[發(fā)明專(zhuān)利]溶液性質(zhì)感測(cè)器及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710251347.7
• 申請(qǐng)日: 2017-04-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108732211B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林哲信;吳永成;吳尚璟;高尉馨
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N27/07
• 分類(lèi)號(hào): G01N27/07
• 代理公司: 上海翼勝專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

本發(fā)明公開(kāi)一種溶液性質(zhì)感測(cè)器及其制造方法，所述溶液性質(zhì)感測(cè)器包含：一基板、一氧化銦錫圖案層及一電路連接插槽。所述氧化銦錫圖案層設(shè)置于所述基板上且包括：一酸堿值感測(cè)圖案；一溫度感測(cè)圖案；及一電導(dǎo)度感測(cè)圖案。所述溫度感測(cè)圖案電性隔離于所述酸堿值感測(cè)圖案。所述電導(dǎo)度感測(cè)圖案電性隔離于所述酸堿值感測(cè)圖案及溫度感測(cè)圖案。所述電路插槽包含一容置空間及多個(gè)電路連接端。所述基板及氧化銦錫圖案層設(shè)于所述容置空間中。所述多個(gè)電路連接端分別電性連接所述酸堿值感測(cè)圖案、溫度感測(cè)圖案及電導(dǎo)度感測(cè)圖案。本發(fā)明的溶液性質(zhì)感測(cè)器用以同時(shí)對(duì)一待測(cè)溶液進(jìn)行酸堿值、溫度及電導(dǎo)度的檢測(cè)，以便增加量測(cè)便利性及準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是有關(guān)于一種感測(cè)器及其制造方法，特別是有關(guān)于一種溶液性質(zhì)感測(cè)器及其制造方法。

背景技術(shù)

在溶液性質(zhì)的監(jiān)控中，酸堿值(pH值)、溫度及電導(dǎo)度皆為重要參數(shù)。傳統(tǒng)上，水質(zhì)的酸堿值感測(cè)量測(cè)大多利用酸堿試紙、酸堿指示劑或玻璃電極感測(cè)器。玻璃電極主要利用離子選擇玻璃膜為感測(cè)器，對(duì)于一種或一類(lèi)離子具有高度的選擇性，電極前端為中空半球狀薄膜壁的玻璃管，對(duì)氫離子有高度選擇性的感測(cè)薄膜，玻璃管內(nèi)添加電解液，且參考電極Ag/AgCl包含于電解液中，通過(guò)量測(cè)電位變化，以得到待測(cè)溶液的pH值。另外，在溫度部分，多半使用玻璃溫度計(jì)或紅外線(xiàn)溫度儀。此外，電導(dǎo)度部分則使用玻璃電極，其電導(dǎo)度值主要量測(cè)水溶液的電阻經(jīng)轉(zhuǎn)換而得。

然而，以上常見(jiàn)水質(zhì)量測(cè)技術(shù)中，玻璃電極常有感測(cè)端易受酸堿影響、反應(yīng)速度慢、電極保養(yǎng)上也較費(fèi)時(shí)或不使用下需浸泡于液體中保存等缺點(diǎn)。而且，使用玻璃電極前須進(jìn)行校正，包含中性緩沖溶液(pH7)零點(diǎn)校正，酸堿度(pH4與pH10)靈敏度校正以及溫度校正。因此玻璃電極在使用上具有諸多限制，且也不利于因應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)多種水質(zhì)即時(shí)量測(cè)監(jiān)控。

延伸式場(chǎng)效晶體管(EG-FET)被開(kāi)發(fā)應(yīng)用在溶液性質(zhì)感測(cè)器上，其原理主要保留金屬閘極，將其感測(cè)層自MOS-FET元件延伸出來(lái)。電子訊號(hào)MOSFET與待測(cè)溶液隔離，避免與溶液直接接觸，特別是對(duì)具有腐蝕性等溶液。此架構(gòu)簡(jiǎn)化了封裝過(guò)程，可依不同的檢測(cè)離子對(duì)應(yīng)更換感測(cè)器，故量測(cè)上更具有靈活性，應(yīng)用于拋棄式系統(tǒng)時(shí)，則具有不須拋棄感測(cè)電路的優(yōu)點(diǎn)，因此具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)。而微型感測(cè)器發(fā)展至今，已有人發(fā)展出利用印刷技術(shù)于感測(cè)材料上定義出不同感測(cè)區(qū)域(Atkinson,J.K.and M.Sophocleous.A novel thick-film screenprinted electrical conductivity sensor for measurement of liquid and soilconductivity.in IEEE SENSORS 2014Proceedings.2014.IEEE)，例如利用網(wǎng)印的方式在陶瓷板上印出電導(dǎo)度、溫度與酸堿感測(cè)區(qū)，以作為土壤與水質(zhì)部份的監(jiān)測(cè)。但是，這種制造過(guò)程仍具有較耗時(shí)，檢測(cè)成本較高的缺點(diǎn)。

故，有必要提供一種溶液性質(zhì)感測(cè)器及其制造方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種溶液性質(zhì)感測(cè)器及其制造方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的較耗時(shí)，檢測(cè)成本較高的問(wèn)題。

本發(fā)明的一目的在于提供一種溶液性質(zhì)感測(cè)器，利用單一種材料進(jìn)行多種溶液特性的量測(cè)。其在同一材料基板上，設(shè)計(jì)多種感測(cè)圖案，用以同時(shí)對(duì)一待測(cè)溶液進(jìn)行酸堿值、溫度及電導(dǎo)度的檢測(cè)，以便增加量測(cè)便利性及準(zhǔn)確性，并減少檢測(cè)成本。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種溶液性質(zhì)感測(cè)器，其整體結(jié)構(gòu)是一感測(cè)模塊，僅需將待測(cè)溶液充填入一電路連接插槽的一容置空間中，并將所述溶液性質(zhì)感測(cè)器與后端的量測(cè)電路或系統(tǒng)電性連接，即可進(jìn)行酸堿值、溫度及電導(dǎo)度的檢測(cè)，以便增加使用便利性。

本發(fā)明的又一目的在于提供一種溶液性質(zhì)感測(cè)器的制造方法，其是利用激光雕刻或濕式蝕刻方式對(duì)氧化銦錫層進(jìn)行圖案化加工，以縮短溶液性質(zhì)感測(cè)器的制作時(shí)間。