[實用新型]基于印刷電路板平面線圈的低場核磁共振探頭

有效

• 申請號: 201320405489.1
• 申請日: 2013-07-08
• 公開（公告）號: CN203432927U
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 易紅;倪中華;吳衛平;陸榮生;周新龍;張云逸
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01N24/08
• 分類號: G01N24/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本實用新型涉及到一種基于印刷電路板(printed?circuit?board,PCB)平面線圈的低場NMR探頭。

背景技術

核磁共振(nuclear?magnetic?resonance,NMR)技術因無損檢測而聞名于分析領域，廣泛應用于化學結構分析、分子動力學、診斷成像以及其他領域。近幾年，應用于分析的核磁共振分析儀朝著低成本、高精度、便攜式方向發展，而基于核磁共振線圈的NMR探頭作為核磁共振分析儀的重要部件之一，對信號的發送與接收具有決定性作用。因此，尋找一種成本低廉、方法簡單、靈敏度高、可批量制作的線圈，成為當前研究的熱點。目前，有諸多研究涉及到核磁共振線圈的制作以及應用。Peck等(Design?and?analysis?of?microcoils?for?NMR?microscopy.Journal?of?Magnetic?Resonance?Series?B,1995.108(2):p.114-124.)在毛細管上手工纏繞螺線管線圈，線圈品質因數表現較高，但因手工纏繞，不可批量制作。Massin等(Planar?microcoil-based?microfluidic?NMR?probes.Journal?of?Magnetic?Resonance,2003.164(2):p.242-255.)和Hsieh等(Multilayer?high-aspect-ratio?RF?coil?for?NMR?applications.Microsystem?Technologies,2011.17(8):p.1311-1317.)基于玻璃襯底，運用光刻和電鍍技術，制作易于微流通道集成的微機電系統(micro?electro?mechanic?system,MEMS)線圈，但是線圈結構多孔且表面粗糙。Kratt等(Afully?MEMS-compatible?process?for3D?high?aspect?ratio?micro?coils?obtained?with?an?automatic?wire?bonder.Journal?of?Micromechanics?and?Microengineering,2010.20(1):p.015021.)結合標準MEMS方法，采用自動引線鍵合技術批量制作3D微型線圈，不過這種方法制得的鍵合線線圈的直徑局限于光刻和SU-8支柱的機械強度。Rogers等(Using?microcontact?printing?to?fabricate?microcoils?on?capillaries?for?high?resolution?proton?nuclear?magnetic?resonance?on?nanoliter?volumes.Applied?Physics?Letters,1997.70(18):p.2464-2466.)在毛細管上運用微印刷和電鍍方法制作螺線管線圈，雖然制作方法新穎，但是線圈阻抗表現很高。Sillerud等(H-1NMR?Detection?of?superparamagnetic?nanoparticles?at?1?T?using?a?microcoil?and?novel?tuning?circuit.Journal?of?Magnetic?Resonance,2006.181(2):p.181-190.)采用聚焦離子束(focused?ion?beam,FIB)加工技術制作直徑550μm的螺線管微型線圈，不過其制作成本昂貴。Kong等(Adhesive-based?liquid?metal?radio-frequency?microcoilfor?magnetic?resonance?relaxometry?measurement.Lab?on?a?Chip,2012.)基于堆棧多層激光切割膠黏劑制作液態金屬微型線圈，由于液態金屬鎵的電導率低，線圈靈敏度較低。

實用新型內容

技術問題：本實用新型要解決的是現有線圈制作中存在工藝復雜、成本高、周期長、不可批量、阻抗高等問題。

技術方案：為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種基于PCB平面線圈的低成本、制作周期短、可批量化的低場NMR探頭，該探頭基于PCB技術，其結構由平面線圈、通孔、引線和焊盤組成。

本實用新型的基于印刷電路板平面線圈的低場核磁共振探頭以PCB襯底為基板，在PCB襯底上方設有平面線圈、上部引線、第一焊盤和第二焊盤，平面線圈的外端通過上部引線接第一焊盤，平面線圈的內端通過金屬化內通孔、底部引線和金屬化外通孔與第二焊盤連接。