JP2001135673A - Ｉｃチップの実装方法及び該ｉｃチップを備えたヘッドサスペンションアセンブリの製造方法 - Google Patents

Ｉｃチップの実装方法及び該ｉｃチップを備えたヘッドサスペンションアセンブリの製造方法

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孝雄 松本
Takeshi Wada
健 和田
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Atsushi Hirose
篤 広瀬
Mitsuyoshi Kawai
満好 川合
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 非常に薄く小さいＩＣチップであってもチッ
プ本体にキズやクラック等が生じないＩＣチップの実装
方法及びこのＩＣチップを備えたヘッドサスペンション
アセンブリの製造方法を提供する。 【解決手段】 接続電極に形成された金属バンプが接続
パッドに押圧されるように、ＩＣチップに荷重を印加す
ると共に荷重を最初は徐々に増大させ、印加される荷重
が増大している間にＩＣチップへの超音波振動の印加を
開始する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば磁気ディス
ク装置等に用いられる、薄膜磁気ヘッド素子用のＩＣチ
ップ実装方法及びこのＩＣチップを搭載したヘッドサス
ペンションアセンブリの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気ディスク装置では、サスペンション
の先端部に取り付けられた磁気ヘッドスライダを、回転
する磁気ディスクの表面から浮上させ、その状態で、こ
の磁気ヘッドスライダに搭載された薄膜磁気ヘッド素子
により磁気ディスクへの記録及び／又は磁気ディスクか
らの再生が行われる。
【０００３】近年の磁気ディスク装置の大容量化及び高
密度記録化に伴い、記録周波数の高周波数化が進んでお
り、これを実現する手段の一つとして提案されているの
が、磁気ヘッド素子用の駆動回路をＩＣチップ化し、こ
れをサスペンションであるサスペンション上に搭載する
ようにしたヘッドサスペンションアセンブリ構造であ
る。この構造をとることにより、駆動回路から磁気ヘッ
ド素子までの配線距離が短くなるので、ヘッド駆動信号
に付加される不要なノイズを低減することが可能とな
り、その結果、高周波領域における記録特性が向上す
る。
【０００４】このようなＩＣチップは、その書込み電流
等により大きな熱を発生させる。そのため、ＩＣチップ
は、磁気ディスクの回転により生じる空気流による冷却
効果を得るべく、サスペンションの磁気ディスクに対向
する面上に搭載される。
【０００５】ＩＣチップを搭載するこのようなヘッドサ
スペンションアセンブリでは、そのＩＣチップの実装高
さ分だけヘッドサスペンションアセンブリの厚みが増大
することとなる。一般に、磁気ディスク装置では、磁気
ディスク１枚当りの記録容量を増やすために、ディスク
の両面が記録に使われており、さらに記録容量を増やす
ために、複数枚の磁気ディスクを同軸に連ねて搭載して
いる。従って、２つの磁気ディスク間には記録／再生を
行なうヘッドサスペンションアセンブリが２つ存在する
こととなり、このこととあいまって、ＩＣチップを搭載
したヘッドサスペンションアセンブリを備えた磁気ディ
スク装置では、その全体の厚さを小さくすることができ
ない。特に、ノートパソコン等に搭載される薄型の磁気
ディスク装置においては、これは大きな問題となる。
【０００６】従って、このようなＩＣチップは、通常の
ＩＣチップに比してその厚みができるだけ薄くなるよう
に形成することが必要である。例えば、一般的なＩＣチ
ップでは、厚みが０．３〜０．４ｍｍ程度であるのに対
して、薄膜磁気ヘッド素子用のこの種のＩＣチップで
は、厚みが０．２５ｍｍ以下、例えば約０．１２ｍｍ程
度とかなり薄くなっている。
【０００７】一方、このようなＩＣチップのサスペンシ
ョンへの実装方法として、Ｃ４接合工法が最も一般的に
用いられていた。この工法は、ＩＣチップのバンプボー
ルにハンダ材料を使用してフラックスを塗布し、リフロ
ー加熱により実装を行うものである。しかしながら、こ
のＣ４接合工法で使用するフラックスは、アウトガス等
の諸問題を引き起こす可能性を持っているため、実装後
にこのフラックスを完全に洗浄除去する必要がある。こ
のため、Ｃ４接合工法には洗浄工程が必須であるが、サ
スペンションは、バネの曲げ角度に高い精度が要求され
るため、洗浄工程を行うとその精度を低下させてしまう
可能性がある等の問題があった。
【０００８】洗浄工程による問題を解決する手法も検討
され、量産へのＣ４接合工法の適用も不可能ではない
が、最も理想的な解決手段は、洗浄工程自体を無くすこ
とである。その一つの提案として、ＵＳ接合工法と呼ば
れる超音波接合工法がある。
【０００９】超音波接合工法では、ＩＣチップのバンプ
にハンダを使用せず、金（Ａｕ）バンプを用いる。この
Ａｕバンプを対向する基板側のＡｕパッドと接触させさ
らに加圧して超音波振動を付加することにより、Ａｕの
溶融結合を促して接合する。
【００１０】このＵＳ接合工法を用いることにより、フ
ラックスを使用せず、従って洗浄工程が不要となる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たように、非常に薄く小さいＩＣチップを超音波接合工
法によって実装する場合、大きな荷重及び大きな超音波
パワーを付加することは、そのＩＣチップにキズや、最
悪の場合、クラックを発生させる恐れがある。
【００１２】ＩＣチップの表面にたとえわずかなキズが
生じても、ＩＣチップ材料の脱粒が生じる可能性があ
り、これは磁気ディスク装置としては許されない。即
ち、磁気ディスク装置においては、磁気ヘッドスライダ
がディスク面上を極々低浮上して読み／書きの動作を行
うため、ほんの微量のダストも介在することが許されな
いのである。このため、超音波接合工法による実装条件
の設定が非常に困難であった。
【００１３】従って本発明は、従来技術の上述した問題
点を解消するものであり、その目的は、非常に薄く小さ
いＩＣチップであってもチップ本体にキズやクラック等
が生じないＩＣチップの実装方法及びこのＩＣチップを
備えたヘッドサスペンションアセンブリの製造方法を提
供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、薄膜磁
気ヘッド素子用の回路を搭載したＩＣチップの接続電極
をサスペンション上に形成された接続パッドに超音波接
合するＩＣチップの実装方法であって、接続電極に形成
された金属バンプが接続パッドに押圧されるように、Ｉ
Ｃチップに荷重を印加すると共に荷重を増大させ、印加
される荷重が増大している間にＩＣチップへの超音波振
動の印加を開始するＩＣチップの実装方法が提供され
る。
【００１５】さらに本発明によれば、薄膜磁気ヘッド素
子用の回路を搭載したＩＣチップの接続電極に金属バン
プを形成しておき、金属バンプがサスペンション上に形
成された接続パッドに対向するようにＩＣチップを位置
決めし、金属バンプが接続パッドに押圧されるように、
ＩＣチップに荷重を印加すると共に荷重を増大させ、印
加される荷重が増大している間にＩＣチップへの超音波
振動の印加を開始してＩＣチップをサスペンション上に
実装するＩＣチップを備えたヘッドサスペンションアセ
ンブリの製造方法が提供される。
【００１６】荷重の増大している過程で超音波振動の印
加を開始すると、凸形状の金属バンプ先端は、超音波振
動を受けて軟化しながらサスペンションの接続パッドに
押し付けられかつその荷重が増大していく。従って、金
属バンプの先端を溶かしながら押し潰し接合していくこ
ととなる。このような実装処理を行うことにより、薄膜
磁気ヘッド素子用の非常に薄くかつ小さいＩＣであって
も、チップ本体ヘの負担を著しく低減させると共に十分
な実装強度を得ることができる。
【００１７】荷重を、所定値まで増大させた後、所定値
に所定時間だけ維持し、次いで減少させることが好まし
い。
【００１８】荷重を、第１の値まで増大させた後、第１
の値に第１の時間だけ維持し、次いで第２の値まで増大
させた後、第２の値に第２の時間だけ維持し、次いで減
少させることも好ましい。
【００１９】ＩＣチップへの超音波振動の印加は、荷重
が印加されている間に終了することが好ましい。
【００２０】ＩＣチップへの超音波振動の印加は、荷重
が増大している間に終了するようにしてもよい。
【００２１】金属バンプが金又は銅バンプであることも
好ましい。
【００２２】接続パッドが、金又は銅で形成されている
ことも好ましい。
【００２３】ヘッドサスペンションアセンブリの製造方
法においては、弾性を有するフレクシャ上に配線部材及
び配線部材に接続された接続パッドを形成し、フレクシ
ャを弾性を有するロードビーム上に固着することにより
サスペンションを形成することが好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態によ
り製造されたヘッドサスペンションアセンブリ全体を示
す平面図である。
【００２５】同図に示すように、ヘッドサスペンション
アセンブリは、サスペンション１０の先端部に薄膜磁気
ヘッド素子を備えたスライダ１１を固着すると共に、そ
のサスペンション１０の途中にヘッド駆動及び読出し信
号増幅用ＩＣチップ１２を装着して構成される。スライ
ダ１１及びＩＣチップ１２は、磁気ディスク媒体の表面
に対向するように、サスペンション１０の磁気ディスク
媒体と対向する側の面上に取り付けられる。
【００２６】サスペンション１０は、スライダ１１を一
方の端部に設けられた舌部で担持しかつＩＣチップ１２
をその途中で支持する弾性を有するフレクシャ１３と、
フレクシャ１３を支持固着しておりこれも弾性を有する
ロードビーム１４と、ロードビーム１４の基部に設けら
れたベースプレート１５とを主に組み合わせて形成され
る。
【００２７】ロードビーム１４は、スライダ１１を磁気
ディスク方向に押さえつけるための弾性を持っている。
一方、フレクシャ１３は、ロードビーム１４との間に設
けられたディンプルを中心とする軟らかい舌部を持ち、
この舌部でスライダ１１を柔軟に支えるような弾性を持
っている。本実施形態のように、フレクシャ１３とロー
ドビーム１４とが独立した部品である３ピース構造のサ
スペンションでは、フレクシャ１３の剛性はロードビー
ム１４の剛性より低くなっている。
【００２８】ＩＣチップ１２内には、ヘッドアンプであ
る駆動回路及び読出し信号増幅回路がＩＣ化されて搭載
されている。ＩＣチップ１２の大きさとしては、単なる
例であるが、１．０ｍｍ×１．０ｍｍ×０．１５ｍｍ又
は１．５ｍｍ×１．５ｍｍ×０．２５ｍｍである。ま
た、ＩＣチップ１２の取り付け位置は、本実施形態で
は、サスペンション１０上の、冷却効果及び電磁気特性
の向上、並びに実装における容易性等から決まる位置と
する。
【００２９】フレクシャ１３は、本実施形態では、厚さ
約２５μｍのステンレス鋼板（例えばＳＵＳ３０４Ｔ
Ａ）によって構成されており、ロードビーム１４の幅よ
り小さい一様な幅を有する形状に形成されている。
【００３０】フレクシャ１３上には、さらに、入出力信
号線として薄膜パターンによる複数のリード導体１６が
形成されており、これらリード導体１６の一端はフレク
シャ１３の先端に設けられた磁気ヘッドスライダ１１の
端子電極に接続されており、他端はＩＣチップ１２を介
して外部回路と接続するための接続パッド１７に接続さ
れる。
【００３１】ロードビーム１４は、先端に向けて幅が狭
くなる形状の約６０〜６５μｍ厚の弾性を有するステン
レス鋼板で構成されており、フレクシャ１３をその全長
に渡って支持するためのものである。ただし、フレクシ
ャ１３とロードビーム１４との固着は、複数の溶接点に
よるピンポイント固着によってなされる。
【００３２】ベースプレート１５は、ステンレス鋼又は
鉄で構成されており、ロードビーム１４の基部に溶接に
よって固着される。このベースプレート１５を取り付け
部１８で固定することによって、サスペンション１０の
可動アーム（図示なし）への取り付けが行われる。な
お、フレクシャ１３とロードビーム１４とを別個に設け
ず、ベースプレートとフレクシャ−ロードビームとの２
ピース構造のサスペンションとしてもよい。
【００３３】前述したように、サスペンション１０の先
端部において、フレクシャ１３の舌部上には、磁気ヘッ
ド素子を備えたスライダ１１が実装される。図に示すよ
うに、必要数の入出力信号線を構成するリード導体１６
は、スライダ１１の両側を通り、フレクシャ１３の先端
に延びており、この先端から折り返されて、スライダ１
１に設けられた入出力電極に接続されている。この接続
部は、樹脂による絶縁性材料層により覆われている。
【００３４】前述のように、サスペンション１０の長さ
方向の中間部には、スライダ１１が取り付けられる面と
同一の面上（磁気ディスク媒体と対向する側の面上）に
ＩＣチップ１２が実装される。
【００３５】このＩＣチップ１２は、ベアチップであ
り、サスペンション１０のフレクシャ１３上に絶縁性材
料層を介して形成されている導体層の途中に設けられた
接続パッド上に超音波接合される。ＩＣチップ１２の底
面と薄膜パターンとの間隙には、放熱特性の向上、機械
的強度の向上及びＩＣチップ１２の被覆のためのアンダ
ーフィル材が充填される。
【００３６】図２は本実施形態におけるＩＣチップ１２
の実装工程を概略的に説明する図である。
【００３７】同図（Ａ）に示すように、ステンレス鋼板
によって構成されるフレクシャ１３上には、フレクシブ
ルプリント基板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔ Ｃｉ
ｒｃｕｉｔ、ＦＰＣ）のごとく金属薄板上にプリント基
板を作成するのと同じ公知のパターニング方法で薄膜パ
ターンが形成されている。
【００３８】例えば、厚さ約５μｍのポリイミド等の樹
脂材料による第１の絶縁性材料層２０、パターン化され
た厚さ約４μｍのＣｕ層（導体層）２１及び厚さ約５μ
ｍのポリイミド等の樹脂材料による第２の絶縁性材料層
２２をこの順序でフレクシャ１３側から順次積層するこ
とによって形成される。ただし、磁気ヘッドスライダ及
び外部回路と接続するための接続電極部分並びにＩＣチ
ップ１２との接続パッド２３の部分は、Ｃｕ層２１上に
Ａｕ層２４が積層形成されており、その上に絶縁性材料
層は形成されていない。
【００３９】同図（Ｂ）に示すように、ＩＣチップ１２
の底面上に設けられた図示のない接続電極には、Ａｕボ
ールによるバンプ２５があらかじめ形成されている。こ
のＩＣチップ１２を、同図（Ｂ）に示すように、ノズル
と呼ばれる超音波吸着ヘッド２６をその表面に押し当て
た状態で把持（ピックアップ）し、接続パッド２３の部
分に位置合わせする。
【００４０】次いで、ノズル２６を下降させ、同図
（Ｃ）に示すように、ＩＣチップ１２のＡｕボールバン
プ２５が薄膜パターンの接続パッド２３にそれぞれ押し
当たるようにし、ＩＣチップ１２を矢印２７方向に押圧
する荷重が印加される。この荷重は、徐々に増大せしめ
られるが、その増大している最中に、矢印２８方向（横
方向）に振動する超音波がノズル２６から印加される。
【００４１】このような荷重による押圧と超音波振動と
が印加されることにより、ＩＣチップ１２のＡｕボール
バンプ２５と接続パッド２３のＡｕ層２４とが溶融接合
される。
【００４２】その結果、同図（Ｄ）に示すように、ＩＣ
チップ１２の接続電極が接続パッド２３に接合される。
【００４３】次いで、同図（Ｅ）に示すように、ＩＣチ
ップ１２と薄膜パターンとの間隙に、放熱特性の向上、
機械的強度の向上及びＩＣチップ１２の被覆のためのア
ンダーフィル材、例えば、エポキシのような樹脂と高熱
伝導率の絶縁材との混合物のごとき熱伝導性の良好な液
状の材料２９を注入する。このアンダーフィル材２９
は、その後に行われる加熱乾燥により硬化せしめられ
る。
【００４４】アンダーフィル材２９を形成する高熱伝導
性樹脂としては、例えば、溶融シリカを含む例えばエポ
キシ樹脂のごとき樹脂（熱伝導率が約１２×１０−４ｃ
ａｌ／ｃｍ ｓｅｃ ｄｅｇ）、アルミナを含む樹脂
（熱伝導率が約４０×１０−４ｃａｌ／ｃｍ ｓｅｃ
ｄｅｇ）、結晶シリカを含む樹脂（熱伝導率が約３５×
１０−４ｃａｌ／ｃｍ ｓｅｃ ｄｅｇ）、及び窒化ア
ルミを含む樹脂（熱伝導率が約４０×１０−４ｃａｌ／
ｃｍ ｓｅｃ ｄｅｇ）等がある。
【００４５】このように、超音波による溶融接合でＩＣ
チップ１２のＡｕボールバンプ２５と接続パッド２３の
Ａｕ層２４とが電気的及び機械的接合がなされるため、
仮固定及びリフローを必要としない。
【００４６】以下本実施形態における超音波接合方法に
ついて従来技術と比較して説明する。
【００４７】図３は従来技術における超音波接合条件を
説明する図であり、同図（Ａ）は超音波吸着ヘッド（ノ
ズル）の接続パッドに対する高さ方向の位置の時間に対
する関係、同図（Ｂ）はＩＣチップに印加される荷重の
時間に対する関係、同図（Ｃ）はＩＣチップに印加され
る超音波パワーの時間に対する関係をそれぞれ示してい
る。
【００４８】超音波吸着ヘッド（ノズル）が下降し、同
図（Ａ）のＶｄ１において、ＩＣチップのバンプと接続
パッドとが接触する。同図（Ｂ）に示すように、このと
きの荷重がコンタクト荷重点Ｐｃとなる。コンタクト荷
重点Ｐｃから、荷重が増大せしめられ（時間Ｔ２´の
間）、あらかじめ設定された荷重点Ｐｂ２´（Ｐｂ２´
＝１．４ｋｇｆ）まで達するとその値が所定時間Ｔ５´
の間維持される。
【００４９】一方、同図（Ｃ）に示すように、コンタク
ト荷重点Ｐｃとなった時点でタイマが動作して時間Ｔ７
´の経過すると、超音波パワー（Ｐｗ´＝１．４Ｗ）に
よる超音波発振が開始されて超音波接合が行われる。た
だし、この超音波発振の開始時点は、荷重点Ｐｂ２´が
維持されている間となるように設定される。この超音波
振動の印加は時間Ｔ８´の間行われた後、終了する。
【００５０】所定時間Ｔ５´のタイムアップ後、荷重が
コンタクト荷重点Ｐｃまで減少せしめられ（時間Ｔ６´
の間）、超音波吸着ヘッド（ノズル）が上昇せしめられ
て接合プロセスが終了する。
【００５１】図４は本実施形態における超音波接合条件
を説明する図であり、同図（Ａ）はノズル２６の接続パ
ッド２３に対する高さ方向の位置の時間に対する関係、
同図（Ｂ）はＩＣチップ１２に印加される荷重の時間に
対する関係、同図（Ｃ）はＩＣチップ１２に印加される
超音波パワーの時間に対する関係をそれぞれ示してい
る。
【００５２】ノズル２６が下降し、同図（Ａ）のＶｄ１
において、ＩＣチップのバンプと接続パッドとが接触す
る。同図（Ｂ）に示すように、このときの荷重がコンタ
クト荷重点Ｐｃとなる。コンタクト荷重点Ｐｃから、荷
重が増大せしめられ（時間Ｔ ２の間）、あらかじめ設定
された第１の荷重点Ｐｂ１（Ｐｂ１＝０．２ｋｇｆ）ま
で達するとその値Ｐｂ１が第１の所定時間Ｔ３の間維持
される。所定時間Ｔ３の経過後、第１の荷重点Ｐｂ１か
ら、荷重が増大せしめられ（時間Ｔ４の間）、あらかじ
め設定された第２の荷重点Ｐｂ２（Ｐｂ２＝０．５ｋｇ
ｆ）まで達するとその値Ｐｂ２が第２の所定時間Ｔ５の
間維持される。
【００５３】一方、同図（Ｃ）に示すように、コンタク
ト荷重点Ｐｃとなった時点でタイマが動作して時間Ｔ７
が経過すると、超音波パワー（Ｐｗ＝０．２Ｗ）による
超音波発振が開始されて超音波接合が行われる。この超
音波発振の開始時点は、第１の荷重点Ｐｂ１から第２の
荷重点Ｐｂ２まで荷重が増大せしめられる途中、即ち、
時間Ｔ４の間となるように設定されている。この超音波
振動の印加は、時間Ｔ ８の間行われた後、終了する。本
実施形態では、超音波発振の終了時点もこの荷重が増大
せしめられる途中、即ち、時間Ｔ４の間となるように設
定されている。
【００５４】所定時間Ｔ５のタイムアップ後、荷重がコ
ンタクト荷重点Ｐｃまで減少せしめられ（時間Ｔ６の
間）、ノズル２６が上昇せしめられて接合プロセスが終
了する。
【００５５】以上詳しく説明したように、従来の超音波
接合方法によると、荷重が荷重点Ｐ ｂ２´まで達してそ
の状態が維持されているときに超音波振動の印加が開始
される。一般の大きくかつ厚いＩＣチップは、吸着面積
も十分にあり、ある程度の荷重にも耐えうることが可能
であり、この実装条件でも問題は生じない。しかしなが
ら、薄膜磁気ヘッド素子用のＩＣチップは、非常に薄く
かつ小さいため、このような従来技術による実装条件を
用いると、チップ背面にキズが入る、最悪の場合にＩＣ
チップにクラックが入る等、ＩＣチップヘ非常に大きな
ダメージを与えることとなる。
【００５６】これに対して、本実施形態の超音波接合方
法では、第１の荷重点Ｐｂ１から第２の荷重点Ｐｂ２ま
で荷重が増大せしめられる途中で超音波振動の印加が開
始される。従って、ＩＣチップ１２のＡｕバンプ２５
は、超音波振動を受け軟化した状態で接続パッド２３の
Ａｕ層２４と接触し加圧されていくので、溶融しながら
接合していく。前述したように薄膜磁気ヘッド素子用の
ＩＣチップは、薄くかつ小さい上にＩＣチップ側のバン
プ数も少ないため、溶融しながら接合することで非常に
低い超音波パワーにて実装が可能となる。このため、超
音波接合で問題とされる実装位置精度も、超音波振幅を
最小限に抑えて実装できるので精度を大きく損なうこと
もない。さらに、実装時の超音波パワー及び荷重を小さ
くすることが可能であるからＩＣチップヘダメージを与
えることもない。その結果、磁気ディスク装置にて最大
の懸案となるＩＣチップにキズを与えることも皆無とな
る。
【００５７】図５は本発明の他の実施形態における超音
波接合条件を説明する図である。本実施形態も、超音波
接合条件を除いて図１の実施形態と全く同様の構成及び
作用効果を有している。従って、参照符号は図１の実施
形態と同じものを使用する。
【００５８】図５（Ａ）はノズル２６の接続パッド２３
に対する高さ方向の位置の時間に対する関係、図５
（Ｂ）はＩＣチップ１２に印加される荷重の時間に対す
る関係、図５（Ｃ）はＩＣチップ１２に印加される超音
波パワーの時間に対する関係をそれぞれ示している。
【００５９】ノズル２６が下降し、同図（Ａ）のＶｄ１
において、ＩＣチップのバンプと接続パッドとが接触す
る。同図（Ｂ）に示すように、このときの荷重がコンタ
クト荷重点Ｐｃとなる。コンタクト荷重点Ｐｃから、荷
重が増大せしめられ（時間Ｔ ２＋Ｔ４´の間）、あらか
じめ設定された第２の荷重点Ｐｂ２（Ｐｂ２＝０．５ｋ
ｇｆ）まで達するとその値Ｐｂ２が所定時間Ｔ５の間維
持される。
【００６０】一方、同図（Ｃ）に示すように、コンタク
ト荷重点Ｐｃとなった時点でタイマが動作して時間Ｔ７
が経過すると、超音波パワー（Ｐｗ＝０．２Ｗ）による
超音波発振が開始されて超音波接合が行われる。この超
音波発振の開始時点は、コンタクト荷重点Ｐｃから第２
の荷重点Ｐｂ２まで荷重が増大せしめられる途中、即
ち、時間Ｔ２＋Ｔ４´の間となるように設定されてい
る。この超音波振動の印加は、時間Ｔ８の間行われた
後、終了する。本実施形態では、超音波発振の終了時点
もこの荷重が増大せしめられる途中、即ち、時間Ｔ２＋
Ｔ４´の間となるように設定されている。
【００６１】所定時間Ｔ５のタイムアップ後、荷重がコ
ンタクト荷重点Ｐｃまで減少せしめられ（時間Ｔ６の
間）、ノズル２６が上昇せしめられて接合プロセスが終
了する。
【００６２】本実施形態の超音波接合方法ではコンタク
ト荷重点Ｐｃから第２の荷重点Ｐｂ ２まで荷重が増大せ
しめられる途中で超音波振動の印加が開始される。従っ
て、ＩＣチップ１２のＡｕバンプ２５は、超音波振動を
受け軟化した状態で接続パッド２３と接触し加圧されて
いくので、溶融しながら接合していく。前述したように
薄膜磁気ヘッド素子用のＩＣチップは、薄くかつ小さい
上にＩＣチップ側のバンプ数も少ないため、溶融しなが
ら接合することで非常に低い超音波パワーにて実装が可
能となる。このため、超音波接合で問題とされる実装位
置精度も、超音波振幅を最小限に抑えて実装できるので
精度を大きく損なうこともない。さらに、実装時の超音
波パワー及び荷重を小さくすることが可能であるからＩ
Ｃチップヘダメージを与えることもない。その結果、磁
気ディスク装置にて最大の懸案となるＩＣチップにキズ
を与えることも皆無となる。
【００６３】なお、上述した実施形態では、超音波振動
の印加終了時点も荷重が増大せしめられる途中に設定さ
れているが、この終了時点はどの時点に設定してもよ
い。
【００６４】上述の実施形態では、ＩＣチップ１２のＡ
ｕボールバンプ２５と接続パッド２３のＡｕ層２４とを
超音波接合しているが、Ａｕボール及びＡｕ層の代わり
にＣｕボール及びＣｕ層、又はその他の金属ボール及び
金属層を用いて超音波接合してもよいことは明らかであ
る。また、バンプを薄膜パターンの接続パッド側に設け
てもよいことも明らかである。
【００６５】以上説明した実施形態によれば、超音波接
合を用いているため、ハンダフラックスの転写工程が不
要となり、リフロー工程が不要となり、さらに、洗浄工
程が不要となる。しかも、荷重が増大せしめられる途中
で超音波発振が開始されるので、バンプが溶融しながら
接合されることとなり、ＩＣチップにキズが生じたり、
クラックの発生する恐れもなくなる。
【００６６】本発明における超音波接合条件における荷
重及び超音波パワーの対時間特性は、上述した実施形態
の特性に限定されるものでないことは明らかである。要
は、荷重の増大している過程で超音波振動の印加を開始
することであり、これによって低荷重及び低超音波パワ
ーとすることさえ満足されれば、荷重及び超音波パワー
の対時間特性はいかなるものであってもよい。
【００６７】以上述べた実施形態は全て本発明を例示的
に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明
は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することがで
きる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均
等範囲によってのみ規定されるものである。
【００６８】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、荷重の増大している過程で超音波振動の印加を開始
しているため、凸形状の金属バンプ先端は、超音波振動
を受けて軟化しながらサスペンションの接続パッドに押
し付けられかつその荷重が増大していく。従って、金属
バンプの先端を溶かしながら押し潰し接合していくこと
となる。このような実装処理を行うことにより、薄膜磁
気ヘッド素子用の非常に薄くかつ小さいＩＣであって
も、チップ本体ヘの負担を著しく低減させると共に十分
な実装強度を得ることができる。
【００６９】即ち、本発明によれば、ＩＣチップ背面に
キズを入れずに超音波接合が可能となり、非常に薄く小
さいＩＣチップであっても、低荷重及び低い超音波パワ
ーにて実装が可能となるため、実際の生産時の検査項目
削減と、品質の向上が可能であり、大幅な生産性向上が
見込める。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態により製造されたヘッドサ
スペンションアセンブリの全体を示す平面図である。
【図２】図１の実施形態におけるＩＣチップの実装工程
を概略的に説明する図である。
【図３】従来技術における超音波接合条件を説明する図
である。
【図４】図１の実施形態における超音波接合条件を説明
する図である。
【図５】本発明の他の実施形態における超音波接合条件
を説明する図である。
【符号の説明】
１０ サスペンション １１ 磁気ヘッドスライダ １２ ＩＣチップ １３ フレクシャ １４ ロードビーム １５ ベースプレート １６ リード導体 １７ 接続パッド １８ 取り付け部 ２０、２２ 絶縁性材料層 ２１ Ｃｕ層 ２３ 接続パッド ２４ Ａｕ層 ２５ Ａｕボールバンプ ２６ ノズル ２９ アンダーフィル材
フロントページの続き (72)発明者 白石 一雅 東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティー ディーケイ株式会社内 (72)発明者 広瀬 篤 東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティー ディーケイ株式会社内 (72)発明者 川合 満好 東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティー ディーケイ株式会社内 Ｆターム(参考） 5F044 KK02 LL00 PP15

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 薄膜磁気ヘッド素子用の回路を搭載した
    ＩＣチップの接続電極をサスペンション上に形成された
    接続パッドに超音波接合するＩＣチップの実装方法であ
    って、前記接続電極に形成された金属バンプが前記接続
    パッドに押圧されるように、該ＩＣチップに荷重を印加
    すると共に該荷重を増大させ、該印加される荷重が増大
    している間に該ＩＣチップへの超音波振動の印加を開始
    することを特徴とするＩＣチップの実装方法。
  2. 【請求項２】 前記荷重を、所定値まで増大させた後、
    該所定値に所定時間だけ維持し、次いで減少させること
    を特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記荷重を、第１の値まで増大させた
    後、該第１の値に第１の時間だけ維持し、次いで第２の
    値まで増大させた後、該第２の値に第２の時間だけ維持
    し、次いで減少させること特徴とする請求項１に記載の
    方法。
  4. 【請求項４】 前記ＩＣチップへの超音波振動の印加
    は、前記荷重が印加されている間に終了すること特徴と
    する請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記ＩＣチップへの超音波振動の印加
    は、前記荷重が増大している間に終了すること特徴とす
    る請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記金属バンプが、金又は銅バンプであ
    ること特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載
    の方法。
  7. 【請求項７】 前記接続パッドが、金又は銅で形成され
    ていること特徴とする請求項１から６のいずれか１項に
    記載の方法。
  8. 【請求項８】 薄膜磁気ヘッド素子用の回路を搭載した
    ＩＣチップの接続電極に金属バンプを形成しておき、該
    金属バンプがサスペンション上に形成された接続パッド
    に対向するように該ＩＣチップを位置決めし、該金属バ
    ンプが前記接続パッドに押圧されるように、該ＩＣチッ
    プに荷重を印加すると共に該荷重を増大させ、該印加さ
    れる荷重が増大している間に該ＩＣチップへの超音波振
    動の印加を開始して該ＩＣチップを該サスペンション上
    に実装することを特徴とするＩＣチップを備えたヘッド
    サスペンションアセンブリの製造方法。
  9. 【請求項９】 前記荷重を、所定値まで増大させた後、
    該所定値に所定時間だけ維持し、次いで減少させること
    特徴とする請求項８に記載の製造方法。
  10. 【請求項１０】 前記荷重を、第１の値まで増大させた
    後、該第１の値に第１の時間だけ維持し、次いで第２の
    値まで増大させた後、該第２の値に第２の時間だけ維持
    し、次いで減少させること特徴とする請求項８に記載の
    製造方法。
  11. 【請求項１１】 前記ＩＣチップへの超音波振動の印加
    は、前記荷重が印加されている間に終了すること特徴と
    する請求項８から１０のいずれか１項に記載の製造方
    法。
  12. 【請求項１２】 前記ＩＣチップへの超音波振動の印加
    は、前記荷重が増大している間に終了すること特徴とす
    る請求項８から１１のいずれか１項に記載の製造方法。
  13. 【請求項１３】 前記金属バンプが金又は銅バンプであ
    ること特徴とする請求項８から１２のいずれか１項に記
    載の製造方法。
  14. 【請求項１４】 弾性を有するフレクシャ上に配線部材
    及び該配線部材に接続された前記接続パッドを形成し、
    該フレクシャを弾性を有するロードビーム上に固着する
    ことにより前記サスペンションを形成することを特徴と
    する請求項８から１３のいずれか１項に記載の製造方
    法。
  15. 【請求項１５】 前記接続パッドが、金又は銅で形成さ
    れていること特徴とする請求項８から１４のいずれか１
    項に記載の製造方法。
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