EP0783551A1 - Verfahren zum präzisen verbinden von mindestens zwei werkstücken - Google Patents

Verfahren zum präzisen verbinden von mindestens zwei werkstücken

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Publication number
EP0783551A1
EP0783551A1 EP95920890A EP95920890A EP0783551A1 EP 0783551 A1 EP0783551 A1 EP 0783551A1 EP 95920890 A EP95920890 A EP 95920890A EP 95920890 A EP95920890 A EP 95920890A EP 0783551 A1 EP0783551 A1 EP 0783551A1
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EP
European Patent Office
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photoresist
parts
adhesive
carrier
rows
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP95920890A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander Hessel
Harald Koster
Michael Murtagh
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.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of EP0783551A1 publication Critical patent/EP0783551A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/84—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing record carriers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J5/00—Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers
    • C09J5/06—Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers involving heating of the applied adhesive

Definitions

  • the present invention relates to a method for connecting at least two workpieces with high precision.
  • the invention further relates to a method for temporarily connecting workpieces to be machined to a carrier element.
  • the invention relates to the connection of magnetic heads to be processed to the corresponding carrier elements, in particular in the case of magnetic disk memories for use in data processing systems.
  • hot melt adhesives are often used for the production. These are adhesives which are solid at room temperature, which are applied to the parts to be bonded from the melt and, after the parts have been joined and cooled, physically set to solidify. They are used, for example, for gluing and laminating in the furniture, shoe and packaging industries and for binding books. But these hot melt adhesives are also used in the electrical industry.
  • carrier elements When handling, processing and transporting materials, carrier elements are often used to which the parts to be processed are applied. With these elements used as intermediate carriers, a temporary, releasable fastening is desired in most cases.
  • DD-A-301 269 discloses a method for handling arbitrarily shaped connecting semiconductor wafers for the transport and processing on calibrated intermediate carriers.
  • the compound semiconductor wafers are fastened to the intermediate carriers with a film coated on two sides with adhesive, and this bond is thermally destroyed in one processing step.
  • read / write heads are necessary. They are manufactured in a complex and complex process. First of all, the so-called read / write elements are applied to a ceramic plate (wafer). This usually happens in thin film technology. In this process, thin layers are applied by cathode sputtering and electroplating, which are then given their shape by photoetching.
  • the surface chemically pretreated in this way is then sawn so that the individual parts can be mechanically processed.
  • shape grinding and a special grinding technique, lapping, the actual magnetic heads, the so-called sliders, are then formed from the parts, which are later placed at a defined flying height with the relative speed from the standing head to the rotating plate on a hydrodynamic air cushion over the plate surface slides.
  • This manufacturing process is decisive for the read head later being hovered less than 0.2 ⁇ m above the magnetic disk. It is therefore of particular importance with regard to the exact mechanical properties.
  • substrate carriers for further processing in the production line.
  • These carriers are usually made of stainless steel. However, it is clear to the person skilled in the art that other materials, such as, for example, aluminum, ceramic or plastic, can also be used.
  • a certain number of rows are applied to the carrier. This is usually done by melting and applying hot-melt adhesives that are soluble in organic chemicals by means of so-called dispensers.
  • hot-melt adhesives previously used on flat carriers, since this gives rise to problems with impurities and, for example, different adhesive heights, since the hot-melt adhesives tend to pull onto the side surfaces of the rows. Exact further processing is thus made impossible. Furthermore, the hot melt adhesive contaminates the devices for aligning the rows for exact further processing.
  • the aim of the present invention is therefore to provide a method for connecting at least two workpieces with great precision, which avoids the disadvantages described above.
  • the method according to the invention makes it possible to connect workpieces with a precise fit in a particularly simple manner, the disadvantages previously existing being largely overcome.
  • the method is of course not limited to attaching rows to the corresponding carriers. Rather, it can be used by a person skilled in the art and can be applied to a large number of possible workpiece connections in a wide variety of fields, for example in the automotive industry. for connecting plastic inner surfaces, fenders, etc. A gluing of glass surfaces is also conceivable, for example. It is possible to create both temporary, releasable and permanent connections. The application is only limited by the temperature resistance of the composite materials produced by the melting range of the photoresist. This disadvantage could be e.g. Avoid using a post-curing photoresist.
  • the temperature to which the composite part produced in the first step of the method according to the invention is heated depends on the photoresist used or the workpieces to be connected. It is for that It is clear to a person skilled in the art that a very wide range can be covered here.
  • the temperature at which the adhesive bond then occurs is preferably room temperature, but, depending on the materials used, can also deviate therefrom, the person skilled in the art being able to easily recognize which temperature to choose.
  • the use of photoresist as an adhesive enables a precisely defined layer thickness to be applied to the parts to be joined. Even with non-flat carrier elements or workpieces, there is a high level of precision, since the photoresist can adapt exactly to the given topographies. A positive application of the lacquer to the corresponding workpieces is therefore guaranteed.
  • the application can be done, for example, by lamination, rolling or the like. In contrast to conventional hot melt adhesives, application from the melt is not necessary.
  • lower processing temperatures can be selected by using a photoresist as an adhesive.
  • the adhesive is also highly vacuum compatible.
  • Another advantage is that the method according to the invention can guarantee both a temporary and a permanent connection depending on the setting of the corresponding parameters.
  • Another advantage is that the choice of a photoresist in the form of an adhesive film, together with the flat design of the carrier, means that the individual rows can no longer be infiltrated by particles and contamination is thus prevented. On in this way the amount of scrap parts can be significantly reduced.
  • the rework can be greatly reduced by the inventive method. Due to the fact that the photoresist film is a solid adhesive, it cannot flow out of the adhesive joint and removal of superfluous adhesive can thus be reduced to a minimum. Contamination of the devices for aligning the rows can also be largely avoided. A rear side cleaning can also be almost completely dispensed with, since it is a flat connection of the entire rear side of the rows.
  • Photoresist foils can be produced in various shapes and sizes, if desired, even without photoactive substances. So the glue can be optimal to be adapted to the respective carrier or to the workpieces to be connected accordingly.
  • a flat carrier offers the further advantage that more rows can be accommodated on a carrier of the same size and a higher packing density can thus be achieved. Automation of the method can also be accomplished much better with the aid of the invention.
  • a photoresist film preferably RISTON 4230 R , a water-soluble photoresist, is applied to a flat carrier.
  • the carrier can e.g. consist of a 37 x 39 cm stainless steel part. Other materials, such as aluminum, ceramic or plastic, can also be used.
  • the film is then applied to the carrier, e.g. by lamination or rolling, and separated according to the size of the carrier. This creates a positive connection between the carrier and the film.
  • the rows pre-aligned on a special device preferably a so-called bonder
  • the carrier is then heated to approximately 90 to 150 ° C., preferably 145 ° C.
  • the melts at this temperature Foil and thus glues the rows, which can be finally aligned again at this temperature, to the carrier.
  • the gluing process is completed.
  • the entire area of the rows now lies on the photoresist film, which in turn lies flat on the carrier. In this way, a contact surface is formed, which means that, in contrast to the previous method, no contaminants can get under the rows and thus no contamination of the rows occurs. Furthermore, a straight seal of the film with the carrier is obtained, so that no dirt particles can penetrate even at the edge of the carrier.
  • a measurement sequence is used to measure whether the rows are in the correct position on the carrier. In the present example, a deviation of only ⁇ 3 ⁇ m is tolerated.
  • the finished structure of the slider is formed by deep etching (RIE).
  • RIE deep etching
  • the carrier and the rows located on it are heated to the melting temperature of the photoresist used.
  • the adhesive connection becomes soft, the rows can be pushed off.
  • the individual sliders can be fed for further processing.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren zum hochpräzisen Verbinden mindestens zweier Teile vorgestellt, wobei ein Photolack als Klebemittel benutzt wird. In einem ersten Schritt wird dabei der Photolack mit einer definierten Schichtdicke auf mindestens eines der Teile aufgebracht. Anschließend wird das so entstandene Verbundteil auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt, bei der die Teile noch exakt zueinander ausgerichtet werden können. Nach Zusammenfügen der Teile und Abkühlen auf eine Temperatur, bei der Verfestigung eintritt, ensteht eine Klebeverbindung, die sowohl temporär als auch dauerhaft bestehen kann.

Description

B E S C H R E I B U N G
Verfahren zum präzisen Verbinden von mindestens zwei Werkstücken
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von mindestens zwei Werkstücken mit hoher Präzision. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Ver¬ fahren zum temporären Verbinden von zu bearbeitenden Werkstücken mit einem Trägerelement. Speziell betrifft die Erfindung das Verbinden von zu verarbeitenden Mag¬ netköpfen mit den entsprechenden Trägerelementen, ins¬ besondere bei Magnetplattenspeichern für den Einsatz in Datenverarbeitungsanlagen.
Stand der Technik
In vielen Gebieten der Technik werden exakte Ver¬ bindungen von mehreren Werkstücken miteinander be¬ nötigt. Insbesondere in der Mikromechanik und Mikro¬ elektronik, wo es auf besondere Genauigkeit hinsicht¬ lich der mechanischen Eigenschaften ankommt, sind solche Verbindungen von großer Bedeutung. Dabei sollen sowohl temporäre als auch dauerhafte Verbindungen mög¬ lich sein. Für die Herstellung werden oftmals soge¬ nannte Schmelzklebstoffe verwendet. Das sind bei Raum¬ temperatur feste Klebstoffe, die auf die zu verkleben¬ den Teile aus der Schmelze aufgetragen werden und nach dem Zusammenfügen und Abkühlen der Teile unter Verfe¬ stigung physikalisch abbinden. Sie werden bspw. zum Kleben und Kaschieren in der Möbel-, Schuh- und Verpak- kungsindustrie und zum Binden von Büchern eingesetzt. Aber auch in der Elektroindustrie kommen diese Schmelz¬ klebstoffe zur Anwendung.
Bei der Handhabung, Bearbeitung und zum Transport von Materialien werden oftmals Trägerelemente eingesetzt, auf die die zu bearbeitenden Teile aufgebracht werden. Bei diesen, als Zwischenträger verwendeten Elementen ist in den meisten Fällen eine temporäre, wieder lös¬ bare Befestigung gewünscht.
Dabei werden auch sogenannte doppelseitige Klebebänder benutzt, um Substrate auf diesen Zwischenträgern zu be¬ festigen. So offenbart bspw. die DD-A-301 269 ein Ver¬ fahren zur Handhabung von beliebig geformten Verbin- dungs-Halbleiterplättchen für den Transport und die Be¬ arbeitung auf kalibrierten Zwischenträgern. Dabei wer¬ den die Verbindungshalbleiterplättchen mit einer zwei¬ seitig mit Klebstoff beschichteten Folie auf den Zwischenträgern befestigt und diese Verklebung wird in einem Bearbeitungsschritt thermisch zerstört.
Bei der Herstellung von Magnetplatten, das sind Datenspeicher mit einer sehr großen Speicherkapazität (ca. 400 Millionen Zeichen (Bytes) können auf einer rund 95 mm großen Magnetplatte gespeichert werden) , sind neben der hohen Speicherdichte die exakten mechanischen Eigenschaften wichtig. Beim späteren Einsatz bewegen sich die Platten mit ca. 5400 Umdre¬ hungen pro Minute. Das bedeutet, daß der äußere Plat¬ tenrand eine Geschwindigkeit von bis zu 100 km/h er¬ reicht, wobei der Schreib-/Lesekopf nur einige zehn¬ tausendstel Millimeter von der Plattenoberfläche ent¬ fernt ist. Nur durch allergrößte Präzision bei der Fertigung und durch statistische Prozeßkontrolle können diese Quali¬ tätsanforderungen erfüllt werden.
Um auf den Magnetplatten Informationen zu speichern und lesen zu können, sind Schreib-/Leseköpfe notwendig. Sie werden in einem aufwendigen und komplizierten Verfahren hergestellt. Zunächst werden auf einer Keramikplatte (Wafer) die sogenannten Schreib-/Leseelemente aufge¬ bracht. Dies geschieht normalerweise in Dünnfilmtech¬ nologie. Dabei werden durch Kathodenzerstäubung und Galvanotechnik tausendstel Millimeter dünne Schichten aufgetragen, die anschließend durch Photoätzen ihre Form erhalten.
Der oberflächlich chemisch so vorbehandelte Wafer wird anschließend zersägt, um die Einzelteile mechanisch weiterbearbeiten zu können. Durch Formschleifen und eine spezielle Schleiftechnik, dem Läppen, werden dann die eigentlichen Magnetköpfe, die sogenannten Slider, aus den Teilen geformt, die später in einer definierten Flughöhe mit der Relativgeschwindigkeit von stehendem Kopf zu sich drehender Platte auf einem hydrodyna¬ mischen Luftkissen über die Plattenoberfläche gleitet. Dieser Fertigungsprozeß ist maßgebend dafür, daß später der Lesekopf mit weniger als 0,2 μm Abstand über der Magnetplatte schwebt. Ihm kommt daher eine besondere Bedeutung hinsichtlich der exakten mechanischen Eigen¬ schaften zu.
Die aus dem Wafer geschnittenen, mit den Slidern besetzten Streifen, die sogenannten Rows, müssen nun zur weiteren Bearbeitung in der Fertigungslinie tem¬ porär auf Substratträger (Carrier) aufgebracht werden. Diese Carrier bestehen normalerweise aus Edelstahl. Für den Fachmann ist jedoch klar, daß auch andere Materia¬ lien wie bspw. Aluminium, Keramik oder Kunststoff ver¬ wendet werden können. Je nach Produktgruppe wird eine bestimmte Anzahl von Rows auf den Carrier aufgebracht. Dies geschieht normalerweise durch Schmelzen und Auf¬ bringen von in organischen Chemikalien löslichen Schmelzklebern mittels sogenannter Dispenser.
Nachteile des Standes der Technik
Nachteilig bei den bisher verwendeten Verfahren ist vor allem, daß gängige Schmelzkleber nur in organischen Chemikalien (bspw. NMP) löslich sind, was zu einer erheblichen Umweltbelastung führt.
Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß bei der Verwendung von doppelseitigen Klebebändern eine exakte Ausrichtung während des Klebevorgangs oft nur sehr schwer möglich ist.
Die meisten bisher benutzten Carrier für die Herstel¬ lung der Flugkörper weisen Stege (Auflagen) auf, auf die die Rows mittels des Schmelzklebers aufgeklebt wurden. Dabei wird der Schmelzkleber als Granulat vor¬ gelegt und anschließend geschmolzen. Aufgrund der Stege ist ein ganzflächiges Aufbringen der Rows auf den Carrier nicht möglich, die Rows haften also nicht auf einer Klebefläche, sondern lediglich an Klebepunkten auf dem Carrier (Kisseneffekt). Dies hat den Nachteil, daß, begünstigt durch die Stege, der verwendete Schmelzkleber die Rows "unterwandern" kann und so die Rows mit Partikeln verschmutzt werden. Daher müssen zusätzliche Arbeitskräfte investiert werden, die sich ausschließlich mit der manuellen Reinigung der Row- rückseiten beschäftigen. Teilweise können diese Konta¬ minationen nicht mehr entfernt werden, so daß erheb¬ liche Mengen an Schrotteilen entstehen.
Es ist zu bemerken, daß eine Anwendung von bisher verwendeten Schmelzklebern auf ebene Carrier nicht möglich ist, da sich hierbei Probleme mit Verunreini¬ gungen und bspw. unterschiedlichen Kleberhöhen ergeben, da die Schmelzkleber das Bestreben haben, sich auf die Seitenflächen der Rows zu ziehen. Eine exakte Weiter¬ verarbeitung wird somit unmöglich gemacht. Desweiteren verunreinigt der aufgebrachte Schmelzkleber die Vorrichtungen zum Ausrichten der Rows für die exakte Weiterbearbeitung.
Aufgabe
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Verbinden von mindestens zwei Werkstücken mit großer Präzision bereitzustellen, das die oben ge¬ schilderten Nachteile vermeidet.
Lösung der Aufgabe
Dieses Ziel wird durch ein gattungsgemäßes Verfahren erreicht, das folgende Schritte umfaßt:
a) gleichmäßiges Aufbringen eines Photolacks mit einer definierten Schichtdicke auf mindestens eines der Teile, b) Erwärmen des so entstandenen Verbundteils auf eine vorgegebene Temperatur, bei der die mindestens zwei Teile noch exakt zueinander ausgerichtet werden können, und c) Zusammenfügen der mindestens zwei Teile und Abkühlen auf eine Temperatur, bei der eine Verfestigung und damit eine präzise Klebeverbindung eintritt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungs¬ gemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen darge¬ stellt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, auf be¬ sonders einfache Art und Weise Werkstücke paßgenau zu verbinden, wobei die bisher bestehenden Nachteile weitestgehend überwunden werden.
Das Verfahren ist selbstverständlich nicht auf eine Befestigung von Rows auf den entsprechenden Carriern beschränkt. Vielmehr läßt sich es sich, für den Fach¬ mann leicht erkennbar, auf eine Vielzahl möglicher Werkstückverbindungen auf verschiedensten Gebieten anwenden, so in der Automobilindustrie z.B. zum Ver¬ binden von Kunststoffinnenflachen, Kotflügeln etc. Auch ein Verkleben von Glasflächen ist bspw. denkbar. Dabei ist es möglich, sowohl temporäre, wieder lösbare wie auch dauerhafte Verbindungen herzustellen. Die Anwen¬ dung ist lediglich durch die Temperaturbeständigkeit der hergestellten Verbundmaterialien nach oben durch den Schmelzbereich des Photolacks begrenzt. Dieser Nachteil ließe sich aber z.B. durch die Anwendung eines nachvernetzenden Photolacks vermeiden.
Die Temperatur, auf die das im ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens entstehende Verbundteil erhitzt wird, ist abhängig vom verwendeten Photolack bzw. den zu verbindenden Werkstücken. Es ist für den Fachmann deutlich, daß hier ein sehr weiter Bereich ab¬ gedeckt werden kann. Die Temperatur, bei der dann die Klebeverbindung eintritt, ist bevorzugt Raumtemperatur, kann aber, abhängig von den verwendeten Materialien, auch davon abweichen, wobei der Fachmann leicht er¬ kennen kann, welche Temperatur zu wählen ist. Die Verwendung von Photolack als Klebemittel ermöglicht das Aufbringen einer exakt definierten Schichtdicke auf die zu verbindenden Teile. Auch bei nicht ebenen Trägerelementen bzw. Werkstücken ist eine hohe Präzision gegeben, da sich der Photolack den gegebenen Topographien exakt anzupassen vermag. Daher ist ein formschlüssiges Aufbringen des Lacks auf die ent¬ sprechenden Werkstücke gewährleistet. Das Aufbringen kann bspw. durch Laminieren, Aufwalzen o.a. geschehen. Im Gegensatz zu üblichen Schmelzklebern ist ein Aufbringen aus der Schmelze nicht erforderlich.
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß, bspw. im Gegensatz zu doppelseitigen Klebebändern, eine Nach¬ justierung jederzeit stattfinden kann, solange der Photolack auf der vorgegebenen Temperatur gehalten wird. Auch eine mehrfache Wiederholung dieser Nach¬ justierung durch erneutes Erwärmen ist generell möglich.
Durch die flache, flächige Verbindung der Rows mit dem Carrier durch den formschlüssig aufgebrachten Photolack mit einer genau definierten Klebedicke kann aufgrund des gleichmäßigen thermischen Kontakts eine erheblich verbesserte Ätztiefenverteilung erreicht werden. Zusätzlich wird die Umweltbelastung bei Verwendung eines wasserlöslichen Photolacks drastisch reduziert, da nach einem thermischen Ablösen der Restklebemasse keine organischen Chemikalien nötig sind, um etwaige verbleibende Reste zu entfernen. Vorhandene Anlagen können ohne Probleme bei Verwendung von wasserlöslichen Photolacken von organischen Lösungsmitteln auf ein wasserlösliches Verfahren umgestellt werden.
Durch die Verwendung eines Photolacks als Klebemittel können im Gegensatz zum bisherigen Verfahren niedrigere Verarbeitungstemperauren gewählt werden. Zudem ist der Kleber hochvakuumverträglich.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß das erfindungs¬ gemäße Verfahren je nach Einstellung der entsprechenden Parameter sowohl eine temporäre als auch eine dauer¬ hafte Verbindung gewährleisten kann.
Durch die Wahl eines ebenen Carriers und die Verwendung des Photolacks als Klebemittel ist es möglich, ein einziges Carrierdesign für eine verschiedene Anzahl von Rows zu verwenden. Es muß also nicht für jede Anzahl von zu prozessierenden Rows ein eigener Carrierdesign erstellt werden. Damit können auch die Kosten für den Carrier selbst drastisch vermindert werden. Wie bereits erwähnt, ist eine Anwendung der bisher benutzten Schmelzkleber auf ebene Carrier nicht möglich, da hierbei aufgrund der weiter oben geschilderten Probleme z.B. bzgl. Verunreinigungen und unterschiedlicher Kleberhöhe auftreten.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß durch die Wahl eines Photolacks in Form einer Klebefolie, auch zu¬ sammen mit dem flachen Design des Carriers die einzel¬ nen Rows nicht mehr durch Partikel unterwandert werden können und so eine Kontamination verhindert wird. Auf diese Weise kann die Menge an Schrotteilen erheblich reduziert werden.
Sehr vorteilhaft ist es, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren die Nacharbeit stark reduziert werden kann. Aufgrund der Tatsache, daß es sich bei der Photolack¬ folie um einen festen Kleber handelt, kann dieser nicht aus der Klebefuge fließen und ein Entfernen von über¬ flüssigem Kleber kann somit auf ein Minimum reduziert werden. Auch eine Verunreinigung der Vorrichtungen zum Ausrichten der Rows kann weitestgehend vermieden wer¬ den. Eine Rückseitenreinigung kann ebenfalls nahezu komplett entfallen, da es sich um eine flächige Ver¬ bindung der gesamten Rückseite der Rows handelt.
Zudem kann eine zusätzliche Kontrollmessung auf elektrische Leitfähigkeit zwischen Row und Carrier entfallen, die in bisherigen Prozessen aufgrund der Tatsache nötig war, daß, bedingt durch den Kisseneffekt, offene Flächen zwischen den Carrierstegen und den Rows ent-standen. Dadurch konnte es zu einer elektrisch leiten-den Kontaktierung der Rows und des Carriers kommen und die so verbundenen Slider wurden damit bei den nachfol-genden Prozessen kurzgeschlossen. Wurde ein solcher Kontakt festgestellt, mußte der Carrier nochmals nachgearbeitet werden. Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Photolack nichtleitend ist und ganz-flächig aufliegt, ist eine solche Kontrollmessung nicht notwendig.
Photolackfolien können auf Wunsch in verschiedenen Formen und Größen hergestellt werden, auf Wunsch auch ohne photoaktive Stoffe. Somit kann der Kleber optimal an den jeweiligen Carrier bzw. an die entsprechend zu verbindenden Werkstücke angepaßt werden.
Im Hinblick auf eine weiter fortschreitende Miniatu¬ risierung bietet ein ebener Carrier den weiteren Vor¬ teil, daß mehr Rows auf einem Carrier gleicher Größe untergebracht werden können und so eine höhere Pak- kungsdichte erreicht werden kann. Auch eine Automa¬ tisierung des Verfahrens läßt sich mit Hilfe der Erfin¬ dung wesentlich besser bewerkstelligen.
Im Anschluß soll das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Ausführungsbeispiels für die Herstellung von Magnetköpfen bei der Magnetplattenherstellung näher erläutert werden.
Zunächst wird eine Photolackfolie, vorzugsweise RISTON 4230R, ein wasserlöslicher Photolack, auf einen ebenen Carrier aufgebracht.
Der Carrier kann z.B. aus einem 37 x 39 cm großen Edel¬ stahlteil bestehen. Auch andere Materialien, wie bspw. Aluminium, Keramik oder Kunststoff sind verwendbar. Die Folie wird dann auf den Carrier aufgebracht, z.B. durch Laminieren oder Aufwalzen, und entsprechend der Größe des Carriers, abgetrennt. Es entsteht dadurch eine formschlüssige Verbindung von Carrier und Folie.
Im nächsten Schritt werden dann die auf einer speziellen Vorrichtung, vorzugsweise einem sogenannten Bonder, vorausgerichteten Rows auf den mit der Photo¬ lack versehenen Carrier aufgebracht. Anschließend wird der Carrier auf ca. 90 bis 150°C, vorzugsweise auf 145°C, erhitzt. Bei dieser Temperatur schmilzt die Folie und verklebt so die Rows, die bei dieser Tem¬ peratur noch einmal endgültig ausgerichtet werden können, mit dem Carrier. Nach dem Abkühlen auf Raum¬ temperatur ist der Klebevorgang abgeschlossen. Die Rows liegen jetzt mit ihrer gesamten Fläche auf der Photo¬ lackfolie auf, die wiederum flach auf dem Carrier auf¬ liegt. Auf diese Weise wird eine Kontaktfläche gebil¬ det, was dazu führt, daß, im Gegensatz zum früheren Verfahren keine Verunreinigungen unter die Rows ge¬ langen können und somit keine Kontamination der Rows auftritt. Weiterhin wird ein gerader Abschluß der Folie mit dem Carrier erhalten, so daß- auch am Rand des Carriers keine Schmutzpartikel eindringen können.
Anschließend wird in einer Meßarbeitsfolge vermessen, ob die Rows in der richtigen Lage auf dem Carrier liegen. Im vorliegenden Beispiel wird eine Abweichung von nur ± 3μm toleriert.
Im nächsten Schritt wird dann durch Tiefenätzen (RIE) die fertige Struktur des Sliders gebildet. Durch die flache flächige Verbindung mit einer genau definierten Klebedicke kann dabei eine erheblich verbesserte Ätz¬ tiefenverteilung erreicht werden.
Zum Ablösen der nun fertig geätzten Slider wir der Carrier mitsamt den darauf befindlichen Rows auf die Schmelztemperatur des verwendeten Photolacks erhitzt. Die Klebeverbindung wird dabei weich, die Rows lassen sich abschieben.
Aufgrund der möglichen Verwendung eines wasserlöslichen Photolacks lassen sich nun etwaig am Carrier bzw. den Rows selbst zurückgebliebene Klebereste leicht mit Wasser (pH > 8) beseitigen. Dies bedeutet gegenüber den früher benutzten organischen Lösungsmitteln (bspw. N- Methyl-pyrrolidon, NMP) eine enorme Verbesserung der Umweltfreundlichkeit des Prozesses. Zudem können für den Reinigungsprozeß Arbeitskräfte eingespart werden, da sich die Nachbearbeitung im wesentlichen auf eine visuelle Inspektion der Rows beschränkt.
Nachdem die Rows auseinandergesägt worden sind, können die einzelnen Slider der Weiterverarbeitung zugeführt werden.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Verfahren zum Verbinden von mindestens zwei Teilen mit hoher Präzision,
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
a) gleichmäßiges Aufbringen eines Photolacks mit einer definierten Schichtdicke auf mindestens eines der Teile,
b) Erwärmen des so entstandenen Verbundteils auf eine vorgegebene Temperatur, bei der die mindestens zwei Teile noch exakt zueinander ausgerichtet werden können, und
c) Zusammenfügen der mindestens zwei Teile und Abkühlen auf eine Temperatur, bei der eine Verfestigung und damit eine präzise Klebeverbindung eintritt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Photolack in Form einer Folie vorliegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen bspw. durch Laminieren oder Aufwalzen geschieht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte b) und c) beliebig oft wiederholbar sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Temperatur in Schritt b) im Bereich von 90 bis 150°C liegt und bevorzugt 145°C beträgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um eine temporäre, wieder lösbare Verbindung handelt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung thermisch lösbar ist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den mindestens zwei Teilen um ein Trägerelement und mindestens einen aus einem Wafer herausgeschnittenen Streifen von chemisch vorbehandelten Schreib-/Leseelementen handelt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement aus Edelstahl, Aluminium, Keramik oder Kunststoff besteht.
10. Verfahren nach Abspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement im wesentlichen eben ist.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Photolack keine photoaktiven Inhaltsstoffe aufweist.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein wasserlöslicher Photolack, vorzugsweise RISTON 4230R verwendet wird.
13. Verwendung von Photolack als Klebemittel.
14. Verwendung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Photolack als Folie aufgebracht wird.
15. Verwendung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Photolack durch Laminieren oder Aufwalzen aufgebracht wird.
16. Verwendung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erwärmung des Photolacks auf eine definierte Temperatur die zu klebenden Teile gegeneinander ausrichtbar sind.
17. Verwendung nach Anspruch 13 in einem Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12.
18. Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 12 bei der Herstellung von Magnetplattenspeichern.
EP95920890A 1995-05-24 1995-05-24 Verfahren zum präzisen verbinden von mindestens zwei werkstücken Withdrawn EP0783551A1 (de)

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WO (1) WO1996037567A1 (de)

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