JP2008198321A - Magnetic disk unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は磁気ディスク装置に関し、特に、磁気ディスクと、ヘッド位置決め機構と、ヘッド位置決め機構の先端に取り付けられたサスペンションと、サスペンションの先端部に設置され、磁気ヘッドを搭載したスライダと、を有する磁気ディスク装置に関する。 The present invention relates to a magnetic disk device, and more particularly to a magnetic disk having a magnetic disk, a head positioning mechanism, a suspension attached to the tip of the head positioning mechanism, and a slider mounted on the tip of the suspension and mounting the magnetic head. The present invention relates to a disk device.
磁気ディスク装置に適用されるスライダは、一般にスライダを支持するサスペンションの先端部に形成される。
図８は、従来の磁気ディスク装置の模式図、図９は、従来のサスペンションの拡大模式図である。
A slider applied to a magnetic disk device is generally formed at the tip of a suspension that supports the slider.
FIG. 8 is a schematic diagram of a conventional magnetic disk device, and FIG. 9 is an enlarged schematic diagram of a conventional suspension.
磁気ディスク装置１００は、図８に示すように、スピンドルモータ１０２と接続された磁気ディスク１０１と、サスペンション１０６に支持されて、磁気ヘッド（不図示）が設置されたスライダ１０７と、を有している。なお、サスペンション１０６とボイスコイル（ＶＣ）モータ１０４とを接続するアーム１０５はキャリッジ１０３に搭載されている。なお、サスペンション１０６の先端部では、図９に示すように、樹脂配線層に覆われた金属配線にて構成されるプリント配線基板１０６ａとスライダ１０７とが電気的に接続されている。 As shown in FIG. 8, the magnetic disk apparatus 100 includes a magnetic disk 101 connected to a spindle motor 102, and a slider 107 supported by a suspension 106 and provided with a magnetic head (not shown). Yes. An arm 105 that connects the suspension 106 and the voice coil (VC) motor 104 is mounted on the carriage 103. As shown in FIG. 9, the printed wiring board 106 a configured by metal wiring covered with a resin wiring layer and the slider 107 are electrically connected at the tip of the suspension 106.
磁気ディスク１０１は、記録表面に磁性体が塗布された円板状の磁気記録媒体である。磁気ヘッドを利用することで、磁気ディスク１０１の記録表面に情報の記録や記録した情報の読み出しができる。また、磁気ディスク１０１は、スピンドルモータ１０２を介して回転させられる。 The magnetic disk 101 is a disk-shaped magnetic recording medium having a recording surface coated with a magnetic material. By using the magnetic head, it is possible to record information on the recording surface of the magnetic disk 101 and to read the recorded information. The magnetic disk 101 is rotated via a spindle motor 102.
スピンドルモータ１０２は、接続された磁気ディスク１０１を所定の速度で回転制御する。
キャリッジ１０３には、ＶＣモータ１０４とサスペンション１０６とが接続されたアーム１０５が搭載されている。
The spindle motor 102 controls the rotation of the connected magnetic disk 101 at a predetermined speed.
An arm 105 to which a VC motor 104 and a suspension 106 are connected is mounted on the carriage 103.
ＶＣモータ１０４は、ロータリアクチュエータ（不図示）と接続されている。このロータリアクチュエータによって、磁気ヘッドから得られる浮上量および位置情報をＶＣモータ１０４にフィードバックして、磁気ヘッドのトラック位置決めを行うことができる。 The VC motor 104 is connected to a rotary actuator (not shown). With this rotary actuator, the flying height and position information obtained from the magnetic head can be fed back to the VC motor 104 to perform track positioning of the magnetic head.
アーム１０５は、ＶＣモータ１０４とサスペンション１０６と一体的に接続されて、キャリッジ１０３上に搭載されている。
サスペンション１０６は、スライダ１０７を先端部で支持する板ばねである。
The arm 105 is integrally connected to the VC motor 104 and the suspension 106 and is mounted on the carriage 103.
The suspension 106 is a leaf spring that supports the slider 107 at the tip.
スライダ１０７は、磁気ディスク１０１と対向するように磁気ヘッドが設置されており、磁気ディスク１０１上を数ｎｍから数十ｎｍの高さで浮上する。
このような磁気ディスク装置１００は、ＶＣモータ１０４による駆動によって、アーム１０５を介して、サスペンション１０６に設置されたスライダ１０７を磁気ディスク１０１の記録表面に対して接近または離間させて記録表面のサーボ情報を利用して、スライダ１０７の位置および浮上量の制御を行う。
The slider 107 is provided with a magnetic head so as to face the magnetic disk 101, and floats on the magnetic disk 101 at a height of several nanometers to several tens of nanometers.
Such a magnetic disk device 100 is driven by a VC motor 104, and the slider 107 installed on the suspension 106 is moved closer to or away from the recording surface of the magnetic disk 101 via the arm 105. Is used to control the position and flying height of the slider 107.
近年、磁気ディスク装置は、より大容量化および微小化される傾向にある。そして、磁気ディスク装置の小型化とともに磁気ヘッドも微小化が進み、薄膜で形成されるものもある。 In recent years, magnetic disk devices tend to have larger capacities and smaller sizes. With the miniaturization of the magnetic disk device, the magnetic head has been miniaturized, and there are some which are formed of a thin film.
そして、磁気ディスクの大容量化にともなって、小型化された磁気ヘッドによる読み出しおよび書き込みに対するサーボ制御の高精度化が進められている。サーボ制御の高精度化には、磁気ディスクの全領域で磁気ヘッドが磁気ディスクの記録表面から一定の微細浮上高を要するという基本技術が要求される（例えば、特許文献１，２参照。）。 As the capacity of the magnetic disk is increased, servo control for reading and writing with a miniaturized magnetic head has been improved. To increase the accuracy of servo control, a basic technique is required in which the magnetic head requires a certain fine flying height from the recording surface of the magnetic disk in the entire area of the magnetic disk (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
そこで、磁気ヘッドと磁気ディスクの記録表面との間隙の制御を行うために、印加電圧によって形状が変形する特性（圧電効果）を有する圧電（電歪）セラミックス薄膜が利用されている。 Therefore, in order to control the gap between the magnetic head and the recording surface of the magnetic disk, a piezoelectric (electrostrictive) ceramic thin film having a characteristic (piezoelectric effect) whose shape is deformed by an applied voltage is used.
すなわち、圧電セラミックス薄膜で構成される薄膜圧電アクチュエータを、スライダを支持するサスペンション上に設置して、印加電圧による圧電セラミックス薄膜の変形を利用して、磁気ディスクの記録表面から磁気ヘッドまでの浮上量を制御することが試みられている（例えば、特許文献１，２参照。）。
しかし、スライダに設置された磁気ヘッドと磁気ディスクの記録表面との間隙の制御のためにサスペンション上に形成された圧電セラミックス薄膜を薄膜アクチュエータとして用いることには、以下のような問題点があった。 However, using the piezoelectric ceramic thin film formed on the suspension as a thin film actuator for controlling the gap between the magnetic head installed on the slider and the recording surface of the magnetic disk has the following problems. .
第１に、薄膜アクチュエータの振動周波数がサスペンションの共振周波数帯域内では、薄膜アクチュエータの変位量の変化によって、サスペンションの急峻な変位量の増大が発生するために、スライダの浮上量を制御することは難しいという問題があった。 First, when the vibration frequency of the thin film actuator is within the resonance frequency band of the suspension, a change in the displacement amount of the thin film actuator causes a steep increase in the displacement amount of the suspension. There was a problem that it was difficult.
第２に、薄膜アクチュエータとして大きな発生力および変位量を発生する圧電セラミックス薄膜の一般的な成膜プロセス（ゾルゲル法、スパッタ法、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法など）では、結晶化のため一般に約５００度以上の温度が必要である。このような高温では、樹脂配線層から構成されるプリント配線基板では耐え得ることができないという問題があった。逆に薄膜アクチュエータ形成後、プリント配線基板を接着することも考えられるが、この場合、引き回しが煩雑になり現実的ではなく、サスペンションの形状変更を強いる場合もある。 Second, in general film formation processes of piezoelectric ceramic thin films (sol-gel method, sputtering method, MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) method, etc.) that generate large generation force and displacement as thin film actuators, Generally, a temperature of about 500 degrees or more is required. At such a high temperature, there is a problem that the printed wiring board composed of the resin wiring layer cannot withstand. On the contrary, it is conceivable to bond the printed wiring board after forming the thin film actuator, but in this case, the routing becomes complicated and is not practical, and the suspension shape may be forced to change.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、磁気ディスクの記録表面からの磁気ヘッドの浮上量や位置を高精度に制御することができる磁気ディスク装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a magnetic disk device capable of controlling the flying height and position of the magnetic head from the recording surface of the magnetic disk with high accuracy. .
本発明では上記課題を解決するために、図１に示すように、磁気ディスク１と、ヘッド位置決め機構と、ヘッド位置決め機構の先端に取り付けられたサスペンション５と、サスペンション５の先端部に設置され、磁気ヘッド６ａを搭載したスライダ６と、を有する磁気ディスク装置１０において、スライダ６が設置された面と同一のサスペンション５上であって、サスペンション５の長手方向に設置された薄膜アクチュエータ７と、を有することを特徴とする磁気ディスク装置１０が提供される。 In the present invention, in order to solve the above problems, as shown in FIG. 1, the magnetic disk 1, the head positioning mechanism, the suspension 5 attached to the tip of the head positioning mechanism, and the tip of the suspension 5, In a magnetic disk device 10 having a slider 6 on which a magnetic head 6 a is mounted, a thin film actuator 7 installed on the same suspension 5 as the surface on which the slider 6 is installed and in the longitudinal direction of the suspension 5. A magnetic disk device 10 is provided.
このような磁気ディスク装置によれば、スライダが設置された面と同一のサスペンション上に、サスペンションの長手方向に薄膜アクチュエータが設置される。 According to such a magnetic disk device, the thin film actuator is installed in the longitudinal direction of the suspension on the same suspension as the surface on which the slider is installed.
本発明では、スライダが設置された面と同一のサスペンション上に、サスペンションの長手方向に薄膜アクチュエータを設置するようにした。これにより、薄膜アクチュエータをプリント配線基板上に形成でき、サスペンションの共振周波数を低減して、磁気ヘッドと磁気ディスクの記録表面との間隙が制御できて、磁気ヘッドが設置されたスライダの位置精度を高精度に行うことができるようになる。 In the present invention, the thin film actuator is installed in the longitudinal direction of the suspension on the same suspension as the surface on which the slider is installed. As a result, a thin film actuator can be formed on the printed wiring board, the resonance frequency of the suspension can be reduced, the gap between the magnetic head and the recording surface of the magnetic disk can be controlled, and the positional accuracy of the slider on which the magnetic head is installed can be improved. It becomes possible to carry out with high precision.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
図１は、本発明における磁気ディスク装置の概念図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments.
FIG. 1 is a conceptual diagram of a magnetic disk device according to the present invention.
磁気ディスク装置１０は、モータ２に接続された磁気ディスク１と、モータ４と連動して動作するアーム３に一体的に接続されたサスペンション５の先端部に設置されたスライダ６と、により構成される。 The magnetic disk device 10 includes a magnetic disk 1 connected to a motor 2 and a slider 6 installed at the tip of a suspension 5 connected integrally to an arm 3 that operates in conjunction with the motor 4. The
さらに、サスペンション５には樹脂配線層により覆われた金属配線であるプリント配線基板５ａが接着されており、サスペンション５の先端部には、磁気ヘッド６ａが形成されたスライダ６が設置されているとともに、サスペンション５の低剛性部位を通るプリント配線基板５ａ上に、サスペンション５およびスライダ６と一直線状に薄膜アクチュエータ７が形成されている。 Further, a printed wiring board 5a, which is a metal wiring covered with a resin wiring layer, is bonded to the suspension 5, and a slider 6 on which a magnetic head 6a is formed is installed at the tip of the suspension 5. A thin film actuator 7 is formed in a straight line with the suspension 5 and the slider 6 on the printed wiring board 5 a passing through the low rigidity portion of the suspension 5.
磁気ディスク１は、円板状の記録媒体である。モータ２によって回転させられて、記録表面に情報を記録または再生させられる。
モータ２は、接続された磁気ディスク１を所定の速度で回転制御することができる。
The magnetic disk 1 is a disk-shaped recording medium. The information is recorded or reproduced on the recording surface by being rotated by the motor 2.
The motor 2 can control the rotation of the connected magnetic disk 1 at a predetermined speed.
アーム３は、モータ４とサスペンション５とを一体的に接続している。
モータ４は、ロータリアクチュエータ（不図示）と接続されている。このロータリアクチュエータによって、スライダ６に取り付けられた磁気ヘッド６ａから得られる浮上量および位置情報をモータ４にフィードバックすることで、磁気ヘッド６ａのトラック位置決めなどを行うことができる。
The arm 3 integrally connects the motor 4 and the suspension 5.
The motor 4 is connected to a rotary actuator (not shown). By this rotary actuator, the flying height and position information obtained from the magnetic head 6a attached to the slider 6 are fed back to the motor 4, so that the track positioning of the magnetic head 6a can be performed.
サスペンション５は、スライダ６を支持している板ばねである。そして、サスペンション５には、樹脂配線層により覆われた金属配線にて構成されるプリント配線基板５ａが接着される。 The suspension 5 is a leaf spring that supports the slider 6. A printed wiring board 5a composed of metal wiring covered with a resin wiring layer is bonded to the suspension 5.
スライダ６は、サスペンション５の先端部に配置し、プリント配線基板５ａと電気的に接続されており、磁気ヘッド６ａが形成されている。
磁気ヘッド６ａは、スライダ６の先端部に形成されて磁気ディスク１と対向し、磁気ディスク１の記録表面上を数ｎｍから数十ｎｍの高さで浮上する。
The slider 6 is disposed at the front end of the suspension 5 and is electrically connected to the printed wiring board 5a to form a magnetic head 6a.
The magnetic head 6 a is formed at the tip of the slider 6, faces the magnetic disk 1, and floats on the recording surface of the magnetic disk 1 at a height of several nanometers to several tens of nanometers.
薄膜アクチュエータ７は、圧電セラミックス薄膜にて構成され、サスペンション５の低剛性部位を通るプリント配線基板５ａ上に、サスペンション５およびスライダ６と一直線状に形成されている。このため、薄膜アクチュエータ７とサスペンション５とが絶縁されて、配線の引き出しの煩雑さも無くなるとともに、薄膜アクチュエータ７自身の変位量変化に起因したサスペンション５の共振周波数を低下させることが可能となる。また、薄膜アクチュエータ７の形成方法として、水熱合成法またはエアロゾルデポジション法などの常温の２０度程度から２００度程度以下のプロセス温度で可能な低温薄膜プロセスを用いることができる。この低温薄膜プロセスによって、金属などで構成されるサスペンション５と薄膜アクチュエータ７との形成時の熱膨張差に起因する反りを抑えて、さらに樹脂配線層によって構成されるプリント配線基板５ａ上に薄膜アクチュエータ７を形成することができる。 The thin film actuator 7 is formed of a piezoelectric ceramic thin film, and is formed in a straight line with the suspension 5 and the slider 6 on the printed wiring board 5 a passing through the low rigidity portion of the suspension 5. For this reason, the thin film actuator 7 and the suspension 5 are insulated from each other, so that the trouble of drawing out the wiring is eliminated, and the resonance frequency of the suspension 5 due to the change in the displacement amount of the thin film actuator 7 itself can be lowered. Further, as a method of forming the thin film actuator 7, a low temperature thin film process that can be performed at a process temperature of about 20 degrees C. to about 200 degrees C. or less, such as a hydrothermal synthesis method or an aerosol deposition method, can be used. By this low-temperature thin film process, the warp caused by the difference in thermal expansion during the formation of the suspension 5 made of metal or the like and the thin film actuator 7 is suppressed, and the thin film actuator is further formed on the printed wiring board 5a made of the resin wiring layer. 7 can be formed.
このような薄膜アクチュエータ７によって、磁気ヘッド６ａと磁気ディスク１の記録表面との間隙を正確に制御でき、磁気ヘッド６ａによる磁気ディスク１の記録表面の読み出し時または書き込み時に発生する信号を安定化させ、スライダ６の位置制御を高精度に行うことができる。 By such a thin film actuator 7, the gap between the magnetic head 6a and the recording surface of the magnetic disk 1 can be accurately controlled, and a signal generated when the recording surface of the magnetic disk 1 is read or written by the magnetic head 6a is stabilized. The position control of the slider 6 can be performed with high accuracy.
したがって、磁気ディスク装置１０は、モータ４による駆動によって、アーム３を介して、サスペンション５に設置されたスライダ６を磁気ディスク１の記録表面に対して接近または離間させて記録表面のサーボ情報を利用して、スライダ６の位置および浮上量の制御を高精度に行うことができる。 Therefore, the magnetic disk device 10 uses the servo information on the recording surface by driving the motor 4 to move the slider 6 installed on the suspension 5 close to or away from the recording surface of the magnetic disk 1 via the arm 3. Thus, the position of the slider 6 and the flying height can be controlled with high accuracy.
次に、本発明を用いて、以下に２つの実施の形態について説明する。
まず、第１の実施の形態にについて説明する。
図２は、第１の実施の形態における磁気ディスク装置の模式図、図３は、第１の実施の形態におけるサスペンションの先端部の拡大模式図である。
Next, two embodiments will be described below using the present invention.
First, the first embodiment will be described.
FIG. 2 is a schematic diagram of the magnetic disk device according to the first embodiment, and FIG. 3 is an enlarged schematic diagram of the front end portion of the suspension according to the first embodiment.
磁気ディスク装置２０は、図２に示すように、スピンドルモータ１２に接続された磁気ディスク１１と、ＶＣモータ１５と連動して動作するアーム１４に一体的に接続されたサスペンション１６の先端部に設置されたスライダ１７とにより構成される。なお、このようなアーム１４はキャリッジ１３に搭載されている。 As shown in FIG. 2, the magnetic disk device 20 is installed at the tip of a magnetic disk 11 connected to a spindle motor 12 and a suspension 16 integrally connected to an arm 14 operating in conjunction with a VC motor 15. The slider 17 is configured. Such an arm 14 is mounted on the carriage 13.
さらに、図３に示すように、サスペンション１６には樹脂配線層により覆われた金属配線にて構成されるプリント配線基板１６ａが接着されており、サスペンション１６の先端部には、磁気ヘッド（不図示）が取り付けられたスライダ１７がプリント配線基板１６ａと電気的に接続されて設置されているとともに、サスペンション１６の最先端部を通るプリント配線基板１６ａ上に、サスペンション１６およびスライダ１７と一直線状に、低温薄膜プロセスにて薄膜アクチュエータ１８が形成されている。 Further, as shown in FIG. 3, a printed wiring board 16a composed of metal wiring covered with a resin wiring layer is bonded to the suspension 16, and a magnetic head (not shown) is attached to the tip of the suspension 16. ) Is mounted in electrical connection with the printed circuit board 16a, and is aligned with the suspension 16 and the slider 17 on the printed circuit board 16a passing through the most distal end of the suspension 16. A thin film actuator 18 is formed by a low temperature thin film process.
磁気ディスク１１は、記録表面に磁性体を塗布した円板状の記録媒体である。スピンドルモータ１２によって回転させられて、磁気ヘッドによって、記録表面に磁気的に情報が記録または記録された情報が再生される。 The magnetic disk 11 is a disk-shaped recording medium having a recording surface coated with a magnetic material. The information rotated or recorded by the spindle motor 12 and magnetically recorded on the recording surface is reproduced by the magnetic head.
スピンドルモータ１２は、接続された磁気ディスク１１を所定の速度で回転制御することができる。
アーム１４は、アルミ合金またはステンレスにて形成されていて、ＶＣモータ１５とサスペンション１６とを接続している。また、このようなアーム１４はキャリッジ１３に搭載されている。
The spindle motor 12 can control the rotation of the connected magnetic disk 11 at a predetermined speed.
The arm 14 is made of aluminum alloy or stainless steel, and connects the VC motor 15 and the suspension 16. Such an arm 14 is mounted on the carriage 13.
ＶＣモータ１５は、ロータリアクチュエータ（不図示）と接続されている。このロータリアクチュエータによって、スライダ１７に取り付けられた磁気ヘッドから得られる位置情報をＶＣモータ１５にフィードバックすることで、磁気ヘッドのトラック位置決めを行うことができる。 The VC motor 15 is connected to a rotary actuator (not shown). By using this rotary actuator, the position information obtained from the magnetic head attached to the slider 17 is fed back to the VC motor 15, whereby the track positioning of the magnetic head can be performed.
サスペンション１６は、スライダ１７を支持しているステンレス製の板ばねである。そして、サスペンション１６には、樹脂配線層により覆われた金属配線にて構成されるプリント配線基板１６ａが接着されている。 The suspension 16 is a stainless steel leaf spring that supports the slider 17. A printed wiring board 16a composed of metal wiring covered with a resin wiring layer is bonded to the suspension 16.
スライダ１７は、プリント配線基板１６ａと電気的に接続して、磁気ヘッドが取り付けられ、磁気ディスク１１と対向するように位置しており、磁気ディスク１１の記録表面上を数ｎｍから数十ｎｍの高さで浮上して滑走する。なお、スライダ１７は、縦２ｍｍ程度×横１ｍｍ程度×厚さ３００μｍ程度である。 The slider 17 is electrically connected to the printed circuit board 16a, is attached with a magnetic head, and is positioned so as to face the magnetic disk 11. The slider 17 is on the recording surface of the magnetic disk 11 with a thickness of several nanometers to several tens of nanometers. Ascend and slide at height. The slider 17 has a length of about 2 mm, a width of about 1 mm, and a thickness of about 300 μm.
薄膜アクチュエータ１８は、圧電セラミックス薄膜にて構成されている。圧電セラミックス薄膜として、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3）またはマグネシウム酸ニオブ酸チタン酸鉛（ＰＭＮ−ＰＴ：Ｐｂ（Ｍｇ，Ｎｂ）Ｏ3−ＰｂＴｉＯ3）のような電歪材料などの電界により機械的に変形するセラミックスが用いられる。また、薄膜アクチュエータ１８は、サスペンション１６の最先端部を通るプリント配線基板１６ａ上に、サスペンション１６およびスライダ１７と一直線状に形成されている。このため、薄膜アクチュエータ１８とサスペンション１６とが絶縁されて、配線の引き出しの煩雑さも無くなるとともに、薄膜アクチュエータ１８自身の変位量変化に起因したサスペンション１６の共振周波数を低下させることが可能となる。また、薄膜アクチュエータ１８の形成方法として、水熱合成法またはエアロゾルデポジション法などの常温の２０度程度から２００度程度以下の低温薄膜プロセスを用いることができる。この低温薄膜プロセスによって、ステンレスによって構成されるサスペンション１６と薄膜アクチュエータ１８との形成時の熱膨張差に起因する反りを抑えて、さらに樹脂配線層によって構成されるプリント配線基板１６ａ上に薄膜アクチュエータ１８を形成することができる。なお、薄膜アクチュエータ１８は、縦０．５ｍｍ程度×横０．７ｍｍ程度×厚さ３．５μｍ程度とする。 The thin film actuator 18 is composed of a piezoelectric ceramic thin film. As the piezoelectric ceramic thin film, for example, lead zirconate titanate (PZT: Pb (Zr, Ti) O 3 ) or lead magnesium niobate titanate (PMN-PT: Pb (Mg, Nb) O 3 —PbTiO 3 ). Ceramics that are mechanically deformed by an electric field such as an electrostrictive material are used. Further, the thin film actuator 18 is formed in a straight line with the suspension 16 and the slider 17 on the printed wiring board 16 a passing through the most distal portion of the suspension 16. For this reason, the thin film actuator 18 and the suspension 16 are insulated from each other, so that the trouble of drawing out the wiring is eliminated and the resonance frequency of the suspension 16 due to the change in the displacement amount of the thin film actuator 18 itself can be lowered. Further, as a method for forming the thin film actuator 18, a low temperature thin film process of about 20 degrees C. to about 200 degrees C. or less such as a hydrothermal synthesis method or an aerosol deposition method can be used. By this low-temperature thin film process, warpage due to a difference in thermal expansion during the formation of the suspension 16 made of stainless steel and the thin film actuator 18 is suppressed, and the thin film actuator 18 is further formed on the printed wiring board 16a made of a resin wiring layer. Can be formed. The thin film actuator 18 has a length of about 0.5 mm × width of about 0.7 mm × thickness of about 3.5 μm.
以下に、サスペンション１６上への薄膜アクチュエータ１８の形成工程について図を用いて説明する。
図４〜図６は、サスペンション上への薄膜アクチュエータの形成工程の断面模式図である。なお、以下の形成工程中の圧電セラミックス薄膜の形成は、水熱合成法によって形成する場合を例に挙げて説明する。
Below, the formation process of the thin film actuator 18 on the suspension 16 is demonstrated using figures.
4 to 6 are schematic cross-sectional views of the process of forming the thin film actuator on the suspension. In addition, formation of the piezoelectric ceramic thin film in the following formation processes will be described by taking as an example a case of forming by a hydrothermal synthesis method.
まず、サスペンション１６上の、配線１６ｂおよび電極パッド１６ｄを有する樹脂配線層１６ｃにより構成されるプリント配線基板１６ａが形成されている（図４（Ａ））。
なお、樹脂配線層１６ｃには、例えば、ポリイミドなど、配線１６ｂおよび電極パッド１６ｄにはアルミニウム（Ａｌ）などが使用される。
First, a printed wiring board 16a formed of a resin wiring layer 16c having wiring 16b and electrode pads 16d on the suspension 16 is formed (FIG. 4A).
For example, polyimide is used for the resin wiring layer 16c, and aluminum (Al) is used for the wiring 16b and the electrode pad 16d.
プリント配線基板１６ａが接着されたサスペンション１６上のアクチュエータ形成予定位置に、下部電極１９ａ（厚さ：約３００ｎｍ）を導電体膜によって形成する（図４（Ｂ））。 A lower electrode 19a (thickness: about 300 nm) is formed of a conductive film at a position where an actuator is to be formed on the suspension 16 to which the printed wiring board 16a is bonded (FIG. 4B).
下部電極１９ａを構成する導電体膜は、例えば、金（Ａｕ）や白金（Ｐｔ）などの金属、酸化ストロンチウムルテニウム（ＳＲＯ）や酸化インジウム錫（ＩＴＯ）などの導電性酸化物または窒化チタン（ＴｉＮ）などの導電性窒化物といった導電性を有する材料を用いる。また導電体膜は、スパッタ法、真空蒸着法などによって形成される。なお、導電体膜とプリント配線基板１６ａとの密着性が低い場合は、プリント配線基板１６ａの表面を粗化することにより密着性を向上させることができる。また、導電体膜は下部の樹脂配線層１６ｃ中の配線１６ｂと電気的に接続させることで、下部電極１９ａへの電圧印加も可能となる。電気的接続は図４（Ｂ）に示すように下部電極１９ａとなる導電体膜の下部から接続する実装方法が望ましい。 The conductor film constituting the lower electrode 19a is, for example, a metal such as gold (Au) or platinum (Pt), a conductive oxide such as strontium ruthenium oxide (SRO) or indium tin oxide (ITO), or titanium nitride (TiN). A conductive material such as a conductive nitride such as) is used. The conductor film is formed by sputtering, vacuum deposition, or the like. When the adhesion between the conductor film and the printed wiring board 16a is low, the adhesion can be improved by roughening the surface of the printed wiring board 16a. Further, by electrically connecting the conductor film to the wiring 16b in the lower resin wiring layer 16c, it is possible to apply a voltage to the lower electrode 19a. As for the electrical connection, as shown in FIG. 4B, a mounting method is preferable in which the connection is made from the lower part of the conductor film that becomes the lower electrode 19a.
下部電極１９ａ上にＴｉ層１８ａ（厚さ：約１μｍ）を形成する（図５（Ａ））。
Ｔｉ層１８ａの形成方法として、Ｔｉ層１８ａを、例えば、メタルスルーマスクまたはレジストパターンを利用したリフトオフ法などにより形成する。
A Ti layer 18a (thickness: about 1 μm) is formed on the lower electrode 19a (FIG. 5A).
As a method for forming the Ti layer 18a, the Ti layer 18a is formed by, for example, a lift-off method using a metal through mask or a resist pattern.
Ｔｉ層１８ａをオートクレーブ内で水熱合成反応させて、Ｔｉ層１８ａ上に優先的にＰＺＴなどを析出させて薄膜アクチュエータ１８が形成される（図５（Ｂ））。
なお、このように、水熱合成法などの低温プロセスで形成した膜は、レジストパターンでドライエッチングまたはウェットエッチングしてもよい。このとき、選択比が取れない場合は、レジストと圧電セラミックス薄膜との間にハードマスク層となるタンタル（Ｔａ）などを用いてもよい。このときサスペンション１６がエッチングされない部位はポリマーなどで保護しておくことが望ましい。
The Ti layer 18a is subjected to a hydrothermal synthesis reaction in an autoclave, and PZT or the like is preferentially deposited on the Ti layer 18a to form the thin film actuator 18 (FIG. 5B).
Note that a film formed by a low-temperature process such as a hydrothermal synthesis method may be dry-etched or wet-etched with a resist pattern. At this time, when the selection ratio cannot be obtained, tantalum (Ta) or the like serving as a hard mask layer may be used between the resist and the piezoelectric ceramic thin film. At this time, it is desirable to protect the portion where the suspension 16 is not etched with a polymer or the like.
ＰＺＴにて構成される薄膜アクチュエータ１８上に、下部電極１９ａと同様にして、上部電極１９ｂ（厚さ：約２００ｎｍ）を形成する（図６（Ａ））。
最後に、上部電極１９ｂから下部電極１９ａへＡｕなどによって構成されるワイヤ１９ｃを用いてボンディングを行う（図６（Ｂ））。
An upper electrode 19b (thickness: about 200 nm) is formed on the thin film actuator 18 composed of PZT in the same manner as the lower electrode 19a (FIG. 6A).
Finally, bonding is performed from the upper electrode 19b to the lower electrode 19a using a wire 19c made of Au or the like (FIG. 6B).
ワイヤ１９ｃと上部電極１９ｂとのボンディング箇所以外の部位の絶縁を図るために、上部電極１９ｂに絶縁層を形成するようにしてもよい。さらに、その絶縁層上にパッドを設けボンディングを行うと信頼性が向上する。上部電極１９ｂ上にパッドを形成するためのアルミナ、ポリマーなどの絶縁層を２μｍ程度形成した後、上部電極１９ｂにコンタクトを取るためのビアを形成する。ビアホールはレジスト形成後、レジスト開口部へのＲＩＥ（Reactive Ion Etching）などにより形成する。ビアホールにスパッタおよび鍍金などの技術を用いて、Ａｕ、銅（Ｃｕ）などの金属膜で充填し、ビア上部をパッドとしてリード線をボンディングするパッドを、メタルスルーマスクを使用したスパッタ法、真空蒸着法などにより形成してもよい。 In order to insulate portions other than the bonding portion between the wire 19c and the upper electrode 19b, an insulating layer may be formed on the upper electrode 19b. Furthermore, reliability is improved when a pad is provided on the insulating layer and bonding is performed. An insulating layer such as alumina or polymer for forming a pad is formed on the upper electrode 19b to a thickness of about 2 μm, and then a via for making contact with the upper electrode 19b is formed. The via hole is formed by RIE (Reactive Ion Etching) or the like to the resist opening after the resist is formed. The via hole is filled with a metal film such as Au or copper (Cu) using a technique such as sputtering or plating, and the lead wire is bonded using the upper part of the via as a pad. Sputtering using a metal through mask, vacuum deposition It may be formed by a method or the like.
以上のプロセスによって、図３に示した薄膜アクチュエータ１８が形成される。
次に、第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態でも、第１の実施の形態における薄膜アクチュエータ１８以外の磁気ディスク装置２０の構成要素を同様に用いており、使用する符号などについても、第１の実施の形態と同様のものとする。
Through the above process, the thin film actuator 18 shown in FIG. 3 is formed.
Next, a second embodiment will be described.
In the second embodiment, the constituent elements of the magnetic disk device 20 other than the thin film actuator 18 in the first embodiment are used in the same manner, and the reference numerals used are the same as those in the first embodiment. Shall.
図７は、第２の実施の形態におけるサスペンションの先端部の拡大模式図である。
図７に示すように、サスペンション１６の先端部には、磁気ヘッド（不図示）が取り付けられたスライダ１７がサスペンション１６と一直線状に設置されている。そして、サスペンション１６に接着されたプリント配線基板１６ａと磁気ヘッドが取り付けられたスライダ１７とが電気的に接続されている。さらに、第２の実施の形態では、薄膜アクチュエータ２８が、サスペンション１６にて幅が他よりも細い部位を通るプリント配線基板１６ａ上に形成されている。また、薄膜アクチュエータ２８の形成方法として、第１の実施の形態と同様に、水熱合成法またはエアロゾルデポジション法などの常温の２０度程度から２００度程度以下の低温薄膜プロセスを用いることができる。
FIG. 7 is an enlarged schematic view of the distal end portion of the suspension in the second embodiment.
As shown in FIG. 7, a slider 17 to which a magnetic head (not shown) is attached is installed at the tip of the suspension 16 in a straight line with the suspension 16. The printed wiring board 16a bonded to the suspension 16 is electrically connected to the slider 17 to which the magnetic head is attached. Further, in the second embodiment, the thin film actuator 28 is formed on the printed wiring board 16 a that passes through the portion of the suspension 16 that is narrower than the others. Further, as a method for forming the thin film actuator 28, a low temperature thin film process of about 20 degrees C. to about 200 degrees C. or less, such as a hydrothermal synthesis method or an aerosol deposition method, can be used as in the first embodiment. .
第２の実施の形態の薄膜アクチュエータ２８は、低剛性部位としてサスペンション１６の幅が他よりも細い部位を通るプリント配線基板１６ａ上に形成されることによって、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。第２の実施の形態では、第１の実施の形態と比べて、薄膜アクチュエータと磁気ヘッドとの距離が離れているため、縦１ｍｍ程度×横１．５ｍｍ程度×厚さ３．５μｍ程度とする。 The thin film actuator 28 of the second embodiment is formed on the printed wiring board 16a passing through a portion where the width of the suspension 16 is narrower than the other as a low-rigidity portion, and thus the same effect as the first embodiment. Can be obtained. In the second embodiment, since the distance between the thin film actuator and the magnetic head is larger than that in the first embodiment, the length is about 1 mm × about 1.5 mm × about 3.5 μm in thickness. .
以上、本発明による磁気ディスク装置では、薄膜アクチュエータによって、磁気ヘッドと磁気ディスクの記録表面との間隙を正確に制御でき、磁気ヘッドによる磁気ディスクの記録表面の読み出し時または書き込み時に発生する信号を安定化させ、スライダの高精度化された位置制御を行うことができる。 As described above, in the magnetic disk apparatus according to the present invention, the gap between the magnetic head and the recording surface of the magnetic disk can be accurately controlled by the thin film actuator, and the signal generated when reading or writing the recording surface of the magnetic disk by the magnetic head is stabilized. Therefore, the position control with high accuracy of the slider can be performed.
（付記１） 磁気ディスクと、ヘッド位置決め機構と、前記ヘッド位置決め機構の先端に取り付けられたサスペンションと、前記サスペンションの先端部に設置され、磁気ヘッドを搭載したスライダと、を有する磁気ディスク装置において、
前記スライダが設置された面と同一の前記サスペンション上であって、前記サスペンションの長手方向に設置された薄膜アクチュエータと、
を有することを特徴とする磁気ディスク装置。
(Supplementary note 1) In a magnetic disk device having a magnetic disk, a head positioning mechanism, a suspension attached to the tip of the head positioning mechanism, and a slider mounted on the tip of the suspension and mounted with a magnetic head,
A thin film actuator installed on the same suspension as the surface on which the slider is installed and installed in the longitudinal direction of the suspension;
A magnetic disk device comprising:
（付記２） 前記サスペンション長手方向の前記薄膜アクチュエータの設置位置が、前記スライダよりも先端であることを特徴とする付記１記載の磁気ディスク装置。
（付記３） 前記サスペンション長手方向の前記薄膜アクチュエータの設置位置が、前記スライダよりも後方であることを特徴とする付記１記載の磁気ディスク装置。
(Additional remark 2) The magnetic disk apparatus of Additional remark 1 characterized by the installation position of the said thin film actuator of the said suspension longitudinal direction being a front-end | tip rather than the said slider.
(Supplementary note 3) The magnetic disk apparatus according to supplementary note 1, wherein the installation position of the thin film actuator in the longitudinal direction of the suspension is behind the slider.
（付記４） 前記薄膜アクチュエータが、前記サスペンション上に２０度から２００度の温度範囲の薄膜プロセスにより形成されたことを特徴とする付記１乃至３のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置。 (Supplementary note 4) The magnetic disk device according to any one of supplementary notes 1 to 3, wherein the thin film actuator is formed on the suspension by a thin film process in a temperature range of 20 degrees to 200 degrees.
（付記５） 前記低温薄膜プロセスは、水熱合成法またはエアロゾルデポジション法であることを特徴とする付記４記載の磁気ディスク装置。
（付記６） 前記薄膜アクチュエータが、前記サスペンションにて幅が他よりも細い部位に形成されることを特徴とする付記１乃至５のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置。
(Supplementary note 5) The magnetic disk device according to supplementary note 4, wherein the low-temperature thin film process is a hydrothermal synthesis method or an aerosol deposition method.
(Supplementary note 6) The magnetic disk device according to any one of supplementary notes 1 to 5, wherein the thin-film actuator is formed in a portion where the width is narrower than others in the suspension.
（付記７） 前記薄膜アクチュエータは、圧電材料により構成されることを特徴とする付記１乃至６のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置。
（付記８） 前記圧電材料は、チタン酸ジルコン酸鉛またはマグネシウム酸ニオブ酸チタン酸鉛であることを特徴とする付記７記載の磁気ディスク装置。
(Supplementary note 7) The magnetic disk device according to any one of supplementary notes 1 to 6, wherein the thin film actuator is made of a piezoelectric material.
(Supplementary note 8) The magnetic disk device according to supplementary note 7, wherein the piezoelectric material is lead zirconate titanate or lead titanate niobate titanate niobate.
（付記９） サスペンションと、
前記サスペンションの先端部に、前記サスペンションと一直線状に配置されるスライダと、
前記スライダに取り付けられ、前記サスペンション上に接着されたプリント配線基板と電気的に接続される磁気ヘッドと、
前記サスペンションの最先端部の前記プリント配線基板上に、２０度から２００度の低温薄膜プロセスによって前記スライダと一直線上に形成される薄膜アクチュエータと、
を有することを特徴とするサスペンション。
(Appendix 9) Suspension,
A slider arranged in a straight line with the suspension at the tip of the suspension;
A magnetic head attached to the slider and electrically connected to a printed circuit board bonded on the suspension;
A thin film actuator formed on the printed wiring board at the foremost part of the suspension by a low temperature thin film process of 20 degrees to 200 degrees in line with the slider;
Suspension characterized by having.
１ 磁気ディスク
２，４ モータ
３ アーム
５ サスペンション
５ａ プリント配線基板
６ スライダ
６ａ 磁気ヘッド
７ 薄膜アクチュエータ
１０ 磁気ディスク装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnetic disk 2, 4 Motor 3 Arm 5 Suspension 5a Printed wiring board 6 Slider 6a Magnetic head 7 Thin film actuator 10 Magnetic disk apparatus
Claims (5)
前記スライダが設置された面と同一の前記サスペンション上であって、前記サスペンションの長手方向に設置された薄膜アクチュエータと、
を有することを特徴とする磁気ディスク装置。 In a magnetic disk device having a magnetic disk, a head positioning mechanism, a suspension attached to the tip of the head positioning mechanism, and a slider mounted on the tip of the suspension and mounted with a magnetic head,
A thin film actuator installed on the same suspension as the surface on which the slider is installed and installed in the longitudinal direction of the suspension;
A magnetic disk device comprising:
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