部を形成した。その後、グランド端子を形成する導電層の領域の表面にNiを電解で0.2μm程度めっきし、Auを電解で0.5μm程度めっきした。これにより、基板形成用部材を得た。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
[Example 1]
(Production of substrate forming member)
Prepare a laminated body in which SUS304 (metal support substrate) with a thickness of 20 μm, a polyimide layer (insulating layer) with a thickness of 10 μm, and an electrolytic copper foil (conductive layer) with a thickness of 18 μm are laminated in this order. The chemical etching described below was performed. First, the region of the conductive layer forming the ground terminal is processed into a shape having an outer diameter of 250 μm and an inner diameter (opening diameter) of 100 μm by chemical etching, and then SUS is chemically etched to define the outer shape of the suspension board, and then Chemical etching was performed on the polyimide layer to form an opening having a diameter of 100 μm. Thereafter, Ni was plated by electrolysis to a thickness of about 0.2 μm, and Au was plated by electrolysis to a thickness of about 0.5 μm on the surface of the conductive layer forming the ground terminal. This obtained the member for board | substrate formation.
(接続部の形成)
次に、開口部におけるSUS表面を活性化させるために、前処理として、りん酸を用いて処理(酸洗)を行った。その後、直径0.1mmのAu80−Sn20(Au80重量%、Sn重量%)合金からなる、はんだボールを用意し、Pac−Tech社製のSB2−JETを用いて、はんだボールを溶融させながら開口部に滴下することにより、接続部(グランド端子)を形成し、サスペンション基板を得た。
(Formation of connecting part)
Next, in order to activate the SUS surface in the opening, treatment (pickling) was performed using phosphoric acid as a pretreatment. Thereafter, Au80-Sn20 (Au80 wt%, Sn wt%) having a diameter of 0.1mm made of an alloy, providing a solder ball, using Pac-Tech Co. SB 2 -jet, while melting the solder ball opening By dropping on the part, a connection part (ground terminal) was formed, and a suspension board was obtained.
[比較例1]
Au80−Sn20合金の代わりに、Sn−3.0Ag−0.5Cu合金を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてサスペンション基板を得た。
[Comparative Example 1]
A suspension board was obtained in the same manner as in Example 1 except that a Sn-3.0Ag-0.5Cu alloy was used instead of the Au80-Sn20 alloy.
[評価1]
実施例1および比較例1で得られたサスペンション基板を用いて、高温処理試験を行い、その前後における、接続部の外観および元素分布の変化を評価した。高温処理試験は、125℃で144時間放置することにより行った。
[Evaluation 1]
Using the suspension substrates obtained in Example 1 and Comparative Example 1, a high-temperature treatment test was performed, and changes in the appearance and element distribution of the connection part before and after the evaluation were evaluated. The high temperature treatment test was conducted by leaving it at 125 ° C. for 144 hours.
図24は、高温処理試験前後における接続部の外観を示す平面図である。比較例1では、高温処理試験後に、接続部と金めっき層との接触界面において、金属間化合物層が成長していることがわかる。さらに、接続部の中央にはクラックが生じていることが確認された。これに対して、実施例1では、高温処理試験後においても、金属間化合物層の成長は認められなかった。 FIG. 24 is a plan view showing the appearance of the connection part before and after the high-temperature treatment test. In Comparative Example 1, it can be seen that the intermetallic compound layer has grown at the contact interface between the connecting portion and the gold plating layer after the high temperature treatment test. Furthermore, it was confirmed that a crack occurred in the center of the connection portion. On the other hand, in Example 1, the growth of the intermetallic compound layer was not recognized even after the high temperature treatment test.
図25は、高温処理試験前後における接続部の外観を示す断面図である。比較例1では、高温処理試験前の段階で、既に金属間化合物層が形成されていることが確認された。さらに、高温処理試験後には、接続部に接触する金めっき層が消失していることが確認された。これは、金めっき層のAuが全て接続部に拡散してしまったためであると考えられる。また、接続部の形状が高温処理試験前後で著しく変化したことが確認された。これは、金属間化合物層の成長による応力の影響であると考えられる。この形状変化によって接続部および金属支持基板の接合性に悪影響を与える可能性がある。これに対して、実施例1では、高温処理試験後においても、金属間化合物層の成長は認められず、さらに、接続部の形状変化も認められなかった。 FIG. 25 is a cross-sectional view showing the appearance of the connection part before and after the high-temperature treatment test. In Comparative Example 1, it was confirmed that an intermetallic compound layer was already formed before the high temperature treatment test. Furthermore, after the high temperature treatment test, it was confirmed that the gold plating layer in contact with the connection portion had disappeared. This is presumably because all of the gold plating layer has diffused into the connecting portion. Moreover, it was confirmed that the shape of the connection part changed remarkably before and after the high temperature treatment test. This is considered to be the influence of stress due to the growth of the intermetallic compound layer. This shape change may adversely affect the bondability between the connection portion and the metal support substrate. On the other hand, in Example 1, no growth of the intermetallic compound layer was observed even after the high temperature treatment test, and no change in the shape of the connecting portion was observed.
図26は、高温処理試験前後において、比較例1のサスペンション基板の接続部をEDX測定した結果である。EDX測定の結果、高温処理試験後に、金めっき層のAuが全て接続部に拡散していることが確認された。一方、図27は、高温処理試験前後において、実施例1のサスペンション基板の接続部をEDX測定した結果である。EDX測定の結果、高温処理試験後においても、金めっき層からAuが拡散していなかった。 FIG. 26 shows the result of EDX measurement of the connection portion of the suspension board of Comparative Example 1 before and after the high temperature treatment test. As a result of EDX measurement, it was confirmed that all Au of the gold plating layer was diffused in the connection part after the high temperature treatment test. On the other hand, FIG. 27 shows the result of EDX measurement of the connection part of the suspension board of Example 1 before and after the high temperature treatment test. As a result of the EDX measurement, Au was not diffused from the gold plating layer even after the high temperature treatment test.
また、実施例1および比較例1で得られたサスペンション基板を用いて、高温処理試験におけるグランド端子の抵抗値の経時変化を評価した。その結果を表1に示しす。また、図28は、実施例1および比較例1の抵抗値の平均(AVG)を比較したグラフである。 Further, the suspension substrate obtained in Example 1 and Comparative Example 1 was used to evaluate the temporal change in the resistance value of the ground terminal in the high-temperature treatment test. The results are shown in Table 1. FIG. 28 is a graph comparing the average resistance values (AVG) of Example 1 and Comparative Example 1.
表1および図28に示されるように、比較例1では、経時的に抵抗値が増加していることが確認された。これに対して、実施例1では、144時間の高温処理試験後であっても、高温処理試験前の抵抗値とほとんど差異が見られなかった。 As shown in Table 1 and FIG. 28, it was confirmed that in Comparative Example 1, the resistance value increased with time. On the other hand, in Example 1, even after the high temperature treatment test for 144 hours, there was almost no difference from the resistance value before the high temperature treatment test.
[実施例2]
金めっき層の厚さを0.2μmに変更したこと以外は、比較例1と同様にしてサスペンション基板を得た。
[Example 2]
A suspension board was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the thickness of the gold plating layer was changed to 0.2 μm.
[比較例2]
金めっき層の厚さを1.0μmに変更したこと以外は、比較例1と同様にしてサスペンション基板を得た。
[Comparative Example 2]
A suspension board was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the thickness of the gold plating layer was changed to 1.0 μm.
[評価2]
実施例2および比較例2で得られたサスペンション基板を用いて、高温処理試験を行い、接続部の外観の経時的な変化を評価した。高温処理試験は、125℃で放置し、0時間後、12時間後、24時間後、144時間の状態を確認することにより行った。
[Evaluation 2]
Using the suspension boards obtained in Example 2 and Comparative Example 2, a high-temperature treatment test was performed to evaluate changes in the appearance of the connection portion over time. The high temperature treatment test was carried out by leaving it at 125 ° C. and confirming the state after 0 hours, 12 hours, 24 hours and 144 hours.
図29は、高温処理試験における接続部の外観を示す平面図である。比較例2では、12時間後において金属間化合物層の形成が確認され、144時間後において金属間化合物層がさらに成長していることが確認された。これに対して、実施例2では、12時間後において金属間化合物層の形成が確認されたものの、144時間後においても金属間化合物層の成長は抑制されていることが確認された。 FIG. 29 is a plan view showing the appearance of the connection part in the high-temperature treatment test. In Comparative Example 2, formation of the intermetallic compound layer was confirmed after 12 hours, and it was confirmed that the intermetallic compound layer was further grown after 144 hours. On the other hand, in Example 2, although the formation of the intermetallic compound layer was confirmed after 12 hours, it was confirmed that the growth of the intermetallic compound layer was suppressed even after 144 hours.
1 … 金属支持基板
2 … 絶縁層
3 … 導電層
3a … グランド用導電層
3b … 配線層
3c … フライングリード
4 … 金めっき層
5 … 接続部
5a … グランド端子
6 … 開口部
7 … 金属間化合物層
8 … エア溜まり
9 … エアベント部
10 … 基板形成用部材
11 … カバー層
12 … サスペンション基板
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記接続部が、Auを主成分とするAu−Sn系合金により形成されていることを特徴とするサスペンション基板。 A conductive layer; a gold plating layer formed on the surface of the conductive layer to prevent corrosion of the conductive layer; and a connection portion for electrically connecting the conductive layer and the connected member via the gold plating layer. A suspension board having a connection region having
The suspension board, wherein the connection portion is formed of an Au-Sn alloy mainly composed of Au.
前記接続部が、Auを主成分とし、融点が450℃以下の合金により形成されていることを特徴とするサスペンション基板。 A conductive layer; a gold plating layer formed on the surface of the conductive layer to prevent corrosion of the conductive layer; and a connection portion for electrically connecting the conductive layer and the connected member via the gold plating layer. A suspension board having a connection region having
The suspension board is characterized in that the connection portion is made of an alloy having Au as a main component and a melting point of 450 ° C. or lower.
Auを主成分とするAu−Sn系合金を溶融した状態で滴下することにより、前記接続部を形成する接続部形成工程を有することを特徴とするサスペンション基板の製造方法。 A conductive layer; a gold plating layer formed on the surface of the conductive layer to prevent corrosion of the conductive layer; and a connection portion for electrically connecting the conductive layer and the connected member via the gold plating layer. A method for manufacturing a suspension board having a connection region having
A method of manufacturing a suspension board, comprising: a connecting portion forming step of forming the connecting portion by dropping an Au-Sn alloy containing Au as a main component in a molten state.
Auを主成分とし、融点が450℃以下の合金を溶融した状態で滴下することにより、前記接続部を形成する接続部形成工程を有することを特徴とするサスペンション基板の製造方法。 A conductive layer; a gold plating layer formed on the surface of the conductive layer to prevent corrosion of the conductive layer; and a connection portion for electrically connecting the conductive layer and the connected member via the gold plating layer. A method for manufacturing a suspension board having a connection region having
A method for manufacturing a suspension board, comprising: a connecting portion forming step of forming the connecting portion by dropping an alloy containing Au as a main component and having a melting point of 450 ° C. or lower in a molten state.
前記金めっき層の厚さが、0.5μm以下であることを特徴とするサスペンション基板。 A conductive layer; a gold plating layer formed on the surface of the conductive layer to prevent corrosion of the conductive layer; and a connection portion for electrically connecting the conductive layer and the connected member via the gold plating layer. A suspension board having a connection region having
A suspension board, wherein the gold plating layer has a thickness of 0.5 μm or less.
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