專利名稱：壓電驅(qū)動器及其制造方法和磁盤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由具有施加電壓后發(fā)生伸縮的特性的壓電材料制成的驅(qū)動器元件，特別是涉及磁盤裝置中用于磁頭定位機構(gòu)的驅(qū)動器元件，使用壓電驅(qū)動器的磁盤裝置、以及壓電驅(qū)動器的制造方法。
背景技術(shù)：
近年來磁盤裝置通過磁頭元件的改善提高了沿著磁道的線記錄密度。與此同時提高磁道垂直方向的記錄密度變得重要，要求實現(xiàn)更加細微的磁道間距。為了在寬度狹小的磁道上正確的使磁頭進行跟蹤，使磁頭進行微小移動的機構(gòu)就十分必要。
以下，對磁盤裝置中提高了記錄密度同時也增大了容量，在個人電腦以外的領(lǐng)域用途也在不斷擴大的磁盤裝置進行說明。圖21為表示在一般的構(gòu)成的磁盤裝置中，通常經(jīng)常使用的磁頭支持機構(gòu)200的構(gòu)成的一個例子的平面圖。在圖21中，搭載在對被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的磁盤150進行數(shù)據(jù)的記錄/再生的磁頭的滑塊102，被支持在支持臂(也記作懸浮臂或?qū)肓?104的一端。支持臂104的另一端以承載器106的突起108為中心，在微小范圍內(nèi)可旋轉(zhuǎn)地被支持。承載器(也稱基座臂)106可旋轉(zhuǎn)地被支持在磁盤裝置的殼體(圖中未示出)上固定的軸部件110上。
作為磁路112一部分的驅(qū)動線圈114被固定設(shè)置在殼體側(cè)，通過在該驅(qū)動線圈中通入勵磁電流，通過與承載器106上安裝的永久磁鐵(圖中未示出)間作用的磁力承載器106旋轉(zhuǎn)。通過控制供給驅(qū)動線圈114的勵磁電流，承載器106旋轉(zhuǎn)與其相應的角度，從而將搭載磁頭的滑塊102向著磁盤150實質(zhì)的半徑方向移動到所希望的位置為止。
承載器106和支持臂104之間，設(shè)置有一對壓電元件116。各壓電元件116如圖21所示，相對于承載器106的長度方向，其在各自的長度方向上具有一定角度，且呈對稱位置關(guān)系安裝。通過使各壓電元件116分別沿圖21中箭頭A14所示方向伸縮，使支持臂104的前端部上安裝的滑塊102沿著磁盤150的表面，在微小的范圍內(nèi)發(fā)生變位，從而在磁盤150上所希望處可以高精度的進行定位。
上述的磁頭支持機構(gòu)200中，各壓電元件116在支持臂104、承載器106中各自設(shè)置的部件中，分別以被夾持的狀態(tài)所保持，因此各壓電元件116的側(cè)部與支持臂(也記作懸浮臂或?qū)肓?104以及承載器106的各部件觸接。通過各壓電元件116的伸縮，使支持臂104轉(zhuǎn)動，從而使磁頭102發(fā)生微小的變位。
但是，圖21中所示的一般的磁頭支持機構(gòu)，為將各壓電元素分別地安裝到承載器上的結(jié)構(gòu)，驅(qū)動器的組裝耗費工時，同時在安裝驅(qū)動器時容易損壞壓電驅(qū)動器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供解決如上所述驅(qū)動器安裝時的破損問題的、組裝性優(yōu)良并且可以高效地使磁頭微小變位的壓電驅(qū)動器，以及該驅(qū)動器的制造方法，以及具有使用該壓電驅(qū)動器的磁頭支持機構(gòu)的磁盤裝置。
為了達到該目的，本發(fā)明的壓電驅(qū)動器具有第一壓電體元件單元、第二壓電體元件單元和連接部。且第一壓電體元件單元和第二壓電體元件單元大致平行地配置，通過連接部將第一壓電體元件和第二壓電體元件相連接。進而，本發(fā)明的壓電驅(qū)動器，除去連接部的部分材質(zhì)而形成細縫；連接部在第一壓電體元件單元和第二壓電體元件單元各自的至少前端附近和夾著細縫的前端部分的相反部分連接；連接部由覆蓋保護第一壓電體元件單元和第二壓電體元件單元的保護膜形成；保護膜由樹脂形成；第一壓電體元件單元和第二壓電體元件單元分別由薄膜形成；進而第一壓電體元件單元和第二壓電體元件單元使用兩個在薄膜壓電體的上下表面上形成金屬膜而形成覆蓋的薄膜壓電體形成體，并使兩個薄膜壓電體形成體夾著粘合層形成層疊；粘合層為樹脂制的粘合劑；粘合層為將電極金屬膜之間焊接結(jié)合后得到的焊接結(jié)合層所形成。這樣，可將各壓電驅(qū)動器一體的懸浮安裝，在成為一體的同時難以阻礙各壓電驅(qū)動器的變位，可以以最小的連接部使各壓電驅(qū)動器可靠地成為一體，可以用和壓電材料不同的柔軟材料使各壓電驅(qū)動器一體化，并且更加難以阻礙變位特性。
另外，本發(fā)明的磁盤裝置具有磁盤；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動磁盤的磁盤驅(qū)動機構(gòu)；搭載在磁盤上記錄/再生信息的磁頭的滑塊；在一端支持所述滑塊的支持臂；在磁盤處可旋轉(zhuǎn)地支持支持臂，并被箱體上固定的軸部件可旋轉(zhuǎn)的支持，通過和磁盤相反側(cè)上配置的驅(qū)動機構(gòu)而旋轉(zhuǎn)，以使滑塊在磁盤上的半徑方向上移動到目標位置的承載器；在承載器和支持臂之間設(shè)置的磁頭驅(qū)動器。磁頭驅(qū)動器具有第一壓電體元件單元、第二壓電體元件單元和連接部。第一壓電體元件單元和第二壓電體元件單元大致平行的配置，并且通過連接部連接上述第一壓電體元件單元和上述第二壓電體元件單元而構(gòu)成壓電驅(qū)動器。進而，本發(fā)明的磁盤裝置還具有壓電驅(qū)動器，其在連接部中形成有細縫，連接部在第一壓電體元件單元和第二壓電體元件單元各自的至少前端附近處和夾著細縫的前端部分的相反部分處進行連接。這樣，可以通過最小的連接部使各壓電體元件單元成為一體，并進行懸浮安裝，實現(xiàn)了具有在成為一體的同時難以阻礙各壓電體元件單元的變位特性的壓電驅(qū)動器的性能優(yōu)良的磁盤裝置。
另外，本發(fā)明的壓電驅(qū)動器的制造方法具有將第一電極金屬膜、第一薄膜壓電體以及第二金屬膜順次在第一基板上成膜的工序、將第三電極金屬膜、第二薄膜壓電體以及第四金屬膜順次在第二基板上成膜的工序、將第二電極金屬膜和第三電極金屬膜粘合的工序、將第一基板除去的工序、將兩層構(gòu)造的第一薄膜壓電體和第二薄膜壓電體干蝕刻并成型加工為規(guī)定形狀的工序、用涂層樹脂覆蓋干蝕刻加工后的第一薄膜壓電體和第二薄膜壓電體的工序、在覆蓋的涂層樹脂中形成規(guī)定形狀圖形的細縫部的工序和將第二基板除去的工序。其中，第一基板和第二基板由單晶形成。進而，在本發(fā)明的壓電驅(qū)動器的制造方法中，在形成涂層樹脂形狀圖形的工序中，還包括形成細縫部和在第一壓電體元件單元和第二壓電體元件單元各自的至少前端附近和夾著細縫的前端部分的相反部分進行連接的連接部的工序。這樣，可以通過最小的連接部使各壓電體元件單元成為一體，并進行懸浮安裝，實現(xiàn)了在成為一體的同時難以阻礙各壓電體元件單元的變位特性的壓電驅(qū)動器，從而提供了組裝性優(yōu)良，較少發(fā)生次品的制造方法。


圖1為本發(fā)明實施例中磁頭支持機構(gòu)的立體圖；圖2為將本發(fā)明實施例中磁頭支持機構(gòu)分解表示的立體圖；
圖3為本發(fā)明實施例中磁頭支持機構(gòu)所使用的滑塊的立體圖；圖4為表示本發(fā)明實施例中磁頭支持機構(gòu)的撓性臂的構(gòu)成的分解立體圖；圖5為本發(fā)明實施例中磁頭支持機構(gòu)具有的壓電驅(qū)動器元件的平面圖；圖6為本發(fā)明實施例中磁頭支持機構(gòu)具有的壓電驅(qū)動器元件的剖面圖；圖7為本發(fā)明實施例中磁頭支持機構(gòu)使用的撓性臂的平面圖；圖8為本發(fā)明實施例中磁頭支持機構(gòu)使用的撓性臂的X-X′線剖面圖；圖9為本發(fā)明實施例中磁頭支持機構(gòu)使用的撓性臂的Y-Y′線剖面圖；圖10(a)～圖10(c)為表示本發(fā)明實施例中磁頭支持機構(gòu)具有的壓電驅(qū)動器元件以及該電極成膜的順序的放大剖面圖；圖11(a)～圖11(g)為表示把本發(fā)明實施例中在單晶MgO基板上成膜的薄膜壓電體作成兩層構(gòu)造的順序的放大剖面圖；圖12為表示本發(fā)明實施例中磁頭支持機構(gòu)具有的壓電驅(qū)動器元件的制造方法的流程圖；圖13(a)～圖13(d)為說明本發(fā)明實施例中磁頭支持機構(gòu)具有的壓電驅(qū)動器元件的除去第二單晶MgO基板的工序圖；圖14(a)～圖14(c)為說明將本發(fā)明實施例中磁頭支持機構(gòu)具有的壓電驅(qū)動器元件在第一定位基上進行定位的工序圖；圖15為將本發(fā)明實施例中磁頭支持機構(gòu)具有的壓電驅(qū)動器元件定位的第一定位基的立體圖；圖16為將本發(fā)明實施例中磁頭支持機構(gòu)具有的壓電驅(qū)動器元件定位的第二定位基的立體圖；圖17(a)、圖17(b)為本發(fā)明實施例中將壓電驅(qū)動器元件定位時，說明使第二定位基和第一定位基相重合的工序圖；圖18為本發(fā)明實施例中磁頭支持機構(gòu)的部分側(cè)面圖；圖19(a)～圖19(c)為用于說明本發(fā)明實施例中磁頭支持機構(gòu)的運動，而說明壓電驅(qū)動器元件的剖面以及電壓施加規(guī)格的圖；圖20(a)為說明本發(fā)明實施例中磁頭支持機構(gòu)的運動的示意構(gòu)成平面圖；圖20(b)為說明本發(fā)明實施例中磁頭支持機構(gòu)的運動的的模式圖；圖21為表示在現(xiàn)有一般的磁盤裝置中具有的磁頭支持機構(gòu)的構(gòu)成的一個例子的平面圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖詳細說明本發(fā)明中的壓電驅(qū)動器以及具有該驅(qū)動器的磁頭支持機構(gòu)的構(gòu)成，以及壓電驅(qū)動器的制造、加工方法和制造、加工卡具。
圖1為具有本發(fā)明實施例中的壓電驅(qū)動器的磁頭支持機構(gòu)的立體圖，圖2為將該磁頭支持機構(gòu)分解表示的立體圖，圖3為該磁頭支持機構(gòu)中滑塊的立體圖。
圖1到圖3中，磁頭支持機構(gòu)100具有在前端處支持滑塊2的導入梁(支持臂)4，該滑塊上安裝了作為磁頭元件的例如磁頭1。導入梁4具有在磁頭驅(qū)動器臂(圖中未示出)上安裝的正方形的基端部4a，基端部4a通過梁焊接等固定在基盤5上?；P5安裝在上述磁盤驅(qū)動器臂上。導入梁4中從基端部4a尖端細的延伸出了頸部4b，進而與其相連，梁部4c以直線狀延伸出去。頸部4b的中央部設(shè)置有開口部4d，構(gòu)成了板簧部4e。在梁部4c的前端部上各側(cè)緣部上，分別設(shè)置有以一定的間隙限制滑塊保持基板3a轉(zhuǎn)動的限制部4f。
各限制部4f，從梁部4c的前端向基端部4a以直線狀延伸。在梁部4c上，設(shè)置有具有磁頭配線圖樣6的撓性臂7。撓性臂7以不銹鋼材為基材。在撓性臂7的一端上設(shè)置的滑塊安裝部7x上配置有搭載磁頭1的滑塊2。
在滑塊2中設(shè)置磁頭1的端面的下部并列設(shè)置了四個端子2a～2d(參照圖3)。進而，在滑塊2上面，設(shè)置有使通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的磁盤(圖中未示出)而產(chǎn)生的空氣流沿著滑塊2的俯仰方向(磁盤的切線方向)流通，并在和磁盤之間形成空氣潤滑膜的空氣軸承面2e。空氣軸承面2e的中心位置和導入梁(支持臂)4的突起4g一致。
圖4為表示支持機構(gòu)100中撓性臂7的前端部分的構(gòu)成的分解狀態(tài)立體圖。圖4中、撓性臂7具有構(gòu)成撓性臂7本體的撓性臂基板3和設(shè)置在撓性臂7的一端的滑塊保持基板3a。撓性臂基板3和滑塊保持基板3a例如由不銹鋼等構(gòu)成，撓性臂基板3的一端(撓性臂7的一端)上滑塊保持基板3a配置在同一平面上。撓性臂基板3和滑塊保持基板3a之間，在兩者的表面上設(shè)置有例如聚酰亞胺樹脂等構(gòu)成的撓性基板F，通過該撓性基板F撓性基板3和滑塊保持基板3a進行機械連接。進而，在撓性基板F上設(shè)置有成為局部的以較窄的寬度形成的彈性鉸接部的連接部19a、19b。連接部19a、19b設(shè)置在撓性基板3和滑塊保持基板3a之間的分界線上，兩基板通過連接部19a、19b可互相連接自由活動地。在撓性基板F上面設(shè)置有配線6a，6b，6c，6d。在撓性基板F的上面薄膜保持部8a、8b以互相并列的狀態(tài)設(shè)置。薄膜保持部8a、8b設(shè)在撓性基板3的一端。薄膜保持部8a、8b形成為可以承載后述的壓電驅(qū)動器元件10的平面狀?；瑝K保持基板3a的外形形狀是和撓性基板3同時通過蝕刻加工而形成的。
在滑塊保持基板上形成有突起部3b，該突起部3b和在導入臂(支持臂)4的前端附近上形成的突起4g觸接。該突起部3b通過突起4g被按壓著，從而以突起4g為中心在全方位上可以自由旋轉(zhuǎn)地保持滑塊保持基板3a。
撓性臂7的另一個端部上設(shè)置有外部連接端子保持部7y。外部連接端子保持部7y配置在導入梁4的基端部4a上的一個側(cè)緣部上。
下面說明本發(fā)明實施例中以薄膜形成的壓電驅(qū)動器元件10。圖5為以平面圖表示在磁頭支持機構(gòu)100中配置有導入梁4的滑塊2的另一前端上的薄膜保持部8a、8b上承載的壓電驅(qū)動器元件10。薄膜制的壓電驅(qū)動器元件10，都由薄膜壓電體所形成的第一壓電體元件單元10a和第二壓電體單元10b所構(gòu)成，壓電驅(qū)動器元件10的全體，由具有柔軟性的涂層樹脂14所覆蓋。由薄膜壓電體所形成的第一壓電體元件單元10a和第二壓電體元件單元10b在作為涂層樹脂14的一部分的第一連接部14a和前端附近的第二連接部14b兩處相連接，第一壓電體元件單元10a以及第二壓電體元件單元10b之間形成有縫隙10c。圖6為圖5中Z-Z′線處的剖面圖。在圖5和圖6中，壓電驅(qū)動器元件10粘接安裝在撓性臂7的薄膜保持部8a、8b(參照圖4)上?？p隙10c在第一壓電體元件單元10a和第二壓電體元件單元10b之間形成。在薄膜保持部8a、8b中與壓電驅(qū)動器元件10粘接的面上，為了提高粘接性，覆蓋有例如由鉻等材料構(gòu)成的亞微米級薄膜。
如圖6的剖面圖所示，壓電驅(qū)動器元件10由在左右各自分開的第一壓電體元件單元10a和第二壓電體元件單元10b構(gòu)成一對。第一壓電體元件單元10a和第二壓電體元件單元10b具有將第一薄膜壓電體11a和第二薄膜壓電體11b層疊配置的兩層構(gòu)造。圖中所示位于上部的第一薄膜壓電體11a的上側(cè)和下側(cè)上形成有第一電極金屬膜12a和第二電極金屬膜12b。同樣，第二薄膜壓電體11b配置在第一薄膜壓電體11a的下部，在其兩面上設(shè)置有第三電極金屬膜12c和第四電極金屬膜12d。第二電極金屬膜12b和第三電極金屬膜12c之間通過粘接劑13粘接。
圖7為以平面圖表示本發(fā)明的實施例中具有壓電驅(qū)動器元件10的磁頭支持機構(gòu)100的撓性臂7的周邊。該圖7為從粘貼滑塊2一側(cè)觀察粘貼有壓電驅(qū)動器元件10的撓性臂7的平面圖(圖中未示出滑塊)。圖8為圖7中所示X-X′線的剖面圖(粘貼壓電驅(qū)動器元件10的狀態(tài))。圖9為圖7中所示Y-Y′線的剖面圖。如圖7至圖9所示，在壓電驅(qū)動器元件10的周圍配線6a、6b、6c、6d以及滑塊2(圖中未示出)的地線9d和壓電驅(qū)動器元件10配置在同一平面上。
下面說明本發(fā)明的實施例中壓電驅(qū)動器元件10的配線。圖9中，壓電驅(qū)動器元件10的第一電極金屬膜12a、第四電極金屬膜12d中加上正電壓，使第二電極金屬膜12b、第三電極金屬膜12c降為地電位。第一電極金屬膜12a、第四電極金屬膜12d相對于在撓性臂7的中部配置的薄膜壓電體元件驅(qū)動配線9a、9b，由引線焊接線16相連接。第二電極金屬膜12b和第三電極金屬膜12c通過接地金屬膜17連接到薄膜壓電體元件驅(qū)動配線9c上?；瑳Q2的地線9d為滑塊2的接地端，被薄膜壓電體元件驅(qū)動配線9c所短路。該薄膜壓電體元件驅(qū)動配線9a、9b、9c設(shè)置在外部連接端子保持部7y中的一個端部，與外部的驅(qū)動電路(圖中未示出)目連接。
接著簡單說明形成壓電驅(qū)動器元件10的次序。圖10中將壓電驅(qū)動器元件10及其第一電極金屬膜12a～第四電極金屬膜12d在單晶MgO基板18上成膜的次序，用壓電驅(qū)動器元件10的放大剖面圖表示。首先，如圖10(a)所示使第一電極金屬膜12a(第四電極金屬膜12d)在單晶MgO基板18上成膜。其次，如圖10(b)所示在第一電極金屬膜12a(第四電極金屬膜12d)上，利用濺射蒸鍍法MBE法等使由PZT(鋯酸鈦酸鉛、Pb(ZrxTi1-x)O3)等的第一薄膜壓電體11a(第二薄膜壓電體11b)單晶成長。進而，如圖10(c)所示在第一薄膜壓電體11a(第二薄膜壓電體11b)的上面使第二電極金屬膜12b(第三電極金屬膜12c)成膜。第一薄膜壓電體11a(第二薄膜壓電體11b)的極化方向在成膜時如圖10(c)中箭頭P所示，極化方向朝向結(jié)晶的c軸方向。
圖11表示使單晶MgO基板18上成膜的第一薄膜壓電體11a(第二薄膜壓電體11b)成為兩層構(gòu)造的次序，圖12為以工序的各個步驟表示第一薄膜壓電體11a(第二薄膜壓電體11b)的制造方法的流程圖。參照圖11和圖12的各步驟說明使第一薄膜壓電體11a(第二薄膜壓電體11b)成為兩層構(gòu)成的工序的次序。
如圖11(a)所示，第一單晶MgO基板18a上形成有第一電極金屬膜12a、第一薄膜壓電體11a以及第二電極金屬膜12b(圖12的S1201步)。圖11(a)與圖10不同，將單晶MgO基板18配置在上方表示。接著，如圖11(b)所示，第二單晶MgO基板18上形成有第四電極金屬膜12d、第二薄膜壓電體11b和第三電極金屬膜12c(圖12的S1202步)。
其后，如圖11(c)所示，以粘接劑13粘接第二電極金屬膜12b和第三電極金屬膜12c(圖12的S1203步)。
其次，如圖11(d)所示將作為單晶MgO基板18中一端的第一單晶MgO基板18a以蝕刻加工除去(圖12的S1204步)。其后如圖11(e)所示，利用干蝕刻加工將具有兩層構(gòu)造的第一薄膜壓電體11a和第二薄膜壓電體11b成型加工為壓電驅(qū)動器10的形狀(圖12的S1205步)。
其次，如圖11(f)所示，為了避免壓電驅(qū)動器元件10的腐蝕，在第二單晶MgO基板18b上將形成壓電驅(qū)動器元件10的表面以涂層樹脂14覆蓋(圖12的S1206步，同時參照圖5)。此時，在以旋轉(zhuǎn)涂覆涂層之后，進行圖形加工形成第一連接部14a、第二連接部14b(參照圖5)。其后，如圖11(g)所示，最后通過蝕刻除去剩下的第二單晶MgO基板18b，從而得到壓電驅(qū)動器元件10(圖12的S1207步，同時參照圖5)。
第二電極金屬膜12b和第三電極金屬膜12c的粘合如果不使用樹脂制的粘合劑，也可采用將金屬電極之間焊接結(jié)合所得到的焊接結(jié)合層作為粘合層。
接著，說明將第二單晶MgO基板18b上形成的壓電驅(qū)動器元件10作為薄膜取出的方法。圖13為以工序來表示將第二單晶MgO基板18b除去的次序的圖。壓電驅(qū)動器元件10如圖13(a)所示，在一片第二單晶MgO基板18b上形成多個，如圖13(b)所示，第二單晶MgO基板18b由網(wǎng)筐202所承載，浸入裝滿能將第二單晶MgO基板18b溶解并除去的溶液的溶解槽201中。由此，壓電驅(qū)動器元件10以膜的狀態(tài)取出。使該溶解槽201的溶解液強制循環(huán)，第二單晶MgO基板18b完全的被溶解(圖12的S1207步)。在完全溶解完了時，溶解槽201上部設(shè)置的開閉門203被打開。由此，壓電驅(qū)動器元件10沿著清洗溶解液的流路204被運送。此時第一壓電體元件單元10a和第二壓電體元件單元10b在第一連接部14a和前端附近的第二連接部14b兩處連接(參照圖5)，從而避免了壓電驅(qū)動器元件10的破損。
在該流路204中，如圖13(c)所示具有攪拌壓電驅(qū)動器元件10的超音振動器205，壓電驅(qū)動器10被施加超音振動，同時沿著流路204被運送。在流路204的下游處設(shè)置了傳送帶206，將壓電驅(qū)動器元件10從流路中取出干燥。干燥后的壓電驅(qū)動器元件10由空氣鑷(圖中未示出)吸引運送，如圖13(d)所示被排列在盤207中(圖12的S1208步)。
參照圖12以及圖14到圖17說明將壓電驅(qū)動器元件10高精度地貼附在薄膜保持部8a、8b上的方法。圖14為說明壓電驅(qū)動器元件10在第一定位基209上進行定位的工序的次序的圖，圖15為第一定位基209的立體圖，圖16為第二定位基211的立體圖，圖17為說明將第二定位基211和第一定位基209相重合的工序的次序的圖。本發(fā)明的實施例中的壓電驅(qū)動器經(jīng)過這樣的工程而形成。
首先，通過空氣鑷208將盤207上的壓電驅(qū)動器元件10取出，運送到第一定位基209上(圖12的S1209步)。
在第一定位基209中，設(shè)置有和壓電驅(qū)動器元件10的外形形狀為同一形狀的凸狀薄膜承載部209a。
薄膜承載部209a的上面為平面，且承載壓電驅(qū)動器元件10的面為在外周稍小一圈的形狀，最好形成與壓電驅(qū)動器元件10相似的形狀(參照圖15)。由此，可以防止粘合劑13泄漏到第一定位基209上。
運送到薄膜承載部209a上面的壓電驅(qū)動器元件10，并不限于如圖14(b)所示處于高精度地被定位的狀態(tài)。在此，為了修正壓電驅(qū)動器元件10的位置偏差，如圖14(c)所示從四個方向?qū)⒍ㄎ粔K210a、210b、210c、210d向壓電驅(qū)動器元件10的外周按壓。這些定位塊210a、210b、210c、210d的運動方向和位置，由具有與壓電驅(qū)動器元件10大致同一形狀的外形部的薄膜承載部209a的側(cè)面部209b所限制。
通過各定位塊210a、210b、210c、210d與薄膜承載部209a的側(cè)面部209b觸接，壓電驅(qū)動器元件10被定位在第一定位基209上的規(guī)定位置上(圖12的S1210步)。
在薄膜承載部209a的上面，如圖14(c)的右側(cè)U-U部的剖面圖所示，設(shè)置有多個吸引或噴出空氣的細微空氣孔209c。被定位在薄膜承載部209a的上面的壓電驅(qū)動器元件10，通過細微的空氣孔209c被空氣泵212吸引、固定(圖12的S1211步)。
另外，撓性臂7如圖16所示被固定在第二定位基211上(圖12的S1212步)。在該狀態(tài)下，在撓性臂7的薄膜保持部8a、8b中涂覆粘合劑13(圖12的S 1213步)。
其后，如圖17所示，吸引壓電驅(qū)動器元件10狀態(tài)的第一定位基209，與固定有撓性臂7的第二定位基211相嵌合。該嵌合通過卡合在第二定位基211上設(shè)置的導軸211a和在第一定位基209上設(shè)置的導孔209d來進行。從而，第一定位基209、第二定位基211互相正確地定位重合(圖12的S1214步)。
此時，以在撓性臂7和壓電驅(qū)動器元件10之間產(chǎn)生了數(shù)μm的間隙M的方式構(gòu)成第一定位基209和第二定位基211。由此，將壓電驅(qū)動器元件10壓向薄膜承載部209a，也不會使壓電驅(qū)動器元件10破損。
如圖17(b)所示第一定位基209和第二定位基211相重合，壓電驅(qū)動器元件10和撓性臂7成為相對狀態(tài)，從薄膜承載部209a的空氣孔209c逆向的噴出空氣(圖12的S1215步)。由此，壓電驅(qū)動器元件10和撓性臂7的薄膜保持部8a、8b穩(wěn)定的粘合在一起。即使為了粘合劑13的硬化進行加熱，其間也從薄膜承載部209a的空氣孔209c持續(xù)噴出空氣(圖12的S1216步)。
接著，參照圖18到圖20，說明具有經(jīng)過上述制造工序形成的壓電驅(qū)動器元件10的磁盤裝置中的磁頭支持機構(gòu)100的運動。圖18為磁頭支持機構(gòu)100的側(cè)面圖，圖19是用于說明磁頭支持機構(gòu)100的運動，而說明壓電驅(qū)動器元件10的剖面以及電壓施加規(guī)格的圖。圖20是用于說明磁頭支持機構(gòu)100的運動的示意構(gòu)成平面圖。
壓電驅(qū)動器元件10的薄膜壓電體元件驅(qū)動配線9c如圖19(a)所示設(shè)定為接地。如圖19(b)、(c)所示，在薄膜壓電體元件驅(qū)動配線9a、9b中分別施加驅(qū)動第一薄膜壓電體11a、第二薄膜壓電體11b的驅(qū)動電壓。該驅(qū)動電壓以偏置電壓V＜SUB＞0＜/SUB＞為中心，互相為逆位相。施加驅(qū)動電壓后，如圖19(a)所示第一薄膜壓電體11a、第二薄膜壓電體11b向箭頭B的方向收縮。在第一薄膜壓電體11a、第二薄膜壓電體11b中，為了在圖10(c)中箭頭所示極化方向P的方向上施加電壓，第一薄膜壓電體11a、第二薄膜壓電體11b的極化顛倒，不損害其特性。另外，在施加電壓為不使極化顛倒的較小值時，由于不損害特性，所以在薄膜壓電體元件驅(qū)動配線9a、9b中施加正負電壓都可。
圖20表示第二壓電體元件單元10b伸長，第一壓電體元件單元10a收縮時滑塊2的旋轉(zhuǎn)動作，第二壓電體元件單元10b向箭頭E方向伸長，第一壓電體元件單元10a向箭頭D方向收縮時，滑塊2以及滑塊保持基板3a以與突起部3b觸接的突起4g為中心向箭頭C方向轉(zhuǎn)動。由此，滑塊上設(shè)置的磁頭1沿著磁盤同心狀態(tài)設(shè)置的各磁道的寬度方向移動。由此，可以使相對磁道發(fā)生位置偏差的磁頭1跟蹤規(guī)定的磁道，從而高精度地實現(xiàn)了磁頭1的在磁道上的保持性。另外，將第一壓電體元件單元10a和第二壓電體元件單元10b連接的第二連接部14b，由柔軟的涂層樹脂14所形成，不會阻止壓電驅(qū)動器元件10的變形。進而，由于第一連接部14a和第二連接部14b之間形成有細縫10c，因此增加了連接部的柔軟性。
如圖4所示，連接部19a，19b的寬度尺寸為配線6a，6b，6c，6d分別進行配置所必要的最小寬度尺寸，因此滑塊保持基板3a轉(zhuǎn)動時，減小了由連接部19a，19b的彈性變形導致的負荷，滑塊保持基板3a可靠的進行旋轉(zhuǎn)。
通過圖2所示的導入梁(支持臂)4的板簧部4e在滑塊2上施加了20mN到30mN大的載荷，在滑塊保持基板3a旋轉(zhuǎn)時該載荷作用在突起4g和滑塊保持基板3a處。由此，由滑塊保持基板3a和突起4g之間的摩擦系數(shù)所決定的摩擦力作用在滑塊保持基板3a。通過該摩擦力滑塊保持基板3a的突起部3b和突起4g之間不會發(fā)生位置偏差。
圖20(b)為表示圖20(a)的構(gòu)成的模式圖。由于連接部14b不影響基本動作，因此在圖20(b)中沒顯示。由薄膜保持部8a和第一壓電體元件單元10a所形成的第一梁161和由薄膜保持部8b和第二壓電體元件單元10b所形成的第二梁162，可自由旋轉(zhuǎn)的連接在可自由旋轉(zhuǎn)的約束在突起4g上的滑塊保持基板3a上。磁頭1距突起4g距離為d設(shè)置在滑塊保持基板3a上。連接部19a，19b在滑塊2的橫擺以及俯仰方向上為柔軟的構(gòu)成，因此賦予了滑塊2在磁盤上良好的上浮特性。第一梁161和第二梁162分別向D、E方向伸縮時，滑塊保持基板3a就會轉(zhuǎn)動，磁頭1相對于磁道在垂直方向上移動。
上述說明的磁頭驅(qū)動器，可以應用于以磁盤裝置為代表的盤裝置等中的具有記錄再生裝置的磁頭支持裝置中的磁頭定位機構(gòu)。稍微詳細的說，盤裝置由盤(信息記錄媒體)、驅(qū)動盤旋轉(zhuǎn)的盤驅(qū)動機構(gòu)(例如主軸馬達)、搭載在盤中記錄/再生數(shù)據(jù)的磁頭的滑塊和具有使滑塊在盤的半徑方向移動并以高精度向目標位置定位的磁頭定位機構(gòu)的磁頭支持裝置構(gòu)成。另外，磁頭支持裝置具有在一端支持著滑塊的支持臂(也記作懸浮臂或?qū)肓?；在磁盤處可旋轉(zhuǎn)的支持支持臂，固定在磁盤裝置的箱體(也稱作外殼)上的軸部件可旋轉(zhuǎn)的支持，通過配置在和磁盤相反側(cè)的音圈等驅(qū)動機構(gòu)而旋轉(zhuǎn)，使搭載磁頭的滑塊在磁盤的半徑方向上移動到目標位置的承載器(基臂)；在承載器和支持臂之間設(shè)置的磁頭驅(qū)動器。通過在磁頭驅(qū)動器中施加控制信號，使在支持臂的前端部上安裝的滑塊沿著盤表面在微小的范圍內(nèi)發(fā)生變位，從而可以高精度的定位到盤上的目標位置上。
如上所述，本發(fā)明的實施例中的壓電驅(qū)動器的第一壓電體元件單元和第二壓電體元件單元在撓性臂側(cè)基部的連接部以及其相反側(cè)上的第一和第二壓電體元件單元各自前端附近的連接部這兩處上通過樹脂進行結(jié)合，因此可以高精度并且不損壞地將薄膜粘貼在撓性臂上。由此，無需壓電元件驅(qū)動用的升壓電源電路等，磁頭元件就可以沿著磁盤上在微小的范圍內(nèi)發(fā)生變位。因此，得到了可以高精度地將磁頭元件在磁盤上的任意位置上進行定位的磁頭支持機構(gòu)，提供可以具有由該磁頭支持機構(gòu)所構(gòu)成的磁頭支持裝置的性能優(yōu)良的磁盤裝置。
權(quán)利要求
1.一種壓電驅(qū)動器，其特征在于具有第一壓電體元件單元、第二壓電體元件單元和連接部，配置所述第一壓電體元件單元和所述第二壓電體元件單元，并且通過所述連接部將所述第一壓電體元件單元和所述第二壓電體元件單元相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的壓電驅(qū)動器，其特征在于所述第一壓電體元件單元和所述第二壓電體元件單元大致平行的配置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的壓電驅(qū)動器，其特征在于所述連接部由具有柔軟性的樹脂形成。
4.如權(quán)利要求1所述的壓電驅(qū)動器，其特征在于所述連接部由覆蓋保護所述第一壓電體元件單元和所述第二壓電體元件單元的保護膜所形成。
5.如權(quán)利要求4所述的壓電驅(qū)動器，其特征在于所述保護膜由樹脂形成。
6.如權(quán)利要求1所述的壓電驅(qū)動器，其特征在于將所述連接部的材質(zhì)部分除去而形成細縫。
7.如權(quán)利要求6所述的壓電驅(qū)動器，其特征在于所述連接部在所述第一壓電體元件單元和所述第二壓電體元件單元各自的至少前端附近處和夾著所述細縫的所述前端部分的相反部分處相連接。
8.如權(quán)利要求1、2、4、5中任一項所述的壓電驅(qū)動器，其特征在于所述第一壓電體元件單元和所述第二壓電體元件單元分別以薄膜形成。
9.如權(quán)利要求8所述的壓電驅(qū)動器，其特征在于所述第一壓電體元件單元和所述第二壓電體元件單元使用兩個在薄膜壓電體的上下表面上形成金屬膜而形成覆蓋的薄膜壓電體形成體，并使兩個所述薄膜壓電體形成體夾著粘合層形成層疊。
10.如權(quán)利要求9所述的壓電驅(qū)動器，其特征在于所述粘合層由樹脂制的粘合劑形成。
11.如權(quán)利要求9所述的壓電驅(qū)動器，其特征在于所述粘合層為將電極金屬膜之間焊接結(jié)合后得到的焊接結(jié)合層所形成。
12.一種磁盤裝置，其特征在于，具有磁盤；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動所述磁盤的磁盤驅(qū)動機構(gòu)；搭載在所述磁盤上記錄/再生信息的磁頭的滑塊；在一端支持所述滑塊的支持臂；在磁盤處可旋轉(zhuǎn)地支持所述支持臂，被箱體上固定的軸部件可旋轉(zhuǎn)的支持，通過和所述磁盤相反側(cè)上配置的驅(qū)動機構(gòu)而旋轉(zhuǎn)，以使所述滑塊在磁盤上的半徑方向上移動到目標位置的承載器；在所述承載器和所述支持臂之間設(shè)置的磁頭驅(qū)動器，所述磁頭驅(qū)動器具有第一壓電體元件單元、第二壓電體元件單元和連接部；所述第一壓電體元件單元和所述第二壓電體元件單元大致平行的配置，并且通過所述連接部連接所述第一壓電體元件單元和所述第二壓電體元件單元而構(gòu)成壓電驅(qū)動器。
13.如權(quán)利要求12所述的磁盤裝置，其特征在于具有壓電驅(qū)動器，其中，在所述連接部中形成有細縫；所述連接部在第一壓電體元件單元和第二壓電體元件單元各自的至少前端附近處和夾著細縫的前端部分的相反部分處進行連接。
14.一種壓電驅(qū)動器的制造方法，其特征在于具有將第一電極金屬膜、第一薄膜壓電體以及第二金屬膜順次在第一基板上成膜的工序；將第三電極金屬膜、第二薄膜壓電體以及第四金屬膜順次在第二基板上成膜的工序；將所述第二電極金屬膜和所述第三電極金屬膜粘合的工序；將所述第一基板除去的工序；將兩層構(gòu)造的所述第一薄膜壓電體和所述第二薄膜壓電體干蝕刻并成型加工為規(guī)定形狀的工序；用涂層樹脂覆蓋干蝕刻加工后的所述第一薄膜壓電體和所述第二薄膜壓電體的工序；在覆蓋的所述涂層樹脂中形成規(guī)定形狀圖形的細縫部的工序；將所述第二基板除去的工序。
15.如權(quán)利要求14所述的壓電驅(qū)動器的制造方法，其特征在于所述第一基板和所述第二基板由單晶形成。
16.如權(quán)利要求15或16所述的壓電驅(qū)動器的制造方法，其特征在于在形成所述涂層樹脂形狀圖形的工序中，還包括形成細縫部和在第一壓電體元件單元和第二壓電體元件單元各自的至少前端附近和夾著細縫的前端部分的相反部分進行連接的連接部的工序。
全文摘要
本發(fā)明為組裝性優(yōu)良，能夠避免組裝時的破損，并且能高效地使磁頭微小變位的壓電驅(qū)動器和其制造方法，以及使用該壓電驅(qū)動器的磁頭支持裝置。該壓電驅(qū)動器設(shè)置第一壓電體元件單元、與第一壓電體元件單元大致平行的第二壓電體元件單元、連接第一壓電體元件單元和第二壓電體元件單元的第一連接部和第二連接部。在制造工序中，不使第一壓電體元件單元和第二壓電體元件單元破損，并且不妨礙各壓電體元件單元變位。結(jié)果，可以得到有高定位精度的磁頭定位機構(gòu)的壓電驅(qū)動器。
文檔編號H01L41/18GK1472728SQ0314752
公開日2004年2月4日 申請日期2003年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月29日
發(fā)明者桑島秀樹, 松岡薰, 內(nèi)山博一, 一 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社