(57)【要約】【課題】  フラックスを用いずに半田ボールを接合面に位置精度良く搭載可能な磁気ヘッドアッセンブリの半田ボール接合方法を得る。【解決手段】  磁気ヘッドアセンブリにおいて、スライダの電極パッドとフレキシブル配線基板の電極パッドとを球状の半田ボールにより接合する方法であって、先ず、半田ワイヤーをキャピラリに挿通し、このキャピラリから外方に突出した半田ワイヤーの先端に球状の半田ボールを形成する。次に、半田ボール付き半田ワイヤーをキャピラリで支持しながら、スライダの電極パッドとフレキシブル配線基板の電極パッドの接合面に半田ボールを搭載し、保持する。そして、上記保持状態で半田ボールを溶融させて、該半田ボールを半田ワイヤーからはなし、同時にスライダの電極パッドとフレキシブル配線基板の電極パッドとを接合する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気抵抗効果素子が組み込まれたスライダの電極パッドと、前記磁気抵抗効果素子と外部回路とを接続するフレキシブル配線基板の電極パッドとを、互いに直交する位置関係で接合する方法であって、
半田ワイヤーをキャピラリに挿通し、このキャピラリから外方に突出した半田ワイヤーの先端に球状の半田ボールを形成する工程と、
この半田ボール付き半田ワイヤーを前記キャピラリで支持しながら、前記スライダの電極パッドと前記フレキシブル配線基板の電極パッドの接合面に前記半田ボールを搭載し、保持する工程と、
この保持状態で前記半田ボールを溶融させ、該半田ボールを前記半田ワイヤーからはなし、同時に前記スライダの電極パッドと前記フレキシブル配線基板の電極パッドとを接合する工程と、
を有することを特徴とする磁気ヘッドアッセンブリの半田ボール接合方法。
【請求項２】
請求項１記載の磁気ヘッドアッセンブリの半田ボール接合方法において、前記半田ボールは前記キャピラリの送出口の径よりも大きな径で形成し、前記半田ボールの位置決めは、該半田ボールを前記キャピラリの送出口に密着させた状態で行なう磁気ヘッドアッセンブリの半田ボール接合方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の磁気ヘッドアッセンブリの半田ボール接合方法において、前記半田ワイヤーの支持方向とは別の角度からレーザー光を照射し、このレーザー照射により前記半田ボールを溶融する磁気ヘッドアッセンブリの半田ボール接合方法。
【請求項４】
請求項３記載の磁気ヘッドアッセンブリの半田ボール接合方法において、前記レーザー光は、半導体レーザーまたは赤外線レーザーから放射されている磁気ヘッドアッセンブリの半田ボール接合方法。
【請求項５】
請求項１または２記載の磁気ヘッドアッセンブリの半田ボール接合方法において、超音波振動を与えて前記半田ボールを溶融させる磁気ヘッドアッセンブリの半田ボール接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スライダの電極パッドとフレキシャ表面に接着されたフレキシブル配線基板の電極パッドとを球状の半田ボールを用いて接合する、磁気ヘッドアッセンブリの半田ボール接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）で使用されるいわゆる磁気ヘッドアッセンブリは、磁気抵抗効果素子が組み込まれたスライダと、可撓性を有する金属薄板からなり、スライダを弾性的に支持するフレキシャと、このフレキシャ表面に接着され、スライダの磁気抵抗効果素子とこの磁気ヘッドアッセンブリが装着される装置の回路系とを導通接続するフレキシブル配線基板とを備えている。フレキシャは、例えばスポット溶接によりロードビームに固定されている。
【０００３】
この種の磁気ヘッドアッセンブリでは、従来一般に、スライダの磁気抵抗効果素子用の電極パッドとフレキシブル配線基板の電極パッドを金ボールボンディング方式で接合されていたが、磁気ヘッドアッセンブリ及びスライダの小型化が進められている近年では、ボンディング領域（電極パッドの大きさ及び電極パッド間隔）が狭くなってきていることから、金ボールボンディング方式に替わって、金ボールよりも小さい球径で形成可能な半田ボールを用いた半田ボールボンディング方式を採ることが提案されている。
【０００４】
半田ボールボンディング方式は、フラックスを用いてスライダの電極パッドまたはフレキシブル配線基板の電極パッドの上に半田ボールを固定し、この半田ボールを加熱することで、溶融した半田によりスライダの電極パッドとフレキシブル配線基板の電極パッドとを接合することができる。この半田ボールボンディングによれば、スライダの電極パッドとフレキシブル配線基板の電極パッドの接合を加熱により容易に解除できるから、出荷前に行なわれる静的及び動的な特性検査で特性不良と判断された場合にフレキシャを再利用しやすいという利点もある。
【特許文献１】米国特許第５８８９６３６号
【特許文献２】特開２００２−２５０２５号公報
【特許文献３】特開２００２−４５９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の半田ボールボンディング方式では、接合面に搭載した半田ボールを固定するためにフラックスが必須であり、フラックスによって汚染されてしまう部品には適用することができなかった。フラックスを用いずに半田ボールボンディング可能な方法は、例えば特許文献１ないし３に記載されているが、これらは種々の問題を抱えている。
【０００６】
特許文献１には、スライダの電極パッドに半田ボールを超音波接合で仮固定しておき、この半田ボール付きのスライダをフレキシャに接着固定してから半田ボールを溶融させる方法が記載されている。しかしながら、この方法では、スライダの電極パッドに仮固定した半田ボールの位置がばらつきやすい、スライダを接着固定する際にスライダとフレキシブル配線基板の電極パッド位置を高精度に合わせることが難しい、及び、溶融した半田がスライダの電極パッド側に偏って導通不良になる等の問題がある。
【０００７】
特許文献２には、吸引パッドではんだボールを吸着した状態で搬送して接合面に開放し、その後、窒素ガスによりはんだボールを接合面に押圧しつつレーザー照射により該はんだボールを溶融する方法が記載されているが、はんだボールを接合面に開放した後にはんだボールが動いてしまうので、はんだ接合部を正確に位置決めすることが難しい。
【０００８】
特許文献３には、毛細管から接合面に落下したはんだボールを同毛細管から流出する窒素ガスで押圧し、この押圧状態で同毛細管からレーザー光を照射してはんだボールを溶融する方法が記載されているが、はんだボールとレーザー光の供給経路が同軸上にあるため、レーザー光の焦点距離を長く確保する必要があり、例えばＹＡＧレーザーのような高エネルギーのレーザー光を用いなければならない。また、レーザー光の導光路が複雑であるため、レーザー光の焦点が合いづらく、焦点調節が難しいという問題もある。
【０００９】
本発明は、上述の従来課題に鑑みてなされたもので、フラックスを用いずに半田ボールを接合面に位置精度良く搭載可能な磁気ヘッドアッセンブリの半田ボール接合方法を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、キャピラリに挿通した半田ワイヤーの先端に半田ボールを形成し、この半田ボール付きの半田ワイヤーをキャピラリによって支持すれば、フラックスを用いなくても接合面に精度良く半田ボールを搭載できることに着目してなされたものである。
【００１１】
磁気抵抗効果素子が組み込まれたスライダの電極パッドと、磁気抵抗効果素子と外部回路とを接続するフレキシブル配線基板の電極パッドとを、互いに直交する位置関係で接合する方法であって、半田ワイヤーをキャピラリに挿通し、このキャピラリから外方に突出した半田ワイヤーの先端に球状の半田ボールを形成する工程と、この半田ボール付き半田ワイヤーをキャピラリで支持しながら、スライダの電極パッドとフレキシブル配線基板の電極パッドの接合面に半田ボールを搭載し、保持する工程と、この保持状態で半田ボールを溶融させ、該半田ボールを半田ワイヤーからはなし、同時にスライダの電極パッドとフレキシブル配線基板の電極パッドとを接合する工程とを有することを特徴としている。
【００１２】
半田ボールはキャピラリの送出口の径よりも大きな径で形成し、半田ボールの位置決めは、該半田ボールをキャピラリに密着させた状態で行うことが好ましい。この態様によれば、半田ボールの位置調整が容易になる。
【００１３】
半田ワイヤーの支持方向とは別の角度からレーザー光を照射し、このレーザー照射により半田ボールを溶融することが好ましい。この態様によれば、短焦点距離位置からレーザー光を半田ボールに照射することができ、レーザー光の焦点調節が容易で、照射位置精度も向上する。レーザー光としては、半導体レーザーや赤外線レーザーから放射される低エネルギーのレーザー光を用いることができる。
【００１４】
上記半田ボールボンディング方法において、半田ボールは、超音波振動を与えて溶融させてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、フラックスを用いずに半田ボールを接合面に位置精度よく搭載可能な磁気ヘッドアッセンブリの半田ボール接合方法を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明の適用対象となる、ハードディスクドライブ用の磁気ヘッドアッセンブリ（完成状態）の一実施形態を示している。磁気ヘッドアッセンブリ１は、磁気抵抗効果素子（磁気ヘッド）１２が組み込まれたスライダ１１と、このスライダ１１の背面を例えば熱硬化性接着剤やＵＶ硬化性接着剤、導電性接着剤等で接着したフレキシャ２１を備えている。
【００１７】
フレキシャ２１は、板ばね状の可撓性を有する薄い金属板であって、ロードビーム１５の先端部に、該ロードビーム１５に対してスライダ１１を弾性的に浮遊支持した状態で装着されている。フレキシャ２１の表面には、スライダ１１の磁気抵抗効果素子１２とこの磁気ヘッドアッセンブリが装着されるハードディスク装置の回路系とを導通接続するフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）２２が、接着剤による貼り付け等により固定されている。フレキシブル配線基板２２は、図２に拡大して示すように、フレキシャ２１の先端部に配置された電極パッド２３から両側縁部に別れた後に両側縁部に沿って延び、フレキシャ２１の後端縁部からさらに引き出され、中継用フレキシブル配線基板２４を介して一つにまとめられている。中継用フレキシブル配線基板２４は、磁気ヘッドアッセンブリ１が搭載されるハードディスク装置の回路系に接続される。スライダ１１は、磁気抵抗効果素子１２に接続した複数の電極パッド１３を端面１１ａに有し、この電極パッド１３とフレキシブル配線基板２２の電極パッド２３とが互いに直交する位置関係でフレキシャ２１上に装着されている。両電極パッド１３、２３の表面には、Ａｕメッキが施されている。
【００１８】
上記概略構成の磁気ヘッドアッセンブリ１において、互いに直交する位置関係で設置されたスライダ１の電極パッド１３とフレキシブル配線基板２２の電極パッド２３は、半田ボールボンディング（ＳＢＢ）により接合されている。
【００１９】
次に、図３〜図７を参照し、本発明の一実施形態による半田ボールボンディング方法について説明する。
【００２０】
図３は、本実施形態で用いるキャピラリ３０を示す（Ａ）模式図、（Ｂ）（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。キャピラリ３０は、半田ワイヤー４１を送出口３１へ導く挿通路３２を内蔵しており、送出側の端部３３が送出口３１に向かうにつれて狭まっている。本実施形態のキャピラリ３０には、接合するスライダ１１の電極パッド１３及びフレキシブル配線基板の電極パッド２３の個数と同一数の挿通路３２及び送出口３１が、所定間隔をあけて一列に備えられている。図示されていないが、キャピラリ３０には、半田ワイヤー４１を挿通路３２へ導入する挿入口も備えられている。
【００２１】
先ず、図４に示すように、鉛を含まず錫を主成分とする半田材からなる線条の半田ワイヤー４１をキャピラリ３０の挿通路３２へ挿入し、このキャピラリ３０の送出口３１から半田ワイヤー４１の一端を外方へ突出させる。次に、アルゴンガスと水素ガスの混合ガスからなる雰囲気中で、送出口３１から突出させた半田ワイヤー４１の一端をトーチ電源５０の電極５１から約１ｍｍ程度離して該電極５１をスパークさせ、球状の半田ボール４０を形成する。この半田ボール４０は、キャピラリ３０の送出口３１の径よりも大きな径で形成することが好ましい。具体的に、半田ワイヤー４１のワイヤー径はφ３５μｍ程度であり、半田ボール４０の大きさは直径８０〜１００μｍ程度とする。
【００２２】
続いて、図５に示すように半田ボール４０をキャピラリ３０の送出口３１に密着させた状態で半田ワイヤー４１をキャピラリ３０で支持して搬送し、スライダ１１の電極パッド１３とフレキシブル配線基板２２の電極パッド２３の最適な接合位置に半田ボール４０を搭載する。ここで、半田ボール４０がキャピラリ３０の送出口３１に密着していると、密着していない場合よりも半田ボール４０の位置調整が容易になり、精度良く搭載位置を規定することができる。搭載後は、図６に示すように、キャピラリ３０により半田ワイヤー４１及び半田ボール４０を支持し、半田ボール４０の搭載位置を保持する。
【００２３】
そして、同図６に示すように半田ワイヤー４１の支持方向（キャピラリ３０の送出口３１の向き）とは別の角度からレーザー光を照射し、半田ボール４０をすべて十分に溶融させる。これにより、半田ボール４０が半田ワイヤー４１から溶けてはなれると共に、図７に示すように、溶融した半田４０’が再固化することによってスライダ１１及びフレキシブル配線基板２２の両電極パッド１３、２３が接合する。半田ボール４０へのレーザー照射は、キャピラリ３０とは別体で設けた、低エネルギーのレーザー光を放射する半導体レーザーや赤外線レーザーにより行う。
【００２４】
以上のように本実施形態では、半田ワイヤー４１の一端に球状の半田ボール４０を形成し、キャピラリ３０により半田ボール４０を接合面（スライダ１１及びフレキシブル配線基板２２の両電極パッド１３、２３間）の最適位置に搭載して保持し、この保持状態で半田ボール４０を溶融させるので、フラックスを用いることなく半田ボール４０を接合面に容易に搭載でき、且つ、接合位置を高精度に規定することが可能である。また本実施形態では、キャピラリ３０の送出口３１の向きとは別方向から短焦点距離で半田ボール４０をレーザー照射するので、レーザー光の焦点調節が容易であり、低エネルギーのレーザー光で半田ボール４０を十分に溶融できる。したがって、ＹＡＧレーザーのような高出力のレーザーを用いる必要がなく、高価で複雑な設備は不要である。
【００２５】
本実施形態では、半田ボール４０をレーザー照射により溶融させているが、超音波振動により半田ボール４０を溶融させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明方法の適用対象である、磁気ヘッドアッセンブリ（完成状態）の一実施形態を示す模式構成図である。
【図２】図１のスライダの電極パッドとフレキシブル配線基板の電極パッドとの接合部を拡大して示す模式図である。
【図３】本発明の第１実施形態による半田ボールボンディング方法で用いるキャピラリを示す（Ａ）模式図、（Ｂ）（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図４】本発明の一実施形態による半田ボールボンディング方法の一工程を説明する模式断面図である。
【図５】図４に示す工程の次工程を説明する模式断面図である。
【図６】図５に示す工程の次工程を説明する模式断面図である。
【図７】図６に示す工程の次工程を説明する模式断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  磁気ヘッドアッセンブリ
１１  スライダ
１２  磁気抵抗効果素子
１３  電極パッド
１５  ロードビーム
２１  フレキシャ
２２  フレキシブル配線基板
２３  電極パッド
２４  中継用フレキシブル配線基板
３０  キャピラリ
３１  送出口
３２  挿通路
４０  半田ボール
４１  半田ワイヤー
５０  トーチ電源
【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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