JP2000339628A - 磁気ヘッド加工用治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】磁気ヘッド用基板を接合材にて高精度に貼り付
けることが可能な磁気ヘッド加工用治具を提供する。 【解決手段】治具本体２の表面４に、所定の間隔を隔て
て複数の溝３を刻設するとともに、溝３にて区画される
表面４上に、頂面の面積Ｓが０．００２ｍｍ² 〜０．１
６ｍｍ² でかつ高さＬが０．００１ｍｍ〜０．０５ｍｍ
の範囲にある複数の突起５を、各突起５の頂面が略同一
平面上に位置するように植設し、各突起５の頂面を磁気
ヘッド用基板Ｗとの当接面６として磁気ヘッド加工用治
具１を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ヘッドの製造
工程の中で、主に磁気ヘッド用基板の切断加工、研削加
工、ラッピング加工、イオンミリング加工において、磁
気ヘッド用基板を接合材を介して固定するために用いら
れる磁気ヘッド加工用治具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、磁気ディスク装置の磁気ディスク
基板から情報を読み込んだり、磁気ディスク基板へ情報
を書き込んだりするために磁気ヘッドが用いられてお
り、このような磁気ヘッドとしては、薄膜ヘッドやＭＲ
ヘッドが広く使用されている。薄膜ヘッドは、磁性薄膜
と平面コイルとを組み合わせた磁気ヘッドであり、ＭＲ
ヘッドは、磁気抵抗素子を用いた磁気ヘッドである。な
お、ＭＲヘッドは、再生専用であるため、記録用の薄膜
ヘッドと一体化して使用されていた。

【０００３】そして、これらの磁気ヘッドを高速回転す
る磁気ディスク基板上に微小隙間を設けて浮上させ、前
記磁気ヘッドにより磁気ディスク基板のトラックにある
情報を読み込んだり、所定のトラックに情報を書き込む
ようになっていた。

【０００４】ところで、このような磁気ヘッドを製造す
るには、一般的に円板状をしたウエハを作製する工程、
ウエハ上に磁極、コイル、絶縁層、保護膜等の薄膜を形
成する工程、ウエハを所定の間隔に切断して長尺状の磁
気ヘッド用基板を製作する工程、磁気ヘッド用基板の研
削及びラッピング工程、磁気ヘッド用基板の表面をエッ
チングするイオンミリング工程、磁気ヘッド用基板から
磁気ヘッドの切り出し工程がある。

【０００５】そして、磁気ヘッド用基板から磁気ヘッド
を得るまでの工程では、磁気ヘッド用基板を精度良く固
定するために、磁気ヘッド加工用治具が用いられてい
る。

【０００６】図８に従来の磁気ヘッド加工用治具の一例
を示すように、この磁気ヘッド加工用治具２１（以下、
単に治具と言う）は、ステンレス鋼等の金属、あるいは
ジルコニア（ＺｒＯ₂ ）やアルミナ（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）を主
成分とするセラミックスからなる板状の治具本体２２に
形成された平坦面に、所定の間隔を隔てて複数の溝２３
を刻設したもので、各溝２３にて区画された平坦面を磁
気ヘッド用基板との接着面２４としたものがあった（特
開平１１−４２５２５号公報参照）。なお、溝２３は、
磁気ヘッド用基板Ｗから一つの磁気ヘッドを切り出す際
の回転刃のニゲ溝としての役目をなすもので、溝２３に
よって区画された一つの平坦面が一つの磁気ヘッドのサ
イズとなるように構成されており、接着面２４の平面度
は１μｍ以下に形成されていた。また、２２ａは治具２
１を装置に固定するために治具本体２２に設けられた貫
通孔である。

【０００７】そして、この治具２１に磁気ヘッド用基板
Ｗを固定するには、接着面２４に樹脂系の接着剤又はワ
ックス等の接合材を塗布したあと、磁気ヘッド用基板Ｗ
を載せて押圧し、接合材を硬化させることにより固定す
るようになっていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする問題点】ところが、図８に示
す治具２１に磁気ヘッド用基板Ｗを固定した時の状態を
図９に示すように、治具２１の接着面２４と磁気ヘッド
用基板Ｗとの間には接合材層２５が介在するのである
が、接合材層２５には厚みバラツキがあるため、接着面
２４の平面精度が良くても、磁気ヘッド用基板Ｗを貼り
付けたあとの平面精度を接着面２４の平面精度に倣わせ
て固定することができなかった。その結果、磁気ヘッド
用基板の研削加工、ラッピング加工、イオンミリング加
工、さらには磁気ヘッドの切り出し加工における各加工
精度に悪影響を与え、切り出された磁気ヘッド毎に寸法
や性能にバラツキがあり、高品質の磁気ヘッドを安定し
て製造することができなかった。

【０００９】

【問題点を解決するための手段】そこで、本発明は上記
問題点に鑑み、治具本体の表面に、所定の間隔を隔てて
刻設された複数の溝を備えるとともに、各溝にて区画さ
れた前記表面上に、頂面の面積が０．００２ｍｍ² 〜
０．１６ｍｍ² でかつ高さが０．００１ｍｍ〜０．０５
ｍｍの範囲にある複数の突起を、各突起の頂面が略同一
平面上に位置するように植設し、各突起の頂面を磁気ヘ
ッド用基板との当接面として磁気ヘッド加工用治具を構
成したものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を説明す
る。

【００１１】図１は本発明に係る磁気ヘッド加工用治具
の一例を示す斜視図であり、図２は図１のＸ部を拡大し
た平面図、図３は磁気ヘッド加工用治具に磁気ヘッド用
基板Ｗを固定した状態を示す部分拡大断面図である。

【００１２】本発明の磁気ヘッド加工用治具１（以下、
単に治具と言う）は、板状をした治具本体２の表面４
に、所定の間隔を隔てて複数の溝３を刻設してあり、溝
３は磁気ヘッド用基板Ｗから一つの磁気ヘッドを切り出
す際の回転刃のニゲ溝としての役目をなすもので、各溝
３にて区画された一つの表面４が一つの磁気ヘッドのサ
イズとなるように構成してある。なお、２ａは治具１を
装置に固定するために治具本体２に設けられた貫通孔で
ある。

【００１３】また、溝３にて区画された各表面４上に
は、少なくとも頂面の面積Ｓが０．００２ｍｍ² 〜０．
１６ｍｍ² でかつ高さＬが０．００１ｍｍ〜０．０５ｍ
ｍの範囲にある円柱状をした複数の突起５を、各突起５
の頂面が略同一平面上に位置するように植設し、各突起
５の頂面を磁気ヘッド用基板Ｗとの当接面６とするとと
もに、突起５を除く表面４を、磁気ヘッド用基板Ｗを接
合材にて固定するための接着面７としてある。なお、突
起５の接着面７近傍は滑らかな曲面状に形成してあり、
突起５の強度を高めてある。

【００１４】そして、この治具１に磁気ヘッド用基板Ｗ
を固定するには、突起５間の接着面７に樹脂系の接着剤
やワックス等の接合材を充分に塗布し、磁気ヘッド用基
板Ｗを載せて押圧したあと、接合材を硬化させることに
より固定するのであるが、本発明によれば、接着面４に
突設させた複数の突起５を磁気ヘッド用基板Ｗと当接さ
せるようにしたことから、当接面６との間には接合材が
介在し難く、仮に当接面６との間に接合材が介在しても
その厚みを極めて薄くできるため、接合材層８の厚みバ
ラツキによる影響をほとんど受けることがない。そし
て、各突起５の当接面６は略同一平面上に位置するよう
に形成してあることから、磁気ヘッド用基板Ｗを変形さ
せることなく、各突起５の当接面６の平面精度に倣わせ
て高精度に保持することができ、しかも、磁気ヘッド用
基板Ｗは突起５間に介在する接合材層８によって強固に
固定することができる。

【００１５】かくして、本発明の磁気ヘッド加工用治具
１を用いれば、磁気ヘッド用基板Ｗの研削加工、ラッピ
ング加工、イオンミリング加工、さらには磁気ヘッドの
切り出し加工における各加工精度を高めることができる
ため、寸法及び性能にバラツキのない高品質の磁気ヘッ
ドを安定して製造することができ、歩留りを大幅に向上
させることができる。

【００１６】ところで、突起５の少なくとも頂面の面積
Ｓを０．００２ｍｍ² 〜０．１６ｍｍ² とするのは、面
積Ｓが０．００２ｍｍ² 未満では、後述する方法にて突
起５を形成することが難しく、突起５を形成できたとし
ても破損し易いからであり、逆に面積Ｓが０．１６ｍｍ
² よりも大きくなると、接合材が突起５の当接面６と磁
気ヘッド用基板Ｗとの間に介在し易くなり、磁気ヘッド
用基板Ｗを各突起５の当接面６の平面精度に倣わせて精
度良く固定できなくなるからである。なお、好ましくは
突起５の頂面の面積Ｓを、０．００２ｍｍ² 〜０．０８
ｍｍ² とすることが良い。

【００１７】また、突起５の高さＬを０．００１ｍｍ〜
０．０５ｍｍとしたのは、高さＬが０．００１ｍｍ未満
では、磁気ヘッド用基板Ｗを固定するのに必要な接合材
を接着面７に塗布した際に、突起５が接合材層８中に埋
没し、磁気ヘッド用基板Ｗを突起５の当接面６と当接さ
せることができないため、各突起５の当接面６の平面精
度に倣わせて精度良く固定できないからであり、逆に、
高さＬを０．０５ｍｍよりも高くすると、接合材層８が
厚くなりすぎて接着力が低下し、切断加工、ラッピング
加工、切り出し加工における回転刃（不図示）等との摺
動抵抗によって磁気ヘッド用基板Ｗがずれたり、剥がれ
やすなるからである。なお、好ましくは突起５の高さＬ
を、０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍとすることが良い。

【００１８】さらに、接合材による十分な接着強度を得
るためには、突起５の間隔Ｔを、０．１ｍｍ〜２．０ｍ
ｍとすることが良い。ここで、突起５の間隔Ｔとは、突
起５の当接面６における重心から他の突起５の当接面６
における重心までの距離のことであり、この間隔Ｔが
０．１ｍｍより狭い箇所があると、その間に十分な量の
接合材を介在させることが難しく、充分な接着力が得ら
れなくなる恐れがあるからであり、また、間隔Ｔが２．
０ｍｍよりも広い箇所があると、磁気ヘッド用基板Ｗに
切削加工や切り出し加工を施す際に、回転刃等の押圧力
によって磁気ヘッド用基板Ｗにたわみが発生し、所定の
寸法精度に加工できなくなる恐れがあるからである。

【００１９】一方、この治具１を構成する治具本体２の
材質としては、従来より用いられているステンレス鋼等
の金属により形成することができるが、切削加工、ラッ
ピング加工、切り出し加工において、酸性やアルカリ性
の溶液に曝されたり、摺動抵抗等に伴う加工熱に曝され
ることになる。また、装置への取り付け時にぶつけたり
して打痕が発生すると、金属は延性材料であるため、各
突起５の当接面６の平面精度が劣化する恐れもある。そ
の為、耐食性や耐熱性を有するとともに、ぶつけたりし
ても各突起５の当接面６における平面精度を劣化させる
ことがない硬質でかつ塑性変形しないセラミックス、例
えば、アルミナ、ジルコニア、炭化珪素、窒化珪素等を
主成分とするセラミックスを用いることができ、好まし
くはヤング率が１５０ＧＰａ以上で、かつビッカース硬
度がＨｖ１．０の条件で１０００以上の機械的特性を有
するセラミックスを用いることが良い。

【００２０】次に、図１乃至図３に示す治具１の製造方
法について説明する。

【００２１】まず、治具本体２を形成するステンレス鋼
等の金属やセラミックスを用意する。なお、セラミック
スがアルミナを主成分とするものにあっては、アルミナ
粉末を主成分とし、焼結助剤としてＳｉＯ₂ ，ＭｇＯ，
ＣａＯの少なくとも１種を添加した原料粉末を、ジルコ
ニアを主成分とするものにあっては、ジルコニア粉末を
主成分とし、安定化剤として、Ｙ₂ Ｏ₃ ，ＭｇＯ，Ｃａ
Ｏ，ＣｅＯ₂ ，Ｄｙ₂Ｏ₃ の少なくとも１種を添加した
原料粉末を、炭化珪素を主成分とするものにあっては、
炭化珪素粉末を主成分とし、焼結助剤としてＢとＣを添
加した原料粉末を、窒化珪素を主成分とするものにあっ
ては、窒化珪素粉末を主成分とし、焼結助剤としてＢと
Ｃ、あるいはＡｌ₂ Ｏ₃ とＹ₂ Ｏ₃ を添加した原料粉末
をそれぞれ用い、これらの原料粉末を一軸加圧成形法や
等軸加圧成形法、さらには冷間静水圧プレス成形法（Ｃ
ＩＰ）等の周知のセラミック成形法にて成形し、しかる
後、必要に応じて所定の形状に形成したあと、アルミナ
を主成分とするものにあっては、１５００〜１８００℃
の大気雰囲気下や酸素雰囲気下で、ジルコニアを主成分
とするものにあっては、１２００〜１７００℃の大気雰
囲気下や酸素雰囲気下で、炭化珪素を主成分とするもの
にあっては、１８００〜２０００℃の真空雰囲気下や不
活性ガス雰囲気下で、窒化珪素を主成分とするものにあ
っては、１８００〜２０００℃の真空雰囲気下や不活性
ガス雰囲気下でそれぞれ焼成して焼結させたセラミック
スを用いれば良い。

【００２２】次に、金属やセラミックスからなる治具本
体２の一側面に研削加工を施したあと、所定の間隔を隔
てて研削加工により複数の溝３を形成し、しかるのち研
磨加工を施して平面度１μｍ以下、中心線平均粗さ（Ｒ
ａ）０．４μｍ以下の平坦面を形成する。その後、突起
５の頂面となる部分にマスキングを施したあと、ブラス
ト加工やエッチング加工によってマスキングしていない
部分を除去することにより、頂面の面積Ｓが０．００２
ｍｍ² 〜０．１６ｍｍ² でかつ高さＬが０．００１ｍｍ
〜０．０５ｍｍの範囲にある円柱状をした複数の突起５
を形成し、突起５の底面を接合材との接着面４とする。

【００２３】しかるのち、突起５の頂面にあるマスキン
グを除去し、該頂面を磁気ヘッド用基板Ｗとの当接面６
とすれば良く、この製法にて得られた各突起５の当接面
６は略同一平面上に位置し、その平面度を１μｍ以下と
することができる。

【００２４】ところで、治具１を構成する治具本体２の
形状としては、図１に示した板状をしたものだけに限定
されるものではなく、磁気ヘッド用基板Ｗの形状や装置
の取り付け構造等に応じて直方体や立方体などどのよう
な形状をしたものであっても構わない。また、突起５の
当接面６の形状としては円形をしたものだけに限らず、
当接面６の面積Ｓが０．００２ｍｍ² 〜０．１６ｍｍ²
の範囲にあれば、図４に示すような正方形をしたものや
図５に示すような三角形をしたものでも良く、さらには
溝３により区画された一つの接着面７上に図２、図４、
図５に示す形状の当接面６を有する突起５を備えたもの
であっても構わない。

【００２５】さらに、突起５の形状についても円柱状を
したものだけに限らず、図６に示すような円錐台形状を
したものや図７に示すような階段状のピラミッド形状を
したものでも良く、突起５の強度を高める観点から頂面
よりも根元部の面積が大きい方が良い。

【００２６】

【実施例】（実施例１）ここで、治具本体の接着面に複
数の突起を有する磁気ヘッド加工用治具と、治具本体の
接着面に突起を持たない従来の磁気ヘッド加工用治具を
用意するとともに、突起を有する磁気ヘッド加工用治具
にあっては、突起の頂面（当接面）の面積を異ならせた
ものをそれぞれ準備し、これらの治具に磁気ヘッド用基
板をワックスにて固定した時の平面精度を調べる実験を
行った。

【００２７】本実験にあたっては、いずれの治具も治具
本体をアルミナ純度が９５％のアルミナセラミックスに
より形成し、接着面に形成する溝幅を０．１ｍｍ，溝深
さを０．４ｍｍ、溝間隔を２ｍｍとした。また、接着面
に突起を形成したものにあっては、その形状を円柱状と
なし、突起の高さを０．０２ｍｍ、突起の間隔を頂面の
直径に０．３ｍｍ加えた値に固定し、頂面（当接面）の
面積を０．００２ｍｍ² 〜０．１９６ｍｍ² の範囲で異
ならせたものをそれぞれ１０個ずつ用意した。そして、
これらの治具の接着面にワックスを塗布したあと、長さ
５０ｍｍ、幅２ｍｍ、厚み１ｍｍで、平面度を０．００
０３ｍｍに仕上げた磁気ヘッド用基板を載せて押圧し、
１００℃〜１５０℃の温度にワックスを加熱硬化させて
固定したあと、キーエンス社製の超高精度レーザー変位
計にて治具に固定した磁気ヘッド用基板の平面精度を測
定した。

【００２８】そして、平面精度の判定基準として、固定
前後における磁気ヘッド用基板の平面度の変化量が０．
００２ｍｍ以下であるものを○、０．００２ｍｍを越
え、０．００３ｍｍ以下の範囲にあるものを△、０．０
０３ｍｍを越えたものを×として表し、１０個の平均が
いずれも０．００３ｍｍ以下であったものを良好と判断
した。

【００２９】結果は表１に示す通りである。

【００３０】

【表１】

【００３１】この結果、突起を持たない従来の磁気ヘッ
ド加工用治具では、磁気ヘッド用基板を比較的精度良く
固定できた時には、平面度の変化量を０．００３ｍｍ〜
０．００６ｍｍの範囲に抑えることができたものの、そ
の変化量を常に０．００３ｍｍ以下に抑えることができ
なかった。

【００３２】また、突起を有する磁気ヘッド加工用治具
においても、突起の頂面（当接面）の面積が０．１６ｍ
ｍ² を越えたものでは、接合材が突起の頂面（当接面）
と磁気ヘッド用基板との間に介在し、磁気ヘッド用基板
を精度良く貼り付けることができず、平面度の変化量が
０．０３ｍｍを越えてしまった。

【００３３】これに対し、突起の頂面（当接面）の面積
を０．０２ｍｍ² 〜０．１６ｍｍ²の範囲で形成したも
のは、いずれも平面度の変化量を０．００３ｍｍ以下と
することができ、良好であった。特に突起の頂面（当接
面）の面積を０．００２ｍｍ² 〜０．０８ｍｍ² とした
ものにあっては、平面度の変化量を０．００２ｍｍ以下
に抑えることができ、優れていた。

【００３４】以上の結果より、突起の頂面（当接面）の
面積は０．００２ｍｍ² 〜０．１６ｍｍ² とすること良
く、好ましくは０．００２ｍｍ² 〜０．０８ｍｍ² とす
れば良いことが判る。

【００３５】（実施例２）次に、突起を備えた磁気ヘッ
ド加工用治具において、突起５の高さを０．００１〜
０．０８ｍｍの範囲で異ならせた時の磁気ヘッド用基板
の接着具合について調べる実験を行った。

【００３６】本実験にあたっては、突起の高さを異なら
せる以外は、突起の形状を円柱状とし、頂面（当接面）
の面積を０．０３１ｍｍ² 、突起の間隔を１ｍｍとして
アルミナセラミック製の治具を作製した。そして、実施
例１と同様に磁気ヘッド用基板をワックスにて固定した
あと、ラッピング加工を施した時の磁気ヘッド用基板の
剥がれの有無を確認することにより良否を判断した。

【００３７】

【表２】

【００３８】この結果、突起の高さが０．０５ｍｍを越
えると、磁気ヘッド用基板Ｗが剥がれてしまった。

【００３９】ただし、突起の高さが０．００１ｍｍ未満
では、突起が接合材層中に埋没することがあり、磁気ヘ
ッド用基板を固定したあとの平面精度を劣化させること
があった。

【００４０】従って、突起の高さは０．００１ｍｍ〜
０．０５ｍｍとすることが良いことが判る。

【００４１】（実施例３）さらに、突起の形状を円柱状
とし、頂面（当接面）の面積を０．００２ｍｍ²、０．
０３１ｍｍ² 、０．０７１ｍｍ² 、０．１５９ｍｍ² 、
０．１９６ｍｍ²にそれぞれ固定した状態で、突起の高
さ及び突起の間隔をそれぞれ異ならせたアルミナセラミ
ック製の治具を準備し、これらの治具に実施例１と同様
の条件にて磁気ヘッド用基板を固定した時の平面精度に
ついて確認する実験を行った。

【００４２】それぞれの結果は表３乃至表６に示す通り
である。

【００４３】

【表３】

【００４４】

【表４】

【００４５】

【表５】

【００４６】

【表６】

【００４７】これらの結果、突起の頂面（当接面）の面
積が０．００２〜０．１６ｍｍ² でかつ突起の高さが
０．００１〜０．０５０ｍｍの範囲にあれば、突起の間
隔を０．１ｍｍ〜２．０ｍｍとすることにより、固定前
後における磁気ヘッド用基板の平面度の変化量を０．０
０３μｍ以下とすることができ、精度良く固定できるこ
とが確認できた。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、本発明の磁気ヘッド加工
用治具によれば、治具本体の表面に、所定の間隔を隔て
て刻設された複数の溝を備えるとともに、各溝にて区画
された前記表面上に、頂面の面積が０．００２ｍｍ² 〜
０．１６ｍｍ² でかつ高さが０．００１ｍｍ〜０．０５
ｍｍの範囲にある複数の突起を、各突起の頂面が略同一
平面上に位置するように植設して成り、各突起の頂面を
磁気ヘッド用基板との当接面としたことから、磁気ヘッ
ド用基板をワックスや接着剤等の接合材にて固定する際
に、磁気ヘッド用基板を変形させることなく、当接面の
平面精度に倣わせて高精度に貼り付けて固定することが
できるため、高品質の磁気ヘッドを安定して製造するこ
とができる。

【００４９】また、磁気ヘッド加工用治具をセラミック
スにより形成することで、取り扱い時にぶつけたりして
も各突起の当接面における平面精度を劣化させることが
なく、耐食性、耐熱性にも優れることから長寿命であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る磁気ヘッド加工用治具の一例を示
す斜視図である。

【図２】図１のＸ部を拡大した平面図である。

【図３】本発明の係る磁気ヘッド加工用治具に磁気ヘッ
ド用基板を貼り付けた状態を示す部分拡大断面図であ
る。

【図４】突起頂面の他の形状を示す平面図である。

【図５】突起頂面のさらに他の形状を示す平面図であ
る。

【図６】突起の他の形状を示す縦断面図である。

【図７】突起のさらに他の形状を示す縦断面図である。

【図８】従来の磁気ヘッド加工用治具の一例を示す斜視
図である。

【図９】従来の磁気ヘッド加工用治具に磁気ヘッド用基
板を貼り付けた状態を示す部分拡大断面図である。

【符号の説明】

１，２１：磁気ヘッド加工用治具 ２，２２：治具本体
３，２３：溝 ４：表面 ５：突起 ６：当接面 ７，２４：接着面
８，２５：接合材層 Ｗ：磁気ヘッド用基板 Ｓ：突起頂面の面積 Ｌ：突起
の高さ Ｔ：突起の間隔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】治具本体の表面に、所定の間隔を隔てて刻
   設された複数の溝を備えるとともに、各溝にて区画され
   た前記表面上に、頂面の面積が０．００２ｍｍ² 〜０．
   １６ｍｍ² でかつ高さが０．００１ｍｍ〜０．０５ｍｍ
   の範囲にある複数の突起を、各突起の頂面が略同一平面
   上に位置するように植設して成り、各突起の頂面を磁気
   ヘッド用基板との当接面としたことを特徴とする磁気ヘ
   ッド加工用治具。