Brevet FR2781917A1 — publié le 20000204

PROCEDE DE REALISATION COLLECTIVE DE TETES MAGNETIQUES INTEGREES A SURFACE PORTANTE DE HAUTEUR DETERMINEE DESCRIPTION Domaine technique La présente invention a pour objet un procédé de réalisation collective de têtes magnétiques intégrées à surface portante de hauteur déterminée. Elle trouve une application dans la réalisation de têtes d'enregistrement hélicoïdal sur bande magnétique, notamment pour l'enregistrement vidéo grand public ou professionnel (magnétoscopes de salon, camescopes) ou encore pour les enregistreurs de données informatiques sur bandes ou disques. Les hautes fréquences autorisées par la petite taille des têtes intégrées en couches minces permettent un enregistrement numérique (par exemple selon la norme DVC pour la vidéo, ou DDS pour l'informatique). Les enregistreurs de données sur bande sont les mémoires de masse informatiques ayant les capacités de stockage les plus importantes et les coûts les plus bas. Les applications informatiques sont les systèmes d'archivage de données, de sauvegarde des disques durs d'un système ou d'un réseau de diffusion de gros logiciels ou de bases de données. Dans le domaine de l'enregistrement.vidéo, on peut envisager l'élargissement des applications d'un magnétoscope à celles d'un serveur vidéo centralisant plusieurs films. Etat de la technique antérieure Les figures 1 à 3 annexées illustrent la structure d'un composant pour tête magnétique intégrée à couches minces selon le document FR-A-2 747 226. Telle qu'illustrée la tête comprend (figure 1), deux pièces polaires 101, 102 séparées par un entrefer 14, deux branches magnétiques 161, 162 recouvrant en partie les pièces polaires, et une pièce magnétique de fermeture du flux 18. L'ensemble de ces pièces constitue un circuit magnétique. Autour des branches 161, 162, on trouvel des enroulements conducteurs 201, 202 pour assurer la lecture et/ou l'écriture de l'information écrite et/ou lue sur un support d'enregistrement non représenté. La figure 2 montre la tête complète avec deux bandes conductrices 221, 222 permettant d'accéder aux enroulements conducteurs 201, 202 et deux plots de connexion électrique 241, 242. La tête représentée sur les figures 1 et 2 peut être réalisée de manière collective par des techniques empruntées à la micro-électronique. Pour obtenir une tête magnétique individuelle à partir d'une plaquette comprenant une pluralité de composants, on peut séparer les composants les uns des autres, en les rangeant par exemple dans une structure matricielle puis en les découpant selon des chemins rectilignes. Par usinage de la partie avant des composants on donne à chaque tête, au voisinage des pièces polaires 101, 102, une surface portante de forme arrondie nécessaire au bon fonctionnement de la tête. Sur la figure 2, le profil arrondi est représenté schématiquement par la ligne 26. Cette opération est effectuée mécaniquement sur chaque tête. La figure 3 montre, de manière schématique, une tête vue en coupe le long d'une des bandes conductrices et d'une des branches du circuit magnétique. On y voit un substrat 30, par exemple en silicium, avec l'une des pièces polaires 101 ou 102, une branche magnétique 16, ou 162, une pièce magnétique 18 de fermeture, une bande conductrice 22, ou 222 et les plots de connexion électrique 241, 242. L'ensemble est recouvert par un superstrat 40, par exemple en silicium. Vers l'avant de la tête, la surface 26, dite surface portante, possède une forme arrondie appropriée. Vers l'arrière, le superstrat 40 est dégagé pour laisser apparaître les plots de connexion électrique 241, 242. L'ensemble substrat-superstrat peut avoir une épaisseur supérieure à l'épaisseur souhaitée pour la surface portante. Pe-ar exemple, il est courant d'utiliser des substrats de silicium de 500 pm d'épaisseur et des superstrats de 300 à 500 pm, alors que l'épaisseur des pièces polaires au niveau de la surface portante ne doit pas excéder environ 300 pim. C'est pourquoi la tête magnétique est amincie au niveau des pièces polaires, comme indiqué sur la figure 3, o l'on voit que la hauteur de la surface portante présente une valeur h inférieure à l'épaisseur de l'ensemble. Le contact tête/support d'enregistrement est rendu ainsi plus intime. Une tête d'enregistrement hélicoïdal sur bande de quelques centaines de micromètres d'épaisseur peut être amincie par exemple, jusqu'à une valeur comprise entre et 80 pm. Cet amincissement est réalisé individuellement, sur chaque tête, ce qui est évidemment coûteux. Par ailleurs, cette opération est très délicate et risque d'endommager définitivement la tête, ce qui abaisse sérieusement le rendement de fabrication. La présente invention a justement pour but de remédier à ces inconvénients. Exposé de l'invention A cette fin, l'invention propose un procédé dans lequel l'amincissement est collectif et non plus individuel. Le coût est donc réduit et le rendement amélioré. De façon précise, l'invention a pour objet un procédé de réalisation collective de têtes magnétiques intégrées consistant à réaliser, sur une plaquette, une pluralité de composants comprenant chacun des moyens aptes à constituer au moins une tête magnétique, ces moyens comprenant notamment des pièces polaires séparées par un entrefer, et à séparer en fin de procédé les composants pour obtenir des têtes à surface portante de forme appropriée, ce procédé étant caractérisé en ce que l'on amincit collectivement les composants en gravant la plaquette le long de zones chevauchant les pièces polaires, les têtes individuelles obtenues ayant ainsi une surface portante de hauteur réduite déterminée. L'opération d'amincissement peut s'effectuer par photolithogravure, ou par gravure mécanique ou par une combinaison de ces deux techniques. Brève description des dessins - la figure 1, déjà décrite, montre une tête magnétique selon l'état de la technique; - la figure 2, déjà décrite, montre, en vue de dessus, une tête magnétique avec ses plots de connexion électrique; - la figure 3, déjà décrite, montre la même tête en coupe; - la figure 4 montre, en vue de dessus, une plaquette avec des zones de gravure collective destinées à l'amincissement; - la figure 5 montre, en perspective, une plaquette après gravure partielle; - la figure 6 montre, de manière plus détaillée, la forme de têtes à surface portante amincie; - la figure 7 illustre un mode de mise en oeuvre à double photolithogravure; - la figure 8 illustre un mode de mise en oeuvre à double gravure- mécanique; - la figure 9 illustre un mode de mise en oeuvre mixte, à photolithogravure et à gravure mécanique; - les figures 10A, 0lB, 10C, 10D montrent quatre étapes dans un mode particulier de mise en oeuvre de l'invention. Exposé de modes particuliers de mise en oeuvre Sur la figure 4, on voit une plaquette 50 comprenant des composants T. Cette plaquette est obtenue par tout procédé collectif connu et notamment par le procédé décrit dans le document FR-A-2 747 226 déjà cité. Ces composants comprennent chacun les éléments déjà représentés sur la figure 2. Conformément à l'invention, on grave cette plaquette le long de zones B chevauchant les pièces polaires des divers composants. Dans cette gravure, on épargne le bord de la plaquette pour laisser subsister un anneau de garde , qui permet de conserver à la plaquette une certaine rigidité. La figure 5 montre la plaquette 50 en perspective avec les gravures au voisinage des pièces polaires dans un mode de mise en oeuvre o la forme de la surface portante 72 des têtes a été obtenue, elle aussi, collectivement. Cette figure 5 montre également que la plaquette peut comprendre un substrat 70, supportant les composants et un superstrat 80 les recouvrant. La figure 6 montre de manière plus détaillée la forme et l'épaisseur de la surface portante ainsi que les plots de connexion-P. Comme il a été dit, la gravure permettant de réaliser collectivement l'amincissement de la surface portante peut être de tout type. Les figures 7 à 9 montrent, de manière non exhaustive, trois modes particuliers de gravure: sur la figure 7, il s'agit de photolithogravures de zones B du superstrat et de zones B' du substrat; sur la figure 8, il s'agit de gravures mécaniques; et sur la figure 9 il s'agit de photolithogravures B du superstrat et de gravures mécaniques B' du substrat. La photolithogravure mécanique peut s'effectuer à l'aide d'un masque dont les bords définissent la largeur de l'ouverture à pratiquer. La rectitude et la largeur des ouvertures du masque ne sont pas critiques, comme s'il s'agissait de définir la surface portante, puisqu'il s'agit seulement d'amincir la plaquette. Quant à la gravure mécanique, elle peut consister en un rainurage pratiqué à l'aide de lames ou de meules, par exemple diamantées, et contrôlé en profondeur. On peut utiliser une lame unique ou un module comprenant plusieurs lames (par exemple d'écartement périodique) pour usiner plusieurs barrettes à la fois, ce qui augmente la productivité. Un pilotage programmable permettant de commencer et de finir le rainurage respectivement en descendant et en montant la ou les lames (dans la direction perpendiculaire à la surface de la plaquette) sans entrer ni sortir par le bord de la plaquette, permettra de laisser à la périphérie de celle-ci, une zone non rainurée conservant à l'ensemble sa rigidité. Le procédé qui vient d'être décrit peut être mis en oeuvre en combinaison avec un autre procédé qui est décrit et revendiqué dans une demande de brevet français intitulée "Procédé de réalisation collective de têtes magnétiques intégrées à surface portante obtenue par photolithographie" déposée par le présent Demandeur le jour même du dépôt de la présente demande. Les opérations de photolithographie destinées à donner à la surface portante sa forme, peuvent précéder ou suivre les opérations d'amincissement ou être concomitantes. Les figures 10A, 10B, l0C et l0D illustrent justement un procédé o ces deux techniques sont combinées. On voit, tout d'abord, sur la figure 10A, une plaquette 50 (typiquement de 300 gm d'épaisseur) avec un substrat 70, un superstrat 80 et des composants T. On commence par effectuer une gravure du substrat pour creuser premières rainures 86 chevauchant au moins les pièces polaires. La profondeur "a" de la rainure peut être d'environ 105 im et la largeur de 200 in. Cette gravure peut être obtenue par un usinage mécanique (par exemple à l'aide d'une scie) ou par une gravure profonde, par exemple à l'aide d'un plasma. On dépose ensuite sur le superstrat un double masque 82, 84. Le masque 82 est, par exemple, en SiO2 de 0,5 gm et le masque 84 en résine. On grave ces masques pour ménager un bord commun arrondi au-dessus des - pièces polaires, pour définir la forme de la surface portante et un bord rectiligne au-dessus des connexions. On effectue ensuite (fig. 10B), à travers ce double masque, une gravure qui consomme complètement le masque 82. La zone située au-dessus des connexions électriques laisse apparaître encore une partie du superstrat non gravé,-mais la zone située devant les pièces polaires est entièrement gravée le long d'une paroi 88 jusqu'à une couche d'arrêt 75 qui est la couche supérieure du substrat (par exemple en SiO2). On grave ensuite cette couche d'arrêt dans un réacteur approprié (par exemple plasma RGV). Après avoir enlevé le masque en résine 84, on forme une deuxième rainure 92 dans le superstrat (fig. C) pour commencer à amincir la surface portante. La profondeur "b" de cette rainure peut être de 55 pm et présenter une largeur de 100.m par rapport au bord 88. L'objectif est d'amincir la surface avec une précision de l'ordre du micron. Enfin, (fig. 1QD), on monte la plaquette sur un film adhésif souple 94 et l'on grave le substrat jusqu'à le percer et déboucher dans la gorge 86. Cette gravure donne aux pièces polaires une surface portante 96 de forme appropriée. On dégage ensuite les plots de connexion P, par exemple par gravure RIE. La gorge 92 se trouve creusée en une gorge 98 présentant une profondeur de valeur "c". On se retrouve alors avec une surface portante de hauteur "h", avec deux gravures 86 et 98 de profondeurs "a" et "c". A titre d'exemple, les profondeurs "a" et "c" peuvent être de l'ordre de 105 Dn et la hauteur "h" de l'ordre de 90 pin. On peut aisément adapter les profondeurs "a" et "c" pour obtenir la hauteur "h" désirée et centrer les pièces polaires dans l'épaisseur de la surface portante. Il reste alors à séparer les têtes et à les monter sur des embases. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation collective de têtes magnétiques intégrées consistant à réaliser, sur une plaquette (50), une pluralité de composants (T) comprenant chacun des moyens (101, 102, 14, 161, 162, 18, 201, 202) aptes à constituer au moins une tête magnétique, ces moyens comprenant notamment des pièces polaires (101, 102) séparées par un entrefer (14), et à séparer, en fin de procédé, les composants pour obtenir des têtes à surface portante (26) de forme appropriée, ce procédé étant caractérisé en ce que l'on amincit collectivement les composants (T) en gravant la plaquette (50) le long-de zones (B, B') chevauchant les pièces polaires (101, 102), les têtes individuelles obtenues ayant ainsi une surface portante (72, 96) de hauteur réduite (h) déterminée. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on amincit la plaquette par photolithogravure. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on amincit la plaquette par gravure mécanique. 4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on amincit la plaquette en partie par photolithogravure et en partie par gravure mécanique. 5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'amincissement n'affecte pas la périphérie de la plaquette, celle-ci conservant son épaisseur le long d'un anneau de garde périphérique (55). 6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la plaquette comprend un substrat (70) supportant les composants (T) et un superstrat (80) recouvrant ceux- ci, et dans lequel on amincit le substrat (70) et/ou le superstrat (80) en les gravant pour obtenir des surfaces portantes présentant une hauteur appropriée. -7; Procédé selon la revendication 6, dans lequel on forme une première rainure (86) située au voisinage des pièces polaires. 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel: - on grave le superstrat (80) à travers un double masque (82, 84) pour définir la forme de la surface portante au voisinage des pièces polaires (88), - on forme une deuxième rainure (92) pour amincir le superstrat (80) au voisinage des pièces polaires, - on grave le superstrat (80) devant les pièces polaires jusqu'à déboucher dans la première rainure (86).