研磨装置及其研磨夹具和装于研磨夹具上的工件安装部件制造方法及图纸

一种紧凑而简单的研磨装置，它具有至少一个研磨夹具，其中工件被放在研磨盘的转动顶表面上。该研磨夹具上安装有一个研磨头，该研磨头装有一个工件和两个虚设工作材料，从而使这些虚设工件与工件一起构成应该被研磨的表面。在工件上提供了用于检测工件剩余部分的装置。该研磨装置的构成使能够通过一个滑动环把从转动的研磨头输出的代表工件剩余部分的检测信号和从控制单元输出的校正信号全都发送到研磨校正装置。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一般地说，本专利技术是关于改进用于研磨超精度机械加工零件(或部件)的研磨或抛光(下文中称作研磨)装置和在这种装置中使用的研磨夹具以及通过安装到这种研磨夹具上来使用的工件安装部件。迄今，超精度机械加工零件，诸如磁头，需要在对面向介质的磁头表面(一个空气支承面)进行最后修整的最后修整步骤中得到精细的机械加工表面，在它上面几乎没有形成什么刮痕。这样，空气支承的表面最后由研磨装置研磨，该研磨装置被称作研磨机，使用工业金刚石研磨剂作为抛光粉(或研磨粒)，它们的颗粒直径接近于最小的工业上可生产的颗粒的直径(即不大于1μm)。再有，特别是在生产要用作硬磁盘磁头的磁阻效应型磁头(即MR磁头)的情况，通过对磁头进行最后修整而提高了生产率，这些磁头如一些棒状物排成一列，使这些(MR)元件的高度所具有的精度优于±0.2μm。在研磨这种零件的步骤中，有如下要求(a)稳定MR元件高度的精度。(b)把机械加工质量稳定在这样的水平，即在工件表面不形成刮痕。(c)增加工作效率(即减小准备(或起动)时间长度而不是减小工作时间)。一般地说，在利用薄膜技术在晶片(wafer)上与端子和记录头部分一起做成MR磁头以后，这些MR磁头被切割并形成多个棒。然后，每一个这种棒被研磨装置研磨之后，经过机械加工和成形为滑动触头(slider)，从而变成了一个磁头。这个磁头被安装在一个磁头致动器的尖端部分。传统的电研磨导向(ELG)型研磨装置已投放市场，这种装置具有摆动型研磨夹具，它放在研磨装置主单元的研磨盘上并适合于能从研磨盘的内圆周部分向其外圆周部分运动。棒被装在这个研磨盘的盘底表面上。包括由工业金刚石研磨剂组成的研磨粉的稀浆从稀浆供给单元提供到转动的研磨盘上。在这种状况下摆动研磨夹具使棒被研磨。这种研磨夹具具有一种校正机构，用以补偿沿棒的研磨量，例如推压棒的两个端部和中央部分的机构。于是，如果要被研磨的棒有一个向着转动的研磨盘的弯曲或倾斜，便可通过自由改变对应于棒的横向两侧及中央部分的推压(或挤压)量，来把弯曲或倾斜校正成相对研磨盘为平直的。这种校正机构与一个使用计算机的控制单元相连并适于根据发自控制单元的校正信号进行操作。再有，可以在安装棒的转换夹具(即工件安装部件)中放置一个压电装置元件，进而可为该转换夹具提供一种通过由控制单元向该压电装置加电压来校正棒的弯曲的机构。然而，在由带有摆动机构的传统研磨装置来研磨MR磁头棒的情况中，发生了如下问题(1)如果在研磨盘顶表面的径向形成稍许不平，即凸出和凹陷，则棒表面的一些部分可能会被这些凸出和凹陷刮伤，其结果是在棒的表面上形成凹凸不平。特别是当停止研磨时这一问题易于发生。再有，研磨盘的顶表面应被做成超精度平坦，从而提高被研磨棒的平面度。这样，传统的研磨装置遇到了这样一个问题，即它本身的成本，特别是平整机构(或称表面加工装置)的成本增加了。(2)因为研磨夹具是摆动型的，当棒运动到研磨盘最内或最外圆周从而改变摆动方向时，便会在棒的一端表面受到一个力矩。结果，棒的端表面或研磨盘的表面易于受到损伤。本专利技术的目的在于解决这种传统研磨装置的问题。因此，本专利技术的一个目的是提供一种研磨装置，其中即使在研磨盘的顶表面上的径向形成凸出和凹陷(轻度不平坦)，也不必害怕棒的表面受损伤，而且当被研磨时棒的端面不受到力矩，换句话说，是一种棒和研磨盘都难以受损的研磨装置。再有，本专利技术的另一目的是提供一种用于这种研磨装置的研磨夹具。再有，本专利技术的又一目的是提供一种要被安装到这种研磨夹具上的工件安装部件。为达到上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种研磨装置用于研磨安装在工件安装部件上的工件，该研磨装置的组成是在装置的主单元的上部提供的一个能转动的研磨盘；放在研磨盘上的至少一个研磨夹具，它有一个安装部分，工件安装部件被安装到这个安装部分；以及用于控制研磨夹具的控制单元，其中研磨夹具具有适于能在研磨盘上沿某一方向转动的研磨头；以及一个迫使该研磨头稳定转动的马达，其中，除了工件安装部件外，这个研磨头还有至少两个虚设工作材料，与工件一起构成被研磨表面；研磨校正装置用于根据校正信号驱动工件，从而校正工件的被研磨状态；传感器装置，适于能转换出工件剩余的未研磨量，在研磨头转动轴一端提供的电连接装置，适于把处于转动状态的转动轴与控制单元实现电连接；以及电导线装置，它借助穿过研磨头转动轴的内部的电连接装置传输从传感器装置发出的电信号和应该送到研磨校正装置的校正信号，而这里的控制单元适用于根据从传感器装置发出的一个电信号来输出一个校正信号，并通过电连接装置和电导线装置把该校正信号送到研磨校正装置。为实现上述目的，根据本专利技术的另一方面，提供了一种放在研磨装置的研磨盘上的研磨夹具，其组成是安装在研磨夹具主体上的马达；通过转动轴安装在主体上的研磨头，它由马达引起在研磨盘上沿一个方向的转动；在这一研磨头中提供的工件安装部件；至少两个虚设工作材料与工件一起构成被抛光的表面；研磨校正装置，它是在研磨头中提供的，用于根据校正信号驱动工件从而校正工件的被研磨的状态；传感器装置，适于能转换工件的剩余未研磨量；电连接装置，它是在研磨头的转动轴的一端部分提供的，适于在转动状态将转动轴与其外部连接；以及电导线装置，它借助穿过研磨头转动轴内部的电连接装置传输从传感器装置发出的电信号和应该送给研磨校正装置的校正信号。再有，为达到前述目的，根据本专利技术的又一个方面，提供了一种工件安装部件，用于把在研磨盘上被研磨的工件固定在放置于研磨盘上的研磨夹具上。这个工件安装部件的组成是第一安装部件，它通过转动轴安装在研磨夹具上并使应被抛光的工件相对于研磨盘转动，从而调整其横向倾斜；以及第二安装部件，它牢固地固定在第一安装部件上，并有一底面，在其上安装工件，而且通过部分加热或冷却第二安装部件，该第二安装部件具有部分地改变所述工件的安装表面到研磨盘的高度的功能。以这种方式，根据本专利技术，造成了一个适于在研磨装置上转动的研磨夹具。再有，研磨夹具在研磨盘上转动。这样，通过一个滑动环或类似物向转动部分提供驱动信号和研磨位置信号，用于校正研磨中对应于工件横侧的切削之差的横向差校正机构及弯曲校正机构。再有，横向差校正机构是通过把第二安装部件可转动地安装在第一安装部件上构成的。再有，工件的转动造成扭矩向工件的左手侧和右手侧传递。从而调整了工件左手侧和右手侧部分的研磨程度。弯曲校正机构有一个框架结构，以这种结构，通过控制由同一部件构成的第二安装部件中的加热能部分地改变工件安装面到研磨盘的高度。这样，通过调整对这一框架结构的加热，工件的安装表面能在与工件弯曲方向相反的方向上被变形。再有，工件表面能被平坦地研磨而同时防止发生工件的弯曲。利用这种构成，以一种简单结构的方式实现了用于校正关于切削的横向差的横向差校正机构以及弯曲校正机构。再有，作为在转动型研磨夹具结构中提供这些校正机构的结果，实现了一种紧凑的研磨装置，利用这种装置能以高平面度完成对被抛光工作的最后修整。由下文中参考附图对最佳实施例的描述，将会更清楚地看出本专利技术的其他特点、目的和优点，在这些图件中，对各图件的相同或对应部分给于相同的参考字符。这些图件是附图说明图1是过程流程图，说明制造传统MR磁头的制造过程；图2是具有摆动型研磨机构的传统研磨装置的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于研磨安装在工件安装部件（４０）上的工件（３）的研磨装置（２０），其特点在于所述装置包括：在所述装置的主单元（１０ａ）的上部提供的能转动的研磨盘（１１）；至少一个放在研磨盘（１１）上的研磨夹具（２１），它有一个安装部分，工件安 装部件固定在这个安装部分上；以及用于控制所述研磨夹具（２１）的控制单元（１８），这里所述研磨夹具（２１）具有：适于在所述研磨盘（１１）上能沿某一方向转动的研磨头（３０）；以及强制所述研磨头（３０）稳定转动的马达（２４）， 其中，除了所述工件安装部件外，所述研磨头（３０）还有：至少两个虚设工作材料（７），与所述工件（３）一起构成一个被抛光表面；研磨校正装置（６０）用于根据校正信号驱动所述工件，从而校正所述工件的被研磨状态；传感器装置（３７），适于能 转换所述工件（３）的剩余未被研磨量；电连接装置（２５），它是在所述研磨头（３０）的转动轴的一个端部提供的，适于在转动状态把所述转动轴与所述控制单元（１８）电连接；以及电导线装置（２６），用于通过前述研磨头（３０）的所述转动轴的内部， 与所述电连接装置（２５）一起传送一个从所述传感器装置（３７）发出的电信号和应该发送到所述研磨校正装置（６０）的校正信号，而且其中所述控制单元（１８）适于根据从所述传感器装置（３７）发出的一个电信号输出一个校正信号，该校正信号通过所述电连 接装置（２５）和所述电导线装置（２６）输出给所述研磨校正装置（６０）。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：前多宏志，沟下义文，佐藤俊之，今村考浩，公平彻，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]