制造具有缠绕电极的压电微致动器的方法技术

一种制造具有缠绕电极的压电微致动器的方法包括形成压电元件，该压电元件具有处于顶面上的大的中心电极并具有包括底面、装置的两个相反端及顶面的两个相反端部的缠绕电极。然后将该装置切开中间，从而将该装置分成两个单独的压电微致动器，每个致动器均具有缠绕电极。

Method of manufacturing piezoelectric micro actuator with wound electrode

【技术实现步骤摘要】
制造具有缠绕电极的压电微致动器的方法相关申请的交叉引用本申请要求于2019年10月30日提交的美国专利申请No.16/669,251的优先权，并进一步要求于2018年11月9日提交的美国临时申请No.62/758,471的权益，这两篇申请的内容被在此通过参引全部结合到本文中，如同在本文中予以完整阐述一样。
本专利技术涉及用于硬盘驱动器的悬架的领域。更具体地，本专利技术涉及一种制造具有缠绕电极的压电微致动器的方法，这些压电微致动器例如用于在双级致动(DSA)的磁盘驱动器悬架中使用。
技术介绍
硬磁盘驱动器和诸如光盘驱动器之类的其它类型的旋转媒体驱动器是众所周知的。图1是本专利技术所适用的示例性现有技术硬盘驱动器和悬架的斜视图。现有技术磁盘驱动单元100包括旋转磁盘101，该旋转磁盘101上包含有由磁性的一和零构成的图案，该图案构成了存储在磁盘驱动器上的数据。磁盘由驱动马达(未示出)驱动。磁盘驱动单元100还包括磁盘驱动器悬架105，其在负载梁107的远端附近安装有磁头滑动件(未示出)。悬架105联接至致动器臂103，该致动器臂103又联接至音圈马达112，该音圈马达使悬架105弧形地移动，以便将磁头滑动件定位在数据磁盘101上的正确数据道的上方。磁头滑动件被承载在万向架上，该万向架使该滑动件能够俯仰和滚动，使得它沿着磁盘上的适当数据道而行，从而允许存在诸如磁盘的振动、诸如碰撞之类的惯性事件和磁盘表面中的不规则之类的这种变化。单级致动的磁盘驱动器悬架和双级致动(DSA)悬架都是已知的。在单级致动悬架中，仅音圈马达112移动悬架105。在DSA悬架中，例如在授予Mei等人的美国专利No.7,459,835中的悬架及许多其它悬架中，除了移动整个悬架的音圈马达112之外，该悬架上定位有至少一个微致动器，以实现磁头滑动件的精细移动，从而将它在旋转盘上的数据道的上方保持适当对齐。与单独的音圈马达相比，微致动器提供了对于伺服控制回路的精细得多的控制和伺服控制回路的高得多的带宽，这导致悬架的相对粗的移动并由此导致磁头滑动件的相对粗的移动。由压电材料制成的压电元件或部件(有时被简称为PZT)通常被用作微致动器马达，但是其它类型的微致动器马达也是可能的。在下面的讨论中，为简单起见，微致动器将被简称为“PZT”，但是将会理解的是，微致动器不必是PZT类型的。图2是图1中的现有技术悬架105的俯视平面图。两个PZT微致动器14被固定到位于形成在基板12内的微致动器安装搁板18上的悬架105上，使得PZT跨越基板12中的相应间隙。微致动器14被通过不导电环氧树脂16在微执行器的两端固定于安装搁板18。可通过包括在授予Kulangara等人的共同拥有的美国专利No.7,751,153中公开的那些技术在内的多种技术从PZT到悬架的挠性布线轨迹和/或到接地基板进行正电连接和负电连接。在组装DSA悬架时，该过程通常包括以下步骤：将诸如环氧树脂之类的液体粘合剂分布到该悬架和/或PZT上；将PZT定位在悬架上的适当位置；根据所使用的粘合剂，通常通过热固化、紫外线(“UV”)固化或其它固化方法来固化粘合剂。DSA悬架通常包括导电环氧树脂和/或不导电环氧树脂，以将PZT粘结到悬架。导电粘合剂(例如含银环氧树脂)是众所周知的并且是常用的。图3示出了用于粘合DSA悬架中的两个PZT的现有技术，其包括两者间的电连接。图3并不被认为是处于该术语的法律含义内的“现有技术”。同样，在本文中被描述为适用于图3的过程也不被认为是处于该术语的法律含义内的“现有技术”。图4和图5分别是沿图3中的剖面线C-C′和D-D′截取的截面图，其示出了该粘合的细节。如图4中最佳所见，PZT330在两侧上都具有电极，底部电极在一端处通过导电环氧树脂324穿过金326接地连接在接地的不锈钢328层上，并在另一端处通过不导电环氧树脂320绝缘。如图5中最佳所见，顶部电极被通过不导电环氧树脂320上方的导电环氧树脂322连接到铜电接触垫316，该铜电接触垫316是该悬架的电互连部或柔性电路的一部分并且通过诸如聚酰亚胺之类的绝缘层314而与不锈钢衬底312绝缘。电接触垫316为PZT330提供驱动电压。不导电环氧树脂320主要负责PZT330与不锈钢衬底312之间的机械粘合。通常，顶部电极的导电环氧树脂322的高度是难以控制的，并且整个PZT贴附过程需要三个环氧树脂粘合步骤，这是既耗时又昂贵的。此外，底部电极和顶部电极上的环氧树脂需要两个单独的固化步骤。将PZT粘合到悬架的现有方法存在缺陷。由于液体粘合剂的流动，导致可能很难精确地控制分布多少环氧树脂、粘合剂终结于何处及其它问题。已经提出了多种解决方案，这些解决方案涉及例如PZT下方的通道，以控制粘合剂的流动并远离敏感区域引导任何多余的液态环氧树脂。例如，授予Houk的美国专利No.6,856,075提出了一种粘合剂贴附部，该粘合剂贴附部在PZT换能器的下方或部分下方或附近具有一个或多个修整部(relief)，以通过限制或影响粘合剂的行进或流动来控制粘合剂的流动，同时防止在压电马达的附近存在过多的粘合剂溢出高度。此外，如果PZT被定位于承载磁阻读/写头的万向架上或附近，则能够预测和控制粘合剂的流动是至关重要的，这是因为粘合剂从一个部位到另一部位的流动和分布差异可能会负面地影响悬架的几何形状、机械特性和最终性能。当将PZT定位于悬架的一个特别敏感的部分(例如万向磁头滑动件附近或该处)时，这些问题尤其明显。可重复性和可预测性在那个区域中是尤其重要的。更进一步地，在最终装配室内存在液态环氧树脂及其分布装置既是潜在的污染源，又是额外且昂贵的制造步骤。现有贴附装置的另一缺点是分布和然后固化包括导电环氧树脂和不导电环氧树脂在内的环氧树脂的多个圆所需的组装时间的延迟。图6示出了用于PZT贴附的典型制造过程，其中，在贴附PZT之前将液态环氧树脂施加于PZT、互连部和/或负载梁。将导电环氧树脂分布于互连部(610)，然后将不导电环氧树脂分布于PZT的负载梁或其它位置(612)。将PZT贴附于悬架(614)，然后在第一固化步骤中固化环氧树脂(616)。接下来，再次分布导电环氧树脂(618)，然后在第二固化步骤中使其固化(620)。
技术实现思路
为了解决现有组装方法的前述缺点和其它缺点，本专利技术采用不同于传统用于DSA悬架的粘合剂的其它类型的粘合剂以及不同于传统用于DSA悬架的粘合和固化步骤的粘合和固化步骤。一方面，本专利技术在PZT和悬架之间采用粘合膜，和/或在将PZT放置到悬架上之前，使PZT上的液体或糊状粘合剂(例如环氧树脂)部分固化(B-阶化)。其上固定有PZT的悬架部件可以是诸如图1和图2中所示的用于基板安装的微型致动器的底板、如图3-5中所示的用于挠曲安装的致动器的挠曲件、悬架的负载梁、在并置式PZT的情况下的磁头滑动件本身或可在其上安装微致动器马达的任何其它悬架部件。在已将两个零件配对之后，最终使环氧树脂或其它粘合剂固化。该固化可以是热固化、UV固化或其它固化方法。在本专利技术的第二方面中，本专利技术涉及一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造微致动器的方法，所述方法包括：/n至少形成包括一个或多个电极的由压电材料制成的第一晶圆；/n通过由压电材料制成的所述第一晶圆形成一个或多个压电材料条带；/n将一个或多个粘合剂印制到所述压电材料条带的至少一个表面上；以及/n通过所述一个或多个压电材料条带形成包括任一粘合剂中的至少一个的一个或多个部分的一个或多个单一化的裸片。/n

【技术特征摘要】
20181109 US 62/758,471;20191030 US 16/669,2511.一种制造微致动器的方法，所述方法包括：
至少形成包括一个或多个电极的由压电材料制成的第一晶圆；
通过由压电材料制成的所述第一晶圆形成一个或多个压电材料条带；
将一个或多个粘合剂印制到所述压电材料条带的至少一个表面上；以及
通过所述一个或多个压电材料条带形成包括任一粘合剂中的至少一个的一个或多个部分的一个或多个单一化的裸片。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过所述第一晶圆形成所述一个或多个压电材料条带包括切割所述第一晶圆。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，将一个或多个粘合剂印制到所述压电材料条带的至少一个表面上包括：
在所述条带上布置模板；
向所述模板施加一个或多个液体粘合剂；以及
将所述一个或多个液体粘合剂推动到所述条带的通过所述模板保持暴露的一个或多个部分。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，向所述模板施加所述一个或多个液体粘合剂包括向所述模板施加不导电粘合剂。


5.根据权利要求3所述的方法，其中，向所述模板施加所述一个或多个液体粘合剂包括向所述模板施加导电粘合剂。


6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述一个或多个液体粘合剂包括导电粘合剂和不导电粘合剂中的任一种。


7.根据权利要求1所述的方法，其中，通过所述一个或多个压电材料条带形成包括所述任一粘合剂中的至少一个的一个或多个部分的所述一个或多个单一化的裸片包括切割所述一个或多个压电材料条带。


8.根据权利要求7所述的方法，其中，切割所述一个或多个压电材料条带包括切割所述一个或多个压电材料条带以包括所述任一粘合剂的至少两个部分。


9.根据权利要求3所述的方法，其中，所述模板被配置成暴露所述条带的一个或多个部分，使得将所述一个或多个液体粘合剂推动到所述条带的通过所述模板保持暴露的所述一个或多个部分上将所述一个或多个液体粘合剂中的所述至少一个布置到所述条带中的每一个的至少第一端上。


10.根据权利要求4所述的方法，其中，所述模板被配置成暴露出所述条带的一个或多个部分，使得将所述一个或多个液体粘合剂推动到所述条带的通过所述模板保持暴露的所述一个或多个部分上将所述一个或多个液体粘合剂中的所述至少一个布置在所述条带中的每一个的顶表面上。


11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述模板被配置成暴露出所述条带的一个或多个部分，使得将所述一个或多个液体粘合剂推动到所述条带的通过所述模板保持暴露的所述一个或多个部分上将所述一个或多个液体粘合剂中的...

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