特許 5943590 圧電素子の製造方法、圧電素子、圧電アクチュエータ、及びヘッド・サスペンション

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5943590

(24)【登録日】2016年6月3日

(45)【発行日】2016年7月5日

(54)【発明の名称】圧電素子の製造方法、圧電素子、圧電アクチュエータ、及びヘッド・サスペンション

(51)【国際特許分類】

   G11B 5/48 20060101AFI20160621BHJP

   H01L 41/23 20130101ALI20160621BHJP

   G11B 21/10 20060101ALN20160621BHJP

【ＦＩ】

   G11B5/48 D

   H01L41/23

   !G11B21/10 N

【請求項の数】8

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2011-262846(P2011-262846)

(22)【出願日】2011年11月30日

(65)【公開番号】特開2012-155832(P2012-155832A)

(43)【公開日】2012年8月16日

【審査請求日】2014年6月5日

(31)【優先権主張番号】特願2011-2507(P2011-2507)

(32)【優先日】2011年1月7日

(33)【優先権主張国】JP

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000004640

【氏名又は名称】日本発條株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110629

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 雄一

(72)【発明者】

【氏名】野嶋 晃

【審査官】 齊藤 健一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−３１０９７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２６６６９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−１９０１１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１４１５６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２２８７６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−６４０３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／０９９４３８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００３−６１３７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３７３４７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１７１１６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／０２６６０８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−２３７１１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２３０４６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１７８３３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−３６７７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２６１８６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−９３４４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１８４１４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ４１／００−４１／４５

Ｇ１１Ｂ５／４８−５／６０

Ｇ１１Ｂ２１／００−２１／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

板状の圧電材料の母材からマイクロアクチュエータに用いる圧電素子を切り出し該切り出しによって前記圧電素子外周の端面を形成する切出工程と、
前記圧電素子の端面に高分子化合物を蒸着重合してコーティングを形成するコーティング形成工程と、
前記圧電素子の両側面に給電用の他部材に接続される電極を形成する電極形成工程と、
前記電極の前記他部材に対する被接続部を覆う前記蒸着重合用のマスクを取り付けるマスキング工程とを備え、
前記切出工程は、前記圧電素子を複数隣接させるように格子状に切り出して前記圧電素子の相互間に切り出しによる隙間を形成すると共に該複数の圧電素子を少なくとも給電による変形方向で同列上に配置させ、
前記マスキング工程は、前記複数の圧電素子にわたって前記圧電素子よりも幅の狭い帯状のマスクを配置し、又は前記圧電素子より面積の小さなマスクを配置し、
前記各マスクは、マスク本体部に支持され、
前記マスク本体部と前記各マスクとで前記隙間よりも大きな幅で前記隙間のうち少なくとも前記変形方向に沿った隙間を囲む閉じ断面を構成し前記隙間に沿って板厚方向に連通する空間部を設け、
前記蒸着重合は、前記空間部に入り込むガス化したポリマー雰囲気が前記隙間に入り込むことを介して行われる、
ことを特徴とする圧電素子の製造方法。

【請求項2】

請求項１記載の圧電素子の製造方法であって、
前記蒸着重合は、前記圧電素子の分極が消失しない温度で行われる、
ことを特徴とする圧電素子の製造方法。

【請求項3】

請求項１又は２記載の圧電素子の製造方法であって、
前記蒸着重合は、キュリー点の１／２〜１／３の範囲の温度で行われる、
ことを特徴とする圧電素子の製造方法。

【請求項4】

請求項１〜３の何れか1項に記載の圧電素子の製造方法であって、
前記高分子化合物は、ポリ尿素又はパリレンである、
ことを特徴とする圧電素子の製造方法。

【請求項5】

請求項１〜４の何れか1項に記載の圧電素子の製造方法であって、
前記マスキング工程は、前記同列上の複数の圧電素子にわたって帯状のマスクを配置する、
ことを特徴とする圧電素子の製造方法。

【請求項6】

請求項１〜５の何れか1項に記載の圧電素子の製造方法であって、
前記電極形成工程は、前記母材の両側面に対し前記圧電素子と共に切り出されて前記電極を構成する導電性金属層を形成し、
前記切出工程は、前記母材の一側面側に前記導電性金属層を覆う保持シートを取り付けると共に該保持シート上で前記切り出しを行い、
前記マスキング工程は、前記母材の他側面側の導電性金属層からなる前記電極に前記マスクの取り付けを行う、
ことを特徴とする圧電素子の製造方法。

【請求項7】

請求項１〜６の何れか1項に記載の圧電素子の製造方法であって、
前記蒸着重合は、原料モノマーを加熱により気化させ該気化した原料モノマーを前記圧電素子の端面上で重合させる、
ことを特徴とする圧電素子の製造方法。

【請求項8】

請求項１〜７の何れか1項に記載の圧電素子の製造方法であって、
前記蒸着重合は、原料ガスを熱により分解して気化状態のモノマーを形成し、該モノマーが前記圧電素子の端面に接触すると熱を奪われて重合する、
ことを特徴とする圧電素子の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、給電状態に応じて変形する圧電素子の製造方法、圧電素子、圧電アクチュエータ、及びヘッド・サスペンションに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、情報機器の小型化、精密化が急速に進展し、微小距離での位置決め制御が可能なマイクロ・アクチュエータの需要が高まっている。例えば、光学系の焦点補正や傾角制御、インクジェット・プリンタ装置、磁気ディスク装置のヘッド・アクチュエータ等の技術分野での要請がある。

【0003】

磁気ディスク装置では、単位長さあたりのトラック数 (TPI : Track Per inch)を増大して記憶容量を大きくしているため、トラックの幅が益々狭くなっている。

【0004】

このため、トラック幅方向の磁気ヘッド位置決め精度の向上が必要となり、微細領域で高精度の位置決めが可能なアクチュエータが望まれていた。

【0005】

こうした要請に応える技術としては、例えば特許文献１のように、いわゆるデュアル・アクチュエータ方式のヘッド・サスペンションがある。このヘッド・サスペンションは、キャリッジを駆動するボイス・コイル・モータの他に、ベース・プレートとロード・ビームとの間に圧電素子を有する圧電アクチュエータが設けられている。

【0006】

従って、デュアル・アクチュエータ方式のヘッド・サスペンションでは、ボイス・コイル・モータによる旋回駆動に加え、圧電素子の給電状態に応じた変形によりロード・ビームを介して先端のヘッド部をスウェイ方向へ微少移動させることができる。これにより、磁気ヘッドの位置決めを高精度に行うことができる。

【0007】

こうしたヘッド・サスペンションに用いられる圧電素子は、板状の圧電材料の母材から切り出されると共に切り出しによって外周の端面が形成されるので、その端面から発塵し易いものとなっている。発塵によるパーティクル（微粒子）は、高速回転しているディスクとスライダとの間に入り込む等して磁気ディスク装置を損傷させるおそれがある。

【0008】

このため、圧電素子には、例えば特許文献２のように、その製造時に端面をコーティングして発塵を防止することが行われている。

【0009】

この従来技術では、複数の圧電素子を隣接状態で格子状に切り出すと共に隣接する圧電素子の端面間に隙間を形成する。そして、形成された隙間に対してインクジェット方式で高分子化合物を供給し、複数の圧電素子の端面にコーティングを形成している。

【0010】

しかしながら、かかる従来技術では、隣接する圧電素子間の隙間幅が５０μｍ程度と狭く、インクジェット方式ではコーティングを確実に形成することができなかった。一方、隙間幅を大きくすれば、コーティングを確実に形成することはできるものの、母材に対する圧電素子の歩留まりが低下する。

【0011】

これに対し、各圧電素子に対して個別にコーティングを形成することも考えられるが、圧電素子の製造効率が低下することになり、結果としてコーティングの形成が困難なものとなっていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】特開２００２-１８４１４０号公報

【特許文献2】国際公開第ＷＯ２００９／０９９４３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

解決しようとする問題点は、圧電素子の歩留まりを低下させることなく端面へのコーティングの確実な形成が困難であった点である。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明は、圧電素子の歩留まりを低下させることなく端面へのコーティングを容易且つ確実に形成するために、板状の圧電材料の母材からマイクロアクチュエータに用いる圧電素子を切り出し該切り出しによって前記圧電素子外周の端面を形成する切出工程と、前記圧電素子の端面に高分子化合物を蒸着重合してコーティングを形成するコーティング形成工程と、前記圧電素子の両側面に給電用の他部材に接続される電極を形成する電極形成工程と、前記電極の前記他部材に対する被接続部を覆う前記蒸着重合用のマスクを取り付けるマスキング工程とを備え、前記切出工程は、前記圧電素子を複数隣接させるように格子状に切り出して前記圧電素子の相互間に切り出しによる隙間を形成すると共に該複数の圧電素子を少なくとも給電による変形方向で同列上に配置させ、前記マスキング工程は、前記複数の圧電素子にわたって前記圧電素子よりも幅の狭い帯状のマスクを配置し、又は前記圧電素子より面積の小さなマスクを配置し、前記各マスクは、マスク本体部に支持され、前記マスク本体部と前記各マスクとで前記隙間よりも大きな幅で前記隙間のうち少なくとも前記変形方向に沿った隙間を囲む閉じ断面を構成し前記隙間に沿って板厚方向に連通する空間部を設け、前記蒸着重合は、前記空間部に入り込むガス化したポリマー雰囲気が前記隙間に入り込むことを介して行われることを最も主な特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、蒸着重合によるガス化したポリマー雰囲気でコーティングを形成するため、圧電素子の歩留まりを低下させることなく端面へのコーティングを容易且つ確実に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】圧電素子を備えたヘッド・サスペンションの概略構成の一例を示す斜視図である（実施例１）。

【図2】図１のＩＩ−ＩＩ線矢視に係る断面図である（実施例１）。

【図3】図１の圧電素子の一側面側から見た斜視図である（実施例１）。

【図4】図１の圧電素子の他側面側から見た斜視図である（実施例１）。

【図5】圧電素子の製造方法を示すフローチャートである（実施例１）。

【図6】焼成された圧電材料の母材を示す斜視図である（実施例１）。

【図7】図６の母材に導電性金属層を形成した状態を示す斜視図である（実施例１）。

【図8】図７の母材から複数の圧電素子を切り出した状態を示す平面図である（実施例１）。

【図9】図８の複数の圧電素子の拡大斜視図である（実施例１）。

【図10】図８の複数の圧電素子に対するマスクの取り付け状態の一部を示す正面図である（実施例１）。

【図11】図１０の複数の圧電素子とマスクとの関係を示す平面図である（実施例１）。

【図12】蒸着重合ユニットを示す概略構成図である（実施例１）。

【図13】圧電素子の製造方法に係り、複数の圧電素子とマスクとの関係を示す平面図である（実施例２）。

【図14】蒸着重合ユニットの概略構成を示すブロック図である（実施例３）。

【発明を実施するための形態】

【0017】

圧電素子の歩留まりを低下させることなく端面へのコーティングを容易且つ確実に形成するという目的を、高分子化合物の蒸着重合によって実現した。

【実施例1】

【0018】

［ヘッド・サスペンションの概略構成］
図１は本発明の実施例１に係る圧電素子を備えたヘッド・サスペンションの概略構成の一例を示す斜視図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線矢視に係る断面図、図３は図１の圧電素子の一側面側から見た斜視図、図４は図１の圧電素子の他側面側から見た斜視図である。

【0019】

ヘッド・サスペンション１は、図１及び図２のように、被駆動部材としてのロード・ビーム３と、基部としてのベース・プレート５と、圧電アクチュエータ７とを備えている。

【0020】

ロード・ビーム３は、先端側のヘッド部９に負荷荷重を与えるもので、剛体部１１とばね部１３とを備えている。剛体部１１は、例えばばね性を有するステンレス鋼等の金属製薄板からなり、その板厚は、３０〜１５０μｍ程度に設定されている。

【0021】

剛体部１１の幅方向両側は、その延設方向の先端側から基端側にわたって曲げ縁１５ａ，１５ｂが立ち上げ形成され、剛体部１１の剛性を向上している。剛体部１１の基端側には、ばね部１３が一体に設けられている。

【0022】

ばね部１３は、幅方向中央部の窓部１７を貫通形成することで形成され、窓部１７両側の一対の脚部１９ａ，１９ｂからなっている。なお、ばね部は、剛体部とは別体で形成すると共にレーザー溶接等によって剛体部に固着してもよい。

【0023】

かかるロード・ビーム３には、フレキシャ２１が取り付けられている。

【0024】

フレキシャ２１は、ばね性を有する薄いステンレス鋼圧延板（ＳＳＴ）等の導電性薄板２３を備えている。導電性薄板２３の板厚は、１０〜２５μｍ程度に設定されている。導電性薄板２３上には、電気絶縁層２５を介して信号伝送用及び給電用の配線パターン２７が形成されている。

【0025】

このフレキシャ２１は、ロード・ビーム３にレーザー溶接等によって固着され、ベース・プレート５側からロード・ビーム３の先端側にかけて配索されている。フレキシャ２１の先端側には、ヘッド部９のスライダ（図示せず）が支持されている。スライダには、フレキシャ２１の配線パターン２７の一端が導通接続されている。

【0026】

前記ロード・ビーム３の基端側（ばね部１３の基端側）は、ベース・プレート５に支持されている。従って、ベース・プレート５は、ロード・ビーム３を介してヘッド部９を支持する。

【0027】

このベース・プレート５は、例えばステンレス鋼等の金属製薄板からなり、その板厚は、１５０〜２００μｍ程度に設定される。ベース・プレート５には、略円形状のボス部２９が設けられている。このボス部２９を介して、ベース・プレート５は、図示しないキャリッジ側に取り付けられボイス・コイル・モータによって旋回駆動されるようになっている。ベース・プレート５とロード・ビーム３との間には、圧電アクチュエータ７が介設されている。

【0028】

圧電アクチュエータ７は、アクチュエータ・ベース３１及び一対の圧電素子３３，３３を備え、圧電素子３３，３３の給電状態に応じた変形によりロード・ビーム３を介してヘッド部９をスウェイ方向に微小駆動させるようになっている。

【0029】

アクチュエータ・ベース３１は、ベース・プレート５の先端側に一体に設けられている。ただし、アクチュエータ・ベースは、ベース・プレートに対して別体に形成すると共にレーザー溶接等によって固着してもよい。

【0030】

アクチュエータ・ベース３１の幅方向両側には、平面視で略矩形形状の一対の開口部３５，３５が設けられている。各開口部３５は、アクチュエータ・ベース３１の板厚方向両側で開口すると共に幅方向縁部で開口している。この開口部３５には、受け部３７，３９が設けられている。

【0031】

受け部３７，３９は、開口部３５の縁部において、アクチュエータ・ベース３１に対するパーシャル・エッチング等によって形成されている。これにより、受け部３７，３９は、それぞれ開口部３５の内周面４１，４３に一体に設けられている。この受け部３７，３９は、開口部３５に対して磁気ディスク装置のディスク側の開口縁部に沿って配置され、ヘッド・サスペンション１の延設方向で開口部３５の内周面４１，４３から内側に突出している。

【0032】

なお、受け部３７，３９は、開口部３５の内周面４１，４３とは別体に構成することも可能である。この場合は、ロード・ビーム側に受け部材を一体に設け、これをアクチュエータ・ベースと重ね合わせることで開口部の開口縁部に沿った受け部を形成すればよい。

【0033】

開口部３５内には、圧電素子３３が接着剤４５を介して収容状態で取り付けられている。圧電素子３３は、図１〜図４のように、素子本体４７とコーティング４９，５１とを備えている。

【0034】

素子本体４７は、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等の圧電セラミックスからなり、給電状態に応じてヘッド・サスペンション１の延設方向で伸縮変形する。従って、本実施例では、ヘッド・サスペンション１の延設方向が圧電素子３３の変形方向に一致し、幅方向が圧電素子３３の変形方向に対する交差方向に一致する。

【0035】

素子本体４７は、アクチュエータ・ベース３１の開口部３５よりも僅かに小さい略矩形板状に形成されている。素子本体４７の板厚は、例えば、７０〜２００μｍ程度に設定される。

【0036】

素子本体４７の一側面には、一側電極５３が形成されている。一側電極５３は、金（Ａｕ）等の導電性金属板からなる。この一側電極５３は、表面が全体として外部に露出して、アクチュエータ・ベース３１の表面５５に略面一となっている。

【0037】

一側電極５３の一部には、アクチュエータ・ベース３１の表面５５に対する被接続部５７が形成されている。被接続部５７は、例えば導電性ペースト５８を介してアクチュエータ・ベース３１の表面５５に導電接続されている。

【0038】

これにより、圧電素子３３は、アクチュエータ・ベース３１に接地されている。従って、アクチュエータ・ベース３１は、圧電素子３３に対する給電用の他部材を構成している。

【0039】

素子本体４７の他側面には、他側電極５９が形成されている。他側電極５９は、一側電極５３と同様、金（Ａｕ）等の導電性金属板からなる。他側電極５９上には、後述するコーティング４９，５１が幅方向の両側に形成されている。

【0040】

このため、他側電極５９の表面は、幅方向の中間部のみが外部に露出する露出部６１となっている。露出部６１の中央部分には、フレキシャ２１の配線パターン２７に対する被接続部６３が形成されている。

【0041】

他側電極６１の外周側は、延設方向の両側で開口部３５の受け部３７，３９に対向配置されている。この外周側が接着剤４５を介して受け部３７，３９に受けられ支持されている。延設方向の受け部３７，３９間では、他側電極５９の露出部６１がディスク側に露出している。

【0042】

露出部６１の被接続部６３には、フレキシャ２１の配線パターン２７が導通接続されフレキシャ２１を介して圧電素子３３への給電が可能となっている。従って、フレキシャ２１は、圧電素子３３に対する給電用の他部材となっている。

【0043】

他側電極５９の被接続部６３とフレキシャ２１の配線パターン２７間の導通接続は、例えばボンディング・ワイヤー６５によって行われている。なお、上記導通接続には、ボンディング・ワイヤー６５に代えて、導電性接着剤等を用いることも可能である。

【0044】

素子本体４７の外周には、平面からなる端面６７，６９，７１，７３が形成されている。延設方向の端面６７，６９（「変形方向の端面６７，６９」とも称する）は、開口部３５の内周面４１，４３に対向すると共に接着剤４５を介して接続されている。

【0045】

幅方向の端面７１，７３（「交差方向の端面７１，７３」とも称する）には、コーティング４９，５１が設けられている。コーティング４９，５１は、例えばポリ尿素やパリレン（ポリパラキシリレン系ポリマー）等の高分子化合物を端面７１，７３に蒸着重合することで形成されている。

【0046】

コーティング４９，５１は、圧電素子３３の端面７１，７３から他側電極５９の幅方向両側にかけて連続して被覆形成されている。また、圧電素子３３の延設方向の端面６７，６９においても、少なくとも他側電極５９と対応する範囲においてコーティング４９，５１が連続して形成されている。コーティング４９，５１の膜厚は、例えば１μｍ程度となっている。

【0047】

前記接着剤４５は、圧電素子３３の延設方向の端面６７，６９と開口部３５の内周面４１，４３との対向間から圧電素子３３と受け部３７，３９との対向間にかけて充填・硬化された非導電性の液状接着剤からなる。接着剤４５としては、公知の非導電性接着剤を用いることができる。

【0048】

この接着剤４５は、圧電素子３３の端面６７，６９と開口部３５の内周面４１，４３及び受け部３７，３９との間を埋め、圧電素子３３のアクチュエータ・ベース３１に対する取り付けと共に絶縁性及び変形（駆動力）の伝達性を確保する。加えて、接着剤４５は、圧電素子３３の延設方向の端面６７，６９を全体として被覆するコーティングとしても機能する。

【0049】

従って、圧電素子３３は、延設方向の端面６７，６９が接着剤４５によって被覆されると共に幅方向の端面７１，７３がコーティング４９，５１によって被覆されているので、端面６７，６９，７１，７３からの発塵が確実に防止されている。
［圧電素子の製造方法］
図５は本発明の実施例１に係る圧電素子の製造方法を示すフローチャートである。なお、図５では、圧電素子３３の製造からヘッド・サスペンション１への組付けまでの全行程のフローチャートを示している。

【0050】

圧電素子３３の製造方法は、ステップＳ１の母材形成工程であるＰＺＴ焼成、ステップＳ２の電極形成工程である電極形成・分極、ステップＳ３の切出工程であるダイシング、ステップＳ４のマスキング工程であるマスク取付、ステップＳ５のコーティング形成工程である蒸着重合コーティング、ステップＳ６の組付工程であるＰＺＴ組付けが行われる。

【0051】

まずステップＳ１のＰＺＴ焼成では、圧電材料であるＰＺＴの材料粉を金型等で所定の圧力を加えながら昇温し、材料粉を焼結させて板状のＰＺＴの母材７５を焼成する。

【0052】

図６は、焼成された板状の圧電材料の母材を示す斜視図である。

【0053】

本実施例の母材７５は、図６のように、略矩形板状に形成され、その板厚ｔが１００μｍ程度となっている。こうして母材７５が形成された後は、ステップＳ２へ移行する。

【0054】

図７は、図６の母材に導電性金属層を形成した状態を示す斜視図である。

【0055】

ステップＳ２の電極形成・分極では、図７のように、母材７５の両側面に、蒸着、スパッタリング、メッキ、又は金属ペースト等によって電極としての金（Ａｕ）等の導電性金属層７７，７９を成膜する。

【0056】

導電性金属層７７，７９を形成した後は、母材７５の分極処理が行われる。分極処理は、導電性金属層７７，７９を介して母材７５に対して直流高電界を印加し、強誘電体に圧電活性を与える。

【0057】

この分極処理としては、例えばシリコンオイルの中で高電圧を印加する方法やシリコンオイルを用いずに絶縁性の高いガス中で高電圧を印加したり或いはコロナ放電を利用する方法等がある。こうして分極処理が行われた後は、ステップＳ３へ移行する。

【0058】

図８は図７の母材から複数の圧電素子を切り出した状態を示す平面図、図９は図８の複数の圧電素子の拡大斜視図である。

【0059】

ステップＳ３のダイシングでは、図８及び図９のように、母材７５の一側面側に導電性金属層７７を覆う保持シートとしてのダイシング・テープ８１を予め取り付け、ダイシング・テープ８１をダイシング・フレーム８３に保持させておく。

【0060】

なお、母材７５の他側面側にダイシング・テープ８１を取り付けることも可能である。この場合は、以下の説明において母材７５及び圧電素子３３の一側と他側とを逆にして適用すればよい。

【0061】

この状態で、図示しないダイシング・ソーによって母材７５から複数の圧電素子３３を切り出す。このとき、圧電素子３３には、導電性金属層７７，７９も共に切り出されて一側電極５３及び他側電極５９が形成される。

【0062】

切り出し時には、複数の圧電素子３３を少なくとも給電による変形方向で同列上に隣接配置させ、隣接する圧電素子３３の変形方向の端面６７，６９間に隙間Ｇ１を形成する。

【0063】

本実施例では、複数の圧電素子３３を格子状に複数列配置し、各列の圧電素子３３の端面７１，７３間に隙間Ｇ２が形成されている。なお、隙間Ｇ１及びＧ２は、例えば５０μｍ程度に設定されている。

【0064】

この圧電素子３３の切り出し後は、複数の圧電素子３３をダイシング・テープ８１上に保持した状態（保持セット８５）でステップＳ４へ移行する。

【0065】

図１０は図８の複数の圧電素子に対するマスクの取り付け状態の一部を示す正面図、図１１は図１０の複数の圧電素子とマスクとの関係を示す平面図である。

【0066】

ステップＳ４のマスク取付では、図１０及び図１１のように、保持セット８５の同列上の複数の圧電素子３３にわたって帯状のマスク８７を配置する。マスク取付には、マスク治具９１が用いられる。

【0067】

マスク治具９１は、複数本のマスク８７が保持セット８５の各列に対応してマスク本体部８９に支持されている。このマスク治具９１を保持セット８５側に近接させ、各マスク８７を対応する列の圧電素子３３の他側電極５９に当接させる。

【0068】

マスク８７は、圧電素子３３の変形方向に対する交差方向（以下、単に「交差方向」と称する）の寸法よりも狭い幅方向の寸法となっており、圧電素子３３の交差方向の中央部を通っている。このため、マスク８７は、同列上の圧電素子３３の他側電極５９中央部を覆い、少なくとも他側電極５９の被接続部６３を覆うことができる。

【0069】

また、各マスク８７の隣接間には空間部Ｓが設けられ、空間部Ｓは隣接する列の圧電素子３３の端面７１，７３間の隙間Ｇ２上に位置する。この空間部Ｓは、マスク８７の取り付けによって閉じ断面となった隙間Ｇ２を拡大するように板厚方向で連通している。こうして保持セット８５にマスク８７を取り付けた状態（マスキングセット９３）でステップＳ５に移行する。

【0070】

図１２は、蒸着重合ユニットを示す概略構成図である。

【0071】

ステップＳ５の蒸着重合コーティングでは、図１２のように蒸着重合ユニット９５を用い、図１０及び図１１のマスキングセット９３の各圧電素子３３の交差方向の端面７１，７３にコーティング４９，５１を形成する。

【0072】

蒸着重合ユニット９５は、物理蒸着法（ＰＶＤ）によって蒸着重合を行うものであり、蒸着重合対象となるマスキングセット９３を収容する重合室９７を備えている。

【0073】

重合室９７には、２種類の原料モノマーの供給源となる一対の気化器９９ａ，９９ｂが、一対の吸気管１０１ａ，１０１ｂを介して連通接続されている。一対の気化器９９ａ，９９ｂにおいて気化された原料モノマーは、それぞれ一対の吸気管１０１ａ，１０１ｂを介して重合室９７へと導入される。

【0074】

一対の気化器９９ａ，９９ｂは、一対のハウジング１０３ａ，１０３ｂの内部に、原料モノマーを収容するための一対のモノマー容器１０５ａ，１０５ｂと、各原料モノマーを加熱するための一対の気化用熱源１０７ａ，１０７ｂと、をそれぞれ設けて構成されている。

【0075】

本実施例では、ポリ尿素を形成するための原料モノマーとして、例えば、モノマー容器１０５ａに４，４′−ジフェニルメタンジイソシアナート（ＭＤＩ）等のジイソシアナート化合物が収容され、モノマー容器１０５ｂに４，４′−ジアミノジフェニルメタン（ＭＤＡ）等のジアミン化合物が収容されている。

【0076】

なお、パリレンを形成する場合は、モノマー容器１０５ａ及び１０５ｂの一方にのみジパラキシリレン（ＤＰＸ）固体を入れる。

【0077】

吸気管１０１ａ，１０１ｂには、それぞれ蒸着重合時に開閉される吸気弁１０２ａ，１０２ｂが設けられている。この吸気弁１０２ａ，１０２ｂの開閉により、コーティング４９，５１の膜厚を調整可能としている。

【0078】

重合室９７は、モノマー混合槽１０９と反応槽１１１とが連通して設けられている。モノマー混合槽１０９は、供給された各原料モノマーを混合して反応槽１１１側に供給する。反応槽１１１は、供給された原料モノマーにより、マスキングセット９３の各圧電素子３３の端面７１，７３に対する蒸着重合反応を行わせる。

【0079】

反応槽１１１は、マスキングセット９３が載置されるワーク台１１３を備えている。また、反応槽１１１は、排気管１１５が連通接続され、蒸着重合反応後の反応槽１１１内の雰囲気ガスを排気可能となっている。

【0080】

排気管１１５には、所定のタイミングで開閉される排気弁１１７が設けられている。この排気弁１１７及び上記一対の吸気弁１０２ａ，１０２ｂには、駆動制御部１１９が接続されている。駆動制御部１１９は、これらの弁１１７，１０２ａ，１０２ｂの開閉を制御すると共に蒸着重合反応プロセスに係るシーケンス制御を実行するようになっている。

【0081】

この蒸着重合ユニット９５による蒸着重合では、重合室９７のワーク台１１３にマスキングセット９３を載置しておき、駆動制御部１１９からの動作指令により一対の吸気弁１０２ａ，１０２ｂを開放させて所定時間の蒸着重合反応プロセスが実行される。

【0082】

この蒸着重合は、高真空（真空蒸着）又は不活性ガスのような重合室９７内の雰囲気条件下で、圧電素子３３の分極が消失しない温度、例えばキュリー点の１／２〜１／３の範囲の温度で行われる。

【0083】

かかる蒸着重合反応プロセスにより、重合室９７内では、気化した原料モノマーがマスキングセット９３のマスク８７の取付部分以外に蒸着重合してコーティング４９，５１を形成する。

【0084】

すなわち、気化した原料モノマーは、図１０及び図１１のマスキングセット９３において、マスク治具９１の空間部Ｓに入り込むと共に空間部Ｓに連通した圧電素子３３の列間の隙間Ｇ２に入り込む。従って、各圧電素子３３の交差方向の端面７１，７３及び空間部Ｓに面する他側電極５９には、蒸着重合反応によるコーティング４９，５１が形成される。

【0085】

このように、本実施例では、蒸着重合によるガス化したポリマー雰囲気でコーティング４９，５１の形成を行う。このため、本実施例では、隙間Ｇ２の寸法が５０μｍ程度と極めて狭い場合であっても、圧電素子３３の交差方向の端面７１，７３に対して薄く均一な厚みのコーティング４９，５１を確実に形成することができる。

【0086】

しかも、隙間Ｇ２は、マスク治具９１の空間部Ｓにマスキングセット９３の板厚方向で連通しているため、空間部Ｓから気化した原料モノマーを容易且つ確実に入り込ませることができる。この結果、圧電素子３３の交差方向の端面７１，７３上で気化した原料モノマーを重合させてコーティング４９，５１を確実に形成することができる。

【0087】

さらに、隙間Ｇ２は、空間部Ｓに連通しながら閉じ断面となっているため、空間部Ｓと共に気化した原料モノマーを案内しながらコーティング４９，５１を確実に形成させることができる。

【0088】

なお、圧電素子３３の変形方向の端面６７，６９間では、隙間Ｇ１上を板厚方向で閉止するようにマスク８７が通っているため、上記のように空間部Ｓが隙間Ｇ１に連通していない。このため、圧電素子３３の変形方向の端面６７，６９は、十分なコーティングを形成できないおそれがある。

【0089】

しかし、これらの端面６７，６９は、ヘッド・サスペンション１への取付状態で接着剤４５による被覆が行われることから、コーティングが形成されなくても問題はない。ただし、空間部Ｓに面する部分では、圧電素子３３の変形方向の端面６７，６９間においても隙間Ｇ１が空間部Ｓに連通し、この範囲においてコーティング４９，５１が連続して形成される。

【0090】

こうして形成された薄く均一な厚みのコーティング４９，５１は、圧電素子３３の変位特性を損なうことがない。また、コーティング４９，５１は、圧電素子３３の交差方向の端面７１，７３から他側電極５９上の一部並びに変形方向の端面６７，６９の一部にかけて連続して形成されるため、強度の向上を図ることができる。

【0091】

一方、マスク８７の取付部分では、圧電素子３３の他側電極５９上にコーティング４９，５１によって覆われない露出部６１を形成し、この露出部６１内にフレキシャ２１に対する被接続部６３を形成することができる。

【0092】

また、圧電素子３３の一側電極５３は、ダイシング・テープ８１によって覆われているので、ダイシング・テープ８１がマスクとして機能することにより表面全体が露出部となる。

【0093】

このようにコーティング４９，５１形成が行われた後は、ステップＳ６へ移行する。

【0094】

ステップＳ６のＰＺＴ組付けでは、予めヘッド・サスペンション１をサブ・アッセンブリー（図示せず）状態としておき、図１及び図２のようにアクチュエータ・ベース３１の各開口部３５に圧電素子３３を取り付ける。取り付けの際は、開口部３５の内周面４１，４３及び受け部３７，３９上に接着剤４５を塗布し、開口部３５内に圧電素子３３を収容させる。

【0095】

このとき、圧電素子３３は、変形方向の端面６７，６９が接着剤４５によって被覆され、端面６７，６９，７１，７３全てが被覆されることになる。

【0096】

その後は、圧電素子３３の一側電極５３の被接続部５７とアクチュエータ・ベース３１の表面５５との間を導電性ペースト５８によって導通接続し、且つ他側電極５９の被接続部６３とフレキシャ２１の配線パターン２７との間をボンディング・ワイヤー６５によって導通接続する。

【0097】

こうして、圧電素子３３の製造及び製造された圧電素子３３のヘッド・サスペンション１（圧電アクチュエータ７）への組付けが完了する。
［実施例１の効果］
本実施例の圧電素子３３の製造方法では、板状の圧電材料の母材７５から圧電素子３３を切り出し該切り出しによって圧電素子３３外周の端面６７，６９，７１，７３を形成する切出工程としてのダイシング（ステップＳ４）と、圧電素子３３の交差方向の端面７１，７３に高分子化合物を蒸着重合してコーティングを形成するコーティング形成工程としての蒸着重合コーティング（ステップＳ５）とを行う。

【0098】

従って、本実施例の圧電素子３３の製造方法では、母材７５から複数の圧電素子３３を切り出す場合であっても、圧電素子３３間を近接させながら蒸着重合によるガス化したポリマー雰囲気で圧電素子３３の端面７１，７３に対してコーティング４９，５１を確実に形成することができる。

【0099】

この結果、本実施例の圧電素子３３の製造方法では、圧電素子３３の歩留まりを低下させることなく端面７１，７３へのコーティングを容易且つ確実に形成することができる。

【0100】

しかも、形成されたコーティング７１，７３は、薄く均一な厚みを有し、圧電素子３３の変形特性の影響を低減すると共に強度低下を抑制することができる。

【0101】

また、本実施例では、蒸着重合が圧電素子３３の分極が消失しない温度で行われるので、製品としての圧電素子３３を確実に得ることができ、歩留まりの低下を抑制することができる。

【0102】

しかも、本実施例では、蒸着重合がキュリー点の１／２〜１／３の範囲の温度で行われるので、より確実に歩留まりの低下を抑制することができる。

【0103】

本実施例では、高分子化合物がポリ尿素又はパリレンであるため、圧電素子３３の分極が消失しない温度或いはキュリー点の１／２〜１／３の範囲の温度による蒸着重合を確実に実現することができる。

【0104】

また、本実施例の圧電素子３３の製造方法では、圧電素子３３の両側面に給電用の他部材であるアクチュエータ・ベース３１及びフレキシャ２１に接続される一側電極５３及び他側電極５９を形成する電極形成工程としての電極形成・分極（ステップＳ２）と、他側電極５９のフレキシャ２１に対する被接続部６３を覆う蒸着重合用のマスク８７を取り付けるマスキング工程としてのマスク取付（ステップＳ４）とを行う。

【0105】

従って、本実施例では、蒸着重合によって圧電素子３３の交差方向の端面７１，７３にコーティング４９，５１を形成することができながら、他側電極５９のフレキシャ２１に対する導通接続を確保することができる。

【0106】

本実施例では、ダイシングにより、圧電素子３３を複数隣接させて切り出すと共に該複数の圧電素子３３を少なくとも給電による変形方向で同列上に配置させ、マスク取付により、同列上の複数の圧電素子３３にわたって帯状のマスク８７を配置する。

【0107】

従って、本実施例では、各圧電素子３３に対して個別にマスク取付を行う必要がなく、容易且つ確実にマスク取付を行うことができる。

【0108】

さらに、本実施例では、複数の圧電素子３３が格子状に複数列配置されると共に各列の隣接間に隙間Ｇ２を備え、該隙間Ｇ２を介して蒸着重合が行われるため、複数の圧電素子３３に対する蒸着重合によるコーティング４９，５１の形成を容易且つ確実に行わせることができる。

【0109】

しかも、マスク治具９１等を用いて複数列に対して同時にマスク８７を取り付けることが可能となり、より容易且つ確実にマスク取付を行うことができる。

【0110】

マスク８７は、マスク本体８９に複数設けられ、その隣接間に隙間Ｇ２に連通する空間部Ｓを備えている。

【0111】

従って、本実施例では、マスク８７が取り付けられた状態で、空間部Ｓから気化した原料モノマーを隙間Ｇ２に対して容易且つ確実に入り込ませることができる。この結果、圧電素子３３の交差方向の端面７１，７３に対してコーティング４９，５１を確実に形成することができる。

【0112】

さらに、本実施例では、空間部Ｓが隙間Ｇ２と共に閉じ断面を構成するので、隙間Ｇ２が空間部Ｓと共に気化した原料モノマーを案内しながらコーティング４９，５１を確実に形成することができる。

【0113】

電極形成・分極の際は、母材７５の両側面に対し圧電素子３３と共に切り出されて板側電極５３及び他側電極５９を構成する導電性金属層７７，７９を形成し、ダイシング時には、母材７５の一側面側に導電性金属層７７を覆うダイシング・テープ８１を取り付けると共に該ダイシング・テープ８１上で圧電素子３３の切り出しを行い、マスク取付時には、母材７５の他側面側の導電性金属層７９からなる他側電極５９にマスク８７の取り付けを行う。

【0114】

従って、本実施例では、母材７５の一側面側に取り付けたダイシング・テープ８１をマスクとして利用することができ作業の簡素化を図ることができる。

【0115】

また、本実施例の製造方法によって製造された圧電素子３３は、給電状態に応じて変形する板状の素子本体４７と、該素子本体４７の外周に形成された端面６７，６９，７１，７３と、少なくとも素子本体４７の変形方向に対する交差方向の端面７１，７３に形成され蒸着重合された高分子化合物からなるコーティング４９，５１とを備えている。

【0116】

従って、圧電素子３３では、コーティング４９，５１が薄く均一な厚みを有し、コーティング４９，５１の変形特性への影響を低減すると共にコーティング４９，５１の強度低下を抑制できる。

【0117】

また、圧電素子３３を有する圧電アクチュエータ７は、基部としてのベース・プレート５と被駆動部としてのロード・ビーム３との間に配置されたアクチュエータ・ベース３１と、アクチュエータ・ベース３１に設けられて圧電素子３３を収容する開口部３５と、開口部３５の内周面４１，４３と圧電素子３３の変形方向の端面６７，６９との間を接着すると共に該端面６７，６９を覆う接着剤４５とを備えている。

【0118】

このため、圧電アクチュエータ７では、圧電素子３３の変形方向の端面６７，６９が接着剤４５によって被覆されると共に交差方向の端面７１，７３がコーティング４９，５１によって被覆され、全端面６７，６９，７１，７３からの発塵を確実に防止することができる。

【0119】

この圧電アクチュエータ７を備えたヘッド・サスペンション１は、圧電素子３３からのパーティクルによる磁気ディスク装置の損傷を確実に防止することができ、長期信頼性を向上することができる。

【実施例2】

【0120】

図１３は、本発明の実施例２の圧電素子の製造方法に係り、複数の圧電素子とマスクとの関係を示す平面図である。なお、本実施例では、上記実施例１と基本構成が共通しているため、対応する部分に同符号或いは同符号にＡを付して重複した説明を省略する。

【0121】

本実施例の圧電素子の製造方法は、図１３のように、実施例１の帯状のマスク８７に代えて、円柱状のマスク８７Ａを用いたものである。

【0122】

すなわち、マスク治具９１Ａは、各圧電素子３３Ａの他側電極５９の被接続部６３に対応して複数のマスク８７Ａを備えている。各マスク８７Ａの隣接間には、圧電素子３３Ａの変形方向及び交差方向の双方において隙間ＳＡが設けられている。

【0123】

このため、本実施例では、マスク８７Ａの取り付けによって閉じ断面となる保持セット８５Ａの隙間Ｇ１及びＧ２の双方に対し、空間部ＳＡが拡大するように板厚方向で連通している。

【0124】

なお、本実施例では、上記実施例１とは形状の異なるマスク８７Ａを用いるだけであり、製造方法自体の変更はない。

【0125】

従って、本実施例では、上記実施例１と同様の作用効果を奏することができる。

【0126】

加えて、本実施例では、マスク８７Ａの取り付けによって閉じ断面となる保持セット８５の隙間Ｇ１及びＧ２の双方に対し、空間部ＳＡが拡大するように板厚方向で連通している。このため、本実施例では、圧電素子３３Ａの変形方向及び交差方向の双方の端面６７，６９，７１，７３に対してコーティング４９，５１，１２１Ａ，１２３Ａを形成することができる。

【0127】

従って、本実施例では、圧電素子３３Ａの取り扱い等の時においても、全端面６７，６９，７１，７３からの発塵を防止することができる。

【実施例3】

【0128】

図１４は、本発明実施例３に係る蒸着重合ユニットの概略構成を示すブロック図である。なお、本実施例では、上記実施例１と基本構成が共通しているため、対応する部分に同符号を用いて重複した説明を省略する。

【0129】

本実施例では、圧電素子の製造方法において、上記実施例１の物理蒸着法（ＰＶＤ）による蒸着重合ユニット９５に代えて、図１４の化学蒸着法（ＣＶＤ）による蒸着重合ユニット９５Ｂを用いるものである。なお、蒸着重合ユニット９５Ｂを用いる以外は、全て実施例１と同様である。

【0130】

蒸着重合ユニット９５Ｂは、化学蒸着法としての熱ＣＶＤによる蒸着重合を行わせるものである。ただし、例えば、化学蒸着法としては、プラズマＣＶＤ、光ＣＶＤ、レーザーＣＶＤ等も用いることが可能である。

【0131】

本実施例の蒸着重合ユニット９５Ｂは、気化炉２０１と、分解炉２０３と、重合室２０５と、真空ポンプ２０７とを管路２０９で接続して構成されている。

【0132】

気化炉２０１は、内部に固体や粉体の原料を収容して加熱によりガス化させる。このガス化は、真空ポンプ２０７による減圧下で行われる。原料は、パリレン等のコーティング４９，５１となる高分子化合物の構成元素を含み、ガス化によって原料ガスとなる。原料ガスは、真空ポンプ２０７によって引かれ分解炉２０３を通過する。

【0133】

分解炉２０３は、原料ガスを熱により分解して気化状態のモノマーを形成する。分解炉２０３は、例えば、高温のフィラメントを有し、このフィラメントで通過する原料ガスを熱分解する。形成されたモノマーは、真空ポンプ２０７によって引かれて重合室２０５に供給される。

【0134】

重合室２０５は、その内部に蒸着重合対象となるマスキングセット９３を収容する。重合室２０５内は、室温となっており、供給されたモノマーがマスキングセット９３の各圧電素子３３の端面７１，７３に接触すると熱を奪われて重合する。

【0135】

これにより、上記実施例同様に圧電素子３３の分極が消失しない温度、例えばキュリー点の１／２〜１／３の範囲の温度で、各圧電素子３３の端面７１，７３に蒸着重合によるコーティング４９，５１を形成することができる。

【0136】

従って、本実施例においても、上記実施例１と同様の作用効果を奏することができる。
［その他］
上記実施例では、蒸着重合をキュリー点の１／２〜１／３の範囲の温度で行っていたが、圧電素子３３，３３Ａの分極が消失しない温度で蒸着重合を行えばよいので、例えばキュリー点の１／２を超える温度や１／３を下回る温度で蒸着重合を行ってもよい。

【0137】

また、蒸着重合する高分子化合物は、ポリ尿素又はパリレンに限られず、圧電素子３３，３３Ａの分極が消失しない温度で蒸着重合が可能なものであればよい。

【0138】

上記実施例では、母材７５に対するダイシング前に電極形成を行っていたが、ダイシング後に電極形成を行ってもよい。

【0139】

上記実施例では、ダイシング時に複数の圧電素子３３，３３Ａを格子状に切り出していたが、圧電素子の使用目的に応じて各種の形状とすることができる。

【0140】

上記実施例の蒸着重合方法としては、物理蒸着法である真空蒸着及び化学蒸着法である熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、光ＣＶＤ、レーザーＣＶＤ等を例示したが、これらは、蒸着重合方法を限定するものではない。すなわち、蒸着重合方法としては、高分子化合物の製膜に適用可能な他の物理蒸着法及び化学蒸着法を採用してもよい。

【符号の説明】

【0141】

１ ヘッド・サスペンション
３ ロード・ビーム（被駆動部）
５ ベース・プレート（基部）
７ 圧電アクチュエータ
９ ヘッド部
２１ フレキシャ（他部材）
３１ アクチュエータ・ベース（他部材）
３３，３３Ａ 圧電素子
３５ 開口部
４５ 接着剤
４７ 素子本体
４９，５１，１２１，１２３ コーティング
５３ 一側電極
５７ 被接続部
５９ 他側電極
６１ 露出部
６３ 被接続部
６７，６９，７１，７３ 端面
７７，７９ 導電性金属層
８１ ダイシング・テープ（保持シート）
８７，８７Ａ マスク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】