用超声焊接法将磁头IC芯片装在悬浮件上的磁盘装置的磁头组件制造方法及图纸

将磁头ＩＣ芯片装在悬浮件上将引起形变，本发明专利技术可以防止磁盘装置中磁头组件的悬浮件发生这种形变。装在悬浮件上的磁头ＩＣ芯片具有金做的凸出电极。悬浮件具有连接于磁头ＩＣ芯片相应凸出电极上的电极托。各个电极托具有金做的表面层。采用超声焊接法将磁头ＩＣ芯片的凸出电极焊接在悬浮件的电极托上。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及磁盘装置的磁头组件，具体涉及用超声焊接法将其半导体芯片焊接在悬浮件上的磁头组件。一般讲，磁盘装置具有磁头组件，该组件装在由驱动器驱动的可绕枢轴转动的臂上。磁头组件包括磁头滑动件和磁头IC芯片，二者均装在悬浮件上。磁头组件配置成面向硬盘，使得可以读出记录在硬盘上的信息，或者将信息写在硬盘上。磁头滑动件具有通常用薄膜工艺形成的磁头。磁头包括感应磁头和磁致电阻磁头。感应磁头将信息写在硬盘上。磁致电阻磁头读出记录在硬盘上的信息。磁头IC芯片控制磁头组件的操作，并放大磁致电阻磁头输出的低电平信号。悬浮件通常采用厚度约25μM的不锈钢板制作。因而悬浮件容易弯曲和扭曲。如果悬浮件弯曲或扭曲，则由悬浮件支承的磁头相对磁盘偏离其正常位置，这导致磁头组件的读出误差和写入误差。于是，磁头IC芯片必须这样装在悬浮件上，使得磁头IC芯片的安装不能造成悬浮臂的形变。附图说明图1A是常规磁头组件10的透视图。该磁头组件10包括悬浮件11；装在悬浮件11远端部的常平架板12；由常平架板12支承的磁头滑动件20；和装在位于悬浮件11中部的磁头IC芯片安装部分15上的磁头IC芯片30。该磁头IC芯片30装在悬浮件11上，使得磁头IC芯片30的电路形成表面30a面向磁头IC芯片安装部分15。如图1B所示，悬浮件11由薄的不锈钢板13形成，而且其上形成许多铜线线路图14。悬浮件11的磁头IC芯片安装部分15装有许多电极16。这些电极16也是铜做的，因此各个电极16的表面是铜质的。磁头IC芯片30具有许多电极31，各个电极上具有焊接凸出部32。磁头IC芯片30按图2所示的安装操作步骤装在悬浮件11上。即采用以下的安装操作步骤将磁头IC芯片30装在悬浮件11上将焊剂涂在悬浮件11的电极16上；将磁头IC芯片30置于面朝下的位置，使得焊接凸出部32接触相应的电极16；使焊接凸出部32和电极16穿过一个软熔炉将它们加热到260℃，加热约几十秒钟，使焊接凸出部32熔化。在将磁头IC芯片30固定在悬浮件11上以后，清洁磁头IC芯片30和悬浮件11，最后将下部填料33充填在磁头IC芯片30和悬浮件11之间形成的空间内。因此，如图1B所示，磁头IC芯片30电连接于悬浮件11的电极16，并由下部填料33牢固固定于悬浮件11。下部填料33也起着保护在磁头IC芯片30的表面30a上形成的集成电路的作用。在悬浮件11随同磁头IC芯片30移出软熔炉之后，熔化的焊接凸出部32即刻固化，因而磁头IC芯片30的电极31便经焊接凸出部32电连接于悬浮件11的相应电极16。在这种状态下，悬浮件11和磁头IC芯片30便从约200℃冷却到室温。这样，悬浮件11将因悬浮件11和磁头IC芯片之间的热膨胀的差别而发生形变。如果悬浮件11的形变量超过允许极限，则磁头和硬盘之间预定的位置关系将改变到超过允许范围的程度，这种状态将导致磁头的读出误差和写入误差。在半导体制造领域中，将磁头IC芯片30焊接到悬浮件11上的上述方法是已知的。该方法称作倒装芯片焊接法。在倒装芯片焊接法中，在半导体芯片(例如磁头IC芯片30)上的许多凸出部被同时焊接在于底衬(例如悬浮件11的磁头IC芯片安装部分15)上形成的许多托。一般讲，焊接凸出部是通过如上所述的软熔工艺而被焊接的。然而如果凸出部是金质的(金凸出部)，则不能采用软熔工艺。金质凸出部可采用例如日本公开专利申请No.59-208844中提出的超声焊接法。在制造半导体器件时已经采用超声焊接法，在这种制造法中，采用金属丝例如金(Au)丝将半导体芯片的电极电连接于在线路板或衬板上形成的电极托上。通常采用自动金属丝焊接装置进行金属丝焊接。在自动金属丝焊接装置中，加热其上装有半导体芯片的线路板，并在从毛细管伸出的金丝的端部上用电炬产生的放电形成金球。然后使金球以预定的压力接触半导体芯片的托，同时用超声波使毛细管沿平行于托的方向振动。日本公开专利申请No.2-58844公开一种用于超声金属丝焊接装置的超声发生器。该超声发生器可以在焊接操作期间监测超声波的输出波形，使得可以反馈控制超声波发生操作。进行反馈控制可以消除要焊接半导体芯片的表面状态的不利的影响和在焊接操作期间发生的其它外部干扰，从而达到最佳的焊接条件。在上述专利文件中公开的超声发生器利用超声波振动线路以及输出功率和时间设定线路驱动超声波振动元件(压电换能器)。超声波发生器还包括A/D转换器线路，该线路可以在正进行焊接作业期间取样超声波的输出波形；最佳波形设定线路，该线路设定用于焊接的最佳输出波形；和比较器线路，该线路使取样的输出波形与最佳波形相比较。因而从比较器线路输出差值信号波形，并将此差值信号波形反馈到输出功率和时间设定线路。上述日本公开专利申请No.2-58844提出，可以用装在超声波拾音器上的压电元件来检测焊接作业期间的真实输出波形。然而该专利文件没有公开检测这种输出波形的具体结构。即该专利文件没有公开通过将超声波拾音器压在焊接部分以检测超声波振动元件输出波形的这种机构的具体结构。如果采用楔焊法，则可以认为需要一种机构，这种机构可通过将超声波拾音器固定在向金属丝加压的楔形件上来检测超声波振动元件的输出波形。另外，在上述自动焊接装置的情况下，需要一种可以将超声波拾音器固定在毛细管上以便检测超声波振动元件的输出波形的机构。另一方面，还有无线焊接方法例如上述倒装芯片焊接方法。如果半导体芯片具有金质的凸出部，则因为加热条件的限制而不能应用软熔工艺。因此超声波焊接方法可以用来焊接这种具有金质凸出部的半导体芯片。然而，控制焊接条件的技术例如上述超声波金属丝焊接方法中的控制技术到目前还没有被确立为适用于倒装芯片焊接的控制技术。如果长时间在同一条件下连续进行超声波倒装芯片焊接操作而不监测超声波形，则有可能因为在焊接操作期间建立的条件不合适而造成不良的焊接。例如，如果在超声波振动元件和半导体芯片之间发生传递损耗，则不会有足够的超声波传送到焊接区域。在这种情况下，在完成焊接之前就得停止超声焊接操作，这导致产生损坏的半导体器件。另一方面，如果在完成焊接后因为某些原因而继续进行超时超声焊接操作，则可能在焊接部分产生应力，因为在超时期间不需要的超声波继续加在该部分上，这导致在焊接部分产生损害。本专利技术的目的是提供一种可以消除上述问题的改进的有效的硬盘装置磁头组件。本专利技术更具体的目的是提供一种磁头组件，在这种组件中可防止其悬浮件因将磁头IC芯片装在该悬浮件上而发生形变。本专利技术的另一目的是提供一种用于焊接半导体芯片的超声焊接方法和装置，该方法和装置通过监测超声焊接的实际条件可以在超声焊接中进行反馈控制，由此确立最优焊接条件。为达到上述目的，按照本专利技术的一个方面提供一种硬盘装置的磁头组件，该组件包括磁头IC芯片，具有许多金做的凸出电极；支承该磁头IC芯片的悬浮件、该悬浮件具有许多连接于磁头IC芯片上相应凸出电极的电极，该各个电极的表面层是金质的，其中，磁头IC芯片的凸出电极利用超声焊接法焊接在悬浮件的电极上。按照本专利技术，因为突出电极是金质的，而且电极托的表面层也是金质的，所以利用超声焊接可将凸出电极焊接于电极托。因此不需要将悬浮件的温度升到软焊作业所需的温度。这样便可防止悬浮件因热应力而变形。另本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁盘装置的磁头组件，其特征在于：磁头ＩＣ芯片（３０），具有许多金做的凸出电极（３２）；支承该磁头ＩＣ芯片（３０）的悬浮件（１１），具有许多连接于磁头ＩＣ芯片（３０）相应凸出电极（３２）的电极托（１６），各个电极托（１６）具有金做 的表面层（６１）；其中磁头ＩＣ芯片（３０）的凸出电极（３２）用超声焊接法焊接于悬浮件（１１）的电极托（１６）上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 1999-7-2 189281/1999;JP 1999-10-25 303062/1991.一种磁盘装置的磁头组件，其特征在于磁头IC芯片(30)，具有许多金做的凸出电极(32)；支承该磁头IC芯片(30)的悬浮件(11)，具有许多连接于磁头IC芯片(30)相应凸出电极(32)的电极托(16)，各个电极托(16)具有金做的表面层(61)；其中磁头IC芯片(30)的凸出电极(32)用超声焊接法焊接于悬浮件(11)的电极托(16)上。2.如权利要求1所述的磁头组件，其特征在于，在磁头IC芯片(30)和悬浮件(11)之间的空间中充满增强部件(84)。3.一种磁盘装置，包括贮存信息的磁盘(102)；可相对于磁盘(102)运动的臂(104)；驱动该臂的驱动器(103)；并且磁头组件(50)装在该臂(104)上；其特征在于该磁头组件(50)包括磁头IC芯片(30)，具有许多金做的凸出电极(32)；支承该磁头IC芯片(30)的悬浮件(11)，具有许多连接于磁头IC芯片(30)相应凸出电极(32)的电极托(16)，各个电极托(16)具有金做的表面层(61)；其中，磁头IC芯片(30)的凸出电极(32)用超声焊接法焊接于悬浮件(11)的电极托(16)。4.一种超声焊接法，用于将具有许多凸出电极的半导体芯片(116)焊接在具有许多电极托的线路板(112)上，该超声焊接法的特征在于以下步骤通过将超声振动加在半导体芯片(116)和线路板(112)中的一个部件上而将半导体芯片(116)的凸出电极焊接在线路板(112)的电极托上；检测半导体芯片(116)和线路板(112)中一个部件的真实超声波振动波形；根据半导体芯片(116)和线路板(112)中该一个部件的真实超声振动波形控制焊接作业。5.如权利要求4所述的超声焊接方法，其特征在于控制包括以下步骤相对于半导体芯片(116)和线路板(112)中该一个部件的超声振动设定最佳波形；使真实波形与最佳波形相比较，获得真实波形和最佳波形之间的差值，使得可根据这种差值控制焊接作业。6.如权利要求5所述的超声焊接方法，其特征在于以下步骤在显示装置(160)上显示真实波形和最佳波形。7.如权利要求6...

【专利技术属性】
技术研发人员：馬場俊二，吉良秀彦，海沼則夫，岡田徹，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]