JP3713258B2 - 圧電体駆動素子とその製造方法 - Google Patents
圧電体駆動素子とその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3713258B2 JP3713258B2 JP2002319570A JP2002319570A JP3713258B2 JP 3713258 B2 JP3713258 B2 JP 3713258B2 JP 2002319570 A JP2002319570 A JP 2002319570A JP 2002319570 A JP2002319570 A JP 2002319570A JP 3713258 B2 JP3713258 B2 JP 3713258B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- electrode
- substrate
- thin film
- thin plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
- Supporting Of Heads In Record-Carrier Devices (AREA)
- Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は圧電体駆動素子とその製造方法に関し、特に、精密な位置制御を行うためのアクチュエータなどに使用される圧電体駆動素子およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、磁気ディスク装置に設けられた磁気ディスクの記録密度は、年率数10%の高密度化が続いている。磁気ディスクに対するデータの記録及び再生に使用される磁気ヘッドは、通常、スライダに搭載されており、磁気ヘッドが搭載されたスライダは、磁気ディスク装置内に設けられたヘッド支持機構によって支持されている。
磁気ディスクの記録密度を向上させるためには、磁気ディスクに対して、磁気ヘッドを非常に高精度に位置決めする必要があり、これを実現するために、圧電体素子を用いた圧電体駆動素子がヘッド支持機構に設けられる。この圧電体駆動素子において、圧電体素子は薄膜圧電体の両主面に電極金属膜が形成されてなり、2枚の電極金属膜間に電圧が印加されると、薄膜圧電体が面内方向に伸縮する。このような伸縮運動による変動を用いて、磁気ヘッドの位置制御が高精度に行われる(例えば、特許文献1参照)。
上記のような薄膜圧電体素子において、電極金属膜は、その表面に接合されたボンディングワイヤを介して電圧が印加される。ボンディングワイヤは、超音波接合によって、電極金属膜の所定の位置に接合される。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−216748号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ボンディングワイヤを電極金属膜に超音波接合すると、電極金属膜および薄膜圧電体に亀裂などのダメージが入り、水分および水蒸気が電極金属膜および薄膜圧電体に浸入してしまう。これにより、電極金属膜の金属がイオン化して、電位差を有する近接した導体(電極金属膜)間にある薄膜圧電体内で拡散し、対向する導体表面に再び金属として析出する。このように、導体間が樹枝状の金属で架橋されることにより、短絡モードの故障(イオンマイグレーション)が発生し、結果として、圧電体素子の信頼性が劣化するという問題がある。このような現象は、特に高湿度環境下で顕著である。
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、ボンディングワイヤー接合を行っても、電極金属膜間で短絡が生じにくい、圧電体駆動素子およびその製造方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために、本発明に係る圧電体駆動素子は、基板の一方の面に圧電体薄板が接合され、その一方の面にさらに上記圧電体薄板を伸縮させる信号を印加するための端子電極が設けられてなる圧電体駆動素子であって、上記端子電極は上記圧電体薄板から分離された圧電体台座を介して上記基板の一方の面の上に形成されているワイヤーボンディング電極であることを特徴とする。
以上のように構成された本発明に係る圧電体駆動素子は、圧電変位領域である上記圧電体薄板と上記端子電極が設けられる上記圧電体台座とが分離されているので、ワイヤーボンディング時における機械的な衝撃又は振動の圧電変位領域への伝達を抑制することができ、上記圧電体薄板における亀裂等の発生を防止できる。
【0006】
また、本発明に係る圧電体駆動素子において、上記圧電体薄板と上記圧電体台座とはそれぞれ複数の層が積層されている場合は、互いに同一積層構造を有することが好ましい。
【0007】
また、本発明に係る圧電体駆動素子において、上記基板として上記圧電体薄板の伸縮に対応して伸縮が可能な伸縮性基板であってもよいし、たわみ変形が可能な非伸縮性基板であってもよい。
【0008】
本発明の圧電体駆動素子において、上記非伸縮性基板は、上記圧電体薄板と対向する金属薄板(例えば、ステンレス薄板)と上記端子電極に接続される配線金属とを樹脂により固定することにより構成することができる。
【0009】
本発明の圧電体駆動素子においては、2つの圧電体駆動部を含み、各圧電体駆動部に対応して上記圧電体薄板が2つに分離されて設けられていてもよい。
【0010】
本発明の2つの圧電体駆動部を含む圧電体駆動素子では、上記端子電極は、上記2つの圧電駆動部の一方に接続された信号端子電極と、他方に接続された信号端子電極と、上記2つの圧電駆動部に共通の1つの接地端子電極とによって構成することができる。
【0011】
本発明の圧電体駆動素子において、上記圧電体薄板は、それぞれ両面に電極膜が形成された第1の薄膜圧電体層と第2の薄膜圧電体層が接着剤により接合された積層構造を有し、上記接着剤を介して対向する電極膜をそれぞれ接地電極膜とすることが好ましい。
【0013】
また、本発明に係る圧電体駆動素子の製造方法は、
第1の基板上に第1電極と第1圧電体薄膜と第2電極とを形成し、第2の基板上に第3電極と第2圧電体薄膜と第4電極とを形成する第1の工程と、
上記第2電極と上記第4電極とを対向させて接着剤で接着することにより上記第1基板と上記第2基板とを貼り合わせ、上記第1基板と上記第2基板の間に、上記第1電極、上記第1圧電体薄膜、上記第2電極、上記第4電極、上記第2圧電体薄膜及び上記第3電極が積層されてなる圧電積層体層を形成する第2の工程と、
上記第2基板を除去する第3の工程と、
上記第1基板上で上記圧電積層体層の一部を分離することにより、その分離された部分からなる少なくとも2つの圧電体台座部を形成する第4工程と、
上記2つの圧電体台座部の一方に、上記第2電極と上記第4電極とに接続された第1のボンディング電極を形成し、他方に上記第1電極と上記第3電極とに接続された第2のボンディング電極を形成する第5工程と、
上記圧電積層体層及び上記2つの圧電体台座部上に転写用基板を接合した後に上記第1基板と上記転写用基板とを除去し、その除去した第1基板に代えてたわみ変形が可能な非伸縮性基板を接合する第6工程とを含むことを特徴とする。
以上のように構成された本発明に係る圧電体駆動素子の製造方法によれば、圧電変位領域として機能する圧電体積層体層と上記端子電極が設けられる上記圧電体台座とが分離された圧電体駆動素子を製造することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
以下、本発明に係る実施の形態1のヘッド支持機構について説明する。
本実施の形態1のヘッド支持機構部は、図1に示すように、ロードビーム4と、ロードビーム4の先端部分に設けられたスライダ2と、そのスライダ2が先端部分に接続されたフレクシャ7とを用いて構成される。この実施の形態1のヘッド支持機構では、薄膜圧電体素子10を用いてフレクシャ7の一部に圧電体駆動部100が形成されており、その圧電体駆動部100でスライダ2を回転させることにより、スライダ2の一端面に取り付けられた磁気ヘッド1の位置決めを行うことができる構造となっている。
尚、ロードビーム4は、その基端部4Aでベースプレート5にビーム溶接によって固定される。
【0015】
本実施の形態1のヘッド支持機構部において、薄膜圧電体素子10は、図3に示すように、台形形状の圧電積層体を中央部分で左右2つに分離することにより形成された2つの薄膜圧電体素子10A,10Bにより構成される。また、薄膜圧電体素子10は、一対の薄膜圧電体素子10A,10Bにそれぞれ設けられた信号端子部40と薄膜圧電体素子10A,10Bの共通端子として設けられたグランド端子部(接地端子部)30とを備え、印加する電圧に対応させて2つの薄膜圧電体素子10A,10Bを別々に制御できるように構成されている。
【0016】
この薄膜圧電体素子10を構成する圧電積層体は、図4(図3のA−A’線についての断面図)に示すように、上面に上部電極(電極金属膜)12Bが形成され下面に下部電極(電極金属膜)12Aが形成された第1の薄膜圧電体層11Aと、上面に下部電極膜(電極金属膜)12Cが形成され下面に上部電極(電極金属膜)12Dが形成された第2の薄膜圧電体層11Bとを、上部電極膜12Bと上部電極膜12Dが対向するように接着剤18により接合することにより構成される。
この第1と第2の薄膜圧電体層11A,11Bはそれぞれ、上部電極膜12Bと上部電極膜12Dとを接地し、第1の薄膜圧電体層11Aの下部電極膜12Aと第2の薄膜圧電体層11Bの下部電極(電極金属膜)12Cに同一の電圧を与えた時に、同一方向に変化するように構成される。
ここで、同一方向に変化するとは、第1の薄膜圧電体層11Aが伸びた場合に第2の薄膜圧電体層11Bも伸び、第1の薄膜圧電体層11Aが収縮した場合には第2の薄膜圧電体層11Bも収縮することをいう。
また、薄膜圧電体素子10の全体は、柔軟性のあるコーティング樹脂41,50で覆われている。
尚、薄膜圧電体素子10Aの下部電極膜12Cと薄膜圧電体素子10Bの下部電極膜12Cは電気的に分離され、薄膜圧電体素子10Aの下部電極膜12Aと薄膜圧電体素子10Bの下部電極膜12Aは電気的に分離されている。
【0017】
また、本実施の形態1のヘッド支持機構部において、フレクシャ7は、図2,図5に示すように、磁気ヘッド1に接続される金属配線7Hと、薄膜圧電体素子10が貼り合わされることにより圧電体駆動部100を構成する金属板15(15A,15B)とが図6(図5のX−X’線についての断面図)に示すようにポリイミド樹脂等の絶縁材料16により保持された柔軟性を有するフィルム状の基板であり、スライダ取付部7Xと配線部9とスライダ取付部7Xと配線部9との間に位置する薄膜圧電体貼付部8(8A,8B)とからなる。
ここで、金属板15A,15Bはそれぞれ、薄膜圧電体素子10A及び薄膜圧電体素子10Bと略同一の平面形状に形成され、圧電体貼付部8において薄膜圧電体素子10A及び薄膜圧電体素子10Bにそれぞれ対向するように配置される。
【0018】
また、フレクシャ7において、薄膜圧電体用端子9A,9Dはそれぞれ、薄膜圧電体素子10A,10Bの信号端子部40に近接するように、配線部9と薄膜圧電体貼付部8A,8Bとの境界付近に設けられ、薄膜圧電体用端子9B,9Cは、2つの薄膜圧電体素子の共通のグランド端子部30に近接するように、配線部9と薄膜圧電体貼付部8との境界付近に設けられる。
尚、薄膜圧電体用端子9B,9Cは、いずれか一方が共通のグランド端子部30に接続されればよく、1つの端子で構成してよい。
さらに、スライダ取付部7Xには、各金属配線の接続端子電極であり、磁気ヘッド1の入出力端子と接続するための磁気ヘッド用端子6が形成されている。
【0019】
以上のように構成された圧電体薄膜素子10とフレクシャ7とは、他の部品とともにロードビーム4上に図2及び図7に示すように組み合わされる。
フレクシャ7の薄膜圧電体貼付部8上には、金属板15A,15Bにそれぞれ薄膜圧電体素子10A,10Bが対向するように薄膜圧電体素子10が貼り付けられる。
そして、フレクシャ7のスライダ取付部7X上にスライダ2(磁気ヘッド1が搭載されている)が配置され、そのスライダ2の反対側(スライダ取付部7Xの下面側)にはスライダ保持板3Aが配置され、フレクシャ7の配線部9の下に配線部保持板3が配置されて、ロードビーム4の先端部分にスライダ2が位置するようにロードビーム4上に取り付けられる。
尚、スライダ保持板3Aと配線部保持板3とは例えば、同一の厚さのステンレス板により作成される。
【0020】
ここで、スライダ保持板3Aには図2に示すように突起部3Bが形成され、さらにロードビーム4の先端部分にはディンプル4Gが形成されており、スライダ保持板3Aは突起部3Bがディンプル4Gによって押圧されることにより、ディンプル4Gを中心として回転可能に保持される。
【0021】
以上のように構成された実施の形態1のヘッド支持機構部は、以下のように動作させることができる。
図8(a)に示すように、接地端子である薄膜圧電体用端子9B及び9Cを接地し、薄膜圧電体用端子9A,9Dに図8(b)(c)に示すようにバイアス電圧V0を中心として互いに逆相で電圧を印加する。
このようにすると、薄膜圧電体素子10A,10Bは常に同じ方向に湾曲した状態で湾曲の度合いが、薄膜圧電体用端子9A,9Dに印加される電圧に対応して変化する。
これによって、図9(a)に示すように、例えば、薄膜圧電体素子10Aの湾曲が小さく、薄膜圧電体素子10Bの湾曲が大きい場合には、19Aで示す部分が緩み19Bで示す部分が引っ張られることにより、スライダ保持板3Aを回転させることができる。
【0022】
以上のように構成された、薄膜圧電素子を用いて磁気ヘッドを位置決めをするヘッド支持機構部は、従来のボイスコイルモータを用いて磁気ヘッドを位置決めするヘッド支持機構部や他の圧電素子を用いたヘッド支持機構に比較して、高精度に磁気ヘッドの位置決めをすることが可能である。
【0023】
次に、本実施の形態1のヘッド支持機構における特徴的な部分である薄膜圧電体素子10の端子構成と薄膜圧電体用端子9A〜9Dとの接続について説明する。
図10は、薄膜圧電体素子10の端子構造を詳細に示す透過図であり、図11は、断面図である。
尚、図11の断面図は薄膜圧電体素子10とフレクシャ7と接合した状態における断面図(図5のY−Y’線に沿って切断したもの)である。
【0024】
上述したように、本実施の形態1の圧電体薄膜素子10は、独立して駆動することができる2つの圧電体薄膜素子10A,10Bによって構成されている。
本実施の形態1では、この2つの圧電体薄膜素子10A,10Bは、台形形状の圧電積層体がその中心部分で2つに分離されることにより形成され、その台形形状の圧電積層体の下底に沿った部分に2つの圧電体薄膜素子10A,10Bの外部接続用の電極が形成される。
【0025】
以下、図12〜図23を参照しながら、本実施の形態1の圧電体駆動部100の製造方法について説明することにより、製造方法及び圧電体駆動部100の詳細な構成を明らかにする。
尚、薄膜圧電体素子10Aと薄膜圧電体素子10Bとは、図11に示したように同様の構造(左右対称)を有するので、本製造方法を説明するための以下の図においては、薄膜圧電体素子10Bの部分を省略して示している。
【0026】
(成膜工程)
本実施の形態1の製造方法では、まず、図12に示すように、単結晶基板13Bの一方の主面に、単結晶基板13B側から電極金属膜12C、薄膜圧電体11B及び電極金属膜12Dをこの順に成膜する。
同様に、図13に示すように、単結晶基板13Aの一方の主面に、単結晶基板13A側から電極金属膜12A、薄膜圧電体11A及び電極金属膜12Bをこの順に成膜する。
【0027】
(接着工程)
次に、図14に示すように、単結晶基板13Aと単結晶基板13Bとを、電極金属膜12Dと電極金属膜12Bとを対向させて、接着剤層18を用いて接着する。
これにより、単結晶基板13Aの一方の主面に、単結晶基板13A側から電極金属膜12A、薄膜圧電体11A、電極金属膜12B、接着剤層18、電極金属膜12D、薄膜圧電体11B及び電極金属膜12Cがこの順に積層された積層体が構成される。
なお、本実施の形態1では、接着剤層18を用いて接着したが、本発明では接着剤層18を用いること無く、超音波振動を利用した熱溶着によって電極金属膜12Dと電極金属膜12Bとを接着するようにしても良い。
そして、図15に示すように、一方の単結晶基板13Bをエッチングで除去する。
【0028】
(第1エッチング工程)
次に、図16(a)の平面図及び図16(b)の断面図に示すように、ドライエッチングによって、積層体を圧電変位領域51Aと圧電変位領域51B(図示せず)と信号端子用圧電体台座40Aと接地端子用圧電体台座30Aとに分離する。
(第2エッチング工程)
次に、図17(a)の平面図及び図17(b)の断面図に示すように、ドライエッチングによって(図17(b)においてE1及びE2で示す部分を除去することによって)、圧電変位領域51Aの周りに電極金属膜12Aを露出させる。尚、図17(b)にE2の符号を付して示す部分は、その部分を除去することにより露出される電極金属膜12A(接続部分)の幅が、圧電変位領域51Aの周りに露出される電極金属膜の幅に比較して広くなるように設定される。
【0029】
(第3エッチング工程)
次に、図17(a)の平面図及び図17(b)の断面図に示すように、ドライエッチングによって、圧電変位領域51Aの接地端子領域30Aに近接した部分において、電極金属膜12C及び薄膜圧電体11Bを除去することにより凹部20Aを形成し、その凹部20Aの底面に電極金属膜12Dを露出させる。
【0030】
(第4エッチング工程)
次に、図18(a)及び図18(b)に示すように、ドライエッチングによって、凹部20Aの底面において、電極金属膜12D及び接着剤層18を除去することにより、凹部20Bを形成して、その凹部20Bの底面に電極金属膜12Bを露出させる。
尚、凹部20Bは凹部20Aの底面の中央部に形成され、凹部20Bの周りには、電極金属膜12Dが少なくとも後述の金属端子膜21Cにより確実に接続できる程度に露出されている。
【0031】
(第1コーティング膜形成工程)
次に、図19(a)(b)に示すように、以下の部分を露出させる以外は、薄膜圧電体素子10のほぼ全体を覆うように、コーティング膜41を形成する。
コーティング膜41が形成されないで露出される部分は、
(i)凹部20B底部の電極金属膜12Bと、
(ii)凹部20Bの周りに露出された電極金属膜12D(凹部20Aの底部に露出された凹部20Bの周りの電極金属膜12D)と、
(iii)信号端子用圧電体台座40Aに隣接して露出された電極金属膜12Aと、
(iv)凹部20Aと信号端子用圧電体台座40Aに隣接して露出された電極金属膜12Aと間において、その電極金属膜12Aに近接するようにコーティング膜41に形成された開口部12COにより露出された電極金属膜12Cである。
【0032】
(金属端子膜形成)
次に、図20(a)(b)に示すように、(i)凹部20B底部の電極金属膜12Bと(ii)凹部20Bの周りに露出された電極金属膜12Dとに接続された金属端子膜21Cを接地端子領域30A上に延在するように形成し、
(iii)信号端子用圧電体台座40Aに隣接して露出された電極金属膜12Aと
(iv)開口部12COにより露出された電極金属膜12Cとに接続された金属端子膜21Aを信号端子用圧電体台座40A上に延在するように形成する。
【0033】
(第2コーティング膜形成工程)
次に、図21(a)(b)に示すように、接地端子用圧電体台座30A上に形成された金属端子膜21Cと信号端子用圧電体台座40A上に形成された金属端子膜21Aを露出させるように、薄膜圧電体素子10のほぼ全体を覆うコーティング膜50を形成する。
(転写工程)
次に、図22に示すように、コーティング膜50の上に転写用基板60を接合し、その後、単結晶基板13Aを例えばエッチングにより除去し、さらに転写用基板60を除去する。
そして、その除去した側に単結晶基板13Aに代えてたわみ変形が可能な非伸縮性基板であるフレクシャ7を接合する。
【0034】
(ワイヤボンディング工程)
そして、信号端子用圧電体台座40A,40B上にそれぞれ露出された金属端子膜21A,21B表面からなるワイヤーボンディング部40と信号端子9A,9Dとをそれぞれワイヤー25により接続する。
また、信号端子用圧電体台座30A上に露出された金属端子膜21C表面からなるワイヤーボンディング部30とグランド端子9B又はグランド端子9Cとをワイヤー25により接続する。
ここで、本ボンディング工程においては、超音波ボンディングなど種々のボンディングマシンを適用できる。
以上のようにして、図11に示すように、フレクシャ7の薄膜圧電体貼付部8上に薄膜圧電体素子10が接合されて本実施の形態1の圧電体駆動部が作製される。
【0035】
以上のように構成された実施の形態1のヘッド支持機構における圧電体駆動部は、圧電変位領域51A,51Bと、ワイヤーボンディング部30,40が形成される端子用圧電体台座30A,40Aとが分離されているので、ワイヤーボンディング時における機械的な衝撃又は振動の圧電変位領域51A,51Bへの伝達が分離された部分により抑制され、圧電変位領域51A,51Bの亀裂等の発生を防止できる。
これにより、本実施の形態1のヘッド支持機構は歩留まり良く製造することができかつ高い信頼性を確保できる。
【0036】
実施の形態2.
以下、本発明に係る実施の形態2のヘッド支持機構について説明する。
実施の形態2のヘッド支持機構部は、フレクシャの薄膜圧電体貼付部に金属板15A,15Bが設けられていない点で実施の形態1のヘッド支持機構部と異なる他は、実施の形態1のヘッド支持機構部と基本構成は同様である。
すなわち、実施の形態1のヘッド支持機構部では、薄膜圧電体素子10A,10Bと金属板15A,15Bとによって圧電体駆動部100が構成され、薄膜圧電体素子10A,10Bの湾曲を伴なう動作によって、スライダ保持板3Aを回転させていた。
これに対して、本実施の形態2のヘッド支持機構部では、金属に比べて伸縮性を有するポリイミド上に、金属板15A,15Bを設けることなく、薄膜圧電体素子10A,10Bを貼り付けることによって、薄膜圧電体素子10A,10Bの伸縮を直接的に利用してスライダ保持板3Aを回転させるように構成している。
【0037】
より具体的には、ポリイミド基板とその上に貼り付けられた薄膜圧電体素子10A,10Bからなる実施の形態2の圧電体駆動部は、薄膜圧電体素子10A,10Bの伸縮により若干の湾曲は生じるものの、ポリイミド基板が薄膜圧電体素子10A,10Bとともに伸縮するために、薄膜圧電体素子10A,10Bの伸縮により直接的にスライダ保持板3Aを回転させる駆動力を得ることができる。
【0038】
以下、図面を参照しながら本発明に係る実施の形態2のヘッド支持機構部の詳細について説明する。
尚、以下の図面において、実施の形態1と同様のもの(形状が異なっていても機能が同様のものも含む)には同様の符号を付して示している。
【0039】
図24は、実施の形態2のヘッド支持機構の分解斜視図であり、磁気ヘッド1、スライダ2、薄膜圧電体素子10、ロードビーム4は、実施の形態1のヘッド支持機構と同様に構成されており、フレクシャー70は、図26(図25のX−X’線についての断面図)に示すように、薄膜圧電体貼付部16A,16Bに金属板15A,15Bを含んでいない点で、実施の形態1と相違する。
この薄膜圧電体貼付部16A,16Bは、ポリイミド樹脂等の絶縁材料16により作製された柔軟性を有するフィルム状の基板の一部であり、薄膜圧電体素子10A及び薄膜圧電体素子10Bと略同一の平面形状に形成される。
尚、フレクシャ70は、磁気ヘッド1に接続される金属配線7Hの配線パターンが実施の形態1とは異なり、また、実施の形態1では2つであった薄膜圧電体用端子9B,9Cが1つの端子9Bで構成されているが、基本的な動作に影響を与えるものではない。
【0040】
実施の形態2のヘッド支持機構部では、以上のように構成されたフレクシャ70と圧電体薄膜素子10とが他の部品とともにロードビーム4上に組み合わされて、図27に示すように、ロードビーム4上に圧電体駆動部が構成される。
尚、実施の形態2のヘッド支持機構部では、薄膜圧電体10の伸縮動作に寄与しない部分である端子形成部分(端子用圧電体台座30A,40Aが形成された部分)に対向して配線部保持板3が設けられ、端子形成部分により圧電変位領域の伸縮運動が妨げられないように構成されている。
【0041】
以上のように構成された実施の形態2のヘッド支持機構部は、以下のように動作させることができる。
実施の形態1と同様にして、接地端子である薄膜圧電体用端子9Bを接地し、薄膜圧電体用端子9A,9Dに図8(b)(c)に示すようにバイアス電圧V0を中心として互いに逆相で電圧を印加する。
このようにすると、薄膜圧電体素子10A,10Bの伸縮の度合いが、薄膜圧電体用端子9A,9Dに印加される電圧に対応して変化する。
これによって、例えば、薄膜圧電体素子10Aの伸びが大きく、薄膜圧電体素子10Bの伸びが小さい場合には、19Aで示す部分が緩み19Bで示す部分が引っ張られることにより、スライダ保持板3Aを回転させることができる。
【0042】
以上のように構成された実施の形態2の、薄膜圧電素子を用いて磁気ヘッドを位置決めをするヘッド支持機構部は、従来のボイスコイルモータを用いて磁気ヘッドを位置決めするヘッド支持機構部や他の圧電素子を用いたヘッド支持機構に比較して、高精度に磁気ヘッドの位置決めをすることが可能である。
尚、実施の形態2のヘッド支持機構における特徴的な部分である薄膜圧電体素子10の端子構成と薄膜圧電体用端子9A,9B,9Dとの接続については、図28に示すとおりである。
【0043】
変形例.
本発明に係る変形例のヘッド支持機構は、実施の形態2のヘッド支持機構において、図29の断面図に示す薄膜圧電体素子を用いて構成した以外は、実施の形態2のヘッド支持機構と同様に構成される。
すなわち、変形例の薄膜圧電体素子は、第1の薄膜圧電体層11Aと第2の薄膜圧電体層11Bをエッチングする際にそれぞれ、2段階でエッチングをすることにより、第1の薄膜圧電体層11A及び第2の薄膜圧電体層11Bのエッチング断面にステップ部S11A,S11Bが形成されるようにしている。
【0044】
このように構成された薄膜圧電体素子は、製造過程のドライエッチング工程においてエッチング方向に平行な壁に付着する導電性を有する側壁付着物がステップ部S11A,S11Bにより電気的に分離される。
従って、変形例の薄膜圧電体素子は、リーク電流を少なくでき、より信頼性の高いヘッド支持機構を実現できる。
【0045】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る圧電体駆動素子は、上記端子電極は上記圧電変位領域から分離されてなる圧電体台座を介して上記基板の一方の面の上に形成されているので、ワイヤーボンディング時における機械的な衝撃又は振動の圧電変位領域への伝達を抑制することができ、上記圧電体薄板における亀裂等の発生を防止できる。
これにより、ボンディングワイヤー接合を行っても、電極金属膜間で短絡が生じにくい、圧電体駆動素子を提供することができる。
また、本発明に係る圧電体駆動素子の製造方法によれば、信頼性の高い圧電体駆動素子を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る実施の形態1のヘッド支持機構の全体構成を示す斜視図である。
【図2】 実施の形態1のヘッド支持機構の分解斜視図である。
【図3】 実施の形態1のヘッド支持機構に使用する薄膜圧電体素子の平面図である。
【図4】 図3のA−A’線についての断面図である。
【図5】 実施の形態1のヘッド支持機構に使用するフレクシャの平面図である。
【図6】 図5のX−X’線についての断面図である。
【図7】 実施の形態1のヘッド支持機構の側面図である。
【図8】 実施の形態1のヘッド支持機構の圧電駆動部の動作を説明するための断面図と印加する電圧の波形を示すグラフである。
【図9】 実施の形態1のヘッド支持機構の動作を説明するための平面図である。
【図10】 実施の形態1のヘッド支持機構に使用する薄膜圧電体素子の電極構成を示す一部透視平面図である。
【図11】 実施の形態1のヘッド支持機構に使用する薄膜圧電体素子の電極構成を示す断面図である。
【図12】 実施の形態1の圧電駆動部の製造方法における、電極及び薄膜圧電体の成膜工程を説明するための断面図(その1)である。
【図13】 実施の形態1の圧電駆動部の製造方法における、電極及び薄膜圧電体の成膜工程を説明するための断面図(その2)である。
【図14】 実施の形態1の圧電駆動部の製造方法における接着工程を説明するための断面図である。
【図15】 実施の形態1の圧電駆動部の製造方法において、接着後に基板を剥離した状態を示す断面図である。
【図16】 実施の形態1の圧電駆動部の製造方法における第1エッチング工程を説明するための平面図と断面図である。
【図17】 実施の形態1の圧電駆動部の製造方法における第2,3エッチング工程を説明するための平面図と断面図である。
【図18】 実施の形態1の圧電駆動部の製造方法における第4エッチング工程を説明するための平面図と断面図である。
【図19】 実施の形態1の圧電駆動部の製造方法における第1コーティング膜形成工程を説明するための平面図と断面図である。
【図20】 実施の形態1の圧電駆動部の製造方法における金属端子膜形成工程を説明するための平面図と断面図である。
【図21】 実施の形態1の圧電駆動部の製造方法における第2コーティング膜形成工程を説明するための平面図と断面図である。
【図22】 実施の形態1の圧電駆動部の製造方法における転写工程を説明するための断面図である。
【図23】 実施の形態1の圧電駆動部の製造方法における転写後の状態を示す断面図である。
【図24】 本発明に係る実施の形態2のヘッド支持機構の分解斜視図である。
【図25】 実施の形態2のヘッド支持機構に使用するフレクシャの平面図である。
【図26】 図25のX−X’線についての断面図である。
【図27】 実施の形態2のヘッド支持機構の側面図である。
【図28】 実施の形態2のヘッド支持機構に使用する薄膜圧電体素子の電極構成を示す断面図である。
【図29】 本発明に係る変形例の薄膜圧電体素子の電極構成を示す断面図である。
【符号の説明】
1…磁気ヘッド、2…スライダ、3…配線部保持板、3A…スライダ保持板、3B…突起部、4…ロードビーム、4A…基端部、4G…ディンプル、5…ベースプレート、7,70…フレクシャ、7H…金属配線、7X…スライダ取付部、8(8A,8B),16(16A,16B)…薄膜圧電体貼付部、9…配線部、9A,9B,9C,9D…薄膜圧電体用端子、10…薄膜圧電体素子、10A,10B…薄膜圧電体素子、11A…第1の薄膜圧電体層、11B…第2の薄膜圧電体層、12A,12B,12C,12D…電極金属膜、12CO…開口部、13…接着剤、13A,13B…単結晶基板、15(15A,15B)…金属板、16…絶縁材料、18…接着剤、20A,20B…凹部、21A、21B、21C…金属端子膜、25…ボンディングワイヤ、30…グランド端子部(接地端子部)、30A…接地端子用圧電体台座、40…信号端子部、40A…信号端子用圧電体台座、41,50…コーティング樹脂、51A,51B…圧電変位領域、100…圧電体駆動部。
Claims (10)
- 基板の一方の面に圧電体薄板が接合され、その一方の面にさらに上記圧電体薄板を伸縮させる信号を印加するための端子電極が設けられてなる圧電体駆動素子であって、
上記端子電極は上記圧電体薄板から分離された圧電体台座を介して上記基板の一方の面の上に形成されているワイヤーボンディング電極であることを特徴とする圧電体駆動素子。 - 上記圧電体薄板と上記圧電体台座とはそれぞれ複数の層が積層されてなり、かつ互いに同一積層構造を有する請求項1記載の圧電体駆動素子。
- 上記基板は上記圧電体薄板の伸縮に対応して伸縮が可能な基板である請求項1又は2記載の圧電体駆動素子。
- 上記基板はポリイミドからなる請求項3記載の圧電体駆動素子。
- 上記基板はたわみ変形が可能な非伸縮性基板である請求項1又は2記載の圧電体駆動素子。
- 上記非伸縮性基板は、上記圧電体薄板と対向する金属薄板と上記端子電極に接続される配線金属とが樹脂により固定されてなる請求項5記載の圧電体駆動素子。
- 上記圧電体駆動素子は2つの圧電体駆動部からなり、各圧電体駆動部に対応して上記圧電体薄板が2つに分離されて設けられている請求項1〜6のうちのいずれか1つに記載の圧電体駆動素子。
- 上記端子電極は、上記2つの圧電駆動部の一方に接続された信号端子電極と、他方に接続された信号端子電極と、上記2つの圧電駆動部に共通の1つの接地端子電極とからなる請求項7記載の圧電体駆動素子。
- 上記圧電体薄板は、それぞれ両面に電極膜が形成された第1の薄膜圧電体層と第2の薄膜圧電体層が接着剤により接合された積層構造を有し、上記接着剤を介して対向する電極膜をそれぞれ接地電極膜とした請求項1〜8のうちのいずれか1つに記載の圧電体駆動素子。
- 第1の基板上に第1電極と第1圧電体薄膜と第2電極とを形成し、第2の基板上に第3電極と第2圧電体薄膜と第4電極とを形成する第1の工程と、
上記第2電極と上記第4電極とを対向させて接着剤で接着することにより上記第1基板と上記第2基板とを貼り合わせ、上記第1基板と上記第2基板の間に、上記第1電極、上記第1圧電体薄膜、上記第2電極、上記第4電極、上記第2圧電体薄膜及び上記第3電極が積層されてなる圧電積層体層を形成する第2の工程と、
上記第2基板を除去する第3の工程と、
上記第1基板上で上記圧電積層体層の一部を分離することにより、その分離された部分からなる少なくとも2つの圧電体台座部を形成する第4工程と、
上記2つの圧電体台座部の一方に、上記第2電極と上記第4電極とに接続された第1のボンディング電極を形成し、他方に上記第1電極と上記第3電極とに接続された第2のボンディング電極を形成する第5工程と、
上記圧電積層体層及び上記2つの圧電体台座部上に転写用基板を接合した後に上記第1基板と上記転写用基板とを除去し、その除去した第1基板に代えてたわみ変形が可能な非伸縮性基板を接合する第6工程とを含むことを特徴とする圧電体駆動素子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002319570A JP3713258B2 (ja) | 2001-11-02 | 2002-11-01 | 圧電体駆動素子とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001-337515 | 2001-11-02 | ||
JP2001337515 | 2001-11-02 | ||
JP2002319570A JP3713258B2 (ja) | 2001-11-02 | 2002-11-01 | 圧電体駆動素子とその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003204684A JP2003204684A (ja) | 2003-07-18 |
JP3713258B2 true JP3713258B2 (ja) | 2005-11-09 |
Family
ID=27666833
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002319570A Expired - Fee Related JP3713258B2 (ja) | 2001-11-02 | 2002-11-01 | 圧電体駆動素子とその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3713258B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5570111B2 (ja) * | 2008-12-18 | 2014-08-13 | エイチジーエスティーネザーランドビーブイ | ヘッド・ジンバル・アセンブリ及びディスク・ドライブ |
JP2013093428A (ja) * | 2011-10-25 | 2013-05-16 | Stanley Electric Co Ltd | 基板パッケージ |
JP5829637B2 (ja) * | 2013-02-08 | 2015-12-09 | サンコール株式会社 | 磁気ヘッドサスペンション |
-
2002
- 2002-11-01 JP JP2002319570A patent/JP3713258B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003204684A (ja) | 2003-07-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6781286B2 (en) | Piezoelectric driving device | |
JP3501758B2 (ja) | 記録/再生ヘッド支持機構および記録/再生装置 | |
US7420785B2 (en) | Suspension assembly, hard disk drive, and method of manufacturing suspension assembly | |
US5539596A (en) | Integrated suspension, actuator arm and coil assembly with common structural support layer | |
JP3846271B2 (ja) | 薄膜圧電体素子およびその製造方法 | |
US7414353B2 (en) | Piezoelectric actuator and head assembly using the piezoelectric actuator | |
CN110085269B (zh) | 用于硬盘驱动器悬架的多层微致动器 | |
US7183696B2 (en) | Thin film piezoelectric element, suspension assembly, and hard disk drive | |
JPH0757418A (ja) | 磁気ディスク装置用の磁気ヘッドユニット | |
JP2003228930A (ja) | ヘッド素子の微小位置決め用アクチュエータを備えたヘッドジンバルアセンブリ、該ヘッドジンバルアセンブリを備えたディスク装置及び該ヘッドジンバルアセンブリの製造方法 | |
EP1300890B1 (en) | Thin film piezoelectric element and manufacturing method, and actuator unit using the same | |
JP2002218771A (ja) | アクチュエータおよびその製造方法 | |
JP2003272324A (ja) | 薄膜圧電体素子およびその製造方法並びにアクチュエータ | |
JP2000348451A (ja) | 磁気ヘッド装置及び該装置の製造方法 | |
JP2001332041A (ja) | ディスク装置用薄膜圧電体アクチュエーターおよびその製造方法 | |
JP2006209918A (ja) | ヘッドジンバルアセンブリの製造方法、ヘッドジンバルアセンブリおよび磁気ディスクドライブ装置 | |
JP3713258B2 (ja) | 圧電体駆動素子とその製造方法 | |
WO2000030081A1 (fr) | Mecanisme de support de tete d'enregistrement/lecture et appareil d'enregistrement/lecture | |
JP2002142476A (ja) | マイクロアクチュエータ及びその製造方法 | |
US7518833B2 (en) | Micro-actuator with electric spark preventing structure, HGA, and disk drive unit with the same, and manufacturing method thereof | |
JP2001211668A (ja) | 微小位置決めアクチュエータ、薄膜磁気ヘッド素子の位置決め用アクチュエータ及び該アクチュエータを備えたヘッドサスペンションアセンブリ | |
WO2003003369A1 (fr) | Dispositif a micro deplacement et procede de fabrication | |
JP4585223B2 (ja) | 圧電アクチュエータ及び圧電アクチュエータを用いたヘッドサスペンション装置 | |
JP4071203B2 (ja) | 薄膜圧電体素子の接着方法 | |
JP2001357640A (ja) | ディスク装置用薄膜圧電体アクチュエーターおよびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050325 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050531 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050726 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050816 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050819 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080826 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090826 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090826 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100826 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110826 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110826 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120826 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130826 Year of fee payment: 8 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |