特開 2025-4736 プリはんだバンプの保護オーバーコーティング

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025004736

(43)【公開日】2025-01-15

(54)【発明の名称】プリはんだバンプの保護オーバーコーティング

(51)【国際特許分類】

   G11B 5/60 20060101AFI20250107BHJP

   G11B 21/21 20060101ALI20250107BHJP

【ＦＩ】

G11B5/60 P

G11B21/21 D

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024003761

(22)【出願日】2024-01-15

(31)【優先権主張番号】63/523,276

(32)【優先日】2023-06-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】18/229,589

(32)【優先日】2023-08-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】504056130

【氏名又は名称】ウェスタン デジタル テクノロジーズ インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】難波 入三

(72)【発明者】

【氏名】村田 健一

(72)【発明者】

【氏名】松本 祐介

(57)【要約】      （修正有）

【課題】ハードディスクドライブンにおいて、、サスペンション電気パッド用のプリはんだバンプの保護オーバーコーティングを提供する。
【解決手段】ハードディスクドライブフレクシャアセンブリは、金属基板５０１の上の絶縁ベース層５０２と、前記ベース層の上の第１の導電層５０３と、第１の導電層の上にあり、それぞれが第２の導電層を含む複数の電気パッド５０４と、各パッド上に配置されたはんだ材料からなる予め形成されたバンプ５０５と、各プリはんだバンプの少なくとも一部の上の導電性カバー層と、を含む。導電性カバー層、例えば金により、各プリはんだバンプからのはんだ材料は、フレクシャの電気チェック中にプローブに転移することが抑制され、はんだ材料が酸化することが抑制され、はんだスプラッシュが抑制される。これらの技術は、狭くて高密度で、ピッチの小さい電気パッドに特に関連している。
【選択図】図５Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

フレクシャを含むサスペンションアセンブリを含むハードディスクドライブ（ＨＤＤ）であって、前記フレクシャは、
金属基板と、
前記基板の少なくとも一部の上の絶縁ベース層と、
前記ベース層の少なくとも一部の上の第１の導電層と、
前記第１の導電層の上にある、それぞれが第２の導電層を含む複数の電気パッドと、
各電気パッドの少なくとも一部の上に予め配置された、はんだ材料からなる予め形成されたバンプと、
はんだ材料からなる各予め形成されたバンプの少なくとも一部の上の導電性カバー層と、
を含む、ＨＤＤ。

【請求項2】

各導電性カバー層は、金を含む、請求項１に記載のＨＤＤ。

【請求項3】

各導電性カバー層は、はんだ材料からなる各予め形成されたバンプの全体の上に配置され、それと接触している、請求項１に記載のＨＤＤ。

【請求項4】

各導電性カバー層は、前記はんだ材料からなる予め形成されたバンプによって覆われていない各電気パッドの少なくとも一部の上に配置され、それと接触している、請求項１に記載のＨＤＤ。

【請求項5】

各電気パッドの前記第２の導電層は、ニッケルを含む、請求項１に記載のＨＤＤ。

【請求項6】

各電気パッドの前記第２の導電層は、ニッケルを含み、
各導電性カバー層は、各第２の導電層の一部のみの上に配置され、それと接触している、
請求項１に記載のＨＤＤ。

【請求項7】

前記第２の導電層と前記はんだ材料からなる予め形成されたバンプとの間にある第３の導電層をさらに含む、
請求項１に記載のＨＤＤ。

【請求項8】

前記第３の導電層は、金を含む、請求項７に記載のＨＤＤ。

【請求項9】

各導電性カバー層は、はんだ材料からなる各予め形成されたバンプの全体と、前記はんだ材料からなる予め形成されたバンプによって覆われていない各第３の導電層の少なくとも一部との上に配置され、それらと接触している、請求項８に記載のＨＤＤ。

【請求項10】

スピンドルに回転可能に搭載されたディスク媒体と、
前記ディスク媒体との間で読み取りおよび書き込みを行うように構成された読み取り／書き込みトランスデューサを収容するヘッドスライダであって、前記ヘッドスライダは、前記サスペンションアセンブリに搭載され、プリはんだバンプのはんだ材料を介して前記フレクシャの前記複数の電気パッドに電気的に接続される、前記ヘッドスライダと、
前記ヘッドスライダを移動させて前記ディスク媒体の一部にアクセスするための手段と、
をさらに含む、請求項１に記載のＨＤＤ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、一般に、ハードディスクドライブに関し、特に、サスペンション電気パッド用のプリはんだバンプの保護オーバーコーティングへのアプローチに関し得る。

【背景技術】

【0002】

ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）は、保護エンクロージャ内に収容され、磁気表面を有する１つ以上の円形ディスクにデジタル符号化されたデータを記憶する不揮発性記憶装置である。ＨＤＤが動作しているとき、各磁気記録ディスクはスピンドルシステムによって高速に回転される。データは、アクチュエータによってディスクの特定の位置上に配置されたスライダに収容された読み取り／書き込みヘッド（または「トランスデューサ」）を使用して、磁気記録ディスクから読み取られ、磁気記録ディスクに書き込まれる。読み取り／書き込みヘッドは、磁場を利用して、磁気記録ディスクの表面にデータを書き込み、磁気記録ディスクの表面からデータを読み取る。書き込みヘッドは、そのコイルを通って流れる電流によって磁場を生成することで動作する。電気パルスは、正の電流と負の電流の異なるパターンで、書き込みヘッドに送信される。書き込みヘッドのコイルにおける電流は、ヘッドと磁気記録ディスクとの間のギャップにわたって局所的な磁場を生成し、当該磁場がそして記録媒体上の小さな領域を磁化する。

【0003】

記録媒体にデータを書き込むために、または記録媒体からデータを読み取るために、ヘッドは、コントローラから命令を受信する必要がある。したがって、ヘッドは、データを読み取る／書き込む命令を受信するだけでなく、読み取られたおよび書き込まれたデータに関する情報をコントローラに送り返すこともできるように、何らかの方式でコントローラに電気的に接続される。典型的には、サスペンションに搭載されたフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）は、読み取り／書き込みヘッドからＨＤＤ内の他の電子素子に信号を電気的に伝送するために使用される。一端では、ＦＰＣサスペンションアセンブリとヘッドは、典型的には、ヘッドスライダではんだによって電気的に接続される。従来、これらの構成要素をはんだによって接続するために、サスペンション電気パッドとスライダ電気パッドとの間のはんだボールは、はんだボンドジェット（ＳＢＪ）手順でレーザを使用することなどにより加熱される。

【0004】

このセクションで説明され得るアプローチはいずれも、追求できるアプローチであるが、必ずしも以前に考案または追求されたアプローチとは限らない。したがって、別段の指示がない限り、このセクションに記載されるアプローチは、いずれも単にこのセクションに含まれるという理由だけで従来技術として認定されると想定すべきではない。

【図面の簡単な説明】

【0005】

実施形態は、限定ではなく、例として添付の図面の図に示されており、同様の参照番号は同様の素子を指す。

【図1】一実施形態による、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）を示す平面図である。

【図2A】一実施形態による、ＨＤＤサスペンションアセンブリを示す分解図である。

【図2B】一実施形態による、ＨＤＤヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）を示す上面図である。

【図2C】一実施形態による、図２ＢのＨＧＡを示す側面図である。

【図3】図３Ａは、一実施形態による、プリはんだ付けされたフレクシャを示す斜視図である。図３Ｂは、一実施形態による、図３Ａにおけるプリはんだ付けされたフレクシャに取り付けられたスライダを示す斜視図である。図３Ｃは、一実施形態による、図３Ａにおけるプリはんだ付けされたフレクシャと電気的に接続されたスライダを示す斜視図である。

【図4】一実施形態による、ハードディスクドライブ用のフレクシャアセンブリを製造する方法を示す流れ図である。

【図5A】第１の実施形態による、プリはんだバンプの上での導電性カバー層の形成を示す図である。

【図5B】第２の実施形態による、プリはんだバンプの上での導電性カバー層の形成を示す図である。

【図5C】第３の実施形態による、プリはんだバンプの上での導電性カバー層の形成を示す図である。

【図5D】第４の実施形態による、プリはんだバンプの上での導電性カバー層の形成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0006】

一般に、ハードディスクドライブのフレクシャなどのための保護的に覆われたプリはんだバンプを形成するアプローチが説明されている。以下の説明では、解釈の目的で、本明細書に記載される本発明の実施形態の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が記載されている。しかしながら、本明細書に記載される本発明の実施形態は、これらの具体的な詳細がなくても実施できることは明らかであろう。他の例では、本明細書に記載される本発明の実施形態を不必要に不明瞭にすることを避けるために、周知の構造および装置をブロック図の形式で示すことがある。

【0007】

はじめに
用語
本明細書における「一実施形態」、「一つの実施形態」などへの言及は、説明される特定の特性、構造、または特徴が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味することを意図している。しかしながら、そのような語句の例は、必ずしもすべてが同じ実施形態を指すわけではない。

【0008】

「実質的に」という用語は、大部分またはほぼ構造、構成、寸法などが定められているが、実際には、製造公差などにより、構造、構成、寸法などが常にまたは必ずしも述べられているように正確ではない状況をもたらす可能性がある特性を説明するように理解されるであろう。例えば、構造を「実質的に垂直」として記載すると、側壁がすべての実際的な目的で垂直であるが、全体で正確に９０度ではない可能性があるように、その用語にその明白な意味が割り当てられる。

【0009】

「最適」、「最適化」、「最小」、「最小化」、「最大」、「最大化」などの用語には、それらに関連付けられた特定の値を有し得ないが、そのような用語が本明細書で使用される場合、その意図は、当業者が、そのような用語が、本開示の全体と一致する有益な方向に値、パラメータ、メトリックなどに影響を与えることを含むように理解するであろうということである。例えば、何かの値を「最小」として記載する場合、その値が実際に何かの理論的最小値（例えば、ゼロ）に等しい必要がないが、対応する目標が、その値を理論的最小値に向かって有益な方向に移動させることであるという実用的な意味で理解されるべきである。

【0010】

コンテキスト
サスペンションに搭載されたフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）は、典型的には、読み取り／書き込みヘッドからハードディスクドライブ（ＨＤＤ）内の他の電子素子に信号を電気的に伝送するために使用され、ＦＰＣサスペンションアセンブリおよびヘッドは、それぞれの構成要素上の電気パッドを介してヘッドスライダではんだによって電気的に接続されることに想到されたい。図２Ａは、一実施形態による、ＨＤＤサスペンションアセンブリを示す分解図である。サスペンション２００は、オプションの圧電（ＰＺＴ）ミリアクチュエータ２０５が結合されたロードビーム２０４に結合されたベースプレート２０２と、オプションの圧電（ＰＺＴ）マイクロアクチュエータ２０７が結合されたフレクシャ２０６とを含む。フレクシャ２０６を構成するものとして示されるか、またはフレクシャ２０６に結合されたものとして示されるのは、例えば、カバーＰＩ層によって少なくとも部分的に覆われた導電層（例えば、銅）によって少なくとも部分的に覆われたベースポリイミド（ＰＩ）ポリマー層を有する積層構造を含む一体型リード２０６ａである。図２Ｂは、一実施形態による、ＨＤＤヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）を示す上面図である。ここで示される例示的なＨＧＡ２１０は、一体型リード２０６ａを有し、ヘッドスライダ２１２が電気的に結合された（例えば、はんだ付けされた２１３）フレクシャ２０６の一部を含む。ＨＧＡ２１０は、サスペンション２００のベースプレート２０２側における近位端に対向する、サスペンション２００の遠位端またはその遠位端の近くに配置される。図２Ｃは、一実施形態による、図２ＢのＨＧＡ２１０を示す側面図であり、ロードビーム２０４に結合され、かつフレクシャ２０６に取り付けられたスライダ２１２に結合されたフレクシャ２０６を示す。

【0011】

スライダ電気接続の数、したがってスライダ上およびサスペンションのフレクシャ上の電気パッドの数は、デュアルサーマル浮上高制御（ＴＦＣ）、二次元磁気記録（ＴＤＭＲ）、エネルギー支援磁気記録（ＥＡＭＲ）（熱支援磁気記録（ＨＡＭＲ）、マイクロ波支援磁気記録（ＭＡＭＲ）など）などの新技術の実施により、時間の経過とともに増加すると予想される。したがって、追加の電気パッドのためのスペースを確保するために、隣接するパッド間の距離が狭くなる（または減少する）ことが予想され、それに応じて、隣接するパッド間の望ましくないはんだブリッジ（例えば、電気的結合）を防ぐためにパッドを狭くすることを含む、パッドのサイズが減少することが予想される。したがって、パッドの数が増えるにつれて、従来のＳＢＪはんだボール、設備、および手順によって必要に応じてパッドを接続することがより困難になる。

【0012】

ＳＢＪはんだボール、設備、および手順によってスライダパッドをフレクシャパッドに接続することがますますチャレンジングなものとなるため、ＳＢＪを使用する代わりにフォトリソグラフィマスク（複数可）を使用して、はんだ材料（例えば、非限定的な例として、スズ（Ｓｎ）またはスズ－銀（Ｓｎ－Ａｇ）からなる金属合金、または無鉛材料）の「プリはんだバンプ」を形成、予め形成、予め構成する「プリはんだ」プロセスを使用することが考えられる。「プリはんだ」は、一般に、リフローベースの構成要素接合手順に先立って、電気パッド上にはんだバンプを予め形成する（例えば、「プリはんだ付け」）ことを指す。プリはんだバンプの実施は、タクト時間を短縮し、製品歩留まりを改善し、作製非アクティブ時間を短縮する可能性があると考えられ、より大きなパッド密度の製品（例えば、１４パッドフレクシャ－スライダアセンブリ）に使用できるが、ＳＢＪはその点では制限があるように見える。

【0013】

サスペンションフレクシャ電気パッド用のプリはんだバンプを形成するアプローチは、「ハードディスクドライブサスペンションパッドのプリはんだ形成およびガイド」と題された米国特許出願第１７／７０２，６９１号、および「ハードディスクドライブサスペンションパッドのプリはんだ側壁」と題された米国特許出願第１７／７０７，３６８号に記載されており、これらの両方の内容全体は、本明細書に完全に記載されているかのように、すべての目的のために参照により組み込まれる。このプリはんだの目的のために、フォトレジストを使用するプリはんだプロセスには、「はんだめっき」と「はんだペースト印刷とリフロー」の少なくとも２種類が検討されている。一般に、金属めっきプロセスでは、材料が何らかの方式（例えば、スプレー、電気めっき、無電解めっきなど）でワークピース上に堆積される。一般に、はんだペースト印刷プロセスにより、はんだ材料は、何らかの方式でマスク（例えば、ステンシル、フォトレジストなど）を介してスキージを用いてワークピース上に広げられ、その後、加熱によってリフローされて所望の形態になる。

【0014】

図３Ａは、プリはんだ付けされたフレクシャを示す斜視図であり、図３Ｂは、図３Ａにおけるプリはんだ付けされたフレクシャに取り付けられたスライダを示す斜視図であり、図３Ｃは、図３Ａにおけるプリはんだ付けされたフレクシャと電気的に接続されたスライダを示す斜視図であり、いずれも一実施形態によるものである。図３Ａの「プリはんだ付け」段階では、フレクシャ２０６（図２Ａ～２Ｃ）などのフレクシャの簡略化された形態（フレクシャ３０６とラベル付けされた）が示される。フレクシャ３０６は、複数のプリはんだバンプ３０７が形成または「プリはんだ付け」されたフレクシャヘッドパッド３０６ａを含む。本コンテキストでは、はんだ材料からなる各プリはんだバンプ３０７は、フレクシャ３０６の対応するパッド（図示せず）上またはその上に形成され、その結果、各プリはんだバンプ３０７は加熱されてリフローし、その後、対応するスライダパッドと電気的に接合することができる。次に、図３Ｂの「スライダ取り付け」段階では、電気パッド（または「接続パッド」、「接合パッド」、または単に「パッド」）の接続に先立って、フレクシャ３０６のヘッドパッド３０６ａに機械的に取り付けられたヘッドスライダ３１２が示される。ここで、プリはんだバンプ３０７は、最終的な電気的接続のためにスライダ３１２の対応するパッドと整列される。最後に、図３Ｃの「パッド接続」段階では、レーザリフロー手順によってフレクシャ３０６に電気的に結合または接続されるプロセスにあるヘッドスライダ３１２が示され、このレーザリフロー手順によって、はんだフィレット３０７ａは、熱源（例えば、レーザ照射）によってフレクシャ３０６のプリはんだバンプ３０７（図３Ａ～図３Ｂ）をリフローすることで形成され、スライダ３１２の電気パッドを対応するフレクシャ３０６の電気パッドと電気的に相互接続する。

【0015】

しかしながら、プリはんだバンプからのはんだ材料は、フレクシャの電気テスト中に不所望にプローブ（例えば、テストツール）に転移する可能性があることが見出された。そして、この転移されたはんだの酸化により、接触抵抗が高いなどのため、プローブの性能が低下する可能性がある。さらに、プリはんだ表面の酸化が発生し得る。これにより、はんだバンプの接合性および濡れ性に悪影響を与える可能性がある。フラックスを一般に使用することにより、はんだバンプの酸化を防ぐことができるが、化学上の問題のため、フラックスはフレクシャ／ＨＧＡプロセスには適していないと考えられている。プリはんだバンプに関するさらに別の懸念は、リフロー中に「はんだスプラッシュ」が発生する可能性があることである。はんだスプラッシュでは、プリはんだバンプがレーザリフローによって急速に加熱されるため（特に、レーザをより局所的に吸収する比較的粗いはんだ表面を考慮すると）、はんだバンプ内のボイド内の空気が急速に膨張し、溶融したはんだのスプラッシュが発生することができる。前述の課題を考慮すると、プリはんだバンプの改善が望まれ得る。

【0016】

プリはんだバンプの導電性保護オーバーコート
一実施形態によれば、プリはんだバンプの少なくとも一部（例えば、テストプローブが接触する可能性が高い上面）は、電気テストプローブへのはんだ材料の転移を阻止または抑制する材料の保護層でオーバーコーティングされる。関連する実施形態によれば、導電性の金（Ａｕ）は、プリはんだバンプの保護オーバーコート材料として利用される。それぞれの実施形態によれば、本明細書の別の箇所でより詳細に説明されるように、オーバーコーティングされたプリはんだバンプを作製するために、多くの作製手順が実施され得る。

【0017】

図４は、一実施形態による、ハードディスクドライブ用のフレクシャアセンブリを製造する方法を示す流れ図である。図５Ａ～５Ｄのそれぞれは、第１～第４の実施形態のそれぞれによる、プリはんだバンプの上での導電性カバー層の形成を示す図であり、図４の方法と併せてここで参照される。

【0018】

ブロック４０２において、金属基板の少なくとも一部の上に絶縁ベース層を形成する。例えば、ポリイミドポリマー層などのベース層５０２（図５Ａ～５Ｄ）は、既知の製造プロセス技術に従って、ステンレス鋼（ＳＳＴ）層などの金属基板５０１（図５Ａ～５Ｄ）の上に形成される。

【0019】

ブロック４０４において、ベース層の少なくとも一部の上に第１の導電層を形成する。例えば、銅プリント回路層などの第１の導電層５０３（図５Ａ～５Ｄ）は、既知の製造プロセス技術に従って、ベース層５０２の上に形成される。

【0020】

ブロック４０６において、第１の導電層の上に、それぞれが第２の導電層を含む複数の電気パッドを形成する。例えば、それぞれがニッケル層などの第２の導電層を含む複数の電気パッド５０４（図５Ａ～５Ｄ）は、既知の製造プロセス技術に従って、第１の導電層５０３の上に形成される。図５Ａ～５Ｄに示すように、実施形態によれば、ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）（例えば、図２ＢのＨＧＡ２１０を参照）を構成するヘッドスライダ５１２（図２Ｂのヘッドスライダ２１２も参照）は、スライダ５１２の前縁部（ＬＥ）とは反対側の後縁部（ＴＥ）に位置し、フレクシャ５００Ａ（図５Ａ）、５００Ｂ（図５Ｂ）、５００Ｃ（図５Ｃ）、５００Ｄ（図５Ｄ）の複数の電気パッド５０４が電気的に接続される複数の電気パッド５１３を含む。

【0021】

ブロック４０８において、電気パッドのそれぞれの少なくとも一部の上に予め配置され、電気パッドのそれぞれと接触する、はんだ材料からなる予め形成されたはんだバンプ（「プリはんだバンプ」）を形成する。例えば、はんだ材料からなるプリはんだバンプ５０５（図５Ａ～５Ｄ）は、既知の製造プロセス技術に従って、フレクシャ５００Ａ～５００Ｄの電気パッド５０４のそれぞれの少なくとも一部の上に形成され、フレクシャ５００Ａ～５００Ｄの電気パッド５０４のそれぞれと接触している。非限定的な例としては、はんだめっきまたははんだペースト印刷およびリフロー技術を使用して、各プリはんだバンプ５０５を形成し得る。説明したように、プリはんだバンプのはんだ材料を所望の場所に適切に配置するために、すなわち、はんだパターニングのために、はんだめっきまたははんだペースト印刷およびリフロー技術を使用して、フォトレジスト（または単に「レジスト」）などのマスキングの何らかの形態を使用し得る各プリはんだバンプ５０５を形成し得る。

【0022】

ブロック４１０において、はんだ材料からなる各予め形成されたバンプの少なくとも一部の上に導電性カバー層を形成する。例えば、導電性カバー層５０６（図５Ａ～５Ｄ）は、はんだ材料からなる各プリはんだバンプ５０５の少なくとも一部の上に形成される。導電性カバー層５０６を考慮すると、フレクシャ５００Ａ～５００Ｄの電気チェック／テスト中に、プリはんだバンプ５０５からのはんだ材料がプローブに転移することが抑制され、はんだ材料が酸化することが抑制され、はんだスプラッシュが抑制される。一実施形態によれば、導電性カバー層５０６は、金（Ａｕ）を含む。この場合、導電性カバー層５０６の一部がプローブに転移したとしても、金材料の導電率が高いため、プローブ性能が低下しないと予想される。さらに、金は、はんだよりも高い熱伝導率を有し、レーザリフローに使用される波長（複数可）では、金ははんだよりも低い光吸収性を示す。関連する実施形態によれば、導電性カバー層５０６は、熱蒸着、スパッタリングなどのＰＶＤ（物理蒸着）プロセスによってオーバーコートとして施される。さらに、一実施形態によれば、ポリイミドポリマー層などのカバー層５０７は、電気パッド５０４によって覆われていない第１の導電層５０３の一部の上に形成される。スライダの取り付け（例えば、図３Ｂを参照）後のレーザリフロープロセス（例えば、図３Ｃを参照）に応答して、各プリはんだバンプ５０５は、フレクシャ５００Ａ～５００Ｄとスライダ５１２を電気的に接続するはんだフィレット５０５ａを形成すると予想され、それによって、導電性カバー層５０６の材料（例えば、金）は、はんだフィレット５０５ａを形成する際に、対応するプリはんだバンプ５０５のはんだ材料に拡散することによって、金属間（例えば、Ｓｎ－Ａｕ）層を形成する。

【0023】

図５Ａを参照すると、一実施形態によれば、示された作製プロセスは、第１の導電層５０３の上の第１のレジストマスク５２０の上にニッケルめっきを行って、複数の電気パッド５０４の第２の導電層を形成すること（例えば、ブロック４０６で）と、第２の導電層の上に第１のマスクを第２のレジストマスク５２１に交換（１つのマスクを除去し、別のマスクを施す）し、その上にはんだめっきを行って、複数の電気パッド５０４のそれぞれの上にプリはんだバンプ５０５を形成すること（例えば、ブロック４０８で）と、第２のマスクを第３のレジストマスク５２２に交換し、その上に金めっきまたは蒸着を行って、各プリはんだバンプ５０５の上に導電性カバー層５０６を形成すること（例えば、ブロック４１０で）と、を含み、第１のレジストマスク５２０と第３のレジストマスク５２２は同じパターンを有し得る。図５Ａに示すように、この実施形態によれば、各導電性カバー層５０６は、対応する各プリはんだバンプ５０５の全体の上に効果的に配置され、それと接触しており（例えば、それを覆う）、各導電性カバー層５０６は、プリはんだバンプ５０５によって覆われていない各電気パッド５０４の第２の導電層の少なくとも一部の上に配置され、それと接触している。

【0024】

図５Ｂを参照すると、実施形態によれば、第３の導電層５０８（例えば、金）は、電気パッド５０４の第２の導電層とプリはんだバンプ５０５との間に配置される。この第３の導電層５０８は、シードの第３の導電層５０８が酸化しないため、第１の導電層５０３（例えば、銅）の酸化防止およびプリはんだバンプ５０５の安定しためっきを提供する。さらに、金はニッケルよりも優れたはんだ濡れ性を有するため、プリはんだーバンプ５０５の溶融したはんだ材料は、リフロー中に第３の導電層５０８（例えば、金）の上にスライダ電気パッド５１３により容易に流れる。ここでもまた、電気パッド５０４用のニッケル層を使用する利点の１つは、このニッケル層が、金である第３の導電層５０８の、銅である第１の導電層５０３への拡散に対する障壁として機能するということである。したがって、示された作製プロセスは、第１の導電層５０３の上の第１のレジストマスク５３０の上にニッケルめっきを行って、複数の電気パッド５０４の第２の導電層を形成すること（例えば、ブロック４０６で）と、第１のレジストマスク５３０の上に金めっきを行って、第３の導電層５０８を形成することと、第３の導電層の上に第１のマスクを第２のレジストマスク５３１に交換し、その上にはんだめっきを行って、複数の電気パッド５０４のそれぞれの上（例えば、ブロック４０８で）および第３の導電層５０８の上にプリはんだバンプ５０５を形成することと、その上に金めっきまたは蒸着を行って、各プリはんだバンプ５０５の上に導電性カバー層５０６を形成する（例えば、ブロック４１０で）ことと、を含む。図５Ｂに示すように、この実施形態によれば、各プリはんだバンプ５０５は、第３の導電性（例えば、金）層５０８の上に配置され、各導電性カバー層５０６は、対応するプリはんだバンプ５０５のそれぞれの一部（例えば、上面または一部）のみの上に効果的に配置され、それと接触している。ここで、レジストマスクの交換は１回だけ必要である。さらに、側面の面積が上面の面積よりもはるかに小さいため、各はんだバンプ５０５の側面上に酸化が発生する可能性は、導電性カバー層５０６がない場合ほど顕著ではないと考えられる。

【0025】

図５Ｃを参照すると、実施形態によれば、第３の導電層５０８（例えば、金）は、電気パッド５０４の第２の導電層とプリはんだバンプ５０５との間に配置される。したがって、示された作製プロセスは、第１の導電層５０３の上の第１のレジストマスク５４０の上にニッケルめっきを行って、複数の電気パッド５０４の第２の導電層を形成すること（例えば、ブロック４０６で）と、第１のレジストマスク５４０の上に金めっきを行って、複数の電気パッド５０４の第２の導電層の上に第３の導電層５０８を形成することと、第１のマスクを第２のレジストマスク５４１に交換し、その上にはんだめっきを行って、複数の電気パッド５０４のそれぞれの上にプリはんだバンプ５０５を形成すること（例えば、ブロック４０８で）と、第２のマスクを第３のレジストマスク５４２に交換し、その上に金めっきまたは蒸着を行って、各プリはんだバンプ５０５の上に導電性カバー層５０６を形成すること（例えば、ブロック４１０で）と、を含み、第１のレジストマスク５４０と第３のレジストマスク５４２は同じパターンを有し得る。図５Ｃに示すように、この実施形態によれば、各導電性カバー層５０６は、対応する各プリはんだバンプ５０５の全体の上に効果的に配置され、それと接触している（例えば、それを覆う）。

【0026】

図５Ｄを参照すると、一実施形態によれば、示された作製プロセスは、第１の導電層５０３の上の第１のレジストマスク５５０の上にニッケルめっきを行って、複数の電気パッド５０４の第２の導電層を形成すること（例えば、ブロック４０６で）と、第２の導電層の上に第１のマスクを第２のレジストマスク５５１に交換し、その上にはんだめっきを行って、複数の電気パッド５０４のそれぞれの上にプリはんだバンプ５０５を形成すること（例えば、ブロック４０８で）と、第２の導電層の上に第２のマスクを第３のレジストマスク５５２に交換し、その上に金めっきまたは蒸着を行って、各プリはんだバンプ５０５の上に導電性カバー層５０６を形成すること（例えば、ブロック４１０で）と、を含む。図５Ｄに示すように、この実施形態によれば、各導電性カバー層５０６は、対応する各プリはんだバンプ５０５の全体の上に効果的に配置され、それと接触しており（例えば、それを覆う）、各導電性カバー層５０６は、プリはんだバンプ５０５によって覆われていない電気パッド５０４のそれぞれの第２の導電層の一部のみの上に配置され、それと接触している。ここで、プリはんだバンプ５０５は、プリはんだバンプ５０５の全体が導電性カバー層５０６によって覆われているが、第２の導電層の一部が根元側（スライダ５１２から最も遠い）に露出しているように、第２の導電層（例えば、ニッケル）の上に配置されるので、リフロー中に、露出したニッケル材料の濡れ性が比較的低いため、プリはんだバンプ５０５のハンダ材料は、カバー層５０７に向かうよりもスライダ５１２に向かって流れる可能性が高い。したがって、はんだ材料は、パッド接続に効率的に使用される。

【0027】

例示的な動作コンテキストの物理的な説明
実施形態は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などのデジタルデータ記憶装置（ＤＳＤ）のコンテキストで使用され得る。したがって、一実施形態によれば、従来のＨＤＤが典型的に如何に動作するかを説明するのを助けるために、従来のＨＤＤ１００を示す平面図を図１に示す。

【0028】

図１は、磁気読み取り／書き込みヘッド１１０ａを含むスライダ１１０ｂを備えるＨＤＤ１００の構成要素の機能的配置を示す。スライダ１１０ｂおよびヘッド１１０ａは、まとめてヘッドスライダと称され得る。ＨＤＤ１００は、ヘッドスライダと、典型的にはフレクシャを介してヘッドスライダに取り付けられたリードサスペンション１１０ｃと、リードサスペンション１１０ｃに取り付けられたロードビーム１１０ｄと、を含む少なくとも１つのヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）１１０を備える。ＨＤＤ１００はまた、スピンドル１２４に回転可能に搭載された少なくとも１つの記録媒体１２０と、媒体１２０を回転させるためにスピンドル１２４に取り付けられた駆動モータ（図示せず）と、を備える。トランスデューサとも称され得る読み取り／書き込みヘッド１１０ａは、ＨＤＤ１００の媒体１２０に記憶された情報を書き込むための書き込み素子、およびＨＤＤ１００の媒体１２０に記憶された情報を読み取るための読み取り素子を備える。媒体１２０または複数のディスク媒体は、ディスククランプ１２８によってスピンドル１２４に固定され得る。

【0029】

ＨＤＤ１００は、ＨＧＡ１１０に取り付けられたアーム１３２と、キャリッジ１３４と、キャリッジ１３４に取り付けられたボイスコイル１４０を含むアーマチュア１３６、およびボイスコイル磁石（図示せず）を含むステータ１４４を含むボイスコイルモータ（ＶＣＭ）と、をさらに備える。ＶＣＭのアーマチュア１３６は、キャリッジ１３４に取り付けられ、アーム１３２およびＨＧＡ１１０を移動させて媒体１２０の一部にアクセスするように構成され、これらはすべて、介在するピボット軸受アセンブリ１５２を有するピボットシャフト１４８に集合的に搭載される。複数のディスクを有するＨＤＤの場合、キャリッジ１３４は、櫛の外観を与えるアームの連動アレイを運ぶように配置されているため、「Ｅブロック」または櫛と称され得る。

【0030】

ヘッドスライダが結合されたフレクシャを含むヘッドジンバルアセンブリ（例えば、ＨＧＡ１１０）と、フレクシャが結合されたアクチュエータアーム（例えば、アーム１３２）および／または荷重ビームと、アクチュエータアームが結合されたアクチュエータ（例えば、ＶＣＭ）とを含むアセンブリは、ヘッドスタックアセンブリ（ＨＳＡ）と総称され得る。しかしながら、ＨＳＡは、記載されている構成要素よりも多いまたは少ない構成要素を含み得る。例えば、ＨＳＡは、電気相互接続構成要素をさらに含むアセンブリを指し得る。一般に、ＨＳＡは、読み取りおよび書き込み動作のために、ヘッドスライダを移動させて、媒体１２０の部分にアクセスするように構成されたアセンブリである。

【0031】

図１を更に参照して、ヘッド１１０ａへの書き込み信号およびヘッド１１０ａからの読み取り信号を含む電気信号（例えば、ＶＣＭのボイスコイル１４０への電流）は、フレキシブルケーブルアセンブリ（ＦＣＡ）１５６（または「フレックスケーブル」、または「フレキシブルプリント回路」（ＦＰＣ））によって伝送される。フレックスケーブル１５６とヘッド１１０ａとの間の相互接続は、読み取り信号のためのオンボードプリアンプ、ならびに他の読み取りチャネルおよび書き込みチャネル電子構成要素を有し得る、アームエレクトロニクス（ＡＥ）モジュール１６０を含み得る。ＡＥモジュール１６０は、示されるように、キャリッジ１３４に取り付けられ得る。フレックスケーブル１５６は、電気コネクタブロック１６４に結合され得、当該電気コネクタブロック１６４は、いくつかの構成では、ＨＤＤハウジング１６８によって提供される電気フィードスルーを介して電気通信を提供する。ＨＤＤハウジング１６８（または「エンクロージャベース」または「ベースプレート」または単に「ベース」）は、ＨＤＤカバーと併せて、ＨＤＤ１００の情報記憶構成要素用の半密閉された（またはいくつかの構成では密閉された）保護エンクロージャを提供する。

【0032】

ディスクコントローラと、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を含むサーボ電子素子とを含む、その他の電子構成要素は、駆動モータ、ＶＣＭのボイスコイル１４０、およびＨＧＡ１１０のヘッド１１０ａに電気信号を提供する。駆動モータに提供される電気信号により、駆動モータが回転できるようになり、これにより、スピンドル１２４にトルクが与えられる。このトルクがそしてスピンドル１２４に固定された媒体１２０に伝送される。その結果、媒体１２０は、方向１７２に回転する。回転している媒体１２０は、スライダ１１０ｂが、情報が記録されている薄い磁気記録層と接触することなく、媒体１２０の表面上を飛ぶように、スライダ１１０ｂの空気ベアリング面（ＡＢＳ）を載せる空気ベアリングとして機能する空気のクッションを生成する。同様に、非限定的な例としてヘリウムなどの空気より軽い気体が利用されるＨＤＤでは、回転している媒体１２０は、スライダ１１０ｂを載せる気体または流体ベアリングとして機能する気体のクッションを生成する。

【0033】

ＶＣＭのボイスコイル１４０に提供される電気信号により、ＨＧＡ１１０のヘッド１１０ａは、情報が記録されているトラック１７６にアクセスできるようになる。したがって、ＶＣＭのアーマチュア１３６は、アーク１８０を通ってスイングし、これにより、ＨＧＡ１１０のヘッド１１０ａが媒体１２０上の様々なトラックにアクセスできるようになる。情報は、セクタ１８４などの、媒体１２０上のセクタに配置された半径方向にネストされた複数のトラック内の媒体１２０に記憶される。それに対応して、各トラックは、セクタ化されたトラック部分１８８などの複数のセクタ化されたトラック部分（または「トラックセクタ」）で構成される。各セクタ化されたトラック部分１８８は、記録された情報と、エラー補正コード情報、およびトラック１７６を識別する情報である、ＡＢＣＤサーボバースト信号パターンなどのサーボバースト信号パターンを含むヘッダとを含み得る。トラック１７６にアクセスする際に、ＨＧＡ１１０のヘッド１１０ａの読み取り素子は、ＶＣＭのボイスコイル１４０に提供される電気信号を制御するサーボ電子素子に位置エラー信号（ＰＥＳ）を提供するサーボバースト信号パターンを読み取り、それによって、ヘッド１１０ａがトラック１７６に追従することができるようになる。トラック１７６を見つけ、特定のセクタ化されたトラック部分１８８を識別すると、ヘッド１１０ａは、外部エージェント、例えばコンピュータシステムのマイクロプロセッサからディスクコントローラによって受信された命令に応じて、トラック１７６から情報を読み取るか、またはトラック１７６に情報を書き込む。

【0034】

ＨＤＤの電子アーキテクチャは、ハードディスクコントローラ（「ＨＤＣ」）、インタフェースコントローラ、アームエレクトロニクスモジュール、データチャネル、モータドライバ、サーボプロセッサ、バッファメモリなど、ＨＤＤの動作のためにそれぞれの機能を実行するための多数の電子構成要素を含む。そのような構成要素のうちの２つ以上は、「システムオンチップ」（「ＳＯＣ」）と称される単一の集積回路基板上に組み合せられ得る。このような電子部品のすべてではないが、いくつかは、典型的には、ＨＤＤハウジング１６８など、ＨＤＤの底部側に結合されたプリント回路基板上に配置される。

【0035】

図１を参照して図示され説明されるＨＤＤ１００などの、本明細書におけるハードディスクドライブへの言及は、「ハイブリッドドライブ」と称されることもある情報記憶装置を包含し得る。ハイブリッドドライブとは、一般に、従来のＨＤＤ（例えば、ＨＤＤ１００を参照）と、フラッシュまたは他の固体（例えば、集積回路）メモリなどの、電気的に消去可能でプログラム可能な不揮発性メモリを使用した固体記憶装置（ＳＳＤ）との両方の機能を有する記憶装置を指す。異なる種類の記憶媒体の動作、管理、および制御が典型的に異なるため、ハイブリッドドライブの固体部分は、それ自体の対応するコントローラ機能を含み得、このコントローラ機能がＨＤＤ機能と共に単一のコントローラに統合され得る。ハイブリッドドライブは、頻繁にアクセスされるデータを記憶する、Ｉ／Ｏ集約型データを記憶するなどのために、いくつかの方式（非限定的な例として、固体メモリをキャッシュメモリとして使用することなど）で固体部分を動作させ、利用するように設計および構成され得る。さらに、ハイブリッドドライブは、１つまたは複数のホスト接続用のインタフェースを有する、単一のエンクロージャ内にある２つの記憶装置、すなわち従来のＨＤＤおよびＳＳＤとして本質的に設計および構成され得る。

【0036】

拡張物及び代替物
前述の説明では、本発明の実施形態は、実施態様ごとに変化し得る多数の具体的な詳細を参照して説明されている。したがって、実施形態のより広い趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な修正および変更を行うことができる。したがって、本発明が何であるか、出願人が何を本発明として意図しているのかについての唯一かつ排他的な指標は、後続のいずれかの修正を含む、請求項が発行される特定の形態で、本出願から発行される一連の請求項である。そのような請求項に含まれる用語について本明細書に明示的に記載されている定義は、いずれも請求項で使用されるそのような用語の意味を支配するものとする。したがって、請求項に明示的に記載されていない限定、素子、性質、特性、利点、または属性は、いかなる形でもそのような請求項の範囲を制限してはならない。したがって、本明細書および図面は、限定的な意味ではなく例示的な意味として見なされるべきである。

【0037】

また、本明細書では、特定のプロセスステップが特別の順序で説明され得、特定のステップを識別するためにアルファベットおよび英数字のラベルが使用され得る。本明細書に特に記載がない限り、実施形態は必ずしもそのようなステップを実行する任意の特別の順序に限定されない。特に、ラベルは、単にステップの簡便な識別に使用されるものであり、そのようなステップを実施する特別の順序を指定または要求することを意図するものではない。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【手続補正書】

【提出日】2024-11-15

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

フレクシャを含むサスペンションアセンブリを含むハードディスクドライブ（ＨＤＤ）であって、前記フレクシャは、
金属基板と、
前記金属基板の少なくとも一部の上の絶縁ベース層と、
前記絶縁ベース層の少なくとも一部の上の第１の導電層と、
前記第１の導電層の上にある、それぞれが第２の導電層を含む複数の電気パッドと、
各電気パッドの少なくとも一部の上に予め配置された、はんだ材料からなる予め形成されたバンプと、
はんだ材料からなる各予め形成されたバンプの少なくとも一部の上の導電性カバー層と、
を含む、ＨＤＤ。

【請求項2】

各導電性カバー層は、金を含む、請求項１に記載のＨＤＤ。

【請求項3】

各導電性カバー層は、はんだ材料からなる各予め形成されたバンプの全体の上に配置され、それと接触している、請求項１に記載のＨＤＤ。

【請求項4】

各導電性カバー層は、前記はんだ材料からなる予め形成されたバンプによって覆われていない各電気パッドの少なくとも一部の上に配置され、それと接触している、請求項１に記載のＨＤＤ。

【請求項5】

各電気パッドの前記第２の導電層は、ニッケルを含む、請求項１に記載のＨＤＤ。

【請求項6】

各電気パッドの前記第２の導電層は、ニッケルを含み、
各導電性カバー層は、各第２の導電層の一部のみの上に配置され、それと接触している、
請求項１に記載のＨＤＤ。

【請求項7】

前記第２の導電層と前記はんだ材料からなる予め形成されたバンプとの間にある第３の導電層をさらに含む、
請求項１に記載のＨＤＤ。

【請求項8】

前記第３の導電層は、金を含む、請求項７に記載のＨＤＤ。

【請求項9】

各導電性カバー層は、はんだ材料からなる各予め形成されたバンプの全体と、前記はんだ材料からなる予め形成されたバンプによって覆われていない各第３の導電層の少なくとも一部との上に配置され、それらと接触している、請求項８に記載のＨＤＤ。

【請求項10】

スピンドルに回転可能に搭載されたディスク媒体と、
前記ディスク媒体との間で読み取りおよび書き込みを行うように構成された読み取り／書き込みトランスデューサを収容するヘッドスライダであって、前記ヘッドスライダは、前記サスペンションアセンブリに搭載され、プリはんだバンプのはんだ材料を介して前記フレクシャの前記複数の電気パッドに電気的に接続される、前記ヘッドスライダと、
前記ヘッドスライダを移動させて前記ディスク媒体の一部にアクセスするための手段と、
をさらに含む、請求項１に記載のＨＤＤ。

【外国語明細書】