JP2009093777A - Head slider, method for manufacturing the same, and storage device - Google Patents

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Kazuaki Kurihara
和明 栗原
Takeshi Aoki
剛 青木
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Fujitsu Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an easy-to-manufacture head slider which highly accurately controls a flying height during the operation of a storage device, and a manufacturing method thereof. <P>SOLUTION: The head slider includes a slider substrate, an operation unit which includes a pair of electrodes constituted of first and second electrodes disposed in the end of the slider substrate, a piezoelectric component disposed between the pair of electrodes, and in which the product of Young's modulus and the thickness of the first electrode in the direction between the pair of electrodes is larger than the product of Young's modulus and the thickness of the second electrode in the direction between the pair of electrodes, and a magnetic head disposed on a side opposite to the slider substrate via the operation unit. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、記憶装置に用いられるヘッドスライダ、ヘッドスライダの製造方法、及びヘッドスライダ備える記憶装置に関するものである。   The present invention relates to a head slider used in a storage device, a method for manufacturing the head slider, and a storage device including the head slider.

近年のハードディスク装置(HDD)をはじめとする記憶装置(記憶媒体駆動装置)においては、記録密度の増加のためにヘッドスライダと記憶媒体との間隔、すなわち、ヘッドスライダの浮上量が非常に小さくなっている。また、近年、記憶装置の記録、再生速度の高速化が要求されている。このため、記憶媒体の回転数は大きくなる傾向にある。   In recent storage devices (storage medium driving devices) such as a hard disk drive (HDD), the distance between the head slider and the storage medium, that is, the flying height of the head slider becomes very small due to an increase in recording density. ing. In recent years, it has been required to increase the recording and reproducing speed of a storage device. For this reason, the rotational speed of the storage medium tends to increase.

このような浮上量の制御のため、様々な試みがなされている。浮上量制御の1つの方法としては、例えば、発熱体、いわゆる熱アクチュエータをヘッドスライダに搭載する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1では、記憶装置の動作中に熱アクチュエータである電熱線に通電し、熱膨張させる。この熱膨張によりヘッドスライダの磁気ディスク対向面を変形させ、磁気ヘッドの浮上量を制御する。しかしながら、この制御方法は、熱膨張を利用するため応答速度に限界があり、浮上量の変化に対して十分に追随できないという問題がある。   Various attempts have been made to control the flying height. As one method of controlling the flying height, for example, a method of mounting a heating element, a so-called thermal actuator on a head slider has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In Patent Literature 1, a heating wire that is a thermal actuator is energized and thermally expanded during the operation of the storage device. By this thermal expansion, the magnetic disk facing surface of the head slider is deformed to control the flying height of the magnetic head. However, since this control method uses thermal expansion, there is a limit in response speed, and there is a problem that it cannot sufficiently follow changes in flying height.

浮上量制御における別の方法として、圧電マイクロアクチュエータ(圧電素子)を利用する方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。特許文献2には、圧電マイクロアクチュエータを基板と磁気ヘッドとの間に設けることによって浮上量を制御する技術が開示されている。具体的には、通電によって当該圧電マイクロアクチュエータを変形させ、この圧電素子の変形によって磁気ヘッドの浮上量制御を行なう。この圧電アクチュエータによる浮上量の制御は、熱アクチュエータを使用する場合と比べて高速に行うことができる。   As another method for controlling the flying height, a method using a piezoelectric microactuator (piezoelectric element) has been proposed (see, for example, Patent Document 2). Patent Document 2 discloses a technique for controlling the flying height by providing a piezoelectric microactuator between a substrate and a magnetic head. Specifically, the piezoelectric microactuator is deformed by energization, and the flying height of the magnetic head is controlled by the deformation of the piezoelectric element. The control of the flying height by the piezoelectric actuator can be performed at a higher speed than when the thermal actuator is used.

しかしながら、特許文献1に開示されたヘッドスライダは、個別或いは列状に切断されたスライダ基板に、接着剤等を用いて圧電アクチュエータを貼り付けることによって作製される。したがって、貼り付けの際の位置合わせが難しく、小型化に限界がある。この位置合わせの困難性は、アセンブリ時における歩留りに影響し、コストを安くすることができないという問題もある。
特開2005−11413号公報 特開2000−348321号公報
However, the head slider disclosed in Patent Document 1 is manufactured by attaching a piezoelectric actuator to a slider substrate cut individually or in a row using an adhesive or the like. Therefore, alignment at the time of pasting is difficult, and downsizing is limited. This difficulty in alignment affects the yield at the time of assembly, and there is a problem that the cost cannot be reduced.
JP 2005-11413 A JP 2000-348321 A

上記問題点に鑑み、本発明は、記憶装置の動作中に浮上量を高速且つ高精度に制御することが可能であり、更には、製造が容易なヘッドスライダおよびその製造方法を提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention is capable of controlling the flying height at high speed and with high accuracy during the operation of the storage device, and further provides a head slider that is easy to manufacture and a method for manufacturing the head slider. Objective.

本発明の一側面によると、
スライダ基板と、
前記スライダ基板の端部に配置される第1及び第2の電極からなる一対の電極と、前記一対の電極の間に配置される圧電体とを備えると共に、前記第1の電極におけるヤング率と前記一対の電極間方向の厚さとの積が前記第2の電極におけるヤング率と前記一対の電極間方向の厚さとの積よりも大きい作動部と、
前記作動部を間に挟んで前記スライダ基板の反対側に配置された磁気ヘッドと
を有することを特徴とするヘッドスライダが提供される。
According to one aspect of the invention,
A slider substrate;
A pair of electrodes composed of a first electrode and a second electrode disposed at an end of the slider substrate; and a piezoelectric body disposed between the pair of electrodes; and a Young's modulus of the first electrode An operating portion in which the product of the thickness in the direction between the pair of electrodes is larger than the product of the Young's modulus in the second electrode and the thickness in the direction between the pair of electrodes;
And a magnetic head disposed on the opposite side of the slider substrate with the operating portion interposed therebetween.

本発明の他の側面によると、
スライダ基板と、
前記スライダ基板の端部に配置された第1及び第2の電極からなる一対の電極と、前記一対の電極の間に配置される圧電体とを備える作動部と、
前記作動部を間に挟んで前記スライダ基板の反対側に配置された磁気ヘッドとを有し、
前記一対の電極間方向における前記第1の電極及び前記第2の電極が、それぞれ、印加された電界によって前記圧電体が該電界の方向と垂直に歪むことにより、前記磁気ヘッドが該電界の方向に沿って移動可能な厚さ及び材料からなる
ことを特徴とするヘッドスライダが提供される。
According to another aspect of the invention,
A slider substrate;
An operating unit comprising a pair of electrodes composed of first and second electrodes disposed at an end of the slider substrate, and a piezoelectric body disposed between the pair of electrodes;
A magnetic head disposed on the opposite side of the slider substrate with the operating portion interposed therebetween,
The first electrode and the second electrode in the direction between the pair of electrodes are distorted perpendicularly to the direction of the electric field by the applied electric field, so that the magnetic head is in the direction of the electric field. A head slider is provided which is characterized in that it is made of a thickness and a material that can move along the head.

本発明の更に他の側面によると、
スライダ基板上に圧電体を形成する工程と、
前記圧電体を凸部に加工する工程と、
前記凸部の一方の側面に、ヤング率と電極間方向の厚さの積が第1の値である第1の電極を形成する工程と、
前記凸部の他方の側面に、ヤング率と電極間方向の厚さの積が前記第1の値よりも小さい第2の値である第2の電極を形成する工程と、
前記凸部、前記第1の電極及び前記第2の電極が形成されたスライダ基板に、磁気ヘッドを形成する工程と
を有することを特徴とするヘッドスライダの製造方法が提供される。
According to yet another aspect of the invention,
Forming a piezoelectric body on the slider substrate;
Processing the piezoelectric body into a convex portion;
Forming a first electrode having a first value of a product of Young's modulus and a thickness in a direction between the electrodes on one side surface of the convex portion;
Forming, on the other side surface of the convex portion, a second electrode in which the product of the Young's modulus and the thickness in the inter-electrode direction is a second value smaller than the first value;
And a step of forming a magnetic head on a slider substrate on which the convex portion, the first electrode, and the second electrode are formed.

本発明の更に他の側面によると、
情報の記録及び再生を行うための記憶媒体と、該記憶媒体へ情報の記録する又は該記憶媒体の情報を再生するために該記憶媒体に対向するように配置されたヘッドスライダとを備える記憶装置において、
情報の記録及び再生を行うための記憶媒体と、該記憶媒体に対向するように配置されたヘッドスライダとを備える記憶装置において、
前記ヘッドスライダは、
スライダ基板と、
前記スライダ基板の端部に配置された第1及び第2の電極からなる一対の電極と、前記一対の電極間に配置される圧電体とを備えると共に、前記第1の電極におけるヤング率と一対の電極間方向の厚さとの積が前記第2の電極におけるヤング率と一対の電極間方向の厚さとの積よりも大きい作動部と、
前記作動部を間に挟んで前記スライダ基板の反対側に配置された磁気ヘッドと
を有することを特徴とする記憶装置が提供される。
According to yet another aspect of the invention,
Storage device comprising: a storage medium for recording and reproducing information; and a head slider arranged to face the storage medium for recording information on the storage medium or reproducing information on the storage medium In
In a storage device comprising a storage medium for recording and reproducing information, and a head slider arranged to face the storage medium,
The head slider is
A slider substrate;
A pair of electrodes including a first electrode and a second electrode disposed at an end of the slider substrate; and a piezoelectric body disposed between the pair of electrodes, and a pair of Young's modulus in the first electrode. A product of the thickness in the inter-electrode direction is greater than the product of the Young's modulus in the second electrode and the thickness in the pair of electrodes,
And a magnetic head disposed on the opposite side of the slider substrate with the operating portion interposed therebetween.

本発明のヘッドスライダは、スライダ基板と磁気ヘッドとの間に、ユニモルフ構造の圧電素子を含む作動部を設けることにより、記憶装置の動作中に、ヘッドスライダの浮上量を高速且つ高精度に制御することが可能である。   The head slider according to the present invention controls the flying height of the head slider with high speed and high accuracy during the operation of the storage device by providing an operation unit including a unimorph piezoelectric element between the slider substrate and the magnetic head. Is possible.

また、本発明のヘッドスライダの製造方法によれば、微小部品同士を位置合わせして接着する工程がないため、一般的な半導体製造プロセスにより、歩留まりの高い状態で、容易に製造することが可能である。   Further, according to the method for manufacturing the head slider of the present invention, since there is no step of aligning and bonding the micro components, it can be easily manufactured with a high yield by a general semiconductor manufacturing process. It is.

まず、本発明のヘッドスライダの使用態様である磁気ディスク装置について、図1及び図2を用いて簡単に説明する。図1は、本発明のヘッドスライダを用いた磁気記録装置(ハードディスクドライブ:HDD)を示す概略図である。   First, a magnetic disk device which is a usage mode of the head slider of the present invention will be briefly described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic view showing a magnetic recording apparatus (hard disk drive: HDD) using the head slider of the present invention.

図1に示した磁気ディスク装置101は、外装として図に示すようなハウジング102を有する。ハウジング102の内部には、回転軸103に装着されて矢印120の方向に回転する磁気ディスク104と、磁気ディスク104に対して情報記録と情報再生を行う磁気ヘッドが搭載されたヘッドスライダ105と、ヘッドスライダ105を保持するサスペンション106と、サスペンション106が固定されてアーム軸107を中心に磁気ディスク104の表面に沿って移動するキャリッジアーム108と、キャリッジアーム108を駆動する電磁アクチュエータ109とが設けられている。なお、ハウジング102にはカバー(図示せず)が取り付けられて、ハウジング102とカバーで形成された内部空間に上述の構成部品が収容される。   The magnetic disk device 101 shown in FIG. 1 has a housing 102 as shown in the figure as an exterior. Inside the housing 102, a magnetic disk 104 mounted on the rotary shaft 103 and rotating in the direction of the arrow 120, a head slider 105 mounted with a magnetic head for recording information on and reproducing information from the magnetic disk 104, A suspension 106 that holds the head slider 105, a carriage arm 108 that is fixed and moves along the surface of the magnetic disk 104 about the arm shaft 107, and an electromagnetic actuator 109 that drives the carriage arm 108 are provided. ing. Note that a cover (not shown) is attached to the housing 102, and the above-described components are accommodated in an internal space formed by the housing 102 and the cover.

磁気ディスク装置1は更に、図2に示すように、磁気ディスク装置101の動作を制御する制御部110を有する。制御部110は、例えばハウジング102内部に設けられたコントロールボード(不図示)に搭載される。制御部110は、図2に示すように、CPU(Central Processing Unit)112、CPU112が処理するデータ等を一時的に記憶させておくRAM(Random Access Memory)114、制御用のプログラム等を格納するROM(Read Only Memory)115、外部に対して信号の入出力を行う入出力回路119、これらの回路間で信号を伝送するバス117等から構成される。   The magnetic disk device 1 further includes a control unit 110 that controls the operation of the magnetic disk device 101 as shown in FIG. The control unit 110 is mounted on a control board (not shown) provided inside the housing 102, for example. As shown in FIG. 2, the control unit 110 stores a CPU (Central Processing Unit) 112, a RAM (Random Access Memory) 114 for temporarily storing data processed by the CPU 112, a control program, and the like. A ROM (Read Only Memory) 115, an input / output circuit 119 for inputting / outputting signals to / from the outside, a bus 117 for transmitting signals between these circuits, and the like.

また、図2に示すように、ヘッドスライダ105はスライダ基板105aに形成された磁気ヘッド105bを有する。磁気ヘッド105bは、例えば、制御回路110内の入出力回路119と配線111a、111bによって接続され、磁気ディスク104への情報の記録(ライト動作)及び磁気ディスク104に記憶された情報の再生(リード動作)を行う。このリード動作またはライト動作を行う際に、電磁アクチュエータ109によってキャリッジアーム108が駆動され、磁気ヘッド105bを磁気ディスク104上の所望のトラックに移動する。
−ヘッドスライダ−
以下、本発明のヘッドスライダについて、実施形態を挙げて説明する。
As shown in FIG. 2, the head slider 105 has a magnetic head 105b formed on a slider substrate 105a. For example, the magnetic head 105b is connected to the input / output circuit 119 in the control circuit 110 by wirings 111a and 111b, and records information on the magnetic disk 104 (write operation) and reproduces information read from the magnetic disk 104 (read). Operation). When performing this read operation or write operation, the carriage arm 108 is driven by the electromagnetic actuator 109 to move the magnetic head 105 b to a desired track on the magnetic disk 104.
-Head slider-
Hereinafter, the head slider of the present invention will be described with reference to embodiments.

図3は、本発明のヘッドスライダの一実施形態であるヘッドスライダの概略構造を示した斜視図である。図3に示すように、ヘッドスライダ105は、スライダ基板(以下、単に基板と呼称する場合がある。)105a、アクチュエータ105c、及び磁気ヘッド105bを含む。アクチュエータ105cはスライダ基板105aの端部に配置される。また、アクチュエータ105cを挟んでスライダ基板105aの反対側には、絶縁層7及び磁気ヘッド105bが配置されている。磁気ヘッド105bは、素子105d及び絶縁層8を含んでなる。すなわち、素子105dはアクチュエータ105c挟んでスライダ基板105aの反対側に位置している。絶縁層7はアクチュエータ105cに設けられた電極パッド14及び17とそれぞれ電気的に接続されたビア14s及び17sを備える。また、磁気ヘッド105bの絶縁層8は、表面に、ビア14s及び17sとそれぞれ電気的に接続された外部端子14t及び17tを備える。   FIG. 3 is a perspective view showing a schematic structure of a head slider which is an embodiment of the head slider of the present invention. As shown in FIG. 3, the head slider 105 includes a slider substrate (hereinafter sometimes simply referred to as a substrate) 105a, an actuator 105c, and a magnetic head 105b. The actuator 105c is disposed at the end of the slider substrate 105a. An insulating layer 7 and a magnetic head 105b are disposed on the opposite side of the slider substrate 105a with the actuator 105c interposed therebetween. The magnetic head 105 b includes an element 105 d and an insulating layer 8. That is, the element 105d is positioned on the opposite side of the slider substrate 105a with the actuator 105c interposed therebetween. The insulating layer 7 includes vias 14s and 17s electrically connected to electrode pads 14 and 17 provided on the actuator 105c. Further, the insulating layer 8 of the magnetic head 105b includes external terminals 14t and 17t electrically connected to the vias 14s and 17s, respectively, on the surface.

スライダ基板105aは、例えばアルチック(Al−TiC)材等のセラミックから構成される。アルチック材は、アルミナ(Al)と炭化チタン(TiC)の焼成物であり、セラミックの一種である。 The slider substrate 105a is made of ceramic such as AlTiC (Al 2 O 3 —TiC) material. The Altic material is a fired product of alumina (Al 2 O 3 ) and titanium carbide (TiC), and is a kind of ceramic.

図4は、本発明のヘッドスライダ、及び本発明の磁気ヘッドスライダを備えた磁気ヘッド支持体の一実施形態を示す模式的断面図である。なお、磁気ヘッド支持体はHGA(Head Gimbal Assembly)とも呼ばれる。   FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of the head slider of the present invention and a magnetic head support including the magnetic head slider of the present invention. The magnetic head support is also referred to as HGA (Head Gimbal Assembly).

図4に示すように、磁気ヘッド支持体121とは、一般に、サスペンション6にヘッドスライダ105及びベースプレート(不図示)等を取り付けた構造体のことをいうが、ヘッドスライダ105を取り付ける前の状態、すなわち、サスペンション106のみを磁気ヘッド支持体という場合もある。更には、サスペンション106にヘッドスライダ105又はベースプレート(不図示)のいずれか一方を取り付けた構造体のことを、磁気ヘッド支持体121いう場合もある。ここで、サスペンション106は、例えば厚さ20μmのステンレス鋼からなる板状部材である。ベースプレート(不図示)は、図1に示されるようにサスペンション106をキャリッジアーム108の一端に接合するための部品である。ヘッドスライダ105は、キャリッジアーム108の他方の端に取り付けられる。なお、ヘッドスライダ105は磁気ディスク表面104cと対向する位置に配置される。   As shown in FIG. 4, the magnetic head support 121 generally refers to a structure in which a head slider 105 and a base plate (not shown) are attached to the suspension 6, but a state before the head slider 105 is attached. That is, only the suspension 106 may be called a magnetic head support. Furthermore, a structure in which either the head slider 105 or the base plate (not shown) is attached to the suspension 106 may be referred to as a magnetic head support 121. Here, the suspension 106 is a plate-like member made of, for example, stainless steel having a thickness of 20 μm. The base plate (not shown) is a component for joining the suspension 106 to one end of the carriage arm 108 as shown in FIG. The head slider 105 is attached to the other end of the carriage arm 108. The head slider 105 is disposed at a position facing the magnetic disk surface 104c.

また、図4に示すように、磁気ディスクが矢印120の方向に回転することによって、ヘッドスライダ105の浮上面105fの下側に気流40が流入する。そして、この気流40の流れによってヘッドスライダ105が浮力を生じ、ヘッドスライダ105が磁気ディスク104の表面104cから浮上する。アクチュエータ105cの駆動により、磁気ヘッド105bは磁気記録媒体方向(矢印D方向)に変位する。   As shown in FIG. 4, the magnetic disk rotates in the direction of the arrow 120, so that the airflow 40 flows into the lower side of the flying surface 105 f of the head slider 105. The head slider 105 generates buoyancy due to the flow of the air flow 40, and the head slider 105 floats from the surface 104 c of the magnetic disk 104. By driving the actuator 105c, the magnetic head 105b is displaced in the magnetic recording medium direction (arrow D direction).

図5は、図4におけるヘッドスライダの部分Aを拡大した模式的断面図である。アクチュエータ105cは、記憶装置内部において作動させることにより、記憶媒体104と磁気ヘッド105bとの間の間隔を制御する働きを有する。アクチュエータ105cは、圧電体6a、6b、6c、6d(以下、圧電体6と総称する場合がある。)、第1の電極9a、9b、9c、9d(以下、第1の電極9と総称する場合がある。)、第2の電極10a、10b、10c、10d(以下、第2の電極10と総称する場合がある。)、樹脂11a、11b、11c、11d、11e(以下、樹脂11と総称する場合がある。)を含んでなる。圧電体6は、弾力性を有する第1の電極9と第2の電極10とからなる一対の電極に挟まれている。この一対の電極9、10と圧電体6からなる部分18a、18b、18c、18dは、本発明のヘッドスライダにおける作動部に対応する。以下、この部分18a、18b、18c、18dを作動部18と総称する場合がある。   FIG. 5 is a schematic cross-sectional view in which a portion A of the head slider in FIG. 4 is enlarged. The actuator 105c has a function of controlling the distance between the storage medium 104 and the magnetic head 105b by operating inside the storage device. The actuator 105c is a piezoelectric body 6a, 6b, 6c, 6d (hereinafter sometimes referred to as a piezoelectric body 6), a first electrode 9a, 9b, 9c, 9d (hereinafter referred to as a first electrode 9). Second electrodes 10a, 10b, 10c, and 10d (hereinafter sometimes collectively referred to as second electrode 10), resins 11a, 11b, 11c, 11d, and 11e (hereinafter referred to as resin 11). May be collectively referred to). The piezoelectric body 6 is sandwiched between a pair of electrodes including a first electrode 9 and a second electrode 10 having elasticity. The portions 18a, 18b, 18c, and 18d composed of the pair of electrodes 9 and 10 and the piezoelectric body 6 correspond to the operating portion in the head slider of the present invention. Hereinafter, the portions 18a, 18b, 18c, and 18d may be collectively referred to as the operating portion 18.

尚、本実施形態において作動部はアレイ状に複数配置されているが、本発明のヘッドスライダは、少なくとも一つ作動部を含んでいればよい。磁気ヘッド105bに作用させる力が大きく、浮上量の高速制御に寄与する点から、作動部がアクチュエータ105c複数設けられたヘッドスライダが好ましい。   In the present embodiment, a plurality of operating portions are arranged in an array, but the head slider of the present invention only needs to include at least one operating portion. A head slider in which a plurality of actuators 105c are provided is preferable because the force acting on the magnetic head 105b is large and contributes to high-speed control of the flying height.

第1の電極9は第2の電極10よりも外力に対して変形しにくい。換言すれば、第1の電極9は第2の電極10よりも潰れ難い。この変形しにくさは、電極のヤング率(伸び弾性率)と、厚さとの積で定量的に表すことができる。例えば、第1の電極9と第2の電極10とが同じ材料からなる場合、図5に示されるように、第1の電極9が第2の電極10よりも厚いことにより、第1の電極9は第2の電極10よりも変形しにくくすることができる。また、別の実施形態として、例えば、第1の電極9と第2の電極10とが同じ厚さであっても、第1の電極9のヤング率が、第2の電極10のヤング率よりも高いヘッドスライダが挙げられる。この実施形態においても第1の電極9は第2の電極10よりも変形しにくい。   The first electrode 9 is less likely to be deformed by an external force than the second electrode 10. In other words, the first electrode 9 is less likely to be crushed than the second electrode 10. This difficulty of deformation can be quantitatively expressed by the product of the Young's modulus (elongation elastic modulus) of the electrode and the thickness. For example, when the first electrode 9 and the second electrode 10 are made of the same material, the first electrode 9 is thicker than the second electrode 10 as shown in FIG. 9 can be made more difficult to deform than the second electrode 10. As another embodiment, for example, even if the first electrode 9 and the second electrode 10 have the same thickness, the Young's modulus of the first electrode 9 is greater than the Young's modulus of the second electrode 10. Higher head slider. Also in this embodiment, the first electrode 9 is less likely to deform than the second electrode 10.

第1の電極9及び第2の電極10に使用可能な材料として、導電性の材料が挙げられる。例えば、ニッケル(Ni)、白金(Pt)、イリジウム(Ir)、クロム(Cr)、銅(Cu)等の金属が挙げられ、更に、窒化チタン(TiN)等の窒化物、炭化タングステン(WC)等の炭化物、或いは、酸化インジウムスズ(ITO:Indium Tin Oxide)等の酸化物も使用可能である。   Examples of materials that can be used for the first electrode 9 and the second electrode 10 include conductive materials. Examples include metals such as nickel (Ni), platinum (Pt), iridium (Ir), chromium (Cr), and copper (Cu), and nitrides such as titanium nitride (TiN) and tungsten carbide (WC). Such carbides or oxides such as indium tin oxide (ITO) can also be used.

また、上記電極は2層以上の積層構造を有していてもよい。この場合、圧電体6と接する層に上記導電性の材料が用いられる。その他の層の材料は絶縁体でも良く特に限定されない。2層以上の積層構造を有する電極の変形しにくさは、積層構造を構成する各層のヤング率と厚さの積の和で定量的に表すことができる。   The electrode may have a laminated structure of two or more layers. In this case, the conductive material is used for the layer in contact with the piezoelectric body 6. The material of other layers may be an insulator and is not particularly limited. The difficulty of deformation of an electrode having a laminated structure of two or more layers can be quantitatively expressed by the sum of products of Young's modulus and thickness of each layer constituting the laminated structure.

圧電体6は、圧電材料からなる。この圧電体6に使用可能な圧電材料としては、例えばチタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Zr,Ti)OPZT)、或いは、チタン酸ジルコン酸ランタン鉛((Pb,La)(Zr,Ti)OPZT)、Nb添加PZT、さらにはPNN−PZT{Pb(Ni,Nb)O−PbTiO−PbZrO}、PMN−PZT{Pb(Mg,Nb)O−PbTiO−PbZrO}等のペロブスカイト酸化物が挙げられる。また、これら材料の他に、ニオブ酸カリウム(KNbO)や窒化アルミニウム(AlN)なども使用可能である。 The piezoelectric body 6 is made of a piezoelectric material. Examples of the piezoelectric material that can be used for the piezoelectric body 6 include lead zirconate titanate (Pb (Zr, Ti) O 3 PZT) or lead lanthanum zirconate titanate ((Pb, La) (Zr, Ti). O 3 PZT), Nb added PZT, more PNN-PZT {Pb (Ni, Nb) O 3 -PbTiO 3 -PbZrO 3}, PMN-PZT {Pb (Mg, Nb) O 3 -PbTiO 3 -PbZrO 3} And perovskite oxides. In addition to these materials, potassium niobate (KNbO 3 ), aluminum nitride (AlN), or the like can be used.

圧電体6、第1の電極9、及び第2の電極10からなる部分は、ユニモルフ型圧電素子と呼ばれる。図6は、ユニモルフ型圧電素子の動作を示す概念図である。   A portion composed of the piezoelectric body 6, the first electrode 9, and the second electrode 10 is called a unimorph type piezoelectric element. FIG. 6 is a conceptual diagram showing the operation of the unimorph type piezoelectric element.

ユニモルフ型圧電素子13は、圧電体6のd31方向の変位(いわゆる、圧電横効果又はd31効果)を利用して屈曲変位を起こさせる構造を有するアクチュエータである。図6(a)に示すように、圧電体6は、第1の電極9と第2の電極10とにより圧電体6に印加される電界Eによって、電界Eと垂直な方向に縮む力が働くが、電極9および電極10が圧電体の変形を拘束しようとする。電極9と電極10とでは電極9の方が剛性が高いために変形量が小さく、その結果、(b)のごとく第1の電極9を上向きとする凸形状に変形する。   The unimorph type piezoelectric element 13 is an actuator having a structure that causes a bending displacement by utilizing a displacement in the d31 direction of the piezoelectric body 6 (so-called piezoelectric lateral effect or d31 effect). As shown in FIG. 6A, the piezoelectric body 6 has a contracting force in a direction perpendicular to the electric field E by the electric field E applied to the piezoelectric body 6 by the first electrode 9 and the second electrode 10. However, the electrode 9 and the electrode 10 try to constrain the deformation of the piezoelectric body. Since the electrode 9 and the electrode 10 are more rigid because of the higher rigidity, the electrode 9 is deformed into a convex shape with the first electrode 9 facing upward as shown in (b).

図6(c)は、基板と磁気ヘッドとの間に挟まれたユニモルフ型圧電素子を示す概念図である。ユニモルフ型圧電素子(作動部)13の一方の端には基板105aが配置され、もう一方の端には磁気ヘッド105bが配置される。基板105aは、上述のとおり、硬いアルチックからなる。また、その厚さは1mm程度である。一方、磁気ヘッド105bは種々の金属酸化物及び金属からなるが、アルチックよりも軟らかい材料を主に含む。また、その厚さは通常数十μm程度と、基板105aに比べて非常に薄い。よって、図6(d)に示すように、圧電素子13が変形すると、その基板105a側は基板105aに固定されるためほとんど形状が変化しないのに対し、その磁気ヘッド105b側は電界Eに平行な方向に大きく変位する。よって、磁気ヘッド105bも電界Eに対して平行な方向に大きく変位する。換言すれば、記憶装置内部において、磁気ヘッド105bは、記録再生素子と磁気ディスク媒体間方向(スペーシング方向:図6における矢印S方向)に大きく変位する。ゆえに、磁気ヘッド105bの素子105dと記憶媒体104との間隔(すなわちヘッドスライダの浮上量F)は、ユニモルフ型圧電素子13の浮上面105f側で、且つ磁気ヘッド105b側の部分Bの矢印S方向の変位量が制御されることによって制御されうる。   FIG. 6C is a conceptual diagram showing a unimorph type piezoelectric element sandwiched between a substrate and a magnetic head. A substrate 105a is disposed at one end of the unimorph piezoelectric element (actuating unit) 13, and a magnetic head 105b is disposed at the other end. As described above, the substrate 105a is made of hard Altic. Moreover, the thickness is about 1 mm. On the other hand, the magnetic head 105b is made of various metal oxides and metals, but mainly contains a material softer than AlTiC. Further, the thickness is usually about several tens of μm, which is much thinner than the substrate 105a. Therefore, as shown in FIG. 6D, when the piezoelectric element 13 is deformed, the shape of the substrate 105a side is fixed to the substrate 105a so that the shape hardly changes. On the other hand, the magnetic head 105b side is parallel to the electric field E. Displaces greatly in any direction. Therefore, the magnetic head 105b is also greatly displaced in the direction parallel to the electric field E. In other words, in the storage device, the magnetic head 105b is largely displaced in the direction between the recording / reproducing element and the magnetic disk medium (spacing direction: arrow S direction in FIG. 6). Therefore, the distance between the element 105d of the magnetic head 105b and the storage medium 104 (that is, the flying height F of the head slider) is the direction of the arrow S of the portion B on the flying surface 105f side of the unimorph piezoelectric element 13 and on the magnetic head 105b side. It can be controlled by controlling the amount of displacement.

例えばd15方向の変位を利用した従来の圧電素子(圧電アクチュエータ)は、圧電体の分極方向と駆動電圧の印加方向とが異なる。このため、製造時に、まず圧電体を分極させて、次いで分極させた圧電体をスライス加工して小さくし、その後小さな圧電体をスライダ基板に接着剤を用いて接着させなければならない。例えば20μm程度に小さく加工された圧電体をスライダ基板に接着させることは、コスト及び歩留りを考慮した場合に困難である。接着剤を用いて圧電体の接着を行うために、圧電体の厚さは少なくとも100μm程度必要である。それでも微小部品の高精度な接着による組み立てであるために、製造コストの大幅アップは避けられない。   For example, in a conventional piezoelectric element (piezoelectric actuator) using displacement in the d15 direction, the polarization direction of the piezoelectric body is different from the direction in which the drive voltage is applied. For this reason, at the time of manufacturing, it is necessary to first polarize the piezoelectric body, then slice the polarized piezoelectric body to make it smaller, and then bond the small piezoelectric body to the slider substrate using an adhesive. For example, it is difficult to adhere a piezoelectric body processed to a small size of about 20 μm to the slider substrate in consideration of cost and yield. In order to bond the piezoelectric body using an adhesive, the thickness of the piezoelectric body needs to be at least about 100 μm. Nevertheless, since the assembly is performed by high-precision bonding of minute parts, a significant increase in manufacturing cost is inevitable.

一方、ユニモルフ型圧電素子を用いた圧電アクチュエータは、アクチュエータの製造プロセス全てを基板ウエハ上で実施できるため、アクチュエータと磁気ヘッドを連続して形成することができる。なお、アクチュエータの製造プロセスは後述の「ヘッドスライダの製造方法」で詳しく述べる。このようなプロセスは、スライダに接着剤を用いてアクチュエータを個別に貼り付ける従来のプロセスに比べて、アクチュエータを小さく形成することができる。例えば、図5におけるアクチュエータの厚さHは、数μm〜数十μm程度に小さく形成できる。   On the other hand, since a piezoelectric actuator using a unimorph type piezoelectric element can carry out the entire manufacturing process of the actuator on a substrate wafer, the actuator and the magnetic head can be formed continuously. The actuator manufacturing process will be described in detail in “Head slider manufacturing method” described later. In such a process, the actuator can be formed smaller than the conventional process in which the actuator is individually attached to the slider using an adhesive. For example, the thickness H of the actuator in FIG. 5 can be formed as small as several μm to several tens of μm.

アクチュエータにより動かされる部分、すなわち、磁気ヘッド及びアクチュエータの部分の共振周波数がアクチュエータを駆動させる駆動周波数に近い場合、そのアクチュエータにより動かされる部分の共振によって、アクチュエータの正常な駆動が阻害される場合がある。そこで、そのような影響を受けずに制御を行なうことができるようにするために、アクチュエータにより動かされる部分の共振周波数よりも低い周波数でアクチュエータを駆動することが要求される。本実施形態のヘッドスライダは、スライダ基板と磁気ヘッドとの間にアクチュエータを配置させているため、アクチュエータにより動かされる部分の形状が小さく、当該部分の共振周波数が高い。したがって、このアクチュエータ、すなわち圧電素子の駆動周波数を高く設定できる。このように、圧電素子の駆動周波数を高く設定することができると、磁気ヘッドの浮上量の制御を高速且つ高精度で行なうことが可能となる。より具体的には、気圧の変化、熱膨張、ヘッドクラッシュによる衝撃や記憶装置のモータによる振動など、様々な要因による、スライダの浮上面(図4における105f)と記憶媒体(図4における104)との間の距離は変化に対応して、容易に浮上量を補正することが可能である。さらに、磁気ディスクのうねりや局所的な凹凸、回転軸のブレなどによるディスクが1回転する間に生じる浮上量の変動にも高速に対応して、浮上量を安定化させることができる。   When the resonance frequency of the part moved by the actuator, that is, the magnetic head and the part of the actuator is close to the driving frequency for driving the actuator, the resonance of the part moved by the actuator may hinder the normal driving of the actuator. . Therefore, in order to be able to perform control without being affected by such influence, it is required to drive the actuator at a frequency lower than the resonance frequency of the portion moved by the actuator. In the head slider of the present embodiment, since the actuator is disposed between the slider substrate and the magnetic head, the shape of the portion moved by the actuator is small and the resonance frequency of the portion is high. Therefore, the drive frequency of this actuator, that is, the piezoelectric element can be set high. Thus, if the drive frequency of the piezoelectric element can be set high, the flying height of the magnetic head can be controlled at high speed and with high accuracy. More specifically, the air bearing surface of the slider (105f in FIG. 4) and the storage medium (104 in FIG. 4) due to various factors such as changes in atmospheric pressure, thermal expansion, impact due to head crashes, and vibrations by the motor of the storage device. It is possible to easily correct the flying height according to the change in the distance between the two. Furthermore, the flying height can be stabilized in response to high-speed fluctuations in the flying height that occur during one rotation of the disk due to the undulation of the magnetic disk, local unevenness, and rotational axis blurring.

また、ユニモルフ型圧電素子を用いたアクチュエータを用いることにより、浮上量の制御に充分な変位量が得られる。例えば、図7に示すような、磁気ヘッド105b、アクチュエータ105c及びアルチック基板105aからなるスライダについて、電極間に30Vの電界を印加したときの点Bにおけるスペーシング方向(矢印S方向)の変位量をシミュレーションにより求めた。アクチュエータ105は、幅(図7におけるW2)15μmのPZTからなる圧電体、幅(図7におけるW3)5μmのNiからなる第1の電極、及び幅(図7におけるW4)が0.1μmの第2の電極からなり、厚さ(図7におけるH)が20μmである作動部が、幅(図7におけるW1)5μmの樹脂を間に挟んで4つ列配置されたものとした。但し、作動部18aの下部及び18dの上部に配置された樹脂の厚さW1’は5μmだった。このスライダについて、電極間に30Vの電界を印加するシミュレーションを行った結果、点Bにおいてスペーシング方向(矢印S方向)に14.9nmの変位量が得られることが分った。ヘッド浮上量は現状10nm程度であり、この変位量は浮上量制御に充分である。   Further, by using an actuator using a unimorph type piezoelectric element, a displacement amount sufficient for controlling the flying height can be obtained. For example, as shown in FIG. 7, for a slider composed of a magnetic head 105b, an actuator 105c, and an AlTiC substrate 105a, the amount of displacement in the spacing direction (arrow S direction) at point B when an electric field of 30 V is applied between the electrodes. Obtained by simulation. The actuator 105 includes a piezoelectric body made of PZT having a width (W2 in FIG. 7) of 15 μm, a first electrode made of Ni having a width (W3 in FIG. 7) of 5 μm, and a first electrode having a width (W4 in FIG. 7) of 0.1 μm. It is assumed that four operating portions each having two electrodes and having a thickness (H in FIG. 7) of 20 μm are arranged in a row with a resin having a width (W1 in FIG. 7) of 5 μm interposed therebetween. However, the thickness W1 'of the resin disposed at the lower portion of the operating portion 18a and the upper portion of 18d was 5 μm. As a result of performing a simulation of applying an electric field of 30 V between the electrodes with respect to this slider, it was found that a displacement amount of 14.9 nm was obtained at the point B in the spacing direction (arrow S direction). The head flying height is currently about 10 nm, and this displacement is sufficient for flying height control.

図9は、図3〜図5におけるヘッドスライダのアクチュエータ105cについて、第1の電極と第2の電極、及びこれらに電気的に接続された電極線及び電極パッドの配置のみを示した概念的斜視図である。   FIG. 9 is a conceptual perspective view showing only the arrangement of the first electrode, the second electrode, and electrode lines and electrode pads electrically connected to the actuator 105c of the head slider in FIGS. FIG.

第1の電極9は、電極線15及び電極パッド17と電気的に接続されている。電極パッド17は、ヘッドスライダ105のサスペンション106側に位置し、サスペンション上に形成された配線から電位が供給される。そして、制御回路10からの電位が電極パッド17を介して電極線15及び電極パッド17に供給される。電極線15は、電極パッド17から各電極9にビアを介して接続する配線パターンである。電極9は、電極線15の複数の箇所から分岐した板状の配線パターンである。   The first electrode 9 is electrically connected to the electrode line 15 and the electrode pad 17. The electrode pad 17 is located on the suspension 106 side of the head slider 105, and a potential is supplied from a wiring formed on the suspension. Then, the potential from the control circuit 10 is supplied to the electrode line 15 and the electrode pad 17 through the electrode pad 17. The electrode line 15 is a wiring pattern connected from the electrode pad 17 to each electrode 9 through a via. The electrode 9 is a plate-like wiring pattern branched from a plurality of locations of the electrode wire 15.

第2の電極10は、電極線16及び電極パッド14と電気的に接続されている。電極パッド14は、ヘッドスライダ105のサスペンション106側に位置し、図示しない配線を介して制御回路10からの電位が供給される。電極線16は、電極パッド14から各電極10にビアを介して接続する配線パターンである。また、第2の電極10は、電極線16の複数の箇所から分岐した板状の配線パターンである。   The second electrode 10 is electrically connected to the electrode line 16 and the electrode pad 14. The electrode pad 14 is located on the suspension 106 side of the head slider 105, and is supplied with a potential from the control circuit 10 via a wiring (not shown). The electrode line 16 is a wiring pattern connected from the electrode pad 14 to each electrode 10 via a via. The second electrode 10 is a plate-like wiring pattern branched from a plurality of locations of the electrode wire 16.

第1の電極9と第2の電極10は、いずれか一方が圧電体6にマイナス側の電位を与える電極であり、他方が圧電体6にプラス側の電位を与える電極である。通常、第1の電極にマイナス側電位が供給され、第2の電極にプラス側の電位が供給される。この場合、マイナス側の電位は、例えば磁気ディスク装置101の接地電位(グランド電位)である。   One of the first electrode 9 and the second electrode 10 is an electrode that applies a negative potential to the piezoelectric body 6, and the other is an electrode that applies a positive potential to the piezoelectric body 6. Usually, a negative potential is supplied to the first electrode, and a positive potential is supplied to the second electrode. In this case, the negative potential is, for example, the ground potential (ground potential) of the magnetic disk device 101.

本実施形態のヘッドスライダについて、再び図5を用いて説明する。隣り合う作動部18の間には樹脂11が配置されている。(例えば、作動部18aと18bとの間には樹脂11bが配置されている。)樹脂11は、電気的な絶縁性を有し、圧電材料以外の材料からなり、且つ第1の電極9、第2の電極10及び圧電体6よりも変形しやすい(柔軟性が高い)ものであればよい。樹脂11に使用可能な材料は、例えば、ウレタン、ポリイミド、エポキシ、アラミド系樹脂等が挙げられ、耐熱性の点から、ポリイミド系樹脂が好ましく用いられる。また、圧電体よりヤング率が低い絶縁材料であれば、樹脂以外の材料も使用できる。例えば、発泡ガラスなどの微小の気泡を多く含むセラミックスでも良い。アクチュエータ105cとスライダ基板105aとの間には絶縁層6’が設けられている。絶縁層6’は、アルチックなど導電性を有する材料からなるスライダ基板105aと第1の電極9または第2の電極10との電気的な短絡を防止する働きを有する。絶縁層6’に使用可能材料は、絶縁性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば圧電体6に使用される上記圧電材料の他、アルミナ(Al)や酸化チタン(TiO)等が挙げられる。中でも、後述するヘッドスライダの製造方法に示すように、製造工程を増やすことなく絶縁層を設けることができる点から、圧電体6に使用される圧電材料を、圧電体6と一体化させて設けることが好ましい。 The head slider of this embodiment will be described again with reference to FIG. The resin 11 is disposed between the adjacent operating portions 18. (For example, the resin 11b is disposed between the operating portions 18a and 18b.) The resin 11 has electrical insulation, is made of a material other than the piezoelectric material, and includes the first electrode 9, Any material that is more easily deformable (higher flexibility) than the second electrode 10 and the piezoelectric body 6 may be used. Examples of materials that can be used for the resin 11 include urethane, polyimide, epoxy, and aramid resin, and a polyimide resin is preferably used from the viewpoint of heat resistance. In addition, materials other than resin can be used as long as the insulating material has a Young's modulus lower than that of the piezoelectric body. For example, ceramics containing a lot of fine bubbles such as foam glass may be used. An insulating layer 6 ′ is provided between the actuator 105c and the slider substrate 105a. The insulating layer 6 ′ has a function of preventing an electrical short circuit between the slider substrate 105 a made of a conductive material such as Altic and the first electrode 9 or the second electrode 10. The material that can be used for the insulating layer 6 ′ is not particularly limited as long as it has insulating properties. For example, in addition to the piezoelectric material used for the piezoelectric body 6, alumina (Al 2 O 3 ) or oxidation is used. titanium (TiO 2), and the like. In particular, as shown in a head slider manufacturing method described later, an insulating layer can be provided without increasing the number of manufacturing steps, so that the piezoelectric material used for the piezoelectric body 6 is provided integrally with the piezoelectric body 6. It is preferable.

磁気ヘッド105bは、記憶装置内において、記憶媒体に情報を記録する又は記録媒体の情報を再生するために設けられる。磁気ヘッド105bは、素子105d及び絶縁層8を含んでなる。磁気ヘッド105bの厚さは、例えば30μm程度である。   The magnetic head 105b is provided in the storage device for recording information on the storage medium or reproducing information on the recording medium. The magnetic head 105 b includes an element 105 d and an insulating layer 8. The thickness of the magnetic head 105b is, for example, about 30 μm.

素子105dは、記憶装置内部において、記憶媒体に情報を記録する又は再生するために設けられる素子である。例えば、磁気ディスク装置に用いられる素子としては、記録媒体に情報を書き込む働きを有する記録素子、及び記録媒体に記録された磁気情報を電気信号として取り出す働きを有する、再生素子が挙げられる。記録素子は、例えば、ライトコイル、主磁極層、及び補助磁極層を含んでなる。ライトコイルは磁束を発生させる機能を有する。主磁極層は、ライトコイルにおいて発生した磁束を収容し、その磁束を磁気ディスクに向けて放出する機能を有する。補助磁極層は主磁極層から放出された磁束を磁気ディスクを経由して環流させる機能を有する。再生素子として、例えばMR素子(磁気抵抗効果素子)などが挙げられる。素子105dは記録素子及び再生素子のうち少なくとも一方を有していればよく、その両方を有していてもよい。   The element 105d is an element provided for recording or reproducing information on a storage medium in the storage device. For example, examples of the element used in the magnetic disk device include a recording element having a function of writing information on a recording medium and a reproducing element having a function of taking out magnetic information recorded on the recording medium as an electric signal. The recording element includes, for example, a write coil, a main magnetic pole layer, and an auxiliary magnetic pole layer. The write coil has a function of generating magnetic flux. The main magnetic pole layer has a function of accommodating magnetic flux generated in the write coil and emitting the magnetic flux toward the magnetic disk. The auxiliary magnetic pole layer has a function of circulating the magnetic flux emitted from the main magnetic pole layer via the magnetic disk. Examples of the reproducing element include an MR element (magnetoresistance effect element). The element 105d only needs to have at least one of the recording element and the reproducing element, and may have both of them.

絶縁層8は、アクチュエータ105cと磁気ヘッド105bとの間、及び複数の素子間を電気的且つ磁気的に絶縁するために設けられる。絶縁層8は、絶縁材料からなる、例えば厚さ1〜50μm程度の膜である。絶縁層8に使用可能な材料としては、例えばアルミナ(Al)、酸化ケイ素(SiO)、酸化チタン(TiO)等の金属酸化物など、非磁性且つ非導電性の材料が挙げられる。 The insulating layer 8 is provided to electrically and magnetically insulate between the actuator 105c and the magnetic head 105b and between a plurality of elements. The insulating layer 8 is made of an insulating material, for example, a film having a thickness of about 1 to 50 μm. Examples of materials that can be used for the insulating layer 8 include nonmagnetic and nonconductive materials such as metal oxides such as alumina (Al 2 O 3 ), silicon oxide (SiO 2 ), and titanium oxide (TiO 2 ). It is done.

磁気ヘッド105bの層構成は特に限定されるものではなく、磁気記憶装置に用いられる磁気ヘッドを用途に合わせて設けることができる。浮上ヘッドの層構成及び製造方法の詳細については本明細書では省略する。   The layer configuration of the magnetic head 105b is not particularly limited, and a magnetic head used in a magnetic storage device can be provided according to the application. The details of the layer structure and manufacturing method of the flying head are omitted in this specification.

アクチュエータ105cと磁気ヘッド105bとの間には、アクチュエータ105cと磁気ヘッド105bとの間を磁気的且つ電気的に絶縁するための絶縁層7が設けられている。絶縁層7は、絶縁材料からなる、例えば厚さ0.1〜50μm程度の膜である。絶縁層7に使用可能な材料としては、例えばアルミナ(Al)や酸化ケイ素(SiO)、酸化チタン(TiO)等、非磁性且つ非導電性の材料が挙げられる。 An insulating layer 7 is provided between the actuator 105c and the magnetic head 105b for magnetically and electrically insulating the actuator 105c and the magnetic head 105b. The insulating layer 7 is made of an insulating material, for example, a film having a thickness of about 0.1 to 50 μm. Examples of materials that can be used for the insulating layer 7 include nonmagnetic and nonconductive materials such as alumina (Al 2 O 3 ), silicon oxide (SiO 2 ), and titanium oxide (TiO 2 ).

図8は、磁気ヘッド105b、樹脂層131、アクチュエータ105c及びアルチック基板105aを備えるヘッドスライダを示す模式図である。図8に示すごとく、アクチュエータ105cと絶縁層7の間に樹脂層131を形成しても良い。樹脂層131は、電気的な絶縁性を有し、圧電体6よりもヤング率が低く変形しやすい(柔軟性が高い)材料であればよい。樹脂層131に使用可能な材料は、例えば、ウレタン、ポリイミド、エポキシ、アラミド系樹脂等が挙げられ、耐熱性の点から、ポリイミド系樹脂が好ましく用いられる。また、樹脂層131の代わりに、例えば、発泡ガラスなどの微小の気泡を多く含むセラミックスのような圧電体よりヤング率が低い絶縁材料からなる層を設けても良い。   FIG. 8 is a schematic diagram showing a head slider including a magnetic head 105b, a resin layer 131, an actuator 105c, and an Altic substrate 105a. As shown in FIG. 8, a resin layer 131 may be formed between the actuator 105 c and the insulating layer 7. The resin layer 131 may be any material that has electrical insulating properties, has a Young's modulus lower than that of the piezoelectric body 6, and is easily deformed (highly flexible). Examples of materials that can be used for the resin layer 131 include urethane, polyimide, epoxy, and aramid resin, and polyimide resin is preferably used from the viewpoint of heat resistance. Further, instead of the resin layer 131, for example, a layer made of an insulating material having a Young's modulus lower than that of a piezoelectric body such as ceramics containing many fine bubbles such as foam glass may be provided.

アクチュエータ105cの樹脂層131に接する部分は圧電体6、第1の電極9、第2の電極10、樹脂11など変形しにくさが異なる材料からなる。よって、圧電体6に電圧を印加することにより作動部18が変形すると、電圧印加前は平坦なアクチュエータ105cの樹脂層131に接する部分が平坦ではなくなる。樹脂層131は柔軟性が高い材料からなるため、隣接するアクチュエータ105cの変形に対して追従することが容易である。よって、単位印加電圧あたりのスペーシング方向へのアクチュエータ105cの変形量はより大きくなる。   The portion of the actuator 105c that is in contact with the resin layer 131 is made of a material that is not easily deformed, such as the piezoelectric body 6, the first electrode 9, the second electrode 10, and the resin 11. Therefore, when the operating portion 18 is deformed by applying a voltage to the piezoelectric body 6, the portion in contact with the resin layer 131 of the flat actuator 105c is not flat before the voltage is applied. Since the resin layer 131 is made of a highly flexible material, it is easy to follow the deformation of the adjacent actuator 105c. Therefore, the deformation amount of the actuator 105c in the spacing direction per unit applied voltage becomes larger.

一方、図7に示すような、アクチュエータ105cと磁気ヘッド105bとの間に樹脂層131が設けられていないヘッドスライダは、樹脂層131が設けられたことを除き図7と同様の構成を備えたヘッドスライダと比較して、アクチュエータ105cの磁気ヘッド105bに接する部分の変形が抑制される。   On the other hand, as shown in FIG. 7, the head slider in which the resin layer 131 is not provided between the actuator 105 c and the magnetic head 105 b has the same configuration as that in FIG. 7 except that the resin layer 131 is provided. Compared to the head slider, deformation of the portion of the actuator 105c that contacts the magnetic head 105b is suppressed.

図8に示すような構成を有するヘッドスライダについて、電極間に30Vの電界を印加したときの点Bにおけるスペーシング方向(矢印S方向)の変位量をシミュレーションにより求めた。アクチュエータ105は、上記図7に示したヘッドスライダと同様に、幅(図8におけるW2)15μmのPZTからなる圧電体、幅(図8におけるW3)5μmのNiからなる第1の電極、及び幅(図8におけるW4)が0.1μmの第2の電極からなり、厚さ(図8におけるH)が20μmである作動部が、幅(図8におけるW1)5μmの樹脂を間に挟んで4つ列配置されたものとした。作動部18aの下部及び18dの上部に配置された樹脂の厚さW1’は5μmだった。樹脂層131の厚さH’が0.1、1、10、100μmである4種類のスライダについてシミュレーションを行った。表1はシミュレーションの結果得られた、樹脂層131の厚さと磁気ヘッドの点Bにおけるスペーシング方向(矢印S方向)の変位量との関係を示す表である。   For the head slider having the configuration shown in FIG. 8, the amount of displacement in the spacing direction (arrow S direction) at point B when a 30 V electric field was applied between the electrodes was obtained by simulation. Like the head slider shown in FIG. 7, the actuator 105 includes a piezoelectric body made of PZT having a width (W2 in FIG. 8) of 15 μm, a first electrode made of Ni having a width (W3 in FIG. 8) of 5 μm, and a width. (W4 in FIG. 8) is composed of a second electrode having a thickness of 0.1 μm, and an operating part having a thickness (H in FIG. 8) of 20 μm is sandwiched between a resin having a width (W1 in FIG. 8) of 5 μm. Two rows were arranged. The thickness W1 'of the resin disposed at the lower part of the operating part 18a and the upper part of 18d was 5 μm. A simulation was performed on four types of sliders in which the thickness H ′ of the resin layer 131 was 0.1, 1, 10, and 100 μm. Table 1 is a table showing the relationship between the thickness of the resin layer 131 and the amount of displacement in the spacing direction (arrow S direction) at the point B of the magnetic head, obtained as a result of simulation.

アチュエータと磁気ヘッドの間にヤング率の低い樹脂層を形成したスライダは、樹脂層131を備えていないスライダよりも変位量が大きかった。 The slider in which the resin layer having a low Young's modulus was formed between the actuator and the magnetic head had a larger displacement than the slider without the resin layer 131.

以上より、アチュエータと磁気ヘッドの間にヤング率の低い樹脂層を形成したスライダは、ヤング率の低い樹脂層を供えていないスライダに比べて、所望の変位量になるように制御するのに必要な印加電圧は低く、消費電力も低いと考えられる。   From the above, a slider in which a resin layer with a low Young's modulus is formed between the actuator and the magnetic head is necessary to control the slider so that it has a desired displacement compared to a slider that does not have a resin layer with a low Young's modulus. The applied voltage is low and the power consumption is considered low.

本実施形態のヘッドスライダについて、再び図3を用いて説明する。ビア14s及び17s並びに外部端子14t及び17tは、導電性を有する材料を用いて形成することができる。導電性を有する材料としては、例えば、白金(Pt)、イリジウム(Ir)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)、銅(Cu)等の金属が挙げられ、更に、窒化チタン(TiN)等の窒化物、炭化タングステン(WC)等の炭化物、或いは、酸化インジウムスズ(ITO:Indium Tin Oxide)等が挙げられる。このようなヘッドスライダは、表面に作動部の電極に電圧を印加するための外部端子が備えられているため、サスペンションへ実装された後に電気的接続を行うことが容易である。よって、本実施形態のヘッドスライダは、本実施形態のヘッドスライダを用いた記憶装置の製造効率、歩留りの向上に寄与する。   The head slider of this embodiment will be described again with reference to FIG. The vias 14s and 17s and the external terminals 14t and 17t can be formed using a conductive material. Examples of the conductive material include metals such as platinum (Pt), iridium (Ir), nickel (Ni), chromium (Cr), copper (Cu), and further, titanium nitride (TiN) and the like. Examples thereof include nitrides, carbides such as tungsten carbide (WC), and indium tin oxide (ITO). Such a head slider is provided with an external terminal for applying a voltage to the electrode of the operating portion on the surface, and thus it is easy to make an electrical connection after being mounted on the suspension. Therefore, the head slider of this embodiment contributes to the improvement of the manufacturing efficiency and yield of the storage device using the head slider of this embodiment.

図10は、ヘッドスライダの先端から見た、素子105dと作動部18の位置関係を示す模式図である。本実施形態のヘッドスライダは、作動部18が、基板105a(図示せず)と素子105dとの間に挟まれている。作動部18、基板105a及び素子105dがこのような位置関係であるヘッドスライダは、作動部18の変位量に対する素子105dの変位量が大きく、動作効率が高いため、浮上量の制御の高速化に寄与する点から好ましい。尚、本発明のヘッドスライダは、基板105aと素子105dは必ずしも作動部18を挟んでいなくてもよい。   FIG. 10 is a schematic diagram showing the positional relationship between the element 105d and the operating portion 18 as viewed from the tip of the head slider. In the head slider of the present embodiment, the operating portion 18 is sandwiched between the substrate 105a (not shown) and the element 105d. The head slider in which the operation unit 18, the substrate 105a, and the element 105d have such a positional relationship has a large displacement amount of the element 105d with respect to the displacement amount of the operation unit 18, and has high operation efficiency. It is preferable from the point of contribution. In the head slider of the present invention, the substrate 105a and the element 105d do not necessarily need to sandwich the operating portion 18.

本実施形態のヘッドスライダは、基板と磁気ヘッドとの間にユニモルフ型圧電素子を設けることにより、圧電素子のサイズが小さくできる。圧電素子のサイズが小さいことにより、磁気ヘッドのスペーシング方向の共振周波数を高くすることができる。この共振周波数が高いため、記憶装置内部に記憶媒体に対向する位置にヘッドスライダを配置して用いる際に、圧電素子の駆動周波数を高く設定できる。圧電素子の駆動周波数が高く設定できると、記憶装置の使用時の気圧の変化、熱膨張などによる、スライダの浮上面(図4における105f)と記憶媒体(図4における104)との間の距離の変化に起因する浮上量の変化の補正、及び衝撃や記憶装置の振動など、加速度による浮上量の変化の補正を精密かつ高速に行うことができる。更に、本実施形態のヘッドスライダを用いた記憶装置は、記憶装置の落下時に加わる強い衝撃により、ヘッドが記憶媒体に接触し、記憶媒体を傷つけること(いわゆるヘッドクラッシュ)を防ぐことも可能である。さらに、磁気ディスクのうねりや局所的な凹凸、回転軸のブレなどによるディスクが1回転する間に生じる浮上量の変動にも精密かつ高速に対応して、浮上量を安定化させることができる。   In the head slider of this embodiment, the size of the piezoelectric element can be reduced by providing a unimorph type piezoelectric element between the substrate and the magnetic head. Since the size of the piezoelectric element is small, the resonance frequency in the spacing direction of the magnetic head can be increased. Since this resonance frequency is high, the drive frequency of the piezoelectric element can be set high when the head slider is arranged in a position facing the storage medium inside the storage device. If the drive frequency of the piezoelectric element can be set high, the distance between the flying surface of the slider (105f in FIG. 4) and the storage medium (104 in FIG. 4) due to changes in atmospheric pressure, thermal expansion, etc. when the storage device is used. The correction of the flying height change caused by the change in the height and the correction of the flying height change due to the acceleration, such as the impact or the vibration of the storage device, can be performed accurately and at high speed. Furthermore, the storage device using the head slider of this embodiment can also prevent the head from coming into contact with the storage medium and damaging the storage medium (so-called head crash) due to a strong impact applied when the storage device is dropped. . Furthermore, the flying height can be stabilized accurately and at high speed in response to fluctuations in the flying height that occur during one rotation of the disk due to the undulation of the magnetic disk, local unevenness, and rotational shaft blurring.

さらに、本実施形態のヘッドスライダはユニモルフ型圧電素子に設けられた磁気ヘッド全体が平行移動するため、熱アクチュエータのようにリード部とライト部の突き出し量の差が生じないというメリットも有する。
−ヘッドスライダの製造方法−
本発明のヘッドスライダの製造方法は、基板ウエハ上に、圧電体、第1の電極、及び第2の電極を含んでなる圧電素子を備えた圧電アクチュエータを構成する各層を、成膜プロセス及び微細加工プロセスからなる薄膜形成プロセスを用いてそれぞれ直接形成する。このため、アクチュエータと磁気ヘッドは連続して形成されうる。
Further, the head slider of the present embodiment has an advantage that the difference between the protruding amount of the read portion and the write portion does not occur unlike the thermal actuator because the entire magnetic head provided in the unimorph type piezoelectric element moves in parallel.
-Head slider manufacturing method-
In the method for manufacturing a head slider of the present invention, each layer constituting a piezoelectric actuator including a piezoelectric element including a piezoelectric body, a first electrode, and a second electrode on a substrate wafer is subjected to a film forming process and a fine process. Each is formed directly using a thin film forming process consisting of a processing process. Therefore, the actuator and the magnetic head can be formed continuously.

成膜プロセスとして、例えば電界めっき法、無電解めっき法等のめっき法、スパッタリング法や蒸着等のPVD(Physical Vapor Deposition)法、MO−CVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法等のCVD(Chemical Vapor Deposition)法、スピン方式、ディップ方式、スプレー方式等の塗布法、厚膜印刷法などが挙げられ、目的に応じて適宜選択される。微細加工プロセスには、例えばイオンミリング等のミリングやダイシングソーなどによる加工や、CMP(化学的機械的研磨)法などの研磨が含まれる。   Examples of film formation processes include plating methods such as electroplating and electroless plating, PVD (Physical Vapor Deposition) such as sputtering and vapor deposition, and CVD (Chemical Vapor) such as MO-CVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition). (Deposition) method, spin method, dip method, spray method and other coating methods, thick film printing methods, and the like, which are appropriately selected according to the purpose. The microfabrication process includes, for example, milling such as ion milling, processing by a dicing saw, and polishing such as CMP (Chemical Mechanical Polishing) method.

アクチュエータの形成方法として、基板ウエハ上に直接形成する製造方法は、個別のスライダに接着剤を用いて個別のアクチュエータを貼り付け、さらに個別の磁気ヘッドを貼り付ける従来のプロセスに比べて、高歩留まり、低コスト化が可能となる点から好ましい。その他、得られたヘッドスライダについては、上記本発明のヘッドスライダの実施形態において述べた効果と同様の効果を奏する。   As a method of forming an actuator, a manufacturing method in which a substrate is directly formed on a substrate wafer has a higher yield than a conventional process in which an individual actuator is attached to an individual slider using an adhesive and an individual magnetic head is further attached. It is preferable from the viewpoint that the cost can be reduced. In addition, the obtained head slider has the same effects as those described in the embodiment of the head slider of the present invention.

以下、本発明のヘッドスライダの製造方法について、実施形態を挙げて説明する。図11は、本発明のヘッドスライダの製造方法の一実施形態を示す、工程毎の模式的断面図である。以下、工程ごとに説明する。
(1)圧電体形成工程
まず、図11(a)のようにスライダ基板71上に圧電体72を設ける。スライダ基板71及び圧電体72に使用可能な材料は、上記ヘッドスライダの説明で記載したものと同様のものを用いることができる。
Hereinafter, a method for manufacturing a head slider of the present invention will be described with reference to embodiments. FIG. 11 is a schematic cross-sectional view for each process showing an embodiment of the method of manufacturing the head slider of the present invention. Hereinafter, it demonstrates for every process.
(1) Piezoelectric Forming Step First, a piezoelectric 72 is provided on a slider substrate 71 as shown in FIG. As materials usable for the slider substrate 71 and the piezoelectric body 72, the same materials as those described in the description of the head slider can be used.

スライダ基板として、例えばウエハ状のアルチック(Al・TiC)基板が用いられる。このアルチック基板71は、全製造工程が終わった後で、図5におけるヘッドスライダ105の基板105aを構成するものである。 For example, a wafer-like AlTiC (Al 2 O 3 .TiC) substrate is used as the slider substrate. This Altic substrate 71 constitutes the substrate 105a of the head slider 105 in FIG. 5 after all the manufacturing steps are completed.

圧電体72は、全製造工程が終わった後、図5におけるヘッドスライダ105を構成する圧電体6を構成するものである。また、圧電体72は全製造工程が終わった後で、図5におけるヘッドスライダ105の絶縁層6’を構成してもよい。   The piezoelectric body 72 constitutes the piezoelectric body 6 constituting the head slider 105 in FIG. 5 after the entire manufacturing process is completed. Further, the piezoelectric body 72 may constitute the insulating layer 6 ′ of the head slider 105 in FIG. 5 after the entire manufacturing process is completed.

この圧電体72を形成する方法としては特に限定されないが、スパッタリング法、ゾルゲル法、パルスレーザ蒸着法、MOCVD法、厚膜印刷法、グリーンシート積層法、或いは、エアロゾルデポジション法などが使用可能である。この圧電体72に使用可能な圧電材料としては、例えばチタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Zr,Ti)OPZT)、Nb添加PZT、さらにはPNN−PZT{Pb(Ni,Nb)O−PbTiO−PbZrO}、PMN−PZT{Pb(Mg,Nb)O−PbTiO−PbZrO}等のペロブスカイト酸化物が挙げられる。また、これら材料の他に、ニオブ酸カリウム(KNbO)や窒化アルミニウム(AlN)なども使用可能である。圧電体72の厚さH’は、例えば25μm程度である。
(2)圧電体加工工程
次いで、形成された圧電体72を加工し、図11(b)のように凸形状の圧電体73を形成する。加工方法は特に限定されるものではないが、例えばダイシングソー、ミリング、リアクティブイオンエッチングなどが使用可能である。凸部73aは、例えば幅W2が10μm、深さHが20μm程度である。また、凸形状間のピッチPは15μm程度である。
(3)第1の電極形成工程
次いで、形成された凸形状の圧電体73上に、第1の電極を形成するため、図11(c)のように、第1の導電体層74を形成する。本実施形態において、第1の電極の潰れ難さは、後述の第2の電極の潰れ難さよりも大きい。すなわち、第1の電極のヤング率と厚さとの積は、後述の第2の電極のヤング率と厚さの積よりも大きい。
A method for forming the piezoelectric body 72 is not particularly limited, but a sputtering method, a sol-gel method, a pulse laser deposition method, an MOCVD method, a thick film printing method, a green sheet lamination method, an aerosol deposition method, or the like can be used. is there. Examples of piezoelectric materials that can be used for the piezoelectric body 72 include lead zirconate titanate (Pb (Zr, Ti) O 3 PZT), Nb-added PZT, and PNN-PZT {Pb (Ni, Nb) O 3 − Examples thereof include perovskite oxides such as PbTiO 3 —PbZrO 3 } and PMN—PZT {Pb (Mg, Nb) O 3 —PbTiO 3 —PbZrO 3 }. In addition to these materials, potassium niobate (KNbO 3 ), aluminum nitride (AlN), or the like can be used. The thickness H ′ of the piezoelectric body 72 is, for example, about 25 μm.
(2) Piezoelectric Body Processing Step Next, the formed piezoelectric body 72 is processed to form a convex piezoelectric body 73 as shown in FIG. The processing method is not particularly limited, but for example, dicing saw, milling, reactive ion etching, or the like can be used. The protrusion 73a has, for example, a width W2 of about 10 μm and a depth H of about 20 μm. The pitch P between the convex shapes is about 15 μm.
(3) First Electrode Formation Step Next, in order to form the first electrode on the formed convex piezoelectric body 73, a first conductor layer 74 is formed as shown in FIG. To do. In the present embodiment, the first electrode is less likely to be crushed than the second electrode described later. That is, the product of the Young's modulus and the thickness of the first electrode is larger than the product of the Young's modulus and the thickness of the second electrode described later.

第1の導電体層74は、全製造工程が終わった後で、図5におけるヘッドスライダ105の第1の電極9を構成する導電性の材料からなる。すなわち、第1の導電体層74に使用可能な材料として、ニッケル(Ni)、白金(Pt)、イリジウム(Ir)、クロム(Cr)、銅(Cu)等の金属が挙げられる。更に、第1の導電体層74に使用可能な材料として、窒化チタン(TiN)等の窒化物、炭化タングステン(WC)等の炭化物、或いは、酸化インジウムスズ(ITO:Indium Tin Oxide)等も挙げられる。これらの形成方法は特に限定されるものではないが、例えば、電界めっき法、無電解ニッケルめっき法等のめっき法、スパッタリング法等のPVD(Physical Vapor Deposition)法、MO−CVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法等のCVD(Chemical Vapor Deposition)法などが挙げられる。中でも無電界ニッケルめっき法を用いて第1の導電体層74を形成することが、コスト的に好ましい。   The first conductor layer 74 is made of a conductive material constituting the first electrode 9 of the head slider 105 in FIG. 5 after the entire manufacturing process is completed. That is, examples of materials that can be used for the first conductor layer 74 include metals such as nickel (Ni), platinum (Pt), iridium (Ir), chromium (Cr), and copper (Cu). Furthermore, examples of materials that can be used for the first conductor layer 74 include nitrides such as titanium nitride (TiN), carbides such as tungsten carbide (WC), and indium tin oxide (ITO). It is done. Although these formation methods are not particularly limited, for example, plating methods such as electroplating and electroless nickel plating, PVD (Physical Vapor Deposition) such as sputtering, MO-CVD (Metal Organic Chemical Vapor), and the like. Examples thereof include a CVD (Chemical Vapor Deposition) method such as a Deposition method. In particular, it is preferable in terms of cost to form the first conductor layer 74 using an electroless nickel plating method.

次いで、第1の導電体層74を加工し、図11(d)のように第1の導電体層75が所望の厚みになるように、溝75bを形成する。このとき、圧電体の凸部73aの側面のうち、片面にのみ第1の導電体層が残るように加工する。加工方法は、特に限定されるものではないが、例えば、ダイシングソーやミリング等が挙げられる。第1の導電体層75の厚さは例えば5μm程度である。   Next, the first conductor layer 74 is processed, and a groove 75b is formed so that the first conductor layer 75 has a desired thickness as shown in FIG. At this time, processing is performed so that the first conductor layer remains only on one side of the side surface of the convex portion 73a of the piezoelectric body. The processing method is not particularly limited, and examples thereof include a dicing saw and milling. The thickness of the first conductor layer 75 is, for example, about 5 μm.

なお、第1の電極は後述の第2の電極形成工程、樹脂形成及び研磨工程を経て得られる。本工程における第1の導電体層75は、第1の電極91を構成する主な層である。また、第1の導電体層74を加工するのと同時に凸部73aも加工することにより、幅W2’が調節されてもよい。
(4)第2の電極形成工程
次いで、図11(e)のように、第1の導電体層75及び凸部73を覆うように、第2の導電体層76を形成する。本実施形態において、第2の電極の潰れ難さは、前記第1の電極の潰れ難さよりも小さい。すなわち、第2の電極のヤング率と厚さとの積は、前記第1の電極のヤング率と厚さの積よりも小さい。
The first electrode is obtained through a second electrode formation process, a resin formation process, and a polishing process, which will be described later. The first conductor layer 75 in this step is a main layer constituting the first electrode 91. Further, the width W2 ′ may be adjusted by processing the convex portion 73a simultaneously with the processing of the first conductor layer 74.
(4) Second Electrode Formation Step Next, as shown in FIG. 11E, the second conductor layer 76 is formed so as to cover the first conductor layer 75 and the convex portion 73. In this embodiment, the second electrode is less likely to be crushed than the first electrode. That is, the product of Young's modulus and thickness of the second electrode is smaller than the product of Young's modulus and thickness of the first electrode.

第2の導電体層76は、全製造工程が終わった後で、ヘッドスライダ105の第2の電極10を構成する導電性の材料からなる。すなわち、第1の導電体層74に使用可能な材料として、ニッケル(Ni)、白金(Pt)、イリジウム(Ir)等の金属が挙げられる。更に、第1の導電体層74に使用可能な材料として、窒化チタン(TiN)等の窒化物、或いは、酸化インジウムスズ(ITO:Indium Tin Oxide)等も挙げられる。これらの形成方法は特に限定されるものではないが、例えば、電界めっき法、無電解ニッケルめっき法等のめっき法、スパッタリング法等のPVD(Physical Vapor Deposition)法、MO−CVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法等のCVD(Chemical Vapor Deposition)法などが挙げられる。中でも、スパッタリング法を用いてニッケル薄膜からなる第2の導電体層76を形成することが、第1の電極よりも潰れ難さが小さい第2の電極を形成することが容易な点から好ましい。第2の導電体層の厚さは、通常第2の電極と同じであり、例えば0.1μm程度である。   The second conductor layer 76 is made of a conductive material constituting the second electrode 10 of the head slider 105 after the entire manufacturing process is completed. That is, examples of materials that can be used for the first conductor layer 74 include metals such as nickel (Ni), platinum (Pt), and iridium (Ir). Further, examples of a material that can be used for the first conductor layer 74 include nitrides such as titanium nitride (TiN), indium tin oxide (ITO), and the like. Although these formation methods are not particularly limited, for example, plating methods such as electroplating and electroless nickel plating, PVD (Physical Vapor Deposition) such as sputtering, MO-CVD (Metal Organic Chemical Vapor), and the like. Examples thereof include a CVD (Chemical Vapor Deposition) method such as a Deposition method. Among them, it is preferable to form the second conductor layer 76 made of a nickel thin film by sputtering because it is easy to form the second electrode that is less likely to be crushed than the first electrode. The thickness of the second conductor layer is usually the same as that of the second electrode, for example, about 0.1 μm.

次いで、図11(e)の第2の導電体層76のうち溝部76bの底面を加工し、図11(f)のように、第2の導電体層77を形成する。加工方法は、特に限定されるものではないが、例えば、イオンミリング等のミリングやダイシングソーなどが挙げられる。
(5)樹脂形成及び研磨工程
次いで、図11(f)の溝部77bに樹脂78を埋める。樹脂78としては、樹脂78は、電気的な絶縁性を有し、圧電材料以外の材料からなり、且つ第1の電極75、第2の電極77及び圧電体73よりも変形しやすい(柔軟性が高い)ものであればよい。樹脂を埋める方法は特に限定されるものではないが、例えば、スピン方式、ディップ方式、スプレー方式等が挙げられる。樹脂78の厚さW1は例えば5μm程度である。
Next, the bottom surface of the groove 76b in the second conductor layer 76 of FIG. 11E is processed to form the second conductor layer 77 as shown in FIG. 11F. The processing method is not particularly limited, and examples thereof include milling such as ion milling and a dicing saw.
(5) Resin Formation and Polishing Step Next, the resin 78 is buried in the groove 77b in FIG. As the resin 78, the resin 78 has an electrical insulating property, is made of a material other than a piezoelectric material, and is more easily deformed than the first electrode 75, the second electrode 77, and the piezoelectric body 73 (flexibility). Is high). The method for filling the resin is not particularly limited, and examples thereof include a spin method, a dip method, and a spray method. The thickness W1 of the resin 78 is, for example, about 5 μm.

その後、第1の導電体層75及び第2の導電体層77が形成された凸部73aの上面を、凸部73aが露出するまで研磨して、図11(g)に示すように、第1の導電体層75及び第2の導電体層77からなる厚電極91と、第2の導電体層77からなる薄電極92を形成し、スライダ基板上71にアクチュエータ95を形成した積層物を得た。研磨方法は特に限定されるものではないが、例えば、CMP(化学的機械的研磨)法を用いることができる。
(6)磁気ヘッド形成工程
次いで、図11(h)に示すように、上記積層物上にアルミナなどの絶縁膜79を形成した後、通常のヘッド作成プロセスにより磁気ヘッド80を形成する。磁気ヘッド80の層構成は特に限定されるものではなく、磁気記憶装置に用いられる磁気ヘッドを用途に合わせて設けることができる。磁気ヘッドの層構成及び製造方法の詳細については本明細書では省略する。
Thereafter, the upper surface of the convex portion 73a on which the first conductive layer 75 and the second conductive layer 77 are formed is polished until the convex portion 73a is exposed, and as shown in FIG. A laminate in which a thick electrode 91 composed of one conductor layer 75 and a second conductor layer 77 and a thin electrode 92 composed of the second conductor layer 77 are formed and an actuator 95 is formed on a slider substrate 71 is formed. Obtained. Although the polishing method is not particularly limited, for example, a CMP (chemical mechanical polishing) method can be used.
(6) Magnetic Head Formation Step Next, as shown in FIG. 11 (h), after forming an insulating film 79 such as alumina on the laminate, a magnetic head 80 is formed by a normal head creation process. The layer configuration of the magnetic head 80 is not particularly limited, and a magnetic head used in a magnetic storage device can be provided according to the application. The details of the layer structure and manufacturing method of the magnetic head are omitted in this specification.

尚、絶縁膜79を形成する前に、上記積層物上に圧電体73よりもヤング率が低い層(図示せず。)を形成してもよい。この層は、上記ヘッドスライダにおける樹脂層131の説明で述べたように、電気的な絶縁性を有し、圧電体73よりもヤング率が低く変形しやすい(柔軟性が高い)ものであればよい。ヤング率が低い層は、スピンコート、ディップ、気相重合などの中から用いる材料に応じて適宜選択される手段によって形成されうる。   Before forming the insulating film 79, a layer (not shown) having a Young's modulus lower than that of the piezoelectric body 73 may be formed on the laminate. As described in the explanation of the resin layer 131 in the head slider, this layer has electrical insulation, has a lower Young's modulus than the piezoelectric body 73, and is easily deformed (highly flexible). Good. The layer having a low Young's modulus can be formed by means appropriately selected according to a material used from spin coating, dip, gas phase polymerization, and the like.

更に、スライダの浮上面を形成するための公知の加工を行い、本実施形態のヘッドスライダは完成する。
−記憶装置−
本発明の記憶装置は、基板と磁気ヘッドとの間にユニモルフ構造の圧電素子を設けたヘッドスライダを備えることにより、圧電素子のサイズが小さくできる。その他、本発明の記憶装置は、上記本発明のヘッドスライダの実施形態において述べた効果と同様の効果を奏する。
Further, known processing for forming the flying surface of the slider is performed, and the head slider of this embodiment is completed.
-Storage device-
The storage device of the present invention can reduce the size of the piezoelectric element by including a head slider provided with a unimorph piezoelectric element between the substrate and the magnetic head. In addition, the storage device of the present invention has the same effects as those described in the embodiment of the head slider of the present invention.

本発明の記憶装置の実施形態である磁気記録装置については、図1、図2、図4を参照して概要を説明しているため、詳細な説明は省略する。なお、記憶装置の製造方法については、公知技術を参照すればよい。   Since the outline of the magnetic recording apparatus according to the embodiment of the storage apparatus of the present invention has been described with reference to FIGS. 1, 2, and 4, detailed description thereof will be omitted. Note that a known technique may be referred to for a manufacturing method of the storage device.

尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and that exhibits the same effects. Are included in the technical scope.

(実施例1)
実施例1のヘッドスライダの形成方法を、図11を用いながら説明する。
Example 1
A method of forming the head slider according to the first embodiment will be described with reference to FIG.

まず、図11(a)に示すように、アルチックからなるスライダ基板71上に、圧電体72として、CVD法により厚さH’が25μmのPZT膜(ヤング率:65GPa)を形成した。次いで、形成した圧電体72を、ダイシングソーで加工して、図11(b)に示すように、幅W2が10μm、高さHが20μmの凸部73a及び幅W5が20μm、深さHが20μmの溝73bにより構成される、ピッチPが30μmの凹凸パターン73を形成した。次いで、加工された圧電体73上に無電解Niめっき処理が行われ、図11(c)に示すように、溝73bが、第1の導電体層74としてNiめっき(ヤング率:220GPa)で埋められた。次いで、第1の導電体層74に対してダイシングソーで幅W6が15μmとなるように溝加工を行い、図11(d)に示すように、厚さW3が5μmの第1の導電体層75を形成した。次いで、図11(e)に示すように、第1の導電体層75及び圧電体層73を覆うように、DCスパッタを用いて、第2の導電体層76として厚さW4が0.1μmのNi薄膜(ヤング率:50GPa)を形成した。次いで、イオンミリングを用いて第2の導電体層76の溝底面が除去することにより、図11(f)に示すように第2の導電体層77が形成された。次いで、溝77bを、図11(g)に示すようにポリイミドからなる樹脂(ヤング率:0.5GPa)78で埋め、更に表面をCMPにより研磨した。この研磨処理により、圧電体の凸部73aを挟む、第1の導電体層75及び第2の導電体層77からなる厚電極(第1の電極)91と、第2の導電体層77からなる薄電極(第2の電極)91が形成された。次いで、図11(h)に示すように、アルミナ膜をRFマグネトロンスパッタで形成した後、通常のヘッド作成プロセスにより磁気ヘッド素子を作成した。更に、アルチック基板の所定の場所にスライダの浮上面を形成するための通常の加工を行った。得られたヘッドスライダについて、レーザードップラー法により磁気ヘッド部分のスペーシング方向の共振周波数を測定したところ、約5MHzだった。   First, as shown in FIG. 11A, a PZT film (Young's modulus: 65 GPa) having a thickness H ′ of 25 μm was formed as a piezoelectric body 72 by a CVD method on a slider substrate 71 made of Altic. Next, the formed piezoelectric body 72 is processed by a dicing saw, and as shown in FIG. 11B, a convex portion 73a having a width W2 of 10 μm and a height H of 20 μm, a width W5 of 20 μm, and a depth H of A concavo-convex pattern 73 having a pitch P of 30 μm and formed by 20 μm grooves 73b was formed. Next, an electroless Ni plating process is performed on the processed piezoelectric body 73, and as shown in FIG. 11C, the groove 73b is formed by Ni plating (Young's modulus: 220 GPa) as the first conductor layer 74. Buried. Next, the first conductor layer 74 is grooved with a dicing saw so that the width W6 is 15 μm, and as shown in FIG. 11D, the first conductor layer having a thickness W3 of 5 μm is formed. 75 was formed. Next, as shown in FIG. 11E, the thickness W4 is 0.1 μm as the second conductor layer 76 by using DC sputtering so as to cover the first conductor layer 75 and the piezoelectric layer 73. A Ni thin film (Young's modulus: 50 GPa) was formed. Next, by removing the groove bottom surface of the second conductor layer 76 using ion milling, a second conductor layer 77 was formed as shown in FIG. Next, the groove 77b was filled with a polyimide resin (Young's modulus: 0.5 GPa) 78 as shown in FIG. 11G, and the surface was further polished by CMP. By this polishing process, the thick electrode (first electrode) 91 composed of the first conductor layer 75 and the second conductor layer 77 and the second conductor layer 77 sandwiching the convex portion 73a of the piezoelectric body. A thin electrode (second electrode) 91 was formed. Next, as shown in FIG. 11 (h), after an alumina film was formed by RF magnetron sputtering, a magnetic head element was produced by a normal head production process. Further, normal processing for forming the air bearing surface of the slider at a predetermined location on the Altic substrate was performed. With respect to the obtained head slider, the resonance frequency in the spacing direction of the magnetic head portion was measured by a laser Doppler method and found to be about 5 MHz.

このようにして作成したヘッドスライダ、及び従来の熱アクチュエータによる浮上量制御機構を有するヘッドスライダを、浮上評価装置を用いて、単位変位量あたりの消費電力、及び、浮上量の制御が可能な、第1の電極及び第2の電極に印加する交流電界の周波数の最大値(駆動限界周波数)を評価した。駆動周波数が1kHzのとき、同じ変位量を得るのに、実施例1のヘッドスライダは熱突き出しのヘッドの1/1000以下の消費電力で駆動できた。また、実施例1のヘッドスライダの駆動限界周波数は、熱突き出しヘッドの駆動限界周波数より100倍以上高かった。
(実施例2)
実施例2のヘッドスライダの形成方法を図11を用いながら説明する。
Using the head slider having the flying height control mechanism by the head slider thus created and the conventional thermal actuator, the power consumption per unit displacement and the flying height can be controlled using the flying height evaluation device. The maximum value (drive limit frequency) of the frequency of the alternating electric field applied to the first electrode and the second electrode was evaluated. When the driving frequency was 1 kHz, the head slider of Example 1 was able to be driven with a power consumption of 1/1000 or less of the thermal ejection head to obtain the same amount of displacement. Further, the drive limit frequency of the head slider of Example 1 was 100 times higher than the drive limit frequency of the thermal ejection head.
(Example 2)
A method of forming the head slider according to the second embodiment will be described with reference to FIG.

まず、図11(a)に示すように、アルチックからなるスライダ基板71上に、圧電体72として、印刷法でPNN−PZT系圧電セラミックス粉末のペーストを印刷し、1100℃で焼成後、HIP(高温静水圧プレス)処理を行い、空隙のない緻密なPNN−PZT圧電セラミック層(ヤング率:55GPa)を形成した。圧電体72の厚さH’は25μmとした。以下の工程は実施例1と同様に行われ、実施例2のヘッドスライダが得られた。得られたヘッドスライダのスペーシング方向の共振周波数は約5MHzだった。   First, as shown in FIG. 11A, a PNN-PZT piezoelectric ceramic powder paste is printed as a piezoelectric body 72 on a slider substrate 71 made of Altic by a printing method, fired at 1100 ° C., and then HIP ( A high-temperature isostatic pressing process was performed to form a dense PNN-PZT piezoelectric ceramic layer (Young's modulus: 55 GPa) without voids. The thickness H ′ of the piezoelectric body 72 was 25 μm. The following steps were performed in the same manner as in Example 1, and the head slider of Example 2 was obtained. The resonance frequency in the spacing direction of the obtained head slider was about 5 MHz.

このようにして作成したヘッドスライダ、及び従来の熱アクチュエータによる浮上量制御機構を有するヘッドスライダを、浮上評価装置を用いて、単位変位量あたりの消費電力、及び駆動限界周波数を評価した。駆動周波数が1kHzのとき、同じ変位量を得るのに、実施例2のヘッドスライダは熱突き出しのヘッドの1/1000以下の消費電力で駆動できた。また、実施例1のヘッドスライダの駆動限界周波数は、熱突き出しヘッドの駆動限界周波数より100倍以上高かった。
(実施例3)
実施例3のヘッドスライダの形成方法を図11を用いながら説明する。
The power slider per unit displacement and the drive limit frequency of the head slider thus prepared and the head slider having a flying height control mechanism using a conventional thermal actuator were evaluated using a flying height evaluation apparatus. When the driving frequency was 1 kHz, the head slider of Example 2 was able to be driven with a power consumption of 1/1000 or less that of the thermal ejection head to obtain the same amount of displacement. Further, the drive limit frequency of the head slider of Example 1 was 100 times higher than the drive limit frequency of the thermal ejection head.
(Example 3)
A method of forming the head slider according to the third embodiment will be described with reference to FIG.

まず、図11(a)に示すように、アルチックからなるスライダ基板71上に、圧電体72として、RFマグネトロンスパッタ法により厚さ10μmのPZT膜(ヤング率:65GPa)を形成した。次いで、形成した圧電体72を、ダイシングソーで加工して、図11(b)に示すように、幅W2が10μm、高さHが10μmの凸部73a及び幅W5が10μm、深さHが10μmの溝73bにより構成される、ピッチPが20μmの凹凸パターンを形成した圧電体73を得た。次いで、圧電体73上に無電解Niめっき処理が行われ、図11(c)に示すように、溝73bがNi(ヤング率:220GPa)で埋められた。次いで、ダイシングソーを用いて、第1の導電体層74に対して幅5μm、凸部73aに対して幅5μmの溝加工を行い、図11(d)に示すように、第1の導電体層75として厚さW3が5μmのNiめっき層、及び圧電体膜73aとして厚さW2’が5μmのPZT膜を形成した。以下の工程は実施例1と同様に行われ、実施例3のヘッドスライダが得られた。得られたヘッドスライダのスペーシング方向の共振周波数は約5MHzだった。   First, as shown in FIG. 11A, a PZT film (Young's modulus: 65 GPa) having a thickness of 10 μm was formed as a piezoelectric body 72 on a slider substrate 71 made of Altic by an RF magnetron sputtering method. Next, the formed piezoelectric body 72 is processed with a dicing saw, and as shown in FIG. 11B, a convex portion 73a having a width W2 of 10 μm and a height H of 10 μm, a width W5 of 10 μm, and a depth H of A piezoelectric body 73 formed with a concavo-convex pattern having a pitch P of 20 μm, which is constituted by a 10 μm groove 73b, was obtained. Next, an electroless Ni plating process was performed on the piezoelectric body 73, and as shown in FIG. 11C, the groove 73b was filled with Ni (Young's modulus: 220 GPa). Next, using a dicing saw, a groove having a width of 5 μm is formed on the first conductor layer 74 and a width of 5 μm is formed on the convex portion 73a. As shown in FIG. A Ni plating layer having a thickness W3 of 5 μm was formed as the layer 75, and a PZT film having a thickness W2 ′ of 5 μm was formed as the piezoelectric film 73a. The following steps were performed in the same manner as in Example 1, and the head slider of Example 3 was obtained. The resonance frequency in the spacing direction of the obtained head slider was about 5 MHz.

このようにして作成したヘッドスライダ、及び従来の熱アクチュエータによる浮上量制御機構を有するヘッドスライダを、浮上評価装置を用いて、単位変位量あたりの消費電力、及び駆動限界周波数を評価した。駆動周波数が1kHzのとき、同じ変位量を得るのに、実施例3のヘッドスライダは熱突き出しのヘッドの1/1000以下の消費電力で駆動できた。また、実施例3のヘッドスライダの駆動限界周波数は、熱突き出しヘッドの駆動限界周波数より100倍以上高かった。
(実施例4)
実施例1と同様の方法で、図11(g)に示されるような積層体を形成した。その後、厚さ約2μmのポリイミド膜をスピンコートにより塗布し、加熱キュアした(図示せず)。その後、図11(h)に示すように、このポリイミド膜上にアルミナ膜をRFマグネトロンスパッタで形成した後、通常のヘッド作成プロセスにより磁気ヘッド素子を作成した。以下の工程は実施例1と同様に行われ、実施例4のヘッドスライダが得られた。得られたヘッドスライダのスペーシング方向の共振周波数は約5MHzだった。また、実施例4のヘッドスライダが実施例1のヘッドスライダと同じ変位量を得るのに必要な印加電圧は、実施例1のヘッドスライダに必要な印加電圧の約60%だった。
The power slider per unit displacement and the drive limit frequency of the head slider thus prepared and the head slider having a flying height control mechanism using a conventional thermal actuator were evaluated using a flying height evaluation apparatus. When the driving frequency was 1 kHz, the head slider of Example 3 was able to be driven with a power consumption of 1/1000 or less that of the heat-projecting head to obtain the same amount of displacement. Further, the drive limit frequency of the head slider of Example 3 was 100 times higher than the drive limit frequency of the thermal ejection head.
Example 4
A laminate as shown in FIG. 11G was formed in the same manner as in Example 1. Thereafter, a polyimide film having a thickness of about 2 μm was applied by spin coating and heated and cured (not shown). Thereafter, as shown in FIG. 11 (h), an alumina film was formed on the polyimide film by RF magnetron sputtering, and then a magnetic head element was formed by a normal head forming process. The following steps were performed in the same manner as in Example 1, and the head slider of Example 4 was obtained. The resonance frequency in the spacing direction of the obtained head slider was about 5 MHz. The applied voltage required for the head slider of Example 4 to obtain the same amount of displacement as the head slider of Example 1 was about 60% of the applied voltage required for the head slider of Example 1.

このようにして作成したヘッドスライダ、及び従来の熱アクチュエータによる浮上量制御機構を有するヘッドスライダを、浮上評価装置を用いて、単位変位量あたりの消費電力、及び駆動限界周波数を評価した。駆動周波数が1kHzのとき、同じ変位量を得るのに必要な実施例4のヘッドスライダの消費電力は、熱突き出しのヘッドの1/1000以下であり、実施例1のヘッドスライダの半分以下だった。また、実施例4のヘッドスライダの駆動限界周波数は、熱突き出しヘッドの駆動限界周波数より100倍以上高かった。   The power slider per unit displacement and the drive limit frequency of the head slider thus prepared and the head slider having a flying height control mechanism using a conventional thermal actuator were evaluated using a flying height evaluation apparatus. When the driving frequency is 1 kHz, the power consumption of the head slider of Example 4 required to obtain the same displacement amount is 1/1000 or less that of the head with thermal protrusion and less than half that of the head slider of Example 1. . Further, the drive limit frequency of the head slider of Example 4 was 100 times higher than the drive limit frequency of the thermal ejection head.

ここで再び、本発明の詳細な特徴を改めて説明する。
(付記1)
スライダ基板と、
前記スライダ基板の端部に配置される第1及び第2の電極からなる一対の電極と、前記一対の電極の間に配置される圧電体とを備えると共に、前記第1の電極におけるヤング率と前記一対の電極間方向の厚さとの積が前記第2の電極におけるヤング率と前記一対の電極間方向の厚さとの積よりも大きい作動部と、
前記作動部を間に挟んで前記スライダ基板の反対側に配置された磁気ヘッドと
を有することを特徴とするヘッドスライダ。
(付記2)
前記電極の長手方向が、それぞれ、前記スライダ基板と前記磁気ヘッドとを結ぶ方向に沿って延びている
ことを特徴とする付記1に記載のヘッドスライダ。
(付記3)
前記第1の電極における電極間方向の厚さが、前記第2の電極における前記一対の電極間方向の厚さよりも厚い
ことを特徴とする付記1に記載のヘッドスライダ。
(付記4)
前記一対の電極間に電界をかけると前記圧電体が該電界と垂直方向に歪むことにより、前記磁気ヘッドが該電界方向へ移動することを特徴とする、付記1に記載のヘッドスライダ。
(付記5)
前記一対の電極と前記スライダ基板との間に絶縁層を有する
ことを特徴とする付記1に記載のヘッドスライダ。
(付記6)
前記磁気ヘッドと前記作動部との間に電気的な絶縁層を有し、
前記絶縁層は導電性をそれぞれ有する第1のビア及び第2のビアを有し、
前記作動部が前記第1の電極と電気的に接続された第1の端子と、前記第2の電極と電気的に接続された第2の端子とを有し、
前記磁気ヘッドが、その表面に、前記第1の端子と前記第1のビアを介して電気的に接続された第3の端子と、前記第2の端子と前記第2のビアを介して電気的に接続された第4の端子とを有することを特徴とする付記1に記載のヘッドスライダ。
(付記7)
前記作動部が、前記磁気ヘッドと前記スライダ基板との間に、2以上配置されている
ことを特徴とする付記1に記載のヘッドスライダ。
(付記8)
前記作動部と前記磁気ヘッドとの間に、前記圧電体よりもヤング率の低い層が形成されていることを特徴とする付記1に記載のヘッドスライダ。
(付記9)
隣接する前記作動部間に、前記圧電体よりヤング率が低い材料が配置されている
ことを特徴とする付記7に記載のヘッドスライダ。
(付記10)
前記一対の電極が、ニッケルを含んでなる
ことを特徴とする付記1に記載のヘッドスライダ。
(付記11)
前記磁気ヘッドが情報の記録を行うための記録部又は情報の再生を行うための再生部を有し、
前記作動部が、前記スライダ基板と記録部の間に、或いは、前記スライダ基板と前記再生部の間に挟まれていることを特徴とする付記1に記載のヘッドスライダ。
(付記12)
スライダ基板と、
前記スライダ基板の端部に配置された第1及び第2の電極からなる一対の電極と、前記一対の電極の間に配置される圧電体とを備える作動部と、
前記作動部を間に挟んで前記スライダ基板の反対側に配置された磁気ヘッドとを有し、
前記一対の電極間方向における前記第1の電極及び前記第2の電極が、それぞれ、印加された電界によって前記圧電体が該電界の方向と垂直に歪むことにより、前記磁気ヘッドが該電界の方向に沿って移動可能な厚さ及び材料からなる
ことを特徴とするヘッドスライダ。
(付記13)
前記作動部と前記磁気ヘッドとの間に、前記圧電体よりもヤング率の低い層が形成されていることを特徴とする付記12に記載のヘッドスライダ。
(付記14)
スライダ基板上に圧電体を形成する工程と、
前記圧電体を凸部に加工する工程と、
前記凸部の一方の側面に、ヤング率と電極間方向の厚さの積が第1の値である第1の電極を形成する工程と、
前記凸部の他方の側面に、ヤング率と電極間方向の厚さの積が前記第1の値よりも小さい第2の値である第2の電極を形成する工程と、
前記凸部、前記第1の電極及び前記第2の電極が形成されたスライダ基板に、磁気ヘッドを形成する工程と
を有することを特徴とするヘッドスライダの製造方法。
(付記15)
前記電極の長手方向が、それぞれ、前記スライダ基板と前記磁気ヘッドとを結ぶ方向に沿って延びていることを特徴とする付記14に記載のヘッドスライダの製造方法。
(付記16)
前記磁気ヘッドを形成する工程の前に、前記圧電体よりヤング率が低い層を形成する工程を有することを特徴とする付記13記載のヘッドスライダの製造方法。
(付記17)
前記圧電体、前記第1の電極、前記第2の電極及び前記磁気ヘッドは、薄膜形成プロセスを用いて形成されることを特徴とする付記14に記載のヘッドスライダの製造方法。
(付記18)
情報の記録及び再生を行うための記憶媒体と、該記憶媒体に対向するように配置されたヘッドスライダとを備える記憶装置において、
前記ヘッドスライダは、
スライダ基板と、
前記スライダ基板の端部に配置された第1及び第2の電極からなる一対の電極と、前記一対の電極間に配置される圧電体とを備えると共に、前記第1の電極におけるヤング率と一対の電極間方向の厚さとの積が前記第2の電極におけるヤング率と一対の電極間方向の厚さとの積よりも大きい作動部と、
前記作動部を間に挟んで前記スライダ基板の反対側に配置された磁気ヘッドと
を有することを特徴とする記憶装置。
Here, the detailed features of the present invention will be described again.
(Appendix 1)
A slider substrate;
A pair of electrodes composed of a first electrode and a second electrode disposed at an end of the slider substrate; and a piezoelectric body disposed between the pair of electrodes; and a Young's modulus of the first electrode An operating portion in which the product of the thickness in the direction between the pair of electrodes is larger than the product of the Young's modulus in the second electrode and the thickness in the direction between the pair of electrodes;
And a magnetic head disposed on the opposite side of the slider substrate with the operating portion interposed therebetween.
(Appendix 2)
2. The head slider according to claim 1, wherein the longitudinal direction of the electrodes extends along a direction connecting the slider substrate and the magnetic head.
(Appendix 3)
The head slider according to appendix 1, wherein a thickness of the first electrode in the inter-electrode direction is larger than a thickness of the second electrode in the inter-electrode direction.
(Appendix 4)
2. The head slider according to claim 1, wherein when an electric field is applied between the pair of electrodes, the piezoelectric body is distorted in a direction perpendicular to the electric field, whereby the magnetic head moves in the electric field direction.
(Appendix 5)
2. The head slider according to appendix 1, wherein an insulating layer is provided between the pair of electrodes and the slider substrate.
(Appendix 6)
An electrical insulating layer between the magnetic head and the operating portion;
The insulating layer has first and second vias each having conductivity,
The actuating portion has a first terminal electrically connected to the first electrode, and a second terminal electrically connected to the second electrode;
The magnetic head has a third terminal electrically connected to the surface of the magnetic head through the first via, the second terminal, and the second via. The head slider according to claim 1, further comprising a fourth terminal connected to the head.
(Appendix 7)
2. The head slider according to appendix 1, wherein two or more of the operating parts are disposed between the magnetic head and the slider substrate.
(Appendix 8)
2. The head slider according to appendix 1, wherein a layer having a Young's modulus lower than that of the piezoelectric body is formed between the operating portion and the magnetic head.
(Appendix 9)
The head slider according to appendix 7, wherein a material having a Young's modulus lower than that of the piezoelectric body is disposed between the adjacent operating portions.
(Appendix 10)
The head slider according to appendix 1, wherein the pair of electrodes include nickel.
(Appendix 11)
The magnetic head has a recording unit for recording information or a reproducing unit for reproducing information;
2. The head slider according to claim 1, wherein the operating portion is sandwiched between the slider substrate and the recording portion, or between the slider substrate and the reproducing portion.
(Appendix 12)
A slider substrate;
An operating unit comprising a pair of electrodes composed of first and second electrodes disposed at an end of the slider substrate, and a piezoelectric body disposed between the pair of electrodes;
A magnetic head disposed on the opposite side of the slider substrate with the operating portion interposed therebetween,
The first electrode and the second electrode in the direction between the pair of electrodes are distorted perpendicularly to the direction of the electric field by the applied electric field, so that the magnetic head is in the direction of the electric field. A head slider comprising a thickness and a material movable along the head slider.
(Appendix 13)
13. The head slider according to appendix 12, wherein a layer having a Young's modulus lower than that of the piezoelectric body is formed between the operating portion and the magnetic head.
(Appendix 14)
Forming a piezoelectric body on the slider substrate;
Processing the piezoelectric body into a convex portion;
Forming a first electrode having a first value of a product of Young's modulus and a thickness in a direction between the electrodes on one side surface of the convex portion;
Forming, on the other side surface of the convex portion, a second electrode in which the product of the Young's modulus and the thickness in the inter-electrode direction is a second value smaller than the first value;
And a step of forming a magnetic head on a slider substrate on which the convex portion, the first electrode and the second electrode are formed.
(Appendix 15)
15. The method of manufacturing a head slider according to appendix 14, wherein the longitudinal direction of the electrodes extends along a direction connecting the slider substrate and the magnetic head.
(Appendix 16)
14. The method for manufacturing a head slider according to claim 13, further comprising a step of forming a layer having a Young's modulus lower than that of the piezoelectric body before the step of forming the magnetic head.
(Appendix 17)
15. The method of manufacturing a head slider according to appendix 14, wherein the piezoelectric body, the first electrode, the second electrode, and the magnetic head are formed using a thin film formation process.
(Appendix 18)
In a storage device comprising a storage medium for recording and reproducing information, and a head slider arranged to face the storage medium,
The head slider is
A slider substrate;
A pair of electrodes including a first electrode and a second electrode disposed at an end of the slider substrate; and a piezoelectric body disposed between the pair of electrodes, and a pair of Young's modulus in the first electrode. A product of the thickness in the inter-electrode direction is greater than the product of the Young's modulus in the second electrode and the thickness in the pair of electrodes,
And a magnetic head disposed on the opposite side of the slider substrate with the operating portion interposed therebetween.

本発明のヘッドスライダを用いた磁気記録装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the magnetic-recording apparatus using the head slider of this invention. 本発明のヘッドスライダを用いた磁気記録装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the magnetic-recording apparatus using the head slider of this invention. 本発明のヘッドスライダの一実施形態であるヘッドスライダの概略構造を示した斜視図である。1 is a perspective view showing a schematic structure of a head slider which is an embodiment of a head slider of the present invention. 本発明のヘッドスライダ、及び本発明の磁気ヘッドスライダを備えた磁気ヘッド支持体の一実施形態を示す模式的断面図である。It is a typical sectional view showing one embodiment of a head slider of the present invention and a magnetic head support provided with the magnetic head slider of the present invention. 図4におけるヘッドスライダの部分Aを拡大した模式的断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view in which a portion A of the head slider in FIG. 4 is enlarged. ユニモルフ型圧電素子の動作を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows operation | movement of a unimorph type piezoelectric element. ユニモルフ型圧電素子を備えるアクチュエータのシミュレーションを行ったヘッドスライダの模式図である。It is the schematic of the head slider which performed the simulation of the actuator provided with a unimorph type piezoelectric element. ユニモルフ型圧電素子を備えるアクチュエータのシミュレーションを行ったヘッドスライダの模式図である。It is the schematic of the head slider which performed the simulation of the actuator provided with a unimorph type piezoelectric element. 図3及び図4におけるヘッドスライダにおけるアクチュエータを示した概念的斜視図である。FIG. 5 is a conceptual perspective view showing an actuator in the head slider in FIGS. 3 and 4. ヘッドスライダの先端から見た、素子と作動部の位置関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the positional relationship of an element and an action | operation part seen from the front-end | tip of a head slider. 本発明のヘッドスライダの製造方法の一実施形態を示す、工程毎の模式的断面図である。It is typical sectional drawing for every process which shows one Embodiment of the manufacturing method of the head slider of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

6、6a、6b、6c、6d 圧電体
6’ 絶縁層
7、8 絶縁層
9、9a、9b、9c、9d 第1の電極
10、10a、10b、10c、10d 第2の電極
11、11a、11b、11c、11d、11e 樹脂
13 ユニモルフ型圧電素子(作動部)
18、18a、18b、18c、18d 作動部
14、17 電極パッド
14s、17s ビア
14t、17t 端子
15、16 電極線
40 気流
71 スライダ基板
72 圧電体
73 凸形状の圧電体
73a 凸部
73b、75b、76b 溝部
74、75 第1の導電体層
76、77 第2の導電体層
77b 溝部
78 樹脂
79、96 絶縁膜
80、105b 磁気ヘッド
91 第1の電極(厚電極)
92 第2の電極(薄電極)
95、105c アクチュエータ
101 磁気ディスク装置(記憶装置)
102 ハウジング
103 回転軸
104 磁気ディスク(記憶媒体)
104c 磁気ディスク表面
105 ヘッドスライダ
105a スライダ基板
105d 素子
105f 浮上面
106 サスペンション
107 アーム軸
108 キャリッジアーム
109 電磁アクチュエータ
110 制御部
111 配線
112 CPU
114 RAM
115 ROM
117 バス
119 入出力回路
120 磁気ディスクの回転方向
121 磁気ヘッド支持体
131 樹脂層
6, 6a, 6b, 6c, 6d Piezoelectric body 6 'Insulating layer 7, 8 Insulating layer 9, 9a, 9b, 9c, 9d First electrode 10, 10a, 10b, 10c, 10d Second electrode 11, 11a, 11b, 11c, 11d, 11e Resin 13 Unimorph type piezoelectric element (operation part)
18, 18a, 18b, 18c, 18d Actuating part 14, 17 Electrode pad 14s, 17s Via 14t, 17t Terminal 15, 16 Electrode line 40 Air flow 71 Slider substrate 72 Piezoelectric body 73 Convex piezoelectric body 73a Protruding part 73b, 75b, 76b Groove 74, 75 First conductor layer 76, 77 Second conductor layer 77b Groove 78 Resin 79, 96 Insulating film 80, 105b Magnetic head 91 First electrode (thick electrode)
92 Second electrode (thin electrode)
95, 105c Actuator 101 Magnetic disk device (storage device)
102 Housing 103 Rotating shaft 104 Magnetic disk (storage medium)
104c Magnetic disk surface 105 Head slider 105a Slider substrate 105d Element 105f Air bearing surface 106 Suspension 107 Arm shaft 108 Carriage arm 109 Electromagnetic actuator 110 Control unit 111 Wiring 112 CPU
114 RAM
115 ROM
117 Bus 119 I / O circuit 120 Rotating direction of magnetic disk 121 Magnetic head support 131 Resin layer

Claims (10)

スライダ基板と、
前記スライダ基板の端部に配置される第1及び第2の電極からなる一対の電極と、前記一対の電極の間に配置される圧電体とを備えると共に、前記第1の電極におけるヤング率と前記一対の電極間方向の厚さとの積が前記第2の電極におけるヤング率と前記一対の電極間方向の厚さとの積よりも大きい作動部と、
前記作動部を間に挟んで前記スライダ基板の反対側に配置された磁気ヘッドと
を有することを特徴とするヘッドスライダ。
A slider substrate;
A pair of electrodes composed of a first electrode and a second electrode disposed at an end of the slider substrate; and a piezoelectric body disposed between the pair of electrodes; and a Young's modulus of the first electrode An operating portion in which the product of the thickness in the direction between the pair of electrodes is larger than the product of the Young's modulus in the second electrode and the thickness in the direction between the pair of electrodes;
And a magnetic head disposed on the opposite side of the slider substrate with the operating portion interposed therebetween.
前記電極の長手方向が、それぞれ、前記スライダ基板と前記磁気ヘッドとを結ぶ方向に沿って延びている
ことを特徴とする請求項1に記載のヘッドスライダ。
The head slider according to claim 1, wherein the longitudinal direction of the electrodes extends along a direction connecting the slider substrate and the magnetic head.
前記第1の電極における電極間方向の厚さが、前記第2の電極における前記一対の電極間方向の厚さよりも厚い
ことを特徴とする請求項1に記載のヘッドスライダ。
2. The head slider according to claim 1, wherein a thickness of the first electrode in the inter-electrode direction is larger than a thickness of the second electrode in the inter-electrode direction.
前記一対の電極間に加えた電界によって、前記圧電体が該電界の方向と垂直に歪むとともに、前記磁気ヘッドが該電界方向に沿って移動する
ことを特徴とする、請求項1に記載のヘッドスライダ。
2. The head according to claim 1, wherein the piezoelectric body is distorted perpendicularly to the direction of the electric field by the electric field applied between the pair of electrodes, and the magnetic head moves along the electric field direction. 3. Slider.
前記作動部が、前記磁気ヘッドと前記スライダ基板との間に、2以上配置されている
ことを特徴とする請求項1に記載のヘッドスライダ。
2. The head slider according to claim 1, wherein two or more of the operating portions are disposed between the magnetic head and the slider substrate.
前記駆動部と前記磁気ヘッドの間に、前記圧電体よりもヤング率の低い層が配置されていることを特徴とする請求項1に記載のヘッドスライダ。   The head slider according to claim 1, wherein a layer having a Young's modulus lower than that of the piezoelectric body is disposed between the driving unit and the magnetic head. 隣接する前記作動部間に、前記圧電体よりヤング率が低い材料が配置されていることを特徴とする請求項5に記載のヘッドスライダ。   The head slider according to claim 5, wherein a material having a Young's modulus lower than that of the piezoelectric body is disposed between the adjacent operating portions. スライダ基板と、
前記スライダ基板の端部に配置された第1及び第2の電極からなる一対の電極と、前記一対の電極の間に配置される圧電体とを備える作動部と、
前記作動部を間に挟んで前記スライダ基板の反対側に配置された磁気ヘッドとを有し、
前記一対の電極間方向における前記第1の電極及び前記第2の電極が、それぞれ、印加された電界によって前記圧電体が該電界の方向と垂直に歪むことにより、前記磁気ヘッドが該電界の方向に沿って移動可能な厚さ及び材料からなる
ことを特徴とするヘッドスライダ。
A slider substrate;
An operating unit comprising a pair of electrodes composed of first and second electrodes disposed at an end of the slider substrate, and a piezoelectric body disposed between the pair of electrodes;
A magnetic head disposed on the opposite side of the slider substrate with the operating portion interposed therebetween,
The first electrode and the second electrode in the direction between the pair of electrodes are distorted perpendicularly to the direction of the electric field by the applied electric field, so that the magnetic head is in the direction of the electric field. A head slider comprising a thickness and a material movable along the head slider.
スライダ基板上に圧電体を形成する工程と、
前記圧電体を凸部に加工する工程と、
前記凸部の一方の側面に、ヤング率と電極間方向の厚さの積が第1の値である第1の電極を形成する工程と、
前記凸部の他方の側面に、ヤング率と電極間方向の厚さの積が前記第1の値よりも小さい第2の値である第2の電極を形成する工程と、
前記凸部、前記第1の電極及び前記第2の電極が形成されたスライダ基板に、磁気ヘッドを形成する工程と
を有することを特徴とするヘッドスライダの製造方法。
Forming a piezoelectric body on the slider substrate;
Processing the piezoelectric body into a convex portion;
Forming a first electrode having a first value of a product of Young's modulus and a thickness in a direction between the electrodes on one side surface of the convex portion;
Forming, on the other side surface of the convex portion, a second electrode in which the product of the Young's modulus and the thickness in the inter-electrode direction is a second value smaller than the first value;
And a step of forming a magnetic head on a slider substrate on which the convex portion, the first electrode and the second electrode are formed.
情報の記録及び再生を行うための記憶媒体と、該記憶媒体に対向するように配置されたヘッドスライダとを備える記憶装置において、
前記ヘッドスライダは、
スライダ基板と、
前記スライダ基板の端部に配置された第1及び第2の電極からなる一対の電極と、前記一対の電極間に配置される圧電体とを備えると共に、前記第1の電極におけるヤング率と一対の電極間方向の厚さとの積が前記第2の電極におけるヤング率と一対の電極間方向の厚さとの積よりも大きい作動部と、
前記作動部を間に挟んで前記スライダ基板の反対側に配置された磁気ヘッドと
を有することを特徴とする記憶装置。
In a storage device comprising a storage medium for recording and reproducing information, and a head slider arranged to face the storage medium,
The head slider is
A slider substrate;
A pair of electrodes including a first electrode and a second electrode disposed at an end of the slider substrate; and a piezoelectric body disposed between the pair of electrodes, and a pair of Young's modulus in the first electrode. A product of the thickness in the inter-electrode direction is greater than the product of the Young's modulus in the second electrode and the thickness in the pair of electrodes,
And a magnetic head disposed on the opposite side of the slider substrate with the operating portion interposed therebetween.
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