專利名稱：利用導(dǎo)電材料的接合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用導(dǎo)電材料例如焊料的接合裝置，更具體地，本發(fā)明涉及一種適合于執(zhí)行由形成在磁頭的滑塊上的接合墊與形成在引線框上的墊之間的接合所體現(xiàn)的瞬間接合的利用導(dǎo)電材料的接合裝置。
背景技術(shù)：
在過去，公知一種接合方法，其中在將焊料球安裝在待接合的電極之間后，通過激光束的照射使焊料球熔融，由此實現(xiàn)電極之間的電氣連接。
圖2是通過利用焊料球來執(zhí)行電極之間的連接的一種常規(guī)接合裝置的截面圖。如圖2所示，作為第一常規(guī)示例的接合裝置1設(shè)置有錐形噴嘴2。在噴嘴2中，設(shè)定成位于噴嘴遠(yuǎn)端處與噴嘴內(nèi)部的空間相連通的開口的內(nèi)徑至少大于待熔融的焊料球3的外徑。即，供給進(jìn)噴嘴2的內(nèi)部的焊料球3能夠從噴嘴的遠(yuǎn)端分離。此外，在噴嘴的后端附近設(shè)置有激光照射單元(未示出)。來自激光照射單元的激光束7能夠使保持在形成在滑塊4和背板(flexor)5上的被接合在一起的電極6之間的焊料球3熔融。
此外，接合裝置不限于上述裝置，還公知其它的接合裝置。圖3是作為第二常規(guī)示例的接合裝置的截面圖，在該接合裝置中，通過利用焊料球?qū)㈦姌O彼此連接。順便提一下，在第二常規(guī)示例中，用相同的附圖標(biāo)記表示與第一常規(guī)示例中類似或相同的部件。
如圖3所示，與第一常規(guī)示例類似，根據(jù)第二常規(guī)示例的接合裝置8包括錐形噴嘴2和設(shè)置在噴嘴2上方的激光照射單元(未示出)。然而，噴嘴2遠(yuǎn)端處的內(nèi)徑小于焊料球3的直徑，噴嘴2的內(nèi)部與抽吸裝置(未示出)連通。通過操縱抽吸裝置，焊料球3能夠從噴嘴2的遠(yuǎn)端吸取并且能夠保持在噴嘴2的遠(yuǎn)端。在具有這種布置的接合裝置8中，在焊料球3從焊料球供應(yīng)裝置(未示出)拾取并且移動到電極6上之后，通過激光束的照射使焊料球3熔融，由此執(zhí)行電極6之間的連接。在這種情況下，噴嘴2的遠(yuǎn)端用作用于激光束的掩模，以便穿過掩模或噴嘴的開口的激光束能夠使焊料球3熔融。
作為通過掩模照射激光束使得激光束僅照射在需要被焊接的部位上的布置，公知在日本實用新型公開No.6-41174中公開的一種技術(shù)。此外，還公知包括將熔融焊料(焊料球)的顆粒卸放在電極上的步驟以及然后將激光束照射在焊料顆粒和電極上的步驟由此改進(jìn)焊料接合到電極上的接合能力的一種技術(shù)(例如，參見日本專利公開No.2002-76043)，以及用于保護(hù)氣體的排放口呈細(xì)長縫隙形并且激光束的光軸位于用于保護(hù)氣體的排放口內(nèi)的一種技術(shù)(例如，參見日本專利公開No.2003-204149)。
在用于處理熔融焊料的步驟中，在具有適合于保持焊料并且被加熱到溫度等于或高于焊料的溫度的任何元件(例如上述日本實用新型公開No.6-41174中公開的噴嘴)的布置的情況下，必須避免焊料粘結(jié)到這種元件上。此外，在上述日本專利公開No.2002-76043中公開的布置的情況下，還必須考慮焊料顆粒從噴嘴卸放期間焊料粘結(jié)到噴嘴本身以及激光束照射期間焊料的散射。如果發(fā)生焊料的這種粘結(jié)，噴嘴的內(nèi)徑會減小，結(jié)果隨著操作時間的增加焊料供應(yīng)量減少，并且在極端情況下，焊料供應(yīng)本身可能變得困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是考慮到上述問題而作出的，本發(fā)明的目的是提供一種能夠防止熔融導(dǎo)電材料例如熔融焊料粘結(jié)到噴嘴等上并且能夠優(yōu)選和穩(wěn)定地供應(yīng)導(dǎo)電球例如焊料球的接合裝置。
為解決上述問題，本發(fā)明提供這樣一種接合裝置，其中將導(dǎo)電材料供應(yīng)到電極并將激光束照射到該導(dǎo)電材料上以使導(dǎo)電材料熔融，由此將導(dǎo)電材料接合到電極上，該接合裝置包括適合于保持所述導(dǎo)電材料并且能夠?qū)⑺鰧?dǎo)電材料擱在所述電極上的導(dǎo)電材料接合位置的噴嘴；以及用于將激光束照射在位于所述接合位置處的所述導(dǎo)電材料上的激光照射裝置，該接合裝置的特征在于，用具有絕緣性能和相對于所述導(dǎo)電材料具有低可濕性并且難以被熔融導(dǎo)電材料粘結(jié)的膜涂覆所述噴嘴的與所述導(dǎo)電材料接觸的區(qū)域。
順便提一下，在上述接合裝置中，從相對于導(dǎo)電材料的可濕性、絕緣性能以及膜成形的容易度的角度來看，優(yōu)選由DLC制成的膜。此外，在上述接合裝置中，優(yōu)選地，噴嘴具有可通風(fēng)并且與設(shè)置在噴嘴中的開口連通的內(nèi)部空間，導(dǎo)電材料由該開口保持。在這種情況下，優(yōu)選地，激光照射裝置能夠以預(yù)定位置關(guān)系安裝在該噴嘴上，并且激光束通過該內(nèi)部空間和噴嘴的開口中的至少一個照射到導(dǎo)電材料上。此外，優(yōu)選地，導(dǎo)電材料由噴嘴的開口抽吸和保持。
具體地，本發(fā)明采取使得導(dǎo)電材料難以粘結(jié)或接合到噴嘴的遠(yuǎn)端的措施。作為簡單而有效的措施，考慮用相對于熔融導(dǎo)電材料具有低可濕性的材料涂覆拾取噴嘴的遠(yuǎn)端，更具體地，噴嘴的易于與導(dǎo)電材料接觸的部位。作為這種材料，優(yōu)選碳基材料。通常，碳基材料相對于熔融金屬具有低可濕性并且能夠容易通過CVD方法、PVD方法等涂覆。此外，包括作為主體材料的碳的DLC膜(金剛石類碳膜)具有優(yōu)良的強(qiáng)度和耐磨性，以及低可濕性，并且還具有能夠容易地成層剝離的性能。因而，通過將DLC膜涂覆在拾取噴嘴的遠(yuǎn)端上，熔融導(dǎo)電材料粘結(jié)到噴嘴遠(yuǎn)端的可能性減小，如果導(dǎo)電材料粘結(jié)到該遠(yuǎn)端，導(dǎo)電材料所粘結(jié)的部位會成層剝離。因此，能夠有效地防止導(dǎo)電材料的粘結(jié)。
在本發(fā)明中，如上所述，將由相對于熔融導(dǎo)電材料具有低可濕性的材料制成的涂層涂覆到易于接觸熔融導(dǎo)電材料的部位。由于該涂層的存在，能夠有效地防止熔融導(dǎo)電材料粘結(jié)到噴嘴，并且能夠適當(dāng)?shù)毓?yīng)導(dǎo)電球。此外，通過利用作為涂覆材料的DLC，通過利用DLC的特殊層狀剝離性能，總是能夠維持該涂層作為最外層。因此，能夠長時間維持該涂層的作用。
順便提一下，在使用微導(dǎo)電球的情況下，公知的是，由于摩擦作用，尤其是在導(dǎo)電球供應(yīng)期間在導(dǎo)電球容器中的導(dǎo)電球之間的摩擦作用，靜電會積聚在導(dǎo)電球上。此外，關(guān)于由導(dǎo)電材料例如所謂的超硬合金制成的噴嘴，公知的是，由于各種動作會給噴嘴施加一定電勢。如果導(dǎo)電球由這種噴嘴保持并且與待接合的電極接觸或接近該電極附近，聚積在噴嘴和導(dǎo)電球上的所有電荷會流入電極。如果以這種方式產(chǎn)生的電流很大，則可能發(fā)生會破壞與待接合的對象相連接的各種電路的所謂的ESD(靜電破壞)。
DLC膜公知具有10-2-10-10Ωm的高電阻率值。因此，通過將DLC膜涂覆在拾取噴嘴的遠(yuǎn)端上，拾取噴嘴與導(dǎo)電球之間的電阻增大，由此產(chǎn)生大大減小從拾取噴嘴流入導(dǎo)電球的電流的副效應(yīng)。因此，由于涂覆有DLC膜，還大大減小了接合操作期間靜電破壞發(fā)生的可能性。
盡管在本發(fā)明中焊料適合用作導(dǎo)電材料，但還可使用金、合金或其它導(dǎo)電材料。
通過以下結(jié)合附圖的詳細(xì)說明會更清楚本發(fā)明的上述和其它目的、特征以及優(yōu)點。


圖1是示出通過使用根據(jù)本發(fā)明一實施例的導(dǎo)電球接合裝置使導(dǎo)電球在電極區(qū)上熔融的狀況的說明性視圖；圖2是示出用于通過利用導(dǎo)電球來執(zhí)行電極之間的連接的接合裝置的第一常規(guī)示例的視圖；以及圖3是示出用于通過利用導(dǎo)電球來執(zhí)行電極之間的連接的接合裝置的第二常規(guī)示例的視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參照附圖全面地說明根據(jù)本發(fā)明的焊料球接合裝置的具體優(yōu)選實施例。在該實施例中，將焊料用作導(dǎo)電材料的示例。圖1是示出通過利用根據(jù)本發(fā)明一實施例的焊料球接合裝置使焊料球在電極區(qū)上熔融的狀況的說明性視圖。
如圖1所示，根據(jù)所示實施例的焊料球接合裝置10能夠通過移動裝置(未示出)在用于供應(yīng)焊料球12的供應(yīng)裝置(未示出)與作為待接合的對象的磁頭構(gòu)成部分之間往復(fù)移動。順便提一下，在此說明的磁頭構(gòu)成部分是GMR元件等嵌入其中的滑塊16以及用于支承滑塊16的背板18。
順便提一下，在所示實施例中，在滑塊16上形成有滑塊側(cè)電極24，并且設(shè)置有數(shù)量與滑塊側(cè)電極的數(shù)量相對應(yīng)的背板側(cè)電極26。滑塊側(cè)電極24和背板側(cè)電極26布置成它們的邊緣彼此抵靠，并且電極彼此垂直。換句話說，在電極24和電極26之間限定有V形凹槽。這些電極24和26構(gòu)成將通過焊料球接合的電極區(qū)59。
在供應(yīng)裝置與磁頭之間往復(fù)移動的接合裝置10主要包括形成該裝置的主體的錐形圓筒30，設(shè)置在該錐形圓筒下方的拾取噴嘴32，以及設(shè)置在錐形圓筒30的與拾取噴嘴32相對的一側(cè)的激光照射單元34。在錐形圓筒30內(nèi)設(shè)置有內(nèi)部空間38。內(nèi)部空間38與空氣供給和排放裝置以及作為惰性氣體供應(yīng)裝置的氮氣供應(yīng)裝置(未示出)連通。通過空氣供給和排放裝置，能夠執(zhí)行用于通過減小內(nèi)部空間的壓力而經(jīng)由拾取噴嘴32產(chǎn)生抽吸(作用)的操作，用于產(chǎn)生所謂的真空破裂以將內(nèi)部空間38內(nèi)的壓力減小環(huán)境釋放成大氣壓力的操作，或者用于通過將氮氣供給進(jìn)內(nèi)部空間38而經(jīng)由拾取噴嘴32噴射氮氣的操作。在拾取噴嘴32的開口附近形成有DLC膜48。
在拾取噴嘴32中，通過在實際接觸焊料球的區(qū)域上形成DLC膜48，能夠有效防止焊料尤其是熔融焊料粘結(jié)到拾取噴嘴32上。此外，通過在拾取噴嘴32的接觸焊料球的區(qū)域上設(shè)置具有高電阻率的DLC膜，能夠防止電荷從噴嘴流到焊料球。順便提一下，在圖1中，雖然優(yōu)選示出了僅在拾取噴嘴的遠(yuǎn)端表面涂覆涂層的示例，但還可將DLC膜涂覆在可接觸焊料球的任意區(qū)域上，或者涂覆在用于支承焊料球的部件上。
接下來說明用于通過利用如此構(gòu)造的焊料球接合裝置來將形成在磁頭的滑塊16上的滑塊側(cè)電極24接合到形成在背板18上的背板側(cè)電極26上的工序。順便提一下，在此，在滑塊側(cè)電極24與背板側(cè)電極26之間的連接中使用的焊料球12是外徑約為80-150微米的小球或者微球。
在磁頭的接合操作中，首先，將接合裝置10向焊料球供應(yīng)裝置移動，并由拾取噴嘴32吸取位于供應(yīng)裝置中的焊料球12，以將焊料球12移動到拾取噴嘴32。在接合裝置10移動到焊料接合位置后，操縱空氣供給和排放裝置以使內(nèi)部空間38中的壓力恢復(fù)到大氣壓力(真空破裂)，然后，通過氮氣供應(yīng)裝置將氮氣引入內(nèi)部空間38，由此從拾取噴嘴32噴射氮氣。此外，在維持噴射氮氣的狀況的同時，操縱激光照射單元34以向焊料球12照射激光束50。
通過經(jīng)由拾取噴嘴32的開口將激光束50照射在焊料球12和電極24和26上，能夠使焊料球12熔融，同時電極24和26能夠被加熱。即，當(dāng)電極24和26被加熱時，熔融焊料(熔融前的焊料球)與電極之間的溫度差能夠減小，結(jié)果能夠提高焊料可濕性。因而，能夠提高電極區(qū)59的電氣連接，即，滑塊側(cè)電極24與背板側(cè)電極26之間的電氣連接的可靠性。
順便提一下，還可在噴嘴的貫通開口的內(nèi)表面上涂覆涂層。由于拾取噴嘴接觸焊料并且保持焊料，所以當(dāng)焊料球熔融時，熔融焊料可進(jìn)入噴嘴的貫通開口的內(nèi)部。由于激光束照射在貫通開口及其周圍，所以被照射區(qū)域的溫度會增加到與熔融焊料的溫度相同的程度。因而，進(jìn)入貫通開口的熔融焊料可粘結(jié)在被加熱的區(qū)域而阻塞貫通開口。通過在這種區(qū)域上也涂覆DLC膜，能夠大大減少發(fā)生這種阻塞的可能性。此外，還要注意，焊料球通過激光束的照射會突然熔融并且一部分熔融焊料會散射。因而，優(yōu)選地，在考慮這種情形的情況下確定要涂覆的區(qū)域。
此外，在所示實施例中，雖然說明了將DLC膜用作優(yōu)選的涂覆膜的示例，但本發(fā)明不限于該示例。在本發(fā)明中可考慮使用對所使用的導(dǎo)電材料具有低可濕性的材料和具有高電阻值即絕緣材料的任何材料作為涂覆膜。具體地，可使用硅，硅系元素的氮化物和氧化物，硼系元素的氮化物等。此外，在本發(fā)明中，在導(dǎo)電材料可粘結(jié)到的區(qū)域上或者導(dǎo)電球可接觸或電連接噴嘴的區(qū)域上涂覆諸如DLC膜之類的膜，并且接合裝置的構(gòu)造不限于所示實施例中示出的情況。即，本發(fā)明還可應(yīng)用于第一和第二常規(guī)示例中所示的接合裝置。
更具體地，噴嘴可通過靜電抽吸或吸取以及真空抽吸而保持導(dǎo)電球。在這種情況下，應(yīng)注意，如果導(dǎo)電材料粘結(jié)在抽吸表面上，則在保持其它導(dǎo)電球時，可改變保持位置或保持姿勢。通過將本發(fā)明應(yīng)用于執(zhí)行靜電抽吸的噴嘴，可提供具有恒定抽吸表面的噴嘴。此外，激光束的照射方向不必與穿過噴嘴內(nèi)部的方向一致。本發(fā)明可應(yīng)用于在供應(yīng)導(dǎo)電球之后激光束從與導(dǎo)電球保持方向不同的方向照射的接合裝置。在激光束從與保持方向不同的方向照射的布置中，應(yīng)注意，熔融的導(dǎo)電材料的散射范圍變得比所示實施例中大。在這種情況下，通過進(jìn)一步加寬或增大涂覆區(qū)域，可維持能夠減小熔融導(dǎo)電材料的粘結(jié)的優(yōu)選裝置環(huán)境。
在上述實施例中，作為根據(jù)本發(fā)明使用焊料的接合裝置，說明了實現(xiàn)形成在磁頭的滑塊上的接合墊與形成在引線框上的墊之間的接合的裝置。然而，本發(fā)明的應(yīng)用不僅限于這種接合裝置，本發(fā)明可應(yīng)用于其中通過由超硬合金制成的部件在待接合的對象附近輸送焊料并且通過激光束突然熔融焊料的所有裝置，例如，上述日本專利特開平No.2002-76043中說明的裝置。在這種情況下，可將涂層涂覆在焊料輸送部件的可接觸焊料的部位。
顯然，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以實施本發(fā)明的許多不同的實施例，應(yīng)理解，本發(fā)明除了如所附權(quán)利要求所限定的之外不限于特定實施例。
權(quán)利要求
1.一種接合裝置，其中將導(dǎo)電材料供應(yīng)到電極并將激光束照射到所述導(dǎo)電材料上以使所述導(dǎo)電材料熔融，由此將所述導(dǎo)電材料接合到所述電極，所述接合裝置包括適合于保持所述導(dǎo)電材料并且能夠?qū)⑺鰧?dǎo)電材料擱在所述電極上的導(dǎo)電材料接合位置的噴嘴；以及用于將激光束照射在位于所述接合位置處的所述導(dǎo)電材料上的激光照射裝置；并且其中，用具有絕緣性能和相對于所述導(dǎo)電材料的低可濕性并且難以被熔融導(dǎo)電材料粘結(jié)的膜涂覆所述噴嘴的至少與所述導(dǎo)電材料接觸的區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接合裝置，其特征在于，所述膜包括金剛石類碳膜(DLC膜)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接合裝置，其特征在于，所述噴嘴具有可通風(fēng)并且與設(shè)置在所述噴嘴中的開口連通的內(nèi)部空間，所述導(dǎo)電材料經(jīng)由所述開口保持。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的接合裝置，其特征在于，所述激光照射裝置可以預(yù)定位置關(guān)系安裝在所述噴嘴上并且激光束經(jīng)由所述內(nèi)部空間和所述開口中的至少一個照射到所述導(dǎo)電材料上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的接合裝置，其特征在于，所述導(dǎo)電材料由所述噴嘴的所述開口抽吸和保持。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用導(dǎo)電材料的接合裝置。在該接合裝置中，將焊料輸送到預(yù)定電極上，該焊料通過激光束的照射熔融并且接合到所述電極上，本發(fā)明的目的是防止焊料粘結(jié)到裝置的焊料輸送系統(tǒng)上。為了實現(xiàn)上述目的，在該接合裝置中，將相對于焊料具有低可濕性并具有預(yù)定厚度的膜例如DLC膜涂覆在焊料保持和輸送部件的與焊料接觸的區(qū)域和其附近。
文檔編號G11B5/48GK1780533SQ20051010514
公開日2006年5月31日 申請日期2005年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月29日
發(fā)明者進(jìn)藤修, 山口哲 申請人:Tdk株式會社