CN100559473C - 焊接装置及在磁盘驱动单元内形成电性焊接的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于在磁盘驱动单元内形成电性焊接的焊接装置(soldering device)，包括一个焊头(bond head)、一个激光单元、压缩气体供应器、焊球供应器。所述焊头包括具有主通道及两个和主通道相通的副通道的壳体；所述激光单元可发射激光束穿过主通道；所述压缩气体供应器用于提供加压气体穿过一个副通道并进入主通道；所述焊球供应器用于发送单一焊球穿过另一副通道并进入主通道；所述主通道具有可将焊球维持在主通道的锥形结构，该锥形结构可允许从所述激光单元发出的激光束在所述焊球被加压气体从所述焊头释放出之前作用于所述焊球。

Description

焊接装置及在磁盘驱动单元内形成电性焊接的方法

技术领域

本发明涉及磁盘驱动单元，尤指一种焊接装置及在磁盘驱动单元内形成电性焊接的方法。

背景技术

磁盘驱动器为一种常见的信息存储装置，其使用磁介质储存数据和一个可移动的磁头装置置于所述磁介质之上用于选择性地读取磁介质中的数据或写入数据到磁介质中。

图1-2描述了一个典型的磁盘驱动单元10，该磁盘驱动单元10包括一个马达基座装配12、上盖14以及印刷电路板装配(printed circuit board assembly)16。如上所述，马达基座装配12包括具有磁头20(见图3)的磁头悬臂组合(head stackassembly)18、装在一个用以旋转磁盘的主轴马达24上的磁盘22、用以盛装上述元件的马达基座26。所述磁头20在磁盘22表面高速飞驰并从磁盘22的中心数据轨道读取或写入数据，所述磁头20通过一个藉由环氧胶粘(epoxy potting)或嵌入式成型(overmolding)方式嵌在磁头悬臂组合18的扇尾间隔体30(见图3)的音圈28进行径向定位。

如图3-4所示，一种典型的磁头悬臂组合18包括两个磁头折片组合(HGAs)32、34、夹在磁头折片组合32、34之间的扇尾间隔体30(与音圈28(voice coil)连在一起)、复数用于连接磁头悬臂组合32、34和扇尾间隔体30的紧固装置、以及通过柔性印刷电路装配38和扇尾间隔体30相连并将磁头悬臂组合32、34、扇尾间隔体30以及音圈28相连的柔性印刷电路(flexible printed circuit)36。

每个磁头悬臂组合32和34包括一个支撑磁头20的悬臂件40。如上所述，复数紧固装置包括轴承42、垫圈44以及螺母46。一个装配孔48形成在每个悬臂件40的悬臂件基板50上，一个装配孔52形成于扇尾间隔体30上。所述装配孔48，52可允许轴承42穿过，从而和图3所示的垫圈44及螺母46一起将上述元件结合在一起。

每个磁头折片组合32、34包括一个设于悬臂件挠性件上、并从磁头20延伸至电缆终端54的悬臂件电缆(suspension trace)。所述磁头20包括与邻近的悬臂件电缆的悬臂件触点电性相连的磁头触点。另外，所述电缆终端54包括和柔性印刷电路装配38电性相连的悬臂件触点56。

特别地，所述柔性印刷电路装配38设有复数柔性印刷电路触点，其包括音圈连接触点58、接地钉连接触点60以及柔性印刷电路触点62。当所述磁头悬臂组合18被装配后，通过将音圈连接触点58和音圈28的各个音圈导线64电性相连及将接地钉连接触点60和扇尾间隔体30上的接地钉66电性相连，所述柔性印刷电路36被初装于所述扇尾间隔体30。

然后，磁头折片组合32、34(分别有磁头20连于其上)通过紧固装置被紧固于扇尾间隔体30，磁头折片组合32、34的悬臂件触点56和柔性印刷电路装配38的柔性印刷电路触点62电性相连。然后，装配后的磁头悬臂组合18被装入马达基座26，所述柔性印刷电路36和印刷电路板装配16电性连接而形成磁盘驱动单元10。

如上所述，磁盘驱动单元10的装配包括如下元件间的电性连接：(1)磁头20和悬臂件40；(2)悬臂件挠性件和柔性印刷电路36；(3)柔性印刷电路36和扇尾间隔体30上的接地钉66；(4)柔性印刷电路36和扇尾间隔体30上的音圈导线64(voice coil leads)；(5)柔性印刷电路36和印刷电路板装配16。传统的用于形成上述电性连接的方法有多个缺点。

例如，传统的连接磁头20和悬臂件40的方法包括金球连接(gold ballbonding，GBB)。然而，金球连接很难重作(rework)，并且不能被应用到小的磁头触点及小的间距(pitch)。另外，金球连接还有静电放电(ESD)的问题。

传统的连接悬臂件挠性件和柔性印刷电路36的方法包括USB、ACF或传统焊接。USB对于具有弱机械强度的材料十分敏感，因而需要用于保护的保形涂料。ACF很难重作，因而不能被用于多磁头连接。然而传统焊接需要大的空间用于触点排列。

传统的连接柔性印刷电路36和接地钉66的方法包括人工焊接或螺钉紧固。然而，人工焊接或螺钉紧固可导致元件污染。

一个传统的用于连接柔性印刷电路36和音圈导线64的方法包括手工焊接。然而手工焊接可导致元件污染。

一个传统的用于连接柔性印刷电路36和印刷电路板装配16的方法包括传统的焊接或公/母连接器。然而，传统的焊接可导致元件污染，公/母连接器需要大的空间，但这样不适合微驱动器的需要。

这样，虽然上述方法提供了一种有效的连接方法，但是仍然有很多缺点。因此，提供一种在磁盘驱动单元上形成电性连接的方法以及改进的焊接装置实为必要。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种使用加压气体和激光束提供熔化焊球喷射的用以在磁盘驱动单元形成电性焊接的焊接装置。

本发明的另一目的在于提供一种在磁盘驱动单元形成电性焊接的焊接装置。

所述焊接装置(soldering device)包括：一个焊头(bond head)、一个激光单元、压缩气体供应器、焊球供应器。所述焊头包括具有主通道及两个和主通道相通的副通道的壳体。所述激光单元和主通道相连并可发射激光束穿过主通道；所述气体压缩供应器和一个副通道相连并用于提供加压气体穿过该副通道并进入主通道。所述焊球供应器和另一副通道相连并用于提供单一焊球穿过该另一副通道并进入主通道；其中，所述主通道具有可将焊球维持在主通道内的锥形结构，该锥形结构可允许从所述激光单元发出的激光束在所述焊球被加压气体从所述焊头释放出之前作用于所述焊球。

本发明的再一目的在于提供一种在磁盘驱动单元内形成电性焊接的方法。所述方法包括发送焊球进入焊头的通道；在所述通道内用激光束熔化焊球；及通过加压气体从所述通道释放(discharge)熔化的焊球到特定的焊接位置。

本发明的还一目的在于提供一种一种用于在磁盘驱动单元内形成电性焊接的焊接装置的焊头。所述焊头包括：具有从焊球供应器接收焊球的主通道的壳体；所述主通道具有锥形结构，其中该主通道的靠近出口的内径小于从焊球供应器收到的焊球的直径，从而所述焊球被维持在靠近出口的主通道内。

为使本发明更加容易理解，下面将结合附图进一步阐述本发明不同的具体实施例。

附图说明

图1为现有磁盘驱动单元的立体图；

图2为图1中磁盘驱动单元的分解图；

图3为图1中磁盘驱动单元中的现有磁头悬臂组合(head stack assembly，HSA)的立体图；

图4为图3中磁头悬臂组合的分解图；

图5A-5D描述了本发明焊接装置的一个实施例以及在磁盘驱动单元内形成电性焊接的方法；

图6为磁头通过焊接装置和图5A-5D中的方法和磁头折片组合的悬臂件电性连接的立体图；

图7-8描述了图6中磁头和悬臂件之间实现电性焊接的情形；

图9为柔性印刷电路(flexible printed circuit)连接到扇尾间隔体后的立体图；

图10为图9中的柔性印刷电路和扇尾间隔体在柔性印刷电路通过焊接装置和图5A-5D中的方法被连接到扇尾间隔体上的接地钉上时的立体图；

图11为柔性印刷电路通过焊接装置和图5A-5D所示的方法电性连接到扇尾间隔体上的接地钉后的剖视图；

图12为图10-11中的柔性印刷电路和接地钉间实现完全电性焊接后的剖视图；

图13为描述图9中的柔性印刷电路和扇尾间隔体当柔性印刷电路通过焊接装置和图5A-5D所示的方法被连接到扇尾间隔体上的音圈导线的立体图；

图14为柔性印刷电路通过焊接装置和图5A-5D所示的方法电性连接到扇尾间隔体上的音圈导线上时的剖视图；

图15-16为图13-14中的柔性印刷电路和音圈导线(voice coil lead)实现完全电性焊接的剖视图；

图17为图3中的磁头悬臂组合和磁头折片组合悬臂件挠性件通过焊接装置和图5A-5D所示的方法电性连接到柔性印刷电路的立体图；

图18为图17中磁头折片组合悬臂件挠性件上的悬臂件触点的放大图；

图19为图18中悬臂件触点的剖视图；

图20为图17中柔性印刷电路上的柔性印刷电路触点的剖视图；

图21为图17-20中的悬臂件挠性件和柔性印刷电路通过焊接装置和图5A-5D中的方法被电性连接的剖视图；

图22为图17-21中的悬臂件挠性件和柔性印刷电路之间实现完全电性焊接的剖视图；

图23为包括两个磁头折片组合和一个具有柔性印刷电路的扇尾间隔体的磁头悬臂组合的另一实施例的立体图；

图24为图23中磁头折片组合悬臂件挠性件的悬臂件触点的放大图；

图25图24中悬臂件触点的剖视图；

图26为图23中柔性印刷电路上的柔性印刷电路触点的剖视图；

图27为可提供在图23中磁头折片组合悬臂件挠性件上的悬臂件触点的另一实施例的放大图；

图28-29为图23中的磁头悬臂组合在磁头折片组合悬臂件挠性件通过焊接装置和图5A-5D中的方法被电性连接到柔性印刷电路上时的立体图；

图30为图23-29中的悬臂件挠性件和柔性印刷电路通过焊接装置和图5A-5D中的方法被电性连接的剖视图；

图31为图23-30中的悬臂件挠性件和柔性印刷电路实现完全电性焊接的剖视图；

图32为包括两个磁头折片组合和一个具有柔性印刷电路的扇尾间隔体的磁头悬臂组合的又一实施例的立体图；

图33为图32中的磁头悬臂组合在磁头折片组合悬臂件挠性件通过焊接装置和图5A-5D中的方法被电性连接到柔性印刷电路上时的立体图；

图34为图32-33中的悬臂件挠性件和柔性印刷电路通过焊接装置和图5A-5D中的方法被电性连接的剖视图；

图35为图2中的磁盘驱动单元和磁头悬臂组合的柔性印刷电路通过焊接装置和图5A-5D中的方法被电性连接到印刷电路板装配(printed circuit boardassembly)的剖视图；

图36为图35中柔性印刷电路和印刷电路板装配之间实现完全电性焊接的剖视图。

具体实施方式

下面将参考附图阐述本发明几个不同的最佳实施例，其中不同的图中相同的标号代表相同的部件。如上所述，本发明旨在改善在磁盘驱动系统中形成电性焊接的焊接装置及其焊接方法。

现在根据本发明的一个实施例描述一种在磁盘驱动单元中形成电性焊接的焊接装置及方法。图中的该实施例可应用于图1至图4所描述的传统磁盘驱动单元装配中。但是，本发明不限于上述应用。相反，所述焊接装置及焊接方法可适用其它任何适合的、其内组件之间需要电性焊接的磁盘驱动装置中，而不论磁盘驱动单元及磁头悬臂组合具有何种特定结构。

图5A所示为本发明的一个实施例所描述的焊接装置70。该焊接装置70包括与一个焊球供应器74连接的焊头72、一个压缩气体供应器76及一个激光单元78。

请参照图5B至图5D，该焊头72包括壳体80，其上具有一主通道82(或主毛细管)及与之连通的两个副通道84、86。如上所述，所述主通道82为锥形结构，从而使得主通道82的内径朝着头部或出口88逐渐减小。

所述主通道82与激光单元78连接，从而使得从激光单元78产生的激光束90(例如，参考图5C)可以穿过主通道82。该激光单元78可为任何可以提供适合焊接的激光束90的结构。所述副通道84与压缩气体供应器76连接，使得压缩气体供应器76内的压缩气体92可借助副通道84而进入主通道82内。所述副通道86与焊球供应器74连接，使得焊球供应器74内的单个焊球94可经副通道86而进入主通道82内。所述焊球94可由任何合适的材料制成。从焊球供应器74发出的焊球94具有控制直径或预定直径。

使用时，该焊头72被置于临近某一焊接位置的地方，例如靠近焊接触点P1与P2的地方，如图5B所示。焊球供应器74被触发而将单个焊球94送入主通道82内。因为主通道82呈锥形，所以其靠近头部88处的内径小于单个焊球94的直径。这样，焊球94的直径大于主通道82靠近头部88处的内径。结果，送入主通道82内的焊球94被卡住并维持在主通道82靠近头部88处的位置，如图5B所示。

接着，所述激光单元78被触发而产生激光束90，该激光束90穿过主通道82而并照在头部88附近的焊球94上，如图5C所示。该激光束90可以将主通道82内的焊球94熔化。这样，在激光单元78被触发前，所述焊球94没有与焊接触点P1、P2接触。当激光束90将主通道82内的焊球94熔化时，压缩气体供应器76被触发而产生的压缩气体92穿过主通道82而到达正在熔化的焊球94上，如图5C所示。压缩气体92将已经熔化的焊球94自焊头72释放或喷射到焊接触点P1、P2上。亦即，焊头72传送熔化的焊球92到需要焊接的部位，如图5C所示。熔化后的焊料92回流(reflow)而实现焊接触点P1、P2之间的预定连接，如图5D所示。此外，所述压缩气体92最好为惰性气体，以防止在喷射过程中产生氧化现象。

图5A-5D所描述的焊接装置及方法具有许多优点。例如，因为本发明属于免接触焊接，所以没有力/压力施加于连接触点上，所以被焊接的部件产生的变形甚小，甚至不产生变形。这在磁头焊接时可以极大的提高磁头的降落静态姿势/摆动静态姿势(Pitch Static Attitude/Roll Static Attitude；PSA/RSA)性能。由于为免接触焊接，所述焊接装置及方法可以提高抗静电放电(ESD)的性能。该焊接装置及方法也不会产生元件污染问题，并借助激光束提供无焊剂回流。同时，该焊接装置及方法可以提供很好的电性能及机械性能。另外，该焊接装置及方法可以提高焊接效率(比如每秒钟发送大约六个焊球)。此外，该焊接装置及方法可用于焊接密度大及空间小的互连。还有，该焊接装置及方法可使焊接十分容易被重作。

根据使用的场合不同，本发明焊接装置及方法中焊头72的锥度、压缩气体92的压力、激光束90及焊球结构和大小等可以被适当调整。

图5A-5D所描述的焊接装置及方法可实现对磁盘驱动单元中的不同部件之间的电性焊接。例如，图6至36描述了图5A-5D所述焊接装置及方法可用于形成以下部件之间的电性焊接：(1)磁头与悬臂件；(2)柔性印刷电路与扇尾间隔体的接地钉；(3)柔性印刷电路(FPC)与位于扇尾间隔体的音圈导线；(4)悬臂件挠性件与柔性印刷电路之间；以及(5)柔性印刷电路与印刷电路板装配(PCBA)之间。

图6至图8阐述了图5A-5D所描述的焊接装置及方法用于电性焊接磁头20与磁头折片组合(HGA)32的悬臂件40的情形。该磁头20通过例如使用环氧胶的方式被初装于悬臂件40的悬臂舌片上。所述磁头20及悬臂件40可以具有任何适合的结构，磁头20可以任何适合的方式装在悬臂件40上。

接着，磁头20被电性连接于磁头折片组合32的悬臂件40上的悬臂件电缆98。如图6所示，该磁头20具有复数与悬臂件电缆98的悬臂件触点102相对齐的磁头触点100，例如四个磁头触点。所述磁头触点100通过图5A-5D所描述的焊接装置及方法与相应的悬臂件触点100电性相连。

特别地，焊头72被置于靠近对正的磁头触点100和悬臂件触点102其中的一个，一个焊球94通过激光束而在焊头72的主通道内被熔化。然后，熔化后的焊球94被压缩气体从焊头72中喷射到磁头触点100及悬臂件触点102上(见图6)，在那里焊球94在磁头触点100及悬臂件触点102之间回流而将两者电性连接起来。当喷射完毕后，该焊头72被移动用以发送另一熔化焊球至另一磁头触点100及悬臂件触点102。图7及图8描述了磁头20的磁头触点100与悬臂件电缆98的悬臂件触点102之间回流焊球连接的情况。如图7所示，磁头20与悬臂件电缆98之间形成四处电性连接。当然，两者之间也可以形成其它数量的电性连接，例如4-6处电性连接。

图9至图16描述了使用图5A-5D中的焊接装置及方法在柔性印刷电路36与扇尾间隔体30之间形成电性焊接的情形。如图9所示，该柔性印刷电路36首先与扇尾间隔体30互相对正，从而使得接地钉66和柔性印刷电路装配38的接地钉连接触点60互相对正，同时使得音圈导线64和柔性印刷电路装配38的音圈连接触点58互相对正。

然后，将柔性印刷电路36与扇尾间隔体30装配起来，使得接地钉66穿过柔性印刷电路36的接地钉连接触点60上的一个开孔(如图10及图11所示)，而音圈导线64则穿过柔性印刷电路36的音圈连接触点58上的对应开孔(如图13所示)。接着，通过图5A-5D所述的焊接装置及方法将接地钉连接触点60与接地钉66，以及音圈连接触点58与音圈导线64电性连接起来。

图10及11显示了接地钉连接触点60与接地钉66电性连接的情形。在本实施例中，柔性印刷电路装配38包括由接地钉连接触点60、覆盖层110、基层112及加强层114构成的复合层。如上所述，扇尾间隔体30上的接地钉66分别穿过开设于接地钉连接触点60、覆盖层110、基层112及加强层114上对应的开孔。然而，该柔性印刷电路装配38可以具有各种适合的结构，该接地钉连接触点60也可以各种适合的方式被置于靠近接地钉66的位置。

所述焊头72被置于靠近接地钉66与接地钉连接触点60的地方，一个焊球94借助激光束90而熔化在焊头72的主通道82内。然后，熔化后的焊球94从焊头72中被压缩气体92喷射到接地钉66与接地钉连接触点60上，在那里所述焊球94在接地钉连接触点60与接地钉66之间被回流从而实现接地连接。值得指出的是，所述焊头72可以将一个或更多熔化后的焊球喷射到接地钉66附近从而实现接地连接。图12描述了柔性印刷电路36的接地钉连接触点60和扇尾间隔体30的接地钉66之间回流焊球连接的情况。值得指出的是，接地钉连接触点60与接地钉66之间的接地连接可使柔性印刷电路36的柔性印刷电路装配38安装于扇尾间隔体30上时更加安全。

图13-14描述了音圈连接触点58被电性连接于对应音圈导线64的情况。如上所述，柔性印刷电路装配38包括复合层(例如，音圈连接触点58、覆盖层110、基层112及加强层114)。每个音圈导线64分别穿过音圈连接触点58、覆盖层110、基层112及加强层114上对应的开孔。如上所述，每个音圈导线64被弯曲从而使得每个音圈导线64基本平行于对应的音圈连接触点58而延伸。然而，该音圈导线64及柔性印刷电路装配38可以具有各种适合的结构，音圈导线64可以任何适合的方式被置于临近音圈连接触点58的地方。另外，在本实施例中，使用两个音圈导线64将音圈连接到柔性印刷电路装配38上。当然，也可以采用任何合适数量，例如两个以上的音圈导线64将音圈连接到柔性印刷电路装配38上。

所述焊头72被置于靠近对正的音圈导线64与音圈连接触点58其中之一的地方，而一个焊球94通过激光束90被熔化在焊头72的主通道82内。然后，熔化后的焊球94被压缩气体从焊头72中喷射到音圈导线64与音圈连接触点58上，在那里所述焊球94在音圈导线64与音圈连接触点58之间被回流而实现两者间的电性连接。值得指出的是，该焊头72可以将一个或更多熔化后的焊球94喷射到音圈导线64与音圈连接触点58上，以便实现两者之间的电性连接。当喷射完毕后，所述焊头72被移动用于发送另一熔化的焊球至另一互相对正的音圈导线64与音圈连接触点58之间。图15-16所示为柔性印刷电路36的音圈连接触点58与扇尾间隔体30的音圈导线64之间回流焊球连接的情况。在该实施例中，回流后的焊球94环绕在音圈导线64的端部从而达到电性连接的目的。

图17-34所示为使用图5A-5D所述的焊接装置及方法电性焊接柔性印刷电路与磁头折片组合的悬臂件挠性件的情况。悬臂件挠性件与柔性印刷电路36初始装配在一起，使得悬臂件挠性件上的悬臂件触点与柔性印刷电路装配38上对应的柔性印刷电路触点互相对正。然后，通过图5A-5D所述的焊接装置及方法所述悬臂件触点与对应的柔性印刷电路触点电性连接起来。

图17-22所示为磁头折片组合的第一个实施例，该磁头折片组合与一个柔性印刷电路电性连接。如图17所示，所述柔性印刷电路36通过将前述音圈连接触点58与音圈导线64，以及接地钉连接触点60与接地钉66电性连接起来，从而被初始装配到扇尾间隔体30上。然后，将磁头折片组合32、34(每一磁头折片组合上安装有相应的磁头20)通过紧固装置固定到扇尾间隔体30上，从而使悬臂件触点56与柔性印刷电路装配38上相应的柔性印刷电路触点62互相对正。如上所述，所述悬臂件触点56平行于相应的柔性印刷电路触点62从而使得悬臂件触点56遮盖相应的柔性印刷电路触点62。另外，磁头折片组合32、34的悬臂件触点56分别位于扇尾间隔体30的相反两侧，使得焊接在扇尾间隔体30两侧均可进行。

请参考图18-19，每一悬臂件触点56包括由导电连接触点120及位于其两侧的绝缘层122、124构成的复合层。如上所述，该连接触点120上开设有用以连接相应柔性印刷电路触点62的开孔126。如图20所示，每一柔性印刷电路触点62包括由导电连接触点130、导电层134及绝缘层132构成的复合层。另外，该连接触点130上设有用以便利焊接过程的焊料镀层136。但是，所述悬臂件触点56和柔性印刷电路触点62可以具有各种适合的结构，所述悬臂件触点56可以任何适合的方式置于柔性印刷电路触点62附近。另外，在本实施例中，采用四个悬臂件触点56及四个柔性印刷电路触点62来将每一磁头折片组合32、34连接到柔性印刷电路装配38上。但是，用以连接每一磁头折片组合32、34到柔性印刷电路装配38上的触点可为任何适合的数量，例如多于四个。

请参考图17及图21，首先将焊头72置于靠近对正的悬臂件触点56与柔性印刷电路62其中之一的地方，而一个焊球94通过激光束90被熔化在焊头72的主通道82内。然后，熔化后的焊球94被压缩气体92从焊头72喷射到连接触点120上，在那里该焊球94穿过开孔126回流到柔性印刷电路触点62的连接触点130上，从而实现两者间的电性连接。当喷射完毕后，所述焊头72被移动从而发送另一熔化的焊球至另一互相对正的悬臂件触点56与柔性印刷电路触点62之间。图22描述了悬臂件挠性件的悬臂件触点56与柔性印刷电路装配38的柔性印刷电路触点62之间的回流焊球连接的情况。如上所述，连接触点130上的焊料涂层136与回流焊球94结合一起而形成电性连接。

图23-31所示为磁头折片组合的第二个实施例，该磁头折片组合与一个柔性印刷电路电性连接。如图23所示，所述磁头折片组合232、234(其上均连接有相应的磁头220)首先分别与扇尾间隔体230上的柔性印刷电路236对正，使得磁头折片组合232、234上的悬臂件触点256与柔性印刷电路236的柔性印刷电路装配238上相应的柔性印刷电路触点262相互对正。如上所述，悬臂件触点256平行于对应的柔性印刷电路触点262，从而使得悬臂件触点256遮盖相应的柔性印刷电路触点262。同时，所述磁头折片组合232、234的悬臂件触点256均设置在扇尾间隔体230上的同一侧面，因此焊接仅在扇尾间隔体230的单面进行。

请参考图24和图25，所述每一悬臂件触点256包括由导电连接触点120及位于其相反两侧的绝缘层122、124构成的复合层。如上所述，该连接触点120上开设有用以连接相应柔性印刷电路触点块262的开孔126。如图26所示，每一柔性印刷电路触点262包括由导电连接触点130、绝缘层132及导电层134构成的复合层。该连接触点130上设有用以实现焊接动作的焊料镀层136。然而，所述悬臂件触点256和柔性印刷电路触点262可以具有任何适合的结构，而且所述悬臂件触点256可以任何适合的方式被置于相应的柔性印刷电路触点262附近。在本实施例中，采用四个悬臂件触点256及四个柔性印刷电路触点262来将每一磁头折片组合232、234分别连接到柔性印刷电路装配238上。但是，连接每个磁头折片组合232、234到柔性印刷电路装配238的触点可具有任何适合的数量，例如图27所示的八个悬臂件触点256。

如图28和图29所示，所述每个磁头折片组合232、234的悬臂件挠性件250与柔性印刷电路装配238组装在一起。如上所述，所述柔性印刷电路装配238上设有复数导位销206，所述导位销206穿过每个磁头折片组合232、234的悬臂件挠性件250上相应的开孔，从而将磁头折片组合232、234的悬臂件触点256与柔性印刷电路装配238上相应的柔性印刷电路触点262互相对正并定位。

如图28-30所示，首先将焊头72置于靠近已经对正的悬臂件触点256与柔性印刷电路触点262其中之一的地方，一个焊球94通过激光束90而被熔化在焊头72的主通道82内。然后，熔化后的焊球94被压缩气体92从焊头72中喷射到连接触点120上，在那里所述焊球94穿过连接触点120上的开孔126并回流到柔性印刷电路触点262的连接触点130上，从而实现两者间的电性连接。

当喷射完毕后，所述焊头72移动用以发送另一熔化的焊球至另一互相对正的悬臂件触点256与柔性印刷电路触点262上。图31描述了悬臂件挠性件250的悬臂件触点256与柔性印刷电路装配238的柔性印刷电路触点262之间的回流焊球连接的情况。如上所述，所述连接触点130上的焊料涂层136与回流焊球94一起而实现电性连接。

图32至图34所示为磁头折片组合的第三个实施例，该磁头折片组合与一个柔性印刷电路电性连接。如图32及图33所示，所述磁头折片组合332、334(其上均设有一磁头320)的悬臂件基板350首先分别与扇尾间隔体330对正并通过复数紧固装置，例如轴承342、垫圈344及螺母346互相连接。连接后，所述磁头折片组合332、334上的悬臂件触点356与柔性印刷电路装配338上相应的柔性印刷电路触点362也互相对正。如图33及图34所示，所述复数悬臂件触点356为横向排列，例如，基本与相应的复数柔性印刷电路触点362互相垂直。另外，所述磁头折片组合332、334的悬臂件触点356位于扇尾间隔体330的同一侧面，因此焊接仅需在扇尾间隔体330的一面进行。

所述悬臂件触点356和柔性印刷电路触点362可以具有各种适合的结构，所述悬臂件触点356可以任何适合的方式置于相应的柔性印刷电路触点362附近。另外，在本实施例中，采用五个悬臂件触点356及五个柔性印刷电路触点362来将每一磁头折片组合332、334分别连接到柔性印刷电路装配338上。但是，连接每个磁头折片组合332、334到柔性印刷电路装配338的触点可具有任何适合的数量。

请参考图33和图34，所述焊头72被置于已经对正的悬臂件触点356与柔性印刷电路362之间，一个焊球94通过激光束90而熔化在焊头72的主通道82内。然后，熔化后的焊球94被压缩气体92从焊头72喷射到悬臂件触点356与柔性印刷电路362之间，所述焊球94在悬臂件触点356与柔性印刷电路362之间而实现两者间的电性连接。当喷射完毕后，所述焊头72被移动用以发送另一熔化的焊球至另一互相对正的悬臂件触点356与柔性印刷电路362之间。图34描述了磁头折片组合的悬臂件挠性件的悬臂件触点356与柔性印刷电路装配338的柔性印刷电路触点362之间的回流焊球连接(例如在右侧)的情况。

图35及图36所示为使用图5A-5D所描述的焊接装置及方法电性焊接柔性印刷电路36与印刷电路板装配16的情形。上述电性焊接实质上类似于图17-31所述的柔性印刷电路36、236与磁头折片组合32、34、232、234的悬臂件挠性件之间的电性焊接。

特别地，该印刷电路板装配16被初装于磁盘驱动单元10的上盖14或马达基座26上而将印刷电路板装配16上的印刷电路板装配触点140与柔性印刷电路36上的柔性印刷电路触点142(例如，见图2)互相对正。如图35所示，印刷电路板装配触点140与柔性印刷电路触点142互相平行，从而使得印刷电路板装配触点140覆盖柔性印刷电路触点142。然后，所述印刷电路板装配触点140与各个柔性印刷电路触点142通过图5A-5D所描述的焊接装置及方法电性连接在一起。

每个柔性印刷电路触点142包括由导电连接触点120及位于其相反两侧的绝缘层122、124构成的复合层。该导电连接触点120上开设有用以连接印刷电路板装配触点140的开孔126。每一印刷电路板装配触点140包括由导电连接触点130及连接触点130上的焊料镀层136构成的复合层。然而，所述柔性印刷电路触点142与印刷电路板装配触点140可以具有任何适合的结构，印刷电路板装配触点140可以任何适合的方式被置于靠近各个柔性印刷电路触点142的地方。当然，任何适合数量的触点可用于将印刷电路板装配16连接到柔性印刷电路36上。

如图35所示，首先将焊头72置于靠近已经对正的柔性印刷电路触点142与印刷电路板装配触点140的地方，一个焊球94通过激光束90而熔化在焊头72的主通道82内。然后，熔化后的焊球94被压缩气体92从喷头72中喷出到柔性印刷电路触点142的连接触点120上，在那里该熔化的焊球94通过印刷电路板装配触点142的开孔126并回流在印刷电路板装配触点140的连接触点130上，从而实现其间的电性连接。当喷射完毕后，焊头72被移至另一互相对正的印刷电路板装配触点140与柔性印刷电路142之间以便进行另一次焊球喷射。图36描述了印刷电路板装配16上的印刷电路板装配触点140与柔性印刷电路36上的柔性印刷电路触点142之间的回流焊球连接情况。如上所述，印刷电路板装配触点140上的焊料涂层136与回流焊球94结合一起而形成电性接触。

图5A-5D所描述的焊接装置及方法也可用于磁盘驱动单元内其它部件之间的电性焊接。比如马达挠性件(motor flex)与印刷电路板装配之间以及马达挠性件与柔性印刷电路之间的电性连接。

另外，上述电性焊接过程中的触点可由任何适宜的材料制成，并且可具有任何适合的尺寸。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (15)

1.一种用于在磁盘驱动单元内形成电性焊接(electrical solder connections)的焊接装置(soldering device)，其特征在于包括：

一个焊头(bond head)，该焊头包括具有主通道及两个和主通道相通的副通道的壳体；

一个和主通道相连的激光单元，所述激光单元可发射激光束穿过主通道；

一个和所述副通道之一相连的压缩气体供应器，所述压缩气体供应器用于提供加压气体穿过该副通道并进入主通道；及

一个和另一副通道相连的焊球供应器，所述焊球供应器用于提供单一焊球穿过该另一副通道并进入主通道；

其中，所述主通道具有可将焊球维持在主通道内的锥形结构，该锥形结构可允许从所述激光单元发出的激光束在所述焊球被加压气体从所述焊头释放出之前作用于所述焊球。

2.如权利要求1所述的焊接装置，其特征在于：所述主通道的内径朝着出口逐渐减小。

3.如权利要求2所述的焊接装置，其特征在于：所述主通道的靠近出口的内径小于从焊球供应器收到的焊球的直径。

4.如权利要求1所述的焊接装置，其特征在于：所述焊球供应器供应具有控制直径的焊球。

5.如权利要求1所述的焊接装置，其特征在于：所述激光束用于熔化及回流(reflow)焊球。

6.如权利要求1所述的焊接装置，其特征在于：所述加压气体为惰性气体。

7.一种用于在磁盘驱动单元内形成电性焊接的方法，其特征在于所述方法包括：

发送所述焊球进入主通道；

在所述通道内用激光束熔化焊球；及

通过加压气体从所述通道释放(discharge)熔化的焊球到特定的焊接位置。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于进一步包括：

将焊球维持在靠近焊头出口的通道内，以允许激光束在所述焊球被加压气体从所述出口释放出之前熔化焊球。

9.一种用于在磁盘驱动单元内形成电性焊接的焊接装置的焊头，所述焊头包括：

具有从焊球供应器接收焊球的主通道的壳体；

所述主通道具有锥形结构，其中该主通道的靠近出口的内径小于从焊球供应器收到的焊球的直径，从而所述焊球被维持在靠近出口的主通道内。

10.如权利要求9所述的焊头，其特征在于：所述主通道朝向所述出口的内径逐渐减少。

11.一种在磁头折片组合(head gimbal assembly)的磁头和悬臂件之间形成电性焊接的方法，所述方法包括：

将磁头安装到悬臂件上，使得磁头的磁头触点靠近悬臂件的悬臂件触点；

将焊头靠近磁头触点和悬臂件触点；

发送焊球进入焊头的通道；

在所述通道内用激光束熔化焊球；

通过加压气体从所述通道释放(discharge)熔化的焊球到所述磁头触点和悬臂件触点上，在那里所述焊球在所述磁头触点和悬臂件触点之间被回流(reflowed)，从而实现电性焊接。

12.一种在扇尾间隔体的接地钉和柔性印刷电路之间形成电性焊接的方法，所述方法包括：

将柔性印刷电路安装到扇尾间隔体上，从而使接地钉靠近柔性印刷电路的连接触点；

将焊头靠近所述接地钉和连接触点；

发送焊球进入焊头的通道；

在通道内通过激光束熔化焊球；及

通过加压气体从所述通道释放(discharge)熔化的焊球到所述接地钉和连接触点上，在那里所述焊球在所述接地钉和连接触点之间被回流(reflowed)，从而实现电性焊接。

13.一种在扇尾间隔体的音圈导线和柔性印刷电路之间形成电性焊接的方法，所述方法包括：

将柔性印刷电路安装到扇尾间隔体上，从而使音圈导线靠近柔性印刷电路的连接触点；

将焊头靠近所述音圈导线和连接触点；

发送焊球进入焊头的通道；

在通道内通过激光束熔化焊球；及

从所述通道内通过加压气体释放熔化的焊球到所述音圈导线和连接触点上，在那里所述焊球在所述音圈导线和连接触点之间被回流(reflowed)从而实现电性焊接。

14.一种在磁头折片组合悬臂件挠性件和柔性印刷电路之间形成电性焊接的方法，所述方法包括：

将悬臂件挠性件安装到柔性印刷电路上，从而使悬臂件挠性件的悬臂件触点靠近柔性印刷电路的连接触点；

将焊头靠近所述悬臂件触点和连接触点；

发送焊球进入焊头的通道；

在通道内通过激光束熔化焊球；及

从所述通道内通过加压气体释放熔化的焊球到所述悬臂件触点和连接触点上，在那里所述焊球在所述悬臂件触点和连接触点之间被回流(reflowed)从而实现电性焊接。

15.一种在印刷电路板装配和柔性印刷电路之间形成电性焊接的方法，所述方法包括：

将印刷电路板装配安装到柔性印刷电路上，从而使印刷电路板装配的印刷电路板装配触点靠近柔性印刷电路的柔性印刷电路触点；

将焊头靠近所述印刷电路板装配触点和柔性印刷电路触点；

发送焊球进入焊头的通道；

在通道内通过激光束熔化焊球；及

从所述通道内通过加压气体释放熔化的焊球到所述印刷电路板装配触点和柔性印刷电路触点上，在那里所述焊球在所述印刷电路板装配触点和柔性印刷电路触点之间被回流(reflowed)从而实现电性焊接。

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