JP7265768B2 - バイオセンサ製造方法及びバイオセンサ - Google Patents
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Description
本発明は、試液中に含まれる成分を定量するために使用されるバイオセンサの製造方法及びバイオセンサに関し、特に、基板上に微小電極を形成してなるバイオセンサを製造する方法及びバイオセンサに関する。
従来から、絶縁基板上に作用極及び対極並びに必要に応じて参照極を設けてなるバイオセンサが市場で流通している。
前記バイオセンサにおける作用極等の電極の形成方法には、様々な方法があり、その一つとして、絶縁基板上に、カーボンペーストをスクリーン印刷して電極を形成し、その上に前記電極を一定面積露出させる窓部を備えた絶縁性ペーストから成るレジスト膜をスクリーン印刷により形成することにより作用極等を形成する方法がある。
この方法は、電極の形成にスクリーン印刷技術を用いるため、エッチング等を用いる場合に比べて高価な製造設備を必要とせずに安価にバイオセンサを製造することができる。
しかし、バイオセンサにおいてはレジスト膜からの電極の露出面積の精度によって検出精度が変わるため電極の露出面積の精度が非常に重要であるところ、上記した従来の方法では、電極の露出面積の精度はレジスト膜を形成する際のスクリーン印刷の精度のみに依存してしまっているため、スクリーン印刷の際にレジスト膜の窓部が少しでも予定の位置とずれると電極の露出面積が変わってしまい、結果として精度が安定したバイオセンサを製造することが極めて困難になるという問題があった。
上記した問題点を解決するために、レジスト膜の開口部を、電極の幅より広くすることにより、レジスト膜をスクリーン印刷する際に、印刷が多少左右にずれても、電極の露出面積を一定にすることができる電極の形成方法が提案されている（特許文献１）。
図６（ａ）は、従来の電極の形成方法により形成された電極の概略上面図を示している。図中、符号６０は基板を、６１は基板に形成されたラインパターン、６２は電極部を、６３はレジスト膜を、６４はレジスト膜を設けた後に残る露出領域を各々示している。
図面に示すように、この従来の電極は、露出領域６４が矩形形状に形成され、その電極部６２と交差する辺の長さ６４ａが、電極部６２の幅６２ａよりも長くされており、これにより、レジスト膜をスクリーン印刷する時に、印刷が多少ずれても、電極の露出面積が一定に保たれる。
前記バイオセンサにおける作用極等の電極の形成方法には、様々な方法があり、その一つとして、絶縁基板上に、カーボンペーストをスクリーン印刷して電極を形成し、その上に前記電極を一定面積露出させる窓部を備えた絶縁性ペーストから成るレジスト膜をスクリーン印刷により形成することにより作用極等を形成する方法がある。
この方法は、電極の形成にスクリーン印刷技術を用いるため、エッチング等を用いる場合に比べて高価な製造設備を必要とせずに安価にバイオセンサを製造することができる。
しかし、バイオセンサにおいてはレジスト膜からの電極の露出面積の精度によって検出精度が変わるため電極の露出面積の精度が非常に重要であるところ、上記した従来の方法では、電極の露出面積の精度はレジスト膜を形成する際のスクリーン印刷の精度のみに依存してしまっているため、スクリーン印刷の際にレジスト膜の窓部が少しでも予定の位置とずれると電極の露出面積が変わってしまい、結果として精度が安定したバイオセンサを製造することが極めて困難になるという問題があった。
上記した問題点を解決するために、レジスト膜の開口部を、電極の幅より広くすることにより、レジスト膜をスクリーン印刷する際に、印刷が多少左右にずれても、電極の露出面積を一定にすることができる電極の形成方法が提案されている（特許文献１）。
図６（ａ）は、従来の電極の形成方法により形成された電極の概略上面図を示している。図中、符号６０は基板を、６１は基板に形成されたラインパターン、６２は電極部を、６３はレジスト膜を、６４はレジスト膜を設けた後に残る露出領域を各々示している。
図面に示すように、この従来の電極は、露出領域６４が矩形形状に形成され、その電極部６２と交差する辺の長さ６４ａが、電極部６２の幅６２ａよりも長くされており、これにより、レジスト膜をスクリーン印刷する時に、印刷が多少ずれても、電極の露出面積が一定に保たれる。
上記した特許文献１における電極の形成方法によれば、スクリーン印刷時のレジスト膜のずれは補償される。
しかし、バイオセンサの製造において、レジスト膜をスクリーン印刷で形成する際に生じる問題は、印刷のずれだけではない。
レジスト膜をスクリーン印刷する際に用いられる絶縁性ペーストは、基板全体にスクリーン印刷をすることを可能にするために、ある程度の流動性を有する必要があり、そのため印刷時に滲みが生じる。この滲みは、電極の露出面積がある程度大きい電極の場合には検出精度に与える影響は少ないが、電極の露出面積が非常に小さい微小電極を形成する際には検出精度に与える影響が大きくなる。
具体的には、図６（ｂ）に示すように、レジスト膜６３をスクリーン印刷する時に、電極部６２の有効露出面積を確保するために必要な露出領域６４の内側まで絶縁性ペーストが滲み出てしまい、実際の露出領域６５は必要な露出領域６４より小さくなり、その結果、電極部６２の有効露出面積を確保することができないという問題がある。
このため、電極の露出面積が小さい微小電極を有するバイオセンサを製造する場合には、スクリーン印刷法を使用することができず、結果として、製造コストが高いエッチング等を使用しなければならないことになるという問題があった。
出願人は、上記した従来の問題点を解決し、電極の露出面積が非常に小さい微小電極を有するバイオセンサを、スクリーン印刷法を用いて製造する方法及び当該方法によって製造される開口部における滲みが殆どないレジスト膜を有する微小電極を備えたバイオセンサを提供することを目的としている。
しかし、バイオセンサの製造において、レジスト膜をスクリーン印刷で形成する際に生じる問題は、印刷のずれだけではない。
レジスト膜をスクリーン印刷する際に用いられる絶縁性ペーストは、基板全体にスクリーン印刷をすることを可能にするために、ある程度の流動性を有する必要があり、そのため印刷時に滲みが生じる。この滲みは、電極の露出面積がある程度大きい電極の場合には検出精度に与える影響は少ないが、電極の露出面積が非常に小さい微小電極を形成する際には検出精度に与える影響が大きくなる。
具体的には、図６（ｂ）に示すように、レジスト膜６３をスクリーン印刷する時に、電極部６２の有効露出面積を確保するために必要な露出領域６４の内側まで絶縁性ペーストが滲み出てしまい、実際の露出領域６５は必要な露出領域６４より小さくなり、その結果、電極部６２の有効露出面積を確保することができないという問題がある。
このため、電極の露出面積が小さい微小電極を有するバイオセンサを製造する場合には、スクリーン印刷法を使用することができず、結果として、製造コストが高いエッチング等を使用しなければならないことになるという問題があった。
出願人は、上記した従来の問題点を解決し、電極の露出面積が非常に小さい微小電極を有するバイオセンサを、スクリーン印刷法を用いて製造する方法及び当該方法によって製造される開口部における滲みが殆どないレジスト膜を有する微小電極を備えたバイオセンサを提供することを目的としている。
上記した目的を達成するために、本発明に係るバイオセンサ製造方法は、
絶縁性基板上に電極部を形成するステップ、及び
前記電極部が一定面積露出するように、所定の露出領域を残して前記絶縁性基板をレジスト膜で覆うステップ
を有するバイオセンサ製造方法において、
前記絶縁性基板をレジスト膜で覆うステップが、
電極部を露出させるための露出領域の外周を所定の線幅の縁取絶縁膜で囲むように絶縁性ペーストをスクリーン印刷するステップと、
少なくとも、前記縁取絶縁膜と一部分が重なるように前記縁取絶縁膜の外側に絶縁性ペーストをスクリーン印刷してレジスト膜を形成するステップと
から成る
ことを特徴とする。
絶縁性基板上に電極部を形成するステップ、及び
前記電極部が一定面積露出するように、所定の露出領域を残して前記絶縁性基板をレジスト膜で覆うステップ
を有するバイオセンサ製造方法において、
前記絶縁性基板をレジスト膜で覆うステップが、
電極部を露出させるための露出領域の外周を所定の線幅の縁取絶縁膜で囲むように絶縁性ペーストをスクリーン印刷するステップと、
少なくとも、前記縁取絶縁膜と一部分が重なるように前記縁取絶縁膜の外側に絶縁性ペーストをスクリーン印刷してレジスト膜を形成するステップと
から成る
ことを特徴とする。
また、本発明に係るバイオセンサは、
絶縁性基板上に形成された電極部と、
前記電極部が一定面積露出するように、所定の露出領域を残して前記絶縁性基板を覆うレジスト膜と
から成る
バイオセンサにおいて、
前記露出領域の外周に、該露出領域を囲む所定の線幅の縁取絶縁膜が設けられ、
前記レジスト膜が、少なくとも前記縁取絶縁膜と一部分が重なるように前記縁取絶縁膜の外側にスクリーン印刷により形成されている
ことを特徴とする。
前記露出領域は矩形であり得、その場合、少なくとも、その電極部と交差しない辺の寸法が３０μｍ以上であり得る。
前記露出領域が矩形である場合、少なくとも、その電極部と交差する辺が、露出される電極部の幅より広く構成され得る。
また、露出領域が矩形である場合、前記露出領域におけるスクリーン印刷におけるスキージ走査方向と交差する辺が、前記スキージ走査方向に直交する方向に対して傾斜するように形成され得る。
前記露出領域における電極部と交差する辺の傾斜角度は、好ましくは５度～３０度であり得る。
絶縁性基板上に形成された電極部と、
前記電極部が一定面積露出するように、所定の露出領域を残して前記絶縁性基板を覆うレジスト膜と
から成る
バイオセンサにおいて、
前記露出領域の外周に、該露出領域を囲む所定の線幅の縁取絶縁膜が設けられ、
前記レジスト膜が、少なくとも前記縁取絶縁膜と一部分が重なるように前記縁取絶縁膜の外側にスクリーン印刷により形成されている
ことを特徴とする。
前記露出領域は矩形であり得、その場合、少なくとも、その電極部と交差しない辺の寸法が３０μｍ以上であり得る。
前記露出領域が矩形である場合、少なくとも、その電極部と交差する辺が、露出される電極部の幅より広く構成され得る。
また、露出領域が矩形である場合、前記露出領域におけるスクリーン印刷におけるスキージ走査方向と交差する辺が、前記スキージ走査方向に直交する方向に対して傾斜するように形成され得る。
前記露出領域における電極部と交差する辺の傾斜角度は、好ましくは５度～３０度であり得る。
本発明に係るバイオセンサ製造方法は、絶縁性基板上に電極部を形成するステップ、及び前記電極部が一定面積露出するように、所定の露出領域を残して前記絶縁性基板をレジスト膜で覆うステップを有するバイオセンサ製造方法において、前記絶縁性基板をレジスト膜で覆うステップが、電極部を露出させるための露出領域の外周を所定の線幅の縁取絶縁膜で囲むように絶縁性ペーストをスクリーン印刷するステップと、少なくとも、前記縁取絶縁膜と一部分が重なるように前記縁取絶縁膜の外側に絶縁性ペーストをスクリーン印刷してレジスト膜を形成するステップとから成るので、露出領域を囲む縁取絶縁膜が、絶縁性ペーストをスクリーン印刷してレジスト膜を形成する時に、レジスト膜を形成する絶縁性ペーストを塞き止め、絶縁性ペーストが露出領域内に滲み出ること防ぐことができる。これにより、電極部の大きさに関係なく、電極部の必要な有効露出面積を確実に確保することが可能になり、従来は不可能であったスクリーン印刷を用いた微小電極を有するバイオセンサの製造を可能にするという効果を有する。
また、本発明に係るバイオセンサは、絶縁性基板上に形成された電極部と、前記電極部が一定面積露出するように、所定の露出領域を残して前記絶縁性基板を覆うレジスト膜と から成るバイオセンサにおいて、前記露出領域の外周に、該露出領域を囲む所定の線幅の縁取絶縁膜が設けられ、前記レジスト膜が、少なくとも前記縁取絶縁膜と一部分が重なるように前記縁取絶縁膜の外側にスクリーン印刷により形成されているので、安価なスクリーン印刷を用いて、露出領域が、レジスト膜の滲みの影響を受けない微小電極を有するバイオセンサを提供することが可能になる。
また、本発明に係るバイオセンサは、絶縁性基板上に形成された電極部と、前記電極部が一定面積露出するように、所定の露出領域を残して前記絶縁性基板を覆うレジスト膜と から成るバイオセンサにおいて、前記露出領域の外周に、該露出領域を囲む所定の線幅の縁取絶縁膜が設けられ、前記レジスト膜が、少なくとも前記縁取絶縁膜と一部分が重なるように前記縁取絶縁膜の外側にスクリーン印刷により形成されているので、安価なスクリーン印刷を用いて、露出領域が、レジスト膜の滲みの影響を受けない微小電極を有するバイオセンサを提供することが可能になる。
以下、添付図面に示した幾つかの実施例を参照しながら、本発明に係るバイオセンサ形成方法及びバイオセンサの実施の形態について説明していく。
図１（ａ）～（ｃ）は本発明に係るバイオセンサ製造方法の製造工程を概念的に示す図であり、図２は、図１（ｂ）における電極部及び絶縁縁取膜の部分の拡大図である。
図中符号１は、例えば、セラミック基板であり得る絶縁性基板を示しており、始めに絶縁性基板１上に、電極部３を構成することになる微小ラインパターン５を、導電性ペーストをスクリーン印刷することで形成する（図１（ａ））。この微小ラインパターン５における電極部３に対応する部分の幅３ａは、バイオセンサに用いられる微小電極を形成できるサイズであれば任意のサイズでよい。
次いで、電極部３を含む露出領域Ｒの外周を縁取る細線から成る縁取絶縁膜１１を、絶縁性ペーストをスクリーン印刷することで形成する（図１（ｂ））。
図示実施例では、この縁取絶縁膜１１は矩形形状であり、その電極部３と交差する辺１１ａは、電極部３の幅３ａよりも長い。この縁取絶縁膜１１における、電極部３と交差する辺１１ａの長さは、縁取絶縁膜１１及びレジスト膜７をスクリーン印刷する時の左右のずれが、電極部３の要求露出面積に影響を及ぼさないようにする長さであれば任意の長さでよい。
また、縁取絶縁膜１１における後述するレジスト膜をスクリーン印刷する時のスキージ走査方向Ｄに交差する辺１１ａは、前記スキージ走査方向Dに直交する方向に対して傾斜している。図示実施例では、縁取絶縁膜１１における電極部３と交差する辺１１ａと、スキージ走査方向Dに交差する辺１１ａは同一の辺である。該縁取絶縁膜１１における、電極部３と交差する辺１１ａの傾斜角度は、スクリーン印刷のスキージ走査方向Ｄに直交する方向に対して５度～３０度であり得る。
該絶縁縁取膜１１における電極部３と交差しない辺１１ｂの長さは、電極部３の要求露出面積及び電極部３の幅３ａに応じて適当に決められ得る。
前記縁取絶縁膜１１の線幅１１ｃの寸法は、滲みの問題が生じることなく、かつ、レジスト膜７をスクリーン印刷する時に、絶縁性ペーストの堰止め効果を得ることができる寸法であれば任意の寸法でよく、限定するものではないが、例えば、３０μｍ～５００μｍの範囲で選択され得る。
最後に、前記縁取絶縁膜１１と、一部重なるように縁取絶縁膜１１の外側にレジスト膜７が形成される（図１（ｃ））。このレジスト膜７は、絶縁性ペーストをスクリーン印刷することにより形成される。図１（ｃ）では、前記縁取絶縁膜１１と、レジスト膜７との境目が実線で表されているが、縁取絶縁膜１１とレジスト膜７とが同一の絶縁性ペーストである場合には、前記縁取絶縁膜１１と、レジスト膜７とは一体になるため境目は明確に表れない。
先の工程で印刷される縁取絶縁膜１１は、一定の太さの線で形成されるため、使用される絶縁性ペーストの量も少量であり、結果として殆ど滲みがない。
次の工程で、印刷されるレジスト膜７は、通常、基板全体に形成するために、使用される絶縁性ペーストの量も多く、ある程度の流動性を有する必要があるため、滲みやすいが、先の工程で形成されている縁取絶縁膜１１が、後で形成されるレジスト膜７の絶縁性ペーストの露出領域Rへの流れ込みを塞き止める役割を果たし、結果として、露出領域Ｒ内への滲みは殆どなくなる。
また、縁取絶縁膜１１における電極部３と交差する辺を、レジスト膜のスクリーン印刷のスキージ走査方向に直交する方向に対して傾斜させているので、レジスト膜７をスクリーン印刷する際に、絶縁性ペーストは縁取絶縁膜１１の位置で傾斜した縁取絶縁膜１１に沿って流れるようになる。これにより、レジスト膜７をスクリーン印刷する時に、絶縁性ペーストが、露出領域Ｒへ流れようとすることを防止し、前記した縁取絶縁膜による塞き止め効果と相俟って、露出領域Ｒへの滲みは殆どなくなり、安定した電極の露出面積を確保することが可能になる。
上記したように、本実施例によれば、縁取絶縁膜１１を設けることにより、レジスト膜７をスクリーン印刷する時に、露出領域Ｒへ絶縁性ペーストが滲み出ることが殆どなくなるので、該絶縁縁取膜１１における電極部３と交差しない辺１１ｂの長さ、即ち、露出領域Ｒにおける電極部３と交差しない辺の長さを、従来のスクリーン印刷法で実施可能であった長さより著しく短くすることができる。露出領域Ｒにおける電極部３と交差しない辺の長さは、即ち、露出する電極部３の長さに相当するため、従って、本実施例によれば、電極部３の有効露出面積をより小さくすることが可能になる。具体的には、従来のスクリーン印刷法では、露出領域Ｒにおける電極部３と交差しない辺の長さは４００μｍが限界であり、それより小さくすると、レジスト膜７を印刷する時に、露出領域Ｒが、滲み出た絶縁性ペーストで潰されてしまい電極部３の有効露出面積を確保することができなかったが、本実施例によれば、露出領域Ｒにおける電極部３と交差しない辺の長さ、即ち、該絶縁縁取膜１１における電極部３と交差しない辺１１ｂの長さを３０μｍまで小さくしても露出領域Ｒが絶縁性ペーストで潰されることなく電極部３の有効露出面積を確保することができた。
図中符号１は、例えば、セラミック基板であり得る絶縁性基板を示しており、始めに絶縁性基板１上に、電極部３を構成することになる微小ラインパターン５を、導電性ペーストをスクリーン印刷することで形成する（図１（ａ））。この微小ラインパターン５における電極部３に対応する部分の幅３ａは、バイオセンサに用いられる微小電極を形成できるサイズであれば任意のサイズでよい。
次いで、電極部３を含む露出領域Ｒの外周を縁取る細線から成る縁取絶縁膜１１を、絶縁性ペーストをスクリーン印刷することで形成する（図１（ｂ））。
図示実施例では、この縁取絶縁膜１１は矩形形状であり、その電極部３と交差する辺１１ａは、電極部３の幅３ａよりも長い。この縁取絶縁膜１１における、電極部３と交差する辺１１ａの長さは、縁取絶縁膜１１及びレジスト膜７をスクリーン印刷する時の左右のずれが、電極部３の要求露出面積に影響を及ぼさないようにする長さであれば任意の長さでよい。
また、縁取絶縁膜１１における後述するレジスト膜をスクリーン印刷する時のスキージ走査方向Ｄに交差する辺１１ａは、前記スキージ走査方向Dに直交する方向に対して傾斜している。図示実施例では、縁取絶縁膜１１における電極部３と交差する辺１１ａと、スキージ走査方向Dに交差する辺１１ａは同一の辺である。該縁取絶縁膜１１における、電極部３と交差する辺１１ａの傾斜角度は、スクリーン印刷のスキージ走査方向Ｄに直交する方向に対して５度～３０度であり得る。
該絶縁縁取膜１１における電極部３と交差しない辺１１ｂの長さは、電極部３の要求露出面積及び電極部３の幅３ａに応じて適当に決められ得る。
前記縁取絶縁膜１１の線幅１１ｃの寸法は、滲みの問題が生じることなく、かつ、レジスト膜７をスクリーン印刷する時に、絶縁性ペーストの堰止め効果を得ることができる寸法であれば任意の寸法でよく、限定するものではないが、例えば、３０μｍ～５００μｍの範囲で選択され得る。
最後に、前記縁取絶縁膜１１と、一部重なるように縁取絶縁膜１１の外側にレジスト膜７が形成される（図１（ｃ））。このレジスト膜７は、絶縁性ペーストをスクリーン印刷することにより形成される。図１（ｃ）では、前記縁取絶縁膜１１と、レジスト膜７との境目が実線で表されているが、縁取絶縁膜１１とレジスト膜７とが同一の絶縁性ペーストである場合には、前記縁取絶縁膜１１と、レジスト膜７とは一体になるため境目は明確に表れない。
先の工程で印刷される縁取絶縁膜１１は、一定の太さの線で形成されるため、使用される絶縁性ペーストの量も少量であり、結果として殆ど滲みがない。
次の工程で、印刷されるレジスト膜７は、通常、基板全体に形成するために、使用される絶縁性ペーストの量も多く、ある程度の流動性を有する必要があるため、滲みやすいが、先の工程で形成されている縁取絶縁膜１１が、後で形成されるレジスト膜７の絶縁性ペーストの露出領域Rへの流れ込みを塞き止める役割を果たし、結果として、露出領域Ｒ内への滲みは殆どなくなる。
また、縁取絶縁膜１１における電極部３と交差する辺を、レジスト膜のスクリーン印刷のスキージ走査方向に直交する方向に対して傾斜させているので、レジスト膜７をスクリーン印刷する際に、絶縁性ペーストは縁取絶縁膜１１の位置で傾斜した縁取絶縁膜１１に沿って流れるようになる。これにより、レジスト膜７をスクリーン印刷する時に、絶縁性ペーストが、露出領域Ｒへ流れようとすることを防止し、前記した縁取絶縁膜による塞き止め効果と相俟って、露出領域Ｒへの滲みは殆どなくなり、安定した電極の露出面積を確保することが可能になる。
上記したように、本実施例によれば、縁取絶縁膜１１を設けることにより、レジスト膜７をスクリーン印刷する時に、露出領域Ｒへ絶縁性ペーストが滲み出ることが殆どなくなるので、該絶縁縁取膜１１における電極部３と交差しない辺１１ｂの長さ、即ち、露出領域Ｒにおける電極部３と交差しない辺の長さを、従来のスクリーン印刷法で実施可能であった長さより著しく短くすることができる。露出領域Ｒにおける電極部３と交差しない辺の長さは、即ち、露出する電極部３の長さに相当するため、従って、本実施例によれば、電極部３の有効露出面積をより小さくすることが可能になる。具体的には、従来のスクリーン印刷法では、露出領域Ｒにおける電極部３と交差しない辺の長さは４００μｍが限界であり、それより小さくすると、レジスト膜７を印刷する時に、露出領域Ｒが、滲み出た絶縁性ペーストで潰されてしまい電極部３の有効露出面積を確保することができなかったが、本実施例によれば、露出領域Ｒにおける電極部３と交差しない辺の長さ、即ち、該絶縁縁取膜１１における電極部３と交差しない辺１１ｂの長さを３０μｍまで小さくしても露出領域Ｒが絶縁性ペーストで潰されることなく電極部３の有効露出面積を確保することができた。
図３は、上記バイオセンサ製造方法により製造されたバイオセンサの概略上面図を示している。
図中、符号２０は絶縁性基板、符号２１は作用極２１ａを構成する微小ラインパターン、符号２３は対極２３ａを構成する微小ラインパターンを各々示している。
また、符号２５は、作用極２１ａの露出領域Ｒ１を画定する細線から成る縁取絶縁膜を、符号２７は、対極２３ａの露出領域Ｒ２を画定する細線から成る縁取絶縁膜を各々示している。
さらに、符号２９はレジスト膜を示している。
図面では、前記縁取絶縁膜２５及び２７と、レジスト膜２９との境目を実線で表示しているが、縁取絶縁膜２５及び２７とレジスト膜２９とが同一の絶縁性ペーストである場合には、前記縁取絶縁膜２５及び２７と、レジスト膜２９とは一体になるため境目は明確に表れない。
図面に示すように、各露出領域R１及びR２における作用極２１ａ及び対極２３ａと直交する辺の長さは、作用極２１ａ及び対極２３ａより長く、かつ、各露出領域R１及びR２におけるスクリーン印刷のスキージ走査方向と交差する辺は、該スキージ走査方向Dに直交する方向に対して傾斜している。
図面に示すように、縁取絶縁膜２５及び２７が設けられているので、レジスト膜２９をスクリーン印刷する時に絶縁性ペーストが、露出領域Ｒ１及びＲ２に滲み出ることがなく、作用極２１ａ及び対極２１ｂに必要な露出面積が確保されている。
図中、符号２０は絶縁性基板、符号２１は作用極２１ａを構成する微小ラインパターン、符号２３は対極２３ａを構成する微小ラインパターンを各々示している。
また、符号２５は、作用極２１ａの露出領域Ｒ１を画定する細線から成る縁取絶縁膜を、符号２７は、対極２３ａの露出領域Ｒ２を画定する細線から成る縁取絶縁膜を各々示している。
さらに、符号２９はレジスト膜を示している。
図面では、前記縁取絶縁膜２５及び２７と、レジスト膜２９との境目を実線で表示しているが、縁取絶縁膜２５及び２７とレジスト膜２９とが同一の絶縁性ペーストである場合には、前記縁取絶縁膜２５及び２７と、レジスト膜２９とは一体になるため境目は明確に表れない。
図面に示すように、各露出領域R１及びR２における作用極２１ａ及び対極２３ａと直交する辺の長さは、作用極２１ａ及び対極２３ａより長く、かつ、各露出領域R１及びR２におけるスクリーン印刷のスキージ走査方向と交差する辺は、該スキージ走査方向Dに直交する方向に対して傾斜している。
図面に示すように、縁取絶縁膜２５及び２７が設けられているので、レジスト膜２９をスクリーン印刷する時に絶縁性ペーストが、露出領域Ｒ１及びＲ２に滲み出ることがなく、作用極２１ａ及び対極２１ｂに必要な露出面積が確保されている。
図４（ａ）～（ｃ）は本発明に係るバイオセンサ製造方法を用いた微小電極の製造工程を光学顕微鏡で撮影した写真である。
図４（ａ）は、絶縁性基板４０の上に、Ptペーストをスクリーン印刷することによって電極部４１ａを含む微小ラインパターン４１を形成した状態を示している。図面に示すように、この微小ラインパターン４１における電極部４１ａに対応する部分の幅は３７μｍである。
図４（ｂ）は、微小ラインパターン４１の電極部４１ａを含む露出領域Ｒ３を画定するよう、絶縁性ペーストをスクリーン印刷することによって縁取絶縁膜４３を形成した状態を示している。この実施例では、絶縁縁取膜４３は、矩形形状であり、その電極部４１ａと交差する辺の長さは３００μｍであり、その電極部４１ａと交差しない辺の長さは３０μｍであり、かつ、その線幅は３０μｍである。また、この縁取絶縁膜４３は、その電極部４１ａと交差する辺がスクリーン印刷のスキージ走査方向Ｄに対して斜めに傾斜するように形成されている。
図４（ｃ）は、縁取絶縁膜４３と一部重なるように縁取絶縁膜４３の外側にレジスト膜４５をスクリーン印刷した状態を示している。
図面に示すように、この図４の実施例によれば、縁取絶縁膜４３が画定する露出領域Ｒ３の内側に対する絶縁性ペーストの滲みが殆どなく、３７μｍ×３０μｍの電極部４１ａの有効露出面積を許容できる範囲で確保することが可能であることが確認できた。
図４（ａ）は、絶縁性基板４０の上に、Ptペーストをスクリーン印刷することによって電極部４１ａを含む微小ラインパターン４１を形成した状態を示している。図面に示すように、この微小ラインパターン４１における電極部４１ａに対応する部分の幅は３７μｍである。
図４（ｂ）は、微小ラインパターン４１の電極部４１ａを含む露出領域Ｒ３を画定するよう、絶縁性ペーストをスクリーン印刷することによって縁取絶縁膜４３を形成した状態を示している。この実施例では、絶縁縁取膜４３は、矩形形状であり、その電極部４１ａと交差する辺の長さは３００μｍであり、その電極部４１ａと交差しない辺の長さは３０μｍであり、かつ、その線幅は３０μｍである。また、この縁取絶縁膜４３は、その電極部４１ａと交差する辺がスクリーン印刷のスキージ走査方向Ｄに対して斜めに傾斜するように形成されている。
図４（ｃ）は、縁取絶縁膜４３と一部重なるように縁取絶縁膜４３の外側にレジスト膜４５をスクリーン印刷した状態を示している。
図面に示すように、この図４の実施例によれば、縁取絶縁膜４３が画定する露出領域Ｒ３の内側に対する絶縁性ペーストの滲みが殆どなく、３７μｍ×３０μｍの電極部４１ａの有効露出面積を許容できる範囲で確保することが可能であることが確認できた。
図５（ａ）は、図４の実施例と同様、絶縁性基板５０上に、電極部５１ａに対応する部分の幅が３７μｍの微小ラインパターン５１をスクリーン印刷し、その上に、縁取絶縁膜を設けずに、電極部５１ａと交差する辺の長さが３００μｍ、及び電極部５１ａと交差しない辺の長さが１００μｍの露出領域Ｒ４が残るようにレジスト膜５３スクリーン印刷することにより形成した結果を撮影した写真であり、図５（ｂ）は露出領域R４付近の拡大図である。
図面から明らかなように、縁取絶縁膜を形成せずに、直接レジスト膜５３をスクリーン印刷した場合、スクリーン印刷時にレジスト膜５３を形成する絶縁性ペーストが目標とする露出領域R４の内側全体に滲み出て露出領域R４を潰してしまい、電極部５１ａの有効露出面積を確保することができていないことが分かる。
図面から明らかなように、縁取絶縁膜を形成せずに、直接レジスト膜５３をスクリーン印刷した場合、スクリーン印刷時にレジスト膜５３を形成する絶縁性ペーストが目標とする露出領域R４の内側全体に滲み出て露出領域R４を潰してしまい、電極部５１ａの有効露出面積を確保することができていないことが分かる。
上記した実施例では、縁取絶縁膜の形状が長方形であるが、縁取絶縁膜の形状は上記した実施例に限定されることなく、矩形又は円形であり得る。また、上記した実施例では、縁取絶縁膜は、そのスクリーン印刷におけるスキージ走査方向と交差する辺が、前記スキージ走査方向に直交する方向に対して傾斜するように形成されているが、この構成は本実施例に限定されることなく、縁取絶縁膜におけるスキージ走査方向と交差する辺を、前記スキージ走査方向に直交するように絶縁縁取膜を形成してもよい。
縁取絶縁膜の寸法については、矩形の場合には、その電極部と交差する辺の長さ、また、円形の場合には、その電極部と交差する直径の長さは、縁取絶縁膜及びレジスト膜をスクリーン印刷する時の左右のずれが、電極部の要求露出面積に影響を及ぼさない寸法に設定され得る。
また、縁取絶縁膜の寸法については、矩形の場合には、その電極部と交差しない辺の長さ、また、円形の場合には、その電極部と交差しない直径の長さは、電極部の要求露出面積を確保できるように、電極部の幅に応じて決めることができ、本発明においては３０μｍまで小さくすることが可能である。
さらにまた、絶縁縁取膜の線幅の寸法は、滲みの問題が生じることなく、かつ、レジスト膜をスクリーン印刷する時に、絶縁性ペーストの堰止め効果を得ることができる寸法であれば任意の寸法でよく、限定するものではないが、例えば、３０μｍ～５００μｍの範囲で選択され得る。
また、上記した実施例では、縁取絶縁膜は、そのスクリーン印刷におけるスキージ走査方向と交差する辺が、前記スキージ走査方向に直交する方向に対して傾斜するように形成されているが、この構成は本実施例に限定されることなく、縁取絶縁膜におけるスキージ走査方向と交差する辺を、前記スキージ走査方向に直交するように絶縁縁取膜を形成してもよい。
縁取絶縁膜の寸法については、矩形の場合には、その電極部と交差する辺の長さ、また、円形の場合には、その電極部と交差する直径の長さは、縁取絶縁膜及びレジスト膜をスクリーン印刷する時の左右のずれが、電極部の要求露出面積に影響を及ぼさない寸法に設定され得る。
また、縁取絶縁膜の寸法については、矩形の場合には、その電極部と交差しない辺の長さ、また、円形の場合には、その電極部と交差しない直径の長さは、電極部の要求露出面積を確保できるように、電極部の幅に応じて決めることができ、本発明においては３０μｍまで小さくすることが可能である。
さらにまた、絶縁縁取膜の線幅の寸法は、滲みの問題が生じることなく、かつ、レジスト膜をスクリーン印刷する時に、絶縁性ペーストの堰止め効果を得ることができる寸法であれば任意の寸法でよく、限定するものではないが、例えば、３０μｍ～５００μｍの範囲で選択され得る。
また、上記した実施例では、縁取絶縁膜は、そのスクリーン印刷におけるスキージ走査方向と交差する辺が、前記スキージ走査方向に直交する方向に対して傾斜するように形成されているが、この構成は本実施例に限定されることなく、縁取絶縁膜におけるスキージ走査方向と交差する辺を、前記スキージ走査方向に直交するように絶縁縁取膜を形成してもよい。
Ｒ 露出領域
Ｄ スキージ走査方向
１ 絶縁性基板
３ 電極部
３ａ 電極部の幅
５ 微小ラインパターン
７ レジスト膜
１１ 縁取絶縁膜
１１ａ 電極部と交差する辺
１１ｂ 電極部と交差しない辺
１１ｃ 線幅
Ｒ１ 露出領域
Ｒ２ 露出領域
２０ 絶縁性基板
２１ 微小ラインパターン
２１ａ 作用極
２３ 微小ラインパターン
２３ａ 対極
２５ 縁取絶縁膜
２７ 縁取絶縁膜
２９ レジスト膜
Ｒ３ 露出領域
４０ 絶縁性基板
４１ 微小ラインパターン
４１ａ 電極部
４３ 縁取絶縁膜
４５ レジスト膜
R４ 露出領域
５０ 絶縁性基板
５１ 微小ラインパターン
５１ａ 電極部
５３ レジスト膜
６０ 基板
６１ ラインパターン
６２ 電極部
６２ａ 電極部の幅
６２ レジスト膜
６３ 露出領域（理想）
６３ａ 電極部と交差する辺の長さ
６４ 露出領域（実際）
Claims (10)
- 絶縁性基板上に電極部を形成するステップ、及び
前記電極部が一定面積露出するように、所定の露出領域を残して前記絶縁性基板をレジスト膜で覆うステップ
を有するバイオセンサ製造方法において、
前記絶縁性基板をレジスト膜で覆うステップが、
電極部を露出させるための露出領域の外周を所定の線幅の縁取絶縁膜で囲むように絶縁性ペーストをスクリーン印刷するステップと、
少なくとも、前記縁取絶縁膜と一部分が重なるように前記縁取絶縁膜の外側に絶縁性ペーストをスクリーン印刷してレジスト膜を形成するステップと
から成る
ことを特徴とするバイオセンサ製造方法。 - 前記露出領域が矩形であり、その電極部と交差しない辺の長さが３０μｍ以上である
ことを特徴とする請求項１に記載のバイオセンサ製造方法。 - 前記露出領域が矩形であり、少なくとも、その電極部と交差する辺が、露出される電極部の幅より広い
ことを特徴とする請求項２に記載のバイオセンサ製造方法。 - 前記露出領域におけるスクリーン印刷におけるスキージ走査方向に交差する辺が、前記スキージ走査方向に直交する方向に対して傾斜している
ことを特徴とする請求項２又は３に記載のバイオセンサ製造方法。 - 前記露出領域における電極部と交差する辺の傾斜角度が５度～３０度である
ことを特徴とする請求項４に記載のバイオセンサ製造方法。 - 絶縁性基板上に形成された電極部と、
前記電極部が一定面積露出するように、所定の露出領域を残して前記絶縁性基板を覆うレジスト膜と
から成る
バイオセンサにおいて、
前記露出領域の外周に、該露出領域を囲む所定の線幅の縁取絶縁膜が設けられ、
前記レジスト膜が、少なくとも前記縁取絶縁膜と一部分が重なるように前記縁取絶縁膜の外側にスクリーン印刷により形成されている
ことを特徴とするバイオセンサ。 - 前記露出領域が矩形であり、その電極部と交差しない辺の長さが３０μｍ以上である
ことを特徴とする請求項６に記載のバイオセンサ。 - 前記露出領域が矩形であり、少なくとも、その電極部と交差する辺が、露出される電極部の幅より広い
ことを特徴とする請求項７に記載のバイオセンサ。 - 前記露出領域におけるスクリーン印刷におけるスキージ走査方向と交差する辺が、前記スキージ走査方向に直交する方向に対して傾斜している
ことを特徴とする請求項７又は８に記載のバイオセンサ。 - 前記露出領域における電極部と交差する辺の傾斜角度が５度～３０度である
ことを特徴とする請求項９に記載のバイオセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019125918A JP7265768B2 (ja) | 2019-07-05 | 2019-07-05 | バイオセンサ製造方法及びバイオセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019125918A JP7265768B2 (ja) | 2019-07-05 | 2019-07-05 | バイオセンサ製造方法及びバイオセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021012080A JP2021012080A (ja) | 2021-02-04 |
| JP7265768B2 true JP7265768B2 (ja) | 2023-04-27 |
Family
ID=74227502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019125918A Active JP7265768B2 (ja) | 2019-07-05 | 2019-07-05 | バイオセンサ製造方法及びバイオセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7265768B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0599975A4 (en) * | 1991-08-20 | 1994-10-12 | Univ Michigan | LOT DEPOSITION OF POLYMERIC MEMBRANES FOR ION SENSORS. |
| JPH10318969A (ja) * | 1997-05-16 | 1998-12-04 | Nok Corp | バイオセンサ電極 |
-
2019
- 2019-07-05 JP JP2019125918A patent/JP7265768B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2021012080A (ja) | 2021-02-04 |
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