JP3290569B2 - Thin-film magnetic head slider - Google Patents

Thin-film magnetic head slider

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JP3290569B2
JP3290569B2 JP23691095A JP23691095A JP3290569B2 JP 3290569 B2 JP3290569 B2 JP 3290569B2 JP 23691095 A JP23691095 A JP 23691095A JP 23691095 A JP23691095 A JP 23691095A JP 3290569 B2 JP3290569 B2 JP 3290569B2
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movable
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head slider
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誉生 越川
宏志 前多
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
に用いられる薄膜磁気ヘッドスライダ及びそれのヘッド
素子を駆動するための静電アクチュエータを具備するヘ
ッドスライダに関する。
The present invention relates to the f comprising an electrostatic actuator for driving the thin film magnetic head slider and its head element used in a magnetic disk device
Related to the slider .

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、磁気ディスク装置の小型化、高性
能化、低価格化に伴い、高性能かつ低価格の薄膜磁気ヘ
ッドの開発が望まれている。この要求を満たす方式とし
て、薄膜パターン成膜面を、浮上面と平行としたホリゾ
ンタルヘッド(プレーナヘッド)が提案されている。そ
の理由は、ホリゾンタルヘッドは、特定の形状を有する
浮上レールの形成が容易であるために安定して低浮上の
ヘッドを実現しやすいこと、機械加工部を減らしやすい
ために低価格を実現しやすいこと等による。
2. Description of the Related Art In recent years, with the miniaturization, high performance, and low price of magnetic disk drives, development of high performance and low price thin film magnetic heads has been desired. As a method that satisfies this requirement, a horizontal head (planar head) in which the thin film pattern deposition surface is parallel to the air bearing surface has been proposed. The reason is that the horizontal head is easy to form a floating rail with a specific shape, so that it is easy to realize a low flying head stably, and it is easy to reduce the number of machining parts, so it is easy to realize a low price It depends.

【0003】従来のホリゾンタル磁気ヘッドスライダの
例を以下に示す。 IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, vol.25, p.319
0, 1989、「新薄膜ヘッド形成(A New Thin Film Head
Generation )」、J. P. Lazzari 及びP. Deroux-Dauph
in.この従来例では、シリコン基板の表面にエッチング
により窪みを形成し、その窪みに薄板磁気ヘッド素子を
形成している。シリコン基板表面が記録媒体に対向する
浮上面となるため、ヘッドの端子をスライダ背面に取り
出すために、シリコン基板を貫通するスルーホールを形
成して端子を引き出している。また、スライダ外形は機
械加工により形成している。
An example of a conventional horizontal magnetic head slider will be described below. IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, vol.25, p.319
0, 1989, “A New Thin Film Head
Generation) ”, JP Lazzari and P. Deroux-Dauph
In this conventional example, a dent is formed on the surface of a silicon substrate by etching, and a thin magnetic head element is formed in the dent. Since the surface of the silicon substrate is the floating surface facing the recording medium, in order to take out the terminal of the head to the back surface of the slider, a through hole penetrating the silicon substrate is formed and the terminal is drawn. The slider outer shape is formed by machining.

【0004】 IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, vo
l.25, p.3686, 1989、「薄膜静電アクチュエータ装置の
製造に関する新研究(A New Approach to Making Thin
FilmHead-Slider Devices)」,Daniel W. Chapman.こ
の従来例では、基板上に浮上面側から先に薄膜磁気ヘッ
ド素子を形成し、絶縁膜を平坦化後、スルーホールを貫
通させたガラス基板をボンディングさせてスライダ本体
部を形成する。その後基板をエッチング除去した後、ス
ライダ外形を機械加工で切断する。
[0004] IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, vo
l.25, p.3686, 1989, “A New Approach to Making Thin
FilmHead-Slider Devices) ”, Daniel W. Chapman. In this conventional example, a thin film magnetic head element is formed on the substrate from the air bearing surface side first, the insulating film is flattened, and a glass substrate with a through hole penetrated is formed. The slider body is formed by bonding. After the substrate is removed by etching, the outer shape of the slider is cut by machining.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記及びの従来例
では、いずれも、スライダ外形は従来通り機械加工で形
成すること、支持ばねとのアッセンブリも従来通り個別
に行うこと、さらには、基板を貫通するスルーホールを
形成して導体を埋め込むこと、ガラス基板をボンディン
グすること等の工程が必要となり、工程が複雑である。
In each of the above and the conventional examples, the outer shape of the slider must be formed by machining as in the past, the assembly with the support spring must be individually performed as in the past, and furthermore, the slider must be penetrated through the substrate. Steps such as forming a through hole to embed a conductor and bonding a glass substrate are required, and the process is complicated.

【0006】そこで、本発明は、スルーホールを形成す
ることやガラス基板を使用することを必要とせずに、容
易に製造し得ると共に、薄膜磁気ヘッド素子のトラッキ
ング(記録媒体の移動方向と略直角なトラッキング方向
への微小移動)機構或いはロード・アンロード記録媒体
に対して接近・離隔する方向への微小移動機構を付加す
ることで、磁気ヘッド素子のより高精度の位置決めを実
現し、高記録密度の実現や信頼性の向上を測る薄膜磁気
ヘッドスライダを提供することを目的とする。
Therefore, the present invention can be easily manufactured without forming a through-hole or using a glass substrate, and can perform tracking of a thin-film magnetic head element (substantially perpendicular to the moving direction of a recording medium). By adding a mechanism for micro-moving in the tracking direction, or a mechanism for micro-moving in the direction approaching / separating from the loading / unloading recording medium, more accurate positioning of the magnetic head element is realized and high recording is achieved. It is an object of the present invention to provide a thin-film magnetic head slider for measuring the realization of the density and the improvement of the reliability.

【0007】また本発明は、上記のような薄膜磁気ヘッ
ド素子において、トラッキング機構或いはロード・アン
ロード機構を付加するための駆動機構として好適な静電
アクチュエータを具備するヘッドスライダを提供するこ
とを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a head slider provided with an electrostatic actuator suitable as a drive mechanism for adding a tracking mechanism or a load / unload mechanism in the above-described thin film magnetic head element. And

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、基板の
表面、又は該基板上に設けた犠牲層の表面に、スライダ
膜体を形成し、前記基板、又は基板及び犠牲層を、前記
スライダ膜体から分離してなる薄膜磁気ヘッドスライダ
において、スライダ膜体の一部を、記録媒体の移動方向
に関し略直角なトラッキング方向に可動となるようにス
ライダ膜体の固定部に支持したトラッキング機構を具備
し、該トラッキング機構の可動部に、少なくとも記録媒
体に対向する薄膜磁気ヘッド素子の対向磁極を設けたこ
とを特徴とする薄膜磁気ヘッドスライダが提供される。
According to the present invention, a slider film is formed on a surface of a substrate or a surface of a sacrifice layer provided on the substrate, and the substrate, or the substrate and the sacrifice layer are formed on the substrate. In a thin-film magnetic head slider separated from a slider film body, a tracking mechanism in which a part of the slider film body is supported on a fixed portion of the slider film body so as to be movable in a tracking direction substantially perpendicular to a moving direction of a recording medium. , And at least a facing magnetic pole of a thin-film magnetic head element facing a recording medium is provided on a movable portion of the tracking mechanism.

【0009】また、本発明によれば、基板の表面、又は
該基板上に設けた犠牲層の表面に、スライダ膜体を形成
し、前記基板、又は基板及び犠牲層を、前記スライダ膜
体から分離してなる薄膜磁気ヘッドスライダにおいて、
スライダ膜体の一部を、記録媒体に対して接近・離隔す
るロード・アンロード方向に可動となるようにスライダ
膜体の固定部に支持したロード・アンロード機構を具備
し、該ロード・アンロード機構の可動部に、少なくとも
記録媒体に対向する薄膜磁気ヘッド素子の対向磁極を設
けたことを特徴とする薄膜磁気ヘッドスライダが提供さ
れる。
According to the present invention, a slider film is formed on a surface of a substrate or a surface of a sacrificial layer provided on the substrate, and the substrate or the substrate and the sacrificial layer are removed from the slider film. In the separated thin film magnetic head slider,
A load / unload mechanism that supports a part of the slider film on a fixed portion of the slider film so as to be movable in a load / unload direction approaching / separating from the recording medium; A thin-film magnetic head slider is provided, wherein at least a facing magnetic pole of a thin-film magnetic head element facing a recording medium is provided on a movable portion of a load mechanism.

【0010】上記したように、本発明によれば支持ばね
全体をトラッキングさせる機構に加え、素子部のみを高
精度にトラッキングできるため、記録媒体のトラック密
度が向上できる。また、素子部のみを低浮上化できるた
め、信頼性を損なうことなく線記録密度の向上が図れ
る。更にまた、本発明によれば、互いに平行な複数の歯
を有する固定部と、これらの歯と平行な複数の歯を有す
る可動部と、該可動部を固定部に対して歯幅方向に移動
可能となるように支持する支持ばね部と、固定部と可動
部との歯間に電圧を印加することにより生ずる歯幅方向
の静電吸引力と支持ばねの複元力とが釣り合う点まで可
動部を移動させるようにした駆動力発生部とから成る静
電アクチュエータを具備するヘッドスライダが提供され
る。
As described above, according to the present invention, in addition to the mechanism for tracking the entire support spring, only the element portion can be tracked with high accuracy, so that the track density of the recording medium can be improved. Also, since only the element portion can be lowered, the linear recording density can be improved without deteriorating the reliability. Still further, according to the present invention, a fixed portion having a plurality of teeth parallel to each other, a movable portion having a plurality of teeth parallel to the teeth, and moving the movable portion relative to the fixed portion in a tooth width direction. Movable to the point where the electrostatic attraction in the tooth width direction generated by applying a voltage between the teeth of the fixed part and the movable part and the multiple force of the support spring are balanced. head slider is provided part and a drive force generation unit which is adapted to move the comprises a formed Ru electrostatic <br/> electrostatic actuator.

【0011】本発明の静電アクチュエータにより、歯幅
方向に可動部を移動させる力が得られるので、従来の静
電アクチュエータに比べて力発生効率の高い静電アクチ
ュエータが可能となる。
With the electrostatic actuator of the present invention, a force for moving the movable portion in the tooth width direction can be obtained, so that an electrostatic actuator with higher force generation efficiency than the conventional electrostatic actuator can be realized.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】図1(a)〜(c)に本発明の薄
膜磁気ヘッドスライダの第1実施例を示す。図1(a)
は支持ばね30に装着されたスライダ10を浮上面側か
ら見た斜視図であり、図1(b)は支持ばね30に装着
する前のスライダ10自体を背面側(浮上面とは反対
側)から見た斜視図であり、図1(c)は図1(a)の
線B−B′における断面を示す図である。
1 (a) to 1 (c) show a first embodiment of a thin film magnetic head slider according to the present invention. FIG. 1 (a)
FIG. 1B is a perspective view of the slider 10 mounted on the support spring 30 as viewed from the air bearing surface, and FIG. 1B is a perspective view of the slider 10 itself mounted on the support spring 30 on the back side (opposite the air bearing surface). 1 (c) is a view showing a cross section taken along line BB 'in FIG. 1 (a).

【0013】記録媒体(図示せず)に対向する、スライ
ダ10の浮上面の側は、SiO2 ,Al2 3 等から成
る浮上面層11の一部が媒体側に突出しており、矢印A
方向に移動する媒体に対する流入端13から流出端14
まで延びた2つの浮上レール15を形成している。ま
た、これらの2つの浮上レール15の間の流入端13側
に中心レール17が形成されている。浮上面層11の背
面に形成されているスライダ10の本体12及び端子パ
ッド部18(図1(b))はNi等の金属をめっきして
形成してある。
On the side of the flying surface of the slider 10 facing a recording medium (not shown), a part of a flying surface layer 11 made of SiO 2 , Al 2 O 3 or the like protrudes toward the medium, and an arrow A
End 13 to outlet 14 for media moving in
Two levitation rails 15 extending to are formed. Further, a center rail 17 is formed on the inflow end 13 side between these two floating rails 15. The main body 12 and the terminal pad portion 18 (FIG. 1B) of the slider 10 formed on the back surface of the flying surface layer 11 are formed by plating a metal such as Ni.

【0014】素子部駆動機構部20(本実施例では、ト
ラッキング機構)は、2つの浮上レール15の間の且つ
端子パッド部18と流出端14との間の位置に、浮上面
層11の一部に形成されている。即ち、素子部駆動機構
部20の部分は、スライダ10の本体部12のめっき
(Ni等の金属)が形成されていない。スライダ10は
流入端13から流出端14までの長さは、例えば0.5
〜0.8mm、幅は0.3〜0.6mm、厚さは0.04〜
0.06mmである。
The element drive mechanism 20 (in this embodiment, a tracking mechanism) is provided between the two floating rails 15 and between the terminal pad 18 and the outflow end 14. Part is formed. That is, the plating (metal such as Ni) of the main body 12 of the slider 10 is not formed in the element drive mechanism 20. The length of the slider 10 from the inflow end 13 to the outflow end 14 is, for example, 0.5
~ 0.8mm, width 0.3 ~ 0.6mm, thickness 0.04 ~
0.06 mm.

【0015】第1実施例における素子部駆動機構部、即
ちトラッキング機構部20は、図1(c)の断面図に示
すように、静電吸引力を利用したものであって、可動子
は固定部から延びた2本の平行ばね21(1本のみ示
す)とそれらの先端側に支持された素子搭載部22から
成る。可動子の平行ばね21と、それと対向する固定子
23側はNi,Cu等の金属から成る。或いは、可動子
及び固定子はそれぞれ対向する部分に金属電極を有して
おり、固定子電極23と可動子電極21との間に電圧を
印加して吸引力を発生させることによってトラッキング
を行うものである。
The element drive mechanism, that is, the tracking mechanism 20 in the first embodiment utilizes electrostatic attraction as shown in the sectional view of FIG. 1C, and the movable element is fixed. It consists of two parallel springs 21 (only one is shown) extending from the part and an element mounting part 22 supported on the tip side thereof. The parallel spring 21 of the mover and the side of the stator 23 opposed thereto are made of a metal such as Ni or Cu. Alternatively, the mover and the stator have metal electrodes at opposing portions, and perform tracking by applying a voltage between the stator electrode 23 and the mover electrode 21 to generate an attractive force. It is.

【0016】なお、可動子は、ヘッド素子24あるいは
素子の磁極先端24aのみを媒体(図示せず)側に突出
させ、駆動電極部21,23は媒体より離れるように設
置してある。これは、駆動部がスライダ10の浮上力に
影響を及ぼさないため、電極21,23間の電圧により
ヘッド素子24のまわりに塵埃を引きつけさせないため
である。また、図には示さないが、スライダ10の側面
外周の浮上面側端部は、スライダ10のローリングある
いはピッチング等で姿勢が変化した場合に媒体との衝突
を防ぐ、あるいは媒体との衝突の際の損傷を防ぐため、
R面取りを行うことが望ましい。
The mover is provided such that only the head element 24 or the magnetic pole tip 24a of the element protrudes toward the medium (not shown), and the drive electrode portions 21 and 23 are set apart from the medium. This is because the drive unit does not affect the flying force of the slider 10 and thus does not attract dust around the head element 24 due to the voltage between the electrodes 21 and 23. Although not shown in the drawing, the flying surface side end of the outer periphery of the side surface of the slider 10 prevents collision with the medium when the attitude is changed due to rolling or pitching of the slider 10, or when the collision with the medium occurs. To prevent damage to
It is desirable to perform R chamfering.

【0017】なお、ヘッドサスペンション30の端子接
続部(図示せず)に接続させる、スライダ10背面の中
央部にある端子パッド部18は2組、4個あり、1組は
ヘッド素子用、1組はトラッキング機構用である。尚、
リードヘッド素子としてMR素子を兼用した場合は、端
子は1組、2個で良い。図2(a),(b)には、トラ
ッキング機構20の変形例を示す。図2(a)の変形例
は、図1(c)に示す固定子電極部23が可動電極21
と対向する面で曲面を有しており、可動子の平行ばね2
1がこの固定電極部23の曲面に沿って変形することに
より、変位量を大きくするものである。また、図2
(b)の変形例は、可動子21及び固定子23を互いに
平行な櫛歯電極21a,23aで構成し、これらの櫛歯
の長さ方向に平行な方向に吸引力を発生させることによ
ってトラッキングを行う例である。
There are two and four terminal pad portions 18 at the center of the back surface of the slider 10 to be connected to terminal connection portions (not shown) of the head suspension 30. Is for a tracking mechanism. still,
When the MR element is also used as the read head element, one set and two terminals are sufficient. 2A and 2B show a modified example of the tracking mechanism 20. FIG. In the modification of FIG. 2A, the stator electrode portion 23 shown in FIG.
And a curved surface on the surface facing the
1 is deformed along the curved surface of the fixed electrode portion 23, thereby increasing the amount of displacement. FIG.
In the modified example (b), tracking is performed by forming the mover 21 and the stator 23 with comb-tooth electrodes 21a and 23a parallel to each other and generating an attractive force in a direction parallel to the length direction of these comb teeth. This is an example of performing.

【0018】図3(a),(b)は、前記トラッキング
駆動機構20を一方の浮上レール15自身に組み込ん
だ、本発明の薄膜磁気ヘッドスライダの第2実施例であ
る。本実施例のように、駆動部20をレール15自体に
組み込むことによって、端子パッド18の配置面積の拡
大あるいはスライダ小型化をさらに進めることが可能と
なる。本実施例では、トラッキング駆動機構20の構造
は図1(c)、図2(a)、図2(c)に示すいずれの
構造も採用することが出来る。ただし、前述のように電
極部21,23を媒体(図示せず)から離すように、浮
上レール15の表面からやや内側(本体部12の側)に
形成し、電極間電圧による塵埃吸着や媒体との放電等を
防止するような構造とするのが望ましい。
FIGS. 3A and 3B show a thin-film magnetic head slider according to a second embodiment of the present invention in which the tracking drive mechanism 20 is incorporated in one of the flying rails 15 itself. By incorporating the drive unit 20 into the rail 15 itself as in the present embodiment, it is possible to further increase the arrangement area of the terminal pads 18 or further reduce the size of the slider. In this embodiment, as the structure of the tracking drive mechanism 20, any of the structures shown in FIGS. 1C, 2A, and 2C can be adopted. However, as described above, the electrode portions 21 and 23 are formed slightly inside (on the side of the main body portion 12) from the surface of the floating rail 15 so as to be separated from the medium (not shown). It is desirable to have a structure that prevents discharge and the like.

【0019】図4(a),(b)はロード/アンロード
機構を有する本発明の薄膜磁気ヘッドスライダ(第3実
施例)を示す。このロード/アンロード機構20Aを設
ける位置は、第1実施例のように浮上レール15間であ
ってよく、また第2実施例のように浮上レール15自体
に組み込んでもよい。本実施例では、可動子のばね部2
1をスライダの浮上面層11の上側に浮上高さ方向にわ
ずかに間隔をあけて形成しており、ばね部21の先端部
にヘッド素子搭載部22を形成している。浮上面層11
側の固定側電極23と可動側電極21との間に電圧を印
加することにより、可動子21が浮上面層側11側に引
きつけられることによってヘッド素子24を媒体(図示
せず)に近づける、あるいは接触させる。なお、本機構
における電圧印加は、記録媒体の回転の開始後直ちに通
電を開始し、媒体停止の直前に通電を停止するようにし
てもよく、また、ヘッド素子24の作動に連動させて通
電の開始、停止を行なってもよい。
FIGS. 4A and 4B show a thin film magnetic head slider (third embodiment) of the present invention having a load / unload mechanism. The position where the load / unload mechanism 20A is provided may be between the floating rails 15 as in the first embodiment, or may be incorporated in the floating rail 15 itself as in the second embodiment. In this embodiment, the spring 2 of the mover is used.
1 is formed above the flying surface layer 11 of the slider at a slight interval in the flying height direction, and a head element mounting portion 22 is formed at the tip of the spring portion 21. Floating surface layer 11
By applying a voltage between the fixed side electrode 23 and the movable side electrode 21, the movable element 21 is attracted to the air bearing surface layer side 11 to bring the head element 24 close to a medium (not shown). Or contact. The voltage application in this mechanism may be such that the energization is started immediately after the rotation of the recording medium is started, and the energization is stopped immediately before the stop of the medium, or the energization is performed in conjunction with the operation of the head element 24. Start and stop may be performed.

【0020】なお、図1〜図4に示した実施例におい
て、スライダ10の流入端13側の中央に中心レール
と、流出端近傍の両側に両側レールを設け、略三角形の
各点において浮上力発生部を形成した場合において、ト
ラッキング機構20又はロード/アンロード機構20A
はこの三角形の内側に設けるのが良い。その理由は浮上
力発生部が3点のため、スライダ本体や浮上面層を形成
する際に各層に生じる残留応力等によってスライダ自身
が変形したとしても、浮上量変動の影響をうけにくく、
これら3点を頂点とする3角形の内側に駆動機構および
ヘッド素子を配置することで、安定した浮上量を確保す
ることが出来るからである。
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 4, a center rail is provided at the center on the inflow end 13 side of the slider 10 and both side rails are provided on both sides near the outflow end. When the generating section is formed, the tracking mechanism 20 or the load / unload mechanism 20A
Is preferably provided inside this triangle. The reason is that there are three floating force generating parts, so even if the slider itself is deformed due to residual stress or the like generated in each layer when forming the slider body or the floating surface layer, it is hard to be affected by the flying height fluctuation,
By arranging the drive mechanism and the head element inside the triangle having these three points as vertices, a stable flying height can be secured.

【0021】図5(a)及び(b)は本発明において駆
動機構として採用することのできる静電アクチュエータ
の原理を従来例と比較して説明するものである。向かい
合った二つの櫛歯の一方が固定部31であり、他方が可
動部32である。二つの櫛歯間に電圧を加えることによ
り、可動部32を固定部31に対し微小距離移動させる
ものである。このような静電アクチュエータは、例え
ば、熱酸化皮膜付シリコン基板上に絶縁層となるSi3
4 膜、犠牲層となるPSG(phosphosilicateglass
)膜、櫛歯状電極となる2μmのポリシリコン膜を成
膜し、ポリシリコンをプラズマエッチングにより所望の
形状に形成し、最後に犠牲層をウェットエンチングで除
去し、可動部32を開放するものである。
FIGS. 5A and 5B illustrate the principle of an electrostatic actuator that can be employed as a driving mechanism in the present invention in comparison with a conventional example. One of the two opposing comb teeth is a fixed part 31 and the other is a movable part 32. By applying a voltage between the two comb teeth, the movable part 32 is moved a small distance with respect to the fixed part 31. Such an electrostatic actuator includes, for example, Si 3 serving as an insulating layer on a silicon substrate provided with a thermal oxide film.
N 4 film, PSG (phosphosilicate glass) to be a sacrificial layer
2) A 2 μm polysilicon film to be a film and a comb-shaped electrode is formed, the polysilicon is formed into a desired shape by plasma etching, and finally, the sacrificial layer is removed by wet etching to open the movable portion 32. Things.

【0022】図5(a)に示す従来の静電アクチュエー
タは、可動部32側の歯を固定部31側の隣り合う歯と
歯の中間位置に配置し、向かい合う二つの櫛歯状電極の
間に電圧をかけ、櫛歯のかみ合い長さが縮まる方向に力
を発生させるものであるのに対し、図5(b)に示す本
発明による静電アクチュエータは、固定部31側の隣り
合う歯と歯の中間位置からずれた位置に可動部32側の
歯を配置し、歯面に垂直な方向の力を発生させるもので
ある。従来の静電アクチュエータと本発明によるアクチ
ュエータの相違を説明する。
In the conventional electrostatic actuator shown in FIG. 5 (a), the teeth on the movable portion 32 are arranged at intermediate positions between adjacent teeth on the fixed portion 31 and between two opposing comb-like electrodes. 5B, a force is generated in a direction in which the engagement length of the comb teeth is reduced, whereas the electrostatic actuator according to the present invention shown in FIG. The teeth on the movable portion 32 side are arranged at positions deviated from the intermediate positions of the teeth to generate a force in a direction perpendicular to the tooth surface. The difference between the conventional electrostatic actuator and the actuator according to the present invention will be described.

【0023】従来のアクチュエータでは、固定部31側
の隣り合う歯と歯の中間位置に可動部32側の歯を配置
し、図中の水平方向(X方向)の力を発生する。その力
の大きさFxは、固定部31の歯と可動部32の歯の空
隙をg、歯の厚さをt、印加する電圧をV、真空中の誘
電率をε0 とすると、X方向の力はFx=V2 ε0 t/
gとなる。
In the conventional actuator, the teeth on the movable portion 32 are arranged at intermediate positions between adjacent teeth on the fixed portion 31 to generate a force in the horizontal direction (X direction) in the figure. Assuming that the force Fx is g in the gap between the teeth of the fixed part 31 and the teeth of the movable part 32, t is the thickness of the teeth, V is the applied voltage, and ε 0 is the dielectric constant in a vacuum, Is Fx = V 2 ε 0 t /
g.

【0024】一方、本発明による静電アクチュエータに
おける、固定部31側の歯と可動部32側の歯の間の空
隙は、狭い空隙g1 と広い空隙g2 があり、g1 で発生
するY方向(歯面に垂直方向)の力とg2 で発生するY
方向の力の差が利用できる力である。その大きさはFy
=(1/2)V2 ε0 tL(1/g1 2 −1/g2 2
である。g1 =gとし、1/g2 2 <<1/g1 2 とす
ると、Fy/Fx≒L/2gである。L>2gの時、本
発明による静電アクチュエータの方が大きな力が得られ
る。例えばg=1μmのギャップ、L=200μmの歯
を形成すれば従来例の静電アクチュエータの100倍の
力が得られる。ここで、g2 で発生する力はg1 で発生
する力を打ち消す方向に働くのでg2 はg1 に比べて大
きくした方がよいが、大きくしすぎると限られた大きさ
の中に多くの歯を設けることが出来なくなるのでg2
1 には最適値が存在する。g1 ,g2 ,wに比べてL
が十分大きい場合の発生力(Fy)とg2 /g1 の関係
は図6のようである。歯数は整数値しか取り得ないので
Lが十分に大きくない場合にはグラフは滑らかとはなら
ないが、その場合でも概ね2<g2 /g1 <3の近辺で
力は最大となる。実用的には1.5<g2 /g1 <5、
或いは1.2<g2 /g1 <10の範囲で用いるのが良
い。
On the other hand, in the electrostatic actuator according to the present invention, the gap between the teeth on the fixed part 31 side and the teeth on the movable part 32 has a narrow gap g 1 and a wide gap g 2 , and Y generated at g 1. In the direction (perpendicular to the tooth surface) and Y generated in g 2
The difference in directional forces is the available force. Its size is Fy
= (1/2) V 2 ε 0 tL (1 / g 1 2 -1 / g 2 2)
It is. and g 1 = g, when the 1 / g 2 2 << 1 / g 1 2, is Fy / Fx ≒ L / 2g. When L> 2 g, the electrostatic actuator according to the present invention can obtain a larger force. For example, if a gap of g = 1 μm and a tooth of L = 200 μm are formed, 100 times the force of the conventional electrostatic actuator can be obtained. Here, the force generated at g 2 acts in a direction to cancel the force generated at g 1 , so it is better to make g 2 larger than g 1. G 2 /
The g 1 there exists an optimum value. L compared to g 1 , g 2 , w
FIG. 6 shows the relationship between the generated force (Fy) and g 2 / g 1 when is sufficiently large. Since the number of teeth can only take an integer value, the graph is not smooth if L is not sufficiently large, but even in that case, the force becomes maximum around 2 <g 2 / g 1 <3. Practically, 1.5 <g 2 / g 1 <5,
Alternatively, it is better to use in the range of 1.2 <g 2 / g 1 <10.

【0025】図7に本発明の静電アクチュエータの実施
例を示す。外枠部分はNiめっきで形成された固定部3
1本体で、図示しない基板上に固定されている。固定部
31本体の内壁には、内周に向かって、一定間隔の互い
に平行な歯31aを、固定部31本体と同時にNiめっ
きで設ける。これらの歯31aは基板上に固定されてい
てもよいし、基板との間に隙間(図示せず)を持って設
けても良い。固定部31の枠の内側にある中央の部分は
固定部31本体と同時にNiめっきで形成された可動部
32本体で、基板との間に隙間(図示せず)を持って、
固定部31に対して相対運動可能に設けられている。ま
た、可動部32本体には、固定部31に設けられた互い
に隣合う歯31aの中心からずれた位置に、それと平行
するように複数の歯32aが設けられている。図中、可
動部32の上方および下方には基板に固定された支柱3
3が形成され、支柱33と可動部32本体の間には、可
動部32を図中の上下方向のみに運動可能とする支持ば
ね34が設けられている。固定部31の右下および、下
側の支柱からは、図示しない端子に接続するための導線
35,36をNiめっきで形成する。
FIG. 7 shows an embodiment of the electrostatic actuator of the present invention. The outer frame part is a fixed part 3 formed by Ni plating.
One main body is fixed on a substrate (not shown). On the inner wall of the fixing portion 31 main body, mutually parallel teeth 31a are provided at regular intervals toward the inner periphery by Ni plating at the same time as the fixing portion 31 main body. These teeth 31a may be fixed on the substrate, or may be provided with a gap (not shown) between the teeth 31a and the substrate. A central portion inside the frame of the fixed portion 31 is a movable portion 32 main body formed by Ni plating simultaneously with the fixed portion 31 main body, and has a gap (not shown) between the main body and the substrate.
It is provided to be able to move relative to the fixed part 31. Further, the movable portion 32 has a plurality of teeth 32a at positions deviated from the centers of mutually adjacent teeth 31a provided on the fixed portion 31 so as to be parallel to the teeth 31a. In the figure, columns 3 fixed to the substrate are above and below the movable portion 32.
3, a support spring 34 is provided between the column 33 and the main body of the movable part 32 so as to move the movable part 32 only in the vertical direction in the figure. Conductive wires 35 and 36 for connecting to terminals (not shown) are formed by Ni plating from the lower right and lower pillars of the fixing portion 31.

【0026】二つの導線35,36の間に電圧を印加す
ると、固定部31の歯31aと可動部32の歯32aの
間に働く静電吸引力により、可動部32が上方へ吸引さ
れ、支持ばね34の復元力と釣り合う位置まで移動す
る。吸引力は電位差の二乗に比例するので極性とは関係
なく同じ方向に移動する。しかし、可動部32に載置す
る被駆動物(本発明においては薄膜磁気ヘッド)に駆動
ノイズの影響を与えないためには可動部32を接地して
用いた方がよい。
When a voltage is applied between the two conducting wires 35 and 36, the movable portion 32 is attracted upward by electrostatic attraction acting between the teeth 31a of the fixed portion 31 and the teeth 32a of the movable portion 32, and is supported. It moves to a position that balances the restoring force of the spring 34. Since the attraction force is proportional to the square of the potential difference, it moves in the same direction regardless of the polarity. However, it is better to ground the movable part 32 so that the driven object (the thin film magnetic head in the present invention) mounted on the movable part 32 is not affected by the drive noise.

【0027】なお、過大な電圧入力があった場合に固定
部31の歯31aと可動部32の歯32aが接触して短
絡するのを防ぐために、支柱33の一部に、可動部32
との空隙を短くした部分を設け、ストッパ37としてい
る。ストッパ37、即ち支柱33は可動部32と同電位
(接地)であり、ストッパ37は可動部32と接触して
も何ら問題がない。
In order to prevent the teeth 31a of the fixed part 31 and the teeth 32a of the movable part 32 from contacting each other and short-circuiting when an excessive voltage is input, the movable part 32
And a stopper 37 is provided. The stopper 37, that is, the column 33 has the same potential (ground) as the movable portion 32, and there is no problem even if the stopper 37 contacts the movable portion 32.

【0028】次に、図8及び図9を用いて本発明の静電
アクチュエータの製造方法を説明する。これらの図は図
7におけるA−A断面を示している。まず、図8におい
て、 (a)両面に熱酸化膜T−SiO2 の付いた(100)
Si基板を用いる。 (b)可動部32本体、可動部32の歯32a、および
固定部31の歯31aおよび支持ばね34を形成する部
分のみ、マスクを用いて、イオンミリング等で基板表面
上の熱酸化膜T−SiO2 を除去する。 (c)基板表面上に、犠牲層としてAl膜を蒸着または
スパッタリングにより形成する。 (d)熱酸化膜T−SiO2 を除去した部分のみ残して
それ以外の部分Al犠牲層を、イオンミリング等で除去
する。この場合においてAl犠牲層と熱酸化膜との境界
部分に少し隙間ができるようにする。 (e)めっきの下地層としてNiを全面に蒸着またはス
パッタリングにより形成する。この下地層は上記隙間に
も侵入している。
Next, a method for manufacturing the electrostatic actuator of the present invention will be described with reference to FIGS. These figures show AA cross sections in FIG. First, in FIG. 8, (a) a thermal oxide film T-SiO 2 is attached to both surfaces (100)
An Si substrate is used. (B) Only the portions of the main body of the movable portion 32, the teeth 32a of the movable portion 32, and the teeth 31a of the fixed portion 31 and the support springs 34 are formed using a mask by ion milling or the like using a thermal oxide film T- on the substrate surface. The SiO 2 is removed. (C) An Al film is formed as a sacrificial layer on the substrate surface by vapor deposition or sputtering. (D) Except for the portion from which the thermal oxide film T-SiO 2 has been removed, the remaining portion of the Al sacrificial layer is removed by ion milling or the like. In this case, a small gap is formed at the boundary between the Al sacrificial layer and the thermal oxide film. (E) Ni is formed on the entire surface as a base layer for plating by vapor deposition or sputtering. The underlayer also penetrates into the gap.

【0029】次に図9において、 (a)フォトレジストを塗布し、図7における固定部3
1、可動部32、支持ばね34、ストッパ37、支柱3
3、導線35,36等をNiめっきで形成するための陰
型をパターニングする。 (b)Niめっきにより、フォトレジストの無い部分に
Niを充填する。 (c)フォトレジストを溶剤で除去する。 (d)全面をイオンミリングすることにより、Niで覆
われていない部分の下地層を除去する。この工程は全面
イオンミリングでなく、めっきされたNiの上に同一形
状の保護用フォトレジスト(図示せず)をパターニング
してから行っても勿論よい。 (e)KOH溶液で犠牲層のAlを除去することによ
り、可動部32が基板から離れ、相対運動可能となる。
可動部32の部分は熱酸化膜T−SiO2 が除去されて
いるので基板のSiも溶け、KOH液が侵入し易くな
り、エッチング時間が短縮される。
Next, in FIG. 9, (a) a photoresist is applied and the fixing portion 3 in FIG.
1. movable part 32, support spring 34, stopper 37, support 3
3. Pattern the negative mold for forming the conductive wires 35 and 36 by Ni plating. (B) Fill Ni-free portions without photoresist by Ni plating. (C) removing the photoresist with a solvent; (D) By ion milling the entire surface, a portion of the underlayer not covered with Ni is removed. This step may of course be performed after patterning a protective photoresist (not shown) having the same shape on the plated Ni, instead of performing the entire surface ion milling. (E) By removing the Al in the sacrificial layer with the KOH solution, the movable part 32 is separated from the substrate and can be moved relative to each other.
Since the thermal oxide film T-SiO 2 has been removed from the movable portion 32, the Si of the substrate is also dissolved, the KOH solution easily enters, and the etching time is shortened.

【0030】図10に本発明の静電アクチュエータの他
の実施例を示す。本実施例が図7の実施例と異なるの
は、可動部32の歯32aの両側に等しい間隔を隔てて
固定部31の第一の歯31aと固定部31の第二の歯3
1bが設けられている点である。図に示す絶縁層38に
より、固定部31の第一の歯31aと第二の歯32bは
互いに電気的に絶縁され、異なる電圧を印加することが
できる。可動部32を電気的に接地し、固定部31の第
一の歯31aに電圧を印加すると可動部32は図の上方
へ、固定部31の第二の歯31bに電圧を印加すると可
動部32は図の下方へ移動する。本実施例の構造によ
り、可動部32は図中の上方にも下方にも移動可能とな
り、図7の実施例と比較してストロークは二倍となる。
FIG. 10 shows another embodiment of the electrostatic actuator of the present invention. This embodiment is different from the embodiment of FIG. 7 in that the first teeth 31a of the fixed part 31 and the second teeth 3 of the fixed part 31 are equally spaced on both sides of the teeth 32a of the movable part 32.
1b is provided. By the insulating layer 38 shown in the figure, the first teeth 31a and the second teeth 32b of the fixing part 31 are electrically insulated from each other, and different voltages can be applied. When the movable part 32 is electrically grounded and a voltage is applied to the first teeth 31 a of the fixed part 31, the movable part 32 moves upward in the figure. When a voltage is applied to the second teeth 31 b of the fixed part 31, the movable part 32 is moved. Moves down in the figure. According to the structure of this embodiment, the movable portion 32 can be moved upward and downward in the drawing, and the stroke is doubled as compared with the embodiment of FIG.

【0031】次に図10の実施例における固定子31の
第一の歯31aおよび第二の歯31bへの電圧の印加の
例を図11(a)〜(c)に示す。力Fの方向は図中の
上向きを正とする。(a)は上向きの力を発生させる時
に第一の歯31aに正の電圧V1 をかけ、下向きの力を
発生させる時に第二の歯31bに負の電圧V2 を印加す
る例である。(b)は上向きの力を発生させる時に第一
の歯31aに正の電圧V1 をかけ、下向きの力を発生さ
せる時に第二の歯31bに正の電圧V2 を印加する。
(c)は固定部31の第一および第二の歯31a,31
bに最大電圧の1/2のオフセット電圧を印加し、互い
に逆相の電圧V1 ,V2 を重畳させて駆動する例であ
る。V1 =V0 +ΔV,V2 =V0 −ΔVと表すと、F
y∝V1 2 −V2 2 =4V0 ΔVとなり、力はΔVに比
例するようになり、制御しやすくなる。このような電圧
印加方法の優れる点は、片電源のみで駆動できる点およ
び可動部を電気的に接地した状態で駆動できる点であ
る。
Next, examples of applying a voltage to the first teeth 31a and the second teeth 31b of the stator 31 in the embodiment of FIG. 10 are shown in FIGS. 11 (a) to 11 (c). The direction of the force F is positive in the upward direction in the figure. (A) is an example applied positive the voltages V 1 to the first tooth 31a, a negative voltage is applied to V 2 in the second tooth 31b when to generate a downward force when generating an upward force. (B) is multiplied by a positive to voltages V 1 to the first tooth 31a when generating an upward force, it applies a positive voltage V 2 to the second tooth 31b when to generate a downward force.
(C) shows the first and second teeth 31a, 31 of the fixed part 31.
This is an example in which an offset voltage of の of the maximum voltage is applied to b, and voltages V 1 and V 2 having opposite phases are superimposed and driven. When V 1 = V 0 + ΔV and V 2 = V 0 −ΔV, F
yαV 1 2 -V 2 2 = 4V 0 ΔV , and the force becomes proportional to [Delta] V, be easily controlled. The advantages of such a voltage application method are that it can be driven only by a single power supply and that it can be driven with the movable part electrically grounded.

【0032】本発明の静電アクチュエータの好適な応用
例として、磁気ディスク装置のヘッドスライダにおける
前述のトラッキング機構又はロード/アンロード機構の
駆動部として組み込むのが好適である。このようなヘッ
ドスライダの一例を図12に示す。このスライダ10
は、ホリゾンタル型の薄膜磁気ヘッド素子24、浮上面
層11、スライダ本体部12を一連のプロセスで形成
し、ヘッドサスペンション30にボンディングするもの
である。磁気ディスク装置ではヘッドスライダ10を搭
載したヘッドサスペンションをボイスコイルモータでシ
ークおよび位置決めをしており、これに加えてヘッドス
ライダ内に微小なアクチュエータ(この実施例では、ト
ラッキング機構)を搭載し、薄膜磁気ヘッド素子24を
高帯域で制御すれば更に位置決め精度が増し、記録密度
を高めることが可能となる。本発明では、機械加工を減
らし、製造コストを低減するため、後述のように、基板
上に犠牲層を介してホリゾンタルヘッド(別名プレーナ
ーヘッド)24、浮上面層(SiO2 )11、を形成
し、スライダ本体12をNiめっきで形成した後に犠牲
層を除去してスライダ部10を基板から分離する方法を
採用している。また、同ヘッドスライダ10において素
子部分24をトラッキング方向に微小駆動する静電アク
チュエータの駆動機構部20を有する。
As a preferable application example of the electrostatic actuator of the present invention, it is preferable to incorporate the electrostatic actuator as a drive unit of the above-described tracking mechanism or load / unload mechanism in a head slider of a magnetic disk drive. FIG. 12 shows an example of such a head slider. This slider 10
The horizontal thin film magnetic head element 24, the flying surface layer 11, and the slider body 12 are formed by a series of processes, and are bonded to the head suspension 30. In a magnetic disk drive, a head suspension on which a head slider 10 is mounted is sought and positioned by a voice coil motor. In addition, a micro actuator (a tracking mechanism in this embodiment) is mounted in the head slider, and a thin film is formed. If the magnetic head element 24 is controlled in a high band, the positioning accuracy is further increased, and the recording density can be increased. In the present invention, a horizontal head (also called a planar head) 24 and a floating surface layer (SiO 2 ) 11 are formed on a substrate via a sacrificial layer, as described later, in order to reduce machining and reduce manufacturing costs. After the slider body 12 is formed by Ni plating, the sacrificial layer is removed to separate the slider portion 10 from the substrate. Further, the head slider 10 has a drive mechanism section 20 of an electrostatic actuator that minutely drives the element portion 24 in the tracking direction.

【0033】図13に、このヘッドスライダ10の断面
構造を示す。基板40上に浮上面の形状に合わせた犠牲
層41をAlで形成し、その上にホリゾンタルヘッド素
子24を形成した後、浮上面層11となるSiO2 を成
膜する。この面は記録媒体(図示せず)との間の摺動面
あるいは空気潤滑面となる面である。図中、黒線で示し
た層42は、ヘッド素子、静電アクチュエータの各部と
端子を接続する導体パターン層(Au)、絶縁層(Si
2 )、およびめっき下地層(Ni)からなる。その上
に、Niめっきで静電アクチュエータの可動部43、固
定部44、支持ばね部(図7の符号34)等をスライダ
本体12や端子18と同時に成形する。この後にアクチ
ュエータ可動部43を除くスライダ本体部分のみ剛性を
増すためにめっきを追加してもよい。その後、最上面に
Auのボンディング層45を成膜、パターニングし、図
12に示すようにヘッドサスペンション30にボンディ
ングし、犠牲層41をKOH溶液で溶かすことによりヘ
ッドスライダ10を基板40から分離する。
FIG. 13 shows a sectional structure of the head slider 10. As shown in FIG. A sacrificial layer 41 conforming to the shape of the air bearing surface is formed of Al on the substrate 40, the horizontal head element 24 is formed thereon, and then SiO 2 to be the air bearing surface layer 11 is formed. This surface is a surface that becomes a sliding surface or an air lubricating surface with a recording medium (not shown). In the figure, a layer 42 indicated by a black line is a conductor pattern layer (Au) for connecting each part of the head element and the electrostatic actuator to a terminal, and an insulating layer (Si).
O 2 ) and a plating underlayer (Ni). Then, the movable portion 43, the fixed portion 44, the support spring portion (reference numeral 34 in FIG. 7) and the like of the electrostatic actuator are formed simultaneously with the slider body 12 and the terminals 18 by Ni plating. Thereafter, plating may be added to increase the rigidity of only the slider body except for the actuator movable portion 43. Thereafter, an Au bonding layer 45 is formed and patterned on the uppermost surface, bonded to the head suspension 30 as shown in FIG. 12, and the head slider 10 is separated from the substrate 40 by dissolving the sacrificial layer 41 with a KOH solution.

【0034】磁気ディスク装置の再生信号は概ねmV台
であるのに対して静電アクチュエータの駆動電圧は数十
Vであり、アクチュエータの駆動による再生信号への影
響が懸念されるが、本発明においてはヘッド素子24を
搭載する可動部43は前述のように接地して用いること
が出来、また、ヘッド素子24から端子18への信号線
の配置は、可動部43の下部の絶縁層を介した導体パタ
ーンを通して、アクチュエータ可動部43と固定部44
を繋ぐ支持ばね34(図7、図10)に沿って行うこと
ができる。支持ばね34も接地されているので、信号線
は遮蔽され、ノイズを受けにくい構造をとることができ
る。
The read signal of the magnetic disk device is on the order of mV, whereas the drive voltage of the electrostatic actuator is several tens of volts. There is a concern that the drive of the actuator may affect the read signal. The movable part 43 on which the head element 24 is mounted can be grounded as described above, and the signal line from the head element 24 to the terminal 18 is arranged via the insulating layer below the movable part 43. Through the conductor pattern, the actuator movable part 43 and the fixed part 44
Can be carried out along the support spring 34 (FIGS. 7 and 10) that connects. Since the support spring 34 is also grounded, the signal line is shielded and a structure that is less susceptible to noise can be obtained.

【0035】図14〜図17はトラッキング方向及びロ
ード/アンロード方向の両方向に作用する静電アクチュ
エータをヘッドスライダに組み込んだ実施例であり、い
ずれも厚さ方向を拡大したものを示している。図14は
浮上面側から見たヘッドスライダの斜視図、図15はヘ
ッドスライダ内部に組み込んだ静電アクチュエータ部の
破断図、図16及び図17はそれぞれ図14のA矢印図
である。
FIGS. 14 to 17 show embodiments in which electrostatic actuators acting in both the tracking direction and the load / unload direction are incorporated in a head slider, all of which show enlarged thickness directions. 14 is a perspective view of the head slider viewed from the air bearing surface side, FIG. 15 is a cutaway view of an electrostatic actuator unit incorporated inside the head slider, and FIGS. 16 and 17 are each an arrow A diagram of FIG.

【0036】これらの図において、10はヘッドスライ
ダ、11は媒体に対向する浮上面層(SiO2 )、12
はスライダ本体(Ni)、15は両側レール(圧力発生
パッド)、17は中央レール(圧力発生パッド)、18
は端子、51は固定部、52はヘッド素子が設けられる
可動部、53は支柱、54は可動部52を支持する支持
ばね部、55は絶縁層、56は電極、57は両側レール
15に設けた媒体側に突出する突起、58は表面潤滑層
(DLC)である。
In these figures, 10 is a head slider, 11 is a floating surface layer (SiO 2 ) facing the medium, 12
Is a slider body (Ni), 15 is both side rails (pressure generating pads), 17 is a center rail (pressure generating pads), 18
Is a terminal, 51 is a fixed portion, 52 is a movable portion on which a head element is provided, 53 is a column, 54 is a supporting spring portion for supporting the movable portion 52, 55 is an insulating layer, 56 is an electrode, and 57 is provided on both side rails 15. The projection 58 protruding toward the medium is a surface lubrication layer (DLC).

【0037】本実施例では、可動部52は3つの圧力発
生パッド15,17で構成される三角形の内側に配置さ
れ、固定部51に対して媒体移動方向Aに対し横方向X
(トラッキング方向)に移動可能であると共に上下方向
Z(ロード/アンロード方向)にも移動可能となるよう
に支持ばね部54に支持されている。固定部51及び可
動部52は図7の実施例と同様に平行な複数の歯51
a,52aを有し、可動部の歯52aは固定部の隣りあ
う2つの歯51aの中心からずれて配置されており、両
者間に電圧(可動部52は接地)を印加することにより
可動部52は静電吸引力と支持ばね部54の復元力とが
釣り合う位置まで固定部51に対しX方向に移動する。
In this embodiment, the movable portion 52 is disposed inside a triangle formed by the three pressure generating pads 15 and 17, and the movable portion 52 is positioned in the lateral direction X with respect to the fixed portion 51 in the medium moving direction A.
It is supported by the support spring 54 so as to be movable in the (tracking direction) and also in the vertical direction Z (load / unload direction). The fixed portion 51 and the movable portion 52 include a plurality of parallel teeth 51 as in the embodiment of FIG.
a, 52a, and the teeth 52a of the movable part are arranged at a position deviated from the center of two teeth 51a adjacent to the fixed part. 52 moves in the X direction with respect to the fixed portion 51 to a position where the electrostatic attraction force and the restoring force of the support spring portion 54 are balanced.

【0038】可動部52は更に、可動部の平坦部に対向
して固定部に設けられた電極56に電圧を印加すること
により可動部52に作用する静電吸引力によって支持ば
ね部54に抗してZ方向にも微小移動する。従って、支
持ばね部54は可動部52をZ方向にも移動可能に支持
する。なお、図16の実施例では突起57自体を表面潤
滑材(DLC)で構成し、ヘッドスライダ10と媒体と
の潤滑性を向上させたものである。また図17の実施例
は突起部57自体は浮上面層11(SiO2 )の一部と
して形成し、それらの突起57を含む浮上面層11の全
体を表面潤滑層58(DLC)で覆ったものである。
The movable portion 52 further resists the support spring portion 54 by electrostatic attraction acting on the movable portion 52 by applying a voltage to an electrode 56 provided on the fixed portion facing the flat portion of the movable portion. Then, it moves minutely also in the Z direction. Therefore, the support spring portion 54 supports the movable portion 52 so as to be movable in the Z direction. In the embodiment of FIG. 16, the protrusion 57 itself is made of a surface lubricant (DLC) to improve the lubricity between the head slider 10 and the medium. In the embodiment shown in FIG. 17, the protrusions 57 themselves are formed as a part of the floating surface layer 11 (SiO 2 ), and the entire floating surface layer 11 including the protrusions 57 is covered with a surface lubrication layer 58 (DLC). Things.

【0039】本実施例においては、図14に示すよう
に、スライダ本体の形状と鈍角部を含む、概ね多角柱形
状とした。これは直方体から中央圧力発生パッド両側の
機能上不要な部分を削除して軽量化を図り、また、ヘッ
ドスライダのローリングやピッチング動作による媒体と
の衝突の発生確率を下げるためである。更に、スライダ
外周および圧力発生パッド外周にR面取りを施すことに
より、万一媒体との衝突が起こっても媒体へのダメージ
を僅少にすることができる。R面取りの代わりにC面取
りでも同様の効果がある。
In this embodiment, as shown in FIG. 14, the shape of the slider main body and the shape including the obtuse portion are substantially polygonal prism shapes. This is to reduce the weight by removing functionally unnecessary portions on both sides of the central pressure generating pad from the rectangular parallelepiped, and to reduce the probability of collision with the medium due to the rolling or pitching operation of the head slider. Further, by performing R chamfering on the outer periphery of the slider and the outer periphery of the pressure generating pad, even if a collision with the medium occurs, damage to the medium can be reduced. The same effect can be obtained with C chamfering instead of R chamfering.

【0040】本発明のヘッドスライダは機械加工を必要
とせず、フォトリソグラフィを主体とするプロセスで作
るため、こうした細かい形状への対応が、加工工数やコ
ストを上げることなく行える。本実施例はトラッキング
アクチュエータ、浮上方向駆動アクチュエータ、リート
/ライト共通ヘッド(インダクティブヘッド)を搭載し
た例である。2つの静電アクチュエータには可動部を共
通の電位(接地)として計3個の端子、ヘッドには2個
の端子が必要である。本実施例ではアクチュエータ可動
部をスライダ本体と同電位とし、スライダ本体をひとつ
の端子として用い、図示された4個の端子とともにそれ
ぞれヘッドサスペンション上の導体パターンに接続す
る。
Since the head slider of the present invention does not require machining, and is manufactured by a process mainly using photolithography, it is possible to deal with such fine shapes without increasing the number of processing steps and costs. This embodiment is an example in which a tracking actuator, a flying direction drive actuator, and a REIT / write common head (inductive head) are mounted. The two electrostatic actuators require a total of three terminals with the movable part at a common potential (ground), and the head requires two terminals. In this embodiment, the actuator movable portion is set to the same potential as the slider main body, and the slider main body is used as one terminal and connected to the conductor pattern on the head suspension together with the four terminals shown.

【0041】図18は駆動部に圧電材料を使用したヘッ
ドスライダの一実施例を示す。スライダ内の一部にヘッ
ドを微小駆動する機構20を具備している。ヘッド駆動
部20は、先端(ヘッド搭載部22)に取りつけられて
いるヘッド部24を支えるようにビーム状に取りつけら
れている。ビームにはZnOやPZT等の圧電薄膜が積
層されており、圧電薄膜の微小変位により、ヘッドが移
動するようになっている。
FIG. 18 shows an embodiment of a head slider using a piezoelectric material for the drive section. A mechanism 20 for minutely driving the head is provided in a part of the slider. The head driving unit 20 is mounted in a beam shape so as to support the head unit 24 mounted on the tip (head mounting unit 22). A piezoelectric thin film such as ZnO or PZT is laminated on the beam, and the head is moved by minute displacement of the piezoelectric thin film.

【0042】ヘッド駆動部20はまた、浮上面には露出
しておらず、浮上部の上面側に位置している。ヘッド2
4は浮上面の一部にだけその磁極部分24が露出してお
り、そこで媒体面(図示せず)の読み書きが行われる。
ヘッドを移動させる駆動部20について説明する。前述
の通り、ヘッドを支えるビーム部の素子搭載部22に
は、圧電素子24が薄膜状に積層されている。
The head drive section 20 is not exposed on the floating surface, but is located on the upper surface side of the floating portion. Head 2
Reference numeral 4 indicates that the magnetic pole portion 24 is exposed only on a part of the air bearing surface, and reading / writing of the medium surface (not shown) is performed there.
The drive unit 20 for moving the head will be described. As described above, the piezoelectric element 24 is laminated in a thin film shape on the element mounting part 22 of the beam part supporting the head.

【0043】図18(d)は駆動部20のビームを拡大
して断面図で示すものであり、61は前述と同様に後工
程で除去される犠牲層(Al)、62はカーボン膜、6
3はヘッド配線、64はシールド、65は圧電下部電
極、66は圧電薄膜の材料であるZnO、67はSiO
2 層、68は圧電上部電極、69は上部保護層(SiO
2 )である。
FIG. 18D shows the beam of the drive unit 20 enlarged.
61 is a cross-sectional view.
Layer (Al), 62 is a carbon film, 6
3 is a head wiring, 64 is a shield, 65 is a piezoelectric lower electrode.
The pole, 66 is ZnO which is a material of the piezoelectric thin film, and 67 is SiO
TwoLayer, 68 is a piezoelectric upper electrode, 69 is an upper protective layer (SiO 2).
Two).

【0044】圧電上部電極68は図示のように中心から
2分割(68a,68b)されており、圧電下部電極6
5を接地側とすると、一方の電極68aと他方の電極6
8bに逆相の電圧を印加することにより、ビーム左右に
対し逆相の微小変位が生ずる。これにより、ヘッド24
は図18(a)の矢印方向に微小変位する。圧電薄膜6
6としてはPZTも使用できるが、本実施例の場合、Z
nO膜を用いている。ZnO膜の長所は、 (1)スパッタリング等により配向性のある安定な膜が
できる。
The piezoelectric upper electrode 68 is divided into two parts (68a, 68b) from the center as shown in FIG.
5 is the ground side, one electrode 68a and the other electrode 6a
By applying an opposite-phase voltage to 8b, a minute displacement of the opposite phase occurs on the left and right of the beam. Thereby, the head 24
Is slightly displaced in the direction of the arrow in FIG. Piezoelectric thin film 6
PZT can also be used as 6;
An nO film is used. The advantages of the ZnO film are as follows: (1) A stable film having an orientation can be formed by sputtering or the like.

【0045】(2)PZTに比べて、低温で膜ができ
る。(PZT600℃,ZnO200℃以下) (3)圧電性は膜の配向性によって決まり、PZTのよ
うな分極処理を必要としない。 (4)SAWフィルタ等で市販したものに使用されてい
る実績の高い膜である。がある。欠点は、以下の通りで
ある。
(2) A film can be formed at a lower temperature than PZT. (PZT: 600 ° C., ZnO: 200 ° C. or less) (3) The piezoelectricity is determined by the orientation of the film, and does not require a polarization treatment unlike PZT. (4) It is a film with a high track record used in products marketed as SAW filters and the like. There is. The disadvantages are as follows.

【0046】(1)圧電定数がPZTに比べ低い。 (2)酸、アルカリに対して容易に溶ける。 ZnO薄膜の欠点である酸、アルカリに溶けやすいこと
への対策については、犠牲層(Al)61のエッチング
の際にZnO薄膜を溶けにくくするために、図18
(d)に示すように、ZnO膜66を電極材料65,6
8やSiO2 67等で覆う構造にするのがよい。
(1) The piezoelectric constant is lower than that of PZT. (2) It is easily soluble in acids and alkalis. In order to prevent the ZnO thin film from being easily dissolved in acid and alkali, which is a disadvantage of the ZnO thin film, the ZnO thin film is hardly dissolved when the sacrificial layer (Al) 61 is etched.
As shown in (d), the ZnO film 66 is formed as an electrode material 65,6.
It is preferable to adopt a structure covered with 8 or SiO 2 67 or the like.

【0047】図19は圧電材料を使用した駆動部の別実
施例を示す。この実施例では、ZnOの圧電薄膜66を
電極65,68の外側の上下からSiO2 等の膜69で
覆う構造をしている。また、圧電薄膜66に微小なボア
があると上下の電極65,68間で絶縁破壊を起こす危
険性があるため、図18(a)の実施例もしくは本実施
例のように圧電薄膜66の上面もしくは下面を電極6
5,68の内側において圧電膜66よりも薄いSiO2
等の絶縁破壊防止膜67を設けることが望ましい。
FIG. 19 shows another embodiment of the drive unit using a piezoelectric material. In this embodiment, the structure is such that the ZnO piezoelectric thin film 66 is covered with a film 69 such as SiO 2 from above and below the electrodes 65 and 68. Further, if there is a minute bore in the piezoelectric thin film 66, there is a risk of causing dielectric breakdown between the upper and lower electrodes 65 and 68. Therefore, as shown in the embodiment of FIG. Or the lower surface is electrode 6
SiO 2 thinner than the piezoelectric film 66 inside 5, 68
It is desirable to provide a dielectric breakdown prevention film 67 such as this.

【0048】圧電膜66で形成される駆動部のビームの
幅は細くすればするほど、変位量は多くなる。即ち、Z
nO薄膜66の厚さが薄い方が、供給電圧当たりの電界
強度が増すために変位量は大きくなる。しかし、絶縁破
壊の危険性から供給電圧は±50Vが最大限度となろ
う。ビームの幅、膜厚等寸法は、ビーム部の共振周波数
と大きな関係がある。一般的にビーム部を細くすること
によって、または膜厚を薄くすることによって共振周波
数は減少する。従って、前述の変位量と共振周波数との
兼ね合いから各寸法は制約を受ける。
The smaller the width of the beam of the drive unit formed by the piezoelectric film 66, the greater the displacement. That is, Z
The smaller the thickness of the nO thin film 66, the greater the electric field strength per supply voltage, and thus the larger the displacement. However, due to the risk of dielectric breakdown, the maximum supply voltage will be ± 50V. The dimensions such as the width and the thickness of the beam have a great relationship with the resonance frequency of the beam. In general, the resonance frequency is reduced by making the beam portion thinner or thinner. Therefore, each dimension is restricted by the balance between the displacement amount and the resonance frequency.

【0049】変位量の減少を最小限にして、浮上方向の
ビームの剛性を確保する方法として、ビーム幅中央部分
に柱状の構造物を設けることが考えられる。このような
実施例を図20に示す。ビーム幅の中央部分にのみ、N
iの柱状の構造物70を持つことにより、トラッキング
(図20の矢印X)方向の移動を阻む割合は比較的少な
いが、浮上(図20の矢印Z)方向の剛性は格段に向上
する。
As a method of minimizing the reduction of the displacement and securing the rigidity of the beam in the flying direction, it is conceivable to provide a columnar structure at the center of the beam width. Such an embodiment is shown in FIG. N only at the center of the beam width
By having the columnar structure 70 of i, the rate of hindering movement in the tracking (arrow X in FIG. 20) direction is relatively small, but the rigidity in the floating (arrow Z in FIG. 20) direction is significantly improved.

【0050】図18〜図20に示した圧電膜を使用した
駆動部において、2分割した上部電極68a,68bに
逆相の電圧を印加することによって前述のようにヘッド
24をトラッキング(X)方向に微小移動させて位置決
めを行うことが出来るが、2分割の上部電極68a,6
8bに同相の電圧を印加することによって浮上(Z)方
向への微小移動も行える。
In the drive unit using the piezoelectric film shown in FIGS. 18 to 20, the head 24 is moved in the tracking (X) direction by applying a reverse phase voltage to the upper electrode 68a, 68b divided into two parts. Can be positioned by slightly moving the upper electrodes 68a, 6b.
By applying an in-phase voltage to 8b, minute movement in the flying (Z) direction can be performed.

【0051】図21はトラッキング(X)方向に微小変
位させた場合であり、図22は浮上(Z)方向に微小変
位させるための動作原理を示す。図22の場合、ZnO
薄膜66を挟んだ上側層71と下側層72の膜厚を違わ
せることにより、圧電膜を含む断面において、中立軸が
圧電膜中心と一致せず、上方にずれる。この構成で圧電
膜を伸縮させると、ビームはZ方向に屈曲し、所望のZ
方向変位(ロード・アンロード方向)が得られる。上側
層71、下側層72の膜厚が同一であっても、図20の
ように柱状構造物の存在によって中立軸を上方へずらす
効果を期待できる。実際の駆動においては、トラッキン
グ補正とロード/アンロード空隙の補正の両方を行える
ようにするのが好適である。なお、図21及び図22に
おいては、説明の便宜のためビームの実際の変位量に比
べ著しく誇張して図示してある。
FIG. 21 shows a case where a minute displacement is made in the tracking (X) direction, and FIG. 22 shows an operation principle for making a small displacement in the flying (Z) direction. In the case of FIG.
By making the thicknesses of the upper layer 71 and the lower layer 72 sandwiching the thin film 66 different, in a cross section including the piezoelectric film, the neutral axis does not coincide with the center of the piezoelectric film and shifts upward. When the piezoelectric film is expanded and contracted in this configuration, the beam bends in the Z direction, and the desired Z
Direction displacement (load / unload direction) is obtained. Even if the upper layer 71 and the lower layer 72 have the same thickness, an effect of shifting the neutral axis upward due to the presence of the columnar structure as shown in FIG. 20 can be expected. In actual driving, it is preferable that both tracking correction and load / unload air gap correction can be performed. In FIGS. 21 and 22, the beam is significantly exaggerated compared to the actual displacement of the beam for convenience of explanation.

【0052】[0052]

【発明の効果】本発明によれば、ヘッドスライダの構造
および製造プロセスが簡単であり、更に、ヘッド素子部
をトラッキングさせる機構あるいはロード/アンロード
機構を組み込むことが可能となり、高性能で低価格の薄
膜磁気ヘッドスライダの提供が可能となる。また、記録
媒体の高密度化を図ることも可能となる。
According to the present invention, the structure and manufacturing process of the head slider are simple, and a mechanism for tracking the head element portion or a load / unload mechanism can be incorporated. It is possible to provide the thin film magnetic head slider described above. It is also possible to increase the density of the recording medium.

【0053】また、本発明の静電アクチュエータによ
り、歯幅方向に可動部を移動させる力が得られるので、
従来の静電アクチュエータに比べて力発生効率の高い静
電アクチュエータが可能となる。これをヘッドスライダ
に搭載することにより、ヘッドスライダと静電アクチュ
エータが製造上の整合性を保って一体化され、機械加工
の必要がなく、1μm程度のストロークにわたるサブミ
クロン精度でのヘッドの位置決めを行うことのできる精
密なヘッドスライダを得ることが可能となる。
Also, the electrostatic actuator of the present invention provides a force for moving the movable portion in the tooth width direction.
An electrostatic actuator having a higher force generation efficiency than a conventional electrostatic actuator can be realized. By mounting this on the head slider, the head slider and the electrostatic actuator are integrated while maintaining the manufacturing consistency, there is no need for machining, and the head can be positioned with submicron accuracy over a stroke of about 1 μm. It is possible to obtain a precise head slider that can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1(a)〜(c)は、本発明の薄膜磁気ヘッ
ドスライダの第1実施例を示すもので、(a)は浮上面
側から見た斜視図、(b)は背面側から見た斜視図、
(c)はB−B′断面でヘッド素子のトラッキング駆動
機構部を示す。
FIGS. 1A to 1C show a first embodiment of a thin-film magnetic head slider according to the present invention, wherein FIG. 1A is a perspective view seen from a floating surface side, and FIG. Perspective view from the side,
(C) shows a tracking drive mechanism section of the head element in a BB 'section.

【図2】図2(a)及び(b)は、図1(c)に示した
トラッキング駆動機構部の各変形例を示す。
FIGS. 2A and 2B show modifications of the tracking drive mechanism shown in FIG. 1C.

【図3】図3(a)及び(b)は、本発明の薄膜磁気ヘ
ッドスライダの第2実施例を示すもので、(a)は浮上
面側から見た斜視図、(b)は背面側から見た斜視図で
ある。
FIGS. 3A and 3B show a second embodiment of the thin-film magnetic head slider according to the present invention, wherein FIG. 3A is a perspective view as viewed from the floating surface side, and FIG. It is the perspective view seen from the side.

【図4】図4(a)及び(b)は、ロード・アンロード
駆動機構部の図1(c)に対応する断面図及び長手断面
図である。
FIGS. 4A and 4B are a sectional view and a longitudinal sectional view corresponding to FIG. 1C of the load / unload drive mechanism.

【図5】図5(a)及び(b)は、静電アクチュエータ
の従来例及び本発明の原理を示す図である。
FIGS. 5A and 5B are diagrams showing a conventional example of an electrostatic actuator and the principle of the present invention.

【図6】図6は本発明の静電アクチュエータの動作を示
すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the operation of the electrostatic actuator of the present invention.

【図7】図7は本発明の静電アクチュエータの実施例を
示す平面図である。
FIG. 7 is a plan view showing an embodiment of the electrostatic actuator of the present invention.

【図8】図8(a)〜(e)は、本発明の静電アクチュ
エータの形成工程の前半部を工程順に示す説明図であ
る。
8 (a) to 8 (e) are explanatory views showing the first half of the step of forming the electrostatic actuator of the present invention in the order of steps.

【図9】図9(a)〜(e)は、図8の工程に続く本発
明の静電アクチュエータの形成工程の後半部を工程順に
示す説明図である。
9 (a) to 9 (e) are explanatory views showing the latter half of the step of forming the electrostatic actuator of the present invention following the step of FIG. 8 in the order of steps.

【図10】図10は本発明の静電アクチュエータの別の
実施例を示す平面図である。
FIG. 10 is a plan view showing another embodiment of the electrostatic actuator of the present invention.

【図11】図11(a)〜(c)は、図10の実施例に
係る静電アクチュエータの電気印加の例の示す。
11 (a) to 11 (c) show examples of applying electricity to the electrostatic actuator according to the embodiment of FIG.

【図12】図12は静電アクチュエータを組み込んだヘ
ッドスライダの斜視図である。
FIG. 12 is a perspective view of a head slider incorporating an electrostatic actuator.

【図13】図13は静電アクチュエータを組み込んだヘ
ッドスライダの断面図である。
FIG. 13 is a sectional view of a head slider incorporating an electrostatic actuator.

【図14】図14はトラッキング方向及びロード・アン
ロード方向に微小移動する静電アクチュエータを組み込
んだヘッドスライダの斜視図である。
FIG. 14 is a perspective view of a head slider in which an electrostatic actuator that minutely moves in a tracking direction and a load / unload direction is incorporated.

【図15】図15は図14のヘッドスライダのアクチュ
エータ駆動部の断面図である。
FIG. 15 is a sectional view of an actuator driving section of the head slider in FIG. 14;

【図16】図16は図14のヘッドスライダのA矢印図
(a)である。
16 is a diagram (a) of an arrow A of the head slider of FIG. 14;

【図17】図17は図14のヘッドスライダのA矢印図
(b)である。
FIG. 17 is an A-arrow diagram (b) of the head slider of FIG. 14;

【図18】図18(a)〜(d)は駆動部に圧電材料を
使用したヘッドスライダの実施例を示し、(a)はヘッ
ドスライダを浮上面側から見た斜視図、(b)は背面
図、(c)は(a)のA−A断面図、(d)は駆動部の
拡大断面図である。
FIGS. 18 (a) to 18 (d) show an embodiment of a head slider using a piezoelectric material for a drive unit, FIG. 18 (a) is a perspective view of the head slider viewed from the floating surface side, and FIG. FIG. 2C is a rear view, FIG. 2C is an AA cross-sectional view of FIG. 2A, and FIG. 2D is an enlarged cross-sectional view of a driving unit.

【図19】図19は圧電材料を用いた駆動部の別実施例
を示す、図18(d)に対応する拡大断面図である。
FIG. 19 is an enlarged cross-sectional view corresponding to FIG. 18D, showing another embodiment of the driving unit using a piezoelectric material.

【図20】図20は圧電材料を用いた駆動部の更に別の
実施例を示す。
FIG. 20 shows still another embodiment of the drive unit using a piezoelectric material.

【図21】図21は圧電材料を用いて駆動部をトラッキ
ング方向に駆動する場合の動作を説明する図で、(a)
は上面図、(b)はビーム断面図である。
FIGS. 21A and 21B are diagrams illustrating an operation when a driving unit is driven in a tracking direction using a piezoelectric material, and FIG.
Is a top view, and (b) is a beam sectional view.

【図22】図22は圧電材料を用いて駆動部をロード・
アンロード方向に駆動する場合の動作を説明する図で、
(a)はビーム側面方向の断面図、(b)はビーム断面
図である。
FIG. 22 shows a method of loading a drive unit using a piezoelectric material.
FIG. 9 is a diagram for explaining an operation when driving in the unload direction.
(A) is a sectional view in the beam side direction, and (b) is a beam sectional view.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…スライダ 11…浮上面層 12…スライダ本体部 13…流入端 14…流出端 15…両側レール 17…中心レール 20…トラッキング機構部 21…平行ばね(可動側電極) 21a…可動部歯(可動側電極) 22…ヘッド搭載部 23…固定部(固定側電極) 23a…固定部歯(固定側電極) 24…ヘッド素子 30…ヘッドサスペンション 31…固定部 31a…固定部の歯(固定側電極) 32…可動部 32a…可動部の歯(可動側電極) 33…支柱 34…支持ばね 35,36…導線 37…ストッパ 40…基板 41…Al(犠牲層) 42…めっき下地、絶縁層、導体パターン層 43…可動部 44…固定部(12…スライダ本体) 45…Au(ボンディング層) 51…固定部 51a…固定側の歯 52…可動部 52a…可動側の歯 53…支柱 54…支持ばね 55…絶縁層 56…電極 57…突起 58…表面潤滑層(DLC) 61…犠牲層(Al) 62…カーボン膜 63…ヘッド配線 64…シールド 65…下部電極 66…圧電膜(ZnO) 67…SiO2 68…上部電極 69…上部保護層(SiO2 ) 70…柱状構造物(Niめっき)DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Slider 11 ... Floating surface layer 12 ... Slider main body 13 ... Inflow end 14 ... Outflow end 15 ... Both rails 17 ... Center rail 20 ... Tracking mechanism 21 ... Parallel spring (movable side electrode) 21a ... Movable part tooth (movable) 22 ... Head mounting portion 23 ... Fixed portion (fixed side electrode) 23a ... Fixed portion tooth (fixed side electrode) 24 ... Head element 30 ... Head suspension 31 ... Fixed portion 31a ... Fixed portion tooth (fixed side electrode) 32 movable part 32a movable part teeth (movable side electrode) 33 support column 34 support spring 35, 36 conductive wire 37 stopper 40 substrate 41 Al (sacrifice layer) 42 plating base, insulating layer, conductor pattern Layer 43: movable portion 44: fixed portion (12: slider body) 45: Au (bonding layer) 51: fixed portion 51a: fixed-side teeth 52: movable portion 52a: movable side Teeth 53 ... Support 54 ... Support spring 55 ... Insulating layer 56 ... Electrode 57 ... Protrusion 58 ... Surface lubrication layer (DLC) 61 ... Sacrifice layer (Al) 62 ... Carbon film 63 ... Head wiring 64 ... Shield 65 ... Lower electrode 66 ... Piezoelectric film (ZnO) 67: SiO 2 68: Upper electrode 69: Upper protective layer (SiO 2 ) 70: Columnar structure (Ni plating)

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−292610(JP,A) 特開 平7−73619(JP,A) 特開 平6−103597(JP,A) 特開 平3−256215(JP,A) 特開 平5−282823(JP,A) 特開 平7−141815(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 5/60 G11B 5/31 G11B 21/21 Continuation of the front page (56) References JP-A-3-292610 (JP, A) JP-A-7-73619 (JP, A) JP-A-6-103597 (JP, A) JP-A-3-256215 (JP) , A) JP-A-5-282823 (JP, A) JP-A-7-141815 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G11B 5/60 G11B 5/31 G11B 21/21

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板の表面、又は該基板上に設けた犠牲
層の表面に、スライダ膜体を形成し、前記基板、又は基
板及び犠牲層を、前記スライダ膜体から分離してなる薄
膜磁気ヘッドスライダにおいて、スライダ膜体の一部
を、記録媒体の移動方向に関し略直角なトラッキング方
向に可動となるようにスライダ膜体の固定部に支持した
トラッキング機構を具備し、該トラッキング機構の可動
部に、少なくとも記録媒体に対向する薄膜磁気ヘッド素
子の対向磁極を設けたことを特徴とする薄膜磁気ヘッド
スライダ。
1. A thin film magnetic device comprising: a slider film formed on a surface of a substrate or a surface of a sacrificial layer provided on the substrate; and separating the substrate or the substrate and the sacrificial layer from the slider film. The head slider includes a tracking mechanism that supports a part of the slider film body on a fixed portion of the slider film body so as to be movable in a tracking direction substantially perpendicular to the moving direction of the recording medium. A thin film magnetic head slider provided with at least a facing magnetic pole of a thin film magnetic head element facing a recording medium.
【請求項2】 基板の表面、又は該基板上に設けた犠牲
層の表面に、スライダ膜体を形成し、前記基板、又は基
板及び犠牲層を、前記スライダ膜体から分離してなる薄
膜磁気ヘッドスライダにおいて、スライダ膜体の一部
を、記録媒体に対して接近・離隔するロード・アンロー
ド方向に可動となるようにスライダ膜体の固定部に支持
したロード・アンロード機構を具備し、該ロード・アン
ロード機構の可動部に、少なくとも記録媒体に対向する
薄膜磁気ヘッド素子の対向磁極を設けたことを特徴とす
る薄膜磁気ヘッドスライダ。
2. A thin film magnetic device comprising: a slider film formed on a surface of a substrate or a surface of a sacrificial layer provided on the substrate; and separating the substrate or the substrate and the sacrificial layer from the slider film. The head slider includes a load / unload mechanism that supports a part of the slider film on a fixed portion of the slider film so as to be movable in a load / unload direction approaching / separating from the recording medium, A thin-film magnetic head slider characterized in that at least a facing magnetic pole of a thin-film magnetic head element facing a recording medium is provided on a movable portion of the load / unload mechanism.
【請求項3】 記録媒体に対向するスライダ膜体の面に
3つの圧力発生パッドが設けられ、前記可動部はこれら
の3つの圧力発生パッドからなる3角形の内側に配置さ
れていることを特徴とする請求項1又は2に記載のヘッ
ドスライダ。
3. A pressure sensor according to claim 1, wherein three pressure generating pads are provided on a surface of the slider film body facing the recording medium, and the movable portion is disposed inside a triangle formed by the three pressure generating pads. The head slider according to claim 1 or 2, wherein
【請求項4】 前記可動部を支持ばね部を介して前記固
定部に支持すると共に、前記可動部と固定部との少なく
とも対向する面の間に電圧を印加し、これらの対向面の
間に作用する静電吸引力を利用して前記支持ばね部のば
ね復元力に抗して前記可動部を前記固定部に対して駆動
する駆動力発生部を設けたことを特徴とする請求項1又
は2に記載のヘッドスライダ。
4. The movable portion is supported by the fixed portion via a support spring portion, and a voltage is applied between at least opposing surfaces of the movable portion and the fixed portion, and a voltage is applied between these opposing surfaces. 2. A driving force generating section for driving said movable section with respect to said fixed section against a spring restoring force of said supporting spring section using an acting electrostatic attraction force. 3. The head slider according to 2.
【請求項5】 互いに平行な複数の歯を有する前記固定
部と、これらの歯と平行な複数の歯を有する前記可動部
と、該可動部を固定部に対して歯幅方向に移動可能とな
るように支持する前記支持ばね部と、前記固定部と可動
部との歯間に電圧を印加することにより生ずる歯幅方向
の静電吸引力と前記支持ばねの復元力とが釣り合う点ま
で可動部を移動させるようにした前記駆動力発生部とを
具備することを特徴とする請求項4に記載のヘッドスラ
イダ。
5. The fixed part having a plurality of teeth parallel to each other, the movable part having a plurality of teeth parallel to the teeth, and the movable part being movable in a tooth width direction with respect to the fixed part. Movable to the point where the electrostatic attraction force in the tooth width direction generated by applying a voltage between the teeth of the fixed portion and the movable portion and the restoring force of the support spring are balanced. The head slider according to claim 4, further comprising: the driving force generating unit configured to move the unit.
【請求項6】 固定部は、互いに平行な複数の第1の歯
と、該第1の歯に平行な複数の第2の歯とを有し、前記
第1の歯は前記第2の歯から絶縁されており、可動部の
複数の歯のそれぞれは、固定部の第1の歯と固定部の第
2の歯との間に配置され、可動部と固定部の第1の歯と
の間、可動部と固定部の第2の歯との間に電圧を印加し
て歯幅方向に互いに逆向きの力或いは協働する方向の力
を生じるようにしたことを特徴とする請求項5に記載の
ヘッドスライダ。
6. The fixing portion has a plurality of first teeth parallel to each other and a plurality of second teeth parallel to the first teeth, wherein the first teeth are the second teeth. And each of the plurality of teeth of the movable portion is disposed between the first tooth of the fixed portion and the second tooth of the fixed portion, and is disposed between the first tooth of the movable portion and the first tooth of the fixed portion. A voltage is applied between the movable part and the second tooth of the fixed part to generate forces in directions opposite to each other in the width direction of the teeth or forces in a cooperating direction. A head slider according to item 1.
【請求項7】 可動部は、互いに平行な複数の第1の歯
と、該第1の歯に平行な複数の第2の歯を有すると共
に、これらの第1及び第2歯は互いに絶縁されており、
且つ可動部の第1の歯と第2の歯との間に固定部の歯が
平行に位置するように配置され、可動部の第1の歯と固
定部との間、可動部の第2の歯と固定部との間に電圧を
印加して、歯幅方向に互いに逆向きの力或いは協働する
方向の力を生ずるようにしたことを特徴とする請求項5
に記載のヘッドスライダ。
7. The movable section has a plurality of first teeth parallel to each other and a plurality of second teeth parallel to the first teeth, and the first and second teeth are insulated from each other. And
And, the teeth of the fixed part are arranged so as to be positioned in parallel between the first teeth and the second teeth of the movable part, and the second teeth of the movable part are located between the first teeth of the movable part and the fixed part. 6. A voltage is applied between the tooth and the fixed portion to generate forces in directions opposite to each other in the width direction of the teeth or forces in directions cooperating with each other.
A head slider according to item 1.
【請求項8】 可動部を固定部に対して駆動する駆動機
構が圧電素子で構成されることを特徴とする請求項1又
は2に記載のヘッドスライダ。
8. The head slider according to claim 1, wherein a driving mechanism for driving the movable portion with respect to the fixed portion is constituted by a piezoelectric element.
【請求項9】 圧電素子は、記録媒体に対するスライダ
の浮上方向の上下両面の電極層で圧電膜を挟んだ構造で
あることを特徴とする請求項8に記載のヘッドスライ
ダ。
9. The head slider according to claim 8, wherein the piezoelectric element has a structure in which a piezoelectric film is sandwiched between upper and lower electrode layers in a flying direction of the slider with respect to a recording medium.
【請求項10】 上下の電極層は、圧電膜と絶縁膜とを
挟んでいることを特徴とする請求項9に記載のヘッドス
ライダ。
10. The head slider according to claim 9, wherein the upper and lower electrode layers sandwich a piezoelectric film and an insulating film.
【請求項11】 固定部及び可動部の複数の歯がそれぞ
れ等ピッチに配置され、電圧を印加していない状態で、
可動部の歯は固定部の歯間の中心からずれて配置されて
いることを特徴とする請求項に記載のヘッドスライ
ダ。
11. A state in which a plurality of teeth of a fixed portion and a movable portion are respectively arranged at an equal pitch and no voltage is applied.
5. The head slide according to claim 4 , wherein the teeth of the movable part are arranged off center from the teeth of the fixed part.
Da.
【請求項12】 前記支持ばね部は、可動部を固定部に
対して歯幅方向に移動可能となるように支持すると共
に、該歯幅方向に略直交する第2の方向にも移動可能と
なるように支持し、可動部の該第2の方向の両側に導体
部を配置し、該導体部と前記可動部との間に電圧を印加
することにより、静電吸引力を利用して該第2の方向に
も微小移動できるように構成したことを特徴とする請求
に記載のヘッドスライダ。
12. The method of claim 11, wherein the supporting spring part is configured to support so as to be movable in the tooth width direction with respect to the fixed portion of the movable portion, and also movable in a second direction substantially perpendicular to the tooth width direction And a conductor portion is disposed on both sides of the movable portion in the second direction, and a voltage is applied between the conductor portion and the movable portion, thereby utilizing electrostatic attraction. 6. The head slider according to claim 5 , wherein the head slider is configured to be able to move slightly in the second direction.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1196530A (en) * 1997-09-18 1999-04-09 Fujitsu Ltd Magnetic head slider and its production
WO1999034979A1 (en) 1998-01-09 1999-07-15 Seiko Epson Corporation Ink-jet head, method of manufacture thereof, and ink-jet printer
JP4017237B2 (en) 1998-03-12 2007-12-05 富士通株式会社 Magnetic head slider
JP3649573B2 (en) 1998-03-12 2005-05-18 富士通株式会社 Magnetic head slider and manufacturing method thereof
JPH11259840A (en) 1998-03-12 1999-09-24 Fujitsu Ltd Magnetic head slider and lead wire forming method therefor
JP3999886B2 (en) 1998-08-21 2007-10-31 富士通株式会社 Friction coefficient measuring method and head slider for magnetic disk drive
EP1152401A4 (en) * 1998-09-16 2003-01-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Head support mechanism, information recording / reproducing apparatus, and method of manufacturing head support mechanism
JP3495937B2 (en) 1999-02-04 2004-02-09 富士通株式会社 Plating film forming method and plating structure
WO2002097803A1 (en) * 2001-05-25 2002-12-05 Fujitsu Limited Head slider with inching actuator and method of manufacturing the head slider
JP4660758B2 (en) * 2005-03-30 2011-03-30 国立大学法人山口大学 Electrostatic actuator
JP5032949B2 (en) * 2007-11-14 2012-09-26 エイチジーエスティーネザーランドビーブイ Microactuator, head gimbal assembly and disk drive device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7675671B2 (en) 2007-06-29 2010-03-09 Fujitsu Limited Micro electro mechanical systems device

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