專(zhuān)利名稱(chēng)：壓電元件、壓電微致動(dòng)器、磁頭折片組合及磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信息記錄磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)單元，尤其涉及一種壓電元件、含有該
壓電元件的壓電微致動(dòng)器、含有該壓電微致動(dòng)器的磁頭折片組合(HGA， head gimbal assembly)以及含有該磁頭折片組合的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)單元。
背景技術(shù)：
磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)單元是一種常見(jiàn)的利用磁性介質(zhì)來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的信息存儲(chǔ)裝置，并 且該存儲(chǔ)裝置具有一個(gè)可移動(dòng)的磁性讀/寫(xiě)傳感器，磁性讀/寫(xiě)傳感器定位在磁性 介質(zhì)上，以便選擇性地從,茲性介質(zhì)讀取或向磁性介質(zhì)寫(xiě)入數(shù)據(jù)。
消費(fèi)者總是希望這類(lèi)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)單元的存儲(chǔ)容量不斷增加，同時(shí)希望其讀寫(xiě) 速度更快更精確。因此^茲盤(pán)制造商一直致力于開(kāi)發(fā)具有較高存儲(chǔ)容量的》茲盤(pán)系 統(tǒng)，比如通過(guò)減少磁盤(pán)上的磁軌寬度或磁軌間距的方式增加磁軌的密度(TPI, 每英寸所含的磁軌數(shù)量)，進(jìn)而間接增加磁盤(pán)的存儲(chǔ)容量。然而，隨著磁軌密度 的增加，對(duì)讀寫(xiě)傳感器的位置控制精度也必須相應(yīng)的提高，以便在高密度磁盤(pán) 中實(shí)現(xiàn)更快更精確的讀寫(xiě)操作。隨著磁軌密度的增加，使用傳統(tǒng)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)更 快更精確將讀寫(xiě)傳感器定位于磁盤(pán)上適當(dāng)?shù)拇跑壸兊酶永щy。因此，磁盤(pán)制 造商一直尋找提高對(duì)讀寫(xiě)傳感器位置控制的方法，以便利用不斷增加的磁軌密 度所帶來(lái)的益處， 一種常用的方法為采用兩級(jí)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
圖1及圖2所示為傳統(tǒng)的具有兩級(jí)祠服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的石茲盤(pán)驅(qū)動(dòng)單元。其中， 所述兩級(jí)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括一個(gè)主驅(qū)動(dòng)器如音圈馬達(dá)(VCM, voice-coil motor) 107和一個(gè)副驅(qū)動(dòng)器如壓電(PZT， piezoelectric)微致動(dòng)器105。磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)單元的 磁盤(pán)101安裝在主軸馬達(dá)102上并由其旋轉(zhuǎn)，音圈馬達(dá)臂104上承載有磁頭折 片組合100,該磁頭折片組合100包括磁頭103、壓電微致動(dòng)器105及支撐磁頭103和壓電微致動(dòng)器105的懸臂件106,該磁頭103上安裝有讀/寫(xiě)傳感器。
作為主驅(qū)動(dòng)器的音圈馬達(dá)107控制音圈馬達(dá)臂104的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而控制磁頭 103在磁盤(pán)101表面的磁軌間移動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)讀/寫(xiě)傳感器在磁盤(pán)101上數(shù)據(jù)的 讀寫(xiě)。相對(duì)于音圈馬達(dá)107,該壓電微致動(dòng)器105以更小的幅度來(lái)調(diào)整磁頭103 的位移，以便補(bǔ)償音圏馬達(dá)和(或)磁頭臂組合的共振誤差。所以，該壓電微 致動(dòng)器105使得更小的磁軌間距在應(yīng)用上成為可能，從而提高了磁盤(pán)系統(tǒng)的磁 軌密度，同時(shí)也減少了磁頭的尋道時(shí)間及定位時(shí)間。因此，壓電微致動(dòng)器105 的應(yīng)用大幅度地提高了磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)單元的存儲(chǔ)盤(pán)表面記錄密度。
圖3及圖4詳細(xì)展示了圖1及圖2所示傳統(tǒng)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)單元中含有雙驅(qū)動(dòng)器 的磁頭折片組合100。磁頭折片組合100的懸臂件106包括具有多個(gè)導(dǎo)線(xiàn)的撓性 件122、磁頭支撐板121、金屬基板123和具有凸點(diǎn)125以支撐所述》茲頭支撐板 121和金屬基板123的懸臂負(fù)載桿124。所述撓性件122通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)將所述磁頭支 撐板121與金屬基板123連接起來(lái)，撓性件122的舌片區(qū)域具有一個(gè)用于放置 所述壓電微致動(dòng)器105的壓電元件安裝區(qū)域128和一個(gè)磁頭安裝區(qū)域129。磁頭 103通過(guò)所述磁頭安裝區(qū)域129局部地安裝在磁頭支撐板121上。所述磁頭支撐 板121上形成一個(gè)用于支持磁頭背面中心的突起127。所述懸臂負(fù)載桿124的凸 點(diǎn)125支撐所述磁頭支撐板121的突起127。這樣確保當(dāng)磁頭103飛行于磁盤(pán) 101上方時(shí)，來(lái)自負(fù)載桿124的負(fù)載力施加于磁頭103中心。壓電微致動(dòng)器105 包含兩個(gè)互相連接起來(lái)的薄膜壓電元件10,兩個(gè)薄膜壓電元件IO被安裝在撓性 件122的壓電元件安裝區(qū)域128。
如圖5所示，當(dāng)將電壓施加于所述兩個(gè)薄膜壓電元件10時(shí)，其中一個(gè)壓電 元件會(huì)收縮，而另一個(gè)壓電元件會(huì)膨脹，從而導(dǎo)致磁頭支撐板121及^茲頭103 相對(duì)于懸臂負(fù)載桿124上的凸點(diǎn)125旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)磁頭位置的微調(diào)。這 種壓電元件的變形功能是由壓電元件自身結(jié)構(gòu)決定的。參考圖5a,典型的壓電 元件具有多層壓電層，比如壓電層702、 703疊壓而形成層狀結(jié)構(gòu)，并且每個(gè)壓 電層均夾設(shè)在一對(duì)正負(fù)電極層704/705 、 706/707之間。每個(gè)壓電層的正極704、 707在層狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部借助比如噴濺加工手段(sputtering process)而互相連接起
9來(lái)形成壓電元件的正極。類(lèi)似地，每個(gè)壓電層的負(fù)極705、 706也在層狀結(jié)構(gòu)內(nèi) 部借助噴濺手段而互相連接起來(lái)形成壓電元件的負(fù)極。每個(gè)壓電元件IO的正、 負(fù)極分別設(shè)有電觸點(diǎn)131、 132,在圖4中，當(dāng)將壓電元件IO的電觸點(diǎn)131、 132 分別與設(shè)置在撓性件122上的電觸點(diǎn)133、 134電性連接(通常為金線(xiàn)焊接)起 來(lái)后，通過(guò)在電觸點(diǎn)133、 134處施加電壓即可使壓電元件工作。
此外，從圖3、圖4及圖5a可以看出現(xiàn)有的壓電微致動(dòng)器105主要由兩 個(gè)對(duì)稱(chēng)且互相連接起來(lái)的壓電元件10構(gòu)造而成。這兩個(gè)相同的壓電元件10借 助很薄的材質(zhì)機(jī)械連接而互相結(jié)合起來(lái)，比如圖5a中所示的借助襯底層701而 互相連接起來(lái)。
雖然上述現(xiàn)有壓電微致動(dòng)器105可以為磁頭提供位置微調(diào)功能，然而，其 具有許多無(wú)法克服的缺點(diǎn)。首先，由于現(xiàn)有的用于磁頭折片組合的壓電微致動(dòng) 器105是由兩片式壓電元件借助很薄的材質(zhì)機(jī)械連接而成，通常情況下，這種 機(jī)械連接在連接處的強(qiáng)度非常低，因此，在壓電微致動(dòng)器105的工藝操作、搬 運(yùn)或測(cè)試過(guò)程中，連接處容易變形或斷裂，從而導(dǎo)致整體報(bào)廢；其次，這種連 接一體的兩片式壓電元件容易引起制成成本的增加，比如，當(dāng)檢測(cè)出其中一片 壓電元件已經(jīng)損壞需要丟棄，而另一片尚且完好的時(shí)候，由于兩片壓電元件連 接在一起，因此，不得不將沒(méi)有缺陷的壓電元件也丟棄，因而造成制造成本的 增加；另外，如前所述，對(duì)于現(xiàn)有的壓電元件，其所有壓電層的相應(yīng)電極層都 對(duì)應(yīng)地連接起來(lái)(比如所有的正極連接起來(lái)，所有負(fù)極也互相連接起來(lái))，即所 有的壓電層并聯(lián)于一對(duì)電極層之間，這樣就無(wú)法對(duì)單個(gè)壓電層的缺陷進(jìn)行枱，測(cè)， 也就是說(shuō)，當(dāng)一個(gè)壓電元件已經(jīng)損壞的時(shí)候，無(wú)法檢測(cè)出具體是哪一壓電層損 壞了，所以也不得不將整片壓電元件丟棄；同樣因?yàn)樗袎弘妼拥南鄳?yīng)電極層 都對(duì)應(yīng)地連接起來(lái)，如前所述采用噴濺工藝連接，使壓電元件的制造工序復(fù)雜， 進(jìn)一步導(dǎo)致了較高的制作成本。
圖3、 4所示傳統(tǒng)磁頭折片組合100的另一個(gè)缺點(diǎn)涉及電連接方法及其抗震 性能。如上所述，當(dāng)將壓電元件10粘貼到磁頭折片組合100上后，壓電元件IO 的電觸點(diǎn)131、 132將分別與設(shè)置在撓性件122上的電觸點(diǎn)133、 134以金線(xiàn)焊接方式連接起來(lái)，因?yàn)榻鹁€(xiàn)焊接整體結(jié)構(gòu)的抗震性能非常差，特別是在外在振 動(dòng)和/或震動(dòng)現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，易發(fā)生裂開(kāi)或斷開(kāi)等，所以其整體結(jié)構(gòu)的抗震性能非 常差。
此外，現(xiàn)有技術(shù)還具有其它缺點(diǎn)。由于所述磁頭支撐板121通過(guò)所述撓性
件122的導(dǎo)線(xiàn)連接到所述金屬基板123上，而且因?yàn)閾闲约?22的導(dǎo)線(xiàn)只有 10-20pm厚且由軟聚合材料制成，所以在懸臂件制造過(guò)程中、磁頭折片組合制造 過(guò)程中和處理過(guò)程中，所述撓性件122容易扭曲，相應(yīng)地所述懸臂件也會(huì)產(chǎn)生 形變。并且，由這種弱結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的懸臂件形變還惡劣地導(dǎo)致懸臂件或者磁頭懸 臂組合凸點(diǎn)分離。圖6和圖7分別展示了懸臂件變形和凸點(diǎn)脫離的情形。另夕卜， 由于所述磁頭103局部安裝在所述磁頭支撐板121上，并且所述磁頭支撐板121 通過(guò)所述撓性件122的導(dǎo)線(xiàn)與金屬基板123相連，所以所述磁頭103的靜態(tài)姿 態(tài)，如橫向靜態(tài)姿態(tài)(PSA， pitch static attitude)或縱向靜態(tài)姿態(tài)(RSA, roll static attitude)不穩(wěn)定而且很難控制，這將導(dǎo)致磁頭折片組合性能不穩(wěn)定，并嚴(yán)重影響 磁頭折片組合的動(dòng)態(tài)性能，這種情況在震動(dòng)或者撞擊發(fā)生時(shí)或者在生產(chǎn)或者操 作過(guò)程中尤為明顯。最后，上述結(jié)構(gòu)使得整個(gè)磁頭折片組合具有很差的防震性 能。當(dāng)震動(dòng)和撞擊事件發(fā)生時(shí)，例如傾斜墜落撞擊或者#:作撞擊，所述懸臂件 或所述壓電微致動(dòng)器105的壓電元件可能被損壞。
因此，有必要提供一種改進(jìn)的結(jié)構(gòu)來(lái)解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于磁頭折片組合的壓電微致動(dòng)器，其避免了現(xiàn)有 技術(shù)中存在的結(jié)構(gòu)脆弱問(wèn)題；減少了壓電元件在制造、檢測(cè)時(shí)的浪費(fèi)，可單獨(dú) 對(duì)每個(gè)壓電層進(jìn)行缺陷檢查，從而降低了制造成本。
本發(fā)明的另 一 目的在于提供一種具有壓電微致動(dòng)器的磁頭折片組合，其避免 了現(xiàn)有技術(shù)中存在的結(jié)構(gòu)脆弱問(wèn)題；減少了壓電元件在制造、4全測(cè)時(shí)的浪費(fèi)， 可單獨(dú)對(duì)每個(gè)壓電層進(jìn)行缺陷檢查，從而降低了制造成本，還可以改善懸臂件 的抗震性能。本發(fā)明的又一 目的在于提供一種可降低制造成本的磁頭折片組合的裝配方法。
本發(fā)明的再一 目的在于提供一種可降低制造成本的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)單元。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于磁頭折片組合的壓電微致動(dòng)器， 該壓電微致動(dòng)器包括一對(duì)分離的壓電元件，其中每個(gè)壓電元件包括一個(gè)本體及
若干電觸點(diǎn)；其中，所述本體包括至少兩個(gè)疊壓在一起的電極-壓電組合層，這 些電極-壓電組合層互相物理連接而電性隔離，每個(gè)電極-壓電組合層上設(shè)有至少 兩個(gè)所述電觸點(diǎn)，且所述電觸點(diǎn)向外伸出各自的壓電元件本體，每個(gè)壓電元件 的所有電觸點(diǎn)之間偏移預(yù)定的距離以電性隔離。
較佳地，所述每個(gè)電極-壓電組合層包括至少一對(duì)電極層以及層壓在該對(duì)電 極層之間的壓電層，每個(gè)電極-壓電組合層的所有電極層在本體內(nèi)彼此分開(kāi)，所 述電觸點(diǎn)設(shè)在電極層上，且所有電極層均設(shè)有電觸點(diǎn)，其中每個(gè)壓電元件至少 一個(gè)電極-壓電組合層的 一個(gè)電極層的電觸點(diǎn)與另 一個(gè)電極-壓電組合層的 一個(gè) 電極層的電觸點(diǎn)之間的距離為適于焊球焊接的距離或線(xiàn)焊焊接的距離。所有電 極層并未像傳統(tǒng)技術(shù)那樣直接在本體的層狀結(jié)構(gòu)內(nèi)將相應(yīng)電極層連接起來(lái)，而 是將每個(gè)電觸點(diǎn)延伸出來(lái)，在將壓電元件裝配到懸臂件的過(guò)程中，通過(guò)公用焊 接設(shè)置一次或分次將電極層上的電觸點(diǎn)與懸臂件上的電觸點(diǎn)焊接而連通，這樣 就避免了噴濺工藝的使用，從而也降低了成本。
一種磁頭折片組合，包括磁頭、壓電微致動(dòng)器及支撐磁頭和壓電微致動(dòng)器 的懸臂件，所述懸臂件包括撓性件，所述撓性件具有舌片區(qū)域，所述舌片區(qū)域 包括承載磁頭的磁頭承載區(qū)域和承載壓電微致動(dòng)器的壓電元件承載區(qū)域，所述 壓電元件承載區(qū)域設(shè)有若干電觸點(diǎn)。其中，所述壓電微致動(dòng)器包括一對(duì)分離的 壓電元件，其中每個(gè)壓電元件包括一個(gè)本體及若干電觸點(diǎn)；其中，所述本體包 括至少兩個(gè)疊壓在一起的電極-壓電組合層，這些電極-壓電組合層互相物理連接 而電性隔離，每個(gè)電極-壓電組合層上設(shè)有至少兩個(gè)所述電觸點(diǎn)，且所述電觸點(diǎn) 向外伸出各自的壓電元件本體，每個(gè)壓電元件的所有電觸點(diǎn)之間偏移預(yù)定的距 離；所述一對(duì)壓電元件安裝在所述壓電元件承載區(qū)域，且每個(gè)壓電元件的不同
12電極-壓電組合層的電觸點(diǎn)與壓電元件承載區(qū)域的電觸點(diǎn)及每個(gè)壓電元件的不同 電極-壓電組合層的電觸點(diǎn)通過(guò)公用焊接設(shè)置一次或分次對(duì)應(yīng)焊接起來(lái)而實(shí)現(xiàn)壓 電元件的不同電極-壓電組合層之間及壓電元件與懸臂件之間同時(shí)電連接。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述壓電元件承載區(qū)域的電觸點(diǎn)包括第一電連 接觸點(diǎn)、第二電連接觸點(diǎn)及共同接地點(diǎn)，其中一個(gè)壓電元件的所有電極-壓電組 合層的一個(gè)電觸點(diǎn)共同電連接到第一電連接觸點(diǎn)，該壓電元件的所有電極-壓電
組合層的另 一個(gè)電觸點(diǎn)共同連接到共同接地點(diǎn)；另 一個(gè)壓電元件的所有電極-壓 電組合層的一個(gè)電觸點(diǎn)共同電連接到第二電連接觸點(diǎn)，該另 一個(gè)壓電元件所有 電極-壓電組合層的另一個(gè)電觸點(diǎn)共同連接到共同接地點(diǎn)。這樣，兩個(gè)壓電元件 之間形成了串聯(lián)的關(guān)系。
在本發(fā)明的另 一個(gè)實(shí)施例中，所述壓電元件承載區(qū)域的電觸點(diǎn)包括第一電 連接觸點(diǎn)及第二電連接觸點(diǎn)，所述兩個(gè)壓電元件的所有電極-壓電組合層的 一個(gè) 電觸點(diǎn)共同電連接到第一電連接觸點(diǎn)，所述兩個(gè)壓電元件的所有電極-壓電組合 層的另一個(gè)電觸點(diǎn)共同電連接到第二電連接觸點(diǎn)。這樣，兩個(gè)壓電元件之間形 成了并聯(lián)的關(guān)系。
較佳地，所述電觸點(diǎn)之間的電連接是通過(guò)金屬球焊接連接，如金球焊接、 銀球焊接或錫球焊接。
該壓電元件承載區(qū)域的兩端外側(cè)分別朝著該磁頭承載區(qū)域延伸形成兩側(cè)加 強(qiáng)桿，所述磁頭承載區(qū)域懸垂于該兩側(cè)加強(qiáng)桿之間。將懸臂件的撓性件上設(shè)置 兩側(cè)加強(qiáng)桿，有助于提高懸臂件的抗震性能，從而避免懸臂件的變形、凸點(diǎn)分 離等問(wèn)題，并提高了懸臂件的橫向靜態(tài)姿態(tài)和縱向靜態(tài)姿態(tài)控制能力，從而提 高了懸臂件的靜態(tài)及動(dòng)態(tài)性能。
優(yōu)選地，所述加強(qiáng)桿與磁頭承載區(qū)域之間連接有彈性臂，該彈性臂具有與 該加強(qiáng)桿靠近磁頭承載區(qū)域的 一端連接的第 一端部及與該磁頭承載區(qū)域連接的 的第二端部，所述磁頭承載區(qū)域懸垂于該兩個(gè)第二端部之間，該彈性臂的第一 端部與第二端部之間形成有彎曲部。所述彎曲部由多段不同方向彎曲的彈性區(qū) 段構(gòu)成，并且相鄰彈性區(qū)段之間以圓弧結(jié)構(gòu)作為過(guò)渡。可選擇地，所述彎曲部
13還可型成為u形、v形、弧形或曲線(xiàn)形。該彈性臂有助于減小磁頭在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所
產(chǎn)生的反扭矩，從而提高了磁頭轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度。
一種磁頭折片組合的裝配方法，包括提供一個(gè)磁頭；提供一個(gè)壓電微致 動(dòng)器，所述壓電微致動(dòng)器包括一對(duì)分離的壓電元件，其中每個(gè)壓電元件包括一 個(gè)本體及若干電觸點(diǎn)，所述本體包括至少兩個(gè)疊壓在一起的電極-壓電組合層， 這些電極-壓電組合層互相物理連接而電性隔離，每個(gè)電極-壓電組合層上設(shè)有至 少兩個(gè)所述電觸點(diǎn)，且所述電觸點(diǎn)向外伸出各自的壓電元件本體，每個(gè)壓電元 件的所有電觸點(diǎn)之間偏移預(yù)定的距離；提供一個(gè)支撐磁頭和壓電微致動(dòng)器的懸 臂件，所述懸臂件包括撓性件，所述撓性件具有舌片區(qū)域，所述舌片區(qū)域包括 承載磁頭的磁頭承載區(qū)域和承載壓電微致動(dòng)器的壓電元件承載區(qū)域，所述壓電 元件承載區(qū)域設(shè)有若干電觸點(diǎn)；將所述壓電微致動(dòng)器的一對(duì)分離的壓電元件同 時(shí)安裝到懸臂件的壓電元件承載區(qū)域，并使壓電元件的電觸點(diǎn)與壓電元件承栽 區(qū)域的電觸點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)，然后，借助金屬球焊接機(jī)用焊料一次或分次焊接到上 述對(duì)應(yīng)的電觸點(diǎn)而實(shí)現(xiàn)壓電元件的不同電極-壓電組合層之間及壓電元件與懸臂 件之間同時(shí)電連接起來(lái)；及將所述磁頭安裝到所述懸臂件的磁頭承載區(qū)域，并 電性連接所述磁頭與所述懸臂件。
一種磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)單元，包括磁頭折片組合、與磁頭折片組合相連的驅(qū)動(dòng)臂、 磁盤(pán)及用于旋轉(zhuǎn)磁盤(pán)的主軸馬達(dá)。磁頭折片組合包括磁頭、壓電微致動(dòng)器及支 撐磁頭和壓電微致動(dòng)器的懸臂件，所述懸臂件包括撓性件，所述撓性件具有舌 片區(qū)域，所述舌片區(qū)域包括承載磁頭的磁頭承載區(qū)域和承載壓電微致動(dòng)器的壓 電元件承載區(qū)域，所述壓電元件承載區(qū)域設(shè)有若干電觸點(diǎn)。其中，所述壓電微 致動(dòng)器包括一對(duì)分離的壓電元件，其中每個(gè)壓電元件包括一個(gè)本體及若干電觸 點(diǎn)；其中，所述本體包括至少兩個(gè)疊壓在一起的電極-壓電組合層，這些電極-壓電組合層互相物理連接而電性隔離，每個(gè)電極-壓電組合層上設(shè)有至少兩個(gè)所 述電觸點(diǎn)，且所迷電觸點(diǎn)向外伸出各自的壓電元件本體，每個(gè)壓電元件的所有 電觸點(diǎn)之間偏移預(yù)定的距離；所述一對(duì)壓電元件安裝在所述壓電元件承載區(qū)域， 且每個(gè)壓電元件的不同電極-壓電組合層的電觸點(diǎn)之間及每個(gè)壓電元件的不同電極-壓電組合層的電觸點(diǎn)與壓電元件承載區(qū)域的電觸點(diǎn)通過(guò)公用焊接設(shè)置一次或 分次對(duì)應(yīng)焊接起來(lái)而實(shí)現(xiàn)壓電元件的不同電極-壓電組合層之間及壓電元件與懸 臂件之間同時(shí)電連接。
和現(xiàn)有技術(shù)相比，由于該壓電微致動(dòng)器由分離式的壓電元件組成，因此不 存在現(xiàn)有技術(shù)中由兩片式壓電元件借助很薄的材質(zhì)機(jī)械連接而引起的結(jié)構(gòu)脆弱
的問(wèn)題；此外， 一片壓電元件的損壞并不影響另一片壓電元件，因此不必同時(shí) 將有缺陷的壓電元件與無(wú)缺陷的壓電元件同時(shí)丟棄，從而減少了浪費(fèi)；由于壓 電元件所有電極-壓電組合層均具有單獨(dú)的電觸點(diǎn)，并且電觸點(diǎn)之間互相隔開(kāi)， 因此可單獨(dú)對(duì)每個(gè)壓電層進(jìn)行缺陷檢查。此外，所有電極-壓電組合層是電性隔 離的，不需要在本體內(nèi)電連接，而是在將壓電元件安裝到懸臂件的過(guò)程中，才 通過(guò)公用焊接設(shè)置一次或分次將電極層通過(guò)金屬球連接起來(lái)，這樣就避免了噴 濺工藝的使用，進(jìn)一步降低了制造成本。
通過(guò)以下的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋 本發(fā)明的實(shí)施例。


圖l是傳統(tǒng)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)單元的立體圖。
圖2是圖1所示》茲盤(pán)驅(qū)動(dòng)單元的的局部i文大圖。
圖3是圖1所示磁頭折片組合的立體分解圖。
圖4是圖3所示^茲頭折片組合組裝后的局部立體圖。
圖5是圖3所示磁頭折片組合的局部平面示意圖，展示了壓電微致動(dòng)器的工 作過(guò)程。
圖5a展示了現(xiàn)有壓電微致動(dòng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6展示了傳統(tǒng)磁頭折片組合的懸臂舌片區(qū)域形變問(wèn)題的示意圖。
圖7展示了傳統(tǒng)磁頭折片組合的凸點(diǎn)脫離問(wèn)題的示意圖。
圖8a展示了根據(jù)本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例的用于磁頭折片組合的壓電微致動(dòng)器。
圖8b展示了圖8a所示壓電微致動(dòng)器的一個(gè)壓電元件的層狀結(jié)構(gòu)示意圖。圖8c展示了圖8a所示壓電微致動(dòng)器的電連接圖。 圖8d展示了圖8a所示壓電微致動(dòng)器另一種可選擇的電連接圖。 圖9a展示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的懸臂件的立體分解圖，該懸臂件上可 安裝本發(fā)明提供的壓電微致動(dòng)器。
圖9b展示了圖9a所示懸臂件組裝后的局部立體圖。
圖9c展示了將本發(fā)明提供的壓電微致動(dòng)器安裝到圖9b所示懸臂件的過(guò)程。
圖9d-9e展示了圖9c中的壓電微致動(dòng)器與懸臂件之間的電連接過(guò)程。
圖10展示了根據(jù)本發(fā)明另 一個(gè)實(shí)施例的懸臂件的局部立體圖。
圖11 a展示了含有本發(fā)明壓電微致動(dòng)器的磁頭折片組合的立體圖。
圖llb展示了圖lla所示磁頭折片組合的局部立體圖。
圖llc展示了圖lla所示磁頭折片組合的局部側(cè)視圖。
圖12a反映了本發(fā)明提供的磁頭折片組合的抗震性能曲線(xiàn)圖。
圖12b反映了本發(fā)明提供的磁頭折片組合的位移靈敏度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖。
圖13是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)單元的立體圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中類(lèi)似的元件標(biāo)號(hào)代表類(lèi)似的元 件。首先敘述用于磁頭折片組合的壓電微致動(dòng)器的實(shí)施例。圖8a-8d展示了本發(fā) 明的壓電微致動(dòng)器的實(shí)施例。如圖8a所示，與傳統(tǒng)的由兩片連接一體的壓電元 件構(gòu)成的壓電微致動(dòng)器相比，本發(fā)明提供一種由兩片互相分離的壓電元件21構(gòu) 成的壓電微致動(dòng)器20。
每個(gè)壓電元件21具有片狀本體29以及設(shè)置在該片狀本體29上的多個(gè)，比 如四個(gè)電觸點(diǎn)1、 2、 3以及4。圖8b展示了該壓電元件21的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。如圖所 示，本體29包括多層互相層疊起來(lái)的壓電層，比如第一壓電層22以及第二壓 電層23，并且，每個(gè)壓電層的相對(duì)兩個(gè)表面上層壓有電極層，比如，在圖8b中， 第一壓電層22的上下兩個(gè)表面上分別層壓有第 一 電極層199及第二電極層299,
16且第一電極層199與第二電極層299在本體29內(nèi)彼此分開(kāi)；而第二壓電層23 的上下兩個(gè)表面上分別層壓有第一電極層399及第二電極層499,且第一電極層 399與第二電極層499也在本體29內(nèi)彼此分開(kāi)。第一壓電層22及層壓于該第一 壓電層22表面上的一對(duì)電極層199、 299構(gòu)成了第一電極-壓電組合層，類(lèi)似地， 第二壓電層23及層壓于該第二壓電層23表面上的一對(duì)電極層399、 499構(gòu)成了 第二電極-壓電組合層。并且，所述兩個(gè)電極-壓電組合層之間借助設(shè)置在電極層 299與399之間的隔離層24而互相物理連接但電性隔離。隔離層24可以由適當(dāng) 的絕緣材料比如環(huán)氧樹(shù)脂形成，從而將兩個(gè)組合層電性隔開(kāi)。
參考圖8a、 8b,每個(gè)電極-壓電組合層均設(shè)有兩個(gè)電觸點(diǎn)，如圖所示，第一 電極-壓電組合層上設(shè)有電觸點(diǎn)1、 2,第二電極-壓電組合層上設(shè)有電觸點(diǎn)3、 4。 更具體地，電觸點(diǎn)l設(shè)在第一壓電層22的第一電極層199上，電觸點(diǎn)2設(shè)在第 一壓電層22的第二電極層299上；類(lèi)似地，電觸點(diǎn)3設(shè)在第二壓電層23的第 一電極層399上，電觸點(diǎn)4設(shè)在第二壓電層23的第二電極層499上，并且，這 些電觸點(diǎn)l、 2、 3、 4均向外伸出其各自的電極層，之間偏移一定的距離而互相 電性地隔開(kāi)。優(yōu)選地，為了容易地實(shí)現(xiàn)壓電微致動(dòng)器20與其它構(gòu)件比如圖9b 所示的懸臂件之間的電性連接，可以將第一壓電層22的第一電極層199的電觸 點(diǎn)1與第二壓電層23的一個(gè)電極層比如第二電極層499的電觸點(diǎn)4設(shè)置的非常 靠近，但之間仍有適當(dāng)?shù)钠凭嚯x，如10 200nm，從而可以同時(shí)將兩個(gè)電觸點(diǎn) 1、 4與懸臂件上對(duì)應(yīng)的電觸點(diǎn)通過(guò)金屬球焊接如金球焊接(GBB, golden ball bonding)、銀球焊接(SBB, silver ball bonding)、錫球焊接(SBB, solder ball bonding)等方式焊接起來(lái)。對(duì)應(yīng)地，可以將第一壓電層22的第二電極層299的 電觸點(diǎn)2與第二壓電層23的一個(gè)電極層比如第一電極層399的電觸點(diǎn)3設(shè)置的 非?？拷?，但之間仍有適當(dāng)?shù)钠凭嚯x，如10~200nm，從而可以同時(shí)將兩個(gè)電 觸點(diǎn)2、 3與懸臂件上對(duì)應(yīng)的電觸點(diǎn)通過(guò)金屬球焊接起來(lái)。這樣一次金屬球焊接 便同時(shí)實(shí)現(xiàn)了壓電元件21的各電極-壓電組合層之間及壓電元件21與懸臂件之 間的電連接。
當(dāng)將上述壓電微致動(dòng)器20安裝于比如圖9b所示的懸臂件，并且電性地與懸臂件連接之后，兩個(gè)壓電元件21之間可以形成多種電連接關(guān)系。比如在圖8c 所示的實(shí)施例中，兩個(gè)壓電元件21之間形成了串聯(lián)的關(guān)系，即兩個(gè)壓電元件21 串聯(lián)于A、 B兩個(gè)端點(diǎn)之間，其中一個(gè)壓電元件21的電觸點(diǎn)1、 4連接于A端， 另一壓電元件21的電觸點(diǎn)1、 4連接于B端，而兩個(gè)壓電元件21的電觸點(diǎn)2、 3 均與接地端G連接。此時(shí)，第一壓電層22與第二壓電層23互為相反極化方向。 而在圖8d所示的實(shí)施例中，兩個(gè)壓電元件21的四個(gè)壓電層并聯(lián)于A、 B兩端之 間，即兩個(gè)壓電元件21的電觸點(diǎn)1、 4均連接于A端，兩個(gè)壓電元件21的電觸 點(diǎn)2、 3均連接于B端。此時(shí)，每個(gè)壓電元件21的第一壓電層22與第二壓電層 23互為相反極化方向，該連接可保證該壓電微致動(dòng)器最大的旋轉(zhuǎn)位移。
本發(fā)明提供的壓電微致動(dòng)器采用了分離式的兩片壓電元件，因此不存在現(xiàn) 有技術(shù)中由兩片式壓電元件借助很薄的材質(zhì)機(jī)械連接而引起的結(jié)構(gòu)脆弱的問(wèn) 題；此外， 一片壓電元件的損壞并不影響另一片壓電元件，因此不必同時(shí)將有 缺陷的壓電元件與無(wú)缺陷的壓電元件同時(shí)丟棄，從而減少了浪費(fèi)；并且，由于 每個(gè)壓電元件的所有電極-壓電組合層均具有單獨(dú)的電觸點(diǎn)，因此可單獨(dú)對(duì)每個(gè) 壓電層進(jìn)行缺陷檢查；再者，在本發(fā)明中，壓電元件的所有電極層并未像傳統(tǒng) 技術(shù)那樣直接在本體的層狀結(jié)構(gòu)內(nèi)將相應(yīng)電極層連接起來(lái)，而是在將壓電元件 安裝到懸臂件的過(guò)程中，才將電極層通過(guò)金屬球連接起來(lái)，這樣就避免了噴濺 工藝的使用，從而也降低了成本。
圖9a-e描述懸臂件的結(jié)構(gòu)及壓電微致動(dòng)器20與懸臂件之間的裝配方法。如 圖所示，懸臂件244包括基板240以及負(fù)載桿241,兩者借助樞接件242而互相 連接起來(lái)?；?40以及負(fù)載桿241可以由具有足夠剛度的材料，比如不銹鋼 等制成，以便為懸臂件244提供足夠的強(qiáng)度。此外，負(fù)載桿241上支撐有具有 適當(dāng)彈性的撓性件243。所述撓性件243的末端形成舌片區(qū)域，其包括用于承載 壓電微致動(dòng)器20的壓電元件承載區(qū)域245以及用于承載磁頭的磁頭承載區(qū)域 246。所述壓電元件承載區(qū)域245設(shè)有一組電觸點(diǎn)，該組電觸點(diǎn)包括第一電連接 觸點(diǎn)248、第二電連接觸點(diǎn)248，及共同接地點(diǎn)248"。此外， 一組內(nèi)懸臂電纜255 在撓性件243上延伸至壓電元件承載區(qū)域245，內(nèi)懸臂電纜255的末端分別與第
18一電連接觸點(diǎn)248及第二電連接觸點(diǎn)248，連接，該組電觸點(diǎn)248、 248，、 248"用 于與壓電微致動(dòng)器20的相應(yīng)電觸點(diǎn)電性地連接；類(lèi)似地， 一組外懸臂電纜254 也在撓性件243上延伸，并延伸至磁頭承載區(qū)域246，外懸臂電纜254的末端形 成一組電觸點(diǎn)520，用于電性地與磁頭連接。負(fù)載桿241上形成凸點(diǎn)280,該凸 點(diǎn)280設(shè)置在撓性件243的磁頭承載區(qū)域246中心的下方，用于借助負(fù)載桿241 而給磁頭提供足夠的偏壓力，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)單元運(yùn)行時(shí)對(duì)磁頭產(chǎn)生的空氣懸浮力可 4皮該偏壓力所平衡，從而將磁頭維持于適當(dāng)飛行高度。
圖9c-9e展示了將壓電微致動(dòng)器20安裝于懸臂件244的過(guò)程及方法，首先 將壓電微致動(dòng)器20的一對(duì)壓電元件21同時(shí)粘接在懸臂件244的一對(duì)壓電元件 承載區(qū)域245上，并且根據(jù)前述的電連接關(guān)系將壓電微致動(dòng)器20的電觸點(diǎn)1、2、 3以及4放置在懸臂件244的一組電觸點(diǎn)248、 248'，上。具體地，在實(shí)現(xiàn)串聯(lián)的 關(guān)系中，是將一個(gè)壓電元件21的電觸點(diǎn)1、 4放置在第一電連接觸點(diǎn)248上， 該壓電元件的電觸點(diǎn)2、 3放置在共同接地點(diǎn)248"上；另一個(gè)壓電元件21的電 觸點(diǎn)1、 4 ;^文置在第二電連"J妄觸點(diǎn)248，上，該另一個(gè)壓電元件的電觸點(diǎn)2、 3也 放置在共同接地點(diǎn)248"。然后，借助金屬球焊接機(jī)256將適當(dāng)?shù)暮噶?57,比如 錫球或金球焊料一次或分次焊接到上述對(duì)應(yīng)的電觸點(diǎn)而實(shí)現(xiàn)壓電元件的不同電 極-壓電組合層之間及懸臂件與壓電元件之間的同時(shí)電連接。在實(shí)現(xiàn)并聯(lián)的關(guān)系 中，是將兩個(gè)壓電元件21的電觸點(diǎn)1、 4共同連接到第一電連接觸點(diǎn)248上， 該兩個(gè)壓電元件21的電觸點(diǎn)2、 3共同連接到第二電連接觸點(diǎn)248，上。同樣， 借助金屬球焊接機(jī)256將適當(dāng)?shù)暮噶?57,比如錫球或金球焊料一次或分次焊接 到上迷對(duì)應(yīng)的電觸點(diǎn)而實(shí)現(xiàn)壓電元件的不同電極-壓電組合層之間及懸臂件與壓 電元件之間同時(shí)電連接。然后，將磁頭203安裝到所述懸臂件的磁頭承載區(qū)域 246，并電性連接所述磁頭203與所述懸臂件244。
此外，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中抗震性差的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種改進(jìn)的懸臂件 來(lái)克服這些缺點(diǎn)。如圖9c所示，懸臂件244的撓性件243的壓電元件承載區(qū)域 245的兩端外側(cè)分別朝著磁頭承載區(qū)域246延伸形成兩側(cè)加強(qiáng)桿250,該兩側(cè)加 強(qiáng)桿250與磁頭承載區(qū)域246之間設(shè)有兩側(cè)彈性臂251,該兩側(cè)彈性臂251由易
19彈性變形的材料制成。每個(gè)彈性臂251具有第一端部252和第二端部253,第一 端部252與每個(gè)加強(qiáng)桿250靠近磁頭承載區(qū)域246的一個(gè)端部連接；第二端部 253與磁頭承載區(qū)域246連接，該磁頭承載區(qū)域246懸垂于兩側(cè)兩個(gè)第二端部 253之間；兩側(cè)彈性臂251的第一端部252與第二端部253之間形成彎曲部388。，
該彎曲部388由多段不同方向彎曲的彈性區(qū)^a構(gòu)成，并且相鄰彈性區(qū),殳之間以
圓弧結(jié)構(gòu)作為過(guò)渡。
從圖中可以看出磁頭承載區(qū)域246間接地懸垂于加強(qiáng)桿250之間。這種 懸垂結(jié)構(gòu)改善了懸臂件的抗震性，具體地，改善了磁頭承載區(qū)域246的抗震性 能，因?yàn)楫?dāng)震動(dòng)發(fā)生時(shí)，具有足夠強(qiáng)度的加強(qiáng)桿250自身能夠抵抗震動(dòng)，從而 避免了加強(qiáng)桿250以及間接地懸掛于加強(qiáng)桿250之間的磁頭承載區(qū)域246的震 動(dòng)變形。另外，由于磁頭承載區(qū)域246直接懸掛于彈性臂251之間，而彈性臂 251具有由多段彎曲的彈性區(qū)段構(gòu)成的彎曲部388,因此，當(dāng)驅(qū)動(dòng)壓電元件時(shí)， 容易實(shí)現(xiàn)磁頭的自由轉(zhuǎn)動(dòng)。在如圖lla所示的磁頭折片組合400中，磁頭203 局部安裝在壓電元件21上方和-磁頭承載區(qū)域246上，當(dāng)壓電元件21凈皮驅(qū)動(dòng)時(shí)， 由于彈性臂251的存在，磁頭203的自由轉(zhuǎn)動(dòng)更容易實(shí)現(xiàn)。
圖IO展示了本發(fā)明針對(duì)提高懸臂件抗震性設(shè)計(jì)的另一種結(jié)構(gòu)。在圖10中， 懸臂件244，的加強(qiáng)桿250，上形成適當(dāng)彎曲部，比如U形、V形、弧形或曲線(xiàn)形 彎曲部290。該彎曲部290與上實(shí)施例中的彎曲部388不同的是，彎曲部388的 各彎曲的彈性區(qū)段是在撓性件243所在的平面內(nèi)彎曲，可稱(chēng)為側(cè)向彎曲成型， 而彎曲部290的彎曲段是在垂直撓性件243所在平面的方向上彎曲，或稱(chēng)豎直 彎曲成型。該形彎曲部2卯也有助于提高懸臂件的抗震性能。
所述懸臂件的加強(qiáng)桿250、 250，使得懸臂件的抗震性能得到了提高，從而使 得所述具有懸臂件的磁頭折片組合能成功地避免懸臂件變形和凸點(diǎn)脫離的問(wèn) 題。另外，所述具有上述加強(qiáng)桿250、 250，的懸臂件使得所述磁頭折片組合具有 良好的靜態(tài)性能，例如良好的橫向姿態(tài)和縱向姿態(tài)控制能力，這也因此提高了 磁頭在磁盤(pán)上飛行的過(guò)程中磁頭折片組合的動(dòng)態(tài)性能。
圖lla-llc描述本發(fā)明的磁頭折片組合，將磁頭203安裝于包含本發(fā)明的壓電微致動(dòng)器20的懸臂件244或244，上，即形成了磁頭折片組合400。如圖所示， 壓電微致動(dòng)器20的一對(duì)壓電元件21安裝于撓性件243的壓電元件承載區(qū)域上 (未標(biāo)號(hào))，而磁頭203則安裝于撓性件243的磁頭承載區(qū)域246上，并且磁頭 203局部地位于一對(duì)壓電元件21的上方，磁頭203借助彈性臂251而懸垂于一 對(duì)加強(qiáng)桿250之間。負(fù)載桿241上的凸點(diǎn)280支撐于磁頭203的中心。如上所 述，加強(qiáng)桿250、 250，的存在提高了磁頭折片組合400的抗震性，而彎曲部388、 290則提高了磁頭203運(yùn)動(dòng)的自由性。
圖12a反映了本發(fā)明提供的磁頭折片組合400的共振性能曲線(xiàn)圖。在圖中， 曲線(xiàn)1003代表懸臂件基板的振動(dòng)特性，而曲線(xiàn)1004表示壓電元件的振動(dòng)曲線(xiàn)。 從圖中可以看出，基板的共振頻率為16KHZ,壓電元件的共振頻率為19KHZ, 當(dāng)壓電元件工作時(shí)，它并未激起基板的共振，這將極大的提高磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)單元的 伺服特性
圖12b反映了本發(fā)明提供的磁頭折片組合的位移靈敏度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖。在圖 中，橫坐標(biāo)表示對(duì)壓電元件施加的電壓，而縱坐標(biāo)表示所施加的電壓所產(chǎn)生的 磁頭的位移?？v坐標(biāo)與橫坐標(biāo)的比值，即圖中所示直線(xiàn)圖形的斜率可以反映壓 電元件的位移靈敏度。經(jīng)過(guò)計(jì)算可知，位移靈敏度大致為170nm/v。
圖13展示了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)單元。如圖所示，》茲盤(pán)驅(qū)動(dòng)單元 可以通過(guò)組裝殼體309、 ^茲盤(pán)301、用于旋轉(zhuǎn)》茲盤(pán)301的主軸馬達(dá)302、音圈馬 達(dá)406和帶有磁頭折片組合400的驅(qū)動(dòng)臂404來(lái)獲得。因?yàn)椤菲澅P(pán)驅(qū)動(dòng)單元的結(jié) 構(gòu)和組裝過(guò)程為本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員所熟知，所以在此省略關(guān)于其結(jié)構(gòu)和組 裝的詳細(xì)描述。
以上結(jié)合最佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不局限于以上揭示 的實(shí)施例，而應(yīng)當(dāng)涵蓋各種根據(jù)本發(fā)明的本質(zhì)進(jìn)行的修改、等效組合。
權(quán)利要求
1. 一種用于磁頭折片組合的壓電微致動(dòng)器，包括一對(duì)分離的壓電元件，其中每個(gè)壓電元件包括一個(gè)本體及若干電觸點(diǎn)；其中，所述本體包括至少兩個(gè)疊壓在一起的電極-壓電組合層，這些電極-壓電組合層互相物理連接而電性隔離，每個(gè)電極-壓電組合層上設(shè)有至少兩個(gè)所述電觸點(diǎn)，且所述電觸點(diǎn)向外伸出各自的壓電元件本體，每個(gè)壓電元件的所有電觸點(diǎn)之間偏移預(yù)定的距離以電性隔離。
2. 如權(quán)利要求1所述的壓電微致動(dòng)器，其特征在于所述每個(gè)電極-壓電組 合層包括至少一對(duì)電極層以及層壓在該對(duì)電極層之間的壓電層，每個(gè)電極-壓電 組合層的所有電極層在本體內(nèi)彼此分開(kāi)。
3. 如權(quán)利要求2所述的壓電微致動(dòng)器，其特征在于所述電觸點(diǎn)設(shè)在電極 層上，且所有電極層均設(shè)有電觸點(diǎn)。
4. 如權(quán)利要求1所述的壓電微致動(dòng)器，其特征在于其中至少一個(gè)電極-壓 電組合層的一個(gè)電極層的電觸點(diǎn)與另一個(gè)電極-壓電組合層的一個(gè)電極層的電觸 點(diǎn)之間的距離為適于焊球焊接的距離或線(xiàn)焊焊接的距離。
5. —種磁頭折片組合，包括 磁頭；壓電微致動(dòng)器；及支撐磁頭和壓電微致動(dòng)器的懸臂件，所述懸臂件包括撓性件，所述撓性件 具有舌片區(qū)域，所述舌片區(qū)域包括承載磁頭的磁頭承載區(qū)域和承載壓電微致動(dòng) 器的壓電元件承載區(qū)域，所述壓電元件承載區(qū)域設(shè)有若干電觸點(diǎn)；其中所述壓電微致動(dòng)器包括一對(duì)分離的壓電元件，其中每個(gè)壓電元件包括一個(gè)本體及若干電觸點(diǎn)； 其中，所述本體包括至少兩個(gè)疊壓在一起的電極-壓電組合層，這 些電極-壓電組合層互相物理連接而電性隔離，每個(gè)電極-壓電組合層上 設(shè)有至少兩個(gè)所迷電觸點(diǎn)，且所迷電觸點(diǎn)向外伸出各自的壓電元件本 體，每個(gè)壓電元件的所有電觸點(diǎn)之間偏移預(yù)定的距離；所述一對(duì)壓電元件安裝在所述壓電元件承載區(qū)域，且每個(gè)壓電元 件的不同電極-壓電組合層的電觸點(diǎn)之間及每個(gè)壓電元件的不同電極-壓電組合層的電觸點(diǎn)與壓電元件承載區(qū)域的電觸點(diǎn)通過(guò)公用焊接設(shè)置間及壓電元件與懸臂件之間同時(shí)電連接。
6. 如權(quán)利要求5所述的磁頭折片組合，其特征在于所述每個(gè)電極-壓電組 合層包括至少一對(duì)電極層以及層壓在該對(duì)電極層之間的壓電層，每個(gè)電極-壓電 組合層的所有電極層在本體內(nèi)彼此分開(kāi)。
7. 如權(quán)利要求6所述的磁頭折片組合，其特征在于所述電觸點(diǎn)設(shè)在電極 層上，且所有電極層均設(shè)有電觸點(diǎn)。
8. 如權(quán)利要求7所述的磁頭折片組合，其特征在于其中每個(gè)壓電元件至 少一個(gè)電極-壓電組合層的一個(gè)電極層的電觸點(diǎn)與另一個(gè)電極-壓電組合層的一 個(gè)電極層的電觸點(diǎn)之間的距離為適于焊球焊接的距離或線(xiàn)焊焊接的距離。
9. 如權(quán)利要求5所迷的磁頭折片組合，其特征在于所述壓電元件承載區(qū) 域的電觸點(diǎn)包括第一電連接觸點(diǎn)、第二電連接觸點(diǎn)及共同接地點(diǎn)，其中一個(gè)壓 電元件的所有電極-壓電組合層的一個(gè)電觸點(diǎn)共同電連接到第一電連接觸點(diǎn)，該 壓電元件的所有電極-壓電組合層的另 一個(gè)電觸點(diǎn)共同連接到共同接地點(diǎn)；另一 個(gè)壓電元件的所有電極-壓電組合層的 一個(gè)電觸點(diǎn)共同電連接到第二電連接觸點(diǎn)，該另 一個(gè)壓電元件所有電極-壓電組合層的另 一個(gè)電觸點(diǎn)共同連接到共同接 地點(diǎn)。
10. 如權(quán)利要求5所述的磁頭折片組合，其特征在于所述壓電元件承載區(qū) 域的電觸點(diǎn)包括第 一 電連接觸點(diǎn)及第二電連接觸點(diǎn)，所述兩個(gè)壓電元件的所有 電極-壓電組合層的 一個(gè)電觸點(diǎn)共同電連接到第 一 電連接觸點(diǎn)，所述兩個(gè)壓電元 件的所有電極-壓電組合層的另 一個(gè)電觸點(diǎn)共同電連接到第二電連接觸點(diǎn)。
11. 如權(quán)利要求9或IO所述的磁頭折片組合，其特征在于所述電觸點(diǎn)之 間的電連接是通過(guò)金屬球焊接連接。
12. 如權(quán)利要求5所述的磁頭折片組合，其特征在于所述懸臂件的壓電元 件承載區(qū)域的兩端外側(cè)分別朝著該磁頭承載區(qū)域延伸形成加強(qiáng)桿，所述磁頭承 載區(qū)域懸垂于該兩側(cè)加強(qiáng)桿之間。
13. 如權(quán)利要求12所述的磁頭折片組合，其特征在于所述加強(qiáng)桿與磁頭 承載區(qū)域之間連接有彈性臂，該彈性臂具有與該加強(qiáng)桿靠近^f茲頭承載區(qū)域的一 端連接的第 一端部及與該/磁頭承載區(qū)域連接的的第二端部，所述》茲頭承載區(qū)域 懸垂于該兩個(gè)第二端部之間，該彈性臂的第一端部與第二端部之間形成有彎曲 部。
14. 如權(quán)利要求13所述的磁頭折片組合，其特征在于所述彎曲部由多段 不同方向彎曲的彈性區(qū)段構(gòu)成，并且相鄰彈性區(qū)段之間以圓弧結(jié)構(gòu)作為過(guò)渡。
15. 如權(quán)利要求13所述的磁頭折片組合，其特征在于所述彎曲部為U形、 V形、弧形或曲線(xiàn)形。
16. —種^f茲頭折片組合的裝配方法，包括 提供一個(gè)磁頭；提供一個(gè)壓電微致動(dòng)器，所述壓電微致動(dòng)器包括一對(duì)分離的壓電元件，其 中每個(gè)壓電元件包括一個(gè)本體及若干電觸點(diǎn)，所述本體包括至少兩個(gè)疊壓在一 起的電極-壓電組合層，這些電極-壓電組合層互相物理連接而電性隔離，每個(gè)電 極-壓電組合層上設(shè)有至少兩個(gè)所述電觸點(diǎn)，且所述電觸點(diǎn)向外伸出各自的壓電 元件本體，每個(gè)壓電元件的所有電觸點(diǎn)之間偏移預(yù)定的距離；提供一個(gè)支撐磁頭和壓電微致動(dòng)器的懸臂件，所述懸臂件包括撓性件，所 述撓性件具有舌片區(qū)域，所述舌片區(qū)域包括承載磁頭的磁頭承載區(qū)域和承載壓 電微致動(dòng)器的壓電元件承載區(qū)域，所述壓電元件承載區(qū)域設(shè)有若干電觸點(diǎn)；將所述壓電微致動(dòng)器的一對(duì)分離的壓電元件同時(shí)安裝到懸臂件的壓電元件 承載區(qū)域，并使壓電元件的電觸點(diǎn)與壓電元件承載區(qū)域的電觸點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)，然 后，借助金屬球焊接機(jī)用焊料一次或分次焊接到上述對(duì)應(yīng)的電觸點(diǎn)而實(shí)現(xiàn)壓電 元件的不同電極-壓電組合層之間及壓電元件與懸臂件之間同時(shí)電連接起來(lái)；及將所述磁頭安裝到所述懸臂件的磁頭承載區(qū)域，并電性連接所述磁頭與所 述懸臂件。
17. 如權(quán)利要求16所述的磁頭折片組合的裝配方法，其特征在于所述壓 電元件承載區(qū)域的電觸點(diǎn)包括第 一 電連接觸點(diǎn)、第二電連接觸點(diǎn)及共同接地點(diǎn)， 其中將所述壓電微致動(dòng)器的一對(duì)分離的壓電元件同時(shí)安裝到懸臂件的壓電元件 承載區(qū)域的方法包括使一個(gè)壓電元件的所有電極-壓電組合層的一個(gè)電觸點(diǎn)共 同放置在第 一 電連接觸點(diǎn)上，使該壓電元件的所有電極-壓電組合層的另 一個(gè)電 觸點(diǎn)共同放置在共同接地點(diǎn)上；使另一個(gè)壓電元件的所有電極-壓電組合層的一 個(gè)電觸點(diǎn)共同放置在第二電連接觸點(diǎn)上，使該另一個(gè)壓電元件所有電極-壓電組 合層的另 一個(gè)電觸點(diǎn)共同放置在共同接地點(diǎn)上。
18. 如權(quán)利要求16所述的磁頭折片組合的裝配方法，其特征在于所述壓電元件承載區(qū)域的電觸點(diǎn)包括第 一 電連接觸點(diǎn)及第二電連接觸點(diǎn)，其中將所述 壓電微致動(dòng)器的一對(duì)分離的壓電元件同時(shí)安裝到懸臂件的壓電元件承載區(qū)域的方法包括使所述兩個(gè)壓電元件的所有電極-壓電組合層的一個(gè)電觸點(diǎn)共同放置 在第 一 電連接觸點(diǎn)上，使所述兩個(gè)壓電元件的所有電極-壓電組合層的另 一個(gè)電 觸點(diǎn)共同放置在第二電連接觸點(diǎn)上。
19. 一種磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)單元，包括 磁頭折片組合；與磁頭折片組合相連的驅(qū)動(dòng)臂； 磁盤(pán)；及用于旋轉(zhuǎn)磁盤(pán)的主軸馬達(dá)； 其中，所述^^茲頭折片組合包括 磁頭；壓電微致動(dòng)器；及支撐磁頭和壓電微致動(dòng)器的懸臂件，所述懸臂件包括撓性件，所述 撓性件具有舌片區(qū)域，所述舌片區(qū)域包括承載磁頭的磁頭承載區(qū)域和承 載壓電微致動(dòng)器的壓電元件承載區(qū)域，所述壓電元件承載區(qū)域設(shè)有若干 電觸點(diǎn)；其中所述壓電微致動(dòng)器包括一對(duì)分離的壓電元件，其中每個(gè)壓電元件包括一個(gè)本體及若干電觸點(diǎn)；其中，所述本體包括至少兩個(gè)疊壓在一起的電極-壓電組合層， 這些電極-壓電組合層互相物理連接而電性隔離，每個(gè)電極-壓電組合 層上設(shè)有至少兩個(gè)所述電觸點(diǎn)，且所述電觸點(diǎn)向外伸出各自的壓電 元件本體，每個(gè)壓電元件的所有電觸點(diǎn)之間偏移預(yù)定的距離；所述一對(duì)壓電元件安裝在所述壓電元件承載區(qū)域，且每個(gè)壓電元件的不同電極-壓電組合層的電觸點(diǎn)之間及每個(gè)壓電元件的不同 電極-壓電組合層的電觸點(diǎn)與壓電元件承載區(qū)域的電觸點(diǎn)通過(guò)公用 焊接設(shè)置一次或分次對(duì)應(yīng)焊接起來(lái)而實(shí)現(xiàn)壓電元件的不同電極-壓 電組合層之間及壓電元件與懸臂件之間同時(shí)電連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于磁頭折片組合的壓電微致動(dòng)器，該壓電微致動(dòng)器包括一對(duì)分離的壓電元件，其中每個(gè)壓電元件包括一個(gè)本體及若干電觸點(diǎn)，所述本體包括至少兩個(gè)疊壓在一起的電極-壓電組合層，這些電極-壓電組合層互相物理連接而電性隔離，每個(gè)電極-壓電組合層上設(shè)有至少兩個(gè)所述電觸點(diǎn)，且所述電觸點(diǎn)向外伸出各自的壓電元件本體，每個(gè)壓電元件的所有電觸點(diǎn)之間偏移預(yù)定的距離以電性隔離。本發(fā)明還公開(kāi)了具有所述壓電微致動(dòng)器的磁頭折片組合及磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)單元。
文檔編號(hào)G11B5/48GK101499287SQ20081008040
公開(kāi)日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2008年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月2日
發(fā)明者姚明高, 雨 孫, 林 郭 申請(qǐng)人:新科實(shí)業(yè)有限公司