一种宽场传感探头的加工方法技术

本发明专利技术涉及宽场测温探头技术领域，方案公开了为实现上述目的，本发明专利技术提供如下技术方案：一种宽场传感探头的加工方法，包含以下步骤；S1、制备微粒混合液；S 2、在模具中均布微粒；S 3、制作半固态基板；S 4、结合基板与微粒；S 5、获取成品；本发明专利技术提供的加工方法，能够将批量的含NV色心的金刚石微粒均匀分布设置在基板上，并能够有效保证金刚石微粒的探测端同处于一个探测面内。处于一个探测面内。处于一个探测面内。

【技术实现步骤摘要】
一种宽场传感探头的加工方法


[0001]本专利技术涉及宽场测温探头
，具体涉及到一种用于探测温度的宽场传感探头的加工方法。

技术介绍

[0002]近些年来，电子线路集成度不断提高，并且许多的电路装配在一个芯片内，相应的功耗与电路的规模成比例地增加，在这样的情况下，芯片温度上升，并且最严重情况可以导致芯片烧毁。为了避免这种情况发生，要求检测半导体装置的芯片温度，并控制半导体装置系统，从而保护芯片。并且半导体芯片的局域温度也是很重的指标，局部的温度过高会导致该模块功能的损耗。因此如何实现芯片温度的计算和局域范围内芯片温度梯度的扫描是急需解决的问题。
[0003]现阶段，为了得到更高灵敏度和测量精度的传感器，研究者们已经将重心转移到了量子物理的概念和技术上，其中利用电子自旋进行的磁场测量、温度信息检测的研究取得了较大进展。利用金刚石氮空位中心（NV色心）的电子自旋顺磁特性和光学性质，在外加激光和微波的作用下，可以实现超高灵敏度磁场测量。同时，将NV色心金刚石作为温度传感器的敏感元件，在外加激光、微波和给定磁场的多物理场的作用下，通过测量NV色心的光探测磁共振谱（ODMR谱）可以实现温度测量。目前研究的NV色心电子自旋主要有两类：单NV色心电子自旋和系综NV色心。其中，利用高浓度、高均匀度的NV色心金刚石作为敏感元件具有较高的信噪比和更高的灵敏度和测量精度。
[0004]然而目前，利用NV色心进行温度测量的技术为点对点的测量方式，即通过小颗粒的NV色心金刚石逐点对芯片表面进行测量，然而这种测量方式速度极慢，不利于快速得出芯片温度数据，为了提高检测效率，大尺寸NV金刚石探头（宽场探头）的研究正兴起，然而现有基于NV色心的宽场探头制作方法较为单一（可制作大尺寸的金刚石薄膜），难以满足多样性的探头制作。
[0005]基于此，本专利技术设计了一种新型宽场传感探头的加工方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术提出了一种宽场传感探头的加工方法，通过该方法可将金刚石颗粒均匀分布在低热导率的基板上形成宽场探头，在进行芯片测量时，有效避免了周围温度相互干扰的问题，保证了芯片温度宽场测量的准确性。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种宽场传感探头的加工方法，包含以下步骤：S1、制备微粒混合液：制备一定浓度的金刚石微粒混合液，其中，金刚石微粒内含NV色心；S2、在模具中均布微粒：将混合液倒入第一模具中，静置一段时间，直至混合液中液体蒸发，金刚石微粒均匀分布在第一模具内；
S3、制作半固态基板：将初始呈流体状态的基板原材料倒入第二模具中塑形，然后放置一段时间，至基板原材料呈半固态状，即基板原材料处于可塑状态但将其倒置放置时短时间内不会变形；S4、结合基板与微粒：将基板原材料从第二模具中取出后置于第一模具内，使其平压在第一模具内的金刚石微粒上，直至基板原材料彻底固化；S5、获取成品：基板原材料固化后金刚石微粒嵌入其一侧表面，脱模取下基板，并对基板进行后期处理，得到成品。
[0008]优选的，所述金刚石NV色心微粒混合液中所采用的溶液为乙醇或异丙醇。
[0009]优选的，所述金刚石NV色心微粒的尺寸小于0.1mm。
[0010]优选的，所述第二模具包括框体和内板，所述内板活动插设于框体内腔，所述内板周边与框体内壁之间的缝隙宽度不大于50um，使用时，先保持内板位于框体内，将一定量基板原材料倒在内板表面，静置直至其半固化，并对半固化基板的表面进行整平处理，再将第二模具倒置，推动内板使得半固化基板从框体内探出，控制半固化基板以一定压力平压在第一模具内的金刚石微粒上，直至基板原材料彻底固化。
[0011]优选的，所述第一模具的内腔尺寸大于框体的尺寸，在将第二模具倒置后，先将框体压在第一模具的内腔中部区域，然后再推动内板使得半固化基板平压下侧的金刚石微粒。
[0012]优选的，基板为固化透明环氧树脂、玻璃以及有机玻璃。
[0013]优选的，所述后期处理包括使用切割设备对基板边缘的微粒非均布区进行切除。
[0014]优选的，所述后期处理包括对基板背离金刚石微粒的一面进行整平处理，并在整平后的该面上添置一层增透膜。
[0015]优选的，步骤S3中，当基板原材料呈半固态状后，通过喷涂设备在其上喷涂反射隔热涂料以形成反射隔热涂料薄层，并以该面作为与金刚石微粒平压接触的面。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种新型宽场传感探头的加工方法，该方法能够将批量的含NV色心的金刚石微粒均匀分布设置在基板上，并能够有效保证金刚石微粒的探测端同处于一个探测面内。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为制作实施例一中温度传感宽场探头的工艺流程图；图2为实施例一中温度传感宽场探头的结构示意图；图3为实施例一中混合液倒入第一模具中的示意图；图4为实施例一中基板原材料倒入第二模具中的示意图；图5为实施例一中第二模具的结构示意图；图6为实施例一中半固态基板与金刚石微粒压接的示意图；图7为实施例一中金刚石微粒在第一模具中的分布示意图；
图8为实施例一中基板上微粒分布的分区示意图；图9为实施例二中温度传感宽场探头的结构示意图；图10为实施例二中基板上金刚石微粒的状态示意图。
[0019]附图标记：1
‑
温度传感宽场探头，11
‑
基板，12
‑
金刚石微粒，2
‑
第一模具，3
‑
第二模具，31
‑
框体，32
‑
内板，33
‑
握杆，34
‑
防脱凸缘。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]实施例一参见附图2，其为实施例一要制作的温度传感宽场探头1，其包括有基板11，基板11为低热传导率的透光材料制成的方形平面薄板结构，其可以为玻璃、有机玻璃、环氧树脂等，本例中采用透明环氧树脂制作基板11，基板11的一侧为微粒面，另一侧为光照面，该微粒面上间隔分布有金刚石微粒12（内含NV色心），金刚石微粒12尺寸范围为50um
‑
120um，为提高检测灵敏度，优选到的是，所有金刚石微粒12远离透光平面基板11的一端均趋近于同一虚拟平面内。
[0022]参见附图1，针对上面的温度传感宽场探头，本实施例公开了一种制作方法，具体过程如下：一种宽场传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽场传感探头的加工方法，其特征在于，包含以下步骤：S1、制备微粒混合液：制备一定浓度的金刚石微粒混合液，其中，金刚石微粒内含NV色心；S2、在模具中均布微粒：将混合液倒入第一模具中，静置一段时间，直至混合液中液体蒸发，含NV色心的金刚石微粒均匀分布在第一模具内；S3、制作半固态基板：将初始呈流体状态的基板原材料倒入第二模具中塑形，然后放置一段时间，至基板原材料呈半固态状，即基板原材料处于可塑状态但将其倒置放置时短时间内不会变形；S4、结合基板与微粒：将基板原材料从第二模具中取出后置于第一模具内，使其平压在第一模具内的金刚石微粒上，直至基板原材料彻底固化；S5、获取成品：基板原材料固化后金刚石微粒嵌入其一侧表面，脱模取下基板，并对基板进行后期处理，得到成品。2.根据权利要求1所述的宽场传感探头的加工方法，其特征在于，所述金刚石NV色心微粒混合液中所采用的溶液为乙醇或异丙醇。3.根据权利要求1所述的宽场传感探头的加工方法，其特征在于，所述金刚石NV色心微粒的尺寸小于0.1mm。4.根据权利要求1所述的宽场传感探头的加工方法，其特征在于，所述第二模具包括框体和内板，所述内板活动插设于框体内腔，所述内板周边与框体内壁之间的缝隙宽度不...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵博文，张少春，汪鹏，刘鑫，周梦良，童晓枫，罗大程，
申请(专利权)人：安徽省国盛量子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：