[发明专利]一种微型电磁执行器及其制备方法

权利要求书

1.一种微型电磁执行器，其特征在于，该微型电磁执行器包括转子和定子；所述转子包含质量块和永磁薄膜，所述定子的主体为硅基板；所述转子以永磁薄膜在下、质量块在上的方向放置于定子上方。

2.根据权利要求1所述的微型电磁执行器，其特征在于，所述硅基板靠近转子一侧的表面上嵌有驱动线圈，且在该侧表面上生长有检测线圈和用以填平表面的树脂。

3.根据权利要求2所述的微型电磁执行器，其特征在于，所述驱动线圈为两相平面式线圈，且两相线圈驱动电流的相位差为180°；所述检测线圈为单相平面线圈；所述检测线圈(5)和所述驱动线圈在俯视方向上走线不相交；所述驱动线圈中每相线圈成“几”字形蜿蜒排列，两相线圈交替分布。

4.根据权利要求1所述的微型电磁执行器，其特征在于，硅基板远离转子一侧的表面上嵌有驱动线圈；硅基板靠近转子一侧的表面上生长检测线圈和用以填平表面的树脂。

5.根据权利要求4所述的微型电磁执行器，其特征在于，所述驱动线圈为两相平面式线圈，且两相线圈驱动电流的相位差为180°；所述驱动线圈两相线圈在转子运动方向上分布相错半个周期；所述检测线圈为单相平面线圈。

6.根据权利要求5所述的微型电磁执行器，其特征在于，所述驱动线圈中每相线圈成“几”字形蜿蜒排列，其中一相线圈以转子运动方向为中线，对称地分布在硅基板两侧靠近边缘处；另一相线圈分布在所述一相线圈的中间。

7.根据权利要求1-6任一项所述的微型电磁执行器，其特征在于，所述永磁薄膜为多极充磁的永磁薄膜。

8.根据权利要求2或4任一项所述的微型电磁执行器，其特征在于，所述检测线圈为4段互不相连的平面线圈；每段线圈含有若干宽截面线圈和若干窄截面线圈；窄截面线圈以“几”字形蜿蜒排列，分布在以转子运动方向为中心的硅基板两侧边缘处；宽截面线圈分布在窄截面线圈的中间，每段宽截面线圈交错或者对称地与同一侧窄截面线圈相连；宽截面线圈径向最短间距应小于转子径向尺寸。

9.一种微型电磁执行器的制备方法，该方法具体包括以下步骤：

S1、制备转子(2)：

制备永磁薄膜(3)，与质量块(2)键合，微区域磁化永磁薄膜，切割制得转子(1)；

S2、制备定子(4)：

采用微纳加工方法分别在硅基板(7)上制备驱动线圈(8)和检测线圈(5)；

S3：将转子(1)以永磁薄膜(3)在下、质量块(2)在上的方向放置在定子(4)上方，获得微型电磁执行器。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤S2具体包括以下步骤：

S2.1：光刻、腐蚀硅基板，在硅基板(7)上形成驱动线圈凹槽；

S2.2：溅射绝缘层和种子层，在硅基板表面和驱动线圈凹槽表面上均匀覆盖绝缘层和种子层；

S2.3：研磨去除硅基板表面的绝缘层和种子层；

S2.4：电镀，在驱动线圈凹槽内生长电镀材料；

S2.5：研磨去除高于硅基板的电镀材料，使驱动线圈凹槽内的电镀层与硅基板等高，此时完成嵌有驱动线圈(8)的定子制备；

S2.6：在硅基板表面涂覆光刻胶，光刻；

S2.7：溅射金属层；

S2.8：去除剩余光刻胶及其上层的金属层，留下具有走线图案的金属层，即检测线圈(5)；

S2.9：在检测线圈(5)和硅基板(7)表面涂覆树脂并研磨，使树脂(6)与检测线圈(5)同等高度，此,即完成带有驱动线圈(8)和检测线圈(5)的定子(4)制备。