(57)【要約】【課題】  電気ボンディングパッドの導電ボールボンディングのための改良された方法と装置を提供する。【解決手段】  金ボールが用意され、真空吸引力を使用するホルダが各々の金ボールを拾い上げるために使用される。その次に、金ボールは所望の１つまたは複数のボンディングパッドに隣接して配置され、そのボールと１つまたは複数のボンディングパッドとの部分的な溶融を実現するために振動させられる。【選択図】      図３
2005209329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電ボールボンディングを形成する方法であって、
導電ボールを用意することと、
ホルダによって前記導電ボールを拾い上げることと、
前記ホルダによって前記導電ボールをボンディングパッドに接触するように配置すること
とを含む方法。
【請求項２】
前記導電ボールが少なくとも部分的に溶融するように前記導電ボールに振動を加えることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記導電ボールは金で作られている、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
導電ボールを形成する方法であって、
複数の導電ボールを用意することと、
ホルダによって前記導電ボールの最初の１つを拾い上げることと、
前記最初の導電ボールに結合されるべき少なくとも１つのボンディングパッドを用意することと、
前記少なくとも１つのボンディングパッドに対して前記導電ボールを位置決めすること
とを含む方法。
【請求項５】
前記導電ボールが少なくとも部分的に溶融するように前記導電ボールに振動を加えることをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記導電ボールを金で作る請求項５に記載の方法。
【請求項７】
スライダ上のボンディングパッドとサスペンション上のボンディングパッドとの間に導電ボールボンディングを形成する方法であって、
トレー上に複数の導電ボールを用意することと、
ホルダを介した吸引力によって前記トレーから前記導電ボールの最初の１つを拾い上げることと、
サスペンションに結合されるスライダを用意することであって、前記スライダと前記サスペンションの各々は少なくとも１つのボンディングパッドを含むことと、
前記スライダの前記ボンディングパッドと前記サスペンションの前記ボンディングパッドとの両方に接触するように、前記少なくとも１つの導電ボールを配置すること
とを含む方法。
【請求項８】
前記導電ボールの少なくとも部分的な溶融を引き起こすように前記導電ボールに振動を加えることをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記導電ボールの少なくとも部分的な溶融を引き起こすように前記スライダの前記ボンディングパッドと前記サスペンションの前記ボンディングパッドとに振動を加えることをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記ホルダは毛細管でありかつ真空源に連結されている、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記導電ボールを金で作られている、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記導電ボールを金、銀及び銅の中の少なくとも１つによって作られている、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
導電ボールボンドを作るシステムであって、
導電ボールを拾い上げるためのホルダと、
前記導電ボールがボンディングパッドと接触する形で前記ホルダが位置するように、前記ボンディングパッドを含む構成要素を保持する支持体
とを含むシステム。
【請求項１４】
前記導電ボールに振動を加えるための震動源をさらに含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記ホルダは開口を含む毛細管であり、前記システムは、さらに、前記導電ボールを拾い上げるために前記毛細管の前記開口において吸引力を生じさせるための、前記毛細管に連結されている真空源を含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記構成要素は、サスペンションの第２のボンディングパッドに対して直角関係の形で第１のボンディングパッドを有するスライダである、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記導電ボールは、金、銀及び銅の中の少なくとも１つで作られている、請求項１６に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスクドライブの構成要素を製造する方法と装置に関する。特に、本発明は、ヘッドスライダ装置のボンディングパッドとサスペンションのボンディングパッド等とのような構成要素の導電ボールボンディングに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブは、磁気読取り／書込み要素によってアクセスされる一連の回転ディスクから基本的に成る一般的な情報記憶装置である。一般的に変換器として知られているこのデータ転送要素は、典型的には、読取り／書込み動作が行われることを可能にするためにディスク上に形成されている個別のデータトラックの上方の近接した相対位置に保持されているスライダ本体によって支持されかつこのスライダ本体内に埋め込まれている。ディスク表面に対してこの変換器を適正に位置決めするために、スライダ本体上に形成されている空気軸受表面（ＡＢＳ）が、ディスクのデータトラックの上方にスライダと変換器とを「浮上させる（fly）」ための十分な揚力を提供する流体空気流を受ける。磁気ディスクの高速回転が、そのディスクの接線速度に実質的に平行な方向に、その磁気ディスク表面に沿った気流すなわち風の流れを生じさせる。この気流はスライダ本体のＡＢＳと協働し、回転するディスクの上方にスライダが浮上することを可能にする。実際には、この浮上させられたスライダは、この自己発動空気軸受によってディスク表面から物理的に分離している。スライダのＡＢＳは、一般的に、回転ディスクに対向するスライダ表面上に形成されており、および、様々な条件の下においてディスクの上方に浮上するそのスライダの能力に大きな影響を与える。
【０００３】
図１に示されているように、一般的なカタマランスライダ（catamaran slider）５に関して公知であるＡＢＳ設計は、ディスクに対向するスライダ表面の外側端縁に沿って延びる１対の互いに平行なレール２、４によって形成することができる。様々な表面積と形状とを有する３つ以上の追加のレールを含む他のＡＢＳ構成もすでに開発されている。この２つのレール２、４は、典型的には、前縁６から後縁８までスライダ本体の長さの少なくとも一部分に沿って延びる。前縁６は、回転ディスクが後縁８に向かってスライダ５の長さを動く前に回転ディスクが通過するスライダの端縁として規定されている。図示されているように、前縁６は、この機械加工プロセスに典型的に関連している好ましくない大きな公差（tolerance）にも係わらず、テーパされていてもよい。変換器すなわち磁気要素７は、典型的には、図１に示されているようにスライダの後縁８に沿った特定の位置に取り付けられている。レール２、４は、スライダがその上に浮上する空気軸受を形成し、回転するディスクによって生じる気流との接触時における必要な浮上を実現する。ディスクが回転するにつれて、その発生した風、すなわち気流がカタマランスライダレール２、４の下方とこれらのレールの間とを流れる。気流がレール２、４の下を流れるので、レールとディスクとの間の気圧が増大し、それによって確実な予圧と浮上とを実現する。カタマランスライダは、一般的に、回転するディスクの上方の適切な高さにスライダを浮上させるのに十分なだけの量の浮上または確実な負荷力を生じさせる。レール２、４が無い場合には、スライダ本体５の大きな表面積が過剰に大きな空気軸受表面積を生じさせることができる。一般的に、空気軸受表面積が増大するにつれて、生じる浮上の量も増大する。したがって、レールが無い場合には、回転するディスクからスライダが過剰に遠くに浮上し、それによって、低い浮上高さを有することの上述の利点のすべてを失うであろう。
【０００４】
図２に示されているように、ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）４０が、スライダの浮上高さを規定する垂直間隔またはピッチ角およびロール角のような複数の自由度をスライダに与える場合が多い。図２に示されているように、サスペンション７４が、矢印８０によって示されている方向に移動する移動ディスク７６（端縁７０を有する）の上方にＨＧＡ  ４０を保持する。図２に示されているディスクドライブの動作においては、アクチュエータ７２が、ディスク７６の様々な直径（例えば、内径（ＩＤ）、中間径（ＭＤ）、外径（ＯＤ））の上方において、円弧７８全体にわたってＨＧＡを動かす。
【０００５】
スライダの磁気読取り／書込みヘッドは、ディスクドライブ内の回路系に電気的に接続されている。典型的には、サスペンション上のボンディングパッドに電気的に接続されるべきボンディングパッドが、スライダ上に設けられている。多くの場合には、スライダのボンディングパッドは、湾曲部のボンディングパッドに対して直角とすることができる。この電気的接続を実現するための一般的な方法は、導電ボールボンディングによるものである。金とはんだが、導電ボールのために使用される材料の一例である。金のボールボンディングの一例では、金が毛細管の中を通る中実ワイヤとして設けられており、この毛細管はそのワイヤの末端を所定の位置に保持する。この金は適正に接地されている。スライダはサスペンション上に適正に配置されており、支持体の上に置かれている。スイッチを介して電圧源に接続されている別個の電極が設けられている。この例では、スライダ／サスペンションの直角なボンディングパッドは金のワイヤの先端の下方に配置されている。電極が金のワイヤの先端に近づけられる。スイッチが閉じられると、数千ボルトの高さの電圧がその電極に印加される。このことが電極から金のワイヤへとスパークが飛ぶことを引き起こし、金のワイヤの一部が溶融する。液体の金ボールを生じさせるためのこのプロセスが当分野では電子フレームオフ（electronic flame off）（ＥＦＯ）と呼ばれている。
【０００６】
ワイヤと溶融金ボールとを保持する毛細管と、サスペンションとスライダとを保持する支持体とが、互いに近づけられる（例えば、この毛細管はスライダとサスペンションとの直角ボンディングパッドに向かって下降させられる）。金ボールとボンディングパッドとを一緒に押すために、力がこれらの構成要素の１つに加えられる。これと同時に、超音波振動のような振動がこれらの構成要素の一方または両方に与えられる。金のボールとボンディングパッドとの間の摩擦が摩擦を生じさせ、ボールの外側表面とパッドの外側表面とが高温になって、これらの外側の層を溶融させ、その結果として金ボールを介したパッド間の改善された電気的接続が実現される。最後に、ワイヤがスライダ／サスペンションから遠ざかるように引っ張られ、ボールがワイヤから分離する。
【０００７】
このシステムにおける１つの問題点が、金ボールの体積が配置毎に異なるということである。この体積が小さすぎる場合には、電気的接続部が生じない可能性があり、または、電気的接続部が脆弱であって、スライダ／サスペンションの動作中に（例えば、「ヘッドスラップ（head slap）」中に）に容易に取り除かれる可能性がある。この体積が過剰に大きい場合には、その電気的接続部がスライダまたはサスペンション上の他のパッドに延び、その結果として動作不良を生じさせる可能性がある。このシステムは、さらに、スライダの読取り／書込み回路系（特にＭＲセンサ）に損傷を与える可能性がある高電圧とスパークとを含む。
【０００８】
上述の説明の見地から、電気ボンディングパッドの導電ボールボンディングのための改良された方法と装置とが必要とされている。
【発明の開示】
【０００９】
本発明の一実施形態によって、改良された方法とシステムとが提供される。一実施形態では金ボールが用意され、真空吸引力を使用するホルダが各金ボールを拾い上げるために使用される。その次に、このボールは所望の１つまたは複数のボンディングパッドに隣接して配置され、そのボールと１つまたは複数のボンディングパッドとの部分的な溶融を実現するために振動させられる。そうすることが、金ワイヤの末端において金ボールを生じさせるためにスパークを発生させるＥＦＯプロセスを不要にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図３を参照すると、この図には、本発明の実施形態による第１の動作の図が示されている。この実施形態では、複数の導電ボールが最初に用意される。図３に示されているように、導電ボール１１はトレー１２内に用意されている。この実施形態では、導電ボールは金で作られている。ボンディングパッドの寸法に応じて、導電ボールが様々なサイズを有することが可能である。１４０マイクロメートルのパッドサイズの場合には、導電ボールは２０マイクロメートルの公差で１３０マイクロメートルの直径を有することが可能である。９０マイクロメートルのサイズのパッドの場合には、導電ボールは、公差１５マイクロメートルで８５マイクロメートルの直径を有することが可能である。この実施形態では、導電ボールは、広範囲の直径を有するボールを生産する微粒化プロセスを使用して製造される。ふるい分けプロセスによって、上記の特定の条件を満たすように導電ボールを選別することが可能である。本発明で言及されているような導電ボールはＴｅｃｈｎｉｃ，Ｉｎｃ．（Ｃｒａｎｓｔｏｎ，Ｒｈｏｄｅ  Ｉｓｌａｎｄ）から購入可能である。
【００１１】
電気的接続部が形成されることを必要とする工作物１５が、少なくとも１つのボンディングパッドを含む。この例では、工作物１５は、ボンディングパッド１６ａを有する読取り／書込みスライダ１６と、ボンディングパッド１７ａを有するサスペンション１７である。１つまたは複数の導電ボールを拾い上げるための吸引力をもたらす真空２１が提供される。この例では、この真空はシリンダ２２に結合され、一方、このシリンダ２２はホルダ２３またはそのホルダの一部分に連結されている。本発明の実施形態では、（シリンダ２２を有する）ホルダ２３は、当分野で公知である導電ワイヤを保持するために使用されるものと同一の毛細管である。したがって、上述のＥＦＯ方法で使用される毛細管と工作物とを操作および／または保持するために使用される装置も、本発明のこの実施形態を実現するために使用することができる。
【００１２】
図４を参照すると、この図には、この実施形態の第２の動作が示されている。図４では、ホルダ２３が、金のボール１１とトレー１２との上方を移動する。真空２１が及ぼされると、吸引力がホルダ２３の開口に生じる。この開口のサイズのため、その吸引力は、ボール１１の１つがホルダの開口内に収容されるのに十分なだけの大きさである。
【００１３】
図５を参照すると、この図には、この実施形態の第３の動作が示されている。図５では、ホルダ２３が、ボール１１ａが導電パッドの少なくとも１つと接触するように工作物１５に向かって移動する。この実施形態では、振動源３０が、（例えばホルダ２３を経由して）そのボールに対して、ボール１１の外側層を溶かす超音波振動を与え、１つまたは複数のボンディングパッドがそれらの間の電気的結合を改善する。
【００１４】
本発明を上述の用途に関して説明してきたが、好ましい実施形態のこの説明は、限定的な意味で解釈されることは意図されていない。本発明のすべての側面が、様々な原理と変数とに依存している本明細書で説明されている特定の記述、構成または寸法にだけに限定されないということが理解されるべきである。開示されている装置の形態と細部とにおける様々な変更と、本発明の他の変形とが、本開示内容を参照する時に当業者にとって明らかであろう。したがって、添付の請求の範囲が、本発明の真の着想と範囲とに含まれるものとして、上述の実施形態のこうした変更と変形とのすべてを範囲内に含むということが想定されている。
【００１５】
例えば、図３から図５の実施形態では金のボールを説明しているが、はんだ、銅、および、銀（特に、体積単位では金よりも安価である、金めっきされた銅ボールまたは銀ボール）を含む他の導電性材料が使用されてもよい。さらに、１つの装置が別の装置に向けて動かされるということを述べる時に、当業者は、上述の通りの電気的接続部を形成する方法を容易にするために、装置のどちらかまたは両方が互いに対して相対的に動かされてもよいということを理解するであろう。さらに、本発明の実施形態は（例えば、スライダ／サスペンション接続部のために）ボンディングパッド間に直角関係が存在する電気的接続部を形成するように仕向けられているが、本発明は、ボンディングパッドが互いに平行である場合を含むボンディングパッド間の他のタイプの関係に拡張することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】テーパされた従来のカタマラン空気軸受スライダ構成を有する読取り／書込み要素アセンブリを備える浮上スライダの斜視図である。
【図２】可動磁気記憶媒体の上方の取り付けられた空気軸受スライダの平面図である。
【図３】本発明の実施形態による第１の動作を実現するシステムの図である。
【図４】本発明の実施形態による第２の動作を実現する図３のシステムの図である。
【図５】本発明の実施形態による第３の動作を実現する図３のシステムの図である。
【符号の説明】
【００１７】
１１    導電ボール
１２    トレー
１５    工作物
１６    読取り／書込みスライダ
１６ａ    ボンディングパッド
１７    サスペンション
１７ａ    ボンディングパッド
２１    真空源
２２    シリンダ
２３    ホルダ
３０    震動源
【図１】
2005209329.tif 000003
【図２】
2005209329.tif 000004
【図３】
2005209329.tif 000005
【図４】
2005209329.tif 000006
【図５】
2005209329.tif 000007
【外国語明細書】
2005209329000001.pdf