JPH1055508A - 薄膜磁気ヘッド用ウェハの切断方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄膜磁気ヘッド用ウェハを真直度よくかつ生
産性よくローに切断する。 【解決手段】 ２本のローラ６２，６４の周面に複数本
の溝１０４，１０６を周方向に形成する。放電加工用ワ
イヤをローラ６２，６４相互間に溝１０４，１０６に沿
って巻き回し、ローラ６２，６４間に複数本のワイヤ７
８を一定ピッチで平行に張ったマルチワイヤ７８ａを形
成する。ウェハ８４をクランプ装置９８にクランプし
て、Ｘ−Ｙテーブル５４によってマルチワイヤ７８ａ方
向に移送する。加工電源装置９０からローラ６２，６４
とウェハ８４間に給電することによりウェハ８４をロー
に切断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、薄膜磁気ヘッド
用ウェハの切断方法およびその装置に関し、多数の磁気
ヘッド素子を縦方向および横方向に配列したウェハを真
直度よくかつ生産性よくローに切断できるようにしたも
のである。

【０００２】

【従来の技術】固定ディスク装置等に用いられる薄膜磁
気ヘッド（誘導型磁気ヘッド、誘導型・ＭＲ型複合磁気
ヘッド等）は、アルチック等で構成されたウェハ上に薄
膜形成技術を用いて磁気ヘッド素子を縦方向および横方
向に多数配列して作られる。ウェハは、磁気ヘッド素子
の列（ロー）ごとに切断されてＡＢＳ面（浮上面）の研
磨およびレール加工さらにはスロートハイト調整等が行
われ、最後に個々のスライダに切断される。

【０００３】ウェハをローに切断する方法として、従来
はスライシングマシンのダイヤモンドブレードやワイヤ
カットマシンのワイヤによる機械的加工により切断する
方法が一般的であった。しかし、機械的加工では、加工
時にウェハに応力が加わるため、切断されたローの真直
度が悪い欠点があった。この問題を解決するために、本
出願人は先にワイヤ放電加工による切断方法を提案した
（特願平７−１４９４２２号）。その方法を図２により
説明する。

【０００４】基板を構成するウェハ１０はアルチックと
呼ばれるＴｉＣとＡｌ₂ Ｏ₃ とからなる焼結材料（Ａｌ
₂ Ｏ₃ は非導電材料であるが、ＴｉＣ中に分散している
ため、基板全体で見ると導電性を示し、ワイヤカットが
可能である。）等の導電性材料で構成されている。ウェ
ハ１０上には、ウェハプロセスにより、多数の薄膜磁気
ヘッド素子１２が縦方向および横方向に配列形成されて
いる。ウェハ１０の表面は、磁気ヘッド素子１２の保護
のために保護膜１３で覆われている。保護膜１３はアル
ミナ等の非導電膜で構成されているため、ワイヤカット
放電加工の妨げになる。そこで、ワイヤカットする前に
ワイヤカットするラインに沿ってダイヤモンドブレード
等で溝入加工して保護膜１３を除去し、溝１５を形成す
る。この溝１５は、後工程でのラッピング時（ＡＢＳ面
の研削時）に、保護膜１３のチッピング（欠け）防止に
も役立つ。

【０００５】ウェハ１０は移送テーブル（図示せず）上
に保持され、素子１２が配列されたＸ軸方向（形成すべ
きローに沿った方向）にモータ駆動で移送される。ワイ
ヤカット放電加工用のワイヤ４４はウェハ１０の面に対
し略々垂直に配置される。ワイヤ４４は送出しリール４
６から一定速度で送り出され、ノズル１８，２０を介し
て巻取りリール４８に巻取られる。このときワイヤ４４
は一定の張力で張った状態に保たれる。ウェハ１０とワ
イヤ４４間には電源４８が接続されている。ワイヤ４４
には、給電ダイス２２，２４を介して給電される。

【０００６】以上の構成において、ウェハ１０を切断し
てロー１４を形成するときは、テーブルをＸ，Ｙ方向に
動かして、ワイヤ４４をウェハ１０の第１列目のカット
位置の開始点に位置決めし、電源４８によりワイヤ４４
とウェハ１０との間に電圧を印加した状態で、ワイヤ４
４を送出しリール４６から一定速度で送り出して巻取り
リール４８で巻取りながら、テーブルを駆動してウェハ
１０を矢印Ｘ方向に一定速度で移送して、ウェハ１０を
端から端まで切断する。一列目の切断が終了したら２列
目、３列目、……と順次切断していく。

【０００７】この方法によれば、ワイヤ４４は、ウェハ
１０との間に放電ギャップを保ちながらウェハ１０を薄
膜磁気ヘッド１２の配列方向に沿って切断していくの
で、切断の際にウェハ１０には加工応力はほとんど生じ
ることがなく、切断されたロー１４は真直度のきわめて
高いものが得られる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記図２のワイヤ放電
加工による切断方法によれば、ワイヤ４４が１本だけで
あるため、生産性が低い欠点があった。生産性を向上さ
せるために図３に示すように、ウェハ１０を多数枚重ね
て１本のワイヤ４４でこれらを同時に切断する方法も考
えられるが、１本のワイヤ４４に流せる電流には限度が
あり、したがって、重ねるウェハ１０の枚数にも限度が
あった。また、重ねたウェハ１０の磁気ヘッド素子パタ
ーンのアライメントが精度よく合うように最下段のウェ
ハ１０から最上段のウェハ１０まで位置合わせを高精度
に行わなければならず、その作業に大きな労力を要し、
期待したほどの生産性向上にはならなかった。

【０００９】この発明は、前記従来の技術における問題
点を解決して、真の生産性の向上を図った薄膜磁気ヘッ
ド用ウェハの切断方法およびその装置を提供しようとす
るものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、少なくとも
外周面が金属で構成されて所定の距離を隔てて平行に対
向配置された複数本のローラの相互間に、放電加工用ワ
イヤを複数回順次ローラの軸方向に位置をずらして巻き
回して、これらローラ間のギャップに複数本のワイヤを
所定のピッチで平行に張った状態を形成し、前記複数本
のローラを回転駆動して当該ローラ間のギャップに張ら
れた複数本のワイヤを当該ワイヤの線に沿った方向に順
次進行させながら、当該ローラと薄膜磁気ヘッド用ウェ
ハとの間にワイヤ放電加工用電圧を印加して、当該複数
本のワイヤに並列に放電加工用電流を供給し、前記ウェ
ハおよび前記複数本のワイヤを相対移動して接近させ、
当該複数本のワイヤと当該ウェハ間で放電を生じさせな
がら当該複数本のワイヤを当該ウェハの面内に食い込ま
せていくことにより、当該ウェハを個々のローに切断し
てなるものである。

【００１１】この発明によれば、ローラを介して当該ロ
ーラ間のギャップに張られた複数本のワイヤに並列に放
電加工用電流を供給することにより、一度に複数のロー
を切断することができる。この場合、ワイヤ放電加工用
電源から大電流の加工電流を流しても、ローラを介して
複数本のワイヤに電流が分散されるので、各ワイヤには
適正な電流が供給される。したがって、加工速度を高く
保つことができ、ローラ間のワイヤ本数を増やすことに
より、生産性が向上する。また、ワイヤの間隔をローの
配列間隔に合わせておけばよいので、面倒なアライメン
トは不要である。

【００１２】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を以下説明
する。図１はウェハ切断装置の全体構成の概要を側面図
で示したものである。ウェハ切断装置５０は、本体土台
５２上にＸ−Ｙテーブル５４（移動装置）の固定部分を
固定配設している。Ｘ−Ｙテーブル５４の可動部分には
水槽５６が固定配設され、水槽５６はＸ−Ｙテーブル５
４の駆動によってＸ軸、Ｙ軸方向に移送される。水槽５
６内には加工液６６として純水が充填されている。水槽
５６内には加工液６６中にクランプ装置８２が固定配設
され、クランプ装置９８には切断前のウェハ８４が水平
にクランプされている。ウェハ８４は基材がアルチック
等の導電材料で構成され、その表面に多数の薄膜磁気ヘ
ッド素子が縦方向および横方向に配列され、その上には
全面にアルミナ等の保護膜が被せられている。

【００１３】本体土台５２には支柱５８が立設され、支
柱５８にはブラケット６０を介して２本の金属製ローラ
６２，６４が上下方向に相互に所定の距離を隔ててかつ
回転軸１００，１０２を水平に配して回転可能に支持さ
れている。ローラ６２，６４は水槽５６内の加工液６６
中に沈められている。ローラ６２，６４はモータおよび
ギヤ等で構成されたローラ駆動装置６８によって駆動さ
れる。

【００１４】送り出しリール７０（ワイヤ送り出し装
置）からは放電加工用のワイヤ７２が送り出され、テン
ションコントロールリール７４、アイドルローラ７６，
７７を介してローラ６２，６４相互間に複数回巻き回さ
れてローラ６２，６４間のギャップｇに複数本のワイヤ
７８を一定ピッチで平行かつ垂直に張った後（ローラ６
２，６４間のギャップｇに張られた複数本のワイヤを以
下「マルチワイヤ７８ａ」という。）、アイドルローラ
８０，８２，８４、テンションコントロールリール８６
を介して巻取りリール８８（回収装置）に回収される。
これらワイヤ送給系統は、本体土台５２、支柱５８側
（すなわち固定側）に支持されている。

【００１５】加工電源装置９０（ワイヤ放電加工用電
源）からは放電加工用の電力が供給される。加工電源装
置９０から引き出された一方の給電ケーブル９２は、ロ
ーラ６２，６４に当接するスリップリング９４，９６に
接続され、スリップリング９４，９６およびローラ６
２，６４を介してマルチワイヤ７８ａの各ワイヤに並列
に通電される（ローラ６２，６４はブラケット６０等の
支持装置に対しては絶縁されている。）。他方の給電ケ
ーブル９４はアースに接続されて（ただし、ローラ６２
よりも上流側およびローラ６４よりも下流側にあるワイ
ヤ送給系統とは絶縁されている。）通電される。これに
より、マルチワイヤ７８ａとウェハ８４間には、放電加
工用電圧が印加される（ローラ６２に導入される手前あ
るいはローラ６４から排出された後のワイヤ７８が１本
の部分には通電されない。）。

【００１６】Ｘ−Ｙテーブル５４をＹ軸方向に移動し
て、マルチワイヤ７８ａとウェハ８４との横方向の位置
合わせをした後、ローラ駆動装置６８によってローラ６
２，６４を図１中右回り方向に回転駆動して送り出しリ
ール７０からワイヤ７２を繰り出してローラ６２，６４
の一端部から順次巻き込んでいく（マルチワイヤ７８ａ
が一定の張力で張った状態となるように、ローラ６４が
引っ張りぎみに両ローラ６２，６４を駆動する。）。こ
れにより、ローラ６２，６４間に張られたマルチワイヤ
７８ａは一定速度で下方に進行していく。ローラ６２，
６４の他端部から排出されるワイヤ７８は巻取りリール
８８に巻き取られる。この状態で、Ｘ−Ｙテーブル５４
をＸ軸方向に水平に移動して、ウェハ８４をマルチワイ
ヤ７８ａに一定速度で接近させて食い込ませていくこと
により、マルチワイヤ７８ａとウェハ８４間に放電が生
じてウェハ８４が複数本のローに切断されていく。

【００１７】ローラ６２，６４に対するワイヤ７８の巻
き付け状態を図４に示す。ワイヤ７８は、ローラ６２，
６４の外周面に形成された溝１０４，１０６にガイドさ
れてローラ６２，６４相互間に巻き回されて、ローラ６
２，６４間のギャップｇに横方向に一定のピッチで垂直
に張られてマルチワイヤ７８ａを形成する。

【００１８】ローラ６２，６４の構造を図５に正面図で
示す（溝１０４，１０６の本数は実際より少なく示す。
また、溝１０４，１０６の幅、深さは実際よりも誇張し
て示す。）。ローラ６２，６４は同一直径の金属ローラ
で構成され、回転軸１００，１０２が水平かつ平行に配
されている。ローラ６２の外周面には、回転軸１００と
直角な周方向に延在する複数本の溝１０４が一定ピッチ
（ウェハ上の磁気ヘッド素子の配列ピッチに等しい）で
平行に削り出し等によって形成されている。ローラ６４
の外周面には、回転軸１０２と直角な周方向に延在する
複数本の溝１０６がローラ６２の各溝１０４の真下位置
に一定ピッチで平行に形成されている。溝１０４，１０
６はワイヤ７８を安定に収容できる幅、深さ、断面形状
に形成されている。具体的には、例えばローラ６２，６
４の直径を１１０mm、ローラ６２，６４間のギャップを
２０mm、溝１０４，１０６のピッチを０．７１mm等に設
定することができる。

【００１９】ローラ６２，６４にワイヤ７８を巻き回し
た状態を図６に示す（ワイヤ７８の太さは誇張して示
す。）。図６において（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図
である。ワイヤ７８は正面側では溝１０４，１０６に収
容されて垂直に張られ、マルチワイヤ７８ａを構成して
いる。また、ワイヤ７８は背面側では溝１０４，１０６
から出されて斜めに張られ、隣接する溝１０４，１０６
に受け渡されている。マルチワイヤ７８ａの位置精度は
溝１０４，１０６で決めることができるので、従来用い
られていたノズル（図２参照）は不要になり、ノズル清
掃の手間がなくなる。尚、図５中に示した寸法のもとで
は、ワイヤ７８が背面側で斜めに張られる角度θ（図６
（ｂ）参照）が、０．１７°程度と極微小角度であるた
め、斜めに張られた部分が前面側に回り込んでくるおそ
れはない。ただし、角度θの大きさによっては、必要に
応じて、斜めに張られた部分が前面側に回り込んでくる
のを防止するための規制手段を背面側の固定部分に配設
して、斜めに張られたワイヤ７８の位置を規制すること
は可能である。

【００２０】ウェハ８４をワイヤカットの妨げとならず
にクランプ装置９８（図１）に保持する構造の一例を図
７に示す。ウェハ８４の周縁部の２辺に磁気ヘッド素子
を形成しない余白部８４ａ，８４ｂを設け、そこに取付
金具１０８，１１０を接着剤等で取り付ける。ウェハ８
４の表面には、ワイヤカットするラインに沿って予めダ
イヤモンドブレード等で溝１１２が形成（アルミナ等の
保護膜をカット）されている。また、余白部８４ａとの
境界にも溝１１４が形成されている。取付金具１０８，
１１０をねじ１１６で金属製治具１１８に取り付けるこ
とによって、ウェハ８４は金属製治具１１８に固定され
る。このとき、ウェハ８４の周面は金属製治具１１８に
接触し、導通状態となる。溝１１２をＸ−Ｙテーブル
（図１）のＸ軸方向に沿わせた状態で金属製治具１１８
をクランプ装置９８にクランプすることにより、ウェハ
８４をワイヤカットの妨げとならずにクランプ装置９８
に保持することができる。ウェハ８４は金属製治具１１
８を通して電源の一方の端子に接続される。ワイヤカッ
トは溝１１２に沿って行なわれ、ワイヤカットが終了し
たら、溝１１４について別途ワイヤカット等でカットし
て、各ロー１１８に分離する。

【００２１】尚、溝１１２に沿ってワイヤカットしてい
る際にウェハ８４の先端部がローラ６２，６４の背面側
で折り返しているワイヤ７８に当たらないようにするた
め、図８に示すようにローラ６２，６４の直径Ｄをウェ
ハ８４の移動方向の長さＬよりも大きく設定する（例え
ば、Ｄ：Ｌ＝１．５：１）。具体的には、ウェハ８４が
３インチ四方（Ｌ＝約７６mm）の大きさの場合、ローラ
６２，６４の直径Ｄを１１０mm程度に設定する。

【００２２】尚、前記実施の形態ではウェハ８４全体を
一度に切断したが、ウェハ８４の幅が大きい場合には何
回かに分けて全体を切断することもできる。また、ロー
ラは一体（円柱状）のものに限らず、円板状（プーリー
状）のものを複数枚積層して構成する等も可能である。
また、ローラは２本に限らず、３本のローラを三角配置
する等も可能である。また、この発明の切断装置は薄膜
磁気ヘッドのみでなく、金属板など各種ワークのワイヤ
放電加工にも適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例を示す側面図である。

【図２】 従来のワイヤカット放電加工によるウェハの
切断方法の一例を示す図である。

【図３】 従来のワイヤカット放電加工による複数枚の
ウェハの切断方法を示す図である。

【図４】 図１のローラ６２，６４に対するワイヤ７８
の巻き回し状態を示す斜視図である。

【図５】 図１、図４のローラ６２，６４の構造を模式
的に示した正面図である。

【図６】 図５のローラ６２，６４に対するワイヤ７８
の巻き回し状態を示す正面図および背面図である。

【図７】 ウェハ１０をワイヤカットの妨げとならずに
移送テーブルに保持するためのウェハの支持構造の一例
を示す図である。

【図８】 図１のローラ６２，６４とウェハの寸法関係
を示す図である。

【符号の説明】

５０ ウェハ切断装置 ５４ Ｘ−Ｙテーブル（移動装置） ６２，６４ ローラ ６８ ローラ駆動装置 ７０ 送り出しリール（送り出し装置） ７８ 放電加工用ワイヤ ８４ ウェハ ８８ 巻取りリール（回収装置） ９０ 加工電源装置（ワイヤ放電加工用電源） １００，１０２ ローラの回転軸 １０４，１０６ ローラの溝 １１８ ロー ｇ ローラ間のギャップ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも外周面が金属で構成されて所定
   の距離を隔てて平行に対向配置された複数本のローラの
   相互間に、放電加工用ワイヤを複数回順次ローラの軸方
   向に位置をずらして巻き回して、これらローラ間のギャ
   ップに複数本のワイヤを所定のピッチで平行に張った状
   態を形成し、前記複数本のローラを回転駆動して当該ロ
   ーラ間のギャップに張られた複数本のワイヤを当該ワイ
   ヤの線に沿った方向に順次進行させながら、当該ローラ
   と薄膜磁気ヘッド用ウェハとの間にワイヤ放電加工用電
   圧を印加して、当該複数本のワイヤに並列に放電加工用
   電流を供給し、前記ウェハおよび前記複数本のワイヤを
   相対移動して接近させ、当該複数本のワイヤと当該ウェ
   ハ間で放電を生じさせながら当該複数本のワイヤを当該
   ウェハの面内に食い込ませていくことにより、当該ウェ
   ハを個々のローに切断してなる薄膜磁気ヘッド用ウェハ
   の切断方法。
2. 【請求項２】少なくとも外周面が金属で構成され、当該
   外周面に回転軸と直角な周方向に延在する溝が一定ピッ
   チで複数本平行に形成されて、相互に所定の距離を隔て
   て平行に対向配置された複数本のローラと、 送り出し装置から順次送り出されて、前記複数本のロー
   ラの相互間に前記ローラの溝に沿って巻き回しながら当
   該ローラの背面側の位置で隣接する溝に順次受け渡して
   いくことにより、当該ローラの軸方向に順次巻き回し位
   置をずらしながら当該複数本のローラの相互間に複数回
   巻き回されて、当該ローラ間のギャップの前面側に所定
   のピッチで複数本平行に張った状態に配設され、当該ロ
   ーラから排出される部分が回収装置に回収される放電加
   工用ワイヤと、 前記複数本のローラを回転駆動して前記ローラ間のギャ
   ップに張られた複数本のワイヤを当該ワイヤの線に沿っ
   た方向に順次進行させるローラ駆動装置と、 前記ローラと薄膜磁気ヘッド用ウェハとの間にワイヤ放
   電加工用電圧を印加して前記ローラ間のギャップに張ら
   れた複数本のワイヤに並列に放電加工用電流を流すワイ
   ヤ放電加工用電源と、 前記ウェハおよび前記ローラ間のギャップに張られた複
   数本のワイヤを相対移動して接近させる移動装置とを具
   備してなり、 前記ローラ間のギャップに張られた複数本のワイヤと前
   記ウェハ間で放電を生じさせながら前記移動装置で当該
   複数本のワイヤを当該ウェハの面内に食い込ませていく
   ことにより、当該ウェハを個々のローに切断してなる薄
   膜磁気ヘッド用ウェハの切断装置。