半田付け方法及び装置
【課題】半田付けによる接合対象物の損傷を抑制しつつ、信頼性の高い半田付けを実現し、半田付けによって製造される製品の品質の向上を図ること。
【解決手段】各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間を半田にて接合する半田付け方法であって、各接合対象物を接合位置に配置する接合対象物配置工程と、各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間に半田を配置し、当該半田に加熱ビームを照射して半田付けを行う半田付け工程と、を有し、半田付け工程の前、及び／又は、半田付け工程と平行して、少なくとも一方の接合対象物を加熱する接合対象物加熱工程を有する。
【解決手段】各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間を半田にて接合する半田付け方法であって、各接合対象物を接合位置に配置する接合対象物配置工程と、各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間に半田を配置し、当該半田に加熱ビームを照射して半田付けを行う半田付け工程と、を有し、半田付け工程の前、及び／又は、半田付け工程と平行して、少なくとも一方の接合対象物を加熱する接合対象物加熱工程を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半田付け方法及び装置にかかり、特に、電子部品を基板に半田付けする方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板に電子部品を接合する方法として、半田付けが多く利用されている。このように、半田付けを用いることで、電子部品を基板に固定できると共に、電子部品に形成された端子と基板に形成された端子とを電気的に接続することができる。例えば、後述するように、磁気ディスク装置に搭載されるヘッドジンバルアセンブリを製造する場合に、電子部品である磁気ヘッドスライダをフレキシブルプリント基板が一体化されたサスペンション（フレキシャ）に半田付けする、というように利用される。
【０００３】
但し、上述したように半田付けによる接合対象が電子部品である場合には、半田付け時の加熱によって、電子部品が耐熱温度以上の高温になってしまうことがありうる。すると、半田付けの加熱によって電子部品が損傷する、という問題が生じうる。このため、従来より、レーザ等による半田の加熱を短時間に制限することが行われている。また、下記特許文献１に示すように、半田付け時に接合対象である電子部品の本体から放出される熱を測定し、当該電子部品の耐熱温度以下で半田付けするよう制御する、という方法も開示されている。一方で、半田の加熱を短時間に制限してしまうと、加熱時間が短いため半田の溶融が十分でなく、安定した半田付けが実現できない、という問題が生じる。
【０００４】
また、基板に電子部品を接合するなど２つの接合対象物間を半田付けする場合には、各接合対象物の構成や半田付け状況等によって、各接合対象物の各接合パッドの温度上昇率が相違する場合がある。このとき、各接合パッドの温度上昇率があまりに大きく異なると、一方の接合対象物側の温度が低く、半田付けを確実に行うことができない、という問題が生じる。一方で、半田付けを確実に行うために半田に多くの熱を印加すると、他方の接合対象物側の温度が過剰に高くなる場合が生じ、当該他方の接合対象物に加熱による損傷が生じることもありうる。その一例を、ディスク装置に搭載されるヘッドジンバルアセンブリのサスペンション（フレキシブルプリント基板）に磁気ヘッドスライダを半田付けする場合を例示して、図１７乃至図２２を参照して説明する。
【０００５】
磁気ヘッドスライダの半田付けは、まず、図１７（ａ）に示すように、磁気ヘッド素子１２１を有する磁気ヘッドスライダ１０２を搬送ノズル１０４で吸引保持し、この搬送ノズルを矢印Ｙ１０１に示すように移動させて、磁気ヘッドスライダ１０２をフレキシャ１１２に一体形成されたフレキシブルプリント基板１１３の接合箇所に配置する。このとき、例えば、図１７（ｂ）に示すように、磁気ヘッドスライダ１０２の磁気ヘッド素子１２１に形成されたスライダ側パッド１２２と、フレキシブルプリント基板１１３に形成されたサスペンション側パッド１１４と、が近接するよう配置する。
【０００６】
その後、図１７（ａ）の矢印Ｙ１０２に示すように、半田ボール１０３が先端に吸引されて保持されているレーザ照射ノズル１０６を移動させて、図１７（ｂ）に示すように、半田ボール１０３を半田接合箇所となるスライダ側パッド１２２とサスペンション側パッド１１４とに当接させる。そして、この状態で、図１８（ａ）に示すように、レーザ照射ノズル１０６からレーザビームＬ１０１を半田１０３に対して照射する。
【０００７】
すると、レーザビームＬ１０１が照射された半田ボール１０３は溶融し、各パッド間を接合するはずであるが、各接合パッド１２２，１１４つまり磁気ヘッドスライダ側とサスペンション側とに対して均等に加熱することが困難な場合がある。特に、この半田付け例では、磁気ヘッドスライダ１０２は搬送ノズル１０４に吸引され、あるいは、接触しているため、図１８（ａ）の矢印に示すように、レーザ照射ノズル１０６からのレーザビームＬ１０１にて半田ボール１０３に印加されてスライダ側パッド１２２に伝達される熱は、磁気ヘッドスライダ１０２や搬送ノズル１０４に吸収されてしまう。従って、半田接合時に、スライダ側パッド１２２の温度がサスペンション側パッド１１４の温度よりも低くなり、スライダ側パッド１１４に半田を接合させることが困難となる。その結果、図１８（ｂ）に示すように、サスペンション側パッド１１４のみに半田１０３が残るなどの半田不良が生じる。
【０００８】
一方で、上述したような半田不良を回避すべく、レーザ照射ノズル１０６から高いエネルギーのレーザビームＬ１０１を半田１０３に照射すると（図１９（ａ）参照）、温度の低いスライダ側パッド１２２の温度は適切に加熱されて半田付けを実現できるが、サスペンション側パッド１１４には過剰な熱量が印加される場合があり、図１９（ｂ）に示すように、サスペンション側パッド１１４付近の構造、例えば、フレキシブルプリント基板を形成するポリイミド層に、熱による損傷Ｄが生じる可能性がある。
【０００９】
ここで、図２０乃至図２１に、実際に半田付けを行ったヘッドジンバルアセンブリの写真を示す。図２０は、サスペンション１１２上に磁気ヘッドスライダ１０２を配置して、接合箇所となる各接合パッド１２２，１１４間に半田ボール１０３を配置し、かかる箇所で半田ボール１０３を仮止めするよう加熱して当該半田ボール１０３の一部を溶融させた状態（プレバンピング（Pre-bumping））を示している。また、図２１は、各接合パッド１２２，１１４間を確実に接合するために半田１０３を完全に溶融するよう加熱した状態（リフロー（Reflow））を示している。なお、図２０（ａ）及び図２１（ａ）は、ヘッドジンバルアセンブリを磁気ヘッドスライダ１０２側から見た写真であり、図２０（ｂ）及び図２１（ｂ）は、その裏面側（フレキシブルプリント基板のポリイミド層１１３）から見た図である。また、図中の数字は、それぞれ対応する接合パッド１２２，１１４の位置を表している。つまり、この場合には、６つの半田付け箇所が存在する。さらに、図２２（ａ），（ｂ）は、それぞれ図２０に示すプレバンピング時と図２１に示すリフロー時に、各半田ボール１０３（接合パッド）に印加したレーザエネルギーを示している。
【００１０】
すると、従来例において、信頼性の高い半田付けを実現すべく半田１０３を各接合パッド１２２，１１４間で溶融させて接合すると、図２１（ｂ）の符号Ｄに示すように、サスペンション側パッド１１４付近の構造、つまり、フレキシブルプリント基板を形成するポリイミド層に、熱による損傷Ｄが生じる、という問題があった。
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−２６００１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
このため、本発明では、上記従来例の有する不都合を改善し、特に、半田付けによる接合対象物の損傷を抑制しつつ、信頼性の高い半田付けを実現し、半田付けによって製造される製品の品質の向上を図ることができる半田付け装置及び半田付け方法を提供すること、をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そこで、本発明の一形態である半田付け方法は、
各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間を半田にて接合する半田付け方法であって、
少なくとも一方の接合対象物を加熱し、
その後、あるいは、前記接合対象物の加熱を継続しつつ、半田に加熱ビームを照射して半田付けを行う、
ことを特徴としている。
【００１４】
また、半田付け方法の別の形態は、
各接合対象物を接合位置に配置する接合対象物配置工程と、
各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間に半田を配置し、当該半田に加熱ビームを照射して半田付けを行う半田付け工程と、を有する半田付け方法であって、
半田付け工程の前、及び／又は、半田付け工程と平行して、少なくとも一方の接合対象物を加熱する接合対象物加熱工程を有する、
ことを特徴としている。
【００１５】
上記発明によると、まず、各接合対象物が接合位置に配置される。そして、半田付け箇所となる各接合パッド間に半田が配置され、当該半田に加熱ビームが照射され半田付けが行われる。このとき、半田付け開始前に、及び／あるいは、半田付け中に、接合対象物が加熱されるため、少なくとも一方の接合対象物自体の温度が高い状態で半田付けが行われる。すると、接合パッドの温度が高くなり、半田に対して印加する熱量が少なくても信頼性の高い半田付けを実現することができる。そして、同時に、接合対象物に対する過度の加熱を抑制でき、接合対象物の損傷を防止することができる。さらには、半田付け時間の短縮を図ることができる。
【００１６】
また、上記接合対象物加熱工程は、半田付け工程における半田に対する加熱により接合パッド部分の温度上昇率の低いいずれか一方の接合対象物を加熱する、ことを特徴としている。これにより、接合対象物の構造や半田付け時の様子によって、半田に照射される加熱レーザによる加熱に対して各接合パッドの温度上昇率に差異が生じる場合があるが、かかる場合に、半田付け時の加熱にて温度上昇率の低い方の接合対象物を、半田を加熱する手段とは異なる他の手段で加熱する。すると、温度上昇率の低い接合対象物に形成された接合パッドの温度を、半田付け時に高く設定しておくことができる。従って、半田に対して印加する熱量が少なくても信頼性の高い半田付けを実現することができる。同時に、温度上昇率の高い接合対象物に対しては、少ない熱量で信頼性の高い半田付けを実現できると共に過度の加熱を抑制でき、損傷を防止することができる。
【００１７】
また、接合対象物加熱工程は、接合対象物の温度が予め設定された温度を超えないよう加熱する、ことを特徴としている。これにより、接合対象物が過度に加熱されることを抑制することができ、当該加熱される接合対象物の損傷も抑制することができる。
【００１８】
また、接合対象物加熱工程は、接合対象物に接触している接触部材を加熱して当該接合対象物を加熱する、ことを特徴としている。例えば、接触部材に当接する加熱手段を用いて当該接触部材を加熱する。あるいは、接触部材に加熱ビームを照射して当該接触部材を加熱する。これにより、接合対象物を直接熱源から加熱することなく、接触する接触部材を介して間接的に加熱することができる。従って、接触対象物の急激な加熱を抑制でき、かかる加熱による接合対象物の損傷を抑制することができる。
【００１９】
また、接合対象物配置工程は、接合対象物を接合位置に搬送する接合対象物搬送工程を有し、接合対象物加熱工程は、接合対象物搬送工程にて接合対象物を搬送中に加熱する、ことを特徴としている。これにより、接合対象物を半田付け開始前から加熱して当該接合対象物の接合パッドの温度を高くしておくことができ、半田付け作業の効率化及び半田付け時間の短縮化を図ることができる。
【００２０】
そして、上記半田付け方法は、例えば、磁気ヘッドスライダをサスペンションに接合して、ヘッドジンバルアセンブリを製造する場合に用いると望ましい。具体的には、上記接合対象物加熱工程にて一方の接合対象物として磁気ヘッドスライダを加熱し、この磁気ヘッドスライダを他方の接合対象物であるサスペンションに接合する。これにより、サスペンションよりも磁気ヘッドスライダの方が半田に対する加熱による接合パッド部分の温度上昇率が低い場合には、磁気ヘッドスライダ側の接合パッドを半田付け時に加熱しておくことで、信頼性の高い半田付けを実現できる。また、半田付け時に印加熱量を抑制でき、電子部品である磁気ヘッドスライダやサスペンションの損傷を抑制することができる。その結果、製造されるヘッドジンバルアセンブリの不良発生率を低くすることができ、製品コストの低減を図ることができる。
【００２１】
また、本発明の他の形態である半田付け装置は、各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間を半田にて接合する際に用いる半田付け装置であって、各接合パッド間に配置される半田に加熱ビームを照射して半田付けを行う半田加熱手段を備えると共に、この半田加熱手段とは異なり、少なくとも一方の接合対象物を加熱する接合対象物加熱手段を備えた、ことを特徴としている。
【００２２】
そして、半田付け装置の他の形態は、各接合対象物を接合位置に配置する接合対象物配置手段と、各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間に配置される半田に加熱ビームを照射して半田付け行う半田加熱手段と、を備え、この半田加熱手段とは異なり、一方の接合対象物を加熱する接合対象物加熱手段を備えた、ことを特徴としている。
【００２３】
また、上記接合対象物加熱手段は、半田加熱手段が半田に加熱ビームを照射する前に、及び／又は、半田加熱手段にて半田に加熱ビームを照射中に、接合対象物を加熱する、ことを特徴としている。また、接合対象物加熱手段は、接合対象物の温度が予め設定された温度を超えないよう加熱制御する制御手段を備えた、ことを特徴としている。
【００２４】
また、接合対象物加熱手段は、接合対象物に接触している接触部材を加熱して当該接合対象物を加熱する、ことを特徴としている。そして、接合対象物配置手段は、接合対象物を保持して接合位置に搬送する搬送手段を備え、接合対象物加熱手段は、接触部材となる搬送手段を加熱して当該搬送手段にて保持された接合対象物を加熱する、ことを特徴としており、さらには、搬送手段は、接合対象物を先端部で吸引保持する吸引ノズルを備えた、ことを特徴としている。また、接合対象物加熱手段は、例えば、接触部材に当接して当該接触部材を加熱する加熱手段であったり、接触部材に加熱ビームを照射して当該接触部材を加熱する接合対象物用加熱ビーム照射手段である。
【００２５】
そして、上述した半田付け装置を、上記同様に、磁気ヘッドスライダをサスペンションに接合する際に用いることで、高品質なヘッドジンバルアセンブリ、さらには、磁気ディスクを製造することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、以上のように構成され機能するので、これによると、印加する熱量を抑制しつつ信頼性の高い半田付けを実現することができ、接合対象物に対する過度の加熱を抑制して接合対象物の損傷を防止することができる。従って、半田付けを行って製造する製品の品質の向上を図ることができる。さらには、半田付け時間を短縮することができ、製造コストの低減も図ることができる、という従来にない優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の半田付け装置及び半田付け方法は、予め接合対象物を加熱して接合パッドの温度を高く設定した状態で、半田付けを行うことに特徴を有する。以下、実施例では、サスペンションに磁気ヘッドスライダを半田付け接合して、ディスク装置に搭載するヘッドジンバルアセンブリを製造する場合を例に挙げて説明する。但し、本発明の半田付け装置や半田付け方法は、他の接合対象物を接合する場合に利用することも可能である。
【実施例１】
【００２８】
本発明の第１の実施例を、図１乃至図１０を参照して説明する。図１は、ディスク装置の構成を示す図であり、図２は、ヘッドジンバルアセンブリの構成を示す図である。図３乃至図４は、半田付け装置の構成を示す図であり、図５は、半田付け方法の手順を示すフローチャートである。図６乃至図１０は、半田付けの様子を示す説明図である。
【００２９】
［構成］
まず、本実施例における半田付け装置は、図１に示すようなディスク装置１００に搭載されるヘッドジンバルアセンブリ１を製造するために用いられる。具体的には、図２に示すように、ヘッドジンバルアセンブリ１を構成するサスペンションを形成するフレキシャ１２及びトレース１３に、磁気ヘッドスライダ２を接合するために用いられる。ここで、ヘッドジンバルアセンブリ１の構成について、図２を参照して簡単に説明する。
【００３０】
ヘッドジンバルアセンブリ１は、図示しないドライブアームに連結されるロードビーム１１と、このロードビーム１１に接合されるフレキシャ１２と、このフレキシャ１２上に一体的に形成されているトレース１３と、を有するサスペンションを備えており、さらに、フレキシャ１２に形成されているサスペンションタング部に搭載される磁気ヘッドスライダ２を備えている。そして、フレキシャ１２に一体的に形成されたトレース１３は、ポリイミド層に複数の信号線が形成されたフレキシブルプリント基板であり、磁気ヘッドスライダ２が搭載される一端側に、信号線に接続された接続端子となる６つの接合パッド１４が形成されている。なお、このトレース１３に形成された接合パッド１４を、以下ではサスペンション側パッド１４と呼ぶ。また、磁気ヘッドスライダ２は、一端側にディスク上に対してデータの記録再生を行う磁気ヘッド素子２１を備えており、この磁気ヘッド素子２１の端面に、当該磁気ヘッド素子２１の入出力端子となる６つの接合パッド２２が形成されている。なお、この磁気ヘッド素子２１（磁気ヘッドスライダ２）に形成された接合パッド２２を、以下ではスライダ側パッド２２と呼ぶ。
【００３１】
そして、上述したヘッドジンバルアセンブリ１を構成する磁気ヘッドスライダ２と、トレース１３及びフレキシャ１２が一体的となったサスペンションと、が本実施例における半田付け対象物、つまり、接合対象物となる。具体的には、磁気ヘッドスライダ２の磁気ヘッド素子部２１に形成されたスライダ側パッド２２と、トレース１３上に形成されたサスペンション側パッド１３と、が半田付けされる接合箇所となる。
【００３２】
次に、上述した接合対象となる磁気ヘッドスライダ２をトレース１３（フレキシャ１２）に半田接合して、ヘッドジンバルアッセンブリ１を製造する際に用いられる本実施例における半田付け装置１の構成を図３に示す。
【００３３】
図３に示すように、半田付け装置は、トレース１３が一体化されたサスペンションを構成するフレキシャ１２を支持する支持台Ｗ（接合対象物配置手段）を有する。そして、このフレキシャ１２上に接合される磁気ヘッドスライダ２を先端部分（図３の下端側）で保持し、フレキシャ１２上に搬送して接合位置に配置する搬送ノズル４（接合対象物配置手段、搬送手段）を備えている。なお、搬送ノズル４には、駆動装置４１（接合対象物配置手段、搬送手段）が連結されており、かかる駆動装置４１にてその位置が駆動制御されることで、先端部分に保持している磁気ヘッドスライダ２を搬送することができる。また、搬送ノズル４（吸引ノズル）には吸引装置４２が接続され、当該搬送ノズル４の先端部分は略筒状に形成されており、先端側（下端側）から内部側（上方）に向かって空気を吸引することで、吸引力が発生している。この吸引力にて磁気ヘッドスライダ２を上方に吸い上げて、当該磁気ヘッドスライダ２を搬送ノズル４の先端部分に保持している。
【００３４】
また、半田付け装置は、半田接合箇所において半田３を加熱するレーザビーム（加熱ビーム）が照射される半田付け用レーザノズル６と、この半田付け用レーザノズル６からレーザビームを出力する半田付け用レーザ照射装置６１と、を備えている（半田加熱手段）。そして、この半田付け用レーザノズル６は、その先端部で吸引により半田ボール３を保持可能な構成となっている。従って、ノズル６先端部に半田ボール３を保持した状態で、スライダ側パッド２２とサスペンション側パッドとの間である半田接合箇所に半田ボール３を配置して、当該半田ボール３にレーザビームを照射することが可能である。なお、半田ボール３は、別の装置にて接合箇所に配置されてもよい。また、接合に用いられる半田はボール状であることに限定されない。例えば、ペースト状の半田が半田付け用レーザノズル６から吐出されて接合箇所に供給されてもよい。
【００３５】
さらに、本実施例では、ヒート用レーザノズル５と、このヒート用レーザノズル５からレーザビームを出力するヒート用レーザ照射装置５１と、を備えている（接合対象物加熱手段、接合対象物用加熱ビーム照射手段）。このヒート用レーザノズル５及びヒート用レーザ照射装置５１は、上記半田付け用レーザノズル６及び半田付け用レーザ照射装置６１とは異なる別の装置である。そして、符号５のヒート用レーザノズル５は、磁気ヘッドスライダ２を搬送する搬送ノズル４にレーザビームＬ１（加熱ビーム）を照射可能な位置に配置されており、当該搬送ノズル４を加熱するよう作動する。これにより、搬送ノズル４の先端部に保持されている磁気ヘッドスライダ２には、レーザビームＬ１にて加熱された搬送ノズル４からの熱が伝達される。つまり、搬送ノズル４の先端部は磁気ヘッドスライダ２に接触されているため、この搬送ノズル４（接触部材）の接触部分から磁気ヘッドスライダ２に熱が伝達される。
【００３６】
また、半田付け装置は、装置全体の動作、つまり、上述した駆動装置４１、吸引装置４２、ヒート用レーザ照射装置５１、半田付け用レーザ照射装置６１の動作を制御する制御装置７を備えている。この制御装置７は、演算部や記憶部を有するコンピュータにて構成されており、制御装置７の演算部には、所定のプログラムが組み込まれることにより、図４に示すように、スライダ搬送制御部７１、スライダ加熱制御部７２、半田付けレーザ制御部７３が構築されている。
【００３７】
そして、スライダ搬送制御部７１は、駆動装置４１及び吸引装置４２の動作を制御して、磁気ヘッドスライダ２を半田接合位置に搬送制御する。具体的には、まず、吸引装置４２を制御して搬送ノズル４に吸引力を付勢し、先端部に磁気ヘッドスライダ２を保持し、この状態で駆動装置４１を制御して搬送ノズル４を移動させ、磁気ヘッドスライダ２をフレキシャ１２のタング部上に搬送する。
【００３８】
また、スライダ加熱制御部７２は、ヒート用レーザ照射装置５１の動作を制御して、上述したように磁気ヘッドスライダ２がフレキシャ１２上に搬送された後に、当該磁気ヘッドスライダ２を保持している搬送ノズル４に対してヒート用レーザノズル５からレーザビームを照射する。このとき、ヒート用レーザノズル５から出力するレーザビームのレーザ出力値や出力時間は予め設定されて制御装置７内に記憶されており、この値に基づいてスライダ加熱制御部７２はレーザビームを出力制御する。なお、設定されているレーザ出力値や出力時間は、予め実験や理論式などから求められたヒート用レーザノズル５の出力と搬送ノズル４の加熱温度との関係に基づいて設定されている。例えば、磁気ヘッドスライダ２に損傷が生じない７０度から１５０度の範囲（一例として１００度）に搬送ノズル４を加熱することができるようなレーザ出力値及び出力時間が設定されている。つまり、この場合には、磁気ヘッドスライダ２である接合対象物に損傷を与えてしまう温度を超えないで加熱するよう、ヒート用レーザノズル５の出力が制御される。
【００３９】
また、半田付けレーザ制御部７３は、半田付け用レーザ照射装置６１の動作を制御して、半田付け用レーザノズル６から先端に保持している半田ボール３に対してレーザビームを照射する。これにより、半田ボール３が溶融し、各パッド２２，１４間が半田付けされる。このとき、半田付け用のレーザビームの照射タイミングとしては、磁気ヘッドスライダ２がフレキシャ１２上に搬送ノズル４にて搬送され、この搬送ノズル４が上述したようにヒート用レーザノズル５にて設定された時間だけ加熱された後に、半田付けが開始されるよう制御される。そして、半田付け用レーザノズル６からは、予め設定された強度及び時間だけ、半田ボール３に対してレーザビームＬ２が照射される。なお、半田付けレーザノズル６から出力されるレーザビームの強度や時間は、半田ボール３が十分に溶融すると共に、過度にフレキシャ１２及びトレース１３を加熱しない程度の熱量を印加するよう設定されている。そして、その値は、例えば、予め実験などにより定められている。従って、本実施例では、半田ボール３に対して照射するレーザビームのエネルギー量は従来例によりも少なく、例えば、図１０を参照して後述するように、従来例よりも約半分のエネルギー量で半田付けが可能となる。
【００４０】
なお、半田付けレーザ制御部７３は、図示しない駆動装置や吸引装置の動作を制御して、半田付け用レーザノズル６の位置の駆動制御、及び、半田付け用レーザノズル６の先端部への半田ボール３の吸引保持制御なども行う。
【００４１】
ここで、スライダ加熱制御部７２は、上述した半田付けレーザ制御部７３にて半田付け用のレーザビームが照射され始める前だけでなく、半田ボール３にレーザビームが照射され半田付けが行われている最中にも平行して、ヒート用レーザノズル５から搬送ノズル４にレーザビームＬ１を照射して、間接的に磁気ヘッドスライダ２を加熱してもよい。そして、磁気ヘッドスライダ２の加熱は、半田付け開始前だけであってもよく、あるいは、半田付け用のレーザビームの照射と平行してのみ行ってもよい。
【００４２】
［動作］
次に、上述した構成の半田付け装置の動作、つまり、本発明における半田付け方法の動作を、図５のフローチャート、図６乃至図９の半田付け時の様子を示す図、さらには、図１０のエネルギー測定データを参照して説明する。
【００４３】
まず、従来で説明した図１７（ａ）に示すように、搬送ノズル４の先端部に磁気ヘッドスライダ２が吸引保持されて、フレキシャ１２上に搬送される（ステップＳ１、接合対象物配置工程、接合対象物搬送工程）。このとき、磁気ヘッドスライダ２をフレキシャ１２のタング部上に載置し、磁気ヘッドスライダ２のスライダ側パッド２２とフレキシャ１２上のトレース１３に形成されたサスペンション側パッド１４とが、ほぼ直角に位置するよう配置させる。
【００４４】
続いて、図６に示すように、ヒート用レーザノズル５にて搬送ノズル４にレーザビームＬ１を照射する（ステップＳ２、接合対象物加熱工程）。すると、図６の矢印に示すように、ヒート用レーザノズル５から出力されたレーザビームＬ１によって搬送ノズル４が加熱される。このとき、例えば、所定の出力値及び所定時間だけ照射するよう制御される。
【００４５】
すると、加熱された搬送ノズル４の熱は、図７の矢印に示すように、当該搬送ノズル４の先端部から接触している磁気ヘッドスライダ２に伝達される。すると、磁気ヘッドスライダ２は、予め予定した温度、例えば、１００度に加熱される。一方で、ヒート用レーザノズルからのレーザビームＬ１の照射時間等を制御することで、磁気ヘッドスライダ２やトレース１３などに損傷が生じるほどの熱量を印加してしまうことを防ぐことができる。なお、ヒート用レーザノズル５を可動可能に装備して、磁気ヘッドスライダ２の搬送中に搬送ノズル４に対応させて可動させ、当該搬送中に搬送ノズル４にヒート用のレーザビームＬ１を照射してもよい。
【００４６】
そして、半田付け用レーザノズル６の先端部に半田ボール３を吸引保持し、図１７（ｂ）に示すように、上記スライダ側パッド２２とサスペンション側パッド１４との間に半田ボール３が位置するよう半田付け用レーザノズル６を配置させる（ステップＳ３）。なお、この半田ボール３を各パッド２２，１４間に配置する動作は、上述したようにヒート用のレーザビームＬ１による磁気ヘッドスライダ２の加熱中、加熱後、あるいは加熱前、のいかなるタイミングで行われてもよい。例えば、磁気ヘッドスライダ２の搬送と同時に行われる。
【００４７】
そして、その後、図７に示すように、半田付け用レーザノズル６からレーザビームＬ２が照射され（ステップＳ４）、半田ボール３が加熱される（半田付け工程）。このとき、予め設定された強度及び時間だけレーザビームＬ２が照射されるが、例えば、図１０に示すように、図２２（ｂ）に示す従来例の印加エネルギー量と比較しても約半分程度のエネルギーのみが印加される。
【００４８】
ここで、磁気ヘッドスライダ２には、搬送ノズル４が当接していると共に、磁気ヘッドスライダ２に対して吸引力が付勢されているが、これによって、磁気ヘッドスライダ２のスライダ側パッド２２付近の放熱率が高く（図１８（ａ）参照）、温度上昇率が低くなっている。しかし、上述したヒート用レーザノズル５からのレーザビームＬ１により間接的に磁気ヘッドスライダ２が加熱されているため、スライダ側パッド２２の温度も高く設定されている。従って、半田付け用レーザノズル６にて半田ボール３に対して印加する熱量が少なくても、図８に示す半田３のように、信頼性の高い半田付けを実現することができる。そして、同時に、図７の矢印に示すように、磁気ヘッドスライダ２やトレース１３に対する過度の加熱を抑制でき、従来例の図２１符合Ｄに示すような損傷を防止することができる。さらには、半田付け時間の短縮を図ることができる。
【００４９】
ここで、図９に、実際に半田付けを行ったヘッドジンバルアセンブリの半田付け部分の写真を示す。図９（ａ）はヘッドジンバルアセンブリ１の接合パッド部分を磁気ヘッドスライダ２側から見た写真であり、図９（ｂ）はその裏面側（フレキシブルプリント基板のポリイミド層１３側）から見た図である。そして、この写真は、図１０に示すように、従来例よりもほぼ半分のエネルギーのみを印加して半田付けを行った例を示している。これらの写真に示すように、従来例とは異なりポリイミド層１３などの損傷はなく、また、半田ボール３が完全に溶融して、信頼性の高い半田付けが実現されていることがわかる。
【００５０】
また、本実施例では、磁気ヘッドスライダ２に接触する搬送ノズル４を介して間接的に加熱しているため、当該磁気ヘッドスライダ２に直接レーザビームを照射するなど熱源から加熱することなく、急激な加熱を抑制でき、かかる加熱による損傷を有効に抑制することができる。
【００５１】
さらに、上記では、磁気ヘッドスライダ２を保持している搬送ノズル４は、吸引により磁気ヘッドスライダ２を保持しており、かかる吸引に応じて生じる空気の流れや当接している搬送ノズル４の影響で、磁気ヘッドスライダ２のスライダ側パッドの放熱率が高く、温度上昇率がより低くなる。従って、本実施例のようにヘッドジンバルアセンブリ１を製造する際には、温度が低くなると思われる磁気ヘッドスライダ２を加熱して半田付けを行うと望ましい。これにより、ヘッドジンバルアセンブリの損傷を抑制することができ、製品の高品質化を図ることができ、高信頼性が要求されるディスク装置の品質のさらなる向上、及び、低コスト化を図ることができる。
【００５２】
なお、ヒート用レーザノズル５による搬送ノズル４の加熱は、磁気ヘッドスライダ２の搬送中、半田付け用レーザノズル６から半田ボール３にレーザビームが照射されて半田付けの最中、などに行われてもよい。例えば、磁気ヘッドスライダ２を搬送中から加熱しておくことで、半田付け箇所に搬送した直後に半田付けのためのレーザビームを照射することができ、半田付け作業の効率化及び半田付け時間の短縮化を図ることができる。
【００５３】
また、上記では、ヒート用レーザノズル５から搬送ノズル４に一定の熱量を印加して磁気ヘッドスライダ２を加熱する場合を例示したが、搬送ノズル４に温度センサを取り付けて、当該搬送ノズル４の温度が常時一定の値（例えば１００度）になるようスライダ加熱制御部７２にてヒート用レーザノズル５によるレーザビームＬ１の照射を制御してもよい。
【００５４】
さらに、上記では、磁気ヘッドスライダ２の磁気ヘッド素子側に形成されたスライダ側パッド２２を半田付けする場合を例示して説明したが、磁気ヘッドスライダ２をサスペンション（フレキシャ１２）に固定すべく、磁気ヘッド素子２１とは反対側の端面に形成される接合パッドを、サスペンション（フレキシャ１２）に半田付けする場合に利用してもよい。
【実施例２】
【００５５】
次に、本発明の第２の実施例を、図１１乃至図１６を参照して説明する。図１１乃至図１２は、本実施例における半田付け装置の構成を示す図であり、図１３は、半田付け方法の手順を示すフローチャートである。図１４乃至図１６は、半田付けの様子を示す説明図である。
【００５６】
［構成］
まず、本実施例における半田付け装置は、上述した実施例１と同様に、ヘッドジンバルアセンブリ１を構成するサスペンションを形成するフレキシャ１２及びトレース１３に、磁気ヘッドスライダ２を接合するために用いられる。
【００５７】
そして、図１１に示すように、本実施例における半田付け装置は、支持台Ｗに載置されたトレース１３が一体化されたサスペンションを構成するフレキシャ１２のタング部に、磁気ヘッドスライダ２を搬送する搬送ノズル４と、この搬送ノズル４を駆動する駆動装置４１と、搬送ノズル４の先端部に磁気ヘッドスライダ２を吸引保持するよう吸引力を付勢する吸引装置４２と、半田接合箇所において半田３を加熱するレーザビームが照射される半田付け用レーザノズル６と、この半田付け用レーザノズル６からレーザビームを出力する半田付け用レーザ照射装置６１と、を備えている。また、半田付け装置の動作を制御する制御装置９を備えており、この制御装置９には、所定のプログラムが組み込まれることで、上記駆動装置４１や吸引装置４２の動作を制御して磁気ヘッドスライダ２を半田付け位置に搬送制御するスライダ搬送制御部９１と、半田付け用レーザ照射装置６１の動作を制御して、半田付け用レーザノズル６から先端に保持している半田ボール３に対してレーザビームを照射制御する半田付けレーザ制御部９３と、が構築されている。なお、これらの構成は、上述した実施例１における半田付け装置に装備された各構成と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
【００５８】
さらに、本実施例では、図１１に示すように、例えば発熱体にて形成されたヒータ８（接合対象物加熱手段、加熱手段）を、搬送ノズル４に当接して備えている。そして、これに伴い、制御装置９には、所定のプログラムが組み込まれることで、上記ヒータ８の加熱動作を制御するスライダ加熱制御部９２が構築されている。このスライダ加熱制御部９２は、予め制御装置９に記憶されたヒータ８による加熱出力値や加熱時間を設定する値に基づいてヒータ８を加熱制御する。なお、設定されている加熱出力値や出力時間は、予め実験や理論式などから求められたヒータ８の出力値及び過熱時間と搬送ノズル４の加熱温度との関係を表す値である。具体的には、磁気ヘッドスライダ２に損傷が生じない７０度から１５０度の範囲（一例として１００度）に搬送ノズル４を加熱することができるヒータ８の出力値及び加熱時間の値が設定されている。つまり、この場合には、磁気ヘッドスライダ２である接合対象物に損傷を与えてしまう温度を超えないで加熱するよう、ヒータ８の出力が制御される。
【００５９】
また、スライダ加熱制御部９２は、半田付けレーザ制御部９３にて半田付け用のレーザビームが照射され始める前（例えば、搬送中）や、半田ボール３に半田付け用のレーザビームＬ１が照射され半田付けが行われている最中に、ヒータ８を発熱制御する。これにより、搬送ノズル４の先端部に保持されている磁気ヘッドスライダ２には、ヒータ８にて加熱された搬送ノズル４から熱が伝達され、当該磁気ヘッドスライダ２つまりスライダ側パッド２２の温度が上昇する。
【００６０】
［動作］
次に、上述した構成の半田付け装置の動作、つまり、本発明における半田付け方法の動作を、図１３のフローチャート、図１４乃至図１６の半田付け時の様子を示す図を参照して説明する。
【００６１】
まず、従来で説明した図１７（ａ）に示すように、搬送ノズル４の先端部に磁気ヘッドスライダ２が吸引保持されて、フレキシャ１２上に搬送される（ステップＳ１１、接合対象物配置工程、接合対象物搬送工程）。このとき、磁気ヘッドスライダ２をフレキシャ１２のタング部上に載置し、磁気ヘッドスライダ２のスライダ側パッド２２とフレキシャ１２上のトレース１３に形成されたサスペンション側パッド１４とが、ほぼ直角に位置するよう配置させる。
【００６２】
続いて、あるいは、上述した磁気ヘッドスライダ２を搬送中に、ヒータ８を加熱させる。すると、図１４の矢印に示すように、ヒータ８から搬送ノズル４に熱が伝達し、当該搬送のノズル４が加熱される（ステップＳ１２、接合対象物加熱工程）。このとき、ヒータ８は、例えば、所定の出力値及び所定時間だけ発熱するよう制御される。すると、加熱された搬送ノズル４の熱は、図１５の矢印に示すように、当該搬送ノズル４の先端部から接触している磁気ヘッドスライダ２に伝達される。これにより、磁気ヘッドスライダ２はほぼ予定した温度にまで加熱される。一方で、磁気ヘッドスライダ２やトレース１３などに損傷が生じるほどの温度にまで加熱されることは防止される。
【００６３】
そして、上述したように磁気ヘッドスライダ２の加熱中や加熱後などに、半田付け用レーザノズル６の先端部に半田ボール３を吸引保持し、図１７（ｂ）に示すように、上記スライダ側パッド２２とサスペンション側パッド１４との間に半田ボール３が位置するよう半田付け用レーザノズル６を配置させる（ステップＳ１３）。ただし、この半田ボール３を各パッド２２，１４間に配置する動作は、少なくとも半田接合時までに実行されればよく、例えば、磁気ヘッドスライダ２の搬送と同時に行われてもよい。
【００６４】
そして、その後、図１５に示すように、半田付け用レーザノズル６からレーザビームＬ２が照射され（ステップＳ１４）、半田ボール３が加熱される（半田付け工程）。このとき、予め設定された強度及び時間だけ半田付け用ノズル６から半田ボール３にレーザビームＬ２が照射されるが、実施例１にて説明した図１０に示すように、図２２（ｂ）に示す従来例の印加エネルギー量と比較しても約半分程度のエネルギーのみが半田ボール３に印加される。
【００６５】
ここで、磁気ヘッドスライダ２には、搬送ノズル４が当接していると共に、磁気ヘッドスライダ２に対して吸引力が付勢されているが、これによって、磁気ヘッドスライダ２のスライダ側パッド２２付近の放熱率が高く（図１８（ａ）参照）、温度上昇率が低くなっている。しかし、上述したヒータ８からの熱により間接的に磁気ヘッドスライダ２が加熱されているため、スライダ側パッド２２の温度も高く設定されている。従って、半田付け用レーザノズル６にて半田ボール３に対して印加する熱量が少なくても、図１６に示す半田３のように、信頼性の高い半田付けを実現することができる。そして、同時に、図１５の矢印に示すように、磁気ヘッドスライダ２やトレース１３に対する過度の加熱を抑制でき、従来例の図２１符合Ｄに示すような損傷を防止することができる。さらには、半田付け時間の短縮を図ることができる。
【００６６】
なお、上述した実施例では、レーザビームやヒータにて搬送ノズル４を加熱して、接合対象物である磁気ヘッドスライダ２を加熱する場合を例示したが、他の加熱装置を用いて、直接あるいは間接的に、磁気ヘッドスライダなどの接合対象物を加熱してもよい。また、上記では、磁気ヘッドスライダ２といった一方の接合対象物のみを加熱する場合を例示したが、他方の接合対象物（上記実施例ではサスペンション側）も所定の温度となるよう、同時に加熱してもよい。このとき、各接合対象物の温度上昇率の相違に応じて、異なる熱量を印加してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明における半田付け装置及び方法は、磁気ヘッドスライダをサスペンションに半田付けする場合など、電子部品を半田付け場合に利用することができ、産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】ディスク装置の構成を示す図である。
【図２】図１に開示したディスク装置に搭載されるヘッドジンバルアセンブリの構成を示す図である。
【図３】実施例１における半田付け装置の全体的な構成を示す概略図である。
【図４】図３に開示した半田付け装置を構成する制御装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図５】実施例１における半田付け方法の手順を示すフローチャートである。
【図６】実施例１における半田付け時の様子を示す説明図である。
【図７】実施例１における半田付け時の様子を示す説明図であり、図６の続きを示す。
【図８】実施例１における半田付け時の様子を示す説明図であり、図７の続きを示す。
【図９】半田付けされたヘッドジンバルアセンブリの様子を示す写真であり、図９（ａ）は磁気ヘッドスライダ側を示し、図９（ｂ）はその裏面側を示す。
【図１０】半田付け用レーザビームの照射エネルギーを示すデータである。
【図１１】実施例２における半田付け装置の全体的な構成を示す概略図である。
【図１２】図１１に開示した半田付け装置を構成する制御装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図１３】実施例２における半田付け方法の手順を示すフローチャートである。
【図１４】実施例２における半田付け時の様子を示す説明図である。
【図１５】実施例２における半田付け時の様子を示す説明図であり、図１４の続きを示す。
【図１６】実施例２における半田付け時の様子を示す説明図であり、図１５の続きを示す。
【図１７】従来例における半田付け方法による半田付け時の様子を示す説明図である。
【図１８】従来例における半田付け方法による半田付け時の様子を示す説明図である。
【図１９】従来例における半田付け方法による半田付け時の様子を示す説明図である。
【図２０】従来例における半田付け方法にて半田が仮止めされたときのヘッドジンバルアセンブリの様子を示す写真であり、図２０（ａ）は磁気ヘッドスライダ側を示し、図２０（ｂ）はその裏面側を示す。
【図２１】従来例における半田付け方法にて半田付けされたヘッドジンバルアセンブリの様子を示す写真であり、図２１（ａ）は磁気ヘッドスライダ側を示し、図２１（ｂ）はその裏面側を示す。
【図２２】従来例における半田付け方法による半田付け用レーザビームの照射エネルギーを示すデータである。
【符号の説明】
【００６９】
１ ヘッドジンバルアセンブリ
２ 磁気ヘッドスライダ
３ 半田ボール、半田
４ 搬送ノズル
５ ヒート用レーザノズル
６ 半田付け用レーザノズル
７，９ 制御装置
８ ヒータ
１１ ロードビーム
１２ フレキシャ
１３ トレース
１４ サスペンション側パッド
２１ 磁気ヘッド素子
２２ スライダ側パッド
４１ 駆動装置
４２ 吸引装置
５１ ヒート用レーザ照射装置
６１ 半田付け用レーザ照射装置
７１，９１ スライダ搬送制御部
７２，９２ スライダ加熱制御部
７３，９３ 半田付けレーザ制御部
１００ ディスク装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半田付け方法及び装置にかかり、特に、電子部品を基板に半田付けする方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板に電子部品を接合する方法として、半田付けが多く利用されている。このように、半田付けを用いることで、電子部品を基板に固定できると共に、電子部品に形成された端子と基板に形成された端子とを電気的に接続することができる。例えば、後述するように、磁気ディスク装置に搭載されるヘッドジンバルアセンブリを製造する場合に、電子部品である磁気ヘッドスライダをフレキシブルプリント基板が一体化されたサスペンション（フレキシャ）に半田付けする、というように利用される。
【０００３】
但し、上述したように半田付けによる接合対象が電子部品である場合には、半田付け時の加熱によって、電子部品が耐熱温度以上の高温になってしまうことがありうる。すると、半田付けの加熱によって電子部品が損傷する、という問題が生じうる。このため、従来より、レーザ等による半田の加熱を短時間に制限することが行われている。また、下記特許文献１に示すように、半田付け時に接合対象である電子部品の本体から放出される熱を測定し、当該電子部品の耐熱温度以下で半田付けするよう制御する、という方法も開示されている。一方で、半田の加熱を短時間に制限してしまうと、加熱時間が短いため半田の溶融が十分でなく、安定した半田付けが実現できない、という問題が生じる。
【０００４】
また、基板に電子部品を接合するなど２つの接合対象物間を半田付けする場合には、各接合対象物の構成や半田付け状況等によって、各接合対象物の各接合パッドの温度上昇率が相違する場合がある。このとき、各接合パッドの温度上昇率があまりに大きく異なると、一方の接合対象物側の温度が低く、半田付けを確実に行うことができない、という問題が生じる。一方で、半田付けを確実に行うために半田に多くの熱を印加すると、他方の接合対象物側の温度が過剰に高くなる場合が生じ、当該他方の接合対象物に加熱による損傷が生じることもありうる。その一例を、ディスク装置に搭載されるヘッドジンバルアセンブリのサスペンション（フレキシブルプリント基板）に磁気ヘッドスライダを半田付けする場合を例示して、図１７乃至図２２を参照して説明する。
【０００５】
磁気ヘッドスライダの半田付けは、まず、図１７（ａ）に示すように、磁気ヘッド素子１２１を有する磁気ヘッドスライダ１０２を搬送ノズル１０４で吸引保持し、この搬送ノズルを矢印Ｙ１０１に示すように移動させて、磁気ヘッドスライダ１０２をフレキシャ１１２に一体形成されたフレキシブルプリント基板１１３の接合箇所に配置する。このとき、例えば、図１７（ｂ）に示すように、磁気ヘッドスライダ１０２の磁気ヘッド素子１２１に形成されたスライダ側パッド１２２と、フレキシブルプリント基板１１３に形成されたサスペンション側パッド１１４と、が近接するよう配置する。
【０００６】
その後、図１７（ａ）の矢印Ｙ１０２に示すように、半田ボール１０３が先端に吸引されて保持されているレーザ照射ノズル１０６を移動させて、図１７（ｂ）に示すように、半田ボール１０３を半田接合箇所となるスライダ側パッド１２２とサスペンション側パッド１１４とに当接させる。そして、この状態で、図１８（ａ）に示すように、レーザ照射ノズル１０６からレーザビームＬ１０１を半田１０３に対して照射する。
【０００７】
すると、レーザビームＬ１０１が照射された半田ボール１０３は溶融し、各パッド間を接合するはずであるが、各接合パッド１２２，１１４つまり磁気ヘッドスライダ側とサスペンション側とに対して均等に加熱することが困難な場合がある。特に、この半田付け例では、磁気ヘッドスライダ１０２は搬送ノズル１０４に吸引され、あるいは、接触しているため、図１８（ａ）の矢印に示すように、レーザ照射ノズル１０６からのレーザビームＬ１０１にて半田ボール１０３に印加されてスライダ側パッド１２２に伝達される熱は、磁気ヘッドスライダ１０２や搬送ノズル１０４に吸収されてしまう。従って、半田接合時に、スライダ側パッド１２２の温度がサスペンション側パッド１１４の温度よりも低くなり、スライダ側パッド１１４に半田を接合させることが困難となる。その結果、図１８（ｂ）に示すように、サスペンション側パッド１１４のみに半田１０３が残るなどの半田不良が生じる。
【０００８】
一方で、上述したような半田不良を回避すべく、レーザ照射ノズル１０６から高いエネルギーのレーザビームＬ１０１を半田１０３に照射すると（図１９（ａ）参照）、温度の低いスライダ側パッド１２２の温度は適切に加熱されて半田付けを実現できるが、サスペンション側パッド１１４には過剰な熱量が印加される場合があり、図１９（ｂ）に示すように、サスペンション側パッド１１４付近の構造、例えば、フレキシブルプリント基板を形成するポリイミド層に、熱による損傷Ｄが生じる可能性がある。
【０００９】
ここで、図２０乃至図２１に、実際に半田付けを行ったヘッドジンバルアセンブリの写真を示す。図２０は、サスペンション１１２上に磁気ヘッドスライダ１０２を配置して、接合箇所となる各接合パッド１２２，１１４間に半田ボール１０３を配置し、かかる箇所で半田ボール１０３を仮止めするよう加熱して当該半田ボール１０３の一部を溶融させた状態（プレバンピング（Pre-bumping））を示している。また、図２１は、各接合パッド１２２，１１４間を確実に接合するために半田１０３を完全に溶融するよう加熱した状態（リフロー（Reflow））を示している。なお、図２０（ａ）及び図２１（ａ）は、ヘッドジンバルアセンブリを磁気ヘッドスライダ１０２側から見た写真であり、図２０（ｂ）及び図２１（ｂ）は、その裏面側（フレキシブルプリント基板のポリイミド層１１３）から見た図である。また、図中の数字は、それぞれ対応する接合パッド１２２，１１４の位置を表している。つまり、この場合には、６つの半田付け箇所が存在する。さらに、図２２（ａ），（ｂ）は、それぞれ図２０に示すプレバンピング時と図２１に示すリフロー時に、各半田ボール１０３（接合パッド）に印加したレーザエネルギーを示している。
【００１０】
すると、従来例において、信頼性の高い半田付けを実現すべく半田１０３を各接合パッド１２２，１１４間で溶融させて接合すると、図２１（ｂ）の符号Ｄに示すように、サスペンション側パッド１１４付近の構造、つまり、フレキシブルプリント基板を形成するポリイミド層に、熱による損傷Ｄが生じる、という問題があった。
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−２６００１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
このため、本発明では、上記従来例の有する不都合を改善し、特に、半田付けによる接合対象物の損傷を抑制しつつ、信頼性の高い半田付けを実現し、半田付けによって製造される製品の品質の向上を図ることができる半田付け装置及び半田付け方法を提供すること、をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そこで、本発明の一形態である半田付け方法は、
各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間を半田にて接合する半田付け方法であって、
少なくとも一方の接合対象物を加熱し、
その後、あるいは、前記接合対象物の加熱を継続しつつ、半田に加熱ビームを照射して半田付けを行う、
ことを特徴としている。
【００１４】
また、半田付け方法の別の形態は、
各接合対象物を接合位置に配置する接合対象物配置工程と、
各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間に半田を配置し、当該半田に加熱ビームを照射して半田付けを行う半田付け工程と、を有する半田付け方法であって、
半田付け工程の前、及び／又は、半田付け工程と平行して、少なくとも一方の接合対象物を加熱する接合対象物加熱工程を有する、
ことを特徴としている。
【００１５】
上記発明によると、まず、各接合対象物が接合位置に配置される。そして、半田付け箇所となる各接合パッド間に半田が配置され、当該半田に加熱ビームが照射され半田付けが行われる。このとき、半田付け開始前に、及び／あるいは、半田付け中に、接合対象物が加熱されるため、少なくとも一方の接合対象物自体の温度が高い状態で半田付けが行われる。すると、接合パッドの温度が高くなり、半田に対して印加する熱量が少なくても信頼性の高い半田付けを実現することができる。そして、同時に、接合対象物に対する過度の加熱を抑制でき、接合対象物の損傷を防止することができる。さらには、半田付け時間の短縮を図ることができる。
【００１６】
また、上記接合対象物加熱工程は、半田付け工程における半田に対する加熱により接合パッド部分の温度上昇率の低いいずれか一方の接合対象物を加熱する、ことを特徴としている。これにより、接合対象物の構造や半田付け時の様子によって、半田に照射される加熱レーザによる加熱に対して各接合パッドの温度上昇率に差異が生じる場合があるが、かかる場合に、半田付け時の加熱にて温度上昇率の低い方の接合対象物を、半田を加熱する手段とは異なる他の手段で加熱する。すると、温度上昇率の低い接合対象物に形成された接合パッドの温度を、半田付け時に高く設定しておくことができる。従って、半田に対して印加する熱量が少なくても信頼性の高い半田付けを実現することができる。同時に、温度上昇率の高い接合対象物に対しては、少ない熱量で信頼性の高い半田付けを実現できると共に過度の加熱を抑制でき、損傷を防止することができる。
【００１７】
また、接合対象物加熱工程は、接合対象物の温度が予め設定された温度を超えないよう加熱する、ことを特徴としている。これにより、接合対象物が過度に加熱されることを抑制することができ、当該加熱される接合対象物の損傷も抑制することができる。
【００１８】
また、接合対象物加熱工程は、接合対象物に接触している接触部材を加熱して当該接合対象物を加熱する、ことを特徴としている。例えば、接触部材に当接する加熱手段を用いて当該接触部材を加熱する。あるいは、接触部材に加熱ビームを照射して当該接触部材を加熱する。これにより、接合対象物を直接熱源から加熱することなく、接触する接触部材を介して間接的に加熱することができる。従って、接触対象物の急激な加熱を抑制でき、かかる加熱による接合対象物の損傷を抑制することができる。
【００１９】
また、接合対象物配置工程は、接合対象物を接合位置に搬送する接合対象物搬送工程を有し、接合対象物加熱工程は、接合対象物搬送工程にて接合対象物を搬送中に加熱する、ことを特徴としている。これにより、接合対象物を半田付け開始前から加熱して当該接合対象物の接合パッドの温度を高くしておくことができ、半田付け作業の効率化及び半田付け時間の短縮化を図ることができる。
【００２０】
そして、上記半田付け方法は、例えば、磁気ヘッドスライダをサスペンションに接合して、ヘッドジンバルアセンブリを製造する場合に用いると望ましい。具体的には、上記接合対象物加熱工程にて一方の接合対象物として磁気ヘッドスライダを加熱し、この磁気ヘッドスライダを他方の接合対象物であるサスペンションに接合する。これにより、サスペンションよりも磁気ヘッドスライダの方が半田に対する加熱による接合パッド部分の温度上昇率が低い場合には、磁気ヘッドスライダ側の接合パッドを半田付け時に加熱しておくことで、信頼性の高い半田付けを実現できる。また、半田付け時に印加熱量を抑制でき、電子部品である磁気ヘッドスライダやサスペンションの損傷を抑制することができる。その結果、製造されるヘッドジンバルアセンブリの不良発生率を低くすることができ、製品コストの低減を図ることができる。
【００２１】
また、本発明の他の形態である半田付け装置は、各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間を半田にて接合する際に用いる半田付け装置であって、各接合パッド間に配置される半田に加熱ビームを照射して半田付けを行う半田加熱手段を備えると共に、この半田加熱手段とは異なり、少なくとも一方の接合対象物を加熱する接合対象物加熱手段を備えた、ことを特徴としている。
【００２２】
そして、半田付け装置の他の形態は、各接合対象物を接合位置に配置する接合対象物配置手段と、各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間に配置される半田に加熱ビームを照射して半田付け行う半田加熱手段と、を備え、この半田加熱手段とは異なり、一方の接合対象物を加熱する接合対象物加熱手段を備えた、ことを特徴としている。
【００２３】
また、上記接合対象物加熱手段は、半田加熱手段が半田に加熱ビームを照射する前に、及び／又は、半田加熱手段にて半田に加熱ビームを照射中に、接合対象物を加熱する、ことを特徴としている。また、接合対象物加熱手段は、接合対象物の温度が予め設定された温度を超えないよう加熱制御する制御手段を備えた、ことを特徴としている。
【００２４】
また、接合対象物加熱手段は、接合対象物に接触している接触部材を加熱して当該接合対象物を加熱する、ことを特徴としている。そして、接合対象物配置手段は、接合対象物を保持して接合位置に搬送する搬送手段を備え、接合対象物加熱手段は、接触部材となる搬送手段を加熱して当該搬送手段にて保持された接合対象物を加熱する、ことを特徴としており、さらには、搬送手段は、接合対象物を先端部で吸引保持する吸引ノズルを備えた、ことを特徴としている。また、接合対象物加熱手段は、例えば、接触部材に当接して当該接触部材を加熱する加熱手段であったり、接触部材に加熱ビームを照射して当該接触部材を加熱する接合対象物用加熱ビーム照射手段である。
【００２５】
そして、上述した半田付け装置を、上記同様に、磁気ヘッドスライダをサスペンションに接合する際に用いることで、高品質なヘッドジンバルアセンブリ、さらには、磁気ディスクを製造することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、以上のように構成され機能するので、これによると、印加する熱量を抑制しつつ信頼性の高い半田付けを実現することができ、接合対象物に対する過度の加熱を抑制して接合対象物の損傷を防止することができる。従って、半田付けを行って製造する製品の品質の向上を図ることができる。さらには、半田付け時間を短縮することができ、製造コストの低減も図ることができる、という従来にない優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の半田付け装置及び半田付け方法は、予め接合対象物を加熱して接合パッドの温度を高く設定した状態で、半田付けを行うことに特徴を有する。以下、実施例では、サスペンションに磁気ヘッドスライダを半田付け接合して、ディスク装置に搭載するヘッドジンバルアセンブリを製造する場合を例に挙げて説明する。但し、本発明の半田付け装置や半田付け方法は、他の接合対象物を接合する場合に利用することも可能である。
【実施例１】
【００２８】
本発明の第１の実施例を、図１乃至図１０を参照して説明する。図１は、ディスク装置の構成を示す図であり、図２は、ヘッドジンバルアセンブリの構成を示す図である。図３乃至図４は、半田付け装置の構成を示す図であり、図５は、半田付け方法の手順を示すフローチャートである。図６乃至図１０は、半田付けの様子を示す説明図である。
【００２９】
［構成］
まず、本実施例における半田付け装置は、図１に示すようなディスク装置１００に搭載されるヘッドジンバルアセンブリ１を製造するために用いられる。具体的には、図２に示すように、ヘッドジンバルアセンブリ１を構成するサスペンションを形成するフレキシャ１２及びトレース１３に、磁気ヘッドスライダ２を接合するために用いられる。ここで、ヘッドジンバルアセンブリ１の構成について、図２を参照して簡単に説明する。
【００３０】
ヘッドジンバルアセンブリ１は、図示しないドライブアームに連結されるロードビーム１１と、このロードビーム１１に接合されるフレキシャ１２と、このフレキシャ１２上に一体的に形成されているトレース１３と、を有するサスペンションを備えており、さらに、フレキシャ１２に形成されているサスペンションタング部に搭載される磁気ヘッドスライダ２を備えている。そして、フレキシャ１２に一体的に形成されたトレース１３は、ポリイミド層に複数の信号線が形成されたフレキシブルプリント基板であり、磁気ヘッドスライダ２が搭載される一端側に、信号線に接続された接続端子となる６つの接合パッド１４が形成されている。なお、このトレース１３に形成された接合パッド１４を、以下ではサスペンション側パッド１４と呼ぶ。また、磁気ヘッドスライダ２は、一端側にディスク上に対してデータの記録再生を行う磁気ヘッド素子２１を備えており、この磁気ヘッド素子２１の端面に、当該磁気ヘッド素子２１の入出力端子となる６つの接合パッド２２が形成されている。なお、この磁気ヘッド素子２１（磁気ヘッドスライダ２）に形成された接合パッド２２を、以下ではスライダ側パッド２２と呼ぶ。
【００３１】
そして、上述したヘッドジンバルアセンブリ１を構成する磁気ヘッドスライダ２と、トレース１３及びフレキシャ１２が一体的となったサスペンションと、が本実施例における半田付け対象物、つまり、接合対象物となる。具体的には、磁気ヘッドスライダ２の磁気ヘッド素子部２１に形成されたスライダ側パッド２２と、トレース１３上に形成されたサスペンション側パッド１３と、が半田付けされる接合箇所となる。
【００３２】
次に、上述した接合対象となる磁気ヘッドスライダ２をトレース１３（フレキシャ１２）に半田接合して、ヘッドジンバルアッセンブリ１を製造する際に用いられる本実施例における半田付け装置１の構成を図３に示す。
【００３３】
図３に示すように、半田付け装置は、トレース１３が一体化されたサスペンションを構成するフレキシャ１２を支持する支持台Ｗ（接合対象物配置手段）を有する。そして、このフレキシャ１２上に接合される磁気ヘッドスライダ２を先端部分（図３の下端側）で保持し、フレキシャ１２上に搬送して接合位置に配置する搬送ノズル４（接合対象物配置手段、搬送手段）を備えている。なお、搬送ノズル４には、駆動装置４１（接合対象物配置手段、搬送手段）が連結されており、かかる駆動装置４１にてその位置が駆動制御されることで、先端部分に保持している磁気ヘッドスライダ２を搬送することができる。また、搬送ノズル４（吸引ノズル）には吸引装置４２が接続され、当該搬送ノズル４の先端部分は略筒状に形成されており、先端側（下端側）から内部側（上方）に向かって空気を吸引することで、吸引力が発生している。この吸引力にて磁気ヘッドスライダ２を上方に吸い上げて、当該磁気ヘッドスライダ２を搬送ノズル４の先端部分に保持している。
【００３４】
また、半田付け装置は、半田接合箇所において半田３を加熱するレーザビーム（加熱ビーム）が照射される半田付け用レーザノズル６と、この半田付け用レーザノズル６からレーザビームを出力する半田付け用レーザ照射装置６１と、を備えている（半田加熱手段）。そして、この半田付け用レーザノズル６は、その先端部で吸引により半田ボール３を保持可能な構成となっている。従って、ノズル６先端部に半田ボール３を保持した状態で、スライダ側パッド２２とサスペンション側パッドとの間である半田接合箇所に半田ボール３を配置して、当該半田ボール３にレーザビームを照射することが可能である。なお、半田ボール３は、別の装置にて接合箇所に配置されてもよい。また、接合に用いられる半田はボール状であることに限定されない。例えば、ペースト状の半田が半田付け用レーザノズル６から吐出されて接合箇所に供給されてもよい。
【００３５】
さらに、本実施例では、ヒート用レーザノズル５と、このヒート用レーザノズル５からレーザビームを出力するヒート用レーザ照射装置５１と、を備えている（接合対象物加熱手段、接合対象物用加熱ビーム照射手段）。このヒート用レーザノズル５及びヒート用レーザ照射装置５１は、上記半田付け用レーザノズル６及び半田付け用レーザ照射装置６１とは異なる別の装置である。そして、符号５のヒート用レーザノズル５は、磁気ヘッドスライダ２を搬送する搬送ノズル４にレーザビームＬ１（加熱ビーム）を照射可能な位置に配置されており、当該搬送ノズル４を加熱するよう作動する。これにより、搬送ノズル４の先端部に保持されている磁気ヘッドスライダ２には、レーザビームＬ１にて加熱された搬送ノズル４からの熱が伝達される。つまり、搬送ノズル４の先端部は磁気ヘッドスライダ２に接触されているため、この搬送ノズル４（接触部材）の接触部分から磁気ヘッドスライダ２に熱が伝達される。
【００３６】
また、半田付け装置は、装置全体の動作、つまり、上述した駆動装置４１、吸引装置４２、ヒート用レーザ照射装置５１、半田付け用レーザ照射装置６１の動作を制御する制御装置７を備えている。この制御装置７は、演算部や記憶部を有するコンピュータにて構成されており、制御装置７の演算部には、所定のプログラムが組み込まれることにより、図４に示すように、スライダ搬送制御部７１、スライダ加熱制御部７２、半田付けレーザ制御部７３が構築されている。
【００３７】
そして、スライダ搬送制御部７１は、駆動装置４１及び吸引装置４２の動作を制御して、磁気ヘッドスライダ２を半田接合位置に搬送制御する。具体的には、まず、吸引装置４２を制御して搬送ノズル４に吸引力を付勢し、先端部に磁気ヘッドスライダ２を保持し、この状態で駆動装置４１を制御して搬送ノズル４を移動させ、磁気ヘッドスライダ２をフレキシャ１２のタング部上に搬送する。
【００３８】
また、スライダ加熱制御部７２は、ヒート用レーザ照射装置５１の動作を制御して、上述したように磁気ヘッドスライダ２がフレキシャ１２上に搬送された後に、当該磁気ヘッドスライダ２を保持している搬送ノズル４に対してヒート用レーザノズル５からレーザビームを照射する。このとき、ヒート用レーザノズル５から出力するレーザビームのレーザ出力値や出力時間は予め設定されて制御装置７内に記憶されており、この値に基づいてスライダ加熱制御部７２はレーザビームを出力制御する。なお、設定されているレーザ出力値や出力時間は、予め実験や理論式などから求められたヒート用レーザノズル５の出力と搬送ノズル４の加熱温度との関係に基づいて設定されている。例えば、磁気ヘッドスライダ２に損傷が生じない７０度から１５０度の範囲（一例として１００度）に搬送ノズル４を加熱することができるようなレーザ出力値及び出力時間が設定されている。つまり、この場合には、磁気ヘッドスライダ２である接合対象物に損傷を与えてしまう温度を超えないで加熱するよう、ヒート用レーザノズル５の出力が制御される。
【００３９】
また、半田付けレーザ制御部７３は、半田付け用レーザ照射装置６１の動作を制御して、半田付け用レーザノズル６から先端に保持している半田ボール３に対してレーザビームを照射する。これにより、半田ボール３が溶融し、各パッド２２，１４間が半田付けされる。このとき、半田付け用のレーザビームの照射タイミングとしては、磁気ヘッドスライダ２がフレキシャ１２上に搬送ノズル４にて搬送され、この搬送ノズル４が上述したようにヒート用レーザノズル５にて設定された時間だけ加熱された後に、半田付けが開始されるよう制御される。そして、半田付け用レーザノズル６からは、予め設定された強度及び時間だけ、半田ボール３に対してレーザビームＬ２が照射される。なお、半田付けレーザノズル６から出力されるレーザビームの強度や時間は、半田ボール３が十分に溶融すると共に、過度にフレキシャ１２及びトレース１３を加熱しない程度の熱量を印加するよう設定されている。そして、その値は、例えば、予め実験などにより定められている。従って、本実施例では、半田ボール３に対して照射するレーザビームのエネルギー量は従来例によりも少なく、例えば、図１０を参照して後述するように、従来例よりも約半分のエネルギー量で半田付けが可能となる。
【００４０】
なお、半田付けレーザ制御部７３は、図示しない駆動装置や吸引装置の動作を制御して、半田付け用レーザノズル６の位置の駆動制御、及び、半田付け用レーザノズル６の先端部への半田ボール３の吸引保持制御なども行う。
【００４１】
ここで、スライダ加熱制御部７２は、上述した半田付けレーザ制御部７３にて半田付け用のレーザビームが照射され始める前だけでなく、半田ボール３にレーザビームが照射され半田付けが行われている最中にも平行して、ヒート用レーザノズル５から搬送ノズル４にレーザビームＬ１を照射して、間接的に磁気ヘッドスライダ２を加熱してもよい。そして、磁気ヘッドスライダ２の加熱は、半田付け開始前だけであってもよく、あるいは、半田付け用のレーザビームの照射と平行してのみ行ってもよい。
【００４２】
［動作］
次に、上述した構成の半田付け装置の動作、つまり、本発明における半田付け方法の動作を、図５のフローチャート、図６乃至図９の半田付け時の様子を示す図、さらには、図１０のエネルギー測定データを参照して説明する。
【００４３】
まず、従来で説明した図１７（ａ）に示すように、搬送ノズル４の先端部に磁気ヘッドスライダ２が吸引保持されて、フレキシャ１２上に搬送される（ステップＳ１、接合対象物配置工程、接合対象物搬送工程）。このとき、磁気ヘッドスライダ２をフレキシャ１２のタング部上に載置し、磁気ヘッドスライダ２のスライダ側パッド２２とフレキシャ１２上のトレース１３に形成されたサスペンション側パッド１４とが、ほぼ直角に位置するよう配置させる。
【００４４】
続いて、図６に示すように、ヒート用レーザノズル５にて搬送ノズル４にレーザビームＬ１を照射する（ステップＳ２、接合対象物加熱工程）。すると、図６の矢印に示すように、ヒート用レーザノズル５から出力されたレーザビームＬ１によって搬送ノズル４が加熱される。このとき、例えば、所定の出力値及び所定時間だけ照射するよう制御される。
【００４５】
すると、加熱された搬送ノズル４の熱は、図７の矢印に示すように、当該搬送ノズル４の先端部から接触している磁気ヘッドスライダ２に伝達される。すると、磁気ヘッドスライダ２は、予め予定した温度、例えば、１００度に加熱される。一方で、ヒート用レーザノズルからのレーザビームＬ１の照射時間等を制御することで、磁気ヘッドスライダ２やトレース１３などに損傷が生じるほどの熱量を印加してしまうことを防ぐことができる。なお、ヒート用レーザノズル５を可動可能に装備して、磁気ヘッドスライダ２の搬送中に搬送ノズル４に対応させて可動させ、当該搬送中に搬送ノズル４にヒート用のレーザビームＬ１を照射してもよい。
【００４６】
そして、半田付け用レーザノズル６の先端部に半田ボール３を吸引保持し、図１７（ｂ）に示すように、上記スライダ側パッド２２とサスペンション側パッド１４との間に半田ボール３が位置するよう半田付け用レーザノズル６を配置させる（ステップＳ３）。なお、この半田ボール３を各パッド２２，１４間に配置する動作は、上述したようにヒート用のレーザビームＬ１による磁気ヘッドスライダ２の加熱中、加熱後、あるいは加熱前、のいかなるタイミングで行われてもよい。例えば、磁気ヘッドスライダ２の搬送と同時に行われる。
【００４７】
そして、その後、図７に示すように、半田付け用レーザノズル６からレーザビームＬ２が照射され（ステップＳ４）、半田ボール３が加熱される（半田付け工程）。このとき、予め設定された強度及び時間だけレーザビームＬ２が照射されるが、例えば、図１０に示すように、図２２（ｂ）に示す従来例の印加エネルギー量と比較しても約半分程度のエネルギーのみが印加される。
【００４８】
ここで、磁気ヘッドスライダ２には、搬送ノズル４が当接していると共に、磁気ヘッドスライダ２に対して吸引力が付勢されているが、これによって、磁気ヘッドスライダ２のスライダ側パッド２２付近の放熱率が高く（図１８（ａ）参照）、温度上昇率が低くなっている。しかし、上述したヒート用レーザノズル５からのレーザビームＬ１により間接的に磁気ヘッドスライダ２が加熱されているため、スライダ側パッド２２の温度も高く設定されている。従って、半田付け用レーザノズル６にて半田ボール３に対して印加する熱量が少なくても、図８に示す半田３のように、信頼性の高い半田付けを実現することができる。そして、同時に、図７の矢印に示すように、磁気ヘッドスライダ２やトレース１３に対する過度の加熱を抑制でき、従来例の図２１符合Ｄに示すような損傷を防止することができる。さらには、半田付け時間の短縮を図ることができる。
【００４９】
ここで、図９に、実際に半田付けを行ったヘッドジンバルアセンブリの半田付け部分の写真を示す。図９（ａ）はヘッドジンバルアセンブリ１の接合パッド部分を磁気ヘッドスライダ２側から見た写真であり、図９（ｂ）はその裏面側（フレキシブルプリント基板のポリイミド層１３側）から見た図である。そして、この写真は、図１０に示すように、従来例よりもほぼ半分のエネルギーのみを印加して半田付けを行った例を示している。これらの写真に示すように、従来例とは異なりポリイミド層１３などの損傷はなく、また、半田ボール３が完全に溶融して、信頼性の高い半田付けが実現されていることがわかる。
【００５０】
また、本実施例では、磁気ヘッドスライダ２に接触する搬送ノズル４を介して間接的に加熱しているため、当該磁気ヘッドスライダ２に直接レーザビームを照射するなど熱源から加熱することなく、急激な加熱を抑制でき、かかる加熱による損傷を有効に抑制することができる。
【００５１】
さらに、上記では、磁気ヘッドスライダ２を保持している搬送ノズル４は、吸引により磁気ヘッドスライダ２を保持しており、かかる吸引に応じて生じる空気の流れや当接している搬送ノズル４の影響で、磁気ヘッドスライダ２のスライダ側パッドの放熱率が高く、温度上昇率がより低くなる。従って、本実施例のようにヘッドジンバルアセンブリ１を製造する際には、温度が低くなると思われる磁気ヘッドスライダ２を加熱して半田付けを行うと望ましい。これにより、ヘッドジンバルアセンブリの損傷を抑制することができ、製品の高品質化を図ることができ、高信頼性が要求されるディスク装置の品質のさらなる向上、及び、低コスト化を図ることができる。
【００５２】
なお、ヒート用レーザノズル５による搬送ノズル４の加熱は、磁気ヘッドスライダ２の搬送中、半田付け用レーザノズル６から半田ボール３にレーザビームが照射されて半田付けの最中、などに行われてもよい。例えば、磁気ヘッドスライダ２を搬送中から加熱しておくことで、半田付け箇所に搬送した直後に半田付けのためのレーザビームを照射することができ、半田付け作業の効率化及び半田付け時間の短縮化を図ることができる。
【００５３】
また、上記では、ヒート用レーザノズル５から搬送ノズル４に一定の熱量を印加して磁気ヘッドスライダ２を加熱する場合を例示したが、搬送ノズル４に温度センサを取り付けて、当該搬送ノズル４の温度が常時一定の値（例えば１００度）になるようスライダ加熱制御部７２にてヒート用レーザノズル５によるレーザビームＬ１の照射を制御してもよい。
【００５４】
さらに、上記では、磁気ヘッドスライダ２の磁気ヘッド素子側に形成されたスライダ側パッド２２を半田付けする場合を例示して説明したが、磁気ヘッドスライダ２をサスペンション（フレキシャ１２）に固定すべく、磁気ヘッド素子２１とは反対側の端面に形成される接合パッドを、サスペンション（フレキシャ１２）に半田付けする場合に利用してもよい。
【実施例２】
【００５５】
次に、本発明の第２の実施例を、図１１乃至図１６を参照して説明する。図１１乃至図１２は、本実施例における半田付け装置の構成を示す図であり、図１３は、半田付け方法の手順を示すフローチャートである。図１４乃至図１６は、半田付けの様子を示す説明図である。
【００５６】
［構成］
まず、本実施例における半田付け装置は、上述した実施例１と同様に、ヘッドジンバルアセンブリ１を構成するサスペンションを形成するフレキシャ１２及びトレース１３に、磁気ヘッドスライダ２を接合するために用いられる。
【００５７】
そして、図１１に示すように、本実施例における半田付け装置は、支持台Ｗに載置されたトレース１３が一体化されたサスペンションを構成するフレキシャ１２のタング部に、磁気ヘッドスライダ２を搬送する搬送ノズル４と、この搬送ノズル４を駆動する駆動装置４１と、搬送ノズル４の先端部に磁気ヘッドスライダ２を吸引保持するよう吸引力を付勢する吸引装置４２と、半田接合箇所において半田３を加熱するレーザビームが照射される半田付け用レーザノズル６と、この半田付け用レーザノズル６からレーザビームを出力する半田付け用レーザ照射装置６１と、を備えている。また、半田付け装置の動作を制御する制御装置９を備えており、この制御装置９には、所定のプログラムが組み込まれることで、上記駆動装置４１や吸引装置４２の動作を制御して磁気ヘッドスライダ２を半田付け位置に搬送制御するスライダ搬送制御部９１と、半田付け用レーザ照射装置６１の動作を制御して、半田付け用レーザノズル６から先端に保持している半田ボール３に対してレーザビームを照射制御する半田付けレーザ制御部９３と、が構築されている。なお、これらの構成は、上述した実施例１における半田付け装置に装備された各構成と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
【００５８】
さらに、本実施例では、図１１に示すように、例えば発熱体にて形成されたヒータ８（接合対象物加熱手段、加熱手段）を、搬送ノズル４に当接して備えている。そして、これに伴い、制御装置９には、所定のプログラムが組み込まれることで、上記ヒータ８の加熱動作を制御するスライダ加熱制御部９２が構築されている。このスライダ加熱制御部９２は、予め制御装置９に記憶されたヒータ８による加熱出力値や加熱時間を設定する値に基づいてヒータ８を加熱制御する。なお、設定されている加熱出力値や出力時間は、予め実験や理論式などから求められたヒータ８の出力値及び過熱時間と搬送ノズル４の加熱温度との関係を表す値である。具体的には、磁気ヘッドスライダ２に損傷が生じない７０度から１５０度の範囲（一例として１００度）に搬送ノズル４を加熱することができるヒータ８の出力値及び加熱時間の値が設定されている。つまり、この場合には、磁気ヘッドスライダ２である接合対象物に損傷を与えてしまう温度を超えないで加熱するよう、ヒータ８の出力が制御される。
【００５９】
また、スライダ加熱制御部９２は、半田付けレーザ制御部９３にて半田付け用のレーザビームが照射され始める前（例えば、搬送中）や、半田ボール３に半田付け用のレーザビームＬ１が照射され半田付けが行われている最中に、ヒータ８を発熱制御する。これにより、搬送ノズル４の先端部に保持されている磁気ヘッドスライダ２には、ヒータ８にて加熱された搬送ノズル４から熱が伝達され、当該磁気ヘッドスライダ２つまりスライダ側パッド２２の温度が上昇する。
【００６０】
［動作］
次に、上述した構成の半田付け装置の動作、つまり、本発明における半田付け方法の動作を、図１３のフローチャート、図１４乃至図１６の半田付け時の様子を示す図を参照して説明する。
【００６１】
まず、従来で説明した図１７（ａ）に示すように、搬送ノズル４の先端部に磁気ヘッドスライダ２が吸引保持されて、フレキシャ１２上に搬送される（ステップＳ１１、接合対象物配置工程、接合対象物搬送工程）。このとき、磁気ヘッドスライダ２をフレキシャ１２のタング部上に載置し、磁気ヘッドスライダ２のスライダ側パッド２２とフレキシャ１２上のトレース１３に形成されたサスペンション側パッド１４とが、ほぼ直角に位置するよう配置させる。
【００６２】
続いて、あるいは、上述した磁気ヘッドスライダ２を搬送中に、ヒータ８を加熱させる。すると、図１４の矢印に示すように、ヒータ８から搬送ノズル４に熱が伝達し、当該搬送のノズル４が加熱される（ステップＳ１２、接合対象物加熱工程）。このとき、ヒータ８は、例えば、所定の出力値及び所定時間だけ発熱するよう制御される。すると、加熱された搬送ノズル４の熱は、図１５の矢印に示すように、当該搬送ノズル４の先端部から接触している磁気ヘッドスライダ２に伝達される。これにより、磁気ヘッドスライダ２はほぼ予定した温度にまで加熱される。一方で、磁気ヘッドスライダ２やトレース１３などに損傷が生じるほどの温度にまで加熱されることは防止される。
【００６３】
そして、上述したように磁気ヘッドスライダ２の加熱中や加熱後などに、半田付け用レーザノズル６の先端部に半田ボール３を吸引保持し、図１７（ｂ）に示すように、上記スライダ側パッド２２とサスペンション側パッド１４との間に半田ボール３が位置するよう半田付け用レーザノズル６を配置させる（ステップＳ１３）。ただし、この半田ボール３を各パッド２２，１４間に配置する動作は、少なくとも半田接合時までに実行されればよく、例えば、磁気ヘッドスライダ２の搬送と同時に行われてもよい。
【００６４】
そして、その後、図１５に示すように、半田付け用レーザノズル６からレーザビームＬ２が照射され（ステップＳ１４）、半田ボール３が加熱される（半田付け工程）。このとき、予め設定された強度及び時間だけ半田付け用ノズル６から半田ボール３にレーザビームＬ２が照射されるが、実施例１にて説明した図１０に示すように、図２２（ｂ）に示す従来例の印加エネルギー量と比較しても約半分程度のエネルギーのみが半田ボール３に印加される。
【００６５】
ここで、磁気ヘッドスライダ２には、搬送ノズル４が当接していると共に、磁気ヘッドスライダ２に対して吸引力が付勢されているが、これによって、磁気ヘッドスライダ２のスライダ側パッド２２付近の放熱率が高く（図１８（ａ）参照）、温度上昇率が低くなっている。しかし、上述したヒータ８からの熱により間接的に磁気ヘッドスライダ２が加熱されているため、スライダ側パッド２２の温度も高く設定されている。従って、半田付け用レーザノズル６にて半田ボール３に対して印加する熱量が少なくても、図１６に示す半田３のように、信頼性の高い半田付けを実現することができる。そして、同時に、図１５の矢印に示すように、磁気ヘッドスライダ２やトレース１３に対する過度の加熱を抑制でき、従来例の図２１符合Ｄに示すような損傷を防止することができる。さらには、半田付け時間の短縮を図ることができる。
【００６６】
なお、上述した実施例では、レーザビームやヒータにて搬送ノズル４を加熱して、接合対象物である磁気ヘッドスライダ２を加熱する場合を例示したが、他の加熱装置を用いて、直接あるいは間接的に、磁気ヘッドスライダなどの接合対象物を加熱してもよい。また、上記では、磁気ヘッドスライダ２といった一方の接合対象物のみを加熱する場合を例示したが、他方の接合対象物（上記実施例ではサスペンション側）も所定の温度となるよう、同時に加熱してもよい。このとき、各接合対象物の温度上昇率の相違に応じて、異なる熱量を印加してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明における半田付け装置及び方法は、磁気ヘッドスライダをサスペンションに半田付けする場合など、電子部品を半田付け場合に利用することができ、産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】ディスク装置の構成を示す図である。
【図２】図１に開示したディスク装置に搭載されるヘッドジンバルアセンブリの構成を示す図である。
【図３】実施例１における半田付け装置の全体的な構成を示す概略図である。
【図４】図３に開示した半田付け装置を構成する制御装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図５】実施例１における半田付け方法の手順を示すフローチャートである。
【図６】実施例１における半田付け時の様子を示す説明図である。
【図７】実施例１における半田付け時の様子を示す説明図であり、図６の続きを示す。
【図８】実施例１における半田付け時の様子を示す説明図であり、図７の続きを示す。
【図９】半田付けされたヘッドジンバルアセンブリの様子を示す写真であり、図９（ａ）は磁気ヘッドスライダ側を示し、図９（ｂ）はその裏面側を示す。
【図１０】半田付け用レーザビームの照射エネルギーを示すデータである。
【図１１】実施例２における半田付け装置の全体的な構成を示す概略図である。
【図１２】図１１に開示した半田付け装置を構成する制御装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図１３】実施例２における半田付け方法の手順を示すフローチャートである。
【図１４】実施例２における半田付け時の様子を示す説明図である。
【図１５】実施例２における半田付け時の様子を示す説明図であり、図１４の続きを示す。
【図１６】実施例２における半田付け時の様子を示す説明図であり、図１５の続きを示す。
【図１７】従来例における半田付け方法による半田付け時の様子を示す説明図である。
【図１８】従来例における半田付け方法による半田付け時の様子を示す説明図である。
【図１９】従来例における半田付け方法による半田付け時の様子を示す説明図である。
【図２０】従来例における半田付け方法にて半田が仮止めされたときのヘッドジンバルアセンブリの様子を示す写真であり、図２０（ａ）は磁気ヘッドスライダ側を示し、図２０（ｂ）はその裏面側を示す。
【図２１】従来例における半田付け方法にて半田付けされたヘッドジンバルアセンブリの様子を示す写真であり、図２１（ａ）は磁気ヘッドスライダ側を示し、図２１（ｂ）はその裏面側を示す。
【図２２】従来例における半田付け方法による半田付け用レーザビームの照射エネルギーを示すデータである。
【符号の説明】
【００６９】
１ ヘッドジンバルアセンブリ
２ 磁気ヘッドスライダ
３ 半田ボール、半田
４ 搬送ノズル
５ ヒート用レーザノズル
６ 半田付け用レーザノズル
７，９ 制御装置
８ ヒータ
１１ ロードビーム
１２ フレキシャ
１３ トレース
１４ サスペンション側パッド
２１ 磁気ヘッド素子
２２ スライダ側パッド
４１ 駆動装置
４２ 吸引装置
５１ ヒート用レーザ照射装置
６１ 半田付け用レーザ照射装置
７１，９１ スライダ搬送制御部
７２，９２ スライダ加熱制御部
７３，９３ 半田付けレーザ制御部
１００ ディスク装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間を半田にて接合する半田付け方法であって、
少なくとも一方の接合対象物を加熱し、
その後、あるいは、前記接合対象物の加熱を継続しつつ、半田に加熱ビームを照射して半田付けを行う、
ことを特徴とする半田付け方法。
【請求項２】
各接合対象物を接合位置に配置する接合対象物配置工程と、
前記各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間に半田を配置し、当該半田に加熱ビームを照射して半田付けを行う半田付け工程と、を有する半田付け方法であって、
前記半田付け工程の前、及び／又は、前記半田付け工程と平行して、少なくとも一方の前記接合対象物を加熱する接合対象物加熱工程を有する、
ことを特徴とする半田付け方法。
【請求項３】
前記接合対象物加熱工程は、前記半田付け工程における半田に対する加熱により接合パッド部分の温度上昇率の低いいずれか一方の前記接合対象物を加熱する、
ことを特徴とする請求項２記載の半田付け方法。
【請求項４】
前記接合対象物加熱工程は、前記接合対象物の温度が予め設定された温度を超えないよう加熱する、
ことを特徴とする請求項３記載の半田付け方法。
【請求項５】
前記接合対象物加熱工程は、前記接合対象物に接触している接触部材を加熱して当該接合対象物を加熱する、
ことを特徴とする請求項３又は４記載の半田付け方法。
【請求項６】
前記接合対象物加熱工程は、前記接触部材に当接する加熱手段を用いて当該接触部材を加熱する、
ことを特徴とする請求項５記載の半田付け方法。
【請求項７】
前記接合対象物加熱工程は、前記接触部材に加熱ビームを照射して当該接触部材を加熱する、
ことを特徴とする請求項５記載の半田付け方法。
【請求項８】
前記接合対象物配置工程は、前記接合対象物を接合位置に搬送する接合対象物搬送工程を有し、
前記接合対象物加熱工程は、前記接合対象物搬送工程にて前記接合対象物を搬送中に加熱する、
ことを特徴とする請求項３，４，５，６又は７記載の半田付け方法。
【請求項９】
前記接合対象物加熱工程にて加熱される一方の前記接合対象物は、磁気ヘッドスライダであり、この磁気ヘッドスライダが接合される他方の前記接合対象物は、ヘッドジンバルアセンブリを構成するサスペンションである、
ことを特徴とする請求項３，４，５，６，７又は８記載の半田付け方法。
【請求項１０】
請求項９記載の半田付け方法にて前記サスペンションに前記磁気ヘッドスライダを半田付けして、ヘッドジンバルアセンブリを製造する、
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。
【請求項１１】
各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間を半田にて接合する際に用いる半田付け装置であって、
前記各接合パッド間に配置される半田に加熱ビームを照射して半田付けを行う半田加熱手段を備えると共に、
この半田加熱手段とは異なり、少なくとも一方の前記接合対象物を加熱する接合対象物加熱手段を備えた、
ことを特徴とする半田付け装置。
【請求項１２】
各接合対象物を接合位置に配置する接合対象物配置手段と、
前記各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間に配置される半田に加熱ビームを照射して半田付け行う半田加熱手段と、を備え、
この半田加熱手段とは異なり、一方の前記接合対象物を加熱する接合対象物加熱手段を備えた、
ことを特徴とする半田付け装置。
【請求項１３】
前記接合対象物加熱手段は、前記半田加熱手段が半田に加熱ビームを照射する前に、及び／又は、前記半田加熱手段にて半田に加熱ビームを照射中に、前記接合対象物を加熱する、
ことを特徴とする請求項１２記載の半田付け装置。
【請求項１４】
前記接合対象物加熱手段は、前記接合対象物の温度が予め設定された温度を超えないよう加熱制御する制御手段を備えた、
ことを特徴とする請求項１３記載の半田付け装置。
【請求項１５】
前記接合対象物加熱手段は、前記接合対象物に接触している接触部材を加熱して当該接合対象物を加熱する、
ことを特徴とする請求項１３又は１４記載の半田付け装置。
【請求項１６】
前記接合対象物配置手段は、前記接合対象物を保持して接合位置に搬送する搬送手段を備え、
前記接合対象物加熱手段は、前記接触部材となる前記搬送手段を加熱して当該搬送手段にて保持された前記接合対象物を加熱する、
ことを特徴とする請求項１５記載の半田付け装置。
【請求項１７】
前記搬送手段は、前記接合対象物を先端部で吸引保持する吸引ノズルを備えた、
ことを特徴とする請求項１６記載の半田付け装置。
【請求項１８】
前記接合対象物加熱手段は、前記接触部材に当接して当該接触部材を加熱する加熱手段である、
ことを特徴とする請求項１５，１６又は１７記載の半田付け装置。
【請求項１９】
前記接合対象物加熱手段は、前記接触部材に加熱ビームを照射して当該接触部材を加熱する接合対象物用加熱ビーム照射手段である、
ことを特徴とする請求項１５，１６又は１７記載の半田付け装置。
【請求項２０】
前記接合対象物加熱手段にて加熱される一方の前記接合対象物は、磁気ヘッドスライダであり、この磁気ヘッドスライダが接合される他方の前記接合対象物は、ヘッドジンバルアセンブリを構成するサスペンションである、
ことを特徴とする請求項１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８又は１９記載の半田付け装置。
【請求項１】
各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間を半田にて接合する半田付け方法であって、
少なくとも一方の接合対象物を加熱し、
その後、あるいは、前記接合対象物の加熱を継続しつつ、半田に加熱ビームを照射して半田付けを行う、
ことを特徴とする半田付け方法。
【請求項２】
各接合対象物を接合位置に配置する接合対象物配置工程と、
前記各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間に半田を配置し、当該半田に加熱ビームを照射して半田付けを行う半田付け工程と、を有する半田付け方法であって、
前記半田付け工程の前、及び／又は、前記半田付け工程と平行して、少なくとも一方の前記接合対象物を加熱する接合対象物加熱工程を有する、
ことを特徴とする半田付け方法。
【請求項３】
前記接合対象物加熱工程は、前記半田付け工程における半田に対する加熱により接合パッド部分の温度上昇率の低いいずれか一方の前記接合対象物を加熱する、
ことを特徴とする請求項２記載の半田付け方法。
【請求項４】
前記接合対象物加熱工程は、前記接合対象物の温度が予め設定された温度を超えないよう加熱する、
ことを特徴とする請求項３記載の半田付け方法。
【請求項５】
前記接合対象物加熱工程は、前記接合対象物に接触している接触部材を加熱して当該接合対象物を加熱する、
ことを特徴とする請求項３又は４記載の半田付け方法。
【請求項６】
前記接合対象物加熱工程は、前記接触部材に当接する加熱手段を用いて当該接触部材を加熱する、
ことを特徴とする請求項５記載の半田付け方法。
【請求項７】
前記接合対象物加熱工程は、前記接触部材に加熱ビームを照射して当該接触部材を加熱する、
ことを特徴とする請求項５記載の半田付け方法。
【請求項８】
前記接合対象物配置工程は、前記接合対象物を接合位置に搬送する接合対象物搬送工程を有し、
前記接合対象物加熱工程は、前記接合対象物搬送工程にて前記接合対象物を搬送中に加熱する、
ことを特徴とする請求項３，４，５，６又は７記載の半田付け方法。
【請求項９】
前記接合対象物加熱工程にて加熱される一方の前記接合対象物は、磁気ヘッドスライダであり、この磁気ヘッドスライダが接合される他方の前記接合対象物は、ヘッドジンバルアセンブリを構成するサスペンションである、
ことを特徴とする請求項３，４，５，６，７又は８記載の半田付け方法。
【請求項１０】
請求項９記載の半田付け方法にて前記サスペンションに前記磁気ヘッドスライダを半田付けして、ヘッドジンバルアセンブリを製造する、
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。
【請求項１１】
各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間を半田にて接合する際に用いる半田付け装置であって、
前記各接合パッド間に配置される半田に加熱ビームを照射して半田付けを行う半田加熱手段を備えると共に、
この半田加熱手段とは異なり、少なくとも一方の前記接合対象物を加熱する接合対象物加熱手段を備えた、
ことを特徴とする半田付け装置。
【請求項１２】
各接合対象物を接合位置に配置する接合対象物配置手段と、
前記各接合対象物にそれぞれ形成された各接合パッド間に配置される半田に加熱ビームを照射して半田付け行う半田加熱手段と、を備え、
この半田加熱手段とは異なり、一方の前記接合対象物を加熱する接合対象物加熱手段を備えた、
ことを特徴とする半田付け装置。
【請求項１３】
前記接合対象物加熱手段は、前記半田加熱手段が半田に加熱ビームを照射する前に、及び／又は、前記半田加熱手段にて半田に加熱ビームを照射中に、前記接合対象物を加熱する、
ことを特徴とする請求項１２記載の半田付け装置。
【請求項１４】
前記接合対象物加熱手段は、前記接合対象物の温度が予め設定された温度を超えないよう加熱制御する制御手段を備えた、
ことを特徴とする請求項１３記載の半田付け装置。
【請求項１５】
前記接合対象物加熱手段は、前記接合対象物に接触している接触部材を加熱して当該接合対象物を加熱する、
ことを特徴とする請求項１３又は１４記載の半田付け装置。
【請求項１６】
前記接合対象物配置手段は、前記接合対象物を保持して接合位置に搬送する搬送手段を備え、
前記接合対象物加熱手段は、前記接触部材となる前記搬送手段を加熱して当該搬送手段にて保持された前記接合対象物を加熱する、
ことを特徴とする請求項１５記載の半田付け装置。
【請求項１７】
前記搬送手段は、前記接合対象物を先端部で吸引保持する吸引ノズルを備えた、
ことを特徴とする請求項１６記載の半田付け装置。
【請求項１８】
前記接合対象物加熱手段は、前記接触部材に当接して当該接触部材を加熱する加熱手段である、
ことを特徴とする請求項１５，１６又は１７記載の半田付け装置。
【請求項１９】
前記接合対象物加熱手段は、前記接触部材に加熱ビームを照射して当該接触部材を加熱する接合対象物用加熱ビーム照射手段である、
ことを特徴とする請求項１５，１６又は１７記載の半田付け装置。
【請求項２０】
前記接合対象物加熱手段にて加熱される一方の前記接合対象物は、磁気ヘッドスライダであり、この磁気ヘッドスライダが接合される他方の前記接合対象物は、ヘッドジンバルアセンブリを構成するサスペンションである、
ことを特徴とする請求項１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８又は１９記載の半田付け装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２２】
【図９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２２】
【図９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２００８−１８７０５６（Ｐ２００８−１８７０５６Ａ）
【公開日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０１４１（Ｐ２００７−２０１４１）
【出願日】平成１９年１月３０日（２００７．１．３０）
【出願人】（５００３９３８９３）新科實業有限公司 (361)
【氏名又は名称原語表記】ＳＡＥ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ（Ｈ．Ｋ．）Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】ＳＡＥ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｅｎｔｒｅ， ６ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐａｒｋ Ｅａｓｔ Ａｖｅｎｕｅ， Ｈｏｎｇ Ｋｏｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐａｒｋ， Ｓｈａｔｉｎ， Ｎ．Ｔ．， Ｈｏｎｇ Ｋｏｎｇ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月３０日（２００７．１．３０）
【出願人】（５００３９３８９３）新科實業有限公司 (361)
【氏名又は名称原語表記】ＳＡＥ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ（Ｈ．Ｋ．）Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】ＳＡＥ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｅｎｔｒｅ， ６ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐａｒｋ Ｅａｓｔ Ａｖｅｎｕｅ， Ｈｏｎｇ Ｋｏｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐａｒｋ， Ｓｈａｔｉｎ， Ｎ．Ｔ．， Ｈｏｎｇ Ｋｏｎｇ
【Ｆターム（参考）】
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