磁头滑块的制造方法

专利名称：磁头滑块的制造方法
技术领域：
本发明涉及硬盘驱动器中使用的磁头滑块的制造方法，特别涉及磁头滑块的介质相对面中的凸度的形成方法。
背景技术：
硬盘驱动器作为高速、大容量、高可靠性、低成本的记录介质，广泛的应用于数字信息的记录。硬盘驱动器包括由向记录介质写入信息的写入元件和从记录介质读出信息的读入元件中的至少一个构成的磁头滑块(slider)。设有所述写入元件或读入元件的读写部设置在磁头滑块一端部上。磁头滑块上的记录介质相对面被称为介质相对面或ABS(Air Bearing Surface)。
在介质相对面上，为了改善磁头滑块的悬浮特性、工作特性，设有轨道状的凹凸，在大多数情况下，介质相对面进一步加工成被称为隆起、凸度的曲面形状。隆起是沿着磁头滑块的深度方向(气流流入方向)的平面内的曲线形状，凸度是沿着磁头滑块的宽度方向(垂直于气流流入方向的方向)的平面内的曲线形状。
关于作为本发明的对象的凸度的形成方法，从以往就公开有很多技术。首先，公开有向用作磁头滑块的元件上照射激光，形成规定的凸度的方法(专利文献1)。虽然在元件上因研磨或轨道形成而产生残余应力，但是通过从介质相对面的相反面照射激光，选择性地除去相反面的表面层，改变元件的应力状态，从而形成规定的凸度。
并且，公开有利用离子研磨用保护膜对形成于介质相对面上的轨道进行保护，将硬质微粒以高速喷射到长形条上，使在轨道以外的部位的表面层上产生压缩应力，从而形成规定的凸度形状的方法(专利文献2)。
并且，公开有在长形条的、成为介质相对面的表面上形成规定的槽，并将长形条按压在曲面状的底盘而进行研磨的方法(专利文献3)。向底盘按压长形条时，由于槽打开而弯曲，因而形成具有与底盘曲率对应的曲率的凸度。
并且，公开有将磁头滑块的用于介质相对面的内表面作为接合面而用粘接剂粘接在凹状的曲面形状的夹具上，通过粘接剂的硬化使磁头滑块变形为曲面形状，从而平坦地对用于介质相对面的表面进行研磨的方法(专利文献4)。研磨后从夹具剥下磁头滑块时解除粘着力，并在介质相对面形成具有一定曲率的凸度。
并且，公开有将长形条按压在在内周部和外周部上设置高低差而使从内周部到外周部形成球面形状的研磨面上而进行研磨的方法(专利文献5)。
并且，公开有在除去轨道的介质相对面上，沿着磁头滑块的长度方向形成被称为加工痕迹的微小槽的方法(专利文献6)。因形成该加工痕迹时的加工变形，介质相对面成为如加工痕迹的两侧打开而弯曲等形状，并形成凸度。
专利文献1特开平6-84312号公报专利文献2特开平11-110934号公报专利文献3特开2000-3570号公报专利文献4特开平11-213368号公报专利文献5特开平8-203051号公报专利文献6特开平5-334643号公报专利文献2至6所述的技术是一种对磁头滑块本身施加机械加工，或者考虑研磨面的形状而形成凸度的技术。但是近年来，随着将搭载到便携式电话等作为目的的硬盘驱动器装置的小型化，磁头滑块本身也从以往的30％磁头滑块(1.0mm×1.235mm×0.3mm程度大小的磁头滑块)缩小到20％磁头滑块(0.7mm×0.85mm×0.23mm程度大小的磁头滑块)，还研究进一步的小型化。并且，由于悬浮量有助于记录介质的高密度化，因而近年来的趋势是逐渐减少悬浮量。为了对应这些要求，需要结合磁头滑块的尺寸、悬浮量，提高加工精度、研磨面精度。但是，对这种磁头滑块使用机械加工等进行处理的方法存在限制，并且还恶化生产成本及成品率。
另一方面，专利文献1所述的技术是基于所谓的激光照射的、具有完全不同原理的方法，相对于磁头滑块的小型化，以及悬浮量降低的要求的制约较少。但是，在很多情况下，通过激光照射产生的应力状态(压缩应力)在硬盘制造中的检验工程、硬盘使用状态下，大多被热冲击等现象缓冲掉，存在相对于形状稳定性的可靠性低的问题。

发明内容
根据上述状况，本发明的目的在于提供能够在磁头滑块上高精度且经济性良好地形成形状稳定性高的凸度的磁头滑块的制造方法。
本发明的磁头滑块的制造方法是从交替地排列形成有用作磁头滑块的多个元件和作为向磁头滑块切断时的切削量的切断部的长形条制造出磁头滑块的方法。本制造方法包括照射步骤，用于照射电磁波，以在作为将要成为磁头滑块的介质相对面的第一面的内表面的第二面的、夹在元件之间的各切断部的至少一部分上，使长形条的整体形状成为将第一面作为凸面的弯曲形状；研磨步骤，紧接着照射步骤，使元件的各个第一面成为凹状地将长形条按压在研磨面的同时对第一面进行研磨；以及切断步骤，紧接着研磨步骤，沿着切断面切断长形条，并使其分离成各磁头滑块。
向第二面的切断部照射电磁波时，被照射的切断部的第二面受到压缩应力并进行收缩。其结果，长形条将第一面作为凸面弯曲。在该状态下，使弯曲了的长形条的弯曲状态恢复到原状地，即，使元件的各个第一面成为凹状地使长形条进行变形，并按压在研磨面的同时进行研磨时，首先对各元件的两端部进行研磨，然后随着研磨的行进，研磨范围扩大到各元件的中央部。即，长形条被研磨成各元件的两端部研磨量最大，各元件的中央部的研磨量最小，并在各元件上形成有将中央部作为凸起部的凸度。
作为电磁波可以使用激光。
优选的是，电磁波为波长200～3000nm的激光。并且，激光可以向置于空气中的长形条以0.1～1.5mJ/mm2范围的照射量进行照射，也可以向至于液体中的长形条以0.1～4.0mJ/mm2的范围的照射量进行照射。
研磨步骤也可以包括如下情况通过将第二面的沿着长形条的长度方向的多个部位，保持在从研磨面向法线方向大概相等距离的位置上，将长形条按压在研磨面上。此时优选的是，多个部位为切断面。
根据本发明，由于通过适当地选择电磁波的照射量、波长等，并对弯曲曲率进行调整，控制凸度的形状，因而不必对应每个磁头滑块、凸度形状准备夹具等，而且加工精度也高。并且，由于电磁波照射在长形条的切断面上，而几乎或者根本不会照射在磁头滑块上，因而在磁头滑块上不会产生基于激光的压缩应力。从而，通过热冲击缓冲该压缩应力，妨碍凸度形状的稳定性的担忧也小。因此，能够在磁头滑块上高精度且经济性良好地形成形状稳定性高的凸度。


图1是本发明的磁头滑块的制造方法的磁头滑块的立体图及剖视图。
图2是表示本发明的磁头滑块的制造方法的流程图。
图3是晶片和长形条的外观图。
图4是表示照射及其后的切断的各工程的步骤图。
图5是表示照射范围的一个例子的概念图。
图6是表示长形条弯曲的机理的示意图。
图7是表示研磨装置的简要结构的立体图。
具体实施例方式
下面，参照附图对本发明的磁头滑块的制造方法进行详细说明。图1表示本发明磁头滑块的制造方法的磁头滑块的立体图及剖视图。如该图(a)的立体图所示，磁头滑块1包括由ALTiC(Al2O3·TiC)等陶瓷材料构成的基板2和由层叠体构成的薄膜磁头部3。在磁头滑块的上方(有时为下方)，设有进行旋转驱动的圆盘状的记录介质(未图示)。磁头滑块1大致呈六面体形状，六面中的一面形成与记录介质相对的介质相对面ABS。在介质相对面ABS的薄膜磁头部3上设有读写部4，并进一步在基板2上设有轨道部5a、5b，在所述读写部4中设有读入·吸入元件。作为读入元件可使用AMR(各向异性磁阻效应)元件、GMR(巨型磁阻效应)元件、或者TMR(隧道磁阻效应)元件等使用表示磁阻效应的感应磁膜的元件(下面还称为MR)。作为写入元件，使用感应型磁变换元件。写入元件可以是向记录介质的表面内方向进行记录的水平记录方式和向记录介质的表面外方向进行记录的垂直记录方式中任一个。
记录介质旋转时，气流从磁头滑块1的气流流入方向6进入，并从设有薄膜磁头部3的记录介质前进方向z的下游侧端部排出到磁头滑块1外。即，气流进入轨道部5b和记录介质之间的微小的间隙，在轨道部5a，5b部被整流，并进入读写部4和记录介质之间的间隙。通过该气流产生y方向向下的升力，磁头滑块1从记录介质的面悬浮。
介质相对面ABS中，轨道部5a相对于记录介质最突出，读写部4与轨道部5a相比相对于记录介质引入1～3nm左右。轨道部5a、5b之间的段差不是必需的。图(b)是沿着图(a)的b-b线的剖视图。在介质相对面ABS上，在沿着磁头滑块1的宽度方向(与气流流入方向正交的方向)的表面内，形成有以中央部作为凸面的曲率半径R的凸度。图(b)强调描绘了凸度的弯曲，实际的曲率半径比这个大。通常，将曲率半径R设定为6m以上。即，虽然未图示，在沿着磁头滑块1的长度方向(气流流入方向)的表面内，形成有以中央部作为凸面的隆起。
接着参照图2的流程图和图3至图7，对以上说明的磁头滑块的制造方法进行说明。
(步骤101长形条形成步骤)首先，准备通过薄膜工序层叠多个用作磁头滑块1的元件13的晶片11。图3(a)中表示从层积方向上侧(在图中用空白的箭头表示)看薄膜磁头元件的简要外形图。晶片11中，在硅等基板上以二维状排列形成有多个元件13。晶片11被磨石18切断为长尺状的长形条12，以使元件13在长度方向以一列方式排列形成。
图3(b)是与图3(a)相同，从层积方向上侧(图中用空白箭头表示)看切出长形条时的长形条的立体图。以用作介质相对面ABS的第一面S1露出的切断面的方向，对晶片11进行切断。在图3(c)中表示使长形条的第一面成为上侧而看的、即使长形条向图3(b)的旋转箭头的方向旋转的状态下的长形条的立体图。长形条12中，交替的排列有用作磁头滑块的多个元件13和切断部14。切断部14用作对长形条12的第一面S1进行研磨而形成介质相对面ABS后，将长形条12切断为每个磁头滑块1时的切断量。
在切断部14上还可以形成电阻膜(未图示)。该电阻膜为被称作RLG或者ELG的传感器膜，在第一面S1被研磨时同时被研磨，其电阻值发生变化。通过对电阻值进行监控，控制第一面S1的研磨量，能够将从MR元件的介质相对面ABS到法线方向的深度(MR高度)调整为规定的值。
并且，在本步骤中，也可以根据需要对长形条12的第一面S1进行研磨。但是，由于在此的研磨不是最终的研磨，因而研磨量保留相对于规定的MR高度具有余量的量。并且，也可以对第一面S1的内侧面(以下，称为第二面S2)，即，将磁头滑块装配到在磁头悬架组件上固定到弯曲部的表面进行研磨。
(步骤102照射步骤)图4是表示照射及其后的切断的各工程的步骤图。图4中的各图是从长形条的侧方(能看见厚度的方向)看的侧视图。并且在各图中，元件的个数比实际的个数表现得少。如图4(a)所示，长形条12在进行照射之前为大致平坦的长方体形状。长形条固定在适当的夹具(未图示)中。
然后如图4(b)所示，向夹于第二面S2的元件13之间的各切断部14照射激光(参照该图箭头)。图中表示出同时照射全部切断部14，也可以依次对各切断部14进行照射，也可以同时对多个或全部切断部14进行照射。
图5为表示照射范围的一个例子的概念图，图(a)是立体图，图(b)是表示第二面俯视图。在各图中还表示长形条各部分的尺寸。在本例子中，设元件13的宽度为0.7mm，切断部14的宽度为0.12mm，每一个元件13和切断部14的组的排列间距成0.82mm。激光对切断部14的整个宽度及切断部14两侧的元件13，还跨越宽度0.01mm而进行照射(各图的虚线区域)。向全部切断部14的照射结束时，如图4(b)所示，长形条12的整体形状成为以第一面S1作为凸面的弯曲形状。
图6是表示长形条弯曲的机理的示意图。如图(a)所示，在切断部14的第二面S2侧照射激光时，在第二面S2侧产生压缩应力，如图(b)所示，照射领域(在图5的例子中大致与切断部14相等)的第二面S2侧收缩。收缩量在第二面S2最大，随着进入切断部14的内部而减少。被照射的切断部14两侧的元件13，被收缩的切断部14拉伸(在图中，参照空白箭头)，在第二面的S2最大限度地相互接近，得到这样的弯曲形状(在图中，参照彩色箭头)。
激光的波长在200～3000nm程度的范围为佳。激光的照射量根据在空气中还是在液体中(即，长形条浸到纯水等的状态下)进行而不同。在空气中进行的情况下，优选0.1～1.5mJ/mm2左右，在液体中进行照射的情况下，优选0.1～4.0mJ/mm2左右。以低于下限值的照射量不能得到必要的变形，超过上限值的照射量则能量过强而有可能破坏(折损)长形条本身、写入元件、读入元件。在液体中进行照射的情况下，与在空气中进行照射的情况相比，由于能够抑制长形条的温度上升，因而提高照射量的上限。因此，能够使长形条的变形量也比在空气中进行照射的情况相比更大。在该范围中，可考虑到长形条的材质、残余应力(根据第一面、第二面的表面粗糙度、研磨方法等而不同)、长形条的厚度等尺寸、激光的照射时间、照射次数(扫描次数)等，决定照射量。
由于照射激光的目的在于使长形条12弯曲，所以主要能够得到目的的弯曲形状，也可以是激光以外的电磁波。照射范围可根据激光的波长、照射量来进行调整。即，可以照射切断部14整个面，也可以只照射一部分，也可以如上所述地照射到与切断部14邻接的元件13的一部分。并且，优选的是，为了防止产生裂纹，在薄膜磁头部3上不进行照射。其中，不需要向长形条12的两端部的切断部进行照射。根据这些条件，在后述的实施例中，每一个元件及切断部的一组的弯曲角度θ(参照图4(b))为0～0.004°左右，即使是形成有100个元件的长形条，其全部弯曲角度为最大0.4°左右。其中，在图4(b)、(e)中需要注意强调表示长形条的弯曲的情况。
(步骤103研磨步骤)接下来，将长形条12按压在研磨面上的同时对第一面S1进行研磨。首先，对研磨中所使用的研磨装置说明。图7是表示研磨装置的简要结构的立体图。研磨装置21包括工作台22、设在工作台22上的旋转外包装台23、设在旋转外包装台23的侧方的支柱24、从支柱24向旋转外包装台23的上方伸出的臂25以及安装在臂25上的长形条支撑部26。旋转外包装台23具有用于研磨长形条12的研磨面23a。研磨面23a例如在由Sn(锡)形成的圆板表面上嵌入磨石粒而形成。长形条支撑部包括与臂25相连的支撑部主体27、设在支撑部主体27的前侧面上的底座部件28以及设在底座部件28的前侧面上的夹具保持部29。底座部件28介于臂(未图示)与设在支撑部主体27内的促动器(未图示)相连，通过对促动器进行驱动，能够进行上下动作。在夹具保持部29上固定有用于保持长形条12的研磨用夹具30。研磨用夹具30可用SiC、不锈钢、氧化锆(ZrO2)，氧化铝(Al2O3)等陶瓷材料制成。在长形条支撑部26上进一步设有多个载荷调整部(未图示)。载荷调整部26可介于研磨用夹具30，在沿着长形条12的长度方向的多个位置按压在研磨面23a上。优选的是，载荷调整部尽量以均等的间隔进行设置。在支撑部主体27、底座部件28以及夹具保持部29的上方被盖子31覆盖。
研磨的顺序如下所述。首先，将长形条设置在研磨用夹具30上。具体而言，将长形条12以第二面S2作为接合面而用粘接剂粘贴在研磨用夹具30上。由于长形条12具有非常薄的可挠性，如图4(c)所示地长形条12的弯曲了的整体形状，能够根据平坦的研磨用夹具30的形状容易地校正为平面形状。其结果，各元件13的第一面S1成为凹状。
接着如图4(d)所示，将安装有长形条12的研磨用夹具30，以第一面S1与研磨面23a相对的方向，设置在研磨装置21上。此时优选的是，进行调整以使载荷调整部位于长形条12的切断部14上方。载荷调整部的位置如图4(d)的空白箭头所示。由于研磨用夹具30相对于研磨面23a平行地进行设置，因而各切断部14的第二面S2保持在从研磨面23a向法线方向大致相等具体的位置上。
在该状态下，将长形条按压在研磨面23a上，并对第一面S1进行研磨。由于各元件13的第一面S1成凹状，仅有各元件13的长度方向(长形条的长度方向)的两侧端部15(或其周边部)与研磨面23a接触，因而最初过程中仅对端部15进行研磨。并且继续进行研磨时，研磨范围慢慢向中央部16扩展，最终如图4(e)所示，对第一面S1的整个面进行研磨，从而形成介质相对面ABS。对前述的电阻膜的电阻变化进行监控而控制研磨量。
研磨结束时，通过铣削等方法在介质相对面ABS上形成轨道的凹凸部。然后，如图4(f)所示，从研磨用夹具30拆下长形条12。由于长形条12从研磨用夹具30的约束解放出来，因而再次恢复到弯曲的状态。如上所述，各元件13仅在最初两侧端部15进行研磨，最终还对中央部16进行研磨，因而两侧端部15研磨得最多，中央部16的研磨量最少。其结果，在各元件上形成凸度。
(步骤104切断步骤)如图4(g)所示，用切断用夹具(未图示)保持长形条12的同时用切断部14进行切断，从而使长形条12与磁头滑块1分离。在切断中使用磨石。然后，对触滑头1进行清洗，并从切断用夹具拆下。
接着，对本发明的实施例进行说明。在空气中将波长为1064nm的激光照射到如图5所示的长形条12上。如图所示，设照射范围为切断部14及切断部14的两侧0.01mm的范围的元件13。以照射量作为参数，测量凸度的顶点高度h和曲率半径R。如图1(b)所示，顶端高度h对从元件(磁头滑块)的两侧面靠向中心方向靠近0.01mm的位置进行连接的线为基准。结果如表1所示。
表1

如上所述，根据本发明，可以形成顶点高度和曲率半径不同的凸度。并且可知的是，通过改变照射量，切断部的第二面的收缩量发生变化，从而能够调整顶点高度和曲率半径。
最后，综合说明本发明的效果。首先根据本发明，照射激光的部位是可通过切断最终出去的切断部，几乎不照射到元件上，这是与如专利文献1中公开的、直接在元件上照射激光的方法完全不同的，关于该文献如前述一样的与凸度的形状稳定性有关的可靠性的降低是从原理上就是必然的。并且由于能够以高精度地控制激光的照射位置，因而即使切断部较小的情况下，也能够精度良好地进行照射。即，与如专利文献2、3、6一样的机械处理相比，能够容易应付磁头滑块的小型化。并且，由于通过调整激光的波长、照射量(通过能量和射线束的大小以及照射位置进行控制)，能够形成具有任意的顶点高度以及曲率半径的凸度，因而容易进行对应磁头滑块的大小，悬浮量以外的其他设计要求的调整。即，如专利文献3、4、5，由于不必根据凸度的形状来准备夹具、研磨装置，因而所以生产率良好。
权利要求
1.一种磁头滑块的制造方法，该方法是一种从长形条制造出磁头滑块的方法，所述长形条包括交替排列的用作磁头滑块的多个元件和作为切断成磁头滑块时的切削量的切断部，其特征在于该方法包括照射步骤，在构成磁头滑块的介质相对面的第一面的内侧面的第二面上的、夹在所述元件之间的所述各切断部的至少一部分上照射电磁波，使得所述长形条的整体形状成为将第一面作为凸面的弯曲形状；研磨步骤，紧接着照射步骤，使所述元件的各个第一面成为凹状地将长形条按压在研磨面的同时对第一面进行研磨；以及切断步骤，紧接着研磨步骤，沿着切断面切断长形条，并使其分离成各磁头滑块。
2.根据权利要求1所述的磁头滑块的制造方法，其特征在于，所述电磁波为激光。
3.根据权利要求2所述的磁头滑块的制造方法，其特征在于，所述电磁波为波长200～3000nm的激光。
4.根据权利要求3所述的磁头滑块的制造方法，其特征在于，所述激光向置于空气中的所述长形条以0.1～1.5mJ/mm2范围的照射量进行照射。
5.根据权利要求3所述的磁头滑块的制造方法，其特征在于，所述激光向置于液体中的长形条以0.1～4.0mJ/mm2的范围的照射量进行照射。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的磁头滑块的制造方法，其特征在于，在所述研磨步骤中，将所述第二面的沿着所述长形条的长度方向的多个部位保持在从所述研磨面向法线方向大致相等距离的位置上，从而将长形条按压在研磨面上。
7.根据权利要求6所述的磁头滑块的制造方法，其特征在于，所述多个部位为所述切断面。
全文摘要
本发明是一种磁头滑块的制造方法，该方法是一种从长形条制造出磁头滑块的方法，所述长形条包括交替排列的用作磁头滑块的多个元件和作为切断成磁头滑块时的切削量的切断部。该制造方法包括照射步骤(102)，用于照射电磁波，以在作为将要成为磁头滑块的介质相对面的第一面的内表面的第二面的、夹在元件之间的各切断部的至少一部分上，使长形条的整体形状成为将第一面作为凸面的弯曲形状；研磨步骤(103)，紧接着照射步骤，使元件的各个第一面成为凹状地将长形条按压在研磨面的同时对第一面进行研磨；和切断步骤(104)，紧接着研磨步骤，沿着切断面切断长形条，并使其分离成各磁头滑块。本发明的磁头滑块的制造方法，能够在磁头滑块上高精度且经济性良好地形成形状稳定性高的凸度(camber)。
文档编号G11B5/187GK1920960SQ20061012900
公开日2007年2月28日 申请日期2006年8月26日 优先权日2005年8月26日
发明者袋井修, 村越龙太 申请人:新科实业有限公司