(57)【要約】      （修正有）【課題】ＨＧＡに良好な動的性能と耐衝撃性を付与するとともに、マイクロアクチュエータの変位を増大して費用対効果を向上する。【解決手段】マイクロアクチュエータ２０は、ベース部及びベースから延伸する二つの相対のアームを有する金属フレーム２２を含む構成であり、ここで、薄膜ＰＺＴ２１に印加される駆動信号に応じて、各アームとその上に装着されている薄膜ＰＺＴが共に変位する場合において、各アームの変位が重合効果によって増加されるよう、各アームの側表面には、別々に少なくとも二枚の薄膜ＰＺＴが装着されている。また、少なくとも二枚の薄膜ＰＺＴが各アームの側表面に装着されているため、重合効果が発生されてアーム変位の増加を実現する。少なくとも二枚の薄膜ＰＺＴは、アームの同じ側の表面に位置され、或いは別々に外側及び内側の表面に位置されることができる。【選択図】図３ａ
2008034091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部と、当該ベース部から延伸する二つの相対のアームを有する金属フレームを含むマイクロアクチュエータであって、
薄膜ＰＺＴに印加される駆動信号に応じて、各アームとその上に装着されている薄膜ＰＺＴが共に変位する場合に、各アームの変位が重合効果によって増加されるよう、前記各アームの側表面には、別々に少なくとも二枚の薄膜ＰＺＴが装着されている、ことを特徴とするマイクロアクチュエータ。
【請求項２】
前記少なくとも二枚の薄膜ＰＺＴは、別々に前記各アームの外側及び内側の表面に装着されている、ことを特徴とする請求項１記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項３】
前記各アームの外側及び内側の表面に装着されている前記少なくとも二枚の薄膜ＰＺＴは、基板を介して機械的及び電気的に連結されている、ことを特徴とする請求項２記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項４】
前記少なくとも二枚の薄膜ＰＺＴが当該アームの両側に位置されるよう、これら少なくとも二枚の薄膜ＰＺＴの共用の基板を曲げて、それがアームの前端或いは後端を跨ぐようにする方式で、当該基板を介してこれら少なくとも二枚の薄膜ＰＺＴを連結する、ことを特徴とする請求項３記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項５】
前記少なくとも二枚の薄膜ＰＺＴが当該アームの両側に位置されるよう、これら少なくとも二枚の薄膜ＰＺＴの共用の基板を曲げて、それがアームの上縁を跨ぐようにする方式で、当該基板を介してこれら少なくとも二枚の薄膜ＰＺＴを連結する、ことを特徴とする請求項３記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項６】
前記少なくとも二枚の薄膜ＰＺＴは、直列の方式で前記各アームの同側表面に装着されている、ことを特徴とする請求項１記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項７】
各アームの同側表面に装着されている前記少なくとも二枚の薄膜ＰＺＴは、基板を介して機械的及び電気的に連結されている、ことを特徴とする請求項６記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項８】
前記基板は、柔軟性のポリマー材料により形成されており、その上には前記少なくとも二枚の薄膜ＰＺＴを電気的に連結するための電気トレースが形成されている、ことを特徴とする請求項３又は７記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項９】
前記請求項１から８の何れか一項に記載のマイクロアクチュエータと、スライダーと、サスペンションとを含み、
前記スライダーは、少なくとも一つの磁気センサーを備え、金属フレームに収容されて前記マイクロアクチュエータにより駆動され、
前記サスペンションは、金属フレームのベース部をそのサスペンションタング部に固定することで前記マイクロアクチュエータを当該サスペンションに設けて、前記二つのアームとスライダーの一緒の当該サスペンションに対する独立な移動を可能にする、ことを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１０】
ディスクと、
ピボットセンターと、前記ディスクは前記ピボットセンターを回って回転することと、
ディスク表面を移動するよう磁気ヘッドを駆動するためのＶＣＭと、
前記ＶＣＭに連結されて、磁気ヘッドの変位調節を行うために用いられるヘッドジンバルアセンブリと、を含む情報記録用のディスクユニットであって、
前記ヘッドジンバルアセンブリは、請求項１から８の何れか一項に記載のマイクロアクチュエータを含む、ことを特徴とするディスクユニット。
【請求項１１】
二枚の薄膜ＰＺＴを前記各アームの外側及び内側の表面にそれぞれ装着して、請求項２記載のマイクロアクチュエータを形成するステップと、
磁気センサーを備えたスライダーを前記マイクロアクチュエータに装着するステップと、
金属フレームのベース部をサスペンションのサスペンション舌部に固定することによって、前記マイクロアクチュエータをサスペンションに装着するステップと、
前記マイクロアクチュエータと前記サスペンションを、及び、前記磁気センサーを備えるスライダーと前記サスペンションを電気的接合するステップと、
を含むことを特徴とするヘッドジンバルアセンブリの製造方法。
【請求項１２】
前記二枚の薄膜ＰＺＴを前記各アームの外側及び内側の表面にそれぞれ装着するステップは、更に、
基板を介して機械的及び電気的に連結されている二枚の薄膜ＰＺＴから構成された、二本の薄膜ＰＺＴを提供するステップと、
各本の薄膜ＰＺＴを構成する前記二枚の薄膜ＰＺＴが互いにほぼ平行になるように、前記基板の中心部で各本の薄膜ＰＺＴを曲げるステップと、
前記各アームが曲げた後の二枚の薄膜ＰＺＴ間に挟まれ、且つ、前記基板が当該アームを跨ぐように、当該曲げた後の二枚の薄膜ＰＺＴを、別々に各アームの外側及び内側の表面に装着するステップと、を含むことを特徴とする請求項１１記載のヘッドジンバルアセンブリの製造方法。
【請求項１３】
二枚の薄膜ＰＺＴを、直列の方式で前記各アームの同じ側の表面に装着することにより、請求項６記載のマイクロアクチュエータを形成するステップと、
磁気センサーを備えたスライダーをマイクロアクチュエータの中に装着するステップと、
金属フレームのベース部をサスペンションのサスペンションタング部に固定することにより、前記マイクロアクチュエータをサスペンションに装着するステップと、
前記マイクロアクチュエータと前記サスペンションを、及び、前記磁気センサーを備えるスライダーと前記サスペンションを電気的に接合するステップと、
を含むことを特徴とするヘッドジンバルアセンブリの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報記録設備に係り、特に、ディスクドライブユニットに使われるヘッドジンバルアセンブリ(head  gimbal  assembly，ＨＧＡ)のマイクロアクチュエータ、及び当該マイクロアクチュエータを備えたヘッドジンバルアセンブリの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、人々はいろいろな方法を使って情報記録設備の記録密度の向上を求めている。図1は、情報記録装置として使われる従来のディスクドライブユニットを例示する図である。その中で、スピンドルモーター１５はディスク１４の回転を駆動し、駆動アーム１２は、ヘッドジンバルアセンブリ１８に配置された磁気ヘッド（図示せず）を制御して、それがディスク１４の表面を飛行するようにさせる。通常、ボイスコイルモーター（ＶＣＭ）１６は駆動アーム１２の動作を制御するために用いられ、駆動アーム１２のディスク１４での位置に対して粗調節する。図２ａに示すように、該図は、図1に示した従来のＰＺＴ（Piezoelectric  Lead  Zirconate  Titanate，ジルコン酸チタン酸鉛）マイクロアクチュエータ１８１を備えたヘッドジンバルアセンブリ(ＨＧＡ)１８を示し、ＶＣＭ１６により前記磁気ヘッドが単独に駆動される場合、当該磁気ヘッドの変位には固有の誤差（動的振動）が存在するため、ＨＧＡ１８のサスペンション１８３のサスペンションタング部１８３１に、磁気ヘッドに対する精細な位置制御に用いられるマイクロアクチュエータを設置した。通常、磁気ヘッドの周囲に設置されているマイクロアクチュエータ１８１はＰＺＴマイクロアクチュエータであって、磁気ヘッドの変位を精細に調節するために用いられる。即ち、ＶＣＭ１６は粗調節に用いられ、当該ＰＺＴマイクロアクチュエータは、より小さい幅で磁気ヘッドの変位を調節することによって、ＶＣＭ１６の駆動による駆動アームの振動を補償する。このような構成を有するＨＧＡ１８は、非常に小さくて記録が可能なトラック幅を提供することができ、従って、１インチあたりのトラック数(ＴＰＩ)を５０％ほど増やすことが可能となる。
【０００３】
もっと具体的に言うと、図２ａに示された従来のＨＧＡ１８において、磁気ヘッド（図示せず）をスライダー１８２に装着することにより前記の磁気ヘッドを形成する。スライダー１８２を用いて、前記磁気ヘッド（図示せず）のディスク１４(図１を参照）の表面からの所定高さを維持する。図２ｂは、従来のマイクロアクチュエータ１８１の構造を示し、その中で、Ｕ字型のマイクロアクチュエータ１８１はセラミックフレームを含み、当該セラミックフレームは、間にスライダー１８２を設置できる二つのセラミックアーム１８１１と、各セラミックアーム１８１１の外側表面に装着されている二枚のセラミックＰＺＴ１８１３とを含む。また、前記図２ａを参照すると、ＰＺＴマイクロアクチュエータ１８１は、ＨＧＡ１８のサスペンション１８３のサスペンションタング部１８１３に物理的に装着され、これにより、前記スライダー１８２は、セラミックＰＺＴ１８１３に印加される電圧に応じて、セラミック１８１３の作用により、サスペンション１８３に対して独立に移動する。更に具体的に言うと、前記セラミックアーム１８１１の各側面には三つの電子接続用ボール１８５（ＧＢＢ又はＳＢＢ，金ボール又は半田ボール）があって、これにより、前記マイクロアクチュエータ１８１をサスペンショントレース１８４に装着し、同じく、四つの電子接続用ボール１８６（ＧＢＢ又はＳＢＢ）により、前記スライダー１８２をサスペンショントレース１８４に装着する。且つ、前記サスペンショントレース１８４を通じて電源を提供するように、当該トレースの他端をサスペンションパッド１８７に連結する。当該ＰＺＴの伸縮はＵ字型のマイクロアクチュエータ１８１のセラミックアーム１８１１の変形を引き起こすが、これで前記スライダー１８２がディスク上を移動するようになり、従って、スライダー１８２に装着されている磁気ヘッドに対して精細な位置調節を行う。
【０００４】
従来のＨＧＡはＵ字型のセラミックマイクロアクチュエータを採用し、ＰＺＴ素子もセラミック材料から形成されたので、セラミック材料のより大きい質量はＨＧＡの動的性能に影響を与えることができる。なお、セラミック材料は壊れやすい材料なので、セラミックマイクロアクチュエータの耐衝撃性が限定され、且つ、作業の過程で望まれてない顆粒が生成される。
【０００５】
マイクロアクチュエータの重量の減少し、及びＨＧＡの動的性能の改善するために、姚明高らの特許文献１には、金属フレームを用いたマイクロアクチュエータが開示された。より詳しく言うと、当該フレームはステンレスにて製成されている。金属フレームを利用することにより、マイクロアクチュエータの動的性能を著しく改善することができる。
【０００６】
一方、近年、一種の薄膜ＰＺＴを使って低耐衝撃性と顆粒生成の問題を解決する方法が提出された。しかしながら、薄膜ＰＺＴはその層数が限られているため、十分な変位を発生することができない。薄膜ＰＺＴを複数層に形成することによって薄膜ＰＺＴの変位を増加することができるが、薄膜ＰＺＴ製造技術には局限性があるので、薄膜ＰＺＴの層数が二層を超えた場合は、コストが極めて高くなる。
【０００７】
以上問題に鑑みて、費用対効果の高い方法を採用してマイクロアクチュエータの薄膜ＰＺＴの変位を増加することが必要になる。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第６，９５０，２８８号公報
【発明の開示】
【０００９】
本発明は、ＨＧＡに良好な動的性能と耐衝撃性を付与すると共に、マイクロアクチュエータの変位を増大して良い費用対効果を図ることができる、ディスクドライブユニットに用いられるＨＧＡのマイクロアクチュエータを提供することを主な目的とする。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係るマイクロアクチュエータは、ベース部と、当該ベース部から延伸する二つの相対のアームを有する金属フレームを含み、ここで、薄膜ＰＺＴに印加される駆動信号に応じて、各アームとその上に装着されている薄膜ＰＺＴが共に変位する場合において、各アームの変位が重合効果によって増加されるように、前記各アームの側表面に、別々に少なくとも二枚の薄膜ＰＺＴを装着する。
【００１１】
具体的に言うと、本発明は、金属フレームの各アームの側表面に薄膜ＰＺＴを装着することにより形成されたマイクロアクチュエータを提供して、ＨＧＡの総質量を減少し、且つＨＧＡの静的及び動的性能を改善する。一方面、金属フレームの各アームの側表面に、少なくとも二枚の薄膜ＰＺＴを装着することにより、当該アームの変位、即ち磁気ヘッドの変位に重合効果が発生されるようにして、磁気ヘッドの変位増加の目的を達成する。
【００１２】
なお、セラミックＰＺＴと比べ、薄膜ＰＺＴはその質量が小さすぎるので、ＨＧＡの性能及び製造技術に素晴らしい役立ちがある。例えば、質量を減らすと、耐衝撃性が更に良くなる。一方、薄膜ＰＺＴの製造過程で、薄膜ＰＺＴのサイズに対する精細な制御が実現できて、製造誤差を減少することができる。
【００１３】
更に、本発明において、薄膜ＰＺＴはより低い電圧で操作可能であるため、操作中の顆粒生成及び消耗が更に少なくなり、且つ高い耐衝撃性と極めて安全な操作条件が得られる。
【００１４】
ここで、前記二枚の薄膜は、前記各アームの外側及び内側の表面に装着されることが好ましい。このような両面装着構造により、各アームに装着された薄膜ＰＺＴの等量作業層数は倍になっても、各薄膜ＰＺＴの実際層数が増えなかったため、マクロアクチュエータの変位を大幅に増加できる。これで、マイクロアクチュエータの変位を増大させて、良い費用対効果を得る。
【００１５】
また、各アームの外側及び内側の表面に装着された二枚の薄膜ＰＺＴは、基板を介して機械的及び電気的に一緒に連結することが好ましく、これは薄膜ＰＺＴをアームの側表面に装着及び定位することにも効果がある。
【００１６】
また、前記少なくとも二枚の薄膜ＰＺＴの共用の基板を曲げて、それがアームの前端或いは後端を跨ぐようにする方式で、当該基板を介してこれら少なくとも二枚の薄膜ＰＺＴを連結して、これら少なくとも二枚の薄膜ＰＺＴを当該アームの両側に配置させることが好ましい。
【００１７】
また、前記少なくとも二枚の薄膜ＰＺＴの共用の基板を曲げて、それがアームの上縁を跨ぐようにする方式で、当該基板を介してこれら少なくとも二枚の薄膜ＰＺＴを連結して、これら少なくとも二枚の薄膜ＰＺＴを当該アームの両側に配置させることが好ましい。
【００１８】
また、前記基板を柔軟性のポリマー材料にて形成し、その上に、前記少なくとも二枚の薄膜ＰＺＴを電気的に連結するために用いられる電気トレースを形成することが好ましい。
【００１９】
勿論、前記二枚の薄膜ＰＺＴは、他の方式で金属フレームの各アームに装着されることができる。更に具体的に言うと、前記二枚の薄膜ＰＺＴは、前記各アームの同側表面に装着されることができる。即ち、前記二枚の薄膜ＰＺＴは何れも直列に各アームの外側或いは内側の表面に装着されることができる。この場合においても、前記重合効果が得られる。しかしながら、最大変位を実現するために、各薄膜ＰＺＴの長さを約１ｍｍにする必要がある。
【００２０】
前記ベース部と相対する各アームの他端に、スライダーを支持するための支持部を形成しており、当該支持部をベース部と異なる平行平面に配置することによって、当該支持部の底部とベース部の底部との間にギャップを形成させることが好ましい。
【００２１】
そして、本発明は、上記のようなマイクロアクチュエータと、スライダーと、サスペンションとを含むヘッドジンバルアセンブリを提供する。その中で、前記スライダーは、少なくとも一つの磁気センサーを備え、金属フレームに収容されて前記マイクロアクチュエータにより駆動され、前記サスペンションは、そのサスペンションタング部に金属フレームのベース部を固定することで前記マイクロアクチュエータを当該サスペンションに設けて、前記二つのアームとスライダーの一緒の当該サスペンションに対する独立な移動を可能にする。
【００２２】
そして、本発明は、ディスクと、ピボットセンターと（前記ディスクは前記ピボットセンターを回って回転する）、ディスク表面を移動するよう磁気ヘッドを駆動するためのＶＣＭと、前記ＶＣＭに連結されて、磁気ヘッドの変位調節を行うためのヘッドジンバルアセンブリと、を含む情報記録用のディスクユニットを提供する。その中で、前記ヘッドジンバルアセンブリは上記のようなマイクロアクチュエータを含む。
【００２３】
そして、本発明は、二枚の薄膜ＰＺＴを前記各アームの外側及び内側の表面にそれぞれ装着してマイクロアクチュエータを形成するステップと、磁気センサーを備えたスライダーを前記マイクロアクチュエータに装着するステップと、金属フレームのベース部をサスペンションのサスペンション舌部に固定することによって、前記マイクロアクチュエータをサスペンションに装着するステップと、前記マイクロアクチュエータと前記サスペンションを、及び、前記磁気センサーを備えるスライダーと前記サスペンションを電気的接合するステップと、を含むヘッドジンバルアセンブリの製造方法を提供する。
【００２４】
ここで、前記薄膜ＰＺＴを前記各アームの外側及び内側の表面にそれぞれ装着するステップは、基板を介して機械的及び電気的に連結されている二枚の薄膜ＰＺＴから構成された、二本の薄膜ＰＺＴを提供するステップと、各本の薄膜ＰＺＴを構成する前記二枚の薄膜ＰＺＴが互いにほぼ平行になるように、前記基板の中心部で各本の薄膜ＰＺＴを曲げるステップと、前記各アームが曲げた後の二枚の薄膜ＰＺＴ間に挟まれ、且つ、前記基板が当該アームを跨ぐように、当該曲げた後の二枚の薄膜ＰＺＴを、別々に各アームの外側及び内側の表面に装着するステップと、を更に含むことが好ましい。
【００２５】
従って、ヘッドジンバルアセンブリを製造する他の方法は、二枚の薄膜ＰＺＴを、直列の方式で前記各アームの同じ側の表面に装着するステップと、磁気センサーを備えたスライダーをマイクロアクチュエータの中に装着するステップと、金属フレームのベース部をサスペンションのサスペンションタング部に固定することにより、前記マイクロアクチュエータをサスペンションに装着するステップと、前記マイクロアクチュエータと前記サスペンションを、及び、前記磁気センサーを備えるスライダーと前記サスペンションを電気的に接合するステップと、を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
なお、添付した図面の中で、同一部分又は似ている部分には同一又は似ている符号を付す。
【００２８】
図３ａ〜３ｃは、本発明の第一実施例によるマイクロアクチュエータ及びその部品の構造を詳しく示す図である。
【００２９】
図３ａは、本発明第一実施例による組立後のマイクロアクチュエータ２０を示す図である。マイクロアクチュエータ２０は薄膜ＰＺＴ２１と金属フレーム２２を含み、薄膜ＰＺＴ２１は金属フレーム２２に装着されている。以下、薄膜ＰＺＴ２１と金属フレーム２２の構造及び組立過程に対して詳細に説明する。
【００３０】
図３ｂは、マイクロアクチュエータ２２に用いられる薄膜ＰＺＴ２１を示す図である。当該薄膜ＰＺＴ２１は、第一薄膜ＰＺＴ片２１１と、第二薄膜ＰＺＴ片２１２を含む構成であり、これらを柔軟性のポリマー製の基板２１３を介して連結することにより、縦の方向（直列）に沿って、当該第一と第二薄膜ＰＺＴ片２１１と２１２を前記基板２１３に設置し、且つ互いの間を所定の距離で隔てる。言い換えれば、基板２１３は、前記二枚の薄膜ＰＺＴ２１１と２１２が共用する基板であって、当該二枚の薄膜ＰＺＴ２１１と２１２の端部は互いに向い合っている。基板２１３には電気トレース（図示せず）が形成されて、二枚の薄膜ＰＺＴ２１１と２１２を電気的に連結するために用いられる。
【００３１】
図３ｃは、本発明の第一実施例による金属フレーム２２の構造を示す図である。当該金属フレーム２２は、ステンレス材料で製造されるのが好ましく、且つ、ベース部２２１と当該ベース部２２１から延伸している二つのアーム２２２を含む。支持部２２３は、前記基板２２１と相対するアーム２２２の他端に形成されている。言い換えると、二つのアーム２２２は、その各端で前記ベース部２２１及び支持部２２３とほぼ垂直し、且つベース部２２１と支持部２２３から延伸して成る。本実施例において、金属フレーム２２は、一枚の金属プレートを二回曲げて形成され、また、ベース部２２１の中部にはギャップ２２４が形成されている。
【００３２】
図３ｄは、当該金属フレーム２２の側面図である。図面から見ると、前記ベース部２２１は、前記支持部２２３と異なる平面に形成され、当該ベース部２２１と支持部２２３の間には、垂直の方向に沿って、高さの段差２２５が形成されている。この高さの段差は、当該ベース部２２１をＨＧＡのサスペンションのサスペンションタング部に装着する時、後述のように、フレーム２２の前部の平滑移動に素晴らしい役立ちがある。
【００３３】
図３ｅは、柔軟性ポリマー製の柔軟性基板２１３の中部を中心として曲折した後の前記薄膜ＰＺＴ２１の構造状態を示す図である。その中で、第一と第二薄膜ＰＺＴ片２１１と２１２は互いに大体平行になり、且つそれらの間には内部間隔が形成されている。この内部間隔は、前記薄膜ＰＺＴ片を金属フレーム２２のアーム２２２の外側及び内側の表面に装着させることに適用される。
【００３４】
曲折後の薄膜ＰＺＴ２１を金属フレーム２２に装着することによって、二枚の薄膜ＰＺＴ片２１１と２１２を、前記アーム２２２の内、外側表面にそれぞれ装着し、中部２１４は当該アーム２２２の後（或いは前）端を跨いで超える。即ち、前記アーム２２２が二枚の薄膜ＰＺＴ片２１１と２１２の間に挟まれることによって、図３ａに示す第一実施例によるマイクロアクチュエータ２０が形成される。
【００３５】
このような両面装着の構造によると、各薄膜ＰＺＴの実際層数を増加しない場合においても、各アームに装着された薄膜ＰＺＴの等量作業層数が実際的に倍になるため、マイクロアクチュエータの変位を大幅に増やすことができる。これで、マイクロアクチュエータの変位は、金属フレームの各アームに装着されている二枚の薄膜ＰＺＴ２１１と２１２の変位の重合になる。もっと具体的に言うと、このような両面装着の方式を介して、前記アームに二層の薄膜ＰＺＴを装着する場合、各アームの薄膜ＰＺＴの等量層数は四になり、これによって、前記マイクロアクチュエータの変位を２倍に増加し、従って、その変位を低コストで高効率に増加することができる。
【００３６】
図３ｆは、前記実施例に採用できる金属フレームの他の実施例２２’を示し、その中で、ギャップ２２４’は、ベース部２２１’ではなく、金属フレーム２２’の支持部２２３’に形成されている。
【００３７】
本発明の当該実施例は、金属フレームに薄膜ＰＺＴを装着して形成されたマイクロアクチュエータを提供するが、これによると、ＨＧＡの総質量を減らすことができるし、且つＨＧＡの静的及び動的性能を改善すると共に、金属フレームの各アームの内外側表面に薄膜ＰＺＴを装着することによって、磁気ヘッドが十分な変位を有するようにする。
【００３８】
図４ａ〜４ｃは本発明によるマイクロアクチュエータの第二実施例を示している。より具体的には、図４ａは、マイクロアクチュエータの第二実施例に使われる二本の薄膜ＰＺＴ３１を示す図である。その中で、各本本の薄膜ＰＺＴ３１は、第一薄膜ＰＺＴ片３１１と第二薄膜ＰＺＴ片３１２を含む構成であり、基板３１３を介して連結することにより、横の方向（並列）に沿って、当該第一と第二薄膜ＰＺＴ片３１１と３１２を前記基板３１３に設置し、且つ互いの間を所定の距離で隔てる。この第二実施例において、上記第一実施例と異なっているのは、上述のように二枚の薄膜ＰＺＴを共用の基板３１３に連結することによって、当該二枚の薄膜ＰＺＴの側辺を互いに対立させることである。同じく、基板３１３に電気トレース（図示せず）を形成して、二枚の薄膜ＰＺＴを電気的に連結するために用いる。
【００３９】
該第二実施例におけるマイクロアクチュエータ３０の金属フレーム２２は、上記第一実施例に係る金属フレームと同じなので、それに対する更なる説明を省略する。同じく、別種の金属フレーム２２’も該第二実施例に適用できる。
【００４０】
図４ｂは、基板３１３の中部３１４で前記二本の薄膜ＰＺＴ３１を曲折した後の状態を示す構造図である。曲折の目的を達成するため、基板３１３を柔軟性のポリマー材料にて形成することが好ましい。このような曲折状態で、前記第一と第二薄膜ＰＺＴ片３１１と３１２互いに大体平行になり、且つそれらの間には内部間隔が形成されているが、この内部間隔は、前記薄膜ＰＺＴ片を金属フレーム２２のアームの外側及び内側の表面に装着させることに適用される。
【００４１】
図４ｃは、前記二本の薄膜ＰＺＴ３１と金属フレーム２２を組み立てて形成した前記第二実施例に係るマイクロアクチュエータの構造を示す図である。当該マイクロアクチュエータは下記方式によって形成される：即ち、前記二つの薄膜ＰＺＴ片３１１と３１２が別々に各アームの内、外側表面に装着されるように、曲折後の薄膜ＰＺＴ３１を金属フレーム２２に装着し、この時、中部３１４はアームの上縁を跨いで超える。即ち、金属フレーム２２の各アームは、前記二つの薄膜ＰＺＴ片３１１と３１２の間に挟まれるようになる。
【００４２】
同じく、この第二実施例におけるマイクロアクチュエータ３０も増加された等量薄膜ＰＺＴ層数を有するため、これで前記アームの変位の重合効果が発生できる。
【００４３】
本領域の技術者にとって明らかなのは、本発明の第一と第二実施例において、前記金属フレームの各アームの内、外側表面に装着されている二枚の薄膜ＰＺＴは基板を介して連結されているが、本発明はこれに限定されず、例えば、前記二枚の薄膜ＰＺＴを互いに完全分離し、また基板を通じなくても連結できる。この場合、第一薄膜ＰＺＴ片と第二薄膜ＰＺＴ片を、各自のサスペンショントレースによりサスペンションパッドに電気的に連結させることができる。
【００４４】
図５は、ＰＺＴ変位のＰＺＴの長さと層数に対応するシミュレーションデータを示す図である。図面から、ＰＺＴ層数の増加に伴って、ＰＺＴの変位が増加されることが明らかになる。従って、各アームに装着してある薄膜ＰＺＴの等量層数を増やすことにより、本発明の第一と第二実施例において、有効的にＰＺＴの変位を増加することができる。
【００４５】
一方、図５によると、ＰＺＴの変位は、まずＰＺＴの長さの増加に伴って増加されるが、ＰＺＴの長さの更なる増加に伴って逆に減少されることが明らかになる。ＰＺＴの最大変位はＰＺＴのある長さの点で発生される（図５によると、最大変位が発生される長さは約１ｍｍである）。ＰＺＴのこのような特性に基づいて、各薄膜ＰＺＴ片の適切な長さを選ぶことによりＰＺＴの変位を増加することができる。
【００４６】
図６ａ〜６ｃは、上記原理に基づいた本発明第三実施例に係るマイクロアクチュエータ及びその薄膜ＰＺＴの構造を示す図である。
【００４７】
図６ａは、第三実施例における組立後のマイクロアクチュエータ４０の構造を示し、当該マイクロアクチュエータは、金属フレーム２２と薄膜ＰＺＴ片４１とを含む構成である。もっと具体的に言うと、図６ｂは前記二本の薄膜ＰＺＴ片４１を示し、各本は、第一薄膜ＰＺＴ片４１１と、第二薄膜ＰＺＴ片４１２により構成されて、それらも基板４１３を介して連結される。これにより、第一と第二薄膜ＰＺＴ片４１１と４１２を、縦の方向（直列）に沿って基板２１３に設置する。同図に示すように、第三実施例の薄膜ＰＺＴ片４１の構成配置は前記第一実施例に類似している。この第三実施例において、前記第一実施例と異なっているのは、二枚の薄膜ＰＺＴ片４１を、曲折せずに金属フレーム２２の各アームの外側表面に直接装着させることである。同じく、基板４１３に電気トレース（図示せず）を形成して、二枚の薄膜ＰＺＴ片４１１と４１２を電気的に連結するために用いる。
【００４８】
この第三実施例におけるマイクロアクチュエータの金属フレーム２２は、前記第一、第二実施例における金属フレームと同じなので、それに対する更なる説明を省略する。同じく、別種の金属フレーム２２’も該第三実施例に適用できる。
【００４９】
図６ａにおいては、前記二枚の薄膜ＰＺＴ片４１が別々に金属フレーム２２の二つのアームの外側表面に装着された状態だけを示したが、勿論、二枚の薄膜ＰＺＴ片４１は別々に金属フレーム２２の二つのアームの内側表面に装着されることもできる。なお、重合効果が発生できれば、一枚の薄膜ＰＺＴ片４１を一つのアームの内側表面に装着し、もう一枚を他のアームの外側表面に装着することもできる。
【００５０】
マイクロアクチュエータアームの全長の制限によって、本実施例における各薄膜ＰＺＴ片４１１、４１２について、図５に示すような１ｍｍの最適長が採用できなくても、各薄膜ＰＺＴ片４１１、４１２を、できるだけ最良な長さにすることによって、各ＰＺＴ片の最大変位を実現することができる。この薄膜ＰＺＴ片４１１、４１２は、金属フレーム２２のアームに固着されているため、各アームの変位はこの二枚の薄膜ＰＺＴ片４１１、４１２の変位の重合である。つまり、当該第三実施例の構造によっても、マイクロアクチュエータ４０の変位増加が実現できる。
【００５１】
図７ａは、本発明によるマイクロアクチュエータ２０（或いは３０、４０）を備えたＨＧＡ５０の全体構造を示す図である。当該ＨＧＡのサスペンション183のサスペンションタング部1831には、磁気ヘッドに対して精確な定位を行うために用いられるマイクロアクチュエータ２０が配置されている。図７ｂは、サスペンション１８３の前部の拡大図である。
【００５２】
図７ａと７ｂに示すように、マイクロアクチュエータ２０の金属フレームのベース部をサスペンション１８３のサスペンションタング部１８３１に固定することによって、少なくとも一つの磁気センサー（図示せず）を備えたスライダー１８２及びマイクロアクチュエータ２０を備えたアセンブリを、前記サスペンション１８３のサスペンションタング部１８３１に設置させるようにする。前記スライダー１８２は、前記マイクロアクチュエータの二つのアームの間に装着され、且つ薄膜ＰＺＴに印加される駆動信号に応じて変位される。当該スライダー１８２は、金ボール溶接（ＧＢＢ）或いは半田ボール溶接（ＳＢＢ）１８６及びサスペンショントレース１８４を介して、サスペンションパッド１８７に電気的に連結されている。薄膜ＰＺＴも、サスペンショントレース１８４を介して前記サスペンションパッド１８７に電気的に連結されている。ここで、電気的連結に対する技術は当業者によく周知されているので、それに関する詳細な説明を省略する。上記実施例において、前記金属フレームの各アームの全ての薄膜ＰＺＴ片には駆動信号が印加されたが、一部の薄膜ＰＺＴによるアームの変位が十分である場合は、金属フレームの一つだけのアームの二枚薄膜ＰＺＴに駆動信号を印加し、且つ他のアームには駆動信号を印加しないことも可能である。
【００５３】
図７ｃは、サスペンション１８３のサスペンションタング部１８３１に設置しているマイクロアクチュエータ２０の側面図である。金属フレーム２２は、支持部２２３を通じてスライダー１８２を支持し、また、そのベース部２２１は、ポリマー材料製などの絶縁層を通じてサスペンションタング部１８３１に部分的に装着されている。サスペンションロードビーム５０２の突起５０１は、サスペンションタング部１８３１を支持している。上述のように、薄膜ＰＺＴに電圧が印加されるとき、サスペンションタング部１８３１と金属フレーム２２の支持部２２３の底面の間に形成される約３０〜５０μｍの隙間２２５によって、スライダー１８２の平滑な移動を確保する。
【００５４】
勿論、本発明によるＨＧＡは、上記構造に限らない。なお、ここでは示していないが、磁気ヘッド駆動ＩＣチップを、サスペンション１８３の中部に装着することもできる。
【００５５】
図８ｃは、本発明に係るＨＧＡの製造過程を示すフローチャートである。
【００５６】
この製造過程は、まずステップ６０１から始まる。そして、ステップ６０２では、二枚の薄膜ＰＺＴを、金属フレームの各アームの内、外側表面にそれぞれ装着することによって、前記第一或いは第二実施例に開示したマイクロアクチュエータを形成する。次に、ステップ６０３に入って、磁気センサーを備えたスライダーを当該マイクロアクチュエータに装着させる。そして、ステップ６０４では、当該マイクロアクチュエータのベース部をヘッドジンバルアセンブリのサスペンションタング部に装着させ、これにより、スライダーとマイクロアクチュエータを含むアセンブリをその上に装着させる。また次に、ステップ６０５では、サスペンショントレースを介してマイクロアクチュエータをサスペンションパッドに電気的に連結させ、並びに、スライダーをサスペンションパッドに電気的に連結させる。最後、ステップ６０６で製造過程を終了して、これで本発明によるＨＧＡを製造する。
【００５７】
なお、ＨＧＡが完成した後、装着されたスライダーと薄膜ＰＺＴの性能に対するテストを行うことができる。
【００５８】
或いは、本発明に係るＨＧＡは、別種の過程により製造されることができる。この製造過程では、ＰＺＴ薄膜を金属フレームのアームへ装着するステップと、及びスライダーをマイクロアクチュエータに装着するステップを行う前に、マイクロアクチュエータの金属フレームをサスペンションに装着するステップを先に行う。
【００５９】
また、前記説明された製造過程において、薄膜ＰＺＴを金属フレームの二つのアームの側表面に装着するステップは：(１)基板を介して機械的及び電気的に結合されている二枚の薄膜ＰＺＴにより構成された、二本の薄膜ＰＺＴを提供するステップと、(２)前記基板の中部において前記各本の薄膜ＰＺＴを曲げることによって、当該各本の薄膜ＰＺＴを構成する二枚の薄膜ＰＺＴが互いに大体平行されるようにするステップと、(３)曲げた後の二枚の薄膜ＰＺＴを一つのアームの外側及び内側の表面にそれぞれ装着することによって、前記各アームが当該二枚の薄膜ＰＺＴの間に挟まれるようにするステップと、を更に含む。
【００６０】
一方、前記第三実施例におけるマイクロアクチュエータ４０を備えたＨＧＡを形成する他の製造過程は次のようである。まず、二枚の薄膜ＰＺＴを、直列の方式で金属フレーム各アームの同じ側の表面に装着して、前記第三実施例におけるマイクロアクチュエータを形成する。そして、磁気センサーを備えたスライダーをマイクロアクチュエータの中に装着させる。次に、金属フレームのベース部をサスペンションのサスペンションタング部に固定させて、これにより、マイクロアクチュエータをサスペンションに装着させる。そして、マイクロアクチュエータとサスペンションを、及び、磁気センサーを備えたスライダーとサスペンションを電気的接合させる。この製造過程は、図８に示している過程に類似しているので、その流れをまた他の図で示していない。同じく、この製造過程においても、ＰＺＴ薄膜を金属フレームのアームへ装着させ、及びスライダーをマイクロアクチュエータに装着させる前に、まずマイクロアクチュエータの金属フレームをサスペンションに装着させることができる。
【００６１】
また、図９は、本発明に係る薄膜ＰＺＴマイクロアクチュエータ２０、３０或いは４０を用いたＨＤＤ８０を示す図である。当該ＨＤＤ８０は、ハウジング８０１と、当該ハウジング８０１に収容されているディスク８０２と、ピボットセンター８０３と、ＶＣＭ８０４とを含む構成であり、その中で、前記ディスクは、前記ハウジングの中でピボットセンター８０３を中心として回転され、前記ＶＣＭ８０４は、当該ＶＣＭ８０４に接続されているＨＧＡ５０を、前記ディスク８０２の表面を移動するように駆動する。前記ＨＧＡ５０は、本発明によるマイクロアクチュエータ２０、３０或いは４０を含むことができる。
【００６２】
勿論、上記実施例において、前記マイクロアクチュエータを、ディスクドライブユニットのＨＧＡに用いたが、これに限らず、変位調節が必要な他の装置に用いることもできる。また、本発明は、その技術的思想から逸脱することのないそのような変形、変更例を含むことを意図するものである。例えば、何れか他の方式で、前記第一と第三実施例などを組み合わせることで、二枚以上の薄膜ＰＺＴを金属フレームの各アームの側表面に装着することができ、即ち、各アームの外側及び内側の表面に、それぞれ一枚以上の薄膜ＰＺＴを設置して、重合効果によって更に大きい変位が得られるようにする。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図1は、従来の磁気ヘッドの定位制御用のマイクロアクチュエータを用いた典型的なディスクドライブを示す図である。
【図２ａ】図２ａは、図１に示したＨＧＡの構造を詳細に示す図である。
【図２ｂ】図２ｂは、従来のマイクロアクチュエータを詳細に示す図である。
【図３ａ−３ｆ】図３ａ〜３ｆは、本発明の第一実施例によるマイクロアクチュエータ及びその部品、及びその変型を示す図である。
【図４ａ−４ｃ】図４ａ〜４ｃは、本発明の第二実施例によるマイクロアクチュエータ及びその部品を示す図である。
【図５】図５は、ＰＺＴの長さと層数に対応するＰＺＴの変位のシミュレーションデータを示す図である。
【図６ａ−６ｂ】図６ａ〜６ｂは、本発明の第三実施例によるマイクロアクチュエータ及びその部品を示す図である。
【図７ａ】図７ａは、本発明によるマイクロアクチュエータを備えたＨＧＡの構造図である。
【図７ｂ】図７ｂは、図７ａに示したＨＧＡのサスペンションの前部をの詳細に示す透視図である。
【図７ｃ】図７ｃは、図７ａに示したＨＧＡのサスペンションの前部の側面図であり、その中には本発明によるマイクロアクチュエータが配置されている。
【図８】図８は、本発明によるＨＧＡを製造する過程を示すフローチャートである。
【図９】図９は、本発明によるマイクロアクチュエータを用いたディスクドライブユニットを示す図である。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図３ｅ】
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【図３ｆ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図８】
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【図９】
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