JPH03149184A - 遊離砥粒を用いた加工方法 - 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】

κ産業上の利用分野１ 本発明は磁気ヘッド用スライダの加工方法に係り、とく
に記録媒体と対接される磁気ヘッド用スライダの表面を
所定の形状または性状に加工する方法に関する。 「発明の概要１ ハードディスクあるいはフ０ツビディスクに用いられる
磁気ヘッド用スライダに対して、微細砥粒をキャリアガ
スで搬送、噴射し、マスク材を用いて任意形状の溝、凹
部を形成するようにしたものであって、ざらにφ要に応
じて上記微細砥粒によってブレンド加工を行ない、スラ
イダの表面のエツジを丸くするようにしたものである。

【従来の技ｖＩｉ１ ハードディスクやフロッピディスク等の磁気記ＢＷ体と
対接されて信号の書込みあるいは読出しを行なう磁気ヘ
ッドを保持するスライダの表面には、上記記録媒体との
あたりをコントロールする目的で、溝や突起を形成する
ようにしている。従来はこのような加工を機械加工によ
って行なうようにしていた。そしてハードディスクドラ
イブやフロッピディスクドライブの小型化に伴って、ス
ライダも小型化しており、加工精度も次第に高精度が要
求されるようになっている。 さらに上記のような磁気ヘッド用スライダにおいては、
その表面のエツジの部分を丸くしておかないとハードデ
ィスクやフロッピディスクを損傷する恐れがある。そこ
で従来は第２９図のようにしてブレンド加工を行なうよ
うにしていた。すなわちヘッドスライダ１を回転円板２
の保持部３に保持するとともに、回転軸４を中心として
回転させる。これに対してばね５の付勢力によってバッ
ド６を介してラッピングシ一トフを下方からヘッドスラ
イダ１の表面に押圧するようにしていた。 Ｋ発明が解決しようとする問題点】 磁気ヘッド用スラダを機械加工によって製作すると、加
工面からの深さ方向でμｌオーダの深さの溝を精度よく
形成することが必要だが、これは極めて困難である。ま
た負圧スライダを形成する際のように、溝を横切るよう
に連結部を形成することは、機械加工では極めて困難で
ある。このためにその代替技術として、フォトリソグラ
フィを伴ったイオンミリング法やプラズマエッチング法
を利用する試みがなされている。これらの方法によって
上記のような困難がクリヤされ、高精度の加工が行なわ
れることになる。ところが加工速度が極めて遅く、しか
も作業の開始前に真空排気を行なわなければならず、こ
れによってさらに時間を要する欠点がある。またこのよ
うなイオンミリング法やプラズマエッチング法のための
装置は高価であるために、量産には不適当なものである
。 また磁気ヘッド用スライダの表面を第２９図に示すよう
なラッピングシ一トフを用いてブレンド加工を行なう方
法は、ブレンドの寸法精度が悪く、ラブピングシートま
たはテープの寿命が短く、ばらつきもある欠点がある。 さらにはメインテナンスが大変で、シートをパッド圧で
調整すると、ばらつきが多くなる欠点がある。またブレ
ンド曲面を得るのが非常に難しい欠点がある。 本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであっ
て、磁気ヘッド用スライダの表面を高精度にかつ効率的
に加工して所定の形状または性状を付与するための方法
を提供することを目的とするものである。 ！ｒ８！Ｉ！Ａ点を解決するための手段ｌ第１の発明は
、記録媒体と対接される磁気ヘッド用スライダの表面を
所定の形状または性状に加工する方法において、遊離砥
粒とガスとの固気２相流を噴射ノズルによって前記スラ
イダの表面に噴射するようにしたものである。 また第２の発明は、前記遊離砥粒の平均粒径が１０μｍ
以下としたものである。 また第３の発明は、前記遊離砥粒の噴射によっ−て前記
スライダの表面のエツジを丸くするブレンド加工を行な
うようにしたものである。 また第４の発明は、横長の矩形断面の噴口を有する噴射
ノズルによって遊離砥粒とガスとの固気２相流を噴射す
るようにしたものである。 また第５の発明は、前記ノズルの噴口の矩形断面の両側
が絞られて丸くしたものである。 １作用】 従ってａ１１の発明によると、１＃砥粒がガスによって
搬送されながら被加工物に噴射されることになり、スラ
イダの表面であって露出している部分が遊離砥粒によっ
て加工され、任意形状の溝、凹部、突起等が形成され、
あるいはまた露出している部分の表面性状を所定の状態
にすることが可能になる。 とくに第２の発明においては、平均粒径が１０μｍ以下
の遊離砥粒をガスとともに噴射ノズルによって磁気ヘッ
ド用スライダの表面に噴射することによって、高精度の
加工が可能になる。 また遊離砥粒の噴射によってブレンド加工を行なう第３
の発明によれば、溝加工あるいは表面加工の際に一緒に
ブレンド加工が行なわれることになる。 また第４の発明のようにノズルの噴口の断面を矩形にし
、あるいはまた第５の発明のように、その両側を絞って
丸くすることによって、噴口の長辺方向の加工速度分布
を均一にすることが可能になり、このようなノズルを上
記噴口の長辺と直交する方向に被加工物を移動させなが
ら加工を行なうことによって、磁気ヘッド用スライダを
高能率に加工できるようになる。 「実施例１ ハードディスク用磁気ヘッドは、スライダと称する部品
上に形成される。スライダの浮上特性を安定化させる目
的で、スライダの表面に溝や任意形状の凹部、突起等を
形成するようにしている。 第１の実施例においては特殊なマスク材を用いることに
よって、任意形状の溝、凹部、突起を形成するようにし
たものである。第１図および第２図に示すスライダの基
材１０としては、アルチック（Ａ　Ｊ！　ｚ　Ｏｓ・Ｔ
ｉ　Ｃ）を初めとする高硬度セラミックスが適当である
。本加工法においてはこれらの高硬度セラミックスを高
速かつ高精度で加工することを可能にする。もちろん通
常のチタン酸カリウム等のスライダ材料の加工も可能で
ある。 本加工法においては、第３図に示すように、Ｓｆ　Ｃ，
８４Ｃ，ＣＢＮ、ダイヤモンド粉等の高硬度砥粒でしか
も平均粒径が１０μ■以下のものを、乾燥したキャリア
ガス（ガス圧１〜１０ｋｇ／ｃ７）によって搬送し、ス
ライダの基材１０に噴射するものである。このときにス
ライダ１０上には予めマスク材１４を用いて加工する個
所だけを露出させておく。露出面に砥粒が高速、すなわ
ち１００１／５ｅｃ以上の超高速でぶつかり、基材１０
の表面を高速に削っていく。加工速度および加工面の表
面粗度は、砥粒の粒径やキャリアガスの動圧によってコ
ントロールされる。加工速度は、砥粒の粒径とガスの動
圧のどちらが増えても増加する。 これに対して表面性は、粒径が小さくなり、動圧が下が
るほど改善される。従ってこの現象を利用し、初めは砥
粒径を大きくし、ガス圧大で粗加工を行ない、その後に
粒径の小さな砥粒を用い、低いガス圧で仕上げ加工を行
なうことにより、表面性のよい加工面を得ることができ
る。 具体的な製造プロセスについて説明する。第１図に示す
ように基材１０上に予め満１１を機械加工して形成する
とともに、その両側にレール１２を残すようにする。こ
の場合において満１１とレール１２との間の段差の部分
を必要であれば傾斜面１３とするようにしている。そし
てレール１２上にマスク１４を形成し、微細加工を行な
う部分のみを露出させる。このような状態においてノズ
ル１５によって第３図に示すように噴射加工を行なう。 このときに被加工物１０を所定の方向に走査させるよう
にする。そして微細加工を終ったならば、基材１０を所
定の位置で分割することによって、スライダが得られる
ことになる。 第４図〜第６図はこのような方法によって加工された磁
気ヘッド用スライダ１６を示すものであって、このスラ
イダ１６はその表面の両側にレール１２を備えるととも
に、それぞれのレール１２の肩の部分にはＴ　Ｐ　Ｃ（
Ｔ　ｒａｎｓＶｅｒｓｅ　　Ｐ　ｒｅｓｓｕｒ６　　Ｃ
ｏｎｔｏｕｒ）溝１７を形成するようにしている。 この溝１７は、スライダ１６の浮上量を記録媒体の内周
側と外周側で均一化するための溝である。 なお第５図および第６図には、これらの満１７を形成す
るためのマスク１４を図示している。 第７図〜第９図は別のへラドスライダ１６の例を示すも
のであって、このヘッドスライダ１６は両側のレール１
２の両肩の部分にそれぞれＴＰＯ溝１７を備えている。 すなわち第７図および第８図に示すように、レール１２
上において、その両側の部分に間隙を残してマスク１４
を施し、第３図に承すような加工を行なうことによって
、両肩の部分にＴＰＯ溝１７を有するスライダ１６が得
られることになる。このように両肩の部分にＴＰＯ溝１
７を形成することによって、記録媒体の内周側と外周側
との間での浮上船の差をより少なくすることが可能にな
る。 第１０図に示すスライダ１６は、両側のレール１２間に
形成されている満１１を横切るようにレール１２と連続
する表面を有する連結部１８を形成するようピしたもの
である。このような連結部１８を形成することによって
、Ｈ型負圧スライダ１６が形成されることになる。第１
１図に示すスライダ１６は、第１０図に示すスライダに
変形を加えたものであって、空気の流入側に切欠き１９
を形成するようにしている。また第１２図に示すスライ
ダは連結部１８の位置をやや下流側にするとともに、大
気の流入側と流出側にそれぞれ切欠き１９を形成するよ
うにしている。 第１３図および第１４図に示すスライダ１６は、両側の
レール１２間に形成される中間の大気溝１１の形状を台
形型にし、この溝１１を流入端側から流出端に向けて次
第にその１】が広くなるように縦長の台形状の形状にし
ている。第１５図および第１６図は大気溝１１をさらに
変形させたものであって、流入端から流出端に向けて広
がる１１１−の側面の形状を曲面形状としたものである
。 レール１２ｇ！に形成される大気溝１１の形状について
は、その巾を一定にして深さを変えることも可能である
。すなわも第１０図および第１８図に示すように、１１
１１１を流入端側で浅くするとともに、流出端側で深く
なるようにその深さを次第に変化させるようにしている
。このような加工は、第３図に示すノズル１５に対する
基材１０の移動速度を変化させることによって砥粒によ
る加工の割合を変化させて得られるものである。 このように本実施例に係るスライダ１６の加工方法は、
微細砥粒を乾燥したキャリアガスによって搬送しながら
スライダを構成する基材１０に噴射するようにしたもの
であって、マスク１４を用いて加工する個所だけを露出
させるようにしており、このマスク１４によって任意形
状の溝、凹部、突起を形成するようにしている。このよ
うな方法は、遊離砥粒の粒径やキャリアガスの動圧によ
って加工速度や加工面の表面性をコントロールできる。 砥粒の粒径とキャリアガスの動圧をコント０−ルするこ
とによって、荒加工と仕上げ加工とを行なうことが可能
になり、これ紀よって高速で表面性のよい加工面を得る
ことが可能になる。 またこのような加工方法によれば、従来の機械加工では
困難な負圧スライダ（第１０図〜第１２図参照）やＴＰ
Ｃｊｉｌｌ１７を有するスライダ１６を得ることができ
る。またマスク材１４を用いることによって、任意形状
の溝、凹部、突起を形成することが可能になる。これら
の外形は任意形状とすることが可能であって、最適設計
されたスライダを実際に加工成形できるようになる。ま
たマスク材１４を用いることによって、従来の機械加工
に比べ、高精度で加工ができるようになる。さらにはイ
オンミリング法に比べ加工速度が向上する。 また加工の開始前に真空排気等の準備段階を要すること
がなく、イオンミリング法に比べ、加工の全工程の時間
が大巾に短縮され、量産性に優れることになる。しかも
装Ｍが比較的簡単であり、量産機としての価格もイオン
ミリング機に比べて安くすることができる。 つぎにこのような加工に用いて好適な噴射ノズル１５に
ついて説明する。第３図に示すように、ノズル１５に対
して基材１０を相対的に移動させながら砥粒加工を行な
う場合には、このノズル１５の巾方向において均一に砥
粒が噴射されることが望ましい。高圧のキャリアガスに
よって高硬度の微細砥粒（平均粒径が１０μｍ以下）を
搬送させ、被加工物に吹付ける方法をとくにパウダビー
ムエッチングと称している。 パウダビームエッチングはサンドブラスト加工によく似
ているが、サンドブラスト加工で用いる砥粒径が１００
ミ１以上であるのに対して、パウダビームエッチングで
はその粒径が１０μｍ以下であり、加工の制御性におい
て著しく異なる。すなわちサンドブラスト加工において
は、砥粒の流れとキャリアガスの流れとは本質的に独立
であって、砥粒はキャリアガス流に追随し得ないのに対
して、パウダビームエッチングにおいては、砥粒はキャ
リアガスの流れ１かなりよく追随する。従って第１９図
に示すように、ノズル１−５の先端形状を最適化して、
キャリアガスのノズル先端での圧力速度分布をコントロ
ールすることにより、加工速度を最大にし、加工深さの
分布を均一化することができる。 第１９図に示すノズルにおいては、その噴０２２の断面
形状を完全な矩形としている。実験結果から、キャリア
ガスの圧力分布および実際に砥粒を搬送して加工したと
きの加工分布が図のように均一化されている。第２０図
はこのようなノズル１５を用いてスライダ１６の表面を
加工したときの加工深さの分布を示している。 第１９図の加工速度のグラフおよび第２０図の加工深さ
の分布図から明らかなように、ノズル１５の噴口２２の
両端のエツジの部分で、圧力分布および加工深さ分布と
もに局部的に若干の増加が見られた。これは噴口２２の
壁との間の粘性抵抗によるものであって、ガスが壁を伝
わって流れようとし、エツジの部分てキ１シリアガスの
ｌｆｆｌが増加しているためと推定される。このような
両端における分布の不均一性を改善するために、第２１
図に示すように噴口２３のエツジの部分を絞込んだ形状
としている。このような形状とすることによって、第２
２図に示すように、噴０２３の長辺方向の位置に対する
圧力分布はほぼ均一化し、最適なノズル１５が得られる
ようになった。 このようにノズル１５の先端部における開口部２２の形
状を矩形にし、あるいはまた第２１図のように両エツジ
で絞込むことによって、ノズル１５を静止した状態で加
工した場合に、均一な加工深さ分布が得られるようにな
った。従ってこのようなノズル１５を用いて被加工物１
０を第３図に示すようにノズル１５に対して相対的に移
動させることによって、面加工を行なうことが可能にな
り、加工面の表面粗度、平行度、均一性、うねり等が大
巾に改善された。 つぎにＷ２の実施例のスライダの加工方法を説明する。 この方法はスライダ１６の表面のエツジの部分を砥粒加
■によってブレンド仕上げを行なうものであって、これ
によってエツジの部分を丸くして曲面を形成するもので
ある。第２３図は磁気ヘッド用スライダ］６を示すもの
であって、その両側にはレール１２から成るスライド面
が形成されており、レール１２の両端はそれぞれ傾斜面
２６．２７になっている。ここで一方の傾斜面２６はそ
の傾斜角が約１°、また他方の傾斜面はその傾斜角が約
２０°になっている。またスライダ１６にはへラドチッ
プ２８が取付けられており、巻線溝２９を通して巻線が
行なわれるようになっている。そしてリード６３０がヘ
ッドチップ２７から引出されている。そしてこのような
スライダ１６において、そのレール１２の両側のエツジ
の部分を加工してブレンド加工面３１を形成するように
している。 ブレンド加工を行なう場合には第２４図に示すように、
レール１２の表面から傾斜面２６．２７の表面にかけて
感光性ポリウレタン樹脂であってゴム硬度が約６０°程
度のレジストマスク１４を形成する。この場合にマスク
１４の大きさはレール１２０表面と同一かやや小さな寸
法とすることが望ましい。ここではスライダ１６の材料
として難削材のフルチックを使用したが、通常のセラミ
ックやフェライト材でもよい。 マスク１４を形成したならば、微細遊離砥粒を含んだ固
気２相流を第２５図に示すように、レジストマスク１４
に対して垂直に、または任意の角度で噴射させる。第２
５図は噴射方向がマスク１４の表面に対して垂直な状態
を示している。またノズル１５はその先端側に矩形の噴
口２２を備えており、その日中は０．０５〜１ｎ程度の
値になっている。なおノズル１５の噴口２２の長さはス
ライダ１６の大きさにより最適な長さとすることができ
、ここでは最大２００ｎ程度までとしている。 ノズル１５には遊離砥粒供給管が接続されており、この
供給管を通して粒径が１μｍ程度のＳ：Ｃから成る遊離
砥粒を例えば２〜１０ｋｇ／ｄの＾圧でスライダ１６の
表面に噴射するようにしており、このようにしてレール
１２の両側のエツジの部分をブレンド加工し、曲面から
成るブレンド加工面３１を形成するようにしている。 このようなブレンド加工によって、レール１２間の満１
１の溝加工も１１１１１時に行なうことができる。 スライド面を構成するレール１２の表面と溝１１との間
の段差を１〜１００μ■程度まで短時間で溝加工するこ
とができ、アルチック材の場合には１μ膳程度の粒径の
ＳｉＣを使用すれば、０．０１μ霞程度の表面粗度を得
ることができる。しかもこのような微細加工を短時間で
行なうことができる。すなわちヘッドスライダ１６を微
細加工する場合にブレンド加工と溝加工の形状精度もμ
■オーダで仕上げることが可能になる。 つぎに変形例の方法によって加工されるスライダ１６を
第２６図〜第２８図によって説明する。 このスライダ１６はフライング高さが低いスライダに関
するものであって、スライダサイズは外形寸法でその巾
および長さが２ｎ程度であって、厚さが０．５ｎ程度の
値を有し、非常に小さくかつ軽量の寸法を有するもので
ある。またこのスライダはレール１２がＭ２６図に示す
ように翼の形状を右しており、その一側部が曲面になっ
【いる。 そしてレール１２を曲面にしたことによってその側部に
生ずる小さな段差の溝３４は、中央の大気満１１よりも
浅くなっており、流体の境界ｍ領域を制御する溝を構成
している。 このようにハードディスクから０．１μｍ程度浮上させ
るマイクロスライダの微細加工にも、上述のブレンド加
工を行なうことができる。すなわちレール１２のエツジ
の部分はブレンド加工されて曲面から成るブレンド加工
面３１を形成するようにしている。 ブレンド加工の方法は上述の場合と同様であるが、中央
の溝１１を前以って加工する場合には、あまり表面性を
必要としないときは予め溝１１以外の面をレジスト処理
しておき、粒径の大きな例えば５ミ１以上の砥粒によっ
て噴射加工し、その後にレール１２のエツジの部分のブ
レンド加工と浅い満３４の加工とを同時に行なうことが
できる。 なおこの場合にはレール１２の表面に予め翼型のマスク
１４を施しておくことになる。この場合において中央の
満１１の深さは５０μｍ程度であって、レール１２のエ
ツジの部分の溝３４は１μ繭〜数μｌ程度に仕上げるこ
とになる。そしてブレンド加工および溝加工の表面粗さ
も０．０１μｍ程度に仕上げることができる。 なお上述のスライダ１６はコンポラット型のヘッドに対
応するものであるが、ｉｌ膜ヘッドのスライダにも適用
可能である。また光磁気ヘッドやその飽のピックアップ
ヘッドにも適用可能である。 すなわちこの加工法の応用範囲は、上記のものに限らず
、その他の広い範囲に適用可能である。 このように本実施例に係るスライダの加工方法は、例え
ばレールと同一あるいはやや小さな形状の感光性樹脂の
レジストマスク１４を施し、被加工面に垂直または任意
の角度から１ミ１程度の粒径の微ｍｇｍを高圧で噴射さ
せることによって、ブレンド加工と溝加工や穴加工等を
同時に行なうようにしたものである。従って従来技術に
はない表面仕上げを行なうことができるとともに、加工
Ｒ間の短縮化を図ることが可能になる。 Ｋ発明の効果１ 第１の発明によれば、遊離砥粒とガスの固気２相流を噴
射ノズルによってスライダの表面に噴射するようにした
ものである。従って遊ｆｉ砥粒の噴射によってスライダ
の表面を所定の形状または性状に＾能率に加工すること
ができ、従来の機械加工に比べて高精度の加工を能率的
に行なうことが可能になる。 また第２の発明によれば、ＭｔｌＡ砥粒の平均粒径を１
０μｍ以下にしているために、微細加工が可能になり、
任意形状の溝、四部、突起を高精度に形成できるように
なる。 また第３の発明によれば、遊離砥粒の噴射によってスラ
イダの表面のエツジを丸くするブレンド加工を行なうよ
うにしたものである。従ってラッピング材によるブレン
ド加工に比べてはるかに高精度のブレンド加工を行なう
ことができるようになる。しかもこのブレンド加工を溝
加工や表面加工と同時に行なうことが可能になる。 また第４の発明は、横長の矩形断面の噴口を有。 する噴射ノズルを用いるようにしたものである。 従ってこのノズルに対してスライダを相対的に移動させ
ながら表面加工を行なうことが可能になり、その生産性
が非常に＾くなる。 また第５の発明は、横長の矩形断面の噴口の両側を絞る
ようにしたものである。従って噴口の長さ方向の速度分
布を均一にして加工を行なうことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係るスライダを形成す
る基板の外観斜視図、第２図は同縦断面図、第３図はこ
の基板の加工を示す概略斜視図、第４図は加工されたス
ライダの平面図、第５図は第４図におけるＶ−Ｖａ断面
図、第６図はレールの部分の拡大断面図、第７図は別の
スライダの平面図、第８図は第７図における■〜■線断
面図、第９図はレールの部分の拡大断面図、第１０図は
Ｈ型負圧スライダの平面図、第１１図および第１２図は
切欠きを有するスライダの平面図、第１３図は溝を傾斜
させたスライダの平面図、第１４図は同正面図、第１５
図は溝のエツジの部分を曲線状にしたスライダの平面図
、第１６図は同正面図、第１０図は溝の深さが変化する
スライダの平向図、第１８図は第１０図におけるＸ■〜
ｘｖｉａ断面図、第１９図は噴Ｏの横方向の加工速度の
分布を示すグラフ、第２０図はこのノズルによる加工深
さの分布を示すグラフ、第２１図は噴口の両側のエツジ
を絞込んだノズルの加工速度の分布を示すグラフ、第２
２図は同圧力分布のグラフ、第２３図は第２の実施例に
係る方法でブレンド加工したフライングヘッドの外観斜
視図、−第２４図はマスクを施したフライングヘッドの
外観斜視図、第２５図はブレンド加工の状態を示す要部
縦断面図、第２６図はマイクロスライダの平面図、第２
０図は第２６図におけるｘｘ■〜ｘｘｖ１１ｆ；Ａ断面
図、第２８図はマイク０スライダの外観斜視図、第２９
図は従来のブレンド加工を示す要部縦断面図である。 また図面中の主要な部分の名称はつぎの通りである。 １０・・・基材 １１・・・溝 １２・・・レール １４・・・マスク １５・・・ノズル １６・・・スライダ １７・・・ＴＰＣ溝 １８・・・連結部 ２２・・・噴口（矩形） ２３・・・噴口（両側が絞られている）３１・・・ブレ
ンド加工面 ３４・・・溝

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、記録媒体と対接される磁気ヘッド用スライダの表面
   を所定の形状または性状に加工する方法において、遊離
   砥粒とガスとの固気２相流を噴射ノズルによつて前記ス
   ライダの表面に噴射するようにしたことを特徴とする磁
   気ヘッド用スライダの加工方法。 ２、前記遊離砥粒の平均粒径が１０μｍ以下であること
   を特徴とする請求項第１項に記載の磁気ヘッド用スライ
   ダの加工方法。 ３、前記遊離砥粒の噴射によつて前記スライダの表面の
   エッジを丸くするブレンド加工を行なうようにしたこと
   を特徴とする請求項第１項に記載の磁気ヘッド用スライ
   ダの加工方法。 ４、横長の矩形断面の噴口を有する噴射ノズルによって
   遊離砥粒とガスとの固気２相流を噴射するようにしたこ
   とを特徴とする請求項第１項に記載の磁気ヘッド用スラ
   イダの加工方法。 ５、前記ノズルの噴口の矩形断面の両側が絞られて丸く
   なっていることを特徴とする請求項第４項に記載の磁気
   ヘッド用スライダの加工方法。