JP2000268317A

JP2000268317A - 片面ラップ装置とそれによる磁気ヘッドスライダおよびその製造法と磁気ディスク装置

Info

Publication number: JP2000268317A
Application number: JP7327799A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Kuniyoshi; 真暁国吉
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-03-18
Filing date: 1999-03-18
Publication date: 2000-09-29

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】簡便な設備と工程で高精度の磁気ヘッドスラ
イダを加工する加工方法とその加工方法による磁気ヘッ
ドスライダ。【解決手段】ラッピング加工で用いる片面ラッピング
装置はラップ定盤７の上に太陽歯車８と相互に噛合う遊
星歯車９が設けられている。遊星歯車９の外側には遊星
歯車９と噛合うインターナルギア１０が設けられてい
る。また、遊星歯車９の下面に接触してラップ定盤７の
表面にはキャリア１１が設けられている。このキャリア
１１の外周には、遊星歯車９と同様の歯車が設けられて
おり、矩形状孔１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…が複数個設け
られている。各矩形状孔１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…には
加工する磁気ヘッドバー４が挿入されている。磁気ヘッ
ドバー４をラップ定盤７上に太陽歯車８と相互に噛合う
遊星歯車９の所定の平面度に形成された側面で押圧され
たキャリア１１に保持し、その状態で片面ラップ加工に
より磁気ヘッドバー４の浮上面５を加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハードディスク装
置に用いられている磁気ヘッドの構成部品である磁気ヘ
ッドスライダの技術に関し、特に磁気ヘッドスライダの
ラップ加工時に生じるうねりの低減を図り、かつ、加工
工程を削減した磁気ヘッドスライダの加工方法とそれに
よって加工された磁気ヘッドスライダとその磁気ヘッド
スライダを搭載した磁気ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】情報産業の進展に伴い、情報機器の記憶
容量が増大、それに搭載する部品の精度も飛躍的に向上
している。例えば、ハードディスク装置に搭載する磁気
ヘッドであるＭＲ、ＧＭＲへッドは記憶、再生情報の容
量増大に応えるものであり、磁気ヘッドを構成している
磁気ヘッドスライダのデプス制御はサブミクロンの精度
が要求されている。

【０００３】磁気ヘッドスライダＷ１の一般的な加工工
程について説明する。まず、フォトリソグラフィと薄膜
形成技術により縦横に形成した薄膜磁気へッドの素子パ
ターンが所定個数設けられた基板を列に切断する。次
に、列に切断された各バーに両面ラップ加工を施して平
行度を所定範囲内にする。次に、図７に示すように、両
面ラップ加工されたバー４１を接着治具４２にワックス
４３で接着する。この接着工程は接着治具４２に薄くて
細長いバー４１を接着するためにワックス４３の厚さの
ばらつきの影響によってに容易に変形する。そのため、
バー４１の変形に応じてバー４１に形成されている素子
パターン４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４４ｅ…も
変形する。

【０００４】次に、図８に示すようにワックス４３で接
着したバー４１を図示しない砥石による研削加工する。
この研削加工の目的は、両面ラップ加工で矯正出来なか
った薄くて細長いバー４１のうねりの除去と、接着工程
で発生したバー４１のうねりの除去である。つまり、研
削加工では素子パターン４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４
ｄ、４４ｅ…から加工表面までの寸法を４〜５μｍ程度
にするとともに、研削加工面４５の真直度を０．２μｍ
以下にする。しかし、その状態では素子パターン４４
ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４４ｅ…のうねりを改善
することは出来ない。

【０００５】次に、図９に示すように、研削加工された
バー４１を所定のデプスを得るためにラップ加工による
デプス追い込み加工を行う。先の接着工程で発生したう
ねりの凸部分４６ａ、４６ｂに荷重を加え、素子パター
ン４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４４ｅ…のうねり
がなくなるようにする。その状態でデプス追い込みラッ
プ加工を行い、デプスばらつきが少なくなるようにして
いる。

【０００６】つまり、これらの加工工程では接着工程で
素子パターン４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４４ｅ
…にうねりが発生し、さらに、研削加工でも素子パター
ン４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４４ｅ…のうねり
を除去することが出来ないために、デプス追い込みラッ
プ加工で素子パターン４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４
ｄ、４４ｅ…のうねりを除去すための加工を行ってい
る。

【０００７】各加工の終了したバー４１は、磁気ヘッド
スライダＷ１として必要な形状に加工するために、さら
に、テーパ加工と中央溝加工を施してチップに分割す
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た磁気ヘッド用のスライダの加工では、以下のような問
題点が生じている。（１）接着工程において、薄くて細長い（４５ｍｍ×
１．２ｍｍ×０．３ｍｍ）バーを接着するために、ワッ
クスの厚さのばらつきやゴミによって、１μｍ程度のう
ねりが発生するのは避けられない。（２）研削加工が存在するため工程全体の工数が増大す
る。（３）デプス追い込みラップ加工に高いコストがかかっ
ている。つまり、接着治具に薄くて細長いバーを接着す
るために、研削加工によって表面を高精度に加工しても
ヘッドのパターンは接着した状態のまま変形してしま
う。そのため、ヘッドのパターンのうねりを制御するた
めに、ヘッドのパターン毎に歪を測定して弾性変形を与
える方法では、装置に精密な計測装置や位置決め機構を
装備する必要があり、装置が高価になるため加工コスト
が高くなる。

【０００９】本発明は、これらの事情にも基づいて成さ
れたもので、ハードディスク装置に用いられている磁気
ヘッドの構成部品である磁気ヘッドスライダの加工方法
とその加工方法による磁気ヘッドスライダとその磁気ヘ
ッドスライダを搭載した磁気ディスク装置に関し、簡便
な設備と工程で高精度の磁気ヘッドスライダを加工する
加工方法とその加工方法による磁気ヘッドスライダおよ
びその磁気ヘッドスライダを搭載した磁気ディスクを提
供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明による手
段によれば、太陽ギアおよびインターナルギアを有する
本体に対して遊星ギアが配置され、この遊星ギアに設け
られる被加工物が前記本体上の研磨面により研磨される
片面ラップ装置において、前記遊星ギアが、前記被加工
物が納められる貫通孔を有し研磨面上に脱着可能に設け
られるキャリアと、このキャリアの前記貫通孔を覆うよ
うに設けられ、前記キャリアと対向する面が実質的に平
面に形成されており、前記被加工物が前記研磨面に供給
される研磨液の水分により前記平面に実質的にチャック
される荷重体とを具備することを特徴とする片面ラップ
装置である。

【００１１】また請求項２の発明による手段によれば、
前記太陽ギアおよびインターナルギアを有する本体に対
して前記遊星ギアが配置され、この遊星ギアに設けられ
る前記被加工物が前記本体上の研磨面により研磨される
片面ラップ装置において、前記遊星ギアが前記被加工物
を前記研磨面に押し付ける面の平面度が、実質的に０．
２μｍ以下であることを特徴とする片面ラップ装置であ
る。

【００１２】また請求項３の発明による手段によれば、
前記遊星ギアは、前記被加工物が納められる前記貫通孔
を有し研磨面上に脱着可能に設けられるキャリアと、こ
のキャリアの前記貫通孔を覆うように設けられ、前記キ
ャリアと対抗する面の平面度が実質的に０．２μｍ以下
である銅製の荷重体とを具備することを特徴とする片面
ラップ装置である。

【００１３】また請求項４の発明による手段によれば、
磁気へッド素子を有する面と交わる面を研磨により仕上
げる磁気ヘッドスライダの製造方法において、被加工物
を研磨面に供給される研磨液の液成分により実質的平面
に対して実質的に固着させて研磨する研磨工程を具備す
ることを特徴とする磁気ヘッドスライダの製造方法であ
る。

【００１４】また、請求項５の発明による手段によれ
ば、磁気ヘッド素子を有する面と交わる方向に浮上面を
有する磁気ヘッドスライダの製造方法において、この浮
上面を研磨面に押圧する面の平面度が実質的に０．２μ
ｍ以下である銅または銅合金の荷重体であることを特徴
とする磁気ヘッドスライダの製造方法である。

【００１５】また請求項６の発明による手段によれば、
上記の磁気ヘッドスライダの製造方法により製造された
磁気ヘッドスライダである。

【００１６】また請求項７の発明による手段によれば、
磁気ディスクと、上記の磁気ヘッドスライダの製造方法
により製造され、前記磁気ディスクに対して近接配置可
能に設けられ、前記磁気ディスクに対して磁気情報の記
録または読み出しを行う磁気ヘッドスライダと、前記磁
気ディスクを回転駆動する回転駆動装置とを具備するこ
とを特徴とする磁気ディスク装置である。

【００１７】

【発明の実施の形態】ハードディスク装置は、ディスク
に書込み・読出しを行う磁気ヘッドが組み込まれてお
り、この磁気ヘッドは、ディスクの記録面に対して所定
の距離をとる必要があるため、磁気ヘッドはディスクの
回転に伴って浮き上がる磁気ヘッドスライダに取り付け
られている。そのため、磁気ヘッドスライダは設けられ
ている磁気ヘッドのディスク記録面に対向側と磁気ヘッ
ドスライダの同対向側の間隔であるデプスの精度が極め
て重要になる。

【００１８】図１はこのような磁気ヘッドスライダの一
例を示す側面図であり、図２は同斜視図である。磁気ヘ
ッドスライダＷ１は、矩形状に形成されたスライダ本体
３１と、このスライダ本体３１のディスクと対向する側
に設けられた浮上面３２と、この浮上面３２端部に埋設
された磁気へッド３３と、磁気ヘッド３３を保護する保
護膜３４と、浮上面３２と反対側に設けられ、磁気ヘッ
ドアーム（不図示）に取り付けられる取付面３５とを備
えている。なお、浮上面３２にはクラウン形成部（不図
示）とテーパ部３２ａとが設けられている。この構造に
よりテーパ部３２ａはディスクの回転に伴い、気流を受
けてスライダ本体３１を浮上させ、磁気ヘッド３３とデ
ィスクとを一定距離に保持する機能を有している。つま
り、テーパ部３２ａの後端と流出端のそれぞれに圧力の
ピークが形成されるため、隙間を一定に保持する空気膜
の復元モーメントが大きくなるようになっている。

【００１９】磁気ヘッドスライダＷ１の浮上面３２の端
部に埋設された磁気ヘッド３３とそれを保護するための
保護膜３４はそれぞれＣｏＦｅ、ＣｏＺｒＮｂ等の磁性
膜及びＡｌ_２Ｏ_３等の薄膜で構成されており、浮上面３
２を構成するＡｌ_２Ｏ_３−ＴｉＣ等のセラミックス材と
は大きく硬度が異なる。具体的には、Ａｌ_２Ｏ_３−Ｔｉ
ＣはＨｖが２２００、Ａｌ_２Ｏ_３はＨｖが９９０、磁性
膜はＨｖが１８０となっている。

【００２０】以下、本発明の実施の形態を図面を参照し
て説明する。

【００２１】図３は本発明の、磁気ヘッドスライダの製
造工程を示す模式図である。予めフォトリソグラフィと
薄膜形成技術により縦横にＧＭＲ素子や端子のパターン
１が所定個数配列して設けられたＡｌ_２Ｏ_３−ＴｉＣ製
の基板２は、直径がφ３インチで厚さが２ｍｍであり、
また、各パターン１側の表面にはＡｌ_２Ｏ_２の保護膜３
が被覆されているので、まず、この保護膜３の被覆を一
部を除去して端子を表面に露出させる（Ｓ１）。

【００２２】次に、基板２を図示しないダイシングソー
により、パターン１が一列に１個ずつが所定間隔で連続
配置するように列状のバー４に切断する（Ｓ２）。な
お、このバー４の切断寸法の一例は、４５ｍｍ（長さ）
×０．３２ｍｍ（幅）である。

【００２３】次に、切断したバー４の平行度を出すため
に、パターン１が形成された面側を厚さ方向として、一
般に用いられているラッピング装置を用いて両面ラッピ
ング加工を行う（Ｓ３）。この両面ラッピング加工での
仕上がりによる両面の平行度は０．２μｍ以下に仕上げ
る。

【００２４】次に、この仕上げられたバー４のパターン
１が形成された面側を厚さ方向としてヘッドとして使用
する際にディスクに近接する側面である浮上面５を片面
ラッピング装置でラッピング加工を施す（Ｓ４）。この
片面ラップ加工（Ｓ４）終了後に、磁気ヘッドスライダ
Ｗの形状に沿って、テーパ加工（Ｓ５）と中央溝加工
（Ｓ６）が研削盤を用いて行なわれ、それらの加工が終
了後にダイサーによって、バー４をチップ毎に分割して
（Ｓ７）、所定の磁気ヘッドスライダＷを製作する。

【００２５】ラッピング加工（Ｓ４）で用いる片面ラッ
ピング装置６は、図４に示すようにラップ定盤７の上に
太陽歯車８と相互に噛合う遊星歯車９が設けられてい
る。遊星歯車９の外側には図５に示すように遊星歯車９
と噛合うインターナルギア１０が設けられている。ま
た、遊星歯車９の下面に接触してラップ定盤７の表面に
はキャリア１１が設けられている。このキャリア１１の
外周には、遊星歯車９と同様の歯車が設けられており、
バー４を挿入する矩形状孔１２ａ、１２ｂ、１２ｃ…が
複数個設けられている。各矩形状孔１２ａ、１２ｂ、１
２ｃ…には加工するバー４が挿入されている。なお、遊
星歯車９は銅製で太陽歯車８とインターナルギア１０に
対して着脱自在で、かつ、所定の荷重に設定されてい
る。また、一端面側は極めて高精度の平面度で０．２μ
ｍ程度に仕上げられている。

【００２６】また、ラップ定盤７は、矢印Ｒ方向に回転
する回転軸１３と、この回転軸１３に取り付けられた円
板状のセラミックスべース板１４と、このセラミックス
べース板１４上面にエポキシ系樹脂系の接着剤で接着さ
れて錫材製の円板状の仕上げ加工用定盤１５とを備えて
いる。この仕上げ加工用定盤１５には、粒径１／８μｍ
以下の固定したダイヤモンド砥粒が埋め込まれている。

【００２７】なお、加工液を供給する加工液供給ホース
や加工液を仕上げ加工用定盤１５に吹き付ける加工液供
給ノズルがそれぞれ設けられているが、それらは図示し
ていない。

【００２８】このように構成された磁気ヘッドスライダ
Ｗの片面ラッピング装置６で、次のようにして磁気ヘッ
ドスライダＷのラッピング加工を行なう。

【００２９】まず、ラッピング加工に先立ち、仕上げ加
工用定盤１５上に固定したダイヤモンド砥粒を、図示し
ないアルミナ材製の修正リングを仕上げ加工用定盤１５
に対向させるとともに、これらの間に１／８μｍ以下の
ダイヤモンド砥粒を含むスラリーを噴霧する。そして、
修正リングと仕上げ加工用定盤１５とを所定の圧力で押
圧しながら３０分間程度相対運動を行う。この相対運動
によりダイヤモンド砥粒の一部が錫材製の仕上げ加工用
定盤１５に埋め込まれる。この後、仕上げ加工用定盤１
５の表面を純水で洗浄して、この純水を拭き取る。

【００３０】この状態で、仕上げ加工用定盤１５上の太
陽歯車８とインターナルギア１０の間に被加工物である
バー４が配置される矩形状孔１２ａ、１２ｂ、１２ｃ…
を有するキャリア１１を載置する。バー４は磁気ヘッド
が形成されている面を側方とし、浮上面５が仕上げ加工
用定盤１５に接するように矩形状孔１２ａ、１２ｂ、１
２ｃ…に挿入される。キャリア１１上には遊星歯車９を
載置する。遊星歯車９は高い平面度を有する面に加工さ
れており、この面がバー４に当接するよう配置される。

【００３１】摸式的には図６に示すように、遊星歯車９
はその仕上げ面でバー４を自重による所定の荷重で仕上
げ加工用定盤１５に押圧した状態となる。この押圧によ
ってバー４は平行度を保って仕上げ加工用定盤１５に密
接する。

【００３２】太陽歯車８と仕上げ加工用定盤１５が回転
させると、遊星歯車９に押圧されたキャリア１１も遊星
歯車９と同様に、太陽歯車８の周りを自転しながら公転
する。これによりキャリア１１の矩形状孔１２ａ、１２
ｂ、１２ｃ…に挿入されたバー４も同様の運動を行う。
この運動によりバー４の被加工面である浮上面５はラッ
ピング加工が施され研磨される。このラッピング加工中
バー４は常に遊星歯車９により所定荷重で平行度を保っ
て仕上げ加工用定盤１５に押圧されているので、バー４
は常に加工面の平行度が保たれた状態での所定のデプス
が得られる。なお、加工液は直径がφ１／８μｍのダイ
ヤモンド砥粒が分散した油を使用して、仕上げ加工用定
盤１５に対向させて設けられた図示しない加工液供給ノ
ズルから、仕上げ加工用定盤１５の表面上に供給する。

【００３３】以上に述べたように、遊星歯車９による加
工荷重平面度を０．２μｍ以下にすることにより、両面
ラップ加工よりも片面ラップ加工の方がばらつきが小さ
くなっていることが確認でき、磁気ヘッドスライだの挙
動が安定した。

【００３４】また、これらの本発明による加工方法によ
れば、従来、両面ラップ工程の後に、接着工程、研削加
工工程およびデプス追い込みラップ加工工程の３工程を
要していたが、それらの工程を片面ラップ工程の１工程
にすることが出来、工程の簡略化が可能になったうえ、
平面に倣ってチャックされるので、研磨加工後の変形が
小さい。遊星歯車の平面度は、砥粒の大きさより小さい
ことが好ましい。これにより、被加工物と平面との間に
砥粒が入り込むことを防ぐことができる。

【００３５】さらに、従来ではデプス追い込み加工はバ
ー４のパターン１のうねりを制御するために、バー４の
パターン１毎に歪を測定して弾性変形を与える方法で
は、装置に精密な計測装置を装備する必要があり、パタ
ーン１に弾性変形を与え、その変形量を検出する装置と
ともに、加工治具の開発も必要とし、膨大な費用がかか
るうえ、ラップ加工装置も大きくなり、設備費のコスト
高は避けられなかった。そのため、加工コストが高くな
る弊害があったが、本発明ではそれらの必要が無く極め
て低コストで高精度の加工が出来る。

【００３６】これらによって加工された磁気ヘッドスラ
イダは、極めて精度が良好で、その磁気ヘッドスライダ
を搭載した磁気ディスク装置も高精度で良好な作動が得
られる。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、従来に比較して短い加
工工程で、かつ、低コストで高精度の磁気ヘッドスライ
ダの加工法が可能になり、また、その加工法で加工され
た高精度の磁気ヘッドスライダが得られる。この磁気ヘ
ッドスライダを用いた磁気ディスク装置によれば、磁気
情報の記録や再生を安定して実施することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁気ヘッドスライダの側面図。

【図２】磁気ヘッドスライダの斜視図。

【図３】本発明の実施の形態の磁気ヘッドスライダの製
造工程を示す模式図。

【図４】本発明の実施の形態の片面ラッピング装置要部
の概略側面図。

【図５】本発明の実施の形態の片面ラッピング装置の各
歯車の関係を示す平面図。

【図６】本発明の実施の形態の片面ラッピング加工の模
式図。

【図７】従来の磁気ヘッドスライダの接着工程を示す模
式図。

【図８】従来の磁気ヘッドスライダの研削工程を示す模
式図。

【図９】従来の磁気ヘッドスライダのデプス追込みラッ
プ加工工程を示す模式図。

【符号の説明】

１…パターン、２…基板、４…バー、５…浮上面、６…
片面ラッピング装置、７…ラップ定盤、８…太陽歯車、
９…遊星歯車、１０…インターナルギア、１１…キャリ
ア、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ…矩形状孔

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ１１Ｂ 5/60 Ｇ１１Ｂ 5/60 Ｕ 21/21 １０１ 21/21 １０１Ｌ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】太陽ギアおよびインターナルギアを有す
る本体に対して遊星ギアが配置され、この遊星ギアに設
けられる被加工物が前記本体上の研磨面により研磨され
る片面ラップ装置において、前記遊星ギアが、前記被加工物が納められる貫通孔を有
し研磨面上に脱着可能に設けられるキャリアと、このキ
ャリアの前記貫通孔を覆うように設けられ、前記キャリ
アと対向する面が実質的に平面に形成されており、前記
被加工物が前記研磨面に供給される研磨液の水分により
前記平面に実質的にチャックされる荷重体とを具備する
ことを特徴とする片面ラップ装置。
【請求項２】前記太陽ギアおよびインターナルギアを
有する本体に対して前記遊星ギアが配置され、この遊星
ギアに設けられる前記被加工物が前記本体上の研磨面に
より研磨される片面ラップ装置において、前記遊星ギアが前記被加工物を前記研磨面に押し付ける
面の平面度が、実質的に０．２μｍ以下であることを特
徴とする片面ラップ装置。
【請求項３】前記遊星ギアは、前記被加工物が納めら
れる前記貫通孔を有し研磨面上に脱着可能に設けられる
キャリアと、このキャリアの前記貫通孔を覆うように設
けられ、前記キャリアと対抗する面の平面度が実質的に
０．２μｍ以下である銅製の荷重体とを具備することを
特徴とする請求項１記載の片面ラップ装置。
【請求項４】磁気へッド素子を有する面と交わる面を
研磨により仕上げる磁気ヘッドスライダの製造方法にお
いて、被加工物を研磨面に供給される研磨液の液成分により実
質的平面に対して実質的に固着させて研磨する研磨工程
を具備することを特徴とする磁気ヘッドスライダの製造
方法。
【請求項５】磁気ヘッド素子を有する面と交わる方向
に浮上面を有する磁気ヘッドスライダの製造方法におい
て、この浮上面を研磨面に押圧する面の平面度が実質的に
０．２μｍ以下である銅または銅合金の荷重体であるこ
とを特徴とする磁気ヘッドスライダの製造方法。
【請求項６】請求項４または５記載の磁気ヘッドスラ
イダの製造方法により製造された磁気ヘッドスライダ。
【請求項７】磁気ディスクと、請求項４または５記載
の磁気ヘッドスライダの製造方法により製造され、前記
磁気ディスクに対して近接配置可能に設けられ、前記磁
気ディスクに対して磁気情報の記録または読み出しを行
う磁気ヘッドスライダと、前記磁気ディスクを回転駆動
する回転駆動装置とを具備することを特徴とする磁気デ
ィスク装置。