(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電部材と、前記圧電部材を挟み込むように対向して形成された一対の電極と、前記圧電部材の一方の電極上に配置された形状保持板とを備えたアクチュエータであって、
前記一対の電極に印加電圧を加えることにより一対の電極方向と略直角方向に伸縮させ、前記形状保持板によって前記伸縮変位成分を前記一対の電極方向垂直方向のたわみ変位成分に変換する機能を備え、
かつ前記形状保持板が合成樹脂であり、
前記合成樹脂が圧電部材の片面および少なくとも圧電部材の側面の一部分を覆うように配置されていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記圧電部材は薄膜で形成されている請求項１記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記圧電部材を厚み１．０〜５．０μｍの範囲の薄膜で形成し、前記圧電部材の厚み方向のたわみを利用して駆動させる請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記合成樹脂が厚み１．０〜１０．０μｍの範囲のフォトレジストである請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記合成樹脂が、ポリイミド樹脂を含むポジ型感光性樹脂及びポリベンゾオキサゾール樹脂から選ばれる少なくとも一つの樹脂である請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記合成樹脂を電気絶縁層として用いる請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記合成樹脂が、アクチュエータの駆動に用いる駆動線または信号を送る信号線の電気絶縁層である請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記アクチュータの駆動線をアクチュエータを形成する面に対して、少なくとも１つ以上屈曲部を有して引き出す請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項９】
前記駆動線が形成される基板の少なくとも一部分がエッチングで除去されている請求項６に記載のアクチュエータ。
【請求項１０】
前記駆動線は少なくとも電気絶縁層の合成樹脂、銅及びカバー層の合成樹脂からなる請求項６に記載のアクチュエータ。
【請求項１１】
前記駆動線は主成分が銅で形成され、その表面を合成樹脂が電気絶縁層として被覆されている請求項８に記載のアクチュエータ。
【請求項１２】
前記主成分が銅の駆動線はメッキによって形成される請求項１１に記載のアクチュエータ。
【請求項１３】
前記合成樹脂の下にさらに基板を備え、前記合成樹脂は形状保持板及び圧電部材を保護する保護層として用いられる請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項１４】
前記合成樹脂に機械的な強度を高めるために補強材を付加した請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項１５】
前記形状保持板と圧電部材との一体化が、圧電部材の表面に形状保持板となる樹脂を塗布し焼き付けによる一体化である請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれかに記載のアクチュエータを用いた情報記録再生装置であって、
形状保持板と、前記形状保持板上に一体化して配置された圧電部材と、前記圧電部材を挟み込むように形成された一対の電極とを備え、前記形状保持板が合成樹脂であるアクチュエータと、さらに、ヘッドを搭載するスライダーと、前記スライダーを介してヘッドを支持するヘッド支持機構と、前記ヘッド支持機構を介してヘッドによるトラッキングするトラッキング手段を有し、前記ヘッド支持機構が前記アクチュエータを備え、このアクチュエータを駆動することにより、前記ヘッドを微小に変位させることを特徴とする情報記録再生装置。
【請求項１７】
アクチュエータの駆動方向がディスク面に対して主に平行方向である請求項１６に記載の情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、様々な電子部品などに用いられるアクチュエータとこれを用いた情報記録再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
圧電素子を用いたデバイス（圧電マイクロアクチュエータ）としては、庄子らによる「集積化化学分析システム用マイクロポンプの試作」電子情報通信学会論文誌（Ｃ，ｖｏｌ．Ｊ７１−Ｃ，Ｎｏ．１２（１９８８），ｐｐ．１７０５−１７１１）に示される通常閉止形のマイクロ弁や、マイクロポンプがあげられる。また、縦効果形圧電アクチュエータの応用例としては精密旋盤のダイヤモンド刃先の位置決めや、走査トンネル顕微鏡の針の駆動等がある。このように圧電素子をより小型化、高機能化する事によって、マイクロマシンやマイクロセンサ等への利用が検討されており、これまで不可能とされてきた様々な分野において、微小かつ精密な制御が可能となることが期待されている。
【０００３】
一方、ＨＤＤ用のアクチュエータにおいては、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）の高密度化にともなって、トラック幅の減少により、磁気ヘッドを媒体のトラックに合わせる（位置決めする）ことが困難になりつつある。
【０００４】
従来の磁気ディスク装置において、磁気ヘッドのシーク駆動はボイスコイルモーター（ＶＣＭ）またはロータリー型ＶＣＭを用いて行われていた。
【０００５】
そのような背景をもとに、位置決め精度を向上させるためにＨＤＤ（ハードディスクドライブ）において、最近光ディスク関連（ＣＤ、ＭＯ、ＤＶＤなど）で用いられているような２段式のアクチュエータの使用の傾向がある。
【０００６】
２段式のアクチュエータの方式としては、静電方式、圧電方式、磁歪方式などが一般的に上げられる。
【０００７】
このような２段式アクチュエータの一例は、特開平９−２６５７３８号公報に提案されている。これを図２４に示す。同図に示すようにヘッドスライダ（図示なし）が固定されるヘッド支持機構（サスペンション２５）が磁気ディスク装置の粗動アクチュエータ（図示なし）に対して振動する構造が記載されている。この提案では磁気ディスク装置のトラック密度の向上に着目しており、図２４ではヘッドスライダーが固定されているヘッド支持機構（サスペンション２５）の粗動アクチュエータとの固定部であるヘッドマウントブロック（マウント部２２）の回転中心をはさんで一対のプレーナー型ピエゾ素子２３を組み込み、それらを差動させることによりヘッド支持機構（サスペンション２５）を微小に揺動させ、ヘッド支持機構の先端に固定されたヘッドスライダー及びヘッド素子を微小変位させることができるようにしたものである。プレーナー型ピエゾ素子２３は大きな変位を発生することはできないが、サスペンション２５をヒンジ中心に微小回転させる事により、プレーナー型ピエゾ素子２３の変位をヘッド素子位置では８倍に拡大している。この提案では粗動アクチュエータの位置決めとヘッド支持機構の微小な揺動によるヘッドスライダー及びヘッド素子の微小な位置決めを連動して行うことにより、ヘッド素子のトラック幅方向の位置決め精度が向上し、トラック密度を高くできると記載されている。また、この位置決め機構はサスペンション２５、マウント部２２、プレーナー型ピエゾ素子２３が別々に形成された後、組立られたことが図２４から容易に推測できる。
【０００８】
以上のとおり従来技術の圧電素子は、一般的に発生変位／素子サイズが小さく、構造によって変位が拘束されてしまい変位／電圧（効率）が小さくなる問題があった。また、圧電薄膜を用いた素子等の微細加工を必要とする製造プロセスにおいては、微細加工や接着剤などを用いることが困難であった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来の問題を解決するために、形状保持板材料として合成樹脂を用いる構造を用いて素子効率の改善と加工精度を向上したアクチュエータとこれを用いた情報記録再生装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明のアクチュエータは、圧電部材と、前記圧電部材を挟み込むように対向して形成された一対の電極と、前記圧電部材の一方の電極上に配置された形状保持板とを備えたアクチュエータであって、前記一対の電極に印加電圧を加えることにより一対の電極方向と略直角方向に伸縮させ、前記形状保持板によって前記伸縮変位成分を前記一対の電極方向垂直方向のたわみ変位成分に変換する機能を備え、かつ前記形状保持板が合成樹脂であり、前記合成樹脂が圧電部材の片面および少なくとも圧電部材の側面の一部分を覆うように配置されていることを特徴とする。
【００１１】
次に本発明の情報記録再生装置は、前記のアクチュエータを用いた情報記録再生装置であって、形状保持板と、前記形状保持板上に一体化して配置された圧電部材と、前記圧電部材を挟み込むように形成された一対の電極とを備え、前記形状保持板が合成樹脂であるアクチュエータと、さらに、ヘッドを搭載するスライダーと、前記スライダーを介してヘッドを支持するヘッド支持機構と、前記ヘッド支持機構を介してヘッドによるトラッキングするトラッキング手段を有し、前記ヘッド支持機構が前記アクチュエータを備え、このアクチュエータを駆動することにより、前記ヘッドを微小に変位させることを特徴とする。
【００１２】
次に本発明のアクチュエータの第１番目の製造方法は、形状保持板と、前記形状保持板上に一体化して配置された圧電部材と、前記圧電部材を挟み込むように形成された一対の電極とを備え、前記形状保持板が合成樹脂であるアクチュエータの製造方法であって、
アクチュエータ形状に加工した基板に対して薄膜処理により下部電極を形成し、
圧電薄膜を形成し、
上部電極を形成し、
次に合成樹脂からなる形状保持板を形成することを特徴とする。
【００１３】
次に本発明のアクチュエータの第２番目の製造方法は、形状保持板と、前記形状保持板上に一体化して配置された圧電部材と、前記圧電部材を挟み込むように形成された一対の電極とを備え、前記形状保持板が合成樹脂であるアクチュエータの製造方法であって、基板に対して薄膜処理により下部電極を形成し、その後、圧電薄膜を形成し、さらに上部電極を形成した後、基板、下部電極、圧電薄膜及び上部電極をアクチュエータ形状に加工し、次に合成樹脂からなる形状保持板を形成することを特徴とする。
【００１４】
次に本発明のアクチュエータの第３番目の製造方法は、形状保持板と、前記形状保持板上に一体化して配置された圧電部材と、前記圧電部材を挟み込むように形成された一対の電極とを備え、前記形状保持板が合成樹脂であるアクチュエータの製造方法であって、基板に前記下部電極、圧電薄膜及び上部電極を成膜した後、リソグラフィー技術を用いてアクチュエータ形状に加工し、前記下部電極、圧電薄膜及び上部電極を合成樹脂で形成されたパターンに転写することを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、圧電素子を接着剤を用いることなく素子化することができ、さらに素子の微細化、自由な設計が可能である。また、従来の圧電素子と比較して格段に変位を得ることができる。特に磁気ヘッドなどのアクチュエータとして応用した場合、高精度に制御可能なアクチュエータと情報記録再生装置を実現することができる。また、共振周波数が低く高速制御が困難な場合に小型化が必要となるが、小型化しても変位／電圧（効率）を効率よく取り出すことができる。また、薄膜化することで消費電力も下げることが可能である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の圧電薄膜式アクチュエータおよびアクチュエータ機構、情報記録再生装置は以下の手段を用いて問題解決を行う。まず、アクチュエータ機構の単純構成は圧電薄膜、圧電薄膜を挟み込むように形成された一対の電極、薄膜を支持する形状保持板、デバイスとして機能するために必要な固定材からなる。
【００１７】
特に形状保持板部には合成樹脂からなるプラスチック材料を用いる。この構成を用いることで圧電薄膜の形状保持板部を柔軟構造にできるために、実質の変位も大きくする事が可能になる。デバイスとして機械的強度が低い場合には、圧電薄膜を挟み込むように形成された電極と形状保持板の間か形状保持板の外側（圧電薄膜と反対の面）、または形状保持板と反対の面の電極上に薄い金属膜、酸化膜を補強材として挿入する。または形状保持板部を構成する合成樹脂の厚みを厚くする。または、圧電素子を両面から合成樹脂で包むように形成する。
【００１８】
更に機械的強度が足らない場合には、圧電素子である駆動部に他の部品を用いて強度の足らない部分の補強を行う。このようにアクチュエータとして動作する役割部分と機械的強度を高める役割部分を別々に形成し、組み合わせる。
【００１９】
電極及び電極引き出し線は、形状保持板を構成する合成樹脂にスルーホールを空けて取り出す。このような構成によって、圧電薄膜の厚み方向のたわみを駆動手段として用いることが可能である。
【００２０】
また、これらはリソグラフィー技術を用いて作製するために非常に微細な構造が実現でき、合成樹脂を付随する事で一つの素子として単独に扱う事が可能となる。そのため、複雑な構造を作製することが可能で、例えばバイモルフ構造や積層構造、駆動合成構造等、単一素子を組み合わせるだけで二次元、三次元構造のあらゆる構成の圧電素子を実現できる。圧電素子を固定材に固定すればアクチュエータとして機能する。
【００２１】
以上の構成の圧電素子は最も単純な構成の圧電素子を作製し、それらを組み合わせて多様な構成を実現する手段であるが、リソグラフィー技術を用いて素子部を作製するときに素子部を二つ以上組み合わせて合成樹脂を付随することで上記構造やそれぞれの単一素子の合成を駆動に生かした圧電素子を一体形成する事も可能である。
【００２２】
次にハードディスクドライブ等のアクチュエータに応用する場合のアクチュエータ機構についての解決手段を説明する。
【００２３】
位置決め精度を向上させる必要性があるという問題については、大きな動きの得られる（ストロークを稼げる）アクチュエータを駆動源として変位縮小機構によりヘッド素子を保持するスライダーを回転駆動させる構造をとる。前記において、大きな動きの得られるアクチュエータとは上記で述べた合成樹脂を付随する構造のアクチュエータを示す。
【００２４】
具体的にはヘッド支持機構のサスペンションとスライダー部の中間に当たる位置にアクチュエータを構成する少なくとも二つの駆動素子をディスク面に対して垂直かつサスペンションの長手方向の中心線に沿った面に面対称となるように配置する。
【００２５】
スライダー部はディスクが回転するとその風圧で数十ｎｍ浮上する。このときディスクの回転速度が速くなればなるほどスライダーとディスクとの間におおよそ数ｍＮ（ミリニュートン）の空気粘性摩擦力（スライダーがディスクの回転方向に引っ張られる現象によって生じる摩擦力）が生じる。粘性摩擦力によってスライダーがディスクの回転方向に引っ張られると、副微小駆動手段の駆動素子を有するサスペンションも、剛性が低い場合にはディスクの回転方向に引っ張られ、スライダーの浮上量が不安定になるとともに副微小駆動手段も制御不可能になってしまう。そこで、サスペンションの剛性と副微小駆動手段の制御性の点からそれぞれの駆動素子はディスクに対して垂直かつサスペンションの長手方向の中心線に沿った面と成す角度が１５度以上になる角度で配置される。その両方の駆動素子に逆位相の電圧を印可して動作させることによりスライダーを取り付けたヘッド支持機構を回転させ、ヘッド素子が構成されたスライダーをディスク面に対して平行方向に回転させる事ができ高精度な位置決めが可能となる。このような構成は駆動素子部の形状保持板を柔軟な材料で構成しているため圧電素子のたわみ方向及びディスク面に垂直な方向の機械的強度が低くなる。
【００２６】
圧電素子部の機械強度が低い場合には、上記で述べたように圧電薄膜を挟み込むように形成された電極と形状保持板の間か、形状保持板の外側（圧電薄膜と反対の面）、または形状保持板と反対の面の電極上に薄い金属膜、酸化膜などを補強材として挿入する。または形状保持板部を構成する合成樹脂の厚みを厚くする。または、圧電素子を両面から合成樹脂で包むように形成する。
【００２７】
更に機械的強度が足らない場合には、圧電素子である駆動部に他の部品を用いて強度の足らない部分の補強を行う。このようにアクチュエータとして動作する役割部分と機械的強度を高める役割部分を別々に構成し、組み合わせることで機械的強度を低下させることなく駆動変位を大きくできる。
【００２８】
アクチュエータ機構の別の構造としては、ヘッド支持機構のサスペンションとスライダー部の中間に当たる位置にアクチュエータを構成する少なくとも二つの駆動素子（圧電素子）をディスク面に対して平行に配置する。構造的には、両持ち梁的な構造をとり、１つの孔部を設けることにより、固定部と、可動部と、これらを接続する少なくとも２つの梁部とを一体的に形成し、少なくとも１つの梁部の少なくとも一部に、固定部と可動部とを結ぶ方向の伸縮（厚み方向のたわみ）が生じるように電極層（図示せず）を設けて変位発生部を構成し、変位発生部の伸縮（厚み方向のたわみ）に伴い発生する固定部に対する可動部の変位が、板状体の面内における弧状変位または回転変位となるように構成する。特に駆動部分の圧電素子の形状保持板を少なくとも合成樹脂を用いて作製し、非常に柔軟性を持たせて大きな変位を得る。具体的にはヘッド支持機構のサスペンションとスライダー部の中間に当たる位置に配置され、片方の固定部をサスペンションに、もう片方をスライダー部に固定する。
【００２９】
この構造の場合、圧電素子部に関して特にディスク面に対して垂直方向（重力方向）の機械的強度が低く、更にスライダーをアクチュエータで支える構造をとるためにこの方向の機械的強度がかなり要求される。圧電素子部の機械強度が低い場合には、上記で述べたように圧電薄膜を挟み込むように形成された電極と形状保持板の間か形状保持板の外側（圧電薄膜と反対の面）、または形状保持板と反対の面の電極上に薄い金属膜、酸化膜を補強剤として挿入する。または形状保持板部を構成する合成樹脂の厚みを厚くする。または、圧電素子を両面から合成樹脂で包むように形成する。
【００３０】
更に機械的強度が足らない場合には、圧電素子である駆動部に他の部品を用いて強度の足らない部分の補強を行う。このようにアクチュエータとして動作する役割部分と機械的強度を高める役割部分を別々に構成し、組み合わせる。
【００３１】
駆動時のトルクが足らない場合には、このような構造のアクチュエータを組み合わせることで積層構造、駆動合成構造等を作製することが可能で二次元、三次元構造を用いたのあらゆる構成の圧電薄膜アクチュエータを実現できる。
【００３２】
また、このように機械的強度と変位の相互関係にあまり捕らわれる事なくアクチュエータ機構の構造設計が可能である。
【００３３】
次に構造に伴って変位が拘束されてしまい変位／電圧（効率）が小さくなる欠点を解決する手段について説明する。
【００３４】
アクチュエータ部の駆動素子の駆動方向とヘッド素子が形成されているスライダー部の変位方向が殆ど平行方向となるような構成にすることで駆動素子が発生させる変位をヘッド素子を具備するするスライダーに効率よく伝える事ができる。
一般的に、駆動変位と剛性（機械的強度）は逆比例の関係にあり、駆動変位を大きくしようとすると剛性を低下させなければならず、逆に剛性を高めれば駆動変位を低下させる。この一番の原因はスライダーを重力に逆らって支持する部材とディスクから受ける粘性摩擦力に耐えうる剛性部材、主駆動部が駆動から停止に至る時の慣性力に耐えうる剛性部材などの部材と変位を発生させる駆動部の部材を同じ部材で構成するために生じる。従って、圧電素子部を単独で扱えるデバイスとする事で他の剛性部材と組み合わせることが可能となり、剛性が高くても駆動変位の大きなアクチュエータが実現できる。
【００３５】
特に圧電素子部の形状保持板に少なくとも合成樹脂を使用することで非常に圧電素子部が柔軟な構造になるため駆動時の拘束による損失をこの部分が吸収して変位低下を最小限にすることが可能となる。
【００３６】
共振周波数が低く高速制御が困難な問題は、上記構造を用いることで図２４の従来例と比べて駆動素子が小さくても十分な変位／電圧が得られるため、共振周波数も高く設定でき高速高精度な制御が可能となる。
【００３７】
更に、合成樹脂を形状保持板部以外のところにもコーティングする事で共振を抑える事が可能となる。
【００３８】
駆動電圧が大きく消費電力およびヘッド素子に影響を与える問題については、上記構造を用い、圧電材料を薄膜化することで十分な変位／電圧（約１μｍ／±３〜５Ｖ）が得られるため、従来例と比べても低消費電力が可能であり、またヘッド素子に与える影響も少なくできる。
【００３９】
その上、薄膜を用いるため薄膜プロセス、リソグラフィー技術を利用することが可能であり、このプロセスによって電極、配線も一括作製が可能となる。
【００４０】
圧電素子を駆動するための配線については、リソグラフィー技術を用いて素子部の圧電薄膜を加工するのと同時に形成する。圧電薄膜を所定の形状に加工後、合成樹脂を塗布し、素子の形状保持板、保護層、絶縁層として用いるためにパターニングする。合成樹脂をベークし、硬化させた後、メッキ用レジストを塗布、パターン化する。そのパターンを用いて導体をメッキし配線を形成する。メッキ用レジスト除去した後、カバー用の合成樹脂を塗布、パターン化し、硬化させる。このような合成樹脂で配線を挟み込むような構造や、合成樹脂を圧電素子の保護や基材とする構造を用いることで、圧電素子が形成されている基板を圧電素子から除去しても合成樹脂が形状保持板、保護材または圧電薄膜（圧電素子）の基材として置き換わることで形状が保たれる。また、配線も同時に形成されているために駆動素子単体として扱え、素子単独での動作が可能であり、他の部材等に接着剤等で接着して使用することも可能である。
【００４１】
また、配線部分を少なくとも合成樹脂／導電体（配線材）／合成樹脂の構造にすることで、柔軟な配線構造が可能となる。この構造によって圧電素子を形成する同一面上でなくとも配線を取り出すことが可能である。
【００４２】
更に、圧電素子を形成した基板がステンレス等の金属のように柔軟な場合や接着した部材などが柔軟な性質を持つ場合には、基板ごと折り曲げることで三次元的な立体構造においても配線を取り出すことが可能である。
【００４３】
次に製造法に関して説明を行う。製造法としては、圧電薄膜を作製するのに使用する基板の加工状態によってその作製プロセスが異なるので使用する基板によって以下に説明する。
【００４４】
（加工基板）
基板をあらかじめアクチュエータ形状に加工してある場合は、圧電薄膜の作製はスパッタなどを用いて直接基板に成膜を行う。膜構成としては、下部電極、圧電薄膜、上部電極となる（以下この構成を圧電素子と呼ぶ）。その場合、成膜された圧電薄膜及び下部電極、上部電極の加工は、成膜時にメタルマスクなどを用いてパターン化するか、成膜後、リソグラフィー技術を用いてドライエッチングかウエットエッチングで加工を行っても良い。
【００４５】
素子加工後、配線の形成を行う。基板が導電性物質の場合、下部電極は基板と接しているので基板を通じて電極を取り出す。一方、上部電極は絶縁層となるベースの合成樹脂を塗布し、配線を取り出す形状になるようにパターン化し硬化させる。圧電素子の上部電極と導通を取るためにベースの合成樹脂には上部電極の一部分にスルーホールを形成しておく。絶縁層であるベースの合成樹脂の上に銅メッキ用のシード層Ｃｒ／Ｃｕをスパッタし、その後レジストを用いて銅メッキ用のパターンを形成する。このパターンを用いて電解メッキ法によって銅メッキを約２〜１０μｍ形成し、メッキ用のレジストを除去後、カバー用の合成樹脂を塗布、パターン化、硬化させる。
【００４６】
基板が導電性物質でない場合には、圧電薄膜、上部電極を加工する際に、下部電極上の圧電薄膜、上部電極部分を部分的に除去した構成にしてその上部電極、圧電薄膜の除去された部分から下部電極を取り出す構成にする。素子上に合成樹脂を塗布し、パターン化、硬化させる。このとき下部電極および上部電極を取り出すためのスルーホールを同時に形成しておく。絶縁層であるベースの合成樹脂の上に銅メッキ用のシード層Ｃｒ／Ｃｕをスパッタし、その後レジストを用いて銅メッキ用のパターンを形成する。このパターンを用いて電解メッキ法によって銅メッキを約２〜１０μｍ形成し、メッキ用のレジストを除去後、カバー用の合成樹脂を塗布、パターン化、硬化させる。
【００４７】
次に基板の加工を行う。基板の加工は圧電素子部の形状保持板部分を加工する部分加工と基板全てを加工する全加工に分けられる。部分加工の場合には、加工を行う面の形状保持板部付近を除いて加工用の合成樹脂をスピンナー法（スピンコータ）、ロール法、浸漬法、スプレイ法、インクジェット法などを用いて両面塗布する。塗布方法としては場合によって使い分け、例えば膜厚の制御があまり必要でない場合は浸漬法またはロール法を使用し、膜厚の制御が必要な場合にはスピンナー法（スピンコータ）またはスプレイ法を使用するのが望ましい。また、塗布材料を効率よく塗布する場合や、部分的に塗布したい場合にはインクジェット法を使用するのが望ましい。
【００４８】
基板加工用に合成樹脂をパターン化するために合成樹脂を部分的に除去する方法としては、例えば感光性の合成樹脂の場合には露光、現像などのパターン技術を用いたり、レーザー加工を用いてその部分だけ合成樹脂を除去してもよい。加工する部分の合成樹脂を除去できる方法ならばどんな方法でも良い。
【００４９】
その後、ウエットエッチングを用いて基板の合成樹脂がコーティングされていない部分の加工を行う。
【００５０】
加工方法としては、基板のある厚みだけ残して加工するハーフエッチングと基板を全て除去する方法がある。これは、必要とされる剛性と変位でどちらを選んでもかまわない。
【００５１】
次に、部分エッチングではなく基板全部をエッチングして取り除いてしまう方法を説明する。まず、圧電素子が成膜されている基板面に合成樹脂を塗布する。ここまでの工程は上記部分加工時の工程と同じである。その後に基板を全てエッチングによって取り除く。基板を全て除去する場合には、エッチング液に対して下部電極のＰｔ層がエッチングのストッパとなる。これによって、圧電素子は基板から合成樹脂で形成された合成樹脂層に転写された形になる。合成樹脂は比較的密着性がよく、このような工法を用いれば接着剤を使用することなく容易に圧電素子の転写が可能となる。この時同時に上記で説明した配線を形成しておくと配線の取り出しが非常に簡単であり、素子単体として取り扱うことが可能となる。また、圧電薄膜形成面と異なった面への配線取り出しや、３次元的な立体構造などの形成を可能にする。
【００５２】
以上簡単に製造方法を述べたが、最も重要な点は基板をエッチングする場合に圧電素子の側面も含めて圧電素子部がダメージを受けないように合成樹脂で覆う事である。圧電薄膜を成膜する基板は通常、圧電薄膜に比べ厚みが厚いためウエットエッチングが一般的に用いられる。エッチング液としては強酸性、強アルカリ性のエッチング液が用いられるため、圧電薄膜までもエッチングしてしまうため、合成樹脂を用いて覆う必要がある。圧電素子駆動用の電極および配線は基板エッチング前にあらかじめリソグラフィー技術を用いてパターニングし形成する。このとき合成樹脂は絶縁層としても用いられ駆動配線の一体形成を可能とする。以上簡単に加工基板を用いた場合の製造法を説明したが、この場合、パターン形状の大体のところは、加工基板の形状で決まる。
【００５３】
配線は圧電素子に合成樹脂を塗布して、パターニングする時に下部、上部電極の一部分にスルーホールを空け、そのスルーホールを用いて電極を取り出し配線部を形成する。電極形成方法としてはスパッタ、蒸着などで、Ｐｔ、Ａｕなどの電極材料を成膜した後配線パターン形状に加工してもよいし、またはメッキ法などで形成してもよい。
【００５４】
素子部の剛性が足らない場合は、あらかじめ圧電素子成膜時に補強材として金属膜や酸化膜などを数ミクロン成膜するか、メッキ法で形成する。または合成樹脂の厚みを厚くしても良い。
【００５５】
（非加工基板）
あらかじめアクチュエータ形状に加工されていない基板を用いる場合の製造法について説明する。
【００５６】
加工されていない基板を用いる場合には、成膜後圧電素子を加工した後に基板をアクチュエータ形状に加工して基板を全てまたは部分的に残す製造法と基板はすべて除去する製造法がある。
【００５７】
まず、基板を全て除去する場合について説明する。基板に圧電素子部（下部電極／圧電薄膜／上部電極構成）を成膜、加工する。素子加工後、配線の形成を行う。基板が導電性物質の場合、下部電極は基板と接しているので基板を通じて電極を取り出す。一方、上部電極は絶縁層となるベースの合成樹脂を塗布し、配線を取り出す形状になるようにパターン化し硬化させる。圧電素子の上部電極と導通を取るためにベースの合成樹脂には上部電極の一部分にスルーホールを形成しておく。絶縁層であるベースの合成樹脂の上に銅メッキ用のシード層Ｃｒ／Ｃｕをスパッタし、その後レジストを用いて銅メッキ用のパターンを形成する。このパターンを用いて電解メッキ法によって銅メッキを約２〜１０μｍ形成し、メッキ用のレジストを除去後、カバー用の合成樹脂を塗布、パターン化、硬化させる。
【００５８】
基板が導電性物質でない場合には、圧電薄膜、上部電極を加工する際に、下部電極上の圧電薄膜、上部電極部分を部分的に除去した構成にしてその上部電極、圧電薄膜の除去された部分から下部電極を取り出す構成にする。素子上に合成樹脂を塗布し、パターン化、硬化させる。このとき下部電極および上部電極を取り出すためのスルーホールを同時に形成しておく。絶縁層であるベースの合成樹脂の上に銅メッキ用のシード層Ｃｒ／Ｃｕをスパッタし、その後レジストを用いて銅メッキ用のパターンを形成する。このパターンを用いて電解メッキ法によって銅メッキを約２〜１０μｍ形成し、メッキ用のレジストを除去後、カバー用の合成樹脂を塗布、パターン化、硬化させる。
【００５９】
次に基板の加工を行う。基板を全て除去する場合には、基板の表面に圧電素子が形成され、その上に加工用の合成樹脂をスピンナー法（スピンコータ）、ロール法、浸漬法、スプレイ法、インクジェット法などを用いて片面塗布する。基板加工用に合成樹脂をパターン化するための合成樹脂を部分的に除去する方法としては、例えば感光性の合成樹脂の場合には露光、現像などのリソグラフィーのパターン技術を用いたり、レーザー加工を用いてその部分だけ合成樹脂を除去してもよい。加工する部分の合成樹脂を除去できる方法ならばどんな方法でも良い。このときリソグラフィー技術を用いた製造法を使用することで圧電素子の配置は圧電素子加工時にアクチュエータ形状は合成樹脂のパターン形状作製時に自由に形成できる。従って、複雑な形状や多様な構成を作製することが可能となる。この時同時に上記で説明した配線を形成しておくと配線の取り出しが非常に簡単であり、素子単体として取り扱うことが可能となる。また、圧電薄膜形成面と異なった面への配線取り出しや、３次元的な立体構造などの形成を可能にする。
【００６０】
そして、ウエットエッチング等を用いて基板の合成樹脂がコーティングされていない部分の加工、すなわち基板を全て除去する。基板を全て除去する場合には、エッチング液に対して下部電極のＰｔ層がエッチングのストッパとなる。これによって、圧電素子は基板から合成樹脂で形成された合成樹脂層に転写された形になる。合成樹脂は比較的密着性がよく、このような工法を用いれば接着剤を使用することなく容易に圧電素子の転写が可能となる。特にポリイミドを含む樹脂を焼き付けた場合は、振動板との密着性がよい。
【００６１】
以上簡単に製造方法を述べたが、最も重要な点は基板をエッチングする場合に圧電素子の側面も含めて圧電素子部がダメージを受けないように合成樹脂で覆う事である。圧電薄膜を成膜する基板は通常、圧電薄膜に比べ厚みが厚いためウエットエッチングが一般的に用いられる。エッチング液としては強酸性、強アルカリ性のエッチング液が用いられるため、圧電薄膜までもエッチングしてしまうため、合成樹脂を用いて覆う必要がある。圧電素子駆動用の電極および配線は基板エッチング前にあらかじめリソグラフィー技術を用いてパターニングし形成する。このとき合成樹脂は絶縁層としても用いられ駆動配線の一体形成を可能とする。
【００６２】
次に基板を残す製造法について説明する。
【００６３】
基板を残す方法としては二通りの方法がある。一つはパターン形状の通り全てを残す方法であり、もう一つは残す厚みを変える方法である。
【００６４】
基板をパターン形状通り全て残す方法としては、基板に圧電素子部（下部電極／圧電薄膜／上部電極構成）を成膜、加工する。素子加工後、配線の形成を行う。基板が導電性物質の場合、下部電極は基板と接しているので基板を通じて電極を取り出す。一方、上部電極は絶縁層となるベースの合成樹脂を塗布し、配線を取り出す形状になるようにパターン化し硬化させる。圧電素子の上部電極と導通を取るためにベースの合成樹脂には上部電極の一部分にスルーホールを形成しておく。絶縁層であるベースの合成樹脂の上に銅メッキ用のシード層Ｃｒ／Ｃｕをスパッタし、その後レジストを用いて銅メッキ用のパターンを形成する。このパターンを用いて電解メッキ法によって銅メッキを約２〜１０μｍ形成し、メッキ用のレジストを除去後、カバー用の合成樹脂を塗布、パターン化、硬化させる。
【００６５】
基板が導電性物質でない場合には、圧電薄膜、上部電極を加工する際に、下部電極上の圧電薄膜、上部電極部分を部分的に除去した構成にしてその上部電極、圧電薄膜の除去された部分から下部電極を取り出す構成にする。素子上に合成樹脂を塗布し、パターン化し、硬化させる。このとき下部電極および上部電極を取り出すためのスルーホールを同時に形成しておく。絶縁層であるベースの合成樹脂の上に銅メッキ用のシード層Ｃｒ／Ｃｕをスパッタし、その後レジストを用いて銅メッキ用のパターンを形成する。このパターンを用いて電解メッキ法によって銅メッキを約２〜１０μｍ形成し、メッキ用のレジストを除去後、カバー用の合成樹脂を塗布し、パターン化させ、硬化させる。
【００６６】
次に基板の加工を行う。基板の圧電素子が形成されている面に合成樹脂をスピンナー法（スピンコータ）、ロール法、浸漬法、スプレイ法、インクジェット法などを用いて片面塗布する。基板加工用に合成樹脂をパターン化するための合成樹脂を部分的に除去する方法としては、例えば感光性の合成樹脂の場合には露光、現像などのリソグラフィーのパターン技術を用いたり、レーザー加工を用いてその部分だけ合成樹脂を除去してもよい。加工する部分の合成樹脂を除去できる方法ならばどんな方法でも良い。そして、ウエットエッチングを用いて基板の合成樹脂がコーティングされていない部分の加工を行う。この場合、合成樹脂は片面のみ塗布されているので合成樹脂が塗布されていない面は、保護テープや保護フイルムなどを張ってエッチング液などに直接触れないようにする。また基板のエッチングを高速、高精度で行いたい場合には、圧電素子形成面とは反対の面にも合成樹脂を塗布して、両面露光機などを用いて両面にパターンを作製し、両面からエッチングを行う。
【００６７】
もう一つの方法で基板の厚みを変える方法は、圧電素子作製、配線形成、合成樹脂を塗布する方法、基板をエッチングする方法は上記と同様な工法である。次に、圧電素子が形成されていない面の合成樹脂を除去し、再度ウエットエッチング等を用いて望みの厚さまでエッチングを行う。また部分的に厚みを変えたい場合には、再度合成樹脂でパターンを形成し、基板のエッチングを行えばよい。
【００６８】
以上簡単に製造方法を述べたが、最も重要な点は基板をエッチングする場合に圧電素子の側面も含めて圧電素子部がダメージを受けないように合成樹脂で覆う事である。圧電薄膜を成膜する基板は通常、圧電薄膜に比べ厚みが厚いためウエットエッチングが一般的に用いられる。エッチング液としては強酸性、強アルカリ性のエッチング液が用いられるため、圧電薄膜までもエッチングしてしまうため、合成樹脂を用いて覆う必要がある。圧電素子駆動用の電極および配線は基板エッチング前にあらかじめリソグラフィー技術を用いてパターニングし形成する。このとき合成樹脂は絶縁層としても用いられ駆動配線の一体形成を可能とする。また、圧電薄膜形成面と異なった面への配線取り出しや、３次元的な立体構造などの形成を可能にする。
【００６９】
（合成樹脂）
有機系の合成樹脂を更に詳細に区別すると、プラスチック（熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、プラスチック二次製品（フイルム、シート、各種フォーム、接着剤、塗料）を含む）、合成繊維（ナイロン、ポリエステル、アクリル等）、合成ゴム（ジエン系、非ジエン系、熱可塑性エラストマー等）その他（高吸水性樹脂、合成紙、合成皮革、イオン交換樹脂、イオン交換膜、生分解性ポリマー等）に分類される。
【００７０】
この中でも特に望ましいものは、プラスチックに分類される合成樹脂である。例えば、プラスチックに分類されるものとしては熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、プラスチック二次製品の形態をとる合成樹脂である。具体的なものとしては、レジストとしてフォトレジスト（ジアゾナフトキノン−ノボラック樹脂、ポリメチルメタクリレート、メチルメタクリレートを含む共重合体、ポリメチルイソプロペニルケトン、環化ポリイソプレーン−アジド化合物系レジスト、フェノール樹脂−アジド化合物系レジスト、主鎖切断型電子線ポジレジスト、溶解抑制型電子線レジスト、架橋型電子線ネガレジスト、エポキシ系ネガ型電子線レジスト、ポリエチレン系ネガ型電子線レジスト、アルカリ水溶液現像ネガ型電子線レジスト、化学増幅系レジスト等）やプリント配線板などに用いられるドライフイルムレジスト、メッキ用レジスト、ＥＤレジスト、ＬＤＩレジスト、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール樹脂系があげられる。特にこの中でも低吸水性のものが望ましく、ポリイミド樹脂を含むポジ型感光性樹脂及びポリベンゾオキサゾール樹脂から選ばれる少なくとも一つの樹脂が好ましい。特にポリイミド樹脂を含むポジ型感光性樹脂は、住友ベークライト社製商品名「ＣＲＣ‐８０００」シリーズが好ましい。この樹脂はプリベーク１２０℃／４分間、露光量２５０ｍＪ／ｃｍ２（「ＣＲＣ‐８２００」の場合）−４００ｍＪ／ｃｍ２（「ＣＲＣ‐８３００」の場合）、最終硬化１５０℃／３０分−３２０℃／３０分の条件で焼き付けることにより振動板に一体化できる。
【００７１】
なお、例としてあげた材料は一例であって、合成樹脂であれば問題ない。
【００７２】
以下、本発明の実施の形態について、図１Ａから図８Ｊを用いて説明する。
【００７３】
（実施の形態１）
図１Ａ〜図１Ｄに本発明の圧電式アクチュエータの簡易断面図を示す。短冊状の圧電薄膜１とその圧電薄膜１を挟み込むように積層された下部電極２ａ、上部電極２ｂで形成された圧電素子３は合成樹脂４を形状保持板とし、また、合成樹脂４は圧電素子３を包み込むように配置されている。圧電素子３の一方の端は下部電極２ａを介して固定部５に固定されている。下部電極２ａは固定部５が導電体の場合、固定部５を介して引き出され、固定部５が絶縁体の場合、固定部５上に引き出し線６を形成して取り出される。上部電極２ｂは形状保持板である合成樹脂４を絶縁層としてスルーホール７を介して上部電極引き出し線６に接続される。固定部５と反対の端には動作させる対象物８が取り付けられる。
【００７４】
図１Ａは、圧電素子３を形成する基板部分がエッチング等の方法により除去され、合成樹脂４を形状保持板とした構造を示す。
【００７５】
図１Ｂは、圧電素子３を形成する基板部分がエッチング等の方法を用いて除去され、合成樹脂４を形状保持板とし、さらに保護層として圧電素子３のエッチング部分に合成樹脂４を塗布した構造を示す。
【００７６】
図１Ｃは、圧電素子３を形成する基板がエッチング等の方法により一部分だけ薄く加工され、合成樹脂４と基板の残りを形状保持板とした構造を示す。
【００７７】
図１Ｄは、固定部５が絶縁体、または固定部が導電体であっても直接電圧を印可したくない場合の構造の一例を示す。固定部５が絶縁体である場合、固定部５上の合成樹脂４を形成しないで直接固定部５上に引き出し線６を形成してもよい。また、固定部５が導電体である場合は、図１Ｄに示すように、合成樹脂４を固定部５上に形成し、その上に引き出し線６を形成する。なお、図１Ｄには、圧電素子３の基板は全て除去し、保護層の合成樹脂４を形成した構成になっているが、合成樹脂４を形成しない図１Ａの構造や、圧電素子３の基板の一部分を除去した図１Ｃの構造でも同様に下部電極２ａを図１Ｄのように引き出すことが可能である。
【００７８】
形状保持板である合成樹脂４だけでは剛性が低い場合には図１Ｅ〜図１Ｇに示すように補強材３０を付加してもよい。図１Ｅは上部電極２ｂと合成樹脂４の間に補強材３０を付加した場合を示す。図１Ｆは形状保持板である合成樹脂４の上に補強材３０を付加した場合を示す。図１Ｇは下部電極２ａの下に補強材３０を付加した場合を示す。補強材としては、金属膜、酸化物膜などである。成膜方法としては、スパッタ法、蒸着法、メッキ法などを用いる。厚みは約１〜５μｍ程度が好ましい。
【００７９】
また図１Ｄで示されるように、圧電素子を両面から合成樹脂で包み込むように形成するか、形状保持板である合成樹脂４の厚みを厚くしてもよい。合成樹脂４の塗布法は、スピンナー法（スピンコータ）、ロール法、浸漬法、スプレイ法、インクジェット法などが好ましい。
【００８０】
次に図２Ａ〜図２Ｃを用いて動作を示す。図２Ａは印可電圧を加えていない状態を示す。図２Ｂは、上部電極に（＋）、下部電極に（−）の印可電圧を加えた状態を示し、図２Ｃは、上部電極に（−）、下部電極に（＋）の印可電圧を加えた状態を示す。図２Ｂの場合、印可電圧を加えるとΔｘとΔｙの変位が得られる。また、図２Ｃの場合、印可電圧を加えるとΔｘと図２Ｂの場合とは逆方向のΔｙの変位が得られる。Δｘの好ましい変位長さは１−５μｍの範囲であり、Δｙの好ましい変位長さは１０−３０μｍの範囲である。また、アクチュエータ２本を三角形の２辺のように用いた場合は、トラッキング方向に対して１−２μｍの範囲動くのが好ましい。
【００８１】
上記動作は圧電薄膜の主に厚み方向のたわみを利用して、変位を得ることから比較的大きな変位を得ることが可能である。また、駆動周波数を高くすることで、高速・高精度な制御が可能である。
【００８２】
以上が本発明の圧電式アクチュエータの簡易構造とその動作状態である。
【００８３】
（実施の形態２）
図３Ａ〜Ｌに実施の形態１で示した圧電式アクチュエータの製造法を示す。まず、図３Ａ〜Ｌはアクチュエータ形状に加工した基板に直接成膜し、基板全体を除去した場合の製造法を示す。この場合、あらかじめ基板自体をアクチュエータ形状に加工し、その後圧電薄膜の成膜を行い、さらに部分的な加工を施す工程を示す。そのため、使用される基板４０は、第１に成膜時の成膜温度である約５００℃以上でも形状を保つことが可能なことが必要である。そして第２にアクチュエータとして加工し易いことがあげられる。使用する基板４０としては、主に金属基板が望ましく、主にステンレス、アルミニウム、銅、チタニウムなどが主成分である基板が成膜温度、加工性などから望ましい。また、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、結晶ガラスなども好ましい。
【００８４】
基板４０をアクチュエータ形状に加工する場合には、エッチング、成形、プレス法を用いて加工する。コスト面でいえば成形、プレス法などが有利であるが、加工精度面においてはエッチング加工が有利である。どの加工法を用いるかは、そのときに加工を必要とする対象物の加工精度とコスト面で選択すればよい。
【００８５】
次に成膜について説明する。成膜については、成膜後圧電薄膜を素子形状に加工する方法と成膜時にメタルマスクなどを用いて必要なところ以外は圧電薄膜をつけないようにする方法がある。成膜については、メタルマスクをあらかじめ
セットして成膜するか、加工基板全体に成膜するかの違いである。図３Ａ〜Ｌを用いて、メタルマスクを使わない場合と使う場合を説明する。
【００８６】
まず、メタルマスクを用いない場合の成膜法を図３Ａ〜Ｆに示す。加工基板を基板ホルダーにセットした後、スパッタ装置のチャンバー内に入れて真空状態にする。基板温度が約５００℃以上になったことを確認して、付着層９であるチタニウム（Ｔｉ）を膜厚５０ｎｍ、下部電極２ａを兼ねる白金（Ｐｔ）を膜厚約５０〜２００ｎｍで成膜する。チタニウム（Ｔｉ）９は基板４０と白金（Ｐｔ）の付着強度を高めるために用いられる。このため、基板４０とＰｔ層の付着強度が高い場合にはチタニウム（Ｔｉ）を成膜しないで、基板上に直接白金（Ｐｔ）を成膜しても良い。次に圧電薄膜１であるチタン酸鉛系のＰｂＺｒＴｉＯ３の結晶配向を助ける下地層１０のＰｂＬｉＴｉを１０〜５０ｎｍの膜厚で成膜する。その後、圧電薄膜１のＰｂＺｒＴｉＯ３を１〜６μｍ成膜する。ＰｂＺｒＴｉＯ３の膜厚はアクチュエータ化したときに必要とされるトルクによって変わる。圧電薄膜のトルクは同じ面積の場合、厚みに正比例して大きくなる。ＰｂＺｒＴｉＯ３（ＰＬＴ膜）を成膜後、上部電極２ｂである白金（Ｐｔ）またはＡｕ（金）を１００〜２００ｎｍの厚みに成膜する。
【００８７】
次にメタルマスクを用いて成膜する場合の成膜法を図３Ｇ〜Ｌに示す。加工基板を基板ホルダーにセットした後、その上からメタルマスク１１をセットする。このとき、位置決めを位置決めピンなどを用いて正確に行う。基板ホルダーにネジ止めなどで固定した後、スパッタ装置のチャンバー内に入れて真空状態にする。基板温度が約５００℃以上になったことを確認して、付着層９であるチタニウム（Ｔｉ）を厚さ５０ｎｍ、下部電極２ａを兼ねる白金（Ｐｔ）を約５０〜２００ｎｍの厚みに成膜する。チタニウム（Ｔｉ）９は基板４０と白金（Ｐｔ）の付着強度を高めるために用いられる。このため、基板４０とＰｔ層の付着強度が高い場合にはチタニウム（Ｔｉ）を成膜しないで、基板上に直接白金（Ｐｔ）を成膜しても良い。
【００８８】
次に圧電薄膜１であるチタン酸鉛系のＰｂＺｒＴｉＯ３の結晶配向を助ける下地層１０のＰｂＬｉＴｉを１０〜５０ｎｍの厚みに成膜する。その後、圧電薄膜１のＰｂＺｒＴｉＯ３を１〜６μｍの厚みに成膜する。ＰｂＺｒＴｉＯ３の膜厚はアクチュエータ化したときに必要とされるトルクによって変わる。圧電薄膜のトルクは同じ面積の場合、厚みに正比例して大きくなる。
【００８９】
ＰｂＺｒＴｉＯ３を成膜後、上部電極２ｂである白金（Ｐｔ）またはＡｕ（金）を１００〜２００ｎｍの厚みに成膜する。メタルマスク１１は成膜する膜によってパターンを変える場合にはその枚数だけ用意しておいて取り替える。また、一つのパターンで良い場合にはメタルマスク１１を取り替える必要はない。
【００９０】
次にリソグラフィー技術などを用いて圧電素子３（下部電極２ａ／圧電薄膜１／上部電極２ｂ）を加工し、形状保持板を合成樹脂に置き換えるための基板の加工の説明を図４Ａ〜Ｉを用いて行う。
【００９１】
図４Ａ〜Ｆはメタルマスクを用いない場合の加工法である。まず、合成樹脂１２を上部電極２ｂ面に塗布した。このとき、合成樹脂がレジストや感光性ポリイミドのようにパターン化できるものは上部電極２ｂを引き出すためのスルーホールまたは部分的に合成樹脂１２で覆われない部分を形成した。配線はメッキ法等を用いて形成する。もしパターン化できない合成樹脂を用いる場合には基板上に配線パターンをあらかじめ形成し、電極の引き出し部分を作成しておいて、その後、合成樹脂１２を塗布するか、またはレーザー加工等を用いて部分的に合成樹脂を１２除去する。合成樹脂１２を塗布する方法としてはスピンナー法、ロール法、または浸漬法を用いて塗布する。このとき加工基板４０の裏面（圧電薄膜１を成膜している面と反対の面）をガラス等の平坦な基板に隙間が空かないように張り付けて固定する。この固定によって塗布される合成樹脂は圧電素子３部の上部電極２ｂが成膜されている面と圧電薄膜１の断面を覆い、加工基板４０の裏面には殆ど塗布されない。
【００９２】
塗布された合成樹脂１２が必ず圧電薄膜１の断面部分を図のように覆ってしまうように塗布する。これは、次の工程である圧電素子３のエッチング工程及び基板部分のエッチング工程で圧電薄膜１がエッチングされることを防ぐためである。塗布された合成樹脂１２は、更に強度を高まるために高温槽を用いて温度をあげて硬化させる。この硬化によって耐エッチング効果が高めるとともに絶縁抵抗が高まり配線用の絶縁層としても用いることができる。好ましい合成樹脂は、前記したポリイミド樹脂を含むポジ型感光性樹脂、例えば住友ベークライト社製商品名「ＣＲＣ‐８０００」シリーズの樹脂である。
【００９３】
必要なところを合成樹脂１２で覆った後、上部電極２ｂをエッチングする。上部電極２ｂは一般的に金（Ａｕ）や白金（Ｐｔ）などを用い、エッチング方法としてはドライエッチング法、ウエットエッチング法などがあるが、ドライエッチング法の場合には、アルゴンガス（Ａｒ）を用いてエッチングする。一方、ウエットエッチングの場合には、金（Ａｕ）に対してはヨウ化カリウム（ＫＩ）、ヨウ素（Ｉ２）、水（Ｈ２Ｏ）の混合液などを用いてエッチングを行う。
【００９４】
次に、圧電薄膜１及び下地層１０のＰＬＴ膜をエッチングした。膜厚が薄い場合にはドライエッチング法を用い、厚みが厚い場合にはウエットエッチング法を用いる。ドライエッチング法の場合には、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）の場合と同様にアルゴンガス（Ａｒ）を用いてエッチングする。ウエットエッチングの場合には、沸化アンモニウム溶液及び沸酸、沸硝酸を用いてエッチングを行う。
【００９５】
その後、下部電極２ａをエッチングする。下部電極２ａは一般に白金（Ｐｔ）が用いられる。ドライエッチング法の場合には、アルゴンガス（Ａｒ）を用いてエッチングする。一方、ウエットエッチングの場合には、エッチング液としてはシアン化カリウム、ペルオキソ硫酸アンモニウム、水の混合液を用いる。
【００９６】
エッチング後、エッチングマスクとして用いた合成樹脂１２は、除去するかまたは、そのまま形状保持板として用いても良い。合成樹脂１２を除去した場合には、再度、合成樹脂１２を塗布する。塗布方法は上記と同様な方法を用いる。
【００９７】
次に基板４０のエッチング工程を説明する。基板４０がステンレス、アルミニウム、銅などの金属の場合には塩化第二鉄溶液、硝酸銅溶液などを用いて部分的または全部エッチングする。エッチング方法もスプレイ法、浸漬法など様々な方法があるが、スプレイ法を用いた場合、スプレイから吹き出すエッチング液の液粒の大きさや、吹き付け圧力、エッチング液の温度などによってエッチング速度や均一性を制御可能である。このとき、圧電薄膜１は合成樹脂１２で覆われていなければ基板４０と一緒にエッチングされてしまうが、前行程において合成樹脂１２で覆われているので問題ない。すなわち合成樹脂１２を用いて圧電薄膜１を覆うことが重要である。合成樹脂１２は特に酸性のエッチング液に強い特性をもっておりこのようなプロセスに向いている。また、基板４０を全てエッチングする場合、基板４０がエッチングされた後、酸のエッチング液に強い下部電極２ａであるＰｔがエッチング液に対するストッパーの役割を果たす。このように基板４０がエッチングされた後はエッチング用のパターンの役割をしていた合成樹脂１２が形状保持板の役割を果たす。通常、基板４０以外の他の形状保持板に圧電薄膜１を転写する場合には、圧電素子３と形状保持板の間に導電接着剤などを用いて接着する方法が一般的であるが、非常に小さな素子の場合には精度的に好ましくない。従って、このような方法を用いれば、非常に小さな加工まで可能であり、また、接着剤などを用いることなく基板以外の他の形状保持板に転写する事を可能とする。
【００９８】
図４Ｇ〜Ｉはメタルマスクを用いる場合の加工法である。圧電素子３の成膜時にメタルマスクを用いて必要な部分だけに圧電素子３を成膜している。このため、図４Ａ〜Ｆで示したメタルマスクを用いない場合の加工法で説明した圧電素子３のエッチング工程は省略される。従って、成膜後、合成樹脂１２を塗布し、圧電素子３部を合成樹脂１２で覆い、基板をエッチングするエッチング液に触れないような構造を形成する。基板４０のエッチングに関しては上記と同様である。
【００９９】
図５Ａ〜Ｉはアクチュエータ形状に加工した基板４０に直接成膜し、基板全体をエッチング法やラップ法、ポリッシング法、またはＣＭＰ法によって薄く加工する場合の製造法を示す。
【０１００】
圧電素子の成膜法、合成樹脂１２の塗布法、硬化法、配線の形成法は図４Ａ〜Ｉの場合と同じなので説明は省略する。大きく異なる工程は薄く加工する方法である。そこで以下にその方法の詳細を述べる。まずエッチング法を使用する場合には、基板４０がステンレス、アルミニウム、銅、チタニウムなどの金属の場合には塩化第二鉄溶液、硝酸銅溶液などを用いてエッチングする。このとき、圧電薄膜１は合成樹脂１２で覆われていなければ基板４０と一緒にエッチングされてしまうが、前行程において合成樹脂１２で覆われているので問題ない。すなわち合成樹脂１２を用いて圧電薄膜１を覆うことが重要である。合成樹脂１２は特に酸性のエッチング液に強い特性をもっておりこのようなプロセスに向いている。基板４０をどのくらいエッチングするかは必要とされるアクチュエータの機械的強度と変位量で決まる。エッチング量の制御は、使用するエッチング液によって異なるがエッチング液の濃度、エッチング時間、エッチング液の温度、使用するエッチング方法により行われる。エッチング方法は主にスプレイ法、浸漬法がある。特にスプレイ法はスプレイから吹き出すエッチング液の液粒の大きさや、吹き付け圧力、エッチング液の温度などによってエッチング速度や均一性を制御可能である。
【０１０１】
ラップ法やポリッシング法は固定した基板４０を固定治具に取り付け、ラップ板上乗せてダイヤモンドスラリー等を基板に吹き付けながらラップ板を一定速度で回転させて基板を削る。
【０１０２】
ここで、ＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシング：化学的かつ機械的な複合研磨）法はラップ法やポリッシング法に似ているが、ダイヤモンドスラリー等の代わりに酸性の溶液を吹き付けながら化学的にエッチングを行う。このような方法を用いて基板の厚みを薄く加工する方法である。
【０１０３】
図６Ａ〜Ｇはアクチュエータ形状に加工した基板に直接成膜し、基板の一部分を全て除去した場合の製造法を示す。図６Ａ〜Ｄは最小限、下部電極２ａ、圧電薄膜１、上部電極２ｂからなる圧電素子３の成膜についてメタルマスクを用いないで成膜後、リソグラフィー技術などを用いて素子化する行程を示す図である。メタルマスクを用いない場合圧電素子の加工工程は、図４Ａ〜Ｃまたは図５Ａ〜Ｃと同様なので図示を省略した。
【０１０４】
一方、図６Ｅ〜Ｇは最小限、下部電極２ａ、圧電薄膜１、上部電極２ｂからなる圧電素子３の成膜についてメタルマスクを用いて素子加工を行う行程を示す図である。圧電素子３の成膜法、合成樹脂１２の塗布法、硬化法、配線の形成法は図３Ａ〜Ｌの場合と同じなので説明は省略する。大きく異なる工程は、加工基板４０の裏面（圧電薄膜を成膜している面と反対の面）にも合成樹脂１２を塗布し、一部分だけ合成樹脂１２を除去したパターンを形成する事である。図６Ａ〜Ｄにおいて、圧電薄膜を基板４０の表面に成膜し、その上にに合成樹脂１２を塗布し、硬化した後、加工基板４０の裏面（圧電薄膜１を成膜している面と反対の面）に合成樹脂１２を塗布する。加工基板４０の裏面を上にしてガラス等の平滑な基板に固定する。そして、スピンナー法、またはロール法、浸漬法で合成樹脂１２を塗布する。この時、合成樹脂１２が感光性、または紫外線硬化型等であれば、マスク等を用いて露光しパターン化する。もし、感光性や紫外線硬化型等でなければ塗布後、レーザー等を用いてパターン化する。前記パターンは特に圧電素子３部の基板４０を除去するためのパターンであり、すなわち圧電素子３部の基板上だけは合成樹脂１２で覆われないようにする。このパターン化の後、塗布された合成樹脂１２の耐酸性強度、機械的強度を高めるために高温槽を用いて温度をあげて硬化させる。その後エッチング法を用いて基板４０を除去する。エッチング法で除去するために、パターン化した面を上にして、ガラス基板などに固定する。そして、スプレイ法、浸漬法等を用いて合成樹脂１２で覆われていない部分の基板４０を除去する。基板４０がステンレス、アルミニウム、銅、チタニウムなどの金属の場合には塩化第二鉄溶液、硝酸銅溶液などを用いる。
【０１０５】
基板が全てエッチングされて下部電極２ａの白金（Ｐｔ）がストッパとなってエッチングが終了する。このプロセスで、基板４０は除去され合成樹脂１２が形状保持板として置き換わる。また、接着剤等を用いることなく圧電素子３を転写可能である。
【０１０６】
図６Ｅ〜Ｇはメタルマスクを用いる場合の加工法である。圧電素子３の成膜時にメタルマスクを用いて必要な部分だけに圧電素子３を成膜している。このため、図６Ａ〜Ｄで示したメタルマスクを用いない場合の加工法で説明した圧電素子３のエッチング工程は省略される。従って、成膜後、合成樹脂１２を塗布し、圧電素子３部を合成樹脂１２で覆い、基板をエッチングするエッチング液に触れないような構造を形成する。基板４０のエッチングに関しては上記と同様である。
【０１０７】
図７Ａ〜Ｇはアクチュエータ形状に加工した基板に直接成膜し、基板の厚みを薄くした加工の場合の製造法を示す。図７Ａ〜Ｄは最小限、下部電極２ａ、圧電薄膜１、上部電極２ｂからなる圧電素子３の成膜についてメタルマスクを用いないで成膜後、リソグラフィー技術などを用いて素子化する行程を示す図である。メタルマスクを用いない場合圧電素子の加工工程は、図４Ａ〜Ｃまたは図５Ａ〜Ｃと同様なので図示を省略した。
【０１０８】
一方、図７Ｅ〜Ｇは最小限、下部電極２ａ、圧電薄膜１、上部電極２ｂからなる圧電素子３の成膜についてメタルマスクを用いて素子加工を行う行程を示す図である。圧電素子３の成膜法、合成樹脂１２の塗布法、硬化法、配線の形成法、合成樹脂１２のパターン形成法は図３Ａ〜Ｌの場合と同じなので説明は省略する。大きく異なるのは、エッチング速度、均一性を制御しながら基板４０のエッチングを行うことである。基板を４０どのくらいエッチングするかは必要とされるアクチュエータの機械的強度と変位量で決まる。エッチング量の制御は、使用するエッチング液によって異なるがエッチング液の濃度、エッチング時間、エッチング液の温度、使用するエッチング方法である。エッチング方法は主にスプレイ法、浸漬法がある。特にスプレイ法はスプレイから吹き出すエッチング液の液粒の大きさや、吹き付け圧力、エッチング液の温度などによってエッチング速度や均一性を制御可能である。
【０１０９】
以上の条件を制御することで基板の厚みを全体あるいは一部分だけ薄く加工したアクチュエータを作製できる。
【０１１０】
図８Ａ〜Ｊはアクチュエータ形状に加工されていない基板４０を用い、基板全体を除去する場合のアクチュエータの製造法を示す。
【０１１１】
図８Ａ〜Ｆは最小限、下部電極２ａ、圧電薄膜１、上部電極２ｂからなる圧電素子３の成膜についてメタルマスクを用いないで成膜後、リソグラフィー技術などを用いて素子化する行程を示す図である。一方、図８Ｇ〜Ｊは最小限、下部電極２ａ、圧電薄膜１、上部電極２ｂからなる圧電素子３の成膜についてメタルマスクを用いて素子加工を行う行程を示す図である。使用される基板４０は、第１に成膜時の成膜温度である約５００℃以上でも形状を保つことが可能なことが必要とされる。そして第２にエッチング等によって容易に除去できることが必要とされる。使用する基板４０としては、主に金属基板が望ましく、主にステンレス、アルミニウム、銅、チタニウムなどが主成分である基板が成膜温度、加工性などから望ましい。また、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）も望ましい。
【０１１２】
成膜については、成膜後圧電薄膜を素子形状に加工する方法と成膜時にメタルマスクなどを用いて必要なところ以外は圧電薄膜をつけないようにする方法がある。精度の要求される場合にはメタルマスク法よりリソグラフィー技術を用いて加工するほうが良い。
【０１１３】
メタルマスク法は、成膜する膜によってパターンをあらかじめ決めておいて、成膜時に取り替えるだけである。図３Ａ〜Ｌでメタルマスクを使わない場合と使う場合の説明と同様の行程であるので省略する。
【０１１４】
次にリソグラフィー技術などを用いて圧電素子３（下部電極２ａ／圧電薄膜１／上部電極２ｂ）を加工し、形状保持板を合成樹脂に置き換えるための基板の加工の説明を図８Ａ〜Ｊを用いて行う。
【０１１５】
図８Ａ〜Ｆはメタルマスクを用いない場合の加工法である。まず、合成樹脂１２を上部電極２ｂ面に塗布する。このとき、合成樹脂１２がレジストや感光性ポリイミドのようにパターン化できるものは上部電極２ｂを引き出すためのスルーホールまたは部分的に合成樹脂１２で覆われない部分を形成する。配線はメッキ法等を用いて形成する。もしパターン化できない合成樹脂を用いる場合には基板上に配線パターンをあらかじめ形成し、電極の引き出し部分を作成しておいて、その後、合成樹脂１２を塗布する。またはレーザー加工等を用いて部分的に合成樹脂を１２除去する。合成樹脂１２を塗布する方法としてはスピンナー法、ロール法、浸漬法、スプレイ法、インクジェット法などを用いて塗布する。このとき基板４０の裏面（圧電薄膜１を成膜している面と反対の面）をガラス等の平坦な基板に隙間が空かないように張り付けて固定する。この固定によって塗布される合成樹脂は圧電素子３部の上部電極２ｂが成膜されている面と圧電薄膜１の断面を覆い、基板４０の裏面には殆ど塗布されない。
【０１１６】
塗布された合成樹脂１２が必ず圧電薄膜１の断面部分を図のように覆ってしまうように塗布する。これは、次の行程である圧電素子３のエッチング工程及び基板部分のエッチング行程で圧電薄膜１がエッチングされることを防ぐためである。塗布された合成樹脂１２は、更に強度を高めるために高温槽を用いて温度をあげて硬化させる。この硬化によって耐エッチング効果が高まるとともに絶縁抵抗が高まり配線用の絶縁層としても用いることができる。
【０１１７】
必要なところを合成樹脂１２で覆った後、上部電極２ｂをエッチングする。
上部電極２ｂは一般的に金（Ａｕ）や白金（Ｐｔ）などが用いられ、エッチング方法としてはドライエッチング法、ウエットエッチング法などがあるが、ドライエッチング法の場合には、アルゴンガス（Ａｒ）を用いてエッチングする。一方、ウエットエッチングの場合には、金（Ａｕ）に対してはヨウ化カリウム（ＫＩ）、ヨウ素（Ｉ２）、水（Ｈ２Ｏ）の混合液などを用いてエッチングを行う。
【０１１８】
上部電極２ｂがエッチングされたらレジストを除去して再度、圧電薄膜１加工用のレジストを塗布、パターン化する。このとき、上部電極２ｂ用のレジストが圧電薄膜をエッチングするパターンと同形状で、耐ウェットエッチング性にも優れているものならば、上部電極２ｂ加工用のレジストをそのまま用いても良い。
【０１１９】
次に、圧電薄膜１及び下地層１０のＰＬＴ膜をエッチングする。膜厚が薄い場合にはドライエッチング法を用い、厚みが厚い場合にはウエットエッチング法を用いる。ドライエッチング法の場合には、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）の場合と同様にアルゴンガス（Ａｒ）を用いてエッチングする。ウエットエッチングの場合には、弗化アンモニウム溶液及び弗酸を用いてエッチングを行う。エッチング方法は、ビーカに入れたバファードフッ酸を約６０℃に温め、その中に基板４０ごと浸漬する。バッファードフッ酸は濃度が一定になるように常時かき混ぜる。エッチング後純水で洗浄し乾燥させる。その後レジストを除去し、再度レジストを塗布、下部電極２ａエッチングパターンに露光、現像する。このとき、下部電極２ａ用のパターンは圧電薄膜１の形状よりも一回り大きめに形成することが望ましい。これによって、下部電極２ａと合成樹脂１２のレジスト等によって、圧電薄膜１を包み込むような構造を作製でき、基板４０除去時のエッチング液に圧電薄膜１がさらされる心配がない。
【０１２０】
その後、下部電極２ａをエッチングする。下部電極２ａは一般に白金（Ｐｔ）が用いられる。ドライエッチング法の場合には、アルゴンガス（Ａｒ）を用いてエッチングする。一方、ウエットエッチングの場合には、エッチング液としてはシアン化カリウム、ペルオキソ硫酸アンモニウム、水の混合液を用いる。
【０１２１】
エッチング後、エッチングマスクとして用いた合成樹脂１２は、除去するかまたは、そのまま形状保持板として用いても良い。合成樹脂１２を除去した場合には、再度、合成樹脂１２を塗布する。なお、作製するアクチュエータの仕様によっては下部電極２ａエッチング用のレジストを除去しないで、このまま形状保持板、またはアクチュエータパターンとして用いても良いし、このレジストの上から更に他の合成樹脂１２を塗布して形状保持板、またはアクチュエータパターンを形成しても良い。このとき、合成樹脂１２がレジストや感光性ポリイミドのようにパターン化できるものは上部電極２ｂのを引き出すためのスルーホールまたは部分的に合成樹脂１２で覆われない部分を形成する。配線はメッキ法等を用いて形成する。もしパターン化できない合成樹脂１２を用いる場合には基板上に配線パターンをあらかじめ形成し、電極の引き出し部分を作成しておいて、その後、合成樹脂１２を塗布する。またはレーザー加工等を用いて部分的に合成樹脂１２を除去する。
【０１２２】
合成樹脂１２による形状保持板、またはアクチュエータパターン形成が終了したら、合成樹脂１２を更に強度を高めるために高温槽を用いて温度をあげて硬化させる。この硬化によって耐エッチング効果が高めるとともに絶縁抵抗が高まり配線用の絶縁層として用いることができる。
【０１２３】
硬化後、今度は基板４０全てを除去する工程を説明する。合成樹脂１２を硬化した後、合成樹脂１２側をガラス等のような平坦な板に接するように固定する。そして、スプレイ法、浸漬法等を用いて合成樹脂１２で覆われていない部分の基板４０を除去する。基板４０がステンレス、アルミニウム、銅、チタニウムなどの金属の場合には塩化第二鉄溶液、硝酸銅溶液などを用いる。
【０１２４】
基板４０が全てエッチングされて下部電極２ａの白金（Ｐｔ）がストッパとなってエッチングが終了する。このプロセスで、基板４０は除去され合成樹脂１２が形状保持板として置き換わる。また、接着剤等を用いることなく圧電素子３を転写可能である。また、形状保持板以外の部分もあらかじめパターン化する事で自由にアクチュエータ形状や配線を作製することが可能となる。
【０１２５】
下部電極２ａの取り出しは、図示していないが基板を除去後、絶縁層を介してメッキ法などを用いて形成するか、予め圧電薄膜の加工時に下部電極からの電極を取り出すためのスルーホールを絶縁層である合成樹脂に設け、そのスルーホールを通して図面上部に取り出しても良い。
【０１２６】
図８Ｇ〜Ｊはメタルマスクを用いる場合の加工法である。圧電素子３の成膜時にメタルマスクを用いて必要な部分だけに圧電素子３を成膜している。このため、図８Ｇ〜Ｊで示したメタルマスクを用いない場合の加工法で説明した圧電素子３のエッチング工程は省略される。従って、成膜後、合成樹脂１２を塗布し、圧電素子３部を合成樹脂１２で覆い、基板をエッチングするエッチング液に触れないような構造を形成する。基板４０のエッチングに関しては上記と同様である。下部電極２ａの取り出しは、図示していないが基板を除去後、絶縁層を介してメッキ法などを用いて形成するか、予め圧電薄膜の加工時に下部電極からの電極を取り出すためのスルーホールを絶縁層である合成樹脂に設け、そのスルーホールを通して図面上部に取り出しても良い。
【０１２７】
図９Ａ〜Ｅはアクチュエータ形状に加工されていない基板４０を用い、基板をアクチュエータの一部分となるように加工するとともに、基板４０の一部を除去する場合のアクチュエータの製造法を示す。
【０１２８】
図９Ａ〜Ｅは最小限、下部電極２ａ、圧電薄膜１、上部電極２ｂからなる圧電素子３の成膜についてメタルマスクを用いないで成膜後、リソグラフィー技術などを用いて素子化する行程を示す図である。一方、メタルマスクを用いて素子加工を行う行程については図８Ａ〜Ｆで詳細に述べているのでここでは省略する。
【０１２９】
圧電素子３の成膜法、合成樹脂１２の塗布法、硬化法、配線の形成法は図８Ａ〜Ｊの場合と同じなので説明は省略する。大きく異なる工程は、基板４０の裏面（圧電薄膜を成膜している面と反対の面）にも合成樹脂１２を塗布し、一部分だけ合成樹脂１２を除去したパターンを形成する事である。図９Ａ〜Ｅにおいて、基板４０の表面に圧電薄膜を成膜し、その上に合成樹脂１２を塗布し、硬化した後、基板４０の裏面（圧電薄膜１を成膜している面と反対の面）に合成樹脂１２を塗布する。基板４０の裏面を上にしてガラス等の平滑な基板に固定する。そして、スピンナー法、ロール法または浸漬法で合成樹脂１２を塗布する。この時、合成樹脂１２が感光性、または紫外線硬化型等であれば、マスク等を用いて露光しパターン化する。もし、感光性や紫外線硬化型等でなければ塗布後、レーザー等を用いてパターン化する。前記パターンは特に圧電素子３部の基板４０を除去するためのパターンであり、すなわち圧電素子３部の基板上だけは合成樹脂１２で覆われないようにする。このパターン化の後、塗布された合成樹脂１２の耐酸性強度、機械的強度を高めるために高温槽を用いて温度をあげて硬化させる。その後エッチング法を用いて基板４０を除去する。エッチング法で除去するために、パターン化した面を上にして、ガラス基板などに固定する。そして、スプレイ法、浸漬法等を用いて合成樹脂１２で覆われていない部分の基板４０を除去する。基板４０がステンレス、アルミニウム、銅、チタニウムなどの金属の場合には塩化第二鉄溶液、硝酸銅溶液などを用いる。
【０１３０】
基板が全てエッチングされて下部電極２ａの白金（Ｐｔ）がストッパとなってエッチングが終了する。このプロセスで、基板４０は除去され合成樹脂１２が形状保持板として置き換わる。また、接着剤等を用いることなく圧電素子３を転写可能である。
【０１３１】
下部電極２ａの取り出しは、図示していないが、基板が導電性のもので有れば基板を通して取り出す。基板が導電性でない場合や、導電性であっても基板から取り出す場合に支障が有る場合には基板を除去後、絶縁層を介してメッキ法などを用いて形成するか、予め圧電薄膜の加工時に下部電極からの電極を取り出すためのスルーホールを絶縁層である合成樹脂に設け、そのスルーホールを通して図面上部に取り出しても良い。
【０１３２】
次にメタルマスクを用いる場合の加工法について説明する。圧電素子３の成膜時にメタルマスクを用いて必要な部分だけに圧電素子３を成膜している。このため、図８Ａ〜Ｆで示したメタルマスクを用いない場合の加工法で説明した圧電素子３のエッチング工程は省略される。成膜後、合成樹脂１２を塗布し、圧電素子３部を合成樹脂１２で覆い、基板をエッチングするエッチング液に触れないような構造を形成する。基板４０のエッチングに関しては上記メタルマスクを用いない場合と同様である。
【０１３３】
図１０Ａ〜Ｄはアクチュエータ形状に加工されていない基板を用い、基板をアクチュエーターの一部となるように加工するとともに、基板の全体をエッチング法やラップ法、ポリッシング法、またはＣＭＰ法によって薄くする場合のアクチュエータの製造法を示す。
【０１３４】
図１０Ａ〜Ｄは最小限、下部電極２ａ、圧電薄膜１、上部電極２ｂからなる圧電素子３の成膜についてメタルマスクを用いないで成膜後、リソグラフィー技術などを用いて素子化する行程を示す図である。一方、メタルマスクを用いて素子加工を行う行程については図８Ｇ〜Ｊで詳細に述べているのでここでは省略する。
【０１３５】
圧電素子３の成膜法、合成樹脂１２の塗布法、硬化法、配線の形成法は図８Ａ〜Ｊの場合と同じなので説明は省略する。大きく異なる工程は薄く加工する方法である。そこで以下にその方法の詳細を述べる。まずエッチング法を使用する場合には、基板４０がステンレス、アルミニウム、銅、チタニウムなどの金属の場合には塩化第二鉄溶液、硝酸銅溶液などを用いてエッチングする。このとき、圧電薄膜１は合成樹脂１２で覆われていなければ基板４０と一緒にエッチングされてしまうが、前行程において合成樹脂１２で覆われているので問題ない。すなわち合成樹脂１２を用いて圧電薄膜１を覆うことが重要である。合成樹脂１２は特に酸性のエッチング液に強い特性をもっておりこのようなプロセスに向いている。基板４０をどのくらいエッチングするかは必要とされるアクチュエータの機械的強度と変位量で決まる。エッチング量の制御は、使用するエッチング液によって異なるがエッチング液の濃度、エッチング時間、エッチング液の温度、使用するエッチング方法により行える。エッチング方法は主にスプレイ法、浸漬法がある。特にスプレイ法はスプレイから吹き出すエッチング液の液粒の大きさや、吹き付け圧力、エッチング液の温度などによってエッチング速度や均一性を制御可能である。
【０１３６】
ラップ法やポリッシング法は固定した基板４０を固定治具に取り付け、ラップ板上乗せてダイヤモンドスラリー等を基板に吹き付けながらラップ板を一定速度で回転させて基板を削る。
【０１３７】
ＣＭＰ法はラップ法やポリッシング法に似ているが、ダイヤモンドスラリー等の代わりに酸性の溶液を吹き付けながら化学的にエッチングを行う。
このような方法を用いて基板の厚みを薄く加工する。
【０１３８】
これらのプロセスで、基板は除去され合成樹脂が形状保持板として置き換わる。また、接着剤等を用いることなく圧電素子を転写可能である。また、形状保持板以外の部分もあらかじめパターン化する事で自由にアクチュエータ形状や配線を作製することが可能となる。
【０１３９】
下部電極２ａの取り出しは、図示していないが、基板が導電性のもので有れば基板を通して取り出す。基板が導電性でない場合や、導電性であっても基板から取り出す場合に支障が有る場合には、予め圧電薄膜の加工時に下部電極からの電極を取り出すためのスルーホールを絶縁層である合成樹脂に設け、そのスルーホールを通して図面上部に取り出しても良い。
【０１４０】
図１１Ａ〜Ｅはアクチュエータ形状に加工されていない基板を用い、基板をアクチュエーターの一部となるように加工するとともに、基板の一部を薄くする場合のアクチュエータの製造法を示す。
【０１４１】
図１１Ａ〜Ｅは最小限、下部電極２ａ、圧電薄膜１、上部電極２ｂからなる圧電素子３の成膜についてメタルマスクを用いないで成膜後、リソグラフィー技術などを用いて素子化する行程を示す図である。一方、メタルマスクを用いて素子加工を行う行程については図８Ｇ〜Ｊで詳細に述べているのでここでは省略する。
【０１４２】
圧電素子３の成膜法、合成樹脂１２の塗布法、硬化法、配線の形成法は図８Ａ〜Ｊの場合と同じなので説明は省略する。大きく異なるのは、エッチング速度、均一性を制御しながら基板４０のエッチングを行うことである。基板４０をどのくらいエッチングするかは必要とされるアクチュエータの機械的強度と変位量で決まる。エッチング量の制御は、使用するエッチング液によって異なるがエッチング液の濃度、エッチング時間、エッチング液の温度、使用するエッチング方法である。エッチング方法は主にスプレイ法、浸漬法がある。特にスプレイ法はスプレイから吹き出すエッチング液の液粒の大きさや、吹き付け圧力、エッチング液の温度などによってエッチング速度や均一性を制御可能である。
【０１４３】
以上の条件を制御することで基板の厚みを一部分だけ薄く加工したアクチュエータを作製できる。下部電極２ａの取り出しは、図示していないが、基板が導電性のもので有れば基板を通して取り出す。基板が導電性でない場合や、導電性であっても基板から取り出す場合に支障が有る場合には、予め圧電薄膜の加工時に下部電極からの電極を取り出すためのスルーホールを絶縁層である合成樹脂に設け、そのスルーホールを通して図面上部に取り出しても良い。
【０１４４】
（実施の形態３）
図１２に本発明の２段式アクチュエータの基本的な構成を示す。
【０１４５】
ヘッド支持機構はヘッド素子１３を搭載し回転または走行する記録媒体上を飛行または滑走するスライダー１４とそれを支持するサスペンション１５、サスペンション１５を固定するベースプレート１６、スライダー１４に荷重を加えるロードビーム（図示せず）およびヘッド素子１３と情報記録装置の記録再生回路を電気的に接合する信号系（図示なし）により構成され、その一部または全体が一体で形成される。信号系リード線やサスペンションに直接または間接的にプリント回路により配線される。
【０１４６】
微小駆動するアクチュエータはサスペンション１５と一体型で、ヘッド素子１を構成するスライダー１４とベースプレート１６の間に配置される。
【０１４７】
図１３Ａに示されるように、このアクチュエータは母材となる約１０〜３０μｍのステンレスと微小駆動素子１８を構成する圧電薄膜からなる。微小駆動素子１８はディスク面１９に対して垂直になるように折り曲げ構造をとる。
【０１４８】
さらに、図１３Ｂに示すように微小駆動装置１８はディスク面に垂直かつサスペンションの長手方向の中心線に沿った面とそれぞれ１５度以上の角度を成して構成される。
【０１４９】
また、それぞれの微小駆動素子１８には９０度逆位相の駆動電圧が与えられ伸縮が繰り返される。伸縮によってサスペンション１５およびサスペンション１５に固定されたスライダー１４、ヘッド素子１３は図１４Ａのように回転する。更に駆動電圧を逆位相にするとサスペンション１５およびサスペンション３に固定されたスライダー１４、ヘッド素子１３は図１４Ｂのように反対方向に回転する。
【０１５０】
微小駆動素子１８はディスク面に垂直な面２１に対して約１５以上の角度を取るように配置されている。これは、角度が小さい（約０度〜１５度未満）場合、デスクの回転がスライダー１４に及ぼす影響（空気粘性摩擦力）を受けやすいためこの影響を軽減するためである。以上の構成により、高精度なトラック位置決めが可能になる。
【０１５１】
なお、アクチュエータを構成する母材として今回はステンレスを使用したが、バネ性、耐熱性を所有し、厚みが薄くともある程度の剛性が確保できる材料であればどんな材料でも良い。
【０１５２】
図１５、図１６、図１７に本発明の２段式アクチュエータの微小駆動素子１８部に合成樹脂１２を応用した場合の構成を示す。
【０１５３】
微小駆動素子１８部の剛性が高い場合には、アクチュエータがサスペンション１５に固定されたスライダー１４及びヘッド素子１３を回転させる移動距離（変位）は、微小駆動素子１８が単独（片持ち梁形状）で変化する距離の約１／４になる。
【０１５４】
この原因は、１組の微小駆動素子１８がそれぞれ素子の両端を固定し拘束されているために生じる損失である。従って、微小駆動素子１８部に合成樹脂１２を用いることでそれぞれの駆動素子が発生させる力をサスペンション１５及びサスペンション１５に固定されたスライダー１４、ヘッド素子１３に効率よく伝える事が可能となり大きな変位が得られる。
【０１５５】
合成樹脂１２を用いる方法としては、図１５Ａ〜Ｂに示すように微小駆動素子１８の変位をできるだけ大きくするように合成樹脂１２のような柔軟で弾力性のある材料でアクチュエータ部や形状保持板などを全て置き換えるか、図１６Ａ〜Ｂに示すように微小駆動素子１８部分だけ置き換えるか、または図１７Ａ〜Ｂに示すようにアクチュエータ部や形状保持板などを全てエッチング法などを用いて薄くするか、微小駆動素子１８部分だけエッチング法などを用いて薄くする。
【０１５６】
これらの方法を用いることで剛性を低下させ、微小駆動素子１８部の変位を大きくすることが可能となる。また、一対の微小駆動素子１８がお互いに拘束して効率を低下している状態も微小駆動素子１８部の柔軟な構造によって緩和され、変位の拡大につながる。
【０１５７】
また、図１８に示すように拘束緩和手段２０を微小駆動素子１８の両端に合成樹脂１２で形成してもよい。
【０１５８】
製造法については図３Ａ〜図１１Ｅで詳細に述べたので省略する。
【０１５９】
なお、図１５に示すように合成樹脂１２のような柔軟で弾力性のある材料でアクチュエータ部や形状保持板などを全て置き換えることで、駆動部以外の部分が剛性が低下して機械特性に問題が起こる場合には、例えば図１９に示すように合成樹脂１２で支点１７を付け加えることで解決される。
【０１６０】
（実施の形態４）
図２０に本発明の２段式アクチュエータの基本的な別の構成を示す。下部電極２ａ、圧電薄膜１、上部電極２ｂからなる圧電素子３は基板４０を全て除去し合成樹脂１２に転写されている。合成樹脂１２はアクチュエータ形状を形成し、圧電素子３を梁構造部に構成する。
【０１６１】
その製造法については図３Ａ〜図１１Ｅで詳細に述べたので省略する。
図２１Ａ〜Ｄはその動作を示した図である。図２１Ａは図面の右側に位置する圧電素子３に印可電圧を加えた場合の動作を示す。図面上側の部分を固定して図面右側の梁部分に電圧を加えると圧電素子３が撓んで固定端とは反対の自由端が右に変位する。一方、図２１Ｂは図面左側の梁部分に電圧を加えると圧電素子３が撓んで固定端とは反対の自由端が左に変位する。
【０１６２】
（実施の形態５）
図２２Ａ１、２２Ａ２、２２Ｂ１、２２Ｂ２、２２Ｃ１、２２Ｃ２、２２Ｄ１、２２Ｄ２に本発明の圧電式アクチュエータの配線構造を示す。
【０１６３】
図２２Ａ１は配線を形成し、三次元的な立体構造を形成するために基板とともに折り曲げた後の斜示図である。図２２Ａ２は配線を形成、プレスによる折り曲げ加工を行った後の断面図である。
【０１６４】
下部電極２ａは基板４０を導電性のステンレス材などの材質を用いて基板４０から取り出す。一方、上部電極２ｂの取り出しは、基板４０上の圧電素子を加工後、上部電極２ｂ上に合成樹脂４を絶縁層としてパターン化する。絶縁層である合成樹脂４には、上部電極２ｂと導電性を取るためにスルーホール７が形成されている。絶縁層の合成樹脂４を窒素中で熱処理し硬化させた後、メッキ法を用いて銅配線を形成する。銅配線を形成後、カバー用の合成樹脂４を塗布、パターン化して窒素中で熱処理し硬化させる。その後、基板とともにプレス機を用いて折り曲げ、三次元的な立体構造を形成する。
【０１６５】
このように合成樹脂４を用いて配線を形成することで、折り曲げられた配線部分の導電性が損なわれることなく電極を取り出すことが可能となる。
【０１６６】
図２２Ｂ１は配線を形成し、三次元的な立体構造を形成するために基板とともに折り曲げる場合に、配線が切断などにより導電性を損なわないように折り曲げ部分の基板を除去したときの斜示図である。
【０１６７】
図２２Ｂ２は配線を形成、プレスによる折り曲げ加工を行った後の断面図である。
【０１６８】
配線部分の形成方法は図２２Ａ１、図２２Ａ２と同様であるので省略する。配線構造を形成後、折り曲げ部分にあたる場所の基板をウエットエッチングなどを用いてエッチング除去を行う。例えば、基板がステンレスのような金属であれば、塩化第二鉄溶液を用いればよい。このような構造を用いることで三次元的な立体構造を形成するために基板とともに折り曲げる場合に、配線が切断などにより導電性を損なわないようにすることができる。このように合成樹脂４を用いて配線を形成するとともに、折り曲げ部分の基板を除去すると、プレス加工による折り曲げ加工時に折り曲げ部分の配線に加わる力が分散され折り曲げられた配線部分の導電性が損なわれることなく電極を取り出すことが可能となる。
【０１６９】
図２２Ｃ１は配線を形成し、三次元的な立体構造を形成するために図２２Ａ１とは反対に基板とともに折り曲げた後の斜示図である。図２２Ｃ２は配線を形成し、プレスによる折り曲げ加工を行った後の断面図である。配線の形成方法、プレス加工による折り曲げ立体構造の作成法は図２２Ａ１と同様であるので省略する。この場合、基板４０の外側に配線構造が位置するために、配線自身が基板に引っ張られる構造になり、導電性を損なう可能性が高くなる。そのため、基板４０より内側に配線を形成する場合に比べ、メッキによって形成される銅配線の厚みを厚くする。また、絶縁層として用いる合成樹脂４の厚みも多少厚めにすることで三次元的な立体構造上に配線を形成することが可能になる。
【０１７０】
図２２Ｄ１は配線を形成し、三次元的な立体構造を形成するために基板とともに折り曲げる場合に、配線が切断などにより導電性を損なわないように折り曲げ部分の基板を除去したときの斜示図である。
【０１７１】
図２２Ｄ２は配線を形成、プレスによる折り曲げ加工を行った後の断面図である。
【０１７２】
図２２Ｃ１の三次元的な立体配線構造の信頼性を更に高めるために折り曲げ部分の基板４０を除去する。このように合成樹脂４を用いて配線を形成するとともに、折り曲げ部分の基板を除去すると、プレス加工による折り曲げ加工時に折り曲げ部分の配線に加わる力が分散され折り曲げられた配線部分の導電性が損なわれることなく電極を取り出すことが可能となる。
【０１７３】
本発明のアクチュエータは、例えば下記の用途に応用することができる。
＜光学関係＞
（１）光を偏向させるデバイスを用いたもの。例えば、プリンタ、投写型ディスプレイ、バーコードリーダー、スキャナーなど。
（２）薄膜アクチュエーテッドミラーアレイ。
（３）マイクロ光学素子：光学スイッチング素子、焦点調整装置、焦点可変ミラーなど。
（４）絞り装置：カメラ、ビデオムービー、内視鏡などの光学機器。
（５）可変できるミラー。
＜ポンプ＞
（６）インクジェットプリンター
（７）イオン発生器：空気清浄機、加湿器、集塵機
＜モータ＞
（８）圧電リニアモータに用いる光ピックアップ、超音波モータ。
＜圧電共振子＞
（９）発振素子
（１０）ディスクリミネータ
（１１）フィルタ
＜センサ＞
（１２）圧力センサー
（１３）加速度センサー
（１４）衝撃センサー
（１５）ＡＥセンサー（Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）
（１６）超音波センサー
（１７）角速度センサー
（１８）重力センサー
＜メカ的応用＞
（１９）マイクロリレー
（２０）超薄膜キーボード
（２１）流体制御用バルブ
（２２）ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）用アクチュエータ
【０１７４】
【実施例】
以下具体的な実施例により、本発明をさらに詳細に説明する。
【０１７５】
（実施例１）
第１の実験として、アクチュエータ部の一組の微小駆動素子とディスク面に垂直かつサスペンションの長手方向の中心線に沿った面とがなす角度を変化させてヘッド素子が構成されるスライダーの変位を測定した。アクチュエータの母材であるステンレスの厚みは２０μｍとした。駆動電圧は±３Ｖ一定、周波数は１ＫＨｚとした。測定はレーザードップラー法を用いて変位を実測した。その結果を図１３Ｃに示す。この時ディスクの回転数は１０００ｒｐｍとした。
【０１７６】
変位はディスク停止時には角度による依存は殆ど見られないものの、ディスク回転時においては１５度未満で空気粘性摩擦力のために低下する事がわかる。
以上の結果から、変位と粘性を考慮した場合、駆動素子の角度は約１５度以上が適切である。
【０１７７】
（実施例２）
アクチュエータ部は、ステンレス基板をあらかじめアクチュエータ形状にエッチング加工を施した基板を用いた。
【０１７８】
加工基板を基板ホルダーにセットした後、スパッタ装置のチャンバー内に入れて真空状態（真空度：２．０×１０−４Ｐａ）にした。基板温度が約５００℃以上になったことを確認して、付着層９であるチタニウム（Ｔｉ）を厚み５０ｎｍ、下部電極を兼ねる白金（Ｐｔ）を厚み約５０〜２００ｎｍ成膜した。チタニウム（Ｔｉ）は基板と白金（Ｐｔ）の付着強度を高めるために用いた。このため、基板とＰｔ層の付着強度が高い場合にはチタニウム（Ｔｉ）を成膜しないで、基板上に直接白金（Ｐｔ）を成膜しても良い。次に圧電薄膜であるチタン酸鉛系のＰｂＺｒＴｉＯ３の結晶配向を助ける下地層のＰｂＬｉＴｉを厚み１０〜５０ｎｍ成膜した。その後、圧電薄膜のＰｂＺｒＴｉＯ３を厚み２．５μｍ成膜した。基板温度を約１００℃以下になったことを確認後、上部電極であるＡｕ（金）を厚み１００〜２００ｎｍ成膜した。
【０１７９】
次に成膜した基板を真空チャンバーから取り出し、リソグラフィ技術を用いて圧電素子を形成した。
【０１８０】
最初に上部電極加工用のレジストを塗布した。加工用レジスト樹脂は、シプレイ社製商品名”Ｓ−１８００”を用いた。成膜したステンレス基板をガラス基板に固定してレジストを塗布した。塗布方法としてはスピナー法を用いた。その後、オーブンでプリベークを９０℃で１５分行った後、取り出して露光を行った。露光はフォトマスクを用いて行い、露光後現像液につけて現像した。現像後、再度オーブンで約１２０℃で３０分ポストベークを行い、レジストの耐エッチング性を高めた。以上の工程でレジストをパターン化し、ウエットエッチング法を用いて上部電極の加工を行った。エッチング液はヨウ化カリウム（ＫＩ）、ヨウ素（Ｉ２）、水（Ｈ２Ｏ）の混合液を用いた。エッチング後、純水で基板を洗浄し、乾燥した。レジスト樹脂の厚さは約１．０μｍであった。上部電極の加工状態を光学顕微鏡で確認し、問題なければ次の圧電薄膜の加工を行った。
【０１８１】
圧電薄膜の加工はバッファードフッ酸を用いて行う。バッファードフッ酸をビーカに入れ約６０℃に温め、その中に固定用のガラス基板ごと浸漬した。バッファードフッ酸は濃度が一定になるように常時かき混ぜた。エッチング後、純水で洗浄し乾燥した。次に下部電極の加工を行った。上部電極、圧電薄膜加工用のレジストを除去して再度下部電極加工用のレジストを塗布した。レジストを塗布後フォトマスクを用いて露光を行った。フォトマスクに形成されているパターンは、上部電極、圧電薄膜形成用のパターンより一回り大きな形状のパターンと、下部電極の引き出しパターンが形成されている。露光、現像後ドライエッチング法を用いて下部電極の加工を行った。ドライエッチング後、レジストを除去、洗浄した。洗浄後、レジストを塗布した。ここでレジスト樹脂は、ポリイミド樹脂を含むポジ型感光性樹脂である住友ベークライト社製商品名”ＣＲＣ−８３００”を用いた。塗布方法はスピナーを用いて行った。基板はエッチングの時と同様、ガラス基板などの表面の平らなものに固定した。基板にポリイミドを塗布し、スピナーの回転数を３０００ｒｐｍで回転させ均一に塗布した。この時、基板の裏面（圧電素子がついていない面）は固定基板に密接しているため塗布されたポリイミドは裏面には回り込まなかった。塗布後、露光、現像を行ってパターン化した。フォトマスクのパターンは加工基板とほぼ同形状でひとまわり大きめのパターンである。次にポリイミドを硬化させるために窒素雰囲気中でベークした。窒素置換したオーブンを用いて１５０〜３２０℃で３０分ベークを行った。ポリイミド樹脂の厚さは２．０μｍであった。
【０１８２】
オーブンから取り出した後、加工基板の除去を行った。加工基板の除去は塩化第二鉄溶液を除去する基板に対してスプレー状に吹き付けて行った。
【０１８３】
以上によってステンレス基板から合成樹脂であるポリイミドに接着剤などを用いることなく転写することができた。
【０１８４】
次に、折り曲げ構造を実現するために、アクチュエータ形状に構成されたポリイミドを金型にはめ込んでプレスした。
【０１８５】
その後配線用のフレキシブル基板と微小駆動素子部をワイヤーボンディングを用いて電気的に接続した。そしてスライダーとベースプレートを組み合わせヘッド支持機構を構成した。
【０１８６】
（実施例３）
アクチュエータ部は、ステンレス基板をあらかじめアクチュエータ形状にエッチング加工を施した基板を用いた。
【０１８７】
下部電極、圧電薄膜、上部電極の成膜には約０．１ｍｍ厚のステンレスで作成したメタルマスクをあらかじめ基板にセットして成膜した。加工基板、メタルマスクを基板ホルダーにセットした後、スパッタ装置のチャンバー内に入れて真空状態にした。基板温度が約５００℃以上になったことを確認して、付着層９であるチタニウム（Ｔｉ）を厚み５０ｎｍ、下部電極を兼ねる白金（Ｐｔ）を厚み約５０〜２００ｎｍ成膜した。チタニウム（Ｔｉ）は基板と白金（Ｐｔ）の付着強度を高めるために用いた。このため、基板とＰｔ層の付着強度が高い場合にはチタニウム（Ｔｉ）を成膜しないで、基板上に直接白金（Ｐｔ）を成膜しても良い。次に圧電薄膜であるチタン酸鉛系のＰｂＺｒＴｉＯ３の結晶配向を助ける下地層のＰｂＬｉＴｉを厚み１０〜５０ｎｍ成膜した。その後、圧電薄膜のＰｂＺｒＴｉＯ３を厚み２．５μｍ成膜した。基板温度を約１００℃以下になったことを確認後、上部電極であるＡｕ（金）を厚み１００〜２００ｎｍ成膜した。
【０１８８】
このメタルマスクを用いた成膜法によって、圧電素子部のリソグラフィー技術を用いた加工を省くことが可能となった。真空チャンバーから基板の温度が常温になったことを確認して取り出し、実施例２で用いたポリイミド樹脂を含むポジ型感光性樹脂を塗布した。塗布方法はスピナーを用いて行った。基板はエッチングの時と同様、ガラス基板などの表面の平らなものに固定した。基板にポリイミドを塗布し、スピナーの回転数を３０００ｒｐｍで回転させ均一に塗布した。この時、基板の裏面（圧電素子がついていない面）は固定基板に密接しているため塗布されたポリイミドは裏面には回り込まなかった。塗布後、露光、現像を行ってパターン化した。フォトマスクのパターンは加工基板とほぼ同形状でひとまわり大きめのパターンである。次にポリイミドを硬化させるために窒素雰囲気中でベークした。窒素置換したオーブンを用いて１５０〜３２０℃で３０分ベークを行った。
【０１８９】
オーブンから取り出した後、加工基板の除去を行った。加工基板の除去は、塩化第二鉄溶液を除去する基板に対してスプレー状に吹き付けて行った。ポリイミド樹脂の膜厚は２．０μｍであった。
【０１９０】
以上によってステンレス基板から合成樹脂であるポリイミドに接着剤などを用いることなく転写することができた。
【０１９１】
次に、折り曲げ構造を実現するために、アクチュエータ形状に構成されたポリイミドを金型にはめ込んでプレスした。その後、配線用のフレキシブル基板と微小駆動素子部をワイヤーボンディングを用いて電気的に接続した。
【０１９２】
そしてスライダーとベースプレートを組み合わせヘッド支持機構を構成した。
【０１９３】
なお、この実験例ではステンレスを基板として用いたが、他の金属、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）、Ｓｉ（シリコン）等の単結晶基板を用いても同様に形成することが可能である。
【０１９４】
（実施例４）
アクチュエータ部は、ステンレス基板をあらかじめアクチュエータ形状にエッチング加工を施した基板を用いた。今度は加工基板の厚みを薄くする製造法を用いた。圧電素子の作成法、ポリイミドの塗布、アクチュエータ形状は実施例２と同様なので省略する。
【０１９５】
異なるのはステンレス基板を全て除去するか、厚みを薄くするかの違いである。
【０１９６】
アクチュエータ形状に作成したポリイミドを硬化した後、第二塩化鉄溶液をスプレイ状に吹き付けた。この吹き付ける時間を制御して除去するステンレスの厚みを制御した。約１０μｍ除去した後、純水で洗浄して乾燥した。次に、折り曲げ構造を実現するために、アクチュエータ形状に構成されたポリイミドを金型にはめ込んでプレスした。プレスは約６０〜８０℃に温度を上げて行い、冷却後取り出すと金型に沿って折り曲げ構造が形成できた。
【０１９７】
その後、配線用のフレキシブル基板と微小駆動素子部をワイヤーボンディングを用いて電気的に接続した。
【０１９８】
そしてスライダーとベースプレートを組み合わせヘッド支持機構を構成した。
【０１９９】
なお、この実験ではステンレスを基板として用いたが、他の金属、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）、Ｓｉ（シリコン）等の単結晶基板を用いても同様に形成することが可能である。
【０２００】
（実施例５）
アクチュエータ部は、ステンレス基板をあらかじめアクチュエータ形状にエッチング加工を施した基板を用いた。今度は加工基板の一部を除去する製造法を用いた。圧電素子の作成法、ポリイミドの塗布、アクチュエータ形状は実施例２と同様なので省略する。
【０２０１】
アクチュエータ形状に作成したポリイミドを硬化した後、今度は基板の裏面にポリイミドを塗布し、パターン化した。
【０２０２】
ポリイミドを加熱硬化した後、基板の裏面を上にしてガラス等の平坦な基板に固定して、ポリイミドをスピナーで塗布した。塗布後、余分な用材を取り除くためオーブンでプリベークし、フォトマスクを用いて露光、現像した。現像後のパターンは圧電素子が形成されている部分の反対面だけがポリイミドがついていない状態である。パターン形成後、ポリイミドを窒素雰囲気中のオーブンで１５０〜３２０℃、３０分温度を上げて硬化した。
【０２０３】
次に、ポリイミドで覆われていない部分のステンレスを除去した。除去方法は塩化第二鉄溶液をスプレイ状に吹き付けてエッチングした。ポリイミドで覆われていない部分のステンレスを全て取り除いた構造が、この方法で可能となった。
【０２０４】
なお、ポリイミドで覆われていない部分のステンレスの除去する厚みはエッチング液の濃度、吹き付け圧力、吹き付け量、時間で制御可能なので、全て除去しないで適当な厚みを残すことも可能である。
【０２０５】
折り曲げ構造を実現するために、アクチュエータ形状に構成されたポリイミドを金型にはめ込んでプレスした。その後、配線用のフレキシブル基板と微小駆動素子部をワイヤーボンディングを用いて電気的に接続した。
【０２０６】
そしてスライダーとベースプレートを組み合わせヘッド支持機構を構成した。
【０２０７】
なお、この実験ではステンレスを基板として用いたが、他の金属、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）、Ｓｉ（シリコン）等の単結晶基板を用いても同様に形成することが可能である。
【０２０８】
（実施例６）
成膜には、ＭｇＯ単結晶基板を用いた。基板を基板ホルダーにセットした後、スパッタ装置のチャンバー内に入れて真空状態にした。基板温度が約５００℃以上になったことを確認して、下部電極を兼ねる白金（Ｐｔ）を厚み約５０〜２００ｎｍ成膜した。次に圧電薄膜であるチタン酸鉛系のＰｂＺｒＴｉＯ３の結晶配向を助ける下地層のＰｂＬｉＴｉを厚み１０〜５０ｎｍ成膜した。その後、圧電薄膜のＰｂＺｒＴｉＯ３を厚み２．５μｍ成膜した。基板温度を約１００℃以下になったことを確認後、上部電極であるＡｕ（金）を厚み１００〜２００ｎｍ成膜した。
【０２０９】
次に成膜した基板を真空チャンバーから取り出し、リソグラフィ技術を用いて圧電素子を形成した。
【０２１０】
最初に上部電極加工用の実施例２で用いたレジスト樹脂を塗布した。次に成膜した基板にレジストを塗布した。塗布方法としてはスピナー法を用いた。その後オーブンでプリベークを９０℃で１５分行った後、取り出して露光を行った。露光はフォトマスクを用いて行い、露光後現像液につけて現像した。現像後再度オーブンで約１２０℃で３０分ポストベークを行い、レジストの耐エッチング性を高めた。以上の行程でパターン化し、ウエットエッチング法を用いて上部電極の加工を行った。エッチング液はヨウ化カリウム（ＫＩ）、ヨウ素（Ｉ２）、水（Ｈ２Ｏ）の混合液を用いた。エッチング後、純水で基板を洗浄し、乾燥した。上部電極の加工状態を光学顕微鏡で確認し、問題なければ次の圧電薄膜の加工を行った。
【０２１１】
圧電薄膜の加工はバッファードフッ酸を用いて行った。バッファードフッ酸をビーカに入れ約６０℃に温め、その中に固定用のガラス基板ごと浸漬した。バッファードフッ酸は、濃度が一定になるように常時かき混ぜた。エッチング後、純水で洗浄し乾燥した。次に下部電極の加工を行った。上部電極、圧電薄膜加工用のレジストを除去して再度下部電極加工用のレジストを塗布した。レジストを塗布後、フォトマスクを用いて露光を行った。フォトマスクに形成されているパターンは上部電極、圧電薄膜形成用のパターンより一回り大きな形状のパターンと下部電極の引き出しパターンが形成されている。露光、現像後ドライエッチング法を用いて下部電極の加工を行った。ドライエッチング後、レジストを除去、洗浄した。洗浄後、ポリイミドを塗布した。具体的には塗布方法はスピナーを用いて行った。基板にポリイミドを塗布し、スピナーの回転数を３０００ｒｐｍで回転させ均一に塗布した。塗布後、露光、現像を行ってパターン化した。フォトマスクのパターンは加工基板とほぼ同形状でひとまわり大きめのパターンである。次にポリイミドを硬化させるために窒素雰囲気中でベークした。窒素置換したオーブンを用いて１５０〜３２０℃で３０分ベークを行った。
【０２１２】
オーブンから取り出した後、基板の全除去を行った。基板の全除去はリン酸を除去する基板に対してスプレー状に吹き付けて行った。
【０２１３】
以上によって基板から合成樹脂であるポリイミドに接着剤などを用いることなく転写することができた。
【０２１４】
次に、折り曲げ構造を実現するために、アクチュエータ形状に構成されたポリイミドを金型にはめ込んでプレスした。その後、配線用のフレキシブル基板と微小駆動素子部をワイヤーボンディングを用いて電気的に接続した。
【０２１５】
そしてスライダーとベースプレートを組み合わせヘッド支持機構を構成した。
【０２１６】
（実施例７）
成膜には、ＭｇＯ単結晶基板を用いた。今度は基板の厚みを薄くする製造法を用いた。圧電素子の作成法、ポリイミドの塗布、アクチュエータ形状は実施例６と同様なので省略する。異なるのはＭｇＯ基板を全て除去するか、厚みを薄くするかの違いである。
【０２１７】
アクチュエータ形状に作成したポリイミドを硬化した後、リン酸溶液をスプレイ状に吹き付けた。この吹き付ける時間を制御して除去するＭｇＯの厚みを制御した。約１０μｍ残して除去した後、純水で洗浄して乾燥した。次に、折り曲げ構造を実現するために、アクチュエータ形状に構成されたポリイミドを金型にはめ込んでプレスした。プレスは約６０〜８０℃に温度を上げて行い、冷却後、取り出すと金型に沿って折り曲げ構造が形成できた。
【０２１８】
その後、配線用のフレキシブル基板と微小駆動素子部をワイヤーボンディングを用いて電気的に接続した。そしてスライダーとベースプレートを組み合わせヘッド支持機構を構成した。なお、この実験ではＭｇＯを基板として用いたが、他の金属、Ｓｉ（シリコン）等の単結晶基板を用いても同様に形成することが可能である。
【０２１９】
（実施例８）
成膜には、ＭｇＯ単結晶基板を用いた。今度は基板の一部を除去する製造法を用いた。圧電素子の作成法、ポリイミドの塗布、アクチュエータ形状は実施例６と同様なので省略する。
【０２２０】
アクチュエータ形状に作成したポリイミドを硬化した後、今度は基板の裏面にポリイミドを塗布、パターン化した。
【０２２１】
ポリイミドを硬化した後、基板の裏面を上にしてガラス等の平坦な基板に固定して、ポリイミドをスピナーで塗布した。塗布後、余分な用材を取り除くためオーブンでプリベークし、フォトマスクを用いて露光、現像した。現像後のパターンは圧電素子が形成されている部分の反対面だけがポリイミドがついていない状態であった。パターン形成後、ポリイミドを窒素雰囲気中のオーブンで１５０℃〜３２０、３０分温度を上げて硬化させた。
【０２２２】
次に、ポリイミドで覆われていない部分のＭｇＯを除去した。除去方法はリン酸溶液をスプレイ状に吹き付けてエッチングした。ポリイミドで覆われていない部分のＭｇＯを全て取り除いた構造がこの方法で可能となった。
【０２２３】
なお、ポリイミドで覆われていない部分のＭｇＯの除去する厚みはエッチング液の濃度、吹き付け圧力、吹き付け量、時間で制御可能なので、全て除去しないで適当な厚みを残すことも可能である。
【０２２４】
折り曲げ構造を実現するために、アクチュエータ形状に構成されたポリイミドを金型にはめ込んでプレスした。その後配線用のフレキシブル基板と微小駆動素子部をワイヤーボンディングを用いて電気的に接続した。
【０２２５】
そしてスライダーとベースプレートを組み合わせヘッド支持機構を構成した。
【０２２６】
なお、この実験ではＭｇＯを基板として用いたが、他の金属、Ｓｉ（シリコン）等の単結晶基板を用いても同様に形成することが可能である。
【０２２７】
（実施例９）
カンチレバー状にステンレスを加工して、その上に約２．５μｍの圧電体薄膜とその上に電極を形成し、ステンレスの厚みをエッチングにより変化させたときのカンチレバーの変位を測定した。ステンレスの基板厚み０μｍはポリイミドだけであることを示す。測定法はレーザードップラー法を用いて変位を実測した。駆動電圧は±３Ｖ一定、周波数は１ＫＨｚとした。
【０２２８】
以下の表１にその結果を示す。
【０２２９】
【表１】
0003611198.tif 000002
【０２３０】
以上の結果から、アクチュエータの母材であるステンレスの厚みが薄くなるほど剛性が弱くなり、変位が大きくなる傾向が見られた。
【０２３１】
また、どのような基板を用いても、基板の厚みを薄くすればするほど剛性が低下し、変位を大きく得ることが可能であることは明らかである。
【０２３２】
（実施例１０）
実施例１の製法で作製したアクチュエータを用いて変位を測定した。基本となるアクチュエータの構成として、微小駆動素子とディスクに垂直かつサスペンションの長手方向の中心線に沿った面がなす角はそれぞれ６０度、使用したステンレスの厚みは２０μｍ、圧電薄膜の厚みは２．５μｍ、合成樹脂の厚みは１０μｍとした。
【０２３３】
構成はアクチュエータ部の一組の微小駆動素子が配置される、図１５Ａ〜Ｂに示す合成樹脂に全て置き換えたタイプである。駆動電圧は±３Ｖ一定、周波数は１ＫＨｚとした。測定はレーザードップラー法を用いて変位を実測した。この時ディスクの回転数は１２０００ｒｐｍとした。比較のために、合成樹脂を用いないステンレスベースの同形状のアクチュエータも作製して測定した。結果は合成樹脂に置き換えない物に比べ約４．４倍の変位が得られた。
【０２３４】
この実験により、ステンレスから合成樹脂に置き換えることにより大幅に変位を拡大できることが確認できた。
【０２３５】
（実施例１１）
実施例３の製法で作製したアクチュエータを用いて変位を測定した。基本となるアクチュエータの構成として、微小駆動素子とディスクに垂直かつサスペンションの長手方向の中心線に沿った面がなす角はそれぞれ６０度、使用したステンレスの厚みは２０μｍ、圧電薄膜の厚みは２．５μｍ、合成樹脂の厚みは１０μｍとした。
【０２３６】
構成はアクチュエータ部の一組の微小駆動素子が配置される図１６Ａ〜Ｂに示す合成樹脂に一部分（圧電素子の形状保持板部分）置き換えたタイプである。駆動電圧は±３Ｖ一定、周波数は１ＫＨｚとした。測定はレーザードップラー法を用いて変位を実測した。この時ディスクの回転数は１２０００ｒｐｍとした。比較のために、合成樹脂を用いないステンレスベースの同形状のアクチュエータも作製して測定した。結果は合成樹脂に置き換えない物に比べ約４．５倍の変位が得られた。
【０２３７】
この実験により、ステンレスから合成樹脂に一部分置き換えることにより大幅に変位を拡大できることが確認できた。
【０２３８】
（実施例１２）
実施例４の製法で作製したアクチュエータを用いて変位を測定した。基本となるアクチュエータの構成として、微小駆動素子とディスクに垂直かつサスペンションの長手方向の中心線に沿った面がなす角はそれぞれ６０度、使用したステンレスの厚みは２０μｍ、圧電薄膜の厚みは２．５μｍ、合成樹脂の厚みは５μｍとした。
【０２３９】
構成はアクチュエータ部の一組の微小駆動素子が配置される、図１７Ａ〜Ｂに示す合成樹脂で覆い、全体をエッチングしてステンレス基板を薄くしたタイプである。駆動電圧は±３Ｖ一定、周波数は１ＫＨｚとした。測定はレーザードップラー法を用いて変位を実測した。この時ディスクの回転数は１２０００ｒｐｍとした。比較のために、合成樹脂を用いないステンレスベースの同形状のアクチュエータも作製して測定した。結果は合成樹脂に置き換えない物に比べ約３．１倍の変位が得られた。
【０２４０】
この実験により、ステンレスを合成樹脂で覆い、ステンレスの厚みを薄くすることにより大幅に変位を拡大できることが確認できた。
【０２４１】
（実施例１３）
実施例４の製法で作製したアクチュエータを用いて変位を測定した。基本となるアクチュエータの構成として、微小駆動素子とディスクに垂直かつサスペンションの長手方向の中心線に沿った面がなす角はそれぞれ６０度、使用したステンレスの厚みは２０μｍ、圧電薄膜の厚みは２．５μｍ、合成樹脂の厚みは５μｍとした。
【０２４２】
構成はアクチュエータ部の一組の微小駆動素子が配置される図１７Ａ〜Ｂに示す合成樹脂で覆い、一部（圧電素子の形状保持板部分）をエッチングしてステンレス基板を薄くしたタイプである。駆動電圧は±３Ｖ一定、周波数は１ＫＨｚとした。測定はレーザードップラー法を用いて変位を実測した。この時ディスクの回転数は１２０００ｒｐｍとした。比較のために、合成樹脂を用いないステンレスベースの同形状のアクチュエータも作製して測定した。結果は合成樹脂に置き換えない物に比べ約３倍の変位が得られた。
【０２４３】
この実験により、ステンレスを合成樹脂で覆い、ステンレスの厚みを一部分（圧電素子の形状保持板部分）薄くすることで大幅に変位を拡大できることが確認できた。
【０２４４】
（実施例１４）
実施例５の製法で作製したアクチュエータを用いて変位を測定した。基本となるアクチュエータの構成として、微小駆動素子とディスクに垂直かつサスペンションの長手方向の中心線に沿った面がなす角はそれぞれ６０度、使用した基板はＭｇＯ単結晶基板、圧電薄膜の厚みは２．５μｍ、合成樹脂の厚みは１０μｍとした。
【０２４５】
構成はアクチュエータ部の一組の微小駆動素子が配置される図１５Ａ〜Ｂに示す合成樹脂で全て置き換えるタイプである。駆動電圧は±３Ｖ一定、周波数は１ＫＨｚとした。測定はレーザードップラー法を用いて変位を実測した。この時ディスクの回転数は１２０００ｒｐｍとした。比較のために、合成樹脂を用いないステンレスベースの同形状のアクチュエータも作製して測定した。結果は合成樹脂に置き換えない物に比べ約８．１倍の変位が得られた。この変位の拡大は合成樹脂に置き換えることによる変位拡大が約４倍と単結晶基板上にエピタキシャル成長した圧電薄膜の圧電定数ｄ３１の特性向上の約２倍の相乗効果の結果である。
【０２４６】
この実験により、合成樹脂で全て置き換えることで大幅に変位を拡大できることが確認できた。
【０２４７】
（実施例１５）
実施例５の製法で作製したアクチュエータを用いて変位を測定した。基本となるアクチュエータの構成として、微小駆動素子とディスクに垂直かつサスペンションの長手方向の中心線に沿った面がなす角はそれぞれ６０度、使用した基板はＭｇＯ単結晶基板、圧電薄膜の厚みは２．５μｍ、合成樹脂の厚みは１０μｍとした。
【０２４８】
構成はアクチュエータ部の一組の微小駆動素子が配置される、図１６に示す合成樹脂で覆い、一部分を置き換えるタイプである。駆動電圧は±３Ｖ一定、周波数は１ＫＨｚとした。測定はレーザードップラー法を用いて変位を実測した。この時ディスクの回転数は１２０００ｒｐｍとした。比較のために、合成樹脂を用いないステンレスベースの同形状のアクチュエータも作製して測定した。結果は合成樹脂に置き換えない物に比べ約７．８倍の変位が得られた。この変位の拡大は合成樹脂に置き換えることによる変位拡大が約４倍と単結晶基板上にエピタキシャル成長した圧電薄膜の圧電定数ｄ３１の特性向上の約２倍の相乗効果の結果である。
【０２４９】
この実験により、ＭｇＯから合成樹脂に一部分置き換えることで大幅に変位を拡大できることが確認できた。
【０２５０】
（実施例１６）
図２２Ａ１、Ａ２で示す配線構造を作成し、プレス法を用いた折り曲げ加工をする前とした後で圧電素子の電気的な特性がどのように変化するかを検討した。圧電素子の構成は、Ｔｉ／Ｐｔ／ＰＬＴ／ＰＺＴ／Ｐｔである。圧電素子はステンレス上に成膜した。成膜にはメタルマスクを用いて、圧電素子の加工を不要とした。下部電極はステンレスから取り、上部電極をポリイミドをベース絶縁層として用いてメッキ法で銅配線を形成、その後カバー層のポリイミドをパターン化した。測定はＬＣＲメータを用いてＬ（インダクタンス）、Ｃ（キャパシタンス）、Ｚ（インピーダンス）を周波数１ＫＨｚで測定した。以下の表２に結果を示す。
【０２５１】
【表２】
0003611198.tif 000003
【０２５２】
以上の結果より、折り曲げ後も折り曲げ前と同様な電気特性が得られ三次元的な立体配線構造が可能であることが確認できた。
【０２５３】
（実施例１７）
図２２Ｂ１）、Ｂ２で示す配線構造を作成し、プレス法を用いた折り曲げ加工をする前とした後で圧電素子の電気的な特性がどのように変化するかを検討した。圧電素子の構成はＴｉ／Ｐｔ／ＰＬＴ／ＰＺＴ／Ｐｔである。圧電素子はステンレス上に成膜した。成膜にはメタルマスクを用いて、圧電素子の加工を不要とした。下部電極はステンレスから取り、上部電極をポリイミドをベース絶縁層として用いてメッキ法で銅配線を形成、その後カバー層のポリイミドをパターン化した。最後に折り曲げ部分のステンレスを塩化第二鉄溶液でエッチング除去した。測定はＬＣＲメータを用いてＬ（インダクタンス）、Ｃ（キャパシタンス）、Ｚ（インピーダンス）を周波数１ＫＨｚで測定した。以下の表３に結果を示す。
【０２５４】
【表３】
0003611198.tif 000004
【０２５５】
以上の結果より、折り曲げ後も折り曲げ前と同様な電気特性が得られ三次元的な立体配線構造が可能であることが確認できた。また、折り曲げ後の歩留まりを比較した場合、多少であるが基板であるステンレスの折り曲げ部分を除去した場合、良好な結果が得られた。
【０２５６】
（実施例１８）
図２２Ｃ１、Ｃ２で示す配線構造を作成し、プレス法を用いた折り曲げ加工をする前とした後で圧電素子の電気的な特性がどのように変化するかを検討した。圧電素子の構成はＴｉ／Ｐｔ／ＰＬＴ／ＰＺＴ／Ｐｔである。圧電素子はステンレス上に成膜した。成膜にはメタルマスクを用いて、圧電素子の加工を不要とした。下部電極はステンレスから取り、上部電極をポリイミドをベース絶縁層として用いてメッキ法で銅配線を形成、その後カバー層のポリイミドをパターン化した。測定はＬＣＲメータを用いてＬ（インダクタンス）、Ｃ（キャパシタンス）、Ｚ（インピーダンス）を周波数１ＫＨｚで測定した。以下の表４に結果を示す。
【０２５７】
【表４】
0003611198.tif 000005
【０２５８】
以上の結果より、折り曲げ後も折り曲げ前と同様な電気特性が得られ三次元的な立体配線構造が可能であることが確認できた。
【０２５９】
（実施例１９）
図２２Ｄ１、Ｄ２で示す配線構造を作成し、プレス法を用いた折り曲げ加工をする前とした後で圧電素子の電気的な特性がどのように変化するかを検討した。圧電素子の構成はＴｉ／Ｐｔ／ＰＬＴ／ＰＺＴ／Ｐｔである。圧電素子はステンレス上に成膜した。成膜にはメタルマスクを用いて、圧電素子の加工を不要とした。下部電極はステンレスから取り、上部電極をポリイミドをベース絶縁層として用いてメッキ法で銅配線を形成、その後カバー層のポリイミドをパターン化した。最後に折り曲げ部分のステンレスを塩化第二鉄溶液でエッチング除去した。測定はＬＣＲメータを用いてＬ（インダクタンス）、Ｃ（キャパシタンス）、Ｚ（インピーダンス）を周波数１ＫＨｚで測定した。以下の表５に結果を示す。
【０２６０】
【表５】
0003611198.tif 000006
【０２６１】
以上の結果より、折り曲げ後も折り曲げ前と同様な電気特性が得られ三次元的な立体配線構造が可能であることが確認できた。また、折り曲げ後の歩留まりを比較した場合、多少であるが基板であるステンレスの折り曲げ部分を除去した場合、良好な結果が得られた。
【０２６２】
（実施例２０）
図２３Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１で示す配線構造を作成し、プレス法を用いた折り曲げ加工をする前とした後で圧電素子の電気的な特性がどのように変化するかを検討した。圧電素子の構成はＴｉ／Ｐｔ／ＰＬＴ／ＰＺＴ／Ｐｔである。圧電素子はステンレス上に成膜した。成膜にはメタルマスクを用いて、圧電素子の加工を不要とした。ステンレス上には絶縁層としてポリイミドを形成し、下部電極、上部電極をポリイミドをベース絶縁層として用いてメッキ法で銅配線を形成、その後カバー層のポリイミドをパターン化して上部電極側にそれぞれの電極を取り出した。プレス法による折り曲げ加工は、折り曲げ部分のステンレスを塩化第二鉄溶液でエッチング除去したものとそうでないものを作成した。測定はＬＣＲメータを用いてＬ（インダクタンス）、Ｃ（キャパシタンス）、Ｚ（インピーダンス）を周波数１ＫＨｚで測定した。以下の表６〜９に結果を示す。
【０２６３】
【表６】
0003611198.tif 000007
【０２６４】
【表７】
0003611198.tif 000008
【０２６５】
【表８】
0003611198.tif 000009
【０２６６】
【表９】
0003611198.tif 000010
【０２６７】
以上の結果から、図２３Ａ１〜図２３Ｄ１に示す構造においてプレス法による折り曲げ加工の前後で電気特性が殆ど変化しないという良好な結果が得られた。よって合成樹脂による配線構造を用いることで、三次元的な立体配線構造を実現可能である。
【０２６８】
【発明の効果】
本発明によれば、圧電素子を接着剤を用いることなく素子化することができ、さらに素子の微細化、自由な設計が可能である。また、従来の圧電素子と比較して格段に変位を得ることができる。特に磁気ヘッドなどのアクチュエータとして応用した場合、高精度に制御可能なアクチュエータと情報記録再生装置を実現することができる。また、共振周波数が低く高速制御が困難な場合に小型化が必要となるが、小型化しても変位／電圧（効率）を効率よく取り出すことができる。また、薄膜化することで消費電力も下げることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】Ａ〜Ｄは、本発明の実施の形態１のアクチュエータ機構の基本的な構成を示す断面説明図。
【図１Ｂ】Ｅ〜Ｇは、本発明の実施の形態１のアクチュエータ機構の基本的な構成を示す断面説明図。
【図２】Ａ〜Ｃは、本発明の実施の形態１のアクチュエータの動作を示す断面説明図。
【図３】Ａ〜Ｆは、本発明の実施の形態２のメタルマスクなしの場合の圧電素子の成膜法を示し、Ｇ〜Ｌは同メタルマスク有りの場合の成膜法を示す断面説明図。
【図４】Ａ〜Ｆは、本発明の実施の形態２のメタルマスクなしの場合のアクチュエータの製造法を示し、Ｇ〜Ｉは同メタルマスク有りの場合の製造法を示す断面説明図。
【図５】Ａ〜Ｆは、本発明の実施の形態２のメタルマスクなしの場合のアクチュエータの製造法を示し、Ｇ〜Ｉは同メタルマスク有りの場合の製造法を示す断面説明図。
【図６】Ａ〜Ｄは、本発明の実施の形態２のメタルマスクなしの場合のアクチュエータの製造法を示し、Ｅ〜Ｇは同メタルマスク有りの場合の製造法を示す断面説明図。
【図７】Ａ〜Ｄは、本発明の実施の形態２のメタルマスクなしの場合のアクチュエータの製造法を示し、Ｅ〜Ｇは同メタルマスク有りの場合の製造法を示す断面説明図。
【図８】Ａ〜Ｆは、本発明の実施の形態２のメタルマスクなしの場合のアクチュエータの製造法を示し、Ｇ〜Ｊは同メタルマスク有りの場合の製造法を示す断面説明図。
【図９】Ａ〜Ｅは、本発明の実施の形態２の加工基板を使用しない場合のアクチュエータの製造法を示す断面説明図。
【図１０】Ａ〜Ｄは、本発明の実施の形態２の加工基板を使用しない場合のアクチュエータの製造法を示す断面説明図。
【図１１】Ａ〜Ｅは、本発明の実施の形態２の加工基板を使用しない場合のアクチュエータの製造法を示す断面説明図。
【図１２】本発明の実施の形態３のアクチュエータ機構の基本的な構成を示す組み立て図。
【図１３】Ａは本発明の実施の形態３のアクチュエータ部の駆動素子とディスク面との位置関係を示す断面図であり、Ｂは同アクチュエータ部の駆動素子とディスク面と垂直な面が成す角度を表す図。Ｃは本発明の実施例１のアクチュエータの変位の測定データを示す図。
【図１４】Ａ〜Ｂは、本発明の実施の形態３のアクチュエータの動作を表す図。
【図１５】Ａは、本発明の実施の形態３のアクチュエータをハードディスクに応用した場合の構成図であり、ＢはＡの丸部分の部分拡大図である。
【図１６】Ａは、本発明の実施の形態３のアクチュエータをハードディスクに応用した場合の構成図であり、ＢはＡの丸部分の部分拡大図である。
【図１７】Ａは、本発明の実施の形態３のアクチュエータをハードディスクに応用した場合の構成図であり、ＢはＡの丸部分の部分拡大図である。
【図１８】本発明の実施の形態３のアクチュエータに拘束緩和手段を入れた場合の説明図。
【図１９】本発明の実施の形態３のアクチュエータに支点を設けた場合の構成を示す説明図。
【図２０】本発明の実施の形態４のアクチュエータの構成を示す斜視図。
【図２１】Ａ〜Ｄは、本発明の実施の形態４のアクチュエータの動作を示す説明図。
【図２２】Ａ１、Ｂ１、Ｃ１及びＤ１は、本発明の実施の形態５の圧電式アクチュエータの配線構造を示す斜視図であり、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２及びＤ２は同断面図。
【図２３】Ａ１、Ｂ１、Ｃ１及びＤ１は、本発明の実施例２０の圧電式アクチュエータの配線構造を示す斜視図であり、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２及びＤ２は同断面図。
【図２４】従来のアクチュエータを表す説明図。
【符号の説明】
１    圧電薄膜
２ａ  下部電極
２ｂ  上部電極
３    圧電素子
４，１２  合成樹脂
５    固定部
６    引き出し線
７    スルーホール
８    動作させる対象物
９    チタニウム（Ｔｉ）
１０    下地層（ＰＬＴ）
１１    メタルマスク
１３    ヘッド素子
１４    スライダー
１５，２５    サスペンション
１６    ベースプレート
１７    支点
１８    駆動素子（微小駆動素子）
１９    ディスク面
２０    拘束緩和手段
２１    ディスク面に垂直な面
２２    マウント部
２３    プレーナー型ピエゾ素子
２４    ヒンジ
４０    基板
【図１Ａ】
0003611198.tif 000011
【図１Ｂ】
0003611198.tif 000012
【図２】
0003611198.tif 000013
【図３】
0003611198.tif 000014
【図４】
0003611198.tif 000015
【図５】
0003611198.tif 000016
【図６】
0003611198.tif 000017
【図７】
0003611198.tif 000018
【図８】
0003611198.tif 000019
【図９】
0003611198.tif 000020
【図１０】
0003611198.tif 000021
【図１１】
0003611198.tif 000022
【図１２】
0003611198.tif 000023
【図１３】
0003611198.tif 000024
【図１４】
0003611198.tif 000025
【図１５】
0003611198.tif 000026
【図１６】
0003611198.tif 000027
【図１７】
0003611198.tif 000028
【図１８】
0003611198.tif 000029
【図１９】
0003611198.tif 000030
【図２０】
0003611198.tif 000031
【図２１】
0003611198.tif 000032
【図２２】
0003611198.tif 000033
【図２３】
0003611198.tif 000034
【図２４】
0003611198.tif 000035