(57)【要約】【課題】信頼性の高い半田付けを実現すること。【解決手段】各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間を半田にて接合する半田付け方法であって、半田が加熱ビームの照射経路上に配置された状態で当該半田が溶融する前に各接合パッドが加熱されるよう加熱ビームを照射するパッド加熱工程と、加熱ビームにて半田を溶融させて各接合パッド上に付着させる半田溶融工程と、を有し、パッド加熱工程と半田溶融工程とにおける加熱ビームの照射をほぼ同時に行い、その後接合パッド上にて溶融した半田をさらに加熱ビームにて加熱する溶融半田加熱工程を有する。【選択図】図１
2007118072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間を半田にて接合する半田付け方法であって、
前記半田が加熱ビームの照射経路上に配置された状態で当該半田が溶融する前に前記各接合パッドが加熱されるよう加熱ビームを照射するパッド加熱工程と、前記加熱ビームにて前記半田を溶融させて前記各接合パッド上に付着させる半田溶融工程と、を有し、前記パッド加熱工程と前記半田溶融工程とにおける前記加熱ビームの照射をほぼ同時に行い、
その後前記接合パッド上にて前記溶融した半田をさらに前記加熱ビームにて加熱する溶融半田加熱工程を有する、
ことを特徴とする半田付け方法。
【請求項２】
前記パッド加熱工程は、前記加熱ビームを前記半田の周囲を通過させて前記接合パッドに照射する、ことを特徴とする請求項１記載の半田付け方法。
【請求項３】
前記パッド加熱工程は、所定時間の照射により前記半田が溶融しない熱量の前記加熱ビームを照射する、ことを特徴とする請求項１又は２記載の半田付け方法。
【請求項４】
前記パッド加熱工程は、前記半田溶融工程における加熱ビームよりも弱い強度の加熱ビームを照射する、ことを特徴とする請求項１，２又は３記載の半田付け方法。
【請求項５】
前記溶融半田加熱工程は、前記半田溶融工程における加熱ビームよりも弱い強度の加熱ビームを照射する、ことを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の半田付け方法。
【請求項６】
前記各工程における前記加熱ビームの照射を連続して行う、ことを特徴とする請求項１，２，３，４又は５記載の半田付け方法。
【請求項７】
前記パッド加熱工程は、前記接合パッド上に半田を予め配置した状態で行う、ことを特徴とする請求項１，２，３，４，５又は６記載の半田付け方法。
【請求項８】
前記パッド加熱工程は、前記加熱ビームの照射手段の先端に前記半田を保持した状態で行う、ことを特徴とする請求項１，２，３，４，５又は６記載の半田付け方法。
【請求項９】
前記パッド加熱工程は、前記半田を加熱ビームの照射経路上に配置する前から前記各接続パッドに対する加熱ビームの照射を行うと共に、当該各接合パッドへの加熱ビームの照射中に当該照射経路上に前記半田を配置する、ことを特徴とする請求項１，２，３，４，５又は６記載の半田付け方法。
【請求項１０】
前記半田溶融工程は、前記加熱ビームの照射手段の先端から前記溶融したあるいは溶融する前の半田を前記接合パッド上に吐出して当該接合パッド上に前記半田を付着させる、ことを特徴とする請求項８又は９記載の半田付け方法。
【請求項１１】
前記溶融半田加熱工程は、前記接合パッド上における前記溶融した半田の少なくとも外周付近を加熱する、ことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９又は１０記載の半田付け方法。
【請求項１２】
前記溶融半田加熱工程は、前記接合パッドからの金が前記溶融した半田中に拡散するよう加熱する、ことを特徴とする請求項１１記載の半田付け方法。
【請求項１３】
少なくとも前記パッド加熱工程における前記加熱ビームの照射を、当該加熱ビームの照射箇所を制限する照射マスクを通して行う、ことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１又は１２記載の半田付け方法。
【請求項１４】
前記溶融半田加熱工程における前記加熱ビームの照射を、前記照射マスクを通して行う、ことを特徴とする請求項１３記載の半田付け方法。
【請求項１５】
前記加熱ビームの照射を、前記各接合パッドを照射目標としてそれぞれ行う、ことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３又は１４記載の半田付け方法。
【請求項１６】
前記加熱ビームの照射を、複数の接合箇所にそれぞれ位置する前記接合パッドに対して同時に行う、ことを特徴とする請求項１５記載の半田付け方法。
【請求項１７】
前記加熱ビームの照射を、前記接合パッドの位置に応じてそれぞれ予め設定された強度にて行う、ことを特徴とする請求項１５又は１６記載の半田付け方法。
【請求項１８】
請求項１乃至１７記載の半田付け方法にて磁気ヘッドスライダがサスペンションに接合されたことを特徴とするヘッドジンバルアッセンブリ。
【請求項１９】
請求項１８記載のヘッドジンバルアッセンブリを搭載した磁気ディスク装置。
【請求項２０】
各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間を半田にて接合する際に用いる半田付け装置であって、
接合箇所に加熱ビームを照射するノズルを有する照射手段と、この照射手段の動作を制御して前記加熱ビームの照射状態を制御する制御手段と、を備えると共に、
前記ノズルの先端に、前記加熱ビームの照射経路上に配置された半田に対して前記加熱ビームを照射する半田照射穴と、前記接合パッドに対して前記加熱ビームを照射する接合パッド照射穴と、を形成し、
前記制御手段は、前記半田を溶融させる前及び溶融させた後に、それぞれ前記接合箇所に加熱ビームを照射するよう前記照射手段の動作を制御する、
ことを特徴とする半田付け装置。
【請求項２１】
前記制御手段は、前記半田を溶融させる前に、所定時間の照射により前記半田が溶融しない熱量の前記加熱ビームを照射するよう前記照射手段の動作を制御する、ことを特徴とする請求項２０記載の半田付け装置。
【請求項２２】
前記制御手段は、前記半田を溶融させる前に、当該半田を溶融させるときにおける照射よりも弱い強度の加熱ビームを照射するよう前記照射手段の動作を制御する、ことを特徴とする請求項２０又は２１記載の半田付け装置。
【請求項２３】
前記制御手段は、前記半田を溶融させた後に、当該半田を溶融させるときにおける照射よりも弱い強度の加熱ビームを照射するよう前記照射手段の動作を制御する、ことを特徴とする請求項２０，２１又は２２記載の半田付け装置。
【請求項２４】
前記制御手段は、前記加熱ビームの照射を連続して行うよう前記照射手段の動作を制御する、ことを特徴とする請求項２０，２１，２２又は２３記載の半田付け装置。
【請求項２５】
前記照射手段は、前記接合パッド上に予め配置された半田に対して加熱ビームの照射を行う、ことを特徴とする請求項２０，２１，２２，２３又は２４記載の半田付け装置。
【請求項２６】
前記照射手段は、前記ノズルの先端に前記半田を保持した状態で半田付けを行う、ことを特徴とする請求項２０，２１，２２，２３又は２４記載の半田付け装置。
【請求項２７】
前記照射手段は、前記各接続パッドに対する加熱ビームの照射を開始した後に前記ノズルの先端に半田を供給して半田付けを行う、ことを特徴とする請求項２０，２１，２２，２３又は２４記載の半田付け装置。
【請求項２８】
前記照射手段は、前記ノズルの先端に配置された半田を前記接合パッド上に吐出して当該接合パッド上に前記半田を付着させることで半田付けを行う、ことを特徴とする請求項２６又は２７記載の半田付け装置。
【請求項２９】
前記接合パッド照射穴は、前記半田の周囲を通過させて前記加熱ビームを前記接合パッドに照射可能な形状、大きさ、あるいは、位置に形成されている、ことを特徴とする請求項２０，２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７又は２８記載の半田付け装置。
【請求項３０】
前記接合パッド照射穴は、当該接合パッド照射穴を通過した前記加熱ビームの前記接合パッドに照射されたときの照射面積が、当該接合パッドの面積を超えない大きさである、ことを特徴とする請求項２９記載の半田付け装置。
【請求項３１】
各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間を半田にて接合する際に用いる半田付け装置であって、
接合箇所に加熱ビームを照射するノズルを有する照射手段と、この照射手段の動作を制御して前記加熱ビームの照射状態を制御する制御手段と、を備えると共に、
前記照射手段のノズルを、前記各接合パッドを照射目標としてそれぞれ前記加熱ビームを照射可能なよう構成すると共に、
前記制御手段は、前記半田を溶融させる前及び溶融させた後に、それぞれ前記加熱ビームを照射するよう前記照射手段の動作を制御する、
ことを特徴とする半田付け装置。
【請求項３２】
前記照射手段は、複数の接合箇所に位置する複数の前記接合パッドに対してそれぞれ同時に加熱ビームを照射する、ことを特徴とする請求項３１記載の半田付け装置。
【請求項３３】
前記制御手段は、前記接合パッドの位置に応じてそれぞれ予め設定された強度にて加熱ビームの照射を行う、ことを特徴とする請求項３１又は３２記載の半田付け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半田付け方法及び装置にかかり、特に、接合対象物に形成された接合パッド間を半田にて接合する半田付け方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半田付けは、金メッキ層が形成された接合パッド面において半田を加熱して溶融させることで、半田と接合パッド面の金とが融合して金錫合金が形成され、これにより接合を行う、というものである。そして、例えば、電子部品を基板等に接合する手段として利用される。一例として、図１５（ａ）に示すように、電子部品である磁気ヘッド素子１１５を有する磁気ヘッドスライダ１１４を、フレキシブルプリント基板１１２が一体化されたサスペンション１１１に半田付けして、ヘッドジンバルアッセンブリ１０１を製造するときに利用される。
【０００３】
ここで、半田付けの一般的な方法を、図１５（ｂ）を参照して説明する。この図に示すように、サスペンション１１１側の接合パッド１１３と磁気ヘッドスライダ１１４側の接合パッド１１６とが位置する接合箇所に、半田ボール１０４（あるいはペースト状の半田）が予め配置されていたり、あるいは、レーザ照射装置１０２（ノズル）の先端に保持された状態で配置される。そして、ノズル１０２からレーザビームを照射することにより、半田を溶融させて、接合箇所の各接合パッド１１３，１１６に溶融された半田を付着させて、半田付けを行う。
【０００４】
続いて、さらに詳細な半田付け方法の例を説明する。まず、図１６（ａ−１）に示す方法は、レーザトーチのノズル１０２に半田ボール１０４を投入し、これをノズル先端から接合箇所に吐出し、これにより溶融した半田で接合パッド１１３，１１６間を接合する、という方法である。また、図１６（ｂ−１）に示す方法に利用される半田付け装置は、まず、先端先細形状からなるノズル１０２を備えると共に、このノズルの上方に配置されたレーザ照射部を備えている。このとき、ノズル１０２の先端開口は、半田ボール１０４よりも小径に形成されていると共に、ノズル１０２の内部には図示しない吸引手段が接続されている。そして、この吸引手段を稼動させることで、ノズル１０２の先端側から半田ボール１０４を吸引し、当該半田ボール１０４をノズル１０２の先端に保持する。そして、吸引した半田ボールを接合箇所に移動させ、レーザ照射を行うことにより、半田付けを行う。
【０００５】
ところが、従来例におけるレーザトーチのノズルの開口径は、半田ボール１０４の形状に対応して円形状に形成されており、半田ボール１０４の外形に対して大小に設定されている。例えば、上述した図１６（ａ−１）の場合には、半田ボール１０４の外形より大きく形成されており、上述した図１６（ｂ−１）の場合には、半田ボール１０４の外形より小さく形成されている。このため、大きく形成されている場合には、レーザビームＬが半田ボール１０４周囲の隙間から漏れ、接合パッド１１３，１１６の領域を超えてレーザビームが照射されてしまうという不都合があった。従って、かかる場合のレーザ強度分布は、図１６（ｂ−２）の符号ＬＡに示すようになり、接合パッド１１３，１１６周囲の部材（例えば、フレキシャを構成するポリイミドなど）を損傷するおそれがあった。また、ノズルの開口形が半田ボール１０４よりも小さく形成されている場合には、レーザビームＬは半田ボールにのみ照射されるため、接合パッドにレーザビームが全く照射されないという不都合があった。従って、かかる場合のレーザ強度分布は、図１６（ｂ−２）の符号ＬＢに示すようになり、接合パッド１１３，１１６の温度が十分に上昇せず、溶融した半田の濡れ性が低下し、接続不良が生じるなど半田接合の信頼性が低下するおそれがあった。
【０００６】
そこで、このような問題点を解消するための技術が、下記の特許文献１に開示されている。この発明では、図１７（ａ），（ｂ）に示すように、ノズル１０２の先端部にマスク１２１を配置し、これにより、レーザビームが照射される開口部の形状を、円形の穴部１２２と、この穴部１２２を横切るスリット部１２３，１２４と、により形成している。そして、上記穴部１２２を通過するレーザビームＬ１０１は半田ボール１０４に照射されるよう設定され、また、スリット部１２３，１２４を通過するレーザビームＬ１０２，Ｌ１０３は、接合パッド１１３，１１６に照射されるよう設定されている。これにより、半田１０４が接合される前に接合パッド１１３，１１６が加熱され、濡れ性の向上を図ることができる。そして、図１７（ｃ）には、溶融された半田１４０によって接合パッド間が接合された状態を示している。
【０００７】
但し、上述したように半田付けによる接合対象が電子部品である場合には、半田付け時の加熱によって、電子部品が耐熱温度以上の高温になってしまうおそれがある。すると、半田付けの加熱によって電子部品が損傷する、という問題が生じうる。このため、従来より、レーザ等による半田の加熱を短時間に制限することが行われている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１２３５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、半田の加熱を短時間に制限してしまうと、加熱時間が短いため半田の溶融が十分でなく、以下に示すように、安定した半田付けが実現できない、という問題が生じる。
【００１０】
つまり、半田の加熱時間が十分でないと、接合パッド１１３，１１６上から半田１１７への金の拡散が十分でない、という問題が生じる。ここで、図１８（ａ）に加熱時間が短い場合における半田付け後の半田１１７の結晶写真を示し、Ｒ１１の一部の領域Ｒ１１’の拡大写真を図１８（ｂ）に示す。この図において、白い針状の物体が金錫合金であるが、図１８（ａ）のＲ１１，Ｒ１２の領域に示すように、金錫合金が接合パッド１１３，１１６面付近に集中して形成されてしまい、当該接合パッド１１３，１１６面付近に金錫合金層が形成されてしまう。そして、その他の部分には、錫合金が形成される。このため、接合箇所の半田１４０が、金錫合金と錫合金とに分かれてしまい、各合金境界面では半田クラックが生じやすく、さらには、錫合金は強度が弱いため半田隔離も生じやすい。その結果、半田付けの信頼性が低下する、という問題が生じる。そして、上記金錫合金層が形成され接合が不十分となる部分は、特に、図１７（ｃ）に示すように、加熱中心箇所から最も距離が遠い加熱が不十分となる箇所（符号１４１に示す箇所）に生じうる。
【００１１】
このため、本発明では、上記従来例の有する不都合を改善し、特に、信頼性の高い半田付けを実現する半田付け方法及び装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そこで、本発明の一形態は、
各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間を半田にて接合する半田付け方法であって、
半田が加熱ビームの照射経路上に配置された状態で当該半田が溶融する前に各接合パッドが加熱されるよう加熱ビームを照射するパッド加熱工程と、加熱ビームにて半田を溶融させて各接合パッド上に付着させる半田溶融工程と、を有し、パッド加熱工程と半田溶融工程とにおける加熱ビームの照射をほぼ同時に行い、その後接合パッド上にて溶融した半田をさらに加熱ビームにて加熱する溶融半田加熱工程を有する、ことを特徴としている。
【００１３】
上記発明によると、まず、加熱ビームの照射により、その照射経路に配置された半田が加熱されつつ、同時に、接合パッドも加熱される。そして、この加熱ビームの照射によって、その後、半田が溶融されて、接合パッド上に溶融された半田が付着される。このように、半田溶融前に接合パッドが加熱されることで、当該接合パッドの熱による洗浄、活性化を図ることができ、接合パッドに対する半田の濡れ性が向上し、半田付けの信頼性が向上しうる。そして、さらに、溶融された半田に対して加熱ビームの照射が継続されることで、溶融半田が加熱され、接合パッド上の金が半田全体に拡散される。このため、半田の強度が向上し、半田付けの信頼性の向上を図ることができる。以上より、加熱ビームによる加熱の効率化を図ることができると共に、簡易な方法にて半田付けの信頼性の向上を図ることができる。
【００１４】
また、パッド加熱工程は、加熱ビームを半田の周囲を通過させて接合パッドに照射する、ことを特徴としている。これにより、加熱ビームにて効果的に半田と接合パッドとを加熱することができ、エネルギーの有効利用を図ることができる。
【００１５】
また、パッド加熱工程は、所定時間の照射により半田が溶融しない熱量の加熱ビームを照射する、ことを特徴としている。また、パッド加熱工程は、半田溶融工程における加熱ビームよりも弱い強度の加熱ビームを照射する、ことを特徴としている。さらに、溶融半田加熱工程は、半田溶融工程における加熱ビームよりも弱い強度の加熱ビームを照射する、ことを特徴としている。これにより、上述した接合パッドの加熱や、金の拡散を実現して半田付けの信頼性の向上を図りつつ、接合対象物の過度の加熱を抑制でき、当該接合対象物の熱による障害の発生を抑制することができる。
【００１６】
また、各工程における加熱ビームの照射を連続して行う、ことを特徴としている。これにより、一度の照射にて半田付けを実現できるため、上述したように半田付けの信頼性の向上を図りつつ、半田付け工程の簡素化を図ることができる。
【００１７】
そして、上記パッド加熱工程は、接合パッド上に半田を予め配置した状態で行う、ことを特徴としている。あるいは、パッド加熱工程は、加熱ビームの照射手段の先端に半田を保持した状態で行う、ことを特徴としている。さらには、パッド加熱工程は、半田を加熱ビームの照射経路上に配置する前から各接続パッドに対する加熱ビームの照射を行うと共に、当該各接合パッドへの加熱ビームの照射中に当該照射経路上に半田を配置する、ことを特徴としている。そして、半田溶融工程は、加熱ビームの照射手段の先端から溶融したあるいは溶融する前の半田を接合パッド上に吐出して当該接合パッド上に半田を付着させる、ことを特徴としている。このように、本発明は、種々の半田付け方法にも利用することができ、あらゆる方法にて信頼性の高い半田付けを実現できる。
【００１８】
また、溶融半田加熱工程は、接合パッド上における溶融した半田の少なくとも外周付近を加熱する、ことを特徴としている。このとき、溶融半田加熱工程は、接合パッドからの金が溶融した半田中に拡散するよう加熱する、ことを特徴としている。これにより、加熱が不十分となるよう夕飯だの外周部分も効率よく加熱することができ、接合パッドからの金が溶融した半田中に拡散するため、接合パッド付近に金錫合金層が形成されることを抑制でき、半田の接合強度の向上を図ることができる。
【００１９】
また、少なくともパッド加熱工程における加熱ビームの照射を、当該加熱ビームの照射箇所を制限する照射マスクを通して行う、ことを特徴としている。このとき、溶融半田加熱工程における加熱ビームの照射も、照射マスクを通して行う、とよい。これにより、加熱ビームの照射箇所の設定が容易となり、より簡易な方法にて上述したように信頼性の高い半田付けを実現できる。
【００２０】
また、加熱ビームの照射を、各接合パッドを照射目標としてそれぞれ行う、ことを特徴としている。このとき、加熱ビームの照射を、複数の接合箇所にそれぞれ位置する接合パッドに対して同時に行う、ことを特徴としている。さらに、加熱ビームの照射を、接合パッドの位置に応じてそれぞれ予め設定された強度にて行う、ことを特徴としている。これにより、半田溶融前には、各接合パッドのみを効果的に加熱することができると共に、半田溶融後も接合パッド付近から溶融半田に対する金の拡散をより促進させることができる。従って、接合対象物などを過度に加熱することを抑制し、それらの損傷を防止することができると共に、強固な半田付けを実現でき、半田付けの信頼性の向上を図ることができる。また、複数の各接合パッドに対する照射を同時に行うことで、半田付け工程の簡易化を図ることができる。さらに、接合パッドの位置に応じてレーザビームの強度を設定してレーザ照射することで、各パッドに対して適切な熱量を加えることができ、さらに接合対象物の熱損傷を抑制することができる。
【００２１】
また、本発明では、上述した半田付け方法にて磁気ヘッドスライダがサスペンションに接合されたヘッドジンバルアッセンブリを製造することを特徴としており、さらに、かかるヘッドジンバルアッセンブリを搭載した磁気ディスク装置を製造することも特徴としている。このように、上述した半田付け方法を、磁気ヘッドスライダの接合に用いてヘッドジンバルアッセンブリ、さらには、磁気ディスク装置を構成することで、より信頼性の高い磁気ディスク装置を製造することができる。
【００２２】
そして、本発明の他の形態は、
各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間を半田にて接合する際に用いる半田付け装置であって、
接合箇所に加熱ビームを照射するノズルを有する照射手段と、この照射手段の動作を制御して加熱ビームの照射状態を制御する制御手段と、を備えると共に、
ノズルの先端に、加熱ビームの照射経路上に配置された半田に対して加熱ビームを照射する半田照射穴と、接合パッドに対して加熱ビームを照射する接合パッド照射穴と、を形成し、
制御手段は、半田を溶融させる前及び溶融させた後に、それぞれ接合箇所に加熱ビームを照射するよう照射手段の動作を制御する、
ことを特徴としている。
【００２３】
そして、制御手段は、半田を溶融させる前に、所定時間の照射により半田が溶融しない熱量の加熱ビームを照射するよう照射手段の動作を制御する、ことを特徴としている。また、制御手段は、半田を溶融させる前に、当該半田を溶融させるときにおける照射よりも弱い強度の加熱ビームを照射するよう照射手段の動作を制御する、ことを特徴としている。さらに、制御手段は、半田を溶融させた後に、当該半田を溶融させるときにおける照射よりも弱い強度の加熱ビームを照射するよう照射手段の動作を制御する、ことを特徴としている。また、制御手段は、加熱ビームの照射を連続して行うよう照射手段の動作を制御する、ことを特徴としている。
【００２４】
また、照射手段は、接合パッド上に予め配置された半田に対して加熱ビームの照射を行う、ことを特徴としている。あるいは、照射手段は、ノズルの先端に前記半田を保持した状態で半田付けを行う、ことを特徴としている。さらには、照射手段は、各接続パッドに対する加熱ビームの照射を開始した後にノズルの先端に半田を供給して半田付けを行う、ことを特徴としている。そして、照射手段は、ノズルの先端に配置された半田を接合パッド上に吐出して当該接合パッド上に半田を付着させることで半田付けを行う、ことを特徴としている。
【００２５】
また、上記ノズルの先端に形成された接合パッド照射穴は、半田の周囲を通過させて加熱ビームを接合パッドに照射可能な形状、大きさ、あるいは、位置に形成されている、ことを特徴としている。そして、接合パッド照射穴は、当該接合パッド照射穴を通過した加熱ビームの前記接合パッドに照射されたときの照射面積が、当該接合パッドの面積を超えない大きさである、ことを特徴としている。
【００２６】
また、半田付け装置の他の構成として、
各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間を半田にて接合する際に用いる半田付け装置であって、
接合箇所に加熱ビームを照射するノズルを有する照射手段と、この照射手段の動作を制御して加熱ビームの照射状態を制御する制御手段と、を備えると共に、
照射手段のノズルを、各接合パッドを照射目標としてそれぞれ加熱ビームを照射可能なよう構成すると共に、
制御手段は、半田を溶融させる前及び溶融させた後に、それぞれ加熱ビームを照射するよう照射手段の動作を制御する、
ことを特徴としている。
【００２７】
そして、照射手段は、複数の接合箇所に位置する複数の接合パッドに対してそれぞれ同時に加熱ビームを照射する、ことを特徴としている。さらに、制御手段は、接合パッドの位置に応じてそれぞれ予め設定された強度にて加熱ビームの照射を行う、ことを特徴としている。
【００２８】
上述した構成の半田付け装置であっても、上記半田付け方法と同様に作用するため、上述した本発明の目的である信頼性の高い半田付けを実現するこことができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明は、以上のように構成され機能するので、これによると、接合に用いる半田溶融前に接合パッドが加熱されることで、当該接合パッドの熱による洗浄、活性化を図ることができ、接合パッドに対する半田の濡れ性が向上し、半田付けの信頼性が向上する。また、溶融された半田に対して加熱ビームの照射が継続されることで、溶融半田が加熱され、接合パッド上の金が半田全体に拡散されるため、さらに半田の強度が向上し、半田付けの信頼性のさらなる向上を図ることができる、という従来にない優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明は、接合パッド間の半田付けを行う際に、接合箇所において半田溶融前に接合パッドを加熱すると共に、半田溶融後にさらに加熱を継続することを特徴としている。これにより、接合パッドに対する半田の濡れ性を向上させると共に、接合パッドの金を溶融した半田全体に拡散させ接合強度を高め、信頼性の高い半田付けを実現する、というものである。
【００３１】
以下の実施例では、磁気ヘッドスライダをサスペンションに接合する場合を例示して説明する。すなわち、接合対象物である磁気ヘッドスライダの接続端子となる接合パッドと、サスペンションに一体化された配線トレースが形成されたフレキシブルプリント基板の接続端子となる接合パッドと、を半田接合する場合を説明する。但し、本発明は、いかなる接合対象物の半田付けにおいても適用可能である。
【実施例１】
【００３２】
本発明の第一の実施例を、図１乃至図５を参照して説明する。図１は、半田付け装置の構成を示す概略図である。図２乃至図３は、半田付け時の様子を示す説明図である。図４は、半田付け後の半田の様子を示す結晶写真である。図５は、半田付け装置による半田付け時の動作を説明するフローチャートである。
【００３３】
［構成］
本実施例における半田付け装置２０は、磁気ヘッドスライダ１４（接合対象物）をサスペンション１１（接合対象物）に半田接合して、ヘッドジンバルアッセンブリ１を製造するものである。そして、図１（ａ）に示すように、半田を加熱するレーザビーム（加熱ビーム）を出力するノズル２を有するレーザ照射装置（照射手段）と、装置全体の動作を制御するコントローラ３（制御手段）と、を備えている。以下、各構成について詳述する。
【００３４】
まず、本実施例における半田付け対象（接合対象物）は、磁気ヘッドスライダ１４とサスペンション１１である。具体的には、磁気ヘッドスライダ１４の磁気ヘッド素子部１５に形成された接続端子である接合パッド１６（スライダ側接合パッド）と、サスペンション１１に一体化されたフレキシブルプリント基板１２上に形成された接続端子である接合パッド１３（基板側接合パッド）と、を半田を用いて接合する。つまり、かかる箇所が半田接合箇所となる。このように、略直角に配置される両半田パッド１３，１６を接合する際に、本発明は特に有効である。なお、使用する半田は鉛フリー半田であるが、かかる種類の半田に限定されない。
【００３５】
また、レーザ照射装置は、ノズル２からダイオードレーザを出力する。そして、ノズル２からのレーザビームの照射動作は、コントローラ３により制御される。すなわち、コントローラ３により、レーザビームの出力値、照射時間、照射位置などがそれぞれ制御される。これについては後述する。
【００３６】
また、このレーザ照射装置は、ノズル２の先端部２１と接合パッド１３，１６との間に半田ボール４を配置して保持し、かかる状態でレーザ照射を行うことにより半田ボール４を溶融させて半田付けを行う、という構成を採る。但し、他の実施例にて示すように、ノズル２のみで半田ボール４を保持して、接合パッド１３，１６からは離間した位置から半田を接合箇所に吐出して溶融した半田を接合箇所に付着させる、という構成を採っていてもよい。また、ノズル２で半田ボール４を保持せずに、接合パッド１３，１６上、つまり、接合箇所に予め配置された半田に対してレーザビームの照射を行って半田付けを行う構成であってもよい。なお、レーザ照射装置によるレーザの種類やその構成等は、上述したものに限定されない。また、半田を加熱する手段としては、他の加熱ビームを出力する照射装置を用いてもよい。
【００３７】
ここで、図１（ｂ）に、ノズル２の先端部２１を正面から見たときの図を示す。この図に示すように、ノズル先端部２１には、出力されるレーザビームが通過されるレーザ出力口（照射マスク）が形成されている。このレーザ出力口は、半田ボール４の外形よりも小さい円形の穴からなる半田照射穴２２と、この半田照射穴２２を横切るスリット状の接合パッド照射穴２３，２４と、が形成されており、各穴２２，２３，２４を通過してレーザビームが出力されることで、その照射箇所を制限するよう機能する。そして、特に、上記半田照射穴２２から出力されるレーザビームは、後述するように主に先端部２１にて保持している半田ボール４に照射される。また、接合パッド照射穴２３，２４から出力されるレーザビームは、後述するように、接合パッド１３，１６に照射される。なお、上記では、レーザ出力口となる上記各穴２２，２３，２４はノズル２の先端部２１に直接形成されているとして説明したが、かかる穴が形成された部材（照射マスク）が先端部２１に装着されることで、上述したようにレーザビームの照射箇所の制限を実現してもよい。
【００３８】
そして、コントローラ３では、半田付け時にレーザビームの照射状態を制御する。本実施例では、特に、照射開始から一度の連続したレーザビームの照射により、半田ボール４が溶融し、その後も所定時間レーザビームを照射するよう制御される。そして、そのときの照射時間が制御される。以下、照射時のレーザビームの様子、及び、半田の様子を、図２乃至図３を参照して説明する。
【００３９】
まず、ノズル２の先端部２１で半田ボール４を保持した状態でレーザビームを照射する。すると、図２（ａ）の符号Ｌ１、Ｌ２，Ｌ３に示すようにレーザビームが出力されるが、このうち、レーザビームＬ１は、半田照射穴２２から出力され、また、レーザビームＬ２，Ｌ３は、接合パッド照射穴２３，２４から出力される。従って、レーザビームＬ１は、半田ボール４に照射され、レーザビームＬ２，Ｌ３は、レーザビームの照射経路上に配置された半田ボール４の周囲を通過して、各接合パッド１３，１６上に照射される。このときのレーザビームの照射領域を、図２（ｂ）の符号Ｌ１０に示す。そして、レーザビームは、短時間にて半田ボール４が溶融しない強度にて設定されて照射されるため、一定の時間のレーザビームが照射が行われてようやく溶融する熱量が印加される。従って、半田ボール４が溶融する前の一定の時間は、図２（ｂ）の符号Ｌ１０に示すように、半田ボール４が加熱されつつ、各接合パッド１３，１６にもレーザビームＬ２，Ｌ３が照射され、当該接合パッド１３，１６が加熱されることとなる。
【００４０】
その後、レーザビームの照射が一定時間経過すると、図３（ａ）に示すように半田４０が溶融し、各接合パッド１３，１６間に付着された状態となる。そして、コントローラ３は、その後も一定時間の加熱を続ける。つまり、図３（ａ），（ｂ）に示すように、ノズル３の先端部２２に形成された半田照射穴２２と接合パッド照射穴２３，２４から出力されたレーザビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３が溶融半田４０に照射される。従って、溶融半田４０の中央ばかりでなく、特にレーザビームＬ２，Ｌ３にて、溶融半田４０の外周付近も加熱される。
【００４１】
ここで、上述したように、半田が溶融した後に、当該溶融半田４０に対して一定時間のレーザビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３の照射を継続したときの半田４０の様子を、図３（ａ），（ｂ）の模式図を参照して説明する。まず、図３（ａ）に示すように、両接合パッド１３，１６面付近に存在する接合パッドからの金４１は、半田４０が加熱され続けることで当該半田４０全体へと拡散する。すなわち、図３（ｂ）の半田４０中の矢印に示すように、基板側接合パッド１３面付近の金が半田全体へ拡散し、同時に、スライダ側接合パッド１６面付近の金は反対側である基板側接合パッド１３方向に吸い寄せられるよう拡散する。これにより、図３（ｃ）に示すように、半田４０全体に金が拡散され、金錫合金が均等に分布することとなる。
【００４２】
なお、図４（ａ）には、上述した半田付けによる半田４０の結晶写真を示すが、白い針状及び点状のものが金錫合金であり、半田全体に均等に拡散されていることがわかる。そして、図４（ｂ）は、スライダ側接合パッド１６付近の半田４０を拡大した写真であるが、図１６に示した従来例のものと比較すると、当該接合パッド１６面付近に金錫合金が集中して存在せず、均等に分布していることがわかる。
【００４３】
このようにすることにより、接合パッド１３，１６の金が半田４０全体に拡散することにより、金錫合金が均等に分布し、半田の強度の向上を図ることができる。また、このととき、過度に磁気ヘッドスライダ１４（磁気ヘッド素子部１５）が加熱されることが抑制されるため、当該磁気ヘッドスライダ１４の保護を図ることができる。
【００４４】
そして、以上のように一定時間、レーザビームが照射されると、コントローラ３は、レーザビームの照射を停止するよう作動する。
【００４５】
なお、レーザビームの照射時間は、設定されたレーザ強度にて上記時間の照射を行っても、磁気ヘッドスライダの磁気ヘッド素子が熱により破壊されず、かつ、上述したように、金が拡散するに適した時間に設定されている。なお、その時間は、予め実験や解析、論理演算、さらには経験によって導き出された時間が設定される。
【００４６】
［動作］
次に、上述した半田付け装置２０による半田付け動作を、図５のフローチャート及び図１乃至図４を参照して説明する。
【００４７】
まず、ノズル２の先端部２２に半田ボール４が保持されるようセットする（ステップＳ１）。そして、図１（ａ）に示すように、当該半田ボール４がサスペンション１１に形成された接合パッド１３と磁気ヘッドスライダ１４に形成された接合パッド１６とに当接するようノズル２を可動して、当該ノズル２の位置を設定する（ステップＳ２）。このとき、例えば、ノズル２にて先端側から半田ボール４を吸引して当該半田ボール４を保持してもよく、あるいは、予め接合パッド１３，１６に当接して配置された半田ボール４の位置に、ノズル２の先端部２１を移動して、当該ノズル２の先端部２１と接合パッド１３，１６とにより狭持してもよい。
【００４８】
そして、上記状態にて、図２（ａ）に示すように、ノズル２からレーザビームの照射を開始し（ステップＳ３）、予め設定された強度にて、設定された時間だけ照射を行う。すると、まず、ノズル２の半田照射穴２２から出力されるレーザビームＬ１は半田ボール４に照射される。また、ノズル２の接合パッド照射穴２３，２４（スリット状穴）から出力されるレーザビームＬ２，Ｌ３は、半田ボール４の周囲を通過して接合パッド１３，１６に照射される（図２（ｂ）の符号Ｌ１０参照）。そして、上記照射状態が、半田ボール４が溶融するまで所定時間続き、この間、各接合パッド１３，１６は加熱される（ステップＳ４、パッド加熱工程）。なお、レーザビームの強度は、上述したように、接合パッド照射穴２３，２４を通過したレーザビームＬ２，Ｌ３にて接合パッド１３，１６が半田付けに適した状態にまで加熱されないような短時間において、半田ボール４が溶融してしまうほどの熱量を印加することはない程度の弱い強度である。
【００４９】
その後、所定時間の照射が継続して、上述したレーザビームＬ１にて半田ボール４に溶融するだけの熱量が印加されると、図３（ａ）に示すように半田が溶融する（ステップＳ５、半田溶融工程）。すると、溶融した半田４０が両接合パッド１３，１６に付着するようになる。このとき、既に両接合パッド１３，１６は加熱されているため、当該パッド１３，１６の加熱による洗浄、活性化が図られており、半田の濡れ性が向上しており、信頼性の高い半田付けを実現できる。
【００５０】
その後、さらにレーザビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３の照射を所定時間だけ継続する（溶融半田加熱工程）。すると、図３（ａ）に示すように、溶融半田４０全体が加熱され、特に、溶融半田４０の中心部のみならず、その外周付近まで加熱される。すると、接合パッド１３，１６からの金が、溶融した半田４０と接合パッド１３，１６との接合箇所付近に集中して存在していたのが、さらなる過熱により、図３（ｂ），（ｃ）に示すように、金４１が半田４０全体へと拡散される（ステップＳ６）。そして、半田溶融から所定時間が経過し、レーザ照射開始（ステップＳ３）から予め設定された時間が経過すると、レーザビームの照射が停止される（ステップＳ７）。つまり、ステップＳ３〜Ｓ７までにわたる一回の連続したレーザビームの照射が終了する。
【００５１】
このようにすることにより、１度のレーザビームの照射により、半田溶融前には接合パッド１３，１６が加熱され、濡れ性の向上を図ることができると共に、半田溶融後には、溶融された半田４０がさらに加熱され、金の拡散を図ることができる。従って、簡易な方法にて、レーザビームによる加熱の効率化、半田付けの信頼性の向上を図ることができ、半田付けにより生成される製品の品質の向上と共に、製造コストの低減を図ることができる。
【実施例２】
【００５２】
次に、本発明の第２の実施例を、図６を参照して説明する。本実施例における半田付け装置２０は、上記実施例１のものとほぼ構成は同じであるが、コントローラ３によるレーザビームの照射制御が異なる。以下、その点について詳しく説明する。なお、他の構成は実施例１のものと同様であるため、その説明は省略する。
【００５３】
［構成］
本実施例におけるコントローラ３（制御手段）は、半田を溶融させる前には、後述する半田溶融時に照射するレーザビームの強度よりも弱い強度に設定して照射するよう制御する。つまり、レーザ照射開始から予め設定された時間だけかかる時間では半田ボール４が溶融しないと考えられる低い強度のレーザビームを照射する。また、コントローラ３は、上記予め設定された時間を経過した後は、それよりも強い強度にてレーザビームを照射するよう制御する。この強い強度にてレーザを照射する時間は、予め半田ボール４が溶融するであろうと考えられる時間である。さらに、その後、コントローラ３は、半田が溶融された後には、上記半田溶融時の強度よりも低い強度のレーザビームを照射するよう制御する。このように、レーザ照射開始から弱く、強く、弱くと、それぞれ設定された時間ごとにレーザビームを照射するようレーザ照射が制御されている。
【００５４】
［動作］
次に、上記構成の半田付け装置２０の動作を、図６を参照して説明する。まず、ノズル１の先端部２１に半田ボール４をセットし、ノズル２の位置を可動して設定するなどの準備は上記同様である（ステップＳ１１，Ｓ１２）。
【００５５】
そして、レーザビームの照射を開始すると（ステップＳ１３）、まず、強度を弱く設定して半田ボール４が溶融しないよう所定時間照射する（ステップＳ１４、パッド加熱工程）。この間、接合パッド１３，１６が加熱され、濡れ性が向上する。その後、これまでよりも強度が強く設定されたレーザビームが所定時間照射される（ステップＳ１５、半田溶融工程）。すると、半田ボール４が溶融し、両接合パッド１３，１６に溶融半田４０が付着することとなる。さらに、その後、それまでよりも強度が弱く設定されたレーザビームが所定時間照射される（ステップＳ１６、溶融半田加熱工程）。これにより、溶融半田４０内に全体的に金が拡散され、接合強度を増す。そして、所定時間後に、レーザ照射を停止する（ステップＳ１７）。
【００５６】
上述したように、半田ボール４を溶融させるときの前後にはレーザビームの強度を弱く設定することで、接合対象物となる磁気ヘッドスライダやサスペンションの過度の加熱を抑制でき、熱による磁気ヘッド素子部の損傷やサスペンションの変形などの発生を抑制することができ、製品の品質の向上を図ることができる。
【００５７】
なお、上記ステップＳ１３〜Ｓ１７までのレーザビームの照射は、１回の連続した照射にて実現されるが、強度を変えるときにレーザビームの照射を停止して、その都度、新たな強度を設定して照射を行ってもよい。つまり、１つの半田接合において、複数回レーザビームを照射して、上記半田付けを実現してもよい。
【実施例３】
【００５８】
次に、本発明の第３の実施例を、図７乃至図８を参照して説明する。図７は、本実施例における半田付け装置の構成を示す図であり、図８は、その動作を示すフローチャートである。
【００５９】
［構成］
図７に示すように、本実施例における半田付け装置では、ノズル２の先端部２１に半田ボール４を保持した状態でレーザビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３の照射を行い、かかるレーザ照射にて溶融された半田４０を接合箇所に位置する接合パッド１３，１６上に吐出して（図７（ａ）の矢印Ｙ１参照）、当該接合パッド１３，１６上に半田４０を付着させることで半田付けを行う、という装置である。
【００６０】
半田付け装置の構成についてさらに詳述する。図７（ａ）に示すように、ノズル２の形状は上述同様であり、その先端部２１に形成されたレーザビームが出力されるレーザ出力口のうち、半田照射穴２２に半田ボール４を保持する。なお、半田ボール４の保持方法は、吸引によって半田照射穴２２に保持してもよく、あるいは、当該半田照射穴２２に押し込んで半田ボール４を保持してもよい。
【００６１】
そして、ノズル２の先端部２１を正面から見た図を図７（ｂ）に示す。この図に示すように、半田ボール４が保持されている半田照射穴２２を横切って細長い略楕円形状の接合パッド照射穴２３，２４が形成されている。そして、このノズル２では、後述するようにレーザビームを照射することで半田ボール４が溶融し、かかる溶融半田が、ガスなどの押圧力によって先端部２１から吐出される。なお、ノズル２から接合パッド１３，１６上に吐出する半田は、溶融前の半田ボール状のものであってもよい。そして、予め加熱されている接合パッド１３，１６の熱やさらに照射されるレーザビームによって接合パッド１３，１６上で溶融されてもよい。
【００６２】
［動作］
次に、上記構成の半田付け装置の動作を、図８のフローチャート、及び、図７を参照して説明する。まず、ノズル２の先端部２１に半田ボール４をセットし（ステップＳ２１）、ノズル２の位置を可動して、図７（ａ）に示すように、ノズル先端部２１から半田を接合パッド１３，１６上に吐出できる位置に設定する（ステップＳ２２）。
【００６３】
そして、レーザビームの照射を開始すると（ステップＳ２３）、まず、ノズル２の半田照射穴２２から出力されるレーザビームＬ１は半田ボール４に照射される。また、ノズル２の接合パッド照射穴２３，２４から出力されるレーザビームＬ２，Ｌ３は、半田ボール４の周囲を通過して接合パッド１３，１６に照射される（図７（ａ）参照）。そして、上記照射状態が、半田ボール４が溶融するまで所定時間続く（パッド加熱工程）。これにより、半田ボール４が溶融するまでの間、接合パッド１３，１６が加熱され（ステップＳ２４）、熱によって洗浄が行われ、活性化し、半田の濡れ性が向上しうる。
【００６４】
その後、所定時間の照射が継続されて、上述したレーザビームＬ１にて半田ボール４に溶融するだけの熱量が印加されると、ノズル先端部２１にて半田が溶融する（ステップＳ２５、半田溶融工程）。すると、溶融された半田は、ノズル２内のガスの押圧力によって半田照射穴２２から吐出され、接合パッド１３，１６に付着される（ステップＳ２６）。なお、半田の接合パッド１３，１６への吐出は、当該半田が溶融せずボール状のまま行われてもよい。そして、吐出された後に、接合パッド１３，１６の熱やレーザビームＬ１にて、接合パッド１３，１６上にて溶融されてもよい。
【００６５】
その後、さらにレーザビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３の照射を所定時間だけ継続する（溶融半田加熱工程）。すると、上述同様に、接合パッド１３，１６上にて溶融半田全体が加熱され、特に、溶融半田の中心部のみならず、その外周付近まで加熱される。すると、接合パッド１３，１６からの金４１が、溶融した半田と接合パッド１３，１６との接合箇所付近に集中していたのが、さらなる過熱により、半田全体へと拡散される（ステップＳ２７）。そして、半田溶融から所定時間が経過し、レーザ照射開始（ステップＳ２３）から予め設定された時間が経過すると、レーザビームの照射が停止される（ステップＳ２８）。
【００６６】
このように、上記半田付け方法であっても、上述したように信頼性の高い半田付けを実現することができる。
【００６７】
なお、上述したステップＳ２３〜Ｓ２８までのレーザ照射時には、上記実施例２にて説明したように、レーザビームの強度を変更するようコントローラ３にて、あるいは、手動にて制御してもよい。つまり、レーザ照射開始直後のパッド加熱時と、半田溶融後の金拡散時に、比較的弱い強度のレーザビームを照射するよう設定してもよい。
【実施例４】
【００６８】
次に、本発明の第４の実施例を、図９乃至図１０を参照して説明する。図９は、本実施例における半田付け装置の構成を示す図であり、図１０は、その動作を示すフローチャートである。
【００６９】
［構成］
図９に示すように、本実施例における半田付け装置では、ノズル２の先端部２１に予め半田ボール４を保持しておらず、レーザビームの照射開始後に、先端部２１に半田ボール４あるいは溶融された半田が供給される構成を採っている。例えば、図９（ａ）に示すように、レーザビームの照射時にノズル２内に半田ボール４が投入され（矢印Ｙ２参照）、その後、先端部２１に移動する（矢印Ｙ３参照）。すると、図９（ｂ）に示すように、先端部２１の半田照射穴２２に、半田ボール４あるいはノズル２内で溶融した半田が一時的に保持されることとなり、かかる半田は上述同様に、接合パッド１３，１６上に吐出される（矢印Ｙ４参照）。このようにして、接合パッド１３，１６上に半田を付着させることで半田付けを行う、という装置である。
【００７０】
［動作］
次に、上記構成の半田付け装置の動作を、図１０のフローチャート、及び、図９を参照して説明する。まず、ノズル２の位置を可動して、図９（ａ）に示すように、ノズル先端部２１から半田を接合パッド１３，１６上に吐出できる位置に設定する（ステップＳ３１）。その後、レーザ照射を開始する（ステップＳ３２）。
【００７１】
すると、本実施例では、ノズル２の先端部２１に半田ボール４が配置されていないため、出力されるレーザビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３全てが、接合箇所である接合パッド１３，１６に照射され、当該接合パッド１３，１６が加熱される（ステップＳ３３）。そして、このレーザ照射中に、ノズル２内に半田ボール４が投入され（ステップＳ３４）、図９（ｂ）に示すように、ノズル先端部２１に半田ボール４が配置される（パッド加熱工程）。
【００７２】
その後、ノズル２内あるいはノズル先端部２１にて半田ボール４に溶融するだけの熱量がレーザビームから印加されると、ノズル先端部２１にて溶融した半田がノズル２内のガスの押圧力によって半田照射穴２２から吐出される。これにより、溶融半田が接合パッド１３，１６に付着される（ステップＳ３５、半田溶融工程）。
【００７３】
その後、さらにレーザビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３の照射を所定時間だけ継続する（溶融半田加熱工程）。すると、上述同様に、接合パッド１３，１６上にて溶融半田全体が加熱され、特に、溶融半田の中心部のみならず、その外周付近まで加熱される。すると、接合パッド１３，１６からの金４１が、溶融した半田と接合パッド１３，１６との接合箇所付近に集中していたのが、さらなる過熱により、半田全体へと拡散される（ステップＳ３６）。そして、半田溶融から所定時間が経過し、レーザ照射開始（ステップＳ３２）から予め設定された時間が経過すると、レーザビームの照射が停止される（ステップＳ３７）。
【００７４】
このように、上記半田付け方法であっても、上述したように信頼性の高い半田付けを実現することができる。
【００７５】
なお、上述したステップＳ３２〜Ｓ３７までのレーザ照射時には、上記実施例２にて説明したように、レーザビームの強度を変更するようコントローラ３にて、あるいは、手動にて制御してもよい。つまり、レーザ照射開始直後のパッド加熱時と、半田溶融後の金拡散時に、比較的弱い強度のレーザビームを照射するよう設定してもよい。
【実施例５】
【００７６】
次に、本発明の第５の実施例を、図１１を参照して説明する。図１１（ａ）は、ノズル２の先端部２１の正面図を示し、図１１（ｂ）は、ノズル２から照射されるレーザビームの照射状態を示す図である。
【００７７】
上述した実施例では、ノズル２の先端部２１に形成されている接合パッド照射穴２３，２４は、半田照射穴２２を横切る細長いスリット状に形成されている場合を例示したが、かかる形状に限定されない。例えば、図１１（ａ）に示すように、接合パッド照射穴２３，２４は、さらに幅の広い形状にて形成されていてもよい。そして、かかる接合パッド照射穴２３，２４から接合パッド１３，１６に照射されたレーザビームの照射状態を図１１（ｂ）の符号Ｌ１１，Ｌ１２に示す。このように、接合パッド照射穴２３，２４が上述した他の実施例にて示した形状よりも大きく形成されていることから、レーザビームの接合パッド１３，１６に対する照射面積がより広くなり、当該接合パッド１３，１６をより効果的に加熱することができる。
【００７８】
なお、接合パッド照射穴２３，２４の形状は、必ずしも半田照射穴２２と連結して形成されていることに限定されず、それぞれが独立した穴として形成されていてもよい。また、穴の数や形状、大きさも上述したものに限定されない。但し、図１１（ｂ）に示すように、接合パッド照射穴２３，２４を通過したレーザビームの接合パッド１３，１６に対する照射面積が、当該接合パッド１３，１６の面積を超えず、また、接合パッド１３，１６から外れて照射されないような形状、大きさ、位置に形成されている必要がある。
【実施例６】
【００７９】
次に、本発明の第６の実施例を、図１２乃至図１３を参照して説明する。図１２は、本実施例における半田付け装置の構成を示す図であり、図１３は、レーザ照射の様子を示す図である。
【００８０】
図１２（ａ）に示すように、本実施例における半田付け装置は、ノズル２に複数のレーザ照射口が形成されている。このレーザ照射口は、特に、接合箇所に位置する接合パッド、つまり、サスペンション１１上に形成された基板側接合パッド１３と、磁気ヘッドスライダ１４に形成されたスライダ側接合パッド１６と、の半田接合時の位置に応じて、それぞれにのみレーザビームを照射するよう形成されている。例えば、本実施例では、図１２（ｂ）に示すように、各接合パッド１３，１６がそれぞれが６個ずつ対となって配列されているのに対し、これに対応するよう、縦方向に２列、横方向に６列、計１２箇所にレーザビームを照射する可能なようレーザ照射口が形成されている。これにより、個々の接合パッド１３，１６に対して個別にレーザビームＬ１１，Ｌ１２を照射することができる。
【００８１】
特に、本実施例では、レーザトーチ２内に複数のレーザ照射チューブが組み込まれており、レーザトーチ２内ではレーザビームが各チューブを通過して、当該各チューブから各接合パッド１３，１６に対して上記レーザビームＬ１１，Ｌ１２を照射するよう構成されている。つまり、各チューブによってレーザ照射口が形成されている。このとき、例えば、略正方形である各接合パッド１３，１６の一辺が８０μｍである場合に、それとほぼ同じ長さの直径を有する円形状のレーザビームを照射可能なようレーザ照射チューブの径が形成されている。なお、その径は任意であるが、接合パッドの面積を超えない範囲にレーザビームの照射可能であると望ましい。
【００８２】
そして、各接合パッド１３，１６に対して照射する各レーザビームＬ１１，Ｌ１２の強度をコントローラ３にてそれぞれ設定可能に構成されている。そのレーザビーム強度の制御例を図１３に示す。図１３（ａ）に示すように、横方向に並ぶ接合パッド１３，１６に対して、それぞれ中央に位置する接合パッド（番号３，４）よりも、外側に位置するにつれて強度が強くなるよう設定する。換言すると、外側に位置する接合パッド（番号１，６）に対するレーザビームの強度が最も強く、中央に向かうにつれて徐々に弱くなるよう設定する。そして、縦方向にもう一列配置されている接合パッドに対しても同様にレーザビームの強度を設定して照射する。具体的には、接合パッドを２２０〜３５０℃に加熱可能なよう強度が設定される。
【００８３】
すると、各接合パッド１３，１６にレーザビームを照射したときの温度分布は、縦方向（図１３（ｂ）でｙ方向）、横方向（図１３（ｂ）でｘ方向）で、それぞれ図１３（ｃ−１）、図１３（ｃ−２）に示すようになる。まず、縦方向（ｙ方向）の温度分布は、スライダ側接合パッド１６と基板側接合パッド１３との間にはレーザビームＬ１１，Ｌ１２が照射されないので、図１３（ｃ−１）に示すように、中央付近で温度が下がる。また、横方向（ｘ方向）の温度分布は、上述したようにレーザビームＬ１１，Ｌ１２の強度を照射箇所ごとに制御しているため、これに伴い外側に位置するパッドの温度が高く、中央に位置するパッドほど温度が低くなる。
【００８４】
ここで、上述したようにレーザビームの強度を制御した理由は、接合パッド１３，１６の配置やレーザビームの入射角度によって各パッド１３，１６に必要な温度が異なるためである。例えば、中央付近のパッドは温度がこもるため、外側のパッドに比べて少ない熱量で半田付けを実現できる。
【００８５】
そして、上述したノズル２を用いてレーザビームＬ１１，Ｌ１２の強度を制御した状態で、半田溶融前のパッド加熱時から半田が溶融しその後の金の拡散時まで、レーザ照射を行う。これにより、半田溶融前に各接合パッド１３，１６を加熱することができると共に、このとき、接合パッド１３，１６以外の箇所、例えば、磁気ヘッドスライダ１４の磁気ヘッド素子部１５やフレキシャ１１のＦＰＣ１２などを過度に加熱することを抑制し、それらの損傷を防止することができる。さらに、半田溶融後にも接合パッド１３，１６に対する加熱により当該接合パッド１３，１６付近から溶融半田に対する金の拡散を促進させることができる。そして、上記一連の加熱時には、各接合パッド１３，１６の位置に応じた適切な熱量をレーザビームにて印加することができ、より過度の加熱を抑制することができる。
【実施例７】
【００８６】
次に、本発明の第７の実施例を、図１４を参照して説明する。図１４には、本実施例における磁気ディスク装置５０を示す。
【００８７】
上述したように、本発明である半田付け方法よって磁気ヘッドスライダ１４をサスペンション１１に半田付けすることで、磁気ヘッドスライダ１４の不良が抑制され、信頼性の高い半田接合を実現できる。従って、上記ヘッドジンバルアッセンブリ１を搭載した磁気ディスク装置５０を製造することで、当該磁気ディスク装置に要求される高信頼性、高品質という条件を達成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明の半田付け方法及び半田付け装置は、信頼性の高い半田接合が要求される電子部品などを半田付けに利用することができ、産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】図１（ａ）は、実施例１における半田付け装置の構成を示す概略図であり、図１（ｂ）は、ノズルの先端部の正面図を示す。
【図２】図２（ａ）は、実施例１におけるレーザビームの照射を開始した時の様子を示す図であり、図２（ｂ）は、レーザビームの照射状態を示す図である。
【図３】図３（ａ）は、実施例１における接合箇所にて半田が溶融したしたときの様子を示す図であり、図３（ｂ）は、その後、さらにレーザビームの照射を続けたときの様子を示す図である。そして、図３（ｃ）は、その後の半田の様子を示す図である。
【図４】図４（ａ）は、半田付け後の半田の様子を示す結晶写真であり、図４（ｂ）はその一部の拡大図である。
【図５】実施例１における半田付け装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】実施例２における半田付け装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】図７（ａ）は、実施例３における半田付け装置の構成を示す概略図であり、図７（ｂ）は、ノズルの先端部の正面図を示す。
【図８】実施例３における半田付け装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】図９（ａ），（ｂ）は、実施例４における半田付け装置の構成を示す概略図である。
【図１０】実施例４における半田付け装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】図１１（ａ）は、実施例５におけるノズルの先端部の正面図を示し、図１１（ｂ）は、ノズルから照射されるレーザビームの照射状態を示す図である。
【図１２】図１２（ａ），（ｂ）は、実施例６におけるレーザ照射時の様子を示す図である。
【図１３】図１３（ａ）は、実施例６における接合パッド毎のレーザ照射強度の一例を示す図であり、図１３（ｂ）は、接合パッドに対するレーザ照射時の様子を示し、図１３（ｃ−１），（ｃ−２）は、レーザ照射時における各接合パッドの温度分布を示す。
【図１４】実施例７における磁気ディスク装置の構成を示す図である。
【図１５】図１５は、従来例における半田付け装置を説明する図である。図１５（ａ）は半田付けの対象を示す図であり、図１５（ｂ）は半田付けの様子を示す図である。
【図１６】図１６（ａ−１），（ａ−２），（ｂ−１），（ｂ−２）は、それぞれ従来例における半田付け方法の一例を示す図である。
【図１７】図１７（ａ）は、従来例における半田付け装置の構成を示し、図１７（ｂ）は、そのノズル先端部の正面図を示す。図１７（ｃ）は、半田付け後の様子を示す図である。
【図１８】図１８（ａ）は、従来例における半田付け後の半田の結晶写真を示し、図１８（ｂ）はその一部の拡大図である。
【符号の説明】
【００９０】
１  ヘッドジンバルアッセンブリ
２  ノズル（照射手段）
３  コントローラ（制御手段）
４  半田ボール
１１  サスペンション
１３  接合パッド（基板側接合パッド）
１４  磁気ヘッドスライダ
１５  磁気ヘッド素子部
１６  接合パッド（スライダ側接合パッド）
２０  半田付け装置
２１  ノズル先端部
２２  半田照射穴
２３，２４  接合パッド照射穴
４０  溶融した半田
５０  磁気ディスク装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図４】
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【図１８】
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