用于减少颗粒脱落的封装涂层制造技术

本发明专利技术的各实施例涉及涂覆有精确施加到在切块期间暴露出的元件边缘的聚合物材料的封装陶瓷元件。公开了施加所述聚合物的方法、以及特别有用的特定聚合物。例如，可以使用精确施加方法施加所述聚合物材料，诸如将材料精确地直接写到特别期望的位置的喷墨印刷。在照相平版印刷方法的使用中描述了另一种方法。另外，发明专利技术人已经结合某些方面确定聚酰亚胺是特别有用的聚合物材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及封装和涂层领域。在一个特定实施例中，本专利技术的某些方面可用 作陶瓷的涂层，而在更特定的实施例中，可用作在硬盘驱动器中使用的陶瓷的涂层。已有文 献表明当硬盘驱动器工作时，来自陶瓷的颗粒可能从大块衬底上脱离并变得可在盘壳体的 内部移动，可能导致所述驱动器漏读或中断读取器的飞高(fly-height)。本专利技术的实施例 有助于抑制那些颗粒。本专利技术的其它方面涉及用于涂覆该期望涂层的方法。
技术介绍
保持零件和组件的清洁是盘驱动器工业中的主要挑战。已经发现的一个挑战是大 多数盘驱动器零件是通过常规制备方法制备的，这些方法通常导致疏松的或从所述零件上 掉落的并且成为主要污染源的颗粒。盘驱动器制造商通常具有用于确保已组装的驱动器没 有内部颗粒的有效技术。某些公开的关于清洁这种构件的文章假定一旦所述构件被清洁并 被置于正确位置后，在使用期间它们不会脱落颗粒。虽然对于在硬盘驱动器中使用的大多 数常规材料来说该假定可能是正确的，然而随着用于硬盘驱动器的材料_尤其是脆性或易 碎材料的多样性增加，这种假定开始瓦解。可能使用的较新材料的一个示例是陶瓷，诸如压 电陶瓷材料。因此，对于盘驱动器工业的另一个主要挑战是控制在盘驱动器使用期间掉落 的颗粒。作为
技术介绍
，采用微致动器的硬盘驱动器(HDD)系统使用电致动元件通过作为 致动器支臂的“手腕”放置读出磁头。在悬挂级微致动器中，所述电致动元件通常是附着在 致动器支臂的磁头安装块(或机座)与磁头悬挂装置之间的压电材料(通常由PZT制成， 一种被称为锆钛酸铅的Pb&03和PbTiO3的固溶体)。由于压电材料(诸如PZT陶瓷)具有将电能转换为机械能且反之亦然的能力，其 可用于诸如上述的应用中。例如，当将电压施加到PZT时，使PZT经历机械变形，这是一种 称为反压电效应的现象。然而，为了使PZT表现其压电性能，必须在PZT与用于向PZT施加 电压的电极之间具有良好电接触。出于此原因，通常是将PZT元件的顶部和底部表面金属 化，以形成与所述PZT直接接触的电极，而通常保留各侧面裸露，以便不会短路所述陶瓷。该文献意味着，在运行中，当将电压施加到PZT元件时，使其膨胀和收缩，以便相 对致动器支臂移动悬挂装置，所述膨胀和收缩可以导致从所述PZT元件中脱出陶瓷颗粒 (参见，例如，美国专利No. 6，930，861)。如果这些颗粒(它们一般认为是从所述PZT元件 的表面和边缘中产生的)移动到滑撬(其支撑转换磁头)和高速旋转的盘片之间的空间 中，所述盘片和滑撬可能与所述颗粒交互作用而受到损伤，导致数据丢失、损伤记录磁头和 磁头故障。解决使用期间PZT颗粒脱落的方案已包括使用树脂、环氧树脂或等离子体喷射涂 层来涂覆PZT构件。示范涂层包括碳氟聚合物(例如，氟丙烯或全氟聚合物)、聚对二甲苯 及环氧树脂。可以使用浸泡、自流式涂覆、喷射涂覆、旋转涂覆、筛网涂覆、辊筒涂覆或蒸气 沉积技术施加不同涂层。4在一种涂覆方法中，在PZT晶体或陶瓷中切出格网，以在每个PZT元件之间配置宽 沟槽或空间。所述格网用于限定每个单独的PZT元件。随后使涂层树脂，诸如环氧树脂，流 入到每个元件之间的沟槽并使其固化。由于以大于通常所需要的方式来形成所述沟槽，所 以可以在填满环氧树脂的沟槽的中间形成切口，以便提供两侧面均被涂覆的PZT元件。例 如参见美国专利No. 6，393，681。涂覆PZT元件的另一方案涉及施加围绕每个PZT元件周围的绝缘薄膜。所述薄膜 可以是绝缘材料，诸如粘合剂涂覆的树脂带。例如参见美国专利No. 6，661，618。涂覆方法 的另一个示例是在整个元件周围施加非常薄的涂层，可以对其贯穿焊接以便建立与顶部电 极的电连接。例如参见美国专利No. 6，930，861。然而，这些方法的每一个均具有缺点，并且在悬挂装置上的PZT元件一般留下未 被涂覆。例如，诸如硅氧烷的涂覆材料可以导致PZT元件难于机械操控，使得将其组装到盘 驱动器中成为难题。在全部暴露表面(包括金属化区域中的至少一个)上封装的PZT元件 需要去除陶瓷的金属化区域上的无用涂层以便可以附着电极，或者仅施加非常薄的涂层以 便不管所述涂层如何都可以附着电极。用树脂填充格网的空隙并随后加工所述树脂以分隔 元件的工艺需要慎微加工，并且冒着产生所述涂层的薄屑的风险，这种薄屑潜在的损害与 陶瓷颗粒一样。因此，在现有技术中仍然存在对于防止颗粒脱落且在盘驱动器制备期间能 够易于操控的方法和材料的需要。
技术实现思路
本专利技术的实施例是基于以下前提，即对于陶瓷元件(例如，压电元件，尤其是PZT 元件)颗粒脱落的主要区域不是发生在所述元件的金属化区域，而是发生在或接近所述元 件的边缘，并且可以通过这里公开的工艺选择性涂覆这些区域，导致当将该元件组合到期 望应用(例如盘驱动器)中时，可以容易地焊接。结果是，本专利技术的各种实施例涉及涂覆有施加到在切块期间暴露出的元件边缘的 聚合物材料的陶瓷材料，例如压电材料，诸如封装单块、单层或单晶材料、铅基压电多晶材 料或多层陶瓷材料。这些材料中的大多数可以是PZT元件，并且在这里参照PZT元件进行了 描述，但是应该理解的是，可以使用任何其它陶瓷或压电材料，并且应该认为它们也在本发 明的范围内。一般来讲，可以认为，不管单层或多层的任何PZT致动器件和任何陶瓷表面， 都适于在本专利技术的范围内使用。下面的可能材料的示例仅是用于描述，并不意图以任何方 式限制本专利技术。单层或单晶材料的一个示例可以是基于PMN-PT、PZN-PT或PIN-PT的固溶体，其 可以包括(PbAyBa_y)03)(1_x)-(PbTi03)x，其中A可以是Mg、Zn或In，B可以是Nb ；χ在大约 0. 25和0. 60之间，y大约在0. 333和0. 5之间。铅基压电多晶材料的示例可以包括基于 PbZrO3-PbTiO3、PbMgl73Nb273O3-PbZrO3-PbTiO3 ；PbMgl73Nb273O3-PbZrO3-PbTiO3 的固溶体的多晶 陶瓷材料。多层陶瓷材料的示例可以是共烧多层，诸如单块多层致动器，其包括具有嵌入式 金属内部电极的压电材料的薄膜的共烧、烧结迭层，所述嵌入式金属内部电极以与所述迭 层交替的方式突出并且通过外部电极平行电连接。另一种多层制备可以通过配有条带的 陶瓷薄板制成。可以通过丝网印刷在所述薄板上沉积银-钯电极。随后堆叠所述薄板并共烧。共烧技术帮助提供具有高硬度、低驱动电压、高容积效率和快速响应时间的紧凑器件。 对于多层共烧陶瓷的较低成本的替代电极材料包括，但不限于，具有减低的钯和铜百分比 的银-钯电极。多层的另一个实施例可以是多层致动器(MLA)，其是共烧压电陶瓷薄板(通常 5-100微米厚)的致密分层结构，其间交织有丝网印刷的金属电极。内部电极可以在每一 个其它层中具有偏移(如多层电容器中常见的)，这种偏移在每个边缘上产生分立的正和 负连接。可以通过外部电极(厚或薄的膜)将这些内部电极连接在一起，从而能够撑起致 动器并使致动器能够利用任一侧面上的单个连接进行操作。最常见的多层致动器是作为多 片(d33)致动器和弯折器生产的。与整块压电致动器相比，多层致动器可以在低驱动电压 下提供高位移，尤其是当堆叠在一起时。这里公开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备陶瓷元件的方法，该陶瓷元件具有在特定部分上的聚合物涂层，该方法包括：（ａ）提供在安装表面上安装的陶瓷材料，所述陶瓷材料具有金属化区域，并被切割以提供一个或多个具有侧壁的切取元件，该切取元件通过一个或多个空间分隔开；（ｂ）使用喷墨印刷机向所述切取元件侧壁施加聚合物涂层，留下所述元件的金属化区域基本未被涂覆。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：穆罕默德哈桑纳利，卡尔萨鲁波，史蒂夫克弗林，弗雷德M金奥克，
申请(专利权)人：摩根先进陶瓷有限公司，
类型：发明
国别省市：US[]