JPH08145940A - イオン非感応電極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型化や固体化に対応でき、しかも、低コス
ト化も図れるイオン非感応電極を実現することを目的と
する。 【構成】 基板２１と、基板２１に形成された金属焼結
膜２２と、金属焼結膜２２にゲート２３Ｇが接続された
電界効果トランジスタ２３と、金属焼結膜２２の表面を
覆うイオン非感応膜２４と、イオン非感応膜２４が露出
するように金属焼結膜２２及び電界効果トランジスタ２
３を覆う樹脂２５とから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、差動測定回路によるイ
オン濃度測定に用いられるイオン非感応電極に関する。

【０００２】ｐＨ測定の際に参照電極（比較電極）とし
て用いられるイオン非感応電極として、例えば塩化銀電
極が一般的に知られている。塩化銀電極は、ガラスの支
持管の先端に液絡部を設け、支持管内に、ＫＣｌの飽和
溶液（ＫＣｌの固形物及びＫＣｌ溶液）を入れると共
に、内部電極を配設したものである。

【０００３】この支持管を用いるタイプの電極であって
は、構造が複雑で加工が難しく、小型化や固体化には対
応できない。そこで、小型化や固体化に対応できる差動
測定回路において非感応電極の出現が従来から要望され
ており、それに応えるものとして、半導体技術（薄膜技
術）を利用したイオン非感応電極が考案されている。

【０００４】

【従来の技術】この半導体技術を利用した従来のイオン
非感応電極の構成は、例えば、特開平４−２５８７５４
号公報に開示されている。

【０００５】これは、イオン感応形の電界効果トランジ
スタを用いてイオン非感応電極を構成したもので、基板
上に薄膜技術を用いて電界効果トランジスタを作製し、
且つこの電界効果トランジスタのゲート膜として、ダイ
ヤモンド或いはダイヤモンドとグラファイトの結合によ
るダイヤモンド状薄膜を使用するものである。上記ダイ
ヤモンド状薄膜の作製には、ＣＶＤ（Chemical Vapor D
eposition）法やイオンビーム法を用いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ダイヤモンド状薄膜の
作製には、ＣＶＤ法やイオンビーム法等の特別な技術や
高価な装置・設備が必要になるため、このダイヤモンド
状薄膜を用いるイオン非感応電極も高価なものになると
いう問題がある。

【０００７】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、小型化や固体化に対応でき、しか
も、低コスト化も図れるイオン非感応電極を実現するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する第１
の発明は、貫通穴が穿設された基板と、該基板の貫通穴
を介して連通するように該基板の両面に形成された金属
焼結膜と、前記基板の一方の面側に配置され、前記基板
の一方の面側の前記金属焼結膜にゲートが接続された電
界効果トランジスタと、前記基板の他方の面側の前記金
属焼結膜の表面を覆うイオン非感応膜と、前記基板の一
方の面側の前記金属焼結膜の表面及び前記電界効果トラ
ンジスタを覆う樹脂とからなることを特徴とするもので
ある。

【０００９】上記目的を達成する第２の発明は、基板
と、該基板の一方の面に形成された金属焼結膜と、前記
基板の前記金属焼結膜が形成された面側に配置され、前
記金属焼結膜の周縁部にゲートが接続された電界効果ト
ランジスタと、前記金属焼結膜の表面を覆うイオン非感
応膜と、該イオン非感応膜の表面の内、前記電界効果ト
ランジスタのゲートと前記金属焼結膜の周縁部との接続
点の近傍に位置する表面部分及び前記電界効果トランジ
スタを覆う樹脂とからなることを特徴とするものであ
る。

【００１０】上記イオン非感応膜は、ＰＭＭＡ（ポリメ
タクリル酸メチル）膜であることが好ましい。

【００１１】

【作用】第１及び第２の発明のイオン非感応電極におい
て、イオン非感応膜に被測定液が接すると、このイオン
非感応膜に接した被測定液の電位が、金属焼結膜を介し
て電界効果トランジスタのゲートに印加される。

【００１２】このように構成すれば、電界効果トランジ
スタとして市販の電界効果トランジスタ（ディスクリー
ト素子）を使用することができ、金属焼結膜やイオン非
感応膜の形成も容易であることから、その製造に際し
て、ＣＶＤ法やイオンビーム法等の特別な技術（薄膜回
路技術）や高価な装置・設備が不要になり、イオン非感
応電極の小型化や固体化に対応できると共に低コスト化
も図れる。

【００１３】

【実施例】次に図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図１は第１の発明の一実施例を示す斜視図、図２は
図１の実施例の断面図である。これらの図において、２
１は貫通穴２１ａが穿設された基板で、例えばアルミナ
板から構成されている。この基板２１の両面には、貫通
穴２１ａを介して連通するように金属焼結膜２２が形成
されている。本実施例では、図２における基板２１の下
面に小形の金属焼結膜２２が形成され、上面に大形の金
属焼結膜２２が形成されている。

【００１４】金属焼結膜２２は、例えば白金や金の金属
ペーストを基板２１に塗布し、焼結することにより形成
される。金属ペーストとしては、例えば、「セルロース
系樹脂及びブチカルビトール」と「金或いは白金」とを
２：８の比率で混ぜたものを使用する。２３は入力イン
ピーダンスが大きい例えばＭＯＳ型の電界効果トランジ
スタで、そのゲート２３Ｇは、例えば導電性塗料を用い
て基板２１の下面側の金属焼結膜２２に電気的に接続さ
れている。

【００１５】２４は基板２１の上面側の金属焼結膜２２
の表面を覆うイオン非感応膜である。このイオン非感応
膜２４としては、ＰＭＭＡ膜が好ましい。ＰＭＭＡ膜で
あれば、金属焼結膜２２の表面にＰＭＭＡ溶液を塗布す
ることにより容易に形成できる。

【００１６】２５は基板２１の下面側の金属焼結膜２２
及び電界効果トランジスタ２３を覆うシリコン樹脂等の
樹脂である。このような構成のイオン非感応電極におい
ては、イオン非感応膜２４の表面が周縁部を含め全て露
出しており、イオン非感応膜２４の全表面が被測定液に
接することになる。そして、このイオン非感応膜２４に
接している被測定液の電位が、金属焼結膜２２を介し
て、電界効果トランジスタ２３のゲート２３Ｇに印加さ
れることになる。

【００１７】本実施例では、基板２１の両面に、貫通穴
２１ａを介して連通するように金属焼結膜２２を形成し
ているので、金属焼結膜２２の基板２１への結合が強固
になり、剥離することがなくなる。

【００１８】尚、この実施例において、電界効果トラン
ジスタ２３のゲート２３Ｇが接続される側の金属焼結膜
２２は、他方の金属焼結膜２２よりも小さく形成されて
いる。これは、貫通穴２１ａの穴径より多少でも大きけ
れば所望の結合強度が得られ、且つ電界効果トランジス
タ２３のゲート２３Ｇとの接続にも支障ないからであ
る。

【００１９】上記実施例のように構成すれば、電界効果
トランジスタ２３として市販の電界効果トランジスタ
（ディスクリート素子）を使用することができ、金属焼
結膜２２やイオン非感応膜２４の形成も容易であること
から、その製造に際して、ＣＶＤ法やイオンビーム法等
の特別な技術（薄膜回路技術）や高価な装置・設備が不
要になり、イオン非感応電極の小型化や固体化に対応で
きると共に、低コスト化も図れる。

【００２０】図３は第２の発明の一実施例を示す斜視
図、図４は図３の実施例の断面図である。これらの図に
おいて、図１及び図２に示した実施例と共通する部分に
は同一符号を付し、その説明は省略する。

【００２１】図３及び図４に示した実施例は、図１及び
図２に示した実施例の基板２１に貫通穴２１ａに相当す
る穴を設けず、基板２１の片面にのみ、金属焼結膜２２
を形成し、且つ電界効果トランジスタ２３を基板２１の
金属焼結膜２２側に配置している。

【００２２】具体的には、この実施例は、基板２１と、
基板２１の一方の面に形成された金属焼結膜２２と、基
板２１の金属焼結膜２２が形成された面側に配置され、
金属焼結膜２２の周縁部にゲート２３Ｇが接続された電
界効果トランジスタ２３と、金属焼結膜２２の表面を覆
うイオン非感応膜２４と、イオン非感応膜２４の表面の
内、電界効果トランジスタ２３のゲート２３Ｇと金属焼
結膜２２の周縁部との接続点ＪＮの近傍に位置する表面
部分及び電界効果トランジスタ２３を覆う樹脂２５とか
らなる。

【００２３】この実施例においても、イオン非感応膜２
４の表面が一部の周縁部を除いて露出しており、イオン
非感応膜２４の露出表面が被測定液に接することにな
る。そして、イオン非感応膜２４に接している被測定液
の電位が、金属焼結膜２２を介して電界効果トランジス
タ２３のゲート２３Ｇに印加されることになる。

【００２４】尚、この実施例においては、金属焼結膜２
２及びイオン非感応膜２４を矩形ではなく円形に形成し
たが、この形状はどのようなものであってもよい。又、
図５に示したように、イオン非感応膜２４（金属焼結膜
２２についても同様）に狭い幅の延長部を設け、この先
端の金属焼結膜２２に電界効果トランジスタ２３のゲー
ト２３Ｇを接続するように構成すれば、樹脂２５に覆わ
れるイオン非感応膜２４の面積が図３及び図４の実施例
と比べて小さくなる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、第１及び第２の発
明によれば、電界効果トランジスタとして市販の電界効
果トランジスタ（ディスクリート素子）を使用すること
ができ、金属焼結膜やイオン非感応膜の形成も容易であ
ることから、その製造に際して、ＣＶＤ法やイオンビー
ム法等の特別な技術（薄膜回路技術）や高価な装置・設
備が不要になり、小型化や固体化に対応できると共に低
コスト化も図れるイオン非感応電極を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の一実施例を示す斜視図である。

【図２】図１の実施例の断面図である。

【図３】第２の発明の一実施例を示す斜視図である。

【図４】図３の実施例の断面図である。

【図５】第２の発明の他の実施例を示す斜視図である。

【符号の説明】 ２１ 基板 ２１ａ 貫通穴 ２２ 金属焼結膜 ２３ 電界効果トランジスタ ２３Ｇ ゲート ２４ イオン非感応膜 ２５ 樹脂

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 貫通穴が穿設された基板と、 該基板の貫通穴を介して連通するように該基板の両面に
   形成された金属焼結膜と、 前記基板の一方の面側に配置され、前記基板の一方の面
   側の前記金属焼結膜にゲートが接続された電界効果トラ
   ンジスタと、 前記基板の他方の面側の前記金属焼結膜の表面を覆うイ
   オン非感応膜と、 前記基板の一方の面側の前記金属焼結膜の表面及び前記
   電界効果トランジスタを覆う樹脂とからなることを特徴
   とするイオン非感応電極。
2. 【請求項２】 基板と、 該基板の一方の面に形成された金属焼結膜と、 前記基板の前記金属焼結膜が形成された面側に配置さ
   れ、前記金属焼結膜の周縁部にゲートが接続された電界
   効果トランジスタと、 前記金属焼結膜の表面を覆うイオン非感応膜と、 該イオン非感応膜の表面の内、前記電界効果トランジス
   タのゲートと前記金属焼結膜の周縁部との接続点の近傍
   に位置する表面部分及び前記電界効果トランジスタを覆
   う樹脂とからなることを特徴とするイオン非感応電極。
3. 【請求項３】 イオン非感応膜がＰＭＭＡ膜であること
   を特徴とする請求項１又は２記載のイオン非感応電極。