磁头及其制造方法、磁头折片组合及磁盘驱动器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种磁头，该磁头包括具有尾随面的磁头衬底和排成一排且设于所述尾随面上的数个连接触点，每个所述连接触点包括附设于所述尾随面上并与所述磁头衬底电连接的种子层、形成于所述种子层上用以与一悬臂件连接的焊接层，以及附设于所述尾随面上且与所述种子层的至少一侧相连接的至少一个焊接不浸润层。该磁头结构简单、稳定，并可防止连接触点之间跨接及短路。本发明还公开了该磁头的制造方法、具有该磁头的磁头折片组合以及磁盘驱动器。
【专利说明】磁头及其制造方法、磁头折片组合及磁盘驱动器
【技术领域】
[0001]本发明涉及信息记录磁盘驱动器，尤其涉及一种磁头及其制造方法、具有该磁头的磁头折片组合(head gimbal assembly, HGA)及磁盘驱动器。
【背景技术】
[0002]磁盘驱动器是常用的信息存储装置，参照图la，磁盘驱动器I’通常包含多个安装于主轴马达17’上的旋转磁盘15’，和可绕驱动臂轴旋转以在定位过程中访问磁盘上数据磁轨的磁头悬臂组合(head stack assembly, HSA) 13’。HSA13’包括至少一个驱动臂131’及磁头折片组合HGA132’。通常使用音圈马达(voice-coil motor, VCM)来控制驱动臂131’的移动。
[0003]参考图1a及lb，HGA132’包括可选择性地从磁性介质读取或向磁性介质写入数据的磁头12’以及装载或支撑该磁头12’的悬臂件14’。当磁盘驱动器运行时，主轴马达17’使得磁盘15’高速旋转，而磁头12’因磁盘15’旋转而产生的气压而在磁盘15’上方飞行。在VCM的控制下,磁头12’在磁盘15’的表面径向移动。对于不同的磁轨,磁头12’均可从磁盘读取或向磁盘写入数据。
[0004]如图1b和Ic所示，磁头12’包括具有尾随面122’和前边123’的磁头衬底121’及具有读或写头(图未示)且嵌入尾随面122’内的极尖。如图1c所示，尾随面上设有数个连接触点124’，并通过焊点148’的方式与悬臂件14’的电连接触点144’相连接。由于磁头12’尺寸的限制，设于尾随面122’上的连接触点124’的数量通常为6或8个。例如，就8个连接触点124’的情形而言，其中一对连接触点124’与读元件电连接以从磁盘中读取数据，一对连接触点124’与写元件电连接以将数据写入磁盘，一对连接触点124’与热电阻电连接以加热极尖，一对连接触点124’与感应器电连接以感应磁头12’与磁盘15’之间的相互作用，从而调整磁头12’的飞行高度。随着数据存储对磁盘驱动器I’容量要求的提高，磁盘驱动器I’的容量一直是研究的焦点。但是近年来，对磁头12’的可靠性也提出了更高的要求。磁头12’作为磁盘驱动器I’的核心部件，担负着数据信息的读、写任务，磁头12’的飞行高度、润滑性能和磁头12’及磁盘15’的表面状态决定了磁盘驱动器I’的容量，而连接触点124’的可靠性极大程度上影响了磁头的可靠性，并最终影响了整个磁盘驱动器的可靠性。
[0005]如图1c-1f所示,磁头衬底121’还包括外套层1262’，形成有连接触点124’的尾随面122’则形成在该外套层1262’上。数个铜柱1242’嵌入外套层1262’内用以连接磁头衬底121’内的读或写头及上述连接触点124’。每个连接触点124’包括形成于尾随面122’上且与铜柱1242’相连接的钛或钽层1244’、形成于钛或钽层1244’上的镍铁层1246’及形成于镍铁层1246’上用于焊接的金层1248’。由于相邻两个连接触点之间的间隙很小，因而在焊接过程中相邻连接触点之间很容易形成短路，从而损坏磁头。而且为了满足测试的需要，连接触点的尺寸必须与测试探针的大小相匹配，加上磁头的尺寸较小，因此很难在磁头的尾随面上设置更多的具有附加功能的连接触点，从而限制了磁头的功能和性能。[0006]因此，亟待一种磁头、磁头折片组合及磁盘驱动器，以克服上述缺陷。
【发明内容】
[0007]本发明的一个目的在于提供一种结构简单、稳定、且可防止连接触点之间跨接及短路的磁头。
[0008]本发明的另一目的在于提供一种磁头的制造方法，所述磁头结构简单、稳定、且可防止连接触点之间跨接及短路。
[0009]本发明的又一目的在于提供一种具有磁头的磁头折片组合，所述磁头结构简单、稳定、且可防止连接触点之间跨接及短路。
[0010]本发明的再一个目的在于提供一种具有磁头的磁盘驱动器，所述磁头结构简单、稳定、且可防止连接触点之间跨接及短路。
[0011]为达到以上目的，本发明提供一种磁头，所述磁头包括具有尾随面的磁头衬底和排成一排且设于所述尾随面上的数个连接触点，每个所述连接触点包括附设于所述尾随面上并与所述磁头衬底电连接的种子层、形成于所述种子层上用以与一悬臂件连接的焊接层，以及附设于所述尾随面上且与所述种子层的至少一侧相连接的至少一个焊接不浸润层。
[0012]作为本发明的一个较佳实施例，所述种子层与所述焊接层具有相同的宽度。
[0013]较佳地，所述焊接不浸润层与所述种子层具有相同的厚度。
[0014]作为本发明的另一个较佳实施例，所述焊接不浸润层的厚度大于所述种子层的厚度。
[0015]较佳地，所述磁头衬底还包括具有所述尾随面的外套层，所述种子层与嵌入所述外套层内的导电柱电连接。
[0016]作为本发明的又一个较佳实施例，每个所述连接触点还包括层夹于所述种子层和所述焊接层之间的加强层。
[0017]作为本发明的再一个较佳实施例，所述种子层与所述焊接不浸润层为一体成型，这种结构简单，成产成本低。
[0018]作为本发明的另一个较佳实施例，所述种子层的两侧分别与一第一焊接不浸润层及一第二焊接不浸润层相连接以防止相邻连接触点之间短路。
[0019]较佳地，所述种子层含有镍、钛、钽、铝，镍合金、钛合金、钽合金、铝合金或类金刚石碳中的一种或多种材料。
[0020]较佳地，所述焊接不浸润层含有镍、钛、钽、铝，镍合金、钛合金、钽合金、铝合金或类金刚石碳中的一种或多种材料。
[0021]较佳地，所述加强层含有镍、钛、钽、铝，镍合金、钛合金、钽合金、铝合金或类金刚石碳中的一种或多种材料。
[0022]较佳地，所述尾随面上设有至少8个所述连接触点，这些附加的连接触点可与具有特定功能的元件相连接，因而磁头可增加更多的功能，进而提高了磁头的读写性能。
[0023]本发明提供一种在磁头衬底上形成连接触点的制造方法，包括:
[0024]( I)提供具有尾随面的磁头衬底；
[0025](2)在所述尾随面上形成数个排成一排的种子层；[0026](3)在每个所述种子层上形成一焊接层；及
[0027](4)在所述尾随面上形成至少一个与所述种子层的至少一侧相连接的焊接不浸润层。
[0028]本发明的磁头折片组合包括磁头及支撑所述磁头的悬臂件，所述磁头包括具有尾随面的磁头衬底和排成一排且设于所述尾随面上的数个连接触点，所述连接触点电连接于所述悬臂件，每个所述连接触点包括附设于所述尾随面上并与所述磁头衬底电连接的种子层、形成于所述种子层上用以与一悬臂件连接的焊接层，以及附设于所述尾随面上且与所述种子层的至少一侧相连接的至少一个焊接不浸润层。
[0029]本发明的磁盘驱动器，包括磁头折片组合、与所述磁头折片组合连接的驱动臂、磁盘及驱动所述磁盘旋转的主轴马达，所述磁头折片组合包括磁头及支撑所述磁头的悬臂件，所述磁头包括具有尾随面的磁头衬底和排成一排且设于所述尾随面上的数个连接触点，所述连接触点电连接于所述悬臂件，每个所述连接触点包括附设于所述尾随面上并与所述磁头衬底电连接的种子层、形成于所述种子层上用以与一悬臂件连接的焊接层，以及附设于所述尾随面上且与所述种子层的至少一侧相连接的至少一个焊接不浸润层。
[0030]与现有技术相比，至少一个所述焊接不浸润层附设于所述尾随面上且与所述种子层的至少一侧相连接，也就是说，每个焊接层附近都形成有至少一个焊接不浸润层，因此在焊接层及悬臂件的电连接触点之间焊接锡球时，相邻连接触点之间不容易发生跨接及短路。基于这种设计，由于有焊接不浸润层的存在，因此可缩短相邻连接触点间的间隔，即连接触点之间可更紧凑地排列。因此，与现有技术相比，本发明在尾随面上可设置比传统设计更多的连接触点，这些附加的连接触点与更多具有特定功能的部件相连，从而支持磁头实现更多的功能，进一步改善磁头的读写性能。
[0031]通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1a为传统磁盘驱动器的立体图。
[0033]图1b为具有传统磁头的HGA的局部示意图。
[0034]图1c为图1b中磁头的立体图。
[0035]图1d为图1c中磁头从尾随面看去的侧视图。
[0036]图1e为图1d中磁头沿A-A线的剖视图。
[0037]图1f为图1e中磁头的局部放大图。
[0038]图2a为本发明磁头从尾随面看去的示意图。
[0039]图2b为本发明磁头的第一实施例沿图2a中B_B线的剖视图。
[0040]图3a为图2b的连接触点的第一实施例的局部放大图。
[0041]图3b为连接触点的第二实施例的局部放大图。
[0042]图3c为连接触点的第三较佳实施例的局部放大图。
[0043]图4a为本发明磁头的第二实施例沿图2a中B-B线的另一剖视图。
[0044]图4b为图4a中连接触点的局部放大图。
[0045]图5a为本发明磁头从尾随面看去的另一示意图。[0046]图5b为本发明磁头的第三实施例沿图5a中C_C线的剖视图。
[0047]图5c为图5b中连接触点的局部放大图。
[0048]图6a为本发明磁头的第四实施例沿图5a中C-C线的另一剖视图。
[0049]图6b为图6a中连接触点的局部放大图。
[0050]图7为本发明HGA的立体图。
[0051]图8为本发明磁盘驱动器的立体图。
[0052]图9为本发明在磁头衬底上形成连接触点的制造方法的一个实施例的流程图。【具体实施方式】
[0053]下面将参考附图阐述本发明几个不同的最佳实施例，其中不同图中相同的标号代表相同的部件。本发明提供一种磁头及其制造方法、具有该磁头的磁头折片组合及磁盘驱动器，其结构简单稳定，并能防止相邻连接触点之间跨接及短路，进而能提高磁头的性能。
[0054]图2a、2b为本发明第一实施例中磁头的详细结构。如图所示，该磁头12包括磁头衬底126及以某个间隔排成一排且设于尾随面122上用以连接悬臂件上电连接触点的数个连接触点124，例如8个，磁头衬底126具有尾随面122及与尾随面122相对立的前边123。具体地，磁头衬底126还包括其上形成有尾随面122的外套层1262。一导电柱1242，例如一铜柱1242，嵌入外套层1262内用以电连接磁头衬底126内的读或写元件及尾随面122上的连接触点124。
[0055]依照本发明的一个实施例，如图3a所示，每个连接触点124包括附设于尾随面122上的种子层1244、形成于种子层1244上的焊接层1248，以及附设于尾随面122上且与种子层1244的一侧相连接的一个焊接不浸润层1249。具体地，种子层1244通过导电柱1242电连接于磁头衬底126内的读或写元件，焊接层1248通过锡球与悬臂件14上的电连接触点相连接，如图7所示。如上所述，焊接不浸润层1249附设于尾随面122上且与种子层1244的一侧相连接，也就是说，每个焊接层1248附近都形成有一个焊接不浸润层1249，因此在焊接层1248及悬臂件的电连接触点之间焊接锡球时，相邻连接触点124之间不容易发生跨接及短路。基于这种设计，焊接不浸润层1249可以缩短相邻连接触点124间的间隔。因此，与现有技术相比，本发明在尾随面122上可设置比传统设计更多的连接触点124，这些附加的连接触点124与更多具有特定功能的部件相连，从而支持磁头12实现更多的功能，进一步改善磁头12的读写性能。
[0056]该实施例中，种子层1244与焊接层1248具有相同的宽度，且焊接不浸润1249与种子层1244具有相同的厚度。可选择地，种子层1244的宽度可小于焊接层1248的宽度，如图3b所示。较佳地，焊接不浸润层1249的厚度大于种子层1244的厚度，如图3c所示。当然，焊接不浸润层1249的厚度也可小于种子层1244的厚度。另外，种子层1244与焊接不浸润层1249在成产过程中可以一体成型以简化结构降低成本。
[0057]焊接不浸润层1249由焊接不浸润材料制成，包括镍、钛、钽、铝，镍合金、钛合金、钽合金、铝合金或类金刚石碳中的一种或多种材料，所以焊接不浸润层1249可防止相邻连接触点124之间发生跨接及短路。较佳地，种子层1244可由例如镍、钛、钽、铝，镍合金、钛合金、钽合金、招合金或类金刚石碳材料制作。
[0058]图4a、4b显示了本发明磁头的第二实施例的详细结构。本实施例连接触点224的结构与连接触点124的结构类似，其区别仅在于连接触点224还包括层夹于种子层2244和焊接层2248之间的加强层2246。加强层2246也由焊接不浸润材料制成，包括镍、钛、钽、铝，镍合金、钛合金、钽合金、铝合金或类金刚石碳中的一种或多种材料。由于设置有加强层2246，连接触点224的结构将更加稳定，更加牢固。
[0059]图5a_5c显示了本发明磁头的第三实施例的详细结构。与第一实施例不同的是，本实施例在每个连接触点324的两侧各设有一个焊接不浸润层。类似地，磁头12包括具有尾随面122的磁头衬底126、与尾随面122相对立的前边123及排成一排且设于尾随面122上的数个连接触点324，例如8个。每个连接触点324包括附设于尾随面122上并与磁头衬底126电连接的种子层3244、形成于种子层3244上用以与一悬臂件14连接的焊接层3248，以及附设于所述尾随面122上且与种子层3244的两侧相连接的两个焊接不浸润层3249。与在焊接层的一侧设置一个焊接不浸润的实施例相比，本实施例可进一步防止相邻连接触点324之间发生跨接及短路。
[0060]图6a和图6b显示了上述第三实施例的改进实施例。除了连接触点424还包括层夹于种子层4244和焊接层4248之间的加强层4246外，连接触点424的结构与连接触点324的结构基本类似。加强层4246也由焊接不浸润材料制成，包括镍、钛、钽、铝，镍合金、钛合金、钽合金、铝合金或类金刚石碳中的一种或多种材料。由于设置有加强层4246，连接触点424的结构更加稳定，更加牢固。
[0061]图7为本发明HGAlO的示意图。该HGAlO包括磁头12和支撑该磁头12的悬臂件14，悬臂件14包括负载杆142、基板144、枢接件146及挠性件148，这些部件相互组装在一起。枢接件146具有安装孔1462，用以组装枢接件146及基板144。挠性件148包括其上安装有磁头12的悬臂舌片。悬臂舌片上设有多个电连接触点用以连接上述磁头12的连接触点124，224，324，424，焊接不浸润层可以防止相邻连接触点124，224，324，424之间发生跨接及短路。
[0062]图8为本发明磁盘驱动器I的示意图。该磁盘驱动器I包括HGA10、与HGAlO连接的驱动臂18、磁盘15及驱动磁盘15转动的主轴马达17，这些部件均安装于外壳16内。HGAlO包括上述悬臂件14及磁头12。磁盘驱动器I的结构及组装过程为本领域一般技术人员所熟知，所以在此省略关于其结构和组装的详细描述。
[0063]图9显示了本发明在磁头衬底上形成连接触点的制造方法的一个实施例的流程图，该方法包括如下步骤:
[0064]S501:提供具有尾随面的磁头衬底；
[0065]S502:在所述尾随面上形成数个排成一排的种子层；
[0066]S503:在每个所述种子层上形成一焊接层 '及
[0067]S504:在所述尾随面上形成至少一个与所述种子层的至少一侧相连接的焊接不浸润层。
[0068]较佳地，种子层与焊接层具有相同的宽度。
[0069]较佳地，焊接不浸润层与种子层具有相同的厚度。
[0070]较佳地，焊接不浸润层的厚度大于种子层的厚度。
[0071]较佳地，该方法还包括在种子层和焊接层之间形成一加强层。
[0072]较佳地，种子层与焊接不浸润层为一体成型。[0073]较佳地，种子层的两侧分别与一第一焊接不浸润层及一第二焊接不浸润层相连接。
[0074]较佳地，种子层含有镍、钛、钽、铝，镍合金、钛合金、钽合金、铝合金或类金刚石碳中的一种或多种材料。
[0075]较佳地，焊接不浸润层含有镍、钛、钽、铝，镍合金、钛合金、钽合金、铝合金或类金刚石碳中的一种或多种材料。
[0076]较佳地，加强层含有镍、钛、钽、铝，镍合金、钛合金、钽合金、铝合金或类金刚石碳中的一种或多种材料。
[0077]较佳地,磁头的尾随面上设有至少8个连接触点。
[0078]以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
【权利要求】
1.一种磁头，包括具有尾随面的磁头衬底和排成一排且设于所述尾随面上的数个连接触点，其特征在于:每个所述连接触点包括附设于所述尾随面上并与所述磁头衬底电连接的种子层、形成于所述种子层上用以与一悬臂件连接的焊接层，以及附设于所述尾随面上且与所述种子层的至少一侧相连接的至少一个焊接不浸润层。
2.如权利要求1所述的磁头，其特征在于:所述种子层与所述焊接层具有相同的宽度。
3.如权利要求1所述的磁头，其特征在于:所述焊接不浸润层与所述种子层具有相同的厚度。
4.如权利要求1所述的磁头，其特征在于:所述焊接不浸润层的厚度大于所述种子层的厚度。
5.如权利要求1所述的磁头，其特征在于:所述磁头衬底还包括具有所述尾随面的外套层，所述种子层与嵌入所述外套层内的导电柱电连接。
6.如权利要求1所述的磁头，其特征在于:每个所述连接触点还包括层夹于所述种子层和所述焊接层之间的加强层。
7.如权利要求1所述的磁头，其特征在于:所述种子层与所述焊接不浸润层为一体成型。
8.如权利要求1所述的磁头，其特征在于:所述种子层的两侧分别与一第一焊接不浸润层及一第二焊接不浸润层相连接。
9.如权利要求1所述的磁头，其特征在于:所述种子层含有镍、钛、钽、铝，镍合金、钛合金、钽合金、铝合金或类金刚石碳中的一种或多种材料。
10.如权利要求1所述的磁头，其特征在于:所述焊接不浸润层含有镍、钛、钽、铝，镍合金、钛合金、钽合金、铝合金或类金刚石碳中的一种或多种材料。
11.如权利要求6所述的磁头，其特征在于:所述加强层含有镍、钛、钽、铝，镍合金、钛合金、钽合金、铝合金或类金刚石碳中的一种或多种材料。
12.如权利要求1所述的磁头，其特征在于:所述尾随面上设有至少8个所述连接触点。
13.—种在磁头衬底上形成连接触点的制造方法，包括: 提供具有尾随面的磁头衬底； 在所述尾随面上形成数个排成一排的种子层； 在每个所述种子层上形成一焊接层；及 在所述尾随面上形成至少一个与所述种子层的至少一侧相连接的焊接不浸润层。
14.如权利要求13所述的制造方法，其特征在于:所述种子层与所述焊接层具有相同的宽度。
15.如权利要求13所述的制造方法，其特征在于:所述焊接不浸润层与所述种子层具有相同的厚度。
16.如权利要求13所述的制造方法，其特征在于:所述焊接不浸润层的厚度大于所述种子层的厚度。
17.如权利要求13所述的制造方法，其特征在于:还包括在所述种子层和所述焊接层之间形成一加强层。
18.如权利要求13所述的制造方法，其特征在于:所述种子层与所述焊接不浸润层为一体成型。
19.如权利要求13所述的制造方法，其特征在于:所述种子层的两侧分别与一第一焊接不浸润层及一第二焊接不浸润层相连接。
20.如权利要求13所述的制造方法，其特征在于:所述种子层含有镍、钛、钽、铝，镍合金、钛合金、钽合金、铝合金或类金刚石碳中的一种或多种材料。
21.如权利要求13所述的制造方法，其特征在于:所述焊接不浸润层含有镍、钛、钽、招，镍合金、钛合金、钽合金、招合金或类金刚石碳中的一种或多种材料。
22.如权利要求13所述的制造方法，其特征在于:所述加强层含有镍、钛、钽、铝，镍合金、钛合金、钽合金、铝合金或类金刚石碳中的一种或多种材料。
23.如权利要求13所述的制造方法，其特征在于:所述磁头的尾随面上设有至少8个所述连接触点。
24.一种磁头折片组合，包括磁头及支撑所述磁头的悬臂件，所述磁头包括具有尾随面的磁头衬底和排成一排且设于所述尾随面上的数个连接触点，所述连接触点电连接于所述悬臂件，其特征在于: 每个所述连接触点包括附设于所述尾随面上并与所述磁头衬底电连接的种子层、形成于所述种子层上用以与一悬臂件连接的焊接层，以及附设于所述尾随面上且与所述种子层的至少一侧相连接的至少一个焊接不浸润层。
25.一种磁盘驱动器，包括磁头折片组合、与所述磁头折片组合连接的驱动臂、磁盘及驱动所述磁盘旋转的主轴马达，所述磁头折片组合包括磁头及支撑所述磁头的悬臂件，所述磁头包括具有尾随面的磁头衬底和排成一排且设于所述尾随面上的数个连接触点，所述连接触点电连接于所述悬臂件，其特征在于: 每个所述连接触点包括附设于所述尾随面上并与所述磁头衬底电连接的种子层、形成于所述种子层上用以与一悬臂件连接的焊接层，以及附设于所述尾随面上且与所述种子层的至少一侧相连接的至少一个焊接不浸润层。
【文档编号】G11B5/48GK103928032SQ201310013505
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2013年1月14日 优先权日:2013年1月14日
【发明者】彭利平, 周显光, 阮志雄, 王衍滨, 肖鹭 申请人:新科实业有限公司