DE3333590C2 - - Google Patents

Info

Publication number
DE3333590C2
DE3333590C2 DE3333590A DE3333590A DE3333590C2 DE 3333590 C2 DE3333590 C2 DE 3333590C2 DE 3333590 A DE3333590 A DE 3333590A DE 3333590 A DE3333590 A DE 3333590A DE 3333590 C2 DE3333590 C2 DE 3333590C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
edge
measuring line
conductor
line
initial position
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE3333590A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3333590A1 (de
Inventor
Beat Guido Prior Lake Minn. Us Keel
Tuan Phuoc Bloomington Minn. Us Tran
Alan Glen Minnetonka Minn. Us Kracke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seagate Technology International
Original Assignee
Seagate Technology International
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seagate Technology International filed Critical Seagate Technology International
Publication of DE3333590A1 publication Critical patent/DE3333590A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3333590C2 publication Critical patent/DE3333590C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/02Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B7/06Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/20Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring workpiece characteristics, e.g. contour, dimension, hardness
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/31Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
    • G11B5/3163Fabrication methods or processes specially adapted for a particular head structure, e.g. using base layers for electroplating, using functional layers for masking, using energy or particle beams for shaping the structure or modifying the properties of the basic layers
    • G11B5/3166Testing or indicating in relation thereto, e.g. before the fabrication is completed
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49004Electrical device making including measuring or testing of device or component part
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/4902Electromagnet, transformer or inductor
    • Y10T29/49021Magnetic recording reproducing transducer [e.g., tape head, core, etc.]
    • Y10T29/49032Fabricating head structure or component thereof
    • Y10T29/49036Fabricating head structure or component thereof including measuring or testing
    • Y10T29/49037Using reference point/surface to facilitate measuring
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/4902Electromagnet, transformer or inductor
    • Y10T29/49021Magnetic recording reproducing transducer [e.g., tape head, core, etc.]
    • Y10T29/49032Fabricating head structure or component thereof
    • Y10T29/49036Fabricating head structure or component thereof including measuring or testing
    • Y10T29/49043Depositing magnetic layer or coating
    • Y10T29/49046Depositing magnetic layer or coating with etching or machining of magnetic material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

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.
Anhang
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
(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.
DE19833333590 1982-09-30 1983-09-16 Fertigungsverfahren und -gegenstand Granted DE3333590A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/430,193 US4477968A (en) 1982-09-30 1982-09-30 Method for using a machining sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3333590A1 DE3333590A1 (de) 1984-04-05
DE3333590C2 true DE3333590C2 (de) 1991-06-20

Family

ID=23706449

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19833333590 Granted DE3333590A1 (de) 1982-09-30 1983-09-16 Fertigungsverfahren und -gegenstand

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4477968A (de)
JP (1) JPS5984323A (de)
CA (1) CA1233023A (de)
DE (1) DE3333590A1 (de)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8200531A (nl) * 1982-02-12 1983-09-01 Philips Nv Magneetkop met gedeeltelijk uitgeetste wikkelopening.
US4841625A (en) * 1982-05-07 1989-06-27 Computer And Communications Technology Corporation Automatic throat height control for film head
DE3513431A1 (de) * 1985-04-15 1986-10-23 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zur herstellung mindestens eines magnetkopfes in duennfilmtechnik
US4689877A (en) * 1985-08-29 1987-09-01 International Business Machines Corp. Method and apparatus for controlling the throat height of batch fabricated thin film magnetic transducers
US4878315A (en) * 1985-09-03 1989-11-07 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Griding guide and method
US4648211A (en) * 1985-09-03 1987-03-10 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Grinding guide and method for controlling the automatic grinding of objects
US4648212A (en) * 1985-09-03 1987-03-10 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Automatic grinding machine
US4748773A (en) * 1985-09-03 1988-06-07 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Biased grinding assembly
US5023991A (en) * 1988-08-31 1991-06-18 Digital Equipment Corporation Electrical guide for tight tolerance machining
US5175938A (en) * 1988-08-31 1993-01-05 Digital Equipment Corporation Electrical guide for tight tolerance machining
US4914868A (en) * 1988-09-28 1990-04-10 International Business Machines Corporation Lapping control system for magnetic transducers
US4912883A (en) * 1989-02-13 1990-04-03 International Business Machines Corporation Lapping control system for magnetic transducers
US5402074A (en) * 1993-05-13 1995-03-28 Seagate Technology, Inc. Thin film magnetic head having electrical connection to core
US5463805A (en) * 1994-02-07 1995-11-07 Seagate Technology, Inc. Method of lapping MR. sensors
US5722155A (en) * 1996-01-11 1998-03-03 Seagate Technology, Inc. Machining guide method for magnetic recording reproduce heads
US6047224A (en) * 1996-04-10 2000-04-04 Seagate Techology, Inc. Machining guide for magnetic recording reproduce heads
US5742995A (en) * 1996-05-24 1998-04-28 Seagate Technology, Inc. Method to predict an accurate MR sensor dimension when viewed from abs
US5755612A (en) * 1996-10-28 1998-05-26 Seagate Technology, Inc. Small foot machining guide for recording heads
GB2333055B (en) * 1996-10-29 2001-05-02 Seagate Technology Improved ELG wiring configuration
US5951371A (en) * 1996-11-04 1999-09-14 Seagate Technology, Inc. Multi-point bending of bars during fabrication of magnetic recording heads
JP2001505135A (ja) * 1996-11-04 2001-04-17 シーゲイト テクノロジー エルエルシー 磁気記録ヘッドの製造中におけるバーの多点曲げ
USRE38340E1 (en) * 1996-11-04 2003-12-02 Seagate Technology Llc Multi-point bending of bars during fabrication of magnetic recording heads
US6475064B2 (en) 1996-12-13 2002-11-05 Seagate Technology Llc Multipoint bending apparatus for lapping heads of a data storage device
US6287170B1 (en) 1996-12-13 2001-09-11 Seagate Technology Llc Multipoint bending apparatus for lapping heads of a data storage device
US5991698A (en) * 1997-01-29 1999-11-23 Seagate Technology, Inc. Electrical lap guide data acquisition unit and measurement scheme
US5738566A (en) * 1997-03-31 1998-04-14 Seagate Technology, Inc. Lapping guide system, method and article of manufacture
US6551173B2 (en) * 2000-07-13 2003-04-22 Seagate Technology Llc Process and apparatus for finishing a magnetic slider

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3821815A (en) * 1972-10-11 1974-06-28 Ibm Apparatus for batch fabricating magnetic film heads and method therefor
US4014141A (en) * 1974-03-11 1977-03-29 International Business Machines Corporation Apparatus and method for controlling magnetic head surface formation
US3982318A (en) * 1976-01-29 1976-09-28 Control Data Corporation Magnetic transducer head core manufacturing method
JPS6037522B2 (ja) * 1980-01-07 1985-08-27 株式会社日立製作所 薄膜磁気ヘツドの製造方法
US4457114A (en) * 1982-09-30 1984-07-03 Magnetic Peripherals Inc. Workpiece carrier

Also Published As

Publication number Publication date
CA1250435C (de) 1989-02-28
US4477968A (en) 1984-10-23
DE3333590A1 (de) 1984-04-05
JPS5984323A (ja) 1984-05-16
CA1233023A (en) 1988-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3333590C2 (de)
DE69012850T2 (de) Steueranordnung zum Läppen von magnetischen Wandlern.
DE68922356T2 (de) Elektrische Leiter zur Engtoleranz-Bearbeitung.
DE2341648C2 (de) Verfahren zur Serienfertigung von Magnetköpfen
DE2554536C2 (de) Verfahren zum Bestimmen der Breite und/oder des Schichtwiderstandes von flächenhaften Leiterzügen integrierter Schaltungen
DE3328225C2 (de)
DE3888160T2 (de) Kapazitive Messung und Kontrolle der Flughöhe eines Aufzeichnungsgleitschuhes.
DE3308352C2 (de) Magnetfelddetektor
DE2421111A1 (de) Anordnung und verfahren zum feststellen und messen der ausrichtung oder fehlausrichtung zwischen zwei gegenstaenden
DE202013011690U1 (de) Messwiderstand
US4559743A (en) Method for calibrating a machining sensor
DE3023436C2 (de) Drahterodierverfahren
DE3644458C2 (de) Verfahren zum Auswerten der Prozeßparameter bei der Herstellung von Halbleiteranordnungen sowie Anordnungen dafür
DE3639917C2 (de)
DE102015001040A1 (de) Positionsmesseinrichtung vom Induktionstyp
DE69226567T2 (de) Integrierter Dünnfilm-Magnetkopf
DE2260317A1 (de) Verfahren zur herstellung eines magnetkopfes
DE68914314T2 (de) Markierung zur Auswertung von der Bearbeitungshöhe und Herstellungsverfahren eines Dünnfilm-Magnetkopfes.
DE69515273T2 (de) Magnetischer Kodierer zum Lesen von Markierungen auf einer dazugehörigen magnetischen Spur
DE69213492T2 (de) Verfahren zum Herstellen eines Magnetkopfes und nach diesem Verfahren hergestellter Magnetkopf
DE19732713A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Positionsbestimmung
US4739562A (en) Machining sensor
DE3230074C2 (de)
DE2504858B2 (de) Lehrzahnrad
DE3007046C2 (de) Mehrspur-Magnetkopfanordnung

Legal Events

Date Code Title Description
8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: HENKEL, G., DR.PHIL. FEILER, L., DR.RER.NAT. HAENZ

8110 Request for examination paragraph 44
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: SEAGATE TECHNOLOGY INTERNATIONAL, GEORGETOWN, GRAN

8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: FEILER, L., DR.RER.NAT. HAENZEL, W., DIPL.-ING. KO

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee