[發明專利]曲面結構的制造方法

無效

• 申請號: 01118831.6
• 申請日: 2001-06-19
• 公開（公告）號: CN1338746A
• 公開（公告）日: 2002-03-06
• 發明（設計）人: 西原宗和
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: G11B21/21
• 分類號: G11B21/21
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 劉曉峰

本發明涉及一種制造具有曲面的結構的方法。這種結構能夠用作包括磁頭在內的電子器件，光學器件，精密零件等器件。尤其是，本發明涉及一種制造曲面結構的方法，同時不改變該結構的特性。

近年來，為了滿足作為功能器件的復雜功能和低成本的要求，具有薄膜等功能膜層的結構常用作電子器件。使用了功能膜層的電子器件的器件結構由于是通過將原子級的特殊材料層疊起來制成的，因此這些電子器件對處理環境具有很高的敏感度。由于這種敏感度，因此在進行成形等后處理工作時需要避免對器件造成損害。

例如，在薄膜磁頭的制造中成形曲面時，后處理時進行的精研等研磨會引起這樣的問題，即由于研磨過程時產生的形狀變化會導致器件特性和功能的改變。

與此有關，日本專利No.2,552,068的說明書中公開了通過有選擇的成形來控制結構的曲面，其中這種有選擇的成形使用了激光處理和噴砂處理。另外，日本公開出版物No.HEI?1-30,082中公開了在加熱條件下和后繼的結構冷卻到常溫下通過在結構上形成不同熱膨脹系數的材料層來形成曲面。

參考圖6和圖7，下面對制造曲面結構的傳統工藝的上述實例進行描述。在圖6所示的第一個例子中，通過結構1的能量成形，如激光和噴砂2，使結構1成形為彎曲的形狀。在圖7所示的第二個例子中，將結構1放置在加熱室3內(如圖7A所示)并且在加熱條件下在結構1上形成熱縮材料層4(如圖7B所示)。然后將加熱室3冷卻到常溫，結果結構1成形為彎曲的形狀(如圖7C所示)。

然而，由于上述傳統曲面成形處理采用了精研和噴砂等研磨處理或激光處理和加熱等熱加工，因此存在的問題是，對于具有敏感器件功能的結構來說，結構的器件特性受到了損害和破壞，并且其功能膜層也不能發揮其固有的作用。

本發明的目的在于提供一種制造曲面結構的方法，并且不使用研磨處理和熱加工。

本發明的第一方面是提供一種制造曲面結構的方法，該方法包括：提供一種結構主體；通過噴鍍在結構主體的一個表面上形成薄膜以通過薄膜內產生的內應力使結構主體彎曲，由此結構主體的一個表面和另一個表面形成為曲面。

根據本發明的第一方面，由于制造該結構沒有采用研磨處理和熱加工，因此能夠得到可以完全發揮其自身功能的曲面結構，并且不會損害器件的特性，即使結構的器件功能是敏感的。

構成薄膜的材料最好是具有不低于40和不超過240的原子量。通過采用具有該范圍原子量的材料，形成的薄膜具有足夠的內應力，因此能夠確保結構的形成，同時結構的表面具有必要的曲率。

在通過噴鍍形成薄膜期間，曲面的曲率能夠通過壓力調整。特別是，通過把壓力設定的比預定壓力高，與上面形成有薄膜的一個表面相對的另一個表面成為凸面，通過通過把壓力設定的比預定壓力低，上面形成有薄膜的一個表面成為凸面。

另外，通過噴鍍形成薄膜是在真空室內進行的，表面的曲率能夠通過薄膜形成之前真空室內的初始壓力來調整。特別是，通過把初始壓力設定的比預定壓力高，與上面形成有薄膜的一個表面相對的另一個表面成為凸面，通過把初始壓力設定的比預定壓力低，上面形成有薄膜的一個表面成為凸面。

通過噴鍍形成薄膜是通過對與結構主體相對的一個目標施加電壓進行的，表面的曲率能夠通過施加到目標上的電壓調整。特別是，通過把電壓設定的比預定電壓高，上面形成有薄膜的一個表面成為凸面，通過把電壓設定的比預定電壓低，與上面形成有薄膜的一個表面相對的另一個表面成為凸面。

優選的是，在薄膜形成期間對結構主體進行冷卻。通過這種冷卻能夠防止薄膜形成期間結構溫度的升高。

例如，結構主體為Al₂O₃-TiC基底，噴鍍期間結構主體的溫度不低于20℃，并且不超過50℃，噴鍍期間真空室內的壓力不低于0.5Pa，并且不超過5.0Pa，薄膜由鉭(Ta)或鉻(Cr)組成。

本發明的第二方面是提供一種制造磁頭的方法，該方法包括：提供具有單個或多個內置器件的磁頭基底；通過噴鍍在磁頭基底的一個表面上形成薄膜以通過薄膜內產生的內應力使磁頭基底彎曲，由此磁頭基底的一個表面和另一個表面成為曲面，其中的凸面作為磁頭表面。在薄膜形成后可以將磁頭基底切割分成多個磁頭。

本發明的第三方面是提供一種具有曲面的結構，該結構包括：結構主體；通過噴鍍在結構主體的一個表面上形成的薄膜，其中結構主體通過薄膜的內應力彎曲，由此使結構主體的一個表面和與該表面相對的結構主體的另一個表面成為曲面。