CN108732211B - 溶液性质感测器及其制造方法 - Google Patents

溶液性质感测器及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108732211B
CN108732211B CN201710251347.7A CN201710251347A CN108732211B CN 108732211 B CN108732211 B CN 108732211B CN 201710251347 A CN201710251347 A CN 201710251347A CN 108732211 B CN108732211 B CN 108732211B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sensing pattern
circuit connection
pattern
solution
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710251347.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108732211A (zh
Inventor
林哲信
吴永成
吴尚璟
高尉馨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sun Yat Sen University
Original Assignee
Sun Yat Sen University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sun Yat Sen University filed Critical Sun Yat Sen University
Priority to CN201710251347.7A priority Critical patent/CN108732211B/zh
Publication of CN108732211A publication Critical patent/CN108732211A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108732211B publication Critical patent/CN108732211B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/06Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a liquid
    • G01N27/07Construction of measuring vessels; Electrodes therefor

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

本发明公开一种溶液性质感测器及其制造方法,所述溶液性质感测器包含:一基板、一氧化铟锡图案层及一电路连接插槽。所述氧化铟锡图案层设置于所述基板上且包括:一酸碱值感测图案;一温度感测图案;及一电导度感测图案。所述温度感测图案电性隔离于所述酸碱值感测图案。所述电导度感测图案电性隔离于所述酸碱值感测图案及温度感测图案。所述电路插槽包含一容置空间及多个电路连接端。所述基板及氧化铟锡图案层设于所述容置空间中。所述多个电路连接端分别电性连接所述酸碱值感测图案、温度感测图案及电导度感测图案。本发明的溶液性质感测器用以同时对一待测溶液进行酸碱值、温度及电导度的检测,以便增加量测便利性及准确性。

Description

溶液性质感测器及其制造方法
技术领域
本发明是有关于一种感测器及其制造方法,特别是有关于一种溶液性质感测器及其制造方法。
背景技术
在溶液性质的监控中,酸碱值(pH值)、温度及电导度皆为重要参数。传统上,水质的酸碱值感测量测大多利用酸碱试纸、酸碱指示剂或玻璃电极感测器。玻璃电极主要利用离子选择玻璃膜为感测器,对于一种或一类离子具有高度的选择性,电极前端为中空半球状薄膜壁的玻璃管,对氢离子有高度选择性的感测薄膜,玻璃管内添加电解液,且参考电极Ag/AgCl包含于电解液中,通过量测电位变化,以得到待测溶液的pH值。另外,在温度部分,多半使用玻璃温度计或红外线温度仪。此外,电导度部分则使用玻璃电极,其电导度值主要量测水溶液的电阻经转换而得。
然而,以上常见水质量测技术中,玻璃电极常有感测端易受酸碱影响、反应速度慢、电极保养上也较费时或不使用下需浸泡于液体中保存等缺点。而且,使用玻璃电极前须进行校正,包含中性缓冲溶液(pH7)零点校正,酸碱度(pH4与pH10)灵敏度校正以及温度校正。因此玻璃电极在使用上具有诸多限制,且也不利于因应现场多种水质即时量测监控。
延伸式场效晶体管(EG-FET)被开发应用在溶液性质感测器上,其原理主要保留金属闸极,将其感测层自MOS-FET元件延伸出来。电子讯号MOSFET与待测溶液隔离,避免与溶液直接接触,特别是对具有腐蚀性等溶液。此架构简化了封装过程,可依不同的检测离子对应更换感测器,故量测上更具有灵活性,应用于抛弃式系统时,则具有不须抛弃感测电路的优点,因此具有价格优势。而微型感测器发展至今,已有人发展出利用印刷技术于感测材料上定义出不同感测区域(Atkinson,J.K.and M.Sophocleous.A novel thick-film screenprinted electrical conductivity sensor for measurement of liquid and soilconductivity.in IEEE SENSORS 2014Proceedings.2014.IEEE),例如利用网印的方式在陶瓷板上印出电导度、温度与酸碱感测区,以作为土壤与水质部份的监测。但是,这种制造过程仍具有较耗时,检测成本较高的缺点。
故,有必要提供一种溶液性质感测器及其制造方法,以解决现有技术所存在的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种溶液性质感测器及其制造方法,以解决现有技术所存在的较耗时,检测成本较高的问题。
本发明的一目的在于提供一种溶液性质感测器,利用单一种材料进行多种溶液特性的量测。其在同一材料基板上,设计多种感测图案,用以同时对一待测溶液进行酸碱值、温度及电导度的检测,以便增加量测便利性及准确性,并减少检测成本。
本发明的另一目的在于提供一种溶液性质感测器,其整体结构是一感测模块,仅需将待测溶液充填入一电路连接插槽的一容置空间中,并将所述溶液性质感测器与后端的量测电路或系统电性连接,即可进行酸碱值、温度及电导度的检测,以便增加使用便利性。
本发明的又一目的在于提供一种溶液性质感测器的制造方法,其是利用激光雕刻或湿式蚀刻方式对氧化铟锡层进行图案化加工,以缩短溶液性质感测器的制作时间。
为达成本发明的前述目的,本发明一实施例提供一种溶液性质感测器,包括:一基板、一氧化铟锡图案层及一电路连接插槽。所述氧化铟锡图案层设置于所述基板上,且所述氧化铟锡图案层包括:一酸碱值感测图案、一温度感测图案及一电导度感测图案。所述温度感测图案电性隔离于所述酸碱值感测图案。所述电导度感测图案电性隔离于所述酸碱值感测图案及所述温度感测图案。所述电路连接插槽包含:一容置空间及多个电路连接端。所述基板及所述氧化铟锡图案层设于所述容置空间中。所述多个电路连接端分别电性连接所述酸碱值感测图案、所述温度感测图案及所述电导度感测图案。
在本发明的一实施例中,所述基板的材质包括聚对苯二甲酸乙二酯。
在本发明的一实施例中,所述酸碱值感测图案包括一酸碱值感测区及一酸碱值电路连接区,所述酸碱值电路连接区连接所述酸碱值感测区。
在本发明的一实施例中,所述温度感测图案包括一第一温度电路连接区、一第二温度电路连接区及一温度感测区,所述温度感测区位在所述第一温度电路连接区及所述第二温度电路连接区之间,且所述温度感测区的二端分别连接所述第一温度电路连接区与所述第二温度电路连接区。
在本发明的一实施例中,所述电导度感测图案包括一第一电导度电路连接区及一第二电导度电路连接区,所述第一电导度电路连接区与所述第二电导度电路连接区是电性隔离且隔开一距离。
在本发明的一实施例中,所述基板及所述氧化铟锡图案层之间更包含五氧化二铌层及二氧化硅层,其中在所述基板上依序堆叠所述五氧化二铌层、所述二氧化硅层及所述氧化铟锡图案层。
在本发明的一实施例中,所述溶液性质感测器更包括一参考电极,设于所述容置空间中,其中所述参考电极位在所述基板的上方及所述氧化铟锡图案层的上方。
再者,本发明另一实施例提供一种溶液性质感测器的制造方法,其包含步骤:提供一基板;形成一氧化铟锡层于所述基板上;图案化所述氧化铟锡层,以使所述氧化铟锡层形成一氧化铟锡图案层,其中所述氧化铟锡图案层包括:一酸碱值感测图案;一温度感测图案,电性隔离于所述酸碱值感测图案;及一电导度感测图案,电性隔离于所述酸碱值感测图案及所述温度感测图案;以及将所述基板与所述氧化铟锡图案层设置于一电路连接插槽的一容置空间中,其中所述电路连接插槽更包括多个电路连接端,且所述多个电路连接端分别电性连接所述酸碱值感测图案、所述温度感测图案及所述电导度感测图案。
在本发明的一实施例中,所述图案化所述氧化铟锡层的步骤更包括以一激光雕刻方式图案化所述氧化铟锡层。
在本发明的一实施例中,所述图案化所述氧化铟锡层的步骤更包括以一湿式蚀刻方式图案化所述氧化铟锡层。
与现有技术相比较,本发明的溶液性质感测器及其制造方法所制得的溶液性质感测器可简化检测时间,且检测成本较低廉,还可以具有优良的量测便利性、准确性、使用便利性、及缩短溶液性质感测器的制作时间等优点。
为让本发明的上述内容能更明显易懂,下文特举优选实施例,并配合所附图式,作详细说明如下:
附图说明
图1A是本发明一实施例的溶液性质感测器的基板及氧化铟锡图案层的俯视示意图。
图1B是本发明一实施例的酸碱值感测图案的俯视示意图。
图1C是本发明一实施例的温度感测图案的俯视示意图。
图1D是本发明一实施例的电导度感测图案的俯视示意图。
图1E是本发明一实施例的溶液性质感测器的剖面示意图。
图1F是本发明一实施例的溶液性质感测器的立体示意图。
图1G是本发明一实施例的溶液性质感测器的侧视示意图。
图2是本发明一实施例的一种溶液性质感测器的制造方法的流程示意图。
图3是使用本发明一实施例的溶液性质感测器进行测量时在不同溶液酸碱值下漏极电流与时间的关系图。
图4是使用本发明一实施例的溶液性质感测器进行测量时电路输出电压与酸碱值的关系图。
图5是使用本发明一实施例的溶液性质感测器进行测量时温度与电阻的关系图。
图6是使用本发明一实施例的溶液性质感测器进行测量时,各种测试溶液的电导度的量测结果图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图式,用以例示本发明可用以实施的特定实施例。再者,本发明所提到的方向用语,例如上、下、顶、底、前、后、左、右、内、外、侧面、周围、中央、水平、横向、垂直、纵向、轴向、径向、最上层或最下层等,仅是参考附加图式的方向。因此,使用的方向用语是用以说明及理解本发明,而非用以限制本发明。
请一并参照图1A至1D、1F及1G,图1A是本发明一实施例的溶液性质感测器10的基板11及氧化铟锡图案层12的俯视示意图;图1B是本发明一实施例的酸碱值感测图案121的俯视示意图;图1C是本发明一实施例的温度感测图案122的俯视示意图;图1D是本发明一实施例的电导度感测图案123的俯视示意图;图1F是本发明一实施例的溶液性质感测器10的立体示意图;及图1G是本发明一实施例的溶液性质感测器10的侧视示意图,其中图1B至1D是基于图式的简洁及绘示上的便利性,而仅绘示酸碱值感测图案121、温度感测图案122及电导度感测图案123此三个图案中的其中的一个。在一实施例中,所述溶液性质感测器10主要用在延伸式场效晶体管感测溶液性质的应用上。本实施例的溶液性质感测器10包括一基板11、一氧化铟锡图案层12及一电路连接插槽15。在一实施例中,所述基板11的材质包括聚对苯二甲酸乙二酯(PET),但不以此为限定,亦可使用其他可承载所述氧化铟锡图案层12的材料制作所述基板11。所述氧化铟锡图案层12设置于所述基板11上,且所述氧化铟锡图案层12包括:一酸碱值感测图案121;一温度感测图案122;及一电导度感测图案123。
在一实施例,所述酸碱值感测图案121可包括一酸碱值感测区121A及一酸碱值电路连接区121B。在一示范实施例中,所述酸碱值感测区121A是独立于其它感测图案,例如所述酸碱值感测区121A与所述温度感测图案122不相连且具有一距离;且所述酸碱值感测区121A与所述电导度感测图案123不相连且具有一距离。在进行量测时,所述酸碱值感测区121A会浸入一待测溶液中,以量测所述待测溶液的酸碱值。由于酸碱值感测区121A的材质是氧化铟锡(ITO),其具有吸引溶液中的氢离子的特性,所以酸碱值感测区121A占有所述基板11整体的较大的面积,例如所述基板11的一长度SL及一宽度SW分别约为50毫米及40毫米,而所述酸碱值感测区121A例如大致上呈一长方型,例如所述酸碱值感测区121A的一长度是介于20毫米至30毫米之间,且所述酸碱值感测区121A的一宽度是介于8毫米至12毫米之间。另外,所述酸碱值电路连接区121B连接所述酸碱值感测区121A,而所述酸碱值电路连接区121B主要用于与后端的量测电路(未绘示)进行电性连接。但要提到的是,在量测酸碱值时,所述酸碱值电路连接区121B仍有可能部分浸入待测溶液中。在一实施例中,所述酸碱值电路连接区121B的一长度121BL是介于15毫米至25毫米之间,所述酸碱值电路连接区121B的一宽度121BW是介于3毫米至7毫米之间。
在一实施例,所述温度感测图案122电性隔离于所述酸碱值感测图案121。例如,所述温度感测图案122与所述酸碱值感测图案121之间并未相互连接且具有一距离,故不会产生电性连接的效果。在一实施例中,所述温度感测图案122包括一第一温度电路连接区122A、一第二温度电路连接区122B及一温度感测区122C,其中所述温度感测区122C位在所述第一温度电路连接区122A及所述第二温度电路连接区122B之间,且所述温度感测区122C的二端分别连接所述第一温度电路连接区122A与所述第二温度电路连接区122B。在一具体实施例中,所述温度感测图案122大致上呈现倒U字型的形状。所述第一温度电路连接区122A及所述第二温度电路连接区122B主要用于与后端的量测电路(未绘示)进行电性连接,而在进行所述待测溶液的温度的量测时,所述温度感测区122C会浸入所述待测溶液中。
在一实施例中,所述温度感测区122C的尺寸大致上是明显的小于所述第一温度电路连接区122A及/或所述第二温度电路连接区122B的尺寸,例如所述第一温度电路连接区122A的一长度122AL是介于15毫米至25毫米之间,所述第一温度电路连接区122A的一宽度122AW是介于3毫米至5毫米之间;所述第二温度电路连接区122B的一长度122BL是介于15毫米至25毫米之间,所述第二温度电路连接区122B的一宽度122BW是介于3毫米至5毫米之间;而所述温度感测区122C的一长度122CL是介于1.8毫米至2.2毫米之间,所述温度感测区122C的一宽度122CW是介于0.8毫米至1.2毫米之间。
在一实施例,所述电导度感测图案123包括一第一电导度电路连接区123A及一第二电导度电路连接区123B,所述第一电导度电路连接区123A与所述第二电导度电路连接区123B是电性隔离且隔开一距离。所述第一电导度电路连接区123A及所述第二电导度电路连接区123B主要用于与后端的量测电路电性连接。在另一实施例中,所述第一电导度电路连接区123A及所述第二电导度电路连接区123B大致上皆呈长条型,例如所述第一电导度电路连接区123A的一长度123AL是介于15毫米至25毫米之间,所述第一电导度电路连接区123A的一宽度123AW是介于1.3毫米至1.7毫米之间;所述第二电导度电路连接区123B的一长度123BL是介于15毫米至25毫米之间,所述第二电导度电路连接区123B的一宽度123BW是介于1.3毫米至1.7毫米之间。
请一并参照图1A至1E,图1E是本发明另一实施例的溶液性质感测器10的剖面示意图。在一实施例中,所述基板11与所述氧化铟锡图案层12之间更包含五氧化二铌层13及二氧化硅层14,其中在所述基板11上依序堆叠所述五氧化二铌层13、所述二氧化硅层14及所述氧化铟锡图案层12。在一范例中,所述五氧化二铌层13及所述二氧化硅层14主要用以增加所述氧化铟锡图案层12的附着特性。值得一提的是,本发明一实施例的溶液性质感测器10可利用市售的氧化铟锡卷膜制成,例如市售的氧化铟锡卷膜是采用卷对卷(roll toroll)的面板制造过程,利用溅射方式在基板11上依序镀上五氧化二铌薄膜、二氧化硅薄膜及氧化铟锡薄膜所制成。之后,将所述市售的氧化铟锡卷膜裁切出需要的尺寸,并透过图案化步骤(例如激光雕刻或湿式蚀刻等方式),以使所述五氧化二铌薄膜、所述二氧化硅薄膜及所述氧化铟锡薄膜分别形成所述五氧化二铌层13、所述二氧化硅层14及所述氧化铟锡图案层12。另外要说明的是,所述五氧化二铌层13与所述二氧化硅层14的存在仅是做为一实施例描述,而非限定。
请继续一并参照图1A至1G。在一实施例中,由于所述溶液性质感测器10上具有三种溶液性质的感测区域,故所述溶液性质感测器10的电路连接插槽15用于后端的电路量测线路或系统进行电路连接。所述电路连接插槽15具有多个电路连接端151及一容置空间152,所述多个电路连接端151分别电性连接所述酸碱值感测图案121、所述温度感测图案122及所述电导度感测图案123,且所述基板11及所述氧化铟锡图案层12设于所述容置空间152中。所述电路连接插槽15可与后端的量测电路或系统电性连接,以使后端的量测电路或系统能够同时对所述待测溶液进行各种溶液性质的量测(例如所述待测溶液的酸碱值、温度及电导度)。更具体而言,所述多个电路连接端151是分别电性连接所述酸碱值电路连接区121B、所述第一温度电路连接区122A、所述第二温度电路连接区122B、所述第一电导度电路连接区123A及所述第二电导度电路连接区123B。因此,在设计所述氧化铟锡图案层12的图案形状时,可将所述酸碱值电路连接区121B的一部分、所述第一温度电路连接区122A的一部分、所述第二温度电路连接区122B的一部分、所述第一电导度电路连接区123A的一部分及所述第二电导度电路连接区123B的一部分皆设计在所述基板11上的同一侧(例如皆位在所述基板11的一表面上的左侧、右侧、上侧或下侧),以便于所述电路连接插槽15的安装。
另外,值得一提的是,所述电路连接插槽15的容置空间152中设有一参考电极16,所述参考电极16位在所述基板11的上方及所述氧化铟锡图案层12的上方。在一实施例中,当欲使用所述溶液性质感测器10进行一待测溶液的感测时,可将所述待测溶液加入于所述容置空间152中,并且使所述待测溶液的一液面高度高于或至少部分接触所述参考电极16及所述氧化铟锡图案层12,以使后端的量测电路或系统能够同时对所述待测溶液进行各种溶液性质的量测(例如所述待测溶液的酸碱值、温度及电导度),故本发明的溶液性质感测器10具有使用上的便利性,而无须在额外准备其他容器承装所述待测液体。
在一实施例中,所述电路连接插槽15大致上是一长方体型,且所述容置空间152的形状大致上也是对应于所述基板11的形状。要提到的是,原则上所述容置空间152的尺寸可依据下列因素对应调整,包括:所述基板11的形状;多个电路连接端151与氧化铟锡图案层121之间的电路连接方式;及/或参考电极16的尺寸。在另一实施例中,所述电路连接插槽15包括朝外伸出的一凸块153,且多个电路连接端151是设置在所述凸块153上,其中所述凸块153主要是作为一电路接口,用于与后端的量测电路或系统的接口进行电性接触。
请一并参照图1A至2,图2是本发明一实施例中一种溶液性质感测器的制造方法20的流程示意图。所述溶液性质感测器的制造方法20包含步骤21至步骤24:提供一基板11(步骤21);形成一氧化铟锡层于所述基板11上(步骤22);图案化所述氧化铟锡层,以使所述氧化铟锡层形成一氧化铟锡图案层12,其中所述氧化铟锡图案层12包括:一酸碱值感测图案121;一温度感测图案122,电性隔离于所述酸碱值感测图案121;及一电导度感测图案123,电性隔离于所述酸碱值感测图案121及所述温度感测图案122(步骤23);及将所述基板11与所述氧化铟锡图案层12设置于一电路连接插槽15的一容置空间152中,其中所述电路连接插槽152更包括多个电路连接端151,且所述多个电路连接端151分别电性连接所述酸碱值感测图案121、所述温度感测图案122及所述电导度感测图案123(步骤24)。
在一实施例中,所述图案化所述氧化铟锡层的步骤23更包括以一湿式蚀刻方式图案化所述氧化铟锡层。所述湿式蚀刻方式例如可以是利用微影蚀刻制造过程,以使所述氧化铟锡层图案化成各种图案,例如包含所述酸碱值感测图案121、所述温度感测图案122及所述电导度感测图案123。使用所述湿式蚀刻方式的优点在于,可以利用一般的半导体制造过程即可达成图案化效果。
在一实施例中,所述图案化所述氧化铟锡层的步骤23更包括以一激光雕刻方式图案化所述氧化铟锡层。所述激光雕刻方式例如可以使用市售的二氧化碳激光雕刻设备(俗称:CO2雷雕机)方式进行。所述激光雕刻方式的优点在于,激光雕刻不需经过湿式蚀刻的多道制造过程,而只需要设计所述氧化铟锡层欲形成的图案(例如使用计算机制图软体制作欲形成的图案)并输入激光雕刻设备中,之后待激光雕刻机在基板11上雕刻出所述氧化铟锡图案层12。再者,激光雕刻方式十分适合于大量制作,可降低制作成本,故所制得溶液性质感测器10可作为一次性使用的感测器。
值得一提的是,本发明的溶液性质感测器或通过本发明的溶液性质感测器的制造方法所制得的溶液性质感测器可同时对待测溶液进行酸碱值、温度及电导度的量测,其优点在于,可使用一溶液性质感测器量测多种溶液性质之外,还可增加溶液性质感测器量测结果的准确性。这是因为溶液的酸碱值会随着溶液的温度产生变化,而本发明的溶液性质感测器可在同一实验条件下同时量测所述待测溶液,所以可将溶液温度对于酸碱值的影响消除,以得到较准确的酸碱值。此外,由于本发明的溶液性质感测器的整体结构是一感测模块,故仅需将待测溶液充填入一电路连接插槽的一容置空间中,并将所述溶液性质感测器与后端的量测电路或系统电性连接,即可进行酸碱值、温度及电导度的检测,具有优良的使用便利性。
另一方面,本发明的溶液性质感测器或通过本发明的溶液性质感测器的制造方法的另一优点在于,可使用市售的氧化铟锡卷膜,并且透过激光雕刻方式或湿式蚀刻方式制作,故可节省制作成本及减少制作时的繁复性。
在一实施例中,所述溶液性质感测器可应用在延伸式场效晶体管上以量测溶液性质。例如,欲量测酸碱值时,所述延伸式场效晶体管的闸极电性连接所述酸碱值感测图案,且所述延伸式场效晶体管的源极接地,并且所述延伸式场效晶体管的漏极电性连接一直流电压,以使所述延伸式场效晶体管运作在饱和区,即可将所述溶液性质感测器浸入所述待测溶液中以测量酸碱值。而酸碱值的测量方式,主要是先建立一资料库,因为在具有不同酸碱值的待测溶液情况下,可对所述延伸式场效晶体管的漏极电流产生不同的影响。之后,再将各个漏极电流通过电流电压转换器(I-V转换器)换算成电路输出电压,以做成酸碱值对应电路输出电压的资料库。之后,对于未知的待测溶液,只须测出电路输出电压,即可换算出所述待测溶液的酸碱值。例如,酸碱值所测出的资料库可以是如图3及4中所示,图3是使用本发明一实施例的溶液性质感测器进行测量时在不同溶液酸碱值下漏极电流与时间的关系图;及图4是使用本发明一实施例的溶液性质感测器进行测量时电路输出电压与酸碱值的关系图。
在一实施例中,本发明的溶液性质感测器10在进行温度的量测时,后端电路可包含可变电阻以及电阻-电容-电感量测表(LCR电表;例如安捷伦(Agilent)公司贩售的U1730C系列LCR电表,或自行设计的量测电路)。同样的,也需事先制作一资料库,对不同温度的标准溶液量测电阻值,即可得到电阻值与温度的关系图。之后对于未知温度的待测溶液,即可参考所述关系图得到所述待测溶液的温度。例如,温度所测出的资料库可以是如图5中所示,图5是使用本发明一实施例的溶液性质感测器进行测量时温度与电阻的关系图。
在一实施例中,本发明的溶液性质感测器10在进行电导度的量测时,由于电导度与电阻倒数成正相关,故后端电路可包含市售的LCR电表进行电阻值的量测后,之后再反推电导度。在一具体实施例中,利用本发明的溶液性质感测器10对于自来水、地下水、浓度是0.01M的氯化钠、河水及浓度是0.02M的氯化钠进行量测所得的结果如图6所示,图6是使用本发明一实施例的溶液性质感测器进行测量时,各种测试溶液的电导度的量测结果图。
综上所述,本发明的溶液性质感测器具有多个感测图案,用以同时对一待测溶液进行酸碱值、温度及/或电导度的检测,以便增加量测便利性及准确性,并减少检测成本。此外,本发明的溶液性质感测器的制造方法是利用激光雕刻或湿式蚀刻方式进行氧化铟锡层的图案化,以缩短溶液性质感测器的制作时间。
本发明已由上述相关实施例加以描述,然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是,已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地,于权利要求书的精神、范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种溶液性质感测器,其特征在于:所述溶液性质感测器包含:
一基板;
一氧化铟锡图案层,设置于所述基板上,且所述氧化铟锡图案层包括:
一酸碱值感测图案;
一温度感测图案,电性隔离于所述酸碱值感测图案;及
一电导度感测图案,电性隔离于所述酸碱值感测图案及所述温度感测图案;以及
一电路连接插槽,包含:
一容置空间,所述基板及所述氧化铟锡图案层设于所述容置空间中;多个电路连接端,分别电性连接所述酸碱值感测图案、所述温度感测图案及所述电导度感测图案;及
朝外伸出的一凸块,所述多个电路连接端设置在所述凸块上。
2.如权利要求1所述的溶液性质感测器,其特征在于:所述基板的材质包括聚对苯二甲酸乙二酯。
3.如权利要求1所述的溶液性质感测器,其特征在于:所述酸碱值感测图案包括一酸碱值感测区及一酸碱值电路连接区,所述酸碱值电路连接区连接所述酸碱值感测区。
4.如权利要求1所述的溶液性质感测器,其特征在于:所述温度感测图案包括一第一温度电路连接区、一第二温度电路连接区及一温度感测区,所述温度感测区位在所述第一温度电路连接区及所述第二温度电路连接区之间,且所述温度感测区的二端分别连接所述第一温度电路连接区与所述第二温度电路连接区。
5.如权利要求1所述的溶液性质感测器,其特征在于:所述电导度感测图案包括一第一电导度电路连接区及一第二电导度电路连接区,所述第一电导度电路连接区与所述第二电导度电路连接区是电性隔离且隔开一距离。
6.如权利要求1所述的溶液性质感测器,其特征在于:所述基板及所述氧化铟锡图案层之间更包含五氧化二铌层及二氧化硅层,其中在所述基板上依序堆叠所述五氧化二铌层、所述二氧化硅层及所述氧化铟锡图案层。
7.如权利要求1所述的溶液性质感测器,其特征在于:所述溶液性质感测器更包括一参考电极,设于所述容置空间中,其中所述参考电极位在所述基板的上方及所述氧化铟锡图案层的上方。
8.一种溶液性质感测器的制造方法,其特征在于:所述溶液性质感测器的制造方法包含步骤:
提供一基板;
形成一氧化铟锡层于所述基板上;
图案化所述氧化铟锡层,以使所述氧化铟锡层形成一氧化铟锡图案层,其中所述氧化铟锡图案层包括:
一酸碱值感测图案;
一温度感测图案,电性隔离于所述酸碱值感测图案;及
一电导度感测图案,电性隔离于所述酸碱值感测图案及所述温度感测图案;以及
将所述基板及所述氧化铟锡图案层设置于一电路连接插槽的一容置空间中,其中所述电路连接插槽更包括:
多个电路连接端,且所述多个电路连接端分别电性连接所述酸碱值感测图案、所述温度感测图案及所述电导度感测图案;及
朝外伸出的一凸块,所述多个电路连接端设置在所述凸块上。
9.如权利要求8所述的溶液性质感测器的制造方法,其特征在于:所述图案化所述氧化铟锡层的步骤更包括以一激光雕刻方式图案化所述氧化铟锡层。
10.如权利要求8所述的溶液性质感测器的制造方法,其特征在于:所述图案化所述氧化铟锡层的步骤更包括以一湿式蚀刻方式图案化所述氧化铟锡层。
CN201710251347.7A 2017-04-18 2017-04-18 溶液性质感测器及其制造方法 Active CN108732211B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710251347.7A CN108732211B (zh) 2017-04-18 2017-04-18 溶液性质感测器及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710251347.7A CN108732211B (zh) 2017-04-18 2017-04-18 溶液性质感测器及其制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108732211A CN108732211A (zh) 2018-11-02
CN108732211B true CN108732211B (zh) 2021-04-06

Family

ID=63925241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710251347.7A Active CN108732211B (zh) 2017-04-18 2017-04-18 溶液性质感测器及其制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108732211B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI247113B (en) * 2002-08-21 2006-01-11 Univ Chung Yuan Christian A method and fabrication of the potentiometric chemical sensor and biosensor on an uninsulated solid material
CN101995424A (zh) * 2009-08-06 2011-03-30 中研应用感测科技股份有限公司 塑料电位离子选择感测器及其制造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2515147Y (zh) * 2001-09-28 2002-10-09 廖益嘉 感测容器
CN1584575A (zh) * 2004-05-24 2005-02-23 北京怡成生物电子技术有限公司 一种电化学生物传感器及其制造方法
CN2754097Y (zh) * 2004-11-23 2006-01-25 河北先河科技发展有限公司 用于水质检测的多参数电极流通池
CN100570353C (zh) * 2007-06-29 2009-12-16 浙江大学 双通道自校准多参数快速全血生化分析传感器
CN201166645Y (zh) * 2007-11-27 2008-12-17 金为民 多通道水质离子含量(Na+、pH、O2、电导率)分析仪
JPWO2011040244A1 (ja) * 2009-10-01 2013-02-28 国立大学法人豊橋技術科学大学 マルチモーダルセンサ
CN102495119A (zh) * 2011-11-23 2012-06-13 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种多参数水质监测集成微阵列电极及制备方法
CN203032032U (zh) * 2012-12-13 2013-07-03 深圳力合光电传感股份有限公司 一种电容式触摸屏用ito玻璃
TWI479146B (zh) * 2013-03-13 2015-04-01 Univ Chang Gung 離子感測裝置及其製作方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI247113B (en) * 2002-08-21 2006-01-11 Univ Chung Yuan Christian A method and fabrication of the potentiometric chemical sensor and biosensor on an uninsulated solid material
CN101995424A (zh) * 2009-08-06 2011-03-30 中研应用感测科技股份有限公司 塑料电位离子选择感测器及其制造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
环保水质检测仪的研究与设计;王照锐;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》;20170315(第3期);B027-2109 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108732211A (zh) 2018-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20130276533A1 (en) Device for measuring fluid level in a container
US20070252715A1 (en) Liquid quality and level sensor
TWI616655B (zh) 溶液性質感測器及其製造方法
CN207976198U (zh) 一种电容式液位检测装置
CN102749157A (zh) 一种柔性多参数传感器及其制造方法
US10332811B2 (en) Film test structure and array substrate
JP7071723B2 (ja) 複素誘電率測定用回路、複素誘電率測定装置及び複素誘電率の測定方法
CN102980630B (zh) 一种智能数字电容液位传感器
Ma et al. Cell constant studies of bipolar and tetrapolar electrode systems for impedance measurement
WO2015196900A1 (zh) 电阻结构、电阻结构单元、辨认信息装置及生物传感器
CN109752423B (zh) 一种基于有机薄膜晶体管阵列的尿酸传感器及控制方法
CN108732211B (zh) 溶液性质感测器及其制造方法
US9488611B2 (en) Low-conductivity contacting-type conductivity measurement
JP2011039034A (ja) プラスチック電位差測定イオン選択性センサー及びその製造方法
US10772210B2 (en) Solution property sensor
JP2013190379A (ja) 液面レベル検出装置
CN101957168A (zh) 电容检测物体形变量的方法
KR20070049947A (ko) 액체의 농도 및 레벨을 정밀하게 측정하기 위한 센서의제조방법 및 이에 의해 제조된 센서
JP2010538292A (ja) 流体の化学分析に関する方法及び装置
Adhikary et al. Performance study of a two-electrode type aqueous conductivity sensor for smart farming
TWI667472B (zh) 溶液性質感測器
CN111487471B (zh) 一种介电常数感测装置、系统及方法
EP3637096B1 (en) Solution property sensor
CN108279266B (zh) 电化学检测器
JP2020063916A (ja) 溶液性質検出用センサ

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant