超小型传感器浮动块制造技术

一种实质上由纯Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］制成的磁性浮动块，与通常使用的ＡＬＴＩＣ材料相比，具有优良的热电特性。Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］的使用使得在批量制作薄膜传感器和组合式薄膜传感器／变压器浮动块过程中可以省略一个涂覆工艺步骤。热特性的提高大大减小了在各个晶片上成批制作浮动块过程中建立起来的热应力，从而减小了制作过程中各条形器件的弯曲和扭曲。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磁头浮动块(slider)，尤其是这种浮动块所使用的材料的组成。在数据处理行业中，已经广泛采用磁头浮动块将数据写到旋转磁盘上，以及从旋转磁盘上读取数据。一般情况下，磁头浮动块是一个带有前端、尾端以及前后端之间一对导轨的单一整体，并且尾端至少带有一个薄膜传感器(transducer)。尽管传感器最初被设计成是一个分立器件，但是当今传感器通常是一种做在浮动块上的薄膜器件。传感器包括一个顶极、一个底极以及一个磁性连接于两极的导电线圈。薄膜传感器通常采用光刻技术形成在浮动块的尾端表面，其中包括图案的形成，使用光掩膜和蚀刻来形成合适的极图案和线圈图案。所形成的薄膜传感器具有一个极尖区域，此极尖区域终止于浮动块的空气轴承表面。另一种在当今技术中所广泛应用的磁头浮动块包括一对形成在浮动块后缘表面的薄膜传感器的设计，其中，一个变压器位于一个导轨的尾端，而另一个传感器位于另一个导轨的尾端。同时还形成有从每一个传感器发出，到一个较大接触片区域的电导线，从而便于继续与磁盘驱动电子电路的电连接。这两种传感器的另一种变异形式是用一个薄膜变压器来替换上述薄膜传感器中的一个。这种结构的一个例子见1991年12月10日发表的美国专利号为5，072，324、标题为“薄膜传感器/变压器组件”的美国专利，在本文中引作参考。市场上见到的磁头浮动块通常采用批量生产技术进行制作，以尽量减小制作成本。其基本制作步骤包括，挑选由合适材料制成的原晶片、在每一浮动块的最终尾端制备各个薄膜传感器、用一种合适的绝缘材料涂覆成品传感器件，以及研磨涂层表面露出电接触片。然后，将晶电切割成条形。将每一个条形晶片接合到传送器械上，并使还未加工完毕的每一传感器极尖面朝上，不与传送器械的接合表面接触。然后，沿着随之形成的空气轴承表面切割导轨槽，研磨位于中央部位的通气槽，随后用金刚石砂轮将条形晶片切割成一个个浮动块。切割后，通常将极尖研磨至零喉隙(zero throat clearance)，然后，再用一种合适的溶剂从传送器械上溶下现在已经加工完毕的各个浮动块。现在，各个浮动块可被安装在合适的弯曲安装臂(如1979年9月11日发表的美国专利号为4，167，765的美国专利中所公开的弯曲安装臂)上了。本行业中通常被选择作为浮动块体材料的是一种叫作ALTIC的材料，英文缩写字ALIIC代表一种Al2O3和TiC烧结而成的化合物。这种材料的制备和应用见1981年2月17日公布的美国专利号为4，251，841、标题为“磁头浮动块组件”美国专利中的描述，这里引述供作参考。因为这种材料显示出某种导电性，所以在成形各个薄膜传感器前，通常在原晶片上涂上电绝缘材料。涂覆工艺通常是将一种合适的电绝缘材料溅射到晶片上，例如在200-400℃的温度下溅射Al2O35至10小时。如上所述，在各个薄膜传感器成形以后，再在晶片表面涂一防护层。涂覆防护层所用的材料与温度范围均与第一次涂覆时相同，所不同的是溅射时间更长，通常在20至40小时的时间范围内。在使用溅射技术执行这两次涂覆加工中，由于ALTIC的热膨胀系数和可能的各向异性特征的不同，晶片将产生内热应力。这些应力通常在晶片长时间暴露在高温下以后被切割成一个个条形晶片时才显示出来。特别是在晶片被分离为一个个条形晶片之后并在被接合到传送器械上去之前，各个条形晶片会出现正、负向弯曲，或者二者兼而有之，其中包括扭曲。这些弯曲将对极尖研磨加工产生不利影响，因为一些极尖未经充分研磨，而另一些极尖的研磨则超过了零喉区(zero throat region)，因而制作成品率受到不利影响。本专利技术包括一种磁性浮动块，这种磁性浮动块没有用ALTIC材料制成的浮动块的缺陷，可以减少一个制作步骤，从而降低了制作成本。概括地说，本专利技术包括一种用于磁盘驱动装置的磁性浮动块，浮动块包括实质上是用材料Al2O3制成的单体构件，此单体构件上有一个空气轴承表面、一个前端和一个尾端;尾端处至少形成一个薄膜传感器，浮动块上有一终止于空气轴承表面的极尖区域。构件的前端和尾端之间最好有一对导轨。在一种实施例中，构件尾端形成一对薄膜传感器，每一传感器形成于不同导轨的尾端。在另一种实施例中，把一个薄膜传感器成形于一个导轨的尾端，而把一个薄膜变压器成形于另一导轨的尾端。浮动块的制作是用批量生产技术从用Al2O3制成的晶片开始的。这种材料是非导电的。因此，不需要采用溅射工序进行初始涂覆处理，并且涂覆处理在加工中按本专利技术可以免除。在各个薄膜传感器元件或薄膜传感器与薄膜变压器元件组合成形以后，晶片表面再经溅射涂覆并研磨露出电接触片，随后再将晶片分割成条形。各个条形晶片用接合加工方法粘到传送器械上去，切割导轨槽，研磨通气槽，用金刚石砂轮把条形晶片切割成一个个浮动块，对传感器和变压器(如果有的话)的各个极尖进行研磨，再用一种合适的溶剂从传送器械上溶下一个个已加工完毕的浮动块。使用Al2O3材料有几个优点。首先，这种材料是非导电的因此，可以省去初始涂覆处理步骤，从而省去了一个加工步骤。其次，Al2O3具有基本上是各向同性的热膨胀特性，加上这种材料相对较差的导热性，在第二次涂覆加工过程中大大减小了各种热应力。因此，使ALTIC浮动块通常会出现的弯曲和扭曲大大减小，提高了制作成品率。为了对本专利技术的本质和优点有一个更完整的理解，应结合附图来阅读后文的详细说明。附图说明图1是未被切割成条形、但已完成加工处理的磁性器件晶片的平面图;图2是表示接合在传送器械上的单个条形晶片部分的侧视图;图3表示本专利技术第一种实施例的透视图;图4与图3类似，是本专利技术的第二种实施例。现在来看附图。图1是晶片的顶面图，晶片上已制作有磁性器件，例如薄膜传感器和薄膜变压器，薄膜传感器和薄膜变压器已经过研磨并露出接触片，但还未被切割成一个个条形晶片。图1应被理解成仅仅是一个示意图，而实际的晶片上有更多的磁性器件，其尺寸要此图示尺寸小得多。还应该进一步理解，这一个个有源磁性元件的成形加工是用已知的制作技术(例如前文提到过的专利文献中所描述过的那样)完成的。然而，在以后将成为每一浮动块后缘表面的上面成形有源磁性器件之前，如果晶片10基本上是由Al2O3材料制成的，就不再需要初始涂覆处理步骤。省去这一步原来是必需的加工步骤，其原因是Al2O3的非导电特性，因而在开始有源磁性元件成形加工前无需再经绝缘处理。其次，与ACTIC相比，Al2O3是热的不良导体，并更具均匀的热膨胀性，从而在高温下用溅射法对半成品磁性器件晶片进行第二次涂覆处理时，可提高成品率。最佳实施例中所使用的Al2O3，其纯度至少为99.9%，其晶粒大小小于3微米。衬底是用已知加工方法，例如匀衡热压工艺(即所谓HIP工艺)、热压或烧结工艺制成的。初始成形以后，衬底被加工成圆形成方形，其一面经抛光，待以后制作传感器。衬底的厚度视所需浮动块的大小而定，通常取80密耳至160密耳。如图1所示，晶片上有许多行图案，例如第12行，每一行上有许多重复出现的有源磁性元件，如元件14。已加工完毕的一个个磁性浮动块呈矩形状，水平方向以第12行作为边界，竖直方向以虚线15作为边界。图2表示第12行经放大后的情况，此时第12行已从晶片10的其它各行里分离出来，并且已被接合到传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于磁盘驱动装置的磁性浮动块，其特征在于，所述浮动块包括：一个基本上由材料Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］制成的单体构件，所述构件具有一个空气轴承表面、一个前端和一个尾端；以及所述单体构件在其尾端至少成形一个薄膜传感器，并且具有一个终止于 空气轴承表面的极尖区。

【技术特征摘要】
1.一种用于磁盘驱动装置的磁性浮动块，其特征在于，所述浮动块包括一个基本上由材料Al2O3制成的单体构件，所述构件具有一个空气轴承表面、一个前端和一个尾端；以及所述单体构件在其尾端至少成形一个薄膜传感器，并且具有一个终止于空气轴承表面的极尖区。2.如权利要求1所述的磁性浮动块，其特征在于，所述单...

【专利技术属性】
技术研发人员：林丰杰，朱生勃，
申请(专利权)人：麦格耐克斯有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]