JP2001167546A

JP2001167546A - 接触型磁気ヘッドが接合された支持ビームとその接合方法

Info

Publication number: JP2001167546A
Application number: JP35024899A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Osada; 長田誠一; Michio Kondo; 近藤道雄
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1999-12-09
Filing date: 1999-12-09
Publication date: 2001-06-22

Abstract

(57)【要約】【課題】接触型磁気ヘッドを支持ビームに高精度且つ
低コストで接合する。【解決手段】支持ビームの先端部に設けられたヘッド
装着部の板バネ片２０に接触型磁気ヘッド１０を接合す
る場合に、接触型磁気ヘッドの接合箇所１４に置かれた
間隙用導電性金属片４２の上に板バネ片２０の透孔２２
を位置合わせし、透孔２２の上に連結用導電性金属片４
１を置き、連結用導電性金属片４１の上から超音波圧子
４０を持って接触型磁気ヘッド側に圧力を加える。これ
により、間隙用導電性金属片４２と連結用導電性金属片
４１とが一体に圧着され、また、導電性金属片４２に接
触型磁気ヘッドが圧着される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気ディスクへのデ
ータ書込やデータ読出に使用する接触型磁気ヘッドが接
合された支持ビームとその接合方法に係り、特に、磁気
ヘッドの接合精度を低コストで向上させしかも磁気ヘッ
ドの長寿命化を図るのに好適な接触型磁気ヘッドが接合
された支持ビームとその接合方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク１６の表面に磁気ヘッド１
０を接触させてデータの記録再生を行う接触型磁気ヘッ
ドの一例として、例えば特開平１０―１６２５３６号公
報記載のものがある。この接触型磁気ヘッドを例に説明
すると、図７において、１は支持ビームを示し、弾力的
な可撓性を有する腕部と、その一端に連ねて設けたヘッ
ド装着部２と、図示はしないが腕部の他端に連ねて設け
た取付部（ヘッドアームへの取付部）から成っている。
又腕部は比較的強度の高い強靱部と弾力的な柔軟性を有
する柔軟部とから構成している。上記ヘッド装着部２は
一例として第１層2ａと第２層2ｂと第３層2ｃとから成
る３層構造の構成を有している。第１層2ａは、支持ビ
ーム１と磁気ヘッド１０との間で電気信号を導通させる
為の信号導体層であると同時に、柔軟部に弾力的な屈曲
性を持たせる為の弾性層でもある。これらの信号導体層
と弾性層との機能を持たす為に、導電性と弾力性を備え
た材料で形成している。例えばステンレス製で、厚さは
１０μｍ程度である。上記第３層2ｃは強靱性を持たせ
る為の構造層である。該構造層2ｃはそのような強度を
有する材料の一例としてステンレス製であり、厚さは２
５μｍ程度である。第２層は信号導体層2ａと構造層と
を相互に電気的に絶縁した状態で機械的に一体化させる
為の接着層である。該接着層は例えばエポキシ或いはポ
リイミド製であり、厚さは２５μｍ程度である。さらに
図示の如く、上記腕部における柔軟部１ａは第１層2ａ
に連続する構成にしている。

【０００３】３，４は磁気ヘッド１０を止着する為の板
バネ片で、該板バネ片３，４に止着した磁気ヘッド１０
の自由な上下動を可能にする柔軟性及び弾力性を持たす
為に、上記第１層２ａを用いて細幅な片持ち梁形状に形
成している。上記磁気ヘッドの自由な上下動とは、高速
回転する磁気ディスク１６の偏心その他によってその表
面に生ずる微細な寸法の上下振動に追従した磁気ヘッド
１０の上下動をいう。その振幅は例えば数ｎｍ〜数１０
ｎｍ程度であり、又振動数は例えば１００ＫＨZ〜数１
００ＫＨZ程度である。そのような上下動を可能にする
とは、本体部2がほぼ静止状態を保ったまま磁気ヘッド
の上記のような上下動を可能にする状態をいう。上記板
バネ片３，４は、磁気ディスク１６におけるトラック選
択をする際の本体部2の横方向の移動に対して、磁気ヘ
ッドが横ずれ無く追従できるようにする為に、元部３
ａ，４ａに対して先端３ｂ、４ｂが横向きに張り出すよ
うに形成している。このような構成の板バネ片３，４は
横方向の剛性が高い。上記板バネ片３，４は磁気ヘッド
との電気的接続のための接続片ともなっている。３ｅ、
３ｄ、４ｅ、４ｄは上記板バネ片３，４に対して磁気ヘ
ッドにおける接続領域の超音波接合作業を行う為に夫々
第２層、第３層に設けた窓である。

【０００４】次に１０は磁気ヘッドを示す。該チップ１
０の本体は、構造体内に、接続領域１４，１５に連なる
電磁変換部材を内蔵させている。構造体は、図８（図７
のヘッド装着部２に磁気ヘッド１０を接合した状態での
ＶＩＩＩ―ＶＩＩＩ線断面図）に示すように、例えばセ
ラミックス製であり、厚みは例えば４０μｍ程度であ
る。１０ａは本体１０におけるディスク対向面で、夫々
磁気ディスクの表面に接触させるための複数の接触パッ
ド１１，１２，１３を備えさせてある。これらの接触パ
ッドの内、磁気パッド１１はディスク１６に対する磁気
信号の記録或いは読取を行う為の磁気パッドであり、上
記電磁変換部材に磁気的に接続している。１２，１３は
磁気ディスクに対する磁気パッド１１の接触状態の安定
性を向上させる為の補助パッドを示し、磁気ディスクの
表面に対する接触部が上記磁気パッド１１を含めて３箇
所以上になるように設けたものである。上記接触パッド
１１，１２，１３相互の間隔は例えば小型の磁気ヘッド
にあっては０．８ｍｍ程度である。１０ｂは本体におけ
るヘッド装着部２対向面で、ヘッド装着部２に対する接
続を行うための接続領域１４，１５が設けてある。該接
続領域１４，１５はヘッド装着部２の板バネ片３，４に
対する機械的な止着を行う為のものである。又該接続領
域１４，１５は板バネ片３，４と電気的な接続を行う為
のものでもある。該接続領域１４，１５は前記板バネ片
３，４に対して例えば超音波接合手段により接合され
る。

【０００５】上記構成の装置にあっては、支持ビーム１
の先部のヘッド装着部２によって支えられた磁気ヘッド
１０は、複数の接触パッド１１，１２、１３が磁気ディ
スク１６の表面に夫々所定の接触圧で接触させられる。
磁気ディスク１６が回転すると磁気ヘッド１０における
複数の接触パッド１１，１２，１３は磁気ディスク２の
表面を摺動し、その過程で磁気パッド１１は磁気ディス
ク２に対する磁気的な記録或いは再生を行う。

【０００６】上記のような動作の場合、磁気ディスクの
面ブレ、ディスク表面の凹凸、磁気ディスクの偏心や回
転斑その他の原因によって、磁気ディスクの表面に図８
に矢印Ａで示すような振動が生ずる場合がある。すると
磁気ヘッド１０は上記表面の上下振動に応じて上下動し
ようとする。この場合、板バネ片（以下、タブともい
う。）３，４は前述のような構成であるので、磁気ヘッ
ド１０の上下動に対して図示（２点鎖線）の如く上下に
柔軟に変形することができる。従って磁気ヘッド１０
は、本体部に規制されることなく上記磁気ディスク表面
の振動に追従して上下振動することができる。その結果
磁気ヘッド１０における磁気パッド１１は、磁気ディス
クの表面との間に隙間ができたりすることなく、表面に
安定に接触した状態でそこのトラックを正確に追従する
ことができる。

【０００７】次に、タブ３，４に対して磁気ヘッド１０
の接合領域１４，１５を電気的に接続するばかりでな
く、機械的にも接合する場合、従来は、タブ３，４の磁
気ヘッド対向面側全面に金メッキを施しておき、対応す
る磁気ヘッド１０にはその接合領域１４，１５に図８で
示すように高さ１〜２μｍ程度盛り上がる突出部を備え
る導電性金属部兼間隙形成用の金パッド１７，１８を形
成しておき、タブ３，４の全面金メッキ部分とこの金パ
ッド１７，１８とを夫々超音波圧子を用いて圧着させる
ことで、電気的且つ機械的な接合を行っている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術で
は、タブ３（４）の磁気ヘッド１０対向面側の全面に金
メッキを施している。従って、タブ３（４）における接
合領域１４（１５）との接合部分以外のバネ部分にも金
が付着する。すると、ステンレス製あるいは銅や銅合金
製で厚さ１０〜１８μｍ程度の薄いタブ３（４）を塑性
変形させてしまい、タブ３（４）のバネ作用を弱めてし
まうという問題がある。タブ３（４）が塑性変形する
と、３つのパッド１１，１２，１３に加わる荷重バラン
スが崩れ、各パッドの摩耗レートが変化して磁気ヘッド
１０全体の寿命を短くしてしまう。

【０００９】そこで、タブ３（４）と接合領域１４（１
５）との接合部分以外には金メッキが施されないよう
に、マスク処理するなどして部分的に金メッキを施す必
要が生じる。しかし、このようなマスク処理にはコスト
が嵩むという新たな問題が生じる。

【００１０】また、堅い超音波圧子を用いて、タブ３
（４）を磁気ヘッド１０に押圧して接続する作業を行う
とき、タブ３（４）自体が１０〜１８μｍと薄いため、
この接合作業によってタブ３（４）が変形してしまう虞
がある。もし、接合作業時にタブ３（４）が変形してし
まうと、磁気ヘッド１０全体がヘッド装着部２に対し若
干傾いた位置に接合されてしまい、磁気パッド１１に取
り付けられている磁気信号ピックアップ用の馬蹄形磁路
のギャップがメディアの記録トラックに対して角度誤差
（アジマス誤差）を持つことになる。この角度誤差は、
交換式のメディアの場合、他の装置で書き込まれた信号
を読み込むとき、或は他の装置で読み出すときの効率を
劣化させてしまうので、接合作業における超音波圧子の
位置制御には高度な技術が必要となるが、これもコスト
増の一因となっている。

【００１１】本発明の目的は、タブのバネ作用を阻害す
ることがなく、しかも、タブを変形させることなく高精
度且つ低コストで接触型磁気ヘッドを接合した支持ビー
ムとその接合方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は、接触型磁気
ヘッドと、先端部にヘッド装着部が設けられた支持ビー
ムと、該ヘッド装着部に設けられ前記接触型磁気ヘッド
を接合する為の板バネ片とを備える接触型磁気ヘッドが
接合された支持ビームにおいて、前記板バネ片の前記接
合を行う箇所に設けられた透孔と、該透孔を介して前記
板バネ片の上下の面に置かれた導電性金属が一体化され
て該板バネ片に固着され且つ一方の面の導電性金属が前
記接触型磁気ヘッドに一体化されることで、達成され
る。

【００１３】上記目的はまた、支持ビームの先端部に設
けられたヘッド装着部の板バネ片に接触型磁気ヘッドを
接合する方法において、接触型磁気ヘッドの接合箇所に
備えられた導電性金属部の上に、前記板バネ片に設けた
透孔を位置合わせする工程と、前記板バネ片に設けた透
孔の上に連結用導電性金属片を置く工程とを含み、該連
結用導電性金属片の上から圧子でもって前記接触型磁気
ヘッド側に圧力を加えることで、前記導電性金属部と前
記連結用導電性金属片とを上記透孔を通して一体化する
ことにより、前記板バネ片を前記接触型磁気ヘッドに接
合することで、達成される。

【００１４】二つの導電性金属の間に板バネ片を挟んで
固定するとき、板バネ片に設けられている透孔を介して
固定するため、圧着するときの力が無理な力として板バ
ネ片側に伝わりにくく、板バネ片の変形が回避される。
また、金等を板バネ片のバネ部分に付着させないのでバ
ネ作用は長期間維持されて磁気ヘッドの長寿命化も図ら
れる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係
る接合構造を適用する磁気ヘッドの製造工程の説明図で
ある。先ず、図１（ａ）に示すように、例えば厚さ２〜
３ｍｍの基板３０の上に、例えば厚さ１〜２μｍ程度の
エッチャント浸入用の薄い銅分離層３１を、成長させ
る。この銅分離層３１は、真空容器内で蒸着やスパッタ
リング等により製膜することができ、多数の磁気ヘッド
を連続的に効率よく製造することが可能となる。

【００１６】真空容器内で銅分離層３１を製膜する場合
には、膜厚が薄いほど短時間で形成できるため、銅分離
層３１の上に製造されるヘッドチップ（デバイス）を基
板３０から分離できる程度の厚さに制御するのが好まし
く、可能であれば、この銅分離層３１の厚さは１μｍ以
下とするのがよい。そして、この銅分離層３１の上に、
銅のエッチングどきにエッチャントが、チップ内に入る
のを阻止する為にの酸化アルミ（Ａｌ_２Ｏ_３）などの保
護層３２を形成する。

【００１７】次に、図１（ｂ）に示すように、導電性金
属部となる金パッド３３を形成する。この金パッド３３
は、その形成方法は蒸着でもメッキでもよく、マスク処
理するなどして接合領域１４部分にのみ形成する。そし
て、金パッド３３を図示しない磁気コイルに接続する配
線層３４を形成し、その周囲及び上部に、全体の厚さ４
０〜５０μｍのセラミックス層（例えば、Ａｌ_２Ｏ
_３等）３５を形成し、このセラミックス層３５を、磁気
ヘッド１０（図７参照）の本体チップとする。このよう
に、本体チップ（セラミックス層）３５の厚さを５０μ
ｍ以下とすることで、本体チップ３５が柔軟になり、磁
気ヘッドとして好ましくなる。

【００１８】次に、銅分離層３１を硝酸などのエッチャ
ントで溶かして磁気ヘッド本体チップ側を基板３０から
離し、図１（ｃ）に示すように、保護膜３２をイオンビ
ームエッチング（ＩＢＥ）により削り、図１（ｄ）のよ
うに本体チップ３５に埋込まれた状態の導電性金属部３
３を得る。この場合、金のエッチングレートが保護層３
２のエッチングレートより大きいため、金パッド３３の
表面つまり図１（ｄ）の接合領域１４の表面Ｓａは、磁
気ヘッド１０の本体チップ表面Ｓより１μｍ程度凹んだ
状態となる。しかし、接合領域１４の表面が本体チップ
表面Ｓと同一面となるように、保護層３２の材質などを
選択したり、その除去方法を別方法にすることも可能で
ある。なお図１（ｂ）における銅分離層３１を従来のよ
うに７μｍ位に厚くし、そこに２〜３μｍの凹部を形成
し、そこの凹部に金パッド３３を充填し、図１（ｃ）の
ＩＢＥによって削る場合において、図１（ｄ）に一点鎖
線で示すような突出部（間隙用導電性金属片）３３ａを
備える金パッド（導電性金属部）３３を図８の金パッド
１７、１８と同様に形成するように配慮することもでき
る。

【００１９】図２（ａ）は、本実施形態に係る接合構造
を適用する支持ビームのヘッド装着部に設けられるタブ
の斜視図である。本実施形態に係るタブ２０，２１は、
図７の支持ビーム１のタブ３，４と同様に通常の公知の
構成であって、幅は１５０μｍ程度に形成してある。本
領にあっては、図７の接合領域１４，１５と接合する部
分に、直径５０μｍ程度の円形の透孔２２，２３が穿設
されている。この透孔２２，２３は、エッチングで形成
したり、レーザビームで焼き切る等して形成する。

【００２０】透孔の形状は、円形に限らない。例えば、
図２（ｂ）に示す様に、タブ２４，２５に設けられた透
孔２６，２７は矩形であり、しかも、一辺がタブ２４，
２５の先端縁に開口している。斯かる形状の透孔２６，
２７でも、本実施形態に係る接合構造を適用できる。

【００２１】図３は、接合作業の概念説明図である。図
１に示す方法などで製造したヘッドチップ本体３５の接
合領域１４（１５）を上側にし、その接合領域（導電性
金属部）１４（１５）上に厚さ２μｍ程度の金パッド
（本実施形態における間隙形成用導電性金属片）４２を
夫々置き、接合領域１４（１５）に整合する位置の上
に、図２（ａ）に示すようなタブ２０（２１）の透孔２
２（２３）が来るようにタブ（つまりヘッド装着部）の
位置決めを行う。なお、接合領域（導電性金属部）１４
（１５）の形状が、図１（ｄ）の符号３３ａの如く高さ
２μｍ程度突出している場合は、前記厚さ２μｍ程度の
金パッド４２は不用となる。

【００２２】そして、金ボール４１を対応透孔２２（２
３）上に置き、上から超音波圧子４０を持って金ボール
（本実施形態における連結用の導電性金属片）４１を下
側（ヘッドチップ本体３５側）に押圧しながら、超音波
を印加する。これにより、金の原子が相手方に拡散し合
い、金ボール４１と金パッド４２とがタブ２１，２２を
挟んだ状態で一体に圧着され、金パッド４２と接合領域
１４の金パッド３３（図１）とが、図４に示すように、
一体に圧着される。

【００２３】斯かる接合作業を行う場合、超音波圧子４
０を下側に押圧しても、その押圧力は、タブ２０の透孔
２２を通して下側の金パッド４２に伝わるため、タブ２
０はこの押圧力によって変形することはない。しかも、
本実施形態ではタブの材質より柔らかい「金」を導電性
金属片として用いているため、金からタブ２０側に不測
の力が加わっても、金４１，４２の方が変形してしま
い、タブ２０の変形は阻止される。このため、磁気ヘッ
ド１０（チップ本体３５）は、精度良くヘッド装着部２
に接合される。

【００２４】図３に示す方法で接触型磁気ヘッド付きの
支持ビームを量産する場合、図５（ａ）に示す様に、超
音波圧子４０を通して、それの先部４０ａに金線の先端
５０が次々と送り出される構成とし、超音波圧子４０か
ら突出した金線５０を、図５（ｂ）に示す様に、高電圧
印加可能な電極５１，５２間に挟み、両電極５１，５２
間にアーク放電を起こすことで、金線５０の下端部４１
は、図５（ｃ）に示すように、溶けて透孔２２より大き
い径の金ボール４１が形成される。

【００２５】図４，図５では、金ボール４１を用いて接
合を行ったが、必ずしも金ボール４１とする必要はな
く、図６に示す様に、図３の金ボール４１の代わりに、
金線（又は金の延板）５４を用いることで、タブ２０と
ヘッドチップ１０とを、金線５４の先部５４ａ（金線
（又は金の延板）５４の先部が次々と切り離されて利用
される）と間隙用導電性金属片４２とを利用して図４と
同様の状態に接合することが可能である。尚、タブ２０
（２４）とチップ１０との接合は、連結用導電性金属片
４１（５４）と導電性金属部３３とでタブ２０（２４）
を挟着すればよく、必ずしも透孔２２の開口全面が金で
覆われる必要はない。

【００２６】尚、電気的な接続と機械的な接合を両方行
う導電性金属として本実施形態では最適な貴金属である
「金」を用いたが、勿論、銀，銅，アルミなどの他の金
属でも可能であることはいうまでもない。金は酸化しな
いため製造工程中に金の酸化膜に対する配慮をしない分
だけ製造が容易であるが、他の金属を用いる場合には、
その金属の表面に形成される酸化膜を考慮しなければな
らない。

【００２７】つまり、他の金属を用いる場合には、図５
で説明したアーク放電による金属ボールを製造すると、
その表面にかなり厚い酸化膜ができてしまい、超音波圧
子で圧着しても一体に接合するのが難しくなる。従っ
て、この場合には、表面の酸化膜を除去した導電性金属
線５４を用い、図６に示す様にして接合を行うとよい。

【００２８】タブの堅さに近い金属を用いる場合には、
透孔の位置に接合用金属をかなり精度よく位置決めする
ことで、タブに加わる力を均等にでき、その変形が防止
されるが、タブ自体はステンレスや銅合金等の様に不純
物との合金製とすることでその弾性を高め（つまり、剛
性を高め）ているので、接合用金属として純度の高い金
属を用いればよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、タブに透孔を設けこの
透孔を通してタブとヘッドチップとを金属で接合するた
め、高精度の位置決めを行うことなくタブを変形させず
に接合することができる。また、バネ部分に金等を付着
させる必要がないため、タブの弾性を長期間維持でき、
磁気ヘッドの寿命も延びる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る接合構造を適用した
接触型磁気ヘッドの製造工程を示す図である。

【図２】本発明の一実施形態に係る接合構造に適用する
タブの形状を示す図である。

【図３】本発明の一実施形態に係る接合構造の説明図で
ある。

【図４】図３による接合構造の断面図である。

【図５】図３に示す金ボールを連続的に製造する方法の
説明図である。

【図６】金ボールの代わりに金線を用いて接合を行う説
明図である。

【図７】接触型磁気ヘッドとこれを支持するビームの分
解図である。

【図８】接触型磁気ヘッドと磁気ディスクとの接触状態
を示す断面図である。

【符号の説明】

１支持ビーム２ヘッド装着部３,４，２０，２１，２４，２５タブ（板バネ片）１０磁気ヘッド１４，１５接合領域２２，２３，２６，２７透孔３３金パッド４０超音波圧子４１金ボール（連結用導電性金属片）４２金パッド（間隙用導電性金属片）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】接触型磁気ヘッドと、先端部にヘッド装
着部が設けられた支持ビームと、該ヘッド装着部に設け
られ前記接触型磁気ヘッドを接合する為の板バネ片とを
備える接触型磁気ヘッドが接合された支持ビームにおい
て、前記板バネ片の前記接合を行う箇所に設けられた透
孔と、該透孔を介して前記板バネ片の上下の面に置かれ
た導電性金属が一体化されて該板バネ片に固着され且つ
一方の面の導電性金属が前記接触型磁気ヘッドに一体化
されていることを特徴とする接触型磁気ヘッドが接合さ
れた支持ビーム。
【請求項２】支持ビームの先端部に設けられたヘッド
装着部の板バネ片に接触型磁気ヘッドを接合する方法に
おいて、接触型磁気ヘッドの接合箇所に備えられた導電
性金属部の上に、前記板バネ片に設けた透孔を位置合わ
せする工程と、前記板バネ片に設けた透孔の上に連結用
導電性金属片を置く工程とを含み、該連結用導電性金属
片の上から圧子でもって前記接触型磁気ヘッド側に圧力
を加えることで、前記導電性金属部と前記連結用導電性
金属片とを上記透孔を通して一体化することにより、前
記板バネ片を前記接触型磁気ヘッドに接合することを特
徴とする接触型磁気ヘッドの支持ビームへの接合方法。
【請求項３】支持ビームの先端部に設けられたヘッド
装着部の板バネ片に接触型磁気ヘッドを接合する方法に
おいて、接触型磁気ヘッドの接合箇所に備えられた導電
性金属部の上に、間隙用導電性金属片を置き、その上に
前記板バネ片に設けた透孔を位置合わせし、該透孔の上
に連結用導電性金属片を置き、該連結用導電性金属片の
上から圧子でもって前記接触型磁気ヘッド側に圧力を加
えることで、前記間隙用導電性金属片と前記連結用導電
性金属片とを一体化すると共に、該間隙用導電性金属片
に前記接触型磁気ヘッドの導電性金属部を圧着すること
を特徴とする接触型磁気ヘッドの支持ビームへの接合方
法。
【請求項４】前記圧子は超音波圧子であることを特徴
とする請求項２又は３記載の接触型磁気ヘッドの支持ビ
ームへの接合方法。
【請求項５】前記連結用導電性金属片として前記板バ
ネ片より柔らかい金属を用いることを特徴とする請求項
３記載の接触型磁気ヘッドの支持ビームへの接合方法。