用于微细间距电极垫的焊料凸块高度稳定制造技术

本发明专利技术题为“用于微细间距电极垫的焊料凸块高度稳定”。本发明专利技术公开了方法，该方法使诸如用于电连接硬盘驱动器的磁头滑块和悬架组件的焊料凸块预成形，该方法涉及在容纳电极垫的衬底上方施加的共用焊膏上方施加高度稳定器板，并且在施加该板的情况下使该焊膏回流以形成电耦接到该垫的焊料凸块。这种板的使用起到稳定和容纳该焊膏并且在整个该系列垫中形成均匀焊料凸块的作用，其中该板可由耐热并且抗焊料润湿的材料构成。该焊料凸块预成形技术通常实现极小电互连垫的焊料结合。常实现极小电互连垫的焊料结合。常实现极小电互连垫的焊料结合。

【技术实现步骤摘要】
用于微细间距电极垫的焊料凸块高度稳定


[0001]本专利技术的实施方案可整体涉及硬盘驱动器，并且具体地涉及控制用于将磁头滑块电耦接到悬架组件的焊料凸块的高度和/或形状的方法。

技术介绍

[0002]硬盘驱动器(HDD)是非易失性存储设备，其容纳在保护壳体中并将数字编码数据存储在具有磁性表面的一个或多个圆盘上。当HDD在操作中时，由主轴系统快速旋转每个磁记录盘。使用由致动器定位在磁盘的特定位置上方的读写磁头从磁记录盘读取数据并将数据写入到磁记录盘。读写磁头使用磁场将数据写入到磁记录盘的表面并从磁记录盘的表面读取数据。写磁头利用流过其线圈的电流工作，由此产生磁场。以正电流和负电流的不同模式将电脉冲发送到写磁头。写磁头的线圈中的电流在磁头与磁盘之间的间隙中产生局部磁场，继而磁化记录介质上的小区域。
[0003]HDD包括至少一个磁头万向节组件(HGA)和悬架组件，该HGA通常包括容纳读写换能器(或“磁头”)的滑块。每个滑块附接到悬架组件的自由端，该自由端继而从致动器的刚性臂悬臂伸出。可将若干致动器臂组合以形成通常具有旋转式枢转轴承系统的单个可移动单元，即磁头堆叠组件(HSA)。常规HDD的悬架通常包括相对刚性的负载梁，该负载梁在其底座端处具有安装板，该安装板附接到致动器臂，并且其自由端安装弯曲部，该弯曲部承载滑块及其读写磁头。定位在负载梁的安装板与功能端之间的是在垂直弯曲方向(垂直于磁盘表面)上具有顺应性的“铰链”。该铰链使负载梁能够朝向旋转的磁盘表面悬挂并负载滑块和读写磁头。于是弯曲部的功能是为滑块提供万向支撑，以使得滑块可俯仰和滚转以调节其取向。
[0004]本节中描述的任何方法是可以实行的方法，但不一定是先前已经设想到或实行过的方法。因此，除非另有说明，否则不应认为本节所述的任何方法仅仅因为包含在本节中而成为现有技术。
附图说明
[0005]实施方案通过示例而非限制的方式在附图中示出，在附图中相同的附图标记指代相似的元件并且其中：
[0006]图1是根据一个实施方案的示出硬盘驱动器(HDD)的平面图；
[0007]图2A是根据一个实施方案的示出磁头万向节组件(HGA)的透视图；
[0008]图2B是根据一个实施方案的示出图2A的HGA的读写磁头的透视图；
[0009]图2C是根据一个实施方案的示出图2A的HGA的悬架组件的透视图；
[0010]图2D是根据一个实施方案的示出图2A的HGA的图2B的读写磁头与图2C的悬架组件之间的电互连件的放大透视图；
[0011]图3是示出常规焊料凸块制备过程的示意图；
[0012]图4是根据一个实施方案的示出预焊凸块制备过程的示意图；
[0013]图5A是根据一个实施方案的示出预焊凸块制备过程的示意性透视图；
[0014]图5B是根据一个实施方案的示出在图5A的预焊凸块制备过程中使用各种高度稳定器板的示意性剖视图；
[0015]图5C是根据一个实施方案的示出基于图5A的预焊凸块制备过程(使用模式C)的滑块电极垫和预焊凸块的相对定位的示意图；
[0016]图6是根据一个实施方案的示出使用悬架电极垫上形成的预成形的焊料凸块来与读写磁头滑块电极垫互连的示意图；并且
[0017]图7是根据一个实施方案的示出使磁头滑块和悬架电互连的方法的流程图。
具体实施方式
[0018]本专利技术描述了控制用于将磁头滑块电连接到悬架组件的焊料凸块的高度和形状的方法。在以下描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节，以便提供对本文所述的本专利技术实施方案的透彻理解。然而，将显而易见的是，本文所述的本专利技术的实施方案可以在没有这些具体细节的情况下实践。在其他情况下，熟知的结构和设备以框图的形式示出，以便避免不必要地模糊本文所述的本专利技术的实施方案。
[0019]引言
[0020]术语
[0021]本文对“实施方案”，“一个实施方案”等的引用旨在意味着所描述的特定特征、结构或特性包括在本专利技术的至少一个实施方案中。然而，这些短语的实例不一定都指的是同一实施方案。
[0022]术语“基本上”应当理解为描述大部分或差不多被结构化、构造、定尺寸等的特征，但在实践中制造公差等引起结构、构型、尺寸等并不总是或一定如所述的那样精确的情形。例如，将结构描述为“基本上竖直的”将为该术语赋予其普通含义，使得侧壁对于所有实用目的均为竖直的，但可能并不精确地处于90度。
[0023]虽然诸如“最佳”、“优化”、“最小”、“最小化”、“最大”、“最大化”等术语可能不具有与其相关联的某些值，但是如果这些术语在本文中使用，则意图是本领域普通技术人员将理解此类术语将包括在与本公开的整体一致的有益方向上影响值、参数、度量等。例如，将某事物的值描述为“最小”并不要求该值实际上等于某个理论最小值(例如，零)，但应在实际意义上理解为对应的目标是在有益方向上朝向理论最小值移动该值。
[0024]情境
[0025]根据一个实施方案，图2A是示出磁头万向节组件(HGA)的透视图，图2B是示出图2A的HGA的读写磁头的透视图，图2C是示出图2A的HGA的悬架组件的透视图，并且图2D是示出图2A的HGA的图2B的读写磁头与图2C的悬架组件之间的电互连件的放大透视图。对于情境而言，HGA 200(图2A)(在安装时)是硬盘驱动器(HDD)的组成部分，通常作为磁头堆叠组件(HSA)的一部分。HGA 200包括磁头滑块210(图2B)和悬架220(图2C)，该磁头滑块容纳读写换能器，并且该悬架通常包括负载梁222和弯曲部224并且容纳滑块210。图2D描绘了使滑块210上的一组电极垫232与悬架220上的一组对应电极垫234电连接的互连件230。鉴于新兴HDD技术所需的电极垫232、234的数量越来越多的趋势，滑块210与悬架220之间的这些电互连件230的可行性和可靠性引人关注。
[0026]焊球结合极小部件(诸如磁头滑块至悬架)的一种特定方法是通过使用焊球结合(SBB)工具或焊球喷射器(SBJ)，其包括与可旋转进料板呈一定位置关系的焊球储存器或槽。根据一种SBJ方法，焊球(或“微焊球”)的供应源容纳在储存器中，焊球从该储存器一个接一个地进给到可旋转进料板。进料板随后旋转到一个或多个其他过程位置中以实现照射焊球并且将焊球喷射到待互连的工件(诸如磁头滑块和悬架)上。在硬盘驱动器(HDD)技术的情境内，由于新技术(举个例子来说，诸如热辅助磁记录(HAMR))的实现，滑块与悬架电互连件及因此连接垫的数量趋向于随时间而增加。因此，为了给附加电连接垫腾出空间，预计这些垫的尺寸及用于将滑块结合到悬架的焊球的尺寸以及这些垫之间的间隙会相应地减小。对于非限制性示例而言，预计HDD在即将上市的产品中需要16至超过18个滑块垫，并且对应垫宽度减小至25μm且间隙宽度减小至9μm。因此，预计常规SBJ技术不能够扩展到这样小的焊球尺寸，例如25μm焊球可能不能批量制造并且焊球进料单元拾取孔可能不能以这样微小的尺寸生产。因此，由本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电连接磁头滑块和悬架的方法，所述方法包括：在包括多个电极垫的衬底上方施加共用的焊膏；在所述焊膏上方施加高度稳定器板；在施加所述高度稳定器板的情况下使所述焊膏回流，从而形成电耦接到所述电极垫的焊料凸块；移除所述高度稳定器板；以及在所述电极垫与所述焊料凸块之间的相应间隙中移除多余焊膏。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述衬底与悬架耦接，所述方法还包括：使所述焊料凸块回流以使所述电极垫与磁头滑块的对应电极垫电耦接。3.根据权利要求2所述的方法，其中将所述磁头滑块电耦接到所述悬架的所述电极垫的数量大于或等于十六(16)。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述焊料凸块的直径小于或等于25微米(μm)。5.根据权利要求4所述的方法，所述方法还包括：其中所述焊料凸块具有间距，根据所述间距，构成所述衬底的所述焊料凸块之间的所述间隙小于或等于17.5微米(μm)。6.根据权利要求1所述的方法，其中施加所述高度稳定器板包括施加平面板，所述平面板以基本上平行于所述衬底的方式施加以产生在大部分相应电极垫中具有基本上均匀的高度的所述焊料...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：西部数据技术公司，
类型：发明
国别省市：