專利名稱：連接電路相對側(cè)上金屬結(jié)構(gòu)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造電子元件的方法和裝置。更具體地說，本發(fā)明關(guān)于提供其間具有一個或幾個絕緣層的相對導(dǎo)電層之間的電連接。
背景技術(shù)：
硬盤驅(qū)動器是普通的信息儲存裝置，主要包括一系列旋轉(zhuǎn)盤，它們用磁性讀和寫元件來存取。這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換元件(通稱轉(zhuǎn)換器)一般是由一個滑塊體攜帶并鑲嵌在其中，此滑塊體處在與盤上離散數(shù)據(jù)道靠近的相對位置，以便進(jìn)行讀和寫操作。為使轉(zhuǎn)換器相對于盤表面適當(dāng)定位，形成在滑塊體上的空氣軸承表面(ABS)有流動空氣流過，提供足夠的升力讓滑塊體和轉(zhuǎn)換器“懸浮”在數(shù)據(jù)道上面。磁盤的高速旋轉(zhuǎn)沿其表面在基本平行于盤切向速度的方向產(chǎn)生一股氣流或者風(fēng)。氣流與滑塊體的ABS結(jié)合，使滑塊體懸浮在旋轉(zhuǎn)盤上面。實際上，懸浮的滑塊體通過這個自控制空氣軸承與盤表面物理上分離。滑塊體的ABS一般形成在面對旋轉(zhuǎn)盤的滑塊體表面上，且對滑塊體在各種條件下懸浮在盤上的能力有很大的影響。
轉(zhuǎn)換器建在被稱為晶片的襯底上，后者由例如AlTiC導(dǎo)電材料制成，所用工藝和半導(dǎo)體器件工藝相類似。在記錄頭外表面上的金焊盤，通過晶片級處理過程中建立的內(nèi)部電路徑與記錄裝置電氣連接。然后把晶片切成矩形片，每片上具有單獨的記錄頭并與稱為滑決的襯底相連。再把滑塊安裝在一個懸架上。這個組件頭被稱為磁頭常平架組件，或HGA。然后用膠將滑塊粘在懸架上，膠可以是導(dǎo)電膠，以在襯底和懸架的不銹鋼元件之間形成電連接。利用超聲焊接或錫焊等方法，在記錄頭上的金焊盤和懸架上的金屬線之間造成一些附加電連接。最后將HGA組裝到硬盤驅(qū)動器內(nèi)，且懸架線與其它的電氣元件(典型的為前置放大器)相連接，懸架的不銹鋼元件與驅(qū)動器的接地線相連接。
HGA一般有兩種類型-帶線的和無線的。帶線HGA中，磁頭懸浮組件(HSA)的柔性電路和讀寫頭之間用單獨的導(dǎo)線連接。無線HGA中，導(dǎo)電路徑與柔性件做成一體，并在HSA柔性電路和滑塊讀寫頭之間提供傳導(dǎo)。技術(shù)上一般有兩類無線懸架。在第一類(如跡線懸浮組件TAS和電路集成懸浮CIS)中，跡線是通過相減過程(如刻蝕操作)或相加過程(如涂敷或淀積過程)建在不銹鋼柔性件上，在路徑和柔性件之間有一絕緣層。在跡線設(shè)置到位后，可以把柔性件焊到懸架的其它部件上。在第二類(如柔性懸浮組件(FSA)和懸架上的柔性件(FOS))中，跡線建在絕緣層上，然后用另一絕緣層覆蓋而形成柔性電路。接著用粘接劑把電路固定在懸架上。也可以在粘到懸架之前把一個叫做地平面的額外金屬層固定在柔性電路上。在FSA中，為連通而將柔性件與負(fù)載梁和安裝板連同集成跡線結(jié)合成一體。
如圖1所示，如普通雙體船形滑塊5的ABS結(jié)構(gòu)可由一對平行軌道2和4組成，軌道沿面對盤的滑塊表面外緣伸展。也研發(fā)了其它的ABS結(jié)構(gòu)，包括三個或更多的附加軌道，其表面積和幾何形狀各異。兩個軌道2和4一般沿著滑塊體長度的至少一部分從前緣6伸至后緣8。所謂前緣6是指旋轉(zhuǎn)盤在向后緣8走過滑塊5的長度之前通過的滑塊邊緣。如圖所示，前緣6可以被做成逐漸變尖，但它的機加工過程一般具有不希望有的大公差。如圖1所示，轉(zhuǎn)換器即磁性元件7一般安裝在沿滑塊后緣8的某個位置。軌道2和4形成一對空氣軸承，滑塊懸浮在它上面，并在與旋轉(zhuǎn)盤產(chǎn)生的空氣流相接觸時提供必需的升力。當(dāng)盤旋轉(zhuǎn)時，所產(chǎn)生的風(fēng)即氣流沿著雙體船形滑塊軌道2和4的下面和二者之間流動。當(dāng)氣流通過軌道2和4下面時，在軌道和盤之間的空氣壓力增加，從而提供正的壓力和升力。雙體船形滑決通常產(chǎn)生足夠的升力，或正負(fù)荷力，使滑塊懸浮在旋轉(zhuǎn)盤上方適當(dāng)?shù)母叨取Ｌ热魶]有軌道2和4，滑塊體5的大表面積會產(chǎn)生過大的空氣軸承表面積。一般而言，隨著空氣軸承表面積的增加，所產(chǎn)生的升力也增大。因此倘若沒有軌道的話，滑塊將懸浮得離旋轉(zhuǎn)盤太遠(yuǎn)，以致使上面低懸浮高度的所有優(yōu)點喪失殆盡。
如圖2所示，HGA 40常常為滑塊提供多個自由度，如縱向空間，或傾斜角和傾搖角，后者用來描述滑塊的懸浮高度。如圖2所示，懸架74將HGA 40托在運動的盤76上方，活動的盤76具有邊緣70，并沿箭頭80的方向運動。在圖2所示的盤驅(qū)動器工作時，致動器72將HGA沿弧75在盤76上方不同直徑(即內(nèi)徑(ID)，中徑(MD)，和外徑(OD))運動。
在盤驅(qū)動器和其它一些技術(shù)中，可以把金屬等導(dǎo)電材料安置在中間材料的兩面。例如，可以用每面具有金屬層的絕緣材料做成印刷電路板。如圖3所示，可以在絕緣層31的一面提供第一金屬層33，另一面提供第二金屬層35。為導(dǎo)電連接第一和第二金屬層33，35，可以通過絕緣材料做一個通路或孔，然后鍍(如電鍍)上導(dǎo)電材料。導(dǎo)電通路37是將兩個相對的金屬層連在一起的常用方法。建立這種導(dǎo)電連接的一個問題是，在絕緣層31內(nèi)打孔可能很費錢(例如，當(dāng)用單束激光來形成此孔時)。
另一個建立這種導(dǎo)電連接的常用方法如圖4所示。同樣，絕緣材料41用作第一金屬層43和第二金屬層45之間的中間材料。在這種方法中，是通過第一金屬層43和絕緣層41做出一個“盲孔”并用導(dǎo)電環(huán)氧樹脂47填充。用絕緣材料做的覆蓋涂層49覆蓋并保護盲孔內(nèi)的環(huán)氧樹脂，使之不受污染和氧化。導(dǎo)電環(huán)氧樹脂用懸浮在非導(dǎo)電媒質(zhì)中的導(dǎo)電金屬(如銀)粉末做成。依靠金屬粉末之間的接觸鏈形成環(huán)氧樹脂的導(dǎo)電路徑。因此，導(dǎo)電環(huán)氧樹脂47在金屬層43和金屬層45間提供比較差的導(dǎo)電連接。另外，采用覆蓋涂層49可能會增加建立這種連接的過程的開銷。
據(jù)此，有必要改進(jìn)在相對金屬層之間作導(dǎo)電連接的方法和設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個實施例提供一種改進(jìn)的方法和系統(tǒng)。在一個實施例中提供一種結(jié)構(gòu)，它包括第一和第二金屬層，其間由一個中間絕緣層隔開。通過這些層的兩個或全部三個開孔，將一個導(dǎo)電球(如用金或鍍金的導(dǎo)體等做成)插入孔內(nèi)，然后壓在孔內(nèi)(如果需要的話)，以在各金屬層間建立導(dǎo)電連接。也可以把導(dǎo)電球做成較小的顆?；蜉^小的球的形式。在這種情況下，導(dǎo)體可能融化在盲孔內(nèi)而建立金屬連接。


圖1是具有讀和寫元件組件的懸浮滑塊透視圖，它具有普通逐漸變尖的雙體船形空氣軸承滑塊結(jié)構(gòu)。
圖2是空氣軸承滑塊安裝在活動磁儲存媒質(zhì)上方的平面圖。
圖3是包含本行業(yè)內(nèi)的導(dǎo)電連接的工件的剖視圖。
圖4是包含本行業(yè)內(nèi)的導(dǎo)電連接的工件的另一個剖視圖。
圖5a-b是按本發(fā)明一個實施例顯示兩個金屬層的導(dǎo)電連接的工件的剖視圖。
圖6是建立按本發(fā)明一個實施例的圖5a-b所示導(dǎo)電連接的方法的流程圖。
圖7a-b是按本發(fā)明另一個實施例顯示兩個金屬層的導(dǎo)電連接的工件的剖視圖。
圖8是建立按本發(fā)明一個實施例的圖7a-b所示導(dǎo)電連接的方法的流程圖。
圖9是一個滑塊懸架的剖視圖，它顯示本發(fā)明一個實施例中的接地墊和金屬懸架。
圖10a-b是按本發(fā)明將一個金屬路徑連到金屬懸架上的一部分懸架的平面視圖。
詳細(xì)說明參考圖5a-b，這是按本發(fā)明的兩個金屬層之間導(dǎo)電連接的剖視圖。在此實施例中，所提供的結(jié)構(gòu)包括第一金屬層51，第二金屬層53，和中間絕緣層55。希望在第一，第二金屬層51，53之間進(jìn)行電連接，故通過這些層開了孔或通路。制造通路可以采用現(xiàn)有的任何方法，包括使用激光，IC芯片加工過程(如晶片刻蝕)等。將由金或鍍金制成的導(dǎo)電球57嵌入通路內(nèi)。然后將球壓入通路，在第一和第二金屬層51，53之間形成接觸。在此實施例中，包括金屬層51，53和絕緣層55的工件被置于卡具支座59上，以方便球57在通路內(nèi)擴展。舉例來說，卡具支座59可提供中空的外部區(qū)域，從而在工件底部和支座59頂部之間產(chǎn)生一個空間。這樣可以改善球的擴展而與第二金屬層53相接觸。例如，當(dāng)采用金或鍍金球時，可以通過超聲焊接來改善電連接。
圖6是一種建立電連接的方法的流程圖。在方框61，提供一個工件，它具有一個絕緣層，在工件相對兩面具有第一和第二金屬層。在方框62，通過需要作電連接的兩個金屬層形成通路。在將工件置于卡具支座59上(方框63)之后，在方框64，在通路內(nèi)提供金屬球。在方框65，將金屬球壓入通路內(nèi)而形成兩金屬層之間的連接。
參考圖7a和b，它表示本發(fā)明的第二實施例。在這個實施例中，不是在兩金屬層中安置通路，而是通過一個金屬層和絕緣層形成“盲孔”。從圖7a和b可見，第一金屬層71下面是一個聚酰亞胺絕緣層78。在此實施例中，第一金屬層用不銹鋼做。在此實施例中，第二金屬層73用鍍金的銅來做。金屬球77放在盲孔內(nèi)。如圖7b所示，金屬球77被壓入盲孔內(nèi)，從而在第一，二金屬層71，73之間建立導(dǎo)電連接。和圖5a和b所示的例子一樣，在盲孔下面可提供一個支座卡具，用來進(jìn)行擠壓操作。導(dǎo)電球也可以是較小顆粒或球的形式。在這種情況下，導(dǎo)電材料可以融化而浸濕圖7b所示的盲孔，以形成電連接。
圖7a-b所示裝置的流程圖示于圖8。在方框81，提供一個工件，它具有絕緣層，在工件相對兩面具有第一和第二金屬層。在方框82，在需要連接的地方通過第一金屬層和絕緣層形成盲孔。在將工件置于卡具支座59(方框83)之后，在方框84，在盲孔內(nèi)提供金屬球。在方框85，將金屬球壓入盲孔內(nèi)，從而建立兩金屬層之間的連接。
上述方法和裝置可用于各種技術(shù)領(lǐng)域。在一個例子中，在兩金屬層之間形成電連接可用來制造用于盤驅(qū)動器的磁頭懸浮組件(HSA)。參考圖9，這是該組件的剖視圖。在此實施例中，滑塊91除了用于轉(zhuǎn)輸讀和寫信號的焊盤外，還有一個接地焊盤92?？砂船F(xiàn)有的各種方法在組件上形成銅跡線，包括用來連接滑塊91的接地焊盤92的焊接區(qū)93，例如可以通過焊料球焊接。在這個實施例中，懸架包括絕緣層94和不銹鋼底座95。銅線可以形成為柔性懸浮組件(FSA)的一部分，它包括一個絕緣層并與不銹鋼底座95相連接。在這個實施例中，不銹鋼底座95與地線相連接。因而可以采用上述方法和裝置將銅線與懸架相連接。
參考圖10a-b，它顯示懸架的一部分，包括不銹鋼底座101，在此底座頂部的用聚酰亞胺做的絕緣層102，和銅跡線103，后者與滑塊(在圖10a中未示出)的接地焊盤相連接。如圖10b所示，通過不銹鋼底座和聚酰亞胺做的絕緣層(通路106)做出通路105。由于通路105，106通過不銹鋼底座和聚酰亞胺做的絕緣層，因而可以把導(dǎo)電球壓入通路，就象上面對盲孔的實施例所做的那樣。另外，也可以通過銅跡線做出通路107。這種情況下，可以把金屬球壓入三個通路105-107內(nèi)而形成連接(最好在通路下面有卡具支座)。一旦所有連接做成后，滑塊的接地焊盤就通過懸架的不銹鋼底座和金屬跡線有效地與地線相連接。
雖然本發(fā)明是參考前面的應(yīng)用例來說明的，但對這些優(yōu)選實施例的說明并不表示本發(fā)明只限于此。應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明的所有形式并不限于這里所提供的具體說明，結(jié)構(gòu)或尺寸，它們和各種方法和參數(shù)有關(guān)。本專業(yè)技術(shù)人員閱讀本說明后，可以對上述裝置的形式和細(xì)節(jié)以及本發(fā)明的其它方面作各種各樣的修改。因此下面的權(quán)利要求書將包含對所述實施例的任何此類修改或變更，因為它們都在本發(fā)明的真實意圖和范圍之內(nèi)。
舉例來說，雖然圖3-10的實施例所顯示的是金球或鍍金球，但我們也可以使用其它的導(dǎo)電材料，包括焊料，銅和銀。另外，雖然在圖3-10的實施例中用來形成兩金屬層間的電連接的導(dǎo)體是球形，但也可以是其它的形狀。
權(quán)利要求
1.一種在由絕緣層隔開的第一和第二導(dǎo)電層之間形成導(dǎo)電連接的方法，包括在第一層內(nèi)形成通路；在絕緣層內(nèi)形成通路；以及將導(dǎo)電球安置在所述通路內(nèi)，以在第一和第二導(dǎo)電層之間建立導(dǎo)電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中安置導(dǎo)電球包括將導(dǎo)電球壓入通路內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中安置導(dǎo)電球包括將導(dǎo)電球用超聲焊接到第一和第二導(dǎo)電層上。
4.一種在由絕緣層隔開的第一和第二金屬層之間形成導(dǎo)電連接的方法，包括在第一層內(nèi)形成通路；在絕緣層內(nèi)形成通路；以及將金屬球安置在所述通路內(nèi)，以在第一和第二導(dǎo)電層之間建立導(dǎo)電連接。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中安置金屬球包括將金屬球壓入通路內(nèi)。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中安置金屬球包括將金屬球用超聲焊接到第一和第二導(dǎo)電層上。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，還包括在安置金屬球之前形成通過第二金屬層的通路。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中第一和第二金屬層及絕緣層是工件的一部分，該方法包括在安置操作之前將工件置于支撐卡具上。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中支撐卡具在其表面和工件的通路之間有一空間。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括將金屬球壓入通路內(nèi)并靠在支撐卡具上。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中金屬球由以下至少一種材料作成金，銀，銅。
12.一種電路，包括具有通路的第一導(dǎo)電層；第二導(dǎo)電層；第一和第二導(dǎo)電層之間的絕緣層，該絕緣層有與第一導(dǎo)電層的通路對齊的通路；在所述通路內(nèi)安置有導(dǎo)電球，以在第一和第二導(dǎo)電層之間形成導(dǎo)電連接。
13.如權(quán)利要求12所述的電路，其中第二導(dǎo)電層包括與第一導(dǎo)電層和絕緣層的通路對齊的通路。
14.如權(quán)利要求13所述的電路，其中導(dǎo)電球由下面的一種材料作成金，銀，銅。
15.一種磁頭懸浮組件，包括金屬懸架；在該懸架上的金屬層；在該金屬層和金屬懸架之間的絕緣層，其中金屬層和絕緣層每個都有對齊的通路；安置于所述通路內(nèi)的導(dǎo)電球，將金屬懸架導(dǎo)電連接到金屬層上。
16.如權(quán)利要求15所述的磁頭懸浮組件，其中懸架有與金屬層和絕緣層的通路對齊的通路。
17.如權(quán)利要求15所述的磁頭懸浮組件，其中導(dǎo)電球由金，銀，銅中的一種作成。
全文摘要
按照本發(fā)明的一個實施例，提供一種改進(jìn)的連接方法和系統(tǒng)。在一個實施例中，通過在一個金屬層和絕緣層之間提供通路而在由中間絕緣層(55)隔開的兩個金屬層(51，53)間形成導(dǎo)電連接。將金制導(dǎo)電球(57)等導(dǎo)體放進(jìn)并壓入通路而在金屬層之間建立導(dǎo)電連接。在另一個實施例中，兩個金屬層(51，53)內(nèi)都有通路。在這種情況下，可以提供卡具支座(59)，使導(dǎo)電球被壓入通路時，它也被壓入該支座內(nèi)，從而改善導(dǎo)電連接。
文檔編號G11B17/32GK101036190SQ200580006336
公開日2007年9月12日 申請日期2005年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月26日
發(fā)明者曼努埃爾·埃爾南德斯, 付延 申請人:新科實業(yè)有限公司