(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品上にてボールボンディングを行う際に、前記電子部品が載置されたホルダーを第一の位置で受け取り、前記第一の位置とは異なる第二の位置まで移動させ、前記電子部品をボンディング位置に配置するように前記ホルダーを前記第二の位置から第三の位置に移動させる搬送システムであって、
回転軸に対して対象に形成され、各々が前記回転軸に対して垂直となる面に対して所定角度傾斜して交線部を頂点とする凸形状を形成する第一及び第二の面を有し、前記第一及び第二の面上において前記ホルダーを支持し、前記第一の位置において前記第一及び第二の面上で水平に前記ホルダーを支持するステージと、
前記回転軸を中心として、前記第一及び第二の面上における前記ホルダーが、前記第一の位置と第二の位置とを間を交互に移動するように前記ステージを回転させる回転手段と、
前記第二の位置における前記第一及び第二の面の裏面であって且つ前記第二の位置における前記第一及び第二の面に対して垂直となる位置に配置され、前記第二の位置における前記ホルダーを、前記ステージの面に対して垂直な方向から固定しかつ前記第三の位置に移動させるバックアップユニットとを有することを特徴とする搬送システム。
【請求項２】
電子部品上にてボールボンディングを行う際に、前記電子部品が載置されたホルダーを第一の位置で受け取り、前記第一の位置とは異なる第二の位置まで移動させ、前記電子部品をボンディング位置に配置するように前記ホルダーを前記第二の位置から第三の位置に移動させる搬送システムであって、
回転軸に対して対象に形成され、各々が前記回転軸に対して垂直となる面に対して所定角度傾斜して交線部を頂点とする凸形状を形成する第一及び第二の面を有し、前記第一及び第二の面上において前記ホルダーを支持し、前記第一の位置において前記第一及び第二の面上で水平に前記ホルダーを支持するステージと、
前記回転軸を中心として、前記第一及び第二の面上における前記ホルダーが、前記第一の位置と第二の位置とを間を交互に移動するように前記ステージを回転させる回転手段と、前記第二の位置における前記ホルダーを、前記ステージの面に対して垂直な方向から固定しかつ前記第三の位置に移動させるバックアップユニットとを有し、
前記電子部品は所定の位置に対して予め曲げ変形が与えられており、前記第三の位置において、前記バックアップユニットは協同するクランプユニットとともに前記曲げ変形が与えられた所定の位置に対して軽荷重を付加して前記所定の位置に弾性的な変形を加えることを特徴とする搬送システム。
【請求項３】
請求項１或いは２何れかに記載の搬送システムを有する磁気ヘッドの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等の磁気記録装置において用いられる磁気ヘッドの製造工程において、磁気ヘッドのコア上にあって情報の記録及び再生に実際に用いられる素子と磁気ヘッドのジンバル上の配線とを電気的に接続する装置に関する。より詳細には、電気的な接続を行う際に、接続前の磁気ヘッドを保持し、実際に接続作業を行うに所定位置に対して搬送を行う搬送システム、および当該搬送システムを有する磁気ヘッドの製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から用いられている搬送システムについて述べるに際し、磁気ヘッドおよび磁気ヘッドにおいて素子とジンバル上の配線とを接続するボンディング装置について説明する。図２に示すように、磁気ヘッド１は、ジンバル２及びその先端に装着されたコア１０とから構成されている。
【０００３】
ジンバル２は、配線用の導体パターンが形成された絶縁性のフレキシブル樹脂薄板からなるフレキシャー４、フレキシャー４を貼り合わせる弾性金属薄板等からなるロードビーム３、及びロードビーム３の基部に固着されたベースプレート７とから構成される。コア１０は、ロードビーム３の先端部において、ロードビーム３に貼り合わされることなく且つロードビーム３に対してほぼ並行に重なるように配置されたフレキシャー４の先端部であるコア装着部５に固着される。なお、ジンバル２は、その先端部、すなわちコア装着部５近傍で、一般的には、図中鎖線に沿って所定角度だけ紙面方向に曲げられており、実際のＨＤＤ駆動時においては、空気流れ等の付加により弾性変形されて所定角度の曲げが回復して用いられる。
【０００４】
磁気ヘッド１の先端部を拡大した概略を図３に示す。コア１０に形成された電極１１と、フレキシャー４（ジンバル２側）に形成された基板ランド８とが、金等のボール１５によって電気的に接続されている。なお、基板ランドの形成面と電極１１の形成面とはおよそ９０°のなす角を形成している。
【０００５】
金等のボールよる基板ランド８と電極１１との接続は、図４にその主要部の概略を示すボンディング装置により行われる。ボンディング装置においては、フレキシャー４上の所定の位置（コア装着部５の所定の位置）に配置されたコア１０を、フレキシャー４とともに、クランプ手段（クランプユニット６１）によって位置決め台（バックアップユニット６２）上に押し付けて固定する。ボール１５はキャピラリー１７内部を貫通する金属ワイヤを、その先端部において溶融し、表面張力等により球状化することによって、キャピラリー先端に形成される。
【０００６】
キャピラリー１７は、基板ランド８の形成面および電極１１の形成面に対して約４５°の角度でその交差部分に接近し、基板ランド８及び電極１１にほぼ同じ圧力で接触するようにその交差部に向けてボールを押圧する。その状態においてキャピラリー１７に対して超音波領域の周波数を有する振動を与え、ボール１５と基板ランド８及び電極１１との間に生ずる摩擦力等を用いて、これらの接合を行う。
【０００７】
上述の接合を確実且つ安定して行うためには、キャピラリー１７が交差部分に接近する際の動作軸と、被接合面である基板ランド８及び電極１１とが、正確に４５°の角度を有していることが必要となる。すなわち、接合前の磁気ヘッドが、キャピラリー動作軸の下方に配置される際に、磁気ヘッドが上述の角度を保って保持され且つ位置決めされることが要求される。なお、一般的には、磁気ヘッドの製造時間を短縮するために、磁気ヘッドは複数個が同時に保持、位置決めされ、保持数と同数のキャピラリーによって複数個に対する接合が同時に行われる。
【０００８】
従来において用いられていた２種類の搬送システムについて、以下に具体的に述べる。図５に示す第一の搬送システムは、概略、複数の磁気ヘッドを保持するホルダー３１、ホルダー待機部４１およびホルダー脱着部４２からるステージ３２、ホルダー駆動部３５、ホルダー挿入、取出部３６、シリンダー２５、駆動部２６、ホルダークランプ部３７、エアシリンダー３８、及びストッパー３９とから構成される。本システムにおける各部の動作を次に述べる。
【０００９】
複数の磁気ヘッドは水平な状態でホルダー３１上に配置され、配置後のホルダー３１はステージ３２上のホルダー脱着部４２に固定される。ステージ３２は、シリンダー２５により駆動部２６上を駆動され、磁気ヘッドが装着されたホルダー３１はホルダー待機部４１まで駆動される。ホルダー３１は、駆動部３５によって待機部４１から挿入、取出部３６下方まで駆動され、挿入、取出部３６により位置決めし保持された後クランプ部３７によって把持される。
【００１０】
次に、ホルダー３１はクランプ部３７とともにエアシリンダー３８によって所定の回転軸を中心に回転し傾けられ、ストッパー３９によって、各磁気ヘッドがそれぞれ対応する不図示のキャピラリー下方において所定角度に固定される。接合終了後、ホルダー３１は上述の順序で行われる操作を逆の順序で行うことによりホルダー待機部４１に戻され、ステージ３２がシリンダー２５によって駆動部２６上を駆動されることで接合後のホルダーは脱着部４２に位置することとなり、新たなホルダーが待機部４１に駆動される。
【００１１】
図６に示す、第二の搬送システムは、第一の搬送システムとは異なり、ホルダー脱着部４２からなるステージ３２が予め所定角度（この場合４５°）に傾けられており、ホルダー３１がこの脱着部４２に固定された後に、駆動部３５によって駆動される。所定位置まで駆動されたホルダー３１は、挿入、取出部３６により脱着部４２より所定角度を維持したまま取り外され、ホルダー位置決め機構（バックアップユニット）６２により不図示のキャピラリー下方の所定位置に位置決めされる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述の第一の搬送システムにおいては、平行移動するステージ３２を用いることによって、ホルダー待機部４１およびホルダー脱着部４２で接合工程終了後のホルダー３１と接合工程前のホルダー３１とを取り扱っていた。しかしながら、ホルダー３１上での磁気ヘッドのコア１０とフレキシャー４との固定はそれほど強固ではなく、接合工程前にホルダー３１に与えられる、直線移動、クランプ等の操作によりずれる恐れがあった。このためため、これらの操作を高速で行うことはできず、結果として搬送に要する時間の短縮化は困難であった。
【００１３】
第二の搬送システムにおいては、ホルダー３１上のコア１０及びフレキシャー４が位置ずれを生じる可能性は、第一の搬送システムより小さいといえる。しかしながら、ホルダー３１を予め傾けてステージ３２に対して供給及び取出しを行う場合、この操作を自動化して行うためにはホルダー３１を傾けるための装置を別途配置することが要求される。さらに、図に示す構成においては、接合工程中に接合工程前のホルダーを予め載置しておくことができず、第一の搬送システムに対して、ホルダー３１の交換に要する時間がより長くなるという欠点があった。
【００１４】
なお、実際の接合工程においては、エアシリンダー等によって、ホルダー３１裏面よりホルダー上の磁気ヘッド１等を支持するバックアップユニット６２がホルダーに押し付けられる。このため、第二の搬送システムにおいて、例えばステージを回転させる形態を用いようとしても、ステージ３２を回転させる機構とバックアップユニット６２との取付位置が重なってしまうという問題があった。
【００１５】
実際のボンディング時においては、コア１０およびフレキシャー４は、バックアップユニット６２および不図示のクランプユニットによってその位置関係がずれないようにクランプによって固定し、保持される。ジンバル２には、予め所定角度の曲げ変形が施されているが、搬送時にこれらをクランプ固定すると、搬送時に受ける衝撃等によりコア１０とフレキシャー４との間に位置ずれを生じたり、コア１０が破損をする恐れがある。このため、従来の搬送時においては、これら磁気ヘッドはその曲げられた端部が自由端となるように固定され、ボンディング直前にこの自由端部分を固定していた。
【００１６】
従来の搬送装置を用いた場合、磁気ヘッドに対して加えられた前述の如き衝撃等によって、クランプ時のバックアップユニット６２およびクランプユニットとの接触以前にコア１０とフレキシャー４とが位置ずれしやすい状態となっている恐れがある。このため、クランプ時においては、上述の曲げ変形をそのまま維持するために、曲げ変形の所定角度に応じたバックアップユニットおよびクランプユニットの組み合わせ、あるいはこの所定角度をの曲げ変形を相殺するように構成されたホルダーを、磁気ヘッドの種類に応じて用いる必要があった。
【００１７】
本発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、ホルダーに対して加えられるホルダーの移動等による衝撃、負荷を減少させた搬送システムであり、さらには搬送時間を軽減した搬送システムの提供を目的とする。また、ホルダー移動時等による衝撃等を減少させることによって、磁気ヘッドに予め与えられた曲げ変形を特に考慮することなくボンディング時のクランプを行うことが可能となる搬送システムの提供を目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る搬送システムは、電子部品上にてボールボンディングを行う際に、電子部品が載置されたホルダーを第一の位置で受け取り、第一の位置とは異なる第二の位置まで移動させ、電子部品をボンディング位置に配置するようにホルダーを第二の位置から第三の位置に移動させる搬送システムであって、回転軸に対して対象に形成され、各々が回転軸に対して垂直となる面に対して所定角度傾斜して交線部を頂点とする凸形状を形成する第一及び第二の面を有し、第一及び第二の面上においてホルダーを支持するステージと、回転軸を中心として、第一及び第二の面上におけるホルダーが、第一の位置と第二の位置とを間を交互に移動するようにステージを回転させる回転手段とを有することを特徴としている。
【００１９】
さらに、本発明に係る搬送システムは、第一の位置においてステージは第一及び第二の面上で水平にホルダーを支持することが望ましい。また、第二の位置におけるホルダーを、ステージの面に対して垂直な方向から固定しかつ前記第三の位置に移動させるバックアップユニットをさらに有することが望ましい。また、電子部品は所定の位置に対して予め曲げ変形が与えられており、第三の位置において、バックアップユニットは協同するクランプユニットとともに曲げ変形が与えられた所定の位置に対して軽荷重を付加して所定の位置に弾性的な変形を加えることがより好ましい。さらに上記課題を解決するための磁気ヘッド製造装置として、上述の搬送システムを有する磁気ヘッドの製造装置を提供することとしても良い。
【００２０】
さらに、上記課題を解決するために、先端部において曲げ変形が与えられた電子部品上にてボールボンディングを行う際に、ホルダー上に載置された前記電子部品をホルダーごと搬送する搬送システムにおいて配置された、前記ホルダーをボンディング位置に搬送し前記電子部品を挟持するバックアップユニットおよびクランプユニットからなる電子部品の保持装置であって、電子部品を挟持する際に、電子部品に対して軽荷重を負荷して前記与えられた曲げ変形に対してさらに弾性的な変形を加え、一時的に曲げ変形を無くすことを特徴としている。
【００２１】
【実施例】
以下に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る搬送システムを側面より見た場合の概略構成を示す。本発明に係る搬送システムは、軸Ａを中心に回転可能な第一の面及び第二の面からなりステージと、ステージを回転させる回転手段であるロータリーアクチュエータと、バックアップユニットと、クランプユニットとから構成される。
【００２２】
ステージ３２上の第一の面５０及び第二の面５１は、それぞれ軸Ａに垂直な面に対して所定角度傾斜して形成され、それぞれの面を延長した際の交線が頂部となるように表面側に凸となるように配置される。また、第一の面５０及び第二の面５１は、軸Ａを中心に対象となる形状を有することが好ましい。本実施例においては、ホルダー３１は、図中では第一の面５０上に支持されて示される第一の位置においては水平に支持される。従って、図中における第二の面５１上に支持されて示される第二の位置において、ホルダー３１は所定角度の２倍水平面より傾けて支持されることとなる。また、軸Ａは、垂線に対して所定角度傾くこととなる。
【００２３】
実際に、磁気ヘッド等の電子部品が載置されたホルダー３１の動きについて次に述べる。ホルダー３１は、不図示の移載ユニットによって、ステージ３２上の第一の位置に対して移載される。次に、ステージ３２が、ロータリーアクチュエータ５２によって軸Ａを中心に回転され、ホルダー３１は、第一の位置から第二の位置に移送される。
【００２４】
さらに、ホルダー３１が第二の位置に存在する際に、第二の面に対して垂直な方向よりホルダー３１裏面に向かって、エアシリンダ６３により駆動されたバックアップユニット６２が接近し、ホルダー３１をユニット先端に固定した後、ボンディングが行われる第三の位置まで、ホルダー３１を移動させる。第三の位置においては、クランプユニット６１が動作し、ホルダー上の磁気ヘッド等の電子部品をボンディング可能な状態に位置決めし、これを固定保持する。
【００２５】
その際、ジンバル２に対して施された曲げ変形が、バックアップユニット６２等によって弾性変形され、曲げのない状態とされて固定保持される。これにより、磁気ヘッドの種類によらず、常にボンディング面がキャピラリーの降下方向に対して所定の角度を維持してこと固定保持されることが可能となる。その後、不図示のボンディング装置のキャピラリーが、磁気ヘッドにおけるボンディング面に対して降下し、ボンディング作業を行う。
【００２６】
ボンディング終了後、クランプユニット６１によるクランプの解除、バックアップユニット６２の原点復帰が行われ、ホルダー３１が第二の位置に戻される。このボンディング作業中に、ボンディング前の磁気ヘッドが載置されたホルダー３１が、第一の位置に存在する第二の面上に移載される。ボンディング終了後のホルダー３１及びボンディング前のホルダー３１は、ステージ３２の回転によって第二の位置から第一の位置へ、及び第一の位置から第二の位置へそれぞれ移送される。ボンディング終了後のホルダー３１は、不図示の移載ユニットにより更なる工程に向けて搬送され、ボンディング前のホルダー３１に対しては以上の手順に従ってボンディング作業が行われる。
【００２７】
本発明の実施により、磁気ヘッド等の電子部品における生産設備に関し、それぞれの装置間においてホルダーを水平状態で搬送することが可能となり、製造ラインの構築が容易になる。また、搬送システムの構成が簡略化され、かつボンディング工程前後でのホルダーの入れ替えの待ち時間の短縮化が可能となり、生産効率の向上が図れる。さらにホルダーを水平にして磁気ヘッド等を載置することが可能であり、ボンディング直前にボンディング面を固定することが可能となったことから、例えばジンバルに曲げ変形が付加される等、扱う磁気ヘッドの種類が異なった場合にも容易に対応することが可能となる。
【００２８】
なお、本実施例においては、ボールボンディングを行う際に、キャピラリーが電極及び基板ランドそれぞれに対して４５゜の角度で接触させることとしている。また、本実施例においては、不図示のキャピラリーは鉛直方向に駆動することとしている。従って、上述の第二の位置において電極及び基板ランドが垂線に対して４５゜の角度を形成するように、すなわち第二の位置においてホルダーが垂線に対して４５゜の角度を形成するように、上述の所定の角度は、２２．５゜としている。しかしながら、本実施例はこの角度に限定されるものではなく、キャピラリーの駆動方向あるいは電極および基板ランドの形成面が構成する夾角に応じて、任意に設定されることが好ましい。
【００２９】
ステージの第一面及び第二面の形状は、バックアップユニットがホルダーに対してその裏面より容易に接近できるようにＵ字型あるいはロの字型等とすることが好ましいが、磁気ヘッド等の電子部品の形状、個数等に応じて任意の形状に変更しても良い。また、回転手段における回転動作に関しては特に言及していないが、ホルダー移送によって磁気ヘッドに与えられる衝撃等を緩和するために、ステップ状等、回転速度を多段階的に変化させることが好ましい。
【００３０】
また、本実施例においては、バックアップユニットとクランプユニットとによって、磁気ヘッドに与えられた曲げ変形を修正するような軽荷重あるいは付加を与え、磁気ヘッド各々を固定し保持することとしている。このため、磁気ヘッドの種類毎に曲げ変形の量が異なったとしても、ボンディング時にこの違いを考慮する必要が無くなる。これら構成は、ホルダー上に固定された磁気ヘッドに対して加えられる衝撃等を極力減少しうる本発明に係る搬送ユニットと組み合わせることがより好ましい。しかしながら、当該構成のみを従来の搬送ユニットと組み合わせることも可能である。
【００３１】
なお、本実施例においては電極及び基板ランドの接合をボールボンディングにより行うこととしているが、本発明はボールボンディングに限定されず、例えばはんだ等の溶融金属を用いた接合工程に対しても適応可能である。さらにこの場合、接合すべき両電極の接合用溶融金属に対する濡れ性等を考慮して、上記所定の角度を選択することが好ましい。
【００３２】
【本発明の効果】
本発明の実施により、ホルダーに対して加えられるホルダーの移動等による衝撃、負荷を減少させた搬送システム、さらには搬送時間を軽減した搬送システムの提供が可能となる。また、ホルダー移動時等による衝撃等を減少させることによって、磁気ヘッドに予め与えられた曲げ変形を特に考慮することなくボンディング時のクランプを行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る搬送システムの概略構成を示す側面図である。
【図２】磁気ヘッドの概略構成を示す平面図である。
【図３】磁気ヘッドの先端部分を示す図である。
【図４】電極と基板ランドとをボールボンディングする際の磁気ヘッド先端とキャピラリ−との位置関係を示す図である。
【図５】従来の搬送システムの概略構成を示す側面図である。
【図６】従来の搬送システムの概略構成を示す側面図である。
【符号の説明】
１      磁気ヘッド
２      ジンバル
３      ロードビーム
４      フレキシャー
５      コア装着部
７      ベースプレート
８      基板ランド
１０      コア
１１      電極
１５      ボール
１７      キャピラリー
２５      シリンダー
２６      駆動部
３１      ホルダー
３２      ステージ
３５      ホルダー駆動部
３６      ホルダー挿入、取出部
３７      ホルダークランプ部
３８      エアシリンダー
３９      ストッパー
４１      ホルダー待機部
４２      ホルダー脱着部
４３      回転部
５０      第一の面
５１      第二の面
５２      ロータリーアクチュエータ
６１      クランプユニット
６２      バックアップユニット
６３      エアシリンダ
【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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