致动器及其制造方法技术

一种致动器，其特征在于，包括：　　　　硅结构，整个地由单晶硅形成，具有一对臂和一个将所述臂相互连接的连接部件；以及　　　　结合在所述臂上的各自的压电装置。（*该技术在2023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利用硅结构的臂位移的致动器以及该致动器的制造方法，该硅结构具有与其连接的压电装置。具体说，本专利技术涉及一种适合在具有高精度等的磁记录装置内控制磁头位置的。
技术介绍
近年来，磁记录密度正以很快的速度得以改进。为增加密度，磁迹间距宽度被做成很窄，这就有必要改善根据磁轨位置调整磁头位置的精度。然而，在单独依靠VCM(音圈马达)进行控制时，磁头位置的调整受到限制。这样，提出了一种利用VCM和执行精确控制的致动器的二级伺服控制系统。现有已知的用于二级伺服控制系统的致动器是氧化锆框架致动器和金属框架致动器(例如，见日本特开2002-289936号)。氧化锆框架致动器是通过包括以下步骤方法获得的即用压电装置通过印刷或类似工艺形成叠层氧化锆片；烧制得到的产品；然后将烧制的产品切割成装置尺寸。这种致动器因使用氧化锆，具有改善冲击阻抗的优点。就制造金属框架致动器而言，最初将不锈钢片蚀刻或冲压，形成滑动底座，一个做成悬挂的部件，以及附加有压电装置的一对驱动部件(臂)。结果，各个驱动部件弯曲成与滑动底座垂直，压电装置则附加在各个驱动部件的外侧。这就得到一种主要部件整个由金属形成的致动器。整个形成可以减少元件的数量，同时提高生产效率。然而，上述传统致动器存在下列问题。第一，氧化锆框架致动器因其硬度太高，可加工性低，因而不宜于做成小尺寸并难以跟上将磁头滑动器做成更小的潮流，而这正是目前所期望的。陶瓷如氧化锆容易含有气泡，这使得高精确度控制一对驱动部件(臂)变得困难。另一方面，整个地形成金属框架致动器需要弯曲或类似加工，但制造它们需要花费时间和精力。专利技术内容本专利技术目的是提供一种，该致动器可以高精确度地控制臂，并且制造容易，尺寸小。上述目的可以由本专利技术获得。即，本专利技术的致动器，包括用单晶硅整个形成的硅结构，其具有一对臂和将臂相互连接的连接部件；以及各自结合在臂上的压电装置。由于致动器是由单晶硅形成的，其中晶体缺陷少，故可以对臂进行高精度的控制。由于致动器是由硅形成的，其制造可采用用于半导体制造过程等的照相平版技术。照相平版技术能够形成精细加工，由此致动器可以制造得更小。由于硅结构可以整个地利用照相平版技术形成，因而致动器容易制造。也可以理解为因不像金属框架致动器整个形成时需要将臂弯曲，故容易制造。在本专利技术的致动器中，优选各个压电装置具有在一个方向上延伸的形式，并结合在各自臂的一个外侧面，使得压电装置的纵方向沿着臂的纵方向延伸。这样的结构可以有效地将压电装置的位移传递给臂，由此使得高精确地控制臂成为可能。在本专利技术的致动器中，各个压电装置可以是叠层压电装置。这可以增强压电装置的驱动量，由此可将臂的位移量做得更大。所述硅结构可以掺杂不纯物，以降低阻抗。这使得通过硅结构来加强压电装置成为可能。其结果，压电装置的电极数量可以减少。本专利技术的致动器制造方法，包括几个步骤，即蚀刻单晶硅基片的表面，在单晶硅基片上形成多个平行排列的片状凸起；将单晶硅基片切成多个块，每块有一对片状凸起；在每块的一对片状凸起各个外侧面结合一个延伸的压电装置体；切割结合有延伸压电装置的块，形成多个致动器，每一个致动器包括整个地与一对臂形成的硅结构，一个用于臂相互连接的连接部件，和各自结合在臂上的压电装置。由于这样获得的致动器由单晶硅形成，其中晶体缺陷少，从而臂可以高精确地控制。由于将能够精细加工的蚀刻技术用于制造，致动器可做得更小。由于硅结构通过蚀刻技术整个地形成，制造变得容易。也可以理解为因不像金属框架致动器整个形成时需要将臂弯曲，故容易制造。因长度而容易加工的延伸压电装置体，可以结合在一个块上，然后，将块切成多个致动器，生产效率比将压电装置逐个结合在硅结构的臂上时高。附图简要说明附图说明图1示出了根据本专利技术第一实施方案的致动器的透视图；图2是图1所示的致动器的分解透视图；图3A到图3F示出了根据第一实施方案的制造致动器的方法；图4是根据本专利技术第二实施方案所示的致动器的透视图；图5是根据第二实施方案，用于致动器的压电装置的改变例所示的透视图；图6是根据本专利技术的第三实施方案的所示致动器的透视图；以及图7是根据本专利技术第四实施方案的所示致动器的透视图。具体实施例方式以下，参考附图对本专利技术的优选实施方案进行详细说明。相同的构成采用相同的符号，不做重复说明。第一实施方案图1示出了根据本专利技术第一实施方案的致动器的透视图。图2是图1所示致动器的分解透视图。本实施例的致动器1是用于HDD伺服控制的致动器，该致动器用于在附图中箭头X的方向移动磁滑动头(以下简称“滑动头”)SL。致动器1由硅结构10、和一对压电装置30，30组成。硅结构10整个地由单晶硅形成基本上呈U型的形状，由在其间支持滑动头SL的一对臂12，12和用于相互连接所述一对臂12，12的连接部件15组成。连接部件15具有长方形的平行六面体形状，从其两边平行凸起一对臂12，12。作为硅结构10使用的是掺杂有不纯物的低阻抗结构。电阻率优选为1Ωcm或更小。硅结构10可以通过掺杂作为不纯物的供体如磷而成为n-型半导体，或通过掺杂作为不纯物的受体如铝而成为p-型半导体。压电装置30各通过一种如环氧树脂、硅氧烷和丙烯酸类的导电粘合剂结合在各自臂部件12的外侧面12a上。压电装置30各具有单片结构，其中压电陶瓷体31(如PZT)的前面和后面用各自的电极32形成。压电装置30各沿着一个方向延伸，以得到一个长方形的片状的形态，并连接在其相应的臂12上，这样，压电装置30的纵方向沿着臂12的纵方向延伸。其结果，压电装置30的位移可以有效地传递给臂12，从而使臂12可以得到高精确度的控制。滑动头SL包括一个薄膜磁头H，用于从硬盘读取磁记录信息，并在硬盘上记录磁记录信息。滑动头SL具有基本上是长型的平行六面体的形状，在附图中，其上表面是与硬盘相对的空气支承面。这里，仅示意性描述了滑动头SL，而没有示出用于调节从硬盘的浮起置的滑动轨。滑动头SL粘接固定在每个臂12的内侧面。致动器1安装在硬盘驱动装置的悬臂40上。悬臂40有一个前端，用于支持万向架42，并由语音线圈马达驱动。致动器1与万向架42的舌片42a结合并固定。由于臂12需要摆动，故将致动器1固定在万向架42上的粘合剂仅仅涂布在连接件15上。在这样形成的致动器，当通过具有低阻抗的硅结构10在电极32，32之间施加电压时，压电陶瓷体31各沿着其极化方向延伸或收缩。压电陶瓷体31的这种变形可以在箭头x方向上使臂12，12移动(在安置两个臂12平面内，方向基本上与各个臂12的纵方向正交)，从而控制滑动头SL的位置。即，所述两个臂12作为驱动臂工作。致动器1可以导致滑动头SL在通过语音线圈马达和悬臂的配合不能实现的水平下作精确摆动。本实施方案的致动器1可以获得以下效果。由于所述致动器1由单晶硅形成，其中晶体缺陷少，从而臂12可以高精确地控制。并且，由于单晶硅在使用硬盘驱动时的温度范围内不会发生塑性变形，而会发生弹性变形，可以实现具有高可控性的致动器。因致动器1由硅形成，故可以通过利用用于半导体制造过程等的照相平版和微加工技术制成。照相平版技术能够获得精加工，因此可以使致动器1制造得更小，使得致动器1可以完全用作皮-滑动头、飞-滑动头等。当用机加工如切削和研磨生产致动器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种致动器，其特征在于，包括硅结构，整个地由单晶硅形成，具有一对臂和一个将所述臂相互连接的连接部件；以及结合在所述臂上的各自的压电装置。2.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，各个压电装置具有在一个方向上延伸的形状；各个压电装置结合在所述各自臂外侧面上，使得所述压电装置的纵方向沿着所述臂的纵方向延伸。3.如权利要求1或2所述的致动器，其特征在于，其所述压电装置是叠层的压电装置。4.如权利要求1至3任一项所述的致动器，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫野雅一，本间光尚，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：