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高性能薄膜ネオジム磁石のマイクロデバイスへの応用

高性能薄膜钕磁体在微型器件中的应用

基本信息

批准号：
14J00925
负责人：
藤原良元
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J00925/
关键词：
MEMS ネオジム磁石微細着磁永久磁石磁石膜

项目摘要

本研究では，高性能な薄形ネオジム磁石のマイクロデバイス応用を目的とする．このため，H27年度までに，厚み数μmのスパッタで形成する磁石，厚み数十μmのPLD法で形成する磁石，および厚み数百μmの焼結法で形成する磁石に対し，幅数百μmの微細着磁を実現した．H28年度は，１）焼結磁石に対する簡易な微細着磁法，２）ウェハレベルのスパッタ磁石に対する微細加工と耐熱性調査を実施した．１）H27年度に実現した微細着磁は，ダイシングにより溝加工した薄形磁石をレーザ加熱することで，非加熱部への面内方向熱伝導を抑制し，加熱部のみを昇温させたが，この溝加工が量産化・低コスト化の妨げになる点が課題として残っていた．これに対し，溝加工不要で局所加熱も不要な微細着磁法を検討した．本手法では，微細着磁したい薄形ネオジム磁石を上下から幅数百μmのサマコバ磁石で挟み込みそのまま全体を加熱する．昇温で保磁力が下がるネオジム磁石を，耐熱性の高いサマコバ磁石からの磁場で着磁する．簡易化した本手法により，発生磁場は目標の６割程度と不十分なものの，幅500μmでN極S極が繰り返す微細着磁を実現した．２）MEMS技術の大きな利点の一つとして，大ウェハ上に同時大量生産できる点が挙げられる．本研究ではウェハサイズ数-十mmのものを簡易的に利用してきたが，具体的なMEMS応用に向け，4インチウェハ全面に微細な小形磁石を集積化するプロセスを検討した．磁石にはスパッタで形成する厚み20μmのネオジム系のものを利用し，微細加工の最小幅は20μmとした．DRIEで溝加工したSi基板上に磁石を堆積し，その後凸上の不要部を研磨により除去することで，概ね目標とする形状に磁石を加工することができた．また本磁石の耐熱温度を，各温度の磁化曲線測定により調査し，大きな反磁場下においても，350Kまでは不可逆減磁しないことを確認した．

This research is aimed at using high-performance thin-shaped magnets as magnets.このため, H27 annual までに, a few μm thick のスパッタで formed magnet, a few tens µm thick PLD method shape It is a magnet that is formed by a baking method with a thickness of several hundred μm and a fine magnet with a width of hundreds of μm. In H28, 1) Simple micro-magnetization method of sintered magnets, 2) Micro-processing of sintered magnets, and heat resistance investigation. 1) In H27, the fine magnetization is fine, the groove processing is thin magnet, the magnet is heated, and the non-heated part is in-plane. The conduction of heat is suppressed, the temperature of the heating part is increased, and the problem of mass production and low-temperature processing of the heating part is the problem of residual heat. For groove processing, local heating is not required and fine magnetization method is not required. This method uses finely magnetized thin-shaped magnets, and the top and bottom of the magnets are hundreds of μm each, and the entire magnet is heated. The temperature rises and the magnetic force is lowered, and the heat resistance is high, and the magnetic field is magnetized and the heat resistance is high. This method is simplified, the target of the generated magnetic field is not very precise, the width is 500μm, the N pole and S pole are finely magnetized, and the magnetization is fine. 2) The advantage of MEMS technology is that it can be mass-produced at the same time. This study is based on the simple use of the number of ten mmのものをしてきたが, and the specific MEM S 応用にorientedけ, 4インチウェハ全にmicroscopicなsmall-shaped magnetsをintegrationするプロセスを検した． The thickness of the magnet is 20μm, and the thickness of the magnet is 20μm. The minimum width of the magnet is 20μm. DRIE's groove processing involves polishing of the magnets deposited on the Si substrate and unnecessary parts on the back convex surface.によりRemove することで, outline the target とする shape にMagnet をprocessing することができた． The heat-resistant temperature of this magnet is を, the magnetization curve measurement at each temperature is investigated, and the 350K irreversible demagnetization under a large anti-magnetic field is confirmed.