CN105989863B - 磁头装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供臂及悬架的接合强度优异的磁头装置。磁头装置具备臂、与臂的前端部重叠的悬架、位于悬架的前端部的滑块、以及位于臂的前端部和悬架之间且将臂和悬架接合的接合部,接合部含有Sn。
Description
技术领域
本发明涉及磁头装置。
背景技术
在磁盘装置中,磁头堆栈组件(HSA;Head Stack Assembly)进行磁记录的读写。HSA例如具备:具有多个臂(arm)的托架(carriage)、与各臂接合的磁头万向架组件(HGA;Head Gimbal Assembly)。HGA具有与臂的前端部接合的悬架(suspension)和位于悬架的前端部的滑块(slider)。在滑块组装有磁头(例如,薄膜磁头)。具有多个臂的托架(E字型的托架)有时称为E形块。
一直以来,作为将臂和悬架接合的主要的方法,已知有如日本特开平5-303855号公报所述的嵌合接合。在日本特开平5-303855号公报所述的方法中,在悬架形成凸缘,在臂形成嵌孔。将凸缘的位置和嵌孔的位置对准,将悬架的凸缘嵌入到臂的嵌孔。接下来,通过加压轴,将金属球从凸缘的孔导入,使其通过各孔内。由于金属球的直径比凸缘的孔的最小径大,因此悬架的凸缘被金属球压弯,凸缘被压附于臂。即,进行铆接(swaging或caulking)。经过这些顺序,臂和悬架被接合。
另外,还已知有嵌合接合以外的接合方法。例如,在日本特开平7-178582号公报记载有通过接合光线(YAG激光)的照射而将悬架及臂接合。
为了增加磁盘装置的存储容量,需要增大搭载于装置的磁盘的个数。但是,磁盘装置的尺寸(高度)受制约。因此,为了增大磁盘的个数,必须将臂、悬架及接合部减薄而扩大用于设置磁盘的空间。
在日本特开平5-303855号公报记载的嵌合接合的情况下,臂及悬架越薄,镶嵌的范围(接合部)越狭窄,接合强度越低。即,臂及悬架越薄,各嵌孔越浅,接合强度越低。伴随着接合强度的下降,磁头的位置会不稳定,难以实现磁记录的正确读写。在最差的情况下,悬架脱离臂而落在磁盘上,导致磁盘损坏。
另外,在日本特开平7-178582号公报记载的使用激光的接合的情况下,在激光的光点内臂及悬架被熔接。由于光点的大小受制约,因此接合面积(接合部)变得狭窄,得不到可靠且充分的接合强度。另外,当悬架间的空间随着磁盘的个数增加而狭窄时,难以使激光正确地向所期望的位置照射。其结果是得不到可靠且充分的接合强度。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于,提供一种臂及悬架的接合强度优异的磁头装置。
本发明的一个方面所涉及的磁头装置,具备:臂、与臂的前端部重叠的悬架、位于悬架的前端部的滑块、和位于臂的前端部和悬架之间且将臂和悬架接合的接合部,接合部含有Sn(锡)。
在本发明的一个方面,接合部也可以包含含有Sn的合金,合金含有选自Ag(银)、Cu(铜)、Bi(铋)、In(铟)、Ni(镍)、Zn(锌)、P(磷)及Au(金)中的至少一种。
在本发明的一个方面,接合部的Sn的含量也可以为40质量%以上且低于100质量%。
在本发明的一个方面,接合部的厚度也可以为2~50μm。
在本发明的一个方面,在臂侧接合面定义为臂的表面中的与悬架相对的面时,在与臂侧接合面邻接的面上,臂的基底也可以露出。或者,在与臂侧接合面邻接的面上,覆盖臂的基底的保护层(protective layer)也可以露出,保护层也可以含有Ni及P。
在本发明的一个方面,在悬架侧接合面定义为悬架的表面中的与臂相对的面时,在与悬架侧接合面邻接的面上,悬架的基底也可以露出。
本发明的一个方面所涉及的磁头装置也可以具备具有多个上述臂的托架。
本发明的一个方面所涉及的磁头装置也可以通过如下制造方法来制造,该制造方法具备:第一工序,用含有Sn的合金、或Sn单体覆盖臂的表面及悬架的表面中的一方的表面或两方的表面;第二工序,在第一工序后,使臂的表面和悬架的表面接触而形成接合部。
在第一工序中,也可以使用上述合金,上述合金也可以含有选自Ag、Cu、Bi、In、Ni、Zn、P及Au中的至少一种。
在第一工序中,也可以用上述合金或Sn单体覆盖臂的表面及悬架的表面中的一方的表面,也可以用熔点比上述合金高的金属、或熔点比Sn单体高的金属覆盖另一方的表面。也可以用Ni单体、或含有P的Ni覆盖另一方的表面。即,熔点比上述合金或Sn单体高的金属也可以为Ni单体、或含有P的Ni。
根据本发明,可提供一种臂及悬架接合强度优异的磁头装置。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式所涉及的磁头装置的示意立体图。
图2是具备本发明的一个实施方式所涉及的磁头装置的磁盘装置的示意俯视图。
图3是图2所示的磁盘装置的示意侧视图。
图4是图3所示的磁头装置所具备的臂、悬架及接合部的示意放大图。
图5A是本发明所涉及的磁头装置所具备的接合部的一例的示意剖面图,图5B是本发明所涉及的磁头装置所具备的接合部的另一例的示意剖面图。
图6A是表示本发明所涉及的磁头装置的制造方法的第一工序的一例的示意图,图6B是经过图6A所示的第一工序而制造的磁头装置所具备的臂、悬架及接合部的示意图,图6C是表示本发明所涉及的磁头装置的制造方法的第一工序的另一例的示意图,图6D是表示经过图6C所示的第一工序而制造的磁头装置所具备的臂、悬架及接合部的示意图。
图7A是表示本发明所涉及的磁头装置的制造方法的第一工序的另一例的示意图,图7B是经过图7A所示的第一工序而制造的磁头装置所具备的臂、悬架及接合部的示意剖面图,图7C是表示本发明所涉及的磁头装置的制造方法的第一工序的另一例的示意图,图7D是经过图7C所示的第一工序而制造的磁头装置所具备的臂、悬架及接合部的示意剖面图。
图8A是表示本发明的一个实施方式所涉及的磁头装置的制造方法的第一工序的示意图,图8B是经过图8A所示的第一工序而制造的磁头装置所具备的臂、悬架及接合部的示意剖面图,图8C是表示本发明的一个实施方式所涉及的磁头装置的制造方法的第一工序的示意图,图8D是经过图8C所示的第一工序而制造的磁头装置所具备的臂、悬架及接合部的示意剖面图。
符号的说明
2…HSA(磁头装置)、4…臂、4a…臂侧接合面、4b…与臂侧接合面邻接的面(侧面)、4c…臂侧接合面的背面、6…托架、8…悬架、8a…悬架侧接合面、8b…与悬架侧接合面邻接的面(侧面)、8c…悬架侧接合面的背面、10…滑块、11…HGA、12…接合部、14…线圈部、16…磁盘、18…磁盘装置、20…主轴电动机、22…永久磁铁、34…臂膜、38…悬架膜。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的优选的一个实施方式进行说明。在各附图中,对同一或同等的构成要素附上同一符号。本发明不限定于下述实施方式。
本实施方式所涉及的磁头装置是磁头堆栈组件(HSA)。如图1、图2、图3及图4所示,HSA2具备:具有多个臂4的托架6、与各臂4的前端部重叠的悬架8、位于各悬架8的前端部的滑块10、和位于臂4的前端部和悬架8之间且将臂4和悬架8接合的接合部12。换句话说,HSA2具备:具有多个臂4的托架6、与各臂4的前端部接合的磁头万向架组件(HGA11)、和将臂4和HGA11接合的接合部12。臂4及悬架8分别可以是扁平或大致板状。臂4及悬架8分别可以向规定的方向延伸。即,臂4及悬架8分别可以为长条。悬架8可以仅与臂4的前端部的一面重叠。也可以为一个悬架8与臂4的前端部的表面重叠,另一个悬架8与同臂4的前端部的背面重叠。即,也可以为一个臂4的前端部由一对悬架8夹持。在各滑块10,组装有磁头(例如,薄膜磁头)。多个臂4及HGA11以规定的间隔面向同一方向重叠。为了方便说明,所图示的臂4的数量为三个,但臂4的数量没有限定。为了方便说明,所图示的悬架8及滑块10各自的数量为四个,但悬架8及滑块90的数量没有限定。
HSA2搭载于具备多个磁盘16的磁盘装置18(HDD)。多个磁盘16安装于主轴电动机20,以规定的间隔重叠。各磁盘16可以配置在一对HGA11之间。位于HGA11的前端部的各滑块10与磁盘16相对。在托架6上位于与臂4的相反侧的部分为线圈部14。线圈部14和夹着线圈部14而相对的一对永久磁铁22构成音圈电动机(VCM:Voice Coil Motor)。为了方便说明,所图示的磁盘16的个数为两个,但磁盘16的个数没有限定。
接合部12含有Sn。接合部12可以含有Sn单体。接合部12也可以由Sn单体构成。接合部12也可以包含含有Sn的合金。接合部12可以由含有Sn的合金构成。含有Sn的合金也可以含有选自Ag、Cu、Bi、In、Ni、Zn、P及Au中的至少一种。以下,有时将含有Sn的合金记为“Sn系合金”。
构成臂4的物质(臂4的基底)没有特别限定,例如可以为Al(铝)等。臂4的表面的一部分或表面整体可以由覆盖臂4的基底的保护层构成。即,臂4也可以具有由A1等构成的基体(基底)和覆盖基体(基底)的表面的一部分或表面全部的保护层。接合部12也可以位于构成臂4的表面的保护层之上。保护层也可以含有Ni及P。保护层也可以仅由Ni-P(含有磷的Ni)构成。构成托架6整体(线圈部14除外)的物质可以与构成臂4的物质相同。托架6(线圈部14除外)的表面的一部分或表面整体可以由上述保护层构成。构成悬架8的物质(悬架8的基底)没有特别限定,例如可以为SUS(不锈钢)等。
本实施方式所涉及的HSA2可以通过具备下述的第一工序和接着第一工序的第二工序的制造方法来制造。
在第一工序中,用Sn系合金或Sn单体覆盖臂4的表面及悬架8的表面中的一方的表面或两方的表面。换句话说,在第一工序中,在臂4的表面及悬架8的表面中的至少一方的表面形成含有Sn的膜。在第一工序中,也可以用含有Sn的膜覆盖臂4的表面的一部分或整体表面。在第一工序中,也可以用含有Sn的膜覆盖悬架8的表面的一部分或整体表面。以下,将在第一工序中形成于臂4的表面的膜记为“臂膜”。另外,将在第一工序中形成于悬架8的表面的膜记为“悬架膜”。接合部12的组成例如可通过臂膜或悬架膜的组成的调节来控制。臂膜及悬架膜中的至少一方只要含有Sn即可。在具有含有Sn的臂膜的情况下,也可以没有悬架膜。在具有含有Sn的悬架膜的情况下,也可以没有臂膜。在第一工序中,也可以在构成臂4的表面的保护层之上形成臂膜。
臂膜及悬架膜的形成方法可以为例如镀敷、溅射、或化学气相沉积(CVD)。镀敷也可以为电解镀敷或无电解镀敷中的任一种。根据这些形成方法,可自如地调节臂膜及悬架膜各自的组成及厚度。通过在第一工序之前进行掩蔽工序,可以仅使臂4的表面的一部分露出,其他部分由掩模覆盖。在掩蔽工序后的第一工序中,也可以仅在臂4的表面中的露出的部分形成臂膜。通过在第一工序之前进行掩蔽工序,可以仅使悬架8的表面的一部分露出,其他部分由掩模覆盖。在掩蔽工序后的第一工序中,可以仅在悬架8的表面中的露出的部分形成悬架膜。掩蔽工序可以为由树脂膜实现的臂4或悬架8的覆盖。即,掩模可以为树脂膜。
在第二工序中,通过使臂4的表面和悬架8的表面接触而将两表面接合,形成接合部12。将臂4的表面中的与悬架8相对的面记为“臂侧接合面”。臂侧接合面也可以换种说法而为臂侧的被接合面。将悬架8的表面中的与臂4相对的面记为“悬架侧接合面”。悬架侧接合面也可以换种说法而为悬架侧的被接合面。在第二工序中,使臂侧接合面和悬架侧接合面接触,从而形成接合部12。即,接合部12将臂侧接合面和悬架侧接合面接合。在第一工序前进行掩蔽工序的情况下,也可以在第二工序之后进行将掩模从臂4或悬架8剥离的工序。
第二工序中所使用的接合方法没有特别限定。例如,也可以使臂侧接合面和悬架侧接合面接触,然后将它们加热。即,通过使臂侧接合面及悬架侧接合面紧贴,并且将臂膜及悬架膜中的至少一方或双方加热而使其熔融。其结果,由臂膜及悬架膜的一方或双方形成接合部12。即,臂侧接合面和悬架侧接合面被熔接。加热法例如可以为甲酸环流等的气氛加热法。在第二工序中,在通过加热而形成接合部12的情况下,只要将臂侧接合面和悬架侧接合面在例如150~450℃加热即可。通过该温度范围内的加热,容易形成接合部12,容易提高臂4及悬架8的接合强度。也可以通过激光熔接而将臂侧接合面和悬架侧接合面熔接,形成接合部12。也可以通过超声波接合法等非加热法而形成接合部12。在超声波接合法中,通过超声波来去除分别位于臂侧接合面及悬架侧接合面的垃圾或氧化膜等,各接合面被活性化。臂侧接合面及悬架侧接合面被化学接合。此外,悬架8间的间隔越狭窄,越难以向各接合面正确地照射激光。但是,在利用加热法或超声波接合法的情况下,不管悬架8间的间隔有多大,热或超声波都容易向各接合面均匀地传递,容易抑制多个接合部12间的接合强度的斑驳或不均。
如上所述,在本实施方式中,含有Sn的接合部12将臂4及悬架8化学接合。因此,根据本实施方式,与使用嵌合接合等机械接合方法的情况相比,臂4及悬架8的接合强度提高。另外,在本实施方式中,因为可通过面接触而形成接合部12,所以不需要为形成嵌孔而将臂4及悬架8加厚。即,在本实施方式中,即使是臂4及悬架8薄至不能嵌合接合的程度,也难以损坏接合强度。因此,根据本实施方式所涉及的HSA2,既能够确保接合强度,又能够分别减薄臂4及悬架8而增大磁盘16的个数。其结果,能够实现可靠性比以往高且容量大的磁盘装置18。
接合部12中的Sn的含量例如可以为40质量%以上且低于100质量%。在Sn的含量为40质量%以上的情况下,容易提高接合强度。接合部12的Sn的含量通过例如在第一工序中形成的臂膜或悬架膜的Sn的含量的调节而自如地控制。
接合部12的厚度可以为例如2~50μm,也可以为5~30μm。接合部12的厚度可以换种说法而为经由接合部12而接合的臂4和悬架8的间隔。接合部12的厚度通过例如在第一工序中形成的臂膜或悬架膜的厚度的调节而自如地控制。通过将接合部12的厚度控制在2μm以上,容易提高接合强度。通过将接合部12的厚度控制在50μm以下,容易抑制第二工序中的构成臂膜或悬架膜的成分的熔融及流出(即,渗润)。其结果,容易抑制渗润引起的其他部件的污染,且容易抑制污染引起的其他部件的功能下降。
悬架8的厚度可以为例如0.05~0.3mm。臂4的厚度可以为例如0.3~1.0mm。
第一工序所使用的Sn系合金可以为例如焊料(solder)或钎料(braze material)。Sn系合金除含有Sn以外,还可以含有选自Ag、Cu、Bi、In、Ni、Zn、P及Au中的至少一种。通过使用含有这些元素的Sn系合金,在第二工序中,容易形成接合部12,容易提高接合强度。此外,在臂膜及悬架膜中的一方的膜含有Sn的情况下,另一方的膜可以不含Sn。例如,在臂膜及悬架膜中的一方的膜含有Sn的情况下,另一方的膜可以为由选自Ag、Cu、Bi、In、Ni、Zn、P及Au中的至少一种构成的膜。即,另一方的膜可以为由Sn以外的元素构成的膜。臂膜可以由重叠的两个膜构成,其中一个膜含有Sn,另一方的膜可以不含Sn。同样,悬架膜也可以由重叠的两个膜构成。
在第一工序中,可以用Sn系合金或Sn单体覆盖臂的表面及悬架的表面中的一方的表面,可以利用熔点比Sn系合金高的金属或熔点比Sn单体高的金属覆盖另一方的表面。在实施了这种第一工序的情况下,由于第二工序的各接合面的过度的熔融及渗润得到抑制,因此接合部12容易变厚。熔点比Sn系合金或Sn单体高的金属为例如Ni单体或含有P的Ni。因此,在第一工序中,可以利用由Sn系合金或Sn单体构成的膜覆盖一方的接合面,且利用由Ni单体构成的膜或由含有P的Ni构成的膜覆盖另一方的接合面。由含有P的Ni构成的膜例如可由含有磷化物的无电解镀镍液形成。磷化物可以为例如次磷酸钠等次磷酸盐。
接合部12也可以具有多层。例如,如图5A所示,接合部12可以具有:保护层(Ni-P层)、第一层(1st layer)、第二层(2nd layer)、第三层(3rd layer)、第四层(4th layer)及第五层(5th layer)。在图5A中,在由Al构成的臂4的表面上形成有Ni-P层。第一层由Ni构成。第一层覆盖Ni-P层。第二层由富Ni的Sn合金(NiSn)构成。第二层覆盖第一层。第三层由富Sn的Ni合金(SnNi)构成。第三层也可以仅由Sn构成。第三层覆盖第二层。第四层由富Ni的Sn合金(NiSn)构成。第四层覆盖第三层。第五层由Ni构成。第五层覆盖第四层。第五层与由SUS构成的悬架8的表面相接。在图5A所示的接合部12,“富Ni”是第二层或第四层的Ni的含量(单位:质量%)比第三层的Ni的含量大的意思。在图5A所示的接合部12,“富Sn”是第三层的Sn的含量比第二层或第四层的Sn的含量大的意思。在形成图5A所示的接合部12的情况下,在第一工序中,在臂侧接合面(Ni-P层)及悬架侧接合面双方形成Ni膜。接着,在两个Ni膜中的至少一方的Ni膜上形成Sn膜。也可以在双方的Ni膜上形成Sn膜。在接下来的第二工序中,通过将这些接合面加热,可得到图5A所示的接合部12。
如图5B所示,接合部12可以具有保护层(Ni-P层)、第1a层(la layer)、第2a层(2alayer)、第3a层(3a layer)及第4a层(4a layer)。在图5B中,在由A1构成的臂4的表面上形成有Ni-P层。第1a层由富Ni的SnP合金(NiSnP)构成。第1a层覆盖Ni-P层。第2a层由富Sn的Ni合金(SnNi)构成。第2a层也可以仅由Sn构成。第2a层覆盖第1a层。第3a层由富Ni的Sn合金(NiSn)构成。第3a层覆盖第2a层。第4a层由Ni构成。第4a层覆盖第3a层。第4a层与由SUS构成的悬架8的表面相接。在图5B所示的接合部12,“富Ni”是第1a层或第3a层的Ni的含量(单位:质量%)比第2a层的Ni的含量大的意思。在图5B所示的接合部12,“富Sn”是第2a层的Sn的含量比第1a层或第3a层的Sn的含量大的意思。在形成图5B所示的接合部12的情况下,在第一工序中,在悬架侧接合面上形成Ni膜。接下来,在臂侧接合面(Ni-P层)、或悬架侧接合面(Ni膜)中的至少一方的面上形成Sn膜。也可以在臂侧接合面(Ni-P层)、及悬架侧接合面(Ni膜)的两面形成Sn膜。在接下来的第二工序中,通过将这些接合面加热,可得到图5B所示的接合部12。
在第一工序中,可以用Sn系合金或Sn单体仅覆盖臂侧接合面及悬架侧接合面中的一方的接合面或两接合面。即,也可以用含有Sn的膜仅覆盖臂4的表面中的臂侧接合面。也可以用含有Sn的膜仅覆盖悬架8的表面中的悬架侧接合面。也可以用含有Sn的膜覆盖臂侧接合面及悬架侧接合面双方。在第一工序中,可以用Sn系合金或Sn单体覆盖臂侧接合面及悬架侧接合面中的一方的接合面,且利用熔点比Sn系合金或Sn单体高的金属覆盖另一方的接合面。
如图6A所示,在第一工序中,可以利用臂膜34覆盖臂侧接合面4a的整体。在第一工序中,也可以利用悬架膜38覆盖悬架侧接合面8a的整体。在实施了图6A所示的第一工序的情况下,如图6B所示,臂膜34的一部分变成接合部12,臂膜34的其他部分残存在臂4的表面(臂侧接合面4a)上。同样,悬架膜38的一部分变成接合部12,悬架膜38的其他部分残存在悬架8的表面(悬架侧接合面8a)上。
在第一工序中,可以利用臂膜34仅覆盖臂侧接合面4a的一部分。例如,如图6C所示,可以利用臂膜34仅覆盖臂侧接合面4a中的与悬架8重叠的前端部。在第一工序中,也可以利用悬架膜38仅覆盖悬架侧接合面8a的一部分。例如,如图6C所示,也可以利用悬架膜38仅覆盖悬架侧接合面8a中的与臂4的前端部重叠的部分。在实施了图6C所示的第一工序的情况下,如图6D所示,臂膜34及悬架膜38大致全部变成接合部12。
在第二工序中,在将臂侧接合面4a和悬架侧接合面8a熔接的情况下,位于两接合面间的臂膜34或悬架膜38进行熔融。以下,将熔融的臂膜34或悬架膜38记为熔融金属。该熔融金属固化而形成接合部12,但一部分熔融金属进行流动而从各接合面间溢出,形成焊脚(fillet)。焊脚是指具有与接合部12大致相同的化学组成,且从臂侧接合面4a及悬架侧接合面8a之间溢出的部分。焊脚是某种飞边,有损HSA2(磁头装置)的尺寸、形状的精度。例如,在HSA2的制造中,为了臂4及悬架8的定位,分别在臂4及悬架8上形成定位孔。在这些定位孔内形成有焊脚的情况下,有损定位孔的尺寸精度,难以进行臂4及悬架8的正确的定位。磁盘装置18越小,越必须要抑制焊脚的形成而提高HSA2的尺寸、形状的精度。即,磁盘装置18越小,越必须要减小焊脚。另外,焊脚也有时从HSA2脱落而划伤磁盘16的表面。
下面,基于图7A、7B、7C、7D、图8A、8B、8C及8D对焊脚进行详细说明。图7A、7C、8A及8C表示各不相同的在第一工序中加工成的臂4及悬架8。图7A、7C、8A及8C分别表示垂直于臂侧接合面4a的臂4的剖面、及垂直于悬架侧接合面8a的悬架8的剖面。图7B、7D、8B及8D是各不相同的HSA的示意剖面图。各剖面图对应于图1中的XX线方向的剖面。
如图7A所示,在第一工序中用臂膜34覆盖臂4的整个表面,且用悬架膜38覆盖悬架8的整个表面的情况下,如图7B所示,在第二工序中,焊脚40容易增大。其原因是,熔融金属容易经由具有润湿性(与熔融金属的亲和性)的臂膜34及悬架膜38的表面而润展到接合部12以外的部分。
臂4自身的表面(例如,A1)因为具有与熔融金属不同的组成,所以润湿性比臂膜34差。在臂4的表面用由含有磷的Ni(Ni-P)构成的保护层覆盖的情况下,保护层因为具有与熔融金属不同的组成,所以润湿性比臂膜34及臂4的表面中的任一个都差。悬架8自身的表面(例如,不锈钢、或不锈钢固有的非动态膜)也因为具有与熔融金属不同的组成,所以润湿性也比悬架膜38差。通过利用这种润湿性的差异,能够抑制焊脚40的体积,例如,如图7C所示,在第一工序中,在与臂侧接合面4a邻接的面(侧面4b)上,使臂4的基底露出。另外,在第一工序中,在与悬架侧接合面8a邻接的面(侧面8b)上,使悬架8的基底露出。换句话说,在第一工序中,利用臂膜34仅覆盖臂侧接合面4a,且利用悬架膜38仅覆盖悬架侧接合面8a。总之,在第一工序中,限定形成臂膜34及悬架膜38的部分,使润湿性差的各基底的一部分有意图地露出。其结果,在第二工序中,熔融金属难以润展到接合部12以外的部分(基底)。因此,如图7D所示,焊脚40的体积得到抑制。即使在HSA完成后,臂4的基底也在与臂侧接合面4a邻接的面(侧面4b)上露出,悬架8的基底也在与悬架侧接合面8a邻接的面(侧面8b)上露出。臂4的基底可以在与臂侧接合面4a邻接的面(侧面4b)的一部分或面整体上露出。悬架8的基底可以在与悬架侧接合面8a邻接的面(侧面8b)的一部分或面整体上露出。当然,也可以没有焊脚40。
在图7C所示的第一工序的变更例(变形)中,在与臂侧接合面4a邻接的面(侧面4b)上,可以使覆盖臂4的基底的保护层露出。保护层只要含有Ni及P即可。该保护层也与臂4的基底同样,润湿性差。因此,通过与上述同样的原理,可抑制焊脚40的体积。即使在HSA完成后,覆盖臂4的基底的保护层也可以在与臂侧接合面4a邻接的面(侧面4b)上露出。
在图7C所示的第一工序的变更例中,可以利用悬架膜38覆盖悬架侧接合面8a和悬架侧接合面8a的背面8c,在位于悬架侧接合面8a和背面8c之间的侧面8b上,可以使悬架8的基底露出。例如,当在用悬架膜38(例如,镀敷)覆盖了板材的整个表面后用冲压机将板材冲压成形时,可得到由镀层覆盖两面且在切断面板材的基底露出的薄板状悬架8。在HSA完成后,悬架侧接合面8a的背面8c可以用悬架膜38(例如,Sn系合金或Sn单体)覆盖。悬架8的基底可以在位于悬架侧接合面8a和背面8c之间的侧面8b上露出。
在图7C所示的第一工序的变更例中,可以用臂膜34覆盖臂侧接合面4a和臂侧接合面4a的背面4c,在位于臂侧接合面4a和背面4c之间的侧面4b上,可以使臂4的基底露出。在HSA完成后,臂侧接合面4a的背面4c可以利用臂膜34(例如,Sn系合金或Sn单体)覆盖。臂4的基底可以在位于臂侧接合面4a和背面4c之间的侧面4b上露出。
如图8A所示,在第一工序中,也可以利用臂膜34仅覆盖臂侧接合面4a,且利用悬架膜38覆盖悬架8的整个表面。在接下来的第二工序中,熔融金属经由悬架膜38的表面向悬架8的表面润展,但在臂4的表面(臂4的基底)上难以润展。因此,如图8B所示,焊脚40的体积得到抑制。
如图8C所示,在第一工序中,也可以利用臂膜34覆盖臂4的整个表面,且利用悬架膜38仅覆盖悬架侧接合面8a。在接下来的第二工序中,熔融金属经由臂膜34的表面向臂4的表面润展,但在悬架8的表面(悬架8的基底)上难以润展。因此,如图8D所示,焊脚40的体积得到抑制。
以上,对本发明的一个实施方式所涉及的磁头装置(HSA2)进行了说明,但本发明不受上述实施方式任何限制。例如,本发明的另一个实施方式所涉及的磁头装置可以是磁头臂组件(HAA),该磁头臂组件(HAA)具备一个臂4、与该臂4的前端部重叠的悬架8、位于悬架8的前端部的滑块10、和位于臂4的前端部和悬架8之间且将臂4和悬架8接合的接合部12,接合部12含有Sn。
悬架8可以具有隔板(spacer)、负载梁(load beam)及挠性件(flexure)。即,悬架8可以由隔板、负载梁及挠性件构成。隔板与臂4的前端部重叠,含有Sn的接合部12可以位于臂4的前端部和隔板之间。即,接合部12可以将臂4和隔板接合。负载梁的一方的前端部可以固定于隔板,且在负载梁的另一方的前端部设置挠性件。可以在挠性件的表面设置滑块10。
[实施例]
下面,利用实施例及比较例对本发明的内容进行详细说明,但本发明不限定于以下实施例。
(实施例A1)
制作由铝基材构成的E形块用的臂。事先利用Ni-P膜(保护层)覆盖臂的表面整体。Ni-P膜的厚度为0.5μm。另外,制作由SUS构成的悬架。臂的厚度为0.5mm。悬架的厚度为0.1mm。
[第一工序]
通过电解镀敷法,利用Ni膜(由Ni构成的膜)覆盖上述臂的表面整体。Ni膜的厚度调节为0.2μm。接下来,通过电解镀敷法,利用Sn膜(由Sn构成的膜)覆盖形成于臂的表面的Ni膜整体。Sn膜的厚度调节为10μm。
通过电解镀敷法,利用Ni膜覆盖上述悬架的表面整体。Ni膜的厚度调节为0.2μm。接下来,通过电解镀敷法,利用Sn膜覆盖形成于悬架的表面的Ni膜整体。Sn膜的厚度调节为10μm。
[第二工序]
接下来,使臂的前端部的表面(Sn膜)和悬架的表面(Sn膜)重叠,通过甲酸环流将臂及悬架在250℃加热。以下,将第二工序的加热温度记为“接合温度”。
通过以上工序,制作具备臂、悬架、及将它们接合的接合部的10个试样。此外,臂及悬架各自的接合面的面积(接合部的纵向宽度及横向宽度)为4mm×4mm左右。
[接合部的评价]
将各试样研磨,使试样的中央部的剖面露出。在此,中央部的剖面是与臂及接合部的界面垂直的方向上的试样的剖面。中央部的剖面也可以换种说法而为与接合部及悬架的界面垂直的方向上的试样的剖面。使用扫描式电子显微镜(SEM)观察各试样的中央部的剖面,测定各试样的接合部的厚度。将10个试样的接合部的厚度平均值表示在下述表1中。
使用电子探针(EPMA),调查试样的剖面中的元素分布。另外,使用EPMA,进行试样的剖面的线分析。基于元素分布及线分析,特定接合部的组成、及接合部的Sn的含量(Sn量)。将接合部的组成、及Sn量表示在下述表1中。
将试样的臂侧的侧面载置在台座的大致水平的表面上,而将臂固定于台座。接下来,从水平方向相对于悬架的垂直的端面推压棒。通过棒,对悬架的端面施加载荷。在悬架从臂剥离的瞬间(接合部被破坏的瞬间),测定棒带给悬架的端面的载荷(接合强度)。在测定中,将水平方向上的棒的速度调节为0.02mm/sec。利用10个试样,进行10次同样的测定。将10个试样的接合强度的平均值表示在下述表1中。在悬架及臂和接合部之间充分进行金属结合的情况下,接合强度设想为1kg以上。接合强度优选为1kg以上。
[接合温度的变更]
除将接合温度变更为下述表1所示的温度以外,利用上述同样的方法,试制实施例A1的试样。但是,在接合温度为150℃及200℃的情况下,未形成接合部,不能制作实施例A1的试样。在下述表中,记为“X”的列是在其接合温度下未形成接合部的意思。在接合温度为250℃的情况下,形成接合部,且能够制作实施例A1的试样。用上述方法对以250℃的接合温度形成的接合部进行评价。将评价结果表示在下述表1中。
(实施例A2~Al6)
在各实施例的第一工序中,利用具有下述表1~3的“臂膜组成”栏记载的组成的膜,覆盖臂侧的Ni膜整体。另外,在各实施例的第一工序中,利用下述表1~3的“悬架膜组成”栏记载的膜,覆盖悬架侧的Ni膜整体。此外,“臂膜组成”及“悬架膜组成”栏记载的各元素符号前附带的数值是各膜中的各元素的含量(单位:质量%)。
除以上事项以外,利用与实施例A1同样的方法,试进行实施例A2~A16的试样的制作、及各实施例的接合部的评价。将实施例A2~A16的结果表示在下述表1~3中。
(表1)
(表2)
(表3)
(实施例B1)
在实施例B1的第二工序中,采用超声波接合来代替甲酸环流的加热。即,通过使臂的前端部的表面(Sn膜)和悬架的表面(Sn膜)重叠并对臂及悬架照射超声波,形成接合部。
除以上事项以外,利用与实施例A1同样的方法,进行实施例B1的试样的制作、及实施例B1的接合部的评价。将实施例B1的结果表示在下述表4中。
(实施例B2~B8)
在各实施例的第一工序中,利用具有下述表4的“臂膜组成”栏记载的组成的膜,覆盖臂侧的Ni膜整体。另外,在各实施例的第一工序中,利用下述表4的“悬架膜组成”栏记载的膜,覆盖悬架侧的Ni膜整体。
除以上事项以外,利用与实施例B1同样的方法,进行实施例B2~B8的试样的制作、及各实施例的接合部的评价。将实施例B2~B8的结果表示在下述表4中。
(表4)
(实施例C1)
在实施例C1的第二工序中,通过使用加热器的直接加热来代替甲酸环流,形成接合部。
除以上事项以外,利用与实施例A1同样的方法,进行实施例C1的试样的制作、及实施例C1的接合部的评价。将实施例C1的结果表示在下述表5中。
(实施例C2~C10)
在各实施例的第一工序中,利用具有下述表5的“臂膜组成”栏记载的组成的膜,覆盖臂侧的Ni膜整体。另外,在各实施例的第一工序中,利用下述表5的“悬架膜组成”栏记载的膜,覆盖悬架侧的Ni膜整体。
除以上事项以外,利用与实施例C1同样的方法,进行实施例C2~C10的试样的制作、及各实施例的接合部的评价。将实施例C2~C10的结果表示在下述表5中。
(表5)
(实施例D1)
在实施例D1的第一工序中,利用溅射来代替电解镀敷法,形成各膜。
除以上事项以外,利用与实施例A1同样的方法,进行实施例D1的试样的制作、及实施例D1的接合部的评价。将实施例D1的结果表示在下述表6中。
(表6)
(实施例E1)
在实施例E1中,通过在第一工序中调节各膜的厚度,形成具有下述表7所示的厚度的接合部。即,在实施例E1中,制作六种接合部的厚度不同的试样。在第一工序中,覆盖臂侧的Ni膜的Sn膜的厚度在1~50μm的范围内进行调节。在第一工序中,覆盖悬架侧的Ni膜的Sn膜的厚度也在1~50μm的范围内进行调节。利用与实施例A1同样的方法特定实施例E1的各试样的接合部的厚度。在实施例E1的第二工序中,利用实体显微镜调查通过加热形成的接合部的渗润的发生的有无。
除以上事项以外,利用与实施例A1同样的方法,制作实施例E1的试样。利用与实施例A1同样的方法,测定实施例E1的各试样的接合部的接合强度。
将实施例E1的结果表示在下述表7中。
(实施列E2~E5)
在各实施例的第一工序中,利用具有下述表7的“臂膜组成”栏记载的组成的膜,覆盖臂侧的Ni膜整体。另外,在各实施例的第一工序中,利用下述表7的“悬架膜组成”栏记载的膜,覆盖悬架侧的Ni膜整体。
除以上事项以外,利用与实施例E1同样的方法,进行实施例E2~E5的试样的制作及各实施例的接合部的评价。将实施例E2~E5的结果表示在下述表7中。
(表7)
(实施例F1~F4)
在实施例F1及F2的第一工序中,利用Ni膜(由Ni构成的膜)覆盖臂的表面整体后,未将Sn膜形成于臂侧。
在实施例F3及F4的第一工序中,Ni膜及Sn膜均未形成于臂侧。即,在第二工序中使用由Ni-P膜覆盖的臂其自身。
在实施例F1~F4的第一工序中,利用下述表8的“悬架膜组成”栏记载的膜,覆盖悬架侧的Ni膜整体。
在实施例F1~F4中,通过在第一工序中调节各膜的厚度,形成具有下述表8所示的厚度的接合部。即,在实施例F1~F4各例中,制作四种接合部的厚度不同的试样。
除以上事项以外,利用与实施例E1同样的方法,进行实施例F1~F4的试样的制作、各实施例的接合部的评价。将实施例F1~F4的结果表示在下述表8中。
(表8)
(比较例)
在比较例中,使用与实施例A1相同的臂及悬架。但是,在比较例中,未实施第一工序及第二工序。在比较例1中,在臂及悬架上分别形成有嵌孔。各嵌孔的为0.2mm。接下来,通过进行臂及悬架的嵌合接合,制作比较例1的试样。利用与实施例A1同样的方法,测定比较例1的接合强度。比较例1的接合强度为0.8kg,比所有实施例的接合强度都低。
Claims (12)
1.一种磁头装置,其特征在于,
具备:
臂;
与所述臂的前端部重叠的悬架;
位于所述悬架的前端部的滑块;和
位于所述臂的前端部和所述悬架之间且将所述臂和所述悬架接合的接合部,
所述接合部含有Sn,
所述接合部是被所述臂的表面和所述悬架的表面夹持的至少一个层。
2.如权利要求1所述的磁头装置,其特征在于,
所述接合部包含含有Sn的合金,
所述合金含有选自Ag、Cu、Bi、In、Ni、Zn、P及Au中的至少一种。
3.如权利要求1所述的磁头装置,其特征在于,
所述接合部中的Sn的含量为40质量%以上且小于100质量%。
4.如权利要求1所述的磁头装置,其特征在于,
所述接合部的厚度为2~50μm。
5.如权利要求1所述的磁头装置,其特征在于,
在将臂侧接合面定义为所述臂的表面中与所述悬架相对的面时,
在与所述臂侧接合面邻接的面上,所述臂的基底露出。
6.如权利要求1所述的磁头装置,其特征在于,
在将臂侧接合面定义为所述臂的表面中与所述悬架相对的面时,
在与所述臂侧接合面邻接的面上,覆盖所述臂的基底的保护层露出,
所述保护层含有Ni及P。
7.如权利要求1所述的磁头装置,其特征在于,
在将悬架侧接合面定义为所述悬架的表面中与所述臂相对的面时,
在与所述悬架侧接合面邻接的面上,所述悬架的基底露出。
8.如权利要求1所述的磁头装置,其特征在于,
具备具有多个所述臂的托架。
9.如权利要求1所述的磁头装置,其特征在于,
通过具备如下工序的制造方法制造:
第一工序,用含有Sn的合金或Sn单体覆盖所述臂的表面及所述悬架的表面中的一方的表面或两方的表面;
第二工序,在所述第一工序后,使所述臂的表面和所述悬架的表面接触而形成所述接合部。
10.如权利要求9所述的磁头装置,其特征在于,
在所述第一工序中,使用所述合金,
所述合金含有选自Ag、Cu、Bi、In、Ni、Zn、P及Au中的至少一种。
11.如权利要求9所述的磁头装置,其特征在于,
在所述第一工序中,
用所述合金或所述Sn单体覆盖所述臂的表面及所述悬架的表面中的一方的表面,并用熔点比所述合金高的金属、或熔点比所述Sn单体高的金属覆盖另一方的表面。
12.如权利要求11所述的磁头装置,其特征在于,
用Ni单体、或含有P的Ni覆盖所述另一方的表面。
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Granted publication date: 20190111 Termination date: 20210317 |
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