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．

在 MEMS 器件中，常用于微型执行器和传感器的钕磁铁并未得到充分利用。申请人表示，造成这种情况的原因是：1）制造厚度为数十至数百微米的高性能钕磁体的技术尚未得到充分发展；3）使用亚毫米尺寸磁体的器件应用和器件设计。我认为这是因为没有这样的东西。在这项研究中，我们将全面研究利用厚膜磁体的MEMS器件的设计、磁体沉积、加工、磁化和制造技术，开发目标是智能手机摄像头的微致动器、物联网的能量收集器和植入设备身体等等，我们正在考虑。 2022财年，除了去年的SmCo磁体之外，我们还将进行一项实验，在高温环境下，使用NdFeB磁体上的激光辅助磁化磁图案将磁图案转移到目标钕磁体上，该实验具有以下效果：高温下的高矫顽力，作为大师，我们正在通过对块状钕磁体和PLD磁体进行测试并将实验结果与理想值进行比较来构建磁化模式转移模型。微线圈在器件制造方面也很重要，我们已经开始了一项新的尝试，将一种将柔性导电线圈印刷到PDMS树脂上的技术，并将作为永磁体和结构材料都非常出色的FePt厚膜融入到微型器件中。．．关于微电机的研究，我们收到了来自企业等的申请提案，并基于这些提案开始了基础研究。

项目成果

期刊论文数量（25）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Magnetization Improvement of Multipole Ring Magnet by Double-sided Laser Assisted Heating and Its Application to a High Torque Micro Slice Motor

双面激光辅助加热改进多极环形磁体磁化及其在高扭矩微型切片电机中的应用

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Keita Nagai; Dong Han; Tadahiko Shinsh
通讯作者：
Tadahiko Shinsh

MEMS Power Generator for Low-frequency-Vibration Energy Harvesting Using a Multi-pole Magnet and a high-aspect-ratio Array Coil

使用多极磁铁和高纵横比阵列线圈进行低频振动能量收集的 MEMS 发电机

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Makoto Kine; Dong Han; TADAHIKO SHINSHI; Shogo Kadota
通讯作者：
Shogo Kadota

A MAGNETIC ACTUATOR USING PLD-MADE FEPT THICK FILM AS A PERMANENT MAGNET AND MEMBRANE MATERIAL FOR BIDIRECTIONAL MICROPUMPS

双向微型泵用 PLD 制造的 FPT 厚膜作为永磁体和膜材料的磁致动器

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Chao Qi; Keita Nagai; Ming Ji; Yu Miyahara; Naohiro Sugita; Tadahiko Shinshi; Masaki Nakano; Chiaki Sato
通讯作者：
Chiaki Sato

ネオジムリング磁石の多極ハルバッハ配列着磁

钕环磁体的多极 Halbach 阵列磁化

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
永井慧大; 杉田直広; 進士忠彦
通讯作者：
進士忠彦

Preparation of Fe-Pt thin-sheet magnets using exfoliation behavior

利用剥离行为制备 Fe-Pt 薄片磁体

DOI：
10.1063/9.0000303
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
1.6
作者：
M. Nakano; Y. Miyahara; A. Tsuruoka; A. Yamashita; T. Yanai; T. Honda; T. Shinshi;H. Fukunaga
通讯作者：
H. Fukunaga