JP2010250917A - 圧電アクチュエータ処理装置および圧電アクチュエータ処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】導電性樹脂に絶縁破壊を生じさせて導通性を確保する工程と、圧電体のキャパシタンスを測定する工程とを能率良く行なうことができる処理装置を提供する。
【解決手段】圧電アクチュエータ処理装置６０は、第１の導電部４１と第２の導電部４６とに接続される回路６１を備えている。交流電源７０はキャパシタンス測定用の交流電圧Ｖ_１にバイアス電圧Ｖ_Ｂを加えた交流波形電圧Ｖ_２を発生する。この交流波形電圧Ｖ_２は、測定用接触子６２，６３を介して第１の導電部４１と第２の導電部４６との間に印加される。スイッチ７１を閉じて回路６１に交流波形電圧Ｖ_２を印加した瞬間に、バイアス電圧Ｖ_Ｂの電位差に応じて回路６１に流れる突入電流によって、導電性樹脂４０に絶縁破壊が生じる。突入電流発生後で導電性樹脂４０の導通が確保された状態において、交流波形電圧Ｖ_２により圧電体３０のキャパシタンスが測定され、圧電体３０が正常であるか否かが判定される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、圧電アクチュエータを備えたディスク装置用サスペンションの圧電体の検査等に使用される圧電アクチュエータ処理装置と、圧電アクチュエータ処理方法に関する。

例えばパーソナルコンピュータ等の情報処理装置に、ハードディスク装置（ＨＤＤ）が使用されている。ハードディスク装置は、スピンドルを中心に回転する磁気ディスクと、アクチュエータアームと、ポジショニング用モータ等を含んでいる。アクチュエータアームは、ポジショニング用モータによって、ピボット軸を中心にディスクのトラック幅方向に旋回するように構成されている。このアクチュエータアームにサスペンションが取付けられている。サスペンションの先端部には、磁気ヘッドを構成するスライダが設けられている。

ハードディスク装置の高記憶密度化に対応するために、例えば特許文献１に開示されているように、ポジショニング用モータによって旋回駆動されるアクチュエータアームと、圧電体を有する圧電アクチュエータ（マイクロアクチュエータ）とを併用したＤＳＡサスペンション（Dual Stage Actuator）が提案されている。前記圧電アクチュエータは、サスペンションをディスクのトラック幅方向に高速で微小移動させるのに適している。

前記圧電アクチュエータには、例えばジルコンチタン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電体が使用されている。この圧電体は第１の電極と第２の電極との間に設けられている。第１の電極は、例えば銀ペースト等の導電性樹脂を介して第１の導電部に接続されている。また第２の電極は第２の導電部に接続されている。前記導電性樹脂は、樹脂中に例えば銀粒子などの金属フィラーが混入されている。

前記圧電アクチュエータを備えたディスク装置用サスペンションは、例えば圧電体にクラックが生じていたりすると圧電体の特性が劣化し、所定の性能を発揮することができない。このためサスペンションの検査工程において、圧電体の特性が正常であるか否かが検査される。例えば特許文献２に開示されているように、圧電体に交流電圧を印加し、圧電体のキャパシタンス（静電容量）を検出することにより、圧電体が正常であるか否かを判断することが可能である。

しかしながら前記導電性樹脂は、樹脂と金属フィラーとの混合状態によっては金属フィラー間の導通が不十分となり、電気抵抗値がばらつくことがある。この電気抵抗値のばらつきは、圧電体の検査結果に影響を及ぼす原因となる。このため従来は圧電体のキャパシタンスを測定する前に、比較的大きな電圧（例えば直流１２ボルト）を導電性樹脂に印加することにより、金属フィラーに絶縁破壊を生じさせ、導電性樹脂の導通を確保するとともに電気抵抗値を安定化させる工程が行なわれている。

特開２００２−１８４１４０号公報 特開２００３−１４１８３２号公報

前記したように従来は、導電性樹脂に比較的大きな直流電圧を印加して導電性樹脂に絶縁破壊を生じさせる工程と、交流電圧によって圧電体のキャパシタンスを測定する工程とが別々に行なわれているために、圧電体の検査のための作業に多くの手間と時間がかかっていた。

従って本発明の目的は、ディスク装置用サスペンションに設けられている圧電体の検査に際して、導電性樹脂に絶縁破壊を生じさせるための工程と、圧電体のキャパシタンスを測定する工程とを能率良く行なうことができる圧電アクチュエータ処理装置と処理方法を提供することにある。

ディスク装置用サスペンションの圧電アクチュエータは、第１の電極と第２の電極との間に設けられた圧電体と、樹脂中に金属フィラーが添加され前記第１の電極に付着させた導電性樹脂と、前記導電性樹脂を介して前記第１の電極と導通する第１の導電部と、前記第１の導電部に対し電気的に絶縁されかつ前記第２の電極と導通する第２の導電部とを有している。

本発明の圧電アクチュエータ処理装置は、前記第１の導電部および前記第２の導電部に測定用接触子を介して接続される回路と、キャパシタンス測定用の交流電圧にバイアス電圧を加えた交流波形電圧を、前記測定用接触子を介して前記第１の導電部と前記第２の導電部との間に印加する交流電源と、前記交流波形電圧を印加した瞬間に前記バイアス電圧の電位差に応じて前記回路に生じる突入電流により前記導電性樹脂に絶縁破壊を生じさせて導通を確保する突入電流発生手段と、前記突入電流発生後で前記導電性樹脂の導通が確保された状態において前記交流波形電圧により前記圧電体のキャパシタンスを測定し、測定されたキャパシタンスに基いて前記圧電体が正常であるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果を表示する表示手段とを具備している。

また本発明の圧電アクチュエータ処理方法は、キャパシタンス測定用の交流電圧にバイアス電圧を加えた交流波形電圧を前記回路に印加し、該交流波形電圧を印加した瞬間に前記バイアス電圧の電位差に応じて前記回路に生じる突入電流により前記導電性樹脂に絶縁破壊を生じさせて導通を確保する工程と、前記突入電流発生後で前記導電性樹脂の導通が確保された状態において前記交流波形電圧により前記圧電体のキャパシタンスを測定し、測定されたキャパシタンスに基いて前記圧電体が正常であるか否かを判定する工程と、前記判定手段による判定結果を表示する工程とを具備している。

本発明によれば、圧電アクチュエータを備えたディスク装置用サスペンションの圧電体を検査する際に、圧電アクチュエータに設けられている導電性樹脂の電気抵抗値を安定化させる工程と、この圧電体のキャパシタンスを測定する工程とを短時間に能率良く行なうことができる。

圧電アクチュエータを備えたディスク装置用サスペンションの一例を示す平面図。 本発明の一実施形態に係る圧電アクチュエータ処理装置を前記サスペンションの一部の断面と共に模式的に示す図。 図２に示された圧電アクチュエータ処理装置の交流波形電圧を示す波形図。 図２に示された圧電アクチュエータ処理装置による処理工程の一例を示すフローチャート。

以下に本発明の一実施形態について、図１から図４を参照して説明する。

図１は、ディスク装置用サスペンション（以下、単にサスペンションと称する）１０の一例を示している。サスペンション１０は、ベースプレート１１と、ロードビーム１２と、ばね性を有するヒンジ部材１３と、ロードビーム１２に沿って設けられたフレキシャ１４と、マイクロアクチュエータとして機能する一対の圧電アクチュエータ１５とを有している。

ベースプレート１１は、例えばステンレス鋼などの導電材料からなる。ベースプレート１１にボス部１６が設けられている。このボス部１６は、図示しないアクチュエータアームの先端部に固定される。アクチュエータアームは、ポジショニング用モータによって旋回駆動される。

ロードビーム１２はステンレス鋼などの導電材料からなる。フレキシャ１４は、ロードビーム１２よりもさらに薄い精密な金属性の薄板ばねからなるメタルベース１４ａ（図２に示す）を備えている。このフレキシャ１４は、ロードビーム１２に重ねた状態で配置されている。フレキシャ１４の前端部に、磁気ヘッドを構成するスライダ１８が設けられている。

図１に示すようにベースプレート１１に形成された開口部２０に、一対の圧電アクチュエータ１５が互いにほぼ並行となるように収容されている。図２に示すように圧電アクチュエータ１５は、圧電体３０と、圧電体３０の一方の面に設けられた第１の電極３１と、圧電体３０の他方の面に設けられた第２の電極３２とを有している。圧電体３０は、例えばジルコンチタン酸鉛（ＰＺＴ）等の板状の圧電セラミックスからなる。

第１の電極３１と第２の電極３２は、スパッタリングあるいはメッキ等によって圧電体３０の一方の面と他方の面とに形成されている。第１の電極３１は、導電性樹脂４０を介して第１の導電部４１に接続されている。第１の導電部４１の一例はベースプレート１１の一部によって構成されているが、ベースプレート１１以外の導体が利用されてもよい。

導電性樹脂４０の一例は銀ペーストである。すなわちこの導電性樹脂４０は、ペースト状の樹脂４０ａに、銀粒子からなる金属フィラー４０ｂを混入したものである。導電性樹脂４０は第１の電極３１と第１の導電部４１とにわたって塗布され、硬化することにより第１の電極３１と第１の導電部４１とに固定されている。この導電性樹脂４０は、予め行なわれた導電性樹脂供給工程により、未硬化の状態で第１の電極３１と第１の導電部４１とにわたって塗布されている。

前記導電性樹脂４０は、金属フィラー４０ｂの混入状況によっては金属フィラー４０ｂ間の導通が不十分となっていて電気抵抗値がばらついていることがある。しかしこの導電性樹脂４０に、しきい値を越える電圧（例えば１２ボルト）を印加すると、金属フィラー４０ｂ間で絶縁破壊が発生し、導通性が確保されるとともに、電気抵抗値が安定する。

第２の電極３２は、ボンディングワイヤ４５を介して第２の導電部４６に接続されている。第２の導電部４６は、例えば配線付きフレキシャ１４に設けられた配線部４７の端子を含む導体４８の一部によって構成されている。ただし第２の導電部４６に配線部４７以外の導体が利用されてもよい。

フレキシャ１４の配線部４７は電気絶縁性の樹脂からなる絶縁層４９を有している。このためフレキシャ１４のメタルベース１４ａと第２の導電部４６との間が絶縁層４９によって絶縁され、第１の導電部４１と第２の導電部４６との間の絶縁が保たれている。

図２に示すように圧電体３０の両端部３０ａ，３０ｂは、それぞれ電気絶縁性の接着剤５０によってベースプレート１１とヒンジ部材１３に固定されている。このため第２の電極３２はベースプレート１１とヒンジ部材１３に対して電気的に絶縁されている。

ベースプレート１１の開口部２０に収容された一対の圧電体３０は、電圧が印加されたときに周知の圧電効果によって伸縮することができる。例えば、一方の圧電体３０が伸張し、かつ、他方の圧電体３０が収縮することにより、ベースプレート１１に対してロードビーム１２の先端側がディスクのトラック幅方向に微小量移動するようになっている。

以上のように構成されたサスペンション１０の圧電アクチュエータ１５は、図２に示す圧電アクチュエータ処理装置６０によって検査される。以下に圧電アクチュエータ処理装置６０と圧電アクチュエータ処理方法について説明する。

圧電アクチュエータ処理装置６０は、第１の導電部４１と第２の導電部４６とに接続される回路６１を有している。この回路６１は、一対の測定用接触子（プローブ）６２，６３を有している。一方の測定用接触子６２を第１の導電部４１に当接させることにより、一方の測定用接触子６２が第１の導電部４１と導通する。また他方の測定用接触子６３を第２の導電部４６に当接させることにより、他方の測定用接触子６３が第２の導電部４６と導通する。

この圧電アクチュエータ処理装置６０は、商用電源から供給される交流電圧を処理するための交流電源７０を備えている。この交流電源７０は、図３に示すようにキャパシタンス測定用の交流電圧Ｖ_１にバイアス電圧Ｖ_Ｂを加えることにより、交流波形電圧Ｖ_２を得るようにしている。

バイアス電圧Ｖ_Ｂは、導電性樹脂４０に絶縁破壊を生じさせるに足る電圧（例えば１２ボルト）である。交流波形電圧Ｖ_２の振幅は、例えば±１．４ボルトである。この交流波形電圧Ｖ_２は、スイッチ７１が閉じることによって、測定用接触子６２，６３を介して第１の導電部４１と第２の導電部４６との間に印加される。

スイッチ７１は、突入電流発生手段として機能する。すなわちスイッチ７１が閉じることによって交流波形電圧Ｖ_２が回路６１に印加された瞬間に、バイアス電圧Ｖ_Ｂの電位差（例えば１２ボルト）に応じて回路６１に生じる突入電流によって導電性樹脂４０に絶縁破壊を生じさせるようになっている。交流電源７０によって得られる交流波形電圧Ｖ_２とスイッチ７１とにより、突入電流発生手段が構成されている。

またこの圧電アクチュエータ処理装置６０は、制御演算部７５と表示器７６とを備えている。判定手段として機能する制御演算部７５は、導電性樹脂４０の導通が確保された状態のもとで交流波形電圧Ｖ_２によって圧電体３０のキャパシタンスを測定し、測定されたキャパシタンスに基いて圧電体３０が正常であるか否かを判定する。表示器７６は、前記判定の結果を表示するための表示手段として機能するものであり、ディスプレイパネルに表示する以外に、警報音を発生させたり、あるいは用紙に印字したりしてもよい。

次に、圧電アクチュエータ処理装置６０を用いて圧電アクチュエータ１５を検査する手順について、図４等を参照して説明する。
図４は、圧電アクチュエータ１５を検査する際の処理の流れの一例を示している。図４に示す接続工程ＳＴ１において、測定用接触子６２，６３（図２に示す）が第１の導電部４１と第２の導電部４６に接触させられる。これにより、回路６１が第１の導電部４１と第２の導電部４６とに電気的に導通した状態となる。このときスイッチ７１はオフ状態のままである。導電性樹脂４０は、樹脂４０ａが完全には硬化していない状態である。

商用電源から供給される交流電圧が交流電源７０によって処理される。すなわち図３に示すように、キャパシタンス測定用の交流電圧Ｖ_１にバイアス電圧Ｖ_Ｂを加えることによって交流波形電圧Ｖ_２を得る。

電圧印加工程ＳＴ２では、スイッチ７１を閉じることにより、交流波形電圧Ｖ_２を測定用接触子６２，６３を介して第１の導電部４１と第２の導電部４６との間に印加する。

圧電体３０はコンデンサと同様に誘電体としての性質を有するため、スイッチ７１が閉じて交流波形電圧Ｖ_２が第１の導電部４１と第２の導電部４６との間に印加された瞬間に、バイアス電圧Ｖ_Ｂの電位差（例えば１２ボルト）に応じて、回路６１に突入電流が発生する。このため導電性樹脂４０に導通不良が生じている場合には、この突入電流によって導電性樹脂４０の導通不良箇所に絶縁破壊が生じて導通状態となる。これが絶縁破壊工程ＳＴ３である。この絶縁破壊工程ＳＴ３は、導電性樹脂４０が完全に硬化する以前に行なわれる。

前記絶縁破壊工程ＳＴ３において導電性樹脂４０に絶縁破壊が生じ、導電性樹脂４０の導通が確保されるとともに電気抵抗値が安定する。そののち導電性樹脂４０が完全に硬化する。なお、樹脂４０ａ中の金属フィラー４０ｂの混入状況によっては、絶縁破壊工程ＳＴ３が行なわれる以前に既に導電性樹脂４０が十分導通し、電気抵抗値が安定していることもありえる。

前記実施形態では、測定用接触子６２，６３を導電部４１，４６に接触させておき、スイッチ７１を閉じた瞬間に絶縁破壊のための突入電流を生じさせている。しかし他の形態として、例えば一方の測定用接触子６２を第１の導電部４１から離しておき、スイッチ７１を予め閉じた状態で測定用接触子６２を第１の導電部４１に接触させることによって突入電流が流れるようにしてもよい。

絶縁破壊工程ＳＴ３が終了したのち連続して測定工程ＳＴ４が行なわれる。測定工程ＳＴ４では、前述の突入電流発生後で導電性樹脂４０の導通が確保された状態において、交流波形電圧Ｖ_２を電極３１，３２間に印加し、制御演算部７５によってキャパシタンスが測定される。例えば、振幅が±１．４ボルトの交流波形電圧Ｖ_２が測定用接触子６２，６３を介して圧電体３０に印加されることにより、圧電体３０のキャパシタンスが測定される。

判定工程ＳＴ５では、測定工程ＳＴ４で測定されたキャパシタンスが基準値の範囲内に収まっているか否かが判定される。測定されたキャパシタンスが基準値の範囲に収まっていれば、この圧電体３０は正常と判定される。測定されたキャパシタンスが基準値の範囲に収まっていなければ、この圧電体３０は正常でないと判定される。この判定結果は、表示工程ＳＴ６において表示器７６に表示される。

以上説明したように本実施形態の圧電アクチュエータ処理装置６０を用いた処理方法によれば、絶縁破壊工程ＳＴ３と測定工程ＳＴ４との間で測定用接触子６２，６３を接続し直したり電源を交換したりすることなく、絶縁破壊工程ＳＴ３と、圧電体３０のキャパシタンスを測定するための測定工程ＳＴ４と、判定工程ＳＴ５とを連続して短時間に行なうことができる。

これに対し従来は、絶縁破壊のための工程とキャパシタンス測定のための工程とを別々に分けて行なっており、電源を直流用から交流用に交換する必要もあったため、作業に時間がかかっていた。しかも従来は、絶縁破壊を行なう際に接触子を当接させる位置と、キャパシタンス測定を行なう際に接触子を当接させる位置とが異なるため、圧電アクチュエータに接触子を接触させる回数が増え、その分、圧電アクチュエータを損傷させる機会が増えていた。

本実施形態によれば、測定用接触子６２，６３を第１の導電部４１と第２の導電部４６に接触させたまま、交流電源７０から発生する共通の交流波形電圧Ｖ_２を用いて、絶縁破壊工程ＳＴ３と測定工程ＳＴ４とを連続して行なうことができるため、作業を能率良く行なうことができ、しかも測定用接触子６２，６３を圧電アクチュエータ１５に接触させる回数が減るため、圧電アクチュエータ１５を損傷させる機会が少ないという利点もある。

なお本発明を実施するに当たって、圧電アクチュエータや導電性樹脂の形態をはじめとして、圧電アクチュエータ処理装置を構成する回路や測定用接触子、第１および第２の導電部、交流電源、突入電流発生手段、判定手段、表示手段等の発明の構成要素の構造および配置等を適宜に変更して実施できることは言うまでもない。

１０…サスペンション
１５…圧電アクチュエータ
３０…圧電体
３１…第１の電極
３２…第２の電極
４０…導電性樹脂
４１…第１の導電部
４６…第２の導電部
６０…圧電アクチュエータ処理装置
６１…回路
６２，６３…測定用接触子
７０…交流電源
７１…スイッチ
７５…制御演算部（判定手段）
７６…表示器（表示手段）

Claims (2)

1. ディスク装置用サスペンションの圧電アクチュエータを検査する圧電アクチュエータ処理装置であって、
   前記圧電アクチュエータは、
   第１の電極と第２の電極との間に設けられた圧電体と、
   樹脂中に金属フィラーが添加され前記第１の電極に付着させた導電性樹脂と、
   前記導電性樹脂を介して前記第１の電極と導通する第１の導電部と、
   前記第１の導電部に対し電気的に絶縁されかつ前記第２の電極と導通する第２の導電部とを有し、
   前記圧電アクチュエータ処理装置が、
   前記第１の導電部および前記第２の導電部に測定用接触子を介して接続される回路と、
   キャパシタンス測定用の交流電圧にバイアス電圧を加えた交流波形電圧を、前記測定用接触子を介して前記第１の導電部と前記第２の導電部との間に印加する交流電源と、
   前記交流波形電圧を印加した瞬間に前記バイアス電圧の電位差に応じて前記回路に生じる突入電流により前記導電性樹脂に絶縁破壊を生じさせて導通を確保する突入電流発生手段と、
   前記突入電流発生後で前記導電性樹脂の導通が確保された状態において前記交流波形電圧により前記圧電体のキャパシタンスを測定し、測定されたキャパシタンスに基いて前記圧電体が正常であるか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段による判定結果を表示する表示手段と、
   を具備したことを特徴とするディスク装置用サスペンションの圧電アクチュエータ処理装置。
2. ディスク装置用サスペンションの圧電アクチュエータを検査する圧電アクチュエータ処理方法であって、
   前記圧電アクチュエータは、
   第１の電極と第２の電極との間に設けられた圧電体と、
   樹脂中に金属フィラーが添加され前記第１の電極に付着させた導電性樹脂と、
   前記導電性樹脂を介して前記第１の電極と導通する第１の導電部と、
   前記第１の導電部に対し電気的に絶縁されかつ前記第２の電極と導通する第２の導電部とを有し、
   前記圧電アクチュエータ処理方法が、
   キャパシタンス測定用の交流電圧にバイアス電圧を加えた交流波形電圧を前記回路に印加し、該交流波形電圧を印加した瞬間に前記バイアス電圧の電位差に応じて前記回路に生じる突入電流により前記導電性樹脂に絶縁破壊を生じさせて導通を確保する工程と、
   前記突入電流発生後で前記導電性樹脂の導通が確保された状態において前記交流波形電圧により前記圧電体のキャパシタンスを測定し、測定されたキャパシタンスに基いて前記圧電体が正常であるか否かを判定する工程と、
   前記判定の結果を表示する工程と、
   を具備したことを特徴とするディスク装置用サスペンションの圧電アクチュエータ処理方法。

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