專利名稱：薄膜壓電體元件和其制造方法以及使用其的驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄膜壓電體元件和其制造方法以及使用其的驅(qū)動器。
背景技術(shù)：
今年來，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，通過半導(dǎo)體制造技術(shù)，人們努力實(shí)現(xiàn)非常小型化的微型機(jī)器，驅(qū)動器等的機(jī)械電子元件受到了矚目。通過這樣的元件可以實(shí)現(xiàn)小型且高精度的機(jī)構(gòu)部件，并且，通過利用半導(dǎo)體處理其生產(chǎn)性大大地改善。特別是使用壓電體元件的驅(qū)動器用來實(shí)現(xiàn)掃描型隧道望遠(yuǎn)鏡的微小變位或者盤存儲讀取裝置(以下稱為盤裝置)的探頭滑塊的微小定位等。
例如，在盤裝置中，作為為了可以進(jìn)行更高密度的存儲的驅(qū)動器，進(jìn)行了背負(fù)式(ピギ一バック)驅(qū)動器的開發(fā)(例如，超高TPI化和背負(fù)式驅(qū)動器(IDEMA Japan News No.32、pp4-7、國際盤驅(qū)動協(xié)會發(fā)行)以及特開2002-134807號公報(bào))。其中，探頭滑塊進(jìn)一步安裝在彈性體上。該彈性體安裝在懸浮體上，進(jìn)而，該懸浮體固定在臂上。通過這樣的構(gòu)成，臂通過音圈發(fā)動機(jī)(ボィスコィルモ一タ)(以下稱為VCM)而被搖擺，不但將磁頭定位在盤上的規(guī)定的軌道位置上，進(jìn)而通過使用由壓電體元件構(gòu)成的驅(qū)動器從而可以進(jìn)行微小的定位。
圖22為表示盤裝置中使用的現(xiàn)有的背負(fù)式驅(qū)動器的一個例子的平面圖。在圖22中，僅僅表示了使用彈性體上安裝有薄膜壓電體元件的微小定位用驅(qū)動器區(qū)域部。此外，圖23表示沿圖22的D-D線的剖面圖。薄膜壓電體100由一對的第1壓電體元件單元100A和第2的壓電體元件單元100B所構(gòu)成。它們分別為對稱構(gòu)造，并且連接固定在彈性體122上。彈性體122再懸浮體140處，其一端部被固定。該懸浮體140的一端部固定在臂(圖中未示)上。
第1壓電體元件單元100A和第2壓電體元件單元100B中，一個如箭頭E所示的那樣向伸長的方向變位，另一個如箭頭D所示的那樣向收縮的方向變位，從而，使前端處安裝的滑塊保持部160微小地旋轉(zhuǎn)。因此，滑塊保持部160上安裝的探頭滑塊101微小地旋轉(zhuǎn)，從而可以使探頭滑塊101的前端上安裝的磁頭130如箭頭C所示微小地移動。
如圖23所示，第1壓電體元件單元100A以及第2壓電體元件單元100B，具有第1壓電體薄膜111A以及第2壓電體薄膜111B層積的2層構(gòu)造。第1壓電體薄膜111A通過第1電極112B和第2電極112A而被夾持。同樣，第2壓電體薄膜111B通過第3電極112C和第4電極112D而被夾持。第2電極112B和第3電極112C通過連接層113而連接，由此全體地固定為一體。
此外第1壓電體元件單元100A以及第2壓電體元件單元100B的端部處，分別設(shè)置有用于形成電極端子部的孔部114、115和接續(xù)配線部116、117。該孔部114、115用于形成將第2電極112B和第3電極112C短路的接續(xù)配線部116、117。該接續(xù)配線部116、117處接續(xù)有端子線118，該端子線118接續(xù)在接地電極119處。
此外，第1的壓電體元件單元100A的第1電極112A和第4電極112D處接續(xù)有端子線120，該端子線120接續(xù)在驅(qū)動電源121A處。由此，可以向第1壓電體元件單元100A施加規(guī)定的電壓。進(jìn)而，第2的壓電體元件單元100B的第1電極112A和第4電極112D處接續(xù)有端子線120，該端子線120接續(xù)在驅(qū)動電源121B處。由此，可以向第2壓電體元件單元100B施加規(guī)定的電壓。
此外，該第1壓電體元件單元100A以及第2壓電體元件單元100B連接固定在彈性體122上。
為了實(shí)現(xiàn)這種微小定位用驅(qū)動器，正在進(jìn)行開發(fā)從而使薄膜壓電體元件小型、輕型并且在低電壓下可以得到較大的變位。但是，薄膜壓電體元件的制造工序復(fù)雜因此價格較高，所以，需要使薄膜壓電體元件的配線數(shù)減少，組裝容易。
但是，上述現(xiàn)有技術(shù)的例子中不能滿足這樣的要求，即，作為薄膜壓電體元件100的配線，第1壓電體元件單元100A和第2壓電體元件單元100B的配線需要接續(xù)到作為共同電極的接地電極119處，因此增加了彈性體122上的配線數(shù)，此外，由此也有必要設(shè)置接續(xù)部，難以使工序簡單化，進(jìn)而，第1壓電體元件單元100A和第2壓電體元件單元100B處形成孔部114、115，需要設(shè)置接續(xù)配線部116、117的工序，這樣不僅使制造的效率降低，而且還使驅(qū)動器的可靠性降低。
作為將壓電體薄膜層積的構(gòu)成的驅(qū)動器，例如特開平8-88419號公報(bào)中所示的構(gòu)造。該例子中，在氧化鎂(MgO)、鈦酸鍶(SrTiO3)、或者氧化鋁(Al2O3)等的單結(jié)晶基板上，形成鉑(Pt)、鋁(Al)、金(Au)或者銀(Ag)等的電極層，鈦酸鋯酸鉛(PZT)或者鈦酸鋯酸鑭酸鉛(PLZT)等的壓電材料構(gòu)成的壓電層，進(jìn)而與上述相同的材料構(gòu)成的電極層，并且在這些膜上形成玻璃或者硅構(gòu)成的結(jié)合層從而制作壓電部件。接著，利用重復(fù)下述工序，即，通過陽極結(jié)合法將壓電部件之間通過結(jié)合層結(jié)合的工序，之后進(jìn)而將層積側(cè)的基板通過研磨等除去并且在露出的電極層上形成結(jié)合層的工序，通過上述的順序結(jié)合該結(jié)合層和別的壓電部件的結(jié)合層并且再次除去基板的工序，從而形成了積層為多層的積層體。之后，通過從兩側(cè)交互地取出該積層體中的內(nèi)層電極，從而實(shí)現(xiàn)了積層型驅(qū)動器。該制造方法的基板的除去中，在研磨之后實(shí)施蝕刻處理從而不產(chǎn)生殘留部分，此外，壓電部件之間的結(jié)合方法，不僅有陽極結(jié)合法，還可以使用表面活化結(jié)合法或者粘著劑結(jié)合法。
但是該公開例子中，在多層積層的積層體的2個側(cè)面部通過絕緣層形成外部電極，至少該外部電極的形成必須在各個積層體上進(jìn)行，因此存在產(chǎn)量性的問題。此外，由于構(gòu)成為對于基板面產(chǎn)生垂直方向的變位，因此例如存在不適合于作為盤裝置的探頭滑塊的微小定位用的驅(qū)動器而使用的構(gòu)造的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，作為微小定位用的驅(qū)動器，提供一種配線構(gòu)成簡便，并且制造工序可以簡單化的薄膜壓電體元件和其制造方法以及使用其的驅(qū)動器。
本發(fā)明的薄膜壓電體元件的構(gòu)成如下由一對的壓電體元件構(gòu)成，一對的上述壓電體元件單元中，使第1主電極膜和第1對向電極膜所夾持的第1壓電體薄膜和第2主電極膜和第2對向電極膜所夾持的第2壓電體薄膜，上述第1對向電極膜以及上述第2對向電極膜相對并且通過連接層連接而構(gòu)成的第1構(gòu)造體和第2構(gòu)造體配置在同一面上，并具有在上述第1構(gòu)造體和上述第2構(gòu)造體之間設(shè)置，在各個上述第1對向電極膜之間以及上述第2對向電極膜之間部分地連接的結(jié)合區(qū)域部，將上述第1構(gòu)造體的上述第1主電極膜和上述第2主電極膜之間，以及上述第2構(gòu)造體的上述第1主電極膜和上述第2主電極膜之間分別接續(xù)的接續(xù)配線部。
通過這樣的構(gòu)成，對于基板面可以進(jìn)行水平方向的變位，并且僅僅通過2端子就可以進(jìn)行驅(qū)動。


圖1為表示本發(fā)明的第1實(shí)施例中薄膜壓電體元件的構(gòu)成的立體圖；圖2為同實(shí)施例的薄膜壓電體元件的沿圖1所示的B-B線的剖面圖；圖3為表示同實(shí)施例的壓電體元件作為驅(qū)動器時的構(gòu)成的平面圖；圖4為將同實(shí)施例的壓電體元件作為驅(qū)動器使用的盤裝置的要部立體圖；圖5A到圖5C為同實(shí)施例的薄膜壓電體元件的制造方法中主要工序的剖面圖；圖6A到圖6J為同實(shí)施例的薄膜壓電體元件的制造方法中，說明將單元A30和單元B31積層，從而形成壓電體元件單元的工序的剖面圖。
圖7A為同實(shí)施例的薄膜壓電體元件的制造方法中，圖6D所示的加工狀態(tài)的平面圖；圖7B為同實(shí)施例的薄膜壓電體元件的制造方法中，圖6E所示的加工狀態(tài)的平面圖；圖8為根據(jù)同實(shí)施例的薄膜壓電體元件的制造方法的變形例制造的薄膜壓電體元件的概略立體圖；圖9為使用本發(fā)明的第2實(shí)施例的薄膜壓電體元件而構(gòu)成的驅(qū)動器區(qū)域部分的剖面圖；圖10A為同實(shí)施例的薄膜壓電體元件中，沿圖9所示X1-X1線的剖面圖；圖10B為同實(shí)施例的薄膜壓電體元件中，沿圖9所示Y1-Y1線的剖面圖；圖11A到圖11C為同實(shí)施例的薄膜壓電體元件的制造方法中，表示第1的基板上的薄膜形成和加工工序的平面圖；圖12A到圖12C為同實(shí)施例的薄膜壓電體元件的制造方法中，沿圖11A到圖11C所示的Y1-Y1線的剖面圖；圖12D到圖12F為同實(shí)施例的薄膜壓電體元件的制造方法中，沿圖11A到圖11C所示的X1-X1線的剖面圖；圖13A到圖13C為說明同實(shí)施例的薄膜壓電體的制造方法中，將基板之間粘接固定，進(jìn)行規(guī)定的圖案加工的工序的平面圖；圖14A到圖14C為同實(shí)施例的薄膜壓電體元件的制造方法中，沿圖13A到圖13C所示的Y1-Y1線的剖面圖；圖14D到圖14F為同實(shí)施例的薄膜壓電體元件的制造方法中，沿圖13A到圖13C所示的X1-X1線的剖面圖；圖15A到圖15C為說明同實(shí)施例的薄膜壓電體元件的制造方法中，對于第1構(gòu)造體和第2構(gòu)造體形成接續(xù)配線部，一直到完成薄膜壓電體元件的工序的平面圖；圖16A到圖16C為同實(shí)施例的薄膜壓電體元件的制造方法中，沿圖15A到圖15C所示的Y1-Y1線的剖面圖；圖16D到圖16F為同實(shí)施例的薄膜壓電體元件的制造方法中，沿圖15A到圖15C所示的X1-X1線的剖面圖；圖17A到圖17C為說明本發(fā)明的第3實(shí)施例的薄膜壓電體元件的制造方法中，形成第1基板上的薄膜圖案的工序的平面圖；圖17D到圖17F為說明同實(shí)施例的薄膜壓電體元件的制造方法中，形成第2的基板上的薄膜圖案的工序的平面圖；圖18A到圖18C為同實(shí)施例的薄膜壓電體元件的制造方法中，沿圖17A到圖17C所示的Y1-Y1線的剖面圖；圖18D到圖18F為同實(shí)施例的薄膜壓電體元件的制造方法中，沿圖17A到圖17C所示的X1-X1線的剖面圖；圖18G為同實(shí)施例的薄膜壓電體元件的制造方法中，沿圖17F所示的Y1-Y1線的剖面圖；圖18H為同實(shí)施例的薄膜壓電體元件的制造方法中，沿圖17F所示的X1-X1線的剖面圖；圖19A到圖19C為說明同實(shí)施例的薄膜壓電體元件的制造方法中，將第1的基板和第2的基板互相粘合，并且形成薄膜壓電體元件的工序的平面圖；圖20A到圖20C為同實(shí)施例的薄膜壓電體元件的制造方法中，沿圖19A到圖19C所示的Y1-Y1線的剖面圖；圖21A和圖21B為同實(shí)施例的薄膜壓電體元件的變形例的平面圖，以及沿Y1-Y1線的剖面圖；圖22為表示盤裝置中使用的現(xiàn)有技術(shù)的背負(fù)式驅(qū)動器的一個例子的剖面圖；圖23為沿圖22所示D-D線的由薄膜壓電體元件構(gòu)成的驅(qū)動器部分的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照

本發(fā)明的實(shí)施例，對于各個附圖中的相同要素使用相同的符號。
實(shí)施例1圖1為表示本發(fā)明的第1實(shí)施例中薄膜壓電體元件27的構(gòu)成的立體圖；圖2為沿圖1所示的B-B線的剖面圖。
本實(shí)施例中的薄膜壓電體元件27由一對的壓電體元件單元構(gòu)成。即第1壓電體元件單元27A和第2壓電體元件單元27B兩者的一部分連接，并且為鏡面對稱形狀。
第1壓電體元件單元27A中，第1壓電體薄膜460和第2壓電體薄膜520積層而構(gòu)成。第1壓電體薄膜460的上面和下面處形成第1對向電極膜480和第1主電極膜440。此外，第2壓電體薄膜520的上面和下面處也形成第2主電極膜540和第2對向電極膜500。進(jìn)而，第1對向電極膜480和第2對向電極膜500通過連接層570連接。
此外，第2壓電體元件單元27B中，第1壓電體薄膜460和第2壓電體薄膜520積層而構(gòu)成。第1壓電體薄膜460的上面和下面處形成第1對向電極膜480和第1主電極膜580。此外，第2壓電體薄膜520的上面和下面處也形成第2主電極膜600和第2對向電極膜500。進(jìn)而，第1對向電極膜480和第2對向電極膜500通過連接層570連接。連接層570可以為導(dǎo)電性連接層。
本實(shí)施例中，第1壓電體元件單元27A和第2壓電體元件單元27B通過結(jié)合區(qū)域部A一體地連接而構(gòu)成，即，結(jié)合區(qū)域部A處，第1壓電體薄膜460，第2壓電體薄膜520，第1對向電極膜480，第2對向電極膜500以及連接層570各個連接成為一體而形成。通過該第1壓電體元件單元27A和第2壓電體元件單元27B，構(gòu)成薄膜壓電體元件27，進(jìn)而通過具有柔軟性的涂層樹脂(圖中未示)覆蓋全體。此外，同一部件構(gòu)成的第1壓電體薄膜460和第2壓電體薄膜520分別向箭頭E1的方向以及箭頭E2的方向分極。
圖2表示沿圖1的B-B線的斷面圖，進(jìn)而也表示了關(guān)于用于驅(qū)動薄膜壓電體元件27的接續(xù)配線部的構(gòu)成。構(gòu)成第1壓電體元件單元27A的第1主電極膜440和第2主電極膜540通過接續(xù)配線部181接續(xù)。此外，構(gòu)成第2壓電體元件單元27B的第1主電極膜580和第2主電極膜600通過接續(xù)配線部182接續(xù)。進(jìn)而，接續(xù)配線部181、182接續(xù)在驅(qū)動電源3上。
圖3表示了使用這樣的薄膜壓電體元件27，例如作為用于將盤裝置的磁頭微小定位的驅(qū)動器時的構(gòu)成。圖3表示在作為保持基板的彈性體4處搭載薄膜壓電體元件27的近旁部分的平面圖。彈性體4的前端處具有滑塊保持部41。該滑塊保持部41上，搭載磁頭21的探頭滑塊43通過驅(qū)動器26可以微動地被支持。探頭滑塊43被支持在連接固定薄膜壓電體元件27的同一面?zhèn)壬?，但是不在同一平面上，如果以盤(圖中未示)為基準(zhǔn)進(jìn)行比較，相比于薄膜壓電體元件27更靠近地配置。
薄膜壓電體元件27，由一對的第1壓電體元件單元27A和第2的壓電體元件單元27B構(gòu)成。其分別為鏡面對稱的構(gòu)造，并且連接固定在彈性體4上，彈性體4在懸浮體19處其一端部被固定，進(jìn)而懸浮體19被固定在圖中未示的臂上。彈性體4上，來自磁頭21的信號和用于驅(qū)動薄膜壓電體元件27的電極配線延伸到臂的附近，但圖中沒有表示。薄膜壓電體元件27，例如第1壓電體元件單元27A的第1主電極膜440和第2壓電體元件單元27B的第1主電極膜580，在薄膜壓電體元件的下面處與彈性體4上設(shè)置的電極配線相接續(xù)，第1的壓電體元件單元27A的第2主電極膜540和第2壓電體元件單元27B的第2主電極膜600可以通過上述的電極配線和引線接續(xù)，關(guān)于這些圖中沒有表示。
圖2所示的接續(xù)構(gòu)成中，從驅(qū)動電源例如在接續(xù)配線部181處施加正電位，在接續(xù)配線部182處施加負(fù)電位，從而第1壓電體元件單元27A的第1主電極膜440以及第2主電極膜540變?yōu)檎碾娢唬?壓電體元件單元27B的第1主電極膜580以及第2主電極膜600變?yōu)樨?fù)的電位。進(jìn)而，通過結(jié)合區(qū)域部A，第1對向電極膜480以及第2對向電極膜500處，分別地正負(fù)電荷相互吸引而抵消，保持為零電位。這已經(jīng)由實(shí)驗(yàn)證實(shí)。由此，通過僅僅在2根的接續(xù)配線部181、182處施加電壓，例如第1壓電體元件單元27A的第1壓電體薄膜460和第2壓電體薄膜520就收縮，第2壓電體元件單元27B的第1壓電體薄膜460和第2壓電體薄膜520就伸長。從而，第1壓電體元件單元27A和第2壓電體元件單元27B的變位在不平行的方向上產(chǎn)生。由此，固定有薄膜壓電體元件27的彈性體4也變形，探頭滑塊43如箭頭C所示旋轉(zhuǎn)，從而可以使探頭滑塊43上的磁頭21微動。
本實(shí)施例中，圖1以及圖2所示那樣的第1壓電體元件單元27A和第2壓電體元件單元27B在結(jié)合區(qū)域部A處，第1壓電體薄膜460、第1對向電極膜480、第2對向電極膜500、第2壓電體薄膜520形成為一體地連接的形狀。從而，第1壓電體元件單元27A的第1對向電極膜480，以及第2壓電體元件單元27B的第2對向電極膜500在不接續(xù)在接地電極上時，就可以驅(qū)動薄膜壓電體元件27。進(jìn)而，沒有必要形成用于將第1對向電極膜480以及第2對向電極膜500接續(xù)在接地電極上的孔或者配線層，可以使制造工序大幅地簡單化。
圖4為表示將該薄膜壓電體元件27作為微小定位用的驅(qū)動器的盤裝置的要部立體圖。盤18固定在主軸20上，通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)22以規(guī)定的旋轉(zhuǎn)數(shù)被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。作為該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)22，一般使用主軸發(fā)動機(jī)。盤18面一側(cè)處設(shè)置有彈性體(圖中未示)的懸浮體28固定在臂30上，該臂30在軸承部32處可以自由旋轉(zhuǎn)地被支持。探頭滑塊24固定在彈性體(圖中未示)上。同樣地，薄膜壓電體元件27連接在彈性體上，通過這些部件構(gòu)成了驅(qū)動器26。
通過第1定位機(jī)構(gòu)34使臂30動搖，將探頭滑塊24定位在盤18的規(guī)定的軌道位置。在現(xiàn)有技術(shù)中的盤裝置中，僅僅具有該第1定位機(jī)構(gòu)34，但是本實(shí)施例中，進(jìn)而還具有第2定位機(jī)構(gòu)，通過上述那樣的驅(qū)動器26使探頭滑塊24微動。該驅(qū)動器26的微動可以通過對于薄膜壓電體元件27施加的電壓而控制，因此，可以跟蹤微小的軌道位置，進(jìn)而可以進(jìn)行高密度的存儲和讀取。從而，可以實(shí)現(xiàn)例如使用硬盤的盤裝置的高密度存儲。盤裝置通過框體36和未圖示的蓋覆蓋全體。
下面說明本實(shí)施例中的薄膜壓電體元件的制造方法。薄膜壓電體元件27，如后述的圖6I以及圖6J所示，由構(gòu)成第1壓電體元件單元27A的構(gòu)造體45A和構(gòu)成第2壓電體元件單元27B的構(gòu)造體45B而構(gòu)成。兩者的第1主電極膜，第1壓電體薄膜，第1對向電極膜，第2主電極膜，第2壓電體薄膜以及第2對向電極膜的材料和構(gòu)成相同，將其在基板上一體地形成。
圖5A到圖5C為形成薄膜壓電體元件27的主要工序的剖面圖，表示薄膜壓電體元件的第1構(gòu)造體45A和第2構(gòu)造體45B一并形成的工序。
首先，如圖5A所示，在第1基板290上，成為第1主電極膜440、580的電極膜成膜。下面，如圖5B所示那樣，成為第1主電極膜440、580的電極膜上通過濺射法、分子束蒸鍍法(MBE)、化學(xué)氣相成膜(CVD)法或者溶膠-凝膠法等使第1壓電體薄膜460結(jié)晶成長。進(jìn)而如圖5C所示那樣，第1壓電體薄膜460的上面處形成第1對向電極膜480。第1壓電體薄膜460的分極方向在成膜時如圖5C中箭頭P所示那樣朝向結(jié)晶的c軸方向。這樣，圖1所示的成為薄膜壓電體元件27的下部的構(gòu)成部分的第1層的單元A30在第1基板290上形成。完全相同地，成為上部的構(gòu)成部分的第2層的單元B31在第2基板295上形成。
圖6A到圖6J中表示，說明將圖5A到圖5C中形成的單元A30和單元B31積層，并且形成壓電體元件單元的工序的剖面圖。關(guān)于從圖6A到圖6J，為圖1所示的沿B-B線的剖面圖。
首先如圖6A所示那樣，配置第1基板290上形成的單元A30和第2基板295上形成的單元B31，從而使第1對向電極膜480和第2對向電極膜500相對。
下面，如圖6B所示，第1對向電極膜480和第2對向電極膜500之間配置連接層570，通過該連接層570使兩者結(jié)合。
下面，如圖6C所示，通過蝕刻除去單元B31的第2基板295。
之后，如圖6D所示，通過光刻工序或者蝕刻工序進(jìn)行加工，從而將積層構(gòu)成的膜形成為薄膜壓電體元件27的形狀。其中，本實(shí)施例中，第1構(gòu)造體45A和第2構(gòu)造體45B通過圖1所示的結(jié)合區(qū)域部A，兩者一體地連接而形成。圖7A表示加工到圖6D為止的狀態(tài)的平面圖。第1構(gòu)造體45A和第2構(gòu)造體45B通過成為結(jié)合區(qū)域部A的連接部370，被蝕刻加工為一體地連接的形狀。此外，第1構(gòu)造體45A和第2構(gòu)造體45B之間設(shè)置縫隙550，除去連接部370之外第1構(gòu)造體45A和第2構(gòu)造體45B完全地分離。
下面，如圖6E所示，被蝕刻加工的薄膜壓電體元件27的第2主電極膜540、600中，將連接部370上形成的電極膜通過光刻工序和蝕刻工序而除去。圖7B為表示圖6E為止的加工狀態(tài)的平面圖。由圖7B可知，連接部370處電極膜被蝕刻，第2壓電體薄膜520露出，第2主電極膜540、600分別分離。
下面，如圖6F所示，為了防止薄膜壓電體元件的腐蝕，通過涂層樹脂330覆蓋薄膜壓電體元件的表面。
之后，如圖6G所示，將虛固定用基板350與第2主電極膜540、600上的涂層樹脂330面虛連接，以該狀態(tài)將第1基板290通過蝕刻除去。蝕刻除去的狀態(tài)在圖6H中表示。
之后，如圖6I所示，成為第1主電極膜440、580的電極膜中，通過光刻工序和蝕刻工序除去連接部370上的電極膜。
進(jìn)而，如圖6J所示，將虛固定用基板350剝離，將第1構(gòu)造體45A以及第2構(gòu)造體45B的形成各個的第1主電極膜440、580的面一側(cè)，如圖3所示那樣，連接在彈性體4上。之后，將第1壓電體元件單元27A的第1主電極膜440和第2主電極膜540、第2壓電體元件單元27B的第1主電極膜580和第2主電極膜600分別連接，這些連接可以在薄膜壓電體元件27上進(jìn)行，也可以通過彈性體4的配線而連接構(gòu)成。
此外，圖8中表示通過本實(shí)施例的變形例的制造方法制造的薄膜壓電體元件270的概略立體圖。第1的壓電體元件單元270A和第2的壓電體元件單元270B，再結(jié)合區(qū)域部的連接部370處一體化。連接部370處，第1壓電體薄膜465和第2壓電體薄膜525形成為與第1主電極膜445、585和第2主電極膜545、605分別在同一平面上。第1壓電體薄膜465于第1主電極膜445、585為同一平面，第2壓電體薄膜525與第2主電極膜545、605為同一平面。
對于該薄膜壓電體元件270的制造方法簡單的說明。首先，第1基板上通過使用規(guī)定的掩膜形成具有規(guī)定的寬度的縫隙的第1主電極膜，同時順次層積第1壓電體薄膜以及第1對向電極膜。同樣地，通過使用與形成第1主電極膜的掩膜同一形狀的掩膜在第2基板上形成第2主電極膜，同時順次層積第2壓電體薄膜以及第2對向電極膜。
下面，使第1對向電極膜和第2對向電極膜相對，并且通過連接層連接固定，從而使第1主電極膜的縫隙和第2主電極膜的縫隙的位置一致。之后有選擇地例如通過蝕刻僅僅除去第2基板。
進(jìn)而，將第1主電極膜，第1壓電體薄膜，第1對向電極膜，第2主電極膜，第2壓電體薄膜，第2主電極膜以及連接層加工為規(guī)定的形狀，產(chǎn)生壓電動作的區(qū)域以縫隙的中心線為基準(zhǔn)為鏡面對稱的形狀，并且部分地為一體構(gòu)造的結(jié)合區(qū)域部上為了具有縫隙而形成有一對的構(gòu)造體。
之后，一對的構(gòu)造體通過樹脂被覆蓋，進(jìn)而連接虛固定用基板之后，有選擇地例如通過蝕刻僅僅除去第1基板。接著，使連接虛固定用基板的連接層的連接力下降而分離虛固定用基板，從而得到圖8所示的薄膜壓電體元件270。
如上所述，本變形例的制造方法的要點(diǎn)在于，通過使用掩膜來進(jìn)行成膜，并且該掩膜具有不使第1主電極膜445、585之間，以及第2主電極膜545、605之間以縫隙狀形成電極膜的區(qū)域。除此之外，可以與本實(shí)施例同樣地形成。
實(shí)施例2本發(fā)明的第2實(shí)施例和第1實(shí)施例不同之處在于，采用掩膜成膜方式等的直接圖案成膜法，將各個壓電體元件單元中第1主電極膜和第2主電極膜之間的接續(xù)配線部，在各個壓電體元件單元的外周區(qū)域，并且?guī)缀醪挥绊憠弘娞匦缘膮^(qū)域部上形成，同時使與外部端子的接續(xù)構(gòu)成簡單化。
使用圖9到圖16F的

本實(shí)施例。圖9為使用本發(fā)明的第2實(shí)施例的薄膜壓電體元件2而構(gòu)成的用于微小定位的驅(qū)動器區(qū)域部分的平面圖。該驅(qū)動器為用于在第1實(shí)施例中說明的盤裝置中，將探頭滑塊24在盤18上的規(guī)定的軌道位置處進(jìn)行高精度的微小定位的裝置，與圖3所示的構(gòu)成基本上相同。圖9中，與圖3相同地在作為保持基板的彈性體4上連接固定薄膜壓電體元件2而構(gòu)成驅(qū)動器。
該薄膜壓電體元件中，具有對于Y-Y線相互為鏡像關(guān)系的構(gòu)造的第1壓電體元件單元2A和第2壓電體元件單元2B在結(jié)合區(qū)域部42處一體地連接，并且，各個的第1對向電極膜之間以及第2對向電極膜之間電連接。進(jìn)而，第1壓電體元件單元2A和第2壓電體元件單元2B的各個的第1主電極膜，對于分別在彈性體上形成的壓電體電極墊6、8，通過例如導(dǎo)電性連接層而直接連接。
彈性體4具有，從連接薄膜壓電體元件2的區(qū)域延伸并且用于固定探頭滑塊(圖中未示)的滑塊保持部10。該滑塊保持部10中設(shè)置有，用于與探頭滑塊上搭載的探頭(圖中未示)的配線部連接的探頭電極墊(圖中未示)。從該探頭電極墊開始，探頭電極配線14設(shè)置在薄膜壓電體元件2的第1壓電體元件單元2A和第2壓電體元件單元2B之間的彈性體4上，與壓電體電極墊6、8連接的壓電體電極配線16相同地，一直連接到與外部設(shè)備之間的連接墊(圖中未示)上。
對于這樣構(gòu)成的驅(qū)動器的動作，由于與第1實(shí)施例中說明的動作相同，因此省略。該驅(qū)動器搭載在圖4所示的盤裝置上，可以將探頭在盤上的規(guī)定的軌道位置處進(jìn)行高精度的定位。例如，薄膜壓電體元件2的各個的壓電體薄膜的厚度為2.5μm的話，第1壓電體元件單元2A的主電極膜上施加+5V，第2壓電體元件單元2B的主電極膜上施加-5V的話，那么對于C所示的方向探頭部分的變位量可以為±0.8μm。
構(gòu)成該驅(qū)動器的薄膜壓電體元件2的剖面構(gòu)造在圖10A和圖10B中示出。圖10A表示沿圖9中所示X1-X1線的剖面形狀，圖10B表示沿圖9中所示Y1-Y1線的剖面形狀。使用圖9，圖10A以及圖10B，說明薄膜壓電體元件2的構(gòu)成。本實(shí)施例的薄膜壓電體元件2中，沿圖9中的X1-X1線的部分由第1壓電體元件單元2A、第2壓電體元件單元2B、將其連接的結(jié)合區(qū)域部42所構(gòu)成。
第1的壓電體元件單元2A構(gòu)成為；將通過第1主電極膜44和第1對向電極膜48所夾持的第1壓電體薄膜46，和通過第2主電極膜54和第2對向電極膜50所夾持的第2壓電體薄膜52，以使第1對向電極膜48以及第2對向電極膜50相對的方式，通過絕緣性連接層56連接。此外，第2的壓電體元件單元2B構(gòu)成為；將通過第1主電極膜58和第1對向電極膜48所夾持的第1壓電體薄膜46，和通過第2主電極膜60和第2對向電極膜50所夾持的第2壓電體薄膜52，以使第1對向電極膜48以及第2對向電極膜50相對的方式，通過絕緣性連接層56連接。
此外，結(jié)合區(qū)域部42處，構(gòu)成第1壓電體元件單元2A和第2壓電體元件單元2B的第1對向電極膜48、第1壓電體薄膜46、第2對向電極膜50、第2壓電體薄膜52以及絕緣性連接層56一體地連接而形成。由此，第1壓電體元件單元2A和第2的壓電體元件單元2B一體化，同時各個的第1對向電極膜48之間，以及第2對向電極膜50之間被電連接。
此外如圖10B所示，第1壓電體元件單元2A的前端部，即搭載探頭滑塊一側(cè)處，第1主電極膜44和第2主電極膜54通過由導(dǎo)體膜構(gòu)成的接續(xù)配線部66電連接。同樣地，第2壓電體元件單元2B在其前端部，如圖9所示那樣形成由導(dǎo)體膜構(gòu)成的接續(xù)配線部68，第1主電極膜58和第2主電極膜60連接在一起。該接續(xù)配線部66、68通過絕緣性連接層56保護(hù)，從而對于第1對向電極膜48和第2對向電極膜50不進(jìn)行電連接。
對于這樣構(gòu)成的薄膜壓電體元件2的動作，由于與第1實(shí)施例中說明相同，因此省略。
該薄膜壓電體元件2中，第1主電極膜44、58的一部分在彈性體4上形成的壓電體電極墊6、8上直接地各自通過導(dǎo)電性連接層62電連接并固定。作為導(dǎo)電性連接層62，可以使用銀離子或其他的金屬離子、碳等調(diào)配的導(dǎo)電性連接劑。此外，作為其他的連接方法也可以利用通常的焊接。
通過這樣的構(gòu)成，薄膜壓電體元件2配置在彈性體4的面上，與壓電體電極墊6、8的連接容易，并且可靠性高。因此，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量性高的驅(qū)動器。此外薄膜壓電體元件2的第1壓電體元件單元2A以及第2壓電體元件單元2B對于伸縮動作為彎曲或翻折難以重疊的構(gòu)造，并且為使用一對且使一個伸長另一個收縮的構(gòu)造，從而可以對于伸縮方向高精度地產(chǎn)生大致直角方向的變位。
此外，上述的結(jié)合區(qū)域部處第1壓電體元件單元2A和第2壓電體元件單元2B為一體化，因此，在安裝薄膜壓電體元件2的情況下操作方便。
如圖9所示，薄膜壓電體元件2上，樹脂材料的加強(qiáng)部70和除去電機(jī)墊部之外的表面上形成絕緣樹脂層64，因此幾乎不影響壓電動作，并且，由于可以使整體的強(qiáng)度變大，從而操作容易進(jìn)而可以提高包括耐濕性在內(nèi)的可靠性。
如上所述，本實(shí)施例的薄膜壓電體元件2中，在粘合時不需要用于內(nèi)部形成的第1對向電極膜48以及第2對向電極膜50與外部連接的電機(jī)墊形成工序。進(jìn)而，第1主電極膜44、58和第2主電極膜54、60在各個的前端部電連接在由導(dǎo)體膜形成的接續(xù)連接部66、68上，從而不需要復(fù)雜的光刻、蝕刻加工。此外，在這樣的接續(xù)配線部66、68的形成時沒有必要蝕刻壓電體薄膜，因此可以防止蝕刻殘留等導(dǎo)致的不良的發(fā)生。其結(jié)果，薄膜壓電體元件2的制造工序可以大幅地簡單化，并且可以改善效率。
以下使用圖11A到圖16F的附圖詳細(xì)說明本實(shí)施例的薄膜壓電體元件2的制造方法。
首先，參照圖11A到圖12F的附圖進(jìn)行說明。圖11A到圖11C為表示第1基板上的薄膜形成和加工工序的平面圖。圖12A到圖12C與圖11A到圖11C對應(yīng)分別為沿Y1-Y1線的剖面圖，圖12D到圖12F為沿X1-X1線的剖面圖。
如圖11A、圖12A以及圖12D所示，第1基板72上，例如使用采用掩膜作為成膜方式的掩膜蒸鍍法等，以在第1縫隙74處不成膜的方式，形成第1主電極膜44、58。下面，如圖11B、圖12B以及圖12E所示，第1壓電體薄膜46在第一基板72的全面上成膜。由此，第1壓電體薄膜46形成為將縫隙74埋入。進(jìn)而，如圖11C、圖12C以及圖12F所示那樣，將第1對向電極膜48在Y1-Y1線方向上，在相比于第1主電極膜44、58較小的區(qū)域，即從第1基板72的上端45開始間隔規(guī)定距離的平行線47與上端45所包圍的規(guī)定區(qū)域49以外的全面上形成。由于薄膜壓電體元件2在第1基板上制作有多個，薄膜壓電體元件2位于第1基板的上端45處的場合下，如上所述將上端45作為規(guī)定位置而設(shè)定規(guī)定區(qū)域49即可。此外，第1基板的上端45以外的位置上設(shè)置薄膜壓電體元件2的場合下，例如將薄膜壓電體元件2間的間隙區(qū)域的中央線作為規(guī)定位置而設(shè)定規(guī)定區(qū)域49即可。
第2基板上同樣地，進(jìn)行與第1基板72上的情況同樣的薄膜形成和加工工序。此時，設(shè)置第2縫隙，使其與第1縫隙74為同一位置。對于該第2基板上的制造方法，由于與第1基板上相同因此省略附圖中的說明。對于第2基板上形成的構(gòu)造，由于在圖14D上表示因此在后面敘述。上述規(guī)定區(qū)域49為用于設(shè)置從后述的第1主電極膜44、58延伸的突出部的區(qū)域，也可以形成在圖示位置的相反側(cè)上。
下面，圖13A到圖13C以及圖14A到圖14F為說明，將加工到圖11C、圖12C以及圖12F中所示的形狀為止的狀態(tài)的基板之間連接固定，之后在第1基板72上進(jìn)行規(guī)定的圖案加工的工序的圖。圖13A到圖13C為平面圖，圖14A到圖14C與其對應(yīng)為沿圖13A到圖13C中所示的Y1-Y1線的剖面圖，圖14D到圖14F為沿X1-X1線的剖面圖。
參照圖13A到圖13C以及圖14A到圖14F進(jìn)行說明，首先圖13A表示第1對向電極膜48和第2對向電極膜50相對并且連接固定的狀態(tài)，為從第2基板76側(cè)觀察的平面圖。即，圖14A以及圖14D所示那樣，使第1基板72上的第1主電極膜44、58和第1對向電極膜48所夾持的第1壓電體薄膜46，和第2基板76上的第2主電極膜54、60和第2對向電極膜50所夾持的第2壓電體薄膜52相對，通過絕緣性連接層56連接固定。圖14D中所示的X1-X1線方向上，各主電極膜為電分離的形態(tài)，此外，如圖14A所示，Y1-Y1線方向的規(guī)定區(qū)域49中，沒有形成第1對向電極膜48以及第2對向電極膜50，第1壓電體薄膜46和第2壓電體薄膜52通過絕緣性連接層56而直接連接。
下面如圖13B、圖14B以及圖14E所示，有選擇地僅僅除去第2基板76。作為該除去方法，可以使用蝕刻、研磨、或者研磨到規(guī)定厚度之后蝕刻等方法。第1基板72和第2基板76為同一材料的場合，使用不被將該基板蝕刻除去的藥液腐蝕的樹脂涂覆覆蓋第1基板72的面，之后進(jìn)行蝕刻處理。第2基板76除去后，第2縫隙78中埋入的構(gòu)成的第2壓電體薄膜52面，和通過第2縫隙各個分離的第2主電極膜54、60露出。
下面，如圖13C、圖14C以及圖14F所示，第1基板72上通過利用光刻和蝕刻技術(shù)，形成第1構(gòu)造體40A以及第2構(gòu)造體40B的同時，形成結(jié)合該第1構(gòu)造體40A和第2構(gòu)造體40B之間的結(jié)合區(qū)域部42，此時第1構(gòu)造體40A以及第2構(gòu)造體40B的各個的前端部上，分別形成從第1主電極膜44、58沿Y1-Y1線方向延伸的突出部86、88。
圖15A到圖15C以及圖16A到圖16F為，對于第1構(gòu)造體40A以及第2構(gòu)造體40B，說明形成接續(xù)配線部并且完成薄膜壓電體元件為止的工序的平面圖和剖面圖。圖16A到圖16C為沿圖15A到圖15C所示的Y1-Y1線的剖面圖，圖16D到圖16F為沿X線的剖面圖。
如圖15A、圖16A以及圖16D所示，第1構(gòu)造體40A和第2構(gòu)造體40B的前端部處，第1構(gòu)造體40A的第1主電極膜44的突出部86和第2主電極膜54之間形成導(dǎo)體膜，設(shè)置接續(xù)配線部66。同樣地，第2構(gòu)造體40B的第1主電極膜58的突出部88和第2主電極膜60之間形成導(dǎo)體膜，設(shè)置接續(xù)配線部68。第1對向電極膜48以及第2對向電極膜50，在各構(gòu)造體的前端部處與接續(xù)配線部66、68通過第1壓電體薄膜46、第2壓電體薄膜52以及絕緣性連接層56而電絕緣。
圖15B、圖16B以及圖16E表示第1構(gòu)造體40A和第2構(gòu)造體40B的外周部上形成絕緣樹脂層64的狀態(tài)的圖。由此，包含接續(xù)連接部66、68的全體被絕緣樹脂層64所覆蓋，從而顯著地提高了耐濕性。進(jìn)而，連接第1構(gòu)造體40A和第2構(gòu)造體40B的加強(qiáng)部70由相同的絕緣樹脂材料形成，從而薄膜壓電體元件2的操作變得非常容易，并且可以防止損傷。
絕緣樹脂層64，例如可以使用通過旋轉(zhuǎn)機(jī)器涂覆液態(tài)的聚酰亞胺溶液，在120℃下干燥之后，在250℃下加熱硬化的膜。此外，也可以涂覆其他的有機(jī)高分子材料通過熱硬化或者光硬化而形成。但是，該絕緣樹脂層64由圖15B、圖16B以及圖16E所示，與第1對向電極膜48以及第2對向電極膜50在側(cè)面接觸，因此不但要求有充分的電絕緣性，還要求為可以蝕刻加工為規(guī)定的形狀的材料。
通過這樣的加工工序，第1基板72上形成薄膜壓電體元件2，因此通過石蠟等樹脂(圖中未示)保護(hù)該薄膜壓電體元件2的全面。之后，蝕刻除去第1基板72，進(jìn)而將其表面上附著的石蠟等樹脂溶解出去，就可以得到從基板完全分離的薄膜壓電體元件2，如圖15C、圖16C以及圖16F所示。之后，如上所述連接固定在彈性體4上，從而構(gòu)成了驅(qū)動器26。
實(shí)施例3本發(fā)明的第3實(shí)施例的薄膜壓電體元件的制造方法與第2實(shí)施例的制造方法相比，進(jìn)一步減少了光刻和蝕刻工序，是可以更加便宜地制造薄膜壓電體元件的制造方法。
使用圖17到圖21B，說明本實(shí)施例的薄膜壓電體元件及其制造方法。圖17A到圖17F以及圖18A到圖18H為表示，第1基板以及第2基板上使用掩膜成膜法直接形成規(guī)定的薄膜圖案的工序的平面圖以及剖面圖。圖17A到圖17C為說明，使用掩膜成膜法在第1基板72上，圖17D到圖17F同樣地為說明，在基板76上分別形成規(guī)定的薄膜圖案的工序的平面圖。此外，圖18A到圖18C與圖17A到圖17C相對應(yīng)，為沿Y1-Y1線的剖面圖。此外圖18D到圖18F與圖17A到圖17C相對應(yīng)，為沿X1-X1線的剖面圖。
關(guān)于第2基板76上形成的薄膜圖案形狀以及薄膜的形成方法，與第1基板72上形成的薄膜的形成方法以及薄膜圖案大致相同，因此圖18G和圖18H分別僅僅表示第1基板72上的沿與圖17F對應(yīng)的形狀的Y1-Y1線以及X1-X1線的剖面圖。
首先如圖17A、圖18A以及圖18D所示，第1基板72上，在第1縫隙74的兩側(cè)，形成對于該第1縫隙74為鏡面對稱形狀的第1主電極膜44、58。其中，使用具有圖示形狀的掩膜并且例如蒸鍍Pt膜的話可以容易地形成。
下面，如圖17B、圖18B以及圖18E所示，形成作為全體與第1主電極膜44、58為大致相同形狀，僅僅前端部如圖所示那樣相比于第1主電極膜44、58短L1，并且在結(jié)合區(qū)域部42處連接的U字形的第1壓電體薄膜46。其如第2實(shí)施例中說明的那樣，例如利用掩膜將PZT膜通過濺射成膜的掩膜成膜方式，可以容易地形成。
進(jìn)而，圖17C、圖18C以及圖18F中，形成與第1壓電體薄膜46為相同的形狀，但是全體稍微小一些，并且如圖所示那樣僅僅前端部相比于第1壓電體薄膜46短L2的形狀的第1對向電極膜48。其中，與第1壓電體薄膜46相同地使用掩膜，例如蒸鍍Pt膜的話，可以容易地形成。
下面，說明第2基板76上的成膜、加工。圖17D中表示第2基板76上形成第2主電極膜54、60的狀態(tài)。該第2主電極膜54、60與第1基板72的第1主電極膜44、58的全體形狀相同，但是如圖所示那樣，形成為前端部相比于第1主電極膜44、58短L1。其制造中同樣地也使用掩膜，例如蒸鍍Pt膜的話，可以容易地形成。
進(jìn)而，如圖17E所示那樣在第2主電極膜54、60上，形成與該第2主電極膜54、60為大致相同的形狀，并且在結(jié)合區(qū)域部42部分連接的U字形的第2壓電體薄膜52。
之后，如圖17F、圖18G以及圖18H所示，第2壓電體薄膜52上，形成與第1對向電極膜48相同形狀的第2對向電極膜50。結(jié)果，第2對向電極膜50相比于第2壓電體薄膜52，如圖所示前端部形成為短L2。對于L1、L2的具體的長度，只要是可以形成后述的接續(xù)配線部的程度即可，可以在數(shù)μm到300μm的范圍內(nèi)適當(dāng)選擇。此外，該部分成為用于形成接續(xù)配線部的第1主電極膜44、58各自的突出部。
下面，使用圖19A到圖19C以及圖20A到圖20C，說明將第1基板72上形成的圖案和第2基板76上形成的圖案貼合，從而形成薄膜壓電體元件的工序。圖19A到圖19C為說明該工序的平面圖，圖20A到圖20C為沿Y1-Y1線的剖面圖。
圖19A以及圖20A表示，使第1對向電極膜48、第2對向電極膜50分別相對，并且通過絕緣性連接層56連接固定的工序。第1基板72上的第1主電極膜44的長度，相比于第1壓電體薄膜46、第2主電極膜54以及第2壓電體薄膜52突出L1，從而形成突出部86。
下面，如圖19B以及圖20B所示，通過與第1實(shí)施例的制造方法相同的方法除去第2基板76。結(jié)果包括有第2主電極膜54、第2壓電體薄膜52、第2對向電極膜50、絕緣性連接層56、第1對向電極膜48、第1壓電體薄膜46以及第1主電極膜44積層的構(gòu)成所形成的第1構(gòu)造40A，和由同樣的積層構(gòu)成形成的第2構(gòu)造體40B，和將其連接的結(jié)合區(qū)域部42的薄膜壓電體元件的基本構(gòu)成露出。絕緣性連接層56在第1構(gòu)造體40A和第2構(gòu)造體40B的全周圍上形成。
下面，如圖19C以及圖20C所示，以相比于第1構(gòu)造體40A和第2構(gòu)造體40B的外形尺寸具有稍微大的外形尺寸的形式，通過光刻或者蝕刻加工絕緣性連接層56。此時，各構(gòu)造體的前端部處，第1對向電極膜48和第2對向電極膜50的側(cè)面部通過第1壓電體薄膜46、第2壓電體薄膜52以及絕緣性連接層56而被覆蓋并絕緣。此外，通過光刻、蝕刻進(jìn)行加工從而使第1主電極膜44、58的各個的突出部86、88露出。
此后，同樣地使用掩膜成膜法，第1構(gòu)造體40A的前端部處中第1主電極膜44的突出部86和第2主電極膜54之間，第2構(gòu)造體40B的前端部處中第1主電極膜58的突出部88和第2主電極膜60之間分別形成導(dǎo)體膜，并制作接續(xù)配線部66、68。
這樣，在第1基板72上制作薄膜壓電體元件200。使該薄膜壓電體元件200與第1基板72分離并且連接固定在彈性體上，從而制作驅(qū)動器。關(guān)于該工序，由于與第3實(shí)施例的制造工序相同因此省略詳細(xì)說明。
通過該制造方法，在形成連接配線部的場合下，不需要在壓電體薄膜上形成孔等的蝕刻加工，制作容易并且加工時間大幅地縮短，可以得到高可靠性的薄膜壓電體元件。此外，壓電體薄膜或者電極膜通過掩膜成膜法而形成，僅僅連接層通過光刻和蝕刻加工，進(jìn)而可以大幅度地使工序簡單化并且提高效率。
本發(fā)明的實(shí)施例中，接續(xù)配線部66、68設(shè)置在第1構(gòu)造體40A以及第2構(gòu)造體40B的前端部，但是本發(fā)明不限于此。例如，圖21A以及圖21B中分別表示使用與上述制造方法相同的制造方法，并且在后部設(shè)置接續(xù)配線部96、98的變形例的薄膜壓電體元件250的平面圖和沿Y1-Y1線的剖面圖。如圖21A以及圖21B所示，第1基板72上，第1構(gòu)造體40A和第2構(gòu)造體40B的各個的后部上，在第1主電極膜44、58處分別形成突出部92、94。之后，第1主電極膜44的突出部92和第2主電極膜54之間，第1主電極膜58的突出部94和第2主電極膜60之間分別形成導(dǎo)體膜，也可以制作成接續(xù)配線部96、98。
通過該構(gòu)成，由于接續(xù)配線部在不影響壓電動作的場所形成，不會產(chǎn)生由于接續(xù)配線部的形成所導(dǎo)致的壓電動作的低下，從而可以高產(chǎn)量地制造變位量大的薄膜壓電體元件。
第2實(shí)施例和第3實(shí)施例中，構(gòu)成為前端部或者后部上設(shè)置接續(xù)配線部，但是本發(fā)明不限于此，只要不妨礙各構(gòu)造體的變位的話，也可以在各構(gòu)造體的側(cè)面等的區(qū)域上形成。
此外，第2實(shí)施例和第3實(shí)施例中，為了連接固定第1對向電極膜和第2對向電極膜而使用絕緣性連接層，但是本發(fā)明并不限于此。例如對向電極膜之間進(jìn)行導(dǎo)電性連接層的形成、焊接或者通過金(Au)和錫(Sn)的共晶的連接之后，如果在第1構(gòu)造體以及第2構(gòu)造體的外周部上形成絕緣性的覆蓋膜，即使形成通過導(dǎo)體膜連接第1主電極膜和第2主電極膜的連接配線部，也可以防止與對向電極膜的短路。
進(jìn)而，第2實(shí)施例和第3實(shí)施例中，使薄膜壓電體元件與彈性體上的壓電體電極墊6、8通過導(dǎo)電性連接層分別直接接續(xù)。但是本發(fā)明并不限于此，例如也可以在薄膜壓電體元件的第2主電極膜表面上設(shè)置外部接續(xù)端子并且通過引線進(jìn)行連接。
本實(shí)施例中，對于作為盤裝置的驅(qū)動器26的場合進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明并不限于此。即，也可以用于光磁盤裝置或者光盤裝置等的盤存儲讀取裝置。此外，也可以作為在水平方向上進(jìn)行微小驅(qū)動的機(jī)構(gòu)所要求的驅(qū)動器而使用。
本實(shí)施例中，第1壓電體元件單元和第2壓電體元件單元的結(jié)合區(qū)域部上，第1壓電體薄膜和第2壓電體薄膜一體地連接并且設(shè)置，但是并不一定要將該壓電體薄膜設(shè)置在該結(jié)合區(qū)域部上，第1對向電極膜和第2對向電極膜可以與第1壓電體元件單元和第2壓電體元件單元相通并且電連接。
作為本實(shí)施例中使用的基板、壓電體薄膜、主電極膜以及對向電極膜，并不限于各個實(shí)施例中說明的材料以及制作方法。具有良好的壓電特性的壓電體薄膜可以如下地得到，例如作為基板使用氧化鎂單晶基板(MgO基板)，作為主電極膜將c軸取向的鉑(Pt)膜在該MgO基板上濺射形成，在該P(yáng)t膜上濺射形成具有壓電性的鈦酸鋯酸鉛(PZT)膜。通過以該P(yáng)ZT膜形成時MgO基板的溫度約為600℃的方式成膜，可以得到膜面上垂直方向上分極取向的PZT膜。
此外，作為基板不僅僅有MgO基板，還可以使用鈦酸鍶基板、氧化鋁基板或者單晶硅基板(Si基板)。此外，作為主電極膜不僅僅有Pt膜，還可以使用金(Au)、銥(Ir)、銠(Rh)、釕(Ru)、銀(Ag)、錸(Re)以及鈀(Pd)之中的任何金屬，或者其氧化物。進(jìn)而，作為壓電體薄膜不僅僅有PZT膜，還可以使用鈦酸鋯酸鑭酸鉛(PLZT)、鈦酸鋇等。
進(jìn)而，作為對向電極膜，如果具有良好的導(dǎo)電性并且可以選擇地蝕刻的話，可以使用金屬單層膜或者合金膜。此外，也可以構(gòu)成為在這些材料上層積Au、Ag、Cu等的材料的多層膜。
權(quán)利要求
1.一種薄膜壓電體元件，其構(gòu)成如下由一對的壓電體元件構(gòu)成，一對的上述壓電體元件單元中，使第1主電極膜和第1對向電極膜所夾持的第1壓電體薄膜和第2主電極膜和第2對向電極膜所夾持的第2壓電體薄膜，上述第1對向電極膜以及上述第2對向電極膜相對并且通過連接層連接而構(gòu)成的第1構(gòu)造體和第2構(gòu)造體配置在同一面上，并具有在上述第1構(gòu)造體和上述第2構(gòu)造體之間設(shè)置，在各個上述第1對向電極膜之間以及上述第2對向電極膜之間部分地連接的結(jié)合區(qū)域部，將上述第1構(gòu)造體的上述第1主電極膜和上述第2主電極膜之間，以及上述第2構(gòu)造體的上述第1主電極膜和上述第2主電極膜之間分別接續(xù)的接續(xù)配線部。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜壓電體元件，其中，在上述結(jié)合區(qū)域部處，上述第1構(gòu)造體的上述第1壓電體薄膜和上述第2構(gòu)造體的上述第1壓電體薄膜一體地連接，并且在上述結(jié)合區(qū)域部處，上述第1構(gòu)造體的上述第2壓電體薄膜和上述第2構(gòu)造體的上述第2壓電體薄膜也一體地連接。
3.如權(quán)利要求1所述的薄膜壓電體元件，其中，一對的上述壓電體元件單元為2端子的構(gòu)成，第1壓電體元件單元的外部接續(xù)端子，在上述第1構(gòu)造體的上述第1主電極膜面上或者上述第2主電極膜面上設(shè)置一個，第2壓電體元件單元的外部接續(xù)端子，在上述第2構(gòu)造體的上述第1主電極膜面上或者上述第2主電極膜面上設(shè)置一個。
4.如權(quán)利要求1所述的薄膜壓電體元件，其中，接續(xù)上述第1構(gòu)造體的上述第1主電極膜以及上述第2主電極膜的接續(xù)配線部，以及接續(xù)上述第2構(gòu)造體的上述第1主電極膜以及上述第2主電極膜的接續(xù)配線部，在上述第1構(gòu)造體以及上述第2構(gòu)造體的各個的前端部或者后部近旁處形成。
5.如權(quán)利要求4所述的薄膜壓電體元件，其中，在上述第1構(gòu)造體以及上述第2構(gòu)造體的各個的前端部或者后部近旁處，上述第1構(gòu)造體以及上述第2構(gòu)造體的各個的上述第1主電極膜具有，從上述第1構(gòu)造體以及上述第2構(gòu)造體分別露出的突出部，各個的上述接續(xù)配線部具有，通過上述第1構(gòu)造體以及上述第2構(gòu)造體的外周面上形成的導(dǎo)體膜，上述第1主電極膜的上述突出部和上述第2主電極膜分別電連接的結(jié)構(gòu)。
6.一種驅(qū)動器，其中，具有保持基板，上述保持基板面上具有一定的間隔地配置由一對壓電體元件單元構(gòu)成的薄膜壓電體元件，一對上述壓電體元件單元分別進(jìn)行相反方向的伸縮動作，使上述保持基板上安裝的被控制元件在上述保持基板面的平行的方向上微動，其構(gòu)成如下上述薄膜壓電體元件中，一對上述壓電體元件單元的各個的壓電動作產(chǎn)生區(qū)域，為以上述保持基板面上的一定的間隔的中心線為基準(zhǔn)的鏡面對稱的形狀，一對上述壓電體元件單元中具有，使第1主電極膜和第1對向電極膜所夾持的第1壓電體薄膜和第2主電極膜和第2對向電極膜所夾持的第2壓電體薄膜，上述第1對向電極膜以及上述第2對向電極膜相對并且通過連接層連接而構(gòu)成的第1構(gòu)造體和第2構(gòu)造體，在上述第1構(gòu)造體和上述第2構(gòu)造體之間設(shè)置，在各個上述第1對向電極膜之間以及上述第2對向電極膜之間部分地連接的結(jié)合區(qū)域部，以及將上述第1構(gòu)造體的上述第1主電極膜和上述第2主電極膜之間，以及上述第2構(gòu)造體的上述第1主電極膜和上述第2主電極膜之間分別接續(xù)的接續(xù)配線部，一對上述壓電體元件單元的2個上述接續(xù)配線部和上述保持基板的端子電極分別導(dǎo)通接續(xù)。
7.一種探頭支持機(jī)構(gòu)，其構(gòu)成如下其中具有，進(jìn)行存儲或者讀取的至少一種的探頭，搭載上述探頭的探頭滑塊，安裝上述探頭滑塊的彈性體，與上述探頭鄰接，并且由上述彈性體上固定的薄膜壓電體元件和上述彈性體構(gòu)成的保持基板所構(gòu)成驅(qū)動器，其中，上述驅(qū)動器為權(quán)利要求6所述的驅(qū)動器，上述被控制元件為上述探頭。
8.一種盤存儲讀取裝置，其構(gòu)成如下其中具有，盤，搭載探頭的探頭滑塊，固定上述探頭滑塊的彈性體，固定上述彈性體的臂，用于在上述盤的規(guī)定的軌道位置上，將上述探頭滑塊定位的第1定位機(jī)構(gòu)和第2定位機(jī)構(gòu)，其中，上述第1定位機(jī)構(gòu)為使上述臂旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，上述第2定位機(jī)構(gòu)為由上述彈性體構(gòu)成的保持基板和上述彈性體上固定的薄膜壓電體元件所構(gòu)成的驅(qū)動器，上述驅(qū)動器為權(quán)利要求6所述的驅(qū)動器，上述被控制元件為上述探頭，通過上述驅(qū)動器使上述探頭微動至上述盤的規(guī)定的軌道位置處。
9.如權(quán)利要求8所述的盤存儲讀取裝置，其中，上述盤為磁存儲用硬盤，上述探頭為磁頭。
10.一種薄膜壓電體元件的制造方法，至少含有下述工序在第1基板上將第1主電極膜、第1壓電體薄膜以及第1對向電極膜順次積層，在第2基板上將第2主電極膜、第2壓電體薄膜以及第2對向電極膜順次積層，使上述第1對向電極膜和上述第2對向電極膜相對并且通過連接層連接固定，有選擇地僅僅除去上述第2基板，將上述第1主電極膜、上述第1壓電體薄膜、上述第1對向電極膜、上述第2主電極膜、上述第2壓電體薄膜、上述第2主電極膜以及上述連接層加工為規(guī)定的形狀，形成作為壓電動作產(chǎn)生區(qū)域的以一定的間隔的中心線為基準(zhǔn)的鏡面對稱形狀的一對構(gòu)造體，和部分地為一體構(gòu)造的結(jié)合區(qū)域部，除去上述結(jié)合區(qū)域部上的上述第2主電極膜，通過樹脂層覆蓋一對上述構(gòu)造體，進(jìn)而連接虛固定用基板，有選擇地僅僅除去上述第1基板，除去通過除去上述第1基板而露出的上述結(jié)合區(qū)域部上的上述第1主電極膜，使連接上述虛固定用基板的連接層的連接力降低，從而將上述虛固定用基板分離。
11.一種薄膜壓電體元件的制造方法，至少包含以下工序在第1基板上，利用規(guī)定的掩膜形成具有規(guī)定寬度的縫隙的第1主電極膜，同時將第1壓電體薄膜以及第1對向電極膜順次積層，在第2基板上，利用與形成上述第1主電極膜的掩膜為同一形狀的掩膜形成第2主電極膜，同時將第2壓電體薄膜以及第2對向電極膜順次積層，以使上述第1主電極膜的上述縫隙和上述第2主電極膜的上述縫隙的位置一致的方式，使上述第1對向電極膜和上述第2對向電極膜相對并且通過連接層連接固定，有選擇地僅僅除去上述第2基板，將上述第1主電極膜、上述第1壓電體薄膜、上述第1對向電極膜、上述第2主電極膜、上述第2壓電體薄膜、上述第2主電極膜以及上述連接層加工為規(guī)定的形狀，壓電動作產(chǎn)生區(qū)域?yàn)橐陨鲜隹p隙的中心線為基準(zhǔn)的鏡面對稱形狀，并且上述縫隙位于部分地為一體構(gòu)造的結(jié)合區(qū)域部上，從而形成一對構(gòu)造體，通過樹脂層覆蓋一對上述構(gòu)造體，進(jìn)而連接虛固定用基板，有選擇地僅僅除去上述第1基板，使連接上述虛固定用基板的連接層的連接力降低，從而將上述虛固定用基板分離。
12.一種薄膜壓電體元件的制造方法，包含以下工序在第1基板上形成具有規(guī)定的寬度的縫隙的第1主電極膜，在上述第1主電極膜上和上述縫隙上形成第1壓電體薄膜，進(jìn)而從上述縫隙上直交方向上的上述第1基板的規(guī)定位置開始留出規(guī)定的寬度地在上述第1壓電體薄膜上形成第1對向電極膜，在第2基板上形成具有與上述第1基板上的上述縫隙的寬度為相同寬度的縫隙的第2主電極膜，進(jìn)而將與上述第1壓電體薄膜為相同形狀的第2壓電體薄膜以及上述第1對向電極膜為相同形狀的第2對向電極膜積層。以使上述第1主電極膜的上述縫隙和上述第2主電極膜的上述縫隙的位置一致的方式，使上述第1對向電極膜和上述第2對向電極膜相對并且通過連接層連接固定，除去上述第2基板，在上述第1基板上，將上述第1主電極膜、上述第1壓電體薄膜、上述第1對向電極膜、上述第2對向電極膜、上述第2壓電體薄膜、上述第2主電極膜以及上述連接層加工，壓電動作產(chǎn)生區(qū)域?yàn)橐陨鲜隹p隙的中心線為基準(zhǔn)的鏡面對稱形狀，并且上述縫隙位于部分地為一體構(gòu)造的結(jié)合區(qū)域部上，從而形成一對構(gòu)造體，同時在一對上述構(gòu)造體的各個的上述第1主電極膜的一部分處形成從上述構(gòu)造體露出的突出部，形成將一對上述構(gòu)造體的各個的上述第1主電極膜的上述突出部和上述第2主電極膜接續(xù)的接續(xù)配線部，除去上述第1基板。
13.一種薄膜壓電體元件的制造方法，包含以下工序在第1基板上，對于第1縫隙鏡面對稱地形成規(guī)定形狀的一對第1主電極膜，在上述第1縫隙上直交方向上的一端部處相比于上述第1主電極膜具有較小的尺寸形狀并且包含上述第1縫隙上的一部分地，在一對上述第1主電極膜上形成第1壓電體薄膜，進(jìn)而僅僅在上述一端部處形成相比于上述第1壓電體薄膜具有較小尺寸形狀的第1對向電極膜，在第2基板上，以具有與上述第1縫隙相同的寬度的第2縫隙為中心，僅僅在上述第2縫隙上直交方向上的一端部形成相比于上述第1主電極膜具有較小尺寸形狀的第2主電極膜，包含上述第2主電極膜上和上述第2縫隙上的一部分地形成大致U字形狀的第2壓電體薄膜，進(jìn)而僅僅上述一端部形成相比于上述第2壓電體薄膜具有較小尺寸形狀的第2對向電極膜，以使上述第1主電極膜的上述第1縫隙和上述第2主電極膜的上述第2縫隙的位置一致的方式，使上述第1對向電極膜和上述第2對向電極膜相對并且通過連接層連接固定，除去上述第2基板，在上述第1基板上，通過光刻、蝕刻加工上述連接層，壓電動作產(chǎn)生區(qū)域?yàn)橐陨鲜龅?縫隙以及第2縫隙的中心線為基準(zhǔn)的鏡面對稱形狀，并且上述縫隙位于部分地為一體構(gòu)造的結(jié)合區(qū)域部上，從而形成一對構(gòu)造體，同時在一對上述構(gòu)造體的各個的上述第1主電極膜的一部分處形成從上述構(gòu)造體露出的突出部，形成將一對上述構(gòu)造體的各個的上述第1主電極膜的上述突出部和上述第2主電極膜接續(xù)的接續(xù)配線部，除去上述第1基板。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種薄膜壓電體元件和其制造方法以及使用其的驅(qū)動器。其中，將構(gòu)成薄膜壓電體元件的一對第1壓電體元件單元以及第2壓電體元件單元電結(jié)合的第1對向電極以及第2對向電極作為共同的漂移電極。進(jìn)而將各個壓電體元件單元的第1主電極膜以及第2主電極膜接續(xù)，在兩壓電體元件單元之間施加電壓。從而，不需要配置接地電極配線而僅僅通過2端子的配線就可以驅(qū)動第1壓電體元件單元和第2壓電體元件單元，從而大幅地簡化了配線工序。
文檔編號H01L41/314GK1505177SQ200310118800
公開日2004年6月16日 申請日期2003年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月3日
發(fā)明者桑島秀樹, 一, 內(nèi)山博一, 子, 小川裕子 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社