硬盘用微致动器中的多层膜压电元件及其制备方法技术

本发明专利技术涉及硬盘用微致动器中的多层膜压电元件及其制备方法，属于微机电技术领域。该致动器的多层膜压电元件由流延法或丝网印刷工艺等制作压电陶瓷膜，采用丝网印刷工艺等制作中间电极层。采用Ａｇ／Ｐｄ电极和ＰＭＮ－ＰＺＴ材料，实现了低温共烧（从＞１３００℃降至１０３０～１１９０℃）。本发明专利技术将装有压电微致动器的磁头悬臂的自由端位移提高到≥０．８０μｍ，谐振频率提高到＞１５ｋＨｚ（在外加电压≤４０Ｖ的条件下），使该微致动器具有优异的位移／电压灵敏度、谐振频率和驱动力等特点，以适应于计算机硬盘双级伺服系统次级精致动器的寻址和精确定轨之用。本发明专利技术的多层膜压电元件可广泛用于计算机，同样可以用于其他微致动及位置控制技术领域。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新型微致动器中的多层膜压电元件及其制备方法，属于微机电

技术介绍
随着信息技术的迅猛发展，磁存储密度逐年提高。近年来，硬盘的最大面密度(MAD)正以每年100％的速度增长，预计5年后轨迹间距降到0.25μm以下。因此，轨迹定位精度必须小于轨迹间距的10％(0.025μm)，伺服带宽必须＞3kHz以满足轨迹间距的要求。显然，这样高的位置精度现存技术难以实现，必须依靠微致动器进行第二级控制。近年来，双级伺服系统(DSA)在硬盘中的应用引起广泛重视，被公认是解决磁头定轨精度这一瓶颈的有效措施。DSA主要由两部分组成，其中音圈电机作为初级致动器用于磁轨寻址，另在驱动臂上附加次级致动器进行轨道精确定位。建立双级伺服机构的关键是在滑块上装配一个压电微致动器；图1(a)和(b)是背置微致动器磁头悬臂装置(HSA)的示意图。实践证明，该结构可以使磁头在定位时实现更高的精度和速度。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服高存储密度硬盘磁头的精确定位和控制技术的不足之处，提出了一种新型微致动器中的多层膜压电元件及其制备方法，该方法可制作多层膜结构的压电元件，并实现微型化，以适本文档来自技高网...

【技术保护点】
硬盘用精定位微致动器的多层膜压电元件，其特征在于，该压电元件由多层膜结构的压电陶瓷材料和电极材料组成，所述压电陶瓷材料为高ｄ↓［３１］特性的压电层，电极材料主要含有电极层，电极板；所述多层膜压电元件位于微致动器的两侧，采用Ｕ型不锈钢微致动器基体，所述电极层含有底电极层、中间电极层、顶电极层。

【技术特征摘要】
1.硬盘用精定位微致动器的多层膜压电元件，其特征在于，该压电元件由多层膜结构的压电陶瓷材料和电极材料组成，所述压电陶瓷材料为高d31特性的压电层，电极材料主要含有电极层，电极板；所述多层膜压电元件位于微致动器的两侧，采用U型不锈钢微致动器基体，所述电极层含有底电极层、中间电极层、顶电极层。2.根据权利要求1所述的多层膜压电元件，其特征在于，所述高d31特性的压电陶瓷材料为PZT、PMN-PZT中的任何一种。3.根据权利要求1所述的多层膜压电元件，其特征在于，所述电极层为银钯浆或银浆，所述电极层的厚度为2-10μm。4.根据权利要求1所述的多层膜压电元件，其特征在于，所述电极板为Au、Ag、Cu或Al中的任何一种；所述电极板的厚度为5-20μm。5.根据权利要求1所述的多层膜压电元件，其特征在于，所述压电层的单层厚度为5-50μm；所述压电层的层数为2-10层。6.一种制备如权利要求1所述的硬盘用精定位微致动器的多层膜压电元件的方法，所述压电层制备方法为流延法或丝网印刷工艺，电极层制备方法为丝网印刷工艺，其特征在于，所述方法包括以下步骤(1)配置压电陶瓷流延浆料将压电陶瓷前驱粉剂和粘结剂按比例混合均匀，其中陶瓷前驱粉剂和粘结剂的质量比为(60～90)/(40～10)，然后加入有机溶剂，搅拌均匀；(2)在球...

【专利技术属性】
技术研发人员：荆阳，雒建斌，路新春，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]