JP3441429B2 - Piezoelectric actuator, method of manufacturing the same, and method of driving piezoelectric actuator - Google Patents
Piezoelectric actuator, method of manufacturing the same, and method of driving piezoelectric actuatorInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピューターの
記憶装置等として用いられる磁気ディスク装置等に設け
られるヘッド支持機構に関し、特に、磁気ディスク装置
において、データを高記録密度化するために最適なヘッ
ド支持機構およびヘッド支持機構に好適に用いられるア
クチュエータに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a head support mechanism provided in a magnetic disk device or the like used as a storage device of a computer, and more particularly, in a magnetic disk device, an optimum head for increasing data recording density. The present invention relates to an actuator preferably used for a support mechanism and a head support mechanism.
【０００２】[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、日を追う毎に高密度化が進で
いる。磁気ディスクに対するデータの記録および再生に
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。ヘッド支持機構は、スライダが取り付けられたヘ
ッドアクチュエーターアームを有しており、このヘッド
アクチュエータアームが、ボイスコイルモータ（ＶＣ
Ｍ）によって回動されるようになっている。そして、ボ
イスコイルモーターを制御することにより、スライダに
搭載されたヘッドが、磁気ディスク上の任意の位置に位
置決めされる。2. Description of the Related Art In recent years, the recording density of a magnetic disk provided in a magnetic disk device has been increasing every day. A magnetic head used for recording and reproducing data on and from a magnetic disk is usually mounted on a slider, and the slider on which the magnetic head is mounted is supported by a head supporting mechanism provided in the magnetic disk device. The head support mechanism has a head actuator arm to which a slider is attached, and this head actuator arm has a voice coil motor (VC).
It is designed to be rotated by M). Then, by controlling the voice coil motor, the head mounted on the slider is positioned at an arbitrary position on the magnetic disk.
【０００３】磁気ディスクに対してデータをさらに高密
度で記録するためには、磁気ディスクに対して磁気ヘッ
ドをさらに高密度に位置決めする必要がある。しかしな
がら、このように、ＶＣＭにてヘッドアクチュエータア
ームを回動させて磁気ヘッドを位置決めする構成では、
磁気ヘッドを、より高精度に位置決めできないという問
題がある。このために、磁気ヘッドを高精度に位置決め
するヘッド支持機構が既に提案されている。In order to record data on the magnetic disk at a higher density, it is necessary to position the magnetic head on the magnetic disk at a higher density. However, as described above, in the configuration in which the head actuator arm is rotated by the VCM to position the magnetic head,
There is a problem that the magnetic head cannot be positioned with higher accuracy. For this reason, a head support mechanism for positioning the magnetic head with high accuracy has already been proposed.
【０００４】以下、従来の磁気ディスク装置について説
明する。図１８は、磁気ディスク装置における従来のヘ
ッド支持機構２００を示す平面囲である。回転駆動され
る図示しない磁気ディスクに対するデータの記録／再生
を行うヘッドを搭載したスライダ１０２は、サスペンシ
ョンアーム１０４の一端に支持される。サスペンション
アーム１０４の他方の端部は、キヤリッジ１０６の突起
１０８を中心に微小角範囲内で回動可能に支持されてい
る。キャリッジ１０６は磁気ディスク装置のハウジング
に対して固定される軸部材１１０に対して回動可能に支
持されている。A conventional magnetic disk device will be described below. FIG. 18 is a plan view showing a conventional head support mechanism 200 in the magnetic disk device. A slider 102 having a head for recording / reproducing data on / from a magnetic disk (not shown) that is rotationally driven is supported by one end of a suspension arm 104. The other end of the suspension arm 104 is supported rotatably within a minute angle range around the protrusion 108 of the carriage 106. The carriage 106 is rotatably supported by a shaft member 110 fixed to the housing of the magnetic disk device.
【０００５】キヤリッジ１０６には、永久磁石（図示せ
ず）が固定されており、ハウジング側に固定された磁気
回路１１２の一部である駆動コイル１１４に流す励磁電
流を制御することによって、この永久磁石に対して、キ
ヤリッジ１０６が軸部材１１０に対して回動するように
なっている。これによりヘッドを搭載したスライダ１０
２を磁気ディスクの実質的な半径方向に沿って移動され
る。A permanent magnet (not shown) is fixed to the carriage 106, and this permanent magnet is controlled by controlling an exciting current flowing through a drive coil 114 which is a part of a magnetic circuit 112 fixed on the housing side. The carriage 106 rotates with respect to the shaft member 110 with respect to the magnet. As a result, the slider 10 equipped with the head is
2 is moved along the substantial radial direction of the magnetic disk.
【０００６】キャリッジ１０６には、永久磁石（図示せ
ず）が固定されており、ハウジング側に固定された磁気
回路１１２の一部である駆動コイル１１４に流す励磁電
流を制御することによって、この永久磁石に対して、キ
ャリッジ１０６が、軸部材１１０に対して回動するよう
になっている。これにより、スライダ１０２が、磁気デ
ィスクにおける実質的な半径方向に沿って移動される。A permanent magnet (not shown) is fixed to the carriage 106, and this permanent magnet is controlled by controlling an exciting current flowing through a drive coil 114 which is a part of a magnetic circuit 112 fixed on the housing side. The carriage 106 rotates with respect to the shaft member 110 with respect to the magnet. As a result, the slider 102 is moved along the substantial radial direction of the magnetic disk.
【０００７】キャリッジ１０６とサスペンションアーム
１０４との間には、一対の圧電素子１１６が設けられて
いる。各圧電素子は、図１８に示すようにキャリッジ１
０６の長手方向に対して、それぞれの長手方向が相反す
る方向に若干傾斜した状態で取り付けられている。そし
て、各圧電素子１１６を、それぞれ、図１８に矢印Ａ１
４で示す方向に伸縮させることによって、サスペンショ
ンアーム１０４の先端部に取り付けられたスライダ１０
２は、磁気ディスク表面に沿って、微小な範囲で変位さ
れ、磁気ディスク上の任意の位置にて高精度で位置決め
することができる。A pair of piezoelectric elements 116 are provided between the carriage 106 and the suspension arm 104. Each piezoelectric element has a carriage 1 as shown in FIG.
It is attached in a state in which the longitudinal directions are slightly inclined with respect to the longitudinal direction of 06. The piezoelectric elements 116 are respectively indicated by arrows A1 in FIG.
The slider 10 attached to the tip of the suspension arm 104 by expanding and contracting in the direction shown by 4
2 is displaced in a minute range along the surface of the magnetic disk and can be positioned with high accuracy at any position on the magnetic disk.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】図１８に示す従来のヘ
ッド支持機構２００では、各圧電素子１１６が、サスペ
ンションアーム１０４およびキャリッジ１０６にそれぞ
れ設けられた部材の間にそれぞれ挟まれた状態になって
いる。各圧電素子１１６の側部が、サスペンションアー
ム１０４とキャリッジ１０６の各部材に当接されてい
る。そして、各圧電素子１１６のバルク変形によって、
サスペンションアーム１０４を回動させてヘッド１０２
を微小に変位させるようになっている。このように、各
圧電素子１１６への印加電圧に対して、サスペンション
アーム１０４を回動させ、ヘッド１０２を微小に変位さ
せている。In the conventional head support mechanism 200 shown in FIG. 18, each piezoelectric element 116 is sandwiched between members provided on the suspension arm 104 and the carriage 106, respectively. There is. The side portion of each piezoelectric element 116 is in contact with each member of the suspension arm 104 and the carriage 106. Then, by the bulk deformation of each piezoelectric element 116,
The suspension arm 104 is rotated to move the head 102.
Is to be slightly displaced. In this way, the suspension arm 104 is rotated with respect to the voltage applied to each piezoelectric element 116, and the head 102 is slightly displaced.
【０００９】しかしながら各圧電素子１１６にそれぞれ
印加される電圧にヘッドを搭載したスライダ１０２が必
ずしも高精度に追従するものではなく、ヘッドを高精度
で位置決めすることができないおそれがある。However, the slider 102 having the head mounted thereon does not necessarily follow the voltage applied to each piezoelectric element 116 with high accuracy, and the head may not be positioned with high accuracy.
【００１０】また、必要とする変位を得るためには、圧
電素子に印加する電圧を数十ボルト必要とするため新た
に圧電素子駆動用の電源を必要とする。In order to obtain the required displacement, a voltage applied to the piezoelectric element requires several tens of volts, so that a new power source for driving the piezoelectric element is required.
【００１１】本発明の目的は、低い印加電圧によって効
率的にヘッドを微小変位させることが可能な薄膜圧電体
素子、その製造方法およびこれを用いたヘッド支持機構
を提供することにある。An object of the present invention is to provide a thin film piezoelectric element capable of efficiently displacing a head by a low applied voltage, a method of manufacturing the same, and a head support mechanism using the same.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明に係る薄膜圧電体
素子の製造方法は、第１基板に第１電極金属膜と第１薄
膜圧電体と第２電極金属膜とをこの順番に成膜する第１
工程と、第２基板に第３電極金属膜と第２薄膜圧電体と
第４電極金属膜とをこの順番に成膜する第２工程と、該
第２電極金属膜と該第４電極金属膜とを接着する第３工
程と、該第１基板をエッチングで除去する第４工程と、
該第１電極金属膜と該第１薄膜圧電体と該第２電極金属
膜とと該第４電極金属膜と該第２薄膜圧電体と該第３電
極金属膜とを、所定の形状に加工する第５工程と、該第
１電極金属膜と該第１薄膜圧電体と該第２電極金属膜と
該第４電極金属膜と該第２薄膜圧電体と該第３電極金属
膜とを、コーティング樹脂で覆う第６工程と、該第２基
板をエッチングで除去する第７工程とを包含し、そのこ
とにより上記目的が達成される。According to a method of manufacturing a thin film piezoelectric element according to the present invention, a first electrode metal film, a first thin film piezoelectric body and a second electrode metal film are formed in this order on a first substrate. First to do
A second step of forming a third electrode metal film, a second thin film piezoelectric body, and a fourth electrode metal film on a second substrate in this order; the second electrode metal film and the fourth electrode metal film And a fourth step of removing the first substrate by etching,
Processing the first electrode metal film, the first thin film piezoelectric body, the second electrode metal film, the fourth electrode metal film, the second thin film piezoelectric body and the third electrode metal film into a predetermined shape. A fifth step of: forming the first electrode metal film, the first thin film piezoelectric body, the second electrode metal film, the fourth electrode metal film, the second thin film piezoelectric body, and the third electrode metal film, The sixth step of covering with the coating resin and the seventh step of removing the second substrate by etching are included, whereby the above object is achieved.
【００１３】前記第１基板と前記第２基板とは、単結晶
基板を含んでもよい。The first substrate and the second substrate may include single crystal substrates.
【００１４】前記第１基板の線膨張係数は、前記第１薄
膜圧電体の線膨張係数よりも高く、前記第２基板の線膨
張係数は、前記第２薄膜圧電体の線膨張係数よりも高く
てもよい。The linear expansion coefficient of the first substrate is higher than that of the first thin film piezoelectric body, and the linear expansion coefficient of the second substrate is higher than that of the second thin film piezoelectric body. May be.
【００１５】前記第３工程は、導電性接着剤を用いて前
記第２電極金属膜と前記第４電極金属膜とを接着する工
程を包含してもよい。The third step may include a step of adhering the second electrode metal film and the fourth electrode metal film using a conductive adhesive.
【００１６】前記第３工程は、超音波振動を用いた熱溶
着により前記第２電極金属膜と前記第４電極金属膜とを
接着する工程を包含してもよい。The third step may include a step of adhering the second electrode metal film and the fourth electrode metal film by heat welding using ultrasonic vibration.
【００１７】前記第１工程は、前記第１薄膜圧電体の分
極方向が前記第１薄膜圧電体の表面に実質的に垂直な方
向と一致するように該第１薄膜圧電体を成膜する工程を
包含し、前記第２工程は、前記第２薄膜圧電体の分極方
向が前記第２薄膜圧電体の表面に実質的に垂直な方向と
一致するように該第２薄膜圧電体を成膜する工程を包含
してもよい。The first step is a step of forming the first thin film piezoelectric body so that the polarization direction of the first thin film piezoelectric body coincides with the direction substantially perpendicular to the surface of the first thin film piezoelectric body. In the second step, the second thin film piezoelectric body is formed so that the polarization direction of the second thin film piezoelectric body coincides with the direction substantially perpendicular to the surface of the second thin film piezoelectric body. Steps may be included.
【００１８】本発明に係る薄膜圧電体素子は、第１電極
金属膜と、該第１電極金属膜上に形成される第１薄膜圧
電体と、該第１薄膜圧電体上に形成される第２電極金属
膜と、第３電極金属膜と、該第３電極金属膜上に形成さ
れる第２薄膜圧電体と、該第２薄膜圧電体上に形成され
る第４電極金属膜と、該第２電極金属膜と該第４電極金
属膜とを接着する接着手段とを備え、そのことにより上
記目的が達成される。The thin-film piezoelectric element according to the present invention comprises a first electrode metal film, a first thin-film piezoelectric body formed on the first electrode metal film, and a first thin-film piezoelectric body formed on the first thin-film piezoelectric body. A two-electrode metal film, a third electrode metal film, a second thin film piezoelectric body formed on the third electrode metal film, a fourth electrode metal film formed on the second thin film piezoelectric body, The second electrode metal film and the fourth electrode metal film are provided with an adhering means for adhering the fourth electrode metal film, whereby the above object is achieved.
【００１９】前記薄膜圧電体素子に電圧を印加する電圧
印加手段をさらに備え、該電圧印加手段は、前記第１電
極金属膜と前記第３電極金属膜とに駆動電圧を印加する
ための第１端子と、前記第２電極金属膜と前記第４電極
金属膜とにグランド電圧を印加するための第２端子とを
含んでもよい。A voltage applying means for applying a voltage to the thin film piezoelectric element is further provided, and the voltage applying means applies a first driving voltage to the first electrode metal film and the third electrode metal film. A terminal and a second terminal for applying a ground voltage to the second electrode metal film and the fourth electrode metal film may be included.
【００２０】本発明に係るヘッド支持機構は、ヘッドを
搭載するスライダと、該スライダを保持するフレクシャ
と、該フレクシャが設けられるロードビームとを備える
ヘッド支持機構であって、該フレクシャは、該スライダ
が配置されるスライダ保持部と、第１薄膜圧電体素子を
保持する第１保持部と、第２薄膜圧電体素子を保持する
第２保持部と、該スライダ保持部と該第１保持部との間
に設けられる第１ヒンジと、該スライダ保持部と該第２
保持部との間に設けられる第２ヒンジと、該第１保持部
と該第２保持部とに接続されるベース部とを含み、該第
１および第２薄膜圧電体素子は、本発明に係る薄膜圧電
体素子を含み、そのことにより上記目的が達成される。A head support mechanism according to the present invention is a head support mechanism including a slider for mounting a head, a flexure for holding the slider, and a load beam provided with the flexure, the flexure being the slider. , A first holding part for holding the first thin film piezoelectric element, a second holding part for holding the second thin film piezoelectric element, the slider holding part and the first holding part. A first hinge provided between the slider, the slider holding portion and the second hinge.
According to the present invention, the first and second thin film piezoelectric elements include a second hinge provided between the holding portion and a base portion connected to the first holding portion and the second holding portion. The thin film piezoelectric element is included, and the above object is achieved thereby.
【００２１】本発明のある局面によれば、数ボルトの低
い電圧でディスク装置におけるヘッド微小位置決め機構
を駆動し、ヘッドの変位として約１μを得るという作用
を有する。According to one aspect of the present invention, the head minute positioning mechanism in the disk device is driven with a voltage as low as several volts, and a displacement of the head of about 1 μ is obtained.
【００２２】本発明の他の局面によれば、前記第２の電
極金属膜と前記第４の電極金属膜とを電気的に導通状態
で接着された粘弾性体による接着層を有することを特徴
とし、数ボルトの低い電圧でディスク装置におけるヘッ
ド微小位置決め機構を駆動し、ヘッドの変位として約１
μを得るとともに駆動に適度のダンピング効果を与える
という作用を有する。According to another aspect of the present invention, there is provided a viscoelastic adhesive layer that adheres the second electrode metal film and the fourth electrode metal film in an electrically conductive state. Then, the head fine positioning mechanism in the disk device is driven with a low voltage of several volts, and the displacement of the head is about 1
It has an effect of obtaining μ and giving an appropriate damping effect to the drive.
【００２３】本発明のさらに他の局面によれば、第２の
金属膜と第４の金属膜との導通性と接着の信頼性を高め
るという作用を有する。According to still another aspect of the present invention, it has an effect of improving the conductivity and adhesion reliability between the second metal film and the fourth metal film.
【００２４】[0024]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１から図１７を用いて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 17.
【００２５】図１は本発明のディスク装置におけるヘッ
ド支持機構の実施形態の一例を示すディスク側からの斜
視図である。図２は、そのヘッド支持機構を分解して示
す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view from the disk side showing an example of the embodiment of the head support mechanism in the disk device of the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view of the head support mechanism.
【００２６】ヘッド支持機構１００は、ヘッド１が取り
付けられたスライダ２を先端部に支持するロードビーム
４を有している。ロードビーム４は、ヘッドアクチュエ
ータアーム（図示しない）に取り付けられる正方形状を
した基端部４Ａを有し、基端部４Ａは、ビーム溶接等に
よってベースプレート５に固定されている。ベースプレ
ート５は、図示しないヘッドアクチュエーターアームに
取り付けられている。ロードビーム４には、基端部４Ａ
から先細状に延出するネック部４Ｂに連続して、ビーム
部４Ｃが直線状に延出するように設けられている。ネッ
ク部４Ｂの中央部には、開口部４Ｄが設けられており、
ネック部４Ｂにおける開口部４Ｄの両側部分が、それぞ
れ、板バネ部４Ｅになっている。The head support mechanism 100 has a load beam 4 for supporting the slider 2 to which the head 1 is attached at its tip. The load beam 4 has a square base end portion 4A that is attached to a head actuator arm (not shown), and the base end portion 4A is fixed to the base plate 5 by beam welding or the like. The base plate 5 is attached to a head actuator arm (not shown). The load beam 4 has a base end 4A.
The beam portion 4C is provided so as to linearly extend continuously from the neck portion 4B extending in a taper shape. An opening 4D is provided at the center of the neck 4B,
Both side portions of the opening portion 4D in the neck portion 4B are leaf spring portions 4E, respectively.
【００２７】図３に示すようにスライダ２は、ＭＲ素子
を含むヘッド１が設けられている。また、ヘッド１が設
けられた端面の下部には、４つの端子２Ａ〜２Ｄが横方
向に並んだ状態で設けられている。さらに、スライダ２
の上面には、回転駆動される磁気ディスクによって生じ
る空気流がスライダ２のピッチ方向（磁気ディスクの接
線方向）に沿って通流することによって磁気ディスクと
の間にエア潤滑膜を形成するエア−ベアリング面２Ｅが
設けられている。As shown in FIG. 3, the slider 2 is provided with a head 1 including an MR element. Further, four terminals 2A to 2D are provided in a laterally arranged state below the end surface on which the head 1 is provided. In addition, the slider 2
An air-lubricating film is formed on the upper surface of the magnetic disk by flowing an air flow generated by the rotationally driven magnetic disk along the pitch direction of the slider 2 (tangential direction of the magnetic disk). A bearing surface 2E is provided.
【００２８】図２に示すようにロードビーム４のビーム
部４Ｃ上には、ヘッド配線パターン６を有するフレクシ
ャ７が設けられている。フレクシャ７は、ステンレス材
をベースとしている。フレクシャ７のスライダ取付部７
Ｘ上には、ヘッド１が搭載されたスライダ２が配置され
る。As shown in FIG. 2, a flexure 7 having a head wiring pattern 6 is provided on the beam portion 4C of the load beam 4. The flexure 7 is made of stainless steel. Flexure 7 slider mount 7
A slider 2 on which the head 1 is mounted is arranged on X.
【００２９】図４に示すようにフレクシャ７にはステン
レス等のフレクシャー基板３にパターン化した配線６
Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄが形成されている。スライダ取付
部７Ｘのスライダ取り付け側の反対面にはスライダー保
持基板３Ａが貼り付けられている。このスライダ保持基
板３Ａの外形形状は、フレクシャー基板３と同時にエッ
チング加工により形成される。またスライダ保持基板３
Ａには突起部３Ｂが形成され、この突起部３Ｂは図２に
示すロードビーム４の先端付近に形成されたディンプル
４Ｇに当接している。この突起部３Ｂがディンプル４Ｇ
によって押圧されていることにより、ディンプル４Ｇを
中心として全方位にわたってスライダ保持板３Ａは回動
可能に保持されている。As shown in FIG. 4, the flexure 7 has wiring 6 patterned on a flexure substrate 3 such as stainless steel.
A, 6B, 6C and 6D are formed. A slider holding substrate 3A is attached to the surface of the slider attachment portion 7X opposite to the slider attachment side. The outer shape of the slider holding substrate 3A is formed simultaneously with the flexure substrate 3 by etching. Also, the slider holding substrate 3
A projection 3B is formed on A, and the projection 3B is in contact with a dimple 4G formed near the tip of the load beam 4 shown in FIG. This protrusion 3B is a dimple 4G
By being pressed by, the slider holding plate 3A is rotatably held in all directions around the dimple 4G.
【００３０】図３に示すスライダ２は、エアーベアリン
グ面２Ｅの中心位置が、図２に示すロードビーム４のデ
インプル４Ｇに一致するようにスライダ保持板３Ａ上に
接着される。フレクシャ７の他方の端部には、図２に示
すように外部接続用端子保持部７Ｙが形成される。端子
保持部７Ｙは、ロードビーム４の基端部４Ａにおける一
方の側縁部に配置されている。The slider 2 shown in FIG. 3 is adhered onto the slider holding plate 3A so that the center position of the air bearing surface 2E coincides with the dimple 4G of the load beam 4 shown in FIG. An external connection terminal holding portion 7Y is formed at the other end of the flexure 7, as shown in FIG. The terminal holding portion 7Y is arranged at one side edge portion of the base end portion 4A of the load beam 4.
【００３１】図２に示すようにビーム部４Ｃの先端部に
おける各側縁部には、スライダ保持板３Ａの回動を若干
の隙間をもって規制する規制部４Ｆがそれぞれ設けられ
ている。なお各規制部４Ｆは、ビーム部４Ｃの先端から
基端部４Ａ側に向かって直線状に延出している。As shown in FIG. 2, each of the side edge portions at the tip of the beam portion 4C is provided with a regulating portion 4F which regulates the rotation of the slider holding plate 3A with a slight gap. The restriction portions 4F linearly extend from the tip of the beam portion 4C toward the base end portion 4A.
【００３２】実施の形態に係る薄膜圧電体素子１０は、
図２および図４に示すフレクシャ７の薄膜圧電体保持部
８Ａ，８Ｂに接着して取り付けられる。図５は薄膜圧電
体素子１０の平面図である。薄膜圧電体素子１０は、左
右それぞれ別の素子１０Ａおよび１０Ｂがペアーになっ
て構成されておりその断面を図６に示す。薄膜圧電体素
子１０は２層構造となっており、上部に位置する第一の
薄膜圧電体１１Ａの上側と下側には第１の電極金属膜１
２Ａと第２の電極金属膜１２Ｂが形成されている。また
第２の薄膜圧電体素子１１Ｂは、第１の薄膜圧電体素子
１１Ａの下側に配置されその両面には同様に第３の電極
金属膜１２Ｃ、第４の電極金属膜１２Ｄが設けられてい
る。第２の電極金属膜１２Ｂと第４の電極金属膜１２Ｄ
とは導電性接着剤１３で電気的に短絡されている。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１４でカバーされる。コーティング樹脂１４は、
左右の薄膜圧電素子１０Ａおよび１０Ｂを一体化してい
る。The thin film piezoelectric element 10 according to the embodiment is
The thin film piezoelectric material holding portions 8A and 8B of the flexure 7 shown in FIGS. 2 and 4 are attached by adhesion. FIG. 5 is a plan view of the thin film piezoelectric element 10. The thin-film piezoelectric element 10 is composed of a pair of left and right elements 10A and 10B, respectively, and its cross section is shown in FIG. The thin film piezoelectric element 10 has a two-layer structure, and the first electrode metal film 1 is provided on the upper side and the lower side of the first thin film piezoelectric body 11A located above.
2A and the second electrode metal film 12B are formed. The second thin film piezoelectric element 11B is arranged below the first thin film piezoelectric element 11A, and the third electrode metal film 12C and the fourth electrode metal film 12D are similarly provided on both surfaces thereof. There is. Second electrode metal film 12B and fourth electrode metal film 12D
And are electrically short-circuited by the conductive adhesive 13. The thin film piezoelectric element 10 is entirely covered with the flexible coating resin 14. The coating resin 14 is
The left and right thin film piezoelectric elements 10A and 10B are integrated.
【００３３】図７は、フレクシャ７をスライダ２の貼り
付け側から見た平面図であり、図８は、図７に示すＸ１
−Ｘ２の断面図である。図８はフレクシャ７の薄膜圧電
体保持部８Ａ，８Ｂの断面を示した図である。薄膜圧電
体保持部８Ａ、８Ｂにおける基板１５Ａ，１５Ｂは、配
線６をエッチング加工等でパターン形成するときに同時
に形成するため、材質および厚みは配線６と同一でかつ
同一平面に形成される。基板１５Ａ，１５Ｂは、配線６
とともにポリイミド樹脂等の絶縁材料１６でコーティン
グされている。なお基板１５Ａおよび１５Ｂにおいて薄
膜圧電体１０を接着する面には、絶縁材料１６はなく基
板１５Ａおよび１５Ｂが露出し、薄膜圧電体１０と基板
１５Ａおよび１５Ｂとの間の接着強度を確保している。
図９は、フレクシャ７を図７とは逆にスライダ保持板３
Ａ側から見た図である。FIG. 7 is a plan view of the flexure 7 as seen from the side where the slider 2 is attached, and FIG. 8 is X1 shown in FIG.
It is a sectional view of -X2. FIG. 8 is a view showing a cross section of the thin film piezoelectric body holding portions 8A and 8B of the flexure 7. The substrates 15A and 15B in the thin-film piezoelectric material holding portions 8A and 8B are formed at the same time when the wiring 6 is patterned by etching or the like, and therefore the material and thickness are the same as the wiring 6 and are formed on the same plane. Substrates 15A and 15B have wiring 6
At the same time, it is coated with an insulating material 16 such as a polyimide resin. It should be noted that there is no insulating material 16 on the surfaces of the substrates 15A and 15B to which the thin film piezoelectric body 10 is bonded, and the substrates 15A and 15B are exposed to secure the adhesive strength between the thin film piezoelectric body 10 and the substrates 15A and 15B. .
In FIG. 9, the flexure 7 is replaced with the slider holding plate 3
It is the figure seen from the A side.
【００３４】図１０はフレクシャ７の薄膜圧電体保持部
８Ａおよび８Ｂに薄膜圧電体１０を接着剤１７で接着し
た状態を示す断面図である。薄膜圧電体素子１０につい
て説明する。図１０に示すように薄膜圧電体素子１０Ａ
および１０Ｂのそれぞれは、第１の薄膜圧電体１１Ａお
よび第２の薄膜圧電体１１Ｂの２層構造を有する。FIG. 10 is a sectional view showing a state in which the thin film piezoelectric body 10 is bonded to the thin film piezoelectric body holding portions 8A and 8B of the flexure 7 with the adhesive 17. The thin film piezoelectric element 10 will be described. As shown in FIG. 10, a thin film piezoelectric element 10A
And 10B each have a two-layer structure of a first thin film piezoelectric body 11A and a second thin film piezoelectric body 11B.
【００３５】図１１（ａ）に示すように格子定数が薄膜
圧電体のそれと近い値の単結晶基板１８上に先ず電極金
属膜１２Ａ（１２Ｃ）が成膜で成膜される。図１１
（ｂ）に示すように電極金属膜１２Ａ（１２Ｃ）の上に
ＰＺＴ等の第１の薄膜圧電体１１Ａ（１１Ｂ）が成膜さ
れる。これにより薄膜圧電体１１Ａ（１１Ｂ）は電極金
属膜１２Ａ上で単結晶成長する。図１１（ｃ）に示すよ
うに、さらに薄膜圧電体１１Ａ（１１Ｂ）の上面に電極
金属膜１２Ｂ（１２Ｄ）が成膜される。このときの薄膜
圧電体１１Ａ（１１Ｂ）の分極方向は成膜時点で図１１
（ｃ）に示した矢印Ａ方向にすべて一致している。な
お、単結晶基板１８の線膨張係数は薄膜圧電体１１Ａ
（１１Ｂ）の線膨張係数よりも高い値を持っている。As shown in FIG. 11A, the electrode metal film 12A (12C) is first formed on the single crystal substrate 18 having a lattice constant close to that of the thin film piezoelectric material. Figure 11
As shown in (b), the first thin film piezoelectric body 11A (11B) such as PZT is formed on the electrode metal film 12A (12C). As a result, the thin film piezoelectric body 11A (11B) grows as a single crystal on the electrode metal film 12A. As shown in FIG. 11C, an electrode metal film 12B (12D) is further formed on the upper surface of the thin film piezoelectric body 11A (11B). The polarization direction of the thin film piezoelectric material 11A (11B) at this time is as shown in FIG.
All are in agreement with the direction of arrow A shown in (c). The linear expansion coefficient of the single crystal substrate 18 is the thin film piezoelectric material 11A.
It has a value higher than the linear expansion coefficient of (11B).
【００３６】図１２（ａ）〜（ｇ）および図１３を参照
して２層構成を形成する工程を説明する。図１２（ａ）
〜（ｇ）は、単結晶基板上に成膜した薄膜圧電体を２層
構成化する手順を示した図である。図１３は、実施の形
態に係る薄膜圧電体の製造方法を示すフローチャートで
ある。図１２（ａ）に示すように第１単結晶基板１８Ａ
上に第１電極金属膜１２Ａ、薄膜圧電体１１Ａおよび第
２電極金属膜１２Ｂを形成し（図１３：Ｓ１３０１）、
図１２（ｂ）に示すように単結晶基板１８Ｂ上に第３電
極金属膜１２Ｃ、第２薄膜圧電体１１Ｂおよび第４電極
金属膜１２Ｄを形成する（図１３：Ｓ１３０２）。A process of forming a two-layer structure will be described with reference to FIGS. 12 (a) to 12 (g) and FIG. Figure 12 (a)
(G) is a diagram showing a procedure for forming a two-layer structure of a thin film piezoelectric material formed on a single crystal substrate. FIG. 13 is a flowchart showing a method of manufacturing the thin film piezoelectric material according to the embodiment. As shown in FIG. 12A, the first single crystal substrate 18A
A first electrode metal film 12A, a thin film piezoelectric body 11A and a second electrode metal film 12B are formed on the upper surface (FIG. 13: S1301),
As shown in FIG. 12B, the third electrode metal film 12C, the second thin film piezoelectric body 11B and the fourth electrode metal film 12D are formed on the single crystal substrate 18B (FIG. 13: S1302).
【００３７】図１２（ｃ）に示すように、図１２（ａ）
に示す第２の電極金属膜１２Ｂと図１２（ｂ）に示す第
４の電極金属膜１２Ｄとを導電性接着剤１３で接着する
（図１３：Ｓ１３０３）。図１２（ｄ）に示すように、
単結晶基板１８の内一方の第１単結晶基板１８Ａをエッ
チングで除去する（図１３：Ｓ１３０４）。図１２
（ｅ）に示すように、２層構造の薄膜圧電体１１Ａおよ
び１１Ｂを薄膜圧電体素子１０の形状になるようにドラ
イエッチングで成形加工する（図１３：Ｓ１３０５）。
図１２（ｆ）に示すように、単結晶基板１８Ｂ上で薄膜
圧電体素子が形成された表面をコーティング樹脂１４で
覆い薄膜圧電体素子の腐食を回避する（図１３：Ｓ１３
０６）。図１２（ｇ）に示すように、最後に残っていた
第２単結晶基板１８Ｂをエッチング除去することにより
薄膜圧電体素子１０Ａ（１０Ｂ）を得る（図１３：Ｓ１
３０７）。なお、第１の電極金属膜１２Ｂと第４の電極
金属膜１２Ｄとの接着は超音波振動を用いた熱溶着で接
着してもよい。As shown in FIG. 12C, FIG.
The second electrode metal film 12B shown in (4) and the fourth electrode metal film 12D shown in FIG. 12 (b) are bonded with the conductive adhesive 13 (FIG. 13: S1303). As shown in FIG. 12 (d),
One first single crystal substrate 18A of the single crystal substrates 18 is removed by etching (FIG. 13: S1304). 12
As shown in (e), the thin film piezoelectric bodies 11A and 11B having a two-layer structure are formed by dry etching to have the shape of the thin film piezoelectric element 10 (FIG. 13: S1305).
As shown in FIG. 12F, the surface of the single crystal substrate 18B on which the thin film piezoelectric element is formed is covered with the coating resin 14 to avoid corrosion of the thin film piezoelectric element (FIG. 13: S13).
06). As shown in FIG. 12 (g), the thin film piezoelectric element 10A (10B) is obtained by removing the last remaining second single crystal substrate 18B by etching (FIG. 13: S1).
307). The first electrode metal film 12B and the fourth electrode metal film 12D may be bonded by thermal welding using ultrasonic vibration.
【００３８】本発明の形状加工方法としては、ドライエ
ッチングの他、ウエットエッチングその他の工法におい
ても可能である。As the shape processing method of the present invention, not only dry etching but also wet etching and other construction methods are possible.
【００３９】図２を参照して、フレクシャ７の中程に位
置された薄膜圧電体用端子９Ａ，９Ｂ．９Ｃ．９Ｄは、
外部接続用端子保持部７Ｙに一方の端部が設けられてお
り外部の駆動回路に接続されている。図４を参照して、
フレクシャ７における薄膜圧電体保持部８Ａ，８Ｂのス
ライダ取りつけ部７Ｘとのつなぎ部１９Ａ，１９Ｂは局
部的に狭い幅で形成された弾性ヒンジ部である。With reference to FIG. 2, thin film piezoelectric material terminals 9A, 9B. 9C. 9D is
The external connection terminal holder 7Y is provided with one end and is connected to an external drive circuit. Referring to FIG.
The joints 19A and 19B of the flexure 7 with the thin-film piezoelectric material holding portions 8A and 8B and the slider mounting portion 7X are elastic hinge portions locally formed with a narrow width.
【００４０】図１３を参照して、薄膜圧電体素子１０
（１０Ａ、１０Ｂ）の電極の取り方について説明する。
金属電極膜１２Ａ、１２Ｃにはプラス電圧が印加され
る。金属電極膜１２Ｂ、１２Ｄはグランドになるように
設定されている。図１４は図５および図７におけるＹ−
Ｙ'断面に相当する位置における薄膜圧電体素子１０
（１０Ａ、１０Ｂ）と薄膜圧電体用端子９との接合を示
す図である。薄膜圧電体素子１０Ａ、１０Ｂのグランド
取り出し部２０の加工方法を説明する。図１４に示すよ
うに、第１の電極金属膜１２Ａおよび第１の薄膜圧電体
１１Ａを第１のエッチング加工で第２の電極金属膜１２
Ｂの上面まで加工する。その後、第１のエッチング加工
範囲の内側で第２の電極金属膜１２Ｂを残した状態で第
２の電極金属膜１２Ｂおよび導電性接着剤１３を第２の
エッチング加工で取り除く。その後、コーティング樹脂
１４でグランド取り出し部２０における第１の電極金属
膜１２Ａをカバーする。最後に第２の電極金属膜１２Ｂ
と第４の電極金属膜１２Ｄとを短絡するグランド金属端
子膜２１を形成してグランド電極を構成する。Referring to FIG. 13, thin film piezoelectric element 10
How to take the electrodes of (10A, 10B) will be described.
A positive voltage is applied to the metal electrode films 12A and 12C. The metal electrode films 12B and 12D are set to be ground. FIG. 14 shows Y- in FIG. 5 and FIG.
Thin film piezoelectric element 10 at a position corresponding to the Y'section
It is a figure which shows the joining of (10A, 10B) and the terminal 9 for thin film piezoelectric bodies. A method of processing the ground lead-out portion 20 of the thin film piezoelectric element 10A, 10B will be described. As shown in FIG. 14, the first electrode metal film 12A and the first thin film piezoelectric body 11A are subjected to the first etching process to form the second electrode metal film 12A.
Process up to the upper surface of B. After that, the second electrode metal film 12B and the conductive adhesive 13 are removed by the second etching process while leaving the second electrode metal film 12B inside the first etching process range. After that, the coating resin 14 covers the first electrode metal film 12A in the ground extraction portion 20. Finally, the second electrode metal film 12B
And the fourth metal electrode film 12D is short-circuited to form a ground metal terminal film 21 to form a ground electrode.
【００４１】グランド金属端子膜２１のそれぞれは、ボ
ンディングワイヤ２４で図７に示す薄膜圧電体用端子９
Ｂ、９Ｃにつながれている。図５，図１４に示す第１の
電極取り出し部２２では、コーティング樹脂１４が一部
取り除かれており、第１の電極金属膜１２Ａが露出して
いる。また第４の電極取り出し部２３では、コーティン
グ樹脂１４が第１の電極取り出し部２２と同様に一部取
り除かれている。図１４に示すように電極取り出し部２
２における第１の電極金属膜１２Ａおよび電極取り出し
部２３における金属電極膜１２Ｃは、ボンディングワイ
ヤー２４により薄膜圧電体用端子９Ａ，９Ｄにそれぞれ
接続される。Each of the ground metal terminal films 21 is a bonding wire 24 and is used for the thin film piezoelectric body terminal 9 shown in FIG.
It is connected to B and 9C. In the first electrode lead-out portion 22 shown in FIGS. 5 and 14, the coating resin 14 is partially removed, and the first electrode metal film 12A is exposed. Further, in the fourth electrode lead-out portion 23, the coating resin 14 is partially removed similarly to the first electrode lead-out portion 22. As shown in FIG. 14, the electrode lead-out portion 2
The first electrode metal film 12A in 2 and the metal electrode film 12C in the electrode lead-out portion 23 are connected to the thin film piezoelectric body terminals 9A and 9D by bonding wires 24, respectively.
【００４２】このような構成の薄膜圧電体素子を有する
ヘッド支持機構１００の動作について、図１５〜図１７
を用いて説明する。図１５はヘッド支持機構１００を横
方向から見た図である。図１５中の薄膜圧電体素子１０
Ａ（１０Ｂ）の拡大した断面構成を図１５に示した。図
７に示す薄膜圧電体用端子９Ｂ、９Ｃはグランドレベル
に設定されている。薄膜圧電体用端子９Ａ，９Ｄには図
１６（ｂ）、（ｃ）に示すように薄膜圧電体素子１０Ａ
および１０Ｂをそれぞれ駆動する駆動電圧が印加され
る。薄膜圧電体端子９Ａと薄膜圧電体端子９Ｄとにはバ
イアス電圧Ｖ0を中心として互いに逆位相の駆動電圧が
印加される。薄膜圧電体１１Ａ，１１Ｂには常にプラス
の駆動電圧が印加される。駆動電圧が印加されると、図
１６（ａ）に示すように薄膜圧電体１１Ａおよび１１Ｂ
は矢印Ｂの方向に縮むが基板１５Ｂ（１５Ａ）があるた
めに、薄膜圧電体素子１０Ａ（１０Ｂ）は、反りを持っ
た状態になる。The operation of the head support mechanism 100 having the thin film piezoelectric element having such a structure will be described with reference to FIGS.
Will be explained. FIG. 15 is a view of the head support mechanism 100 as seen from the lateral direction. Thin film piezoelectric element 10 in FIG.
The enlarged cross-sectional structure of A (10B) is shown in FIG. The thin-film piezoelectric material terminals 9B and 9C shown in FIG. 7 are set to the ground level. As shown in FIGS. 16B and 16C, the thin film piezoelectric terminals 9A and 9D have thin film piezoelectric elements 10A.
A drive voltage is applied to drive each of 10 and 10B. Driving voltages having opposite phases with respect to the bias voltage V 0 are applied to the thin film piezoelectric material terminal 9A and the thin film piezoelectric material terminal 9D. A positive drive voltage is always applied to the thin film piezoelectric bodies 11A and 11B. When the driving voltage is applied, the thin film piezoelectric bodies 11A and 11B are formed as shown in FIG.
Shrinks in the direction of arrow B, but since there is the substrate 15B (15A), the thin film piezoelectric element 10A (10B) is in a warped state.
【００４３】この伸縮により薄膜圧電体保持部８Ａ（８
Ｂ）は伸縮しフレクシャ基板３の薄膜圧電体保持部８と
の境界部３Ｘ（図９）とフレクシャ７の弾性ヒンジ部１
９との平面距離Ｌが変化する（図９）。またこれと同時
に薄膜圧電体保持部１５の反り状態も変化する。この反
りに起因して薄膜圧電体保持部８の曲率が変化する。こ
の曲率変化により弾性ヒンジ部１５とフレクシャ基板３
の薄膜圧電体保持部８Ａ（８Ｂ）との境界部との距離は
変化する。したがって、平面距離の変化と反りによる曲
率変化による効果が加算されることになる。なお、薄膜
圧電体１１Ａ，１１Ｂには図１１（ｃ）に示す分極方向
Ａに駆動電圧が印加されるため、薄膜圧電体の分極が反
転しその特性を損なうことはない。By this expansion and contraction, the thin film piezoelectric member holding portion 8A (8
B) expands and contracts, and the boundary portion 3X (FIG. 9) of the flexure substrate 3 with the thin film piezoelectric body holding portion 8 and the elastic hinge portion 1 of the flexure 7 are provided.
The plane distance L from 9 changes (FIG. 9). At the same time, the warped state of the thin film piezoelectric body holding portion 15 also changes. Due to this warp, the curvature of the thin film piezoelectric body holding portion 8 changes. Due to this change in curvature, the elastic hinge portion 15 and the flexure substrate 3 are
The distance from the boundary with the thin film piezoelectric material holding portion 8A (8B) changes. Therefore, the effect of the change in the plane distance and the change in the curvature due to the warp are added. Since the driving voltage is applied to the thin film piezoelectric bodies 11A and 11B in the polarization direction A shown in FIG. 11C, the polarization of the thin film piezoelectric body is not reversed and the characteristics thereof are not impaired.
【００４４】図１７（ａ）は薄膜圧電体素子１０Ａが伸
び、薄膜圧電体素子１０Ｂが収縮したときのスライダ２
の回動動作について描いた図である。図１７（ｂ）は、
図１７（ａ）の構成の模式図を示したものである。薄膜
圧電体素子１０Ａが矢印Ｅ方向に伸び、薄膜圧電体素子
１０Ｂが矢印Ｄ方向に収縮すると、スライダ２およびス
ライダ保持基板３Ａは、突起部３Ｂに当接するディンプ
ル４Ｇを中心に矢印Ｃ方向に回動する。従って、スライ
ダ２上に設けられたヘッド１は、磁気ディスク（図示せ
ず）に同心状態で設けられた各トラックの幅方向に沿っ
て移動することになる。これによりヘッド１をトラック
に追従させるオントラック性を高精度で実施することが
できる。FIG. 17A shows the slider 2 when the thin film piezoelectric element 10A is expanded and the thin film piezoelectric element 10B is contracted.
It is a figure drawn about the rotation operation of. FIG. 17 (b) shows
FIG. 17 is a schematic diagram of the configuration of FIG. When the thin film piezoelectric element 10A extends in the arrow E direction and the thin film piezoelectric element 10B contracts in the arrow D direction, the slider 2 and the slider holding substrate 3A rotate in the arrow C direction around the dimple 4G that abuts the protrusion 3B. Move. Therefore, the head 1 provided on the slider 2 moves along the width direction of each track provided concentrically on the magnetic disk (not shown). As a result, the on-track property of causing the head 1 to follow the track can be implemented with high accuracy.
【００４５】弾性ヒンジ部１９Ａ，１９Ｂの幅寸法は、
図４に示すヘッド信号配線６Ａ、６Ｂ、６Ｃおよび６Ｄ
がそれぞれ配置されるために必要な最小限の幅寸法であ
るため、スライダ保持基板３Ａの回動時における負荷が
低減されて、スライダ保持基板３Ａが確実に回動する。The width dimensions of the elastic hinge portions 19A and 19B are
Head signal wirings 6A, 6B, 6C and 6D shown in FIG.
Has a minimum width dimension necessary for being respectively arranged, the load during rotation of the slider holding substrate 3A is reduced, and the slider holding substrate 3A reliably rotates.
【００４６】スライダー２には、図２に示すロードビー
ム４の板バネ部４Ｅによりロード荷重（２０〜３０ｍ
Ｎ）が加えられており、スライダ保持基板３Ａが回動す
る場合には、このロード荷重が、ディンプル４Ｇとスラ
イダ保持基板３Ａとに作用する。従って、スライダ保持
基板３Ａには、スライダ保持基板３Ａとデインプル４Ｇ
との摩擦係数にて決定される摩擦力が作用する。この摩
擦力によりスライダ保持基板３Ａの突出部３Ｂとディン
プル４Ｇとの間に位置ズレは生じない。A load load (20 to 30 m) is applied to the slider 2 by the leaf spring portion 4E of the load beam 4 shown in FIG.
N) is added, and when the slider holding substrate 3A rotates, this load load acts on the dimple 4G and the slider holding substrate 3A. Therefore, the slider holding substrate 3A includes a slider holding substrate 3A and a dimple 4G.
The frictional force determined by the friction coefficient of and acts. Due to this frictional force, no positional deviation occurs between the protrusion 3B of the slider holding substrate 3A and the dimple 4G.
【００４７】図１７（ｂ）を参照して、薄膜圧電体保持
部８Ａと薄膜圧電体素子１０Ａとからなる第一のビーム
１６１と薄膜圧電体保持部８Ｂおよび薄膜圧電体素子１
０Ｂとからなる第二のビーム１６２とは、ディンプル４
Ｇで回動自在に拘束されたスライダ保持基板３Ａに回動
自在に連結される。ヘッド１はディンプル４Ｇから距離
Ｄを置いてスライダ２上に設けられている。With reference to FIG. 17B, the first beam 161 composed of the thin film piezoelectric material holding portion 8A and the thin film piezoelectric material element 10A, the thin film piezoelectric material holding portion 8B and the thin film piezoelectric material element 1 are formed.
The second beam 162 composed of 0B and the dimple 4
It is rotatably connected to the slider holding substrate 3A which is rotatably restrained by G. The head 1 is provided on the slider 2 at a distance D from the dimple 4G.
【００４８】弾性ヒンジ部１９Ａ，１９Ｂは、スライダ
２のロール方向およびピッチ方向に柔軟な構成となって
いるため、ディスクに対するスライダ２の良好な浮上特
性を与える。Since the elastic hinge portions 19A and 19B have a flexible structure in the roll direction and the pitch direction of the slider 2, they give good flying characteristics of the slider 2 to the disk.
【００４９】以上のように本実施の形態によれば、単結
晶圧電体が２層構成を有しているので、小さい印加電圧
により大きな変位を得る事ができる薄膜圧電体アクチュ
エータ実現することができる。As described above, according to the present embodiment, since the single crystal piezoelectric body has a two-layer structure, it is possible to realize a thin film piezoelectric actuator capable of obtaining a large displacement with a small applied voltage. .
【００５０】また、薄膜圧電体素子を２層化することで
その剛性が高められるので、アクチュエータとしての共
振周波数を高くすることができる。これにより駆動周波
数を高めることができ、追従性の高い良好な特性を得る
ことが可能となる。Further, since the rigidity of the thin film piezoelectric element is increased by forming the piezoelectric element into two layers, the resonance frequency of the actuator can be increased. As a result, the drive frequency can be increased, and good characteristics with high followability can be obtained.
【００５１】[0051]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、低い印加
電圧によって効率的にヘッドを微小変位させることが可
能な薄膜圧電体素子、その製造方法およびこれを用いた
ヘッド支持機構を得る事ができる。As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a thin film piezoelectric element capable of efficiently displacing the head minutely by a low applied voltage, a method of manufacturing the same, and a head support mechanism using the same. You can
【図１】実施に形態に係るヘッド支持機構の実施の形態
の一例を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an example of an embodiment of a head support mechanism according to the embodiment.
【図２】そのヘッド支持機構を分解して示す斜視図であ
る。FIG. 2 is an exploded perspective view showing the head support mechanism.
【図３】そのヘッド支持機構に使用されるスライダの斜
視図である。FIG. 3 is a perspective view of a slider used in the head support mechanism.
【図４】そのヘッド支持機構に使用されるフレクシャの
構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a flexure used for the head support mechanism.
【図５】その薄膜圧電体素子の平面図である。FIG. 5 is a plan view of the thin film piezoelectric element.
【図６】図５のＸ−Ｘ線における断面図である。6 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG.
【図７】そのヘッド支持機構に使用されるフレクシャの
平面図である。FIG. 7 is a plan view of a flexure used for the head support mechanism.
【図８】図７のＸ−Ｘ線における断面図である。8 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG.
【図９】そのヘッド支持機構に使用されるフレクシャの
底面図である。FIG. 9 is a bottom view of a flexure used for the head support mechanism.
【図１０】そのヘッド支持機構に使用されるフレクシャ
に薄膜圧電体素子を接着したときの図７のＸ−Ｘ線にお
ける断面図である。10 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. 7 when a thin film piezoelectric element is bonded to a flexure used for the head support mechanism.
【図１１】薄膜圧電体およびその電極を単結晶基板上で
成膜する手順を示した図である。FIG. 11 is a diagram showing a procedure for forming a thin film piezoelectric substance and its electrode on a single crystal substrate.
【図１２】単結晶基板上に成膜した薄膜圧電体を２層構
成化する手順を示した図である。FIG. 12 is a diagram showing a procedure for forming a two-layer structure of a thin-film piezoelectric material formed on a single crystal substrate.
【図１３】実施の形態に係る薄膜圧電体の製造方法を示
すフローチャートである。FIG. 13 is a flowchart showing a method of manufacturing a thin film piezoelectric material according to an embodiment.
【図１４】薄膜圧電体素子の電極取り出し部の断面図で
ある。FIG. 14 is a sectional view of an electrode lead-out portion of the thin film piezoelectric element.
【図１５】本発明のヘッド支持機構の側面図である。FIG. 15 is a side view of the head support mechanism of the present invention.
【図１６】実施形態におけるヘッド支持機構の動作を説
明するための薄膜圧電体素子の断面および電圧印加仕様
を説明する図である。FIG. 16 is a diagram illustrating a cross section of a thin film piezoelectric element and a voltage application specification for explaining the operation of the head support mechanism in the embodiment.
【図１７】実施形態におけるヘッド支持機構の構動作を
説明するための概略構成の平面図である。FIG. 17 is a plan view of a schematic configuration for explaining a construction operation of the head support mechanism in the embodiment.
【図１８】従来のディスク装置のヘッド支持機構の一例
を示す平面図である。FIG. 18 is a plan view showing an example of a head support mechanism of a conventional disk device.
１ ヘッド ２ スライダ ３Ａ スライダ保持基板 ４ ロードビーム ７ フレクシャ ８ 薄膜圧電体保持部 １０ 薄膜圧電体素子 1 head 2 slider 3A slider holding substrate 4 road beam 7 Flexure 8 Thin-film piezoelectric material holder 10 Thin film piezoelectric element
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ１１Ｂ 21/21 Ｇ１１Ｂ 21/21 １０１Ｚ １０１ Ｈ０１Ｌ 41/22 Ｚ Ｈ０１Ｌ 41/083 41/08 Ｓ Ｐ (56)参考文献 特開 平５−325274（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−300397（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−187624（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−31368（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 41/22 G11B 5/596 G11B 5/60 G11B 21/02 601 G11B 21/10 G11B 21/21 G11B 21/21 101 H01L 41/083 H01L 41/09 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI G11B 21/21 G11B 21/21 101Z 101 H01L 41/22 Z H01L 41/083 41/08 SP (56) References 5-325274 (JP, A) JP 7-300397 (JP, A) JP 6-187624 (JP, A) JP 11-31368 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 41/22 G11B 5/596 G11B 5/60 G11B 21/02 601 G11B 21/10 G11B 21/21 G11B 21/21 101 H01L 41/083 H01L 41/09
Claims (10)
設けられたスライダと、前記スライダをロール方向、ピ
ッチ方向およびヨー方向の全方位に微小回動可能に保持
するスライダ保持板と、前記スライダ保持板をピボット
支持するディンプルと、前記スライダ保持板の端部に設
けられた一対の弾性ヒンジ部と、前記一対の弾性ヒンジ
部によって前記スライダ保持板と連結される一対の基板
と、前記一対の基板にそれぞれ取り付けられた薄膜圧電
体素子とを有し、前記薄膜圧電体素子の伸縮により、前
記スライダが前記ディンプルを中心として前記ヨー方向
に微小回動運動する構成を有する圧電体アクチュエータ
の製造方法であって、 前記薄膜圧電体素子の製造工程においては、 第１基板に第１電極金属膜と第１薄膜圧電体と第２電極
金属膜とをこの順番に成膜する第１工程と、 第２基板に第３電極金属膜と第２薄膜圧電体と第４電極
金属膜とをこの順番に成膜する第２工程と、 前記第２電極金属膜と前記第４電極金属膜とを相対面す
るように接着する第３工程とを包含することを特徴とす
る圧電体アクチュエータの製造方法。 1. A head for reproducing at least data
Install the slider and the slider in the roll direction and
Holds in all directions of touch and yaw so that it can rotate slightly
The slider holding plate and the slider holding plate
The dimples to support and the ends of the slider holding plate
A pair of elastic hinges, and the pair of elastic hinges
Pair of substrates connected to the slider holding plate by a section
And a thin film piezoelectric attached to each of the pair of substrates.
The thin film piezoelectric element has a body element and
The slider moves in the yaw direction around the dimple.
Piezoelectric actuator with a structure that makes a minute rotational movement
In the manufacturing process of the thin film piezoelectric element, the first step of forming a first electrode metal film, a first thin film piezoelectric body, and a second electrode metal film in this order on the first substrate. And a second step of forming a third electrode metal film, a second thin film piezoelectric body, and a fourth electrode metal film on a second substrate in this order; the second electrode metal film and the fourth electrode metal film; And a third step of adhering so as to face each other .
Piezoelectric actuator manufacturing method.
ッチングで除去する第４工程と、 前記第１電極金属膜と前記第１薄膜圧電体と前記第２電
極金属膜と前記第４電極金属膜と前記第２薄膜圧電体と
前記第３電極金属膜とを、所定の形状に加工する第５工
程とを包含する請求項１に記載の圧電体アクチュエータ
の製造方法。 2. A fourth step of removing the first substrate by etching after the third step, the first electrode metal film, the first thin-film piezoelectric material, the second electrode metal film, and the fourth electrode metal film. The piezoelectric actuator according to claim 1, comprising a fifth step of processing the electrode metal film, the second thin film piezoelectric body, and the third electrode metal film into a predetermined shape.
Manufacturing method.
板をエッチングで除去する第６工程とを包含することを
特徴とする請求項２に記載の圧電体アクチュエータの製
造方法。 After wherein the fifth step, the including a sixth step of further removing the second substrate by etching
A piezoelectric actuator according to claim 2, characterized in that
Build method.
晶基板を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか
に記載の圧電体アクチュエータの製造方法。 Wherein the first substrate and the second substrate are any of claims 1 to 3, characterized in that it comprises a single crystal substrate
The method of manufacturing a piezoelectric actuator according to.
薄膜圧電体の線膨張係数よりも高く、 前記第２基板の線膨張係数は、前記第２薄膜圧電体の線
膨張係数よりも高いことを特徴とする請求項１〜３のい
ずれかに記載の圧電体アクチュエータの製造方法。 5. The linear expansion coefficient of the first substrate is the first
Higher than the linear expansion coefficient of the film piezoelectric member, the linear expansion coefficient of the second substrate, claims 1-3 Noi being higher than the linear expansion coefficient of the second thin-film piezoelectric
A method for manufacturing a piezoelectric actuator according to any one of the above .
前記第２電極金属膜と前記第４電極金属膜とを接着する
工程を包含することを特徴とする請求項１〜３のいずれ
かに記載の圧電体アクチュエータの製造方法。 Wherein said third step, by using a conductive adhesive according to claim 1, wherein the comprising the step of bonding the fourth electrode metal film and said second electrode metal film Either
7. A method for manufacturing a piezoelectric actuator according to the above paragraph .
溶着により前記第２電極金属膜と前記第４電極金属膜と
を接着する工程を包含することを特徴とする請求項１〜
３のいずれかに記載の圧電体アクチュエータの製造方
法。 Wherein said third step, claim, characterized in that comprising the step of bonding the said and the second electrode metal film fourth electrode metal film by thermal welding using ultrasonic vibration 1
3. A method of manufacturing a piezoelectric actuator according to any one of 3
Law.
設けられたスライダと、前記スライダをロール方向、ピ
ッチ方向およびヨー方向の全方位に微小回動可能に保持
するスライダ保持板と、前記スライダ保持板をピボット
支持するディンプルと、前記スライダ保持板の端部に設
けられた一対の弾性ヒンジ部と、前記一対の弾性ヒンジ
部によって前記スライダ保持板と連結される一対の基板
と、前記一対の基板にそれぞれ取り付けられた薄膜圧電
体素子とを有し、前記薄膜圧電体素子の伸縮により、前
記スライダが前記ディンプルを中心として前記ヨー方向
に微小回動運動する構成を有する圧電体アクチュエータ
であって、 前記薄膜圧電体素子は、 第１電極金属膜と、 前記第１電極金属膜上に形成される第１薄膜圧電体と、
前記第１薄膜圧電体上に形成される第２電極金属膜とを
有する第１の素子、及び第３電極金属膜と、 前記第３電極金属膜上に形成される第２薄膜圧電体と、
前記第２薄膜圧電体上に形成される第４電極金属膜とを
有する第２の素子、を有し、前記第１の素子と前記第２
の素子とが、前記第２電極金属膜と前記第４電極金属膜
との間に接着剤を介して積層されることを特徴とする圧
電体アクチュエータ。 8. A head for reproducing at least data
Install the slider and the slider in the roll direction and
Holds in all directions of touch and yaw so that it can rotate slightly
The slider holding plate and the slider holding plate
The dimples to support and the ends of the slider holding plate
A pair of elastic hinges, and the pair of elastic hinges
Pair of substrates connected to the slider holding plate by a section
And a thin film piezoelectric attached to each of the pair of substrates.
The thin film piezoelectric element has a body element and
The slider moves in the yaw direction around the dimple.
Piezoelectric actuator with a structure that makes a minute rotational movement
A is, the thin film piezoelectric element includes a first electrode metal film, a first thin film piezoelectric body formed on the first electrode metal film,
A first element having a second electrode metal film formed on the first thin film piezoelectric body, and a third electrode metal film; a second thin film piezoelectric body formed on the third electrode metal film;
A second element having a fourth electrode metal film formed on the second thin film piezoelectric body, and the first element and the second element.
Pressure and elements, characterized in that it is laminated via an adhesive between the second electrode metal film and the fourth electrode metal film
Electric actuator.
膜には第１端子を、 前記第２電極金属膜と前記第４電極金属膜には第２端子
を有することを特徴とする請求項８記載の圧電体アクチ
ュエータ。 9. the first electrode metal film of the the third electrode metal film first terminal, wherein the second electrode metal film and the fourth electrode metal film and having a second terminal The piezoelectric activator according to claim 8.
The player.
タに対し、前記第１端子には駆動電圧を、前記第２端子
にはグランド電圧を印加することを特徴とする圧電体ア
クチュエータの駆動方法。10. The piezoelectric actuator according to claim 9 .
To data, the piezoelectric A, characterized in that said first terminal a driving voltage, for applying the ground voltage to the second terminal
How to drive the actuator .
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