用于盘驱动器悬架的多层剪切模式PZT微致动器及其制造方法技术

本申请公开了用于悬架的微致动器。微致动器包括具有第一面和相反的第二面的多层PZT器件。多层PZT器件的每个层被构造成在由激励电压激励时以其d15模式操作。各层被构造为堆栈，以使得每个层被构造成在被激励时沿着同一方向作用，从而所述第一面相对于所述第二面剪切地移动。

Multi-layer shear mode PZT micro actuator for disk drive suspension and its manufacturing method

The application discloses a micro actuator for suspension. The micro actuator includes a multi-layer PZT device with a first side and a opposite second surface. Each layer of the multilayer PZT device is constructed to operate in its D15 mode when excited voltage is stimulated. Each layer is constructed as a stack, so that each layer is constructed to act in the same direction when it is stimulated, so that the first surface moves relative to the second sides.

【技术实现步骤摘要】
用于盘驱动器悬架的多层剪切模式PZT微致动器及其制造方法交叉相关申请本申请要求2016年4月27日递交的美国临时专利申请No.62/328,360的优选权，因此其全文结合在此引作参考。
本专利技术的实施例涉及用于盘驱动器的悬架的
更具体地，本专利技术涉及用于盘驱动器悬架的多层剪切模式PZT微致动器、以及所述微致动器的制造方法的

技术介绍
磁性硬盘驱动器以及其它类型的自旋媒体驱动器例如光盘驱动器是已知的。在典型的硬盘驱动器中，将读/写头保持附于自旋的数据盘上的正确数据道(datatrack)上的部件被称为悬架。悬架大体上包括固定至致动器臂的基座或基板、附接至基座的弹簧部分或简称“弹簧”、以及在所述弹簧的端部附接的梁部分或载荷梁。梁部分具有附接至其的挠性部(flexure)。挠性部大体上具有不锈钢金属支承层、诸如聚酰亚胺的绝缘层、以及由铜或铜合金制成的导电层。绝缘层和导电层在金属支承层上形成电路。挠性部可以具有例如通过激光点焊而固定至载荷梁的固定部分、以及万向节式部分或简称“万向节”。万向节保持头滑块，所述头滑块包含读/写数据换能器，并且万向节允许保持头滑块在数据盘在头滑块下方移动时自由地倾斜和转动，这允许了数据盘表面中的轻微的不规则度以及盘的振动。经由自旋的盘的风产生的空气轴承，滑块在自旋的盘片上方维持在正确的高度处。在双级致动式(DSA)悬架中，除了使得整个悬架移动的音圈马达以外，位于悬架上某处的致动器也实现头滑块的精细移动，以便头滑块的快速、正确定位。DSA悬架已经被提出在基板上、在载荷梁上或者在挠性部的万向节式部分上安装一个致动器、或者通常以推-拉方式作用的两个压电致动器，或者所述致动器直接作用在挠性部的万向节式部分上。此类致动器有时候称为毫致动器，或者特别地如果致动器位于万向节上或直接作用在万向节上的话被称为微致动器。微致动器安装在万向节上或者直接作用在万向节上的悬架结构有时候被称为万向节致动式悬架或GSA悬架。压电器件通常由锆钛酸铅(PZT)制成，但是其它材料具有压电特性并且有时被用作为制造压电器件。术语“PZT”通常被用作为大体上针对压电器件的简称。该简称术语将在此被使用，这理解为“PZT”器件无需严格地由锆钛酸铅制成。授予Hahn等人且转让给本申请的申请人的美国专利No.9,219,624公开了一种具有PZT微致动器的GSA悬架，所述PZT微致动器自挠性部的相对固定的部分通过柔性带形连接器延伸至头万向节、即延伸至挠性部的万向节式部分。针对包括压电微致动器与万向节之间的连接部的挠性结构，该专利全文结合在此引作参考。因为针对经常更高的道密度和/或读/写速度的持续需求，所以仍需要更轻、更快以及更加敏感的DSA悬架结构。
技术实现思路
描述了针对悬架的微致动器。微致动器包括多层PZT器件，其具有第一面以及相反的第二面。多层PZT器件的每个层被构造成在由激励电压激励时以其d15模式操作。各层被构造为堆栈，以使得每个层被构造成在被激励时沿同一方向作用，从而第一面相对于第二面剪切地移动。根据本申请的一个方面，提供了一种用于盘驱动器的悬架，所述悬架包括：载荷梁；由所述载荷梁支承的挠性部，所述挠性部包含万向节，所述万向节被构造成具有安装至其的头滑块，所述万向节被构造成在数据盘于所述头滑块下方移动时使得所述头滑块倾斜和转动；以及至少第一微致动器，所述第一微致动器包含多层PZT器件，所述多层PZT器件具有第一面以及相反的第二面，所述多层PZT器件的每个层被构造成在由激励电压激励时以其d15模式操作，各层被构造为堆栈，以使得每个层被构造成在被激励时沿着同一方向动作，从而所述第一面相对于所述第二面剪切地移动。可选地，所述悬架至少还包括第二微致动器。可选地，所述第二微致动器包含第二多层PZT器件，所述第二多层PZT器件具有第二多层PZT器件的第一面以及第二多层PZT器件的相反的第二面，第二多层PZT器件的每个层被构造成在由激励电压激励时以其d15模式操作，各层被构造为第二堆栈，以使得每个层被构造成在被激励时沿着同一方向动作，从而所述第二多层PZT器件的第一面相对于所述第二多层PZT器件的第二面剪切地移动。可选地，所述多层PZT器件的第一面附接至所述载荷梁的一部分。可选地，所述多层PZT器件的第二面与所述万向节操作性相连，以使得在所述多层PZT器件被激励时，所述第二面被构造成剪切地移动以使得所述万向节移动。可选地，所述第二多层PZT器件的第一面附接至所述载荷梁的一部分。可选地，所述多层PZT器件的第一面和所述第二多层PZT器件的第一面各自附接至所述载荷梁的一部分，并且所述多层PZT器件的第二面和所述第二多层PZT器件的第二面与所述万向节操作性相连，以使得在所述多层PZT器件和所述第二多层PZT器件被激励时，各所述第二面剪切地且沿相反方向地移动，因而使得所述头滑块旋转。可选地，所述第一微致动器和所述第二微致动器位于所述悬架的相反的横向侧部上，并且与所述头滑块并未竖直堆叠。根据本申请的另一个方面，提供了一种多层剪切模式压电器件的制造方法，包括：形成多个压电层的堆栈，形成在所述多个压电层的每对压电层之间相应设置的多个导电层，横跨所述多个压电层的第一组交替的压电层施加沿第一方向的第一电场，以使得所述第一组交替的压电层极化具有第一极性；横跨所述多个压电层的第二组交替的压电层施加沿第二方向的第二电场，以使得所述第二组交替的压电层极化具有与所述第一极性相反的第二极性；施加导电材料将附着于所述第一组交替的压电层上的导电层电连接，以创建第一电极；以及施加导电材料将附着于所述第二组交替的压电层上的导电层电连接，以创建第二电极，从而横跨所述第一电极和第二电极施加电势造成所述第一组交替的压电层和所述第二组交替的压电层剪切地变形，剪切移动以增量的方式作用，从而所述压电器件整体剪切地变形。可选地，并非所有的导电层延伸至所述多个压电层的端部。可选地，所述方法还包括从所述多层剪切模式压电器件的至少一个端部去除材料，从而附着在所述第一组交替的压电层上形成的多个导电层是可受电的，并且从而附着在所述第二组交替的压电层上形成的多个导电层是可受电的。可选地，所述方法还包括：在形成多个压电层的堆栈以及形成在所述多个压电层的每对压电层之间相应设置的多个导电层之后，在所述第一组交替的压电层的端部上沉积第一组侧电极；并且施加所述第一电场包括横跨所述第一组侧电极施加极化电压。可选地，所述方法还包括：去除在所述第一组交替的压电层上形成的第一组端部电极；以及在所述第二组交替的压电层的端部上沉积第二组侧电极；以及施加所述第二电场包括横跨所述第二组侧电极施加极化电压。可选地，所述方法还包括：在施加第一电场的步骤之后，在所述第二组交替的压电层的端部上沉积第二组侧电极，以及施加所述第二电场包括横跨所述侧电极施加极化电压。可选地，所述方法还包括：在所述第一组交替的压电层的端部上沉积第一组侧电极之后，去除所述第一组侧电极；以及在横跨所述第一组侧电极施加极化电极之后，在所述第二组交替的压电层的端部上沉积第二组侧电极；以及施加所述第二电场包括横跨所述第二组侧电极施加极化电压。可选地，在所述方法中，施加所述第一电场和所述第二电场各自包括在所述多个压电层的选定的压电层的相应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于盘驱动器的悬架，所述悬架包括：载荷梁；由所述载荷梁支承的挠性部，所述挠性部包含万向节，所述万向节被构造成具有安装至其的头滑块，所述万向节被构造成在数据盘于所述头滑块下方移动时使得所述头滑块倾斜和转动；以及至少第一微致动器，所述第一微致动器包含多层PZT器件，所述多层PZT器件具有第一面以及相反的第二面，所述多层PZT器件的每个层被构造成在由激励电压激励时以其d15模式操作，各层被构造为堆栈，以使得每个层被构造成在被激励时沿着同一方向动作，从而所述第一面相对于所述第二面剪切地移动。

【技术特征摘要】
2016.04.27 US 62/328,360;2017.04.25 US 15/496,6071.一种用于盘驱动器的悬架，所述悬架包括：载荷梁；由所述载荷梁支承的挠性部，所述挠性部包含万向节，所述万向节被构造成具有安装至其的头滑块，所述万向节被构造成在数据盘于所述头滑块下方移动时使得所述头滑块倾斜和转动；以及至少第一微致动器，所述第一微致动器包含多层PZT器件，所述多层PZT器件具有第一面以及相反的第二面，所述多层PZT器件的每个层被构造成在由激励电压激励时以其d15模式操作，各层被构造为堆栈，以使得每个层被构造成在被激励时沿着同一方向动作，从而所述第一面相对于所述第二面剪切地移动。2.根据权利要求1所述的悬架，其特征在于，至少还包括第二微致动器。3.根据权利要求2所述的悬架，其特征在于，所述第二微致动器包含第二多层PZT器件，所述第二多层PZT器件具有第二多层PZT器件的第一面以及第二多层PZT器件的相反的第二面，第二多层PZT器件的每个层被构造成在由激励电压激励时以其d15模式操作，各层被构造为第二堆栈，以使得每个层被构造成在被激励时沿着同一方向动作，从而所述第二多层PZT器件的第一面相对于所述第二多层PZT器件的第二面剪切地移动。4.根据权利要求1所述的悬架，其特征在于，所述多层PZT器件的第一面附接至所述载荷梁的一部分。5.根据权利要求4所述的悬架，其特征在于，所述多层PZT器件的第二面与所述万向节操作性相连，以使得在所述多层PZT器件被激励时，所述第二面被构造成剪切地移动以使得所述万向节移动。6.根据权利要求3所述的悬架，其特征在于，所述第二多层PZT器件的第一面附接至所述载荷梁的一部分。7.根据权利要求3所述的悬架，其特征在于，所述多层PZT器件的第一面和所述第二多层PZT器件的第一面各自附接至所述载荷梁的一部分，并且所述多层PZT器件的第二面和所述第二多层PZT器件的第二面与所述万向节操作性相连，以使得在所述多层PZT器件和所述第二多层PZT器件被激励时，各所述第二面剪切地且沿相反方向地移动，因而使得所述头滑块旋转。8.根据权利要求2所述的悬架，其特征在于，所述第一微致动器和所述第二微致动器位于所述悬架的相反的横向侧部上，并且与所述头滑块并未竖直堆叠。9.一种多层剪切模式压电器件的制造方法，包括：形成多个压电层的堆栈，形成在所述多个压电层的每对压电层之间相应设置的多个导电层，横跨所述多个压电层的第一组交替的压电层施加沿第一方向的第一电场，以使得所述第一组交替的压电层极化具有第一极性；横跨所述多个压电层的第二组交替的压电层施加沿第二方向的第二电场，以使得所述第二组交替的压电层极化具有与所述第一极性相反的第二极性；施加导电材料将附着于所述第一组交替的压电层上的导电层电连接，以创建第一电极；以及施加导电材料将附着于所述第二组交替的压电层上的导电层电连接，以创建第二电极，从而横跨所述第一电极和第二电极施加电势造成所述第一组交替的压电层和所述第二组交替的压电层剪切地变形，剪切移动以增量的方式作用，从而所述压电器件整体剪切地变形。10.根据权利要求9所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：余坤祺，
申请(专利权)人：马格内康普公司，
类型：发明
国别省市：美国,US