(57)【要約】  本発明の種々の実施形態は、ダイシングの間に露出する素子の縁部に精密に塗布されるポリマー材料でコーティングされた、被包化されたセラミック素子に関する。ポリマーを塗布する方法並びに特に有用な特定のポリマーが開示されている。例えば、ポリマー材料は、インクジェット印刷などの精密塗布方法を用いて塗布され、特に所望の場所に該材料を精密に直接書き込み得る。別の方法は、フォトリソグラフィック方法の使用において説明した。さらに発明者らは、ある態様に関連して、ポリイミドを特に有用なポリマー材料であると特定した。
2011514608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定部分にポリマーコーティングを有するセラミック素子の製造方法であって、
（ａ）取付け面に取り付けられたセラミック材料であって、一つ以上の空間によって分離された側壁を有する一つ以上のカットされた素子（カット素子）をもたらすようにカットされ、且つ、メタライズ領域を有する前記セラミック材料を提供すること
（ｂ）インクジェットプリンタを用いて、前記カットされた素子の前記メタライズ領域を実質的にコーティングしないままで、前記カットされた素子の側壁に前記ポリマーコーティングを施すことを含む方法。
【請求項２】
前記ポリマーコーティングは非導電性である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ポリマーを液状で塗布する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ポリマーはポリイミド溶液である請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ポリマーは高い双極子モーメントを有する請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ポリマーは、前記メタライズ領域より前記圧電材料を濡らす傾向が強いポリマーである請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ポリマーを、前記カットされた素子間の前記空間に塗布することによって、前記カットされた素子の前記側壁に塗布する請求項１に記載の方法。  
【請求項８】
前記インクジェットプリンタは、ドロップオンデマンドプリンタを含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記インクジェットプリンタは、前記カットされた素子間の前記空間の幅より、少なくともわずかに小さい線幅を生成する連続プリンタを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ポリマーを、約３ミクロンまでの厚さに塗布する請求項１に記載の方法。  
【請求項１１】
前記インクジェットプリンタは、周囲温度、低温、または高温で、前記コーティングを有効にディスペンスできる請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
さらに、
（ｃ）前記コーティングの硬化を可能にすること
（ｄ）前記カットされた素子を前記取付け面から取り出すこと、および
（ｅ）前記カットされた素子を粒子に影響される環境内に組み込むことを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記カットされた素子を、溶媒蒸発、架橋、および紫外線硬化の一つ以上によって硬化する請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記粒子に影響される環境は、ハードディスクドライブの内部である請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記セラミックは、圧電トランスデューサ素子、単一層材料または単結晶材料、鉛系圧電多結晶材料、モノレイヤー、または焼結多層を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
特定部分にポリマーコーティングを有するセラミック素子の製造方法であって、
（ａ）取付け面に取り付けられたセラミック材料であって、一つ以上の空間によって分離された側壁を有する一つ以上のカットされた素子をもたらすようにカットされ、且つ、メタライズ領域を有する前記セラミック材料を提供すること
（ｂ）フォトリソグラフィック技術を用いて、前記カットされた素子に、非導電性ポリマーコーティングを塗布すること
（ｃ）前記カットされた素子の前記側壁に前記ポリマーを残したままで、前記カットされた素子の前記メタライズ領域から前記ポリマーを除去するために、現像液を塗布することを含む方法。
【請求項１７】
前記セラミックは、圧電トランスデューサ素子、単一層材料または単結晶材料、鉛系圧電多結晶材料、モノレイヤー、または焼結多層を含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
ハードディスクドライブで用いるセラミック部品の粒子が発生する部分の表面を被包化することを含む、ポリイミド溶液の使用方法。
【請求項１９】
メタライズ領域および少なくとも一方の側縁部面を含み、前記少なくとも一方の側縁部面に、インクジェットプリンタを用いて溶液として塗布されたポリイミドポリマー層を有する被包化された圧電セラミック。
【請求項２０】
前記セラミックは、単一層材料または単結晶材料、鉛系圧電多結晶材料、モノレイヤー、焼結多層、またはＰＺＴ材料を含む請求項１９に記載の被包化された圧電セラミック。
【請求項２１】
前記側面は、メタライズされていない側面をもたらすために、前記セラミックをトリミングまたはダイシングすることによって形成された請求項１９に記載の被包化された圧電セラミック。
【請求項２２】
前記コーティング層の厚さは３ミクロン以下である請求項１９に記載の被包化された圧電セラミック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、被包化（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）およびコーティングの分野に関する。一つの特定の実施形態において、本発明のある態様は、セラミックスのコーティングとして有用であり、さらに特定の実施形態において、ハードディスクドライブに用いられるセラミックスのコーティングとして有用である。入手可能な文献は、ハードディスクドライブが動作しているときに、セラミックからの粒子がバルク基板から離れることがあり、該粒子がディスクケーシング内で移動するようになると、ドライブが飛ばし読みをするかまたは、リーダのフライハイト（浮上する高さ）を乱す可能性があることを示唆している。本発明の実施形態は、それらの粒子を封じ込めることに役立つ。本発明の他の態様は、所望のコーティングを施すための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
部品およびアセンブリの清潔さを維持することは、ディスクドライブ業界の主要な課題である。一つの課題は、ディスクドライブ部品のほとんどが従来知られた製造方法によって製造されていることであり、そのことがしばしば、部品から離れるかまたは放出（リリース）される粒子をもたらし、汚染の主な原因になることが見出されている。ディスクドライブ製造者は、一般に、組み立てられたドライブの内部に粒子がないことを確実にする有効な技術を有している。そのような構成部品を洗浄にすることについて公開された一部の記事は、一度構成部品が洗浄され所定位置に置かれるならば、それらは稼働中に粒子を脱落させないことを仮定している。この仮定は、ハードディスクドライブに用いられる、従来の材料のほとんどについては当てはまるかもしれないが、種々の材料、特にハードディスクドライブに用いられる脆いかまたは砕けやすい材料が増加するにつれて、行き詰まり始めている。使用され得る新しい材料の一例は、圧電セラミック材料などのセラミックスである。従って、ディスクドライブ業界の別の大きな課題は、ディスクドライブが稼働している間に放出される粒子を制御することである。
【０００３】
背景として、マイクロアクチュエータを用いるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）システムは、アクチュエータアームの「リスト“ｗｒｉｓｔ”」として作動することによって、読み取りヘッドを位置付けるところの、電気活性素子を用いる。サスペンションレベルのマイクロアクチュエータにおいては、電気活性素子は、典型的には、ヘッドサスペンションとアクチュエータアームのヘッド取り付けブロック（または基板）の間に取り付けられた圧電材料（典型的には、チタン酸ジルコン酸鉛と呼ばれる、ＰｂＺｒＯ３およびＰｂＴｉＯ３の固溶体であるＰＺＴでできている）である。
【０００４】
圧電材料（ＰＺＴセラミックスなど）はこのような用途に有用である。なぜならば、圧電材料（ＰＺＴセラミックスなど）は、電気エネルギーを機械エネルギーに変える能力および機械エネルギーを電気エネルギーに変える能力を有するからである。例えば、電圧がＰＺＴに印加されると、ＰＺＴが、逆圧電効果と呼ばれる現象の機械的変形を受ける。しかし、ＰＺＴがその圧電特性を示すためには、ＰＺＴと電圧をＰＺＴに印加するのに用いられる電極の間に十分な電気接点を有することが必要である。このため、典型的には、セラミックを短絡させないために側面は露出したままで、ＰＺＴ素子の頂面および底面をメタライズし、電極をＰＺＴと直接接触させて形成することが従来知られている。
【０００５】
文献は、稼働中に電圧がＰＺＴ素子に印加されると、アクチュエータアームに対してサスペンションを移動させるために、ＰＺＴ素子が膨張および収縮し、この膨張および収縮が、ＰＺＴ素子からのセラミック粒子の放出を引き起こすことがあることを暗示している（例えば米国特許第６９３０８６１号参照）。ＰＺＴ素子の表面と縁の両方から発生されると考えられていたこれらの粒子が、（変換（transducing）ヘッドを保持する）スライダとハイスピードで回転しているディスクの間の空間に移動するならば、ディスクおよびスライダは、粒子と相互作用することによって損傷を受け、データ損失、記録ヘッドの損傷、およびヘッドの故障を引き起こすことがある。
【０００６】
使用中にＰＺＴ粒子脱落に対処する取り組みは、ＰＺＴ部品を、樹脂、エポキシ樹脂、またはプラズマ溶射皮膜でコーティングすることを含む。例示的なコーティングは、フルオロカーボン重合体（例えば、フルオロアクリレートまたはパーフルオロポリマー）、パリレン、およびエポキシ樹脂を含む。種々のコーティングが、浸漬（dip）技術、重力流コーティング（gravity flow coating）技術、スプレーコーティング技術、スピンコーティング技術、スクリーンコーティング技術、ロールコーティング技術、または蒸着技術を用いて施され得る。
【０００７】
一つのコーティング方法では、格子（グリッド）がＰＺＴ結晶すなわちセラミックにカットされて、各ＰＺＴ素子間に幅広のトンネルまたは空間をもたらす。該格子は、各個別のＰＺＴ素子を定義するものである。そして、エポキシ樹脂などのコーティング樹脂が、各要素間のトンネル内に流され、凝固される。該トンネルは、典型的に必要とされるよりも大きく創生されたので、カットはエポキシ樹脂が充填されたトンネルの中央でなされ、両側面がコーティングされたＰＺＴ素子を提供することができる。例えば、米国特許第６３９３６８１号参照。
【０００８】
ＰＺＴ素子をコーティングする別の取り組みは、各ＰＺＴ素子の周りを覆う絶縁膜を塗布することを含む。その膜は、接着剤をコーティングした樹脂テープなどの絶縁材料であってよい。米国特許第６６６１６１８号参照。コーティングの試みの別の例は、頂部電極との電気的接続を確立するために、極めて薄いコーティングを、それを通してはんだ付けされることができる素子全体の周りに施すことである。米国特許第６９３０８６１号参照。
【０００９】
しかし、これらのそれぞれの手法は問題点を有し、且つ、サスペンション上のＰＺＴ素子は一般にコーティングされないままである。例えば、シロキサンなどのコーティング材料は、ＰＺＴ素子を機械的に扱い難くして、そのアセンブリを、ディスクドライブに問題がある状態にすることがある。メタライズ領域の少なくとも一つを含む、全ての露出した表面を被包化されたＰＺＴ素子は、電極を取り付けることができるようにセラミックのメタライズ領域上の望まれないコーティングを除去すること、または、コーティングにも関わらず電極を取り付けることができるように極めて薄いコーティングのみを施すことを必要とする。格子状の空隙を樹脂で充填して、該樹脂を機械加工して素子を分離するプロセスは、きめ細かな機械加工を必要とし、且つ、セラミック粒子と同じくらい損傷を与える可能性があるコーティングの剥片を創生する危険がある。従って、当業界においては、ディスクドライブの製造時の扱いやすさを可能にしながら粒子脱落を防ぐ方法および材料の必要性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の実施形態は、セラミック素子（例えば圧電素子および特にＰＺＴ素子）の粒子が脱落する主な領域は、素子のメタライズ領域ではなく、素子の縁部かまたはそれに近接していること、および、これらの領域は本明細書に記載のプロセスによって選択的にコーティングされて、例えばディスクドライブなどの所望の用途に組み込まれるときに、容易にはんだ付けされることができる素子をもたらすことができることを前提とする。
【００１１】
その結果、本発明の種々の実施形態は、ダイシングの間に露出する素子の縁部に塗布されるポリマー材料でコーティングされた、被包化モノリス、単一層材料または単結晶材料、鉛系圧電多結晶材料、または積層（多層）セラミック材料などの、例えば圧電材料などの、セラミック材料に関する。これらの材料の多くはＰＺＴ素子であってよく、本明細書ではＰＺＴ素子に関して説明されている。しかし、他のセラミックまたは圧電材料が用いられてよく、本発明の範囲内で考慮されることを理解されたい。一般には、たとえ単層であろうと多層であろうと、いずれのＰＺＴ駆動デバイスおよびいずれのセラミック表面が、本発明の範囲内で使用および考慮され得る。潜在的な材料の例を以下に挙げるが、これらは説明のために提示されているに過ぎず、決して本発明を限定するものではない。
【００１２】
単一層材料または単結晶材料の一例は、（ＰｂＡｙＢ（１−ｙ）Ｏ３）（１−ｘ）−（ＰｂＴｉＯ３）ｘから構成され得る（ここで、Ａはマグネシウム、亜鉛、またはインジウムであることができ、Ｂはニオブである。ｘは約０．２５〜０．６０であり、ｙは約０．３３３〜０．５である）、ＰＭＮ−ＰＴ、ＰＺＮ-ＰＴ、またはＰＩＮ−ＰＴ系固溶体であってよい。鉛系圧電多結晶材料の例は、ＰｂＺｒＯ３−ＰｂＴｉＯ３、ＰｂＭｇ１／３Ｎｂ２／３Ｏ３−ＰｂＺｒＯ３−ＰｂＴｉＯ３、ＰｂＭｇ１／３Ｎｂ２／３Ｏ３−ＰｂＺrＯ３−ＰｂＴｉＯ３系固溶体を含む、多結晶セラミック材料であってよい。
【００１３】
多層セラミック材料の例は、モノリシック多層アクチュエータなどの同時焼成多層であってよい。それは、圧電セラミック材料の薄膜の同時焼成の焼結された積層を含み、積層には、該積層の端部から交互に突出し、外部電極によって電気的に並列接続された金属内部電極がはめ込まれている。別の多層製造は、テープキャストセラミックの薄いシートで作ることができる。銀パラジウム電極をスクリーン印刷によって該シート上に付着してもよい。該シートは次いで、積層され同時焼成される。同時焼成技術は、高剛性、低駆動電圧、高体積効率、および高速応答時間を有する小型デバイスを提供するのに役立つ。多層同時焼成セラミックスの低コストの代替の電極材料は、パラジウムおよび銅の割合を減らした銀パラジウム電極を含むが、これに限定されない。
【００１４】
多層のさらなる実施形態は多層アクチュエータ（ＭＬＡ）であってよい。それは、同時焼成圧電セラミックシート（典型的には５〜１００ミクロンの厚さ）の緻密な層構造であり、スクリーン印刷された金属電極が交互配置されている。内部電極は、一層ごとにオフセットを有してもよく（多層コンデンサに見られるように）、それが個別の正接続および負接続をいずれかの縁部に創生する。これらの内部電極は外部電極（厚膜または薄膜）によって接続されてもよく、アクチュエータが片側で単一の接続で分極され操作されることを可能にする。多層アクチュエータは、通常、プレート（ｄ３３）アクチュエータおよびベンダーとして製造される。多層アクチュエータは、バルク圧電の同等物と比較すると、特に積層されている場合には、低駆動電圧で高変位を提供し得る。
【００１５】
ポリマーを塗布する方法、並びに、特に有用な特定のポリマーが開示されている。例えば、ポリマー材料は、特に所望の場所に材料を正確に直接書き込む、インクジェット印刷などの精密塗布方法を用いて塗布され得る。素子の縁部をコーティングする方法の別の実施形態においては、フォトリソグラフィック方法が用いられる。さらに、発明者らは、特に有用なポリマーコーティング材料として、ポリイミドを特定した。
【００１６】
本発明の実施形態は、特定部分にポリマーコーティングを有するセラミック素子の製造方法であって、
（ａ）取付け面に取り付けられたセラミック材料であって、一つ以上の空間によって分離された側壁を有する一つ以上のカットされた素子（カット素子）をもたらすようにカットされ、且つ、メタライズ領域を有するセラミック材料を提供すること
（ｂ）インクジェットプリンタを用いて、カットされた素子のメタライズ領域を実質的にコーティングしないままで、カットされた素子の側壁にポリマーコーティングを施すことを含む方法を提供する。
【００１７】
いくつかの実施形態では、ポリマーコーティングは非導電性である。例えば、コーティングされる材料がＰＺＴなどの圧電材料ならば、そのポリマーコーティングは電気的に絶縁されていなければならない。さらなる実施形態では、ポリマーは、カットされた素子間の空間に塗布されることによって、カットされた素子の側壁に塗布される。いくつかの実施形態では、この塗布は、ポリマーが主にカットされた素子の側壁のみに塗布されるように、斜めに行われてもよい。他の実施形態では、印刷はカットされた素子間に真直ぐに行われる。さらなる実施形態では、インクジェットプリンタはドロップオンデマンドプリンタを含む。それは、各カットされた素子間の空間の幅より、少なくともわずかに小さい液滴の寸法または線幅を生成する連続型プリンタであってよい。いくつかの実施形態では、ポリマーは約３ミクロンまでの厚さに塗布される。他の実施形態では、インクジェットプリンタは、周囲温度、低温、または高温で、コーティングを有効にディスペンスできるかもしれない。
【００１８】
その方法は、
（ｃ）コーティングの硬化を可能にすること
（ｄ）カットされた素子を取付け面から取り出すこと、および
（ｅ）カットされた素子を粒子に影響される環境内に組み込むことも含む。
いくつかの実施形態では、素子は、溶媒蒸発、架橋、および紫外線硬化の一つ以上によって硬化される。いくつかの実施形態では、粒子に影響される環境は、ハードディスクドライブの内部である。さらなる実施形態では、ポリマーはポリイミド溶液であってよい。
【００１９】
本発明の他の態様は、特定部分にポリマーコーティングを有するセラミック素子の製造方法であって、
（ａ）取付け面に取り付けられたセラミック材料であって、一つ以上の空間によって分離された側壁を有する一つ以上のカットされた素子をもたらすようにカットされ、且つ、メタライズ領域を有するセラミック材料を提供すること
（ｂ）フォトリソグラフィック技術を用いて、カットされた素子に、非導電性ポリマーコーティングを塗布すること
（ｃ）カットされた素子の側壁にポリマーを残したままで、カットされた素子のメタライズ領域からポリマーを除去するために、現像液を塗布することを含む方法に関する。
【００２０】
さらなる態様は、ハードディスクドライブで用いるセラミック部品の、粒子が発生する部分の表面を被包化することを含む、ポリイミド溶液の使用方法に関する。
【００２１】
さらなる態様は、メタライズ領域および少なくとも一方の側縁部面を含み、少なくとも一方の側縁部面に、インクジェットプリンタを用いて溶液として塗布されたポリイミドポリマー層を有する被包化された圧電セラミックに関する。
【００２２】
いくつかの実施形態では、セラミックは、単一層材料または単結晶材料、鉛系圧電多結晶材料、モノレイヤー、焼結多層、またはＰＺＴ材料である。他の実施形態では、側面は、メタライズされていない側面をもたらすために、セラミックをトリミング、ダイシング、またはカットすることによって形成される。さらなる実施形態では、コーティング層の厚さは３ミクロン以下である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、ＰＺＴ素子をコーティングするためのプロセスのフローチャートである。
【図２】図２は、伝統的なコーティング方法を用いてコーティングされたＰＺＴ素子の断面図である。
【図３】図３は、本発明の種々の精密コーティング方法を用いてコーティングされたＰＺＴ素子の断面図である。
【図４】図４は、ＰＺＴ素子のカットされた素子間の空間内に及ぶ、コーティングのオーバーフローを有する、ＰＺＴ素子の概略図である。
【図５】図５は、異なるコーティングを有する種々のＰＺＴ素子（組成Ｉ）についての液中パーティクルカウントデータを比較するグラフである。
【図６】図６は、異なるコーティング方法を用いてコーティングされた種々のＰＺＴ素子（組成ＩＩ）についての液中パーティクルカウントデータを比較するグラフである。
【図７】図７は、図６のコーティング方法から得られた、蒸着でシランコーティングしたＰＺＴ素子の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の顕微鏡写真である。
【図８】図８は、図６のコーティング方法から得られた、パリレンコーティングしたＰＺＴ素子の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の顕微鏡写真である。
【図９】図９は、本発明の一実施形態に従う、ポリイミドコーティングしたＰＺＴ素子の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の顕微鏡写真である。
【図１０】図１０は、取り出された後の、パリレンコーティングしたＰＺＴ素子の顕微鏡写真である。
【図１１】図１１は、同量のポリイミド溶液が塗布された、メタライズしていないＰＺＴウエハとメタライズしたＰＺＴウエハとの比較を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の種々の実施形態の一つの目的は、コーティングがなければ粒子に影響される環境内（例えば、ハードディスクドライブケーシング内、生物学のインビボ（in vivo）用途において、または他の適切な用途において）で脱落してしまうであろう粒子を捕え且つ封じ込めるコーティングを施すことによって、セラミック部品の粒子脱落を減じることである。セラミック部品の例は、粒子脱落を経験し得る、圧電材料、ＰＺＴ材料、または他の砕けやすいかまたは脆い材料を含むが、それらに限定されない。コーティングは、構成部品の所望の露出した表面およびコーティングを必要とするそれらの領域のみに直接コーティングを施すために、例えばインクジェット技術を用いることによってなど、精密塗布方法を通して施される。他の方法は、セラミック素子全体にコーティングを施し、最終製品においてコーティングされることを意図されない表面からコーティングを除去する、フォトリソグラフィック方法の使用を含む。最終的にコーティングされる領域は、セラミック素子のメタライズしていない領域であり、特に、素子の縁部または側壁である。また、ここに記載の方法は、被包材料を塗布した後に、カットされた素子間の空間（当業界で「切り溝“kerfs”」とも呼ばれる）を再カットする必要性もなくす。得られたセラミック素子は、現在他の被包材料で得られたレベルより低いレベルに粒子脱落を減じる。ここに記載される方法は、切断（ａｂｌａｔｅ）、はんだ付けの必要性、あるいは、メタライズ領域上のコーティングを通して再カットする必要性をなくす。
【００２５】
素子の準備
上述のように、圧電材料（例えばＰＺＴセラミックスなど。ＰＺＴセラミックスが本実施例で特に説明されているが、本発明はこれに限定されない）が、ハードディスクドライブに有用である。なぜならば、圧電材料は、電気エネルギーを機械エネルギーに変える能力および機械エネルギーを電気エネルギーに変える能力を有するからである。電圧がＰＺＴに印加されると、ＰＺＴは機械的変形を受ける。しかし、ＰＺＴがその圧電特性を示すためには、電極と十分な電気接点を有することが必要である。このため、ＰＺＴ素子の頂面および底面または頂部領域および底部領域をメタライズすることが必要である。
【００２６】
メタライゼーション（図１に示す第１の工程「Ａ」）は、当業界で一般に知られている、めっき技術およびメタライゼーション技術のほとんどによって達成されることができる。最もありふれた技術は、スクリーン印刷、電解めっきおよび無電解めっき、蒸着、並びにスパッタリングを含む。メタライゼーションプロセスでは、ウエハの縁部もメタライズされるので、その縁部は典型的にはトリミングされる（工程「Ｂ」）。トリミングの後、電圧を印加することによって、そのウエハは分極され（工程「Ｃ」）、圧電性にされる。
【００２７】
引き続き図１のフローチャートをたどると（該フローチャートは一例としてのみ提供されており、種々の工程を除外するかまたは種々の工程を異なる順序で実施することができること、および、種々の工程を本発明の範囲内でさらに考慮することができることを理解されたい）、ウエハは次いで検査され、取り扱い易くするために、ウエハキャリアに取り付けられる。ウエハはいずれの適切なキャリアに取り付けられてよく、その一例は、少なくとも片側に紫外線硬化性接着剤を有するテープである。そのようなキャリアは、以下により詳細に説明するように、テープからのウエハの取り出しを容易にするのに役立つかもしれない。
【００２８】
ウエハは取り付けられた後にカットされる。そのカットは、ダイヤモンドのダイシングホイールを用いて達成され得るが、いずれの方法が可能であり、本発明の範囲内である。カットの間に、ホイールは、好ましくは、ウエハを完全にカットして、しばしば、取付けテープであり得るウエハキャリアを部分的にカットする。（ワークピースを適所に保持する方法はいくつかあるが、本実施例はウエハキャリアとして取付けテープを用いて、カットの間にウエハを適所に保持する。他の適切な方法が本発明の範囲内で考慮されることを理解されたい。）その目的は、材料を、実質的に同じ寸法を有する多数のピースにカットするかあるいは、「カットされた素子“cut element”」または「素子“elements”」と呼ばれるであろう、ウエハ材料の個別のピースを提供することである。カットされた素子はこのときにウエハキャリアから分離されないことが、一般に望ましい。カットはいずれの寸法であってよく、ウエハ素材の厚さに応じていてよい。一連のカット（当業界では「切り溝“kerfs”」と呼ばれることがある）は、材料を、例えば２４×４８の個別のカットされた素子に分離し得る。
【００２９】
カットルーチンは、刃を冷たく保ち、できる限り多くのカット破片をフラッシングしながら、最高の縁部の質を提供するために最適化され得る。カットによって形成される空間はいずれの所望の寸法であってよく、得られるカットされた素子も、いずれの所望の寸法であってよい。いくつかの実施形態において、カットされた素子間の空間は、約２５〜２００ミクロン幅であってよく、約７５〜５００ミクロン深さであってよい。いずれにしても、ウエハがカットされた素子に分けられるように、カットの深さは典型的にはウエハの深さであるが、上述したように、そのカットはウエハキャリアを通って延在しないことが好ましい。
【００３０】
特定の実施形態において、該空間の幅は約２５〜１００ミクロン幅であってよく、より特定の実施形態においては、約２５〜８０ミクロン幅であってよく、さらに特定の実施形態においては、約４０ミクロン幅であってよい。他の実施形態において、該空間の深さは約１００〜２５０ミクロン深さであってよく、より特定の実施形態においては、約１００〜１５０ミクロン深さであってよく、さらに特定の実施形態においては、約１２５ミクロン深さであってよい。この場合もやはり、カットの深さは、材料の厚さ（または深さ）によって決まる。カットされた素子は、０．５〜３ミクロン幅×１．５〜５ミクロン長さ×ウエハ材料の深さ（例えば１２５ミクロン深さ）くらいからの範囲であってよい。より特定の実施形態においては、カットされた素子の寸法は、１〜３ミクロン幅×２〜５ミクロン長さ×ウエハ材料の深さくらいからの範囲であってよい。上述の例は実例としてのみ提供されており、それらは決して本発明を制限するものではない。これらの例の範囲は、カットされた素子の可能性のある寸法（長さ、幅、および深さ）として提示されたに過ぎない。異なる用途について種々の寸法を用いることができ、且つ、用いるであろうことが予想される。
【００３１】
カットの後、ウエハが紫外線感受性接着剤でテープ上に取り付けられているならば、テープ上の接着剤を「硬化“cure”」させてその粘着性を減じるために、テープは紫外線に照射されてもよい。カットプロセスの後にテープの粘度を低下させることによって、テープとウエハ（すなわちカットされた素子）の間の粘着力が低下し、以下に説明するように、素子がテープからより容易に「取り出される“picked”」ことを可能にする。紫外線照射は、いずれの適切な方法を用いて、例えば、紫外線をテープの裏側に当てることによって達成し得る。（照射は典型的には、カットされた素子側に紫外線が照射されることも可能であるマシンで行われる。）この工程は任意であるが、紫外線照射がなければ、カットされた素子はテープキャリアに接着し過ぎるかもしれず、容易に取り出されることはできないことが見出されている。次に、ウエハは洗浄される。
【００３２】
この時点で、伝統的なＰＺＴ素子は、続いて、露出した面の全て（すなわち、少なくとも５つの面）にコーティングされるであろう。しかし、マイクロアクチュエーションは、ＰＺＴ素子の頂面と電気接点を維持することが必要である。従って、全ての露出した表面（図２に示すように素子の頂面を含む）を覆う伝統的な被包材料については、十分な量の非導電性被包材料が頂面から除去されて、電気的接続を可能にする必要があるだろうことを意味する。これと対照的に、本発明は、図３に示すように、被包材料またはコーティングが、被包化される必要がある表面のみに直接施されることを可能にする、精密塗布方法を提供する。従って、この精密塗布方法は、ＰＺＴ素子のメタライズされた頂部領域が実質的に露出されたままである。
【００３３】
インクジェット方法
このような精密なコーティングを達成できる一つの方法は、インクジェットプリンタを用いることである。このようなインクジェットによる塗布では、印刷ヘッドが、空間（すなわち隣接する素子間または「カットされた素子“cut elements”」間の領域）の内側に直接書き込む。このことは、メタライズされた領域はコーティングされないままで、メタライズされていないセラミックが露出している素子の側壁をコーティングする。
【００３４】
図１のフローチャートに戻って参照すると、記載されたコーティング工程は、工程「Ｉ」に含まれる。洗浄の後に、ウエハはインクジェット印刷のために印刷ステーションに取り付けられる。多くの市販のインクジェットプリンタを用いて、被包材料を塗布することができる。特に好ましいプリンタは、ＭｉｃｒｏＦａｂのＭｉｃｒｏＪｅｔ
ＩＩ プリンタまたはＬｉｔｒｅｘの８０Ｌ  ＩＩＪプリンタなどの、ドロップオンデマンドプリンタを含む。これらの種類のインクジェットプリンタの製造者は、主に、導電性ポリマーを印刷することに焦点を当てているが、この塗布は、これらのプリンタを用いて、全ての種類のポリマー、特に非導電性ポリマーを塗布する。さらに、これらのプリンタは伝統的には平面に印刷するために用いられているが、本発明の実施形態は、それらのプリンタを用いて、材料を三次元面構造に塗布する。
【００３５】
さらに、この塗布は、印刷ドット（通常の塗布のように）の代わりに、印刷ラインを用いることが好ましい。（本発明の種々の実施形態に従って用いられ得る種々の他のインクジェットプリンタの例は、“Cooley et al. Applications of Ink-jet Printing 
Technology to BioMEMS and Microfludic Systems, Proc. SPIE Conference on Microfludics and BioMEMS, Oct 2001.” 「クーリー他、インクジェット印刷技術のバイオメムスおよびマイクロ流体システムへの適用、マイクロ流体およびバイオメムスに関するＳＰＩＥ会議の議事録、２００１年１０月」に記載されている。）このインクジェット技術は、意図的に、コーティングが必要とされているところのみにコーティングを施す。ポリマーの厚さはいずれの適切な厚さであってよいが、３ミクロン未満の厚さが特に有益な場合があることが見出されている。より特定の実施形態においては、約０．１〜３ミクロンのコーティングを提供してもよく、さらにより特定の実施形態においては、約０．１〜１ミクロンのコーティングを用いてもよい。いくつかの実施形態においては、素子のねじれまたは収縮を防ぐために、コーティングは薄いことが好ましい。
【００３６】
さらに、上述のドロップオンデマンド型のプリンタが典型的には好ましいが、被包材料がメタライズ領域上に流出することを防ぐのに十分なほど線幅が小さく、且つ、被包材料の液滴ストリームが非常に密接して積もることを防ぐのに十分なほどプリンタのスピードが速いならば、連続プリンタまたは連続型プリンタも用いることができる。（典型的な連続プリンタは、この塗布の好ましい空間寸法にとっては大きすぎる可能性がある約１５０ミクロンの線幅を生成する。ここで空間寸法は典型的には２００ミクロン未満である。しかし、連続プリンタが十分に高速で好ましい空間寸法に合うであろう線幅を生成できるならば、それを用いてもよい。）周囲温度、低温、または高温などの種々の温度でコーティングを有効に施すことができるプリンタ（特にインクジェットプリンタ）を用いることも好ましい。
【００３７】
この工程の主な目的は、素子のメタライズ領域がコーティングされないままで、カットされた素子間の空間（および／またはカットされた素子の側面）を、所望のコーティングでコーティングすることである。液滴の大きさまたは線幅が大き過ぎるならば、コーティングは、コーティングを必要としないメタライズ領域に溢れ出るであろう。このようなオーバーフローの例を図４に示す。（図４に示したサンプルを形成した試験において、アライメント誤差もインクのオーバーフローに貢献したかもしれないと考えられている。図５に反映されるポリイミドの実施例は、パラメータが最適化された後に実施された。）従って、最も望ましく有益なコーティングについては、液滴の大きさまたは線幅は、空間の寸法未満であることが好ましい（しかし液滴の大きさまたは線幅は、空間の寸法よりわずかに小さいことしか必要としないようである）。一実施例では、液滴の直径または線幅が空間寸法の約６８％〜８７％であったときに、有益な結果が得られた。同様の塗布について、空間寸法の約５５％〜９７％の液滴の大きさまたは線幅が、良い結果をもたらすであろうと考えられている。
【００３８】
フォトリソグラフィック方法
コーティングプロセスで用いる代替の精密塗布方法は、フォトリソグラフィック方法を用いることである。これは、特定の波長照射での露光下において溶解特性を変える化合物（感光性ポリイミドなど）で、セラミック素子を全体的にコーティングすることからなる。該コーティング技術はスピン法、スプレー法、またはディップ法を含むがこれらに限定されない。精密な露光は、マスクを用いるかまたはマスクを用いない方法を通して達成されることができる。次いで、現像液を用いてメタライズ領域から化合物を除去し、従って、被包材料を素子の縁部（例えば、カットされた素子の空間または側面のみ）に残しておく。インクジェット方法およびフォトリソグラフィック方法の両方が、切断、はんだ付けの必要性、あるいは、コーティングを必要としない領域から（すなわちメタライズ層から）コーティングを通して再カットする必要性をなくす。
【００３９】
蒸着の後、どの方法を用いるに関わらず、ウエハは工程「Ｊ」に示すように硬化される。用いられる被包材料に応じて、ウエハは、例えば、空気硬化、紫外線硬化、熱硬化など、いずれの適切な方法を用いて硬化され得る。硬化の後、ウエハは洗浄され（工程「Ｋ」）、いずれの残留した汚染物質を印刷プロセスから除去する（一般には光表面の汚染物質）。検査（工程「Ｌ」）の後、PZT素子は、被包化されていないウエハがたどるであろうプロセス経路と同じプロセス経路をたどる。例えば、該素子は、ウエハキャリア（例えばテープ）から取り出され、サスペンション上に取り付けられ、ハードドライブまたはいずれの最終用途が適切であるものに組み立てられる。ここに記載のコーティング方法の一つの潜在的な有益な特徴は、素子を取付け面から分離するのに、特別なプロセスを必要としないことである。コーティングされていないダイを取り外すのに用いられる典型的なピックアンドプレイスマシンも、ここに記載の技術と共に用いられ得る。
【００４０】
ポリイミドコーティング
本発明の第二の態様は、ポリイミド溶液が、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）での用途におけるセラミック部品のコーティングまたは被包材料の試薬として特に有用であるという認識である。発明者は、ポリイミド溶液が、先に用いられていた他のコーティングを超えて、向上した特徴および利点をもたらすことを見出した。特定の実施形態では、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）溶液または感光性ポリイミドが用いられる。ポリイミドはＮＭＰに溶解することができ、上述の精密塗布方法を通して、被包化をもたらすことが必要なところに直接塗布される。その結果、溶媒が蒸発すると、ポリイミドポリマーコーティングが後に残される。
【００４１】
ポリイミドは、典型的には、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）での用途におけるセラミック部品のコーティングとして用いられていないが、生物医学業界では用いられている。なぜならば、ポリイミドは、生物医学装置を良好に保護し、生物的に適合し、良好な粘着力を有し、弾性的に可撓であり、「極端な“extreme”」条件（高湿度、温度差が大きいなど）に耐えることができるからである。この用途においては、ポリイミドはハードディスクドライブでの用途で用いられ粒子脱落を減じるが、ポリイミドは他の用途（生物医学装置など）で用いられて、そこで用いられるセラミックの粒子脱落を減じることもできることを理解されたい。精密塗布技術の使用は液体コーティングの使用を可能にするので、ポリマーコーティング（液体ポリイミド、シアノアクリレート、アクリレート、エポキシ、およびノボラックを含むが、これらの例に限定されない）が用いられ得る。液体ポリイミドコーティングはこの用途に特に効果があることが見出されている。しかし、この用途で明示的に言及されていないが本発明の方法の範囲内でさらに考慮される、上述の塗布方法で用いられることができる、他の実行可能なコーティングがあるかもしれないことを理解されたい。
【００４２】
液体ポリイミドコーティングについては、いかなる理論にも拘束されることを望むものではないが、ポリイミドは極性が高いので、ポリイミドコーティングは本発明のある態様に関連して特に効果があると考えられる。ＰＺＴセラミックも極性が高いので、高極性の溶液またはコーティング（すなわち高い双極子モーメントを有する材料）は、ＰＺＴセラミックを濡らすための親和性を有すると考えられる。例えば、ＰＺＴの単位格子が立方体であり、その立方体の角部に鉛原子を含むと考えることができる。その立方体の各面の中央には酸素原子があり、立方体それ自体の中央（体心）にはジルコニウムまたはチタニウムがある。従って、ＰＺＴ構造は、酸素の大きな電子親和力があるとすれば（全体の構造は中性であるが）、強い双極子モーメントを含む。中性金属（メタライズ層にあるような）は、電子雲に浸漬した陽イオンであると考えることができる。特定の基板に引き付けられるコーティングにはいくつか理由があるが、これらの要因の一つは基板の電気陰性度または双極子モーメントである。
【００４３】
ＰＺＴおよびメタライズ層について上述のモデルを仮定すると、強い双極子を有するコーティングは、メタライズ層を濡らすよりもＰＺＴを濡らす可能性が高いようである。ポリマーにおける強い双極子は、酸素および窒素の導入を通して達成されることができる。炭素および水素は同様の電子親和力を有するので、強固な電気陰性結合を形成しない。直接酸素または窒素に結合される水素は、最も極性のある共有結合（最も強いファンデルワールス力の一部をもたらす）を形成する。
【００４４】
強い双極子モーメントを有し、酸素および窒素の割合がかなり高いコーティング（すなわち、強い電子供与基および電子受容基を有するコーティング）は、ＰＺＴを優先的に濡らし、且つ、ＰＺＴ基板の微小な裂け目および表面のでこぼこ内に毛細管現象で浸み込む（“ｗｉｃｋ”）可能性が高い。例えば、図１１は、メタライズされていないＰＺＴウエハ１０と金のスパッタリングでメタライズしたＰＺＴウエハ１２を対比して、同量のポリイミドが塗布された場合のぬれ特性の比較を示している。金層の厚さは約０．２ミクロンである。具体的には、ＮＭＰ溶液中の２０マイクロリットルのポリイミド液滴が、各ウエハ表面１０、１２に塗布された。（この実施例は、典型的な塗布で用いられるよりも大きな液径を用いており、ぬれの違いを図示するためにのみ示されている。）斜視図でみると、図１1のウエハはそれぞれ約２インチ×３インチであることに注目されたい。ＮＭＰの中のポリイミド液滴は、コーティングされていない露出したウエハ１０に対して、より強い親和性を有することが見出された。
【００４５】
図のように、ＮＭＰの中のポリイミドの第１液滴１４は、メタライズされていない表面１０（コーティングされていない露出したＰＺＴ面）を、それが広がる領域を囲む点線で示すように濡らしたが、一方で、第２液滴１６は、メタライズされた表面または層１２上に、玉のように、その玉の領域を囲む点線で示すようについた。このことは、ポリイミド溶液が、極性が高いＰＺＴセラミック１０に対して相性がいい親和性を有し、本明細書に記載のカットプロセスによって創生された溝縁に、ポリイミド溶液が毛細管現象で浸み込む（“ｗｉｃｋ”）ことを示す。この場合もやはり、この作用は、ポリイミド溶液の極性のためである（恐らくポリイミドを溶解するのに用いられるＮＭＰの極性と組み合わせて）と考えられており、強い双極子モーメントを有する他のコーティングは同様に振る舞うはずであり、本明細書に記載の方法に従って用いられ得ることが予想される。（この実験は比較的大きな平面を用いて行われたが、本発明の実施形態に従って実際にコーティングされる表面は、図３に示すようなカットされた素子間の空間である。この表面は、図１１に示す平面よりも、より平滑であるかまたは粗いかもしれない。しかしそれにも関わらず、同じ結果が生じることが予想される。）一方、図５に戻って参照すると、セラミックに蒸着されたパリレンコーティング（パリレンは、上述のポリイミドのように、有効な双極子モーメントも有さなければ、ＮＭＰ溶液に溶解もしない）は、ＰＺＴ基板に浸透しそうになく、ＰＺＴ基板を濡らすよりもメタライズ層を濡らす可能性が高い。従って、パリレンとセラミックの極性の違いのため、および、パリレンコーティングは最適ではなかったため（例えば素子の側面が特にコーティングされなかった）、パリレンコーティングは剥れ落ちやすいと考えられる。その例を図１０に示す。種々の実験に用いられた他の物質は、シアノアクリレートおよびノボラックであり、これらの物質も、ポリイミドよりも、ＰＺＴ基板をコーティングする効果が弱かったと見出された。一方、ポリイミド溶液は、その組成における窒素基および酸素基のために、メタライズ層よりもＰＺＴ面に付着する可能性が高い。図１１参照。従って、ポリイミド溶液（並びに強い双極子モーメントを有する他のコーティング溶液）が、本明細書に記載の方法のより良い候補であると考えられる。
【００４６】
上述の精密コーティング方法は、隣接する素子の空間に直接コーティングを施すので（ダイシング中に露出した表面を有効にコーティングするので）、液体がしばしば用いられるが、必ずしも必要とされない。沈着プロセスの間、ポリイミドは、溶媒が蒸発しながら、露出した縁部をコーティングする。これは、被包化をもたらすことを必要とする領域に、コンフォーマル（形状適応）コーティングを残す。
【００４７】
実施例
ポリイミドでコーティングされたＰＺＴ素子が実験され、パリレン（および他のコーティング）でコーティングされたＰＺＴ素子と比較され、粒子の脱落がより少なくなることが見出されている。いずれの場合にも、ＰＺＴウエハは取付けテープに取り付けられ、ダイヤモンドのダイシングホイールで個々のＰＺＴ素子にカットされ、超音波で洗浄された。乾燥された後、取付けテープの適所に置かれたままで、カットされた素子間の空間が、上述のようにインクジェットプリンタを用いてポリイミド溶液でコーティングされた。コーティングされた後、個々のＰＺＴ素子は取付けテープから取り出され、評価された。
【００４８】
ハードディスクドライブ部品の清浄度を計測する最も一般的な方法の一つは、構成部品の液中パーティクルカウント（ＬＰＣ）を用いることである。構成部品は洗浄された後、一定の体積の脱イオン水で一定の時間に、超音波周波数で超音波分解された（すなわち、コーティングがなければ通常動作中に脱落するであろう粒子を「振り落とす“shake off”」ために、素子が浸食されるであろう寸前の高出力設定で超音波洗浄された）。これは、最終製品がどの程度清潔であるかの基準として用いられる。液体中に集められた粒子は、レーザ散乱を通してカウントされた。制御される必要がある主要パラメータは、水の純度レベル（水比抵抗だけでなく、溶解した気体および他の非イオン不純物のレベルも）、水温などを含む。この実施例においては、より厳密なパラメータ（より高いパーティクルカウントをもたらす）が、粒子脱落の削減を大きく向上させるために用いられた。
【００４９】
図５および図６に示す表は、ＰＺＴ素子に施された異なるコーティングについて収集したＬＰＣデータを示す。いずれの場合にも、生カウントはコーティングされていない素子のカウント（１００％に設定された）で規格化された。２つの異なる表は、実験されたＰＺＴ素子の２つの異なる組成を示す。図５は、組成ＩのＰＺＴ（５Ｈ２）を示し、図６は、組成ＩＩのＰＺＴ（５０８）を示す。２つの基板の説明は、下記に記載する。
【表１】
2011514608.tif 000003
【００５０】
この実施例では、両方の組成物がＰＺＴ−５の異なる組成物であり、高感受性の軟質材料であると考えられている。従って、軟質または硬質のＰＺＴを含む他のセラミック組成物について、同様の結果が得られるであろうと予想される。
【００５１】
図５に示すように、以下の種類のコーティング（インクジェットで塗布されたポリイミドおよび蒸着されたパリレン、パリレンの厚さは０．３ミクロン）が実験された。図６に示すように、以下の種類のコーティング（インクジェットで塗布されたポリイミド、蒸着されたシラン、蒸着されたパリレン、パリレンの厚さは１ミクロンおよび０．３ミクロン）が実験された。
【００５２】
ポリイミドを用いた実験
一般に、ポリイミドコーティングが、実験された他のコーティングよりも優れていることが見出された。ポリイミドコーティングで優れた結果を得るために用いたパラメータを以下に記載するが、これらは潜在的なパラメータの例に過ぎず、他のパラメータを用いて結果を最適化し得ることを理解されたい。
・日産化学工業株式会社、電子材料事業部のポリイミド（グレード：７４９２、タイプ：０６２Ｍ、ロット♯：４Ｊ２１LT）
・溶媒：ＮＭＰ（６％ポリイミド（“Ｐｌ”）
・ＭｉｃｒｏＦａｂプリンタ（テーブルがヘッドが静止したままで移動する）
・電圧：６５Ｖ
・パルス幅：６．５マイクロ秒
・スロープ：４０／４０  Ｖ／マイクロ秒
・ドロップ量：３０  ｐＬ  ノミナル
・ドロップ頻度：４２ドロップ／ミリメートル
・印刷スピード：３２ミリメートル／秒
・ノズルサイズ  ２５〜３０ミクロン
・パスの数：１
【００５３】
印刷は、ＮＭＰ溶液中の６％のポリイミド（Ｐｌ）を用いて行われた。立ち上がり時間および立ち下がり時間（より粘度が高い材料を印刷するならば有益である）は、独立に設定することができ、最適設定は、インクの粘度、ノズル、およびインクの濡れ性に基づいている。例えば、
【００５４】
液滴がプリンタのオリフィスから離れるとき、テールが形成される。理想的には、テールは液滴内に「切れて“snap”」戻るべきである。液滴がオリフィス内に戻るならば、液滴の寸法が予想以上に小さく、オリフィス上に積み重なる可能性がある。しかし、テールが「切れる“snap”」とき、サテライト液滴が形成されることがある。サテライト液滴は、基板の不均一な被覆を引き起こし得る。従って、最大電圧からゼロになる時間を減らすかまたは負電圧を用いることが、典型的には、サテライト液滴の問題を解決する。さらに、エコー（ｅｃｈｏ）のドウェル時間を設定することができ、トランスデューサがいずれの（小さな）サテライト液滴を引き戻すことを可能にする。この実施例では、立ち上がり時間および立ち下がり時間は３マイクロ秒に設定された。立ち上がり時間および立ち下がり時間は、プリンタによって異なるであろう。
【００５５】
ＰＺＴ上に直接印刷を行う前に、取付けテープ上に試運転を行って、隣接する液滴間に十分に重複があるか確認することが望ましいかもしれない。印刷ヘッドスピードおよびディスペンス回数は、ポリイミド溶液の実質的に均一な線が得られるまで調整され得る。しかしＰＺＴおよびテープは異なるように濡れるので、必要に応じてパラメータをさらに最適化するためにＰＺＴ表面上の効果を目で観察するため、カットされた素子の表面にディスペンスすることも有益である。
【００５６】
適切な空間が印刷されることを確実にするために、印刷は（取付けテープ上の）ソーカット（saw cuts）の前に開始され、該テープの他側のソーカットの後に終了されてもよい。好ましくは、行または列の全てが印刷される。そして、素子間の空間がチェックされ、ポリイミド溶液が空間の内側に印刷されているかまたは再アライメントが必要であるかどうか確実にすることができる。この実験において、空間が「当て損なわれた“missed”」かあるいは、アライメントが完全または正確でなかった場合、オーバーフローは問題を引き起こすほど著しくなかった。プリンタが詰まる場合は、トランスデューサをＮＭＰでバックフラッシュし、アセトンで超音波洗浄およびリンスすることが有効であると見出されている。
【００５７】
一実施形態では、噴射プロセスの間に、カットされた素子間の空間全体が満たされ得る。硬化の間に、溶媒が蒸発してポリイミドポリマーの固体が残される。これらの固体が、カットされた素子の側壁および取付け面（例えばテープ）に付着する。テープに対するポリイミド溶液のぬれ角は高いので、ポリイミド溶液の大部分が露出したＰＺＴ表面に移動する。この表面への移動が、所望の最適な被包化をもたらすと考えられる。
【００５８】
他のコーティングを用いた実験
図６に示すように、本発明者らは、シランコーティングおよびパリレンコーティングが、（コーティングしていないサンプルと比較して）粒子脱落を増加させたことを見出した。対照的に、ポリイミドコーティングは、粒子脱落を大いに減少させた。これらの他のコーティングで粒子脱落が増えた理由を理解するために、図６で実施された実験で用いられたものの代表である、いくつかのコーティングしたサンプル素子のＳＥＭ写真が撮影された。それらを図７、８、および９に示す。図７は、蒸着シラン処理でコーティングされた素子を示す。該素子においては、素子の頂部に形成され留まったシランコーティングは、しかしながら、素子のカットされた面においてはっきりしないかまたは、個々の素子間の空間にほとんど浸透していない。これは、メタライズしていないＰＺＴ表面がシランで十分に濡れないからかもしれない。または、蒸気流動が、取付けテープ上の隣接する素子からのシャドーイングによって、素子の側面から遮られたからかもしれない。図８の素子はパリレンでコーティングされた。パリレンは、ほとんどの表面に対して不十分な付着性を有することが知られている。この場合において、パリレンは、超音波処理の間に、簡単に剥がれ落ちて、高いＬＰＣカウントをもたらすかもしれない。図９の素子は、本発明の実施形態に記載のポリイミドを用いてコーティングされている。該コーティングは、素子間の空間にのみ塗布されているので、素子のメタライズされていない垂直側壁上のみに見出される。本実施例のポリイミドコーティングは非常に薄く（オージェ深さ方向計測によって０．３ミクロン未満）、素子の垂直側壁に適応している。最適のコーティングの厚さは、約３ミクロン未満であると、一般に考えられている。
【００５９】
ＰＺＴ素子を製造するときに考慮されるべきである別のパラメータは、取り出しの容易性（ｐｉｃｋａｂｉｌｉｔｙ）である（すなわち、素子がひび割れることなく機械的手段によって取り上げられることができるかどうかである）。図８に示す種類のパリレンコーティングされた素子を取り上げる試みは、破損が原因で困難であることが分かっており、その結果、図１０に示すように、パリレンコーティングされた素子は、マイクロアクチュエーションに不適合になってしまう。
【００６０】
上述のように、ＰＺＴは、その圧電特性を保持できる場合にのみ、その用途において有用である。ＰＺＴ素子の全面を完全にコーティングすることは、機械的変形を制限し、締め付け（クランピング）を引き起こす。本発明の種々の実施形態に従って製造されたＰＺＴ素子にクランピングがないことを確実にするために、電気計測が、コーティングしていない素子と比較して、ポリイミド溶液で印刷されたＰＺＴ素子に実施された。性能パラメータ（例えばｄ３１など）は、統計的に比較された。本明細書に記載のコーティング方法および材料を用いてポリイミド溶液でコーティングされた素子は、それらの性能において、コーティングしなかった素子と統計的に異ならなかったことが見出された。この一連の実験は、本発明のコーティング方法および材料は、ハードディスクドライブでの用途におけるマイクロアクチュエーションに用いることができ、それらは、コーティングしていない素子の使用と比較すると、より優れた解決方法であることを裏付けている。
【００６１】
素子が準備され、コーティングされ、硬化されると、それらは取付け面から取り出され、ハードディスクドライブの内部など、粒子に影響される環境内に組み込まれ得る。カットされた素子のそれぞれは、個々にサスペンションに接合され得る。
【００６２】
本発明および特許請求の範囲の精神または範囲から逸脱することなしに、上記および図面に示した構造および方法に、変更および改変、追加および削除を行ってもよい。
【図１】
2011514608.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年1月5日(2011.1.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定部分にポリマーコーティングを有するセラミック素子の製造方法であって、
（ａ）取付け面に取り付けられたセラミック材料であって、一つ以上の空間によって分離された側壁を有する一つ以上のカットされた素子（カット素子）をもたらすようにカットされ、且つ、メタライズ領域を有する前記セラミック材料を提供すること
（ｂ）インクジェットプリンタを用いて、前記カットされた素子の前記メタライズ領域を実質的にコーティングしないままで、前記カットされた素子の側壁に前記ポリマーコーティングを施すことを含む方法。
【請求項２】
前記ポリマーコーティングは非導電性である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ポリマーを液状で塗布する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ポリマーはポリイミド溶液である請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ポリマーは高い双極子モーメントを有する請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ポリマーは、前記メタライズ領域より前記セラミック材料を濡らす傾向が強いポリマーである請求項１に記載の方法。  
【請求項７】
前記ポリマーを、前記カットされた素子間の前記空間に塗布することによって、前記カットされた素子の前記側壁に塗布する請求項１に記載の方法。  
【請求項８】
前記インクジェットプリンタは、ドロップオンデマンドプリンタを含む請求項１に記載の方法。  
【請求項９】
前記インクジェットプリンタは、前記カットされた素子間の前記空間の幅より、少なくともわずかに小さい線幅を生成する連続プリンタを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ポリマーを、約３ミクロンまでの厚さに塗布する請求項１に記載の方法。  
【請求項１１】
前記インクジェットプリンタは、周囲温度、低温、または高温で、前記コーティングを有効にディスペンスできる請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
さらに、
（ｃ）前記コーティングの硬化を可能にすること
（ｄ）前記カットされた素子を前記取付け面から取り出すこと、および
（ｅ）前記カットされた素子を粒子に影響される環境内に組み込むことを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記カットされた素子を、溶媒蒸発、架橋、および紫外線硬化の一つ以上によって硬化する請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記粒子に影響される環境は、ハードディスクドライブの内部である請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記セラミックは、圧電トランスデューサ素子、単一層または単結晶材料、鉛系圧電多結晶材料、モノレイヤー、または焼結多層を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法によって作製された、セラミック素子が組み込まれたハードディスクドライブ。
【請求項１７】
メタライズ領域および少なくとも一方の側縁部面を含み、前記少なくとも一方の側縁部面に、インクジェットプリンタを用いて溶液として塗布されたポリイミドポリマー層を有する被包化された圧電セラミック。
【請求項１８】
前記セラミックは、単一層材料または単結晶材料、鉛系圧電多結晶材料、モノレイヤー、焼結多層、またはＰＺＴ材料を含む請求項１７に記載の被包化された圧電セラミック。
【請求項１９】
前記側面は、メタライズされていない側面をもたらすために、前記セラミックをトリミングまたはダイシングすることによって形成された請求項１７に記載の被包化された圧電セラミック。
【請求項２０】
前記コーティング層の厚さは３ミクロン以下である請求項１７に記載の被包化された圧電セラミック。
【請求項２１】
請求項１７〜２０のいずれか一項に請求された、被包化された圧電セラミックが組み込まれたハードディスクドライブ。
【手続補正書】
【提出日】平成23年2月21日(2011.2.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
2011514608.tif 000015
【国際調査報告】
2011514608.tif 000016
2011514608.tif 000017
2011514608.tif 000018
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