專(zhuān)利名稱(chēng)：集成引線懸臂的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及磁記錄盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中用于將讀/寫(xiě)電路連接到讀/寫(xiě)頭的集
成引線懸臂(integrated lead suspension, ILS )，更特別地，涉及具有交插 (interleaved)共面的導(dǎo)電線或徑跡(trace)的ILS。
背景技術(shù)：
在磁記錄盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中，讀/寫(xiě)頭形成在氣墊滑塊(air-bearing slider)上， 氣墊滑塊騎在旋轉(zhuǎn)盤(pán)上方的空氣薄膜上。機(jī)械懸臂將滑塊連接到盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的 致動(dòng)器臂，機(jī)械懸臂包括柔性件(flexure),萬(wàn)向節(jié)(gimbal)在柔性件末端。 滑塊裝設(shè)到萬(wàn)向節(jié)，這允許當(dāng)盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)在氣墊上輕^:的移動(dòng)。
讀/寫(xiě)電路(通常為讀前置放大器/寫(xiě)驅(qū)動(dòng)模塊或芯片)與滑塊上的讀和 寫(xiě)元件之間需要電連接。將機(jī)械連接與電連接集成的懸臂稱(chēng)為集成引線懸臂 (ILS)。普通的ILS是導(dǎo)電金屬襯底如不銹鋼、絕緣電介質(zhì)層如聚酰亞胺和 在電介質(zhì)層上圖案化的導(dǎo)電銅線或徑跡的基本柔性的疊層。
寫(xiě)驅(qū)動(dòng)電路通常設(shè)置有到ILS的單點(diǎn)輸入用于各個(gè)正和負(fù)寫(xiě)信號(hào)(+W 和-W)。寫(xiě)驅(qū)動(dòng)電路提供通過(guò)ILS然后到達(dá)寫(xiě)元件或?qū)戭^的電流。寫(xiě)驅(qū)動(dòng)電 路電源電壓和通過(guò)寫(xiě)頭的電流的性能依賴于ILS徑跡的特征阻抗。因此，期 望具有這樣的ISL,該ILS對(duì)于攜載到寫(xiě)頭的電流信號(hào)的徑跡具有較寬的特 征阻抗范圍和低的信號(hào)損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及集成引線懸臂(ILS)或柔性件，其具有允許導(dǎo)電徑跡共面 且交插的連接方案。柔性件的導(dǎo)電襯底在每端具有導(dǎo)電島，每個(gè)島位于絕緣 層中的通孔下，這允許到島的電連接。導(dǎo)電徑跡分成兩個(gè)組，每個(gè)組攜載正 和負(fù)寫(xiě)信號(hào)之一。 一組的徑跡與另 一組的徑跡交插且沿柔性件的長(zhǎng)度基本平
行地延伸。在連接到寫(xiě)驅(qū)動(dòng)電路的柔性件端部，第一組的所有徑跡通過(guò)通孔 連接到在該端的島。來(lái)自寫(xiě)驅(qū)動(dòng)電路的單點(diǎn)源(+W和-W信號(hào)之一)連接到電引線，該電引線與第 一組的徑跡之一共面且連接到第 一組的所述徑跡之 一。該信號(hào)借助于通過(guò)通孔到島的連接分配到第一組的多個(gè)徑跡。以類(lèi)似方 式，在柔性件的另一端或者萬(wàn)向節(jié)端，第二組的徑跡連接到在萬(wàn)向節(jié)端的島。 來(lái)自第二組的徑跡的信號(hào)(+W和-W中的另 一個(gè))被與第二組的徑跡之一共 面且連接到第二組的所述徑跡之一的電引線聚集且被引導(dǎo)到寫(xiě)元件。通過(guò)使 第一組徑跡在柔性件的一端連接到島且使第二組徑跡在柔性件的另一端連 接到島，在柔性件的信號(hào)進(jìn)入點(diǎn)和離開(kāi)點(diǎn)處會(huì)有信號(hào)的平衡。
柔性件還可以包括沿柔性件的長(zhǎng)度在導(dǎo)電襯底中的多個(gè)窗口和間隙。在 間隙中不存在導(dǎo)電材料減少了由導(dǎo)電襯底引起的信號(hào)損失。兩組徑跡的交插 和導(dǎo)電襯底中的間隙允許較寬泛地調(diào)節(jié)互連特征阻抗。
為了更全面地理解本發(fā)明的本質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)，請(qǐng)參照下面的與附圖結(jié)合在一 起的詳細(xì)描述。


圖1是硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的頭/盤(pán)組件(HDA)的俯視平面圖，示出了根據(jù)本 發(fā)明的具有電徑跡互連陣列的柔性件。
圖2A是柔性件的平面圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的在萬(wàn)向節(jié)段(gimbal segment)與焊盤(pán)段(pad segment)之間的纟田長(zhǎng)段(elongate segment )。
圖2B是圖2A的柔性件的通過(guò)截面2B-2B的放大剖視圖，示出了其層 疊構(gòu)造。
圖2C是圖2A的柔性件的通過(guò)截面2C-2C的》文大剖一見(jiàn)圖，示出了柔性 件中的窗口或間隙。
圖3A是柔性件的一端的一部分的平面圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)電徑 跡的多重交叉共面連才妄(multiple-crossover coplanar connection， MCC )。
圖3B是通過(guò)圖3A的截面3B-3B的剖視圖，示出了襯底材料的導(dǎo)電島， 該導(dǎo)電島提供柔性件的絕緣電介質(zhì)層之下的一組交插導(dǎo)電徑跡的互連。
具體實(shí)施例方式
圖1是硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器10的頭/盤(pán)組件(HDA)的俯視平面圖。硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器 10具有至少一個(gè)負(fù)載梁組件(load beam assembly ) 20,負(fù)載梁組件20具有 集成引線懸臂(ILS )或柔性件30,柔性件30具有連接到讀/寫(xiě)頭29的導(dǎo)電互連徑跡或線的陣列32。負(fù)載梁組件20裝設(shè)到剛性臂22，剛性臂22連接 到E塊(E-block) 24。盤(pán)驅(qū)動(dòng)器10包括支承心軸(spindle) 14的剛性基底 12,心軸14支承盤(pán)的堆疊，包括頂盤(pán)16。心軸14被心軸馬達(dá)(未示出)旋 轉(zhuǎn)，用于沿彎曲箭頭17所示的方向旋轉(zhuǎn)盤(pán)。盤(pán)驅(qū)動(dòng)器IO還包括旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器 組件40，旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器組件40在樞轉(zhuǎn)點(diǎn)41處旋轉(zhuǎn)地安裝到基底12。致動(dòng)器 組件40是音圈馬達(dá)(VCM)致動(dòng)器，其包括音圈43和固定到基底12的磁 體組件42。當(dāng)被控制電路(未示出)加電時(shí)，音圈43移動(dòng)且由此轉(zhuǎn)動(dòng)E塊 24以及裝設(shè)的臂22和負(fù)載梁組件20以便將頭29定位到盤(pán)上的數(shù)據(jù)軌道。 徑跡互連陣列32在一端連接到讀/寫(xiě)頭29，在其另一端連接到包含于安裝在 E塊24側(cè)面的電模塊或芯片50中的讀/寫(xiě)電路。
圖2A是柔性件30的平面圖，示出根據(jù)本發(fā)明的在萬(wàn)向節(jié)段51與焊盤(pán) 段52之間的細(xì)長(zhǎng)段31。柔性件30是包括三層的疊層導(dǎo)電襯底、絕緣電介 質(zhì)層、用于電徑跡或線的導(dǎo)電層以及可選的絕緣電介質(zhì)覆蓋層。萬(wàn)向節(jié)段51 支承滑塊(未示出)，該滑塊包含讀/寫(xiě)頭29 (圖1 )且具有引向焊盤(pán)55的用 于電連接到滑塊上的焊盤(pán)的導(dǎo)電徑跡53。柔性件30具有電連接端34,電連 接端34連接到萬(wàn)向節(jié)段51上的徑跡53。焊盤(pán)段52具有多個(gè)電連接焊盤(pán)， 如電連接到芯片50 (圖1)的焊盤(pán)54、 56。柔性件30具有電連接端36,電 連接端36連接到焊盤(pán)段52上的焊盤(pán)54、 56。多個(gè)交插的導(dǎo)電徑跡或線32 沿柔性件30的在柔性件端部34、 36之間的細(xì)長(zhǎng)段基本彼此平行地延伸。線 32將芯片50中的寫(xiě)驅(qū)動(dòng)器與裝設(shè)到萬(wàn)向節(jié)末端51的滑塊上的寫(xiě)頭連接。線 32的徑跡互連陣列包括圖2B、 2C和3A所示的交插線并^皮分組為第一組線 71、 73、 75、 77和第二組線72、 74、 76、 78。柔性件30還包括導(dǎo)電徑跡或 線57，導(dǎo)電徑跡或線57將芯片50中的讀前置力丈大器(preamplifier)與裝設(shè) 到萬(wàn)向節(jié)末端51的滑塊上的讀頭連接。
圖2B是圖2A中的柔性件30的通過(guò)截面2B-2B的放大剖視圖，示出其 層疊結(jié)構(gòu)。柔性件30包括基本平坦的支承構(gòu)件60;多個(gè)交插的導(dǎo)電徑跡 或線，如第一組中的線71、 73、 75、 77和第二組中的線72、 74、 76、 78; 以及可選的絕緣電介質(zhì)覆蓋層66。線71-78 —般由銅形成且示為攜載微分寫(xiě) 信號(hào)(differential write signal) ( +W和-W),信號(hào)是交替的。支承構(gòu)件60包 括導(dǎo)電基底或襯底62和絕緣層64，導(dǎo)電基底或襯底62通常由金屬如不銹鋼 形成，絕緣層64在徑跡71-78與襯底62之間且由電介質(zhì)材料如聚酰亞胺形成。支承襯底62—般約18微米厚，絕緣電介質(zhì)層64—般約IO微米厚?？?選的電介質(zhì)覆蓋層66 —般也由聚酰亞胺在線71-78上形成至約15微米的厚度。
如圖2A所示，柔性件30還包括疊層的襯底62中的多個(gè)窗口或間隙33。 這示于圖2C中，圖2C是圖2A的截面2C-2C的剖視圖。在間隙中，沒(méi)有不 銹鋼在電介質(zhì)層64下面。間隙減少了由導(dǎo)電襯底62引起的信號(hào)損失。交插 的導(dǎo)電襯底62和窗口或間隙33允許較寬范圍地調(diào)節(jié)互連特征阻抗。
圖3A是部分柔性件30的平面圖，示出端部36和到焊盤(pán)54、56的連接。 焊盤(pán)54連接到+W信號(hào)且經(jīng)引線81連接到線71，然后以將要描述的方式在 絕緣層64之下連接到徑跡或線73、 75、 77。焊盤(pán)56連接到-W信號(hào)且直接 經(jīng)扇出到(fanout)引線82、 84、 86、 88的引線89連接到徑跡或線72、 74、 76、 78。第一組中的信號(hào)線71、 73、 75、 77和第二組中的信號(hào)線72、 74、 76、 78是交插的且在絕緣層64上共面，并沿柔性件30的細(xì)長(zhǎng)段31基本彼 此平行地延伸。在圖3A中，每個(gè)信號(hào)由此扇出到四條線中，十W和-W信號(hào) 如圖所示地交插。線的數(shù)量可以增大或減小，例如從所示的8條到4條、6 條、10條、12條等，從而達(dá)到期望的特征阻抗水平。單一源(single-source) 連接54和56允許簡(jiǎn)單的二焊盤(pán)(2-pad)連接到毗鄰的電互連，這允許簡(jiǎn)單 的機(jī)械連接。如果空間允許，可以使用多個(gè)交插的焊盤(pán)。
柔性件的細(xì)長(zhǎng)段31的端部36包括扇出連接，其將用于單端連接的線72、 74、 76和78經(jīng)電引線89連接到焊盤(pán)56。端部36包括金屬襯底62的島90, 其允許線71、 73、 75、 77在絕緣層64之下連接到引線81。這在圖3B中的 剖視圖中示出。金屬襯底材料(通常為不銹鋼)的島90被金屬襯底62中的 間隙91圍繞，使得島90與襯底62的其余部分電隔離。此外，絕緣層64包 括用導(dǎo)電材料填充的多個(gè)通孔101、 103、 105、 107,其提供相關(guān)的線71、 73、 75、 77與導(dǎo)電島90之間的電連接。以此方式，來(lái)自引線81的信號(hào)被引 導(dǎo)至引線71，然后在絕緣層64之下導(dǎo)向其他+W信號(hào)線中的每條。這實(shí)現(xiàn) 了多重交叉共面連接(MCC)，使得全部8條線在絕緣層64上共面。該MCC 布局構(gòu)造增大了到相鄰導(dǎo)電徑跡的側(cè)/邊緣面積，從而特征阻抗范圍得到增 大。
柔性件的細(xì)長(zhǎng)段31在萬(wàn)向節(jié)段51 (圖1)附近的端部34處具有類(lèi)似的 MCC，這在圖3A中未示出。然而，優(yōu)選地在端部34處第二組中的線72、74、 76、 78通過(guò)通孔向下連接到襯底62中的島。類(lèi)似地，在端部34處線 71、 73、 75、 77被扇出且連接到來(lái)自萬(wàn)向節(jié)段51的單條電引線，從而形成 與在末端36處引線89和引線82、 84、 86、 88所示類(lèi)似的電連接。通過(guò)在 柔性件的一端使第一組線連接到島且在柔性件的另一端使第二組線連接到 島，經(jīng)過(guò)柔性件的信號(hào)進(jìn)入點(diǎn)和離開(kāi)點(diǎn)的導(dǎo)體的電寄生效應(yīng)(electrical parasitics)是平衡的。通孔至島連接具有固有的電寄生。兩信號(hào)徑跡(+W 和-W)被平衡，使得兩信號(hào)徑跡都具有通孔/島連接。平衡的信號(hào)徑跡減小 了到相鄰信號(hào)線的串?dāng)_，例如圖2A中的讀線57。
雖然已經(jīng)參照優(yōu)選實(shí)施例具體示出并描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人 員將理解，可以進(jìn)行各種形式和細(xì)節(jié)上的改變而不偏離本發(fā)明的思想和范 圍。因此，所公開(kāi)的發(fā)明應(yīng)被視為僅是解釋性的，且限定在僅由所附權(quán)利要 求書(shū)指定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于電連接兩個(gè)電部件的導(dǎo)體組件，包括平坦支承構(gòu)件，具有延伸于第一端與第二端之間的長(zhǎng)度，所述平坦支承構(gòu)件包括導(dǎo)電襯底和在該導(dǎo)電襯底上的電絕緣層，該導(dǎo)電襯底在所述平坦支承構(gòu)件的第一端附近具有第一島且該電絕緣層在所述第一島處具有多個(gè)通孔；第一組的平行導(dǎo)電線，在所述電絕緣層上且沿所述平坦支承構(gòu)件的長(zhǎng)度延伸，所述第一組中的每條導(dǎo)電線在所述第一島處具有位于所述通孔處的末端且電連接到所述第一島并由此電連接到所述第一組中的所有其他的導(dǎo)電線；第一電引線，在所述第一端附近的所述電絕緣層上且電連接到所述第一組中的至少一條導(dǎo)電線并由此電連接到所述第一組中的所有導(dǎo)電線；以及第二組的平行導(dǎo)電線，在所述電絕緣層上且沿所述平坦支承構(gòu)件的長(zhǎng)度延伸，所述第一組的導(dǎo)電線和所述第二組的導(dǎo)電線沿所述平坦支承構(gòu)件的長(zhǎng)度交插。
2. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)體組件，其中所述導(dǎo)電襯底在所述平坦支承構(gòu) 件的第二端附近具有第二島，所述電絕緣層在所述第二島處具有多個(gè)通孔， 所述第二組中的每條導(dǎo)電線在所述第二島處具有位于所述通孔處的末端且 電連接到所述第二島并由此電連接到所述第二組中的所有其他的導(dǎo)電線，且所述導(dǎo)體組件還包括第二電引線，該第二電引線在所述第二端附近的所 述電絕緣層上且電連接到所述第二組中的至少 一條導(dǎo)電線并由此電連接到 所述第二組中的所有導(dǎo)電線。
3. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)體組件，其中所述第一組中的所有導(dǎo)電線在所 述第二端處的所述電絕緣層上電連接。
4. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)體組件，其中所述第二組中的所有導(dǎo)電線在所 述第一端處的所述電絕緣層上電連接。
5. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)體組件，其中所述導(dǎo)電襯底包括在其端部之間的多個(gè)間隙，所述電絕緣層和交插的所述導(dǎo)電線跨過(guò)所述間隙延伸。
6. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)體組件，還包括在所述第一組和所述第二組的 導(dǎo)電線之上的絕緣覆蓋層。
7. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)體組件，其中所述兩個(gè)電部件中的第一電部件 是磁記錄盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中的讀/寫(xiě)頭，第二電部件是盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中的讀/寫(xiě)電路。
8. —種磁記錄盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的柔性件，用于磁記錄盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的寫(xiě)驅(qū)動(dòng)電路與 7磁記錄盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的寫(xiě)頭的電連接，包括用于到所述寫(xiě)驅(qū)動(dòng)電路的連接的焊盤(pán)段、用于到所述寫(xiě)頭的連接的萬(wàn)向 節(jié)段、以及連接在所述焊盤(pán)段與所述萬(wàn)向節(jié)段之間的細(xì)長(zhǎng)段，所述柔性件的 細(xì)長(zhǎng)段包括支承構(gòu)件，包括導(dǎo)電襯底和在該導(dǎo)電襯底上的電絕緣層，該導(dǎo)電襯 底在所述支承構(gòu)件的第一端附近具有第一島且在所述支承構(gòu)件的第二 端附近具有第二島，該電絕緣層在各個(gè)島處具有多個(gè)通孔；第一組的平行導(dǎo)電徑跡，在所述電絕緣層上且沿所述支承構(gòu)件的長(zhǎng) 度延伸，所述第一組中的每條導(dǎo)電徑跡具有位于所述第一島處的通孔處 的末端且電連接到所述第一島并由此電連接到所述第一組中的所有其 他導(dǎo)電徑跡；第 一 電引線，將所述柔性件的焊盤(pán)段與所述第 一組中的至少 一條導(dǎo) 電徑跡連接并由此連接到所述第 一組中的所有導(dǎo)電徑跡；第二組的平行導(dǎo)電徑跡，在所述電絕緣層上且沿所述支承構(gòu)件的長(zhǎng) 度延伸，所述第一組的導(dǎo)電徑跡和所述第二組的導(dǎo)電徑跡沿所述支承構(gòu) 件的長(zhǎng)度交插，所述第二組中的每條導(dǎo)電徑跡具有在所述第二島處的通 孔處的末端且電連接到所述第二島并由此電連接到所述第二組中的所 有其他導(dǎo)電徑跡；以及第二電引線，將所述萬(wàn)向節(jié)段與所述第二組中的至少一條導(dǎo)電徑跡 連接并由此連接到所述第二組中的所有導(dǎo)電徑跡。
9. 如權(quán)利要求8所述的柔性件，其中所述導(dǎo)電襯底包括在其端部之間的 多個(gè)間隙，所述電絕緣層和交插的所述導(dǎo)電徑跡跨過(guò)所述間隙延伸。
10. 如權(quán)利要求8所述的柔性件，還包括在所述第一組的導(dǎo)電徑跡和所 述第二組的導(dǎo)電徑跡之上的絕緣覆蓋層。
11. 如權(quán)利要求8所述的柔性件，還包括第三電引線，該第三電引線在 所述支承構(gòu)件的第一端附近將所述柔性件的焊盤(pán)段與所述第 一組中的所有 導(dǎo)電徑跡連接。
12. 如權(quán)利要求8所述的柔性件，還包括第四電引線，該第四電引線在所述支承構(gòu)件的第二端附近將所述柔性件的萬(wàn)向節(jié)段與所述第二組中的所 有導(dǎo)電徑跡連接。
13. 如權(quán)利要求8所述的柔性件，其中所述第一組的導(dǎo)電徑跡用于接收 正寫(xiě)信號(hào)和負(fù)寫(xiě)信號(hào)之一，所述第二組的導(dǎo)電徑跡用于接收所述正寫(xiě)信號(hào)和 負(fù)寫(xiě)信號(hào)中的另一種。
14. 如權(quán)利要求8所述的柔性件，其中所述導(dǎo)電襯底由不銹鋼形成。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種集成引線懸臂或柔性件，其連接方案允許磁記錄盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中讀/寫(xiě)電路與讀/寫(xiě)頭之間有共面且交插的導(dǎo)電徑跡。該柔性件具有導(dǎo)電襯底和絕緣層，徑跡形成在絕緣層上。在柔性件的每端，有襯底材料的島和絕緣層中的通孔，其允許到島的電連接。導(dǎo)電徑跡分成兩個(gè)組且沿柔性件的長(zhǎng)度基本平行地延伸，一組的徑跡與另一組的徑跡交插，每組承載正和負(fù)信號(hào)之一。在一端，一組的全部徑跡通過(guò)通孔連接到該端處的島，在另一端，另一組的全部徑跡通過(guò)通孔連接到在該端的島。借助于通過(guò)通孔到島的連接，每種信號(hào)分配于組中的多個(gè)徑跡中。
文檔編號(hào)H01L23/52GK101630671SQ200910152280
公開(kāi)日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2009年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月14日
發(fā)明者約翰·T·康特雷拉斯, 路易茲·M·弗蘭卡-內(nèi)托 申請(qǐng)人:日立環(huán)球儲(chǔ)存科技荷蘭有限公司