JP2007310970A - Rework method of magnetic head assembly - Google Patents
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Description
本発明は、磁気ヘッドスライダの電極パッドとサスペンションの電極パッドが互いに直交する位置関係で半田接合された磁気ヘッドアッセンブリのリワーク方法に関する。 The present invention relates to a rework method of a magnetic head assembly in which an electrode pad of a magnetic head slider and an electrode pad of a suspension are solder-bonded in a positional relationship orthogonal to each other.
ハードディスクドライブ(HDD)で使用される磁気ヘッドアッセンブリは、磁気ヘッドを組み込んだ磁気ヘッドスライダと、該磁気ヘッドスライダを接着固定したサスペンションとを備えている。サスペンションは磁気ヘッドスライダを弾性的に支持するフレキシャを有し、このフレキシャ表面に、磁気ヘッドと外部回路を電気的に接続するためのフレキシブル配線基板が接着されている。磁気ヘッドスライダの電極パッド及びサスペンション(フレキシブル配線基板)の電極パッドは、ボンディング領域(電極パッドの大きさ及び電極パッド間隔)の狭小化に対応できるよう、金ボールよりも小さい球径で形成可能な半田ボールを用いた半田ボールボンディングで接合されている。 A magnetic head assembly used in a hard disk drive (HDD) includes a magnetic head slider in which a magnetic head is incorporated, and a suspension to which the magnetic head slider is bonded and fixed. The suspension has a flexure that elastically supports the magnetic head slider, and a flexible wiring board for electrically connecting the magnetic head and an external circuit is bonded to the surface of the flexure. The electrode pad of the magnetic head slider and the electrode pad of the suspension (flexible wiring board) can be formed with a sphere diameter smaller than that of the gold ball so that the bonding area (the size of the electrode pads and the electrode pad spacing) can be reduced. They are joined by solder ball bonding using solder balls.
この種の磁気ヘッドアッセンブリには、出荷前に、動的な特性検査が実施される。動的な特性検査は、磁気ヘッドスライダをサスペンションに搭載(接着)した状態でスピンスタンド等に装着し、ハードディスクを実際に回転させた状態で電気的な特性を検査するもので、従来一般に、磁気ヘッドスライダの良否を判定する最終的な特性検査とされている。この動的な特性検査において、検査結果である動的特性が基準を満足すれば磁気ヘッドスライダは良品と判断され、磁気ヘッドアッセンブリは製品となる。一方、動的特性が基準を満足しなければ、磁気ヘッドスライダは不良スライダと判断されてサスペンションから除去され、スライダ除去後のサスペンションは再利用される。不良スライダをサスペンションから除去する際には従来、不良スライダの電極パッドとサスペンションの電極パッドとの半田接合を解除し、不良スライダとサスペンションの接着強度を弱めてから不良スライダを強制的に剥がしている。
しかしながら、従来方法で不良スライダをサスペンションから除去すると、該不良スライダの電極パッドとサスペンションの電極パッドとを接合していた半田がサスペンションの電極パッド上に残り、バリを生じさせてしまう。このバリがサスペンションのスライダ搭載面側に位置していると、不良スライダに替わる新スライダを搭載するときに該新スライダの電極パッドとバリとが当接し、新スライダを正しい姿勢で設置することが難しい。この場合には、サスペンションを再利用することができない。サスペンションの電極パッド上のバリをなくすには、不良スライダの電極パッドとの半田接合を解除する際に溶融させた半田を完全に吸い取ってしまえばよいが、半田の吸い取り作業には高価な設備が必要となり、簡単なリワーク作業及び設備でサスペンションを再利用したいという要望に反する。 However, if the defective slider is removed from the suspension by the conventional method, the solder that has joined the electrode pad of the defective slider and the electrode pad of the suspension remains on the electrode pad of the suspension, causing burrs. If this burr is located on the slider mounting surface side of the suspension, when the new slider that replaces the defective slider is mounted, the electrode pad of the new slider and the burr abut and the new slider can be installed in the correct posture. difficult. In this case, the suspension cannot be reused. In order to eliminate burrs on the electrode pads of the suspension, it is sufficient to completely suck out the melted solder when releasing the solder joint with the electrode pads of the defective slider. Necessary and contrary to the desire to reuse the suspension with simple rework operations and equipment.
本発明は、上述の従来課題に鑑みてなされたもので、弊害となる半田のバリをなくし、簡単な作業及び設備でサスペンションを再利用できる磁気ヘッドのリワーク方法を得ることを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a magnetic head reworking method that can eliminate the detrimental solder burrs and reuse the suspension with simple work and equipment.
本発明は、上述の従来課題に鑑みてなされたもので、スライダ搭載の妨げとなるバリをなくし、簡単な作業及び設備でサスペンションを再利用できる磁気ヘッドアッセンブリのリワーク方法を得ることを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to obtain a rework method of a magnetic head assembly that can eliminate a burr that hinders slider mounting and can reuse a suspension with simple work and equipment. .
本発明は、不良スライダの電極パッドとサスペンションの電極パッドを接合していた半田を、リワークの妨げとならないように、延いてはリワークに再利用できるように平坦化することに着目したもので、特に、平坦化中に飛散する溶融半田からサスペンションのスライダ搭載面を保護するには、不良スライダを残した状態で半田平坦化を実施することが最適であることを提案するものである。 The present invention focuses on flattening the solder that has joined the electrode pad of the defective slider and the electrode pad of the suspension so that it can be reused for reworking so as not to hinder reworking. In particular, in order to protect the slider mounting surface of the suspension from the molten solder scattered during the planarization, it is proposed that the solder planarization is optimal with the defective slider remaining.
すなわち、本発明は、磁気ヘッドスライダの電極パッドとサスペンションの電極パッドが互いに直交する位置関係で半田接合された磁気ヘッドアッセンブリにおいて、磁気ヘッドスライダが不良スライダであった場合に該不良スライダをスライダに取り替える方法であって、不良スライダをサスペンション上に残したままの状態で、不良スライダの電極パッドとサスペンションの電極パッドを接合している半田を熱風により加熱し、該サスペンションの電極パッド上に平坦化半田を形成する工程と、不良スライダをサスペンションから除去する工程と、不良スライダに替わる新スライダをサスペンションに搭載する工程と、平坦化半田を再利用して、新スライダの電極パッドとサスペンションの電極パッドとを接合する工程とを有することを特徴としている。 That is, according to the present invention, in the magnetic head assembly in which the electrode pad of the magnetic head slider and the electrode pad of the suspension are solder-bonded in a positional relationship orthogonal to each other, when the magnetic head slider is a defective slider, the defective slider is used as the slider. In this method, the solder that joins the electrode pad of the defective slider and the electrode pad of the suspension is heated with hot air while the defective slider remains on the suspension, and is flattened on the electrode pad of the suspension. A step of forming solder, a step of removing the defective slider from the suspension, a step of mounting a new slider in place of the defective slider on the suspension, and reusing the planarized solder to recycle the electrode pad of the new slider and the electrode pad of the suspension Having a step of bonding It is a symptom.
平坦化半田を形成する際は、熱風による加熱と同時に、熱風温度よりも低い温度で、サスペンションのスライダ搭載面とは反対側の面を加熱することが好ましい。 When forming the flattened solder, it is preferable that the surface of the suspension opposite to the slider mounting surface is heated at the same time as the hot air at a temperature lower than the hot air temperature.
サスペンションのスライダ搭載面とサスペンションの電極パッドの間には、開口部が設けられているものがある。この場合、開口部側に向けてサスペンションの電極パッドの上方から熱風を当てることにより、該サスペンションの電極パッド上で半田を平坦化することが好ましい。熱風の風圧によりサスペンションの電極パッド上で平坦化される半田は、その一部が開口部に逃げることで、平坦化容易となる。 Some have an opening between the slider mounting surface of the suspension and the electrode pad of the suspension. In this case, it is preferable to flatten the solder on the electrode pad of the suspension by applying hot air from above the electrode pad of the suspension toward the opening side. The solder flattened on the electrode pad of the suspension by the wind pressure of hot air is easily flattened by part of the solder escaping to the opening.
新スライダの電極パッドとサスペンションの電極パッドは、該新スライダの電極パッドと平坦化半田の間に半田ボールを供給し、該半田ボールを溶融させることにより、接合することが実際的である。平坦化半田が介在することにより、半田濡れ性が向上し、新スライダの電極パッドとサスペンションの電極パッドの半田接合は容易になる。 It is practical to join the electrode pad of the new slider and the electrode pad of the suspension by supplying a solder ball between the electrode pad of the new slider and the flattening solder and melting the solder ball. The presence of the flattened solder improves the solder wettability and facilitates the solder bonding between the electrode pad of the new slider and the electrode pad of the suspension.
本発明方法によれば、不良スライダの電極パッドとサスペンションの電極パッドに接合していた半田がサスペンションの電極パッド上で平坦化されるので、スライダ搭載の妨げとなるバリが生じることなく、簡単な作業及び設備でサスペンションを再利用できる。 According to the method of the present invention, the solder bonded to the electrode pad of the defective slider and the electrode pad of the suspension is flattened on the electrode pad of the suspension. Suspension can be reused for work and equipment.
図1は、本発明の適用対象となる、ハードディスクドライブ用の磁気ヘッドアッセンブリ(完成状態)の全体構造を示す平面図である。磁気ヘッドアッセンブリ1は、磁気ヘッド12が組み込まれた磁気ヘッドスライダ11と、この磁気ヘッドスライダ11を接着固定したサスペンション21とを備えている。サスペンション21は、ロードビーム21aと、このロードビーム21aの先端部に、該ロードビーム21aに対して磁気ヘッドスライダ11を弾性的に浮遊支持した状態で装着されたフレキシャ21bとを有している。フレキシャ21bは板ばね状の可撓性を有する薄い金属板であって、フレキシャ表面には磁気ヘッド12と外部回路(磁気ヘッドアッセンブリ1が搭載されるハードディスク装置の回路系)とを導通接続するためのフレキシブル配線基板21cが接着剤により貼り付けられている。磁気ヘッドスライダ11は、図2に示されるように、その背面11cが熱硬化性接着剤によりサスペンション21のスライダ搭載面22に接着固定され、トレーリング面に露出する複数の電極パッド13がサスペンション21の対応する複数の電極パッド23にそれぞれ接合されている。図2は、磁気ヘッドスライダ11の電極パッド13とサスペンション21の電極パッド23の半田接合部を示す断面図である。サスペンション21のスライダ搭載面22と複数の電極パッド23との間には開口部24が形成されていて、複数の電極パッド23は開口部24に臨んで一列に配置されている。図2の符号40は、磁気ヘッドスライダ11の電極パッド13とサスペンション21の電極パッド23とを接合する半田(半田フィレット)である。本実施形態の磁気ヘッドスライダ11の電極パッド13及びサスペンション21の電極パッド23は、Auにより形成されている。
FIG. 1 is a plan view showing the overall structure of a magnetic head assembly (completed state) for a hard disk drive, to which the present invention is applied. The
上記構成の磁気ヘッドアッセンブリ1は、実際にハードディスクを回転させた状態で行う動的特性検査で良品と判定されれば製品となるが、不良と判定された場合には、特性不良であった磁気ヘッドスライダ(以下、不良スライダ)11’をサスペンション21から除去し、サスペンション21を再利用するリワーク作業が実行される。
The
図3〜図8を参照し、本発明によるリワーク方法の一実施形態について説明する。図3、図5、図6及び図8は本発明によるリワーク方法の各工程を示す断面図であり、図4は図3の工程により形成される平坦化半田を示す断面図であり、図7はスライダ除去後のサスペンション21を示す模式平面図である。
An embodiment of a rework method according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3, FIG. 5, FIG. 6 and FIG. 8 are cross-sectional views showing the steps of the rework method according to the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view showing the flattened solder formed by the steps of FIG. FIG. 3 is a schematic plan view showing a
上述の動的特性検査で磁気ヘッドスライダ11が不良スライダ11’と判定されたら、先ず、図3に示すように、不良スライダ11’をサスペンション21のスライダ搭載面22上に残したままの状態で、サスペンション21をスライダ搭載面22とは反対の裏面22’側からヒーター31により加熱しつつ、磁気ヘッドスライダ11の電極パッド13とサスペンション21の電極パッド23とを接合している半田40を熱風により加熱する。熱風による加熱と同時にサスペンション21をヒーター31により加熱するのは、半田の表面張力を小さくして半田の濡れ性を良好にするためである。ヒーター31による加熱温度は半田40の融点以上、具体的には例えば約250℃とする。
If the
熱風は、サスペンション21の電極パッド23の上方から開口部24側(図示右上から左下方向)に向けて吹きつける。具体的に本実施形態では、熱風供給源としてホットエアガン32を使用し、ホットエアガン32の噴出口をサスペンション21の電極パッド23の表面に対して角度θ(θ=約45°)傾けて設置し、約250℃の熱風を3L/minの流量で吹き付けている。この熱風を受けて半田40は溶融し、不良スライダ11’の電極パッド13とサスペンション21の電極パッド23との接合が解除される。そして溶融した半田40は、一部が熱風の風圧によりサスペンション21のスライダ搭載面22側へ飛散するとともに、他部が熱風の風圧によりサスペンション21の電極パッド23の表面に押し当てられ、該サスペンション21の電極パッド23上で平坦化される。ここで平坦化とは、巨視的な凹凸のない状態にすること、また、半田40を10μm未満の厚さにする工程を意味する。
Hot air is blown from above the
スライダ搭載面22側へ飛散した半田40は、スライダ搭載面22上の不良スライダ11’に付着し、スライダ搭載面22には付着しない。不良スライダ11’は、熱風により飛び散る溶融半田からスライダ搭載面22を保護する保護部材として用いる。一方、SUS電極パッド23上で平坦化された半田は、図4に示される平坦化半田41となる。平坦化半田41は、サスペンション21の各電極パッド23の半田接触面となり、新スライダの電極パッドとサスペンション21の電極パッド23を接合するときに再利用される。平坦化半田41の厚さは約0.5μm程度である。
The
上述のように半田40をサスペンション21の電極パッド23上で平坦化すると、該サスペンション21の電極パッド23上の溶融半田が熱風によりスライダ搭載面22側へ押し出される場合がある。スライダ搭載面22側へ押し出された半田はバリとなるが、スライダ搭載面22上の不良スライダ11’がバリを止める機械的なストッパとして機能し、最悪の場合でもバリは不良スライダ11’に接する位置までしか生じない。また上記バリは、詳細には図示されていないが、サスペンション21の開口部24に逃がされていて下向きとなっている。よって、新スライダを搭載したときに新スライダ及びその電極パッドに上記半田のバリが接触することはなく、新スライダの搭載を妨げない。
When the
次に、図5に示すように、サスペンション21をスライダ搭載面22とは反対の裏面22’側からヒーター31により加熱し、不良スライダ11’を除去する。ヒーター31による加熱温度は約100℃とする。この加熱により不良スライダ11’とサスペンション21の接合強度(不良スライダ11’とサスペンション21を接合している熱硬化性接着剤の接合強度)を弱めた状態で、例えば不良スライダ11’の両側面11d’を挟んで持ち上げると、不良スライダ11’はサスペンション21から容易に剥がれる。このとき、前工程(半田平坦化工程)で不良スライダ11’に付着した半田も不良スライダ11’と一緒に除去される。取り外した不良スライダ11’は破棄する。不良スライダ11’除去後のスライダ搭載面22には、該不良スライダ11’とサスペンション21を接合していた熱硬化性接着剤51が残存する。
Next, as shown in FIG. 5, the
続いて、図6に示すように、サスペンション21をスライダ搭載面22とは反対の裏面22’側からヒーター31により加熱した状態のまま、スライダ搭載面22上に残った熱硬化性接着剤51を接着剤除去ツール52で除去する。本実施形態の熱硬化性接着剤51は樹脂であり、接着剤除去ツール52にはウルテム樹脂棒やPEEK樹脂、またはポリイミド系樹脂を用いる。
Subsequently, as shown in FIG. 6, the
ここまでの工程により、新品状態と同等になったスライダ搭載面22が露出し、図7に示すように、電極パッド23上に平坦化半田41を備えたサスペンション21が得られる。このサスペンション21は、リワーク品として再利用される。すなわち、図8に示すように、新たな磁気ヘッドスライダ(新スライダ)11がサスペンション21のスライダ搭載面22に例えば熱硬化性接着剤等により接着固定され、さらに、新スライダ11の電極パッド13とサスペンション21の平坦化半田41との間に半田ボール42が供給される。ここで、平坦化半田41は巨視的な凹凸がないように平坦化されているので、半田ボール42を容易に供給及び位置調整できる。そして、半田ボール42を完全に溶融させることにより新スライダ11の電極パッド13とサスペンション21の電極パッド23とが接合され、磁気ヘッドアッセンブリ1が得られる。
Through the steps so far, the
表1に、AFM(Atomic Force Microscope)により平坦化半田41の表面粗さRa1(nm)及びAu電極パッドの表面粗さRa2(nm)を測定した結果を示す。このAFMによる表面粗さ測定は、半田ボール42がサスペンション21の電極パッド23の半田接触面で点接触する面積に相当する微小面積(10μm×10μm)において、任意の20ポイントで実施した。本実施形態の磁気ヘッドスライダ11の電極パッド13及びサスペンション21の電極パッド23はAu電極パッドであり、新品時(組立前)のサスペンション21における電極パッド23の表面粗さは表1に示すAu電極パッドの表面粗さRa2と同等である。
Table 1 shows the results of measuring the surface roughness Ra1 (nm) of the
(表1)
表面粗さ Ra1 Ra2
最小値 35.12 60.81
最大値 108.59 104.52
平均値 94.04 86.308
レンジ 73.47 43.71
(Table 1)
Surface roughness Ra1 Ra2
Minimum value 35.12 60.81
Maximum value 108.59 104.52
Average value 94.04 86.308
Range 73.47 43.71
表1に示す測定結果から、平坦化半田41の微小面積における表面粗さRa1(平均値)は、Au電極パッドの表面粗さRa2(平均値)と同等であることがわかる。つまり、新品時(組立前)と再利用品時(リワーク後)において、SUS電極パッド23の半田接触面(半田ボール供給面)の表面粗さは、ほぼ変化しないと捉えることができる。表面粗さが同等であることから、サスペンション21の電極パッド23の半田接触面での熱の伝わり方も同等であると考えられる。よって、リワーク品(電極パッド23の上に平坦化半田41が形成されている)のサスペンション21であっても、新品のサスペンション21と同様にサスペンション21の電極パッド23と磁気ヘッドスライダ11の電極パッド13を良好に半田接合することが可能である。
From the measurement results shown in Table 1, it can be seen that the surface roughness Ra1 (average value) in the minute area of the
以上のように本実施形態では、不良スライダ11’をサスペンション21上に残したまま、不良スライダ11’の電極パッド13とサスペンション21の電極パッド23を接合していた半田40を該サスペンション21の電極パッド23上で平坦化するので、サスペンション21の電極パッド23上にはバリが生じず、また、サスペンション21の電極パッド23上の半田がスライダ搭載面22側に押し出されてなる半田バリは不良スライダ11’の位置までで止められる。つまり、新スライダ11を搭載するのに妨げとなるバリは生じない。これにより、新スライダ11を正しい姿勢でサスペンション21に搭載でき、且つ、新スライダ11の電極パッド13とサスペンション21の電極パッド23とを良好に半田接合することができる。また、上記半田40を平坦化する際に不良スライダ11’を残すことで、該不良スライダ11’により、熱風で飛散した溶融半田からスライダ搭載面22が保護される。したがって、半田40を吸い取り作業により除去する必要がなく、高価な設備も不要である。さらに本実施形態では、半田40をサスペンション21の電極パッド23上で平坦化して形成した平坦化半田41が新スライダ11の電極パッド13と該サスペンション21の電極パッド23を接合する際に再利用されるので、半田濡れ性が向上し、両電極パッド13、23を半田接合しやすくなる。これにより、サスペンション21を有効に再利用することができ、歩留まりを改善することができる。
As described above, in this embodiment, the
また本実施形態では、サスペンション21の開口部24を利用し、この開口部24にSUS電極パッド23上からスライダ搭載面22側に押し出された半田を逃がして下向きの半田バリとしているが、この半田バリは上述したように不良スライダ11’の位置までしか生じないので、本発明はスライダ搭載面と電極パッドの間に開口部を具備しないサスペンションにも適用可能である。
In this embodiment, the
1 磁気ヘッドアッセンブリ
11 磁気ヘッドスライダ(新スライダ)
11’ 不良スライダ
12 磁気ヘッド
13 電極パッド
21 サスペンション
22 スライダ搭載面
23 電極パッド
24 開口部
31 ヒーター
32 ホットエアガン
40 半田
41 平坦化半田
51 熱硬化性接着剤
52 ツール
1
11 '
Claims (4)
不良スライダを前記サスペンション上に残したままの状態で、不良スライダの電極パッドと前記サスペンションの電極パッドを接合している半田を熱風により加熱し、該サスペンションの電極パッド上に平坦化半田を形成する工程と、
前記不良スライダを前記サスペンションから除去する工程と、
前記不良スライダに替わる新スライダを前記サスペンションに搭載する工程と、
前記平坦化半田を再利用して、新スライダの電極パッドと前記サスペンションの電極パッドとを接合する工程と、
を有することを特徴とする磁気ヘッドアッセンブリのリワーク方法。 In a magnetic head assembly in which an electrode pad of a magnetic head slider and an electrode pad of a suspension are solder-bonded in a mutually perpendicular positional relationship, when the magnetic head slider is a defective slider, the defective slider is replaced with a slider. ,
With the defective slider remaining on the suspension, the solder joining the electrode pad of the defective slider and the electrode pad of the suspension is heated with hot air to form flattened solder on the electrode pad of the suspension Process,
Removing the defective slider from the suspension;
Mounting a new slider in place of the defective slider on the suspension;
Reusing the planarized solder to join the electrode pad of the new slider and the electrode pad of the suspension;
A method of reworking a magnetic head assembly, comprising:
4. The magnetic head assembly rework method according to claim 1, wherein a solder ball is supplied between the electrode pad of the new slider and the flattened solder, and the solder ball is melted to provide the magnetic head assembly rework method. A rework method of a magnetic head assembly in which an electrode pad of a new slider and an electrode pad of the suspension are joined.
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JP2011028813A (en) * | 2009-07-27 | 2011-02-10 | Nhk Spring Co Ltd | Method of reworking head suspension, and cutting tool for reworking |
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Legal Events
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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