JP2016087692A - 信頼性が向上したはんだボールジェットノズル - Google Patents
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Abstract
【課題】レーザ照射オン／オフサイクルに伴う繰り返し熱衝撃などでの損傷を受けにくいノズルを提供する。
【解決手段】はんだボール接合ツールは、はんだボール３０５を保持するのにノズル３０４内に位置決めされた介在保持構造体３１４及び複数の柱状面３１２を有する内孔を有するノズルを含む。保持構造体を横切ることによって形成された投影又は投影形状は、保持するのに保持構造体が位置決めされたはんだボールの直径未満の直径を有する略円形であってもよい。ノズルは、結合剤としての機能を果たすコバルト及び金の４．５％以下の累積率を有する超硬合金を含んでもよい。
【選択図】図３
【解決手段】はんだボール接合ツールは、はんだボール３０５を保持するのにノズル３０４内に位置決めされた介在保持構造体３１４及び複数の柱状面３１２を有する内孔を有するノズルを含む。保持構造体を横切ることによって形成された投影又は投影形状は、保持するのに保持構造体が位置決めされたはんだボールの直径未満の直径を有する略円形であってもよい。ノズルは、結合剤としての機能を果たすコバルト及び金の４．５％以下の累積率を有する超硬合金を含んでもよい。
【選択図】図３
Description
本発明の実施形態は一般的に、製造ツーリングに関し、より詳細には、改良されたはんだボールジェットノズルに関する。
ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）は、保護容器内に収容され、磁気面を有する１つ又は複数の円板にデジタル符号化データを記憶する不揮発性記憶装置である。ＨＤＤが動作中である場合、スピンドルシステムによって各磁気記録ディスクを高速回転させる。アクチュエータによってディスクの特定の位置上に位置決めされる読み書きヘッドを用いて、データを磁気記録ディスクに読み書きする。読み書きヘッドは、磁場を使用して、データを磁気記録ディスクの表面に読み書きする。典型的な書き込みヘッドは、コイルを流れる電気を利用して、磁場を生成する。異なるパターンの正負の電流を有する電気パルスを、書き込みヘッドに送信する。書き込みヘッドのコイル内の電流は、ヘッドと磁気ディスクとの間隙を横切って磁場を誘導し、次に、記録媒体上の小さい領域を磁化する。
ＨＤＤは、屈曲部に装着されたヘッドスライダに不可欠な読み書きヘッド、ヘッドスライダに取り付けられたリードサスペンション、及びジンバル機能を一緒に果たす屈曲部に連結されたロードビームを典型的に含む少なくとも１つのヘッドジンバル組立体（ＨＧＡ）を含む。典型的に、部品間の最終的な電気的相互接続を形成するのに一緒に接合されたはんだボール（ＳＢＢ）である各部品上の接続パッドを介して、スライダをリードサスペンションに電気的に相互接続する。
はんだボールジェット（ＳＢＪ）と呼ばれるはんだボール接合法への１つの手法では、はんだ接続される加工物にはんだボールを供給して放出するツールを使用する。ＳＢＪは、ノズル（ＳＢＪノズル）を含み、一般的に、ノズル先端内ではんだボールを検出して、溶融はんだを形成するレーザをはんだボールに照射することによって動作する。次に、溶融はんだを、不活性ガス（例えば、窒素）を用いてノズル先端を介してノズルから、スライダ及びリードサスペンションの各接続パッドなどの接合面に吹き出し、これによって、接続パッドひいては部品を電気的に相互接続する。溶融はんだの排出及び照射のための場所にはんだボールを保持するために、ＳＢＪノズル先端の内径は典型的に、対応するはんだボールの直径よりも小さい。
所与のＳＢＪノズルの設計及び構成に少なくとも幾分基づいて、ノズルは、動作中、損傷、例えば、レーザ照射電源オン／オフサイクルに伴う繰り返し熱衝撃、及び／又は作業者エラー及び取り扱いミスに起因する損傷を受けやすいことがある。
この節に記載の任意の手法は、達成できる手法であるが、予め考えられ又は達成されている手法である必要は必ずしもない。従って、特に別の指示がない限り、この節に記載の手法の何れかは、この節における包含物によって単に先行技術と見なすと想定されるべきではない。
本発明の実施形態は、はんだボールを保持するのにノズル内に位置決めされた介在又は相互接続保持構造体及び複数の柱状面を有する内孔を有するノズルを含むはんだボール接合（ＳＢＢ）ツールに関する。保持構造体を横切ることによって形成された投影又は投影形状は、保持するのに保持構造体が位置決めされたはんだボールの直径未満の直径を有する略円形であってもよい。更に、ノズル先端は、連続的な外側壁を含んでもよく、柱状面は外側壁を横切らない。このようなノズル構成は、先行設計と比べて比較的堅牢であり、従って、動作的損傷が一層発生し難い。
実施形態は、超硬合金用の結合剤としての機能を果たすコバルト及び金の約４．５％以下の累積率を有する超硬合金を含むＳＢＢノズルを含む。このようなノズル材料組成は、はんだに対して、先行設計よりも比較的小さい親和性を有し、従って、はんだによる腐食及び対応する損傷が一層発生し難い。
実施形態の概要の節に記載の実施形態は、本明細書に記載の全ての実施形態を示唆、説明又は教示するように意図されていない。従って、本発明の実施形態は、この節に記載の特徴と異なる特徴又は追加の特徴を含んでもよい。更に、特許請求の範囲に明示的に列挙されていない、この節に記載の限界、要素、特性、特徴、利点、属性などは、任意の請求項の範囲を決して限定しない。
同じ参照符号は同様の要素を意味する添付図面において、限定する目的でなく一例として、実施形態を示す。
向上したはんだボールジェットノズルを説明する。下記の説明では、説明の目的で、本明細書に記載の本発明の実施形態を完全に理解するために、多数の特定の詳細を記載する。しかし、本明細書に記載の本発明の実施形態を、これらの特定の詳細無しで実施することができることは明らかであろう。他の例では、本明細書に記載の本発明の実施形態を不必要に曖昧にしないようにするために、周知の構造及び装置をブロック図の形で示す。
例示的な動作環境の物理的説明
実施形態は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）記憶装置のマイクロはんだ付け部品のために使用できるが、これに限定されない。限定されない例として、実施形態を使用して、ＨＤＤ用のヘッドスライダ及びリードサスペンションを電気的に相互接続することができる。よって、実施形態に従って、ＨＤＤ１００を示す平面図を、例示的な動作環境を示す図１に示す。
実施形態は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）記憶装置のマイクロはんだ付け部品のために使用できるが、これに限定されない。限定されない例として、実施形態を使用して、ＨＤＤ用のヘッドスライダ及びリードサスペンションを電気的に相互接続することができる。よって、実施形態に従って、ＨＤＤ１００を示す平面図を、例示的な動作環境を示す図１に示す。
図１は、磁気読み取り／記録ヘッド１１０ａを含むスライダ１１０ｂを含むＨＤＤ１００の部品の機能的構成を示す。スライダ１１０ｂ及びヘッド１１０ａを、ヘッドスライダと総称してもよい。ＨＤＤ１００は、ヘッドスライダと、屈曲部を介して典型的にヘッドスライダに取り付けられたリードサスペンション１１０ｃと、リードサスペンション１１０ｃに取り付けられたロードビーム１１０ｄとを含む少なくとも１つのヘッドジンバル組立体（ＨＧＡ）１１０を含む。ＨＤＤ１００は、スピンドル１２４に回転可能に装着された少なくとも１つの磁気記録媒体１２０、及び媒体１２０を回転させるスピンドル１２４に取り付けられた駆動モータ（図示せず）も含む。ヘッド１１０ａは、ＨＤＤ１００の媒体１２０上に記憶される情報をそれぞれ読み書きする書き込み要素及び読み取り要素を含む。ディスククランプ１２８を用いて、媒体１２０又は複数のディスク媒体をスピンドル１２４に固定してもよい。
更に、ＨＤＤ１００は、ＨＧＡ１１０に取り付けられたアーム１３２、キャリッジ１３４、及びキャリッジ１３４に取り付けられたボイスコイル１４０を含む電機子１３６とボイスコイル磁石（図示せず）を含む固定子１４４とを含むボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を含む。ＶＣＭの電機子１３６は、キャリッジ１３４に取り付けられ、アーム１３２及びＨＧＡ１１０を媒体１２０のアクセス部分に移動させるように構成され、介在されたピボット軸受組立体１５２を用いてピボット軸１４８上に装着されている。多重ディスクを有するＨＤＤの場合、櫛に見える連動配列のアームを支持するようにキャリッジを配置するので、キャリッジ１３４を、「Ｅブロック」又はコームと呼ぶ。
ヘッドスライダを連結する屈曲部、屈曲部を連結するアクチュエータアーム（例えば、アーム１３２）及び／又はロードビーム、及びアクチュエータアームを連結するアクチュエータ（例えば、ＶＣＭ）を含むヘッドジンバル組立体（例えば、ＨＧＡ１１０）を含む組立体を、ヘッドスタック組立体（ＨＳＡ）と総称してもよい。しかし、ＨＳＡは、記載のこれらの部品よりも多い又は少ない部品を含んでもよい。例えば、ＨＳＡは、電気相互接続部品を更に含む組立体を指してもよい。一般的に、ＨＳＡは、読み書き動作のためにヘッドスライダを媒体１２０のアクセス部分に移動させるように構成されている組立体である。
更に図１を参照して、ヘッド１１０ａに対する読み書き信号を含む電気信号（例えば、ＶＣＭのボイスコイル１４０への電流）を、フレキシブル相互接続ケーブル１５６（「フレキシブルケーブル」）によって供給する。読み取り信号用の搭載前置増幅器だけでなく他の読み取りチャネル及び書き込みチャネルの電子部品も有することができるアームエレクトロニクス（ＡＥ）モジュール１６０によって、フレキシブルケーブル１５６とヘッド１１０ａとの間の相互接続を行ってもよい。ＡＥ１６０を、図示のようにキャリッジ１３４に取り付けてもよい。フレキシブルケーブル１５６は、電気コネクタブロック１６４に連結されて、ＨＤＤハウジング１６８によって与えられる電気フィードスルーを介して電気通信を行う。ＨＤＤカバーと併せてベースとも呼ばれるＨＤＤハウジング１６８は、ＨＤＤ１００の情報記憶部品に密封保護容器を設ける。
デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を含むサーボエレクトロニクス及びディスク制御器を含む他の電子部品は、駆動モータ、ＶＣＭのボイスコイル１４０、及びＨＧＡ１１０のヘッド１１０ａに電気信号を供給する。駆動モータに供給された電気信号は、駆動モータがスピンドル１２４にトルクを与えて回転させることを可能にし、次に、スピンドル１２４に固定された媒体１２０に伝送される。その結果、媒体１２０は、方向１７２に回転する。回転する媒体１２０は、情報を記録する薄い磁気記録層と接触することなくスライダ１１０ｂが媒体１２０の表面の上を浮くように、スライダ１１０ｂの空気軸受面（ＡＢＳ）が乗る空気軸受の働きをする空気のクッションを生成する。
ＶＣＭのボイスコイル１４０に供給された電気信号により、ＨＧＡ１１０のヘッド１１０ａは、情報を記録するトラック１７６にアクセスすることができる。従って、ＶＣＭの電機子１３６は、弧１８０を描いて移動し、ＨＧＡ１１０のヘッド１１０ａは、媒体１２０の様々なトラックにアクセスできる。情報は、媒体１２０上のセクタ、例えばセクタ１８４に配置された複数の半径方向ネストトラックで媒体１２０上に記憶される。それに応じて、各トラックは、複数のセクタトラック部分（又は「トラックセクタ」）、例えばセクタトラック部分１８８からなる。各セクタトラック部分１８８は、サーボバースト信号パターン、例えば、トラック１７６を識別する情報、及び誤り訂正符号情報であるＡＢＣＤサーボバースト信号パターンを含むヘッダ及び記録データからなってもよい。トラック１７６にアクセスする際に、ＨＧＡ１１０のヘッド１１０ａの読み取り要素は、サーボエレクトロニクスに位置誤り信号（ＰＥＳ）を供給するサーボバースト信号パターンを読み取り、ＶＣＭのボイスコイル１４０に供給された電気信号を制御して、ヘッド１１０ａがトラック１７６に追従できる。トラック１７６を発見して特定のセクタトラック部分１８８を識別し次第、外部エージェント、例えばコンピュータシステムのマイクロプロセッサからディスク制御器が受信した命令によって、ヘッド１１０ａは、トラック１７６からデータを読み取る、又はトラック１７６にデータを書き込む。
ＨＤＤの電子アーキテクチャは、ハードディスク制御器（「ＨＤＣ」）、インターフェース制御器、アームエレクトロニクスモジュール、データチャネル、モータドライバ、サーボプロセッサ、バッファメモリなど、ＨＤＤの動作用のそれぞれの機能を果たす多数の電子部品を含む。このような部品のうち２つ又は複数の部品を、「システムオンチップ」（「ＳＯＣ」）と呼ばれる単一の集積回路基板上に組み合わせてもよい。全てではないが、このような電子部品のうち幾つかの部品は典型的に、ＨＤＤの底側に、例えばＨＤＤハウジング１６８に連結されるプリント回路基板上に配置される。
図１を参照して示し説明されたＨＤＤ１００などのハードディスクドライブを本明細書で参照すると、「ハイブリッドドライブ」と呼ばれることもあるデータ記憶装置を包含してもよい。ハイブリッドドライブは一般的に、電気的に消去可能及びプログラム可能であるフラッシュ又は他の固体（例えば、集積回路）メモリなどの不揮発性メモリを用いた固体記憶装置（ＳＳＤ）と組み合わせた従来のＨＤＤ（例えば、ＨＤＤ１００を参照）の両方の機能を有する記憶装置を指す。動作として、異なるタイプの記憶媒体の管理及び制御は典型的に異なり、ハイブリッドドライブの固体部分は、それ自体の対応する制御器の機能を含むことができ、ＨＤＤの機能と一緒に単一の制御器に集積できる。例えば、限定されない例として、頻繁にアクセスするデータ、入出力の多いデータなどを記憶するために、固体メモリをキャッシュメモリとして使用することによって、多数の方法で、固体部分を動作して利用するようにハイブリッドドライブを設計して構成してもよい。更に、ホスト接続用の１つ又は複数のインターフェースを用いて、単一容器内の２つの記憶装置、即ち、従来のＨＤＤ及びＳＳＤとして、ハイブリッドドライブを本質的に設計して構成してもよい。
序論
既知のＳＢＪノズル先端は、側面から見て、交差する、時々垂直な（例えば、「＋」又は十字形）溝をノズル先端に有することがあり、ノズル内ではんだボール検出にスリットを与える。このような溝は典型的に、ＳＢＪノズルの外面に延びて、ノズルの剛性を低減し、その結果、ノズルは、動作中、損傷、例えば、レーザ照射電源オン／オフサイクルに伴う繰り返し熱衝撃、及び／又は作業者エラー及び取り扱いミスに起因する損傷を一層受けやすい。
既知のＳＢＪノズル先端は、側面から見て、交差する、時々垂直な（例えば、「＋」又は十字形）溝をノズル先端に有することがあり、ノズル内ではんだボール検出にスリットを与える。このような溝は典型的に、ＳＢＪノズルの外面に延びて、ノズルの剛性を低減し、その結果、ノズルは、動作中、損傷、例えば、レーザ照射電源オン／オフサイクルに伴う繰り返し熱衝撃、及び／又は作業者エラー及び取り扱いミスに起因する損傷を一層受けやすい。
更に、ハードディスクドライブの状況内で、スライダ電気的接続部ひいては接続パッドの数は、マイクロ波支援磁気記録（ＭＡＭＲ）、熱支援磁気記録（ＨＡＭＲ）などの新技術の実装形態のために徐々に増加することが予想される。その結果、追加の接続パッドのための場所をつくるために、スライダをサスペンションに接合するのに使用されるはんだボール及びパッドのサイズは、それに応じて減少することが予想される。その結果として、先端の近くで一層小さいノズルひいては一層薄いノズルが必要になり、これによって、ツールに伴う脆性に悪影響を及ぼす。
更に、ＳＢＪはんだ付け工程では、はんだがノズル先端に付着してノズル先端が損傷を受けた場合、ＳＢＪノズルを交換しなければならないことが非常に多い。はんだ付着によるノズル先端のこの損傷により、ノズルの耐用動作寿命が短くなり、その結果、ＨＤＤ生産に伴うコストが増加する。
ＳＢＪノズルは、高価なツールである場合があり、例えば、ＳＢＪノズルの中には、工業用ルビーから製造されるものもあるので、より長持ちするノズルにより、ツールの寿命が長くなり、従って、ランニング動作コストが削減される。
はんだボール接合ツール
図２は、実施形態によるはんだボール接合（ＳＢＢ）ツールを示す略図である。図２に示すはんだボールジェット（ＳＢＪ）２００は、はんだ接続される加工物２０７にはんだボール２０５を供給して放出するために使用される。はんだボール容器２０２は、はんだボール２０５ａなどのはんだボールをノズル２０４に保管して供給し、はんだボールがノズル２０４内に落ちている時に、又ははんだボールをノズル先端２０６に保持した後、圧縮ガスによって圧力をかける。レーザ２０８からのレーザ光を、レーザ光路２０９を介してはんだボールに照射して、はんだボール２０５（「溶融はんだ」）を少なくとも部分的に溶融し、圧縮ガスの動作によってノズル先端２０６を介してノズル２０４から加工物２０７にはんだボールを放出又は排出する。
図２は、実施形態によるはんだボール接合（ＳＢＢ）ツールを示す略図である。図２に示すはんだボールジェット（ＳＢＪ）２００は、はんだ接続される加工物２０７にはんだボール２０５を供給して放出するために使用される。はんだボール容器２０２は、はんだボール２０５ａなどのはんだボールをノズル２０４に保管して供給し、はんだボールがノズル２０４内に落ちている時に、又ははんだボールをノズル先端２０６に保持した後、圧縮ガスによって圧力をかける。レーザ２０８からのレーザ光を、レーザ光路２０９を介してはんだボールに照射して、はんだボール２０５（「溶融はんだ」）を少なくとも部分的に溶融し、圧縮ガスの動作によってノズル先端２０６を介してノズル２０４から加工物２０７にはんだボールを放出又は排出する。
図３は、ＳＢＢノズルを示す斜視図、図４は、実施形態による図３のＳＢＢノズルを示す上面図である。ノズル３０４は、内孔３１０及びノズル先端３０６を含む。実施形態によれば、ノズル先端３０６は、限定されない例として、ノズル３０４の軸方向に球形又は円錐台形に形成されることがある、外側壁３１６の連続的な又は壊れていない最外界面（例えば、ノズル先端３０６がノズル３０４の本体に接する場所）を含む。ノズル３０４の内孔３１０は、ノズル３０４内にはんだボール３０５を保持するのに各々が一括して位置決めされたそれぞれの保持構造体３１４によって介在又は遮断された複数の柱状面３１２（図３及び図４に示す限定されない４つの柱状面３１２）を含む。実施形態によれば、それぞれの各対の柱状面３１２には、それぞれの保持構造体３１４が介在している。
図４に示すように、保持構造体３１４を横切ることによって「形成」又は投影された想像又は仮想又は投影形状３２０（鎖線で示す）は、実質的に円形である。形状３２０は、保持するのに保持構造体が位置決めされたはんだボール（例えば、はんだボール３０５）の直径未満の直径を有し、これによって、固体はんだボールを保持する機能を果たす。一旦、例えばレーザ２０８（図２）によってはんだボール３０５に照射して半溶融はんだ又は溶融はんだを形成すると、半溶融はんだボール３０５は、加圧ガスの力に応じてノズル先端３０６を介してノズル３０４から排出する形状を変えることができる。
内孔３１０の複数の柱状面３１２は、外側壁３１６の最外界面、即ち、ノズル先端３０６の外側壁３１６がノズル３０４の本体に接する場所を横切らないことが、図４の上面図から分かる。ノズル先端３０６の外側壁３１６の最外界面の連続性を考慮して、ノズル先端で交差する十字形の溝を有するＳＢＪノズル先端よりも頑丈なノズル先端が提供されている。
図５Ａは、実施形態による図３のＳＢＢノズルの形成を示す上面図である。図５Ａは、はんだボール３０５を保持するノズル先端３０６を有するノズル３０４も示す。図３〜図５Ｂから分かるように、実施形態によれば、内孔３１０の各柱状面３１２は、凹面である。図５Ａを参照して、内孔３１０の柱状面３１２は、杭（即ち、細長い柱）によって形成された円形孔３１３に似ており、各円形孔３１３の直径は、保持するのに保持構造体３１４（図３、図４、図５Ｂ）が位置決めされたはんだボール３０５の直径未満であることを視覚化することができる。これは、杭をノズル３０４に打ち込むことによって内孔３１０、対応する各柱状面３１２及び保持構造体３１４を実際に製造することを示唆するのではなく、視覚化の目的で単に示唆されている。むしろ、例の目的で、限定されない実施形態によれば、レーザアブレーション加工を使用してノズル先端３０６を製造してもよい。レーザ加工は、従来の機械加工と比べて、高い製造精度（例えば、±１μｍ）を実現できるだけでなく、比較的短い製造時間も実現でき、これによって製造コストを削減できる可能性がある。
図５Ｂは、実施形態による図５ＡのＳＢＢノズルを更に示す線Ａ−Ａで切り取った斜視図である。図５Ｂは、ノズル先端３０６の内孔３１０の複数の柱状面３１２及び関連保持構造体３１４、及びノズル先端３０６から排出する前にはんだボール３０５を保持するのにそのような支持構造体を位置決めして構成する方法の斜視図を更に提供する。４つの柱状面３１２及び４つの保持構造体３１４が例の目的で全体にわたって使用されているけれども、ＳＢＪノズル及びノズル先端のために製造される柱状面及び関連保持構造体の数は、実装形態によって異なることにも留意されたい。このような柱状面及び保持構造体のうち４つを有するノズル先端の構成に関連した研究では、一層堅牢で傷つき難いノズル先端構造体を提供するのに効果的であると実証されているけれども、３つ以上の柱状面及び対応する保持構造体を有する実施形態、及びこのような柱状面及び対応する保持構造体のうち少なくとも４つを有する実施形態は、ここで与えられる一層広い教示の範囲内にあると考えられる。
はんだボール接合ノズルの材料組成
上述のように、はんだがノズル先端に付着してノズル先端が損傷を受けた場合、ＳＢＪノズルを交換しなければならないことが非常に多い。ＳＢＪノズルは通常、特に大量生産の状況で、硬くて高耐久性の材料と考えられる超硬合金から製造される。超硬合金は、マトリックスとしての機能を果たす炭化物粒子、炭素ベース化合物、及び金属結合剤の金属マトリックス複合材料からなり、炭化物粒子を結合剤と結合する方法は、焼結と呼ばれる。実施形態によれば、ＳＢＪノズルの製造で使用できる１種類の超硬合金は、金属結合剤と結合された炭化タングステン粒子を含む炭化タングステンである。例えば、実施形態によれば、ＳＢＪノズルを製造するのに使用される結合剤は、コバルト（Ｃｏ）及び金（Ａｕ）を含む。
上述のように、はんだがノズル先端に付着してノズル先端が損傷を受けた場合、ＳＢＪノズルを交換しなければならないことが非常に多い。ＳＢＪノズルは通常、特に大量生産の状況で、硬くて高耐久性の材料と考えられる超硬合金から製造される。超硬合金は、マトリックスとしての機能を果たす炭化物粒子、炭素ベース化合物、及び金属結合剤の金属マトリックス複合材料からなり、炭化物粒子を結合剤と結合する方法は、焼結と呼ばれる。実施形態によれば、ＳＢＪノズルの製造で使用できる１種類の超硬合金は、金属結合剤と結合された炭化タングステン粒子を含む炭化タングステンである。例えば、実施形態によれば、ＳＢＪノズルを製造するのに使用される結合剤は、コバルト（Ｃｏ）及び金（Ａｕ）を含む。
露出された結合剤に溶融はんだが付着するので、はんだのノズル先端への付着は少なくとも幾分生じる。結合剤がはんだに対する親和性を有する場合、はんだのノズル先端への付着は一層生じやすい。更に、はんだに対する親和性を有する結合剤がはんだによって腐食されて結合剤の強さが減少するので、ノズル先端の損傷が生じる。従って、はんだに対する結合剤の親和性の減少は、望ましく長い動作寿命を有する信頼できるＳＢＪノズルを実現するのに望ましい。
はんだに対する結合剤の親和性は、結合剤の材料組成の影響を受ける。超硬合金を製造するのに結合剤として使用されるコバルト及び金の百分率の変更、損傷に対するノズルの耐性に基づくノズルの信頼性に対する影響は、下記の限定されない観測結果を示した。約８．３１％（例えば、１．６１％のＣｏ及び６．７％のＡｕ）の累積百分率を使用すると、Ａｕ層に主に関連したノズルにクラックが生じた。約６．０％（例えば、６．０％のＣｏ及び０％のＡｕ）の累積百分率を使用すると、何れの特定の層にも損傷が生じなかったが、はんだ残留物がノズルの内面に観測された。更に、Ｃｏの針状結晶形成も観測され、寄与要因と考えられた。約２．４％（例えば、２．４％のＣｏ及び０％のＡｕ）の累積百分率を使用すると、何れの特定の層にも損傷が生じなくて、６．０％のＣｏを使用した場合よりも少ないはんだ残留物がノズルの内面に観測された。
実施形態によれば、ノズル用の超硬合金の結合剤に使用されるコバルト及び金の累積百分率は、約４．５％以下である。焼結条件及び技術に基づいて、超硬合金の結合剤に使用されるコバルト及び金の累積百分率の下限を定義してもよい。別の言い方をすれば、含有率の下限を、任意の所与の焼結法を用いて焼結ノズルを形成するのに使用できるコバルト及び金の最小量と定義してもよい。
磁気記録組立体の製造
図６は、実施形態による磁気記録組立体を製造する方法を示すフロー図である。
図６は、実施形態による磁気記録組立体を製造する方法を示すフロー図である。
ブロック６０２で、はんだボールを、容器からノズルに供給する。例えば、はんだボール２０５ａ（図２）を、はんだボール容器２０２（図２）からノズル２０４（図２）に供給する。
ブロック６０４で、ノズル内にはんだボールを保持するのに位置決めされたそれぞれの保持構造体が介在する複数の柱状面を内孔が含む、ノズルの内孔内にはんだボールを保持する。例えば、ノズル内にはんだボールを保持するのに位置決めされたそれぞれの保持構造体３１４（例えば図３及び図４参照）が介在する複数の柱状面３１２を内孔３１０が含む、ノズル３０４（例えば図３及び図４参照）の内孔３１０内にはんだボール２０５（図２）を保持する。
ブロック６０６で、はんだボールを少なくとも部分的に溶融する。例えば、レーザ２０８（図２）からの照射によって、はんだボール２０５（図２）を部分的に溶融する。
ブロック６０８で、はんだボールを、ノズルから組立体部品に排出する。例えば、部分的に溶融されたはんだボール２０５（図２）を、ノズル先端２０６（図２）から加工物２０７（図２）に排出する。実施形態によれば、部分的に溶融されたはんだボールを、ハードディスクドライブ用の磁気記録ヘッドスライダ（例えば、図１のスライダ１１０ｂを参照）及びサスペンション（例えば、図１のリードサスペンション１１０ｃを参照）のそれぞれの電気接触パッドに排出する。
拡張及び代替案
上述の説明では、実装形態によって異なることがある多数の特定の詳細を参照して、本発明の実施形態を説明している。従って、実施形態の広い精神及び範囲から逸脱することなく、様々な修正及び変更を行うことができる。発明であると出願人によって意図され、発明の内容の唯一且つ排他的な指標は、任意のその後の訂正を含む、特許請求の範囲が生じる特定の形で、この出願から生じる特許請求の範囲の集まりである。このような特許請求の範囲に含まれる用語のために本明細書に明示的に記載された任意の定義は、特許請求の範囲で使用されるような用語の意味を支配するものとする。従って、特許請求の範囲に明示的に列挙されていない、限界、要素、特性、特徴、利点又は属性は、このような請求項の範囲を決して限定すべきではない。従って、限定的ではなく例示的な意味で、明細書及び図面をみなすべきである。
上述の説明では、実装形態によって異なることがある多数の特定の詳細を参照して、本発明の実施形態を説明している。従って、実施形態の広い精神及び範囲から逸脱することなく、様々な修正及び変更を行うことができる。発明であると出願人によって意図され、発明の内容の唯一且つ排他的な指標は、任意のその後の訂正を含む、特許請求の範囲が生じる特定の形で、この出願から生じる特許請求の範囲の集まりである。このような特許請求の範囲に含まれる用語のために本明細書に明示的に記載された任意の定義は、特許請求の範囲で使用されるような用語の意味を支配するものとする。従って、特許請求の範囲に明示的に列挙されていない、限界、要素、特性、特徴、利点又は属性は、このような請求項の範囲を決して限定すべきではない。従って、限定的ではなく例示的な意味で、明細書及び図面をみなすべきである。
更に、この説明では、ある特定のステップを特定の順序で記載することができ、英数字のラベルを使用して、ある特定のステップを識別することができる。説明で特に記載されていない限り、実施形態は、このようなステップを実行する任意の特定の順序に必ずしも限定されない。特に、ステップの便利な識別のために、ラベルは、単に使用され、このようなステップを実行する特定の順序を指定又は要求するつもりはない。
１００ ＨＤＤ
１１０ａ ヘッド
１１０ａ 記録ヘッド
１１０ｂ スライダ
１１０ｃ リードサスペンション
１１０ｄ ロードビーム
１２０ 媒体
１２４ スピンドル
１２８ ディスククランプ
１３２ アーム
１３４ キャリッジ
１３６ 電機子
１４０ ボイスコイル
１４４ 固定子
１４８ ピボット軸
１５２ ピボット軸受組立体
１５６ フレキシブル相互接続ケーブル
１６０ モジュール
１６４ 電気コネクタブロック
１６８ ＨＤＤハウジング
１７２ 方向
１７６ トラック
１８０ 弧
１８４ セクタ
１８８ セクタトラック部分
２００ はんだボールジェット（ＳＢＪ）
２０２ はんだボール容器
２０４、３０４ ノズル
２０５、３０５ はんだボール
２０５ａ はんだボール
２０６、３０６ ノズル先端
２０７ 加工物
２０８ レーザ
２０９ レーザ光路
３１２ 柱状面
３１３ 円形孔
３１４ 保持構造体
３１６ 外側壁
３２０ 投影形状
１１０ａ ヘッド
１１０ａ 記録ヘッド
１１０ｂ スライダ
１１０ｃ リードサスペンション
１１０ｄ ロードビーム
１２０ 媒体
１２４ スピンドル
１２８ ディスククランプ
１３２ アーム
１３４ キャリッジ
１３６ 電機子
１４０ ボイスコイル
１４４ 固定子
１４８ ピボット軸
１５２ ピボット軸受組立体
１５６ フレキシブル相互接続ケーブル
１６０ モジュール
１６４ 電気コネクタブロック
１６８ ＨＤＤハウジング
１７２ 方向
１７６ トラック
１８０ 弧
１８４ セクタ
１８８ セクタトラック部分
２００ はんだボールジェット（ＳＢＪ）
２０２ はんだボール容器
２０４、３０４ ノズル
２０５、３０５ はんだボール
２０５ａ はんだボール
２０６、３０６ ノズル先端
２０７ 加工物
２０８ レーザ
２０９ レーザ光路
３１２ 柱状面
３１３ 円形孔
３１４ 保持構造体
３１６ 外側壁
３２０ 投影形状
Claims (20)
- はんだボール接合ツールノズルであって、
前記ノズル内にはんだボールを保持するのに位置決めされたそれぞれの保持構造体が介在する複数の柱状面を含む内孔
を含むはんだボール接合ツールノズル。 - 前記保持構造体を横切ることによって形成された投影形状は、実質的に円形であり、保持するのに前記保持構造体が位置決めされたはんだボールの直径未満の直径を有する、請求項１に記載のノズル。
- 前記内孔の前記柱状面は凹面である、請求項１に記載のノズル。
- 前記内孔の前記柱状面は、保持するのに前記保持構造体が位置決めされたはんだボールの直径未満の直径を有する実質的に円形の凹面である、請求項１に記載のノズル。
- 連続的な外側壁を含むノズル先端を更に含み、前記内孔の前記柱状面は、前記ノズル先端の前記外側壁の最外界面を横切らない、請求項１に記載のノズル。
- 前記柱状面のうち３つ以上、及び前記保持構造体のうち３つ以上を含む、請求項１に記載のノズル。
- 前記柱状面のうち少なくとも４つ、及び前記保持構造体のうち少なくとも４つを含む、請求項１に記載のノズル。
- 超硬合金用の結合剤としての機能を果たすコバルト及び金の約４．５％以下の累積率を有する超硬合金を含む、請求項１に記載のノズル。
- 複数のはんだボールを収容するために構成されているはんだボール容器と、
前記容器から少なくとも１つのはんだボールを保持するために構成されているノズルであって、前記ノズル内に前記少なくとも１つのはんだボールを保持するのに位置決めされたそれぞれの保持構造体が介在する複数の柱状面を含む内孔を含むノズルと、
前記はんだボールを少なくとも部分的に溶融して、前記部分的に溶融されたはんだボールを前記ノズルから排出するレーザ光源と
を含むはんだボール接合ツール。 - 前記内孔の前記保持構造体を横切ることによって形成された投影形状は、実質的に円形であり、前記少なくとも１つのはんだボールの直径未満の直径を有する、請求項９に記載のはんだボール接合ツール。
- 前記内孔の前記柱状面は凹面である、請求項９に記載のはんだボール接合ツール。
- 前記内孔の前記柱状面は、前記少なくとも１つのはんだボールの直径未満の直径を有する実質的に円形の凹面である、請求項９に記載のはんだボール接合ツール。
- 連続的な外側壁を含むノズル先端を更に含み、前記内孔の前記柱状面は、前記ノズル先端の前記外側壁の最外界面を横切らない、請求項９に記載のはんだボール接合ツール。
- 前記ノズル内孔は、前記柱状面のうち３つ以上、及び前記保持構造体のうち３つ以上を含む、請求項９に記載のはんだボール接合ツール。
- 前記ノズル内孔は、前記柱状面のうち少なくとも４つ、及び前記保持構造体のうち少なくとも４つを含む、請求項９に記載のはんだボール接合ツール。
- 前記ノズルは、結合剤としての機能を果たすコバルト及び金の約４．５％以下の累積率を有する超硬合金を含む、請求項９に記載のはんだボール接合ツール。
- 磁気記録組立体を製造する方法であって、
はんだボールを容器からノズルに供給するステップと、
前記ノズルの内孔内に前記はんだボールを保持するステップであって、前記内孔は、前記ノズル内にはんだボールを保持するのに位置決めされたそれぞれの保持構造体が介在する複数の柱状面を含むステップと、
前記はんだボールを少なくとも部分的に溶融するステップと、
前記はんだボールを前記ノズルから組立体部品に排出するステップと
を含む方法。 - 前記排出するステップは、前記部分的に溶融されたはんだボールを、磁気記録ヘッドスライダ及びサスペンションのそれぞれの電気接触パッドに排出するステップを含む、請求項１７に記載の方法。
- 結合剤としての機能を果たすコバルト及び金の約４．５％以下の累積率を有する超硬合金を含むはんだボール接合ツールノズル。
- 複数のはんだボールを収容するために構成されているはんだボール容器と、
前記容器から少なくとも１つのはんだボールを保持するために構成されているノズルであって、結合剤としての機能を果たすコバルト及び金の約４．５％以下の累積率を有する超硬合金を含むノズルと、
前記はんだボールを少なくとも部分的に溶融して、前記部分的に溶融されたはんだボールを前記ノズルから排出するレーザ光源と
を含むはんだボール接合ツール。
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