JPH03161264A - ワイヤソーによるビデオヘッドの加工方法並びにワイヤソー加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ＶＴＲ等の磁気記録装置の磁気ヘッドの加工
に供するワイヤソー加工方法及び装置に閲する． 〔従来の技術〕 従来のワイヤソー加工では、まず、ダミーの試料を試し
加工し、それを機外に取りだした後、実際の加工位置と
目標とする加工位置との差を測定し、その差をキャンセ
ルする位置に被加工物（ボンデイングブロック）を装置
（・ワイヤソー）にセットして加工するのが一般的であ
った。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、被加工物の品種が変わるたびに試し加
工と加工位置の測定作業が必要であり、生産性が低く、
また同一品種であっても、被加工物の装置へのセッティ
ング誤差が生ずると加工位置が変化するため、加工位置
精度が低下するという問題があった。

本発明の目的は、ワイヤに対する被加工物（ボンデイン
グブロック：数チップのビデオヘッドからなるブロック
状の部品）の位置合わせを行った後、ワイヤソーで加工
することにより、加工寸法精度と生産性とを向上する方
法およびその装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達戊するために、走行するワイヤと被加工物
との相対位置を検出する手段と、その検出値に基づき被
加工物の位置を調整する位置決め手段を設け、位ａｍ整
後に被加工物を走行するワイヤに押しつけて加工するこ
とにした。即ち、本発明は、ビデオヘッドのトラック先
端部と加工用ワイヤとの相対位置合わせを±μｍ以下の
精度で行い、ヘッド高さ寸法を向上させることを特徴と
するワイヤソーによるビデオヘッド加工方法である。

また本発明は、走行するワイヤに部品を押しつけて部品
を切断あるいは溝加工するワイヤソー加工装置において
，ワイヤと被加工物の相対位置を検出する手段と、この
検出値に基づいて被加工物の位置を調整する位置決め手
段とを設け、ワイヤに対する被加工物の位置を合わせた
後加工することを特徴とするワイヤソー加工装置である
。

また本発明は、走行するワイヤの上下に対向して設置し
た部品をワイヤに押しつけて部品を同時に切断あるいは
溝加工するワイヤソー加工装置において，ワイヤとその
上下の被加工物との相対位置を検出する手段と、被加工
物の位置を独立に調整する位置決め手段とを設け、この
検出値に基づいてワイヤに対する被加工物の位置を合わ
せた後、加工することを特徴とするワイヤソー加工装置
である。

〔作用〕

ワイヤソー加工装置は、一般には、走行するワイヤに対
して被加工物を下方から上方へ押しつけることにより加
工する。まず、被加工物をワイヤの下方で，接触しない
程度の位置に近づける。次に、ワイヤの上方に、ワイヤ
と被加工物との位置を検出する小形の検出ユニット（た
とえば、光学式Ｒ微鏡）をセットし、両者相対位置を検
出する。

被加工物は、これをワイヤに押しつけるリフト機構上に
設けた移動台（たとえば、平面内でのＸ．Ｙ方向と回転
方向への位置Ｊｌ整用ステージ）にセットされている。

上記検出ユニットは、走行するワイヤと被加工物との両
方を同時に画像として観察できるものであり、まず、ワ
イヤ走行時の平均的な中心位置を求めることで、ワイヤ
の振動周期を考慮してワイヤの中心位置を求め．次に，
その中心位置からの所定の位置をモニタ画面上にカーソ
ル等で表示する。そこで、上記の位置調整用ステージを
移動してカーソル位置に被加工物の特定の基準位置を合
わせた後、被加工物をワイヤに押しつけて加工すること
にした。

〔実施例〕

以下、本発明を図に示す実施例に基づいて具体的に説明
する。第１図は本発明に係るワイヤソー加工装置の概略
構或を示した図である。ワイヤソー加工装置は、ワイヤ
エをワイヤボビン２を介して被加工物３（以下，ボンデ
ィングブロックと称す）に対して水平に往復走行させ、
ボンディングブロック３を走行するワイヤ１にＺｌｌｉ
動機構４を用いて押しつけることにより、切断あるいは
、溝加工を行うものである。本実施例は、ワイヤ１とボ
ンディングブロック３との相対位置を検出する光学式顕
微鏡５（撮像用ＴＶカメラ６を含む）をワイヤ１の上部
に設け、光学式顕微鏡５での画像をＴＶカメラ６で検出
し，この画像からワイヤ１の中心とボンディングブロッ
ク３の加工位置を求める画像処理装置９、ＴＶカメラ６
から得られる画像とカーソル等を表示する画像モニタ７
、更にボンディングブロック３の位置をＸ，Ｙおよび回
転方向に修正するためのステージ８とステージ制御装置
ＩＯ、更にワイヤボビン２、Ｚ卵動機構４等を制御する
ワイヤソー制御装置１１がら構成されている。

一般にワイヤソー加工装置におけるワイヤ１の走行は，
順方向（第１図のａ方向）に走行した後停止し、さらに
逆方向（第１図のｂ方向）に走行した後停止する動作を
繰り返して往復走行を行なっている。

第８図は，光学式顕微鏡５の一実施例の概略構成を示し
た図である。光学式顕微鏡５は、ワイヤ１とボンディン
グブロック３を光ファイバーケーブル３７と集光レンズ
５１を介して導入した白色光で落射照明し、ワイヤ１の
明視野像を対物レンズ３８およびリレーレンズ３９で拡
大し、ＴＶ．カメラ６上に結像するものである。

第２図乃至第４図は、上記ワイヤソー加工装置により複
数のビデオへッドチップに切断、分離する加工を説明す
るための図である。即ちボンディングブロック３は、二
種のヘッド部品３ａ，３ｂを絶縁層ｌ９を介して結合さ
れたブロック状の部品である。このボンディングブロッ
ク３は、ワイヤソーで複数のビデオヘッドのチップに切
断、分離される。

光学式顕微鏡５は、ワイヤ１とボンディングブロック３
が拡大されてａ察され、第２図に示すようにモニタ画像
としてモニタ７に表示される。画像処理装置９は、光学
式顕微鏡５で第２図（ａ）に示すように検出される検出
画像１２内で決定したワイヤ１の検出範囲１３で取り込
んだ信号波形（ワイヤｌと直角方向の位置とその信号レ
ベル）　１４（第３図に示す）より、ワイヤ１の中心位
置を求める。（第４図（ａ）に示す）この信号波形は，
ワイヤ１を落射照明することにより，ワイヤ中心の信号
レベルが高く単純な形状のものであり、しきい値法等に
より、容易に波形の中心位置Ｘを算出できる。なお、ワ
イヤ走行前（静止時）と走行中でワイヤ位置は、ワイヤ
ボビン２でのワイヤ交換時の位置オフセットあるいはワ
イヤ自身の振動等により変化する。走行しているワイヤ
１のモニタ画面の一例を第９図（．）に示す。ワイヤエ
は走行、停止の繰返し、さらに走行方向の正逆転を行な
うため、画面上下方向に移′＃Ｊ（１，ｌａ，１ｂ〉す
る。この状態での信号波形は第９図（ｂ）に示す（１４
．　１４ａ　，　１４ｂ　）ようになり、ワイヤの中心
位置はそれぞれＸＯ，Ｘａ，Ｘｂとなる。このときのワ
イヤ１の中心位＋ＩＸの変化を第１０図に示す。ＴＶカ
メラ６で画像を取り込んで画像処理を行なう時間をしと
すると、ワイヤ中心位置は５４のように周期Ｗで規則的
に変動し、量大変化量ｅは１０μｍ程度生じる。ビデオ
へッドチップでは，第２図（Ｑ）に示すようにボンディ
ングブロノク３の端面とトラック２０の端面までの寸法
（ヘッドハイト：ｈ′と呼ぶ）を高精度に，たとえば、
±５μｍ以下にコントロールする必要があるため、第１
０図に示したよう中心位置が検出毎に変化すると目標を
達成することが不可能になる。そこで、ＴＶカメラ６で
画像を取り込んで画像処理を行なう時間ｔが、ワイヤ１
の振動周期Ｗよりも長い時間となるようして、中心位置
の平均値を求めるようにした。第１１図に示すように、
ＴＶカメラ６で画像を取り込んで画像処理を行なう時間
ｔで検出した波形１４．　１４ａ　，　１４ｂはワイヤ
１の振動周期Ｗよりも長く検出することでそれぞれの検
出波形が合威されて波形５５となる。この時のワイヤ１
の中心位置Ｘの変化を第１２図に示す。周期Ｗよりも長
い時間Ｔで検出すると５５のようになり、最大変化ｍｅ
は２μｍ程度となり目標を達或することが可能となる。

そこで、ワイヤの中心位ｌｘの検出は、上記の方法でワ
イヤソー加工と同様なワイヤエの走行時に行なうことに
した。

ボンディングブロック３の端面とトラック２０の端面ま
での合わせ方法は、第２図（ｂ）に示すようにワイヤ１
の中心位置Ｘ（カーソル２１で示す。）に対して、ボン
ディングブロック３のトラック２０先端部の位置を示す
カーソル（ハイトカーソル）２２をモニタ７上に表示す
る。（第４図（ｂ）に示す）両カーソル間の距離ｈは、
ワイヤ１の直径をｄとするとｄ／２＋ｈ’で求められる
。なお、ハイトカーソル２２の位置は、ボンディングブ
ロック３の品種によりｈ′が変化するたびに変わるため
、品種に対するトラックハイトｈ′は、画像処理装置９
に予め登録しておく。つぎに、第１図に示したステージ
８およびその制御装置１０を用いてボンディングブロッ
ク３を、Ｘ，Ｙおよび回転方向に移動し、第２図（ｃ）
に示すように、トラック２０の先端部をカーソル２２に
合わせる。（第４図（Ｑ）に示す）この操作は、モニタ
７の画面をｉ察しながら、マニュアルで行う以外に、ト
ラック２０の先端部を画像処理装置９による画像処理（
例えば、特公昭５９　−　２３４６７号に記載された画
像処理）により検出し、ボンディングブロック３を自動
位置合せする方式もある。

以上の位置合せの後、ワイヤソー制御装置ｌ１からの指
令に基づいてボンディングブロック３を走行するワイヤ
１に押しつけて加工する。（第４図（ｄ）に示す） 第５図に、本発明の他の実施例を示す。第ｌ図で示した
実施例は、ボンディングブロック３が１つの場合を示し
たものであるが、本実施例は、複数のボンディングブロ
ック３を同時にワイヤソーで加工する場合を示したもの
である。まず、それぞれのボンディングブロック３は、
予め、一定の配列角度θで、かつ第２図に示したトラッ
ク位置がそれぞれ同一線上となるように第５図に示す整
列用治具２３に配列し、接着岸１等で固定しておく。

なお、本発明では、この整列方法については，特定しな
い。

第５図Ａ−Ａ’矢視図に示すよ，うに、配列された複数
のボンデイングブロック３を複数のワイヤ１で高精度に
同時加工するためには、本装置において両端のボンデイ
ングブロック３のほぼ中心位置にあるヘッド部とワイヤ
１との相対位置を、２眼の光学式顕微１ｉ［２４（１眼
の顕微鏡２個でも同様）を用いて測定する，すなわち、
左右のＴＶカメラ２５．　２６で撮像した画像に基づき
、第２図、第８図乃至第ｌ２図で説明した方法を用いて
ワイヤ１とトラック２０端面との位置合せを行った後、
ワイヤソーで加工することにした。本方法では、予め、
整列された複数のボンディングブロック３の相互の配列
誤差が加工精度に影響するため、単一のボンディングブ
ロック３に較べてより精密な位置合せが重要である。た
とえば、ヘッド高さの寸法精度を±５μｍ以下を実現す
るには、ワイヤ１とボンディングブロック３のトラック
端面どの位置合せ誤差は±１μｍ以下にする必要がある
。なお、本方式において、光学式顕微鏡２４と画像処理
装置９を用いることにより０．５μｍ程度の画像検出分
解能を得ることは比較的容易であり、さらにボンディン
グブロック３を０．５μｍ以下の踵動分解能で位置調整
することも機構上、制御上の特に問題は無い。

第６図に本発明の他の実施例を示す。第６図（ａ）は上
ボンディングブロック３０をセットする前の下ボンディ
ングブロック３１とワイヤ１との位置合わせ状態を示す
図である。第６図（ｂ）は下ボンディングブロック３１
を下方へ以降させ、上ボンデイングブロック３０とワイ
ヤ１との位置合わせ状態を示す図である。第６図（ｃ）
は検出ユニットを逃し、上下のボンデイングブロック３
０．　３１を同時にワイヤー加工する状態を示した図で
ある。

即ち、第１図及び第５図では、ワイヤ１の下方からボン
ディングブロック３をワイヤエに押しつけて加工するワ
イヤソーを用いたものであったのに対して，本実施例で
は、ワイヤ１の上下方向（両側）に設けたボンディング
ブロック３をワイヤ１に対向させるように押しつけて加
工するワイヤソー装置（特公昭６１−７９０１号公報に
具体的に記載）を基本としている。

本実施例では、ワイヤ１の上下に、上ボンデイングブロ
ック３０と下ボンデイングブロック３ｌとＸ，Ｙ，およ
び回転方向への位置決め用上ステージ３２，下ステージ
３３が、それぞれ上２機構３４と下２機構３５の上に設
けられている。また，ワイヤ１とボンディングブロック
３との位置検出用の光学顕微鏡３６がワイヤソー加工時
に退避可能に設置されている。

第７図は、この顕微鏡（検出ユニット）３６の一実施例
の構成を示したものである。これは、ワイヤ上とボンデ
ィングブロック３を光ファイバーケーブル３７および照
明レンズ５１を介して導入した白色光で落射照明し，対
物レンズ３８およびリレーレンズ３９で拡大した像をＴ
Ｖカメラ２５．　２６上に結像する顕微鏡である。この
光学系は、第６図に示したように、上ステージ３２とワ
イヤ１との隙間にセッ１・する必要があるため、対物レ
ンズ３８を横置きにし、その先端に検出光軸を下方に曲
げるミラー４０を配置すること′により、光学系全体を
薄形化している。また、このミラー４０の隣に、検出光
軸を上方に曲げるミラー４１を配置し，両者を左右方向
にスライドし、検出光軸を上下に切替ることにより、顕
微鏡３６を反転することなく上下両方向の検出を可能に
した。

以下に、この上下同時加工方式でワイヤ１とボンディン
グブロック３との位置合せ加工の方法を説明する。

まず、上Ｚ關動機構３４を上方端に移動し、光学式顕微
鏡３６をワイヤ１の上部ヘセットし、既に、第２図で説
明した方法により、ワイヤ１と下ボンディングブロック
３１との位置合せを下ステージ３３を用いて行う．ただ
し、ワイヤソー加工は、この時点では行わない。次に、
顕微鏡３６を一旦、退避するとともに，下Ｚ機構３５を
下端に移動し，かつ、上ボンディングブロック３０をワ
イヤ１に接近させる。つぎに、顕微鏡３６をワイヤｌの
下部に設置するとともに、第７図に示したように、ミラ
ー４０，４１をスライドして検出光軸を切替へ、ワイヤ
１と上ボンディングブロック３０との位置合せを上ステ
ージ３２にて行う。以上のように，ワイヤエに対する上
、下のボンディングブロック３０．　３１の位置合せを
完了したあと、顕微鏡３６を退避させ，上、下のＺＩＨ
動機構３４．　３５によりワイヤソー加工を実呪する。

〔発明の効果〕

本発明により、ＶＴＲヘッドチップ等のヘッド高さ（ハ
イト）の寸法制度を従来に比べて大幅に向上（たとえば
、従来±１０μｍ→士数μｍ以下）することができるた
め、その後の組立工程時でのヘッド位置調整作業が省略
あるいは大幅な削減が可能なる。また、本発明は、複数
のヘッドを上記精度で同時に加工できるため、上記の効
果と共に、歩留まりと生産性の向上が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すワイヤソー装置の構成
図，第２図は本発明におけるワイヤとボンディングブロ
ックとの位置合わせ方法を説明するモニタ画像を示す図
、第３図はワイヤの検出信号波形を示す図、第４図はワ
イヤとボンディングブロックとの位置合わせ工程を示す
フロー図、第５図は本発明の他の実施例を示すワイヤソ
ー装置の構成図，第６図は本発明の他の実施例であるワ
イヤソー加工方法を示す説明図、第７図は本発明におけ
る検出ユニットの一実施例を示す構或斜視図、第８図は
本発明における検出ユニットの一実施例を示す構成図、
第９図は振動するワイヤのモ二夕像とその時の検出信号
波形を示す図、第１０図は第９図で検出した時のワイヤ
中心位置の変化を示す図，第１１図はワイヤの振動を考
慮したときのワイヤのモニタ像とその時の検出信号波形
を示す図，第ｌ２図は第１ｌ図で検出した時のワイヤ中
心位置の変化を示す図である。 １・・・ワイヤ、　　　　　　２・・・ワイヤボビン、
３・・・Ｚ踵動機構、 ４・・・被加工物（ボンディングブロック）、５・・・
光学式顕微鏡、　　６・・・ＴＶカメラ、７・・・モニ
タ５　　　　　　８・・・ステージ、９・・・画像処理
装置，１０・・・ステージ制御装置、１１・・・ワイヤ
ソー制御装置。 第 １　図 １・−　ワイヤ ２−−ワイ穴ボ゛ビン ３−Ｚ．％るａ，ｔ；晩構 ＋−−−ネＡ乙ｌ口工．物 （ボ′〉テ冫ニグブＯ，，，ク） ５・・一光学民頷４蚊遣 Ｊ−ＴＶ力メラ ７−・−モニタ ８−・ステーシ゛′ 第 ２ 図 第 ５ 図 第 ｂ 回 弟 ７ 図 ２６ 慕 ６ 図 第 １０ 初

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ビデオヘッドのトラック先端部と加工用ワイヤとの
   相対位置合せを±１μｍ以下の精度で行ない、ヘッド高
   さの寸法精度を向上させることを特徴とするワイヤソー
   によるビデオヘッド加工方法。 ２、走行するワイヤに部品を押しつけて部品を切断ある
   いは溝加工するワイヤソー加工装置において、ワイヤと
   被加工物の相対位置を検出する手段と、この検出値に基
   づいて被加工物の位置を調整する位置決め手段を設け、
   ワイヤに対する被加工物の位置を合わせた後加工するこ
   とを特徴とするワイヤソー加工装置。 ３、走行するワイヤの上下に対向して設置した部品をワ
   イヤに押しつけて部品を同時に切断あるいは溝加工する
   ワイヤソー加工装置において、ワイヤとその上下の被加
   工物との相対位置を検出する手段と、被加工物の位置を
   独立に調整する位置決め手段を設け、この検出値に基づ
   いてワイヤに対する被加工物の位置を合わせた後、加工
   することを特徴とするワイヤソー加工装置。 ４、ワイヤの中心位置を求め、次にその位置から所定の
   距離だけ離れた位置に被加工物の特定個所を位置決めす
   ることを特徴とする請求項２又は３記載のワイヤソー加
   工装置。 ５、上記ワイヤと被加工物の相対位置を検出する手段が
   、撮像装置を用いた光学式顕微鏡と、その画像を処理す
   る装置を具備したことを特徴とする請求項２又は３記載
   のワイヤソー加工装置。 ６、上記ワイヤの画像を処理する手段が、ワイヤの振動
   周期よりも長い時間で検出して中心位置の平均値を求め
   ることを特徴とする請求項５記載のワイヤソー加工装置
   。 ７、上記ワイヤと被加工物の相対位置を検出する手段が
   、検出光軸を切り替えることにより、上下両方向を検出
   できる光学式顕微鏡を有することを特徴とする請求項３
   記載のワイヤソー加工装置。 ８、上記位置検出の手段をワイヤの支持ローラの内側に
   設けることにより、静止あるいは走行中のワイヤの上方
   からワイヤと被加工物の両者の位置を同時に検出できる
   ことを特徴とする請求項２記載のワイヤソー加工装置。 ９、上記位置検出の手段をワイヤの支持ローラの内側お
   よび外側に設けることにより、静止あるいは走行中のワ
   イヤの上方および下方からワイヤと被加工物の両者の位
   置を同時に検出できることを特徴とする請求項３記載の
   ワイヤソー加工装置。