JPH0584657A - Lapping surface plate and lapping liquid - Google Patents

Lapping surface plate and lapping liquid

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JPH0584657A
JPH0584657A JP4084061A JP8406192A JPH0584657A JP H0584657 A JPH0584657 A JP H0584657A JP 4084061 A JP4084061 A JP 4084061A JP 8406192 A JP8406192 A JP 8406192A JP H0584657 A JPH0584657 A JP H0584657A
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lapping
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thin film
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義晴 脇
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政泰 藤沢
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茂雄 相川
Takeya Ohashi
健也 大橋
Chihiro Isono
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    • B24GRINDING; POLISHING
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    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/048Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces of sliders and magnetic heads of hard disc drives or the like

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a lapping surface plate and lapping liquid, wherein a step difference of lapping between a substrate and a magnetic film generated when lapping a floating surface of a thin film magnetic head can be reduced, and to provide the thin film magnetic head of lapping its floating surface by using these lapping surface plate and lapping liquid. CONSTITUTION:Lapping is performed by using a surface plate manufactured of material concurrently having a phase of tin and a phase of brass with abrasive grain supporting rigidity larger than the tin and by using lapping liquid manufactured by mixing an anionic surface active agent 15 with an amphoteric surface active agent 16. In this way, a step difference of lapping of a thin film magnetic head can be reduced, and thus, a recording bit length of a magnetic disk can be shortened.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、浮上面をラッピングで
仕上げた際に生じる磁性膜部の加工段差が、従来のもの
より小さな薄膜磁気ヘッドに関する。また、薄膜磁気ヘ
ッドに限らず、硬さの異なる部分を持っていたり、水溶
液中で表面が正に帯電している部分と負に帯電している
部分とをもつ、すべての複合材からなる被研磨物の研磨
において有用なラップ定盤、ラップ液、ラッピング法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film magnetic head in which a processing step of a magnetic film portion which occurs when an air bearing surface is finished by lapping is smaller than that of a conventional thin film magnetic head. Not only the thin-film magnetic head but also a composite material made of any composite material that has a portion having different hardness, or has a portion whose surface is positively charged and a portion which is negatively charged in an aqueous solution. The present invention relates to a lapping plate, a lapping liquid, and a lapping method which are useful in polishing an abrasive.

【0002】[0002]

【従来の技術】日本工業技術センター、磁気ヘッド加工
技術の要点(1985)、第28頁に於いて論じられて
いるように、従来、磁気ヘッドの研磨(ラッピング)に
は、鋳鉄、錫、石、ケメット類などが用いられている。
とくに、薄膜磁気ヘッドの浮上面のラッピングには、錫
がラップ定盤として用いられるのが一般的である。
2. Description of the Related Art As discussed in Japanese Industrial Technology Center, Main points of magnetic head processing technology (1985), page 28, magnetic head polishing (lapping) has hitherto been performed with cast iron, tin and stone. , Kemets, etc. are used.
In particular, tin is generally used as a lapping plate for lapping the air bearing surface of a thin film magnetic head.

【0003】また、朝倉書店、界面現象の基礎(197
3)、第94頁に於いて論じられているように、従来、
ダイヤモンド粉末の様な無極性粉末を分散させたラップ
液を作るには、陰イオン性界面活性剤(ナフタリン縮合
体の硫酸化物)を用いていたのが一般的であった。
Also, Asakura Shoten, the basis of the interface phenomenon (197
3), as discussed on page 94,
An anionic surfactant (a sulfated product of a naphthalene condensate) was generally used to prepare a lapping solution in which a nonpolar powder such as diamond powder is dispersed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記の従来ラップ定盤
(特に錫)を用いて薄膜磁気ヘッド浮上面をラッピング
で仕上げると、薄膜磁気ヘッドの基板13、保護膜1
2、磁性膜11の硬さがそれぞれ異なるので、浮上面に
図25に示すような加工段差22が生じるという問題が
あった。
When the air bearing surface of the thin film magnetic head is finished by lapping using the above conventional lapping plate (in particular, tin), the substrate 13 of the thin film magnetic head and the protective film 1 are formed.
2. Since the hardnesses of the magnetic films 11 are different from each other, there is a problem that a processing step 22 as shown in FIG. 25 occurs on the air bearing surface.

【0005】上記加工段差は、磁気ヘッドを構成する硬
度の異なる異種材料面を同一のラップ圧力で仕上げ加工
する際にそれぞれの加工能率が異なるので、砥粒が食い
込む深さに差が生じることから発生する。例えば、ビッ
カース硬さが約200kgf/mmの磁性膜と同硬さが
1300kgf/mm以上の保護膜、基板材等で作られ
た従来の薄膜磁気ヘッドでは、磁性膜と保護膜、基板材
間の硬度差が課題であるため磁性膜部に最大0.03μ
m程度の段差が発生していたのである。
The above-mentioned processing steps have different processing efficiencies when finishing different magnetic material surfaces constituting the magnetic head with the same lapping pressure, so that there is a difference in the depth at which the abrasive grains bite. Occur. For example, in a conventional thin film magnetic head made of a magnetic film having a Vickers hardness of about 200 kgf / mm and a protective film having the same hardness of 1300 kgf / mm or more, a substrate material, etc. Since the hardness difference is an issue, the maximum thickness of the magnetic film is 0.03μ.
A step of about m was generated.

【0006】また、前記従来ラップ液を用い、薄膜磁気
ヘッド浮上面をラッピングで仕上げる場合、磁気ヘッド
を構成する保護膜(材質はアルミナが一般的)12、あ
るいは、磁性膜11と基板13にラップ液中の界面活性
剤の吸着膜ができることが知られている(該吸着膜がで
きるか否かは、磁性膜1等の表面が帯びる電荷の種類
と、界面活性剤の種類(陰イオン性であるか、陽イオン
性であるか等)により決まる)。本願発明者は、この吸
着膜による作用を詳細に検討した結果、該吸着膜が存在
する部分は研磨されにくくなっていることが、図25に
示すような加工段差22が生じる原因の一つとなってい
ることを見出した。例えば、ラップ液として、Na・ア
ルキル・ジ・フェニル・エーテル・ジ・スルホネートの
1.0wt%水溶液500mlに、平均粒径0.25μ
mのダイヤモンド砥粒を0.6gを分散させたものでラ
ッピングすると、最小0.03μm程度の段差が発生し
ていた。
When the air bearing surface of the thin film magnetic head is finished by lapping using the conventional lapping liquid, a protective film (generally made of alumina) 12 constituting the magnetic head or a magnetic film 11 and a substrate 13 are wrapped. It is known that an adsorption film of a surfactant in a liquid can be formed. (Whether or not the adsorption film can be formed depends on the type of electric charge on the surface of the magnetic film 1 and the type of surfactant (anionic). Yes, it is cationic, etc.))). As a result of a detailed study of the action of the adsorption film, the inventor of the present application has found that it is difficult to polish the portion where the adsorption film is present, which is one of the causes of the processing step 22 as shown in FIG. I found that. For example, as a lapping solution, 500 ml of a 1.0 wt% aqueous solution of Na alkyl diphenyl ether disulfonate has an average particle size of 0.25 μm.
When the diamond abrasive grain of m was lapped by dispersing 0.6 g, a step difference of about 0.03 μm was generated at the minimum.

【0007】そして、このような加工段差があると、こ
の大きさだけ薄膜磁気ヘッドの浮上量20を実質的に短
縮できず、記録波長を短縮できないという問題があっ
た。つまり、磁気ヘッドの浮上量20と記録波長との間
には一定の関係がある。例えば図26に示されている例
においては、浮上量が0.01μm増加すると上記ビッ
ト長が0.05μm増加する。従って、図26に示した
例においては、磁気ヘッド浮上面に0.03μmの加工
段差が存在すると、この段差がない場合に比べてビット
長は0.15μm長くなり、その分だけ記録密度が低下
する。
If there is such a processing step, the flying height 20 of the thin film magnetic head cannot be substantially shortened by this amount, and the recording wavelength cannot be shortened. That is, there is a fixed relationship between the flying height 20 of the magnetic head and the recording wavelength. For example, in the example shown in FIG. 26, if the flying height increases by 0.01 μm, the bit length increases by 0.05 μm. Therefore, in the example shown in FIG. 26, if there is a processing step of 0.03 μm on the air bearing surface of the magnetic head, the bit length becomes 0.15 μm longer than when there is no step, and the recording density decreases accordingly. To do.

【0008】本発明の目的は、従来の薄膜磁気ヘッドに
おける上記仕上げ面の加工段差を低減し浮上間隔を実質
短縮することのできる磁気ヘッドとその製造方法および
磁気ディスク装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a magnetic head capable of reducing the working step of the above-mentioned finished surface in the conventional thin film magnetic head and substantially shortening the flying distance, a manufacturing method thereof, and a magnetic disk device.

【0009】また本発明の他の目的は、硬さの異なる部
分を持っていたり、水溶液中で表面が正に帯電している
部分と負に帯電している部分とをもつ、すべての複合材
からなる被研磨物のラッピング法およびラップ液、ラッ
プ定盤、研磨装置を提供することである。
Another object of the present invention is to provide all composite materials having portions having different hardness, or having portions whose surface is positively charged and negatively charged in an aqueous solution. And a lapping plate, a lapping plate, and a polishing apparatus.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたものである。
The present invention has been made to achieve the above object.

【0011】硬さの異なる異種材料では、同じラップ力
のとき加工能率が異なる。一方、ラップ力と加工能率と
はほぼ比例関係にある。しかし、異種材料で構成されて
いる複合材では、定常状態で加工能率が等しくならなけ
ればならないので、異種材料間でラップ力に差が生じ
る。このため、砥粒が被研磨材にくい込む深さに差が生
じ、加工段差が生じる。従来ラップ定盤として用いられ
ていた錫よりも砥粒支持剛性の大きな材料をラップ定盤
として選定し、これらの材料でラッピングすると、砥粒
が被研磨材にくい込む深さの差が小さくなり、その結
果、従来のものよりも加工段差が小さくなる。
Different materials having different hardnesses have different working efficiencies with the same lapping force. On the other hand, the lapping force and the processing efficiency are in a substantially proportional relationship. However, in a composite material composed of different materials, the lapping force is different between the different materials because the machining efficiency must be equal in the steady state. For this reason, there is a difference in the depth at which the abrasive grains penetrate into the material to be polished, resulting in a processing step. When a material having a larger abrasive grain supporting rigidity than tin, which has been used as a conventional lapping plate, is selected as the lapping plate and lapping is performed using these materials, the difference in the depth at which the abrasive grains are difficult to be abraded becomes small, As a result, the processing step becomes smaller than the conventional one.

【0012】しかし、錫よりも砥粒支持剛性が大きな材
料でラッピングすると面粗さが大きくなる。そこで、砥
粒支持剛性の大きな材料の相と錫の相とを合わせもった
材料をラップ定盤として用いラッピングすることによ
り、錫でラッピングするのと同等の面粗さをもち、か
つ、錫でラッピングするよりも加工段差が小さくなる。
However, lapping with a material having a higher abrasive grain supporting rigidity than that of tin increases the surface roughness. Therefore, by lapping a material having both a material phase having a large abrasive grain supporting rigidity and a tin phase as a lapping plate, the lapping has the same surface roughness as the lapping with tin, and the tin lapping is performed. The processing step is smaller than lapping.

【0013】また、従来のラップ液には陰イオン性界面
活性剤が使用されており、複合材を構成している表面が
正に帯電している材料には吸着膜を作るが、表面が負に
帯電している材料には吸着膜を作らないため、異種材料
間で砥粒に働くラップ力の差が大きく、加工段差も大き
い。しかし、陰イオン性界面活性剤と両性界面活性剤を
混合して作ったラップ液は、複合材の正に帯電している
部分のみならず負に帯電している部分においても吸着膜
を作るため、異種材料間で砥粒に働くラップ力の差が小
さくなり、従来のラップ液でラッピングするよりも加工
段差が小さくなる。
Further, an anionic surfactant is used in the conventional lapping solution, and an adsorbed film is formed on the material constituting the composite material whose surface is positively charged, but the surface is negative. Since an adsorption film is not formed on a material that is charged to a high level, the difference in the lapping force that acts on the abrasive grains between different materials is large, and the processing step is large. However, the wrap liquid made by mixing the anionic surfactant and the amphoteric surfactant forms an adsorption film not only in the positively charged part of the composite material but also in the negatively charged part. The difference in the lapping force acting on the abrasive grains between different kinds of materials becomes small, and the processing step becomes smaller than that in the conventional lapping.

【0014】[0014]

【作用】複合材のラッピング時には、それぞれの異種材
料をラッピングしている砥粒に作用するラップ力に差が
生じるため、砥粒の上下動量に差が生じ、複合材料のラ
ップ面に加工段差が生じる。そこで、砥粒を支持する剛
性の大きな材料をラップ定盤に用い、これでラッピング
することにより、砥粒の上下動量の差が小さくなり、加
工段差が小さくなる。
When the composite material is lapped, a difference occurs in the lapping force acting on the abrasive grains lapping different kinds of materials, which causes a difference in the vertical movement amount of the abrasive grains, resulting in a machining step on the lap surface of the composite material. Occurs. Therefore, by using a material having a high rigidity for supporting the abrasive grains in the lapping plate and lapping the lapping plate with the lapping plate, the difference in the vertical movement amount of the abrasive grains is reduced and the processing step is reduced.

【0015】また、錫の相と、砥粒支持剛性の大きい材
料の相とを合わせもった材料でラッピングすることによ
り、錫でラッピングするのと同等の面粗さを得ることが
でき、かつ、錫でラッピングするよりも加工段差を小さ
くすることができる。
Further, by lapping the tin phase and the phase of a material having a high abrasive grain supporting rigidity together, it is possible to obtain a surface roughness equivalent to that of tin lapping, and The processing step can be made smaller than that of lapping with tin.

【0016】また、従来のラップ液には陰イオン性界面
活性剤が使用されており、複合材を構成している表面が
正に帯電している材料には吸着膜を作るが、表面が負に
帯電している材料には吸着膜を作らないため、異種材料
間で砥粒に働くラップ力の差が大きく、加工段差も大き
い。しかし、陰イオン性界面活性剤と両性界面活性剤を
混合して作ったラップ液は、複合材の全ての表面に吸着
膜を作るため、異種材料間で砥粒に働くラップ力の差が
小さくなり、従来のラップ液でラッピングするよりも加
工段差が小さくなる。
Further, an anionic surfactant is used in the conventional lapping liquid, and an adsorbed film is formed on the material constituting the composite material whose surface is positively charged, but the surface is negative. Since an adsorption film is not formed on a material that is charged to a high level, the difference in the lapping force that acts on the abrasive grains between different materials is large, and the processing step is large. However, the lapping liquid made by mixing anionic surfactant and amphoteric surfactant forms an adsorption film on all surfaces of the composite material, so the difference in lapping force acting on the abrasive grains between different materials is small. Therefore, the processing step becomes smaller than the conventional lapping solution.

【0017】また、上記ラップ定盤および/またはラッ
プ液を用いてラッピングすると、加工段差の小さい磁気
ヘッドが得られる。また、該磁気ヘッドを使用すれば、
記録密度を従来よりも高めた磁気記録装置が得られる。
When lapping is performed using the lapping plate and / or the lapping liquid, a magnetic head having a small working level difference can be obtained. Moreover, if the magnetic head is used,
A magnetic recording device having a higher recording density than the conventional one can be obtained.

【0018】[0018]

【実施例】実施例の説明に入るまえに、本発明に係る基
本的事項を説明する。
EXAMPLES Before starting the description of the examples, the basic matters of the present invention will be described.

【0019】複合材、すなわち、硬度の異なる異種材料
で構成されたもののラッピングにおいては、一定のラッ
プ力が砥粒に作用するので、それぞれの構成材料でラッ
ピング能率が異なる。一方、ラップ力とラッピング能率
とは、ほぼ比例するものである。
In lapping a composite material, that is, a material composed of different materials having different hardnesses, a constant lapping force acts on the abrasive grains, so that the lapping efficiency is different for each constituent material. On the other hand, the lapping force and the lapping efficiency are almost proportional.

【0020】[0020]

【数1】ΔV1/Δt=α1・P1 [Formula 1] ΔV 1 / Δt = α 1 · P 1

【0021】[0021]

【数2】ΔV2/Δt=α2・P2 なお、数1、数2において、ΔV1(mm3)、ΔV
2(mm3)は、一定時間Δt(s)にラッピングされる
異種材料の量である。また、P1(N)、P2(N)は、
各異種材料のラッピングに関わる砥粒に作用するラッピ
ング力である。α1、α2は、材料の削れ易さを示す材料
定数である。但し、α1≠α2である。
[Formula 2] ΔV 2 / Δt = α 2 · P 2 In Formula 1 and Formula 2, ΔV 1 (mm 3 ), ΔV
2 (mm 3 ) is the amount of dissimilar materials that are lapped for a fixed time Δt (s). P 1 (N) and P 2 (N) are
It is the lapping force that acts on the abrasive grains involved in the lapping of different materials. α 1 and α 2 are material constants indicating the easiness of material scraping. However, α 1 ≠ α 2 .

【0022】ところで、各異種材料に一定の大きさの加
工段差が形成されると、ラッピング能率が異種材料間で
等しくなるので、これに適合するように、異種材料間で
ラッピング力に差が生じる。つまり、数1、数2におい
て下記数3、数4のような関係が成り立つ。
By the way, when a machining step having a certain size is formed in each different material, the lapping efficiency becomes equal between the different materials, so that a difference in the lapping force occurs between the different materials so as to conform to this. .. That is, the relationships shown in the following Expressions 3 and 4 are established in Expressions 1 and 2.

【0023】[0023]

【数3】ΔV1/Δt=ΔV2/Δt つまり[Formula 3] ΔV 1 / Δt = ΔV 2 / Δt That is,

【0024】[0024]

【数4】α1・P1=α2・P2 この場合、α1≠α2であるため、P1≠P2となる。## EQU4 ## α 1 .P 1 = α 2 .P 2 In this case, since α 1 ≠ α 2 , P 1 ≠ P 2 .

【0025】このラップ力の差が、ラップ定盤が砥粒を
支持する剛性(砥粒支持剛性)に基づくラッピング時の
砥粒の上下動量の差を生じ、これが前記複合材のラップ
面に加工段差を生じる原因となる。なお、本明細書中
「支持剛性」とは、材料にある荷重を加えた場合に生じ
る塑性変形の量が、該荷重の大きさによりどのように変
化するかを示すものである。
This difference in the lapping force causes a difference in the vertical movement amount of the abrasive grains during lapping based on the rigidity with which the lapping plate supports the abrasive grains (abrasive grain supporting rigidity), which is processed on the lap surface of the composite material. It causes a step. The term "supporting rigidity" as used herein means how the amount of plastic deformation that occurs when a certain load is applied to a material changes depending on the magnitude of the load.

【0026】以上の説明を、図1、図2を用いて薄膜磁
気ヘッドのラッピングについてより具体的に述べる。基
板13はビッカース硬さHv≒1300であるが、保護
膜12はHv≒1000、磁性膜11はHv≒200で
あり、磁性膜11は基板に比べ一桁近く小さい。砥粒に
作用する力は、軟らかい所では小さく、硬い所では大き
くなる。これは上記数4で、軟かい材料の材料定数をα
1、硬い材料の材料定数をα2としたとき、α1>α2とな
るため、P1<P2となるからである。そして、力が小さ
い所では砥粒はラップ定盤に浅く押し込まれ、力が大き
い所では深く押し込まれる。つまり、ラッピングされる
材料の硬さに応じて、砥粒のラップ定盤への押し込み量
が異なり、加工段差が生じるそこで、ラップ定盤が砥粒
を支持する剛性、つまり、砥粒支持剛性が大きなラップ
定盤でラッピングすれば、砥粒に作用するラップ力の差
による砥粒の上下動量の差が小さくなり、加工段差を低
減できる。
The above description will be more specifically described with reference to FIGS. 1 and 2 regarding the lapping of the thin film magnetic head. The substrate 13 has a Vickers hardness of Hv≈1300, but the protective film 12 has Hv≈1000 and the magnetic film 11 has Hv≈200, and the magnetic film 11 is smaller than the substrate by an order of magnitude. The force acting on the abrasive grains is small in a soft place and large in a hard place. This is the above equation 4, and the material constant of the soft material is α
This is because when the material constant of a hard material is α 2 , α 1 > α 2 and P 1 <P 2 . When the force is small, the abrasive grains are shallowly pushed into the lapping plate, and when the force is large, the abrasive grains are deeply pushed. That is, depending on the hardness of the material to be lapped, the pressing amount of the abrasive grains into the lapping platen is different, and there is a processing step.Therefore, the rigidity with which the lapping platen supports the abrasive grains, that is, the abrasive grain supporting rigidity is By lapping with a large lapping plate, the difference in the vertical movement amount of the abrasive grains due to the difference in the lapping force acting on the abrasive grains becomes small, and the processing step can be reduced.

【0027】このラップ定盤の砥粒支持剛性を調べるた
め、ラップ定盤材料へダイヤモンド圧子を押し込む実験
を行なった。ダイヤモンド圧子は砥粒を意味する。実験
装置を図3に示す。図3の32のボイスコイルで圧子に
荷重をかけ、押し込まれた圧子の変位を図3の33の差
動トランスで検出する。従来からラップ定盤材料として
用いられている錫と、ラップ定盤材料として使用可能と
思われる軟質金属であるアルミニウム(JIS A10
50P)、銅(JIS C1020P)、黄銅(含有さ
れる銅の質量が50%以上のもの)に、押し込み深さ
0.02〜0.7μmの範囲で圧子を押し込んだ実験結
果を図4から図7に示す。極めて遅い負荷速度(0.0
24mN/s)で押し込んだ時の深さをZ0とし、これ
に対する押し込み深さZの比を縦軸に示す。負荷速度が
大きくなると押し込み深さは減少する。これは、塑性変
形の歪速度依存性として知られた現象であるが、さら
に、この押し込み深さの減少量が荷重により異なること
がわかる。
In order to investigate the rigidity of the lapping plate for supporting the abrasive grains, an experiment was carried out in which a diamond indenter was pressed into the lapping plate material. Diamond indenter means abrasive grain. The experimental apparatus is shown in FIG. The voice coil 32 in FIG. 3 applies a load to the indenter, and the displacement of the indenter pushed in is detected by the differential transformer 33 in FIG. Tin, which has been conventionally used as a lapping plate material, and aluminum, which is a soft metal that can be used as a lapping plate material (JIS A10
50P), copper (JIS C1020P), brass (with a mass of copper of 50% or more), the experimental results of pushing the indenter in a depth of 0.02-0.7 μm are shown in FIG. 7 shows. Very slow loading speed (0.0
The depth when pressed at 24 mN / s) is Z 0, and the ratio of the pressed depth Z to this is shown on the vertical axis. The indentation depth decreases as the loading speed increases. This is a phenomenon known as strain rate dependence of plastic deformation, and it can be further seen that the amount of decrease in the indentation depth varies depending on the load.

【0028】この実験結果により、ヘッドのラッピング
条件(ラップ速度約0.5m/s、平均ラップ圧約0.
8mN/mm2のとき、砥粒1個当たりの負荷速度は約
1.3mN/s、荷重は0.1mN付近である)では、
錫は荷重変化に対する押し込み量変化が大きく、すなわ
ち、砥粒支持剛性が小さく、加工段差が生じ易いことが
わかる。一方、アルミニウム、銅、黄銅は、錫よりも、
荷重変化に対する押し込み量変化が小さく、すなわち、
砥粒支持剛性が大きく、加工段差が生じにくい材料であ
ることがわかる。
From the results of this experiment, head wrapping conditions (lap speed of about 0.5 m / s, average lap pressure of about 0.
At 8 mN / mm 2 , the load speed per abrasive grain is about 1.3 mN / s and the load is around 0.1 mN).
It can be seen that tin has a large change in the amount of indentation with respect to the change in load, that is, it has a low abrasive grain supporting rigidity and is likely to cause a processing step. On the other hand, aluminum, copper, and brass are more
The change in pushing amount with respect to the change in load is small, that is,
It can be seen that the material has a large abrasive grain supporting rigidity and is less likely to cause a processing step.

【0029】これらの材料でできたラップ定盤を用いて
ラッピングした場合の加工段差の大きさを図8に示す。
ラッピング条件は、ラップ速度0.5m/s、平均ラッ
プ圧0.8mN/mm2、平均粒径0.25μmのダイ
ヤモンド砥粒を用いた。錫に比べ、アルミニウム、銅、
黄銅のラップ定盤でラッピングした方が加工段差が小さ
くなる。その結果、磁気ディスクのビット長を短くする
ことができ、その分だけ記録密度を向上させることがで
きる。
FIG. 8 shows the size of the processing step when lapping is performed using a lapping plate made of these materials.
As lapping conditions, a diamond abrasive grain having a lapping speed of 0.5 m / s, an average lapping pressure of 0.8 mN / mm 2 , and an average particle diameter of 0.25 μm was used. Compared to tin, aluminum, copper,
Lapping with a brass lapping plate reduces the machining step. As a result, the bit length of the magnetic disk can be shortened, and the recording density can be improved accordingly.

【0030】ところが、アルミニウムのビッカース硬さ
はHv≒50、また、銅、黄銅のビッカース硬さはHv
≒100であり、錫(Hv≒15)よりも硬い。従っ
て、アルミニウム、銅、黄銅のラップ定盤を用いた場合
には、砥粒の中に一部粒径が大きなものが存在すると、
この大きな砥粒により、ラップ面にスクラッチが形成さ
れ面粗さが大きくなる。上記ラッピング条件でラッピン
グしたヘッド浮上面の面粗さの結果を図9に示す。アル
ミニウム、銅、黄銅でラッピングした面粗さの方が、錫
でラッピングしたものより大きくなっている。これは、
平均粒径0.25μmの砥粒の中に、実際には最大粒径
2μmの砥粒も混在しているためである。
However, the Vickers hardness of aluminum is Hv≈50, and the Vickers hardness of copper and brass is Hv.
≈100, which is harder than tin (Hv≈15). Therefore, when using a lap plate of aluminum, copper, brass, if some of the abrasive grains have a large grain size,
The large abrasive grains form scratches on the lap surface and increase the surface roughness. FIG. 9 shows the results of the surface roughness of the air bearing surface of the head lapped under the above lapping conditions. The surface roughness lapped with aluminum, copper and brass is larger than that lapped with tin. this is,
This is because the abrasive grains having the average grain size of 0.25 μm and the maximum grain size of 2 μm are actually mixed.

【0031】浮上面の面粗さが大きいと磁気ヘッドの浮
上特性が不安定になり記録密度向上の妨げになる。
If the surface roughness of the air bearing surface is large, the flying characteristics of the magnetic head become unstable, which hinders the improvement of recording density.

【0032】以上のことから、錫のように硬さが小さい
部分と、錫より硬く且つ錫より砥粒支持剛性の大きい部
分(すなわち、この例における銅、黄銅)と、を合わせ
もった材料でラッピングすることにより、アルミニウ
ム、銅、黄銅のみでできたラップ定盤でラッピングする
よりも面粗さが小さく、且つ、錫のみでできたでラップ
定盤でラッピングするよりも加工段差が小さい浮上面が
得られるはずである。
From the above, a material having both a portion having a small hardness such as tin and a portion having a hardness larger than that of tin and having a larger abrasive grain supporting rigidity (that is, copper and brass in this example) is combined. By lapping, the surface roughness is smaller than lapping with a lapping plate made only of aluminum, copper, and brass, and the working surface is smaller than lapping with a lapping plate because it is made of tin only Should be obtained.

【0033】そこで、本実施例では、以下に示す2種類
のラップ定盤で、ヘッド浮上面をラッピングした。
Therefore, in this embodiment, the head air bearing surface was lapped by the following two types of lapping platens.

【0034】第1番目は、錫の粉末と黄銅(含有される
銅の質量が50%以上のもの)の粉末とを、質量%で錫
30%黄銅70%から、錫80%黄銅20%の範囲で均
一に混合した後、錫の溶融温度近く(180℃以上21
0℃以下)で圧力をかけ焼結させたものである。これを
顕微鏡で観察した組織図を図10に示す。この錫粉末と
黄銅粉末との焼結材料において、錫相2のビッカース硬
さはHv≒20、黄銅相1はHv≒200となってい
る。
First, tin powder and brass powder (containing 50% or more by mass of copper) powder are used, in mass%, from 30% tin 70% brass to 80% tin 20% brass. After uniformly mixing in the range, near the melting temperature of tin (180 ℃ or more 21
It is a product obtained by applying pressure at 0 ° C. or lower) and sintering. FIG. 10 shows a structural chart of this observed under a microscope. In the sintered material of the tin powder and the brass powder, the Vickers hardness of the tin phase 2 is Hv≈20, and that of the brass phase 1 is Hv≈200.

【0035】そして第2番目は、450℃以上500℃
以下の環境において、溶融した錫中に、溶融した銅を錫
に対する質量が0.7%以上7.6%以下の割合で混合
させた後、冷却した鋳物である。これを顕微鏡で観察し
た組織図を図11に示す。錫の相3のビッカース硬さは
Hv≒20、銅と錫との化合物の相4はHv≒200と
なっている。
Second, 450 ° C. or higher and 500 ° C.
In the following environment, molten copper is mixed with molten copper at a ratio of 0.7% to 7.6% by mass with respect to tin, and then cooled. FIG. 11 shows a structure chart of this observed under a microscope. The Vickers hardness of the tin phase 3 is Hv≈20, and the phase 4 of the compound of copper and tin is Hv≈200.

【0036】これらの材料を用いたラップ定盤で、ヘッ
ド浮上面をラッピングしたときの、加工段差とヘッド浮
上面の最大高さ(Rmax)を図12と図13に示す。
この図からわかるように、錫粉末と黄銅粉末との焼結材
料、および、錫と銅との鋳物をラップ定盤として用い、
ヘッド浮上面をラッピングすれば、従来の錫でラッピン
グするよりも加工段差が小さく、かつ、従来の錫でラッ
ピングするのと同等の表面粗さを持ったヘッド浮上面を
得ることが出来た。
FIGS. 12 and 13 show the processing step and the maximum height (Rmax) of the head air bearing surface when the head air bearing surface is lapped by a lapping plate using these materials.
As can be seen from this figure, a sintered material of tin powder and brass powder, and a casting of tin and copper were used as a lapping plate,
By lapping the head air bearing surface, it was possible to obtain a head air bearing surface having a smaller processing step than the conventional tin lapping and having a surface roughness equivalent to that of the conventional tin lapping.

【0037】加工段差を小さくする方法としては、上述
の手法のほかにも、異種材料間において、材料定数α1
とα2の差を小さくする方法が考えられる。これは、α1
とα2の差を小さくすることにより砥粒に働く力P1とP
2の差を小さくし、その結果砥粒の上下動量の差を小さ
くするものである。この、α1とα2の差をラップ液の作
用で小さくする方法を以下に述べる。
As a method of reducing the processing step, in addition to the above-described method, the material constant α 1 between different materials
A possible method is to reduce the difference between α 2 and α 2 . This is α 1
Power P 1 and P acting on the abrasive grain by reducing the difference between alpha 2 and
The difference between 2 is made small, and as a result, the difference in the amount of vertical movement of the abrasive grains is made small. A method of reducing the difference between α 1 and α 2 by the action of the lapping solution will be described below.

【0038】一般に、金属、酸化物、イオン結晶材料の
表面は、水溶液中で電荷を持つが、アルミナ(Al
23)は、約pH9近くの弱アルカリ性の水溶液中で表
面に電荷を持たず、前記pHより酸性側では正、アルカ
リ性側では負の電荷を持つ。
Generally, the surfaces of metals, oxides, and ionic crystal materials have a charge in an aqueous solution, but
2 O 3 ) has no charge on the surface in a weak alkaline aqueous solution having a pH of about 9, and has a positive charge on the acidic side and a negative charge on the alkaline side of the pH.

【0039】ところで、図1に示した磁気ヘッドを構成
している材料は、一般には、磁性膜11は金属、保護膜
12はアルミナである。また、基板13は、アルミナを
部分的に含むイオン結晶からなるセラミックス、あるい
は、それ以外のセラミックスである。
By the way, in general, the material forming the magnetic head shown in FIG. 1 is metal for the magnetic film 11 and alumina for the protective film 12. The substrate 13 is a ceramic made of an ionic crystal partially containing alumina, or a ceramic other than that.

【0040】このような材料からなる磁気ヘッドは、p
H9以下のラップ液で磁気ヘッド浮上面をラッピングす
る場合には、磁性膜11表面と基板13表面は負に、保
護膜12は正に電荷を帯びていることになる。
A magnetic head made of such a material has p
When lapping the air bearing surface of the magnetic head with a lapping liquid of H9 or less, the surfaces of the magnetic film 11 and the substrate 13 are negatively charged, and the protective film 12 is positively charged.

【0041】従来、水溶性ラップ液中に無極性のダイヤ
モンド砥粒を分散させるのに、ナフタリン縮合体の硫酸
化物すなわち陰イオン性界面活性剤を分散剤として研磨
液中に溶解させていた。このラップ液を用いてラッピン
グすると、図14に示すとおり、陰イオン性界面活性剤
の陰イオンと保護膜12表面の正電荷が引きあって、砥
粒の分散に寄与せずにラップ液中に残っている陰イオン
性界面活性剤は、保護膜12)表面のみに吸着すること
になることが知られている。
Conventionally, in order to disperse nonpolar diamond abrasive grains in a water-soluble lapping solution, a sulfated product of a naphthalene condensate, that is, an anionic surfactant has been dissolved in a polishing solution as a dispersant. When lapping is performed using this lapping liquid, as shown in FIG. 14, the anions of the anionic surfactant and the positive charges on the surface of the protective film 12 attract each other, and the lapping liquid does not contribute to the dispersion of the abrasive grains. It is known that the remaining anionic surfactant is adsorbed only on the surface of the protective film 12).

【0042】本願発明者は、この吸着膜のおよぼす影響
について様々な角度から検討を加えた結果、このような
吸着膜の存在がラッピングに影響を与えることを見出し
た。すなわち、保護膜12は陰イオン性界面活性剤の吸
着膜により砥粒が引っかかりにくいためラッピングされ
にくくなる。一方、吸着膜のない磁性膜11と基板13
にはこのような吸着膜は存在しないため、砥粒が引っか
かりにくくなるようなことはなく、ラッピングされにく
くなることはない。従って、保護膜12と基板13との
段差(以下「保護膜部段差」という)24は小さく、そ
して、磁性膜11と保護膜12との段差(以下「磁性膜
部段差」という)23は大きくなる。
The inventor of the present invention has studied the influence of the adsorbed film from various angles, and has found that the presence of such adsorbed film affects the lapping. That is, the protective film 12 is less likely to be lapped because the abrasive grains are less likely to be caught by the adsorption film of the anionic surfactant. On the other hand, the magnetic film 11 without the adsorption film and the substrate 13
Since such an adsorption film does not exist, the abrasive grains do not easily get caught, and the lapping does not become difficult. Therefore, the step 24 between the protective film 12 and the substrate 13 (hereinafter referred to as “protective film step”) 24 is small, and the step between the magnetic film 11 and the protective film 12 (hereinafter referred to as “magnetic film step”) 23 is large. Become.

【0043】逆に、砥粒の分散剤として陽イオン性界面
活性剤を用いると、図15に示すとおり、磁性膜11と
基板13との表面に陽イオン性界面活性剤の吸着膜がで
き、保護膜12にはこの吸着膜が出来ない。そのため、
磁性膜11と保護膜12とのの段差23は小さく、保護
膜12と基板13との段差24は大きくなることを見出
した。
On the contrary, when a cationic surfactant is used as a dispersant for the abrasive grains, an adsorption film of the cationic surfactant is formed on the surface of the magnetic film 11 and the substrate 13, as shown in FIG. This adsorption film cannot be formed on the protective film 12. for that reason,
It has been found that the step 23 between the magnetic film 11 and the protective film 12 is small, and the step 24 between the protective film 12 and the substrate 13 is large.

【0044】このような分散剤を使用したラップ液を用
いてラッピングした結果を図16に示す。該図に示し
た、加工段差は、保護膜部段差24と磁性膜部段差23
との和に相当する。なお、ラッピング条件は、ラップ速
度0.5m/s、平均ラップ圧0.8mN/mm2、ラ
ップ定盤は錫製のものである。また陰イオン性界面活性
剤を用いたラップ液としては、Na・アルキル・ジ・フ
ェニル・ジ・スルホネート、すなわち陰イオン性界面活
性剤の1.0wt%水溶液500mlに平均粒径0.2
5μmのダイヤモンド砥粒0.6gを分散させたものを
用いた。陽イオン性界面活性剤を用いたラップ液として
は、塩化アルキル・トリ・メチル・アンモニウム、すな
わち、陽イオン性界面活性剤の1.0wt%水溶液50
0mlに平均粒径0.25μmのダイヤモンド砥粒0.
6gを分散させたものを用いた。
FIG. 16 shows the result of lapping using a lapping solution containing such a dispersant. The processing steps shown in the figure are the steps of the protective film portion step 24 and the magnetic film portion step 23.
Is equivalent to the sum of and. The lapping conditions were a lapping speed of 0.5 m / s, an average lapping pressure of 0.8 mN / mm 2 , and a lapping plate made of tin. Further, as a lapping solution using an anionic surfactant, Na-alkyl diphenyl disulfonate, that is, an average particle size of 0.2 in 500 ml of a 1.0 wt% aqueous solution of an anionic surfactant.
A dispersion of 0.6 g of 5 μm diamond abrasive grains was used. As a wrap liquid using a cationic surfactant, alkyl tri-methyl ammonium chloride, that is, a 1.0 wt% aqueous solution of a cationic surfactant 50
0 ml of diamond abrasive grains having an average particle size of 0.25 μm.
A dispersion of 6 g was used.

【0045】以上の結果から本願発明者は、磁性膜1
1、保護膜12、基板13のいずれにも吸着膜を作れ
ば、材料定数α1とα2の差が小さくなり、その結果、加
工段差が小さくなると考え、以下において詳細を述べる
ラップ液を発明するに至った。
From the above results, the inventors of the present invention have found that the magnetic film 1
1. If an adsorption film is formed on any one of the protective film 12, the protective film 12, and the substrate 13, the difference between the material constants α 1 and α 2 will be small, and as a result, the processing step will be small. Came to do.

【0046】界面活性剤には、一分子内に電気的に正に
偏った所と負に偏った所との両方を有する両性界面活性
剤があり、これを用いれば磁性膜11・保護膜12・基
板13の全てに吸着膜を作ることができる。しかし、こ
の両性界面活性剤は陰イオン性界面活性剤より電荷の絶
対値が小さいため、砥粒の分散力が劣る。
As the surfactant, there is an amphoteric surfactant having both a positively biased portion and a negatively biased portion in one molecule. By using this, the magnetic film 11 and the protective film 12 are used. An adsorption film can be formed on all of the substrate 13. However, since the amphoteric surfactant has a smaller absolute value of electric charge than the anionic surfactant, the dispersibility of the abrasive grains is poor.

【0047】また、保護膜12には陰イオン性界面活性
剤で吸着膜を作り、同時に磁性膜11および基板13に
は陽イオン性界面活性剤で吸着膜を作ることはできな
い。陰イオン性界面活性剤の陰イオン部と陽イオン性界
面活性剤の陽イオン部が化学的に反応を起こして沈殿
し、もはや界面活性剤としての分散力を持たなくなって
しまうからであるそこで、本実施例では、純水に陰イオ
ン性界面活性剤と両性界面活性剤とを混合したものに砥
粒を分散させ、これをラップ液として用いた。なお、陰
イオン性界面活性剤と両性界面活性剤とは、混合しても
反応して沈殿を生じることはない。
Further, it is not possible to form an adsorption film with the anionic surfactant on the protective film 12 and simultaneously form an adsorption film with the cationic surfactant on the magnetic film 11 and the substrate 13. This is because the anion part of the anionic surfactant and the cation part of the cationic surfactant cause a chemical reaction and precipitate, so that they no longer have the dispersibility as a surfactant. In this example, the abrasive grains were dispersed in pure water in which an anionic surfactant and an amphoteric surfactant were mixed, and this was used as a lapping liquid. The anionic surfactant and the amphoteric surfactant do not react with each other even when mixed to cause precipitation.

【0048】このようなラップ液を使用すると、図17
に示すように、陰イオン性界面活性剤の陰イオン部分
と、両性界面活性剤の負電荷を持つ部分とが正に帯電す
る保護膜12表面に吸着する。また、同時に両性界面活
性剤の正電荷を持つ部分が負に帯電する磁性膜11表面
と基板13表面とに吸着する。該ラップ液を用いてラッ
ピングした結果を図16に示す。なお、ラップ液として
は、Na・アルキル・ジ・フェニル・エーテル・ジ・ス
ルホネート(陰イオン性界面活性剤)0.5wt%水溶
液250mlと、アルキル・ジ・メチル・ベタイン(両
性界面活性剤)0.5wt%水溶液250mlとを混合
した500mlの水溶液に、平均粒径0.25μmのダ
イヤモンド砥粒を0.6g分散させたものを用いた。他
の条件は上述の場合と同じである。
When such a lapping solution is used, FIG.
As shown in, the anionic portion of the anionic surfactant and the negatively charged portion of the amphoteric surfactant are adsorbed on the surface of the protective film 12 that is positively charged. At the same time, the positively charged portion of the amphoteric surfactant is adsorbed on the surface of the magnetic film 11 and the surface of the substrate 13 which are negatively charged. The results of wrapping with the lapping solution are shown in FIG. As the wrap liquid, 250 ml of 0.5 wt% aqueous solution of Na-alkyl-di-phenyl-ether-di-sulfonate (anionic surfactant) and 0,5 alkyl di-methyl betaine (amphoteric surfactant) were used. A solution was prepared by dispersing 0.6 g of diamond abrasive grains having an average particle size of 0.25 μm in 500 ml of an aqueous solution mixed with 250 ml of a 0.5 wt% aqueous solution. Other conditions are the same as the above case.

【0049】この図を見ればわかるように、陰イオン性
界面活性剤と両性界面活性剤を混合して作ったラップ液
を用いてラッピングすると、従来の陰イオン性界面活性
剤のみで作られたラップ液でラッピングするよりも、磁
気ヘッドの加工段差を低減することができた。
As can be seen from this figure, when lapping was performed using a lapping solution prepared by mixing an anionic surfactant and an amphoteric surfactant, it was prepared only by the conventional anionic surfactant. It was possible to reduce the processing step of the magnetic head as compared with lapping with a lapping liquid.

【0050】さらに、陰イオン性界面活性剤と両性界面
活性剤の濃度による加工段差への影響を調べた結果を図
18から図20に示す。陰イオン性界面活性剤の量が多
くなると、保護膜12表面に吸着膜が出来やすくなるた
め保護膜12のみがラッピングされにくくなるため、加
工段差は大きくなった。逆に、両性界面活性剤の量が多
くなると、磁性膜11、保護膜12、基板13の全ての
表面に吸着膜が出来やすくなるため、加工段差が小さく
なった。
Further, FIGS. 18 to 20 show the results of examining the influence of the concentration of the anionic surfactant and the amphoteric surfactant on the processing step. When the amount of the anionic surfactant was large, an adsorption film was easily formed on the surface of the protective film 12 and only the protective film 12 was hard to be lapped, resulting in a large processing step. On the contrary, when the amount of the amphoteric surfactant is large, the adsorption film is likely to be formed on all the surfaces of the magnetic film 11, the protective film 12, and the substrate 13, so that the processing step is reduced.

【0051】特に、陰イオン性界面活性剤の質量が0.
6%以下で、かつ、両性界面活性剤の量が0.4%以上
の割合で溶解している水溶液500ml中に、平均粒径
0.25μmのダイヤモンド砥粒0.6gを分散させて
作ったラップ液を用いると、従来から使用されている錫
製のラップ定盤でラッピングしても、加工段差22を
0.02μm以下にすることができた。なおラッピング
条件は、図16にその結果を示したものと同じである。
In particular, the anionic surfactant has a mass of 0.
It was prepared by dispersing 0.6 g of diamond abrasive grains having an average particle size of 0.25 μm in 500 ml of an aqueous solution in which the amount of the amphoteric surfactant is 6% or less and the amount of the amphoteric surfactant is 0.4% or more. When the lapping liquid was used, the processing step 22 could be 0.02 μm or less even when lapping was performed using a conventionally used tin lapping plate. The wrapping conditions are the same as those shown in FIG.

【0052】さらに、本実施例のラップ液を用い、上述
した錫−黄銅製、または、錫−銅製のラップ定盤でラッ
ピングすると、図21、図22に示すとおりラップ液と
ラップ定盤との相乗効果によって加工段差はさらに小さ
くなり、0.01μm以下になった。
Further, when the lapping liquid of the present embodiment is used and the lapping plate made of tin-brass or tin-copper is used for lapping, the lapping liquid and the lapping plate are separated as shown in FIGS. Due to the synergistic effect, the processing step was further reduced to 0.01 μm or less.

【0053】上記実施例においては、薄膜磁気ヘッドの
浮上面を研磨する例について説明したが、本発明は、磁
気ヘッドに限らず、硬さの異なる部分を持っていたり、
水溶液中で表面が正に帯電している部分と負に帯電して
いる部分とをもつ、すべての複合材からなる被加工物の
ラッピングに適用し、加工段差を低減することができ
る。
In the above embodiment, the example of polishing the air bearing surface of the thin film magnetic head has been described, but the present invention is not limited to the magnetic head, and may have a portion having different hardness,
The present invention can be applied to lapping a workpiece made of all composite materials having a portion whose surface is positively charged and a portion whose surface is negatively charged in an aqueous solution, thereby reducing a working step.

【0054】次に、上記実施例において説明したラップ
定盤およびラップ液を使用した研磨装置を図23を用い
て説明する。
Next, a polishing apparatus using the lapping plate and lapping liquid described in the above embodiment will be described with reference to FIG.

【0055】この研磨装置は、定盤60と、該定盤を回
転させる駆動装置(図示せず)とからなる。また、加工
中、該定盤上にラップ液を供給するためのポンプ70、
チュ−ブ71、タンク72を有している。なお、治具6
2は被研磨対象物を保持するためのものであり、また修
正リング64は、定盤60の片減りを防止するためのも
のである。
This polishing apparatus comprises a surface plate 60 and a drive device (not shown) for rotating the surface plate. Further, during processing, a pump 70 for supplying the lapping liquid onto the surface plate,
It has a tube 71 and a tank 72. The jig 6
Reference numeral 2 is for holding the object to be polished, and the correction ring 64 is for preventing uneven wear of the surface plate 60.

【0056】上記定盤60は、少なくともその定盤面を
上記説明した材料、すなわち、錫粉末と黄銅粉末との焼
結材料、あるいは、錫と銅との鋳物を用いて作成されて
いる。但し、材質はこれに限定されるものではなく、上
記した硬度および支持剛性に関する条件を満たしもので
あればよい。
At least the surface of the surface plate 60 is made of the above-described material, that is, a sintered material of tin powder and brass powder, or a casting of tin and copper. However, the material is not limited to this, and may be any material as long as it satisfies the above-mentioned conditions regarding hardness and supporting rigidity.

【0057】なお、ラップ液は、上記実施例で述べたも
のを使用することが好ましいが、これ以外のラップ液も
当然使用可能である。
As the lapping liquid, it is preferable to use the lapping liquid described in the above embodiment, but other lapping liquids can of course be used.

【0058】被研磨対象物を治具62に取り付けて、定
盤60上に置く。そして、この状態で、タンク72に蓄
えられている加工液、すなわちラップ液を定盤60上に
供給する。そして、上記駆動装置により定盤60を回転
させる。すると、ラップ液に含まれる砥粒が定盤60と
被研磨対象物との間に入り被研磨対象物を研磨する。
The object to be polished is attached to the jig 62 and placed on the surface plate 60. Then, in this state, the working liquid stored in the tank 72, that is, the lapping liquid is supplied onto the surface plate 60. Then, the surface plate 60 is rotated by the driving device. Then, the abrasive grains contained in the lapping liquid enter between the surface plate 60 and the object to be polished and polish the object to be polished.

【0059】なお、該研磨装置は単なる一例であって、
具体的な構成はこれに限定されるものではない。
The polishing apparatus is merely an example,
The specific configuration is not limited to this.

【0060】次に、上記研磨装置を用いてラッピングし
た磁気ヘッドを用いた磁気記録装置を図24を用いて説
明する。
Next, a magnetic recording apparatus using a magnetic head lapped by using the above polishing apparatus will be described with reference to FIG.

【0061】該磁気記録装置は、筐体80内に回転可能
に格納される磁気ディスク81と、該磁気ディスクを回
転させるスピンドルモ−タ82とを有している。また、
該磁気ディスク81に記録された情報を読み取るための
磁気ヘッド84は、スウィングア−ム85、スチ−ルバ
ンド86等により保持されており、ステッパモ−タ83
により上記磁気ディスク81の情報記録面に沿って移動
可能な構成となっている。なお、これらの各部は図示し
ない制御回路などによりその動作を制御されている。本
実施例の磁気ヘッド84は、上記説明した研磨装置を用
いて研磨されており、その浮上面における加工段差が極
めて小さいものとなっている。従って、磁気ヘッドの浮
上量が、該加工段差により実質的に大きくなってしまう
ことが少なく、従来よりも高密度記録が可能である。
The magnetic recording apparatus has a magnetic disk 81 rotatably housed in a housing 80, and a spindle motor 82 for rotating the magnetic disk. Also,
A magnetic head 84 for reading the information recorded on the magnetic disk 81 is held by a swing arm 85, a steel band 86, etc., and a stepper motor 83.
Thus, the magnetic disk 81 is movable along the information recording surface. The operation of each of these units is controlled by a control circuit (not shown) or the like. The magnetic head 84 of this embodiment is polished by using the polishing apparatus described above, and the processing step on the air bearing surface thereof is extremely small. Therefore, the flying height of the magnetic head does not substantially increase due to the processing step, and high-density recording is possible as compared with the related art.

【0062】なお、該磁気記録装置においては、磁気デ
ィスク81が固定されており交換不可能であるが、使用
者が該磁気ディスク81を交換可能としても構わない。
また、他の構成についても図24に示したものに限定さ
れるものではない。
In the magnetic recording device, the magnetic disk 81 is fixed and cannot be replaced, but the user may replace the magnetic disk 81.
Further, other configurations are not limited to those shown in FIG.

【0063】[0063]

【発明の効果】本発明のラップ定盤を使用した研磨装置
を用いて研磨を行えば、被研磨面に硬さのことなる部分
があっても加工段差が生じにくい。例えば、薄膜磁気ヘ
ッド浮上面の研磨に適用した場合には、従来は0.03
μmが限界とされていた上記加工段差を0.02μm以
下に低減することができ、これにより、磁気ディスクの
記録ビット長の限界値を少なくとも0.05μm以上短
縮することが出来る。
EFFECTS OF THE INVENTION When polishing is performed using a polishing apparatus using the lapping plate of the present invention, a processing step is unlikely to occur even if the surface to be polished has a different hardness. For example, when it is applied to polishing the air bearing surface of a thin film magnetic head, the conventional value is 0.03.
The processing step, which has been limited to μm, can be reduced to 0.02 μm or less, and thereby the limit value of the recording bit length of the magnetic disk can be shortened by at least 0.05 μm or more.

【0064】本発明のラップ液を使用して研磨を行え
ば、被研磨面に界面活性剤の吸着膜ができることに起因
した加工段差が生じにくい。
When polishing is carried out using the lapping liquid of the present invention, a processing step due to the formation of a surfactant adsorption film on the surface to be polished is unlikely to occur.

【0065】さらに本発明のラップ定盤とラップ液とを
併用すれば、さらに加工段差を小さくすることができ
る。
Further, by using the lapping plate of the present invention and the lapping liquid together, the processing step can be further reduced.

【0066】また、本発明にかかる研磨装置、ラップ液
などを用いて研磨した加工段差の小さい磁気ヘッドを使
用すれば、記録密度の高い磁気記録装置を得ることがで
きる。
Further, by using the polishing apparatus according to the present invention and the magnetic head having a small processing step polished by using the lapping liquid or the like, a magnetic recording apparatus having a high recording density can be obtained.

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

【図1】薄膜磁気ヘッドと加工段差を示す説明図であ
る。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a thin film magnetic head and a processing step.

【図2】加工段差の発生原理を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a principle of generation of a processing step.

【図3】圧子押し込み実験装置の概略図である。FIG. 3 is a schematic view of an indenter indentation experimental device.

【図4】錫に圧子を押し込んだ結果を示す特性図であ
る。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a result of pushing an indenter into tin.

【図5】アルミニウムに圧子を押し込んだ結果を示す特
性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a result of pushing an indenter into aluminum.

【図6】銅に圧子を押し込んだ結果を示す特性図であ
る。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a result of pushing an indenter into copper.

【図7】黄銅に圧子を押し込んだ結果を示す特性図であ
る。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a result of pushing an indenter into brass.

【図8】各種定盤による磁気ヘッドの加工段差を示すグ
ラフである。
FIG. 8 is a graph showing machining steps of a magnetic head on various surface plates.

【図9】各種定盤による磁気ヘッド浮上面の最大高さを
示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing the maximum height of the air bearing surface of a magnetic head on various surface plates.

【図10】本発明の一実施例である銅−黄銅焼結合金の
組織図である。
FIG. 10 is a structural diagram of a copper-brass sintered alloy that is an example of the present invention.

【図11】本発明の一実施例である錫−銅鋳造合金の組
織図である。
FIG. 11 is a structural diagram of a tin-copper cast alloy that is an example of the present invention.

【図12】上記実施例の多相合金定盤によりラッピング
した磁気ヘッドの加工段差を示すグラフである。
FIG. 12 is a graph showing machining steps of a magnetic head lapped by the multi-phase alloy platen of the above example.

【図13】上記実施例の多相合金定盤によりラッピング
した磁気ヘッド浮上面の最大高さを示すグラフである。
FIG. 13 is a graph showing the maximum height of the air bearing surface of a magnetic head lapped by the multiphase alloy plate of the above-described example.

【図14】陰イオン性界面活性剤を用いたラップ液によ
るラッピング状態を示す説明図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a wrapping state with a lapping solution using an anionic surfactant.

【図15】陽イオン性界面活性剤を用いたラップ液によ
るラッピング状態を示す説明図である。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a wrapping state with a lapping solution using a cationic surfactant.

【図16】各種ラップ液を用いてラッピングした場合の
加工段差を示すグラフである。
FIG. 16 is a graph showing processing steps when lapping is performed using various lapping liquids.

【図17】本発明の一実施例であるラップ液を用いた薄
膜磁気ヘッドのラッピング状態を示す説明図である。
FIG. 17 is an explanatory diagram showing a lapping state of a thin film magnetic head using a lapping liquid which is an example of the present invention.

【図18】本発明のラップ液中の界面活性剤濃度が加工
段差に与える影響を示すグラフである。
FIG. 18 is a graph showing the influence of the surfactant concentration in the lapping liquid of the present invention on the processing step.

【図19】本発明のラップ液中の界面活性剤濃度が加工
段差に与える影響を示すグラフである。
FIG. 19 is a graph showing the influence of the surfactant concentration in the lapping liquid of the present invention on the processing step.

【図20】本発明ラップ液中の界面活性剤濃度が加工段
差に与える影響を示すグラフである。
FIG. 20 is a graph showing the influence of the surfactant concentration in the wrap solution of the present invention on the processing step.

【図21】本発明によるラップ液と、本発明の黄銅−錫
定盤とを用いてラッピングした場合の加工段差を示すグ
ラフである。
FIG. 21 is a graph showing processing steps when lapping is performed using the lapping liquid according to the present invention and the brass-tin platen of the present invention.

【図22】本発明によるラップ液と、本発明の錫−錫定
盤とを用いてラッピングした場合の加工段差を示すグラ
フである。
FIG. 22 is a graph showing working steps when lapping is performed using the lapping liquid according to the present invention and the tin-tin platen of the present invention.

【図23】本発明によるラップ定盤を適用した研磨装置
の一例を示す説明図である。
FIG. 23 is an explanatory view showing an example of a polishing apparatus to which the lapping plate according to the present invention is applied.

【図24】本発明によるラップ定盤、ラップ液によりラ
ッピングした磁気ヘッドを使用した磁気記録装置の一例
を示す説明図である。
FIG. 24 is an explanatory diagram showing an example of a magnetic recording apparatus using a lapping plate and a magnetic head wrapped with a lapping liquid according to the present invention.

【図25】磁気ヘッドと磁気ディスクの説明図である。FIG. 25 is an explanatory diagram of a magnetic head and a magnetic disk.

【図26】磁気ヘッドの浮上量と記録ビット長の関係を
示すグラフである。
FIG. 26 is a graph showing the relationship between the flying height of the magnetic head and the recording bit length.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…黄銅相、2…錫相、3…錫相、4…錫と銅の化合物
相、5…薄膜磁気ヘッド、6…浮上面、11…磁性膜、
12…保護膜、13…基板、14…ラップ液、15…陰
イオン性界面活性剤、16…両性界面活性剤、17…ダ
イヤモンド砥粒、18…ラップ定盤、19…陽イオン性
界面活性剤、20…浮上量、21…磁気ディスク、22
…加工段差、23…段差、24…段差、31…ダイヤモ
ンド圧子、32…ボイスコイル、33…差動トランス、
34…記録計、35…支点、36…荷重、37…押し込
み深さ、60…定盤、62…治具、64…修正リング、
70…ポンプ、71…チュ−ブ、72…タンク、80…
筐体、81…磁気ディスク、82…スピンドルモ−タ、
83…ステッパモ−タ、84…磁気ヘッド、85…スイ
ングア−ム、86…スチ−ルバンド
1 ... Brass phase, 2 ... Tin phase, 3 ... Tin phase, 4 ... Compound phase of tin and copper, 5 ... Thin film magnetic head, 6 ... Air bearing surface, 11 ... Magnetic film,
12 ... Protective film, 13 ... Substrate, 14 ... Lapping liquid, 15 ... Anionic surfactant, 16 ... Amphoteric surfactant, 17 ... Diamond abrasive, 18 ... Lapping plate, 19 ... Cationic surfactant , 20 ... Flying height, 21 ... Magnetic disk, 22
... Processing step, 23 ... Step, 24 ... Step, 31 ... Diamond indenter, 32 ... Voice coil, 33 ... Differential transformer,
34 ... recorder, 35 ... fulcrum, 36 ... load, 37 ... pushing depth, 60 ... surface plate, 62 ... jig, 64 ... correction ring,
70 ... Pump, 71 ... Tube, 72 ... Tank, 80 ...
Case, 81 ... Magnetic disk, 82 ... Spindle motor,
83 ... Stepper motor, 84 ... Magnetic head, 85 ... Swing arm, 86 ... Steel band

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大橋 健也 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 磯野 千博 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所小田原工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Kenya Ohashi, 4026 Kujimachi, Hitachi City, Hitachi, Ibaraki Prefecture, Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. Factory Odawara Factory

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ラップ定盤上に遊離砥粒を介在させて、被
加工物を押圧摺動させるラッピングにおいて、砥粒に作
用するラップ力の変動に起因する砥粒の上下動量の変化
が錫よりも小さい材料によって製作されたラップ定盤。
1. In lapping in which a work piece is pressed and slid by interposing free abrasive grains on a lapping plate, the change in the vertical movement amount of the abrasive grains caused by the variation of the lapping force acting on the abrasive grains is tin. Lap surface plate made of smaller material.
【請求項2】請求項1記載の材料で製作されたラップ定
盤を用いたラッピング方法。
2. A lapping method using a lapping plate made of the material according to claim 1.
【請求項3】請求項1に記載したラップ定盤を用い、浮
上面をラッピングした薄膜磁気ヘッド。
3. A thin film magnetic head in which the air bearing surface is lapped using the lapping plate according to claim 1.
【請求項4】請求項3に記載した薄膜磁気ヘッドを搭載
した磁気ディスク装置。
4. A magnetic disk device equipped with the thin film magnetic head according to claim 3.
【請求項5】請求項1記載の材料の相と、HV20以下
の軟質金属の相の少なくとも2相を合わせ持ったラップ
定盤。
5. A lapping plate having at least two phases of the material phase according to claim 1 and a soft metal phase with an HV of 20 or less.
【請求項6】含有される銅の質量が50%以上の黄銅の
相と、錫の相とを合わせ持った材料で製作されたラップ
定盤。
6. A lapping plate made of a material having a tin phase and a brass phase having a mass of copper of 50% or more.
【請求項7】溶融した錫と、錫の質量に対し0.7%以
上7.6%以下の溶融した銅を混合させた後、冷却して
できた鋳物により製作されたラップ定盤。
7. A lapping plate made of a casting made by mixing molten tin with 0.7% or more and 7.6% or less of the mass of tin and then cooling the molten copper.
【請求項8】請求項1、5、6、7に記載したラップ定
盤を用いたラッピング方法。
8. A lapping method using the lapping plate according to claim 1, 5, 6, or 7.
【請求項9】請求項1、5、6、7に記載したラップ定
盤を用い浮上面をラッピングした薄膜磁気ヘッド。
9. A thin film magnetic head having an air bearing surface lapped using the lapping plate according to any one of claims 1, 5, 6, and 7.
【請求項10】請求項9に記載した薄膜磁気ヘッドを搭
載した磁気ディスク装置。
10. A magnetic disk device equipped with the thin-film magnetic head according to claim 9.
【請求項11】請求項1、5、6、7に記載したラップ
定盤を用いラッピングした複合材料。
11. A composite material lapped using the lapping plate according to claim 1, 5, 6, or 7.
【請求項12】陰イオン性界面活性剤および両性界面活
性剤を含む水溶液中に砥粒を分散させたこと特徴とする
ラップ液。
12. A lapping solution comprising abrasive grains dispersed in an aqueous solution containing an anionic surfactant and an amphoteric surfactant.
【請求項13】上記水溶液における上記陰イオン性界面
活性剤の比率は質量0.6wt%以下であることを特徴
とする請求項12記載のラップ液。
13. The lapping liquid according to claim 12, wherein the ratio of the anionic surfactant in the aqueous solution is 0.6 wt% or less.
【請求項14】上記水溶液における上記両性界面活性剤
の比率は0.4wt%以上であることを特徴とする請求
項12または13記載のラップ液。
14. The lapping liquid according to claim 12, wherein the ratio of the amphoteric surfactant in the aqueous solution is 0.4 wt% or more.
【請求項15】陰イオン性界面活性剤と、両性界面活性
剤と、砥粒と、を用いてラッピングすることを特徴とす
るラッピング方法。
15. A lapping method comprising lapping using an anionic surfactant, an amphoteric surfactant, and abrasive grains.
【請求項16】陰イオン性界面活性剤および両性界面活
性剤を含むラップ液を用いて浮上面をラッピングしたこ
とを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
16. A thin film magnetic head characterized in that an air bearing surface is lapped using a lapping liquid containing an anionic surfactant and an amphoteric surfactant.
【請求項17】請求項12、13、14に記載のラップ
液と、請求項1、5、6、7に記載のラップ定盤とを用
いて浮上面をラッピングした薄膜磁気ヘッド。
17. A thin film magnetic head having an air bearing surface lapped using the lapping liquid according to claim 12, 13, and 14 and the lapping plate according to claim 1, 5, 6, or 7.
【請求項18】請求項16,17に記載の薄膜磁気ヘッ
ドを搭載したことを特徴とする磁気記録装置。
18. A magnetic recording apparatus comprising the thin film magnetic head according to claim 16 or 17.
【請求項19】陰イオン性界面活性剤および両性界面活
性剤を含むラップ液を用いてラッピングしたことを特徴
とする複合材料。
19. A composite material, which is lapped with a wrap solution containing an anionic surfactant and an amphoteric surfactant.
【請求項20】陰イオン性界面活性剤および両性界面活
性剤を含むラップ液と、請求項1、5、6、7に記載の
ラップ定盤を用いラッピングしたことを特徴とする複合
材料。
20. A composite material which is lapped using a lapping liquid containing an anionic surfactant and an amphoteric surfactant and the lapping plate according to any one of claims 1, 5, 6 and 7.
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