JP3656534B2 - ヘッドジンバルアセンブリの製造方法及び接続部切断装置 - Google Patents

ヘッドジンバルアセンブリの製造方法及び接続部切断装置 Download PDF

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Description

【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(HDD)等に用いられる薄膜磁気ヘッド素子を搭載したヘッドジンバルアセンブリ(HGA)の製造方法及びその製造に用いられる接続部切断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
HDD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】
HGAは、このようにサスペンション上に磁気ヘッドスライダを搭載し、リード線を磁気ヘッドスライダの端子電極に電気的に接続することによって組み立てられる。
【0004】
HGAの組み立てが終了すると、全てのHGAについて、薄膜磁気ヘッド素子が所望の電気的特性を有しているかどうか等について、ダイナミックパフォーマンス(DP)テスタを用いた最終検査がなされ、この最終検査において特性良好とされたHGAのみが出荷又は磁気ディスク装置への組み付けに回される。
【0005】
近年、サスペンションとして、磁気ヘッドスライダへのリード線をリードパターンとして有するワイヤレスサスペンションを用いたHGAが普及している。このようなワイヤレスサスペンション式のHGAにおいては、そのリードパターンの接続パットと磁気ヘッドスライダに設けられた端子電極との電気的接続が、主として、ワイヤボンディングか又はボールボンディングによってなされる。
【0006】
従来より、このようなワイヤレスサスペンション式のHGA、特にボールボンディングによって電気的接続がなされたワイヤレスサスペンション式のHGAにおいては、最終検査において特性不良となると、HGAはそのまま破棄されてしまっていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ワイヤレスサスペンション式のHGAはその製造コストが通常のHGAより高く、また、HGAのコストに占めるワイヤレスサスペンションのコストの比率がかなり高くなってきている。
【0008】
このため、最終検査において電気的特性が不良であるとされる都度、HGAをそのまま破棄することは、HGA全体の製造コストを高める大きな要因となる。
【0009】
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、HGAの製造コストを低減化できるHGAの製造方法及び接続部切断装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、少なくとも1つの薄膜磁気ヘッド素子を有する磁気ヘッドスライダを金ボールボンディングによりサスペンション上に実装してHGAを形成した後に薄膜磁気ヘッド素子の特性検査を行い、薄膜磁気ヘッド素子の特性不良を検出した場合に、サスペンション及び磁気ヘッドスライダ間の金ボール部を切断刄によって切断分離し、サスペンションから磁気ヘッドスライダを取り除き、磁気ヘッドスライダを取り除いた該サスペンション上に少なくとも1つの薄膜磁気ヘッド素子を有する新たな磁気ヘッドスライダを実装するHGAの製造方法が提供される。
【0011】
薄膜磁気ヘッド素子の特性不良を検出した場合に、HGAをそのまま破棄するのではなく、サスペンション及び磁気ヘッドスライダ間の金ボール部を切断刄によって切断分離し、サスペンションから磁気ヘッドスライダを取り除いてこれを破棄する。そして、この磁気ヘッドスライダを取り除いたサスペンション上に新たな磁気ヘッドスライダを実装してHGAを再生する。コストの比較的高いサスペンションを再使用してHGAを製造しているため、その分、HGAの製造コストを低減することができる。また、サスペンションを破棄せずに再使用していることから、環境保護にも貢献することができる。特に、金は素材が軟らかいため、この部分を切断刄によって切断するようにすれば、切断作業が非常に容易となる。
【0012】
金ボール部の切断分離が、金の薄層がサスペンションの接続パッド上に残るように切断分離するものであることがより好ましい。金ボール部全てを除去しようとすると、サスペンションの変形を招く恐れがあるため、このように金の一部を残す方が好ましい。また、金の薄層を接続パッド上に残すことにより、再実装時にボンディングが容易となり、さらに、その再ボンディング部の強度も増大する。
【0013】
本発明によれば、さらに、少なくとも1つの薄膜磁気ヘッド素子を有する磁気ヘッドスライダをはんだボールボンディングによりサスペンション上に実装してHGAを形成した後に薄膜磁気ヘッド素子の特性検査を行い、薄膜磁気ヘッド素子の特性不良を検出した場合に、サスペンション及び磁気ヘッドスライダ間のはんだボール部を加熱して溶融除去することにより分離し、サスペンションから磁気ヘッドスライダを取り除き、磁気ヘッドスライダを取り除いたサスペンションの特性を検査し、その後、サスペンション上に少なくとも1つの薄膜磁気ヘッド素子を有する新たな磁気ヘッドスライダを実装するHGAの製造方法が提供される。
【0014】
薄膜磁気ヘッド素子の特性不良を検出した場合に、HGAをそのまま破棄するのではなく、サスペンション及び磁気ヘッドスライダ間のはんだボール部を加熱して溶融除去することにより分離し、サスペンションから磁気ヘッドスライダを取り除いてこれを破棄する。そして、この磁気ヘッドスライダを取り除いたサスペンション上に新たな磁気ヘッドスライダを実装してHGAを再生する。コストの比較的高いサスペンションを再使用してHGAを製造しているため、その分、HGAの製造コストを低減することができる。また、サスペンションを破棄せずに再使用していることから、環境保護にも貢献することができる。
【0015】
このはんだボール部の溶融除去が、加熱により溶融されたはんだボール部を真空吸引して除去するものであることがより好ましい。
【0016】
サスペンションから磁気ヘッドスライダの取り除きが、加熱によって接着剤の接着力を緩めるものであることも好ましい。
【0017】
サスペンションから磁気ヘッドスライダの取り除きの後、接着面をクリーニングすることも好ましい。
【0018】
サスペンションから磁気ヘッドスライダの取り除きの後、サスペンションの特性を検査することも好ましい。このサスペンションの特性検査が、サスペンションの荷重及び姿勢角の検査を含むことがより好ましい。
【0019】
新たな磁気ヘッドスライダの実装の後、磁気ヘッドスライダの薄膜磁気ヘッド素子の特性検査を行うことも好ましい。
【0021】
本発明によれば、さらにまた、接続パッドを有するサスペンションとサスペンション上に実装されており金ボールボンディングによって接続パッドに電気的に接続された少なくとも1つの薄膜磁気ヘッド素子を有する磁気ヘッドスライダとを含むHGAを固定する固定部材と、固定された接続パッドの表面と平行に移動可能な切断刃と、この切断刃の平行移動させ金ボール部を機械的に切断分離する切断制御部とを備えている接続部切断装置が提供される。金は素材が軟らかいため、この部分を機械的に切断するように構成すれば、切断作業が非常に容易となる。
【0022】
金の薄層が接続パッド上に残るように金ボール部を切断分離するように構成されていることが好ましい。金ボール部全てを除去しようとすると、サスペンションの変形を招く恐れがあるため、このように金の一部を残すように構成することが好ましい。また、金の薄層を残すことにより、再実装時にボンディングが容易となり、さらに、その再ボンディング部の強度も増大する。
【0023】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の一実施形態としてヘッドジンバルアセンブリ(HGA)の製造工程の一部を示すフローチャートである。
【0024】
まず、通常の製造工程に従ってHGAを組み立てる(ステップS1)。HGAは、サスペンションの先端部に薄膜磁気ヘッド素子を備えたスライダをエポキシ樹脂系接着剤等の接着剤で固着し、さらに、スライダの端子電極とサスペンション上の配線パターンの接続パッドとを金ボールボンディングによってそれぞれ電気的に接続することによって組み立てられる。このサスペンションから後方に伸長する配線パターンの途中にヘッド駆動及び読出し信号増幅用ICチップが装着されることもある。
【0025】
次いで、薄膜磁気ヘッド素子が所望の電気的特性を有しているかどうか等について、DPテスタを用いた最終検査がなされる(ステップS2)。この最終検査において特性良好とされたHGAのみが出荷されるか又はHDDへ組み付けられる(ステップS10)。
【0026】
最終検査において、薄膜磁気ヘッド素子の特性不良が検出された場合には、図2に示すような接続部切断装置にそのHGAを固定し、金ボール部に切断刄を押し当ててこの部分を機械的に切断する(ステップS3)。次いで、加熱によって接着剤をある程度弛緩させてスライダをサスペンションから取り除き(ステップS4)、接着剤の除去及びサスペンションのスライダ固着部表面のクリーニングを行う(ステップS5)。
【0027】
以下、これら切断工程からクリーニング工程までを詳細に説明する。
【0028】
図2は、この金ボール部の切断及びスライダの取り除きに用いられる接続部切断装置の概略的な構成を示している。
【0029】
同図に示すように、サスペンション20、このサスペンション20の先端部に固着された磁気ヘッドスライダ21及びこのサスペンション20から後方に伸長する配線パターン上に装着されたICチップ22を有するHGA23を固定する固定部24と、鋭利な切断刄25を同図にて上下方向及び水平方向に平行に微小移動可能な切断制御部26と、高温の空気又は窒素ガスを吐出するホットエアガン27とを主として備えている。
【0030】
固定部24は、サスペンション20のベースプレートを固定すると共に、サスペンション20の磁気ヘッドスライダ21の固着された先端部を上下方向に微小移動可能にかつ水平を保つように固定する。
【0031】
切断制御部26は、切断刄25を固定されたサスペンション20の接続パッドの表面と平行に微小移動して金ボール部を切断するように構成されている。
【0032】
なお、図示されていないが、この接続部切断装置には、切断すべき金ボール部を拡大して監視するためのカメラが設けられている。
【0033】
図3は金ボール部の切断工程(ステップS3)からサスペンション表面のクリーニング工程(ステップS5)までを説明する工程図である。
【0034】
図3(A)は接続部切断装置に固定されている切断前の磁気ヘッドスライダ部分を示しており、同図において、28は磁気ヘッドスライダ21をサスペンション20に固着している樹脂系接着剤であり、ガラス転移点が150℃以下の例えばエポキシ樹脂等の熱硬化型樹脂又はアクリル系UV樹脂、29はサスペンション20の配線パターン30の一部として形成された接続パッド、31は磁気ヘッドスライダ21の端子電極、32は接続パッド29及び端子電極31を電気的に接続する金ボールをそれぞれ示している。
【0035】
図3(B)に示すように、鋭利な切断刄25を接続パッド29の表面に平行に移動させて金ボール32に押し当て、この金ボール32を切断分離する。図3(C)が切断後の状態を示している。この場合、金ボール32は接続パッド29上に金の薄層32aを残すように、薄層32aと残りの部分32bとに切断分離される。薄層32aは、できるだけ薄い方が好ましく、例えば5μm以下の厚みとなるようにする。
【0036】
その後、図3(D)に示すように、ホットエアガン27から、例えば200〜300℃の空気又は窒素ガス33を磁気ヘッドスライダ21へ吹き付けてサスペンション20が傷まない範囲内の高温にこの部分を加熱し、樹脂系接着剤28をある程度弛緩させ、図3(E)に示すように磁気ヘッドスライダ21をサスペンション20から分離させて取り除く。
【0037】
次いで、サスペンション20上に残った接着剤の残渣28´を、溶剤にて溶解するか、高温の空気又は窒素ガスを吹き付けるか及び/又は機械的に落とすかして除去し、クリーニングを行って図3(F)に示すようなサスペンション20を得る。
【0038】
このようにして磁気ヘッドスライダを取り除いたサスペンションに対して、荷重(ロードグラム)及び姿勢角(スタティックピッチアングル、スタティックロールアングル)を含む検査を行い、そのサスペンションが再使用できるかどうかチェックする(ステップS6)。必要であれば、このサスペンションの荷重及び姿勢角等を調整する。さらに、目視により、サスペンションの外観にダメージがないかどうかも検査する(ステップS7)。
【0039】
これらの検査により、多少の調整を行っても再使用できないと判断された場合は、そのサスペンションを破棄する(ステップS11)。
【0040】
ステップS6及びS7の検査に合格した場合は、そのサスペンションを用いてHGAの組み立てを行う(ステップS8)。
【0041】
次いで、薄膜磁気ヘッド素子が所望の電気的特性を有しているかどうか等について、DPテスタを用いた最終検査がなされる(ステップS9)。この最終検査において特性良好とされたHGAのみが出荷されるか又はHDDへ組み付けられ(ステップS10)、特性不良が検出された場合には、そのHGAを破棄する(ステップS11)。この場合、HGAを破棄することなく、ステップS3に戻り、サスペンションの再再度使用を試みても良い。
【0042】
このように、本実施形態によれば、コストの比較的高いサスペンションを再使用してHGAを製造しているため、その分、HGAの製造コストを低減することができる。また、サスペンションを破棄せずに再使用していることから、環境保護にも貢献することができる。
【0043】
また、金は素材が軟らかいため、金ボールを鋭利な切断刄によって切断分離することにより、切断作業が非常に容易となる。しかも、金の薄層がサスペンションの接続パッド上に残るように切断分離するものであることから、金ボール部全てを除去する場合に比して、サスペンションの変形発生が少なくなる。特に、金の薄層を接続パッド上に残すことにより、再実装時にボンディングが容易となり、さらに、その再ボンディング部の強度も増大する。
【0044】
実際に、新規なサスペンションを使用したHGAと再使用サスペンションを使用したHGAとを多数作成し、サスペンション及び磁気ヘッドスライダの固着強度、金ボールボンディング部の接続強度及び接続信頼性(超音波洗浄に対する接続信頼性、熱ショックに対する接続信頼性)、HGAの荷重及び姿勢角、HGAの浮上特性及び浮上高さ、並びにその他のテストを行ったが、再使用サスペンションを使用したHGAの特性が新規なサスペンションを使用したHGAの特性を許容範囲を越えて下回ることは全くなかった。金ボールボンディング部の接続強度については、むしろ、再使用サスペンションを使用したHGAの方がより大きな強度を得ることができた。
【0045】
図4は本発明の他の実施形態としてヘッドジンバルアセンブリ(HGA)の製造工程の一部を示すフローチャートであり、図5はこの実施形態におけるはんだボール部の溶融除去からサスペンション表面のクリーニングまでの工程を説明する工程図である。
【0046】
まず、通常の製造工程に従ってHGAを組み立てる(ステップS41)。HGAは、サスペンションの先端部に薄膜磁気ヘッド素子を備えたスライダをエポキシ樹脂系接着剤等の接着剤で固着し、さらに、スライダの端子電極とサスペンション上の配線パターンの接続パッドとをはんだボールボンディングによってそれぞれ電気的に接続することによって組み立てられる。このサスペンションから後方に伸長する配線パターンの途中にヘッド駆動及び読出し信号増幅用ICチップが装着されることもある。
【0047】
次いで、薄膜磁気ヘッド素子が所望の電気的特性を有しているかどうか等について、DPテスタを用いた最終検査がなされる(ステップS42)。この最終検査において特性良好とされたHGAのみが出荷されるか又はHDDへ組み付けられる(ステップS50)。
【0048】
最終検査において、薄膜磁気ヘッド素子の特性不良が検出された場合には、はんだボール部を加熱してはんだボールを溶融除去する(ステップS43)。次いで、加熱によって接着剤をある程度弛緩させてスライダをサスペンションから取り除き(ステップS44)、接着剤の除去及びサスペンションのスライダ固着部表面のクリーニングを行う(ステップS45)。
【0049】
以下、これらはんだボールを溶融除去工程からクリーニング工程までを詳細に説明する。
【0050】
図5(A)は接続部切断装置に固定されている切断前の磁気ヘッドスライダ部分を示しており、同図において、58は磁気ヘッドスライダ51をサスペンション50に固着している樹脂系接着剤であり、ガラス転移点が150℃以下の例えばエポキシ樹脂等の熱硬化型樹脂又はアクリル系UV樹脂、59はサスペンション50の配線パターン60の一部として形成された接続パッド、61は磁気ヘッドスライダ51の端子電極、62は接続パッド59及び端子電極61を電気的に接続するはんだボールをそれぞれ示している。
【0051】
次いで、図5(B)に示すように、ホットエアガン57から、例えば200〜300℃の空気又は窒素ガス63を磁気ヘッドスライダ51及びはんだボール部へ吹き付けてサスペンション50が傷まない範囲内の高温にこの部分を加熱し、はんだボール62を溶融状態として、その溶けたはんだを真空ノズル64で吸引除去する。
【0052】
さらに、この加熱により樹脂系接着剤58をある程度弛緩させ、図5(C)に示すように磁気ヘッドスライダ51をサスペンション50から分離させて取り除く。
【0053】
次いで、サスペンション50上に残った接着剤の残渣58´を、溶剤にて溶解するか、高温の空気又は窒素ガスを吹き付けるか及び/又は機械的に落とすかして除去し、クリーニングを行って図5(D)に示すようなサスペンション50を得る。
【0054】
このようにして磁気ヘッドスライダを取り除いたサスペンションに対して、荷重(ロードグラム)及び姿勢角(スタティックピッチアングル、スタティックロールアングル)を含む検査を行い、そのサスペンションが再使用できるかどうかチェックする(ステップS46)。必要であれば、このサスペンションの荷重及び姿勢角等を調整する。さらに、目視により、サスペンションの外観にダメージがないかどうかも検査する(ステップS47)。
【0055】
これらの検査により、多少の調整を行っても再使用できないと判断された場合は、そのサスペンションを破棄する(ステップS51)。
【0056】
ステップS46及びS47の検査に合格した場合は、そのサスペンションを用いてHGAの組み立てを行う(ステップS48)。
【0057】
次いで、薄膜磁気ヘッド素子が所望の電気的特性を有しているかどうか等について、DPテスタを用いた最終検査がなされる(ステップS49)。この最終検査において特性良好とされたHGAのみが出荷されるか又はHDDへ組み付けられ(ステップS50)、特性不良が検出された場合には、そのHGAを破棄する(ステップS51)。この場合、HGAを破棄することなく、ステップS43に戻り、サスペンションの再再度使用を試みても良い。
【0058】
このように、本実施形態によれば、コストの比較的高いサスペンションを再使用してHGAを製造しているため、その分、HGAの製造コストを低減することができる。また、サスペンションを破棄せずに再使用していることから、環境保護にも貢献することができる。
【0059】
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。
【0060】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、薄膜磁気ヘッド素子の特性不良を検出した場合に、HGAをそのまま破棄するのではなく、サスペンション及び磁気ヘッドスライダ間のボールボンディング部を切断分離し、サスペンションから磁気ヘッドスライダを取り除いてこれを破棄する。そして、この磁気ヘッドスライダを取り除いたサスペンション上に新たな磁気ヘッドスライダを実装してHGAを再生する。コストの比較的高いサスペンションを再使用してHGAを製造しているため、その分、HGAの製造コストを低減することができる。また、サスペンションを破棄せずに再使用していることから、環境保護にも貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態としてHGAの製造工程の一部を示すフローチャートである。
【図2】図1の実施形態において用いられる接続部切断装置の概略的な構成を示す図である。
【図3】図1の実施形態における金ボール部の切断からサスペンション表面のクリーニングまでの工程を説明する工程図である。
【図4】本発明の他の実施形態としてHGAの製造工程の一部を示すフローチャートである。
【図5】図4の実施形態におけるはんだボール部の溶融除去からサスペンション表面のクリーニングまでの工程を説明する工程図である。
【符号の説明】
20、50 サスペンション
21、51 磁気ヘッドスライダ
22 ICチップ
23 HGA
24 固定部
25 切断刄
26 切断制御部
27、57 ホットエアガン
28、58 樹脂系接着剤
28´、58´ 樹脂系接着剤の残渣
29、59 接続パッド
30、60 配線パターン
31、61 端子電極
32 金ボール
32a 金の薄層
32b 残りの部分
33、63 空気又は窒素ガス
62 はんだボール
64 真空ノズル

Claims (12)

  1. 少なくとも1つの薄膜磁気ヘッド素子を有する磁気ヘッドスライダを金ボールボンディングによりサスペンション上に実装してヘッドジンバルアセンブリを形成した後に前記薄膜磁気ヘッド素子の特性検査を行い、該薄膜磁気ヘッド素子の特性不良を検出した場合に、前記サスペンション及び前記磁気ヘッドスライダ間の金ボール部を切断刄によって切断分離し、前記サスペンションから前記磁気ヘッドスライダを取り除き、磁気ヘッドスライダを取り除いた該サスペンション上に少なくとも1つの薄膜磁気ヘッド素子を有する新たな磁気ヘッドスライダを実装することを特徴とするヘッドジンバルアセンブリの製造方法。
  2. 前記金ボール部の切断分離が、金の薄層が前記サスペンションの接続パッド上に残るように切断分離するものであることを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
  3. サスペンションから磁気ヘッドスライダの前記取り除きの後、該サスペンションの特性を検査することを特徴とする請求項1又は2に記載の製造方法。
  4. サスペンションの前記特性検査が、該サスペンションの荷重及び姿勢角の検査を含むことを特徴とする請求項3に記載の製造方法。
  5. 少なくとも1つの薄膜磁気ヘッド素子を有する磁気ヘッドスライダをはんだボールボンディングによりサスペンション上に実装してヘッドジンバルアセンブリを形成した後に前記薄膜磁気ヘッド素子の特性検査を行い、該薄膜磁気ヘッド素子の特性不良を検出した場合に、前記サスペンション及び前記磁気ヘッドスライダ間のはんだボール部を加熱して溶融除去することにより分離し、前記サスペンションから前記磁気ヘッドスライダを取り除き、磁気ヘッドスライダを取り除いた該サスペンションの特性を検査し、その後、該サスペンション上に少なくとも1つの薄膜磁気ヘッド素子を有する新たな磁気ヘッドスライダを実装することを特徴とするヘッドジンバルアセンブリの製造方法。
  6. はんだボール部の前記溶融除去が、加熱により溶融されたはんだボール部を真空吸引して除去するものであることを特徴とする請求項5に記載の製造方法。
  7. サスペンションの前記特性検査が、該サスペンションの荷重及び姿勢角の検査を含むことを特徴とする請求項5又は6に記載の製造方法。
  8. サスペンションから磁気ヘッドスライダの前記取り除きが、加熱によって接着剤の接着力を緩めるものであることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の製造方法。
  9. サスペンションから磁気ヘッドスライダの前記取り除きの後、接着面をクリーニングすることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の製造方法。
  10. 新たな磁気ヘッドスライダの前記実装の後、該磁気ヘッドスライダの前記薄膜磁気ヘッド素子の特性検査を行うことを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の製造方法。
  11. 接続パッドを有するサスペンションと該サスペンション上に実装されており金ボールボンディングによって前記接続パッドに電気的に接続された少なくとも1つの薄膜磁気ヘッド素子を有する磁気ヘッドスライダとを含むヘッドジンバルアセンブリを固定する固定部材と、固定された前記接続パッドの表面と平行に移動可能な切断刃と、該切断刃の平行移動させ前記金ボール部を機械的に切断分離する切断制御部とを備えていることを特徴とする接続部切断装置。
  12. 前記切断制御部が、金の薄層を前記接続パッド上に残して前記金ボール部を切断分離する切断制御部であることを特徴とする請求項11に記載の接続部切断装置。
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