JP2006221690A - Solder ball bonding method for magnetic head assembly - Google Patents
Solder ball bonding method for magnetic head assembly Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006221690A JP2006221690A JP2005031827A JP2005031827A JP2006221690A JP 2006221690 A JP2006221690 A JP 2006221690A JP 2005031827 A JP2005031827 A JP 2005031827A JP 2005031827 A JP2005031827 A JP 2005031827A JP 2006221690 A JP2006221690 A JP 2006221690A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solder ball
- solder
- magnetic head
- head assembly
- joining
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H10W72/0112—
Landscapes
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Supporting Of Heads In Record-Carrier Devices (AREA)
- Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
Abstract
【課題】 フラックスを用いずに半田ボールを接合面に搭載でき、接合位置精度及び接合耐久性を向上できる磁気ヘッドアッセンブリの半田ボール接合方法を得る。
【解決手段】 磁気抵抗効果素子が組み込まれたスライダの電極パッドと、磁気抵抗効果素子と外部回路とを接続するフレキシブル配線基板の電極パッドとを、互いに直交する位置関係で接合する方法であって、先ず、スライダの電極パッドとフレキシブル配線基板の電極パッドの接合面に、球状の半田ボールを未溶融状態で搭載する。次に、半田ボールを位置決めしつつ該半田ボールの一部を溶融させ、スライダ及びフレキシブル配線基板の電極パッドの両方に仮固定する。仮固定後は半田ボールの位置決めを解除する。そして、半田ボールをすべて溶融させ、スライダの電極パッドとフレキシブル配線基板の電極パッドとを接合する。
【選択図】 図2PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a solder ball joining method for a magnetic head assembly which can mount a solder ball on a joining surface without using a flux and improve joining position accuracy and joining durability.
An electrode pad of a slider incorporating a magnetoresistive effect element and an electrode pad of a flexible wiring board that connects the magnetoresistive effect element and an external circuit are joined in a positional relationship orthogonal to each other. First, a spherical solder ball is mounted in an unmelted state on the joint surface between the electrode pad of the slider and the electrode pad of the flexible wiring board. Next, while positioning the solder ball, a part of the solder ball is melted and temporarily fixed to both the slider and the electrode pad of the flexible wiring board. After temporary fixing, the positioning of the solder ball is released. Then, all the solder balls are melted, and the electrode pad of the slider and the electrode pad of the flexible wiring board are joined.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、スライダの電極パッドとフレキシブル配線基板の電極パッドとを互いに直交する位置関係で接合する、磁気ヘッドアッセンブリの半田ボール接合方法に関する。 The present invention relates to a solder ball bonding method for a magnetic head assembly, in which an electrode pad of a slider and an electrode pad of a flexible wiring board are bonded in a mutually orthogonal positional relationship.
ハードディスクドライブ(HDD)で使用されるいわゆる磁気ヘッドアッセンブリは、磁気抵抗効果素子が組み込まれたスライダと、可撓性を有する金属薄板からなり、スライダを弾性的に支持するフレキシャと、このフレキシャ表面に接着され、スライダの磁気抵抗効果素子とこの磁気ヘッドアッセンブリが装着される装置の回路系とを導通接続するフレキシブル配線基板とを備えている。フレキシャは、例えばスポット溶接によりロードビームに固定されている。 A so-called magnetic head assembly used in a hard disk drive (HDD) is composed of a slider in which a magnetoresistive effect element is incorporated, a flexible metal thin plate, a flexure that elastically supports the slider, and a surface of the flexure. A flexible wiring board is provided which is bonded and electrically connects the magnetoresistive effect element of the slider and the circuit system of the apparatus to which the magnetic head assembly is mounted. The flexure is fixed to the load beam by spot welding, for example.
この種の磁気ヘッドアッセンブリでは、従来一般に、互いに直交する位置関係でスライダの磁気抵抗効果素子用の電極パッドとフレキシブル配線基板の電極パッドを金ボールボンディング方式により接合していたが、磁気ヘッドアッセンブリ及びスライダの小型化が進む近年では、ボンディング領域(電極パッドの大きさ及び電極パッド間隔)が狭くなってきていることから、金ボールボンディング方式に替わって、金ボールよりも小さい球径で形成可能な半田ボールを用いた半田ボールボンディング方式を採ることが提案されている。 In this type of magnetic head assembly, conventionally, the electrode pad for the magnetoresistive effect element of the slider and the electrode pad of the flexible wiring board are bonded by a gold ball bonding method in a positional relationship orthogonal to each other, but the magnetic head assembly and In recent years, the size of the slider has been reduced, and the bonding area (electrode pad size and electrode pad spacing) has become narrower. Therefore, it can be formed with a ball diameter smaller than that of a gold ball instead of the gold ball bonding method. It has been proposed to adopt a solder ball bonding method using solder balls.
半田ボールボンディング方式は、フラックスを用いてスライダの電極パッドまたはフレキシブル配線基板の電極パッドの上に半田ボールを固定し、この半田ボールを加熱することで、溶融した半田によりスライダの電極パッドとフレキシブル配線基板の電極パッドとを接合することができる。この半田ボールボンディングによれば、スライダの電極パッドとフレキシブル配線基板の電極パッドの接合を加熱により容易に解除できるから、出荷前に行なわれる静的及び動的な特性検査で特性不良と判断された場合にフレキシャを再利用しやすいという利点もある。
しかしながら、上述の半田ボールボンディング方式では、接合面に搭載した半田ボールを固定するためにフラックスが必須であり、フラックスによって汚染されてしまう部品には適用することができなかった。フラックスを用いずに半田ボールボンディング可能な方法は、例えば特許文献1ないし3に記載されているが、これらは種々の問題を抱えている。
However, in the above-described solder ball bonding method, flux is indispensable for fixing the solder ball mounted on the joint surface, and cannot be applied to components that are contaminated by the flux. Methods that enable solder ball bonding without using flux are described in, for example,
特許文献1には、スライダの電極パッドに半田ボールを超音波接合で仮固定しておき、この半田ボール付きのスライダをフレキシャに接着固定してから半田ボールを溶融させる方法が記載されている。しかしながら、この方法では、スライダの電極パッドに仮固定した半田ボールの位置がばらつきやすい、スライダを接着固定する際にスライダとフレキシブル配線基板の電極パッド位置を高精度に合わせることが難しい、及び、溶融した半田がスライダの電極パッド側に偏って導通不良になる等の問題がある。
特許文献2には、吸引パッドではんだボールを吸着した状態で搬送して接合面に開放し、その後、窒素ガスによりはんだボールを接合面に押圧しつつレーザー照射により該はんだボールを溶融する方法が記載されているが、はんだボールを接合面に開放した後にはんだボールが動いてしまうので、はんだ接合部を正確に位置決めすることが難しい。 Patent Document 2 discloses a method in which a solder ball is adsorbed by a suction pad and released to the joint surface, and then the solder ball is melted by laser irradiation while pressing the solder ball against the joint surface with nitrogen gas. Although described, since the solder ball moves after the solder ball is opened to the joint surface, it is difficult to accurately position the solder joint.
特許文献3には、毛細管から接合面に落下したはんだボールを同毛細管から流出する窒素ガスで押圧し、この押圧状態で同毛細管からレーザー光を照射してはんだボールを溶融する方法が記載されているが、はんだボールとレーザー光の供給経路が同軸上にあるため、レーザー光の焦点距離を長く確保する必要があり、例えばYAGレーザーのような高エネルギーのレーザー光を用いなければならない。また、レーザー光の導光路が複雑であるため、レーザー光の焦点が合いづらく、焦点調節が難しいという問題もある。 Patent Document 3 describes a method in which a solder ball dropped from a capillary onto a joint surface is pressed with nitrogen gas flowing out from the capillary, and a laser beam is irradiated from the capillary in this pressed state to melt the solder ball. However, since the supply path of the solder ball and the laser beam is coaxial, it is necessary to ensure a long focal length of the laser beam, and for example, a high-energy laser beam such as a YAG laser must be used. In addition, since the light guide path of the laser light is complicated, there is a problem that it is difficult to focus the laser light and it is difficult to adjust the focus.
さらに、上述の半田ボールボンディング方式では、半田濡れ性を向上させるべく、接合面であるスライダ及びフレキシブル配線基板の電極パッドの表面にAuメッキを施すことが考えられる。しかしながら、電極パッド表面がAuメッキされている場合に半田ボールの加熱が不十分であると、溶融した半田が十分拡散する前に再固化して、該再固化した半田と電極パッドとの境界面にAu−Sn化合物が生じてしまう。このAu−Sn化合物は、半田接合部の剥がれの要因となっている。 Further, in the above-described solder ball bonding method, it is conceivable that Au plating is applied to the surfaces of the slider and the electrode pad of the flexible wiring board as the joint surface in order to improve the solder wettability. However, if the surface of the electrode pad is Au-plated and the solder ball is not sufficiently heated, it re-solidifies before the molten solder sufficiently diffuses, and the boundary surface between the re-solidified solder and the electrode pad An Au—Sn compound is formed in the film. This Au—Sn compound causes peeling of the solder joint.
本発明は、上述の従来課題に鑑みてなされたもので、フラックスを用いずに半田ボールを接合面に搭載でき、接合位置精度及び接合耐久性を向上できる磁気ヘッドアッセンブリの半田ボール接合方法を得ることを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and obtains a solder ball bonding method for a magnetic head assembly that can mount a solder ball on a bonding surface without using a flux and improve bonding position accuracy and bonding durability. The purpose is that.
本発明は、磁気抵抗効果素子が組み込まれたスライダの電極パッドと、磁気抵抗効果素子と外部回路とを接続するフレキシブル配線基板の電極パッドとを、互いに直交する位置関係で接合する方法であって、スライダの電極パッドとフレキシブル配線基板の電極パッドの接合面に、球状の半田ボールを未溶融状態で搭載する工程と、この半田ボールを位置決めしつつ該半田ボールの一部を溶融させ、スライダ及びフレキシブル配線基板の電極パッドの両方に該半田ボールを仮固定する工程と、半田ボールの位置決めを解除する工程と、半田ボールをすべて溶融させて本固定し、スライダの電極パッドとフレキシブル配線基板の電極パッドとを接合する工程とを有することを特徴としている。 The present invention is a method of joining an electrode pad of a slider in which a magnetoresistive effect element is incorporated and an electrode pad of a flexible wiring board that connects the magnetoresistive effect element and an external circuit in a positional relationship orthogonal to each other. Mounting a spherical solder ball on the joint surface between the electrode pad of the slider and the electrode pad of the flexible wiring board in an unmelted state, melting a part of the solder ball while positioning the solder ball, The step of temporarily fixing the solder ball to both electrode pads of the flexible wiring board, the step of releasing the positioning of the solder ball, and melting and fixing all the solder balls, the electrode pad of the slider and the electrode of the flexible wiring board And a step of bonding the pad.
具体的に、半田ボールの搭載工程では、キャピラリに挿入した球状の半田ボールを窒素ガス流によって接合面まで搬送し、半田ボールの仮固定工程では、キャピラリから窒素ガス流を半田ボールに押し当てて該半田ボールを位置決めすることが好ましい。この態様によれば、窒素ガス流によって半田ボールを搬送及び位置決めすることができ、フラックスを用いずに半田ボールを接合面に搭載可能である。 Specifically, in the solder ball mounting process, a spherical solder ball inserted into the capillary is conveyed to the joining surface by a nitrogen gas flow, and in the solder ball temporary fixing process, the nitrogen gas flow is pressed against the solder ball from the capillary. It is preferable to position the solder balls. According to this aspect, the solder ball can be conveyed and positioned by the nitrogen gas flow, and the solder ball can be mounted on the joint surface without using the flux.
半田ボールの位置決め解除工程では、キャピラリから窒素ガス流を半田ボールに供給したままで、キャピラリと半田ボールとの距離をあけて窒素ガス流による位置決めを解除することが好ましい。この態様によれば窒素ガス流により半田ボールの酸化を防止できる。 In the solder ball positioning release step, it is preferable to release the positioning by the nitrogen gas flow while keeping the nitrogen gas flow from the capillary to the solder ball while keeping the distance between the capillary and the solder ball. According to this aspect, it is possible to prevent the solder balls from being oxidized by the nitrogen gas flow.
また、半田ボールの仮固定工程では、窒素ガス流によって半田ボールが搬送された方向とは別の角度からレーザー光を照射し、このレーザー照射により半田ボールの一部を溶融させることが好ましい。半田ボールが搬送された方向とは別の角度からレーザー光を照射すれば、短焦点距離位置でレーザ光を精度良く半田ボールに照射することができる。よって、低エネルギーのレーザー光を用いても半田ボールを十分に溶融させることができ、YAGレーザーのような高エネルギーのレーザー光や高価且つ複雑な設備を用いなくて済む。低エネルギーのレーザー光を放射するレーザー源としては、半導体レーザーや赤外線レーザーを用いることが実際的である。 In the solder ball temporary fixing step, it is preferable to irradiate a laser beam from an angle different from the direction in which the solder ball is conveyed by a nitrogen gas flow, and to melt a part of the solder ball by this laser irradiation. If the laser beam is irradiated from an angle different from the direction in which the solder ball is conveyed, the laser beam can be accurately irradiated to the solder ball at a short focal length position. Therefore, the solder ball can be sufficiently melted even when a low energy laser beam is used, and it is not necessary to use a high energy laser beam such as a YAG laser or expensive and complicated equipment. As a laser source for emitting low-energy laser light, it is practical to use a semiconductor laser or an infrared laser.
上記レーザー光は、キャピラリの送出口側の端部に形成された切欠けを通過して半田ボールに照射することができる。この場合、切欠けを通過するレーザー光によりキャピラリ自体も熱せられ、キャピラリが半田ごてのような役割を果たしてくれる。あるいは、レーザー光はキャピラリに照射して該キャピラリを加熱し、このキャピラリの熱によって半田ボールの一部を溶融させることも可能である。この場合にもキャピラリが半田ごてのような役割をする。 The laser beam can irradiate the solder ball through a notch formed at the end of the capillary on the outlet side. In this case, the capillary itself is heated by the laser light passing through the notch, and the capillary plays a role like a soldering iron. Alternatively, it is also possible to heat the capillary by irradiating the capillary with laser light and melt a part of the solder ball by the heat of the capillary. In this case as well, the capillary acts like a soldering iron.
半田ボールの本固定は、レーザー照射により行なうことができる。仮固定及び本固定のいずれもレーザー照射により行う場合には、仮固定時には半田ボールがレーザー有効スポット径よりも小さくならないように半田ボール表皮数ミクロン厚の半田が溶融するパワーに留める。これは、本溶融の際にスライダの電極パッドとフレキシブル配線基板の電極パッドにレーザーが直接照射されることを避けるためである。一方、本固定時には、仮固定した半田を完全に溶融して半田フィレットを形成するべく、半田を十分溶融できる温度までレーザーのパワーを上げる。 The solder ball can be fixed by laser irradiation. When both temporary fixing and permanent fixing are performed by laser irradiation, the solder ball has a power that melts several microns of thickness of the solder ball skin so that the solder ball does not become smaller than the laser effective spot diameter during temporary fixing. This is to avoid direct laser irradiation to the electrode pad of the slider and the electrode pad of the flexible wiring board during the main melting. On the other hand, at the time of permanent fixing, the laser power is increased to a temperature at which the solder can be sufficiently melted so that the temporarily fixed solder is completely melted to form a solder fillet.
また本発明の別の態様においては、半田ボールの搭載工程では、半田ワイヤーの一端に球状の半田ボールを形成し、この半田ボール付き半田ワイヤーのワイヤー部分を支持して半田ボールを接合面に搭載し、半田ボールの仮固定工程では、半田ボール付き半田ワイヤーのワイヤー部分を支持して半田ボールを位置決めすることが好ましい。また、同半田ボールの仮固定工程では、超音波振動を与えることにより半田ボールの一部を溶融させ、半田ボールの本固定工程ではレーザー光を照射して半田ボールをすべて溶融させることが好ましい。さらに、半田ボールの位置決め解除工程では、半田ボール付き半田ワイヤーのワイヤー部分を引張して、半田ワイヤーと半田ボールを切断することが好ましい。半田ワイヤーの一部は半田ボールに残存するが、本固定時に半田ボールと一緒に溶融してしまうので、問題ない。 In another aspect of the present invention, in the solder ball mounting step, a spherical solder ball is formed at one end of the solder wire, and the solder ball is mounted on the joint surface by supporting the wire portion of the solder wire with the solder ball. In the solder ball temporary fixing step, the solder ball is preferably positioned by supporting the wire portion of the solder wire with the solder ball. Further, in the temporary fixing step of the solder ball, it is preferable that a part of the solder ball is melted by applying ultrasonic vibration, and in the main fixing step of the solder ball, all the solder balls are melted by irradiating with laser light. Furthermore, in the solder ball positioning release step, it is preferable to pull the wire portion of the solder wire with the solder ball to cut the solder wire and the solder ball. A part of the solder wire remains in the solder ball, but there is no problem because it is melted together with the solder ball at the time of permanent fixing.
スライダ及びフレキシブル配線基板の電極パッドの表面には、半田濡れ性を良好にするため、半田ボールの搭載前に、Auメッキ膜を予め形成しておくことが好ましい。 In order to improve the solder wettability, it is preferable to form an Au plating film in advance on the surface of the slider and the electrode pad of the flexible wiring board before mounting the solder balls.
本発明によれば、フラックスを用いずに半田ボールを接合面に搭載でき、且つ、接合位置精度及び接合耐久性を向上できる磁気ヘッドアッセンブリの半田ボール接合方法を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a solder ball joining method for a magnetic head assembly that can mount a solder ball on a joining surface without using a flux and can improve joining position accuracy and joining durability.
図1は、本発明の適用対象となる、ハードディスクドライブ用の磁気ヘッドアッセンブリ(完成状態)の一実施形態を示している。磁気ヘッドアッセンブリ1は、磁気抵抗効果素子(磁気ヘッド)12が組み込まれたスライダ11と、このスライダ11の背面を例えば熱硬化性接着剤やUV硬化性接着剤、導電性接着剤接着等で接着したフレキシャ21を備えている。
FIG. 1 shows an embodiment of a magnetic head assembly (completed state) for a hard disk drive to which the present invention is applied. The
フレキシャ21は、板ばね状の可撓性を有する薄い金属板であって、ロードビーム15の先端部に、該ロードビーム15に対してスライダ11を弾性的に浮遊支持した状態で装着している。フレキシャ21の表面には、スライダ11の磁気抵抗効果素子とこの磁気ヘッドアッセンブリが装着されるハードディスク装置の回路系とを導通接続するフレキシブル配線基板(FPC)22が、接着剤による貼り付け等により固定されている。フレキシブル配線基板22は、図2に拡大して示すように、フレキシャ21の先端部に配置された複数の電極パッド23から両側縁部に別れた後に両側縁部に沿って延び、フレキシャ21の後端縁部からさらに引き出され、中継用フレキシブル配線基板24を介して一つにまとめられている。中継用フレキシブル配線基板24は、磁気ヘッドアッセンブリ1が搭載されるハードディスク装置の回路系に接続される。スライダ11は、磁気抵抗効果素子12に接続した複数の電極パッド13を端面11aに有し、この電極パッド13とフレキシブル配線基板22の電極パッド23とが互いに直交する位置関係でフレキシャ21上に装着されている。両電極パッド13、23の表面には、Auメッキが施されている。
The
上記概略構成の磁気ヘッドアッセンブリ1において、互いに直交する位置関係で設置されたスライダ1の電極パッド13とフレキシブル配線基板22の電極パッド23は、半田ボールボンディング(SBB)により接合されている。
In the
次に、図3〜図7を参照し、本発明の第1実施形態による半田ボールボンディング方法について説明する。 Next, the solder ball bonding method according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図3は、本第1実施形態の半田ボールボンディングで用いるキャピラリ30を示す(A)模式図、(B)(A)のB−B線に沿う断面図である。キャピラリ30は、球状の半田ボール40(図5)及び窒素ガス流N2を送出口31へ搬送する搬送路32を内蔵しており、送出側の端部33が送出口31に向かうにつれて狭まっている。このキャピラリ30の送出側の端部33の側面には、窒素ガス流N2によって半田ボール40が搬送される方向とは別の角度から照射されたレーザー光を通過させる切欠け34が形成されている。本実施形態のキャピラリ30には、接合するスライダ11の電極パッド13及びフレキシブル配線基板の電極パッド23の個数と同一数の搬送路及び送出開口が、所定間隔をあけて一列に備えられている。図示されていないが、キャピラリ30には、球状の半田ボールを搬送路32へ入れる送入口や窒素ガス流N2を流入する流入口等が備えられている。
3A is a schematic view showing the capillary 30 used in the solder ball bonding of the first embodiment, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. The capillary 30 incorporates a spherical solder ball 40 (FIG. 5) and a
先ず、図4に示すように、スライダ11の電極パッド13とフレキシブル配線基板22の電極パッド23との両方から約45度傾けてキャピラリ30を配置し、キャピラリ30の送出口31を、スライダ11の電極パッド13とフレキシブル配線基板22の電極パッド23の接合面に向ける。
First, as shown in FIG. 4, the capillary 30 is disposed at an inclination of about 45 degrees from both the
次に、図5に示すように、キャピラリ30の搬送路32に、未溶融状態で球状の半田ボール40を入れると共に、窒素ガス流N2を流入する。搬送路32に入れられた半田ボール40は、窒素ガス流N2によって未溶融状態のまま送出口31まで送られ、送出口31からスライダ11の電極パッド13とフレキシブル配線基板22の電極パッド23の間に自然落下する。半田ボール40は、鉛を含まず錫を主成分とする半田材からなり、直径80〜130μm程度の大きさである。
Next, as shown in FIG. 5, a
続いて、図6に示すように、スライダ11及びフレキシブル配線基板22の両電極パッド13、23の間に落ちた半田ボール40にキャピラリ30の送出口31から窒素ガス流N2を送り、この窒素ガス流N2の押圧により半田ボール40を最適な接合位置に移動させて位置決めし、窒素ガス流N2の押圧により半田ボール40を保持した状態で半田ボール40の一部をレーザー照射する。これにより、半田ボール40は、レーザー照射された部分が溶融し、スライダ11及びフレキシブル配線基板22の両電極パッド13、23にそれぞれ仮固定される。
Subsequently, as shown in FIG. 6, a nitrogen gas flow N 2 is sent from the
キャピラリ30には、上述したようにレーザー光を通過させる切欠け34が形成されているので、レーザー光の損失が少なく、効率良くレーザー光を半田ボール40に与えることができる。また切欠け34を通過するレーザー光によってキャピラリ30が熱せられ、キャピラリ30自体が半田ごてのような役割を果たす。
Since the capillary 30 is formed with the
仮固定工程でのレーザー照射は、キャピラリ30とは別体のレーザー熱源により、キャピラリ30の送出口31が向いている方向(窒素ガス流N2によって半田ボール40が搬送される方向)とは別方向、より具体的には例えばフレキシャ表面と平行な方向から行う。このときレーザー光のパワーは、半田ボール40がレーザー有効スポット径よりも小さくならないように、半田ボール表皮数ミクロン厚の半田が溶融する程度のパワーに留める。これは、本固定時にスライダ11の電極パッド13とフレキシブル配線基板21の電極パッド23にレーザーが直接照射されることを避けるためである。レーザー熱源としては、低エネルギーのレーザー光を放射する半導体レーザーや赤外線レーザーを用いることができる。
Laser irradiation in the temporary fixing step is different from the direction in which the
半田ボール40の仮固定後は、図7に示すように、半田ボール40の酸化を防止するためにキャピラリ30から窒素ガス流N2を供給したままで、キャピラリ30を半田ボール40から離して半田ボール40の窒素ガス流N2による位置決めを解除する。半田ボール40は、スライダ11及びフレキシブル配線基板22の電極パッド13、23の両方に一部固定されているので、キャピラリ30を半田ボール40から遠ざけて窒素ガス流N2を供給しても、位置ずれを起こす虞がない。
After temporarily fixing the
続いて、図8に示すように、キャピラリ30から窒素ガス流N2を供給しながら、スライダ11及びフレキシブル配線基板22の両電極パッド13、23に仮固定されている半田ボール40を再びレーザー照射し、該半田ボール40をすべて溶融させる。これにより、半田ボール40は完全に溶融してスライダ11及びフレキシブル配線基板22の両電極パッド13、23に本固定され、再固化した半田40’により両電極パッド13、23は接合される。
Subsequently, as shown in FIG. 8, while supplying a nitrogen gas flow N 2 from the capillary 30, the
本固定工程でのレーザー照射は、スライダ11及びフレキシブル配線基板22の両電極パッド13、23の斜め45度方向からレーザー光を照射し、その照射時間を1回目(仮固定)よりも長く設定したり、レーザーパワーを1回目(仮固定)よりも高く設定する。
The laser irradiation in the main fixing process is performed by irradiating laser light from the oblique 45 degrees direction of the
以上のように第1実施形態では、窒素ガス流N2により、接合面(スライダ11及びフレキシブル配線基板22の両電極パッド13、23間)に未溶融状態のまま搬送した球状の半田ボール40を最適な接合位置で保持し、この保持状態で半田ボール40をレーザー照射により仮固定するので、フラックスを用いずに、半田ボール40を位置精度良く搭載することができる。そして、未溶融状態の半田ボール40を仮固定後に再度レーザー照射して本固定するので、半田ボール全体が溶融及び熱拡散し、Auメッキが表面に施されている電極パッド13、23との境界面に剥がれの要因となるAu−Sn化合物が生じない。これにより、接合耐久性も向上する。さらに本第1実施形態では、半田ボール40及び窒素ガス流N2の搬送方向とは別方向から短焦点距離で半田ボール40をレーザー照射するので、レーザー光の焦点調節が容易であり、また、低エネルギーのレーザー光で十分に半田ボール40を溶融でき、YAGレーザーのような高エネルギーのレーザー光や複雑且つ高価な設備を用いなくて済む。
As described above, in the first embodiment, the
第1実施形態では、半田ボール40の仮固定及び本固定をレーザー照射により行っているが、仮固定及び本固定の少なくとも一方を超音波接合により行っても良い。また第1実施形態では、半田ボール40の仮固定時に、レーザー光がキャピラリ30の送出口側の端部に形成された切欠け34を通過して半田ボール40に照射されているが、レーザー光をキャピラリ30自体に照射して該キャピラリ30を加熱し、このキャピラリ30の熱により半田ボール40の一部を溶融させることも可能である。この場合には、キャピラリ30が半田ごてのような役割をする。
In the first embodiment, the
次に、図9〜図12を参照し、本発明の第2実施形態による半田ボールボンディング方法について説明する。この第2実施形態は、半田ワイヤーの一端に設けた球状の半田ボールを接合面に搭載する点、及び、超音波接合により半田ボール40を仮固定し、後にレーザー照射により半田ボール40を本固定する点で、第1実施形態と異なる。図9〜図12では、第1実施形態と同一機能を有する構成要素対しては図1及び図2と同一符号を付して示してある。
Next, a solder ball bonding method according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this second embodiment, a spherical solder ball provided at one end of the solder wire is mounted on the joining surface, and the
先ず、図9に示すように、キャピラリ130に挿通された線条の半田ワイヤー41の一端に、球状の半田ボール40を形成する。半田ワイヤー41は、鉛を含まず錫を主成分とする半田材からなる。半田ボール40は、例えばアルゴンガスと水素ガスからなる混合ガス雰囲気中で、半田ワイヤー41の一端をトーチ電源により放電(スパーク)させることにより形成できる。このとき、半田ボール40の結晶粒は粗大化するため、半田ワイヤー41と半田ボール40との境界は脆弱になる。具体的に半田ワイヤー41のワイヤー径φは35μm程度であり、半田ボール40は直径80〜130μ程度の大きさとする。
First, as shown in FIG. 9, a
次に、図10に示すように、キャピラリ130に挿通された半田ボール40付き半田ワイヤー41を搬送し、スライダ11の電極パッド13とフレキシブル配線基板22の電極パッド23の間の最適な接合位置に半田ボール40を搭載する。そしてキャピラリ130で半田ワイヤー41及び半田ボール40を保持したまま、半田ボール40を超音波振動させ、スライダ11及びフレキシブル配線基板22の両電極パッド13、23に仮固定する。半田ボール40の仮固定後は、半田ワイヤー41を引張して該半田ワイヤー41と半田ボール40とを切断し、半田ボール40の位置決めを解除する。この解除状態では、図11に示すように、半田ワイヤー41の一部41’が半田ボール40から突出した状態で残存する。半田ボール40はスライダ11及びフレキシブル配線基板22の電極パッド13、23の両方に一部固定されているので、キャピラリ130による支持がなくても、位置ずれを起こす虞がない。なお、上記半田ワイヤー41の一部41’は、後の本固定工程で半田ボール40と一緒に溶融するので、残存していても問題ない。
Next, as shown in FIG. 10, the
続いて、図12に示すように半田ボール40にレーザー光を照射し、該半田ボール40をすべて溶融させ(本固定)、再固化して半田40’によりスライダ11及びフレキシブル配線基板22の両電極パッド13、23を接合する。半田ボール40へのレーザー照射は、図示されていないレーザー熱源により、スライダ11の電極パッド13とフレキシブル配線基板22の電極パッド23の両方からほぼ45度傾斜させた位置から半田ボール40へ向けて行う。レーザー熱源としては、低エネルギーのレーザー光を放射する半導体レーザーや赤外線レーザーを用いることができる。
Subsequently, as shown in FIG. 12, the
以上のように第2実施形態では、半田ワイヤー41の一端に球状の半田ボール40を形成し、この半田ボール付き半田ワイヤーの半田ワイヤー41部分を支持して半田ボール40を接合面(スライダ11及びフレキシブル配線基板22の両電極パッド13、23間)の最適位置に保持した状態で、該半田ボール40の一部に超音波振動を与えて仮固定するので、フラックスを用いずに半田ボール40を位置精度良く搭載することができる。さらに、仮固定した半田ボール40をレーザー照射により本固定するので、半田ボール全体が溶融及び熱拡散して、Auメッキが表面に施されている電極パッド13、23との境界面に剥がれの要因となるAu−Sn化合物を生じさせず、これにより接合耐久性も向上する。
As described above, in the second embodiment, the
第2実施形態では、超音波接合により半田ボール40を仮固定し、レーザー照射により半田ボール40を本固定しているが、半田ボール40の仮固定はレーザー照射により行ってもよく、また、半田ボール40の本固定は超音波接合により行ってもよい。
In the second embodiment, the
1 磁気ヘッドアッセンブリ
11 スライダ
12 磁気抵抗効果素子
13 電極パッド
15 ロードビーム
21 フレキシャ
22 フレキシブル配線基板
23 電極パッド
24 中継用フレキシブル配線基板
30 キャピラリ
31 送出口
32 搬送路
33 端部
34 切欠け
40 半田ボール
41 半田ワイヤー
50 超音波半田ごて
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記スライダの電極パッドと前記フレキシブル配線基板の電極パッドの接合面に、球状の半田ボールを未溶融状態で搭載する工程と、
この半田ボールを位置決めしつつ該半田ボールの一部を溶融させ、前記スライダ及び前記フレキシブル配線基板の電極パッドの両方に該半田ボールを仮固定する工程と、
前記半田ボールの位置決めを解除する工程と、
前記半田ボールをすべて溶融させて本固定し、前記スライダの電極パッドと前記フレキシブル配線基板の電極パッドとを接合する工程と、
を有することを特徴とする磁気ヘッドアッセンブリの半田ボール接合方法。 A method of joining an electrode pad of a slider incorporating a magnetoresistive effect element and an electrode pad of a flexible wiring board that connects the magnetoresistive effect element and an external circuit in a positional relationship orthogonal to each other,
Mounting a spherical solder ball in an unmelted state on the joint surface between the electrode pad of the slider and the electrode pad of the flexible wiring board;
Melting the part of the solder ball while positioning the solder ball, and temporarily fixing the solder ball to both the slider and the electrode pad of the flexible wiring board;
Releasing the positioning of the solder balls;
All the solder balls are melted and fixed, and the electrode pad of the slider and the electrode pad of the flexible wiring board are joined.
A method for joining solder balls of a magnetic head assembly, comprising:
前記半田ボールの仮固定工程では、前記キャピラリから窒素ガス流を前記半田ボールに押し当てて該半田ボールを位置決めする磁気ヘッドアッセンブリの半田ボール接合方法。 The solder ball bonding method for a magnetic head assembly according to claim 1, wherein in the solder ball mounting step, a spherical solder ball inserted into a capillary is conveyed to the bonding surface by a nitrogen gas flow,
In the solder ball temporary fixing step, a magnetic ball assembly solder ball joining method of positioning a solder ball by pressing a nitrogen gas flow from the capillary against the solder ball.
前記半田ボールの仮固定工程では、前記半田ボール付き半田ワイヤーのワイヤー部分を支持して前記半田ボールを位置決めする磁気ヘッドアッセンブリの半田ボール接合方法。 2. The solder ball joining method for a magnetic head assembly according to claim 1, wherein in the solder ball mounting step, a spherical solder ball is formed at one end of the solder wire, and the wire portion of the solder wire with the solder ball is supported to Solder balls are mounted on the joint surface,
In the solder ball temporary fixing step, a method of joining a solder ball of a magnetic head assembly, wherein the solder ball is positioned by supporting a wire portion of the solder wire with the solder ball.
前記半田ボールの本固定工程では、レーザー光を照射して前記半田ボールをすべて溶融させる磁気ヘッドアッセンブリの半田ボール接合方法。 The solder ball bonding method for a magnetic head assembly according to claim 9, wherein in the temporary fixing step of the solder ball, a part of the solder ball is melted by applying ultrasonic vibration,
A solder ball joining method for a magnetic head assembly, wherein in the main fixing step of the solder balls, a laser beam is irradiated to melt all the solder balls.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005031827A JP2006221690A (en) | 2005-02-08 | 2005-02-08 | Solder ball bonding method for magnetic head assembly |
| CNB2006100032811A CN100517469C (en) | 2005-02-08 | 2006-02-08 | Combine method for solder balls of magnetic head assembly |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005031827A JP2006221690A (en) | 2005-02-08 | 2005-02-08 | Solder ball bonding method for magnetic head assembly |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006221690A true JP2006221690A (en) | 2006-08-24 |
Family
ID=36923427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005031827A Pending JP2006221690A (en) | 2005-02-08 | 2005-02-08 | Solder ball bonding method for magnetic head assembly |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2006221690A (en) |
| CN (1) | CN100517469C (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008089743A1 (en) * | 2007-01-24 | 2008-07-31 | Pac Tech - Packaging Technologies Gmbh | Method and device for contacting, positioning and impinging a solder ball formation with laser energy |
| US7830638B1 (en) | 2007-08-13 | 2010-11-09 | Magnecomp Corporation | Structure and method for localizing solder ball strain on hard disk drive suspension gimbal |
| JPWO2021019867A1 (en) * | 2019-07-30 | 2021-02-04 | ||
| US11626133B1 (en) | 2022-03-30 | 2023-04-11 | Sae Magnetics (H.K.) Ltd. | Method of manufacturing head gimbal assembly, head gimbal assembly and hard disk drive |
| US11749302B1 (en) | 2022-05-12 | 2023-09-05 | Sae Magnetics (H.K.) Ltd. | Method of manufacturing head gimbal assembly, head gimbal assembly and hard disk drive |
| US11763842B1 (en) | 2022-05-12 | 2023-09-19 | Sae Magnetics (H.K.) Ltd. | Method of manufacturing head gimbal assembly, head gimbal assembly and hard disk drive |
| US11887638B1 (en) | 2022-11-04 | 2024-01-30 | Sae Magnetics (H.K.) Ltd. | Laser diode, thermally assisted magnetic head, head gimbal assembly, hard disk drive and method of manufacturing a head gimbal assembly |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101947677A (en) * | 2010-05-26 | 2011-01-19 | 惠州市奥申特光电技术有限公司 | Non-contact laser welding technique |
| CN105855656A (en) * | 2015-01-21 | 2016-08-17 | 新科实业有限公司 | Welding method and welding device |
| DE102020109226A1 (en) * | 2020-04-02 | 2021-10-07 | Tdk Electronics Ag | Electrical solder connection, sensor with a solder connection and method of manufacture |
| CN114501791A (en) * | 2020-11-12 | 2022-05-13 | 荣耀终端有限公司 | Circuit board assembly and electronic equipment |
-
2005
- 2005-02-08 JP JP2005031827A patent/JP2006221690A/en active Pending
-
2006
- 2006-02-08 CN CNB2006100032811A patent/CN100517469C/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008089743A1 (en) * | 2007-01-24 | 2008-07-31 | Pac Tech - Packaging Technologies Gmbh | Method and device for contacting, positioning and impinging a solder ball formation with laser energy |
| KR101522434B1 (en) * | 2007-01-24 | 2015-05-21 | 팩 테크-패키징 테크놀로지스 게엠베하 | Contact, placement and impact methods and apparatus for solder ball formation with laser energy |
| US9327360B2 (en) | 2007-01-24 | 2016-05-03 | PAC Tech—Packaging Technologies GmbH | Method and device for contacting, positioning and impinging a solder ball formation with laser energy |
| US7830638B1 (en) | 2007-08-13 | 2010-11-09 | Magnecomp Corporation | Structure and method for localizing solder ball strain on hard disk drive suspension gimbal |
| JPWO2021019867A1 (en) * | 2019-07-30 | 2021-02-04 | ||
| WO2021019867A1 (en) * | 2019-07-30 | 2021-02-04 | 三菱電機株式会社 | Chip component, method for manufacturing chip component, and method for manufacturing electronic device |
| JP7166464B2 (en) | 2019-07-30 | 2022-11-07 | 三菱電機株式会社 | Chip component, chip component manufacturing method, and electronic device manufacturing method |
| US11626133B1 (en) | 2022-03-30 | 2023-04-11 | Sae Magnetics (H.K.) Ltd. | Method of manufacturing head gimbal assembly, head gimbal assembly and hard disk drive |
| US11749302B1 (en) | 2022-05-12 | 2023-09-05 | Sae Magnetics (H.K.) Ltd. | Method of manufacturing head gimbal assembly, head gimbal assembly and hard disk drive |
| US11763842B1 (en) | 2022-05-12 | 2023-09-19 | Sae Magnetics (H.K.) Ltd. | Method of manufacturing head gimbal assembly, head gimbal assembly and hard disk drive |
| US11887638B1 (en) | 2022-11-04 | 2024-01-30 | Sae Magnetics (H.K.) Ltd. | Laser diode, thermally assisted magnetic head, head gimbal assembly, hard disk drive and method of manufacturing a head gimbal assembly |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1822107A (en) | 2006-08-23 |
| CN100517469C (en) | 2009-07-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103137506B (en) | The manufacture method of joint method and semiconductor device | |
| JP2006221690A (en) | Solder ball bonding method for magnetic head assembly | |
| US20080237313A1 (en) | Soldering method and apparatus | |
| JP2007026478A (en) | Method of joining metal balls in magnetic head assembly | |
| JP4117807B2 (en) | Electronic component soldering method | |
| US20070102485A1 (en) | Soldering method and apparatus | |
| JP4237744B2 (en) | Magnetic head assembly and soldering method thereof | |
| JP2006156446A (en) | Soldering method and soldering device | |
| JP4018702B2 (en) | Magnetic head assembly | |
| JPH05335377A (en) | Chip heating mechanism in semiconductor chip bonder | |
| JP4281960B2 (en) | Joining method and joining apparatus using solder | |
| JP2006221689A (en) | Solder ball bonding method for magnetic head assembly | |
| JP2007310968A (en) | Solder joining method of magnetic head assembly | |
| JP2005005494A (en) | Chip component mounting method and mounting board | |
| JP2007059652A (en) | Electronic component mounting method | |
| JP2007200920A (en) | Solder joint structure for insertion mounting component, manufacturing method thereof, and optical module | |
| JPH08236984A (en) | Electronic component repair device and electronic component removal method | |
| JP2002050018A (en) | Method of manufacturing magnetic head device, solder ball supply element, and manufacturing device | |
| JP2005353720A (en) | Bare chip mounting method | |
| JP4569361B2 (en) | Circuit board and laser soldering method | |
| JP2008004226A (en) | Rework method of magnetic head assembly | |
| JP4632429B2 (en) | Bonding method | |
| JP2007280530A (en) | Magnetic head assembly | |
| JPH09232013A (en) | Connection structure of conductor and flexible board | |
| JPH07193100A (en) | Bonding method and bonding apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071206 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20080108 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20080128 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090430 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090512 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090915 |