一种适用于高低温工作环境的氧化物薄膜电信号采集模块

1.本实用新型属于半导体材料技术领域，尤其涉及一种适用于高低温工作环境的氧化物薄膜电信号采集模块。


背景技术：

2.目前利用半导体氧化物薄膜材料与气体接触时电阻或功函数(电阻、电容、电位或者频率)发生变化这一特性来实现检测、分析、监控、报警等功能的传感器，其应用已经十分广泛，而想要使半导体氧化物薄膜材料与气体接触发生变化，其条件是需要将半导体材料加热或者制冷到一定的温度，而目前绝大多数的研究仅局限于加热这一方面，且通过外部使用加热丝进行加热，无法直接实现对半导体材料进行制冷，往往需要外部设备对其进行制冷，因此需要设计一种可提供高低温工作环境的电信号采集模块。


技术实现要素：

3.为了克服上述现有技术中的缺陷，为此，本实用新型提供一种适用于高低温工作环境的氧化物薄膜电信号采集模块。本实用新型不仅集成加热模块，同时利用半导体制冷片可以提供一个低温的环境，同时本模块体积小巧，便于携带。
4.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.一种适用于高低温工作环境的氧化物薄膜电信号采集模块，包括顶板和底板，顶板和底板通过连接件连接固定，顶板上安装有叉指电极，叉指电极的集成面上集成有加热丝；底板上设有用于对叉指电极进行制冷的制冷片，且制冷片与叉指电极接触。
6.优选的，顶板上还安装有若干圆柱形电极，若干圆柱形电极均与叉指电极电连接。
7.优选的，顶板上设有与叉指电极形状相适配的通槽，叉指电极设置于通槽内；且顶板上还设有与圆柱形电极形状相适配的第一凹槽，圆柱形电极安装于第一凹槽内。
8.优选的，圆柱形电极和第一凹槽均设置有四个，其中相邻两个圆柱形电极与加热丝的两个电极连接，另外两个相邻两个圆柱形电极与叉指电极的非集成面的电极电连接。
9.优选的，四个所述第一凹槽分布于通槽的周侧，第一凹槽由圆柱形凹槽和长条形凹槽组成，长条形凹槽的两端分布连通圆柱形凹槽通槽，圆柱形电极安装于圆柱形凹槽内，圆柱形电极的引线置于长条形凹槽内。
10.优选的，底板上设有第二凹槽，制冷片安装于第二凹槽内，且第二凹槽与通槽位于同一竖直面上。
11.优选的，制冷片为半导体制冷片。
12.优选的，顶板与底板可拆卸式连接；连接件为固定螺栓，且顶板上设有通孔，底板上设有与通孔的位置相适配的螺纹孔，固定螺栓贯穿通孔与螺纹孔螺纹连接。
13.本实用新型的优点在于：
14.(1)本实用新型设置的半导体制冷片以及在叉指电极的底部集成了加热丝，在针对不同的半导体材料测试要求，不仅可以进行高温环境下的电信号采集，也可以进行低温
环境的电信号采集，扩大了模块的适用范围，且本实用新型使用的叉指电极背面集成了加热丝，不仅利用加热丝实现了加热功能，且实现了集成化设计，使得模块体积小巧，便于携带；同时使用半导体制冷片进行制冷，半导体制冷片成本低廉，使用方便。
15.(2)由于电极丝的长度和柔韧性有限，因此设置相邻的两个圆柱形电极与叉指电极的表面连接用于测量电信号，另外两个相邻的圆柱形电极与叉指电极背部集成的加热丝的两个电极连接，以使得加热丝接通电源后进行工作。
16.(3)本实用新型中顶板与底板可拆卸式连接，便于顶板和底板的安装和拆卸；且第一凹槽设置在通槽的周侧，便于圆柱形电极与叉指电极进行连接。
附图说明
17.图1为本实用新型结构示意图一。
18.图2为本实用新型结构示意图二。
19.图3为本实用新型顶板结构示意图。
20.图4为本实用新型底板结构示意图。
21.图5为本实用新型制冷片结构示意图。
22.图6为本实用新型叉指电极正面结构示意图。
23.图7为本实用新型叉指电极背面结构示意图。
24.图8为本实用新型圆柱形电极结构示意图。
25.图中标注符号的含义如下：
26.1-顶板、11-通槽、12-第一凹槽、13-通孔、2-底板、21-第二凹槽、22-螺纹孔、3-叉指电极、4-圆柱形电极、5-制冷片、6-固定螺栓。
具体实施方式
27.如图1-8所示，一种适用于高低温工作环境的氧化物薄膜电信号采集模块，由顶板1和底板2组成，顶板1上安装有叉指电极3，且叉指电极3的集成面上集成有加热丝，可对叉指电极3进行加热，其温度可达400摄氏度，使得该采集模块适用于高温工作环境；底板2上安装有制冷片5(半导体制冷片)，且制冷片5与叉指电极3集成有加热丝的一面直接接触，通过热传导的方式给叉指电极3进行供冷，使得该采集模块适用于低温工作环境，且制冷片5也可对叉指电极3进行支撑。叉指电极3由硅片或者石英等基材表面刷上一层金或者铂金制成。
28.具体的，顶板1与底板2可拆卸式连接；顶板1的四周设有多个通孔13，底板2的四周设有多个螺纹孔22，固定螺栓6贯穿通孔13与螺纹孔22螺纹连接，便于顶板1和底板2的安装和拆卸。
29.进一步的，如图3所示，顶板1上还安装有圆柱形电极4，具体设置为四个，其中相邻两个圆柱形电极4与叉指电极3的表面两个电极相连接，用于测量电信号，另外两个圆柱形电极4与叉指电极3背部的加热丝上的两个电极连接，以使得加热丝接通电源进行工作。
30.更进一步的，顶板1的中部设有通槽11，叉指电极3设置于通槽11内；通槽11的周侧分别连接长条形凹槽，长条形凹槽的另一端连接圆柱形凹槽，一个长条形凹槽和一个圆柱形凹槽组成一个第一凹槽12，圆柱形电极4置于圆柱形凹槽内，圆柱形电极4的引线置于长
条形凹槽内。
31.如图4所示，底板2的中部设有第二凹槽21，制冷片5安装于第二凹槽21内，且第二凹槽21与通孔13位于同一竖直面上。
32.下面结合实施例中的附图对该装置的工作过程进行详细描述。
33.第一步，将需要测试的半导体材料(氧化物薄膜)涂覆在叉指电极3表面(非集成加热丝面)；
34.第二步，将叉指电极3正反面的四个电极依次与圆柱形电极4相连，同时将叉指电极3放入到中间方形通槽11内，再将四个圆柱形电极4以及半导体制冷片5的两个电极与电信号采集装置与源表相连；
35.第三步，根据实际测试所需要的环境温度，利用叉指电极3背面集成的加热丝或者半导体制冷片5使得需要测试的半导体材料达到所需要的温度进行其电学信号的采集。
36.以上仅为本实用新型创造的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型创造，凡在本实用新型创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型创造的保护范围之内。


技术特征：
1.一种适用于高低温工作环境的氧化物薄膜电信号采集模块，其特征在于，包括顶板(1)和底板(2)，所述顶板(1)和底板(2)通过连接件连接固定，所述顶板(1)上安装有叉指电极(3)，所述叉指电极(3)的集成面上集成有加热丝；所述底板(2)上设有用于对叉指电极(3)进行制冷的制冷片(5)，且制冷片(5)与叉指电极(3)接触。2.根据权利要求1所述的一种适用于高低温工作环境的氧化物薄膜电信号采集模块，其特征在于：所述顶板(1)上还安装有若干圆柱形电极(4)，若干所述圆柱形电极(4)均与叉指电极(3)电连接。3.根据权利要求2所述的一种适用于高低温工作环境的氧化物薄膜电信号采集模块，其特征在于：所述顶板(1)上设有与叉指电极(3)形状相适配的通槽(11)，叉指电极(3)设置于通槽(11)内；且顶板(1)上还设有与圆柱形电极(4)形状相适配的第一凹槽(12)，圆柱形电极(4)安装于第一凹槽(12)内。4.根据权利要求3所述的一种适用于高低温工作环境的氧化物薄膜电信号采集模块，其特征在于：所述圆柱形电极(4)和第一凹槽(12)均设置有四个，其中相邻两个圆柱形电极(4)与加热丝的两个电极连接，另外两个相邻两个圆柱形电极(4)与叉指电极(3)的非集成面的电极电连接。5.根据权利要求4所述的一种适用于高低温工作环境的氧化物薄膜电信号采集模块，其特征在于：四个所述第一凹槽(12)分布于通槽(11)的周侧，所述第一凹槽(12)由圆柱形凹槽和长条形凹槽组成，所述长条形凹槽的两端分布连通圆柱形凹槽通槽(11)，所述圆柱形电极(4)安装于圆柱形凹槽内，所述圆柱形电极(4)的引线置于长条形凹槽内。6.根据权利要求1所述的一种适用于高低温工作环境的氧化物薄膜电信号采集模块，其特征在于：所述底板(2)上设有第二凹槽(21)，所述制冷片(5)安装于第二凹槽(21)内，且第二凹槽(21)与通槽(11)位于同一竖直面上。7.根据权利要求1所述的一种适用于高低温工作环境的氧化物薄膜电信号采集模块，其特征在于：所述制冷片(5)为半导体制冷片。8.根据权利要求1所述的一种适用于高低温工作环境的氧化物薄膜电信号采集模块，其特征在于：所述顶板(1)与底板(2)可拆卸式连接；所述连接件为固定螺栓(6)，且顶板(1)上设有通孔(13)，所述底板(2)上设有与通孔(13)的位置相适配的螺纹孔(22)，所述固定螺栓(6)贯穿通孔(13)与螺纹孔(22)螺纹连接。

技术总结
本实用新型属于半导体材料技术领域，尤其是一种适用于高低温工作环境的氧化物薄膜电信号采集模块。本实用新型包括顶板和底板，顶板和底板通过连接件连接固定，顶板上安装有叉指电极，叉指电极的集成面上集成有加热丝；底板上设有用于对叉指电极进行制冷的制冷片，且制冷片与叉指电极接触。本实用新型不仅集成了加热模块，同时利用半导体制冷片可以提供一个低温的环境，同时本模块体积小巧，便于携带。便于携带。便于携带。


技术研发人员：李越 张洪文 张文泉 赵倩 刘迪龙 李昕扬 蔡伟平
受保护的技术使用者：中国科学院合肥物质科学研究院
技术研发日：2022.09.30
技术公布日：2023/3/21