WO2006054753A1

WO2006054753A1 - 磁気ヘッド及び磁気ヘッドの製造方法

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Publication number: WO2006054753A1
Application number: PCT/JP2005/021391
Authority: WO
Inventors: Osamu Shindo; Toru Mizuno; Satoshi Yamaguchi
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2004-11-18
Filing date: 2005-11-16
Publication date: 2006-05-26
Anticipated expiration: 2007-05-18
Also published as: JP2006147031A

Abstract

磁気ヘッド製造工程における、電極接合時にスライダ及びフレキシャに対する対して加えられる荷重の付加を低減する。スライダ及びフレキシャ各々に設けられた一対の電極各々に当接するコア入り導電性の材料ボールをこれら電極間に配置し、該導電性の材料ボールの導電性の材料層を溶融凝固させることによって導電経路を電極、コア、電極及びこれらの間に存在する凝固導電性の材料によって形成し、該導電経路によってスライダをフレキシャ上所定位置に固定することとする。

Description

明細書磁気へッド及び磁気へッドの製造方法技術分野

本発明は、略平板状の基板上に設けられた電極と、該電極面と略垂直な面内に延在する電極とを有する電子部品において、これら電極を接合する電極の接合方法に関する。より詳細には、磁気へッドにおけるフレキシャ（基板に対応）上の電極と磁気ヘッドスライダ（電子部品に対応）上の電極とを接合する接合方法、即ち磁気ヘッドの製造方法に関する。また、当該製造方法により得られる磁気へッドにも関する。背景技術

磁気へッドにおけるフレキシャ上の電極と磁気へッドスライダ上の電極とを接合する接合方法として、金ボールを用いた方法が、例えば特開 2 0 0 2 - 0 1 5 4 1 3号公報或いは特開 2 0 0 0— 1 5 5 9 2 2号公報に示されている。当該方法においては、金ボールに対して、接合対象となる電極に金ボールを押し付ける方向に圧力を加え、この状態で該金ボールに超音波振動を加えている。加圧条件下において金ボールと接合対象電極との接触部分を超音波領域の周波数にて振動させることによって、これらの間において良好な接合を得ている。

通常、スライダ側電極とフレキシャ側電極とは略 90° のなす角を形成するように配置されている。金ボールは、これら各々の電極に対し略 45° の角度で当接させられ、なす角の中心に向かうように荷重が加えられる。実際の接合時においては、この状態において荷重付加ツールに対して超音波振動が加えられ、当該ツールに押圧される金ボールにこの振動が伝達されることで接合操作がなされる。この荷重の付加、及び超音波の伝達を効率的に行うために、スライダ及びフレキシャは治具等により所定位置に固定されている。

このような荷重の付加及び超音波振動の伝達は、スライダ及びフレキシャの位置ずれを誘引するのみならず、これらに形成された電極の損傷の原因ともなり得る。また、荷重に抗してスライダを所定位置に保持するためにはある程度以上の負荷を荷重とは逆の方向に付加する必要もあり、これら荷重の相互作用によってスライダ自身がダメージを負う可能性も存在する。従って、今後さらなる小型化、高性能化が望まれる磁気へッドにおいては、スライダに対するこのようなダメージの低減が必須と考えられる。しカゝし、このような微小な荷重を調整しつつ小型のスライダ等を保持する保持機構の構築は困難と思われる。また、金ボールに換えて半田ボールを用い、これをレーザ光によって溶融して電極との接合を行う技術も用いられている。例えば特表平 1 1— 5 0 9 3 7 5号公報に示される当該方法によれば、一対の電極により形成される V字溝に半田ボールを保持し、これをレーザ光によって溶融することでこれら電極の接合を行っている。当該方法によれば、半田ボールを介して電極各々に加えられる荷重は殆ど無くなり、該半田ボールを V字溝の所定位置に保持し且つ各々の電極に当接させるために該半田ボールに加えられる荷重のみとなる。発明の開示

半田ボールを用いた構成の場合、一対の電極により形成された V字溝に半田ボールを好適に保持するために、電極を当該溝の所定位置に保持することを要する。両電極に好適に接触し且つ所定位置での保持を容易とするためには、半田ボール自身がある程度の大きさを有することが必要である。このため、一対の電極間に使用される半田量が過剰となり易く、例えば半田溶融時に溶融半田が周囲に飛散するという問題があった。

また、スライダとフレキシャとの電極を半田ボール等により接合する前段階において、スライダとフレキシャとはエポキシ樹脂等によつて互に接着されている。これは、電極接合時に各々の電極の位置がずれることを防止するためである。

スライダとフレキシャとの間におけるエポキシ樹脂等接着剤の存在は、フレキシャ上の基準面とスライダの ABS (Air Bearing Surface：スライダにおける磁気記録媒体との対向面）との間隔の正確な制御を阻害する恐れがある。従つて、磁気ヘッドの小型化がより進展した段階において、該接着剤の存在が問題となる可能性があると考えられる。更に、スライダとフレキシャとを分離してこれらの再使用を試みた場合、電極同士の接合を分離すると共に、接着剤の除去及び接着痕の洗浄も必要となる。従って、このような接着材を使用しない磁気へッド及び当該磁気へッドの製造工程の構築が望まれている。

しかしながら、半田ボールを用いた構成の場合、溶融半田が凝固、収縮することを考慮する必要がある。例えば、スライダとフレキシャとの接着を行わなかった場合、スライダの一方の側面に存在する電極に固着された接合部分の半田の収縮によってスライダの接合端部がフレキシャ表面のフレキシャ側電極に引き寄せられ、フレキシャに対するスライダの姿勢角が変動する恐れがある。また、スライダの一方の側面と対向する方向の側面に配置される GDN (接地）電極とこれと対応するフレキシャ側電極との接合部分に対して半田付けを行うことでスライダの姿勢角変動の抑制を図った場合、溶融半田の凝固、収縮によってフレキシャがスライダ側に引き上げられる恐れがある。従って、これまでの半田ボールを用いた構成においては、接着剤の存在を無くすることは困難であった。

本発明は、スライダ及びフレキシャの電極接合時において、荷重負荷を大幅に低減させることによって、各々の形状、各々の姿勢、位置関係等を変形させることの無い構造からなる磁気へッド、及び電極接合時において溶融半田の飛散を低減させた当該磁気へッドの製造方法を提供することを目的とするものである。また、本発明はスライダとフレキシャとの間に存在する接着剤等を無くした構成からなる磁気へッド、及び該磁気へッドの製造方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明に係る磁気へッドは、一方或いは複数の側面にスライダ側電極を有するスライダと、スライダが載置面上の所定位置に載置されると共にスライダ側電極と対を成すフレキシャ側電極を有するフレキシャとを有する磁気へッドであって、スライダ側電極及びフレキシャ側電極が略 V字型に対向して成る電極対の全て或いはいずれかにおいて、導電性の材料を介してスライダ側電極とフレキシャ側電極とを固着する固着部を有し、固着部の全て或いはいずれかにおいて導電性の材料には導電性の材料よりも融点の高い芯材が略内在し、スライダのフレキシャに対する固着は固着部のみによって行われていることを特徴としている。

なお、当該磁気ヘッドにおいて、固着部は、スライダとフレキシャとの機械的固着と共に、対と成るスライダ側電極とフレキシャ側電極との電気的接合とを兼ねていることが好ましい。

また、上記課題を解決するために、本発明に係る磁気へッドは、一方或いは複数の側面にスラィダ側電極を有するスライダと、スライダが載置面上の所定位置に載置されると共にスライダ側電極と対を成すフレキシャ側電極とを有する磁気へッドであって、スライダ側電極及びフレキシャ側電極が略 V字型に対向して成る電極対の全て或いはいずれかにおいて、導電性の材料を介してスライダ側電極とフレキシャ側電極とを固着する固着部を有し、固着部の全て或いはいずれかにおいて、導電性の材料には導電性の材料よりも融点の高い芯材が略内在し、フレキシャ上の載置面とスライダにおけるフレキシャ対向面とが略当接していることを特徴としている。

また、上記課題を解決するために、本発明に係る磁気へッドの製造方法は、一方或いは複数の側面にスライダ側電極を有するスライダをフレキシャにおける載置面上の所定位置に載置して、フレキシャが有するスライダ側電極と対と成るフレキシャ側電極とスライダ側電極とを電気的に接合する磁気へッドの製造方法であつて、スライダにおいてスラィダ側電極が形成された側面とフレキシャにおける載置面とが略 V字溝を形成するように、フレキシャの載置面上所定位置にスライダを保持し、略 V字溝において略 V字型に対向する対と成るスライダ側電極とフレキシャ側電極との間の少なくとも一つに、導電性の材料より融点の高い芯材の表面に導電性の材料層が形成された導電性の材料ボ一ルを載置し、導電性の材料ボールに対してレーザ光を照射して導電性の材料層を溶融させ、溶融後の導電性の材料層を凝固させてなる導電性の材料をスライダ側電極、コア、及びフレキシャ側電極各々の間に介在させてスライダ側電極とフレキシャ側電極とを電気的に接合し、凝固させてなる導電性の材料のみによるスライダのフレキシャに対する機械的な固着を合わせて行うことを特徴としている。

なお、上述した磁気ヘッドの製造方法においては、フレキシャに対するスラィダの機械的固着に際して、フレキシャ上の載置面とスライダにおけるフレキシャ対向面とは略当接した状態が維持されることを特徴としている。

本発明によれば、大きな収縮畺を持つ溶融された導電性の材料、具体的には溶融半田の使用量を大幅に低減することが可能となる。従って、半田収縮等に伴うスライダ姿勢角の変動を低減することが可能となる。また、姿勢角の変動が小さく抑えられることから、接合時におけるスライダ及びフレキシャの固定、保持を行う機構をより簡易なものとすることが可能となる。また、スライダとフレキシャとの位置関係を強制的に維持する必要がなくなることから、スライダとフレキシャ表面とを直接接触させ、接着材を無くすることが可能となる。コア入りの半田ボールを用いることにより、ボール自体の大きさをある程度 ,以上に保つことが可能となり、半田ボールの保持具等を用いて、該半田ボールを V字溝の所定位置に好適に保持することも可能となる。なお、本発明によれば接着材を無くすことが可能であるが、コア入りの半田ボールによって相互の電極を接合したのみでは、スライダ及びフレキシャの接合強度が不足することが考えられる。この場合、例えば GND (接地）電極を更に設ける等、接合部分となる電極の数を増加させて接合強度を高めれば良い。

また、本発明によれば、半田量の減少により、溶融時における半田の飛散を低減する効果も得られる。例えばコアを熱伝導性の高レ、例えば金属から構成した場合、半田の部分的且つ急激な溶融が防止され、当該効果は更に顕著なものとなる。また、電極に付着する半田量が減少し、先に述べたリペア時に電極に残存する半田量も減少され、スライダとフレキシャとの分離操作が容易となる。また、接着材を無くすることにより、当該分離操作が更に容易になると共に、残存接着剤等の洗浄工程も不要となる。図面の簡単な説明，図 1は、本発明の一実施形態に係る磁気ヘッドの製造方法において、該方法における主要な工程を示す概略図である。

図 2は、本発明の一実施形態に係る磁気へッドの主要部構成を示す図である。図 3は、磁気へッドスライダ及び該磁気へッドスライダのスライダ側電極と接合されるフレキシャ側電極とを上方から見た状態を示す図である。発明を実施するための最良の形態

図 1及び図 2に、本発明の一実施形態に係る磁気へッドの製造方法における工程の主要部及び磁気ヘッドの主要部を示す。なお、両図は、フレキシャの中心線に沿ってスライダ、フレキシャ、半田ボール等を切断し、これを側方から見た状態の概略構成を示している。図中において、磁気ヘッド 1は、フレキシャ側電極 5を有するフレキシャ 3、スライダ側電極 9を有するスライダ 7、及び固着部としての凝固半田 1 2及び凝固半田 1 2に略内在されるコア（芯材） 1 3を有している。

フレキシャ側電極 5は、フレキシャ 3におけるスライダ載置面上の所定位置に設けられている。スライダ 7は、フレキシャ 3における載置面上所定位置に載置されている。スライダ側電極 9は、該載置状態においてフレキシャ上載置面から垂直に立ち上がるスライダ 7の端面部であって、該載置面に近接した位置に配置されている。コア 1 3は、'有機材料、無機材料、金属材料等から構成することが可能である。し力し、配線材料として考えた場合、電気的直流抵抗を低減可能な金属材料からこれを構成することが望ましい。なお、本実施の形態においては、主たる固着材料として半田を用いることとしているが、本発明は当該材料に限定されず所望の温度域にて溶融する特性を有する導電性の高い材料であれば良い。また、この場合、芯材は当該材料よりも十分に高い融点を有する導電性の高い材料であれば良い。

次に、図 1を参照して、本発明に係る電極接合方法、即ち磁気ヘッドの製造方法に関して、その特徴的な事項に関して述べる。電極接合時において、スラィダ側電極 9とフレキシャ側電極 5とは略 V字型、即ち略 90° のなす角を形成するように配置されている。コア 1 3の表面に半田層 1 1が形成されてなる半田ボール 1 5は、これら対と成る電極間において、各々の電極に対し略 45° の角度で当接させられている。その際、半田ボール 1 5は、不図示の光学系からレーザ光の導入を可能とする開口部 1 7 aを有する保持具 1 7により、該当接状態を維持するようにこれら電極上での転動等の防止が為されている。

ここで、スライダ 7は、フレキシャ 3表面に対して略当接しており、これらの間に接着剤の配置等の当接状態を維持するための処理は何ら施されていない。また、スライダ 7及びフレキシャ 3に対しては、図に示す状態を保持するための保持装置とによって付加される付勢力以外の負荷は一切懸けられていない。当該状態において、開口部 1 7 aを介して半田ボール 1 5に対してレ一ザ光が照射され、半田ボール 1 5における半田層 1 1の溶融が行われる。溶融された半田層 1 1は、凝固によって図 2において凝固半田 1 2として示される状態となり、フレキシャ側電極 5及びスラィダ側電極 9各々と電気的及び機械的に接合される。即ち、スライダ側電極とフレキシャ側電極とは、半田及び半田に略内在する半田よりも融点の高い芯材から成る固着部により接合される。両電極を接合するために用いられる半田量が低減されることにより、半田の凝固収縮に伴って発生する電極間を狭める力も低減される。また、溶融状態においてコア 1 3が自重により鉛直下方（V字溝頂部側）に移動し、フレキシャ側電極 5及びスラィダ側電極 9各々と略当接する。コア 1 3は溶融することなく、またコア 1 3の熱収縮量は溶融半田の凝固収縮量より小さいと考えられる。従って、コア 1 3の存在によって半田の凝固収縮に起因してフレキシャ 7の接合部分がスライダ側に引き寄せられることを防止することが可能となる。 . なお、図 2に示す接合完了の状態においては、凝固半田 1 2がコア 1 3、フレキシャ側電極 5及びスラィダ側電極 9により囲まれる領域全てを満たすように示されている。しかしながら、本発明の実施に際しては、コア 1 3とフレキシャ側電極 5、及びコア 1 3とスライダ側電極 9各々の間が、凝固半田 1 2 によって満たされなくとも良い。具体的には、凝固半田 1 2によって、これらが機械的且つ電気的な接合状態を保っていれば良い。

以上述べたように、本発明に係る磁気ヘッドは、スライダ側電極とフレキシャ側電極とにより字¾を構成し、該 V字溝にコア入り半田ボールを保持し、該半田ボールの半田層を溶融凝固させ、スライダ側電極及びフレキシャ側電極各々と略当接するコアとこれら電極各々との間に凝固した半田を介在させることによつて結果的にフレキシャにおけるスライダ載置面所定位置にスライダを固定することとしている。即ち、フレキシャ側電極、コア、スライダ側電極及びこれらの間に存在する凝固半田からなる導電経路によってフレキシャとスライダとの固定を為している。当該構成を有することによって、スライダとフレキシャとの間にこれらを接合する為の部材を何ら介在させることなく、スライダとフレキシャとを略当接させてなる磁気へッドを得ることが可能となる。

なお、本発明に係る磁気ヘッド及び磁気ヘッドの製造方法は、より小型且つ高性能な、 MR素子或いは GMR素子を有する磁気へッドに対してより好適に用いられる。また、半田ボールは球形状を有するとして述べているが、スライダ側電極とフレキシャ側電極との位置関係に応じて種々の形状とすることが好ましい。この場合コア部分の形状を両電極に当接可能であって且つこれらと異なる電極に接触することの無レ、形状とすることが好ましい。

以上に述べた実施形態においては、主として一対のフレキシャ側電極とスライダ側電極との接合を対照して述べている。しかし、実際にはスライダ固定時において接合を要する電極対は複数個存在する。図 3に、磁気ヘッドスライダ及び該磁気へッドスライダのスラィダ側電極と接合されるフレキシャ側電極とを上方から見た状態の一例を示す。図に示すように、一般的な信号の取り出しに用いられるフレキシャ側電極 5とスライダ側電極 9との対がスライダ 7 の一方の端面に 4個存在し、接地（GND) 用のフレキシャ側電極 5 aとスライダ側電極 9 aとの対がスライダ 7の該端面と対抗する端面に 2個存在している。 .

上述した半田ボール 1 5は、全ての電極対に用いることが好ましい。しかしながら、フレキシャに対するスライダの機械的な接合強度を高めようとした場合、例えば半田のみからなる半田ボール 1 5 aを部分的に用いても良い。或いは、芯材 1 3が小さく半田層 1 1の厚さが大きい半田量の大きな半田ボールを部分的に用いることとしても良い。このように固着に寄与する半田量を増加させることにより、課題として述べた半田の凝固収縮に起因する諸現象が発生する可能性は高くなる。しかし、半田量の増加によって固着の機械的強度を安定的に提供するという効果が得られる。即ち、本発明においては、固着部はその全てにおいて芯材を内在する必要は無くいずれかに内在するものであれば良レ、。また、芯材を包含する半田ボールに使用が少なくとも一つの電極対に持ちられる場合も、本発明の開示範囲に包含される。

なお、上述した実施形態は、磁気ヘッドにおけるフレキシャ側電極 5とスライダ側電極 9とを接合する磁気へッドの製造方法について述べている。しかしながら、本発明の適用対象は磁気ヘッドに限られない。具体的には、略平板状の基板上に設けられた電極と、該電極面と略垂直な面内に延在する電極とを有する電子部品において、これら電極が形成される部材に対し付加を懸けることなく、且つこれら部材を予め接合しておくことなく、両電極を接合する場合に対しても適用可能である。この出願は 2 0 0 4年 1 1月 1 8日に出願された日本国特許出願番号第 2 0 0 4 - 3 3 4 6 7 8からの優先権を主張するものであり、その内容を引用してこの出願の一部とするものである。

Claims

請求の範囲

1 . 一方或いは複数の側面にスラィダ側電極を有するスライダと、前記スライダが載置面上の所定位置に載置されると共に前記スライダ側電極と対を成すフレキシャ側電極を有するフレキシャとを有する磁気へッドであつて、

前記スライダ側電極及び前記フレキシャ側電極が略 V字型に対向して成る電極対の全て或いはいずれかにおいて、導電性の材料を介して前記スライダ側電極と前記フレキシャ側電極とを固着する固着部を有し、

前記固着部の全て或いはいずれかにおいて、前記導電性の材料には前記導電性の材料よりも融点の高い芯材が略内在し、

前記スライダの前記フレキシャに対する固着は前記固着部のみによつて行われていることを特徴とする磁気へッド。

2 . 前記固着部は、前記スライダと前記フレキシャとの機械的固着と共に、対と成る前記スライダ側電極と前記フレキシャ側電極との電気的接合とを兼ねてレ、ることを特徴とする請求項 1記載の磁気へッド。

3 . 一方或いは複数の側面にスライダ側電極を有するスライダと、前記スライダが載置面上の所定位置に載置されると共に前記スライダ側電極と対を成すフレキシャ側電極を有するフレキシャとを有する磁気へッドであつて、

前記フレキシャ上の載置面と前記スライダにおけるフレキシャ対向面とが略当接していることを特徴とする磁気へッド。

4 . 一方或いは複数の側面にスライダ側電極を有するスライダをフレキシャにおける載置面上の所定位置に載置して、前記フレキシャが有する前記スラィダ側電極と対を成すフレキシャ側電極と前記スラィダ側電極とを電気的に接合する磁気ヘッドの製造方法であって、

前記スライダにおいて前記スラィダ側電極が形成された側面と前記フレキシャにおける前記載置面とが略 V字溝を形成するように、前記フレキシャの載置面上所定位置に前記スライダを保持し、

前記略 V字溝において略 V字型に対向する対と成る前記スライダ側電極と前記フレキシャ側電極との間の少なくとも一^つに、導電性の材料より融点の高い芯材の表面に導電性の材料層が形成された導電性の材料ボールを載置し、

前記導電性の材料ボールに対してレーザ光を照射して前記導電性の材料層を溶融させ、溶融後の前記導電性の材料層を凝固させてなる導電性の材料を前記スライダ側電極、前記コア、及び前記フレキシャ側電極各々の間に介在させて前記スラィダ側電極と前記フレキシャ側電極とを電気的に接合し、

前記凝固させてなる導電性の材料のみによる前記スライダの前記フレキシャに対する機械的な固着を合わせて行うことを特徴とする磁気へッドの製造方法。

5 . 前記フレキシャに対する前記スライダの機械的固着に際して、前記フレキシャ上の載置面と前記スライダにおけるフレキシャ対向面とは略当接した状態が維持されることを特徴とする請求項 4記載の磁気へッドの製造方法。