[發明專利]基于磁印章轉寫技術的永磁體磁化方法

有效

• 申請號: 201811325924.3
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109585120B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 支鈔;崔偉斌;唐彬;王月;屈明山;李嚴軍;李寅鑫;王支榮;劉顯學;余丙軍;袁濤;曾德群
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院電子工程研究所
• 主分類號: H01F13/00
• 分類號: H01F13/00
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 蔣斯琪

本發明公開了基于磁印章轉寫技術的永磁體磁化方法，其步驟包括：1）制備磁印章和待刻印體，所述磁印章的永磁薄膜的居里溫度高于待刻印體的永磁薄膜的居里溫度；2）將制備好的磁印章的下表面與待刻印體的上表面進行貼合，然后進行加熱，再逐漸退火，從而將磁印章的磁性轉寫到待刻印體上。相比于傳統方法，本發明可以輕松實現磁化過程，而且適用于任何基板，大大擴大了適用范圍。

技術領域

本發明是關于膜狀永磁體的磁化技術領域，具體涉及基于磁印章轉寫技術的永磁體磁化方法。

背景技術

執行器的小型化和集成化是實現當前技術發展的趨勢和產業的需要，為制作小型化高性能微磁性執行器，需要制作小型化的永磁體。然而，對小磁鐵的裝配，磁化等操作復雜。為解決這一問題，Fujiwara等人使用了激光熱輔助磁化的方法對一種薄膜永磁體實現了微小尺寸區域磁化（參考文獻：Fujiwara，et al， “Micromagnetization patterning ofsputtered NdFeB/Ta multilayered films utilizing laser assisted heating”，Sensors and Actuators A: Physical, Vol. 220, pp. 298-304, 2014.），如圖1所示，該技術基本按照如下步驟形成：1、成膜，充磁（PM film deposition and pulsemagnetization）；2、施加外界磁場(Application of external DC magnetic field)；3、激光加熱(Laser heating)；4、區域磁極翻轉(Partial magnetization reversal)；5、激光掃描完成微區域磁化（micro magnetization）。該技術能夠容易實現對永磁薄膜的加熱磁化，但是為了實現對永磁薄膜的局部加熱，必須使用熱絕緣性好的石英基板，對其他熱絕緣性差的基板如Si、金屬等不適用，因此大大局限了該技術的適用范圍。

發明內容

本發明的目的在于針對上述問題，提供了基于磁印章轉寫技術的永磁體磁化方法，此磁化方法操作簡單，且對基板無熱絕緣性的要求。

為實現上述目的，本發明采用如下基于磁印章轉寫技術的永磁體磁化方法，其特征在于步驟如下：

1）制備磁印章和待刻印體；

所述待刻印體包括下層基板和永磁薄膜，待刻印體的永磁薄膜選用釹鐵硼稀土永磁體（NdFeB）。因為對NdFeB永磁體所沉積的下層基板沒有熱絕緣性的要求，所以在沉積制作過程中，只需滿足承受工藝環境即可，如薄膜沉積溫度、烘箱加熱溫度等。進一步的，所述磁印章的永磁薄膜的居里溫度要高于待刻印體的永磁薄膜的居里溫度。

所述磁印章包括上層基板和帶磁性圖案的永磁薄膜。帶磁性圖案的永磁薄膜選用的是衫鈷稀土永磁體（SmCo）；上層基板采用熱絕緣性優異的基板，例如石英基板等。那么，SmCo永磁體需沉積在熱絕緣性優異的上層基板上，通過常規的激光熱輔助磁化技術制作，將所需要的磁性圖案寫入到磁印章中。

2）將制備好的磁印章的下表面與待刻印體的上表面進行貼合，即SmCo膜的下表面與NdFeB膜的上表面進行貼合，然后進行加熱，加熱溫度升至NdFeB的居里溫度，再逐漸退火，從而將磁印章的磁性圖案轉寫到待刻印體上。

步驟2）中，所述的加熱要求為：加熱溫度大于NdFeB的居里溫度，且加熱溫度小于SmCo的居里溫度。

步驟2）中，所述逐漸退火的過程和要求與待刻印體的熱充磁過程一樣即可。

在步驟2）的加熱過程中，當待刻印體的溫度達到居里溫度時，其本身既不具有磁性，且矯頑磁力也變為零。而此時尚未達到磁印章的居里溫度，仍具有磁性，可以為磁化待刻印體提供外界磁場。在該外界磁場作用下，待刻印體的磁化方向會沿著此磁場方向。隨著溫度逐漸冷卻，最終完成磁化。

本發明的有益效果如下：