薄膜壓電體元件及其制造方法、和具有薄膜壓電體元件的磁頭折片組合、和其他零部件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種薄膜壓電體元件，其具有依次層壓有下部電極膜、壓電體膜以及上部電極膜的層壓結(jié)構(gòu)。壓電體膜的上表面為具有凸部和凹部的凹凸面，凸部為突出成凸?fàn)畹膹澢?，并且凹部為凹陷成凹狀的彎曲面，在凹凸面上形成有上部電極膜。薄膜壓電體元件具有應(yīng)力均化膜，該應(yīng)力均化膜采用具備能夠抵消元件應(yīng)力的內(nèi)部應(yīng)力的材料形成，且形成于上部電極膜上。根據(jù)本發(fā)明，即使為單層的壓電層壓體，也能充分抑制翹曲和彎曲變位，并且能夠在不損害批量生產(chǎn)性和成本降低效果的同時(shí)制造提高了薄膜之間的粘合性的薄膜壓電體元件。
【專利說(shuō)明】
薄膜壓電體元件及其制造方法、和具有薄膜壓電體元件的 磁頭折片組合、和其他零部件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及具有薄膜狀的壓電體及電極的薄膜壓電體元件以及其制造方法、和具有該薄膜壓電體元件的磁頭折片組合、硬盤裝置、噴墨頭、可變焦透鏡以及傳感器?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]硬盤裝置具有大記錄容量，其作為存儲(chǔ)器裝置的中心被廣泛應(yīng)用。硬盤裝置通過(guò)薄膜磁頭進(jìn)行相對(duì)于硬盤(記錄媒介)的數(shù)據(jù)的記錄讀取。形成有薄膜磁頭的部件叫做磁頭滑塊，在頂端部安裝有該磁頭滑塊的部件為磁頭折片組合(也稱為HGA)。
[0003]硬盤裝置中，通過(guò)使記錄媒介旋轉(zhuǎn)的同時(shí)使磁頭滑塊從記錄媒介的表面飛起，進(jìn)行相對(duì)于記錄媒介的數(shù)據(jù)的記錄或讀取。
[0004]—方面，伴隨著硬盤裝置的大容量化，記錄媒介向著高記錄密度化發(fā)展，因此僅依靠音圈馬達(dá)(以下也稱為“VCM”)的控制，難以將薄膜磁頭控制在正確的位置。因此，以往已知有除由VCM帶動(dòng)的主致動(dòng)器之外，還將輔助的致動(dòng)器(輔助致動(dòng)器)搭載于HGA，通過(guò)輔助致動(dòng)器來(lái)對(duì)VCM所不能控制的微小位置進(jìn)行控制的技術(shù)。
[0005]通過(guò)主致動(dòng)器以及輔助致動(dòng)器來(lái)進(jìn)行薄膜磁頭的位置控制的技術(shù)也被稱作雙級(jí)致動(dòng)器系統(tǒng)(dual stage system)。
[0006]雙級(jí)致動(dòng)器系統(tǒng)中，主致動(dòng)器使驅(qū)動(dòng)臂旋轉(zhuǎn)，將磁頭滑塊定位于記錄媒介的特定軌道上。此外，輔助致動(dòng)器對(duì)磁頭滑塊的位置進(jìn)行微調(diào)整以使得薄膜磁頭處于最合適的位置。
[0007]歷來(lái)，作為輔助致動(dòng)器，已知有使用了薄膜壓電體元件的微致動(dòng)器。薄膜壓電體元件具有壓電體以及夾著該壓電體而形成的一對(duì)電極膜，各電極膜分別形成薄膜狀。
[0008]歷來(lái)，作為薄膜壓電體元件，已知有如專利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的，將兩個(gè)包含壓電體的壓電層壓體重疊的雙層結(jié)構(gòu)的薄膜壓電體元件。
[0009]壓電層壓體具有在基板上形成壓電體與電極膜的結(jié)構(gòu)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生朝著非目標(biāo)方向的變位(也叫做彎曲變位)。此外，由于構(gòu)成壓電層壓體的各膜的應(yīng)力不均一，或沿厚度方向不對(duì)稱，因此會(huì)產(chǎn)生即使在不施加電壓的狀態(tài)下，壓電層壓體也會(huì)發(fā)生彎曲的問(wèn)題。 會(huì)產(chǎn)生無(wú)法將壓電層壓體搭載于HGA的理想位置上，或者搭載時(shí)壓電層壓體發(fā)生破損的問(wèn)題。然而，如專利文獻(xiàn)1的薄膜壓電體元件那樣，在一對(duì)電極膜中以使外部相連的電極膜相對(duì)的方式來(lái)層壓各壓電層壓體，則其各自所引起的彎曲變位會(huì)相互抵消。因此，能得到抑制薄膜壓電體元件整體彎曲變位的效果，進(jìn)而由于各壓電層壓體的翹曲抵消，可以得到薄膜壓電體元件不發(fā)生破損且容易被搭載于HGA上的效果。
[0010]但是另一方面，雙層結(jié)構(gòu)的薄膜壓電體元件必須通過(guò)粘結(jié)壓電層壓體來(lái)進(jìn)行層疊。因此，雙層結(jié)構(gòu)的薄膜壓電體元件具有難以提高批量生產(chǎn)性和降低生產(chǎn)成本的問(wèn)題。
[0011]因此，作為薄膜壓電體元件的制造方法，以前有人提出了以下方法:通過(guò)在制造階段釋放壓電體與基板之間所產(chǎn)生的應(yīng)力，即使為單層的壓電層壓體，也能抑制其彎曲變位或翹曲(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。[〇〇12]一方面，單層的壓電層壓體必須層壓多個(gè)薄膜，因此無(wú)法避免在壓電層壓體的內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力。因此，已知有如專利文獻(xiàn)3、4所公開(kāi)的壓電體元件。專利文獻(xiàn)3中公開(kāi)了一種壓電體元件，其一方的電極設(shè)為雙層結(jié)構(gòu)，以外側(cè)比內(nèi)側(cè)的壓縮應(yīng)力小的材料來(lái)形成，其另一方的電極的整體應(yīng)力得到了緩和。此外，專利文獻(xiàn)4中公開(kāi)了一種壓電體元件，其具有如下結(jié)構(gòu):在2個(gè)壓電體之間介入緩和層并重疊2個(gè)壓電體，在其兩側(cè)配置有2個(gè)電極。
[0013]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0014]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開(kāi)2003 — 101095號(hào)公報(bào)
[0015]專利文獻(xiàn)2:日本專利特許第4897767號(hào)公報(bào)
[0016]專利文獻(xiàn)3:日本專利特開(kāi)2012 — 76387號(hào)公報(bào)
[0017]專利文獻(xiàn)4:日本專利特開(kāi)平11 一 87791號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]如上述專利文獻(xiàn)2?4的記載所示，以往有人提出想要在單層的壓電層壓體中抑制其應(yīng)力的方案。
[0019]但是，專利文獻(xiàn)2所記載的制造方法中，必須準(zhǔn)備兩個(gè)形成有多個(gè)薄膜的基板，因此存在材料成本增大的問(wèn)題。此外，貼合基板時(shí)需要特殊的器具或裝置，因此也會(huì)增加成本。而且，經(jīng)過(guò)貼合工序后成品率可能會(huì)降低，兩塊基板也可能發(fā)生剝離。因此，專利文獻(xiàn) 2的制造方法，在提高批量生產(chǎn)性和降低制造成本方面均很困難。并且，粘合層之間可能發(fā)生剝離，壓電層壓體上可能會(huì)形成間隙或裂紋。
[0020]—方面，專利文獻(xiàn)3、4所記載的壓電層壓體(薄膜壓電元件)具有緩和應(yīng)力的層 (應(yīng)力緩和層)。
[0021]但是，專利文獻(xiàn)3記載的壓電層壓體的情況，只不過(guò)是由于電極應(yīng)力減輕而引起的壓電層壓體的應(yīng)力減輕。此外，專利文獻(xiàn)4記載的壓電層壓體只不過(guò)是由于減輕了從一方的壓電體傳送到另一方的壓電體的應(yīng)力，而引起的壓電層壓體的應(yīng)力減輕。因此，這些現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法充分抑制壓電層壓體的翹曲。此外，用于硬盤裝置的輔助致動(dòng)器不需要彎曲變位，而這些現(xiàn)有技術(shù)也無(wú)法抑制該彎曲變位。
[0022]因此，本發(fā)明是為解決上述技術(shù)課題而完成的，其目的在于提供一種薄膜壓電體元件及其制造方法、和具有薄膜壓電體元件的磁頭折片組合、硬盤裝置、噴墨頭、可變焦透鏡以及傳感器，即使為單層的壓電層壓體，也能充分抑制翹曲和彎曲變位，并且能夠在不損害批量生產(chǎn)性和成本降低效果的情況下制造提高了薄膜之間粘合性的薄膜壓電體元件。
[0023]為解決上述課題，本發(fā)明提供一種薄膜壓電體元件，其具有依次層壓有下部電極膜、壓電體膜以及上部電極膜的層壓結(jié)構(gòu)，其特征在于:壓電體膜中的上部電極膜側(cè)的上表面為具有凸部和凹部的凹凸面，該凸部為從該凹凸面的高度方向的中心面突出成凸?fàn)畹膹澢?，并且該凹部為從該中心面凹陷成凹狀的且與該凸部連接的彎曲面；該凹凸面上形成有上部電極膜；薄膜壓電體元件具有具備能夠抵消元件應(yīng)力的內(nèi)部應(yīng)力的應(yīng)力均化膜，該元件應(yīng)力為使下部電極膜、壓電體膜以及上部電極膜在從上部電極膜朝向下部電極膜的方向上翹曲成凸?fàn)畹脑?yīng)力，該應(yīng)力均化膜形成于上部電極膜上以確保該元件應(yīng)力與該內(nèi)部應(yīng)力之間的均衡。
[0024]上記薄膜壓電體元件中，應(yīng)力均化膜具有能夠抵消元件應(yīng)力的內(nèi)部應(yīng)力，通過(guò)在上部電極膜上形成應(yīng)力均化膜，能夠確保元件應(yīng)力與其內(nèi)部應(yīng)力之間的均衡。此外，壓電體膜具有凹凸面，其上形成有上部電極膜，因此壓電體膜與上部電極膜之間的接觸面積擴(kuò)大。
[0025]此外，優(yōu)選的是，上述薄膜壓電體元件進(jìn)一步具有形成于凹凸面的上部粘合膜，該上部粘合膜具有從凹凸面?zhèn)鹊南卤砻嬷翍?yīng)力均化膜側(cè)的上表面的至少一半的部分進(jìn)入凹部的程度的膜厚；該上部粘合膜的上部電極膜側(cè)的上表面為與壓電體膜的凹凸面相對(duì)應(yīng)的凹凸面，該上部粘合膜的上表面形成有上部電極膜。
[0026]該薄膜壓電體元件中，通過(guò)上部粘合膜形成上部電極膜，因此壓電體膜與上部電極月旲的粘合性尚。
[0027]進(jìn)一步，優(yōu)選的是，上述薄膜壓電體元件中，上部電極膜具有從凹凸面?zhèn)鹊南卤砻嬷翍?yīng)力均化膜側(cè)的上表面的至少一部分進(jìn)入凹部的程度的膜厚，上部電極膜的應(yīng)力均化膜側(cè)的上表面為與壓電體膜的凹凸面相對(duì)應(yīng)的凹凸面，上部電極膜的上表面形成有應(yīng)力均化膜。
[0028]上部電極膜的上表面為與壓電體膜相對(duì)應(yīng)的凹凸面，因此相比平面的情形，上部電極膜與應(yīng)力均化膜之間的接觸面積增大。并且，其上所形成的應(yīng)力均化膜具有由材料所弓丨起的應(yīng)力和由晶粒生長(zhǎng)所引起的壓縮應(yīng)力這兩方的應(yīng)力。
[0029]優(yōu)選的是，應(yīng)力均化膜采用以鐵為主成分的合金材料形成，并且成膜時(shí)會(huì)形成晶粒，形成于上部電極膜上的多個(gè)晶粒中相鄰接的晶粒隨著生長(zhǎng)發(fā)生接觸從而在晶界附近會(huì)產(chǎn)生壓縮應(yīng)力，上述應(yīng)力均化膜具有包含該壓縮應(yīng)力的上述內(nèi)部應(yīng)力。
[0030]此外，優(yōu)選的是，下部電極膜作為以貴金屬為主成分的面心立方結(jié)構(gòu)的(100)定向膜而形成，上部電極膜具有形成于凹凸面上的第1金屬層和形成于該第1金屬層上的第2 金屬層，該第1金屬層以貴金屬為主成分形成，該第2金屬層的楊氏模量比第1金屬層大， 并且采用不含貴金屬的合金材料形成。
[0031]該薄膜壓電體元件中，構(gòu)成下部電極膜的貴金屬與構(gòu)成第1金屬層的貴金屬可以采用同種元素構(gòu)成。
[0032]此外，優(yōu)選第2金屬層的厚度比第1金屬層的厚度大。
[0033]優(yōu)選地，上部電極膜具有從第1金屬層的凹凸面?zhèn)鹊南卤砻嬷恋?金屬層的應(yīng)力均化膜側(cè)的上表面的至少一部分進(jìn)入凹部的程度的膜厚，第2金屬層的應(yīng)力均化膜側(cè)的上表面為與壓電體膜的凹凸面相對(duì)應(yīng)的凹凸面，第2金屬層的上表面形成有應(yīng)力均化膜。
[0034]應(yīng)力均化膜具有中空部，中空部通過(guò)在相鄰接的晶粒之間使晶粒不接觸而得到。
[0035]進(jìn)一步優(yōu)選的是，薄膜壓電體元件進(jìn)一步具有形成于下部電極膜中壓電體膜側(cè)的上表面的下部粘合膜，該下部粘合膜上形成有壓電體膜。
[0036]優(yōu)選地，該薄膜壓電體元件中，應(yīng)力均化膜、上部電極膜的膜厚依次減小。
[0037]接著，本發(fā)明提供一種薄膜壓電體元件的制造方法，該薄膜壓電體元件具有依次層壓有下部電極膜、壓電體膜以及上部電極膜的層壓結(jié)構(gòu)，該制造方法具有以下(1)?(4) 的各工序:
[0038](1)下部電極膜形成工序，其在基板上形成下部電極膜；
[0039](2)壓電體膜形成工序，其在下部電極膜上通過(guò)濺射形成壓電體膜，通過(guò)對(duì)壓電體成膜所涉及的包含成膜速度、基板溫度、氣壓以及氣體組成的成膜參數(shù)進(jìn)行控制，將壓電體膜的遠(yuǎn)離基板一側(cè)的上表面設(shè)為凹凸面，該凹凸面具有凸部以及凹部，該凸部為從高度方向上的中心面突出成凸?fàn)畹膹澢?，并且該凹部為從該中心面凹陷成凹狀的且與該凸部連接的彎曲面；
[0040](3)上部電極膜形成工序，其在凹凸面上形成上部電極膜；
[0041](4)應(yīng)力均化膜形成工序，其在上部電極膜上形成應(yīng)力均化膜，應(yīng)力均化膜具有能夠抵消下部電極膜、壓電體膜以及上部電極膜在朝著基板的方向上翹曲成凸?fàn)畹脑?yīng)力的內(nèi)部應(yīng)力。
[0042]此外，本發(fā)明提供一種薄膜壓電體元件的制造方法，該薄膜壓電體元件具有依次層壓有下部電極膜、壓電體膜以及上部電極膜的層壓結(jié)構(gòu)，該制造方法具有以下(5)?(8) 的各工序:
[0043](5)下部電極膜形成工序，其在基板上形成下部電極膜；
[0044](6)壓電體膜形成工序，其在下部電極膜上通過(guò)溶膠凝膠法形成壓電體膜，通過(guò)對(duì)壓電體成膜所涉及的包含旋轉(zhuǎn)涂布轉(zhuǎn)數(shù)、干燥溫度、預(yù)烘溫度以及加壓退火的氧壓和溫度的成膜參數(shù)進(jìn)行控制，將壓電體膜的遠(yuǎn)離基板一側(cè)的上表面設(shè)為凹凸面，該凹凸面具有凸部以及凹部，該凸部為從高度方向上的中心面突出成凸?fàn)畹膹澢妫⑶以摪疾繛閺脑撝行拿姘枷莩砂紶畹那遗c該凸部連接的彎曲面；
[0045](7)上部電極膜形成工序，其在凹凸面上形成上部電極膜；
[0046](8)應(yīng)力均化膜形成工序，其在上部電極膜上形成應(yīng)力均化膜，該應(yīng)力均化膜具有能夠抵消下部電極膜、壓電體膜以及上部電極膜在朝著基板的方向上翹曲成凸?fàn)畹脑?yīng)力的內(nèi)部應(yīng)力。
[0047]此外，上述制造方法中，優(yōu)選地，進(jìn)一步具有以下(9)、(10)的各工序，并且應(yīng)力均化膜、上部電極膜以及上部粘合膜的膜厚依次減小，并且以從上部粘合膜的凹凸面?zhèn)鹊南卤砻嬷翍?yīng)力均化膜側(cè)的上表面的至少一半的部分進(jìn)入凹部的方式，進(jìn)行上部粘合膜形成工序、上部電極膜形成工序以及應(yīng)力均化膜形成工序；
[0048](9)下部粘合膜形成工序，其在下部電極膜中的遠(yuǎn)離基板一側(cè)的上表面形成下部粘合膜；
[0049](10)上部粘合膜形成工序，其在凹凸面形成上部粘合膜。
[0050]接著，本發(fā)明還提供一種磁頭折片組合，其具有:形成有薄膜磁頭的磁頭滑塊、支承該磁頭滑塊的懸臂、使磁頭滑塊相對(duì)于懸臂變位的薄膜壓電體元件；薄膜壓電體元件具有依次層壓有下部電極膜、壓電體膜以及上部電極膜的層壓結(jié)構(gòu)；壓電體膜中的上部電極膜側(cè)的上表面為具有凸部與凹部的凹凸面，該凸部為從該凹凸面在高度方向的中心面突出成凸?fàn)畹膹澢?，并且該凹部為從該中心面凹陷成凹狀的且與該凸部相連的彎曲面；該凹凸面上形成有上部電極膜；薄膜壓電體元件具有具備能夠抵消元件應(yīng)力的內(nèi)部應(yīng)力的應(yīng)力均化膜，該元件應(yīng)力為下部電極膜、壓電體膜以及上部電極膜在從上部電極膜朝向下部電極膜的方向上翹曲成凸?fàn)畹脑?yīng)力；該應(yīng)力均化膜形成于上部電極膜上以確保該元件應(yīng)力與該內(nèi)部應(yīng)力之間的均衡。
[0051]此外，本發(fā)明提供一種硬盤裝置，其具有磁頭折片組合和記錄媒介；上述磁頭折片組合具有:形成有薄膜磁頭的磁頭滑塊、支承該磁頭滑塊的懸臂、具有使磁頭滑塊相對(duì)于懸臂變位的薄膜壓電體元件；薄膜壓電體元件具有依次有層壓下部電極膜、壓電體膜以及上部電極膜的層壓結(jié)構(gòu)；壓電體膜中的上部電極膜側(cè)的上表面為具有凸部與凹部的凹凸面， 該凸部為從該凹凸面的高度方向上的中心面突出成凸?fàn)畹膹澢?，并且該凹部為從該中心面凹陷成凹狀的且與該凸部相連的彎曲面；該凹凸面上形成有上部電極膜；薄膜壓電體元件具有具備能夠抵消元件應(yīng)力的內(nèi)部應(yīng)力的應(yīng)力均化膜，該元件應(yīng)力為下部電極膜、壓電體膜以及上部電極膜在從上部電極膜朝向下部電極膜的方向上翹曲成凸?fàn)畹脑?yīng)力；該應(yīng)力均化膜形成于上部電極膜上以確保該元件應(yīng)力與該內(nèi)部應(yīng)力之間的均衡。
[0052]進(jìn)一步，本發(fā)明提供一種噴墨頭，其具有印刷頭本體部和薄膜壓電體元件，上述印刷頭本體部具有多個(gè)噴嘴以及與該各噴嘴連通的多個(gè)墨水室，薄膜壓電體元件對(duì)應(yīng)于該印刷頭本體部的各墨水室形成，以隨著記錄信號(hào)將收容于各墨水室的墨水從各噴嘴擠壓出的方式發(fā)生變形；薄膜壓電體元件具有依次層壓有下部電極膜、壓電體膜以及上部電極膜的層壓結(jié)構(gòu)；壓電體膜中的上部電極膜側(cè)的上表面為具有凸部和凹部的凹凸面，該凸部為從該凹凸面的高度方向的中心面突出成凸?fàn)畹膹澢?，并且該凹部為從該中心面凹陷成凹狀的且與該凸部連接的彎曲面；該凹凸面上形成有上部電極膜；薄膜壓電體元件具有具備能夠抵消元件應(yīng)力的內(nèi)部應(yīng)力的應(yīng)力均化膜，該元件應(yīng)力為下部電極膜、壓電體膜以及上部電極膜在從上部電極膜朝向下部電極膜的方向上翹曲成凸?fàn)畹脑?yīng)力，該應(yīng)力均化膜形成于上部電極膜上以確保該元件應(yīng)力與該內(nèi)部應(yīng)力之間的均衡。
[0053]此外，本發(fā)明提供一種可變焦透鏡，其在具有透明基板的透鏡本體部的內(nèi)側(cè)收納有透明樹(shù)脂，該透鏡本體部上粘合有使所述透明樹(shù)脂變形的薄膜壓電體元件；薄膜壓電體元件具有依次層壓有下部電極膜、壓電體膜以及上部電極膜的層壓結(jié)構(gòu)；壓電體膜中的上部電極膜側(cè)的上表面為具有凸部和凹部的凹凸面，該凸部為從該凹凸面的高度方向的中心面突出成凸?fàn)畹膹澢妫⑶以摪疾繛閺脑撝行拿姘枷莩砂紶畹那遗c該凸部連接的彎曲面；該凹凸面上形成有上部電極膜；薄膜壓電體元件具有具備能夠抵消元件應(yīng)力的內(nèi)部應(yīng)力的應(yīng)力均化膜，該元件應(yīng)力為下部電極膜、壓電體膜以及上部電極膜在從上部電極膜朝向下部電極膜的方向上翹曲成凸?fàn)畹脑?yīng)力，該應(yīng)力均化膜形成于上部電極膜上以確保該元件應(yīng)力與該內(nèi)部應(yīng)力之間的均衡。
[0054]進(jìn)一步，本發(fā)明提供一種傳感器，其具有形成有凹部的傳感器本體部，以包覆該凹部的方式安裝于該傳感器本體部的撓性部件，以及粘合于該撓性部件上以使該撓性部件發(fā)生變形的薄膜壓電體元件；其中，薄膜壓電體元件具有依次層壓有下部電極膜、壓電體膜以及上部電極膜的層壓結(jié)構(gòu)；壓電體膜中的上部電極膜側(cè)的上表面為具有凸部和凹部的凹凸面，該凸部為從該凹凸面的高度方向的中心面突出成凸?fàn)畹膹澢?，并且該凹部為從該中心面凹陷成凹狀的且與該凸部連接的彎曲面；該凹凸面上形成有上部電極膜；薄膜壓電體元件具有具備能夠抵消元件應(yīng)力的內(nèi)部應(yīng)力的應(yīng)力均化膜，該元件應(yīng)力為下部電極膜、壓電體膜以及上部電極膜在從上部電極膜朝向下部電極膜的方向上翹曲成凸?fàn)畹脑?yīng)力， 該應(yīng)力均化膜形成于上部電極膜上以確保該元件應(yīng)力與該內(nèi)部應(yīng)力之間的均衡。
[0055]如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在薄膜壓電體元件及其制造方法、和具有該薄膜壓電體元件的磁頭折片組合、硬盤裝置、噴墨頭、可變焦透鏡以及傳感器中，即使為單層的壓電層壓體，也能充分抑制其翹曲和彎曲變位，并且能夠在不損耗批量生產(chǎn)性和成本降低效果的同時(shí)制造提高了薄膜之間的粘合性的薄膜壓電體元件?！靖綀D說(shuō)明】
[0056]圖1為從表面觀察本發(fā)明實(shí)施方式中的HGA整體的立體圖。
[0057]圖2為從表面觀察圖1的HGA的主要部分的立體圖。
[0058]圖3為從表面觀察構(gòu)成圖1的HGA的懸臂的主要部分的立體圖。
[0059]圖4為撓性件的粘著有薄膜壓電體元件的部分的放大立體圖。
[0060]圖5為從圖4的5 — 5線橫截的截面圖。
[0061]圖6為將薄膜壓電體元件中從壓電體膜到應(yīng)力均化膜的部分放大的截面圖。
[0062]圖7同為將壓電體膜放大的截面圖。
[0063]圖8表示壓電體膜的上表面的模式平面圖。
[0064]圖9(a)表示在壓電體膜上形成有上部電極膜的狀態(tài)的模式截面圖、(b)表示(a) 的后續(xù)工序的截面圖。
[0065]圖10(a)為表示圖9(b)的后續(xù)工序的截面圖、(b)為表示(a)的后續(xù)工序的截面圖。
[0066]圖11(a)表示將應(yīng)力均化膜的主要部分放大的模式側(cè)面圖、(b)表示將應(yīng)力均化膜的主要部分放大的模式平面圖。
[0067]圖12表示本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜壓電體元件的制造工序的截面圖。
[0068]圖13表不圖12的后續(xù)制造工序的截面圖。
[0069]圖14表不圖13的后續(xù)制造工序的截面圖。
[0070]圖15表示本發(fā)明人所制造的薄膜壓電體元件中從壓電體膜到上部電極膜的部分的SEM圖像。
[0071]圖16為將圖15的主要部分放大的SEM圖像。
[0072]圖17為將圖16的主要部分放大的SEM圖像。
[0073]圖18為應(yīng)力均化膜的TEM圖像。
[0074]圖19表示圖18的SAD圖案的TEM圖像。
[0075]圖20為將圖6的主要部分放大的截面圖。
[0076]圖21(a)為表示變形例的壓電體膜的模式平面圖、(b)為表示其他變形例的壓電體膜的模式平面圖。
[0077]圖22為撓性件的粘著有本發(fā)明變形例所涉及的薄膜壓電體元件部分的、與圖5 — 樣的截面圖。
[0078]圖23為將變形例的薄膜壓電體元件中從壓電體膜到應(yīng)力均化膜的部分放大的截面圖。
[0079]圖24(a)為將圖23的主要部分放大的、與圖6同樣的截面圖，(b)為將(a)的主要部分放大的截面圖。
[0080]圖25表示具有本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的HGA的硬盤裝置的立體圖。
[0081]圖26表示本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的噴墨頭的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0082]圖27表示本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的可變焦透鏡的概略結(jié)構(gòu)的平面圖。
[0083]圖28為從圖27的28-28線橫截的截面圖。
[0084]圖29表示變形例所涉及的可變焦透鏡的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0085]圖30表示本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的脈搏傳感器的概略結(jié)構(gòu)的截面圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0086]下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。應(yīng)予說(shuō)明，同一要素采用同一符號(hào)， 省略重復(fù)說(shuō)明。
[0087](HGA 的結(jié)構(gòu))
[0088]首先，參照?qǐng)D1?圖5對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的HGA的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。此處， 圖1為從表面觀察本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的HGA1整體的立體圖、圖2為從表面觀察HGA1 的主要部分的立體圖。圖3為從表面觀察構(gòu)成HGA1的懸臂50的主要部分的立體圖。此夕卜，圖4為將撓性件6的粘著有薄膜壓電體元件12b的部分放大的立體圖、圖5為從圖4的 5 — 5線橫截的截面圖。
[0089]如圖1所示，HGA1具有懸臂50和磁頭滑塊60。懸臂50具有基板2、負(fù)載桿3、撓性件6和圖中未示出的阻尼器，這些部件通過(guò)焊接等形成一體化結(jié)構(gòu)。
[0090]基板2為用于將懸臂50固定到后述的硬盤裝置201的驅(qū)動(dòng)臂209的部件，其采用不銹鋼等金屬形成。
[0091]負(fù)載桿(Load beam) 3固定于基板2。負(fù)載桿3具有隨著遠(yuǎn)離基板2其寬度逐漸變窄的形狀。負(fù)載桿3具有負(fù)重彎曲部，其用于產(chǎn)生將磁頭滑塊60按壓在硬盤裝置201的后述硬盤202的力。
[0092]如圖1?圖5所示，撓性件6具有撓性件基板4、基底絕緣層5、連接配線11、薄膜壓電體元件12a、12b，進(jìn)一步具有后述的保護(hù)絕緣層25。撓性件6具有在撓性件基板4上形成基底絕緣層5,在基底絕緣層5上粘合連接配線11以及薄膜壓電體元件12a、12b的結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步以覆蓋連接配線11以及薄膜壓電體元件12a、12b的方式形成保護(hù)絕緣層25。
[0093]撓性件6具有通過(guò)在基底絕緣層5的表面施加連接配線11并粘合薄膜壓電體元件12a、12b，以此來(lái)附加壓電元件的附壓電元件結(jié)構(gòu)。
[0094]此外，撓性件6在頂端側(cè)(負(fù)載桿3側(cè))具有折片部(gimbal) 10。折片部10上， 固定有搭載了磁頭滑塊60的舌部19,在比該舌部19更靠近頂端的一側(cè)形成有多個(gè)連接墊片20。連接墊片20與磁頭滑塊60的圖中未示出的電極墊片電氣連接。
[0095]該撓性件6使薄膜壓電體元件12a、12b伸縮，與此相伴，使伸出舌部19外側(cè)的不銹鋼部分(也叫做懸臂梁(outrigger))伸縮。由此，通過(guò)使磁頭滑塊60的位置以圖中未示出的淺坑為中心做極微小地轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)對(duì)磁頭滑塊60的微小位置進(jìn)行控制。
[0096]撓性件基板4為支撐撓性件6整體的基板，其采用不銹鋼形成。其背面通過(guò)焊接于基板2與負(fù)載桿3來(lái)固定。撓性件基板4如圖1所示，具有固定于負(fù)載桿3以及基板2 的表面的中心部4a和從基板2向外側(cè)延伸的配線部4b。
[0097]基底絕緣層5覆蓋撓性件基板4的表面?；捉^緣層5例如采用聚酰亞胺來(lái)形成， 具有5 y m?10 y m程度的厚度。此外，如圖3中詳細(xì)所示，基底絕緣層5的配置于負(fù)載桿3 上的部分被分為兩部分，其一部分為第1配線部5a，另一部分為第2配線部5b。在其各自的表面上粘合有薄膜壓電體元件12a和薄膜壓電體元件12b。
[0098]在第1配線部5a、第2配線部5b的各自的表面上各形成有多個(gè)連接配線11。各連接配線11采用銅等導(dǎo)體形成。各連接配線11的各自的一端側(cè)與薄膜壓電體元件12a， 12b或者各連接墊片20連接。
[0099]保護(hù)絕緣層25例如采用聚酰亞胺形成。保護(hù)絕緣層25例如具有1 y m?2 y m程度的厚度。[〇1〇〇]磁頭滑塊60上形成有進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄讀取的圖中未示出的薄膜磁頭。此外，磁頭滑塊60上，形成有圖中未示出的多個(gè)電極墊片，各電極墊片連接于連接墊片20。
[0101](薄膜壓電體元件的結(jié)構(gòu))
[0102]接下來(lái)，參照?qǐng)D5、圖6?圖8以及圖20對(duì)薄膜壓電體元件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。此處，圖6為將薄膜壓電體元件12b中從后述壓電體膜13到應(yīng)力均化膜14的部分放大的截面圖，圖7為同樣放大壓電體膜13的截面圖，圖8為表示壓電體膜13的上表面的模式平面圖，圖20為將圖6的主要部分放大的截面圖。應(yīng)予說(shuō)明，為了圖示方便，圖6、圖7、圖20中， 對(duì)各膜的凹凸進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)記載。
[0103]薄膜壓電體元件12b(薄膜壓電體元件12a也一樣)如圖5所示，具有底膜15、下部電極膜17、下部粘合膜16a、壓電體膜13、上部粘合膜16b、上部電極膜27以及應(yīng)力均化膜14,并且具有按以上順序?qū)訅旱膶訅航Y(jié)構(gòu)。薄膜壓電體元件12b以能確保后述元件應(yīng)力 F12與內(nèi)部應(yīng)力F14的均衡的方式使應(yīng)力均化膜14形成于上部電極膜27上。薄膜壓電體元件12b、12a采用圖中未示出的環(huán)氧樹(shù)脂固定粘合于基底絕緣層5的表面。
[0104]應(yīng)予說(shuō)明，本發(fā)明中的“上部”以及“下部”不一定表示在薄膜壓電體元件粘合于基底絕緣層5的狀態(tài)下的上側(cè)、下側(cè)。這些詞是為了便于區(qū)分夾著壓電體膜13而相對(duì)的2 個(gè)電極膜等而使用的用語(yǔ)。在實(shí)際產(chǎn)品中，有時(shí)上部電極膜27以及上部粘合膜16b也可能配置于下側(cè)，下部電極膜17以及下部粘合膜16a也可配置于上側(cè)。
[0105]壓電體膜13采用鋯鈦酸鉛((Pb(Zr，Ti)03)，以下也稱為“PZT”)等壓電材料而形成薄膜狀。壓電體膜13采用外延生長(zhǎng)形成，其厚度形成為2ym?5ym的程度。壓電體膜 13除采用PZT外，還可以采用鈦酸鋇、鈦酸鉛這樣的壓電陶瓷(其多數(shù)為鐵電物質(zhì))或、不含鈦或鉛的非鉛系壓電陶瓷。
[0106]在本實(shí)施方式中，如圖6、圖7所示，壓電體膜13的上部電極膜27側(cè)的表面(也叫做上表面)為凹凸面13A。凹凸面13A同時(shí)具有彎曲的多個(gè)凸部13a以及凹部13b。凹凸面13A的各凸部13a與凹部13b沿著凹凸面13A交互配置，其截面形狀為波形。各凸部13a 與凹部13b為緩慢傾斜的彎曲面，而在本實(shí)施方式中，凹凸面13A的與高度方向上的中心面 13L相比向外側(cè)伸出成凸?fàn)畹牟糠譃橥共?3a，與中心面13L相比凹陷成凹狀的與凸部13a 連接的內(nèi)側(cè)的部分為凹部13b。
[0107]此外，如圖8所示，例如，各凸部13a可以具有尾根部13c，各凹部13b也可以具有谷底部13d。尾根部13c為多個(gè)頂部分相連形成帶狀的峰筋部分、谷底部13d為多個(gè)底部相連沿凸部13a形成帶狀的溝狀部分。各尾根部13c與谷底部13d分別具有蜿蜒結(jié)構(gòu)，在左右方向(與薄膜壓電體元件12b的厚度方向相交叉的方向)上彎曲的同時(shí)在長(zhǎng)度方向上延伸。應(yīng)予說(shuō)明，盡管圖中未示出，但壓電體膜13的上表面可以不交互配置有如圖8所示的形成帶狀的凸部13a與凹部13b，可以交互配置大小或形狀不同的凸部與凹部。
[0108]進(jìn)一步，如圖20所示，凹凸面13A的凸部13a與凹部13b的高度差(也叫做表面粗糙度)為tl3。比起該表面粗糙度tl3,后述的上部粘合膜16b的膜厚tl6b (35nm的程度)為相同程度或稍微大一些?？梢詾閺纳喜空澈夏?6b的下表面到上表面的至少一半的部分進(jìn)入凹部13b中，也可以如圖6所示，基本全部進(jìn)入。這樣，如圖6、圖8所示，上部粘合膜16b具有與壓電體膜13的凹凸面13A相適應(yīng)的凹凸結(jié)構(gòu)，上部粘合膜16b的上表面形成與凹凸面13A相適應(yīng)的凹凸面。在這種情況下，上部粘合膜16b的上表面具有對(duì)應(yīng)于凹凸面13A的凸部與凹部。
[0109]后述的上部電極膜27的膜厚t27形成為至少使從上部電極膜27的下表面(凹凸面13A側(cè)的面)到上表面(應(yīng)力均化膜14側(cè)的面)的一部分進(jìn)入凹部13b中的程度的大小。由于膜厚t27具有這種大小，因此上部電極膜27也具有與壓電體膜13的凹凸面13A 相適應(yīng)的凹凸結(jié)構(gòu)，其上表面形成與凹凸面13A相適應(yīng)的凹凸面。進(jìn)一步，比起膜厚t27,后述的應(yīng)力均化膜14的膜厚tl4(100nm的程度)更大(t27 < tl4)。
[0110]底膜15采用氧化鋯、氧化釔、氧化鎂、稀土元素氧化物、氮化鈦等的氮化物來(lái)形成。如圖5所示的底膜15具有第1底膜15a和第2底膜15b，其具有在第1底膜15a上層壓第2底膜15b的雙層結(jié)構(gòu)，但也可以不具有雙層結(jié)構(gòu)。
[0111]下部電極膜17,例如，為由以Pt為主成分的金屬材料(除Pt夕卜，也可以含有Au， Ag，Pd，Ir，Ru，Cu)所制得的薄膜(膜厚為100nm的程度)，其形成于底膜15上。下部電極膜17的晶體結(jié)構(gòu)為面心立方結(jié)構(gòu)。下部粘合膜16a是例如由SrRu03(也叫SR0)等的外延生長(zhǎng)的導(dǎo)電性材料所形成的薄膜(膜厚為20nm程度)，其形成于下部電極膜17的壓電體膜 13側(cè)的上表面。該下部粘合膜16a上形成壓電體膜13。
[0112]上部粘合膜16b，例如，為由SrRu03等非晶形導(dǎo)電性材料制得的薄膜(膜厚為35nm 程度)，其形成于壓電體膜13的凹凸面13A上。如上述所示，上部粘合膜16b的上表面形成與凹凸面13A相應(yīng)的凹凸面。
[0113]上部電極膜27,例如，為采用以Pt為主成分的金屬材料(除Pt外，也可以含有Au， Ag，Pd，Ir，Rh，Ni，Pb，Ru，Cu)的多結(jié)晶的薄膜(膜厚為50nm程度)，其形成于上部粘合膜 16b上。如上述所示，上部電極膜27的上表面也為與凹凸面13A相應(yīng)的凹凸面。此外，晶體結(jié)構(gòu)為面心立方結(jié)構(gòu)。
[0114]應(yīng)力均化膜14形成于上部電極膜27上。應(yīng)力均化膜14為使用了合金材料的多結(jié)晶的薄膜(膜厚為l〇〇nm程度)，具有能夠消除后述的元件應(yīng)力F12 (能夠相互抵消)的內(nèi)部應(yīng)力F14。
[0115]應(yīng)力均化膜14,例如，采用以鐵(Fe)為主成分的合金材料形成。應(yīng)力均化膜14的晶體結(jié)構(gòu)優(yōu)選為體心立方結(jié)構(gòu)。應(yīng)力均化膜14,例如，優(yōu)選使用包含F(xiàn)e、Co, Mo, Au，Pt，A1， Cu，Ag，Ta，Cr，Ti，Ni，Ir，Nb，Rb，Cs，Ba，V，W，Ru中的至少一種的合金材料。此外，應(yīng)力均化膜14更優(yōu)選采用包含F(xiàn)e、Co和Mo的合金材料。
[0116]此處，元件應(yīng)力F12為在薄膜壓電體元件12b中，使下部電極膜17、壓電體膜13以及上部電極膜27從上部電極膜27朝向下部電極膜17的方向(圖5中為向下的方向)翹曲成凸?fàn)畹膽?yīng)力。內(nèi)部應(yīng)力F14為應(yīng)力均化膜14所具有的應(yīng)力，其以使應(yīng)力均化膜14向外側(cè)擴(kuò)展，并以使其向上翹曲成凸?fàn)畹姆绞桨l(fā)生作用。
[0117]若具有壓縮應(yīng)力的應(yīng)力均化膜14形成于上部電極膜27,則應(yīng)力均化膜14向上拉伸上部電極膜27,內(nèi)部應(yīng)力F14以與元件應(yīng)力F12相抵消的方式發(fā)生作用，從而確保應(yīng)力的均衡。應(yīng)予說(shuō)明，內(nèi)部應(yīng)力F14為形成應(yīng)力均化膜14的材料所引起的應(yīng)力F14a和應(yīng)力均化膜14的后述晶粒的成長(zhǎng)所引起的應(yīng)力F14b兩方相加的應(yīng)力，詳細(xì)如后述所示。
[0118]此外，應(yīng)力均化膜14如圖11(a)所示，可以具有多個(gè)中空部14a，14b，14c，14c^P14e。各中空部為通過(guò)使成膜時(shí)所形成的晶粒中相鄰接的晶粒之間不接觸而得到的微小空隙部分(或者點(diǎn)缺陷)。由于這些中空部的存在，能夠容易控制應(yīng)力均化膜14的內(nèi)部應(yīng)力， 應(yīng)力的均衡化也變得容易進(jìn)行。
[0119]此處，圖15?圖17表示本發(fā)明人所制造的薄膜壓電體元件12b中的從壓電體膜 13到上部電極膜27的部分的SEM(掃描電鏡，Scanning Electron Microscope)圖像。如這些圖所示，壓電體膜13的上表面具有凹凸結(jié)構(gòu)。圖18表示應(yīng)力均化膜14的部分的TEM(透射電鏡，Transmiss1n Electron Microscope)圖像，圖19為表不其SAD (選擇區(qū)域電子衍射，Selected Area Diffract1n)圖案的 TEM 圖像。
[0120]上部電極膜27、下部電極膜17上形成有圖中未示出的配線。這些配線通過(guò)電極墊片18a，18b連接于連接配線11。
[0121]保護(hù)絕緣層25以覆蓋連接配線11以及薄膜壓電體元件12a、薄膜壓電體元件 12b的整體表面的方式覆蓋基底絕緣層5的表面。保護(hù)絕緣層25,例如采用聚酰亞胺形成， 具有5 ym?10 ym程度的厚度。該保護(hù)絕緣層25理想的是與撓性件6的圖中未示出的覆蓋層共同使用并被一體化制造。但是，薄膜壓電體元件12a、12b預(yù)先具有保護(hù)絕緣層時(shí)，也可以不通過(guò)保護(hù)絕緣層25來(lái)覆蓋壓電體元件12a、12b。
[0122]撓性件6具有通過(guò)在表面形成該保護(hù)絕緣層25,將薄膜壓電體元件12a、薄膜壓電體元件12b與連接配線11 一起納入內(nèi)部的結(jié)構(gòu)(壓電元件組裝結(jié)構(gòu))。
[0123]應(yīng)予說(shuō)明，圖2?圖4中，為了方便圖示，表示出了連接配線11以及薄膜壓電體元件12a、薄膜壓電體元件12b，這些部分被保護(hù)絕緣層25覆蓋，因此未露出撓性件6的表面。
[0124](薄膜壓電體元件的制造方法)
[0125]接下來(lái)，參照?qǐng)D9,圖10、圖12?圖14,對(duì)薄膜壓電體元件12b的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。薄膜壓電體元件12b (薄膜壓電體元件12a也一樣)按以下方法制造。
[0126]首先，如圖12所示，準(zhǔn)備由Si制得的基板51 (基板的厚度為100?3000 ym程度)，使Zr02等的金屬氧化物薄膜在其上表面外延生長(zhǎng)從而形成底膜15。底膜15可以為單層，也可以如圖12所示，重疊多個(gè)層而形成。底膜15可以優(yōu)選使用ZrOj莫、含釔的稀土元素與氧元素的稀土元素氧化物膜、或者它們的混合物或?qū)訅耗ぁ?br>[0127]接下來(lái)，實(shí)行下部電極膜形成工序。該工序中，通過(guò)濺射的方式使以Pt為主成分的金屬材料在底膜15上外延生長(zhǎng)。通過(guò)該外延生長(zhǎng)形成下部電極膜17。接下來(lái)，實(shí)行下部粘合膜形成工序。該工序中，例如使用SR0通過(guò)濺射從而在下部電極膜17的上表面形成下部粘合膜16a。
[0128]其后，實(shí)行壓電體膜形成工序。該工序中，如圖13所示，通過(guò)濺射，在下部粘合膜 16a上使PZT等壓電材料外延生長(zhǎng)。此時(shí)，通過(guò)控制第1成膜參數(shù)，使壓電材料的表面具有粗糙度，使上表面形成為上述的凹凸面13A從而形成壓電體膜13。
[0129]此處，第1成膜參數(shù)為通過(guò)濺射而在進(jìn)行壓電體膜13的成膜時(shí)所調(diào)節(jié)的各種參數(shù)，至少包含成膜速度、基板溫度、氣壓以及氣體組成?？梢詫⑿纬砂纪姑?3A時(shí)的第1成膜參數(shù)的數(shù)值設(shè)為第1壓電體成膜條件。
[0130]本發(fā)明人進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)后結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在硅基板上層壓了上述底膜、下部電極膜以及下部粘合膜的外延膜上，通過(guò)濺射使PZT膜外延生長(zhǎng)的情況下，通過(guò)從以下的第1壓電體成膜條件中適當(dāng)選擇數(shù)值組合而形成PZT膜，使上表面出現(xiàn)所期望的粗糙度，從而形成凹凸面13A。
[0131]第1壓電體成膜條件
[0132]成膜速度為0.1?3ym/h程度、基板溫度為350?750°C程度、氣壓為0.01? l〇Pa程度、氣體組成為氧分壓設(shè)為1?10%程度的氬與氧的混合氣體。
[0133]因此，壓電體膜形成工序中，可以通過(guò)控制第1成膜參數(shù)來(lái)滿足第1壓電體成膜條件，由此形成具有凹凸面13A的壓電體膜13。一般而言，若提高基板溫度，則表面過(guò)分粗糙， 凸部與凹部的大小容易變大，若降低基板溫度則凸部與凹部的大小容易變小、變平坦。本發(fā)明人考慮到這點(diǎn)后進(jìn)行了各種實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了上述的第1壓電體成膜條件。
[0134]此外，壓電體膜形成工序也可以按如下方式進(jìn)行。在這種情況下，通過(guò)溶膠凝膠法來(lái)使PZT等壓電材料在下部粘合膜16a上外延生長(zhǎng)。此時(shí)，通過(guò)控制第2成膜參數(shù)來(lái)形成具有凹凸面13A的壓電體膜13。
[0135]第2成膜參數(shù)是指通過(guò)溶膠凝膠法在進(jìn)行壓電體膜13的成膜時(shí)所調(diào)節(jié)的各種參數(shù)，至少包含旋轉(zhuǎn)涂布轉(zhuǎn)數(shù)、干燥溫度、預(yù)烘溫度以及加壓退火的氧壓和溫度?？梢詫⑿纬砂纪姑?3A時(shí)的第2成膜參數(shù)的數(shù)值作為第2壓電體膜成膜條件。
[0136]本發(fā)明人在進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)后結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在硅基板上層壓了上述底膜、下部電極膜以及下部粘合膜的外延生長(zhǎng)膜上，通過(guò)溶膠凝膠法使PZT膜外延生長(zhǎng)的情況下，通過(guò)從以下的第2壓電體成膜條件中適當(dāng)選擇條件進(jìn)行組合來(lái)形成PZT膜，在上表面會(huì)出現(xiàn)所希望的粗糙度，形成凹凸面13A。
[0137]第2壓電體成膜條件
[0138]旋轉(zhuǎn)涂布轉(zhuǎn)數(shù)為3000?5000rpm程度，干燥溫度為200?300°C程度(氧中)， 預(yù)烘溫度為400?500°C (氧中)，加壓退火的氧壓和溫度分別為3?10氣壓程度，600? 800 °C程度。
[0139]接下來(lái)，實(shí)行上部粘合膜形成工序。該工序中，如圖14所示，例如采用SR0通過(guò)濺射在壓電體膜13的凹凸面13A上形成上部粘合膜16b。
[0140]如后述所示，在后續(xù)工序中，上部電極膜27、應(yīng)力均化膜14依次形成在上部粘合膜16b上。本實(shí)施方式中，為使上部粘合膜16b具有與凹凸面13A相同的凹凸結(jié)構(gòu)，并且使上部電極膜27也具有與凹凸面13A相同的凹凸結(jié)構(gòu)，按下述的方式實(shí)行上部粘合膜形成工序、上部電極膜形成工序以及應(yīng)力均化膜形成工序。即，將上部粘合膜16b、上部電極膜27 以及應(yīng)力均化膜14的膜厚設(shè)為壓電體膜13的膜厚的幾個(gè)％的程度(1?3%程度)，并且以靠近壓電體膜13的順序，即按應(yīng)力均化膜14、上部電極膜27以及上部粘合膜16b的順序各膜膜厚依次減小。
[0141]此時(shí)，上部電極膜27以及上部粘合膜16b的膜厚相比壓電體膜13,具有極其小的極薄厚度。這樣，從上部粘合膜16b的下表面到上表面的至少一半的部分會(huì)進(jìn)入凹部13b 中，因此形成上部粘合膜16b后也會(huì)在其上表面殘留凹凸面13A的凹凸結(jié)構(gòu)，上表面不會(huì)變平坦。進(jìn)一步，形成上部電極膜27后也會(huì)在其上表面殘留凹凸面13A的凹凸結(jié)構(gòu)。
[0142]先于應(yīng)力均化膜14而形成的上部粘合膜16b以及上部電極膜27這兩層以膜厚比應(yīng)力均化膜14的膜厚小的方式形成。因此，在凹凸面13A上形成這兩層后，也會(huì)在上表面 (上部電極膜27的上表面)出現(xiàn)明確的凹凸結(jié)構(gòu)。因此，如后述所示，在應(yīng)力均化膜14上產(chǎn)生由于晶粒的成長(zhǎng)而引起的壓縮應(yīng)力。
[0143]在上部電極膜形成工序中，通過(guò)濺射使以Pt為主成分的金屬材料在上部粘合膜 16b上生長(zhǎng)，從而形成上部電極膜27。上部電極膜并非外延生長(zhǎng)膜，而是多結(jié)晶的不定向膜或者為(110)面或(111)面的優(yōu)先定向膜。
[0144]如上述所示，通過(guò)實(shí)行下部粘合膜形成工序和上部粘合膜形成工序，壓電體膜13 和上部電極膜27分別通過(guò)下部粘合膜16a、上部粘合膜16b層壓在下部電極膜17、壓電體膜13上。
[0145]其后，進(jìn)行應(yīng)力均化膜形成工序。該工序中，通過(guò)濺射采用以鐵(Fe)為主成分的合金材料(例如，包含F(xiàn)e、Co以及Mo的合金材料)形成應(yīng)力均化膜14。這樣可以得到薄膜壓電體元件12b。
[0146]應(yīng)予說(shuō)明，薄膜壓電體元件12b采用基板51來(lái)制造，通過(guò)研磨或蝕刻等一起除去底膜15和該基板51。然后，按需要形成聚酰亞胺等保護(hù)膜，再形成端子后，薄膜壓電體元件 12a、12b采用環(huán)氧樹(shù)脂粘合于舌部19部分。
[0147]此處，參照?qǐng)D9、10,對(duì)在上部電極膜形成工序中，在壓電體膜13上形成上部電極膜27的狀態(tài)進(jìn)行說(shuō)明，該說(shuō)明如下所示。應(yīng)予說(shuō)明，圖9、10中省略上部粘合膜16b的圖示。
[0148]如圖9 (a)所示，首先，用于形成上部電極膜27的多個(gè)晶粒27a，27b，27c，27d，27e 形成于凹凸面13A上。其后，這些晶粒27a，27b，27c，27d，27e生長(zhǎng)。此時(shí)，凹凸面13具有凹凸結(jié)構(gòu)，因此各27a，27b，27c，27d，27e的生長(zhǎng)方向不為同一方向。因此，如圖9(b)所示， 伴隨著生長(zhǎng)，相鄰接的晶粒的一部分開(kāi)始接觸。例如，如圖9(b)所示，晶粒27b和27c、27c 和27d分別在cl、c2部分接觸。
[0149]進(jìn)一步，各27a，27b，27c，27d，27e繼續(xù)生長(zhǎng)，如圖10(a)所示，相接觸的晶粒之間 (晶界附近)會(huì)產(chǎn)生使兩者相互遠(yuǎn)離的斥力。這樣，如圖10(b)所示，斥力以使上部電極膜 27向外側(cè)擴(kuò)展的方式發(fā)生作用。因此，該斥力在整體上部電極膜27上，表現(xiàn)為壓縮應(yīng)力H、 f2。上部電極膜27具有這樣的壓縮應(yīng)力fl、f2。該壓縮應(yīng)力fl、f2在使上部電極膜27朝上方反折的方向上發(fā)生作用。
[0150]如上述所示，這樣形成的上部電極膜27也與凹凸面13A —樣具有凹凸結(jié)構(gòu)，因此應(yīng)力均化膜14上也產(chǎn)生與壓縮應(yīng)力fl、f2同樣的壓縮應(yīng)力F14b。該壓縮應(yīng)力F14b是由應(yīng)力均化膜14的晶粒生長(zhǎng)所引起的應(yīng)力。
[0151](薄膜壓電體元件的作用效果)
[0152]如上述所示，薄膜壓電體元件12a具有壓電體膜13、應(yīng)力均化膜14,因此其具有以下的作用效果。即，壓電體膜13的凹凸面13A上形成上部粘合膜16b，但其膜厚微小，其上表面成為與凹凸面13A相同的凹凸面。因此，形成于上部粘合膜16b上的上部電極膜27具有壓縮應(yīng)力形成的內(nèi)部應(yīng)力。
[0153]此外，上部電極膜27的上表面也成為與凹凸面13A—樣的凹凸面，因此應(yīng)力均化膜14也具有壓縮應(yīng)力所形成的應(yīng)力F14b。應(yīng)力均化膜14具有包含應(yīng)力F14b和應(yīng)力F14a 的內(nèi)部應(yīng)力，應(yīng)力F14b是由具有凹凸結(jié)構(gòu)的膜上的晶粒生長(zhǎng)所引起的，應(yīng)力F14a是由材料引起的，比起僅具有由材料所引起的應(yīng)力F14a的薄膜，應(yīng)力均化膜14會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的應(yīng)力。 應(yīng)力均化膜14形成于上部電極膜27上，因此能確保元件應(yīng)力F12與內(nèi)部應(yīng)力F14的均衡， 所以薄膜壓電體元件12b的應(yīng)力均衡化作用比以往的要高。這樣，在薄膜壓電體元件12b 中，能更加可靠地確保沿著元件內(nèi)部的厚度方向的應(yīng)力平衡。
[0154]在僅有元件應(yīng)力F12作用的狀態(tài)下，薄膜壓電體元件12b朝元件應(yīng)力F12的作用方向翹曲。然而，薄膜壓電體元件12b中，除此之外還有內(nèi)部應(yīng)力F14會(huì)發(fā)生作用，能可靠地確保兩種應(yīng)力的平衡。因此，薄膜壓電體元件12b的翹曲能被充分抑制。這樣，盡管薄膜壓電體元件12b為單層的壓電層壓體，但即使不施加電壓，其翹曲也能被充分抑制，同時(shí)彎曲變位也能被抑制。因此，薄膜壓電體元件12b適合于HGA。
[0155]應(yīng)力均化膜14的晶體結(jié)構(gòu)為體心立方結(jié)構(gòu)，因此應(yīng)力均化膜14在具有微小膜厚的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大的壓縮應(yīng)力。上部電極膜27的晶體結(jié)構(gòu)為面心立方結(jié)構(gòu)，因此在其與應(yīng)力均化膜14的界面附近會(huì)產(chǎn)生壓縮應(yīng)力。此外，這些晶體結(jié)構(gòu)各異，因此難以發(fā)生由外力引起的裂紋等，因此，提高了薄膜壓電體元件12b的可靠性。
[0156]此外，薄膜壓電體元件12b具有下部粘合膜16a和上部粘合膜16b，因此下部電極膜17、壓電體膜13以及上部電極膜27的粘合性提高。并且，壓電體膜13的凹凸面13A具有凹凸結(jié)構(gòu)，上部粘合膜16b以及上部電極膜27也具有相同的凹凸結(jié)構(gòu)。這樣，與各膜平坦的情況相比，其與其他膜之間的接觸面積增大，因此進(jìn)一步提高了膜之間的粘合性。
[0157]此外，薄膜壓電體元件12b在制造過(guò)程中沒(méi)有必要在基板上貼合層壓的多個(gè)結(jié)構(gòu)體，因此在制造過(guò)程中不需要用于調(diào)整結(jié)構(gòu)體位置的步驟。因此，與以往相比，薄膜壓電體元件12b的制造工序可以更簡(jiǎn)化，能夠降低一定的制造成本。因此，能夠在不損害批量生產(chǎn)性和降低生產(chǎn)成本效果的前提下制造薄膜壓電體元件12b。
[0158]并且，粘合層之間也不需要貼合，因此不用擔(dān)心粘合層之間會(huì)剝離，也不用擔(dān)心壓電層壓體之間形成間隙或裂紋。薄膜壓電體元件12b的元件可靠性能在一定程度上得到提尚。
[0159]此外，凹凸面13A的凸部13a、凹部13b具有蜿蜒結(jié)構(gòu)時(shí)，上部粘合層16b與凹凸面13A的接觸面積增大。這樣，壓電體膜13與上部粘合層16b的粘合性進(jìn)一步提高，其可靠性也會(huì)進(jìn)一步提高。此外，壓電體膜13通過(guò)外延生長(zhǎng)形成，因此為沒(méi)有晶界的均質(zhì)膜，其壓電特性良好。
[0160](變形例1)
[0161]如圖8所示，上述的壓電體膜13的凸部13a以及凹部13b具有蜿蜒結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步， 如圖21 (a)所示，凸部13a以及凹部13b可以形成近直線。
[0162]此外，如圖21 (b)所示，壓電體膜13可以具有沿長(zhǎng)度方向凸部與凹部交互配置的蜿蜒狀的多個(gè)帶狀部13vl，13v2,13v3,13v4。
[0163](變形例2)
[0164]接下來(lái)，參照?qǐng)D22?圖24對(duì)變形例中的薄膜壓電體元件112b進(jìn)行說(shuō)明。圖22為撓性件6的粘合有變形例所涉及的薄膜壓電體元件112b部分的與圖5 —樣的截面圖。圖 23為將薄膜壓電體元件112b中從壓電體膜13到應(yīng)力均化膜14的部分放大的截面圖。圖 24(a)為將圖23的主要部分放大的與圖6 —樣的截面圖、(b)為將(a)的主要部分放大的截面圖。
[0165]薄膜壓電體元件112b與上述的薄膜壓電體元件12b相比，不同之處在于不具有上部電極膜27而是具有上部電極膜127。上部電極膜127與上部電極膜27相比，不同之處在于具有第1金屬層127a和第2金屬層127b，并且具有在第1金屬層127a上形成第2金屬層127b的雙層結(jié)構(gòu)。
[0166]第1金屬層127a以貴金屬(例如Pt)為主成分而形成。第2金屬層127b與第1 金屬層127a相比，其楊氏模量大，并且采用不含貴金屬的合金材料(例如以Fe為主成分的合金材料)來(lái)形成。如圖24(b)所示，第2金屬層127b的厚度tb以比第1金屬層127a的厚度ta大的方式形成。
[0167]此外，薄膜壓電體元件112b中，構(gòu)成下部電極膜17的貴金屬和構(gòu)成第1金屬層 127a的貴金屬采用相同元素構(gòu)成。例如，雙方都能以Pt作為主成分來(lái)構(gòu)成。薄膜壓電體元件112b中，下部電極膜17作為以Pt等的貴金屬為主成分的面心立方結(jié)構(gòu)的(100)定向膜而形成。
[0168]接著，如圖24 (a)所示，上部電極膜127與上部電極膜27—樣，具有從第1金屬層 127a的下表面(凹凸面13A側(cè)的面)到第2金屬層127b的上表面(應(yīng)力均化膜14側(cè)的面)的一部分進(jìn)入凹部13b程度的膜厚。進(jìn)一步，第2金屬層127b的上表面為對(duì)應(yīng)于凹凸面13A的凹凸面，其上表面形成有應(yīng)力均化膜14。
[0169]如以上所述，薄膜壓電體元件112b中，上部電極膜127具有包含第1、第2金屬層127a、127b的雙層結(jié)構(gòu)，構(gòu)成第2金屬層127b的金屬材料的楊氏模量比構(gòu)成第1金屬層127a的金屬材料的楊氏模量大，因此能有效抑制上部電極膜127的翹曲。如上部電極膜 127那樣，為上側(cè)(應(yīng)力均化膜14側(cè))采用比下側(cè)楊氏模量大的材料所形成的雙層結(jié)構(gòu)時(shí)， 相比上部電極膜27那樣的單層結(jié)構(gòu)，其壓縮應(yīng)力形成的內(nèi)部應(yīng)力更強(qiáng)。并且，第2金屬層 127b的厚度tb比第1金屬層127a的厚度ta大，因此其內(nèi)部應(yīng)力更強(qiáng)。因此，其上部電極膜127可以強(qiáng)力抑制薄膜壓電體元件112b的翹曲。因此，通過(guò)具有上部電極膜127,薄膜壓電體元件112b的應(yīng)力均衡化作用比薄膜壓電體元件12b良好。
[0170]此外，上部電極膜127的上表面形成與上部電極膜27同樣的凹凸面，因此與薄膜壓電體元件12b —樣，應(yīng)力均化膜14具有由材料引起的應(yīng)力F14a和由晶粒的成長(zhǎng)引起的應(yīng)力F14b，會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的應(yīng)力。因此，薄膜壓電體元件112b比起薄膜壓電體元件12b，能夠更加可靠地確保沿著元件內(nèi)部的厚度方向的應(yīng)力平衡。
[0171]上部電極膜127的晶體結(jié)構(gòu)為面心立方結(jié)構(gòu)，與應(yīng)力均化膜14的晶體結(jié)構(gòu)不同。 因此，受到外力時(shí)，從應(yīng)力均化膜14到上部電極膜127的裂紋難以貫通，提高了薄膜壓電體元件112b的可靠性。
[0172]進(jìn)一步，下部電極膜17作為以Pt等的貴金屬為主成分的面心立方結(jié)構(gòu)的(100) 定向膜來(lái)形成，因此在壓電體膜13側(cè)的上表面，能有效產(chǎn)生壓縮應(yīng)力。
[0173](實(shí)施例)
[0174]本發(fā)明人在按照上述壓電體成膜條件形成壓電體膜13后，形成使用了包含F(xiàn)e、Co 以及Mo的合金材料的應(yīng)力均化膜14從而形成薄膜壓電體元件12b。其結(jié)果為，元件的翹曲大幅度降低，也能抑制元件朝著厚度方向的彎曲變位。進(jìn)一步，形成不具有應(yīng)力均化膜14 的薄膜壓電體元件，對(duì)二者朝著縱向的每單位電壓的變位(stroke sensitivity)進(jìn)行比較后，可以明確前者(具有應(yīng)力均化膜14的薄膜壓電體元件12b)的stroke sensitivity 相比后者的stroke sensitivity大約改善40%以上。
[0175]此外，由X-ray Diffract1n(XRD)測(cè)定的結(jié)果可以確認(rèn)以Pt為主成分的下部電極膜、由SR0等制成的下部粘合膜以及PZT等制成的壓電體膜一起外延生長(zhǎng)。下部電極膜為面心立方結(jié)構(gòu)的(100)面朝向膜面的法線方向的(100)定向外延生長(zhǎng)膜。由FeCoMo制得的應(yīng)力均化膜為體心立方結(jié)構(gòu)的(110)面朝向膜面的法線方向的(110)定向多結(jié)晶膜。
[0176](磁頭折片組合以及硬盤裝置的實(shí)施方式)
[0177]下面參照?qǐng)D25對(duì)磁頭折片組合以及硬盤裝置的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0178]圖25為表示具有上述HGA1的硬盤裝置201的立體圖。硬盤裝置201具有高速旋轉(zhuǎn)的硬盤(磁記錄介質(zhì))202和HGA1。硬盤裝置201為使HGA1工作，并在硬盤202的記錄面上進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄以及讀取的裝置。硬盤202具有多個(gè)(圖中為4個(gè))磁盤。各磁盤的記錄面分別與磁頭滑塊60相對(duì)。
[0179]硬盤裝置201通過(guò)組合托架(assembly carriage)裝置203在磁軌上定位磁頭滑塊60。在該磁頭滑塊60上形成有圖中未示出的薄膜磁頭。此外，硬盤裝置201具有多個(gè)驅(qū)動(dòng)臂209。各驅(qū)動(dòng)臂209通過(guò)音圈馬達(dá)(VCM) 205以樞軸承206為中心轉(zhuǎn)動(dòng)，在沿樞軸承 206的方向上堆疊(stack)。各驅(qū)動(dòng)臂209的頂端安裝有HGA1。
[0180]進(jìn)一步，硬盤裝置201具有控制記錄讀取的控制電路(control circuit) 204。
[0181]若硬盤裝置201使HGA1旋轉(zhuǎn)，則磁頭滑塊60向橫切硬盤202的半徑方向即橫切磁軌線的方向移動(dòng)。
[0182]使用上述的薄膜壓電體元件12a、12b來(lái)制造該種HGA1以及硬盤裝置201時(shí)，由于抑制了薄膜壓電體元件12a、12b的翹曲，因此能容易進(jìn)行搭載(粘合于基底絕緣層5)。此夕卜，由于能抑制搭載薄膜壓電體元件12a、12b時(shí)的晶體元件的破損，因此改善了制造HGA1 以及硬盤裝置201時(shí)的成品率。
[0183]此外，薄膜壓電體元件12a、12b雖然是單層，但其stroke sensitivity高，因此與采用現(xiàn)有的薄膜壓電體元件相比，能有效發(fā)生縱向變位，有效調(diào)整薄膜磁頭的位置。進(jìn)一步，薄膜壓電體元件12a、12b雖然是單層，但其應(yīng)力均衡化作用高到能可靠抑制彎曲變位的程度。并且，薄膜之間的粘合性高，因此能在不損害批量生產(chǎn)性和成本降低效果的同時(shí)制造HGA1以及硬盤裝置201。
[0184](噴墨頭的實(shí)施方式)
[0185]接下來(lái)參照附圖26對(duì)噴墨頭的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0186]圖26為表示噴墨頭301的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。噴墨頭301采用薄膜壓電體元件 312a、312b、312c來(lái)制造。噴墨頭301具有印刷頭本體部302、以及薄膜壓電體元件312a、 312b、312c。
[0187]印刷頭本體部302具有墨水流路結(jié)構(gòu)體303和振動(dòng)部件305。
[0188]墨水流路結(jié)構(gòu)體303具有形成有多個(gè)(圖26中為3個(gè))噴嘴303a，303b，303c 以及墨水流路304a，304b，304c的基板303A，對(duì)應(yīng)于各噴嘴303a，303b，303c以及墨水流路 304a，304b，304c，形成多個(gè)墨水室306a，306b，306c。各墨水室306a，306b，306c被側(cè)壁部 307隔開(kāi)，其分別通過(guò)墨水流路304a，304b，304c連通噴嘴303a，303b，303c。各墨水室306a， 306b，306c中收納有圖中未示出的墨水。墨水流路結(jié)構(gòu)體303能夠采用樹(shù)脂、金屬、硅(Si) 基板、玻璃基板、陶瓷等各種材料來(lái)制造。
[0189]振動(dòng)部件305以覆蓋多個(gè)墨水室306a，306b，306c的方式粘合于墨水流路結(jié)構(gòu)體 303上。振動(dòng)部件305由例如氧化硅(S1)等制得，其具有3.5 ym程度的厚度。然后，薄膜壓電體元件312a、312b、312c以對(duì)應(yīng)各墨水室306a，306b，306c的方式粘合于振動(dòng)部件305 的外側(cè)上。薄膜壓電體元件312a、312b、312c采用粘合劑313粘合于振動(dòng)部件305上。
[0190]各薄膜壓電體元件312a、312b、312c具有與上述薄膜壓電體元件12b相同的結(jié)構(gòu)。 此外，各薄膜壓電體元件312a、312b、312c具有圖中未示出的電極端子。各電極端子上連接有圖中未示出的配線。
[0191]印刷頭本體部302以及噴墨頭301能夠按如下方法制造。首先，采用機(jī)械加工在基板303A上形成噴嘴303a，303b，303c以及墨水流路304a，304b，304c。接著，將通過(guò)對(duì)墨水室306a，306b，306c進(jìn)行機(jī)械加工或蝕刻所形成的側(cè)壁部307粘合于基板303A上?；蛘咄ㄟ^(guò)電鍍的方式將側(cè)壁部307形成于基板303A上。這樣來(lái)完成墨水流路結(jié)構(gòu)體303的制造。其后，將振動(dòng)部件305粘合于墨水流路結(jié)構(gòu)體303上，這樣來(lái)制造印刷頭本體部302。
[0192]然后，通過(guò)研磨或蝕刻等一起除去上述的底膜15和基板51，制造薄膜壓電體元件312&、31213、312(:，采用環(huán)氧樹(shù)脂等的粘合劑313將這些薄膜壓電體元件粘合于振動(dòng)部件 305上。由此來(lái)完成噴墨頭301的制造。
[0193]對(duì)于通過(guò)這種方式制造而成的噴墨頭301，一旦從圖中未示出的電源通過(guò)配線以及電極端子向薄膜壓電體元件312a，312b，312c供給電力，則如圖26所示，例如，由于薄膜壓電體元件312b的變形，在振動(dòng)部件305上形成彎曲部305d。于是，各墨水室306a，306b， 306c所容納的墨水被擠出，該墨水通過(guò)墨水流路304a，304b，304c以及噴嘴303a，303b， 303c被噴出。
[0194]薄膜壓電體元件312a，312b，312c與上述薄膜壓電體元件12b —樣，其翹曲能夠被抑制，因此能容易將其粘合于振動(dòng)部件305上。而且，由于將在與印刷頭本體部302不同的基板上制造的薄膜壓電體元件粘合于振動(dòng)部件305上，因此薄膜壓電體元件312a，312b， 312c能有效被配置。此外，對(duì)基板303A的材料的限制減少，因此噴墨頭301比以往更能降低制造成本。
[0195]并且，與以往那樣在硅基板上形成下部電極膜、壓電體膜、上部電極膜，并在該硅基板上通過(guò)反應(yīng)性離子蝕刻等來(lái)形成墨水流路以及噴嘴的情況相比，噴墨頭301的印刷頭本體部302中的材料的限制減少，能夠?qū)⒏鞣N材料用于印刷頭本體部302。因此，能夠在制造印刷頭本體部302時(shí)使用比采用反應(yīng)性離子蝕刻等加工成本更低的方法，能夠容易地制造噴墨頭301。此外，盡管圖中沒(méi)有示出，也可以采用不同的基板制造噴嘴和墨水流路后再將其接合，其后，通過(guò)粘合薄膜壓電體元件來(lái)制造噴墨頭。此時(shí)，例如噴嘴也可以通過(guò)機(jī)械加工來(lái)制造，墨水流路也可以采用電鍍來(lái)形成。
[0196](可變焦透鏡的實(shí)施方式)
[0197]接下來(lái)，就可變焦透鏡的實(shí)施方式，參照?qǐng)D27、圖28來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
[0198]圖27為表示實(shí)施方式所涉及的可變焦透鏡401的概略結(jié)構(gòu)的平面圖，圖28為圖 27的28 — 28線的截面圖?？勺兘雇哥R401具有透鏡本體部410和2個(gè)薄膜壓電體元件 412, 412。
[0199]透鏡本體部410具有透明基板402、金屬性殼體403、透明彈性體404、透明凝膠狀樹(shù)脂405和金屬環(huán)部件406。
[0200]透明基板402由玻璃等的透明部件制得，形成矩形狀。金屬性殼體403為具有沿著透明基板402的大小的、從平面上看呈矩形狀的筒狀體，其內(nèi)側(cè)形成筒狀空隙部403a。金屬性殼體403例如采用不銹鋼形成。透明彈性體404由透明聚合物等透明、具有彈性、且容易變形的材料制得，無(wú)間隙地嵌合于金屬性殼體403的筒狀空隙部403a內(nèi)。此外，透明彈性體404的內(nèi)側(cè)形成圓筒狀空隙部404a。透明凝膠狀樹(shù)脂405由硅酮樹(shù)脂等制得，收納于透明彈性體404的圓筒狀空隙部404a內(nèi)。透明凝膠狀樹(shù)脂405通過(guò)無(wú)間隙地嵌合于圓筒狀空隙部404a的內(nèi)壁而呈圓柱狀。金屬環(huán)部件406為具有適當(dāng)厚度的圓環(huán)狀部件，在圓筒狀空隙部404a內(nèi)，其載置于透明凝膠狀樹(shù)脂405的表面。
[0201]接著，薄膜壓電體元件412,412跨過(guò)透明彈性體404架設(shè)于金屬環(huán)部件406和金屬性殼體403上，采用圖中未示出的粘合劑粘合于金屬環(huán)部件406和金屬性殼體403上。各薄膜壓電體元件412,412在通過(guò)透明凝膠狀樹(shù)脂405的中心的直線上，隔著該中心對(duì)向排列。
[0202]薄膜壓電體元件412、412具有與上述薄膜壓電體元件12b相同的結(jié)構(gòu)。此外，各薄膜壓電體元件412、412具有圖中未示出的電極端子。各電極端子上連接有圖中未示出的配線。
[0203]具有以上結(jié)構(gòu)的可變焦透鏡401按如下方法制造。首先，通過(guò)研磨或蝕刻等一起除去上述底膜15和基板51，由此來(lái)制造薄膜壓電體元件412、412。接著，通過(guò)圖中未示出的粘合劑來(lái)將該薄膜壓電體元件412、412粘合于透鏡本體部410上，由此來(lái)制造可變焦透鏡 401。
[0204]對(duì)于這種可變焦透鏡401，一旦通過(guò)配線向各薄膜壓電體元件412、412供給電力， 則各薄膜壓電體元件412、412發(fā)生變形。對(duì)應(yīng)于該變形金屬環(huán)部件406被擠壓，導(dǎo)致透明凝膠狀樹(shù)脂405發(fā)生變形。這樣，在可變焦透鏡401中，能使焦距發(fā)生變化。薄膜壓電體元件412與上述薄膜壓電體元件12b同樣，翹曲能夠被抑制，因此能容易地將其粘合于透鏡本體部410上。
[0205](可變焦透鏡的變形例)
[0206]接著，參照?qǐng)D29對(duì)可變焦透鏡的變形例進(jìn)行說(shuō)明。圖29為表示變形例所涉及的可變焦透鏡451的概略結(jié)構(gòu)的截面圖?？勺兘雇哥R451具有透鏡本體部452和薄膜壓電體元件 412, 412。
[0207]透鏡本體部452具有透明玻璃基板453,453、密封樹(shù)脂部件454和透明凝膠狀樹(shù)脂 455〇
[0208]透明玻璃基板453,453形成薄板狀，其具有能夠適當(dāng)彎曲程度的適度彈性。透明玻璃基板453,453隔著一定間隔相對(duì)配置。透明玻璃基板453,453之間的整個(gè)周圍粘合有密封樹(shù)脂部件454。由這種透明玻璃基板453,453、密封樹(shù)脂部件454來(lái)形成密閉空間456， 該密閉空間456內(nèi)容納有與透明凝膠狀樹(shù)脂405 —樣的透明凝膠狀樹(shù)脂455。
[0209]接著，采用圖中未示出的粘合劑將薄膜壓電體元件412, 412粘合于其中一個(gè)透明玻璃基板453的外側(cè)。這些薄膜壓電體元件412也與上述的可變焦透鏡401 —樣具有圖中未示出的電極端子。電極端子上連接圖中未示出的配線。一旦通過(guò)該配線向薄膜壓電體元件412, 412供給電力，則薄膜壓電體元件412,412發(fā)生變形。對(duì)應(yīng)于該變形透明玻璃基板453出現(xiàn)歪斜(或者撓曲)，從而導(dǎo)致透明凝膠狀樹(shù)脂455發(fā)生變形。這樣，可變焦透鏡 451中，能使焦距發(fā)生變化。在可變焦透鏡451中，薄膜壓電體元件412,412也與上述薄膜壓電體元件12b —樣翹曲被抑制，因此能容易將其粘合于透鏡本體部452上。
[0210](脈搏傳感器的實(shí)施方式)
[0211]接下來(lái)，參照?qǐng)D30對(duì)脈搏傳感器的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖30為表示實(shí)施方式所涉及的脈搏傳感器501的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。脈搏傳感器501具有傳感器本體部502和薄膜壓電體元件512。
[0212]傳感器本體部502具有金屬性殼體504、密封部件505、由撓性部件制成的振動(dòng)板 503、金屬墊片(pad) 507、配線部件509和導(dǎo)線510。
[0213]金屬性殼體504由鋁或不銹鋼等金屬形成。金屬性殼體504在中央形成凹部501a， 為以包圍凹部501a的周圍的方式形成壁部501b的有底圓筒狀的部件。密封部件505由硅酮橡膠等具有彈性的部件制得，其粘合于金屬性殼體504的壁部501b與振動(dòng)板503之間。 振動(dòng)板503形成直徑為約10mm程度、厚度為0.1mm程度的圓板狀。振動(dòng)板503例如采用不銹鋼等金屬以可以變形的方式形成。
[0214]金屬墊片507由Au，Cr，Cu等制得，采用環(huán)氧樹(shù)脂等粘合劑506b粘合于振動(dòng)板503 的內(nèi)側(cè)(凹部501a側(cè))。金屬墊片507通過(guò)由Au等制成的配線部件509連接于薄膜壓電體元件512。此外，金屬墊片507通過(guò)焊錫508也與導(dǎo)線510連接。導(dǎo)線510與圖中未示出的電源連接。
[0215]接著，薄膜壓電體元件512采用環(huán)氧樹(shù)脂等粘合劑506a粘合于振動(dòng)板503的內(nèi)側(cè) (凹部501a側(cè))。薄膜壓電體元件512具有與上述薄膜壓電體元件12b相同的結(jié)構(gòu)。此外， 薄膜壓電體元件512連接配線部件509。
[0216]采用如下的方法使用該脈搏傳感器501。使振動(dòng)板503接觸圖中未示出的人的胳膊等的人體。這樣，人體的脈動(dòng)傳遞到振動(dòng)板503,振動(dòng)板503發(fā)生變形。一旦振動(dòng)板503 發(fā)生變形，則與此相應(yīng)薄膜壓電體元件512發(fā)生變形，對(duì)應(yīng)于該變形的微弱的電信號(hào)(脈搏信號(hào))被從薄膜壓電體元件512輸出。該電信號(hào)通過(guò)配線部件509、金屬墊片507以及導(dǎo)線510被輸出至外部。采用圖中未示出的放大器來(lái)放大該信號(hào)，則能觀測(cè)到脈搏信號(hào)的波形。這樣，通過(guò)脈搏傳感器501能檢測(cè)出脈搏信號(hào)。薄膜壓電體元件512與上述薄膜壓電體元件12b —樣，翹曲被抑制，因此能容易將其粘合于振動(dòng)部件503上。
[0217]應(yīng)予說(shuō)明，上述實(shí)施方式中，雖然作為傳感器采用的是脈搏傳感器為例進(jìn)行說(shuō)明， 但本發(fā)明可以適用壓力傳感器、振動(dòng)傳感器、加速度傳感器、荷重傳感器等各種傳感器。
[0218]以上是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式所進(jìn)行的說(shuō)明，但是本發(fā)明的裝置以及方法不受該限定，能夠容易地實(shí)施各種變形例。此外，對(duì)各實(shí)施方式中的結(jié)構(gòu)要素、功能、特征或方法步驟進(jìn)行適當(dāng)組合而構(gòu)成的裝置或方法均包含在本發(fā)明中。
[0219]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0220]通過(guò)采用本發(fā)明，即使是單層的壓電層壓體，也能充分抑制翹曲和彎曲變位，并且能夠在不損害批量生產(chǎn)性和成本降低效果的同時(shí)制造提高了薄膜之間的粘合性的薄膜壓電體元件。本發(fā)明能夠用于薄膜壓電體元件及其制造方法、和具有該薄膜壓電體元件的磁頭折片組合、硬盤裝置、噴墨頭、可變焦透鏡以及傳感器。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種薄膜壓電體元件，其具有依次層壓有下部電極膜、壓電體膜以及上部電極膜的 層壓結(jié)構(gòu)，其中，所述壓電體膜中的所述上部電極膜側(cè)的上表面為具有凸部和凹部的凹凸面，該凸部為 從該凹凸面的高度方向的中心面突出成凸?fàn)畹膹澢?，并且該凹部為從該中心面凹陷成?狀的且與該凸部連接的彎曲面；該凹凸面上形成有所述上部電極膜；所述薄膜壓電體元件具有具備能夠抵消元件應(yīng)力的內(nèi)部應(yīng)力的應(yīng)力均化膜，該元件應(yīng) 力為所述下部電極膜、壓電體膜以及上部電極膜在從所述上部電極膜朝向所述下部電極膜 的方向上翹曲成凸?fàn)畹脑?yīng)力，該應(yīng)力均化膜形成于所述上部電極膜上以確保該元件應(yīng) 力與該內(nèi)部應(yīng)力之間的均衡。2.如權(quán)利要求1所述的薄膜壓電體元件，其進(jìn)一步具有形成于所述凹凸面的上部粘合膜，該上部粘合膜具有從所述凹凸面?zhèn)鹊?下表面至所述應(yīng)力均化膜側(cè)的上表面的至少一半的部分進(jìn)入所述凹部的程度的膜厚；該上部粘合膜的所述上部電極膜側(cè)的上表面為與所述壓電體膜的所述凹凸面相對(duì)應(yīng) 的凹凸面，在該上部粘合膜的所述上表面形成有所述上部電極膜。3.如權(quán)利要求1所述的薄膜壓電體元件，其中，所述上部電極膜具有從所述凹凸面?zhèn)鹊南卤砻嬷了鰬?yīng)力均化膜側(cè)的上表面的至少 一部分進(jìn)入所述凹部的程度的膜厚；所述上部電極膜的所述應(yīng)力均化膜側(cè)的上表面為與所述壓電體膜的所述凹凸面相對(duì) 應(yīng)的凹凸面，在所述上部電極膜的所述上表面形成有所述應(yīng)力均化膜。4.如權(quán)利要求1所述的薄膜壓電體元件，其中，所述應(yīng)力均化膜采用以鐵為主成分的合金材料形成，并且成膜時(shí)會(huì)形成晶粒，形成于 所述上部電極膜上的多個(gè)晶粒中相鄰接的晶粒隨著生長(zhǎng)發(fā)生接觸從而在晶界附近產(chǎn)生壓 縮應(yīng)力，所述應(yīng)力均化膜具有包含該壓縮應(yīng)力的所述內(nèi)部應(yīng)力。5.如權(quán)利要求1所述的薄膜壓電體元件，其中，所述下部電極膜作為以貴金屬為主成分的面心立方結(jié)構(gòu)的(100)定向膜而形成；所述上部電極膜具有形成于所述凹凸面上的第1金屬層和形成于該第1金屬層上的第 2金屬層，該第1金屬層以貴金屬為主成分形成，該第2金屬層的楊氏模量比所述第1金屬 層大，并且采用不含貴金屬的合金材料形成。6.如權(quán)利要求5所述的薄膜壓電體元件，其中，構(gòu)成所述下部電極膜的所述貴金屬與構(gòu)成所述第1金屬層的所述貴金屬采用相同元 素構(gòu)成。7.如權(quán)利要求5所述的薄膜壓電體元件，其中，所述第2金屬層的厚度比所述第1金屬層的厚度大。8.如權(quán)利要求5所述的薄膜壓電體元件，其中，所述上部電極膜具有從所述第1金屬層的所述凹凸面?zhèn)鹊南卤砻嬷了龅?金屬層的 所述應(yīng)力均化膜側(cè)的上表面的至少一部分進(jìn)入所述凹部的程度的膜厚；所述第2金屬層的所述應(yīng)力均化膜側(cè)的上表面為與所述壓電體膜的所述凹凸面相對(duì) 應(yīng)的凹凸面，在所述第2金屬層的所述上表面形成有所述應(yīng)力均化膜。9.如權(quán)利要求4所述的薄膜壓電體元件，其中，所述應(yīng)力均化膜具有中空部，所述中空部通過(guò)在相鄰接的所述晶粒之間使所述晶粒之 間不接觸而得到。10.如權(quán)利要求1所述的薄膜壓電體元件，其進(jìn)一步具有形成于所述下部電極膜中所述壓電體膜側(cè)的上表面的下部粘合膜，在該 下部粘合膜上形成有所述壓電體膜。11.如權(quán)利要求1?10中任一項(xiàng)所述的薄膜壓電體元件，其中，所述應(yīng)力均化膜、上部電極膜的膜厚依次減小。12.—種薄膜壓電體元件的制造方法，該薄膜壓電體元件具有依次層壓有下部電極膜、壓電體膜以及上部電極膜的層壓結(jié) 構(gòu)，所述制造方法具有:下部電極膜形成工序，其在基板上形成所述下部電極膜；壓電體膜形成工序，其在所述下部電極膜上通過(guò)濺射形成所述壓電體膜時(shí)，通過(guò)對(duì)壓 電體成膜所涉及的包含成膜速度、基板溫度、氣壓以及氣體組成的成膜參數(shù)進(jìn)行控制，將所 述壓電體膜的遠(yuǎn)離所述基板一側(cè)的上表面設(shè)為凹凸面，該凹凸面具有凸部以及凹部，該凸 部為從高度方向上的中心面突出成凸?fàn)畹膹澢妫⑶以摪疾繛閺脑撝行拿姘枷莩砂紶畹?且與該凸部連接的彎曲面；上部電極膜形成工序，其在所述凹凸面上形成所述上部電極膜；應(yīng)力均化膜形成工序，其在所述上部電極膜上形成應(yīng)力均化膜，所述應(yīng)力均化膜具有 能夠抵消所述下部電極膜、壓電體膜以及上部電極膜在朝著所述基板的方向上翹曲成凸?fàn)?的元件應(yīng)力的內(nèi)部應(yīng)力。13.—種薄膜壓電體元件的制造方法，該薄膜壓電體元件具有依次層壓有下部電極膜、壓電體膜以及上部電極膜的層壓結(jié) 構(gòu)，所述制造方法具有:下部電極膜形成工序，其在基板上形成所述下部電極膜；壓電體膜形成工序，其在所述下部電極膜上通過(guò)溶膠凝膠法形成所述壓電體膜時(shí)，通 過(guò)對(duì)壓電體成膜所涉及的包含旋轉(zhuǎn)涂布轉(zhuǎn)數(shù)、干燥溫度、預(yù)烘溫度以及加壓退火的氧壓和 溫度的成膜參數(shù)進(jìn)行控制，將所述壓電體膜的遠(yuǎn)離所述基板一側(cè)的上表面設(shè)為凹凸面，該 凹凸面具有凸部以及凹部，該凸部為從高度方向上的中心面突出成凸?fàn)畹膹澢?，并且?凹部為從該中心面凹陷成凹狀的且與該凸部連接的彎曲面；上部電極膜形成工序，其在所述凹凸面上形成所述上部電極膜；應(yīng)力均化膜形成工序，其在所述上部電極膜上形成應(yīng)力均化膜，所述應(yīng)力均化膜具有 能夠抵消所述下部電極膜、壓電體膜以及上部電極膜在朝著所述基板的方向上翹曲成凸?fàn)?的元件應(yīng)力的內(nèi)部應(yīng)力。14.如權(quán)利要求12或13所述的薄膜壓電體元件的制造方法，其進(jìn)一步具有:下部粘合膜形成工序，其在所述下部電極膜中遠(yuǎn)離所述基板一側(cè)的上表面形成下部粘合膜；上部粘合膜形成工序，其在所述凹凸面形成上部粘合膜；所述應(yīng)力均化膜、上部電極膜以及上部粘合膜的膜厚依次減小，并且以從所述上部粘 合膜的所述凹凸面?zhèn)鹊南卤砻嬷了鰬?yīng)力均化膜側(cè)的上表面的至少一半的部分進(jìn)入所述 凹部的方式，進(jìn)行所述上部粘合膜形成工序、所述上部電極膜形成工序以及所述應(yīng)力均化 膜形成工序。15.—種磁頭折片組合，其具有:形成有薄膜磁頭的磁頭滑塊、支承該磁頭滑塊的懸臂、使所述磁頭滑塊相對(duì)于 所述懸臂變位的薄膜壓電體元件；其中，所述薄膜壓電體元件具有依次層壓有下部電極膜、壓電體膜以及上部電極膜的層壓結(jié) 構(gòu)；所述壓電體膜中的所述上部電極膜側(cè)的上表面為具有凸部與凹部的凹凸面，該凸部為 從該凹凸面的高度方向的中心面突出成凸?fàn)畹膹澢?，并且該凹部為從該中心面凹陷成?狀的且與該凸部相連的彎曲面；該凹凸面上形成有所述上部電極膜；所述薄膜壓電體元件具有具備能夠抵消元件應(yīng)力的內(nèi)部應(yīng)力的應(yīng)力均化膜，該元件應(yīng) 力為所述下部電極膜、壓電體膜以及上部電極膜在從所述上部電極膜朝向所述下部電極膜 的方向上翹曲成凸?fàn)畹脑?yīng)力；該應(yīng)力均化膜形成于所述上部電極膜上以確保該元件應(yīng) 力與該內(nèi)部應(yīng)力之間的均衡。16.—種硬盤裝置，其具有磁頭折片組合和記錄媒介，所述磁頭折片組合具有:形成有薄膜磁頭的磁頭滑 塊、支承該磁頭滑塊的懸臂、使所述磁頭滑塊相對(duì)于所述懸臂變位的薄膜壓電體元件；其 中，所述薄膜壓電體元件具有依次層壓有下部電極膜、壓電體膜以及上部電極膜的層壓結(jié) 構(gòu)；所述壓電體膜中的所述上部電極膜側(cè)的上表面為具有凸部與凹部的凹凸面，該凸部為 從該凹凸面的高度方向上的中心面突出成凸?fàn)畹膹澢?，并且該凹部為從該中心面凹陷?凹狀的且與該凸部相連的彎曲面；該凹凸面上形成有所述上部電極膜；所述薄膜壓電體元件具有具備能夠抵消元件應(yīng)力的內(nèi)部應(yīng)力的應(yīng)力均化膜，該元件應(yīng) 力為所述下部電極膜、壓電體膜以及上部電極膜在從所述上部電極膜朝向所述下部電極膜 的方向上翹曲成凸?fàn)畹脑?yīng)力；該應(yīng)力均化膜形成于所述上部電極膜上以確保該元件應(yīng) 力與該內(nèi)部應(yīng)力之間的均衡。17.—種噴墨頭，其具有印刷頭本體部和薄膜壓電體元件，所述印刷頭本體部具有多個(gè)噴嘴以及與該 各噴嘴連通的多個(gè)墨水室，所述薄膜壓電體元件對(duì)應(yīng)于該印刷頭本體部的各所述墨水室形 成，以隨著記錄信號(hào)將收容于各所述墨水室的墨水從所述各噴嘴擠壓出的方式發(fā)生變形； 其中，所述薄膜壓電體元件具有依次層壓有下部電極膜、壓電體膜以及上部電極膜的層壓結(jié) 構(gòu)；所述壓電體膜中的所述上部電極膜側(cè)的上表面為具有凸部和凹部的凹凸面，該凸部為從該凹凸面的高度方向的中心面突出成凸?fàn)畹膹澢?，并且該凹部為從該中心面凹陷成?狀的且與該凸部連接的彎曲面；該凹凸面上形成有所述上部電極膜；所述薄膜壓電體元件具有具備能夠抵消元件應(yīng)力的內(nèi)部應(yīng)力的應(yīng)力均化膜，該元件應(yīng) 力為所述下部電極膜、壓電體膜以及上部電極膜在從所述上部電極膜朝向所述下部電極膜 的方向上翹曲成凸?fàn)畹脑?yīng)力，該應(yīng)力均化膜形成于所述上部電極膜上以確保該元件應(yīng) 力與該內(nèi)部應(yīng)力之間的均衡。18.—種可變焦透鏡，其在具有透明基板的透鏡本體部的內(nèi)側(cè)收納有透明樹(shù)脂，在該透鏡本體部上粘合有使 所述透明樹(shù)脂發(fā)生變形的薄膜壓電體元件；其中，所述薄膜壓電體元件具有依次層壓有下部電極膜、壓電體膜以及上部電極膜的層壓結(jié) 構(gòu)；所述壓電體膜中的所述上部電極膜側(cè)的上表面為具有凸部和凹部的凹凸面，該凸部為 從該凹凸面的高度方向的中心面突出成凸?fàn)畹膹澢?，并且該凹部為從該中心面凹陷成?狀的且與該凸部連接的彎曲面；該凹凸面上形成有所述上部電極膜；所述薄膜壓電體元件具有具備能夠抵消元件應(yīng)力的內(nèi)部應(yīng)力的應(yīng)力均化膜，該元件應(yīng) 力為所述下部電極膜、壓電體膜以及上部電極膜在從所述上部電極膜朝向所述下部電極膜 的方向上翹曲成凸?fàn)畹脑?yīng)力，該應(yīng)力均化膜形成于所述上部電極膜上以確保該元件應(yīng) 力與該內(nèi)部應(yīng)力之間的均衡。19.一種傳感器，其具有:形成有凹部的傳感器本體部，以包覆該凹部的方式安裝于該傳感器本體部的 撓性部件，以及粘合于該撓性部件以使該撓性部件發(fā)生變形的薄膜壓電體元件；其中，所述薄膜壓電體元件具有依次層壓有下部電極膜、壓電體膜以及上部電極膜的層壓結(jié) 構(gòu)；所述壓電體膜中的所述上部電極膜側(cè)的上表面為具有凸部和凹部的凹凸面，該凸部為 從該凹凸面的高度方向的中心面突出成凸?fàn)畹膹澢?，并且該凹部為從該中心面凹陷成?狀的且與該凸部連接的彎曲面；該凹凸面上形成有所述上部電極膜；所述薄膜壓電體元件具有具備能夠抵消元件應(yīng)力的內(nèi)部應(yīng)力的應(yīng)力均化膜，該元件應(yīng) 力為所述下部電極膜、壓電體膜以及上部電極膜在從所述上部電極膜朝向所述下部電極膜 的方向上翹曲成凸?fàn)畹脑?yīng)力，該應(yīng)力均化膜形成于所述上部電極膜上以確保該元件應(yīng) 力與該內(nèi)部應(yīng)力之間的均衡。
【文檔編號(hào)】G11B5/48GK105990515SQ201510085131
【公開(kāi)日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年2月16日
【發(fā)明人】熊偉, 野口隆男, 飯塚大助
【申請(qǐng)人】新科實(shí)業(yè)有限公司