JP2005160180A - 圧電アクチュエータ素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気ディスク装置の高密度化において、圧電アクチュエータ素子は分離した一対のユニットで構成され、それぞれの端部を柔軟性のある樹脂層で結合しており、左右の圧電体薄膜ユニットが変形して共振特性が劣化し、動作に影響がでる。
【解決手段】左右分離した第１の圧電体素子ユニット１０aと、第２の圧電体素子ユニット１０bの一端部を補強材（１９または３０ｃ）で結合し片梁を設けることによって、第１の圧電体素子ユニット１０aと第２の圧電体素子ユニット１０bの変形を抑制することができる。このことにより、圧電アクチュエータ素子１０をヘッド支持機構１００のフレクシャ７に均一に接合することができ、安定した共振特性を得ることが出来る。また、変形による破損も防止でき、高い信頼性を確保することが可能となる。
【選択図】図８

Description

本発明は、電圧を印加すると伸縮する特性を備えた圧電材料により形成したアクチュエータ素子に関し、特にディスク装置におけるヘッド位置決め機構に用いられる圧電アクチュエータ素子およびその製造方法に関するものである。

ディスク装置は、近年のヘッド素子などの改善によりトラックに沿った線記録密度が向上している。これに伴いトラックに垂直方向の記録密度の向上が重要になり、より繊細なトラックを実現することが求められてきている。幅の狭いトラックに正確にヘッドを追従させるためには、ヘッドを微少に移動させる機構が必要である。

磁気ディスク型情報記録再生装置（磁気ディスク装置とよぶ）では、磁気ディスクに対して情報の記録再生を行うための磁気ヘッドがヘッドスライダに搭載され、アクチュエータアームに取り付けられている。このアクチュエータアームをボイスコイルモータ（ＶＣＭとよぶ）によって揺動させることで、磁気ディスク上の所定のトラック位置に位置決めされた磁気ヘッドで記録再生を行っている。しかしながら、磁気記録の向上とともに、このような従来のＶＣＭのみでの位置決めでは十分な精度を確保できなくなってきている。このために、ＶＣＭの位置決めの手段に加えて、副アクチュエータとして圧電体素子を用いた微少位置決め手段を付加してヘッドスライダを微少振動させ、高速、高精度の位置決めを行う方法が提案されており、特に薄膜圧電体素子を用いた例が開示されている（例えば、特許文献１参照）。図１２は、前記特許文献1に記載された従来の圧電アクチュエータを示すものである。

図１２に、従来このような磁気ディスク装置のアクチュエータアームに設けられた薄膜圧電体素子を用いた副アクチュエータの平面図を示し、図１３には図１２のＸ−Ｘ‘断面図を示している。圧電アクチュエータ素子１００は、ともに薄膜圧電体で形成され、それぞれが鏡面対称形状に配置された第１の圧電体素子ユニット１００ａと第２の圧電体素子ユニット１００ｂとが一対となって、アクチュエータアーム１４０を構成するフレキシブル基板１５０に接着固定されている。第１の圧電体素子ユニット１００ａと第２の圧電体素子ユニット１００ｂのうち片側が伸長する方向に変位し、一方が収縮する方向に変位することによって、先端に設けられたスライダ１０１を微少に回転させ、スライダ１０１の先端に取り付けられた磁気ヘッド１３０を微少変動させている。図１３に示すように、第１の圧電体素子ユニット１００ａおよび第２の圧電体素子ユニット１００ｂは、第１の薄膜圧電体素子１１１ａおよび第２の薄膜圧電体素子１１１ｂとが積層配置された２層構造を有している。第１の薄膜圧電体素子１１１ａの上側には第１の電極１１２ａが、また下側には第２の電極１１２ｂが形成されている。同様に第２の薄膜圧電体１１１ｂは、第１の薄膜圧電体１１１ａの下部に配置され、その両面には第４の電極１１２ｃと第３の電極１１２ｄとが設けられている。第２の電極１１２ｂと第４の電極１１２ｃとは接着剤１１３で接合されている。また、それぞれ第１の圧電体素子ユニット１００ａ、第２の圧電体素子ユニット１００ｂの端部には、グランド電極端子部を形成するためのビアホール部１１４、１１５と端子接続部１１６、１１７が設けられている。図１２に示すようにビアホール部１１４、１１５は、第２の電極１１２ｂと第４の電極１１２ｃとを短絡するための端子接続部１１６、１１７を形成するものであり、端子線１１８により共通電極としての接地電極１１９に接続されている。一方、第１の圧電体素子ユニット１００ａの第１の電極１１２ａと第３の電極１１２ｄとは端子線１２０に接続されて電圧印加手段１２１ａによって所定の電圧が印加されている。またさらに、第２の圧電体素子ユニット１００ｂの第１の電極１１２ａと第４の電極１１２ｄとが端子線１２０に接続されて電圧印加手段１２１ｂによって所定の電圧が印加されている。また、これら第１の圧電体素子ユニット１００ａと第２の圧電体素子ユニット１００ｂはアクチュエータアーム１４０のフレキシブル基板１５０の、樹脂のみの基板が構成されている樹脂基板１２２に接合されて搭載されている。
特開２００２−１３４８０７号公報

ところで、このような副アクチュエータを構成する圧電体素子としては、小型、軽量であること、低い印加電圧で大きな変位量および安定した共振特性が得られること、主アクチュエータと副アクチュエータがそれぞれの動作に影響を与えないことが要求される。

従来例では、２つの圧電体素子ユニットは交互に伸縮するため分離しており、２つの圧電体素子ユニットを樹脂層で被覆して圧電体素子ユニットの端部を連結し一体とした構成であり、圧電積層体のない樹脂層部分は柔らかく左右が対向して曲がり、フレキシブル基板への接着バラツキが共振特性に影響する。

本発明は、前記従来の課題を改善するもので、副アクチュエータが伸縮することによって発生する共振モードに対して安定したアクチュエータであり、高い信頼性が得られる圧電アクチュエータ素子とその製造方法を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の圧電アクチュエータ素子は、一方の面に第１の電極を設けるとともに、他方の面に第２の電極を設け第２の電極の方向に分極された第１の薄膜圧電体素子と、一方の面に第３の電極を設けるとともに、他方の面に第４の電極を設け第４の電極方向に分極された第２の薄膜圧電体素子とを有し、第２の電極と第４の電極とを対向させて接合した第１の圧電体素子ユニットと、一方の面に第５の電極を設けるとともに他方の面に第６の電極を設け第６の電極方向に分極された第３の薄膜圧電体素子と一方の面に第７の電極を設けるとともに、他方の面に第８の電極を設け第８の電極方向に分極された第４の薄膜圧電体素子とを有し、第６の電極と第８の電極とを対向させて接合した第２の圧電体素子ユニットとを備え、第１の圧電体素子ユニットの端部と第２の圧電体素子ユニットの端部に補強材を設けて連結し、圧電アクチュエータ素子全体に樹脂層で被覆している。さらに、第１の圧電体素子ユニットは、第１の電極と第３の電極とを短絡した第１の信号電極配線と、第２の電極と第４の電極とを短絡した第１のグランド電極配線とを備え、第２の圧電体素子ユニットは、第５の電極と第７の電極とを短絡した第２の信号電極配線と、第６の電極と第８の電極とを短絡した第２のグランド電極配線とを備えている。

このように構成することにより、第１の圧電素子ユニットと第２の圧電素子ユニットが対向して曲がることを抑制することができフレキシブル基板に均一に接合することができる。

さらに、第１の信号電極配線は第１の薄膜圧電体素子と第２の電極と第４の電極と第２の薄膜圧電体素子との距離が離れ、第２の信号電極配線は第３の薄膜圧電体素子と第６の電極と第８の電極と第４の薄膜圧電体素子との距離が離れる。第１のグランド電極配線は第１の電極と第１の薄膜圧電体素子と、第２のグランド電極配線は第５の電極と第３の薄膜圧電体素子との距離が離れる。そのことにより、電極間短絡および高湿環境下での水分の浸入を抑制することができる。

本発明の圧電アクチュエータ素子によれば、安定した共振特性と高い信頼性を得ることができる。

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
実施の形態１における圧電アクチュエータ素子は磁気ディスク記録再生装置において、ヘッドスライダをディスク上の所定のトラック位置に高精度に微少位置決めするために用いられる。図１は、圧電アクチュエータ素子を備えたヘッド支持機構の斜視図であり、図２はそのヘッド支持機構を分解して示す斜視図である。

図１および図２に示すヘッド支持機構１００は、例えば磁気ヘッド１が取り付けられたスライダ２を先端部に支持するロードビーム４を有している。ロードビーム４は、ヘッドアクチュエータアーム（図示せず）に取り付けられる正方形状をした基端部４ａを有し、基端部４ａは、ビーム溶接によってベースプレート５に固定されている。ベースプレート５は、上記ヘッドアクチュエータアームに取り付けられている。図２に示すように、ビーム部４ｃ上には、ヘッド配線パターン６を有するフレクシャ７が設けられている。フレクシャ７は、ステンレススチール材をベースとしている。フレクシャ７の一端に設けられたスライダ取付部７ｘ上には、磁気ヘッド１が搭載されたスライダ２が配置されている。また、フレクシャ７には圧電体保持部８ａ、８ｂが設けられ、圧電アクチュエータ素子１０が載置されている。

このようにヘッド支持機構１００は、圧電アクチュエータ素子１０を用いてフレクシャ７の一部に圧電体駆動部１０１が形成されており、その圧電体駆動部１０１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。

図３に示すように、圧電アクチュエータ素子１０は一対の圧電体ユニット１０ａ、１０ｂにより構成され、第１の圧電体素子ユニット１０ａと第２の圧電体素子ユニット１０ｂは両者の一端が結合した状態で鏡面対称形状に配置されている。また、圧電アクチュエータ素子１０は、一対の圧電体素子ユニット１０ａ、１０ｂにそれぞれ設けられた信号電極端子のビアホール部７０ａ、７０ｂと、グランド電極端子のビアホール部７１ａ、７１ｂとを備え、印加する電圧に対応させて２つの圧電体素子ユニット１０ａ、１０ｂを別々に制御できるように構成されている。

図４は図３中のＡ−Ａ‘断面図である。圧電アクチュエータ素子１０は、フレクシャ７を構成するフレキシブル基板８ｃの薄膜保持部８ａ、８ｂ（図５参照）に接着して取り付けられる。図４に示すように、圧電アクチュエータ素子１０は、左右それぞれ別々の第１の圧電体素子ユニット１０ａおよび第２の圧電体素子ユニット１０ｂが一対となって構成されている。第１の圧電体素子ユニット１０ａおよび第２の圧電体素子ユニット１０ｂは、第１の薄膜圧電体素子１１ａと第２の薄膜圧電体素子１２ａが積層配置された２層構造を有している。図から見て上部に位置する第１の薄膜圧電体素子１１ａの上面と下面には第１の電極１３ａと第２の電極１４ａが形成されている。また第２の薄膜圧電体素子１２ａの上面と下面にも第４の電極１５ａと第３の電極１６ａが形成されている。さらに、第２の電極１４ａと第４の電極１５ａとは接着剤１７ａで接着されている。

また一方、第１の圧電体素子ユニット１０ａと第２の圧電体素子ユニット１０ｂの一端部は、補強材で結合して構成されている。さらに、圧電アクチュエータ素子全体を柔軟性のあるコーティング樹脂１８でカバーした構造を有している。

これら第１と第２の薄膜圧電体素子１１ａ、１２ａはそれぞれ、第２の電極１４ａと第４の電極１５ａを接地し、第１の電極１３ａと第３の電極１６ａ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ている。ここで、同一方向に変化するとは、第１の薄膜圧電体素子１１ａが伸びた場合に第２の薄膜圧電体素子１２ａも伸び、第１の薄膜圧電体素子１１ａが収縮した場合には第２の薄膜圧電体素子１２ａも収縮することをいう。また一方、第３と第４の薄膜圧電体素子１１ｂ、１２ｂはそれぞれ、第６の電極１４ｂと第８の電極１５ｂとを接地し、第５の電極１３ｂと第７の電極１６ｂ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。この時、第１の圧電体素子ユニット１０ａと第２の圧電体素子ユニット１０ｂは、お互い逆位相の電圧が印加される。

このように、１つの圧電体素子ユニットに薄膜圧電体を２層積層する構成として印加電圧に対する変位量を大きくしている。

また、図６は実施の形態１におけるヘッド支持機構１００において、圧電アクチュエータ素子１０を貼り付けたフレクシャ７をスライダ２を貼り付ける側から見た平面図を示している（スライダは図示せず）。図７は図６のＢ−Ｂ‘断面および、図８は図６のＣ−Ｃ’断面図であり、圧電アクチュエータ素子１０の配線の詳細を示している。

図７に示すように、ヘッド支持機構１００におけるフレクシャ７は、磁気ヘッド１に接続される金属配線６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）とグランド配線９ｄおよび、薄膜圧電体素子１０が貼り合わされることにより圧電駆動部１００を構成する。図７（図６のＢ−Ｂ‘断面図）に示すように、薄膜圧電体貼付部８（８ａ、８ｂ）はポリイミド樹脂等の絶縁材料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との間に位置する。

図８を用いて、本発明の実施の形態における圧電アクチュエータ素子１０の配線について説明する。第１の圧電体素子ユニット１０ａにおいて、第１の電極１３ａと第３の電極１６ａは、信号電極配線２０ａを介してプラス電圧が印加され、第２の圧電体素子ユニット１０ｂの第５の電極１３ｂと第７の電極１６ｂは、信号電極配線２０ｂを介してマイナス電圧が印加される。それぞれフレクシャ７の中程に配置された薄膜圧電体素子駆動配線９ａ、９ｂにワイヤボンディング線２２で接続されている。また、第１の圧電体素子ユニット１０ａの第２の電極１４ａと第４の電極１５ａと、第２の圧電体素子ユニット１０ｂの第６の電極１４ｂと第８の電極１５ｂはグランド電極配線２１ａ、２１ｂを介して薄膜圧電体素子駆動配線９ｃにワイヤボンディング線２２で接続されている。スライダのグランド配線９ｄは、スライダのアース端子であり、薄膜圧電体素子駆動配線９ｃに短絡されている。これら薄膜圧電体素子駆動配線９ａ、９ｂ、９ｃは外部接続端子保持部７ｙに一方の端部が設けられており、外部の駆動回路（図示せず）に接続されている。

次に、このようなヘッド支持機構１００の動作について、図９〜図１１を参照して説明する。図９は、本発明の実施の形態におけるヘッド支持機構１００の側面図であり、図１０は、このヘッド支持機構１００の動作を説明するための圧電アクチュエータ素子１０の断面および圧電体への電圧印加仕様を説明する図である。図１１は、ヘッド支持機構１００の動作を説明するための概略構成図である。

圧電アクチュエータ素子１０の薄膜圧電体素子駆動配線９ｃは、図１０（ａ）に示すようにグランドレベルに設定されている。薄膜圧電体素子駆動配線９ａ、９ｂには図１０（ｂ）、（ｃ）に示すようにそれぞれ第１の薄膜圧電体素子１１ａと第２の薄膜圧電体素子１２ａおよび、第３の薄膜圧電体素子１１ｂと第４の薄膜圧電体１２ｂとをそれぞれ駆動する駆動電圧が印加される。この駆動電圧は、バイアス電圧Ｖｏを中心として第１の圧電体素子ユニット１と第２の圧電体素子ユニット２がお互いに逆位相となっている。

駆動電圧が印加されると、図１０（ａ）に示すように第１の薄膜圧電体素子１１ａ、第２の薄膜圧電体素子１２ａは矢印Ｆ方向に収縮する。また一方の第３の薄膜圧電体素子１１ｂ、第４の薄膜圧電体１２ｂは、矢印Ｅ方向に伸びる。第１の薄膜圧電体素子１１ａ、第２の薄膜圧電体素子１２ａには分極方向に電圧が印加されるため、第１の薄膜圧電体素子１１ａ、第２の薄膜圧電体素子１２ｂの分極が反転しその特性を損なうことはない。また、第３の薄膜圧電体素子１１ｂ、第４の薄膜圧電体１２ｂの印加電圧は分極を反転させない程度に小さいため特性を損なうおそれがないので、薄膜圧電体素子駆動配線９ａ、９ｂには、プラス・マイナスいずれの電圧を印加しても構わない。

図１１は、第２の圧電体素子ユニット１０ｂが伸び、第１の圧電体素子ユニット１０ａが収縮したときのスライダ２の回転動作について描いた図であり、第２の圧電体素子ユニット１０ｂが矢印Ｈ方向に伸び、第１の圧電体素子ユニット１０ａが矢印Ｇ方向収縮すると、スライダ２およびスライダ保持基板３ａは突起部３ｂに当接するディンプル４ｇを中心に矢印Ｃ方向に回動する。このようにして、スライダ２上に設けられた磁気ヘッド１は、磁気ディスクに同心状態で設けられた各トラックの幅方向に移動することになる。これによりトラックから位置ずれを起こした磁気ヘッド１を所定のトラックに追従させることができ、磁気ヘッド１のオントラック性を高精度に実現することができる。

以下、図１４〜図２４を参照しながら、実施の形態１における圧電アクチュエータ素子の製造方法および圧電体駆動部１００の詳細な構成を明らかにする。尚、第１の圧電体素子ユニット１０ａと第２の圧電体素子ユニット１０ｂとは、図３に示したように同様の構造（左右鏡面対称）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、第２の圧電体素子ユニット１０ｂの部分を省略して示している。

（成膜工程）
実施の形態１の製造方法では、まず、図１４に示すように、単結晶基板３０ｂの一方の主面に、単結晶基板３０ｂ側から第１の電極１３ａ、第１の薄膜圧電体素子１１ａ、第２の電極１４ａをこの順番に成膜する。同様に、図１５に示すように、単結晶基板３０aの一方の主面に、単結晶基板３０ａ側から第３の電極１６ａ、第２の薄膜圧電体素子１２ａ、第４の電極１５ａをこの順番に成膜する。

（接着工程）
次に、図１６に示すように、単結晶基板３０ａと単結晶基板３０ｂとを第２の電極１４ａと第４の電極１５ａとを対向させて、第１の接着剤１７ａを用いて接合する。これにより、単結晶基板３０ａの一方の主面に、単結晶基板３０ａ側から第３の電極１６ａ、第２の薄膜圧電体素子１２ａ、第４の電極１５ａ、接着剤１７ａ、第２の電極１４ａ、第１の薄膜圧電体素子１１ａ、第１の電極１３ａがこの順に積層された積層体が構成される。

尚、実施の形態１では、絶縁性の接着剤１７を用いて接合したが、本発明では、導電性の接着剤、または接着剤１７を用いることなく、超音波振動を利用した熱溶着によって第２の電極１４ａと第４の電極１５ａとを接着するようにしても良い。そして、図１７に示すように、一方の単結晶基板３０ｂをエッチングで除去する。

（第１エッチング工程）
次に、図１８（ａ）の平面図および図１８（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）とに分離する。

（第２エッチング工程）
次に、図１９（ａ）の平面図および図１９（ｂ）の断面図に示すように、ドライエッチングによって（Ｅ１およびＥ２で示す部分を除去することによって）、圧電変位領域５１ａの周りに第３の電極１６ａを露出させる。さらに、同時に第１の電極１３ａおよび第１の薄膜圧電体素子１１ａを除去することにより凹部２３を形成し、その凹部２３の底面に第２の電極１４ａを露出させる。

（第３エッチング工程）
次に、図２０（ａ）の平面図および図２０（ｂ）の断面図に示すように、ドライエッチングによって、凹部２３の部分において、第２の電極１４ａおよび接着剤１７ａを除去することにより凹部２４を形成し、その凹部２４の底面に第４の電極１５ａを露出させる。尚、凹部２４は凹部２３の底面の中央部に形成され、凹部２４の周りに第２の電極１４ａが少なくても後述の金属端子膜２１ａにより確実に接続できる程度に露出されているビアホール部７０ａを形成する。

（第１補強材形成工程）
次に、図２１（ａ）の平面図および図２１（ｂ）の断面図に示すように、以下の部分を露出させる以外は、第１の圧電体素子ユニット１０ａと第２の圧電体素子ユニット１０ｂの端部を補強材１９で架橋して、第１の圧電体素子ユニット１０ａと第２の圧電体素子ユニット１０ｂを連結する圧電体結合領域５２ａを形成する。形成方法は、
（ｉ）露出部分をレジストマスクでパターニング
（ｉｉ）ＣＶＤ装置、ＰＶＤ装置等を用いて絶縁膜を成膜
（ｉｉｉ）リフトオフによりレジスト除去
または、有機絶縁材料をスピンコート等で塗布、露出する部分以外にマスク、露出部分上の有機絶縁材料をエッチング除去する方法を用いてもよい。

このようにして、補強材１９が形成されないで露出される部分は、
（ｉ）凹部２４の底部の第４の電極１５ａと、
（ｉｉ）凹部２４ｂ（凹部２４ａ）の周りに露出された第２の電極１４ａと、
（ｉｉｉ）エッチング工程によって露出された第３の電極１６ａと、
（iv）凹部２４とエッチング工程によって露出された第３の電極１６ａとの間に設けた開口部２５により露出された第１の電極１３ａである。

（第１コーティング膜形成工程）
次に、図２１（ａ）の平面図および図２１（ｂ）の断面図に示すように、圧電アクチュエータ素子１０において、圧電体結合領域５２ａの補強材１９によって露出させた部分を除くほぼ全体を覆うように、コーティング膜１８を形成する。

（金属端子膜形成）
次に、図２３（ａ）の平面図および図２３（ｂ）の断面図に示すように、（ｉ）凹部２４底部の第４の電極１５ａと（ii）凹部２４ｂの周りに露出された第２の電極１４ａとに接続された第１のグランド電極配線２１ａを形成し、（iii）エッチング工程によって露出された第３の電極１６ａと（iv）開口部２５により露出された第１の電極１３ａとに接続された第１の信号電極配線２０ａを形成する。

（転写工程）
次に、図２４に示すように、コーティング膜の上に転写用基板６０を接合し、その後、図２５（ａ）、（ｂ）に示すように、単結晶基板３０ａ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、図７に示すように、単結晶基板３０ａに代えてフレキシブル基板であるフレクシャ７を接合する。

（ワイヤボンディング工程）
そして、第１の電極１３ａと第３の電極１６ａを短絡した信号電極配線２０ａとフレクシャ７の９ａ端子部をワイヤボンディング線２２で接続し、第２の電極１４ａと第４の電極１５ａを短絡したグランド電極配線２１ａとフレクシャ７の９ｂ端子部をワイヤボンディング線２２で接続する。

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。

図６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。

以上のように構成された実施の形態１の圧電アクチュエータ素子は、第１の圧電素子ユニットと第２の圧電素子ユニットの一端部を結合して片梁（結合領域５２ａ）を設けることにより、薄膜圧電体素子の左右が変形して曲がることなく、ヘッド支持機構のフレキシブル基板（圧電体駆動部）に均一に接合され、破損等を防止することができる。さらに、絶縁性および耐湿性の高い補強材とコーティング膜との２層構造により、電極端子配線と電極間距離が離れて高い絶縁性を得ることが可能となる。これにより、共振モードの安定化および、高い信頼性が得られるなどヘッド支持機構に歩留りよく組み合わせることができる。

また、図５に示すように、結合領域５２はフレクシャ７のＳＵＳ板２００（固定された領域）の上に配置されることから補強材を形成しても変位に影響しない構造を有している。

（実施の形態２）
図２５は、本発明の実施の形態２の圧電アクチュエータ素子１０の製造方法を示すプロセスフロー図である。実施の形態２の製造方法が実施の形態１の製造方法と異なる点は、補強材の配置および形成方法であり、その他は実施の形態１の圧電アクチュエータ素子１０と基本構成は同様である。

すなわち、実施の形態１の圧電アクチュエータ素子１０では、薄膜圧電体貼付部の一方の面に補強材を形成して第１の薄膜圧電体素子１０ａと第２の薄膜圧電体素子１０ｂを連結する構成である。これに対して、本実施の形態２の圧電アクチュエータ素子では、単結晶基板３０ａの一部を残して第１の薄膜圧電体素子１０ａと第２の薄膜圧電体素子１０ｂを連結するように構成されている。

図２５を参照しながら本発明に係わる実施の形態２の圧電アクチュエータ素子の製造方法について説明する。

図２５（ａ）に示す成膜工程、（ｂ）に示す接着工程、（ｃ）に示す第１エッチング工程、（ｄ）に示す第２エッチング工程、（ｅ）に示す第３エッチング工程、（ｆ）に示す第４エッチング工程、（ｈ）に示す金属端子膜形成においては、実施の形態１と同じ製造方法であり、説明を省略する。

実施の形態１の製造方法と異なる点は、図２５（ｇ）に示すように、以下の部分を露出させる以外は、圧電アクチュエータ素子１０のほぼ全体を覆うように、コーティング膜１８を形成する。

コーティング膜１８が形成されないで露出される部分は、
（ｉ）凹部２４の底部の第４の電極１５ａと、
（ｉｉ）凹部２４ｂ、凹部２４ａの周りに露出された第２の電極１４ａと
（ｉｉｉ）エッチング工程によって露出された第３の電極１６ａと、
（iv）凹部２４とエッチング工程によって露出された第３の電極１６ａとの間において、その第３の電極１６ａに設けた開口部２５により露出された第１の電極１３ａである。

次に、電極端子配線２０、２１を形成し、転写用基板６０に接合する。その後、単結晶基板３０ａをエッチングにより所定の厚みに除去し、さらに圧電体結合領域５２ｂの形状を残して単結晶基板３０ａを除去する。

そして、単結晶基板３０ａを残した薄膜圧電体貼付側に単結晶基板３０ａに代えてフレキシブル基板であるフレクシャ７を接合する。

このように、単結晶基板３０ａを残す製造方法を用いることで新たな補強材を形成することなく容易に第１の圧電素子ユニットと１０ａ第２の圧電素子ユニット１０ｂの一端部を結合することが可能であり、実施の形態１と同様の効果が得られる。

なお、本実施の形態の圧電アクチュエータ素子は、薄膜圧電体素子を２層で構成したが、単層で構成しても良い。

本発明にかかるヘッド支持機構は、圧電体駆動部を有し、圧電アクチュエータ素子を薄膜圧電体貼付部に精度よく接合することが可能になる。そのため、高い共振特性と高精度の位置決めが可能な圧電アクチュエータを実現し、それを用いた小型で大記録容量のディスク装置等を提供することができる。

本発明の実施の形態におけるヘッド支持機構の全体構成を示す斜視図 本発明の実施の形態におけるヘッド支持機構の分解斜視図 本発明の実施の形態１における圧電アクチュエータの平面図 図３のＡ−Ａ‘断面図 本発明の実施の形態のヘッド支持機構に使用するフレクシャの平面図 実施の形態のヘッド支持機構に使用するフレクシャに薄膜圧電体素子を接着したときの平面図 図６のＢ−Ｂ‘断面図 図６のＣ−Ｃ‘断面図 本発明の実施の形態におけるヘッド支持機構の側面図 本発明の実施の形態におけるヘッド支持機構の動作を説明するための薄膜圧電体素子の断面および電圧印加仕様の説明図 本発明の実施の形態におけるヘッド支持機構の動作を説明するための概略構成の平面図 従来の磁気ディスク装置のアクチュエータアームに設けられた薄膜圧電体素子を用いた副アクチュエータの平面図 図１２のＤ−Ｄ‘断面図 本発明の実施の形態１の圧電アクチュエータ素子の製造方法における電極および、薄膜圧電体の成膜工程をの説明するための断面図 本発明の実施の形態１の圧電アクチュエータ素子の製造方法における電極および、薄膜圧電体の成膜工程を説明するための断面図 本発明の実施の形態１の圧電アクチュエータ素子の製造方法における接着工程を説明するための断面図 本発明の実施の形態１の圧電アクチュエータ素子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 本発明の実施の形態１の圧電アクチュエータ素子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 本発明の実施の形態１の圧電アクチュエータ素子の製造方法における第２エッチング工程を説明するための平面図と断面図 本発明の実施の形態１の圧電アクチュエータ素子の製造方法における第３エッチング工程を説明するための平面図と断面図 本発明の実施の形態１の圧電アクチュエータ素子の製造方法における第１の補強材層形成工程を説明するための平面図と断面図 本発明の実施の形態１の圧電アクチュエータ素子の製造方法における第１の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 本発明の実施の形態１の圧電アクチュエータ素子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 本発明の実施の形態１の圧電アクチュエータ素子の製造方法における転写工程および転写後の状態を示す断面図 本発明の実施の形態２における圧電アクチュエータ素子を形成するプロセスフロー図

符号の説明

１ 磁気ヘッド（ヘッド素子）
２ スライダ
３ フレクシャ基板
３ａ スライダ保持基板
３ｂ 突起部
４ ロードビーム
４ａ 基端部
４ｃ ビーム部
４ｇ ディンプル
５ ベースプレート
６ ヘッド配線パターン
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ 配線
７ フレクシャ
７ｘ スライダ取付部
７ｙ 外部接続端子保持部
８ａ，８ｂ 薄膜圧電体保持部
８ｃ フレキシブル基板
９ａ，９ｂ，９ｃ 薄膜圧電体素子駆動配線
９ｄ グランド配線
１０ 圧電アクチュエータ素子
１０ａ 第１の圧電体素子ユニット
１０ｂ 第２の圧電体素子ユニット
１１ａ，１１ｂ 第１、第３の薄膜圧電体素子
１２ａ，１２ｂ 第２、第４の薄膜圧電体素子
１３ａ，１３ｂ 第１、第５の電極
１４ａ，１４ｂ 第２、第６の電極
１５ａ，１５ｂ 第４、第８の電極
１６ａ，１６ｂ 第３、第７の電極
１７ａ，１７ｂ 第１、第２の接着剤
１８ コーティング膜
１９ 補強材
２０ａ，２０ｂ 第１、第２の信号電極配線
２１ａ，２１ｂ 第１、第２のグランド電極配線
２２ ワイヤボンディング線
３０ａ，３０ｂ 第１、第２の単結晶基板
３０c 単結晶基板の結合部
５１ａ 圧電変位領域
５２ａ，５２ｂ 第１、第２の結合領域
６０ 転写用基板
７０ａ，７０ｂ 第１、第２の信号電極端子のビアホール部
７１ａ，７１ｂ 第１、第２のグランド電極端子のビアホール部
２００ フレクシャＳＵＳ板結合部

Claims (7)

1. 一方の面に第１の電極を設けるとともに、他方の面に第２の電極を設け前記第２の電極方向に分極された第１の薄膜圧電体素子と、一方の面に第３の電極を設けるとともに、他方の面に第４の電極を設け前記第４の電極方向に分極された第２の薄膜圧電体素子とを有し、前記第２の電極と前記第４の電極とを対向させて接合した第１の圧電体素子ユニットと、
   一方の面に第５の電極を設けるとともに、他方の面に第６の電極を設け前記第６の電極方向に分極された第３の薄膜圧電体素子と、一方の面に第７の電極を設けるとともに、他方の面に第８の電極を設け前記第８の電極方向に分極された第４の薄膜圧電体素子とを有し、前記第６の電極と前記第８の電極とを対向させて接合した第２圧電体素子ユニットとを備え、
   前記第１の圧電体素子ユニットと前記第２の圧電体素子ユニットの端部を補強材で連結し、
   前記第１の電極と前記第３の電極とを短絡した第１の信号電極配線と、前記第２の電極と前記第４の電極とを短絡した第１のグランド電極配線と、前記第５の電極と前記第７の電極とを短絡した第２の信号電極配線と、前記第６の電極と前記第８の電極とを短絡した第２のグランド電極配線とを備えたことを特徴とする圧電アクチュエータ素子。
2. 前記第１の圧電体素子ユニットと前記第２の圧電体素子ユニットの一端部が複数層の絶縁層で連結することを特徴とする請求項１に記載の圧電アクチュエータ素子。
3. 前記第１の圧電体素子ユニットと第２の圧電体素子ユニットの一端部に単結晶基板を部分的に残して連結することを特徴とする請求項１に記載の圧電アクチュエータ素子。
4. 第１の基板上に第１の電極、第１の薄膜圧電体素子、および第２の電極を順次積層する工程と、
   第２の基板上に第３の電極、第２の薄膜圧電体素子、および第４の電極を順次積層する工程と、
   前記第２の電極と前記第４の電極とを対向させて接着層を介して接着固定する工程と、
   前記２の基板のみ選択的に除去する工程と、
   前記第１の電極、前記第１の薄膜圧電体素子、前記第２の電極、前記接着層、前記第４の電極、前記第２の薄膜圧電体素子、前記第３の電極の圧電積層体において、信号を印加する信号端子ビアホール部とグランド端子ビアホール部を所定の形状に加工して構造体を形成する工程と、
   前記構造体の一端部に第１の補強材を形成する工程と、
   前記補強材を形成された前記構造体を樹脂層で被覆する工程と、
   前記第１の電極と前記第３の電極とを短絡する第１の信号電極配線と、前記第２の電極と前記第４の電極とを短絡する第１のグランド電極配線を形成する工程と、
   前記圧電積層体に転写用基板を接合して前記第１基板と前記転写用基板を除去し、その除去した前記第１の基板に代えてフレキシブル基板を接合する工程を含むことを特徴とする請求項１および請求項２に記載の圧電アクチュエータ素子の製造方法。
5. 第１の基板上に第１の電極、第１の薄膜圧電体素子、および第２の電極を順次積層する工程と、
   第２の基板上に第３の電極、第２の薄膜圧電体素子、および第４の電極を順次積層する工程と、
   前記第２の電極と前記第４の電極とを対向させて接着層を介して接着固定する工程と、
   前記２の基板のみ選択的に除去する工程と、
   前記第１の電極、前記第１の薄膜圧電体素子、前記第２の電極、前記接着層、前記第４の電極、前記第２の薄膜圧電体素子、前記第３の電極の圧電積層体において、信号を印加する信号端子ピアホール部とグランド端子ビアホール部を所定の形状に加工して構造体を形成する工程と、
   前記構造体を樹脂層で被覆する工程と、
   前記第１の電極と前記第３の電極とを短絡する第１の信号電極配線と、前記第２の電極と前記第４の電極とを短絡する第１のグランド電極配線を形成する工程と、
   前記圧電積層体に転写用基板を接合して前記第１基板の一部を部分的に残す工程と、
   前記転写用基板を除去し、その除去した前記第１の基板に代えてフレキシブル基板を接合する工程を含むことを特徴とする請求項１および請求項３に記載の圧電アクチュエータ素子の製造方法。
6. 前記第１の補強材は、ＳｉＯ２、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ2Ｏ3、ＤＬＣを主成分とする絶縁膜および、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の有機絶縁材料であって、ｔ＞１μｍ、且つ耐湿性に優れていることを特徴とする請求項１および請求項２に記載の圧電アクチュエータ素子。
7. たわみ変形が可能なフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板の一方の面に信号を印加すると交互に伸縮する一対の圧体駆動素子とを接合し、前記圧電アクチュエータ素子に設けた前記補強材は、前記フレキシブル基板の一部に設けたＳＵＳ板上に接合されることを特徴とする請求項１に記載の圧電アクチュエータ素子。

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