JP4776488B2 - Micro-movement mechanism device and memory device incorporating the micro-movement mechanism device - Google Patents
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Description
本発明は、平面2自由度を備え、複数の記録再生用プローブヘッドを用いた微小移動機構装置及びその微小移動機構装置を搭載するメモリデバイスに関する。 The present invention relates to a micro movement mechanism device having two degrees of freedom in a plane and using a plurality of recording / reproducing probe heads and a memory device on which the micro movement mechanism device is mounted.
一般に、複数のプローブヘッドをマトリックス状に配置して用いる情報ストレージデバイスが知られている
記録再生材料(Storage medium)は、並進3自由度を備えたXYZステージ(xyz scanner)の上に搭載される。この記録再生材料の記録再生面は、多数のプローブヘッドを並べた面(2D Cantilever Array Chip)と対向されている。これらのプローブヘッドは、所定のドライバ(Multiplex-Driver)を経て、信号処理回路に接続されている。プローブヘッド面と、記録再生部とは、XYZステージにより相対的に位置決めが行われ、記録再生部の任意の位置に所望のプローブヘッドを位置決め行っている。
In general, an information storage device using a plurality of probe heads arranged in a matrix is known.
A recording / reproducing material (Storage medium) is mounted on an XYZ stage (xyz scanner) having three degrees of translation. The recording / reproducing surface of this recording / reproducing material is opposed to a surface (2D Cantilever Array Chip) on which a large number of probe heads are arranged. These probe heads are connected to a signal processing circuit via a predetermined driver (Multiplex-Driver). The probe head surface and the recording / reproducing unit are relatively positioned by an XYZ stage, and a desired probe head is positioned at an arbitrary position of the recording / reproducing unit.
プローブヘッドを用いた記録再生原理には、例えばAFMの原理を適用した例がある。さらに、記録再生部(メディア面)にトポロジカル的に微小な穴を開け、穴の有無によるプローブヘッドの出力信号の変化を情報の“1”、“0”と定義して記録する例もある。この構成は、HDDに代表される磁気記録装置と比べて、熱揺らぎによる記録密度限界以上の記録密度を達成したとの当業者間で研究速報的な内容により報告されている。尚、熱揺らぎによる記録密度限界とは、外部から与えられた又は内部で発生した熱揺らぎにより、情報の安定性が劣化し、記録密度を向上する際の妨げとなることを示唆する。 As a principle of recording / reproducing using a probe head, for example, there is an example in which the principle of AFM is applied. Further, there is an example in which a topologically minute hole is formed in the recording / reproducing unit (media surface), and a change in the output signal of the probe head due to the presence or absence of the hole is defined as information “1” or “0” and recorded. This configuration has been reported based on preliminary research contents among those skilled in the art that a recording density higher than the recording density limit due to thermal fluctuation is achieved as compared with a magnetic recording apparatus represented by an HDD. The recording density limit due to thermal fluctuation indicates that the thermal fluctuation given from outside or generated inside deteriorates the stability of information and hinders the improvement in recording density.
また同様に、この情報ストレージデバイスは、不揮発性メモリの代表格であるNAND型フラッシュメモリに比べると、更なる集積化(記録密度の向上)実現の際に課題となる、配線抵抗、リソグラフィーの解像度の限界などの諸問題はすでに解決している。今後数年〜十数年後に顕在化すると予想される記録密度限界値に対しても、これを上回る記録密度が報告されている。 Similarly, this information storage device has problems in wiring integration and lithography resolution, which are problems when realizing further integration (improvement of recording density) compared to NAND flash memory, which is a typical nonvolatile memory. Problems such as the limitations of the problem have already been solved. A recording density higher than this has been reported for a recording density limit value that is expected to become apparent in the next several to ten and several years.
この情報ストレージデバイスでは、基本的に記録密度は、プローブヘッドにて情報を記録再生する際に、隣接する領域からの干渉等により信号出力値レベルがある一定値以下とならない範囲において、プローブヘッドを位置決めするX−Y方向の分解能にて決定される。記録原理により、記録密度限界は異なるが、AFM原理転用、熱的トポロジカル記録等、従来提案されている原理において、最小の記録再生ビットサイズは数nm〜数10nmレベルである。 In this information storage device, basically, when recording / reproducing information with the probe head, the recording density of the probe head is within a range where the signal output value level does not become a certain value or less due to interference from adjacent areas. It is determined by the resolution in the XY direction for positioning. Although the recording density limit differs depending on the recording principle, the minimum recording / reproducing bit size is several nanometers to several tens of nanometers in the conventionally proposed principles such as AFM principle diversion and thermal topological recording.
しかし、記録密度は高い一方、情報の転送レートは必ずしも従来デバイス(HDDやNANDフラッシュメモリ等)と比べて高速ではない。これは記録再生原理の情報の書き込み・読み出しに要する時間自体に拘束される要因と、プローブヘッドを上記のような微小ビットサイズ(数nm〜数十nmレベル)に対して、高精度にX−Y面内で位置決めすることとに要する機械的な応答時間・制御時間の制約による拘束される要因等を含んでいる。その対策として、プローブヘッドを単体ではなく、XYZステージ機構に載置された記録メディア部に対して、プローブを多数に備えたアレイを用いてに対して、駆動部で並列的にアクセスさせることで、転送レートを改善するという構成の情報ストレージデバイスが提案されている。
前述したようなプローブアレイメモリは実用レベルに至っていないが、現在のストレージ機構とは基本構成自体が異なり、記録密度限界を大きく上に引き延ばすブレイクスルー技術となることが予想される。 Although the probe array memory as described above has not reached the practical level, the basic configuration itself is different from the current storage mechanism, and it is expected to be a breakthrough technology that greatly extends the recording density limit.
しかしながら、現在の提案では、実用化された場合には、プローブアレイを高精度に位置決めを行うアクチュエータ機構、ステージ機構等の周辺機構を伴う構成となる。つまり、記録再生原理及びバイス単体としては、非常に高い記録再生密度を示すことが望めるが、周辺機構を含むシステム全体の大きさ(実装面積)から見ると、記録再生密度は必ずしも高くものではなく、メモリサイズの小型化や集積化に対しては阻害する要因となっている。 However, in the current proposal, when it is put into practical use, the configuration is accompanied by peripheral mechanisms such as an actuator mechanism and a stage mechanism that position the probe array with high accuracy. In other words, the recording / reproducing principle and the vice alone can be expected to show a very high recording / reproducing density, but the recording / reproducing density is not necessarily high when viewed from the size (mounting area) of the entire system including the peripheral mechanism. This is a factor that hinders downsizing and integration of the memory size.
特に、従来のX−Yステージとして電磁アクチュエータを用いた構成においては、記憶装置全体の大きさから見て記録メディア部に比べ、電磁アクチュエータのコイル部・磁石部が占める割合が高く、システム全体として小型化を妨げている。これは、アクチュエータとして必要とされる発生力と、移動距離の両方を満足するためには、一定ボリューム以上のアクチュエータ領域を必要とすることに起因する。 In particular, in the configuration using an electromagnetic actuator as a conventional XY stage, the ratio of the coil / magnet portion of the electromagnetic actuator is higher than the recording media portion in terms of the size of the entire storage device. Preventing downsizing. This is because an actuator area of a certain volume or more is required to satisfy both the generated force required for the actuator and the moving distance.
そこで、記憶装置全体の大きさに対して、実装面積の省スペース化を図り、高トルク・発生力を有する微小移動機構装置及びその微小移動機構装置を搭載するメモリデバイスを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a micro-movement mechanism device having high torque and generating force, and a memory device equipped with the micro-movement mechanism device, with a reduced mounting area with respect to the overall size of the storage device. To do.
上記目的を達成するために、弾性部材により固定部に支持された圧電材料部と、前記圧電材料部に所定パターンの駆動電圧を付与する電圧発生部と、から構成される圧電駆動部と、前記圧電材料部に接して設けられた電極部と、該電極部に所定パターンの駆動電圧を印加する静電駆動部と、を具備し、前記圧電材料部及び前記電極部に対して、階層的に配置された被駆動対象物の駆動面に、超音波振動する前記圧電材料部を対向させ、且つ接触させて配置し、前記電極部への印加電圧値の制御により前記圧電材料部を前記被駆動対象物に押さえ付ける力を変化させて、前記被駆動対象物を任意の方向に移動させることを特徴とする微小移動機構装置。
微小移動機構装置を提供する。
To achieve the above object, a piezoelectric material portion supported on the fixed portion by the elastic member, a piezoelectric drive unit consists of a voltage generator for applying a driving voltage of a predetermined pattern prior Symbol piezoelectric material portion, An electrode portion provided in contact with the piezoelectric material portion; and an electrostatic drive portion that applies a driving voltage of a predetermined pattern to the electrode portion, and is hierarchical with respect to the piezoelectric material portion and the electrode portion. The piezoelectric material portion that is ultrasonically vibrated is opposed to and brought into contact with the driving surface of the driven object placed on the electrode, and the piezoelectric material portion is placed on the driven surface by controlling the voltage applied to the electrode portion . A micro-movement mechanism device characterized by changing a force pressed against a driven object to move the driven object in an arbitrary direction.
A micro-movement mechanism device is provided.
さらに、枠形状の固定部に支持された圧電材料部と、前記圧電材料部に前記電極部に所定パターンの駆動電圧を付与する電圧発生部と、から構成される圧電駆動部と、前記圧電材料部に接して設けられた電極部と、前記電極部に所定の電圧パターンを付与する静電駆動部と、前記枠形状の固定部内側に設けられ、突起部を有する記録再生用プローブが複数配置されたプローブアレイ部と、前記プローブアレイ部に対向して階層的に配置されるように、弾性部材で固定部に支持され、情報を記録可能な記録面を有する記録再生部と、前記記録再生部の前記記録面から前記記録再生用プローブが読み出した情報を処理する信号処理回路と、を具備し、前記記録再生部の前記記録面に対し、超音波振動する前記圧電材料部を対向させ、且つ接触させて、前記静電駆動部に設けた前記電極部への印加電圧値の制御により、前記圧電材料部が前記記録再生部に押さえ付ける力を変化させて、前記記録再生部を任意の方向に移動させて、所望する情報を取得することを特徴とする微小移動機構装置を搭載するメモリデバイスを提供する。 Further, a piezoelectric material portion supported on the fixed portion of the frame-shaped, the front SL and a voltage generator for applying a driving voltage of a predetermined pattern on the electrode portions in the piezoelectric material portion, a piezoelectric driving unit composed of the piezoelectric There are a plurality of electrode parts provided in contact with the material part, an electrostatic drive part for applying a predetermined voltage pattern to the electrode part, and a plurality of recording / reproducing probes provided on the inner side of the frame-shaped fixing part and having protrusions. the arrangement probe array, said to be disposed probes array portion opposite the hierarchical, is supported on the fixed portion of an elastic member, and a recording and reproducing unit having a record capable recording surface information, before A signal processing circuit for processing information read by the recording / reproducing probe from the recording surface of the recording / reproducing unit, and the piezoelectric material unit that vibrates ultrasonically with respect to the recording surface of the recording / reproducing unit. Opposing and touching By controlling the applied voltage to the electrostatic drive unit to the electrode portion provided, said piezoelectric material part is to change the force for pressing the recording and reproducing unit, moving the recording and reproducing unit in any direction Thus, a memory device equipped with a micro-movement mechanism device characterized by acquiring desired information is provided.
本発明により、記憶装置全体の大きさに対して実装面積の省スペース化を図り、高トルク・発生力を有する微小移動機構装置及びその微小移動機構装置を搭載するメモリデバイスを提供することすることができる。 According to the present invention, a mounting area is reduced with respect to the overall size of a storage device, and a micro-movement mechanism device having high torque and generating force and a memory device equipped with the micro-movement mechanism device are provided. Can do.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図1は、第1の実施形態に係る微小移動機構装置1の概略的な構成を示す図である。
この微小移動機構装置1は、中央に配置される複数の記録再生用プローブが配置されるプローブアレイ2と、その周囲の四方に配置されるアクチュエータ部3とにより、ステージ機構を成すように構成され、これらは半導体製造技術やMEMS(Micro Electro Mechanical System)技術等を用いて形成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a minute
The
アクチュエータ部3は、プローブアレイ2の四方を取り囲むように矩形の支持アーム部6が設けられ、それぞれの支持アームの辺中央に少なくとも4つの圧電アクチュエータが設けられている。図1においては、被駆動対象物となる、表面に記録再生のための層が設けられたメディア面4aが形成された記録メディア部4に対して、プローブアレイ2が支持アーム部6で支持され、対向するように階層的に配置されている。プローブアレイ2は、多数のプローブ5が例えばマトリックス状に任意の間隔で配置されている。
The
上記圧電アクチュエータは、圧電素子と電極により構成されている。実施形態においては、2つの対向する辺にそれぞれX軸用圧電アクチュエータ7a,7bが設けられ、これらと直交する2つの辺にそれぞれY軸用圧電アクチュエータ8a,8bが設けられている。また、各圧電アクチュエータには、Z軸用静電アクチュエータ9が設けられている。プローブ5は、前述したように、AFMの原理を適用した片持ち針(又は、突起部)の形状を成し、その針先がメディア面(記録面)4aに形成された穴又は溝の凹凸により上下動して“1”、“0”からなる情報を読み出している。片持ち針の場合には、引力領域又は斥力領域にて使用され、その変動(位置)によりデータ“1”、“0”として検出している。これらの記録再生用プローブ(以下、プローブと称する)5は、後述するCMOS技術を用いた信号処理回路(以下、CMOS回路とする)に接続する配線が設けられたプローブ筐体に取り付けられており、プローブ5の変動により発生した検出信号(情報信号)を送出している。
The piezoelectric actuator includes a piezoelectric element and an electrode. In the embodiment, X-axis
支持アーム部6の四隅には、固定部となる4つの支柱6aが設けられており、重ね合わされたCMOS回路基板部10の四隅を固定する。このCMOS回路基板部10に形成されたCMOS回路12は、各プローブ5から受け取った情報信号が処理される。さらに、CMOS回路基板部10には、アクチュエータ部3に所定パターンの駆動電圧を付与する電圧発生部(ドライバ回路)も設けられている。尚、電圧発生部は、必ずしもCMOS回路基板部10に一体的に設けられる必要はなく、別途、異なる基板の設けられてもよい。この別体基板であった場合には、CMOS回路基板部10の上側又は下側に階層的に設けられる。以降の説明において、CMOS回路基板部10とプローブアレイ2とアクチュエータ部3が実装し一体的になった構成部位をアクチュエータ側基板11と称している。
At the four corners of the support arm portion 6, four
アクチュエータ側基板11のプローブ5が配置されているプローブ面とメディア基板4のメディア面4aは、均一な距離(間隔)で保持される。さらに、静電アクチュエータ9を用いて、圧電アクチュエータ7a,7b,8a,8bとメディア面4aの間の押し付け力を調整し、且つ圧電アクチュエータ7a,7b,8a,8bによる推進力の調整を実施する。これらの静電アクチュエータ9と圧電アクチュエータ7a,7b,8a,8bを用いて、プローブ5がメディア面4aに対して、適正な読み出し位置及び適正な距離間となるように動作される。
The probe surface on which the
次に、図2A,図2Bを参照して、代表として圧電アクチュエータ7a及び静電アクチュエータ9のそれぞれの作用について説明する。これらの構成部位で図1に示した構成部位と同等の部位には同じ参照符号を付している。
Next, with reference to FIG. 2A and FIG. 2B, the operation of each of the
図2A,図2Bは、図1に示した微小移動機構装置1のステージ機構に関係する構成部位を示している。この構成では、例えばSiにより形成される記録メディア部4と、圧電材料及び金属材料によりアクチュエータ部3(圧電アクチュエータ7a,7b,8a,8b及び静電アクチュエータ9)と、弾性支持部21と、所定パターンの駆動電圧を印加する圧電ドライバ部22と、所定パターンの駆動電圧を印加する静電ドライバ23と、システム全体の制御を行うコントローラ部24と、位置センサ25とを示している。
2A and 2B show components related to the stage mechanism of the
弾性支持部21は、バネ等の弾性形状を成しアクチュエータ側基板11(CMOS回路基板10(図1参照)、プローブアレイ2及びアクチュエータ部3)を複数の方向、少なくとも四方から弾性的に横架(又は懸架)して支持している。また、アクチュエータ側基板11を記録メディア部4に一定の力で押し付けるように形成することができる。この例においては、圧電アクチュエータ7aの両端側又は、周辺部等に静電アクチュエータ9となる電極を設けている。また、弾性支持部21は、SiやPoly−Si等のシリコン材料又は金属又は非金属材料からなるコイル形状バネ又は、板形状バネ等が用いられる。
The
位置センサ25は、記録メディア部4とアクチュエータ部3との間に設けられ、何れかに基準位置(例えば、XY座標の原点)を定めて、その原点に対する現在位置と、目標位置までの間の水平距離と、X−Y平面内部でのねじれ量(距離差により求める)を算出する。この位置センサ25は、例えば、記録メディア部4の四隅に配置され、それぞれに静電容量を測定し、対向して設けた検出部に対するズレ量を利用する静電容量型センサを用いることができる。また他にも、対向面積の変化により熱伝導率が変化することから同様に対向して設けた検出部のズレ量検出を利用する熱量利用型センサ等を用いることができる。位置センサ25は、プローブ5とメディア面4aとの位置(X−Y平面上)及び距離(Z方向)を測定する。
The
このような構成において、図2Aに示すように、静電アクチュエータ9が発生する力(近づく方向の力)が無い、又は弱い場合には、圧電アクチュエータ7aと記録メディア部4との間に働く押し付け力は弱くなり、記録メディア部4に伝達される発生力は小さくなる。一方、図2Bに示すように、静電アクチュエータ9の発生力が大きい場合には、圧電アクチュエータ7aが記録メディア部4に押し付けられるように働く押し付け力が強くなり、記録メディア部4に伝達される発生力が大きくなる。
In such a configuration, as shown in FIG. 2A, when there is no or weak force generated by the electrostatic actuator 9 (force in the approaching direction), pressing between the
課題で述べたように、圧電アクチュエータ及び静電アクチュエータが設けられた可動部の支持構成やガイド機構の有無により、システム全体のサイズが大きく変わる。本実施形態においては、大きなトルク(発生力)重量比を持つことを特徴とする圧電アクチュエータをメディア面に積み重ねるように階層的に配置されて、従来の可動部の支持構成やガイド機構が不要となり、実装面積の省スペース化を図りシステム全体としてのサイズの縮小化が実現できる。 As described in the problem, the size of the entire system varies greatly depending on the support structure of the movable part provided with the piezoelectric actuator and the electrostatic actuator and the presence or absence of the guide mechanism. In the present embodiment, it is hierarchically arranged to overlap seen product a piezoelectric actuator on the media surface, characterized by having a large torque (generated force) weight ratio, conventional movable portion of the support structure and guide mechanism This eliminates the need for space saving of the mounting area and the size of the entire system can be reduced.
また、圧電アクチュエータは、発生力が大きい反面、変位量は小さいというトレードオフを有している。本実施形態では、プローブアレイ2の移動に対しては、所謂、公知な超音波モータの動作原理を用いている。この動作原理は、超音波振動を利用して摩擦駆動する。超音波が加えられた振動体に押し付けられた物体は、運動の時定数に比べて超音波周波数が高くなるため、超音波の1周期の振幅のある位置でのみが接触することとなる。この接触する部分がだ円運動又は直線的な復運動すれば、物体は推力を受ける。この推進における速度や変位量は駆動電圧波形を制御することができる
本実施形態では、高速に変位・振動する圧電材料部と、被駆動対象物間の押し付け力に依存して、伝達力を変化させている。つまり、伝達力の調整に微小領域において製作性が良い静電アクチュエータを利用して押し付け力の調整を実現している。これらの圧電アクチュエータと静電アクチュータを組み合わせて、静電アクチュエータの吸引力により、圧電アクチュエータと被駆動対象物間の押し付け力を調整することで、プローブアレイ2の自在な移動が省スペースで且つ、高トルク発生力を有する微小移動機構(ステージ機構)を実現することができる。
In addition, the piezoelectric actuator has a trade-off that the generated force is large but the displacement is small. In the present embodiment, a so-called operation principle of a known ultrasonic motor is used for the movement of the
次に、図3に示すフローチャートを参照して、微小移動機構装置1の動作について説明する。
まず、プローブ5があてがわれるメディア面4aの所望する情報が記録されている読み出し位置に関する目標位置情報(座標情報やアドレス情報)がステージ機構のコントローラ部24に対して指示される(ステップS1)。
Next, the operation of the fine
First, the target position information (coordinate information or address information) is instructed to the
次に、記録メディア部4とアクチュエータ部3の間に設けた位置センサ25からの検出信号による現在位置を求め(ステップS2)、指示された目標位置までの間の距離を算出し(ステップS3)、さらにX−Y平面内部でのねじれ量を算出する(ステップS4)。目標値までの距離とねじれ情も報を記録するテーブルに照らし合わせて、X方向とY方向にそれぞれ配置した圧電アクチュエータ7a,7b,8a,8bへの発生伝達力を求める。
Next, a current position is obtained from a detection signal from a
このテーブルは、圧電アクチュエータ7a,7b,8a,8bに対して、予め圧電素子に与えられる電圧値と、圧電アクチュエータ自身が記録メディア部4に押し付けられる押し付け力の関係がパラメータとして設定されている。これは、印加する電圧値でどの程度の大きさの伝達力が発生するかの情報を示しており、予め実験等により経験的に求めて処理プログラムで設けられたデータ内のテーブルに設定しておく。
In this table, the relationship between the voltage value previously applied to the piezoelectric element and the pressing force with which the piezoelectric actuator itself is pressed against the
このテーブルに設定されるパラメータとして、静電アクチュエータ9についても同様に設定されている。静電アクチュエータ9の電極に印加される電圧値に対して、弾性支持している弾性体の剛性を考慮して、どの程度の大きさの押し付け力が発生するかの情報を、実験等の測定により求めて又は、シミュレーションにより求めて、テーブルに設定する。
As a parameter set in this table, the
これら2つのテーブルに対する探索工程(ルックアップテーブル)を経て、圧電アクチュエータ7a,7b,8a,8b及び静電アクチュエータ9ヘのそれぞれの入力電圧値を決定し(ステップS5,S6)、各ドライバ22,23を駆動する。一定の時間間隔にて、位置センサ25からの情報を取得し(ステップS7)、初期目標値に対して、現在位置及びねじれ量が、設定した許容誤差範囲内に収束したか否かを判別する(ステップS8)。この判別において、設定した許容誤差範囲内に収束した場合には(YES)、目標位置に到達したものと判別し、圧電アクチュエータ7a,7b,8a,8b及び静電アクチュエータ9の動作を停止する(ステップS9)。一方、設定した許容誤差範囲内に収束しない場合には(NO)、目標位置には到達していないものと判別し、ステップS3に戻り、距離算出及びねじれ算出を再度実行して、同様なシーケンスを繰り返し行い、目標位置到達を図る。尚、目標位置到達については、距離算出及びねじれ算出実行を無限回に行うのではなく、予め定めた回数を再実行させても目標位置に到達しなかった場合には、エラーとして処理させる工程を含ませてもよい。
Through the search process (lookup table) for these two tables, the respective input voltage values to the
以上のように本実施形態の微小移動機構装置1は、記録メディア部4、プローブアレイ2(アクチュエータ部3を含む)及びCMOS回路基板部10が階層的に重ね合わせられるように配置される。アクチュエータ部3は、公知な超音波モータの動作原理を用いて、記録メディア部4に対して、プローブアレイ2を移動させて、プローブ5を所望する記憶位置(目標位置)に到達させることができる。このような構成により、アクチュエータ部3の押し付け力の強弱によりプローブアレイ2の移動状態及び移動方向を制御することができる。従って、従来では必要であった可動部の支持構成やガイド機構が不要となり、階層構造で構成されるため、長距離の移動が無くなり、システム全体のサイズ(実装面積)の縮小化が実現できる。
As described above, the
次に、第2の実施形態について説明する。
本実施形態は、前述した第1の実施形態と同等の構成であり、作用が異なっている。
前述した第1の実施形態において、静電アクチュエータによる吸引力が無い又は少ない場合には、圧電アクチュエータと記録メディア間の押し付け力は小さくなる。そこで、静電アクチュエータの吸引力を増して、記録メディアと圧電アクチュエータ(各圧電素子)間の押し付け力を増大させていた。
Next, a second embodiment will be described.
The present embodiment has the same configuration as that of the first embodiment described above, and the operation is different.
In the first embodiment described above, when there is no or little suction force by the electrostatic actuator, the pressing force between the piezoelectric actuator and the recording medium is reduced. Therefore, the pressing force between the recording medium and the piezoelectric actuator (each piezoelectric element) is increased by increasing the suction force of the electrostatic actuator.
第2の実施形態では、図2Aに示すアクチュエータ側基板11を支持する弾性支持体21に生じる初期残留応力等の効果により、圧電アクチュエータ7a,7b,8a,8bの伝達力を発生させるのに十二分な大きさの力でアクチュエータ部3が記録メディア部4側に押し付けられる。そこで、静電アクチュエータ9の吸引力が発生する向きを逆向きに変更することにより、この吸引力を用いて記録メディア4とアクチュエータ部3間の押し付け力を低減する方向に働かせる。従って本実施形態は、弾性支持体21による圧電アクチュエータと記録メディア間の押し付け力を静電アクチュエータ9の吸引力で緩和するように作用させて、駆動を制御することができる。
In the second embodiment, it is sufficient to generate the transmission force of the
次に、第3の実施形態について説明する。図4A,図4Bは、第3の実施形態に係る微小移動機構装置31の概略構成を示す。図4Aは、小移動機構装置31の断面構成例を示し、図4Bは、記録メディア部32の上方から見た正面構成を示している。
前述した第1、第2の実施形態の小移動機構装置1においては、静電アクチュエータ9による力で押し付ける構成であった。これに対して第3の実施形態では、図4Aに示すように記録メディア部32は、メディア面を有する内側のメディア部32bが外周部32aに対して弾性体部32cで弾性的に保持される構成である。記録メディア部32は、弾性体部32cで弾性的に保持され、アクチュエータ部3による一定の力でアクチュエータ側基板11にメディア面を押し付ける。
Next, a third embodiment will be described. 4A and 4B show a schematic configuration of a micro movement mechanism device 31 according to the third embodiment. FIG. 4A shows a cross-sectional configuration example of the small movement mechanism device 31, and FIG. 4B shows a front configuration viewed from above the
The small
この微小移動機構装置31は、半導体製造技術やMEMS技術等を用いて形成される。アクチュエータ側基板11(CMOS回路基板部10、プローブアレイ2及びアクチュエータ部3)と記録メディア部32とが重畳された構成になっている。
The micro movement mechanism device 31 is formed using a semiconductor manufacturing technique, a MEMS technique, or the like. The actuator side substrate 11 (the CMOS
図4Bに示すように、記録メディア部32は、アクチュエータ側基板11及び封止基板33に接合する外周の支持枠32aと、アクチュエータ部3からの伝達力により相対的に動かされるメディア面を有するメディア部32bと、メディア部32bを支持枠32aに対して弾性的に支持する弾性体部32cとが一体的に構成される。支持枠32aには、強度を持たせて、且つメディア部32bは動きに俊敏性を持たせるために、支持枠32aは適宜厚さを厚くして、メディア部32bは適宜その厚さよりも薄くする。これらの厚さは、シュミレーション又は、実測等により経験的に求めればよい。
As shown in FIG. 4B, the
この構成において、支持枠32a、メディア部32b(メディア面を除く基板部分)及び弾性体部32cは、同じ部材を用いて半導体製造技術やMEMS技術等を用いて形成される。また、弾性体部32cに支持枠32a及びメディア部32bとは異なる部材を用いて形成し、両端を支持枠32a及びメディア部32bに接合することも可能である。具体的な構成例としては、図4Bに示すように、支持枠32a内側のそれぞれの角近傍から弾性体部32c例えば、L字型バネが延出し、支持部32a内の対向角側のメディア部32bの四隅端にそれぞれ連結するように形成される。
In this configuration, the
このように構成された微小移動機構装置31は、アクチュエータ側基板11が固定され、内周部32bのメディア面がコ字型に打ち抜かれて成形されたL字型バネにより弾性的に支持されて記録メディア部32をアクチュエータ部3で移動させる構成である。従って、記録メディア部32は、アクチュエータ側基板11に比べて軽量であり、動きの応答性が速くなり読み出し位置までの移動の短時間化及び省消費電力化に有用である。また、記録メディア部32をシリコンウエハ上で半導体製造技術やMEMS技術等を用いて一連の製造工程で形成することができる。
The micro-movement mechanism device 31 configured as described above has the actuator-
次に、第4の実施形態の微小移動機構装置について説明する。
図5A〜図5Dには、アクチュエータ部40における圧電アクチュエータと静電アクチュエータの構成例を示している。
Next, a micro movement mechanism device according to a fourth embodiment will be described.
5A to 5D show configuration examples of the piezoelectric actuator and the electrostatic actuator in the
この構成例では、図5B及び図5Cに示すように、アクチュエータ部40は、矩形枠の形状を成し、各辺は、四隅の固定部から固定部に至り立ち上がった梁構造(梁部)41である。各梁部41の中央には圧電アクチュエータ(圧電素子部42a及びストライプ駆動電極42b)42が形成されている。それらの圧電アクチュエータ42の両側には弾性を持たせるように櫛歯型に型抜きされた弾性部43が形成されている。これらの梁部41の下方には静電アクチュエータの電極44が形成される。プローブアレイ2は、アクチュエータ部40の矩形枠内に設けられている
さらに、静電アクチュエータの電極44と梁部41の間には、スイッチ45及び直流電源46によりGNDを通じて回路(静電ドライバ)が形成される。このスイッチ45を閉じることにより、静電アクチュエータの電極44と梁部41の間に電圧が掛かり、吸引力が発生する。また圧電アクチュエータ42においても図示しない圧電ドライバが接続されている。
In this configuration example, as shown in FIGS. 5B and 5C, the
このアクチュエータ部40の製造工程について説明する。
まず、シリコン(Si)基板51上に蒸着等により金属膜を成膜し、エッチング処理で不要箇所を除去して静電アクチュエータの電極44を形成する。さらに、電極44をカバーするように犠牲層52を形成する。この犠牲層52には、最終時に除去するため、例えば、形成及び除去の容易なマスク材料であるポリイミドを用いるのであれば、フォトリソグラフィー技術により形成することができる。尚、犠牲層52は、ポリイミドに限定されるものではない。
The manufacturing process of this
First, a metal film is formed on the silicon (Si)
次に、成膜技術として例えば、CVD処理又は蒸着処理により、犠牲層52を含むSi基板51の全面上にポリシリコン(Poly−Si)膜53及び、金属膜54を積層するように成膜する。さらに、その上にポリイミドマスク(図示せず)を形成した後、金属膜54に選択的なエッチング処理を施し、図5Dに示すような圧電アクチュエータのストライプ駆動電極42bを形成する。さらに、ポリシリコン膜53に選択的なエッチング処理を施し、枠形状に抜き、さらに各辺の両側に櫛歯型に型抜きされた弾性部43を形成する。さらに、圧電アクチュエータのストライプ駆動電極42bを覆うように圧電素子部42aを形成する。
Next, as a film formation technique, for example, a polysilicon (Poly-Si) film 53 and a metal film 54 are formed on the entire surface of the
その後、ウエットエッチング処理を用いて、犠牲層52を除去し、梁部41の下方(Si基板51との間)を中空にして、梁部41が弾性部43により弾性的に支持されるような構造にする。尚、前述した電極等に用いられる金属膜の材料としては、アルミニウム、アルミニウム合金、銅又は銅を含有する合金等の金属材料が好適する。
Thereafter, the
本実施形態は、前述した第1の実施形態の作用効果と同様に、静電アクチュエータが発生力を持たない場合、又は発生力が小さい場合は、圧電素子と記録メディア間の押し付け力が弱く、記録メディア部への伝達力が小さい構成となっている。 In the present embodiment, similarly to the above-described effects of the first embodiment, when the electrostatic actuator does not have a generated force, or when the generated force is small, the pressing force between the piezoelectric element and the recording medium is weak. The transmission power to the recording media part is small.
さらに本実施形態は、静電アクチュエータによる発生力を、圧電素子を記録メディア間との押し付け力を増加させることに活用することができる。 Further, in the present embodiment, the force generated by the electrostatic actuator can be used to increase the pressing force between the piezoelectric element and the recording medium.
次に、第5の実施形態の微小移動機構装置について説明する。
前述した第4の実施形態では、静電アクチュエータによる吸引力が無い又は、少ない場合は、圧電アクチュエータと記録メディア間の押し付け力は小さくなり、静電アクチュエータの吸引力を記録メディアと圧電素子間の押し付け力に増加させていた。
Next, a minute movement mechanism device according to a fifth embodiment will be described.
In the fourth embodiment described above, when there is no or little suction force by the electrostatic actuator, the pressing force between the piezoelectric actuator and the recording medium is reduced, and the suction force of the electrostatic actuator is reduced between the recording medium and the piezoelectric element. The pressing force was increased.
この第4の実施形態は、圧電アクチュエータ42が設けられた梁部41を支持する弾性部43に対し、初期残留応力等の効果により、圧電アクチュエータ42を記録メディア部側に対して、圧電アクチュエータ42の伝達力を発生させるのに十分な大きさで押し付けている。これに静電アクチュエータの吸引力が発生する向きを逆(押し付ける方向の反対方向)にすることにより、記録メディアと圧電アクチュエータ間における押し付け力を低減させて、プローブアレイ2の移動を可能にすることができる。
In the fourth embodiment, the
次に、図6A,図6Bを参照して、前述した実施形態による微小移動機構装置を搭載する第1のメモリデバイス(情報ストレージデバイス)について説明する。前述した各実施形態のうち、図4に示した第3の実施形態に係る微小移動機構装置31を代表例として、記録メディア部32と組み合わせたメモリデバイス60の回路基板(例えば、プリント配線基板)に実装可能な構成について説明する。
図6A,図6Bに示すメモリデバイス60は、3つのウエハ部材61,62,63が重畳されて、一体的に接合される封止構造に形成される。
Next, with reference to FIGS. 6A and 6B, a first memory device (information storage device) on which the micro-movement mechanism device according to the above-described embodiment is mounted will be described. Among the above-described embodiments, the circuit board (for example, a printed wiring board) of the
The
第1のウエハ部材61は、アクチュエータ部3、プローブアレイ2及びCMOS回路(プローブ選択スイッチ)基板部10等が設けられたアクチュエータ側基板11で構成される。アクチュエータ側基板11において、プローブアレイ2及びCMOS回路基板部10等が実装された実装面(内側面)から非実装面(デバイス外装面)に貫通する複数のビア65を必要に応じて開口し、配線用金属で埋めて、デバイス外装面のバンプ(又は半田ボール)66を形成して、引き出し電極を形成する。これらビア66は、ビア65を通じて、アクチュエータ部3、プローブアレイ2及びCMOS回路の入出力端子に接続される。
The
第2のウエハ部材62は、矩形の外周の支持枠(固定部)32aと、アクチュエータ部3からの伝達力により相対的に移動されるメディア面を有するメディア部32bと、メディア部32bを支持枠32aに対して弾性的に支持する弾性体部32cとで構成される。
第3のウエハ部材63は第2のウエハ部材62は、平板の基板からなる封止部64で構成される。
The
The
図6Aに示すように、外周の支持枠32aにおいて、四隅の表裏面のそれぞれの固定部には、蒸着処理等により設けられた融点の低いメタル層からなる接合部32dが設けられる。また、アクチュエータ側基板11と合わせた際に、それらの接合部32dに対向するアクチュエータ側基板11(アクチュエータ部3)の固定部にも接合部11aを設け、同様に封止部64にも接合部64aを設ける。これらの接合部32dを接合部11a及び接合部64aを当接して熱処理により溶着させる。この溶着により、図6Bに示すように、第1のウエハ部材61、第2のウエハ部材62及び、第3のウエハ部材63が一体的に機密に接合され、メモリデバイス(情報ストレージデバイス)61を構成させる。
As shown in FIG. 6A, in the
図7に示すように、このように構成されたメモリデバイス60は、配線回路基板67例えば、パーソナルコンピュータを代表とする情報機器のマザーボード等にメモリデバイスとして、基板上に設けられたパッド68にフリップチップボンディングにより実装され他の回路部品例えば、読出/書込制御部(IC)69と電気的接続される。
以上説明したように、実施形態による微小移動機構装置を用いた情報ストレージデバイスは、アクチュエータ側基板11(CMOS回路、プローブアレイ2及びアクチュエータ部3)と記録メディア部32とが重畳された構成であるため、アクチュエータ側基板11の非実装面(外装面)に接続用電極端子やバンプを形成するだけで、実装部品として回路基板に直接実装することができ、加えて、実装面積がコンパクトであるため、配線基板上の実装レイアウトが容易である。また、封止基板64は、記録メディア部32に接合して封止させることで簡単にメモリデバイスのパッケージとして機能させることができる。特に、このような構成のメモリデバイス60は、フレキシブル基板等の屈曲が可能な実装デバイスとして好適する。
As shown in FIG. 7, the
As described above, the information storage device using the micro-movement mechanism device according to the embodiment has a configuration in which the actuator side substrate 11 (CMOS circuit,
次に、図8に示す第2のメモリデバイスは、樹脂パッケージにより封止される構成である。この構成例においても前述した第1のメモリデバイスと同様に、第3の実施形態に係る微小移動機構装置31を用いた例として説明する。 Next, the second memory device shown in FIG. 8 is configured to be sealed with a resin package. This configuration example will be described as an example using the micro-movement mechanism device 31 according to the third embodiment, similarly to the first memory device described above.
このメモリデバイス71は、前述した微小移動機構装置31をダイパット72上に接着固定される。このダイパット72が設けられた樹脂基板上に設けられたリード73からボンディングパッド66bへのリード線74によるワイヤーボンディングで接続される。ワイヤーボンディングによるフレーム接続が終了した後、メモリデバイス71が完全に覆われるように、モールド樹脂による樹脂封止部75を形成する。但し、図8に示すように、アクチュエータ内の記録メディア部32の可動範囲内は樹脂封止されない。
In the
メモリデバイス71は、配線回路基板67に実装され、配線回路基板67の回路部品例えば、、読出/書込制御部(IC)69と電気的接続される。
The
以上説明したように、アクチュエータとしては従来に比べて、より大きなトルク(発生力)重量比を持つものが複数存在している。ただし、可動部をどのように支持・案内機構を設けるかにより、システム全体のサイズが大きく変わる。 As described above, there are a plurality of actuators having a greater torque (generated force) weight ratio than conventional actuators. However, the size of the entire system varies greatly depending on how the movable part is provided with a support / guide mechanism.
各実施形態で説明した微小移動機構装置は、大きなトルク(発生力)重量比を持つことを特徴とする圧電アクチュエータを用い、X−Y平面内に配置するのではなく、Z方向(重畳方向)に配置する構成により、システム全体としての実装サイズを縮小させることを実現する。圧電アクチュエータは、発生力は大きいが、変位量は小さいというトレードオフを有している。そのため、いわゆる超音波モータの原理を適用した本原理(いわゆる超音波モータ駆動)においては、高速に変位・振動する圧電アクチュエータが設けられた部材と、被駆動対象物となる記録メディア部の押し付けることにより伝達力が変化する、即ち、圧電アクチュエータが設けられた部材が平面方向に移動することとが知られている。この部材には、プローブアレイが連結固定されている。この部材に、作製が容易な静電アクチュエータを、さらに付加することにより、押し付け力の調整を実現している。これらの圧電アクチュエータと静電アクチュータを組み合わせて、静電アクチュエータの吸引力により、圧電アクチュエータと記録メディア部との押し付け力を調整することとで、何れか一方が平面的に移動可能でプローブアレイ(プローブ)を所望する目的位置まで移動させて、プローブを適切にメディア面に当接または近接させて、記録情報を読み出すことができる。このように重畳方向にアクチュエータ部を配置し、プローブアレイを駆動させることにより、省スペースで且つ高トルク・発生力を有する微小移動機構装置(ステージ機構)を実現することができる。 The micro-movement mechanism device described in each embodiment uses a piezoelectric actuator characterized by having a large torque (generated force) weight ratio, and is not arranged in the XY plane, but in the Z direction (superimposition direction). By implementing the above arrangement, it is possible to reduce the mounting size of the entire system. Piezoelectric actuators have a trade-off of large generated force but small displacement. Therefore, in this principle (so-called ultrasonic motor drive), which applies the principle of the so-called ultrasonic motor, the member provided with the piezoelectric actuator that displaces and vibrates at high speed and the recording media part that is the driven object are pressed. It is known that the transmission force changes due to the above, that is, the member provided with the piezoelectric actuator moves in the plane direction. A probe array is connected and fixed to this member. The pressing force is adjusted by further adding an electrostatic actuator that is easy to manufacture to this member. By combining these piezoelectric actuators and electrostatic actuators, and adjusting the pressing force between the piezoelectric actuator and the recording media section by the suction force of the electrostatic actuator, either one can move in a plane and the probe array ( The recorded information can be read by moving the probe to a desired target position and appropriately bringing the probe into contact with or close to the media surface. Thus, by arranging the actuator portion in the superimposing direction and driving the probe array, it is possible to realize a micro-movement mechanism device (stage mechanism) that saves space and has high torque and generating force.
1…微小移動機構装置、2…プローブアレイ、3…アクチュエータ部、4…記録メディア部、4a…メディア面、5…プローブ、6…支持アーム部、7a,7b…X軸用圧電アクチュエータ、8a,8b…Y軸用圧電アクチュエータ、9…Z軸用静電アクチュエータ、10…CMOS回路基板部、11…アクチュエータ側基板、12…CMOS回路。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記圧電材料部に接して設けられた電極部と、該電極部に所定パターンの駆動電圧を印加する静電駆動部と、
を具備し、
前記圧電材料部及び前記電極部に対して、階層的に配置された被駆動対象物の駆動面に、超音波振動する前記圧電材料部を対向させ、且つ接触させて配置し、前記電極部への印加電圧値の制御により前記圧電材料部を前記被駆動対象物に押さえ付ける力を変化させて、前記被駆動対象物を任意の方向に移動させることを特徴とすることを特徴とする微小移動機構装置。 A piezoelectric material portion supported on the fixed portion by the elastic member, a piezoelectric drive unit consists of a voltage generator for applying a driving voltage of a predetermined pattern prior Symbol piezoelectric material portion,
An electrode part provided in contact with the piezoelectric material part, an electrostatic drive part for applying a drive voltage of a predetermined pattern to the electrode part ,
Comprising
Relative to the piezoelectric material portion and the electrode portion, the drive surface of the hierarchically arranged driven object, the piezoelectric material portion to ultrasonic vibrations are opposed, arranged and in contact, to the electrode portions The movement of the driven object is moved in an arbitrary direction by changing the force for pressing the piezoelectric material portion against the driven object by controlling the applied voltage value of Mechanical device.
前記圧電材料部に接して設けられた電極部と、該電極部に所定パターンの駆動電圧を印加する静電駆動部と、
を具備し、
前記被駆動対象物の駆動面に対し、超音波振動する前記圧電材料部を対向させ、且つ接触させて配置し、前記静電駆動部に設けた前記電極部への印加電圧値の制御により前記圧電材料部を前記被駆動対象物に押さえ付ける力を変化させて、前記被駆動対象物を任意の方向に移動させることを特徴とする微小移動機構装置。 Is supported on the fixed portion by the elastic member, with the driving surface of the hierarchically oppositely disposed driven object, a piezoelectric material portion to be pressed by a force due to the action of the stress of the elastic member, before Symbol piezoelectric material portion A voltage generating unit for applying a predetermined voltage pattern; and a piezoelectric driving unit configured by:
An electrode part provided in contact with the piezoelectric material part, an electrostatic drive part for applying a drive voltage of a predetermined pattern to the electrode part ,
Comprising
The piezoelectric material portion that is ultrasonically vibrated is opposed to and in contact with the drive surface of the driven object, and the voltage applied to the electrode portion provided in the electrostatic drive portion is controlled by controlling the voltage applied to the electrode portion . A micro-movement mechanism device, wherein a force for pressing a piezoelectric material portion against the driven object is changed to move the driven object in an arbitrary direction.
前記圧電材料部に接して設けられた電極部と、該電極部に所定パターンの駆動電圧を印加する静電駆動部と、
を具備し、
前記被駆動対象物の駆動面に対し、超音波振動する前記圧電材料部を対向させ、且つ接触させて配置し、前記電極部への印加電圧値の制御により前記被駆動対象物を前記圧電材料部に押さえ付ける力を変化させて、前記被駆動対象物を任意の方向に移動させることを特徴とする微小移動機構装置。 In a piezoelectric material portion being hierarchically arranged opposite to the driving surface of the driven object to be supported by the fixed portion by the elastic member, and a voltage generator for applying a predetermined voltage pattern before Symbol piezoelectric material portion, A configured piezoelectric drive; and
An electrode part provided in contact with the piezoelectric material part, an electrostatic drive part for applying a drive voltage of a predetermined pattern to the electrode part ,
Comprising
Wherein with the driving surface of the driven object, the piezoelectric material portion to ultrasonic vibrations are opposed, and placed in contact, the said driven object by controlling the applied voltage to the pre-Symbol electrodes portion A micro-movement mechanism device, wherein the driven object is moved in an arbitrary direction by changing a force pressed against the piezoelectric material portion .
前記圧電材料部に接して設けられた電極部と、該電極部に所定パターンの駆動電圧を印加する静電駆動部と、
前記枠形状の固定部内側に設けられ、突起部を有する記録再生用プローブが複数配置されたプローブアレイ部と、
前記プローブアレイ部に対向して階層的に配置され、情報を記録可能な記録面を有する記録再生部と、
前記記録再生部の前記記録面から前記記録再生用プローブが読み出した情報を処理する信号処理回路と、
を具備し、
前記記録再生部の前記記録面に対し、超音波振動する前記圧電材料部を対向させ、且つ接触させて、前記静電駆動部に設けた前記電極部への印加電圧値の制御により、前記圧電材料部を前記記録再生部に押さえ付ける力を変化させて、前記記録再生部を任意の方向に移動させて、所望する情報を取得することを特徴とする微小移動機構装置を搭載するメモリデバイス。 A piezoelectric material portion supported on the fixed portion of the frame shape by elastic members, and the piezoelectric drive unit composed of a front SL voltage generating unit for applying a driving voltage of a predetermined pattern on the piezoelectric material portion,
An electrode part provided in contact with the piezoelectric material part, an electrostatic drive part for applying a drive voltage of a predetermined pattern to the electrode part ,
A probe array portion provided inside the frame-shaped fixed portion, and a plurality of recording / reproducing probes having protrusions,
Said probe array to face arranged hierarchically, the recording and reproducing unit having a record capable recording surface information,
A signal processing circuit for processing the recording information reproducing probe is read from the recording surface of the front type recording reproducing unit,
Comprising
The piezoelectric material portion that is ultrasonically vibrated is opposed to and brought into contact with the recording surface of the recording / reproducing portion , and the piezoelectric device is controlled by controlling the voltage applied to the electrode portion provided in the electrostatic drive portion. A memory device equipped with a micro-movement mechanism device, wherein a desired force is acquired by changing a force pressing a material portion against the recording / reproducing unit and moving the recording / reproducing unit in an arbitrary direction.
前記圧電材料部における前記記録面に対向する面の反対面に設けられる電極部と、前記電極部に所定の電圧パターンを付与する静電駆動部と、
前記記録面と対向する前記圧電材料部の面に突起部を有する記録再生用プローブが複数配置されたプローブアレイ部と、
前記記録面から前記記録再生用プローブが読み出した情報を処理する信号処理回路と、
を具備し、
前記記録面に対し、超音波振動する前記圧電材料部を対向させ、且つ接触させて配置し、前記静電駆動部に設けた前記電極部への印加電圧値の制御により前記圧電材料部を前記記録再生部に押さえ付ける力を変化させて、前記記録再生部を任意の方向に移動させて、所望する情報を取得することを特徴とする微小移動機構装置を搭載するメモリデバイス。 Is supported on the fixed portion by the elastic member, predetermined with respect to the recording surface of the recording and reproducing unit that is hierarchically arranged opposite, a piezoelectric material portion to be pressed by a force due to the action of the stress of the elastic member, before Symbol piezoelectric material portion A voltage generating unit for applying a driving voltage for the pattern, and a piezoelectric driving unit comprising:
An electrode portion provided on the opposite surface of the piezoelectric material portion to the surface facing the recording surface; an electrostatic drive portion that applies a predetermined voltage pattern to the electrode portion ;
A probe array portion in which a plurality of recording / reproducing probes having protrusions on the surface of the piezoelectric material portion facing the recording surface are disposed;
A signal processing circuit for processing the recording information reproducing probe is read from the previous type recording surface,
Comprising
The piezoelectric material portion that is ultrasonically vibrated is disposed opposite to and in contact with the recording surface, and the piezoelectric material portion is controlled by controlling a voltage value applied to the electrode portion provided in the electrostatic drive portion. A memory device equipped with a micro-movement mechanism device, wherein a desired force is acquired by changing a force pressed against a recording / reproducing unit and moving the recording / reproducing unit in an arbitrary direction.
前記圧電材料部に接して設けられた電極部と、前記電極部に所定の電圧パターンを付与する静電駆動部と、
前記枠形状の固定部内側に設けられ、突起部を有する記録再生用プローブが複数配置されたプローブアレイ部と、
前記プローブアレイ部に対向して階層的に配置されるように、弾性部材で固定部に支持され、情報を記録可能な記録面を有する記録再生部と、
前記記録再生部の前記記録面から前記記録再生用プローブが読み出した情報を処理する信号処理回路と、
を具備し、
前記記録再生部の前記記録面に対し、超音波振動する前記圧電材料部を対向させ、且つ接触させて、前記静電駆動部に設けた前記電極部への印加電圧値の制御により、前記圧電材料部が前記記録再生部に押さえ付ける力を変化させて、前記記録再生部を任意の方向に移動させて、所望する情報を取得することを特徴とする微小移動機構装置を搭載するメモリデバイス。 A piezoelectric material portion supported on the fixed portion of the frame-shaped, the front SL and a voltage generator for applying a driving voltage of a predetermined pattern on the electrode portions in the piezoelectric material portion, the piezoelectric drive unit composed of,
An electrode part provided in contact with the piezoelectric material part, an electrostatic drive part for applying a predetermined voltage pattern to the electrode part ,
A probe array portion provided inside the frame-shaped fixed portion, and a plurality of recording / reproducing probes having protrusions,
Said to be hierarchically arranged opposite to the probe array portion is supported on the fixed portion by the elastic member, the recording and reproducing unit having an information record available recording surface,
A signal processing circuit for processing the recording information reproducing probe is read from the recording surface of the front type recording reproducing unit,
Comprising
The piezoelectric material portion that is ultrasonically vibrated is opposed to and brought into contact with the recording surface of the recording / reproducing portion , and the piezoelectric device is controlled by controlling the voltage applied to the electrode portion provided in the electrostatic drive portion. A memory device equipped with a micro-movement mechanism device, wherein a desired force is acquired by changing a force with which a material unit presses against the recording / reproducing unit, and moving the recording / reproducing unit in an arbitrary direction.
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