JP2014078624A - Piezoelectric element - Google Patents

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龍太 茂谷
Mitsuhisa Honma
光尚 本間
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric element in which dispersion of adhesion force of a resin coated on a side face of a piezoelectric material is suppressed between elements.SOLUTION: A piezoelectric element 40 includes: a piezoelectric material 43 having a pair of principal faces (upper face 43a and lower face 43b) which face each other and sides 43c, 43d, 43e and 43f extending to couple a pair of principal faces; a resin 44 for covering the side faces of the piezoelectric material 43; and electrodes 42A and 42B arranged on the principal faces of the piezoelectric material 43. Since the principal faces 43a and 43b where the electrodes 42A and 42B are arranged are smooth faces of Ra0.01 to 0.2 μm, there are very few residues existing on the principal faces 43a and 43b compared to a case where roughening processing is performed, and deterioration of adhesion property of the electrode due to the residues is difficult to occur. Thus, electrode adhesion force which is the same as an expected value, is obtained and dispersion of the adhesion force between the elements is effectively suppressed.

Description

本発明は、圧電素子に関する。   The present invention relates to a piezoelectric element.

圧電素子として、互いに対向する一対の主面と、一対の主面を連結するように一対の主面の対向方向に延びる側面と、を有すると共に、圧電セラミック材料からなる圧電体と、該圧電体の一対の主面上にそれぞれ配置された一対の電極と、を備えているものが一般的に知られている。   A piezoelectric element having a pair of main surfaces facing each other and a side surface extending in a facing direction of the pair of main surfaces so as to connect the pair of main surfaces, and a piezoelectric body made of a piezoelectric ceramic material, and the piezoelectric body And a pair of electrodes respectively disposed on a pair of main surfaces are generally known.

そして、上述した圧電素子をスライダ駆動用のアクチュエータとして利用するハードディスク装置(HDD)ヘッドサスペンションが知られている。   A hard disk drive (HDD) head suspension using the above-described piezoelectric element as an actuator for driving a slider is known.

下記特許文献1には、このようなHDDヘッドサスペンションにおいて、圧電素子の圧電体側面に樹脂をコーティングすることにより、側面から圧電セラミックの粒子が離脱(パーティクルが発生)することを抑制する技術が開示されている。   Patent Document 1 listed below discloses a technique for suppressing the separation of piezoelectric ceramic particles (generation of particles) from the side surface of such an HDD head suspension by coating a resin on the side surface of the piezoelectric element of the piezoelectric element. Has been.

国際公開第2011/16994号International Publication No. 2011/16994 特開平8−319174号公報JP-A-8-319174

上述した従来の圧電素子においては、圧電体側面からパーティクルが発生されるだけでなく、圧電体主面からもパーティクルが発生され得る。   In the conventional piezoelectric element described above, particles can be generated not only from the side surface of the piezoelectric body but also from the main surface of the piezoelectric body.

そこで、発明者らは、上述した従来の圧電素子において、圧電体主面と電極との密着性を向上させることでパーティクルの発生を効果的に抑制できるとの予見から、様々な検討を重ねてきた。その過程において、上記特許文献2に開示された技術を利用し、圧電体主面にレーザ光を照射して微細な凸形状および凹形状を形成して粗面化し、表面積の拡大に伴う密着性向上について検討してみた。   In view of this, the inventors have repeated various studies from the prediction that the generation of particles can be effectively suppressed by improving the adhesion between the piezoelectric main surface and the electrodes in the above-described conventional piezoelectric element. It was. In the process, using the technique disclosed in Patent Document 2 above, the main surface of the piezoelectric body is irradiated with laser light to form a fine convex shape and a concave shape to roughen the surface, and the adhesion accompanying the increase in surface area I examined the improvement.

しかしながら、レーザ光の照射や研磨等により主面を粗面化した場合には、剥離しやすい微細セラミック片(いわゆる、残渣)が主面に生じやすく、この残渣が、主面と電極との間の密着性低下の原因となり得る。したがって、残渣により予期しない密着性低下が生じ、その結果、素子間で密着力がバラツくことが考えられる。   However, when the main surface is roughened by laser light irradiation or polishing, fine ceramic pieces (so-called residues) that easily peel off are easily formed on the main surface, and this residue is formed between the main surface and the electrode. May cause a decrease in adhesion. Therefore, it is considered that an unexpected decrease in adhesion occurs due to the residue, and as a result, the adhesion force varies between elements.

そこで、本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、素子間で、圧電体の主面に配置された電極の密着力バラツキを抑えた圧電素子を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problem, and an object thereof is to provide a piezoelectric element that suppresses variations in adhesion between electrodes disposed on the principal surface of the piezoelectric body between elements. To do.

本発明に係る圧電素子は、互いに対向する一対の主面と、一対の主面間を連結するように延びる側面と、を有する圧電体と、圧電体の側面を覆う樹脂と、少なくとも圧電体の各主面上に配置された電極と、を備える圧電素子であって、電極が配置された主面がRa0.01〜0.2μmの滑らかな面である。   A piezoelectric element according to the present invention includes a piezoelectric body having a pair of main surfaces facing each other and side surfaces extending so as to connect the pair of main surfaces, a resin covering the side surfaces of the piezoelectric body, and at least a piezoelectric body. An electrode disposed on each main surface, wherein the main surface on which the electrode is disposed is a smooth surface of Ra 0.01 to 0.2 μm.

本発明の圧電素子においては、電極が配置された圧電体の主面を滑らかな面とし、粗面化される処理は主面には施されていない。そのため、主面に存在する残渣は極めて少なく、残渣に起因する電極の密着性低下が生じにくい。そのため、期待値どおりの電極密着力が得られ、素子間における密着力バラツキが効果的に抑制されている。   In the piezoelectric element of the present invention, the main surface of the piezoelectric body on which the electrodes are arranged is a smooth surface, and the roughening process is not performed on the main surface. Therefore, the residue existing on the main surface is extremely small, and the electrode adhesion due to the residue is less likely to occur. Therefore, the electrode adhesion force as expected is obtained, and the variation in adhesion force between elements is effectively suppressed.

また、電極が配置された圧電体の主面の表面粗さ(Ra)が、圧電体の自然面の表面粗さより小さい態様であってもよく、電極が配置された圧電体の主面が研磨処理が施された研磨面である態様であってもよい。   Further, the surface roughness (Ra) of the main surface of the piezoelectric body on which the electrode is disposed may be smaller than the surface roughness of the natural surface of the piezoelectric body, and the main surface of the piezoelectric body on which the electrode is disposed is polished. The aspect which is the grinding | polishing surface to which the process was given may be sufficient.

本発明によれば、素子間で、圧電体の主面に配置された電極の密着力バラツキを抑えた圧電素子が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the piezoelectric element which suppressed the contact | adhesion power variation of the electrode arrange | positioned at the main surface of a piezoelectric material between elements is provided.

図1は、本発明の実施形態に係るサスペンションを示す概略平面図である。FIG. 1 is a schematic plan view showing a suspension according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1に示すベースプレートの平面図である。FIG. 2 is a plan view of the base plate shown in FIG. 図3は、図1に示すヒンジ部品の平面図である。FIG. 3 is a plan view of the hinge component shown in FIG. 図4は、図1のサスペンションに搭載される圧電素子の分解斜視図である。FIG. 4 is an exploded perspective view of a piezoelectric element mounted on the suspension of FIG. 図5は、図1のサスペンションに搭載される圧電素子のV−V線断面図である。5 is a cross-sectional view taken along the line VV of the piezoelectric element mounted on the suspension of FIG. 図6は、図4の圧電素子を作製する際の一工程を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing a step in manufacturing the piezoelectric element of FIG. 図7は、図4の圧電素子を作製する際の一工程を示した図である。FIG. 7 is a diagram showing a step in manufacturing the piezoelectric element of FIG. 図8は、図4の圧電素子を作製する際の一工程を示した図である。FIG. 8 is a diagram showing a step in manufacturing the piezoelectric element of FIG. 図9は、図4の圧電素子を作製する際の一工程を示した図である。FIG. 9 is a diagram showing a step in manufacturing the piezoelectric element of FIG. 図10は、図4の圧電素子を作製する際の一工程を示した図である。FIG. 10 is a diagram showing a step in manufacturing the piezoelectric element of FIG.

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description, the same reference numerals are used for the same elements or elements having the same function, and redundant description is omitted.

以下に本発明の実施形態に係るディスク装置用サスペンション10について、図1〜5を参照して説明する。   A disk apparatus suspension 10 according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

図1に示されたデュアル・アクチュエータ方式のサスペンション10は、ロードビーム11と、マイクロアクチュエータ部12と、ベースプレート13、ヒンジ部材14を備えている。   The dual actuator type suspension 10 shown in FIG. 1 includes a load beam 11, a microactuator unit 12, a base plate 13, and a hinge member 14.

ロードビーム11は、厚さが例えば100μm前後のばね性を有する金属板からなり、その先端部にロードビーム11にフレキシャ15が取付けられている。フレキシャ15はロードビーム11よりもさらに薄い金属製の薄板ばねからなる。フレキシャ15の前端部に、磁気ヘッドを構成するスライダ16が設けられている。   The load beam 11 is made of a metal plate having a spring property with a thickness of, for example, about 100 μm, and a flexure 15 is attached to the load beam 11 at the tip thereof. The flexure 15 is made of a thin plate spring made of metal that is thinner than the load beam 11. A slider 16 constituting a magnetic head is provided at the front end of the flexure 15.

図2に示すようにベースプレート13の基部20に円形のボス孔21が形成されている。ベースプレート13の基部20と前端部22との間に、後述する圧電素子40を収容可能な大きさの一対の開口部23が形成されている。一対の開口部23の間に、ベースプレート13の前後方向(サスペンション10の軸線方向)に延びる帯状の連結部24が設けられている。連結部24は、ベースプレート13の幅方向(図1中に矢印Sで示すスウェイ方向)にある程度撓むことができる。   As shown in FIG. 2, a circular boss hole 21 is formed in the base portion 20 of the base plate 13. Between the base portion 20 and the front end portion 22 of the base plate 13, a pair of openings 23 having a size capable of accommodating a piezoelectric element 40 described later is formed. Between the pair of openings 23, a band-shaped connecting portion 24 is provided that extends in the front-rear direction of the base plate 13 (in the axial direction of the suspension 10). The connecting portion 24 can be bent to some extent in the width direction of the base plate 13 (sway direction indicated by arrow S in FIG. 1).

ベースプレート13の基部20は、図示しないボイスコイルモータによって駆動されるアクチュエータアームの先端部に固定され、ボイスコイルモータによって旋回駆動されるようになっている。ベースプレート13は板厚が例えば200μm前後のステンレス鋼などの金属板からなる。本実施形態の場合、ベースプレート13とヒンジ部材14とによって、アクチュエータベース25が構成されている。   A base portion 20 of the base plate 13 is fixed to a tip end portion of an actuator arm driven by a voice coil motor (not shown), and is turned by a voice coil motor. The base plate 13 is made of a metal plate such as stainless steel having a thickness of about 200 μm, for example. In the case of the present embodiment, the actuator base 25 is configured by the base plate 13 and the hinge member 14.

図3に示すようにヒンジ部材14は、ベースプレート13の基部20に重ねて固定される基部30と、ベースプレート13の連結部24と対応した位置に形成された帯状のブリッジ部31と、ベースプレート13の前端部22と対応した位置に形成された中間部32と、板厚方向に弾性変形可能な可撓性を有する一対のヒンジ部33と、ロードビーム11に固定される先端部34などを有している。このヒンジ部材14は、板厚が例えば50μm前後のばね性を有する金属板からなる。   As shown in FIG. 3, the hinge member 14 includes a base 30 that is fixed to be overlapped with the base 20 of the base plate 13, a strip-shaped bridge portion 31 that is formed at a position corresponding to the connecting portion 24 of the base plate 13, and the base plate 13. It has an intermediate portion 32 formed at a position corresponding to the front end portion 22, a pair of flexible hinge portions 33 that can be elastically deformed in the thickness direction, a tip portion 34 fixed to the load beam 11, and the like. ing. The hinge member 14 is made of a metal plate having a spring property with a plate thickness of, for example, about 50 μm.

マイクロアクチュエータ部12には、圧電アクチュエータとして、一対の圧電素子40が搭載されている。圧電素子40はいずれも長方形平板状であり、その長手方向がベースプレート13の前後方向(サスペンション10の軸線方向)に沿って互いにほぼ平行となるように、アクチュエータベース25の開口部23に収容されている。   The microactuator unit 12 is mounted with a pair of piezoelectric elements 40 as piezoelectric actuators. Each of the piezoelectric elements 40 has a rectangular flat plate shape, and is housed in the opening 23 of the actuator base 25 so that the longitudinal direction thereof is substantially parallel to the longitudinal direction of the base plate 13 (the axial direction of the suspension 10). Yes.

ここで、圧電素子40の構成について、図4を参照しつつ説明する。なお、説明の便宜上、適宜、圧電素子40の長手方向をX方向、短手方向をY方向、厚さ方向をZ方向として説明する。   Here, the configuration of the piezoelectric element 40 will be described with reference to FIG. For convenience of explanation, the longitudinal direction of the piezoelectric element 40 will be described as the X direction, the lateral direction as the Y direction, and the thickness direction as the Z direction as appropriate.

圧電素子40は、素子本体41と、素子本体41をその厚さ方向(Z方向)から覆う一対の電極42A、42Bとで構成されている。   The piezoelectric element 40 includes an element body 41 and a pair of electrodes 42A and 42B that cover the element body 41 from the thickness direction (Z direction).

素子本体41は、圧電体43と樹脂44とからなっている。   The element body 41 includes a piezoelectric body 43 and a resin 44.

圧電体43は、長方形平板状であり、たとえばPZT等の圧電材料で構成されている。すなわち、圧電体43は、Z方向において互いに対向する上面43aおよび下面43b(一対の主面)と、上面43aおよび下面43bを連結するようにZ方向に延びる4つの側面(端面)43c、43d、43e、43fとを有する。4つの側面43c、43d、43e、43fは、Y方向で互いに対向する第1の側面対43c、側面43dと、X方向で互いに対向する第2の側面対43e、側面43fとに区別することができる。なお、上面43aおよび下面43bは、後述のとおり研磨処理が施された研磨面であり、それぞれ算術平均粗さ(Ra)は0.01〜0.2μm(たとえば0.02μm)の滑らかな面である。この表面粗さは、株式会社東京精密の表面粗さ形状測定機(SURFCOM)を用い、カットオフ波長0.025mmで測定した。なお、一般的なPZT圧電基板の自然面の表面粗さはRa0.35μm程度であるため、自然面の表面粗さより、上面43aおよび下面43bの表面粗さのほうが小さい。   The piezoelectric body 43 has a rectangular flat plate shape and is made of a piezoelectric material such as PZT. That is, the piezoelectric body 43 includes an upper surface 43a and a lower surface 43b (a pair of main surfaces) facing each other in the Z direction and four side surfaces (end surfaces) 43c, 43d extending in the Z direction so as to connect the upper surface 43a and the lower surface 43b. 43e, 43f. The four side surfaces 43c, 43d, 43e, and 43f can be distinguished into a first side surface pair 43c and a side surface 43d that face each other in the Y direction, and a second side surface pair 43e and a side surface 43f that face each other in the X direction. it can. The upper surface 43a and the lower surface 43b are polished surfaces that have been subjected to a polishing process as will be described later, and each has a smooth surface with an arithmetic average roughness (Ra) of 0.01 to 0.2 μm (for example, 0.02 μm). is there. This surface roughness was measured at a cut-off wavelength of 0.025 mm using a surface roughness profile measuring machine (SURFCOM) manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd. Since the surface roughness of the natural surface of a general PZT piezoelectric substrate is about Ra 0.35 μm, the surface roughness of the upper surface 43a and the lower surface 43b is smaller than the surface roughness of the natural surface.

樹脂44は、圧電体43の4つの側面43c、43d、43e、43fを囲むようにして全体的に覆っている。樹脂44は、圧電体43の短手方向(Y方向)に直交する側面43c、43dを覆う樹脂45Aと、圧電体43の長手方向(X方向)に直交する側面43e、43fを覆う樹脂45Bとで構成されている。樹脂45Aと樹脂45Bとは、後述する製造方法において説明するとおり、異なるタイミングで形成される。樹脂45Aおよび樹脂45Bはエポキシ系樹脂で構成されており、樹脂45Aの材料と樹脂45Bの材料とは同一であってもよく異なっていてもよい。   The resin 44 entirely covers the four side surfaces 43c, 43d, 43e, and 43f of the piezoelectric body 43 so as to surround it. The resin 44 includes a resin 45A that covers the side surfaces 43c and 43d orthogonal to the short direction (Y direction) of the piezoelectric body 43, and a resin 45B that covers the side surfaces 43e and 43f orthogonal to the longitudinal direction (X direction) of the piezoelectric body 43. It consists of The resin 45A and the resin 45B are formed at different timings as described in the manufacturing method described later. The resin 45A and the resin 45B are made of an epoxy resin, and the material of the resin 45A and the material of the resin 45B may be the same or different.

一対の電極42A、42Bは、金属等の導電材料からなる。電極材料としては、Au、Ag、Cu、Pt、Cr、Ni、Wなどの金属を使うことができる。各電極42A、42Bは、たとえば素子本体41の上下面(すなわち、圧電体43の上下面および樹脂44の上下面)を覆うように形成されている。   The pair of electrodes 42A and 42B is made of a conductive material such as metal. As the electrode material, metals such as Au, Ag, Cu, Pt, Cr, Ni, and W can be used. Each electrode 42A, 42B is formed so as to cover, for example, the upper and lower surfaces of the element body 41 (that is, the upper and lower surfaces of the piezoelectric body 43 and the upper and lower surfaces of the resin 44).

このような圧電素子40によれば、一対の電極42A、42B間に電圧を印加することで、圧電体43が長手方向(X方向)および短手方向(Y方向)に伸縮し、それに伴い、圧電素子40全体が長手方向(X方向)および短手方向(Y方向)に伸縮する。   According to such a piezoelectric element 40, by applying a voltage between the pair of electrodes 42A and 42B, the piezoelectric body 43 expands and contracts in the longitudinal direction (X direction) and the short direction (Y direction). The entire piezoelectric element 40 expands and contracts in the longitudinal direction (X direction) and the lateral direction (Y direction).

続いて、圧電素子40のサスペンション10への搭載態様について、図5を参照しつつ説明する。   Next, how the piezoelectric element 40 is mounted on the suspension 10 will be described with reference to FIG.

圧電素子40をサスペンション1に搭載するときには、圧電素子40の長手方向(X方向)が、ベースプレート13の前後方向(サスペンション10の軸線方向)に沿うようにして、ベースプレート13の開口部23に収容する。このとき、圧電素子40の前端部はヒンジ部材14の中間部32に支持されるようにして接着剤50で接着固定され、同様に、圧電素子40の後端部はヒンジ部材14の基部30に支持されるようにして接着剤50で固定される。   When the piezoelectric element 40 is mounted on the suspension 1, the piezoelectric element 40 is accommodated in the opening 23 of the base plate 13 so that the longitudinal direction (X direction) of the piezoelectric element 40 is along the front-rear direction of the base plate 13 (the axial direction of the suspension 10). . At this time, the front end portion of the piezoelectric element 40 is bonded and fixed by the adhesive 50 so as to be supported by the intermediate portion 32 of the hinge member 14. Similarly, the rear end portion of the piezoelectric element 40 is fixed to the base portion 30 of the hinge member 14. It is fixed with an adhesive 50 so as to be supported.

なお、圧電素子40の電極42A、42B間に電圧を印加するために、電極42A、42Bにはそれぞれ図示しない電気配線が設けられる。なお、上述した接着剤50として導電性接着剤を用い、接着剤50を電気配線の一部として利用してもよい。   In order to apply a voltage between the electrodes 42A and 42B of the piezoelectric element 40, electric wirings (not shown) are provided on the electrodes 42A and 42B, respectively. Note that a conductive adhesive may be used as the adhesive 50 described above, and the adhesive 50 may be used as part of the electrical wiring.

一対の圧電素子40をサスペンション10に搭載したときに、一対の圧電素子40に印加する電圧を制御することにより、一方の圧電素子40を長手方向に所定長さだけ伸張させるとともに、他方の圧電素子40を長手方向に所定長さだけ収縮させることができる。このように、サスペンション10においては、一対の圧電素子40の各々の伸縮を制御することで、ロードビーム11側を幅方向(スウェイ方向S)に所望量だけ変位させることができる。   When the pair of piezoelectric elements 40 are mounted on the suspension 10, the voltage applied to the pair of piezoelectric elements 40 is controlled to expand one piezoelectric element 40 by a predetermined length in the longitudinal direction and the other piezoelectric element 40 can be contracted by a predetermined length in the longitudinal direction. Thus, in the suspension 10, the load beam 11 side can be displaced by a desired amount in the width direction (sway direction S) by controlling the expansion and contraction of each of the pair of piezoelectric elements 40.

次に、圧電素子40を作製する手順について、図6〜10を参照しつつ説明する。   Next, a procedure for manufacturing the piezoelectric element 40 will be described with reference to FIGS.

圧電素子40を作製する際には、まず、板状またはテープ状の基体60上に圧電体43となるべき圧電基板62を保持した状態で、図6に示すように、圧電基板62の上面に、同一間隔G1で並列する複数の溝62aを形成する。複数の溝62aの延在方向が、作製される圧電素子40の長手方向(X方向)に相当し、溝62aの間隔G1が圧電体43の短手方向長さ(Y方向長さ)に相当する。溝62aの形成には、一般に利用される切削工具(ダイシングソー等)を用いることができ、圧電基板62の下面に達しない深さまで切削される。切削工具として、1000番手やそれより細かい番手(たとえば、1500番手)のブレードを用い、溝62aの内側面をRa0.02〜1.0μmの滑らかな面にする。なお、圧電基板62は、0.05〜3mmの厚みの基板を使い、当該基板は、シート工法、あるいは焼結体から切り出すなどによって用意する。   When the piezoelectric element 40 is manufactured, first, a piezoelectric substrate 62 to be the piezoelectric body 43 is held on a plate-like or tape-like substrate 60, and as shown in FIG. A plurality of grooves 62a arranged in parallel at the same interval G1 are formed. The extending direction of the plurality of grooves 62a corresponds to the longitudinal direction (X direction) of the produced piezoelectric element 40, and the gap G1 of the grooves 62a corresponds to the short direction length (Y direction length) of the piezoelectric body 43. To do. A generally used cutting tool (such as a dicing saw) can be used to form the groove 62a, and the groove 62a is cut to a depth that does not reach the lower surface of the piezoelectric substrate 62. As a cutting tool, a blade having a count of 1000 or smaller (for example, 1500) is used, and the inner surface of the groove 62a is made a smooth surface of Ra 0.02 to 1.0 μm. In addition, the piezoelectric substrate 62 uses a substrate having a thickness of 0.05 to 3 mm, and the substrate is prepared by cutting out from a sheet method or a sintered body.

次に、図7に示すように、圧電基板62の上面を、印刷工法等により樹脂45Aとなるべき熱硬化性の樹脂64で覆う。それにより、圧電基板62の上面に形成された複数の溝62aそれぞれに樹脂64が充填される。充填後、所定の熱硬化温度(たとえば、80℃)で加熱して、樹脂64を硬化させる。   Next, as shown in FIG. 7, the upper surface of the piezoelectric substrate 62 is covered with a thermosetting resin 64 to be the resin 45A by a printing method or the like. Thereby, the resin 64 is filled in each of the plurality of grooves 62 a formed on the upper surface of the piezoelectric substrate 62. After filling, the resin 64 is cured by heating at a predetermined thermosetting temperature (for example, 80 ° C.).

続いて、図8に示すように、樹脂64で覆われた圧電基板62の上面に、溝62aの延在方向に対して直交する方向(Y方向)に沿って、同一間隔G2で並列する複数の溝62bを形成する。複数の溝62bの延在方向が、作製される圧電素子40の短手方向(Y方向)に相当し、溝62bの間隔G2が圧電体43の長手方向長さ(X方向長さ)に相当する。溝62bの形成も、溝62aの形成同様、一般に利用される切削工具を用いることができ、溝62aと略同じ深さまで切削される。その際、図8に示すように、圧電基板62と樹脂64とが一体的に切削される。また、溝62bの形成も、溝62aの形成同様、切削工具として、1000番手やそれより細かい番手(たとえば、1500番手)のブレードを用い、溝62bの内側面をRa0.02〜1.0μmの滑らかな面にする。   Subsequently, as shown in FIG. 8, a plurality of parallel lines arranged at the same interval G2 on the upper surface of the piezoelectric substrate 62 covered with the resin 64 along the direction (Y direction) orthogonal to the extending direction of the groove 62a. The groove 62b is formed. The extending direction of the plurality of grooves 62b corresponds to the short direction (Y direction) of the piezoelectric element 40 to be manufactured, and the interval G2 between the grooves 62b corresponds to the length in the longitudinal direction of the piezoelectric body 43 (length in the X direction). To do. As in the formation of the groove 62a, a generally used cutting tool can be used to form the groove 62b, and the groove 62b is cut to substantially the same depth as the groove 62a. At that time, as shown in FIG. 8, the piezoelectric substrate 62 and the resin 64 are integrally cut. Similarly to the formation of the groove 62a, the groove 62b is formed using a blade having a count of 1000 or finer (for example, 1500) as a cutting tool, and the inner surface of the groove 62b is Ra 0.02 to 1.0 μm. Make the surface smooth.

そして、図9に示すように、樹脂64で覆われた圧電基板62の上面を、印刷工法等により樹脂45Bとなるべき熱硬化性の樹脂66で覆う。それにより、上述した複数の溝62bそれぞれに樹脂66が充填される。充填後、所定の熱硬化温度(たとえば、80℃)で加熱して、樹脂66を硬化させる。   Then, as shown in FIG. 9, the upper surface of the piezoelectric substrate 62 covered with the resin 64 is covered with a thermosetting resin 66 to be the resin 45B by a printing method or the like. Thereby, the resin 66 is filled in each of the plurality of grooves 62b described above. After filling, the resin 66 is cured by heating at a predetermined thermosetting temperature (for example, 80 ° C.).

さらに、圧電基板62を、研磨加工により、厚さ方向に直交する面(X−Y面)に沿って薄板化し、図10に示す厚さDの薄板68を取り出す。このときに得られる薄板68の厚さDが、作製される圧電素子40の圧電体43の厚さに相当する。上記研磨加工には、たとえば1500番手の砥石が用いられ、その結果、上面43aおよび下面43bはRa0.01〜0.2μm(たとえば0.02μm)の滑らかな面となる。   Furthermore, the piezoelectric substrate 62 is thinned along a plane (XY plane) orthogonal to the thickness direction by polishing, and a thin plate 68 having a thickness D shown in FIG. 10 is taken out. The thickness D of the thin plate 68 obtained at this time corresponds to the thickness of the piezoelectric body 43 of the manufactured piezoelectric element 40. For example, a 1500-th wheel is used for the polishing, and as a result, the upper surface 43a and the lower surface 43b are smooth surfaces of Ra 0.01 to 0.2 μm (for example, 0.02 μm).

薄板68は、圧電基板62に形成された溝62aおよび溝62bよりも浅い位置において取り出されるため、薄板68では、圧電基板62が樹脂64および樹脂66によって格子状に区切られる。   Since the thin plate 68 is taken out at a position shallower than the grooves 62 a and 62 b formed in the piezoelectric substrate 62, the piezoelectric substrate 62 is partitioned by the resin 64 and the resin 66 in a lattice shape in the thin plate 68.

その後、薄板68の上下面を、スパッタリングあるいはメッキ等により、電極42A、42Bとなるべき電極膜(図示せず)を形成するとともに、樹脂64の中間線L1および樹脂66の中間線L2に沿って格子状に切断してチップ化する。それにより、図4に示した圧電素子40が得られる。電極形状はスパッタ、メッキ、焼付けなどの方法を適宜選択する。電極を形成後は、分極する。用途によっては、圧電素子アレイとすることもできる。   Thereafter, electrode films (not shown) to be the electrodes 42A and 42B are formed on the upper and lower surfaces of the thin plate 68 by sputtering or plating, and along the intermediate line L1 of the resin 64 and the intermediate line L2 of the resin 66. Cut into a grid to make chips. Thereby, the piezoelectric element 40 shown in FIG. 4 is obtained. For the electrode shape, a method such as sputtering, plating or baking is appropriately selected. After the electrode is formed, it is polarized. Depending on the application, it may be a piezoelectric element array.

以上、詳細に説明したとおり、本実施形態に係る圧電素子40は、互いに対向する一対の主面(上面43aおよび下面43b)と、一対の主面間を連結するように延びる側面43c、43d、43e、43fと、を有する圧電体43と、圧電体43の側面を覆う樹脂44と、圧電体43の各主面上に配置された電極42A、42Bと、を備える圧電素子であって、電極42A、42Bが配置された主面43a、43bが滑らかな面である。   As described above in detail, the piezoelectric element 40 according to this embodiment includes a pair of main surfaces (upper surface 43a and lower surface 43b) facing each other and side surfaces 43c, 43d extending so as to connect the pair of main surfaces. A piezoelectric element comprising: a piezoelectric body 43 having 43e and 43f; a resin 44 covering a side surface of the piezoelectric body 43; and electrodes 42A and 42B disposed on the respective main surfaces of the piezoelectric body 43, The main surfaces 43a and 43b on which 42A and 42B are arranged are smooth surfaces.

すなわち、電極42A、42Bが配置された主面43a、43bを滑らかな面とし、レーザ光の照射や研磨等の粗面化処理が主面43a、43bに施されていない。そのため、粗面化処理が施された場合に比べて、主面43a、43bに存在する残渣は極めて少なく、残渣に起因する電極の密着性低下が生じにくくなっている。そのため、期待値どおりの電極密着力が得られ、素子間における密着力バラツキが効果的に抑制されている。   That is, the main surfaces 43a and 43b on which the electrodes 42A and 42B are arranged are smooth surfaces, and the main surfaces 43a and 43b are not subjected to roughening treatment such as laser light irradiation or polishing. Therefore, compared to the case where the roughening treatment is performed, the residue existing on the main surfaces 43a and 43b is extremely small, and the adhesion of the electrode due to the residue is less likely to occur. Therefore, the electrode adhesion force as expected is obtained, and the variation in adhesion force between elements is effectively suppressed.

なお、各電極42A、42Bは、必ずしも、素子本体41の上下面を覆うように形成する必要はなく、圧電体43の上下面43a、43bのみを覆い、樹脂44の上下面を覆わない態様であってもよい。ただし、上述した製造方法に従って圧電素子40を作製する場合には、作製容易性の観点から、電極42A、42Bが素子本体41の上下面を覆うように形成することが好ましい。   The electrodes 42A and 42B do not necessarily need to be formed so as to cover the upper and lower surfaces of the element body 41, but cover only the upper and lower surfaces 43a and 43b of the piezoelectric body 43 and do not cover the upper and lower surfaces of the resin 44. There may be. However, when the piezoelectric element 40 is manufactured according to the manufacturing method described above, the electrodes 42A and 42B are preferably formed so as to cover the upper and lower surfaces of the element body 41 from the viewpoint of ease of manufacture.

10…サスペンション、40…圧電素子、42A、42B…電極、43…圧電体、43a…上面、43b…下面、43c、43d、43e、43f…側面、44、45A、45B…樹脂。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Suspension, 40 ... Piezoelectric element, 42A, 42B ... Electrode, 43 ... Piezoelectric body, 43a ... Upper surface, 43b ... Lower surface, 43c, 43d, 43e, 43f ... Side surface, 44, 45A, 45B ... Resin.

Claims (3)

互いに対向する一対の主面と、前記一対の主面間を連結するように延びる側面と、を有する圧電体と、
前記圧電体の前記側面を覆う樹脂と、
少なくとも前記圧電体の各主面上に配置された電極と、
を備える圧電素子であって、
前記電極が配置された主面がRa0.01〜0.2μmの滑らかな面である、圧電素子。
A piezoelectric body having a pair of main surfaces facing each other and a side surface extending so as to connect between the pair of main surfaces;
A resin covering the side surface of the piezoelectric body;
Electrodes arranged on at least the main surfaces of the piezoelectric body;
A piezoelectric element comprising:
A piezoelectric element, wherein a main surface on which the electrode is disposed is a smooth surface having a Ra of 0.01 to 0.2 μm.
前記電極が配置された前記圧電体の主面の表面粗さ(Ra)が、前記圧電体の自然面の表面粗さより小さい、請求項1に記載の圧電素子。   2. The piezoelectric element according to claim 1, wherein a surface roughness (Ra) of a main surface of the piezoelectric body on which the electrodes are arranged is smaller than a surface roughness of a natural surface of the piezoelectric body. 前記電極が配置された前記圧電体の主面が、研磨処理が施された研磨面である、請求項1または2に記載の圧電素子。
3. The piezoelectric element according to claim 1, wherein a main surface of the piezoelectric body on which the electrode is disposed is a polished surface subjected to a polishing process.
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