用于谐振改善的多层执行器电极构型制造技术

描述了压电致动器组件。该压电致动器组件包括第一有源压电层、第二有源压电层和第三有源压电层。第一层包括顶表面和底表面。第二层包括顶表面以及在第一层的顶表面上的底表面。第三层包括顶表面以及在第二层的顶表面上的底表面。第一层和第二层可限定第一有效电极长度。类似地，第二层和第三层可限定第二有效电极长度，该第二有效电极长度被构造成比该第一有效电极长度长。

【技术实现步骤摘要】
用于谐振改善的多层执行器电极构型相关申请本申请要求于2019年7月8日提交的美国临时专利申请62/871,505和于2020年6月24日提交的美国专利申请16/911,249号的权益并要求其优先权，这些美国专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。
本公开的实施例涉及用于盘驱动器的悬架装置的领域。具体而言，本公开涉及用于悬架装置的多层致动器构造的领域。
技术介绍
典型的盘驱动器单元包括旋转磁盘，该旋转磁盘上包含磁性存储介质1和0的图案。磁性存储介质1和0的图案构成存储在该盘驱动器上的数据。磁盘由驱动马达驱动。盘驱动器单元还包括盘驱动器悬架，读写磁头被邻近负载梁的远端安装到该盘驱动器悬架。悬架或负载梁的“近”端是受到支撑的端部，即与被锻造或以其它方式安装于致动器臂的基板最靠近的端部。悬架或负载梁的“远”端是与该近端相反的端部，即，该“远”端是悬臂端。悬架被联接到致动器臂，该致动器臂又被联接到音圈马达，该音圈马达使悬架弧形地移动，以便将头滑块定位在数据盘上的正确的数据道上。头滑块被承载在万向节(gimbal)上，该万向节允许滑块俯仰(pitch)和滚动(roll)，使得其沿着盘上的正确数据道而行，从而允许诸如盘振动之类的这种变化、诸如碰撞之类的惯性事件以及盘表面中的不规则性。单级致动的盘驱动悬架和双级致动(DSA)的悬架都是已知的。在单级致动悬架中，仅音圈马达移动悬架。在DSA悬架中，位于悬架上的小致动器移动头滑块，以便将头滑块定位在正确数据道上。致动器提供了比音圈马达更精细的头滑块定位，并且提供了比音圈马达更高的伺服带宽。根据特定的DSA悬架设计，致动器可以位于悬架上的不同位置。通常，左侧和右侧致动器以推拉方式作用，以旋转负载梁或者负载梁的远端。
技术实现思路
描述了一种压电致动器组件。该压电致动器组件包括第一有源压电层、第二有源压电层和第三有源压电层。第一层包括顶表面和底表面。第二层包括顶表面以及在第一层的顶表面上的底表面。第三层包括顶表面以及在第二层的顶表面上的底表面。第一层和第二层可以限定第一有效电极长度。类似地，第二层和第三层可以限定第二有效电极长度，该第二有效电极长度被构造成比该第一有效电极长度长。在一些实施例中，第一电极被布置在该第一单个有源压电层的底表面的至少一部分上。第二电极被布置在该第一单个有源压电层的至少一部分与该第二单个有源压电层之间。该第一电极和该第二电极的共同长度限定该第一有效电极长度。在一些实施例中，第三电极设被布置在该第二单个有源压电层的至少一部分与该第三单个有源压电层之间。第四电极被布置在该第三单个有源压电层的顶表面的至少一部分上。该第三电极和该第四电极的共同长度限定该第二有效电极长度。在一些实施例中，该第二有效电极长度比该第一有效电极长度长0.02mm。在一些实施例中，该第一有效电极长度是0.59mm。在一些实施例中，该第二有效电极长度是0.61mm。描述了一种悬架。该悬架包括被安装到负载梁的挠曲件、被安装到该挠曲件的电路以及被连接到该电路的多层压电微致动器PZT。该多层压电微致动器PZT包括第一有源压电层、第二有源压电层和第三有源压电层。第一层包括顶表面和底表面。第二层包括顶表面以及在第一层的顶表面上的底表面。第三层包括顶表面以及在第二层的顶表面上的底表面。第一层和第二层可限定第一有效电极长度。类似地，第二层和第三层可限定第二有效电极长度，该第二有效电极长度被构造成比该第一有效电极长度长，例如比该第一有效电极长度长0.01mm到0.05mm。以上概述并不旨在表示本公开的每个实施例或者每个方面。相反，前述概述仅提供本文阐述的一些新颖方面和特征的示例。当结合附图和所附权利要求时，根据以下对用于实现本专利技术的代表性实施例和模式的详细描述中，本公开的以上特征和优点、以及其它特征和优点将是显而易见的。附图说明为了描述从其中可以获得本公开的优点和特征的方式，参考附图中示出的具体示例来描述本公开的实施例。这些附图仅描绘了本公开的实施例的示例性方面，因此不应将其视为对本公开范围的限制。通过使用以下附图，借助附加的说明和细节来描述和解释原理。图1示出了微致动器发生变形；图2A示出了具有图1的微致动器的悬架的扭转相关模式；图2B示出了具有图1的微致动器的悬架的负载梁扭转模式和万向节挠曲件扭转模式；图3示出了根据本公开实施例的包括致动器的悬架；图4示出了根据本公开实施例的多层压电微致动器(PZT)的横截面图；图5是根据本公开的实施例的多层PZT在一(1)伏特致动下的竖向轮廓的图形表示；图6是根据本公开的实施例的多层PZT在一(1)伏特致动下的谐振频率(FRF)的图形表示；以及图7是已知的多层PZT在一(1)伏特致动下的谐振频率(FRF)的图形表示。具体实施方式参考附图描述了本公开的实施例，其中在所有附图中使用相同的附图标记来表示类似或等同的元件。附图未按比例绘制，并且它们作为示例性图示提供。下面参考示例性应用来描述实施例的若干方面，这些示例性应用并不旨在限制本公开的范围。应理解到，阐述了许多具体细节、关系和方法以提供对实施例的透彻理解。本文描述的实施例针对多层微致动器，其克服了在现有技术的微致动器中存在的问题。例如，当左侧微致动器和右侧微致动器以推拉方式作用以旋转负载梁或负载梁的远端时，这两个微致动器在竖向方向上弯曲。图1示出了微致动器110和120的变形。微致动器110推出并弯曲成凸形，而微致动器120回缩并弯曲成凹形。这种划桨式的平面外运动(paddlingout-of-plane)能够容易地激发整个悬架的扭转相关模式，例如负载梁扭转模式和万向节挠曲件扭转模式。图2A示出了整个悬架2的扭转相关模式。图2B示出了整个悬架2的负载梁扭转模式和万向节挠曲件扭转模式。这些扭转模式的激发会使头滑块发生侧向运动，并导致读/写操作偏离轨道的问题。例如，如图7所示，传统的多层PZT的谐振频率(FRF)在+/-0.2mm的z-ht变化下在11kHz处具有～3dB的高T1FX模式(万向挠曲件扭转模式)峰值。这种低频峰值要求驱动器伺服设计来将陷波滤波器用于T1FX模式频率，这会影响驱动器伺服带宽。本公开提供了一种多层致动器构型，以减少这种平面外运动，从而使得能在现有技术的多层致动器上实现更好的性能特征。然而，相关领域的普通技术人员将容易认识到，可以在没有一个或多个具体细节的情况下或者利用其它方法来实践本专利技术。在其它实例中，为了避免模糊这些实施例而没有详细示出公知的结构或操作。本公开的实施例不受所示动作或事件的顺序的限制，这是由于一些动作可能以不同的顺序发生和/或与其它动作或事件同时发生。另外，并非所有示出的动作或事件都是实现根据本专利技术的方法所必需的。图3示出了根据本公开的实施例的包括致动器的悬架10。悬架的实施例包括但不限于双级致动(DSA)悬架、三级致动悬架以及悬架上的致动器的其它构型。悬架10包括被安装到负载梁12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压电致动器组件，包括：/n第一单个有源压电层，所述第一单个有源压电层包括顶表面和底表面；/n第二单个有源压电层，所述第二单个有源压电层包括顶表面以及布置在所述第一单个有源压电层的顶表面上的底表面；以及/n第三单个有源压电层，所述第三单个有源压电层包括顶表面以及布置在所述第二单个有源压电层的顶表面上的底表面，/n所述第一单个有源压电层和所述第二单个有源压电层的第一有效电极长度，以及/n所述第二单个有源压电层和所述第三单个有源压电层的第二有效电极长度，所述第二有效电极长度被构造成比所述第一有效电极长度长。/n

【技术特征摘要】
20190708 US 62/871,505;20200624 US 16/911,2491.一种压电致动器组件，包括：
第一单个有源压电层，所述第一单个有源压电层包括顶表面和底表面；
第二单个有源压电层，所述第二单个有源压电层包括顶表面以及布置在所述第一单个有源压电层的顶表面上的底表面；以及
第三单个有源压电层，所述第三单个有源压电层包括顶表面以及布置在所述第二单个有源压电层的顶表面上的底表面，
所述第一单个有源压电层和所述第二单个有源压电层的第一有效电极长度，以及
所述第二单个有源压电层和所述第三单个有源压电层的第二有效电极长度，所述第二有效电极长度被构造成比所述第一有效电极长度长。


2.根据权利要求1所述的压电致动器组件，其特征在于，第一电极被布置在所述第一单个有源压电层的底表面的至少一部分上，
第二电极被布置在所述第一单个有源压电层的至少一部分与所述第二单个有源压电层之间，以及
所述第一电极和所述第二电极的共同长度限定所述第一有效电极长度。


3.根据权利要求1所述的压电致动器组件，其特征在于，第三电极设被布置在所述第二单个有源压电层的至少一部分与所述第三单个有源压电层之间，
第四电极被布置在所述第三单个有源压电层的顶表面的至少一部分上，以及
所述第三电极和所述第四电极的共同长度限定所述第二有效电极长度。


4.根据权利要求1所述的压电致动器组件，其特征在于，所述第二有效电极长度比所述第一有效电极长度长0.02mm。


5.根据权利要求1所述的压电致动器组件，其特征在于，所述第一有效电极长度是0.59mm。


6.根据权利要求1所述的压电致动器组件，其特征在于，所述第二...

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