(57)【要約】【課題】不要振動の発生を抑え高速、高精度に磁気ヘッドの位置決めをす  ることができるとともに生産性の高い圧電アクチュエータ素子の構造とその製造方法を提供する。【解決手段】第１の薄膜圧電体１１ａおよび第２の薄膜圧電体１１ｂを積層した圧電体素子ユニット１０を樹脂基板８に搭載し、樹脂基板８に配線部２１ａを設けるとともに、樹脂基板８と平行な面における配線部２１ａの中立面Ｐと圧電体素子ユニット１０の中立面Ｑとを一致させて配線部２１ａに圧電体素子ユニット１０の第３の電極１２ｃを接着接合する。【選択図】  図７
2004318971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電薄膜の両面に電極を有する圧電体素子を備えた圧電アクチュエータ素子であって、
前記圧電体素子を積層した少なくとも１つ以上の圧電体素子ユニットと、
前記圧電体素子ユニットを搭載する樹脂基板と、
前記樹脂基板に設けられた配線部とを有し、
前記樹脂基板と平行な面における前記配線部の中立面と前記圧電体素子ユニットの中立面とを一致させて前記配線部に前記圧電体素子ユニットの前記電極を接着接合したことを特徴とする圧電アクチュエータ素子。
【請求項２】
配線部は、樹脂基板上に形成された下地金属層と当該下地金属層上に形成された主金属層とからなることを特徴とする請求項１に記載の圧電アクチュエータ素子。
【請求項３】
圧電体素子ユニットが樹脂基板上に形成された下地金属層と接着接合されていることを特徴とする請求項２に記載の圧電アクチュエータ素子。
【請求項４】
電極と下地金属層が導電性接着剤を介して接着接合されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の圧電アクチュエータ素子。
【請求項５】
圧電体素子ユニットを樹脂基板に搭載した圧電アクチュエータ素子であって、
前記圧電体素子ユニットは、一方の面に第１の電極を設けるとともに他方の面に第２の電極を設けて前記第２の電極方向に分極された第１の薄膜圧電体と、一方の面に第３の電極を設けるとともに他方の面に第４の電極を設けて前記第４の電極方向に分極された第２の薄膜圧電体とを有して、前記第２の電極と前記第４の電極とを対向させて接合した第１の圧電体素子ユニットと、
一方の面に第５の電極を設けるとともに他方の面に第６の電極を設けて前記第６の電極方向に分極された第３の薄膜圧電体と、一方の面に第７の電極を設けるとともに他方の面に第８の電極を設けて前記第８の電極方向に分極された第４の薄膜圧電体とを有して、前記第６の電極と前記第８の電極とを対向させて接合した第２の圧電体素子ユニットとにより構成され、
前記第１の圧電体素子ユニットの前記第２の電極および前記第４の電極と前記第２の圧電体素子ユニットの前記第６の電極および前記第８の電極とを短絡接続するとともに、前記第１の圧電体素子ユニットの前記第１の電極と前記第３の電極を短絡するとともに前記第２の圧電体素子ユニットの前記第５の電極と前記第７の電極を短絡し、
前記樹脂基板に配線部を設け、前記配線部の中立面と前記第１の圧電体素子ユニットおよび前記第２の圧電体素子ユニットの中立面とを一致させて、前記配線部と前記第１の圧電体素子ユニットの前記第１の電極または前記第３の電極とを接着接合するとともに、前記配線部と前記第２の圧電体素子ユニットの前記第５の電極または前記第７の電極とを接着接合したことを特徴とする圧電アクチュエータ素子。
【請求項６】
配線部は樹脂基板上に形成された下地金属層と当該下地金属層上に形成された主金属層よりなることを特徴とする請求項５に記載の圧電アクチュエータ素子。
【請求項７】
圧電体素子ユニットが樹脂基板上に形成された下地金属層と接着接合されていることを特徴とする請求項６に記載の圧電アクチュエータ素子。
【請求項８】
圧電体素子ユニットを樹脂基板に搭載した圧電アクチュエータ素子であって、
前記圧電体素子ユニットは、一方の面に第１の電極を設けるとともに他方の面に第２の電極を設けて前記第２の電極方向に分極された第１の薄膜圧電体と、一方の面に第３の電極を設けるとともに他方の面に第４の電極を設けて前記第４の電極方向に分極された第２の薄膜圧電体とを有して、前記第２の電極と前記第４の電極とを対向させて接合した第１の圧電体素子ユニットと、
一方の面に第５の電極を設けるとともに他方の面に第６の電極を設けて前記第６の電極方向に分極された第３の薄膜圧電体と、一方の面に第７の電極を設けるとともに他方の面に第８の電極を設けて前記第８の電極方向に分極された第４の薄膜圧電体とを有して、前記第６の電極と前記第８の電極とを対向させて接合した第２の圧電体素子ユニットとにより構成され、
前記第１の圧電体素子ユニットの前記第２の電極および前記第４の電極と前記第２の圧電体素子ユニットの前記第５の電極および第７の電極とを短絡接続し、前記第１の圧電体素子ユニットの前記第１の電極および前記第３の電極と前記第２の圧電体素子ユニットの前記第６の電極および前記第８の電極とを短絡接続し、
前記樹脂基板に配線部を設け、前記配線部の中立面と前記第１の圧電体素子ユニットおよび前記第２の圧電体素子ユニットの中立面とを一致させて、前記配線部と前記第１の圧電体素子ユニットの前記第３の電極とを接着接合するとともに、前記配線部と前記第２の圧電体素子ユニットの前記第７の電極とを接着接合したことを特徴とする圧電アクチュエータ素子。
【請求項９】
配線部は樹脂基板上に形成された下地金属層と当該下地金属層上に形成された主金属層よりなることを特徴とする請求項８に記載の圧電アクチュエータ素子。
【請求項１０】
圧電体素子ユニットが樹脂基板上に形成された下地金属層と接着接合されていることを特徴とする請求項９に記載の圧電アクチュエータ素子。
【請求項１１】
一対の圧電体素子ユニットを樹脂基板上に搭載するとともに前記樹脂基板上に形成された配線部と接合する圧電アクチュエータ素子の製造方法であって、
前記樹脂基板に前記配線部を形成するための下地金属層を形成する工程と、
前記下地金属層上に主金属層を形成する工程と、
前記樹脂基板と対向する面に設けられた前記一対の圧電体素子ユニットの電極部と前記下地金属層とを接着接合する工程と
を有することを特徴とする圧電アクチュエータ素子の製造方法。
【請求項１２】
電極部と下地金属層とを導電性接着剤を介して接着接合することを特徴とする請求項１１に記載の圧電アクチュエータ素子の製造方法。
【請求項１３】
樹脂基板上に形成された配線部と樹脂基板上に搭載された圧電体素子ユニットのそれぞれの中立面が一致することを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の圧電アクチュエータ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク装置などに設けられる、データを高記録密度化するために最適なヘッド支持機構に用いられる圧電アクチュエータ素子とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気ディスク装置に設けられた磁気ディスクの記録密度は、日を追う毎に高密度化が進んでいる。磁気ディスクに対するデータの記録および再生に使用される磁気ヘッドは、通常スライダに搭載されており、磁気ヘッドが搭載されたスライダは、磁気ディスク装置内に設けられたヘッド支持機構によって支持されている。ヘッド支持機構は、スライダが取付られたヘッドアクチュエータアームを有しており、このヘッドアクチュエータアームが、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）によって回動されるようになっている。そして、ＶＣＭを制御することにより、スライダに搭載された磁気ヘッドが、磁気ディスク上の任意の位置に位置決めされる。
【０００３】
磁気ディスクに対してデータをさらに高密度で記録するためには、磁気ディスクに対して磁気ヘッドをさらに高精度に位置決めする必要がある。しかしながら、ＶＣＭにてヘッドアクチュエータアームを回動させて磁気ヘッドを位置決めする構成では、より高精度に磁気ヘッドを位置決めできないという問題がある。このために、磁気ヘッドとヘッドアクチュエータアームの間に薄膜圧電素子を設け、圧電素子を微少に変位させることでより高精度に磁気ヘッドを位置決めするヘッド支持機構が既に提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
図１７から図２１は、この従来のヘッド支持機構を示すものである。図１７はヘッド支持機構の斜視図であり、図１８はその分解斜視図である。図１７および図１８において、ヘッド支持機構２００は、磁気ヘッド１０１が取付られたスライダ１０２を先端部に支持するロードビーム１０４を有している。ロードビーム１０４は、ヘッドアクチュエータアーム（図示しない）に取付られる正方形状をした基端部１０４ａを有し、基端部１０４ａは、ビーム溶接などによってベースプレート１０５に固定されている。ベースプレート１０５は、ヘッドアクチュエータアームに取付られている。ロードビーム１０４には、板バネ部１０４ｅが設けられている。ロードビーム１０４上には、配線パターンを有する樹脂基板１１６とステンレスのフレクシャ基板１０３とからなるフレクシャ１０７が設けられている。
【０００５】
図１８において、フレクシャ１０７の先端にはパターン化した配線１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄが形成されるとともに、スライダ取付部１０７Ｘが設けられて、この上面にスライダ１０２が取付られる。スライダ取付部１０７Ｘの下面にはスライダ保持基板１０３ａが貼りつけられている。またスライダ保持基板１０３ａには突起部１０３ｂが形成され、ロードビーム１０４の先端付近に形成されたディンプル１０４ｇに当接している。この突起部１０３ｂがディンプル１０４ｇによって押圧されていることにより、ディンプル１０４ｇを中心として全方位にわたってスライダ保持基板１０３ａは規制部１０４ｆにガイドされて回動可能に保持されている。スライダ１０２を駆動するための一対の圧電体素子ユニット１１０が、フレクシャ１０７上の取付部１０７Ｙへ取付られている。
【０００６】
このような構成で、一対の圧電体素子ユニット１１０は互いに逆位相の駆動電圧が印加され、一方が収縮するときは他方が伸長するように駆動することによりスライダ１０２に高速度で微少な回動を与え、磁気ヘッド１０１を高速、高精度で位置決めすることができる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１３４８０７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら最近の磁気ヘッドは、さらなる高速、高精度の位置決めが求められている。加えて構造をより簡素化して生産性を高めることが求められている。
【０００９】
図１９は前述のヘッド支持機構２００における圧電体素子ユニット１１０の平面図、図２０は図１９のＸ−Ｘ断面図である。
【００１０】
図２０および図１８において、圧電体素子ユニット１１０ａ、１１０ｂは両面に電極金属膜１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄが形成され、さらにこれらが接着剤１１２で接合され圧電体素子ユニット１１０が形成されている。その下部にはポリイミドの樹脂基板１１６に、金属基板１１３と薄膜圧電体用端子１１３ａ、１１３ｂなどの配線部が配置され、接着剤１１４で圧電体素子ユニット１１０とポリイミドの樹脂基板１１６が固定されている。ポリイミドの樹脂基板１１６は、圧電体素子ユニット１１０を支持する基板としての役割だけでなく、その先端にはスライダ取付部１０７Ｘが形成され、磁気ヘッド１０１を備えたスライダ１０２に、圧電体素子ユニット１１０の動きを伝える役割をもっている。
【００１１】
しかしながら、このように圧電体素子ユニット１１０と樹脂基板１１６とが重ねられて貼りつけられていて、圧電体素子ユニット１１０と配線部の中立面は上下に離れている構成になっていることから、圧電体素子ユニット１１０の動きはスライダ１０２には直接伝わらず、いわばオフセット状態で伝えられる結果となっていた。さらに圧電体に電圧が印加され圧電体が伸縮しても配線部は伸縮しないため、図２１に示すように圧電体素子ユニット１１０ａ、１１０ｂなどからなる圧電体素子ユニット１１０と配線部１０８には大きな曲げが生じてしまう。
【００１２】
これらのことにより、圧電体素子をより高速で駆動する場合に、不要振動の発生原因となり、さらなる高速化を阻む要因となっていた。
【００１３】
さらに図２０に示すように、圧電体素子ユニットの電極金属膜１１１ａ、１１１ｄと薄膜圧電体用端子１１３ａ、１１３ｂは、多数のボンディングワイヤ１１５で接続する必要があり、さらなる生産性の向上という課題のネックになっていた。
【００１４】
本発明はこのような課題を解決し、より高速、高精度に磁気ヘッドの位置決めをすることができるとともに生産性の高い圧電アクチュエータ素子とその製造方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の圧電アクチュエータ素子は、圧電薄膜の両面に電極を有する圧電体素子を備えた圧電アクチュエータ素子であって、圧電体素子を積層した少なくとも１つ以上の圧電体素子ユニットと、圧電体素子ユニットを搭載する樹脂基板と、樹脂基板に設けられた配線部とを有し、樹脂基板と平行な面における配線部の中立面と圧電体素子ユニットの中立面とを一致させて配線部に圧電体素子ユニットの電極を接着接合している。
【００１６】
この構成により、不要な振動などが発生せず安定した動作が実現できる圧電アクチュエータ素子を実現できる。
【００１７】
さらに、配線部は、樹脂基板上に形成された下地金属層と当該下地金属層上に形成された主金属層とからなり、圧電体素子ユニットが樹脂基板上に形成された下地金属層と接着接合されているため、ワイヤボンディングなどの煩雑な配線作業が不要になるとともに、信頼性の高い圧電アクチュエータ素子を実現できる。
【００１８】
さらに、電極と下地金属層が導電性接着剤を介して接着接合されているため、信頼性の高い圧電アクチュエータ素子を実現できる。
【００１９】
また、本発明の圧電アクチュエータ素子は、圧電体素子ユニットを樹脂基板に搭載した圧電アクチュエータ素子であって、圧電体素子ユニットは、一方の面に第１の電極を設けるとともに他方の面に第２の電極を設けて第２の電極方向に分極された第１の薄膜圧電体と、一方の面に第３の電極を設けるとともに他方の面に第４の電極を設けて第４の電極方向に分極された第２の薄膜圧電体とを有して、第２の電極と第４の電極とを対向させて接合した第１の圧電体素子ユニットと、一方の面に第５の電極を設けるとともに他方の面に第６の電極を設けて第６の電極方向に分極された第３の薄膜圧電体と、一方の面に第７の電極を設けるとともに他方の面に第８の電極を設けて第８の電極方向に分極された第４の薄膜圧電体とを有して、第６の電極と第８の電極とを対向させて接合した第２の圧電体素子ユニットとにより構成され、第１の圧電体素子ユニットの第２の電極および第４の電極と第２の圧電体素子ユニットの第６の電極および第８の電極とを短絡接続するとともに、第１の圧電体素子ユニットの第１の電極と第３の電極を短絡するとともに第２の圧電体素子ユニットの第５の電極と第７の電極を短絡し、樹脂基板に配線部を設け、配線部の中立面と第１の圧電体素子ユニットおよび第２の圧電体素子ユニットの中立面とを一致させて、配線部と第１の圧電体素子ユニットの第１の電極または第３の電極とを接着接合するとともに、配線部と第２の圧電体素子ユニットの第５の電極または第７の電極とを接着接合している。
【００２０】
この構成により、圧電アクチュエータ素子の駆動配線が２端子で、不要な振動などが発生せず安定した動作が可能な圧電アクチュエータ素子を実現できる。
【００２１】
さらに、配線部は、樹脂基板上に形成された下地金属層と当該下地金属層上に形成された主金属層とからなり、圧電体素子ユニットが樹脂基板上に形成された下地金属層と接着接合されているため、ワイヤボンディングなどの煩雑な配線作業が不要になるとともに、信頼性の高い圧電アクチュエータ素子を実現できる。
【００２２】
さらに、電極と下地金属層が接着接合されているため、信頼性の高い圧電アクチュエータ素子を実現できる。
【００２３】
また、本発明の圧電アクチュエータ素子は、圧電体素子ユニットを樹脂基板に搭載した圧電アクチュエータ素子であって、圧電体素子ユニットは、一方の面に第１の電極を設けるとともに他方の面に第２の電極を設けて第２の電極方向に分極された第１の薄膜圧電体と、一方の面に第３の電極を設けるとともに他方の面に第４の電極を設けて第４の電極方向に分極された第２の薄膜圧電体とを有して、第２の電極と第４の電極とを対向させて接合した第１の圧電体素子ユニットと、一方の面に第５の電極を設けるとともに他方の面に第６の電極を設けて第６の電極方向に分極された第３の薄膜圧電体と、一方の面に第７の電極を設けるとともに他方の面に第８の電極を設けて第８の電極方向に分極された第４の薄膜圧電体とを有して、第６の電極と第８の電極とを対向させて接合した第２の圧電体素子ユニットとにより構成され、第１の圧電体素子ユニットの第２の電極および第４の電極と第２の圧電体素子ユニットの第５の電極および第７の電極とを短絡接続し、第１の圧電体素子ユニットの第１の電極および第３の電極と第２の圧電体素子ユニットの第６の電極および第８の電極とを短絡接続し、樹脂基板に配線部を設け、配線部の中立面と第１の圧電体素子ユニットおよび第２の圧電体素子ユニットの中立面とを一致させて、配線部と第１の圧電体素子ユニットの第３の電極とを接着接合するとともに、配線部と第２の圧電体素子ユニットの第７の電極とを接着接合している。
【００２４】
この構成により、圧電アクチュエータ素子の駆動配線が２端子で、不要な振動などが発生せず安定した動作が可能であり、さらに低電圧で変位させることが可能な圧電アクチュエータ素子を実現できる。
【００２５】
さらに、配線部は、樹脂基板上に形成された下地金属層と当該下地金属層上に形成された主金属層とからなり、圧電体素子ユニットが樹脂基板上に形成された下地金属層と接着接合されているため、ワイヤボンディングなどの煩雑な配線作業が不要になるとともに、信頼性の高い圧電アクチュエータ素子を実現できる。
【００２６】
さらに、電極と下地金属層が導電性接着剤を介して接着接合されているため、信頼性の高い圧電アクチュエータ素子を実現できる。
【００２７】
また、本発明の圧電アクチュエータ素子の製造方法は、一対の圧電体素子ユニットを樹脂基板上に搭載するとともに樹脂基板上に形成された配線部と接合する圧電アクチュエータ素子の製造方法であって、樹脂基板に配線部を形成するための下地金属層を形成する工程と、下地金属層上に主金属層を形成する工程と、樹脂基板と対向する面に設けられた一対の圧電体素子ユニットの電極部と下地金属層とを接着接合する工程とを有している。
【００２８】
この製造方法により、簡便で生産性、信頼性の高い圧電アクチュエータ素子の製造方法を実現することができる。
【００２９】
さらに、電極部と下地金属層とを導電性接着剤を介して接着接合しているため、簡便なプロセスで圧電アクチュエータ素子の製造方法を実現することができる。
【００３０】
さらに、樹脂基板上に形成された配線部と樹脂基板上に搭載された圧電体素子ユニットのそれぞれの中立面を一致させているため、安定動作が可能な圧電アクチュエータ素子を製造することが可能となる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図１６を用いて説明する。
【００３２】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における圧電アクチュエータ素子を用いた磁気ディスク装置のヘッド支持機構の斜視図であり、図２はそのヘッド支持機構の分解斜視図である。また、図３はそのヘッド支持機構におけるスライダの斜視図である。
【００３３】
図１から図３において、ヘッド支持機構１００は、ヘッド素子として、例えば磁気ヘッド１が取付られたスライダ２を先端部に支持するロードビーム４を有している。ロードビーム４は、ヘッドアクチュエータアーム（図示しない）に取付られる正方形状をした基端部４ａを有し、基端部４ａは、ビーム溶接などによってベースプレート５に固定されている。ベースプレート５は、上記ヘッドアクチュエータアームに取付られている。ロードビーム４は、基端部４ａから先細状に延出するネック部４ｂに連続して、ビーム部４ｃが直線状に延出するように設けられている。ネック部４ｂの中央部には、開口部４ｄが設けられており、ネック部４ｂにおける開口部４ｄの両側部分が、それぞれ板バネ部４ｅになっている。ビーム部４ｃの先端部における各側縁部には、スライダ保持基板３ａの回動を若干の隙間をもって規制する規制部４ｆがそれぞれ設けられている。
【００３４】
なお各規制部４ｆは、図２に示すように、ビーム部４ｃの先端から基端部４ａ側に向かって直線状に延出している。ビーム部４ｃ上には、ヘッド配線パターン６を有するフレクシャ７が設けられている。フレクシャ７は、ステンレスのフレクシャ基板３と樹脂基板８からなっている。フレクシャ７の一端に設けられたスライダ取付部７Ｘ上には、磁気ヘッド１が搭載されたスライダ２が配置されている。圧電素子保持部８ａ、８ｂへ圧電体素子ユニット１０が固定され、フレクシャ７の他方の端部には外部接続端子保持部７Ｙが設けられている。外部接続端子保持部７Ｙは、ロードビーム４の基端部４ａにおける一方の側縁部に配置されている。
【００３５】
図３はスライダ２の斜視図である。スライダ２の磁気ヘッド１が設けられた端面の下部には、４つの端子２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが横方向に並んだ状態で設けられている。さらに、スライダ２の上面には、回転駆動される磁気ディスクによって生じる空気流が、スライダ２のピッチ方向（磁気ディスクの接線方向）に沿って通流させて、磁気ディスクとの間にエア潤滑膜を形成するエアベアリング面２ｅが設けられている。エアベアリング面２ｅの中心位置は、ロードビーム４のディンプル４ｇに一致している。
【００３６】
図４はヘッド支持機構１００におけるフレクシャ７の先端部分の構造を示す分解斜視図である。図４において、フレクシャ７は、フレクシャ７の本体を構成するフレクシャ基板３と、フレクシャ７の一端に設けられたスライダ保持基板３ａとを有している。フレクシャ基板３とスライダ保持基板３ａとは、ステンレスなどからなっており、フレクシャ基板３の一端（フレクシャ７の一端）にスライダ保持基板３ａは並列配置されている。フレクシャ基板３とスライダ保持基板３ａとの間には、両者の表面にポリイミド樹脂などからなる樹脂基板８が設けられており、この樹脂基板８によりフレクシャ基板３とスライダ保持基板３ａとは機械的に連結されている。さらには、樹脂基板８には局部的に狭い幅で形成された弾性ヒンジ部となった繋ぎ部１９ａ、１９ｂが設けられている。繋ぎ部１９ａ、１９ｂは、フレクシャ基板３とスライダ保持基板３ａとの間の境目に設けられており、フレクシャ基板３、スライダ保持基板３ａは、繋ぎ部１９ａ、１９ｂにより互いに可動自在に連結されている。樹脂基板８の上面には配線部６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄが設けられている。また、樹脂基板８の上面には、圧電素子保持部８ａ、８ｂが互いに並列した状態で設けられている。圧電素子保持部８ａ、８ｂは、フレクシャ基板３の一端側に設けられている。圧電素子保持部８ａ、８ｂは、圧電体素子ユニット１０を載置可能な面状に形成されている。なお、スライダ保持基板３ａの外形形状は、フレクシャ基板３と同時にエッチング加工により形成される。
【００３７】
スライダ保持基板３ａには突起部３ｂが形成され、この突起部３ｂはロードビーム４の先端付近に形成されたディンプル４ｇに当接している。この突起部３ｂがディンプル４ｇによって押圧されることにより、ディンプル４ｇを中心として全方位にわたってスライダ保持基板３ａは回動可能に保持されている。
【００３８】
図５はヘッド支持機構１００における、圧電体素子ユニット１０を貼りつけたフレクシャ７の平面図である。図６は図５に示すＡ−Ａ断面図（圧電体素子ユニット１０を貼りつけた状態）である。また図７はＢ−Ｂ断面図である。いずれも構造を理解しやすいように厚さ方向を拡大して模式的に描いている。図５、図６、図７において、圧電体素子ユニット１０は、フレクシャ７の圧電素子保持部８ａ、８ｂ（図４参照）に接着して取付られる。なお、圧電素子保持部８ａ、８ｂにおいては、圧電体素子ユニット１０を接着する面に、接着性を向上させるためのクロムなどのサブミクロンオーダーの薄膜がコーティングされている。
【００３９】
圧電体素子ユニット１０は、図６に示すように、第１の圧電体素子ユニット１０ａと第２の圧電体素子ユニット１０ｂとが一対となって構成されている。
【００４０】
第１の圧電体素子ユニット１０ａは、一方の面に第１の電極１２ａと他方の面に第２の電極１２ｂが設けられるとともに第２の電極１２ｂの方向に分極された第１の薄膜圧電体１１ａと、一方の面に第３の電極１２ｃと他方の面に第４の電極１２ｄが設けられるとともに第４の電極１２ｄの方向に分極された第２の薄膜圧電体１１ｂを、第２の電極１２ｂと第４の電極１２ｄが対向するように接着剤１３ａにより接合して構成されている。
【００４１】
第２の圧電体素子ユニット１０ｂは、一方の面に第５の電極１２ｅと他方の面に第６の電極１２ｆが設けられるとともに第６の電極１２ｆの方向に分極された第３の薄膜圧電体１１ｃと、一方の面に第７の電極１２ｇと他方の面に第８の電極１２ｈが設けられるとともに第８の電極１２ｈの方向に分極された第４の薄膜圧電体１１ｄを、第６の電極１２ｆと第８の電極１２ｈが対向するように接着剤１３ｂにより接合されて構成されている。
【００４２】
第１の電極１２ａと第３の電極１２ｃは、配線１４ａを介して短絡接続されている。第５の電極１２ｅと第７の電極１２ｇは配線１４ｂを介して短絡接続されている。また、第２の電極１２ｂと第４の電極１２ｄおよび第６の電極１２ｆと第８の電極１２ｈは配線１４ｃを介して短絡接続されている。配線１４ａ、１４ｂ、１４ｃは図５に示すように圧電体素子ユニット１０の一部に形成される。
【００４３】
図６、図７に示すように、圧電体素子ユニット１０の全体は、柔軟性のあるコーティング樹脂１５でカバーされるとともに左右の第１の圧電体素子ユニット１０ａ、第２の圧電体素子ユニット１０ｂを一体化している。ポリイミド樹脂などからなる樹脂基板８の上面には約０．１μｍ厚のメッキシードによる下地金属層１６ａ、１６ｂが形成されている。下地金属層１６ａ、１６ｂは、導電性接着剤１７ａ、１７ｂを介して、圧電体素子ユニット１０の第３の電極１２ｃ、第７の電極１２ｇに接続されている。下地金属層１６ａ、１６ｂ上には、主金属層１８ａ、１８ｂが形成され、繋ぎ部１９ａ、１９ｂをなしている。２０は樹脂皮膜である。樹脂基板８上には配線部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄが圧電体素子ユニット１０ａ、１０ｂの外周部に設けられ、さらにスライダ取付部７Ｘの配線部６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄへ伸びている。
【００４４】
このような構成とすることにより、従来のような圧電体素子ユニットと配線部の接続に必要であったボンディングワイヤによる配線が不要となる。
【００４５】
図８（ａ）は、ヘッド支持機構の構造的な特徴を説明するために、図５のＣ−Ｃ断面を簡素化して示した断面図である。構造を理解しやすいように厚さ方向を拡大して模式的に描いている。図８（ｂ）は図８（ａ）のＤ−Ｄ断面である。図８において、Ｐは圧電体素子ユニット１０の中立面、Ｑは配線部２１ａ、２１ｂの中立面である。本発明で特徴的なのは、図８に示すように、圧電体素子ユニット１０の中立面Ｐと配線部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの中立面Ｑが一致していることである。
【００４６】
図９は従来のヘッド支持機構の構造を模式的に示す断面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。２４はスライダ、２５は圧電体素子ユニットである。従来では、配線２６は図９に示すように、圧電体素子ユニット２５の下層に設けられていた。このため圧電体素子ユニット２５の中立面Ｒと、配線２６の中立面Ｓは一致せず、Ｙ０の分だけオフセットの関係にあった。このことをモデル化して示したのが図１０である。図１０（ａ）は従来のヘッド支持機構、（ｂ）は本発明のヘッド支持機構の動作を示すモデル図である。従来の構造では、圧電アクチュエータの力点と負荷の作用点にオフセットＹ０があるために、圧電アクチュエータの変位量Ｗ０はＷ１に拡大され、曲げ１次モードなどの不要振動が発生しやすくなっていた。本発明では、（ｂ）に示すように力点と作用点が一致し、Ｗ０が拡大することがなく、不要振動の発生を大幅に低減できる。
【００４７】
なお、ここで圧電体素子ユニットの中立面Ｐと配線部の中立面Ｑが必ずしも完全に一致する必要はなく、それぞれの厚みの１０％程度以内のオフセットであることが望ましい。
【００４８】
図１１は、ヘッド支持機構の周波数特性を測定した図である。図１１（ａ）は従来の例、（ｂ）は本発明の例である。従来のものは、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に不要振動がみられ不安定であるが、本発明の例では周波数の高いＲ４のみで共振がみられるだけであり、全般的に不要振動が抑えられており、より安定した制御が可能である。
【００４９】
（実施の形態２）
図１２は、本発明の実施の形態２における圧電アクチュエータ素子を用いた磁気ディスク装置のヘッド支持機構の平面図であり、図１３（ａ）は図１２におけるＡ１−Ａ１断面図、図１３（ｂ）は図１２におけるＡ２−Ａ２断面図である。
【００５０】
図１３において、圧電体素子ユニット１０は、第１の圧電体素子ユニット１０ａと第２の圧電体素子ユニット１０ｂが一対となって構成されていて、樹脂基板８に搭載されている。
【００５１】
第１の圧電体素子ユニット１０ａは、一方の面に第１の電極１２ａと他方の面に第２の電極１２ｂが設けられるとともに第２の電極１２ｂの方向に分極された第１の薄膜圧電体１１ａと、一方の面に第３の電極１２ｃと他方の面に第４の電極１２ｄが設けられるとともに第４の電極１２ｄの方向に分極された第２の薄膜圧電体１１ｂを、第２の電極１１ｂと第４の電極１１ｄが対向するように接着剤１３ａにより接合して構成されている。
【００５２】
第２の圧電体素子ユニット１０ｂは、一方の面に第５の電極１２ｅと他方の面に第６の電極１２ｆが設けられるとともに第６の電極１２ｆの方向に分極された第３の薄膜圧電体１１ｃと、一方の面に第７の電極１２ｇと他方の面に第８の電極１２ｈが設けられるとともに第８の電極１２ｈの方向に分極された第４の薄膜圧電体１１ｄを、第６の電極１２ｆと第８の電極１２ｈが対向するように接着剤１３ｂにより接合されて構成されている。
【００５３】
図１３（ａ）において、第２の電極１２ｂおよび第４の電極１２ｄと、第５の電極１２ｅおよび第７の電極１２ｇは配線１４ａを介して短絡接続されている。図１３（ｂ）において、第１の電極１２ａおよび第３の電極１２ｃと、第６の電極１２ｆおよび第８の電極１２ｈは配線１４ｂを介して短絡接続されている。
【００５４】
配線１４ａ、１４ｂは図１２に示すように圧電体素子ユニットの一部に形成される。圧電体素子ユニット１０の全体は、柔軟性のあるコーティング樹脂１５でカバーされるとともに左右の第１の圧電体素子ユニット１０ａ、第２の圧電体素子ユニット１０ｂを一体化している。
【００５５】
ポリイミド樹脂などからなる樹脂基板８の上面には約０．１μｍ厚のメッキシードによる下地金属層１６ａ、１６ｂが形成されている。下地金属層１６ａ、１６ｂは、導電性接着剤１７ａ、１７ｂを介して、圧電体素子ユニット１０の第３の電極１２ｃ、第７の電極１２ｇに接続されている。下地金属層１６ａ、１６ｂ上には、主金属層１８ａ、１８ｂが形成され、繋ぎ部１９ａ、１９ｂをなしている。これ以外の構造は実施の形態１と同一である。このような構成によっても、従来のような圧電体素子ユニットと配線部の接続に必要であったボンディングワイヤの配線が不要となる。
【００５６】
（実施の形態３）
図１４および図１５は圧電アクチュエータ素子の製造プロセスを示す工程図である。
【００５７】
先ず、図１４（ａ）に示すようにＭｇＯ単結晶基板３０上に第１（第３）の電極１２ａ（１２ｃ）が成膜される。次に第１（第３）の電極１２ａ（１２ｃ）の上にＰＺＴなどの第１（第２）の薄膜圧電体１１ａ（１１ｂ）が単結晶成長される。さらに、図１４（ｂ）に示すように第１、第２の薄膜圧電体１１ａ（１１ｂ）の上面に第２（第４）の電極１２ｂ（１２ｄ）が成膜される。このとき第１（第２）の薄膜圧電体１１ａ（１１ｂ）の分極方向は成膜時点で結晶のｃ軸方向（矢印Ａ方向）に向いている。
【００５８】
その後、図１４（ｃ）に示すように、図１４（ｂ）の部材を第２の電極１２ｂと第４の電極１２ｄが対向する向きに接着剤１３で接着する。
【００５９】
次に、図１４（ｄ）に示すように、ＭｇＯ単結晶基板３０のうちの一方のＭｇＯ単結晶基板３０をエッチングで除去する。その後、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、２層構造の第１の薄膜圧電体１１ａ、第２の薄膜圧電体１１ｂを圧電体素子ユニット１０の形状になるようにドライエッチングで成形加工する。
【００６０】
次に、図１５（ｃ）に示すように、第３の電極１２ｃと第１の薄膜圧電体１１ｂを一部除去して穴部を形成する。
【００６１】
次に、図１５（ｄ）に示すように、第４の電極１２ｄと接着剤１３の一部を除去して穴部を形成する。
【００６２】
次に、図１５（ｅ）に示すように、穴部を残して柔軟性のあるコーティング樹脂１５で圧電体をカバーする。
【００６３】
次に、図１５（ｆ）に示すように、配線１４ａ、１４ｂ、１４ｃにより穴部を連結する。以上のようにして圧電体素子ユニット１０は製造される。
【００６４】
図１６は、圧電体素子ユニット１０を樹脂基板８に搭載する接合方法を模式的に示す断面図である。樹脂基板８に下地金属層１６を形成した上に、配線部となる主金属層１８を形成する。また樹脂基板８上には、圧電体素子ユニット１０との接着性を向上する目的でクロムの薄膜４０がコーティングされている。
【００６５】
次に、クロムの薄膜４０上に接着剤４１を塗布し、さらに、下地金属層１６の上に導電性接着剤１７を塗布する。
【００６６】
この状態で、圧電体素子ユニット１０を矢印Ａ方向に押圧して、樹脂基板８と接着させる。このことにより、圧電体素子ユニット１０の電極１２と下地金属層１６とが導電性接着剤１７を介して接着接合される。
【００６７】
なお、配線部の中立面と圧電体素子ユニット１０の中立面とは接着剤４１や導電性接着剤１７の厚みを調整することによって一致させることができる。
【００６８】
このようにして、本発明によれば煩雑なワイヤボンディングによる配線をする必要がないため、歩留まり良く圧電アクチュエータ素子を製造することができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、高速、高精度に磁気ヘッドの位置決めをすることができる圧電アクチュエータ素子の構造が得られるとともに生産性の高い圧電アクチュエータ素子の製造方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における圧電アクチュエータ素子を用いた磁気ディスク装置のヘッド支持機構の斜視図
【図２】同ヘッド支持機構の分解斜視図
【図３】同ヘッド支持機構におけるスライダの斜視図
【図４】同ヘッド支持機構のフレクシャの先端部分の構造を示す分解斜視図
【図５】同ヘッド支持機構のフレクシャの平面図
【図６】図５のＡ−Ａ断面図
【図７】図５のＢ−Ｂ断面図
【図８】（ａ）図５のＣ−Ｃ断面図
（ｂ）図８（ａ）のＤ−Ｄ断面図
【図９】従来のヘッド支持機構の構造を模式的に示す断面図
【図１０】ヘッド支持機構の動作を示すモデル図
【図１１】ヘッド支持機構の周波数特性図
【図１２】本発明の実施の形態２における圧電アクチュエータ素子を用いた磁気ディスク装置のヘッド支持機構の平面図
【図１３】（ａ）図１２のＡ１−Ａ１断面図
（ｂ）図１２のＡ２−Ａ２断面図
【図１４】本発明の実施の形態３における圧電アクチュエータ素子の製造プロセスを示す工程図
【図１５】同圧電アクチュエータ素子の製造プロセスを示す工程図
【図１６】同圧電アクチュエータ素子の圧電体素子ユニットを樹脂基板へ搭載する接合方法を模式的に示す断面図
【図１７】従来のヘッド支持機構の斜視図
【図１８】同ヘッド支持機構の分解斜視図
【図１９】同ヘッド支持機構における圧電体素子ユニットの平面図
【図２０】図１９のＸ−Ｘ断面図
【図２１】従来のヘッド支持機構における圧電アクチュエータ素子の曲げ状態を示す断面図
【符号の説明】
１  磁気ヘッド
２，２４  スライダ
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ  端子
２ｅ  エアベアリング面
３  フレクシャ基板
３ａ  スライダ保持基板
３ｂ  突起部
４  ロードビーム
４ａ  基端部
４ｂ  ネック部
４ｃ  ビーム部
４ｄ  開口部
４ｅ  板バネ部
４ｆ  規制板
４ｇ  ディンプル
５  ベースプレート
６  ヘッド配線パターン
７  フレクシャ
７Ｘ  スライダ取付部
７Ｙ  外部接続端子保持部
８  樹脂基板
８ａ，８ｂ  圧電素子保持部
１０，２５  圧電体素子ユニット
１０ａ  第１の圧電体素子ユニット
１０ｂ  第２の圧電体素子ユニット
１１ａ  第１の薄膜圧電体
１１ｂ  第２の薄膜圧電体
１１ｃ  第３の薄膜圧電体
１１ｄ  第４の薄膜圧電体
１２  電極
１２ａ  第１の電極
１２ｂ  第２の電極
１２ｃ  第３の電極
１２ｄ  第４の電極
１２ｅ  第５の電極
１２ｆ  第６の電極
１２ｇ  第７の電極
１２ｈ  第８の電極
１３，１３ａ，１３ｂ，４１  接着剤
１７，１７ａ，１７ｂ  導電性接着剤
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，２６  配線
１５  コーティング樹脂
１６，１６ａ，１６ｂ  下地金属層
１８，１８ａ，１８ｂ  主金属層
１９ａ，１９ｂ  繋ぎ部
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ  配線部
３０  ＭｇＯ単結晶基板
４０  薄膜
１００  ヘッド支持機構
【図１】
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【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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