JPH08124119A

JPH08124119A - 薄膜磁気ヘッドアセンブリ

Info

Publication number: JPH08124119A
Application number: JP26388594A
Authority: JP
Inventors: Koji Fujii; 浩司藤井; Izumi Yamamoto; 泉山本; Nobuhito Fukushima; 信人福島
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1994-10-27
Filing date: 1994-10-27
Publication date: 1996-05-17

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】望ましい浮上姿勢を与え、かつ信頼性、量産
性に優れた薄膜磁気ヘッドアセンブリを提供する。【構成】ジンバル３上にあるフレキシブル配線板４の
ボンディングパッド５の面とほぼ直角をなすスライダー
の面上にあるボンディングパッドの間をワイヤにより接
続する。【効果】薄膜磁気ヘッドアセンブリに望ましい浮上姿
勢を与え、信頼性の高いヘッドを提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気ディスク装置、磁気
テープ装置等に用いられる薄膜磁気ヘッドアセンブリに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来実用化されている薄膜磁気ヘッドア
センブリの構成を図．５を用いて説明する。薄膜磁気ヘ
ッドアセンブリ１０は、薄膜磁気ヘッド素子１を側面に
有するスライダー２と、前記スライダーを保持するため
のジンバル３と、前記磁気ヘッド素子のボンディングパ
ッド５から外部へ電気的接続をとるためのワイヤ１３で
構成されている。ワイヤはジンバル等と接触する恐れが
あるため、通常絶縁被覆されたＡｕメッキＣｕ線が用い
られている。しかしこの場合、ワイヤの引き回し等の工
程があるために自動化が難しく、アセンブリは手作業で
行われており、工程短縮のためにも自動化に適した薄膜
磁気ヘッドアセンブリの電気的接続方法が望まれてい
る。

【０００３】また前記構造により接続を取ると、Ａｕメ
ッキＣｕ線の高い剛性のためワイヤにより引き起こされ
る負荷がスライダの浮上姿勢に悪影響を与える。このた
めワイヤにサービスループ（図５中Ａ部）とよばれる冗
長部を設け、その影響を軽減している。しかし前記構造
において浮上量が０．１μｍを越える場合はさほど問題
にはならなかったが、高記録密度化が進行する昨今で
は、スライダーが小型化し、浮上量も０．１μｍを下回
る状況になり、ワイヤ負荷の影響を軽減するのにサービ
スループの利用では不十分となってきた。またサービス
ループはスライダー側面に大きく張り出した構造をとる
ため、磁気ディスク装置の製造工程において作業者の手
や治具等に接触し、変形を生じて、悪影響を与えること
がままあった。

【０００４】この様な従来技術の課題を解決する薄膜磁
気ヘッドアセンブリの電気的接続方法としていくつかの
構造が提案されている。

【０００５】実開昭６１−１５３１１７においては、ジ
ンバルの折曲げ部に配置されたフレキシブル配線板上の
信号取り出し用ボンディングパッドと、薄膜ヘッドのボ
ンディングパッドが、ワイヤにより接続された構造の電
気的接続方法が提案されている。この構成においては磁
気ヘッドおよびフレキシブル配線板のボンディングパッ
ドが平行面上に配置されていることから、通常のワイヤ
ボンディング装置にて接続可能であることが容易に想像
される。しかし本構造では磁気ヘッドのボンディングパ
ッドがジンバル長手方向に対して直行した面にとりつけ
られた場合に限られ、近年小型の磁気ディスク装置で用
いられている構造、すなわち磁気ヘッドのボンディング
パッドがジンバル長手方向線上に位置するいわゆるイン
ライン型の薄膜磁気ヘッドアセンブリには適用できな
い。

【０００６】また特開昭６１−１６０８１５においては
フレキシブル配線板を折り曲げ、スライダー側面の薄膜
ヘッド素子と近接して配置し、ボンディングして電気的
接続をとる方法が提案されている。ここではフレキシブ
ル配線板の配線材料について述べられていないが、通常
はＣｕが一般的であり、抵抗から考慮して断面積は小さ
くできないため、この配線の剛性はかなり大きいものと
なる。とくにインダクティブ−ＭＲ複合ヘッドの様に４
本以上の配線が必要な場合には更に大きな問題となるこ
とが容易に想像できる。

【０００７】また上記２件の構成ではワイヤボンディン
グの方法について具体的には述べられていない。ヘッド
素子内のボンディングパッドにボンディングを行うため
には、スライダーを固定しなければならないが、スライ
ダーが小型でかつ、ヘッドとジンバルがアセンブリされ
た状態でスライダーを固定するのは非常に困難を有す
る。

【０００８】２つの垂直をなす面上の２つのパッド部を
接続するワイヤボンディング装置は特開平４−１９６５
４９号に開示されている。しかし本件でもワークの保持
方法について詳細に述べられてはおらず、本構成を磁気
ヘッドの接続にそのまま適用するのは困難である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】磁気ディスク装置に搭
載される薄膜磁気ヘッドアセンブリにおいては装置の小
型化にともない、量産時には特に電気的接続方法の取扱
いが煩雑になり、自動化が強く望まれている。またその
時には、ワイヤの剛性や信頼性を確保する必要がある。
前述したように、現在広く用いられている薄膜磁気ヘッ
ドアセンブリは、自動化に不向きであり、かつ剛性の高
いＣｕ線を用いていることから、ヘッドスライダの浮上
姿勢に悪影響を与えてしまうという課題がある。

【００１０】本発明は上記事情に基づいてなされたもの
であり、量産性、信頼性に優れ、安定な浮上姿勢を与え
ることが可能な電気的接続方法を備えた薄膜磁気ヘッド
アセンブリを提供する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による薄膜磁気ヘ
ッドアセンブリは、磁気媒体と対向するスライダ一浮上
面に対して垂直な同一面に薄膜磁気ヘッド素子と該薄膜
磁気ヘッド素子からの信号を検出するためのボンディン
グパッドとが近接されているスライダ一と、該スライダ
一を接着するための接合部を所定の位置に有するジンバ
ルと、配線導体の端部にボンディングパッドを有するフ
レキシブル配線板と、ワイヤとを有し、前記ジンバルの
接合部に前記スライダの上面が接着されており、さらに
前記フレキシブル配線板は該フレキシブル配線板のボン
ディングパッドと前記スライダ一のボンディングパッド
の位置関係がほぼ直角をなすように前記ジンバル上の所
定位置に接着され、かつ前記ボンディングパッドの間は
前記ワイヤにより接続されていることを特徴とする薄膜
磁気ヘッドアセンブリにより構成される。

【００１２】

【作用】本発明によれば、フレキシブル配線板のボンデ
ィングパッドとスライダ一のボンディングパッドの位置
関係がほぼ直角をなすように配設され、かつボンディン
グパッドの間はワイヤにより最適な位置関係で接続され
ていることにより、量産性や信頼性に優れた薄膜磁気ヘ
ッドの電気的接続が可能となり、またワイヤの径、材料
を選択することでスライダーの自由度を確保し、安定な
浮上を与えることができる。

【００１３】

【実施例】

（実施例１）図１は本発明の実施例を示す斜視図であ
る。薄膜磁気ヘッドアセンブリは、スライダー２、フレ
キシブル配線板４（以下ＦＰＣと記す）、ジンバル３、
ワイヤ１３で構成されている。前記スライダーは側面に
薄膜磁気ヘッド素子１及びボンディングパッド５を有
し、下面が浮上面として動作するようにレール加工され
ている。またスライダー上面はバネ性を有するジンバル
３の接合部３０に所定の位置に接着される。またＦＰＣ
がジンバル上にはりつけてあり、配線導体４１及びボン
ディングパッド４０を有する。

【００１４】本発明においては前記素子のボンディング
パッドとＦＰＣ上のボンディングパッドは垂直をなす面
上にあり、それぞれ表面はＡｕメッキを施してある。こ
の２つのボンディングパッドをＡｕ線を用いたワイヤボ
ンディング、具体的にはボールボンディングで接続し
た。ファースト側が薄膜磁気ヘッド素子、セカンド側が
ＦＰＣである。

【００１５】ボールボンディングにおいては熱と超音波
を同時に印加する事が一般的であり、ＩＣチップ等での
ボンディング時には１５０℃程度の加熱を行う。しかし
本実施例においては、スライダーとジンバル、ジンバル
とＦＰＣの接続に接着剤を用いており、前記接着剤の軟
化点が約８０℃と低いため、ボンディングは５０℃の低
温加熱で行った。従ってボンディング力を補償するた
め、適切な超音波印加条件を選択した。適切なボンディ
ングが行われた場合、ボンディング後の引っ張り試験で
の接着力測定では２５μｍのワイヤを使用した場合約５
ｇｆが得られ、使用上問題ないレベルである。接着剤に
耐熱性の材料を用いた場合には、通常の熱と超音波を併
用してボンディングを行うのが望ましい。

【００１６】（実施例２）次にボンディング方法につい
て詳細に説明する。ボンディングに使用した治具につい
ては、全体の斜視図である図．２及び真空チャック部を
拡大して示す図．３を用いて説明する。図．２におい
て、薄膜磁気ヘッドアセンブリ１０は移動ステージ２０
上の２カ所のピン２１に落とし込む。そして図．３にお
いて、スライダー２はスライダー固定部材２５に２つの
側面で押し当てられた状態で、残り２つの側面をバネ性
のあるもう一つの固定部材２８により固定する。更に
図．２において、ジンバル中央部をバネに連結したジン
バル押さえ部材２３により適切な荷重で押さえる。この
状態でステージ移動用レバー２２をＡからＢ方向へ９０
度回転する。これに伴ってレバーと連結された移動ステ
ージが９０度回転し、薄膜磁気ヘッド素子のボンディン
グパッドの面が上面を向くことになる。この状態で位置
決めを行い、ファーストボンディングが行える状態とな
る。

【００１７】ただしこのままではファーストボンディン
グ時に、キャピラリー先端がスライダー素子面をかなり
の力で押さえつけるため、ジンバルの剛性が弱いと変形
してボンディングができないことが判った。そこで図．
３の様に丁度スライダーを所定の位置に固定したとき
に、スライダー浮上面１２に接する治具の固定面上にス
ライダーより小さな穴２７を設け、ここに真空ラインを
接続することでスライダーが吸着固定され、ボンディン
グが可能となった。図．３中、スライダー浮上面に接す
る治具の固定面の穴と連結する真空チャック用穴２６と
図．２中真空チャック用ライン２４が接続されており、
この先端には３方コックが接続され（図示せず）、吸
着、リークは切り換えで選択できる。スライダー浮上面
はレール加工されており、凹凸はあるが、吸着固定する
には十分であることが確認された。

【００１８】ファーストボンディング時の条件として
は、ボンディング荷重５０ｇｆ、超音波出力０．５Ｗ、
超音波印加時間６０ｍｓｅｃで行った。図２において、
ステージ移動用レバー２２をＢの位置とし、薄膜ヘッド
素子のボンディングパッドにファーストボンディングを
終了した後、レバーを９０度回転してＡの位置に戻し、
ジンバル上に貼り付けられたＦＰＣのボンディングパッ
ドにセカンドボンディングを行い、ワイヤ接続が完了す
る。セカンドボンディングの条件はボンディング荷重９
０ｇｆ、超音波出力０．６Ｗ、超音波印加時間７０ｍｓ
ｅｃで行った。セカンドボンディング時は、多少ジンバ
ルがたわむため、スライダーが完全に固定されている
と、歪みがワイヤに集中してファーストボンディング部
がはずれる場合があるため、多少自由度をもたせるた
め、スライダーの真空チャックは行わない方がよい。フ
ァーストボンディング、セカンドボンディングいずれに
おいても超音波出力０．３Ｗ以下、超音波印加時間４０
ｍｓｅｃ以下では十分なボンディング強度が得られず、
逆に超音波出力０．８Ｗ以上、超音波印加時間８０ｍｓ
ｅｃ以上の条件でも、十分なボンディング強度が得られ
なかったり、キャピラリー先端が破損する等の問題が生
じた。

【００１９】上記実施例において、Ａｕワイヤは２５μ
ｍ径のものを用い、キャピラリも推奨ワイヤ径が２５μ
ｍ相当のボトルネックタイプのセラミック製キャピラリ
を使用した。

【００２０】また移動ステージ回転系の回転中心はスラ
イダーのエッジに一致させており、この位置によってワ
イヤループ形状が変わることを確認した。

【００２１】本実施例ではレバーを用いたマニュアル操
作でのボンディングについて述べたが移動ステージの駆
動、真空チャック等は電磁弁を用いた自動操作にする事
も可能である。またボンディングも自動認識装置を搭載
して自動化する事も可能である。

【００２２】（実施例３）本発明の構成ではＡｕ線を用
いているためワイヤとジンバルが接触してはならない。
またドライブに搭載する磁気ヘッドとして薄型化が望ま
れており、上下ヘッドの干渉を避けるため、ワイヤは接
触させずにしかもジンバル面から離さずにひきまわす必
要がある。

【００２３】ワイヤのループ形状はワイヤ線種の選別、
ボンディング条件により制御できる。屈曲部の形状はＡ
ｕワイヤにボールを形成する際、Ａｕの結晶粒が熱で再
結晶を起こし結晶成長が生じ、部分的に硬くなるために
起こる。従って各々設計されたヘッドジンバルアセンブ
リのディメンジョンに従ってワイヤ線種、ボンディング
条件、移動ステージ回転系の回転中心を選択することに
よってワイヤのループ形状を決定できる。

【００２４】本実施例における４本のＡｕワイヤの高さ
は、いずれもジンバル面から１５０μｍ以下に抑えられ
ていることが確認された。薄膜ヘッドアセンブリ全体の
高さを抑えることで磁気ディスク装置（ＨＤＤ）への実
装がしやすくなり、またＨＤＤの薄型化達成に有効であ
る。

【００２５】（実施例４）本構成の接続方法においても
ワイヤの剛性によりスライダーに負荷を与え、浮上姿勢
等に悪影響を与えるおそれがある。そこで４本端子の場
合のピッチ方向、ロール方向のワイヤが与える剛性を有
限要素法を用いて計算した。この結果を図．４に示す。
このヘッドジンバルアセンブリでのシミュレーションに
おいては規格値以下に剛性を抑えるためには、接続に用
いるＡｕの線径は２５μｍ以下でなければならないこと
がわかる。この値は当然ながらディメンジョン等により
変わる値であるが、今後スライダーサイズが小さくな
り、ジンバルも薄くよりバネ性も下げる方向であること
から、本構成におけるワイヤ径は２５μｍ以下にする必
要があることは明かである。同図には線径２５μｍのワ
イヤ４本を接続した薄膜ヘッドアセンブリの剛性の実測
値をプロットする。ピッチ、ロール方向ともほぼ計算値
に一致していることがわかる。

【００２６】以上の実施例はＡｕ線を用いたボールボン
ディングについて述べたが、剛性の小さな他の材料を用
いたワイヤ、例えばＡｌやＡｕを主原料とする合金等を
用いた場合でもかまわないし、更に接続方法をウェッジ
ボンディングや熱圧着、レーザーを用いた方法で行って
も同様の効果を有する薄膜ヘッドアセンブリが得られる
ことは言うまでもない。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明の構成により、ワイ
ヤが与える剛性を小さくできることにより浮上姿勢に悪
影響を与えることがなく、かつ自動化が容易となること
により生産性、信頼性ともに優れた薄膜磁気ヘッドアセ
ンブリを提供できる。

【００２８】さらに本発明の薄膜磁気ヘッドアセンブリ
の構成ではワイヤのサービスループがないために小型化
に有利であり、磁気ディスク装置の製造工程での組立に
おいて取扱いにも有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の薄膜磁気ヘッドアセンブリの斜視概略
図である。

【図２】本発明のワイヤボンド時に使用した治具の斜視
図である。

【図３】本発明のワイヤボンド時に使用した治具のスラ
イダー吸着部を拡大した断面図である。

【図４】本発明の実施例４で示した場合のＡｕワイヤ線
径とピッチ方向、ロール方向の剛性の関係を示す線図で
ある。

【図５】従来の薄膜磁気ヘッドアセンブリの斜視図であ
る。

【符号の説明】

１薄膜磁気ヘッド素子２スライダー３ジンバル４フレキシブル配線板５ボンディングパッド１０薄膜磁気ヘッドアセンブリ１１薄膜磁気ヘッド素子１２スライダー浮上面１３ワイヤ２０移動ステージ２１位置決め用ピン２２ステージ移動用レバー２３ジンバル押さえ部材２４真空チャック用ライン２５スライダー固定部材３０接合部４０ボンディングパッド４１配線導体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気媒体と対向するスライダ一浮上面に
対して垂直な面に薄膜磁気ヘッド素子と該薄膜磁気ヘッ
ド素子からの信号を検出するためのボンディングパッド
とが近接されているスライダ一と、該スライダ一を接着
するための接合部を所定の位置に有するジンバルと、配
線導体の端部にボンディングパッドを有するフレキシブ
ル配線板と、ワイヤとを有し、前記ジンバルの接合部に
前記スライダの上面が接着されており、さらに前記フレ
キシブル配線板は該フレキシブル配線板のボンディング
パッドの面と前記スライダ一のボンディングパッドの面
の位置関係がほぼ直角をなすように前記ジンバル上の所
定位置に接着され、かつ前記ボンディングパッドの間は
前記ワイヤにより接続されていることを特徴とする薄膜
磁気ヘッドアセンブリ。
【請求項２】前記ワイヤの径が２５μｍ以下であるこ
とを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッドアセンブ
リ。
【請求項３】前記ワイヤの材質がＡｕであることを特
徴とする請求項１、２記載の薄膜磁気ヘッドアセンブ
リ。