JPH04360769A - High-speed air current floating injection-machining device - Google Patents

High-speed air current floating injection-machining device

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JPH04360769A
JPH04360769A JP13316591A JP13316591A JPH04360769A JP H04360769 A JPH04360769 A JP H04360769A JP 13316591 A JP13316591 A JP 13316591A JP 13316591 A JP13316591 A JP 13316591A JP H04360769 A JPH04360769 A JP H04360769A
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JP
Japan
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gas
injection
workpiece
bearing slider
gas bearing
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JP13316591A
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Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Kuroda
正幸 黒田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To perform grinding, polishing and the formation of a thin film with optimum surface structure and properties by performing the etching process of grinding-polishing and the deposition process of forming the thin film such as a protecting film layer by a machining device based on the same principle. CONSTITUTION:In a high-speed air current floating type injection device, the machined face 32 of a workpiece 6 is levitated by a gas-bearing slider face 8 so as to be movable, and solid gas two-phase mixed flows 28, 29 containing grain is jetted at high speed from injection nozzles 21, 22 disposed at a glass slider part 17 to machine the machined face 32.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】この発明は、微粒子を含む固気2
相混合流を高速噴射させ、被加工物を加工する加工装置
に関する。
[Industrial Application Field] This invention is directed to solid gas containing fine particles.
The present invention relates to a processing device that processes a workpiece by jetting a phase mixture flow at high speed.

【0002】0002

【従来の技術】例えばコンピュータの情報記憶装置に用
いられる磁気ハードディスクは高密度記録を実現するた
めに、記録媒体として金属薄膜や酸化膜薄膜がサブスト
レート(ディスク基板)の表面に平滑にメッキ法や蒸着
法等のような薄膜技術で形成されている。
[Prior Art] For example, in magnetic hard disks used in computer information storage devices, in order to achieve high-density recording, a thin metal film or thin oxide film is coated on the surface of a substrate (disk substrate) by a smooth plating method as a recording medium. It is formed using a thin film technique such as vapor deposition.

【0003】しかし、このような平滑な記録媒体薄膜を
形成するには、ディスクの製造工程で行われるサブスト
レートの各種表面処理加工等が重要となる。ディスクの
製造工程では大きく分けて、■例えばアルミニウムやガ
ラスのような材料から成るサブストレートの表面を研削
する工程。
However, in order to form such a smooth recording medium thin film, various surface treatments of the substrate performed in the disk manufacturing process are important. The manufacturing process for disks can be broadly divided into: ■The process of grinding the surface of a substrate made of materials such as aluminum or glass.

【0004】■研削されたサブストレートの表面を下処
理して得た表面を研磨する工程。■前記研磨された表面
に磁気記録媒体となる磁性層を形成する工程。■この磁
性層の表面を保護する保護膜を形成する工程。とを含ん
でいる。■の工程はサブストレートの表面の精度がそれ
程上がっておらず、面精度は粗く、且つ面振れも大きい
ので、次の工程に進む前にサブストレートの表面を研削
する必要がある。その為に現在ダイヤモンドバイト等で
研削し、面粗度、面振れを取り、非磁性の下地処理を行
う。
[0004] ■ A step of preparing the surface of the ground substrate and polishing the surface obtained. (2) A step of forming a magnetic layer to become a magnetic recording medium on the polished surface. ■Process of forming a protective film to protect the surface of this magnetic layer. Contains. In step (2), the surface accuracy of the substrate has not been improved that much, the surface accuracy is rough, and the surface runout is large, so it is necessary to grind the surface of the substrate before proceeding to the next step. For this purpose, we currently grind with a diamond tool, etc. to remove surface roughness and surface runout, and provide a non-magnetic surface treatment.

【0005】■の工程ではこの下地処理層を例えば、超
精密研磨フィルムにより研磨している。この研磨装置は
微粒子の粒度分布がシャープな研磨材やバインダー樹脂
中に均一に分散し、これをポリエステルフィルムにコー
ティングして出来た研磨フィルムを用い、これを長尺ロ
ールにして機械化による連続自動研磨を行うようにして
いる。
[0005] In the step (2), this base treatment layer is polished using, for example, an ultra-precision polishing film. This polishing device uses a polishing film made by coating a polyester film with fine particles uniformly dispersed in an abrasive material or binder resin with a sharp particle size distribution, which is then rolled into a long roll for continuous automatic polishing by mechanization. I try to do this.

【0006】■の工程ではこのような研磨装置で表面処
理したサブストレートにメッキ装置、蒸着装置等で磁性
膜を被着する。そして、■の工程でも、保護膜を被着す
るのに蒸着装置、スパッタリング装置等を用いている。 前述のように各工程で操作される表面処理装置はそれぞ
れ動作原理の異なる装置であって、それぞれの装置に見
合った調整、保守等が必要になり、管理が煩雑になる。 また、個々の装置を見ても、例えば■の工程で用いる研
磨装置には次のような欠点がある。即ち、1)長尺ロー
ルを一定速度で送る送り機構の組立、調整、保守が大変
である。
In step (2), a magnetic film is applied to the substrate whose surface has been surface-treated using such a polishing device using a plating device, a vapor deposition device, or the like. Also in the step (2), a vapor deposition device, a sputtering device, etc. are used to deposit the protective film. As mentioned above, the surface treatment apparatuses operated in each process have different operating principles, and require adjustment, maintenance, etc. commensurate with each apparatus, making management complicated. Furthermore, when looking at individual devices, for example, the polishing device used in step (2) has the following drawbacks. That is, 1) It is difficult to assemble, adjust, and maintain the feeding mechanism that feeds the long roll at a constant speed.

【0007】2)サブストレートの径方向に両面から加
圧して研磨するため、どうしても面振れが大きくてる。 3)研磨テープの研磨材の塗布厚みにバラツキがあるた
め不都合を生ずる。 4)研磨テープの巻き始め、巻き終わりの巻きムラの影
響が出やすい。また、■の工程では用いられる蒸着装置
、スパッタリング装置等による薄膜の形成には時間が掛
かり、しかも、均一に薄膜をコントロールすることが大
変である。
2) Because polishing is performed by applying pressure from both sides in the radial direction of the substrate, surface runout is inevitably large. 3) Inconvenience occurs because the thickness of the abrasive applied to the abrasive tape varies. 4) Easily affected by uneven winding of the abrasive tape at the beginning and end. Furthermore, it takes time to form a thin film using the vapor deposition equipment, sputtering equipment, etc. used in the step (2), and it is difficult to uniformly control the thin film.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】この発明は、このよう
な従来の欠点を解消するためになされたものであって、
研削、研磨等のエッチング工程や保護膜層等のような薄
膜を形成するデポジション工程を同一の動作原理に基づ
く加工装置で行い、研削、研磨、薄膜形成を最適な表面
構造、表面性状で行うことを可能にする加工装置を提供
することを課題にしている。
[Problems to be Solved by the Invention] The present invention has been made in order to eliminate such conventional drawbacks.
Etching processes such as grinding and polishing and deposition processes that form thin films such as protective film layers are performed using processing equipment based on the same operating principle, and grinding, polishing, and thin film formation are performed with optimal surface structure and surface properties. Our goal is to provide processing equipment that makes this possible.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明の高速気流浮動
型噴射加工装置は、被加工物の被加工面をガスベアリン
グスライダー面で浮上させ、可動自在とし、このガスベ
アリングスライダー部に配した噴射ノズルから微粒子を
含む固気2相混合流を高速噴射させ、被加工面を加工す
ることを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] The high-speed airflow floating type jet machining device of the present invention floats the surface of the workpiece to be machined on a gas bearing slider surface and makes it movable, and the jet jet is arranged on the gas bearing slider section. It is characterized by machining the surface to be machined by jetting a solid-gas two-phase mixed flow containing fine particles from a nozzle at high speed.

【0010】及び、噴射ノズルを複数個有し、前記ガス
ベアリングスライダー部のほぼ中央部にピボット軸受を
有するジンバルで支持することによりガスベアリングス
ライダー面を被加工面に対し安定した姿勢で浮上させ、
噴射ノズルから微粒子を含む固気2相混合流を高速噴射
させ、被加工物を加工することを特徴とする。及び、噴
射ノズルを複数個有し、前記ガスベアリングスライダー
部のほぼ中央部にピボット軸受を有するジンバルで支持
することにより、ガスベアリングスライダー面の姿勢を
傾斜させ、複数個の噴射ノズルの各々から被加工面に傾
斜させて、微粒子を含む固気2相混合流を高速噴射させ
、被加工物を最適な表面構造、表面性状に加工すること
を特徴とする。
[0010] The gas bearing slider surface has a plurality of injection nozzles and is supported by a gimbal having a pivot bearing approximately in the center of the gas bearing slider portion, thereby floating the gas bearing slider surface in a stable attitude relative to the workpiece surface.
The method is characterized in that a solid-gas two-phase mixed flow containing fine particles is injected from an injection nozzle at high speed to process a workpiece. Further, by having a plurality of injection nozzles and supporting the gas bearing slider portion with a gimbal having a pivot bearing approximately at the center thereof, the attitude of the gas bearing slider surface is inclined, and the direction of exposure from each of the plurality of injection nozzles is reduced. The method is characterized in that a solid-gas two-phase mixed flow containing fine particles is injected at high speed at an angle to the processing surface, thereby processing the workpiece into an optimal surface structure and surface texture.

【0011】及び、複数個の噴射ノズルの一方から微粒
子を含む固気2相混合流を被加工面に噴射させ、もう一
方の噴射ノズルから気体を噴射又は吸引させることによ
り、加工後の塵埃を前記気体で除去することを特徴とす
る。
[0011] Also, by injecting a solid-gas two-phase mixed flow containing fine particles onto the workpiece surface from one of the plurality of injection nozzles, and injecting or suctioning gas from the other injection nozzle, dust after processing is removed. It is characterized in that it is removed using the gas.

【0012】0012

【作用】このように、この発明の高速気流浮動型噴射加
工装置は、被加工物を一定の速度で回転させ、噴射ノズ
ルを一定の速度で径方向に送り、微粒子を含む固気2相
混合流を被加工面に所定の噴射圧で噴射するため、被加
工面を均質な表面形状、表面構造にすることが出来る。 又は、噴射ノズルの高さ、噴射ノズルの姿勢を、前記の
構造で替えることが出来るため、良好なる研削、研磨、
薄膜加工、また、塵埃除去作業が出来る。また、表面加
工物の装着、着脱を簡単に行うことが出来る。
[Operation] As described above, the high-speed air-floating injection machining device of the present invention rotates the workpiece at a constant speed, sends the injection nozzle in the radial direction at a constant speed, and creates a solid-gas two-phase mixture containing fine particles. Since the flow is injected onto the surface to be processed at a predetermined injection pressure, the surface to be processed can be made to have a uniform surface shape and structure. Alternatively, since the height of the injection nozzle and the posture of the injection nozzle can be changed with the above structure, good grinding, polishing, and
Can perform thin film processing and dust removal work. Furthermore, the surface treatment can be easily attached and detached.

【0013】[0013]

【実施例】以下、この発明の一実施例を図1〜図4の図
面を参照して説明する。まず、図1はこの発明の一実施
例に係わる高速気流浮動型噴射加工装置1の構成図であ
る。図2〜図4はその部分拡大説明図で、図2は噴射ノ
ズル近傍の部分拡大断面図、図3は噴射ノズル近傍の底
面図であり、後から説明する被加工物側から観た図であ
る。図4は全体の正面図(拡大詳細図)ある。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4. First, FIG. 1 is a configuration diagram of a high-speed airflow floating type jet machining apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. 2 to 4 are partially enlarged explanatory views, FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view near the injection nozzle, and FIG. 3 is a bottom view near the injection nozzle, as seen from the workpiece side, which will be explained later. be. FIG. 4 is an overall front view (enlarged detailed view).

【0014】まず、図1を基にして説明すると、2は被
加工物を装着する回転テーブルであり、3は回転軸、4
はハブ受け台部である。ここでは図示していないが、回
転軸3と回転テーブル2はハブ受け台4で圧入され、こ
のように一体化された回転軸3をベアリングハウジング
に内蔵された上下2個のベアリングにより支持し、回転
軸3はモータ軸とカップリングされ、定速で回転方向2
3方向に回転する。被加工物6として、ここでは一例と
して磁気ディスク基板が搭載されている。
First, referring to FIG. 1, 2 is a rotary table on which a workpiece is mounted, 3 is a rotating shaft, and 4 is a rotary table on which a workpiece is mounted.
is the hub cradle. Although not shown here, the rotary shaft 3 and the rotary table 2 are press-fitted with a hub holder 4, and the thus integrated rotary shaft 3 is supported by two upper and lower bearings built into the bearing housing. The rotating shaft 3 is coupled to the motor shaft and rotates in the rotating direction 2 at a constant speed.
Rotates in 3 directions. As the workpiece 6, a magnetic disk substrate is mounted here as an example.

【0015】図1に加え図3〜図4に示すように、被加
工物6は回転テーブル2の被加工物装着面5が真空チャ
ッキング出来る構造になっている。次に、半径方向24
に可動するアクチュエータ7にガスベアリングスライダ
ー付の噴射ノズル21、22を搭載し、この噴射ノズル
21、22は被加工物6の内径から外径まで可動自在に
なっている。ここで、回転テーブル2の外周部表面、ハ
ブ受け台4の内周部表面及び被加工物6の表面は同一平
面とする。これの効果は微粒子を含む固気2相混合流2
8、29が、噴射ノズル21、22の噴射孔26、27
から被加工物6の被加工面32に噴射流30、31とし
て高速噴射する場合、同一平面で形成されていると、噴
射流30、31が乱れることなく被加工面32に噴射さ
れ、良好なる表面構造、表面性状の加工が行えることと
、ガスベアリングスライダー部17のガスベアリングス
ライダー面(双胴18) を安定した姿勢で浮上させる
ことが出来る。
As shown in FIGS. 3 and 4 in addition to FIG. 1, the workpiece 6 has a structure in which the workpiece mounting surface 5 of the rotary table 2 can be vacuum chucked. Next, radial direction 24
Injection nozzles 21 and 22 with gas bearing sliders are mounted on an actuator 7 that is movable, and these injection nozzles 21 and 22 are movable from the inner diameter to the outer diameter of the workpiece 6. Here, the outer peripheral surface of the rotary table 2, the inner peripheral surface of the hub pedestal 4, and the surface of the workpiece 6 are assumed to be on the same plane. The effect of this is that the solid-gas two-phase mixed flow containing fine particles 2
8 and 29 are the injection holes 26 and 27 of the injection nozzles 21 and 22.
When the jet streams 30 and 31 are jetted at high speed onto the workpiece surface 32 of the workpiece 6, if they are formed on the same plane, the jet flows 30 and 31 can be jetted onto the workpiece surface 32 without being disturbed, resulting in a good result. The surface structure and surface texture can be processed, and the gas bearing slider surface (twin body 18) of the gas bearing slider section 17 can be floated in a stable posture.

【0016】次に、可動部8について説明する。まず、
噴射ノズル21、22はガスベアリングスライダー部1
7のガスベアリングスライダー面18に対して垂直にな
るように嵌め込み、丁度ここでは噴射ノズル21、22
の噴射孔26、27の開放端がガスベアリングスライダ
ー部17のスライダー溝25の深さ面と同一の面にくる
ように接着固定する。 また、ガスベアリングスライダー部17の符号19、2
0で示したところは、表面加工物6の被加工面32から
浮上させる場合、安定して浮上させるためのテーパガス
ベアリングスライダーである。33はピボット軸受14
付ジンバル12を接着固定するための取付溝16の取付
面である。ここでジンバル12であるが、ジンバル中央
部にピボット軸受14を有し、このピボット軸受14の
周辺にはコの字型のスリット13が切られている。即ち
、このコの字状のスリット13内部のピボット軸受近傍
のジンバル12のみをガスベアリングスライダー部17
の取付溝16の取付面33に接着固定する。また、ジン
バル12の他端は、サスペンション10の先端部でスポ
ット溶接15されている。
Next, the movable portion 8 will be explained. first,
The injection nozzles 21 and 22 are the gas bearing slider part 1
7, so that it is perpendicular to the gas bearing slider surface 18, and the injection nozzles 21 and 22 are
The open ends of the injection holes 26 and 27 are adhesively fixed so that they are flush with the depth of the slider groove 25 of the gas bearing slider section 17. In addition, the symbols 19 and 2 of the gas bearing slider section 17 are
The part indicated by 0 is a tapered gas bearing slider for stably floating the surface-processed object 6 from the surface to be processed 32. 33 is the pivot bearing 14
This is the mounting surface of the mounting groove 16 for adhesively fixing the attached gimbal 12. Here, the gimbal 12 has a pivot bearing 14 at the center of the gimbal, and a U-shaped slit 13 is cut around the pivot bearing 14. That is, only the gimbal 12 near the pivot bearing inside this U-shaped slit 13 is connected to the gas bearing slider section 17.
It is adhesively fixed to the mounting surface 33 of the mounting groove 16 of. Further, the other end of the gimbal 12 is spot welded 15 to the tip of the suspension 10.

【0017】このことによりサスペンション10とジン
バル12とは、ジンバルの一端をスポット溶接15で結
合され、ジンバルの他端側はジンバル12のピボット軸
受14とサスペンション10の面で接した状態で、また
、ピボット軸受14とガスベアリングスライダー部17
の取付溝33とは、接着固定してあるため、ピボット軸
受14を支点としてガスベアリングスライダー部17は
矢印34、又は35方向に回動する。即ち、浮上させる
条件により、被加工面32に垂直になるように、噴射ノ
ズル21、22を配した姿勢にも、また、噴射ノズル2
1、22を34、35方向に回動させることにより、傾
斜した姿勢にすることも可能である。また、ジンバル1
2もサスペンション10もステンレスバネ鋼材の板材を
利用しており、ジンバル12はサスペンション10と比
較してバネ定数は小さくなっている。また、サスペンシ
ョン10は剛性を高めるために符号11の如く上部に折
り曲げた断面形状をしている。また、サスペンション1
0の根元は補強板37を介してアクチュエータ7にビス
9で締結され、被加工物6の被加工面32上を矢印方向
24に被加工物6の内周から外周まで、可動出来る構造
になっている。
As a result, the suspension 10 and the gimbal 12 are connected at one end of the gimbal by spot welding 15, and the other end of the gimbal is in contact with the pivot bearing 14 of the gimbal 12 at the surface of the suspension 10. Pivot bearing 14 and gas bearing slider section 17
Since the mounting groove 33 is fixed with adhesive, the gas bearing slider portion 17 rotates in the direction of the arrow 34 or 35 using the pivot bearing 14 as a fulcrum. That is, depending on the levitation conditions, the injection nozzles 21 and 22 may be placed in a position perpendicular to the surface to be processed 32;
By rotating 1 and 22 in directions 34 and 35, it is also possible to take an inclined posture. Also, gimbal 1
Both the suspension 10 and the gimbal 12 utilize plates made of stainless spring steel, and the gimbal 12 has a smaller spring constant than the suspension 10. Further, the suspension 10 has a cross-sectional shape that is bent upward as shown by reference numeral 11 in order to increase rigidity. Also, suspension 1
The base of 0 is fastened to the actuator 7 with a screw 9 via a reinforcing plate 37, and has a structure that allows it to move on the workpiece surface 32 of the workpiece 6 in the direction of the arrow 24 from the inner circumference to the outer circumference of the workpiece 6. ing.

【0018】次に動作を説明する。まず、ディスクサブ
ストレート6(被加工物)を回転テーブル2の装着面5
に装着する場合、アクチュエータ7を右方向に移動させ
、ガスベアリングスライダー部17をディスクサブスト
レート6の径方向24にサブストレート6の外周部から
外れた位置まで、移動させる。そしてサブストレート6
を図示していないがハンドラーで回転テーブル2の装着
面5に位置決めし、真空チャッキングする。そして、モ
ータに電源を入れ、サブストレート6が噴射ノズル21
、22に対して一定の線速度で回転するようにモータの
回転数を可変させながら制御し、同時に一定速度で噴射
ノズル21、22を矢印24の半径方向に移動させる。
Next, the operation will be explained. First, the disk substrate 6 (workpiece) is placed on the mounting surface 5 of the rotary table 2.
When the gas bearing slider section 17 is mounted on the disc substrate 6 in the radial direction 24 of the disk substrate 6 by moving the actuator 7 rightward, the gas bearing slider section 17 is moved to a position away from the outer circumference of the substrate 6. and substrate 6
Although not shown, is positioned on the mounting surface 5 of the rotary table 2 by a handler and vacuum chucked. Then, turn on the power to the motor, and the substrate 6 will be connected to the injection nozzle 21.
, 22 are controlled while varying the rotation speed of the motor so as to rotate at a constant linear velocity, and at the same time, the injection nozzles 21 and 22 are moved in the radial direction of the arrow 24 at a constant velocity.

【0019】この場合、微粒子を含む固気2相混合流2
8、29がパイプ36を通じて供給され、噴射ノズル2
1、22から固気2相混合流が高速で噴射され、微粒子
を含む固気2相噴流となって、サブストレート6の表面
を研削したり、研磨し、或いは保護膜を形成することが
できる。 なお、ここでは噴射ノズル21、22のサブストレート
6との高さH2 は、ガスベアリングスライダー面18
とサブストレート6との高さH1 で位置決めされるが
、噴射ノズル21、22を矢印24の半径方向に移動さ
せると、サブストレート6 の面振れ量の影響とか噴射
ノズル21、22の噴射圧の影響がH1 とかH2 に
及んでくる。そのため、ここでは前述の如くサスペンシ
ョン10とジンバル12のピボット軸受14の構成によ
り、噴射ノズル21、22を矢印24方向に移動させた
場合、最適な噴射圧と噴射姿勢を得るために、また、噴
射ノズル21、22がサブストレート6面上を上下に微
動し、最適な噴射高さH2 になるように、サスペンシ
ョン10が噴射圧調整パネとしての役割を果たし、ジン
バル12のピボット軸受14が噴射ノズル21、22の
噴射姿勢をとるための役割を果たしている。
In this case, a solid-gas two-phase mixed flow 2 containing fine particles
8 and 29 are supplied through the pipe 36 and the injection nozzle 2
A solid-gas two-phase mixed flow is injected from 1 and 22 at high speed, and becomes a solid-gas two-phase jet containing fine particles, which can grind or polish the surface of the substrate 6, or form a protective film. . In addition, here, the height H2 of the injection nozzles 21 and 22 with respect to the substrate 6 is the height H2 of the gas bearing slider surface 18.
However, when the injection nozzles 21 and 22 are moved in the radial direction of the arrow 24, the influence of the amount of surface runout of the substrate 6 and the injection pressure of the injection nozzles 21 and 22 are determined. The influence extends to H1 and H2. Therefore, as described above, when the injection nozzles 21 and 22 are moved in the direction of the arrow 24, due to the configuration of the suspension 10 and the pivot bearing 14 of the gimbal 12, in order to obtain the optimum injection pressure and injection posture, the injection The suspension 10 plays the role of an injection pressure adjustment panel, and the pivot bearing 14 of the gimbal 12 moves the injection nozzle 21 so that the nozzles 21 and 22 move slightly up and down on the surface of the substrate 6 to achieve the optimum injection height H2. , 22 plays a role in assuming the injection posture.

【0020】即ち、サスペンション10のバネ圧と噴射
ノズル21、22の噴射圧が噴射高さH2 及びガスベ
アリング高さH1の位置でつり合うようにサスペンショ
ン10のバネ圧が決められている。次に、固気2相混合
噴流28、29の実施例について説明する。まず、サブ
ストレート6を研削する場合であるが、微粒子として粒
径5〜15μmのSiC、Al2 O3 等を空気、ド
ライ窒素等の気体を混合して噴射圧3〜10kg/cm
2の固気2相混合流28、29をパイプを通じて供給し
、噴射ノズル21、22の噴射孔26、27からサブス
トレート6の表面に噴射し研削する。研削された後、サ
ブストレート6の表面に下地処理を施されるが、その下
地処理をされた表面を更に研磨する必要がある。この研
磨処理に、この発明では微粒子として粒径0.01〜1
μmのSiC、Al2 O3 等を粒径5μmのナイロ
ンのような微粒子に被着した複合微粒子を空気、ドライ
窒素等の気体と混合して、噴射圧3〜10kg/cm2
の固気2相混合流28、29をパイプ36を通じて供給
し、噴射ノズル21、22の噴射孔26、27から表面
処理されたサブストレート6に噴射し、研磨する。この
ような方法で研削、研磨すると微粒子の粒径の1/10
〜1/100と同じ被加工面32の表面粗度が得られる
。また、例えば脆性材(セラミック等)の場合には、噴
射ノズル21、22からの噴射圧を回転方向に対し、噴
射ノズル21の噴射圧を噴射ノズル22の噴射圧より高
くすることにより、ジンバル12のピボット軸受14の
効果によりガスベアリングスライダー面18に符号34
方向の持ち上がり、噴射孔21、22はサブストレート
6に対して傾斜するが、サブストレート6の線速度を低
くして、噴射ノズル21、22を傾斜させると、噴射流
30、31は衝撃力を弱め、微粒子がサブストレート6
に弱く当たるために、被加工面32にクラックの発生を
防止し、最適な研削、研磨を行い得る。
That is, the spring pressure of the suspension 10 is determined so that the spring pressure of the suspension 10 and the injection pressure of the injection nozzles 21 and 22 are balanced at the injection height H2 and the gas bearing height H1. Next, an example of the solid-gas two-phase mixed jets 28 and 29 will be described. First, when grinding the substrate 6, fine particles such as SiC, Al2 O3, etc. with a particle size of 5 to 15 μm are mixed with a gas such as air or dry nitrogen, and the injection pressure is 3 to 10 kg/cm.
A solid-gas two-phase mixed flow 28, 29 of 2 is supplied through the pipe, and is injected from the injection holes 26, 27 of the injection nozzles 21, 22 onto the surface of the substrate 6 for grinding. After being ground, the surface of the substrate 6 is subjected to a base treatment, but it is necessary to further polish the base-treated surface. In this invention, fine particles with a particle size of 0.01 to 1 are used for this polishing process.
Composite fine particles made by adhering μm SiC, Al2 O3, etc. to fine particles such as nylon with a particle size of 5 μm are mixed with a gas such as air or dry nitrogen, and the injection pressure is 3 to 10 kg/cm2.
A solid-gas two-phase mixed flow 28, 29 is supplied through the pipe 36, and is injected from the injection holes 26, 27 of the injection nozzles 21, 22 onto the surface-treated substrate 6 for polishing. Grinding and polishing using this method reduces the particle size to 1/10 of the particle size.
The same surface roughness of the processed surface 32 as ~1/100 can be obtained. For example, in the case of a brittle material (ceramic, etc.), the gimbal 12 34 on the gas bearing slider surface 18 due to the effect of the pivot bearing 14.
When the linear velocity of the substrate 6 is lowered and the injection nozzles 21, 22 are tilted, the injection streams 30, 31 will be affected by the impact force. Weak, fine particles are substrate 6
Since it hits the surface 32 weakly, it is possible to prevent cracks from occurring on the surface 32 to be processed, and to perform optimal grinding and polishing.

【0021】次に、説明をサブストレート6に戻す。研
磨されたサブストレート6の表面には、蒸着、スパッタ
リング等の薄膜技術で情報が記録される磁性薄膜層が形
成される。この磁性薄膜層を保護するために、保護膜を
被着するのであるが、この発明では、前述のこの発明の
装置を用い、微粒子として粒径0.01〜0.1μmの
SiO2 、Si3 N4 等を空気、ドライ窒素等の
気体と混合して噴射圧が1〜3kg/cm2の固気2相
混合噴流28、29をパイプ36を通じ、噴射ノズル2
1、22の噴射孔26、27から磁性薄膜層に噴射し、
薄膜を形成する。また、前述の微粒子を含む固気2相混
合流を一方の噴射孔26からサブストレート6に噴射し
、加工した後の塵埃をもう一方の噴射ノズル22の噴射
孔27から気体(例えば空気、ドライ窒素等)を噴射さ
せるか、、吸引させることにより、塵埃を除去すること
も出来る。
Next, the explanation returns to the substrate 6. A magnetic thin film layer on which information is recorded is formed on the surface of the polished substrate 6 using a thin film technique such as vapor deposition or sputtering. In order to protect this magnetic thin film layer, a protective film is applied, and in this invention, using the apparatus of the invention described above, fine particles such as SiO2, Si3 N4, etc. with a particle size of 0.01 to 0.1 μm are deposited. is mixed with a gas such as air or dry nitrogen, and a solid-gas two-phase mixed jet 28, 29 with an injection pressure of 1 to 3 kg/cm2 is sent through a pipe 36 to the injection nozzle 2.
Injected onto the magnetic thin film layer from the injection holes 26 and 27 of 1 and 22,
Forms a thin film. In addition, the solid-gas two-phase mixed flow containing the fine particles described above is injected from one injection hole 26 onto the substrate 6, and the processed dust is transferred to a gas (for example, air, dry air, etc.) from the injection hole 27 of the other injection nozzle 22. Dust can also be removed by injecting or suctioning nitrogen, etc.

【0022】この実施例では、被加工物として、磁気ハ
ードディスクのサブストレート6を例示したが、光ディ
スクにも半導体ウエハーにも、また、その他の美術工芸
品にも、これらのものを回転させながら、その表面を超
精密に処理加工することが出来る。
In this embodiment, the substrate 6 of a magnetic hard disk is used as an example of the workpiece, but optical disks, semiconductor wafers, and other arts and crafts can also be processed while rotating these objects. Its surface can be processed with ultra precision.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上説明したように、この発明の高速気
流浮動型噴射加工装置は、被加工物を一定の速度で回転
させ、噴射ノズルを一定の速度で径方向に送り、微粒子
を含む固気2相混合流を被加工物の被加工面に所定の噴
射圧で噴射するため、被加工物が均質な表面形状、表面
構造で超精密加工が出来る。又は、噴射ノズルの高さ、
噴射ノズルの姿勢を、前記の構造で替えることが出来る
ため、良好なる研削、研磨、薄膜加工、また、塵埃除去
作業が出来る。また、表面加工物の装着、着脱を簡単に
行うことが出来る。以上のように本発明は数々の優れた
効果を有するものである。
Effects of the Invention As explained above, the high-speed airflow floating type jet machining device of the present invention rotates the workpiece at a constant speed, sends the jet nozzle in the radial direction at a constant speed, and removes solid particles containing fine particles. Since the gas two-phase mixed flow is injected onto the surface of the workpiece at a predetermined injection pressure, ultra-precision machining can be performed on the workpiece with a homogeneous surface shape and structure. Or the height of the injection nozzle,
Since the posture of the injection nozzle can be changed with the above-described structure, good grinding, polishing, thin film processing, and dust removal work can be performed. Furthermore, the surface treatment can be easily attached and detached. As described above, the present invention has many excellent effects.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】この発明の一実施例に係わる高速気流浮動型噴
射加工装置の構成図
[Fig. 1] A configuration diagram of a high-speed airflow floating type jet processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】噴射ノズル近傍の部分拡大断面図[Figure 2] Partially enlarged sectional view near the injection nozzle

【図3】噴射
ノズル近傍の底面図
[Figure 3] Bottom view near the injection nozzle

【図4】全体の正面図(拡大詳細図)[Figure 4] Overall front view (enlarged detailed view)

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  高速気流浮動型噴射加工装置 2  回転テーブル 3  回転軸 4  ハブ受け台 5  被加工物装着面 6  被加工物(サブストレート) 7  アクチュエータ 8  可動部 9  ビス 10  サスペンション 11  サスプンションの上部に折り曲げた断面形状1
2  ジンバル 13  コの字状のスリット 14  ピボット軸受 15  スポット溶接 16  取付溝 17  ガスベアリングスライダー部 18  ガスベアリングスライダー面 (双胴)19、
20  テーパガスベアリングスライダー21、22 
 噴射ノズル 23  回転方向 24  半径方向 25  スライダー溝 26、27  噴射孔 28、29  固気2相混合流 30、31  噴射流 32  被加工面 33  取付溝の取付面 34、35  噴射ノズルの回動方向を示す矢印36 
 パイプ 37  サスペンションの補強板
1 High-speed airflow floating injection processing device 2 Rotary table 3 Rotating shaft 4 Hub pedestal 5 Workpiece mounting surface 6 Workpiece (substrate) 7 Actuator 8 Movable part 9 Screw 10 Suspension 11 Cross-sectional shape bent at the top of the suspension 1
2 Gimbal 13 U-shaped slit 14 Pivot bearing 15 Spot welding 16 Mounting groove 17 Gas bearing slider section 18 Gas bearing slider surface (twin body) 19,
20 Taper gas bearing slider 21, 22
Injection nozzle 23 Rotation direction 24 Radial direction 25 Slider grooves 26, 27 Injection holes 28, 29 Solid-gas two-phase mixed flow 30, 31 Injection flow 32 Work surface 33 Mounting surface of mounting groove 34, 35 The rotation direction of the injection nozzle arrow 36
Pipe 37 Suspension reinforcement plate

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  被加工物の被加工面をガスベアリング
スライダー面で浮上させ、可動自在とし、このガスベア
リングスライダー部に配した噴射ノズルから微粒子を含
む固気2相混合流を高速噴射させ、被加工物を加工する
ことを特徴とする高速気流浮動型加工噴射装置。
1. The surface of the workpiece to be machined is floated on a gas bearing slider surface to be freely movable, and a solid-gas two-phase mixed flow containing fine particles is injected at high speed from an injection nozzle arranged on the gas bearing slider part, A high-speed airflow floating processing injection device that processes workpieces.
【請求項2】  噴射ノズルを複数個有し、前記ガスベ
アリングスライダー部のほぼ中央部にピボット軸受を有
するジンバルで支持することによりガスベアリングスラ
イダー面を被加工面に対し安定した姿勢で浮上させ、噴
射ノズルから微粒子を含む固気2相混合流を高速噴射さ
せ、被加工物を加工することを特徴とする請求項1記載
の高速気流浮動型噴射加工装置。
2. A gas bearing slider surface having a plurality of injection nozzles and supported by a gimbal having a pivot bearing approximately at the center of the gas bearing slider portion to levitate the gas bearing slider surface in a stable attitude relative to the workpiece surface, 2. The high-speed air floating type jet machining apparatus according to claim 1, wherein the workpiece is machined by jetting a solid-gas two-phase mixed flow containing fine particles from a jet nozzle at high speed.
【請求項3】  噴射ノズルを複数個有し、前記ガスベ
アリングスライダー部のほぼ中央部にピボット軸受を有
するジンバルで支持することにより、ガスベアリングス
ライダー面の姿勢を傾斜させ、複数個の噴射ノズルの各
々から被加工面に傾斜させて、微粒子を含む固気2相混
合流を高速噴射させ、被加工物を最適な表面構造、表面
性状に加工することを特徴とする請求項1記載の高速気
流浮動型噴射加工装置。
3. A plurality of injection nozzles are provided, and the gas bearing slider section is supported by a gimbal having a pivot bearing approximately at the center thereof, so that the posture of the gas bearing slider surface is inclined, and the orientation of the plurality of injection nozzles is The high-speed air stream according to claim 1, characterized in that the solid-gas two-phase mixed flow containing fine particles is injected at high speed from each side at an angle toward the workpiece surface to process the workpiece into an optimal surface structure and surface texture. Floating injection processing equipment.
【請求項4】  複数個の噴射ノズルの一方から微粒子
を含む固気2相混合流を被加工面に噴射させ、もう一方
の噴射ノズルから気体を噴射又は吸引させることにより
、加工後の塵埃を前記気体で除去することを特徴とする
請求項1記載の高速気流浮動型噴射加工装置。
4. Dust after processing is removed by injecting a solid-gas two-phase mixed flow containing fine particles onto the workpiece surface from one of the plurality of injection nozzles, and injecting or suctioning gas from the other injection nozzle. 2. The high-speed airflow floating type jet machining apparatus according to claim 1, wherein said gas is used for removal.
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US20140199500A1 (en) * 2013-01-11 2014-07-17 International Business Machines Corporation Method and apparatus to apply material to a surface

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US9527107B2 (en) * 2013-01-11 2016-12-27 International Business Machines Corporation Method and apparatus to apply material to a surface

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