KR102073720B1 - 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치는, 식물의 수액 흐름을 측정하기 위한 마이크로 니들 프로브 장치에 있어서, 외부전원에 연결되기 위한 연결패턴과 상기 외부전원으로부터 전류를 공급 받아 열을 발생시킬 수 있는 발열패턴을 구비하는 패턴층; 및 상기 패턴층이 표면상에 형성되며 두께 또는 폭의 길이가 마이크로미터 단위를 갖는 베이스기판;을 구비하고, 상기 베이스기판은, 일정부위가 식물 내로 삽입 가능한 구조로 형성되며, 상기 패턴층의 발열패턴과 접촉하는 부위에 실리콘 기판소재보다 열전도율이 상대적으로 낮은 소재가 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명은, 식물 내에 삽입되며 최소 침습 기술이 적용된 수액 흐름 측정용 기판을 실리콘 기판소재에 비해 열전도율과 취성이 낮은 소재로 구현하여 열손실에 따른 측정오차 및 파손을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 정밀 측정 기술에 유용한 물질로 발열체를 구성하여 신뢰도를 향상시킬 수 있는 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치를 제공하는 효과가 있다.

Description

최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치 {Micro Niddle Probe using Minimally Invasive Technologyfor Measuring Sap Flow }

본 발명은 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 식물 내에 삽입되며 최소 침습 기술이 적용된 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브를 구성하는 기판을 실리콘 기판소재에 비해 열전도율과 취성이 낮은 소재로 구현하여 열손실에 따른 측정오차 및 파손을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 정밀 측정 기술에 유용한 물질로 발열체를 구성하여 신뢰도를 향상시킬 수 있는 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치에 관한 것이다.

식물의 생육 조건을 나타내는 식물 생육 모델은 식물의 생산량과 품질에 직접적인 영향을 미치고 있다. 이러한 식물 생육에 주요한 영향을 미치는 식물 생체 정보로는 온도, 수액 흐름(SF: Sap Flow), 전기전도도(EC: Electrial Conductivity)를 들 수 있으며, 식물 생육 모델은, 이와 같은 식물 생체 정보를 기초로 하여 물주기 스케쥴링, 온도 및 광량 제어, 비료 공급 시기와 양 등을 결정하여 얻을 수 있다.

또한, 식물 생육 모델을 위한 측정은 온도, 습도 등 외부 환경변수와 파괴적 측정 또는 간접적 측정 등에 국한되어 왔으며, 전통적으로 토양 수분, 물소비량 계량, 식물 샘플을 액즙으로 만들어 전기전도도를 측정하는 방법이 사용되어 왔다. 하지만, 이러한 방식은 비간접적이거나 상세한 정보획득, 식물의 반응 예측에 있어 부족한 단서를 제공하였다.

종래에 식물의 내부 생체 신호를 측정하기 위한 기술로서, 식물의 줄기 내에 직접 프로브(probe)를 삽입하여 측정하는 기술이 개발되어 식물의 수액 흐름을 직접 측정하여 사용하게 되었으나, 대부분 이러한 직접적인 측정은 침습적인 바늘 (invasive needle) 형태의 장치를 사용하였다.

일반적으로 수액 흐름을 측정하는 방법으로는, (i) 침습적인 프로브를 사용하여 주기적인 히트 펄스를 식물에 부여하고 식물의 수액 흐름에 따른 히트 펄스의 이동을 온도 프로브로 감지하여 흐름 속도를 계산하는 히트 펄스(HeatPulse; HP) 기술, (ii) 침습적인 프로브를 사용하여 연속적으로 열을 식물에 부여하고 야간에 수액 흐름이 없는 경우와 수액 흐름이 존재하는 경우의 열이 소실되는 정도를 온도차로 측정하여 산출하는 열 소실(Heat Dissipation; HD) 기술, (iii) 침습적인 프로브를 온도 측정용 프로브와 히터 프로브로 구성하여 중앙의 히터가 열을 발생하여 생긴 열 발생장(heat field)이 수액 흐름으로 인하여 변형되는 정도를 온도 측정용 프로브로 측정하여 수액 흐름 속도를 산출하는 열 발생장 변형(Heat Field Deformation; HFD) 기술, 및 (iv) 식물 줄기 외부에 설치된 히터에 의해 발생하는 열이 수액 흐름으로 인하여 줄기 상하부의 온도차가 발생하는 것을 이용하는 줄기 히트 밸런스(Stem Heat Balance; SHB) 기술이 사용되었다.

하지만, 이들 기술은 대부분 바늘을 사용하고, 바늘의 직경이 1 내지 5 mm에 이를 정도로 매우 침습적인 형태로 구성되어 있기 때문에 나무 종류에만 국한되어 사용되었으며, 토마토, 파프리카 등의 과채류나 화훼류 등의 식물에는 종래기술에 따른 직경이 1 내지 5mm에 이르는 침습적인 프로브를 삽입하여 생체 정보를 측정하기 어려웠다.

또한, 종래 기술에 따른 측정 장치의 크기가 크고 고가이면서도 복잡하게 구성되어 있어 한 작물의 여러 부분에 적용하거나, 한 번에 여러 작물에 적용하기 어려운 문제가 있었기 때문에, 적은 수의 표본을 사용한 측정 결과의 신뢰성 부족과 통계적 유의미성을 확보하는 데에도 문제가 발생하였다.

그런데, 산업혁명 이후 생물학을 필두로 하여 각종 과학기술의 발전으로 농업에서도 혁신이 빠르게 이루어지면서, 농업과 ICT 기반 MEMS 및 나노 기술의 발전에 따라 식물 생육과 관련한 기술도 새로운 전기를 맞이 하고 있다.

최근 들어, 최소 침습 기술(minimally invasive technology)을 이용하여 나무를 포함한 다양한 식물의 생체 정보를 측정할 수 있는 기술개발에 대한 필요성이 부각 되었으며, 이를 위해서 MEMS(micro electro mechanical systems) 및 나노 기술의 통합을 이용한 정밀 측정 기술구현에 다각적인 노력이 시도되고 있다.

이러한 노력에 힘입어 부각되고 있는 종래 기술에 따른 마이크로 니들 프로부는 실리콘 공정기술인 MEM 기술을 이용하여 과체류나 화훼류와 같이 줄기의 직경이 작고 단단하지 않은 작물의 수액 흐름을 측정하기 위한 최소 침습 기술에 적합하도록 측정장치를 소형화 할 수 있었다.

그러나, 종래기술의 경우에는, 주로 실리콘 소재를 이용하여 기판을 가공하기 때문에 기판 가공시에 두께 조절을 위한 딥 에칭 공정과 다른 구성요소들의 배치를 위한 패키징 공정이 수반되어 높은 제조 비용 및 고난이도의 정밀 공정을 필요로 하여 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 실리콘 소재로 기판을 형성하기 때문에 실온에서 취성(Brittleness)을 가지고 있어 식물 내에 삽입시키거나 삽입 이후 외부충격으로 인해 파손되는 경우가 발생하였다.

게다가, 이러한 실리콘 소재의 열전도율이 148W/mk 에 이르기 때문에 기판주위에서 열손실이 발생하여 수액을 가열하는데 오랜시간이 걸릴 뿐 아니라 수액의 흐름을 측정하기 위한 온도차가 크지 않기 때문에 측정오차가 발생하는 경우가 있었다.

이를 방지하기 위하여, 기판 상에 열손실을 막기 위한 별도의 구성을 추가하는 경우도 있으나 제조단가가 상승하고 제조공정이 복잡해지는 문제점이 있었다.

또한, 실리콘 소재의 기판상에 형성되는 금속 마이크로 패턴이 주로 금(Au) 이나 백금(Pt)과 같은 귀금속으로 이루어지기 때문에 수액속에 함침되는 경우에 전기화학반응으로 인한 부식은 저하시킬 수 있지만 열을 발생시키기 위한 발열수단으로 형성시 저항체의 특성상 패턴의 간격을 좁고 가늘게 하는 것을 필요로 하여 수율이 낮아 발열수단을 구성하는 부품단가가 올라가고 이로 인해 보급이 용이하지 못한 문제점이 있었다.

따라서, 최소 침습 기술이 적용된 수액 흐름 측정시 열손실에 따른 측정오차 및 파손을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 제조비용을 절감할 수 있으며 신뢰성을 향상시킬 수 있는 현실적이고도 적용이 가능한 기술이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

등록특허공보 KR 10-0491166호(공고일 2005.05.24.)

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은, 식물 내에 삽입되며 최소 침습 기술이 적용된 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브를 구성하는 기판을 실리콘 기판소재에 비해 열전도율과 취성이 낮은 소재로 구현하여 열손실에 따른 측정오차 및 파손을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 정밀 측정 기술에 유용한 물질로 발열체를 구성하여 신뢰도를 향상시킬 수 있는 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치는, 식물의 수액 흐름을 측정하기 위한 마이크로 니들 프로브 장치에 있어서, 외부전원에 연결되기 위한 연결패턴과 상기 외부전원으로부터 전류를 공급 받아 열을 발생시키고 온도변화를 측정하기 위한 발열패턴을 구비하는 패턴층; 및 상기 패턴층이 표면상에 형성되며 두께 또는 폭의 길이가 마이크로미터 단위를 갖는 베이스기판;을 구비하고, 상기 베이스기판은, 일정부위가 식물 내로 삽입 가능한 구조로 형성되며, 상기 패턴층의 발열패턴과 접촉하는 부위에 실리콘 기판소재보다 열전도율이 상대적으로 낮은 소재가 형성될 수 있다.

또한, 상기 베이스기판은, 전체적으로 플렉시블한 재질을 갖는 필름형태로 형성될 수 있다.

또한, 상기 베이스기판을 구성하며 상기 패턴층의 발열패턴과 접촉하는 부위에 형성되는 소재는 상기 실리콘 기판소재에 비해 상대적으로 취성(brittlness)이 낮은 폴리머 소재일 수 있다.

또한, 상기 폴리머 소재는, 액정 폴리머(Liquid Crystal Polymer;LCP), 폴리아미드(Polyamide), 페라린(Paraylene), 에폭시수지(Epoxy), 페놀수지(Phenolic), 폴리에틸렌 테레프탈레이트르(PET), 및 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

또한, 상기 베이스기판은, 단일의 폴리머 소재로 형성될 수 있다.

또한, 상기 베이스기판은, 실리콘 재질의 웨이퍼상에 폴리머 소재가 코팅되어 형성될 수 있다.

또한, 상기 베이스기판은, 상기 발열패턴과 접촉하는 부위의 일면을 제외한 부위에 강성을 높이기 위한 보강수단이 포함될 수 있다.

상기 보강수단은, 상기 베이스기판의 타면에 도금공정으로 형성되는 메탈층일 수 있다.

이때, 상기 메탈층은, 니켈(Ni), 크롬(Cr), 코발트(Co), 또는 이들 중 하나 이상을 포함하는 합금으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 보강수단은, 상기 베이스기판의 타면에 형성되는 메탈시트일 수 있다.

이때, 상기 베이스기판의 타면에 메탈시트를 접착하거나 메탈시트의 일면상에 폴리머소재를 코팅하여 상기 베이스기판을 구성할 수 있다.

또한, 상기 베이스기판은, 강성을 높이기 위하여 상기 폴리머 소재에 유리섬유(Glass), 세라믹섬유(Ceramic), 금속섬유(Metal) 또는 이들의 혼합분말을 혼합하여 필름이나 시트지 형태로 가공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치에 있어서 , 상기 패턴층은 , 연결패턴과 발열패턴이 서로 연결되는 형태를 갖는 단일의 패턴, 또는 복수의 연결패턴 중 어느 하나에 발열패 턴이 연결되며 상기 복수의 연결패턴이 상호간에 이격된 형태를 갖는 복수의 패턴으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 발열패턴은, Au 및 Pt에 비해 상대적으로 전기전도도가 낮은 전도성 물질로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 전도성 물질은, 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 및 이들 합금 중의 하나일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치에 있어서 , 상기 패턴층은 , 상기 베이스 기판의 상하 양면 중 어느 하나 이상에 형성될 수 있다.

상기 패턴층이 상기 베이스 기판의 상하 양면에 형성되는 경우에 발열패턴을 포함하는 하나 이상의 수액 흐름 측정용 패턴은 어느 일면에만 형성될 수 있다.

상기 하나 이상의 수액 흐름 측정용 패턴과 연결되는 연결패턴 중 어느 하나 이상의 연결패턴이 상기 베이스 기판의 타면에 형성되는 경우에 비아홀로 연결될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은, 식물 내에 삽입되며 최소 침습 기술이 적용된 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브를 구성하는 기판을 실리콘 기판소재에 비해 열전도율과 취성이 낮은 소재로 구현하여 열손실에 따른 측정오차 및 파손을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 정밀 측정 기술에 유용한 물질로 발열체를 구성하여 신뢰도를 향상시킬 수 있는 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치를 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 식물 내에 최소 침습 기술로 삽입되는 마이크로 니들 프로브를 생체 적합성이 우수한 폴리머 소재로 구현하여 식물 조직에서 이상현상이 유발되는 것을 방지할 수 있으며, 실리콘 소재에 비해 열전도가 낮아 식물 내 수액의 온도변화를 보다 민감하게 측정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 실리콘을 소재로 하는 기판에 비해 금속 패턴을 형성하는 공정이 용이하여 상대적으로 기판과 패턴층의 두께를 모두 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 식물내에 삽입시 필요한 강성을 보강하기 보강수단을 다양한 구조로 형성하여 파손을 방지할 수 있기 때문에 수명 연장 및 유지보수가 용이한 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 기판 상에 형성되는 금속 패턴을 귀금속에 비해 전기전도도 낮은 전도성 물질로 구현하여 저항체 역할을 수행하는 발열패턴을 구현하는 경우에 배선폭을 증가시킬 수 있어 제조공정 구현이 용이한 효과가 있다.

도 1 내지 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치의 개략적인 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치의 개략적인 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치의 개략적인 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치의 개략적인 측단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치의 개략적인 측단면도이다.

본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

본 발명에 따른 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치는, 최소 침습 기술을 적용하기 위한 두께 또는 폭이 마이크로 미터 단위의 기판을 구현하여 줄기의 직경이 작고 단단하지 않은 토마토, 파트리카 등의 과채류나 화훼류, 묘목 등의 식물에도 적용 가능한 물리적 내지는 화학적 생체정보를 측정하기 위한 것이다.

이때, 최소 침습 조건을 만족하는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 니들 프로브 장치의 전체 크기는 길이 방향으로 1 내지 6mm, 두께 방향으로는 10 내지 100㎛, 폭방향으로는 200 내지 400㎛ 일 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치에 관하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치의 개략적인 측단면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치는, 일정부위가 식물 내로 삽입 가능한 구조로 형성되는 베이스 기판(10)과 상기 베이스 기판(10) 상에 수액 흐름을 측정하기 위한 발열패턴(21)을 전도성 패턴으로 구현한 패턴층(20)을 구비할 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 베이스 기판(10)은, 측정 대상 식물의 목부(물관부) 내로 삽입하여 유동하는 수액 흐름을 측정할 수 있도록 단부(13)가 날카롭게 형성되고, 실리콘 기판소재에 비하여 열전도율이 상대적으로 낮은 폴리머 소재로 구현될 수 있다.

여기서, 상기 폴리머 소재는, 액정 폴리머(Liquid Crystal Polymer;LCP), 폴리아미드(Polyamide), 페라린(Paraylene), 에폭시수지(Epoxy), 페놀수지(Phenolic), 폴리에틸렌 테레프탈레이트르(PET), 및 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있는데, 이때, 액정 폴리머(Liquid Crystal Polymer;LCP), 폴리아미드(Polyamide), 페라린(Paraylene)와 같은 폴리머 소재는 생체 적합성이 우수하기 때문에 식물 조직에서도 이상현상이 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다.

한편, 종래에는 마이크로 니들 프로브 장치를 구성하는 기판을 주로 실리콘 소재로 사용하였으나, 이러한 실리콘 소재의 경우에 두께조절을 위한 딥 에칭공정과 추가 구성요소의 배치를 위한 패키징 공정이 수반되어 높은 제조 비용 및 고난이도의 제조공정을 필요로 하였다. 또한. 실리콘을 소재로 하는 기판의 경우에는 실온에서 취성(Brittleness)을 갖는 재료이기 때문에 식물 내에 삽입시키거나 삽입되어 있는 동안에 충격에 의해 쉽게 파손되거나 식물 조직에 영향을 주는 등의 문제가 있었다.

게다가, 종래에는 식물내 수액의 유속 측정을 위해 식물내 수액의 흐름에 따른 온도 변화 측정을 위해 수액을 가열하기 위한 발열부와 온도센서를 기판상에 실장하는데 실리콘 소재의 열전도율이 148W/mK정도다 보니 열손실이 쉽게 일어나 수액을 가열하는데 오랜시간이 필요하고, 실리콘 소재의 기판에서 전달되는 열로 인해 발열부를 기준으로 수액의 상류측과 하류측에 배치되는 온도센서 주위의 온도차이가 큰 차이가 없어 그에 따라 수액의 유속 측정시 정밀도가 저하되는 문제가 있었다.

반면에, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 니들 프로브 장치는, 앞서 상술한 폴리머 소재의 기판을 사용함으로써 실리콘 소재에 비해 열전도율 뿐만 아니라 취성도 상대적으로 낮기 때문에 식물 내에 베이스 기판(10)이 삽입되거나 삽입되어 있는 동안에 파손 되는 가능성을 현저하게 낮출 수 있다.

더욱 상세하게는, 상기의 폴리머 소재는 실리콘 소재보다 상대적으로 낮은 열전도율을 갖기 때문에 베이스 기판(10)상에 전도성 패턴 형태로 배치되는 발열패턴(21)을 통해 식물 내 수액을 빠른 시간 내에 가열할 수 있으며, 상기 발열패턴(21)과 일체형으로 형성되거나 주위에 배치되는 온도센서를 이용하여 실리콘 소재의 기판을 사용한 종래에 비해 온도변화를 정밀하게 측정할 수 있게 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면 상기의 폴리머 소재는, 실리콘 소재를 사용하는 것보다 기판 가공시 두께의 길이를 더욱 줄일 수 있어 최소 침습 기술을 만족하는 박막의 기판을 구현하는데 용이한 점이 있다.

도 1을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 베이스 기판의 구조를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에 따르면, 베이스 기판(10)은 적어도 일부가 식물 내로 삽입 가능한 박육부(薄肉部; 11)와 상기 박육부(11)에 비해 두껍게 형성되어 기판의 강성을 유지하면서 후측에 배치되는 후육부(厚肉部; 12)를 포함할 수 있다.

이와 같이,베이스 기판(10)을 구성하는 박육부(11)가 후육부(12)에 비해 두께가 더 얇고, 상술한 바와 같이 단부(13)가 날카롭게 형성되어 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 니들 프로브 장치가 식물 조직 속으로 용이하게 파고 들어가 삽입될 수 있다.

또한, 도면에는 도시되지 않았으나, 평면에서 보았을 때, 베이스 기판(10)의 전단부(13)에 비해 후단부로 갈수록 폭방향의 크기가 점차 커지게 테이퍼진 경사면이 형성되어 식물내에 삽입하거나 수액 흐름을 측정시 쉽게 부러지지 않도록 강성을 확보할 수 있으며, 상기 테이퍼진 경사면에는 베이스기판(10)의 전단부(13)가 식물 내로 삽입될 때 함께 삽입되는 돌출부(미도시)가 형성되어 장시간 식물체에 견고하게 고정될 수 있어 정확한 측정을 할 수 있다.

도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치의 구성요소를 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 니들 프로브 장치는, 두께 또는 폭의 길이가 마이크로미터 단위를 갖는 베이스기판(10)과 상기 베이스기판(10)의 표면상에 전도성 패턴으로 형성되는 패턴층(20)을 구비할 수 있다.

여기서, 상기 베이스 기판(10)은, 앞서 상술한 바와 같이, 일정부위가 식물 내로 삽입 가능한 구조로 형성되며 실리콘 기판소재보다 열전도율이 상대적으로 낮은 폴리머 소재로 형성될 수 있다.

또한, 상기 패턴층(20)은, 외부전원에 연결되기 위한 연결패턴(22)과 상기 외부전원으로부터 전류를 공급 받아 열을 발생시킬 수 있는 발열패턴(21)을 구비할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에서, 상기 베이스 기판(10)은, 단일의 폴리머 소재로 형성 되었으며, 기판 소재를 달리할 경우에도 상기 패턴층(20)의 발열패턴(22)과 접촉하는 부위에 폴리머 소재를 형성하여 구성할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 베이스 기판(10)은, 후술하는 실시예들과 달리 별도로 보강수단을 구성하지 않기 때문에 식물내에 삽입되는 경우 필요에 따라 드릴같은 천공수단을 이용하여 사전에 천공을 하고 삽입할 수 있다.

이때, 상기 베이스 기판(10)은, 폴리머 소재로 형성되는 기판의 일면 상에 센서수단 및 발열부를 전도성패턴 형태로 동시에 실장하고 전체적으로는 실리콘 소재보다 강도가 낮기 때문에 플렉시블한 필름형태로 형성될 수 있다.

한편, 상기 패턴층(20)은, 도면에 도시된 바와 같이, 전도성 패턴으로 형성되는 발열패턴(21)과 연결패턴(22)을 구비할 수 있다.

여기서, 상기 발열패턴(21)은, 온도변화를 이용하여 수액의 흐름을 측정하기 위한 센서수단을 구성하기 위한 것으로 외부회로의 전원에 연결되어 전류를 공급받아 열을 발생시키는 저항체 역할을 수행할 수 있다.

또한, 상기 연결패턴(22)은, 외부회로를 구성하는 외부전원과 연결되기 위해 형성되는 것으로, 도면에는 자세하게 도시되지 않았으나, 기판 상에서 구성되는 센서수단이 발열패턴(21)으로 형성된 단일의 저항선으로 구성되는 경우에는 상기 발열패턴(21)과 직접 연결되는 형태를 가지며, 이와 달리, 상기 센서수단이 식물 내에 삽입되어 상기 발열패턴(21)을 사이에 두고 식물체 줄기의 길이방향으로 온도측정용 센서가 순차적으로 배치되게 형성되는 삼중선(triplet)의 형상으로 이루어지는 경우에는 별도로 구성된 온도측정용 센서와 대응되게 연결되며 상호간에 이격된 복수개의 형태를 가질 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 패턴층(20)은, 연결패턴(22)과 발열패턴(21)이 서로 연결되는 형태를 갖는 단일의 패턴, 또는 상기 삼중선에 연결되는 연결패턴(22) 중 어느 하나에 발열패턴(21)이 연결되며 상기 복수의 연결패턴(22)이 상호간에 이격된 형태를 갖는 복수의 패턴으로 형성될 수 있다.

이때, 단일의 패턴으로 센서수단을 구현하는 경우에는, 단일의 저항선(발열패턴)을 가열하여 수액의 흐름에 직각박향으로 두면 저항선이 열을 빼앗겨 온도가 변화하고 저항도 변화하는 원리를 이용할 수 있다.

또한, 근접하게 형성된 삼중선의 형상을 포함한 복수의 패턴으로 센서수단을 구현하는 경우에는, 앞서 언급한 바와 같이, 식물체 줄기의 길이방향으로 복수개의 온도측정용 센서와 발열패턴이 순차적으로 교차되어 배치되게 형성되기 때문에 식물의 목부내에서 수액이 흐를때 온도측정센서(미도시), 발열패턴(21), 다른 온도측정센서(미도시)의 순서로 수액이 흐르게 되며, 상기 발열패턴(21)에 전류가 공급되면 지속적으로 열을 발생시켜 열방생장을 형성하는데 수액흐름에 의하여 발열패턴(21)에 인접한 온도측정센서에서 온도분포가 바뀌게 되면 이들 센서에서 측정된 저항에 따른 온도비율로 수액 흐름 속도를 측정할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 종래에는 마이크로 니들 프로브 장치가 식물내로 삽입되면 기판상에 형성된 발열패턴(21)은 전류가 인가되기 때문에 수액과 접촉하는 경우에 전기화학반응을 일으켜 발생하는 부식을 방지하기 위하여 금(Au) 과 백금(Pt)과 같은 귀금속을 이용하였으나, 이와 같은 귀금속은 공정이 까다롭고 수율이 낮아 보급이 용이하지 않기 때문에 본 발명의 실시예에서는 발열패턴(21)과 같은 저항체를 구성하는 데 있어서 종래의 금(Au) 과 백금(Pt)에 비해 상대적으로 전기전도도가 낮은 전도성물질로 구현하여 저항체를 설계하였으며, 이로 인해 기존보다 배선폭을 증가시킬 수 있어 공정구현이 용이할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 금(Au) 과 백금(Pt)에 비해 상대적으로 전기전도도가 낮은 전도성물질은, 전기화학반응이 용이해 부식은 잘 일어나지만 부식되면서 초기에 표면에 부동태를 형성하여 시간이 지날수록 금속이 부식되는 것을 막는 물질인 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 및 이들 합금 중의 하나일 수 있다.

한편, 본 발명에 따르면, 상기 베이스기판(10)의 표면에 형성되는 패턴층(20)은 상기 베이스 기판의 상하 양면 중 어느 하나 이상에 형성될 수 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에서는 , 상기 베이스 기판(10)의 일면상에 패턴층(20)을 구성하는 발열패턴(21)과 연결패턴(22)이 동시에 형성되었으나, 베이스 기판(10)의 강성을 보강하기 위하여 연결패턴(22)을 베이스 기판(10)의 일면 또는 양면에 형성할 수 있다.

또한, 상기 패턴층(20)을 베이스 기판(10)의 양면에 형성하더라도 수액의 흐름을 측정하기 위한 발열패턴(21)을 포함하는 하나 이상의 수액 흐름 측정용 패턴은 어느 일면에만 동시에 형성될 수 있으며, 도면에는 도시되지 않았으나, 상기 하나 이상의 수액 흐름 측정용 패턴들과 연결되는 연결패턴(22) 중 어느 하나 이상의 연결패턴(22)이 강성을 보강하기 위하여 상기 베이스 기판의 타면에 분리되어 형성되는 경우에는 분리된 복수개의 연결패턴 상호간에 비아홀(미도시)로 연결될 수 있다.

즉, 앞서 상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에서는 , 상기 베이스 기판(10)이 실리콘 소재에 비해 강성이 낮은 단일의 폴리머 소재로 형성 되기 때문에 식물내에 삽입하기 위해 사전에 식물 줄기에 천공을 해야 하는 필요가 있으나, 이와 같이, 연결패턴(22)을 베이스기판(21)의 양면상에 상당부분을 차지하도록 배치하여 강성을 보강하면 식물에 천공을 하지 않더라도 식물 내로 마이크로 니들 프로 브 장치를 삽입하더라도 휘어짐을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치의 개략적인 측단면도이다.

본 발명의 제 2 실예에 따른 마이크로 니들 프로브 장치를 구성하는 구성요소 중 도 1 내지 도 2에서 상술한 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하고 양자간의 차이점에 대해서만 설명하기로 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치는, 별도의 보강 수단이 없이도 기판의 강성을 보강할 수 있도록 베이스기판(10)의 내부에 필러(filler; 30) 역할을 하는 충전재를 충전할 수 있다.

이때, 상기 베이스기판(10)은, 강성을 높이기 위하여 폴리머 소재에 유리섬유(Glass), 세라믹섬유(Ceramic), 금속섬유(Metal) 또는 이들의 혼합분말을 혼합하여 필름이나 시트지 형태로 가공할 수 있으며, 결과적으로, 상기 필러(30)가 내부에 충진된 형태로 형성할 수 있다.

즉, 본 발명의 제 2 실시예에서는, 기판의 소재로 실리콘 소재보다 강성이 낮은 폴리머 소재를 이용하기 때문에 필러(30)를 이용하여 기판의 강성을 보강할 수 있으며, 이로 인해 일실시예에서와 같이 식물에 별도의 천공 작업을 하지 않더라도 본 발명의 제 2 실시예에 따른 마이크로 니들 프로브 장치를 식물 내로 삽입하는 경우에 휘어짐을 미연에 방지할 수 있다.

도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치의 개략적인 측단면도이다.

본 발명의 제 3 실시예에 따른 마이크로 니들 프로브 장치를 구성하는 구성요소 중 도 1 내지 도 2에서 상술한 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하고 양자간의 차이점에 대해서만 설명하기로 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치는, 도 1 내지 도 2에 도시된 베이스기판(10)과 같이 단일의 폴리머 소재로 구현하는 대신에 실리콘 재질의 웨이퍼(15)상에 폴리머 소재가 코팅되어 코팅층(14)으로 형성될 수 있다.

즉, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 마이크로 니들 프로브 장치는, 베이스 기판(10)을 구성하는 실리콘 웨이퍼(Si Wafer; 15)의 강성을 이용하여 식물 내로 삽입되기 위한 강성을 유지할 수 있으며, 뿐만 아니라, 베이스 기판(10)상에서 열을 발생시키는 발열패턴(21)과 접촉하는 부위가 실리콘 소재에 비해 열전도율이 낮은 폴리머 소재로 코팅되기 때문에 열손실에 따른 측정오차를 방지할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치의 개략적인 측단면도이다.

본 발명의 제 4 실시예에 따른 마이크로 니들 프로브 장치를 구성하는 구성요소 중 도 1 내지 도 2에서 상술한 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하고 양자간의 차이점에 대해서만 설명하기로 한다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 마이크로 니들 프로브 장치는, 베이스기판(10) 상의 발열패턴(21)과 접촉하는 부위의 일면을 제외한 부위에 강성을 높이기 위한 보강수단(40)이 포함될 수 있다.

일반적으로 식물 내에 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치를 삽입하기 위하여 기판 상에 메탈층을 형성하는 경우에는 식물의 종류에 따라 다를 수 있지만, 통상적으로 최소 10um 내지 100um 이상 두껍게 형성해야 딱딱한 식물 표피를 뚫고 삽입할 수 있기 때문에 메탈층을 두껍게 형성하려면 증착공정이 아닌 도금공법이나 메탈시트를 라미네이팅으로 접착하는 공법을 이용하는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 보강수단(40)은, 상기 베이스기판(10)의 타면에 도금공정으로 형성되는 메탈층 또는 메탈시트 형태로 형성될 수 있다.

본 발명의 제 4 실시예에 따라 상기 메탈층 또는 메탈시트 형태로 형성된 보강수단(40)을 설명하면 다음과 같다.

먼저 상기 메탈층은, 도금공정을 통해 상기 베이스기판(10)의 타면에 니켈(Ni), 크롬(Cr), 코발트(Co), 또는 이들 중 하나 이상을 포함하는 합금으로 형성될 수 있다.

이와 같이, 도금공정을 통해 베이스기판(10)의 타면에 메탈층을 형성하면 메탈의 강성이 좋기 때문에 폴리머 소재로 베이스기판(10)을 구성하더라도 기판의 두께를 최대한 낮출 수 있으며, 전체 두께가 100um 이하인 초박막의 얇은 센서를 제작할 수 있어 묘목과 같은 어린 식물에도 적용이 가능하다.

한편, 이와 같이, 베이스기판(10)의 타면에 도금공정으로 메탈층을 형성하는 경우에는 증착공정과 달리 10um 이상 도금하기 때문에 두께로 인해 레이저를 이용하여 정밀하게 라우팅하는 것이 용이하지 않기 때문에, 따라서, 마이크로 니들 모양으로 패터닝하여 도금공정으로 니들형상을 만들거나 전면 도금 후 메탈층을 에칭하여 니들 형상을 만들 수 있다.

다음으로, 상기 메탈시트 형태로 형성되는 경우에는, 상기 베이스기판(10)의 타면에 접착제를 이용하여 메탈시트를 접착하는 라미네티이팅 공정을 이용하거나, 앞서 상술한 도 4의 제 3 실시예에서의 베이스기판을 구성하는 방법과 유사하게 메탈시트의 일면상에 폴리머소재를 코팅하여 형성할 수 있다.

이때, 상기 메탈시트를 베이스기판의 타면에 50um이상 두껍게 형성할 수 있기 때문에 메탈시트를 라미네이팅 공법으로 형성하는 경우에는 니들 형상을 만들기 위해서 에칭공정을 사용할 수 있다.

도 6은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치의 개략적인 측단면도이다.

본 발명의 제 4 실시예에 따른 마이크로 니들 프로브 장치를 구성하는 구성요소 중 도 1 내지 도 5에서 상술한 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하고 양자간의 차이점에 대해서만 설명하기로 한다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치는, 앞서 도 3 및 도 5에서 설명한 보강방법을 이용하여 베이스기판(10)의 강성을 보강하였다.

먼저, 도 3에서 설명한 바와 같이, 기판의 강성을 보강할 수 있도록 베이스기판(10)의 내부에 필러(filler; 30) 역할을 하는 충전재를 충전하였으며, 도 5에서 설명한 바와 같이, 상기 베이스기판(10)의 타면에 메탈재질의 보강수단(40)을 형성하였다.

상기와 같이, 본 발명은, 식물 내에 삽입되며 최소 침습 기술이 적용된 수액 흐름 측정용 기판을 실리콘 기판소재에 비해 열전도율과 취성이 낮은 소재로 구현하여 열손실에 따른 측정오차 및 파손을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 정밀 측정 기술에 유용한 물질로 발열체를 구성하여 신뢰도를 향상시킬 수 있는 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치를 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 식물 내에 최소 침습 기술로 삽입되는 마이크로 니들 프로브를 생체 적합성이 우수한 폴리머 소재로 구현하여 식물 조직에서 이상현상이 유발되는 것을 방지할 수 있으며, 실리콘 소재에 비해 열전도가 낮아 식물 내 수액의 온도변화를 보다 민감하게 측정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 실리콘을 소재로 하는 기판에 비해 금속 패턴을 형성하는 공정이 용이하여 상대적으로 기판과 패턴층의 두께를 모두 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 식물내에 삽입시 필요한 강성을 보강하기 보강수단을 다양한 구조로 형성하여 파손을 방지할 수 있기 때문에 수명 연장 및 유지보수가 용이한 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 기판 상에 형성되는 금속 패턴을 귀금속에 비해 전기전도도 낮은 전도성 물질로 구현하여 저항체 역할을 수행하는 발열패턴을 구현하는 경우에 배선폭을 증가시킬 수 있어 제조공정 구현이 용이한 효과가 있다.

지금까지 본 발명에 대해서 상세히 설명하였으나, 그 과정에서 언급한 실시예는 예시적인 것일 뿐이며, 한정적인 것이 아님을 분명히 하고, 본 발명은 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상이나 분야를 벗어나지 않는 범위내에서, 균등하게 대처될 수 있는 정도의 구성요소 변경은 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.

10 : 베이스기판
11 : 박육부(薄肉部)
12 : 후육부(厚肉部)
13 : 단부
14 : 코팅(폴리머)
15 : 웨이퍼(Si)
20 : 패턴층
21 : 발열패턴
22 : 연결패턴
30 : 필러
40 : 보강수단

Claims (18)

1. 식물의 수액 흐름을 측정하기 위한 마이크로 니들 프로브 장치에 있어서,
   외부전원에 연결되기 위한 연결패턴과 상기 외부전원으로부터 전류를 공급 받아 열을 발생시키고 온도변화를 측정하기 위한 발열패턴을 구비하는 패턴층; 및
   상기 패턴층이 표면상에 형성되며 두께 또는 폭의 길이가 마이크로미터 단위를 갖는 베이스기판;을 구비하고,
   상기 베이스기판은,
   일정부위가 식물 내로 삽입 가능한 구조로 형성되며, 상기 베이스기판을 구성하며 상기 패턴층의 발열패턴과 접촉하는 부위에 형성되는 소재는 실리콘 기판소재보다 열전도율이 상대적으로 낮고 상기 실리콘 기판소재에 비해 상대적으로 취성(brittlness)이 낮은 폴리머 소재이고,
   상기 베이스기판의 강성을 보강할 수 있도록 상기 베이스기판의 내부에 필러 역할을 하는 충전재가 충전되는 것을 특징으로 하는 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치
2. 청구항 1에 있어서, 상기 베이스기판은,
   전체적으로 플렉시블한 재질을 갖는 필름형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서, 상기 폴리머 소재는,
   액정 폴리머(Liquid Crystal Polymer;LCP), 폴리아미드(Polyamide), 페라린(Paraylene), 에폭시수지(Epoxy), 페놀수지(Phenolic), 폴리에틸렌 테레프탈레이트르(PET), 및 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치
5. 청구항 1에 있어서, 상기 베이스기판은,
   단일의 폴리머 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치
6. 청구항 1에 있어서, 상기 베이스기판은,
   실리콘 재질의 웨이퍼상에 폴리머 소재가 코팅되어 형성되는 것을 특징으로 하는 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로니들 프로브 장치
7. 청구항 1에 있어서, 상기 베이스기판은,
   상기 발열패턴과 접촉하는 부위의 일면을 제외한 부위에 강성을 높이기 위한 보강수단이 포함되는 것을 특징으로 하는 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치
8. 청구항 7에 있어서, 상기 보강수단은,
   상기 베이스기판의 타면에 도금공정으로 형성되는 메탈층인 것을 특징으로 하는 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로니들 프로브 장치
9. 청구항 8에 있어서, 상기 메탈층은,
   니켈(Ni), 크롬(Cr), 코발트(Co), 또는 이들 중 하나 이상을 포함하는 합금으로 형성되는 것을 특징으로 하는 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치
10. 청구항 7에 있어서, 상기 보강수단은,
    상기 베이스기판의 타면에 형성되는 메탈시트인 것을 특징으로 하는 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 베이스기판의 타면에 메탈시트를 접착하거나 메탈시트의 일면상에 폴리머소재를 코팅하여 상기 베이스기판을 구성하는 것을 특징으로 하는 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치
12. 청구항 5, 청구항 8, 및 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스기판은,
    강성을 높이기 위하여 상기 폴리머 소재에 유리섬유(Glass), 세라믹섬유(Ceramic), 금속섬유(Metal) 또는 이들의 혼합분말을 혼합하여 필름이나 시트지 형태로 가공하는 것을 특징으로 하는 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치
13. 청구항 1에 있어서, 상기 패턴층은,
    연결패턴과 발열패턴이 서로 연결되는 형태를 갖는 단일의 패턴, 또는
    복수의 연결패턴 중 어느 하나에 발열패턴이 연결되며 상기 복수의 연결패턴이 상호간에 이격된 형태를 갖는 복수의 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치
14. 청구항 1에 있어서, 상기 발열패턴은,
    Au 및 Pt에 비해 상대적으로 전기전도도가 낮은 전도성 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치
15. 청구항 14에 있어서, 상기 전도성 물질은,
    티타늄(Ti), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 및 이들 합금 중의 하나인 것을 특징으로 하는 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치
16. 청구항 1에 있어서, 상기 패턴층은,
    상기 베이스 기판의 상하 양면 중 어느 하나 이상에 형성되는 것을 특징으로 하는 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로니들 프로브 장치
17. 청구항 16에 있어서,
    상기 패턴층이 상기 베이스 기판의 상하 양면에 형성되는 경우에 발열패턴을 포함하는 하나 이상의 수액 흐름 측정용 패턴은 어느 일면에만 형성되는 것을 특징으로 하는 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치
18. 청구항 17에 있어서,
    상기 하나 이상의 수액 흐름 측정용 패턴과 연결되는 연결패턴 중 어느 하나 이상의 연결패턴이 상기 베이스 기판의 타면에 형성되는 경우에 비아홀로 연결되는 것을 특징으로 하는 최소 침습 기술을 이용한 식물의 수액 흐름 측정용 마이크로 니들 프로브 장치
    

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