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Research on MEMS devices utilizing thick film permanent magnet

利用厚膜永磁体的MEMS器件研究

基本信息

批准号：
19H00738
负责人：
進士忠彦
金额：
$ 28.87万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H00738/
关键词：
永久磁石 MEMS 着磁レーザ局所加熱マイクロアクチュエータ磁石 NdFeB FePt アクチュエータマイクロデバイス厚膜磁石微細加工微細着磁マイクロモータレーザ加熱マイクロポンプ磁気スタンプ

项目摘要

MEMSデバイスにおいて，微小アクチュエータやセンサで一般に使われるネオジム磁石の活用が不十分である．申請者らは，その理由として，１）厚さ数十～数百μｍの高性能ネオジム磁石を製造する技術が十分開発されていない，２）１）の厚みの磁石を，反磁界の影響を低減した形に，微細加工，微細着磁する技術が未開発である，３）サブミリサイズの磁石を用いたデバイスの応用先の探索とそのデバイスの設計・製造法の検討が十分に行われていないためであると考えている．本研究では，スマートフォンカメラ用マイクロアクチュエータ，IoTや体内植え込みデバイス用エナジーハーベスターなどを開発対象に，厚膜磁石を活用したMEMSデバイスの設計，磁石成膜・加工・着磁，製造技術を総合的に検討している．2022年度は，昨年度のSmCo磁石に加え，高温時の保磁力が高いNdFeB磁石にレーザアシスト着磁した磁気パターンをマスターとして，高温環境中で，ターゲットのネオジム磁石に磁気パターンを転写する実験を，バルクのネオジム磁石やPLD磁石に対して行い，その実験結果と理想値を比較することから，着磁パターン転写モデルの構築を進めている．また，デバイス製作に関しては，マイクロコイルも重要であり，フレキシブルな導電性コイルをPDMS樹脂にプリントする技術や，永久磁石としても構造材料とも優れるFePt厚膜をマイクロデバイスの組み込む新たな試みも始めた．また，マイクロモータの研究に関しては，企業等から応用先の提案があり，それの基づいた基礎検討も始めている．

MEMS デバイスにおいて, tiny アクチュエータやセンサでに commonly make われるネオジム magnet の use が not quite である. Applicants らは, その reason として, 1) dozens to hundreds of microns thick さの high-performance ネオジム magnet を manufacturing する technology が ten separate 発されていない, 2) 1) の thick みの magnet を, diamagnetic world のを low impact reduction したに, micro machining, micro with magnetic する technology が not open 発である, 3) サブミリサイズの magnet を with いたデバイスの応 with の first explore とそのデバイスの design, manufacture method の検 line for が very にわれていないためであると exam えている. This study では, スマートフォンカメラ with マイクロアクチュエータ, IoT や body plant え込みデバイス with エナジーハーベスターなどを open 発 like に seaborne, thick film magnet を use した MEMS デバイスの design, magnet film forming, machining, the magnetic, manufacturing technology を総に of beg し検ている. 2022 annual は, yesterday's annual の SmCo magnet にえ, when high temperature の guaranteed high magnetic がい NdFeB magnet にレーザアシスト with magnetic した magnetic 気パターンをマスターとして, で in high temperature environment, ターゲットのネオジム magnet magnetic 気にパターンを planning write する be 験を, バルクのネオジム magnet や PLD magnet にし seaborne てい, その be 験 results と ideal numerical をすることから, the magnetic パターン planning write モデルの build を into めている. また, デバイス making に masato しては, マイクロコイルも important であり, フレキシブルな conductivity コイルを PDMS resin にプリントすやる technology, permanent magnet としても structure material とも optimal れる FePt thick film をマイクロデバイスの group み込む new たな try みも beginning めた. また, マイクロモータの research に masato しては, enterprises から応 with の proposal first があり, それの base づいた based beg も検 beginning めている.