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JP2001357640A - Thin film piezoelectric actuator for disk device and method of manufacturing the same - Google Patents

Thin film piezoelectric actuator for disk device and method of manufacturing the same

Info

Publication number
JP2001357640A
JP2001357640A JP2000180630A JP2000180630A JP2001357640A JP 2001357640 A JP2001357640 A JP 2001357640A JP 2000180630 A JP2000180630 A JP 2000180630A JP 2000180630 A JP2000180630 A JP 2000180630A JP 2001357640 A JP2001357640 A JP 2001357640A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film piezoelectric
thin film
thin
substrate
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000180630A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Riyounai
博 領内
Hideki Kuwajima
秀樹 桑島
Kaoru Matsuoka
薫 松岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2000180630A priority Critical patent/JP2001357640A/en
Publication of JP2001357640A publication Critical patent/JP2001357640A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
  • Supporting Of Heads In Record-Carrier Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】印加される電圧に対応して効率よくヘッドを変
位させ、サスペンションに要求される共振周波数特性も
確保することがきる。 【解決手段】回転駆動されるディスクに対して少なくと
もデータの再生を行うヘッドが基板の支持部1A上に支
持されている。ヘッドは、その支持部1A上に設けられ
た薄膜圧電体素子4Aにより、前記基板の支持部1Aが
変形されることにより、変位される。薄膜圧電体素子4
Aは、薄膜圧電体15の両面に第1電極12および第2
電極14を有するとともに、第2電極14から支持部1
Aに接着剤10にて接着された第1電極12に達する端
子用穴17Aを有しており、端子用穴17Aの内部に、
第1電極12に接続するリード線18Aが設けられて、
第2電極14側に引き出されている。
(57) [Summary] A head can be efficiently displaced according to an applied voltage, and a resonance frequency characteristic required for a suspension can be secured. A head for reproducing at least data from a rotationally driven disk is supported on a substrate supporter. The head is displaced by deforming the support portion 1A of the substrate by the thin film piezoelectric element 4A provided on the support portion 1A. Thin film piezoelectric element 4
A indicates that the first electrode 12 and the second electrode
It has the electrode 14 and the supporting portion 1
A has a terminal hole 17A that reaches the first electrode 12 bonded to the first electrode 12 with the adhesive 10, and inside the terminal hole 17A,
A lead wire 18A connected to the first electrode 12 is provided,
It is drawn to the second electrode 14 side.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピューターの
記憶装置等においてディスク装置のディスクに対する情
報の記録および再生に使用されるヘッドの支持機構に関
し、特に、ディスク装置に設けられたディスクに対する
情報の記録を高密度化するために最適なヘッド支持機構
として使用される薄膜圧電体アクチュエーターに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a head support mechanism used for recording and reproducing information on and from a disk of a disk device in a storage device of a computer, and more particularly, to recording of information on a disk provided in the disk device. The present invention relates to a thin-film piezoelectric actuator used as an optimum head support mechanism for increasing the density of a piezoelectric element.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディスク装置に設けられたディスクへの
データの記録密度は高密度化される傾向にあり、特に、
磁気ディスク装置に設けられた磁気ディスクへのデータ
の記録密度は、日を追う毎に高密度化が進んでいる。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
ュエーターアームが、ボイスコイルモーター(VCM)
によって回動されるようになっている。そして、VCM
を制御することにより、スライダに搭載された磁気ヘッ
ドが、磁気ディスク上の任意の位置に対向して位置決め
される。
2. Description of the Related Art Data recording density on a disk provided in a disk drive tends to be increased.
The recording density of data on a magnetic disk provided in a magnetic disk device is increasing with each passing 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 support mechanism provided in the magnetic disk device. .
The head support mechanism has a head actuator arm on which a slider is mounted, and this head actuator arm is connected to a voice coil motor (VCM).
To be rotated. And VCM
, The magnetic head mounted on the slider is positioned facing 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
ドをさらに高精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ー
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。この問題を解決するために、種々の提案
がなされている。特に、近年、電圧を印加することによ
り伸縮変形する性質を有する圧電体材料を利用し、磁気
ヘッドを微小の範囲にて変位させる薄膜圧電体アクチュ
エーターが提案されている。以下、このような薄膜圧電
体アクチュエーターを搭載したサスペンションの一例に
ついて説明する。
In order to record data on a magnetic disk at a higher density, it is necessary to position the magnetic head with respect to the magnetic disk with higher precision. However, the configuration in which the magnetic head is positioned by rotating the head actuator arm in the VCM has a problem that the magnetic head cannot be positioned with higher accuracy. Various proposals have been made to solve this problem. In particular, in recent years, a thin film piezoelectric actuator that displaces a magnetic head in a minute range by using a piezoelectric material having a property of expanding and contracting by applying a voltage has been proposed. Hereinafter, an example of a suspension equipped with such a thin film piezoelectric actuator will be described.

【0004】図3は、薄膜圧電体アクチュエーターを搭
載したサスペンションの一例の全体構造を示す斜視図、
図4は、図3のサスペンション26を分解して示す斜視
図である。
FIG. 3 is a perspective view showing the overall structure of an example of a suspension on which a thin film piezoelectric actuator is mounted.
FIG. 4 is an exploded perspective view showing the suspension 26 of FIG.

【0005】この薄膜圧電体アクチュエーター5Aおよ
び5Bを搭載したサスペンション26は、磁気ヘッドが
搭載されたスライダ(図示せず)を保持するスライダ保
持板2と、スライダおよびスライダ保持板2を先端部上
に回動可能に支持するロードビーム6と、ロードビーム
6の上でスライダを先端部上に支持して、スライダを回
動させる操作基板としての薄膜圧電体用基板1と、薄膜
圧電体用基板1を保持するステンレス板3と、薄膜圧電
体用基板1の先端側からその基端側にかけて設けられた
第1の配線パターン20と、第1の配線パターン20に
沿って設けられた第2の配線パターン21とを具備して
いる。
A suspension 26 on which the thin film piezoelectric actuators 5A and 5B are mounted has a slider holding plate 2 for holding a slider (not shown) on which a magnetic head is mounted, and the slider and the slider holding plate 2 are mounted on the tip. A load beam 6 rotatably supported, a thin-film piezoelectric substrate 1 as an operation substrate for supporting a slider on the distal end on the load beam 6 and rotating the slider, and a thin-film piezoelectric substrate 1 , A first wiring pattern 20 provided from the front end to the base end of the thin film piezoelectric substrate 1, and a second wiring provided along the first wiring pattern 20. And a pattern 21.

【0006】ロードビーム6は、正方形状をした基端部
6Aと、基端部6Aから先端側へ先細状に延出したネッ
ク部6Cと、ネック部6Cからさらに先端側へ先細状に
延出したビーム部6Eを有しており、ビーム部6Eの先
端部に設けられた搭載部6G上にスライダ保持板2が搭
載されている。
The load beam 6 has a square base portion 6A, a neck portion 6C extending from the base portion 6A toward the distal end, and a taper shape further extending from the neck portion 6C toward the distal end. The slider holding plate 2 is mounted on a mounting portion 6G provided at the tip of the beam portion 6E.

【0007】ロードビーム6における基端部6Aの下面
には、この基端部6Aに対応する正方形状のベースプレ
ート7がビーム溶接等によって取り付けられている。ベ
ースプレート7は、ヘッドアクチュエーター(図示せ
ず)に旋回可能に取り付けられており、ロードビーム6
は、ヘッドアクチュエーターによって、ビーム部6Eの
先端部が、磁気ディスク(図示せず)における実質的な
半径方向に沿って移動するように、基端部6Aを中心と
して旋回駆動される。従って、ロードビーム6がこのよ
うに旋回駆動されることによって、スライダは、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。
[0007] A square base plate 7 corresponding to the base end 6A is attached to the lower surface of the base end 6A of the load beam 6 by beam welding or the like. The base plate 7 is pivotally attached to a head actuator (not shown), and a load beam 6 is provided.
Is driven to rotate around the base end 6A by a head actuator such that the front end of the beam portion 6E moves in a substantially radial direction of a magnetic disk (not shown). Therefore, the slider is moved along a substantially radial direction of the magnetic disk by the turning drive of the load beam 6 in this manner.

【0008】ロードビーム6における基端部6Aの中心
部には円形開口部6Bが設けられており、また、ネック
部6Cの中心部には三角状開口部6Dが設けられてい
る。ネック部6Cにおける三角状開口部6Dの両側部分
が、それぞれ板バネ部6Iおよび6Jになっている。搭
載部6Gは、各板バネ部6Iおよび6Jによって、磁気
ディスクの表面に対して垂直方向へ弾性的に変位するよ
うになっており、搭載部6Gが弾性的に変位することに
よって、搭載部6Gに設けられるスライダ(図示せず)
にロード荷重が付加される。
A circular opening 6B is provided at the center of the base end 6A of the load beam 6, and a triangular opening 6D is provided at the center of the neck 6C. Both sides of the triangular opening 6D in the neck 6C are leaf springs 6I and 6J, respectively. The mounting portion 6G is elastically displaced in a direction perpendicular to the surface of the magnetic disk by the leaf spring portions 6I and 6J, and the mounting portion 6G is elastically displaced by the mounting portion 6G. Slider (not shown) provided on
, A load is applied.

【0009】搭載部6Gには、上面側へ半球形状に突出
したディンプル6Hが一体的に形成されている。搭載部
6Gには、また、搭載部6Gの先端から基端部側に向か
って直線状に延出した一対の規制部6F、6Fが設けら
れている。各規制部6Fは、搭載部6Gの上面に対して
上方に適当な間隙をあけて、基端部側に延出している。
The mounting portion 6G is integrally formed with dimples 6H projecting hemispherically toward the upper surface. The mounting portion 6G is further provided with a pair of regulating portions 6F, 6F extending linearly from the distal end of the mounting portion 6G toward the base end side. Each restricting portion 6F extends toward the base end with an appropriate gap above the upper surface of the mounting portion 6G.

【0010】搭載部6G上に搭載されたスライダ保持板
2上には、薄膜圧電体用基板1の先端部を介して、スラ
イダが保持される。また、スライダ保持板2の基端部側
中央部には、基端部側へ半円形状に突出した突起部2A
が設けられている。
A slider is held on the slider holding plate 2 mounted on the mounting portion 6G via the tip of the thin film piezoelectric substrate 1. In the center of the slider holding plate 2 at the base end side, a protrusion 2A protruding in a semicircular shape toward the base end side.
Is provided.

【0011】スライダ保持板2の突起部2Aは、ロード
ビーム6の搭載部6Gに設けられたディンプル6Hに、
下方から点接触で支持されており、スライダ保持板2の
両端部が、搭載部6Gに設けられた各規制部6Fとは適
当な微小間隔をあけた状態で規制されている。これによ
り、スライダ保持板2は、その上に設けられるスライダ
と共に、微小の変位角度で全方向へ回動し得るように支
持されている。
The protrusion 2A of the slider holding plate 2 is attached to a dimple 6H provided on the mounting portion 6G of the load beam 6.
The slider holding plate 2 is supported by point contact from below, and both ends of the slider holding plate 2 are regulated with a suitable minute interval from each regulating portion 6F provided on the mounting portion 6G. Thus, the slider holding plate 2 is supported so as to be able to rotate in all directions at a small displacement angle together with the slider provided thereon.

【0012】薄膜圧電体用基板1は、ロードビーム6の
先端部から基端部に沿って延びる長板形状をしており、
磁気ディスクの表面に沿うように配置されている。薄膜
圧電体用基板1の先端部には、スライダ保持板2上に配
置されるスライダ貼り付け部1Cが設けられており、こ
のスライダ貼り付け部1C上に、スライダが貼り付けら
れる。スライダ保持板2の基端部側の側縁は、スライダ
貼り付け部1Cの基端部側の側縁とほぼ揃った状態にな
っている。
The thin-film piezoelectric substrate 1 has a long plate shape extending from the distal end to the proximal end of the load beam 6.
It is arranged along the surface of the magnetic disk. A slider attaching portion 1C disposed on the slider holding plate 2 is provided at the tip of the thin film piezoelectric substrate 1, and a slider is attached on the slider attaching portion 1C. The side edge on the base end side of the slider holding plate 2 is substantially aligned with the side edge on the base end side of the slider attachment portion 1C.

【0013】薄膜圧電体用基板1の基板保持部1Dに
は、ロードビーム6の板バネ部6I上および基端部6A
の一方の側部上に配置される配線部1Gが連続して設け
られており、配線部1Gの基端部に端子保持部1Hが設
けられている。
The substrate holding portion 1D of the thin film piezoelectric substrate 1 has a leaf spring portion 6I of the load beam 6 and a base end portion 6A.
The wiring portion 1G disposed on one side of the wiring portion 1G is provided continuously, and the terminal holding portion 1H is provided at the base end of the wiring portion 1G.

【0014】図5は、ロードビーム6上に配置される薄
膜圧電体用基板1の先端部の平面図、図6は、図5のA
−A’線における断面模式図である。
FIG. 5 is a plan view of the tip of the thin-film piezoelectric substrate 1 arranged on the load beam 6, and FIG.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along line -A ′.

【0015】スライダ貼り付け部1Cの基端部側には、
磁気ディスクの表面に対して水平方向へ異なる位相で伸
縮変形する一対の薄膜圧電体アクチュエーター5Aおよ
び5Bをそれぞれ構成する一対の支持部1Aおよび1B
が、それぞれ、弾性ヒンジ部1Eおよび1Fを介して、
一体的に設けられている。各支持部1Aおよび1Bの基
端部は、長方形状の基板保持部1Dに、それぞれ連続し
ている。基板保持部1Dは、ロードビーム6におけるビ
ーム部6Eの上面に、ステンレス板3を介して固定され
ている。
On the base end side of the slider attaching portion 1C,
A pair of support portions 1A and 1B respectively forming a pair of thin film piezoelectric actuators 5A and 5B that expand and contract in different phases in the horizontal direction with respect to the surface of the magnetic disk.
Respectively, via the elastic hinge portions 1E and 1F,
It is provided integrally. The base ends of the support portions 1A and 1B are respectively continuous with the rectangular substrate holding portion 1D. The substrate holding section 1D is fixed to the upper surface of the beam section 6E of the load beam 6 via the stainless steel plate 3.

【0016】一対の支持部1Aおよび1Bは、所定の間
隔をあけて平行になっている。一対の弾性ヒンジ部1E
および1Fは、支持部1Aおよび1Bの先端部分の幅寸
法をそれぞれ小さくすることによって形成されている。
スライダ貼り付け部1Cは、各弾性ヒンジ部1Eおよび
1Fによって、微小の変位角度で全方向へ回動し得るよ
うになっており、従って、スライダ貼り付け部1C上に
配置されるスライダおよびスライダ貼り付け部1Cの下
方に配置されたスライダ保持板2は、微小の変位角度で
全方向へ回動し得るようになっている。
The pair of supports 1A and 1B are parallel at a predetermined interval. A pair of elastic hinges 1E
And 1F are formed by reducing the width dimensions of the tip portions of the support portions 1A and 1B, respectively.
The slider attaching portion 1C can be rotated in all directions at a small displacement angle by the elastic hinge portions 1E and 1F. Therefore, the slider and the slider attaching portion disposed on the slider attaching portion 1C are provided. The slider holding plate 2 disposed below the attachment portion 1C can rotate in all directions at a small displacement angle.

【0017】各支持部1Aおよび1Bは、3μm厚の銅
板8を、絶縁体としてのポリイミド樹脂9によって覆っ
て構成されており、各支持部1Aおよび1Bの上面に
は、薄膜圧電体素子4Aおよび4Bがそれぞれ接着剤1
0により積層状態で貼り付けられて、各支持部1Aおよ
び1Bと一体化されている。薄膜圧電体用基板1の各支
持部1Aおよび1Bは、薄膜圧電体素子4Aおよび4B
と共に、薄膜圧電体アクチュエーター5Aおよび5Bを
それぞれ構成している。なお、銅板8に代えて、ステン
レス等の金属板を使用してもよい。
Each of the supporting portions 1A and 1B is formed by covering a 3 μm thick copper plate 8 with a polyimide resin 9 as an insulator, and the thin film piezoelectric elements 4A and 4A are provided on the upper surfaces of the supporting portions 1A and 1B. 4B is adhesive 1
0 is attached in a laminated state, and is integrated with each of the support portions 1A and 1B. The supporting portions 1A and 1B of the thin-film piezoelectric substrate 1 are thin-film piezoelectric elements 4A and 4B
Together, they constitute the thin film piezoelectric actuators 5A and 5B, respectively. Note that, instead of the copper plate 8, a metal plate such as stainless steel may be used.

【0018】薄膜圧電体用基板1には、磁気ヘッド(図
示せず)に対する記録再生信号を転送するための第1の
配線パターン20が設けられている。この第1の配線パ
ターン20は、四本の配線ライン20A〜20Dを有し
ている。各配線ライン20A〜20Dの一方の端部は、
薄膜圧電体用基板1のスライダ貼り付け部1C上に設け
られた四つのスライダ接続用端子22A、22B、22
C、22Dにそれぞれ接続されている。そして、四つの
スライダ接続用端子22A、22B、22C、22D
は、薄膜圧電体用基板1におけるスライダ貼り付け部1
Cの上面のスライダに設けられた各端子(図示せず)に
それぞれ接続される。
The thin-film piezoelectric substrate 1 is provided with a first wiring pattern 20 for transferring a recording / reproducing signal to a magnetic head (not shown). The first wiring pattern 20 has four wiring lines 20A to 20D. One end of each of the wiring lines 20A to 20D is
Four slider connection terminals 22A, 22B, 22 provided on slider attachment portion 1C of thin film piezoelectric substrate 1
C and 22D. Then, the four slider connection terminals 22A, 22B, 22C, 22D
Is a slider attaching portion 1 on the thin film piezoelectric substrate 1.
Each terminal is connected to each terminal (not shown) provided on the slider on the upper surface of C.

【0019】スライダ接続用端子22Aおよび22Bに
それぞれ接続された第1の配線パターン20の一対の配
線ライン20Aおよび20Bは、薄膜圧電体用基板1の
一方の支持部1A上に設けられた薄膜圧電体素子4Aの
側部、基板保持部1D上を通って、それぞれ基端部側へ
引き出されている。スライダ接続用端子22Cおよび2
2Dにそれぞれ接続された他の一対の配線ライン20C
および20Dは、薄膜圧電体用基板1の他方の支持部1
B上に設けられた薄膜圧電体素子4B側部、基板保持部
1D上を通って、それぞれ基端部側へ引き出されてい
る。
A pair of wiring lines 20A and 20B of the first wiring pattern 20 connected to the slider connection terminals 22A and 22B are formed on the thin film piezoelectric member 1 provided on one support portion 1A of the thin film piezoelectric substrate 1. The body element 4A is drawn to the base end side through the side portion and the substrate holding portion 1D. Slider connection terminals 22C and 2
Another pair of wiring lines 20C respectively connected to 2D
And 20D are the other support portions 1 of the thin film piezoelectric substrate 1.
It passes through the thin film piezoelectric element 4B provided on B and the substrate holding portion 1D, and is drawn out to the base end side.

【0020】薄膜圧電体用基板1の基端部側へ引き出さ
れた四本の配線ライン20A〜20Dは、配線部1Gを
通って、端子保持部1H上に設けられた外部接続用端子
24C〜24Fと、それぞれ接続されている。
The four wiring lines 20A to 20D drawn to the base end side of the thin film piezoelectric substrate 1 pass through the wiring portion 1G, and the external connection terminals 24C to 24C provided on the terminal holding portion 1H. 24F, respectively.

【0021】なお、四本の配線ライン20A〜20D
は、薄膜圧電体用基板1に対しては、ポリイミド樹脂9
によって固定されている。
The four wiring lines 20A to 20D
Is a polyimide resin 9 for the thin film piezoelectric substrate 1.
Has been fixed by.

【0022】第2の配線パターン21は、薄膜圧電体用
基板1の上面に配置された二つの薄膜圧電体素子4Aお
よび4Bの駆動に使用される。第2の配線パターン21
は、四本の配線ライン21A〜21Dにより構成されて
いる。薄膜圧電体用基板1における各支持部1Aおよび
1Bの基端部側には、各一対の薄膜圧電体素子接続用端
子23Aおよび23B、23Cおよび23Dが、それぞ
れ、ポリイミド樹脂9から露出した状態で設けられてい
る。各配線ライン21A〜21Dの一方の端部は、一対
の支持板1Aおよび1Bの基端部側にて、四つの薄膜圧
電体素子接続用端子23A、23B、23C、23Dに
それぞれ接続されている。
The second wiring pattern 21 is used for driving two thin film piezoelectric elements 4A and 4B arranged on the upper surface of the thin film piezoelectric substrate 1. Second wiring pattern 21
Is composed of four wiring lines 21A to 21D. A pair of thin film piezoelectric element connection terminals 23A, 23B, 23C, and 23D are exposed from the polyimide resin 9 on the base end side of the support portions 1A and 1B in the thin film piezoelectric substrate 1, respectively. Is provided. One end of each of the wiring lines 21A to 21D is connected to four thin film piezoelectric element connecting terminals 23A, 23B, 23C, 23D on the base end sides of the pair of support plates 1A and 1B, respectively. .

【0023】第2の配線パターン21の配線ライン21
A〜21Dは、薄膜圧電体用基板1の基板保持部1D上
を通って、それぞれ基端部側へ引き出されている。
Wiring line 21 of second wiring pattern 21
A to 21D pass through the substrate holding portion 1D of the thin film piezoelectric substrate 1 and are respectively drawn to the base end side.

【0024】薄膜圧電体用基板1の基端部側へ引き出さ
れた四本の配線ライン21A〜21Dは、配線部1Gを
通って、端子保持部1H上にて外部接続用端子24A〜
24B、24G〜24Hと、それぞれ接続されている。
The four wiring lines 21A to 21D drawn to the base end side of the thin film piezoelectric substrate 1 pass through the wiring portion 1G and are connected to the external connection terminals 24A to 24A on the terminal holding portion 1H.
24B, 24G to 24H, respectively.

【0025】これら四本の配線ライン20A〜20D
も、薄膜圧電体用基板1に対しては、ポリイミド樹脂9
によって固定されている。
These four wiring lines 20A to 20D
Also, for the thin film piezoelectric substrate 1, a polyimide resin 9
Has been fixed by.

【0026】図7は、図5のA−A’線における断面図
であり、一方の薄膜圧電体アクチュエーター5Aを詳細
に示している。
FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line AA 'of FIG. 5, and shows one thin film piezoelectric actuator 5A in detail.

【0027】薄膜圧電体素子4Aは、圧電体材料である
ジルコン酸チタン酸鉛(PZT)薄膜13を有してお
り、その上面および下面の間に電圧を印加することによ
って、電圧に対応して長手方向に伸縮変形が発生し、薄
膜圧電体素子4Aに発生する伸縮変形によって、薄膜圧
電体アクチュエーター5Aにそれぞれ長手方向への伸縮
変形が発生する。これにより、スライダ貼り付け部1C
は、微小の変位角度で全方向へ回動される。
The thin-film piezoelectric element 4A has a lead zirconate titanate (PZT) thin film 13, which is a piezoelectric material, and a voltage is applied between its upper and lower surfaces to correspond to the voltage. The elastic deformation occurs in the longitudinal direction, and the elastic deformation generated in the thin film piezoelectric element 4A causes the thin film piezoelectric actuator 5A to expand and contract in the longitudinal direction. Thereby, the slider attaching portion 1C
Is rotated in all directions at a small displacement angle.

【0028】薄膜圧電体素子4Aのジルコン酸チタン酸
鉛(PZT)薄膜13の上面および下面には、白金によ
って構成された第1電極12および第2電極14がそれ
ぞれ設けられており、第2電極14からは、第2電極1
4と電気的に接続されたリード線18が、薄膜圧電体素
子4Aの側面側へ引き出されている。他方の薄膜圧電体
アクチュエーター5Bも、同様の構造になっている。
A first electrode 12 and a second electrode 14 made of platinum are provided on the upper and lower surfaces of the lead zirconate titanate (PZT) thin film 13 of the thin film piezoelectric element 4A, respectively. 14, the second electrode 1
A lead wire 18 electrically connected to 4 is drawn out to the side of the thin film piezoelectric element 4A. The other thin film piezoelectric actuator 5B has a similar structure.

【0029】一対の薄膜圧電体素子接続用端子23Aお
よび23Bは、薄膜圧電体素子4Aの第1電極12およ
びリード18に、導電状態で、それぞれ取り付けられて
いる。同様に、一対の薄膜圧電体素子接続用端子23C
および23Dは、薄膜圧電体素子4Bの第1電極12お
よびリード線18に、電気的に接触した状態で、それぞ
れ取り付けられている。
The pair of thin film piezoelectric element connecting terminals 23A and 23B are attached to the first electrode 12 and the lead 18 of the thin film piezoelectric element 4A in a conductive state, respectively. Similarly, a pair of thin film piezoelectric element connection terminals 23C
And 23D are attached to the first electrode 12 and the lead wire 18 of the thin film piezoelectric element 4B in a state of being in electrical contact with each other.

【0030】薄膜圧電体アクチュエーター5Aおよび5
Bの動作について、図5および図6に基づいて説明す
る。
The thin film piezoelectric actuators 5A and 5
The operation of B will be described with reference to FIGS.

【0031】薄膜圧電体素子4Aおよび4Bは、薄膜圧
電体素子4Aおよび4Bのそれぞれの第1電極12とリ
ード線18に印加される電圧に対応して、薄膜圧電体素
子4Aおよび4Bの長手方向に等しく伸縮変形するよう
に設計されている。従って、薄膜圧電体用基板1の支持
部1Aおよび1Bの上面に貼り付けられた薄膜圧電体素
子4Aおよび4Bに相互に逆位相の電圧を印加すること
により、薄膜圧電体アクチュエーター5Aおよび5B
は、その長手方向であるLaおよびLbの方向に、薄膜
圧電体素子4Aおよび4Bに印加された電圧に対応し
て、相互に逆方向に伸縮変形する。
The thin film piezoelectric elements 4A and 4B correspond to the voltages applied to the first electrodes 12 and the lead wires 18 of the thin film piezoelectric elements 4A and 4B, respectively, in the longitudinal direction of the thin film piezoelectric elements 4A and 4B. It is designed to expand and contract equally. Accordingly, by applying mutually opposite voltages to the thin film piezoelectric elements 4A and 4B attached to the upper surfaces of the support portions 1A and 1B of the thin film piezoelectric substrate 1, the thin film piezoelectric actuators 5A and 5B are applied.
Expands and contracts in directions opposite to each other in the longitudinal directions La and Lb, corresponding to the voltages applied to the thin film piezoelectric elements 4A and 4B.

【0032】スライダ貼り付け部1Cおよびスライダ保
持板2には、薄膜圧電体アクチュエーター5Aおよび5
Bが相互に逆方向に伸縮変形することにより、ロードビ
ーム6上に設けられたディンプル6Hとスライダ保持板
から突出する突起部2Aの点接触部を回動中心として、
R方向への微小角変位が与えられる。スライダ貼り付け
部1Cおよびスライダ保持板2に与えられたこのR方向
への微小角変位により、スライダ貼り付け部1Cの上面
に貼り付けられるスライダにはR方向への微小角変位が
与えられると共に、スライダに搭載された磁気ヘッド
は、磁気ディスクの表面に沿って、磁気ディスクに同心
状態で設けられた各トラックの幅方向に微小な範囲で変
位され、高精度で移動することになる。これにより、磁
気ヘッドのトラックに追従させるオントラック操作を高
精度で実施することが可能となる。
The thin film piezoelectric actuators 5A and 5A are provided on the slider attaching portion 1C and the slider holding plate 2.
When B expands and contracts in opposite directions to each other, the point of contact between the dimple 6H provided on the load beam 6 and the protrusion 2A protruding from the slider holding plate is set as a rotation center.
A small angular displacement in the R direction is given. The minute angular displacement in the R direction given to the slider attaching portion 1C and the slider holding plate 2 imparts a small angular displacement in the R direction to the slider attached to the upper surface of the slider attaching portion 1C. The magnetic head mounted on the slider is displaced along the surface of the magnetic disk in a minute range in the width direction of each track provided concentrically on the magnetic disk, and moves with high precision. Thus, it is possible to perform the on-track operation for following the track of the magnetic head with high accuracy.

【0033】このような構成の従来の薄膜圧電体アクチ
ュエーターの製造方法について、図8および図9に基づ
いて説明する。なお、説明は、薄膜圧電体アクチュエー
ター5Aのみについて行う。
A method of manufacturing a conventional thin film piezoelectric actuator having such a configuration will be described with reference to FIGS. The description will be made only for the thin film piezoelectric actuator 5A.

【0034】まず、図8に基づいて、従来の薄膜圧電体
アクチュエーターの製造方法の概略を説明する。
First, an outline of a conventional method for manufacturing a thin film piezoelectric actuator will be described with reference to FIG.

【0035】図8(a)〜(f)は、それぞれ、従来の
薄膜圧電体アクチュエーターの製造方法の各工程を示す
概略断面図である。まず、図8(a)に示すように、酸
化マグネシウム基体11上に薄膜圧電体素子4Aを形成
する。他方、薄膜圧電体用基板1を準備する。図8
(b)は、この薄膜圧電体用基板1に設けられた一方の
支持部1Aの断面図であり、準備された薄膜圧電体用基
板1の支持部1A上に接着剤10を塗布する。次に、図
8(c)に示すように、酸化マグネシウム基体11に支
持されている薄膜圧電体素子4Aを、支持部1A上に、
接着剤10を用いて接着する。接着剤10が硬化し薄膜
圧電体素子4Aが酸化マグネシウム基体11上に固定さ
れた後、図8(d)に示すように、薄膜圧電体素子4A
を支持していた酸化マグネシウム基体11を除去する。
その後、図8(e)に示すように、薄膜圧電体素子4A
に設けられている接続端子(図示せず)と、支持部1A
上に設けられている薄膜圧電体素子接続端子(図示せ
ず)とを、それぞれリード19を用いて、導電状態で接
続する。最後に、図8(f)に示すように、二つのリー
ド19と、薄膜圧電体素子4Aと、接着剤10とを、ポ
リイミド樹脂9により覆う。これにより、薄膜圧電体ア
クチュエーター5Aが得られる。
FIGS. 8A to 8F are schematic sectional views showing respective steps of a conventional method of manufacturing a thin film piezoelectric actuator. First, as shown in FIG. 8A, a thin-film piezoelectric element 4A is formed on a magnesium oxide substrate 11. On the other hand, a thin film piezoelectric substrate 1 is prepared. FIG.
FIG. 2B is a cross-sectional view of one support 1A provided on the thin film piezoelectric substrate 1, and an adhesive 10 is applied on the support 1A of the prepared thin film piezoelectric substrate 1. FIG. Next, as shown in FIG. 8C, the thin-film piezoelectric element 4A supported by the magnesium oxide base 11 is placed on the support 1A.
Adhesion is performed using an adhesive 10. After the adhesive 10 is cured and the thin-film piezoelectric element 4A is fixed on the magnesium oxide substrate 11, as shown in FIG.
Is removed.
Thereafter, as shown in FIG. 8E, the thin film piezoelectric element 4A
Connection terminal (not shown) provided on the support portion 1A
The thin-film piezoelectric element connection terminals (not shown) provided above are connected in a conductive state using the leads 19, respectively. Finally, as shown in FIG. 8F, the two leads 19, the thin film piezoelectric element 4A, and the adhesive 10 are covered with the polyimide resin 9. Thereby, the thin film piezoelectric actuator 5A is obtained.

【0036】次に、図9に基づいて、従来の薄膜圧電体
アクチュエーターの製造方法について、さらに詳細に説
明する。
Next, a method for manufacturing a conventional thin film piezoelectric actuator will be described in more detail with reference to FIG.

【0037】図9(a)〜(g)は、それぞれ、その薄
膜圧電体アクチュエーターの製造方法のさらに詳細に説
明する各工程の断面図である。
FIGS. 9A to 9G are cross-sectional views of respective steps for explaining the method of manufacturing the thin film piezoelectric actuator in further detail.

【0038】まず、図9(a)に示すように、薄膜圧電
体素子4Aを形成するためのスパッタリングベースとし
て用いられる酸化マグネシウム基体11上に、薄膜圧電
体素子4Aへ電源を供給する電極となる第1電極12、
圧電性材料であるジルコン酸チタン酸鉛(PZT)薄膜
13、さらに電源電極としての第2電極14をスパッタ
リングにより順次成膜して積層し、薄膜圧電体15を形
成する。なお、この工程における各薄膜の成膜温度条件
は、温度を600℃とし、各薄膜の膜厚は、第1電極1
2を200nm、PZT薄膜13を3μm、第2電極1
4を200nmとする。
First, as shown in FIG. 9A, an electrode for supplying power to the thin film piezoelectric element 4A is formed on a magnesium oxide substrate 11 used as a sputtering base for forming the thin film piezoelectric element 4A. First electrode 12,
A thin film piezoelectric member 15 is formed by sequentially forming and stacking a thin film 13 of lead zirconate titanate (PZT), which is a piezoelectric material, and a second electrode 14 as a power supply electrode by sputtering. In this step, the film formation temperature of each thin film is set at 600 ° C.
2 is 200 nm, the PZT thin film 13 is 3 μm, the second electrode 1
4 is set to 200 nm.

【0039】次に、図9(b)に示すように、フォトリ
ソプロセスおよび現像プロセスにより薄膜圧電体15の
必要部分をフォトレジスト等により保護し、その後、薬
液により不要部分をエッチングするケミカルエッチング
プロセス、または、反応性ガスにより不要部分をエッチ
ングする反応性イオンエッチングプロセス等によって、
酸化マグネシウム基体11上に形成した薄膜圧電体15
を所定の形状に成形する。
Next, as shown in FIG. 9B, a necessary portion of the thin film piezoelectric material 15 is protected by a photoresist or the like by a photolithographic process and a developing process, and thereafter, a chemical etching process of etching an unnecessary portion with a chemical solution. Or, by a reactive ion etching process or the like that etches unnecessary parts with a reactive gas,
Thin film piezoelectric member 15 formed on magnesium oxide substrate 11
Is molded into a predetermined shape.

【0040】このような状態になると、図9(c)に示
すように、酸化マグネシウム基体11および所定の形状
に成形された薄膜圧電体15の表面に感光性ポリイミド
16を塗布し、フォトリソプロセスならびに現像プロセ
スによって感光性ポリイミドを所定の形状に成形すると
共に、リード線18取り出し用の開口部17Bを形成し
た後に、感光性ポリイミド16を熱硬化させる。
In such a state, as shown in FIG. 9C, a photosensitive polyimide 16 is applied to the surfaces of the magnesium oxide substrate 11 and the thin film piezoelectric member 15 formed into a predetermined shape, and a photolithographic process and The photosensitive polyimide 16 is thermally cured after the photosensitive polyimide is formed into a predetermined shape by a developing process and an opening 17B for taking out the lead wire 18 is formed.

【0041】その後、酸化マグネシウム基体11と熱硬
化させた感光性ポリイミド16と、リード線18取り出
し用の開口部17Bから露出した第2電極14との表面
にTa/Auをスパッタリングすることにより、Ta/
Au薄膜を成膜する。そして、このTa/Au薄膜か
ら、パターニングプロセスにより、図9(d)に示すよ
うに、第2電極14と導通するリード線18を形成し、
薄膜圧電体素子4Aを製造する。
Thereafter, Ta / Au is sputtered on the surfaces of the magnesium oxide substrate 11, the thermally cured photosensitive polyimide 16 and the second electrode 14 exposed from the opening 17B for taking out the lead wire 18, thereby forming Ta. /
An Au thin film is formed. Then, from this Ta / Au thin film, as shown in FIG. 9D, a lead wire 18 electrically connected to the second electrode 14 is formed by a patterning process,
The thin film piezoelectric element 4A is manufactured.

【0042】次に、図9(e)に示すように、薄膜圧電
体用基板1に設けられている支持板1Aの上面に接着剤
10を塗布した後、酸化マグネシウム基体11によって
支持されている薄膜圧電体素子4Aを、第2電極14を
下方に向けて支持板1Aの上面に貼り付け、その後、接
着剤を硬化させる。
Next, as shown in FIG. 9E, an adhesive 10 is applied to the upper surface of the support plate 1A provided on the thin film piezoelectric substrate 1, and is then supported by the magnesium oxide substrate 11. The thin film piezoelectric element 4A is attached to the upper surface of the support plate 1A with the second electrode 14 facing downward, and then the adhesive is cured.

【0043】接着剤が硬化すると、図9(f)に示すよ
うに、酸化マグネシウム基体11により支持されている
薄膜圧電体素子4Aを貼り付けた薄膜圧電体用基板1を
60℃の燐酸溶液に浸漬し、酸化マグネシウム基体11
をケミカルエッチングにより除去する。その後、酸化マ
グネシウム基体11が除去された薄膜圧電体用基板1を
温水で十分に洗浄した後、真空乾燥機中で十分に乾燥さ
せる。
When the adhesive is cured, as shown in FIG. 9 (f), the thin film piezoelectric substrate 1 on which the thin film piezoelectric element 4A supported by the magnesium oxide substrate 11 is attached is put into a phosphoric acid solution at 60 ° C. Dipped, magnesium oxide substrate 11
Is removed by chemical etching. After that, the thin-film piezoelectric substrate 1 from which the magnesium oxide substrate 11 has been removed is sufficiently washed with warm water, and then sufficiently dried in a vacuum dryer.

【0044】最後に、図9(g)に示すように、薄膜圧
電体素子4Aから引き出されたリード線18を、薄膜圧
電体用基板1の支持部1Aの基端部側に設けられた薄膜
圧電体素子接続用端子23Aに、第1電極12を薄膜圧
電体素子接続用端子23Bに、それぞれ、リード19を
用いて電気的に接続する。そして、薄膜圧電体素子4
A、接着剤10およびリード19の全体を、ポリイミド
樹脂9により覆う。これにより、図7に示す薄膜圧電体
アクチュエーター5Aが得られる。
Finally, as shown in FIG. 9 (g), the lead wire 18 pulled out from the thin film piezoelectric element 4A is connected to the thin film provided on the base end side of the supporting portion 1A of the thin film piezoelectric substrate 1. The first electrode 12 is electrically connected to the piezoelectric element connection terminal 23A and the thin film piezoelectric element connection terminal 23B using the lead 19, respectively. And the thin film piezoelectric element 4
A, adhesive 10 and leads 19 are entirely covered with polyimide resin 9. Thereby, the thin film piezoelectric actuator 5A shown in FIG. 7 is obtained.

【0045】薄膜圧電体アクチュエーター5Aを製造す
る場合には、複数の薄膜圧電体用基板1が準備される。
各薄膜圧電体素子4Aおよび4Bは、各薄膜圧電体用基
板1の支持部1Aおよび1B上に薄膜圧電体素子4Aお
よび4Bをそれぞれ貼り付けるために、1枚の酸化マグ
ネシウム基体11上に、各薄膜圧電体用基板1の支持部
1Aおよび1Bの配置等に対応して配置される。そし
て、各薄膜圧電体素子4Aおよび4Bが酸化マグネシウ
ム基体11上に設けられた状態で、各薄膜薄膜圧電体素
子4Aおよび4Bと、対応する薄膜圧電体用基板1の各
支持部1Aおよび1Bとを位置合わせして、薄膜圧電体
用基板1の各支持部1Aおよび1B上に接着剤により貼
り付けられる。
When manufacturing the thin film piezoelectric actuator 5A, a plurality of thin film piezoelectric substrates 1 are prepared.
Each of the thin film piezoelectric elements 4A and 4B is placed on a single magnesium oxide substrate 11 so that the thin film piezoelectric elements 4A and 4B are attached to the support portions 1A and 1B of the thin film piezoelectric substrate 1, respectively. It is arranged corresponding to the arrangement of the support portions 1A and 1B of the thin film piezoelectric substrate 1. Then, in a state where the thin film piezoelectric elements 4A and 4B are provided on the magnesium oxide substrate 11, the thin film piezoelectric elements 4A and 4B and the corresponding support portions 1A and 1B of the corresponding thin film piezoelectric substrate 1 are formed. Are aligned, and attached on each of the support portions 1A and 1B of the thin film piezoelectric substrate 1 with an adhesive.

【0046】薄膜圧電体素子4Aの支持部1Aへの貼り
付け面は、リード線18および感光性ポリイミド16が
設けられており、凹凸形状になっている。このような凹
凸形状の貼り付け面を、薄膜圧電体用基板1の各支持部
1Aおよび1Bに突き合わせて、薄膜圧電体素子4Aお
よび4Bを、支持部1Aおよび1Bに対して所定の姿勢
になるように接着剤10によって接着するためには、各
薄膜圧電体素子4Aおよび4Bを、接着剤10が硬化す
るまで、支持部1Aおよび1Bに対して所定の姿勢に保
持する必要がある。
The surface of the thin film piezoelectric element 4A to be attached to the support portion 1A is provided with the lead wires 18 and the photosensitive polyimide 16, and has an uneven shape. The attachment surface having such an uneven shape is abutted on each of the support portions 1A and 1B of the thin film piezoelectric substrate 1, and the thin film piezoelectric elements 4A and 4B are set in a predetermined posture with respect to the support portions 1A and 1B. In order to adhere with the adhesive 10, the thin film piezoelectric elements 4A and 4B need to be held in a predetermined posture with respect to the supports 1A and 1B until the adhesive 10 is cured.

【0047】このように、酸化マグネシウム基体11
は、薄膜圧電体素子4Aおよび4Bを形成するためのス
パッタリングベースとして用いられると共に、薄膜圧電
体素子4Aおよび4Bを支持部1Aおよび1B上に所定
の姿勢になるように保持するための治具としても用いら
れている。そして、接着剤10が硬化すると、酸化マグ
ネシウム基体11が、支持部1Aおよび1Bに接着され
た各薄膜圧電体素子4Aおよび4Bから取り外される。
Thus, the magnesium oxide substrate 11
Is used as a sputtering base for forming the thin film piezoelectric elements 4A and 4B, and as a jig for holding the thin film piezoelectric elements 4A and 4B on the supporting portions 1A and 1B in a predetermined posture. Is also used. Then, when the adhesive 10 is cured, the magnesium oxide substrate 11 is removed from the thin film piezoelectric elements 4A and 4B adhered to the supports 1A and 1B.

【0048】[0048]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに、薄膜圧電体素子4Aおよび4Bを支持部1Aおよ
び1B上に貼り付ける際に、酸化マグネシウム基体11
によって、薄膜圧電体素子4Aおよび4Bが、接着剤1
0が硬化するまで、各支持部1Aおよび1Bに対して、
所定の姿勢で保持されるために、各支持部1Aおよび1
B上に貼り付けられた薄膜圧電体素子4Aおよび4Bに
は、薄膜圧電体15を形成する際に発生する酸化マグネ
シウム基体11と薄膜圧電体15との熱膨張係数の差に
起因する圧縮応力が内部応力として残存するという問題
がある。このように、薄膜圧電体素子4Aおよび4Bに
内部応力が残存すると、薄膜圧電体素子4Aおよび4B
の実効的な圧電定数d31が低下するおそれがある。
However, when the thin film piezoelectric elements 4A and 4B are attached on the supporting portions 1A and 1B, the magnesium oxide substrate 11
As a result, the thin film piezoelectric elements 4A and 4B
Until 0 cures, for each support 1A and 1B,
In order to be held in a predetermined posture, each of the support portions 1A and 1A
In the thin film piezoelectric elements 4A and 4B pasted on B, a compressive stress due to a difference in thermal expansion coefficient between the magnesium oxide substrate 11 and the thin film piezoelectric body 15 generated when the thin film piezoelectric body 15 is formed is applied. There is a problem that it remains as internal stress. When the internal stress remains in the thin film piezoelectric elements 4A and 4B, the thin film piezoelectric elements 4A and 4B
May decrease the effective piezoelectric constant d31.

【0049】また、薄膜圧電体素子4Aおよび4Bに内
部応力が残存することにより、薄膜圧電体アクチュエー
ター5Aおよび5Bに反りが発生するおそれもある。
Further, since the internal stress remains in the thin film piezoelectric elements 4A and 4B, the thin film piezoelectric actuators 5A and 5B may be warped.

【0050】サスペンション26を用いて、スライダに
搭載された磁気ヘッドを磁気ディスクに同心状態で設け
られたトラックに追従させるオントラック走査を高精度
で実施するためには、スライダを、磁気ディスクの半径
方向に微小に変位させる必要がある。このために、薄膜
圧電体素子4Aおよび4Bを伸縮変形させる必要があ
り、具体的には、薄膜圧電体素子4Aおよび4Bに、0
Vおよび6Vの電圧を交互に印加して、薄膜圧電体素子
4Aおよび4Bによって、スライダ保持板2を磁気ディ
スクの半径方向へ変位させることによって、スライダの
変位量を1μm程度にする必要がある。
In order to perform on-track scanning with high accuracy by using the suspension 26 to cause the magnetic head mounted on the slider to follow a track provided concentrically on the magnetic disk, the slider must have a radius equal to the radius of the magnetic disk. It is necessary to slightly displace in the direction. For this purpose, it is necessary to expand and contract the thin film piezoelectric elements 4A and 4B. Specifically, the thin film piezoelectric elements 4A and 4B
It is necessary to apply a voltage of V and 6V alternately to displace the slider holding plate 2 in the radial direction of the magnetic disk by the thin film piezoelectric elements 4A and 4B, so that the displacement of the slider is about 1 μm.

【0051】また、図10に示すように、薄膜圧電体素
子4Aおよび4Bが設けられた薄膜圧電体用基板1の基
端部を、ステンレス板3を介して支持台27上に載せ
て、薄膜圧電体素子4Aおよび4Bを支持台27から片
持ち状態で支持した場合に、電圧を印加しない状態での
薄膜圧電体アクチュエーター5Aおよび5Bのそれぞれ
の反り量は、400μm以下になっている必要がある。
As shown in FIG. 10, the base end of the thin-film piezoelectric substrate 1 on which the thin-film piezoelectric elements 4A and 4B are provided is placed on a support 27 via a stainless steel plate 3 to form a thin-film piezoelectric element. When the piezoelectric elements 4A and 4B are supported in a cantilever manner from the support 27, the amount of warpage of each of the thin-film piezoelectric actuators 5A and 5B when no voltage is applied needs to be 400 μm or less. .

【0052】しかしながら、薄膜圧電体素子4Aおよび
4Bに内部応力が残存することによって、薄膜圧電体素
子4Aおよび4Bの実効的な圧電定数d31が低下する
と、薄膜圧電体素子4Aおよび4Bの伸縮変形性能が低
下し、薄膜圧電体アクチュエーター5Aおよび5Bによ
るスライダ保持板2の変位量を1μm程度にすることが
できないおそれがある。また、薄膜圧電体素子4Aおよ
び4Bに内部応力が残存することによって、薄膜圧電体
アクチュエーター5Aおよび5Bに、400μmよりも
大きな反りが発生した場合にも、同様の問題がある。そ
の結果、磁気ヘッドをトラックに追従させるオントラッ
ク走査を高精度で実施することができなくなる。
However, if the effective piezoelectric constant d31 of the thin film piezoelectric elements 4A and 4B is reduced due to the residual internal stress in the thin film piezoelectric elements 4A and 4B, the expansion and contraction performance of the thin film piezoelectric elements 4A and 4B is reduced. And the displacement of the slider holding plate 2 by the thin film piezoelectric actuators 5A and 5B may not be able to be reduced to about 1 μm. The same problem occurs when the internal stress remains in the thin-film piezoelectric elements 4A and 4B, causing a warp larger than 400 μm in the thin-film piezoelectric actuators 5A and 5B. As a result, on-track scanning for causing the magnetic head to follow the track cannot be performed with high accuracy.

【0053】さらに、回転駆動される磁気ディスクの表
面にスライダが衝突することを防止すると共に、磁気デ
ィスクに記録された情報を再生する際の磁気ヘッドから
の出力電流、および、磁気ディスクに情報を記録する際
の磁気強度を所定の範囲内に制御するためには、磁気ヘ
ッドと回転駆動される磁気ディスクとの間隔を一定に保
つ必要がある。このためには、サスペンション26の共
振周波数を10kHzにする必要があり、そのために、
支持部1Aおよび1Bに設けられる銅板8の厚みが5μ
mの場合に、支持部1Aおよび1B上に設けられる薄膜
圧電体素子4Aおよび4Bの伸縮方向の長さを5mm以
下にしなければならない。
Further, it is possible to prevent the slider from colliding with the surface of the magnetically driven magnetic disk, to output information from the magnetic head when reproducing information recorded on the magnetic disk, and to store information on the magnetic disk. In order to control the magnetic intensity at the time of recording within a predetermined range, it is necessary to keep the distance between the magnetic head and the rotationally driven magnetic disk constant. For this purpose, the resonance frequency of the suspension 26 needs to be set to 10 kHz.
The thickness of the copper plate 8 provided on the support portions 1A and 1B is 5 μm.
In the case of m, the length of the thin film piezoelectric elements 4A and 4B provided on the supporting portions 1A and 1B in the expansion and contraction direction must be 5 mm or less.

【0054】しかし、薄膜圧電体素子4Aおよび4Bの
伸縮方向の長さを5mm以下とした場合には、薄膜圧電
体アクチュエーター5Aおよび5Bの反りの抑制には効
果的である反面、薄膜圧電体アクチュエーター5Aおよ
び5Bの伸縮変形の絶対量が不足するおそれがあり、こ
の場合にも、磁気ヘッドのオントラック走査を高精度で
実施することができないおそれがある。
However, when the length of the thin-film piezoelectric elements 4A and 4B in the direction of expansion and contraction is set to 5 mm or less, it is effective for suppressing the warpage of the thin-film piezoelectric actuators 5A and 5B. There is a possibility that the absolute amount of the expansion and contraction deformation of 5A and 5B may be insufficient, and also in this case, on-track scanning of the magnetic head may not be performed with high accuracy.

【0055】本発明は、このような問題を解決するもの
であり、その目的は、印加される電圧に対して効率よく
スライダを変位させると共に、サスペンションに要求さ
れる共振周波数特性も確保することができる薄膜圧電体
アクチュエーターおよびその製造方法を提供することに
ある。
An object of the present invention is to solve such a problem, and an object of the present invention is to efficiently displace a slider with respect to an applied voltage and to secure resonance frequency characteristics required for a suspension. An object of the present invention is to provide a thin film piezoelectric actuator and a method of manufacturing the same.

【0056】[0056]

【課題を解決するための手段】本発明の薄膜圧電体アク
チュエーターは、回転駆動されるディスクに対して少な
くともデータの再生を行うヘッドが基板の支持部上に支
持されたヘッド支持機構において、その支持部上に設け
られた薄膜圧電体素子により、前記基板の支持部を変形
させて前記ヘッドを変位させるディスク装置用薄膜圧電
体アクチュエーターであって、前記薄膜圧電体素子は薄
膜圧電体の両面に電極を有するとともに、一方の電極か
ら他方の電極に達する端子用穴を有しており、該端子用
穴の内部に、他方の電極に接続するリード線が設けられ
て、一方の電極側に引き出されていることを特徴とする
薄膜圧電体アクチュエーター。
According to the present invention, there is provided a thin-film piezoelectric actuator comprising a head supporting mechanism in which at least a head for reproducing data from a rotationally driven disk is supported on a supporting portion of a substrate. A thin film piezoelectric element for a disk drive for displacing the head by deforming a supporting portion of the substrate by using a thin film piezoelectric element provided on the portion, wherein the thin film piezoelectric element has electrodes on both surfaces of the thin film piezoelectric material. And a terminal hole extending from one electrode to the other electrode, and a lead wire connected to the other electrode is provided inside the terminal hole, and is drawn out to the one electrode side. A thin film piezoelectric actuator.

【0057】前記ヘッドが、基板における相互に平行に
配置された支持部の先端間にわたって配置されており、
各支持部上に薄膜圧電体素子がそれぞれ設けられてい
る。
The head is disposed between the tips of supporting portions of the substrate which are disposed in parallel with each other;
A thin-film piezoelectric element is provided on each support.

【0058】前記薄膜圧電体素子は、前記基板の各支持
部間にヘッドが搭載されない状態で、しかも、電圧が印
加されていない状態において、反り量が400μm以下
になっている。
The thin-film piezoelectric element has a warpage of 400 μm or less when no head is mounted between the support portions of the substrate and no voltage is applied.

【0059】前記基板の各支持部に5μmの金属板が設
けられており、各支持部上に設けられた前記薄膜圧電体
素子は、伸縮方向の長さがそれぞれ5mm以下になって
いる。
Each supporting portion of the substrate is provided with a 5 μm metal plate, and the length of each of the thin film piezoelectric elements provided on each supporting portion is 5 mm or less in the direction of expansion and contraction.

【0060】本発明の薄膜圧電体アクチュエーターの製
造方法は、回転駆動されるディスクに対して少なくとも
データの再生を行うヘッドが基板の支持部上に支持され
たヘッド支持機構において、その支持部上に設けられた
薄膜圧電体素子により、前記基板の支持部を変形させて
前記ヘッドを変位させるディスク装置用薄膜圧電体アク
チュエーターの製造方法であって、薄膜圧電体をスパッ
タリングプロセスによって基体上に形成する工程と、形
成された薄膜圧電体上にリード線をフォトリソグラフプ
ロセスおよびエッチングプロセスにより形成して、薄膜
圧電体素子を形成する工程と、形成された薄膜圧電体素
子を基体から取り外した状態で基板上に接着する工程
と、を包含することを特徴とする。
According to the method of manufacturing a thin film piezoelectric actuator of the present invention, in a head support mechanism in which at least a head for reproducing data from a disk driven to rotate is supported on a support portion of a substrate, A method of manufacturing a thin-film piezoelectric actuator for a disk drive, in which a head is displaced by deforming a supporting portion of the substrate by using a provided thin-film piezoelectric element, wherein a thin-film piezoelectric body is formed on a substrate by a sputtering process. Forming a thin film piezoelectric element by forming a lead wire on the formed thin film piezoelectric material by a photolithographic process and an etching process; and removing the formed thin film piezoelectric element from a substrate on a substrate. And adhering to the substrate.

【0061】[0061]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0062】本発明は、図5〜図9に示すヘッドの支持
機構における一対の薄膜圧電体アクチュエーター5Aお
よび5Bに適用される。図1は、本発明の薄膜圧電体ア
クチュエーター5Aの断面図である。なお、他方の薄膜
圧電体アクチュエーター5Bは、この薄膜圧電体アクチ
ュエーター5Aと同様の構成となっている。
The present invention is applied to a pair of thin film piezoelectric actuators 5A and 5B in the head support mechanism shown in FIGS. FIG. 1 is a sectional view of a thin film piezoelectric actuator 5A of the present invention. The other thin film piezoelectric actuator 5B has the same configuration as the thin film piezoelectric actuator 5A.

【0063】図1に示す薄膜圧電体アクチュエーター5
Aは、薄膜圧電体用基板1の一方の支持部1Aに接着剤
10によって接着された薄膜圧電体素子4Aを有してい
る。
The thin film piezoelectric actuator 5 shown in FIG.
A has a thin film piezoelectric element 4A bonded to one support portion 1A of the thin film piezoelectric substrate 1 with an adhesive 10.

【0064】薄膜圧電体素子4Aは、圧電体材料である
ジルコン酸チタン酸鉛(PZT)薄膜13の上面および
下面に、白金によって構成された第2電極14および第
1電極12がそれぞれ設けられた薄膜圧電体15を有し
ている。該薄膜圧電体15の第1電極12は、接着剤1
0によって支持部1Aに貼り付けられている。
In the thin film piezoelectric element 4A, a second electrode 14 and a first electrode 12 made of platinum are provided on the upper and lower surfaces of a lead zirconate titanate (PZT) thin film 13, which is a piezoelectric material, respectively. The thin film piezoelectric member 15 is provided. The first electrode 12 of the thin film piezoelectric body 15 is
0 is attached to the support 1A.

【0065】薄膜圧電体素子4Aは、第1電極12およ
び第2電極14間に電圧を印加することによって、電圧
に対応して薄膜圧電体素子4Aの長手方向に伸縮変形が
発生する。他方の薄膜圧電体アクチュエーター5Bの薄
膜圧電体素子4Bも同様に、電圧に対応して薄膜圧電体
素子4Bの長手方向に伸縮変形が発生するに発生するよ
うになっており、薄膜圧電体素子4Aおよび4Bが伸縮
変形することにより、スライダ貼り付け部1C(図4参
照)は、微小の変位角度で全方向へ回動される。
When a voltage is applied between the first electrode 12 and the second electrode 14, the thin film piezoelectric element 4A undergoes expansion and contraction in the longitudinal direction of the thin film piezoelectric element 4A in accordance with the voltage. Similarly, the thin-film piezoelectric element 4B of the other thin-film piezoelectric actuator 5B is also configured to be expanded and contracted in the longitudinal direction of the thin-film piezoelectric element 4B in response to the voltage. And 4B expand and contract, the slider attaching portion 1C (see FIG. 4) is rotated in all directions at a small displacement angle.

【0066】薄膜圧電体素子4Aには、第2電極14か
ら第1電極12に達する端子用穴17Aが形成されてい
る。薄膜圧電体素子4Aは、第2電極14の一部領域を
除いて、感光性ポリイミド16にて覆われており、ま
た、端子用穴17A内面も、感光性ポリイミド16によ
って覆われている。端子用穴17A内には、第1電極1
2と電気的に接続されたリード線18Aが配置されてお
り、リード線18Aが第2電極14側に引き出されてい
る。
The thin film piezoelectric element 4A has a terminal hole 17A extending from the second electrode 14 to the first electrode 12. The thin film piezoelectric element 4A is covered with the photosensitive polyimide 16 except for a part of the second electrode 14, and the inner surface of the terminal hole 17A is also covered with the photosensitive polyimide 16. The first electrode 1 is provided in the terminal hole 17A.
A lead wire 18A electrically connected to the second electrode 14 is provided, and the lead wire 18A is drawn out to the second electrode 14 side.

【0067】薄膜圧電体素子4Aの上面に位置する第2
電極14の一部領域は、感光性ポリイミド16の開口部
17Bから露出しており、その開口部17B内に、第2
電極14に接続されたリード線18Bが設けられてい
る。リード線18Bは、開口部17Bを通って、感光性
ポリイミド16上に引き出されている。薄膜圧電体素子
4A上に引き出されたリード線18Aおよびリード線1
8Bは感光性ポリイミド16によって相互に絶縁されて
おり、それぞれ、薄膜圧電体素子4Aの各側部を覆うよ
うに設けられたリード19によって、支持部1A上に設
けられた一対の薄膜圧電体素子接続用端子23Aおよび
23Bに、それぞれ導電状態で接続されている。他方の
薄膜圧電体アクチュエーター5Bも、同様の構成になっ
ている。
The second electrode located on the upper surface of the thin film piezoelectric element 4A
A part of the electrode 14 is exposed from the opening 17B of the photosensitive polyimide 16, and the second region is formed in the opening 17B.
A lead wire 18B connected to the electrode 14 is provided. The lead wire 18B is drawn out onto the photosensitive polyimide 16 through the opening 17B. Lead wire 18A and lead wire 1 drawn out on thin film piezoelectric element 4A
8B are insulated from each other by a photosensitive polyimide 16, and a pair of thin film piezoelectric elements provided on the support 1A by leads 19 provided to cover each side of the thin film piezoelectric element 4A. The terminals are electrically connected to the connection terminals 23A and 23B, respectively. The other thin film piezoelectric actuator 5B has the same configuration.

【0068】図2(a)〜(g)は、それぞれ、本発明
の薄膜圧電体アクチュエーターの製造方法の各工程を示
す断面図である。
FIGS. 2A to 2G are cross-sectional views showing steps of a method of manufacturing a thin film piezoelectric actuator according to the present invention.

【0069】まず、図2(a)に示すように、薄膜圧電
体素子4Aを形成するためのスパッタリングベースとし
て用いられる酸化マグネシウム基体11上に、薄膜圧電
体素子4Aへ電源を供給する電極となる第1電極12、
圧電性材料であるジルコン酸チタン酸鉛(PZT)薄膜
13、さらに電源電極としての第2電極14をスパッタ
リングにより積層成膜し、薄膜圧電体15を形成する。
なお、この工程における各薄膜の成膜温度条件は、温度
を600℃とし、各薄膜の膜厚は、第1電極12を20
0nm、PZT薄膜13を3μm、第2電極14を20
0nmとする。
First, as shown in FIG. 2A, an electrode for supplying power to the thin film piezoelectric element 4A is formed on a magnesium oxide substrate 11 used as a sputtering base for forming the thin film piezoelectric element 4A. First electrode 12,
A thin film piezoelectric body 15 is formed by laminating a lead zirconate titanate (PZT) thin film 13 as a piezoelectric material and a second electrode 14 as a power supply electrode by sputtering.
In this step, the film forming temperature condition of each thin film is 600 ° C., and the film thickness of each thin film is
0 nm, the PZT thin film 13 is 3 μm, and the second electrode 14 is 20 μm.
It is set to 0 nm.

【0070】次に、フォトリソプロセスおよび現像プロ
セスにより薄膜圧電体15の必要部分をフォトレジスト
等により保護した後に、薬液により不要部分をエッチン
グするケミカルエッチングプロセス、または、反応性ガ
スにより不要部分をエッチングする反応性イオンエッチ
ングプロセス等により、図2(b)に示すように、酸化
マグネシウム基体11上に形成した薄膜圧電体15を所
定の形状に成形する。このような状態になると、第2電
極14およびジルコン酸チタン酸鉛(PZT)薄膜13
に、第1電極12に達する端子用穴17Aを形成する。
Next, after a necessary portion of the thin film piezoelectric material 15 is protected by a photoresist or the like by a photolithographic process and a developing process, the unnecessary portion is etched by a chemical solution, or the unnecessary portion is etched by a reactive gas. As shown in FIG. 2B, the thin film piezoelectric body 15 formed on the magnesium oxide substrate 11 is formed into a predetermined shape by a reactive ion etching process or the like. In such a state, the second electrode 14 and the lead zirconate titanate (PZT) thin film 13
Then, a terminal hole 17A reaching the first electrode 12 is formed.

【0071】次いで、図2(c)に示すように、酸化マ
グネシウム基体11および所定の形状に成形された薄膜
圧電体15の表面に感光性ポリイミド16を塗布し、フ
ォトリソプロセスならびに現像プロセスにより感光性ポ
リイミドを所定の形状に成形する。これにより、感光性
ポリイミド16には、第2電極14が露出する開口部1
7Bが形成されると共に、端子用穴17Aの内面が感光
性ポリイミド16にて覆われた状態になる。その後、感
光性ポリイミド16を熱硬化させる。
Next, as shown in FIG. 2C, a photosensitive polyimide 16 is applied to the surfaces of the magnesium oxide substrate 11 and the thin film piezoelectric body 15 formed into a predetermined shape, and the photosensitive polyimide 16 is subjected to a photosensitive lithography process and a developing process. A polyimide is formed into a predetermined shape. Thereby, the photosensitive polyimide 16 has an opening 1 where the second electrode 14 is exposed.
7B are formed, and the inner surface of the terminal hole 17A is covered with the photosensitive polyimide 16. Thereafter, the photosensitive polyimide 16 is thermally cured.

【0072】このような状態になると、図2(d)に示
すように、酸化マグネシウム基体11と端子用穴17A
および熱硬化させた感光性ポリイミド16に設けられた
開口部17Bに、Ta/Auをスパッタリングすること
により第1電極12および第2電極14に接触するTa
/Au薄膜を成膜した後、このTa/Au薄膜を、パタ
ーニングプロセスにより、所定形状にパターニングす
る。これにより、第1電極12および第2電極14のそ
れぞれと導通するリード線18Aおよび18Bが形成さ
れて、薄膜圧電体素子4Aが製造される。
In such a state, as shown in FIG. 2D, the magnesium oxide base 11 and the terminal holes 17A are formed.
And Ta that contacts the first electrode 12 and the second electrode 14 by sputtering Ta / Au in the opening 17B provided in the photosensitive polyimide 16 that has been thermally cured.
After forming the / Au thin film, the Ta / Au thin film is patterned into a predetermined shape by a patterning process. As a result, lead wires 18A and 18B that are electrically connected to the first electrode 12 and the second electrode 14 are formed, and the thin film piezoelectric element 4A is manufactured.

【0073】次に、図2(e)に示すように、薄膜圧電
体素子4Aを支持している酸化マグネシウム基体11を
60℃の燐酸溶液に浸漬し、酸化マグネシウム基体11
をケミカルエッチングにより除去する。その後、酸化マ
グネシウム基体11から取り外された薄膜圧電体素子4
Aを温水で十分に洗浄した後、真空乾燥機中にて十分に
乾燥させる。
Next, as shown in FIG. 2E, the magnesium oxide substrate 11 supporting the thin film piezoelectric element 4A is immersed in a phosphoric acid solution at 60 ° C.
Is removed by chemical etching. After that, the thin film piezoelectric element 4 removed from the magnesium oxide base 11
After thoroughly washing A with warm water, it is sufficiently dried in a vacuum dryer.

【0074】次に、図2(f)に示すように、薄膜圧電
体用基板1に設けられている支持板1Aの上面に接着剤
10を塗布した後、酸化マグネシウム基体11から取り
外された薄膜圧電体素子4Aを、第2電極14を上方に
向けて支持板1Aの上面に貼り付け、接着剤を硬化させ
る。
Next, as shown in FIG. 2F, after the adhesive 10 is applied to the upper surface of the support plate 1A provided on the thin film piezoelectric substrate 1, the thin film removed from the magnesium oxide base 11 is removed. The piezoelectric element 4A is attached to the upper surface of the support plate 1A with the second electrode 14 facing upward, and the adhesive is cured.

【0075】最後に、図2(g)に示すように、薄膜圧
電体素子4Aの第1電極12から引き出されたリード線
18Aを薄膜圧電体用基板1の支持部1Aの基端部側に
設けられた薄膜圧電体素子接続用端子23Aに、薄膜圧
電体素子4Aの第2電極14から引き出されたリード線
18Bを薄膜圧電体素子接続用端子23Bに、それぞ
れ、リード19を用いて電気的に接続する。そして、リ
ード19を含む薄膜圧電体素子4A全体をエポキシ樹脂
25により覆い、さらに、薄膜圧電体素子4A、接着剤
10およびエポキシ樹脂25の全体を、ポリイミド樹脂
9により覆う。これにより、図1に示す薄膜圧電体アク
チュエーター5Aが得られる。
Finally, as shown in FIG. 2 (g), the lead wire 18A pulled out from the first electrode 12 of the thin film piezoelectric element 4A is placed on the base end side of the supporting portion 1A of the thin film piezoelectric substrate 1. The lead 18B drawn out from the second electrode 14 of the thin film piezoelectric element 4A is electrically connected to the thin film piezoelectric element connection terminal 23A by using the lead 19 to the provided thin film piezoelectric element connection terminal 23A. Connect to Then, the entire thin film piezoelectric element 4A including the leads 19 is covered with the epoxy resin 25, and further, the entire thin film piezoelectric element 4A, the adhesive 10 and the epoxy resin 25 are covered with the polyimide resin 9. Thus, the thin film piezoelectric actuator 5A shown in FIG. 1 is obtained.

【0076】このようにして製造される薄膜圧電体アク
チュエーター5Aは、端子保持部1Hに設けられた各端
子に電圧を印加することにより、図7に示す薄膜圧電体
アクチュエーターと同様の動作原理により、同様に機能
する。
The thin film piezoelectric actuator 5A manufactured as described above operates according to the same operating principle as the thin film piezoelectric actuator shown in FIG. 7 by applying a voltage to each terminal provided on the terminal holding portion 1H. Works similarly.

【0077】本発明の薄膜圧電体アクチュエーター5A
の製造方法では、薄膜圧電体素子4Aの支持部1A上へ
の接着は、酸化マグネシウム基体11を除去して、薄膜
圧電体素子4Aを酸化マグネシウム基体11から取り外
した状態で行われる。これにより、薄膜圧電体素子4A
に残存する内部応力が開放され、薄膜圧電体素子4Aの
実効的な圧電定数d31が低下することが防止されると
共に、薄膜圧電体アクチュエーター5Aに反りが発生す
ることも防止される。
The thin film piezoelectric actuator 5A of the present invention
According to the manufacturing method, the thin film piezoelectric element 4A is adhered onto the support portion 1A with the magnesium oxide substrate 11 removed and the thin film piezoelectric element 4A removed from the magnesium oxide substrate 11. Thereby, the thin film piezoelectric element 4A
The internal stress remaining in the thin film piezoelectric element 4A is prevented from lowering, and the thin film piezoelectric actuator 5A is prevented from warping.

【0078】さらには、薄膜圧電体素子4Aおよび4B
の支持部1Aおよび1B上への接着が、薄膜圧電体素子
4Aおよび4Bを酸化マグネシウム基体11から取り外
した状態で行われるため、酸化マグネシウム基体11上
に薄膜圧電体素子4Aおよび4Bを形成する際には、酸
化マグネシウム基体11上の薄膜圧電体素子4Aおよび
4Bの絶対位置を、薄膜圧電体用基板1の形状、配置等
に対応させる必要が無い。従って、1枚の酸化マグネシ
ウム基体11上に多数の薄膜圧電体素子4Aおよび4B
を相互に近接して配置することができ、薄膜圧電体素子
4Aおよび4Bを小スペースにて効率よく製造すること
ができる。その結果、薄膜圧電体素子4Aおよび4Bを
低コストにて製造することができる。
Further, the thin film piezoelectric elements 4A and 4B
Is adhered to the supporting portions 1A and 1B while the thin film piezoelectric elements 4A and 4B are detached from the magnesium oxide substrate 11, so that the thin film piezoelectric elements 4A and 4B are formed on the magnesium oxide substrate 11. In this case, it is not necessary to make the absolute positions of the thin film piezoelectric elements 4A and 4B on the magnesium oxide substrate 11 correspond to the shape and arrangement of the thin film piezoelectric substrate 1. Accordingly, a large number of thin film piezoelectric elements 4A and 4B are formed on one magnesium oxide substrate 11.
Can be arranged close to each other, and the thin film piezoelectric elements 4A and 4B can be efficiently manufactured in a small space. As a result, the thin film piezoelectric elements 4A and 4B can be manufactured at low cost.

【0079】本発明の薄膜圧電体アクチュエーター5A
における薄膜圧電体素子4Aは、薄膜圧電体素子4Aに
第2電極14から第1電極12に達する端子用穴17A
を設け、端子用穴17Aの内部に、第1電極12に接続
するリード線18Aを第2電極14側に引き出す構成に
なっているために、支持部1Aへの接着面が平坦にな
る。これにより、酸化マグネシウム基体11により支持
されることなく、薄膜圧電体素子4Aを支持部1A上に
所定の姿勢で接着することができる。
The thin film piezoelectric actuator 5A of the present invention
The thin-film piezoelectric element 4A of FIG. 1 has a terminal hole 17A extending from the second electrode 14 to the first electrode 12 in the thin-film piezoelectric element 4A.
Is provided, and the lead wire 18A connected to the first electrode 12 is drawn out toward the second electrode 14 inside the terminal hole 17A, so that the bonding surface to the support portion 1A becomes flat. Thus, the thin-film piezoelectric element 4A can be bonded to the support 1A in a predetermined posture without being supported by the magnesium oxide substrate 11.

【0080】本発明の薄膜圧電体素子4Aおよび4Bで
は、0Vおよび6Vの電圧を交互に印加して、薄膜圧電
体素子4Aおよび4Bによって、スライダ保持板2を磁
気ディスクの半径方向へ変位させることにより、スライ
ダの変位量を1μm程度にすることができる。
In the thin film piezoelectric elements 4A and 4B of the present invention, voltages of 0 V and 6 V are alternately applied to displace the slider holding plate 2 in the radial direction of the magnetic disk by the thin film piezoelectric elements 4A and 4B. Thereby, the amount of displacement of the slider can be reduced to about 1 μm.

【0081】また、図10に示すように、薄膜圧電体素
子4Aおよび4Bが設けられた薄膜圧電体用基板1の基
端部を、ステンレス板3を介して支持台27上に載せ
て、薄膜圧電体素子4Aおよび4Bを支持台27から片
持ち状態で支持した場合に、電圧を印加しない状態での
薄膜圧電体アクチュエーター5Aおよび5Bのそれぞれ
の反り量は、400μm以下になる。
As shown in FIG. 10, the base end of the thin film piezoelectric substrate 1 provided with the thin film piezoelectric elements 4A and 4B is placed on a support 27 via a stainless steel plate 3, and When the piezoelectric elements 4A and 4B are supported in a cantilevered state from the support 27, the amount of warpage of each of the thin film piezoelectric actuators 5A and 5B when no voltage is applied is 400 μm or less.

【0082】これにより、本発明の薄膜圧電体アクチュ
エーターでは、薄膜圧電体素子4Aおよび4Bの実効的
な圧電定数d31がほとんど低下せず、磁気ヘッドをト
ラックに追従させるオントラック走査を高精度にて実施
することができる。
Thus, in the thin-film piezoelectric actuator of the present invention, the effective piezoelectric constant d31 of the thin-film piezoelectric elements 4A and 4B hardly decreases, and on-track scanning for causing the magnetic head to follow the track can be performed with high accuracy. Can be implemented.

【0083】また、支持部1Aおよび1Bに設けられる
銅板8の厚みが5μmの場合に、支持部1Aおよび1B
上に設けられる薄膜圧電体素子4Aおよび4Bの伸縮方
向の長さを5mm以下とすることができ、これにより、
サスペンション26の共振周波数を10kHzにするこ
とができる。
When the thickness of the copper plate 8 provided on the support portions 1A and 1B is 5 μm, the support portions 1A and 1B
The length of the thin film piezoelectric elements 4A and 4B provided on the upper and lower sides in the expansion and contraction direction can be set to 5 mm or less.
The resonance frequency of the suspension 26 can be set to 10 kHz.

【0084】[0084]

【発明の効果】本発明の薄膜圧電体アクチュエーターお
よびその製造方法は、このように、薄膜圧電体素子が、
内部応力が開放された後に支持部上に貼り付けることが
できるために、薄膜圧電体アクチュエーターの反りを効
果的に抑制することができる。従って、薄膜圧電体素子
の実効的な圧電定数d31が低下するおそれがなく、薄
膜圧電体アクチュエーターの伸縮変形がスライダ保持板
の回転変位に効率よく変換されるために、磁気ヘッドを
トラックに追従させるオントラック走査を高精度で実施
することができる。
As described above, according to the thin film piezoelectric actuator and the method of manufacturing the same of the present invention, the thin film piezoelectric element
After the internal stress is released, the thin film piezoelectric actuator can be effectively stuck on the supporting portion after the internal stress is released. Therefore, the effective piezoelectric constant d31 of the thin-film piezoelectric element does not decrease, and the expansion and contraction of the thin-film piezoelectric actuator is efficiently converted into the rotational displacement of the slider holding plate, so that the magnetic head follows the track. On-track scanning can be performed with high accuracy.

【0085】さらに、薄膜圧電体素子が、基体から取り
外した状態で支持部上に接着されるために、基体上にて
薄膜圧電体素子を形成する際に、薄膜圧電体素子を自由
に配置することができ、基体上に多数の薄膜圧電体素子
を近接して形成することができる。このため、薄膜圧電
体素子を低コストで効率よく製造することができ、薄膜
圧電体アクチュエーターを低コストで製造することがで
きる。
Further, since the thin-film piezoelectric element is adhered to the supporting portion in a state where it is detached from the base, the thin-film piezoelectric element can be freely arranged when the thin-film piezoelectric element is formed on the base. Thus, a large number of thin film piezoelectric elements can be formed close to each other on the substrate. Therefore, the thin-film piezoelectric element can be manufactured efficiently at low cost, and the thin-film piezoelectric actuator can be manufactured at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の薄膜圧電体アクチュエーター実施の形
態の一例を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a thin film piezoelectric actuator according to an embodiment of the present invention.

【図2】(a)〜(g)は、それぞれ、その薄膜圧電体
アクチュエーターの製造方法の各工程における断面図で
ある。
FIGS. 2A to 2G are cross-sectional views illustrating respective steps of a method for manufacturing the thin-film piezoelectric actuator.

【図3】従来の薄膜圧電体アクチュエーターを搭載した
サスペンションの一例の斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view of an example of a suspension on which a conventional thin film piezoelectric actuator is mounted.

【図4】従来の薄膜圧電体アクチュエーターを搭載した
サスペンションの一例の分解斜視図である。
FIG. 4 is an exploded perspective view of an example of a suspension equipped with a conventional thin film piezoelectric actuator.

【図5】薄膜圧電体アクチュエーターの動作を説明する
ための平面図である。
FIG. 5 is a plan view for explaining the operation of the thin film piezoelectric actuator.

【図6】従来の薄膜圧電体アクチュエーターのA−A’
線における断面模式図である。
FIG. 6 shows a conventional thin film piezoelectric actuator AA ′.
It is a cross section schematic diagram in a line.

【図7】従来の薄膜圧電体アクチュエーター断面図であ
る。
FIG. 7 is a sectional view of a conventional thin film piezoelectric actuator.

【図8】(a)〜(f)は、それぞれ、従来の薄膜圧電
体アクチュエーターの製造方法の各工程を示す断面図で
ある。
FIGS. 8A to 8F are cross-sectional views showing respective steps of a conventional method for manufacturing a thin-film piezoelectric actuator.

【図9】(a)〜(g)は、それぞれ、従来の薄膜圧電
体アクチュエーターの製造方法のさらに詳細に説明する
ための各工程の断面図である。
FIGS. 9A to 9G are cross-sectional views of respective steps for describing in further detail a conventional method of manufacturing a thin film piezoelectric actuator.

【図10】薄膜圧電体アクチュエーターの反り量xを説
明するための概略図である。
FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a warp amount x of the thin film piezoelectric actuator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 薄膜圧電体用基板 1A、1B 支持部 1C スライダ貼り付け部 1D 基板保持部 1E、1F 弾性ヒンジ部 1G 配線部 1H 端子保持部 2 スライダ保持板 2A 突起部 3 ステンレス板 4A、4B 薄膜圧電体素子 5A、5B 薄膜圧電体アクチュエーター 6 ロードビーム 6A 基端部 6B 円形開口部 6C ネック部 6D 三角状開口部 6E ビーム部 6F 規制部 6G 搭載部 6H ディンプル 6I、6J 板バネ部 7 ベースプレート 8 銅板 9 ポリイミド樹脂 10 接着剤 11 酸化マグネシウム基体 12 第1電極 13 PZT薄膜 14 第2電極 15 薄膜圧電体 16 感光性ポリイミド 17A 端子用穴 17B 開口部 18A、18B リード線 19 リード 20 第1配線パターン 20A〜D 配線ライン 21 第2配線パターン 21A〜D 配線ライン 22A〜D スライダ接続用端子 23A〜D 薄膜圧電体素子接続用端子 24A〜H 外部接続用端子 25 エポキシ樹脂 26 サスペンション DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thin film piezoelectric substrate 1A, 1B Support part 1C Slider attaching part 1D Substrate holding part 1E, 1F Elastic hinge part 1G Wiring part 1H Terminal holding part 2 Slider holding plate 2A Projection part 3 Stainless steel plate 4A, 4B Thin film piezoelectric element 5A, 5B Thin-film piezoelectric actuator 6 Load beam 6A Base end 6B Circular opening 6C Neck 6D Triangular opening 6E Beam 6F Regulator 6G Mounting 6H Dimple 6I, 6J Plate spring 7 Base plate 8 Copper plate 9 Polyimide resin DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Adhesive 11 Magnesium oxide base material 12 First electrode 13 PZT thin film 14 Second electrode 15 Thin film piezoelectric material 16 Photosensitive polyimide 17A Terminal hole 17B Opening 18A, 18B Lead wire 19 Lead 20 First wiring pattern 20A to D Wiring line 21 2nd wiring pattern 21A D wiring line 22A~D slider connection terminal 23A~D thin-film piezoelectric element connection terminal 24A~H external connection terminal 25 Epoxy resin 26 Suspension

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 41/09 H02N 2/00 B 41/18 H01L 41/08 U 41/22 41/18 101Z H02N 2/00 41/22 Z (72)発明者 松岡 薫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 4K029 AA04 BA50 BD00 CA05 5D042 LA01 MA15 NA01 PA10 TA06 5D059 AA01 BA01 CA02 CA14 DA19 DA36 EA07 5D096 NN03 NN07 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) H01L 41/09 H02N 2/00 B 41/18 H01L 41/08 U 41/22 41/18 101Z H02N 2/00 41 / 22 Z (72) Inventor Kaoru Matsuoka 1006 Kazuma, Kadoma, Osaka Pref.F-term (reference) in Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転駆動されるディスクに対して少なく
ともデータの再生を行うヘッドが基板の支持部上に支持
されたヘッド支持機構において、その支持部上に設けら
れた薄膜圧電体素子により、前記基板の支持部を変形さ
せて前記ヘッドを変位させるディスク装置用薄膜圧電体
アクチュエーターであって、 前記薄膜圧電体素子は薄膜圧電体の両面に電極を有する
とともに、一方の電極から他方の電極に達する端子用穴
を有しており、該端子用穴の内部に、他方の電極に接続
するリード線が設けられて、一方の電極側に引き出され
ていることを特徴とする薄膜圧電体アクチュエーター。
In a head support mechanism in which a head for reproducing at least data on a rotationally driven disk is supported on a support portion of a substrate, a thin-film piezoelectric element provided on the support portion provides the head support mechanism. A thin-film piezoelectric actuator for a disk device for displacing a head by deforming a supporting portion of a substrate, wherein the thin-film piezoelectric element has electrodes on both surfaces of the thin-film piezoelectric and reaches from one electrode to the other electrode. A thin-film piezoelectric actuator having a terminal hole, a lead wire connected to the other electrode is provided inside the terminal hole, and is drawn out to one electrode side.
【請求項2】 前記ヘッドが、基板における相互に平行
に配置された支持部の先端間にわたって配置されてお
り、各支持部上に薄膜圧電体素子がそれぞれ設けられて
いる請求項1に記載の薄膜圧電体アクチュエーター。
2. The device according to claim 1, wherein the head is disposed between the tips of the support portions of the substrate which are arranged in parallel with each other, and the thin film piezoelectric element is provided on each of the support portions. Thin film piezoelectric actuator.
【請求項3】 前記薄膜圧電体素子は、前記基板の各支
持部間にヘッドが搭載されない状態で、しかも、電圧が
印加されていない状態において、反り量が400μm以
下になっている請求項2に記載の薄膜圧電体アクチュエ
ーター。
3. The thin-film piezoelectric element has a warpage of 400 μm or less when no head is mounted between the support portions of the substrate and no voltage is applied. 2. The thin film piezoelectric actuator according to item 1.
【請求項4】 前記基板の各支持部に5μmの金属板が
設けられており、各支持部上に設けられた前記薄膜圧電
体素子は、伸縮方向の長さがそれぞれ5mm以下になっ
ている請求項2に記載の薄膜圧電体アクチュエーター。
4. A 5 μm metal plate is provided on each support of the substrate, and each of the thin film piezoelectric elements provided on each support has a length of 5 mm or less in the direction of expansion and contraction. The thin film piezoelectric actuator according to claim 2.
【請求項5】 回転駆動されるディスクに対して少なく
ともデータの再生を行うヘッドが基板の支持部上に支持
されたヘッド支持機構において、その支持部上に設けら
れた薄膜圧電体素子により、前記基板の支持部を変形さ
せて前記ヘッドを変位させるディスク装置用薄膜圧電体
アクチュエーターの製造方法であって、 薄膜圧電体をスパッタリングプロセスによって基体上に
形成する工程と、 形成された薄膜圧電体上にリード線をフォトリソグラフ
プロセスおよびエッチングプロセスにより形成して、薄
膜圧電体素子を形成する工程と、 形成された薄膜圧電体素子を基体から取り外した状態で
基板上に接着する工程と、 を包含することを特徴とする薄膜圧電体アクチュエータ
ーの製造方法。
5. A head support mechanism in which a head for performing at least data reproduction on a rotationally driven disk is supported on a support portion of a substrate, wherein the thin film piezoelectric element provided on the support portion provides the head support mechanism. What is claimed is: 1. A method for manufacturing a thin film piezoelectric actuator for a disk device for displacing a head by deforming a supporting portion of a substrate, comprising the steps of: forming a thin film piezoelectric on a substrate by a sputtering process; Forming a lead wire by a photolithographic process and an etching process to form a thin-film piezoelectric element; and bonding the formed thin-film piezoelectric element to a substrate while being removed from a substrate. A method for manufacturing a thin-film piezoelectric actuator, comprising:
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