JPH02103402A - 微小物の寸法測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、微小物の特定寸法を測定する装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

微小物である磁気ヘッドのバックＧｄ値を測定するには
、磁気ヘッドの底面を基準としてＡｐｅｘまでの距離を
顕微鏡にて見るのが簡易的な方法であって、微小なワー
クの特定寸法を測定するには、これが一般的手法である
。

顕微鏡で見るには、基準面からＡｐｅｘまでが一つの視
野内に入るということが必須条件である。

このことから、顕微鏡の倍率を上げることができず、高
精度な寸法測定ができなかった。そしてこの問題を解決
すべきものとして、特開昭６２−１０３８１６６ｆｆ気
ヘッド寸法測定装置が提案された。

この従来の装置について、第８図を基にして要約すると
次のとおりである。

測定台１にワーク２を置き、測長装置９のプローブ６に
てワーク２を下方から押し上げるのである。ワーク２の
側方には顕微鏡７を設けたＴＶカメラ８を設けて、ワー
ク２０頂点２ａを影像する。

頂点２ａは、ＴＶカメラ８からＴＶコントローラ１０と
画像処理装置１２を経由して、ＴＶブラウン管１１に写
し出す。写し出された頂点２ａ＋は、あらかじめセット
した基準点１１ａに対して、位置ズレが発生する。この
位置ズレ量αを画像処理装置１２で求め、先に測長装置
９で測定したワーク２の底面高さデータを用い、演算装
置１３にて演算処理するのである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記した従来の装置は、顕微鏡の一つの視野内にてワー
クの頂点を撮像し、あらかじめ決めである基準点との差
を見い出す、即ち基準点とのズレ量にて寸法測定をする
のである。

しかしながら、ワークを静置する測定台とＴＶ右カメラ
は、幾つかの構成物を介しての固着であることから温度
ドリフトの影響が大である。基準点そのものは、成る時
に決めたものであるから時間の経過に連れてズレが生じ
る。

寸法測定する上において、１０〜２０　ｐｍ　以上の誤
差を許容する場合には前記したような従来の装置でも十
分に満足する。しかし、１０μｍ以下を測定誤差の範囲
とする場合には、不可能なことであって従来の手段では
満足できない。

本発明は、温度ドリフトの影響を極力小さくし、測定寸
法の基準となる基準点が偏位せずに、真の値に近い寸法
測定が可能な装置を提供するのを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

被測定物である磁気ヘッド及び磁気ヘッドと同等の２個
の磁気ヘッドの特定面を基準面に密着できる治具を移動
自在に設け、ＴＶ右カメラ連設した顕微鏡の視野内に前
記複数個の磁気ヘッドの測定点、即ちＡｐｅｘが入るよ
うにし、前記同等の２個の磁気ヘッドの測定点から直線
を求め、この直線から被測定物である磁気ヘッドの測定
点を演算して求めるようにするのである。

磁気ヘッドの移載は吸着ハンドで行ない、ＴＶ右カメラ
らの受光信号は画像処理部にて演算可能にする。

治具には、磁気ヘッドと同等の磁気ヘッドと、被測定物
である磁気ヘッドと、磁気ヘッドと同等の磁気ヘッドを
順に並べ、被測定物である磁気ヘッドと他の２個の磁気
ヘッドとは位置ズレを修正する基準面を有するようにす
る。そして、３個の磁気ヘッドの向きはほとんど同じ方
向にして、同一平面に並べられたようにする。

〔実施例〕

第１〜第５図に基づいて、本発明の詳細な説明する。本
発明の実施例として、微小物である磁気ヘッドのバック
Ｇｄを測定することを主に述べる。

第２図に示すような微小物である磁気ヘッド２０は１辺
が１〜２ｍｍでほぼ正方形をしている。

図中において、特定面である下図２１をバックと称し、
上面２２をフロントと称し、Ａｐｅｘまでの寸法をそれ
ぞれにバックＧｄ若しくはフロントＧｄとしての寸法測
定がそれぞれにある。本発明では、下面２１からＡｐｅ
ｘまでの寸法を測定するバックＧｄに関してのものであ
る。

第１図において、フレーム３２にガイド３１を介してロ
ボット３３を設け、そのアーム３０端にハンド３４を設
ける。他方、フレーム３２に顕微鏡付のＴＶカメラ３９
を設け、更にガイド４０を介して磁気ヘッド２０の位置
決めをする治具３８を設ける。治具３８はフレーム３２
に設けた移動手段４２によって、ＴＶカメラ３９の視野
内に入るように矢印Ｃ方向へ移動可能なように設けるの
である。ＴＶカメラ３９での受光信号は画像処理部６２
にて演算処理する。フレーム３２の特定位置にパレット
３５を定置し、このパレット３５内には多数個の磁気ヘ
ッド２０が整列静置されていて、この磁気ヘッド２０を
１個宛ロボット３０のハンド３４で吸着し、フレーム３
２上に設けた光学系からなる姿勢判別機３７を介して、
治具３８上に磁気ヘッド２０を置くのである。

治具３８はＴＶカメラ３９の顕微鏡視野内に磁気ヘッド
２０のＡｐｅｘ部分が入るように、治具３８の中心６１
は視野中心６２との間を移動可能にしていて、へツクＧ
ｄの寸法測定が終ると、その寸法に対応する容器４５，
４６．４７・・・・に磁気ヘッド２０を静置する。

磁気ヘッド２０のバックＧｄを測定するときに位置決め
をする治具３８は、第４，５図に示すようにフレーム３
２上にガイド４０を介して２方向移動自在の台盤５０を
設け、この台盤５０には磁気ヘッド２０の定置台５１を
固着して設け、定置台５１にはその上面５２から下方に
向けてエアポケット５８を設けて吸引口５９と吸引機と
を連通ずる。

定置台５１の上面５２を挾んで左右に基面５３５４があ
るように基台５６を設け、台盤５０に設けた移動手段５
７によって、基台５３が定置台５１に対して移動するよ
うにする。

基台５６には基準面５５を設け、この基準面５５と基面
５３と基面５４とは母材が一体であって、材質も寸法も
ほぼ左右対称とし、前記した面５５．５３．５４が移動
手段５７によって、矢印Ｅ方向に移動可能にするのであ
る。

上面５２と基面５３と基面５４は夫々独立して設けるの
であるが、一平面が希ましく、段差とか、傾きのないよ
うにし、基準コアＳＬと被測定の磁気ヘッド２０と基準
磁気ヘッドＳＲの３つが、同等姿勢で並列するように定
置台５１と基台５６とを設ける。

基台５６の基準面５５は、全くの一平面であって、うね
りとか凹凸、曲がりがあってはならない。

そして、この基準面５５の一部分に磁気ヘッド２０の底
面２１が密着する手段を講する。

密着手段としては、電磁石が最も希ましく、他には永久
磁石・真空吸引も有効である。

底面２１は基準面５５に対して接離をするが、基準磁気
ヘッドＳＬ、ＳＲの底面は密着したままでも、接離を繰
り返しても良い。この場合においての密着は磁力でも、
適宜な接着剤を用いても良いが、基準面５５が変形した
りキズが付いたりしてはならない。

基準面５５が常に一平面を保つように、その面を更新で
きる手段を備え、変形とかキズによる低精度面から派生
する寸法測定の悪影響を除外しておくようにする。

即ち、磁気ヘッド２０の位置決めをする治具３８は、磁
気ヘッド２０を置く上面５２と基面５３．５４が段差の
ない同一面になるようにし、上面５２を挟んで左右に設
ける基面５３，５４にほぼ直交する基準面５５が全くの
平面であって、この基準面５５に基準磁気ヘッドＳＬの
底面と、被測定の磁気ヘッド２０の底面２１と、基準磁
気ヘッドＳ、Ｉの底面とが、順に一直線に並ぶようにす
るのである。

さて、次にバックＧｄを測定するための順序について、
第６図の（イ）〜（ネ）と、第７図を以て説明する。

第６図（イ）に示す基準面５５は、第４図に図示してい
る基準面５５であって、基準磁気ヘッドＳＬ、ＳＲの両
者に間隔Ｓ、をもたして、その底面を基準面５５に密着
させておく。このような状態にあるときにロボット３０
のハンド３４で磁気ヘッド２０を間隔Ｓ、のほぼ中央部
に静置する。微小物である磁気ヘッド２０はハンド３４
の吸着作用で移載され、前の位置及び移載後の位置に静
置すると、（イ）に示したような間隔Ｓ２をもち、基準
面５５に対しても若干の傾きをもつ。

次に基準面５５を磁気ヘッド２０に近づけるようにする
と、密着手段によって、磁気ヘッド２０の底面２１が基
準面２１の方へ吸引され、（Ｄ）のような状態に密着す
るのである。

（Ｕ）の状態になったところで、その全体、即ち治具３
８の中心６１が顕微鏡６２の中心６０に合致するように
移動させる。磁気ヘッド２０、基準磁気ヘッド５Ｌ−３
ＲのＡｐｅｘ部分、即ち特定点の全数が各々視野６２に
個別に入るように移動するのである。

先ず（ハ）の状態で基準磁気ヘッドＳＲのＡｐｅｘ位置
ＡＲを座標（ＸＲ，ｙＲ）としてメモリし、同じように
（ニ）の状態で被測定の磁気ヘッド２０のＡｐｅｘ位置
Ａ、を座標（Ｘｃ、）’ｃ）　としてメモリし、（本）
の状態で基準磁気ヘッドＳＬのＡｐｅｘ位置ＡＬを座標
（ｘＬ、ｙｔ）　　としてメモリする。

（ハ）から（ニ）に至り、次に（＊）になるように基準
面５５をもつ治具３８が移動するが、その移動量はパル
ス数をカウントしメモリしておく。

以上のようにメモリしておくと、第７図に示すような線
図が想定される。

ＡＲの座標（ＸＲ，ｙＲ）とＡ、の座標（ｘｃ、ｙｃ）
とＡＬの座標（ｘＬ、ｙｔ）から、Ａ、とＡＬの間の寸
法２がパルス数Ｐ、とＰＬを加味し、！長なる直線ＳＬ
が算出される。ＡＬからＡＣまでの距離ＩＬに対して、
直線ＳＬからＡ、までの最短距離αを求める。

即ち、本発明は基準磁気ヘッドＳＬとＳＲのＡｐｅｘ位
置、ＡＬ、ｌ！：Ａ１１を結ぶ直線から、被測定の磁気
ヘッド２０のＡｐｅｘ位置Ａ、の位置を求め、その差か
ら磁気ヘッド２０のバックＧｄを求めるのである。

尚、基準磁気へラドＳｔ、、Ｓ＊は被測定の磁気ヘッド
２０と同等のものを用い、温度ドリフトを最小にするよ
うにする。点ＡＬ＋Ａ１１を有する母材を単に適宜なる
母材にすると、温度ドリフトもさることながら、反射光
にズレが生じて誤差が出る。

被測定物と基準となる母材の表面は同一のものがよい。

基準面５５に対して直線ＳＬは平行でなく、必ず傾いた
ものとなる。それは、絶対寸法として基準磁気ヘッドＳ
Ｌ、ＳＲを複数について全く同一に形成することができ
ないからである。但し、プログラム上は同一にすること
ができる。実施例として磁気ヘッドのバックＧｄを対象
としたが、これらはコアスライダーやコンポジットなど
を含み、それらのバックＧｄ、フロントＧｄ並びに面長
などに本発明を適用することができ、他にも微小で精密
なワークに対しても、特定点までの距離測定、即ち寸法
の測定が適用できる。より絶対寸法に近い寸法に近い寸
法を測定する場合にこの装置は広く多用できるのである
。

〔発明の効果］ 被測定物である磁気ヘッドとほぼ同等の磁気ヘッド２個
の測定点から得られる直線を基準にして、磁気ヘッドの
バックＧｄを測定するようにしたので、温度ドリフトの
影響を受けず、高精度に寸法測定が可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を表す平面図。 第２図は被測定物である磁気ヘッドを示し、第３図は第
２図の記号６２を拡大した図であって、顕微鏡の視野像
を表す概念図。 第４図は第１図の治具３８を詳細に示す平面図。 第５図は第４図のＢ−Ｂ断面図。 第６図の（イ）（Ｅｌ）（ハ）（ニ）（ネ）は治具３８
自体の移動を表し、顕微鏡の視野内に磁気ヘッドの測定
点を入れる操作順を示す図。 第７図は測定点から求められる直線と演算ｔｉ拠を想定
する線図。 第８図は、従来の磁気ヘッド寸法測定装置を示す。 ２０：磁気ヘッド、２１：底面、Ｇｄ：バックＧｄ、３
８：治具、ＳＬ：基準磁気ヘッド、ＳＲ：基準磁気ヘッ
ド、５１：定置台、５５：基準面、５６：基台、３９：
ＴＶカメラ、６２：顕微鏡、６３：画像処理部。 第 図 第 図 第 図 第４図 ヒー 第５ 図 第６ 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、顕微鏡を設けたＴＶカメラと、同等の微小物を複数
   個並べることのできる複数の独立した面からなる一平面
   および前記微小物が密着する基準面をもち、かつ前記顕
   微鏡の視野内に複数個の前記微小物を移動可能にする治
   具と、顕微鏡を介して微小物を撮像し、撮像の受光信号
   を画像処理部にて演算可能にし、前記微小物の特定寸法
   を演算処理する装置と、前記治具の移動量をパルス数と
   して検出し演算処理する装置へ伝達する手段とからなる
   ことを特徴とする微小物の寸法測定装置。 ２、基準面の母材は一体の同一材質で形成し、基準面に
   複数個の微小物の特定面が並列して密着する手段をもつ
   ことを特徴とする請求項１の微小物の寸法測定装置。 ３、基準面にほぼ同等姿勢で並列密着した微小物が、微
   小物Ｌと被測定の微小物と、微小物Ｒとが順に前記一平
   面に並び、微小物Ｌと微小物Ｒの特定点Ａ＿Ｌ・Ａ＿Ｒ
   から直線を求めることが可能な画像処理部であることを
   特徴とする請求項１の微小物の寸法測定装置。 ４、基準面への密着手段は、電磁石とし、被測定物であ
   る微小物の静置はエアを介して前記一平面に吸着され、
   この微小物のみ基準面に対して接離することを特徴とす
   る請求項１の微小物の寸法測定装置。