(57)【要約】【課題】  フライングリードと基板パッドとの接合性を確保して、フライングリードを基板パッドに効率的に超音波接合することができるフライングリードの接合方法を提供する。【解決手段】  基板１６に形成された複数の基板パッド１７の各々にフライングリード１８を位置合わせし、ボンディングツール２０に超音波振動を作用させて、各々の基板パッド１７とフライングリード１８とを接合するフライングリードの接合方法において、前記基板１６に機械的加工を施し、前記基板パッド１７の前記フライングリード１８が接合される接合面に、超音波接合の際に変形する変形代としての突部１７ａを形成し、該突部１７ａが形成された基板パッド１７と前記フライングリード１８とを位置合わせし、前記ボンディングツール２０により、前記突部１７ａを潰すように変形させて前記フライングリード１８と前記基板パッド１７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】
基板に形成された複数の基板パッドの各々にフライングリードを位置合わせし、ボンディングツールに超音波振動を作用させて、各々の基板パッドとフライングリードとを接合するフライングリードの接合方法において、
前記基板に機械的加工を施し、前記基板パッドの前記フライングリードが接合される接合面に、超音波接合の際に変形する変形代としての突部を形成し、
該突部が形成された基板パッドと前記フライングリードとを位置合わせし、前記ボンディングツールにより、前記突部を潰すように変形させて前記フライングリードと前記基板パッドとを接合することを特徴とするフライングリードの接合方法。
【請求項２】
前記基板に施す機械的加工として、前記基板パッドの前記フライングリードが接合される接合面に加圧ツールを押圧し、基板パッドの接合面に凹穴を形成するとともに該凹穴の周囲に前記突部を形成する加工を施すことを特徴とする請求項１記載のフライングリードの接合方法。
【請求項３】
前記基板に施す機械的加工として、前記基板の裏面側から前記基板パッドに向けて加圧ツールを押圧し、基板パッドの接合面に前記突部を形成する加工を施すことを特徴とする請求項１記載のフライングリードの接合方法。
【請求項４】
前記基板に施す機械的加工として、加圧ツールの先端に形成されたくさび部を基板パッドの前記フライングリードが接合される接合面に打ち込み、くさび部が打ち込まれた基板パッドの周囲に突部を形成するとともに、前記加圧ツールから前記くさび部を切り離して前記基板パッドにくさび部を残置させる加工を施すことを特徴とする請求項１記載のフライングリードの接合方法。
【請求項５】
前記基板パッドに凹穴を形成する加圧ツールを前記ボンディングツールとして兼用し、前記加圧ツールにより前記基板パッドに凹穴を形成した後、該基板パッドに前記フライングリードを位置合わせし、前記加圧ツールに超音波振動を作用させて前記フライングリードと前記基板パッドとを接合することを特徴とする請求項２記載のフライングリードの接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフライングリードの接合方法に関し、より詳細には、超音波接合方法を利用して基板パッドにフライングリードを接合する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、磁気ディスク装置に用いられるキャリッジアセンブリの全体構成を示す。キャリッジアセンブリは、媒体の枚数に対応して複数個設けられたキャリッジアーム１０の先端に、磁気ヘッドを搭載したサスペンション１２を取り付けて形成される。キャリッジアーム１０の基部にはアクチュエータ軸１４が設けられ、キャリッジアーム１０はアクチュエータ軸１４を支持軸として媒体の表面に対して平行に回動操作される。
サスペンション１２に搭載された磁気ヘッドと信号伝送回路とを電気的に接続する方法にはいくつかの方法がある。図８は、サスペンション１２に設けられるサスペンション基板の端部を、キャリッジアーム１０の基部側面に取り付けられたフレキシブル基板１６の取り付け位置まで延出させ、サスペンション基板の末端をフライングリードに形成した、いわゆるロングテールサスペンション基板を用いた接続構造を示す。
【０００３】
このロングテールサスペンション基板を用いた接続構造では、フレキシブル基板１６に設けられた基板パッドと、ロングテールサスペンション基板の末端に形成されたフライングリード１８とを位置合わせし、超音波ツールを用いてフライングリード１８を基板パッドに接合する。図９は、フライングリード１８とフレキシブル基板１６に設けた基板パッド１７とをボンディングツール２０を用いて超音波接合する状態を示す。
【０００４】
超音波接合は半導体チップをフリップチップ接続によって基板に搭載する場合や、リードにワイヤをボンディングする場合に利用されており、確実な超音波接合がなされるようにするための方法がいろいろと提案されている。
特許文献１は、振動抑制部材を介してリードフレームを押さえることによりリードフレームの共振を防止してワイヤボンディングする方法を示す。特許文献２は、基板電極に導電性材料を塗布して接合電極を形成することにより接合面積を確保して接合する方法を示す。特許文献３、４は、異方性導電性膜を介在させ互いに密着する方向に超音波を印加して接合する方法を示す。特許文献５は、接合面を粗面として接合する方法を示す。特許文献６は、接合面に非導電性接着剤を塗布して接合する方法を示す。
【特許文献１】特開平１０−１５０１３７号公報
【特許文献２】特開２００５−１３６３９９号公報
【特許文献３】特開平０８−１４６４５１号公報
【特許文献４】特開平１０−１８９６５７号公報
【特許文献５】特開平０５−６３０３８号公報
【特許文献６】特開２００５−９３５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図８に示すロングテールサスペンション基板を用いる接続構造では、フライングリード１８は微小間隔をおいて多数本、並列に配置されているから、フライングリード１８を一本ずつ基板パッド１７に超音波接合することも可能であるが、図９に示すように、一度に複数本のフライングリード１８を超音波接合する方法が効率的である。
図９では、２本のフライングリード１８にボンディングツール２０を当接して、超音波接合している。しかしながら、ボンディングツール２０に複数本のフライングリード１８を当接させて超音波接合する方法の場合は、ボンディングツール２０の作用面が平坦面に形成されているために、接合面に凹凸があると接合ポイントごとに接合強度がばらつき、接合部分の接合信頼性が損なわれるという問題がある。
【０００６】
図１０は、フライングリード１８と基板パッド１７との接合界面を断面方向から見た状態を説明的に示す。接合界面は、接合部分の表面の凸部が潰れ、酸化膜が破れて接合されることにより、実際に接続している部分と酸化膜を介して接続している部分、接触していない部分Ａが混在した状態になる。
フライングリード１８と基板パッド１７とは、ともに外表面に金めっきが施され、金−金接合によって接続される。この金めっき層は、フライングリード１８と基板パッド１７の表面の凹凸を吸収する作用を有する。しかしながら、金めっき層の厚さは３μｍ程度であり、この金めっき層が接合面の凹凸を吸収する十分な作用を有するものではない。
【０００７】
本発明は、これらの課題を解決すべくなされたものであり、フライングリードを基板パッドに接合する際に、フライングリードと基板パッドとの接合性を確保して、フライングリードを基板パッドに効率的に超音波接合することができるフライングリードの接合方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を備える。
すなわち、基板に形成された複数の基板パッドの各々にフライングリードを位置合わせし、ボンディングツールに超音波振動を作用させて、各々の基板パッドとフライングリードとを接合するフライングリードの接合方法において、前記基板に機械的加工を施し、前記基板パッドの前記フライングリードが接合される接合面に、超音波接合の際に変形する変形代としての突部を形成し、突部が形成された基板パッドと前記フライングリードとを位置合わせし、前記ボンディングツールにより、前記突部を潰すように変形させて前記フライングリードと前記基板パッドとを接合することを特徴とする。
【０００９】
また、前記基板に施す機械的加工として、前記基板パッドの前記フライングリードが接合される接合面に加圧ツールを押圧し、基板パッドの接合面に凹穴を形成するとともに該凹穴の周囲に前記突部を形成する加工を施すことを特徴とする。加圧ツールにより基板パッドを押圧することによって、基板パッドの接合面に容易に突部を形成することができる。
また、前記基板に施す機械的加工として、前記基板の裏面側から前記基板パッドに向けて加圧ツールを押圧し、基板パッドの接合面に前記突部を形成する加工を施すことが可能である。
また、前記基板に施す機械的加工として、加圧ツールの先端に形成されたくさび部を基板パッドの前記フライングリードが接合される接合面に打ち込み、くさび部が打ち込まれた基板パッドの周囲に突部を形成するとともに、前記加圧ツールから前記くさび部を切り離して前記基板パッドにくさび部を残置させる加工を施すことを特徴とする。この方法によれば、基板パッドに形成された突部とフライングリードとを接合する作用に加えて、基板パッドに残置されたくさび部とフライングリードとを接合させる作用を利用することができ、フライングリードと基板パッドとの接合性をより向上させることが可能である。        
【００１０】
また、前記基板パッドに凹穴を形成する加圧ツールを前記ボンディングツールとして兼用し、前記加圧ツールにより前記基板パッドに凹穴を形成した後、該基板パッドに前記フライングリードを位置合わせし、前記加圧ツールに超音波振動を作用させて前記フライングリードと前記基板パッドとを接合する方法によることで、基板パッドに突部を形成する操作に引き続いて基板パッドとフライングリードとを接合する操作を行うことができ、アセンブリ工程をより効率化することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るフライングリードの接合方法によれば、超音波接合の際における変形代として突部が形成された基板パッドにフライングリードを接合する方法によることで、基板パッドとフライングリードとをより確実に、より接合強度を高めた状態で接合することができる。また、機械的加工によって基板パッドに突部を形成することにより、アセンブリ工程で突部を形成することが可能となり、フライングリードを確実にかつ効率的に基板パッドに接合する作業を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係るフライングリードの接合方法を適用する例として、キャリッジアセンブリを組み立てる際に、ロングテールサスペンション基板に設けられているフライングリード１８をフレキシブル基板１６に接合する場合を例に説明する。
本発明に係るフライングリードの接合方法においては、フライングリード１８が接合されるフレキシブル基板１６に形成された基板パッド１７の接合面に、超音波振動を作用させた際に変形する変形代としての突部を機械的加工により形成しておき、この突部を潰すようにしながらフライングリード１８を基板パッド１７に超音波接合する。
【００１３】
（第１の実施の形態）
図１は、フレキシブル基板１６に形成された基板パッド１７に、超音波接合時に変形代となる突起を形成する方法を示す。この例では、円錐体の先端を切り落とした形状に形成した加圧ツール３０により基板パッド１７を厚さ方向に押圧することによって突部１７ａを形成する。加圧ツール３０を基板パッド１７のフライングリード１８が接合される接合面に対し厚さ方向に加圧すると、基板パッド１７の接合面に凹穴１７ｂが形成され、凹穴１７ｂの周囲に盛り上がり形状に突部１７ａが形成される。
【００１４】
図２（ａ）は、突部１７ａが形成された基板パッド１７に、ボンディングツール２０に超音波振動を作用させてフライングリード１８を接合している状態を示す。ロングテールサスペンション基板の末端に形成されたフライングリード１８は、フレキシブル基板１６に形成された基板パッド１７の上方に各々位置合わせした状態でボンディングツール２０により基板パッド１７に向けて押接されて接合される。
本実施形態では、基板パッド１７とフライングリード１８の表面に金めっきが施され、金−金接合によって基板パッド１７とフライングリード１８とが接合される。
【００１５】
図２（ｂ）は、フライングリード１８が基板パッド１７に接合された状態を示す。ボンディングツール２０によりフライングリード１８に超音波振動を作用させながら接合する際に、基板パッド１７の接合面に形成された突部１７ａが潰されて接合され、基板パッド１７の接合面が平坦面に形成された場合にくらべて、フライングリード１８と基板パッド１７との接合強度が向上し、基板パッド１７とフライングリード１８とが確実に接合される。基板パッド１７に形成された突部１７ａは、超音波振動を作用させた際に、フライングリード１８との間で摩擦され、潰れるように変形する変形代として作用する。
【００１６】
このように基板パッド１７に超音波接合の際に変形する変形代を形成しておくことにより、フライングリード１８と基板パッド１７とを確実に接合することができ、複数のフライングリード１８を一括して基板パッド１７に接合する場合にも接合強度のばらつきを抑え、フライングリード１８と基板パッド１７との接合性を向上させることができる。
また、本実施形態のように、基板パッド１７に凹穴１７ｂを形成して突部１７ａを形成する方法は、基板パッド１７に単に突部を形成する方法と比較して、フライングリード１８と突部１７ａとの接触面積を大きくすることができ、フライングリード１８と基板パッド１７とをより強固に接合できるという利点がある。
【００１７】
（第２の実施の形態）
図３は、基板パッド１７にフライングリード１８を接合する第２の実施の形態を示す。本実施の形態では、基板パッド１７に突部１７ａを形成する際に使用する加圧ツール３０を、フライングリード１８を基板パッド１７に超音波接合するボンディングツールとして兼用することを特徴とする。加圧ツール３０を用いて基板パッド１７に突部１７ａを形成する方法は上述した第１の実施の形態と同様である。
図３は、加圧ツール３０を用いて基板パッド１７に突部１７ａを形成した後、基板パッド１７にロングテールサスペンション基板のフライングリード１８を位置合わせし、加圧ツール３０に超音波振動を作用させ、基板パッド１７にフライングリード１８を押接させて接合している状態を示す。
【００１８】
加圧ツール３０に超音波振動を作用させてフライングリード１８を基板パッド１７に接合する方法によれば、加圧ツール３０により基板パッド１７に突部１７ａを形成する工程に引き続いてフライングリード１８を基板パッド１７に接合することができ、アセンブリ作業を効率的に行うことができる。
【００１９】
なお、基板パッド１７に変形代となる突部を形成する方法としては、前述した加圧ツール３０を使用する方法のかわりに、フレキシブル基板１６に配線パターンを形成する際に、基板パッド１７の表面にめっきを盛り上げて形成するといった、フレキシブル基板１６の製造工程において形成することも可能である。しかしながら、フレキシブル基板１６の製造工程で、めっき盛り上げ等によって突部を形成する場合には、フレキシブル基板１６の製造工数が増えフレキシブル基板１６の製造コストが高くなる。その点、加圧ツール３０を用いて突部１７ａを形成する方法は、アセンブリ工程で簡単に突部１７ａが形成でき、製造コスト的にも有利になるという利点がある。
【００２０】
（第３の実施の形態）
図４，５は、基板パッド１７にフライングリード１８を接合する第３の実施の形態を示す。本実施の形態では、フレキシブル基板１６の裏面側、すなわち、フレキシブル基板１６の基材である樹脂基板１６ａ側から基板パッド１７の裏面に向けて加圧ツール３０を押圧することにより、基板パッド１７に突部１７ａを形成することを特徴とする。図４は、可撓性を有する支持ステージ４０に、基板パッド１７を下向きとしてフレキシブル基板１６を配置し、樹脂基板１６ａに加圧ツール３０を押圧して基板パッド１７に突部を形成する状態を示す。基板パッド１７が形成されている位置に合わせて樹脂基板１６ａを加圧ツール３０により押圧すると、樹脂基板１６ａおよび基板パッド１７が図の破線のように撓み、基板パッド１７のフライングリード１８との接合面に突部１７ａが形成される。
【００２１】
図５（ａ）は、フライングリード１８との接合面に突部１７ａが形成された基板パッド１７にボンディングツール２０を用いてフライングリード１８を超音波接合している状態を示す。基板パッド１７の接合面に形成される突部１７ａは、中央部が若干、膨出した形状に形成される。
本実施形態の場合も、基板パッド１７の接合面に形成した突部１７ａがフライングリード１８を超音波接合する際の変形代として作用し、ボンディングツール２０を用いてフライングリード１８を基板パッド１７に確実に接合する際に、突部１７ａが潰されるようにして接合され、フライングリード１８と基板パッド１７とが確実に接合される。図５（ｂ）は、基板パッド１７にフライングリード１８を接合した状態である。
【００２２】
（第４の実施の形態）
図６、７は、基板パッド１７にフライングリード１８を接合する第４の実施の形態を示す。本実施の形態では、加圧ツール３２の先端に形成されたくさび部３２ａを基板パッド１７に打ち込み、くさび部３２ａをそのままフレキシブル基板１６に残すことによって、基板パッド１７のフライングリード１８との接合面に突部１７ａを形成することを特徴とする。
【００２３】
図６は、先端にくさび部３２ａが形成された加圧ツール３０を、基板パッド１７の上方から基板パッド１７に向けて突き下ろし、基板パッド１７にくさび部３２ａを打ち込んだ状態を示す。加圧ツール３２の先端に形成されたくさび部３２ａは加圧ツール３２の本体から折るようにすることで簡単に切り離される。加圧ツール３２は、くさび部３２ａが基板パッド１７を厚さ方向に貫通し、先端がフレキシブル基板１６の樹脂基板１６ａに達する程度にまで押入する。くさび部３２ａが基板パッド１７に貫入することによって、基板パッド１７のフライングリード１８との接合面に突部１７ａが盛り上がるように形成される。
【００２４】
図７は、ボンディングツール２０によりフライングリード１８に超音波振動を作用させながら、基板パッド１７にフライングリード１８を接合している状態を示す。フライングリード１８に超音波振動を作用させながらフライングリード１８を基板パッド１７に押圧することによって、基板パッド１７に形成された突部１７ａが潰されてフライングリード１８と基板パッド１７とが接合される。基板パッド１７に打ち込まれたくさび部３２ａの上端部が基板パッド１７の上面よりも若干突出している場合には、フライングリード１８を接合する際に、基板パッド１７とともにフライングリード１８に接合される。
【００２５】
本実施形態においては、くさび部３２ａが基板パッド１７に超音波接合の際の変形代として突部１７ａを形成する作用を有するとともに、フライングリード１８とくさび部３２ａとが接合することによって、基板パッド１７とフライングリード１８のみを接合した場合にくらべて接合強度を向上させることが可能となる。なお、本実施形態の場合は、くさび部３２ａがフレキシブル基板１６とフライングリード１８との接合部分に残るから、外面に金めっき等の耐蝕性のめっきを施しておくのが良い。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１の実施の形態において、基板パッドに突部を形成する方法を示す説明図である。
【図２】第１の実施の形態において、基板パッドにフライングリードを接合する状態を示す説明図である。
【図３】基板パッドにフライングリードを接合する第２の実施の形態を示す説明図である。
【図４】第３の実施の形態において、基板パッドに突部を形成する方法を示す説明図である。
【図５】第３の実施の形態において、基板パッドにフライングリードを接合する状態を示す説明図である。
【図６】第４の実施の形態において、基板パッドに突部を形成する方法を示す説明図である。
【図７】第４の実施の形態において、基板パッドにフライングリードを接合する状態を示す説明図である。
【図８】ロングテールサスペンション基板を用いてキャリッジアセンブリを組み立てる方法を示す斜視図である。
【図９】ボンディングツールによりフライングリードと基板パッドとを接合する従来方法を示す説明図である。
【図１０】フライングリードと基板パッドとの接合界面の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  キャリッジアーム
１２  サスペンション
１６  フレキシブル基板
１６ａ  樹脂基板
１７  基板パッド
１７ａ  突部
１７ｂ  凹穴
１８  フライングリード
２０  ボンディングツール
３０、３２  加圧ツール
【図１】
2007172697.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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