JPH0821672B2 - イオン濃度測定用シート型電極の製造方法 - Google Patents

イオン濃度測定用シート型電極の製造方法

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JPH0821672B2
JPH0821672B2 JP62168378A JP16837887A JPH0821672B2 JP H0821672 B2 JPH0821672 B2 JP H0821672B2 JP 62168378 A JP62168378 A JP 62168378A JP 16837887 A JP16837887 A JP 16837887A JP H0821672 B2 JPH0821672 B2 JP H0821672B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、イオン濃度測定用シート型電極の製造方法
に関する。
〔従来の技術〕
近時、pH等イオン濃度を測定する電極においては、電
極全体の構造の小型化、製造コストの低廉化、操作性並
びに保守性の改善を図るため、電極をシート化すること
が行われるようになってきている。
例えば、シート型のpH測定電極は、絶縁性が高く安価
な材料であるPET（ポリエチレンテレフタレート）より
なる基板の表面に、銀ペーストをスクリーン印刷して電
極及び配線パターン（導電部）を形成すると共に、前記
導電部の一部をAgClで被覆することにより内部電極部と
し、この内部電極部上にゲル状内部液を設け、かつ、こ
のゲル状内部液の上面に平板状の応答ガラスよりなるpH
応答膜を接着することによって形成される（例えば実願
昭61−191497号参照）。ところで、前記pH応答膜は電気
抵抗が大きくしかも入力し微小電流を用いているので、
計測を行う場合、外部ノイズの影響をうけやすいところ
から、pH応答膜からの信号を増幅する像幅器の前段に、
入力インピーダンスが極めて大きいMOSFETを前記PET基
板に組み込むことが必要となる。
上記MOSFETの如き半導体チップ部品をPET基板に組み
込み、リードを取り出す方法として、例えばワイヤボン
ディング法，フリップチップ法，ビームリード法，テー
プキャリア法等の手法がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、ワイヤボンディング法によれば、リー
ド部の機械的強度に欠け、信頼性の面で問題があるほ
か、PET基板のように比較的軟質の基板においては振動
吸収が大きく、超音波ボンディングが極めて困難である
といった制約がある。又、フリップチップ法等の手法は
信頼性は高いが、いずれも工程が複雑でありコストアッ
プになるといった欠点がある。
本発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、そ
の目的とするところは、リード部の機械的強度を強くで
き、信頼性の高い半導体チップ部品のリードを安価かつ
簡単な工程で形成でき、かつ、厚みをとらない配線パタ
ーンを有するコンパクトなイオン濃度測定用シート型電
極の製造方法を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上述の目的を達成するため、本願の特許請求の範囲第
（１）項に記載された発明（以下第１発明という）に係
るイオン濃度測定用シート型電極の製造方法は、絶縁性
を有する基板に形成された貫通孔内に、パッド部を形成
した半導体チップ部品を設け、該半導体チップ部品と前
記貫通孔の周壁との間に絶縁性樹脂を充填すると共に、
前記基板の一側の表面と前記パッド部の表面とが面一に
なるようにした半導体チップ部品の基板への組み込み工
程と、印刷法により導電性ペーストを塗布して、第１導
電部と、前記パッド部と電気的に接続された第２導電部
とを前記基板に形成する工程と、前記第１導電部の一端
部側を電極材料で被覆して測定用の内部電極部を形成す
る一方、他端部側をリード部とする工程と、前記第２導
電部の一端部側を電極材料で被覆して比較用の内部電極
部を形成する一方、その他端部側ならびに残りの第２導
電部の他端部側をリード部とする工程と、前記測定用の
内部電極部上にゲル状内部液を設け、かつ、このゲル状
内部液の上面にイオン応答膜を密着させることによりイ
オン濃度測定電極部を形成する工程と、前記比較用の内
部電極部上にゲル上内部液を設け、かつ、このゲル状内
部液の上面に液絡部を密着させることにより比較電極部
を形成する工程とを含む点に特徴がある。
また、本願の特許請求の範囲第（２）項に記載された
発明（以下第２発明という）に係るイオン濃度測定用シ
ート型電極の製造方法は、絶縁性を有する基板に印刷法
により導電性ペーストを塗布して、第１導電部と、第２
導電部とを予め前記基板に形成する工程と、前記基板に
形成された貫通孔内に、パッド部を形成した半導体チッ
プ部品を設け、該半導体チップ部品と前記貫通孔の周壁
との間に絶縁性樹脂を充填すると共に、前記基板に形成
された第1,第２導電部の表面と前記パッド部の表面とが
面一になるようにした半導体チップ部品の基板への組み
込み工程と、印刷法により導電性ペーストを塗布して前
記パッド部と前記第２導電部とを接続して第２導電部の
他端部側をリード部とする工程と、前記第１導電部の一
端部側を電極材料で被覆して測定用の内部電極部を形成
する工程と、前記第２導電部の一端部側を電極材料で被
覆して比較用の内部電極部を形成する工程と、前記測定
用の内部電極部上にゲル上内部液を設け、かつ、このゲ
ル状内部液の上面にイオン応答膜を密着させることによ
りイオン濃度測定電極部を形成する工程と、前記比較用
の内部電極部上にゲル状内部液を設け、かつ、このゲル
状内部液の上面に液絡部を密着させることにより比較電
極部を形成する工程とを含む点に特徴がある。
〔作用〕
上記第１発明及び第２発明においては、印刷法により
導電性ペーストを塗布して、第１導電部と、半導体チッ
プ部品のパッド部と電気的に接続された第２導電部とを
基板に形成し、半導体チップ部品のリードの取り出しを
行うことができるので、リードの取り出しの工程が簡単
であり安価となる。そして、リードを含む第1,第２導電
部の形成が平面上で行われるので、十分な機械的強度を
有し、信頼性の高い半導体チップ部品のリードを形成す
ることができるとともに、厚みをとらない第1,第２導電
部を形成できる。特に、第１発明によれば、配線パター
ン（第1,2導電部）形成とリードの取り出しとを同時に
行うことができる。
また、消耗品である内部液をゲル状としたので、消耗
量を減らすことができて内部液の寿命を延ばせることが
できるとともに、内部液を収納するためのスペースを、
大容量の内部液収納部を必要とするゲル状としない内部
液の場合に比して小容量で済ますことができ、これによ
り、イオン濃度測定用シート型電極を容易に小型化でき
る。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を、図面を参照しながら説明す
る。
第１図は第１発明の半導体チップ部品の基板への組み
込み工程と、印刷法により導電性ペーストを塗布して、
第１導電部と第２導電部とを基板に形成する工程を示す
図、第２図はこの第１発明によって製造されるpH測定用
シート型電極を示す分解斜視図である。
第２図において、１は電解物質を含有する溶液中に浸
漬しても十分に高い絶縁性を有する材料、例えばPETよ
りなる基板で、２はこの基板１に組み込まれた半導体チ
ップ部品としてのMOSFETである。３は基板１の測定電極
部側の上面に形成された第１導電部としての電極であ
り、4,5,6,7は基板１の比較電極部側の上面に形成され
た第２導電部としての電極である。
前記MOSFET2の基板１への組み込み並びにリードの取
り出し工程及び第１導電部３、第２導電部4,5,6,7の形
成（所謂配線パターンの形成）工程について、第１図を
参照して説明する。
先ず、基板１の所定位置に所定大きさの貫通孔８を開
設する（同図（ａ）参照）。
次いで、基板１の表面IUに粘着テープ９を貼着して貫
通孔８の表面側開口を閉鎖し、裏面1D側が上になるよう
に表裏反転する（同図（ｂ）参照）。
そして、パッド部2A,2Aが粘着テープ９に当接するよ
うに、MOSFET2を貫通孔８内の所定位置にセットする
が、このMOSFET2には予め次の処理が施してある。
即ち、ベア（裸）状態のMOSFETチップを、ダイシング
前のウェハの状態において、その表面に感光性ポリイミ
ド前駆体を塗布し、フォトリソグラフィの手法によって
パッド部2A,2Aを除く全面において硬化させる。そし
て、このようにしたMOSFETチップをダイシングすること
によって、パッド部2A,2Aを除く全面が絶縁コートされ
たMOSFET2が得られる。
上記のように前処理を施したMOSFET2を、そのパッド
部2A,2Aの表面が粘着テープ９に接するように貫通孔８
内の所定位置にセットし、貫通孔８の側壁とMOSFET2と
の間にポリイミド樹脂，エポキシ樹脂，シリコン樹脂の
如き絶縁性樹脂10を隙間なく充填する（同図（ｃ）参
照）。
そして、粘着テープ９を剥がして基板１の表面1Uを上
方になるようにすると、パッド部2A,2Aと基板１の表面1
Uとが面一（同一平面）になった状態で、MOSFET2が基板
１内に組み込まれたことになる（同図（ｄ）参照）。
更に、基板１の表面1Uにグラフト加工及びシランカッ
プリング剤等によるアンカー処理を施した上で、前記表
面1UにAgペースト等の導電性ペーストをスクリーン印刷
することにより、前記パッド部2A,2Aと電気的に接続さ
れた第２導電部４（７）,5（６）等を形成し、これを加
熱・硬化させた後、シリコン樹脂，エポキシ樹脂等によ
ってペッシベーション11を形成することにより、MOSFET
2の基板１への組み込みとそのリードの取り出し及び第
１導電部３、第２導電部4,5,6,7の形成が一挙に行われ
る（同図（ｅ）参照）。
その後、測定用の内部電極部12を形成する工程と、比
較用の内部電極部13を形成する工程と、イオン濃度測定
電極部Ｐを形成する工程と、比較電極部Ｒを形成する工
程が施され、第２図に示すようなpH測定用シート型電極
を得ることができる。
すなわち、第２図において、12は、基板１の略中央部
に形成された第１導電部３の一端部側に形成された測定
用の内部電極部で、他端部側をリード部3Aとしてある。
13は、第２導電部4,5,6,7の内記基板１の略中央部に形
成された導電部４の一端部側に形成された比較用の内部
電極部で、その他端部側ならびに残りの第２導電部5,6,
7の他端部側をそれぞれリード部4A、5A,6A,7Aとしてあ
る。
そして、14は基板１と同様にPETからなる支持層で、
内部電極部12,13にそれぞれ対応する位置に後述するゲ
ル状内部液17,18を収納する貫通孔15,16が開設してあ
る。この支持層14は十分に高い絶縁性（例えば10MΩ以
上）を保証し得る接合剤（例えばポリオレフィン系，シ
リコン樹脂系等）を用いて熱融着手段によって、基板１
の表面1U側に設けられており、この支持層14の上面にも
グラフト加工及びシランカップリング剤等によるアンカ
ー処理が施されている。
17,18は貫通孔15,16にそれぞれ挿入配置される例えば
円盤状のゲル状内部液で、基本的な内部液（例えばAgCl
過飽和の3.3N−KClに燐酸緩衝液を加えたもの等）に、
ゲル化剤（例えば寒天，ゼラチン，ニカワ，アルギン
酸，各種アクリル系吸水ポリマー等）とゲル蒸発防止剤
（例えばグリセリンやエチレングリコール等）を添加し
てなるもので、これらゲル状内部液17,18は例えば加熱
によりペースト状とした状態で、スクリーン印刷法等に
より、その自由状態においてその上面が支持層14の上面
よりも若干突出する状態に充填されて、内部電極部12,1
3上に設けられている。
19は水素イオンに対してのみ応答する選択性イオン応
答膜で、その下面がゲル状内部液17の上面に密着し、か
つ、このゲル状内部液17が貫通孔15内に密封される状態
に、十分高い絶縁性を有する接合材料（例えばシランカ
ップリング剤等を含むシリコン系，エポキシ系，ウレタ
ン系等の有機高分子接着剤）を用いて、その周囲におい
て支持層14の上面に固着してあり、pH測定電極Ｐを構成
している。
20はKClを含浸させた無機焼結多孔体又は有機高分子
多孔体等からなる液絡膜で、その下面がゲル状内部液18
の上面に密着し、このゲル状内部液18が貫通孔16内に密
封される状態に、前記接合材料を用いてその周囲におい
て支持層14の上面に固着してあり、比較電極Ｒを構成し
ている。
そして、上記のように製造されたpH測定用シート型電
極は、本例ではその厚みが0.5mm程度のものとされ、第
５図に示すように、pH測定電極Ｐ、比較電極Ｒを上面側
に開放させ、かつ、リード部3A,4A,5A,6A,7Aが形成され
ている基板１の一端縁部1Aを外側方に突出させた状態
で、樹脂製のケーシング21に収容され、チップ状の電極
ユニット22に形成される。
以上説明した実施例の半導体チップ部品の基板への組
み込み工程と、第1,第２導電部形成工程においては、絶
縁性を有する基板１に形成された貫通孔８に、パッド部
2A,2Aを形成したMOSFET2を設け、このMOSFET2と貫通孔
８の周壁との間の隙間に絶縁性樹脂10を充填すると共
に、基板１の表面1Uとパッド部2A,2Aの表面とが面一に
なるようにし、更に、スクリーン印刷法により導電性ペ
ーストを塗布してパッド部2A,2Aと電気的に接続された
第１導電部３、第２導電部4,5,6,7を基板１に形成する
ようにしているので、MOSFET2のリードの取り出しと配
線パターンの形成を同時に行うことができるといった優
れた効果を奏すると共に、従来のリード取り出し方法に
比べて工程が簡略化されているので、リードの取り出し
を極めて簡単に行うことができる。又、リード部3Aを含
む第１導電部3,リード部4A,5A,6A,7A3Aを含む第２導電
部4,5,6,7の形成を平面上で行えるため十分な機械的強
度を有し、信頼性の高いリード部3A,4A,5A,6A,7Aを形成
することができるものであり、また、厚みをとらない第
１導電部３、第２導電部4,5,6,7を形成できる。
また、消耗品である内部液をゲル状としたので、消耗
量を減らすことができて内部液17を寿命を延ばせること
ができるとともに、内部液17を収納するためのスペース
を、大容量の内部液収納部を必要とするゲル状としない
内部液の場合に比して小容積の貫通孔15,16で済ますこ
とができ、これにより、イオン濃度測定用シート型電極
を容易に小型化できる。
上述の第１発明では、半導体チップ部品の基板への組
み込み工程と、第1,第２導電部形成工程において、MOSF
ET2の基板１への組み込み後、基板１における配線パタ
ーンの形成とMOSFET2のリードの取り出しを同時に行う
ようにしたものであったが、基板１に配線パターンを予
め形成しておき、MOSFET2の組み込み後、リードの取り
出しを行いMOSFET2のパッド部2A,2Aと導電部とを接続す
るようにしてもよい。
第３図及び第４図は、このようにMOSFET2の組み込み
後、リードの取り出しを行うようにした第２発明をそれ
ぞれ示す工程図及び分解斜視図である。
本第２発明においては、基板１の表面1Uには、導電性
ペーストをスクリーン印刷することによって、第１導電
部３と、第２導電部4,5,6,7とを予め基板１に形成して
ある（第４図参照）。
而して、上記基板１の所定位置に所定の大きさの貫通
孔８を開設する（第３図（ａ）参照）。
次いで、第２導電部４（７）,5（６）の上部から粘着
テープ９の貼着して貫通孔８の表面側開口を閉鎖し、裏
面1Dが上になるように表裏反転する（同図（ｂ）参
照）。
そして、前処理を施したMOSFET2を、そのパッド部2A,
2Aの表面が粘着テープ９に接するように貫通孔８内の所
定位置にセットする。即ち、パッド部2A,2Aの表面と基
板１と第１導電部３と、第２導電部4,5,6,7とが面一に
なるように、MOSFET2をセットする。しかる後、貫通孔
８の側壁とMOSFET2との間にポリイミド樹脂，エポキシ
樹脂，シリコン樹脂の如き絶縁性樹脂10を隙間なく充填
する（同図（ｃ）参照）。
そして、粘着テープ９を剥がして基板１の表面1Uを上
方になるようにすると、パッド部2A,2Aと基板１の第１
導電部３と、第２導電部4,5,6,7とが面一になった状態
で、MOSFET2が基板１内に組み込まれたことになる（同
図（ｄ）参照）。
更に、グラフト加工及びシランカップリング剤等によ
るアンカー処理を施してある基板１の表面1UにAgペース
ト等の導電性ペーストをスクリーン印刷することによ
り、前記パッド部2A,2Aと第２導電部４（７）,5（６）
との間を接続する導電接続部23,23を形成し、これを加
熱・硬化させた後、シリコン樹脂，エポキシ樹脂等によ
ってパッシベーション11を形成することにより、MOSFET
2の基板１への組み込みとそのリードの取り出しが完了
する。
そして、測定用の内部電極部12を形成する工程と、比
較用の内部電極部13を形成する工程と、イオン濃度測定
電極部Ｐを形成する工程と、比較電極部Ｒを形成する工
程は上記第１発明と同様に施され、pH測定用シート型電
極を製造できる。
この第２発明によれば、絶縁性を有する基板１に形成
された貫通孔８内に、パッド部2A,2Aを形成したMOSFET2
を設け、該MOSFET2と貫通孔８の周壁との間に絶縁性樹
脂10を充填すると共に、基板１に形成された第１導電部
３と第２導電部4,5,6,7の表面とパッド部2A,2Aの表面と
が面一になるようにし、更に、印刷法により導電性ペー
ストを塗布してパッド部2A,2Aと第２導電部４（７）,5
（６）とを接続するようにしているので、従来のリード
取り出し方法と比べて工程が簡略化され、リードの取り
出しを極めて簡単に行うことができる。又、リード部3A
を含む第１導電部３、リード部4A,5A,6A,7A3Aを含む第
２導電部4,5,6,7の形成を平面上で行えるため十分な機
械的強度を有し、信頼性の高いリードを形成することが
できるものであり、また、厚みをとらない第１導電部
３、第２導電部4,5,6,7を得ることができる。
また、消耗品である内部液をゲル状としたので、消耗
量を減らすことができて内部液17の寿命を延ばせること
ができるとともに、内部液17を収納するためのスペース
を、大容量の内部液収納部を必要とするゲル状としない
内部液の場合に比して小容積の貫通孔15,16で済ますこ
とができ、これにより、pH測定用シート型電極を容易に
小型化できる。
このように、第1,2発明においては、イオン濃度測定
電極部Ｐおよび比較電極部Ｒを含むpH測定用シート型電
極全体の構造をコンパクトにできて、小型化を図るのが
容易である。
尚、上記第１及び第２の発明は種々変形して実施する
ことが可能で、例えば基板１して上記PETのほかに、ポ
リエチレン，ポリプロピレン，アクリル，ポリフッ化エ
チレン等の有機高分子材料や、石英ガラス、パイレック
ス（商標名）ガラス等の無機材料を用いてもよい。
又、第1,第２導電部の形成に際して用いる印刷法とし
ては上記スクリーン印刷のほかに、直接描画法があり、
直接描画法によればより微細なパターン形成が可能とな
る。
更に、導電性ペーストとしては上記Agペーストのほか
に、カーボンペースト,Cuペースト等を用いてもよい。
尚、本発明は、上記pH測定用シート型電極以外のイオ
ン濃度測定用シート型電極の製造にも適用できることは
云うまでもない。
〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明に係る方法においては、
印刷法により導電性ペーストを塗布して、第１導電部
と、半導体チップ部品のパッド部と電気的に接続された
第２導電部とを基板に形成し、半導体チップ部品のリー
ドの取り出しを行うことができるので、リードの取り出
しの工程が簡単であり安価となる。そして、リードを含
む第1,第２導電部の形成が平面上で行われるので、十分
な機械的強度を有し、信頼性の高い半導体チップ部品の
リードを形成することができるとともに、厚みをとらな
い第1,第２導電部を形成できる。特に、第１発明によれ
ば、配線パターン（第1,第２導電部）形成とリードの取
り出しとを同時に行うことができる。
また、消耗品である内部液をゲル状としたので、消耗
量を減らすことができて内部液の寿命を延ばせることが
できるとともに、内部液を収納するためのスペースを、
大容量の内部液収納部を必要とするゲル状としない内部
液の場合に比して小容量で済ますことができ、これによ
り、イオン濃度測定用シート型電極を容易に小型化でき
る。
したがって、イオン濃度測定電極部および比較電極部
を含むイオン濃度測定用シート型電極全体の構造をコン
パクトにできて、小型化を図るのが容易である。
【図面の簡単な説明】
第１図は第１発明の半導体チップ部品の基板への組み込
み工程および第1,2導電部形成工程を示す図、第２図は
この第１発明によって製造されるpH測定用シート型電極
を示す分解斜視図である。 第３図は第２発明の半導体チップ部品の基板への組み込
み工程および第1,2導電部形成工程を示す工程図、第４
図は半導体チップ部品組込み前のpH測定用シート型電極
を示す分解斜視図である。 第５図は第１発明又は第２発明によって製造されるpH測
定用シート型電極の外観を示す斜視図である。 １……基板、２……半導体チップ部品、2A……パッド
部、３……第１導電部,3A……第１導電部のリード部、
4,5,6,7……第２導電部、4A,5A,6A,7A……第２導電部の
リード部、８……貫通孔、10……絶縁性樹脂、12,13…
…内部電極部、17,18……ゲル状内部液、19……選択性
イオン応答膜、20……液絡膜、Ｐ……イオン濃度測定電
極部、Ｒ……比較電極部。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】絶縁性を有する基板に形成された貫通孔内
    に、パッド部を形成した半導体チップ部品を設け、該半
    導体チップ部品と前記貫通孔の周壁との間に絶縁性樹脂
    を充填すると共に、前記基板の一側の表面と前記パッド
    部の表面とが面一になるようにした半導体チップ部品の
    基板への組み込み工程と、印刷法により導電性ペースト
    を塗布して、第１導電部と、前記パッド部と電気的に接
    続された第２導電部とを前記基板に形成する工程と、前
    記第１導電部の一端部側を電極材料で被覆して測定用の
    内部電極部を形成する一方、他端部側をリード部とする
    工程と、前記第２導電部の一端部側を電極材料で被覆し
    て比較用の内部電極部を形成する一方、その他端部側な
    らびに残りの第２導電部の他端部側をリード部とする工
    程と、前記測定用の内部電極部上にゲル状内部液を設
    け、かつ、このゲル状内部液の上面にイオン応答膜を密
    着させることによりイオン濃度測定電極部を形成する工
    程と、前記比較用の内部電極部上にゲル状内部液を設
    け、かつ、このゲル状内部液の上面に液絡部を密着させ
    ることにより比較電極部を形成する工程とを含むことを
    特徴とするイオン濃度測定用シート型電極の製造方法。
  2. 【請求項２】絶縁性を有する基板に印刷法により導電性
    ペーストを塗布して、第１導電部と、第２導電部とを予
    め前記基板に形成する工程と、前記基板に形成された貫
    通孔内に、パッド部を形成した半導体チップ部品を設
    け、該半導体チップ部品と前記貫通孔の周壁との間に絶
    縁性樹脂を充填すると共に、前記基板に形成された第1,
    第２導電部の表面と前記パッド部の表面とが面一になる
    ようにした半導体チップ部品の基板への組み込み工程
    と、印刷法により導電性ペーストを塗布して前記パッド
    部と前記第２導電部とを接続して第２導電部の他端部側
    をリード部とする工程と、前記第１導電部の一端部側を
    電極材料で被覆して測定用の内部電極部を形成する工程
    と、前記第２導電部の一端部側を電極材料で被覆して比
    較用の内部電極部を形成する工程と、前記測定用の内部
    電極部上にゲル状内部液を設け、かつ、このゲル状内部
    液の上面にイオン応答膜を密着させることによりイオン
    濃度測定電極部を形成する工程と、前記比較用の内部電
    極部上にゲル状内部液を設け、かつ、このゲル状内部液
    の上面に液絡部を密着させることにより比較電極部を形
    成する工程とを含むことを特徴とするイオン濃度測定用
    シート型電極の製造方法。
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