磁頭組件的再加工方法
2024-01-20 06:01:15
專利名稱：磁頭組件的再加工方法
技術領域：
本發明涉及磁頭滑塊(head slider)的電極焊盤(pad)和懸臂 (suspension)的電極焊盤在相互正交的位置關係下被軟釺焊的磁頭組件 (head assembly)的再加工方法。
背景技術：
在硬碟驅動器(HDD)中使用的磁頭組件具備插入有磁頭的磁頭滑 塊、和粘接固定該磁頭滑塊的懸臂。磁頭滑塊的電極焊盤和懸臂的電極焊 盤之間的接合，按照能夠對應焊接(bonding)區域(電極焊盤的大小及電 極焊盤間隔)的窄小化的方式，通過焊錫球(半田求一》)焊接來進行， 其中該軟焊球焊接使用能以比金球(金求一》)小的球徑所形成的焊錫球。
這種磁頭組件在出廠前對其進行了動態的特性檢查。動態特性檢查是 將磁頭滑塊在搭載(粘接)於懸臂的狀態下安裝到自旋臺(spin stand)等 上，在使硬碟實際旋轉的狀態下所進行的檢查，是對磁頭滑塊的好壞進行 判斷的最終的特性檢查。作為該檢查結果的動態特性在不滿足基準時被判 斷為次品，但是如果將判斷為次品的磁頭組件全部廢棄，則生產率降低， 不優選。
於是，現有技術中，在不良的原因位於磁頭滑塊時，將不良滑塊從懸 臂剝離，從而對懸臂進行再利用。用於固定磁頭滑塊和懸臂的粘接劑一般 使用熱固化性粘接劑，從而在磁頭滑塊的電極焊盤和懸臂的電極焊盤之間 的軟釺焊解除後，在熱固化性粘接劑的強度減弱的狀態下將不良滑塊從懸 臂剝離。
專利文獻1:日本特開2002—367132號公報(專利第3634773號公報) 專利文獻2:日本特開2002 — 93092號公報
但是，在上述的現有方法中，在磁頭滑塊的電極焊盤和懸臂的電極焊
盤之間的軟釺焊解除後之際，不能完全去除焊錫，從而在懸臂的電極焊盤 上殘留的焊錫的焊毛刺在搭載新滑塊時成為障礙物，有時使得新滑塊不能 以正確的姿勢設置。此時，所完成的磁頭組件可靠性惡化，也不能對懸臂 進行再利用。為了去除懸臂的電極焊盤上的焊毛刺，在解除與不良滑塊的 電極焊盤之間的接合之際只要將熔融的焊錫完全吸取即可，但是焊錫的吸 取作業需要專用的焊錫去除裝置，與希望通過簡單的作業及設備對懸臂進 行再利用的願望正相反。
發明內容
本發明是鑑於上述現有技術問題而作成的，其目的在於獲得一種不需 進行焊錫去除作業，通過簡單的作業及設備就能再利用懸臂的磁頭組件的 再加工方法。
本發明是著重於以下目的而被提出，其中磁頭滑塊(不良滑塊)的電 極焊盤和懸臂的電極焊盤相接合的焊錫，在不被去除而保持原狀的狀態下 殘留時，對新滑塊的搭載不妨礙，並且在新滑塊的電極焊盤和懸臂的電極 焊盤進行接合之際能夠被再利用。
也就是，本發明的磁頭組件的再加工方法，該磁頭組件的磁頭滑塊的 電極焊盤和懸臂的電極焊盤在相互正交的位置關係下被軟釺焊，且上述滑 塊電極焊盤的軟釺焊強度比上述懸臂電極焊盤的軟釺焊強度弱，在磁頭滑 塊為不良滑塊時將該不良滑塊替換為新滑塊，其特徵在於，該磁頭組件的 再加工方法具備使滑塊電極焊盤和懸臂電極焊盤相接合的焊錫通過加熱 而軟化的工序；在該焊錫軟化狀態下，向不良滑塊付與外力而使滑塊電極 焊盤和焊錫的接合解除，將不良滑塊去除，並且將焊錫在複製有滑塊電極 焊盤的平面形狀的狀態下在懸臂電極焊盤上殘留的工序；和對該懸臂電極 焊盤上殘留的焊錫進行再利用，而使代替不良滑塊的新滑塊的電極焊盤與 上述懸臂電極焊盤接合的工序。
所謂在懸臂電極焊盤上殘留的焊錫中複製有滑塊電極焊盤的平面形 狀的狀態，是指該焊錫的宏觀形狀不崩潰，也就是直接保持為接合時的形 狀。由此，懸臂電極焊盤上的焊錫在搭載新滑塊時既不成為障礙，也使與 新滑塊的電極焊盤的接合位置調整變得容易。
不良滑塊優選通過沿與滑塊電極焊盤和焊錫的接合面正交的方向被 機械按壓而從懸臂去除。或者，通過將滑塊電極焊盤和焊錫的接合面為支 點而立起，從而從懸臂去除。根據這樣的方式，可使軟化的焊錫的宏觀形 狀(複製有滑塊電極焊盤的平面形狀的狀態)不崩潰，而且可去除不良滑 塊。
作為優選，在新滑塊的電極焊盤和懸臂電極焊盤相接合之際，不需要 供給新焊錫，而將懸臂電極焊盤上殘留的焊錫在通過惰性氣體流按壓的狀 態下由雷射照射而完全熔融。由此，能夠有效利用焊錫，也可實現成本削 減以及再加工作業的簡單化。
根據本發明方法，在去除不良滑塊之際在複製有滑塊電極焊盤的平面 形狀的狀態下將焊錫殘留在懸臂電極焊盤上，由此，能夠易於將新滑塊以 正確的姿勢設置在懸臂上，且將殘留的焊錫進行再利用來對新滑塊的電極 焊盤和懸臂的電極焊盤進行接合。由此，由於不需焊錫去除作業，所以也 不需要專用的焊錫去除裝置，從而能以簡單的作業及設備對懸臂進行再利 用。
圖1是表示成為本發明方法的適用對象的、硬碟驅動器用的磁頭組件 (完成狀態)的整體結構的平面圖。
圖2是表示圖1的磁頭滑塊的電極焊盤和懸臂的電極焊盤之間的軟釺
焊部的剖視圖。
圖3是將圖2的軟釺焊結合部放大後進行表示的剖視圖。
圖4是表示本發明的第一實施方式相關的磁頭組件的再加工的一工序
的剖視圖。
圖5是表示圖4所示的工序的下一個工序的剖視圖。 圖6是表示圖5所示的工序的下一個工序的剖視圖。 圖7是表示圖6所示的工序的下一個工序的剖視圖。 圖8是表示本發明的第二實施方式相關的磁頭組件的再加工的一工序 的剖視圖。
圖中l一磁頭組件，ll一磁頭滑塊(新滑塊)，11'—不良滑塊，
12—磁頭，13 —電極焊盤(滑塊電極焊盤)，21—懸臂，22 —滑塊搭載面， 23—電極焊盤(懸臂電極焊盤)，31 —加熱器，32 —推出工具，33_毛細 管(年卞匕。，U) ， 34 —用具(tool) ， 40—焊錫。
具體實施例方式
圖1是表示成為本發明方法的適用對象的、硬碟驅動器用的磁頭組件 (完成狀態)的整體結構的平面圖。磁頭組件1具備插入有磁頭12的 磁頭滑塊11、和粘接固定有該磁頭滑塊11的懸臂21。懸臂21具有承
載梁(load beam) 21a、和在該承載梁21a的前端部以將磁頭滑塊11相對 於該承載梁21a彈性地浮置支撐的狀態所安裝的撓性體(7 ^ * * Y ， flexture) 21b。該撓性體21b是具有板簧狀的可撓性的較薄的金屬板，撓 性體表面通過粘接劑貼付有用於使磁頭12和外部電路(搭載了磁頭組件1 的硬碟裝置的電路系統)導通連接的柔軟性布線基板21c。
如圖2所示，磁頭滑塊11其背面11c通過熱固化性粘接劑與懸臂21 的滑塊搭載面22粘接固定，而從尾部(trailing)面露出的多個電極焊盤 13分別與懸臂21所對應的多個電極焊盤23接合。熱固化性粘接劑以通過 加熱呈現網狀結構的樹脂材料為主體，作為該主體的樹脂例如為丙烯酸 系、環氧系、酚醛系、氨基甲酸乙酯系樹脂等。熱固化性粘接劑的固化溫 度為大約120°C。雖然未圖示，但磁頭滑塊11的多個電極焊盤13及懸臂 21的多個電極焊盤23分別隔開規定間隔而配置成一列。
圖2及圖3是表示磁頭滑塊11的電極焊盤13和懸臂21的電極焊盤 23之間的軟釺焊部的剖視圖。圖2及圖3的符號40是用於使磁頭滑塊11 的電極焊盤13和懸臂21的電極焊盤23接合的焊錫(角焊縫(半田7一 卜(fillet)))。焊錫40是不包含鉛而以錫為主體的焊錫部材，具 體而言，例如是Sn—In、 Sn—Cu、 Sn—Ag—Cu、 Sn—Ag、 Sn—Zn、 Sn —Zn—Al、 Sn—Au等。
磁頭滑塊11的電極焊盤13和懸臂21的電極焊盤23按照使磁頭滑塊 11的電極焊盤13的軟釺焊強度比懸臂21的電極焊盤23的軟釺焊強度弱 (使懸臂21的電極焊盤23的焊錫密接性比磁頭滑塊ll的電極焊盤13的 焊錫密接性優異)的電極結構來形成。如圖3放大所示那樣在本實施方式 中，磁頭滑塊11的電極焊盤13由Ni膜或NiFe膜13a和Au膜13b形成， 懸臂21的電極焊盤23由Cu/Ni膜或Cu膜23a和Au膜23b形成。兩電極 焊盤13、 23的Au膜13b、 23b形成焊錫接觸面，而使焊錫溼潤性提高。 在磁頭滑塊11的電極焊盤13和焊錫40之間的邊界面上存在焊錫40熔融 及固化時在該電極焊盤13表面所產生的SnNi化合物13c，該SnNi化合物 13c作為焊錫密接層起作用。另一方面，在懸臂21的電極焊盤23與焊錫 40的邊界面上存在焊錫40熔融及固化時在該電極焊盤23表面所產生的 SnCu化合物23c，該SnCu化合物23c作為焊錫密接層起作用。這些作為 焊錫密接層發揮功能的SnNi化合物13c的膜強度小於SnCu化合物23c的 膜強度，由此磁頭滑塊11的電極焊盤13的軟釺焊強度變得比懸臂21的 電極焊盤23的軟釺焊強度弱。此外，在懸臂21的電極焊盤23的Cu/Ni 膜或Cu膜23a中，Ni膜是用於抑制Cu膜被焊錫40腐蝕所具備的薄膜， 無助於焊錫密接層，該Ni膜存在也好不存在也好在電極焊盤23與焊錫40 的邊界面上均產生SnCu化合物23c。磁頭滑塊11的電極焊盤13和懸臂 21的電極焊盤23，以磁頭滑塊11的電極焊盤13的軟釺焊強度比懸臂21 的電極焊盤23小為條件，可由除Ni/NiFe和Cu外的電極材料形成。
上述結構的磁頭組件1，如果在實際使硬碟旋轉的狀態下進行的動態 特性檢查中判斷為優質品則成為產品，而在判斷為不良品時，就進行將特 性不良的磁頭滑塊(以下稱為不良滑塊)ir從懸臂21去除並將該懸臂 21再利用的再加工作業。
參照圖4 圖7，對本發明的磁頭組件的再加工方法的第一實施方式 進行說明。圖4 圖7是用於表示第一實施方式的磁頭組件的再加工方法 的各工序的剖視圖。
如果上述動態特性檢查中判斷磁頭滑塊ii為不良滑塊ir ,則首先
如圖4所示，通過加熱器31對懸臂21進行加熱。加熱器31按照與懸臂 21的滑塊搭載面22的相反側的背面22，對置的方式設置，從背面22'對 懸臂21進行加熱。加熱溫度為不良滑塊ir的電極焊盤13和懸臂21的 電極焊盤23相接合的焊錫40的熔點前後，具體而言為大約22(TC。通過 該加熱，使不良滑塊ll，的電極焊盤13和懸臂21的電極焊盤23相接合 的焊錫40軟化。在此，所謂使焊錫40軟化並非使焊錫熔融，而是指軟化
至可保持接合時的形狀的程度。另外，不良滑塊ll'和懸臂21相接合的 熱固化性粘接劑，由於是通過加熱呈現網狀結構的、例如以丙烯酸系、環 氧系、酚醛系、氨基甲酸乙酯系等的樹脂材料為主體，所以通過上述加熱 而使不良滑塊U，和懸臂21的接合強度減弱。
接著，如圖5所示，在持續由加熱器31對懸臂21進行加熱的狀態下， 利用規定的推出(push out)工具32將不良滑塊IT沿與電極焊盤13 和焊錫40的接合面正交的方向(圖示左方向)機械地按壓。這樣，軟化 的焊錫40，由於懸臂21的由Cu/Ni膜或Cu膜23a和Au膜23b構成的電 極焊盤23的軟釺焊強度比不良滑塊11'的由Ni或NiFe膜13a和Au膜 13b構成的電極焊盤13的軟釺焊強度強，所以在與不良滑塊ir的電極 焊盤13的接合面斷裂，由此在該斷裂面(與電極焊盤13的接合面)上復 制有電極焊盤13的平面形狀的狀態下，在懸臂21的電極焊盤23上殘留。 也就是，焊錫40在維持接合時的形狀的狀態下在電極焊盤23上殘留。使 用推出工具32將不良滑塊11'沿圖示左方向直接滑行移動而從懸臂21 去除。將向不良滑塊ll'施加的外力的大小調節為不使軟化的焊錫40的 宏觀形狀崩潰的程度、也就是能夠維持複製有電極焊盤13的平面形狀的 狀態的程度。
如果去除了不良滑塊ir ，就停止加熱器31進行的加熱。加熱停止 後，焊錫40冷卻後固化。
接下來，如圖6所示，將代替不良滑塊ll'的新滑塊ll粘接在懸臂 21的滑塊搭載面22。在粘接中使用熱固化性粘接劑。懸臂21的電極焊盤 23上殘留的焊錫40，由於以接合時的形狀(複製有電極焊盤13的平面形 狀的狀態)直接進行固化，所以在將新滑塊11載置在滑塊搭載面22上之 際不成為障礙，而使新滑塊11的搭載位置容易調整。由此，可將新滑塊 11以正確姿勢與滑塊搭載面22粘接。粘接後的新滑塊11，其電極焊盤13 與焊錫40抵接或對置。通過將電極焊盤13的平面形狀複製到焊錫40上， 而使該焊錫40與新滑塊11的電極焊盤13之間的接合位置調整變得容易。
接著，如圖7所示，在新滑塊11的電極焊盤13和懸臂21的電極焊 盤23之間設置毛細管(* ^ t' ， " ) 33，將電極焊盤23上殘留的焊錫40 在通過毛細管33的送出口 33a所噴出的惰性氣體流而向新滑塊11的電極 焊盤13按壓的狀態下由雷射照射完全熔融。熔融後的焊錫40在新滑塊11 的電極焊盤13和懸臂21的電極焊盤23上擴大固化，再形成角焊縫(半 田7^k:y卜(fillet))。介由該角焊縫而使新滑塊11的電極焊盤13和 懸臂21的電極焊盤23接合，從而獲得穩定的軟釺焊。毛細管33是通過 惰性氣體流提供焊錫球的工具，但是在該工序中僅提供惰性氣體(氮氣流 N2)，不提供焊錫球。對焊錫40而言，通過惰性氣體流不僅可在電極焊盤 13、 23上進行位置調整並且可防止氧化。本實施方式中，作為惰性氣體流 使用氮氣流N2，但也可不為氮氣流。通過這樣將懸臂21的電極焊盤23上 殘留的焊錫40進行再利用，可有效利用焊錫40，從而也可抑制焊錫球的 費用。
綜上所述，可獲得再利用懸臂21後的磁頭組件1。
接著，參照圖4、圖6 圖8，對本發明的磁頭組件的再加工方法的第
二實施方式進行說明。該第二實施方式的不良滑塊ir的去除方法與第一
實施方式不同，但是除此之外與第一實施方式相同。圖8是用於表示第二 實施方式的磁頭組件的再加工方法的一工序的剖視圖。圖8中對與第一實 施方式相同的構成要素付與與圖4 圖6相同的符號。
如果動態特性檢查中判斷磁頭滑塊為不良滑塊11'，則首先如圖4 所示那樣，通過加熱器31對懸臂21進行加熱。加熱器31按照與懸臂21 的滑塊搭載面22的相反側的背面22'對置的方式設置，從背面22'對懸 臂21進行加熱。加熱溫度為不良滑塊ll'的電極焊盤13和懸臂21的電 極焊盤23相接合的焊錫40的熔點前後，具體而言為大約220。C。通過該 加熱，不僅使不良滑塊ll'和懸臂21相接合的熱固化性粘接劑的接合強 度減弱，並且使不良滑塊ir的電極焊盤13和懸臂21的電極焊盤23相 接合的焊錫40軟化。在此，所謂使焊錫40軟化並非使焊錫熔融，而是指 可軟化至可保持接合時的形狀的程度。
接著，如圖8所示，通過規定的用具34將不良滑塊11'的引導側端 面llr，抬起，而以該不良滑塊11，的電極焊盤13和焊錫40的接合面(邊 界面)為支點而使其立起。這樣，軟化的焊錫40，由於懸臂21的由CuNi 膜或Cu膜23a和/Au膜23b構成的電極焊盤23的軟釺焊強度比不良滑塊 11，的由Ni或NiFe膜13a和Au膜13b構成的電極焊盤13的軟釺焊強度 弱，所以在與不良滑塊11的電極焊盤13的接合面上斷裂。本實施方式中， 在不良滑塊ll'從滑塊搭載面22起傾斜大約30。的時刻，焊錫40斷裂。 由此，不良滑塊11'從懸臂21剝離，焊錫40在該斷裂面(與電極焊盤 13的接合面)上複製有電極焊盤13的平面形狀的狀態下，在懸臂21的電
極焊盤23上殘留。將向不良滑塊ir施加的外力的大小調節為不使軟化
的焊錫40的宏觀形狀崩潰的程度，也就是能夠維持複製有電極焊盤13的 平面形狀的狀態的程度。懸臂21的電極焊盤23上殘留的焊錫40隨著時 間經過而被冷卻且固化。雖然未圖示，但是不良滑塊ll，和懸臂21相粘 接的熱固化性粘接劑，通過加熱由於懸臂21側的粘接強度弱於不良滑塊 11'側的粘接強度，所以同不良滑塊ll' 一起從懸臂21剝離。從懸臂21 剝離的不良滑塊U'被廢棄。
去除不良滑塊ll'後，與圖6及圖7所示的第一實施方式相同，將代 替該不良滑塊ll'的新滑塊11粘接在懸臂21的滑塊搭載面22上後，對 懸臂21的電極焊盤23上的焊錫40進行再利用，而使新滑塊ll的電極焊 盤13和懸臂21的電極焊盤23接合。
根據該第二實施方式，也與第一實施方式同樣，可獲得再利用懸臂21 的磁頭組件l。
以上根據各實施方式，在去除不良滑塊ll'之際，在複製有電極焊盤 13的平面形狀的狀態下焊錫40在懸臂21的電極焊盤23上殘留，所以， 該電極焊盤23上殘留的焊錫40的宏觀形狀與接合時相比沒有改變，從而 能夠將代替不良滑塊11'的新滑塊11以正確姿勢粘接在懸臂21的滑塊搭 載面22。由此，能夠有效再利用懸臂21，從而可改善生產率。另外，不 需要利用專用的焊錫去除裝置將焊錫40除去的焊錫去除作業或將焊錫40 平展於懸臂21的電極焊盤23上的焊錫水平作業，所以也不需要高價的設 備，而使在加工作業簡化。
另外，根據各實施方式，在新滑塊U的電極焊盤13和懸臂21的電 極焊盤23相接合之際，對懸臂21的電極焊盤23上殘留的焊錫40進行再 利用，所以不需要供給新焊錫球，從而也具有削減成本及實現毛細管33 的長壽命的優點。
權利要求
1、一種磁頭組件的再加工方法，該磁頭組件的磁頭滑塊的電極焊盤和懸臂的電極焊盤在相互正交的位置關係下被軟釺焊，且上述滑塊電極焊盤的軟釺焊強度比上述懸臂電極焊盤的軟釺焊強度弱，在上述磁頭滑塊為不良滑塊時將該不良滑塊替換為新滑塊，該磁頭組件的再加工方法具備使上述滑塊電極焊盤和上述懸臂電極焊盤相接合的焊錫通過加熱而軟化的工序；在該焊錫軟化狀態下，向上述不良滑塊付與外力而使上述滑塊電極焊盤和上述焊錫的接合解除，將上述不良滑塊去除，並且將上述焊錫在複製有上述滑塊電極焊盤的平面形狀的狀態下在上述懸臂電極焊盤上殘留的工序；和對該懸臂電極焊盤上殘留的焊錫進行再利用，而使代替上述不良滑塊的新滑塊的電極焊盤與上述懸臂電極焊盤接合的工序。
2、 根據權利要求1所述的磁頭組件的再加工方法，其特徵在於， 上述不良滑塊，通過沿與上述滑塊電極焊盤和上述焊錫的接合面正交的方向被機械按壓而從上述懸臂去除。
3、 根據權利要求1所述的磁頭組件的再加工方法，其特徵在於， 上述不良滑塊，通過以上述滑塊電極焊盤和上述焊錫的接合面為支點而使其立起，從而從上述懸臂去除。
4、 根據權利要求1 3中任一項所述的磁頭組件的再加工方法，其特 徵在於，在上述新滑塊的電極焊盤和上述懸臂電極焊盤相接合之際，不需要供 給新焊錫，而將上述懸臂電極焊盤上殘留的焊錫在通過惰性氣體流按壓的 狀態下由雷射照射而完全熔融。
全文摘要
一種磁頭組件的再加工方法，該磁頭組件的磁頭滑塊的電極焊盤和懸臂的電極焊盤被軟釺焊，且滑塊電極焊盤的軟釺焊強度比懸臂電極焊盤的軟釺焊強度弱，在磁頭滑塊為不良滑塊時，使滑塊電極焊盤和懸臂電極焊盤相接合的焊錫通過加熱而軟化，按照該軟化狀態的焊錫的宏觀形狀不崩潰的方式向不良滑塊付與外力而將不良滑塊去除，並對在懸臂電極焊盤上以複製有滑塊電極焊盤的平面形狀的狀態所殘留的焊錫進行再利用，且使代替不良滑塊的新滑塊的電極焊盤和懸臂電極焊盤接合。從而，不需焊錫去除作業，利用簡單的作業及設備就能夠對懸臂進行再利用。
文檔編號G11B5/48GK101097722SQ200710112248
公開日2008年1月2日 申請日期2007年6月25日 優先權日2006年6月26日
發明者關口浩幸, 山口巨樹 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社