專利名稱：薄膜磁頭滑板以及用于驅(qū)動其磁頭元件的靜電致動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于磁盤單元的薄膜磁頭滑板，一種相應(yīng)的制造方法，以及一種用于驅(qū)動其磁頭元件的靜電致動器。
近幾年，磁盤單元制成袖珍型，其性能大大提高，而成本卻下降。與近來的趨勢一致，希望開發(fā)一種高性能且低成本的薄膜磁頭。為了滿足這種需求，提出一種橫臥式磁頭(平面磁頭)，其中的薄膜形表面與氣承表面平行。原因如下。在橫臥磁頭的情況下，易于形成具有特殊形狀的浮軌。所以，可實現(xiàn)能靠近盤表面穩(wěn)定懸浮的磁頭，而且易于減少制造過程中的機械加工成分，從而降低成本。
下列公開文獻為現(xiàn)有橫臥式磁頭滑板的例子IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS，V01 25，P.3190，1989，″一種新的薄膜磁頭制造(A New Thin Film Head Generation)″，作者J.P.Lazzari和P.Deroux-Dauphin。在這個現(xiàn)有例子中，通過蝕刻在硅基片表面上形成凹口，而在凹口中形成磁頭元件。這種情況下，硅基片表面用作相對記錄媒體的氣承表面。因而，磁頭端子插在滑板的后部上。相應(yīng)地，為了從端子延伸，穿過硅基片形成通孔。在這個例子中，由機械加工制造滑板主體。
IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS，V01 25，P.3686，1989，″一種制造薄膜磁頭滑板裝置的新方法(A New Approach to MakingThin Film Head-Slider Devices)″，作者Daniel W.Chapman。這個現(xiàn)有例子中，薄膜磁頭文件形成在氣承表面?zhèn)鹊幕?，且將絕緣膜制成平面形，然后連接穿有通孔的玻璃基片。以這種方法制造滑板主體。然后，蝕刻基片以便將其除去，并通過機械加工切割滑板主體。
在上述現(xiàn)有例子中，必須提供機械加工滑板主體，逐個組裝磁頭懸臂和滑板，透過基片形成通孔，將導(dǎo)體插入通孔，以及連接玻璃基片等制造過程。相應(yīng)地，制造過程復(fù)雜。
本發(fā)明的第一個目的是提供一種高性能且低成本的薄膜磁頭滑板，以及不需形成通孔或連接玻璃基片，易于制造該薄膜磁頭滑板的方法。
本發(fā)明的第二個目的是提供一種不需形成通孔和連接玻璃基片，易于制造的薄膜磁頭滑板，其中通過增加用于薄膜磁頭元件的跟蹤機構(gòu)(跟蹤機構(gòu)在幾乎垂直于記錄媒體移動方向的跟蹤方向上精確移動磁頭元件)，或通過增加能在裝卸記錄媒體的方向上精確移動磁頭的小距離移動機構(gòu)，使磁頭能達到或離開記錄媒體，磁頭元件能高度精確定位，從而實現(xiàn)高密度記錄，并加強穩(wěn)定性。
本發(fā)明的第三個目的是提供一種靜電致動器，它適合被用于上述薄膜磁頭元件中的跟蹤機構(gòu)或裝卸機構(gòu)的驅(qū)動機構(gòu)。
本發(fā)明一方面提供一種制造薄膜磁頭滑板的方法，該薄膜磁頭滑板具有適于相對記錄媒體的媒體相對表面，所述方法包括下列步驟在基片或基片上的犧牲層表面上設(shè)置滑板材料，預(yù)先形成具有特定形狀的所述基片表面或所述犧牲層表面，以便形成所述媒體相對表面；在所述基片表面或所述犧牲層表面上形成所述滑板；從所述滑板除去所述基片，或所述犧牲層與基片。
本發(fā)明的另一方面是提供一種薄膜磁頭滑板，該磁頭滑板適于相對于記錄媒體，它包括設(shè)置于基片表面上或基片上犧牲層表面上的滑板主體，與滑板主體分離的基片或犧牲層和基片；由滑板主體的固定部件支承的跟蹤機構(gòu)，該跟蹤機構(gòu)使滑板主體的可移動部件能夠在跟蹤方向上移動，該跟蹤方向幾乎垂直于所述記錄媒體的移動方向；以及設(shè)在跟蹤機構(gòu)的可移動部件上的薄膜磁頭元件的至少一個相對磁極，該磁頭元件相對于記錄媒體。
本發(fā)明的另一方面是設(shè)有相對于記錄媒體的薄膜磁頭滑板，該磁頭滑板包括設(shè)在基片表面上或基片上的犧牲層表面上的滑板主體，與滑板主體分離的基片或犧牲層和基片；由滑板主體的固定部件支承的裝卸機構(gòu)，該裝卸機構(gòu)使滑板主體的可移動部件能夠在裝卸方向上移動，在裝卸方向上滑板主體的可移動部件靠近和離開記錄媒體；以及相對于記錄媒體的薄膜磁頭元件的至少一個相對磁極，它設(shè)置在裝卸機構(gòu)的可移動部件上。
本發(fā)明的第四個方面是設(shè)有相對于記錄媒體的薄膜磁頭滑板，它包括設(shè)置在基片表面上或基片的犧牲層表面上的滑板主體，與滑板主體分離的基片或犧牲層和基片；所述滑板主體包括固定部件和可移動部件，可移動部件通過支承彈簧由所述固定部件支承，以此方式所述可移動部件能在跟蹤方向和裝卸方向上移動，該跟蹤方向幾乎垂直于所述記錄媒體的移動方向，而在裝卸方向上滑板膜的可移動部件靠近和遠離記錄媒體；以及相對于記錄媒體的薄膜磁頭元件的至少一個相對磁極，它設(shè)置在跟蹤機構(gòu)的可移動部件上。
本發(fā)明的第五方面是設(shè)有靜電致動器，它包括有多個相互平行齒的固定部件；有多個齒的可移動部件，可移動部件的齒平行于固定部件的齒；用于支承可移動部件的支承彈簧，該支承彈簧使可移動部件在齒寬度方向上相對于固定部件移動；以及用于移動可移動部件到一位置的驅(qū)動力產(chǎn)生部件，在該位置處當(dāng)電壓加在固定部件的齒和可移動部件的齒之間時，在齒寬度方向上產(chǎn)生的靜電吸引力與支承彈簧的收縮力相平衡。


圖1(a)至1(c)所示為本發(fā)明薄膜磁頭滑板的第一實施例，其中圖1(a)是在將滑板裝上磁頭懸臂前，從滑板背面看去的滑板透視圖；圖1(b)將滑板裝上磁頭懸臂后，從氣承面?zhèn)瓤慈サ幕逋敢晥D；圖1(c)是沿線A-A′剖開的橫截面圖；圖2是第一實施例薄膜磁頭滑板變形的透視圖；圖3是磁頭懸臂與滑板連接方法的示意圖；圖4是磁頭懸臂與滑板連接方法的示意圖；圖5(a)至5(e)是本發(fā)明薄膜磁頭滑板制造過程示意圖；圖6(a)和6(b)是制造過程中，本發(fā)明薄膜磁頭滑板的示意圖；圖7(a)至7(c)所示為同時連接多個磁頭懸臂與多個滑板的方法；圖8(a)至8(d)所示為形成氣承軌錐形部分方法的一個例子；圖9(a)和9(b)是形成氣承軌錐形部分方法的另一個例子；圖10(a)，10(b)和10(c)所示為本發(fā)明薄膜磁頭滑板的第二實施例，其中圖10(a)是從氣承表面?zhèn)瓤催M去的薄膜磁頭滑板透視圖；圖10(b)是從背面看進去的薄膜磁頭滑板透視圖；圖10(c)的沿線B-B′剖開的橫截面圖，顯示用于驅(qū)動磁頭元件的跟蹤驅(qū)動機構(gòu)；圖11(a)和11(b)是圖10(c)所示跟蹤驅(qū)動機構(gòu)變形的透視圖12(a)和12(b)所示為本發(fā)明薄膜磁頭滑板的第三實施例，其中圖12(a)是從氣承表面?zhèn)瓤催M去的薄膜磁頭滑板透視圖；圖12(b)是從背面看進去的薄膜磁頭滑板透視圖；圖13(a)和13(b)分別是對應(yīng)圖10(c)的裝卸驅(qū)動機構(gòu)橫截面與縱向截面圖；圖14(a)是現(xiàn)有技術(shù)靜電致動器原理示意圖；圖14(b)是本發(fā)明靜電致動器原理示意圖；圖15是本發(fā)明靜電致動器的力與g2/g1之間的關(guān)系圖；圖16是本發(fā)明靜電致動器一個實施例的平面圖；圖17(a)至17(e)和圖18(a)至18(e)是說明本發(fā)明靜電致動器制造過程的示意圖，其中的示意圖按制造過程順序排列；圖19是本發(fā)明靜電致動器另一個實施例的平面圖；圖20(a)至20(c)是圖19所示靜電致動器實施例上所加電壓波形圖；圖21是其中裝有靜電致動器的磁頭滑板透視圖；圖22是其中裝有靜電致動器的磁頭滑板橫截面圖；圖23是其中裝有靜電致動器的磁頭滑板透視圖，該靜電致動器能在跟蹤和裝卸方向上精確移動；圖24是圖23所示磁頭滑板致動器驅(qū)動部分局部截面圖；圖25和26是沿圖23中箭頭A方向剖開的磁頭滑板圖；圖27(a)至27(d)是磁頭滑板的實施例，在其驅(qū)動部分使用了壓電材料，其中圖27(a)是從氣承表面?zhèn)瓤慈サ拇蓬^滑板透視圖；圖27(b)是從背面看去的磁頭滑板透視圖；圖27(c)是沿線A-A剖開的放大橫截面圖；圖27(d)是驅(qū)動部分放大橫截面圖28所示為對應(yīng)圖27(d)驅(qū)動部分的另一實施例，其中使用壓電材料；圖29所示為對應(yīng)圖27(d)驅(qū)動部分的再一實施例，其中使用壓電材料；圖30(a)和30(b)是用于說明在驅(qū)動使用壓電材料的驅(qū)動部分的情況下移動磁頭滑板的圖，其中圖30(a)是俯視圖；圖30(b)是桁條的橫截面圖；圖31(a)和31(b)是用于說明在裝卸方向上使用壓電材料驅(qū)動驅(qū)動部分時移動磁頭滑板的圖，其中圖31(a)是在桁條側(cè)方向的橫截面圖；圖31(b)是桁條的橫截面圖。
圖1(a)至1(c)示出了本發(fā)明薄膜磁滑動器的第一實施例。圖1(a)是滑板20與磁頭懸臂30裝配前的透視圖，該圖是后視圖，即從氣承表面?zhèn)鹊姆疵婵催M去。圖1(b)是滑板20裝在磁頭懸臂30上的透視圖，該圖是從氣承表面?zhèn)瓤催M去。圖1(c)是沿圖1(a)中的線A-A′剖開的截面圖。
滑動器20包括一個由SiO2或Al2O3制成的氣承表面21和一個由導(dǎo)體，如鎳(Ni)制成的滑板主體22，其中滑板主體22設(shè)在氣承表面21的背面。滑板主體22由位于中心的多個端墊23和外部周邊部分24組成。多個端墊23排列方向平行于氣承表面。在端墊23之間以及每個端墊23與外部周邊24之間形成預(yù)定間隙25。有2套端子，即有4個端子。同樣，有2套端墊23，即有4個端墊23。在這種情況下，一套端子(MR元件)用作讀磁頭元件，而另一套端子(感應(yīng)磁頭元件)用作寫磁頭元件。當(dāng)一個元件既用作讀磁頭元件，又用作寫磁頭元件時，可以使用一套端子，即2個端子。在間隙25中，設(shè)有樹脂26，如聚酰亞胺，使樹脂覆蓋氣承表面21的背面。在這種情況下，滑板主體22的外部周邊24可作為一個端墊。
如圖1(a)所示，滑板20的背面附著在磁頭懸臂30上。如圖1(b)所示，在滑板20的氣承表面21上，幾乎與盤旋轉(zhuǎn)方向B平行地設(shè)有兩個側(cè)軌27，一個位于導(dǎo)引側(cè)中心的中心軌28，以及一個薄膜磁頭29。在側(cè)軌27和中心軌28的導(dǎo)引末端，分別有錐形部分27a和28a。
從媒體相對面的一側(cè)或氣承表面看去，滑板20大體為矩形，而且該矩形的每個角都削角尖或呈圓形?；?0沿記錄媒體移動方向的長度約為0.8mm或0.8mm以下。
圖2所示為薄膜磁頭滑板的變化形式。在圖1(a)至1(c)所示的實施例中，滑板主體22的外部周邊24的導(dǎo)體圍繞端墊23。另一方面，在變化形式中，滑板20的主體22的框架由導(dǎo)體構(gòu)成，且端墊23位于該框架外。如上所述，可將端墊23設(shè)在滑板20的任何位置。與浮軌27，28(如圖1(b)所示)一致，可任意改變滑板主體22的形狀，從而保持剛性。
圖3是滑板20與磁頭懸臂30之間的連接圖。在該實施例中，滑板20的主體的端墊23和外部周邊24的背面上設(shè)有連接金屬31。通過熱壓連接，超聲連接(c)或?qū)щ娔z連接，將主體的端墊23和外部周邊24與磁頭懸臂30連接在一起，并在其上形成端導(dǎo)電部分32。在這種情況下，端墊23與磁頭懸臂30電氣且機械連接，而滑板主體的外部周邊24與磁頭懸臂30機械連接。當(dāng)滑板主體的外部周邊24也用作一個端墊時，所有的連接部分均為電氣以及機械連接。
圖4是用于連接滑板20與磁頭懸臂30的另一連接法實施例。在該實施例中，滑板20與磁頭懸臂30粘接或壓接，而端墊23經(jīng)線34通過連接或焊接與磁頭懸臂30后表面上的導(dǎo)電部分33相連。或者，磁頭懸臂30旁的導(dǎo)線(圖中未示出)可直接與端墊23相連。
圖5(a)至5(e)是滑板20制造流程圖。這些圖是對應(yīng)于沿圖1(a)中的線A-A′剖開后的截面圖。
首先，在Si基片46的表面，由犧牲層，如Al，Ti和Ta材料形成氣承軌(兩個側(cè)軌和一個中心軌)的形狀(如圖5(a)所示)。圖6(a)是對應(yīng)于圖5(a)的透視圖。如圖所示，除了后來形成氣承軌的部分以外，Si基片46的其它部分都覆蓋由Al制成的犧牲層。就此方面，后面將說明形成浮軌錐形部分的方法。然后，在所有上表面形成犧牲層(Al)(如圖5(b)所示)。下一步，形成記錄和再現(xiàn)磁頭元件，并在氣承表面形成SiO2，似金剛碳(碳)或Al2O3的膜(如圖5(c)所示)。這種情況下，在形成記錄和再現(xiàn)磁頭元件后，且在浮表面形成膜以前，磁頭元件41通過導(dǎo)引線43與端墊形成部分42相連，如圖6(b)所示。下一步，形成用于電鍍的導(dǎo)電膜(未示出)，并用感光樹脂形成用于電鍍的掩膜片(未示出)。然后，通過電鍍?nèi)鏝i、NiFe、Au或Cu之類的金屬形成端墊23和滑板主體22。完成電鍍后，除去沒有感光樹脂部分的導(dǎo)電膜和沒有電鍍膜部分的導(dǎo)電膜(如圖5(d)所示)。在端墊23和滑板主體22的后表面上形成連接金屬膜45，如Au，然后在端墊23和滑板主體22之間設(shè)置樹脂26，如聚酰亞胺(如圖5(e)所示)。在該連結(jié)中，端墊23和滑板主體22之間可用無機材料，如類金剛碳或SiO2。然后，通過連接滑板20和磁頭懸臂30，且蝕刻犧牲層或犧牲層與基片兩者，使滑板20與Si制的基片46分離。當(dāng)然，就此方面，也可以在滑板20與基片46分離后再將其與磁頭懸臂30相連。
圖7(a)至7(c)是本發(fā)明滑板20和磁頭懸臂30的組裝方法示意圖。在基片46上形成滑板20后，將基片46切割成包含多個滑板20的模塊47。然后以梳齒式連有多個磁頭懸臂30的連接框48同時焊至滑板模塊47上(如圖7(a)所示)。接著，通過蝕刻將基片46與滑板模塊47分離(如圖7(b)所示)。再從連接框48上切下每一磁頭懸臂30(如圖7(c)所示)。以這種方式，完成本發(fā)明滑板20的生產(chǎn)。
圖8(a)至8(c)是氣承軌錐形部分形成方法示意圖。根據(jù)本方法，在Si基片46上形成犧牲層51(Al)。感光樹脂52覆蓋在犧牲層52上并曝光。這種情況下，控制曝光，使錐形部分的曝光量小于其它部分并逐步遞減(如圖8(a)所示)。通常用該方法形成三維形狀的感光樹脂模。例如，在日本未審查公開專利No.JP61-107514或下列文獻中均描述了這種方法W.Henke，W.Hoppe，H.J.Quenzer，P.Staudt-Fischback和B.Wagner″用于制造任意形表面的灰度石版印刷術(shù)的模擬和實驗研究″IEEE，Micro Eleotro Mechanical Systems，P.205，1994。
感光樹脂變化形成錐形部分53(如圖8(c)所示)。接著通過離子銑削或濺蝕蝕刻犧牲層(如圖8(c)所示)，完成具有錐形部分54的犧牲層51的形式(如圖8(d)所示)。然后，在所有表面形成犧牲層，再在犧牲層51上形成SiO2制成的氣承軌(圖中未示出)。
圖9(a)和9(b)是形成氣承軌錐形部分方法的另一實施例示意圖。根據(jù)該實施例，與圖8(a)至8(d)所示方法不同，不必形成Al制的犧牲層51，而感光樹脂52覆蓋在基片46上。然后調(diào)節(jié)曝光量對感光樹脂52曝光(如圖9(a)所示)。然后，通過加熱或紫外線使感光樹脂52凝固，從而形成犧牲層。或者，在所有表面形成犧牲層。在此情況下，凝固的感光樹脂可由在蝕刻分離中不溶解的材料制成。或者，不僅是錐形部分，整個氣承軌均可由感光樹脂制成。
根據(jù)上述實施例，端墊部分和滑板主體同時由導(dǎo)體制成。因而，不用在硅板上形成通孔或連接玻璃基片可形成滑板。相應(yīng)地，可提供高性能且低成本的薄膜磁頭滑板。
圖10(a)至10(c)是本發(fā)明薄膜磁頭滑板的第二實施例示意圖。圖10(a)是裝在磁頭懸臂130上的薄膜磁頭滑板110的透視圖，該圖是從氣承面?zhèn)瓤催M去的。圖10(b)是薄膜磁頭滑板110裝上磁頭懸臂130前的透視圖，該圖是從背面看去的(氣承面的對面)。圖10(c)是沿圖10(b)中的線B-B剖開的橫截面圖。
由SiO2或Al2O3制成的氣承面層111部分伸入相對記錄媒體的滑板110的氣承面內(nèi)，形成兩氣承軌115，它們相對以箭頭A方向運動的記錄媒體從導(dǎo)引側(cè)113伸至從動側(cè)114。在兩氣承軌115之間的導(dǎo)引側(cè)113旁設(shè)有一個中心軌117。在氣承面層111背面上形成的滑板110的主體112和端墊118(如圖10(b)所示)被電鍍上金屬Ni。
在兩氣承軌115之間以及端墊118和從動側(cè)114之間的氣承面111上設(shè)有一個元件驅(qū)動機構(gòu)120(在該實施例中，一個跟蹤機構(gòu))。即，該元件驅(qū)動機構(gòu)120上沒有滑板110主體上的Ni制成的金屬電鍍層。舉例說，滑板110從導(dǎo)引側(cè)113至從動側(cè)114的長度為0.5至0.8mm，寬度為0.3至0.6mm，而厚度為0.04至0.06mm。
如圖10(c)的橫截面圖所示，第二實施例的元件驅(qū)動機構(gòu)，即第二實施例的跟蹤機構(gòu)利用靜電吸引力?？蓜硬考▋筛鶑墓潭ú糠稚斐龅牟⒘袕椈?21(圖中只示出其中之一)，以及支撐在并列彈簧121端部的兩元件固定部分122?？蓜硬考牟⒘袕椈?21和相對可動部件的固定部件均由金屬，如Ni和Cu制成。每個可動和固定部件都在相對處設(shè)有金屬電極。在固定電極123和可動電極121之間加上電壓時，產(chǎn)生吸引力，從而產(chǎn)生跟蹤操作。
在這種情況下，可動部件如此安置使用只有磁頭元件124或磁頭元件磁極的尾端124a伸入記錄媒體(未示出)側(cè)，且驅(qū)動電極121，123與記錄媒體分離。選擇這種布置的原因是為了防止加在電極121和123間的電壓將灰塵吸附到磁頭元件124上，使驅(qū)動部分不影響滑板110的氣承力。雖然圖中未示出，但最好修切氣承面上周邊側(cè)滑板110的邊端，以便在滾動或顛簸引起滑板110位置變動時不碰撞記錄媒體。
在這種情況下，端墊118位于滑板110的背面中心，且與磁頭懸臂130的端連接部分(未示出)相連。在這種情況下，安置2套118端墊，即安置4個端墊118。一套用于磁頭元件，另一套用于跟蹤機構(gòu)。
圖11(a)和11(b)是跟蹤機構(gòu)120的變形圖。在圖11(a)所示的變形中，相對圖10(c)所示可動電極121的固定電極123表面彎曲，且可動部件并列彈簧121沿固定電極123的彎曲表面變形。由此，增加位移量。在圖11(b)所示的變形中，可動部件121和固定部件123均由梳齒形電極121a和123a構(gòu)成。在這種情況下，所產(chǎn)生的吸引力與梳齒形電極的軸向平行。由上述吸引力產(chǎn)生跟蹤操作。
圖12(a)和12(b)所示為本發(fā)明薄膜磁頭滑板的第三實施例，其中跟蹤機構(gòu)120裝入一個氣承軌115中。如該實施例所示，當(dāng)驅(qū)動部分120裝入氣承軌115時，端墊118所在部分的面積增大，而滑板可進一步壓縮。在該實施例中，可選用圖10(c)、11(a)和11(c)所示的任一種跟蹤驅(qū)動機構(gòu)120。但是，如上所述，相對氣承軌115的表面，最好將電極121、123放在內(nèi)側(cè)(主體112側(cè))，使電極121，123能與記錄媒體(未示出)分離。由此能防止在電極間加電壓引起的灰塵吸附，并進一步防止電極與記錄媒體間產(chǎn)生的放電現(xiàn)象。
圖13(a)和13(b)是本發(fā)明第四實施例的薄膜磁頭，其中設(shè)一裝卸機構(gòu)。該裝卸機構(gòu)120A可放在氣承軌115之間，如第一實施例一樣，或?qū)⑵浞旁跉獬熊?15內(nèi)，如第二實施例一樣。
在該實施例中，可動部件的彈簧121設(shè)在滑板的氣承表面層111上，而在彈簧121與氣承表面層111之間有一小間隙，并在彈簧121末端設(shè)磁頭元件固定部分122。當(dāng)在固定電極123和氣承表面層111上的可動電極121間加上電壓時，可動部件121被吸向氣承表面層111。由此，磁頭元件124接近或接觸記錄媒體(未示出)。在這種情況下，該機構(gòu)內(nèi)，可用下述方式加電壓。記錄媒體剛開始旋轉(zhuǎn)時就可加上電壓，而在記錄媒體停止前的瞬間，關(guān)掉電壓源?；蛘?，與磁頭元件124的操作一起開、關(guān)電壓源。
在這種情況下，在圖10至13(a)和13(b)所示的實施例中，當(dāng)中心軌置于滑板110導(dǎo)引側(cè)113的中心且側(cè)軌置于靠近從動側(cè)的兩側(cè)使浮力產(chǎn)生部分形成在約為三角形的各點時，最好將跟蹤機構(gòu)120或裝卸帶機構(gòu)120A置于該三角形內(nèi)。原因如下。在形成滑板主體和氣承表面的情況下，即使每層產(chǎn)生的剩余應(yīng)力使滑板變形，由于有產(chǎn)生氣承力的三點。且驅(qū)動機構(gòu)和磁頭元件放在三角形內(nèi)，它們很少受到懸浮量波動的影響，從而穩(wěn)定懸浮。
圖14(a)和14(b)用示意圖比較本發(fā)明驅(qū)動機構(gòu)所用靜電致動器原理與現(xiàn)有技術(shù)中驅(qū)動機構(gòu)所用靜電致動器的原理。兩相對梳齒形電極之一是固定部分131，另一個是可動部分132。當(dāng)電壓加至兩梳齒形電極之間時，可動部分132相對固定部分131移動一小段距離。這種靜電致動器的制造方法如下。如，在覆蓋熱氧化膜的硅基片上，設(shè)有用作絕緣層的Si3N4膜，用作犧牲層的PSG(phosphosilicatc glass)膜，以及用作梳齒形電極的2μm厚多晶硅膜。多晶硅膜經(jīng)等離子體蝕刻，使之成為預(yù)定形狀。最后，通過濕蝕刻，除去犧牲層，從而得到可動部分132。
在圖14(a)所示的現(xiàn)有技術(shù)靜電致動器中，可動部分132上的齒位于固定部分131上兩相鄰齒間的中間位置，在兩相對梳齒形電極間加上電壓，以使梳齒形電極的嚙合長度增加的方向產(chǎn)生力。另一方面，在圖14(b)所示的本發(fā)明靜電致動器中，可動部分132上的齒偏離固定部分131上兩相鄰齒間的中間位置，使得所產(chǎn)生的力垂直于齒的長度方向?，F(xiàn)有技術(shù)與本發(fā)明靜電致動器間的區(qū)別如下。
在現(xiàn)有技術(shù)的靜電致動器中，可動部分132上的齒位于固定部分131上兩相鄰齒之間的中間位置，且在圖中的水平方向(X方向)產(chǎn)生力。X方向所產(chǎn)生的力的強度Fx為等式Fx＝V2εot/g，其中g(shù)是固定部分131的齒與可動部分132的齒之間的間距，t是齒的厚度，V是所加電壓，而εo是真空中的介電常數(shù)。
另一方面，在本發(fā)明的靜電致動器中，固定部分131上的齒與可動部分132上的齒之間所形成的間距，有兩種類型。一為窄間距g1，另一個為寬間距g2。因而，可利用在間距g1產(chǎn)生的Y方向(垂直于齒長方向)力與間距g2產(chǎn)生的Y方向力之間的差值。這種情況下，力的強度Fy＝(1/2)V2εotL(1/g12-1/g22)。當(dāng)g1＝g且1/g22＜＜1/g12時，滿足Fy/Fx＝L/2g。在L＞2g的情況下，本發(fā)明靜電致動器產(chǎn)生的力大于現(xiàn)有技術(shù)靜電致動器。例如，當(dāng)間隙做成g＝1μm且齒做成L＝200μm時，所產(chǎn)生的力的強度是現(xiàn)有技術(shù)靜電致動器的100倍。由于g2產(chǎn)生的力作用方向與g1產(chǎn)生的力相反。相應(yīng)地，g2大于g1較好。但是，當(dāng)g2過大時，限制了預(yù)定空間中所形成的齒數(shù)。因此，有一個g2/g1的優(yōu)化值。在L充分大于g1，g2和w的情況下，力(Fy)與g2/g1間的關(guān)系如圖15所示。由于齒數(shù)是一個整數(shù)，因而圖形不光滑除非L值足夠大。即使在這種情況下，當(dāng)2＜g2/g1＜3時，力成為最大值。實際可用范圍1.5＜g2/g1＜5或1.2＜g2/g1＜10。
圖16所示為本發(fā)明靜電致動器的變形。外框是由電鍍Ni形成的固定部分131的主體。固定部分131裝在圖中未示出的基片上。在固定部分131的內(nèi)壁上，以一定間距設(shè)有平行齒131a，它們指向內(nèi)部，其中的平行齒131a通過電鍍Ni與固定部分131同時形成。這些齒131a可固定在基片上，或，也可在基片和齒131a之間形成間隙(未示出)。位于固定部分131框內(nèi)的中心部分是可動部分132主體，它通過與固定部分131主體同時電鍍Ni而形成?？蓜硬糠?32主體與基片之間有一間隙，因而可動部分132可相對固定部分131相對移動。在可動部分132中，設(shè)有多個齒132a，它們平行于固定部分131上的齒131a，其中的齒132a偏離相鄰齒131a間的中心。在圖中，可動部分132的上、下部中的基片上固定有支座133。在支座133和可動部分132之間，有支撐彈簧134，它只能上、下移動可動部分132。在固定部分131的右下部，有一連至端子的導(dǎo)引135(端子未示出)。在下支撐處，有一連至端子的導(dǎo)引136(端子未示出)。這些導(dǎo)引通過電鍍Ni形成。
在兩導(dǎo)引135、136之間加上電壓時，在固定部分131的齒131a與可動部分132的齒132a之間產(chǎn)生靜電吸引力。該吸引力向上吸引可動部分132，并將其移至吸引力與支撐彈簧134的彈性收縮力相平衡處。由于靜電吸引力正比于電勢差的平方，因而可動部分132在與極性無關(guān)的同一方向移動。但是，為了防止噪音影響裝在可動部分132(在本發(fā)明中，即薄膜磁頭)上的物體，最好將可動部分132電氣接地。
這種情況下，為了防止輸入電壓過高時，固定部分131的齒131a與可動部分132的齒132a之間發(fā)生短路，設(shè)擋塊137，由此減小部分支座133與可動部分132間的間距。擋塊137的電位，即支座133的電位與電氣接地的可動部分132相同。所以，即使在擋塊137與可動部分132接觸時，也不會有問題。
參照圖17(a)至17(b)和圖18(a)至18(e)，下面說明本發(fā)明靜電致動器的制造方法。這些圖是沿圖16中線A-A剖開的橫截面圖。
圖17(a)至17(e)的處理過程如下。
(a)使用兩側(cè)面上有熱氧化膜T-SiO2的Si基片(晶面指數(shù)100)。
(b)僅在形成可動部分132，可動部分132的齒132a，固定部分131的齒131a和支撐彈簧134的地方，通過離子銑削除去基片表面上的熱氧化膜T-SiO2。
(c)通過蒸發(fā)沉積或濺射，在基片表面形成用作犧牲層的AI膜。
(d)除了已去除熱氧化膜T-SiO2的部分外，其余部分的AI犧牲層通過離子銑削去除。這種情況下，在Al犧牲層和熱氧化膜之間的邊緣處可形成一小間隙。
(e)通過蒸發(fā)沉積或濺射在所有表面形成Ni層，用該Ni層作電鍍基層。上述間隙中也有基層。
圖18(a)至18(e)的處理過程順序說明如下。
(a)感光樹脂成型，以便形成負(fù)片圖案，通過電鍍Ni用該負(fù)片圖案形成固定部分131，可動部分132，支撐彈簧134，擋塊137，支座133和導(dǎo)引135、136，它們均在圖16中標(biāo)出。
(b)用電鍍Ni填充感光樹脂未覆蓋的部分。
(c)在溶劑中除去感光樹脂。
(d)所有表面經(jīng)離子銑削，除去未覆蓋電鍍Ni的基層部分。這一步驟并不局限于離子銑削所有表面，也可在電鍍所形成的Ni層上形成同樣形狀的防護性感光樹脂(未示出)圖形，從而實現(xiàn)該步驟。
(e)當(dāng)Al犧牲層在KOH溶液中溶解時，可動部分132與基片分離，且可動部分132能相對固定部分移動。由于熱氧化膜T-SiO2已在可動部分132下除去，該處的Si基片被溶解，且KOH溶液易進入，從而縮短蝕刻時間。
圖19所示為本發(fā)明靜電致動器的另一實施例。該實施例與圖16所示實施例的區(qū)別在于固定部分131的第一齒131a和第二齒131b以同樣間距設(shè)于可動部分132的齒132a兩側(cè)。固定部分131的第一齒131a與第二齒131b通過圖中所示的絕緣層138相互電氣隔離。因而可分別在固定部分131的第一齒131a和第二齒131b上加不同的電壓。在可動部分132電氣接地的條件下，在固定部分131的第一齒131a上加電壓時，可動部分132向圖中上部運動。當(dāng)電壓加到固定部分131的第二齒131b上時，可動部分132向圖中下部運動。由該實施例的結(jié)構(gòu)，可動部分132可在圖中上下移動。因此，行程可增加為圖16所示實施例的兩倍。
圖20(a)至20(c)為在圖19所示實施例固定部件131的第一齒131a和第二齒131b上加電壓的實例波形圖。關(guān)于力F的方向，定義圖中向上的方向為正方向。圖20(a)為一種情形的波形圖，其中產(chǎn)生向上的力時在第一齒131a上加正電壓V1，而產(chǎn)生向下的力時在第二齒131b上加負(fù)電壓V2。圖20(b)為另一種情形的波形圖，其中在產(chǎn)生向上的力時加在第一齒131a上的是正電壓V1而產(chǎn)生向下的力時加在第二齒131b上的是正電壓V2。圖20(c)為另一種情形的波形圖，其中在固定部分131的第一齒131a和第二齒131b上加最大電壓1/2的偏移電壓，電壓V1和V2的相位相反，將其疊加以便驅(qū)動本單元。當(dāng)V1和V2表述為V2＝Vo+ΔV而V2＝V0-ΔV時，存在下列表達式Fy∝V12-V22＝4VoΔV如上述表達式所示，力正比于ΔV，因而易于控制。上述方法的優(yōu)點在于只用一個電源即可驅(qū)動該單元，且可在可動部分電氣接地的條件下驅(qū)動該單元。
關(guān)于應(yīng)用本發(fā)明靜電致動器的優(yōu)選實施例，可將本發(fā)明靜電致動器裝入磁盤單元磁頭滑板的跟蹤機構(gòu)或裝/卸機構(gòu)的驅(qū)動部分中。磁頭滑板如圖21所示。經(jīng)一系列處理制出橫臥式薄膜磁頭元件124，氣承表面層111和滑板主體112，從而制出該滑板110并將其連接至磁頭懸臂130。在該磁盤單元中，磁頭滑板110所在磁頭懸臂的尋找與定位操作由聲繞組馬達完成。另外，一個小致動器(該實施例中是跟蹤機構(gòu))裝在磁頭滑板上且在高頻帶范圍內(nèi)控制薄膜磁頭元件124，從而增加定位精確性且提高記錄密度。
根據(jù)本發(fā)明，為了減少機械加工過程，降低制造成本，如下所述，在犧牲層基片上形成橫臥式磁頭(平面形磁頭)124和氣承表面層(SiO2)111，并在經(jīng)電鍍Ni形成滑板主體112以后，除去犧牲層使滑板110與基片分離。而且，根據(jù)本發(fā)明，還設(shè)有靜電致動器的驅(qū)動機構(gòu)120，用于在磁頭滑板110中沿跟蹤方向精確驅(qū)動元件部件124。
圖22是說明本發(fā)明磁頭滑板110局部結(jié)構(gòu)的橫截面圖。在基片140上，設(shè)有一Al制的犧牲層141，其形狀與氣承表面一樣。犧牲層141上形成水平磁頭元件124。然后，形成將成為氣承表面層111的SiO2膜。該表面使氣承表面到記錄媒體(未示出)。在圖22中，142所示層包括一個磁頭元件；一個用于連接靜電致動器各部分與各端子的導(dǎo)電圖形層(Au)；一絕緣層(SiO2)；以及一個鍍Ni的基層(Ni)。通過與滑板主體112和端118一起電鍍，在層142上形成靜電致動器的可動部分143、固定部分144和支撐彈簧。然后，除了致動器的可動部分143外，電鍍還可增加滑板主體的剛性。接著，在頂層形成Au連接層145，將其連至圖21所示的磁頭懸臂130。當(dāng)犧牲層141溶于KOH溶液中時，磁頭滑板110與基片140分離。
磁盤設(shè)備的再現(xiàn)信號電壓為mV級。另一方面，驅(qū)動靜電致動器的電壓為幾十伏。因此，驅(qū)動致動器時可能影響再現(xiàn)信號。但是，根據(jù)本發(fā)明，如上所述磁頭元件124所在可動部分143電氣接地。而且，用于從磁頭元件124傳輸信號至端118的信號導(dǎo)體可通過導(dǎo)電圖形層安置，該導(dǎo)電圖形層通過絕緣層設(shè)在可動部分143下，該信號導(dǎo)體也可沿支承彈簧134(圖16和19中所示)安置，該彈簧連接致動器的可動部分143和固定部分144。由于支承彈簧134也接地，信號導(dǎo)體被屏蔽，因而噪音很少影響信號。
根據(jù)本發(fā)明的靜電致動器，可獲得取力在齒寬方向上移動可動部分。因此，本發(fā)明靜電致動器力產(chǎn)生效率高于現(xiàn)有技術(shù)的靜電致動器。當(dāng)這種致動器裝在磁頭滑板上時，磁頭滑板和靜電致動器可成為一個整體。在制造過程中，不必采用機械加工?？商峁┠芏ㄎ淮蓬^的精確磁頭滑板，在約1μm的行程中精確到亞微米。
圖23至26為磁頭滑板的實施例，該磁頭滑板中裝有能在跟蹤和裝/卸兩方向動作的靜電致動器。為了方便將這些圖在厚度方向上放大。圖23是滑板透視圖，該圖是從氣承表面?zhèn)瓤慈サ?。圖24是裝入磁頭滑板的靜電致動器局部剖視圖。圖25和26是沿箭頭A方向剖開的剖面圖。
這些圖中，參考數(shù)字110是磁頭滑板，111是相對記錄媒體的氣承表面層(SiO2)；112是滑板主體(Ni)；115是側(cè)軌(壓力產(chǎn)生墊)；117是中心軌(壓力產(chǎn)生墊)；118是端子；151是固定部分；152是磁頭元件所在的可動部分；153是擋塊；154是用于支承可動部分152的支承彈簧；155是絕緣層；156是電極；157是側(cè)軌115和中心軌117上的凸起，它凸向記錄媒體側(cè)；158的表面保護層(DLC)。
在該實施例中，可動部分152位于三個壓力產(chǎn)生墊115，117構(gòu)成的三角形內(nèi)。支承彈簧154支承可動部分152，使可動部分152能在橫向X(跟蹤方向)相對固定部分151移動，以及使可動部分152能在上和下方向Z(裝卸方向)上移動。以與圖16所示實施例相同的方式，固定部分151和可動部分152分別含有多個平行齒151a和152a?？蓜硬糠值凝X152a偏離固定部分兩相鄰齒151a的中心。當(dāng)在可動與固定部分之間加上電壓時(可動部分152接地)，可動部分152相對固定部分151在X向移至靜電吸引力與支承彈簧154的彈性力平衡處。
如圖24所示，可動部分152上的磁頭元件152b露出，以便面對記錄媒體(未示出)的表面。另一方面，滑板主體的蓋部分151b覆蓋致動器，該致動器包括除磁頭元件152b以外的可動部分152，固定部分151和支承彈簧154。從而避免致動器露至記錄媒體表面。這樣，防止致動器懸外接觸記錄媒體。
當(dāng)電壓加至電極156上時，電極156位于相對可動部分的平面部分的固定部分中，作用在可動部分152上的靜電吸引力克服支承彈簧154的彈力使可動部分152沿Z方向移動微小距離。相應(yīng)地，磁頭懸臂154的支承可動部分152使之能在Z方向上移動。
在這種結(jié)構(gòu)中，如圖25所示的實施例，凸起157由表面潤滑材料構(gòu)成，如類金剛碳(DLC)，使磁頭滑板110與記錄媒體之間的潤滑性能提高。在圖26所示的實施例中，凸起157構(gòu)成浮表面層111(SiO2)的一部分，而包含這些凸起157的整個氣承表面層111被表面潤滑層158(DLC)覆蓋。
如圖23所示，在本實施例中，滑板主體形狀制成包括鈍角部分的多邊棱柱形，目的是除去設(shè)在直角平行六面體上的中心壓力產(chǎn)生墊兩側(cè)的不必要部分，以降低重量。當(dāng)除去中心壓力產(chǎn)生墊兩側(cè)的不必要部分時，在磁頭滑板滾動或顛簸的情況下，降低了磁頭滑板與記錄媒體碰撞的可能性。而且，當(dāng)滑板和壓力產(chǎn)生墊的外部周邊是削角的時，即使在磁頭滑板與記錄媒體碰撞的情況下，也幾乎不破壞記錄媒體。在這種情況下，削角面不限制成R-面(圓面)。當(dāng)削角面制成C-面(錐形面)時，可得到類似效果。
在制造本發(fā)明的磁頭滑板時，不需要機械加工。用光刻法工藝制造本發(fā)明的磁頭滑板。因此，不增加制作所需的時間和成本，就能形成上述復(fù)雜圖形。
這是一個跟蹤致動器，裝/卸方向驅(qū)動致動器和讀/寫磁頭(感應(yīng)磁頭)裝在磁頭滑板上的一個實施例。兩個靜電致動器要求三個端子，同時可移動部分保持在同一電位，也就是說，可移動部分接地，并且磁頭要求兩個端子。在本實施例中，致動器可移動部分的電位保持和滑板主體的電位相同，因而滑板主體用作一個端子，并且可移動部件和圖中所示的四個端子一起連接到磁頭懸臂上的導(dǎo)電圖形。
在優(yōu)選實施例中，如圖23所示，磁頭滑板110大致成多邊形，使其導(dǎo)引端設(shè)在具有錐形或鈍角部分的各邊，即，在橫臥面磁頭滑板110的寬度向?qū)б酥饾u減小。因而，防止了磁頭110與記錄媒體(未示出)接觸。然而，依據(jù)凸起157的設(shè)置，鈍角部分可設(shè)在磁頭滑板110的任何其它部分。例如，如磁頭滑板110在導(dǎo)引端有兩側(cè)軌115并且在從動端有一個中心軌117，那么錐形或鈍角部分設(shè)在從動端的各邊。
圖27(a)至27(d)表示磁頭滑板的一個實施例圖，在該磁頭滑板中壓電材料用于驅(qū)動部件。設(shè)有機構(gòu)120，用于在滑板部分上驅(qū)動磁頭一小段距離。磁頭驅(qū)動部件120以桁條形式附著，以支承連接在端側(cè)(磁頭固定部件122)的磁頭124。由ZnO或PzT形成的壓電薄膜沉積在桁條上。因而，當(dāng)壓電膜移動一小距離時，磁頭能夠移動。
在這種情況下，磁頭驅(qū)動部件120沒暴露在氣承表面上，也就是說，磁頭驅(qū)動部件120位于氣承部件的上表面?zhèn)取４蓬^124的磁極124僅暴露于氣承表面上一部分。在該部分，記錄媒體(未示出)承受讀寫操作。
其次，說明移動磁頭的驅(qū)動部件120。如前所述，壓電元件124的薄膜沉積在用于支承磁頭的桁條的元件固定部件122上。
圖27(d)是驅(qū)動部件120的桁條的放大橫截面圖。參考標(biāo)記161是在后繼過程中要除去的犧牲層(A1)；162是碳膜；163是磁頭線；164是防護屏；165是壓電的下電極；166是用于壓電薄膜的ZnO層；167是SiO2層；168是壓電的上電極，以及169是上保護層(SiO2)。
如圖所示，上電極168相對于中心分成兩部分168a，168b。在下壓電極165接地的情況下，當(dāng)相位彼此相反的電壓分別加在一個電極168a和另一電極168b上時，在桁條左右產(chǎn)生相位彼此相反的小位移。由于前述情況，磁頭124在圖27(b)的箭頭方向上移動一小距離。
盡管在本實施例中用ZnO膜，但也能用PZT作壓電薄膜166。ZnO膜的優(yōu)點說明如下。
(1)通過濺射，可形成一定晶向的穩(wěn)定膜。
(2)與PZT相比，可在低溫下形成膜。對PZT來說，膜的退火溫度是600℃，而對于ZnO，膜的退火溫度不必高于200℃；(3)所以，不像PZT，ZnO不必進行極化處理；以及(4)ZnO膜已用于市售的SAW過濾器，因而其可靠性高。
ZnO膜的缺點說明如下。
(1)ZnO的壓電常數(shù)低于PZT；以及(2)ZnO易溶于酸或堿。
由于ZnO薄膜易溶于酸或堿，進行下面的處理。在蝕刻犧牲層(Al)161時，為避免ZnO薄膜溶解，如圖27(d)所示，最好用電極材料165、168和SiO2167覆蓋ZnO膜166。
圖28表示使用壓電材料的驅(qū)動部件的另一實施例。在本實施例中，壓電薄膜166由電極165，168外側(cè)被SiO2膜169覆蓋。當(dāng)壓電薄膜上有小孔時，有可能擊穿上、下電極165和168之間的電介質(zhì)。因此，象圖27(a)所示的實施例或這里討論的實施例，最好在壓電薄膜166的上或下表面以及電極165和168的里側(cè)設(shè)置由SiO2制成的電介質(zhì)擊穿防止膜167，該膜薄于壓電膜166。
由壓電膜166形成的驅(qū)動部件的桁條寬度愈窄，位移增加愈大。而且，ZnO薄膜的厚度較小時，所供每一電壓的電場強度增加，因而位移增加。然而，從避免電介質(zhì)擊穿的觀點，供給電壓的最大值可能是±50V。
像桁條寬度和膜厚度的尺寸與桁條的諧振頻率相關(guān)?？傊?dāng)桁條較窄或膜厚較小時，諧振頻率變低。從而，尺寸受上述位移和諧振頻率限制。
作為在保持位移在最小值的同時保持浮動方向上桁條剛度的方法，可在桁條寬度的中心處設(shè)一棱柱體形支承。此實施例如圖29所示。由于棱柱體形支承170僅設(shè)在桁條寬度的中心，雖然在浮動方向(圖29的箭頭Z方向)的剛度極大增加，也較小阻擋跟蹤方向(圖29中的箭頭X方向)上的移動。
在圖27至29所示驅(qū)動部件中，該驅(qū)動部件使用了壓電膜，當(dāng)相位相反的電壓分別加在已分離的兩上電極168a和168b上時，能夠在跟蹤方向(X)上移動磁頭124一小段距離。另一方面，當(dāng)相位相同的電壓加在已分開的上電極168a和168b上時，可在浮動方向(Z)上移動磁頭124一小段距離。
圖30(a)和30(b)是已在跟蹤方向(X)上移動一小段距離的磁頭。圖31(a)和31(b)是在浮動方向(Z)上移動磁頭的運行原理圖。在圖31(a)和31(b)所示情況下，上層171膜厚度和下層172膜厚度不同，其中ZnO薄膜位于上層171和下層172之間。所以，中心軸不與包含壓電膜的部件上的壓電膜中心相碰，但中心軸向上移動。當(dāng)上述結(jié)構(gòu)中壓電膜擴張或收縮時，桁條在Z方向上彎曲，可得到Z方向(裝卸方向)的預(yù)定位移。即使上層171膜厚和下層172膜厚相同，當(dāng)象圖29所示安裝棱柱體形支承時，仍可得到向上移動中心軸的效果。在實際的驅(qū)動操作中，最好能進行跟蹤校正和裝/卸間隙校正。應(yīng)注意到，在圖30(a)，30(b)，31(a)和31(b)中，為了方便說明，桁條位移被極大夸張了。
根據(jù)本發(fā)明，可簡化磁頭滑板結(jié)構(gòu)和制造工藝。而且，能容易地把磁頭元件裝入跟蹤機構(gòu)或裝卸機構(gòu)。結(jié)果，得到了高性能和低成本的薄膜磁頭滑板，提高了記錄媒體密度。
權(quán)利要求
1.一種適于相對于記錄媒體的薄膜磁頭滑板，其組成為置于基片表面上或基片上的犧牲層表面上的滑板主體，基片或犧牲層和基片與滑板主體分開；跟蹤機構(gòu)，由滑板主體固定部件支承，從而滑板主體的可移動部件能在幾乎垂直于所述記錄媒體移動方向的跟蹤方向上移動；以及適于相對于記錄媒體的薄膜磁頭元件的至少一個相對磁極，位于跟蹤機構(gòu)的可動部件中。
2.如權(quán)利要求1的磁頭滑板，其特征在于三個壓力產(chǎn)生墊設(shè)在相對于記錄媒體的滑板主體表面上，以及可移動部件置于三個壓力產(chǎn)生墊形成的三角內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1的磁頭滑板，其特征在于可移動部件由固定部件通過至少一個支承彈簧支承，磁頭滑板還包括一個驅(qū)動力產(chǎn)生部件，在可移動部件和固定部件的相對表面之間加上電壓時，在此相對表面間產(chǎn)生靜電吸引力，該吸引力克服支承彈簧的彈性力相對于固定驅(qū)動部件可移動部件。
4.如權(quán)利要求3的磁頭滑板，包括有多個相互平行齒的固定部件；有多個齒的可移動部件，該齒與固定部件的齒平行；用于支承可移動部件的所述支承彈簧，以致于可移動部件能夠相對于固定部件在齒寬度方向上移動；以及用于移動可移動部件到一位置的所述驅(qū)動力產(chǎn)生部件，在該位置處當(dāng)在固定部件的齒和可移動部件的齒之間加電壓時，在齒寬度方向產(chǎn)生的靜電吸引力與支承彈簧的所述彈性力相平衡。
5.如權(quán)利要求4的磁頭滑板，其特征在于固定部件的多個齒和可移動部件的多個齒以等間距分別排列，并且在不加電壓時可移動部件的齒偏離固定部件各齒的中心。
6.如權(quán)利要求5的磁頭滑板，其特征在于從可移動部件的齒到固定部件的兩相鄰齒的間隙比率分別約為1.2至10倍。
7.如權(quán)利要求4的磁頭滑板，其特征在于所述固定部件包括相互平行的多個第一齒和平行于第一齒的多個第二齒，其中第一齒和第二齒相互絕緣；以及設(shè)于可移動部件中的所述多個齒平行置于固定部件的第一齒和第二齒之間，當(dāng)在可移動部件和固定部件第一齒之間以及在可移動部件和固定部件第二齒之間加電壓時，力產(chǎn)生在齒寬度方向上，它在兩彼此相反方向的之一上產(chǎn)生，或在兩相反方向同時產(chǎn)生并相互配合。
8.如權(quán)利要求7的磁頭滑板，其特征在于可移動部件電接地。
9.如權(quán)利要求7的磁頭滑板，其特征在于根據(jù)可移動部件將要移動的方向，在可移動部件和固定部件第一齒之間以及在可移動部件和固定部件第二齒之間選擇地加電壓。
10.如權(quán)利要求7的磁頭滑板，其特征在于在可移動部件和固定部件第一齒之間以及在可移動部件和固定部件第二齒之間分別加最大電壓1/2的偏移電壓，以及在它們之間分別加相位彼此相反的電壓。
11.如權(quán)利要求4的磁頭滑板，其特征在于固定部件，可移動部件和支承彈簧由同一金屬構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求11的磁頭滑板，其特征在于固定部件，可移動部件和支承彈簧由充填相同金屬在負(fù)片圖形中形成。
13.如權(quán)利要求12的磁頭滑板，其特征在于負(fù)片圖形由感光樹脂構(gòu)成，電鍍金屬到感光樹脂制成的負(fù)片圖形中，從而得到固定部件，可移動部件和支承彈簧。
14.如權(quán)利要求11的磁頭滑板，其特征在于固定部件，可移動部件和磁頭懸臂由蝕刻均勻形成的金屬膜形成。
15.如權(quán)利要求4的磁頭滑板，其特征在于所述可移動部件包括多個相互平行的第一齒和多個平行于第一齒的第二齒，其中第一和第二齒彼此絕緣；所述固定部件包括多個齒，其中設(shè)在固定部件中的齒平行地排列在可移動部件的第一齒與第二齒之間，當(dāng)在固定部件和可移動部件第一齒之間加電壓以及在固定部件和可移動部件第二齒之間加電壓時，力產(chǎn)生在齒寬度方向，它或產(chǎn)生在兩彼此相反方向之一，或在兩相反方向同時產(chǎn)生并相互配合。
16.如權(quán)利要求3的滑板，其特征在于沿支承彈簧裝有薄膜磁頭的導(dǎo)引線。
17.如權(quán)利要求3的磁頭滑板，其特征在于薄膜磁頭的導(dǎo)引線從支承彈簧中抽出。
18.如權(quán)利要求3的磁頭滑板，其特征在于裝有限制可移動部件移動的擋塊，并且擋塊的電位和可移動部件的電位相同，以防止可移動部件和固定部件之間電短路。
19.如權(quán)利要求3的磁頭滑板，其特征在于薄膜磁頭元件的至少一個記錄媒體相對磁極暴露于滑板膜的記錄媒體相對表面或在電極被保護層覆蓋的條件下暴露，且在另一方面，驅(qū)動力產(chǎn)生部分不暴露在記錄媒體相對表面上。
20.如權(quán)利要求1的磁頭滑板，其特征在于用于相對于固定驅(qū)動部件可移動部件的驅(qū)動機構(gòu)由壓電元件組成。
21.如權(quán)利要求20的磁頭滑板，其特征在于壓電元件構(gòu)成方式為壓電膜介入設(shè)在相對于記錄媒體兩邊在懸浮方向的上、下電極層之間。
22.如權(quán)利要求21的磁頭滑板，其特征在于壓電膜和絕緣膜介于上、下電極層之間。
23.如權(quán)利要求21的磁頭滑板，其特征在于分上、下電極層之一為兩片，在所分成電極上加相位彼此相反的電壓。
24.如權(quán)利要求20的磁頭滑板，其特征在于壓電元件由ZnO或PZT組成。
25.如權(quán)利要求21的磁頭滑板，其特征在于置于上、下電極層之間的壓電膜相對于上、下方向是非對稱的。
26.如權(quán)利要求21的磁頭滑板，其特征在于柱形支承位于壓電元件背面上。
27.如權(quán)利要求26的磁頭滑板，其特征在于柱形支承由像Cu或Ni的金屬組成。
28.如權(quán)利要求20的磁頭滑板，其特征在于整個壓電元件由絕緣材料覆蓋。
29.一種適于相對于記錄媒體的薄膜磁頭滑板，它包括設(shè)在基片表面上或基片上的犧牲層表面上的滑板主體，基片或犧牲層和基片與滑板主體分離；由滑板主體的固定部件支承的裝卸機構(gòu)，使滑板主體的可移動部件能在裝卸方向上移動，滑板主體的可移動部件在裝卸方向上接近和遠離記錄媒體；以及適于相對于記錄媒體的至少一個薄膜磁頭元件相對磁極，設(shè)在裝卸機構(gòu)的可移動部分。
30.如權(quán)利要求29的磁頭滑板，其特征在于在相對于記錄媒體的滑板主體表面上設(shè)有三個壓力產(chǎn)生墊，并且可移動部件位于三個壓力產(chǎn)生墊形成的三角內(nèi)。
31.如權(quán)利要求29的磁頭滑板，其特征在于可移動部件由固定部件通過至少一個支承彈簧支承，磁頭滑板還包括一個驅(qū)動力產(chǎn)生部件，該部件用于驅(qū)動相對于固定部件的可移動部件，在可移動部件和固定部件的相對表面之間加上電壓時，在此相對表面間產(chǎn)生靜電吸引力，該吸引力克服支承彈簧的彈性力相對于固定部件驅(qū)動可移動部件。
32.如權(quán)利要求31的磁頭滑板，它包括有多個相互平行齒的固定部件；有多個齒的可移動部件，它的齒平行于固定部件的齒；用于支承可移動部件的所述支承彈簧，該支承彈簧使可移動部件相對于固定部件在齒寬度方向上能夠移動；以及用于移動可移動部件到一位置的所述驅(qū)動力產(chǎn)生部件，在該位置處當(dāng)在固定部件的齒和可移動部件的齒之間加電壓時，在齒寬度方向產(chǎn)生的靜電吸引力與支承彈簧的所述彈性力相平衡。
33.如權(quán)利要求32的磁頭滑板，其特征在于多個固定部件的齒和多個可移動部件的齒分別以等間距排列，并且當(dāng)不加電壓時，可移動部件的齒偏離固定部件齒的相應(yīng)中心位置。
34.如權(quán)利要求33的磁頭滑板，其特征在于從可移動部件的齒到固定部件的兩相鄰齒的間隙比率分別約為1.2至10倍。
35.如權(quán)利要求32的磁頭滑板，其特征在于所述固定部件包括多個相互平行的第一齒和多個平行于第一齒的第二齒，其中第一齒和第二齒彼此絕緣；以及所述設(shè)于可移動部件中的多個齒平行置于固定部件第一、第二齒之間，當(dāng)在可移動部件和固定部件第一齒之間以及在可移動部件和固定部件第二齒之間加電壓時，力產(chǎn)生在齒寬度方向上，它或產(chǎn)生在兩彼此相反方向上之一，或在相反方向上同時產(chǎn)生并相互配合。
36.如權(quán)利要求35的磁頭滑板，其特征在于可移動部件電接地。
37.如權(quán)利要求35的磁頭滑板，其特征在于根據(jù)可移動部件將移動的方向，電壓可選擇地加在可移動部件和固定部件第一齒之間以及可移動部件和固定部件第二齒之間。
38.如權(quán)利要求35的磁頭滑板，其特征在于在可移動部件和固定部件第一齒之間以及在可移動部件和固定部件第二齒之間分別加最大電壓1/2的偏移電壓，以及在它們之間分別加相位彼此相反的電壓。
39.如權(quán)利要求32的磁頭滑板，其特征在于固定部件，可移動部件和支承彈簧由同一金屬制成。
40.如權(quán)利要求39的磁頭滑板，其特征在于固定部件，可移動部件和支承彈簧由充填同一金屬在負(fù)片圖形中形成。
41.如權(quán)利要求40的磁頭滑板，其特征在于負(fù)片圖形由感光樹脂形成，且在感光樹脂形成的負(fù)片圖形上電鍍金屬得到固定部件，可移動部件和支承彈簧。
42.如權(quán)利要求40的磁頭滑板，其特征在于固定部件，可移動部件和磁頭懸臂由蝕刻均勻形成的金屬膜而形成。
43.如權(quán)利要求32的磁頭滑板，其特征在于所述可移動部件包括多個相互平行的第一齒和多個平行于第一齒的第二齒，其中第一和第二齒彼此絕緣；所述固定部件包括多個齒，其中固定部件上的齒平行置于可移動部件的第一和第二齒之間，當(dāng)在固定部件和可移動部件的第一齒之間以及在固定部件和可移動部件的第二齒之間加電壓時，力產(chǎn)生在齒寬度方向上，它或產(chǎn)生在兩彼此相反方向之一上，或在相反方向上同時產(chǎn)生并相互配合。
44.如權(quán)利要求31的磁頭滑板，其特征在于沿支承彈簧裝有薄膜磁頭導(dǎo)引線。
45.如權(quán)利要求31的磁頭滑板，其特征在于薄膜磁頭導(dǎo)引線從支承彈簧抽出。
46.如權(quán)利要求31的磁頭滑板，其特征在于裝有限制可移動部件移動的擋塊，以及擋塊的電位和可移動部件的電位相同，以防止可移動部件和固定部件之間短路。
47.如權(quán)利要求31的磁頭滑板，其特征在于薄膜磁頭元件的至少一個記錄媒體相對磁極暴露于滑板膜的記錄媒體相對表面或在電極被保護層覆蓋的條件下暴露，且在另一方面，驅(qū)動力產(chǎn)生部分不暴露在記錄媒體相對表面上。
48.如權(quán)利要求29的磁頭滑板，其特征在于用于相對于固定驅(qū)動部件可移動部件的驅(qū)動機構(gòu)由壓電元件組成。
49.如權(quán)利要求48的磁頭滑板，其特征在于壓電元件構(gòu)成方式為壓電膜介入設(shè)在相對于記錄媒體兩邊在懸浮方向的上、下電極層之間。
50.如權(quán)利要求49的磁頭滑板，其特征在于壓電膜和絕緣膜介于上、下電極層之間。
51.如權(quán)利要求49的磁頭滑板，其特征在于分上、下電極層之一為兩片，在所分得電極上加相位彼此相反的電壓。
52.如權(quán)利要求48的磁頭滑板，其特征在于壓電元件由ZnO或PZT組成。
53.如權(quán)利要求49的磁頭滑板，其特征在于置于上、下電極層之間的壓電膜相對于上、下方向是非對稱的。
54.如權(quán)利要求49的磁頭滑板，其特征在于在壓電元件背面上裝有柱形支承。
55.如權(quán)利要求54的磁頭滑板，其特征在于柱形支承是由金屬制成，如Cu或Ni。
56.如權(quán)利要求48的磁頭滑板，其特征在于絕緣材料覆蓋整個壓電元件。
57.一種適于相對于記錄媒體的薄膜磁頭滑板，它包括設(shè)在基片表面上或基片上的犧牲層表面上的滑板主體，基片或犧牲層和基片與滑板主體分離；所述滑板主體包括固定部件和通過至少一個支承彈簧由所述固定部件支承的可移動部件，所述可移動部件能在跟蹤方向和裝卸方向移動，跟蹤方向基本上垂直于所述記錄媒體的移動方向，在裝卸方向滑板主體的可移動部件靠近和遠離記錄媒體以及相對于記錄媒體的薄膜磁頭元件的至少一個相對磁極，所述相對磁極設(shè)在跟蹤機構(gòu)的所述可移動部件上。
58.如權(quán)利要求57的磁頭滑板，其特征在于所述固定部件有多個相互平行的齒，所述可移動部件有多個齒，可移動部件的齒平行于固定部件的齒，所述支承彈簧支承可移動部件，使可移動部件相對于固定部件移動，所述支承彈簧也支承可移動部件，使可移動部件在基本上垂直于記錄媒體表面的第二方向上移動，設(shè)有用于移動可移動部件到一位置的驅(qū)動力產(chǎn)生部件，在該位置處，當(dāng)在固定部件的齒和可移動部件的齒之間加電壓時，在齒寬度方向產(chǎn)生的靜電吸引力與所述支承彈簧的彈性力相平衡，且在第二方向上可移動部件的至少一側(cè)的固定部件中設(shè)一電極，以及當(dāng)在電極和可移動部件之間加電壓時，由于利用靜電吸引力，可移動部件在第二方向上移動一小距離。
59.如權(quán)利要求57的磁頭滑板，其特征在于裝在所述可移動部件上的所述磁頭元件暴露并與記錄媒體的表面相對，包括除所述磁頭元件外的部分所述可移動部件、所述固定部件和所述支承彈簧的致動器由所述滑板主體的蓋部件覆蓋，以防所述致動器暴露于記錄媒體表面。
60.一種靜電致動器，它包括有多個相互平行齒的固定部件；有多個齒的可移動部件，可移動部件的齒平行于固定部件的齒；用于支承可移動部件的支承彈簧，該彈簧使可移動部件能在齒寬度方向上相對于固定部件移動；以及用于移動可移動部件到一位置的驅(qū)動力產(chǎn)生部件，在該位置處當(dāng)電壓加在固定部件的齒和可移動部件的齒之間時，在齒寬度方向上產(chǎn)生的靜電吸引力與支承彈簧的彈性力相平衡。
61.如權(quán)利要求60的靜電致動器，其特征在于多個固定部件的齒和多個可移動部件的齒分別以等間距排列，并且在不加電壓時，可移動部件的齒偏離固定部件的齒的相應(yīng)中心。
62.如權(quán)利要求61的靜電致動器，其特征在于從可移動部件的齒到固定部件兩相鄰齒的間隙比率分別約為1.2至10倍。
63.如權(quán)利要求60的靜電致動器，其特征在于所述固定部件包括多個相互平行的第一齒和多個平行于第一齒的第二齒，其中第一、二齒彼此絕緣；設(shè)在可移動部件上的所述多個齒平行置于固定部件的第一、二齒之間，當(dāng)電壓加在可移動部件和固定部件的第一齒之間以及可移動部件和固定部件的第二齒之間時，力產(chǎn)生在齒寬度方向，力或產(chǎn)生在兩彼此相反方向之一，力或同時產(chǎn)生在兩相反方向并相互配合。
64.如權(quán)利要求63的靜電致動器，其特征在于可移動部件電接地。
65.如權(quán)利要求63的靜電致動器，其特征在于根據(jù)可移動部件的要移動方向，電壓可選擇地加在可移動部件和固定部件的第一齒之間以及可移動部件和固定部件的第二齒之間。
66.如權(quán)利要求63的靜電致動器，其特征在于最大電壓1/2的偏離電壓分別加在可移動部件和固定部件的第一齒之間以及可移動部件和固定部件的第二齒之間，以及在它們之間也分別加與所述偏離電壓相位相反的電壓。
67.如權(quán)利要求60的靜電致動器，其特征在于固定部件，可移動部件和支承彈簧由同一金屬制成。
68.如權(quán)利要求67的靜電致動器，其特征在于固定部件，可移動部件和支承彈簧由充填相同金屬在負(fù)片圖形中形成。
69.如權(quán)利要求68的靜電致動器，其特征在于負(fù)片圖形由感光樹脂制成，以及在感光樹脂制成的負(fù)片圖形上進行電鍍，得到固定部件，可移動部件和支承彈簧。
70.如權(quán)利要求67的靜電致動器，其特征在于固定部件，可移動部件和支承彈簧由蝕刻均勻形成的金屬膜形成。
71.如權(quán)利要求60的靜電致動器，其特征在于所述可移動部件包括多個相互平行的第一齒和平行于第一齒的多個第二齒，其中第一、二齒彼此絕緣；以及所述固定部件包括多個齒，其中設(shè)在固定部件中的齒平行置于可移動部件的第一、二齒之間，當(dāng)電壓加在固定部件和可移動部件的第一齒之間以及固定部件和可移動部件的第二齒之間時，力產(chǎn)生在齒寬度方向，力或產(chǎn)生在兩彼此相反方向之一，力或同時產(chǎn)生在相反方向并相互配合。
72.如權(quán)利要求60的靜電致動器，其特征在于薄膜磁頭的導(dǎo)引線沿支承彈簧安裝。
73.如權(quán)利要求60的靜電致動器，其特征在于薄膜磁頭的導(dǎo)引線從支承彈簧中伸出。
74.如權(quán)利要求60的靜電致動器，其特征在于設(shè)有限制可移動部件移動的擋塊，并且擋塊的電位與可移動部件的電位相同，以防止可移動部件和固定部件之間電短路。
75.如權(quán)利要求60的靜電致動器，其特征在于所述支承彈簧也支承所述可移動部件，利用靜電力使可移動部件能在幾乎垂直于第一齒寬度方向的第二方向上相對于所述固定部件移動一小段距離，且電極在第二方向被置于可移動部件至少一側(cè)的固定部件中。
全文摘要
一種制造薄膜磁頭滑板的方法，該磁頭滑板具有相對于記錄媒體的媒體相對表面，該方法包括在犧牲層上、基片上成形，其方式為為了形成至少有一個軌的媒體相對表面，犧牲層具有含階梯的表面；在犧牲層表面上設(shè)滑板材料；以及從滑板上除去犧牲層和基片。跟蹤機構(gòu)或裝卸機構(gòu)設(shè)在滑板上。用于驅(qū)動上述機構(gòu)的靜電致動器包括有多個相互平行齒的固定部件，在多個齒的可移動部件，該可移動部件的齒平行于固定部件的齒，還包括用于支承可移動部件的支承彈簧，可移動部件能夠在齒寬度方向相對于固定部件移動。驅(qū)動力產(chǎn)生器移動可移動部件到一位置，在該位置處當(dāng)在固定部件的齒和可移動部件的齒之間加電壓時，在齒寬度方向上產(chǎn)生的靜電吸引力與磁頭懸臂的彈性力相平衡。
文檔編號G11B5/48GK1534602SQ20041000395
公開日2004年10月6日 申請日期1996年3月1日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月1日
發(fā)明者越川譽生, 前多宏志, 今村孝浩, 志, 浩 申請人:富士通株式會社