JP2008187057A - 半田ノズル及びこれを備えた半田付け装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半田付けの信頼性の向上を図り、製品の品質の向上を図ること。
【解決手段】各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間に配置される半田ボールに対して、加熱ビームを照射する加熱ビーム照射穴が形成された半田ノズルであって、加熱ビーム照射穴の加熱ビーム出力端部よりも先端側に、加熱ビームが照射される前記半田ボールの少なくとも相互に直交する２方向への移動を規制する移動規制手段を備えた。
【選択図】図９

Description

本発明は、半田ノズルにかかり、特に、半田ボールに加熱ビームを照射して半田付けを行う半田ノズルに関する。

基板に電子部品を接合する方法として、半田付けが多く利用されている。このように、半田付けを用いることで、電子部品を基板に固定できると共に、電子部品に形成された端子と基板に形成された端子とを電気的に接続することができる。例えば、後述するように、磁気ディスク装置に搭載されるヘッドジンバルアセンブリを製造する場合に、電子部品である磁気ヘッドスライダをフレキシブルプリント基板が一体化されたサスペンション（フレキシャ）に半田付けする、というように利用される。ここで、従来例における磁気ヘッドスライダの半田付けの様子を、図１４に示す。なお、磁気ヘッドスライダ３０２の半田付けは、具体的には、磁気ヘッドスライダ３０２の磁気ヘッド素子３２１に形成されたスライダ側パッド３２２と、フレキシブルプリント基板３１３に形成されたサスペンション側パッド３１４と、が相互に直角に位置するよう配置し、これらパッド３２２，３１４間を半田接合することで行う。なお、各パッド３２２，３１４は、それぞれ６対形成されているものとする（図２に示すヘッドジンバルアセンブリを参照）。

図１４に示すように、従来例における半田付け装置は、まず、トレース３１３が一体化されたサスペンションを構成するフレキシャ３１２を支持する支持台Ｗ（接合対象物配置手段）を有する。また、半田付け装置は、フレキシャ３１２のタング部上に接合される磁気ヘッドスライダ３０２を先端部分（図１４にて下端部分）で保持し、フレキシャ３１２上に搬送して接合位置に配置する搬送ノズル３０４を備えている。なお、搬送ノズル３０４には、駆動装置３０６が連結されており、かかる駆動装置３０６にてその位置が駆動制御されることで、先端部分に保持している磁気ヘッドスライダ３０２を搬送することができる。また、搬送ノズル３０４には吸引装置３０７が接続され、当該搬送ノズル３０４の先端部分は略筒状に形成されており、先端側（下端側）から内部側（上方）に向かって空気を吸引することで、吸引力が発生している。この吸引力にて磁気ヘッドスライダ３０２を上方に吸い上げて、当該磁気ヘッドスライダ３０２を搬送ノズル３０４の先端部分に保持している。

また、半田付け装置は、半田接合箇所において半田３０３を加熱するレーザビームが照射されるレーザノズル３０５と、このレーザノズル３０５からレーザビームを出力するレーザ照射装置３０８と、を備えている。そして、このレーザノズル３０５は、その先端部で吸引により半田ボール３０３を保持可能な構成となっている。従って、ノズル３０５先端部に半田ボール３０３を保持した状態で、スライダ側パッド３２２とサスペンション側パッド３１４との間である半田接合箇所に半田ボール３０３を配置して、当該半田ボール３０３にレーザビームを照射することが可能である。さらに、半田付け装置は、装置全体の動作、つまり、上述した駆動装置３０６、吸引装置３０７、レーザ照射装置３０８の動作を制御する制御装置３０９を備えている。

そして、上記制御装置３０９にて装置の動作を制御することで、まず、磁気ヘッド素子３２１を有する磁気ヘッドスライダ３０２を搬送ノズル３０４で吸引保持し、この搬送ノズル３０４を移動させて、磁気ヘッドスライダ３０２をフレキシャ３１２に一体形成されたフレキシブルプリント基板３１３の接合箇所に配置する。その後、半田ボール３０３が先端に吸引されて保持されているレーザノズル３０５を移動させて、半田ボール３０３を半田接合箇所となるスライダ側パッド３２２とサスペンション側パッド３１４とに当接させる。そして、この状態で、レーザ照射ノズル３０６からレーザビームを半田３０３に対して照射する。これにより、半田３０３が溶融して、各パッド３２２，３１４間を半田接合することができる。

ここで、半田ボール３０３にレーザビームを照射するレーザノズル３０５の構成を、図１５乃至図２１を参照して詳細に説明する。図１５は、レーザノズル３０５の先端部分を先端側から見た斜視図であり、図１６は、これに半田ボール３０３を搭載した図である。また、図１７は、レーザノズル３０５を側方から見た図であり、図１８は、先端側から見た図である。そして、図１９は、レーザノズル３０５の図１８におけるＢ−Ｂ線断面図を示す。

これらの図に示すように、まず、レーザノズル３０５は、２つの傾斜面が鋭角を成して交わることで所定の幅の尖った先端部分を有する山型形状（くさび形）に形成されており、その先端部分である稜線部分が面取りされている（図１９の断面図参照）。そして、面取り部分には、稜線に沿って列を成して、半田接合箇所となる６箇所の各パッド間に対応する６つの半田凹部３５１が形成されている（図１５及び図１８参照）。この半田凹部３５１は、図１７に示すように、側方から半円柱状に傾斜面間を刳り貫いて形成されており、各凹状部分に、図１６に示すよう半田ボール３０３が収容可能となっている。また、半田凹部３５１の内底面には、上述したレーザ照射装置３０８から出力されるレーザビームが導通される管状のレーザ照射穴３５２，３５３が形成されている。このレーザ照射穴３５２，３５３の断面形状は、図１８及び図１９に示すように、半田ボール３０３の直径よりも小さい円形の中央穴３５２と、その周囲の各傾斜面側の２箇所に形成された略半円状の拡張穴３５３と、により形成されている。

続いて、図２０乃至図２１を参照して、上記形状のレーザノズル３０５を用いた場合の半田付けの様子を説明する。まず、図２０に示すように、略直角に配置された磁気ヘッドスライダ３０２の接合パッド３２２（スライダ側パッド）とフレキシブルプリント基板３１３の接合パッド３１４（サスペンション側パッド）との間に半田ボール３０３を供給し、この半田ボール３０３にレーザノズル３０５の先端部分を接触あるいは近接させる。このとき、半田ボール３０３の一部をレーザノズル３０５の先端部分つまり上述した半田凹部３５１に収容させる。具体的に、レーザノズル３０５は、図示しない吸引装置が接続されており、その先端部で吸引により半田ボール３を保持し、ノズル３０５先端部に半田ボール３を保持した状態で半田接合箇所に半田ボール３０５を供給する。

そして、図２０の状態でレーザノズル３０５からレーザビームを照射すると、レーザ照射穴の中心穴３５２部分から出力されるレーザビームＬ３０１は半田ボール３０３に照射され、拡張穴３５３部分から出力されるレーザビームＬ３０２，Ｌ３０３は、半田ボール３０３の外周付近に照射される。すると、この拡張穴３５３部分から出力されたレーザビールＬ３０２，Ｌ３０３は、半田ボール３０３の外周を通過して各パッド３２２，３１４にも照射される。このとき、これらレーザビームＬ３０２，Ｌ３０３と共に出力されるレーザガスも半田ボール３０３の外周を通過し当該外周を取り囲むよう通過するため、図２１に示すように、半田ボール３０３の矢印方向の移動、つまり、図１６の矢印に示す半田凹部３５１の配置列方向（稜線方向）とはほぼ垂直方向の移動を、ある程度抑制することができる。なお、半田凹部３５１の配置列方向における半田ボール３０３の移動については、各半田凹部３５１間の壁面である程度抑制することができる。

特開２００５−１２３５８１号公報

しかしながら、上述したレーザノズル３０５の形状では、半田凹部３５１の配置列方向（レーザノズル３０５の稜線方向）に対する垂直方向においては、半田ボール３０３の位置をレーザガスの通過のみで規制するものであるため、依然としてその位置制御が不安定である。また、半田凹部３５１の配置列方向においても、壁面が平面となっているため、球体である半田ボール３０３の位置を規制するには不安定である。このため、半田付け時に半田ボール３０３の位置を精度よく位置させることが困難であり、両方の接合パッド３２２，３１４に対する半田付けの信頼性が低下しうる、という問題が生じる。

このため、本発明では、上記従来例の有する不都合を改善し、特に、半田付けの信頼性の向上を図り、製品の品質の向上を図る、ことをその目的とする。

そこで、本発明の一形態である半田ノズルは、各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間に配置される半田ボールに対して、加熱ビームを照射する加熱ビーム照射穴が形成された半田ノズルであって、加熱ビーム照射穴の加熱ビーム出力端部よりも先端側に、加熱ビームが照射される前記半田ボールの少なくとも相互に直交する２方向への移動を規制する移動規制手段を備えた、ことを特徴としている。

また、本発明である半田ノズルの他の形態は、各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間に配置される複数の半田ボールに対して、それぞれ加熱ビームを照射する複数の加熱ビーム照射穴が一列に配列形成された半田ノズルであって、各加熱ビーム照射穴の加熱ビーム出力端部よりも先端側に、少なくとも複数の加熱ビーム照射穴の配列方向及び当該配列方向に対する垂直方向への半田ボールの移動を規制する移動規制手段をそれぞれ備えた、ことを特徴としている。

上記発明によると、半田ノズルの出力端部よりも先端部分に設けられた移動規制手段にて、半田付けの際に半田ボールの移動を抑制することができる。従って、半田付け時における半田ボールを半田接合箇所において精度よく位置決めすることができ、半田付けの信頼性の向上を図ることができる。

また、レーザ照射穴の加熱ビーム出力端部よりも先端側に、半田ボールの一部を収容可能でありレーザ照射穴よりも広い断面形状を有する凹部を形成し、移動規制手段は、凹部の内壁面にて形成されている、ことを特徴としている。

これにより、レーザ照射穴の先端部分にさらに広い断面形状の凹部を形成し、半田付けの際には、凹部に半田ボールの一部が収容される。すると、半田ボールは凹部の内壁面にて移動が規制される。従って、簡易な構成にて半田の位置決め制御の向上を図ることができ、半田付けの信頼性のさらなる向上を図ることができる。

また、凹部は、所定の深さを有する円柱状に形成されている、ことを特徴としている。これにより、円柱状の凹部にて半田ボールの周囲全体を覆うことができる。従って、半田付け時における半田ボールの位置決め精度のさらなる向上を図ることができる。

そして、上記円柱形状である凹部の内径は、半田ボールの直径よりも大きく形成されていたり、凹部の深さは、半田ボールの直径よりも短く形成、具体的には、半田ボールの半径以上かつ半田ボールの直径の９０％の長さ以下に形成されている、ことを特徴としている。

これにより、半田ボールの形状の大部分を凹部に収容することができ、ノズル先端部分に半田ボールを安定して保持することができる。また、半田ボールをノズル先端部に完全に収容せず、その一部を凹部から外側に突出させておくことで、半田付け時に半田ボールを直接各パッドに当接させることができる。従って、信頼性の高い半田付けを実現することができる。

また、加熱ビーム照射穴の断面形状は、半田ボールの直径よりも狭く形成されていると共に、当該加熱ビーム照射穴の周囲の一部に、半田付け時に凹部に配置される半田ボールの外周よりも外側に位置する拡張穴を有する、ことを特徴としている。そして、拡張穴は、加熱ビーム照射穴の周囲のうち少なくとも移動規制手段にて半田ボールの移動を規制する方向にそれぞれ形成されている、ことを特徴としている。

これにより、拡張穴からの加熱ビームが半田ボールの外周を通過するため、当該加熱ビームの風圧などにより半田ボールの位置を規制することができる。これにより、上述した凹部による規制に加えて、さらに半田ボールの移動を規制することができ、位置決め精度のさらなる向上を図ることができる。

また、各接合対象物は、磁気ヘッドスライダに形成された接合パッドと、この磁気ヘッドスライダが接合されるサスペンションに形成された接合パッドと、であり、本発明は、ヘッドジンバルアセンブリを製造する場合に利用されるとなお望ましい。上述した拡張穴は、半田付け時における各接合対象物である磁気ヘッドスライダに形成された接合パッドとサスペンションに形成された接合パッドとのうち、少なくともいずれか一方の接合パッドの位置に対応して形成されている、ことを特徴としている。

これにより、組付けに高精度が要求される磁気ヘッドスライダの半田付けを、高精度にかつ高い信頼性にて行うことができ、製品の品質の向上を図ることができる。また、拡張穴をいずれかの接合パッドの位置に対応して形成することで、加熱率の低い一方の接合パッドを効果的に加熱することができ、さらに信頼性の高い半田付けを実現できる。

また、本発明の他の形態は、各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間を半田にて接合する際に用いる半田付け装置であって、各接合対象物を接合位置に配置する接合対象物配置手段と、各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間に配置される半田ボールに加熱ビームを照射して半田付け行う半田加熱手段と、を備え、半田加熱手段は、上述した半田ノズルを備えた、ことを特徴としている。

本発明は、以上のように構成され機能するので、これによると、半田ノズルの出力端部よりも先端部分に設けられた移動規制手段にて、半田付けの際に半田ボールの移動を有効に抑制することができため、半田付け時における半田ボールを半田接合箇所において精度よく位置決めすることができ、半田不良の発生を抑制することができる。従って、半田付けの信頼性の向上を図ることができ、製品の品質の向上を図ることができる、という従来にない優れた効果を有する。

本発明は、半田接合箇所に配置された半田ボールに対して先端部からレーザビームを照射し、半田付けを行う半田ノズルの形状に特徴を有する。以下、この半田ノズルが装備された半田付け装置の構成及び半田付け時の様子を、実施例にて詳細に説明する。なお、実施例では、サスペンションに磁気ヘッドスライダを半田付け接合して、ディスク装置に搭載するヘッドジンバルアセンブリを製造する場合を例に挙げて説明する。但し、本発明の半田ノズルや半田付け装置は、他の接合対象物を接合する場合に利用することも可能である。

本発明の第１の実施例を、図１乃至図１０を参照して説明する。図１は、ディスク装置の構成を示す図であり、図２は、ヘッドジンバルアセンブリの構成を示す図である。図３は、半田付け装置の構成を示す図であり、図５乃至図８は、レーザノズルの構成を示す図である。図９乃至図１０は、半田付けの様子を示す図である。

［構成］
まず、本実施例における半田付け装置は、図１に示すようなディスク装置１００に搭載されるヘッドジンバルアセンブリ１を製造するために用いられる。具体的には、図２に示すように、ヘッドジンバルアセンブリ１を構成するサスペンションを形成するフレキシャ１２及びトレース１３に、磁気ヘッドスライダ２を接合するために用いられる。ここで、ヘッドジンバルアセンブリ１の構成について、図２を参照して簡単に説明する。

ヘッドジンバルアセンブリ１は、図示しないドライブアームに連結されるロードビーム１１と、このロードビーム１１に接合されるフレキシャ１２と、このフレキシャ１２上に一体的に形成されているトレース１３と、を有するサスペンションを備えており、さらに、フレキシャ１２に形成されているサスペンションタング部に搭載される磁気ヘッドスライダ２を備えている。そして、フレキシャ１２に一体的に形成されたトレース１３は、ポリイミド層に複数の信号線が形成されたフレキシブルプリント基板であり、磁気ヘッドスライダ２が搭載される一端側に、信号線に接続された接続端子となる６つの接合パッド１４が形成されている。なお、このトレース１３に形成された接合パッド１４を、以下ではサスペンション側パッド１４と呼ぶ。また、磁気ヘッドスライダ２は、一端側にディスク上に対してデータの記録再生を行う磁気ヘッド素子２１を備えており、この磁気ヘッド素子２１の端面に、当該磁気ヘッド素子２１の入出力端子となる６つの接合パッド２２が形成されている。なお、この磁気ヘッド素子２１（磁気ヘッドスライダ２）に形成された接合パッド２２を、以下ではスライダ側パッド２２と呼ぶ。

そして、上述したヘッドジンバルアセンブリ１を構成する磁気ヘッドスライダ２と、トレース１３及びフレキシャ１２が一体的となったサスペンションと、が本実施例における半田付け対象物、つまり、接合対象物となる。具体的には、磁気ヘッドスライダ２の磁気ヘッド素子部２１に形成されたスライダ側パッド２２と、トレース１３上に形成されたサスペンション側パッド１３と、が半田付けされる接合箇所となる。なお、本実施例におけるヘッドジンバルアセンブリ１は、図２に示すように、スライダ側パッド２２とサスペンション側パッド１３の対である半田接合箇所を６箇所有する。

次に、上述した接合対象となる磁気ヘッドスライダ２をトレース１３（フレキシャ１２）に半田接合して、ヘッドジンバルアッセンブリ１を製造する際に用いられる本実施例における半田付け装置１の構成を図３に示す。

図３に示すように、半田付け装置は、トレース１３が一体化されたサスペンションを構成するフレキシャ１２を支持する支持台Ｗ（接合対象物配置手段）を有する。そして、このフレキシャ１２上に接合される磁気ヘッドスライダ２を先端部分（図３の下端側）で保持し、フレキシャ１２上に搬送して接合位置に配置する搬送ノズル４（接合対象物配置手段）を備えている。なお、搬送ノズル４には、駆動装置４１（接合対象物配置手段）が連結されており、かかる駆動装置４１にてその位置が駆動制御されることで、先端部分に保持している磁気ヘッドスライダ２を搬送することができる。また、搬送ノズル４には吸引装置４２が接続され、当該搬送ノズル４の先端部分は略筒状に形成されており、先端側（下端側）から内部側（上方）に向かって空気を吸引することで、吸引力が発生している。この吸引力にて磁気ヘッドスライダ２を上方に吸い上げて、当該磁気ヘッドスライダ２を搬送ノズル４の先端部分に保持している。

また、半田付け装置は、半田接合箇所において半田３を加熱するレーザビーム（加熱ビーム）が照射されるレーザノズル５（半田ノズル）と、このレーザノズル５からレーザビームを出力するレーザ照射装置５１と、を備えている（半田加熱手段）。そして、このレーザノズル５には、図示しない駆動装置と吸引装置が接続されており、ノズル５の先端部で吸引により半田ボール３を保持した状態で、スライダ側パッド２２とサスペンション側パッドとの間である半田接合箇所に半田ボール３を搬送して配置し、先端部分で保持している半田ボール３にレーザビームを照射することが可能である。さらに、本実施例におけるレーザノズル５は、後に詳述するが、図２に示すヘッドジンバルアセンブリ１の先端部側（右側）に位置する６箇所の各パッド２２，１４に対応して６つの半田ボール３を保持し、この６つの半田ボール３つまり６箇所の半田接合箇所に同時にレーザビームを照射可能なよう構成されている。なお、半田ボール３は、別の装置にて半田接合箇所に配置されてもよい。

また、半田付け装置は、装置全体の動作、つまり、上述した駆動装置４１、吸引装置４２、半田付け用レーザ照射装置５１の動作を制御する制御装置６を備えている。この制御装置６は、演算部や記憶部を有するコンピュータにて構成されており、制御装置６の演算部には、所定のプログラムが組み込まれることにより、スライダ搬送制御部、レーザ制御部が構築されている。

そして、スライダ搬送制御部は、上述した駆動装置４１及び吸引装置４２の動作を制御して、磁気ヘッドスライダ２を半田接合位置に搬送制御する。具体的には、まず、吸引装置４２を制御して搬送ノズル４に吸引力を付勢し、先端部に磁気ヘッドスライダ２を保持し、この状態で駆動装置４１を制御して搬送ノズル４を移動させ、磁気ヘッドスライダ２をフレキシャ１２のタング部上に搬送する。

また、レーザ制御部は、図示しないレーザノズル５用の駆動装置や吸引装置の動作を制御して、レーザノズル５の位置の駆動制御、及び、レーザノズル５の先端部への半田ボール３の吸引保持制御を行う。そして、レーザノズル５の先端部を各パッド２２，１４間である半田接合箇所に移動し、その後、レーザ照射装置５１の動作を制御して、レーザノズル５から先端に保持している半田ボール３に対してレーザビームを照射する。これにより、半田ボール３が溶融し、各パッド２２，１４間が半田付けされる。

次に、本実施例におけるレーザノズル５の構成について、図４乃至図８を参照して説明する。図４は、レーザノズル５の先端部分の斜視図であり、図５は、これに半田ボール３を搭載した図である。また、図６は、レーザノズル５を側方から見た図であり、図７は、先端側から見た図である。そして、図８は、レーザノズル５の図７におけるＡ−Ａ線断面図を示す。

これらの図に示すように、まず、レーザノズル５は、２つの傾斜面が鋭角を成して交わることで所定の幅の尖った先端部分を有する山型形状（くさび形）に形成されており、その先端部分である稜線部分が面取りされている（図８の断面図参照）。そして、面取り部分には、稜線に沿って、上述したヘッドジンバルアセンブリ１の半田接合箇所となる６箇所の各パッド２２，１４間に対応する６つの半田凹部１５１（凹部）が、一列に配列されて形成されている（図４及び図７参照）。この各半田凹部１５１は、図６、図７及び図８に示すように、先端側から内部に向かって所定の深さまで彫られた円柱状の凹部である。そして、この円柱形状である半田凹部１５１の直径（内径）は、半田ボール３よりも大きい直径を有し、例えば、半田ボール３の直径より５μｍから１５μｍ程度大きく形成されている。また、この半田凹部１５１の深さは、半田ボール３の直径よりも短く形成されており、例えば、半田ボール３の半径以上、かつ、半田ボールの直径の９０％の長さ以下、に形成されている。

そして、半田凹部１５１を上記形状に形成することで、後述する図９に示すように、半田付け時には半田ボール３の大部分が半田凹部１５１に収容された状態となる。すると、半田凹部１５１に収容された半田ボール３の周囲は、図５に示すように、半田凹部１５１の内壁面（移動規制手段）にて囲まれた状態になっており、当該内壁面にて半田ボール３の移動が規制された状態になっている。具体的には、半田ボール３の周囲のうち、半田凹部１５１の配列方向（稜線方向）側は隣り合う別の半田凹部との仕切り壁に囲まれており、さらに、従来例とは異なり、半田凹部１５１の配列方向に対して垂直方向（傾斜面側）においても、半田凹部１５１を形成したことによる内壁面に囲まれており、レーザノズル５の傾斜面方向、つまり、図５の矢印方向への移動も規制されている。

また、半田凹部１５１の内底面には、上述したレーザ照射装置５１から出力されるレーザビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３が導通される管状のレーザ照射穴１５２，１５３（加熱ビーム照射穴）が形成されている。換言すると、上述した半田凹部１５１は、レーザ照射穴１５２，１５３のレーザビーム出力端部よりも先端側に形成されていると言える。そして、レーザ照射穴１５２の断面形状は、図７に示すように、半田ボール３の直径よりも小さい円形状の中心穴１５２と、その周囲の上下２箇所つまり各傾斜面側に形成された略半円状の拡張穴１５３と、により形成されている。具体的に、拡張穴１５３は、半田凹部１５１に半田ボール３が配置された場合に、当該拡張穴１５３の一部が半田ボール３の外周よりも外側に位置するよう形成されている。つまり、レーザ照射穴１５２，１５３は、半田凹部１５１の配列方向（稜線方向）にはその幅が狭く、当該配列方向に垂直な方向にはその幅が広く形成されている。

［動作］
次に、上述した構成の半田付け装置の動作、つまり、本発明における半田付け方法の動作を、図９乃至図１０の半田付け時の様子を示す図を参照して説明する。

まず、搬送ノズル４の先端部に磁気ヘッドスライダ２が吸引保持されて、支持台Ｗ上に載置されているフレキシャ１２上に搬送される。このとき、磁気ヘッドスライダ２をフレキシャ１２のタング部上に載置し、磁気ヘッドスライダ２のスライダ側パッド２２とフレキシャ１２上のトレース１３に形成されたサスペンション側パッド１４とが、ほぼ直角に位置するよう配置させる。

続いて、レーザノズル５の先端部、つまり、半田凹部１５１に半田ボール３を吸引保持し、レーザノズル５を半田接合箇所に移動する。そして、図９に示すように、上記スライダ側パッド２２とサスペンション側パッド１４との間に半田ボール３が位置するようレーザノズル５を配置させる。このとき、半田ボール３は、半田凹部１５１に収容された状態のままとなる。

その後、図１０に示すように、レーザ照射装置５１の動作を制御して、レーザノズル５からレーザビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３を照射する。すると、レーザ照射穴１５２，１５３の中央部１５２部分を通過するレーザビームＬ１は、半田ボール３に照射され当該半田ボール３を加熱し、拡張穴１５３部分を通過するレーザビームＬ２，Ｌ３は、半田ボール３の外周に沿って照射され、半田ボール３を加熱すると共に、スライダ側パッド２２及びサスペンション側パッド１４を加熱する。さらに、拡張穴１５３からレーザビームＬ２，Ｌ３と共に出力されるレーザガスも、半田ボール３の外周を通過するため、半田ボール３の各パッド方向への移動を規制するよう作用している。

このとき、本実施例では、半田ボール３の大部分が半田凹部１５１に収容されており、その周囲がほぼ壁面で囲まれた状態になっているため、仮に出力されるレーザガスの影響により半田ボール３が移動するような力が生じたとしても、当該半田ボール３の移動が半田凹部１５１の内壁面にて規制される。特に、従来例におけるレーザノズル３０５（図１５等参照）には当該ノズル３０５の傾斜面側に壁面が無かったが、これが本実施例では形成されているため、少なくとも半田凹部１５１の配置列方向（稜線方向）及び当該配列方向に対する垂直方向への移動（互いに直交する２方向の移動）を有効に抑制することができる。

以上のように、上述した形状のレーザノズル５を用いることで、半田付けの際に半田ボール３の移動を有効に抑制することができる。従って、半田付け時に半田ボール３を半田接合箇所にて精度よく位置決めすることができるため、一方のパッド（スライダ側パッド２２、あるいは、サスペンション側パッド１４）のみに半田付けされるような半田不良の発生を抑制でき、半田付けの信頼性の向上を図ることができる。

特に、本実施例では、半田ボール３の移動を規制する手段として球体の半田ボール３の形状に対応して略円柱状の半田凹部１５１を形成したため、いかなる方向に対しても半田ボール３の移動を規制することができ、さらに高精度に半田ボール３の位置決めを行うことができる。従って、高精度及び高信頼性が要求されるヘッドジンバルアセンブリ１の製造などに用いることに好適である。

ここで、半田ボール３を規制する手段としては、上述した形状、つまり、凹状であることに限定されない。例えば、半田凹部１５１の配列方向及びこれに対する垂直方向、といった少なくとも互いに直交する２方向の移動を規制できる構成であればより。例えば、レーザノズル５の先端部分に、上述同様に半田ボール３の周囲に位置してその移動を規制する部材として機能する突起などを設けてもよい。

なお、上記では、磁気ヘッドスライダ２の磁気ヘッド素子側に形成されたスライダ側パッド２２を半田付けする場合を例示して説明したが、磁気ヘッドスライダ２をサスペンション（フレキシャ１２）に固定すべく、磁気ヘッド素子２１とは反対側の端面に形成される接合パッドを、サスペンション（フレキシャ１２）に半田付けする場合に利用してもよい。さらには、磁気ヘッドスライダ２をサスペンションに接合する場合に限定されず、他の半田付けにも利用可能である。

また、上記では、複数の半田ボール３に対して同時にレーザビームを照射可能なよう複数のレーザ照射穴１５２，１５３が形成されているレーザノズル５を説明したが、１つのレーザノズル５に形成されるレーザ照射穴１５２，１５３及びその先端側に位置する半田凹部１５１の数は任意である。つまり、１つのレーザ照射穴１５２，１５３及び半田凹部１５１が形成されたレーザノズル５であってもよい。

また、上記では、半田ボール３にレーザビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３を照射して半田を溶融し、半田付けを行う場合を例示したが、レーザビームではない他の加熱ビームを照射して半田付けを行ってもよい。

次に、本発明の第２の実施例を、図１１乃至図１２を参照して説明する。本実施例における半田付け装置は、基本的には、上記実施例１にて説明したものと同様の構成であるが、レーザノズル１０５の形状、特に、レーザ照射穴の形状が異なる。

具体的には、図１１のレーザノズル１０５を先端側から見た図に示すように、レーザビームが通過して出力されるレーザ照射穴１５２，１５３’の中央穴１５２の外周の１箇所にのみ、略半円状の拡張穴１５３’が形成されている。この拡張穴１５３’は、図１２に示すように、レーザノズル１０５が半田接合箇所に配置された場合に、スライダ側パッド２２に対応して位置するよう形成されている。従って、拡張穴１５３’を通過するレーザビームＬ２は、半田ボール３の外周に沿って通過し、スライダ側パッド２２のみを加熱するよう作用する。これにより、レーザ照射穴の中央穴１５２から出力されるレーザビームＬ１にて半田ボール３が加熱されている最中に温度上昇率の低いスライダ側パッド２２が加熱されるため、半田ボール３の溶融時には信頼性の高い半田接合が実現される。

なお、上述したように、磁気ヘッドスライダ２は、その体積が大きく、また、半田付け時には搬送ノズル４が当接していると共に、磁気ヘッドスライダ２に対して吸引力が付勢されているが、これによって、磁気ヘッドスライダ２のスライダ側パッド２２付近の放熱率が高く、温度上昇率が低くなっている可能性が高い。従って、上述したように、スライダ側パッド２２に対して多く加熱するとよい。

次に、本発明の第３の実施例を、図１３を参照して説明する。本実施例における半田付け装置は、基本的には、上記実施例１にて説明したものと同様の構成であるが、レーザノズル２０５の形状、特に、レーザ照射穴の形状が異なる。

図１３のレーザノズル２０５を先端側から見た図に示すように、当該レーザノズル２０５には、レーザビームが通過して出力されるレーザ照射穴の中心穴２５２の外周の４箇所に拡張穴２５３，２５４が形成されている。具体的には、円形状の中心穴２５２の外周に、半田凹部２５１の配列方向に一対（符号２５４）、この配列方向に対する垂直方向に一対（符号２５３）、略半円状の拡張穴２５３，２５４が形成されている。つまり、実施例１にて説明したレーザ照射穴１５２，１５３（図７参照）に加え、さらに、半田凹部１５１の配列方向（稜線方向）に拡張穴が形成された形状になっている。

これにより、半田ボール３の外周のうち４箇所に、拡張穴２５３，２５４から出力されるレーザビーム、つまり、レーザガスが通過するため、当該レーザガスの風圧などにより半田ボール３の位置を規制することができる。これにより、上述したように、半田凹部２５１による規制に加えて、さらに半田ボール３の移動を規制することができ、位置決め精度のさらなる向上を図ることができる。

本発明における半田ノズル及び半田付け装置は、磁気ヘッドスライダをサスペンションに半田付けする場合など、電子部品を半田付け場合に利用することができ、産業上の利用可能性を有する。

ディスク装置の構成を示す図である。 図１に開示したディスク装置に搭載されるヘッドジンバルアセンブリの構成を示す図である。 実施例１における半田付け装置の全体的な構成を示す概略図である。 図３に開示した実施例１におけるレーザノズルの構成を示す斜視図である。 図４に開示した実施例１におけるレーザノズルに半田ボールを配置した様子を示す斜視図である。 図４に開示した実施例１におけるレーザノズルを側方から見た正面図である。 図４に開示した実施例１におけるレーザノズルを先端側である上方から見た平面図である。 図６に示すレーザノズルのＡ−Ａ線断面図である。 実施例１におけるレーザノズルを用いた半田付け時の様子を示す説明図である。 実施例１におけるレーザノズルを用いた半田付け時の様子を示す説明図である。 実施例２におけるレーザノズルを先端側である上方から見た平面図である。 実施例２におけるレーザノズルを用いた半田付け時の様子を示す説明図である。 実施例３におけるレーザノズルを先端側である上方から見た平面図である。 従来例における半田付け装置の全体的な構成を示す概略図である。 従来例におけるレーザノズルの構成を示す斜視図である。 図１５に開示した従来例におけるレーザノズルに半田ボールを配置した様子を示す斜視図である。 図１５に開示した従来例におけるレーザノズルを側方から見た正面図である。 図１５に開示した従来例におけるレーザノズルを先端側である上方から見た平面図である。 図１８に示すレーザノズルのＡ−Ａ線断面図である。 従来例におけるレーザノズルを用いた半田付け時の様子を示す説明図である。 従来例におけるレーザノズルを用いた半田付け時の様子を示す説明図である。

符号の説明

１ ヘッドジンバルアセンブリ
２ 磁気ヘッドスライダ
３ 半田ボール、半田
４ 搬送ノズル
５，１０５，２０５ レーザノズル
６ 制御装置
１１ ロードビーム
１２ フレキシャ
１３ トレース
１４ サスペンション側パッド
２１ 磁気ヘッド素子
２２ スライダ側パッド
４１ 駆動装置
４２ 吸引装置
５１ レーザ照射装置
１００ ディスク装置
１５１，２５１ 半田凹部
１５２，２５２ レーザ照射穴の中央穴
１５３，１５３’，２５３，２５４ レーザ照射穴の拡張部

Claims (12)

1. 各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間に配置される半田ボールに対して、加熱ビームを照射する加熱ビーム照射穴が形成された半田ノズルであって、
   前記加熱ビーム照射穴の加熱ビーム出力端部よりも先端側に、前記加熱ビームが照射される前記半田ボールの少なくとも相互に直交する２方向への移動を規制する移動規制手段を備えた、
   ことを特徴とする半田ノズル。
2. 各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間に配置される複数の半田ボールに対して、それぞれ加熱ビームを照射する複数の加熱ビーム照射穴が一列に配列形成された半田ノズルであって、
   前記各加熱ビーム照射穴の加熱ビーム出力端部よりも先端側に、少なくとも前記複数の加熱ビーム照射穴の配列方向及び当該配列方向に対する垂直方向への前記半田ボールの移動を規制する移動規制手段をそれぞれ備えた、
   ことを特徴とする半田ノズル。
3. 前記レーザ照射穴の加熱ビーム出力端部よりも先端側に、前記半田ボールの一部を収容可能であり前記レーザ照射穴よりも広い断面形状を有する凹部を形成し、
   前記移動規制手段は、前記凹部の内壁面にて形成されている、
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の半田ノズル。
4. 前記凹部は、所定の深さを有する円柱状に形成されている、
   ことを特徴とする請求項３記載の半田ノズル。
5. 前記凹部の内径は、前記半田ボールの直径よりも大きく形成されている、
   ことを特徴とする請求項４記載の半田ノズル。
6. 前記凹部の深さは、前記半田ボールの直径よりも短く形成されている、
   ことを特徴とする請求項５記載の半田ノズル。
7. 前記凹部の深さは、前記半田ボールの半径以上、かつ、前記半田ボールの直径の９０％の長さ以下、に形成されている、
   ことを特徴とする請求項６記載の半田ノズル。
8. 前記加熱ビーム照射穴の断面形状は、前記半田ボールの直径よりも狭く形成されていると共に、当該加熱ビーム照射穴の周囲の一部に、半田付け時に前記凹部に配置される前記半田ボールの外周よりも外側に位置する拡張穴を有する、
   ことを特徴とする請求項４，５又は６記載の半田ノズル。
9. 前記拡張穴は、前記加熱ビーム照射穴の周囲のうち少なくとも前記移動規制手段にて前記半田ボールの移動を規制する方向にそれぞれ形成されている、
   ことを特徴とする請求項８記載の半田ノズル。
10. 前記各接合対象物は、磁気ヘッドスライダに形成された接合パッドと、この磁気ヘッドスライダが接合されるサスペンションに形成された接合パッドと、である、
    ことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８又は９記載の半田ノズル。
11. 請求項８記載の前記拡張穴は、半田付け時における前記各接合対象物である磁気ヘッドスライダに形成された接合パッドとサスペンションに形成された接合パッドとのうち、少なくともいずれか一方の前記接合パッドの位置に対応して形成されている、
    ことを特徴とする請求項１０記載の半田ノズル。
12. 各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間を半田にて接合する際に用いる半田付け装置であって、
    各接合対象物を接合位置に配置する接合対象物配置手段と、
    前記各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間に配置される半田ボールに加熱ビームを照射して半田付け行う半田加熱手段と、を備え、
    前記半田加熱手段は、請求項１乃至１１記載の半田ノズルを備えた、
    ことを特徴とする半田付け装置。
    

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