JPH0319481B2

JPH0319481B2 -

Info

Publication number: JPH0319481B2
Application number: JP58179453A
Authority: JP
Inventors: Guren Kuratsuku Aran; Josefu Henenfuento Dagurasu; Roorensu Hoomusutorando Aran
Original assignee: Magnetic Peripherals Inc
Current assignee: Magnetic Peripherals Inc
Priority date: 1982-09-30
Filing date: 1983-09-29
Publication date: 1991-03-15
Also published as: JPS5984103A; CA1207899A; DE3333369C2; DE3333369A1

Description

【発明の詳細な説明】発明の背景本発明は、機械加工センサの校正方法に関する
ものである。

ある種の製作作業、特にヘツド腕により選ばれ
る空気支承スライダ上にデイスクメモリ薄膜磁気
ヘツドを作り上げる作業では、フライング面と交
差する面上に精密に配置された線が２つの面の交
差線となるまでフライング面を機械加工すること
が望ましい。薄膜ヘツドの例においてヘツドはフ
ライング面にほぼ直角なスライダの端面上を運ば
れ、線は薄膜ヘツドの喉部の高さ、すなわち変換
面に垂直な磁束ギヤツプの寸法を非常に正確に指
定するように配置されている。（もちろんデイス
クメモリ動作中に変換面は媒体面にほぼ平行であ
る。）最適な電子及び磁気特性を保証するには喉
部の高さの精度は10分の数μｍ（数＋マイクロイ
ンチ）とすることが望ましい。所望の交差線と一
致するまでフライング面を機械加工して、次に喉
部の高さを交差線を設定する精度に自動的に設定
する。

寸法及び交差が極端に小さいために製作中にこ
の寸法を制御することは常に困難な問題であつ
た。米国特許第3982318号に開示されているよう
にフエライトヘツドを研削する場合にはスライダ
プリズムの頂部を単に基準面として使用して喉部
の高さを申し分なく制御することができる。しか
しながらフエライトヘツド技術においては公差及
び寸法は遥かに大きいものである。

薄膜ヘツドに関して近年の技術革新により喉部
の高さを正確に制御することが可能となり、例え
ばIBM技術公開ビユレチン（TDB）1980年11月、
第23巻第６号第2550頁に開示さているようないわ
ゆるラツピング案内すなわち機械加工センサを使
用することが知られている。これらの案内すなわ
ちセンサは薄膜ヘツドを載せた面上に配置された
蒸着導電材である。一般的に二種のセンサが使用
される。いわゆる個別センサは機械加工中のある
点において電気的連続性が絶たれ従つて一瞬間の
み機械加工の進行表示を与える。アナログセンサ
は抵抗材の領域を有し、それは機械加工によりゆ
るやかに除去されて連続性が絶たれるまで連続的
表示を与える。個別センサに関して典型的に異な
る高さの数種類のものが使用されている。各々の
連続性は機械加工工程により連続的に絶たれ、所
望の最終位置線に達するにはさらに正確にどれだ
けの機械加工が生じるかという一連の表示を与え
る。所望の喉部高さの範囲の限界もしくは範囲内
において、最終センサの導電径路が開いて機械加
工工程を停止すべきことを知らせる。

これらの機械加工センサを使用することにより
フイーチヤに対して縁を位置決めする精度が著し
く改善される。しかしながら薄膜磁気ヘツドの場
合にはギヤツプの喉部を画定するのと同じ段階に
より従来の機械加工センサを形成することはでき
ない。これは絶縁層の蒸着により喉部が形成さ
れ、機械加工センサは導電パターンであり従つて
ヘツドの磁気脚を生成する段階において蒸着され
るためである。写真光学マスクを使用して材料の
連続層を蒸着することと複合薄膜構造を形成する
こととは互いに完全な精度で整合させることがで
きないのは良く知られた困難な問題である。すな
わち底部脚、喉部及び頂部脚等の連続層の各フイ
ーチヤを決定するマスクやパターンは典型的な製
作作業中に前のマスキング段階により生成された
パターンと精密に一致させることができない。従
つて典型的な薄膜ヘツドの喉部の高さは喉部絶縁
形成パターンと磁気脚／機械加工センサ形成パタ
ーンとの間の整合よりも高い精度に制御すること
ができない。この固有の不正確さにより著しい割
合のヘツドギヤツプが所望の公差外の喉部高さを
有するようになることが経験的に判つている。し
かも悪いことに喉部高さ画定段階は工程内で直ち
に生じるが、製作工程が完了するまではヘツドが
良好か否かを容易に知ることができず、不合格ヘ
ツド数が比較的多いことがこれらの従来技術の高
価な欠点となつている。

機械加工センサを薄膜ヘツドの喉部画定層等の
絶縁材で形成されたフイーチヤと一致させる問題
が個別及びアナログセンサの両者に存在する。現
在の製作工程ではアナログセンサを使用していく
つかの薄膜ヘツドを載せた工作物の機械加工の進
行を表示している。機械加工段階は全薄膜ヘツド
に対して同時に喉部高さを設定する。アナログセ
ンサは各ヘツド対間に挿入されている。隣接ヘツ
ドに関する各アナログセンサの位置を非常に正確
に知つて、可能な限り多くの喉部高さが所望の公
差内にある時に機械加工を停止できることが必要
である。（工程内のさまざまな不正確さにより必
ずしも全ての喉部高さを同時に公差範囲内の値に
低減できないことがある。）このような工程は本
発明と同一共同発明者、出願日及び出願人による
米国特許第4477968号“工作物キヤリア”に記載
されている。

IBM TDB、1975年６月第18巻、第１号第227
頁では異なる蒸着層のフイーチヤを一致させる困
難さが認識され、“ギヤツプを形成もしくはギヤ
ツプ層を被覆する絶縁層の整合”を行うのと同じ
段階によりラツピング制御層を蒸着することが教
示されている。ラツピング制御層を蒸着するのと
同じ段階において、どのように絶縁層を整合でき
るかという点については説明されていない。

IBM TDB1980年７月、第23巻、第２号、第
776頁にはアナログラツピング案内すなわち機械
加工センサを校正して全体固有抵抗及び膜厚の変
動を補償する方法が教示されている。本方法には
絶縁層のフイーチヤに対してアナログセンサの位
置を決定することが含まれていない。

発明の要約本発明は、前記問題に対する解決方法として、
ラツプ縁の最終位置に対して精密に配置される絶
縁フイーチヤを画定する蒸着マスクにより機械加
工センサすなわち表示器を生成することを提案す
るものである。これを達成する方法はフイーチヤ
を載せる面上に第１の導電層を設け、それを機械
加工される縁の元の位置付近から縁の最終位置が
占有できる許容公差帯を通つて延在させることで
ある。薄膜磁気ヘツドの場合はこれは薄膜ヘツド
の底脚を形成する蒸着段階に含まれる。機械加工
縁の最終位置を指定するフイーチヤの形成段階中
に、絶縁材の付加障壁領域が第１の導電層上に機
械加工により生成される縁に実質的に平行ないわ
ゆる感知線に沿つて蒸着され、同じマスクを使用
して両者が生成される。障壁領域の一端を画定す
る感知線はフイーチヤに対して精密に配置されて
おり、それは両者が蒸着段階において同じマスク
により生成されるためである。

次に第２の導電層が縁の初期位置と感知線の間
でのみ直接第１の導電層と接触する障壁領域上に
蒸着される。薄膜ヘツドの製作においてこの段階
は典型的に磁束径路の頂脚の蒸着に関連して生じ
る。本技術に習熟した人ならばこれらの３層の各
各が通常光学的な精密マスクを使用して非常な高
精度で層内に所望パターンを形成することを含む
一連の段階により生成されることがお判りいただ
けることと思う。

次に表面の縁はその初期位置から感知障壁線縁
に向つて機械加工される。機械加工縁が感知線に
達すると、第１及び第２の導電層間の電気的連続
性が絶たれる。（非導電性工作機械と仮定する。）
障壁領域上の第２の導電層と第１の導電層との間
に接続された連続性テスターが開路を表示して機
械加工縁の位置を示す。感知線が２つの表面の交
差線の理想的な最終位置を画定するようになつて
いる場合には機械加工が停止する。

事実この個別機械加工センサの好ましい応用は
従来のアナログセンサを校正してフイーチヤ線に
対するその位置を精密に決定し、絶縁フイーチヤ
の縁を精密に画定することである。こでは各々が
アナログセンサの感知領域と交差する異なる感知
線を有し、各々がフイーチヤ線に対して精密に配
置された１個もしくは数個の個別センサを使用し
て達成される。機械加工動作内の個別センサが開
く各点において、アナログセンサの抵抗値が測定
される。これらの抵抗値はアナログセンサの抵抗
値Ｒとアナログセンサの頂縁の機械加工縁からの
間隔ｈとの関係を示す一般的な等式ｈ＝Ｋ／Ｒに
代入することができる。前式を解いて定数Ｋ及び
他の定数値を求め、センサの抵抗値をフイーチヤ
位置線からの機械加工縁の間隔に直接関連づける
式が得られる。

従つて表面の縁の機械加工において表面上のフ
イーチヤに対する縁の精度を高めることが本発明
の目的である。

このような機械加工作業中のスクラツプ率を低
減することも本発明の目的である。

薄膜ヘツドを載せたトランスジユーサアセンブ
リを機械加工する際に薄膜ヘツドの喉部充填材形
成段階を機械加工案内形成段階と組合せることも
本発明の目的である。

機械加工作業の現在状態を一層正確に測定でき
るようにすることも本発明の目的である。

実施例の説明この個別センサは特に薄膜ヘツドの喉部高さを
制御する目的で開発されているため、この領域の
応用に基づいて説明を行う。蒸着絶縁材により画
定されるフイーチヤに対してこのような機械加工
を制御しなければならない場合にも同様に応用で
きる。

発明の実施態様第１図はセラミツク材により形成された機械加
工可能プリズムすなわちブロツク９の拡大斜視図
であり、空気支承面の最終機械加工直前の薄膜ヘ
ツド空気支承スライダを有している。線１５はフ
ライング面２６の初期位置（第２図及び第４図の
線上に示す）と面１０との交線により画定される
端面１０の縁の初期位置である。面２６はその端
面１０との交線が２本の線１３ａ及び１３ｂによ
り画定される感知面１３と一致する理想位置に達
するまで機械加工される。

端面１０上には感知線１３ａすなわち面１３と
交差する導電層すなわち領域１１を有する任意簡
便な形状の機械加工センサすなわち案内２１が配
置されている。第２図はこの案内２１の最終加工
を行う前の断面を示す。導電領域１１の頂部には
障壁領域１２からなる絶縁層が蒸着されており、
その一端は感知面１３に沿つており、面１０の稜
線１５の初期位置から離れる方向に延在し導電層
１１の上に広がつている。感知面１３は面１０の
稜線１５の初期位置に実質的に平行でなければな
らない。この関係が存在するようにプリズム９を
形成するには予備機械加工段階が必要である。導
電領域１４を形成するもう一つの蒸着導電層が感
知線１３ａ側で完全に障壁領域１２内に配置され
線１３ａを横切して延在しており、感知線１３ａ
と稜線１５の初期位置との間で導電面１１と接触
している。こうして導電層１４は層領域１４ｂす
なわち線１３ａよりも上の部分に関して導電層１
１から完全に絶縁されており、線１３ａよりも下
の領域１４ａ内で層１１と電気的に接触してい
る。

説明上機械加工する前の典型的な薄膜ヘツド２
０の概略断面図を機械加工案内２１に隣接して示
す。これは一対の磁束径路１７及び１８（第３図
及び第５図参照）と、巻線１９と磁束径路の脚１
７及び１８間に挿入された酸化アルミニウムで形
成され磁束ギヤツプ２５を生成する蒸着絶縁材２
４からなつている。第２の絶縁層１６は巻線１９
を絶縁して磁束ギヤツプ２５の内端を画定する。
磁束ギヤツプ２５のこの内端は第２図〜第５図に
終端を設けて示すフイーチヤ線２７の一線分に沿
つて設けられている。フイーチヤ線２７と感知線
１３ａ間の間隔は同じ蒸着段階と同じマスクによ
り形成されており、マスク整合誤差が存在しない
ため高精度で知ることができる。

適切な喉部高さの磁束ギヤツプ２５を得るため
に1.524μｍ（60μin）の公差内で面１０上の面１
３と一致するまで面２６を機械加工する必要があ
る。磁束ギヤツプ２５は本質的に蒸着非磁性絶縁
材からなる材料により物理的に形成されている。
本技術に習熟した人には同じマスクを使用してフ
イーチヤ線２７に沿つてギヤツプ２５の内端を画
定する同じ蒸着段階によつて、機械加工を停止す
る点を画定する感知線１３ａに沿つて障壁領域１
２の縁を生成することにより、ギヤツプ２５喉部
高さは非常に正確に画定され別々の蒸着段階中も
しくは異なるマスクを使用してフイーチヤ線２７
及び感知線１３ａを生成する場合よりも一層正確
に画定されることは明白なことと思われる。また
薄膜ヘツドギヤツプの喉部高さの制御は本手順を
使用できる多くの可能な応用の一つに過ぎないこ
とも明白である。

機械加工は従来のものでありラツピングもしく
は他の高精度操作により実行することができる
が、層１１及び１４間を短絡させない工具により
実行しなければならない。連続性テスタ２２はコ
ネクタ２３により導電面１１及び導電層１４ｂに
接続されている。

機械加工により面１３と面１０の縁の初期位置
との間の材料が徐々に浸食される。面１３と線１
５間の材料が完全に浸食されると、層１４ａと１
１間の電気的接触が絶たれて連続性テスター２２
がこの状態を表示する。機械加工センサ２１の最
終外形を第５図に示す。操作者はテスター２２を
監視しその表示を見て機械加工を停止することが
できる。替りに機械加工装置をテスター２２に接
続して一度連続性が絶たれたらその動作を自動的
に停止することができる。

こうして線１５の初期位置が感知面１３とほぼ
平行でなければならない理由は明白である。面１
０の縁が面１３と一致するように機械加工された
時点においてそれらが平行でなければ、面１３を
越える部分の材料が除去されてセンサー２１の一
隈が連続性の終端を画定しセンサ２１は別の時期
に連続性を失う。こうして機械加工操作のある点
において縁１５は感知面１３とほぼ平行でなけれ
ばならない。この点において面１０の縁の位置は
初期位置とみなすことができる。機械加工により
この関係を得ることは単なる予備段階と考えられ
る。このような非平行の効果は層１４を一層狭く
してセンサ２１を互いに近接配置することにより
低減できる。しかしながら初期連続性を完全に崩
壊する両者間の電気的接触の欠陥の可能性が増大
する。フイーチヤの固有幅及びその付属構造（ヘ
ツド２０）によりセンサ２１間の近接度が制限さ
れる。

センサ２１及びそれと関連する前記工程は少量
生産のある条件に対しては申し分なく機能する
が、数千個の磁気ヘツド２０に対する商業上の条
件に対してはこれらのセンサ２１を使用すること
が好ましい。これらのヘツド２０を廉価で効率的
に製作するために、１本のバーに数個配置してそ
の全フライング面２６を同時に機械加工する方法
を選んだ。

前記米国特許出願第4477968号“工作物キヤリ
ア”に我々が選んだ用途が詳記されている。要約
すれば前記出願にはヘツドが配置されたバーを湾
曲可能な工作物支持体が記載されており、所要の
公差範囲内においてバー上にヘツドの多数の喉部
を配置することができる。各ヘツドの喉部の現在
の状態を決定するために、最終機械加工フエーズ
中にこれらの各喉部の高さが頻繁に測定される。
正確に校正されたアナログ機械加工センサがバー
上の各ヘツドに隣接配置されている。最終機械加
工操作の初期においてこれらのセンサからの表示
により、他の全てが所望の公差範囲内で機械加工
されている時にある喉部高さが公差範囲外にある
ことが判ると、バーが湾曲してあるヘツドのフラ
イング面が他のヘツドの面の機械加工に対してさ
らに機械加工される。この湾曲量及び位置を適正
に選定することにより、機械加工の完了時にヘツ
ドの喉部の遥かに大きい割合が公差範囲内に入る
ようにすることができる。しかしながらもちろん
この情報を出すセンサは頻繁な間隔で喉部高さを
正確に測定しなければならない。このようなアナ
ログセンサは導電蒸着により形成される構成要素
を有するた、従来の個別センサにもある整合誤差
が生じる。

機械加工縁１５の位置を指定する信号を連続的
に出すアナログセンサ２８を含む複合機械加工セ
ンサを第６図を示す。ゼロ喉部高さすなわちフイ
ーチヤ線５８は機械加工により線すなわち縁１５
を位置決めすべきフイーチヤの位置を画定する。
複合センサはプリズム９の端面１０上に載置さ
れ、抵抗性導電帯により形成されたアナログ感知
素子３１と導電径路４６〜４８により形成された
３個の個別センサ、両者の近辺の絶縁障壁領域３
３、及び各導電径路４６〜４８の終端５０〜５２
と電気的に接続する障壁領域３３の下の導電領域
４９を含んでいる。感知線分３８〜４０は障壁領
域３３の底縁に沿つて階段状の模様を形成してお
りそれらは互いにオフセツトされており、且つ初
めに位置決めされた時に縁１５とほぼ平行であり
互いに所定の距離の延長部を有している。付属ヘ
ツドもしくは他の装置の磁束ギヤツプの内端を生
成する場合と同じ工程及び同じマスクにより生成
されるため、各感知線分３８〜４０はゼロ喉部高
さすなわちフイーチヤ線５８から精密に知られた
間隔で配置されている。導電径路４６〜４８は幾
分電気的抵抗を有しコネクタパツドすなわち端子
４３に共通接続されている。径路４６〜４８は夫
夫線分４０〜３８と交差し全てが導電領域４９と
電気的に接触する。次に端子４３は単極双投
（SPDT）スイツチ５２の上部選定可能端子及び
電圧計５５及び５７の各々の一方の端子に接続さ
れる。

アナログ感知素子３１が個別センサ２９の一部
を形成する導領域４９と一体となつている。感知
素子３１の終端はブリツジ３５及び３６により
夫々抵抗導電径路３４及び３２に接続されてい
る。素子３１はブリツジ３５及び３６間に最初の
R₁の僅かな抵抗を有している。公称高さh₁及び
長さL₁が機械加工中の抵抗値の大部分を決める。
端面すなわち面１０の底縁１５が徐々に機械加工
されると、素子３１の高さh₁が減少し従つて抵抗
が増大する。

径路３４及び３２は導電ブリツジ３５及び３６
を夫々コネクタパツドすなわち端子４１及び４２
に接続する。導体径路３４及び３２自体が一実施
例において幾分抵抗を有し、それも長さL₄及び
L₂及び高さh₄及びh₂に夫々依存する。導体径路３
４及び３２は適正な感知機能を実施するために幾
分抵抗を持たなければならないアナログ感知素子
３１と一体であるために内部抵抗を避けられな
い。コネクタパツド４１は電圧計５５がパツド４
１と４３間の電圧を測定するように電圧計５５の
パツド４３に接続されていない方の端子に接続さ
れている。（電圧計５５及び５７、スイツチ５２
及び同電流源５３が面１０から遠隔配置されてい
る。）パツド４１もSPDTスイツチ５２の下部選
定可能端子に接続されている。パツド４２は定電
流源５３の一端子及び電圧計５５及び５７のパツ
ド４３に接続されていない方の端子に接続されて
いる。定電流源５３のパツド４２に接続されてい
ない方の端子はSPDTスイツチ５２の中央すなわ
ち共通端子に接続されている。

我々はセンサ３１の高さh₁＝ｈの値を定数Ｋに
組み込まれた導体３４及び３２の寸法及びアナロ
グセンサ３１の抵抗値Ｒの現在の表示を出す電圧
計５５及び５７の測定値に関連づける式ｈ＝Ｋ／
Ｒを展開した。追補に示すようにセンサの高さは
h₂＝V₂h₂／Ｑ（V₁−XV₂）となり、V₁及びV₂は
スイツチ５２を図示するように下側に倒して測定
した。こうして喉部の高さ＝V₂h₂／Ｑ（V₁−
XV₂）−Y_pff＝h₁−Y_pffとなり、ここにY_pffはアナ
ログ感知素子３１の頂部とゼロ喉部高さすなわち
個別センサ２９を配置すべきフイーチヤ線を画定
するフイーチヤ線５８との間の間隙である。これ
らの式においてＱ＝L₂／L₁及びＸ＝L₄／L₂であ
る。径路３４及び３２がほぼ同じ寸法を有し従つ
てL₄＝L₂且つＸ＝１±２％以下となるように蒸
着を制御することは比較的容易であり、一実施例
においてこれを選んだ。大きい（±４％）誤差で
も喉部高さの測定に与える影響は僅か0.0254μｍ
（1μin）程度である。

径路３２よりも高さ及び厚さが実質的に大きく
なるように径路３４を形成することにより非常に
小さな有効L₄（L₄＜＜L₂）で径路３４を蒸着する
ことも可能である。蒸着工程により形成される径
路３４の寸法を適正に指定することにより、Ｘは
0.01から0.1の範囲に入るように設定することが
できる。この場合Ｘを知る精度は±10％ないしは
±20％よりも悪いが、Ｘの値が極めて小さいため
喉部高さの測定精度に与える全体的影響はＸ＝１
の場合と同様に±２％である。一度蒸着工程が安
定すると代表的プリズム面１０上の径路３４及び
３２の抵抗値の計算もしくは直接測定によりＸの
平均値を決定することができる。

従つていずれの実施例においても喉部高さの公
式には２個の未知の値がありそれはh₂／Ｑ及び
Y_pffである。V₁、V₂及びＸが判つていると既知
の喉部高さにおけるV₁及びV₂の値を測定するこ
とによりh₂／Ｑ及びY_pffの値を決定することがで
きる。これは個別センサ２９を参照して行うこと
ができる。プリズム９の機械加工が開始されると
線１５が線３８に向つて徐々に移動してアナログ
センサ素子３１の抵抗値及びその両端間の電圧が
増大する。ある点において線１５は線３８と一致
して導体径路４８からなるセンサが開く。その時
点付近においてスイツチ５２が上側位置にある
と、電圧計５５により測定される電圧V₁は連続
性が終る時に急に増大するがそれは導電領域４９
とパツド４３間の抵抗値が増大するためであり、
一方定電流源５３からの電流I_cは変らない。（電
圧計５５は径路３４及び素子３１の抵抗値に較べ
て非常に高い抵抗値を有するものと考えられるた
め、V₁／I_cは領域４９と端子４３間の抵抗値を非
常に精密に示す。）この時喉部高さは線分３８と
ゼロ喉部高さ線５８間の予め選定された正確な間
隔と同様に非常に精密に知ることができる。

V₁の増大が検出されるとすぐにスイツチ５２
を下側位置に倒してV₁の値を読み取り喉部高さ
を表わす式に使用することができる。この時V₂
も読み取られて式中で使用される。蒸着抵抗器の
寸法は蒸着工程により精密に設定することはでき
ないが、同じマスクにより形成されているh₂及び
Y_pffのみならずL₁及びL₂も妥当な初期精度で知る
ことができる。線１５が線３８と一致する時点に
おいて、喉部高さは高精度で知ることができる。
Ｑ（＝L₂／L₁）及びh₂、V₁、V₂の測定値及び正確
な喉部高さを前記喉部高さの公式に代入すると、
Y_pffのより良い近似値が得られその値の精度が実
質的に増大する。

スイツチ５２を再び上側に倒すと線１５が線３
９と一致するまで機械加工が継続して径路４７か
らなる個別スイツチが開きもう一度V₁の値に飛
躍する。再び喉部高さの第２の精密な値を得るこ
とができる。この点において喉部高さの２個の値
が高精度で判明しており、これらの喉部高さの値
に対する夫々V₁及びV₂の２個の値が判明してい
るため、２つの喉部高さの公式をh₂／Ｑ及びY_pff
の値について同時に解くことができる。この点の
後でV₁及びV₂の値を単に測定しh₂／Ｑ及びY_pffの
決定されたばかりの値を使用して計算することに
より、喉部高さを高精度で知ることができる。こ
うして電圧計５５及び５７は喉部高さの前式と関
連してオーム計として機能して校正後の抵抗値
R₁を決定する。

本方法を開発した特定応用に対しては、喉部高
さが0.508μｍ（20μin）から2.032μｍ（80μin）の
範囲である場合に各複合センサが特に有効に表示
することが必要である。この公差帯においては障
壁領域３３の第１の感知線３８をゼロ喉部高さ線
５８から5.08μｍ（200μin）の位置に配置し、第
２の感知線３９を線５８から2.032μｍ（80μin）
の位置に配置し、感知線４０を線５８から0.508μ
ｍ（20μin）の位置に配置するのが便利であるこ
とが判つた。これらの個別センサはゼロ喉部高さ
線５８から正確に知られた距離に配置することが
できることを思い出していただきたい。こうして
線３９及び導体４７より形成される個々のセンサ
が分離される機械加工中に、操作者は隣接ヘツド
が喉部高さの上限に達したことを知ることができ
る。感知線４０及び４６からなるセンサが開く
と、操作者は隣接ヘツドが公差範囲を外れたため
に廃棄しなければならないことを知ることができ
る。線１５を機械加工する理想的最終位置線は
0.508μｍ（20μin）〜2.032μｍ（80μin）の喉部高
さ範囲内の任意位置とすることができる。

Y_pffの低い初期精度と較べ同じマスクにより画
定されるL₁、L₂及びh₂の初期精度が比較的良好
であるため、導体４８及び障壁線３８からなるセ
ンサが開いている時の喉部高さの精度が高く、
Y_pffを実質的に高められた精度で決定することが
できる。我々の方法においてY_pffは当初±1.27μｍ
（±50μin）の精度で判明しており、h₂／Ｑの値は
僅か±0.254μｍ（±10μin）の固有の不正確さを
有するのみである。機械加工が進行して線１５が
線３９と一致し径路４７からなる個別センサが電
気的連続性を失うと、予め測定した喉部高さの２
つの値を同時に使用してh₂／Ｑ及びY_pffを解くこ
とによりh₂／Ｑ及びY_pffの良好な値を計算するこ
とができる。これにより線１５に沿つてプリズム
９を機械加工する時に喉部高さの公式により計算
される喉部高さの最終計算に対して±0.127μｍ
（±5μin）程度の幾分高い精度が得られる。

従つて多くの薄膜ヘツドを載せたプリズム９の
機械加工中にこれら多数の複合素子を同時に使用
すると、センサに隣接する最大数のヘツドが正確
な喉部高さを有するような時期に機械加工を停止
することができる。前記発明を使用して機械加工
工程中にプリズム９を湾曲したい場合には、良好
なヘツドを最も多く得るための湾曲方法を感知す
ることができる。

追補はじめに第７ａ図に夫々L₂、h₂及びt₂の長さ、
高さ及び厚さを有する模式化された薄膜抵抗器３
２を示す。電流は長さ方向に平行に流れる。

第７図ｂの略図は第６図の表面１０上の電気回
路を示し、下記の符号を使用して数学的分析を行
うことができる。

Ｒ＝抵抗値Ｐ＝薄膜の固有抵抗ｔ＝薄膜厚ｈ＝抵抗器高さＬ＝抵抗器長さＡ＝抵抗器の断面積第６図の導体径路すなわち面積を以後本分析に
おいて抵抗器と呼ぶが、第６図、第７ａ図及び第
７ｂ図において参照番号は変らないものとする。

各抵抗器の抵抗値は次式により決定することが
できる。

R₄＝PL₄／th₄＝CL₄／h₂ R₂＝PL₂／th₂＝CL₂／h₂ R₁＝PL₁／th₁＝CL₁／h₁ （プリズム９全面にわたつてＰ及びｔが均一であ
り且つh₂＝h₄と仮定するとＣとしてＰ／ｔを代入
することができる。これらは妥当な仮定である。）次にh₁を抵抗値及び抵抗器のサイズとして解
く。

R₁＋R₄＝Ｃ〔（L₄／h₂）＋（L₁／h₁）〕この式にＣ＝R₂h₂／L₂を代入すると R₁＋R₄＝（R₂h₂／L₂）（L₄／h₂）＋（R₂h₂／L₂）（L₁／h₁）となり、これを書き替えると h₁L₂（R₁＋R₄）−h₁L₄R₂＝R₂h₂L₁ こうして h₁＝R₂h₂L₁／〔L₂(R₁+R₄)−L₄R₂〕 (1) 定義上I_cは一定であるためR₁＋R₄＝V₁／I_c且つ
R₂＝V₂／I_cとなり、ここにV₁は電圧計５５によ
り測定した抵抗器３１及び３４の両端間の電圧降
下であり、V₂は電圧計５７により測定した抵抗
器３２の両端間の電圧である。両測定共スイツチ
５２が“下側”に倒されている時に行われる。電
圧計５５及び５７は共に領域４９、径路４６〜４
８及びパツド４３の直列径路（第６図）に較べて
非常に高い内部抵抗値を有している。パツド４３
及びパツド４１もしくは４２間の電圧を測定する
時この直列径路の両端間の電圧は無視できる。径
路４６〜４８はある意味では二重の責務を果し、
個別センサ２９の素子として機能すると共に電圧
計５５及び５７と抵抗器３１及び３２の接合点間
のコネクタ径路として機能する。機械加工が線分
４０に達するとブリツジ３６に隣接する電圧が得
られないためV₁及びびV₂を測定することはでき
ない。全センサ２９が典型的に数十μｍ（1000分
の数インチ）の幅であることに注目願いたい。

R₁及びR₂のこれらの値を(1)式に代入すると、 h₁＝（V₂／I_c）（h₂L₁）／〔（V₁／I_c）L₂−（V₂／I_c）L₄〕すなわち h₁＝V₂h₂L₁／（V₁L₂−V₂L₄） (2) Ｘ＝L₄／L₂及びＱ＝L₂／L₁に設定するとL₄＝
XL₂及びL₂＝QL₁従つてL₄＝XQL₁となる。L₂及
びL₄のこれらの値を(2)式に代入すると h₁＝V₂h₂／Ｑ（V₁−XV₂） (3) となる。

第６図においては定義上h₁＝Y_pff＋喉部高さで
あり、ここにh₁は感知素子３１の現在の高さであ
る。(3)式からのh₁の値を本式に代入すると喉部高さ＝〔V₂h₂／Ｑ(V₁-XV₂)〕−Y_pff となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は発明の対象が配置される表面を有する
プリズムの斜視図であつて発明の方法の中間段階
を示す図、第２図及び第４図は第１図に示す機械
加工センサの１個の夫々機械加工段階前後の断面
図、第３図及び第５図は機械加工の前後におい
て、機械加工により位置決めされる縁を示す断面
図、第６図は絶縁領域の縁の位置に基いた精密な
公差の寸法を有する薄膜ヘツド等の装置の量産に
採用される好ましい複合センサにこの個別センサ
を組み込んだ構造図、第７ａ図は第６図の個々の
薄膜抵抗器の拡大斜視図、第７ｂ図は第６図のア
ナログセンサ回路網の回路図である。符号の説明、９……プリズム、１１，１４，４
９……導電層、１２，３３……絶縁層、１３……
感知面、１６……第２絶縁層、１７，１８……磁
束径路、１９……巻線、２０……薄膜ヘツド、２
１……機械加工センサ、２２……連続性テスタ、
２３……コネクタ、２８……アナログセンサ、３
１……アナログ感知素子、３２，３４……抵抗導
電径路、３３……絶縁障壁領域、４１〜４３……
コネクタパツド、４６〜４８……個別センサ、５
２……単極双投スイツチ、５３……定電流源、５
５，５７……電圧計。

Claims

【特許請求の範囲】１機械加工すべき材料の表面上に置かれる機械
加工センサの校正方法において、前記表面の第１
の縁がその初期位置からフイーチヤ線に対して所
定の間隔の理想的最終位置線まで機械加工され、
機械加工には個別センサ及びアナログセンサが用
いられ、前記個別センサは、 (a) 前記第１の縁の初期位置から少くとも理想的
最終位置線まで延びている前記表面上の底部導
電領域と、 (b) 各々がフイーチヤ線から精密に定められた間
隔で前記理想的最終位置線と前記第１の縁の初
期位置との間に配置された少くとも一本の線分
からなる感知線境界を有し、且つ前記感知線境
界に対して前記第１の縁の初期位置から離れる
方向に延びている絶縁障壁領域と、 (c) 前記第１の縁の初期位置と前記感知線境界と
の間の領域の外側の障壁領域上全体に位置し、
各々が前記線分の中の１本を横切つて延び前記
導電領域と電気的に接触する少くとも１本の導
電径路を含む層と、 (d) 前記感知線境界から離れた各導電径路の一端
と前記底部導電領域との間に接続され、前記導
電径路と前記底部導電領域間の連続性が絶たれ
た時に表示を出す連続性テスタからなり、前記アナログセンサは、 (a) 前記第１の縁の初期位置に沿つて位置する抵
抗性導電帯であつて、 (i) 前記導電径路によつて横切られる各感知線
境界の線分を延長部と交差し、また (ii) 前記理想的最終位置線と交差する前記抵抗
性導電帯と、 (b) 前記抵抗性導電帯の両端間に電気的に接続さ
れ前記導電帯の抵抗値を示す信号を出す抵抗測
定装置からなり、前記方法は (a) 前記連続性テスタが前記導電径路と前記導電
領域間の連続性が絶たれたことを表示するまで
前記表面の第１の縁をフイーチヤ線に向つて機
械加工する段階と、その後さらに機械加工を行
うことなく (b) 前記抵抗測定装置からの信号を分析して前記
導電帯の抵抗値を決定する段階と、 (c)(i) 前記導電領域との連続性が絶たれた前記導
電径路と交差する線分の既知の離隔距離を前
記フイーチヤ線と前記第１の縁間の距離ｈに
代入し、 (ii) 前記抵抗測定装置の表示する抵抗値を前記
導電帯の抵抗値Ｒに代入し、等式ｈ＝Ｋ／Ｒから、Ｋについて式を解く
ことにより逆比例係数Ｋを計算する段階と、 (d) 前記理想的最終位置線に向かつて前記第１の
縁の機械加工を継続する段階と、 (e) 機械加工を行いながら前記抵抗測定装置から
の信号を周期的に分析して前記導電帯の抵抗値
を決定しそれからｈの値を計算する段階と、 (f) 前記ｈの値が前記理想的最終位置と前記フイ
ーチヤ線間の所定の離隔範囲内に低減されてい
る時に機械加工を中止する段階とを有する機械
加工センサの校正方法。