DE3333590C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Fertigungsverfahren, insbesondere
zur Herstellung eines Dünnschicht-Magnetkopfes,
einen entsprechenden Fertigungsgegenstand
und eine Bearbeitungs-Leitmarke dafür, gemäß den Oberbegriffen
der Patentansprüche 1, 3 und 4.
Bei bestimmten Fertigungsvorgängen, insbesondere bei
der Herstellung von Dünnschicht-Magnetköpfen für
Plattenspeicher in situ auf einer vom Kopfarm zu
tragenden Luftlager-Gleitfläche, soll die Gleitfläche
durch Materialabtragung bearbeitet werden, bis eine
auf einer anderen Fläche genau angelegte, die Gleitfläche
schneidende Linie zur Schnittlinie der beiden
Flächen wird. Beim angenommenen Dünnschicht-Magnetkopf
wird dieser von der einen, etwa senkrecht zur
Gleitfläche stehenden Stirnfläche des Gleitstücks
getragen, und die genannte Linie ist dabei so angeordnet,
daß sie sehr genau die Luftspalthöhe dieses
Magnetkopfes, d. h. die Größe des Luftspalts senkrecht
zur Übertragungsfläche, angibt (Die Übertragungsfläche
liegt im Plattenspeicherbetrieb selbstverständlich
nahezu parallel zur Speichermediumfläche). Eine Genauigkeit
der Luftspalthöhe in der Größenordnung
von einem kleinen Mehrfachen von 0,025 mm ist dabei
wünschenswert, um optimale elektronische und magnetische
Eigenschaften zu gewährleisten. Durch spanabhebende
Bearbeitung der Gleitfläche, bis sie mit der gewünschten
oder Soll-Schnittlinie koinzidiert, wird
dann automatisch die Luftspalthöhe mit der Genauigkeit
festgelegt, mit welcher die Schnittlinie angelegt
worden ist.
Die Einhaltung dieses Maßes während der Fertigung hat
sich stets als großes Problem erwiesen, und zwar
wegen der äußerst kleinen Abmessungen und kleinen
zulässigen Toleranzen. Die einfache Heranziehung
der Oberseite des Gleitstückprismas als Bezugsfläche
zur Kontrolle der Luftspalthöhe erwies sich beim
Schleifen von Ferrit-Magnetköpfen (vgl. US-PS 39 82 318)
als zufriedenstellend, doch sind bei dieser Technologie
die Toleranzen und Maße wesentlich größer.
Im Fall von Dünnschicht-Magnetköpfen gibt es neuere
Entwicklungen, die eine genaue Steuerung oder Einstellung
der Luftspalthöhe erlauben, in Form von sog.
Läppführungen oder Bearbeitungsfühlern bzw. -sensoren,
wie sie z. B. in IBM Technical
Disclosure Bulletin (TDB), Band 23, Nr. 6, November 1980,
S. 2550, beschrieben sind. Diese Elemente bestehen aus
auf die den Dünnschicht-Magnetkopf tragende Fläche
aufgetragenen leitfähigen Metallabschnitten. Derzeit
werden zwei Arten solcher Fühler oder Sensoren angewandt.
Im Fall sog. diskreter Fühler wird einfach
deren elektrischer Durchgang im Laufe der Bearbeitung
unterbrochen, so daß sie nur zu einem einzigen Zeitpunkt
eine Anzeige für den Bearbeitungsverlauf liefern.
Analoge Fühler besitzen eine Fläche eines Widerstandsmaterials,
das im Bearbeitungsverlauf langsam abgetragen
wird, so daß eine ständige Anzeige bis zur
Unterbrechung des (Strom-)Durchgangs geliefert wird.
Diskrete Fühler oder Sensoren werden typischerweise
zu mehreren in verschiedenen Höhen (des Werkstücks)
angewandt. Ihr Durchgang wird im Bearbeitungsverlauf
nacheinander unterbrochen, so daß eine Reihe von Anzeigen
dafür geliefert wird, wie weit die Bearbeitung
noch fortgeführt werden muß, bis die vorgesehene
Endlagenlinie erreicht ist. Am Endpunkt oder innerhalb
des vorgesehenen Toleranzbereichs der Luftspalthöhe
wird die Leitstrecke des letzten Fühlers geöffnet
und damit signalisiert, daß die Materialabtragung
beendet werden soll.
Durch Anwendung dieser Bearbeitungsfühler wird die
Genauigkeit, mit welcher die betreffende Kante relativ
zum Gebilde angeordnet werden kann, entscheidend
verbessert. Im Fall von Dünnschicht-Magnetköpfen
lassen sich jedoch herkömmliche Bearbeitungsfühler
nicht im gleichen Arbeitsgang, in welchem die
Breite des Luftspalts festgelegt wird, ausbilden,
weil die Breite durch Ablagerung (Aufdampfung)
einer Isolierschicht geformt wird, während diese
Fühler leitfähige Muster sind und daher in dem die
Magnetschenkel des Magnetkopfes ausbildenden Arbeitsgang
abgelagert werden. Bekanntlich lassen sich aufeinanderfolgende
Schichten eines Materials, das
mittels photooptischer Masken abgelagert oder aufgedampft
wird und eine zusammengesetzte Dünnschichtstruktur
bildet, nicht mit absoluter Genauigkeit
relativ zueinander justieren bzw. in Deckung bringen.
Dies bedeutet, daß sich die Masken oder Muster, welche
die einzelnen Merkmale oder Gebilde aufeinanderfolgender
Schichten bilden, z. B. den unteren Schenkel,
den Luftspalt und den oberen Schenkel, nicht genau
in Übereinstimmung mit den Mustern bringen lassen,
die im Laufe herkömmlicher Fertigungsvorgänge beim
vorhergehenden Maskierungsschritt erzeugt worden
sind. Die Luftspalthöhe eines typischen Dünnschicht-Magnetkopfes
kann daher nicht mit einer größeren Genauigkeit
eingehalten werden, als sie der Übereinstimmung
oder Deckung zwischen dem den Luftspalt
bildender Isoliermuster und dem den Magnetschenkel
und den Bearbeitungsfühler bildenden Muster entspricht.
Die Erfahrung hat gezeigt, daß diese inhärente Ungenauigkeit
einen erheblichen Prozentsatz an Magnetkopfspalten
liefert, deren Luftspalthöhen außerhalb
des vorgesehenen Toleranzbereichs liegen. Auch wenn
der die Luftspalthöhe festlegende Schritt im Verlauf
des Verfahrens stattfindet, kann - was noch ungünstiger
ist - vor Abschluß des Fertigungsverfahrens nicht
ohne weiteres vorhergesagt werden, ob der Magnetkopf
einwandfrei ist oder nicht; die vergleichsweise große
Zahl an Ausschußmagnetköpfen stellt bei diesem bisherigen
System mithin einen kostspieligen Nachteil
dar.
Das Problem der Ausrichtung (Justierung) von Bearbeitungsfühlern
oder -sensoren auf ein aus Isoliermaterial
hergestelltes Gebilde, etwa die den Luftspalt
festlegende Schicht eines Dünnschicht-Magnetkopfes,
besteht sowohl bei diskreten als auch analogen Sensoren.
Bei einem derzeit angewandten Fertigungsverfahren
werden analoge Fühler oder Sensoren angewandt,
um den Fortgang der Bearbeitung eines mehrere
Dünnschicht-Magnetköpfe tragenden Werkstücks anzuzeigen.
Dabei werden die Spalthöhen für alle Magnetköpfe
gleichzeitig festgelegt. Zwischen je zwei Magnetköpfen
befindet sich ein analoger Fühler. Die Lage
jedes dieser Fühler in bezug auf den benachbarten
Magnetkopf muß sehr genau bekannt sein, damit die
Bearbeitung bzw. Zerspanung beendet werden kann,
sobald die Spalthöhen möglichst vieler Magnetköpfe
innerhalb des vorgesehenen Toleranzbereichs liegt
(Aufgrund verschiedener Ungenauigkeiten kann es dabei
vorkommen, daß nicht alle Spalthöhen gleichzeitig
auf eine innerhalb der Toleranz liegende Größe verringert
werden). Ein entsprechendes Verfahren ist
in der DE 33 30 874 A1
beschrieben.
IBM TDB, Band 18, Nr. 1, Juni 1975, S. 227, berichtet
über die Schwierigkeit der Ausrichtung von Gebilden
verschiedener Ablagerungs- oder Aufdampfungsschichten
und schlägt anscheinend vor, die Läpp-Kontrollschicht
im gleichen Arbeitsgang abzulagern, mit dem die
"Justierung der den Spalt bildenden oder die Spaltschicht
abdeckenden Isolierschicht" erreicht wird. Es
ist dabei nicht erläutert, wie eine Isolierschicht
im gleichen Arbeitsgang mit der Ablagerung der Läpp-Kontrollschicht
ausgerichtet werden kann.
IBM TDB, Band 23, Nr. 2, Juli 1980, S. 776, beschreibt
ein Verfahren zum Eichen einer analogen Läppleitmarke
oder eines Bearbeitungsfühlers zum Kompensieren von
Schwankungen des spezifischen Volumenwiderstands und
der Schichtdicke. Dieses Verfahren betrifft nicht die
Bestimmung der Lage des analogen Fühlers relativ zu
einem Gebilde aus einer Isolierschicht.
Aufgabe der Erfindung ist damit die Verbesserung der
Genauigkeit, mit welcher bei der (spanabhebenden)
Bearbeitung der Kante einer Fläche diese Kante relativ
zu einem von der Fläche getragenen Gebilde
hergestellt werden kann, insbesondere auch
die Vereinigung der Schritte oder Arbeitsgänge
der Ausbildung des Spaltfüllmaterials eines Dünnschicht-Magnetkopfes
mit dem Arbeitsgang der Ausbildung
der Bearbeitungs-Leitmarke (machining guide)
für die spanabhebende Bearbeitung einer einen Dünnschicht-Magnetkopf
tragenden Wandleranordnung.
Die genannte Aufgabe wird durch die in den beigefügten
Patentansprüchen gekennzeichneten Maßnahmen
und Merkmale gelöst.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung dieses
Problems besteht darin, den Bearbeitungsfühler oder
-anzeiger mittels derselben Ablagerungs- bzw. Aufdampfmaske
zu erzeugen, welche das isolierende Gebilde
in eine genaue Lage relativ zur Endlage der
geläppten Kante bringt. Zu diesem Zweck wird auf der
Fläche, welche das Gebilde tragen soll, eine erste
leitfähige Schicht oder Leiterschicht vorgesehen, die
sich von einem Punkt nahe der Ursprungslage der zu bearbeitenden
Kante durch den zulässigen Toleranzbereich
erstreckt, in dem die Endlage der Kante zu liegen
kommen kann. Im Fall von Dünnschicht-Magnetköpfen kann
dies zweckmäßig in dem den unteren Schenkel des Magnetkopfes
ausbildenden Arbeitsgang geschehen. Während
des Arbeitsgangs, bei dem das Gebilde erzeugt wird,
durch welches die Endlage der Bearbeitungskante bestimmt
wird, wird unter Verwendung derselben Maske
eine zusätzliche Sperrschicht aus Isoliermaterial so
auf die erste Leiterschicht aufgebracht, daß sie längs
einer sog. Meßlinie liegt, die praktisch parallel
zu der bei der (spanabhebenden) Bearbeitung erzeugten
Kante liegt. Die die eine Kante der Sperrfläche definierte
Meßlinie ist relativ zum Gebilde genau
ausgerichtet, weil beide mittels derselben Maske im
gleichen Bedampfungsschritt erzeugt werden.
Sodann wird auf die Sperrfläche eine zweite Leiterschicht
aufgebracht, welche die erste Leiterschicht
nur zwischen der Anfangslage der Kante und der Meßlinie
unmittelbar berührt oder kontaktiert. Bei der Herstellung
von Dünnschicht-Magnetköpfen findet dieser
Schritt typischerweise in Verbindung mit dem Aufdampfen
des oberen Schenkels der Magnetflußstrecke statt.
Für den Fachmann ist es offensichtlich, daß jede
dieser drei Schichten in einer Reihe von Arbeitsschritten
unter Verwendung einer, üblicherweise
optischen, Präzisionsmaske geformt wird, so daß das
gewünschte Muster in der Schicht mit hoher Genauigkeit
ausgebildet wird.
Sodann wird die Kante der Fläche von der Anfangslage
aus zur Sperr-Meßlinienkante hin abgetragen. Wenn die
bearbeitete Kante die Meßlinie erreicht, wird (ein
nicht leitfähiges Bearbeitungswerkzeug vorausgesetzt)
der elektrische (Strom-)Durchgang zwischen erster
und zweiter Leiterschicht unterbrochen. Ein zwischen
die auf der Sperrfläche liegende zweite Leiterschicht
und die erste Leiterschicht geschaltetes Durchgangs-Prüfgerät
zeigt dann einen die Lage der bearbeiteten
Kante angebenden offenen Stromkreis an. Wenn die
Meßlinie als die ideale Endlage der Schnittlinie beider
Flächen angebend gelten soll, wird dann die Bearbeitung
beendet.
Die bevorzugte Anwendung dieses diskreten Bearbeitungsfühlers
besteht tatsächlich in der Eichung eines
herkömmlichen analogen Fühlers oder Sensors zwecks
genauer Bestimmung seiner Lage relativ zu einer Gebildelinie,
welche die Kante eines isolierenden
Gebildes genau bestimmt. Dies erfolgt unter Verwendung
eines oder mehrerer diskreter Fühler bzw.
Sensoren, die jeweils eine unterschiedliche, die
Meßfläche des analogen Fühlers schneidende Meßlinie
aufweisen und die jeweils genau relativ zur Gebildelinie
angeordnet sind. An jedem Punkt des Bearbeitungsvorgangs,
an dem ein diskreter Fühler öffnet, wird
der Widerstand des analogen Fühlers gemessen. Die
Widerstandswerte können in eine allgemeine Gleichung
in Form von h=K/R eingesetzt werden, welche den
Widerstand R des analogen Fühlers zum Abstand h der
Oberkante des analogen Fühlers von der bearbeiteten
Kante in Beziehung setzt. Die Gleichung kann dann
aufgelöst werden, um eine Größe für die Konstante K
zu liefern, so daß
eine Gleichung erhalten wird, welche den Fühler-Widerstand
in direkte Beziehung zum Abstand der bearbeiteten
Kante von der Positionslinie des Gebildes
in Beziehung setzt.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele
anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Prismas
bzw. Blocks mit einer Fläche, auf welcher
sich ein erfindungsgemäßer Fertigungsgegenstand
befindet, zur Veranschaulichung eines
zwischenzeitlichen Arbeitsgangs beim Verfahren
gemäß der Erfindung,
Fig. 2 und 4 in stark vergrößertem Maßstab gehaltene
Schnittansichten eines der Bearbeitungsfühler
bzw. einer der Leitmarken gemäß Fig. 1 vor
bzw. nach einem Bearbeitungsvorgang,
Fig. 3 und 5 Schnittansichten des Gebildes,
an welchem die durch Bearbeitung festgelegte
Kante vor bzw. nach dem Bearbeitungsvorgang
bestimmt wird,
Fig. 6 eine Darstellung einer Anordnung, die den
diskreten Fühler oder Sensor in einem bevorzugten
Verbund-Sensor für die Massenfertigung
von Vorrichtungen, wie Dünnschicht-Magnetköpfen,
mit engen Maßtoleranzen in bezug auf
die Lage einer Kante einer Isolierfläche,
einschließt,
Fig. 7a eine in vergrößertem Maßstab gehaltene
perspektivische Darstellung eines einzelnen
Dünnschicht-Widerstands nach Fig. 6 und
Fig. 7b ein schematisches Schaltbild für die
Schaltung des analogen Fühlers nach Fig. 6.
Da der diskrete Fühler oder Sensor speziell für den
Zweck der Einhaltung der Luftspalthöhe eines Dünnschicht-Magnetkopfes
entwickelt wurde, bezieht sich
die folgende Beschreibung auf ein entsprechendes Anwendungsgebiet.
Die Erfindung ist jedoch auf jeden
Fall anwendbar, in welchem eine Bearbeitung relativ
zu einem durch Auftragen oder Aufdampfen von Isoliermaterial
erzeugten Gebilde gesteuert bzw. überwacht
werden muß.
Fig. 1 veranschaulicht in stark vergrößerter perspektivischer
Darstellung ein zu bearbeitendes
Prisma bzw. Block 9 aus Keramikmaterial mit einer
Luftlagergleitfläche für einen Dünnschicht-Magnetkopf
in seiner Form unmittelbar vor der Endbearbeitung
der Luftlagerfläche. Eine Linie 15 gibt die Anfangslage
der Kante einer Stirnfläche 10 an, die durch
den Schnittpunkt der Anfangslage einer Schwebefläche
26 (vgl. Fig. 2 und 4) mit der Stirnfläche 10 festgelegt
wird. Die Fläche 26 soll (spanabhebend)
bearbeitet werden, bis ihre Schnittlinie mit der
Stirnfläche 10 die ideale Lage erreicht, die mit
einer durch zwei Linien 13a und 13b definierten
Meßfläche 13 koinzidiert.
Auf der Stirnfläche 10 befindet sich ein im folgenden
einfach als Leitmarke 21 bezeichneter Bearbeitungsfühler
oder -sensor mit einer von der Meßlinie 13a
oder der Ebene 13 geschnittenen Leiterfläche 11
und einer zweckmäßigen Form. Fig. 2 veranschaulicht
diese Leitmarke 21 im Schnitt vor Abschluß der Bearbeitung.
Auf die Leiterfläche 11 ist eine eine Sperrfläche
12 bildende Isolierschicht aufgetragen, deren
eine, längs der Meßebene 13 liegende Kante sich von
der Anfangslage der Linie 15 an der Kante der Stirnfläche
10 hinweg erstreckt und auf der Leiterschicht
11 liegt. Die Meßebene 13 sollte bzw. muß im wesentlichen
parallel zur Anfangslage der Linie 15 an der Kante
der Stirnfläche 10 liegen. Zur Gewährleistung dieser
Beziehung kann sich ein vorhergehender Bearbeitungsschritt
zur entsprechenden Formung des Prismas bzw.
Blocks 9 als nötig erweisen. Eine andere aufgetragene
bzw. aufgedampfte, eine Leiterfläche 14 bildende
Leiterschicht befindet sich seitlich von der Meßlinie
13a vollständig innerhalb der Sperrfläche 12 und
erstreckt sich über letztere hinaus unter Kontaktierung
der Leiterfläche 11 zwischen der Meßlinie 13a und
der Anfangslage der Kante an der Linie 15. Die Leiterschicht
14 ist somit bezüglich der Schichtfläche
14b, d. h. des Teils oberhalb der Linie 13a, vollständig
gegenüber der Leiterschicht 11 isoliert und
steht mit letzterer unterhalb der Linie 13a in einem
Bereich 14a in elektrischem Kontakt.
Fig. 3 zeigt in Schnittansicht und in vereinfachter
Darstellung einen neben der Leitmarke 21 befindlichen
typischen Dünnschicht-Magnetkopf 20, der zwei Magnetflußstrecken
17 und 18 (vgl. Fig. 3 und 5), eine
Wicklung 19 und ein aufgedampftes Isoliermaterial
24, typischerweise bestehend aus Aluminiumoxid,
zwischen dem Schenkel 17 und dem Schenkel 18 der
Magnetflußstrecke aufweist, so daß ein Luftspalt
25 festgelegt ist. Eine zweite Isolierschicht 16 isoliert
die Windungen der Wicklung 19 und legt das
Innenende des Luftspalts 25 fest, das längs eines
Abschnitts einer Gebilde-Linie 27 liegt, die in den
Fig. 2-5 in Form von Punkten angedeutet ist. Der
Abstand zwischen dieser Gebilde-Linie 27 und der
Meßlinie 13a wird im gleichen Bedampfungsschritt
mit derselben Maske festgelegt und ist daher mit
großer Genauigkeit bekannt, weil hierbei keine
Maskenjustierfehler auftreten können.
Zur Gewährleistung eines Luftspalts 25 der richtigen
Spalthöhe muß die Fläche 26 (spanabhebend) bearbeitet
werden, bis sie innerhalb eines Toleranzbereichs
von 1,52 mm mit der Ebene 13 auf der Stirnfläche
10 koinzidiert. Der Luftspalt 25 als solcher
ist durch Aufdampfen eines nicht-magnetischen
Isoliermaterials gebildet. Wenn die Kante der Sperrfläche
12 längs der Meßlinie 13a, die den Bearbeitungsendpunkt
definiert, mit derselben Maske und
im gleichen Bedampfungsvorgang wie für die Festlegung
des Innenendes des Luftspalts 25 längs der
Gebilde-Linie 27 geformt wird, ist ersichtlicherweise
die Höhe des Spalts 25 mit großer Genauigkeit und
wesentlich genauer festgelegt als dann, wenn die Gebilde-Linie
27 und die Meßlinie 13a in getrennten
Bedampfungsschritten oder mit verschiedenen Masken
hergestellt werden würden. Ersichtlicherweise stellt
die Einhaltung der Spalthöhe eines Dünnschicht-Magnetkopfes
nur eine von zahlreichen möglichen Anwendungen
für dieses Verfahren dar.
Die (spanabhebende) Bearbeitung kann auf herkömmliche
Weise durch Läppen oder andere Präzisionsbearbeitung
erfolgen. Sie muß jedoch mit einem Werkzeug geschehen,
das keinen Kurzschluß zwischen den Schichten 11 und 14
herbeiführt. An die Leiterflächen 11 und 14b sind
mittels Leitungen 23 Durchgangs-Prüfgeräte 22
angeschlossen.
Bei der Bearbeitung wird der Werkstoff zwischen der
Ebene 13 und der Anfangslage der Kante der Stirnfläche
10 an der Linie 15 langsam abgetragen. Wenn der Werkstoff
zwischen der Ebene 13 und der Linie 15 vollständig
abgetragen worden ist, wird der elektrische
Kontakt zwischen den Schichten 14a und 11 unterbrochen,
wobei die Durchgangs-Prüfgeräte 22 diesen Zustand
anzeigen. Die endgültig erreichte Form einer Leitmarke
21 ist in Fig. 4 dargestellt. Unter Beobachtung der
Anzeige der Prüfgeräte 22 kann die Bedienungsperson
die Bearbeitung im richtigen Augenblick beenden. Wahlweise
kann die Bearbeitungsvorrichtung mit den Prüfgeräten
22 so verbunden sein, daß sie automatisch
abgeschaltet wird, wenn der Stromdurchgang unterbrochen
wird.
Der Grund, weshalb die Anfangslage der Linie 15 nahezu
parallel zur Meßebene 13 liegen muß, dürfte
nun offensichtlich sein. Wenn die Kante der Stirnfläche
10 bis zur Koinzidenz mit der Ebene 13 abgetragen
wird und letztere dabei nicht parallel liegt,
würde etwas Werkstoff über die Ebene 13 hinaus abgetragen
werden, so daß bei der einen Leitmarke 21 der
Durchgang eher unterbrochen wird als bei der anderen
Leitmarke 21. Die Kante 15 muß daher an irgendeinem
Punkt der Bearbeitung etwa parallel zur Meßebene 13
liegen. Die Position der Kante der Stirnfläche 10
an diesem Punkt bzw. zu diesem Zeitpunkt kann als
deren Anfangslage betrachtet werden. Diese Lagenbeziehung
kann einfach in einem Vorbearbeitungsvorgang
erzielt werden. Der Einfluß einer eventuellen Nichtparallelität
kann dadurch verringert werden, daß
die Schicht 14 schmäler ausgebildet wird und die
Sensoren bzw. Leitmarken 21 dichter nebeneinander
angeordnet werden. In diesem Fall ist jedoch die
Wahrscheinlichkeit für einen Fehler im elektrischen
Kontakt zwischen ihnen, durch den der anfängliche
Stromdurchgang unterbrochen wird, noch größer. Die
Eigenbreite des Gebildes und seiner zugehörigen
Struktur (Magnetkopf 20) begrenzt den (kleinsten)
Abstand zwischen den Leitmarken 21.
Während mit den Leitmarken 21 und dem beschriebenen
Verfahren bestimmte Erfordernisse bei kleinen Stückzahlen
zufriedenstellend erfüllt werden können, führten
die industriellen Erfordernisse für Tausende von
Magnetköpfen 20 zu einer bevorzugten Anwendungsform
dieser Sensoren bzw. Leitmarken 21. Für die kostensparende
und wirksame Herstellung solcher Magnetköpfe
20 werden vorzugsweise zahlreiche Magnetköpfe
auf einem einzigen Barren vorgesehen und sämtlich
gleichzeitig an ihren Schwebeflächen
26 bearbeitet.
In der erwähnten DE 33 30 874 A1 ist die bevorzugte
Anwendung dieser Erfindung im einzelnen erläutert.
Die Anmeldung beschreibt, kurz gesagt, einen Werkstückträger
oder -halter, welcher einen die Magnetköpfe
tragenden Barren o. dgl. so durchzubiegen vermag, daß
eine größere Zahl der Magnetkopf-Spalthöhen auf diesem
Barren innerhalb des vorgesehenen Toleranzbereichs
zu liegen kommt. Zur genauen Bestimmung der jeweiligen
Größe jeder Spalthöhe werden während der Endbearbeitungsphase
die einzelnen Spalthöhen öfter gemessen. Neben
jedem Magnetkopf sind an den Barren genau geeichte
analoge Bearbeitungs-Leitmarken angeordnet. Wenn
die von diesen Leitmarken gelieferten Anzeigen in
einer frühen Phase der Bearbeitung zeigen, daß bestimmte
Spalthöhen außerhalb des Toleranzbereichs
zu liegen kommen, während die anderen Spalthöhen
innerhalb des vorgesehenen Toleranzbereichs liegen,
wird der Barren so durchgebogen, daß die Gleit- bzw.
Schwebeflächen bestimmter Magnetköpfe im Vergleich
zu anderen Magnetkopfflächen stärker abgetragen werden.
Durch entsprechende Wahl der Größe und Lage dieser
Durchbiegung kann ein größerer Prozentsatz von Magnetköpfen
erzielt werden, deren Spalthöhen nach Abschluß
der Bearbeitung im vorgesehenen Toleranzbereich
liegen. Die die entsprechende Information
liefernden Meßfühler oder Leitmarken müssen allerdings
die Spalthöhe in kurzen Abständen genau messen bzw.
angeben. Da jedoch derartige analoge Sensoren aufgedampfte
bzw. aufgebrachte, leitfähige Bestandteile
aufweisen, sind sie ebenso wie die herkömmlichen
diskreten Sensoren Ausrichtungs- oder Justierfehlern
unterworfen.
Fig. 6 zeigt einen Sensor für Verbundbearbeitung
mit einem analogen Sensor 28 zur kontinuierlichen
Lieferung eines die Lage der bearbeitenden Kante 15
angebenden Signals. Eine Nullinie 58 für die Spalthöhe
bzw. das Gebilde bestimmt im wesentlichen die
Lage des Gebildes, zu welcher die Linie oder Kante 15
im Laufe der Bearbeitung zu liegen kommen soll. Der
Verbundsensor ist an einer Stirnfläche 10 des
Prismas bzw. Blocks 9 montiert und umfaßt ein analoges
Meßelement 31 aus einem leitfähigen Widerstandsstreifen
sowie drei getrennte bzw. diskrete Sensoren
oder Leitmarken, die durch Leiterzüge 46-48, eine
unter diesen liegende isolierende Sperrfläche 33
und eine unter der Sperrfläche 33 befindliche Leiterfläche
49 gebildet sind, die mit den Enden 50-52
der Leiterzüge 46-48 in elektrischem Kontakt stehen.
Meßlinienabschnitte 38-40 bilden am unteren Rand
(in der Zeichnung) der Sperrfläche 33 ein stufenförmiges
Muster und sind zueinander versetzt angeordnet;
sie liegen ungefähr parallel zur Kante 15
in deren Anfangslage und besitzen Fortsätze, die in
gegebenen Abständen voneinander angeordnet sind. Die
einzelnen Meßlinienabschnitte 38-40 sind in genau
bekannten Abständen von der genannten Null-Linie 58
angeordnet, weil sie im selben Arbeitsgang und mit
derselben Maske wie das Innenende des Luftspalts
des betreffenden Magnetkopfes oder dgl. ausgebildet
worden sind. Die Leiterzüge 46-48 besitzen einen
nennenswerten elektrischen Widerstand und sind an
einem Anschluß 43 zusammengeschaltet. Die Leiterzüge
46-48 schneiden die Linienabschnitte 38-40 und
stehen sämtlich in elektrischem Kontakt mit der Leiterfläche
49. Der Anschluß 43 ist seinerseits mit dem
oberen festen Kontakt eines einpoligen Zweistellungsschalters
52 und jeweils einer Klemme von Voltmetern
55 und 57 verbunden.
Das analoge Meßelement 31 ist einheitlich mit der
Leiterfläche 49 ausgebildet, die einen Teil der
diskreten Sensoren oder Leitmarken 29 bildet. Die
Enden des Meßelements 31 sind über Brücken 35 und 36
mit den Widerstands-Leiterzügen 34 bzw. 32 verbunden.
Das Element 31 besitzt zwischen den Brücken 35 und 36
einen ziemlich großen Widerstand, der anfänglich R₁
entspricht. Im Bearbeitungsverlauf bestimmen die
Nennhöhe h₁ und die Länge L₁ weitgehend seinen Widerstand.
Wenn die Unterkante 15 der Stirnfläche 10 langsam
abgetragen wird, verkleinert sich die Höhe h₁
des Meßelements 31, und damit erhöht sich sein
Widerstand.
Die Leiterzüge 34 und 32 verbinden die leitfähigen
Brücken 35 bzw. 36 mit Anschlüssen 41 bzw. 42. Die
Leiterzüge 34 und 32 selbst besitzen in bevorzugter
Ausführungsform einen nennenswerten Widerstand, der
wiederum von ihrer Länge L₄ bzw. L₂ und Höhe h₄ bzw.
h₂ abhängt. Der elektrische Widerstand der Leiterzüge
34 und 32 ist unvermeidbar, weil letztere ebenfalls
einheitlich mit dem analogen Meßelement 31 ausgebildet
sind, das einen gewissen Eigenwiderstand besitzen
muß, um seine Meßfunktion einwandfrei erfüllen zu
können. Der Anschluß 41 ist mit der nicht mit dem
Anschluß 43 verbundenen Klemme des Voltmeters 55
verbunden, so daß letzteres die Spannung zwischen den
Anschlüssen 41 und 43 mißt. (Die Voltmeter 55 und 57,
der Schalter 52 und eine Konstantstromquelle 53 sind
von der Stirnfläche 10 entfernt angeordnet.)
Der Anschluß 41 ist außerdem mit dem unteren festen
Kontakt des Schalters 52 verbunden. Der Anschluß 42
liegt an der einen Klemme der Konstantstromquelle 53
sowie an den nicht mit dem Anschluß 43 verbundenen
Klemmen der Voltmeter 55 und 57. Die nicht mit dem
Anschluß 42 verbundene Klemme der Konstantstromquelle 53
ist an den mittleren bzw. bewegbaren Kontakt des
Schalters 52 angeschlossen.
Erfindungsgemäß wurde eine Gleichung in Form von
h=K/R entwickelt, welche die Größe der Höhe h₁=h
des Meßelements 31 zu den Abmessungen der Leiter 34
und 32, in Konstante K enthalten, und zu den mittels
der Voltmeter 55 und 57 gemessene Spannungen, die
eine Anzeige für den Widerstand R des analogen Meßelements
31 liefern, in Beziehung setzt. Wie im Anhang
zu dieser Beschreibung ausgeführt ist, beträgt die
Meßelementhöhe h₁=V₂h₂/Q (V₁-xV₂), wobei V₁ und
V₂ mit in der dargestellten unteren Stellung stehendem
Schalter 52 gemessen wurden. Ersichtlicherweise entspricht
somit die Spalthöhe V₂h₂/Q (V₁-xV₂)-Yoff=h₁-Yoff,
wobei Yoff den Abstand zwischen der
Oberseite des analogen Meßelements 31 und der
genannten Null-Linie 58 bedeutet, die eine Kante des
Gebildes festlegt, relativ zu welcher der diskrete
Sensor 29 aufgebracht ist. In diesen Gleichungen gelten
Q=L₂/L₁ und x=L₄/L₂. Es ist vergleichsweise
einfach, die Ablagerung bzw. Bedampfung so zu steuern,
daß die Leiterzüge 34 und 32 nahezu identische Abmessungen
besitzen und damit L₄=L₂ sowie x=1
innerhalb von ±2% oder weniger liegen; eine solche
Beziehung wird erfindungsgemäß bevorzugt. Auch größere
Fehler (±4%) beeinflussen die Messungen der Einschnürungs-
oder Spalthöhe nur in der Größenordnung
von etwa 0,025 mm.
Es ist auch möglich, den Leiterzug 34 mit einer sehr
kleinen effektiven Länge L₄ (L₄«L₂) auszubilden,
indem er eine wesentlich größere Höhe und Dicke erhält
als der Leiterzug 32. Durch entsprechende Festlegung
der Abmessungen des nach einem Aufdampfverfahren
hergestellten Leiterzugs 34 kann x als im Bereich von
0,01-0,1 liegend festgelegt werden. Obgleich die
Genauigkeit, mit welcher x bekannt ist, in diesem Fall
möglicherweise nicht größer ist als ±10% oder sogar
±20%, ist die Gesamtauswirkung auf die Spalthöhenmessungsgenauigkeit,
da die Größe von x ziemlich klein
ist, ähnlich wie in dem Fall, in welchem x=1 beträgt
und mit einer Genauigkeit von ±2% bekannt ist. Sobald
sich das Ablagerungs- bzw. Bedampfungsverfahren stabilisiert
hat, kann der Mittelwert von x entweder durch
Berechnung oder durch unmittelbare Messung des Widerstands
der Leiterzüge 34 und 32 auf repräsentativen
Prismenflächen 10 so bestimmt werden, daß x danach
als Konstante behandelt werden kann.
In jedem Ausführungsbeispiel sind daher in der Spalthöhengleichung
zwei Unbekannte vorhanden, nämlich
h₂/Q und Yoff. Wenn V₁, V₂ und x bekannt sind, können
die Größen für h₂/Q und Yoff durch Messung der Größen
von V₁ und V₂ an bekannten Spalthöhen ermittelt werden.
Dies erfolgt unter Bezugnahme auf diskrete Sensoren
bzw. Leitmarken 29. Nach Beginn der Bearbeitung des
Prismas bzw. Blocks 9 verschiebt sich die Linie 15
langsam zur Linie 38 unter Erhöhung des Widerstands
des analogen Meßelements 31 und Vergrößerung der
an ihm anliegenden Spannung. An einem bestimmten
Punkt erreicht die Linie 15 die Linie 38, so daß der
den Leiterzug 48 enthaltende Sensor öffnet. Wenn sich
der Schalter 52 etwa zu diesem Zeitpunkt in seiner
oberen Stellung befindet, zeigt die vom Voltmeter
55 gemessene Spannung V₁ bei der Beendigung bzw.
Unterbrechung des Durchgangs einen plötzlichen Anstieg,
weil sich der Widerstand zwischen der Leiterfläche 49
und dem Anschluß 43 erhöht hat, während der von der
Konstantstromquelle 53 fließende Strom Ic unverändert
geblieben ist. (Da das Voltmeter 55 als einen sehr
großen Widerstand im Vergleich zum Widerstand des
Leiterzuges 34 und des Meßelements 31 besitzend vorausgesetzt
ist, gibt die Beziehung V₁/Ic sehr genau
den elektrischen Widerstand zwischen der Fläche 49
und dem Anschluß 43 wieder.) An diesem Punkt ist die
Spalthöhe mit großer Genauigkeit bekannt, und zwar
als vorbestimmter, genauer Abstand zwischen Liniensegment
38 und der Null-Linie 58 für die Spalthöhe.
Sobald ein Anstieg der Spannung V₁ gemessen wird, muß
der Schalter 52 in seine untere Stellung umgeschaltet
werden, damit die Größe von V₁ zur Verwendung in der
die Spalthöhe ausdrückenden Gleichung abgelesen werden
kann. Zu diesem Zeitpunkt wird auch die Spannung V₂
zur Verwendung in dieser Gleichung abgelesen. Obgleich
die Größen oder Abmessungen der aufgebrachten Widerstände
bei der Aufbringung nicht genau bestimmt werden
können, sind L₁ und L₂ sowie h₂ und Yoff mit annehmbarer
anfänglicher Genauigkeit bekannt, weil die
Erzeugung mit derselben Maske erfolgt ist. Sobald
die Linie 15 mit der Linie 38 koinzidiert, ist die
Spalthöhe mit großer Genauigkeit bekannt. Durch Einsetzen
der Näherungswerte für Q (=L₂/L₁) und h₂, der
Meßwerte für V₁ und V₂ sowie der genauen Spalthöhe
in die betreffende Gleichung erhält man einen besseren
Näherungswert für Yoff, wodurch die Genauigkeit dieser
Größe wesentlich verbessert wird.
Bei in der oberen Stellung befindlichem Schalter 52
wird die Bearbeitung fortgesetzt, bis die Linie 15
mit der Linie 39 koinzidiert, so daß der den Leiterzug
47 enthaltende diskrete Sensor öffnet und ein
weiterer Sprung in der Größe von V₁ auftritt. Dabei
ist wiederum ein zweiter genauer Wert für die Spalthöhe
verfügbar. Wenn an diesem Punkt die beiden Größen der
Spalthöhe mit großer Genauigkeit und die beiden Größen
von V₁ und V₂ für diese Spalthöhengrößen ebenfalls
genau bekannt sind, können für die Größe von h₂/Q und
Yoff zwei Spalthöhengleichungen gleichzeitig aufgelöst
werden. Danach kann die Spalthöhe mit großer Genauigkeit
bestimmt werden, indem einfach die Größen von V₁ und
V₂ gemessen werden und die Spalthöhe unter Heranziehung
der eben bestimmten Größen für h₂/Q und Yoff berechnet
wird. Die Voltmeter 55 und 57 wirken somit als Widerstandsmesser
im Zusammenhang mit der genannten Gleichung
für die Spalthöhe zur Bestimmung des Widerstands R₁
nach dem Abgleich.
In dem bestimmten Anwendungsfall, für den das Verfahren
entwickelt worden ist, ist es notwendig, daß jeder
Verbundsensor eine besonders wirksame Anzeige dann zu
liefern vermag, wenn die Spalthöhen im Bereich von
0,5-2,0 mm liegen. Im Hinblick auf diesen Toleranzbereich
erweist es sich als zweckmäßig, eine erste
Meßlinie 38 der Sperrfläche 33 in einem Abstand von
5,0 mm von der Null-Linie 58 für die Spalthöhe, eine
zweite Meßlinie 39 in einem Abstand von 2,0 mm von
der Linie 58 und die Meßlinie 40 in einem Abstand
von 0,5 mm von der Null-Linie 58 anzuordnen. Wie erwähnt,
können diese diskreten Sensoren bzw. Meßelemente in
genau festgelegten Abständen von der Null-Linie 58 angeordnet
werden. Wenn daher während der Bearbeitung
der durch die Linie 39 und den Leiterzug 47 gebildete
einzelne Sensor geschnitten bzw. unterbrochen wird,
weiß die Bedienungsperson, daß der obere Grenzwert
für die Spalthöhe der anschließenden Magnetköpfe erreicht
ist. Wenn der aus der Meßlinie 40 und dem
Leiterzug 46 bestehende Sensor öffnet, weiß die
Bedienungsperson, daß der benachbarte Magnetkopf aus
dem Toleranzbereich herausgeraten ist und daher verworfen
werden muß. Die ideale Endpositionslinie, auf
welche die Linie 15 durch die Bearbeitung verlagert
werden muß, kann an einer beliebigen Stelle innerhalb
des Spalthöhenbereichs von 0,5-2,0 mm liegen.
Aufgrund der vergleichsweise großen Genauigkeit, mit
welcher L₁, L₂ und h₂ von Anfang an bekannt sind,
weil diese Größen sämtlich durch die gleiche Maske
bestimmt werden, und zwar im Gegensatz zur geringeren
anfänglichen Genauigkeit, mit welcher Yoff bekannt
ist, kann wegen der großen Genauigkeit, mit welcher
die Spalthöhe bekannt ist, wenn der aus dem Leiterzug
48 und der Sperrlinie 38 bestehende Sensor öffnet,
die Größe Yoff mit wesentlich verbesserter Genauigkeit
bestimmt werden. Beim beschriebenen Verfahren
ist Yoff mit ±1,27 mm von Anfang an bekannt, während
die Größe von h₂/Q eine Eigen-Ungenauigkeit von nur
etwa ±0,25 mm besitzt. Wenn die Bearbeitung so weit
fortgeschritten ist, daß die Linie 15 mit der Linie 39
koinzidiert, und der den Leiterzug 47 enthaltende
diskrete Sensor seinen elektrischen Durchgang verliert,
kann eine bessere bzw. genauere Größe für h₂/Q und
Yoff dadurch berechnet werden, daß diese Größen unter
gleichzeitiger Heranziehung der beiden vorher gemessenen
Werte für die Spalthöhe berechnet werden.
Dies ergibt eine etwas größere Genauigkeit in der
Größenordnung von ±0,13 mm für die Endberechnungen
der Spalthöhe nach der betreffenden Gleichung, während
die Bearbeitung des Prismas bzw. Blocks 9 längs der
Linie 15 fortschreitet.
Wenn somit eine große Zahl dieser Verbundsensoren an
einem zahlreiche Dünnschicht-Magnetköpfe tragenden
Prisma bzw. Block 9 gleichzeitig verwendet werden,
kann der Bearbeitungsvorgang zu einem Zeitpunkt beendet
werden, zu dem die maximale Zahl der den Sensoren
bzw. Leitmarken benachbarten Magnetköpfe die richtige
Spalthöhe besitzt. Wenn dagegen die Bearbeitung mit
der Vorrichtung nach der genannten Anmeldung durchgeführt
werden soll, wobei das Prisma bzw. der Block 9 im
Bearbeitungsverlauf durchgebogen werden kann, kann die
für die Gewährleistung des größtmöglichen Ausbringens
an brauchbaren Magnetköpfen erforderliche Durchbiegungsrichtung
entsprechend bestimmt werden.
Der in Fig. 7a stilisiert dargestellte Dünnschicht-Widerstand
32 besitzt eine Länge L₂, eine Höhe h₂
und eine Dicke t₂. Der Stromfluß erfolgt parallel
zur Längserstreckung.
Das Schaltbild gemäß Fig. 7b veranschaulicht den
elektrischen Stromkreis auf der Stirnfläche 10 gemäß
Fig. 6 und ist, wie zu beschreiben sein wird, einer
mathematischen Analyse unter Verwendung der folgenden
Symbole zugänglich:
R | |
= Widerstand | |
P | = spezifischer Schichtwiderstand |
t | = Schichtdicke |
h | = Widerstandshöhe |
L | = Widerstandslänge |
A | = Querschnittsfläche des Widerstands |
Die Leiterzüge oder -flächen gemäß Fig. 6 sind nachstehend
in dieser Analyse als Widerstände bezeichnet,
doch sind die Elemente in Fig. 6 und den Fig. 7a und 7b
mit jeweils gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
Die folgenden Gleichungen bestimmen den Widerstandswert
jedes Widerstands:
R₄ = PL₄/th₄ = CL₄/h₂
R₂ = PL₂/th₂ = CL₂/h₂
R₁ = PL₁/th₁ = CL₁/h₁
R₂ = PL₂/th₂ = CL₂/h₂
R₁ = PL₁/th₁ = CL₁/h₁
(Dabei sei vorausgesetzt, daß P und t über die Gesamtfläche
des Prismas bzw. Blocks hinweg gleichmäßig sind
und daß h₂=h₄ erlaubt, C für P/t einzusetzen. Diese
Voraussetzungen dürften zulässig sein.)
Sodann wird h₁ für Widerstandswert und Widerstandsgröße
aufgelöst bzw. berechnet:
R₁ + R₄ = C [(L₄/h₂) + (L₁/h₁)]
Durch Einsetzen der Größe von C=R₂h₂/L₂ in diese
Gleichung erhält man
R₁ + R₄ = (R₂h₂/L₂)(L₄/h₂) + (R₂h₂/L₂)(L₁/h₁)
Diese Gleichung kann umgeschrieben werden zu
h₁L₂(R₁ + R₄) - h₁L₄R₂ = R₂h₂L₁.
Somit ergibt sich:
h₁ = R₂h₂L₁/[L₂(R₁ + R₄) - L₄R₂] (1)
Da Ic definitionsgemäß konstant ist, ergeben sich
R₁+R₄=V₁/Ic und R₂=V₂/Ic, wobei V₁ den mittels
des Voltmeters 55 gemessenen Spannungsabfall über beide
Widerstände 31 und 34 dargestellt und V₂ die mittels
des Voltmeters 57 gemessene Spannung über den Widerstand
32 bedeutet. Beide Messungen erfolgen mit in
seiner "unteren" Stellung stehendem Schalter 52. Die
Voltmeter 55 und 57 besitzen jeweils Innen- bzw.
Eigenwiderstände, die im Vergleich zu den Widerständen
in der Reihenschaltung der Fläche 49, der Leiterzüge 46
bis 48 und des Anschlusses 43 (Fig. 6) sehr groß sind.
Die Spannung über diese Reihenschaltung ist daher bei
der Messung der Spannungen zwischen dem Anschluß 43
und dem Anschluß 41 oder 42 vernachlässigbar. Die
Leiterzüge 46-48 erfüllen gewissermaßen eine doppelte
Funktion, nämlich als Elemente der diskreten Sensoren
29 sowie als Verbindungsstrecken zwischen den Voltmetern
55 und 57 einerseits und der Verzweigung zwischen
Widerständen 31 und 32 andererseits. Wenn die Bearbeitung
bis zum Liniensegment 40 forgeschritten ist, können
die Spannungen V₁ und V₂ nicht mehr gemessen werden,
weil die Spannung an der Brücke 36 nicht mehr verfügbar
ist. Es ist darauf hinzuweisen, daß der gesamte Sensor
29 typischerweise nur eine Breite entsprechend einem
kleinen Vielfachen von 0,025 mm besitzt.
Durch Einsetzen dieser Größen für R₁ und R₂ in Gleichung
(1) ergibt sich:
h₁ = (V₂/Ic)(h₂L₁)/[(V₁/Ic)L₂ - (V₂/Ic)L₄]
oder h₁ = V₂h₂L₁/(V₁L₂ - V₂L₄) (2)
Wenn x=L₄/L₂ und Q=L₂/L₁ so gesetzt oder gewählt
werden, daß sich L₄=xL₂ und L₂=QL₁ ergeben, erhält
man L₄=xQL₁. Durch Einsetzen dieser Größen von
L₂ und L₄ in Gleichung (2) ergibt sich
h₁ = V₂h₂/Q(V₁ - xV₂). (3)
Gemäß Fig. 6 gilt definitionsgemäß h₁=Yoff+Spalthöhe,
wobei h₁ die Augenblickshöhe des Meßelements 31
bedeutet. Durch Einsetzen der Größe für h₁ nach
Gleichung (3) in diese obige Gleichung ergibt sich:
Spalthöhe = [V₂h₂/Q(V₁ - xV₂)] - Yoff.
Claims (5)
1. Fertigungsverfahren, beispielsweise zur Herstellung
eines Dünnschicht-Magnetkopfes, bei dem mittels einer
Maske ein aus einem Isoliermaterial hergestelltes
Gebilde auf einer ersten Fläche eines
durch Materialabtragung bearbeitbaren Prismas bzw.
Blocks erzeugt, eine erste Kante der ersten Fläche
von einer Anfangslage aus zu einer Meßlinie abgetragen
und schließlich das Ausgangssignal eines
Durchgangs-Prüfgeräts beobachtet wird, wobei die
Meßlinie einen vorgegebenen Abstand vom Gebilde
besitzt, die erste Kante praktisch parallel zur
Meßlinie liegt und sich das Gebilde neben einer von
der Meßlinie geschnittenen Leiterfläche auf der
ersten Fläche befindet, dadurch gekennzeichnet, daß
- a) während der Erzeugung des Gebildes (24) eine Schicht des Isoliermaterials (12) auf der Leiterfläche (11) in einer darauf befindlichen Sperrfläche, die längs der Meßlinie außerhalb des Bereichs zwischen dem Meßlinienabschnitt und der Anfangslage der ersten Kante (15) liegt, abgelagert wird,
- b) innerhalb der Grenzen der Sperrfläche auf das Isoliermaterial eine Schicht (14) eines leitfähigen Materials aufgebracht wird, die sich in die Leiterfläche erstreckt und diese nur zwischen der Meßlinie (13) und der Anfangslage (15) der ersten Kante elektrisch kontaktiert, und
- c) das Durchgangs-Prüfgerät (22) zwischen die leitfähige Schicht innerhalb der Sperrfläche und die Leiterschicht geschaltet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß bei der Erzeugung des Gebildes (24) ein Isoliermaterial
(33) in einem stufenförmigen Muster entlang von
Segmenten einer Anzahl von jeweils voneinander beabstandeten
Meßlinien (38-40) aufgebracht wird und daß
mehrere leitfähige Streifen (46-48) aufgetragen
werden, die am einen Ende elektrisch mit dem Durchgangs-Prüfgerät
(22) verbunden sind, jeweils über einem
einzigen Meßliniensegment (38-40) liegen und über
dieses mit der Leiterfläche in Kontakt stehen.
3. Durch Materialabtragung bearbeitbarer Fertigungsgegenstand
in Form eines Prismas oder Blocks mit
einer sich zu seiner ersten Kante erstreckenden
leitfähigen Fläche, gekennzeichnet durch
- a) ein eine Kante aufweisendes, aus Isoliermaterial (16) hergestelltes Gebilde (25), wobei diese Kante längs eines Abschnitts einer Gebildelinie (27) liegt,
- b) einen Bearbeitungsfühler oder -sensor (21) mit einer zusätzlichen Sperrfläche (12) der Isolierschicht (16), die längs eines Abschnitts einer Meßlinie (13a) und auf der leitfähigen Fläche (11) außerhalb des Bereichs zwischen dem Meßlinienabschnitt und der Anfangslage der ersten Kante (15) liegt und sich von der ersten Kante (15) des Prismas hinweg erstreckt, wobei die Meßlinie (13a) einen vorbestimmten, genauen Abstand von der Gebildelinie (27) besitzt, und
- c) eine auf der Sperrfläche vorgesehene Leiterschicht (14), welche die leitfähige Fläche (11) nur zwischen der Meßlinie (13a) und der ersten Kante (15) elektrisch kontaktiert.
4. Bearbeitungs-Leitmarke auf einer Oberfläche eines
Prismas bzw. Blocks, bei dem eine erste Kante der
Fläche von einer Anfangslage aus bis zu einer
zumindest annähernd mit einem Meßlinienabschnitt
koinzidierenden Stelle durch Materialabtragung bearbeitet
werden soll, gekennzeichnet durch
- a) eine untere Leiterfläche (11) auf der Oberfläche (10), die zwischen der Anfangslage der ersten Kante (15) und der Meßlinie beginnt und sich zumindest bis zum Meßlinienabschnitt erstreckt,
- b) eine isolierende Sperrfläche (12), deren eine Kante genau mit dem Meßlinienabschnitt (13a) koinzidiert und die auf der Oberfläche (10) außerhalb des Bereichs zwischen dem Meßlinienabschnitt und der Anfangslage der ersten Kante (15) liegt, und
- c) eine Schicht (14) aus einem leitfähigen Material, die außerhalb des Bereichs zwischen der Anfangslage der ersten Kante (15) und dem Meßlinienabschnitt (13a) vollständig auf der Sperrfläche (12) liegt, sich über die Meßlinie (13a) erstreckt und mit der Leiterfläche (11) im Bereich zwischen dem Meßlinienabschnitt und der Anfangslage der ersten Kante (15) in elektrischem Kontakt steht.
5. Bearbeitungs-Leitmarke nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sperrfläche (33) längs einer
stufenförmigen Musterkante (39) mit mindestens einem
ersten und einem zweiten Meßlinienabschnitt (38-40)
liegt, die gegeneinander versetzt und parallel zur
ersten Kante (15) angeordnet sind und deren Längen
jeweils einen bestimmten Abstand zueinander
aufweisen, und daß die auf der Sperrfläche liegende
Leiterfläche (29) eine Anschlußstelle (43) und mehrere
Schenkel (46-48) aufweist, die jeweils über ihre
Länge einen beträchtlichen Widerstand besitzen und
an einem ersten Ende an der Anschlußstelle angebracht
sind, wobei sich mindestens einer der Schenkel
zwischen seinen Endpunkten über jeden Meßlinienabschnitt
erstreckt und zwischen jeder Meßlinie
und der ersten Kante (15) mit der Leiterfläche (49)
in elektrischem Kontakt steht.
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