用于使柔性件与柔性印刷电路配合的方法及其柔性件

摘要

在硬盘驱动器磁头悬架组件(HGA)或CIS的柔性电路尾的尾部中切入或形成了检查窗口以能对CIS与磁头前置放大电路或FPC的对准进行目视检查。孔在钢衬和基底聚酰亚胺中制造，且在毗邻的导电焊盘之间定位。除有助于目视检查之外，窗口还允许焊料的再加工。此外，焊料渗吸孔还可在导电焊盘和/或聚酰亚胺以及钢衬中设置。

说明书

相关申请

本申请要求2006年10月25提交的美国临时专利申请S/N.60/854,486 的优先权，该申请的全部内容通过引用整体结合在本文中。

背景

1.发明领域

本发明涉及制造硬盘驱动器(HDD)，更具体地涉及组装、制造和检 查硬盘驱动器组件。

2.相关技术描述

图1a和1b描绘了适于实现本发明的实施例的硬盘驱动器。图1a描绘 去掉盖子的硬盘驱动器100，而图1b描绘硬盘驱动器100的前置放大器区 域的放大图。硬盘驱动器100使用旋转的盘片(磁盘)110来存储数据。各 个盘片围绕轴(未示出)旋转且具有光滑的涂有磁性物质的表面，该表面 上存储了数字数据。通过施加来自附连至致动臂120的读写磁头(未示出) 的磁场向磁盘写入信息。为了进行读取，读写磁头检测从被写到盘片上的 磁比特发出的磁通量。因为来自读/写磁头的信号非常微弱，所以在非常靠 近磁头之处设置了前置放大器130。前置放大器130是安装在基板140上的 芯片。基板140被安装在连接至致动臂组件120的载板150上。柔性电路 回路160连接至基板140以在前置放大器130和相关联的电子电路(未示 出)之间传递信号。相关联的电子电路控制致动器的运动和磁盘的旋转， 并根据磁盘控制器的需求进行读和写。

前置放大器130与读写磁头之间的读/写信号发送也在柔性电路上完 成，该柔性电路在行业中一般被称为具有一系列迹线的“柔性件(flexure)”。 在图1a中未示出该柔性件，但在图1b中示出了其一部分170。柔性件170 被连接(例如焊接)至柔性印刷电路(FPC)180，其又连接至前置放大器 130。

柔性件技术是本领域中公知的作为用来在读写磁盘时在电路板和磁头 之间传播信号的悬架组件。硬盘驱动器中所使用的柔性件所需的特性是低 刚度、高电导率、以及高准确性。一般而言，存在两种类型的柔性件制造 工艺：添加法和消去法。在添加类型的制造中，在底层(例如不锈钢)上 设置绝缘层(例如聚酰亚胺)且在绝缘层上沉积导体层(例如铜)。

这种类型的柔性件一般被称为“CIS”(电路集成悬架(Circuit Integrated Suspension))。在消去类型的制造中，具有基底层(例如不锈钢)、绝缘 层(例如聚酰亚胺)、以及导体层(例如铜)的三层层合板(tri-laminate sheet) 是起始材料。利用诸如蚀刻之类的技术限定柔性件的多个元件。这种类型 的柔性件一般被称为“ILS”(集成层合悬架(Integrated Laminate Suspension))或“TSA”(迹线悬架组件)。

在此文档中，术语柔性印刷电路(FPC)指的是连接至前置放大器的 动态柔性电路；而柔性件(也称为CIS(电路集成悬架))指的是用来在读 /写磁头和前置放大器之间发送信号的连接电路。

在现有技术中已知将FPC的铜导体焊接或接合至柔性尾部的铜导体。 由于导体的小尺寸，FPC和柔性件的导体完全对准非常关键。然而，在现 有技术中一旦柔性件铺放在FPC上，有时不可能从视觉上检查导体的对准。 较差的对准会导致相邻导体之间的短路(焊料桥接)或开路。此外，一旦 两个部分被接合或焊接，就不可能检查接合的整体性和/或作任何修复。

图2a是FPC上处于完全对准的现有技术CIS的俯视图，而图2b是在 焊接之前的CIS和FPC的半分解图。在图2a中，所有层都被示为是透明的 以便于更好地理解布局。在图2b中，为了进行说明使CIS铜层315与其基 板310分离。图2c示出现有技术组件的俯视图和相应的截面图，而图2d 是图2a的直线A-A处的截面，示出现有技术布局。从这些图中可以看出， CIS和FPC的完全对准不能被核实，而且误差不能被修正。

在例如美国专利5,955,176和6,399,899中能找到其它背景技术信息。

概述

本发明的多个实施例有助于目视检查配合的FPC/柔性部分而且允许毗 邻导体之间可能出现的焊料桥接的再加工。本发明的多个实施例可应用于 CIS、ILS、和TSA柔性电路。

根据本发明的多个实施例，在毗邻导体之间的基底聚酰亚胺中切出或 形成小窗口(或开口)以便于焊料的目视检查和再加工。这将允许目视检 查而且还允许以其它方式切削的碎片的再加工。

根据本发明的多个方面，提供了一种柔性电路，其包括：钢衬层；在 该钢衬层上设置的绝缘层；在聚酰亚胺层上设置的导电电路；以及在钢衬 层和绝缘层中设置的检查切口，这些切口定位成能对导电电路的选定区域 进行目视检查。钢衬层可由不锈钢构成。绝缘层可由聚酰亚胺构成。导电 电路可由铜构成。该柔性电路还可包括在导电电路中设置的焊料渗吸孔。 该导电电路可包括导电焊盘，而绝缘层可略窄于导电焊盘。

根据本发明的其它方面，提供了一种柔性电路和柔性印刷电路(FPC) 的组合，其包括：柔性电路，其包括钢衬层、在该钢衬层上设置的绝缘层、 和在绝缘层上设置的导电焊盘；FPC，其包括FPC绝缘层和FPC导电焊盘； 其中选定的导电焊盘被焊接至相应的FPC导电焊盘，且其中检查切口在钢 衬层中和绝缘层中设置以能对被焊接至相应的FPC导电焊盘的至少部分导 电焊盘进行目视检查。

根据本发明的另外的方面，提供了一种用于制造柔性电路的方法，其 包括：设置钢衬层；在该钢衬层上设置绝缘层；在该绝缘层上设置多个接 触焊盘；以及在该绝缘层中设置切口以能对多个接触焊盘的至少一部分进 行目视检查。

根据本发明的其它方面，提供了一种制造柔性电路和柔性印刷电路 FPC的组合的方法，其包括：设置钢衬层；在该钢衬层上设置绝缘层；在 该绝缘层上设置多个接触焊盘；在该绝缘层上设置切口以能对多个接触焊 盘的至少一部分进行目视检查；设置包括FPC绝缘层和FPC导电焊盘的 FPC；将至少选定导电焊盘焊接至相应的FPC导电焊盘；通过切口检查焊 接质量。

根据本发明的另外的方面，在柔性电路中导电电路可包括导电焊盘， 而且可设计切口的大小以暴露导电焊盘的边缘。切口可以是矩形、圆形、 或其它合适的形状。

根据本发明的另外的方面，提供了一种用于制造柔性电路的方法，其 包括：制造衬层和导电焊盘层之间夹置有绝缘层的组合；在该组合中制造 切口孔以允许从衬层侧对导电焊盘层进行目视检查。切口孔在衬层和绝缘 层中切出。该方法还可包括在导电焊盘层中制造焊料渗吸孔。

附图简述

图1a-1b描绘了用于实现本发明的实施例的硬盘驱动器。

图2a是FPC上完全对准的现有技术CIS的俯视图，而图2b是焊接之 前的CIS和FPC的分解图。

图2c示出现有技术组件的俯视图和相应的截面图，而图2d是图2a的 直线A-A处的截面，其示出现有技术布局。

图3a是根据本发明实施例的FPC上完全对准的CIS的俯视图，而图 3b是根据本发明实施例的CIS和FPC的半分解图。

图4是图3a沿直线B-B的截面图。

图5a示出现有技术的柔性尾部(flexture tail)，而图5b示出根据本发明 的柔性尾部的实施例。

图6a和6b描述本发明的另一实施例，包含了日东电工(Nitto Denko) 的狗骨形状的接触焊盘。

图7a和7b描述其中使用焊料渗吸(solder wicking)孔的另一实施例。

图8a和8b描述利用暴露边缘的本发明的又一实施例。

图9描绘了其中窗口是圆形或椭圆形的示例。

图10描绘了根据本发明实施例的在FPC上定位的CIS的示例，其中 CIS具有对准窗口。

详细描述

图3a是根据本发明实施例的FPC上完全对准的CIS的俯视图，而图 3b是根据本发明实施例的CIS和FPC的半分解图。如所示，此实施例的 CIS柔性件包括上钢层305(例如不锈钢)、例如聚酰亚胺层之类的绝缘基 板310、以及例如铜迹线之类的多个导电触点315的夹层结构。触点315 必须与一般也是铜迹线的FPC触点320对准和连接。FPC触点320在FPC 基板325上设置。所描述的这些元件类似于现有技术的FPC和柔性件的元 件。然而，如图3a和3b所示，不同于现有技术，在CIS基板310中制作 了对应于CIS钢层305中的窗口或切口且与其对准的窗口或切口350。这使 得柔性触点315与FPC触点320的对准能进行目视检查。另外，开口350 使得能在接合或焊接完成之后进行检查并在必要时作修复。

图4是沿图3a的直线B-B的截面，示出开口和目视检查。如图3b和 4中可见(参见测量箭头A和B)，开口被制作得充分宽以在柔性件与FPC 配合时暴露FPC触点的一部分。以此方式，能容易地作出完全对准的验证， 而且提供了任意必要修复的入口。例如，可检查以确认测量值A等于测量 值B，从而推断存在铜到铜的对准。

图5a示出现有技术的柔性件，其中聚酰亚胺层310遮蔽了任意目视检 查的视野。另一方面，图5b示出根据本发明的允许检查和修复的柔性件的 实施例。图5a和5b的柔性件的对比清楚地揭示出两者之间的差别，以便 更好地理解本发明的柔性件的优点。即，在图5b中，窗口350开在聚酰亚 胺层中以便能检查接触焊盘的对准。

图6a和6b描述本发明的另一实施例。此实施例包含了“狗骨形状” 的焊盘变体。此实施例与图3a和3b中所示的基础配置基本相同，除柔性 件包含日东电工的独一无二的“狗骨”形状的接触焊盘615之外。在图6a 和6b中，类似于图3a和3b的元件利用相同的附图标记表示，除它们是6xx 系列之外。如从图6b可见，和先前的实施例一样，窗口允许确认对准和必 要时的修复进入。在此实施例中，按照使狗骨形状的接触焊盘615保持不 暴露的方式来设计窗口650的形状。然而，其它形状也是可能的，而且某 些形状可使接触焊盘的一部分暴露。

图7a和7b描述其中使用了焊料渗吸孔760的另一实施例。图7a和7b 中类似于其它实施例的元件利用相同的附图标记来表示，除它们是7xx系 列之外。应当理解的是，虽然此焊料渗吸实施例结合狗骨特征来说明，但 它可利用实现本发明的任一其它实施例来实现而且不需要狗骨形状的接触 焊盘。孔760的替代形状和大小可被认为在本发明的精神和范围内。

如图7a和7b所示，在接触焊盘715中设置了小孔760以允许焊料渗 吸到其中以增强焊点的强度。在一个实施例中，仅在接触焊盘715中设置 焊料渗吸孔；然而，在图7a和7b中所示的实施例中，还在基板710和钢 衬层705中设置了稍大的孔。这为过量焊料提供了空间而且允许检查对准 和焊料的完整性。如果使用了钢衬，则推荐将钢绝缘成小“岛”以帮助最 小化渗吸焊料与钢之间的可能短路。此实施例对于“双面”部件尤其有好 处。双面指的是其中在底聚酰亚胺基板的两面都有暴露导体的柔性件。通 过设置这些钢“岛”，常规的热焊条可用于焊接同时最小化短路。

图8a和8b描述利用暴露边缘的本发明的又一实施例。图8a和8b中 类似于其它实施例的元件利用相同的附图标记来表示，除它们是8xx系列 之外。在此实施例中，支承基底聚酰亚胺810略窄于铜焊盘815的宽度。 金属和聚酰亚胺中的窗口850被制造得足够大以使CIS的接触焊盘815的 边缘可视地暴露。为防止铜焊盘815可能短路至钢边缘805，铜焊盘在焊盘 长度的末端处张开。此变体的优点是FPC和柔性件之间的焊接能在柔性件 焊盘边缘处看到。如果使用了钢衬，则推荐减小钢支承的宽度以帮助最小 化重熔焊料短路至钢“刺”的风险。此变体对于“双面”部件也有好处。

在所示的各个实施例中，检查窗口或切口被示为正方形。不过，还可 使用诸如圆孔之类的其它形状。图9描绘了其中检查窗口950是圆形或椭 圆形的示例。

图10描绘了根据本发明实施例的定位于FPC 12上的CIS 10的示例， 其中CIS 10具有对准窗口15。如图10所示，可利用对准窗口15确认CIS 10和FPC 12的对准。