KR20020011924A - 절단면상의 입자에 대한 대응책을 지닌마이크로액추에이터 디바이스 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다수의 압전 엘리먼트 및 다수의 내부 전극이 교대로 적층되어 있는 다층 구조로 구성된 마이크로액추에이터 디바이스에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 마이크로액추에이터 디바이스를 사용하는 기술에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 절단(또는 쪼개짐)에 의해 형성된 절단면을 갖는 마이크로액추에이터 디바이스(2)에 있어서, 절단면은 절단에 의해 생성된 입자의 방출을 방지하기 위하여 방출 방지 처리된다. 상기 마이크로액추에이터 디바이스(2)는 다수의 압전 세라믹 엘리먼트 및 다수의 내부 전극이 교대로 적층된 다층 구조를 가진다. 이 경우, 다층 구조는 상기 언급된 절단면을 가진다. 바람직하게도, 상기 마이크로액추에이터 디바이스(2)는 고정될 기본판(3)과 헤드(4)를 지지하기 위한 지지 스프링(5) 사이에 장착되고, 마이크로액추에이터 디바이스(2)와 이에 인접한 기본판(3) 및 지지 스프링(5) 부분은 코팅 필름으로 함께 코팅된다.
Description
본 발명은 다수의 압전 엘리먼트 및 다수의 내부 전극이 교대로 적층되어 있는 다층 구조로 구성된 마이크로액추에이터 디바이스에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 마이크로액추에이터 디바이스를 사용하는 기술에 관한 것이다.
종래 기술에서 공지된 다양한 동적 장치에 있어서, 다수의 박판 압전 엘리먼트(thin planar piezoelectric element) 및 다수의 박판 내부 전극이 교대로 적층된 다층 구조로 구성된 마이크로액추에이터 디바이스가 사용되어 왔다.
상기 언급된 마이크로액추에이터 디바이스에 있어서, 내부 전극은 다층 구조의 반대측 표면상에 교대로 노출되어 반대측 표면상에 형성된 한 쌍의 외부 전극과 각각 연결된다. 통상, 내부 전극 및 외부 전극은 스퍼터링(sputtering)에 의해 형성된다. 외부 전극이 다층 구조상에 형성된 후에, 소결(sintering) 또는 소성(baking)이 수행된다.
마이크로액추에이터 디바이스의 크기가 작아야 하는 경우, 소정의 크기를 갖는 마이크로액추에이터 디바이스을 얻기 위하여, 크기가 큰 구조는 미리 준비되고 소성되어 외부 전극에 수직인 평면으로 절단된다. 스퍼터링에 대한 마스킹(masking) 효율을 향상시키고 또한 작업 비용을 감소시키기 위하여, 소성 후에 크기가 큰 구조를 소정의 크기로 절단하는 것이 바람직하다.
그러므로, 이러한 형태의 마이크로액추에이터 디바이스는 종종 절단 또는 쪼개진 상태로 사용된다. 이 경우, 마이크로액추에이터 디바이스는 필연적으로 쪼개진 면(split-face) 상태로 절단면을 갖게 된다. 여기서, "쪼개진 면"이라는 용어는 특정 방법에 의해 처리되지 않은 상태로 남아 있는 절단면을 말한다.
상기에 언급된 마이크로액추에이터 디바이스에 있어서는 절단되는 동안 미세한 금(crack) 또는 조각(chip) 등이 발생될 수 있다. 이 경우, 압전 재료 또는 전극 재료를 포함하는 자유 입자(free particle) 또는 잠재적(potential) 자유 입자가 필연적으로 쪼개진 면 상태의 절단면상에 점착되거나 노출된다. 따라서, 마이크로액추에이터 디바이스가 동적 장치에 부착될 때, 이러한 입자들은 동적 장치의 진동 또는 신장/수축에 의해서 절단면으로부터 분리되거나 떨어진다. 분리되거나 떨어진 이러한 입자들은 동적 장치의 소정의 동작을 방해하거나 또는 동적 장치에 사용되는 물건 또는 물체를 손상시킨다.
그러므로, 본 발명의 목적은 절단 또는 쪼개짐에 의해 형성된 절단면상의 입자에 대한 대응책을 지닌 마이크로액추에이터 디바이스를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 마이크로액추에이터 디바이스로부터 입자가 방출되는 것을 방지할 수 있는 헤드 지지 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 언급된 마이크로액추에이터 디바이스를 사용하는 디스크 기록 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적들은 다음의 설명에 의해서 명백해 질 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라서 디스크 기록 장치에 사용되는 헤드 지지 장치의 특징부를 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 헤드 지지 장치에 구비된 마이크로액추에이터 디바이스의 기본 구조을 도시한 사시도이다.
도 3은 방출 방지 처리가 되지 않은 마이크로액추에이터 디바이스의 절단면을 도 2의 관찰 방향(M)에서 스케닝 전자현미경(SEM)으로 찍은 사진이다.
도 4는 도 3에 도시된 마이크로액추에이터 디바이스의 절단면을 부분적으로 확대한 사진이다.
도 5는 도 3에 도시된 마이크로액추에이터 디바이스의 압전 세라믹 부분의 절단면을 확대한 사진이다.
도 6은 마이크로액추에이터 디바이스를 소정 시간동안 구동시키 후에 도 3에 도시된 마이크로액추에이터 디바이스의 절단면을 도 2의 관찰 방향(M)에서 스케닝 전자현미경으로 찍은 사진이다.
도 7은 제 1 방출 방지 처리를 한 후에 마이크로액추에이터 디바이스의 절단면을 찍은 현미경 사진이다.
도 8은 제 2 방출 방지 처리를 한 후에 마이크로액추에이터 디바이스의 절단면을 찍은 현미경 사진이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시에에 따른 디스크 기록 장치에서 사용하기 위한 헤드 지지 장치의 특징부를 도시한 사시도이다.
도 10은 도 9의 헤드 지지 장치 특징부의 확대 단면도이다.
도 11은 도 9의 헤드 지지 장치에 있는 마이크로액추에이터 디바이스의 고정 구조를 설명하는 평면도이다.
도 12는 도 11의 XII-XII선으로 절단한 단면도이다.
도 13은 도 9의 헤드 지지 장치에 있는 마이크로액추에이터 디바이스의 또 다른 고정 구조를 설명하는 평면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명*
2 : 마이크로액추에이터 디바이스 3 : 기본판
4 : 헤드 5 : 지지 스프링
7 : 압전 엘리먼트 8 : 내부 전극
9 : 외부 전극 M : 관찰 방향
11 : 자유 입자 12 : 잠재적 자유 입자
17 : 유연성 기판 18 : 회로 패턴
21 : 디바이스 단자 22 : 회로 단자
24 : 코팅 수지부
본 발명에 의하면, 절단에 의해 형성된 절단면을 갖는 마이크로액추에이터 디바이스가 제공되며, 여기서 절단면은 절단에 의해 생성된 입자가 방출되는 것을 방지하기 위하여 방출 방지 처리(anti-release treatment)가 이루어진다.
본 발명에 의하면, 고정될 기본판(base plate), 헤드를 지지하기 위한 지지 스프링(support spring), 그리고 기본판 및 지지 스프링에 연결되는 마이크로액추에이터 디바이스를 포함하는 헤드 지지 장치가 제공되며, 여기서 마이크로액추에이터 디바이스는 이에 인접한 기본판 및 지지 스프링의 부분과 함께 코팅 필름으로 코팅된다.
본 발명에 의하면, 고정될 기본판, 헤드를 지지하기 위한 지지 스프링, 그리고 기본판 및 지지 스프링 사이에 연결되는 다수의 마이크로액추에이터 디바이스를 포함하는 헤드 지지 장치가 제공되며, 여기서 마이크로액추에이터 디바이스는 코팅 필름으로 함께 덮혀(cover)진다.
본 발명에 의하면, 상기에 언급된 헤드 지지 장치 중 하나에 따른 헤드 지지 장치, 헤드 지지 장치의 지지 스프링에 의해 지지되며 회전형 디스크에 액세스하는 헤드를 포함하는 디스크 기록 장치가 제공되며, 여기서 헤드 지지 장치의 마이크로액추에이터 디바이스는 디스크에 대한 헤드의 위치 관계를 정밀하게 조정한다.
이제부터, 본 발명의 몇몇 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1에는 디스크 기록 장치에 사용되는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 지지 장치가 도시되어 있다. 헤드 지지 장치는 고정 홀(fixing hole; 3a)을 통해서 고정되어 있는 기본판(3), 기본판(3)과는 분리된 컴포넌트로서 지지 스프링(5), 그리고 지지 스프링(5)을 기본판(3)에 연결시키는 2개의 마이크로액추에이터 디바이스(2)를 포함한다. 각 마이크로액추에이터 디바이스(2)는 기본판(3) 및 지지 스프링(5)에 브릿지 형태로 배치되고, 접착제 등을 사용하여 기본판(3)과 지지 스프링(5)에 고정된다. 그 결과, 기본판(3), 지지 스프링(5), 그리고 마이크로액추에이터 디바이스(2)의 결합은 마이크로액추에이터 디바이스(2) 사이에 관통 홀(6)을 형성하게 된다. 지지 스프링(5)의 단부에 헤드(4)가 본딩(bonding) 등의 의하여 장착된다. 헤드(4)는 판독 및 기록 작업을 수행하기 위하여 하드 디스크와 같은 기록 매체에 액세스한다.
적어도 하나 이상의 마이크로액추에이터 디바이스(2)의 소정의 동작에 따라서, 자기 헤드(4)는 도면 용지에 평행한 면에 정교하게 위치하게 된다. 자기 헤드(4)를 기록 매체에 또는 도면 용지에 수직인 방향으로 정교하게 위치시키는 것도 또한 가능하다. 따라서, 자기 헤드(4)는 그 위치가 정교하게 조정될 수 있다.
도 2를 살펴보면, 각각의 마이크로액추에이터 디바이스(2)는 압전 세라믹 재료로 만들어진 다수의 박판 압전 엘리머트(7)와 다수의 박판 내부 전극(8)이 교대로 적층된 다층 구조로 구성되며, 내부 전극(8)은 다층 구조의 반대측 표면으로 교대로 연장되어 있다. 다층 구조의 반대측 표면에서 한 쌍의 외부 전극(9)이 각각 배치되어 평행선상으로 노출된 내부 전극(8)의 단부에 연결된다. 각 외부 전극(9)은 반대측 표면 즉, 다층 구조의 상부 및 하부 표면으로 층 방향으로 부분적으로 연장되어 있다. 마이크로액추에이터 디바이스(2)는 (다음의 설명에서 최종 제품 형상에 상응하여) 소정의 크기로 절단되며, 절단 또는 쪼개진 상태로 사용된다.외부 전극(9)에 제어 전압이 인가되면, 마이크로액추에이터 디바이스(2)는 작동 원리에 따라서 소정의 작업을 수행한다.
마이크로액추에이터 디바이스(2)에서, 절단에 의해 형성된 절단면은 절단하는 동안 생성된 압전 재료 및 전극 재료의 자유 입자의 점착 및 노출을 방지하기 위하여, 그리고 잠재적 자유 입자의 방출을 방지하기 위하여 방출 방지 처리를 한다.
예를 들어, 상기에 언급된 방출 방지 처리는 최종 제품 형상으로 절단된 후에 소결면(sintered surface)을 형성하기 위하여 절단면을 포함하는 마이크로액추에이터 디바이스(2)의 전체 표면을 소성(baking)함으로써 수행된다. 대안적으로, 소성후에 절단에 의한 절단면을 포함하는 전체 표면이 폴리싱(polish) 될 수 있다. 대안적으로, 자유 입자 또는 잠재적 자유 입자를 전체 표면에 다시 고착(refix)시키기 위하여 소성후에 절단에 의한 절단면을 포함하는 전체 표면이 재가열될 수 있다. 대안적으로, 자유 입자 또는 잠재적 자유 입자를 절단면에 다시 고착시키기 위하여 소성후에 절단에 의한 절단면만 가열될 수 있다. 예를 들어, 소성후에 절단에 의한 절단면만을 레이저 방사로 가열하여 재료 입자를 절단면에 고착시킬 수 있다. 어느 경우에 있어서든, 상기에 설명된 방출 방지 처리 후에는 자유 입자를 제거하기 위하여 절단면을 포함한 전체 표면을 세척하는 것이 바람직하다. 방출 방지 처리가 수행되었는지의 여부는 현미경을 통해 관찰함으로써 쉽게 구별될 수 있다.
또 다른 방출 방지 처리로서, 소성후에 절단에 의한 절단면이 노출되는 것을방지하기 위하여 유리로 코팅될 수 있다. 대안적으로, 소성후에 절단에 의한 절단면이 마이크로액추에이터 디바이스(2)의 이동을 강하게 제압하는 탄성 수지 재료로 코팅될 수 있다.
방출 방지 처리에 의해서, 자유 입자가 절단면에 점착되거나 노출되지 않으며, 또는 절단면이 완전히 코팅되게 된다. 그러므로, 비록 마이크로액추에이터 디바이스가 헤드 지지 장치를 구동하는데 사용되었다 하더라도, 자유 입자 또는 잠재적 자유 입자는 방출되지 않으며, 제조공정에서 제품 또는 마이크로액추에이터 디바이스 표면의 최종 상태는 향상된다.
구동을 위한 마이크로액추에이터 디바이스(2)가 지지 스프링(5)에 부착되어 헤드 지지 장치를 형성할 때, 방출 방지 강화 처리가 수행된다. 특히, 기본판(3)에서 헤드(4)가 본딩되어 있는 지지 스프링(5) 단부에 이르기까지 헤드 지지 장치의 전체 영역은 수지 재료 등으로 구성된 코팅 필름으로 코팅된다. 이러한 구조에 있어서는, 자유 입자 또는 잠재적 자유 입자가 절단면으로부터 방출되는 것을 완전히 방지할 수 있다. 따라서, 기록 매체의 표면을 손상시키는 문제는 쉽게 제거될 것이다.
도 2에 도시된 마이크로액추에이터 디바이스(2)는 다음의 방법에 의해서 생산될 수 있다. 압전 세라믹 그린 시트(green sheet)를 준비한다. Ag 70%와 Pd 30%를 포함하는 페이스트(paste)를 사용하여, 내부 전극 패턴이 스크린 프린팅(screen printing)에 의해 압전 세라믹 그린 시트상에 프린트된다. 내부 전극 패턴을 구비한 압전 세라믹 그린 시트상에, 또 다른 압전 세라믹 그린 시트가위치되고, 유사한 패턴이 그 위에 프린트된다. 그 후에, 다층 구조를 형성하기 위하여 유사한 작업이 반복된다. 다층 구조에서는, 금과 같은 전극 재료가 스퍼터링에 의해 증착되어 외부 전극을 형성한다. 그 후에, 다층 구조는 소정의 형상 및 크기로 절단된다.
도 3은 방출 방지 처리가 되지 않은 마이크로액추에이터 디바이스를 도 2에 도시된 관찰 방향(M)에서 스케닝 전자 현미경(SEM)으로 관찰한 것이다. 마이크로액추에이터 디바이스는 소성후에 다층 구조를 파단(breaking)함으로써 얻어진다. 도 3에 도시된 바와 같이, 자유 입자 및 잠재적 자유 입자는 압전 엘리먼트(7) 및 내부 전극(8)에서 마이크로액추에이터 디바이스(2)의 절단면에 노출된다. 따라서, 소성후에 다층 구조를 파단함으로써 얻어지는 절단면에 자유 입자 또는 잠재적 자유 입자의 적지 않은 양이 존재하게 된다. 이는 마이크로액추에이터 디바이스 표면의 최종 상태가 양호하지 못하다는 것을 의미한다.
도 4는 도 3에 도시된 마이크로액추에이터 디바이스(2)의 절단면의 일부를 확대한 것이다. 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 참조 번호 11로 표시된 자유 입자가 마이크로액추에이터 디바이스상에 부분적으로 존재하는 것을 확인할 수 있다. 이러한 자유 입자(11)는 방출된 입자로서 마이크로액추에이터 디바이스로부터 분리될 것이다.
도 5는 도 3에 도시된 마이크로액추에이터 디바이스(2)에 있는 압전 세라믹 엘리먼트(7)의 절단면의 일부를 확대한 것이다. 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 잠재적 자유 입자(12)가 마이크로액추에이터 디바이스의 압전 세라믹 엘리먼트상에존재하는 것을 확인할 수 있다. 마이크로액추에이터 디바이스(2)의 동작 동안, 잠재적 자유 입자(12)는 시간이 경과함에 따라서 방출된 입자로서 점차적으로 분리되는 것을 확인할 수 있다.
도 6은 도 3에 도시된 마이크로액추에이터 디바이스(2)를 포함하는 헤드 지지 장치가 소정의 시간동안 구동된 후에 마이크로액추에이터 디바이스(2)의 절단면을 도 2에 도시된 관찰 방향(M)에서 스케닝 전자 현미경으로 관찰 한 것이다. 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 마이크로액추에이터 디바이스(2)가 구동된 후에 다수의 자유 입자(11) 및 다수의 잠재적 자유 입자(12)가 마이크로액추에이터 디바이스(2)의 압전 세라믹 엘리먼트(7) 및 내부 전극(8)상에 존재하는 것을 확인할 수 있다. 이에 의하여, 만약 마이크로액추에이터 디바이스(2)가 소성후에 다층 구조를 파단함으로써 생산되고, 또한 마이크로액추에이터 디바이스(2)가 어떠한 처리도 없이 사용된다면, 다수의 자유 입자(11) 및 다수의 잠재적 자유 입자(12)가 절단면상에 존재하게되고 방출된 입자로서 기록 매체의 표면을 손상시킬 수 있다.
도 7은 제 1 방출 방지 처리가 이루어진 마이크로액추에이터 디바이스(2)를 도 2에 도시된 관찰 방향(M)에서 스케닝 전자 현미경으로 관찰한 것이다. 마이크로액추에이터 디바이스(2)는 소성 후에 다층 구조를 부분적으로 파단하고, 다층 구조를 소정의 형상 및 크기로 절단하고, 그리고 절단면을 포함하는 전체 표면을 폴리싱에 의하여 방출 방지 처리를 수행함으로써 얻어질 수 있다. 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 자유 입자 및 잠재적 자유 입자가 마이크로액추에이터 디바이스(2)의 압전 세라믹 엘리먼트(7) 및 내부 전극(8)의 절단면에 노출되지 않는다. 따라서, 마이크로액추에이터 디바이스(2)가 소성 후에 다층 구조를 부분적으로 파단함으로써 형성되는 경우, 자유 입자 및 잠재적 자유 입자는 절단면에 사실상 존재하지 않게 되고, 마이크로액추에이터 디바이스(2) 표면의 최종 상태는 매우 양호하게 된다. 마이크로액추에이터 디바이스(2) 표면의 최종 상태는, 예컨대 배럴(barrel)을 사용하여 디바이스의 전체 표면을 폴리싱함으로써 향상될 수 있다.
도 8은 제 2 방출 방지 처리가 이루어진 마이크로액추에이터 디바이스(2)를 도 2에 도시된 관찰 방향(M)에서 스케닝 전자 현미경으로 관찰한 것이다. 마이크로액추에이터 디바이스(2)는 다층 구조를 부분적으로 파단하고, 다층 구조를 소정의 형상 및 크기로 절단하고, 그리고 절단면을 포함하는 전체 표면을 소결 표면으로 형성하기 위하여 소성하여 방출 방지 처리를 수행함으로써 얻어질 수 있다. 도 8에서는 마이크로액추에이터 디바이스(2)의 압전 세라믹 엘리먼트(7)의 절단면만을 확대한 것이다. 도 8에서 알 수 있는 바와 같이, 만약 다층 구조가 최종 제품 형상으로 절단된 후에 마이크로액추에이터 디바이스(2)의 전체 표면이 소결 표면으로서 소성되고, 또한 마이크로액추에이터 디바이스(2)가 소성이 끝난 후에는 더 이상 절단되지 않는다면, 자유 입자 및 잡재적 자유 입자는 노출되지 않을 것이다. 이는 일반적으로 알려진 바와 같이 세라믹 재료로 구성된 압전 세라믹 엘리먼트(7)의 소결 표면의 세라믹 입자가 소결에 의해서 안정한 상태로 되기 때문이다. 도 5의 압전 세라믹 엘리먼트(7)의 절단면과 도 8의 소결면을 비교하면 세라믹 표면의 차이를 명백히 알 수 있다. 따라서, 디바이스의 전체 표면을 소결면으로서 소성하는 방출 방지 처리가 되었는지의 여부는 쉽게 구별된다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스크 기록 장치에서 사용되는 헤드 지지 장치를 도시한 것이다. 유사한 부분에 대해서는 동일한 또는 유사한 참조번호로 표시되었으며, 이하에서도 마찬가지이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 헤드 지지 장치는 2 단계의 위치 메카니즘을 가지며, 이는 곧 상세히 설명한다. 헤드 지지 장치는 고정 단부 또는 지지 단부로서 일 단부를 구비하고 헤드(4)가 장착되는 자유 단부로서 타 단부를 구비하는 서스펜션을 포함한다. 제 1 단계에서, 서스펜션은 헤드(4)를 위치로 이동시킨다. 제 2 단계에서, 회전형 디스크와 같은 기록 매체(미도시)와 헤드(4) 사이의 수평적 위치 관계가 2개의 마이크로액추에이터 디바이스(2)에 의해서 정밀하게 조정되게 된다. 서스펜션에서, 지지 스프링(5)은 좁은 연결 스프링(13)에 의해서 기본판(3)에 탄성 연결된다. 기본판(3), 지지 스프링(5), 그리고 연결 스프링(13)은 서로 일체로 형성될 수 있다. 헤드(4)는 지지 스프링(5)의 단부에 장착된다.
연결 스프링(13)의 양 측면에 도 2와 관련하여 설명된 마이크로액추에이터 디바이스(2)가 배치된다. 기본판(3), 지지 스프링(5), 연결 스프링(13), 그리고 마이크로액추에이터 디바이스(2)의 결합은 상기 언급된 서스펜션을 형성한다.
도 10은 각각의 마이크로액추에이터 디바이스(2)가 기본판(3) 및 지지 스프링(5)에 브릿지 상태로 위치하고, 접착제(14)에 의해서 기본판(3) 및 지지 스프링(5)에 각각 접착된 것을 도시한 것이다. 바람직하게도, 접착제(14)는 마이크로액추에이터 디바이스(2)의 변위를 기본판(3) 및 지지 스프링(5)에 감쇠없이 정확하게 전달한다. 접착제(14)로서는 Fine Polymers Corporation에서 제조되는EpiFine 4616 시리즈가 사용될 수 있다. 따라서, 적어도 하나 이상의 마이크로액추에이터 디바이스(2)의 소정 동작을 수행하여, 자기 헤드(4)는 통상 기록 매체에 평행한 평면으로 도 9에 도시된 양방향 화살표(15)로 표시된 방향으로 정확하게 위치하게 된다. 기록 매체에 수직인 방향으로 자기 헤드(4)를 위치시키는 것도 또한 가능한다. 따라서, 자기 헤드(4)의 위치는 정밀하게 조정될 수 있다.
더 나아가, 마이크로액추에이터 디바이스(2)는 이에 인접한 기본판(3) 및 지지 스프링(5) 부분과 함께 공동으로 코팅 필름(16)으로 코팅된다. 예를 들어, 코팅 필름(16)은 Daisan Kasei, Ltd.에서 제조되는 "diX(등록 상표)" 코팅 재료로 진공 증착에 의하여 얻어질 수 있다. 따라서, 비록 마이크로액추에이터 디바이스(2), 기본판(3), 지지 스프링(5)이 고르지 않은 표면을 가지더라도, 약 10 ㎛ 두께의 얇은 고밀도 코팅 필름이 형성될 수 있다.
코팅 필름(16)은 마이크로액추에이터 디바이스(2)로부터 방출된 입자가 떨어지는 것을 방지한다. 따라서, 디스크 기록 장치에 사용되는 기록 매체는 방출된 입자로부터 손상되는 것이 방지될 수 있다.
코팅 필름(16)은 또한 물방울(dew) 형성 등에 의한 내부 전극 사이의 단락 회로를 방지한다. 이는 마이크로액추에이터 디바이스(2)의 고유 기능을 방해할 가능성을 줄인다.
도 9에 부가하여 도 11 및 도 12는 마이크로액추에이터 디바이스(2)의 고정 구조의 특정 예를 도시한 것이다. 도 11에서, 마이크로액추에이터 디바이스(2) 중 하나는 직선으로 다른 하나는 점선으로 표시되어 있다.
마이크로액추에이터 디바이스(2)를 기본판(3) 및 지지 스프링(5) 사이에 연결하기 위하여, 위에서 볼 때 H 형상을 갖는 유연성 기판(flexible substrate; 17)이 사용된다. 유연성 기판(17)은 다수의 회로 패턴(18)을 구비한다. 각 회로 패턴(18)은 마이크로액추에이터 디바이스(2)에 연결되는 디바이스 단자(21) 및 드라이브 회로(미도시)에 연결되는 회로 단자(22)를 구비한다. 회로 단자(22)는 집중되어 드라이브 회로에 쉽게 연결될 수 있다.
마이크로액추에이터 디바이스(2)는 그 외부 전극(9)과 함께 도전성 접착제(23)를 사용하여 디바이스 단자(21)와 전기적으로 연결된 유연성 기판(17)상에 장착된다. 그 상태에서 2개의 마이크로액추에이터 디바이스(2) 및 유연성 기판(17)은 코팅 필름으로 코팅된다. 예를 들어, 코팅 필름은 Daisan Kasei, Ltd.에서 제조되는 "diX(등록상표)" 코팅 재료로 진공 증착에 의하여 얻어질 수 있다.
코팅 필름은 마이크로액추에이터 디바이스(2)로부터 방출된 입자가 떨어지는 것을 방지한다. 따라서, 디스크 기록 장치에 사용되는 기록 매체는 방출된 입자로부터 손상되는 것이 방지될 수 있다. 코팅 필름은 또한 물방울(dew) 형성 등에 의한 내부 전극 사이의 단락 회로를 방지한다. 이는 마이크로액추에이터 디바이스(2)의 고유 기능을 방해할 가능성을 줄인다.
도 13은 마이크로액추에이터 디바이스(2)의 고정 구조의 또 다른 특정 예를 도시한 것이다. 상기 예에서, 2개의 마이크로액추에이터 디바이스(2)는 유연성 기판을 사용하지 않고 수지 코팅제가 굳거나 경화되는 부분에 연결된다.
먼저, 2개의 마이크로액추에이터 디바이스(2)가 평행으로 배치된다. 자외선셋팅(ultraviolet-setting) 형태의 수지 코팅제가 전체를 통해서 사용된다. 그 후에, 적외선이 마이크로액추에이터 디바이스(2)를 따라서 조사된다. 이 때, 외부 전극(9)에 해당하는 부분에는 자외선이 조사되지 않는다. 그 후에, 수지 코팅제 의 경화되지 않은 부분은 세척되어 수지 코팅부(24)을 형성한다. 이러한 방법으로, 마이크로액추에이터 디바이스(2)는 코팅 필름으로 코팅된다. 2개의 마이크로액추에이터 디바이스(2)는 수지 코팅제를 인가하고 경화하여 형성된 브릿지 부분에 의해서 연결된다.
수지 코팅부(24)는 다음의 방법으로도 형성될 수 있다. 마이크로액추에이터 디바이스(2)는 압전 진동의 진동 노드(vibration node)로서 노드 지점(nodal point)을 가진다. 노드 지점은 탄성 바(elastic bar)에 의해서 접착되고 고정된다. 각 외부 전극(9)의 일부는 노출되고, 나머지 부분은 마스크(mask)된다. 그 후에, 탄성 바를 피킹(picking) 및 홀딩(holding)하여, 마이크로액추에이터 디바이스(2)에 수지를 인가하기 위하여 수지 용액에 마이크로액추에이터 디바이스(2)를 담근다. 그 후, 수지 용액은 경화된다. 이러한 방법으로도 또한 마이크로액추에이터 디바이스(2)가 코팅 필름으로 코팅될 수 있다.
디스크 기록 장치로는 자기 디스크로 기록 및 자기 디스크로부터 재생을 위한 자기 디스크 장치를 사용할 수 있다. 이 경우, 헤드는 자기 헤드가 사용된다.
상기에 언급한 바와 같이, 본 발명에 따르면 절단(또는 쪼개짐)에 의해 형성된 절단면상의 입자에 대한 대응책을 가진 마이크로액추에이터 디바이스, 상기 마이크로액추에이터 디바이스를 사용하는 헤드 지지 장치, 그리고 상기 마이크로액추에이터 디바이스을 사용하는 디스크 기록 장치가 제공된다.
Claims (15)
- 절단에 의해 형성된 절단면을 갖는 마이크로액추에이터 디바이스로서, 상기 절단면은 절단에 의해 생성된 입자가 방출되는 것을 방지하기 위한 방출 방지 처리가 된 것을 특징으로 하는 마이크로액추에이터 디바이스.
- 제 1 항에 있어서,상기 방출 방지 처리는 최종 제품 형상으로 절단된 후에 소결면을 형성하기 위하여 상기 절단면을 포함하는 상기 마이크로액추에이터 디바이스의 전체 표면을 소성함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 마이크로액추에이터 디바이스.
- 제 1 항에 있어서,상기 방출 방지 처리는 소성 후에 절단에 의해 형성된 상기 절단면을 포함하는 상기 마이크로액추에이터 디바이스의 전체 표면을 폴리싱함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 마이크로액추에이터 디바이스.
- 제 1 항에 있어서,상기 방출 방지 처리는 상기 입자를 상기 전체 표면에 다시 고착시키기 위하여 소성 후에 절단에 의해 형성된 상기 절단면을 포함하는 상기 마이크로액추에이터 디바이스의 전체 표면을 재가열함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 마이크로액추에이터 디바이스.
- 제 1 항에 있어서,상기 방출 방지 처리는 상기 입자를 상기 전체 표면에 다시 고착시키기 위하여 소성 후에 절단에 의해 형성된 상기 절단면만을 배타적으로 가열함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 마이크로액추에이터 디바이스.
- 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 방출 방지 처리 후에, 상기 입자를 제거하기 위하여 상기 절단면을 포함하는 상기 마이크로액추에이터 디바이스의 전체 표면을 세척하는 것을 특징으로 하는 마이크로액추에이터 디바이스.
- 제 1 항에 있어서,상기 방출 방지 처리는 상기 절단면이 노출되는 것을 방지하기 위하여 소성 후에 절단에 의해 형성된 상기 절단면을 유리로 코팅함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 마이크로액추에이터 디바이스.
- 제 1 항에 있어서,상기 방출 방지 처리는 소성 후에 절단에 의해 형성된 상기 절단면을 포함하는 상기 마이크로액추에이터 디바이스의 전체 표면을 상기 마이크로액추에이터 디바이스의 이동을 강하게 제압하는 유연성 수지 재료로 코팅함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 마이크로액추에이터 디바이스.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 마이크로액추에이터 디바이스는 다수의 압전 엘리먼트 및 다수의 내부 전극이 교대로 적층되어 있고 상기 절단면을 갖는 다층 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로액추에이터 디바이스.
- 고정될 기본판;헤드를 지지하기 위한 지지 스프링; 그리고상기 기본판 및 상기 지지 스프링에 연결된 마이크로액추에이터 디바이스로서, 상기 마이크로액추에이터 디바이스와 이에 인접한 기본판 및 지지 스프링 부분이 함께 코팅 필름으로 코팅되어 있는 마이크로액추에이터 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 지지 장치.
- 고정될 기본판;헤드를 지지하기 위한 지지 스프링; 그리고상기 기본판 및 상기 지지 스프링에 연결되고 함께 코팅 필름으로 덮혀 있는 다수의 마이크로액추에이터 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 지지 장치.
- 제 11 항에 있어서,상기 마이크로액추에이터 디바이스를 수용하는 유연성 기판으로서, 상기 마이크로액추에이터 디바이스는 상기 유연성 기판상에 장착되고 상기 기본판 및 상기 지지 스프링 사이에 연결되며, 상기 유연성 기판은 상기 마이크로액추에이터 디바이스와 함께 상기 코팅 필름으로 코팅되는 유연성 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 지지 장치.
- 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 헤드 지지 장치는 상기 기본판에 탄성 결합되는 것을 특징으로 하는 헤드 지지 장치.
- 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 헤드 지지 장치; 그리고상기 헤드 지지 장치의 상기 지지 스프링에 의해 지지되어 회전형 디스크에 액세스하는 헤드를 포함하며,상기 헤드 지지 장치의 상기 마이크로액추에이터 디바이스가 상기 디스크에 대한 상기 헤드의 위치 관계를 정밀하게 조정하는 것을 특징으로 하는 디스크 기록 장치.
- 제 14 항에 있어서,상기 헤드는 자기 헤드인 것을 특징으로 하는 디스크 기록 장치.
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