JPH11501457A - 導電体の導体パターンを有する基部を具える装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、ポリイミド基部（１）上に導体パターン（１０）を形成する方法に関するものである。導電体（１１）を既知のようにして形成した後、ＵＶ感応性レジストを被着し、露光し且つ現像することにより絶縁材料のリッジ（２１）を金属のない領域に形成する。次に、金属を導電体（１１）上に堆積し、リッジ（２１）により短絡を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】 導電体の導体パターンを有する基部を具える装置の製造方法 本発明は、導電体の導体パターンを有する絶縁基部を具える装置を製造するに 当り、ＵＶ感応性絶縁材料の層を堆積し、この絶縁材料の層をＵＶ放射により局 部的に露光してその後現像することにより電気絶縁リッジのリッジパターンを形 成し、その後これらリッジ間に導電性材料を堆積する前記装置の製造方法に関す るものである。 本発明は又、導電体の導体パターンと電気絶縁リッジのリッジパターンとを有 する装置にも関するものである。 本発明は更に、モータ巻線を有する電気モータにも関するものである。 ＵＶ放射に対し不透明な絶縁性基体の形態の基部を用いることは特開平１−２ ３８１０２号明細書から既知である。基体材料としては、アクリル系、ポリアミ ド系及びポリエステル系の樹脂のような熱可塑性樹脂或いは熱硬化性樹脂が提案 されており、使用する樹脂には例えばすす又は亜鉛華のようなＵＶ遮光性を有す る添加剤が含まれている。例えば、５０μｍの厚さを有する箔の形態の基体を用 いることが提案されている。このような基体を用いるのは、薄肉の箔は取扱うの に極めて困難である為に必要であるものと思われる。 基体の両面は無電解金属めっきのために触媒処理が行なわれる。基板の両面は ホトレジストの層で被覆され、次に各面が例えばガラスマスク又はフィルムマス クを介してＵＶ放射のパターンで露光される。基体中のＵＶ遮光用添加剤は基体 の一方の面に対するＵＶ放射パターンが基体の他方の面上に形成すべきリッジパ ターンに影響を及ぼすのを防止する。現像し、余分の材料を除去した後、基体の 両面の各々にリッジパターンが得られる。次に、無電解めっきにより、或いは電 気めっきと無電解めっきとの組合せによりリッジ間に導電材料が堆積される。金 属の無電解めっき処理は金属の電気めっき処理よりも著しく遅い。しかし、金属 の電気めっきは既に導電性となっている層上にのみ可能である為、無電解法によ り少なくとも第１の導電層を堆積する必要が必ずある。 上述した既知の方法は特に電気モータのような電流力計型装置に対するコイル パターンが設けられた基部を製造するために発明されたものである。このような 使用目的のためには、金属充填率を高くすることが極めて重要となる。例えば、 平坦な巻線を有する固定子を形成するために、上記に概説した既知の方法によっ て巻線のパターンを設けた複数の基部を積重ねることができる。特にこのような 使用目的に対しては、巻線の金属充填率と、これらの巻線を有する基部の積層体 全体の金属充填率との双方が重要な役割を奏する。従って、基部はできるだけ薄 肉とし且つ巻線の形態でできるだけ多くの金属を有するようにすることが重要で ある。 本発明の目的は、全体の金属充填率が高い装置の製造に極めて適し、迅速且つ 経済的にこの装置を製造しうるようにする前述した種類の製造方法を提供せんと するにある。本発明の他の目的は、充填率を高くすると同時に短絡のおそれを最 少にした前述した種類の装置を提供せんとするにある。上述した目的のために、 本発明の方法では、 −前記リッジパターンを形成する前に、予め被着した金属層を基部から局部的 に除去することにより、初期の導体パターン及び金属のない領域のパターンを形 成し、 −前記ＵＶ感応性絶縁材料を露光された位置において現像後に残し、 −前記リッジパターンを前記金属のない領域に形成し、 −その後導体パターンを、前記リッジ間で前記初期の導体パターン上に金属を 堆積することにより形成する ことを特徴とする。 本発明によれば、金属層が予め設けられている基部を用いることにより、厚さ が例えば１０μｍしかない薄肉の基部を利用しうるようになるという利点が得ら れる。その理由は、金属層が、基部の剛性に可成りの効果を与え、これにより基 部をその厚さが著しく薄いにもかかわらず取扱いに適したものとする為である。 他の利点は、ホトレジストを露光してはならない個所、すなわち導体パターンの 個所で金属層の為に基部が自動的にＵＶ放射に対し自動的に不透明となるという ことである。従って、本発明による方法を用いた場合にも、所望に応じ基部の両 面における光感応性材料を同時に露光処理することができる。本発明の更に他の 利点は、最初から既に存在する金属層がリッジ間での金属の迅速で経済的な電着 に適したものとなり、従って無電解堆積（無電解めっき）がもはや必要としなく なるということである。電気絶縁リッジは、初期の導体パターン上に金属を堆積 する結果としての、又は基部が曲った結果としての導体パターンの部分間の短絡 を防止する。これにより製造処理を信頼的なものにする。 驚いたことに、金属層を与め設けた基部を使用することにより同時に数個の利 点、すなわち基部を薄肉にでき、従って全体の金属充填率を高くできるという利 点と、基部の材料自体が透明であっても許容されていない個所で基部を貫通する 露光が行なわれなくなるという利点と、ゆっくりした金属の無電解堆積が不要と なるという利点が得られる。 本発明の有利な例では、基部をポリイミド箔を以って構成する。このような箔 は優れた電気的及び機械的特性を有しており、例えば１２．５μｍの厚さでその 両面に適切に被着された薄肉の、例えば１８μｍ以下の銅層を有するものとして 市販されている。例えば、市販の“エスパネックス(Espanex)”のような接着剤 を用いずに機械的に固着されたサンドイッチ構造のものが極めて適している。こ のサンドイッチ構造体上に現在のエッチング技術及び適切なマスクの組を用いて 金属のない領域の所望のパターン、従って所望の導体パターンを形成しうる。 本発明の他の例では、ＵＶ感応性材料が感光性ポリアミドを有するようにする 。 本発明の範囲内で感光性ポリアミドは、リッジを高アスペクト比で、すなわち リッジの高さと幅との比を大きくして形成しうるという重要な利点を有する。達 成しうるアスペクト比は可成り前から既知のＵＶ感応性又は光感応性レジストの 場合よりも可成り大きくなる。その結果、リッジを極めて細くでき、従って高い 充填率を得ることができる。ポリアミドの現像によりポリイミドリッジが形成さ れる。 本発明の他の例では、前記ＵＶ感応性絶縁材料の層の厚さとＵＶ露光位置とを 、リッジの高さ対幅の比が１．５よりも大きくなるように選択する。本例では、 絶縁材料のリッジを用いることなく金属を電着することにより通常得られるより も一層良好な充填率を得ることができる。その理由は、初期の導体パターンが金 属 の電着中あらゆる方向で成長する為である。しかし、絶縁材料のリッジが存在す る結果、導体はリッジ間の間隔以上に広く成長できないが、高さ方向、すなわち 基部の主表面に対し垂直な方向には更に成長し、幅狭導体の場合でも高い充填率 を得ることができる。 ポリアミドレジストはポリイミド基部に対する被着力が弱いということが知ら れている。従って、本発明に対しポリアミドＵＶ感応性レジストを使用すること の大きな利点、すなわち極めて深い露光、代表的に８０μｍの深さまでの露光が 可能であり、ほぼ垂直な壁部を形成しうるという特性は、基部をポリイミド箔を 以って形成した場合に得ることができない。 しかし、その解決策を得る本発明の例では、基部が粗い表面を有するようにす る。驚いたことに、本例で達成しうるポリイミド箔に対する硬化ポリイミド層の 比較的弱い機械的接着が本発明の目的に適しているということを確かめた。その 理由は、後の工程でリッジ間の間隙が再び、すなわち堆積金属で充填される為で ある。従って、リッジの接着は、金属がリッジ間に堆積されていない間だけリッ ジパターンへの損傷を無くす必要があるだけで充分である。 本発明の更に他の例では、前記ＵＶ感応性絶縁材料の層の露光後に他のＵＶ感 応性の層を堆積し、次にこの他のＵＶ感応性の層を既に存在する層に類似して露 光する。このようにすることにより、更に大きなアスペクト比を得ることができ 、さもないとアスペクト比はＵＶ感応性材料中のＵＶ放射の浸透深さにより制限 される。 本発明の更に他の例では、金属をリッジの高さよりも低い高さまで堆積させる 。本例の利点は、積層にする場合にリッジを積層体における異なる基部上の導体 パターン間のスペーサとして作用させることができ、導体パターン間の短絡を防 止しうるということである。 本発明による装置は、ポリイミドを有する材料からリッジを形成したことを特 徴とする。ＵＶ感応性ポリアミドを用いた場合、大きなアスペクト比を有するポ リイミドリッジを形成でき、従って充填率を高くすることができるということを 確かめた。 本発明による装置の例では、基部の主表面に対し垂直な方向のリッジの寸法を 導体のパターンの対応する方法よりも大きくする。この場合、導体パターンを有 する基部の積層体で２つの隣接基部の導体パターン間に短絡を生ぜしめることな く、これら基部を積層しうるという利点が得られる。 本発明による電気モータは、モータ巻線が本発明による装置を有していること を特徴とする。本発明による装置の充填率が高くなることにより、高効率で比較 的小さな寸法及び低コギングトルクを有する電気モータを構成することができる 。このことはハードディスク駆動用の電気モータにとって特に重要である。その 理由は、モータを小型にすることによりデータ蓄積用のスペースを大きくでき、 コギングトルクを小さくすることによりモータの回転を平滑にし、これによりデ ータ信号のジッタを低くする為である。 次に本発明を図面を参照して実施例につき詳細に説明する。図面中、 図１は、初期の導体パターンが設けられた絶縁基部を示す断面図であり、 図２は、ＵＶ感応性材料の層が設けられた図１の基部を、ＵＶ感応性材料の層 の露光中で示す断面図であり、 図３は、ＵＶ感応性材料の現像後の状態を示す断面図であり、 図４は、初期の導体パターン上に金属を堆積した後の状態を示す断面図であり 、 図５は、導体パターンと絶縁リッジのパターンとが設けられた２つの基部を互 いに積層した状態を示す断面図であり、 図６は、初期の導体パターンと、後に現像されるＵＶ感応性材料の第１層と、 後に現像されるＵＶ感応性材料の第２層とが設けられた絶縁基部を示す断面図で あり、 図７は、スピンドルモータを示す断面図である。 図１は、初期の導体パターン１０が形成されている絶縁基部１、本例の場合厚 さｄ₁が１２．５μｍのポリイミドの基部を示す断面図である。初期の（予め設 けた）導体パターン１０は、基部１上に設けた１０μｍの厚さｄ₂の銅層を局部 的にエッチング除去することにより形成した。その結果、金属のない領域１２に よって分離された導電体１１の導体パターン１０が得られた。図１に示す本発明 の実施例では、絶縁基部１がその両面に導体パターン１０を有する。これにより 導体の断面積と全体の断面積との比を高めることができる。この比を充填率と称 する。更に、貫通孔３を設けることにより、初期の導体パターン上に金属を堆積 する際に基部１の両面上の導体パターン間を電気接続しうる。 図２は、図１の基部にＵＶ感応性材料の層が設けられ、この基部１の一方の面 上のＵＶ感応性材料の層を露光している状態を示す断面図である。ＵＶ感応性材 料の層２は例えば、ホトレジストをスピニングし、乾燥させることにより形成し うる。次に層２上にマスクを配置する。このマスクは例えば、形成すべきリッジ パターンに対応するパターンがエッチングされているクロム層７が設けられたガ ラスプレート５を有する。この場合、このマスクと絶縁基部１とを、層２が導電 体１１の間の、金属のない領域１２で露光されうるように互いに配置する。露光 は、ＵＶ放射９をマスク４を介して層２上に投射することにより行なう。これに より、基部１とマスク４との間に位置する層２の領域６が露光される。基部１が ＵＶ放射を透過する場合には、基部１の反対側の領域６ａも露光される。しかし 、これは、基部のこの反対側に金属のない領域がある場合のみである。導電体が この位置に位置する場合には、この導電体はＵＶ放射を遮断し、例えば領域６ｂ は露光されない。従って、リッジパターンを形成する前に初期の導体パターン１ ０を形成することにより、絶縁基部１をＵＶ放射に対し不透過とする必要がない という利点が得られる。更に、絶縁基部１は初期の導体パターン１０により可成 り補強される。その結果、製造処理に際し基部を取扱うのに問題を生ぜしめるこ となく基部１の厚さｄ₁（図１参照）を極めて薄肉に、例えば１２．５μｍにす ることができる。 図３はＵＶ感応性層２の現像後の基部１の断面図である。ＵＶ感応性材料は現 像後に露光位置に残る。従って、図２に示すようにＵＶ放射９で露光した後、導 電体１１間の金属のない領域１２にリッジ２１が存在しているリッジパターン２ ０が絶縁基部１上に残る。これらのリッジ２１の高さは図２に示す層２の厚さに ほぼ一致する。幅ｗ₂はマスク４により決定される。ＵＶ感応性材料に対し感光 性ポリアミドを選択することにより、アスペクト比、すなわちリッジの高さｈ₂ とリッジの幅ｗ₂との間の比を極めて良好にしうるということを確かめた。約８ ０μｍの厚さの感光性ポリアミドの層２を堆積し、マスク４をリッジの幅ｗ₂が 約２５μｍとなるように設計することにより優れた結果が得られることを確かめ た。その結果として、２〜３のアスペクト比を容易に得ることができる。このこ とは、リッジを幅狭にすればする程、初期の導体パターン１０上に導電性材料を 堆積するためのより大きな空間が得られるために有利なことである。更に、リッ ジの高さを高くすればする程、導電性材料１３を初期の導体パターン１０上にど のレベルまで堆積しうるかのこのレベルを一層高くしうる。堆積される導電性材 料の高さｈ₁を高くすればする程、導体の高さｈ₁と絶縁基部１の厚さｄ₁との間 の比が一層大きくなる。従って、リッジのアスペクト比を大きくすればする程充 填率を高くすることができる。 図４は、導電体１１を有する初期の導体パターン１０上に導電性材料１３を堆 積した後の、図３に示す基部１の断面図である。初期の導体パターン１０上への 導電性材料のこの堆積は電解的に行なうのが好ましい。その理由はこれにより堆 積速度を速くしうる為である。この堆積中、基部１の一方の面上の導体パターン と基部１の他方の面上の導体パターンとの間の相互接続部１５が、図１に３で示 す導電体１１の位置での基部１の貫通孔に形成される。これにより、例えばらせ んコイルを、その両端子がこのらせんの外部に位置しうるように形成しうるよう になる。これは、らせんの中央におけるコイル端部を基部１の反対側に接続し、 この反対側でこの接続部を所望に応じらせん通路に沿ってコイル周辺部に導くこ とにより達成される。 図５は、導体パターンが設けられた２つの基部１の積層体を示す。電気絶縁リ ッジ２１の高さｈ₂は導体（導電性材料）１３の高さｈ₁よりも高くする。これに より、２つの隣接する基部上の導体が互いに接触しないようにする。従って、装 置の製造処理においてこのような接触を排除するための追加の工程を必要とする ことなく数個の基部１を積み重ねることができる。導体の高さｈ₁は初期の導体 パターン１０上への導電性材料の堆積を時間通りに停止させることにより簡単に 制限させることができる。 本発明により装置を製造するのに、機械的に接着した金属層が設けられている 市販の基部１を用いてこの金属層を局部的にエッチング除去することにより、金 属のない領域における基部の表面が自動的に粗面となる。例えば、市販の“エス パネックス(Espanex)”は、感光性のポリアミドを露光して現像することにより 製造されるリッジパターンに対し満足な付着が得られるような絶縁基部の粗面を 有する。予期に反して、ポリアミドの現像後ポリイミド基板上へのポリイミドリ ッジの適切な付着が多分この機械的接着の結果として得られる。 図６は、図２に示すような導電体１１及びＵＶ感応性材料２の露光層とが設け られ、この露光層上にＵＶ感応性材料の第２層２ａが堆積され露光されている基 部１の断面図である。ＵＶ感応性材料の層２ａは層２と同様に露光した。すなわ ち、層２ａは層２の位置６の上に正確に位置する位置８で露光した。ＵＶ感応性 材料はＵＶ放射を吸収する為、このようなＵＶ感応性材料の層中へのＵＶ放射の 浸透深さは制限される。２つ以上の層２，２ａからＵＶ感応性材料の層を形成し 、これらの層は各層の堆積後に露光することにより、アスペクト比が極めて大き いリッジを形成しうる。これにより本発明による装置の充填率を更に高めること ができる。 図７は、特にデータ処理装置におけるハードディスク駆動のための駆動モータ として用いるスピンドルモータ１００の断面図である。このスピンドルモータ１ ００のモータ軸１０２はハードディスクハウジング（図示せず）のディスク１０ ３に固着されている。２つの流体力学的軸方向軸受１０５ａ及び１０５ｂがディ スク１０３から離れた位置でハブ１０６をモータ軸１０２上に支持させている。 装着プレート１０８の付近には他の流体力学的らせん軸受１０５ｃが位置してい る。モータ軸１０２上で回転しうるハブ１０６はモータ軸１０２を囲む内側ハブ 部分１０６ａを有し、この内側ハブ部分１０６ａはその外周面上に永久磁石回転 子１０７を有する。永久磁石回転子１０７によりその外側周面１０７ａで発生さ れる磁界は回転軸線１１６に対し垂直に延在する。モータ軸１０２は装着プレー ト１０８を有する。この装着プレート１０８は、モータに属し以下に説明するモ ータ巻線１０９と、同じく以下に説明するヨーク１１０とを外部に有する。ハブ １０６は更にヨーク１１０を囲む釣鐘状の外側ハブ部分１０６ｃを有する。 モータ巻線１０９は図４に示す装置を以って構成されている。このモータ構造 では、装着プレート１０８がモータ巻線１０９の外側周面１０９ａにスリーブ状 の軟磁性ヨーク１１０を有する。この構成では、２つの空隙１１１及び１１２が 形成され、一方の空隙１１１がヨーク１１０をハブ１０６から分離し、他方の空 隙１１２が永久磁石回転子１０７をモータ巻線１０９から分離している。 本発明は上述した実施例に限定されないことに注意すべきである。種々の他の 実施例も本発明の範囲内で考えることができる。例えば、ポリイミド樹脂の基部 の代りに他の絶縁基部を用いることができる。又、初期の導体パターン及び電気 絶縁リッジのパターンを基部の一方の面のみに設けることもできる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．導電体（１１）の導体パターン（１０）を有する絶縁基部（１）を具える装 置を製造するに当り、ＵＶ感応性絶縁材料の層（２）を堆積し、この絶縁材料の 層をＵＶ放射（９）により局部的に露光してその後現像することにより電気絶縁 リッジ（２１）のリッジパターン（２０）を形成し、その後これらリッジ間に導 電性材料（１３）を堆積する前記装置の製造方法において、 −前記リッジパターンを形成する前に、予め被着した金属層を基部から局部 的に除去することにより、初期の導体パターン（１０）及び金属のない領域のパ ターンを形成し、 −前記ＵＶ感応性絶縁材料を露光された位置（６）において現像後に残し、 −前記リッジパターンを前記金属のない領域に形成し、 −その後導体パターンを、前記リッジ間で前記初期の導体パターン上に金属 を堆積することにより形成する ことを特徴とする製造方法。 ２．請求の範囲１に記載の製造方法において、前記絶縁基部（１）をポリイミド 箔を以って構成することを特徴とする製造方法。 ３．請求の範囲１又は２に記載の製造方法において、前記ＵＶ感応性絶縁材料が 感光性ポリイミドを有するようにすることを特徴とする製造方法。 ４．請求の範囲１〜３のいずれか一項に記載の製造方法において、前記ＵＶ感応 性絶縁材料の層（２）の厚さとＵＶ露光位置（６）とを、リッジの高さ（ｈ₂） 対幅（ｗ₂）の比が１．５よりも大きくなるように選択することを特徴とする製 造方法。 ５．請求の範囲１〜４のいずれか一項に記載の製造方法において、前記基部（１ ）が粗面を有するようにすることを特徴とする製造方法。 ６．請求の範囲１〜５のいずれか一項に記載の製造方法において、前記ＵＶ感応 性絶縁材料の層（２）の露光後に他のＵＶ感応性の層（２ａ）を堆積し、次にこ の他のＵＶ感応性の層を既に存在する層に類似して露光することを特徴とする製 造方法。 ７．請求の範囲１〜６のいずれか一項に記載の製造方法において、前記金属をリ ッジの高さ（ｈ₂）よりも低い高さ（ｈ₁）まで堆積することを特徴とする製造方 法。 ８．導電体（１１）の導体パターン（１０）と電気絶縁リッジ（２１）のリッジ パターン（２０）とを有する絶縁基部（１）を具える装置において、 前記リッジ（２１）がポリイミドを有する材料から形成されていることを特 徴とする装置。 ９．請求の範囲８に記載の装置において、前記基部の主表面に対し垂直な方向の リッジの寸法（ｈ₂）が導体パターンの対応する寸法（ｈ₁）よりも大きいことを 特徴とする装置。 １０．モータ巻線（１０９）を有する電気モータ（１００）において、前記モー タ巻線が請求の範囲８又は９に記載の装置を有していることを特徴とする電気モ ータ。