KR100864536B1 - Method for forming a fine electrode using polydimethylsiloxane and Fine electrode formed by the same - Google Patents

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Abstract

폴리디메틸실록산을 이용한 미세전극 형성 방법 및 이에 의해 형성된 미세전극이 개시된다.Disclosed are a method for forming a microelectrode using polydimethylsiloxane and a microelectrode formed thereby.

본 발명에 따른 폴리디메틸실록산을 이용한 미세전극 형성 방법은, 폴리디메틸실록산의 프리폴리머와 경화제를 20:1 내지 5:1의 질량비로 혼합한 블렌드를 실리콘 웨이퍼 상에 스핀코팅하여 폴리디메틸실록산 기판을 형성하는 단계, 상기 폴리디메틸실록산 기판을 표면 전처리하는 단계, 상기 표면 전처리된 폴리디메폴틸실록산 기판의 상부에 티타늄 층 및 금 층을 순차적으로 증착한 후 미세전극을 패터닝하는 단계, 상기 패터닝 된 미세전극의 상부에 포토레지스트를 형성하고, 상기 포토레지스트가 형성되지 않은 폴리디메틸실록산 기판의 상부에 폴리디메틸실록산을 스핀코팅하는 단계, 및 상기 패터닝 된 미세전극의 상부에 형성된 포토레지스트를 제거한 후, 상기 패터닝된 금 층의 상부에 금 전기도금을 수행하여 미세전극을 패키징하는 단계를 포함한다.In the method for forming a microelectrode using polydimethylsiloxane according to the present invention, a polydimethylsiloxane substrate is formed by spin coating a blend of a polydimethylsiloxane prepolymer and a curing agent in a mass ratio of 20: 1 to 5: 1 on a silicon wafer. Performing a surface pretreatment of the polydimethylsiloxane substrate, sequentially depositing a titanium layer and a gold layer on top of the surface pretreated polydimetholylsiloxane substrate, and then patterning a microelectrode. Forming a photoresist on top, spin-coating a polydimethylsiloxane on top of the polydimethylsiloxane substrate, the photoresist is not formed, and after removing the photoresist formed on the patterned microelectrode, the patterned Packaging the microelectrode by performing gold electroplating on top of the gold layer. Include.

본 발명에 의하면, 포토리소그라피 공정 및 전극 부분의 도금을 통한 폴리디메틸실록산 미세전극의 패키징 방법을 제공함으로써 간단한 공정으로 인하여 비용을 절감시키고, 실패율을 감소시키며, 폴리디메틸실록산 기판의 전처리 및 증착 조건을 최적화시킴으로써 금속 미세패턴의 부착력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by providing a method of packaging a polydimethylsiloxane microelectrode through the photolithography process and the plating of the electrode part, the cost is reduced due to a simple process, the failure rate is reduced, and the pretreatment and deposition conditions of the polydimethylsiloxane substrate are reduced. By optimizing, there is an effect of improving the adhesion of the metal micropattern.

Description

폴리디메틸실록산을 이용한 미세전극 형성 방법 및 이에 의해 형성된 미세전극{Method for forming a fine electrode using polydimethylsiloxane and Fine electrode formed by the same}Method for forming a fine electrode using polydimethylsiloxane and Fine electrode formed by the same}

도 1은 본 발명에 따른 폴리디메틸실록산을 이용한 미세전극 형성 방법의 흐름도이다.1 is a flowchart of a method for forming a microelectrode using polydimethylsiloxane according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 미세패턴의 제작 공정를 도시한 것이다.Figure 2 shows the manufacturing process of the micropattern according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 미세전극의 제작 공정을 도시한 것이다. 3 shows a manufacturing process of the microelectrode according to the present invention.

도 4는 본 발명에 적용되는 금 전기도금의 개략도이다.4 is a schematic diagram of gold electroplating applied to the present invention.

도 5는 도 4에 따른 금 전기도금 수행시의 전압 전류밀도 곡선이다.FIG. 5 is a voltage current density curve of gold electroplating according to FIG. 4.

도 6a는 금 전기도금 수행 전의 전극부분의 이미지이다.6A is an image of an electrode portion before performing gold electroplating.

도 6b는 도 4에 따른 금 전기도금 수행 후의 전극부분의 이미지이다6B is an image of an electrode part after performing gold electroplating according to FIG. 4.

도 7a는 산소 플라즈마 처리 전의 폴리디메틸실록산 기판의 표면의 AFM 이미지이다.7A is an AFM image of the surface of a polydimethylsiloxane substrate before oxygen plasma treatment.

도 7b는 본 발명에 따른 산소 플라즈마 처리 후의 폴리디메틸실록산 기판의 표면의 AFM 이미지이다.7B is an AFM image of the surface of a polydimethylsiloxane substrate after oxygen plasma treatment in accordance with the present invention.

도 8a는 본 발명에 따른 패터닝이 완료된 폴리디메틸실록산 미세전극의 유연함을 나타내는 이미지이다.Figure 8a is an image showing the flexibility of the patterned polydimethylsiloxane microelectrode according to the present invention.

도 8b는 도 8a의 확대도이다.8B is an enlarged view of FIG. 8A.

도 8c는 본 발명에 따른 패터닝이 완료된 폴리디메틸실록산 미세전극의 이미지이다.8C is an image of a patterned polydimethylsiloxane microelectrode according to the present invention.

도 9는 본 발명의 폴리디메틸실록산 기판이 이식된 ICR 마우스의 피부 절단면 이미지를 도시한 것이다.Figure 9 shows a cutaway image of the skin of an ICR mouse implanted with a polydimethylsiloxane substrate of the present invention.

본 발명은 폴리디메틸실록산(PolyDiMethylSiloxane:PDMS)을 이용한 미세전극의 형성 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 타 기판보다 더욱 유연하고, 생체 적합성이 뛰어난 폴리디메틸실록산을 이용한 미세전극의 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of forming a microelectrode using polydimethylsiloxane (PDMS), and more particularly, to a method of forming a microelectrode using polydimethylsiloxane that is more flexible than other substrates and has excellent biocompatibility. .

지난 10여 년간 생체신호 측정을 위한 다양한 미세전극들이 제작되고 보고되어 왔는데, 이러한 대부분의 전극들은 실리콘을 기반으로 한 미세 전자기계 시스템(Micro Electro Mechanical System:MEMS) 기술을 이용하여 제작되고 있다. Various microelectrodes for biosignal measurements have been produced and reported over the last decade, and most of these electrodes are fabricated using silicon-based Micro Electro Mechanical System (MEMS) technology.

그러나, 현재까지의 실리콘 미세전극들은 MEMS 기술을 이용한 미세가공의 용이성, 생체적합성 등 여러 가지의 장점과 함께 공존하는 재료의 특성인 날카롭고 깨지기 쉬운 물질의 특성으로 유연성을 확보할 수 없기 때문에 생체에 삽입할 경우 신체의 움직임 등에 의해 인접기관이나 조직들에게 상처를 줄 수 있는 단점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여 폴리이미드(Polyimide), 패럴린, SU-8, 폴리디메틸실록산 등과 같은 유연한 기판을 사용하여 다양한 종류와 목적의 삽입형 미세전극이 제작되고 있다. 유연한 전극은 사용 목적에 따른 생체환경의 다양성으로 여러 가지 형상으로 제작되어, 새로운 기판에 적용하고 있다. 이 중 폴리디메틸실록산은 생체조직과 유사한 정도의 유연성을 가지는 중합체로써, 투명한 재료적 성질을 가지고 있으며, 소프트리소그라피(softlithography) 공정에 의해 제작이 용이하여 미소유체 칩(microfluidic chip)의 재료로 광범위하게 사용되고 있다. 특히, 폴리디메틸실록산은 생체 적합성, 수분 및 공기에 대한 투과성이 우수하므로, 최근에는 세포 배양용 마이크로 칩으로 많이 응용되고 있다. 따라서, 생체적합성이 우수한 재료를 기반으로 하여 전극을 제작할 수 있다면, 장기간 생체 내에 이식된 상태로 생체 신호를 측정하거나, 전기적인 자극을 가할 수 있는 전극으로서의 충분한 활용가치가 있을 것이다. 특히 인공 눈, 인공 귀 및 뇌세포와 연결하기 위한 이식형 전극의 경우 예민한 세포와 직접 연결되어야 하기 때문에 이식용 전극의 생체 적합성이 매우 중요하게 부각된다.However, silicon microelectrodes up to now have a variety of advantages such as ease of micromachining and biocompatibility using MEMS technology, and the flexibility of the fragile material, which is a property of coexisting materials, prevents flexibility. Insertion has a drawback that can damage the adjacent organs or tissues due to the movement of the body. In order to overcome these problems, insertable microelectrodes of various types and purposes have been manufactured using flexible substrates such as polyimide, paraline, SU-8, polydimethylsiloxane, and the like. Flexible electrodes are manufactured in various shapes due to the diversity of the biological environment according to the purpose of use, and applied to new substrates. Among them, polydimethylsiloxane is a polymer having a similar degree of flexibility to biological tissues, has a transparent material property, and is easily manufactured by softlithography, and thus is widely used as a material for microfluidic chips. It is used. In particular, since polydimethylsiloxane is excellent in biocompatibility, permeability to moisture and air, it has recently been applied to many microchips for cell culture. Therefore, if the electrode can be manufactured based on a material having excellent biocompatibility, there will be sufficient utility value as an electrode capable of measuring a biosignal or applying electrical stimulation while implanted in a living body for a long time. In particular, the implantable electrode for connecting with artificial eyes, artificial ears and brain cells must be directly connected to sensitive cells, so the biocompatibility of the implantable electrode is very important.

그러나, 이러한 폴리디메틸실록산의 생체 적합성에도 불구하고, 폴리디메틸실록산를 기반으로 한 전극을 형성할 경우, 실리콘 기반 유기 고분자인 폴리디메틸실록산과 금속 층간의 격자상수와 열팽창 계수의 차이 등 재료적 측면에서의 이질성으로 인하여 금속 층의 형성이 어렵고, 금속층과 폴리디메틸실록산의 부착력이 약하여 금속 층을 마이크로 단위의 선폭으로 패터닝을 하면 상호 쉽게 분리되는 문제점이 있으며, 폴리디메틸실록산 위에 금속 패턴을 형성하는 방법은 실리콘 기판 등에 금속 미세 패턴을 형성하고, 형성된 금속 미세 패턴을 다시 폴리디메틸실록산에 전이시키는 방법과 증착조건을 최적화시켜 폴리디메틸실록산 위에 직접 금속 층 을 형성하고 이를 패터닝 하는 방법들이 있으나, 이를 기반으로 하여 미세전극을 형성할 수 있을 정도의 미세가공이 용이하지 않다는 문제점이 있다.However, despite the biocompatibility of the polydimethylsiloxane, when forming the electrode based on the polydimethylsiloxane, in terms of materials such as the difference in lattice constant and thermal expansion coefficient between the polydimethylsiloxane, which is a silicon-based organic polymer, and the metal layer, Due to heterogeneity, the formation of the metal layer is difficult, and the adhesion between the metal layer and the polydimethylsiloxane is weak, so that the metal layers are easily separated from each other when the metal layers are patterned in a micro unit line width. The method of forming the metal pattern on the polydimethylsiloxane is silicon. There are methods of forming a metal micropattern on a substrate, transferring the formed metal micropattern to polydimethylsiloxane, and optimizing deposition conditions to form and pattern a metal layer directly on the polydimethylsiloxane. Able to form electrodes There is a problem that the degree of micromachining is not easy.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 미세가공이 용이하고, 유연하며, 생체 적합성이 뛰어난 폴리디메틸실록산을 이용한 미세전극의 패키징 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a microelectrode packaging method using polydimethylsiloxane that is easy to be microfabricated, flexible and has excellent biocompatibility.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,The present invention to achieve the above technical problem,

폴리디메틸실록산의 프리폴리머와 경화제를 소정의 질량비로 혼합한 블렌드를 실리콘 웨이퍼 상에 스핀코팅하여 폴리디메틸실록산 기판을 형성하는 단계, 상기 폴리디메틸실록산 기판을 표면 전처리하는 단계, 상기 표면 전처리된 폴리디메폴틸실록산 기판의 상부에 티타늄 층 및 금 층을 순차적으로 증착한 후 미세전극을 패터닝하는 단계, 상기 패터닝 된 미세전극의 상부에 포토레지스트를 형성하고, 상기 포토레지스트가 형성되지 않은 폴리디메틸실록산 기판의 상부에 폴리디메틸실록산을 스핀코팅하는 단계, 및 상기 패터닝 된 미세전극의 상부에 형성된 포토레지스트를 제거한 후, 상기 패터닝된 금 층의 상부에 금 전기도금을 수행하여 미세전극을 패키징하는 단계를 포함하는 폴리디메틸실록산을 이용한 미세전극 형성 방법을 제공한다.Spin coating a blend of a prepolymer of polydimethylsiloxane and a curing agent in a predetermined mass ratio onto a silicon wafer to form a polydimethylsiloxane substrate, surface pretreating the polydimethylsiloxane substrate, and the surface pretreated polydimetholtil Sequentially depositing a titanium layer and a gold layer on the siloxane substrate, and then patterning the microelectrode, forming a photoresist on the patterned microelectrode, and forming an upper portion of the polydimethylsiloxane substrate on which the photoresist is not formed. Spin coating polydimethylsiloxane on the substrate, and removing the photoresist formed on the patterned microelectrode, and then packaging the microelectrode by performing gold electroplating on the patterned gold layer. Provided is a method for forming a microelectrode using dimethylsiloxane.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공된다.However, embodiments of the present invention illustrated below may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiments of the invention are provided to more fully illustrate the invention to those skilled in the art.

도 1은 본 발명에 따른 폴리디메틸실록산을 이용한 미세전극 형성 방법의 흐름도이다.1 is a flowchart of a method for forming a microelectrode using polydimethylsiloxane according to the present invention.

도 1을 참조하면 우선, 폴리디메틸실록산의 프리폴리머와 경화제를 소정의 질량비로 혼합한 블렌드를 실리콘 웨이퍼 상에 스핀코팅하여 폴리디메틸실록산 기판을 형성한다(110 과정).Referring to FIG. 1, a polydimethylsiloxane substrate is formed by spin coating a blend of a prepolymer of polydimethylsiloxane and a curing agent at a predetermined mass ratio on a silicon wafer (step 110).

즉, 폴리디메틸실록산의 프리폴리머와 경화제를 소정의 질량비로 혼합하여 잘 섞은 후, 진공 데시케이터에서 기포를 제거할 수 있다. That is, after mixing the prepolymer of polydimethylsiloxane and a hardening | curing agent by predetermined mass ratio, and mixing well, a bubble can be removed by a vacuum desiccator.

한편, 폴리디메틸실록산의 프리폴리머와 경화제를 소정의 질량비로 혼합할 경우, 소정의 질량비는 폴리디메틸실록산의 프리폴리머와 경화제를 각각 20:1∼5:1로 하는 것이 바람직하다. 상기 함량비율을 벗어나는 경우에는 폴리디메틸실록산 기판형성에 문제가 되므로 바람직하지 않다.On the other hand, when mixing the prepolymer and hardening | curing agent of polydimethylsiloxane by predetermined mass ratio, it is preferable that predetermined | prescribed mass ratio makes 20: 1-5: 1 of the prepolymer and hardening | curing agent of polydimethylsiloxane, respectively. If it is out of the content ratio, it is not preferable because it is a problem in forming a polydimethylsiloxane substrate.

그리고, 진공 데시케이터에서 기포를 제거한 폴리디메틸실록산의 프리폴리머와 경화제의 블렌드를 실리콘 웨이퍼 상에 스핀코팅을 한 다음, 진공 오븐을 사용하여 경화하여 폴리디메틸실록산 기판을 형성한다.Then, the blend of the prepolymer of polydimethylsiloxane and the curing agent removed from the vacuum desiccator and the curing agent are spin coated on a silicon wafer, and then cured using a vacuum oven to form a polydimethylsiloxane substrate.

그 다음, 폴리디메틸실록산 기판의 표면을 전처리한다(120 과정). Next, the surface of the polydimethylsiloxane substrate is pretreated (120).

상술한 바와 같이, 실리콘계의 고무 형태인 폴리디메틸실록산과 금속 층간의 격자상수 및 열팽창 계수의 차이 등 재료적 측면에서의 이질성으로 금속층의 형성이 어렵고 부착력이 약하여 금속층을 마이크로미터 단위의 선폭으로 패터닝 하면 금속 층이 폴리디메틸실록산 기판에서 떨어지므로, 폴리디메틸실록산과 금속층간의 부착력을 높이기 위하여 폴리디메틸실록산 기판을 표면 전처리한다.As described above, due to heterogeneity in terms of material such as the difference in lattice constant and coefficient of thermal expansion between polydimethylsiloxane, which is a silicone rubber type, and the metal layer, formation of the metal layer is difficult and adhesion is weak. Since the metal layer is detached from the polydimethylsiloxane substrate, the polydimethylsiloxane substrate is surface pretreated to increase the adhesion between the polydimethylsiloxane and the metal layer.

폴리디메틸실록산 기판과 금속층간의 부착력의 향상은 폴리디메틸실록산 기판의 표면을 전처리함으로써 구현될 수 있으며, 이는 폴리디메틸실록산 기판의 상부에 사이층을 형성하는 방법 또는 폴리디메틸실록산 기판의 표면의 거칠기의 증가를 유도하는 방법 등이 있다.The improvement of adhesion between the polydimethylsiloxane substrate and the metal layer can be realized by pretreating the surface of the polydimethylsiloxane substrate, which is a method of forming an interlayer on top of the polydimethylsiloxane substrate or of the roughness of the surface of the polydimethylsiloxane substrate. Ways to induce an increase.

보다 상세하게는, 폴리디메틸실록산과 금속층간의 부착력을 높이기 위하여 폴리디메틸실록산 기판의 상부에 1∼2㎛의 사이층을 형성할 수 있다. More specifically, in order to increase the adhesion between the polydimethylsiloxane and the metal layer, an interlayer of 1 to 2 μm may be formed on the polydimethylsiloxane substrate.

상기 사이층의 두께가 1㎛ 미만인 경우 사이층을 형성하기가 제작 공정상 용이하지 않으며, 사이층의 두께가 2㎛를 초과하는 경우에는 폴리디메틸실록산 기판과 금속층간의 부착력이 약화되므로 바람직하지 않다.When the thickness of the interlayer is less than 1 μm, it is not easy to form the interlayer in the manufacturing process, and when the thickness of the interlayer exceeds 2 μm, the adhesion between the polydimethylsiloxane substrate and the metal layer is weakened, which is not preferable. .

사이층으로는 불소고분자의 하나인 사이탑(CYTOP), 폴리 에틸렌 글리콜(polyethyleneglycol), 4-하이드록시부틸아크릴레이트(4-Hydroxybutylacrylate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 적어도 어느 하나를 선택하는 것일 수 있다.The interlayer may be at least one selected from the group consisting of cytop, polyethyleneglycol, 4-hydroxybutylacrylate, and a mixture thereof, which is one of fluoropolymers. have.

또는, 폴리디메틸실록산 기판과 금속층간의 부착력을 높이기 위하여 폴리디메틸실록산 기판의 거칠기의 증가를 유도할 수 있다. 이는 산소 플라즈마에 소정의 시간동안 폴리디메틸실록산 기판을 노출시킴으로써 폴리디메틸실록산 기판의 금속 층과의 부착력 증가를 유도할 수 있다.Alternatively, in order to increase the adhesion between the polydimethylsiloxane substrate and the metal layer, an increase in roughness of the polydimethylsiloxane substrate may be induced. This can lead to increased adhesion to the metal layer of the polydimethylsiloxane substrate by exposing the polydimethylsiloxane substrate to the oxygen plasma for a predetermined time.

그 다음, 폴리디메틸실록산 기판을 표면 전처리한 다음, 폴리디메틸실록산 기판에 티타늄 층 및 금 층을 차례대로 증착한다(130 과정).Next, the polydimethylsiloxane substrate is surface pretreated, and then a titanium layer and a gold layer are sequentially deposited on the polydimethylsiloxane substrate (step 130).

폴리디메틸실록산 기판과 금속층간의 부착력을 높이기 위하여 폴리디메틸실록산 기판의 상부에 사이층을 형성하거나, 폴리디메틸실록산 기판을 산소 플라즈마에 소정의 시간 동안 노출시킴으로써 폴리디메틸실록산 기판을 표면 전처리한 후(120 과정), 표면 전처리한 폴리디메틸실록산기판의 상부에 티타늄 층과 금 층을 증착할 수 있다. After surface pretreatment of the polydimethylsiloxane substrate by forming an interlayer on top of the polydimethylsiloxane substrate to expose the adhesion between the polydimethylsiloxane substrate and the metal layer or by exposing the polydimethylsiloxane substrate to oxygen plasma for a predetermined time (120) Process), a titanium layer and a gold layer may be deposited on the surface of the pretreated polydimethylsiloxane substrate.

금속 층인 티타늄 층은 전자 빔 증착 장치(e - beam evaporation system)를 이용하여 증착될 수 있다. 이와 같이 티타늄 층은 형성될 전극부에서의 전류의 흐름을 이어주는 패터닝 라인(patterning line)을 형성하기 위하여 증착될 수 있다. 한편, 상기 금속 층인 티타늄 층은 50∼300Å로 증착되고, 상기 금 층은 500∼3000Å로 증착되는 것이 바람직하다. The titanium layer, which is a metal layer, may be deposited using an e-beam evaporation system. As such, the titanium layer may be deposited to form a patterning line that connects the flow of current in the electrode portion to be formed. On the other hand, it is preferable that the titanium layer, which is the metal layer, is deposited at 50 to 300 kPa, and the gold layer is deposited to 500 to 3000 kPa.

이와 같이, 폴리디메틸실록산의 표면에 티타늄 층을 증착한 다음, 형성하고자 하는 전극에 금 층을 증착할 수 있다.As such, after depositing a titanium layer on the surface of the polydimethylsiloxane, a gold layer may be deposited on the electrode to be formed.

그 다음, 티타늄 층 및 금 층이 증착된 폴리디메틸실록산 기판에 미세전극을 패터닝 한다(140 과정).Next, the microelectrode is patterned on the polydimethylsiloxane substrate on which the titanium layer and the gold layer are deposited (step 140).

티타늄 층 및 금 층이 증착된 폴리디메틸실록산 기판에 미세전극을 패터닝 하기 위하여 우선 포토레지스트(Photoresist)를 스핀코팅한다. 그 다음, 전극모양이 프린트된 투명필름을 이용하여 자외선을 조사하고, 포토레지스트를 감광한 다음 감광된 부분의 포토레지스트를 현상(develop)한다. 포토레지스트를 현상한 다음, 금 식각액에 의하여 금 층을 식각하고, 티타늄 식각액을 이용하여 티타늄 층을 식각한다. 그 다음 포토레지스트를 제거한다.In order to pattern the microelectrode on the polydimethylsiloxane substrate on which the titanium and gold layers are deposited, photoresist is first spin-coated. Then, ultraviolet rays are irradiated using a transparent film printed with an electrode shape, the photoresist is exposed, and then the photoresist of the photosensitive portion is developed. After developing the photoresist, the gold layer is etched by the gold etchant, and the titanium layer is etched by the titanium etchant. The photoresist is then removed.

더욱 상세하게는, 상기 폴리디메틸실록산 기판의 상부에 티타늄 층과 금 층을 증착한 다음, 포토리소그라피 공정을 위한 포토레지스트를 스핀코팅한 후, 열판을 이용하여 건조시킨다.More specifically, after depositing a titanium layer and a gold layer on the polydimethylsiloxane substrate, and spin-coated a photoresist for a photolithography process, it is dried using a hot plate.

그리고, 투명 마스크를 이용하여 자외선을 조사하면, 자외선을 조사한 부분의 물성이 변하게 된다. 그러면 마스크를 제거(stripping)하고, 상온에서 디벨로퍼에 소정의 시간 동안 넣어 물성이 변한 부분의 포토레지스트를 제거하게 된다.When ultraviolet rays are irradiated using the transparent mask, the physical properties of the portions irradiated with the ultraviolet rays are changed. The mask is then stripped and placed in the developer at room temperature for a predetermined time to remove the photoresist where the physical properties have changed.

그 다음, 차례대로 금 식각액에 넣어 금 층을 에칭하고, 티타늄 식각액에 넣어 티타늄 층을 식각한 후, 마지막으로 스트리퍼(stripper)를 이용하여 맨 위층에 남아있는 포토레지스트를 제거하면 패터닝 공정이 완료된다. Then, the gold layer is sequentially etched into the gold etchant, the titanium layer is etched into the titanium etchant, and finally, a stripper is used to remove the remaining photoresist from the top layer, thereby completing the patterning process. .

더욱 상세하게는, 상기 티타늄 식각액은 플루오르 수소(HF), 질산화수소(HNO3) 및 증류수(H2O)로 이루어질 수 있으며, 증류수를 100부피%로 기준으로 할 경우, 플루오르 수소는 10∼20부피%, 질산화수소는 20∼40부피%로 이루어질 수 있다. More specifically, the titanium etchant may be composed of fluorine hydrogen (HF), hydrogen nitrate (HNO 3 ) and distilled water (H 2 O), when distilled water is based on 100% by volume, the fluorine hydrogen is 10 to 20 Volume%, hydrogen nitrate may be 20 to 40% by volume.

그 다음, 패터닝이 완료되면, 패터닝 된 미세패턴의 상부에 포토레지스트를 스핀코팅을 이용하여 전극부를 형성하고, 포토리소그라피 공정을 수행한다(150 과정).Subsequently, when the patterning is completed, an electrode part is formed by spin coating a photoresist on the patterned micropattern, and a photolithography process is performed (step 150).

즉, 금 식각액과 티타늄 식각액을 이용하여 금 층과 티타늄 층을 식각하면 폴리디메틸실록산 기판의 상부에는 티타늄 층과 금 층으로 패터닝된 형상이 남게 되는데, 상기 티타늄 층과 금 층으로 패터닝된 부분의 일단부에 전극부를 형성하게 된다. 이 전극부를 형성하기 위하여, 패터닝된 폴리디메틸실록산 기판의 패터닝된 부분의 상부에 포토레지스트를 스핀코팅한 후 포토리소그라피를 수행한다. 그러면 전극부에만 기둥모양의 포토레지스트가 남게 된다.That is, when the gold layer and the titanium layer are etched using the gold etchant and the titanium etchant, a patterned pattern of the titanium layer and the gold layer is left on the polydimethylsiloxane substrate, and one end of the patterned portion of the titanium layer and the gold layer is formed. The electrode portion is formed in the portion. In order to form this electrode portion, photolithography is performed after spin coating a photoresist on top of the patterned portion of the patterned polydimethylsiloxane substrate. Then, the pillar-shaped photoresist remains only on the electrode portion.

더욱 상세하게는, 포토레지스트는 SU-8로 이루어지는 것일 수 있다.More specifically, the photoresist may be made of SU-8.

SU-8은 부드러운 벽면을 가지는 두꺼운 패턴을 제작하는 데 사용되는 음성 감광제(negative photoresist)이다. 이것은 에폭시(epoxy) 기반으로, 처리 후에 강하며 강성이 높고 화학적으로 강인하다. 이 SU-8 감광제의 주된 강점은 디바이스에 남겨져서 도파관(wave guide)으로 사용되거나 심지어는 MEMS 디바이스에서의 구조물로 사용될 수 있다. SU-8 is a negative photoresist used to make thick patterns with smooth walls. It is epoxy based, strong after treatment, rigid and chemically robust. The main strength of this SU-8 photoresist is that it remains in the device and can be used as a wave guide or even as a structure in MEMS devices.

SU-8은 또한 매우 두꺼운 구조물로 만들어지고 서로 접착될 수 있기 때문에, 마이크로 유체학에서 큰 스케일의 패턴에 사용될 수 있다. SU-8은 두꺼운 구조물로 만들어지고 서로 접착될 수 있기 때문에 기둥 모양을 만드는 T-토핑(T-topping) 효과를 적용한 디바이스의 제작에 사용될 수 있다. SU-8은 대부분 50마이크로미터 이상의 상대적으로 큰 규모의 패턴에 사용되지만 일부는 높은 종횡비(aspect ratio)를 가진 미세 패턴에 사용된다. SU-8 can also be used for large scale patterns in microfluidics because they can be made of very thick structures and adhered to each other. Since SU-8 is made of thick structures and can be bonded to each other, it can be used to fabricate devices with T-topping effects that create columnar shapes. SU-8 is mostly used for relatively large patterns of more than 50 micrometers, but some are used for fine patterns with high aspect ratios.

SU-8의 특성은 초소수성 표면(super-hydrophobic surface)을 만들기에 적당하며, 이것은 50마이크로미터 이하의 간격을 가지는 기둥 배열 형태를 가능하게 할 수 있다는 점이다. 초소수성 표면은 높은 표면 거칠기를 가지는 비친수성 표면이다. 이러한 표면은 물과 표면 사이의 상호작용을 줄이며, 물방울이 약간 경사된 표면에서도 구를 수 있도록 한다. 잠재적으로 유용한 이러한 효과는 모델링하기 어려운 표면에서 종종 관찰된다. SU-8을 사용하면 사용자가 원하는 잘 정의된(well-defined) 표면을 가능하게 하여 초소수성을 용이하게 제어할 수 있게 한다. The property of SU-8 is suitable for making super-hydrophobic surfaces, which can enable columnar arrays with spacings of less than 50 micrometers. Superhydrophobic surfaces are non-hydrophilic surfaces with high surface roughness. These surfaces reduce the interaction between the water and the surface, allowing water droplets to roll on slightly sloped surfaces. This potentially useful effect is often observed on surfaces that are difficult to model. The SU-8 enables the user to have a well-defined surface of his choice, making it easy to control superhydrophobicity.

그 다음, 포토레지스트가 형성되지 않은 폴리디메틸실록산 기판의 상부, 즉 전극부 이외의 부분을 폴리디메틸실록산을 이용하여 스핀코팅한다(160 과정).Next, the upper portion of the polydimethylsiloxane substrate on which the photoresist is not formed, that is, the portion other than the electrode portion, is spin coated using the polydimethylsiloxane (step 160).

즉, 전극부 이외의 부분에 해당하는 폴리디메틸실록산 기판의 상부에 폴리디메틸실록산을 스핀코팅한다. 그러면, 전극부 이외의 부분에 해당하는 폴리디메틸실록산 기판의 상부는 폴리디메틸실록산 층으로 증착되게 된다.That is, polydimethylsiloxane is spin-coated on the upper part of the polydimethylsiloxane board | substrate corresponding to parts other than an electrode part. Then, the upper portion of the polydimethylsiloxane substrate corresponding to the portion other than the electrode portion is deposited with the polydimethylsiloxane layer.

마지막으로, 전극부에 형성된 포토레지스트를 제거하고(170 과정), 제거된 전극부에 금 전기도금을 수행하여 미세전극을 형성한다(180 과정).Finally, the photoresist formed in the electrode unit is removed (step 170), and gold electroplating is performed on the removed electrode unit to form a fine electrode (step 180).

전극부에 형성된 포토레지스트를 제거하면, 포토레지스트가 제거된 부분은 폴리디메틸실록산 층으로 둘러싸이게 되고, 상기 폴리디메틸실록산 층으로 둘러싸인 부분의 하부에는 티타늄 층과 금 층이 차례대로 증착된 미세패턴이 형성되게 된다. 이 부분에 전기도금을 수행하면 전기도금을 수행한 부분은 금 층과 접하게 되어 전극부의 역할을 할 수 있다.When the photoresist formed on the electrode part is removed, the portion where the photoresist is removed is surrounded by a polydimethylsiloxane layer, and a micropattern in which a titanium layer and a gold layer are sequentially deposited is disposed under the portion surrounded by the polydimethylsiloxane layer. Will be formed. When the electroplating is performed on this part, the electroplated part may come in contact with the gold layer to serve as an electrode part.

한편, 전기도금은 금 전기도금일 수 있으며, 형성된 금 도금은 포타슘 골드 시아나이드(potassium gold cyanide) 또는 상용 금 전기도금일 수 있고, 금도금의 성분 또는 재질에 대하여 본 발명이 제한되는 것은 아니다.On the other hand, the electroplating may be gold electroplating, the gold plating formed may be potassium gold cyanide or commercial gold electroplating, the present invention is not limited to the components or materials of gold plating.

더욱 상세하게는, 상기 금 전기도금에 의해 형성된 금 도금층의 높이는 상기 스핀코팅된 폴리디메틸실록산의 높이와 동일할 수 있다. 이와 같이 금 전기도금에 의해 형성된 금 도금층은 폴리디메틸실록산 기판에 형성된 금 층과 접하여 전극부의 역할을 하게 된다.More specifically, the height of the gold plating layer formed by the gold electroplating may be the same as the height of the spin-coated polydimethylsiloxane. As described above, the gold plating layer formed by gold electroplating serves as an electrode part in contact with the gold layer formed on the polydimethylsiloxane substrate.

도 2는 본 발명에 따른 미세패턴의 제작 공정도를 도시한 것이다.Figure 2 shows a manufacturing process of the fine pattern according to the present invention.

도 2를 참조하면, 우선 표면 처리한 폴리디메틸실록산 기판(201)을 준비한다. 그리고, 전극과 연결된 라인을 형성하기 위해 폴리디메틸실록산 기판의 상부에 금속층인 티타늄 층(202)을 형성한 후 상기 티타늄 층의 상부에 금 층(203)을 증착한다.Referring to FIG. 2, first, a surface-treated polydimethylsiloxane substrate 201 is prepared. The titanium layer 202 is formed on the polydimethylsiloxane substrate to form a line connected to the electrode, and then a gold layer 203 is deposited on the titanium layer.

상기 폴리디메틸실록산 기판의 상부에 증착되는 티타늄 층(202)과 금 층(203)은 전자 빔 증착 시스템을 이용하여 증착할 수 있으며, 증착 조건은 하기 표 1과 같다. The titanium layer 202 and the gold layer 203 deposited on the polydimethylsiloxane substrate may be deposited using an electron beam deposition system, and deposition conditions are shown in Table 1 below.

Figure 112007014690719-pat00001
Figure 112007014690719-pat00001

이후, 포토리소그라피 공정을 위한 포토레지스트(PhotoResist:PR)(204)를 형성한다(230S).Thereafter, a photoresist (PR) 204 for the photolithography process is formed (230S).

그 다음, 배선 패턴이 인쇄된 투명 마스크(205)를 이용하여 자외선을 조사한다(240S).Next, ultraviolet rays are irradiated using the transparent mask 205 on which the wiring pattern is printed (240S).

그러면, 투명 마스크에 인쇄된 부분(205a)은 자외선(UV light)이 더 이상 통과하지 않게 되고, 투명 마스크에 인쇄되지 않은 부분(205b)은 자외선이 조사된 부분의 물성이 변하게 된다. Then, the UV light is no longer passed through the portion 205a printed on the transparent mask, and the physical properties of the portion 205b not printed on the transparent mask are changed.

그 이후, 상기 투명 마스크(205)를 제거하고, 상온에서 현상액에 수 초간 넣어 물성이 변한 부분의 포토레지스트(204)를 제거한다(250S).Thereafter, the transparent mask 205 is removed, and the photoresist 204 in which the physical properties are changed is removed by putting it in a developer at room temperature for several seconds (250S).

상기 물성이 변한 부분의 포토레지스트(204)를 제거한 다음, 우선 금 식각액을 이용하여 상기 폴리디메틸실록산 기판에 증착된 금 층을 선택적으로 식각한다. After removing the photoresist 204 in which the physical property is changed, first, the gold layer deposited on the polydimethylsiloxane substrate is selectively etched using a gold etchant.

그 다음, 티타늄 식각액을 이용하여 상기 폴리디메틸실록산 기판에 증착된 티타늄 층 중 상기 물성이 변한 티타늄 층을 식각한다(270S). 한편, 상기 티타늄 식각액은 플루오르 수소(HF), 질산화수소(HNO3) 및 증류수(H2O)로 이루어질 수 있으며, 플루오르 수소(HF), 질산화수소(HNO3) 및 증류수(H2O)의 부피%는 증류수(H2O)가 100부피%인 것을 기준으로 하여 플루오르 수소(HF)는 10∼20 부피%이고, 질산화수소(HNO3)는 20∼40 부피%일 수 있다. 상기 비율로 이루어진 티타늄 식각액을 이용하여 폴리디메틸실록산 기판에 증착된 티타늄 층 중 상기 물성이 변한 티타늄 층을 식각한다.Next, the titanium layer having the changed physical properties is etched among the titanium layers deposited on the polydimethylsiloxane substrate using a titanium etchant (270S). On the other hand, the titanium etchant may be composed of fluorine hydrogen (HF), hydrogen nitrate (HNO 3 ) and distilled water (H 2 O), the fluorine hydrogen (HF), hydrogen nitrate (HNO 3 ) and distilled water (H 2 O) The volume% may be 10-20% by volume of fluorine hydrogen (HF) and 20-40% by volume of hydrogen nitrate (HNO 3 ) based on 100% by volume of distilled water (H 2 O). The titanium layer having the changed physical properties is etched among the titanium layers deposited on the polydimethylsiloxane substrate by using the titanium etchant having the above ratio.

마지막으로, 티타늄 층을 식각한 후 가장 상부에 형성되어 있는 포토레지스트를 스트리퍼(stripper)를 이용하여 제거한다(290S).Finally, after etching the titanium layer, the photoresist formed at the top is removed using a stripper (290S).

이와 같이, 패터닝이 완료된 폴리디메틸실록산 기판은 하기에 상술할 패키징 공정과 전기도금 공정을 수행한 후 전극의 형태로 절단하여 전극을 완성한다.As such, the patterned polydimethylsiloxane substrate is subjected to a packaging process and an electroplating process to be described below, and then cut into a form of an electrode to complete the electrode.

도 3은 본 발명에 따른 미세전극의 형성 공정을 도시한 것이다.3 illustrates a process of forming a microelectrode according to the present invention.

본 발명에서는 전극의 부착력 향상을 위하여 폴리디메틸실록산 기판의 상부에 사이층을 형성하는 방법과 표면 거칠기를 증가시키는 방법을 사용하여 폴리디메틸실록산 기판의 표면을 전처리할 수 있다.In the present invention, the surface of the polydimethylsiloxane substrate may be pretreated using a method of forming an interlayer on top of the polydimethylsiloxane substrate and increasing a surface roughness in order to improve adhesion of the electrode.

한편, 사이층을 형성하기 위하여 폴리디메틸실록산의 표면에 사이탑(CYTOP), 폴리 에틸렌 클리콜(Poly Ethylene Glycol:PEG), 4-하이드록시부틸아크릴레이트(4-HydroxyButylAcrylate:4-HBA)를 스핀코팅하여 1∼2㎛의 사이층을 형성할 수 있다. On the other hand, to form an interlayer, a spin on the surface of the polydimethylsiloxane (CYTOP), polyethylene glycol (PEG), 4-hydroxybutyl acrylate (4-HydroxyButylAcrylate: 4-HBA) The coating may form an interlayer between 1 and 2 μm.

그럼 다음, 각각의 폴리디메틸실록산 기판에 전자 빔 증착 시스템을 이용하여 티타늄 층과 금 층을 차례대로 증착한 후 포토리소그라피 공정을 이용하여 미세전극을 패터닝 할 수 있다. Then, the titanium layer and the gold layer are sequentially deposited on each polydimethylsiloxane substrate using an electron beam deposition system, and then a microelectrode may be patterned using a photolithography process.

도 3을 참조하면 우선, 티타늄 층(202) 및 금 층(203)으로 패터닝된 폴리디메틸실록산 기판(201)을 준비한다(300S).Referring to FIG. 3, first, a polydimethylsiloxane substrate 201 patterned with a titanium layer 202 and a gold layer 203 is prepared (S300).

그 다음, 티타늄 층(202) 및 금 층(203)이 차례대로 적층되어 패터닝 된 부분에 포토레지스트(207)를 형성한 후 포토리소그라피를 수행하여 전극부분만 기둥모양의 포토레지스트(207)을 남기고 현상(developing)을 수행한다(310S).Next, the titanium layer 202 and the gold layer 203 are sequentially stacked to form the photoresist 207 on the patterned portion, and then photolithography is performed to leave only the electrode portion of the pillar-shaped photoresist 207. Developing is performed (310S).

그 다음, 전극부분에 형성된 기둥모양의 포토레지스트를 제외한 폴리디메틸실록산 기판의 상부에 폴리디메틸실록산(208)을 주입하고, 상기 포토레지스트가 형성된 전극부의 높이와 동일한 두께로 폴리디메틸실록산(208) 층을 스핀코팅을 이용하여 형성한 후 소정의 시간 동안 경화시킨다(320S).Next, the polydimethylsiloxane 208 is injected into the upper portion of the polydimethylsiloxane substrate except for the columnar photoresist formed on the electrode portion, and the polydimethylsiloxane 208 layer is formed to have the same thickness as the height of the electrode portion on which the photoresist is formed. Is formed using spin coating and then cured for a predetermined time (320S).

그 후, PG 제거기(PG remover)를 이용하여 전극부분에 남아있는 포토레지스트를 제거한다(330S).Thereafter, the photoresist remaining on the electrode portion is removed using a PG remover (330S).

패터닝이 완료되면, 이후 패키징과 전극 부분에 대한 금도금 공정을 수행하여 폴리디메틸실록산 미세전극을 완성한다(340S). 패터닝은 전술한 도 2에 따른 공정에 의해 실시될 수 있으며, 마지막으로 전극 부분에 금 전기도금으로 금 도금층(209)을 형성한다. After the patterning is completed, the polydimethylsiloxane microelectrode is completed by performing a gold plating process on the packaging and the electrode part (340S). Patterning may be carried out by the process according to FIG. 2 described above, and finally, a gold plating layer 209 is formed on the electrode portion by gold electroplating.

금 전기도금은 포타슘 골드 시아나이드(Potassium Gold Cyanide:PGC)와 상용 금 도금액(YL gold acid gold)를 사용하여 금 전기도금을 수행할 수 있다. Gold electroplating can be carried out using potassium gold cyanide (PGC) and commercial gold plating solution (YL gold acid gold).

도 4는 본 발명에 적용되는 금 전기도금의 개략도이다.4 is a schematic diagram of gold electroplating applied to the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명에 적용되는 금 전기도금은 PG 제거기(PG remover)를 이용하여 전극부분에 남아있는 포토레지스트을 제거한 폴리디메틸실록산 기판에 있어서, 전극을 형성할 부분을 금 전기도금 용액(Gold Electroplating Solution)에 담근 후 백금 기판(Platinum Plate)과 폴리디메틸실록산 기판을 서로 전원과 연결하여 폴리디메틸실록산 기판에서 SU-8이 제거된 부분에 금 도금층을 형성할 수 있다. 이와 같이 금 전기도금을 수행하여 폴리디메틸실록산 기판상에 미세전극을 완성한다.Referring to FIG. 4, the gold electroplating applied to the present invention is a polydimethylsiloxane substrate in which photoresist remaining on an electrode part is removed using a PG remover, and a portion of a gold electroplating solution ( After immersing in Gold Electroplating Solution), a platinum plate and a polydimethylsiloxane substrate may be connected to each other to form a gold plating layer on a portion where SU-8 is removed from the polydimethylsiloxane substrate. As described above, gold electroplating is performed to complete the microelectrode on the polydimethylsiloxane substrate.

한편, 금 도금층의 높이는 상기 스핀코팅에 의해 형성된 폴리디메틸실록산의 높이와 동일하도록 형성한 후 소정의 시간 동안 경화시킨다(320S).On the other hand, the height of the gold plating layer is formed to be the same as the height of the polydimethylsiloxane formed by the spin coating and then cured for a predetermined time (S320S).

금 도금을 수행할 경우, 도금층의 두께는 도금액의 종류, 전류의 세기 등을 조절하면 각각 원하는 두께로 도금층을 형성할 수 있다. 그리고, 동일한 조건하에 전류밀도가 높으면 도금액이 많이 전해되므로, 보다 빠른 시간 내에 설정한 두께의 도금층을 형성할 수 있다.In the case of performing gold plating, the thickness of the plating layer may be formed in a desired thickness by adjusting the type of plating solution, the strength of the current, and the like. And, if the current density is high under the same conditions, many plating liquids are transferred, so that a plating layer having a thickness set in a faster time can be formed.

실시예Example

폴리디메틸실록산을Polydimethylsiloxane 이용한 미세전극의 제조 Preparation of microelectrode using

단계 1 : 폴리디메틸실록산 기판의 전처리Step 1: Pretreatment of Polydimethylsiloxane Substrate

먼저, 폴리디메틸실록산 프리폴리머와 경화제를 10 대 1의 질량비로 혼합하여 잘 섞은후, 혼합된 블렌드(blend)를 진공 데시케이터에서 기포를 제거하였다. 이후 실리콘 웨이퍼에 붓고 150rpm으로 30초간 스핀코팅을 한 후, 진공 오븐을 사용하여 120℃에서 2 시간 동안 경화하여 약 100㎛ 두께의 폴리디메틸실록산 기판을 형성하였다.First, the polydimethylsiloxane prepolymer and the curing agent were mixed at a mass ratio of 10 to 1 and mixed well, and then the mixed blend was bubbled in a vacuum desiccator. Then, poured onto a silicon wafer and spin-coated at 150 rpm for 30 seconds, and cured at 120 ° C. for 2 hours using a vacuum oven to form a polydimethylsiloxane substrate having a thickness of about 100 μm.

폴리디메틸실록산 기판을 유연한 기판으로 직접 사용할 경우에는 폴리디메틸실록산과 금속층간의 부착력을 높여야 하는데, 본 발명에서는 두 가지 방법을 사용하였다. 하나는 사이층을 사용하는 방법이고, 다른 하나는 폴리디메틸실록산 표면의 거칠기를 증가시키는 방법이다. 사이층으로는 불소고분자의 하나인 사이톱(CYTOP), 폴리 에틸렌 클리콜(Poly Ethylene Glycol:PEG), 4-하이드록시부틸아크릴레이트(4-HydroxyButylAcrylate:4-HBA) 등을 사용하였고, 폴리디메틸실록산 표면의 거칠기는 반응성 이온 식각 챔버(Reactive Ion Etching Chamber:RIE Chamber)(RIE 2000,SNT)를 이용하여 산소 플라즈마에 15초간 노출시켜 표면 거칠기의 증가를 유도하였다. 금속의 부착력은 유연한 전극의 특성상, 종래의 방법으로는 측정에 어려움이 있고, 본 발명은 일정한 수준 이상의 금속 전극의 부착력을 확보하는데 있으므로 테이프 테스트(tape test)로 평가하였다.When the polydimethylsiloxane substrate is directly used as a flexible substrate, the adhesion between the polydimethylsiloxane and the metal layer should be increased. In the present invention, two methods were used. One is to use interlayers and the other is to increase the roughness of the polydimethylsiloxane surface. As the interlayer, CYTOP, Poly Ethylene Glycol (PEG), 4-HydroxyButylAcrylate (4-HBA), and the like were used. The roughness of the siloxane surface was exposed to oxygen plasma for 15 seconds using a reactive ion etching chamber (RIE chamber) (RIE 2000, SNT) to induce an increase in surface roughness. The adhesive force of the metal is difficult to measure by the conventional method due to the characteristics of the flexible electrode, and the present invention was evaluated by a tape test because it secures the adhesive force of a metal electrode of a predetermined level or more.

표면 거칠기의 증가는 AFM(Atomic Force Microscopy, DI 3100VIA)으로 관찰하였고, 전극부분의 금 전기도금 형성과정은 SEM(Scanning Electron Microscopy, S-4300, Hitachi)으로 관찰하였다. 금속 층의 형성은 전자 빔 증착 시스템(E - beam evaporation system)을 사용하였고, 부착력 향상을 위하여 표 1의 범위에서 증착조건을 최적화 하였다.The increase in surface roughness was observed by AFM (Atomic Force Microscopy, DI 3100VIA), and the formation of gold electroplating on the electrode was observed by SEM (Scanning Electron Microscopy, S-4300, Hitachi). The metal layer was formed using an E-beam evaporation system, and the deposition conditions were optimized in the range of Table 1 to improve adhesion.

단계 2 : 미세패턴의 형성Step 2: Form the Fine Pattern

본 발명에서는 전극의 부착력 향상을 위하여 폴리디메틸실록산 기판의 상부에 사이층을 형성하는 방법과 표면 거칠기를 증가시키는 방법을 사용하여 폴리디메틸실록산 기판의 표면을 전처리한 후, 각각의 폴리디메틸실록산 기판에 전자 빔 증착 시스템을 이용하여 티타늄 층과 금 층을 차례대로 증착한 후 포토리소그라피 공정을 이용하여 미세전극을 패터닝 하였다. In the present invention, the surface of the polydimethylsiloxane substrate is pretreated using a method of forming an interlayer on top of the polydimethylsiloxane substrate and a method of increasing the surface roughness in order to improve the adhesion of the electrode, and then to each polydimethylsiloxane substrate. The titanium layer and the gold layer were sequentially deposited using an electron beam deposition system, and then the microelectrode was patterned using a photolithography process.

본 실시예에서 사이 층을 형성하기 위하여 폴리디메틸실록산의 표면에 사이탑(CYTOP), 폴리 에틸렌 클리콜(Poly Ethylene Glycol:PEG), 4-하이드록시부틸아크릴레이트(4-HydroxyButylAcrylate:4-HBA)를 각각 5000rpm으로 50초간 스핀코팅하여 약 1.5㎛의 사이층을 형성하였다. Cytop, Polyethylene Glycol (PEG), 4-HydroxyButylAcrylate (4-HBA) on the surface of the polydimethylsiloxane to form an interlayer in this embodiment. Were spin-coated at 5000 rpm for 50 seconds to form an interlayer of about 1.5 μm.

그리고, 표면 거칠기의 증가는 폴리디메틸실록산 기판을 반응성 이온 식각 챔버(Reactive Ion Etching Chamber:RIE Chamber)에서 산소 플라즈마에 15초간 노출시켜 폴리디메틸실록산 기판의 표면의 거칠기를 유도하였다.In addition, the increase in surface roughness exposed the polydimethylsiloxane substrate to oxygen plasma in a reactive ion etching chamber (RIE chamber) for 15 seconds to induce the roughness of the surface of the polydimethylsiloxane substrate.

이때 유입된 산소의 양은 20 sccm, 진공도는 100mtorr, 전력은 100W 였다. 이렇게 표면 처리된 폴리디메틸실록산 기판의 상부표면 위에 티타늄 층과 금 층을 차례로 증착하였다.At this time, the amount of oxygen introduced was 20 sccm, the degree of vacuum was 100mtorr, the power was 100W. The titanium layer and the gold layer were sequentially deposited on the upper surface of the surface-treated polydimethylsiloxane substrate.

이후, 포토리소그라피 공정을 위한 포토레지스트(PhotoResist:PR) AZ5214(Clariant)를 5000rpm으로 1분간 스핀코팅 한 후, 열판을 이용하여 110℃에서 1분간 건조시켜 약 1㎛의 두께로 형성하였다.Thereafter, photoresist (PhotoResist: PR) AZ5214 (Clariant) for a photolithography process was spin-coated at 5000 rpm for 1 minute, and then dried at 110 ° C. for 1 minute using a hot plate to form a thickness of about 1 μm.

그 다음, 배선 패턴이 인쇄된 투명 마스크를 이용하여 파장(λ)이 365 ㎚, 복사강도가 300 mW/㎠인 자외선을 8 초 동안 조사하고, 상기 투명 마스크를 제거한 다음 상온에서 현상제(AZ 300MIF, Clariant)에 수 초간 넣어 물성이 변한 부분의 포토레지스트를 제거하였다.Subsequently, using a transparent mask on which a wiring pattern was printed, an ultraviolet ray having a wavelength of λ of 365 nm and a radiation intensity of 300 mW / cm 2 was irradiated for 8 seconds, the transparent mask was removed, and then the developer (AZ 300MIF) was removed at room temperature. , Clariant) was removed for several seconds to remove the photoresist of the changed properties.

상기 물성이 변한 부분의 포토레지스트를 제거한 다음, 우선 금 식각액을 이용하여 상기 폴리디메틸실록산 기판에 증착된 금 층을 선택적으로 식각하였다. After removing the photoresist of the portion where the physical properties were changed, first, the gold layer deposited on the polydimethylsiloxane substrate was selectively etched using a gold etchant.

그 다음, 티타늄 식각액을 이용하여 상기 폴리디메틸실록산 기판에 증착된 티타늄 층 중 상기 물성이 변한 티타늄 층을 식각하였다. Next, the titanium layer having the changed physical properties was etched among the titanium layers deposited on the polydimethylsiloxane substrate using a titanium etchant.

본 실시예에서는, 플루오르 수소(HF), 질산화수소(HNO3) 및 증류수(H2O)의 부피%가 1:2:7의 비율로 이루어진 티타늄 식각액을 이용하여 폴리디메틸실록산 기판에 증착된 티타늄 층 중 상기 물성이 변한 티타늄 층을 식각한 후, 가장 상부에 형성되어 있는 포토레지스트 AZ5214를 스트리퍼(AZ 300MIF, Clariant)를 이용하여 제거하였다.In this embodiment, the titanium deposited on the polydimethylsiloxane substrate using a titanium etching solution in which the volume% of hydrogen fluoride (HF), hydrogen nitrate (HNO 3 ), and distilled water (H 2 O) is 1: 2: 7. After etching the titanium layer having the changed physical properties among the layers, the photoresist AZ5214 formed on the top was removed using a stripper (AZ 300MIF, Clariant).

이와 같이, 패터닝이 완료된 폴리디메틸실록산 기판은 하기에 상술할 패키징 공정과 전기도금 공정을 수행한 후 전극의 형태로 절단하여 전극을 완성하였다.As such, the patterned polydimethylsiloxane substrate is subjected to a packaging process and an electroplating process to be described below, and then cut into a form of an electrode to complete the electrode.

단계 3 : 미세전극의 형성Step 3: Formation of Microelectrode

우선, 티타늄 층 및 금 층으로 패터닝된 폴리디메틸실록산 기판(201)을 준비하였다. 그 다음, 패터닝이 완료된 후, 포토레지스트의 일종인 SU-8을 티타늄 층 및 금 층이 차례대로 적층되어 패터닝 된 부분에 3000rpm으로 50초간 40㎛의 두께로 형성한 후 포토리소그라피를 수행하여 전극부분만 기둥모양의 SU-8을 남기고 현상(developing)을 수행하였다.First, a polydimethylsiloxane substrate 201 patterned with a titanium layer and a gold layer was prepared. Then, after the patterning is completed, SU-8, a type of photoresist, is formed by stacking a titanium layer and a gold layer in sequence and forming a thickness of 40 μm at 3000 rpm for 50 seconds on the patterned portion, and then performing photolithography. Developing was performed, leaving 10,000 columns of SU-8.

그 다음, 전극부분에 형성된 기둥모양의 SU-8을 제외한 폴리디메틸실록산 기판의 상부에 폴리디메틸실록산을 주입하고, 3000rpm으로 55초간 스핀코팅하여 전극부분에 남아있는 SU-8의 기둥과 유사한 높이인 약 40㎛의 두께로 폴리디메틸실록산 층을 형성한 후 80℃의 열판에서 2시간 동안 경화시켰다.Next, polydimethylsiloxane was injected into the upper portion of the polydimethylsiloxane substrate except for the SU-8 in the shape of a column, and spin-coated at 3000 rpm for 55 seconds to have a height similar to that of the SU-8 remaining in the electrode. The polydimethylsiloxane layer was formed to a thickness of about 40 μm and then cured for 2 hours on a hot plate at 80 ° C.

그 후, PG 제거기(PG remover)를 이용하여 전극부분에 남아있는 SU-8을 제거하였다.Thereafter, SU-8 remaining in the electrode part was removed using a PG remover.

단계 4 : 도금공정을 통한 미세 전극의 완성Step 4: completion of the fine electrode through the plating process

패터닝이 완료되면, 이후 패키징과 전극 부분에 대한 금도금 공정을 수행하여 폴리디메틸실록산 미세전극을 완성하였다. 패터닝은 전술한 도 3에 따른 공정에 의해 실시될 수 있으며, 마지막으로 전극 부분에 금 전기도금으로 금 도금층을 형성하였다. 이는 금 전기도금으로 SU-8이 제거된 전극부분에 금 도금을 형성하여 전극을 완성하였다. 금 전기도금은 포타슘 골드 시아나이드(Potassium Gold Cyanide:PGC)와 상용 금 도금액(YL gold acid gold)를 사용하여 40℃의 온도에서 금 전기도금을 수행하였다. After the patterning was completed, the polydimethylsiloxane microelectrode was completed by performing a gold plating process on the packaging and the electrode part. Patterning may be performed by the process according to FIG. 3 described above, and finally, a gold plating layer was formed on the electrode part by gold electroplating. This was completed by forming a gold plating on the electrode portion from which SU-8 was removed by gold electroplating. Gold electroplating was carried out using potassium gold cyanide (PGC) and commercial gold plating solution (YL gold acid gold) at a temperature of 40 ℃.

도 5는 상기 금 전기도금 수행시의 전압에 따른 전류밀도 곡선이다. 구체적으로, 도 5는 금 전기도금에 있어서 전압에 따른 금 도금액의 전류밀도분포를 도시하고 있다. 5 is a current density curve according to the voltage during the gold electroplating. Specifically, FIG. 5 shows a current density distribution of a gold plating solution according to voltage in gold electroplating.

도 5를 참조하면, 0.8V의 전압까지는 거의 일정하게 유지되는 작은값의 전류밀도분포를 가짐을 알 수 있다. 금 도금액에 가해지는 전압의 크기가 0.8V이상일 경우에는 전류밀도분포는 인가전압에 대응되어 증가되는데, 본 실시예에서는1.2V 내외의 전압하에서 0.020 mA/㎜2의 전류밀도를 가지도록 인가전압을 일정하게 유지하였다. Referring to FIG. 5, it can be seen that the current density distribution has a small value that is maintained almost constant up to a voltage of 0.8V. If the voltage applied to the gold plating solution is 0.8 V or more, the current density distribution increases to correspond to the applied voltage. In this embodiment, the applied voltage is adjusted to have a current density of 0.020 mA / mm 2 at a voltage of about 1.2 V. Kept constant.

한편, 도 6a는 금 전기도금 수행 전의 전극부분의 이미지이고, 도 6b는 도 4에 따른 금 전기도금 수행 후의 전극부분의 이미지이다. 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 도 6a는 PG 제거기(PG remover)를 이용하여 전극부분에 남아있는 SU-8을 제거한 폴리디메틸실록산 기판을 도시하고 있으며, 도 6b는 도 6a의 SU-8을 제거한 폴리디메틸실록산 기판상에 형성된 금 도금층을 도시하고 있다.본 실시예에서 8시간 경과후 폴리디메틸실록산 기판의 높이와 동일한 약 40㎛의 금 전기도금이 이루어졌다.On the other hand, Figure 6a is an image of the electrode portion before the gold electroplating, Figure 6b is an image of the electrode portion after the gold electroplating according to FIG. 6A and 6B, FIG. 6A illustrates a polydimethylsiloxane substrate from which SU-8 remaining in an electrode portion is removed using a PG remover, and FIG. 6B illustrates SU-8 of FIG. 6A. The gold plating layer formed on the removed polydimethylsiloxane substrate is shown. In this example, a gold electroplating of about 40 mu m equal to the height of the polydimethylsiloxane substrate was performed after 8 hours.

평가예Evaluation example 1 :  One : 폴리디메틸실록산Polydimethylsiloxane 기판과  Substrate 금속층의Metal layer 부착력 향상 Improved adhesion

폴리디메틸실록산과 금속층의 부착력을 향상시키기 위하여 사이층을 사용하여 그 효과를 검증한 결과, 폴리디메틸실록산과 금속층의 사이에 사용한 각각의 사이층들은 폴리에틸렌글리콜과 4-하이드록시 부틸 아크릴레이트의 경우 금속층과의 부착력이 향상되었으며, 사이탑(CYTOP)의 경우는 폴리디메틸실록산 기판과의 부착력이 향상되었음을 확인할 수 있었다.As a result of verifying the effect using the interlayer to improve the adhesion between the polydimethylsiloxane and the metal layer, the respective interlayers used between the polydimethylsiloxane and the metal layer are the metal layer in the case of polyethylene glycol and 4-hydroxy butyl acrylate. The adhesion to and improved, and in the case of Cytop, it was confirmed that the adhesion to the polydimethylsiloxane substrate was improved.

그리고, 폴리디메틸실록산 기판의 표면의 거칠기를 증가시키기 위한 산소 플라즈마 처리 공정 수행에 따른 폴리디메틸실록산 기판의 AFM 사진은 도 7a 및 도 7b와 같다.AFM images of the polydimethylsiloxane substrate according to the oxygen plasma treatment process for increasing the roughness of the surface of the polydimethylsiloxane substrate are shown in FIGS. 7A and 7B.

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 도 7a는 산소 플라즈마 처리 전의 폴리디메틸실록산 기판의 표면의 AFM 이미지이다.7A and 7B, FIG. 7A is an AFM image of the surface of a polydimethylsiloxane substrate before oxygen plasma treatment.

도 7b는 본 발명에 따른 산소 플라즈마 처리 후의 폴리디메틸실록산 기판의 표면의 AFM 이미지이다.7B is an AFM image of the surface of a polydimethylsiloxane substrate after oxygen plasma treatment in accordance with the present invention.

도 7a를 참조하면, 산소 플라즈마 처리 전의 폴리디메틸실록산 기판의 표면은 평탄한 표면 구조를 이루고 있어서 금속층과의 부착력 향상을 기대할 수 없으나, 도 7b를 참조하면, 산소 플라즈마 처리 후의 표면 거칠기가 증가함을 확인할 수 있으며, 이를 테이프 테스트(tape test)로 부착력을 평가한 결과, 표면 거칠기를 증가시킨 쪽의 부착력이 우수한 것으로 나타났다. Referring to FIG. 7A, the surface of the polydimethylsiloxane substrate before the oxygen plasma treatment has a flat surface structure, and thus it is impossible to expect the adhesion to the metal layer to be improved. Referring to FIG. 7B, it is confirmed that the surface roughness after the oxygen plasma treatment increases. As a result of evaluating the adhesive force by a tape test, it was found that the adhesive force of the side which increased the surface roughness was excellent.

이는 무전해 도금에서와 같이 폴리디메틸실록산 기판의 표면 거칠기 증가에 기인한 폴리디메틸실록산 기판과 금속 층간의 기계적 강도의 증가가 그 원인 중의 하나이다. 진공 증착법을 이용한 금속 박막의 제작은 증착 조건에 따라 부착력 및 우선배향 등의 물리적 특성이 상당한 영향을 받는다. This is caused by an increase in the mechanical strength between the polydimethylsiloxane substrate and the metal layer due to the increased surface roughness of the polydimethylsiloxane substrate as in electroless plating. In the fabrication of metal thin films using vacuum deposition, physical properties such as adhesion and preferential orientation are significantly affected by deposition conditions.

본 실시예에서 상기 표 1의 증착조건의 범위 내에서 폴리디메틸실록산 기판을 산소 플라즈마로 15초간 표면처리한 후 부착력 향상을 위하여 티타늄 층을 0.5Å/s의 증착속도로 100Å 증착하고, 그 위에 금을 1Å/s로 1000 Å 증착한 경우 가장 우수한 증착성을 보였다.In this embodiment, after the surface treatment of the polydimethylsiloxane substrate with oxygen plasma for 15 seconds within the range of the deposition conditions of Table 1, the titanium layer is deposited to 100 Å at a deposition rate of 0.5 Å / s to improve adhesion, gold on it The highest deposition rate was obtained at 1000 Å at 1 Å / s.

평가예Evaluation example 2 : 금속 미세패턴의 형성 2: formation of metal micropatterns

도 8a는 패터닝이 완료된 폴리디메틸실록산 미세전극을 도시한 것이고, 도 8b는 도 8a의 확대도이고, 도 8c는 패터닝이 완료된 유연한 폴리디메틸실록산 미세전극을 도시한 것이다.FIG. 8A shows the patterned polydimethylsiloxane microelectrode, FIG. 8B is an enlarged view of FIG. 8A, and FIG. 8C shows the patterned flexible polydimethylsiloxane microelectrode.

도 8a 및 도 8b를 참조하면, 6mm의 길이를 가지는 폴리디메틸실록산 기판상에서 20㎛의 선폭을 가지는 미세전극을 구현할 수 있음을 알 수 있다.8A and 8B, it can be seen that a microelectrode having a line width of 20 μm can be realized on a polydimethylsiloxane substrate having a length of 6 mm.

한편, 전술한 상기 표 1의 최적의 증착 조건으로 실리콘 웨이퍼 상에 증착한 미세전극의 비저항은 4.14×108Ωm였고, 테스터로 측정한 전극의 전기저항은 각 전극의 길이에 따라 약간의 다른 전기저항을 보이나 70∼110Ω 정도를 보였으며, 이는 전기저항의 공식

Figure 112007014690719-pat00002
에서
Figure 112007014690719-pat00003
이 4∼5 ㎜이고,
Figure 112007014690719-pat00004
가 20㎛,
Figure 112007014690719-pat00005
가 1100Å인 경우 상기 수치 값을 대입하고 전극의 형상을 고려하면 측정값과 일치하는 결과값을 얻을 수 있다.On the other hand, the specific resistance of the microelectrode deposited on the silicon wafer under the optimum deposition conditions of Table 1 described above was 4.14 × 10 8 Ωm, and the electrical resistance of the electrode measured by the tester was slightly different depending on the length of each electrode. Resistance, but showed 70 ~ 110Ω, which is the formula of electric resistance
Figure 112007014690719-pat00002
in
Figure 112007014690719-pat00003
Is 4-5 mm,
Figure 112007014690719-pat00004
20 μm,
Figure 112007014690719-pat00005
When the value is 1100 입 By substituting the numerical value and considering the shape of the electrode can obtain a result value that matches the measured value.

평가예Evaluation example 3 : 내구성 및 생체적합성 평가 3: durability and biocompatibility evaluation

폴리디메틸실록산은 산소와 용액의 투과성이 좋은만큼 용액에 의한 팽창현상이 일어나는 것으로 알려져 있다. 이러한 팽창현상은 향후 전극으로 제작된 폴리디메틸실록산 기판이 체내에 이식되었을 경우, 팽창에 의한 금속미세 패턴의 박리로 이어질 가능성이 존재한다. 따라서 패터닝이 완료된 미세전극의 내구성을 평가하기 위하여 행크 염평형용액(Hanks’Balanced Salt Solution:HBSS) 속에 상온에서 6개월간 보관 후 변화를 관찰하였다. 폴리디메틸실록산은 패터닝된 전극의 모양을 유지하도록 잘랐으며 이때 사용한 폴리디메틸실록산 기판의 두께는 100㎛이었고, 금속층의 두께는 티타늄 층이 100Å, 금 층이 1000Å 이었다.Polydimethylsiloxane is known to cause expansion phenomena due to the good permeability of oxygen and solution. Such expansion phenomenon may lead to peeling of the metal fine pattern due to expansion when the polydimethylsiloxane substrate manufactured as an electrode is implanted in the body in the future. Therefore, in order to evaluate the durability of the patterned microelectrode, changes were observed after 6 months storage at room temperature in Hanks'Balanced Salt Solution (HBSS). The polydimethylsiloxane was cut to maintain the shape of the patterned electrode. The thickness of the polydimethylsiloxane substrate used was 100 μm, and the thickness of the metal layer was 100 μs of titanium and 1000 μs of gold.

Figure 112007014690719-pat00006
Figure 112007014690719-pat00006

HBSS에 6개월간 배치하였던 폴리디메틸실록산 기판의 변화를 관찰한 결과 금속미세 패턴의 파열이나 박리 현상은 관찰되지 않았고, 폴리디메틸실록산 기판의 두께변화도 3㎛ 이내로 거의 관찰되지 않았다. 또한, 상기 표 2에서 보는 바와 같이 전기저항의 변화도 거의 없음을 알 수 있었다. As a result of observing the change of the polydimethylsiloxane substrate disposed on the HBSS for 6 months, no rupture or peeling of the metal fine pattern was observed, and the thickness change of the polydimethylsiloxane substrate was hardly observed within 3 µm. In addition, it can be seen that almost no change in the electrical resistance as shown in Table 2 above.

평가에 사용된 폴리디메틸실록산의 미세전극은 상기 도 8a와 같은 모양이고, 선폭은 100㎛이었다. 상기 표 2에서 1부터 5번까지의 번호는 가장 길이가 긴 전극부터 차례대로 임의적으로 붙인 번호이다. 초기의 전기저항과 HBSS에 6개월간 보관 후 꺼내어 테스터로 측정한 전기저항은 유의적인 차이를 보이지 않았다.The microelectrode of polydimethylsiloxane used for the evaluation had the shape as shown in FIG. 8A, and the line width was 100 μm. In Table 2, numbers 1 to 5 are numbers arbitrarily assigned in order from the longest electrode. There was no significant difference between the initial electrical resistance and the electrical resistance measured by the tester after storage for 6 months in HBSS.

폴리디메틸실록산 미세전극의 생체적합성 평가를 위하여 ICR 마우스의 피하에 미세전극 제작과 같은 공정을 거친 2㎜×2㎜ 크기의 폴리디메틸실록산 기판의 조각을 이식하고 42일 후에 시료가 이식된 피부를 절개하여 조직검사를 실시하였다. To evaluate the biocompatibility of polydimethylsiloxane microelectrode, a piece of 2 mm × 2 mm polydimethylsiloxane substrate, which had undergone the same process as microelectrode fabrication, was implanted in the subcutaneous ICR mouse and 42 days later, the skin where the sample was implanted was incised. The biopsy was performed.

도 9는 조직 검사를 위해 폴리디메틸실록산 조각이 이식된 ICR 마우스의 피부 절단면 사진이다. 이식된 폴리디메틸실록산 주위의 조직에서 별다른 이상이 발견되지 않은 것으로 보아 폴리디메틸실록산 전극의 생체적합성은 우수하다.9 is a cutaway photograph of an ICR mouse implanted with a piece of polydimethylsiloxane for histology. The biocompatibility of the polydimethylsiloxane electrode is excellent because no abnormality was found in the tissues around the implanted polydimethylsiloxane.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사항에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical details of the appended claims.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 포토리소그라피 공정 및 전극 부분의 도금을 통한 폴리디메틸실록산 미세전극의 패키징 방법을 제공함으로써 더욱 간단한 공정으로 인하여 비용을 절감시키고, 실패율을 감소시킬 수 있으며, 폴리디메틸실록산을 이용한 기판의 전처리 및 증착 조건을 최적화시킴으로써 금속 미세패턴의 부착력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, by providing a method for packaging a polydimethylsiloxane microelectrode through a photolithography process and plating of an electrode portion, it is possible to reduce costs and reduce failure rate due to a simpler process, and polydimethylsiloxane By optimizing the pretreatment and deposition conditions of the substrate using the there is an effect that can improve the adhesion of the metal micropattern.

Claims (13)

폴리디메틸실록산의 프리폴리머와 경화제를 20:1 내지 5:1의 질량비로 혼합한 블렌드를 실리콘 웨이퍼 상에 스핀코팅하여 폴리디메틸실록산 기판을 형성하는 단계;Spin-coating a blend of a prepolymer of polydimethylsiloxane and a curing agent in a mass ratio of 20: 1 to 5: 1 on a silicon wafer to form a polydimethylsiloxane substrate; 상기 폴리디메틸실록산 기판을 표면 전처리하는 단계;Surface pretreating the polydimethylsiloxane substrate; 상기 표면 전처리된 폴리디메폴틸실록산 기판의 상부에 티타늄 층 및 금 층을 순차적으로 증착한 후 미세전극을 패터닝하는 단계;Sequentially depositing a titanium layer and a gold layer on top of the surface pretreated polydimetholylsiloxane substrate and patterning a microelectrode; 상기 패터닝 된 미세전극의 상부에 포토레지스트를 형성하고, 상기 포토레지스트가 형성되지 않은 폴리디메틸실록산 기판의 상부에 폴리디메틸실록산을 스핀코팅하는 단계; 및Forming a photoresist on the patterned microelectrode, and spin-coating the polydimethylsiloxane on the polydimethylsiloxane substrate on which the photoresist is not formed; And 상기 패터닝 된 미세전극의 상부에 형성된 포토레지스트를 제거한 후, 상기 패터닝된 금 층의 상부에 금 전기도금을 수행하여 미세전극을 패키징하는 단계를 포함하는 폴리디메틸실록산을 이용한 미세전극 형성 방법. And removing the photoresist formed on the patterned microelectrode, and packaging the microelectrode by performing gold electroplating on the patterned gold layer. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 표면 전처리하는 단계는,The surface pretreatment is 산소 플라즈마에 상기 폴리디메틸실록산 기판을 노출하여 상기 폴리디메틸실록산 기판의 표면을 전처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리디메틸실록산을 이용한 미세전극 형성 방법.Exposing the polydimethylsiloxane substrate to an oxygen plasma to pretreat the surface of the polydimethylsiloxane substrate. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 표면 전처리하는 단계는,The surface pretreatment is 상기 폴리디메틸실록산 기판의 상부에 사이층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리디메틸실록산을 이용한 미세전극 형성 방법.The method of forming a microelectrode using polydimethylsiloxane, characterized in that it comprises the step of forming an interlayer on top of the polydimethylsiloxane substrate. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 사이층은 스핀 코팅에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 폴리디메틸실록산을 이용한 미세전극 형성 방법. The interlayer is a microelectrode forming method using a polydimethylsiloxane, characterized in that formed by spin coating. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 사이층은, 사이탑, 폴리 에틸렌 클리콜, 및 4-하이드록시 부틸 아크릴레이트로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리디메틸실록산을 이용한 미세전극 형성방법.The interlayer is a micro-electrode forming method using a polydimethylsiloxane, characterized in that it comprises any one compound selected from the group consisting of cytope, polyethylene glycol, and 4-hydroxy butyl acrylate. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 사이층은, 1∼2㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 폴리디메틸실록산을 이용한 미세전극 형성방법.The interlayer is formed with a thickness of 1 ~ 2㎛ microelectrode formation method using a polydimethylsiloxane. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 미세전극을 패터닝하는 단계는,Patterning the microelectrode, 상기 증착된 금 층의 상부에 포토레지스트를 스핀코팅하고, 배선 패턴이 인쇄된 투명마스크를 이용하여 패터닝 하고자 하는 부분을 경화하는 단계;Spin-coating a photoresist on the deposited gold layer and curing a portion to be patterned using a transparent mask on which a wiring pattern is printed; 상기 투명마스크를 제거하고 상기 포토레지스트를 선택적으로 제거하는 단계; 및Removing the transparent mask and selectively removing the photoresist; And 상기 증착된 티타늄 층 및 금 층을 식각하여 상기 폴리디메틸실록산 기판에 미세전극을 패터닝 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리디메틸실록산을 이용한 미세전극 형성방법.And etching the deposited titanium and gold layers to pattern the microelectrode on the polydimethylsiloxane substrate. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 티타늄 층은 습식 식각에 의해 식각되되, The titanium layer is etched by wet etching, 상기 습식 식각에 사용되는 식각액은 H2O, HF 및 HNO3를 포함하고, H2O가 100부피%인 것을 기준으로 하여 HF는 10∼20 부피%이고, HNO3는 20∼40 부피%인 것을 특징으로 하는 폴리디메틸실록산을 이용한 미세전극 형성방법.The etchant used for the wet etching includes H 2 O, HF and HNO 3 , HF is 10-20% by volume and HNO 3 is 20-40% by volume based on 100% by volume of H 2 O. Microelectrode formation method using a polydimethylsiloxane, characterized in that. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 티타늄 층 및 금 층은, 전자 빔 증착 시스템에 의해 증착되는 것을 특징으로 하는 폴리디메틸실록산을 이용한 미세전극 형성방법.The titanium layer and the gold layer, the method of forming a microelectrode using a polydimethylsiloxane, characterized in that deposited by the electron beam deposition system. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 티타늄 층은 50∼300Å로 증착되고, 상기 금 층은 500∼3000Å로 증착되는 것을 특징으로 하는 폴리디메틸실록산을 이용한 미세전극 형성방법.The titanium layer is deposited to 50 ~ 300Å, the gold layer is deposited to 500 ~ 3000Å microelectrode formation method using a polydimethylsiloxane, characterized in that deposited. 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 금 전기도금에 의해 형성된 금 도금층의 높이는 상기 스핀코팅된 폴리디메틸실록산의 높이와 동일한 것을 특징으로 하는 폴리디메틸실록산을 이용한 미세전극 형성방법.The height of the gold plating layer formed by the gold electroplating method of forming a fine electrode using a polydimethylsiloxane, characterized in that the same as the height of the spin-coated polydimethylsiloxane. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의하여 제조된 폴리디메틸실록산을 이용한 미세전극.A microelectrode using polydimethylsiloxane prepared by the method according to any one of claims 1 to 10.
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