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KR102764020B1 - 생체 신호 측정 장치 - Google Patents

생체 신호 측정 장치 Download PDF

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KR102764020B1
KR102764020B1 KR1020220155828A KR20220155828A KR102764020B1 KR 102764020 B1 KR102764020 B1 KR 102764020B1 KR 1020220155828 A KR1020220155828 A KR 1020220155828A KR 20220155828 A KR20220155828 A KR 20220155828A KR 102764020 B1 KR102764020 B1 KR 102764020B1
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KR
South Korea
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microelectrode
metal line
substrate
fine metal
bypass
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김은중
강충무
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재단법인차세대융합기술연구원
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Abstract

본 발명은 생체 신호 측정 장치에 관한 것으로, 본 발명의 생체 신호 측정 장치는 기판과 상기 기판 상에 위치되는 미세 전극 어레이부를 포함하고, 상기 미세 전극 어레이부는, 상기 기판 상에 위치되고, 생체 신호를 검출하는 제1 미세 전극부; 및 상기 기판의 중심을 기준으로 상기 제1 미세 전극부와 대칭되도록 상기 기판 상에 위치되고, 생체 신호를 검출하는 제2 미세 전극부를 포함할 수 있다.

Description

생체 신호 측정 장치{APPARATUS FOR MEASURING BIO-SIGNAL}
본 발명은 생체 신호 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 격자 패턴으로 배열된 미세 전극을 갖는 생체 신호 측정 장치에 관한 것이다.
본 발명은 일부 2022년도 (재)차세대융합기술연구원의 재원으로 지원을 받아 수행된 융기원-중소기업 공동기획연구(AICT-2022-0010)의 연구 성과이다.
미세 전극 어레이란 생화학적인 반응 및 생체 신호를 전기적인 신호로 변환하여 수집하거나 생체 자극을 위한 전기 신호를 신경 조직에 인가하기 위해 생체에 부착되거나 이식되는 구조물을 통칭하는 말로서, 최근 나노 마이크로 가공 기술의 발달로, 포토 리소그래피(photo-lithography), 소프트 리소그래피(softlithography), LiGA, 핫 엠보싱(hot embossing) 등의 공정을 이용하여 유연한 평면 기판 위에 나노미터 또는 마이크로미터 크기의 미세 전극 어레이를 제작하는 것이 어렵지 않게 되었다. 이에 따라, 미세 전극 어레이를 활용하여 생세 신호를 측정하기 위한 연구개발이 활발히 진행되고 있는 추세이다.
한국특허공개공보 제10-2014-0082047(2014.07.02.)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 미세 전극을 갖는 복수의 미세 전극부을 기판의 중심을 기준으로 서로 대칭되도록 위치시켜 컴팩트한 생체 신호 측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 복수의 미세 전극부 중 일부가 손상되더라도 생체 신호를 검출할 수 있는 생체 신호 측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 생체 신호 측정 장치는, 기판과 상기 기판 상에 위치되는 미세 전극 어레이부를 포함하고, 상기 미세 전극 어레이부는, 상기 기판 상에 위치되고, 생체 신호를 검출하는 제1 미세 전극부; 및 상기 기판의 중심을 기준으로 상기 제1 미세 전극부와 대칭되도록 상기 기판 상에 위치되고, 생체 신호를 검출하는 제2 미세 전극부를 포함할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항은 상세한 설명 및 도면에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 미세 전극을 갖는 복수의 미세 전극부을 기판의 중심을 기준으로 서로 대칭되도록 위치시켜 컴팩트한 생체 신호 측정 장치를 제공할 수 있다. 또한, 복수의 미세 전극부 중 일부가 손상되더라도 손상된 미세 전극부에서 검출한 생체 신호를 바이오 센서 플랫폼 등으로 전송할 수 있다.
본 발명의 효과은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 생체 신호 측정 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 도 1의 A 영역을 확대한 확대도이다.
도 3은 도 1의 생체 신호 측정 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 생체 신호 측정 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 5는 도 4의 생체 신호 측정 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 6은 도 4의 제1 바이패스 금속선이 제1 미세 전극과 제3 미세 전극을 연결하는 모습을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 7은 도 6의 B 영역을 확대한 확대도로서, 제1 바이패스 패스 금속선과 제3 미세 전극이 연결되는 과정을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 기술하는 실시예은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도를 참고하여 설명될 것이다. 도면에 있어서, 막 및 영역의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소를 기술하기 위해서 사용되었지만, 이 구성요소가 이 같은 용어에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이 용어은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예은 그것의 상보적인 실시예도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자에 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 개념 및 이에 따른 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 생체 신호 측정 장치를 설명하기 위한 개략도이다. 도 2는 도 1의 A 영역을 확대한 확대도이다. 도 3은 도 1의 생체 신호 측정 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 생체 신호 측정 장치(10)는 다양한 질병을 측정할 수 있다. 생체 신호 측정 장치(10)는 기판(100), 미세 전극 어레이부(200) 및 절연층(300)을 포함할 수 있다.
기판(100)은 생체 조직 내에 이식되는 경우 주변 생체 조직에 끼치는 영향을 최소화하기 위해 유연한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 기판(100)은 PDMS(Poly dimethyl siloxane), 폴리 카보네이트(Poly carbonate), PMMA(Poly methyl methacrylate), COC(Cyclo olefin copolymer), 폴리이미드(Polyimide), 파릴린(Parylene) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 이에 따라, 기판(100)은 플렉서블 기판일 수 있다.
미세 전극 어레이부(200)는 기판(100) 상에 위치될 수 있다. 실시 예에서, 미세 전극은 기판(100)의 일측면 상에 위치될 수 있다. 예를 들면, 미세 전극 어레이부(200)는 포토리소그래피, 증착, 애칭 등의 미세 공정 방법을 통해 기판(100) 상에 위치될 수 있다.
미세 전극 어레이부(200)는 생체 내의 신경 등과 직접 밀착하여 신경 신호 등을 검출하여 외부로 전송할 수 있다. 실시 예에서, 미세 전극 어레이부(200)는 제1 미세 전극부(210), 제2 미세 전극부(220), 제3 미세 전극부(230) 및 제4 미세 전극부(240)를 포함할 수 있다.
제1 내지 제4 미세 전극부(210, 220, 230, 240)는 생체 신호를 검출하여 외부로 전송할 수 있다. 제1 내지 제4 미세 전극부(210, 220, 230, 240)는 도전성 재질로 형성될 수 있다. 실시 예에서, 상기 제1 내지 제4 미세 전극부(210, 220, 230, 240)는, 금, 백금, 니켈, 알루미늄, 구리, 이리듐, 이리듐 옥사이드, ITO(Indium Tin Oxide), 폴리피롤(Poly pyrrole) 및 불순물이 도핑된 다결정 실리콘 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
제1 미세 전극부(210)는 기판(100) 상에 위치될 수 있다. 제1 미세 전극부(210)는 복수의 제1 미세 전극(211), 제1 신호 출력 패드(212) 및 제1 미세 금속선(213)을 포함할 수 있다.
제1 미세 전극(211)은 기판(100)의 중심(C)과 인접하게 위치될 수 있다. 실시 예에서, 제1 미세 전극(211)은 기판(100)의 중심(C)으로부터 우측에 위치될 수 있다. 제1 미세 전극(211)은 6개일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 미세 전극(211)은 생체와 직접 접촉하여 생체 신호를 검출할 수 있다.
실시 예에서, 제1 미세 전극(211)은 평평하게 형성될 수 있으나, 이와 달리, 다른 실시 예에서, 제1 미세 전극(211)의 형상은 3차원 입체 형상으로 형성될 수 있다.
제1 신호 출력 패드(212)는 제1 미세 전극(211)과 이격될 수 있다. 실시 예에서, 제1 신호 출력 패드(212)는 기판(100)이 모서리와 인접하게 위치될 수 있다. 제1 신호 출력 패드(212)는 제1 미세 전극(211)과 대응될 수 있다. 이에 따라, 제1 신호 출력 패드(212)의 갯수와 제1 미세 전극(211)의 갯수는 동일할 수 있다.
제1 미세 금속선(213)은 제1 미세 전극(211)과 제1 신호 출력 패드(212)를 전기적으로 연결할 수 있다. 이에 따라, 제1 미세 전극(211)에서 검출된 생체 신호(이하 제1 생체 신호라 지칭한다.)는 제1 미세 금속선(213)을 통해 제1 신호 출력 패드(212)로 전송될 수 있다.
제1 신호 출력 패드(212)는 제1 생체 신호를 분석하는 바이오 센서 플랫폼, 바이오 분석 장치 등과 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 제1 신호 출력 패드(212)는 제1 미세 전극(211)에서 검출한 제1 생체 신호를 외부로 전송할 수 있다. 실시 예에서, 제1 미세 금속선(213), 제1 신호 출력 패드(212) 및 제1 미세 전극(211)은 일체로 형성될 수 있다.
제2 미세 전극부(220)는 제1 전극부와 대칭되도록 기판(100) 상에 위치될 수 있다. 제2 미세 전극부(220)는 복수의 제2 미세 전극(221), 제2 신호 출력 패드(222) 및 제2 미세 금속선(223)을 포함할 수 있다.
제2 미세 전극(221)은 기판(100)의 중심(C)과 인접하게 위치될 수 있다. 실시 예에서, 제2 미세 전극(221)은 기판(100)의 중심(C)으로부터 좌측에 위치될 수 있다. 제2 미세 전극(221)은 6개일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 미세 전극(221)은 생체와 직접 접촉하여 생체 신호를 검출할 수 있다.
실시 예에서, 제2 미세 전극(221)은 평평하게 형성될 수 있으나, 이와 달리, 다른 실시 예에서, 제2 미세 전극(221)의 형상은 3차원 입체 형상으로 형성될 수 있다.
제2 신호 출력 패드(222)는 제2 미세 전극(221)과 이격될 수 있다. 실시 예에서, 제2 신호 출력 패드(222)는 기판(100)이 좌측 모서리와 인접하게 위치될 수 있다. 제2 신호 출력 패드(222)는 제2 미세 전극(221)과 대응될 수 있다. 이에 따라, 제2 신호 출력 패드(222)의 갯수와 제2 미세 전극(221)의 갯수는 동일할 수 있다.
제2 미세 금속선(223)은 제2 미세 전극(221)과 제2 신호 출력 패드(222)를 전기적으로 연결할 수 있다. 이에 따라, 제2 미세 전극(221)에서 검출된 생체 신호(이하 제2 생체 신호라 지칭한다.)는 제2 미세 금속선(223)을 통해 제2 신호 출력 패드(222)로 전송될 수 있다.
제2 신호 출력 패드(222)는 제2 생체 신호를 분석하는 바이오 센서 플랫폼, 바이오 분석 장치 등과 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 제2 신호 출력 패드(222)는 제2 미세 전극(221)에서 검출한 제2 생체 신호를 외부로 전송할 수 있다. 실시 예에서, 제2 미세 금속선(223), 제2 신호 출력 패드(222) 및 제2 미세 전극(221)은 일체로 형성될 수 있다.
제3 미세 전극부(230)는 제1 미세 전극부(210)와 제2 미세 전극부(220) 사이에 위치되도록 기판(100) 상에 위치될 수 있다. 제3 미세 전극부(230)는 복수의 제3 미세 전극(231), 제3 신호 출력 패드(232) 및 제3 미세 금속선(233)을 포함할 수 있다.
제3 미세 전극(231)은 기판(100)의 중심(C)과 인접하게 위치될 수 있다. 실시 예에서, 제3 미세 전극(231)은 기판(100)의 중심(C)으로부터 전방측에 위치될 수 있다. 제3 미세 전극(231)은 6개일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제3 미세 전극(231)은 생체와 직접 접촉하여 생체 신호를 검출할 수 있다.
실시 예에서, 제3 미세 전극(231)은 평평하게 형성될 수 있으나, 이와 달리, 다른 실시 예에서, 제3 미세 전극(231)의 형상은 3차원 입체 형상으로 형성될 수 있다.
제3 신호 출력 패드(232)는 제3 미세 전극(231)과 이격될 수 있다. 실시 예에서, 제3 신호 출력 패드(232)는 기판(100)이 전방측 모서리와 인접하게 위치될 수 있다. 제3 신호 출력 패드(232)는 제3 미세 전극(231)과 대응될 수 있다. 이에 따라, 제3 신호 출력 패드(232)의 갯수와 제3 미세 전극(231)의 갯수는 동일할 수 있다.
제3 미세 금속선(233)은 제3 미세 전극(231)과 제3 신호 출력 패드(232)를 전기적으로 연결할 수 있다. 이에 따라, 제3 미세 전극(231)에서 검출된 생체 신호(이하 제3 생체 신호라 지칭한다.)는 제3 미세 금속선(233)을 통해 제3 신호 출력 패드(232)로 전송될 수 있다.
제3 신호 출력 패드(232)는 제3 생체 신호를 분석하는 바이오 센서 플랫폼, 바이오 분석 장치 등과 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 제3 신호 출력 패드(232)는 제3 미세 전극(231)에서 검출한 제3 생체 신호를 외부로 전송할 수 있다. 실시 예에서, 제3 미세 금속선(233), 제3 신호 출력 패드(232) 및 제3 미세 전극(231)은 일체로 형성될 수 있다.
제4 미세 전극부(240)는 제1 미세 전극부(210)와 제2 미세 전극부(220) 사이에 위치될 수 있다. 제4 미세 전극부(240)는 기판(100)의 중심(C)을 기준으로 제3 미세 전극부(230)와 서로 대칭되도록 기판(100) 상에 위치될 수 있다. 제4 미세 전극부(240)는 복수의 제4 미세 전극(241), 제4 신호 출력 패드(242) 및 제4 미세 금속선(243)을 포함할 수 있다.
제4 미세 전극(241)은 기판(100)의 중심(C)과 인접하게 위치될 수 있다. 실시 예에서, 제4 미세 전극(241)은 기판(100)의 중심(C)으로부터 후방측에 위치될 수 있다. 제4 미세 전극(241)은 6개일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제4 미세 전극(241)은 생체와 직접 접촉하여 생체 신호를 검출할 수 있다.
실시 예에서, 제4 미세 전극(241)은 평평하게 형성될 수 있으나, 이와 달리, 다른 실시 예에서, 제4 미세 전극(241)의 형상은 3차원 입체 형상으로 형성될 수 있다.
제4 신호 출력 패드(242)는 제4 미세 전극(241)과 이격될 수 있다. 실시 예에서, 제4 신호 출력 패드(242)는 기판(100)이 모서리와 인접하게 위치될 수 있다. 제4 신호 출력 패드(242)는 제4 미세 전극(241)과 대응될 수 있다. 이에 따라, 제4 신호 출력 패드(242)의 갯수와 제4 미세 전극(241)의 갯수는 동일할 수 있다.
제4 미세 금속선(243)은 제4 미세 전극(241)과 제4 신호 출력 패드(242)를 전기적으로 연결할 수 있다. 이에 따라, 제4 미세 전극(241)에서 검출된 생체 신호(이하 제4 생체 신호라 지칭한다.)는 제4 미세 금속선(243)을 통해 제4 신호 출력 패드(242)로 전송될 수 있다.
제4 신호 출력 패드(242)는 제4 생체 신호를 분석하는 바이오 센서 플랫폼, 바이오 분석 장치 등과 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 제4 신호 출력 패드(242)는 제4 미세 전극(241)에서 검출한 제4 생체 신호를 외부로 전송할 수 있다. 실시 예에서, 제4 미세 금속선(243), 제4 신호 출력 패드(242) 및 제4 미세 전극(241)은 일체로 형성될 수 있다.
미세 전극 어레이부(200)의 미세 전극(211, 221, 231, 241)은 격자 패턴으로 배열될 수 있다. 실시 예에서, 제1 미세 전극(211), 제2 미세 전극(221), 제3 미세 전극(231) 및 제4 미세 전극(241)은 4 x 6의 격자 패턴으로 배열될 수 있으나, 미세 전극(211, 221, 231, 241)의 갯수는 필요에 따라 증감 가능할 수 있다. 제1 내지 제4 미세 전극(211, 221, 231, 241)은 수~수백 마이크로미터 크기로 형성될 수 있다.
제1 내지 제4 신호 출력 패드(212, 222, 232, 242)는 수 밀리미터 크기로 형성될 수 있다. 실시 예에서, 미세 전극 어레이부(200)의 신호출력 패드은 기판(100)의 경계를 따라 배열될 수 있다.
또한, 제1 미세 전극부(210), 제2 미세 전극부(220), 제3 미세 전극부(230) 및 제4 미세 전극부(240)는 기판(100)의 중심(C)을 기준으로 서로 다른 방향에 위치되기 때문에 서로 간의 중첩 및 간섭없이 기판(100) 상에 위치될 수 있다. 이에 따라, 소형화된 생체 신호 측정 장치(10)를 형성할 수 있으며, 바이오 센서 플랫폼, 바이오 분석 장치는 다방향에서 생체 신호 측정 장치(10)와 연결될 수 있다.
절연층(300)은 미세 전극 어레이부(200)를 덮도록 기판(100) 상에 위치될 수 있다. 절연층(300)은 미세 전극 어레이부(200)를 외부와 절연시킬 수 있다. 실시 예에서, 절연층(300)은 SiO2 (이산화규소), Si3N4 (질화규소), SiO2/Si3N4 혼합, SU-8 (감광제) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
절연층(300)은 제1 개구부(310)와 제2 개구부(320)를 포함할 수 있다. 제1 개구부(310)는 절연층(300)을 관통할 수 있다. 제1 개구부(310)는 미세 전극 어레이부(200)의 미세 전극(211, 221, 231, 241)을 외부로 노출시킬 수 있다. 제1 개구부(310)는 기판(100)의 중심(C)에 형성될 수 있다.
실시 예에서, 제1 개구부(310)는 제1 내지 제4 미세 전극(211, 221, 231, 241)을 외부로 노출시키는 복수의 제1 노출 홀을 포함할 수 있다. 제1 노출 홀의 갯수와 제1 내지 제4 미세 전극(211, 221, 231, 241)의 갯수는 동일할 수 있다. 이에 따라, 제1 내지 제4 미세 전극(211, 221, 231, 241)은 생체와 직접적으로 연결 또는 접촉할 수 있다.
제2 개구부(320)는 절연층(300)을 관통할 수 있다. 제2 개구부(320)는 미세 전극 어레이부(200)의 신호 출력 패드(212, 222, 232, 242)을 외부로 노출시킬 수 있다. 제2 개구부(320)는 기판(100)의 경계에 형성될 수 있다.
실시 예에서, 기판(100)은 미세 전극 어레이부(200)의 신호 출력 패드(212, 222, 232, 242)을 외부로 노출시키는 제2 개구를 포함할 수 있다. 실시 예에서, 제2 개구는 기판(100)의 경계를 따라 복수개 형성될 수 있다.
실시 예에서, 제2 개구부(320)는 제1 내지 제4 신호 출력 패드(212, 222, 232, 242)를 외부로 노출시키는 복수의 제2 노출 홀을 포함할 수 있다. 제2 노출 홀의 갯수는 제1 내지 제4 신호 출력 패드(212, 222, 232, 242)의 갯수와 동일할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이에 따라, 제1 내지 제4 신호 출력 패드(212, 222, 232, 242)는 바이오 센서 플랫폼 또는 바이오 분석 장치와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 생체 신호 측정 장치를 설명하기 위한 개략도이다. 도 5는 도 4의 생체 신호 측정 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다. 도 6은 도 4의 제1 바이패스 금속선이 제1 미세 전극과 제3 미세 전극을 연결하는 모습을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다. 도 7은 도 6의 B 영역을 확대한 확대도로서, 제1 바이패스 패스 금속선과 제3 미세 전극이 연결되는 과정을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
설명의 간략화를 위해 도 1 내지 도 3에서 설명한 구성과 동일한 구성에 대한 내용은 생략하거나 간략하게 설명하기로 한다. 또한, 도 5는 생체 신호 측정 장치의 미세전극의 전기화학적 성능 개선을 위해 전기도금 방법을 이용하여 미세전극 표면의 표면적을 증가시킨 모습을 설명하기 위한 개략적인 단면도일 수 있다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 생체 신호 측정 장치(10)는 기판(100), 미세 전극 어레이부(200) 및 절연층(300)을 포함할 수 있다. 생체 신호 측정 장치(10)는 바이패스 전극부(400)를 더 포함할 수 있다.
미세 전극 어레이부(200)는 제1 미세 전극부(210), 제2 미세 전극부(220), 제3 미세 전극부(230) 및 제4 미세 전극부(240)를 포함할 수 있다.
제1 미세 전극부(210)는 제1 미세 전극(211), 제1 신호 출력 패드(212), 및 제1 미세 금속선(213)을 포함할 수 있다. 제2 미세 전극부(220)는 제2 미세 전극(221), 제2 신호 출력 패드(222), 및 제2 미세 금속선(223)을 포함할 수 있다. 제3 미세 전극부(230)는 제3 미세 전극(231), 제3 신호 출력 패드(232), 및 제3 미세 금속선(233)을 포함할 수 있다. 제4 미세 전극부(240)는 제4 미세 전극(241), 제4 신호 출력 패드(242), 및 제4 미세 금속선(243)을 포함할 수 있다.
실시 예에서, 미세 전극 어레이부(200)의 제1 내지 제4 미세 전극(211, 221, 231, 241)은 뽀쪽한 삼각뿔 형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 내지 제4 미세 전극(211, 221, 231, 241)은 절연층(300)의 제1 개구부(310)를 관통할 수 있다. 이에 따라, 제1 내지 제4 미세 전극(241)과 생체 간의 접촉 성능이 향상될 수 있다.
제1 내지 제4 미세 금속선(243)은 신축성을 갖는 전도성 물질로 형성될 수 있다. 제1 내지 제4 미세 금속선(243)은 팽창된 상태에서 미세 전극(211, 221, 231, 241)과 신호 출력 패드(212, 222, 232, 242)을 연결할 수 있다. 미세 전극(211, 221, 231, 241)과 신호 출력 패드(212, 222, 232, 242)을 연결한 상태의 제1 내지 제4 미세 금속선(213, 223, 233, 243)은 제1 두께(T)를 가질 수 있다.
제1 내지 제4 미세 금속선(213, 223, 233, 243)은 외력에 의해 파단될 경우, 미세 전극(213, 223, 233, 243)과 신호 출력 패드(212, 222, 232, 242)의 연결을 해제할 수 있다. 또한, 제1 내지 제4 미세 금속선(213, 223, 233, 243)은 외력에 의해 파단될 경우, 수축될 수 있다. 이에 따라, 수축된 제1 내지 제4 미세 금속선(213, 223, 233, 243)은 제1 두께(T)보다 큰 제2 두께(T)를 가질 수 있다.
바이패스 전극부(400)는 기판(100) 내에 위치될 수 있다. 바이패스 전극부(400)는 제1 바이패스 금속선(410), 제2 바이패스 금속선(420), 제3 바이패스 금속선(430) 및 제4 바이패스 금속선(440)을 포함할 수 있다.
제1 바이패스 금속선(410)은 제1 미세 전극부(210)와 제3 미세 전극부(230) 사이에 위치될 수 있다. 제1 바이패스 금속선(410)은 제1 미세 금속선(213) 중 제3 미세 전극부(230)와 인접한 것과 연결될 수 있다. 실시 예에서, 제1 바이패스 금속선(410)의 일단은 제3 미세 전극부(230)와 인접한 제1 미세 금속선(213)과 연결될 수 있다.
제1 바이패스 금속선(410)의 타단은 제3 미세 금속선(233) 중 제1 미세 전극부(210)와 인접한 것긔 하측에 매우 근접하게 위치될 수 있다. 실시 예에서, 제3 미세 금속선(233)이 외력에 의해 파단될 경우, 제3 미세 금속선(233)의 두께는 커질 수 있다. 이에 따라, 제1 바이패스 금속선(410)의 타단은 파단된 제3 미세 금속선(233)과 연결될 수 있다. 본 명세서에서 두께는 상하 방향의 길이를 의미할 수 있다. 제1 바이패스 금속선(410)은 제1 미세 금속선(213) 및 제3 미세 금속선(233)의 하측에 위치될 수 있다.
제1 바이패스 금속선(410)은 제1 미세 금속선(213)과 연결되는 제1 연결부(411), 제3 미세 금속선(233)의 하측에 인접하게 위치된 제2 연결부(412) 및 제1 연결부(411)와 제2 연결부(412)를 연결하는 제1 브릿지부(413)를 포함할 수 있다.
제2 바이패스 금속선(420)은 제2 미세 전극부(220)와 제4 미세 전극부(240) 사이에 위치될 수 있다. 제2 바이패스 금속선(420)은 제2 미세 금속선(223) 중 제4 미세 전극부(240)와 인접한 것과 연결될 수 있다. 실시 예에서, 제2 바이패스 금속선(420)의 일단은 제4 미세 전극부(240)와 인접한 제2 미세 금속선(223)과 연결될 수 있다.
제2 바이패스 금속선(420)의 타단은 제2 미세 전극부(220)와 인접한 제4 미세 금속선(243)의 하측에 매우 근접하게 위치될 수 있다. 실시 예에서, 제4 미세 금속선(243)이 외력에 의해 파단될 경우, 제4 미세 금속선(243)의 두께는 커질 수 있다. 이에 따라, 제2 바이패스 금속선(420)의 타단은 파단된 제4 미세 금속선(243)과 연결될 수 있다.
제2 바이패스 금속선(420)은 제2 미세 금속선(223) 및 제4 미세 금속선(243)의 하측에 위치될 수 있다. 실시 예에서, 제2 바이패스 금속선(420)은 기판(100)의 중심(C)을 기준으로 제1 바이패스 금속선(410)과 대칭될 수 있다.
제2 바이패스 금속선(420)은 제2 미세 금속선(223)과 연결되는 제3 연결부, 제4 미세 금속선(243)의 하측에 인접하게 위치된 제4 연결부 및 제3 연결부와 제4 연결부를 연결하는 제2 브릿지부를 포함할 수 있다.
제3 바이패스 금속선(430)은 제2 미세 전극부(220)와 제3 미세 전극부(230) 사이에 위치될 수 있다. 제3 바이패스 금속선(430)은 제3 미세 금속선(233) 중 제2 미세 전극부(220)와 인접한 것과 연결될 수 있다. 실시 예에서, 제3 바이패스 금속선(430)의 일단은 제2 미세 전극부(220)와 인접한 제3 미세 금속선(233)과 연결될 수 있다.
제3 바이패스 금속선(430)의 타단은 제2 미세 금속선(223)의 하측에 매우 근접하게 위치될 수 있다. 실시 예에서, 제2 미세 금속선(223)이 외력에 의해 파단될 경우, 제2 미세 금속선(223)의 두께는 커질 수 있다. 이에 따라, 제3 바이패스 금속선(430)의 타단은 파단된 제2 미세 금속선(223)과 연결될 수 있다. 제3 바이패스 금속선(430)은 제2 미세 금속선(223) 및 제3 미세 금속선(233)의 하측에 위치될 수 있다.
제3 바이패스 금속선(430)은 제3 미세 금속선(233)과 연결되는 제5 연결부, 제2 미세 금속선(223)의 하측에 인접하게 위치된 제6 연결부 및 제5 연결부와 제6 연결부를 연결하는 제3 브릿지부를 포함할 수 있다.
제4 바이패스 금속선(440)은 제4 미세 전극부(240)와 제1 미세 전극부(210) 사이에 위치될 수 있다. 제4 바이패스 금속선(440)은 제4 미세 금속선(243) 중 제1 미세 전극부(210)와 인접한 것과 연결될 수 있다. 실시 예에서, 제4 바이패스 금속선(440)의 일단은 제1 미세 전극부(210)와 인접한 제4 미세 금속선(243)과 연결될 수 있다.
제4 바이패스 금속선(440)의 타단은 제1 미세 금속선(213)의 하측에 매우 근접하게 위치될 수 있다. 실시 예에서, 제1 미세 금속선(213)이 외력에 의해 파단될 경우, 제1 미세 금속선(213)의 두께는 커질 수 있다. 이에 따라, 제4 바이패스 금속선(440)의 타단은 파단된 제1 미세 금속선(213)과 연결될 수 있다.
제4 바이패스 금속선(440)은 제1 미세 금속선(213) 및 제4 미세 금속선(243)의 하측에 위치될 수 있다. 실시 예에서, 제4 바이패스 금속선(440)은 기판(100)의 중심(C)을 기준으로 제3 바이패스 금속선(430)과 대칭될 수 있다.
제4 바이패스 금속선(440)은 제4 미세 금속선(243)과 연결되는 제7 연결부, 제1 미세 금속선의 하측에 인접하게 위치된 제8 연결부 및 제7 연결부와 제8 연결부를 연결하는 제4 브릿지부를 포함할 수 있다.
제1 내지 제4 바이패스 금속선(440)은 전도성 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 내지 제4 바이패스 금속선(410, 420, 430, 440)은 금, 백금, 니켈, 알루미늄, 구리, 이리듐, 이리듐 옥사이드, ITO(Indium Tin Oxide), 폴리피롤(Poly pyrrole) 및 불순물이 도핑된 다결정 실리콘 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
이처럼, 제1 내지 제4 바이패스 금속선(410, 420, 430, 440) 중 어느 하나는 제1 내지 제4 미세 금속선(213, 223, 233, 243) 중 어느 하나가 외력에 의해 파단된 경우, 인접한 다른 미세 금속선과 전기적으로 연결할 수 있다. 이에 따라, 파단된 미세 금속선의 생체 신호를 다른 신호 출력 패드을 통해 바이오 센서 플랫폼 또는 바이오 분석 장치로 전송할 수 있다.
도 7를 참조하여 설명하면, 제3 미세 금속선(233)이 외력에 의해 파단된 경우, 제3 미세 전극(231)에서 검출한 제3 생체 신호는 제3 신호 출력 패드(232)로 전달되지 못할 수 있다. 다만, 제3 미세 금속선(233)은 파단에 의해 수축됨으로써, 제3 미세 금속선(233)의 두께(T)와 폭이 커질 수 있다.
제3 미세 금속선(233)의 두께(T)가 커짐에 따라, 제3 미세 금속선(233) 중 제1 미세 전극부(210)와 인접한 것은 제1 바이패스 금속선(410)과 연결될 수 있다. 이에 따라, 제3 생체 신호는 제1 바이패스 금속선(410)을 통해 제1 신호 출력 패드(212)로 전송될 수 있다.
제3 생체 신호가 제1 신호 출력 패드(212)로 전송됨으로써, 바이오 센서 플랫폼 등은 제3 생체 신호에 대한 분석을 진행할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시는 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 않될 것이다.
10: 생체 신호 측정 장치 100: 기판
200: 미세 전극 어레이부 210: 제1 미세 전극부
220: 제2 미세 전극부 230: 제3 미세 전극부
240: 제4 미세 전극부 300: 절연층
400: 바이패스 전극부 C: 기판의 중심

Claims (8)

  1. 기판과 상기 기판 상에 위치되는 미세 전극 어레이부를 포함하고,
    상기 미세 전극 어레이부는 상기 기판 상에 제1 내지 제4 미세 전극부가 위치하되,
    생체 신호를 검출하는 제1 미세 전극부; 및 상기 기판의 중심을 기준으로 상기 제1 미세 전극부와 대칭되도록 상기 기판 상에 위치되고, 생체 신호를 검출하는 제2 미세 전극부를 포함하며,
    상기 제1 미세 전극부와 상기 제2 미세 전극부 사이에 위치되고, 생체 신호를 검출하는 제3 미세 전극부와 제4 미세 전극부를 더 포함하고,
    상기 제3 미세 전극부와 상기 제4 미세 전극부는, 상기 기판의 중심을 기준으로 서로 대칭되도록 상기 기판 상에 위치되며,
    상기 미세 전극 어레이부를 덮도록 상기 기판 상에 위치되는 절연층을 더 포함하고,
    상기 절연층은, 상기 미세 전극 어레이부의 미세 전극을 외부로 노출시키는 제1 개구부를 포함하며,
    상기 기판은 상기 미세 전극 어레이부의 신호 출력 패드을 외부로 노출시키는 제2 개구부를 포함하고,
    상기 절연층에는 제1 개구부 및 제2 개구부가 관통 형성되며,
    상기 미세 전극 어레이부의 미세 전극은 상기 제1 개구부를 관통하도록 뽀쪽하게 형성되고,
    상기 제1 내지 제4 미세 전극부는 금, 백금, 니켈, 알루미늄, 구리, 이리듐, 이리듐 옥사이드, ITO(Indium Tin Oxide), 폴리피롤(Poly pyrrole) 및 불순물이 도핑된 다결정 실리콘 중 적어도 어느 하나를 포함하며,
    상기 미세 전극 어레이부의 상기 미세 전극은 격자 패턴으로 배열되고,
    상기 기판은 PDMS(Poly dimethyl siloxane), 폴리 카보네이트(Poly carbonate), PMMA(Poly methyl methacrylate), COC(Cyclo olefin copolymer), 폴리이미드(Polyimide) 및 파릴린(Parylene) 중 적어도 어느 하나를 포함하며,
    상기 기판에는 상기 제1 미세 금속선과 상기 제3 미세 금속선을 잊는 제1 바이패스 미세 금속선; 제2 미세 금속선과 제4 미세 금속선 패턴을 잊는 제2 바이패스 미세 금속선; 상기 제2 미세 금속선)과 상기 제3 미세 금속선을 잊는 제3 바이패스 미세 금속선; 상기 제1 미세 금속선과 상기 제4 미세 금속선을 잊는 제4 바이패스 미세 금속선을 갖는 바이패스 전극부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 신호 측정 장치.
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KR102498906B1 (ko) * 2020-04-01 2023-02-13 단국대학교 산학협력단 이중 전극을 포함하는 미세 탐침 어레이 장치 및 제조 방법

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