JPH07296351A - 磁気ヘッドの加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄膜磁気ヘッドウェーファーから、切り出
し、研磨されたＲｏｗ（素子列）の反りを、効率良く高
精度に矯正する加工方法を提供する。 【構成】反りの発生したＲｏｗの片方の面に、反りの量
に見合ったエネルギーのエキシマレーザーを照射する。 【効果】 エキシマレーザー照射により反りを形成する
Ｒｏｗの上面、下面の応力（引っ張り応力または圧縮応
力）のバランスをとることが出来、反りが矯正される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はコンピューター用薄膜磁
気ヘッドスライダーのポールハイト加工前のＲｏｗの反
り矯正法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４に従来の薄膜磁気ヘッドスライダー
の製造工程を示す。薄膜磁気ヘッドウェーハー１はアル
ミナチタンカーバイトなどの磁気ヘッド用セラミックス
から成り、大きさは２インチ〜５インチサイズで形状は
丸か角（この場合は３インチ角以下が多い）が一般的に
用いるられている。この薄膜磁気ヘッドウェーファー１
の基板上には薄膜技術により、素子２が多数個（一列に
複数個、多数列）形成されている。

【０００３】次に、前記薄膜磁気ヘッドウェーハー１は
Ｒｏｗ３に切断され、更に両面ラップにより平行平面に
ラップ加工される。

【０００４】前記Ｒｏｗ３は、レール溝４（スライダー
レール巾を決める為の溝）加工、表溝５（レール４とレ
ール４との間に設けられた深さ１０〜４０μｍの溝）加
工、チャンファー６（実用時、スライダーがディスク面
から浮上し易くする為に設ける０．３〜０．６°の斜
面）加工、ポールハイト７（素子２のＧａｐ部深さ）ラ
ップ加工が成される。

【０００５】次に、ピース切断により、個々のスライダ
ー８にした後、ブレンディング（図示せず）加工（ディ
スクにキズを生じさせない為にスライダー８の上面８ａ
の各稜線部に施す面取り加工）を行い、洗浄、検査の
後、完成となる。

【０００６】薄膜磁気ヘッドの製造に於いて、ヘッドの
性能を最大限に引き出す為に、精度（形状、寸法）品質
（面質、加工歪）等、厳密な規格が設定され、実行され
ている。中でもポールハイト７の精度は磁気ヘッドの主
特性であるオーバーライト特性を左右するもので、製造
工程設計はこのポールハイトをいかに高精度に、高能率
に加工するかにポイントが置かれている。

【０００７】以上、図４示した薄膜磁気ヘッドスライダ
ー製造工程の中で本発明に関わり、製造のキーポイント
となる工程を図５〜図８を用い、順次説明する。

【０００８】図５（ａ）はＲｏｗ３を素子２側から見た
図である。パッド２ａは素子２と電気的なやりとりを行
う為のリード線（図示せず）接続部である。素子部２の
断面ＡーＡ'を図５（ｂ）に示す。

【０００９】ギャップ部７ａは絶縁体２ｃで形成され厚
み１μｍ以下である。コイル２ｂはアルミ、銅等の良導
電金属から成り、絶縁体２ｃに埋設する形で、いずれも
薄膜技術で形成される。ポールハイト７はギャップ部２
ｃの深さ寸法を示し、完成時寸法はは０〜２μｍで公差
は±１μｍ以下が必用とされている。近年高記録密度化
と共に、ギャップ部７ａの厚みは薄く、ポールハイト７
の寸法はより０に近付き、公差も狭まってきている。１
回の加工で複数（通常、１０個以上）のポールハイト加
工が成されるため、全数のポールハイトを公差内に入れ
る加工精度が必要とされる。

【００１０】図６はＲｏｗ切断を示す図である。薄膜磁
気ヘッドウェーハー１の素子２の列に沿って、ダイヤモ
ンド薄刃砥石２０を用い等間隔に切断する。この時の切
断ピッチは、後工程での取り代と切断時に生じるチッピ
ングを考慮して決定する。ポールハイト精度に影響す
る、切断後のＲｏｗ３の反りｅは、１）切断条件（ダイ
ヤモンド薄刃砥石２０の周速、切り込みスピード、研削
液供給状態、砥石の傾き）、２）砥石種類（砥粒径、ボ
ンド、砥粒集中度、等）、３）砥石摩耗（砥粒摩耗、刃
先形状の偏摩耗、目ずまり）等が絡んで発生する。

【００１１】例えば、厚み２．０ｍｍの薄膜磁気ヘッド
ウェーハー１を、Ｒｏｗ３の厚みを０．５ｍｍにＲｏｗ
切断加工する（加工条件は＃６００メタルボンドのダイ
ヤモンド薄刃砥石２０を用い、周速を１６００ｍ／ｍｉ
ｎ、切り込みスピードを５０ｍｍ／ｍｉｎにする）と、
２〜６μｍ／４０ｍｍの反りｅが生じる（反りｅの値は
前記加工条件で行っても、ダイヤモンド薄刃砥石２０
の、主には上記３）の要因により常に一定にはならな
い）。

【００１２】図７は両面ラップ図で、ラップ盤の上定盤
２１と下定盤２２がＲｏｗ３をラッピングキャリア（図
示せず）を介して挟持し、ダイヤモンドスラリーの加工
液ｐの供給を受けながら矢印の方向に回転しＲｏｗ３を
ラップ加工する。この際上定盤２１の重さはエアー圧力
でコントロール出来、加工持にワークとなるＲｏｗ３に
かかる加工圧力は最適値に設定される。通常この両面ラ
ップ加工後のＲｏｗ３の反りは前記Ｒｏｗ切断時と大き
くは変わらない。

【００１３】上定盤２１、下定盤２２はダイヤモンドス
ラリーｐの保持を良くするために銅、スズ等の柔らかい
金属が一般的に使用される。従って加工による自身の摩
耗も大で、熱変形も大きい。この様な状態でラップ加工
すると、Ｒｏｗ３の両面が両方の定盤に全面接触せず部
分接触しながら加工されることになる。又、ダイヤモン
ドスラリーｐは下定盤２２側に多く供給され易いため、
加工ワークとなるＲｏｗ３は下定盤２２に接する面が上
定盤２１に接する面よりも多めに加工されるという特性
を有す。

【００１４】Ｒｏｗ３の平面を保つには、Ｒｏｗ３の表
面に働く引っ張り応力と圧縮応力を両面でうまくバラン
スさせる必用がある。しかし上記のような両面ラップの
特性を有し、かつ多数同時にラップ加工を行う生産の中
で全Ｒｏｗが同一条件でラップ加工せれていることは考
え難い。

【００１５】通常、両面ラップを行う際は上記両面ラッ
プの特性をうまく利用して行っている。すなわち両面ラ
ップ前のＲｏｗ３の反りｅの方向と量を予め知り、Ｒｏ
ｗ３の下定盤２２上への配置を決めている。更に両定盤
の溝巾（図示せず）、溝ピッチ（図示せず）を調整した
りして均一な加工進行が成されるための工夫をしてい
る。しかしこの様な方策も、多量に処理する生産の中で
は、両面ラップ加工前の反りｅ（図６）のバラツキを保
つレベルである（上記工夫をしない場合、両面ラップ前
の反りｅ（図６）は両面ラップ加工で２倍〜３倍に増え
る）。

【００１６】図８はＲｏｗ取付図である。Ｒｏｗ３は金
属またはセラミックスから成る加工治具２３にポールハ
イト７の反対面を接合面とし熱可塑性ワックスで接着固
定される。Ｒｏｗ取付面２３ａからのＲｏｗ高さ２４を
一定になる用に接着固定することが重要でこの工程のポ
イントである。Ｒｏｗ取付面２３ａは０．１μｍ以下の
平面度に仕上げられており、接着固定用の専用治具（図
示せず）を用い接着固定することにより接着固定後の前
記Ｒｏｗの反りｅは３０％〜５０％改善される。

【００１７】ポールハイト加工工程（図示せず）では加
工治具２３を別の治具プレート（図示せず）に固定しＲ
ｏｗ３のポールハイト７を所定の寸法にラップ加工で仕
上げる（この場合は片面ラップ方式で行う）。この加工
では接着固定後の前記Ｒｏｗ３の反りｅに関係なく平滑
に加工される。従ってＲｏｗ３の反りｅの量だけ加工後
のポールハイト７はバラつくことになる。

【００１８】前述の通り、現状では接着固定前のＲｏｗ
３の反りｅが２μｍ〜６μｍあるため、接着固定後の反
りｅは改善されるものの１μｍ〜４μｍ以上生じてしま
う。然るにポールハイト公差±１μｍ以内に高歩留まり
で生産することが来ない。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】現在、ポールハイト精
度は高密度化と共に公差は従来の±１μｍから±０．５
μｍ、±０．２５μｍへと次第に狭められてきており、
これに対応する加工技術が要求されてきている。そこ
で、上記薄膜ヘッドスライダー製造工程で接着固定前の
Ｒｏｗの反りを１μｍ以下（好ましくは０．５μｍ以
下）に保つことがポールハイト加工精度向上の最重要課
題である。

【００２０】そこで接着前のＲｏｗの反り１μｍ以下を
保つには、従来条件に加え次のいずれかを達成せねばな
らない。１）Ｒｏｗ切断加工によるＲｏｗの反りを１μ
ｍ以下にする。２）両面ラップ加工後のＲｏｗの反りを
１μｍ以下にする。３）接着固定前のＲｏｗの反りを何
らかの手段で１μｍ以下に矯正する。このうち１）、
２）を達成するには大幅なコストアップが伴い（摩耗や
変形により定量化しにくいダイヤモンド砥石、ラッピン
グ定盤を加工手段として用いているため、入念な加工及
び管理を行わなくてはならない）生産的な実現が難し
い。もう一つの課題３）を解決すると１）、２）を補う
ことも出来、従来の加工精度レベルでも許されることに
なる。

【００２１】上記３）の課題を解決するため、本発明は
接着固定前Ｒｏｗの平面度２μｍ〜６μｍを容易に１μ
ｍ以下に矯正する加工方法を提供する。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、検討と実験を重ねた結果、２μｍ以上の反り
を有した接着固定前のＲｏｗの片面（部分または全面）
に紫外線領域の波長を持つエキシマレーザーを照射し逆
方向の反りを与えることでＲｏｗを真直にする磁気ヘッ
ドの加工方法である。

【００２３】

【作用】Ｒｏｗに反りが生じるということは、反りを形
成する２つの面の引っ張り応力と圧縮応力のバランスが
崩れることにより生じる。然るにこれを逆に利用するこ
とで反りの生じたＲｏｗを矯正しようとするものであ
る。

【００２４】図９の応力バランスを示す模式図を用いて
更に明瞭に説明する。２つの向きの矢印のうち、内方向
を向く矢印を圧縮応力、外方向を向く矢印を引っ張り応
力とすると、Ｒｏｗ上面３ａは内方向の力、即ち圧縮応
力が勝り、凹面状の反りｅを発生させる。応力バランス
の崩れる要因としては、反りを構成する２面の加工面
質、加工面粗度、加工歪の差と、Ｒｏｗ３の内部欠陥等
が挙げられるが、Ｒｏｗ３の内部欠陥は考え難い（素材
の均質性は確認されている）。従ってＲｏｗの反りｅは
Ｒｏｗ切断、両面ラップ加工により発生させていると考
えられる。

【００２５】

【実施例】図１は本発明を示す概略図で、構成はエキシ
マレーザー発振装置 （図示せず）から発振され、所定
サイズの窓を持つマスク（図示せず）を通過してきたエ
キシマレーザー２５と予め反り量が把握されたＲｏｗ３
からなる。

【００２６】エキシマレーザー２５は照射エネルギー密
度として数十ｍＪ／ｃｍ² 〜数Ｊ／ｃｍ² を有し、光路
中に設定されたマスク（図示せず）により所定サイズの
面積及び形状にに絞られ照射する事ができる。

【００２７】両面ラップ後のＲｏｗ３のいずれの面（Ｒ
ｏｗ上面３ａまたは、Ｒｏｗ下面３ｂ）が凹になってい
るかを光学的または、機械的に測定し把握しておく。両
面ラップ後のＲｏｗ３は通常きれいな弓形に反る。凹面
側にエキシマレーザー２５を照射する。

【００２８】図２は本発明の実施例でエキシマレーザー
照射量と反り矯正量及び面租度の関係を示す。条件設定
を、前記Ｒｏｗ３のサイズが巾２．８ｍｍ、長さ４０ｍ
ｍ、厚み０．４６ｍｍで、一度の照射面積は３ｍｍ×３
ｍｍでステップ送り（Ｒｏｗ３の長さ方向に８ステッ
プ）で行ったものである。エキシマレーザー照射量は照
射エネルギー密度と照射回数の積である。エキシマレー
ザー照射量に比例し被照射面は少しずつ面粗度が粗くな
る。これに比例しエキシマレーザー被照射面には引っ張
り応力が大の方向に働き、反り矯正量も比例的に大きく
なっている。

【００２９】図３は本発明によるエキシマレーザー照射
による反り矯正の具体例を示す。（ａ）はＲｏｗ３が全
体的に反っている場合の例（通常、この形態を示すもの
が多い）で、Ｒｏｗ長さ全域に均一なエキシマレーザー
照射をおこなっている。（ｂ）はＲｏｗ３が部分的に反
っている場合の例で（希にある形態）、右半分（反って
いる領域）にのみエキシマレーザーを照射する。この結
果上記２形態のＲｏｗ３は矢印に示すように反りｅを十
分０．５μｍ以下に矯正することが出来る。

【００３０】この他のいくつかの反りの形態があるが、
エキシマレーザー照射量と照射部位を選択することで、
いずれの形態にも対応することが出きる。

【００３１】

【発明の効果】本発明の磁気ヘッドの加工方法により、
１）薄膜磁気ヘッドウェーハーからＲｏｗ（素子列）切
断、研削、ラップを経てポールハイト加工に至る製造工
程から成る薄膜磁気ヘッドスライダー加工に於いて、上
記Ｒｏｗ切断〜ラップの工程で、工程途中もしくは工程
後のＲｏｗの面（上面か下面のいずれかの面）にエキシ
マレーザーを照射することによりＲｏｗの反りを１μｍ
以内にすることができる。２）更にＲｏｗの反りの量に
に対応した量のエキシマレーザーを照射することで各種
の反り量のＲｏｗにフレキシブルに対応出きる。３）Ｒ
ｏｗの反りの形態に対応した部位へのエキシマレーザー
照射を施すことで各種の形態のＲｏｗにフレキシブルに
対応できる。この結果、従来の加工方式を大きく変更す
ることなく、各Ｒｏｗの反り（治具接着前）を１μm以
内に容易に矯正することができ、高密度対応磁気ヘッド
のポールハイト加工実現が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における磁気ヘッドの加工方法
を示す概略図である。

【図２】本発明の実施例におけるエキシマレーザー照射
量と反り矯正量及び面粗度の関係図である。

【図３】本発明の実施例におけるエキシマレーザー照射
による反り矯正の具体例を示す図である。

【図４】従来の薄膜磁気ヘッドスライダーの製造工程図
である。

【図５】素子図である。

【図６】Ｒｏｗ切断を示す図である。

【図７】両面ラップを示す図である。

【図８】Ｒｏｗの取付図である。

【図９】応力バランスを示す概略図である。

【符号の説明】

１ 薄膜磁気ヘッドウェーハー ２ 素子 ２ａ パッド ２ｂ コイル ２ｃ 絶縁体 ３ Ｒｏｗ ３ａ Ｒｏｗ上面 ３ｂ Ｒｏｗ下面 ４ レール ４ａ レール溝 ５ 表溝 ６ チャンファー ７ ポールハイト ７ａ ギャップ部 ８ スライダー ８ａ 上面 ２０ ダイヤモンド薄刃砥石 ２１ 上定盤 ２２ 下定盤 ２３ 加工治具 ２３ａ Ｒｏｗ取付面 ２４ Ｒｏｗ高さ ２５ エキシマレーザー ｅ 反り ｐ 加工液

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薄膜磁気ヘッドウェーハーからＲｏｗ
   （素子列）切断、研削、ラップを経てポールハイト加工
   に至る製造工程から成る薄膜磁気ヘッドスライダー加工
   に於いて、上記Ｒｏｗ切断からラップの工程で、工程途
   中もしくは工程後のＲｏｗの面（上面か下面のいずれか
   の面）にエキシマレーザーを照射することを特徴とする
   磁気ヘッドの加工方法。
2. 【請求項２】 Ｒｏｗの反りの量に対応した量のエキシ
   マレーザーを照射することを特徴とする請求項１の磁気
   ヘッドの加工方法。
3. 【請求項３】 Ｒｏｗの反りの形態に対応した部位への
   エキシマレーザー照射を施すことを特徴とした請求項１
   の磁気ヘッドの加工方法。