(57)【要約】【課題】微小位置決め用のアクチュエータとして、配線構成が簡便で、かつ製造工程を簡略化可能な薄膜圧電体素子とその製造方法並びにそれを用いたアクチュエータを提供する。【解決手段】薄膜圧電体素子２７を構成する第１の圧電体素子ユニット２７Ａおよび第２の圧電体素子ユニット２７Ｂとを電気的に結合する第１対向電極膜４８０および第２対向電極膜５００を共通の浮遊電極とする。さらに、それぞれの圧電体素子ユニットの第１主電極膜４４０、５８０および第２主電極膜間５４０、６００をそれぞれ接続し、両圧電体素子ユニット間に電圧を印加するように構成する。これにより、接地電極配線を設けることなく２端子のみの配線で第１の圧電体素子ユニット２７Ａと第２の圧電体素子ユニット２７Ｂの駆動が可能となり、配線工程が大幅に簡便化される。【選択図】図１
2005039176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主電極膜と第１対向電極膜とで挟まれた第１圧電体薄膜と、第２主電極膜と第２対向電極膜とで挟まれた第２圧電体薄膜とを、前記第１対向電極膜および前記第２対向電極膜を対向させて接着層で接合した構成の第１構造体と第２構造体とを同一面上に配置し、前記第１構造体の前記第１主電極膜と前記第２主電極膜間、および前記第２構造体の前記第１主電極膜と前記第２主電極膜間をそれぞれ接続する接続配線部とを有する一対の圧電体素子ユニットと、
前記第１構造体と前記第２構造体との間に設けられ、それぞれの前記第１対向電極膜同士および前記第２対向電極膜同士が部分的に連結された結合領域部とからなることを特徴とする薄膜圧電体素子。
【請求項２】
前記結合領域部において、前記第１構造体の前記第１圧電体薄膜と前記第２構造体の前記第１圧電体薄膜とが一体的に連結され、かつ前記第１構造体の前記第２圧電体薄膜と前記第２構造体の前記第２圧電体薄膜とが一体的に連結された構成を有することを特徴とする請求項１に記載の薄膜圧電体素子。
【請求項３】
一対の前記圧電体素子ユニットのうち、
第１の圧電体素子ユニットの外部接続端子は、前記第１構造体の前記第１主電極膜面上または前記第２主電極膜面上に１つ設けられ、
第２の圧電体素子ユニットの外部接続端子は、前記第２構造体の前記第１主電極膜面上または前記第２主電極膜面上に１つ設けられ、前記外部接続端子が２端子構成からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の薄膜圧電体素子。
【請求項４】
前記第１構造体の前記第１主電極膜および前記第２主電極膜を接続する前記接続配線部と、前記第２構造体の前記第１主電極膜および前記第２主電極膜を接続する前記接続配線部とが、前記第１構造体および前記第２構造体のそれぞれの先端部あるいは後縁部近傍に形成された構成を有することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の薄膜圧電体素子。
【請求項５】
前記第１構造体および前記第２構造体のそれぞれの前記先端部あるいは前記後縁部近傍において、前記第１構造体および前記第２構造体のそれぞれの前記第１主電極膜が、前記第１構造体および前記第２構造体からそれぞれ露出した突出部を有し、
それぞれの前記接続配線部は前記第１構造体および前記第２構造体の外周面上に形成された導体膜により、前記第１構造体および前記第２構造体のそれぞれの前記第１主電極膜の前記突出部と前記第２主電極膜とがそれぞれ電気的に接続された構成を有することを特徴とする請求項４に記載の薄膜圧電体素子。
【請求項６】
保持基板と、
前記保持基板面上に一定の間隔を有して一対の圧電体素子ユニットからなる薄膜圧電体素子を配置し、一対の前記圧電体素子ユニットがそれぞれ逆方向の伸縮動作を行い、前記保持基板に取り付けられた被制御素子を前記保持基板面に平行な方向に微動させるアクチュエータであって、
前記薄膜圧電体素子は、一対の前記圧電体素子ユニットのそれぞれの圧電動作を生じる領域が前記保持基板面上の一定の間隔の中心線を基準として鏡面対称な形状であり、第１主電極膜と第１対向電極膜とで挟まれた第１圧電体薄膜と、第２主電極膜と第２対向電極膜とで挟まれた第２圧電体薄膜とを、前記第１対向電極膜および前記第２対向電極膜を対向させて接着層で接合した構成の第１構造体および第２構造体とを同一面上に配置し、前記第１構造体の前記第１主電極膜と前記第２主電極膜間、および前記第２構造体の前記第１主電極膜と前記第２主電極膜間をそれぞれ接続する接続配線部とを有する一対の前記圧電体素子ユニットと、前記第１構造体と前記第２構造体との間に設けられ、それぞれの前記第１対向電極膜同士および前記第２対向電極膜同士が部分的に連結された結合領域部とからなることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項７】
記録と再生の少なくとも一方を行うヘッドと、
前記ヘッドが搭載されたヘッドスライダと、
前記ヘッドスライダが取り付けられたフレクシャーと、
前記ヘッドスライダに隣接して前記フレクシャー上に固定された薄膜圧電体素子と前記フレクシャーからなる保持基板により構成されるアクチュエータとを有し、
前記アクチュエータが請求項６に記載のアクチュエータであり、前記被制御素子が前記ヘッドであることを特徴とするヘッド支持機構。
【請求項８】
ディスクと、
ヘッドが搭載されたヘッドスライダと、
前記ヘッドスライダを固定するフレクシャーと、
前記フレクシャーが固定されたアームと、
前記ディスクの所定のトラック位置に前記ヘッドスライダを位置決めするために第１の位置決め手段と第２の位置決め手段とを有し、
前記第１の位置決め手段は、前記アームを回転させる駆動手段であり、
前記第２の位置決め手段は、前記フレクシャーからなる保持基板と前記フレクシャー上に固定された薄膜圧電体素子により構成されたアクチュエータであり、
前記アクチュエータが請求項６に記載のアクチュエータであり、前記被制御素子が前記ヘッドであり、前記アクチュエータにより前記ヘッドを前記ディスクの所定のトラック位置に微動させることを特徴とするディスク記録再生装置。
【請求項９】
前記ディスクが磁気記録用ハードディスクであり、
前記ヘッドが磁気ヘッドである構成を有することを特徴とする請求項８に記載のディスク記録再生装置。
【請求項１０】
第１の基板上に第１主電極膜、第１圧電体薄膜および第１対向電極膜を順次積層する工程と、
第２の基板上に第２主電極膜、第２圧電体薄膜および第２対向電極膜を順次積層する工程と、
前記第１対向電極膜と前記第２対向電極膜とを対向させて接着層により接着固定する工程と、
前記第２の基板のみを選択的に除去する工程と、
前記第１主電極膜、前記第１圧電体薄膜、前記第１対向電極膜、前記第２主電極膜、前記第２圧電体薄膜、前記第２主電極膜および前記接着層を所定の形状に加工して、圧電動作を生じる領域が一定の間隔の中心線を基準として鏡面対称な形状の一対の構造体と、部分的に一体構造の結合領域部を形成する工程と、
前記結合領域部上の前記第２主電極膜を除去する工程と、
一対の前記構造体を樹脂層で被覆し、さらに仮固定用基板を接着する工程と、
前記第１の基板のみを選択的に除去する工程と、
前記第１の基板を除去することで露出した前記結合領域部上の前記第１主電極膜を除去する工程と、
前記仮固定用基板を接着した接着層の接着力を低下させて前記仮固定用基板を分離する工程とを有することを特徴とする薄膜圧電体素子の製造方法。
【請求項１１】
第１の基板上に所定の幅のスリットを有する第１主電極膜を所定のマスクを用いて形成するとともに、第１圧電体薄膜および第１対向電極膜を順次積層する工程と、
前記第１主電極膜を形成したマスクと同一形状のマスクを用いて第２の基板上に第２主電極膜を形成するとともに、第２圧電体薄膜および第２対向電極膜を順次積層する工程と、
前記第１主電極膜の前記スリットと前記第２主電極膜の前記スリットとの位置が一致するように前記第１対向電極膜と前記第２対向電極膜とを対向させて接着層により接着固定する工程と、
前記第２の基板のみを選択的に除去する工程と、
前記第１主電極膜、前記第１圧電体薄膜、前記第１対向電極膜、前記第２主電極膜、前記第２圧電体薄膜、前記第２主電極膜および前記接着層を所定の形状に加工して、圧電動作を生じる領域が前記スリットの中心線を基準として鏡面対称な形状で、かつ部分的に一体構造の結合領域部上に前記スリットが位置するように一対の構造体を形成する工程と、
一対の前記構造体を樹脂層で被覆し、さらに仮固定用基板を接着する工程と、
前記第１の基板のみを選択的に除去する工程と、
前記仮固定用基板を接着した接着層の接着力を低下させて前記仮固定用基板を分離する工程とを有することを特徴とする薄膜圧電体素子の製造方法。
【請求項１２】
第１の基板上に所定の幅のスリットを有する第１主電極膜を形成し、前記第１主電極膜上と前記スリット上に第１圧電体薄膜を形成し、さらに前記スリットに直交する方向の前記第１の基板の所定位置から所定の幅を残して前記第１圧電体薄膜上に第１対向電極膜を形成する工程と、
前記第１の基板上の前記スリットの幅と同じ幅のスリットを有する第２主電極膜を第２の基板上に形成し、前記第１圧電体薄膜と同じ形状の第２圧電体薄膜および前記第１対向電極膜と同じ形状の第２対向電極膜をさらに積層する工程と、
前記第１主電極膜の前記スリットと前記第２主電極膜の前記スリットとの位置が一致するように前記第１対向電極膜と前記第２対向電極膜とを対向させて接着層で接着固定する工程と、
前記第２の基板を除去する工程と、
前記第１の基板上で、前記第１主電極膜、前記第１圧電体薄膜、前記第１対向電極膜、前記第２対向電極膜、前記第２圧電体薄膜、前記第２主電極膜および前記接着層を加工して、圧電動作を生じる領域が前記スリットの中心線を基準として鏡面対称な形状で、かつ、部分的に一体構造とした結合領域部上に前記スリットが位置するように一対の構造体を形成するとともに、一対の前記構造体のそれぞれの前記第１主電極膜の一部に前記構造体より露出した突出部を形成する工程と、
一対の前記構造体のそれぞれの前記第１主電極膜の前記突出部と前記第２主電極膜とを接続する接続配線部を形成する工程と、
前記第１の基板を除去する工程とを有することを特徴とする薄膜圧電体素子の製造方法。
【請求項１３】
第１の基板上に、第１スリットに対して鏡面対称で、所定形状の一対の第１主電極膜を形成し、前記第１スリットに直交する方向の一端部において前記第１主電極膜より小さな寸法形状を有し、かつ、前記第１スリット上の一部を含めて一対の前記第１主電極膜上に略Ｕ字形状の第１圧電体薄膜を形成し、さらに前記一端部のみが前記第１圧電体薄膜よりも小さな寸法形状を有する第１対向電極膜を形成する工程と、
第２の基板上に、前記第１スリットと同じ幅を有する第２スリットを中心として、前記第２スリットに直交する方向で、前記第１スリットの前記一端部と同じ端部のみが前記第１主電極膜より小さな寸法形状を有する第２主電極膜を形成し、前記第２主電極膜上と前記第２スリット上の一部を含めて略Ｕ字形状の第２圧電体薄膜を形成し、さらに前記端部のみが前記第２圧電体薄膜よりも小さな寸法形状の第２対向電極膜を形成する工程と、
前記第１主電極膜の前記第１スリットと前記第２主電極膜の前記第２スリットとの位置が一致するように前記第１対向電極膜および前記第２対向電極膜を対向させて接着層で接着固定する工程と、
前記第２の基板を除去する工程と、
前記第１の基板上で、前記接着層を加工して、圧電動作を生じる領域が前記第１スリットおよび前記第２スリットの中心線を基準として鏡面対称な形状で、かつ、部分的に一体構造とした結合領域部上に前記スリットが位置するように一対の構造体を形成するとともに、一対の前記構造体のそれぞれの前記第１主電極膜の一部に前記構造体より露出した突出部を形成する工程と、
一対の前記構造体のそれぞれの前記第１主電極膜の前記突出部と前記第２主電極膜との間を接続する接続配線部を形成する工程と、
前記第１の基板を除去する工程とを有することを特徴とする薄膜圧電体素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜圧電体素子とその製造方法並びにこれを用いたアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体技術の進歩とともに半導体製造技術により極めて小型のマイクロマシンを実現しようとする努力がなされており、アクチュエータ等の機械的電気素子が脚光を浴びている。このような素子により小型で高精度の機構部品を実現することができ、かつ、半導体プロセスを用いることでその生産性を大幅に改善できる。特に、圧電体素子を用いたアクチュエータは走査型トンネル顕微鏡の微小変位用や磁気ディスク記録再生装置（以下、ディスク装置とよぶ）のヘッドスライダの微小位置決め用等に応用されている。
【０００３】
例えば、ディスク装置においては、より高密度の記録を可能とするために磁気ヘッドの位置決めのためのアクチュエータとして、ピギーバッグアクチュエータ（あるいは２段アクチュエータともよばれる）の開発が行われている（例えば、非特許文献１、特許文献１）。これらにおいては、ディスクに対して情報の記録再生を行う磁気ヘッドがヘッドスライダに搭載され、さらにヘッドスライダはフレクシャーに取り付けられている。また、圧電体素子からなるアクチュエータが同様にフレクシャー上に取り付けられている。このフレクシャーはサスペンションに取り付けられ、さらに、このサスペンションがアームに固定されている。このような構成とすることで、アームをボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭとよぶ）により揺動させて磁気ヘッドをディスク上の所定のトラック位置に位置決めするだけでなく、さらに圧電体素子からなるアクチュエータにより微小位置決めも行い、高精度でトラック位置に追従させることが可能となる。
【０００４】
図２２は、ディスク装置に用いられる従来の２段アクチュエータの一例を示す平面図である。なお、図２２においては、フレクシャーに取り付けられた薄膜圧電体素子を用いた微小位置決め用のアクチュエータ領域部のみを示している。また、図２３は、図２２のＤ−Ｄ線に沿った断面図を示している。薄膜圧電体素子１００は、一対の第１の圧電体素子ユニット１００Ａと第２の圧電体素子ユニット１００Ｂから構成されている。これらは、それぞれが鏡面対称な構造であり、フレクシャー１２２上に接着固定されている。なお、フレクシャー１２２はサスペンション１４０に、その一端部が固着されている。このサスペンション１４０は、その一端部がアーム（図示せず）に固着されている。
【０００５】
第１の圧電体素子ユニット１００Ａと第２の圧電体素子ユニット１００Ｂのうち、一方が矢印Ｅに示すように伸長する方向に変位し、他方が矢印Ｄに示すように収縮する方向に変位することによって、先端に設けられたスライダ保持部１６０を微小に回転させる。これにより、スライダ保持部１６０に取り付けられているヘッドスライダ１０１が微小に回転するので、ヘッドスライダ１０１の先端に取り付けられた磁気ヘッド１３０は矢印Ｃに示すように微小移動させることができる。
【０００６】
図２３に示すように、第１の圧電体素子ユニット１００Ａおよび第２の圧電体素子ユニット１００Ｂは、第１圧電体薄膜１１１Ａおよび第２圧電体薄膜１１１Ｂが積層配置された２層構造を有している。第１圧電体薄膜１１１Ａは第１電極１１２Ａと第２電極１１２Ｂとにより挟まれている。同様に、第２圧電体薄膜１１１Ｂは第３電極１１２Ｃと第４電極１１２Ｄとにより挟まれている。第２電極１１２Ｂと第３電極１１２Ｃとは接着層１１３で接着されており、これにより全体が一体的に固着されている。
【０００７】
また、第１の圧電体素子ユニット１００Ａおよび第２の圧電体素子ユニット１００Ｂの端部には、それぞれ電極端子部を形成するためのビアホール部１１４、１１５と接続配線部１１６、１１７が設けられている。これらのビアホール部１１４、１１５は、第２電極１１２Ｂと第３電極１１２Ｃとを短絡するための接続配線部１１６、１１７を形成するためのものである。この接続配線部１１６、１１７には端子線１１８が接続されており、この端子線１１８は接地電極１１９に接続されている。
【０００８】
一方、第１の圧電体素子ユニット１００Ａの第１電極１１２Ａと第４電極１１２Ｄには端子線１２０が接続されており、この端子線１２０は駆動電源１２１Ａに接続されている。これにより、第１の圧電体素子ユニット１００Ａに所定の電圧を印加することができる。さらに、第２の圧電体素子ユニット１００Ｂの第１電極１１２Ａと第４電極１１２Ｄには端子線１２０が接続されており、この端子線１２０は駆動電源１２１Ｂに接続されている。これにより、第２の圧電体素子１００Ｂに所定の電圧を印加することができる。
【０００９】
また、これら第１の圧電体素子ユニット１００Ａと第２の圧電体素子ユニット１００Ｂはフレクシャー１２２上に接着固定されている。
【００１０】
ところで、このような微小位置決め用のアクチュエータを実現するために、小型、軽量であり、かつ低電圧で大きな変位量が得られることから薄膜圧電体素子の開発が進められている。しかしながら、薄膜圧電体素子は製造工程が複雑であるため比較的高価である。このため、薄膜圧電体素子の配線数を減らして組み立てを容易にすることや、その製造工程を簡略にすることが要求される。
【００１１】
圧電体薄膜を積層する構成のアクチュエータとしては、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）あるいはサファイヤ（Ａｌ２Ｏ3）等の単結晶基板上に、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）または銀（Ａｇ）等の電極層と、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）やチタン酸ジルコン酸ランタン酸鉛（ＰＬＺＴ）等の圧電材料からなる圧電層、さらに上記と同様な材料の電極層とを形成し、さらにこれらの膜上にガラスまたはシリコンから構成される接合層を形成して、圧電部材を作製する。次に、陽極接合法により圧電部材同士を接合層を介して接合する工程と、その後さらに積層する側の基板を研磨等により除去して露出した電極層上に接合層を形成する工程と、この接合層と別の圧電部材の接合層とを上述したような手順で接合し、再び基板を除去する工程とを繰り返すことで複数層に積層した積層体を形成する。この後、この積層体中の内層電極を交互に両側から取出すことで積層型アクチュエータを製造する方法も示されている（例えば、特許文献２）。この製造方法においては、基板の除去は研磨後にエッチング処理を施して残留部分が生じないようにしており、また、圧電部材同士の接合方法としては、陽極接合法だけでなく、表面活性化接合法や接着剤接合法を用いてもよいことが示されている。
【特許文献１】特開２００２−１３４８０７号公報
【特許文献２】特開平８−８８４１９号公報
【非特許文献１】超高ＴＰＩ化とピギーバックアクチュエータ（ＩＤＥＭＡ  Ｊａｐａｎ  Ｎｅｗｓ  Ｎｏ．３２、ｐｐ４−７、国際ディスクドライブ協会発行）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に示されている薄膜圧電体素子からなるアクチュエータでは、製造工程や組み立て工程の簡略化については未だ充分ではなかった。すなわち、薄膜圧電体素子の配線としては、第１の圧電体素子ユニットと第２の圧電体素子ユニットとからは、共通電極としての接地電極への接続が必要なため、フレクシャー上の配線数が増加する。また、そのための接続部を設ける必要もあり、工程の簡略化が困難であった。さらに、第１の圧電体素子ユニットと第２の圧電体素子ユニットとにはビアホール部を形成し、接続配線部を設ける工程も必要である。このため、製造歩留まりを低下させるだけでなく、ビアホールを形成するためのドライエッチング等により側壁部に残渣が生じて導通不良が発生する等の課題があった。これは、圧電体薄膜は一般的に数μｍの厚みを有し、かつ、圧電性を有する薄膜、例えばＰＺＴ等はドライエッチングが非常に難しいことによる。
【００１３】
一方、特許文献２における製造方法では、圧電部材を多層に積層した積層体の２つの側面部から絶縁層を介して外部電極を形成するのでドライエッチングは不要となり、ドライエッチングによる不良発生は防止できる。しかし、この製造方法では、少なくとも外部電極の形成は個々の積層体ごとに行う必要があり、量産性に課題がある。また、基板面に対して垂直方向の変位を生じる構成のため、例えばディスク装置のヘッドスライダの微小位置決め用のアクチュエータとして用いる構造には適さないという課題があった。
【００１４】
本発明は、微小位置決め用のアクチュエータとして、配線構成が簡便で、かつ製造工程を簡略化可能な薄膜圧電体素子とその製造方法並びにそれを用いたアクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために本発明の薄膜圧電体素子は、第１主電極膜と第１対向電極膜とで挟まれた第１圧電体薄膜と、第２主電極膜と第２対向電極膜とで挟まれた第２圧電体薄膜とを、第１対向電極膜および第２対向電極膜を対向させて接着層で接合した構成の第１構造体と第２構造体とを同一面上に配置し、第１構造体の第１主電極膜と第２主電極膜間、および第２構造体の第１主電極膜と第２主電極膜間をそれぞれ接続する接続配線部とを有する一対の圧電体素子ユニットと、第１構造体と第２構造体との間に設けられ、それぞれの第１対向電極膜同士および第２対向電極膜同士が部分的に連結された結合領域部とからなる構成を有する。
【００１６】
この構成により、それぞれの主電極膜とそれぞれの対向電極膜とが形成された圧電体薄膜を積層した第１構造体と第２構造体から構成される薄膜圧電体素子の電極取出し構成が単純となり、製造工程や組み立て工程を簡略化できる。
【００１７】
また、本発明の薄膜圧電体素子の結合領域部において、第１構造体の第１圧電体薄膜と第２構造体の第１圧電体薄膜とが一体的に連結され、かつ第１構造体の第２圧電体薄膜と第２構造体の第２圧電体薄膜とが一体的に連結された構成としてもよい。この構成とすることにより、一対の圧電体素子ユニットが一体となるため、所定の間隔の中心線に対して正確な鏡面対称性を保持したまま、フレクシャー等へ接着固定することが容易にできる。
【００１８】
また、本発明の薄膜圧電体素子を構成する一対の圧電体素子ユニットのうち、第１の圧電体素子ユニットの外部接続端子は第１構造体の第１主電極膜面上または第２主電極膜面上に１つ設けられ、第２の圧電体素子ユニットの外部接続端子は第２構造体の第１主電極膜面上または第２主電極膜面上に１つ設けられ、外部接続端子が２端子構成からなる。この構成により、薄膜圧電体素子と外部電源との接続は２本の接続配線のみでよく、フレクシャー上の端子との接続が容易になり、組み立て工程を簡略化できる。
【００１９】
また、本発明の薄膜圧電体素子は、第１構造体の第１主電極膜および第２主電極膜を接続する接続配線部と、第２構造体の第１主電極膜および第２主電極膜を接続する接続配線部とが、第１構造体および第２構造体のそれぞれの先端部あるいは後縁部近傍に形成された構成としてもよい。この構成とすることにより、接続配線部は圧電動作に影響しない場所に形成できるので、接続配線部の形成により圧電動作が悪化することがなく、変位量を保持しながら量産性を改善できる。
【００２０】
また、本発明の薄膜圧電体素子は、第１構造体および第２構造体のそれぞれの先端部あるいは後縁部近傍において、第１構造体および第２構造体のそれぞれの第１主電極膜が第１構造体および第２構造体からそれぞれ露出した突出部を有し、それぞれの接続配線部は第１構造体および第２構造体の外周面上に形成された導体膜により、第１主電極膜の突出部と第２主電極膜とがそれぞれ電気的に接続された構成としてもよい。
【００２１】
この構成とすることにより、接続配線部を形成する場合に圧電体薄膜にビアホール等のエッチングプロセスが不要となり、作製が容易で、しかも高信頼性の薄膜圧電体素子を実現できる。
【００２２】
さらに、本発明のアクチュエータは、保持基板と、この保持基板面上に一定の間隔を有して一対の圧電体素子ユニットからなる薄膜圧電体素子を配置し、一対の圧電体素子ユニットがそれぞれ逆方向の伸縮動作を行い、保持基板に取り付けられた被制御素子を保持基板面に平行な方向に微動させる構成であって、上記薄膜圧電体素子は一対の圧電体素子ユニットのそれぞれの圧電動作を生じる領域が保持基板面上の一定の間隔の中心線を基準として鏡面対称な形状であり、第１主電極膜と第１対向電極膜とで挟まれた第１圧電体薄膜と、第２主電極膜と第２対向電極膜とで挟まれた第２圧電体薄膜とを、第１対向電極膜および第２対向電極膜を対向させて接着層で接合した構成の第１構造体と第２構造体とを同一面上に配置し、第１構造体の第１主電極膜と第２主電極膜間、および第２構造体の第１主電極膜と第２主電極膜間をそれぞれ接続する接続配線部とを有する一対の圧電体素子ユニットと、第１構造体と第２構造体との間に設けられ、それぞれの第１対向電極膜同士および第２対向電極膜同士が部分的に連結された結合領域部とからなる構成を有する。
【００２３】
この構成により、それぞれの圧電体素子ユニットの第１対向電極膜や第２対向電極膜は、特に外部電源に接続する必要がないので、薄膜圧電体素子の製造工程を簡略化でき、信頼性に優れたアクチュエータを実現できる。また、薄膜圧電体素子のそれぞれの圧電体部は伸縮動作に対してそりや曲げが重畳され難い構造で、しかもこれらを一対として用いることで一方を伸長させ、他方を収縮させるように構成すると、伸縮方向に対してほぼ直角方向の変位を精度よく生じさせることができる。
【００２４】
さらに、本発明のヘッド支持機構は、記録と再生の少なくとも一方を行うヘッドと、ヘッドが搭載されたヘッドスライダと、ヘッドスライダが取り付けられたフレクシャーと、ヘッドスライダに隣接してフレクシャー上に固定された薄膜圧電体素子とフレクシャーからなる保持基板により構成されるアクチュエータとを有し、アクチュエータが上記記載の構成からなり、被制御素子がヘッドであることを特徴とする。
【００２５】
この構成により、ディスク装置や光磁気ディスク装置あるいは光ディスク装置等において使用されるヘッド支持機構として、フレクシャー上に固定された薄膜圧電体素子を用いたアクチュエータによりヘッドを高精度に位置決めすることが可能となる。
【００２６】
さらに、本発明のディスク記録再生装置は、ディスクと、ヘッドが搭載されたヘッドスライダと、ヘッドスライダを固定するフレクシャーと、フレクシャーが固定されたアームと、ディスクの所定のトラック位置にヘッドスライダを位置決めするために第１の位置決め手段と第２の位置決め手段とを有し、第１の位置決め手段はアームを回転させる駆動手段であり、第２の位置決め手段はフレクシャーからなる保持基板とフレクシャー上に固定された薄膜圧電体素子により構成されたアクチュエータであり、アクチュエータが上記記載の構成からなり、被制御素子がヘッドであり、アクチュエータによりヘッドをディスクの所定のトラック位置に微動させる構成からなる。
【００２７】
この構成により、第１の位置決め手段で従来と同様な精度で位置決めを行い、さらに第２の位置決め手段で非常に微小な位置決めを行うことができるので、ディスクのトラックピッチを微小化しても充分追従できる。この結果、さらに記録密度の大きなディスク記録再生装置を実現できる。
【００２８】
さらに、上記ディスク記録再生装置において、ディスクが磁気記録用ハードディスクであり、ヘッドが磁気ヘッドである構成としてもよい。この構成により、ハードディスク記録再生装置の記録密度を大幅に高めることができる。
【００２９】
さらに、本発明の薄膜圧電体素子の製造方法は、第１の基板上に第１主電極膜、第１圧電体薄膜および第１対向電極膜を順次積層する工程と、第２の基板上に第２主電極膜、第２圧電体薄膜および第２対向電極膜を順次積層する工程と、第１対向電極膜と第２対向電極膜とを対向させて接着層により接着固定する工程と、第２の基板のみを選択的に除去する工程と、第１主電極膜、第１圧電体薄膜、第１対向電極膜、第２主電極膜、第２圧電体薄膜、第２主電極膜および接着層を所定の形状に加工して、圧電動作を生じる領域が一定の間隔の中心線を基準として鏡面対称な形状の一対の構造体と、部分的に一体構造の結合領域部を形成する工程と、結合領域部上の第２主電極膜を除去する工程と、一対の構造体を樹脂層で被覆し、さらに仮固定用基板を接着する工程と、第１の基板のみを選択的に除去する工程と、第１の基板を除去することで露出した結合領域部上の第１主電極膜を除去する工程と、仮固定用基板を接着した接着層の接着力を低下させて仮固定用基板を分離する工程とを有する方法からなる。
【００３０】
この方法により、圧電体薄膜を積層した場合に内部に配置される第１対向電極膜と第２対向電極膜とは外部電源に接続する必要がないので外部電源に接続するためのビアホールの形成が不要となり、歩留まりの高い薄膜圧電体素子を実現できる。
【００３１】
さらに、本発明の薄膜圧電体素子の製造方法は、第１の基板上に所定の幅のスリットを有する第１主電極膜を所定のマスクを用いて形成するとともに、第１圧電体薄膜および第１対向電極膜を順次積層する工程と、第１主電極膜を形成したマスクと同一形状のマスクを用いて第２の基板上に第２主電極膜を形成するとともに、第２圧電体薄膜および第２対向電極膜を順次積層する工程と、第１主電極膜のスリットと第２主電極膜のスリットとの位置が一致するように第１対向電極膜と第２対向電極膜とを対向させて接着層により接着固定する工程と、第２の基板のみを選択的に除去する工程と、第１主電極膜、第１圧電体薄膜、第１対向電極膜、第２主電極膜、第２圧電体薄膜、第２主電極膜および接着層を所定の形状に加工して、圧電動作を生じる領域がスリットの中心線を基準として鏡面対称な形状で、かつ部分的に一体構造の結合領域部上にスリットが位置するように一対の構造体を形成する工程と、一対の構造体を樹脂層で被覆し、さらに仮固定用基板を接着する工程と、第１の基板のみを選択的に除去する工程と、仮固定用基板を接着した接着層の接着力を低下させて仮固定用基板を分離する工程とを有する方法からなる。
【００３２】
この方法により、第１主電極膜を成膜時に同時に所定の形状に形成することができるので、フォトリソプロセスとエッチングプロセスを簡略化することができ、薄膜圧電体素子の製造工程の簡略化と歩留まりの改善が可能となる。
【００３３】
さらに、本発明の薄膜圧電体素子の製造方法は、第１の基板上に所定の幅のスリットを有する第１主電極膜を形成し、第１主電極膜上とスリット上に第１圧電体薄膜を形成し、さらにスリットに直交する方向の第１の基板の所定位置から所定の幅を残して第１圧電体薄膜上に第１対向電極膜を形成する工程と、第１の基板上のスリットの幅と同じ幅のスリットを有する第２主電極膜を第２の基板上に形成し、第１圧電体薄膜と同じ形状の第２圧電体薄膜および第１対向電極膜と同じ形状の第２対向電極膜をさらに積層する工程と、第１主電極膜のスリットと第２主電極膜のスリットとの位置が一致するように第１対向電極膜と第２対向電極膜とを対向させて接着層で接着固定する工程と、第２の基板を除去する工程と、第１の基板上で第１主電極膜、第１圧電体薄膜、第１対向電極膜、第２対向電極膜、第２圧電体薄膜、第２主電極膜および接着層を加工して、圧電動作を生じる領域がスリットの中心線を基準として鏡面対称な形状で、かつ、部分的に一体構造とした結合領域部上にスリットが位置するように一対の構造体を形成するとともに、一対の構造体のそれぞれの第１主電極膜の一部に構造体より露出した突出部を形成する工程と、一対の構造体のそれぞれの第１主電極膜の突出部と第２主電極膜とを接続する接続配線部を形成する工程と、第１の基板を除去する工程とを有する方法からなる。
【００３４】
この方法により、第１対向電極膜および第２対向電極膜のそれぞれから外部に接続するために圧電体薄膜にビアホール等のエッチングプロセスが不要で、かつ第１主電極膜と第２主電極膜との電気的な接続工程も簡単となり、量産性と歩留まりに優れた薄膜圧電体素子を製造することができる。
【００３５】
さらに、本発明の薄膜圧電体素子の製造方法は、第１の基板上に第１スリットに対して鏡面対称で所定形状の一対の第１主電極膜を形成し、第１スリットに直交する方向の一端部において第１主電極膜より小さな寸法形状を有し、かつ第１スリット上の一部を含めて一対の第１主電極膜上に略Ｕ字形状の第１圧電体薄膜を形成し、さらに上記一端部のみが第１圧電体薄膜よりも小さな寸法形状を有する第１対向電極膜を形成する工程と、第２の基板上に第１スリットと同じ幅を有する第２スリットを中心として第２スリットに直交する方向で第１スリットの一端部と同じ端部のみが第１主電極膜より小さな寸法形状を有する第２主電極膜を形成し、第２主電極膜上と第２スリット上の一部を含めて略Ｕ字形状の第２圧電体薄膜を形成し、さらに上記端部のみが第２圧電体薄膜よりも小さな寸法形状の第２対向電極膜を形成する工程と、第１主電極膜の第１スリットと第２主電極膜の第２スリットとの位置が一致するように第１対向電極膜および第２対向電極膜を対向させて接着層で接着固定する工程と、第２の基板を除去する工程と、第１の基板上で接着層を加工して圧電動作を生じる領域が第１スリットおよび第２スリットの中心線を基準として鏡面対称な形状で、かつ部分的に一体構造とした結合領域部上にスリットが位置するように一対の構造体を形成するとともに、一対の構造体のそれぞれの第１主電極膜の一部に構造体より露出した突出部を形成する工程と、一対の構造体のそれぞれの第１主電極膜の突出部と第２主電極膜との間を接続する接続配線部を形成する工程と、第１の基板を除去する工程とを有する方法からなる。
【００３６】
この方法により、圧電体薄膜、主電極膜および対向電極膜はマスクを用いた直接パターン成膜方式で形成するので、フォトリソプロセスとエッチングプロセスとは接着層のみについて行うだけでよい。このため、特にエッチングプロセスを大幅に簡略化でき、かつ歩留まりも改善することが可能となる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の構成とすることにより、両面に電極膜が形成された圧電体薄膜を積層した一対の構造体から構成される薄膜圧電体素子のパターン加工、特に電極取出し加工工程を非常に簡略化できる。さらに、一対の圧電体素子ユニットが結合領域部で連結されているので、薄膜圧電体素子を保持基板であるフレクシャー上へ実装する工程も容易にできる。この結果、量産性と歩留まりの改善が可能で、かつ高信頼性の薄膜圧電体素子およびこれを用いたアクチュエータを安価に実現できるという大きな効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、それぞれの図面において、同じ構成要素については同じ符号を付している。
【００３９】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態における薄膜圧電体素子２７の構成を示す斜視図であり、図２は図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【００４０】
本実施の形態における薄膜圧電体素子２７は、一対の圧電体素子ユニットにより構成されている。すなわち、第１の圧電体素子ユニット２７Ａと第２の圧電体素子ユニット２７Ｂは両者の一部が連結しており、かつ鏡面対称な形状である。
【００４１】
第１の圧電体素子ユニット２７Ａは第１圧電体薄膜４６０と第２圧電体薄膜５２０とが積層されて構成されている。第１圧電体薄膜４６０の上面と下面には第１対向電極膜４８０と第１主電極膜４４０とが形成されている。また、第２圧電体薄膜５２０の上面と下面にも第２主電極膜５４０と第２対向電極膜５００とが形成されている。さらに、第１対向電極膜４８０と第２対向電極膜５００とは接着層５７０によって接合されている。
【００４２】
一方、第２の圧電体素子ユニット２７Ｂは第１圧電体薄膜４６０と第２圧電体薄膜５２０とが積層されて構成されている。第１圧電体薄膜４６０の上面と下面には第１対向電極膜４８０と第１主電極膜５８０が形成されている。また、第２圧電体薄膜５２０の上面と下面にも第２主電極膜６００と第２対向電極膜５００が形成されている。さらに、第１対向電極膜４８０と第２対向電極膜５００とは接着層５７０によって接合されている。接着層５７０は導電性接着層でもよい。
【００４３】
本実施の形態では、第１の圧電体素子ユニット２７Ａと第２の圧電体素子ユニット２７Ｂとが結合領域部Ａで一体的に連結された構成となっている。すなわち、結合領域部Ａでは、第１圧電体薄膜４６０、第２圧電体薄膜５２０、第１対向電極膜４８０、第２対向電極膜５００および接着層５７０が、それぞれ一体的に連結して形成されている。これらの第１の圧電体素子ユニット２７Ａと第２の圧電体素子ユニット２７Ｂとにより薄膜圧電体素子２７を構成し、さらに全体が柔軟性のあるコーティング樹脂（図示せず）によってカバーされている。また、同一部材で構成される第１圧電体薄膜４６０と第２圧電体薄膜５２０とは、それぞれ矢印Ｅ１の方向および矢印Ｅ２の方向に分極されている。
【００４４】
図２は、図１のＢ−Ｂ線に沿った断面形状を示すと同時に、さらに薄膜圧電体素子２７を駆動するための接続配線部の構成についても示している。第１の圧電体素子ユニット２７Ａを構成する第１主電極膜４４０と第２主電極膜５４０とが接続配線部１８１により接続される。一方、第２の圧電体素子ユニット２７Ｂを構成する第１主電極膜５８０と第２主電極膜６００とが接続配線部１８２により接続されている。さらに、接続配線部１８１、１８２は、駆動電源３に接続されている。
【００４５】
このような薄膜圧電体素子２７を用いて、例えばディスク装置の磁気ヘッドを微小位置決めするためのアクチュエータとしたときの構成を図３に示す。なお、図３は、保持基板であるフレクシャー４に薄膜圧電体素子２７を搭載した近傍部分の平面図を示している。フレクシャー４の先端にはスライダ保持部４１がある。このスライダ保持部４１上に、磁気ヘッド２１を搭載したヘッドスライダ４３がアクチュエータ２６により微動可能に支持されている。なお、ヘッドスライダ４３は、薄膜圧電体素子２７が接着固定されている同じ面側に支持されるが、同一平面上ではなく、ディスク（図示せず）を基準として比較すると薄膜圧電体素子２７よりも近接して配置されている。
【００４６】
薄膜圧電体素子２７は、一対の第１の圧電体素子ユニット２７Ａと第２の圧電体素子ユニット２７Ｂとから構成されている。これらは、それぞれが鏡面対称な構造であり、フレクシャー４上に接着固定されている。フレクシャー４はサスペンション１９にその一端部が固着され、さらにサスペンション１９は図示しないアームに固定されている。フレクシャー４上には、磁気ヘッド２１からの信号と薄膜圧電体素子２７を駆動するための電極配線がアームの近傍まで引き回されているが、図示していない。なお、薄膜圧電体素子２７からは、例えば第１の圧電体素子ユニット２７Ａの第１主電極膜４４０と第２の圧電体素子ユニット２７Ｂの第１主電極膜５８０とは、薄膜圧電体素子２７の下面でフレクシャー４に設けられた電極配線と接続し、第１の圧電体素子ユニット２７Ａの第２主電極膜５４０と第２の圧電体素子ユニット２７Ｂの第２主電極膜６００とは上記の電極配線とワイヤリードにより接続すればよいが、これらについては図示していない。
【００４７】
図２に示す接続構成において、駆動電源３から、例えば接続配線部１８１に正の電位、接続配線部１８２に負の電位を印加すると、第１の圧電体素子ユニット２７Ａの第１主電極膜４４０および第２主電極膜５４０は正の電位となり、第２の圧電体素子ユニット２７Ｂの第１主電極膜５８０および第２主電極膜６００が負の電位となる。さらに、結合領域部Ａを介して第１の圧電体素子ユニット２７Ａと第２の圧電体素子ユニット２７Ｂに共通接続されている第１対向電極膜４８０および第２対向電極膜５００には、それぞれに正負の電荷が誘導されて相殺され、零電位に保たれる。これは、実験的に確認している。そのため、２本の接続配線部１８１、１８２に電圧を印加するだけで、例えば第１の圧電体素子ユニット２７Ａの第１圧電体薄膜４６０と第２圧電体薄膜５２０とは収縮し、第２の圧電体素子ユニット２７Ｂの第１圧電体薄膜４６０と第２圧電体薄膜５２０とは伸長する。したがって、第１の圧電体素子ユニット２７Ａと第２の圧電体素子ユニット２７Ｂの変位が逆平行方向に生じる。これにより、薄膜圧電体素子２７が固定されているフレクシャー４も変形し、ヘッドスライダ４３が矢印Ｃのように回転してヘッドスライダ４３上の磁気ヘッド２１を微動させることができる。
【００４８】
本実施の形態では、図１および図２に示すように第１の圧電体素子ユニット２７Ａと第２の圧電体素子ユニット２７Ｂとは結合領域部Ａにおいて、第１圧電体薄膜４６０、第１対向電極膜４８０、第２対向電極膜５００、第２圧電体薄膜５２０が一体的に連結した形状に形成されている。したがって、第１の圧電体素子ユニット２７Ａの第１対向電極膜４８０、および第２の圧電体素子ユニット２７Ｂの第２対向電極膜５００を接地電極に接続することなしに、薄膜圧電体素子２７を駆動することができる。そのため、２端子配線のみで接続配線が構成でき、組み立てを簡略化できる。さらに、第１対向電極膜４８０および第２対向電極膜５００を接地電極に接続するためのビアホールや配線層の形成も必要がなくなるため、製造工程を大幅に簡略化できる。
【００４９】
図４は、この薄膜圧電体素子２７を微小位置決め用のアクチュエータとしたディスク装置の要部斜視図を示す。ディスク１８が主軸２０に固定され、回転手段２２により所定の回転数で回転駆動される。この回転手段２２としては、一般的にスピンドルモータが使用される。ディスク１８面側にフレクシャー（図示せず）が設けられたサスペンション２８がアーム３０に固定され、このアーム３０は軸受部３２で回転自在に軸支されている。ヘッドスライダ２４はフレクシャー（図示せず）に固定されている。同様に、薄膜圧電体素子２７もフレクシャーに接着されており、これらによりアクチュエータ２６を構成している。
【００５０】
第１の位置決め手段３４によりアーム３０を揺動させ、ヘッドスライダ２４をディスク１８の所定のトラック位置に位置決めする。従来のディスク装置では、この第１の位置決め手段３４のみであったが、本実施の形態ではさらに第２の位置決め手段を有し、上述したようなアクチュエータ２６によりヘッドスライダ２４を微動させる。このアクチュエータ２６の微動は薄膜圧電体素子２７に印加する電圧により制御できるので、微小なトラック位置にも充分追従させることができ、さらに高密度の記録再生が可能となる。したがって、例えばハードディスクを用いたディスク装置の高密度記録を実現できる。なお、ディスク装置は、筐体３６と図示しない蓋により全体が覆われるようになっている。
【００５１】
次に、本実施の形態における薄膜圧電体素子２７の製造方法を説明する。薄膜圧電体素子２７は、後述する図６に示すように、第１の圧電体素子ユニット２７Ａを構成する第１構造体４５Ａと第２の圧電体素子ユニット２７Ｂを構成する第２構造体４５Ｂとから構成されている。両者の第１主電極膜、第１圧電体薄膜、第１対向電極膜、第２主電極膜、第２圧電体薄膜および第２対向電極膜の材料と構成は同一であり、それらを基板上で一体的に形成する。
【００５２】
図５は、薄膜圧電体素子２７を形成する主要工程の断面図であり、薄膜圧電体素子２７の第１構造体４５Ａと第２構造体４５Ｂを一括して形成する工程を示している。
【００５３】
まず、図５（Ａ）に示すように、第１の基板２９０上に第１主電極膜４４０、５８０となる電極膜を成膜する。次に、図５（Ｂ）に示すように第１主電極膜４４０、５８０となる電極膜上に第１圧電体薄膜４６０をスパッタリング法、分子線蒸着（ＭＢＥ）法、化学気相成膜（ＣＶＤ）法またはゾルゲル法等で結晶成長させる。さらに、図５（Ｃ）に示すように、第１圧電体薄膜４６０の上面に第１対向電極膜４８０を形成する。第１圧電体薄膜４６０の分極方向は、成膜時点で図５（Ｃ）中に矢印Ｐで示すように結晶のｃ軸方向に向いている。このようにして、図１に示す薄膜圧電体素子２７の下部の構成部分となる１層目のユニットＡ３０が第１の基板２９０上に形成される。全く同様にして上部の構成部分となる２層目のユニットＢ３１を第２の基板２９５上に形成する。
【００５４】
図６では、図５（Ａ）から図５（Ｃ）にて形成したユニットＡ３０とユニットＢ３１を積層して圧電体素子ユニットを形成する工程を説明する断面図を示す。なお、図６は、図１に示すＢ−Ｂ線に沿った断面形状を示す図である。
【００５５】
まず、図６（Ａ）に示すように、第１の基板２９０上に形成されたユニットＡ３０と第２の基板２９５上に形成されたユニットＢ３１とを、第１対向電極膜４８０と第２対向電極膜５００とを対向して配置する。
【００５６】
次に、図６（Ｂ）に示すように第１対向電極膜４８０と第２対向電極膜５００間に接着層５７０を配置し、この接着層５７０により両者を接合する。
【００５７】
次に、図６（Ｃ）に示すように、ユニットＢ３１の第２の基板２９５をエッチングプロセスで除去する。
【００５８】
その後、図６（Ｄ）に示すように、積層構成の膜を薄膜圧電体素子２７の形状とするためにフォトリソプロセスとエッチングプロセスにより加工する。ここで、本実施の形態では、第１構造体４５Ａと第２構造体４５Ｂとは、図１に示す結合領域部Ａで両者が一体的に連結して形成されている。図７は、図６に示す加工工程のうちの図６（Ｄ）と図６（Ｅ）のそれぞれの形状まで加工した状態の平面形状を示す図である。図７（Ａ）からわかるように、図６（Ｄ）まで加工した状態においては、第１構造体４５Ａと第２構造体４５Ｂとが、結合領域部Ａとなる接続部３７０により一体的に連結した形状にエッチング加工されている。また、第１構造体４５Ａと第２構造体４５Ｂとの間には、スリット５５０が設けられており、接続部３７０を除いて第１構造体４５Ａと第２構造体４５Ｂとは完全に分離されている。
【００５９】
次に、図６（Ｅ）に示すように、エッチング加工された薄膜圧電体素子２７の第２主電極膜５４０、６００のうち、接続部３７０上に形成されている電極膜をフォトリソプロセスとエッチングプロセスによりエッチング除去する。図７（Ｂ）からわかるように、接続部３７０では電極膜がエッチングされ、第２圧電体薄膜５２０が露出し、第２主電極膜５４０、６００はそれぞれ分離されている。
【００６０】
次に、図６（Ｆ）に示すように、薄膜圧電体素子の腐食を防止するために、薄膜圧電体素子２７の表面をコーティング樹脂３３０で覆う。
【００６１】
その後、図６（Ｇ）に示すように、仮固定用基板３５０を第２主電極膜５４０、６００上のコーティング樹脂３３０面と仮接着し、その状態で第１の基板２９０をエッチング除去する。エッチング除去された状態を図６（Ｈ）に示す。
【００６２】
その後、図６（Ｉ）に示すように、第１主電極膜４４０、５８０となる電極膜のうち、接続部３７０上の電極膜をフォトリソプロセスとエッチングプロセスにより除去する。
【００６３】
さらに、図６（Ｊ）に示すように、仮固定用基板３５０を剥離し、第１構造体４５Ａおよび第２構造体４５Ｂのそれぞれの第１主電極膜４４０、５８０が形成された面側を、図３に示すようにフレクシャー４上に接着する。その後、第１の圧電体素子ユニット２７Ａの第１主電極膜４４０と第２主電極膜５４０、第２の圧電体素子ユニット２７Ｂの第１主電極膜５８０と第２主電極膜６００とを、それぞれ接続する。なお、これらの接続は薄膜圧電体素子２７で行ってもよい。または、フレクシャー４の同一の配線電極に、例えば一方は導電性接着剤で接続し、他方はワイヤリードにより接続することで、結果として２端子構成となるようにしてもよい。
【００６４】
また、図８には、本実施の形態の変形例の製造方法により作製された薄膜圧電体素子２７０の概略斜視図を示す。第１の圧電体素子ユニット２７０Ａと第２の圧電体素子ユニット２７０Ｂとは、結合領域部である接続部３７０で一体化されている。そして、接続部３７０では、第１圧電体薄膜４６５と第２圧電体薄膜５２５とが、第１主電極膜４４５、５８５と第２主電極膜５４５、６０５とそれぞれ同一平面となるように形成されている。第１圧電体薄膜４６５は第１主電極膜４４５、５８５と同一平面となっており、第２圧電体薄膜５２５は第２主電極膜５４５、６０５と同一平面となっている。
【００６５】
この薄膜圧電体素子２７０の製造方法について簡単に説明する。まず、第１の基板上に所定の幅のスリットを有する第１主電極膜を所定のマスクを用いて形成するとともに、第１圧電体薄膜４６５および第１対向電極膜４８５を順次積層する。同様に、第１主電極膜を形成したマスクと同一形状のマスクを用いて第２の基板上に第２主電極膜を形成するとともに、第２圧電体薄膜５２５および第２対向電極膜５０５を順次積層する。
【００６６】
次に、第１主電極膜のスリットと第２主電極膜のスリットとの位置が一致するように第１対向電極膜４８５と第２対向電極膜５０５とを対向させて接着層５７５により接着固定する。この後、第２の基板のみを選択的に、例えばエッチングプロセスにより除去する。
【００６７】
さらに、第１主電極膜、第１圧電体薄膜４６５、第１対向電極膜４８５、第２主電極膜、第２圧電体薄膜５２５、第２主電極膜および接着層５７５を所定の形状に加工して、圧電動作を生じる領域がスリットの中心線を基準として鏡面対称な形状で、かつ部分的に一体構造の結合領域部上にスリットが位置するように一対の構造体を形成する。
【００６８】
その後、一対の構造体を樹脂層で被覆し、さらに仮固定用基板を接着した後、第１の基板のみを選択的に、例えばエッチングプロセスにより除去する。そして、仮固定用基板を接着した接着層の接着力を低下させて仮固定用基板を分離すれば、図８に示す薄膜圧電体素子２７０が得られる。
【００６９】
以上のように、本変形例の製造方法は、第１主電極膜４４５、５８５同士の間、および第２主電極膜５４５、６０５同士の間にスリット状に電極膜を形成しない領域を有するマスクを用いて成膜することがポイントである。それ以外については、本実施の形態と同じように形成することができる。
【００７０】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、マスク成膜方式等の直接パターン成膜法を用いること、および各々の圧電体素子ユニットにおける第１主電極膜と第２主電極膜との間の接続配線部を各々の圧電体素子ユニットの外周領域で、かつ圧電特性にほとんど影響しない領域部に形成するとともに、保持基板上の圧電体電極パッドとの接続構成を簡略化したことである。
【００７１】
図９から図１６までの図面を用いて、本実施の形態について説明する。図９は、本発明の第２の実施の形態の薄膜圧電体素子２を用いて構成した微小位置決め用のアクチュエータ領域部分の平面図を示す。このアクチュエータは、第１の実施の形態において説明したディスク装置においてヘッドスライダ２４をディスク１８上の所定のトラック位置に高精度に微小位置決めするために用いられるものであり、図３に示した構成と基本的には同じである。図９では、図３と同様に保持基板であるフレクシャー４上に薄膜圧電体素子２が接着固定されてアクチュエータを構成している平面図を示している。
【００７２】
なお、この薄膜圧電体素子２は、Ｙ−Ｙ線に対して互いが鏡像の関係の構造を有する第１の圧電体素子ユニット２Ａと第２の圧電体素子ユニット２Ｂとが結合領域部４２で一体的に連結されており、かつ、それぞれの第１対向電極膜同士および第２対向電極膜同士が電気的に接続されている。さらに、第１の圧電体素子ユニット２Ａと第２の圧電体素子ユニット２Ｂの各々の第１主電極膜４４、５８を、それぞれフレクシャー４に形成された圧電体電極パッド６、８に対して、例えば導電性接着層を用いて直接接続している。
【００７３】
フレクシャー４は、薄膜圧電体素子２を接着している領域から延在してヘッドスライダ（図示せず）を固定するためのスライダ保持部１０を有している。このスライダ保持部１０には、ヘッドスライダに搭載されているヘッド（図示せず）の配線部と接続するためのヘッド電極パッド（図示せず）が設けられている。このヘッド電極パッドからは、ヘッド電極配線１４が薄膜圧電体素子２の第１の圧電体素子ユニット２Ａと第２の圧電体素子ユニット２Ｂとの間のフレクシャー４上を引き回され、圧電体電極パッド６、８と接続する圧電体電極配線１６と同様に外部機器との接続パッド（図示せず）まで引き回されている。
【００７４】
このような構成のアクチュエータの動作については、第１の実施の形態にて説明した動作と同じであるので説明は省略する。このアクチュエータは、図４に示したディスク装置に搭載され、ヘッドをディスク上の所定のトラック位置に高精度で位置決めすることができる。例えば、薄膜圧電体素子２の各々の圧電体薄膜の厚さを２．５μｍとし、第１の圧電体素子ユニット２Ａの主電極膜に＋５Ｖを印加し、第２の圧電体素子ユニット２Ｂの主電極膜に−５Ｖを印加すれば、Ｃで示す方向に対してヘッド部分の変位量を±０．８μｍとすることも可能である。
【００７５】
このアクチュエータを構成する薄膜圧電体素子２の断面構造を図１０に示す。図１０（Ａ）は図９に示すＸ１−Ｘ１線に沿った断面形状を、図１０（Ｂ）はＹ１−Ｙ１線に沿った断面形状をそれぞれ示す。図９と図１０とを用いて、薄膜圧電体素子２の構成について説明する。本実施の形態の薄膜圧電体素子２は、図９中のＸ１−Ｘ１線に沿った部分では、第１の圧電体素子ユニット２Ａ、第２の圧電体素子ユニット２Ｂと、それらを接続する結合領域部４２から構成される。
【００７６】
第１の圧電体素子ユニット２Ａは、第１主電極膜４４と第１対向電極膜４８によって挟まれた第１圧電体薄膜４６と、第２主電極膜５４と第２対向電極膜５０によって挟まれた第２圧電体薄膜５２とを、第１対向電極膜４８および第２対向電極膜５０を対向させ絶縁性接着層５６で接合した構造である。また、第２の圧電体素子ユニット２Ｂも同様に、第１主電極膜５８と第１対向電極膜４８によって挟まれた第１圧電体薄膜４６と、第２主電極膜６０と第２対向電極膜５０によって挟まれた第２圧電体薄膜５２とを、第１対向電極膜４８および第２対向電極膜５０を対向させ絶縁性接着層５６で接合した構造である。
【００７７】
また、結合領域部４２では、第１圧電体素子ユニット２Ａと第２圧電体素子ユニット２Ｂを構成する第１対向電極膜４８、第１圧電体薄膜４６、第２対向電極膜５０、第２圧電体薄膜５２および絶縁性接着層５６が一体的に連結して形成されている。これらにより第１の圧電体素子ユニット２Ａと第２の圧電体素子ユニット２Ｂが一体化されるとともに、それぞれの第１対向電極膜４８同士、および第２対向電極膜５０同士が電気的に接続されている。
【００７８】
また、図１０（Ｂ）に示すように、第１の圧電体素子ユニット２Ａの先端部、すなわちヘッドスライダを搭載する側において、第１主電極膜４４と第２主電極膜５４とを導体膜からなる接続配線部６６によって電気的に接続している。同様に、第２の圧電体素子ユニット２Ｂもその先端部において、図９に示すように導体膜からなる接続配線部６８を形成し、第１主電極膜５８と第２主電極膜６０とが接続されている。なお、これらの接続配線部６６、６８は、第１対向電極膜４８と第２対向電極膜５０とに対しては電気的に接続されないように絶縁性接着層５６により保護されている。
【００７９】
このような構成とした薄膜圧電体素子２の動作については、第１の実施の形態で説明したのと同じであるので説明は省略する。
【００８０】
この薄膜圧電体素子２は、第１主電極膜４４、５８の一部がフレクシャー４に形成した圧電体電極パッド６、８上に直接それぞれ導電性接着層６２で電気的に接着固定されている。なお、導電性接着層６２として、銀粒子やその他金属粒子、カーボン等を配合した導電性接着剤を使用できる。また、これ以外の接着方法としては通常のはんだ付けによっても可能である。
【００８１】
このような構成とすることにより、薄膜圧電体素子２をフレクシャー４面上に配置して圧電体電極パッド６、８と接続することが容易で、かつ信頼性よく行うことができる。したがって、量産性のよいアクチュエータを実現できる。また、薄膜圧電体素子２の第１の圧電体素子ユニット２Ａおよび第２の圧電体素子ユニット２Ｂともに伸縮動作に対してそりや曲げが重畳され難い構造で、しかもこれらを一対として用いることで一方を伸長させ、他方を収縮させるように構成すると、伸縮方向に対してほぼ直角方向の変位を精度よく生じさせることができる。
【００８２】
また、前述の結合領域部４２で第１の圧電体素子ユニット２Ａと第２の圧電体素子ユニット２Ｂとが一体化されているため、薄膜圧電体素子２を実装する場合に取り扱い易いという特徴がある。
【００８３】
なお、図９に示すように、薄膜圧電体素子２には、樹脂材料による補強部７０と、電極パッド部を除く表面に絶縁樹脂層６４を形成することで、圧電動作にあまり影響しないで、かつ、より一体的な強度を大きくできるので取り扱いが容易となり、さらに耐湿性を含めた信頼性を向上することもできる。
【００８４】
以上のように、本実施の形態の薄膜圧電体素子２では、貼り合せたときに内部に形成される第１対向電極膜４８および第２対向電極膜５０を外部電源と接続するためのビアホールと電極パッド形成工程が不要である。さらに、第１主電極膜４４、５８と第２主電極膜５４、６０とを、それぞれの先端部において導体膜による接続配線部６６、６８で電気的に接続するので、複雑なフォトリソプロセス、エッチングプロセスが不要となる。また、このような接続配線部６６、６８の形成時に圧電体薄膜をエッチングする必要がないので、エッチング残渣等による不良発生を防止できる。この結果、薄膜圧電体素子２の製造工程を大幅に簡略化でき、かつ歩留まりを改善することもできる。
【００８５】
以下、本実施の形態の薄膜圧電体素子２の製造方法を図１１から図１６までに示す図面を用いて詳細に説明する。
【００８６】
まず、図１１と図１２とに示す図面を参照しながら説明する。図１１は、第１の基板上での薄膜形成と加工工程を示す平面図である。図１２には、図１１に示す加工工程に対応して、それぞれＹ１−Ｙ１線とＸ１−Ｘ１線に沿った断面図を示す。図１２（Ａ）から図１２（Ｃ）までは、図１１（Ａ）から図１１（Ｃ）までのそれぞれＹ１−Ｙ１線に沿った断面図であり、図１２（Ｄ）から図１２（Ｆ）までは、同様にＸ１−Ｘ１線に沿った断面図である。
【００８７】
図１１（Ａ）、図１２（Ａ）および図１２（Ｄ）に示すように、第１の基板７２上に第１主電極膜４４、５８を形成する。このとき、例えばマスクを用いた成膜方式であるマスク蒸着法等の手段を用いることで、第１スリット７４には成膜されないようにする。
【００８８】
次に、図１１（Ｂ）、図１２（Ｂ）および図１２（Ｅ）に示すように、第１圧電体薄膜４６を第１の基板７２の全面に成膜する。したがって、第１圧電体薄膜４６は第１スリット７４を埋めるように形成される。
【００８９】
さらに、図１１（Ｃ）、図１２（Ｃ）および図１２（Ｆ）に示すように、第１対向電極膜４８をＹ１−Ｙ１線方向に、第１主電極膜４４、５８より小さな領域、すなわち第１の基板７２の上端４５から所定距離はなれた平行線４７と上端４５とで囲まれた所定領域４９以外の全面に形成する。なお、薄膜圧電体素子２は第１の基板７２上において複数個作製するので、第１の基板７２の上端４５に薄膜圧電体素子２が位置する場合には上記のように上端４５を所定位置として所定領域４９を設定すればよい。一方、第１の基板７２の上端４５以外の位置に薄膜圧電体素子２が設けられている場合には、例えば薄膜圧電体素子２間の隙間領域の中央線を所定位置として、所定領域を設定すればよい。
【００９０】
第２の基板上でも、第１の基板７２上の場合と同様な薄膜形成と加工工程を行う。このとき、第１スリット７４と同一位置になるように第２スリットを設ける。この第２の基板上での製造方法については、第１の基板上と同様であるので図による説明は省略する。第２の基板上で形成された構造については、図１４（Ｄ）に示しているので後述する。なお、上述した所定領域４９は、後に説明する第１主電極膜４４、５８から延出する突出部を設けるための領域である。また、この所定領域４９は、図１１（Ｃ）、図１２（Ｃ）および図１２（Ｆ）に示す位置と反対側に形成してもよい。
【００９１】
次に、図１３および図１４は、図１１（Ｃ）、図１２（Ｃ）および図１２（Ｆ）に示した形状まで加工した状態の基板同士を接着固定し、その後、第１の基板７２上で所定のパターン加工を行う工程を説明する図である。図１３は平面図であり、図１４（Ａ）から図１４（Ｃ）はこれらと対応して、図１３（Ａ）から図１３（Ｃ）に示すＹ１−Ｙ１線に沿った断面図であり、図１４（Ｄ）から図１４（Ｆ）はＸ１−Ｘ１線に沿った断面図である。
【００９２】
図１３および図１４を参照しながら説明する。まず、図１３（Ａ）は、第１対向電極膜４８と第２対向電極膜５０とを対向させて接着固定した状態を示し、第２の基板７６側からみた平面図である。すなわち、図１４（Ａ）および図１４（Ｄ）に示すように、第１の基板７２上の第１主電極膜４４、５８と第１対向電極膜４８とで挟まれた第１圧電体薄膜４６と、第２の基板７６上の第２主電極膜５４、６０と第２対向電極膜５０とで挟まれた第２圧電体薄膜５２とを対向させて、絶縁性接着層５６によって接着固定されている。図１４（Ｄ）に示すようにＸ１−Ｘ１線方向では、各主電極膜が電気的に分離された形になっており、また図１４（Ａ）に示すように、Ｙ１−Ｙ１線方向の所定領域４９では、第１対向電極膜４８および第２対向電極膜５０が形成されておらず、第１圧電体薄膜４６と第２圧電体薄膜５２とが絶縁性接着層５６により直接接着されている。
【００９３】
次に、図１３（Ｂ）、図１４（Ｂ）および図１４（Ｅ）に示すように、第２の基板７６のみを選択的に除去する。この除去方法としては、エッチングプロセス、研磨または所定の厚さまで研磨後エッチングする等の方法により行うことができる。第１の基板７２と第２の基板７６とが同一の材料である場合には、これらの基板をエッチング除去する薬液で侵されない樹脂で第１の基板７２の面を覆うように塗布した後にエッチングすればよい。第２の基板７６を除去すると、第２スリット７８中に埋めこまれた構成の第２圧電体薄膜５２面と、第２スリット７８によってそれぞれが分離された第２主電極膜５４、６０が露出する。
【００９４】
次に、図１３（Ｃ）、図１４（Ｃ）および図１４（Ｆ）に示すように、第１の基板７２上でフォトリソプロセスとエッチングプロセスを用いて、第１構造体４０Ａおよび第２構造体４０Ｂを形成するとともに、この第１構造体４０Ａと第２構造体４０Ｂ間を結合する結合領域部４２を形成する。その際、第１構造体４０Ａおよび第２構造体４０Ｂの各々の先端部において、第１主電極膜４４、５８からＹ１−Ｙ１線方向に延在する突出部８６、８８をそれぞれ形成する。
【００９５】
図１５および図１６は、第１構造体４０Ａと第２構造体４０Ｂに対して、接続配線部６６、６８を形成して薄膜圧電体素子２を完成するまでの工程を説明する平面図と断面図である。図１５（Ａ）から図１５（Ｃ）は、それぞれの工程の平面図である。図１６（Ａ）から図１６（Ｃ）は、図１５（Ａ）から図１５（Ｃ）に示すＹ１−Ｙ１線に沿った断面図で、図１６（Ｄ）から図１６（Ｆ）はＸ１−Ｘ１線に沿った断面図である。
【００９６】
図１５（Ａ）、図１６（Ａ）および図１６（Ｄ）に示すように、第１構造体４０Ａと第２構造体４０Ｂの先端部において、第１構造体４０Ａの第１主電極膜４４の突出部８６と第２主電極膜５４との間に導体膜を形成し、接続配線部６６を設ける。また、同様に第２構造体４０Ｂの第１主電極膜５８の突出部８８と第２主電極膜６０との間に導体膜を形成し、接続配線部６８を設ける。なお、第１対向電極膜４８および第２対向電極膜５０は、各構造体の先端部において接続配線部６６、６８とは、第１圧電体薄膜４６、第２圧電体薄膜５２および絶縁性接着層５６により電気的に絶縁されている。
【００９７】
図１５（Ｂ）、図１６（Ｂ）および図１６（Ｅ）は、第１構造体４０Ａと第２構造体４０Ｂとの外周部に絶縁樹脂層６４を形成した状態を示す図である。このようにすることによって、接続配線部６６、６８を含めた全体が絶縁樹脂層６４で覆われるため、耐湿性が著しく向上する。さらに、第１構造体４０Ａと第２構造体４０Ｂとを連結する補強部７０を同じ絶縁樹脂材料で形成すれば、薄膜圧電体素子２の取り扱いが非常に容易になり、かつ損傷を防ぐことができる。
【００９８】
なお、絶縁樹脂層６４には、例えば液状のポリイミド溶液をスピンナで塗布し１２０℃で乾燥させた後に、２５０℃で加熱して硬化させた膜を用いることができる。これだけでなく、その他の有機高分子材料を塗布して熱硬化または光硬化させて形成してもよい。ただし、この絶縁樹脂層６４は図１５（Ｂ）、図１６（Ｂ）および図１６（Ｅ）からわかるように、第１対向電極膜４８および第２対向電極膜５０と側面で接触するので充分な電気絶縁性が要求されるだけでなく、所定の形状にエッチング加工できる材料であることが要求される。
【００９９】
このような加工工程により第１の基板７２上で薄膜圧電体素子２が形成されるので、この薄膜圧電体素子２の全面をワックス等の樹脂（図示せず）で保護する。この後、第１の基板７２をエッチングして除去し、さらにそれらの表面に付着しているワックス等の樹脂を溶解除去すれば、基板から完全に分離した薄膜圧電体素子２が得られる。これを、図１５（Ｃ）、図１６（Ｃ）および図１６（Ｆ）に示す。この後、前述したようにフレクシャー上に接着固定すれば、アクチュエータが構成される。
【０１００】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態の薄膜圧電体素子の製造方法は、第２の実施の形態の製造方法に比較して、フォトリソプロセスとエッチングプロセスをさらに少なくして薄膜圧電体素子をより安価に製造できる方法である。
【０１０１】
図１７から図２１を用いて、本実施の形態の薄膜圧電体素子とその製造方法について説明する。図１７および図１８は、第１の基板および第２の基板上にマスク成膜法を用いて所定の薄膜パターンを直接形成する工程を示す平面図と断面図である。図１７（Ａ）から図１７（Ｃ）は、マスク成膜法を用いて第１の基板７２上に、図１７（Ｄ）から図１７（Ｆ）は同様に第２の基板７６上に所定の薄膜パターンをそれぞれ形成する工程を説明する平面図である。また、図１８（Ａ）から図１８（Ｃ）は、図１７（Ａ）から図１７（Ｃ）に対応し、Ｙ１−Ｙ１線に沿った断面図である。また、図１８（Ｄ）から図１８（Ｆ）は、図１７（Ａ）から図１７（Ｃ）に対応し、Ｘ１−Ｘ１線に沿った断面図である。
【０１０２】
なお、第２の基板７６上に形成する薄膜パターン形状および薄膜の形成方法については、第１の基板７２上に形成する薄膜形成方法および薄膜パターンとほぼ同様であるので、第２の基板７６上の図１７（Ｆ）に対応する形状のＹ１−Ｙ１線およびＸ１−Ｘ１線に沿った断面図のみをそれぞれ図１８（Ｇ）と図１８（Ｈ）に示した。
【０１０３】
まず、図１７（Ａ）、図１８（Ａ）および図１８（Ｄ）に示すように、第１の基板７２上で、第１スリット７４の両側に、この第１スリット７４に対して鏡面対称な形状に第１主電極膜４４、５８を形成する。これは、図示するような形状を有するマスクを用いて、例えばＰｔ膜を蒸着すれば容易に形成できる。
【０１０４】
次に、図１７（Ｂ）、図１８（Ｂ）および図１８（Ｅ）に示すように、全体としては第１主電極膜４４、５８とほぼ同じ形状であるが、先端部のみが図示するように第１主電極膜４４、５８よりＬ１だけ短く、かつ結合領域部４２で連接されたＵ字形状の第１圧電体薄膜４６を形成する。これは、第２の実施の形態で説明したように、例えばマスクを用いてＰＺＴ膜をスパッタリングにより成膜するマスク成膜方式で容易に形成できる。
【０１０５】
さらに、図１７（Ｃ）、図１８（Ｃ）および図１８（Ｆ）では、第１圧電体薄膜４６と同じ形状であるが、全体にやや小さく、かつ図示するように先端部のみが第１圧電体薄膜４６よりＬ２だけ短い形状の第１対向電極膜４８を形成する。これは、第１圧電体薄膜４６と同様にマスクを用いて、例えばＰｔ膜を蒸着すれば容易に形成できる。
【０１０６】
次に、第２の基板７６上での成膜、加工について説明する。図１７（Ｄ）では、第２の基板７６上に第２主電極膜５４、６０を形成した状態を示す。この第２主電極膜５４、６０は、第１の基板７２の第１主電極膜４４、５８と全体形状は同じであるが、図示するように先端部が第１主電極膜４４、５８よりもＬ１だけ短く形成されている。この作製も同様にマスクを用いて、例えばＰｔ膜を蒸着すれば容易に形成できる。
【０１０７】
さらに、図１７（Ｅ）に示すように第２主電極膜５４、６０上に、この第２主電極膜５４、６０とほぼ同じ形状で、かつ結合領域部４２部分で連接されたＵ字形状の第２圧電体薄膜５２を形成する。
【０１０８】
この後、図１７（Ｆ）、図１８（Ｇ）および図１８（Ｈ）に示すように、第２圧電体薄膜５２上に、第１対向電極膜４８と同じ形状の第２対向電極膜５０を形成する。この結果、第２対向電極膜５０は、第２圧電体薄膜５２よりも図示するようにＬ２だけ先端部では短く形成される。なお、Ｌ１、Ｌ２の具体的な長さについては、後述する接続配線部を形成できる程度あればよく、数μｍから３００μｍの範囲で適宜選択すればよい。また、この部分が接続配線部を形成するための第１主電極膜４４、５８のそれぞれの突出部となる。
【０１０９】
次に、図１９および図２０を用いて、第１の基板７２上に形成したパターンと第２の基板７６上に形成したパターンとを貼り合せ、薄膜圧電体素子２００を形成する工程について説明する。図１９は、この工程を説明する平面図であり、図２０はそれぞれの工程における図１９に示すＹ１−Ｙ１線に沿った断面図である。
【０１１０】
図１９（Ａ）および図２０（Ａ）は、第１対向電極膜４８、第２対向電極膜５０のそれぞれを互いに対向させ、絶縁性接着層５６で接着固定した工程を示す。第１の基板７２上の第１主電極膜４４の長さが、第１圧電体薄膜４６、第２主電極膜５４および第２圧電体薄膜５２よりＬ１だけ突出しており、突出部８６が形成されている。
【０１１１】
次に、図１９（Ｂ）および図２０（Ｂ）に示すように、第２の基板７６を第１の実施の形態の製造方法と同様な方法で除去する。この結果、第２主電極膜５４、第２圧電体薄膜５２、第２対向電極膜５０、絶縁性接着層５６、第１対向電極膜４８、第１圧電体薄膜４６および第１主電極膜４４が積層された構成からなる第１構造体４０Ａと、同様な積層構成からなる第２構造体４０Ｂと、それらを連接する結合領域部４２を含む薄膜圧電体素子２００の基本構成が露出する。なお、絶縁性接着層５６は、第１構造体４０Ａと第２構造体４０Ｂの全周囲にも形成されている。
【０１１２】
次に、図１９（Ｃ）および図２０（Ｃ）に示すように、第１構造体４０Ａと第２構造体４０Ｂとの外形寸法よりやや大きな外形寸法を有するように絶縁性接着層５６をフォトリソプロセスとエッチングプロセスにより加工する。このとき、各構造体の先端部において、第１対向電極膜４８と第２対向電極膜５０との側面部は、第１圧電体薄膜４６、第２圧電体薄膜５２および絶縁性接着層５６により覆われ、絶縁される。また、第１主電極膜４４、５８のそれぞれの突出部８６、８８が露出するようにフォトリソプロセス、エッチングプロセスにより加工する。
【０１１３】
この後、同様にマスク成膜法を用い、第１構造体４０Ａの先端部において第１主電極膜４４の突出部８６と第２主電極膜５４との間、第２構造体４０Ｂの先端部において第１主電極膜５８の突出部８８と第２主電極膜６０との間にそれぞれ導体膜を形成し、接続配線部６６、６８を作製する。
【０１１４】
このようにして、第１の基板７２上で薄膜圧電体素子２００が作製される。この薄膜圧電体素子２００を第１の基板７２から分離し、フレクシャー上に接着固定すれば、アクチュエータが作製される。この工程に関しては、第３の実施の形態の製造工程と同様であるので詳細な説明は省略する。
【０１１５】
この製造方法によれば、接続配線部６６、６８を形成する場合に圧電体薄膜にビアホール等のエッチング加工が不要となり、作製が容易で加工時間の大幅な短縮が図られ、高信頼性の薄膜圧電体素子２００が得られる。また、圧電体薄膜や電極膜はマスク成膜法により形成し、フォトリソプロセスとエッチングプロセスによる加工は接着層のみとすることができるので、さらに大幅に工程の簡略化ができ、かつ歩留まりも改善できる。
【０１１６】
なお、本発明の実施の形態では、接続配線部６６、６８を第１構造体４０Ａおよび第２構造体４０Ｂの先端部に設けたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図２１には上記製造方法と同様な製造方法を用いて、後縁部に接続配線部９６、９８を設けた変形例の薄膜圧電体素子２５０の構造を示している。図２１（Ａ）は、その平面図で、図２１（Ｂ）はＹ１−Ｙ１線に沿った断面図を示す。図２１に示すように、第１の基板上７２において、第１構造体４０Ａと第２構造体４０Ｂのそれぞれの後縁部で、第１主電極膜４４、５８にそれぞれ突出部９２、９４を形成する。その後、第１主電極膜４４の突出部９２と第２主電極膜５４との間、第１主電極膜５８の突出部９４と第２主電極膜６０との間にそれぞれ導体膜を形成し、接続配線部９６、９８を作製する構成としてもよい。
【０１１７】
この構成によれば、接続配線部９６、９８は圧電動作に影響しない場所に形成できるので、接続配線部９６、９８の形成による圧電動作の低下を生じることはなく、変位量の大きな薄膜圧電体素子を量産性よく作製できる。
【０１１８】
なお、第２の実施の形態と第３の実施の形態では、先端部や後縁部に接続配線部を設ける構成としたが、本発明はこれに限定されず、各構造体の変位の妨げにならない領域であれば、各構造体の側面等の領域に形成してもよい。
【０１１９】
また、第２の実施の形態と第３の実施の形態では、第１対向電極膜と第２対向電極膜とを接着固定するために絶縁性接着層を用いたが、本発明はこれに限定されない。例えば、対向電極膜同士間を導電性接着層の形成、はんだ付けあるいは金（Ａｕ）とスズ（Ｓｎ）との共晶による導電性の接着を行ってもよい。この接着後、第１構造体および第２構造体の外周部に絶縁性被膜を形成すれば、第１主電極膜と第２主電極膜とを導体膜で接続する接続配線部を形成しても対向電極膜とショートすることを防止できる。
【０１２０】
さらに、第２の実施の形態と第３の実施の形態では、薄膜圧電体素子をフレクシャー上の圧電体電極パッドと導電性接着層によりそれぞれ直接接続する構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、薄膜圧電体素子の第２主電極膜表面に外部接続端子を設けてワイヤリードで接続するようにしてもよい。
【０１２１】
なお、本実施の形態では、ディスク装置のアクチュエータとして用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、光磁気ディスク装置や光ディスク装置等のディスク記録再生装置に用いることもできる。また、水平方向に微小駆動させる機構が要求されるアクチュエータとしても使用可能である。
【０１２２】
なお、本実施の形態では、第１の圧電体素子ユニットと第２の圧電体素子ユニットとの結合領域部に、第１圧電体薄膜と第２圧電体薄膜と一体的に連結して設けられている。しかし、必ずしもそれらの圧電体薄膜はこの結合領域部には設ける必要はなく、第１対向電極膜と第２対向電極膜が第１の圧電体素子ユニットと第２の圧電体素子ユニットとに共通して電気的に連結されていればよい。
【０１２３】
なお、本実施の形態に用いる基板、圧電体薄膜、主電極膜および対向電極膜としては、それぞれの実施の形態で説明した材料および作製方法には限定されない。良好な圧電特性を有する圧電体薄膜は、例えば基板としてＭｇＯ基板を用い、主電極膜としてｃ軸配向したＰｔ膜をこのＭｇＯ基板上にスパッタリングで形成し、このＰｔ膜上に圧電性を有するＰＺＴ膜をスパッタリングで形成すれば得ることができる。なお、このＰＺＴ膜形成時にＭｇＯ基板の温度を約６００℃として成膜することで、膜面に垂直方向に分極配向したＰＺＴ膜が得られる。
【０１２４】
また、基板としては、ＭｇＯ基板のみでなく、チタン酸ストロンチウム基板、サファイヤ基板あるいはシリコン単結晶基板（Ｓｉ基板）を用いることができる。また、主電極膜としてはＰｔ膜だけでなく、Ａｕ、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、Ａｇ、レニウム（Ｒｅ）、およびパラジウム（Ｐｄ）のうちのいずれかの金属、あるいはその酸化物を用いることもできる。さらに、圧電体薄膜としてはＰＺＴだけでなく、ＰＬＺＴ、チタン酸バリウム等を用いることもできる。
【０１２５】
さらに、対向電極膜としては、良好な導電性を有し、選択的にエッチング可能であれば金属単層膜や合金膜が使用できる。また、これらの材料の上にＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ等の材料を積層した多層膜構成でもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明にかかる薄膜圧電体素子およびその製造方法並びにこれを用いたアクチュエータは、両面に電極膜が形成された圧電体薄膜を積層した第１構造体と第２構造体とから構成される薄膜圧電体素子のパターン加工、特に電極取出し加工工程を非常に簡略化でき、かつ薄膜圧電体素子を保持基板であるフレクシャー上への実装等も容易に行える、薄膜圧電体素子とこれを用いたアクチュエータ等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明の第１の実施の形態における薄膜圧電体素子の構成を示す斜視図
【図２】同実施の形態の薄膜圧電体素子で、図１に示すＢ−Ｂ線に沿った断面図
【図３】同実施の形態の圧電体素子をアクチュエータとしたときの構成を示す平面図
【図４】同実施の形態の圧電体素子をアクチュエータとして用いたディスク装置の要部斜視図
【図５】同実施の形態の薄膜圧電体素子の製造方法における主要工程の断面図
【図６】同実施の形態の薄膜圧電体素子の製造方法において、ユニットＡ３０とユニットＢ３１とを積層し、圧電体素子ユニットを形成する工程を説明する、図１に示すＢ−Ｂ線に沿った断面図
【図７】（Ａ）は同実施の形態の薄膜圧電体素子の製造方法において、図６（Ｄ）に示す加工状態の平面図（Ｂ）は同実施の形態の薄膜圧電体素子の製造方法において、図６（Ｅ）に示す加工状態の平面図
【図８】同実施の形態の薄膜圧電体素子の製造方法の変形例により作製された薄膜圧電体素子の概略斜視図
【図９】本発明の第２の実施の形態の薄膜圧電体素子を用いて構成したアクチュエータ領域部分の平面図
【図１０】（Ａ）は、同実施の形態の薄膜圧電体素子で、図９に示すＸ１−Ｘ１線に沿った断面図（Ｂ）は、同実施の形態の薄膜圧電体素子で、図９に示すＹ１−Ｙ１線に沿った断面図
【図１１】同実施の形態の薄膜圧電体素子の製造方法において、第１の基板上での薄膜形成と加工工程を示す平面図
【図１２】（Ａ）から（Ｃ）までは、同実施の形態の薄膜圧電体素子の製造方法において、図１１（Ａ）から図１１（Ｃ）のそれぞれのＹ１−Ｙ１線に沿った断面図（Ｄ）から（Ｆ）までは、同実施の形態の薄膜圧電体素子の製造方法において、図１１（Ａ）から図１１（Ｃ）のそれぞれのＸ１−Ｘ１線に沿った断面図
【図１３】同実施の形態の薄膜圧電体素子の製造方法において、基板同士を接着固定し、所定のパターン加工を行う工程を説明するための平面図
【図１４】（Ａ）から（Ｃ）までは、同実施の形態の薄膜圧電体素子の製造方法において、図１３（Ａ）から図１３（Ｃ）のそれぞれのＹ１−Ｙ１線に沿った断面図（Ｄ）から（Ｆ）までは、同実施の形態の薄膜圧電体素子の製造方法において、図１３（Ａ）から図１３（Ｃ）のそれぞれのＸ１−Ｘ１線に沿った断面図
【図１５】同実施の形態の薄膜圧電体素子の製造方法において、第１構造体と第２構造体に対して接続配線部を形成し薄膜圧電体素子を完成するまでの工程を説明する平面図
【図１６】（Ａ）から（Ｃ）までは、同実施の形態の薄膜圧電体素子の製造方法において、図１５（Ａ）から図１５（Ｃ）のそれぞれのＹ１−Ｙ１線に沿った断面図（Ｄ）から（Ｆ）までは、同実施の形態の薄膜圧電体素子の製造方法において、図１５（Ａ）から図１５（Ｃ）のそれぞれのＸ１−Ｘ１線に沿った断面図
【図１７】（Ａ）から（Ｃ）までは、本発明の第３の実施の形態の薄膜圧電体素子の製造方法において、第１の基板上での薄膜パターンを形成する工程を説明する平面図（Ｄ）から（Ｆ）までは、同実施の形態の薄膜圧電体素子の製造方法において、第２の基板上での薄膜パターンを形成する工程を説明する平面図
【図１８】（Ａ）から（Ｃ）までは、同実施の形態の薄膜圧電体素子の製造方法において、図１７（Ａ）から図１７（Ｃ）に示すＹ１−Ｙ１線に沿った断面図（Ｄ）から（Ｆ）までは、同実施の形態の薄膜圧電体素子の製造方法において、図１７（Ａ）から図１７（Ｃ）に示すＸ１−Ｘ１線に沿った断面図（Ｇ）は、同実施の形態の薄膜圧電体素子の製造方法において、図１７（Ｆ）に示すＹ１−Ｙ１線に沿った断面図（Ｈ）は、同実施の形態の薄膜圧電体素子の製造方法において、図１７（Ｆ）に示すＸ１−Ｘ１線に沿った断面図
【図１９】同実施の形態の薄膜圧電体素子の製造方法において、第１の基板と第２の基板とを貼り合せて薄膜圧電体素子を形成する工程を説明する平面図
【図２０】（Ａ）から（Ｃ）までは、同実施の形態の薄膜圧電体素子の製造方法において、図１９（Ａ）から図１９（Ｃ）のそれぞれのＹ１−Ｙ１線に沿った断面図
【図２１】（Ａ）と（Ｂ）は、同実施の形態の薄膜圧電体素子の変形例の平面図と、Ｙ１−Ｙ１線に沿った断面図
【図２２】ディスク装置に用いられる従来のピギーバックアクチュエータの一例を示す平面図
【図２３】同アクチュエータで、図２２に示すＤ−Ｄ線に沿った断面図
【符号の説明】
【０１２８】
２，２７，１００，２００，２５０，２７０    薄膜圧電体素子
２Ａ，２７Ａ，１００Ａ，２７０Ａ    第１の圧電体素子ユニット
２Ｂ，２７Ｂ，１００Ｂ，２７０Ｂ    第２の圧電体素子ユニット
３，１２１Ａ，１２１Ｂ    駆動電源
４，１２２    フレクシャー
６，８    圧電体電極パッド
１０，４１，１６０    スライダ保持部
１４    ヘッド電極配線
１６    圧電体電極配線
１８    ディスク
１９，２８，１４０    サスペンション
２０    主軸
２１，１３０    磁気ヘッド
２２    回転手段
２４，４３，１０１    ヘッドスライダ
２６    アクチュエータ
３０    アーム
３２    軸受部
３４    第１の位置決め手段
３６    筐体
４０Ａ，４５Ａ    第１構造体
４０Ｂ，４５Ｂ    第２構造体
４２    結合領域部
４４，５８，４４０，５８０，４４５，５８５    第１主電極膜
４５    上端
４６，１１１Ａ，４６０，４６５    第１圧電体薄膜
４８，４８０，４８５    第１対向電極膜
４９    所定領域
５０，５００，５０５    第２対向電極膜
５２，１１１Ｂ，５２０，５２５    第２圧電体薄膜
５４，６０，５４０，６００，５４５，６０５    第２主電極膜
５６    絶縁性接着層
６２    導電性接着層
６４    絶縁樹脂層
６６，６８，９６，９８，１１６，１１７，１８１，１８２    接続配線部
７０    補強部
７２，２９０    第１の基板
７４    第１スリット
７６，２９５    第２の基板
７８    第２スリット
８６，８８，９２，９４    突出部
１１２Ａ    第１電極
１１２Ｂ    第２電極
１１２Ｃ    第３電極
１１２Ｄ    第４電極
１１３，５７０，５７５    接着層
１１４，１１５    ビアホール部
１１８，１２０    端子線
１１９    接地電極
３３０    コーティング樹脂
３５０    仮固定用基板
３７０    接続部
５５０    スリット
Ａ３０，Ｂ３１    ユニット
【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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【図２２】
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【図２３】
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