(57)【要約】【課題】ヘッド・ジンバル・アセンブリの生産性を改善する。【解決手段】本発明の一形態において、ヘッド・スライダとジンバルの接続パッドを相互接続する半田付け装置は、ヘッド・スライダに近い位置にノズル２１を有している。ノズルは、不活性ガスにより搬送されてきた半田ボール３２を受け入れる受け入れ部２１４と、受け入れ部よりも内径が小さいストレート・ガイド部２１３とを有している。ストレート・ガイド部の通過中及び／もしくは通過後に、ノズルの流入側から半田ボールに対してレーザー光を照射して融解する。融解した半田ボールは接続パッドに付着し、その後、固化することでそれらを相互接続する。【選択図】図５
2010089159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッド・ジンバル・アセンブリにおける二つの接続パッド間を相互接続する装置であって、
金属片を搬送する搬送部と、
前記搬送部から前記金属片を受け入れる受け入れ部と、前記受け入れ部よりも下流側にあって前記受け入れ部の最小内径よりもその最大内径が小さいストレート・ガイド部と、を有し、前記二つの接続パッドに向けて前記金属片を射出するノズルと、
前記ストレート・ガイド部の通過中及び／もしくは通過後に、前記ノズルの流入側から前記金属片に対してレーザー光を照射して融解し、融解した前記金属片を前記二つのパッドに付着させる、レーザー装置と、
を有する装置。
【請求項２】
前記レーザー装置は、前記ストレート・ガイド部の通過中に前記金属片にレーザー光を照射する、
請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記装置は前記金属片を検出する光センサを有し、
前記レーザー装置は、前記光センサによる前記金属片の検出に応答して、前記金属片にレーザー光を照射する、
請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記光センサは、前記ノズル内にある金属片を検出する、
請求項３の装置。
【請求項５】
前記ノズルは、前記光センサによる前記金属片検出のための光が当たる位置に平坦面を有している、
請求項４の装置。
【請求項６】
前記搬送部は、気流により前記ノズルに前記金属片を搬送し、
前記ノズルは、前記金属片の射出口と異なるガス抜き孔をその側面に有している、
請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記ガス抜き孔の位置は、前記ストレート・ガイド部の入り口よりも上流側にある、
請求項６記載の装置。
【請求項８】
前記ストレート・ガイド部は前記ノズルの先端に形成されており、前記ストレート・ガイド部の出口と前記ノズルの射出口とが一致する、
請求項１記載の装置。
【請求項９】
前記レーザー装置は、前記金属片が前記ストレート・ガイド部に入った後にレーザー光の照射を開始する、
請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記金属片は金属ボールであり、
前記ストレート・ガイド部の断面は円であって、その内径は前記金属ボールの径以上である、
請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記レーザー光の最小径は、前記ストレート・ガイド部の内径以上である、
請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
ヘッド・ジンバル・アセンブリの製造方法であって、
金属片をノズルに搬送し、
前記ノズル内において、受け入れ部を介して、前記受け入れ部の最小内径よりもその最大内径が小さいストレート・ガイド部に、前記金属片を通過させ、
前記ストレート・ガイド部の通過中及び／もしくは通過後に、前記ノズルの流入側から前記金属片に対してレーザー光を照射して融解し、
前記融解した前記金属片を前記二つのパッドに付着させ、その上で前記金属を固化することで、ヘッド・ジンバル・アセンブリの二つの接続パッドを相互接続する、
方法。
【請求項１３】
前記ストレート・ガイド部の通過中に前記金属片にレーザー光を照射する、
請求項１２記載の製造方法。
【請求項１４】
センサによる前記金属片の検出に応答して、前記金属片にレーザー光を照射する、
請求項１２記載の製造方法。
【請求項１５】
前記ノズル内にある金属片を検出する、
請求項１４記載の製造方法。
【請求項１６】
気流により前記ノズルに前記金属片を搬送し、
前記金属片の射出口と異なる前記ノズルの側面のガス抜き孔から気流を流出させながら、前記金属片に前記ノズル内を通過させる、
請求項１２記載の製造方法。
【請求項１７】
前記金属片が前記ストレート・ガイド部に入った後にレーザー光の照射を開始する、
請求項１２記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッド・ジンバル・アセンブリの接続パッドを相互接続する装置及びヘッド・ジンバル・アセンブリの製造方法に関し、特に、ヘッド・ジンバル・アセンブリの製造における金属片によるパッドの相互接続の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、光ディスク、磁気ディスクあるいは光磁気ディスクなどの様々なメディアを使用する装置がデータ記憶装置として知られている。その中でも、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）は、コンピュータの記憶装置として広く普及している。さらに、ＨＤＤの用途は、コンピュータにとどまらず、動画像記録再生装置、カーナビゲーションシステム、デジタルカメラ、あるいは携帯電話などにも使用されている。
【０００３】
ＨＤＤは、磁気ディスクにアクセスするヘッド・スライダと、そのヘッド・スライダを保持し、揺動することによってヘッド・スライダを磁気ディスク上で移動するアクチュエータを有している。アクチュエータはサスペンションを有し、そのサスペンションにヘッド・スライダが固定されている。ヘッド・スライダと回転する磁気ディスクとの間の気流の粘性と、サスペンションがヘッド・スライダに与える力とがバランスすることで、ヘッド・スライダは磁気ディスク上を浮上する。
【０００４】
スライダとサスペンションの配線とを電気的に接合する方法として、ＳＢＢ（Solder Ball Bond）が知られている。従来のＳＢＢ法の一つは、スライダの接続パッドとサスペンションの接続パッドとの間に半田ボールを配置し、レーザー光によってそれらのリフローを行い、スライダの接続パッドとサスペンションの接続パッドとを電気的に相互接続する。半田表面の酸化を防ぐため、半田ボールは窒素などの不活性ガス雰囲気中においてリフローされる。
【０００５】
二つの接続パッドの間に配置した半田ボールをレーザー光によりリフローするためには、半田ボールを正確にパッド間に配置しなければならない。しかし、ヘッド・スライダは小さい部品であり、また、その小型化がさらに進んでいる。このため、接続パッド及びそこに配置する半田ボールも小さくなり、正確な位置に半田ボールを配置することが難しくなってきている。また、リフローの間に半田ボールが転がることも多い。このため、半田ボールの配置をやり直す頻度が多くなり、製造効率を低下させる原因となっている。
【０００６】
そこで、半田ボールをレーザー光で融解した後にパッド間に射出する半田付け装置が、特許文献１において提案されている。この半田付け装置は、ノズル先端の開口において開閉するストッパを有している。収容容器からノズルへと運ばれた半田ボールは、閉じているストッパの上に載置される。半田付け装置は、ストッパを開いて半田ボールを落下させる。また、ストッパの開放に同期して、ノズル先端の開口を介してレーザー光を半田ボールに照射し、ノズル外の空中に半田ボールを融解する。融解した半田ボールはヘッド・スライダとサスペンションの接続パッドに付着してそれらを相互接続する。
【０００７】
この半田付け方法によれば、ノズル外の空中で半田ボールが融解するので、半田がノズル内壁や開口部の周辺に付着することを防止することができる。上記特許文献１は、この他、ストッパの代わりに先端開口部近傍に吸引口を設け、その吸引口に半田ボールを吸着することで半田ボールを保持する技術も開示している。
【特許文献１】特開２００６−３０５６２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１の半田付け装置は、ストッパもしくは吸引により開口部において半田ボールを支持することで、レーザー光が半田ボールに照射されるタイミングを制御する。しかし、ストッパのような微細な駆動機構を設けることは故障の原因となりやすく、ストッパの開放動作により半田ボールの落下方向が垂直な方向からずれる可能性がある。また、吸引口への吸着には、落下している半田ボールの吸着の確実性の問題、吸引停止による半田ボールの落下開始タイミングの不安定性の問題、そして、その落下開始タイミングの不安定性に伴うレーザー光の照射タイミング制御の困難性が存在する。
【０００９】
また、融解した半田を接続パッドに正確に付着するためには、ノズル先端と接続パッドとの間の間隔が小さいことが好ましい。しかし、半田ボールがノズルの開口から放出された後にレーザー光照射を行う場合、この間隔を小さくすると半田ボールにレーザー光を照射する時間が短くなり、半田ボールを十分に融解することができない、あるいは、レーザー・パワーを増加することで接続パッドに損傷を与えやすくなる問題がある。
【００１０】
従って、半田ボールを停止するのではなく、落下している半田ボールにレーザー光を照射して、それを融解することが望ましい。そのためには、半田ボールを融解するために必要な時間の間、落下している半田ボールに対して確実にレーザー光を照射することができる技術が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様は、ヘッド・ジンバル・アセンブリにおける二つの接続パッド間を相互接続する装置である。この装置は、金属片を搬送する搬送部と、ノズルと、レーザー装置とを有する。前記ノズルは、前記搬送部から前記金属片を受け入れる受け入れ部と、前記受け入れ部よりも下流側にあって前記受け入れ部の最小内径よりもその最大内径が小さいストレート・ガイド部と、を有し、前記二つの接続パッドに向けて前記金属片を射出する。前記レーザー装置は、前記ストレート・ガイド部の通過中及び／もしくは通過後に、前記ノズルの流入側から前記金属片に対してレーザー光を照射して融解し、融解した前記金属片を前記二つのパッドに付着させる。ストレート・ガイド部により金属片の動きを安定化させることでき、レーザー光により確実に金属片を融解することができる。
【００１２】
前記レーザー装置は、前記ストレート・ガイド部の通過中に前記金属片にレーザー光を照射することが好ましい。これにより、より確実に金属片を融解することができ、また、ノズル先端を接続パッドにより近づけることができる。
【００１３】
好ましくは、前記装置は前記金属片を検出する光センサを有し、前記レーザー装置は、前記光センサによる前記金属片の検出に応答して、前記金属片にレーザー光を照射する。これにより、レーザー光の照射タイミングを正確に制御することができる。前記光センサは、前記ノズル内にある金属片を検出することが好ましい。これにより、ノズル先端が接続パッドに近くとも、必要なレーザー光照射時間を確保することができる。前記ノズルは、前記光センサによる前記金属片検出のための光が当たる位置に平坦面を有していることが好ましい。これにより、より確実に金属片を検出することができる。
【００１４】
好ましくは、前記搬送部は、気流により前記ノズルに前記金属片を搬送し、前記ノズルは、前記金属片の射出口と異なるガス抜き孔をその側面に有している。前記ガス抜き孔の位置は、前記ストレート・ガイド部の入り口よりも上流側にあることが好ましい。これにより、スムーズに金属片をストレート・ガイド部に運ぶことができる。
【００１５】
前記ストレート・ガイド部は前記ノズルの先端に形成されており、前記ストレート・ガイド部の出口と前記ノズルの射出口とが一致することが好ましい。これにより、融解金属片をより確実に接続パッドの所望位置に付着させることができる。
【００１６】
前記レーザー装置は、前記金属片が前記ストレート・ガイド部に入った後にレーザー光の照射を開始することが好ましい。これにより、より確実に金属片を融解することができる。好ましくは、前記金属片は金属ボールであり、前記ストレート・ガイド部の断面は円であって、その内径は前記金属ボールの径以上である。これにより融解前の金属ボールが、ストレート・ガイド部内でスムーズに移動することができる。前記レーザー光の最小径は、前記ストレート・ガイド部の内径以上であることが好ましい。これにより、より確実に金属片を融解することができる。
【００１７】
本発明の他の態様は、ヘッド・ジンバル・アセンブリの製造方法である。この方法は、金属片をノズルに搬送する。前記ノズル内において、受け入れ部を介して、前記受け入れ部の最小内径よりもその最大内径が小さいストレート・ガイド部に、前記金属片を通過させる。前記ストレート・ガイド部の通過中及び／もしくは通過後に、前記ノズルの流入側から前記金属片に対してレーザー光を照射して融解する。前記融解した前記金属片を前記二つのパッドに付着させ、その上で前記金属を固化することで、ヘッド・ジンバル・アセンブリの二つの接続パッドを相互接続する。ストレート・ガイド部に金属片を通過させることで、その動きを安定化させることでき、レーザー光により確実に金属片を融解することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれは、ヘッド・ジンバル・アセンブリの生産性を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。本実施形態においては、ディスク・ドライブ装置一例として、ハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）について説明する。本実施形態は、ヘッド・ジンバル・アセンブリ（ＨＧＡ）における接続パッドの金属ボールを使用した相互接続技術に特徴を有している。金属ボール材料の例としては金や半田などが考えられるが、以下においては、好ましい例として、半田ボールによる相互接続を説明する。
【００２０】
本形態の半田ボールによる相互接続は、ヘッド・スライダの接続パッドとジンバル上の接続パッドとの相互接続に好適である。この他、マイクロアクチュエータを有するＨＧＡにおいては、ヘッド・スライダの接続パッドとマイクロアクチュエータの接続パッド、あるいは、マイクロアクチュエータの接続パッドとジンバルの接続パッドとの相互接続にも適している。以下においては、好ましい例として、ヘッド・スライダの接続パッドとジンバルの接続パッドを半田ボールにより相互接続する方法及びその装置について詳細に説明する。
【００２１】
図１（ａ）は、ＨＤＤ内に実装されるＨＧＡ１の一例を示す斜視図である。図１（ｂ）は、ヘッド・スライダ１２の前端近傍の拡大図であり、サスペンション接続パッド１４４とスライダ接続パッド１２１とが相互接続される前の状態を示している。ＨＧＡ１は、ヘッド・スライダ１２、伝送配線であるトレース１３、及び、サスペンション１４を備えている。ヘッド・スライダ１２はスライダとヘッド素子部とを有している。ヘッド素子部は、リード用の磁気抵抗ヘッドと電磁誘導型のライト・ヘッドを有する。なお、ヘッド素子部は、磁気抵抗ヘッドもしくは書き込みヘッドの一方のみを有していてもよい。
【００２２】
サスペンション１４は、ロードビーム１４１のヘッド・スライダ１２を保持する側にジンバル１４２を固定し、ロードビーム１４１のヘッド・スライダ１２を保持する側の背面側にマウントプレート１４３を固定して作成する。ロードビーム１４１は、ヘッド・スライダ１２の浮上力と釣り合う一定の荷重を発生するばねとして機能する。ジンバル１４２は、ヘッド・スライダ１２の姿勢変化を妨げない状態において、ヘッド・スライダ１２を支持する。さらに、ジンバル１４２にジンバル・タングを形成する。そして、ジンバル・タング上にヘッド・スライダ１２を固定する。
【００２３】
ヘッド・スライダ１２とプリアンプＩＣ（不図示）との間を電気的に接続するトレース１３は、複数本のリードを互いに接触することなく絶縁シートに設けることによって形成されている。トレース１３の一端１３１はプリアンプＩＣが配置された基板に接続される。ヘッド・スライダ１２側におけるトレース１３の他端には、図１（ｂ）に示すように、サスペンション接続パッド１４４が形成されている。図１（ｂ）の例においては、４つのサスペンション接続パッド１４４が形成されている。ヘッド・スライダ１２の前端面に、サスペンション接続パッド１４４と同数のスライダ接続パッド１２１が形成されている。
【００２４】
図１（ｃ）に示すように、各サスペンション接続パッド１４４と各スライダ接続パッド１２１とは、半田３１によって相互接続される。サスペンション接続パッド１４４とスライダ接続パッド１２１とは所定の角度（本例において略９０°）を有して近接配置されている。本形態の半田付け装置は、ノズル２１を有し、そのノズルの先端から出た半田は融解した状態でサスペンション接続パッド１４４とスライダ接続パッド１２１との間に落下し、それらに付着する。これにより、半田３１は、それらを電気的かつ物理的に相互接続する。
【００２５】
サスペンション接続パッド１４４とスライダ接続パッド１２１との間に半田ボールを配置してからレーザー光を照射することで半田を融解して二つのパッドを相互接続する技術と比較して、半田ボールの配置におけるエラー及びレーザー光の照射中の半田ボールの転がりによるエラーを防ぐことができ、ＨＧＡの製造及びそのＨＧＡを使用するＨＤＤの製造の生産性を改善することができる。
【００２６】
このように、本実施形態は、ＨＧＡ１の製造に特徴を有し、特にサスペンション接続パッド１４４と、スライダ接続パッド１２１とを電気的かつ物理的に相互接続する工程に特徴を有する。ＨＤＤの製造は、まず、ヘッド・スライダ１２を製造する。また、ヘッド・スライダ１２とは別に、サスペンション１４を製造する。ヘッド・スライダ１２をサスペンション１４に固着してＨＧＡ１を製造する。その後、ＨＧＡ１にアーム及びＶＣＭコイルを固定して、アクチュエータとヘッド・スライダ１２とのアセンブリであるヘッド・スタック・アセンブリ（ＨＳＡ）を製造する。製造されたＨＳＡの他、スピンドルモータ、磁気ディスクなどをベースに実装した後、トップ・カバーをベース固定する。その後、磁気ディスクにサーボ・データを書き込み、制御回路を実装してＨＤＤが完成する。
【００２７】
以下において、本形態のＨＧＡ１の製造におけるサスペンション接続パッド１４４とスライダ接続パッド１２１との相互接続工程について具体的に説明する。図２は、サスペンション接続パッド１４４とスライダ接続パッド１２１との相互接続を行う半田付け装置及びその半田付け工程を模式的に示す図である。図３は、半田付け処理全体の処理の流れを示すフローチャートである。
【００２８】
図２（ａ）に示すように、まず、半田付け装置２は、ノズル２１をサスペンション接続パッド１４４とスライダ接続パッド１２１との相互接続位置に位置あわせする（Ｓ１１）。半田付け装置２は不図示の制御装置を有しており、その制御装置が半田付け装置２の各構成要素を制御し、半田付けの処理を実行する。半田付け装置２はカメラ２３を有しており、ハーフミラー２４を介して撮像した映像により、ノズル・ホルダ２２の保持されているノズル２１をＨＧＡ１（完成前の）に対して相対的に移動し、接続パッドに対する位置あわせを行う。ノズル２１の先端は、二つのパッドに近接し、それらに向かい合った位置ある。装置の構成によって、ノズル２１（ノズル・ホルダ２２）あるいはＨＧＡ１を移動する。
【００２９】
次に、半田ボール３２を貯蔵している半田ボール供給装置２９から、吸着パッド２８により半田ボール３２を取り出す（Ｓ１２）。半田ボール供給装置２９は、その底から不活性ガス（主に窒素ガスを使用する）を噴出することによって、半田ボール３２を吹き上げる。半田ボール供給装置２９の上面には、開口部２１１が設けられている。吹き上げられた半田ボール３２は開口部から排出される。排出された半田ボール３２は、開口部に位置している吸着パッド２８により吸着される。
【００３０】
吸着パッド２８は、半田ボール３２を保持すると、上方に移動して開口部から離れる。これにより、半田ボール３２は、半田ボール搬送管２６に移動する。図２（ｂ）に示すように、半田ボール搬送管２６内には、不活性ガスの気流がノズル・ホルダ２２に向かって流れている。吸着パッド２８は、半田ボール搬送管２６内で半田ボール３２を離す。半田ボール３２は不活性ガスの流れに従って半田ボール搬送管２６を移動し、ノズル・ホルダ２２を介してノズル２１へと入る（Ｓ１３）。
【００３１】
半田ボール３２は、不活性ガスの気流及び重力によってノズル２１内を落下する。半田付け装置２はディテクタ２５を有しており、そのディテクタ２５はノズル２１内を落下する半田ボール３２を検出する（Ｓ１４）。好ましいディテクタ２５は光センサである。光センサにより、ノズル２１内を落下する半田ボール３２を止めることなく検出することができる。ノズル２１は、光センサにより検出を可能とするために透明（光センサにとって）な材料で形成されており、好ましいノズルはルビー・ノズルである。異なるタイプの光センサが知られているが、透過光の遮光の有無を検出する透過型の光センサ、反射光を検出する反射型の光センサのいずれを使用することもできる。図２は、反射型の光センサを例示している。
【００３２】
ディテクタ２５が半田ボール３２を検出すると、レーザー装置２７がレーザー光を射出する（Ｓ１５）。レーザー装置２７は、ノズル２１の上方（ノズルを挟んでヘッド・スライダ１２の反対側）からレーザー光を照射し、レーザー光はノズル２１内をノズルの先端に向かって進む。レーザー光は、落下する半田ボール３２に照射され、半田ボール３２はレーザー光のエネルギーにより融解する。
【００３３】
レーザー装置２７は、所定のタイミングでレーザー光の射出（半田へのレーザー光の照射）を停止する（Ｓ１６）。融解した半田は落下を続け、サスペンション接続パッド１４４とスライダ接続パッド１２１との間に落下して、それらに付着する（Ｓ１７）。この付着した半田が固化して、サスペンション接続パッド１４４とスライダ接続パッド１２１とを相互接続する。
【００３４】
図４は、ノズル２１の構造を模式的に示す斜視図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）において点線円Ｂで囲まれている部分の拡大図である。ノズル２１の外観全体形状は、略円筒形状であり、その先端が徐々に細くなっている。つまり、ノズル２１の先端において、その外径は、流入側から流出側に向かって減少している。このように、ノズル２１の先端はテーパーが形成されており、その外形は徐々に細くなっている。これにより、ノズル２１先端の流出口２１１を接続パッドに近づけることができる。
【００３５】
本形態のノズル２１の構造において重要な点の一つは、ノズル２１内の通路２１２に、長さＬのストレート・ガイド部２１３を有していることである。ストレート・ガイド部２１３は、その流入端から流出端まで直線上の通路である。ストレート・ガイド部２１３の内壁の断面形状は円であり、その内径は一定である。ストレート・ガイド部２１３の内径Ｄ１は、半田ボール３２の径ｄ以上であり、半田ボール３２がそこを通過することができる。一方、内径Ｄ１は２ｄ未満であり、複数の半田ボール３２が並んでそこを通過することはできない。
【００３６】
通路２１２は、ストレート・ガイド部２１３の流入側に、半田ボール取入れ部２１４を有している。取入れ部２１４は、その流入端から流出端まで直線上の通路である。取入れ部２１４の内壁の断面形状は円であり、その内径は一定である。取入れ部２１４の内径Ｄ２は、ストレート・ガイド部２１３の内径Ｄ１よりも大きく、ノズル２１内への半田ボール３２のスムーズな取り入れを可能としている。
【００３７】
取入れ部２１４とストレート・ガイド部２１３との間にはテーパー部２１５が形成されており、径が異なる二つの通路部をつないでいる。半田ボール取入れ部２１４に入った半田ボール３２は、一般に、その内壁に衝突しながらストレート・ガイド部２１３に向かって落下し、テーパー部２１５を通ってストレート・ガイド部２１３に入る。ストレート・ガイド部２１３においては、半田ボール３２は、半田ボール取入れ部２１４内と違って、安定した挙動（落下）を示す。半田ボール３２はストレート・ガイド部２１３を落下して、流出口２１１から接続パッドに向かって落下する。
【００３８】
接続パッドに、所望の速度において、安定して融解半田を付着するため、ノズル２１の先端は鉛直下向きであることが好ましい。しかし、ノズル２１を鉛直方向から傾け、不活性ガスの気流により融解半田を接続パッドに吹き付ける構成を本発明の範囲から排除するものではない。
【００３９】
半田付け装置２は、ノズル２１の流入側から流出側へと進むレーザー光を半田ボール３２に照射する。そのため、レーザー光は、サスペンション接続パッド１４４とスライダ接続パッド１２１とに照射とに照射されうる。レーザー光が、長い間、サスペンション接続パッド１４４とスライダ接続パッド１２１とに照射されると、これら接続パッドが損傷する、あるいは、ヘッド・スライダ１２内のヘッド素子が損傷する可能性がある。また、半田ボール３２を確実に融解すると共に、融解した半田をサスペンション接続パッド１４４とスライダ接続パッド１２１に付着させ、それらの上で固化させることが必要である。
【００４０】
これらの観点から、レーザー光の照射開始のタイミング及びその照射時間は重要である。図５（ａ）に例示するように、本形態の半田付け装置２において、ディテクタ２５は、半田ボール３２がストレート・ガイド部２１３に入った後に、半田ボール３２を検出する。半田ボール取入れ部２１４内では半田ボール３２の挙動は不安定であり、ディテクタ２５による検出後に、どのタイミングでストレート・ガイド部２１３に入るかを確実に特定することはできない。
【００４１】
一方、ストレート・ガイド部２１３内における半田ボール３２の横方向（落下方向に垂直な方向）の動きは規制されており、その挙動は安定している。このため、ストレート・ガイド部２１３内を通過中及びストレート・ガイド部２１３を通過した直後であれば、レーザー光を確実に半田ボール３２に照射することができる。そこで、レーザー装置２７は、ディテクタ２５が半田ボール３２のストレート・ガイド部２１３への侵入を検出すると、レーザー光の照射を開始する。
【００４２】
図５（ｂ）に示した例においては、半田ボール３２がストレート・ガイド部２１３内を落下しているときに、レーザー装置２７はレーザー光の照射を開始する。また、半田がストレート・ガイド部２１３を通過して流出口２１１から出た直後まで、レーザー光を照射し続けている。
【００４３】
図６は、ディテクタ２５による半田ボール３２の検出タイミングと、レーザー装置２７のレーザー光照射時間とを示すタイミング・チャートである。ディテクタ２５が落下している半田ボール３２を検出してから遅延時間ＤＴの経過後に、レーザー装置２７がレーザー光の照射を開始する。レーザー装置２７は、予め設定されている時間Ｔの間レーザー光の照射を続け、その後レーザー光照射を停止する。遅延時間ＤＴは半田付け装置２における処理のために必要となる時間以上の長さを有する。レーザー光照射時間のより正確な制御のためには、遅延時間ＤＴは短いことが好ましい。
【００４４】
図５（ａ）の例においては、ディテクタ２５は、ストレート・ガイド部２１３の入り口における半田ボール３２を検出している。半田ボール３２の検出位置は、検出からレーザー光照射までの遅延時間ＤＴ、レーザー光照射を続ける時間Ｔ、ストレート・ガイド部２１３の長さＬあるいは半田ボール３２が検出されてからストレート・ガイド部２１３内を出て行くまでの時間、などを考慮して適切な位置を選択する。可能であれば、ディテクタ２５は、ストレート・ガイド部２１３の入り口の直前位置において半田ボール３２を検出してもよい。しかし、いずれに位置において半田ボール３２を検出するにしても、半田ボール３２のストレート・ガイド部２１３内への入射を確実に検出することが重要である。
【００４５】
図５（ｂ）の好ましい例において、半田ボール３２がストレート・ガイド部２１３内を落下している間に、レーザー光が半田ボール３２に照射されている。半田ボール３２に必要十分な時間のレーザー光照射を確実に行うためには、半田ボール３２がストレート・ガイド部２１３内を落下しているときにレーザー光照射を開始することが好ましい。
【００４６】
ノズル２１の先端とヘッド・スライダ１２（あるいは接続パッド）との間の距離は、正確な位置に融解半田を落下させるために短いことが好ましく、半田ボール３２がストレート・ガイド部２１３を出てから後には十分な照射時間を得ることができないことが考えられる。また、半田ボール３２がストレート・ガイド部２１３内にあるときは、サスペンション接続パッド１４４とスライダ接続パッド１２１へのレーザー光照射をより確実に低減することができる。
【００４７】
レーザー光照射は、融解半田がサスペンション接続パッド１４４とスライダ接続パッド１２１に付着する前に停止することが好ましい。これにより、サスペンション接続パッド１４４とスライダ接続パッド１２１への半田の付着と、それらの上での固化を効果的に行うことができる。さらに、ストレート・ガイド部２１３から出た後、半田の挙動の安定性は低下することから、半田がストレート・ガイド部２１３内にあるとくに、レーザー光照射を停止することが好ましい。
【００４８】
このように、半田ボール３２がストレート・ガイド部２１３内にある間に、相応の時間のレーザー光照射を行うことが重要である。そのため、ストレート・ガイド部２１３の長さＬは、ノズル２１の先端とサスペンション接続パッド１４４とスライダ接続パッド１２１のコーナー部との間の距離よりも長いことが好ましい。これにより、半田の確実な融解と正確な位置への落下を実現することができる。
【００４９】
半田ボール３２への確実なレーザー光照射のため、そのスポット径Ｒは、ストレート・ガイド部２１３の内径Ｄ１以上であることが好ましい。これにより、ストレート・ガイド部２１３内がレーザー光で満たされ、そこを落下する半田ボール３２に確実にレーザー光が照射される。また、半田がストレート・ガイド部２１３から射出した後にも、より確実に半田にレーザー光を当てることができる。
【００５０】
上記好ましいノズル構造において、ストレート・ガイド部２１３はノズル先端に形成されている。つまり、ノズル最先端の開口２１１がストレート・ガイド部２１３の射出口となっており、ノズル先端面からストレート・ガイド部２１３が上方に延びている。ストレート・ガイド部２１３は、半田ボール３２の移動方向（落下方向）をガイドするものでる。ストレート・ガイド部２１３のガイド効果は、半田ボール３２がストレート・ガイド部２１３を通過した後にも及ぶ。そのため、ノズル２１内において、ストレート・ガイド部２１３の前（流出側）に、より内径の大きい通路部を形成してもよい。
【００５１】
しかし、ノズル先端をできるだけヘッド・スライダ１２（接続パッド）に近づけ、さらに、半田ボール３２に確実にレーザー光照射すると共に、融解半田のノズル内壁への付着を防ぐためには、ストレート・ガイド部２１３の先端口（射出口）は、できるだけノズル２１の先端側、つまり、サスペンション接続パッド１４４とスライダ接続パッド１２１に近い位置にあることが好ましい。
【００５２】
レーザー光の波長やエネルギー（ワッテージ）は、半田付け装置やＨＧＡごとに、適切なものを選択する。また、典型的な処理において、レーザー光のワッテージやスポット径は、一定である。しかし、半田ボール３２を融解している間に、それらを変更してもよい。例えば、エネルギーの高いレーザー光を照射した後に、レーザー光のエネルギーを小さくする。あるいは、小さいスポット径のレーザー光を照射した後に、そのスポット径を大きくすることができる。
【００５３】
上述のように、半田ボール３２は、不活性ガスの気流によりノズル２１内に搬送される。好ましい態様において、ノズル２１は、図７に示すように、この不活性ガスを抜くための孔２１６を有している。不活性ガスの流出口として先端の射出開口２１１のみを有するノズルとガス抜き孔２１６を有するノズルとを比較検討したところ、ガス抜き孔２１６を有するノズルにおいて、半田ボール３２がスムーズにストレート・ガイド部２１３へ入る（落下する）ことができた。
【００５４】
ノズル内通路において、ストレート・ガイド部２１３の入り口（テーパー部２１５）において内径が大きく減少する。このため、面積の小さい射出開口２１１のみでは、ストレート・ガイド部２１３の手前で気流の乱れが発生し、半田ボール３２が上手くストレート・ガイド部２１３内に入らないことが原因の一つと考えられる。そのため、射出開口２１１以外にガス抜き孔２１６を形成することで、気流の乱れを抑制し、よりスムーズに半田ボール３２をストレート・ガイド部２１３へ導くことができる。
【００５５】
また、ガス抜き孔２１６は、ストレート・ガイド部２１３の入り口よりも手前（流入側）に形成することが好ましい。これにより、ストレート・ガイド部２１３の入り口よりも手前で多くの不活性ガスがガス抜き孔２１６から流出し、半田ボール３２はストレート・ガイド部２１３内へ主に重力の作用によりスムーズに落下することができる。また、先端の射出口２１１からのガス流出量を小さくすることができるので、融解半田を接続パッドに吹き付ける勢いが弱まり、融解半田が飛散する、あるいは望まぬ領域に広がる可能性を小さくすることができる。
【００５６】
半田ボール３２の動きへの影響を小さくするため、ガス抜き孔２１６の面積はストレート・ガイド部２１３の断面積よりも小さいことが好ましい。また、十分なリークを行うために、ノズル２１は複数のガス抜き孔２１６を有していることが好ましい。また、半田ボール３２の検出を阻害しないために、ディテクタ２５の検出光が通過しない領域にガス抜き孔２１６を形成することが好ましい。
【００５７】
上述のように、好ましいディテクタ２５は光センサである。光センサは受光することで物体を感知するため、ノズル２１が半田ボール３２と作用する光を乱さないことが重要である。そのため、好ましい対応において、図８に例示するように、検出光が通過するノズル２１は外周面に平坦面２１７を有する。例えば、円筒状外周面の一部を切削することで平坦面２１７を形成することができる。平坦面２１７が存在しない位置におけるノズル２１の断面の外形は円であるが、平坦面２１７が存在する位置における断面の外形は、オリエンテーション・フラット部を有するウェハのように、直線を有する円である。
【００５８】
図８は、反射型の光センサを使用する装置の例を示している。反射型の光センサを使用する場合、その光センサと対向する位置に平坦面２１７が存在する。光センサからの光は平坦面２１７を通ってノズル内に侵入し、半田ボール３２が反射した光は、平坦面２１７を通って光センサに受光される。透過型の光センサを使用する場合は、平坦面２１７を発光部（光源）に向け、反対側に受光部を配置する。発光部からの光は平坦面２１７からノズル内に入り、一部が半田ボール３２に遮断された透過光を受光部が受光する。あるいは、発光部と受光部のそれぞれに対向する二つの平坦面を形成してもよい。
【００５９】
以上、本発明を好ましい実施形態を例として説明したが、本発明が上記の実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、上記の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。例えば、異なる構造のノズルを異なる図面を参照して説明したが、これらの要素を個別に適用する、あるいは、それらを組みあせて使用することができる。好ましいノズル構造は、ガス抜き孔と平坦面の双方を有している。
【００６０】
本発明はＨＤＤのＨＧＡ製造に特に有用であるが、それ以外のディスク・ドライブ装置に使用するＨＧＡに適用してもよい。本発明は、ヘッド・スライダ、マイクロアクチュエータ、サスペンションの間の相互接続のほか、ＨＧＡのいずれの相互接続のために使用するこができる。また、相互接続する接続点の数は、ＨＧＡの設計により変化する。半田あるいは金などの相互接続のための金属の酸化について考慮する必要がなければ、不活性ガスと異なる気体により金属ボールを搬送してもよい。
【００６１】
また、搬送の問題がなければ、球形以外の形状を有する金属片を融解することで、接続パッドの相互接続を行ってもよい。同様に、ノズル内の通路の断面形状も、円形とは異なる形状であってもよい。この場合、ストレート・ガイド部の最小内径は金属片の最大径以上であり、レーザー光のスポット径はストレート・ガイド部の最大内径異常であることが好ましい。また、ストレート・ガイド部の最大内径は、上流側の受け入れ部の最小内径よりも小さい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本実施形態における、ヘッド・ジンバル・アセンブリの構造を模式的に示す斜視図である。
【図２】本実施形態において、スライダ接合パッドとサスペンション接続パッドとを半田接合する半田付け装置の全体構成を模式的に示す図である。
【図３】本実施形態における半田付け処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】本実施形態にかかる半田付け装置に装備されるノズルの構造を模式的に示す図である。
【図５】本実施形態においてノズル内を通過する半田ボールをレーザー光により融解する処理を模式的に示す図である。
【図６】本実施形態において、半田ボールを融解において、半田ボールの検出タイミングとレーザー光の照射時間との関係を模式的に示すタイミング・チャートである。
【図７】本実施形態にかかる半田付け装置に装備されるノズルの他の好ましい構造を模式的に示す図である。
【図８】本実施形態にかかる半田付け装置に装備されるノズルの他の好ましい構造を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  ヘッド・ジンバル・アセンブリ、２  半田付け装置、１２  ヘッド・スライダ
１３  トレース、１４  サスペンション、２１  ノズル、２２  ノズル・ホルダ
２３  カメラ、２４  ハーフミラー、２５  ディテクタ、２６  半田ボール搬送管
２７  レーザー装置、２８  吸着パッド、２９  半田ボール供給装置、３１  半田
３２  半田ボール、１２１  スライダ接続パッド、１３１  トレースの一端
１４１  ロードビーム、１４２  ジンバル、１４３  マウントプレート
１４４  サスペンション接続パッド、２１１  射出開口、２１２  通路
２１３  ストレート・ガイド部、２１４  半田ボール受け入れ部、２１５  テーパー部
２１６  孔、２１７  平坦面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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