專利名稱：用于使柔性件與柔性印刷電路配合的方法及其柔性件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造硬盤驅(qū)動器(HDD)，更具體地涉及組裝、制造和檢查硬盤驅(qū)動器組件。
2.相關(guān)技術(shù)描述

圖1a和1b描繪了適于實現(xiàn)本發(fā)明的實施例的硬盤驅(qū)動器。圖1a描繪去掉蓋子的硬盤驅(qū)動器100，而圖1b描繪硬盤驅(qū)動器100的前置放大器區(qū)域的放大圖。硬盤驅(qū)動器100使用旋轉(zhuǎn)的盤片(磁盤)110來存儲數(shù)據(jù)。各個盤片圍繞軸(未示出)旋轉(zhuǎn)且具有光滑的涂有磁性物質(zhì)的表面，該表面上存儲了數(shù)字數(shù)據(jù)。通過施加來自附連至致動臂120的讀寫磁頭(未示出)的磁場向磁盤寫入信息。為了進行讀取，讀寫磁頭檢測從被寫到盤片上的磁比特發(fā)出的磁通量。因為來自讀/寫磁頭的信號非常微弱，所以在非?？拷蓬^之處設(shè)置了前置放大器130。前置放大器130是安裝在基板140上的芯片?；?40被安裝在連接至致動臂組件120的載板150上。柔性電路回路160連接至基板140以在前置放大器130和相關(guān)聯(lián)的電子電路(未示出)之間傳遞信號。相關(guān)聯(lián)的電子電路控制致動器的運動和磁盤的旋轉(zhuǎn)，并根據(jù)磁盤控制器的需求進行讀和寫。
前置放大器130與讀寫磁頭之間的讀/寫信號發(fā)送也在柔性電路上完成，該柔性電路在行業(yè)中一般被稱為具有一系列跡線的“柔性件(flexure)”。在圖1a中未示出該柔性件，但在圖1b中示出了其一部分170。柔性件170被連接(例如焊接)至柔性印刷電路(FPC)180，其又連接至前置放大器130。
柔性件技術(shù)是本領(lǐng)域中公知的作為用來在讀寫磁盤時在電路板和磁頭之間傳播信號的懸架組件。硬盤驅(qū)動器中所使用的柔性件所需的特性是低剛度、高電導(dǎo)率、以及高準(zhǔn)確性。一般而言，存在兩種類型的柔性件制造工藝添加法和消去法。在添加類型的制造中，在底層(例如不銹鋼)上設(shè)置絕緣層(例如聚酰亞胺)且在絕緣層上沉積導(dǎo)體層(例如銅)。
這種類型的柔性件一般被稱為“CIS”(電路集成懸架(Circuit IntegratedSuspension))。在消去類型的制造中，具有基底層(例如不銹鋼)、絕緣層(例如聚酰亞胺)、以及導(dǎo)體層(例如銅)的三層層合板(tri-laminate sheet)是起始材料。利用諸如蝕刻之類的技術(shù)限定柔性件的多個元件。這種類型的柔性件一般被稱為“ILS”(集成層合懸架(Integrated LaminateSuspension))或“TSA”(跡線懸架組件)。
在此文檔中，術(shù)語柔性印刷電路(FPC)指的是連接至前置放大器的動態(tài)柔性電路；而柔性件(也稱為CIS(電路集成懸架))指的是用來在讀/寫磁頭和前置放大器之間發(fā)送信號的連接電路。
在現(xiàn)有技術(shù)中已知將FPC的銅導(dǎo)體焊接或接合至柔性尾部的銅導(dǎo)體。由于導(dǎo)體的小尺寸，F(xiàn)PC和柔性件的導(dǎo)體完全對準(zhǔn)非常關(guān)鍵。然而，在現(xiàn)有技術(shù)中一旦柔性件鋪放在FPC上，有時不可能從視覺上檢查導(dǎo)體的對準(zhǔn)。較差的對準(zhǔn)會導(dǎo)致相鄰導(dǎo)體之間的短路(焊料橋接)或開路。此外，一旦兩個部分被接合或焊接，就不可能檢查接合的整體性和/或作任何修復(fù)。
圖2a是FPC上處于完全對準(zhǔn)的現(xiàn)有技術(shù)CIS的俯視圖，而圖2b是在焊接之前的CIS和FPC的半分解圖。在圖2a中，所有層都被示為是透明的以便于更好地理解布局。在圖2b中，為了進行說明使CIS銅層315與其基板310分離。圖2c示出現(xiàn)有技術(shù)組件的俯視圖和相應(yīng)的截面圖，而圖2d是圖2a的直線A-A處的截面，示出現(xiàn)有技術(shù)布局。從這些圖中可以看出，CIS和FPC的完全對準(zhǔn)不能被核實，而且誤差不能被修正。
在例如美國專利5,955,176和6,399,899中能找到其它背景技術(shù)信息。
概述 本發(fā)明的多個實施例有助于目視檢查配合的FPC/柔性部分而且允許毗鄰導(dǎo)體之間可能出現(xiàn)的焊料橋接的再加工。本發(fā)明的多個實施例可應(yīng)用于CIS、ILS、和TSA柔性電路。
根據(jù)本發(fā)明的多個實施例，在毗鄰導(dǎo)體之間的基底聚酰亞胺中切出或形成小窗口(或開口)以便于焊料的目視檢查和再加工。這將允許目視檢查而且還允許以其它方式切削的碎片的再加工。
根據(jù)本發(fā)明的多個方面，提供了一種柔性電路，其包括鋼襯層；在該鋼襯層上設(shè)置的絕緣層；在聚酰亞胺層上設(shè)置的導(dǎo)電電路；以及在鋼襯層和絕緣層中設(shè)置的檢查切口，這些切口定位成能對導(dǎo)電電路的選定區(qū)域進行目視檢查。鋼襯層可由不銹鋼構(gòu)成。絕緣層可由聚酰亞胺構(gòu)成。導(dǎo)電電路可由銅構(gòu)成。該柔性電路還可包括在導(dǎo)電電路中設(shè)置的焊料滲吸孔。該導(dǎo)電電路可包括導(dǎo)電焊盤，而絕緣層可略窄于導(dǎo)電焊盤。
根據(jù)本發(fā)明的其它方面，提供了一種柔性電路和柔性印刷電路(FPC)的組合，其包括柔性電路，其包括鋼襯層、在該鋼襯層上設(shè)置的絕緣層、和在絕緣層上設(shè)置的導(dǎo)電焊盤；FPC，其包括FPC絕緣層和FPC導(dǎo)電焊盤；其中選定的導(dǎo)電焊盤被焊接至相應(yīng)的FPC導(dǎo)電焊盤，且其中檢查切口在鋼襯層中和絕緣層中設(shè)置以能對被焊接至相應(yīng)的FPC導(dǎo)電焊盤的至少部分導(dǎo)電焊盤進行目視檢查。
根據(jù)本發(fā)明的另外的方面，提供了一種用于制造柔性電路的方法，其包括設(shè)置鋼襯層；在該鋼襯層上設(shè)置絕緣層；在該絕緣層上設(shè)置多個接觸焊盤；以及在該絕緣層中設(shè)置切口以能對多個接觸焊盤的至少一部分進行目視檢查。
根據(jù)本發(fā)明的其它方面，提供了一種制造柔性電路和柔性印刷電路FPC的組合的方法，其包括設(shè)置鋼襯層；在該鋼襯層上設(shè)置絕緣層；在該絕緣層上設(shè)置多個接觸焊盤；在該絕緣層上設(shè)置切口以能對多個接觸焊盤的至少一部分進行目視檢查；設(shè)置包括FPC絕緣層和FPC導(dǎo)電焊盤的FPC；將至少選定導(dǎo)電焊盤焊接至相應(yīng)的FPC導(dǎo)電焊盤；通過切口檢查焊接質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明的另外的方面，在柔性電路中導(dǎo)電電路可包括導(dǎo)電焊盤，而且可設(shè)計切口的大小以暴露導(dǎo)電焊盤的邊緣。切口可以是矩形、圓形、或其它合適的形狀。
根據(jù)本發(fā)明的另外的方面，提供了一種用于制造柔性電路的方法，其包括制造襯層和導(dǎo)電焊盤層之間夾置有絕緣層的組合；在該組合中制造切口孔以允許從襯層側(cè)對導(dǎo)電焊盤層進行目視檢查。切口孔在襯層和絕緣層中切出。該方法還可包括在導(dǎo)電焊盤層中制造焊料滲吸孔。
附圖簡述 圖1a-1b描繪了用于實現(xiàn)本發(fā)明的實施例的硬盤驅(qū)動器。
圖2a是FPC上完全對準(zhǔn)的現(xiàn)有技術(shù)CIS的俯視圖，而圖2b是焊接之前的CIS和FPC的分解圖。
圖2c示出現(xiàn)有技術(shù)組件的俯視圖和相應(yīng)的截面圖，而圖2d是圖2a的直線A-A處的截面，其示出現(xiàn)有技術(shù)布局。
圖3a是根據(jù)本發(fā)明實施例的FPC上完全對準(zhǔn)的CIS的俯視圖，而圖3b是根據(jù)本發(fā)明實施例的CIS和FPC的半分解圖。
圖4是圖3a沿直線B-B的截面圖。
圖5a示出現(xiàn)有技術(shù)的柔性尾部(flexture tail)，而圖5b示出根據(jù)本發(fā)明的柔性尾部的實施例。
圖6a和6b描述本發(fā)明的另一實施例，包含了日東電工(Nitto Denko)的狗骨形狀的接觸焊盤。
圖7a和7b描述其中使用焊料滲吸(solder wicking)孔的另一實施例。
圖8a和8b描述利用暴露邊緣的本發(fā)明的又一實施例。
圖9描繪了其中窗口是圓形或橢圓形的示例。
圖10描繪了根據(jù)本發(fā)明實施例的在FPC上定位的CIS的示例，其中CIS具有對準(zhǔn)窗口。
詳細描述 圖3a是根據(jù)本發(fā)明實施例的FPC上完全對準(zhǔn)的CIS的俯視圖，而圖3b是根據(jù)本發(fā)明實施例的CIS和FPC的半分解圖。如所示，此實施例的CIS柔性件包括上鋼層305(例如不銹鋼)、例如聚酰亞胺層之類的絕緣基板310、以及例如銅跡線之類的多個導(dǎo)電觸點315的夾層結(jié)構(gòu)。觸點315必須與一般也是銅跡線的FPC觸點320對準(zhǔn)和連接。FPC觸點320在FPC基板325上設(shè)置。所描述的這些元件類似于現(xiàn)有技術(shù)的FPC和柔性件的元件。然而，如圖3a和3b所示，不同于現(xiàn)有技術(shù)，在CIS基板310中制作了對應(yīng)于CIS鋼層305中的窗口或切口且與其對準(zhǔn)的窗口或切口350。這使得柔性觸點315與FPC觸點320的對準(zhǔn)能進行目視檢查。另外，開口350使得能在接合或焊接完成之后進行檢查并在必要時作修復(fù)。
圖4是沿圖3a的直線B-B的截面，示出開口和目視檢查。如圖3b和4中可見(參見測量箭頭A和B)，開口被制作得充分寬以在柔性件與FPC配合時暴露FPC觸點的一部分。以此方式，能容易地作出完全對準(zhǔn)的驗證，而且提供了任意必要修復(fù)的入口。例如，可檢查以確認測量值A(chǔ)等于測量值B，從而推斷存在銅到銅的對準(zhǔn)。
圖5a示出現(xiàn)有技術(shù)的柔性件，其中聚酰亞胺層310遮蔽了任意目視檢查的視野。另一方面，圖5b示出根據(jù)本發(fā)明的允許檢查和修復(fù)的柔性件的實施例。圖5a和5b的柔性件的對比清楚地揭示出兩者之間的差別，以便更好地理解本發(fā)明的柔性件的優(yōu)點。即，在圖5b中，窗口350開在聚酰亞胺層中以便能檢查接觸焊盤的對準(zhǔn)。
圖6a和6b描述本發(fā)明的另一實施例。此實施例包含了“狗骨形狀”的焊盤變體。此實施例與圖3a和3b中所示的基礎(chǔ)配置基本相同，除柔性件包含日東電工的獨一無二的“狗骨”形狀的接觸焊盤615之外。在圖6a和6b中，類似于圖3a和3b的元件利用相同的附圖標(biāo)記表示，除它們是6xx系列之外。如從圖6b可見，和先前的實施例一樣，窗口允許確認對準(zhǔn)和必要時的修復(fù)進入。在此實施例中，按照使狗骨形狀的接觸焊盤615保持不暴露的方式來設(shè)計窗口650的形狀。然而，其它形狀也是可能的，而且某些形狀可使接觸焊盤的一部分暴露。
圖7a和7b描述其中使用了焊料滲吸孔760的另一實施例。圖7a和7b中類似于其它實施例的元件利用相同的附圖標(biāo)記來表示，除它們是7xx系列之外。應(yīng)當(dāng)理解的是，雖然此焊料滲吸實施例結(jié)合狗骨特征來說明，但它可利用實現(xiàn)本發(fā)明的任一其它實施例來實現(xiàn)而且不需要狗骨形狀的接觸焊盤。孔760的替代形狀和大小可被認為在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
如圖7a和7b所示，在接觸焊盤715中設(shè)置了小孔760以允許焊料滲吸到其中以增強焊點的強度。在一個實施例中，僅在接觸焊盤715中設(shè)置焊料滲吸孔；然而，在圖7a和7b中所示的實施例中，還在基板710和鋼襯層705中設(shè)置了稍大的孔。這為過量焊料提供了空間而且允許檢查對準(zhǔn)和焊料的完整性。如果使用了鋼襯，則推薦將鋼絕緣成小“島”以幫助最小化滲吸焊料與鋼之間的可能短路。此實施例對于“雙面”部件尤其有好處。雙面指的是其中在底聚酰亞胺基板的兩面都有暴露導(dǎo)體的柔性件。通過設(shè)置這些鋼“島”，常規(guī)的熱焊條可用于焊接同時最小化短路。
圖8a和8b描述利用暴露邊緣的本發(fā)明的又一實施例。圖8a和8b中類似于其它實施例的元件利用相同的附圖標(biāo)記來表示，除它們是8xx系列之外。在此實施例中，支承基底聚酰亞胺810略窄于銅焊盤815的寬度。金屬和聚酰亞胺中的窗口850被制造得足夠大以使CIS的接觸焊盤815的邊緣可視地暴露。為防止銅焊盤815可能短路至鋼邊緣805，銅焊盤在焊盤長度的末端處張開。此變體的優(yōu)點是FPC和柔性件之間的焊接能在柔性件焊盤邊緣處看到。如果使用了鋼襯，則推薦減小鋼支承的寬度以幫助最小化重熔焊料短路至鋼“刺”的風(fēng)險。此變體對于“雙面”部件也有好處。
在所示的各個實施例中，檢查窗口或切口被示為正方形。不過，還可使用諸如圓孔之類的其它形狀。圖9描繪了其中檢查窗口950是圓形或橢圓形的示例。
圖10描繪了根據(jù)本發(fā)明實施例的定位于FPC 12上的CIS 10的示例，其中CIS 10具有對準(zhǔn)窗口15。如圖10所示，可利用對準(zhǔn)窗口15確認CIS10和FPC 12的對準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種柔性電路，包括
鋼襯層；
在所述鋼襯層上設(shè)置的絕緣層；
在所述聚酰亞胺層上設(shè)置的導(dǎo)電電路；
在所述鋼襯層和所述絕緣層中設(shè)置的檢查切口，所述切口被定位成允許對所述導(dǎo)電電路的選定區(qū)域進行目視檢查。
2.如權(quán)利要求1所述的柔性電路，其特征在于，所述鋼襯層由不銹鋼構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求2所述的柔性電路，其特征在于，所述絕緣層由聚酰亞胺構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求3所述的柔性電路，其特征在于，所述導(dǎo)電電路由銅構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1所述的柔性電路，其特征在于，還包括在所述導(dǎo)電電路中設(shè)置的焊料滲吸孔。
6.如權(quán)利要求1所述的柔性電路，其特征在于，所述導(dǎo)電電路包括導(dǎo)電焊盤且所述絕緣層略窄于所述導(dǎo)電焊盤。
7.一種柔性電路和柔性印刷電路(FPC)的組合，所述組合包括
包括鋼襯層、在所述鋼襯層上設(shè)置的絕緣層、以及在所述絕緣層上設(shè)置的導(dǎo)電焊盤的柔性電路；
包括FPC絕緣層和FPC導(dǎo)電焊盤的FPC；
其中選定的導(dǎo)電焊盤被焊接至相應(yīng)的FPC導(dǎo)電焊盤，而且其中檢查切口在所述鋼襯層和所述絕緣層中設(shè)置以允許對被焊接至相應(yīng)的FPC導(dǎo)電焊盤的導(dǎo)電焊盤的至少一部分進行目視檢查。
8.一種用于制造柔性電路的方法，所述方法包括
設(shè)置鋼襯層；
在所述鋼襯層上設(shè)置絕緣層；
在所述絕緣層上設(shè)置多個接觸焊盤；
在所述絕緣層中設(shè)置切口以允許對所述多個接觸焊盤的至少一部分進行目視檢查。
9.一種用于制造柔性電路和柔性印刷電路FPC的組合的方法，包括
設(shè)置鋼襯層；
在所述鋼襯層上設(shè)置絕緣層；
在所述絕緣層上設(shè)置多個接觸焊盤；
在所述絕緣層中設(shè)置切口以允許對所述多個接觸焊盤的至少一部分進行目視檢查；
設(shè)置包括FPC絕緣層和FPC導(dǎo)電焊盤的FPC；
將至少選定的導(dǎo)電焊盤焊接至相應(yīng)的FPC導(dǎo)電焊盤；
通過所述切口檢查所述焊接的質(zhì)量。
10.如權(quán)利要求1所述的柔性電路，其特征在于，所述導(dǎo)電電路包括導(dǎo)電焊盤，而且所述切口的大小被設(shè)計成使所述導(dǎo)電焊盤的邊緣暴露。
12.如權(quán)利要求1所述的柔性電路，其特征在于，所述切口是矩形的。
13.如權(quán)利要求1所述的柔性電路，其特征在于，所述切口是圓形的。
14.如權(quán)利要求7所述的組合，其特征在于，所述切口的大小被設(shè)計成使所述導(dǎo)電焊盤的邊緣暴露。
15.如權(quán)利要求7所述的組合，其特征在于，所述切口是矩形的。
16.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述切口的大小被設(shè)計成使所述導(dǎo)電焊盤的邊緣暴露。
17.如權(quán)利要求9所述的組合，其特征在于，所述切口的大小被設(shè)計成使所述導(dǎo)電焊盤的邊緣暴露。
18.一種用于制造柔性電路的方法，所述方法包括
制造襯層和導(dǎo)電焊盤層之間夾置有絕緣層的組合；
在所述組合中制造切口孔以允許從所述襯層側(cè)對所述導(dǎo)電焊盤層進行目視檢查。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述切口孔在所述襯層和所述絕緣層中切出。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，還包括在所述導(dǎo)電焊盤層中制造焊料滲吸孔。
全文摘要
在硬盤驅(qū)動器磁頭懸架組件(HGA)或CIS的柔性電路尾的尾部中切入或形成了檢查窗口以能對CIS與磁頭前置放大電路或FPC的對準(zhǔn)進行目視檢查。孔在鋼襯和基底聚酰亞胺中制造，且在毗鄰的導(dǎo)電焊盤之間定位。除有助于目視檢查之外，窗口還允許焊料的再加工。此外，焊料滲吸孔還可在導(dǎo)電焊盤和/或聚酰亞胺以及鋼襯中設(shè)置。
文檔編號G11B21/16GK101542626SQ200780040093
公開日2009年9月23日 申請日期2007年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月25日
發(fā)明者A·E·卡亞班, V·阿列克西科, 若木秀一 申請人:日東電工株式會社