專利名稱：用于加工讀/寫磁頭的工具及其相關方法
技術領域：
本發明涉及一種用于加工記錄磁頭的工具。更確切地說，本發明涉及一種用于按批加工以便在讀/寫磁頭上形成氣浮支承表面的新穎和改進的工具以及相關方法。
用于在浮動塊上形成氣浮支承的常規機加工方法可能已不再使用，因為對于在讀/寫磁頭或浮動塊上的甚小尺寸的氣浮支承結構要求嚴格的公差。為了在浮動塊上形成氣浮支承結構已經研究改進了很多方法，它們需要采用更先進的技術例如當代在集成電路加工中采用的光刻技術。一種方法是等離子加工導軌法即“PDR”加工方法。該PDR加工方法在磁盤驅動器性能特別是在用在磁盤驅動器中的讀/寫磁頭的性能方面的幾個關鍵性改進上是起作用的。
在一個條被分成各個浮動塊之前，當各浮動塊仍然綜合在一起包括在一平直且薄的條中時，要確定在各浮動塊上的氣浮支承結構形狀。然而，當將PDR加工技術應用于各單個條時，還帶來一系列的制造問題，因為需要薄膜涂覆(光敏抗蝕劑沉積層)、掩膜對準和蝕刻步驟。一個PDR處理單元效率是很低的，因為單個條操縱是耗時的，各個條會有很高的損壞危險，因為每個都是易碎的，在進行PDR處理時要單獨操縱幾次，以及導致逐個條形成的氣浮支承結構形狀在很寬的范圍變化。因此，雖然為了形成所需的氣浮支承表面PDR加工處理是必須的，由于壽命、成本和效率問題使對于這些薄而窄的條采用PDR加工處理已受到限制。
在本技術領域中還缺少一種以批處理方式用于在多個形成有各個浮動塊的條上形成氣浮支承結構形狀的工具和相關的方法。這樣一種工具應能保在很多個條的范圍內得到均勻的處理結果、高的產品合格率，以及使由于頻繁操縱引起的排行元件損壞的危險降低。
本發明的主要目的是提供一種用于對讀/寫磁頭按批機加工和等離子加工處理的工具。
本發明的另一目的是提供一種工具其能使在具有各浮動塊的條上對氣浮支承特征部分進行PDR加工處理過程中均勻涂覆光敏抗蝕劑。
本發明的再一目的是提供一種工具，其能在對氣浮支承特征部分進行PDR加工處理時群校準和曝光能力。
本發明的再一目的是在讀/寫磁頭上形成氣浮支承斷面的過程中降低操縱帶來的損害和去掉幾種操作。
根據如下的介紹和附圖將會使本發明的其它目的變得更明顯。
在一用于在多個條上形成氣浮支承表面的工具中使本發明得以體現，各個條是細長的，并形成有縱向相對的兩側面，第一端和第二端，頂面和底面。各個條每個包括多個單個的浮動塊。
該工具包括一主體構件，具有長度定義了的Y軸方向、寬度定義了x軸方向和厚度定義了的z軸方向。該主體構件的頂面形成有一平臺，第一和第二定位面，每個位于在平臺的相對側面上。平臺具有的平直上表面形成為一面向上的z軸基礎面，平臺還形成有Y軸校準基準面。第二定位面形成x軸校準準基準面。
為了加工各個條定位在該工具上，其中平臺的上表面結合多個條的下表面，以保證在該工具上沿x軸適當定位。Y軸校準基準面與一錨定的條中的一個縱向側面結合，以保證沿Y軸適當定位，x軸校準基準面貼合多個條的第二端面，以保證沿x軸的適當定位。定位在平臺上表面上的順序的各個條的一個縱向側面貼靠先前定位的一個條以維持各個條之間的沿Y軸的適當定位；每一個條的第二端面貼合x軸校準基準面以保證在各個條之間沿x軸適當定位，使得在每一個條中的各浮動塊與相鄰各個條中對應的浮動塊沿Y軸方向定位，以及各個條的頂面處在一共有的平面內。
x軸校準基準面是可選擇移動的，以便將各個條選擇性地定位在平臺上，同時維持在各個條之間的沿y軸的取向。
平臺可以形成有多個沿Y軸方向延伸的梁形件。每個梁形件由一個槽隔開并具有一頂端。各梁形件的頂端處在一共有的平面內，用以支承多個條的底面。
一頂板以可松開的方式可與主體構件結合。頂板形成有面向下的平直的z軸基準面，當頂板結合到主體構件上時，其z軸基準面直接朝向在平臺上的面向上的z軸基礎面，以便當將粘接劑置于主體構件的面向上的z軸基礎面和各個條之間時，將各個條的頂面定位在一共有的平面內。
主體構件具有一底面，該底面中又可形成一個腔，其尺寸隨平臺共同擴展，用于改進對平臺的傳熱特性。
還公開了一種利用該工具的相關方法，以便在多個排行元件中的每一個上形成氣浮支承表面。該方法包括的步驟有提供一具有形成x、y和z軸基準面的平臺的工具；將各個條安裝在平臺上，使在每一個條上的每一浮動塊相同取向，沿x和y軸方向對應于在各相鄰的條中的浮動塊；移動各個條的頂面，使每一個條的頂面處在與其它頂面共用的平面內，以保證沿z軸取向，在多個條安裝在平臺上的同時，在各個條中的每個浮動塊上形成氣浮支承結構；在每一個條中的各浮動塊之間鋸斷多個條，以形成單個的浮動塊，以及由平臺上取下各單個浮動塊。
通過理解下面概要介紹的附圖，對本發明有代表性的優選實施例的如下詳細介紹和所提出的權利要求，可以更完整地認識本發明和其范圍。


圖1是安裝到磁盤驅動器的轉臂上的讀/寫磁頭的透視圖，表示在讀/寫磁頭上的包括一些導軌的氣浮支承結構外形。
圖2是圖1中所示的讀/寫磁頭的放大透視圖，表示利用等離子加工導軌(PDR)法加工和機加工局部形成的結構外形。
圖3是一個條的局部放大的透視圖，表示在正面上的多個線圈回路以及在頂面上的對準標志。
圖4是以X、Y和Z坐標參照系統表示的本發明組合(gang)工具的示意圖。
圖5是利用本發明的工具的制造過程的流程圖。
圖6是本發明的組合工具的分解圖，表示該組合工具、橫向基準位置圍欄、頂板、多個條(每個包括多個讀/寫磁頭)以及片狀粘接劑。
圖7是本發明的組合工具的透視圖，表示在組合工具的后側形成的一個腔。
圖8是一結合本發明的組合工具使用的電阻加熱器的透視圖。
圖9是結合本發明的組合工具使用的固定裝置和密封環的分解圖。
圖10是頂板的放大透視圖，表示Z基準面和一對凹槽。
圖11是運用本發明的組合工具的操作過程的流程圖。
圖12是本發明的組合工具的透視圖，表示位于在組合工具頂面上的片狀粘接劑。
圖13是本發明的組合工具的透視圖，表示位于在組合工具頂面上的多個條，每條包括多個讀/寫磁頭。
圖14是本發明的組合工具的透視圖，表示組合工具及其上安裝的頂板。
圖15是如在圖17中所示的本發明的放大透視圖。
圖16是本發明的組合工具代表性的分解圖，表示組合工具，粘接劑片、一條讀/寫磁頭，橫向定位圍欄和頂板。
圖17是沿圖14中的斷面線17-17所取的斷面。
圖18是本發明的組合工具的透視圖，表示組合工具及其上安裝的頂板以及通過一些槽縫插入的用于調節圍欄的叉形結構件。
圖19是沿圖20中的斷面線19-19所取的放大斷面圖。
圖20是本發明的組合工具代表性的斷面圖，表示位于在組合工具背部形成的腔中的背部板面和密封環。
圖21是本發明的組合工具的代表性的局部斷面圖，表示位于在由一些凹槽隔開的多個梁形件的頂部的粘接劑片，以及位于在粘接劑頂部上的一個條。
圖22是本發明的組合工具的局部代表性的斷面圖，表示位于在多個條頂面上的粘接劑片位于粘接劑頂面上一個條，以及位于該條的頂面上的光敏抗蝕劑層。
圖23是本發明的組合工具的局部代表性的斷面圖，表示位于該條的一頂面上的形成圖形的光敏抗蝕劑層。
圖24是本發明的組合工具的局部代表性的斷面圖，表示PDR加工方法中的等離子蝕刻之后該條上的結構形狀。
圖25是本發明的組合工具的局部代表性的斷面圖，表示在PDR加工方法中的蝕刻步驟之后對各個條上機加工的鋸以及溝槽切口之間的位置關系。
圖26是本發明的組合工具的局部代表性的斷面圖，表示通過PDR加工和機加工形成的各單個讀/寫磁頭。
圖27是本發明的組合工具的放大局部代表性的示意圖，表示位于組合工具上的各個讀/寫磁頭。
首先參閱圖1，該圖表示安裝在支臂34上的具有通過PDR加工和機加工形成的氣浮支承表面32的類型的讀/寫磁頭或浮動塊。正如公知的，需要一定形狀的氣浮支承表面32，以便在浮支動塊30和旋轉的磁盤媒體(未表示)之間產生氣浮支承作用。
參閱圖2，該圖更詳細地表示氣浮支承表面，其包括一對導軌36；一些臺階38，形成在導軌的每一側并且位置低于導軌的頂面40；以及一中心溝槽42。用于對記錄媒體(未表示)讀寫數據的線圈回路44形成在浮動塊的正面46。
在制備浮動塊30時，多個單個的線圈回路44按排序的行列矩陣形式形成在一個盤(puck)(未表示)的頂面上。該盤(puck)被鋸成各條48，每一條包括多個線圈回路44，由圖3可清楚地看出。在該條48中的每一線圈回路44具有在一相鄰側面面形成的對應的氣浮支承表面并變成為一浮動塊30，該表面是在部分由PDR加工過程中形成的。對于取向問題，進行更詳細的介紹，每一條48具有一正面50，在其上定位多個線圈回路44，還具有加工形成為氣浮支承表面的頂面52和底面55。每個細長的條48還形成相反的縱向側面53、相反的第一端部54和第二端部56，以及在該條48的頂面58上與該條的每個第一端部54和第二端部56鄰近的對準標志58。各個條48是由碳化鈦氧化鋁構成的。每一個條48沿正面50的長度方向包括多個線圈回路44，最好為28個。
為了由該條48制備一浮動塊30，該條48的頂面必須進行加工以便形成與每一線圈回路44對應的所需氣浮支承表面32，每組線圈回路和相關的氣浮支承表面32必須彼此分開以便形成單個的浮動塊30。為了避免由于單個處理每一個條48而使效率下降，本發明的組合工具60(圖6)作了改進。以便能在一次之中對多個條48進行成批加工處理。
利用PDR和手機加工處理對各個條48進行成批加工需要沿X軸62、Y軸64和Z軸66方向將各個條48彼此精確對準，如圖4中所示。x軸是沿主體構件的寬度取向的，Y軸是沿主體構件的長度取向的，Z軸是沿主體構件的厚度取向的。
各個條48必須沿它們的長度彼此相鄰定位，這樣在每個條48的正面上的多個線圈回路44(圖3)就與在每一個相鄰的一個條48中的線圈回路44共同擴展并精確對準。這樣就滿足了沿x軸62的對準要求。此外，重要的是，各個條48要這樣定位，即在各相鄰回路44之間彼此共同擴展的線圈回路44以與該條48的長度成直角的方式對準，用以使在浮動塊30上的氣浮支承適當對準。這樣就滿足了沿Y軸64的對準要求。每一個條48的頂面52必須與在該批中的每一其它的條48的頂面52相齊平，使得各頂面52保持在同一平面內，滿足了沿Z軸的對準要求。
對于在PDR和機加工處理過程中的幾個步驟都需要將多個條48精確定位，正因如此，必須設計組合工具以便易于在每個處理步驟中使用，以及提供一個平臺，用以在各處理步驟之間能安全操縱這些條，無大的損壞風險。PDR加工處理采用在本行業公知的光刻和蝕刻方法，以形成具有密配合容差的各氣浮支承表面。機加工處理采用本技術領域公知的研磨或鋸加工。
圖5總地表示在通過PDR處理利用組合工具對各個條48進行成批處理時的概要操作。方塊68代表將各個條48安裝在組合工具60上，其方式按照上面簡單介紹的以及下面更完整介紹的。接著按照PDR方法利用光刻和蝕刻方法對各個條48進行加工處理。以便形成氣浮支承表面32，如在方塊70所表示的。然后進一步形成氣浮支承表面32，并通過機加工將各個條分成為各單個的浮動塊，如在方塊72所表示的。最后，由組合工具60取出各單個的浮動塊30，如在方塊74中所表示的。
參閱圖6和圖7，本發明的組合工具60包括主體構件76，其具有頂面78、底面80，它們一起形成厚度；縱向上限定長度的相反的二端第一端82和第二端83；以及橫向上限定寬度的相反的二個側面84。位于在相反的二側面84之間的是位于中間的平臺結構86。在組合工具60的頂面78中形成第一定位面88和第二定位面90，以及沿工具60的二橫向側面84延伸在相反的二端82和83之間。第一定位面88形成有螺紋孔92，用于接納一帶螺紋的緊固件94，如下所述。第二定位面90形成有多個螺紋孔96、98，每個用于接納帶螺紋的緊固件94，下面將進一步介紹。
繼續參閱圖7，組合工具60中的主體構件76形成有鄰近底面80的下部部分100，該下部部分100具有的外表面102沿主體構件76的周邊104朝上朝向傾斜。主體構件76中的朝上朝內傾斜的下部部分100的特定形狀用于在進行各種處理步驟的過程中為了牢固地固定組合工具60按照需要容納在順應形狀的容座(未表示)中。
再來參閱圖6，組合工具60中的中央平臺86總體形成一平直的上表面87，接著再形成一朝上面向Z軸的基準面89。更確切地說，是在相反的二端82之間延伸的，在組合工具60上沿長度方向取向的多個平行的梁形件106。各梁形件106延伸橫過平臺86的寬度處于第一定位面88和第二定位面90之間。各梁形件106由橫過平臺寬度的位于在各相鄰梁形件之間的凹槽108所隔開。各梁形件106沿它們的長度方向是連續的，朝上延伸形成平直的頂端110，其橫截面為矩形(圖15)。所有梁形件106的頂端110處在遍及平臺86的寬度和長度范圍的一個平面內。
繼續參閱圖6，一對Y軸基準用銷112位于在平臺上處在組合工具60的第一端82，并構成平臺86的上端114。二Y軸基準用銷112最好為實心圓柱形形成有貼合表面113，并稍微延伸高于梁形件106的頂端110。Y軸基準用銷112在平臺86上的位置使得當將該條48定位在平臺86上以便貼住Y軸基準用銷時，使該條48的方向垂直于梁形件106和凹槽108的長度方向。Y軸基準用銷形成一錨定件，利用它當將各個條48置于平臺上時使各個條48沿Y軸64的方向取向。以與Y軸基準用銷貼住定位的該條48被稱為“錨定”的條。
各個條48按照對于PDR和機加工處理所要求的沿X軸62、Y軸64和Z軸66適當取向和定位，將它們定位在平臺86的頂端110上。圖4表示，X軸62是沿組合工具的寬度方向取向的，在相反的二側面84之間的一條直線上；Y軸64是沿組合工具60的長度方向取向的；Z軸66是沿與X軸62和Y軸垂直的方向進入并離開底面80和頂面78通過組合工具66中的主體構件76取向的。
參閱圖7，圖中示有一形成在組合工件60的底面80中的腔116。腔116中心位于在組合工具60的底面80上，并且其尺寸隨平臺86共同擴展腔116用于有效地加熱和冷卻平臺86，下文將予介紹。腔116形成有一對在縱向上相對的端面側壁118，一對橫向上相對的側壁120以及一后壁122。二側壁120由后壁122按一定角度向上向外傾斜，而端面側壁118由后壁122垂直延伸。后壁122形成為沿腔116的縱向軸線縱向延伸在端面側壁118之間的脊124。后壁122由脊124朝向與側壁120的交線向下向外傾斜。腔116因此形成一橫向定向的和縱向延伸的M形。腔116的形狀是特定設計的，以便按照需要形成均勻的熱分布和保證冷卻能力。
如在圖6、12、13和16中所示一縱向槽126沿著組合工具60的長度方向延伸在第二定位面90和平臺86的邊緣128之間。槽126的外壁130由第二接觸面90向下延伸到槽126的底面132，形成沿X軸的校準面。該沿X軸的校準面平行于在平臺86中的梁形件106。
圖8表示用于在粘接過程中加熱平臺86的電阻加熱元件134。電阻加熱元件134設計得適配裝入腔116，以便有效、安全地加熱平臺86，下將進一步介紹。電阻加熱元件134包括一對細長圓柱形加熱元件136，它們由延伸在二圓柱形元件136之間的一對橫接元件138隔開。每個加熱元件136封裝在導熱覆蓋件137之中。每個覆蓋件137的形狀與該腔116與之接觸的部分一致。二加熱元件136按照規定的尺寸隔開，使得在使用過程中每個覆蓋件137沿腔116的每一縱向側面接觸側壁120和后壁122。電阻加熱器134按照公知的方式啟動使用和控制。雖然在這里電阻加熱器134是按照獨立的結構表示的，但也可以置入一固定裝置中(未表示)，在粘接操作過程中組合工具就放在該裝置上。在這一實施例中，加熱元件136嵌入腔116，如在圖14和17中所示。
參閱圖6和10，介紹頂板140。頂板140用于在各個條48安裝在平臺86上之后將各個條48的頂面52對齊。頂板140的形狀與組合工具60相似，它包括的矩形主體構件142具有頂面144、底面146，兩個縱向上相反的端面148以及兩個橫向上相反的側面150。位于在二相反的側面150之間的是中心位于Z軸的基準面152。
參閱圖10，在頂板140的底面146上形成有第一定位面154和第二定位面156，它們沿頂板140的橫向側面150延伸在二相反的端面148之間。第一定位面154形成有一螺紋孔150，用于接納帶螺紋的緊固件，下面將介紹。第二定位面156形成有一螺紋孔160，用于接納一帶螺紋的緊固件94，(下文將進一步介紹)，還有一通孔162。第一定位面154形成有鄰近每一端面148的二間隔薄片164，第二定位面156形成有一個沿第二定位面156的長度方向處在中心位置的薄片166。薄片164、166具有預定的尺寸厚度。沿頂板140的長度方向形成有細長的凹槽168，其位置處在第二定位面156和Z軸基準面152。第一和第二槽170形成在第二定位面156中，每個槽由凹槽168延伸通過頂板140的外緣172。
參閱圖10，頂板140的Z軸基準面152包括多個在頂板140上沿長度方向取向的平行的梁形件174，延伸在二相反的端面148之間。各梁形件174延伸在第一校準面154和第二校準面156之間，分布在Z軸基準面152的寬度范圍內。各梁形件174由位于在各相鄰梁形件174之間且分布在Z軸基準面152的寬度范圍內的各槽176所隔開。梁形件174沿它們的長度方向是連續的，向下延伸形成平直的底端178，橫截面呈矩形(圖15)。每個梁形件174的底端178處在沿Z軸基準面152的寬度和長度范圍內分布的一個平面內。
在圖6、13、16、17和19中示有一具有L形橫截面的細長的圍欄元件180。該圍欄元件180形成有一向下延伸的角邊182和一橫向延伸的角邊184，這些角邊成直角整體形成在一起。橫向延伸的角邊184形成有底面186、面向外的貼合面188、以及一貫通角邊184形成的斜孔190，用于接納一緊固件94。向下懸垂的角邊182形成有一貼合面192以及一外校準面194，它們彼此平行。圍欄元件180與平臺86具有相同的長度。
圍欄元件180中的向下懸垂的角邊182以可移出的方式容納在組合工具60上的凹槽126中，并使外校準面194結合X軸校準面130。橫向延伸的角邊184與第二定位面90相貼合，一個緊固件94例如螺栓通入到分別在角邊184和第二接觸面90中的對準的孔190和98中，以圍欄180的外校準面194與X軸校準面130相結合的方式，將圍欄180以可松開的方式固定到組合工具60上。由于外校準面194和貼合面192彼此平行，以及外校準面194和x軸校準面130彼此完全接觸，X軸校準面130在接近平臺86的位置處其功能由貼合面192代表如圖17所示。
圖9表示用于在PDR加工處理過程中的蝕刻步驟期間冷卻組合工具60的固定裝置196和密封件198，該過程下文將介紹。固定裝置的第一表面200形成有一凸起部分202，它的形狀與腔116的形狀成鏡像關系。然而該凸起部分202的尺寸剛好小于腔116。固定裝置196形成有圍繞凸起部分202的周邊延伸的凸緣204。
如圖20所示，凸起部分202與腔116的各側壁118、120、122非常接近配對，當將組合工具60安裝到固定裝置196上時，凸起部分容納在腔116的內部。連續的密封件198位于在固定裝置196上的凸緣204和組合工具60的底面之間，圍繞腔116形成一不能透過的密封。
密封件198還應具有適當的尺寸，即當將組合工具60安裝在固定裝置196上時，凸起部分202適配裝入腔116，在凸起部分202和腔116的各側壁118、120、122之間形成間隙208。間隙208的尺寸小于在蝕刻過程中用作冷卻劑的氦的平均自由行程。
下面詳細介紹組合工具60的功能特征以及其它結構細節。然而，簡而言之，在使用中各個條48的適當在組合工具上定向是通過利用將一端面56貼靠由圍欄180中的貼合面192代表的X軸校準面130各個條48定位在平臺86上。各個條48還依靠Y軸基準用銷112對準。于是，各個條48相對于平臺86在X軸62和Y軸64的方向正確地定向。然后將頂板140定位于組合工具60上方，即在頂板140的定位面154和156上的薄片164和166分別貼合在組合工具60上的第一和第二定位面154和156。在頂板140上的梁形件174的底端178貼合各個條48的頂面52，以將各個條48的頂面52定位于一個平面內。在頂板140上的梁形件174的底端178由在組合工具60上的梁形件106的頂端110隔開一為此目的特別預定的距離，下面將進一步介紹。
在圖11中表示了在形成氣浮支承表面32的過程中利用組合工具60對各個條進行成批處理的方法，下面將進一步詳細介紹。
首先，如在圖11中由210所示，按照上述將圍欄元件180定位在組合工具60上，使外校準面194貼合X軸校準面130。然后利用該通過斜孔190進入孔96定位的可松開的緊固件94將圍欄元件180固定到組合工具60上。圍欄元件180形成有用于將各個條48在平臺86上沿X維方向對準的貼合面192。參閱圖17，將組合工具定位在電阻加熱器134上，以使加熱器然后定位在組合工具60的底面80上形成的腔內部(如上所述)，并且啟動以有效和隔離的方式加熱平臺86，不影響操作者。專門設計的腔116的形狀保證平臺的均勻熱分布。參閱圖11中的步驟212，以及圖14和17。
然后將一片狀粘接劑214置于在組合工具60中的平臺86上，如在圖11中的步驟216所表示的以及在圖12中所表示的。該片狀粘接劑214是一種熱熔性粘接劑，它的粘接粘度易于由電阻加熱器134進行控制，使得各個條48易于移動以便精確定位。熱熔性粘接劑214是具有預定尺寸的預切割片，適于裝到臺86上，其包括具有一定尺寸始終在粘接劑214中均勻散布的微粒218，下面將介紹。在組合工具60的底面80上形成的腔116的形狀與電阻加熱器134的綜合作用保證在平臺86范圍內的均勻熱分布，使得粘接劑214穩定地熔化，可以密切控制粘接劑粘度。
各個條48然后通過人工置于粘接劑214上，如在步驟220所表示的，及圖13和20所表示的。通過與Y軸基準用銷112相接觸將第一條定位在平臺86的頂端82上，即第一條48的相反的二端貼住Y軸基準用銷112，以便確立適當的Y軸上的位置。然后將第一個條48滑向在圍欄180上的貼合面192，直到該條48的端面56接觸該貼合面192。這樣就將該條48沿X軸方向適當定向的方式定位。以相似的方式將其它各個條48定位在平臺86上，每一后續的條48位置靠住前面的一個條，從而確定沿Y軸的正確位置。然后沿X軸方向移動每一個條48以便接觸貼合面192，以此確定沿X軸的正確位置。
按照這種方式，在每一個條48上的多個線圈回路44中的每一個都相對于在每一相鄰的條48中的對應線圈回路44定位。于是線圈回路44構成精確隔開的在各相鄰的條48之間沿組合工具60的縱向平行定向的各列。這些平行的各列的構成對后面的加工處理是關鍵性的。
在組合工具60中的平臺86上的梁形件106的間隔也是十分關鍵的，如在圖15和25中所表示的。沿平臺86表面分布的梁形件106隔開，這樣當各個條48定位在各梁形件106的頂端110上以及貼合在最終的沿X軸的位置處的貼合面192上時(圖19)，梁形件106的頂端110直接位于在該條48中的每一線圈回路的下方。因此，在各梁形件106之間的槽108直接位于在該條48上的每個順序的線圈回路44之間間隔的下方。
在該條布置操作過程中，粘接劑214維持在特定的溫度下，這樣它的粘度就適合于將該條48固定到平臺86上，不會影響該為了將該條48貼靠相鄰各個條48及貼合面92正確定位所需的輕微移動。最好，將40個條粘接到組合工具60的平臺86上，以便能夠在一次之中通過PDR和機加工處理對各個條48進行處理。
然后將頂板140定位在組合工具60上方并下降到其上，如在圖11中的步驟222和圖14和17中所表示的。下降頂板140，使頂板140上的各薄片分別接觸在組合工具60上的第一定位面88和第二定位面90，將頂板140上的梁形件174的底端178正確地位于各個條48上方。將頂板140上的梁形件174的底端178結合各個條48的頂面52，并使各個條48中的每一個的頂面52相齊平位于在一個平面內，如前所述。由于各個條48落坐于粘接劑上，因而可實現某種調節。
頂板140上的各梁形件174由各槽176所隔開，這樣梁形件174的底端178在各個位置接觸該條48的頂面52，在這些位置之間在后面的加工處理中要形成各導軌36，如在圖15中所示，使得不可能損壞線圈回路44。梁形件174與各個條48的布置沿橫向走向，因此，按照要求平穩地迫使各個條48進入粘接劑214中，形成多個條48組成的平直表面。
利用接納圍欄180的，形成在頂板140中的尺寸精確的凹槽168，將頂板140相對于組合工具60適當地定向。
通過使可松開的緊固件94穿過在頂板140上的第一定位面154和第二定位面156中的孔158和160定位，并由在組合工具60的第一定位面88和第二定位面90中形成的對應孔92和98所接納將頂板140以可松開的方式固定到組合工具60上。正因如此，當頂板140定位在組合工具160上并向下緊固時，在頂板140的第一定位面154和第二定位面156上的薄片164、166完全貼合在組合工具60上的第一定位面88和第二定位面90。
在這一位置下，在頂板140上的梁形件174的底端178和組合工具160上的梁形件106的頂端之間的間隙224的尺寸是十分關鍵的。間隙224等于在粘接劑片214中存在的一定尺寸的微粒218的直徑加上該條48的厚度。當在頂板140上的梁形件174的底端178接觸并下壓到該條48上時，該條48可沿向下的方向移動，直到接觸在粘接劑214中的微粒218中，于是阻止該條48的進一步向下移動。由于各該條48具有相同的厚度，使各個條48的頂面52在相鄰的一個條48之間以齊平的方式定位，因此，所有的條48的頂面52處在一個平面內。這樣就滿足了Z軸方向上的要求。
在將頂板140仍然裝在組合工具60上時候，提高加熱器134的溫度，又提高了粘接劑片214的溫度，由高粘稠度變為近于液體狀態。在這時，松開將圍欄180固定到組合工具60上的緊固件。在頂板140中的孔162成為緊固件94的通道。然后使用一叉形結構件226將圍欄180重新校準，以保證與該條48的適當接觸，用以沿X軸方向適當定位，如步驟228所示。
如在圖18和19中所示，叉形結構件226包括兩個由一基體件232延伸的平行的叉部230。二叉端230按照與頂板140中的二槽170的精確的相同距離分開。叉端230的形狀嚴格適配伸入槽170中，以便利用槽170將非軸線方向的移動降低到最小。二叉端具有相同的長度使得當它們插入通到槽170中時，二叉端230同時接觸圍欄180的橫向角邊184的面向外的表面188。二叉端通過槽170進一步插入使圍欄180朝平臺86移動，因此，使外校準面194與X軸定向面130相脫開。隨著圍欄180朝平臺86移動，與貼合面192接觸的該條48沿相同的方向移動。圍欄180朝平臺移動直到該貼合面192接觸平臺的外緣234。圍欄180的這種重新調節對直到此點產生的該條48的橫向移動進行補償，并將該條48置于在梁形件106上方的最終位置(圖15)。然后通過上緊該緊固件94使圍欄180重新固定到組合工具60上，二叉端230由槽170移出。
將組合工具60由加熱器134取下，以使加熱器覆蓋件137與腔脫開，使與頂板140仍然結合的組合工具60例如通過放置一冷卻板(未表示)上由底部向上冷卻，如在步驟236所示。隨著粘接劑214由底部向上冷卻，各個條48便固定在正確的沿X軸62、Y軸64和Z軸66的位置上，以便進一步加工處理。各個條48的頂面52處在一個平面內，在每一個條48上的線圈回路44如上所述被適當地定位。一旦粘接劑214已固定，取下頂板140和圍欄180，以便露出已對準的各個條48(圖21)，如在圖11中的步驟229所示。
然后利用旋轉涂敷或其它公知的方法將光敏抗蝕劑238涂在各個條48的頂面52上，如在圖11中的步驟240和圖22中所示。由于所有安裝在組合工具60上的各個條48適當地對準，由各個條48的頂面52形成的整個平面可以在一次相同的操作中涂上光敏抗蝕劑238。
在將抗蝕劑238涂好之后，以公知的方式將一光柵或掩膜(未表示)在平臺86上方校準，以便形成導軌36，在這一實例中在一次之中在由多個條48的頂面52形成的平整表面上全都形成導軌。在圖11中用步驟242表示這一切。對于氣浮支承表面32的其它結構可能需要每一個條單獨校準。
利用一位于在頂板52上的該條48的每一端54、56的基準校準標志58將掩膜對準在各個條48的上方。每一個條48具有校準標志58，然而在這一實例中，由于各個條48彼此精確地對準，掩膜僅需要在一個條48上的校準，最好將第二十一個條48用作校準條。
利用對準的和處于各個條48上的光敏抗蝕劑238上方的掩膜，按公知的方法例如用紫外線對光敏抗蝕劑曝光。通過噴施顯影劑或浸入顯影液箱以便按公知方式除去已曝光于紫外線的抗蝕劑，除去掩膜和使已曝光的抗蝕劑顯影。未曝光的抗蝕劑238保留在要形成為導軌36的位置，這些位置沿平臺86的長度的梁形件106的方向連續地分布在每一個條48上，如在圖23中所示意表示的。
在該條結合部(220)產生的各個條48的頂面52的分布形狀保證所需的平整表面，這是為了高質量地涂敷抗蝕劑逐個條一致優異地蝕刻所需要的。在這一實例中在組合工具60上的各個條48于是對準并利用全范圍的掩膜來曝光。單個條校準方式使所有各個條48同時對準，并處在所需校準允許誤差范圍內。此外，由于平整表面的分布形狀，曝光的焦距對逐個條是恒定的，導致能均勻地控制線條寬度。組合工具60的尺寸和規格使得能利用標準的攝影器具和設備。粘接劑214不受顯影劑的影響。
接著利用等離子反應加工最好在電子回旋加速器諧振式蝕刻器中對各個條48進行蝕刻，如在步驟244中所示的。眾所周知，在蝕刻步驟進行期間，沒有由光敏抗蝕劑238覆蓋的材料被除去，而在光敏抗蝕劑238下方的材料不受影響形成導軌36，如圖24中所示。可以使用深色暗區的遮蔽件(未表示)來覆蓋除去要蝕刻的各個條48部分之外的線合工具60的所有部分，這樣就消除了蝕刻環境對于組合工具60表面的有害影響。
為了保證所需的蝕刻過程和結果將組合工具60冷卻是十分關鍵的。在組合工具60的底面80上形成的腔116對于進行這種冷卻是十分關鍵的。冷卻和均勻的溫度控制影響蝕刻的均勻性以及抗蝕劑對基片的蝕刻的選擇性。組合工具60越冷會使抗蝕劑腐蝕速度越低，使得能夠利用較薄的抗蝕劑涂覆層，這又保證更好地校準控制和分辨率。組合工具60的尺寸和結構使得在蝕刻處理中一次能操作多個組合工具60。這一因素與各個條的緊湊間隔使得能進行高數量低成本的處理。
在蝕刻過程中，將組合工具60置于具有與腔116的形狀相配合的凸起部分202的固定裝置上，如圖20中所示。形成在凸起部分202和腔116的后壁122、側壁120及端面側壁118之間的間隙208是十分關鍵的。為了達到預期的冷卻效果，重要一點是在兩個表面之間的間隙(208)尺寸如上所述不大于氦的平均自由行程。為了由氣源(未表示)將氦引入該間隙，在固定裝置中形成一孔246(圖9)并且維持在優選壓力。
在蝕刻過程中氦氣引入間隙208，通過腔116由各個條48的頂面52帶走熱量。通過使氣體盡可能接近各個條48，實現有效的冷卻。
在蝕刻過程之后，除去剩余的抗蝕劑，以露出由于蝕刻過程形成的導軌，如步驟248和圖25中所示。
對于每一浮動塊30在兩個導軌36之間形成在底區的溝槽42，該溝槽42也是在這一實例中的氣浮支承表面32的特征。參閱圖11中的步驟252和圖25。由于各個條48精確地沿所有三維方向在組合工具60中的平臺86上對準，可以方便地使用一個鋸(示意表示)250，以便沿所需的方向和在組合工具60上的遍及所有的條48的所需深度研磨溝槽42。再者，通過使在其中一個條48的一個特征簡單地校準，可以實現研磨溝槽42所需的對準。結合在一起的各個條48的頂面52的平整形狀分布使得遍及整個平臺86的各個條48中的溝槽42深度均勻。沿與對于每個浮動塊30(如圖5中所示)形成的各導軌36方向平行并介于其間開該溝槽42。
如在圖11中的步驟254和圖26中所示，為了由其中要保留浮動塊30的該條48形成每一單個浮動塊30并使之分開，使用鋸250，如在圖25中示意表示的。將鋸250定位，以便沿一直線將順序的各個條48自始至終鋸開，該鋸位于槽108上方并在各組在每個浮動塊30上形成的導軌36之間。鋸250鋸斷該條48的材料和粘接劑214，形成的結果由圖27中清楚地看出。由于各個條48沿X軸62、Y軸64和Z軸66方向都彼此相對精確對準，鋸對準的操作是很便利的，正像對于曝光和溝槽研磨操作的標準一樣。
為了進一步加工處理將每一單個的浮動塊30由梁形件106的頂端110重新粘接，將溶液涂在組合工具60上，使其通過槽108和在浮動塊30下方流動，以便沿幾個方向溶解粘接劑214。參閱圖11中的步驟256。在平臺86上的每一梁形件106比浮動塊30的寬度窄，這樣在浮動塊30已經與它的一個條48中的其它浮動塊單個分開之后，浮動塊30伸出于在每一側的梁形件106，如圖26中所示。這樣就使得能使溶劑更好地接近粘接劑。一旦粘接劑214已被充分地溶解，各單個的浮動塊30就由組合工具60上移走，以便進一步單獨處理，如在圖11中的步驟258所示。
將組合工具60用于對各個條48進行批處理，以便在單個浮動塊30上形成氣浮支承表面32，使得產量大量增加，提高加工處理效率和產品的一致性。使用組合工具60能保證光敏抗蝕劑均勻，組合校準和提高曝光能力，降低操縱形成的損傷，在機加工過程中消除幾次粘接/去粘接操作，以及提高總的產品率，制造低成本的讀/寫磁頭。
已經對本發明的有代表性的優選實施例和很多改進進行具體介紹。本說明書是以優選實施例介紹的，并且根據與本發明相關的知識可以理解的。然而，應當理解，本發明的范圍是由如下的權利要求限定的，不是需由對優選實施例的詳細介紹限定的。
權利要求
1.一種用于在多個條上形成氣浮支承表面的工具，該條包括多個單個浮動塊，該條是細長的并形成有縱向上相對的側面，第一端、第二端、頂面和底面，其中一個條是錨定的條，該工具包括一主體構件，具有長度定義了Y軸方向、沿寬度定義了X軸方向和厚度定義了Z軸方向，以及一頂面，形成有一平臺和第一以及第二定位面，其中定位面之一定位于在平臺上的相對側面上；該平臺具有一形成面向上的朝向Z軸基礎面的平坦上表面，以及形成一Y軸校準基準面；第二定位面形成為X軸校準基準面，以及平臺的上表面用于結合多個條的下表面，以提供在該工具上沿Z軸的適當定位，Y軸校準基準面，用于結合該錨定的條中的一個縱向側面，以提供在該工具上沿Y軸的適當定位，以及X軸校準基準面，用于貼合多個條中的第二端面，以提供在該工具上沿X軸的適當定位，以及其中位于在平臺上表面上的順序的各個條具有的一個縱向側面結合前一定位的條，以維持在各個條之間沿Y軸的適當定位，以及該第二端面貼合X軸校準基準面，以提供在各個條之間沿X軸的適當定位，使得在每一個條中的多個浮動塊與相鄰條中的相應的浮動塊沿Y軸方位定位；各個條的頂面處在一公共的平面內。
2.如權利要求1所述的工具，其中的X軸校準基準面沿X軸方向是可選擇移動的，以便選擇性地將在平臺上的各個條定位，同時維持在各個條之間沿Y軸的取向。
3.如權利要求1所述的工具，其中的平臺形成有多個沿Y軸方向延伸的梁形件，多個梁形件中的每一個由一個槽隔開，并形成有頂端，各梁形件的頂端處在公共的平面內，用以支承多個條上的底面。
4.如權利要求1所述的工具，還包括一頂板以可松開的方式與主體構件相結合并具有面向下的平坦的Z軸基準面，當其要與平臺上的面向上的Z軸基礎面結合時直接朝向該面向上的Z軸基準面的上方，以及其中頂板可定位在該面向上的Z軸基準面的上方，以便結合多個條中的每一個的頂面，當使一種粘接劑定位在該主體中的面向上的Z軸基礎面和各個條之間時，將該頂面定位在公共平面內。
5.如權利要求4所述的工具，其中Z軸基準面形成有多個沿Y軸方向延伸的梁形件，多個梁形件中的每一個由一個槽隔開，并形成有一底端，各梁形件的底端處在一共有的平面內，以及當頂板定位在該主體構件上方時，頂板中的各梁形件的底端結合其位置直接面對平臺上的各梁形件位置的各個條的頂面。
6.如權利要求4所述的工具，其中當將頂板安裝到主體構件上時，在頂板上的Z軸基準面和平臺上的Z軸基礎面之間形成有間隙；以及該間隙尺寸的確定，使其足以包圍定位在平臺上的多個條。
7.如權利要求6所述的工具，其中平臺偏置于第一和第二定位面的下方。
8.如權利要求1所述的工具，其中的主體構件有一底面，該底面其中形成有一腔，其尺寸與所述平臺共同伸展，用于改進與平臺的熱傳輸特性。
9.如權利要求1所述的工具，其中的Y軸校準基準面包括兩個Y軸基準用銷，由平臺的上表面向上伸出，該Y軸基準用銷具有在與另一方彼此對準定位時用的結合面，以提供對于錨定的一個條沿Y軸的適當定位。
10.如權利要求3所述的工具，其中交替的各梁形件由各槽隔開，使得每個梁形件直接位于多個浮動塊的其中之一的下方；及交替的各槽由各梁形件隔開，使得每個槽直接位于相鄰的浮動塊之間，以使各個浮動塊能與各個條分開。
11.如權利要求8所述的工具，其中該腔包括后壁、相對的端面側壁和相對的側壁；相對的側壁沿它們的長度方向與后壁相交并由其向主體構件的底面按一定角度向外延伸；以及后壁具有一縱向軸線并形成有一沿縱向軸線延伸的脊，該后壁由該脊至側壁的交匯處向每一側傾斜下去。
12.一種在多個條中的每一個上形成氣浮支承表面的方法，每個條包括多個單個的浮動塊，每個條有第二端和頂面，該方法包括的步驟有提供一具有平臺的工具，該平臺定義有X軸、Y軸和Z軸基準面；將各個條安裝在平臺上，使每一個條上的每一浮動塊同一取向，沿X軸和Y軸方向對應于相鄰的條中的浮動塊；移動各個條的頂面，使每個條的頂面處在所有其它頂面的一個共有的平面內，提供沿Z軸的取向；在多個條安裝到平臺上的同時，在各個條中的每個浮動塊上形成氣浮支承表面；在每一個條中的各浮動塊之間鋸斷多個條由平臺取下各個浮動塊。
13.如權利要求12所述的方法，其中該方法還包括的步驟有在平臺上安裝各個條前將粘接劑涂到平臺上；在平臺上安裝各個條前加熱粘接劑，以及將各個條壓入到粘接劑中，以使每一個條的頂面處于一公共的平面內。
14.如權利要求13所述的方法，其中該方法還包括的步驟有在各個條已壓入到粘接劑后重新調節沿X軸的取向。
15.如權利要求12所述的方法，還包括的步驟有在該工具中鄰近平臺并位于平臺之后形成一個腔；在實行安裝步驟的過程中利用該腔加熱平臺；以及在實行形成步驟的過程中利用該腔冷卻平臺；
16.一種用于在一個條上形成氣浮支承表面的工具，該條包括有多個單個的浮動塊，為細長形并形成有縱相對的側面、第一端、第二端、頂面和底面，該工具包括主體構件，具有長度定義了的Y軸方向、寬度定義了X軸方向和厚度定義了Z軸方向、一頂面，形成有一平臺和第一及第二定位面，平臺相對側面的每一個上定位有定位表面之一；平臺具有的一平坦上表面形成面向上的Z軸基礎面，并形成一Y軸校準基準面；第二定位面形成X軸校準基準面；以及平臺的上表面用于結合該條的下表面以便提供在該工具上沿Z軸適當定位； Y軸校準基準面，用于結合各個條中的一個縱向側面，以便提供在工具上沿Y軸適當定位；以及X軸校準基準面，用于貼合該條的第二端面，以便提供在工具上沿X軸適當定位。
17.如權利要求8所述的工具，還包括一固定裝置，由其延伸有凸起部分，該凸起部分具有外壁并可容納在該腔中，以便在凸起部分的外壁和腔的各壁之間形成間隙；以及一密封件，形成在固定裝置和主體構件的底面之間，以隔離該間隙。
全文摘要
公開一種用于通過批處理形成氣浮支承表面的工具和相關方法,該表面形成在包括多個浮動塊的各個條上。該工具具有一主體構件,具有沿長度方向確定Y軸,沿寬度方向確定的X軸和沿厚度方向確定的Z軸。主體構件具有的頂面形成為面向上的Z軸基準面。主體構件還形成有Y軸校準基準面和X軸校準基準面。各排行元件為了加工定位在該工具上,其中平臺的上表面結合各個條的下表面,以保證在工具上沿Z軸的適當定位。Y軸校準基準面結合一錨定的條的其中一個縱向側面,以保證沿Y軸的適當定位,X軸校準基準面貼合各個條的第二端面,以保證沿X軸的適當定位,各個條的頂面處在一公共的平面內。
文檔編號G11B5/31GK1201548SQ96198000
公開日1998年12月9日 申請日期1996年10月15日 優先權日1995年10月31日
發明者丹·W·昆塔那, 克里斯·布露薩連, 小約翰·凱爾, 喬治那·尼爾森, 喬格·杰邁爾卡, 羅伯特·切斯那特, 威廉姆·喬布里奇 申請人:昆騰外圍設備科羅拉多公司