KR0124412B1 - Electrolyte composition for screen printing - Google Patents

Electrolyte composition for screen printing

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KR0124412B1
KR0124412B1 KR1019960022775A KR19960022775A KR0124412B1 KR 0124412 B1 KR0124412 B1 KR 0124412B1 KR 1019960022775 A KR1019960022775 A KR 1019960022775A KR 19960022775 A KR19960022775 A KR 19960022775A KR 0124412 B1 KR0124412 B1 KR 0124412B1
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아끼오 스가마
히로아끼 스즈끼
나오미 고지마
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세끼사와 요시
후지쓰 가부시끼가이샤
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    • 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
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403Cells and electrode assemblies
    • G01N27/404Cells with anode, cathode and cell electrolyte on the same side of a permeable membrane which separates them from the sample fluid, e.g. Clark-type oxygen sensors

Abstract

본 발명은 스크린인쇄용 전해질 조성물에 관한 것으로, 특히 용액의 용존 산소농도의 측정을 포함하는 많은 분야에 유용한 소형 산소전극에 이용되는 스크린인쇄용 전해질 조성물에 관한 것이다. 이 전해질 조성물은 유기용매, 상기 유기용매안에 분산되고 스크린인쇄망을 통과할 수 있는 미세분말 형태의 무기염 및 상기 유기용매에 용해되는 폴리비닐 피롤리돈으로 구성되어 있다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electrolyte composition for screen printing, and more particularly, to an electrolyte composition for screen printing used in a small oxygen electrode useful for many fields including the measurement of dissolved oxygen concentration of a solution. The electrolyte composition consists of an organic solvent, an inorganic salt in the form of a fine powder that can be dispersed in the organic solvent and passed through a screen printing network, and polyvinyl pyrrolidone dissolved in the organic solvent.

Description

스크린인쇄용 진해질 조성물Chinchilla composition for screen printing

제 1 도는 종래 산소전극의 필수 구성을 단면도로서 도시한 도.1 is a sectional view showing the essential configuration of a conventional oxygen electrode.

제 2 도 (a) 내지 제 2 도 (c)는 소형 산소전극을 평면도(a, b) 및 단면도 (c)로서 도시한 도.2 (a) to 2 (c) show a small oxygen electrode as a plan view (a, b) and a sectional view (c).

제 3(a) 내지 제 3 도 (n)은 본 발명에 따른 공정 순서를 단면도 및 평면도로 도시한 도.3 (a) to 3 (n) show the process sequence according to the invention in cross section and in plan view;

제 4 도는 본 발명에 따른 소형 산소전극의 전형적인 응답을 Na2O3의 첨가로부터의 경과시간과 출력전류 사이의 관계로 보여주는 그래프.4 is a graph showing the typical response of a small oxygen electrode according to the present invention as a relation between the elapsed time from the addition of Na 2 O 3 and the output current.

제 5 도는 본 발명에 따른 소형 산소전극의 선형 교정(較正)곡선을 용존 산소양과 출력 전류 사이의 관계로 보여주는 그래프.5 is a graph showing a linear calibration curve of a small oxygen electrode according to the present invention as a relationship between dissolved oxygen amount and output current.

제 6 도 (a) 내지 제 6도 (f)는 본 발명에 따른 공정 순서를 단면도 및 평면도로서 도시한 도.6 (a) to 6 (f) show a process sequence according to the present invention in cross section and a plan view.

제 7 도 (a) 내지 제 7 도 (i)는 본 발명에 따른 공정 순서를 단면도 및 평면도로서 도시한 도.7 (a) to 7 (i) show the process sequence according to the invention in cross section and in plan view.

제 8 도 (a) 내지 제 8 도 (c)는 3극의 소형 산소전극을 도시한 도.8 (a) to 8 (c) show small oxygen electrodes of three poles.

제 9 도 (a) 내지 제 9 도 (e)는 본 발명에 따른 3극의 소형 산소전극의 제조 공정 순서를 단면도 및 평면도로서 도시한 도.9 (a) to 9 (e) are sectional views and a plan view showing a manufacturing process sequence of a tripolar small oxygen electrode according to the present invention.

제 10 도는 발효기에 사용하기 위한 어탭터에 설치한 소형 산소전극을 도시한 도.10 shows a small oxygen electrode installed in an adapter for use in a fermenter.

제 11 도는 본 발명에 따른 소형 산소전극이 적용된 산소농도 측정 장치의 구성을 도시한 도.11 is a view showing the configuration of an oxygen concentration measuring apparatus to which a small oxygen electrode according to the present invention is applied.

본 발명은 스크린인쇄용 전해질 조성물에 관한 것으로, 특히 용액의 용존 산소농도의 측정을 포함하는 많은 분야에 유용한 소형 산소전극에 이용되는 스크린인쇄용 전해질 조성물에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electrolyte composition for screen printing, and more particularly, to an electrolyte composition for screen printing used in a small oxygen electrode useful for many fields including the measurement of dissolved oxygen concentration of a solution.

산소전극은 많은 분야에서 용존 산소농도를 측정하는데 매우 유용하다. 예로서, 물중의 생화학적 산소요구량(BOD : Biochemiacl Oxygen Demand)을 측정하는 물 관리 분야에서 사용된다. 또한 알코올의 효율적인 발효를 보장하기 위하여 발효탱크내의 용존 산소농도를 측정하는 발효 및 양조 분야에서 사용되어진다.Oxygen electrodes are very useful for measuring dissolved oxygen concentrations in many applications. As an example, it is used in the field of water management to measure the biochemical oxygen demand (BOD: Biochemiacl Oxygen Demand) in water. It is also used in the field of fermentation and brewing to measure the dissolved oxygen concentration in fermentation tanks to ensure efficient fermentation of alcohol.

산소전극은 효소와 조합하여 설탕, 비타민의 농도를 측정하기 위해 사용되어지는 효소전극 또는 바이오센서(biosensor)를 형성한다. 예로서, 산소전극은 글루코스(glucose) 또는 포도당의 농도를 측정하기 위하여 글루코스 옥시다아제(oxidase)와 함께 결합될 수 있다.Oxygen electrodes combine with enzymes to form enzyme electrodes or biosensors used to measure sugar and vitamin concentrations. As an example, the oxygen electrode may be combined with glucose oxidase to measure the concentration of glucose or glucose.

이것은 글루코스가 글루코스 옥시다아제(oxidase) 촉매작용의 도움으로 용존산소에 의해서 산화되어 글루코노락톤을 형성함으로써, 산소전극으로 확산되는 용존산소양이 감소되는 현상을 이용한 것이다.This is because glucose is oxidized by dissolved oxygen to form gluconolactone with the help of glucose oxidase catalysis, thereby reducing the amount of dissolved oxygen diffused to the oxygen electrode.

용액의 용존 산소농도의 측정에 부가하여, 산소전극은 가스상태의 산소농도를 제어하는데 유리하게 사용될 수 있다.In addition to measuring the dissolved oxygen concentration of the solution, the oxygen electrode can be advantageously used to control the oxygen concentration in the gaseous state.

예로서, 공기중의 산소농도가 18% 이하로 감소하면, 산소부족상태로 되어 위험하여, 산소흡입, 가스마취 등의 의료기구에서는 사용되는 가스의 산소농도를 엄격히 관리하여야 한다.For example, if the oxygen concentration in the air is lowered to 18% or less, it is in a state of lack of oxygen, which is dangerous. In the medical apparatus such as oxygen intake and gas anesthesia, the oxygen concentration of the gas used must be strictly managed.

그래서, 산소전극은 환경계측, 발효공업, 임상의료 및 산업위생과 같은 많은 분야에서 매우 유리하게 사용된다.Thus, oxygen electrodes are very advantageously used in many fields such as environmental measurement, fermentation industry, clinical medical and industrial hygiene.

종래 산소전극은 전형적으로 제 1 도에 나타낸 구조를 갖는다.Conventional oxygen electrodes typically have the structure shown in FIG.

여기서, 유리, 플라스틱 및 스테인레스 스틸과 같은 것으로 만들어진 용기(118)는 실리콘 수지와 형광수지로 만들어진 산소가스투과막(107)으로 피복되어 밀폐된 개방 단부(open end) (하측 단부)를 갖는다. 염화칼슘(KCl)과 수산화나트륨(NaOH)의 수용액(119)은 은(Ag), 납(Pb)으로 된 애노드(anode) (104)와 백금(Pt), 금(Au)으로 된 캐소드(cathode)(105)가 배치되어진 용기(118)내에 채워진다.Here, the container 118 made of glass, plastic and stainless steel has a closed open end (lower end) covered with an oxygen gas permeable membrane 107 made of silicone resin and fluorescent resin. An aqueous solution of calcium chloride (KCl) and sodium hydroxide (NaOH) (119) is an anode (104) of silver (Ag), lead (Pb), and a cathode of platinum (Pt) and gold (Au). 105 is filled in a container 118 in which it is disposed.

종래 산소전극은 복잡한 구조를 갖는다. 그러므로 소형화 뿐만 아니라 대량 생산을 하는 것이 어렵다.The conventional oxygen electrode has a complicated structure. Therefore, not only miniaturization but also mass production is difficult.

본 발명자 등은 일본국 특개소 63-238,548과 미국특허 제 4,975,175호에 공개된 바와 같이, 포토리소그래피(photolithography)와 이방성 에칭을 포함하는 반도체 제조공정을 이용함으로써 제조될 수 있는 새로운 형의 소형 산소전극을 제안하였다.The present inventors have disclosed a new type of small oxygen electrode that can be manufactured by using a semiconductor manufacturing process including photolithography and anisotropic etching, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-238,548 and US Pat. No. 4,975,175. Suggested.

그 제안된 산소전극은 제 2 도와 제 3 도에서 나타낸 바와 같은 구조를 갖는다. 제 2 도 (b)는 산소가스투과막이 아직 형성되지 않은 불완전한 구조를 보여주는 것이다.The proposed oxygen electrode has a structure as shown in FIGS. 2 and 3. FIG. 2 (b) shows an incomplete structure in which the oxygen gas permeable membrane is not yet formed.

이 구조는 다음의 과정에 의해서 제조되어진다. 전해질 함유물질로 충전되는 2개의 홈(groove) (202)은 이방성 에칭에 의해 실리콘 웨이퍼(201)상에 형성되고 나서, 웨이퍼 표면을 SiO2절연층(203)으로 피복하여 전기적 절연성 기판을 형성한다. 다음에, 2개의 콤포넌트(component) 전극, 예로서 애노드(204)와 캐소드(205)는 절연층(203) 상에 형성한다. 애노드(204)는 외부와 전기적으로 접속하기 위한 일측 단부(204A)와 홈(202)으로 연장되는 두 갈래의 타측 단부를 갖는다. 캐소드(205)는 외부와 전기적으로 접속하기 위한 일측 단부(205A)와 홈(202) 사이에 유지된 플래토우(plateau)의 상단면으로 연장되는 타측 단부를 갖는다. 전해질 함유물질(206)은 홈(202)에 충전되고, 충전된 전해질 함유물질은 홈(202) 내에서 애노드(204)와 플래토우상의 캐소드(205)와 접촉한다. 그 다음에 충전된 전해질 함유물질(206)의 상측 표면을 산소가스투과막(207)으로 피복한다.This structure is manufactured by the following procedure. Two grooves 202 filled with an electrolyte-containing material are formed on the silicon wafer 201 by anisotropic etching, and then coat the wafer surface with an SiO 2 insulating layer 203 to form an electrically insulating substrate. . Next, two component electrodes, for example, the anode 204 and the cathode 205, are formed on the insulating layer 203. The anode 204 has one end 204A for electrically connecting with the outside and two other ends extending into the groove 202. The cathode 205 has one end 205A for electrically connecting to the outside and the other end extending to the top surface of the plateau held between the grooves 202. The electrolyte containing material 206 is filled in the groove 202, and the filled electrolyte containing material is in contact with the anode 204 and the cathode 205 on the plateau in the groove 202. The upper surface of the filled electrolyte containing material 206 is then covered with an oxygen gas permeable membrane 207.

그럼에도 불구하고, 전해질 함유물질(206)을 홈(202)내에 충전하는 단계와 산소가스투과막(207)으로서 충전된 전해질 함유물질(206)을 피복하는 단계는 반도체 공정에서 실행하기 어렵다. 그러므로, 그 단계들은 소형 산소전극이 형성된 웨이퍼(201)가 각 산소전극을 형성하는 칩으로 절단된 후에 수동으로 실행되어진다.Nevertheless, filling the electrolyte-containing material 206 into the groove 202 and covering the electrolyte-containing material 206 filled as the oxygen gas permeable film 207 are difficult to carry out in the semiconductor process. Therefore, the steps are performed manually after the wafer 201 on which the small oxygen electrode is formed is cut into chips that form each oxygen electrode.

이 수작업은 대량 생산을 실현하는데 심각한 장애가 되며, 더우기 안정되고 균일한 성능을 갖는 소형 산소전극을 얻기 위한 공정에서 매우 많은 변동을 내포하게 된다.This manual operation is a serious obstacle to realizing mass production and, moreover, involves a great deal of variation in the process for obtaining small oxygen electrodes with stable and uniform performance.

그러므로, 전해질 함유물질의 충전과 산소가스투과막을 형성은 웨이퍼가 칩들로 절단되기 전에 전체적으로 웨이퍼상에 일괄적으로 또는 거의 균일하게 수행될 수 있는 소형 산소전극의 구조와 그 제조방법이 요망되었다.Therefore, there is a need for a structure of a small oxygen electrode and a method of manufacturing the same, in which the filling of the electrolyte-containing material and the formation of the oxygen gas permeable film can be performed collectively or almost uniformly on the wafer as a whole before the wafer is cut into chips.

전해질 함유물질의 충전단계는 다음과 같은 문제점을 갖는다.The filling step of the electrolyte-containing material has the following problems.

본 발명자들은 고분자전해질과 염화칼륨의 수용액을 포함하는 겔(gel)들을 연구하였고, 이들중 다수가 광감성이 없기 때문에 반도체 공정에서 사용되는 포토리소그래피는 실제로 전해질 함유물질의 충전에 적용될 수 없다.The inventors have studied gels comprising a polyelectrolyte and an aqueous solution of potassium chloride, and since many of them are not photosensitive, photolithography used in semiconductor processes cannot actually be applied to the filling of electrolyte-containing materials.

전해질 함유물질은 홈내에 충전될때 유동성을 갖는 액체이어야만 하며, 그 충전된 물질은 건조된 후에 밀도가 큰 막을 형성하여야 한다. 또한, 그 충전된 물질이 물을 함유하는지 유무는 충전된 물질에 도포되는 산소가스투과막의 질에 중대한 영향을 미친다.The electrolyte-containing material must be a fluid that is fluid when filled in the groove, and the filled material must form a dense film after drying. In addition, whether or not the filled material contains water has a significant influence on the quality of the oxygen gas permeable membrane applied to the filled material.

그러므로, 산소가스투과막의 도포시에, 전해질 함유물질을 적절히 건조시킨다. 산소농도의 측정을 위해 요구되는 물은 측정개시 직전에 가스토과막을 통해 수증기로서 공급되어진다.Therefore, during application of the oxygen gas permeable membrane, the electrolyte-containing material is suitably dried. The water required for the measurement of the oxygen concentration is supplied as water vapor through the gasoline membrane just before the start of measurement.

전해질 포함물질은 산소전극의 제조중에 물을 포함하지 않는다.The electrolyte containing material does not contain water during the preparation of the oxygen electrode.

스크린인쇄는 웨이퍼상의 많은 소형 산소전극에 일괄적으로 전해질 함유물질을 충전하는 적절한 방법이다. 이러한 스크린인쇄는 일반적으로 에멀션(emulsion)마스크와 금속마스크를 사용하여 인쇄 패턴을 제공한다. 인쇄 패턴을 제공하기 위하여 감광성 수지를 에멀션 형태로 스테인레스 스틸 망상에 도포하여 제조한다.Screen printing is a suitable method for filling electrolyte-containing materials in bulk on many small oxygen electrodes on a wafer. Such screen printing generally uses an emulsion mask and a metal mask to provide a printing pattern. The photosensitive resin is applied to the stainless steel mesh in emulsion form to provide a printed pattern.

일부 수지는 수지 마스크에 덮혀진 웨이퍼가 수지를 통해 보여지기 때문에 소형 산소전극을 제조할때 요구되는 미세 정렬배치에 용이하게 하는 투명성을 갖는다. 그러나, 에멀션 마스크는 에멀션의 현상처리를 물을 사용하여 행한다는 사실로부터 알 수 있듯이 물에 대해 매우 약하고, 물을 함유하는 물질의 인쇄는 어렵다.Some resins have transparency that facilitates the fine alignment required when manufacturing small oxygen electrodes since the wafer covered by the resin mask is seen through the resin. However, the emulsion mask is very weak against water, as can be seen from the fact that the development of the emulsion is carried out using water, and printing of a water-containing substance is difficult.

반면에, 금속 마스크는 스테인레스 스텔등의 플레이트(plate)내에 홀(hole)을 형성하여 제조한다. 그러므로 물에 대해 강하다. 그러나, 금속 마스크는 투명성을 갖고 있지 않기 때문에 미세 정렬배치를 하는데는 불리하다. 더우기, 금속 마스크는 몇 종류의 잉크를 사용할때 에멀션 마스크에 의해 얻어지는 것보다 낮은 인쇄질을 제공하는 경우가 있다.Metal masks, on the other hand, are manufactured by forming holes in plates such as stainless steal. Therefore, it is strong against water. However, metal masks are disadvantageous for fine alignment because they do not have transparency. Moreover, metal masks sometimes provide lower print quality than those obtained by emulsion masks when using several kinds of inks.

본 발명가들은 일본국 특개소 1-56,902에 공개된 바와 같이, 전해질 함유 겔(gel)이 스크린인쇄에 의해 도포되는, 즉 칼슘 알지네이트(calcium alginate)겔, 폴리아크릴아미드(polyacrylamide)겔 및 아가로제(agarose)겔을 인쇄하는 방법을 제안하였다.The inventors have disclosed that, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-56,902, an electrolyte-containing gel is applied by screen printing, that is, calcium alginate gel, polyacrylamide gel, and agarose ( agarose) gel printing method has been proposed.

이 방법은 수성 겔을 인쇄하기 위해 금속 마스크를 사용하고 상술한 이유 때문에 소형 산소전극의 제조에 유리하게 사용될 수가 없다. 더우기, 산소가스투과막이 습식 겔 상에 형성되기 때문에 강한 막이 얻어질 수 없다.This method uses a metal mask to print an aqueous gel and cannot be advantageously used for the production of small oxygen electrodes for the reasons mentioned above. Moreover, a strong membrane cannot be obtained because the oxygen gas permeable membrane is formed on the wet gel.

염화칼륨은 일반적으로 산소전극의 전해질으로서 사용된다. 염화칼륨이 우수한 전해질이지만, 단지 물에서만 용해되고 충전된 수용액이 건조하였을때 흰색의 부서지기 쉬운 분말로 된다는 결점 때문에 소형 산소전극에 사용되는 데는 적절치 못하였다.Potassium chloride is generally used as the electrolyte of the oxygen electrode. Potassium chloride is an excellent electrolyte, but it is not suitable for use in small oxygen electrodes due to the drawback that it only dissolves in water and becomes a white, brittle powder when the aqueous solution is dried.

또한, 본 발명자는 일본국 특개소 2-240,556에 공개된 바와 같이, 고분자전해질을 제안하였다.The present inventors also proposed a polymer electrolyte, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-240,556.

이것은 양호한 막 형성 성질을 갖지만, 이것 또한 공중합도를 갖으며, 희석용액에서 조차 고점성을 보이기 때문에 취급하기 어려웠으며, 단지 물에서만 용해가능하였다.It has good film forming properties, but it also has a degree of copolymerization and is difficult to handle because of its high viscosity even in dilute solutions, and is soluble only in water.

산소가스투과막 형성 단계는 다음과 같은 문제점을 갖는다.Oxygen gas permeation film forming step has the following problems.

가스투과막은 실리콘수지, 형광 또는 다른 전기적 절연물질로 만들어진다.Gas permeable membranes are made of silicone resin, fluorescent or other electrically insulating material.

그러므로 가스투과막은 물의 전표면을 덮도록 형성되지 않고 단지 외부와의 전기적 접속을 위한 패드(pad) 또는 콤포넌트 전극 단자(204a, 205)가 노출되는 패턴을 갖는다. 가스투과막은 단지 소정의 영역에 수지를 도포하거나 또는 먼저 웨이퍼의 전 표면에 가스투과막을 형성한 후 노출될 패드영역의 가스투과막을 제거하는 것에 의해 노출될 패드영역 이외의 소정의 웨이퍼 영역에 선택적으로 형성된다.Therefore, the gas permeable membrane is not formed to cover the entire surface of water, but has a pattern in which pads or component electrode terminals 204a and 205 for electrical connection with the outside are exposed only. The gas permeable film is selectively applied to a predetermined wafer area other than the pad area to be exposed only by applying a resin to a predetermined area or by first forming a gas permeable film on the entire surface of the wafer and then removing the gas permeable film of the pad area to be exposed. Is formed.

액체 수지의 스크린인쇄는 전자의 방법, 즉 수지의 선택적 도포방법으로 알려져 있다.Screen printing of liquid resins is known by the former method, that is, the selective coating method of resin.

이 방법은 단지 인쇄 공정이 수지의 도포와 패턴을 동시에 실행할 수 있다는 이점은 있으나, 이 가스 침투성 박막의 형성을 위해 사용되는 실리콘 수지는 공기중의 물에 의해 점진적으로 경화되므로, 수지의 점성은 인쇄중에 가변하여 불균일한 인쇄를 야기시키게 되고 최악의 경우에는 인쇄 형판(stencil)의 막힘을 초래하게 된다.This method has the advantage that the printing process can only perform the application and pattern of the resin at the same time, but since the silicone resin used for the formation of this gas permeable thin film is gradually cured by water in the air, the viscosity of the resin is printed. This can lead to uneven printing, and in the worst case, blockage of the printing stencil.

포토레지스트를 사용한 리프트-오프(lift-off) 공정은 후자의 방법 즉, 가스 침투성 박막의 선택적인 제거공정으로 알려져 있다.Lift-off processes using photoresists are known as the latter method, that is, the selective removal of gas permeable thin films.

이 공정은 반도체 공정이 유리하게 적용되고 복잡한 패턴이 쉽게 얻어진다는 이점이 있다. 그러나, 이 방법은 소형 산소전극의 제조에 적용될때, 초음파 처리를 사용할때 조차도 노출되기 위한 부분에서 박막이 선택적으로 박리되는 것이 어려울 만큼 강도가 높은 완전히 경화된 가스투과막을 제공한다. 그래서, 이 리프트-오프 공정은 실제로 소형 산소전극의 제조시에 사용될 수 없다.This process has the advantage that the semiconductor process is advantageously applied and complex patterns are easily obtained. However, this method provides a fully cured gas permeable membrane that is so strong that it is difficult for the thin film to be selectively exfoliated at the portions to be exposed even when using ultrasonic treatment, when applied to the manufacture of small oxygen electrodes. Thus, this lift-off process cannot actually be used in the manufacture of the small oxygen electrode.

미국특허 제 4,062,750호 (J. F. Butler)에는 전기도전성 층이 실리콘 기판 두께를 통해 연장하여 기판의 일측에 위치한 센서의 신호가 기판의 다른측으로 인출되는 특색을 갖는 실리콘 기판상에 형성된 박막형 전기화학 전극이 공개되었다. 이 전극은 본 발명의 전극의 패드부분을 갖지 않으므로, 가스투과막은 전 표면을 덮을 수 있게 되고, 패드 부분의 노출을 위해 막의 패턴화가 요구되지 않는다. 그러나, 이 전극은 실제 적용에서 문제점이 야기되는 복잡한 제조공정을 요구하게 된다.U.S. Patent No. 4,062,750 (JF Butler) discloses a thin film type electrochemical electrode formed on a silicon substrate having an electrically conductive layer extending through the thickness of the silicon substrate such that a signal from a sensor located on one side of the substrate is drawn to the other side of the substrate. It became. Since this electrode does not have the pad portion of the electrode of the present invention, the gas permeable film can cover the entire surface, and no patterning of the film is required for the exposure of the pad portion. However, this electrode requires a complicated manufacturing process that causes problems in practical applications.

전해질의 충전은 진공증착에 의해 실행되고, 염화나트륨과 염화칼륨이 진공 증착될 수 있을지라도, 완충제로서 사용되는 많은 무기염들이 진공증착시 수반되는 열에 노출될때 탈수와 응축에 의해 질히 저하된다. 그러므로, 완충된 전해질이 얻을때라도, 얻어진 pH는 기대치로부터 크게 빗나가도 그 얻어진 전해질 조성물은 매우 제한되어져야 한다. 그래서 이 공정은 최적의 공정이 아니다. 더우기, 단일 진공 증착장치가 전해질의 증착과 전극 금속 증착의 양쪽에 사용될때 문제점이 발생한다. 그러므로, 각각의 증착을 위해 별도의 증착장치가 제공되어야 한다.The filling of the electrolyte is carried out by vacuum deposition, and although sodium chloride and potassium chloride can be vacuum deposited, many inorganic salts used as buffers are poorly degraded by dehydration and condensation when exposed to the heat accompanying vacuum deposition. Therefore, even when a buffered electrolyte is obtained, even if the obtained pH deviates greatly from the expected value, the obtained electrolyte composition should be very limited. So this process is not optimal. Moreover, problems arise when a single vacuum deposition apparatus is used for both deposition of electrolyte and deposition of electrode metal. Therefore, a separate deposition apparatus must be provided for each deposition.

M.J. Madou 등은 미국특허 NO. 4,874,500와 AICHE SYMPOSIUM SERIES, NO. 267, Vol. 85, pp. 7-13(1989)에 공개된 바와 같은 마이크로 전기화학 센서를 제안했다. 이 센서 또한 전기 전도층이 실리콘 기판 두께를 통해 연장되고 기판의 일측에 위치된 센서로부터의 신호가 기판의 타측으로부터 인출되는 특징으로 갖는다. 그러므로, J.F. Butler의 기술과 동일한 결점을 갖는다. 전해질은 폴리(하이드록시에틸메타크릴레이트)의 알코올 용액이 바르고, 용매를 증발하고, 전해질 용액을 주입하여 겔을 형성한 후 건조되는 방법으로 채워진다. 종래의 문제점은 전해질이 폴리머의 도포후에 도입되기 때문에 명백히 제거되어진다. 그러나 염화칼륨 용액이 증발될때 결정이 성장한다. 염화칼륨의 양이 적을때, 성장된 결정은 폴리머로서 에워 쌓이나, 양이 많을때는 폴리머에 의해 지지될 수 없는 큰 결정들이 많이 나타난다. 반면에, 전해질의 양은 가능한한 만하야 한다. 왜냐하면, 산소전극의 수명이 그것에 포함된 전해질의 양에 의해 영향을 받기 때문이다.M.J. Madou et al. US patent no. 4,874,500 and AICHE SYMPOSIUM SERIES, NO. 267, Vol. 85, pp. A microelectrochemical sensor as disclosed in 7-13 (1989) is proposed. This sensor also has the feature that the electrically conductive layer extends through the thickness of the silicon substrate and signals from the sensor located on one side of the substrate are drawn from the other side of the substrate. Therefore, J.F. It has the same drawbacks as Butler's technique. The electrolyte is filled with a method of applying an alcohol solution of poly (hydroxyethyl methacrylate), evaporating the solvent, injecting the electrolyte solution to form a gel, and then drying. The conventional problem is obviously eliminated because the electrolyte is introduced after application of the polymer. However, crystals grow when the potassium chloride solution evaporates. When the amount of potassium chloride is low, the grown crystals are enclosed as a polymer, but when the amount is high, many large crystals appear that cannot be supported by the polymer. On the other hand, the amount of electrolyte should be as low as possible. This is because the lifetime of the oxygen electrode is influenced by the amount of electrolyte contained therein.

그래서, 전해질의 제한된 양은 산소전극의 수명을 감소시킨다.Thus, a limited amount of electrolyte reduces the lifetime of the oxygen electrode.

본 발명의 목적은 대체로 기판을 집약적으로 균일하게 처리하여 고효율로서 대량 생산될 수 있는 소형 산소전극과 제조방법에 관한 것이다.An object of the present invention generally relates to a small oxygen electrode and a manufacturing method that can be mass-produced with high efficiency by treating the substrate intensively and uniformly.

본 발명에 따르면, 유기용매, 이 유기용매안에서 분산되고 스크린인쇄망을 통과할 수 있는 미세 분말형태의 무기염 및 유기용매에 용해되는 폴리비닐 피롤리돈으로 구성되는 스크린인쇄용 전해질 조성이 제공되어진다.According to the present invention, there is provided an electrolyte composition for screen printing comprising an organic solvent, an inorganic salt in the form of fine powder which can be dispersed in the organic solvent and pass through the screen printing network, and polyvinyl pyrrolidone dissolved in the organic solvent. .

무기염은 염화칼륨 및 염화나트륨으로부터 적절히 선택되어진다.Inorganic salts are suitably selected from potassium chloride and sodium chloride.

전해질로서 사용된 무기염은 스크린인쇄망을 통과할 수 있는 미세분말의 형태 예로서, 50㎛ 보다 크지 않는 직경을 갖는 미립자의 형태이어야 한다.The inorganic salt used as the electrolyte should be in the form of fine particles having a diameter not larger than 50 μm, for example, in the form of fine powder that can pass through the screen printing network.

본 발명에서 사용된 유기용매는 바람직하게는 부탄올(butanol), 펜탄올(pentanol) 또는 헥산올(hexanol)과 같은 알코올이다.The organic solvent used in the present invention is preferably an alcohol such as butanol, pentanol or hexanol.

본 발명의 전해질 조성물은 우수한 염화칼륨등의 무기염을 스크린인쇄에 적합한 미립자의 형태로서 유기 용매에 용해한 고분자 폴리머중에 분산시킨 것이다.The electrolyte composition of the present invention is obtained by dispersing an excellent inorganic salt such as potassium chloride in a polymer polymer dissolved in an organic solvent in the form of fine particles suitable for screen printing.

본 발명은 고분자 폴리머로서 폴리비닐 피롤리돈을 사용한다. 미립자의 형태로서 염화칼륨과 같은 무기염은 고체물질을 분쇄시키거나 또는 염화칼륨이 포화 되는 포화에 근접하는 고농도로 용해한 수용액을 물과 임의의 비율로 혼합될 수 있는 알코올과 아세톤 등의 유기용매중에 주입하여 미립자를 석출시키는 방법에 의해 제조될 수 있다. 어느 방법이던지 균일크기를 갖는 미립자의 분말을 얻을 수 있다.The present invention uses polyvinyl pyrrolidone as a high polymer. Inorganic salts, such as potassium chloride, in the form of fine particles, can be pulverized or injected into an organic solvent, such as alcohol and acetone, which can be mixed with water in an aqueous solution in high concentration close to saturation where potassium chloride is saturated. It can be produced by a method of depositing fine particles. In either method, a fine powder having a uniform size can be obtained.

본 발명의 전해질 조성물은 전해질의 일정한 pH(수소이온농도)를 보장하기 위하여 완충제를 더 포함할 수 있다.The electrolyte composition of the present invention may further include a buffer to ensure a constant pH (hydrogen ion concentration) of the electrolyte.

이 완충제는 인산염, 초산염, 붕산염, 구연산염, 프탈산염, 사붕산염, 글리신염 및 트리스(하이드록시메틸)-아미노 메탄염이고, 염화칼륨 분말처럼 미세분말 형태로 사용된다.These buffers are phosphates, acetates, borates, citrates, phthalates, tetraborates, glycine salts and tris (hydroxymethyl) -amino methane salts, and are used in the form of fine powders like potassium chloride powder.

본 발명에 따르면, 무기염, 폴리비닐 피롤리돈 및 유기용매의 미세분말을 배합하여 페이스트(paste)의 형태로서 전해질 조성물을 형성하고 나서, 스크린인쇄에 의해 일괄적으로 기판의 소정 부위에 바른다. 인쇄된 전해질 조성물은 건조할때 산소가스투과막이 적절히 형성될 수 있도록 밀도 높은 막을 형성한다.According to the present invention, an inorganic salt, polyvinyl pyrrolidone, and fine powder of an organic solvent are combined to form an electrolyte composition in the form of a paste, and then applied to predetermined portions of the substrate in a batch by screen printing. The printed electrolyte composition forms a dense membrane so that an oxygen gas permeable membrane can be properly formed when dried.

본 발명은 제거가능한 피복막의 재료로서 열경화성 수지, 유기용매의 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride)의 용액 또는 다른 수지를 사용한다. 이러한 수지들은 스크린인쇄에 의해 기판의 소정의 영역에 도포되고 그후 가열 또는 건조에 의해 경화되어 제거가능한 피복막을 형성한다.The present invention uses a thermosetting resin, a solution of polyvinylchloride of an organic solvent, or another resin as a material of the removable coating film. These resins are applied to predetermined areas of the substrate by screen printing and then cured by heating or drying to form a removable coating film.

본 발명은 소형 산소전극이 형성되는 전기적 절연기판은 반도체 공정을 사용하는 것에 의해 소형 산소전극을 형성하는데 충분히 매끄럽고 평탄한 전기적 절연기판일 수 있다. 실리콘 웨이퍼는 현재 가장 일반적으로 사용되는 실리콘 반도체 제조방법의 적용면에서 절연기판으로서 가장 유용하게 사용된다.In the present invention, the electrically insulating substrate on which the small oxygen electrode is formed may be an electrically insulating substrate that is smooth and flat enough to form the small oxygen electrode by using a semiconductor process. Silicon wafers are most usefully used as insulating substrates in terms of application of the most commonly used silicon semiconductor manufacturing methods.

본 발명의 실리콘 웨이퍼와 다른 절연기판상에 형성된 소형 산소전극에 직접 적용될 수 있다. 즉, 소형 산소전극은 콤포넌트 전극 패턴이 기판상에 형성되고, 전해질 함유물질이 본 발명의 전해질 조성물을 스크린 인쇄에 의해 산소 감지 위치에 채워진 후, 산소가스투과막이 패드영역 즉, 외부 전기접속용의 콤포넌트 전극 단부를 포함하는 기판영역상에 열경화수지를 스크린인쇄하여 제거가능한 피복막을 형성하는 단계등에 의해 선택적으로 형성되거나 패턴되어지는 방법으로 유리, 석영 및 플라스틱과 같은 전기적 절연체의 편평한 기판을 사용함으로써 제조된다.It can be applied directly to the small oxygen electrode formed on the silicon wafer and the other insulating substrate of the present invention. That is, in the small oxygen electrode, the component electrode pattern is formed on the substrate, and the electrolyte-containing material is filled into the oxygen sensing position by screen printing of the electrolyte composition of the present invention, and then the oxygen gas permeable membrane is used for the pad region, that is, for external electrical connection. By using a flat substrate of electrical insulators, such as glass, quartz and plastic, to be selectively formed or patterned by screen printing thermosetting resin on a substrate region including component electrode ends to form a removable coating film. Are manufactured.

본 발명에 따르면, 스크린-인쇄된 전해질 조성물은 유기용매에 용해되지 않고 분산되는 미세분말의 무기염 또는 전해질을 함유한다. 그러므로, 이 전해질 조성물을 건조시킨 경우에도 무기염은 깨지기 쉬운 결정을 형성하지 않고 미세분말 상태를 유지한다. 그리고 이것은 전해질 함유물질이 진한 밀도를 갖는 고체물질의 형태로 되는 것을 가능하게 한다.According to the present invention, the screen-printed electrolyte composition contains fine powder inorganic salts or electrolytes which are not dissolved in an organic solvent and are dispersed. Therefore, even when the electrolyte composition is dried, the inorganic salts do not form fragile crystals and remain in the fine powder state. And this makes it possible for the electrolyte containing material to be in the form of a solid material with a high density.

이렇게 얻어진 전해질 함유물질은 필수적으로 무기염과 폴리비닐 피롤리돈으로 구성된다. 소형 산소전극을 작동할때, 전해질 함유물질내에 물이 도입된다. 무기염과 폴리비닐 피롤리돈은 모두 도입된 물내에서 완전 용해되어지고 그래서 본 발명의 전해질 함유물질은 산소가스투과막의 형성중에 고체상태로 유지되고 소형 산소전극이 작동될때 수용액을 형성하는 소형 산소전극의 요구조건을 만족시킨다.The electrolyte-containing material thus obtained consists essentially of inorganic salts and polyvinyl pyrrolidone. When operating the small oxygen electrode, water is introduced into the electrolyte containing material. Both inorganic salts and polyvinyl pyrrolidone are completely dissolved in the introduced water so that the electrolyte-containing material of the present invention remains solid during the formation of the oxygen gas permeation membrane and forms an aqueous solution when the small oxygen electrode is operated. Meet the requirements of

염화칼륨과 염화나트륨은 우수한 전해질로서, 소형 산소전극의 뛰어난 성능을 얻기 위해 본 발명에 따른 무기염으로서 유용하게 사용될 수 있다.Potassium chloride and sodium chloride are excellent electrolytes, and can be usefully used as the inorganic salts according to the present invention in order to obtain the excellent performance of the small oxygen electrode.

본 발명의 전해질 조성물에 인산염과 같은 pH 완충 효과를 갖는 염을 부가하면 전해질이 일정 pH를 갖는 것이 보장된다. 산소전극에서의 전기화학 반응이 pH값에 의존하므로, 일정한 pH는 산소전극의 성능의 안정도를 향상시킨다.Adding salts with a pH buffering effect, such as phosphate, to the electrolyte composition of the present invention ensures that the electrolyte has a constant pH. Since the electrochemical reaction at the oxygen electrode depends on the pH value, a constant pH improves the stability of the performance of the oxygen electrode.

본 발명에 따른 소형 산소전극은 스크린인쇄에 의해 기판의 소정의 모든 부분에 일괄적으로 미세분말 형태의 전해질로서 무기염을 포함하는 전해질 조성물을 충전함으로써 제조되어, 충전작업이 균일하게 이루어지게 되고, 고 생산율이 얻어진다.The small oxygen electrode according to the present invention is manufactured by filling an electrolyte composition containing an inorganic salt as an electrolyte in the form of fine powder to a predetermined portion of the substrate by screen printing at once, thereby making the filling operation uniform. High production rates are obtained.

본 발명에 따라 소형 산소전극을 제조하는 방법은 미세분말 형태의 전해질로서 무기염을 포함하는 전해질 조성물을 스크린인쇄에 의해 기판의 소정 모든 부분에 일괄적으로 충전된다. 그래서, 충전된 부분이 복잡한 현상을 갖을지라도 소형 산소전극의 대량생산 및 충전작업이 균일하게 이루어지는 것이 보장된다. 본 발명의 제조방법은 또한 기판크기의 확대에 관련되어 충전 부분의 수가 증가될지라도 대처될 수 있다.In the method for producing a small oxygen electrode according to the present invention, an electrolyte composition including an inorganic salt as a fine powder type electrolyte is collectively filled in a predetermined portion of a substrate by screen printing. Thus, even if the charged portion has a complicated phenomenon, it is ensured that the mass production and filling operation of the small oxygen electrode is made uniform. The manufacturing method of the present invention can also be coped with even if the number of filling parts is increased in connection with the enlargement of the substrate size.

본 발명에 따른 소형 산소전극은 산소가스투과막이 소정의 형상으로 형성된 피복막을 제거하는 것에 의해 패턴되기 때문에(또는 선택적으로 형성되기 때문에) 산소가스투과막과 그 노출된 부위가 복잡한 형상을 갖을때라도 고 생산율을 보장한다. 산소가스투과막은 스핀-코팅에 의해 전 기판 표면상에 일괄적으로 도포되고, 그래서, 고 생산율이 보장되며, 전 기판 표면에 걸쳐서 균일두께를 갖는 산소가스투과막이 형성된다.Since the small oxygen electrode according to the present invention is patterned (or selectively formed) by removing the coating film formed into a predetermined shape, the oxygen gas transmitting film and its exposed portion have a high shape even when the oxygen gas transmitting film has a complicated shape. Guarantee the production rate. The oxygen gas permeable film is applied collectively on the entire substrate surface by spin-coating, so that a high production rate is ensured, and an oxygen gas permeable film having a uniform thickness is formed over the entire substrate surface.

본 발명에 따른 소형 산소전극은 전 기판 표면에 걸쳐 균일한 두께를 갖는 산소가스투과막을 효과적으로 형성하는 것 즉, 먼저 제거가능한 피복막으로 노출할 기판 영역을 덮고, 전체 기판 표면상에 일괄적으로 산소가스투과막을 형성하며, 제거가능한 피복막을 박리하여 산소가스투과막을 선택적으로 형성하거나 패턴하는 것에 의해 고 생산율로서 제조될 수 있다.The small oxygen electrode according to the present invention effectively forms an oxygen gas permeable film having a uniform thickness over the entire substrate surface, that is, firstly covers the substrate region to be exposed as a removable coating film, and collectively oxygens the entire substrate surface. It can be produced at a high production rate by forming a gas permeable membrane and selectively removing or patterning an oxygen gas permeable membrane by peeling off the removable coating membrane.

본 발명에 따른 방법은 산소가스투과막이 스크린-인쇄에 의해 노출할 부분에 유기용매에서 용해된 수지의 열경화성 수지를 도포하고 나서 가열 또는 건조에 의해 경화시켜 제거가능한 피복막을 형성하고 나서, 그 제거가능한 피복막을 박리하는 단계에 의해 패턴되기 때문에 노출할 부분의 수의 증가 및 산소가스투과막의 복잡한 패턴에 대하여 쉽게 대처할 수 있다.The method according to the present invention applies a thermosetting resin of a resin dissolved in an organic solvent to a portion to which an oxygen gas permeable membrane is to be exposed by screen-printing, and then cures by heating or drying to form a removable coating film, which is then removed. Since it is patterned by peeling a coating film, it is easy to cope with the increase of the number of parts to expose and the complicated pattern of an oxygen gas permeable film.

[실시예 1]Example 1

제 3 도를 참조하여, 실리콘 웨이퍼를 사용함으로써 본 발명에 따른 소형 산소전극을 제조하기 위한 공정 과정을 이하에 상세히 설명한다. 편의상, 소형 산소전극이 2인치(inch) 실리콘 웨이퍼상에 형성되는 경우에 대해 과정을 설명하지만, 더 큰 웨이퍼에 대해서도 기본적으로 동일한 공정과정이 사용될 수 있다. 도면들은 상응하는 공정 단계가 완료된 상태의 웨이퍼를 나타낸 것이다.Referring to FIG. 3, a process for producing a small oxygen electrode according to the present invention by using a silicon wafer is described in detail below. For convenience, the process is described for the case where a small oxygen electrode is formed on a 2 inch silicon wafer, but basically the same process can be used for larger wafers. The figures show the wafer with the corresponding process steps completed.

단계 1 : 웨이퍼 세척Step 1: Wafer Cleaning

2인치 실리콘 웨이퍼(301) (400㎛ 두께, (100) 결정체면)를 농축된 질산, 암모니아, 과산화 수소의 혼합용액으로 완전히 세척하였다.The 2-inch silicon wafer 301 (400 μm thick, (100) crystal face) was washed thoroughly with a mixed solution of concentrated nitric acid, ammonia and hydrogen peroxide.

단계 2 : SiO2층(제3도(a)) 형성Step 2: Formation of SiO 2 Layer (FIG. 3 (a))

웨이퍼(301)를 1000℃에서 200분 동안 습식 열산화시켜 양측상에 0.8㎛ 두께의 SiO2층을 형성하였다. 이 SiO2층(312)은 다음의 단계 4에서 패턴화되고, 다음의 단계 5에서 실리콘 웨이퍼를 이방성으로 에칭할때 마스크로서 사용된다.The wafer 301 was wet thermally oxidized at 1000 ° C. for 200 minutes to form a 0.8 μm thick SiO 2 layer on both sides. This SiO 2 layer 312 is patterned in the next step 4 and used as a mask when anisotropically etching the silicon wafer in the next step 5.

단계 3 : 레지스트 패턴(제 3 도 (b)) 형성Step 3: forming a resist pattern (FIG. 3B)

네가티브(negative)형 포토레지스트(photoresist) (Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd., OMR-83, 점성 60cp)를 80℃에서 30분동안 프리베이크(prebake) 된 웨이퍼의 전 표면상측에 도포하여 포토리소그래피 처리하고서 레지스트 패턴(31)을 형성하였다. 그 레지스트 패턴(313)은 전해질 함유물질을 수용하기 위한 홈(302) (제 3도 (d))들이 다음의 단계 5에서 형성되기 위한 영역(302A)을 제외하곤 웨이퍼(301)의 상측 표면을 덮는다. 그 레지스트 패턴(31)은 다음의 단계 4에서 SiO2층(312)을 에칭할때 마스크로서 사용된다. 동일한 포토레지스트를 웨이퍼(301)의 하측 표면에 도포하고 30분동안 150℃에서 베이크(bake) 하였다.Photolithography by applying a negative photoresist (Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd., OMR-83, viscous 60cp) over the entire surface of the prebaked wafer at 80 ° C. for 30 minutes The resist pattern 31 was formed by processing. The resist pattern 313 covers the upper surface of the wafer 301 except for the region 302A for forming grooves 302 (FIG. 3 (d)) for receiving the electrolyte-containing material in the next step 5. Cover. The resist pattern 31 is used as a mask when etching the SiO 2 layer 312 in the next step 4. The same photoresist was applied to the lower surface of the wafer 301 and baked at 150 ° C. for 30 minutes.

단계 4 ; SiO2층의 에칭(제 3 도(c))Step 4; Etching the SiO 2 Layer (FIG. 3 (c))

웨이퍼(301)를 SiO2의 에쳔트(etchant) (50% HF/1ml+NH4F/6ml)내에 침지하여 포토레지스트(31)로 덮히지 않는 부분(302A)내에 SiO2층(312)을 부분적으로 제거하였다. 그 웨이퍼(301)를 황산과 과산화수소의 혼합용액안에 침지하여 포토레지스트(313)을 제거하였다.The wafer 301 is immersed in an etchant of SiO 2 (50% HF / 1 ml + NH 4 F / 6 ml) to deposit the SiO 2 layer 312 in the portion 302A that is not covered by the photoresist 31. Partially removed. The wafer 301 was immersed in a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide to remove the photoresist 313.

단계 5 : 실리콘 웨이퍼의 이방성 에칭(제 3 도 (d))Step 5: Anisotropic Etching of the Silicon Wafer (FIG. 3 (d))

웨이퍼(301)를 80℃에서 실리콘 에쳔트(35% KOH)내에 침지하여 마스크로서 SiO2층을 사용하는 것에 의해 실리콘 웨이퍼(301)를 이방성으로 에칭하여, 전해질 함유물질을 수용하기 위한 2개의 300㎛ 깊이의 홈(302)을 형성하였다. 이방성 에칭 완료후에, 웨이퍼(301)를 깨끗한 물로서 세척하였다.The wafer 301 is immersed in silicon etchant (35% KOH) at 80 ° C. and the silicon wafer 301 is anisotropically etched by using the SiO 2 layer as a mask, so that two 300 substrates for accommodating the electrolyte-containing material are accommodated. Grooves 302 of depth were formed. After completion of the anisotropic etching, the wafer 301 was washed with clean water.

단계 6 : SiO2층 제거 (제 3 도(e))Step 6: removing the SiO 2 layer (FIG. 3 (e))

물 세척에 이어, SiO2층(302)을 단계 4에서 수행된 것과 동일한 과정에 의해 제거하였다.Following the water wash, the SiO 2 layer 302 was removed by the same procedure as performed in step 4.

단계 7 : SiO2층 형성(제 3 도(f))Step 7: forming a SiO 2 layer (FIG. 3 (f))

단계 1과 단계 2에서 수행된 것과 동일한 과정들을 행하여 웨이퍼(301)의 열산화를 행하여, 웨이퍼(301)의 양측에 전부 0.8㎛ 두께의 두꺼운 SiO2층을 형성하였다.Thermal oxidation of the wafer 301 was performed by performing the same processes as those performed in steps 1 and 2 to form a thick SiO 2 layer having a thickness of 0.8 μm on both sides of the wafer 301.

이렇게 형성된 SiO2층(303)은 소형 산소전극 또는 완제품의 절연층으로서 기능을 한다.The SiO 2 layer 303 thus formed functions as an insulating layer of a small oxygen electrode or a finished product.

단계 8 : 크롬과 은의 얇은 층 형성(제 3 도(g1), (g2))Step 8: Form a Thin Layer of Chromium and Silver (Figure 3 (g1), (g2))

400Å 두께의 얇은 크롬층(314)과 크롬층(314)에 놓여지는 4000Å 두께의 얇은 은층(315)을 진공증착에 의해 웨이퍼(301)의 전체 상측 표면에 형성하였다. 그 얇은 은층(315)은 콤포넌트 전극들의 실질적인 부분(애노드와 캐소드)을 구성하는 전기도전층이고 얇은 크롬층(314)은 웨이퍼(301)상에 형성된 SiO2절연층(303)에 얇은 은층(315)의 고착을 보장하기 위한 접지층이다.A thin chromium layer 314 having a thickness of 400 mm 3 and a thin silver layer 315 having a thickness of 4,000 mm placed on the chromium layer 314 were formed on the entire upper surface of the wafer 301 by vacuum deposition. The thin silver layer 315 is an electrically conductive layer constituting substantial portions (anode and cathode) of the component electrodes and the thin chromium layer 314 is a thin silver layer 315 on the SiO 2 insulating layer 303 formed on the wafer 301. Ground layer to ensure fixation.

단계 9 : 포토레지스트 패턴형성Step 9: forming photoresist pattern

이 단계는 얇은 은층(315)와 얇은 크롬층(314)을 에칭하여 소형 산소전극의 콤포넌트 전극(애노드와 캐노우드)의 패터닝을 행하는 다음의 단계 10과 11에서 마스크로 사용되기 위한 포토레지스트 패턴(316)을 제공한다.This step is performed by etching the thin silver layer 315 and thin chromium layer 314 to pattern the component electrodes (anode and canopy) of the small oxygen electrode in the following steps 10 and 11 as a photoresist pattern for use as a mask ( 316).

포지티브형(positive type) 포토레지스트(Tokyo Ohka Kogyo Co. Ltd., oFPR-800, 점성 20cp 또는 OFPR-5000, 점성 50cp)를 웨이퍼(301)에 낙하하여 웨이퍼(301)를 균일하게 덮었다. 그 포토레지스트는 바람직하게는 웨이퍼 주변 가장자리(edge)에 까지 퍼질수 있는 양으로 적절히 낙하되어졌다. 그 웨이퍼(301)는 80℃에서 30분동안 프리베이크 되어졌다.A positive type photoresist (Tokyo Ohka Kogyo Co. Ltd., oFPR-800, viscous 20cp or OFPR-5000, viscous 50cp) was dropped on the wafer 301 to uniformly cover the wafer 301. The photoresist has been suitably dropped to an amount that can preferably spread to the wafer peripheral edge. The wafer 301 was prebaked at 80 ° C. for 30 minutes.

웨이퍼(301)를 마스크 중심맞추기에 의해 유리 마스크와 함께 패턴-정렬하고 노광현상하여 포토레지스트 패턴(316)을 형성하였다. 노광과 현상 싸이클(cycle)을 반복하여 너무 뚜꺼워서 일시에 그 두께에 걸쳐 노광이 완전히 이루어질 수 없는 포지티브형 포토레지스트층의 완전한 노광이 이루어지게 하였다.The wafer 301 was pattern-aligned and exposed with the glass mask by mask centering to form a photoresist pattern 316. The exposure and development cycles were repeated repeatedly so that a complete exposure of the positive photoresist layer was achieved, which was too thick to expose completely over the thickness at one time.

단계 10 : 은과 크롬의 얇은 층 에칭(제 3 도(i1) (i2))Step 10: etching a thin layer of silver and chromium (Fig. 3 (i1) (i2))

웨이퍼(301)를 에쳔트 (NH3물/1ml+H202/1ml+물/20ml)에 침지하여 은층의 드러난 부분을 제거하여서, 콤퍼넌트 전극의 실질적인 부분을 형성하였다.Hayeoseo dipping to remove the exposed parts of the silver layer to chyeonteu (NH 3 water / 1ml + H 2 0 2 / 1ml + water / 20ml) in the wafer 301, to form a substantial part of the kompeoneonteu electrode.

그 웨이퍼를 크롬 에쳔트(NaOH/0.5g+K3Fe(CN)6/1g+물/4ml)에 침지하여 크롬층(314)의 드러난 부분을 제거하였다.The wafer was immersed in chromium etchant (NaOH / 0.5g + K 3 Fe (CN) 6 / 1g + water / 4ml) to remove the exposed portion of the chromium layer 314.

단계 11 : 포토레지스트 패턴형성(제 3 도(j1), (j2)Step 11: photoresist pattern formation (FIG. 3 (j1), (j2)

이 단계는 소형 산소전극의 산소감지 위치를 한정하기 위한 포토레지스트 패턴(317)을 형성한다. 네가티브형 포토레지스트층(317) (Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd., OMR-83, 점성 60cp)을 웨이퍼(301)상에 형성하여 산소감지 위치(2개의 홈과 그 사이의 편평한 플래토우)의 영역(309)과 콤포넌트 전극(304와 305)의 패드부분(304A와 305A)이 형성되기 위한 패드영역(311)외의 다른 부분의 웨이퍼 표면을 덮었다.This step forms a photoresist pattern 317 for defining the oxygen sensing position of the small oxygen electrode. A negative photoresist layer 317 (Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd., OMR-83, Viscosity 60cp) was formed on the wafer 301 to provide an oxygen sensing location (two grooves and a flat plateau between them). The wafer surface of the region 309 and other portions other than the pad region 311 for forming the pad portions 304A and 305A of the component electrodes 304 and 305 are formed.

이것은 웨이퍼 표면에 포토레지스트를 도포하고 80℃에서 30분간 웨이퍼를 프리베이킹하여, 포토레지스트층을 노광현상함으로써 실행된다. 이후에, 포토레지스트층을 150℃에서 30분간 포스트 베이크(postbake) 하였다.This is done by applying a photoresist to the wafer surface, prebaking the wafer for 30 minutes at 80 ° C, and exposing the photoresist layer to exposure. Thereafter, the photoresist layer was postbaked at 150 ° C. for 30 minutes.

단계 12 : 스크린-인쇄 전해질 조성물 (제 3 도(k1), (k2), (k3))Step 12: Screen-Printed Electrolyte Composition (FIG. 3 (k1), (k2), (k3))

전해질 조성물을 포토레지스트(317)에 의해 한정된 산소감지 위치(2개의 홈과 그 사이의 편평한 플래토우) (309)에서 스크린인쇄하여 전해질 함유물질(306)을 형성하였다. 사용된 전해질의 제조에 대하여는 이후에 설명한다.The electrolyte composition was screen printed at an oxygen sensing location (two grooves and a flat plateau between them) 309 defined by photoresist 317 to form electrolyte-containing material 306. The preparation of the electrolyte used will be described later.

단계 13 : 패드영역 피복막 형성 (제 3 도( l1, l2))Step 13: Form the Pad Area Coating Film (FIG. 3 (l1, l2))

열경화성 해제 코팅(Fujikura kasei Co. XB-801)을 100㎛의 두께로 패드영역(311)에 스크린-인쇄하고, 150℃에서 10분간 가열하고 경화하여서 제거가능한 피복막(308)을 형성하였다.The thermosetting release coating (Fujikura kasei Co. XB-801) was screen-printed on the pad area 311 to a thickness of 100 μm, heated at 150 ° C. for 10 minutes, and cured to form a removable coating film 308.

단계 14 : 산소가스투과막 형성 (제 3 도 (m1), (m2))Step 14: Oxygen Permeation Film Formation (FIG. 3 (m1), (m2))

이중층 구조를 갖는 산소가스투과막(307)을 웨이퍼(301)상에 형성하여 웨이퍼(301)의 상측 표면을 전부 덮었다. 먼저 그 박막(307)의 하측층을, 네가티브형 포토레지스트(Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd., OMR-83, 점성 100cp)를 스핀 코팅에 의해 웨이퍼(301)상에 도포하고, 80℃에서 30분간 프리베이킹 하며, 전 웨이퍼 표면을 노광시키고 현상한 후 150℃로 30분간 포스트 베이킹 하는 것에 의해 형성하였다.An oxygen gas permeable film 307 having a double layer structure was formed on the wafer 301 to cover the entire upper surface of the wafer 301. First, the lower layer of the thin film 307 was applied onto the wafer 301 by spin coating a negative photoresist (Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd., OMR-83, viscous 100 cps), followed by 30 at 80 ° C. It was formed by prebaking for a minute, exposing the entire wafer surface and developing and post-baking for 30 minutes at 150 ° C.

그 다음에, 박막(307)의 상측층을 스핀 코팅법에 의해 웨이퍼(301)에 실리콘 수지(Toray-Dow Corning Silicone Co. SE9176)를 도포하고 오븐(oven)내의 페트리(Petri) 접시 또는 비이커 내의 물에 의해 축축해진 오븐내에서 70℃로 30분간 가열하여 코팅된 수지를 경화시킴으로써 형성하였다.Next, the upper layer of the thin film 307 is coated with a silicone resin (Toray-Dow Corning Silicone Co. SE9176) on the wafer 301 by spin coating and placed in a Petri dish or beaker in an oven. It was formed by curing the coated resin by heating at 70 ° C. for 30 minutes in an oven moistened with water.

단계 15 : 패드의 노출 (제 3 도 (n1), (n2))Step 15: the exposure of the pad (third degree (n1), (n2))

패드영역(311)에 형성된 피복막(308)을 핀셋으로 벗겨내서 그 영역에서 산소가스투과막을 선택적으로 제거하고, 이것에 의해 소형 산소전극의 패드(304A와 305A)를 노출시켰다.The coating film 308 formed in the pad area 311 was peeled off with tweezers to selectively remove the oxygen gas permeation film from the area, thereby exposing the pads 304A and 305A of the small oxygen electrode.

단계 16 : 소형 산소전극의 분리Step 16: Separation of Small Oxygen Electrode

다수의 소형 산소전극을 단계 1부터 단계 15까지를 진행하는 것에 의해 일시에 웨이퍼(301)상에 일괄적으로 형성하여 다이싱(dicing) 톱에 의해 칩으로 절단하였다. 보여준 예에서는 일시에 소형 산소전극의 40개의 칩을 제공한다.A large number of small oxygen electrodes were collectively formed on the wafer 301 at a time by proceeding from step 1 to step 15, and cut into chips by a dicing saw. The example shown provides 40 chips of small oxygen electrodes at one time.

[실시예 2]Example 2

패드영역 피복막의 형성 단계(13)는 다음과 같이 변형되는 것 이외는, 제 1실시예의 것과 동일한 공정과정에 의해서 소형 산소전극을 제조하였다.In the forming step 13 of the pad region coating film, a small oxygen electrode was manufactured by the same process as in the first embodiment except that the pad region coating film was deformed as follows.

단계 13 : 패드영역 피복막 형성Step 13: Form the Pad Area Coating Film

(변형)(transform)

테트라하이드로푸란(tetrahydrofuran)에 용해된 폴리비닐 클로라이드 수지를 50㎛의 두께로서 패드영역(311)에 스크린인쇄하고 70℃로 가열하여 경화시켜서 피복막(308)을 형성하였다.The polyvinyl chloride resin dissolved in tetrahydrofuran was screen printed on the pad area 311 with a thickness of 50 µm, and cured by heating at 70 ° C to form a coating film 308.

제 1 실시예와 제 2 실시예의 단계(12)에서 사용된 본 발명에 따른 전해질 조성물은 다음과 같은 방법으로 준비되어졌다.The electrolyte composition according to the present invention used in step 12 of the first and second embodiments was prepared in the following manner.

준비과정 1 : 무기염의 미세분말의 제공Preparation process 1: provision of fine powder of inorganic salt

염화칼륨 또는 염화나트륨의 미립자들을 다음의 과정(a)와 (b) 중 하나에 의해 형성하였다.Particulates of potassium chloride or sodium chloride were formed by one of the following procedures (a) and (b).

(a) 염화칼륨 또는 염화나트륨의 고체물질을 분쇄기(Fritsch Co. Type p-5)에 의해 10㎛보다 작은 직경을 갖는 미립자들로 분쇄하였다.(a) The solid material of potassium chloride or sodium chloride was ground into fine particles having a diameter smaller than 10 μm by a mill (Fritsch Co. Type p-5).

(b) 염화칼륨 또는 염화나트륨의 포화수용액을 마련하였다. 그 용액을 테플론 볼 필터(Teflon ball filter) (Iuchiseieido Co., pore diameter 10㎛)를 통해 용액의 10배양의 아세톤 또는 프로판올(propanol), 에탄올(ethanol)과 같은 유기용매 안으로 주입하였다.(b) A saturated aqueous solution of potassium chloride or sodium chloride was prepared. The solution was injected through a Teflon ball filter (Iuchiseieido Co., pore diameter 10 μm) into an organic solvent such as acetone or propanol or ethanol in 10 cultures of the solution.

그 유기용매를 주입중에 교반기(stirrer)에 의해 완전히 교반하였다. 이것은 유리필터에 의해 걸러지고 동일종류의 깨끗한 유기용매로서 두번 내지 세번 세척되어 건조된 무기염의 미립자의 석출을 제공하여 10㎛ 이하의 직경을 갖는 미립자를 얻을 수 있었다.The organic solvent was stirred thoroughly by a stirrer during injection. This was filtered by a glass filter and washed two to three times with the same kind of clean organic solvent to provide precipitation of the dried inorganic salt fine particles to obtain fine particles having a diameter of 10 mu m or less.

(*) 테플론 : 폴리테트라 플루오로 에틸렌(PTFE)에 대한 듀퐁사(Dupont Co.)의 상표(*) Teflon: Trademark of Dupont Co. for Polytetrafluoroethylene (PTFE)

준비과정 2 : 전해질 조성물의 배합Preparation process 2: formulation of electrolyte composition

위에서 얻어진 무기염 미립자, 폴리비닐 피롤리돈 및 유기용매를 배합하여 페이스트 형태로 전해질 조성물을 형성하였다.The inorganic salt fine particles, polyvinyl pyrrolidone and the organic solvent obtained above were combined to form an electrolyte composition in the form of a paste.

다음은 이렇게 배합된 조성의 예이다.The following is an example of such a composition.

전해질 조성물 : 케이스 1Electrolyte Composition: Case 1

염화칼륨 미립자 0.15g0.15 g of potassium chloride fine particles

폴리비닐 피롤리돈 1g1 g of polyvinyl pyrrolidone

펜탄올(pentanol) 5g5 g pentanol

전해질 조성물의 30% 내지 70%가 고체부분이고, 나머지는 유기용매이고 고체부분의 50% 내지 90%가 무기염이 되도록 배합을 행할 수 있다. 다음은 이렇게 배합된 조성의 예이다.30% to 70% of the electrolyte composition is a solid part, the remainder is an organic solvent, and 50% to 90% of the solid part can be blended so as to be an inorganic salt. The following is an example of such a composition.

전해질 조성물 : 케이스 2Electrolyte Composition: Case 2

염화칼륨 미립자 4g4 g of potassium chloride fine particles

폴리비닐 피롤리돈 1g1 g of polyvinyl pyrrolidone

펜탄올(pentanol) 5g5 g pentanol

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 전해질 조성물은 pH 완충효과를 갖는 염을 더 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the electrolyte composition further includes a salt having a pH buffering effect.

다음의 경우에 인산을 첨가하더라도, 본 발명에서 사용된 완충제(buffering agent)는 인산염, 초산염, 붕산염, 구연산염, 프탈산염, 사붕산염, 글리신염 및 트리스(하이드록시메틸) 아미노메탄염으로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다.Even if phosphoric acid is added in the following case, the buffering agent used in the present invention is composed of phosphate, acetate, borate, citrate, phthalate, tetraborate, glycine salt and tris (hydroxymethyl) aminomethane salt Can be selected from.

완충제로서 인산염이 추가된 전해질 조성물은 예로서 다음과 같은 방법으로 마련될 수 있다.An electrolyte composition to which phosphate is added as a buffer may be prepared by, for example, the following method.

준비과정 1 : 무기염의 미세분말 제공Preparation process 1: providing fine powder of inorganic salt

염화칼륨 또는 염화나트륨의 미립자를 다음의 과정(a)와 (b) 중 하나에 의해서 형성하였다.Particulates of potassium chloride or sodium chloride were formed by one of the following procedures (a) and (b).

(a) 71.55g의 염화칼륨과 8.71g의 디포타시움(dipotassium) 수소 인산염의 무게를 재고, 이들을 분쇄기(Fritsch Co., Type p-5)에 의해 10㎛보다 작은 직경을 갖는 입자들로 분쇄하였다.(a) 71.55 g of potassium chloride and 8.71 g of dipotassium hydrogen phosphate were weighed and ground by particles (Fritsch Co., Type p-5) into particles having a diameter smaller than 10 μm.

(b) 74.55g의 염화칼륨과 8.71g의 디포타시움 수소 인산염의 무게를 재고 이들을 230ml의 물에 용해하였다.(b) 74.55 g of potassium chloride and 8.71 g of dipotassium hydrogen phosphate were weighed and dissolved in 230 ml of water.

테플론 볼 필터(Iuchiseieido co., pore diameter 10㎛)를 통해 수용액의 10배인 에탄올의 양으로 수용액을 주입하였다. 에탄올을 주입중에 교반기에 의해 완전히 교반하였다. 그결과 무기염의 미립자가 석출되어서 이를 유리필터에 의해 걸러지고 깨끗한 에탄올에 의해 두번 내지 세번 세척하여 건조시켜서 10㎛보다 적은 직경을 갖는 미립자를 얻었다.The aqueous solution was injected through the Teflon ball filter (Iuchiseieido co., Pore diameter 10㎛) in the amount of ethanol 10 times the aqueous solution. Ethanol was thoroughly stirred by the stirrer during injection. As a result, the fine particles of the inorganic salts were precipitated and filtered by a glass filter, washed two to three times with clean ethanol and dried to obtain fine particles having a diameter smaller than 10 μm.

염화칼륨 또는 염화나트륨의 미립자와 인산염 또는 완충제의 미립자를 개별적으로 준비하였다. 예로서, 염화칼륨 또는 염화나트륨의 농축 수용액을 형성할때, 칼륨 디하이드로겐(Dihydrogen) 인산염과 나트륨 디하이드로겐 인산염(4 : 6의 몰비)의 수용액을 개별적으로 형성할 수 있다.Fine particles of potassium chloride or sodium chloride and fine particles of phosphate or buffer were prepared separately. For example, when forming a concentrated aqueous solution of potassium chloride or sodium chloride, an aqueous solution of potassium dihydrogen phosphate and sodium dihydrogen phosphate (molar ratio of 4: 6) may be formed separately.

두 용액은 모두 포화상태인 것이 바람직하며 그것은 좀 더 많은 양의 미립자, 즉 고효율을 제공한다.Both solutions are preferably saturated and they provide a higher amount of particulate, ie high efficiency.

무게가 측정된 인산염은 용해된 인산염의 비가 pH값에 중대한 영향을 미치기 때문에 물에서 완전히 용해되어져야 한다.Weighed phosphates should be completely dissolved in water because the ratio of dissolved phosphates has a significant effect on the pH value.

그래서 준비된 수용액들은 상술한 방법으로 에탄올과 같은 유기용매에 각각 주입되고 석출된 미립자를 수집한다.Thus, the prepared aqueous solutions collect fine particles injected and precipitated into organic solvents such as ethanol, respectively, by the method described above.

준비과정 2 : 전해질 조성물의 배합Preparation process 2: formulation of electrolyte composition

위에서 얻어진 무기염의 미립자와 폴리비닐 피롤리돈 및 유기용매를 배합하여 페이스트의 형태로 전해질 조성물을 형성하였다. 다음은 이렇게 배합된 조성의 예들이다.The fine particles of the inorganic salt obtained above, polyvinyl pyrrolidone and an organic solvent were combined to form an electrolyte composition in the form of a paste. The following are examples of such compositions.

전해질 조성물 : 케이스 3Electrolyte Composition: Case 3

염화칼륨과 인산염의 미립자의 혼합물 0.25g0.25 g of a mixture of fine particles of potassium chloride and phosphate

폴리비닐 피롤리돈 1g1 g of polyvinyl pyrrolidone

펜탄올(pentanol) 5g5 g pentanol

전해질 조성물 : 케이스 4 (별개로 형성된 완충제의 미립자)Electrolyte Composition: Case 4 (Particulates of Separated Buffers)

염화칼륨 미립자 3.5g3.5 g of potassium chloride fine particles

인산염 미립자 0.5g0.5 g of phosphate fine particles

폴리비닐 피롤리돈 1g1 g of polyvinyl pyrrolidone

펜탄올(pentanol) 5g5 g pentanol

실시예 1 및 2에서 제조된 소형 산소전극의 성능은 25℃의 온도와 0.6V의 인가 전압에서 7.0의 pH값을 갖는 100mM의 인산완충용액중의 용존 산소농도를 측정함으로써 시험되었다.The performance of the small oxygen electrodes prepared in Examples 1 and 2 was tested by measuring the dissolved oxygen concentration in 100 mM phosphate buffer solution with a pH value of 7.0 at a temperature of 25 ° C. and an applied voltage of 0.6 V.

제 4 도는 순간적으로 산소농도를 제로상태로 감소시키기 위하여, 나트륨 아황산염이 100%의 산소로 포화된 용액에 첨가될때 관측되는 응답곡선을 나타낸 것이다.4 shows the response curve observed when sodium sulfite is added to a solution saturated with 100% oxygen in order to reduce oxygen concentration to zero instantaneously.

그 응답시간은 40초 이었으며, 그것은 용존 산소농도의 변화에 상응하는 것이다.The response time was 40 seconds, which corresponds to the change in dissolved oxygen concentration.

제 5 도는 이 경우에서 얻어진 측정 곡선을 나타낸 것으로, 이것으로부터 0ppm으로부터 8ppm까지의 용존 산소농도의 전 영역, 즉 포화농도에 걸쳐서 양호한 선형 특성이 보장되는 것을 알 수 있다.5 shows the measurement curve obtained in this case, from which it can be seen that good linear characteristics are ensured over the entire range of dissolved oxygen concentrations from 0 ppm to 8 ppm, that is, the saturation concentration.

[실시예 3]Example 3

제 6 도를 참조하여, 실리콘 웨이퍼외에 전기적 절연 편평기판을 사용하는 것에 의해 본 발명에 따른 소형 산소전극을 제조하기 위한 공정과정을 설명한다.Referring to FIG. 6, a process for producing a small oxygen electrode according to the present invention by using an electrically insulating flat substrate in addition to a silicon wafer will be described.

단계 : 콤포넌트 전극 패턴 형성(제 6도 (a))Step: Form Component Electrode Pattern (FIG. 6 (a))

60㎜의 면적, 1.6㎜의 두께의 세척된 전기적 절연 편평 기판(401)을 준비하였다. 그 절연기판(401)은 유리, 석영, 세라믹, 플라스틱 또는 다른 전기적 절연체로서 만들어질 수 있다.A washed electrically insulating flat substrate 401 having an area of 60 mm and a thickness of 1.6 mm was prepared. The insulating substrate 401 may be made of glass, quartz, ceramic, plastic or other electrical insulator.

애노드(404)와 캐소드(405)를 이루는 콤포넌트 전극 패턴이 다음의 과정 (a)와 (b)중 하나에 의해서 절연 기판상에 형성되어진다.A component electrode pattern constituting the anode 404 and the cathode 405 is formed on the insulating substrate by one of the following processes (a) and (b).

(a) 얇은 은층을 앞선 실시예 1과 실시예 2에서 사용된 바와 같은 방법을 진공 증착법에 의해 형성하고 에칭하여 소정의 전극패턴을 형성한다.(a) The thin silver layer is formed by the vacuum vapor deposition method and the method as used in Examples 1 and 2 above is etched to form a predetermined electrode pattern.

(b) 전기전도성 페이스트(Fujikura kasei Co., D-1230변형)는 기판상에 스크린-인쇄되어진다. 그 콤포넌트 전극(404와 405)은 외부와의 전기적 접속 패드(404A와 405A)를 위한 단부를 각각 갖는다.(b) The electroconductive paste (Fujikura kasei Co., D-1230 modified) is screen-printed onto the substrate. The component electrodes 404 and 405 have ends for electrical connection pads 404A and 405A, respectively.

패드(404A와 405A) 사이에 마련된 보조패드(420)는 예로서 3극 구조를 갖는 소형 산소전극에 사용될 수 있다.The auxiliary pad 420 provided between the pads 404A and 405A may be used for a small oxygen electrode having, for example, a three-pole structure.

단계 2 : 스크린-인쇄 전해질 조성물 (제 6 도 (b))Step 2: Screen-Printed Electrolyte Composition (FIG. 6 (b))

실시예 1에서 사용된 것과 동일한 전해질 조성물을 스크린 인쇄하여 산소감지 위치의 영역(409)을 충전하여서 전해질 함유물질(406)을 형성하였다.The same electrolyte composition as used in Example 1 was screen printed to fill the region 409 at the oxygen sensing location to form an electrolyte containing material 406.

단계 3 : 패드영역 피복막 형성 (제 6 도 (c))Step 3: Form the Pad Area Coating Film (FIG. 6 (c))

열경화성 해제 코팅(Fujikura kasei Co., XB-801)을 패드(404A와 405A)와 보조패드(420)를 함유한 패드영역(411)에서 스크린-인쇄하여 패드영역(411)을 덮는 피복막(408)을 형성하였다.A coating film 408 covering the pad area 411 by screen-printing a thermosetting release coating (Fujikura kasei Co., XB-801) in the pad area 411 containing the pads 404A and 405A and the auxiliary pad 420. ) Was formed.

단계 4 : 산소가스투과막 형성 (제 6 도(d))Step 4: Oxygen Gas Permeation Film Formation (FIG. 6 (d))

이중층 구조를 갖는 산소가스투과막(407)을 기판(401)상에 형성하여 기판(401)의 상측표면을 전부 덮기 위하여 박막(407)의 하측 및 상측층은 네가티브형 포토레지스트(Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd., OMR-83, 점성 100cp)와 실리콘 수지(Toray-Dow Corning Silion Co., SE9176)를 각각 스핀 코팅법에 의해 도포하고 나서 도포된 층들을 경화시키는 것에 의해 형성되어졌다.In order to form an oxygen gas permeable film 407 having a double layer structure on the substrate 401 to cover the entire upper surface of the substrate 401, the lower and upper layers of the thin film 407 are negative photoresist (Tokyo Ohka Kogyo Co. , Ltd., OMR-83, viscosity 100cp) and a silicone resin (Toray-Dow Corning Silion Co., SE9176) were formed by spin coating, respectively, and then hardened by the applied layers.

단계 5 : 패드영역 노출 (제 6 도 (e))Step 5: Exposing the Pad Area (FIG. 6 (e))

패드영역(411) 상에 형성된 피복막(408)을 핀셋으로 벗겨 그 부분에서 산소가스투과막(407)을 선택적으로 제거하여서, 소형 산소전극의 패드(404A와 405A)를 노출시켰다. 보조패드(420)를 동시에 노출하였다.The coating film 408 formed on the pad region 411 was peeled off with tweezers to selectively remove the oxygen gas permeation film 407 from the portion, thereby exposing the pads 404A and 405A of the small oxygen electrode. The auxiliary pad 420 was simultaneously exposed.

단계 6 : 소형 산소전극의 분리 (제 6 도(f))Step 6: Separation of Small Oxygen Electrode (FIG. 6 (f))

복수개의 소형 산소전극을 선행 단계(1-6)에 의해 일시예 전기적 절연기판(401)상에 일괄적으로 형성하였고, 다이싱 톱에 의해 칩들로 절단하였다. 보여준 예에는 단일 기판으로부터 동시에 소형 산소전극의 7개의 칩을 제공하고 있다.A plurality of small oxygen electrodes were collectively formed on the electrically insulating substrate 401 by the preceding steps 1-6, and cut into chips by a dicing saw. The example shown provides seven chips of small oxygen electrodes simultaneously from a single substrate.

선행예들이 은으로 콤포넌트 전극들이 형성되었을지라도, 콤포넌트 전극들은 은대신에 금으로도 각각 형성될 수 있다.Although the component electrodes are formed of silver, the component electrodes may be formed of gold instead of silver, respectively.

예로서, 콤퍼넌트 전극들은 실시예 1의 부분적인 변경에 의해 다음과 같이 은대신에 금으로 형성될 수 있다.For example, the component electrodes may be formed of gold instead of silver as follows by partial modification of the first embodiment.

[실시예 4]Example 4

실시예 1의 단계(8과 10)을 다음과 같은 방법으로 변경하였다.Steps 8 and 10 of Example 1 were changed in the following manner.

단계(8)에서 (제 3 도 g1과 제 3 도 g2), 얇은 금층(315) (400Å의 두께)이 얇은 은층(315) (4000Å의 두께) 대신에 진공증착되어지는 것을 제외하곤 실시예 1에서와 동일한 과정을 행하였다.Example 1 (step 3, g1 and g2), except that the thin gold layer 315 (400 mm thick) is vacuum deposited instead of the thin silver layer 315 (thickness 4000 mm). The same procedure was followed.

이어지는 단계(9) (제 3 도 h1와 제 3 도 h2)은 실시예 1에서와 동일한 방법으로 실행되었다.Subsequent step 9 (FIGS. 3 h1 and 3 h2) was carried out in the same manner as in Example 1.

단계 (10) (제 3 도 (i1)와 (i2)에서 웨이퍼(301)가 은 에쳔트 대신 금 에쳔트(K1/4g+I2/Ig+물/40ml) 내에 침지된 것 이외는 실시예 1에서의 과정과 동일한 과정을 행하였다.Step 10 (Example 3 except that in FIG. 3 (i1) and (i2) wafer 301 was immersed in gold etchant (K1 / 4g + I 2 / Ig + water / 40ml) instead of silver etchant) The same process as in E.g.

이들 변경들은 금으로 형성된 콤포넌트 전극을 갖는 소형 산소전극을 제공하였다.These modifications provided a small oxygen electrode with component electrodes formed of gold.

금 캐소드와 은 애노드를 갖는 소형전극은 다음과 같은 방법으로 제조될 수 있다.Small electrodes having a gold cathode and a silver anode can be manufactured in the following manner.

[실시예 5]Example 5

제 7 도를 참조하여, 유리기판을 사용하는 것에 의해 본 발명에 따른 금 캐소드와 은 애노드를 갖는 소형 산소전극을 제조하기 위한 공정과정을 설명한다.Referring to FIG. 7, a process for producing a small oxygen electrode having a gold cathode and a silver anode according to the present invention by using a glass substrate will be described.

단계 1 : 기판 세척 (제 7 도 (a))Step 1: Substrate Cleaning (Fig. 7 (a))

60㎜의 면적, 1.6㎜의 두께를 갖는 유리기판(511)을 세제(예로서, Furuuchi kagaku Co., semico clean 56)와 아세톤으로서 완전히 세척하였다.The glass substrate 511 having an area of 60 mm and a thickness of 1.6 mm was completely washed with a detergent (eg, Furuuchi kagaku Co., semico clean 56) and acetone.

단계 2 : 크롬, 금, 은의 얇은 층 형성 (제 7 도 (b))Step 2: forming a thin layer of chromium, gold and silver (Fig. 7 (b))

얇은 크롬층(예로서 400Å 두께), 얇은 금층(예로서, 4000Å의 두께), 얇은 은층(예로서, 4000Å의 두께)들을 진공증착법에 의해 차례대로 기판(511)상에 형성하였다. 그 얇은 크롬층은 유리기판(511)과 금과 은의 콤포넌트 전극들 사이의 양호한 고착력을 보장한다.A thin chromium layer (eg 400 mm thick), a thin gold layer (eg 4000 mm thick), and a thin silver layer (eg 4000 mm thick) were sequentially formed on the substrate 511 by a vacuum deposition method. The thin chromium layer ensures good adhesion between the glass substrate 511 and the component electrodes of gold and silver.

단계 3 : 포토레지스트 패턴 형성 (제 7 도 (c))Step 3: Forming a Photoresist Pattern (FIG. 7 (c))

포지티브형 포토레지스트(예로서, Tokyo Ohka Kogyo CO., Ltd., OFPR-800, 20cp 또는 OFPR-5000, 50cp)을 얇은 은층(512)상에 도포하여, 80℃에서 30분간 프리베이킹 하였다.A positive photoresist (e.g., Tokyo Ohka Kogyo CO., Ltd., OFPR-800, 20cp or OFPR-5000, 50cp) was applied onto the thin silver layer 512 and prebaked at 80 ° C for 30 minutes.

그래서, 형성된 포토레지스트층을 노광 현상하여, 모든 콤포넌트 전극에 상응하는 포토레지스트 패턴(513)을 형성하였다.Thus, the formed photoresist layer was exposed and developed to form photoresist patterns 513 corresponding to all component electrodes.

단계 4 : 얇은 금층과 은층의 형성 (제 7 도 (d))Step 4: Formation of Thin Gold and Silver Layers (Fig. 7 (d))

기판(511)을 은 에쳔트(예로서, 29% NH4OH/1ml+31% H2O2/1ml+물/20ml)에 침지하여 얇은 은층(512)을 패턴하였다. 그리고 나서 그 기판(511)을 금 에쳔트(예로서, KI/4g+I2/1g/+물/40ml)에 침지하여 얇은 금층을 패턴하였다.The substrate 511 is a chyeonteu (e. G., 29% NH 4 OH / 1ml + 31% H 2 O 2 / 1ml + water / 20ml) thin silver layer 512 was immersed in a pattern. Then, the substrate 511 was immersed in a gold etchant (eg, KI / 4g + I 2 / 1g / + water / 40ml) to pattern a thin gold layer.

이것은 포토레지스트로 덮혀지지 않은 부분의 얇은 크롬층(514)을 노출시켰다.This exposed the thin chromium layer 514 in the portion not covered with the photoresist.

단계 5 : 포토레지스트 패턴의 재패턴화(제 7 도(e))Step 5: Repatterning the Photoresist Pattern (Fig. 7 (e))

포지티브형 포토레지스트층(513)을 다시 노광현상하여 애노드가 형성되기 위한 부분에만 포토레지스트 패턴(513)이 남고 포토레지스트 패턴(513)의 다른 부분은 제거되어 얇은 은층(512)을 노출시켰다.The positive photoresist layer 513 was again exposed to light so that the photoresist pattern 513 remained only at the portion where the anode was formed, and the other portion of the photoresist pattern 513 was removed to expose the thin silver layer 512.

단계 6 : 콤포넌트 전극 패턴화 (제 7 도 (f))Step 6: component electrode patterning (FIG. 7 (f))

기판(511)을 에쳔트에 침지하여 선행된 단계(5)에서 노출된 얇은 은층을 제거하였다. 그래서 아래에 놓인 얇은 금층을 노출시켰다. 그 결과로서, 연장된 카드 가장자리 부분(또는 패드) (503)과 부유카드 가장자리 부분(또는 패드)을 포함하여 금 캐소드(504)가 노출되었다. 그리고 나서, 기판을 크롬 에쳔트 (예로서, NaOH/0.5g+K3Fe(CN)6/1g+물/4ml)에 침지하여 얇은 크롬층(514)의 개방된 부위를 제거하였다.The substrate 511 was immersed in the etchant to remove the thin silver layer exposed in the preceding step (5). So it exposed a thin layer of gold beneath. As a result, the gold cathode 504 was exposed, including the extended card edge portion (or pad) 503 and the floating card edge portion (or pad). The substrate was then immersed in chromium etchant (eg, NaOH / 0.5g + K 3 Fe (CN) 6 / 1g + water / 4ml) to remove open portions of thin chromium layer 514.

기판을 아세톤에 침지하여 포토레지스트 패턴(513)을 완전히 제거하였다. 그래서, 연장된 카드가장자리 부분(또는 패드) (503)을 포함하여 은 애노드(505)를 노출시켰다.The substrate was immersed in acetone to completely remove the photoresist pattern 513. Thus, the silver anode 505 was exposed by including an extended card edge portion (or pad) 503.

이것은 금 캐소드(504)와 은 애노드(505)를 포함한 콤포넌트 전극의 전체 배치의 형성을 완료시켰다.This completed the formation of the entire batch of component electrodes including the gold cathode 504 and the silver anode 505.

단계 7 : 포토레지스트 패턴 형성(제 7 도 (g))Step 7: forming a photoresist pattern (FIG. 7 (g))

네가티브형 포토레지스트(예로서, Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd., OMR-83, 점성 60cp)를 스핀 코팅법에 의해 기판(511)의 전체 상층표면에 도포하고 70~80℃에서 30분간 프리베이킹 하였다. 노광, 현상후에 포토레지스트를 150℃에서 30분간 포스트 베이킹하여 은 애노드(505)의 산소감지 위치와 금 캐소드(504) 부분 및 카드가장자리 부분 또는 패드, (503)을 제외하고 기판을 덮는 포토레지스트 패턴(516)을 형성하였다.A negative photoresist (e.g., Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd., OMR-83, Viscosity 60cp) is applied to the entire upper surface of the substrate 511 by spin coating and prebaked at 70-80 ° C for 30 minutes. It was. After exposure and development, the photoresist is post-baked at 150 ° C. for 30 minutes to cover the substrate except for the oxygen sensing position of the silver anode 505, the gold cathode 504 portion, and the card edge portion or pad, 503. (516) was formed.

단계 8 : 스크린-인쇄 전해질 조성물 (제 7 도 (h))Step 8: Screen-Printed Electrolyte Composition (FIG. 7 (h))

본 발명의 전해질 조성물을 포토레지스트 패턴(516)에 의해 규정된 산소위치(515) 상에 스크린-인쇄하여 전해질 함유물질(517)을 형성하였다.The electrolyte composition of the present invention was screen-printed on the oxygen position 515 defined by the photoresist pattern 516 to form the electrolyte containing material 517.

단계 9 : 패드영역 피복막 (제 7 도(i))Step 9: Pad Area Coating Film (FIG. 7 (i))

열경화성 해제 코팅(Fujikura kesei co., XB-801)을 100㎛의 두께로 패드영역(또는 카드가장자리 부분) (503) 상에 스크린-인쇄하고 나서, 150℃로 10분간 가열하는 것에 의해 경화하여 피복막(508)을 형성하였다.The thermosetting release coating (Fujikura kesei co., XB-801) was screen-printed onto the pad area (or card edge portion) 503 to a thickness of 100 μm, and then cured by heating at 150 ° C. for 10 minutes. A film 508 was formed.

단계 10 : 산소가스-투과막 형성(제 7 도 (j))Step 10: Oxygen Gas-Permeable Film Formation (FIG. 7 (j))

이중층 구조를 갖는 산소가스투과막(507)을 유리기판(511)상에 형성하여 기판 상측 표면을 전부 덮었다. 먼저 막(507)의 하측층을 네가티브형 포토레지스트 (Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. OMR-83, 점성 100cp)를 스핀 코팅하고, 80℃에서 30분간 프리베이킹하고, 전 기판 표면을 노광하고, 150℃로 30분간 포스트 베이킹하는 것에 의해 형성하였다. 그리고 나서 상측층을 실리콘 수지(Toray-Dow Corning Silicone Co., SE 9176)로 스핀 코팅하고, 그것내에 위치한 페트리접시 또는 비이커내에 포함된 물에 의해 축축한 오븐내에서 70℃의 온도로 30분간 열을 가하여 경화시키는 것에 의해 형성하였다.An oxygen gas permeable film 507 having a double layer structure was formed on the glass substrate 511 to cover the entire upper surface of the substrate. First, the lower layer of the film 507 was spin coated with a negative photoresist (Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. OMR-83, viscous 100 cps), prebaked at 80 ° C. for 30 minutes, and the entire substrate surface was exposed, It formed by post-baking at 150 degreeC for 30 minutes. The top layer is then spin coated with Toray-Dow Corning Silicone Co., SE 9176 and heated for 30 minutes at a temperature of 70 ° C. in an oven moistened with water contained in a petri dish or beaker placed therein. It formed by adding and hardening.

단계 11 ; 패드 노출(제 7 도 (k))Step 11; Pad Exposure (Figure 7 (k))

패드영역(503)에 형성된 피복막(508)을 핀셋으로 벗겨 그 부분의 산소가스투과막(507)을 선택적으로 제거하였다. 그래서, 소형 산소전극의 패드(또는 카드가장자리(504A와 505A)를 노출시켰다.The coating film 508 formed in the pad region 503 was peeled off with tweezers to selectively remove the oxygen gas permeable film 507 in that portion. Thus, the pads (or card edges 504A and 505A) of the small oxygen electrode were exposed.

피복막(508)이 벗겨질때, 산소가스투과막(507)을 피복막(508)상에 위치된 막부분과 피복막(508)으로부터 떨어진 다른 막 부분 사이의 피복막(508)의 가장자리에서 절단하도록 산소가스투과막(507)을 선택적으로 제거하였다.When the coating film 508 is peeled off, the oxygen gas permeable film 507 is cut at the edge of the coating film 508 between a film portion located on the coating film 508 and another film portion away from the coating film 508. The oxygen gas permeation membrane 507 was selectively removed so as to be effective.

유리기판상에 잔존하는 산소가스투과막의 부분을 기판에 강하게 고착하고, 후에 설명될 물증착처리를 포함한 후처리 공정에 의해 박리되지 않았다. 또한, 산소가스투과막의 의료기구에서 사용되고 도뇨관(catheter)에 부착될때나 또는 120℃의 온도, 1.2atm의 압력에서 약 15분간 소독되는 발효기에서의 산소농도를 감시하기 위해 사용될 때 파손되지 않았다.The portion of the oxygen gas permeable film remaining on the glass substrate was strongly adhered to the substrate, and was not peeled off by the post-treatment process including the water deposition treatment described later. In addition, it was not broken when used in a medical device of an oxygen gas permeable membrane and attached to a catheter or used to monitor the oxygen concentration in a fermenter that was sterilized for about 15 minutes at a temperature of 120 ° C. and a pressure of 1.2 atm.

단계 12 : 소형 산소전극의 분리(제 7 도 (i))Step 12: Separation of Small Oxygen Electrode (FIG. 7 (i))

복수개의 소형 산소전극들을 일시에 유리기판(511)상에 일괄적으로 형성하고 다이싱 톱에 의해 칩들로 절단하였다. 보여준 예는 하나의 기판으로서 일시에 7개의 소형 산소전극을 제공한 것이다.A plurality of small oxygen electrodes were formed at once on the glass substrate 511 and cut into chips by a dicing saw. The example shown provides seven small oxygen electrodes at one time as a substrate.

산소가스투과막은 기판에 강하게 고착하였고 스크라이브(scrible)라이를 따라 그 절단중에 박리되지 않았다. 더우기, 신뢰도 시험시 낮은 신뢰도를 보이지 않았다.The oxygen gas permeable film adhered strongly to the substrate and did not peel off during its cutting along the scribe line. Moreover, the reliability test did not show low reliability.

본 발명에 따른 소형 산소전극은 갈바니(galvani)형과 3극형 산소전극을 포함하는 산소를 전기 화학적으로 검출하기 위한 어떠한 클라크(clark)형 소자에도 적용될 수 있다.The small oxygen electrode according to the present invention can be applied to any clark type device for electrochemically detecting oxygen including galvani and tripolar oxygen electrodes.

제 8 도(a)와 (b) 및 (c)는 3극형 소형 산소전극의 예를 보인 것이다.8 (a), (b) and (c) show an example of a tripolar small oxygen electrode.

여기서, 제 8(b)는 산소가스투과막이 아직 형성되지 않은 미완성의 구조를 나타낸 것이다.Here, the eighth (b) shows an unfinished structure in which the oxygen gas permeation membrane has not yet been formed.

작용전극(702), 카운터 전극(703) 및 기준전극(704)은 실리콘 웨이퍼(701)상에 형성되었고 (제 8 도(b) 참조) 산소가스투과막(705)은 각 전극의 패드(702A, 703A, 704A)를 제외한 표면을 덮는다.The working electrode 702, the counter electrode 703 and the reference electrode 704 were formed on the silicon wafer 701 (see FIG. 8 (b)), and the oxygen gas permeable film 705 was pads 702A of each electrode. Cover surfaces except 703A, 704A).

제 8 도 (c)는 전해질 포함물질을 형성하기 위하여 실리콘 웨이퍼내에 형성된 홈에 전해질 조성물(715)이 채워지는 산소감지 위치의 I-I선 단면도를 나타낸 것이다.FIG. 8C is a cross-sectional view taken along the line I-I of the oxygen sensing position where the electrolyte composition 715 is filled in the groove formed in the silicon wafer to form the electrolyte containing material.

[실시예 6]Example 6

제 8 도(a) 내지 제 8 도(c)에 나타낸 기본적인 구조를 갖는 본 발명에 따른 3극형 소형 산소전극은 다음의 과정으로 본 발명에 따라 제조되어졌다.The tripolar small oxygen electrode according to the present invention having the basic structure shown in Figs. 8 (a) to 8 (c) was manufactured according to the present invention by the following procedure.

단계 1 : 전해질 함유물질을 수용하기 위한 홈 형성 (제 9 도 (a1)와 제 9 도(a2))Step 1: forming a groove for accommodating the electrolyte-containing material (Figs. 9 (a1) and 9 (a2))

실시예 1의 단계(1)에서 단계(7)에서 실행된 것과 같은 동일과정에 있어서, 전해질 함유물질을 수용하기 위한 홈(706)과 SiO2절연층(707)을 실리콘 웨이퍼(701)의 양측에 형성하였다.In the same process as that performed in step (1) to (7) of the first embodiment, both sides of the silicon wafer 701 are provided with a groove 706 and an SiO 2 insulating layer 707 for accommodating an electrolyte-containing material. Formed on.

단계 2 : 콤포넌트 전극 패턴 형성 (제 9 도 (b1)과 제 9 도 (b2))Step 2: forming the component electrode pattern (FIGS. 9 (b1) and 9 (b2))

실시예 5의 단계(2)에서 단계(6)까지에서 실행된 것과 동일한 과정에 있어서, 작용전극(702)와 카운터 전극(703)은 둘다 금이고 기준전극(704)은 은으로 형성되어 있다.In the same process performed in steps 2 to 6 of the fifth embodiment, the working electrode 702 and the counter electrode 703 are both gold and the reference electrode 704 is formed of silver.

단계 3 : 포토레지스트 패턴 형성 (제 9 도 (c1)과 제 9 도 (c2))Step 3: Form photoresist pattern (FIGS. 9 (c1) and 9 (c2))

실시예 1의 단계(11)에서 실행된 것과 같은 동일과정에 의해서, 포토레지스트 패턴(311)은 산소감지 위치의 영역(712)과 패드영역(713)을 제외한 기판 표면을 덮기 위하여 형성되었다.By the same process as that performed in step 11 of the first embodiment, the photoresist pattern 311 was formed to cover the substrate surface except for the region 712 and the pad region 713 at the oxygen sensing position.

단계 4 : 스크린-인쇄 전해질 조성물 (제 9 도 (d1)과 제 9 도(d2))Step 4: Screen-Printed Electrolyte Composition (Figures 9 (d1) and 9 (d2))

실시예 1의 단계(12)에서 실행된 동일과정에 의해서, 전해질 조성물(715)은 산소감지 위치(712)상에 스크린-인쇄되어졌다.By the same procedure performed in step 12 of Example 1, the electrolyte composition 715 was screen-printed on the oxygen sensing location 712.

단계 5 : 패드 영역 피복막 형성 (도시되지 않음)Step 5: Forming Pad Area Coating Film (not shown)

실시예 1의 단계(13)에서 실행된 동일과정에 의해서, 제거가능한 피복막이 형성되었다.By the same procedure performed in step 13 of Example 1, a removable coating film was formed.

단계 6 : 산소가스투과막 (도시되지 않음)Step 6: Oxygen Gas Permeation Membrane (not shown)

실시예 1의 단계(14)에서 실행된 동일과정에 의해서, 산소가스투과막이 형성되었다.By the same process performed in step 14 of Example 1, an oxygen gas permeation membrane was formed.

단계 7 : 패드노출 (제 9 도 (e1)과 제 9 도 (e2))Step 7: Pad Exposure (Figures 9 (e1) and 9 (e2))

실시예 1의 단계(15)에서 실행된 동일과정에 의해서, 패드(702A,703A,704A)가 노출되었다.By the same procedure executed in step 15 of the first embodiment, the pads 702A, 703A, and 704A were exposed.

단계 8 : 소형 산소적극 분리(도시되지 않음)Step 8: Small Oxygen Separation (not shown)

실시예 1의 단계(16)에서 실행된 동일과정에 의해서, 실리콘 기판상에 형성된 다수의 소형 산소전극이 칩으로 절단되어졌다.By the same process performed in step 16 of Example 1, a plurality of small oxygen electrodes formed on the silicon substrate were cut into chips.

실시예 1부터 실시예 6까지에서, 소형 산소전극은 98% 이상의 수율로 제조되어졌으며, 산소가 포화상태인 물에서 측정될때 ±3% 이하의 출력변동을 갖는 양호한 응답특성이 나타났다.In Examples 1 to 6, the small oxygen electrode was produced in a yield of 98% or more, and showed good response characteristics with an output variation of ± 3% or less when measured in water in which oxygen was saturated.

제조된 소형 산소전극은 건조된 상태로 보존되어지며 수증기 살균(예로서, 121℃와 2.2atm), 물에 침지, 포화된 수증기 등에 의해 산소가스투과막을 통해 물과 함께 공급될때 동작될 수 있다.The prepared small oxygen electrode is stored in a dried state and can be operated when supplied with water through an oxygen gas permeable membrane by steam sterilization (eg, 121 ° C. and 2.2 atm), immersion in water, saturated steam, and the like.

소형 산소전극이 발효기로서 사용될때, 위에서 언급된 준비 또는 물 공급은 배양매체의 살균과 함께 편리하게 수행될 수 있다. 제 10 도에 도시한 바와 같이, 본 발명은 소형 산소전극(801)은 발효기(일본국 특허출원 1-231,708에서 본 발명자등에 의해서 제안된 것)를 위해서 설계된 특정 어댑터(802)에 편리하게 부착되어 진다.When a small oxygen electrode is used as the fermentor, the above-mentioned preparation or water supply can be conveniently performed with sterilization of the culture medium. As shown in FIG. 10, the present invention provides that the small oxygen electrode 801 is conveniently attached to a specific adapter 802 designed for a fermenter (as suggested by the inventors in Japanese Patent Application 1-231,708). Lose.

소형 산소전극의 외부전기 접속은 보통 카드가장자리 접속기(예로서, Fujitsu Ltd., Type 760)에 카드가 장자리 부분을 삽입하는 것에 의해 실행되어진다.The external electrical connection of the small oxygen electrode is usually carried out by inserting the edge portion of the card into the card edge connector (for example, Fujitsu Ltd., Type 760).

제 11 도는 본 발명의 소형 산소전극이 사용되어진 산소 농도 측정장치의 구성을 나타낸 것이다. 산소전극 측정장치(810)는 본 발명의 소형 산소전극(819)와 제어기(820)로 구성된다. 제어기(820)는 산소전극(819)로 공급되기 위한 전압을 발생시키는 전압공급장치(821)와, 산소전극으로부터의 출력전압을 측정하기 위한 측정부(823)와, 디스플레이(824)로 구성된다.11 shows a configuration of an oxygen concentration measuring apparatus in which a small oxygen electrode of the present invention is used. Oxygen electrode measuring device 810 is composed of a small oxygen electrode 819 and the controller 820 of the present invention. The controller 820 includes a voltage supply device 821 for generating a voltage to be supplied to the oxygen electrode 819, a measuring unit 823 for measuring an output voltage from the oxygen electrode, and a display 824. .

장치(810)는 많은 종류의 용액에서의 용존 산소농도와 기상의 산소농도를 측정한다.Apparatus 810 measures dissolved oxygen concentrations and gaseous oxygen concentrations in many types of solutions.

여기서 설명된 바와 같이, 본 발명은 반도체 공정을 사용하여 대체로 기판을 일괄적으로 균일하게 고 효율적으로 대량 생산될 수 있는 소형 산소전극 및 그 제조방법을 제공한다.As described herein, the present invention provides a small oxygen electrode capable of mass production of substrates in a uniform, highly efficient manner and generally using a semiconductor process, and a method of manufacturing the same.

Claims (4)

유기용매, 상기 유기용매안에 분산되고 스크린인쇄망을 통과할 수 있는 미세분말 형태의 무기염 및 상기 유기용매에 용해되는 폴리비닐 피롤리돈으로 구성되는 스크린인쇄용 전해질조성물.An electrolyte composition for screen printing comprising an organic solvent, an inorganic salt in the form of a fine powder that can be dispersed in the organic solvent and pass through a screen printing network, and polyvinyl pyrrolidone dissolved in the organic solvent. 제 1 항에 있어서, 상기 무기염이 염화칼륨과 염화나트륨으로부터 선택되는 스크린인쇄용 전해질조성물The screen printing electrolyte composition according to claim 1, wherein the inorganic salt is selected from potassium chloride and sodium chloride. 제 1 항에 있어서, 완충제로 더 구성되는 스크린인쇄용 전해질조성물.The electrolyte composition for screen printing according to claim 1, further comprising a buffer. 제 3 항에 있어서, 상기 완충제가 인산염, 초산염, 붕산염, 구연산염, 프탈잔염, 지붕산염, 클리신염, 및 트리스(하이드록시메틸)아미노메탄염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 스크린인쇄용 전해질조성물.4. The screen printing electrolyte composition according to claim 3, wherein the buffer is selected from the group consisting of phosphates, acetates, borates, citrates, phthalates, roof salts, clysin salts, and tris (hydroxymethyl) aminomethane salts.
KR1019960022775A 1991-03-20 1996-06-21 Electrolyte composition for screen printing KR0124412B1 (en)

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