TW202223381A - 具有感溫功能的酸鹼試片的製法 - Google Patents

Abstract

一種具有感溫功能的酸鹼試片的製法包括：在基板上形成參考電極、工作電極及一對溫感電極，參考電極具有一裸露區，工作電極具有一酸鹼感測區，該對溫感電極各具有一貼裝區；在基板上形成絕緣層，絕緣層局部覆蓋該些電極但裸露裸露區、酸鹼感測區及該對貼裝區；形成一可移除的防護膜，防護膜覆蓋絕緣層、裸露區及該對貼裝區但裸露酸鹼感測區；在酸鹼感測區上形成一酸鹼感測層；移除防護膜；在該對貼裝區貼裝一感溫元件；形成一保護層，保護層覆蓋絕緣層及感溫元件但裸露裸露區及酸鹼感測區，藉此有效簡化製程並降低成本。

Description

具有感溫功能的酸鹼試片的製法

本發明是關於一種本發明是關於一種感測試片，特別是關於一種具有溫度感測功能的酸鹼試片的製法。

在電化學感測領域中，目前已陸續提出可用於感測樣品酸鹼值（pH值）的感測試片。由於不同的環境溫度會使試片的感測值產生誤差，以往是透過額外的溫度感測器來感測環境溫度，俾對所感測的數值進行校正，但這種使用外部溫度感測器的作法，在操作上並不方便。

目前，也有人嘗試在酸鹼試片上植入溫度感測元件，使試片可同時感測溫度及其它數值，但由於酸鹼感測電極的製作過程容易使其他非感測電極受到污損。因此，如何解決上述問題，實係值得本領域人士思量的。

本發明之主要目的在於提供一種具有感溫功能的酸鹼試片的製法，能避免非酸鹼感測電極受到污損。

為了達成上述及其他目的，本發明提供一種具有感溫功能的酸鹼試片的製法，包括： 在一基板上形成多個電極，該些電極包括一參考電極、一工作電極及一對溫感電極，該參考電極具有一裸露區，該工作電極具有一酸鹼感測區，該對溫感電極各具有一貼裝區； 在該基板上形成一絕緣層，該絕緣層局部覆蓋該參考電極、該工作電極及該對溫感電極但裸露該裸露區、該酸鹼感測區及該對貼裝區； 形成一可移除的防護膜，該防護膜覆蓋該絕緣層、該裸露區及該對貼裝區但裸露該酸鹼感測區； 在該酸鹼感測區上形成一酸鹼感測層； 移除該防護膜； 在該對貼裝區貼裝一感溫元件而令該感溫元件電性連接於該對溫感電極；以及 形成一保護層，該保護層覆蓋該絕緣層及該感溫元件但裸露該裸露區及該酸鹼感測區。

本發明藉由在形成酸鹼感測層之前，先在其他沒有要形成酸鹼感測層的區域貼上防護膜，並在酸鹼感測層形成之後再移除該防護膜，從而讓酸鹼感測層僅針對性地形成於酸鹼感測區，且可在一片基板上依序完成所需的電極處理製程，能有效簡化製程，降低處理成本，並提高良率。

第1至8圖為本發明具有感溫功能的酸鹼試片其中一實施例的製法，所製得的酸鹼試片可與酸鹼檢測儀（未繪示）搭配使用，酸鹼檢測儀具有可供酸鹼試片插置的插槽及可供使用者輸入指令的操作介面，並可執行酸鹼檢測並輸出檢測結果。

請參考第1圖，首先，在一基板10上形成多個電極，這些電極包括一參考電極11、一工作電極12及一對溫感電極13，參考電極11具有一裸露區111（如圖中白色虛線所圍繞的部分，該白色虛線僅為表現裸露區的位置，並非實際存在的輪廓），工作電極12具有一酸鹼感測區121，溫感電極13各具有一貼裝區131。此外，各個電極還具有一金手指區14，這些金手指區14可被插入酸鹼檢測儀的插槽，用以與酸鹼檢測儀形成電性連結。其中，基板10是由絕緣材質製成，例如PET等塑膠材料，並可被該些電極附著，基板10的材質依可撓性的不同可區分為硬式基板及軟式基板；這些電極可由導電材質製成，可為但不限於碳、金、銀、鉑、鈀、銅；在可能的實施方式中，至少一部份電極可以由多層以上的導電材質製成，例如底層為導電性較佳的銀而其上層為容易進行表面處理的碳；參考電極11具有已知的電極電位，而被用作測量工作電極電位的參考電位，其可為但不限於銀/氯化銀（Ag/AgCl）、碳導電材料、金屬氧化物（例如氧化銀）。在基板10上形成該些電極的方式可為但不限於印刷、電鍍、化學汽相沉積等等方式。

請參考第2圖，接著，在基板上形成一絕緣層20，用以保護該些電極，更具體地說，絕緣層20局部覆蓋參考電極11、工作電極12及溫感電極13但裸露所述裸露區111、酸鹼感測區121、貼裝區131及金手指區14。在基板10上形成絕緣層20的方式可為但不限於印刷、塗布等方式。

請參考第3、4圖，接著，在基板10上形成一可移除的防護膜30，防護膜30例如為可剝膠，其具有絕緣、易貼附、易撕除、於溶液中不脫落且撕除後不殘膠的特性，防護膜30覆蓋絕緣層20的至少一部份、裸露區111及貼裝區131但裸露酸鹼感測區121。防護膜30的用途是便於後續針對性地對酸鹼感測區121進行表面處理。本實施例中，防護膜30沒有覆蓋金手指區14；在其他可能的實施方式中，防護膜也可進一步覆蓋金手指區。

請參考第5圖，在酸鹼感測區121上形成一酸鹼感測層122，視酸鹼感測層122材質的不同，酸鹼感測層122可通過直接滴覆、化學蒸鍍、化學連結、或電化學合成等方式形成。酸鹼感測層122例如可由苯胺類化合物（例如苯胺（Aniline）、克倫特羅（Clenbuterol））、芳香雜環化合物（例如三聚氰胺（Melamine）、拉莫三嗪（Lamotrigine）、六甲蜜胺（Altretamine））、醯胺酚類化合物（例如乙醯胺酚（Acetaminophen））、金屬氧化物（例如氧化銅、氧化銥）、偶氮化合物（例如偶氮苯（Azobenzene））或導電高分子（例如全氟磺酸（Nafion）、聚吡咯（Polypyrrole））等酸鹼感測材料製成，這些酸鹼感測材料具有可與氫離子吸脫附的結合位置（bonding site），當這些結合位置與氫離子吸脫附時，其化學位能產生變化，而可被酸鹼檢測儀測得，進而推算出待測溶液的pH值；在可能的實施方式中，除了酸鹼感測材料之外，酸鹼感測層122還可能包括選擇性的黏結劑，例如水溶性的聚合材料。為了增加酸鹼感測層122的附著性，在酸鹼感測區121上形成酸鹼感測層122之前，還可對酸鹼感測區121進行表面處理而使其具有多孔性表面；所述表面處理可為但不限於電漿處理、電化學處理或化學氧化還原處理，並且搭配酸洗去除導電層表面上的雜質；所述電漿處理例如是以空氣電漿噴灑於導電層表面數分鐘；所述電化學處理例如是將導電層置於高濃度緩衝液中，反覆施加高氧化、高還原電位處理；所述化學氧化還原處理例如是將導電層浸泡於含有氧化劑（例如過氧化氫、過錳酸鉀等）的溶液，清洗後，再將導電層浸泡於含有還原劑（例如如硼氫化鈉，葡萄糖等）的溶液，數分鐘後以清水洗淨；所述酸洗是指將導電層浸泡於高濃度酸液中震盪數分鐘；本文中，「多孔性表面」是指具有多個在厚度方向凹陷的凹孔的表面；更進一步地說，當一表面的拉曼光譜中的晶態邊緣振動強度（例如碳材質拉曼光譜中的D帶波峰）大於其晶態基本振動強度（例如碳材質拉曼光譜中的G帶波峰）時可視為具有多孔性。在酸鹼感測區121形成多孔性表面的有益效果包括：高穩定性，具有較高比表面積的多孔性表面能與酸鹼感測層形成強連結力，增加酸鹼感測材料的穩定性；免校正性，由於酸鹼感測材料可以穩定停留在多孔性表面，因此在長效測試中，多次測試時的開路電位保持穩定，無須反覆校正；準確性，線性測試中，每單位pH值的電位變化量接近能斯特方程式的理論值。

如第6圖所示，移除防護膜30，讓裸露區111、貼裝區131及金手指區14再次裸露。

如第7圖所示，在該對貼裝區131跨接貼裝一感溫元件40而令感溫元件40電性連接於該對溫感電極13，感溫元件40例如是熱敏電阻或金屬熱電偶溫度感測器。

如第8圖所示，在基板10上形成一保護層50，保護層50覆蓋絕緣層20及感溫元件40但裸露該裸露區111、酸鹼感測區121及金手指區14。保護層50為絕緣材料，且能避免溶液直接穿透而影響感測結果。在可能的實施方式中，形成保護層50後，可將酸鹼試片進一步裁切成所需的外型。

通過以上所述的製程步驟，可讓酸鹼感測層僅針對性地形成於酸鹼感測區，且可在單一片基板上依序完成所需的電極處理製程，能有效簡化製程，降低處理成本，並提高良率。

10:基板 11:參考電極 111:裸露區 12:工作電極 121:酸鹼感測區 122:酸鹼感測層 13:溫感電極 131:貼裝區 14:金手指區 20:絕緣層 30:防護膜 40:感溫元件 50:保護層

第1至8圖為本發明具有感溫功能的酸鹼試片其中一實施例的製程示意圖，其中第5圖為縱剖面圖，其餘為立體圖。

10:基板

111:裸露區

121:酸鹼感測區

131:貼裝區

14:金手指區

20:絕緣層

30:防護膜

Claims (4)

1. 一種具有感溫功能的酸鹼試片的製法，包括： 在一基板上形成多個電極，該些電極包括一參考電極、一工作電極及一對溫感電極，該參考電極具有一裸露區，該工作電極具有一酸鹼感測區，該對溫感電極各具有一貼裝區； 在該基板上形成一絕緣層，該絕緣層局部覆蓋該參考電極、該工作電極及該對溫感電極但裸露該裸露區、該酸鹼感測區及該對貼裝區； 形成一可移除的防護膜，該防護膜覆蓋該絕緣層的至少一部份、該裸露區及該對貼裝區但裸露該酸鹼感測區； 在該酸鹼感測區上形成一酸鹼感測層； 移除該防護膜； 在該對貼裝區貼裝一感溫元件而令該感溫元件電性連接於該對溫感電極；以及 形成一保護層，該保護層覆蓋該絕緣層及該感溫元件但裸露該裸露區及該酸鹼感測區。
2. 如請求項1所述具有感溫功能的酸鹼試片的製法，其中各該電極更具有一金手指區，該絕緣層及該保護層均裸露該些金手指區。
3. 如請求項2所述具有感溫功能的酸鹼試片的製法，其中該防護膜被移除前覆蓋該些金手指區。
4. 如請求項1所述具有感溫功能的酸鹼試片的製法，其中在該酸鹼感測區上形成該酸鹼感測層前，該酸鹼感測區更進行表面處理而具有多孔性表面。

Images