JP6454454B2 - クランプ治具及びワーク研磨方法 - Google Patents
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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５（ａ）に示す如く、半導体製造技術により円板状のウェハ基板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５（ｂ）に示す如く、ウェハ基板２から切断したワーク３をワーク接着治具４に強固に固定し、図５（ｃ）に示す如く、ワーク接着治具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。
前述の従来技術による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、ワーク接着治具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。
前記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、磁気ヘッド素子を端部に配置した平面板状のワークの両平面を挟持するクランプ治具であって、前記ワークを一端側に接着保持するワーク接着治具と、前記ワーク接着治具に接着保持したワークの端部を両側から挟持する一方のクランプ具及び他方のクランプ具と、前記一方のクランプ具の端部と接する弾性材料の弾性材と、前記ワークの端部を弾性材に多点支持して押圧する複数の保持治具を備え、前記平面板状のワークの湾曲を維持した状態で磁気ヘッド素子近傍のワーク平面板状側面を多接点保持することを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、磁気ヘッド素子を端部に配置した平面板状のワークを一端側に接着保持するワーク接着治具と、前記ワーク接着治具に接着保持したワークの両平面を挟持する一方のクランプ具及び他方のクランプ具と、前記一方のクランプ具の端部と接する弾性材料の弾性材と、前記ワーク平面板状側面を弾性材に多点支持して押圧する複数の保持治具を備えたクランプ治具を用い、該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、前記クランプ治具が、前記一方のクランプ具の弾性材と他方のクランプ具の複数の保持治具によってワーク湾曲を維持した状態で磁気ヘッド素子近傍のワーク平面板状側面多他接点保持し、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を特徴とする。
本発明によるクランプ治具及びワーク研磨方法は、一方及び他方のクランプ具がワークの端部を弾性材及び複数の保持治具によってワーク湾曲を維持するように保持し、この状態で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。
以下、本発明による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。
本実施形態によるクランプ治具５は、図１に示す如く、下面に回路素子（回路層）が形成されたワーク３を接着して保持するワーク接着治具４と、該ワーク接着治具４を上下方向から挟持して固定するクランプ具５Ａ及び治具ベース５Ｃと、前記クランプ具５Ａの端部に設けられた弾性材２１と、ワーク３の回路素子部分をクランプ具５Ａの端部に弾性材２１を介して押圧するための先端をＲ加工により丸め形状とした１９個の保持治具８と、該保持治具８をクランプ具５Ａの側面端部に押しつけるように固定されるクランプ具５Ｂとを備え、図２に示す如く組み立てられる。
前記保持具８は、例えばジルコニア製の概略コ字形状のセラミックス材料から構成され、このセラミックス材料の弾性反発力を利用してワーク３を弾性材２１に押圧するよう一列に並設し、個々の保持具８がワーク３を個別に押圧する。
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。
組み立てられたクランプ治具５は、ワーク先端部分を保持した状態の横方向からみた図３に示す如く、ワーク３の端部を両側からクランプ具５Ａ及びクランプ具５Ｂにより挟持し、保持部材８がワーク３の端部を弾性材２１に押しつけ、ワーク先端部分を保持した状態の正面拡大図である図４に示す如く、クランプ具５Ａに対してクランプ具５Ｂにより押される複数の保持治具８が弾性材２１に対してワーク３を個々に押圧するように組み立てられる。
この状態のクランプ治具５は、ワーク３が湾曲している場合、弾性材２１がワーク３の湾曲に沿って弾性的に圧縮変形し、湾曲したワーク３を個々の保持治具８が湾曲面に沿って押圧するため、ワーク３の湾曲を維持した状態でワーク３を保持することができ、ワーク３の湾曲を維持した状態においてワーク３を弾性材２１に対して多点支持するように構成されている。
なお、本実施形態の図４に示した例においては、ワーク３を１９個の保持治具８が多点支持する例を示したが、この保持治具８の個数はセラミックス材料の剛性に応じて設定されたものであり、この個数に限られるものではなく、望ましくは無限の押圧点とする構成が望ましい。この無限押圧点の構成は、例えばワーク３に接する部分を液体又は気体を充填した柔軟性のある袋形状部材とし、この袋形状部材をワーク３に押しつけることによって均等の押圧力を自由曲面として加える構成が考えられる。
前記ウェハ基板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、このためウェハ基板２を切断したワーク３の湾曲（反り）は、図６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、本実施形態によるクランプ治具５は、複数の多接点支持を可能とする複数の保持治具８及び弾性材２１を用い、湾曲状態を維持したままのワーク３をクランプすることができる。
本実施形態によるワーク研磨方法は、前述のクランプ治具５が、多複数の点接触を可能とする保持治具８及び弾性材２１によって、クランプ具５Ａとクランプ具５Ｂ間に湾曲状態を維持したままのワーク３をクランプ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。
本実施形態によるクランプ治具及びワーク研磨方法は、クランプ具５Ａ及び５Ｂがワーク３の端部を弾性材２１及び複数の保持治具８によってワーク湾曲を維持するように保持し、この状態で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。
２ ウェハ、３ ワーク、３Ａ 回路層、３Ｂ セラミックス層、
４ ワーク接着治具、５ クランプ治具、５Ａ クランプ具、
５Ｂ クランプ具、５Ｃ 治具ベース、６ 定盤、８ 保持治具、
２１ 弾性材
４ ワーク接着治具、５ クランプ治具、５Ａ クランプ具、
５Ｂ クランプ具、５Ｃ 治具ベース、６ 定盤、８ 保持治具、
２１ 弾性材
Claims (2)
- 磁気ヘッド素子を端部に配置した平面板状のワークの両平面を挟持するクランプ治具であって、前記ワークを一端側に接着保持するワーク接着治具と、前記ワーク接着治具に接着保持したワークの端部を両側から挟持する一方のクランプ具及び他方のクランプ具と、前記一方のクランプ具の端部と接する弾性材料の弾性材と、前記ワークの端部を弾性材に多点支持して押圧する複数の保持治具を備え、前記平面板状のワークの湾曲を維持した状態で磁気ヘッド素子近傍のワーク平面板状側面を多接点保持することを特徴とするクランプ治具。
- 磁気ヘッド素子を端部に配置した平面板状のワークを一端側に接着保持するワーク接着治具と、前記ワーク接着治具に接着保持したワークの両平面を挟持する一方のクランプ具及び他方のクランプ具と、前記一方のクランプ具の端部と接する弾性材料の弾性材と、前記ワーク平面板状側面を弾性材に多点支持して押圧する複数の保持治具を備えたクランプ治具を用い、該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、前記クランプ治具が、前記一方のクランプ具の弾性材と他方のクランプ具の複数の保持治具によってワーク湾曲を維持した状態で磁気ヘッド素子近傍のワーク平面板状側面を多接点保持し、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を特徴とするワーク研磨方法。
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