JP2003204684A - 圧電体駆動素子とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボンディングワイヤー接合を行っても、電極
金属膜間で短絡が生じにくい圧電体駆動素子を提供す
る。 【解決手段】 基板の一方の面に圧電体薄板が接合さ
れ、その一方の面にさらに圧電体薄板を伸縮させる信号
を印加するための端子電極が設けられてなる圧電体駆動
素子であって、端子電極は圧電体薄板から分離されてな
る圧電体台座を介して基板の一方の面の上に形成されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は圧電体駆動素子とそ
の製造方法に関し、特に、精密な位置制御を行うための
アクチュエータなどに使用される圧電体駆動素子および
その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気ディスク装置に設けられた磁
気ディスクの記録密度は、年率数１０％の高密度化が続
いている。磁気ディスクに対するデータの記録及び再生
に使用される磁気ヘッドは、通常、スライダに搭載され
ており、磁気ヘッドが搭載されたスライダは、磁気ディ
スク装置内に設けられたヘッド支持機構によって支持さ
れている。磁気ディスクの記録密度を向上させるために
は、磁気ディスクに対して、磁気ヘッドを非常に高精度
に位置決めする必要があり、これを実現するために、圧
電体素子を用いた圧電体駆動素子がヘッド支持機構に設
けられる。この圧電体駆動素子において、圧電体素子は
薄膜圧電体の両主面に電極金属膜が形成されてなり、２
枚の電極金属膜間に電圧が印加されると、薄膜圧電体が
面内方向に伸縮する。このような伸縮運動による変動を
用いて、磁気ヘッドの位置制御が高精度に行われる（例
えば、特許文献１参照）。上記のような薄膜圧電体素子
において、電極金属膜は、その表面に接合されたボンデ
ィングワイヤを介して電圧が印加される。ボンディング
ワイヤは、超音波接合によって、電極金属膜の所定の位
置に接合される。

【０００３】

【特許文献１】特開２００１−２１６７４８号公報

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ボンデ
ィングワイヤを電極金属膜に超音波接合すると、電極金
属膜および薄膜圧電体に亀裂などのダメージが入り、水
分および水蒸気が電極金属膜および薄膜圧電体に浸入し
てしまう。これにより、電極金属膜の金属がイオン化し
て、電位差を有する近接した導体（電極金属膜）間にあ
る薄膜圧電体内で拡散し、対向する導体表面に再び金属
として析出する。このように、導体間が樹枝状の金属で
架橋されることにより、短絡モードの故障（イオンマイ
グレーション）が発生し、結果として、圧電体素子の信
頼性が劣化するという問題がある。このような現象は、
特に高湿度環境下で顕著である。本発明はこのような課
題を解決するためになされたものであり、ボンディング
ワイヤー接合を行っても、電極金属膜間で短絡が生じに
くい、圧電体駆動素子およびその製造方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、本発明に係る圧電体駆動素子は、基板の一方の面
に圧電体薄板が接合され、その一方の面にさらに上記圧
電体薄板を伸縮させる信号を印加するための端子電極が
設けられてなる圧電体駆動素子であって、上記端子電極
は上記圧電体薄板から分離された圧電体台座を介して上
記基板の一方の面の上に形成されていることを特徴とす
る。以上のように構成された本発明に係る圧電体駆動素
子は、圧電変位領域である上記圧電体薄板と上記端子電
極が設けられる上記圧電体台座とが分離されているの
で、ワイヤーボンディング時における機械的な衝撃又は
振動の圧電変位領域への伝達を抑制することができ、上
記圧電体薄板における亀裂等の発生を防止できる。

【０００６】また、本発明に係る圧電体駆動素子におい
て、上記圧電体薄板と上記圧電体台座とはそれぞれ複数
の層が積層されている場合は、互いに同一積層構造を有
することが好ましい。

【０００７】また、本発明に係る圧電体駆動素子におい
て、上記基板として上記圧電体薄板の伸縮に対応して伸
縮が可能な伸縮性基板であってもよいし、たわみ変形が
可能な非伸縮性基板であってもよい。

【０００８】本発明の圧電体駆動素子において、上記非
伸縮性基板は、上記圧電体薄板と対向する金属薄板（例
えば、ステンレス薄板）と上記端子電極に接続される配
線金属とを樹脂により固定することにより構成すること
ができる。

【０００９】本発明の圧電体駆動素子においては、２つ
の圧電体駆動部を含み、各圧電体駆動部に対応して上記
圧電体薄板が２つに分離されて設けられていてもよい。

【００１０】本発明の２つの圧電体駆動部を含む圧電体
駆動素子では、上記端子電極は、上記２つの圧電駆動部
の一方に接続された信号端子電極と、他方に接続された
信号端子電極と、上記２つの圧電駆動部に共通の１つの
接地端子電極とによって構成することができる。

【００１１】本発明の圧電体駆動素子において、上記圧
電体薄板は、それぞれ両面に電極膜が形成された第１の
薄膜圧電体層と第２の薄膜圧電体層が接着剤により接合
された積層構造を有し、上記接着剤を介して対向する電
極膜をそれぞれ接地電極膜とすることが好ましい。

【００１２】本発明の圧電体駆動素子において、上記端
子電極はそれぞれワイヤーボンディング用の端子とする
ことができる。

【００１３】また、本発明に係る圧電体駆動素子の製造
方法は、第１の基板上に第１電極と第１圧電体薄膜と第
２電極とを形成し、第２の基板上に第３電極と第２圧電
体薄膜と第４電極とを形成する第１の工程と、上記第２
電極と上記第４電極とを対向させて接着剤で接着するこ
とにより上記第１基板と上記第２基板とを貼り合わせ、
上記第１基板と上記第２基板の間に、上記第１電極、上
記第１圧電体薄膜、上記第２電極、上記第４電極、上記
第２圧電体薄膜及び上記第３電極が積層されてなる圧電
積層体層を形成する第２の工程と、上記第２基板を除去
する第３の工程と、上記第１基板上で上記圧電積層体層
の一部を分離することにより、その分離された部分から
なる少なくとも２つの圧電体台座部を形成する第４工程
と、上記２つの圧電体台座部の一方に、上記第２電極と
上記第４電極とに接続された第１のボンディング電極を
形成し、他方に上記第１電極と上記第３電極とに接続さ
れた第２のボンディング電極を形成する第５工程と、上
記圧電積層体層及び上記２つの圧電体台座部上に転写用
基板を接合した後に上記第１基板と上記転写用基板とを
除去し、その除去した第１基板に代えてたわみ変形が可
能な非伸縮性基板を接合する第６工程とを含むことを特
徴とする。以上のように構成された本発明に係る圧電体
駆動素子の製造方法によれば、圧電変位領域として機能
する圧電体積層体層と上記端子電極が設けられる上記圧
電体台座とが分離された圧電体駆動素子を製造すること
ができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、本発明に係
る実施の形態１のヘッド支持機構について説明する。本
実施の形態１のヘッド支持機構部は、図１に示すよう
に、ロードビーム４と、ロードビーム４の先端部分に設
けられたスライダ２と、そのスライダ２が先端部分に接
続されたフレクシャ７とを用いて構成される。この実施
の形態１のヘッド支持機構では、薄膜圧電体素子１０を
用いてフレクシャ７の一部に圧電体駆動部１００が形成
されており、その圧電体駆動部１００でスライダ２を回
転させることにより、スライダ２の一端面に取り付けら
れた磁気ヘッド１の位置決めを行うことができる構造と
なっている。尚、ロードビーム４は、その基端部４Ａで
ベースプレート５にビーム溶接によって固定される。

【００１５】本実施の形態１のヘッド支持機構部におい
て、薄膜圧電体素子１０は、図３に示すように、台形形
状の圧電積層体を中央部分で左右２つに分離することに
より形成された２つの薄膜圧電体素子１０Ａ，１０Ｂに
より構成される。また、薄膜圧電体素子１０は、一対の
薄膜圧電体素子１０Ａ，１０Ｂにそれぞれ設けられた信
号端子部４０と薄膜圧電体素子１０Ａ，１０Ｂの共通端
子として設けられたグランド端子部（接地端子部）３０
とを備え、印加する電圧に対応させて２つの薄膜圧電体
素子１０Ａ，１０Ｂを別々に制御できるように構成され
ている。

【００１６】この薄膜圧電体素子１０を構成する圧電積
層体は、図４（図３のＡ−Ａ’線についての断面図）に
示すように、上面に上部電極（電極金属膜）１２Ｂが形
成され下面に下部電極（電極金属膜）１２Ａが形成され
た第１の薄膜圧電体層１１Ａと、上面に下部電極膜（電
極金属膜）１２Ｃが形成され下面に上部電極（電極金属
膜）１２Ｄが形成された第２の薄膜圧電体層１１Ｂと
を、上部電極膜１２Ｂと上部電極膜１２Ｄが対向するよ
うに接着剤１８により接合することにより構成される。
この第１と第２の薄膜圧電体層１１Ａ，１１Ｂはそれぞ
れ、上部電極膜１２Ｂと上部電極膜１２Ｄとを接地し、
第１の薄膜圧電体層１１Ａの下部電極膜１２Ａと第２の
薄膜圧電体層１１Ｂの下部電極（電極金属膜）１２Ｃに
同一の電圧を与えた時に、同一方向に変化するように構
成される。ここで、同一方向に変化するとは、第１の薄
膜圧電体層１１Ａが伸びた場合に第２の薄膜圧電体層１
１Ｂも伸び、第１の薄膜圧電体層１１Ａが収縮した場合
には第２の薄膜圧電体層１１Ｂも収縮することをいう。
また、薄膜圧電体素子１０の全体は、柔軟性のあるコー
ティング樹脂４１，５０で覆われている。尚、薄膜圧電
体素子１０Ａの下部電極膜１２Ｃと薄膜圧電体素子１０
Ｂの下部電極膜１２Ｃは電気的に分離され、薄膜圧電体
素子１０Ａの下部電極膜１２Ａと薄膜圧電体素子１０Ｂ
の下部電極膜１２Ａは電気的に分離されている。

【００１７】また、本実施の形態１のヘッド支持機構部
において、フレクシャ７は、図２，図５に示すように、
磁気ヘッド１に接続される金属配線７Ｈと、薄膜圧電体
素子１０が貼り合わされることにより圧電体駆動部１０
０を構成する金属板１５（１５Ａ，１５Ｂ）とが図６
（図５のＸ−Ｘ’線についての断面図）に示すようにポ
リイミド樹脂等の絶縁材料１６により保持された柔軟性
を有するフィルム状の基板であり、スライダ取付部７Ｘ
と配線部９とスライダ取付部７Ｘと配線部９との間に位
置する薄膜圧電体貼付部８（８Ａ，８Ｂ）とからなる。
ここで、金属板１５Ａ，１５Ｂはそれぞれ、薄膜圧電体
素子１０Ａ及び薄膜圧電体素子１０Ｂと略同一の平面形
状に形成され、圧電体貼付部８において薄膜圧電体素子
１０Ａ及び薄膜圧電体素子１０Ｂにそれぞれ対向するよ
うに配置される。

【００１８】また、フレクシャ７において、薄膜圧電体
用端子９Ａ，９Ｄはそれぞれ、薄膜圧電体素子１０Ａ，
１０Ｂの信号端子部４０に近接するように、配線部９と
薄膜圧電体貼付部８Ａ，８Ｂとの境界付近に設けられ、
薄膜圧電体用端子９Ｂ，９Ｃは、２つの薄膜圧電体素子
の共通のグランド端子部３０に近接するように、配線部
９と薄膜圧電体貼付部８との境界付近に設けられる。
尚、薄膜圧電体用端子９Ｂ，９Ｃは、いずれか一方が共
通のグランド端子部３０に接続されればよく、１つの端
子で構成してよい。さらに、スライダ取付部７Ｘには、
各金属配線の接続端子電極であり、磁気ヘッド１の入出
力端子と接続するための磁気ヘッド用端子６が形成され
ている。

【００１９】以上のように構成された圧電体薄膜素子１
０とフレクシャ７とは、他の部品とともにロードビーム
４上に図２及び図７に示すように組み合わされる。フレ
クシャ７の薄膜圧電体貼付部８上には、金属板１５Ａ，
１５Ｂにそれぞれ薄膜圧電体素子１０Ａ，１０Ｂが対向
するように薄膜圧電体素子１０が貼り付けられる。そし
て、フレクシャ７のスライダ取付部７Ｘ上にスライダ２
（磁気ヘッド１が搭載されている）が配置され、そのス
ライダ２の反対側（スライダ取付部７Ｘの下面側）には
スライダ保持板３Ａが配置され、フレクシャ７の配線部
９の下に配線部保持板３が配置されて、ロードビーム４
の先端部分にスライダ２が位置するようにロードビーム
４上に取り付けられる。尚、スライダ保持板３Ａと配線
部保持板３とは例えば、同一の厚さのステンレス板によ
り作成される。

【００２０】ここで、スライダ保持板３Ａには図２に示
すように突起部３Ｂが形成され、さらにロードビーム４
の先端部分にはディンプル４Ｇが形成されており、スラ
イダ保持板３Ａは突起部３Ｂがディンプル４Ｇによって
押圧されることにより、ディンプル４Ｇを中心として回
転可能に保持される。

【００２１】以上のように構成された実施の形態１のヘ
ッド支持機構部は、以下のように動作させることができ
る。図８（ａ）に示すように、接地端子である薄膜圧電
体用端子９Ｂ及び９Ｃを接地し、薄膜圧電体用端子９
Ａ，９Ｄに図８（ｂ）（ｃ）に示すようにバイアス電圧
Ｖ０を中心として互いに逆相で電圧を印加する。このよ
うにすると、薄膜圧電体素子１０Ａ，１０Ｂは常に同じ
方向に湾曲した状態で湾曲の度合いが、薄膜圧電体用端
子９Ａ，９Ｄに印加される電圧に対応して変化する。こ
れによって、図９（ａ）に示すように、例えば、薄膜圧
電体素子１０Ａの湾曲が小さく、薄膜圧電体素子１０Ｂ
の湾曲が大きい場合には、１９Ａで示す部分が緩み１９
Ｂで示す部分が引っ張られることにより、スライダ保持
板３Ａを回転させることができる。

【００２２】以上のように構成された、薄膜圧電素子を
用いて磁気ヘッドを位置決めをするヘッド支持機構部
は、従来のボイスコイルモータを用いて磁気ヘッドを位
置決めするヘッド支持機構部や他の圧電素子を用いたヘ
ッド支持機構に比較して、高精度に磁気ヘッドの位置決
めをすることが可能である。

【００２３】次に、本実施の形態１のヘッド支持機構に
おける特徴的な部分である薄膜圧電体素子１０の端子構
成と薄膜圧電体用端子９Ａ〜９Ｄとの接続について説明
する。図１０は、薄膜圧電体素子１０の端子構造を詳細
に示す透過図であり、図１１は、断面図である。尚、図
１１の断面図は薄膜圧電体素子１０とフレクシャ７と接
合した状態における断面図（図５のＹ−Ｙ’線に沿って
切断したもの）である。

【００２４】上述したように、本実施の形態１の圧電体
薄膜素子１０は、独立して駆動することができる２つの
圧電体薄膜素子１０Ａ，１０Ｂによって構成されてい
る。本実施の形態１では、この２つの圧電体薄膜素子１
０Ａ，１０Ｂは、台形形状の圧電積層体がその中心部分
で２つに分離されることにより形成され、その台形形状
の圧電積層体の下底に沿った部分に２つの圧電体薄膜素
子１０Ａ，１０Ｂの外部接続用の電極が形成される。

【００２５】以下、図１２〜図２３を参照しながら、本
実施の形態１の圧電体駆動部１００の製造方法について
説明することにより、製造方法及び圧電体駆動部１００
の詳細な構成を明らかにする。尚、薄膜圧電体素子１０
Ａと薄膜圧電体素子１０Ｂとは、図１１に示したように
同様の構造（左右対称）を有するので、本製造方法を説
明するための以下の図においては、薄膜圧電体素子１０
Ｂの部分を省略して示している。

【００２６】（成膜工程）本実施の形態１の製造方法で
は、まず、図１２に示すように、単結晶基板１３Ｂの一
方の主面に、単結晶基板１３Ｂ側から電極金属膜１２
Ｃ、薄膜圧電体１１Ｂ及び電極金属膜１２Ｄをこの順に
成膜する。同様に、図１３に示すように、単結晶基板１
３Ａの一方の主面に、単結晶基板１３Ａ側から電極金属
膜１２Ａ、薄膜圧電体１１Ａ及び電極金属膜１２Ｂをこ
の順に成膜する。

【００２７】（接着工程）次に、図１４に示すように、
単結晶基板１３Ａと単結晶基板１３Ｂとを、電極金属膜
１２Ｄと電極金属膜１２Ｂとを対向させて、接着剤層１
８を用いて接着する。これにより、単結晶基板１３Ａの
一方の主面に、単結晶基板１３Ａ側から電極金属膜１２
Ａ、薄膜圧電体１１Ａ、電極金属膜１２Ｂ、接着剤層１
８、電極金属膜１２Ｄ、薄膜圧電体１１Ｂ及び電極金属
膜１２Ｃがこの順に積層された積層体が構成される。な
お、本実施の形態１では、接着剤層１８を用いて接着し
たが、本発明では接着剤層１８を用いること無く、超音
波振動を利用した熱溶着によって電極金属膜１２Ｄと電
極金属膜１２Ｂとを接着するようにしても良い。そし
て、図１５に示すように、一方の単結晶基板１３Ｂをエ
ッチングで除去する。

【００２８】（第１エッチング工程）次に、図１６
（ａ）の平面図及び図１６（ｂ）の断面図に示すよう
に、ドライエッチングによって、積層体を圧電変位領域
５１Ａと圧電変位領域５１Ｂ（図示せず）と信号端子用
圧電体台座４０Ａと接地端子用圧電体台座３０Ａとに分
離する。 （第２エッチング工程）次に、図１７（ａ）の平面図及
び図１７（ｂ）の断面図に示すように、ドライエッチン
グによって（図１７（ｂ）においてＥ１及びＥ２で示す
部分を除去することによって）、圧電変位領域５１Ａの
周りに電極金属膜１２Ａを露出させる。尚、図１７
（ｂ）にＥ２の符号を付して示す部分は、その部分を除
去することにより露出される電極金属膜１２Ａ（接続部
分）の幅が、圧電変位領域５１Ａの周りに露出される電
極金属膜の幅に比較して広くなるように設定される。

【００２９】（第３エッチング工程）次に、図１７
（ａ）の平面図及び図１７（ｂ）の断面図に示すよう
に、ドライエッチングによって、圧電変位領域５１Ａの
接地端子領域３０Ａに近接した部分において、電極金属
膜１２Ｃ及び薄膜圧電体１１Ｂを除去することにより凹
部２０Ａを形成し、その凹部２０Ａの底面に電極金属膜
１２Ｄを露出させる。

【００３０】（第４エッチング工程）次に、図１８
（ａ）及び図１８（ｂ）に示すように、ドライエッチン
グによって、凹部２０Ａの底面において、電極金属膜１
２Ｄ及び接着剤層１８を除去することにより、凹部２０
Ｂを形成して、その凹部２０Ｂの底面に電極金属膜１２
Ｂを露出させる。尚、凹部２０Ｂは凹部２０Ａの底面の
中央部に形成され、凹部２０Ｂの周りには、電極金属膜
１２Ｄが少なくとも後述の金属端子膜２１Ｃにより確実
に接続できる程度に露出されている。

【００３１】（第１コーティング膜形成工程）次に、図
１９（ａ）（ｂ）に示すように、以下の部分を露出させ
る以外は、薄膜圧電体素子１０のほぼ全体を覆うよう
に、コーティング膜４１を形成する。コーティング膜４
１が形成されないで露出される部分は、（i）凹部２０
Ｂ底部の電極金属膜１２Ｂと、（ii）凹部２０Ｂの周り
に露出された電極金属膜１２Ｄ（凹部２０Ａの底部に露
出された凹部２０Ｂの周りの電極金属膜１２Ｄ）と、
（iii）信号端子用圧電体台座４０Ａに隣接して露出さ
れた電極金属膜１２Ａと、（iv）凹部２０Ａと信号端子
用圧電体台座４０Ａに隣接して露出された電極金属膜１
２Ａと間において、その電極金属膜１２Ａに近接するよ
うにコーティング膜４１に形成された開口部１２ＣＯに
より露出された電極金属膜１２Ｃである。

【００３２】（金属端子膜形成）次に、図２０（ａ）
（ｂ）に示すように、（i）凹部２０Ｂ底部の電極金属
膜１２Ｂと（ii）凹部２０Ｂの周りに露出された電極金
属膜１２Ｄとに接続された金属端子膜２１Ｃを接地端子
領域３０Ａ上に延在するように形成し、（iii）信号端
子用圧電体台座４０Ａに隣接して露出された電極金属膜
１２Ａと（iv）開口部１２ＣＯにより露出された電極金
属膜１２Ｃとに接続された金属端子膜２１Ａを信号端子
用圧電体台座４０Ａ上に延在するように形成する。

【００３３】（第２コーティング膜形成工程）次に、図
２１（ａ）（ｂ）に示すように、接地端子用圧電体台座
３０Ａ上に形成された金属端子膜２１Ｃと信号端子用圧
電体台座４０Ａ上に形成された金属端子膜２１Ａを露出
させるように、薄膜圧電体素子１０のほぼ全体を覆うコ
ーティング膜５０を形成する。 （転写工程）次に、図２２に示すように、コーティング
膜５０の上に転写用基板６０を接合し、その後、単結晶
基板１３Ａを例えばエッチングにより除去し、さらに転
写用基板６０を除去する。そして、その除去した側に単
結晶基板１３Ａに代えてたわみ変形が可能な非伸縮性基
板であるフレクシャ７を接合する。

【００３４】（ワイヤボンディング工程）そして、信号
端子用圧電体台座４０Ａ，４０Ｂ上にそれぞれ露出され
た金属端子膜２１Ａ，２１Ｂ表面からなるワイヤーボン
ディング部４０と信号端子９Ａ，９Ｄとをそれぞれワイ
ヤー２５により接続する。また、信号端子用圧電体台座
３０Ａ上に露出された金属端子膜２１Ｃ表面からなるワ
イヤーボンディング部３０とグランド端子９Ｂ又はグラ
ンド端子９Ｃとをワイヤー２５により接続する。ここ
で、本ボンディング工程においては、超音波ボンディン
グなど種々のボンディングマシンを適用できる。以上の
ようにして、図１１に示すように、フレクシャ７の薄膜
圧電体貼付部８上に薄膜圧電体素子１０が接合されて本
実施の形態１の圧電体駆動部が作製される。

【００３５】以上のように構成された実施の形態１のヘ
ッド支持機構における圧電体駆動部は、圧電変位領域５
１Ａ，５１Ｂと、ワイヤーボンディング部３０，４０が
形成される端子用圧電体台座３０Ａ，４０Ａとが分離さ
れているので、ワイヤーボンディング時における機械的
な衝撃又は振動の圧電変位領域５１Ａ，５１Ｂへの伝達
が分離された部分により抑制され、圧電変位領域５１
Ａ，５１Ｂの亀裂等の発生を防止できる。これにより、
本実施の形態１のヘッド支持機構は歩留まり良く製造す
ることができかつ高い信頼性を確保できる。

【００３６】実施の形態２．以下、本発明に係る実施の
形態２のヘッド支持機構について説明する。実施の形態
２のヘッド支持機構部は、フレクシャの薄膜圧電体貼付
部に金属板１５Ａ，１５Ｂが設けられていない点で実施
の形態１のヘッド支持機構部と異なる他は、実施の形態
１のヘッド支持機構部と基本構成は同様である。すなわ
ち、実施の形態１のヘッド支持機構部では、薄膜圧電体
素子１０Ａ，１０Ｂと金属板１５Ａ，１５Ｂとによって
圧電体駆動部１００が構成され、薄膜圧電体素子１０
Ａ，１０Ｂの湾曲を伴なう動作によって、スライダ保持
板３Ａを回転させていた。これに対して、本実施の形態
２のヘッド支持機構部では、金属に比べて伸縮性を有す
るポリイミド上に、金属板１５Ａ，１５Ｂを設けること
なく、薄膜圧電体素子１０Ａ，１０Ｂを貼り付けること
によって、薄膜圧電体素子１０Ａ，１０Ｂの伸縮を直接
的に利用してスライダ保持板３Ａを回転させるように構
成している。

【００３７】より具体的には、ポリイミド基板とその上
に貼り付けられた薄膜圧電体素子１０Ａ，１０Ｂからな
る実施の形態２の圧電体駆動部は、薄膜圧電体素子１０
Ａ，１０Ｂの伸縮により若干の湾曲は生じるものの、ポ
リイミド基板が薄膜圧電体素子１０Ａ，１０Ｂとともに
伸縮するために、薄膜圧電体素子１０Ａ，１０Ｂの伸縮
により直接的にスライダ保持板３Ａを回転させる駆動力
を得ることができる。

【００３８】以下、図面を参照しながら本発明に係る実
施の形態２のヘッド支持機構部の詳細について説明す
る。尚、以下の図面において、実施の形態１と同様のも
の（形状が異なっていても機能が同様のものも含む）に
は同様の符号を付して示している。

【００３９】図２４は、実施の形態２のヘッド支持機構
の分解斜視図であり、磁気ヘッド１、スライダ２、薄膜
圧電体素子１０、ロードビーム４は、実施の形態１のヘ
ッド支持機構と同様に構成されており、フレクシャー７
０は、図２６（図２５のＸ−Ｘ’線についての断面図）
に示すように、薄膜圧電体貼付部１６Ａ，１６Ｂに金属
板１５Ａ，１５Ｂを含んでいない点で、実施の形態１と
相違する。この薄膜圧電体貼付部１６Ａ，１６Ｂは、ポ
リイミド樹脂等の絶縁材料１６により作製された柔軟性
を有するフィルム状の基板の一部であり、薄膜圧電体素
子１０Ａ及び薄膜圧電体素子１０Ｂと略同一の平面形状
に形成される。尚、フレクシャ７０は、磁気ヘッド１に
接続される金属配線７Ｈの配線パターンが実施の形態１
とは異なり、また、実施の形態１では２つであった薄膜
圧電体用端子９Ｂ，９Ｃが１つの端子９Ｂで構成されて
いるが、基本的な動作に影響を与えるものではない。

【００４０】実施の形態２のヘッド支持機構部では、以
上のように構成されたフレクシャ７０と圧電体薄膜素子
１０とが他の部品とともにロードビーム４上に組み合わ
されて、図２７に示すように、ロードビーム４上に圧電
体駆動部が構成される。尚、実施の形態２のヘッド支持
機構部では、薄膜圧電体１０の伸縮動作に寄与しない部
分である端子形成部分（端子用圧電体台座３０Ａ，４０
Ａが形成された部分）に対向して配線部保持板３が設け
られ、端子形成部分により圧電変位領域の伸縮運動が妨
げられないように構成されている。

【００４１】以上のように構成された実施の形態２のヘ
ッド支持機構部は、以下のように動作させることができ
る。実施の形態１と同様にして、接地端子である薄膜圧
電体用端子９Ｂを接地し、薄膜圧電体用端子９Ａ，９Ｄ
に図８（ｂ）（ｃ）に示すようにバイアス電圧Ｖ０を中
心として互いに逆相で電圧を印加する。このようにする
と、薄膜圧電体素子１０Ａ，１０Ｂの伸縮の度合いが、
薄膜圧電体用端子９Ａ，９Ｄに印加される電圧に対応し
て変化する。これによって、例えば、薄膜圧電体素子１
０Ａの伸びが大きく、薄膜圧電体素子１０Ｂの伸びが小
さい場合には、１９Ａで示す部分が緩み１９Ｂで示す部
分が引っ張られることにより、スライダ保持板３Ａを回
転させることができる。

【００４２】以上のように構成された実施の形態２の、
薄膜圧電素子を用いて磁気ヘッドを位置決めをするヘッ
ド支持機構部は、従来のボイスコイルモータを用いて磁
気ヘッドを位置決めするヘッド支持機構部や他の圧電素
子を用いたヘッド支持機構に比較して、高精度に磁気ヘ
ッドの位置決めをすることが可能である。尚、実施の形
態２のヘッド支持機構における特徴的な部分である薄膜
圧電体素子１０の端子構成と薄膜圧電体用端子９Ａ，９
Ｂ，９Ｄとの接続については、図２８に示すとおりであ
る。

【００４３】変形例．本発明に係る変形例のヘッド支持
機構は、実施の形態２のヘッド支持機構において、図２
９の断面図に示す薄膜圧電体素子を用いて構成した以外
は、実施の形態２のヘッド支持機構と同様に構成され
る。すなわち、変形例の薄膜圧電体素子は、第１の薄膜
圧電体層１１Ａと第２の薄膜圧電体層１１Ｂをエッチン
グする際にそれぞれ、２段階でエッチングをすることに
より、第１の薄膜圧電体層１１Ａ及び第２の薄膜圧電体
層１１Ｂのエッチング断面にステップ部Ｓ１１Ａ，Ｓ１
１Ｂが形成されるようにしている。

【００４４】このように構成された薄膜圧電体素子は、
製造過程のドライエッチング工程においてエッチング方
向に平行な壁に付着する導電性を有する側壁付着物がス
テップ部Ｓ１１Ａ，Ｓ１１Ｂにより電気的に分離され
る。従って、変形例の薄膜圧電体素子は、リーク電流を
少なくでき、より信頼性の高いヘッド支持機構を実現で
きる。

【００４５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る圧電体駆動素子は、上記端子電極は上記圧電変位領域
から分離されてなる圧電体台座を介して上記基板の一方
の面の上に形成されているので、ワイヤーボンディング
時における機械的な衝撃又は振動の圧電変位領域への伝
達を抑制することができ、上記圧電体薄板における亀裂
等の発生を防止できる。これにより、ボンディングワイ
ヤー接合を行っても、電極金属膜間で短絡が生じにく
い、圧電体駆動素子を提供することができる。また、本
発明に係る圧電体駆動素子の製造方法によれば、信頼性
の高い圧電体駆動素子を容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る実施の形態１のヘッド支持機構
の全体構成を示す斜視図である。

【図２】 実施の形態１のヘッド支持機構の分解斜視図
である。

【図３】 実施の形態１のヘッド支持機構に使用する薄
膜圧電体素子の平面図である。

【図４】 図３のＡ−Ａ’線についての断面図である。

【図５】 実施の形態１のヘッド支持機構に使用するフ
レクシャの平面図である。

【図６】 図５のＸ−Ｘ’線についての断面図である。

【図７】 実施の形態１のヘッド支持機構の側面図であ
る。

【図８】 実施の形態１のヘッド支持機構の圧電駆動部
の動作を説明するための断面図と印加する電圧の波形を
示すグラフである。

【図９】 実施の形態１のヘッド支持機構の動作を説明
するための平面図である。

【図１０】 実施の形態１のヘッド支持機構に使用する
薄膜圧電体素子の電極構成を示す一部透視平面図であ
る。

【図１１】 実施の形態１のヘッド支持機構に使用する
薄膜圧電体素子の電極構成を示す断面図である。

【図１２】 実施の形態１の圧電駆動部の製造方法にお
ける、電極及び薄膜圧電体の成膜工程を説明するための
断面図（その１）である。

【図１３】 実施の形態１の圧電駆動部の製造方法にお
ける、電極及び薄膜圧電体の成膜工程を説明するための
断面図（その２）である。

【図１４】 実施の形態１の圧電駆動部の製造方法にお
ける接着工程を説明するための断面図である。

【図１５】 実施の形態１の圧電駆動部の製造方法にお
いて、接着後に基板を剥離した状態を示す断面図であ
る。

【図１６】 実施の形態１の圧電駆動部の製造方法にお
ける第１エッチング工程を説明するための平面図と断面
図である。

【図１７】 実施の形態１の圧電駆動部の製造方法にお
ける第２，３エッチング工程を説明するための平面図と
断面図である。

【図１８】 実施の形態１の圧電駆動部の製造方法にお
ける第４エッチング工程を説明するための平面図と断面
図である。

【図１９】 実施の形態１の圧電駆動部の製造方法にお
ける第１コーティング膜形成工程を説明するための平面
図と断面図である。

【図２０】 実施の形態１の圧電駆動部の製造方法にお
ける金属端子膜形成工程を説明するための平面図と断面
図である。

【図２１】 実施の形態１の圧電駆動部の製造方法にお
ける第２コーティング膜形成工程を説明するための平面
図と断面図である。

【図２２】 実施の形態１の圧電駆動部の製造方法にお
ける転写工程を説明するための断面図である。

【図２３】 実施の形態１の圧電駆動部の製造方法にお
ける転写後の状態を示す断面図である。

【図２４】 本発明に係る実施の形態２のヘッド支持機
構の分解斜視図である。

【図２５】 実施の形態２のヘッド支持機構に使用する
フレクシャの平面図である。

【図２６】 図２５のＸ−Ｘ’線についての断面図であ
る。

【図２７】 実施の形態２のヘッド支持機構の側面図で
ある。

【図２８】 実施の形態２のヘッド支持機構に使用する
薄膜圧電体素子の電極構成を示す断面図である。

【図２９】 本発明に係る変形例の薄膜圧電体素子の電
極構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１…磁気ヘッド、２…スライダ、３…配線部保持板、３
Ａ…スライダ保持板、３Ｂ…突起部、４…ロードビー
ム、４Ａ…基端部、４Ｇ…ディンプル、５…ベースプレ
ート、７，７０…フレクシャ、７Ｈ…金属配線、７Ｘ…
スライダ取付部、８（８Ａ，８Ｂ），１６（１６Ａ，１
６Ｂ）…薄膜圧電体貼付部、９…配線部、９Ａ，９Ｂ，
９Ｃ，９Ｄ…薄膜圧電体用端子、１０…薄膜圧電体素
子、１０Ａ，１０Ｂ…薄膜圧電体素子、１１Ａ…第１の
薄膜圧電体層、１１Ｂ…第２の薄膜圧電体層、１２Ａ，
１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ…電極金属膜、１２ＣＯ…開口
部、１３…接着剤、１３Ａ，１３Ｂ…単結晶基板、１５
（１５Ａ，１５Ｂ）…金属板、１６…絶縁材料、１８…
接着剤、２０Ａ，２０Ｂ…凹部、２１Ａ、２１Ｂ、２１
Ｃ…金属端子膜、２５…ボンディングワイヤ、３０…グ
ランド端子部（接地端子部）、３０Ａ…接地端子用圧電
体台座、４０…信号端子部、４０Ａ…信号端子用圧電体
台座、４１，５０…コーティング樹脂、５１Ａ，５１Ｂ
…圧電変位領域、１００…圧電体駆動部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 41/22 Ｈ０１Ｌ 41/22 Ｚ Ｆターム(参考） 5D042 LA01 MA15 5D059 AA01 BA01 CA30 DA12 DA31 DA36 5D096 NN03 NN07 5H680 AA12 BB13 BB20 BC00 DD24 DD37 DD82 DD95 FF08 FF17 FF24 FF29 FF32

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板の一方の面に圧電体薄板が接合さ
   れ、その一方の面にさらに上記圧電体薄板を伸縮させる
   信号を印加するための端子電極が設けられてなる圧電体
   駆動素子であって、 上記端子電極は上記圧電体薄板から分離された圧電体台
   座を介して上記基板の一方の面の上に形成されているこ
   とを特徴とする圧電体駆動素子。
2. 【請求項２】 上記圧電体薄板と上記圧電体台座とはそ
   れぞれ複数の層が積層されてなり、かつ互いに同一積層
   構造を有する請求項１記載の圧電体駆動素子。
3. 【請求項３】 上記基板は上記圧電体薄板の伸縮に対応
   して伸縮が可能な基板である請求項１又は２記載の圧電
   体駆動素子。
4. 【請求項４】 上記基板はポリイミドからなる請求項３
   記載の圧電体駆動素子。
5. 【請求項５】 上記基板はたわみ変形が可能な非伸縮性
   基板である請求項１又は２記載の圧電体駆動素子。
6. 【請求項６】 上記非伸縮性基板は、上記圧電体薄板と
   対向する金属薄板と上記端子電極に接続される配線金属
   とが樹脂により固定されてなる請求項５記載の圧電体駆
   動素子。
7. 【請求項７】 上記圧電体駆動素子は２つの圧電体駆動
   部からなり、各圧電体駆動部に対応して上記圧電体薄板
   が２つに分離されて設けられている請求項１〜６のうち
   のいずれか１つに記載の圧電体駆動素子。
8. 【請求項８】 上記端子電極は、上記２つの圧電駆動部
   の一方に接続された信号端子電極と、他方に接続された
   信号端子電極と、上記２つの圧電駆動部に共通の１つの
   接地端子電極とからなる請求項７記載の圧電体駆動素
   子。
9. 【請求項９】 上記圧電体薄板は、それぞれ両面に電極
   膜が形成された第１の薄膜圧電体層と第２の薄膜圧電体
   層が接着剤により接合された積層構造を有し、上記接着
   剤を介して対向する電極膜をそれぞれ接地電極膜とした
   請求項１〜８のうちのいずれか１つに記載の圧電体駆動
   素子。
10. 【請求項１０】 上記端子電極はそれぞれワイヤーボン
    ディング用の端子である請求項１〜９のうちのいずれか
    １つに記載の圧電体駆動素子。
11. 【請求項１１】 第１の基板上に第１電極と第１圧電体
    薄膜と第２電極とを形成し、第２の基板上に第３電極と
    第２圧電体薄膜と第４電極とを形成する第１の工程と、 上記第２電極と上記第４電極とを対向させて接着剤で接
    着することにより上記第１基板と上記第２基板とを貼り
    合わせ、上記第１基板と上記第２基板の間に、上記第１
    電極、上記第１圧電体薄膜、上記第２電極、上記第４電
    極、上記第２圧電体薄膜及び上記第３電極が積層されて
    なる圧電積層体層を形成する第２の工程と、 上記第２基板を除去する第３の工程と、 上記第１基板上で上記圧電積層体層の一部を分離するこ
    とにより、その分離された部分からなる少なくとも２つ
    の圧電体台座部を形成する第４工程と、 上記２つの圧電体台座部の一方に、上記第２電極と上記
    第４電極とに接続された第１のボンディング電極を形成
    し、他方に上記第１電極と上記第３電極とに接続された
    第２のボンディング電極を形成する第５工程と、 上記圧電積層体層及び上記２つの圧電体台座部上に転写
    用基板を接合した後に上記第１基板と上記転写用基板と
    を除去し、その除去した第１基板に代えてたわみ変形が
    可能な非伸縮性基板を接合する第６工程とを含むことを
    特徴とする圧電体駆動素子の製造方法。