JP6355253B2 - ワーククランプ治具及びワーク研磨方法 - Google Patents

Description

本発明は、磁気ヘッド素子の研磨加工時に生じる残留応力によるねじれ精度の低下を防止することができるワーククランプ治具及びワーク研磨方法に関する。

近年の磁気ディスク装置に使用される磁気ヘッド素子は、図４（ａ）に示す如く、半導体製造技術により円板状のウェハ２に多数のワーク（ロウバーともいう。）３が配置されるように製造され、図４（ｂ）に示す如く、ウェハ２から切断したワーク３をワーク固定具４と強固に固定し、図４（ｃ）に示す如く、ワーク固定具４に取り付けたワーク３を把持するクランプ治具５によって矢印Ｄ方向に回転する定盤６に押しつけると共に矢印Ｅ方向に往復移動させることによって、磁気ヘッド浮上面を研磨して製造される。

なお、従来技術による磁気ヘッド加工装置に関する技術が記載された文献としては、下記の特許文献１が挙げられ、下記の特許文献１には、ワークの浮上面に一定間隔に複数の切り込みを形成することによって、研磨加工時の内部応力を緩和する技術が記載されている。

特開平５−２０６４３号公報

前記の図４に示した磁気ヘッド素子用のワーク研磨方法は、加工前のワーク３が僅かに湾曲し、ワーク固定具４が前記湾曲を矯正した状態でワーク３の研磨加工を行うため、加工後のワーク３に残留応力が残り、数ナノ程度のねじれ精度が低下するという課題があった。

前記の特許文献１に記載された技術は、ワークの浮上面に設けた複数の切り込みによって研磨加工時の内部応力を緩和することができるものの、高精度に複数の切り込み加工が困難であると共に切り込み加工時の内部応力がワークに残留してしまう可能性があるという課題があった。

本発明の目的は、前述の従来技術による課題を解決しようとするものであり、残留応力によるねじれ精度の低下を防止することができるワーククランプ治具及びワーク研磨方法を提供することである。

前記の目的を達成するために請求項１に記載の発明は、セラミックス層と回路層の熱膨張率差によって湾曲したワークを把持するワーククランプ治具であって、
ネジ孔が開口され前記ワークを下端に保持するワーク固定具と、ネジ孔が開口され平面から突出する弾性材を有する一方のクランプ具と、平面の中央から突出する突起部を有する他方のクランプ具と、該一方及び他方のクランプ具とワーク固定具のネジ孔を貫通して一方及び他方のクランプ具を固定するネジとを備え、
前記他方のクランプ具の突起部によりワークのセラミックス層を点支持し、該点支持されたワークの回路層が前記一方のクランプ具の弾性材に押圧するように構成されていることを特徴とし、
請求項２に記載の発明は、前記他方のクランプ具の複数の突起部が、ワークの湾曲に沿ってワークのセラミックス層を複数点支持することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、ネジ孔が開口されセラミックス層と回路層の熱膨張率差によって湾曲したワークを下端に保持するワーク固定具と、ネジ孔が開口され平面から突出する弾性材を有する一方のクランプ具と、平面の中央から突出する突起部を有する他方のクランプ具と、該一方及び他方のクランプ具とワーク固定具のネジ孔を貫通して一方及び他方のクランプ具を固定するネジとを備えたワーククランプ治具を用い、該ワーククランプ治具の下端を回転定盤により研磨するワーク研磨方法であって、
前記他方のクランプ具の突起部によりワークのセラミックス層を点支持し、該点支持されたワークの回路層が前記一方のクランプ具の弾性材に押圧し、定盤を回転させながらワーククランプ治具を定盤半径方向に往復移動させることを第３の特徴とし、
請求項４に記載の発明は、前記他方のクランプ具の複数の突起部が、ワークの湾曲に沿ってワークのセラミックス層を複数点支持することを第４の特徴とする。

本発明によるワーククランプ治具及びワーク研磨方法は、一方のクランプ具が弾性材によりワークの回路層と接し、他方のクランプ具がワークのセラミックス層の湾曲に接するようにワークを支持し、定盤を回転させながら定盤半径方向に往復移動させることによって、ワークの湾曲を矯正することなく研磨を行うため、矯正による残留応力が発生することがなく、ねじれ精度の低下を防止することができる。

本発明の実施形態によるワーククランプ治具の組み立て状態を示す図。 本実施形態によるワーククランプ治具の下面を示す図。 本実施形態によるワーククランプ治具の原理を示す図。 磁気ヘッド素子用のワーク研磨方法を示す図。 ワークの断面を示す図。

以下、本発明によるワーククランプ治具及びワーク研磨方法の一実施形態の図面を参照
して詳細に説明する。
本実施形態によるワーククランプ治具５は、図１（ａ）に示す如く、ネジ孔が開口され、下面に回路素子（回路層）が形成されたワーク３を保持するワーク固定具４と、ネジ孔が開口され平面から突出する弾性材２１（図３）を有するクランプ具５Ａと、平面の中央から突出する突起部２０（図３）を有するクランプ具５Ｂと、該クランプ具５Ａ及び５Ｂとワーク固定具４のネジ孔を貫通してクランプ具５Ａ及び５Ｂを固定するネジ７とから構成され、図１（ｂ）に示す如く、クランプ具５Ａ及び５Ｂをワーク３の下端が下から露出するように挟み込んだ状態でネジ７を螺旋止めすることによって組み立てられる。この挟み込んだ状態で突起部２０によりワーク３を変形させずに保持することを本発明では把持という。

前記ワーククランプ治具５は、組み立て状態の下面を示す図２の如く、クランプ具５Ｂがワーク３の中央部分をクランプ具５Ａに向かって押圧する押圧力を印加するように構成される。この押圧力は、クランプ具５Ａ及び５Ｂとワーク３のみ抽出拡大した図３に示す如く、平らな平面から突出する弾性材２１を有するクランプ具５Ａと、平らな平面の中央から突出するセラミックス材の突起部２０を有するクランプ具５Ｂとの間にワーク３を挟み込み、両端及び中央位置の３点ＡＢＣによって極力負荷をかけない状態でワーク３を固定することによって付加される。なお、前記弾性材２１は、ワーク３に接しない状態では平坦形状で有り、ワーク３に押しつけられたとき、ワーク３の形状に沿って弾性変形するものである。
即ち、本実施形態によるワーククランプ治具５は、ワーク３の湾曲を維持した状態においてワーク３の両端位置及び中央位置を３点支持するように構成されている。

なお、図示の例ではクランプ具５Ａの弾性材２１及び５Ｂの突起部２０がワーク３を３点支持する例を説明したが、本発明は３点支持に限られるものではなく、５点以上の奇数の突起部によってワーク３の湾曲を維持した状態で点支持するように構成しても良い。

前記ウェハ２は、セラミック層の上に磁気ヘッド素子を含む回路層を半導体形成技術により薄膜成長させて製造するものであり、このためウェハ２を切断したワーク３の湾曲（反り）は、図５に示す断面の如く、前記薄膜を成長させる際、セラミックス層３Ｂと回路層３Ａの熱膨張率差によって生じるものであり、湾曲方向は回路層が延びセラミックス層が縮むことが知られている。

このため、本実施形態によるワーククランプ治具５は、複数の点接触を可能とする突起部２０と弾性材２１を用い、ワーク３の回路層側をクランプ具５Ａと接触させ、セラミックス層側をクランプ具５Ｂの突起部２０により接触させて湾曲したワーク３を支持する。

本実施形態によるワーク研磨方法は、前述のワーククランプ治具５が、複数の点接触を可能とする突起部２０と弾性材２１によって、クランプ具５Ａがワーク３の回路層と接し、クランプ具５Ｂがワーク３のセラミックス層の湾曲と接するようにワーク３を３点支持した状態で、定盤を回転させながら定盤半径方向に往復移動させるように動作する。

従って、本実施形態により研磨されたワーク３は、ワーク３に内在する湾曲を矯正することなくワーク湾曲を許容した状態で研磨を行うため、湾曲矯正による残留応力が発生することがなく、ねじれ精度の低下を防止することができる。

２ ウェハ、３ ワーク、３Ａ 回路層、３Ｂ セラミック層、
４ ワーク固定具、５ ワーククランプ治具、５Ａ クランプ具、
５Ｂ クランプ具、６ 定盤、７ ネジ、２０ 突起部、２１ 弾性材

Claims (4)

1. セラミックス層と回路層の熱膨張率差によって湾曲したワークを把持するワーククランプ治具であって、
   ネジ孔が開口され前記ワークを下端に保持するワーク固定具と、ネジ孔が開口され平面から突出する一対の弾性材を有する一方のクランプ具と、平面の中央から突出する突起部を有する他方のクランプ具と、該一方及び他方のクランプ具とワーク固定具のネジ孔を貫通して一方及び他方のクランプ具を固定するネジとを備え、
   前記他方のクランプ具の突起部によりワークのセラミックス層を点支持し、該点支持されたワークの回路層が前記一方のクランプ具の弾性材に押圧するように構成されていることを特徴とするワーククランプ治具。
2. 前記他方のクランプ具の複数の突起部が、ワークの湾曲に沿ってワークのセラミックス層を複数点支持することを特徴とする請求項１に記載のワーククランプ治具。
3. ネジ孔が開口されセラミックス層と回路層の熱膨張率差によって湾曲したワークを下端に保持するワーク固定具と、ネジ孔が開口され平面から突出する一対の弾性材を有する一方のクランプ具と、平面の中央から突出する突起部を有する他方のクランプ具と、該一方及び他方のクランプ具とワーク固定具のネジ孔を貫通して一方及び他方のクランプ具を固定するネジとを備えたワーククランプ治具を用い、該ワーククランプ治具の下端を回転定盤により研磨するワーク研磨方法であって、
   前記他方のクランプ具の突起部によりワークのセラミックス層を点支持し、該点支持されたワークの回路層が前記一方のクランプ具の弾性材に押圧し、定盤を回転させながらワーククランプ治具を定盤半径方向に往復移動させることを特徴とするワーク研磨方法。
4. 前記他方のクランプ具の複数の突起部が、ワークの湾曲に沿ってワークのセラミックス層を複数点支持することを特徴とする請求項３に記載のワーク研磨方法。

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