CN1345032A - 磁头万向接头组件的制造方法和用于切割球焊连接的装置 - Google Patents

磁头万向接头组件的制造方法和用于切割球焊连接的装置 Download PDF

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Abstract

一带有至少一个薄膜磁头元件的磁头滑动块被安装在一悬浮架上。该安装包括电气连接该磁头滑动块与带有球焊连接的悬浮架。检查该薄膜磁头元件的电性能,随后当判断其具有不良的电气性能时,分开该球焊连接。然后从该悬浮架上拆下该磁头滑动块;此后,在所述被拆下有缺陷的磁头滑动块的悬浮架上安装一具有至少一个薄膜磁头元件的新的磁头滑动块。

Description

磁头万向接头组件的 制造方法和用于切割球焊连接的装置
发明领域
本发明涉及装备有例如被用于硬盘驱动单元(HDD)中的至少一个薄膜磁头元件的磁头万向接头组件(HGA)的制造方法和在制造HGA期间用于切割球焊连接的装置。
相关技术的描述
在HDD中，一般是运行中在旋转磁盘的上方飞越的磁头滑动块(slider)上分别形成用于从磁盘中读写磁信息的薄膜磁头元件。
每个HGA的组装是通过在一悬浮架(a suspension)上安装磁头滑动块，然后把引线导体的连接焊盘分别和磁头滑动块的端接电极电气相连。
在如此组装HGA之后，所有组装的HGA使用动态性能(DP)测试仪进行最后的检查，以便判定每个薄膜磁头元件是否具有所需的电性能。只有在所述最后的检查中被判定为具有好的性能的产品才允许交付使用或被安装在HDD中。
近来，带有不使用导线但具有作为信号线的痕迹导体的无线悬浮架的HGA得到了广泛的应用。在这种带有无线悬浮架的HGA中，痕迹导体的连接焊盘和磁头滑动块的端接电极之间的电连接主要通过导线焊接或球焊接来实现。
在常规的带有无线悬浮架的HGA的制造方法中，特别是带有使用球焊连接的无线悬浮架的HGA，在最后检查中被判定为有缺陷的HGA被丢弃。
然而，无线悬浮架本身和一般的悬浮架相比是昂贵的，因此，无线悬浮架的制造成本相对于具有无线悬浮架的HGA的总的制造成本的比例是十分高的。
因而，如果在最后检查时被认为电性能不良的所有的HGA都被丢弃，则HGA的平均制造成本会大大增加。
发明概述
因此，本发明的目的在于提供一种HGA的制造方法和用于切割球焊连接的装置，借以降低HGA的制造成本。
按照本发明，一种HGA的制造方法，包括在一悬浮架上安装带有至少一个薄膜磁头元件的磁头滑动块的步骤，这个安装步骤包括利用球焊连接使所述磁头滑动块和所述悬浮架电气相连的步骤，检查所述薄膜磁头元件的电气性能的步骤，当确定薄膜磁头元件具有不良的电气性能时，分开球焊连接的步骤，从悬浮架上拆下磁头滑动块的步骤，以及在被拆下有缺陷的磁头滑动块的悬浮架上安装具有至少一个薄膜磁头元件的新的磁头滑动块的步骤。
当检测到薄膜磁头元件具有不良的电气性能时，悬浮架和磁头滑动块之间的球焊连接被分开而不丢弃悬浮架，并且然后把一个新的磁头滑动块安装在悬浮架上，从而重新构成一个HGA。因为在制造HGA时重新使用昂贵的悬浮架，所以可以减少HGA的制造成本。此外，因为在有缺陷的HGA中的悬浮架被重新使用而不将其全部丢弃，所以这种方法可以贡献于环境保护。
最好是，球焊连接是使用金球的金球焊(GBB)连接。在这种情况下，分开步骤可以包括利用切割器刀片切割金球的步骤。因为金这种材料是软的，所以使用锋利的切割器刀片可以非常容易地进行金球的切割。
最好是，金球的切割包括这样切割金球，使得一薄的金层保留在悬浮架上形成的连接焊盘上。因为未除去整个金球，而在连接焊盘上留有金层，使得几乎不会发生由于球焊连接的切割而引起的悬浮架的变形。此外，因为一薄的金层被保留在悬浮架的连接焊盘上，所以当把滑动块重新安装到悬浮架上时，可以容易地进行新的磁头滑动块的电极端子和连接焊盘的GBB，并增加重新焊接部分的强度。
最好是所述球焊连接是使用焊球进行的焊球焊(SBB)连接。在这种情况下，分开步骤可以包括加热并熔化焊球的步骤。此外，最好是分开步骤还包括利用真空吸引除去熔融的焊球的步骤。
最好是拆下步骤包括加热磁头滑动块的部分和悬浮架的部分的步骤，从而使用于把磁头滑动块机械地固定到悬浮架上的黏合剂松开。
此外，最好是所述方法还包括在拆下步骤之后清洁悬浮架的粘合表面的步骤。
最好是所述方法还包括在拆下步骤之后进行的检查悬浮架的性能的步骤。在这种情况下，所述检查步骤可以包括检查悬浮架的负载和姿态角的步骤。
最好是所述方法还包括在新的磁头安装步骤之后的检查新的磁头滑动块的薄膜磁头元件的电气性能步骤。
此外，按照本发明，HGA的制造方法包括在悬浮架上安装具有至少一个薄膜磁头元件的磁头滑动块的步骤，检查薄膜磁头元件的电气性能的步骤，当确定薄膜磁头元件具有不良的电气性能时，将磁头滑动块从悬浮架上拆下的步骤，清洁悬浮架的表面的步骤，以及在被拆下有缺陷的磁头滑动块的悬浮架上安装具有至少一个薄膜磁头元件的新的磁头滑动块的步骤。
此外，按照本发明，一种用于切割球焊连接的装置包括一固定件，用于固定包括具有焊盘的悬浮架和具有至少一个薄膜磁头元件的磁头滑动块的HGA，所述磁头滑动块被安装在所述悬浮架上，并通过使用金球的GBB和所述焊盘电气相连，以及切割器刀片，其能够平行于被固定在固定件上的悬浮架的连接焊盘的表面而运动，所述金球被机械地切割，并借助于切割器刀片的运动被分开。因为金这种材料是软的，所以使用锋利的切割器刀片能够非常容易地对金球进行切割。
最好是，切割器刀片以这样的方式切割金球，使得一薄的金层保留在悬浮架的连接焊盘上。因为未除去整个金球，而在连接焊盘上留有一薄的金层，使得几乎不会发生由于球焊连接的切割而引起的悬浮架的变形。此外，因为一薄的金层被保留在悬浮架的连接焊盘上，所以当把滑动块重新安装到悬浮架上时，可以容易地进行新的磁头滑动块的电极端子和连接焊盘的GBB，并增加重新焊接部分的强度。
最好是还包括吹风机部件，用于向磁头滑动块吹热空气或热氮气。
本发明的其它目的和优点由下面结合附图对本发明的优选实施例的说明将会看得更加清楚。
附图简述
图1表示按照本发明的优选实施例中的HGA的制造方法的部分的流程图；
图2表示在图1所示的实施例中使用的焊接连接切割装置的示意的结构；
图3a-3f表示在图1所示的实施例中从GBB连接的切割到清洁悬浮架的表面的处理；
图4表示在按照本发明的另一个实施例中的HGA的制造方法的一部分的流程图；以及
图5a-5d表示在图4所示的实施例中从借助于使SBB连接熔化而除去到清洁悬浮架表面的处理。
优选实施例说明
下面参照图1说明按照本发明优选实施例中的HGA的制造方法。
首先，按照常规的制造方法组装HGA(步骤S1)。即，通过利用黏合剂例如环氧树脂黏合剂把具有薄膜磁头元件的磁头滑动块固定在无线悬浮架的顶端部分，然后利用GBB使滑动块的端接电极和悬浮架的引线导体图形的连接焊盘实现电连接，从而组装HGA。一个具有磁头驱动电路和读出信号放大器电路的IC芯片可以被安装在从悬浮架向后延伸的引线导体图形上。
然后，使用DP测试仪进行最后检查，检查薄膜磁头元件是否具有所需的电气性能(步骤S2)。在所述最后检查中被确定为具有好的性能的产品被允许交货或被安装在HDD中(步骤S10)。
在最后检查步骤S2中，如果确定薄膜磁头元件的电气性能有缺陷，则HGA被固定在图2所示的焊接连接切割装置上，然后，向着金球推进锋利的切割器刀片，从而对HGA的GBB连接进行机械切割(步骤S3)。然后，通过加热使黏合剂松动到一定程度，并使滑动块从悬浮架上拆下(步骤S4)。被拆下的滑动块将被丢弃。此后，除去剩余的黏合剂并清洁原先黏附有滑动块的悬浮架的粘结表面(步骤S5)。
下面详细说明从切割处理到清洁处理的上述处理。
图2所示的焊接连接切割装置被用于切割GBB连接和从悬浮架上拆下滑动块。所述装置主要包括固定部件24，用于固定由悬浮架20、被黏附在悬浮架20的顶端部分的磁头滑动块21和被安装在从悬浮架20向后延伸的引线导体图形上的IC芯片22构成的HGA 23，能够使锋利的切割器刀片25沿着图中的垂直方向和水平方向精确地运动的切割部件26，以及用于吹出热空气或热氮气的热空气喷枪27。
固定部件24以这样的方式固定悬浮架20的底板，使得其上固定有磁头滑动块21的悬浮架20的顶端部分可以精确地沿着垂直方向运动，并被保持在水平位置。
切割部件26通过和被形成在固定的悬浮架20上的连接焊盘的表面平行地精确地移动切割器刀片25对GBB连接进行切割。
虽然没有示出，所述的焊接连接切割装置可以具有照相机，用于放大和监视要被切割的GBB连接。
图3a-3f说明从GBB连接的切割(步骤S3)到悬浮架表面的清洁(步骤S5)的处理。
在说明在切割之前的磁头滑动块和悬浮架部分的图3a中，标号28表示用于把磁头滑动块21粘结到悬浮架20上的树脂黏合剂，29表示被层叠在悬浮架20上的作为引线导体图形30的一部分而被形成的连接焊盘，31表示磁头滑动块21的端接电极，32表示用于使端接电极31和连接焊盘29实现电连接的金球。树脂黏合剂2例如可以是热塑树脂黏合剂，其具有150℃的玻璃转变点，例如环氧树脂黏合剂或亚克力UV树脂黏合剂。
如图3b所示，锋利的切割器刀片25平行于连接焊盘29的表面运动，并被推进，从而切割并分开金球32。
图3c表示在切割之后的状态。金球32被切割和分开而成为在连接焊盘29上的薄的金层32a和其余的部分32b。需要使薄的金层32a尽量薄。例如其厚度可以是5微米或更小。
然后，如图3d所示，从热空气喷枪27向磁头滑动块21吹出200-300℃的热空气或热氮气，以便把这个区域加热到一个高的但是不破坏悬浮架20的温度，使得树脂黏合剂28被松动到某个程度。然后，如图3e所示，磁头滑动块21被从悬浮架20上拆下，并被丢弃。
此后，使用溶剂使保留在悬浮架20上的残余的黏合剂28’溶解从而将其除去，其中借助于吹热空气或热氮气，或者借助于以机械方法使其脱落除去所述的黏合剂，然后，清洁悬浮架表面，从而获得图3f所示的悬浮架20。
然后，检查被除去磁头滑动块的悬浮架的负载(负载克)、姿态角(静止的仰俯角，静止的滚动角)和其它参数，以便确定悬浮架是否可以被重新使用(步骤S6)。如果需要，负载和姿态角可以被适当地调整。然后，进行视觉检查，检查悬浮架的外观是否有任何破坏(步骤S7)。
根据在步骤S6，S7进行的这些检查，确定悬浮架即使进行调整也不能被重新使用时，将丢弃这个悬浮架(步骤S11)。
通过在步骤S6，S7进行的检查的悬浮架被在组装HGA时重新使用(步骤S8)。即，通过以下步骤组装HGA：利用黏合剂例如环氧树脂黏合剂在所述重新使用的悬浮架的顶端部分固定具有薄膜磁头元件的新的磁头滑动块，利用GBB使滑动块的端接电极和引线导体图形的连接焊盘实现电连接。
然后，使用DP测试仪进行最后检查，检查新的滑动块的薄膜磁头元件是否具有所需的电气性能(步骤S9)。在所述最后检查中确定为具有好的性能的产品可以交货或者被安装在HDD中(步骤S10)。
在步骤S9的最后检查中，如果确定薄膜磁头元件的电气性能有缺陷，则这个HGA被丢弃(步骤S11)。在其它的改型中，这个HGA可以不被丢弃，而可以通过执行和步骤S3相同的处理尝试重新使用所述的悬浮架。
如上所述，因为在制造HGA时相当昂贵的悬浮架被重新使用，所以可以降低HGA的制造成本。此外，因为在有缺陷的HGA中的悬浮架被重新使用而不是全部丢弃，该方法可以贡献于环境保护。
因为金这种材料是软的，所以使用锋利的切割器刀片可以非常容易地进行金球的切割。在这个实施例中，进行GBB连接的切割为了只切割金球，并在悬浮架的连接焊盘上保留薄的金层。即，不除去整个金球。因此，使得几乎不会发生由于GBB连接的切割而引起的悬浮架的变形。此外，因为薄的金层被保留在悬浮架的连接焊盘上，所以当把滑动块重新安装到悬浮架上时，可以容易地进行新的磁头滑动块的电极端子和连接焊盘的GBB，并增加重新焊接的部分的强度。
实际上，制造了许多利用新的悬浮架的HGA和使用重新使用的悬浮架的HGA，并且测量了悬浮架和磁头滑动块的固定强度，GBB连接的连接强度和连接可靠性，例如对于超声清洁和热冲击的连接的可靠性，HGA的负载和姿态角，HGA的悬浮性能和悬浮高度等等。然而，没有发现利用重新使用的悬浮架的HGA劣化程度超过使用新的悬浮架的HGA的劣化程度。而且，使用重新使用的悬浮架的HGA中的GBB的连接强度大于使用新的悬浮架的HGA的连接强度。
图4说明在按照本发明的另一个优选实施例中HGA的制造方法的一部分，图5a-5d说明在图4所示的实施例中从借助于熔化焊球焊接(SBB)连接的除去处理到清洁悬浮架表面的处理。
首先，按照常规的制造方法组装HGA(步骤S41)。即，通过利用黏合剂例如环氧树脂黏合剂把具有薄膜磁头元件的磁头滑动块固定在无线悬浮架的顶端部分，然后利用GBB使滑动块的端接电极和悬浮架的引线导体图形的连接焊盘实现电连接，从而组装HGA。一个具有磁头驱动电路和读出信号放大器电路的IC芯片可以被安装在从悬浮架向后延伸的引线导体图形上。
然后，使用DP测试仪进行最后检查，检查薄膜磁头元件是否具有所需的电气性能(步骤S42)。在所述最后检查中被确定为具有好的性能的产品被允许交货或被安装在HDD中(步骤S50)。
在最后检查步骤S42中，如果确定薄膜磁头元件的电气性能有缺陷，则SBB连接被加热，从而熔化并除去焊球(步骤S43)。然后，通过加热使黏合剂松动到一定程度，并使滑动块从悬浮架上拆下(步骤S44)。被拆下的滑动块将被丢弃。此后，除去剩余的黏合剂并清洁原先黏附有滑动块的悬浮架的粘结表面(步骤S45)。
下面详细说明从焊球除去处理到清洁处理的上述处理。
在说明在切割之前的磁头滑动块和悬浮架部分的图5a中，标号58表示用于把磁头滑动块51粘结到悬浮架50上的树脂黏合剂，59表示被层叠在悬浮架50上的作为引线导体图形60的一部分而被形成的连接焊盘，61表示磁头滑动块51的端接电极，62表示用于使端接电极61和连接焊盘59实现电连接的焊球。树脂黏合剂58例如可以是热塑树脂黏合剂，其具有150℃的玻璃转变点，例如环氧树脂黏合剂或亚克力UV树脂黏合剂。
然后，如图5b所示，从热空气喷枪57向磁头滑动块51和SBB连接吹出200-300℃的热空气或热氮气，以便把这个区域加热到一个高的但是不破坏悬浮架50的温度，使得熔化焊球62。借助于真空吸嘴64的吸力，除去熔化的焊料。
此外，所述加热使树脂黏合剂58松动到某个程度。然后，如图5c所示，磁头滑动块51被从悬浮架50上拆下，并被丢弃。
此后，使用溶剂使保留在悬浮架50上的残余的黏合剂58’溶解从而将其除去，其中借助于吹热空气或热氮气，或者借助于以机械方法使其脱落，除去所述的黏合剂，然后，清洁悬浮架表面，从而获得图5d所示的悬浮架50。
然后，检查被除去磁头滑动块的悬浮架的负载(负载克)、姿态角(静止的仰俯角，静止的滚动角)和其它参数，以便确定悬浮架是否可以被重新使用(步骤S46)。如果需要，负载和姿态角可以被适当地调整。然后，进行视觉检查，检查悬浮架的外观是否有任何破坏(步骤S47)。
根据在步骤S46，S47进行的这些检查，确定当悬浮架即使进行调整也不能被重新使用时，将丢弃这个悬浮架(步骤S51)。
通过在步骤S46，S47进行的检查的悬浮架被在组装HGA时重新使用(步骤S48)。即，通过以下步骤组装HGA：利用黏合剂例如环氧树脂黏合剂在所述重新使用的悬浮架的顶端部分固定具有薄膜磁头元件的新的磁头滑动块，利用GBB使滑动块的端接电极和引线导体图形的连接焊盘实现电连接。
然后，使用DP测试仪进行最后检查，检查新的滑动块的薄膜磁头元件是否具有所需的电气性能(步骤S49)。在所述最后检查中确定为具有好的性能的产品可以交货或者被安装在HDD中(步骤S50)。
在步骤S49的最后检查中，如果确定薄膜磁头元件的电气性能有缺陷，则这个HGA被丢弃(步骤S51)。在其它的改型中，这个HGA可以不被丢弃，而可以通过执行和步骤S43相同的处理尝试重新使用所述的悬浮架。
如上所述，因为在制造HGA时相当昂贵的悬浮架被重新使用，所以可以降低HGA的制造成本。此外，因为在有缺陷的HGA中的悬浮架被重新使用而不是全部丢弃，该方法可以贡献于环境保护。
不脱离本发明的构思可以构成本发明的许多不同的实施例。应当理解，本发明不限于说明书中所述的特定的实施例，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (16)

1.一种磁头万向接头组件的制造方法，包括以下步骤：
在一悬浮架上安装带有至少一个薄膜磁头元件的磁头滑动块，所述安装包括利用球焊连接使所述磁头滑动块和所述悬浮架电气相连；
检查所述至少一个薄膜磁头元件的电气性能；
当判定所述至少一个薄膜磁头元件具有不良的电气性能时，分开所述球焊连接；
从所述悬浮架上拆下所述磁头滑动块；以及
在所述被拆下有缺陷的磁头滑动块的悬浮架上安装具有至少一个薄膜磁头元件的新的磁头滑动块。
2.如权利要求1所述的制造方法，其中所述球焊连接是使用金球的金球焊连接。
3.如权利要求2所述的制造方法，其中所述分开步骤包括利用切割器刀片切割所述金球的步骤。
4.如权利要求3所述的制造方法，其中所述金球切割的步骤包括这样切割所述金球，使得一薄的金层保留在所述悬浮架上形成的连接焊盘上。
5.如权利要求1所述的制造方法，其中所述球焊连接是使用焊球进行的焊球焊连接。
6.如权利要求5所述的制造方法，其中所述分开步骤包括加热并熔化所述焊球的步骤。
7.如权利要求6所述的制造方法，其中所述分开步骤还包括利用真空吸引除去熔融的焊球的步骤。
8.如权利要求1所述的制造方法，其中所述拆下步骤包括加热所述磁头滑动块的一部分和所述悬浮架的一部分的步骤，从而使用于把所述磁头滑动块机械地固定到所述悬浮架上的黏合剂松开。
9.如权利要求1所述的制造方法，其中还包括在所述拆下步骤之后清洁所述悬浮架的粘合表面的步骤。
10.如权利要求1所述的制造方法，其中所述方法还包括在拆下步骤之后检查所述悬浮架的性能的步骤。
11.如权利要求10所述的制造方法，其中所述检查步骤包括检查所述悬浮架的负载和姿态角的步骤。
12.如权利要求1所述的制造方法，其中所述方法还包括在所述新的磁头安装步骤之后，检查所述新的磁头滑动块的所述至少一个薄膜磁头元件的电气性能的步骤。
13.一种磁头万向接头组件的制造方法，包括以下步骤：
在一悬浮架上安装带有至少一个薄膜磁头元件的磁头滑动块；
检查所述至少一个薄膜磁头元件的电气性能；
当判定所述至少一个薄膜磁头元件具有不良的电气性能时，将所述磁头滑动块从所述悬浮架上拆下；
清洁所述悬浮架的表面；以及
在所述被拆下有缺陷的磁头滑动块的所述悬浮架上安装带有至少一个薄膜磁头元件的新的磁头滑动块。
14.一种用于切割球焊连接的装置，包括：
一固定件，用于固定包括带有焊盘的悬浮架和带有至少一个薄膜磁头元件的磁头滑动块的磁头万向接头组件，所述磁头滑动块被安装在所述悬浮架上，并通过使用金球的金球焊和所述焊盘电气相连；以及
一切割器刀片，其能够平行于被固定在所述固定件上的所述悬浮架的连接焊盘的表面运动，所述金球被机械地切割，并借助于切割器刀片的运动被分开。
15.如权利要求14所述的装置，其中所述切割器刀片以这样的方式切割金球，使得一薄的金层保留在所述悬浮架的所述连接焊盘上。
16.如权利要求14所述的装置，其中还包括一吹风机部件，用于向所述磁头滑动块吹热空气或热氮气。
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