(57)【要約】      （修正有）【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、ボンディングツールを用いて効率的に超音波接合することを可能にする複数のフライングリードの接合方法を提供する。【解決手段】並列に配列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、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、前記フライングリード１８に当接して超音波振動を作用させる当接部材３２ａ、３２ｂが転動自在に支持されたボンディングツール３０を使用し、前記当接部材３２ａ、３２ｂを前記フライングリード１８に当接させて転動させつつ、前記ボンディングツール３０を、並列に配置された前記フライングリード１８を横切る方向に移動させることにより、各々のフライングリード１８と基板パッド１７とを超音波接合する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列に配列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よりフライングリードに超音波振動を作用させ、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、
前記フライングリードに当接して超音波振動を作用させる当接部材が転動自在に支持されたボンディングツールを使用し、
前記当接部材を前記フライングリードに当接させて転動させつつ、前記ボンディングツールを、並列に配置された前記フライングリードを横切る方向に移動させることにより、前記当接部材から前記フライングリードに超音波振動を作用させて、各々のフライングリードと基板パッドとを超音波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】
前記当接部材が、前記ボンディングツールの移動方向に、複数個配置されている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】
前記ボンディングツールに使用する当接部材が、ローラであることを特徴とする請求項１または2記載のフライングリードの接合方法。
【請求項４】
前記ボンディングツールに使用する当接部材が、ボールであることを特徴とする請求項１または２記載のフライングリードの接合方法。
【請求項５】
キャリッジアームに取り付けられたフレキシブル基板と、ロングテールサスペンション基板とを電気的に接続する方法として、前記フレキシブル基板に設けられた基板パッドと、前記ロングテールサスペンション基板に設けられたフライングリードとを位置合わせし、請求項１記載のフライングリードの接合方法を適用して前記基板パッドとフライングリードとを超音波接合することを特徴とするキャリッジアセンブリの組み立て方法。
【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３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３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て形成した、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端部から延出するフライングリード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４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３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４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４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５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、並列に配列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よりフライングリードに超音波振動を作用させ、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、前記フライングリードに当接して超音波振動を作用させる当接部材が転動自在に支持されたボンディングツールを使用し、前記当接部材を前記フライングリードに当接させて転動させつつ、前記ボンディングツールを、並列に配置された前記フライングリードを横切る方向に移動させることにより、前記当接部材から前記フライングリードに超音波振動を作用させて、各々のフライングリードと基板パッドとを超音波接合することを特徴とする。
【０００９】
また、前記当接部材が、前記ボンディングツールの移動方向に、複数個配置された構成とした場合は、ボンディングツールを移動させた際に、各々のフライングリードに複数回、超音波振動が作用し、フライングリードと基板パッドとが確実に接合される。
また、前記ボンディングツールに使用する当接部材としては、ローラあるいはボールが好適に使用される。
【００１０】
また、キャリッジアームに取り付けられたフレキシブル基板と、ロングテールサスペンション基板とを電気的に接続する方法として、前記フレキシブル基板に設けられた基板パッドと、前記ロングテールサスペンション基板に設けられたフライングリードとを位置合わせし、前記フライングリードの接合方法を適用して前記基板パッドとフライングリードとを超音波接合する方法は、キャリッジアセンブリの組み立て方法として好適に利用できる。
【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、基板パッドとフライングリードとを確実に超音波接合することができ、また、並列に配置されたフライングリードを横切るようにボンディングツールを移動させるだけで基板パッドとフライングリードとが接合されるから、複数の基板パッドとフライングリードとを超音波接合する方法として有効に利用することができる。
【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の実施の形態として、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。
図１は、キャリッジアーム１０の側面に取り付けられたフレキシブル基板１６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、超音波接合用のボンディングツール３０を用いて接合している状態を示す。
【００１３】
フレキシブル基板１６の表面には、所定間隔をあけて並列に基板パッド１７が露出している。フライングリード１８はロングテールサスペンション基板の端部からリード状に並列に延出する。フライングリード１８は、各々のリードの平面配置が基板パッド１７の平面配置と一致するようにサスペンション基板に形成されている。図１は、フレキシブル基板１６に形成されている各々の基板パッド１７の上方に、１本ずつフライングリード１８を位置合わせしてフライングリード１８と基板パッド１７とを接合している状態を示す。
【００１４】
本実施形態のボンディングツール３０は、フライングリード１８の上面に当接して超音波振動を作用させる当接部材として一対のローラ３２ａ、３２ｂを備えていることを特徴とする。ローラ３２ａ、３２ｂは下面が開口して形成されたホルダ３４の内部に、ホルダ３４の開口面から周面の一部を露出させて収納される。
ローラ３２ａ、３２ｂは、超音波振動子を備えた超音波発生装置３８連結されている振動体３６から伸びるアーム部３６ａに転動自在に軸支される。振動体３６およびアーム部３６ａはホルダ３４内に収納されている。
移動機構４０は、ホルダ３４を支持してボンディングツール３０をフライングリード１８の接合位置に位置合わせし、ボンディングツール３０をフライングリード１８および基板パッド１７の長手方向に直交する向きに移動させる作用をなすためのものである。
【００１５】
図２は、本実施形態のボンディングツール３０を用いてフライングリード１８を基板パッド１７に接合する方法を示す。
図２（ａ）は、フレキシブル基板１６にフライングリード１８を位置合わせし、並列に配置されているフライングリード１８の一方側にボンディングツール３０を位置合わせした状態を示す。図４に示すように、基板パッド１７はフレキシブル基板１６上で細長に露出する。ロングテールサスペンション基板は、フライングリード１８のリードの長手方向をこの基板パッド１７の長手方向と一致するようにフレキシブル基板１６に対して位置決めされる。
【００１６】
移動機構４０により、ボンディングツール３０は、ローラ３２ａ、３２ｂをフライングリード１８に当接させながら、超音波発生装置３８により振動体３６に超音波を印加した状態で、フライングリード１８および基板パッド１７の長手方向に直交する方向に移動される。
超音波発生装置３８により振動体３６に超音波を印加しながらボンディングツール３０を移動させることによって、ローラ３２ａ、３２ｂによりフライングリード１８が基板パッド１７の表面に押接され、ローラ３２ａ、３２ｂが超音波振動することによってフライングリード１８と基板パッド１７とが接合される。
【００１７】
基板パッド１７にフライングリード１８を位置合わせした状態で、フライングリード１８は基板パッド１７の上面から若干離間する。ローラ３２ａ、３２ｂが移動する際にフライングリード１８はローラ３２ａ、３２ｂの外周面によって基板パッド１７に向けて押さえ込まれるように押圧され、基板パッド１７に的確に押接されて基板パッド１７との間で確実な超音波接合がなされる。
【００１８】
図２（ａ）は、フライングリード１８の一方側にボンディングツール３０を位置合わせした状態で、ボンディングツール３０の移動方向で先行するローラ３２ｂのみがフライングリード１８に当接している状態である。この状態から並列に配置されたフライングリード１８を横切るようにボンディングツール３０を移動させることにより、各々のフライングリード１８と基板パッド１７との間で超音波接合作用が奏され、すべてのフライングリード１８と基板パッド１７とが接合される。図２（ｂ）は、並列に配置されたフライングリード１８の他方側の近傍までボンディングツール３０が移動した状態を示す。
【００１９】
本実施形態のボンディングツール３０では、一対のローラ３２ａ、３２ｂを設けることにより、各々のフライングリード１８では先行するローラ３２ｂと後行するローラ３２ａの２回にわたって超音波接合作用が奏される。これによって、１回のローラによって超音波接合する場合にくらべて、より確実にフライングリード１８と基板パッド１７とを接合することができる。
本実施形態のボンディングツール３０を用いてフライングリード１８を基板パッド１７に接合する操作は、並列に配置されているフライングリード１８をリードの長手方向に対して直交する向きにボンディングツール３０を走査させるようにすることによってなされるから、個々のフライングリード１８に超音波振動が作用する時間は短時間である。したがって、本実施形態のように、複数の当接部材（ローラ）を使用して、１回の操作でフライングリード１８に対して複数回の超音波振動が作用するようにすることは有効である。
【００２０】
また、本実施形態のボンディングツール３０ではローラ３２ａ、３２ｂが振動体３６に自在に転動可能に支持されているから、フライングリード１８を横切るようにボンディングツール３０を移動させる際に、ローラ３２ａ、３２ｂ自体が回転し、フライングリード１８を損傷させずにボンディングツール３０を移動させながら超音波接合をすることができる。
【００２１】
また、超音波振動を作用させる当接部材をローラ状としたことで、従来のように、作用面を平坦面とした当接部材を使用した場合にくらべて、個々のフライングリード１８に対して超音波振動を集中的に作用させることができ、確実に超音波接合することが可能となる。基板パッド１７の接合面やフライングリード１８の接合面に凹凸が形成されていたり、基板パッド１７やフライングリード１８に厚さのばらつきが生じていたりした場合でも、ローラ３２ａ、３２ｂから個々のフライングリード１８に超音波振動が作用することから、フライングリード１８やフレキシブル基板１６の製造時のばらつきを吸収してフライングリード１８を確実に基板パッド１７に接合することが可能になる。これによって、キャリッジアセンブリのフレキシブル基板とサスペンション基板との接合部分の接合信頼性を高めることが可能となる。
【００２２】
なお、本発明に係るフライングリードの接合方法は、上述したキャリッジアセンブリの組み立てに使用する場合に限らず、フライングリードとして形成されたリードと配線基板の基板パッドとを超音波接合によって接合する際に、まったく同様に適用することができる。
フライングリードが複数本並列に配置されているような場合には、フライングリードと基板パッドとを位置合わせした状態で、フライングリードのリードの方向とは直交する方向にボンディングツールを移動させて超音波接合することにより、フライングリードと基板パッドとの超音波接合をきわめて効率的にかつ確実に行うことが可能になる。
【００２３】
なお、上記実施形態においては、超音波振動を作用させる当接部材をローラとして形成したが、ローラのかわりにボール体を使用することも可能である。ボール体を使用した場合は、ローラを使用する場合にくらべて被接続部との接触面積が小さくでき、超音波振動をさらに接続部分に集中させて作用させることができる。
また、上記実施形態では、ローラ３２ａ、３２ｂを振動体３６に取り付ける形態としたが、ホルダ３４にローラ３２ａ、３２ｂを取り付け、ホルダ３４を超音波振動させる構成とすることも可能である。また、超音波振動を作用させる当接部材の数を単数とすることもでき、３個以上とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】ボンディングツールの構成と、ボンディングツールを用いてフライングリードと基板パッドとを超音波接合する状態を示す説明図である。
【図２】ボンディングツールを用いてフライングリードと基板パッドとを接合する方法を示す説明図である。
【図３】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４】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５】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】
【００２５】
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
１７  基板パッド
１８  フライングリード
２０  ボンディングツール
３０  ボンディングツール
３２ａ、３２ｂ  ローラ
３６  振動体
３８  超音波発生装置
４０  移動機構
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図３】
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【図５】
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