專利名稱：磁頭滑塊的制造方法
技術領域：
本發明涉及硬盤驅動器中使用的磁頭滑塊的制造方法，特別涉及磁頭滑塊的介質相對面中的凸度的形成方法。
背景技術：
硬盤驅動器作為高速、大容量、高可靠性、低成本的記錄介質，廣泛的應用于數字信息的記錄。硬盤驅動器包括由向記錄介質寫入信息的寫入元件和從記錄介質讀出信息的讀入元件中的至少一個構成的磁頭滑塊(slider)。設有所述寫入元件或讀入元件的讀寫部設置在磁頭滑塊一端部上。磁頭滑塊上的記錄介質相對面被稱為介質相對面或ABS(Air Bearing Surface)。
在介質相對面上，為了改善磁頭滑塊的懸浮特性、工作特性，設有軌道狀的凹凸，在大多數情況下，介質相對面進一步加工成被稱為隆起、凸度的曲面形狀。隆起是沿著磁頭滑塊的深度方向(氣流流入方向)的平面內的曲線形狀，凸度是沿著磁頭滑塊的寬度方向(垂直于氣流流入方向的方向)的平面內的曲線形狀。
關于作為本發明的對象的凸度的形成方法，從以往就公開有很多技術。首先，公開有向用作磁頭滑塊的元件上照射激光，形成規定的凸度的方法(專利文獻1)。雖然在元件上因研磨或軌道形成而產生殘余應力，但是通過從介質相對面的相反面照射激光，選擇性地除去相反面的表面層，改變元件的應力狀態，從而形成規定的凸度。
并且，公開有利用離子研磨用保護膜對形成于介質相對面上的軌道進行保護，將硬質微粒以高速噴射到長形條上，使在軌道以外的部位的表面層上產生壓縮應力，從而形成規定的凸度形狀的方法(專利文獻2)。
并且，公開有在長形條的、成為介質相對面的表面上形成規定的槽，并將長形條按壓在曲面狀的底盤而進行研磨的方法(專利文獻3)。向底盤按壓長形條時，由于槽打開而彎曲，因而形成具有與底盤曲率對應的曲率的凸度。
并且，公開有將磁頭滑塊的用于介質相對面的內表面作為接合面而用粘接劑粘接在凹狀的曲面形狀的夾具上，通過粘接劑的硬化使磁頭滑塊變形為曲面形狀，從而平坦地對用于介質相對面的表面進行研磨的方法(專利文獻4)。研磨后從夾具剝下磁頭滑塊時解除粘著力，并在介質相對面形成具有一定曲率的凸度。
并且，公開有將長形條按壓在在內周部和外周部上設置高低差而使從內周部到外周部形成球面形狀的研磨面上而進行研磨的方法(專利文獻5)。
并且，公開有在除去軌道的介質相對面上，沿著磁頭滑塊的長度方向形成被稱為加工痕跡的微小槽的方法(專利文獻6)。因形成該加工痕跡時的加工變形，介質相對面成為如加工痕跡的兩側打開而彎曲等形狀，并形成凸度。
專利文獻1特開平6-84312號公報專利文獻2特開平11-110934號公報專利文獻3特開2000-3570號公報專利文獻4特開平11-213368號公報專利文獻5特開平8-203051號公報專利文獻6特開平5-334643號公報專利文獻2至6所述的技術是一種對磁頭滑塊本身施加機械加工，或者考慮研磨面的形狀而形成凸度的技術。但是近年來，隨著將搭載到便攜式電話等作為目的的硬盤驅動器裝置的小型化，磁頭滑塊本身也從以往的30％磁頭滑塊(1.0mm×1.235mm×0.3mm程度大小的磁頭滑塊)縮小到20％磁頭滑塊(0.7mm×0.85mm×0.23mm程度大小的磁頭滑塊)，還研究進一步的小型化。并且，由于懸浮量有助于記錄介質的高密度化，因而近年來的趨勢是逐漸減少懸浮量。為了對應這些要求，需要結合磁頭滑塊的尺寸、懸浮量，提高加工精度、研磨面精度。但是，對這種磁頭滑塊使用機械加工等進行處理的方法存在限制，并且還惡化生產成本及成品率。
另一方面，專利文獻1所述的技術是基于所謂的激光照射的、具有完全不同原理的方法，相對于磁頭滑塊的小型化，以及懸浮量降低的要求的制約較少。但是，在很多情況下，通過激光照射產生的應力狀態(壓縮應力)在硬盤制造中的檢驗工程、硬盤使用狀態下，大多被熱沖擊等現象緩沖掉，存在相對于形狀穩定性的可靠性低的問題。

發明內容
根據上述狀況，本發明的目的在于提供能夠在磁頭滑塊上高精度且經濟性良好地形成形狀穩定性高的凸度的磁頭滑塊的制造方法。
本發明的磁頭滑塊的制造方法是從交替地排列形成有用作磁頭滑塊的多個元件和作為向磁頭滑塊切斷時的切削量的切斷部的長形條制造出磁頭滑塊的方法。本制造方法包括照射步驟，用于照射電磁波，以在作為將要成為磁頭滑塊的介質相對面的第一面的內表面的第二面的、夾在元件之間的各切斷部的至少一部分上，使長形條的整體形狀成為將第一面作為凸面的彎曲形狀；研磨步驟，緊接著照射步驟，使元件的各個第一面成為凹狀地將長形條按壓在研磨面的同時對第一面進行研磨；以及切斷步驟，緊接著研磨步驟，沿著切斷面切斷長形條，并使其分離成各磁頭滑塊。
向第二面的切斷部照射電磁波時，被照射的切斷部的第二面受到壓縮應力并進行收縮。其結果，長形條將第一面作為凸面彎曲。在該狀態下，使彎曲了的長形條的彎曲狀態恢復到原狀地，即，使元件的各個第一面成為凹狀地使長形條進行變形，并按壓在研磨面的同時進行研磨時，首先對各元件的兩端部進行研磨，然后隨著研磨的行進，研磨范圍擴大到各元件的中央部。即，長形條被研磨成各元件的兩端部研磨量最大，各元件的中央部的研磨量最小，并在各元件上形成有將中央部作為凸起部的凸度。
作為電磁波可以使用激光。
優選的是，電磁波為波長200～3000nm的激光。并且，激光可以向置于空氣中的長形條以0.1～1.5mJ/mm2范圍的照射量進行照射，也可以向至于液體中的長形條以0.1～4.0mJ/mm2的范圍的照射量進行照射。
研磨步驟也可以包括如下情況通過將第二面的沿著長形條的長度方向的多個部位，保持在從研磨面向法線方向大概相等距離的位置上，將長形條按壓在研磨面上。此時優選的是，多個部位為切斷面。
根據本發明，由于通過適當地選擇電磁波的照射量、波長等，并對彎曲曲率進行調整，控制凸度的形狀，因而不必對應每個磁頭滑塊、凸度形狀準備夾具等，而且加工精度也高。并且，由于電磁波照射在長形條的切斷面上，而幾乎或者根本不會照射在磁頭滑塊上，因而在磁頭滑塊上不會產生基于激光的壓縮應力。從而，通過熱沖擊緩沖該壓縮應力，妨礙凸度形狀的穩定性的擔憂也小。因此，能夠在磁頭滑塊上高精度且經濟性良好地形成形狀穩定性高的凸度。


圖1是本發明的磁頭滑塊的制造方法的磁頭滑塊的立體圖及剖視圖。
圖2是表示本發明的磁頭滑塊的制造方法的流程圖。
圖3是晶片和長形條的外觀圖。
圖4是表示照射及其后的切斷的各工程的步驟圖。
圖5是表示照射范圍的一個例子的概念圖。
圖6是表示長形條彎曲的機理的示意圖。
圖7是表示研磨裝置的簡要結構的立體圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖對本發明的磁頭滑塊的制造方法進行詳細說明。圖1表示本發明磁頭滑塊的制造方法的磁頭滑塊的立體圖及剖視圖。如該圖(a)的立體圖所示，磁頭滑塊1包括由ALTiC(Al2O3·TiC)等陶瓷材料構成的基板2和由層疊體構成的薄膜磁頭部3。在磁頭滑塊的上方(有時為下方)，設有進行旋轉驅動的圓盤狀的記錄介質(未圖示)。磁頭滑塊1大致呈六面體形狀，六面中的一面形成與記錄介質相對的介質相對面ABS。在介質相對面ABS的薄膜磁頭部3上設有讀寫部4，并進一步在基板2上設有軌道部5a、5b，在所述讀寫部4中設有讀入·吸入元件。作為讀入元件可使用AMR(各向異性磁阻效應)元件、GMR(巨型磁阻效應)元件、或者TMR(隧道磁阻效應)元件等使用表示磁阻效應的感應磁膜的元件(下面還稱為MR)。作為寫入元件，使用感應型磁變換元件。寫入元件可以是向記錄介質的表面內方向進行記錄的水平記錄方式和向記錄介質的表面外方向進行記錄的垂直記錄方式中任一個。
記錄介質旋轉時，氣流從磁頭滑塊1的氣流流入方向6進入，并從設有薄膜磁頭部3的記錄介質前進方向z的下游側端部排出到磁頭滑塊1外。即，氣流進入軌道部5b和記錄介質之間的微小的間隙，在軌道部5a，5b部被整流，并進入讀寫部4和記錄介質之間的間隙。通過該氣流產生y方向向下的升力，磁頭滑塊1從記錄介質的面懸浮。
介質相對面ABS中，軌道部5a相對于記錄介質最突出，讀寫部4與軌道部5a相比相對于記錄介質引入1～3nm左右。軌道部5a、5b之間的段差不是必需的。圖(b)是沿著圖(a)的b-b線的剖視圖。在介質相對面ABS上，在沿著磁頭滑塊1的寬度方向(與氣流流入方向正交的方向)的表面內，形成有以中央部作為凸面的曲率半徑R的凸度。圖(b)強調描繪了凸度的彎曲，實際的曲率半徑比這個大。通常，將曲率半徑R設定為6m以上。即，雖然未圖示，在沿著磁頭滑塊1的長度方向(氣流流入方向)的表面內，形成有以中央部作為凸面的隆起。
接著參照圖2的流程圖和圖3至圖7，對以上說明的磁頭滑塊的制造方法進行說明。
(步驟101長形條形成步驟)首先，準備通過薄膜工序層疊多個用作磁頭滑塊1的元件13的晶片11。圖3(a)中表示從層積方向上側(在圖中用空白的箭頭表示)看薄膜磁頭元件的簡要外形圖。晶片11中，在硅等基板上以二維狀排列形成有多個元件13。晶片11被磨石18切斷為長尺狀的長形條12，以使元件13在長度方向以一列方式排列形成。
圖3(b)是與圖3(a)相同，從層積方向上側(圖中用空白箭頭表示)看切出長形條時的長形條的立體圖。以用作介質相對面ABS的第一面S1露出的切斷面的方向，對晶片11進行切斷。在圖3(c)中表示使長形條的第一面成為上側而看的、即使長形條向圖3(b)的旋轉箭頭的方向旋轉的狀態下的長形條的立體圖。長形條12中，交替的排列有用作磁頭滑塊的多個元件13和切斷部14。切斷部14用作對長形條12的第一面S1進行研磨而形成介質相對面ABS后，將長形條12切斷為每個磁頭滑塊1時的切斷量。
在切斷部14上還可以形成電阻膜(未圖示)。該電阻膜為被稱作RLG或者ELG的傳感器膜，在第一面S1被研磨時同時被研磨，其電阻值發生變化。通過對電阻值進行監控，控制第一面S1的研磨量，能夠將從MR元件的介質相對面ABS到法線方向的深度(MR高度)調整為規定的值。
并且，在本步驟中，也可以根據需要對長形條12的第一面S1進行研磨。但是，由于在此的研磨不是最終的研磨，因而研磨量保留相對于規定的MR高度具有余量的量。并且，也可以對第一面S1的內側面(以下，稱為第二面S2)，即，將磁頭滑塊裝配到在磁頭懸架組件上固定到彎曲部的表面進行研磨。
(步驟102照射步驟)圖4是表示照射及其后的切斷的各工程的步驟圖。圖4中的各圖是從長形條的側方(能看見厚度的方向)看的側視圖。并且在各圖中，元件的個數比實際的個數表現得少。如圖4(a)所示，長形條12在進行照射之前為大致平坦的長方體形狀。長形條固定在適當的夾具(未圖示)中。
然后如圖4(b)所示，向夾于第二面S2的元件13之間的各切斷部14照射激光(參照該圖箭頭)。圖中表示出同時照射全部切斷部14，也可以依次對各切斷部14進行照射，也可以同時對多個或全部切斷部14進行照射。
圖5為表示照射范圍的一個例子的概念圖，圖(a)是立體圖，圖(b)是表示第二面俯視圖。在各圖中還表示長形條各部分的尺寸。在本例子中，設元件13的寬度為0.7mm，切斷部14的寬度為0.12mm，每一個元件13和切斷部14的組的排列間距成0.82mm。激光對切斷部14的整個寬度及切斷部14兩側的元件13，還跨越寬度0.01mm而進行照射(各圖的虛線區域)。向全部切斷部14的照射結束時，如圖4(b)所示，長形條12的整體形狀成為以第一面S1作為凸面的彎曲形狀。
圖6是表示長形條彎曲的機理的示意圖。如圖(a)所示，在切斷部14的第二面S2側照射激光時，在第二面S2側產生壓縮應力，如圖(b)所示，照射領域(在圖5的例子中大致與切斷部14相等)的第二面S2側收縮。收縮量在第二面S2最大，隨著進入切斷部14的內部而減少。被照射的切斷部14兩側的元件13，被收縮的切斷部14拉伸(在圖中，參照空白箭頭)，在第二面的S2最大限度地相互接近，得到這樣的彎曲形狀(在圖中，參照彩色箭頭)。
激光的波長在200～3000nm程度的范圍為佳。激光的照射量根據在空氣中還是在液體中(即，長形條浸到純水等的狀態下)進行而不同。在空氣中進行的情況下，優選0.1～1.5mJ/mm2左右，在液體中進行照射的情況下，優選0.1～4.0mJ/mm2左右。以低于下限值的照射量不能得到必要的變形，超過上限值的照射量則能量過強而有可能破壞(折損)長形條本身、寫入元件、讀入元件。在液體中進行照射的情況下，與在空氣中進行照射的情況相比，由于能夠抑制長形條的溫度上升，因而提高照射量的上限。因此，能夠使長形條的變形量也比在空氣中進行照射的情況相比更大。在該范圍中，可考慮到長形條的材質、殘余應力(根據第一面、第二面的表面粗糙度、研磨方法等而不同)、長形條的厚度等尺寸、激光的照射時間、照射次數(掃描次數)等，決定照射量。
由于照射激光的目的在于使長形條12彎曲，所以主要能夠得到目的的彎曲形狀，也可以是激光以外的電磁波。照射范圍可根據激光的波長、照射量來進行調整。即，可以照射切斷部14整個面，也可以只照射一部分，也可以如上所述地照射到與切斷部14鄰接的元件13的一部分。并且，優選的是，為了防止產生裂紋，在薄膜磁頭部3上不進行照射。其中，不需要向長形條12的兩端部的切斷部進行照射。根據這些條件，在后述的實施例中，每一個元件及切斷部的一組的彎曲角度θ(參照圖4(b))為0～0.004°左右，即使是形成有100個元件的長形條，其全部彎曲角度為最大0.4°左右。其中，在圖4(b)、(e)中需要注意強調表示長形條的彎曲的情況。
(步驟103研磨步驟)接下來，將長形條12按壓在研磨面上的同時對第一面S1進行研磨。首先，對研磨中所使用的研磨裝置說明。圖7是表示研磨裝置的簡要結構的立體圖。研磨裝置21包括工作臺22、設在工作臺22上的旋轉外包裝臺23、設在旋轉外包裝臺23的側方的支柱24、從支柱24向旋轉外包裝臺23的上方伸出的臂25以及安裝在臂25上的長形條支撐部26。旋轉外包裝臺23具有用于研磨長形條12的研磨面23a。研磨面23a例如在由Sn(錫)形成的圓板表面上嵌入磨石粒而形成。長形條支撐部包括與臂25相連的支撐部主體27、設在支撐部主體27的前側面上的底座部件28以及設在底座部件28的前側面上的夾具保持部29。底座部件28介于臂(未圖示)與設在支撐部主體27內的促動器(未圖示)相連，通過對促動器進行驅動，能夠進行上下動作。在夾具保持部29上固定有用于保持長形條12的研磨用夾具30。研磨用夾具30可用SiC、不銹鋼、氧化鋯(ZrO2)，氧化鋁(Al2O3)等陶瓷材料制成。在長形條支撐部26上進一步設有多個載荷調整部(未圖示)。載荷調整部26可介于研磨用夾具30，在沿著長形條12的長度方向的多個位置按壓在研磨面23a上。優選的是，載荷調整部盡量以均等的間隔進行設置。在支撐部主體27、底座部件28以及夾具保持部29的上方被蓋子31覆蓋。
研磨的順序如下所述。首先，將長形條設置在研磨用夾具30上。具體而言，將長形條12以第二面S2作為接合面而用粘接劑粘貼在研磨用夾具30上。由于長形條12具有非常薄的可撓性，如圖4(c)所示地長形條12的彎曲了的整體形狀，能夠根據平坦的研磨用夾具30的形狀容易地校正為平面形狀。其結果，各元件13的第一面S1成為凹狀。
接著如圖4(d)所示，將安裝有長形條12的研磨用夾具30，以第一面S1與研磨面23a相對的方向，設置在研磨裝置21上。此時優選的是，進行調整以使載荷調整部位于長形條12的切斷部14上方。載荷調整部的位置如圖4(d)的空白箭頭所示。由于研磨用夾具30相對于研磨面23a平行地進行設置，因而各切斷部14的第二面S2保持在從研磨面23a向法線方向大致相等具體的位置上。
在該狀態下，將長形條按壓在研磨面23a上，并對第一面S1進行研磨。由于各元件13的第一面S1成凹狀，僅有各元件13的長度方向(長形條的長度方向)的兩側端部15(或其周邊部)與研磨面23a接觸，因而最初過程中僅對端部15進行研磨。并且繼續進行研磨時，研磨范圍慢慢向中央部16擴展，最終如圖4(e)所示，對第一面S1的整個面進行研磨，從而形成介質相對面ABS。對前述的電阻膜的電阻變化進行監控而控制研磨量。
研磨結束時，通過銑削等方法在介質相對面ABS上形成軌道的凹凸部。然后，如圖4(f)所示，從研磨用夾具30拆下長形條12。由于長形條12從研磨用夾具30的約束解放出來，因而再次恢復到彎曲的狀態。如上所述，各元件13僅在最初兩側端部15進行研磨，最終還對中央部16進行研磨，因而兩側端部15研磨得最多，中央部16的研磨量最少。其結果，在各元件上形成凸度。
(步驟104切斷步驟)如圖4(g)所示，用切斷用夾具(未圖示)保持長形條12的同時用切斷部14進行切斷，從而使長形條12與磁頭滑塊1分離。在切斷中使用磨石。然后，對觸滑頭1進行清洗，并從切斷用夾具拆下。
接著，對本發明的實施例進行說明。在空氣中將波長為1064nm的激光照射到如圖5所示的長形條12上。如圖所示，設照射范圍為切斷部14及切斷部14的兩側0.01mm的范圍的元件13。以照射量作為參數，測量凸度的頂點高度h和曲率半徑R。如圖1(b)所示，頂端高度h對從元件(磁頭滑塊)的兩側面靠向中心方向靠近0.01mm的位置進行連接的線為基準。結果如表1所示。
表1

如上所述，根據本發明，可以形成頂點高度和曲率半徑不同的凸度。并且可知的是，通過改變照射量，切斷部的第二面的收縮量發生變化，從而能夠調整頂點高度和曲率半徑。
最后，綜合說明本發明的效果。首先根據本發明，照射激光的部位是可通過切斷最終出去的切斷部，幾乎不照射到元件上，這是與如專利文獻1中公開的、直接在元件上照射激光的方法完全不同的，關于該文獻如前述一樣的與凸度的形狀穩定性有關的可靠性的降低是從原理上就是必然的。并且由于能夠以高精度地控制激光的照射位置，因而即使切斷部較小的情況下，也能夠精度良好地進行照射。即，與如專利文獻2、3、6一樣的機械處理相比，能夠容易應付磁頭滑塊的小型化。并且，由于通過調整激光的波長、照射量(通過能量和射線束的大小以及照射位置進行控制)，能夠形成具有任意的頂點高度以及曲率半徑的凸度，因而容易進行對應磁頭滑塊的大小，懸浮量以外的其他設計要求的調整。即，如專利文獻3、4、5，由于不必根據凸度的形狀來準備夾具、研磨裝置，因而所以生產率良好。
權利要求
1.一種磁頭滑塊的制造方法，該方法是一種從長形條制造出磁頭滑塊的方法，所述長形條包括交替排列的用作磁頭滑塊的多個元件和作為切斷成磁頭滑塊時的切削量的切斷部，其特征在于該方法包括照射步驟，在構成磁頭滑塊的介質相對面的第一面的內側面的第二面上的、夾在所述元件之間的所述各切斷部的至少一部分上照射電磁波，使得所述長形條的整體形狀成為將第一面作為凸面的彎曲形狀；研磨步驟，緊接著照射步驟，使所述元件的各個第一面成為凹狀地將長形條按壓在研磨面的同時對第一面進行研磨；以及切斷步驟，緊接著研磨步驟，沿著切斷面切斷長形條，并使其分離成各磁頭滑塊。
2.根據權利要求1所述的磁頭滑塊的制造方法，其特征在于，所述電磁波為激光。
3.根據權利要求2所述的磁頭滑塊的制造方法，其特征在于，所述電磁波為波長200～3000nm的激光。
4.根據權利要求3所述的磁頭滑塊的制造方法，其特征在于，所述激光向置于空氣中的所述長形條以0.1～1.5mJ/mm2范圍的照射量進行照射。
5.根據權利要求3所述的磁頭滑塊的制造方法，其特征在于，所述激光向置于液體中的長形條以0.1～4.0mJ/mm2的范圍的照射量進行照射。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的磁頭滑塊的制造方法，其特征在于，在所述研磨步驟中，將所述第二面的沿著所述長形條的長度方向的多個部位保持在從所述研磨面向法線方向大致相等距離的位置上，從而將長形條按壓在研磨面上。
7.根據權利要求6所述的磁頭滑塊的制造方法，其特征在于，所述多個部位為所述切斷面。
全文摘要
本發明是一種磁頭滑塊的制造方法，該方法是一種從長形條制造出磁頭滑塊的方法，所述長形條包括交替排列的用作磁頭滑塊的多個元件和作為切斷成磁頭滑塊時的切削量的切斷部。該制造方法包括照射步驟(102)，用于照射電磁波，以在作為將要成為磁頭滑塊的介質相對面的第一面的內表面的第二面的、夾在元件之間的各切斷部的至少一部分上，使長形條的整體形狀成為將第一面作為凸面的彎曲形狀；研磨步驟(103)，緊接著照射步驟，使元件的各個第一面成為凹狀地將長形條按壓在研磨面的同時對第一面進行研磨；和切斷步驟(104)，緊接著研磨步驟，沿著切斷面切斷長形條，并使其分離成各磁頭滑塊。本發明的磁頭滑塊的制造方法，能夠在磁頭滑塊上高精度且經濟性良好地形成形狀穩定性高的凸度(camber)。
文檔編號G11B5/187GK1920960SQ20061012900
公開日2007年2月28日 申請日期2006年8月26日 優先權日2005年8月26日
發明者袋井修, 村越龍太 申請人:新科實業有限公司