JP2004174509A

JP2004174509A - Laser beam machining method

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Publication number: JP2004174509A
Application number: JP2002340205A
Authority: JP
Inventors: Shiro Hamada; 史郎浜田; Shigeru Taguchi; 滋田口
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-11-25
Filing date: 2002-11-25
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2022-11-25
Also published as: JP3717474B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the controllability of the amount of strain to be applied to an object for machining. <P>SOLUTION: An object for machining is prepared which comprises a main face, a back face and a first end face connecting the main face and back face, wherein an edge demarcated by the main face and the first end face, and an edge demarcated by the back face and the first end face are parallel to the first direction. In a step in which a plurality of shots of pulse laser beams are made incident on at least a part of region in the back face of the object for machining and the object for machining is curved, at least in one shot, a pulse laser beam is made incident on a position to which the incident position of the already applied pulse laser beam in any shot is moved in a second direction oblique to the first direction. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工対象物を湾曲させるレーザ加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セラミック材料、特に一辺が数ｍｍ〜数十ｍｍ程度の大きさのセラミック薄板に、歪を付与する加工技術が望まれている。たとえば、この技術は、ハードディスク用磁気ヘッドを磁気記録媒体の表面から浮上させるためのスライダを湾曲させる時に適用される。スライダを湾曲させ、磁気記録媒体に対向する面（ＡＢＳ面、ＡｉｒＢｅａｒｉｎｇＳｕｒｆａｃｅ）を僅かに中高状にすることにより、磁気ヘッド回転時に、空気の巻き込みを容易にして、磁気ヘッドを浮上しやすくする。また、磁気ヘッドの浮上量を安定化することができる。更に、磁気ヘッドと磁気記録媒体の表面とが接触しても、接触面積が小さいため、磁気記録媒体表面に与えるダメージを少なくすることができる。スライダの湾曲は、たとえば、パルスレーザビームを照射することにより行う。
【０００３】
図９（Ａ）は、歪付与前の、ハードディスク用浮上ヘッドの斜視図である。浮上ヘッドは、スライダ４０と薄膜ヘッド４１とから構成される。スライダ４０の端面に薄膜ヘッド４１が取り付けられている。スライダ４０は、一辺の長さが１ｍｍ、厚さが約０．３ｍｍの正方形状の板である。たとえば、Ａｌ_２Ｏ_３とＴｉＣとを混合したセラミック（アルチック）等で形成される。薄膜ヘッド４１は、たとえば巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）効果を利用したＧＭＲヘッドである。スライダ４０の正方形状の面の一方は、磁気記録媒体に対向する。この面が上述のＡＢＳ面４０ａである。また、ＡＢＳ面４０ａとは反対側の面を、背面４０ｂと呼ぶ。
【０００４】
背面４０ｂの正方形の隣り合う２辺に沿う方向に、Ｘ方向、Ｙ方向を画定する。Ｙ方向は、薄膜ヘッド４１が形成されている端面と背面４０ｂとに共有される辺に沿う方向に画定される。図においては、紙面手前から奥に向かう方向である。Ｘ方向は、背面４０ｂの上方からスライダ４０を見て、Ｙ方向を時計回りに９０°回転した方向である。図においては、紙面左から右に向かう方向である。ＡＢＳ面４０ａに対向する磁気記録媒体は、Ｙ方向に移動する。
【０００５】
正方形状のＡＢＳ面４０ａの４つの頂点を、Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓとする。点Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓは、ＡＢＳ面４０ａを平面視したとき、この順に反時計回りに画定される。辺ＰＱは、薄膜ヘッド４１が形成されている端面とＡＢＳ面４０ａとに共有される辺である。辺ＰＱの中点をＫ、辺ＱＲの中点をＭ、辺ＲＳの中点をＬ、辺ＳＰの中点をＮとする。
【０００６】
図９（Ｂ）は、レーザ照射により、加工されたハードディスク用浮上ヘッドの斜視図である。パルスレーザビームを照射することにより、スライダ４０は、ＡＢＳ面４０ａが凸になるように湾曲される。レーザ照射は、スライダ４０の背面４０ｂの中央部４２に行われる。中央部４２は、背面４０ｂの中央に画定された、たとえば０．８ｍｍ×０．８ｍｍの領域である。
【０００７】
パルスレーザビームを、スライダ４０の背面４０ｂに入射させる。背面４０ｂ上におけるパルスレーザビームの入射形状は短冊状であり、短冊状の長さ方向とＹ方向とは直交する。（Ｘ方向と平行である。）照射するパルスレーザビームのショット数や、パルスエネルギによって、スライダ４０に与える歪の量を調整することができる。図９（Ｂ）においては、入射したレーザビームのビームスポットを、斜線で示した。１０ショットのレーザビームが背面４０ｂの中央部４２に照射されて、スライダ４０に歪が付与されている。
【０００８】
与えられた歪の量を、クラウン量とキャンバ量とであらわす。水平面上に、歪を与えられたスライダ４０を載置し、点Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎの水平面からの浮上量を測定する。点Ｋの浮上量と点Ｌの浮上量との平均の値をクラウン量と定義する。また、点Ｍの浮上量と点Ｎの浮上量との平均の値をキャンバ量と定義する。
【０００９】
図１０（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、パルスレーザビームを、スライダ４０の背面４０ｂに、入射形状を短冊状にして、入射させたときに与えられるクラウン量とキャンバ量との変化を、照射したビームのショット数の変化に対して示した概略的なグラフである。（Ａ）、（Ｂ）ともに、横軸は、スライダ４０の背面４０ｂに照射したパルスレーザビームのショット数を示す。また、（Ａ）の縦軸は、スライダ４０に与えられるクラウン量を単位「ｎｍ」で、（Ｂ）の縦軸は、スライダ４０に与えられるキャンバ量を単位「ｎｍ」で示す。照射したパルスレーザビームの１パルス当たりのパルスエネルギは、０．２Ｊ／パルスであった。また、背面４０ｂの中央部４２に入射したレーザビームの入射形状（短冊状）のサイズは、０．１ｍｍ×０．８ｍｍであった。照射するパルスレーザビームのショット数が増加すると、クラウン量、キャンバ量ともに、増加することがわかる。すなわち、照射するパルスレーザビームのショット数によって、スライダ４０に付与するクラウン量、キャンバ量を制御することができる。
【００１０】
スライダ４０に付与される歪を表す別の指標として、「ツイスト量」を考えることができる。点Ｐの浮上量と点Ｒの浮上量との平均の値ｍ_１から、点Ｑの浮上量と点Ｓの浮上量との平均の値ｍ_２をひいて得られる値をツイスト量と定義する。また、ｍ_１＞ｍ_２のとき、直線ＰＲに平行な方向をツイスト方向、ｍ_１＜ｍ_２のとき、直線ＱＳに平行な方向をツイスト方向と呼ぶこととする。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
これまでのレーザビームを用いた歪加工方法では、クラウン量やキャンバ量は制御できても、ツイスト量を制御することはできなかった。
【００１２】
本発明の目的は、加工対象物に付与する歪量の制御性を向上させることができるレーザ加工方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によれば、主面と背面、及び該主面と背面とを接続する第１の端面を有し、該主面と第１の端面とで画定される稜、及び該背面と第１の端面とで画定される稜が共に第１の方向と平行であるような加工対象物を準備する工程と、前記加工対象物の背面の少なくとも一部の領域に、パルスレーザビームを複数ショット入射させて、該加工対象物を湾曲させる工程であって、少なくとも１つのショットにおいて、既に照射したいずれかのショットにおけるパルスレーザビームの入射位置を前記第１の方向に対して斜めの第２の方向に移動させた位置にパルスレーザビームを入射させる工程とを有するレーザ加工方法が提供される。
【００１４】
また、本発明の他の観点によれば、主面と背面、及び該主面と背面とを接続する第１の端面を有し、該主面と第１の端面とで画定される稜、及び該背面と第１の端面とで画定される稜が共に第１の方向と平行であるような加工対象物を準備する工程と、前記加工対象物の背面の少なくとも一部の領域に、パルスレーザビームを複数ショット入射させて、該加工対象物を湾曲させる工程であって、各ショットのビーム入射領域が一方向に長い形状を有し、該ビーム入射領域の長手方向が前記第１の方向から傾いており、該ビーム入射領域を並進移動させながらパルスレーザビームを入射させる工程とを有するレーザ加工方法が提供される。
【００１５】
これらのレーザ加工方法によれば、クラウン量やキャンバ量の制御に加え、ツイスト量を制御することができる。
【００１６】
更に、本発明の他の観点によれば、加工対象物のツイスト方向を検出する工程と、前記加工対象物の背面の少なくとも一部の領域に、ビーム照射位置を移動させながらパルスレーザビームを複数ショット入射させて、該加工対象物のツイスト量を少なくする工程であって、パルスレーザビームの複数ショットによって照射された被照射領域の前記ツイスト方向に関する広がりよりも、該ツイスト方向と直交する方向に関する広がりの方が大きくなるようにパルスレーザビームを入射させる工程とを有するレーザ加工方法が提供される。
【００１７】
このレーザ加工方法によれば、加工対象物のツイスト量を少なくすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１及び第２の実施例による、加工対象物に歪を付与する（湾曲させる）ためのレーザ加工方法に用いるレーザ加工装置の概略図である。まず、第１の実施例によるレーザ加工方法を説明する。
【００１９】
レーザ光源１、たとえばパルス発振するＹＡＧレーザ発振器が、波長１０６４ｎｍ、パルス幅約０．３ｍｓのパルスレーザビームを出射する。レーザビームは、通過するレーザビームのエネルギの減衰量を変化させることができるアッテネータ２、たとえば光ファイバで実現され、レーザビームの断面内におけるエネルギ密度分布を均一に近づける均一光学系３を経て、たとえば短冊状の貫通孔４ａを有するマスク４に入射する。レーザビームは、断面形状を短冊状に整形されて、マスク４から出射する。
【００２０】
マスク４は、マスク回転機構５に保持されている。マスク回転機構５は、たとえばゴニオメータを含んで構成され、マスク４を回転させて、所望の位置で固定させることができる。マスク回転機構５によりマスク４が回転すると、それに応じて、マスク４から出射するレーザビームの、短冊状に整形された断面が回転する。マスク回転機構５については、後述する。
【００２１】
マスク４の貫通孔４ａを通過したレーザビームは、結像レンズ６、ガルバノスキャナ７、フィールドレンズ８を経て、マスク９に入射する。結像レンズ６は、マスク４の貫通孔４ａの像を、マスク９の配置された仮想面上に結像させる。ガルバノスキャナ７は、一対の揺動可能な反射鏡を含んで構成され、入射したレーザビームを２次元方向に高速で走査する。フィールドレンズ８は、ガルバノスキャナ７で走査された複数のパルスレーザビームを、相互に平行な方向に出射する。マスク９は、たとえば、一列に配置された６つの貫通孔を有する細長い板である。６つの貫通孔は、すべて合同である。ガルバノスキャナ７により、１つの貫通孔に、所定ショットのレーザビームが入射する。次に、それと隣接した貫通孔に、所定ショットのレーザビームが入射する。マスク９に入射するレーザビームの断面の形状は、短冊状である。マスク９は、マスク４の貫通孔を通過したレーザビームの断面が、マスク９の貫通孔からはみ出す場合に、はみ出した部分のレーザビームをカットする。マスク９から出射するレーザビームの断面形状も、短冊状である。
【００２２】
マスク９の貫通孔を通過したレーザビームは、結像レンズ１０を経て、ステージ１２上に載置されている加工対象物１１に入射する。結像レンズ１０は、マスク９の貫通孔の位置のビームの断面形状（短冊状）を、加工対象物１１上に結像させる。
【００２３】
図２は、短冊状の貫通孔４ａを有するマスク４を保持したマスク回転機構５を示す概略図である。マスク回転機構５は、短冊状の貫通孔４ａの対角線の交点を回転中心として、マスク４を回転し、任意の位置でマスク４を固定することができる。マスク４の回転に対応して、加工対象物１１上の貫通孔４ａの像が回転する。すなわち、マスク回転機構５の回転によって、加工対象物１１上に結像させた貫通孔４ａの短冊状の像を、加工対象物１１の表面内において回転させ、その長手方向を、任意の方向と平行にすることができる。
【００２４】
図３は、加工対象物１１を示す概略的な平面図である。加工対象物１１は、歪加工すべき複数の単位領域＃１、＃２、・・・、＃６、・・・が一列に配列されて形成されている。単位領域の各々が、図９（Ａ）に示した浮上ヘッドのスライダ４０に相当する。スライダ単位に分割される前に、既に、薄膜ヘッド４１が、各スライダの端面に接着されている。
【００２５】
図１に示したマスク９の貫通孔を通過したパルスレーザビームが、所定のショット数ずつ、順に、単位領域＃１〜＃６の背面４０ｂに照射される。レーザビームの照射により、単位領域＃１〜＃６の各々に歪が付与される。
【００２６】
図４は、１つの単位領域におけるレーザビームの照射領域を示す図である。複数ショットのパルスレーザビームが、短冊状の入射領域を形成し、背面４０ｂ内の複数の矩形状の照射領域４５に入射している。短冊状の各ビーム入射領域の長手方向は、単位領域＃１、＃２、・・の配列方向であるＹ方向と垂直である。なお、図４においても、Ｘ方向、Ｙ方向の定義は、図９（Ａ）を用いて行ったそれらの定義と等しいものとする。図４は、９ショットのパルスレーザビームが、１つの照射領域４５あたり、３ショットずつ、３つの照射領域４５に入射する場合を示す。１つの照射領域４５に入射する３ショットのパルスレーザビームは、各ビーム入射領域が長手方向の外周線同士を接するように、Ｙ方向と平行な方向に走査され、スライダ４０の背面４０ｂに照射される。異なる照射領域４５に入射位置が移動する場合は、Ｙ方向に対して斜めの方向に、レーザビームが走査される。図示の場合、各照射領域４５は、サイズの等しい矩形状である。また、照射領域４５の一つは、背面４０ｂの中央に画定されている。隣りあう照射領域４５間には、Ｘ方向と平行な方向にオフセット量Δｘが設けられ、Ｙ方向と平行な方向に間隔Δｙが設けられている。なお、スライダ４０上に画定される複数の照射領域４５の数は、３つでなくてもよい。更に、各々の照射領域４５に入射させるパルスレーザビームのショット数は、同数である必要はない。
【００２７】
図５（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ、オフセット量Δｘ及び間隔Δｙを変化させたとき、スライダ４０に付与されるツイスト量、クラウン量、キャンバ量を示すグラフである。各量の定義は、従来の技術の欄で説明したのと同様である。各グラフにおいては、間隔Δｙが０．０５ｍｍである場合を点線で記し、間隔Δｙが０．１ｍｍである場合を実線で記した。
【００２８】
図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）ともに、横軸は、オフセット量Δｘを、単位「μｍ」で示す。隣り合う２つの照射領域４５において、Ｘ座標の大きい位置にある照射領域４５が、Ｙ座標も大きいとき（たとえば図４に示すような場合）、オフセット量Δｘの符号を−（マイナス）と定義した。オフセット量Δｘの絶対値は、隣り合う照射領域４５が、互いに、Ｘ方向と平行な方向に有するずれと等しい。また、図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の縦軸は、それぞれ、スライダ４０に与えられるツイスト量、クラウン量、キャンバ量を単位「ｎｍ」で示す。このうち、ツイスト量及びその正負については、以下のように定義する。スライダ４０のＡＢＳ面４０ａ（正方形ＰＱＲＳ）の、点Ｒから点Ｑに向かう向きに平行な方向をＸ軸正方向とし、点Ｒから点Ｓに向かう向きに平行な方向をＹ軸正方向とするとき、点Ｐの浮上量と点Ｒの浮上量との平均の値ｍ_１から、点Ｑの浮上量と点Ｓの浮上量との平均の値ｍ_２をひいて得られる値をツイスト量と定義する。すなわち、ｍ_１＞ｍ_２のときの、ツイスト量を正とし、ｍ_１＜ｍ_２のときの、ツイスト量を負とする。
【００２９】
図４に示したように、３つの合同な矩形状の照射領域４５の各々に、パルスレーザビームを３ショットずつ入射させた。照射したパルスレーザビームの１パルス当たりのパルスエネルギは、０．２Ｊ／パルスであった。また、背面４０ｂに形成された短冊状のビーム入射領域のサイズは、１ショットあたり、０．１ｍｍ×０．８ｍｍであった。オフセット量Δｘを変化させると、クラウン量、キャンバ量は、ほぼ一定値を保ったまま推移し、ツイスト量は、オフセット量Δｘに略比例して変化することがわかる。したがって、オフセット量Δｘを変化させることにより、ツイスト量を制御することができる。上記のように、複数の照射領域４５を、背面４０ｂ上の仮想直線に沿って画定し、仮想直線に沿ってパルスレーザビームの入射位置を移動させた場合、仮想直線をＹ軸正方向から時計回りに−４５°〜４５°傾けることにより、効率的にツイスト量を制御することができる。なお、「沿って」とは、仮想直線に平行に移動させる場合も、ジグザグに移動させる場合も含む。
【００３０】
なお、矩形状の背面４０ｂの対角線に沿って、ビームの入射位置を移動させると、効果的に大きなツイスト量の歪を付与することができる。
【００３１】
以上のように、スライダ４０の背面４０ｂの一部の領域に、パルスレーザビームを複数ショット入射させ、少なくとも１つのショットにおいて、既に照射されたいずれかのショットにおけるパルスレーザビームの入射位置を、加工対象物４０の長さ方向（Ｙ方向）に対して斜めの方向に移動させた位置にパルスレーザビームを入射させることにより、スライダ４０に所定のツイスト量を含む歪量を付与することができる。
【００３２】
次に、第２の実施例によるレーザ加工方法を説明する。第２の実施例によるレーザ加工方法にも、図１に示したレーザ加工装置を用い、加工対象物１１に、断面を短冊状に整形されたパルスレーザビームを入射させる。第２の実施例においては、短冊状の貫通孔４ａの像の長手方向が、加工対象物１１の長さ方向に対して斜めになるように、レーザビームを入射させる。
【００３３】
図６は、マスク回転機構５により回転させたマスク４の貫通孔４ａを通過したレーザビームが入射した加工対象物１１を示す概略図である。斜線を施した短冊状の部分が、パルスレーザビーム１ショットの入射領域である。図６においては、４ショットのパルスレーザビームが、スライダ４０の背面４０ｂ上に画定された矩形状の照射領域４５に入射している。ビームは、短冊状の各入射領域が長手方向の外周線同士を接するように、ガルバノスキャナ７で並進的に走査される。各ビーム入射領域（短冊状の貫通孔４ａの像）の長手方向は、Ｘ軸正方向（前述のように、スライダ４０のＡＢＳ面４０ａを画定する正方形ＰＱＲＳの、点Ｒから点Ｑに向かう向きに平行な方向をＸ軸正方向とする。）から時計回りにθだけ傾斜している。θは、たとえば、−９０°〜９０°である。
【００３４】
図７（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ、図６に示したように、短冊状の入射領域の長さ方向の辺を、Ｘ軸正方向から時計回りにθだけ傾斜させてスライダ４０に入射させ、Ｙ座標の大きい位置から小さい位置に向かって、ビーム入射領域を移動させたときに、スライダ４０に付与されるツイスト量、クラウン量、キャンバ量を示すグラフである。断面を短冊状に整形した４ショットのパルスレーザビームを、スライダ４０に照射した。ビームは、短冊状の各ビーム入射領域が長手方向の外周線同士を接するように、スライダ４０の背面４０ｂ上に入射した。入射したパルスレーザビームの１パルス当たりのパルスエネルギは、０．２Ｊ／パルスであった。また、背面４０ｂに形成された短冊状のビーム入射領域のサイズは、１ショットあたり、０．１ｍｍ×０．８ｍｍであった。
【００３５】
図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）ともに、横軸は、短冊状のビームスポットの長さ方向の辺の、時計回り方向への傾き角θを、単位「°（度）」で示す。θの符号がマイナスであるとき、ビーム入射領域は、反時計回りに傾斜している。また、図７（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）の縦軸は、それぞれ、スライダ４０に与えられるツイスト量、クラウン量、キャンバ量を単位「ｎｍ」で示す。傾き角θを変化させると、クラウン量、キャンバ量は、ほぼ一定値を保ったまま推移し、ツイスト量は、傾き角θに応じて変化することがわかる。θが正の値をとるときには、ツイスト量は負の値をとり、θが負の値をとるときには、ツイスト量は正の値をとる。また、θの絶対値が増加すると、ツイスト量の絶対値も増加する。この特性を利用して、傾き角θを変化させることにより、ツイスト量を制御することができる。
【００３６】
図８は、長辺がＸ軸からθだけ傾斜した複数の矩形状の照射領域４５内に、複数ショットのパルスレーザビームが、短冊状のビーム入射領域を形成して入射した加工対象物１１を示す概略図である。図８は、９ショットのパルスレーザビームが、照射領域４５の各々に３ショットずつ、３つの照射領域４５に入射する場合を示す。パルスレーザビームの各ショットは、短冊状のビーム入射領域の長手方向を、Ｘ軸正方向から時計回り方向に、角度θだけ傾けて、背面４０ｂに入射する。１つの照射領域４５に入射する３ショットのパルスレーザビームは、短冊状の各ビーム入射領域が長手方向の外周線同士を接するように、Ｙ座標の大きい位置から小さい位置に向かって走査される。隣りあう照射領域４５間には、照射領域４５の長辺方向にオフセット量が、短辺方向に間隔が設けられている。
【００３７】
図８に示したように、マスク回転機構５を用いてマスク４を回転させ、背面４０ｂ上に入射するレーザビームのビーム入射領域を、Ｘ軸方向に対して傾けるとともに、ガルバノスキャナ７を用いて、レーザビームの入射位置を調整する（隣りあう照射領域４５の長辺方向に設けたオフセット量を調整して適当な位置に照射領域４５を定め、各照射領域４５にパルスレーザビームを入射させる）ことにより、スライダ４０に与えるツイスト量を制御することができる。
【００３８】
第１の実施例においては、レーザビームの照射位置を調整することにより、また、第２の実施例においては、それに加えて、レーザビームの入射領域を、加工対象物１１の長さ方向と直交する方向に対して傾けることで、ツイスト量を含む歪量を制御した。更に、照射するパルスレーザビームのショット数や、パルスエネルギを変化させることにより、より一層、歪量の制御性を向上させることができる。
【００３９】
また、第１及び第２の実施例によるレーザ加工方法を用いて、加工対象物のツイスト量の絶対値を小さくすることもできる。引き続き、図８を用いて、説明を行う。
【００４０】
まず、加工しようとする単位領域について、ツイスト量及びツイスト方向を検出する。これまでの説明と同様に、スライダ４０のＡＢＳ面４０ａ（正方形ＰＱＲＳ）の、点Ｒから点Ｑに向かう向きに平行な方向をＸ軸正方向とし、点Ｒから点Ｓに向かう向きに平行な方向をＹ軸正方向とする。図８に示した単位領域においては、ＱＳ方向がツイスト方向であるとする。
【００４１】
次に、第１及び第２の実施例で示したように、レーザビームの入射位置を移動させながら、パルスレーザビームを複数ショット入射させる。たとえば、第２の実施例中、図８を用いて説明したように、短冊状の入射領域を形成するパルスレーザビームの各ショットを、Ｘ軸正方向から時計回り方向に、角度θだけ傾けて、背面４０ｂに入射させる。この際、単位領域のツイスト量の絶対値を小さくするためには、単位領域に入射するパルスレーザビームを走査し、ビームが照射された複数の照射領域４５のツイスト方向に関する広がりよりも、ツイスト方向と直交する方向に関する広がりの方が大きくなればよい。図８には、３つの照射領域４５の広がりを、平行四辺形状に、二点鎖線で示した。平行四辺形の長辺に直交する方向の広がりがツイスト方向（ＱＳ方向）に関する広がりであり、平行四辺形の長辺方向の広がりがツイスト方向に直交する方向（ＰＲ方向）に関する広がりである。パルスレーザビームは、ツイスト方向（ＱＳ方向）と交差する方向（平行四辺形の照射領域の長辺方向）に走査される。レーザビームの走査方向は、ツイスト方向（ＱＳ方向）から時計回りに、たとえば−４５°〜４５°傾ける。このようにレーザビームを照射することで、ＱＳ方向のツイストを、効果的に打ち消すことができる。
【００４２】
なお、単位領域の１つの辺と平行な方向、たとえばＹ軸方向にレーザビームを走査するとき、短冊状の入射領域の長手方向をツイスト方向から時計回りに−９０°〜９０°傾けて、レーザビームを入射させてもよい。
【００４３】
このレーザ加工方法を、歪を付与されたスライダ４０に適用することにより、スライダ４０の歪を適量に調整することができる。
【００４４】
なお、単位領域に入射させる各パルスレーザビームの入射領域は、短冊状でなくてもよい。また、単数の照射領域４５に、パルスレーザビームを入射させてもよい。
【００４５】
更に、照射するパルスレーザビームのパルスエネルギ密度、パルス幅を、実施例で用いた値から変更してもよい。付与する歪量を大きくするには、パルスエネルギ密度を大きく、パルス幅を長くすればよい。また、ビーム入射領域の形状を変えてもよい。
【００４６】
以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、加工対象物に付与する歪量の制御性を向上させることができるレーザ加工方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１及び第２の実施例による、レーザビームを用いた歪加工方法に用いる歪加工装置の概略図である。
【図２】マスクを保持したマスク回転機構を示す概略図である。
【図３】加工対象物を示す概略図である。
【図４】加工対象物の、１つの単位領域におけるレーザビームの照射領域を示す図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ、オフセット量Δｘ及びΔｙを変化させたとき、スライダに付与されるツイスト量、クラウン量、キャンバ量の変化量を示すグラフである。
【図６】マスク回転機構により回転させたマスクの貫通孔を通過したレーザビームが入射した加工対象物を示す概略図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ、短冊状のビームスポットの長さ方向の辺を、Ｘ軸正方向から時計回りにθだけ回転させてスライダに入射させたときに、スライダ４０に付与されるツイスト量、クラウン量、キャンバ量の変化量を示すグラフである。
【図８】長辺がＸ軸からθだけ傾斜した複数の矩形状の照射領域４５内に、複数ショットのパルスレーザビームが、短冊状のビーム入射領域を形成して入射した加工対象物１１を示す概略図である。
【図９】（Ａ）は、レーザビーム照射前の、ハードディスク用浮上ヘッドの斜視図であり、（Ｂ）は、レーザ照射により、加工されたハードディスク用浮上ヘッドの斜視図である。
【図１０】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、パルスレーザビームを、スライダの背面に入射させたときに与えられるクラウン量とキャンバ量との変化を、照射したビームのショット数の変化に対して示した概略的なグラフである。
【符号の説明】
１レーザ光源
２アッテネータ
３均一光学系
４マスク
４ａ貫通孔
５マスク回転機構
６結像レンズ
７ガルバノスキャナ
８フィールドレンズ
９マスク
１０結像レンズ
１１加工対象物
１２ステージ
４０スライダ
４０ａＡＢＳ面
４０ｂ背面
４１薄膜ヘッド
４２中央部
４５照射領域
＃１〜６単位領域[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser processing method for bending a workpiece.
[0002]
[Prior art]
There is a demand for a processing technique for imparting strain to a ceramic material, particularly a ceramic thin plate having a side of about several mm to several tens of mm. For example, this technique is applied when a slider for floating a hard disk magnetic head from the surface of a magnetic recording medium is curved. By curving the slider and making the surface facing the magnetic recording medium (ABS surface, Air Bearing Surface) slightly middle-high, air can be easily trapped and the magnetic head can easily float when the magnetic head rotates. . In addition, the flying height of the magnetic head can be stabilized. Further, even if the magnetic head and the surface of the magnetic recording medium come into contact with each other, the contact area is small, so that damage to the surface of the magnetic recording medium can be reduced. The bending of the slider is performed, for example, by irradiating a pulse laser beam.
[0003]
FIG. 9A is a perspective view of the flying head for a hard disk before the application of strain. The flying head is composed of a slider 40 and a thin film head 41. A thin film head 41 is attached to the end face of the slider 40. The slider 40 is a square plate having a side length of 1 mm and a thickness of about 0.3 mm. For example, it is formed of a ceramic (altic) mixed with Al ₂ O ₃ and TiC. The thin film head 41 is a GMR head using, for example, a giant magnetoresistance (GMR) effect. One of the square surfaces of the slider 40 faces the magnetic recording medium. This surface is the ABS surface 40a described above. A surface opposite to the ABS surface 40a is referred to as a back surface 40b.
[0004]
An X direction and a Y direction are defined in a direction along two adjacent sides of the square of the back surface 40b. The Y direction is defined in a direction along a side shared by the end surface on which the thin film head 41 is formed and the back surface 40b. In the figure, the direction is from the front to the back. The X direction is a direction obtained by rotating the Y direction by 90 ° clockwise when viewing the slider 40 from above the back surface 40b. In the figure, the direction is from left to right on the page. The magnetic recording medium facing the ABS surface 40a moves in the Y direction.
[0005]
Let the four apexes of the square ABS surface 40a be P, Q, R, and S. The points P, Q, R, and S are defined counterclockwise in this order when the ABS surface 40a is viewed in plan. The side PQ is a side shared by the end surface on which the thin film head 41 is formed and the ABS surface 40a. The midpoint of the side PQ is K, the midpoint of the side QR is M, the midpoint of the side RS is L, and the midpoint of the side SP is N.
[0006]
FIG. 9B is a perspective view of the flying head for hard disk processed by laser irradiation. By irradiating the pulse laser beam, the slider 40 is curved so that the ABS surface 40a becomes convex. Laser irradiation is performed on the central portion 42 of the back surface 40 b of the slider 40. The center part 42 is an area defined at the center of the back surface 40b, for example, 0.8 mm × 0.8 mm.
[0007]
The pulse laser beam is incident on the back surface 40 b of the slider 40. The incident shape of the pulse laser beam on the back surface 40b is a strip shape, and the length direction of the strip shape is perpendicular to the Y direction. (It is parallel to the X direction.) The amount of distortion applied to the slider 40 can be adjusted by the number of shots of the pulse laser beam to be irradiated and the pulse energy. In FIG. 9B, the beam spot of the incident laser beam is indicated by oblique lines. A 10-shot laser beam is applied to the central portion 42 of the back surface 40b, and the slider 40 is distorted.
[0008]
A given amount of distortion is expressed by a crown amount and a camber amount. The strained slider 40 is placed on the horizontal plane, and the flying height of the points P, Q, R, S, K, L, M, and N from the horizontal plane is measured. The average value of the flying height at point K and the flying height at point L is defined as the crown amount. An average value of the flying height at the point M and the flying height at the point N is defined as a camber amount.
[0009]
FIGS. 10A and 10B respectively show changes in the crown amount and the camber amount given when the pulse laser beam is incident on the back surface 40b of the slider 40 in a strip shape. It is the schematic graph shown with respect to the change of the shot number of the irradiated beam. In both (A) and (B), the horizontal axis indicates the number of shots of the pulse laser beam irradiated on the back surface 40b of the slider 40. The vertical axis in (A) indicates the crown amount given to the slider 40 in the unit “nm”, and the vertical axis in (B) shows the camber amount given to the slider 40 in the unit “nm”. The pulse energy per pulse of the irradiated pulsed laser beam was 0.2 J / pulse. The size of the incident shape (strip shape) of the laser beam incident on the central portion 42 of the back surface 40b was 0.1 mm × 0.8 mm. It can be seen that as the number of shots of the pulse laser beam to be irradiated increases, both the crown amount and the camber amount increase. That is, the crown amount and the camber amount applied to the slider 40 can be controlled by the number of shots of the pulse laser beam to be irradiated.
[0010]
As another index representing the strain applied to the slider 40, “twist amount” can be considered. The value obtained by subtracting the average value m ₂ of the floating amount at point Q and the floating amount at point S from the average value m ₁ of the floating amount at point P and the floating amount at point R is defined as the twist amount. . In addition, when m ₁ > m _2, the direction parallel to the straight line PR is referred to as a twist direction, and when m ₁ <m ₂ , the direction parallel to the straight line QS is referred to as a twist direction.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional strain processing methods using a laser beam, the amount of twist cannot be controlled even though the amount of crown and camber can be controlled.
[0012]
The objective of this invention is providing the laser processing method which can improve the controllability of the distortion amount provided to a workpiece.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
According to an aspect of the present invention, a ridge having a main surface and a back surface, and a first end surface connecting the main surface and the back surface, the ridge defined by the main surface and the first end surface, and the back surface And a step of preparing a workpiece in which edges defined by the first end face are parallel to the first direction, and a pulse laser beam is applied to at least a part of the back surface of the workpiece. A step of injecting a plurality of shots to bend the object to be processed, wherein at least one shot, the incident position of the pulse laser beam in any of the already irradiated shots is inclined with respect to the first direction. And a step of causing a pulsed laser beam to enter the position moved in the direction of 2.
[0014]
According to another aspect of the present invention, a ridge having a main surface and a back surface, and a first end surface connecting the main surface and the back surface, the ridge defined by the main surface and the first end surface, And a step of preparing a workpiece in which edges defined by the back surface and the first end surface are both parallel to the first direction, and a pulse is applied to at least a partial region of the back surface of the workpiece. A step of injecting a plurality of shots of a laser beam to curve the object to be processed, wherein a beam incident area of each shot has a shape that is long in one direction, and a longitudinal direction of the beam incident area is the first direction; And a step of injecting a pulsed laser beam while translationally moving the beam incident region.
[0015]
According to these laser processing methods, the twist amount can be controlled in addition to the crown amount and the camber amount.
[0016]
Furthermore, according to another aspect of the present invention, a step of detecting a twist direction of a workpiece, and a plurality of pulse laser beams are moved while moving a beam irradiation position to at least a partial area of the back surface of the workpiece. This is a step of reducing the twist amount of the workpiece by making a shot incident, and relates to a direction orthogonal to the twist direction rather than a spread in the twist direction of an irradiated region irradiated by a plurality of shots of a pulse laser beam. There is provided a laser processing method including a step of making a pulse laser beam incident so that the spread becomes larger.
[0017]
According to this laser processing method, the amount of twist of the object to be processed can be reduced.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic view of a laser processing apparatus used in a laser processing method for imparting distortion (curving) to an object to be processed according to first and second embodiments of the present invention. First, the laser processing method according to the first embodiment will be described.
[0019]
A laser light source 1, for example, a pulsed YAG laser oscillator emits a pulsed laser beam having a wavelength of 1064 nm and a pulse width of about 0.3 ms. The laser beam is realized by an attenuator 2 capable of changing the attenuation amount of the energy of the passing laser beam, for example, an optical fiber. The light enters the mask 4 having a strip-like through hole 4a. The laser beam is emitted from the mask 4 after the cross-sectional shape is shaped into a strip shape.
[0020]
The mask 4 is held by a mask rotation mechanism 5. The mask rotation mechanism 5 is configured to include a goniometer, for example, and can rotate the mask 4 and fix it at a desired position. When the mask 4 is rotated by the mask rotating mechanism 5, the cross section of the laser beam emitted from the mask 4 shaped into a strip shape is rotated accordingly. The mask rotation mechanism 5 will be described later.
[0021]
The laser beam that has passed through the through hole 4 a of the mask 4 enters the mask 9 through the imaging lens 6, the galvano scanner 7, and the field lens 8. The imaging lens 6 forms an image of the through-hole 4a of the mask 4 on a virtual surface on which the mask 9 is arranged. The galvano scanner 7 includes a pair of swingable reflecting mirrors, and scans an incident laser beam in a two-dimensional direction at high speed. The field lens 8 emits a plurality of pulse laser beams scanned by the galvano scanner 7 in directions parallel to each other. The mask 9 is, for example, an elongated plate having six through holes arranged in a row. All six through holes are congruent. The galvano scanner 7 causes a laser beam of a predetermined shot to enter one through hole. Next, a laser beam of a predetermined shot is incident on a through hole adjacent thereto. The cross-sectional shape of the laser beam incident on the mask 9 is a strip shape. When the cross section of the laser beam that has passed through the through hole of the mask 4 protrudes from the through hole of the mask 9, the mask 9 cuts off the laser beam at the protruding portion. The cross-sectional shape of the laser beam emitted from the mask 9 is also a strip shape.
[0022]
The laser beam that has passed through the through-hole of the mask 9 enters the workpiece 11 that is placed on the stage 12 via the imaging lens 10. The imaging lens 10 images the cross-sectional shape (strip shape) of the beam at the position of the through hole of the mask 9 on the workpiece 11.
[0023]
FIG. 2 is a schematic view showing a mask rotating mechanism 5 holding a mask 4 having strip-like through holes 4a. The mask rotation mechanism 5 can rotate the mask 4 around the intersection of the diagonal lines of the strip-shaped through-holes 4a and fix the mask 4 at an arbitrary position. Corresponding to the rotation of the mask 4, the image of the through hole 4 a on the workpiece 11 is rotated. That is, by rotating the mask rotation mechanism 5, the strip-shaped image of the through-hole 4 a imaged on the workpiece 11 is rotated within the surface of the workpiece 11, and the longitudinal direction is defined as an arbitrary direction. Can be parallel.
[0024]
FIG. 3 is a schematic plan view showing the workpiece 11. The processing object 11 is formed by arranging a plurality of unit regions # 1, # 2,..., # 6,. Each unit area corresponds to the slider 40 of the flying head shown in FIG. Before being divided into slider units, the thin film head 41 is already bonded to the end face of each slider.
[0025]
The pulse laser beam that has passed through the through hole of the mask 9 shown in FIG. 1 is irradiated to the back surface 40b of the unit regions # 1 to # 6 in order by a predetermined number of shots. Distortion is imparted to each of the unit regions # 1 to # 6 by the laser beam irradiation.
[0026]
FIG. 4 is a diagram showing a laser beam irradiation region in one unit region. A plurality of shot pulse laser beams form a strip-shaped incident region and are incident on a plurality of rectangular irradiation regions 45 in the back surface 40b. The longitudinal direction of each of the strip-shaped beam incident areas is perpendicular to the Y direction, which is the arrangement direction of the unit areas # 1, # 2,. In FIG. 4, the definitions of the X direction and the Y direction are the same as those defined using FIG. FIG. 4 shows a case where a nine-shot pulse laser beam is incident on three irradiation regions 45 by three shots per one irradiation region 45. The three-shot pulse laser beam incident on one irradiation region 45 is scanned in a direction parallel to the Y direction so that each beam incident region touches the outer circumferential line in the longitudinal direction, and is irradiated on the back surface 40b of the slider 40. The When the incident position moves to a different irradiation region 45, the laser beam is scanned in a direction oblique to the Y direction. In the case of illustration, each irradiation area | region 45 is a rectangular shape with equal size. One of the irradiation areas 45 is defined in the center of the back surface 40b. Between adjacent irradiation regions 45, an offset amount Δx is provided in a direction parallel to the X direction, and an interval Δy is provided in a direction parallel to the Y direction. Note that the number of the irradiation regions 45 defined on the slider 40 may not be three. Furthermore, the number of shots of the pulse laser beam incident on each irradiation region 45 need not be the same.
[0027]
5A to 5C are graphs showing the twist amount, the crown amount, and the camber amount applied to the slider 40 when the offset amount Δx and the interval Δy are changed. The definition of each quantity is the same as that described in the section of the prior art. In each graph, the case where the interval Δy is 0.05 mm is indicated by a dotted line, and the case where the interval Δy is 0.1 mm is indicated by a solid line.
[0028]
5A, 5B, and 5C, the horizontal axis indicates the offset amount Δx in the unit “μm”. In the two adjacent irradiation regions 45, when the irradiation region 45 in the position where the X coordinate is large is also large in the Y coordinate (for example, as shown in FIG. 4), the sign of the offset amount Δx is defined as − (minus). . The absolute value of the offset amount Δx is equal to the deviation that the adjacent irradiation regions 45 have in the direction parallel to the X direction. 5A, 5B, and 5C respectively indicate the twist amount, the crown amount, and the camber amount given to the slider 40 in the unit of “nm”. Of these, the twist amount and its positive / negative are defined as follows. The direction parallel to the direction from point R to point Q on the ABS surface 40a (square PQRS) of the slider 40 is defined as the positive X-axis direction, and the direction parallel to the direction from point R to point S is defined as the Y-axis positive direction. The value obtained by subtracting the average value m ₂ of the flying height of the point Q and the flying height of the point S from the average value m ₁ of the flying height of the point P and the flying height of the point R is the twist amount. Define. That is, the twist amount when m ₁ > m ₂ is positive, and the twist amount when m ₁ <m ₂ is negative.
[0029]
As shown in FIG. 4, three shots of the pulse laser beam were incident on each of the three congruent rectangular irradiation regions 45. The pulse energy per pulse of the irradiated pulsed laser beam was 0.2 J / pulse. Further, the size of the strip-shaped beam incident area formed on the back surface 40b was 0.1 mm × 0.8 mm per shot. It can be seen that when the offset amount Δx is changed, the crown amount and the camber amount change while maintaining substantially constant values, and the twist amount changes substantially in proportion to the offset amount Δx. Therefore, the twist amount can be controlled by changing the offset amount Δx. As described above, when the plurality of irradiation regions 45 are defined along the virtual straight line on the back surface 40b and the incident position of the pulse laser beam is moved along the virtual straight line, the virtual straight line is clockwise from the Y-axis positive direction. By tilting around −45 ° to 45 °, the twist amount can be controlled efficiently. Note that “along” includes a case of moving in parallel to a virtual straight line and a case of moving in a zigzag manner.
[0030]
In addition, if the incident position of the beam is moved along the diagonal line of the rectangular back surface 40b, a large twist amount of distortion can be effectively applied.
[0031]
As described above, a plurality of shots of the pulse laser beam are incident on a partial area of the back surface 40b of the slider 40, and the incident position of the pulse laser beam in any shot that has already been irradiated is processed in at least one shot. By causing the pulse laser beam to enter a position that is moved in an oblique direction with respect to the length direction (Y direction) of the object 40, a distortion amount including a predetermined twist amount can be applied to the slider 40.
[0032]
Next, a laser processing method according to the second embodiment will be described. Also in the laser processing method according to the second embodiment, the laser processing apparatus shown in FIG. 1 is used, and a pulse laser beam whose cross section is shaped into a strip shape is made incident on the processing object 11. In the second embodiment, the laser beam is incident so that the longitudinal direction of the image of the strip-shaped through hole 4 a is oblique to the length direction of the workpiece 11.
[0033]
FIG. 6 is a schematic diagram showing the workpiece 11 on which the laser beam that has passed through the through hole 4a of the mask 4 rotated by the mask rotating mechanism 5 is incident. The hatched strip-shaped portion is an incident region of one shot of the pulse laser beam. In FIG. 6, a four-shot pulsed laser beam is incident on a rectangular irradiation region 45 defined on the back surface 40 b of the slider 40. The beam is scanned in a translational manner by the galvano scanner 7 so that the strip-shaped incident areas are in contact with the outer circumferential lines in the longitudinal direction. The longitudinal direction of each beam incident area (image of the strip-shaped through-hole 4a) is the X-axis positive direction (as described above, the direction from the point R to the point Q of the square PQRS that defines the ABS surface 40a of the slider 40). Is inclined by θ clockwise from the X-axis positive direction. θ is, for example, −90 ° to 90 °.
[0034]
7A to 7C, respectively, as shown in FIG. 6, the lengthwise side of the strip-shaped incident area is inclined clockwise by θ from the X-axis positive direction to the slider 40. It is a graph which shows the twist amount, the crown amount, and the camber amount given to the slider 40 when it is made to enter and a beam incident area is moved from a position with a large Y coordinate toward a small position. The slider 40 was irradiated with a 4-shot pulse laser beam whose cross section was shaped into a strip. The beam was incident on the back surface 40b of the slider 40 so that the strip-shaped beam incident areas contacted the outer circumferential lines in the longitudinal direction. The pulse energy per pulse of the incident pulse laser beam was 0.2 J / pulse. Further, the size of the strip-shaped beam incident area formed on the back surface 40b was 0.1 mm × 0.8 mm per shot.
[0035]
In FIGS. 7A, 7B, and 7C, the horizontal axis indicates the inclination angle θ in the clockwise direction of the side in the length direction of the strip-shaped beam spot in the unit “° (degree)”. Show. When the sign of θ is negative, the beam incident area is inclined counterclockwise. 7A, 7B, and 7C respectively indicate the twist amount, the crown amount, and the camber amount given to the slider 40 in the unit "nm". It can be seen that when the inclination angle θ is changed, the crown amount and the camber amount change while maintaining substantially constant values, and the twist amount changes according to the inclination angle θ. When θ takes a positive value, the twist amount takes a negative value, and when θ takes a negative value, the twist amount takes a positive value. Further, when the absolute value of θ increases, the absolute value of the twist amount also increases. Using this characteristic, the twist amount can be controlled by changing the tilt angle θ.
[0036]
FIG. 8 shows a workpiece 11 in which a plurality of shot pulse laser beams are incident on a plurality of rectangular irradiation regions 45 whose long sides are inclined by θ from the X-axis to form a strip-shaped beam incident region. FIG. FIG. 8 shows a case where a nine-shot pulse laser beam is incident on three irradiation regions 45, three shots in each of the irradiation regions 45. Each shot of the pulsed laser beam is incident on the back surface 40b with the longitudinal direction of the strip-shaped beam incident region inclined at an angle θ from the positive direction of the X axis in the clockwise direction. A three-shot pulse laser beam incident on one irradiation region 45 is scanned from a position with a large Y coordinate to a position with a small size so that each strip-shaped beam incident region touches the outer circumferential line in the longitudinal direction. Between the adjacent irradiation regions 45, an offset amount is provided in the long side direction of the irradiation region 45, and an interval is provided in the short side direction.
[0037]
As shown in FIG. 8, the mask 4 is rotated using the mask rotation mechanism 5, and the beam incident area of the laser beam incident on the back surface 40 b is inclined with respect to the X-axis direction, and the galvano scanner 7 is used. Adjusting the incident position of the laser beam (adjusting the offset amount provided in the long side direction of the adjacent irradiation regions 45 to determine the irradiation region 45 at an appropriate position and allowing the pulse laser beam to enter each irradiation region 45) Thus, the amount of twist applied to the slider 40 can be controlled.
[0038]
In the first embodiment, the irradiation position of the laser beam is adjusted. In the second embodiment, in addition, the incident area of the laser beam is orthogonal to the length direction of the workpiece 11. The amount of strain, including the amount of twist, was controlled by tilting with respect to the direction in which it is to be moved. Furthermore, the controllability of the distortion amount can be further improved by changing the number of shots of the pulse laser beam to be irradiated and the pulse energy.
[0039]
Further, the absolute value of the twist amount of the workpiece can be reduced by using the laser processing methods according to the first and second embodiments. The description will be continued with reference to FIG.
[0040]
First, a twist amount and a twist direction are detected for a unit region to be processed. Similarly to the description so far, the direction parallel to the direction from the point R to the point Q of the ABS surface 40a (square PQRS) of the slider 40 is defined as the X-axis positive direction, and parallel to the direction from the point R to the point S. The direction is the Y axis positive direction. In the unit area shown in FIG. 8, it is assumed that the QS direction is the twist direction.
[0041]
Next, as shown in the first and second embodiments, a plurality of shots of the pulse laser beam are incident while moving the incident position of the laser beam. For example, as described with reference to FIG. 8 in the second embodiment, each shot of the pulsed laser beam forming the strip-shaped incident region is tilted by the angle θ from the X-axis positive direction in the clockwise direction. Then, the light is incident on the back surface 40b. At this time, in order to reduce the absolute value of the twist amount of the unit region, the pulse laser beam incident on the unit region is scanned, and the twist direction is larger than the spread in the twist direction of the plurality of irradiation regions 45 irradiated with the beam. It is sufficient that the spread in the direction orthogonal to the direction becomes larger. In FIG. 8, the spread of the three irradiation regions 45 is indicated by a two-dot chain line in a parallelogram shape. The spread in the direction orthogonal to the long side of the parallelogram is the spread in the twist direction (QS direction), and the spread in the long side direction of the parallelogram is the spread in the direction orthogonal to the twist direction (PR direction). The pulsed laser beam is scanned in a direction intersecting with the twist direction (QS direction) (long-side direction of the parallelogram irradiation region). The scanning direction of the laser beam is inclined, for example, −45 ° to 45 ° clockwise from the twist direction (QS direction). By irradiating the laser beam in this way, the twist in the QS direction can be effectively canceled out.
[0042]
When scanning the laser beam in a direction parallel to one side of the unit region, for example, in the Y-axis direction, the laser beam is tilted in the longitudinal direction of the strip-shaped incident region by −90 ° to 90 ° clockwise from the twist direction. A beam may be incident.
[0043]
By applying this laser processing method to the slider 40 to which distortion is applied, the distortion of the slider 40 can be adjusted to an appropriate amount.
[0044]
The incident area of each pulse laser beam incident on the unit area does not have to be a strip shape. Further, a pulse laser beam may be incident on the single irradiation region 45.
[0045]
Further, the pulse energy density and pulse width of the pulse laser beam to be irradiated may be changed from the values used in the embodiments. In order to increase the amount of strain to be applied, the pulse energy density is increased and the pulse width is increased. Further, the shape of the beam incident area may be changed.
[0046]
As mentioned above, although this invention was demonstrated along the Example, this invention is not limited to these. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a laser processing method capable of improving the controllability of the amount of strain applied to a workpiece.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a strain processing apparatus used in a strain processing method using a laser beam according to first and second embodiments.
FIG. 2 is a schematic view showing a mask rotation mechanism holding a mask.
FIG. 3 is a schematic view showing a workpiece.
FIG. 4 is a diagram showing a laser beam irradiation region in one unit region of a workpiece.
FIGS. 5A, 5B, and 5C are graphs showing changes in twist amount, crown amount, and camber amount applied to the slider when the offset amounts Δx and Δy are changed, respectively. is there.
FIG. 6 is a schematic view showing an object to be processed on which a laser beam having passed through a through hole of a mask rotated by a mask rotating mechanism is incident.
FIGS. 7A, 7B, and 7C are respectively incident on the slider after rotating the side in the length direction of the strip-shaped beam spot by θ clockwise from the X-axis positive direction. It is a graph which shows the variation | change_quantity of the twist amount, crown amount, and camber amount provided to the slider 40 sometimes.
FIG. 8 shows a workpiece 11 in which a plurality of shot pulse laser beams are incident on a plurality of rectangular irradiation regions 45 whose long sides are inclined by θ from the X-axis to form a strip-shaped beam incident region. FIG.
9A is a perspective view of a flying head for hard disk before laser beam irradiation, and FIG. 9B is a perspective view of a flying head for hard disk processed by laser irradiation.
FIGS. 10A and 10B show changes in the crown amount and camber amount given when a pulsed laser beam is incident on the back surface of the slider, in terms of changes in the number of shots of the irradiated beam. It is the schematic graph shown with respect to it.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser light source 2 Attenuator 3 Uniform optical system 4 Mask 4a Through-hole 5 Mask rotation mechanism 6 Imaging lens 7 Galvano scanner 8 Field lens 9 Mask 10 Imaging lens 11 Processing object 12 Stage 40 Slider 40a ABS surface 40b Back surface 41 Thin film head 42 Central part 45 Irradiation area # 1-6 Unit area

Claims

A main surface and a back surface; a ridge defined by the main surface and the first end surface; and a ridge defined by the main surface and the first end surface; and a back surface and the first end surface. Preparing a workpiece whose edges are parallel to the first direction;
Injecting a plurality of shots of a pulsed laser beam into at least a part of the back surface of the object to be processed to curve the object to be processed, in any shot that has been irradiated in at least one shot And a step of causing the pulse laser beam to enter a position obtained by moving the incident position of the pulse laser beam in a second direction oblique to the first direction.

2. The laser processing method according to claim 1, wherein the step of causing the pulse laser beam to enter includes a step of moving an incident position of the pulse laser beam along an imaginary straight line parallel to the second direction.

The laser processing method according to claim 2, wherein the imaginary straight line is inclined −45 ° to 45 ° clockwise from the first direction.

The main surface and the back surface have a linear outer periphery along four sides of a quadrangle, and in the step of entering the pulse laser beam, the incident position of the pulse laser beam is moved along one diagonal line of the quadrangle The laser processing method according to claim 1.

The step of injecting the pulse laser beam comprises:
(A) moving the incident position of the pulse laser beam along a virtual straight line parallel to the first direction;
(B) moving the incident position of the pulse laser beam along a virtual straight line parallel to the second direction, and repeating the steps (a) and (b). Method.

In the step of making the pulse laser beam incident, the incident shape of the pulse laser beam on the back surface of the workpiece is a strip shape, and the longitudinal direction of the strip shape and the first direction are orthogonal to each other, The laser processing method according to claim 5, wherein the pulse laser beam is incident.

A main surface and a back surface; a ridge defined by the main surface and the first end surface; and a ridge defined by the main surface and the first end surface; and a back surface and the first end surface. Preparing a workpiece whose edges are parallel to the first direction;
A step of causing a plurality of shots of a pulsed laser beam to be incident on at least a part of the back surface of the workpiece to bend the workpiece, wherein the beam incident region of each shot has a shape that is long in one direction. And a step in which the longitudinal direction of the beam incident area is inclined from the first direction, and the pulse laser beam is incident while the beam incident area is translated.

The laser processing method according to claim 7, wherein a longitudinal direction of the beam incident area is inclined −90 ° to 90 ° clockwise from a second direction orthogonal to the first direction.

When the object to be processed has a rectangular plate shape and is twisted in the third direction, the third region is more than the spread in the third direction of the irradiation region irradiated by a plurality of shots of the pulse laser beam. The laser processing method according to claim 7 or 8, wherein the beam incident area is translated so that a spread in a direction orthogonal to the direction becomes larger.

Detecting the twist direction of the workpiece;
A step of causing a plurality of shots of a pulsed laser beam to be incident on at least a part of the rear surface of the workpiece while moving a beam irradiation position, thereby reducing the absolute value of the twist amount of the workpiece; And a step of causing the pulse laser beam to enter such that a spread in a direction orthogonal to the twist direction is larger than a spread in the twist direction of an irradiation region irradiated with a plurality of shots of the laser beam.

11. The laser processing method according to claim 10, wherein in the step of making the pulse laser beam incident, a moving direction of the beam irradiation position is inclined −45 ° to 45 ° clockwise from the twist direction.

In the step of causing the pulse laser beam to enter, the moving direction of the beam irradiation position is parallel to one side of the workpiece, and the pulse laser beam forms a strip-shaped incident region on the workpiece. 12. The laser processing method according to claim 10, wherein a longitudinal direction of the strip-shaped incident region is inclined −90 ° to 90 ° clockwise from the detected twist direction.