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表面処理

5mm×5mm超小型高感度乾式pHセンサーチップ

埼玉県

東邦化研株式会社

2020年4月24日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 pH計測システムに用いる超小型乾式pHセンサーチップの開発
基盤技術分野 表面処理
対象となる産業分野 医療・健康・介護、環境・エネルギー、化学品製造
事業化状況 研究実施中
事業実施年度 平成21年度~平成21年度

プロジェクトの詳細

事業概要

超小型サイズで作製するPHセンサーチップ開発を行う。従来は25MM×25MMでPHの応答性を確認できているものの、さらに小型のチップが求められている。小型化と良好な応答性を兼ね備えたセンサーチップを作製するために、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、真空キャスト法等のめっき技術を駆使し開発を実施する。安価で高機能を維持したセンサーシップの量産化を事業化の目標とする

開発した技術のポイント

超小型サイズで安価なpHセンサーチップの開発
・くし歯型電極の乾式イオンセンサーチップの作製
→サイズ:5mm×5mm
・実装技術の開発
→外形5mm×5mmのチップが搭載できるチップホルダーの作製
(新技術)
乾式イオンセンサーチップ
・極微量、微小部位の測定が困難
・破損しても交換が容易
・交換部品が小さい
・センサーを内蔵した交換部が安価(@100円:センサーチップ)

具体的な成果

・薄膜による電極を形成
‐イオンプレーティング法、及びプラズマ重合法、真空キャスト法等のめっき技術を用いて、各電極薄膜の形成条件を絞込み
‐薄膜(めっき)による電極を形成
・5mm角乾式イオンセンサーチップを開発
‐外形5mm角の乾式イオンセンサーチップ(くし歯電極型)を開発
‐応答速度10sec以下(強酸側除く)、約29mV/pHの直線性(傾き)を有する
‐今後、さらなるダウンサイジングを目指す(目標サイズ1mm×1mm)
・実用化に向けたダウンサイジング技術、実装技術の開発
‐チップのダウンサイジングに向けた基礎実験を実施、1.5μmの銅パターンを形成
‐5mm角のチップを搭載するチップホルダーを作成
‐チップホルダーは、中央付近の棒状の箇所を握り、電極部分を対象に押し当てることで計測する

知財出願や広報活動等の状況

新聞:日刊工業新聞(H23.4)、日刊工業新聞(H23.5)

研究開発成果の利用シーン

棒状の先端側面にセンサーを配置し、測定対象物にセンサーを直接接触させる事でpHを計測。ヒトの床ずれ等、皮膚疾患における健康管理にも使用できるようにする

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・実用化に向けて、補完研究を継続
・5mm角pHセンサーあり(有償)

製品・サービスのPRポイント

・小型化:5mm角、最終的には1mm角を目標
・汎用性向上:皮膚など、水分の少ない対象物でも測定可能
・管理能力向上(健康管理):床ずれ等の皮膚疾患の健康管理に用いる

今後の実用化・事業化の見通し

実用化に向け、耐久性、機能性の向上に向けた研究を実施
・事業中に課題であったセンサーの経時変化による剥離は対策完了
・耐久性向上、機能性向上に向けた製造プロセスの解析並びに見直しを進めている
・事業化に関しては、数件の問い合わせがあった。事業化に際しては、形状の変更、性能の向上などが必要

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 東邦化研株式会社 南越谷工場
事業管理機関 公益財団法人埼玉県産業振興公社
研究等実施機関 学校法人東洋大学 理工学部応用化学科
学校法人智香寺学園埼玉工業大学 工学部生命環境化学科
学校法人芝浦工業大学 システム工学部機械制御システム学科

サポイン事業者 企業情報

企業名 東邦化研株式会社
事業内容 (1)薄膜受託加工(イオンプレーティング、真空蒸着、一部CVD、スパッタ)(2)計量証明事業・公害防止業務
本社所在地 〒343-0822 埼玉県越谷市西方2725
ホームページ http://www.tohokaken.jp
連絡先窓口 イオンプレーティング部部長 小田嶋宏幸
メールアドレス odajima@tohokaken.jp
電話番号 048-989-2050