JPH068233A - High precision grinding and cutting device and grinding and cutting method using the same - Google Patents

High precision grinding and cutting device and grinding and cutting method using the same

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JPH068233A
JPH068233A JP17043992A JP17043992A JPH068233A JP H068233 A JPH068233 A JP H068233A JP 17043992 A JP17043992 A JP 17043992A JP 17043992 A JP17043992 A JP 17043992A JP H068233 A JPH068233 A JP H068233A
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JP
Japan
Prior art keywords
cutting
grindstone
grinding
magnetic head
work
Prior art date
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Pending
Application number
JP17043992A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuya Fukazawa
克也 深沢
Hirotaka Imayama
寛隆 今山
Masayasu Fujisawa
政泰 藤沢
Koji Takeshita
幸二 竹下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH068233A publication Critical patent/JPH068233A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28DWORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D7/00Accessories specially adapted for use with machines or devices of the preceding groups
    • B28D7/04Accessories specially adapted for use with machines or devices of the preceding groups for supporting or holding work or conveying or discharging work

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】切断面平面度が高く、加工歪の変形を低減する
ことのできる高精度研削装置とその研削切断方法とを実
現する。 【構成】Xテーブル1がX方向に往復移動するのに同期
して、チルティングテーブル2を介して設けられたYテ
ーブル(回転テーブル)3が180°回転する。回転テ
ーブル3に搭載されたワーク4は、Zテーブルに接続
し、同じくXテーブル1の移動に同期してZ方向に降下
する砥石軸6に接続され高速回転する砥石7により、砥
石7の任意の片面aだけが常に切断に寄与するように切
断溝両側面を砥石7の任意の片面だけで交互に研削して
切断される。切断時にはYZ面内で所定の砥石チルティ
ング角θ(通常、1°以内)を設定する。これによっ
て、切断溝両側面に作用する研削抵抗をバランスさせる
ことができ、加工歪を均一にできる。薄くて硬度の高い
材料を切断するのに好適で、信頼性の高い高密度記録再
生用の薄膜磁気ヘッドが実現できる。
(57) [Abstract] [Purpose] To realize a high-precision grinding apparatus and a grinding cutting method thereof, which have high flatness of the cutting surface and can reduce deformation of processing strain. Constitution: A Y table (rotary table) 3 provided via a tilting table 2 rotates 180 ° in synchronization with the reciprocating movement of an X table 1 in the X direction. The work 4 mounted on the rotary table 3 is connected to the Z table and is also connected to the grindstone shaft 6 that descends in the Z direction in synchronization with the movement of the X table 1. The both sides of the cutting groove are alternately ground by only one arbitrary surface of the grindstone 7 so that only one surface a always contributes to the cutting. At the time of cutting, a predetermined grindstone tilting angle θ (usually within 1 °) is set within the YZ plane. As a result, it is possible to balance the grinding resistance acting on both side surfaces of the cutting groove and make the processing strain uniform. A thin film magnetic head for high density recording / reproducing, which is suitable for cutting a thin and hard material and has high reliability, can be realized.

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、セラミック等の硬質材
料を高精度に研削切断する研削切断装置及びそれを用い
た研削切断方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a grinding and cutting apparatus for grinding and cutting a hard material such as ceramics with high accuracy and a grinding and cutting method using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の切断機、あるいは研削切断装置
は、一般に回転する砥石をワークに押し当て砥石の両面
を使用して切断するものである。すなわち、ワークの研
削切断時にそのワークから砥石の両側面に力を受ける
が、この力は、一般に両側面でアンバランスである。し
たがって、セラミック等の硬質材料について切断片厚さ
を1〜数mmで研削切断するとき、前記砥石が曲げられ
て切断面に「そり」や「うねり」が生じ、切断面の平面
度は、10μm/40mm程度であり、高精度の切断面平面
度が得られないという欠点と砥石両側面でワークへの作
用が異なるためワーク両面の切断面内部応力が異なり、
このため、上記砥石の曲がりによる「そり」以上にそる
という欠点があった。
2. Description of the Related Art A conventional cutting machine or grinding cutting device generally presses a rotating grindstone against a work and cuts it by using both sides of the grindstone. That is, when the work is ground and cut, a force is applied from the work to both side surfaces of the grindstone, but this force is generally unbalanced on both side surfaces. Therefore, when a hard material such as ceramics is ground and cut with a cut piece thickness of 1 to several mm, the grindstone is bent to cause "warpage" or "waviness" on the cut surface, and the flatness of the cut surface is 10 μm. It is about / 40 mm, which means that the cutting surface flatness cannot be obtained with high precision, and because the action on the work is different on both sides of the grindstone, the internal stresses on the cut surfaces on both sides are different.
For this reason, there is a drawback that the whetstone is warped more than "sled" due to the bending of the whetstone.

【0003】なお、この種の切断精度に関連するものと
しては、例えば5インチウェハについて記載された「切
断技術総覧」第587頁(発行:産業技術サービスセン
ター、編集:切断技術総覧編集委員会)が挙げられる。
[0003] As for what is related to this type of cutting accuracy, for example, "Cutting Technology Guide", page 587 (published by: Industrial Technology Service Center, edited by: Cutting Technology Guide Editorial Committee), which describes a 5-inch wafer. Is mentioned.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】すなわち、従来の切断
機および研削切断装置は、砥石両側面を使用しているた
め砥石両側面の砥石コーナー部形状変化、あるいは目つ
ぶれ、目づまり等の砥石性状の変化などの要因によっ
て、砥石の両側面に加わる力がアンバランスとなり、こ
れらによって切断されたワーク切断面に「そり」が生じ
る。つまり、精度劣化が起きるが、特に材料が硬質で薄
板を切断するような場合に著しい。例えば、回転浮上型
の薄膜磁気ヘッドの加工例について説明すると、この種
のヘッドは、半導体プロセスを応用して、スライダー本
体を構成する非磁性のセラミック基板上に多数の薄膜素
子を形成した後、個々の薄膜素子を切断、研削、ラッピ
ング等を経てつくられるが、切断面内部応力による「そ
り」つまり、加工歪の変形は、薄膜素子の並び精度を劣
化させ、磁気ヘッドのギャップ深さばらつきなどによる
性能劣化をまねくという問題があった。
That is, since the conventional cutting machine and grinding cutting device use both side surfaces of the grindstone, the shape of the grindstone corners on both side surfaces of the grindstone changes, or the grindstone properties such as crushing and clogging occur. And other factors cause the forces applied to both side surfaces of the grindstone to become unbalanced, resulting in “warpage” in the cut surface of the workpiece. In other words, accuracy deterioration occurs, but it is remarkable especially when the material is hard and a thin plate is cut. For example, a processing example of a rotary levitation type thin film magnetic head will be described. In this type of head, after applying a semiconductor process, a large number of thin film elements are formed on a non-magnetic ceramic substrate forming a slider body, It is made by cutting, grinding, lapping, etc. of each thin film element, but the "warpage" due to internal stress on the cut surface, that is, deformation of processing strain, deteriorates the alignment accuracy of thin film elements, and the variation in the gap depth of the magnetic head etc. There was a problem of causing performance degradation due to.

【0005】したがって、本発明の目的は上記従来技術
の問題点を解消することにあり、その第1の目的は例え
ばセラミックス等の硬質材料の加工に好適な、すなわち
加工歪を低減させつつ、切断面の平面度を高く保持した
状態で切断できる研削切断装置を、第2の目的はそれを
用いた研削切断方法を、第3の目的はそれを用いた磁気
ヘッドの製造方法を、それぞれ提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art. The first object of the present invention is suitable for processing hard materials such as ceramics, that is, cutting while reducing processing strain. A grinding and cutting device capable of cutting while keeping the flatness of the surface high, a second purpose is to provide a grinding and cutting method using the same, and a third purpose is to provide a magnetic head manufacturing method using the same. Especially.

【0006】これにより、高精度研削切断装置とそれを
用いた高精度の切断方法とを実現することが可能とな
り、所望の切断面平面度が得られ、加工歪の変形を低減
させ、例えば回転浮上型薄膜磁気ヘッドの場合には、加
工歪による変形を防止することができ、薄膜磁気ヘッド
のギャップ深さを均一化することで記録密度の向上が図
れると共に、切断されたヘッド素子の特性が揃っている
ため、そのために従来必要とされていた製造プロセスを
削減することが可能となる。
As a result, it becomes possible to realize a high-precision grinding and cutting device and a high-precision cutting method using the same, a desired cut surface flatness can be obtained, and deformation of processing strain can be reduced, for example, rotation. In the case of a floating thin-film magnetic head, deformation due to processing strain can be prevented, and the recording density can be improved by making the gap depth of the thin-film magnetic head uniform, and the characteristics of the cut head element can be improved. Since they are available, it is possible to reduce the manufacturing process that has been conventionally required for that purpose.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、切断面と
砥石にかかる力との関係について種々実験検討の結果、
従来の砥石両側面の砥石コーナー部での同時研削の代わ
りに、常に砥石の片側コーナ部だけを切断に寄与するよ
うにし、切断溝の両側面を砥石の片側だけで交互に研削
して切断するようにすれば良いという知見を得た。本発
明はかかる知見に基づいてなされたものであり、その第
1の目的は、Xテーブル上に設置したワークをX方向に
往復運動させながら、Zテーブルに回転自在に保持され
た砥石軸に取り付けた砥石を、前記往復運動に同期させ
て研削量に見合って一定量ずつZ方向へ下降させること
により、前記ワークを前記砥石による研削によって切断
するようにした研削切断装置において、前記Xテーブル
上に回動自在に配設され、ワークを搭載するYテーブル
と、前記YテーブルをYZ面内で所定の砥石チルティン
グ角θを設定、保持する手段とを備え、YZ面内で所定
の砥石チルティング角θを保持した状態で、Xテーブル
上に設置固定された前記YテーブルをX方向の往復運動
と同期して180゜ずつ回転運動させることによって常
に砥石の一定の片面で研削加工できるようにして成る高
精度研削切断装置により、達成される。すなわち、本発
明の高精度研削切断装置は、つねに加工状態を均一にす
ることに着目し、砥石の片側コーナ部だけが切断に寄与
するように切断溝両側面を砥石の片側だけで交互に研削
して切断するようにしたものである。
Means for Solving the Problems As a result of various experimental studies on the relationship between the cutting surface and the force applied to the grindstone, the inventors have found that
Instead of simultaneous grinding at the wheel corners on both sides of the conventional grindstone, only one side of the grindstone always contributes to cutting, and both sides of the cutting groove are alternately ground by only one side of the grindstone. I obtained the knowledge that I should do so. The present invention has been made on the basis of such knowledge. A first object of the present invention is to attach a work piece set on an X table to a grindstone shaft rotatably held on a Z table while reciprocating the work piece in the X direction. In the grinding and cutting device, the grinding stone is cut in the Z direction by a predetermined amount in synchronization with the reciprocating motion in correspondence with the grinding amount in the Z direction so that the workpiece is cut by the grinding stone. A Y table, which is rotatably arranged and carries a work, and means for setting and holding a predetermined grindstone tilting angle θ in the YZ plane of the Y table, and a predetermined grindstone tilting in the YZ plane. While maintaining the angle θ, the Y table fixedly mounted on the X table is rotated by 180 ° in synchronization with the reciprocating motion in the X direction, so that the whetstone is always kept constant. This is achieved by a high-precision grinding and cutting device capable of grinding on one side. That is, the high-precision grinding and cutting apparatus of the present invention always focuses on making the processing state uniform, and alternately grinds both sides of the cutting groove only on one side of the grindstone so that only one side corner portion of the grindstone contributes to cutting. It was made to cut.

【0008】なお、XテーブルをX方向に往復運動させ
る代わりに、砥石軸をX方向に往復運動させるようにし
ても良い。ただし、この場合の砥石軸は砥石を回転さ
せ、研削量に見合って一定量ずつZ方向へ下降させると
共に、X方向に往復運動させるという三つの機能を持た
せることになり、機構が複雑になる。
Incidentally, instead of reciprocating the X table in the X direction, the grindstone shaft may be reciprocating in the X direction. However, in this case, the grindstone shaft has three functions of rotating the grindstone, lowering it by a constant amount in the Z direction according to the grinding amount, and reciprocating in the X direction, which complicates the mechanism. .

【0009】また、第2の目的は、Xテーブル上に設置
したワークをX方向に往復運動させながら、Zテーブル
に回転自在に保持された砥石軸に取り付けた砥石を前記
往復運動に同期させ、かつ研削量に見合って一定量ずつ
Z方向へ下降させることにより、前記ワークを前記砥石
の研削によって切断する研削切断方法において、前記X
テーブル上に回動自在に配設され、ワークを搭載するY
テーブルが、YZ面内で所定の砥石チルティング角θを
保持した状態で、X方向の往復運動と同期して180゜
ずつ回転運動させることによって常に砥石の一定の片面
でワークを研削加工できるようにして成る高精度研削切
断方法により、達成される。
A second object is to reciprocate the work set on the X table in the X direction, while synchronizing the grindstone attached to the grindstone shaft rotatably held on the Z table with the reciprocating motion. In the grinding cutting method, the work is cut by grinding the grindstone by lowering the work piece in the Z direction by a predetermined amount in proportion to the grinding amount.
A Y that is rotatably arranged on the table and carries a work
While the table keeps a predetermined grindstone tilting angle θ in the YZ plane, the work piece can always be ground on one surface of the grindstone by rotating 180 degrees in synchronization with the reciprocating movement in the X direction. It is achieved by the high precision grinding and cutting method.

【0010】また、第3の目的は、予め非磁性セラミッ
ク基板上に、多数の薄膜磁気ヘッド素子を所定間隔を置
いて配列、形成することにより磁気ヘッドブロックを準
備する工程と、この磁気ヘッドブロックをワークとし
て、これから個々の薄膜磁気ヘッド素子を切断、分離す
る工程と、研削、ラッピングによりスライダーを形成す
る工程とを有して成る回転浮上型薄膜磁気ヘッドの製造
方法であって、前記磁気ヘッドブロックをワークとし
て、これから個々の薄膜磁気ヘッド素子を切断、分離す
る工程を、上記第2の目的を達成することのできる高精
度研削切断方法により切断、分離する工程として成る磁
気ヘッドの製造方法により、達成される。
A third object is to prepare a magnetic head block by previously arranging and forming a large number of thin film magnetic head elements on a non-magnetic ceramic substrate at predetermined intervals, and the magnetic head block. As a workpiece, and a step of cutting and separating individual thin film magnetic head elements from this, and a step of forming sliders by grinding and lapping. A method of manufacturing a magnetic head comprising a block as a work, and a step of cutting and separating individual thin film magnetic head elements from the block by a high-precision grinding and cutting method capable of achieving the second object. Is achieved.

【0011】[0011]

【作用】Xテーブルは、ワークをX方向に往復運動させ
るものであり、Yテーブルは、Xテーブルの往復運動に
同期してXテーブル上でワークを180°回転させるも
のであり、これにより砥石に対する研削加工溝の左右の
側面を交互に入れ替え、研削時には常にYZ面内で所定
の砥石チルティング角θを保持した状態で、しかも砥石
の一定の片面でワークを研削加工する作用を有する。ま
た、Zテーブルに固定された砥石軸の砥石は、Xテーブ
ルの往復運動に同期して、しかも前回の研削量に見合っ
て一定量ずつZ方向へ下降し、新しい研削面に当接す
る。このように砥石の片側だけが切断に寄与することか
ら、砥石にかかる力がバランスすることで切断面平面度
が向上し、また、切断片の両側において切断面内部応力
が等しくなることで、加工歪による変形が低減される。
なお、Xテーブル、Yテーブル、Zテーブルの駆動、砥
石の回転速度等の一連のシーケンス制御は、いずれもコ
ンピュータを使用した制御装置で自動的に行なわれる。
The X table is for reciprocating the work in the X direction, and the Y table is for rotating the work 180 ° on the X table in synchronization with the reciprocating motion of the X table. The left and right side surfaces of the grinding groove are alternately replaced, and the work has a function of grinding the work with a constant grindstone tilting angle .theta. Further, the grindstone of the grindstone shaft fixed to the Z table descends in the Z direction by a constant amount in synchronization with the reciprocating motion of the X table and corresponding to the previous grinding amount, and comes into contact with a new grinding surface. Since only one side of the grindstone contributes to the cutting in this way, the flatness of the cut surface is improved by balancing the force applied to the grindstone, and the internal stress of the cut surface becomes equal on both sides of the cut piece, so Deformation due to distortion is reduced.
The X-table, Y-table, Z-table drive, and grindstone rotation speed are all controlled automatically by a controller using a computer.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面にしたがって
説明する。 〈実施例1〉図1は、本発明の一実施例となる高精度研
削切断装置の平面図、図2は、その側面図であり、これ
らを用いて研削切断装置の構成とそれを用いた研削切断
方法について説明する。 (1)研削切断装置の構成について:図1、図2に示す
ように、X方向に往復移動可能なXテーブル1上に、チ
ルティングテーブル2を介してYテーブルとなる回転テ
ーブル3を配置する。ワーク4が搭載された回転テーブ
ル3は、それを支持しているチルティングテーブル2を
動作させてYZ面内で所定の砥石チルティング角θだけ
微小変位させた状態で、ワーク4のX方向の往復運動と
同期してXY平面内で180°回転移動し、方向を反転
できる構成となっている。Zテーブルに接続された砥石
軸6の端部には回転砥石7が接続され、Z軸方向に移動
できると共に、Y方向にも移動できる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. <Embodiment 1> FIG. 1 is a plan view of a high precision grinding and cutting apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view thereof. The grinding and cutting method will be described. (1) Constitution of grinding and cutting device: As shown in FIGS. 1 and 2, a rotary table 3 serving as a Y table is arranged on a X table 1 which can reciprocate in the X direction via a tilting table 2. . The rotary table 3 on which the work 4 is mounted is moved in the X direction of the work 4 with the tilting table 2 supporting the work 4 being operated to be slightly displaced in the YZ plane by a predetermined grindstone tilting angle θ. It is configured so that it can be rotated 180 ° in the XY plane in synchronization with the reciprocating motion to reverse the direction. A rotary grindstone 7 is connected to the end of the grindstone shaft 6 connected to the Z table, and can be moved in the Z-axis direction as well as in the Y-direction.

【0013】(2)研削切断装置の切断動作機構につい
て:このように構成した高精度研削切断装置による切断
動作を、図面を用いて説明する。ここでは回転テーブル
3を動作させない比較例と、動作させてXテーブル1の
動作に同期させて周期的に180°方向転換した場合と
について説明する。
(2) Regarding the cutting operation mechanism of the grinding and cutting device: The cutting operation by the high precision grinding and cutting device thus constructed will be described with reference to the drawings. Here, a comparative example in which the rotary table 3 is not operated and a case in which the rotary table 3 is operated and the direction is periodically changed by 180 ° in synchronization with the operation of the X table 1 will be described.

【0014】a)回転テーブルを動作させないで研削切
断した比較例の場合:図3〜図5は、回転テーブル3を
動作させないで砥石7の両側面a、bを用いて切断した
場合の切断の進行に伴う、ワークの切断溝dの形状と砥
石7との関係を示すもので、図1のV方向から見た要部
拡大断面図である。図において、○を付したものはワー
ク進行方向が手前のときを、●を付したものはワーク進
行方向が奥のときをそれぞれ示す。切断方法の手順は、
先ず、図2に示したように真空チャック5によってワー
ク4を吸着する。砥石軸6の高さ、切り込み量、総切り
込み量、Xテーブル1のストローク量、切断ピッチ、ス
ライス数を設定する。切断時は、チルティングテーブル
2を+θ軸に微小変位し(θは1°以内が望ましい)、
Xテーブル1が奥へ移動し、砥石7によるワーク4の1
回目の研削が行われる。この時の様子を図3に示した。
Xテーブル1のストローク量が終了した時点で、砥石軸
6が切り込み量下降し、チルティングテーブル2を−θ
軸微小変位し、Xテーブル1が手前へ移動し、2回目の
研削(図4参照)が行われるというシーケンスを総切り
込み量まで繰返し、1枚の切断が終了する。これを切断
ピッチの間隔でスライス数切断を行い完了する。
A) In the case of the comparative example in which the rotary table is not cut and operated: FIGS. 3 to 5 show the cutting when the rotary table 3 is cut without using the both sides a and b of the grindstone 7. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part as viewed from the direction V of FIG. 1, showing the relationship between the shape of the cutting groove d of the work and the grindstone 7 as the process advances. In the figure, the circles indicate that the work advancing direction is toward the front, and the circles indicate that the work advancing direction is toward the back. The procedure of the cutting method is
First, as shown in FIG. 2, the work 4 is sucked by the vacuum chuck 5. The height of the grindstone shaft 6, the cut amount, the total cut amount, the stroke amount of the X table 1, the cutting pitch, and the number of slices are set. At the time of cutting, the tilting table 2 is slightly displaced to the + θ axis (θ is preferably within 1 °),
The X table 1 moves to the back, and the workpiece 4 is moved by the grindstone 7.
The second grinding is performed. The state at this time is shown in FIG.
When the stroke amount of the X table 1 is completed, the grindstone shaft 6 lowers the cutting amount, and the tilting table 2 is moved by -θ.
The sequence in which the axis is slightly displaced, the X table 1 is moved to the front, and the second grinding (see FIG. 4) is performed is repeated up to the total cutting amount, and one cutting is completed. This is completed by cutting the number of slices at intervals of the cutting pitch.

【0015】このようにして行われる切断加工の動作時
には、図3〜図5に示すように砥石7のコーナだけが作
用し、砥石側面が作用しないため砥石7の両側面に加わ
る研削抵抗にアンバランスがあっても両コーナが個別に
切断溝dの両側面に作用するため曲がりもそれぞれの切
断溝側面で一定になる。したがって、各切り込み深さに
おける砥石7のコーナの包絡面である切断面は、平坦に
加工される。しかし、砥石7の両コーナから加わる切断
片の両側の加工歪がアンバランスであるため切断片が
1.5μm/40mm変形する。
During the cutting operation performed in this manner, only the corners of the grindstone 7 act and the side surfaces of the grindstone do not act as shown in FIGS. 3 to 5, so that the grinding resistance applied to both side surfaces of the grindstone 7 is not affected. Even if there is a balance, since both corners individually act on both side surfaces of the cutting groove d, the bending is also constant on each side surface of the cutting groove d. Therefore, the cutting surface, which is the envelope surface of the corner of the grindstone 7 at each cutting depth, is processed flat. However, since the processing strains on both sides of the cutting piece applied from both corners of the grindstone 7 are unbalanced, the cutting piece is deformed by 1.5 μm / 40 mm.

【0016】b)回転テーブルを動作させて研削切断し
た本実施例の場合:図6〜図8は、本発明の砥石7の片
面aのみを用いた場合の切断の進行に伴うワーク4の切
断溝dの形状と砥石7との関係を示すもので、図1のV
方向から見た要部拡大断面図である。図3〜図5と同様
に○を付したものはワーク進行方向が手前のときを、●
を付したものはワーク進行方向が奥のときをそれぞれ示
すものである。回転テーブル3をXテーブル1の往復運
動に同期させて周期的に180°反転させながら砥石7
の片面aのみ用いて切断を行うと、図示のように切断片
の両側面に作用する研削抵抗をバランスさせることによ
って、切断面平面度0.5μm/40mm程度にするこ
とができ、加工歪の変形においては、0.1μm/40
mmに低減することができた。
B) In the case of the present embodiment in which the rotary table is operated to perform grinding cutting: FIGS. 6 to 8 show the cutting of the work 4 as the cutting progresses when only one side a of the grindstone 7 of the present invention is used. The relationship between the shape of the groove d and the grindstone 7 is shown in FIG.
It is a principal part expanded sectional view seen from the direction. As in FIGS. 3 to 5, those marked with a circle indicate that the direction in which the work is moving is toward you.
Those with a mark indicate that the work advancing direction is at the back. While rotating the rotary table 3 in synchronism with the reciprocating motion of the X table 1 by periodically reversing 180 °, the grindstone 7
When cutting is performed using only one surface a, the cutting surface flatness can be set to about 0.5 μm / 40 mm by balancing the grinding resistance acting on both side surfaces of the cutting piece as shown in FIG. In deformation, 0.1 μm / 40
could be reduced to mm.

【0017】以上説明した実施例によれば、切断試料が
薄い場合であっても加工歪の低減によって、高精度な切
断平面度が得られるため、研削、ラップ加工工程を省略
でき、工程数削減という効果がある。
According to the embodiment described above, even if the sample to be cut is thin, high-precision cutting flatness can be obtained by reducing the processing strain, so that the grinding and lapping steps can be omitted and the number of steps can be reduced. There is an effect.

【0018】〈実施例2〉実施例1の図1、図2に示し
た高精度研削切断装置により、板厚4mm、ビッカース
硬さ1300のアルミナチタンカーバイドウェハを試料
とし、これを以下の条件で切断した。 〈本実施例の条件〉 ・1回の切り込み量:2μm ・切断ピッチ:1mm ・切断距離:40mm ・砥石周速度:1500m/min ・Xテーブル送り速度:500mm/min ・チルティングテーブル2の傾斜角θ:1°以内 このようにして得られた切断平面度は0.5μm/40
mmであった。
<Embodiment 2> An alumina titanium carbide wafer having a plate thickness of 4 mm and a Vickers hardness of 1300 was used as a sample by the high precision grinding and cutting apparatus shown in FIGS. 1 and 2 of Embodiment 1 under the following conditions. Disconnected. <Conditions of this Example> ・ Amount of cutting per cut: 2 μm ・ Cutting pitch: 1 mm ・ Cutting distance: 40 mm ・ Grinding stone peripheral speed: 1500 m / min ・ X table feed speed: 500 mm / min ・ Tilt angle of tilting table 2 θ: Within 1 ° The cutting flatness thus obtained is 0.5 μm / 40
It was mm.

【0019】一方、比較のために同一試料について従来
のクリープフィード切断によるスライシングを下記の条
件で行なった。 〈比較例の条件〉 ・切り込み量:4.5mm ・切断ピッチ:1mm ・砥石周速度:1200m/min ・試料送り速度:10mm/min これにより得られた切断平面度は10μm/40mmで
あった。以上、両者の例を対比して明らかなように、本
発明の切断による効果は極めて顕著であった。
On the other hand, for comparison, the same sample was sliced by conventional creep feed cutting under the following conditions. <Conditions for Comparative Example> -Cut amount: 4.5 mm-Cutting pitch: 1 mm-Grinding stone peripheral speed: 1200 m / min-Sample feed speed: 10 mm / min The cutting flatness thus obtained was 10 μm / 40 mm. As is clear from the comparison between the two examples, the cutting effect of the present invention was extremely remarkable.

【0020】〈実施例3〉この実施例は、回転浮上型薄
膜磁気ヘッドの製造に本発明の切断方法を適用した一例
を示すものである。図9は、回転浮上型薄膜磁気ヘッド
の構造を示す。同図の(a)は薄膜磁気ヘッド9の全体
を示す斜視図であり、同図(b)は磁気素子10の要部
拡大図である。薄膜磁気ヘッド9の構成自体は周知のも
ので、非磁性セラミック基板9aの端面9cに磁気ヘッ
ド素子薄膜10が形成されており、基板9aがスライダ
ー本体、9b及び9dはそれぞれ浮上面側に設けられた
摺動部と溝である。磁気ヘッド素子10のギャップ深さ
8は、記録再生密度に重要な因子であり、製品精度に直
接影響を与えるものである。
<Embodiment 3> This embodiment shows an example in which the cutting method of the present invention is applied to the manufacture of a rotary floating thin film magnetic head. FIG. 9 shows the structure of a rotary levitation type thin film magnetic head. 1A is a perspective view showing the entire thin-film magnetic head 9, and FIG. 1B is an enlarged view of a main part of the magnetic element 10. The structure itself of the thin film magnetic head 9 is well known, in which the magnetic head element thin film 10 is formed on the end surface 9c of the non-magnetic ceramic substrate 9a, the substrate 9a is provided on the slider body, and 9b and 9d are provided on the air bearing surface side, respectively. It is a sliding part and a groove. The gap depth 8 of the magnetic head element 10 is an important factor for the recording / reproducing density and directly affects the product accuracy.

【0021】図10は、基板切断後のプロセスの一部を
示す。図面を省略しているが予め非磁性セラミック基板
(ここではアルミナ系を使用)13上に、半導体のリソ
グラフ技術と薄膜形成プロセスを応用して多数の薄膜磁
気ヘッド素子10を所定間隔を置いてマトリックス状に
配列、形成することにより磁気ヘッドブロック13を準
備しておく。次いでこの磁気ヘッドブロック13をワー
クとし、実施例1の切断装置を用い、2段階の切断工程
を経て個々の薄膜磁気ヘッド素子に分離する。図10は
この第1段階の切断により1列に複数個配列された磁気
ヘッドブロック13aを切り取った状態を示している。
同図(a)〜(c)に示すように基板切断時に、切断面
平面度が悪い場合、浮上面研磨用治具11に接着すると
き、接着剤12の収縮によってヘッドブロック13aが
変形し、浮上面研磨時にギャップ深さ8に誤差を生ずる
ことになる。同図の14は切断面平面度を、15は加工
歪による変形量を示す。
FIG. 10 shows a part of the process after cutting the substrate. Although not shown in the drawing, a large number of thin film magnetic head elements 10 are formed on a non-magnetic ceramic substrate (alumina system is used here) 13 in advance at predetermined intervals by applying semiconductor lithographic technique and thin film forming process. The magnetic head block 13 is prepared in advance by arranging and forming the magnetic head blocks 13. Next, using this magnetic head block 13 as a work, the cutting apparatus of Example 1 is used to separate the thin film magnetic head elements into individual thin film magnetic head elements through a two-step cutting process. FIG. 10 shows a state in which a plurality of magnetic head blocks 13a arranged in one row are cut out by this first-stage cutting.
As shown in FIGS. 3A to 3C, when the flatness of the cut surface is poor at the time of cutting the substrate, the head block 13a is deformed by the shrinkage of the adhesive 12 when it is bonded to the air bearing surface polishing jig 11, An error will occur in the gap depth 8 when polishing the air bearing surface. In the figure, 14 indicates the flatness of the cut surface, and 15 indicates the amount of deformation due to processing strain.

【0022】本発明によって切断面平面度が10μm/
40mmから0.5μm/40mmに向上し、加工歪の
変形は、0.3μm/40mmから0.1μm/40m
mに低減し、薄膜磁気ヘッドを搭載した磁気ディスク装
置の製品性能としては記録密度が50Mbit/inch2から300
Mbit/inch2へと高精度薄膜磁気ヘッドの製造が可能と
なった。製造プロセスを考慮したとき、高精度な切断平
面度が得られることから、研削、ラップ加工工程を省略
でき、工程数削減という効果がある。実際の磁気ヘッド
の製造工程においては、図10(c)の後に、浮上面の
加工(摺動部9bや溝9d)を施した後、個々のヘッド
ブロック13bに切り出し〔図面10(c)に模式的に
表示〕、最終的に図9の薄膜磁気ヘッド9が完成する。
なお、上記実施例では切断する試料として磁気ヘッドの
基板を例に説明したが、本発明の特徴は薄くて硬質の材
料を加工歪を低減しつつ切断面平面度を向上させること
が可能なので、この種の要求のあるその他の分野に広く
応用可能であることは云うまでもない。
According to the present invention, the cut surface flatness is 10 μm /
Improved from 40 mm to 0.5 μm / 40 mm, deformation of processing strain is from 0.3 μm / 40 mm to 0.1 μm / 40 m
The recording density is 50 Mbit / inch 2 to 300 as the product performance of the magnetic disk device equipped with a thin film magnetic head.
It has become possible to manufacture high precision thin film magnetic heads up to Mbit / inch 2 . In consideration of the manufacturing process, a highly accurate cutting flatness can be obtained, so that the grinding and lapping steps can be omitted, and the number of steps can be reduced. In the actual manufacturing process of the magnetic head, after processing the air bearing surface (sliding portion 9b and groove 9d) after FIG. 10 (c), it is cut into individual head blocks 13b [see FIG. 10 (c)]. Schematic display], and finally the thin film magnetic head 9 of FIG. 9 is completed.
In the above example, the substrate of the magnetic head was described as an example of the sample to be cut, but the feature of the present invention is that it is possible to improve the flatness of the cut surface while reducing the processing strain of the thin and hard material. It goes without saying that it can be widely applied to other fields in which this kind of demand is made.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上詳述したように本発明により、所期
の目的を達成することができた。すなわち、切断面平面
度の向上および加工歪による変形を低減できる高精度研
削切断装置及びそれを用いた研削切断方法を実現するこ
とができ、特に薄膜磁気ヘッドの如く薄くて硬質の材料
の切断加工に好適であり、加工歪が低減されることから
高密度記録再生に対応できる磁気特性の優れた磁気ヘッ
ドの実現が可能となった。
As described above in detail, according to the present invention, the intended purpose can be achieved. That is, it is possible to realize a high-precision grinding and cutting apparatus and a grinding and cutting method using the same, which can improve the flatness of the cutting surface and reduce the deformation due to processing strain, and particularly to cut and process a thin and hard material such as a thin film magnetic head. It is suitable for the magnetic head, and since the processing strain is reduced, it is possible to realize a magnetic head having excellent magnetic characteristics that can be used for high-density recording and reproduction.

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

【図1】本発明の一実施例となる高精度研削切断装置の
平面図。
FIG. 1 is a plan view of a high precision grinding and cutting apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】同じくその側面図。FIG. 2 is a side view of the same.

【図3】研削切断の比較例を示したもので、回転テーブ
ルを動作させず砥石両側面を用いた場合のワークの切断
溝の形状と砥石との関係を示した要部拡大断面図。
FIG. 3 shows a comparative example of grinding cutting, and is an enlarged cross-sectional view of a main part showing the relationship between the shape of the cutting groove of the work and the grindstone when the rotary table is not operated and both side surfaces of the grindstone are used.

【図4】同じくワークの切断溝の形状と砥石との関係を
示した要部拡大断面図。
FIG. 4 is an enlarged sectional view of an essential part showing the relationship between the shape of the cutting groove of the work and the grindstone.

【図5】同じくワークの切断溝の形状と砥石との関係を
示した要部拡大断面図。
FIG. 5 is an enlarged sectional view of an essential part showing the relationship between the shape of the cutting groove of the work and the grindstone.

【図6】回転テーブルを動作させ砥石片面のみを用いた
本発明実施例の場合のワークの切断溝の形状と砥石との
関係を示した要部拡大断面図。
FIG. 6 is an enlarged sectional view of an essential part showing the relationship between the shape of the cutting groove of the work and the grindstone in the case of the embodiment of the present invention in which the rotary table is operated and only one side of the grindstone is used.

【図7】同じくワークの切断溝の形状と砥石との関係を
示した要部拡大断面図。
FIG. 7 is an enlarged sectional view of an essential part showing the relationship between the shape of the cutting groove of the work and the grindstone.

【図8】同じくワークの切断溝の形状と砥石との関係を
示した要部拡大断面図。
FIG. 8 is an enlarged sectional view of an essential part showing the relationship between the shape of the cutting groove of the work and the grindstone.

【図9】本発明を適用して製造した薄膜磁気ヘッドの斜
視図。
FIG. 9 is a perspective view of a thin film magnetic head manufactured by applying the present invention.

【図10】同じく基板切断後のプロセスの一部を示した
磁気ヘッドブロックの斜視図。
FIG. 10 is a perspective view of the magnetic head block similarly showing a part of the process after cutting the substrate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…Xテーブル、 2…チルティングテ
ーブル、3…回転テーブル、 4…ワー
ク、5…真空チャック、 6…砥石軸、7
…砥石、 8…ギャップ深さ、9
…薄膜磁気ヘッド、 9a…非磁性セラミック
基板、9b…摺動部、 9c…スライダ
ー端面、9d…溝、 10…磁気ヘ
ッド素子、11…浮上面研磨用治具、 12…接着
剤、13a…ヘッドブロック(薄膜磁気ヘッド)、14
…切断面平面度、 15…加工歪による変形
量。
1 ... X table, 2 ... tilting table, 3 ... rotating table, 4 ... work, 5 ... vacuum chuck, 6 ... grinding wheel shaft, 7
… Whetstone, 8… Gap depth, 9
... thin-film magnetic head, 9a ... non-magnetic ceramic substrate, 9b ... sliding part, 9c ... slider end surface, 9d ... groove, 10 ... magnetic head element, 11 ... air bearing surface polishing jig, 12 ... adhesive, 13a ... head Block (thin film magnetic head), 14
... Cut surface flatness, 15 ... Deformation amount due to processing strain.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹下 幸二 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) Inventor Koji Takeshita 2880 Kozu, Odawara-shi, Kanagawa Hitachi Ltd. Odawara Plant

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】Xテーブル上に設置したワークをX方向に
往復運動させながら、Zテーブルに回転自在に保持され
た砥石軸に取り付けた砥石を、前記往復運動に同期させ
て研削量に見合って一定量ずつZ方向へ下降させること
により、前記ワークを前記砥石による研削によって切断
するようにした研削切断装置において、前記Xテーブル
上に回動自在に配設され、ワークを搭載するYテーブル
と、前記YテーブルをYZ面内で所定の砥石チルティン
グ角θを設定、保持する手段とを備え、YZ面内で所定
の砥石チルティング角θを保持した状態で、Xテーブル
上に設置固定された前記YテーブルをX方向の往復運動
と同期して180゜ずつ回転運動させることによって常
に砥石の一定の片面で研削加工できるようにして成る高
精度研削切断装置。
1. While reciprocating a work set on an X table in the X direction, a grindstone mounted on a grindstone shaft rotatably held on a Z table is synchronized with the reciprocating motion to match the grinding amount. In a grinding and cutting apparatus configured to cut the work by grinding with the grindstone by lowering the work in a certain amount in the Z direction, a Y table rotatably arranged on the X table and mounting the work, The Y table is provided with means for setting and holding a predetermined grindstone tilting angle θ in the YZ plane, and installed and fixed on the X table in a state of holding the predetermined grindstone tilting angle θ in the YZ plane. A high-precision grinding and cutting apparatus capable of performing grinding by a constant one side of a grindstone by rotating the Y table by 180 ° synchronously with reciprocating movement in the X direction.
【請求項2】上記Xテーブルの往復運動に同期して18
0゜ずつ回転運動するYテーブルをXテーブル上にチル
ティングテーブルを介して搭載して成る請求項1記載の
高精度研削切断装置。
2. Synchronizing with the reciprocating motion of the X table,
2. The high precision grinding and cutting apparatus according to claim 1, wherein a Y table which is rotated by 0 ° is mounted on the X table via a tilting table.
【請求項3】上記XテーブルをX方向に往復運動させる
代わりに、砥石軸をX方向に往復運動させるように構成
して成る請求項1もしくは2記載の高精度研削切断装
置。
3. The high precision grinding and cutting apparatus according to claim 1, wherein the grindstone shaft is reciprocated in the X direction instead of reciprocating the X table in the X direction.
【請求項4】Xテーブル上に設置したワークをX方向に
往復運動させながら、Zテーブルに回転自在に保持され
た砥石軸に取り付けた砥石を前記往復運動に同期させ、
かつ研削量に見合って一定量ずつZ方向へ下降させるこ
とにより、前記ワークを前記砥石の研削によって切断す
る研削切断方法であって、前記Xテーブル上に回動自在
に配設され、ワークを搭載するYテーブルが、YZ面内
で所定の砥石チルティング角θを保持した状態で、X方
向の往復運動と同期して180゜ずつ回転運動させるこ
とによって常に砥石の一定の片面でワークを研削加工で
きるようにして成る高精度研削切断方法。
4. A reciprocating motion of a work set on an X table in the X direction, while a grindstone attached to a grindstone shaft rotatably held on a Z table is synchronized with the reciprocating motion.
A grinding and cutting method in which the work is cut by grinding the grindstone by lowering the work piece in the Z direction by a predetermined amount in accordance with the grinding amount. The work is mounted rotatably on the X table. The Y table keeps a predetermined grindstone tilting angle θ in the YZ plane and is rotated by 180 ° in synchronization with the reciprocating movement in the X direction, so that the workpiece is always ground on one side of the grindstone. High precision grinding and cutting method that can be done.
【請求項5】上記砥石チルティング角θを1°以内とし
て成る請求項4記載の高精度研削切断方法。
5. The high precision grinding and cutting method according to claim 4, wherein the grindstone tilting angle θ is within 1 °.
【請求項6】上記ワークを硬質基板として成る請求項4
もしくは5記載の高精度研削切断方法。
6. The work as a hard substrate as claimed in claim 4.
Alternatively, the high-precision grinding and cutting method described in 5.
【請求項7】上記硬質基板をセラミックス基板として成
る請求項6記載の高精度研削切断方法。
7. The high precision grinding and cutting method according to claim 6, wherein the hard substrate is a ceramic substrate.
【請求項8】予め非磁性セラミック基板上に、多数の薄
膜磁気ヘッド素子を所定間隔を置いて配列、形成するこ
とにより磁気ヘッドブロックを準備する工程と、この磁
気ヘッドブロックをワークとして、これから個々の薄膜
磁気ヘッド素子を切断、分離する工程と、研削、ラッピ
ングによりスライダーを形成する工程とを有して成る回
転浮上型薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、前記磁気
ヘッドブロックをワークとして、これから個々の薄膜磁
気ヘッド素子を切断、分離する工程を、請求項4もしく
は5記載の高精度研削切断方法により切断、分離する工
程として成る磁気ヘッドの製造方法。
8. A step of preparing a magnetic head block by preliminarily arranging and forming a large number of thin film magnetic head elements on a non-magnetic ceramic substrate at predetermined intervals; A method of manufacturing a rotary floating thin film magnetic head, comprising the steps of cutting and separating the thin film magnetic head element, and forming a slider by grinding and lapping, wherein the magnetic head block is used as a work. A method of manufacturing a magnetic head, comprising a step of cutting and separating individual thin film magnetic head elements by the step of cutting and separating by the high precision grinding and cutting method according to claim 4.
【請求項9】上記非磁性セラミック基板をアルミナ系セ
ラミックスで構成して成る請求項6記載の磁気ヘッドの
製造方法。
9. The method of manufacturing a magnetic head according to claim 6, wherein the non-magnetic ceramic substrate is made of alumina ceramics.
【請求項10】上記請求項8もしくは9記載の磁気ヘッ
ドの製造方法で製造して成る薄膜磁気ヘッド。
10. A thin film magnetic head manufactured by the method for manufacturing a magnetic head according to claim 8 or 9.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001071253A (en) * 1999-08-25 2001-03-21 Sulzer Chemtech Ag Method for separating shape-machined thin piece

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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