(57)【要約】【課題】密封型磁気ディスク装置のフィードスルーのフランジの構成材料が鉄系材料であるコバールであり、ベースの構成材料がアルミニウム系合金であっても、低密度ガスが漏洩しにくい高い信頼性を有するはんだ接続構造を実現する。【解決手段】ベース１０は開口部２０の周辺内側に段差部２２を有し、段差部２２のフィードスルー３０のフランジ３２を載置する面２４の端部に、ベース１０の外側に広がる傾斜面２６を形成することにより、ベースの段差部２２にフィードスルーのフランジ３２がはんだ接合された際、ベース１０の内側だけでなく、外側にもはんだフィレット４２を形成する。【選択図】図１
2008269696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクと、該ディスクを回転駆動するスピンドルモータと、ディスク上で情報を記録再生するヘッドと、該ヘッドを前記ディスク上の任意の位置に移動するためのヘッドジンバルアセンブリと、該ヘッドジンバルアセンブリを駆動するためのアクチュエータアセンブリと、前記ヘッド、スピンドルモータ及びアクチュエータアセンブリと電気接続するためのＦＰＣアセンブリをベースに収容し、該ベースの開口部に前記ＦＰＣアセンブリと電気接続するためのフィードスルーを取り付け、該ベースにカバーを接合することにより、内部に低密度のガスを封止する磁気ディスク装置において、前記ベースは開口部の周辺内側に段差部を有し、該段差部の前記フィードスルーのフランジを載置する面の端部に、ベースの外側に広がる傾斜面を有し、前記ベースの段差部に前記フィードスルーのフランジがはんだ接合された際、前記ベースの内側と外側にはんだフィレットが形成されていることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項２】
前記ベース段差部の傾斜面の角度は、該段差部の平坦面に対して３０゜〜１３５゜であることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項３】
前記フランジのはんだ接合される側の面の、当該フランジの端部から所定の距離だけ置いた周囲に、堤防が設けられていることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項４】
前記フランジのはんだ接合される側の面の、当該フランジの端部から所定の距離だけ置いた周囲に、溝が設けられていることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項５】
前記フランジのはんだ接合される側の面の、当該フランジの端部から所定の距離だけ置いた周囲に、ソルダレジストが塗布されていることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項６】
前記フランジのはんだ接合される側の面の、当該フランジの端部から所定の距離だけ置いた周囲に、マスキングテープが貼り付けられていることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項７】
前記フランジのはんだ接合される側の面の、当該フランジの端部から所定の距離だけ置いた周囲に、表面粗化処理された部分を有することを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項８】
ディスクと、該ディスクを回転駆動するスピンドルモータと、ディスク上で情報を記録再生するヘッドと、該ヘッドを前記ディスク上の任意の位置に移動するためのヘッドジンバルアセンブリと、該ヘッドジンバルアセンブリを駆動するためのアクチュエータアセンブリと、前記ヘッド、スピンドルモータ及びアクチュエータアセンブリと電気接続するためのＦＰＣアセンブリをベースに収容し、該ベースに前記ＦＰＣアセンブリと電気接続するためのフィードスルーを取り付け、ベースにカバーを接合することにより、内部に低密度のガスを封止する磁気ディスク装置において、前記ベースは開口部の周辺内側に段差部を有し、該ベースの段差部と前記フィードスルーの前記ベースと対向する面に、めっき処理あるいははんだ処理による膜を有し、前記ベースの段差部に前記フィードスルーのフランジがはんだ接合された際、前記ベースの内側と外側にはんだフィレットが形成されていることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項９】
ディスクと、該ディスクを回転駆動するスピンドルモータと、ディスク上で情報を記録再生するヘッドと、該ヘッドを前記ディスク上の任意の位置に移動するためのヘッドジンバルアセンブリと、該ヘッドジンバルアセンブリを駆動するためのアクチュエータアセンブリと、前記ヘッド、スピンドルモータ及びアクチュエータアセンブリと電気接続するためのＦＰＣアセンブリと、該ＦＰＣアセンブリと電気接続するためのフィードスルーとをベースに収容し、該ベースにカバーを接合し、ベースとカバーで形成された空間に低密度のガスを封止する磁気ディスク装置の前記フィードスルーのはんだ付け方法において、治具の上に、前記ベースと、該ベースの開口部に非接触で位置決めされた前記フィードスルーを支持し、該ベースとフィードスルーの間隙ににはんだを供給し、該はんだを溶融して前記フィードスルーをベースに接合することを特徴とするフィードスルーのはんだ付け方法。
【請求項１０】
前記治具は、テフロン製であることを特徴とする請求項９記載のフィードスルーのはんだ付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク装置に係り、特に、装置内部にヘリウムガスなどの低密度の気体を封入するのに好適な密封型磁気ディスク装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の磁気ディスク装置は、大容量・高記録密度に対する要求から、ディスクを高速回転させ、ヘッドジンバルアセンブリを高速駆動させている。このため、少なからず、空気の乱れ（風乱）が生じ、ディスクやヘッドジンバルアセンブリに振動が発生する。この風乱振動は、高密度に記録されたディスク上のトラックにヘッドを位置決めする際の大きな障害となる。風乱は空気の乱れに起因するため、その発生はランダムであり、その大きさや周期を予測することは難しく、迅速かつ正確な位置決め制御をしようとすると、その制御が複雑・困難になるためである。また、風乱振動は騒音の音源ともなり装置の静粛性を損なう要因ともなる。
【０００３】
高速回転に伴う装置内の空気の作用で発生する問題としては、上記以外に消費電力の増加がある。ディスクを高速で回転させると、その近傍の空気も一緒に引きずられて回転する。一方ディスクから離れた空気は静止しているため、この間にせん断力が発生し、ディスク回転を止めようとする負荷となる。これは風損と呼ばれ、高速回転になればなるほど大きくなる。この風損に逆らって高速回転を行うには、モータは大きな出力を必要とし、大きな電力を必要とする。
【０００４】
ここで、前記風乱及び風損は装置内部の気体の密度に比例することに着目し、密封された磁気ディスク装置内において、空気の代わりに低密度の気体を封入して風乱や風損を低減しようとするアイデアが以前から考えられていた。
【０００５】
低密度の気体としては、水素、窒素、ヘリウムなどが考えられるが、実使用を考慮すると、効果が大きく、安定していて安全性の高いヘリウムが最適と考えられる。ヘリウムガスを密閉した磁気ディスク装置では、上記問題を解決し、迅速かつ正確な位置決め制御、省電力、良好な静粛性を実現できる。また、省電力を考慮しない場合は、より高速なディスクの回転あるいはヘッドジンバルアセンブリの駆動を実現でき、装置性能の向上を図ることができる。
【０００６】
しかし、ヘリウムは、その分子がきわめて小さく、拡散係数は大きいため、通常の磁気ディスク装置に用いられている筐体では、密閉性が低く、通常使用中に、ヘリウムが簡単に漏出し、性能が維持できなくなってしまうという課題がつきまとっていた。
そこで、漏れやすいヘリウムを長期間密封可能にすべく、例えば、特許文献１に記載されているような従来例が提案されている。
【０００７】
図１４に、上記のような密封型磁気ディスク装置の断面図の一例が示される。ここで、筐体内のヘリウムが漏れる可能性が高い箇所として、装置構成部品２１０が搭載されたベース２００とカバー２２０の接合箇所が挙げられる。当該箇所を完全に密封すべく、接合位置２４０において、ベース２００側壁の上部とカバー２２０をレーザー溶接あるいははんだ接合する。
【０００８】
レーザー溶接あるいははんだ接合を行う場合は、その耐久性・信頼性やコストの観点から、ベース２００とカバー２２０の材料を選定する必要があり、例えば、アルミニウムダイキャストで成型したベース及びプレスあるいは切削により形成されたアルミニウムのカバー、あるいは、銅とマグネシウムの含有量が比較的少ないアルミニウム合金から冷鍛で形成したベース及びプレスあるいは切削により形成されたアルミニウムのカバーが選定される。
【０００９】
さらに、筐体内のヘリウムが漏れる可能性が高い箇所として、筐体内のＦＰＣアセンブリと筐体外の回路基板をつなぐ電気配線を通すためのベース底面の小さな開口部が挙げられる。当該開口部を完全に密封し、かつ電気配線を行うべく、図１４に示すような複数のピン２６０を有するフィードスルー２５０を用い、ＦＰＣアセンブリ側の配線を、筐体内のピンに接続し、回路基板側の配線を、筐体外のピンに接続するようにする。
【００１０】
図１５、図１６には、フィードスルー２５０の側面図と上面図が示される。フィードスルー２５０のフランジ２５２は、ベース２００との接合位置２７０において、ベース２００底面の開口部段差部に、はんだ接合３００される。フランジ２５２には、複数のスチールピン２６０が、フランジ２５２平面に垂直方向に伸びるように設けられるが、この際、フランジ２５２とスチールピン２６０の間には、スチールピン２６０の周囲を囲むように、ガラスあるいはセラミックなどのシール材料２８０が充填されている。フランジ２５２の材料は、シール材料２８０及びベース２００の材料に適合し、接合位置２７０にかかる応力を低減するように選択され、ベース２００がアルミニウムである場合は、フランジ２５２はニッケル合金あるいはステンレススチールである。
【００１１】
【特許文献１】米国特許出願公開第2005/0068666号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
フィードスルーとベースのはんだ付けは、以下の手順に従って行われる。
（１）ニッケルめっきしたフィードスルーやベースの、はんだぬれが必要な部分にフラックスを塗付する。
（２）フィードスルーをベース開口部の段差部に配置する。
（３）ベースの段差部により生じるフィードスルーとベースとの隙間に、フラックスを供給し、オーバル形状のはんだを配置する。
（４）フィードスルーを搭載したベース全体を、リフロー炉によって加熱する。
（５）加熱が終了し、冷却が完了したら、ベースのフラックス残渣などの洗浄を行う。
【００１３】
図１７に、はんだ付け後の断面を示すが、溶融したはんだ３００は、フィードスルー２５０とベース２００との狭い間隙部をぬれ広がることで分配される。また、図１８にはんだ接合部を拡大して示すように、はんだを挟み込むフィードスルー表面およびベース表面は平行の関係にあり、従って、はんだの大部分は間隙部に留まり、平面的に薄く広がった形状をしている。そのため、はんだとして、鉛フリーはんだの中では接続信頼性が最高レベルにあるＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ（単位：質量％）を使用しても、加速試験として接合部の温度サイクル試験を実施すると、実使用寿命５年を達成できず、はんだ接合部内に発生したクラックが、低密度ガスのリークパス（漏洩経路）を形成する場合があることが判明した。
【００１４】
この原因は、フィードスルーのフランジの構成材料が多くの場合、鉄系材料であるコバール（線膨張係数：約５ｐｐｍ／゜Ｃ）であり、ベースの構成材料がアルミニウム系合金（線膨張係数： 約１２ｐｐｍ／゜Ｃ）であることで、これらの部材間に線膨張係数の差が存在することから、実使用時にこれら異種材料間に発生する熱機械的な負荷に対して、これらの材料を接合するはんだ材料が早期のうちに耐えられなくなるためである。
【００１５】
フィードスルーのフランジの構成材料であるコバールの線膨張係数が、ベースのアルミニウム系合金のそれよりも著しく小さくせざるを得ない理由は、フィードスルーのフランジと、フィードスルーの電気信号伝達用スチールピンとの間の絶縁にガラスあるいはセラミックなどのシール材料を使用しており、シール材料とフィードスルーのフランジとの線膨張係数の差を小さくすることにより、使用環境下での温度変化により両材料間に空隙ができ、低密度ガスがこの空隙を伝わって漏洩するのを抑止する必要があるからである。
【００１６】
本発明の目的は、フィードスルーのフランジの構成材料の線膨張係数が、ベースの構成材料の線膨張係数よりも著しく小さい場合であっても、低密度ガスが漏洩しにくい高い信頼性を有するはんだ接続構造を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の課題を解決するために、本発明においては、密封型磁気ディスク装置のベースとフィードスルーの接合部において、はんだの流動性やぬれ性を局所的に制御し、ベースの内部だけではなく外部にも、はんだフィレット（はんだ付けの際のはんだ溶融時に、はんだの表面張力を利用し安定的に形成され、単純な表面形状を持った三次元的なはんだ溜り）を形成することを特徴とする。また、はんだフィレットの形状を、安定して均一な形状になるように制御するものである。
【００１８】
具体的には、フィードスルーのフランジが載置されるベースの段差部に、はんだを挟み込むフィードスルー表面およびベース表面のなす角度が広がる箇所を設けることにより、はんだが薄く平面的な形状をとる場所を減らし、三次元的な形状となる場所を増やすものである。これにより、溶融したはんだが、三次元的な形状の部分をたやすく流動し、接続部全体に均一に行き渡らせることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、筐体内に封止した低密度ガスのフィードスルー接続部からのリーク寿命を向上させ、実使用において低密度ガスがリークすることのない高信頼度のはんだ接続による完全密封構造の実現が可能となる。
また、完全密封されたヘリウムによれば、迅速かつ正確な位置決め制御、省電力、良好な静粛性を実現でき、また、省電力を考慮しない場合は、より高速なディスクの回転あるいはヘッドジンバルアセンブリの駆動を実現でき、装置性能の向上を図ることができる。
さらに、完全密封された筐体によれば、気圧変動、湿度変動のＨＤＡへの影響を除去することができ、ＨＤＡ内のモータオイルなどの酸化劣化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１１に、本発明が適用される密封型磁気ディスク装置の筐体のカバーがない状態の上面図を示す。図１１において、筐体を構成するベース１０には、スピンドルモータ１１及びスピンドルモータ１１により回転駆動される、情報記録再生媒体としての磁気ディスク１２が設けられる。また、ボイスコイルモータを含むアクチュエータアセンブリ１３と、アクチュエータアセンブリ１３により回転駆動される、ヘッドジンバルアセンブリ１４が設けられる。ヘッドジンバルアセンブリ１４の先端部には、磁気ディスク１２との間で情報の記録、再生を行うための磁気ヘッド１５が、磁気ディスク１２との間で空気軸受面（ＡＢＳ）を有するスライダを介して設けられ、ヘッドジンバルアセンブリ１４が磁気ディスク１２の半径方向に回転駆動して、磁気ヘッド１５が磁気ディスク１２上に位置決めされ、記録再生が行われる。さらに、ＦＰＣアセンブリ１６は、磁気ヘッド１５や各モータと、これらを駆動制御するための筐体外の回路基板を接続し、磁気ヘッド１５が記録再生する情報や、各モータを駆動するための電流を伝送する。上述した筐体内のスピンドルモータ１１、磁気ディスク１２、アクチュエータアセンブリ１３、ヘッドジンバルアセンブリ１４及びＦＰＣアセンブリ１６（以下、ＨＤＡという）と筐体外の回路基板により、磁気ディスク装置が機能する。上記ＨＤＡが搭載された筐体にヘリウムを注入することにより、密封型磁気ディスク装置となる。
【００２１】
次に、本発明の実施例を説明する前に、本発明の原理について説明する。はんだのぬれ性は、はんだの他部材へのぬれ角度、すなわち溶融はんだのぬれ広がりが平衡状態に達した際の、溶融はんだの淵における溶融はんだ表面と被接続部材表面とのなす角度によって一意的に決まり、図１２に示すように少量のはんだが単純な一平面上をぬれ広がる場合、はんだは概ね円形にぬれ広がり、平衡状態になるまで短時間に完了する。しかしながら、図１３に示すように、大量のはんだを異種構造間の狭い間隙部に伝わらせて、はんだのぬれを実現する必要がある場合、場所によってぬれ広がり速度に差がつくようになる。その結果、ぬれ広がりが速い場所にははんだがより多く供給され、遅い場所でははんだが少なくなることにより、場所によってはんだフィレットの大きさは異なってくる。
【００２２】
一方、はんだ接続後には、フィードスルー表面およびベース表面が互いの線膨張係数の違いから、実使用時の温度変化時に異なる動きをしても、フィードスルーおよびベースを繋ぎ止めるはんだフィレットが、ひずみを吸収することになる。しかしながら、はんだによるひずみ吸収が繰り返されると、あるときに最大ひずみが発生する場所にクラックが発生し、そこからこのクラックが別の場所へと進展していく。このクラックがはんだ内を貫通すると、これが筐体内に密封した低密度ガスのリークパス（漏洩経路）となる。
【００２３】
フィードスルー接続の場合、言うまでもなく、大きなはんだフィレットが形成されれば、その部分への貫通クラックの形成、すなわち、低密度ガスのリークパス（漏洩経路）形成には時間がかかるため、封止寿命は長くなる、つまり、接続信頼性は高くなる。しかし、同時に他の部分に比較的小さなはんだフィレットができてしまえば、この部分へのリークパス形成が短時間で起き、接続部全体で見た場合、封止寿命は短くなる。つまり、接続信頼性は低くなる。言いかえると、はんだフィレットが全体的にほぼ同じ大きさであれば、最高の接続信頼性が得られることになる。
【００２４】
また、はんだの供給がより多くなる、ぬれ広がりが速い場所は、はんだの供給がより少なくなる、ぬれ広がりの遅い場所と比較すると、はんだが流動しやすい構造になっていたり、ぬれが良好な状態となっていたりする。したがって、はんだフィレットを全体的にほぼ同じ大きさとするためには、接続構造において、はんだの流動性やぬれ性を局所的に制御すれば良いことになる。
【００２５】
以下、図面を参照して実施例を詳細に説明する。
<実施例１>
図１及び図２を参照して、ベースの構成について説明する。図１は、ベースとフィードスルーの接合部の断面図である。図２は、接続前のベースの開口部周辺と、フィードスルーと、はんだの関係を示す図である。ベース１０の底面には、フィードスルー３０を取り付けるための開口部２０が設けられ、開口部２０を形成する周辺の内側には、段差部２２が設けられている。段差部２２は、３段の段差面で構成され、開口部２０に面し、フィードスルー３０のフランジ３２が載置される段差面２４は、開口部２０に面する端部が、ベース１０の外側に広がる傾斜面２６を有している。
【００２６】
次に、図１〜図４を参照して、ベース１０にフィードスルー３０をはんだ接続して、低密度のガスを封止する密封型磁気ディスク装置を作製する手順を説明する。
はんだは、組成をＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ（単位：重量％）とし、幅１．０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍで、フィードスルー２５０の外周形状に合わせたオーバル形状のはんだプリフォーム４０とした。
【００２７】
図３に示すように、ベース１０の段差部２２の段差面２４に、フィードスルー３０のフランジ３２を配置後、図４に示すように、ベース１０とフィードスルー３０の間隙に、はんだプリフォーム４０を２枚配置し、さらに塩素含有量２％のフラックスを供給し、リフロー炉にて加熱し、はんだプリフォーム４０を溶融し、図１に示すようにはんだ接続を行った。
【００２８】
このとき、ベース１０の段差面２４の端部が傾斜面２６になっているので、はんだを挟み込むフィードスルー表面およびベース表面のなす角度は平行でなく、ベースの外部に向かって途中から角度が大きくなっている。この角度が大きくなっている部分において、はんだの流動性やぬれ性が良くなっているので、ベース内部だけではなく、外部にもはんだフィレット４２が形成されており、はんだフィレット４２の形状は、三次元的形状を成している。はんだフィレット４２の形状を三次元的形状にすることにより、はんだへの熱機械的負荷を小さくすることができる。図５（ａ）に上記角度が４５゜の例を、図５（ｂ）に９０゜の例を示す。以後、これらをそれぞれ、４５゜品、９０゜品と呼ぶことにする。
【００２９】
次に、上記４５゜品、９０゜品のベース１０に、図１で説明したように、ディスク１２と、ディスク１２を回転駆動するスピンドルモータ１１と、ディスク上で情報を記録再生するヘッド１５と、ヘッド１５をディスク上の任意の位置に移動するためのヘッドジンバルアセンブリ１４と、ヘッドジンバルアセンブリ１３を駆動するためのアクチュエータアセンブリ１３と、前記ヘッド、スピンドルモータ及びアクチュエータアセンブリと電気接続するためのＦＰＣアセンブリ１６をベースに取り付け、ＦＰＣアセンブリ１６とフィードスルー３０のピン３４を電気接続後、前記ベース１０にカバーを溶接により接合し、接合された空間に低密度のガスを封止した密封型磁気ディスク装置を作製した。また、図示はしていないが、３０゜品、１３５゜品のベースを用いた密封型磁気ディスク装置も作製した。
【００３０】
これらの密封型磁気ディスク装置の低密度ガス封止寿命を評価するために、温度サイクル試験を実施した。なお、比較のために、図１８に示した、はんだを挟み込むフィードスルー表面およびベース表面が平行である、従来仕様のベースを用いた磁気ディスク装置も用意した。
この従来仕様の場合、ベース内部にのみはんだフィレットを形成すればよいので、はんだプリフォームは１枚の使用である。
【００３１】
磁気ディスク装置は１条件につき１０個、合計５０個用意し、低密度ガスにはヘリウムを使用し、リークレートが１×１０―１１（Ｐａ・ｍ３／ｓｅｃ）以下を合格とした。
その結果、各サンプルで目標の実使用寿命５年を達成できた個数は、次のとおりである。
従来品：１０個中３個
３０°品：１０個中７個
４５°品：１０個中７個
９０°品：１０個中１０個
１３５°品：１０個中７個
この結果から、はんだを挟み込むフィードスルー表面およびベース表面のなす角度を平行とせず、角度を大きくすると、低密度ガスの、はんだによる封止信頼性の向上に効果があることがわかった。これは、溶融したはんだが、三次元的な形状の部分をたやすく流動し、接続部全体に均一に供給されたためである。
また、はんだ接続後に、フィードスルー表面およびベース表面が互いの線膨張係数の違いから、実使用時の温度変化時に異なる動きをしても、間に挟まれたはんだは三次元的な形状をしていることで、はんだ単位体積あたりのひずみ量が激減し、はんだが容易に変形でき、はんだへの疲労によるダメージを軽減することができる。
このように、はんだへの熱機械的負荷が小さくなる場所を形成することにより、はんだ内における低密度ガスのリークパス（漏洩経路）形成を遅延させることが可能となる。
<実施例２>
図６に、実施例２による密封型磁気ディスク装置の、ベースとフィードスルーの接続部の断面を示す。ベース１０は上記実施例１における９０°品ベースであり、フィードスルー３０は、図６（ａ）がフランジのはんだのぬれが不要な部分の表面の際に、幅０．２ｍｍ、高さ０．３ｍｍの堤防３５を形成したもの、図６（ｂ）が幅０．２ｍｍ、深さ０．３ｍｍの溝３６を形成したものである。
【００３２】
実施例１と同様に、組成がＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ（単位：重量％）、幅１．０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのオーバル形状のはんだプリフォーム４０を２枚使用し、実施例１と同じ手順でベース１０にフィードスルー３０をはんだ接続し、さらに、実施例１と同様に、ベース１０に磁気ディスク装置の構成部品を実装し、ベースにカバーを接合して低密度ガスを筐体内に密封した。
【００３３】
これらの磁気ディスク装置の低密度ガス封止寿命を評価するため、実施例１と同じ温度サイクル試験を実施した。その結果、各サンプルで目標の実使用寿命５年を達成できた個数は、次のとおりである。
堤防形成品：１０個中１０個
溝形成品：１０個中１０個
このように、フィードスルー表面のはんだのぬれが不要な部分の際に、堤防や溝を形成することにより、溶融はんだがぬれ広がって、この堤防や溝の表面が凸になっている場所にさしかかった際、溶融はんだがこの凸形状に倣うため表面エネルギーを増加させなくてはならず、ぬれを進行させるための障害となる。したがって、ベースの外部に形成された、はんだフィレットの広がりを堤防や溝の位置で止めることができるので、はんだフィレット形状を均一な大きさに制御することができる。すなわち、はんだフィレット形状の安定化を図ることができる。
<実施例３>
図７に、実施例３による密封型磁気ディスク装置の、ベースとフィードスルーの接続部の断面を示す。ベース１０は上記実施例１における９０°品ベースであり、フィードスルー３０は、はんだのぬれが不要な部分にソルダレジスト３７の塗布、あるいはマスキングテープ３８の貼りつけを行ったものである。
【００３４】
実施例１と同様に、組成がＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ（単位：重量％）、幅１．０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのオーバル形状のはんだプリフォーム４０を２枚使用し、実施例１と同じ手順でベース１０にフィードスルー３０をはんだ接続し、さらに、実施例１と同様に、ベース１０に磁気ディスク装置の構成部品を実装し、ベースにカバーを接合して低密度ガスを筐体内に密封した。
【００３５】
これらの磁気ディスク装置の低密度ガス封止寿命を評価するため、実施例１と同じ温度サイクル試験を実施した。その結果、その結果、各サンプルで目標の実使用寿命５年を達成できた個数は、次のとおりである。
ソルダレジスト塗布品：１０個中１０個
マスキングテープ貼付品：１０個中１０個
このように、フィードスルー表面のはんだのぬれが不要な部分にソルダレジストを塗布あるいはマスキングテープを貼りつけることにより、はんだのぬれ広がりを阻止し、はんだフィレット形状の安定化を図ることができる。また、フィードスルーのフランジ自体に機械的・化学的な追加工を行い、フランジ自体を複雑な形状とする必要がないので、比較的簡便にぬれを進行させるための障害を設けることができる。
<実施例４>
図８に、実施例４による密封型磁気ディスク装置の、ベースとフィードスルーの接続部の断面を示す。ベース１０は上記実施例１における９０°品ベースであり、フィードスルー３０は、はんだのぬれが不要な部分にブラスト処理あるいはレーザー照射により、はんだのぬれを悪くする表面粗化処理部３９を形成したものである。
【００３６】
実施例１と同様に、組成がＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ（単位：重量％）、幅１．０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのオーバル形状のはんだプリフォーム４０を２枚使用し、実施例１と同じ手順でベース１０にフィードスルー３０をはんだ接続し、さらに、実施例１と同様に、ベース１０に磁気ディスク装置の構成部品を実装し、ベースにカバーを接合して低密度ガスを筐体内に密封した。
【００３７】
これらの磁気ディスク装置の低密度ガス封止寿命を評価するため、実施例１と同じ温度サイクル試験を実施した。その結果、その結果、各サンプルで目標の実使用寿命５年を達成できた個数は、次のとおりである。
ブラスト処理品：１０個中１０個
レーザー照射品：１０個中１０個
このように、フィードスルー表面のはんだのぬれが不要な部分に、表面粗化処理による表面改質を施すことにより、フィードスルー表面のはんだのぬれが不要な部分の表面積を飛躍的に増加させ、表面粗化処理部の際にいるはんだは、はんだとフィードスルー界面において、全体的に高い表面エネルギーを持つため、それ以上のぬれ広がりを阻止することが可能となる。したがって、はんだフィレット形状の安定化を図ることができる。
<実施例５>
図９に、実施例５による密封型磁気ディスク装置の、ベースとフィードスルーの接続部の断面を示す。ベース１０とフィードスルー３０の、はんだのぬれが必要な部分に、めっき処理あるいは迎えはんだ処理により膜４４を施したものである。めっき処理の場合は、金（Ａｕ）、錫（Ｓｎ）、錫―２質量％ビスマス（Ｓｎ−２Ｂｉ）を用い、厚さは約１ミクロンである。迎えはんだ処理の場合は、錫（Ｓｎ）、錫−２質量％ビスマス（Ｓｎ−２Ｂｉ）、錫−１質量％銀−５７質量％ビスマス（Ｓｎ−１Ａｇ−５７Ｂｉ）を用い、厚さは約１０ミクロンである。
【００３８】
実施例１と同様に、組成がＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ（単位：重量％）、幅１．０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのオーバル形状のはんだプリフォーム４０を２枚使用し、実施例１と同じ手順でベース１０にフィードスルーをはんだ接続し、さらに、実施例１と同様に、ベース１０に磁気ディスク装置の構成部品を実装し、ベースにカバーを接合して低密度ガスを筐体内に密封した。
【００３９】
これらの磁気ディスク装置の低密度ガス封止寿命を評価するため、実施例１と同じ温度サイクル試験を実施した。その結果、その結果、各サンプルで目標の実使用寿命５年を達成できた個数は、次のとおりである。
金めっき処理品、錫めっき処理品、Ｓｎ−２Ｂｉめっき処理品、錫はんだ処理品、Ｓｎ−２Ｂｉはんだ処理品：１０個中１０個
Ｓｎ−１Ａｇ−５７Ｂｉはんだ処理品：１０個中８個
このように、ベースおよびフィードスルーの、はんだのぬれが必要な部分に、めっき処理あるいは迎えはんだ処理により、はんだのぬれを良くする表面改質を施すと、溶融したはんだが必要な場所にぬれ広がるのに、別途供給する必要のあるフラックスの活性度を比較的低くすることが可能となる。フラックスの活性度を低くすると、このはんだのぬれを良くする表面改質を施した部分以外へのぬれが悪くなり、表面改質を施した部分のみにはんだがぬれ、それ以外の場所にははんだが広がることを阻害することが可能となる。したがって、はんだフィレット形状の安定化を図ることができる。
【００４０】
但し、Ｓｎ−１Ａｇ−５７Ｂｉはんだ処理品は、はんだ厚が１０ミクロンもあり、めっきを施した場合の１０倍も厚みがあること、そしてビスマスを大量に含むことで、はんだ付け時、封止に使用したＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕはんだと融合することによって、接続後のはんだ内のビスマス濃度が高くなり、耐疲労寿命が低下したものと考えられる。
<実施例６>
実施例６として、密封型磁気ディスク装置の、ベースとフィードスルーのはんだ接続方法を、図１０を参照して説明する。図１０は、ベースとフィードスルーの接続部の断面を示す。ベース５０は、開口部２０を有するのみで、開口部を形成する周辺には、段差部は設けられていない。低密度のガスを封止する密封型磁気ディスク装置を作製するために、最初にベース５０と、フィードスルー３０の接続をはんだにて行った。はんだは、組成がＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ（単位：重量％）であり、幅１．０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍの、フィードスルーの外周形状にあわせたオーバル形状のはんだプリフォーム４０を使用した。はんだ接続の手順は次のとおりである。
【００４１】
フィードスルー３０とベース５０間の水平方向の間隙を１．５ｍｍとし、さらにフィードスルー３０がベース５０に直接支持されず、ベース５０から浮上している位置にテフロン（登録商標）製治具６０で仮固定しておき、フィードスルー３０とベース５０の隙間に、はんだプリフォーム４０を４枚重ねて配置した。
【００４２】
次に、はんだプリフォーム４０の部分に塩素含有量２％のフラックスを供給し、リフロー炉にてはんだプリフォーム４０を溶融し、接続を行った。
次に、実施例１と同様に、ベース５０に磁気ディスク装置の構成部品を実装し、ベースにカバーを接合して低密度ガスを筐体内に密封した。
【００４３】
この磁気ディスク装置の低密度ガス封止寿命を評価するため、実施例１と同じ温度サイクル試験を実施した。その結果、目標の実使用寿命５年を達成できた個数は、１０個中１０個であった。
【００４４】
このように、フィードスルーがベースに直接支持されず、ベースから浮上する構造とすることにより、はんだの単位体積あたりのひずみ振幅を小さくすることができ、はんだにかかる熱機械的ストレスを低減することが可能となる。したがって、低密度ガスの、はんだによる封止信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施例１による、はんだ接続構造を示す部分断面図である。
【図２】接続前のベースの開口部周辺と、フィードスルーと、はんだの関係を示す図である。
【図３】ベースの段差部にフィードスルーを配置した状態の斜視図である。
【図４】ベースとフィードスルーの間隙に、はんだプリフォームを配置した状態の斜視図である。
【図５】実施例１による、はんだ接続構造の詳細を示す部分断面図である。
【図６】実施例２による、はんだ接続構造を示す部分断面図である。
【図７】実施例３による、はんだ接続構造を示す部分断面図である。
【図８】実施例４による、はんだ接続構造を示す部分断面図である。
【図９】実施例５による、ベースとフィードスルーの接続部を示す断面図である。
【図１０】ベースとフィードスルーのはんだ接続方法を説明するための図である。
【図１１】本発明が適用される磁気ディスク装置の構成図である。
【図１２】本発明の原理を説明するための図である。
【図１３】本発明の原理を説明するための図である。
【図１４】従来の密封型磁気ディスク装置の断面図である。
【図１５】従来の密封型磁気ディスク装置のフィードスルーの側面図である。
【図１６】従来の密封型磁気ディスク装置のフィードスルーの上面図である。
【図１７】従来の密封型磁気ディスク装置のフィードスルー接続部の断面図である。
【図１８】図１７に示した接続部の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０，５０…ベース、２０…開口部、２２…段差部、２４…段差面、２６…傾斜面、３０…フィードスルー、３２…フランジ、３４…ピン、４０…はんだプリフォーム、３５…堤防、３６…溝、３７…ソルダレジスト、３８…マスキングテープ、３９…表面粗面化処理部、４４…めっきあるいははんだ処理部、６０…テフロン製治具。
【図１】
2008269696.tif 000003
【図２】
2008269696.tif 000004
【図３】
2008269696.tif 000005
【図４】
2008269696.tif 000006
【図５】
2008269696.tif 000007
【図６】
2008269696.tif 000008
【図７】
2008269696.tif 000009
【図８】
2008269696.tif 000010
【図９】
2008269696.tif 000011
【図１０】
2008269696.tif 000012
【図１１】
2008269696.tif 000013
【図１２】
2008269696.tif 000014
【図１３】
2008269696.tif 000015
【図１４】
2008269696.tif 000016
【図１５】
2008269696.tif 000017
【図１６】
2008269696.tif 000018
【図１７】
2008269696.tif 000019
【図１８】
2008269696.tif 000020