磁体结构及其制备方法、功能模组、电子设备与流程

本技术涉及磁体，特别涉及一种磁体结构及其制备方法、功能模组、电子设备。

背景技术：

1、海尔贝克阵列(halbach array)是一种磁体结构，是工程上的近似理想结构，目标是用最少量的磁体产生最强的磁场，被广泛应用于移动驱动场景中。例如，在手机、平板电脑等电子产品的摄像头模组、扬声器模组中，利用海尔贝克磁体产生的磁场作为模组内结构的运动驱动力，以实现模组的功能。

2、海尔贝克磁体通常包括多个磁体，多个磁体经过磁化后，不同磁化方向的磁体按照一定的顺序排列，相邻的磁体之间采用粘接的方式固定装配在一起，使组装后的磁体一边的磁场显著增强，而另一边显著减弱，即构成海尔贝克磁体。

3、然而，通过多个磁体粘接组装获得海尔贝克磁体，组装装配工艺复杂，且不同磁化方向的磁体间存在斥力，装配难度高。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种磁体结构及其制备方法、功能模组、电子设备，磁体结构的磁体单元具有海尔贝克磁体的特性，且磁体单元为一体式结构件，简化了装配工艺并降低装配难度。

2、本技术实施例的第一方面提供一种磁体结构，包括若干磁体单元，每个磁体单元包括在第一方向上相背的第一侧和第二侧。每个磁体单元包括中心面和在第二方向上相背的两个端面，沿第二方向上，中心面位于两个端面之间，第二方向与第一方向垂直。从中心面至任一端面方向上，位于中心面与该端面之间的磁体单元的磁偏角连续增大。

3、也就是说，从中心面至任一端面的方向上，位于中心面与该端面间的磁体单元的磁化方向连续变化，磁化方向逐渐远离中心线连续变化，使磁偏角连续增大。磁体单元的磁感线可以沿磁化方向分布，使从中心面至任一端面的方向上，位于中心面至端面之间的磁体单元内部存在磁偏角度连续变化的磁感线，磁感线在磁体单元的单侧进行汇聚，如在磁体单元的第一侧汇聚。使磁体单元的第一侧磁性增强，第二侧磁性减弱，保证磁体单元在第一侧的磁场强度大于第二侧的磁场强度，实现海尔贝克磁体的性能，使该磁体单元可以作为一个海尔贝克磁体，用较小尺寸的磁体单元就能够获得较强的磁场。

4、并且，每个磁体单元为一体式结构件，即通过一体成型的方式能够形成一体式的磁体单元，该磁体单元就是一个海尔贝克磁体，具有单侧的强磁场特性。与通过多个磁体组装构成海尔贝克磁体阵列相比，无需粘接组装，能够简化装配过程，降低装配难度，提升装配效率，并且能够提升磁体单元的力学强度。

5、在一种可能的实现方式中，磁偏角的范围包括：0°～90°。如从中心面至任一端面，位于中心面和端面之间的磁体单元的磁偏角可以从0°逐渐增大至90°。可以使磁体单元的磁感线更好的在第一侧汇聚，更进一步提升磁体单元在第一侧的磁场强度，使磁体单元更接近于理想型的海尔贝克磁体。使用更小的尺寸可以实现更高的磁场强度，满足当前功能模组及电子设备小型化设计需求的条件下，能够达到更好的驱动效果等。

6、在一种可能的实现方式中，磁体单元以中心面为对称面，以中心面为对称的两部分磁体单元的磁偏角对应相等，即沿第二方向上，位于中心面的两侧，且距离中心面的间距相等的两部分磁体单元的磁偏角对应相等。使磁体单元的磁感线对称分布，磁体单元更接近为理想型的海尔贝克磁体，利于进一步提升磁体单元在第一侧的磁通密度及正弦特性，增强第一侧的磁场强度，降低第二侧的磁通密度和磁场强度。

7、示例性的，从其中一个端部至其中另一个端部方向上，磁体单元在第一侧的磁通密度呈正弦半周期变化，使磁体单元可以为一个半周期的理想流线型海尔贝克磁体，增强磁体单元第一侧的磁场强度，减弱第二侧的磁场强度。

8、在一种可能的实现方式中，从中心面至任一端面之间的磁体单元的磁偏角呈等差数值增大，使磁体单元可以更接近理想型的海尔贝克磁体，利于提升磁体单元在第一侧的磁场强度。

9、在一种可能的实现方式中，磁体单元在第一方向上的厚度与磁体单元在第二方向上的宽度的比值小于等于1。使磁体单元厚度可以小于等于磁体单元的宽度，磁体单元可以整体呈较扁平形状。一方面，利于减小磁体单元及磁体结构的占用空间，实现高磁场强度的条件下，利于满足功能模组及电子设备的减薄化、小型化设计需求。

10、另一方面，磁体单元的宽度较长，可以便于在一体成型时对磁化方向连续变化的控制实现，保证从中心面至任一端面间的磁体单元的磁偏角连续增大，利于成型实现。

11、在一种可能的实现方式中，磁体单元在第一方向上的厚度与磁体单元在第二方向上的宽度的比值小于等于1/2。能够满足高的磁场强度需求，并进一步减小磁体单元的厚度，便于在功能模组及电子设备中的应用，且更利于成型实现。

12、在一种可能的实现方式中，磁体单元包括在第二方向上分布的中心部分和两个端部，中心部分以中心面对称。两个端部分别磁体单元沿第二方向的两端，两个端面分别位于两个端部相背的两侧。例如，可以将磁体单元划分为沿第二方向上分布的多个部分，多个部分中位于两端位置处的两个可以分别两端部，位于中间位置处的部分可以为中心部分。通过控制端部和中心部分的磁偏角等特性，利于增强磁体单元单侧的磁场强度，使磁体单元更接近于理想的海尔贝克磁体。

13、在一种可能的实现方式中，中心部分的剩余磁化强度大于1.0t，保证磁体单元具有较高的磁场强度，实现第一侧的高磁性。

14、在一种可能的实现方式中，中心部分的剩余磁化强度大于1.3t，使磁体单元具有更高的磁场强度，利于用较小的尺寸产生更大场强的实现。

15、在一种可能的实现方式中，中心部分的磁偏角α1范围包括：0°≤α1≤10°。使中心部分的磁偏角较小，更利于提高磁体单元单侧(第一侧)磁通密度及正弦特性，提升磁体单元在第一侧的磁场强度，用较小的尺寸就可以产生更大的场强。

16、在一种可能的实现方式中，中心部分的磁偏角α1范围包括：α1＝0°，使磁体单元更接近于理想型海尔贝克磁体，进一步提升磁体单元在第一侧的磁场强度。

17、在一种可能的实现方式中，端部的磁偏角α2范围包括：60°≤α2≤90°。使端部的磁偏角接近或等于90°，进一步利于提高磁体单元单侧(第一侧)磁通密度及正弦特性，提升磁体单元在第一侧的磁场强度，用较小的尺寸就可以产生更大的场强。且端部的磁化方向接近平行于第二方向，可以减小或避免磁体单元通过端部与磁体单元或其他磁性结构组装时产生的斥力，利于提升结合牢度，并降低组装难度，提升组装效率并降低成本。

18、在一种可能的实现方式中，端部的磁偏角α2范围包括：α2＝90°。使磁体单元更接近于理想型海尔贝克磁体，更进一步提升磁体单元在第一侧的磁场强度。并且磁体单元通过端部与磁体单元或其他磁性结构组装时没有斥力，结合牢度较高，组装工艺简单，效率高且成本低。

19、在一种可能的实现方式中，磁体单元的相对密度大于90％。使磁体单元的相对密度较大，能够进一步保证磁体单元具有较高的磁场强度，实现磁体单元的单侧高磁性。

20、在一种可能的实现方式中，磁体单元的相对密度大于95％。使磁体单元具有更高的磁场强度，利于较小尺寸产生更大磁场强度的实现。

21、在一种可能的实现方式中，磁体单元的数量为多个，其中一个磁体单元一端部的端面与其中另一个磁体单元一端部的端面相接，相接的两个端面处的极性相反。相接的两端面极性相反而相吸，可以减小或避免相接的磁体单元的排斥作用，提升结合牢度并降低装配难度，提升装配效率并降低成本。

22、相接的两个端部的磁化方向间的夹角小于等于45°。使相接的两个端部的磁化方向夹角较小，利于减小两个磁体单元间的排斥作用，有利于降低磁体结构的组装装配难度。

23、在一种可能的实现方式中，磁体结构还包括若干单向磁体，至少一个磁体单元一端部的端面与单向磁体一端部的端面相接，相接的两个端面处的极性相反。相接两端面极性相反而相吸，可以减小或避免相接的磁体单元和单向磁体的排斥作用，提升结合牢度并降低装配难度，提升装配效率并降低成本。

24、相接的两个端部的磁化方向间的夹角小于等于45°。使相接的两个端部的磁化方向夹角较小，利于减小相接的磁体单元和单向磁体间的排斥作用，有利于降低磁体结构的组装装配难度。

25、在一种可能的实现方式中，磁体单元的形状包括长方体、圆柱体、杯状体。占用厚度空间相对较小，便于适用于摄像头模组等功能模组及电子设备中，具有较高的普遍适用性。

26、本技术实施例的第二方面提供一种磁体结构的制备方法，磁体结构包括磁体单元，方法包括：

27、提供磁粉。

28、使磁粉成型获得前驱体。

29、在第一预设温度、第一预设压力条件下，使前驱体变形，获得磁体单元。

30、该方法通过对前驱体施加一定的温度(如第一预设温度)及压力(如第一预设压力)，在一定的温度及压力条件下，能够改变及调控前驱体中的磁粉原子的流向，进而调控磁化取向，塑造形状的同时限定磁化取向特征，使前驱体变形后获得的磁体单元具有所需的磁化取向特征。这样通过合理的控制第一预设温度、第一预设压力等条件，可以得到从中心面至任一端面磁化方向连续变化的磁体单元。使从中心面至任一端面方向上，位于中心面与端面间的磁体单元的磁偏角连续增大，磁体单元第一侧的磁场强度增强，第二侧的磁场强度减弱，获得的磁体单元为一个海尔贝克磁体。

31、与相关技术中采用磁粉在磁场中取向后烧结成型形成海尔贝克磁体相比，本技术实施例提供的磁体结构的成型方法中，磁粉成型形成磁体单元的过程中，通过调控成型过程中的温度及压力等条件来调控磁化取向，使成型的磁体单元为海尔贝克磁体，无需外加取向磁场，成型方式更加的简单便捷，且成本更低。

32、在一种可能的实现方式中，第一预设温度包括：700℃～900℃，能够很好的控制原子流向，保证获得的磁体单元中从中心面至端面磁偏角逐渐增大，使磁体单元的第一侧具有高的磁场强度，实现磁体单元的单侧高磁性。

33、第一预设压力包括：100mpa～300mpa。能够很好的控制原子流向，保证获得的磁体单元的第一侧具有高的磁场强度，实现磁体单元的单侧高磁性。

34、在一种可能的实现方式中，前驱体的变形速率包括104～10-1/s。利于实现磁体单元所需的磁化取向，保证变形后获得的磁体单元的第一侧具有高的磁场强度。

35、在一种可能的实现方式中，使磁粉成型获得前驱体，包括：

36、加压使磁粉成型形成冷坯。

37、在第二预设温度、第二预设压力条件下，致密化处理冷坯，获得前驱体。

38、即首先对磁粉成型后对成型冷坯进行致密化处理，形成更加致密的前驱体，利于提升前驱体的密度，从而使最终成型的磁体单元具有较高的相对密度，保证磁体单元在第一侧的高磁场强度。并且首先形成冷坯再致密化处理获得致密的前驱体，与直接通过磁粉获得致密的前驱体相比，具有更高的成型速率，便于致密的前驱体的成型实现。

39、在一种可能的实现方式中，冷坯的密度包括3.0g/cm3～5.0g/cm3，保证冷坯具有一定的密度，以便于通过冷坯能够获得所需的前驱体，进而通过前驱体变形获得磁体单元。

40、前驱体的密度包括7.0g/cm3-7.7g/cm3，获得的前驱体具有较高的密度，保证通过前驱体获得的磁体单元具有较高的密度，利于提升磁体单元的磁场强度。

41、磁体单元的密度包括7.2g/cm3-7.7g/cm3，使磁体单元的相对密度较高，利于实现磁体单元的单侧高磁性。

42、在一种可能的实现方式中，第二预设温度包括：600℃～900℃，第二预设压力包括：100mpa～300mpa，保证能够起到很好的致密效果，得到致密性更高的前驱体。

43、在一种可能的实现方式中，在第一预设温度、第一预设压力条件下，使前驱体变形之后，方法还包括：对变形后的前驱体进行表面加工、表面处理。通过表面加工及表面处理，可以使获得的磁体单元的表面更加的平整，并能够在表面上形成如保护层等特殊的膜层。

44、在一种可能的实现方式中，对变形后的前驱体进行表面加工、表面处理后，方法还包括：对表面处理后的前驱体充磁。充磁使磁体单元饱和磁化，就可以获得具有磁性的一个磁体单元，使该磁体单元能够产生单侧磁场强度高的磁场。

45、在一种可能的实现方式中，磁体单元的数量为多个，获得磁体单元之后，方法还包括：粘接多个磁体单元，获得磁体结构。即首先获得多个具有磁性的磁体单元，然后将多个磁体单元粘接组装在一起，获得磁体结构，操作步骤简单，利于装配实现。

46、在一种可能的实现方式中，磁体单元的数量为多个，使前驱体变形，获得磁体单元，包括：

47、对变形后的多个前驱体进行表面加工，获得多个第二预制体。

48、粘接多个第二预制体，并进行表面处理。

49、对表面处理后的多个第二预制体充磁，获得多个磁体单元，多个磁体单元相接。

50、通过上述方式，可以先将多个第二预制体首先粘接，再充磁，获得具有磁性的多个磁体单元，组成具有磁性的磁体结构。首先粘接再充磁，可以减小或避免装配过程中磁体单元间磁性的互斥作用，利于提升粘接的牢度，提升整个磁体结构的可靠性。并且，先对前驱体进行表面加工再粘接，利于提升粘接牢度，也利于提升磁体结构的可靠性。

51、本技术实施例的第三方面提供一种功能模组，包括动件和上述任一的磁体结构，磁体结构用于驱动动件移动。

52、本技术实施例的第四方面提供一种电子设备，包括壳体和上述任一的磁体结构，磁体结构装配于壳体。