3. Технологический маршрут производства датчиков «Глюкосен»

Вырубка подложек, комплектование партии.

Очистка подложек. Обычно осуществляется в ультразвуковых ваннах с деионизованной водой в течении 3-10 мин. Затем подложки высушивают в сушильном шкафу при 40-60 ⁰С.

Нанесение полимерного резистивного слоя, для этого, как правило, применяется углеграфитовая паста. Нанесение производиться методом трафаретной печати.

Термическая сушка резистивного слоя. На этом этапе происходит испарение растворителей, увеличение адгезии пасты к подложке, придание пасте твердости и устойчивости к механическим воздействиям, а также ее полимеризация, что приводит к снижению ее электрического сопротивления. По окончании сушки сопротивление всей дорожки должно составлять 5,0 – 6,0 кОм.

Нанесение проводящего слоя, оно также производиться с помощью трафаретной печати. Для этого используют серебряную пасту, которая имеет наименьшее сопротивление.

Термическая сушка проводящего слоя, производиться с той же целью, что и сушка резистивного слоя.

Затем на резистивный слой с помощью трафаретной печати наносят заранее приготовленную ферментную пасту, содержащую фермент, иммобилизованный на модифицированном инертном носителе.

Сушку ферментной пасты необходимо производить при постепенном повышении температуры, т.к. загрузка подложек в горячую печь может привести к появлению на поверхности пасты микродефектов, таких как раковин, трещин, а также к появлению неплоскостности. При постепенном нагреве печи испарение растворителей происходит во всем объеме пасты, что способствует равномерному затвердеванию пасты.

Для достижения максимально точных результатов в определении концентрации глюкозы необходимым условием является равномерное распределение капли крови на поверхности иммобилизованного фермента, для этого на всю поверхность фермента накладывают полиамидную сетку, которая способствуем равномерному растеканию капли и обеспечивает полную смачиваемость фермента. Для закрепления сетки на поверхность подложки наносят пассивирующий слой с помощью трафаретной печати. Затем слой подвергают термической сушке в течении нескольких часов.

Готовая подложка со всеми нанесенными слоями содержит 7 датчиков. После вырубки отдельных датчиков, производят контроль их внешнего вида и параметров (с использованием стандартного раствора глюкозы).

Упаковка датчиков производиться в 2 этапа, для начала каждый датчик упаковывают отдельно в фольгу по 5 штук, а затем в групповую тару по 30 шт.

Технологическая схема производства датчиков:

1. Вырубка подложек; комплектование партии (540 подложек) h₀ = 500 мкм;

2. Очистка подложек ультразвуком, деионизованная вода, 5 мин;

3. Нанесение полимерного резистивного слоя с помощью трафаретной печати (графитовая паста) h₁ = 25 ± 5 мкм;

4. Термическая сушка резистивного слоя 30 мин, 120 ⁰С;

5. Нанесение проводящего слоя с помощью трафаретной печати h₂ = 25 ± 5 мкм;

6. Термическая сушка проводящего слоя 1 час, 135±5 ⁰С;

7. Контроль электрического сопротивления рабочего электрода (мультиметр);

8. Сушка в вакууме 2 часа, 60 ⁰С;

9. Контроль потенциала вспомогательного электрода;

10. Нанесение ферментной пасты с помощью трафаретной печати h₃ = 25 ± 5 мкм;

11. Термическая сушка ферментной пасты 6 часов, 39 ⁰С;

12. Нанесение трафаретной краски с помощью трафаретной печати;

13. Термическая сушка 2 часа, 39 ⁰С;

14. Контроль внешнего вида структур на подложке;

15. Вырубка датчиков;

16. Контроль внешнего вида датчиков;

17. Контроль параметров датчиков (контрольный раствор глюкозы 10 ммоль/л);

18. Упаковывание в групповую тару 30 шт.