KR20240036268A - Continuous analyte device including electrochemical sensor and manufacturing method of electrochemical sensor - Google Patents
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Abstract
본 발명의 연속식 분석물 측정기는, 체내의 분석물과 반응하는 다수의 전극이 형성된 원위부, 상기 전극에 연결되는 센서 패드가 형성된 근위부, 및 상기 원위부와 근위부 사이에 위치하는 중간부를 포함하는 전기 화학적 센서, 전원부, 통신부, 제어부 중 적어도 하나가 형성된 메인 기판, 상기 메인 기판이 내부에 수납되는 하우징을 포함하고, 피부에 부착되는 트랜스미터를 포함할 수 있다.
본 발명의 바늘의 길이 방향을 따라 노출된 부분에 상기 전기 화학적 센서의 원위부가 배치될 수 있고, 피부가 상기 바늘에 의하여 절개된 후에 상기 전기 화학적 센서의 원위부가 체내에 삽입될 수 있으며, 전기 화학적 센서는 플렉서블한 베이스층, 상기 베이스층 위에 적층되는 전도층, 및 상기 전도층 위에 부착되는 절연층을 포함할 수 있다.
본 발명의 전기 화학적 센서 제조 방법은, 전기 화학적 센서의 플렉서블한 베이스층에 전도층을 적층하는 전도층 단계, 및 전도층에 절연층을 부착하는 절연층 단계를 포함할 수 있다. The continuous analyte measuring device of the present invention is an electrochemical device comprising a distal portion formed with a plurality of electrodes that react with analytes in the body, a proximal portion formed with a sensor pad connected to the electrodes, and an intermediate portion located between the distal portion and the proximal portion. It may include a main board on which at least one of a sensor, a power supply unit, a communication unit, and a control unit is formed, a housing in which the main board is stored, and a transmitter attached to the skin.
The distal portion of the electrochemical sensor may be disposed on a portion exposed along the longitudinal direction of the needle of the present invention, and the distal portion of the electrochemical sensor may be inserted into the body after the skin is incised by the needle, and the electrochemical sensor may be inserted into the body. The sensor may include a flexible base layer, a conductive layer laminated on the base layer, and an insulating layer attached on the conductive layer.
The electrochemical sensor manufacturing method of the present invention may include a conductive layer step of laminating a conductive layer on the flexible base layer of the electrochemical sensor, and an insulating layer step of attaching an insulating layer to the conductive layer.
Description
본 발명은 적어도 일부가 체내로 침습되는 전기 화학적 센서를 포함하는 연속식 분석물 측정기, 및 전기 화학적 센서의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a continuous analyte measuring device including an electrochemical sensor at least partially invasive into the body, and a method of manufacturing the electrochemical sensor.
삽입기를 기준 위치로 삼을 때, 전기 화학적 센서가 메인 기판에 연결되는 일단부는 삽입기에 가까운 위치에 있으므로 근위부로 부를 수 있고, 체내에 삽입되는 전기 화학적 센서의 타단부는 삽입기로부터 먼 위치에 있으므로 원위부로 부를 수 있다.When using the inserter as a reference position, one end of the electrochemical sensor connected to the main board is located close to the inserter and can be called the proximal portion, and the other end of the electrochemical sensor inserted into the body is located far from the inserter. It can be called distal.
전기 화학적 센서의 근위부(Proximal portion)는 트랜스미터의 메인 기판에 전기적으로 연결될 수 있고, 전기 화학적 센서의 원위부(Distal Portion)는 적어도 일부가 체내에 삽입될 수 있다. 근위부 및 원위부는 서로 반대 단에 위치할 수 있다. 전기 화학적 센서의 근위부는 포도당을 포함한 분석물 측정에 필요한 전기 회로를 포함하는 트랜스미터의 메인 기판과 전기적으로 연결될 수 있다. The proximal portion of the electrochemical sensor may be electrically connected to the main board of the transmitter, and at least a portion of the distal portion of the electrochemical sensor may be inserted into the body. The proximal portion and the distal portion may be located at opposite ends. The proximal portion of the electrochemical sensor may be electrically connected to the main board of the transmitter, which includes the electrical circuitry necessary for measuring analytes, including glucose.
전기 화학적 센서는 침습시 통증 완화 및 착용시 이물감 감소 등을 위해 센서의 베이스층이 플렉서블할 수 있고, 전기 화학적 센서는 두께 및 크기가 최소화될 필요가 있다. The base layer of the electrochemical sensor can be flexible to relieve pain during invasion and reduce foreign body sensation when worn, and the thickness and size of the electrochemical sensor need to be minimized.
전기 화학적 센서의 크기가 작아질수록 원위부에 형성되는 전극의 면적도 작아질 수 있다. 전극의 면적이 충분히 확보되지 않을 경우 노이즈로 인한 신호 교란이 발생할 수 있어, 전기 화학적 센서의 제조시 센서의 크기 축소 및 전극 면적 확보의 양측면을 모두 고려할 필요가 있다. As the size of the electrochemical sensor becomes smaller, the area of the electrode formed at the distal part may also become smaller. If the electrode area is not sufficiently secured, signal disturbance due to noise may occur, so when manufacturing an electrochemical sensor, it is necessary to consider both aspects of reducing the size of the sensor and securing the electrode area.
전기 화학적 센서는 침습시 통증 완화 및 이물감 감소를 위하여 가급적 크기가 최소화될 필요가 있다. 전기 화학적 센서의 크기가 작아질수록 원위부에 형성되는 전극의 면적도 작아질 수 있다. 전극의 면적이 충분히 확보되지 않을 경우 노이즈로 인한 신호 교란이 발생할 수 있어, 전기 화학적 센서의 제조시 센서의 크기 축소 및 전극 면적 확보의 트레이드 오프 관계를 모두 만족시킬 필요가 있다. Electrochemical sensors need to be as small as possible in size to relieve pain and reduce foreign body sensation during invasion. As the size of the electrochemical sensor becomes smaller, the area of the electrode formed at the distal part may also become smaller. If the electrode area is not sufficiently secured, signal disturbance due to noise may occur, so when manufacturing an electrochemical sensor, it is necessary to satisfy both the trade-off relationship between reducing the size of the sensor and securing the electrode area.
본 발명은 전기 화학적 센서의 크기를 작게하면서도 체내 분석물과 반응하는 전극 면적을 충분히 확보할 수 있는 전기 화학적 센서 및 전기 화학적 센서 제조 방법을 제공할 수 있다.The present invention can provide an electrochemical sensor and a method of manufacturing an electrochemical sensor that can secure a sufficient electrode area to react with analytes in the body while reducing the size of the electrochemical sensor.
본 발명의 연속식 분석물 측정기에 포함되는 전기 화학적 센서에는 전기 화학적 센서의 베이스층을 관통하는 비아홀이 형성될 수 있고, 본 발명의 비아홀에 의해 전기 화학적 센서의 양면에 형성되는 근위부의 센서 패드 또는 원위부의 전극은 상호 통전될 수 있다. The electrochemical sensor included in the continuous analyte measuring device of the present invention may be formed with a via hole penetrating the base layer of the electrochemical sensor, and a proximal sensor pad formed on both sides of the electrochemical sensor by the via hole of the present invention or The distal electrodes may be mutually energized.
본 발명의 연속식 분석물 측정기는, 체내의 분석물과 반응하는 다수의 전극이 형성된 원위부, 상기 전극에 연결되는 센서 패드가 형성된 근위부, 및 상기 원위부와 근위부 사이에 위치하는 중간부를 포함하는 전기 화학적 센서, 전원부, 통신부, 제어부 중 적어도 하나가 형성된 메인 기판, 상기 메인 기판이 내부에 수납되는 하우징을 포함하고, 피부에 부착되는 트랜스미터를 포함할 수 있다. The continuous analyte measuring device of the present invention is an electrochemical device comprising a distal portion formed with a plurality of electrodes that react with analytes in the body, a proximal portion formed with a sensor pad connected to the electrodes, and an intermediate portion located between the distal portion and the proximal portion. It may include a main board on which at least one of a sensor, a power supply unit, a communication unit, and a control unit is formed, a housing in which the main board is stored, and a transmitter attached to the skin.
본 발명의 바늘의 길이 방향을 따라 노출된 부분에 상기 전기 화학적 센서의 원위부가 배치될 수 있고, 피부가 상기 바늘에 의하여 절개된 후에 상기 전기 화학적 센서의 원위부가 체내에 삽입될 수 있으며, 전기 화학적 센서는 플렉서블한 베이스층, 상기 베이스층 위에 적층되는 전도층, 및 상기 전도층 위에 부착되는 절연층을 포함할 수 있다. The distal portion of the electrochemical sensor may be disposed on a portion exposed along the longitudinal direction of the needle of the present invention, and the distal portion of the electrochemical sensor may be inserted into the body after the skin is incised by the needle, and the electrochemical sensor may be inserted into the body. The sensor may include a flexible base layer, a conductive layer laminated on the base layer, and an insulating layer attached on the conductive layer.
본 발명의 전기 화학적 센서 제조 방법은, 전기 화학적 센서의 플렉서블한 베이스층에 전도층을 적층하는 전도층 단계, 및 전도층에 절연층을 부착하는 절연층 단계를 포함할 수 있다. The electrochemical sensor manufacturing method of the present invention may include a conductive layer step of laminating a conductive layer on the flexible base layer of the electrochemical sensor, and an insulating layer step of attaching an insulating layer to the conductive layer.
본 발명은, 원위부의 전극을 양면 배치함으로써, 전극의 면적 또는 리드(미도시) 면적이 충분히 확보되어 쇼트로 인한 불량율이 감소할 수 있고, 전기 화학적 센서의 감도가 향상될 수 있으며, 베이스층에 전도층 및 절연층 등의 형성시 정합 불량율이 감소할 수 있고, 침습되는 원위부의 삽입 길이 및 삽입 폭이 감소할 수 있다.In the present invention, by arranging the distal electrode on both sides, the area of the electrode or lead (not shown) is sufficiently secured, the defect rate due to short circuit can be reduced, the sensitivity of the electrochemical sensor can be improved, and the base layer can be When forming a conductive layer and an insulating layer, the mismatch rate can be reduced, and the insertion length and insertion width of the distal part that is invaded can be reduced.
본 발명은, 원위부의 전극을 양면 배치함으로써, 원위부 폭을 얇게 하면서도 넓은 전극 면적을 확보할 수 있고, 침습으로 인한 통증을 완화하고 이물감을 감소시킬 수 있으며, 넓은 전극 면적으로 인해 전극과 체내 분석물과의 전기화학적 반응성이 높아질 수 있다. In the present invention, by arranging the electrode on both sides of the distal part, it is possible to secure a large electrode area while making the width of the distal part thin, relieve pain caused by invasion and reduce foreign body sensation, and due to the large electrode area, the electrode and the analyte in the body can be removed. Electrochemical reactivity may increase.
도 1은 본 발명의 삽입기, 전기 화학적 센서, 및 트랜스미터 간의 결합 실시 예의 단면 상부 사시도이다.
도 2는 본 발명의 전기 화학적 센서의 베이스층, 전도층, 및 절연층의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 트렌치 및 전도성 아일랜드에 대한 설명도이다.
도 4는 본 발명의 전도성 아일랜드 사이의 더미부 또는 내부 트렌치에 대한 설명도이다.
도 5는 본 발명의 리드 사이의 더미부 또는 내부 트렌치에 대한 설명도이다.
도 6은 본 발명의 전기 화학적 센서의 양면에 전극 및 센서 패드가 형성된 경우의 실시 예이다.
도 7은 본 발명의 근위부에 비아홀이 형성된 일 실시 예의 측면도이다.
도 8은 도 7의 평면도이다.
도 9는 도 7의 배면도이다.
도 10의 (a)는 본 발명의 근위부에 비아홀이 형성된 경우의 실시 예에 대한 개략도이고, 도 10의 (b)는 본 발명의 원위부에 비아홀이 형성된 경우의 실시 예에 대한 개략도이다.
도 11은 본 발명의 전기 화학적 센서의 제조 방법에 대한 순서도이다. 1 is a cross-sectional top perspective view of an embodiment of the combination between an inserter, an electrochemical sensor, and a transmitter of the present invention.
Figure 2 is an exploded perspective view of the base layer, conductive layer, and insulating layer of the electrochemical sensor of the present invention.
Figure 3 is an explanatory diagram of the trench and conductive island of the present invention.
Figure 4 is an explanatory diagram of the dummy portion or internal trench between conductive islands of the present invention.
Figure 5 is an explanatory diagram of a dummy portion or internal trench between leads of the present invention.
Figure 6 shows an example in which electrodes and sensor pads are formed on both sides of the electrochemical sensor of the present invention.
Figure 7 is a side view of an embodiment in which a via hole is formed in the proximal portion of the present invention.
Figure 8 is a plan view of Figure 7.
Figure 9 is a rear view of Figure 7.
Figure 10 (a) is a schematic diagram of an embodiment in which a via hole is formed in the proximal part of the present invention, and Figure 10 (b) is a schematic diagram of an embodiment in which a via hole is formed in the distal part of the present invention.
Figure 11 is a flow chart of the manufacturing method of the electrochemical sensor of the present invention.
이하 본 발명의 전기 화학적 센서(400)가 간질액(interstitial fluid) 또는 혈중 포도당 농도를 측정하는 연속 혈당 측정기(CGMS,Continuous Glucose Monitoring System)에 이용되는 경우를 일 실시 예로 설명한다. 그러나, 본 발명의 연속식 혈당 장치는 체내 포도당 농도의 측정에 한정되지 않고 다른 바이오 마커 측정하는 연속 분석물 측정기에 확장 적용될 수 있다.Hereinafter, an example will be described where the
<삽입기 및 트랜스미터><Inserter and transmitter>
도 1은 본 발명의 삽입기(100), 전기 화학적 센서(400), 및 트랜스미터(200) 간의 결합 실시 예 중에 하나를 도시한 것일 수 있다. 도 1은 전기 화학적 센서(400)와 트랜스미터(200)가 삽입기(100)를 벗어나 신체에 침습 또는 부착되기 전에 삽입기(100) 내부에 장착된 상태를 도시한 것일 수 있다. FIG. 1 may illustrate one example of a combination between the
도 1을 참조하면, 본 발명의 전기 화학적 센서(400)는 트랜스미터(200)와 함께 피부에 부착될 수 있다. 트랜스미터(200)는 전기 화학적 센서(400)에서 측정된 신호를 제어할 수 있고, 연속적으로 측정된 혈당 수치를 모바일을 포함하는 외부 단말기에 전송할 수 있다.Referring to FIG. 1, the
외부 단말기는 피부에 부착된 트랜스미터(200)와 별도로 마련되고, 트랜스미터(200)로부터 무선으로 전기 화학적 센서(400)의 측정 데이터를 연속적으로 전송받을 수 있다. 사용자는 글루코스(glucose), 락테이트(lactate) 등을 포함하는 바이오 마커(bio-maker)에 대한 전기 화학적 센서(400)의 측정 데이터를 연속적으로 모니터링 및 진단할 수 있다.The external terminal is provided separately from the
전기 화학적 센서(400) 및 트랜스미터(200)는 피부 부착전 삽입기(100)에 장전된 상태로 사용자에게 제공될 수 있다. 사용자의 부착 동작에 의해, 전기 화학적 센서(400)및 트랜스미터(200)는 삽입기(100)로부터 이탈하여 피부에 부착될 수 있다. The
트랜스미터(200)의 전기 부품(230)과 연결되는 전기 화학적 센서(400)의 일단을 근위부(402)라 할 수 있고, 적어도 일부가 체내로 침습되는 전기 화학적 센서(400)의 타단을 원위부(406)라 할 수 있으며, 근위부(402)와 원위부(406)를 상호 연결하고 근위부(402)와 원위부(406) 사이에 배치되는 부분을 중간부(404)라 할 수 있고, 중간부(404)에서 플렉서블하게 휘어지고 전기 화학적 센서(400)의 방향이 크게 전환되는 부분을 접힘부(405)라 할 수 있다.One end of the
칩습은 전기 화학적 센서(400)의 원위부(406)의 적어도 일부가 체내에 위치하도록 삽입하는 것을 의미할 수 있다. Infiltration may mean inserting at least a portion of the
트랜스미터(200) 및 전기 화학적 센서(400)는 피부에 부착 전에 이미 서로 접착된 상태로 사용자에게 제공될 수 있다.The
트랜스미터(200)는 삽입기(100)에 장전된 상태에서 제1 위치에 위치하고, 트랜스미터(200)는 사용자 동작에 의해 제1 위치에서 제2 위치로 이동하며, 제2 위치에서 트랜스미터(200)는 피부에 부착될 수 있다. 트랜스미터(200) 및 전기 화학적 센서(400)의 삽입 방향은 제1 위치에서 제2 위치를 향하는 방향일 수 있다.The
바늘(300)은 길이 방향으로 노출된 부분을 가지고, 바늘(300)의 내부에 전기 화학적 센서(400)의 일부가 배치될 수 있다. 바늘(300)은 원위부(406)의 적어도 일부가 삽입 방향을 따라 인체 내로 침습될 수 있도록 피부를 절개하고, 전기 화학적 센서(400)를 가이드하는 기능을 할 수 있다.The
삽입기(100)는 트랜스미터(200) 및 전기 화학적 센서(400)를 제1 위치에서 제2 위치로 동작시키는 구동부(102)를 포함할 수 있다. The
구동부(102)는 바늘(300) 또는 원위부(406)가 피부에 삽입되도록 바늘(300) 또는 트랜스미터(200)를 제1 위치에서 제2 위치로 전진시킬 수 있다.The
구동부(102)는 트랜스미터(200) 및 전기 화학적 센서(400)가 제2 위치에서 피부에 부착된 다음, 바늘(300)을 제2 위치에서 제3 위치로 후퇴시켜 바늘(300)을 트랜스미터(200) 및 전기 화학적 센서(400)로부터 분리할 수 있다.The
구동부(102)는 바늘(300)이 고정된 바늘 핸들(310)에 연결될 수 있다. 바늘 핸들(310)은 구동부(102)에 착탈될 수 있다. The
트랜스미터(200)의 상부 하우징(210) 및 하부 하우징(220) 사이에는 내부 공간이 구비될 수 있다. An internal space may be provided between the upper housing 210 and the lower housing 220 of the
센서 패드(428)가 형성된 전기 화학적 센서(400)의 일면은 메인 기판(202)과 대면할 수 있고, 전기 화학적 센서(400)의 타면은 트랜스미터(200)의 내부 공간에 노출될 수 있다.One side of the
전기 화학적 센서(400)의 근위부(402)에 센서 패드(428)와 전기적으로 연결되는 접촉 패드(612)가 메인 기판(202)에 형성될 수 있다. A contact pad 612 electrically connected to the sensor pad 428 may be formed on the
전기 화학적 센서(400)는 적어도 일부가 피부 내부로 침습하기에, 침습시 통증 완화 및 착용시 이물감 감소 등을 위해 전기 화학적 센서(400) 또는 베이스층(410)이 플렉서블할 수 있다. Since at least a portion of the
바늘(300)의 길이 방향을 따라 노출된 부분에 전기 화학적 센서(400)의 원위부(406)가 배치될 수 있다. 바늘(300)의 단부는 원위부(406)의 단부보다 더 돌출된 위치에 있다. 피부가 바늘(300)에 의하여 절개된 후에 전기 화학적 센서(400)의 원위부(406)가 체내에 삽입될 수 있다. The
<전기 화학적 센서><Electrochemical sensor>
도 2 내지 도 11을 참조하여, 본 발명의 전기 화학적 센서(400) 및 전기 화학적 센서의 제조 방법에 대해 설명한다. 2 to 11, the
본 발명은 전극(424) 및 센서 패드(428)가 전기 화학적 센서(400)의 일면에 형성되는 경우뿐 아니라, 전기 화학적 센서(400)의 양면에 전극(424) 및 센서 패드(428)가 형성되는 경우로 확장 적용될 수 있다.The present invention provides not only the case where the electrode 424 and the sensor pad 428 are formed on one side of the
본 발명의 전기 화학적 센서(400)는 체내로 침습되는 원위부(406)의 전극(424)을 통해 체내의 글루코스를 포함하는 다양한 분석물 중 일부와 선택적으로 반응할 수 있다.The
본 발명의 전극(424)에 전압이 인가되어 글루코스를 포함하는 체내 분석물이 산화 환원될 수 있고, 이때 생성되는 전자에 의해 전류가 흐를 수 있다. 생성된 전류는 체내 분석물 농도에 따라 결정될 수 있어 혈당 수치를 포함하는 바이오 마커의 신호가 정량화될 수 있다. A voltage is applied to the electrode 424 of the present invention so that analytes in the body, including glucose, can be oxidized and reduced, and a current can flow due to the electrons generated at this time. The generated current can be determined according to the concentration of the analyte in the body, so that the signals of biomarkers, including blood sugar levels, can be quantified.
원위부(406)에는 체내로 삽입되어 당과 산화 또는 환원 반응을 할 수 있는 전극(424)이 형성될 수 있다. 전극(424)은 작업 전극(working electrode), 상대 전극(counter electrode), 및 기준 전극(reference) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. An electrode 424 that can be inserted into the body and perform an oxidation or reduction reaction with sugar may be formed in the
근위부(402)에는 전극(424)에 연결되는 센서 패드(428)가 형성될 수 있다. 원위부(406)에서 체내 포도당과의 전기화학적 반응을 통해 발생한 전류는 베이스층(410) 상에 형성된 리드(426)를 따라 근위부(402)의 센서 패드(428)로 연결될 수 있다. 센서 패드(428)는 접촉 패드를 통해 메인 기판(202)과 전기적으로 도통될 수 있다.A sensor pad 428 connected to the electrode 424 may be formed in the
중간부(404)에는 전극(424) 및 센서 패드(428)를 연결하는 복수의 리드(426)가 구비될 수 있다. 복수의 리드(426)는 베이스층(410)에 레이저를 조사하여 베이스층(410)의 일부를 제거하는 레이저 에칭 방식으로 형성될 수 있다. 따라서, 각각의 리드(426)는 상호 교차되어 꼬이지 않도록 배치될 수 있다. The
전극(424)은 적어도 하나 이상의 작업 전극 및 기준 전극을 포함할 수 있다. 상대 전극은 필요에 따라 복수로 형성될 수 있다. 상대 전극은 정밀한 데이터 획득을 위해 3종류 이상의 전극을 이용하는 경우에 구비될 수 있다.The electrode 424 may include at least one working electrode and one or more reference electrodes. A plurality of counter electrodes may be formed as needed. A counter electrode may be provided when three or more types of electrodes are used to obtain precise data.
작업 전극은 다공성 백금 전극일 수 있고, 다공성 백금 콜로이드로부터 제작될 수 있다. The working electrode may be a porous platinum electrode or may be fabricated from porous platinum colloid.
기준 전극은 전위가 일정하여 기준이 될 수 있는 전극일 수 있다. 기준 전극은 염화은(Ag/AgCl) 전극·칼로멜 전극·황산수은(I) 전극 중 하나일 수 있다. 바이오 마커가 글루코스인 경우 체내 침습 용도를 위해, 기준 전극은 염화은(Ag/AgCl) 전극이 사용될 수 있다.The reference electrode may be an electrode that has a constant potential and can serve as a reference. The reference electrode may be one of a silver chloride (Ag/AgCl) electrode, a calomel electrode, and a mercury (I) sulfate electrode. For in vivo invasive applications when the biomarker is glucose, a silver chloride (Ag/AgCl) electrode can be used as the reference electrode.
침습형 전기 화학적 센서의(100) 경우 침습시 통증 완화 및 착용시 이물감 감소 등의 이유로 가급적 크기가 최소화되어야할 필요가 있다. 전기 화학적 센서(400)의 크기가 작아질수록 전극(424)의 면적도 작아질 수 있다. 전극(424)의 면적이 충분히 확보되지 않을 경우 노이즈로 인한 신호 교란이 발생할 수 있어, 전기 화학적 센서(400)의 제조시 센서(100)의 크기 축소 및 전극(424) 면적 확보의 양측면을 고려할 필요가 있다. In the case of the invasive
침습형 전기 화학적 센서(400)가 피부안으로 삽입되는 길이는 3 내지 12 mm 범위일 수 있다. 삽입 길이가 3 mm 이하인 경우, 센서의 생체 삽입 후 생체의 움직임에 의해 센서 자체의 안정감 및 신호안정성이 떨어질 수 있다. 삽입 길이가 12 mm 를 초과하는 경우, 인체 통점이 분포된 범위에 위치하여 통증이 심해지고 혈관이나 신경 등 생체 내 조직을 손상시킬 수 있다. 또한, 원위부(406)의 침습되는 부분의 폭은 100 내지 600 ㎛ 범위일 수 있다. 원위부(406)의 침습되는 부분의 두께는 10 내지 300 ㎛ 범위일 수 있고, 바람직하게는 50 내지 150 ㎛ 범위일 수 있다.The length at which the invasive
원위부(406)의 적어도 일부는 체내로 삽입되기에, 원위부(406)의 폭이 너무 넓은 경우 침습시 통증 및 이물감이 커질 수 있어 소정의 폭(예로 600㎛) 이하로 줄일 필요성이 있다. 체내로 침습되는 원위부(406)의 일면에만 3개 이상의 전극(424)이 모두 배치되면, 측정 데이터 측면에서 3개 이상의 전극 및 그에 연결된 리드(426)의 공간 확보를 위해 원위부(406)의 폭은 넓어져야 하지만 통증 완화 측면에서 소정의 폭(예로 600㎛) 이하로 제한될 수 있다. 두 개의 트레이드 오프 관계를 모두 만족시켜야 한다.Since at least a portion of the
원위부(406)의 전극(424)은 리드(426)을 통해 베이스층(410)을 따라 연장되어 근위부(402)의 센서 패드(428)에 전기적으로 연결될 수 있다. 리드(426)는 중간부(404)에 배치되기에, 접힘부(405)가 휘어지면 리드(426)도 함께 휘어질 수 있다.The electrode 424 of the
트랜스미터(200)가 피부에 부착되고 전기 화학적 센서(400)가 체내로 침습되는 경우, 접힘부(405)는 상당한 시간동안 휘어진 상태를 유지할 수 있다. 접힘부(405)의 비틀림 부하를 감소시키기 위해, 중간부(404) 또는 접힘부(405)의 폭은 근위부(402) 또는 원위부(406)의 폭보다 좁게 형성될 수 있다. When the
중간부(404) 또는 접힘부(405)에 형성되는 리드(426)의 개수는 원위부(406)에 배치되는 전극의 개수에 비례해 증가할 수 있다. 복수의 리드(426)가 접힘부(405)에 배치될수록 절연성이 떨어지고 쇼트가 발생할 수 있다. 리드(426) 간의 폭, 리드(426)의 수, 전극(424)의 수, 또는 접힘부(405)의 폭을 최적화할 필요가 있다.The number of leads 426 formed in the
체내 침습하는 원위부(406)의 크기를 최소화하면서도 전극(424)의 배치를 위한 공간을 충분히 확보하도록, 전극(424)은 원위부(406)의 양면에 배치될 수 있다. The electrodes 424 may be placed on both sides of the
원위부(406)의 전극(424)을 양면 배치함으로써, 전극(424)의 면적 또는 리드(426)의 면적이 충분히 확보되어 쇼트로 인한 불량율이 감소할 수 있고, 전기 화학적 센서(400)의 감도가 향상될 수 있으며, 베이스층(410)에 전도층(412) 및 절연층(416) 등의 형성시 정합 불량율이 감소할 수 있고, 침습되는 원위부(406)의 삽입 길이 및 삽입 폭이 감소할 수 있다.By arranging the electrode 424 on both sides of the
원위부(406)의 전극(424)으로부터 전기화학적 신호를 검출할 때 정확도를 높이기 위해, 원위부(406)에 배치되는 작업 전극(WE, Working Electrode)의 수를 증가시킬 수 있다. In order to increase accuracy when detecting an electrochemical signal from the electrode 424 of the
제1 작업 전극 및 제2 작업 전극을 포함하는 작업 전극은 원위부(406)의 동일한 면에 복수개로 마련되거나, 원위부(406)의 양면에 적어도 하나씩 구비될 수 있다. A plurality of working electrodes including the first working electrode and the second working electrode may be provided on the same side of the
전극(424)에서 반응하고자 하는 바이오 마커는 글루코스(Glucose), 락토오스(Lactose), 또는 케톤(Ketone) 등을 포함할 수 있다. Biomarkers to be reacted at the electrode 424 may include glucose, lactose, or ketone.
제1 작업 전극 및 제2 작업 전극은 동일한 종류의 바이오 마커로 구성되어 반응력을 높여 전기 화학적 신호의 검출 정확도를 높일 수 있다. 제 1 작업 전극 및 제2 작업 전극은 다른 종류의 바이오 마커로 구성되어 동시에 복수의 전기 화학적 신호를 측정할 수 있다. The first working electrode and the second working electrode are composed of the same type of biomarker, which can increase the reaction force and improve the detection accuracy of electrochemical signals. The first working electrode and the second working electrode are composed of different types of biomarkers and can measure a plurality of electrochemical signals at the same time.
이와 같이, 전극(424)의 전기화학적 신호 검출의 정확도를 높이고 원위부(406)의 폭도 좁게 유지하기 위해, 원위부(406)의 양면 전극 배치 구조가 필요할 수 있다. In this way, in order to increase the accuracy of electrochemical signal detection of the electrode 424 and maintain a narrow width of the
도 2 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 트렌치(420) 및 전도성 아일랜드(430)에 대해 설명한다. 2 to 5, the
본 발명의 전기 화학적 센서(400)는 플렉서블한 베이스층(410), 베이스층(410) 위에 적층되는 전도층(412), 및 전도층(412) 위에 부착되는 절연층(416)을 포함할 수 있다.The
전도층(412)을 레이저 에칭하여 트렌치(420)가 형성될 수 있다. 레이저 에칭에 의한 트렌치(420)의 폭(W1, W2)은 2 내지 200 ㎛ 일 수 있다. 레이저를 조사하는 레이저 헤드(490)가 복수회 이동하고 레이저 에칭을 복수회 시행하며 트렌치의 폭(W1,W2)이 증가될 수 있다. The
전극(424) 및 센서 패드(428)는 전도층(412)에 레이저를 조사하여 전도층의 일부를 제거하는 레이저 에칭 방식으로 형성될 수 있다. 전도층(412)이 적층된 이후에, 전극(424)의 가장자리 경계 및 센서 패드(428)의 가장자리 경계가 형성될 수 있다. 전극(424)과 센서 패드(428)를 각각 연결하는 리드(426)는, 전극(424) 및 센서 패드(428)와 마찬가지로 전도층(412)의 일부를 수직 방향으로 절개한 것일 수 있다. 전극(424)의 가장자리 경계 및 센서 패드(428)의 가장자리 경계가 형성된 이후에 절연층(416)이 부착될 수 있다.The electrode 424 and the sensor pad 428 may be formed by a laser etching method in which a portion of the
트렌치(420)는 전도층(412)에 음각으로 새겨질 수 있고, 이에 따라 전도성 아일랜드(430)가 전도층(412)에 패터닝될 수 있다. 트렌치(420)의 높이는 전도층(412)의 두께와 동일할 수 있다. 전도층(412), 전극(424), 및 센서 패드(428)의 두께는 모두 동일할 수 있다. The
전기 화학적 센서(400)의 폭은 600 마이크로미터 이하일 수 있고, 전기 화학적 센서(400)의 길이는 3cm 이하일 수 있다. 전극(424)의 폭 및 센서 패드(428)의 폭은 500 마이크로미터 이하일 수 있고, 리드(426)의 폭은 150 마이크로미터 이하일 수 있다.The width of the
전극(424)과 트렌치(420)는, 전극(424)의 패턴이 아무리 복잡하고 트렌치(420)의 폭이 아무리 좁아도 레이저 에칭으로 버(burr)없이 형성될 수 있다. 공정 단순화를 위하여 전도층(412)은 베이스층(410)의 노출 면적 전체에 걸쳐 금 또는 동을 포함하는 금속이 스퍼터링되는 것이 바람직할 수 있다. The electrode 424 and the
베이스층(410)을 관통하는 비아홀(411)(via hole)이 마련될 수 있다. A via
비아홀(411)에 의해, 베이스층(410)에 적층되는 양면의 전도층(412)이 서로 전기적으로 연결될 수 있다. Through the via
비아홀(411)은 베이스층(410)에 레이저를 조사하여 베이스층(410)의 일부를 제거하는 레이저 에칭 방식으로 형성될 수 있다. The via
양면 전극(424) 형성시 비아홀(411)이 형성된 베이스층(410)의 상면 및 배면을 모두 금속으로 스퍼터링할 수 있다. 이러한 양면 전도층(412)의 형성은, 상면 및 배면에 각각 다른 시기에 수행되거나, 동시에 양면에 수행될 수 있다. When forming the double-sided electrode 424, both the top and back surfaces of the
전극(424)끼리 또는 리드(426)끼리는 트렌치(420)에 의해 전기적으로 상호 분리될 수 있다. 트렌치(420)가 좁을수록 분석물 반응을 위한 충분한 전극(424) 면적을 확보할 수 있다. 반대로 트렌치(420)가 좁을수록 절연성은 나빠질 수 있다. 트렌치 형성을 레이저 에칭에 의하면 미세화와 절연성의 트레이드 오프를 만족시킬 수 있다. 접힘부(405)의 폭을 좁게 형성할수록 비틀림력을 줄일 수 있고, 접힘부(405)가 휘어져 고정된 상태로 상당한 시간이 지속되어도 피로 파괴를 막을 수 있다.The electrodes 424 or the leads 426 may be electrically separated from each other by the
트렌치(420)에 의해, 리드(426), 전극(424), 또는 센서 패드(428)를 위한 충분한 면적 확보가 용이하여 신호 전달율을 향상시키고 쇼트 불량율을 감소시킬 수 있다.By using the
도 2를 참조하면, 전기 화학적 센서(400)는 체내 침습시 절곡가능하도록 플렉서블한 베이스층(410)을 포함할 수 있다. 베이스층(410)은 절연가능 소재로 합성수지, 폴리이미드(PI), 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 바람직하게는 두께가 얇고 플렉서블한 전기 화학적 센서(400)를 위해 폴리이미드(PI)가 베이스층(410)의 재질로 이용될 수 있다. 베이스층 또는 절연층의 두께는 100 마이크로미터 이하일 수 있다.Referring to FIG. 2, the
스퍼터링 등의 방식으로 베이스층(410)에 전도층(412)이 형성될 수 있다. 금속을 원자나 분자 단위로 날려서 적층한 전도층(412)의 두께는 10 마이크로미터 이하일 수 있다. 전도층(412)은 전극(424)의 가장자리 경계 및 센서 패드(428)의 가장자리 경계가 형성되기 전에, 베이스층(410)의 노출 면적 전체에 걸쳐 금속이 스퍼터링된 것일 수 있다.The
전극(424) 및 센서 패드(428)는 전도층(412)에 레이저를 조사하여 전도층(412)의 일부를 제거하는 레이저 에칭 방식으로 형성될 수 있고, 이에 의해 미세화와 절연성의 트레이드 오프를 만족시킬 수 있다. The electrode 424 and sensor pad 428 may be formed by a laser etching method that removes a portion of the
전도층(412)에 절연층(416)을 본딩층(414)에 의해 본딩하기 전에 전도층(412)에 트렌치(420)가 형성될 수 있다. 전도층(412)은 트렌치(420)에 의해 서로 다른 부재로 분리될 수 있다. 전도층(412)은 트렌치(420)에 의해, 서로 다른 종류의 전극(424)으로 분별될 수 있고, 서로 다른 리드(426)으로 분별될 수 있으며, 서로 다른 센서 패드(428)로 분별될 수 있다. A
전도층(412) 형성 이후 절연층(416)이 부착될 수 있다. 전극(424) 및 센서 패드(428)가 외부로 노출되도록 전극(424) 및 센서 패드(428)에 대응되는 절연층(416)의 일부가 제거된 상태의 절연층(416)이 전도층(412) 위에 접착될 수 있다.After forming the
절단기 또는 펀칭기에 의해 절연층(416)의 일부가 제거될 수 있다. 절연층(416)의 개구부(422)의 크기가 작아 미세 가공이 필요한 경우, 전도층(412)의 트렌치(420) 형성에 사용했던 레이저 에칭 방식을 절연층(412)의 개구부(422) 가공에 사용할 수 있다. A portion of the insulating
베이스층(410)의 경우도 마찬가지일 수 있다. 양면 형성에 필요한 비아홀(411)은 미세 가공이 필요하므로 전도층(412)의 트렌치(420) 형성에 사용했던 레이저 에칭 방식을 베이스층(410)의 비아홀(411) 가공에 사용할 수 있다. The same may be true for the
베이스층(412)의 일부를 절개한 비아홀(411)이 형성된 경우, 전도층(412)은 베이스층(410)의 상면, 비아홀(411)의 표면, 베이스층(410)의 배면을 따라 이음매없이 연속되는 동일한 금속 재질로 양면 스퍼터링될 수 있다.When the via
절연층(416)에는 관통하는 개구부(422)가 형성될 수 있다. 전도층(412)에 형성되는 전극(424) 및 센서 패드(428)는 개구부(422)에 의해 외부로 노출될 수 있다. 근위부(402)에는 근위 개구부(422a)가 형성될 수 있고, 원위부(406)에는 원위 개구부(422b)가 형성될 수 있다. 센서 패드(428)의 일부는 근위 개구부(162)를 통해 외부로 노출될 수 있고, 근위 개구부(162)에 의해 노출된 센서 패드(428)의 일부는 메인 기판(202)의 접촉 패드와 전기적으로 연결될 수 있다.A penetrating opening 422 may be formed in the insulating
전극(424)의 일부는 원위 개구부(164)를 통해 외부로 노출될 수 있고, 원위 개구부(164)에 의해 노출된 전극(424)의 일부는 간질액 또는 혈류와 접촉하여 분석물과 전기화학적 반응을 일으킬 수 있다. A portion of the electrode 424 may be exposed to the outside through the distal opening 164, and a portion of the electrode 424 exposed by the distal opening 164 may contact interstitial fluid or blood flow and undergo an electrochemical reaction with the analyte. can cause
전기 화학적 센서(400)는 전극(424) 표면을 둘러싼 다공성 선택적 투과층(418)을 포함할 수 있다. 선택적 투과층(418)은 체내 반응하는 분석물과 반응하기 위한 것으로 원위부(406)의 전극(424)에 도포될 수 있다. The
선택적 투과층(418)은 중기공성(mesoporous) 특징을 가질 수 있다. 중기공의 크기는 2 내지 50 nm 일 수 있다.The selectively
선택적 투과층(418)의 종류는, 전극(424)과 반응하고자하는 체내 분석물의 종류에 따라 결정될 수 있고, 도포되는 전극(424)의 종류에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 분석물이 글루코스이고 선택적 투과층(418)이 도포되는 전극(424)이 작업 전극인 경우, 선택적 투과층(418)은 중기공성 백금일 수 있다. 다공성 백금은 다공성 백금 콜로이드로부터 제작될 수 있다. 분석물이 글루코스이고 선택적 투과층(418)이 도포되는 전극(424)이 기준 전극인 경우, 선택적 투과층(418)은 염화은(Ag/AgCl)일 수 있다. The type of
선택적 투과층(418)은 베이스층(410), 전도층(412), 및 절연층(416)이 적층된 상태에서 원위 개구부(422b)를 통해 전극(424)에 도포될 수 있다. 복수의 원위 개구부(422b)가 서로 다른 종류의 전극과 대면하는 경우, 제1 선택적 투과층(418a) 내지 제4 선택적 투과층(418d)은 각각 다른 종류의 물질을 포함할 수 있다. The selectively
절연층(416)을 전도층(412)에 부착하기 위한 본딩층(414)이 구비될 수 있다. 본딩층(414)은 전도층(412) 및 절연층(416) 사이에 위치할 수 있다. 절연층(416)에 개구부(422) 형성시, 본딩층(414)에도 함께 개구부(422)가 형성될 수 있다. A
선택적 투과층(418)을 반복 형성하기 위하여 딥 코팅(dip coating), 스프레이 코팅, 페이스트 방식 중 적어도 하나가 시행될 수 있다.To repeatedly form the
전기 화학적 센서(400)는 베이스층(410)이 서로 연결되어 센서 어레이를 형성할 수 있다. 전기 화학적 센서(400)는 하나의 베이스층(410) 위에 각 센서별 전도층(412) 형성, 레이저 에칭 등에 의한 트렌치(420) 형성 중 적어도 하나가 수행될 수 있다. 절연층(416) 및 선택적 투과층(418) 형성도 한꺼번에 수행될 수 있다. The
복수의 전기 화학적 센서(400)는 서로 연결된 어레이 형태로 센서 제조 공정이 동시에 처리된 뒤 낱개로 상호 분리될 수 있다.The plurality of
원위부(406)의 양면 모두에 전극(424)이 형성되는 경우, 전도층(412)은 베이스층(410)을 둘러싸도록 형성될 수 있고, 원위부(406)의 양면 모두에 전도층(412)이 형성될 수 있다. 절연층(416)을 관통하는 개구부(422)가 형성된 상태에서, 절연층(416)은 전도층(412) 위에 접착될 수 있다. 전극(424) 및 센서 패드(428)는 개구부(422)를 통해 외부로 노출될 수 있다. When the electrodes 424 are formed on both sides of the
도 3은 근위부(402)로부터 원위부(406)까지의 전체 전기 화학적 센서(400)를 모식적으로 설명한 것일 수 있다. FIG. 3 may schematically illustrate the entire
도 3을 참조하면, 베이스층(410)에 전도층(412)이 스퍼터링 등의 방식으로 적층된 후, 레이저 에칭 등의 방식으로 트렌치(420)가 형성될 수 있다.Referring to FIG. 3, after the
레이저 에칭 등에 의해 전도층(412)에는 서로 분리되는 복수의 전도성 아일랜드(430)가 마련될 수 있다. 각각의 전도성 아일랜드(430)는 폐곡면을 이루며 상호 전기적 절연될 수 있다. A plurality of conductive islands 430 separated from each other may be provided in the
트렌치(420)의 하부에는 베이스층(410)이 노출되고, 접한 전도성 아일랜드(430) 간은 트렌치(420)에 의해 절연될 수 있다.The
근위부(402)의 전도성 아일랜드(430)는 센서 패드(428)를 형성할 수 있고, 중간부(404) 또는 접힘부(405)의 전도성 아일랜드(430)는 리드(426)를 형성할 수 있으며, 원위부(406)의 전도성 아일랜드(430)는 전극(424)을 형성할 수 있다. The conductive island 430 of the
전도성 아일랜드(430)는, 절연층(416)의 절개된 부분을 통하여 전극(424) 및 센서 패드(428)에 해당하는 부분이 외부로 노출되는 전도성 아일랜드(430)와, 외부로 노출되는 부분이 없도록 절연층(416)으로 모두 커버되는 더미부(432)로 구분될 수 있다.The conductive island 430 includes a conductive island 430 in which parts corresponding to the electrode 424 and the sensor pad 428 are exposed to the outside through a cut portion of the insulating
서로 다른 전극(424)을 포함하는 제1 전도성 아일랜드(430a), 제2 전도성 아일랜드(430b), 및 제3 전도성 아일랜드(430c)가 형성될 수 있다. 제1 전도성 아일랜드(430a)는 근위부(402)의 제1 센서 패드(428a), 접힘부(405)의 제1 리드(426a), 원위부(406)의 제1 전극(424a)을 포함할 수 있다.A first
제2 전도성 아일랜드(430b)는 근위부(402)의 제2 센서 패드(428b), 접힘부(405)의 제2 리드(426b), 원위부(406)의 제2 전극(424b)을 포함할 수 있다. 제3 전도성 아일랜드(430c)는 근위부(402)의 제3 센서 패드(428c), 접힘부(405)의 제3 리드(426c), 원위부(406)의 제3 전극(424c)을 포함할 수 있다. The second
제1 전극(424a), 제2 전극(424b), 및 제3 전극(424c)은 작업 전극, 상대 전극, 기준 전극 중 어느 하나일 수 있다. The
폐곡면을 형성하여 상호 분리되는 전도성 아일랜드(430) 형성시, 전도성 아일랜드(430)사이에 더미부(432)가 형성될 수 있다. 더미부(432)는 절연층이 노출되면 전극(424) 또는 센서 패드(428)를 갖는 전도성 아일랜드(430)로 사용될 수 있다. 더미부(432)는 반복적인 레이저 에칭 등으로 완전히 제거될 수 있다. 그러나, 트렌치에 의한 전기적 절연만 달성하면 되므로 굳이 더미부(432)를 제거할 필요가 없다. 이것이 본 발명의 또 다른 장점이다.When forming conductive islands 430 that are separated from each other by forming a closed curved surface, a
전도층(412)에 트렌치(420) 패턴 형성후 절연층(416)으로 덮는 하부에 너무 넓은 더미부(432)가 형성시, 절연층(416)의 일부가 하부로 내려앉는 것을 방지하기 위해 더미부(432)는 제거되지 않고 그대로 유지될 수 있다. After forming the
트렌치(420)는 내부 트렌치(420a) 또는 에지 트렌치(420b)를 포함할 수 있다. 내부 트렌치(420a)는 전도성 아일랜드(430) 간을 절연시킬 수 있다. 내부 트렌치(420a)는 전극(424) 사이, 리드(426) 사이, 및 센서 패드(428) 사이 중 적어도 하나에 배치될 수 있다. Trench 420 may include an
한편, 전도층(412)이 전기 화학적 센서(400)의 가장자리로 노출되면 절연성이 저하되므로 전도층(412)의 측면 노출을 방지할 필요가 있다. 전도층(412)이 적층된 이후에, 전기 화학적 센서(400)의 가장자리를 따라 전도층(412)의 일부를 절개할 수 있다. 이것이 에지 트렌치(420b)이다. 따라서, 전기 화학적 센서(400)의 가장자리에는 베이스층(410) 위에 절연층(416)이 부착되며 절연이 될 수 있다. 전기 화학적 센서(400)의 가장자리 안쪽 부분에는 베이스층(410) 위에 적층된 전도층(412) 위에 절연층(416)이 부착될 수 있다.Meanwhile, when the
에지 트렌치(420b)는 전도층(412)의 최외곽 에지를 형성할 수 있다. 에지 트렌치(420b)는 전기 화학적 센서(400)의 최외곽에 위치하는 전도성 아일랜드(430)를 센서(400)의 외부와 절연하는 역할을 할 수 있다. 전기 화학적 센서(400)가 어레이로 공정 처리되는 경우, 에지 트렌치(420b)는 이웃한 센서(400) 간에 쇼트 또는 이웃한 전도성 아일랜드(430) 간을 이격하여 상호간의 쇼트 발생을 방지할 수 있다.
내부 트렌치(420a)의 폭(W1) 및 에지 트렌치(420b)의 폭(W2)은 5 내지 30 ㎛ 범위일 수 있다. The width W1 of the
도 4의 (a)는 전도성 아일랜드(430) 사이에 복수의 내부 트렌치(420a)가 형성된 경우일 수 있고, 도 4의 (b)는 전도성 아일랜드(430) 사이에 단수의 내부 트렌치(420a)가 형성된 경우일 수 있다. Figure 4 (a) may be a case where a plurality of
도 5의 (a)는, 중간부(404)에 배치되는 리드(426) 사이에 복수의 내부 트렌치(420a)가 형성된 경우일 수 있고, 도 5의 (b)는 리드(426) 사이에 단수의 내부 트렌치(420a)가 형성된 경우일 수 있다. Figure 5(a) may be a case where a plurality of
전도층(412)에 조사되는 레이저로 전도층(412)의 일부를 제거하는 레이저 에칭에 의해 전도층(412)에는 트렌치(420)가 형성될 수 있다. 트렌치(420)에 의해 전도층(412)에는 서로 분리되는 복수의 전도성 아일랜드(430)가 형성될 수 있다. A
트렌치(420)에 의해, 전도층(412)에는 전극(424) 및 센서 패드(428)가 형성되는 전도성 아일랜드(430) 또는 외부로 노출되는 부분이 없도록 절연층(416)으로 모두 커버되는 더미부(432)를 포함할 수 있다. A conductive island 430 on which electrodes 424 and sensor pads 428 are formed in the
제1 전도성 아일랜드(430a)와 제2 전도성 아일랜드(430b) 사이에는, 더미부(432)가 마련될 수 있고, 제1 내부 트렌치(420a') 및 제2 내부 트렌치(420a'')가 위치할 수 있다. A
따라서, 전도성 아일랜드(430) 사이에는 더미부(432) 및 적어도 하나 이상의 트렌치(420)가 형성될 수 있다. Accordingly, a
이 경우, 더미부(432)에 의해 미세하게 새겨진 전도성 아일랜드(430) 간의 쇼트를 방지할 수 있다. 전기 화학적 센서(400)의 쇼트 요인이 발생해도, 전도성 아일랜드(430)는 인접한 더미부(432)와 쇼트되더라도 인접한 전도성 아일랜드(430) 간의 쇼트는 방지되어 측정 오류가 발생할 확률이 감소할 수 있다. In this case, short circuit between the conductive islands 430 finely engraved by the
복수의 전도성 아일랜드(430)는, 복수의 전도성 아일랜드(430) 사이에 위치하는 트렌치(420)를 공유할 수 있다. 이 경우, 제1 전도성 아일랜드(430a)와 제2 전도성 아일랜드(430b) 사이에는, 더미부(432)가 마련되지 않을 수 있고, 하나의 내부 트렌치(420a)가 위치할 수 있다. 인접한 전도성 아일랜드는 하나의 공유하는 내부 트렌치(420a)에 의해 전기적으로 분리되기에, 근위부(402)의 폭과 너비, 또는 원위부(406)의 폭과 너비를 줄여 전기 화학적 센서(400)를 최소화할 수 있다. The plurality of conductive islands 430 may share the
도 5의 (a)는 도 4의 (a)의 일부를 확대한 것일 수 있고, 도 5의 (b)는 도 4의 (b)의 일부를 확대한 것일 수 있다. FIG. 5(a) may be an enlarged portion of FIG. 4(a), and FIG. 5(b) may be an enlarged portion of FIG. 4(b).
도 5의 트렌치(420) 구조에 대한 효과는 도 4의 트렌치(420) 구조에 대한 효과가 동일하게 적용될 수 있다. The effect on the
도 5의 (a)에서, 더미부(432)에 의해, 미세한 폭과 너비로 형성된 리드 간(426a,426b)의 쇼트가 방지될 수 있다. 전기 화학적 센서(400)의 쇼트 요인이 발생해도, 리드(426a,426b)는 인접한 더미부(432)와 쇼트되더라도 인접한 리드 간의 쇼트는 방지되어 측정 오류가 발생할 확률이 감소할 수 있다. In (a) of FIG. 5 , the
도 5의 (b)에서, 인접한 리드(426a,426b)는 하나의 공유하는 내부 트렌치(420a)에 의해 전기적으로 분리되기에, 중간부(404)의 폭과 너비를 줄일 수 있다. In (b) of FIG. 5,
센서 패드(428)는 근위부(402)의 일면에만 형성되거나, 근위부(402)의 양면 모두에 형성될 수 있다. The sensor pad 428 may be formed on only one side of the
도 6은 원위부(406)의 전극(424)이 양면에 형성되는 경우에, 센서 패드(428)가 근위부(402)의 양면 모두에 형성된 경우일 수 있다. 원위부(406)의 양면에 형성된 양면 각각의 전극(424)은 중간부(404)의 양면에 형성된 양면 각각의 리드(426)를 따라 근위부(402)의 양면 각각의 센서 패드(428)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 베이스층(410)의 일면에 형성된 전도층(412)과, 베이스층(410)의 타면에 형성된 전도층(412)을 전기적으로 연결하기 위한 비아홀(411)은 형성될 필요가 없을 수 있다. 6 illustrates a case where the electrode 424 of the
한편, 센서 패드(428)가 근위부(402)의 양면 모두에 형성되면, 메인 기판(202)의 접촉 패드와 전기적으로 연결되기 위해서는 단순한 정렬 방법으로는 어려울 수 있다. 예를 들어, 센서 패드(428)와 접촉 패드를 통전하도록, 상호 크로스 교차 구조, 또는 근위부(402)를 삽입하거나 샌드위칭 하기 위한 별도의 커넥터부가 필요할 수 있다. Meanwhile, if the sensor pad 428 is formed on both sides of the
따라서, 센서 패드(428)는 근위부(402)의 일면에만 형성될 수 있다. Accordingly, the sensor pad 428 may be formed only on one side of the
도 7 내지 도 10은 센서 패드(428)가 근위부(402)의 일면에만 형성된 경우에 대한 실시 예들일 수 있다.7 to 10 may illustrate embodiments where the sensor pad 428 is formed only on one surface of the
근위부(402)의 일면에 배치되는 센서 패드(428)는 제1 방향으로 모두 노출되도록 배치될 수 있다. 메인 기판(202)의 접촉 패드는 제2 방향으로 모두 노출되도록 배치될 수 있다. 제1 방향과 제2 방향은 서로 180도 반대 방향일 수 있다. 따라서, 센서 패드(428)는 접촉 패드와 서로 마주보도록 대면하며 상호 전기적으로 연결될 수 있다. The sensor pad 428 disposed on one surface of the
비아홀(411)에 의해, 베이스층(410)의 일면에 형성되는 제1 전도성 아일랜드 및 베이스층(410)의 타면에 형성되는 제2 전도성 아일랜드는 상호 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전도성 아일랜드 및 제2 전도성 아일랜드에 의해, 일면 및 타면의 센서 패드(428) 사이, 일면 및 타면의 리드(426) 사이, 및 일면 및 타면의 전극(424) 사이 중 적어도 하나가 서로 전기적으로 연결될 수 있다. By the via
비아홀(411)은 제1 비아홀(411a) 및 제2 비아홀(411b)을 포함할 수 있다.The via
제1 비아홀(411a)은 절연층(416)에 의해 외부와 차단될 수 있다. The first via
원위부(406)의 일부가 체내 침습되어 전극(424)과 체내 분석물이 산화/환원 반응하는 경우, 본 발명의 전기 화학적 센서(400)는 체내 분석물에 침습된 채로 연속적으로 분석을 수행하기에, 베이스층(410)을 미세하게 관통하도록 형성된 제1 비아홀(411a)은 계속된 체내의 다양한 물질과의 반응으로 인해 오염되기 쉽다. 따라서, 제1 비아홀(411a)은 절연층(416)에 의해 외부와의 접촉이 차단되어 전기 화학적 반응으로 인한 오염이 감소할 수 있다. When a part of the
제2 비아홀(411b)은 양면 중 적어도 한면이 외부에 노출될 수 있다. At least one of both sides of the second via
제2 비아홀(411b)은 외부에 노출되는 원위부(406)의 전극(424) 또는 근위부(402)의 센서 패드(428)에 마련될 수 있다. The second via
비아홀(411)은 근위부(402), 중간부(404), 및 원위부(406) 중 적어도 하나에 형성될 수 있다. The via
도 7 및 도 8은, 베이스층(410)에 비아홀(411)이 형성되는 제1 실시 예로, 근위부(402)에 비아홀(411)이 형성된 경우일 수 있다. 7 and 8 show a first embodiment in which the via
도 7은 제1 실시 예의 측면도일 수 있고, 도 8의 (a)는 제1 실시 예의 평면도일 수 있으며, 도 8의 (b)는 제1 실시 예의 배면도일 수 있다. FIG. 7 may be a side view of the first embodiment, FIG. 8 (a) may be a top view of the first embodiment, and FIG. 8 (b) may be a rear view of the first embodiment.
도 9는 베이스층(410)에 비아홀(411)이 형성되는 제2 실시 예로, 원위부(406)에 비아홀(411)이 형성된 경우일 수 있다. FIG. 9 shows a second embodiment in which the via
도 9의 (a)는 제2 실시 예의 측면도일 수 있고, 도 9의 (b)는 제2 실시 예의 평면도일 수 있으며, 도 9의 (c)는 제2 실시 예의 배면도일 수 있다. FIG. 9 (a) may be a side view of the second embodiment, FIG. 9 (b) may be a top view of the second embodiment, and FIG. 9 (c) may be a rear view of the second embodiment.
도 10의 (a)는 제1 실시 예의 연결 관계를 개략적으로 나타낸 것일 수 있고, 도 10의 (b)는 제2 실시 예의 연결 관계를 개략적으로 나타낸 것일 수 있다. Figure 10(a) may schematically show the connection relationship of the first embodiment, and Figure 10(b) may schematically show the connection relationship of the second embodiment.
근위부(402)에 비아홀(411)이 형성되는 제1 실시 예와, 원위부(406)에 비아홀(411)이 형성되는 제2 실시 예는 설명의 편의를 위한 것으로, 필요에 따라 비아홀(411)은 근위부(402), 중간부(404), 또는 원위부(406)에 중첩적으로 형성될 수 있다. 따라서, 비아홀(411)에 관해 논의되는 내용은, 센서 패드(428)의 개수와 배치, 전극(424)의 개수와 배치, 또는 비아홀(411)의 개수와 배치에 따라 다양하게 확장될 수 있다. The first embodiment in which the via
제1 실시 예에서, 근위부(402)에는 베이스층(410)을 관통하는 비아홀(411)이 마련될 수 있다. In the first embodiment, a via
원위부(406)의 제1 면에는 제1 방향으로 노출되는 제1 전극이 형성될 수 있고, 원위부(406)의 제2 면에는 제2 방향으로 노출되는 제2 전극이 형성될 수 있다. 제1 방향과 제2 방향은 서로 반대 방향일 수 있다. 근위부(402)의 제1 면에는 모든 센서 패드(428)가 제1 방향으로 노출되도록 형성될 수 있다. A first electrode exposed in the first direction may be formed on the first surface of the
비아홀(411)에 의해, 제2 면의 제2 전극은 제1 면의 센서 패드(428)와 1 대 1 대응되도록 전기적으로 연결될 수 있다. By the via
근위부(402)에 비아홀(411)이 형성되면, 원위부(406)의 양면에 전극(424)을 배치할 수 있고, 이로 인해 체내 분석물과 전극(424) 간의 반응성을 높이면서도 전극(424)이 배치되는 면적을 줄일 수 있어 원위부(406)의 크기를 작게 제작할 수 있다. When the via
전기 화학적 센서(400) 중 체내 삽입되는 부분은 원위부(406)이기에, 원위부(406)의 크기를 최소화하면 사용자가 느끼는 통증 및 이물감이 감소할 수 있다. 본 발명의 연속식 분석물 측정기는 간헐적이고 일시적인 측정을 위한 것이 아니라, 체내 침습 또는 부착된 채로 소정의 시간동안 연속적인 측정을 위한 것이기에, 원위부(406)의 최소화는 중요하다.Since the part of the
복수의 전극(424)과 각각 연결되는 리드(426)도 중간부(424)의 양면에 분산되어 배치될 수 있어, 형성된 전극(424)의 개수에 비해, 중간부(424)의 폭을 줄이는 효과를 줄 수 있다. The leads 426 connected to the plurality of electrodes 424 can also be distributed and disposed on both sides of the middle portion 424, which has the effect of reducing the width of the middle portion 424 compared to the number of electrodes 424 formed. can be given.
이러한 원위부(406)의 크기를 줄이고, 중간부(424)의 폭을 줄이는 효과는 원위부(406)에 비아홀(411)이 형성되는 경우에도 마찬가지로 적용될 수 있다. The effect of reducing the size of the
본 발명은 분석물 측정시, 트랜스미터(200)는 피부에 부착될 수 있고, 근위부(402)는 트랜스미터(200)의 접촉 패드와 연결될 수 있으며, 원위부(406)의 적어도 일부는 체내에 침습될 수 있다. 침습된 상태로 분석물 측정시, 전기 화학적 센서(400)는 중간부(424)의 접힘부(405)에서 플렉서블하게 휘어진 상태로 유지될 필요가 있다. 따라서, 중간부(424)의 폭은 좁게 형성되는 것이 전기 화학적 센서(400)의 측정 안정성에 유리할 수 있다. According to the present invention, when measuring an analyte, the
근위부(402)의 일면에만 센서 패드(428)가 노출되도록 배치되면 폭 또는 너비가 길어질 수 있다. 그러나, 근위부(402)의 센서 패드(428)는 트랜스미터(200)의 접촉 패드와 전기적으로 연결되기에, 체내 침습되는 원위부(406)보다 폭 또는 너비가 길어지더라도 문제없을 수 있다. If the sensor pad 428 is disposed to be exposed only on one side of the
근위부(402)에 비아홀(411)이 형성되면, 원위부(406)에 마련되는 복수의 전극(424)들은 서로 다른 기능을 가지도록 다양한 종류의 전극 배치가 가능할 수 있다. 즉, 원위부(406)의 동일한 면에 배치되는 전극(424)은 각각 서로 다른 기능을 가질 수 있고, 원위부(406)의 양면에 배치되는 전극(424)은 각각 서로 다른 기능을 가질 수 있다. When the via
근위부(402)에 비아홀(411)이 형성되면, 제1 비아홀(411a)은 절연층(416)에 의해 일면 및 타면이 모두 외부와 접촉이 차단되어 오염이 방지될 수 있다. 제2 비아홀(411b)의 일단은 근위 개구부(422a)를 통해 외부로 노출될 수 있고, 제2 비아홀(411b)의 타단은 절연층(416)에 의해 외부와 접촉이 차단될 수 있다. When the via
구체적으로, 제1 실시 예에서, 제1 전극(424a) 내지 제4 전극(424d)이 마련될 수 있고, 제1 센서 패드(428a) 내지 제4 센서 패드(428d)가 구비될 수 있으며, 전극 및 센서 패드를 연결하는 제1 리드(426a) 내지 제4 리드(426d)가 마련될 수 있다. 베이스층(410)의 제1 면에는 제1 전극(424a)와 제2 전극(424b)가 형성될 수 있고, 베이스층(410)의 제2 면에는 제3 전극(424c)와 제4 전극(424d)가 형성될 수 있다. Specifically, in the first embodiment,
제1 전극(424a)은 베이스층(410)의 제1 면에 마련되는 제1 리드(426a)를 따라 제2 센서 패드(428b)에 전기적으로 연결될 수 있고, 제2 전극(424b)은 베이스층(410)의 제1 면에 구비되는 제2 리드(426b)를 따라 제4 센서 패드(428d)에 전기적으로 연결될 수 있다. The
제3 전극(424c)은 베이스층(410)의 제2 면에 구비되는 제3 리드(426c)를 따라 근위부(402)로 연결될 수 있고, 제4 전극(424d)은 베이스층(410)의 제2 면에 마련되는 제4 리드(426d)를 따라 근위부(402)로 연결될 수 있다.The
제3 전극(424c)은 근위부(402)의 비아홀(411)을 통해 제1 면에 배치된 제3 센서 패드(428c)와 전기적으로 연결될 수 있고, 제4 전극(424d)은 근위부(402)의 비아홀(411)을 통해 제1 면에 배치된 제1 센서 패드(428a)와 전기적으로 연결될 수 있다. The
제1 리드(426a)와 제2 리드(426b)는 서로 교차되지 않도록 베이스층(410)의 제1 면에 형성될 수 있고, 제3 리드(426c)와 제4 리드(426d)는 서로 교차되지 않도록 베이스층(410)의 제2 면에 형성될 수 있다.The
제1 실시 예에서, 선택적 투과층(418)은 전극(424)의 수만큼 마련될 수 있다. 같은 종류의 전극에는 같은 종류의 선택적 투과층(418)이 도포될 수 있다. 도 7에서, 제1 전극(424a) 내지 제4 전극(424d)의 종류가 모두 다르면, 각 전극에 도포되는 제1 선택적 투과층(418a) 내지 제4 선택적 투과층(418d)도 모두 다를 수 있다. In the first embodiment, the
제2 실시 예에서, 원위부(406)에는 베이스층(410)을 관통하는 비아홀(411)이 마련될 수 있다. In the second embodiment, a via
원위부(406)의 제1 면에는 제1 방향으로 노출되는 제1 전극이 형성될 수 있고, 원위부(406)의 제2 면에는 제1 방향의 반대인 제2 방향으로 노출되는 제2 전극이 형성될 수 있다. A first electrode exposed in the first direction may be formed on the first surface of the
원위부(406)에 비아홀(411)이 형성되면, 비아홀(411)에 의해 제1 전극 및 제2 전극은 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전극 및 제2 전극은 작업 전극, 기준 전극, 상대 전극 중 어느 하나의 동일한 종류의 전극으로 구비될 수 있다. When the via
따라서, 원위부(406)의 비아홀(411)은, 동일한 기능을 하는 전극을 원위부(406)의 양면에 배치할 수 있어, 전기 화학적 센서(400)가 체내 삽입되는 방향, 또는 전기 화학적 센서(400)의 체내 삽입을 가이드하는 바늘(300)과 원위부(406)의 배치 관계에 따른 측정 불안정성을 감소시킬 수 있다. Accordingly, the via
원위부(406)에 비아홀(411)이 형성되는 경우, 베이스층(410)의 제1 면에만 리드(426) 및 센서 패드(428)가 형성될 수 있고, 원위부(406)의 전극(424)을 제외한 중간부(424) 또는 근위부(424)의 제2 면은 절연층(416)에 둘러싸여 외부와의 접촉이 차단될 수 있다. 얇은 두께의 전기 화학적 센서(400)의 양면에 복잡한 리드(426)가 마련되지 않아도 되어, 리드 간의 쇼트를 포함하는 전기 화학적 센서(400) 전체의 전기 흐름 안정도가 개선될 수 있다. When the via
원위부(406)에 비아홀(411)이 형성되면, 제1 비아홀(411a)은 절연층(416)에 의해 일면 및 타면이 모두 외부와 접촉이 차단되어 오염이 방지될 수 있다. 제2 비아홀(411b)의 일단 및 타단은 원위 개구부(422b)를 통해 외부로 노출될 수 있다. When the via
제2 비아홀(411b)에 의해, 베이스층(411)의 일면의 전극과 베이스층(411)의 타면의 전극은 동일한 전극 종류로 배치되고 연결될 수 있고, 이로 인해 침습된 원위부(406)의 방향성과 무관하게 전극(424)과 반응물 간의 전기 화학적 반응성을 높일 수 있다. By the second via
구체적으로, 제2 실시 예에서, 제1 전극(424a) 내지 제4 전극(424d)이 마련될 수 있고, 제1 센서 패드(428a) 내지 제4 센서 패드(428d)가 구비될 수 있으며, 전극 및 센서 패드를 연결하는 제1 리드(426a) 내지 제4 리드(426d)가 마련될 수 있다. Specifically, in the second embodiment,
베이스층(410)의 제1 면에는 제1 전극(424a)와 제2 전극(424b)가 형성될 수 있고, 베이스층(410)의 제2 면에는 제3 전극(424c)와 제4 전극(424d)가 형성될 수 있다. A
제1 전극(424a)은 베이스층(410)의 제1 면에 마련되는 제1 리드(426a)를 따라 제2 센서 패드(428b)에 전기적으로 연결될 수 있고, 제2 전극(424b)은 베이스층(410)의 제1 면에 구비되는 제2 리드(426b)를 따라 제1 센서 패드(428a)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제5 전극(424e)은 베이스층(410)의 제1 면에 구비되는 제3 리드(426c)를 따라 제3 센서 패드(428c)에 전기적으로 연결될 수 있다. 본 발명은 제5 전극(424e)과 같은 제조상의 더미 전극을 포함할 수 있고, 더미 전극의 경우 체내 분석물과의 반응을 위한 선택적 투과층(418)이 도포되지 않을 수 있다. The
베이스층(410)의 제2 면에 배치된 제3 전극(424c)은 비아홀(411)을 통해 베이스층(410)의 제1 면에 배치된 제1 전극(424a)과 전기적으로 연결될 수 있고, 베이스층(410)의 제2 면에 배치된 제4 전극(424d)은 비아홀(411)을 통해 베이스층(410)의 제1 면에 배치된 제2 전극(424b)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 제1 전극(424a)과 제3 전극(424c)은 동일한 종류의 전극일 수 있고, 제2 전극(424b)과 제4 전극(424d)은 동일한 종류의 전극일 수 있다. The
제1 리드(426a)와 제2 리드(426b)는 서로 교차되지 않도록 베이스층(410)의 제1 면에 형성될 수 있다. 원위부(406)에 비아홀(411)이 형성되면, 전극(424)의 개수에 비해 리드(426)의 개수 또는 센서 패드(428)의 개수가 더 적게 배치될 수 있다. The
제1 실시 예와 달리, 제2 실시 예에서는 전극끼리 비아홀(411)에 의해 연결되기에, 비아홀(411)에 의해 연결된 일면 및 타면의 전극에 도포되는 선택적 투과층(418)은 동일할 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(424a)과 제3 전극(424c)은 비아홀(411)에 의해 연결될 수 있고, 제1 전극(424a)과 제3 전극(424c)에는 동일한 제1 선택적 투과층(418a)이 도포될 수 있다. Unlike the first embodiment, in the second embodiment, the electrodes are connected to each other through the via
도 11을 참조하여, 본 발명의 전기 화학적 센서(400)의 제조 방법에 대해 전체적으로 설명한다.Referring to FIG. 11, the manufacturing method of the
전기 화학적 센서 제조 방법은, 전기 화학적 센서(400)의 플렉서블한 베이스층(410)에 전도층(412)을 적층하는 전도층 단계, 및 전도층(412)에 절연층(416)을 부착하는 절연층 단계를 포함할 수 있다. The electrochemical sensor manufacturing method includes a conductive layer step of laminating a
전기 화학적 센서 제조 방법은 베이스층(410)을 관통하는 비아홀(411)이 형성되는 비아홀 단계를 포함할 수 있다. The electrochemical sensor manufacturing method may include a via hole step in which a via
비아홀(411)은 레이저 또는 기계적 방식에 의해 형성될 수 있다. 비아홀(411)은 베이스층(410)에 레이저 헤드(490)에 의한 레이저를 조사하여 베이스층(410)의 일부를 제거하는 레이저 에칭 방식으로 형성될 수 있다.The via
비아홀 단계는 전도층 단계 이전에 수행될 수 있다. 전도층 형성은 스퍼터링을 포함하는 물리적 기상증착 방식으로 수행될 수 있다. The via hole step may be performed before the conductive layer step. Formation of the conductive layer can be performed by physical vapor deposition including sputtering.
비아홀(411)은 제1 비아홀(411a) 및 제2 비아홀(411b)을 포함할 수 있다.The via
제1 비아홀(411a)은 절연층(416)에 의해 외부와 차단될 수 있고, 제2 비아홀(411b)은 양면 중 적어도 한면이 외부에 노출될 수 있다.The first via
전도층 단계는 베이스층(410)의 일면에 전도층(412)을 형성하는 제1 전도층 단계, 및 베이스층(410)의 타면에 전도층(412)을 형성하는 제2 전도층 단계를 포함할 수 있다. The conductive layer step includes a first conductive layer step of forming the
제1 전도층 단계 및 제2 전도층 단계에 의해, 전도층(412)은 베이스층(410)의 상면, 비아홀(411)의 표면, 및 베이스층(410)의 배면을 따라 이음매없이 연속되는 동일한 금속 재질로 적층될 수 있다. By the first conductive layer step and the second conductive layer step, the
본 발명의 이러한 점은, 베이스층(410)에 전극(424) 또는 센서 패드(428)를 형성하기 위해, 전극(424)의 개수 또는 센서 패드(428)의 개수에 대응하는 복수의 층을 쌓는 다른 기술과의 차이일 수 있다. 비아홀(411)이 형성된 전기 화학적 센서(400)에 극(424)의 개수 또는 센서 패드(428)의 개수에 대응하는 복수의 층을 적층하는 경우, 비아홀(411)의 주변 부분에는 여러 레이어층이 오버랩되는 등의 이음매가 생길 수 있다. 오버랩 등의 이음매가 있도록 전도층이 적층되는 경우, 비아홀(411) 주변의 전도층의 두께는 균등하지 않을 수 있고, 이는 쇼트 등의 불량율을 높이는 요인이 될 수 있다. This aspect of the present invention is to stack a plurality of layers corresponding to the number of electrodes 424 or the number of sensor pads 428 in order to form the electrodes 424 or sensor pads 428 on the
따라서, 본 발명의 전도층은 하나의 층 또는 하나와 다름없는 층으로, 비아홀(411)의 내주면, 베이스층(410)의 상면, 베이스층(410)의 하면에 형성될 수 있고, 비아홀(411) 양단부의 오버랩 등의 쇼트 불량을 최소화할 수 있고, 비아홀(411) 자체의 도통 불량율도 감소시킬 수 있다.Therefore, the conductive layer of the present invention is one layer or a layer that is the same as one, and may be formed on the inner peripheral surface of the via
절연층 단계에서, 제1 비아홀(411a)은 절연층(416)과 대면할 수 있고, 제2 비아홀(411b)은 절연층(416)의 개구부(422)와 대면할 수 있다. In the insulating layer stage, the first via
절연층(412)은, 절연층 단계에서 절연층(412)을 관통하는 개구부(422)가 형성된 상태에서, 전도층(412) 위에 접착될 수 있다. 전극(424)은 개구부(422)를 통해 외부로 노출되어 체내 분석물과 반응할 수 있다. 전극(424)은 원위부(406)의 양면 모두에 형성될 수 있다. The insulating
전기 화학적 센서 제조 방법은 전도층(412)에 트렌치(420)가 형성되는 트렌치 단계를 포함할 수 있다.The electrochemical sensor manufacturing method may include a trench step in which a
트렌치(420)는 전도층(412)에 조사되는 레이저로 전도층(412)의 일부를 제거하는 레이저 에칭에 의해 형성될 수 있다. The
필요에 따라 전도층 단계 또는 절연층 단계 후 열처리 단계가 수행될 수 있다.If necessary, a heat treatment step may be performed after the conductive layer step or the insulating layer step.
전기 화학적 센서 제조 방법은, 절연층(416)의 개구부(422)에 디스펜싱 등의 방식으로 선택적 투과층(418)을 도포하는 선택적 투과층 단계를 포함할 수 있다.The electrochemical sensor manufacturing method may include a selectively transparent layer step of applying a selectively
선택적 투과층(418)의 재질은 전극(424)과 전기화학적 반응하고자 하는 체내 분석물의 종류에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 선택적 투과층 단계에서, 작업 전극에는 백금을 포함하는 선택적 투과층이 도포될 수 있고, 기준 전극에는 염화은을 포함하는 선택적 투과층이 도포될 수 있다. The material of the
선택적 투과층 단계 이후, 전기화학적 센서(400)에 멤브레인 등의 코팅 공정이 추가로 수행될 수 있다. After the selective transmission layer step, a coating process such as a membrane may be additionally performed on the
100... 삽입기
102... 구동부
200... 트랜스미터
202... 메인 기판
300... 바늘
310... 바늘 핸들
400... 전기 화학적 센서
402... 근위부
404... 중간부
405... 접힘부
406... 원위부
410... 베이스층
411... 비아홀
411a... 제1 비아홀
411b... 제2 비아홀
412... 전도층
414... 본딩층
416... 절연층
418... 선택적 투과층
418a... 제1 선택적 투과층
418b... 제2 선택적 투과층
418c... 제3 선택적 투과층
418d... 제4 선택적 투과층
420... 트렌치
420a... 내부 트렌치
420a'... 제1 내부 트렌치
420a''... 제2 내부 트렌치
420b... 에지 트렌치
422... 개구부
422a... 근위 개구부
422b... 원위 개구부
424... 전극
424a... 제1 전극
424b... 제2 전극
424c... 제3 전극
424d... 제4 전극
424e... 제5 전극
426... 리드
426a... 제1 리드
426b... 제2 리드
426c... 제3 리드
426d... 제4 리드
428... 센서 패드
428a... 제1 센서 패드
428b... 제2 센서 패드
428c... 제3 센서 패드
428d... 제4 센서 패드
430... 전도성 아일랜드
430a... 제1 전도성 아일랜드
430b... 제2 전도성 아일랜드
430c... 제3 전도성 아일랜드
432... 더미부
432a... 제1 더미부
432b... 제2 더미부
490...레이저 헤드
W1,W2... 트렌치 폭100... inserter 102... driving unit
200...
300...
400...
404... middle part 405... folded part
406... distal 410... basal layer
411... via
411b... second via
414...
418... selectively
418b... second selectively
418d... fourth selectively
420a...
420a''... second
422... opening 422a... proximal opening
422b... distal opening 424... electrode
424a...
424c...
424e... fifth electrode 426... lead
426a...
426c...
428...
428b...
428d... fourth sensor pad 430... conductive island
430a... first
430c... third
432a...
490...laser head W1,W2...trench width
Claims (21)
전원부, 통신부, 제어부 중 적어도 하나가 형성된 메인 기판, 상기 메인 기판이 내부에 수납되는 하우징을 포함하고, 피부에 부착되는 트랜스미터; 를 포함하고,
바늘의 길이 방향을 따라 노출된 부분에 상기 전기 화학적 센서의 원위부가 배치되며,
피부가 상기 바늘에 의하여 절개된 후에 상기 전기 화학적 센서의 원위부가 체내에 삽입되고,
상기 전기 화학적 센서는 플렉서블한 베이스층, 상기 베이스층 위에 적층되는 전도층, 및 상기 전도층 위에 부착되는 절연층을 포함하는 연속식 분석물 측정기.
An electrochemical sensor including a distal part formed with a plurality of electrodes that react with analytes in the body, a proximal part formed with a sensor pad connected to the electrodes, and an intermediate part located between the distal part and the proximal part;
A transmitter including a main board on which at least one of a power supply unit, a communication unit, and a control unit is formed, a housing in which the main board is stored, and attached to the skin; Including,
The distal portion of the electrochemical sensor is disposed in an exposed portion along the longitudinal direction of the needle,
After the skin is incised by the needle, the distal portion of the electrochemical sensor is inserted into the body,
The electrochemical sensor is a continuous analyte meter including a flexible base layer, a conductive layer laminated on the base layer, and an insulating layer attached on the conductive layer.
상기 절연층은, 상기 절연층을 관통하는 개구부가 형성된 상태에서, 상기 전도층 위에 접착되고,
상기 전극은 상기 개구부를 통해 외부로 노출되며,
상기 전극은 상기 원위부의 양면 모두에 형성되는 연속식 분석물 측정기.
According to claim 1,
The insulating layer is adhered on the conductive layer with an opening penetrating the insulating layer,
The electrode is exposed to the outside through the opening,
A continuous analyte measuring device in which the electrodes are formed on both sides of the distal portion.
상기 베이스층을 관통하는 비아홀이 마련되고,
상기 비아홀은 상기 베이스층에 레이저를 조사하여 상기 베이스층의 일부를 제거하는 레이저 에칭 방식으로 형성되는 연속식 분석물 측정기.
According to claim 1,
A via hole penetrating the base layer is provided,
A continuous analyte measuring device in which the via hole is formed by a laser etching method that removes a portion of the base layer by irradiating a laser to the base layer.
상기 전도층은 상기 베이스층에 금속을 스퍼터링하여 상기 베이스층의 양면에 형성되는 연속식 분석물 측정기.
According to claim 1,
The conductive layer is formed on both sides of the base layer by sputtering metal on the base layer.
상기 베이스층의 일부를 절개한 비아홀이 형성되며,
상기 전도층은 상기 베이스층의 상면, 비아홀의 표면, 및 상기 베이스층의 배면을 따라 이음매없이 연속되는 동일한 금속 재질로 적층되는 연속식 분석물 측정기.
According to claim 1,
A via hole is formed by cutting a portion of the base layer,
The conductive layer is a continuous analyte measuring device in which the conductive layer is laminated with the same metal material seamlessly along the top surface of the base layer, the surface of the via hole, and the back surface of the base layer.
상기 센서 패드는 상기 근위부의 일면에만 형성되고,
상기 센서 패드 및 접촉 패드는 각각 동일한 방향으로 모두 노출되며,
상기 센서 패드 및 접촉 패드는 서로 마주보며 전기적으로 연결되는 연속식 분석물 측정기.
According to claim 1,
The sensor pad is formed only on one surface of the proximal portion,
The sensor pad and contact pad are each exposed in the same direction,
A continuous analyte measuring device in which the sensor pad and the contact pad face each other and are electrically connected.
상기 베이스층을 관통하는 비아홀이 마련되고,
상기 비아홀에 의해, 상기 베이스층의 양면에 적층되는 전도층이 서로 전기적으로 연결되며,
상기 비아홀은 상기 근위부, 중간부, 및 원위부 중 적어도 하나에 형성되는 연속식 분석물 측정기.
According to claim 1,
A via hole penetrating the base layer is provided,
By the via hole, the conductive layers laminated on both sides of the base layer are electrically connected to each other,
The via hole is formed in at least one of the proximal part, the middle part, and the distal part.
상기 전도층에 조사되는 레이저로 상기 전도층의 일부를 제거하는 레이저 에칭에 의해 상기 전도층에는 서로 분리되는 복수의 전도성 아일랜드가 형성되고,
상기 베이스층을 관통하는 비아홀이 마련되고,
상기 비아홀에 의해, 상기 베이스층의 일면에 형성되는 제1 전도성 아일랜드 및 상기 베이스층의 타면에 형성되는 제2 전도성 아일랜드는 상호 전기적으로 연결되는 연속식 분석물 측정기.
According to claim 1,
A plurality of conductive islands separated from each other are formed in the conductive layer by laser etching, which removes a portion of the conductive layer with a laser irradiated to the conductive layer,
A via hole penetrating the base layer is provided,
A continuous analyte measuring device in which a first conductive island formed on one side of the base layer and a second conductive island formed on the other side of the base layer are electrically connected to each other by the via hole.
상기 베이스층을 관통하는 비아홀이 마련되고,
상기 비아홀은 제1 비아홀 및 제2 비아홀을 포함하며,
상기 제1 비아홀은 상기 절연층에 의해 외부와 차단되고,
상기 제2 비아홀은 양면 중 적어도 한면이 외부에 노출되는 연속식 분석물 측정기.
According to claim 1,
A via hole penetrating the base layer is provided,
The via hole includes a first via hole and a second via hole,
The first via hole is blocked from the outside by the insulating layer,
The second via hole is a continuous analyte measuring device in which at least one of both sides is exposed to the outside.
상기 근위부에는 상기 베이스층을 관통하는 비아홀이 마련되고,
상기 원위부의 제1 면에는 제1 방향으로 노출되는 제1 전극이 형성되고, 상기 원위부의 제2 면에는 제2 방향으로 노출되는 제2 전극이 형성되며,
상기 제1 방향과 제2 방향은 서로 반대 방향이고,
상기 근위부의 제1 면에는 모든 센서 패드가 상기 제1 방향으로 노출되도록 형성되고,
상기 비아홀에 의해, 상기 제2 면의 제2 전극은 상기 제1 면의 센서 패드와 1 대 1 대응되도록 전기적으로 연결되는 연속식 분석물 측정기.
According to claim 1,
A via hole penetrating the base layer is provided in the proximal portion,
A first electrode exposed in a first direction is formed on a first surface of the distal part, and a second electrode exposed in a second direction is formed on a second surface of the distal part,
The first direction and the second direction are opposite directions,
All sensor pads are formed on the first surface of the proximal portion to be exposed in the first direction,
A continuous analyte measuring device in which the second electrode on the second side is electrically connected to the sensor pad on the first side in a one-to-one correspondence with the sensor pad on the first side through the via hole.
상기 원위부에는 상기 베이스층을 관통하는 비아홀이 마련되고,
상기 원위부의 제1 면에는 제1 방향으로 노출되는 제1 전극이 형성되고,
상기 원위부의 제2 면에는 상기 제1 방향의 반대인 제2 방향으로 노출되는 제2 전극이 형성되며,
상기 비아홀에 의해 상기 제1 전극 및 제2 전극은 전기적으로 연결되고,
상기 제1 전극 및 제2 전극은 작업 전극, 기준 전극, 상대 전극 중 어느 하나의 동일한 종류의 전극인 연속식 분석물 측정기.
According to claim 1,
A via hole penetrating the base layer is provided at the distal portion,
A first electrode exposed in a first direction is formed on the first surface of the distal portion,
A second electrode exposed in a second direction opposite to the first direction is formed on the second surface of the distal portion,
The first electrode and the second electrode are electrically connected by the via hole,
The first electrode and the second electrode are of the same type, one of a working electrode, a reference electrode, and a counter electrode.
상기 중간부에는 상기 전극 및 센서 패드를 연결하는 복수의 리드가 마련되고,
상기 복수의 리드는 상기 베이스층에 레이저를 조사하여 상기 베이스층의 일부를 제거하는 레이저 에칭 방식으로 형성되며,
각각의 리드는 상호 교차되어 꼬이지 않도록 배치되는 연속식 분석물 측정기.
According to claim 1,
A plurality of leads are provided in the middle portion to connect the electrode and the sensor pad,
The plurality of leads are formed by a laser etching method in which a portion of the base layer is removed by irradiating a laser to the base layer,
A continuous analyte measuring device in which each lead is intersected and placed so as not to be twisted.
상기 전도층에 조사되는 레이저로 상기 전도층의 일부를 제거하는 레이저 에칭에 의해 상기 전도층에는 트렌치가 형성되고,
상기 트렌치에 의해 상기 전도층에는 서로 분리되는 복수의 전도성 아일랜드가 형성되며,
상기 복수의 전도성 아일랜드는 상기 복수의 전도성 아일랜드 사이에 위치하는 트렌치를 공유하는 연속식 분석물 측정기.
According to claim 1,
A trench is formed in the conductive layer by laser etching, which removes a portion of the conductive layer with a laser irradiated to the conductive layer,
A plurality of conductive islands separated from each other are formed in the conductive layer by the trench,
The plurality of conductive islands share a trench located between the plurality of conductive islands.
상기 전도층에 조사되는 레이저로 상기 전도층의 일부를 제거하는 레이저 에칭에 의해 상기 전도층에는 트렌치가 형성되고,
상기 트렌치에 의해, 상기 전도층에는 상기 전극 및 센서 패드가 형성되는 전도성 아일랜드와, 외부로 노출되는 부분이 없도록 상기 절연층으로 모두 커버되는 더미부를 포함하며,
상기 전도성 아일랜드 사이에는 상기 더미부 및 적어도 하나 이상의 트렌치가 형성되는 연속식 분석물 측정기.
According to claim 1,
A trench is formed in the conductive layer by laser etching, which removes a portion of the conductive layer with a laser irradiated to the conductive layer,
By the trench, the conductive layer includes a conductive island on which the electrode and sensor pad are formed, and a dummy portion completely covered with the insulating layer so that no portion is exposed to the outside,
A continuous analyte measuring device in which the dummy portion and at least one trench are formed between the conductive islands.
상기 전기 화학적 센서는, 체내의 분석물과 반응하는 다수의 전극이 형성된 원위부, 상기 전극에 연결되는 센서 패드가 형성된 근위부, 및 상기 원위부와 근위부 사이에 위치하는 중간부를 포함하며,
상기 트랜스미터는, 전원부, 통신부, 제어부 중 적어도 하나가 형성된 메인 기판, 상기 메인 기판이 내부에 수납되는 하우징을 포함하고,
상기 전기 화학적 센서의 플렉서블한 베이스층에 전도층을 적층하는 전도층 단계;
상기 전도층에 절연층을 부착하는 절연층 단계; 를 포함하는 전기 화학적 센서 제조 방법.
A continuous analyte measuring device that continuously measures analytes in the body includes an electrochemical sensor and a transmitter attached to the skin together with the electrochemical sensor,
The electrochemical sensor includes a distal part formed with a plurality of electrodes that react with analytes in the body, a proximal part formed with a sensor pad connected to the electrodes, and an intermediate part located between the distal part and the proximal part,
The transmitter includes a main board on which at least one of a power source, a communication part, and a control part is formed, and a housing in which the main board is stored,
A conductive layer step of laminating a conductive layer on the flexible base layer of the electrochemical sensor;
an insulating layer step of attaching an insulating layer to the conductive layer; An electrochemical sensor manufacturing method comprising.
상기 절연층 단계에서, 상기 절연층은, 상기 절연층을 관통하는 개구부가 형성된 상태에서, 상기 전도층 위에 접착되고,
상기 전극은 상기 개구부를 통해 외부로 노출되며,
상기 전극은 상기 원위부의 양면 모두에 형성되는 연속식 분석물 측정기.
According to claim 15,
In the insulating layer step, the insulating layer is adhered on the conductive layer with an opening penetrating the insulating layer formed,
The electrode is exposed to the outside through the opening,
A continuous analyte measuring device in which the electrodes are formed on both sides of the distal portion.
상기 베이스층을 관통하는 비아홀이 형성되는 비아홀 단계를 포함하고,
상기 비아홀 단계는 상기 전도층 단계 이전에 수행되며,
상기 비아홀은 상기 베이스층에 레이저를 조사하여 상기 베이스층의 일부를 제거하는 레이저 에칭 방식으로 형성되는 전기 화학적 센서 제조 방법.
According to claim 15,
It includes a via hole step in which a via hole penetrating the base layer is formed,
The via hole step is performed before the conductive layer step,
An electrochemical sensor manufacturing method in which the via hole is formed by a laser etching method in which a portion of the base layer is removed by irradiating a laser to the base layer.
상기 베이스층을 관통하는 비아홀이 형성되는 비아홀 단계를 포함하고,
상기 전도층 단계는 상기 베이스층의 일면에 전도층을 형성하는 제1 전도층 단계, 및 상기 베이스층의 타면에 전도층을 형성하는 제2 전도층 단계를 포함하며,
상기 제1 전도층 단계 및 제2 전도층 단계에 의해, 상기 전도층은 상기 베이스층의 상면, 비아홀의 표면, 및 상기 베이스층의 배면을 따라 이음매없이 연속되는 동일한 금속 재질로 적층되는 전기 화학적 센서 제조 방법.
According to claim 15,
It includes a via hole step in which a via hole penetrating the base layer is formed,
The conductive layer step includes a first conductive layer step of forming a conductive layer on one side of the base layer, and a second conductive layer step of forming a conductive layer on the other side of the base layer,
By the first conductive layer step and the second conductive layer step, the conductive layer is laminated with the same metal material seamlessly along the top surface of the base layer, the surface of the via hole, and the back surface of the base layer. Manufacturing method.
상기 전도층에 트렌치가 형성되는 트렌치 단계를 포함하고,
상기 트렌치는 상기 전도층에 조사되는 레이저로 상기 전도층의 일부를 제거하는 레이저 에칭에 의해 형성되는 전기 화학적 센서 제조 방법.
According to claim 15,
A trench step in which a trench is formed in the conductive layer,
An electrochemical sensor manufacturing method in which the trench is formed by laser etching to remove a portion of the conductive layer with a laser irradiated to the conductive layer.
상기 베이스층을 관통하는 비아홀이 형성되는 비아홀 단계를 포함하고,
상기 비아홀은 제1 비아홀 및 제2 비아홀을 포함하며,
상기 제1 비아홀은 상기 절연층에 의해 외부와 차단되고,
상기 제2 비아홀은 양면 중 적어도 한면이 외부에 노출되며,
상기 절연층 단계에서, 상기 절연층은, 상기 절연층을 관통하는 개구부가 형성된 상태에서, 상기 전도층 위에 접착되고,
상기 절연층 단계에서, 상기 제1 비아홀은 상기 절연층과 대면하고, 상기 제2 비아홀은 상기 절연층의 개구부와 대면하는 전기 화학적 센서 제조 방법.
According to claim 15,
It includes a via hole step in which a via hole penetrating the base layer is formed,
The via hole includes a first via hole and a second via hole,
The first via hole is blocked from the outside by the insulating layer,
At least one of both sides of the second via hole is exposed to the outside,
In the insulating layer step, the insulating layer is adhered on the conductive layer with an opening penetrating the insulating layer formed,
In the insulating layer step, the first via hole faces the insulating layer, and the second via hole faces the opening of the insulating layer.
상기 절연층 단계에서, 상기 절연층은, 상기 절연층을 관통하는 개구부가 형성된 상태에서, 상기 전도층 위에 접착되고,
상기 개구부에 선택적 투과층을 도포하는 선택적 투과층 단계; 를 포함하며,
상기 선택적 투과층의 재질은 상기 전극과 전기화학적 반응하고자 하는 체내 분석물의 종류에 따라 결정되는 전기 화학적 센서 제조 방법.
According to claim 15,
In the insulating layer step, the insulating layer is adhered on the conductive layer with an opening penetrating the insulating layer formed,
A selective transmissive layer step of applying a selective transmissive layer to the opening; Includes,
An electrochemical sensor manufacturing method in which the material of the selective transmission layer is determined depending on the type of analyte in the body that is to electrochemically react with the electrode.
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