專利名稱：一種磁性陣列的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及平面磁性陣列器件的制備方法。
技術(shù)背景隨著器件與整機的微小型化發(fā)展，以加工微米/納米機構(gòu)和系統(tǒng)為目的的微 米/納米技術(shù)在此背景下應運而生，特別是其中的MEMS技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。 MEMS器件具有體積小、重量輕、能耗低、慣性小、響應時間短等突出優(yōu)點， 同時可把多個不同功能、不同敏感方向或致動方向的微機構(gòu)大規(guī)模地集成在一 起，并且可以通過微電鑄的方法進行批量復制和大規(guī)模生產(chǎn)，因此在醫(yī)療、生物 技術(shù)、空間技術(shù)、無線通訊等方面具有巨大的市場價值。磁性陣列作為微米/納米器件中的一種基本結(jié)構(gòu)，不僅可以應用在MEMS領(lǐng) 域中；而且在磁記錄，微波器件領(lǐng)域也得到了廣泛的應用。目前，磁性陣列大都 是采用光刻的方式進行布線與圖形化，其微細加工工藝極其復雜，通常都需要進 行十幾步甚至幾十步的工序才能完成制作過程，并且對所涉及的材料與設(shè)備要求 很高，極大的限制了器件的應用。因此，如何實現(xiàn)磁性陣列工藝簡單化成為了關(guān) 注的焦點。目前，文獻所報道的方法主要是利用納米材料來實現(xiàn)，所采用的技術(shù) 包括自組裝技術(shù)和旋涂法等。其主要工藝工程包括首先在基底表而制備納米無 機單層磁性材料膜，然后經(jīng)光刻工藝進行蝕刻加工，以獲得各種陣列圖形。該類方法主要存在以下缺點1、基底表面的單層磁性材料膜由于采用自組裝技術(shù)或旋涂法等工藝制備，其穩(wěn)定性較差，特別是在磁性陣列的構(gòu)筑中，由于排布后的 磁性粒子之間的相互作用，會導致陣列圖形走樣，使得圖形分辨率下降，從而造成器件失效率大大增加；2、整個制備過程中，光刻步驟不可或缺，因此工藝仍 然比較復雜；3、由于單層磁性材料膜中大部分對于制作此類陣列來說是不必要 的，仍然需要利用光刻工藝進行蝕刻，這樣就造成了大量的原材料浪費。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種磁性陣列的制備方法，該方法具有工藝簡單、操作容易、無 需光刻和成本低廉的特點，適于大規(guī)模生產(chǎn)，且能夠大量節(jié)約原材料，所制備出 的磁性陣列能夠滿足多數(shù)實際需求。本發(fā)明所提出的技術(shù)問題是這樣解決的 一種磁性陣列的制備方法，包括以下步驟步驟l、根據(jù)實際需要，采用現(xiàn)有光刻工藝，制備永磁陣列母板；步驟2、將納米鐵氧體材料與固含量為5% 45%質(zhì)量百分比的光敏聚合物 材料均勻混合，得到納米鐵氧體-光敏聚合物的復合材料；步驟3、將步驟1所得的永磁陣列母板固定在基底介質(zhì)層下表面，然后在基 底介質(zhì)層上表面均勻涂覆一層步驟2所得的納米鐵氧體/光敏聚合物復合材料；步驟4、靜置待基底介質(zhì)層上均勻涂覆的納米鐵氧體/光敏聚合物復合材料中 的納米鐵氧體磁性粒子在永磁陣列母板磁場的作用下按照永磁陣列母板的陣列 圖形排布；步驟5、待步驟4所述的納米鐵氧體磁性粒子按永磁陣列母板的陣列圖形排 布好后，在步驟2所述光敏聚合物相應曝光波長的光波下曝光，實現(xiàn)納米鐵氧體 磁性粒子的固化；步驟6、去除永磁陣列模板，即可得到相應的磁性陣列。 需要說明的是，上述步驟2中納米鐵氧體材料與固含量為5% 45%質(zhì)量百 分比的光敏聚合物材料相復合的質(zhì)量比為1:10 1:100之間。固含量為5% 45 %質(zhì)量百分比的光敏聚合物材料的用量要遠大于納米鐵氧體材料以保證其中納 米鐵氧體粒子具有充分的流動性，這樣才能保證最終所制備的磁性陣列具有良好 的均一性。本發(fā)明實質(zhì)上是利用永磁陣列母板復制出跟永磁陣列母板一樣的磁性陣列， 由于永磁陣列母板在復制過程中沒有磨損，所以永磁陣列母板可以反復利用。雖 然一個永磁陣列母板的制作成本較高，但隨著復制數(shù)量的增加，其成本可以不斷 地分攤在所制得的磁性陣列中，最終可使所制備的磁性陣列所分攤的永磁陣列母 板的成本趨近于零。本發(fā)明另一巧妙之處在于，利用了光敏聚合物的光固化特性 來固定磁性陣列中的納米鐵氧體磁性粒子，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)中"由于磁性粒 子之間的相互作用導致的陣列圖形走樣，圖形分辨率下降，器件失效率增加"的 技術(shù)問題。另外，本發(fā)明可用于制作任意圖形的平面磁性陣列，只要永磁陣列母 板根據(jù)實際需要加工成型，所復制出的磁性陣列就和永磁陣列母板同屬相同的磁 性陣列。雖然利用永磁陣列母板復制出的磁性陣列的圖形分辨率比永磁陣列母板本身的圖形分辨率低，但是在許多場合完全可以滿足實際應用。根據(jù)發(fā)明人的實 驗得知，利用永磁陣列母板復制出的磁性陣列的圖形分辨率在微米量級，這樣的 磁性陣列完全可以用于制備MEMS器件。綜上分析，本發(fā)明具有工藝簡單、操作容易、無需光刻和成本低廉的特點， 適于大規(guī)模生產(chǎn)，且能夠大量節(jié)約原材料，所制備出的磁性陣列能夠滿足多數(shù)實 際需求。將在微電子、光電子、磁記錄及微波器件領(lǐng)域中得到廣泛應用。


圖1是本發(fā)明所提供的磁性陣列制備流程示意圖。 圖2是本發(fā)明具體實時方式所制備的磁性陣列的掃描電鏡圖(SEM)。
具體實施方式
將永磁陣列母板放置PET有機塑料膜(膜厚為20um)下表面，將粒徑范圍 為60 80nm的鋇鐵氧體與固含量為10%的光敏聚合物以1:50的質(zhì)量比均勻混 合后涂覆在PET有機塑料膜的上表面，靜置15分鐘，待光敏聚合物/鋇鐵氧體復 合材料中的納米鐵氧體粒子在永磁陣列母板的作用下按照永磁陣列母板的陣列 圖形排布后，在365nm紫外光下曝光2分鐘，去除永磁陣列模板，即得到與永 磁陣列母板相同圖形的磁性陣列。所制備的磁性陣列的掃描電鏡圖(SEM)如圖 2所示。
權(quán)利要求
1、一種磁性陣列的制備方法，包括以下步驟步驟1、根據(jù)實際需要，采用現(xiàn)有光刻工藝，制備永磁陣列母板；步驟2、將納米鐵氧體材料與固含量為5％～45％質(zhì)量百分比的光敏聚合物材料均勻混合，得到納米鐵氧體-光敏聚合物的復合材料；步驟3、將步驟1所得的永磁陣列母板固定在基底介質(zhì)層下表面，然后在基底介質(zhì)層上表面均勻涂覆一層步驟2所得的納米鐵氧體/光敏聚合物復合材料；步驟4、靜置待基底介質(zhì)層上均勻涂覆的納米鐵氧體/光敏聚合物復合材料中的納米鐵氧體磁性粒子在永磁陣列母板磁場的作用下按照永磁陣列母板的陣列圖形排布；步驟5、待步驟4所述的納米鐵氧體磁性粒子按永磁陣列母板的陣列圖形排布好后，在步驟2所述光敏聚合物相應曝光波長的光波下曝光，實現(xiàn)納米鐵氧體磁性粒子的固化；步驟6、去除永磁陣列模板，即可得到相應的磁性陣列。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的磁性陣列的制備方法，其特征在于，步驟2中納米鐵氧體材料與 固含量為5% 45%質(zhì)量百分比的光敏聚合物材料相復合的質(zhì)量比為1:10 1:100之間。
全文摘要
本發(fā)明屬于電子材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及平面磁性陣列器件的制備方法。先將永磁陣列母板固定于基底下表面，然后在基底上表面均勻涂覆納米鐵氧體/光敏聚合物復合材料，然后靜置待納米鐵氧體磁性粒子在永磁陣列母板磁場的作用下按照母板的陣列圖形排布后曝光實現(xiàn)納米鐵氧體磁性粒子的固化，最后去除永磁陣列模板即可得到相應的磁性陣列。本發(fā)明實質(zhì)上是利用永磁陣列母板復制磁性陣列；同時，本發(fā)明利用光敏聚合物來固定磁性陣列中的納米鐵氧體磁性粒子，解決了現(xiàn)有技術(shù)中“因圖形分辨率下降導致器件失效”的技術(shù)問題。本發(fā)明工藝簡單、操作容易、無需光刻和成本低廉，適于大規(guī)模生產(chǎn)，在微電子、光電子、磁記錄及微波器件領(lǐng)域中具有廣泛的應用前景。
文檔編號H01F41/32GK101329938SQ20081004529
公開日2008年12月24日 申請日期2008年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月29日
發(fā)明者劉穎力, 宋遠強, 張懷武, 李元勛, 杰 查, 邊麗菲, 鐘智勇 申請人:電子科技大學