專利名稱：一種自動(dòng)研磨方法和使用該方法的研磨設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來(lái)自動(dòng)地研磨一個(gè)工件的方法和使用該方法的一種研磨設(shè)備。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用來(lái)連續(xù)地研磨該工件的研磨方法和一種使用該方法的研磨設(shè)備。
例如，在一個(gè)磁頭薄膜形成以后，該磁頭薄膜在制造一個(gè)磁頭的過(guò)程中需要進(jìn)行研磨。通過(guò)在磁頭制造過(guò)程中的研磨，可以把磁頭的磁阻層的高度和磁頭薄膜的磁隙制成具有一個(gè)確定的常量。
對(duì)于磁阻層的高度和磁隙來(lái)說(shuō)，要求具有亞微米級(jí)精度。因此，必須高精度地研磨工件或磁頭薄膜。
圖21A和21B是一個(gè)組合型磁頭的說(shuō)明性簡(jiǎn)圖。
如圖21A中所示，該組合型磁頭包括一個(gè)在底板81上形成的磁阻元件82和一個(gè)寫(xiě)入元件85。磁阻元件82由一個(gè)磁阻薄膜83和一對(duì)導(dǎo)電薄膜84所構(gòu)成，如圖21B中所示。磁阻元件82的磁阻值可根據(jù)外磁場(chǎng)而改變。磁阻元件82具有一種讀出電流的功能，該電流具有一個(gè)由磁盤(pán)上的一條磁跡90的磁場(chǎng)強(qiáng)度所決定的數(shù)值。
由于磁阻元件82只是一個(gè)用于讀出電流的元件，因而還需要提供一個(gè)用于寫(xiě)入的不同元件85。寫(xiě)入元件85包括一個(gè)感應(yīng)頭。該感應(yīng)頭由一個(gè)下部磁極86，一個(gè)隔開(kāi)一個(gè)確定的磁隙與下部磁極86相面對(duì)的上部磁極88，以及一個(gè)設(shè)置在下部與上部磁極86與88之間用來(lái)使它們勵(lì)磁的線圈87。一個(gè)非磁性絕緣層89設(shè)置在線圈87的周圍。
在這類組合型磁頭中，磁阻元件82中的磁阻薄膜83的磁阻值對(duì)于各個(gè)磁頭來(lái)說(shuō)必須是不變的。但是，在磁頭薄膜的制造過(guò)程中很難使磁阻值不變或相同。因此，在磁頭的薄膜形成以后，再對(duì)磁阻薄膜83的高度(寬度)h進(jìn)行修整，使得磁阻值均勻不變。
圖22A，22B，23A，23B，23C和23D是用來(lái)說(shuō)明組合型磁頭的制造過(guò)程的簡(jiǎn)圖。
如圖22A中所示，先通過(guò)一種薄膜技術(shù)把多個(gè)組合型磁頭形成在一張半導(dǎo)體晶片100上。然后，如圖22B中所示，把該晶片100切割成許多條，從而制出多個(gè)橫條101。一個(gè)橫條101包括多個(gè)排成一排的磁頭102。電阻元件102a被設(shè)置在該橫條101的左和右端以及中部位置，用來(lái)監(jiān)測(cè)該制造過(guò)程。
如上所述，磁頭102的磁阻薄膜83的高度應(yīng)研磨成不變的或相同的。但是，橫條101很薄，例如約0.3毫米左右。因此，很難直接把橫條101安裝在研磨夾具上，為此可如圖22C中所示，把橫條101用可熱熔蠟粘附在一個(gè)安裝工具或安裝座103上。
然后，如圖23A中所示，把已經(jīng)粘附在安裝座103上的橫條101放置在用來(lái)研磨橫條101的研磨板104上。如在未經(jīng)審查的日本專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2-124262(美國(guó)專利USP 5023991)或未經(jīng)審查的日本專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)5-123960中可知，用于監(jiān)測(cè)的電阻元件102a的電阻值在橫條101研磨期間一直在被測(cè)量著。因此，可以檢測(cè)出磁頭102的磁阻薄膜是否已經(jīng)達(dá)到目標(biāo)高度。
當(dāng)通過(guò)電阻值的測(cè)量檢測(cè)出磁阻薄膜已經(jīng)研磨到目標(biāo)高度時(shí)，該研磨過(guò)程就被停止。此后，在橫條101的下表面101-1上就可形成一個(gè)滑動(dòng)件，如圖23B中所示。
當(dāng)橫條101安裝在安裝座103上時(shí)，把它再加割成多個(gè)磁頭102，如圖23C中所示。通過(guò)加熱和熔化該可熱熔蠟，就可將各個(gè)磁頭102從安裝座103上取出，如圖25D中所示。
這樣，一個(gè)包括多個(gè)磁頭102的橫條101就被制造出來(lái)并且完成了對(duì)橫條101的研磨加工。因而，在多個(gè)磁頭102上的磁阻薄膜可以在一道工序中進(jìn)行研磨。
圖24是一個(gè)常規(guī)的研磨設(shè)備的說(shuō)明性簡(jiǎn)圖。
該研磨設(shè)備具有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的研磨板104，如圖24中所示。一個(gè)支承塊105具有與研磨板104相接觸的3個(gè)墊塊105a。墊塊105a平穩(wěn)地在研磨板104上散布泥漿(磨料液體)并且把泥漿充滿在研磨板104上。墊塊105a還可以減輕支承塊105對(duì)于研磨板104的表面上的壓力。
支承塊105通過(guò)一個(gè)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)106在研磨板104上回轉(zhuǎn)。支承塊105支承安裝座103。因而，粘附在安裝座103上的橫條101的研磨通過(guò)研磨板104的轉(zhuǎn)動(dòng)和塊105的回轉(zhuǎn)進(jìn)行。
在該常規(guī)的研磨設(shè)備中，研磨過(guò)程中的速度和壓力從該加工的開(kāi)始到結(jié)束都被設(shè)定成不變的。
通過(guò)增加研磨板的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)或給出較高的壓力就可以減少加工所需要的時(shí)間。但是，當(dāng)加工速度增加時(shí)將會(huì)發(fā)生研磨質(zhì)量降低的問(wèn)題。
另一方面，當(dāng)降低研磨加工的速度以取得良好的研磨質(zhì)量時(shí)，又會(huì)發(fā)生研磨加工費(fèi)時(shí)太多的問(wèn)題。
可以考慮把一臺(tái)用于快速力工的主要的研磨設(shè)備和一臺(tái)用于慢速加工的輔助的研磨設(shè)備一起使用。在該主要的研磨設(shè)備中進(jìn)行粗加工以后，再通過(guò)該輔助的研磨設(shè)備進(jìn)行精細(xì)加工。但是，按照該方法，工件需要在研磨設(shè)備上安裝兩次，從而給操作者帶來(lái)了麻煩并且要耗費(fèi)很多的時(shí)間。因此，該方法對(duì)于工件的大量生產(chǎn)是不適用的。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種可以節(jié)省加工時(shí)間并且實(shí)現(xiàn)研磨加工質(zhì)量的自動(dòng)研磨方法和一種使用該方法的研磨設(shè)備。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種可用地自動(dòng)變換粗加工和精加工的研磨方法以及一種使用該方法的研磨設(shè)備。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種用于根據(jù)該工件的剩余加工量自動(dòng)變換粗加工和精加工的研磨方法和一種使用該方法的研磨設(shè)備。


圖1是本發(fā)明的原理圖；圖2是使用本發(fā)明的研磨設(shè)備的一個(gè)實(shí)例的直立視圖3是示于圖2中的該研磨設(shè)備的頂視圖；圖4是示于圖2中的該研磨設(shè)備的側(cè)視圖；圖5是示于圖2中的該研磨設(shè)備的橫剖視圖；圖6是示于圖5中的加壓裝置的說(shuō)明性簡(jiǎn)圖；圖7A和7B是示于圖2中的工件的說(shuō)明性簡(jiǎn)圖；圖8是示于圖7中的橫條的說(shuō)明性簡(jiǎn)圖；圖9是示于圖8中的電解磨(ELG)元件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；圖10A和10B是示于圖9中的ELG元件的說(shuō)明性簡(jiǎn)圖；圖11是示于圖2中的探測(cè)器裝置的一個(gè)說(shuō)明性簡(jiǎn)圖；圖12是示于圖7A和7B中的彎曲裝置的橫剖面視圖；圖13A和13B是示于圖12中的該彎曲裝置的彎曲操作的說(shuō)明性簡(jiǎn)圖；圖14是示于圖7A和7B中的該彎曲裝置的一個(gè)說(shuō)明性簡(jiǎn)圖；圖15是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方框圖；圖16是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的第一操作流程圖；圖17是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的第操作流程圖；圖18是示于圖16和17中的MR-h測(cè)量的操作流程圖；圖19A和19B是示于圖16和17中的電阻值測(cè)量操作的一個(gè)說(shuō)明性簡(jiǎn)圖；圖20是示于圖16和17中的加工步驟的一個(gè)說(shuō)明性簡(jiǎn)圖；圖21A和21B是一個(gè)組合型磁頭的說(shuō)明性簡(jiǎn)圖；圖22A，22B和22C是制造一個(gè)磁頭的第一個(gè)說(shuō)明性簡(jiǎn)圖；圖23A，23B，23C和23D是制造一個(gè)磁頭的第二個(gè)說(shuō)明性簡(jiǎn)圖；圖24是常規(guī)的研磨設(shè)備的一個(gè)說(shuō)明性簡(jiǎn)圖。
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。在以下的整個(gè)說(shuō)明中，相同的標(biāo)號(hào)和符號(hào)用來(lái)表示和標(biāo)記相當(dāng)?shù)幕蛳嗤牧慵?br> 圖1是本發(fā)明的原理圖。
本發(fā)明的研磨設(shè)備通過(guò)使安裝座103和研磨板104產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)對(duì)一個(gè)工件進(jìn)行研磨。在粗加工過(guò)程中，在檢測(cè)出工件的剩余研磨量h后，將研磨板104調(diào)節(jié)成具有較高的加工速度。在精加工過(guò)程中，當(dāng)工件的剩余研磨量h被檢測(cè)出已達(dá)到一個(gè)預(yù)定量HO時(shí)，就將研磨板104調(diào)節(jié)成具有較低的加工速度。
此外，本發(fā)明的研磨設(shè)備具有一個(gè)與安裝座103相對(duì)運(yùn)動(dòng)的研磨板104，一個(gè)用來(lái)檢測(cè)工件的剩余研磨量h的檢測(cè)部件4，以及一個(gè)用來(lái)在把研磨板調(diào)節(jié)成具有較高速度以后，當(dāng)檢測(cè)出工件的剩余研磨量達(dá)到一個(gè)預(yù)定量HO時(shí)，再把研磨板104調(diào)節(jié)成具有較低速度的控制部件183。
根據(jù)本發(fā)明，可以在一臺(tái)研磨設(shè)備中，根據(jù)工件的剩余研磨量自動(dòng)地從粗加工轉(zhuǎn)換為精加工。本發(fā)明還可以由于進(jìn)行了粗加工而節(jié)省了研磨工件所需要的時(shí)間。本發(fā)明還可以進(jìn)行精加工，從而實(shí)現(xiàn)了良好的工件研磨質(zhì)量。此外，由于粗加工和精加工在一臺(tái)研磨設(shè)備中進(jìn)行，操作者只需要一次把工件安裝在研磨設(shè)備上就行。因而可以節(jié)省操作時(shí)間。在該設(shè)備中，當(dāng)檢測(cè)出一個(gè)剩余研磨量后，加工可以自動(dòng)地從粗加工轉(zhuǎn)換為精加工。因此，該設(shè)備可以在一個(gè)適當(dāng)?shù)臅r(shí)間從粗加工改變成精加工。
圖2是本發(fā)明的研磨設(shè)備的一個(gè)實(shí)例的直立視圖，圖3是本發(fā)明研磨設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的頂視圖，圖4是圖2中所示研磨設(shè)備的一個(gè)側(cè)視圖，以及圖5是圖2中所示研磨設(shè)備的一個(gè)橫剖面視圖。
如圖2，3和4中所示，該研磨板104由一個(gè)電機(jī)(圖中未示出)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。6個(gè)墊塊111設(shè)置在研磨座10的下面。研磨座10安裝在固定于該設(shè)備上的轉(zhuǎn)動(dòng)軸150上，從而使座10可以圍繞軸150轉(zhuǎn)動(dòng)。一個(gè)凸輪孔118設(shè)置在研磨座10的另一端上。
一個(gè)回轉(zhuǎn)裝置15使研磨座10產(chǎn)生回轉(zhuǎn)?；剞D(zhuǎn)裝置15具有一個(gè)回轉(zhuǎn)電機(jī)155，一個(gè)由回轉(zhuǎn)電機(jī)155帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的偏心輪152，以及一個(gè)設(shè)置在偏心輪152上的回轉(zhuǎn)凸輪151?；剞D(zhuǎn)凸輪151與研磨座10的凸輪孔118相嚙合，如圖3和4中所示。
因此，根據(jù)回轉(zhuǎn)電機(jī)155的轉(zhuǎn)動(dòng)，研磨座10朝著圖3中所示的一個(gè)具有兩個(gè)方向的箭頭回轉(zhuǎn)。兩個(gè)傳感器致動(dòng)器153設(shè)置在偏心輪152上。傳感器154用來(lái)檢測(cè)傳感器致動(dòng)器153。傳感器致動(dòng)器153的位置應(yīng)使得當(dāng)研磨座10位于點(diǎn)P(即示于圖3的一個(gè)回轉(zhuǎn)中心點(diǎn))處時(shí)，傳感器154能檢測(cè)到該致動(dòng)器。
再回到圖2，一個(gè)加壓裝置13(它在后面還要說(shuō)明)設(shè)置在研磨座10上。加壓裝置13把壓力施加于連接器11上。連接器11安裝在研磨座10上。連接器11制成為如圖4中所示的類似于L形的形狀。工件101粘附在其上的安裝座103被安裝在連接器11的第一表面11a上。安裝座103通過(guò)一個(gè)固定裝置112固定在連接器11的第一表面11a上。
連接器11具有一個(gè)第二表面11b。一個(gè)固定器113設(shè)置在第二表面11b的一端。設(shè)置在研磨座10上的一個(gè)支承裝置110具有一個(gè)用來(lái)調(diào)整高度的螺釘110b以及一個(gè)球形支承部分110a。連接器11的固定器113與支承部分110a相嚙合。
因此，連接器11在一個(gè)點(diǎn)位置上由研磨座10所支承。連接器11通過(guò)工件101的加工面與研磨板104相接觸。這就是說(shuō)，連接器11支承在支承裝置110的一個(gè)點(diǎn)位置和另外兩個(gè)點(diǎn)位置上，該兩個(gè)點(diǎn)位置設(shè)置在其上粘附有工件101的安裝座103的兩邊。所以，安裝座103可以圍繞支承裝置的中心轉(zhuǎn)動(dòng)，使得安裝座103可以跟隨研磨板104而與研磨座10無(wú)關(guān)。
因此，粘附在安裝座103上的工件101就可以以研磨板104作為參照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研磨而與研磨座10的精度無(wú)關(guān)。從而就可以均勻地研磨工件101。
再回到圖2，一個(gè)卸載裝置12設(shè)置在研磨座10上。卸載裝置12如圖4所示這樣的推動(dòng)連接器11，使連接器11圍繞支承部分11a轉(zhuǎn)動(dòng)，以便從研磨板104上除去工件101。卸載裝置12具有一個(gè)卸載塊121和一個(gè)卸載缸120。
下面結(jié)合圖7A和7B來(lái)說(shuō)明卸載操作。當(dāng)用來(lái)檢測(cè)橫條101的研磨情況的一個(gè)電阻值達(dá)到一個(gè)預(yù)定值時(shí)，就需要將研磨停止。當(dāng)停止研磨板104的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，研磨也就停止。但是，研磨板104要在通過(guò)一個(gè)止動(dòng)指令使它降速以后再停止轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，工件在研磨板104最后停止轉(zhuǎn)動(dòng)前仍將受到研磨，從而造成工件(即橫條101)的尺寸精度的分散。此外，存在有一種會(huì)把該平板的痕跡放在工件上的情況。
因此，如圖7A和7B中所示，一個(gè)卸載缸120和一個(gè)卸載塊121設(shè)置在研磨座10上。如圖7B中所示，當(dāng)用來(lái)檢測(cè)研磨的電阻值達(dá)到該預(yù)定值時(shí)，卸載缸120就受到驅(qū)動(dòng)以使卸載塊121伸出。然后，使連接器11圍繞支承部分110a的上部轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使橫條101同研磨板104分離。因此，當(dāng)用來(lái)檢測(cè)研磨的電阻值達(dá)到該預(yù)定值時(shí)，研磨可以立即停止。所以橫條101的尺寸精度可以實(shí)現(xiàn)。此外，由于連接器11是安裝在研磨座10上，因而卸下工件(即橫條101)就很方便。
如圖3中所示，當(dāng)傳感器154檢測(cè)出致動(dòng)器153處于點(diǎn)P(即回轉(zhuǎn)的中心點(diǎn))的位置時(shí)，卸載就已完成。這是因?yàn)槿绻剞D(zhuǎn)裝置的停止位置是隨機(jī)的話，根據(jù)該停止位置就可把研磨板104的痕跡放在工件的平板上。
由于回轉(zhuǎn)速度在回轉(zhuǎn)部分的兩端將變得較低，此時(shí)存在著把板104的痕跡放在工件上的傾向。相反，回轉(zhuǎn)速度在回轉(zhuǎn)的中心位置P處為最高。所以就不容易把平板104的痕跡放在工件上。當(dāng)傳感器154檢測(cè)出致動(dòng)器153，即傳感器154檢測(cè)出研磨座10到達(dá)回轉(zhuǎn)的中心位置P處時(shí)，如上所述卸下工件就完成了。因此，當(dāng)回轉(zhuǎn)裝置停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就可防止把平板104的痕跡放在工件101上。
探測(cè)裝置14設(shè)置在研磨座104的端部。探測(cè)裝置14與一個(gè)用來(lái)檢測(cè)工件(即安裝在安裝座103上的橫條101)的加工情況的電阻件電氣地接觸，如圖4中所示。探測(cè)裝置14具有一個(gè)與用來(lái)檢測(cè)加工情況的電阻件電氣地接觸的探測(cè)器140。
再返回到圖2，校正環(huán)160通過(guò)一個(gè)校正環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置161而轉(zhuǎn)動(dòng)。校正環(huán)160使泥槳(磨料液體)擴(kuò)展開(kāi)來(lái)并且充滿在研磨板104上，使得研磨板104的平面度得以保持。
如圖5的橫剖面圖中所示，加壓裝置13包括3個(gè)加壓缸13L，13C和13R。加壓缸13L，13C和13R都支承在一個(gè)支承板132上。支承板132可以圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸133轉(zhuǎn)動(dòng)。因而，當(dāng)把連接器11安裝在研磨座10上時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)支承板132就可以空出研磨座10的上部空間并且把連接器11安裝在研磨座10上。
左側(cè)的壓力缸13L把壓力加到連接器11的左部。中部的加壓缸13C把壓力加到連接器11的中部。此外，右側(cè)的壓力缸13R把壓力加到連接器11的右部。加壓塊130設(shè)置在各個(gè)加壓缸13L，13C和13R的端部。加壓塊130由一個(gè)球形部分131所支承。因此可以均勻地把加壓缸的壓力施加在連接器11上。
下面結(jié)合圖6對(duì)加壓裝置進(jìn)行說(shuō)明。如圖6中所示，電磁閥135-1，135-2和135-3以及調(diào)節(jié)器134-1，134-2和134-3分別設(shè)置在加壓缸13L，13C和13R上。
當(dāng)研磨板104轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，安裝座103的內(nèi)側(cè)的一個(gè)位置P1上的轉(zhuǎn)動(dòng)速度與外側(cè)的一個(gè)位置P0上的轉(zhuǎn)動(dòng)速度不同。也就是說(shuō)，在外側(cè)的P0位置上的速度V0大于在內(nèi)側(cè)的P1位置上的速度V1。因此，外側(cè)上的加工速度將大于內(nèi)側(cè)上的加工速度。
為了校正這種差別，外加壓缸13L的供給壓力將設(shè)定成與內(nèi)加壓缸13R的供給壓力不同。也就是說(shuō)，外加壓缸13L的供給壓力將設(shè)定成低于內(nèi)加壓缸13R的供給壓力。因而，外調(diào)節(jié)器134-1的調(diào)定壓力將低于內(nèi)調(diào)節(jié)器134-3的調(diào)定壓力。
因此，在外側(cè)上的加工壓力將小于內(nèi)側(cè)上的加工壓力。從而可以把在外側(cè)上的加工速度調(diào)節(jié)成與內(nèi)側(cè)上的加工速度相等。
圖7A和7B是工件的說(shuō)明性簡(jiǎn)圖，圖8是一個(gè)橫條的說(shuō)明性簡(jiǎn)圖，圖9是示于圖8中的ELG元件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，以及圖10A和10B是示于圖9中的ELG元件的說(shuō)明性簡(jiǎn)圖。
如圖7A中所示，安裝座103具有一個(gè)安裝孔103a。橫條101粘附在安裝座103上。一個(gè)末端印刷電路板142設(shè)置在安裝座103上。該末端印刷電路板142所占地方很大。后面要說(shuō)明的用來(lái)檢測(cè)橫條101上的電阻元件(即ELG元件)的接線端通過(guò)焊線142a與末端印刷電路板142的接線端相連接。
橫條101上的ELG元件的末端所占地方較小。此外，ELG元件的接線端用含有磨料的液體覆蓋著。因而，即使該接線端直接與探測(cè)140相接觸，電阻測(cè)量也不能穩(wěn)定地進(jìn)行。所以在本發(fā)明中，探測(cè)器140與末端印刷電路板142相接觸。因?yàn)槟┒擞∷㈦娐钒?42可以在遠(yuǎn)離研磨表面104的位置上，所以它占有較大的末端空位。這樣就可以進(jìn)行穩(wěn)定的電阻測(cè)量。
如圖7B中所示，安裝座103可以安裝在連接器11上。與安裝座103的一個(gè)孔103a相嚙合的連接器11具有用來(lái)支承安裝座103的幾個(gè)突起部114和一個(gè)固定塊112。安裝座103通過(guò)這些突起部114定位并且被固定在第一表面11a與固定塊112之間。
如圖8中所示，橫條101包括多個(gè)磁頭102和ELG元件102a。這些ELG元件102a設(shè)置在橫條101的左側(cè)、中部和右側(cè)3個(gè)位置上。
如圖9中所示，ELG元件由一個(gè)模擬電阻102-1和一個(gè)數(shù)字電阻102-2所組成。模擬電阻102-1具有一條其電阻值由于電阻膜的減薄而變大的特性曲線。數(shù)字電阻102-2包括一條在電阻膜減薄直至成為一個(gè)恒定值以前其電阻值斷開(kāi)的特性。
所以，一個(gè)等效電路可以用圖10A中所示的電路來(lái)表示，而模擬電阻102-2可以用一上可變電阻Ra來(lái)表示。如圖10B中所示，當(dāng)減小ELG元件的高度時(shí)，電阻值將增加。數(shù)字電阻102-2用圖10A中所示的5個(gè)開(kāi)關(guān)電阻來(lái)表示。此外，圖10B示出了一條顯示在這些電阻的每個(gè)關(guān)閉位置上的電阻變化情況的折線圖。
ELG元件的電阻值與ELG元件的高度相對(duì)應(yīng)。在ELG元件的電阻值Ra與ELG元件的高度h之間的關(guān)系可以用下列公式近似地表示Ra＝a/h+b…………………………………(1)系數(shù)a和b可以預(yù)先通過(guò)試驗(yàn)獲得。但是，該特性曲線是隨著每個(gè)ELG元件而變化的。該數(shù)字電阻被設(shè)置用來(lái)校正這種變化。數(shù)字電阻的斷開(kāi)位置h1至h5都是預(yù)先決定的。把數(shù)字電阻的斷開(kāi)位置檢測(cè)出來(lái)并且把所測(cè)量的電阻值和斷開(kāi)位置都代入公式(1)。如果可以檢測(cè)出兩個(gè)在數(shù)字電阻上的斷開(kāi)位置，公式(1)中的系數(shù)a和b就可以求出。
ELG元件的電阻值就是在公式(1)中的ELG元件的高度。因此，通過(guò)測(cè)量ELG元件的電阻值，就可以得到ELG元件的高度。而且這也可以用來(lái)判斷ELG元件的高度是否已經(jīng)達(dá)到一個(gè)目標(biāo)值。如后面所述，當(dāng)ELG元件的高度達(dá)到該目標(biāo)值時(shí)，研磨就停止。
圖11是在圖2中示出的一個(gè)探測(cè)裝置的說(shuō)明性簡(jiǎn)圖。
如圖11中所示，探測(cè)塊140支承著多個(gè)探測(cè)器140a。探測(cè)塊140由一個(gè)探測(cè)缸141所推動(dòng)。探測(cè)缸141推動(dòng)探測(cè)塊140，以使探測(cè)器140a可以與末端印刷電路板142相接觸。另一方面，探測(cè)器140a的排出便于把連接器11安裝在研磨座10上。
圖12是示于圖7A和7B中的一個(gè)彎曲裝置的橫剖面圖，圖13A和13B是一個(gè)彎曲操作的說(shuō)明性簡(jiǎn)圖，以及圖14是一個(gè)彎曲裝置的說(shuō)明性簡(jiǎn)圖。
如圖13A中所示，存在著橫條101翹曲地粘附在安裝座103上的情況。因而即使該翹曲量是以亞微米級(jí)大小存在，也很難均勻地研磨該工件(即橫條101)。
一個(gè)彎曲裝置設(shè)置在連接器11上，以便校正該翹曲。如圖7B和12中所示，該彎曲裝置包括一個(gè)彎曲臂115和一個(gè)用來(lái)調(diào)整彎曲的螺釘。彎曲臂115推壓在安裝座103的安裝孔103a的一個(gè)壁上。該螺釘116調(diào)整該彎曲臂115對(duì)該壁的推動(dòng)量的大小。
如圖13B中所示，當(dāng)彎曲臂115推壓在孔103a的壁的下部的中央位置上時(shí)，安裝座103就發(fā)生翹曲，從而校正了橫條101的翹曲。校正量的大小可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)該螺釘116進(jìn)行調(diào)整。這里，在把橫條101粘附到安裝座103上以后，通過(guò)測(cè)量就可以測(cè)出橫條101的翹曲量。然后，根據(jù)該翹曲量就可以決定校正比。
如圖14中所示，一個(gè)自動(dòng)彎曲裝置17設(shè)置在研磨座10上。一個(gè)板手172與用于調(diào)整彎曲的螺釘116(如圖12中所示)相嚙合。電機(jī)171使該板手172轉(zhuǎn)動(dòng)。彎曲缸170朝著該彎曲調(diào)整螺釘116推動(dòng)該板手172和電機(jī)171。
在該實(shí)例中，電機(jī)171的轉(zhuǎn)動(dòng)量根據(jù)所測(cè)出的翹曲量來(lái)調(diào)整，以便轉(zhuǎn)動(dòng)該螺釘116。因而可以自動(dòng)地校正該翹曲。
圖15是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方框圖，圖16和17是在實(shí)施例中研磨工件的操作流程圖，圖18是MR-h測(cè)量的操作流程圖，圖19是電阻值測(cè)量操作的一個(gè)說(shuō)明性簡(jiǎn)圖，以及圖20是研磨加工的一個(gè)說(shuō)明性簡(jiǎn)圖。
如圖15中所示，一個(gè)掃描器180用來(lái)使每個(gè)探測(cè)器140a開(kāi)關(guān)。一個(gè)恒電流電源181把恒定電流提供給電阻測(cè)量。一個(gè)數(shù)字式萬(wàn)用表182根據(jù)從掃描器180的一個(gè)輸出信號(hào)測(cè)出一個(gè)電壓，然后把該電壓轉(zhuǎn)換成電阻值。一個(gè)在研磨板104上的轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)104a使研磨板104轉(zhuǎn)動(dòng)。
一臺(tái)小型計(jì)算機(jī)(下文中稱為控制器)183把從數(shù)字式萬(wàn)用表182輸出的電阻測(cè)量值轉(zhuǎn)換成ELG元件(MR-h)的高度，以便控制每個(gè)部分。即，該控制器183可以控制在研磨板104上的一個(gè)回轉(zhuǎn)電機(jī)155，一個(gè)彎曲電機(jī)171，一個(gè)校正的環(huán)電機(jī)161，以及一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)104a?？刂破?83可控制每個(gè)加壓缸13L，13C和13R?？刂破?83還可以控制一個(gè)用于卸載裝置12的缸120和一個(gè)用于控制裝置14的缸141?？刂破?83接受回轉(zhuǎn)裝置的回轉(zhuǎn)傳感器15的一個(gè)輸出信號(hào)以控制卸載裝置12。
下面，結(jié)合圖16和17來(lái)說(shuō)明控制器183的操作過(guò)程。
首先，通過(guò)使用控制器183的一個(gè)輸入裝置輸入初始值(步驟1)。該初始值例如是半導(dǎo)體晶片的數(shù)目，一個(gè)橫條的地址等。在輸入這些初始值以后，操作者把連接器11安裝在研磨座10上，然后擰開(kāi)一個(gè)起動(dòng)開(kāi)關(guān)(步驟1-1)。
控制器183使研磨板104轉(zhuǎn)動(dòng)(步驟2)。這就是說(shuō)，控制器183使電機(jī)104a轉(zhuǎn)動(dòng)，以使研磨板104以高速轉(zhuǎn)動(dòng)。控制器183使一個(gè)用于回轉(zhuǎn)動(dòng)作的回轉(zhuǎn)電機(jī)155轉(zhuǎn)動(dòng)?？刂破?83再使校正環(huán)電機(jī)161轉(zhuǎn)動(dòng)?？刂破?83使磨料液體的供應(yīng)開(kāi)始。
然后，控制器183使中央的加壓缸13C動(dòng)作(步驟2-1)。因此，利用該一個(gè)加壓缸的加載來(lái)進(jìn)行粗加工(階段1)。通過(guò)該粗加工可以把橫條101上的毛刺除去。
控制器183判讀來(lái)自數(shù)字式萬(wàn)用表182的電阻值，以便測(cè)量在圖16中說(shuō)明的MR-h(步驟3)?？刂破?83使一個(gè)計(jì)時(shí)器起動(dòng)，以便從研磨工件開(kāi)始時(shí)計(jì)算時(shí)間，并且判斷該計(jì)時(shí)器的時(shí)間值是否到了60秒。如果計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)值在60秒以內(nèi)，控制器183連續(xù)測(cè)量MR-h(步驟3-1)。這就是說(shuō)，粗加工要進(jìn)行60秒。在粗加工時(shí)，控制器183測(cè)量MR-h，以便檢測(cè)出上面所述的數(shù)字式電阻的斷開(kāi)位置。
控制器183在經(jīng)過(guò)60秒以后完成了粗加工。然后，控制器183使所有的加壓裝置13的加壓缸13L，13C和13R都開(kāi)動(dòng)(步驟4)。這就是說(shuō)，通過(guò)增加負(fù)載，控制器183使得在工件101的表面上開(kāi)槽(階段2)。該刻槽可以防止橫條101上的ELG元件102a發(fā)生短路。
控制器183判讀來(lái)自數(shù)字式萬(wàn)用表182的電阻值，以便測(cè)量在圖16中說(shuō)明的MR-h(步驟5)?？刂破?83判斷位于左側(cè)，中部和右側(cè)的所有ELG元件的MR-h值是否小于8.0微米(步驟5-1)。如果所有ELG元件的MR-h值都不小于8.0微米，則控制器183繼續(xù)測(cè)量MR-h。
如圖19A和19B中所示，當(dāng)在該研磨加工以前進(jìn)行的一個(gè)研磨步驟中，ELG元件上發(fā)生了局部短路狀態(tài)時(shí)，模擬電阻Ra的數(shù)值(ELG-R)就會(huì)出現(xiàn)不正常。因而，轉(zhuǎn)換的高度MR-h也就不正常。當(dāng)所有的MR-h達(dá)到8.0微米時(shí)，可以使局部短路狀態(tài)消除并且使該不正常值消失。此時(shí)，通過(guò)使用模擬電阻值來(lái)控制加工的下一步驟就可以進(jìn)行。
在排除了這種短路狀態(tài)后，翹曲校正和左右差別校正(階段3)開(kāi)始進(jìn)行(步驟6)。控制器183使在圖14中所述的彎曲電機(jī)171轉(zhuǎn)動(dòng)，以便校正翹曲。該校正量通過(guò)在圖17中所說(shuō)明的測(cè)量操作輸入控制器183中?？刂破?83利用該校正值控制彎曲電機(jī)171。
控制器183判讀來(lái)自數(shù)字式萬(wàn)用表182的電阻值并且測(cè)量MR-h，如圖17中所示(步驟7)。
為了取得ELG元件在重心處的高度，控制器183先計(jì)算出一個(gè)在MR-h(L)與MR-h(R)之間的平均值，其中MR-h(L)是左側(cè)ELG元件的高度，而MR-h(R)是右側(cè)ELG元件的高度。然后，控制器183再計(jì)算出在由上述計(jì)算得到的平均值與MR-h(C)之間的平均值，以便得到ELG元件在重心處的高度MR-h(G)，其中MR-h(C)是中部ELG元件的高度?？刂破?83判斷在重心處的該MR-h(G)是否小于(目標(biāo)MR-h減去精加工寬度)(步驟8)。如果ELG元件在重心處的MR-h(G)不小于(目標(biāo)MR-h減去精加工寬度)，就進(jìn)行左右差值修正?？刂破?83找出在MR-h(L)與MR-h(R)之間的差值X(步驟8-1)，其中MR-h(L)是左側(cè)ELG元件的高度，MR-h(R)是右側(cè)ELG元件的高度。
如果差值X大于-0.03微米，橫條101的右端就高于左端0.03微米(允許值)。因此，使在加壓裝置13中的左加壓缸13L變成關(guān)閉以減輕在左端上的載荷，然后返回步驟7(步驟8-2)。
另一方面，如果差值X大于0.03微米，橫條101的左端就高于右端0.03微米(允許值)。因此就使右加壓缸13R變成關(guān)閉以減輕在右端上的載荷，然后返回步驟7(步驟8-3)。
當(dāng)差值X處于-0.03微米與0.03微米之間時(shí)，橫條101的左右端差值就處在允許范圍內(nèi)。然后，使所有的加壓缸13L，13C和13R都變成開(kāi)動(dòng)狀態(tài)，然后再返回步驟7(步驟8-4)。
控制器183確認(rèn)翹曲量(步驟9)。首先，求出一個(gè)在MR-h(C)與ELG元件在左和右端之間的高度MR-h之間的平均值之間的差值Y，其中MR-h(C)是中部ELG元件的高度?？刂破?83判斷該差值Y是否大于允許值0.03微米。如果該差值不大于0.03微米，則進(jìn)行下一步驟10。另一方面，如果該差值Y大于該允許值，就進(jìn)行在步驟6中說(shuō)明的翹曲校正量(步驟9-1)。該校正量可以從上述差值Y得出。
控制器183進(jìn)行精加工(階段4)。此時(shí)，控制器183控制電機(jī)104a以減少平板104的轉(zhuǎn)動(dòng)速度?？刂破?83使加壓裝置13中的所有的加壓缸13L，13C和13R都變成關(guān)閉狀態(tài)。該精加工是在不給載荷的情況下進(jìn)行的(步驟10)。
控制器183判讀來(lái)自數(shù)字式萬(wàn)用表182的電阻值，以便測(cè)量在圖17中所示的MR-h(步驟11)?？刂破?83判斷MR-h(G)，即ELG在重心處的高度是否小于該目標(biāo)值(步驟11-1)。
當(dāng)控制器183檢測(cè)出該高度MR-h(G)小于該目標(biāo)值時(shí)，就控制加工以便于結(jié)束?？刂破?83判斷在圖3中所述的回轉(zhuǎn)傳感器153是否處于接通狀態(tài)(步驟12)。當(dāng)回轉(zhuǎn)傳感器153是處于接通狀態(tài)時(shí)，如上所述，研磨座10就被定位在預(yù)定位置P上。
控制器183起動(dòng)探測(cè)缸141排出探測(cè)器140a(步驟12-1)。然后，控制器183起動(dòng)卸載裝置12的卸載缸120排出研磨板104上的安裝座103(步驟12-2)。然后，控制器183使研磨板104停止轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使加工結(jié)束(步驟12-3)。
這樣，粗加工和精加工是通過(guò)改變研磨條件而連續(xù)地進(jìn)行的。因此，與粗加工和精加工繼續(xù)或分開(kāi)進(jìn)行的設(shè)備相比較，本設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)與其不同的高生產(chǎn)率。此外，本設(shè)備還可以為操作者省去麻煩。
下面將參照?qǐng)D18說(shuō)明MR-h的測(cè)量。
控制器183判讀來(lái)自數(shù)字式萬(wàn)用表182的電阻值(步驟20)。
控制器183把預(yù)先測(cè)量的電阻值R0與剛才測(cè)量的電阻值R1作比較(步驟21)。如果預(yù)先測(cè)量的電阻值R0大于該值R1，就將該預(yù)先測(cè)量值R0用作電阻值R(步驟21-1)。如果電阻值R0不大于該值R1，就將該值R1用作電阻值R(步驟21-2)。
如圖10B中所示，該電阻值隨著元件高度的減小而變大。因此，如果電阻值是正常的，在后面抽樣上的電阻值將大于預(yù)先測(cè)量抽樣上的電阻值。但是，存在著由于元件部分短路狀態(tài)或者磨料液體的作用而使電阻值變成不正常的情況。為了消除不正常的電阻值，應(yīng)進(jìn)行下列操作過(guò)程控制器183判斷所有ELG元件的電阻值是否都已經(jīng)被測(cè)量了(步驟22)。如果對(duì)所有ELG元件的測(cè)量尚未完成，就將掃描器180的一條通道切換，使操作返回到步驟20(步驟22-1)。
當(dāng)控制器183完成了對(duì)所有ELG元件的電阻值測(cè)量以后，控制器183根據(jù)電阻值的變化檢測(cè)出數(shù)字電阻件的一個(gè)斷開(kāi)位置(步驟23)。如上所述，當(dāng)控制器183檢測(cè)出數(shù)字電阻件的斷開(kāi)位置后，控制器183就可以得出在公式(1)中的系數(shù)。控制器183把測(cè)量的電阻值R轉(zhuǎn)換成高度MR-h并且完成該項(xiàng)操作(步驟23-1)。
如圖20中所示，在階段1的粗加工時(shí)，在用來(lái)消除一個(gè)不正常值的階段2的反翹曲操作時(shí)以及在階段3的左右端差值校正操作時(shí)，研磨板的轉(zhuǎn)數(shù)都是較高的(每分鐘50轉(zhuǎn))，加之加壓操作也是通過(guò)加壓裝置13進(jìn)行的。所以，本設(shè)備可以用高速進(jìn)行加工。
另一方面，當(dāng)該工件的剩余研磨量達(dá)到預(yù)定值時(shí)，精加工在第4階段進(jìn)行。在精加工時(shí)，研磨板的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)較低(每分鐘15轉(zhuǎn))，并且加壓操作不能通過(guò)加壓裝置13進(jìn)行。所以，此時(shí)的加工速度較低。
由于粗加工和精加工通過(guò)以這種方式來(lái)改變加工速度而可以在一臺(tái)設(shè)備上連續(xù)地進(jìn)行，因而使極大地提高生產(chǎn)率得以實(shí)現(xiàn)。此外，由于操作者只需要對(duì)工件進(jìn)行一次安裝，該操作者也可以節(jié)省時(shí)間。
雖然對(duì)本發(fā)明已經(jīng)參照幾個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不受這些實(shí)施例的限制。下列改進(jìn)也適用于本發(fā)明。
(1)在上述實(shí)施例中，由一排磁頭形成的一個(gè)橫條作為被研磨件已經(jīng)當(dāng)作一個(gè)實(shí)例進(jìn)行了說(shuō)明。但是，也可以應(yīng)用本發(fā)明來(lái)研磨其他的零件。
(2)其他的元件也可以用來(lái)作為檢測(cè)元件。
如上所述，本發(fā)明具有如下的效果(1)由于可以在一臺(tái)研磨設(shè)備上根據(jù)工件的剩余研磨量自動(dòng)地從粗加工轉(zhuǎn)為精加工，因而可以節(jié)省工件的研磨時(shí)間并且可以改進(jìn)加工質(zhì)量。
(2)粗加工和精加工都在一臺(tái)研磨設(shè)備上進(jìn)行。因此，操作者只要對(duì)工件安裝一次，從而減少了操作時(shí)間。
(3)由于可以通過(guò)檢測(cè)工件的剩余研磨量而自動(dòng)地從粗加工轉(zhuǎn)為精加工，因而可以在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間自動(dòng)地從進(jìn)行粗加工轉(zhuǎn)為進(jìn)行精加工。
只要不脫離本發(fā)明的精神或其主要特征，本發(fā)明可以用其他的具體形式來(lái)體現(xiàn)。當(dāng)然應(yīng)當(dāng)指出，那些與本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思相同的具體形式都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于通過(guò)使安裝座相對(duì)于研磨板運(yùn)動(dòng)而研磨一個(gè)工件的自動(dòng)研磨方法，包括一個(gè)在檢測(cè)出所述工件的一個(gè)剩余研磨量后用于控制所述研磨平板以高速運(yùn)動(dòng)的粗加工工序；以及一個(gè)在檢測(cè)出所述工件的剩余研磨量已經(jīng)達(dá)到一個(gè)預(yù)定值后用于控制所述研磨板以低速運(yùn)動(dòng)的精加工工序。
2.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)研磨方法，其特征在于，所述的精加工工序當(dāng)檢測(cè)出所述工件的剩余研磨量已經(jīng)達(dá)到一個(gè)目標(biāo)值時(shí)就結(jié)束對(duì)該工件的研磨。
3.如權(quán)利要求1或2所述的自動(dòng)研磨方法，其特征在于，所述研磨板在所述粗加工工序中受到控制以高速運(yùn)動(dòng)，以及所述研磨板在所述精加工工序中受到控制以低速運(yùn)動(dòng)。
4.如權(quán)利要求1，2或3中所述的自動(dòng)研磨方法，其特征在于，一個(gè)加壓裝置在所述粗加工工序中被調(diào)整成作用在所述工件上的壓力強(qiáng)度較高，而在所述精加工工序中則被調(diào)整成作用在所述工件上的壓力強(qiáng)度較低。
5.如權(quán)利要求4所述的自動(dòng)研磨方法，其特征在于，在由多個(gè)氣缸構(gòu)成的所述加壓裝置中的每個(gè)氣缸的供給壓力在所述粗加工工序中是不同的。
6.一種用于研磨一個(gè)工件的自動(dòng)研磨設(shè)備，包括一個(gè)研磨板，該板相對(duì)于所述工件作運(yùn)動(dòng)，一個(gè)用于檢測(cè)所述工件的剩余研磨量的檢測(cè)部件；以及一個(gè)控制部件，該部件用于在檢測(cè)出所述工件的剩余研磨量已經(jīng)達(dá)到一個(gè)預(yù)定值時(shí)控制所述研磨板以低速運(yùn)動(dòng)以及在檢測(cè)出所述工件的剩余研磨量后控制所述研磨板以高速運(yùn)動(dòng)。
7.如權(quán)利要求6所述的自動(dòng)研磨設(shè)備，其特征在于，所述控制部件檢測(cè)出所述工件的剩余研磨量已經(jīng)達(dá)到一個(gè)目標(biāo)值后就使所述研磨板停止運(yùn)動(dòng)。
8.如權(quán)利要求6或7所述的自動(dòng)研磨設(shè)備，其特征在于，所述控制部件控制在所述工件與所述研磨板之間的相對(duì)速度。
9.如權(quán)利要求6，7或8中所述的自動(dòng)研磨設(shè)備，其特征在于，所述控制部件控制作用在所述研磨板的該加壓裝置中的所述工件上的壓力強(qiáng)度。
10.如權(quán)利要求9所述的自動(dòng)研磨裝置，其特征在于，所述加壓裝置具有多個(gè)用來(lái)在所述工件的不同位置上作用壓力的氣缸，并且該多個(gè)氣缸中的每個(gè)氣缸被調(diào)整成給出不同的壓力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用來(lái)研磨一個(gè)工件的自動(dòng)研磨方法和使用該方法的一種研磨設(shè)備。研磨設(shè)備通過(guò)使安裝座103相對(duì)于研磨板104運(yùn)動(dòng)而研磨一個(gè)工件。在粗加工工序中,在檢測(cè)出工件的剩余研磨量后,研磨板104受控以高速運(yùn)動(dòng)。然后在精加工工序中,通過(guò)檢測(cè)出所述工件的剩余研磨量h已經(jīng)達(dá)到一個(gè)預(yù)定值H0時(shí),研磨板受控以低速運(yùn)動(dòng)。因此,可以在一臺(tái)設(shè)備中連續(xù)地進(jìn)行粗加工和精加工。
文檔編號(hào)B24B37/013GK1195597SQ98106279
公開(kāi)日1998年10月14日 申請(qǐng)日期1998年4月8日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月8日
發(fā)明者須藤浩二, 橫井和雄, 柳田芳明, 綿貫基一, 杉山友一 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社