JP2003275575A - マイクロ化学システム用チップ部材のチャネル形成方法、及び該形成方法によってチャネルが形成されたマイクロ化学システム用チップ部材 - Google Patents
マイクロ化学システム用チップ部材のチャネル形成方法、及び該形成方法によってチャネルが形成されたマイクロ化学システム用チップ部材Info
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- C03B23/02—Re-forming glass sheets
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- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
- C03B11/082—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses having profiled, patterned or microstructured surfaces
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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- C03B2215/41—Profiled surfaces
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- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 工程を容易にすると共に設備費を小さくする
こと、複数の断面形状を有するチャネルを形成するこ
と、及び環境に悪影響を与えるのを抑制することができ
るマイクロ化学システム用チップ部材のチャネル形成方
法、及び該形成方法によってチャネルが形成されたマイ
クロ化学システム用チップ部材を提供する。 【解決手段】 マイクロ化学システム用チップ１は、互
いに一体に接合されたガラス基板１０及びガラス基板１
１から成り、ガラス基板１１には、その接合面側にチャ
ネルパターンを有すると共に所定の断面形状のチャネル
２０がプレス法を用いて形成されている。プレス法で
は、連続炉内に移動させ、プレス成形型５０によるプレ
ス加工を行い、連続炉から取り出し、プレス成形型５０
をプレス加工が行われたガラス基板１１から離型する。
こと、複数の断面形状を有するチャネルを形成するこ
と、及び環境に悪影響を与えるのを抑制することができ
るマイクロ化学システム用チップ部材のチャネル形成方
法、及び該形成方法によってチャネルが形成されたマイ
クロ化学システム用チップ部材を提供する。 【解決手段】 マイクロ化学システム用チップ１は、互
いに一体に接合されたガラス基板１０及びガラス基板１
１から成り、ガラス基板１１には、その接合面側にチャ
ネルパターンを有すると共に所定の断面形状のチャネル
２０がプレス法を用いて形成されている。プレス法で
は、連続炉内に移動させ、プレス成形型５０によるプレ
ス加工を行い、連続炉から取り出し、プレス成形型５０
をプレス加工が行われたガラス基板１１から離型する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ化学シス
テム用チップ部材のチャネル形成方法、及び該形成方法
によってチャネルが形成されたマイクロ化学システム用
チップ部材に関する。
テム用チップ部材のチャネル形成方法、及び該形成方法
によってチャネルが形成されたマイクロ化学システム用
チップ部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】化学反応の集積化技術の１つとしてのガ
ラス基板等を用いたマイクロ化学システムは、ガラス基
板等に形成された微細な流路（チャネル）中に収容され
た試料の混合、反応、分離、抽出、検出等を行うことを
目的としたものであり、マイクロ化学システムにおいて
は、ガラス基板等に形成されたチャネル中に収容された
溶液試料の光吸収により発生する熱レンズを利用した光
熱変換分光分析法が確立され、試料が微量であっても高
度な検出を行うことができ、実用化への道が開かれてい
る。
ラス基板等を用いたマイクロ化学システムは、ガラス基
板等に形成された微細な流路（チャネル）中に収容され
た試料の混合、反応、分離、抽出、検出等を行うことを
目的としたものであり、マイクロ化学システムにおいて
は、ガラス基板等に形成されたチャネル中に収容された
溶液試料の光吸収により発生する熱レンズを利用した光
熱変換分光分析法が確立され、試料が微量であっても高
度な検出を行うことができ、実用化への道が開かれてい
る。
【０００３】マイクロ化学システムで行う反応の例とし
ては、ジアゾ化反応、ニトロ化反応、抗原抗体反応等が
あり、抽出や分離の例としては、溶媒抽出、電気泳動分
離、カラム分離等がある。例えば、極微量のタンパク質
や核酸等を分析するために電気泳動分離を行う電気泳動
装置が提案されており、この電気泳動装置には、溶液試
料を収容するために、互いに接合された２枚のガラス基
板にチャネルが形成されている（特開平８−１７８８９
７号公報）。これらに用いられるガラス基板は、板状で
あるので、断面が円形又は角形であるガラスキャピラリ
チューブに比べて破損しにくく、それらの取扱いが容易
である。
ては、ジアゾ化反応、ニトロ化反応、抗原抗体反応等が
あり、抽出や分離の例としては、溶媒抽出、電気泳動分
離、カラム分離等がある。例えば、極微量のタンパク質
や核酸等を分析するために電気泳動分離を行う電気泳動
装置が提案されており、この電気泳動装置には、溶液試
料を収容するために、互いに接合された２枚のガラス基
板にチャネルが形成されている（特開平８−１７８８９
７号公報）。これらに用いられるガラス基板は、板状で
あるので、断面が円形又は角形であるガラスキャピラリ
チューブに比べて破損しにくく、それらの取扱いが容易
である。
【０００４】上記のようなガラス基板にチャネルを形成
する方法としてフォトリソグラフィー法がある。
する方法としてフォトリソグラフィー法がある。
【０００５】フォトリソグラフィー法では、まず、板状
のガラス基板の表面を、例えばクロム（Ｃｒ）や金（Ａ
ｕ）から成る金属薄膜でマスクキング処理し、さらにこ
の表面に感光性樹脂から成るフォトレジストを均一に塗
布した後、このフォトレジストを乾燥させ、表面を被覆
する。ついで、さらに表面に所望のチャネルパターン状
と相補的な形状に切り欠かれたネガマスクを配し、この
表面側から紫外光を照射する。照射された紫外光による
光重合によりフォトレジストが紫外光が照射された部分
のみ硬化する。その後、ネガマスクを剥離したガラス基
板を現像液に浸漬すると硬化しなかった部分が現像液に
溶出し、所望のチャネルパターン状の金属薄膜が晒され
る。この晒された金属薄膜をエッチング処理し、金属薄
膜の下面のガラス基板をフッ化水素酸水溶液を主成分と
するエッチング液を用いてエッチング処理することによ
り、所定の断面形状のチャネルを有するマイクロ化学シ
ステム用チップ部材が形成される。後処理として、残存
しているフォトレジスト及び金属薄膜を剥離し、洗浄処
理を経た後、他の板状のガラス基板を上記形成されたチ
ャネル側の面に接合する。
のガラス基板の表面を、例えばクロム（Ｃｒ）や金（Ａ
ｕ）から成る金属薄膜でマスクキング処理し、さらにこ
の表面に感光性樹脂から成るフォトレジストを均一に塗
布した後、このフォトレジストを乾燥させ、表面を被覆
する。ついで、さらに表面に所望のチャネルパターン状
と相補的な形状に切り欠かれたネガマスクを配し、この
表面側から紫外光を照射する。照射された紫外光による
光重合によりフォトレジストが紫外光が照射された部分
のみ硬化する。その後、ネガマスクを剥離したガラス基
板を現像液に浸漬すると硬化しなかった部分が現像液に
溶出し、所望のチャネルパターン状の金属薄膜が晒され
る。この晒された金属薄膜をエッチング処理し、金属薄
膜の下面のガラス基板をフッ化水素酸水溶液を主成分と
するエッチング液を用いてエッチング処理することによ
り、所定の断面形状のチャネルを有するマイクロ化学シ
ステム用チップ部材が形成される。後処理として、残存
しているフォトレジスト及び金属薄膜を剥離し、洗浄処
理を経た後、他の板状のガラス基板を上記形成されたチ
ャネル側の面に接合する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記フ
ォトリソグラフィー法では、上述したマスキング処理及
びエッチング処理において、多層に亙る被覆、剥離、洗
浄等、多段階から成る処理をするので、マイクロ化学シ
ステム用チップ部材の量産性が低いだけでなく、マイク
ロ化学システム用チップ部材のチャネル形成方法におけ
る工程が複雑であると共に、設備費が大きい。
ォトリソグラフィー法では、上述したマスキング処理及
びエッチング処理において、多層に亙る被覆、剥離、洗
浄等、多段階から成る処理をするので、マイクロ化学シ
ステム用チップ部材の量産性が低いだけでなく、マイク
ロ化学システム用チップ部材のチャネル形成方法におけ
る工程が複雑であると共に、設備費が大きい。
【０００７】また、所定の断面形状のチャネルを有する
マイクロ化学システム用チップ部材を形成することはで
きるが、曲線を有するものや複雑な断面、例えば深さの
異なるものを形成することはできない。即ち曲線を有す
るものや複雑な断面、例えば深さの異なるものを形成す
るためには多段階に亙る処理をする必要性があり、マイ
クロ化学システム用チップ部材の量産性が低いだけでな
く、マイクロ化学システム用チップ部材のチャネルのよ
うな精度が高く微細な加工が要求されるものには、形成
されるチャネルの再現性が低い。
マイクロ化学システム用チップ部材を形成することはで
きるが、曲線を有するものや複雑な断面、例えば深さの
異なるものを形成することはできない。即ち曲線を有す
るものや複雑な断面、例えば深さの異なるものを形成す
るためには多段階に亙る処理をする必要性があり、マイ
クロ化学システム用チップ部材の量産性が低いだけでな
く、マイクロ化学システム用チップ部材のチャネルのよ
うな精度が高く微細な加工が要求されるものには、形成
されるチャネルの再現性が低い。
【０００８】さらに、フォトリソグラフィー法では、エ
ッチング処理する際にフッ化水素酸水溶液を主成分とす
るエッチング液を多量に用いるので、エッチング液から
成る廃液が環境に悪影響を与える。
ッチング処理する際にフッ化水素酸水溶液を主成分とす
るエッチング液を多量に用いるので、エッチング液から
成る廃液が環境に悪影響を与える。
【０００９】本発明の目的は、工程を容易にすると共に
設備費を小さくすること、複数の断面形状を有するチャ
ネルを形成すること、及び環境に悪影響を与えるのを抑
制することができるマイクロ化学システム用チップ部材
のチャネル形成方法、及び該形成方法によってチャネル
が形成されたマイクロ化学システム用チップ部材を提供
することにある。
設備費を小さくすること、複数の断面形状を有するチャ
ネルを形成すること、及び環境に悪影響を与えるのを抑
制することができるマイクロ化学システム用チップ部材
のチャネル形成方法、及び該形成方法によってチャネル
が形成されたマイクロ化学システム用チップ部材を提供
することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載のマイクロ化学システム用チップ部材
のチャネル形成方法は、所定のパターンを有すると共に
所定の断面形状のチャネルをガラス基板に形成するマイ
クロ化学システム用チップ部材のチャネル形成方法にお
いて、プレス法を用いて前記ガラス基板に前記チャネル
の形成を行うことを特徴とする。
に、請求項１記載のマイクロ化学システム用チップ部材
のチャネル形成方法は、所定のパターンを有すると共に
所定の断面形状のチャネルをガラス基板に形成するマイ
クロ化学システム用チップ部材のチャネル形成方法にお
いて、プレス法を用いて前記ガラス基板に前記チャネル
の形成を行うことを特徴とする。
【００１１】請求項１記載のマイクロ化学システム用チ
ップのチャネル形成方法によれば、プレス法を用いて所
定のパターンを有すると共に所定の断面形状のチャネル
をガラス基板に形成するので、工程を容易にすると共に
設備費を小さくすること、複数の断面形状を有するチャ
ネルを形成すること、及び環境に悪影響を与えるのを抑
制することができる。
ップのチャネル形成方法によれば、プレス法を用いて所
定のパターンを有すると共に所定の断面形状のチャネル
をガラス基板に形成するので、工程を容易にすると共に
設備費を小さくすること、複数の断面形状を有するチャ
ネルを形成すること、及び環境に悪影響を与えるのを抑
制することができる。
【００１２】請求項２記載のマイクロ化学システム用チ
ップ部材のチャネル形成方法は、請求項１記載のマイク
ロ化学システム用チップ部材のチャネル形成方法におい
て、前記プレス法は、当該ガラス基板を昇温する昇温工
程と、前記昇温工程後に徐冷点よりも高い温度雰囲気に
おいて保温しながら前記ガラス基板を押圧するプレス工
程と、前記プレス工程後に前記ガラス基板を冷却する冷
却工程とを有し、前記昇温工程から前記冷却工程までを
連続して行うことを特徴とする。
ップ部材のチャネル形成方法は、請求項１記載のマイク
ロ化学システム用チップ部材のチャネル形成方法におい
て、前記プレス法は、当該ガラス基板を昇温する昇温工
程と、前記昇温工程後に徐冷点よりも高い温度雰囲気に
おいて保温しながら前記ガラス基板を押圧するプレス工
程と、前記プレス工程後に前記ガラス基板を冷却する冷
却工程とを有し、前記昇温工程から前記冷却工程までを
連続して行うことを特徴とする。
【００１３】請求項２記載のマイクロ化学システム用チ
ップのチャネル形成方法によれば、昇温工程から前記冷
却工程までを連続して行うので、量産性を高くすること
ができると共に、再現性を高くすることができる。
ップのチャネル形成方法によれば、昇温工程から前記冷
却工程までを連続して行うので、量産性を高くすること
ができると共に、再現性を高くすることができる。
【００１４】請求項３記載のマイクロ化学システム用チ
ップ部材のチャネル形成方法は、請求項２のマイクロ化
学システム用チップ部材のチャネル形成方法において、
前記昇温工程では、当該ガラス基板を徐冷点以下の温度
雰囲気において保温する当該ガラス基板の予熱を行うこ
とを特徴とする。
ップ部材のチャネル形成方法は、請求項２のマイクロ化
学システム用チップ部材のチャネル形成方法において、
前記昇温工程では、当該ガラス基板を徐冷点以下の温度
雰囲気において保温する当該ガラス基板の予熱を行うこ
とを特徴とする。
【００１５】請求項３記載のマイクロ化学システム用チ
ップのチャネル形成方法によれば、徐冷点以下の温度雰
囲気においてガラス基板の予熱を行うので、ガラス基板
の割れ発生を防止することができる。
ップのチャネル形成方法によれば、徐冷点以下の温度雰
囲気においてガラス基板の予熱を行うので、ガラス基板
の割れ発生を防止することができる。
【００１６】請求項４記載のマイクロ化学システム用チ
ップ部材のチャネル形成方法は、請求項２又は３記載の
マイクロ化学システム用チップ部材のチャネル形成方法
において、前記冷却工程では、前記徐冷点以下の温度雰
囲気において前記ガラス基板への押圧を終了することを
特徴とする。
ップ部材のチャネル形成方法は、請求項２又は３記載の
マイクロ化学システム用チップ部材のチャネル形成方法
において、前記冷却工程では、前記徐冷点以下の温度雰
囲気において前記ガラス基板への押圧を終了することを
特徴とする。
【００１７】請求項４記載のマイクロ化学システム用チ
ップのチャネル形成方法によれば、徐冷点以下の温度雰
囲気においてガラス基板への押圧を終了するので、チャ
ネルの断面形状を一定とすることができる。
ップのチャネル形成方法によれば、徐冷点以下の温度雰
囲気においてガラス基板への押圧を終了するので、チャ
ネルの断面形状を一定とすることができる。
【００１８】請求項５記載のマイクロ化学システム用チ
ップ部材のチャネル形成方法は、請求項２乃至４のいず
れか１項に記載のマイクロ化学システム用チップ部材の
チャネル形成方法において、前記徐冷点よりも高い温度
は、前記ガラス基板の粘度ｌｏｇηが３．４〜４．４で
あるときの軟化点から成ることを特徴とする。
ップ部材のチャネル形成方法は、請求項２乃至４のいず
れか１項に記載のマイクロ化学システム用チップ部材の
チャネル形成方法において、前記徐冷点よりも高い温度
は、前記ガラス基板の粘度ｌｏｇηが３．４〜４．４で
あるときの軟化点から成ることを特徴とする。
【００１９】請求項５記載のマイクロ化学システム用チ
ップのチャネル形成方法によれば、粘度ｌｏｇηが３．
４〜４．４であるときの軟化点において保温しながらガ
ラス基板を押圧するので、プレス法によって生じる肩ダ
レ部の大きさを小さくすることができる。
ップのチャネル形成方法によれば、粘度ｌｏｇηが３．
４〜４．４であるときの軟化点において保温しながらガ
ラス基板を押圧するので、プレス法によって生じる肩ダ
レ部の大きさを小さくすることができる。
【００２０】請求項６記載のマイクロ化学システム用チ
ップ部材のチャネル形成方法は、請求項１乃至５のいず
れか１項に記載のマイクロ化学システム用チップ部材の
チャネル形成方法において、前記プレス法ではプレス成
形型を使用し、当該プレス成形型の凸部は、その表面部
に向かってテーパ形状を有することを特徴とする。
ップ部材のチャネル形成方法は、請求項１乃至５のいず
れか１項に記載のマイクロ化学システム用チップ部材の
チャネル形成方法において、前記プレス法ではプレス成
形型を使用し、当該プレス成形型の凸部は、その表面部
に向かってテーパ形状を有することを特徴とする。
【００２１】請求項６記載のマイクロ化学システム用チ
ップのチャネル形成方法によれば、プレス成形型の凸部
がその表面部に向かってテーパ形状を有するので、プレ
ス加工後の抜き易さを確保することができる。
ップのチャネル形成方法によれば、プレス成形型の凸部
がその表面部に向かってテーパ形状を有するので、プレ
ス加工後の抜き易さを確保することができる。
【００２２】請求項７記載のマイクロ化学システム用チ
ップ部材のチャネル形成方法は、請求項６記載のマイク
ロ化学システム用チップ部材のチャネル形成方法におい
て、前記テーパ形状の角度は１０°以上であることを特
徴とする。
ップ部材のチャネル形成方法は、請求項６記載のマイク
ロ化学システム用チップ部材のチャネル形成方法におい
て、前記テーパ形状の角度は１０°以上であることを特
徴とする。
【００２３】請求項７記載のマイクロ化学システム用チ
ップのチャネル形成方法によれば、テーパ形状の角度は
１０°以上であるので、請求項６記載の方法による効果
を確実に奏することができる。
ップのチャネル形成方法によれば、テーパ形状の角度は
１０°以上であるので、請求項６記載の方法による効果
を確実に奏することができる。
【００２４】請求項８記載のマイクロ化学システム用チ
ップ部材のチャネル形成方法は、請求項６又は７記載の
マイクロ化学システム用チップ部材のチャネル形成方法
において、前記プレス成形型の凸部の高さは、前記チャ
ネルの深さの長さよりも所定量大きいことを特徴とす
る。
ップ部材のチャネル形成方法は、請求項６又は７記載の
マイクロ化学システム用チップ部材のチャネル形成方法
において、前記プレス成形型の凸部の高さは、前記チャ
ネルの深さの長さよりも所定量大きいことを特徴とす
る。
【００２５】請求項８記載のマイクロ化学システム用チ
ップのチャネル形成方法によれば、プレス成形型の凸部
の高さがチャネルの深さの長さよりも所定量大きいの
で、プレス法によって生じる肩ダレ部を押圧するのを防
止することができる。
ップのチャネル形成方法によれば、プレス成形型の凸部
の高さがチャネルの深さの長さよりも所定量大きいの
で、プレス法によって生じる肩ダレ部を押圧するのを防
止することができる。
【００２６】請求項９記載のマイクロ化学システム用チ
ップ部材のチャネル形成方法は、請求項８記載のマイク
ロ化学システム用チップ部材のチャネル形成方法におい
て、前記所定量は、０〜５０μｍであることを特徴とす
る。
ップ部材のチャネル形成方法は、請求項８記載のマイク
ロ化学システム用チップ部材のチャネル形成方法におい
て、前記所定量は、０〜５０μｍであることを特徴とす
る。
【００２７】請求項９記載のマイクロ化学システム用チ
ップのチャネル形成方法によれば、所定量が０μｍ以上
５０μｍ以下であるので、プレス法によって生じる肩ダ
レ部の大きさを５０μｍ以下とすることができる。
ップのチャネル形成方法によれば、所定量が０μｍ以上
５０μｍ以下であるので、プレス法によって生じる肩ダ
レ部の大きさを５０μｍ以下とすることができる。
【００２８】請求項１０記載のマイクロ化学システム用
チップ部材のチャネル形成方法は、請求項９記載のマイ
クロ化学システム用チップ部材のチャネル形成方法にお
いて、前記所定量は、２０μｍ以上であることを特徴と
する。
チップ部材のチャネル形成方法は、請求項９記載のマイ
クロ化学システム用チップ部材のチャネル形成方法にお
いて、前記所定量は、２０μｍ以上であることを特徴と
する。
【００２９】請求項１０記載のマイクロ化学システム用
チップのチャネル形成方法によれば、所定量が２０μｍ
以上であるので、請求項９記載の方法による効果を確実
に奏することができる。
チップのチャネル形成方法によれば、所定量が２０μｍ
以上であるので、請求項９記載の方法による効果を確実
に奏することができる。
【００３０】請求項１１記載のマイクロ化学システム用
チップ部材のチャネル形成方法は、請求項１乃至１０の
いずれか１項に記載のマイクロ化学システム用チップ部
材のチャネル形成方法において、前記プレス法では、深
さの異なるチャネルを前記ガラス基板の一方の面に同時
に形成することを特徴とする。
チップ部材のチャネル形成方法は、請求項１乃至１０の
いずれか１項に記載のマイクロ化学システム用チップ部
材のチャネル形成方法において、前記プレス法では、深
さの異なるチャネルを前記ガラス基板の一方の面に同時
に形成することを特徴とする。
【００３１】請求項１１記載のマイクロ化学システム用
チップのチャネル形成方法によれば、深さの異なるチャ
ネルをガラス基板の一方の面に同時に形成するので、他
の深さのチャネルをもガラス基板の一方の面に一度に形
成することができ、複雑な断面のチャネルをガラス基板
の一方の面に容易に形成することができる。
チップのチャネル形成方法によれば、深さの異なるチャ
ネルをガラス基板の一方の面に同時に形成するので、他
の深さのチャネルをもガラス基板の一方の面に一度に形
成することができ、複雑な断面のチャネルをガラス基板
の一方の面に容易に形成することができる。
【００３２】請求項１２記載のマイクロ化学システム用
チップ部材のチャネル形成方法は、請求項１乃至１１の
いずれか１項に記載のマイクロ化学システム用チップ部
材のチャネル形成方法において、前記プレス法では、所
定のパターンを有するチャネルを前記ガラス基板の双方
の面に同時に形成することを特徴とする。
チップ部材のチャネル形成方法は、請求項１乃至１１の
いずれか１項に記載のマイクロ化学システム用チップ部
材のチャネル形成方法において、前記プレス法では、所
定のパターンを有するチャネルを前記ガラス基板の双方
の面に同時に形成することを特徴とする。
【００３３】請求項１２記載のマイクロ化学システム用
チップのチャネル形成方法によれば、所定のパターンを
有するチャネルをガラス基板の双方の面に同時に形成す
るので、複雑な断面のチャネルをガラス基板の双方の面
に一度に形成することができる。
チップのチャネル形成方法によれば、所定のパターンを
有するチャネルをガラス基板の双方の面に同時に形成す
るので、複雑な断面のチャネルをガラス基板の双方の面
に一度に形成することができる。
【００３４】請求項１３記載のマイクロ化学システム用
チップ部材のチャネル形成方法は、請求項１乃至１２の
いずれか１項に記載のマイクロ化学システム用チップ部
材のチャネル形成方法において、前記所定のパターンは
曲線を含んでいることを特徴とする。
チップ部材のチャネル形成方法は、請求項１乃至１２の
いずれか１項に記載のマイクロ化学システム用チップ部
材のチャネル形成方法において、前記所定のパターンは
曲線を含んでいることを特徴とする。
【００３５】請求項１３記載のマイクロ化学システム用
チップのチャネル形成方法によれば、曲線を含んでいる
パターンを有するチャネルをガラス基板に形成するの
で、複雑な断面のパターンを有するチャネルをガラス基
板に形成することができる。
チップのチャネル形成方法によれば、曲線を含んでいる
パターンを有するチャネルをガラス基板に形成するの
で、複雑な断面のパターンを有するチャネルをガラス基
板に形成することができる。
【００３６】請求項１４記載のマイクロ化学システム用
チップ部材のチャネル形成方法は、請求項１乃至１３の
いずれか１項に記載のマイクロ化学システム用チップ部
材のチャネル形成方法において、前記略矩形の大きさ
が、幅０．５ｍｍ以下深さ０．５ｍｍ以下であることを
特徴とする。
チップ部材のチャネル形成方法は、請求項１乃至１３の
いずれか１項に記載のマイクロ化学システム用チップ部
材のチャネル形成方法において、前記略矩形の大きさ
が、幅０．５ｍｍ以下深さ０．５ｍｍ以下であることを
特徴とする。
【００３７】請求項１４記載のマイクロ化学システム用
チップのチャネル形成方法によれば、略矩形の大きさが
幅０．５ｍｍ以下深さ０．５ｍｍ以下であるので、相溶
しない２液における界面を垂直方向に良好に維持した状
態で流すことができるチャネルとすることができる。
チップのチャネル形成方法によれば、略矩形の大きさが
幅０．５ｍｍ以下深さ０．５ｍｍ以下であるので、相溶
しない２液における界面を垂直方向に良好に維持した状
態で流すことができるチャネルとすることができる。
【００３８】以上詳細に説明したように、請求項１５記
載のマイクロ化学システム用チップ部材は、請求項１乃
至１４のいずれか１項に記載のマイクロ化学システム用
チップ部材のチャネル形成方法によってチャネルが形成
されたことを特徴とする。
載のマイクロ化学システム用チップ部材は、請求項１乃
至１４のいずれか１項に記載のマイクロ化学システム用
チップ部材のチャネル形成方法によってチャネルが形成
されたことを特徴とする。
【００３９】請求項１５記載のチャネルパターンによれ
ば、チャネルパターンが請求項１乃至１４のいずれか１
項に記載のマイクロ化学システム用チップのチャネル形
成方法によってチャネルが形成されたので、所定のパタ
ーンを有するチャネルが形成されたマイクロ化学システ
ム用チップ部材を提供することができる。
ば、チャネルパターンが請求項１乃至１４のいずれか１
項に記載のマイクロ化学システム用チップのチャネル形
成方法によってチャネルが形成されたので、所定のパタ
ーンを有するチャネルが形成されたマイクロ化学システ
ム用チップ部材を提供することができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】本発明者は、上記目的を達成すべ
く鋭意研究を行った結果、所定のパターンを有すると共
に所定の断面形状のチャネルをガラス基板に形成するマ
イクロ化学システム用チップ部材のチャネル形成方法に
おいて、プレス法を用いて前記ガラス基板に前記チャネ
ルの形成を行うと、工程を容易にすると共に設備費を小
さくすること、複数の断面形状を有するチャネルを形成
すること、及び環境に悪影響を与えるのを抑制すること
ができることを見出した。
く鋭意研究を行った結果、所定のパターンを有すると共
に所定の断面形状のチャネルをガラス基板に形成するマ
イクロ化学システム用チップ部材のチャネル形成方法に
おいて、プレス法を用いて前記ガラス基板に前記チャネ
ルの形成を行うと、工程を容易にすると共に設備費を小
さくすること、複数の断面形状を有するチャネルを形成
すること、及び環境に悪影響を与えるのを抑制すること
ができることを見出した。
【００４１】本発明は、上記研究の結果に基づいてなさ
れたものである。
れたものである。
【００４２】以下、本発明の実施の形態に係るマイクロ
化学システム用チップのチャネル形成方法を図面を参照
しながら説明する。
化学システム用チップのチャネル形成方法を図面を参照
しながら説明する。
【００４３】図１は、本発明の実施の形態に係るマイク
ロ化学システム用チップのチャネル形成方法を示すフロ
ーチャートである。
ロ化学システム用チップのチャネル形成方法を示すフロ
ーチャートである。
【００４４】図１において、まず、離型剤としての粒径
約１μｍのボロンナイトライド粉末（昭和電工製、ルー
ビーエヌスプレー）が塗布されたＤ２６３（ショット社
製、アルミノ硼珪酸ガラス）製のガラス基板１１を用意
する。なお、Ｄ２６３の組成は、ＳｉＯ2：６４．２質
量％、Ｂ2Ｏ3：８．５９質量％、Ａｌ2Ｏ3：４．１３質
量％、Ｎａ2Ｏ：６．７３質量％、Ｋ2Ｏ：６．５０質量
％、ＺｎＯ：５．８２質量％、及びＴｉＯ2：３．９６
質量％から成る。
約１μｍのボロンナイトライド粉末（昭和電工製、ルー
ビーエヌスプレー）が塗布されたＤ２６３（ショット社
製、アルミノ硼珪酸ガラス）製のガラス基板１１を用意
する。なお、Ｄ２６３の組成は、ＳｉＯ2：６４．２質
量％、Ｂ2Ｏ3：８．５９質量％、Ａｌ2Ｏ3：４．１３質
量％、Ｎａ2Ｏ：６．７３質量％、Ｋ2Ｏ：６．５０質量
％、ＺｎＯ：５．８２質量％、及びＴｉＯ2：３．９６
質量％から成る。
【００４５】そして、このガラス基板１１をＳＵＳ３１
６製の上下型（プレス成形型）５０で挟持するように載
置し（ステップＳ１，Ｓ２）、必要に応じて加重付加体
７１を載置する（ステップＳ３）。通常、金属型は十分
な質量を有するので、加重付加体７１を載置しなくても
よい。その後、ガラス基板１１を１０００℃まで昇温可
能なプログラムコントローラー温度調節器付きの高温焼
成炉（連続炉）に入れ、連続炉内を移動させる（ステッ
プＳ４）。
６製の上下型（プレス成形型）５０で挟持するように載
置し（ステップＳ１，Ｓ２）、必要に応じて加重付加体
７１を載置する（ステップＳ３）。通常、金属型は十分
な質量を有するので、加重付加体７１を載置しなくても
よい。その後、ガラス基板１１を１０００℃まで昇温可
能なプログラムコントローラー温度調節器付きの高温焼
成炉（連続炉）に入れ、連続炉内を移動させる（ステッ
プＳ４）。
【００４６】この連続炉は、図３に示すような温度パタ
ーンで温度調節が行われる。
ーンで温度調節が行われる。
【００４７】連続炉内では、まず、ガラス基板１１の予
熱を行う。このガラス基板１１の予熱は、例えば、ガラ
ス基板１１を徐冷点よりも低い温度に加熱し（図３
（ａ））、その後保温することによって行う（ステップ
Ｓ５）（図３（ｂ））。次いで、予熱されたガラス基板
１１を、徐冷点よりも高い温度で且つ粘度ｌｏｇηが
３．４〜４．４となる軟化点に加熱し、この温度でガラ
ス基板１１を保温しながら、プレス成形型５０によるプ
レス加工を行う（ステップＳ６）（図３（ｃ））。そし
て、プレス加工が行われたガラス基板１１の徐冷を行
う。このガラス基板１１の徐冷は、例えば、ガラス基板
１１を徐冷点よりも低い温度雰囲気に馴染ませることに
よって行う（ステップＳ７）（図３（ｄ））。
熱を行う。このガラス基板１１の予熱は、例えば、ガラ
ス基板１１を徐冷点よりも低い温度に加熱し（図３
（ａ））、その後保温することによって行う（ステップ
Ｓ５）（図３（ｂ））。次いで、予熱されたガラス基板
１１を、徐冷点よりも高い温度で且つ粘度ｌｏｇηが
３．４〜４．４となる軟化点に加熱し、この温度でガラ
ス基板１１を保温しながら、プレス成形型５０によるプ
レス加工を行う（ステップＳ６）（図３（ｃ））。そし
て、プレス加工が行われたガラス基板１１の徐冷を行
う。このガラス基板１１の徐冷は、例えば、ガラス基板
１１を徐冷点よりも低い温度雰囲気に馴染ませることに
よって行う（ステップＳ７）（図３（ｄ））。
【００４８】徐冷点よりも低い温度に徐冷されたガラス
基板１１を連続炉から取り出し、ガラス基板１１を放冷
し（ステップＳ８）（図３（ｅ））、プレス成形型５０
をプレス加工が行われたガラス基板１１から離型する
（ステップＳ９）。その後、所定の洗浄処理を行い（ス
テップＳ１０）、本処理を終了する。
基板１１を連続炉から取り出し、ガラス基板１１を放冷
し（ステップＳ８）（図３（ｅ））、プレス成形型５０
をプレス加工が行われたガラス基板１１から離型する
（ステップＳ９）。その後、所定の洗浄処理を行い（ス
テップＳ１０）、本処理を終了する。
【００４９】図１の処理によれば、連続炉内に移動させ
（ステップＳ４）、プレス成形型５０によるプレス加工
を行い（ステップＳ６）、連続炉から取り出し（ステッ
プＳ８）、プレス成形型５０をプレス加工が行われたガ
ラス基板１１から離型する（ステップＳ９）ので、工程
を容易にすると共に設備費を小さくすること、複数の断
面形状を有するチャネルを形成すること、及び環境に悪
影響を与えるのを抑制することができる。
（ステップＳ４）、プレス成形型５０によるプレス加工
を行い（ステップＳ６）、連続炉から取り出し（ステッ
プＳ８）、プレス成形型５０をプレス加工が行われたガ
ラス基板１１から離型する（ステップＳ９）ので、工程
を容易にすると共に設備費を小さくすること、複数の断
面形状を有するチャネルを形成すること、及び環境に悪
影響を与えるのを抑制することができる。
【００５０】上記図１の処理では、プレス加工されるの
はＤ２６３のアルミノ硼珪酸ガラスとしたが、プレス加
工における条件は、ガラス組成に応じて適宜変更される
ものであり、例えばソーダライムシリケートガラス、又
はソーダライムガラスとしたときは、予熱温度及びプレ
ス時の温度を高温とするのが好ましい。
はＤ２６３のアルミノ硼珪酸ガラスとしたが、プレス加
工における条件は、ガラス組成に応じて適宜変更される
ものであり、例えばソーダライムシリケートガラス、又
はソーダライムガラスとしたときは、予熱温度及びプレ
ス時の温度を高温とするのが好ましい。
【００５１】また、上記図１の処理では、ＳＵＳ３１６
製の上下型（プレス成形型）５０を使用するとしたが、
窒化珪素製や炭化珪素製等のセラミックス製のものを用
いてもよい。さらに、不活性雰囲気下の作業であれば、
非金属単体製のものを用いてもよい。これにより、離型
剤を不要とすることができる。
製の上下型（プレス成形型）５０を使用するとしたが、
窒化珪素製や炭化珪素製等のセラミックス製のものを用
いてもよい。さらに、不活性雰囲気下の作業であれば、
非金属単体製のものを用いてもよい。これにより、離型
剤を不要とすることができる。
【００５２】さらに、上記図１の処理は、バッチ形式の
焼成炉であっても連続式の焼成炉であってもよい。これ
は、図３のような所定の温度パターンでプレス加工を行
うことが重要であるからである。
焼成炉であっても連続式の焼成炉であってもよい。これ
は、図３のような所定の温度パターンでプレス加工を行
うことが重要であるからである。
【００５３】上記実施の形態では、プレス法を用いて均
一な深さを有するチャネル２０を形成したが、複雑な断
面、例えば曲面を有したり深さの異なるチャネル２０を
形成してもよい。プレス法を用いるので、複雑な断面を
有したり深さの異なるチャネル２０を一度に形成するこ
とができる（図５）。
一な深さを有するチャネル２０を形成したが、複雑な断
面、例えば曲面を有したり深さの異なるチャネル２０を
形成してもよい。プレス法を用いるので、複雑な断面を
有したり深さの異なるチャネル２０を一度に形成するこ
とができる（図５）。
【００５４】上記実施の形態では、プレス法を用いてガ
ラス基板１１の上下面に同時にチャネル２０を形成した
が、ガラス基板１１の一方の面のみにチャネル２０を形
成してもよい。
ラス基板１１の上下面に同時にチャネル２０を形成した
が、ガラス基板１１の一方の面のみにチャネル２０を形
成してもよい。
【００５５】また、上記実施の形態では、突状面５３の
幅が５００μｍ、同高さが３００μｍであるプレス成形
型５０を用いてプレス加工を行って突状部５２の形状と
相補的な形状のチャネル２０を形成しているが、この突
状部５２の形状及びチャネル２０の形状は、幅が０．５
ｍｍ以下、高さ又は深さが０．５ｍｍ以下であることが
好ましい。より好ましくは、０．３ｍｍ以下、高さ又は
深さが０．３ｍｍ以下である。これにより、相溶しない
２液における界面を垂直方向に良好に維持した状態で流
すことができるチャネル２０とすることができる。ま
た、肩ダレ部９０の直径Ｒの大きさ１０〜２０μｍを、
チャネル２０の断面寸法に比して、相対的に小さくする
ことができ、チャネル２０の断面形状を略矩形に維持す
ることができる。
幅が５００μｍ、同高さが３００μｍであるプレス成形
型５０を用いてプレス加工を行って突状部５２の形状と
相補的な形状のチャネル２０を形成しているが、この突
状部５２の形状及びチャネル２０の形状は、幅が０．５
ｍｍ以下、高さ又は深さが０．５ｍｍ以下であることが
好ましい。より好ましくは、０．３ｍｍ以下、高さ又は
深さが０．３ｍｍ以下である。これにより、相溶しない
２液における界面を垂直方向に良好に維持した状態で流
すことができるチャネル２０とすることができる。ま
た、肩ダレ部９０の直径Ｒの大きさ１０〜２０μｍを、
チャネル２０の断面寸法に比して、相対的に小さくする
ことができ、チャネル２０の断面形状を略矩形に維持す
ることができる。
【００５６】以下、図１の形成方法によってチャネルが
形成されたマイクロ化学システム用チップ部材を図面を
参照しながら説明する。
形成されたマイクロ化学システム用チップ部材を図面を
参照しながら説明する。
【００５７】図６は、本発明の実施の形態に係るチャネ
ルを有するマイクロ化学システム用チップ部材を備える
マイクロ化学システム用チップの概略構成を示す斜視図
である。
ルを有するマイクロ化学システム用チップ部材を備える
マイクロ化学システム用チップの概略構成を示す斜視図
である。
【００５８】図６において、マイクロ化学システム用チ
ップ１は、互いに一体に接合されたガラス基板１０及び
ガラス基板１１（マイクロ化学システム用チップ部材）
から成り、ガラス基板１１には、その接合面側にチャネ
ルパターン（所定のパターン）を有すると共に断面略矩
形のチャネル２０が形成されている。このチャネルパタ
ーンとして、分解斜視図である図７に示すように両端が
２又に分岐した形状を有する混合、合成、分離、検出等
の分析に用いられるチャネル２０が形成され、このチャ
ネル２０は、分析用チャネル２１と、分析用チャネル２
１の両端に対応する位置に形成されたバッファ溜部２２
と、分析用チャネル２１を分岐する試料（分析対象物）
注入用チャネル２３と、試料注入用チャネル２３の両端
に対応する位置に形成されたバッファ溜部２４とから構
成されている。
ップ１は、互いに一体に接合されたガラス基板１０及び
ガラス基板１１（マイクロ化学システム用チップ部材）
から成り、ガラス基板１１には、その接合面側にチャネ
ルパターン（所定のパターン）を有すると共に断面略矩
形のチャネル２０が形成されている。このチャネルパタ
ーンとして、分解斜視図である図７に示すように両端が
２又に分岐した形状を有する混合、合成、分離、検出等
の分析に用いられるチャネル２０が形成され、このチャ
ネル２０は、分析用チャネル２１と、分析用チャネル２
１の両端に対応する位置に形成されたバッファ溜部２２
と、分析用チャネル２１を分岐する試料（分析対象物）
注入用チャネル２３と、試料注入用チャネル２３の両端
に対応する位置に形成されたバッファ溜部２４とから構
成されている。
【００５９】このガラス基板１０とガラス基板１１とが
接合されることにより、開口部が密閉されたチャネル２
０が形成される。ガラス基板１０は、ガラス基板１１の
バッファ溜部２２に対向する位置に貫通孔１２が形成さ
れていると共に、ガラス基板１１のバッファ溜部２４に
対向する位置に貫通孔１４が形成されている。ガラス基
板１０とガラス基板１１とが接合されるにあたり、接合
面の平坦度が高いことが好ましい。
接合されることにより、開口部が密閉されたチャネル２
０が形成される。ガラス基板１０は、ガラス基板１１の
バッファ溜部２２に対向する位置に貫通孔１２が形成さ
れていると共に、ガラス基板１１のバッファ溜部２４に
対向する位置に貫通孔１４が形成されている。ガラス基
板１０とガラス基板１１とが接合されるにあたり、接合
面の平坦度が高いことが好ましい。
【００６０】チャネル２０に面する位置においてマイク
ロ化学システム用チップ部材１の一方の面と、この一方
の面に対向する他方の面には、上記分析を行うために屈
折率分布型のロッドレンズ３０が固定されている。
ロ化学システム用チップ部材１の一方の面と、この一方
の面に対向する他方の面には、上記分析を行うために屈
折率分布型のロッドレンズ３０が固定されている。
【００６１】ロッドレンズ３０は、マイクロ化学システ
ム用チップ部材１の一方の面（光の入射側）のみに設け
られていれば足りる。ロッドレンズ３０を、接着剤を使
用してマイクロ化学システム用チップ部材１に直接的に
接着されてもよいし、冶具を使用して固定してもよい。
ロッドレンズ３０をガラス基板１０，１１に接着させる
接着剤としては、紫外線硬化型、熱硬化型、及び２液硬
化型等のアクリル系接着剤、エポキシ系等の有機系接着
剤、並びに無機系接着剤等を用いることができる。ガラ
ス基板１０，１１同士を接着させる接着剤として、前述
のロッドレンズ３０とマイクロ化学システム用チップ部
材１との接着に使用される接着剤を用いてもよい。ま
た、ガラス基板１０，１１同士を熱融着させてもよい。
ム用チップ部材１の一方の面（光の入射側）のみに設け
られていれば足りる。ロッドレンズ３０を、接着剤を使
用してマイクロ化学システム用チップ部材１に直接的に
接着されてもよいし、冶具を使用して固定してもよい。
ロッドレンズ３０をガラス基板１０，１１に接着させる
接着剤としては、紫外線硬化型、熱硬化型、及び２液硬
化型等のアクリル系接着剤、エポキシ系等の有機系接着
剤、並びに無機系接着剤等を用いることができる。ガラ
ス基板１０，１１同士を接着させる接着剤として、前述
のロッドレンズ３０とマイクロ化学システム用チップ部
材１との接着に使用される接着剤を用いてもよい。ま
た、ガラス基板１０，１１同士を熱融着させてもよい。
【００６２】ガラス基板１０，１１の材料としては、細
胞等の生体試料、例えばＤＮＡ分析用としての用途を考
慮すると、耐酸性、耐アルカリ性の高いガラス、具体的
には、ソーダライムガラス、硼珪酸ガラス、アルミノ硼
珪酸ガラス、石英ガラス等を使用することが好ましい。
ただし、用途を限ることによってプラスチック等の有機
化合物を使用することもできる。
胞等の生体試料、例えばＤＮＡ分析用としての用途を考
慮すると、耐酸性、耐アルカリ性の高いガラス、具体的
には、ソーダライムガラス、硼珪酸ガラス、アルミノ硼
珪酸ガラス、石英ガラス等を使用することが好ましい。
ただし、用途を限ることによってプラスチック等の有機
化合物を使用することもできる。
【００６３】図８は、図２のプレス成形型５０の底面図
であり、図９は、図８の線IX−IXに関する断面図であ
り、図１０は、図８のプレス成形型５０の突状部５３の
断面図である。
であり、図９は、図８の線IX−IXに関する断面図であ
り、図１０は、図８のプレス成形型５０の突状部５３の
断面図である。
【００６４】図８及び図９に示すように、プレス成形型
５０は、縦３０ｃｍ、横７０ｃｍ、及び厚み１．１ｃｍ
の基板部５１と、図８に示したようなパターンを有する
突状部５２とから成る。突状部５２は、離型性を確保す
るため傾斜角度１０〜２０°のテーパ形状を有すると共
に、頂部に突状面５３を有し、突状面５３の幅は５００
μｍ、同高さは３００μｍである（図１０）。プレス成
形型５０の離型にあたり、プレス成形型５０がその突状
部５２の傾斜角度が１０〜２０°であるので、プレス成
形型５０を容易に離型することができる。
５０は、縦３０ｃｍ、横７０ｃｍ、及び厚み１．１ｃｍ
の基板部５１と、図８に示したようなパターンを有する
突状部５２とから成る。突状部５２は、離型性を確保す
るため傾斜角度１０〜２０°のテーパ形状を有すると共
に、頂部に突状面５３を有し、突状面５３の幅は５００
μｍ、同高さは３００μｍである（図１０）。プレス成
形型５０の離型にあたり、プレス成形型５０がその突状
部５２の傾斜角度が１０〜２０°であるので、プレス成
形型５０を容易に離型することができる。
【００６５】所望とするチャネル２０の深さが２５０μ
ｍである場合は、突状面５３の高さが３００μｍである
ので、プレス加工を行うと必然的にガラス基板１１のプ
レス加工が行われた面に約１０〜２０μｍ程度の肩ダレ
部分が生じているものであるので、少なくとも肩ダレ部
９０を押圧するのを防止することができる。
ｍである場合は、突状面５３の高さが３００μｍである
ので、プレス加工を行うと必然的にガラス基板１１のプ
レス加工が行われた面に約１０〜２０μｍ程度の肩ダレ
部分が生じているものであるので、少なくとも肩ダレ部
９０を押圧するのを防止することができる。
【００６６】図１のプレス法を用いて突状部５２の形状
と突状面５３のパターンとが相補的に転写されることに
より、ガラス素板に所定のパターンを形成する。即ち、
図１のチャネル２０のチャネルパターンは、このプレス
成形型５０の突状部５２の形状と突状面５３のパターン
とに依存するのはいうまでもない。
と突状面５３のパターンとが相補的に転写されることに
より、ガラス素板に所定のパターンを形成する。即ち、
図１のチャネル２０のチャネルパターンは、このプレス
成形型５０の突状部５２の形状と突状面５３のパターン
とに依存するのはいうまでもない。
【００６７】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【００６８】本発明者は、上述したプレス法又はフォト
リソグラフィー法を用いて、断面の幅が１５０μｍ、深
さが５０μｍのチャネル２０を形成すべく、チャネル２
０が形成されたガラス基板１１の試験片を作製すると共
に（表１の実施例１〜５及び比較例１〜５）、同様に他
の試験日、並びにさらに他の試験日においても試験片を
作成した（表１の実施例６〜１０及び比較例６〜１０、
並びに実施例１１〜１５及び比較例１１〜１５）。
リソグラフィー法を用いて、断面の幅が１５０μｍ、深
さが５０μｍのチャネル２０を形成すべく、チャネル２
０が形成されたガラス基板１１の試験片を作製すると共
に（表１の実施例１〜５及び比較例１〜５）、同様に他
の試験日、並びにさらに他の試験日においても試験片を
作成した（表１の実施例６〜１０及び比較例６〜１０、
並びに実施例１１〜１５及び比較例１１〜１５）。
【００６９】そして、作製した試験片のチャネル２０の
再現性を研究した。具体的には、作製した試験片のチャ
ネル２０の中央部及び端部の断面の幅及び深さを測定し
た。測定結果を表１に示す。
再現性を研究した。具体的には、作製した試験片のチャ
ネル２０の中央部及び端部の断面の幅及び深さを測定し
た。測定結果を表１に示す。
【００７０】
【表１】
【００７１】表１から、プレス法を用いて作製された試
験片のチャネル２０の断面の幅、深さは、共に、最大２
μｍ程度の誤差が生じていた（実施例１〜１５）のに対
し、フォトリソグラフィー法を用いて作製された試験片
のチャネル２０の断面の幅、深さは、共に、最大１３μ
ｍ程度（比較例１〜１５）の誤差が生じていたので、プ
レス法を用いてチャネル２０が形成された試験片のチャ
ネル２０の再現性がフォトリソグラフィー法を用いたも
のよりも高いことが分かった。
験片のチャネル２０の断面の幅、深さは、共に、最大２
μｍ程度の誤差が生じていた（実施例１〜１５）のに対
し、フォトリソグラフィー法を用いて作製された試験片
のチャネル２０の断面の幅、深さは、共に、最大１３μ
ｍ程度（比較例１〜１５）の誤差が生じていたので、プ
レス法を用いてチャネル２０が形成された試験片のチャ
ネル２０の再現性がフォトリソグラフィー法を用いたも
のよりも高いことが分かった。
【００７２】さらに、フォトリソグラフィー法では、エ
ッチング処理する際にフッ化水素酸水溶液を主成分とす
るエッチング液を多量に用いるので、エッチング液から
成る廃液が環境に悪影響を与えるだけでなく、エッチン
グ液の濃度、温度、溶出しているガラス成分等における
ばらつき、いわゆるポットライフにより、形成されたチ
ャネルの断面の幅や高さのばらつきが大きいことが分か
った。これに対して、プレス法では、形成されたチャネ
ルの断面の幅や高さのばらつきが小さいことが分かっ
た。
ッチング処理する際にフッ化水素酸水溶液を主成分とす
るエッチング液を多量に用いるので、エッチング液から
成る廃液が環境に悪影響を与えるだけでなく、エッチン
グ液の濃度、温度、溶出しているガラス成分等における
ばらつき、いわゆるポットライフにより、形成されたチ
ャネルの断面の幅や高さのばらつきが大きいことが分か
った。これに対して、プレス法では、形成されたチャネ
ルの断面の幅や高さのばらつきが小さいことが分かっ
た。
【００７３】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１記
載のマイクロ化学システム用チップのチャネル形成方法
によれば、プレス法を用いて所定のパターンを有すると
共に所定の断面形状のチャネルをガラス基板に形成する
ので、工程を容易にすると共に設備費を小さくするこ
と、複数の断面形状を有するチャネルを形成すること、
及び環境に悪影響を与えるのを抑制することができる。
載のマイクロ化学システム用チップのチャネル形成方法
によれば、プレス法を用いて所定のパターンを有すると
共に所定の断面形状のチャネルをガラス基板に形成する
ので、工程を容易にすると共に設備費を小さくするこ
と、複数の断面形状を有するチャネルを形成すること、
及び環境に悪影響を与えるのを抑制することができる。
【００７４】請求項２記載のマイクロ化学システム用チ
ップのチャネル形成方法によれば、昇温工程から前記冷
却工程までを連続して行うので、量産性を高くすること
ができると共に、再現性を高くすることができる。
ップのチャネル形成方法によれば、昇温工程から前記冷
却工程までを連続して行うので、量産性を高くすること
ができると共に、再現性を高くすることができる。
【００７５】請求項３記載のマイクロ化学システム用チ
ップのチャネル形成方法によれば、徐冷点以下の温度雰
囲気においてガラス基板の予熱を行うので、ガラス基板
の割れ発生を防止することができる。
ップのチャネル形成方法によれば、徐冷点以下の温度雰
囲気においてガラス基板の予熱を行うので、ガラス基板
の割れ発生を防止することができる。
【００７６】請求項４記載のマイクロ化学システム用チ
ップのチャネル形成方法によれば、徐冷点以下の温度雰
囲気においてガラス基板への押圧を終了するので、チャ
ネルの断面形状を一定とすることができる。
ップのチャネル形成方法によれば、徐冷点以下の温度雰
囲気においてガラス基板への押圧を終了するので、チャ
ネルの断面形状を一定とすることができる。
【００７７】請求項５記載のマイクロ化学システム用チ
ップのチャネル形成方法によれば、粘度ｌｏｇηが３．
４〜４．４であるときの軟化点において保温しながらガ
ラス基板を押圧するので、プレス法によって生じる肩ダ
レ部の大きさを小さくすることができる。
ップのチャネル形成方法によれば、粘度ｌｏｇηが３．
４〜４．４であるときの軟化点において保温しながらガ
ラス基板を押圧するので、プレス法によって生じる肩ダ
レ部の大きさを小さくすることができる。
【００７８】請求項６記載のマイクロ化学システム用チ
ップのチャネル形成方法によれば、プレス成形型の凸部
がその表面部に向かってテーパ形状を有するので、プレ
ス加工後の抜き易さを確保することができる。
ップのチャネル形成方法によれば、プレス成形型の凸部
がその表面部に向かってテーパ形状を有するので、プレ
ス加工後の抜き易さを確保することができる。
【００７９】請求項７記載のマイクロ化学システム用チ
ップのチャネル形成方法によれば、テーパ形状の角度は
１０°以上であるので、請求項６記載の方法による効果
を確実に奏することができる。
ップのチャネル形成方法によれば、テーパ形状の角度は
１０°以上であるので、請求項６記載の方法による効果
を確実に奏することができる。
【００８０】請求項８記載のマイクロ化学システム用チ
ップのチャネル形成方法によれば、プレス成形型の凸部
の高さがチャネルの深さの長さよりも所定量大きいの
で、プレス法によって生じる肩ダレ部を押圧するのを防
止することができる。
ップのチャネル形成方法によれば、プレス成形型の凸部
の高さがチャネルの深さの長さよりも所定量大きいの
で、プレス法によって生じる肩ダレ部を押圧するのを防
止することができる。
【００８１】請求項９記載のマイクロ化学システム用チ
ップのチャネル形成方法によれば、所定量が０μｍ以上
５０μｍ以下であるので、プレス法によって生じる肩ダ
レ部の大きさを５０μｍ以下とすることができる。
ップのチャネル形成方法によれば、所定量が０μｍ以上
５０μｍ以下であるので、プレス法によって生じる肩ダ
レ部の大きさを５０μｍ以下とすることができる。
【００８２】請求項１０記載のマイクロ化学システム用
チップのチャネル形成方法によれば、所定量が２０μｍ
以上であるので、請求項９記載の方法による効果を確実
に奏することができる。
チップのチャネル形成方法によれば、所定量が２０μｍ
以上であるので、請求項９記載の方法による効果を確実
に奏することができる。
【００８３】請求項１１記載のマイクロ化学システム用
チップのチャネル形成方法によれば、深さの異なるチャ
ネルをガラス基板の一方の面に同時に形成するので、他
の深さのチャネルをもガラス基板の一方の面に一度に形
成することができ、複雑な断面のチャネルをガラス基板
の一方の面に容易に形成することができる。
チップのチャネル形成方法によれば、深さの異なるチャ
ネルをガラス基板の一方の面に同時に形成するので、他
の深さのチャネルをもガラス基板の一方の面に一度に形
成することができ、複雑な断面のチャネルをガラス基板
の一方の面に容易に形成することができる。
【００８４】請求項１２記載のマイクロ化学システム用
チップのチャネル形成方法によれば、所定のパターンを
有するチャネルをガラス基板の双方の面に同時に形成す
るので、複雑な断面のチャネルをガラス基板の双方の面
に一度に形成することができる。
チップのチャネル形成方法によれば、所定のパターンを
有するチャネルをガラス基板の双方の面に同時に形成す
るので、複雑な断面のチャネルをガラス基板の双方の面
に一度に形成することができる。
【００８５】請求項１３記載のマイクロ化学システム用
チップのチャネル形成方法によれば、曲線を含んでいる
パターンを有するチャネルをガラス基板に形成するの
で、複雑な断面のパターンを有するチャネルをガラス基
板に形成することができる。
チップのチャネル形成方法によれば、曲線を含んでいる
パターンを有するチャネルをガラス基板に形成するの
で、複雑な断面のパターンを有するチャネルをガラス基
板に形成することができる。
【００８６】請求項１４記載のマイクロ化学システム用
チップのチャネル形成方法によれば、略矩形の大きさが
幅０．５ｍｍ以下深さ０．５ｍｍ以下であるので、相溶
しない２液における界面を垂直方向に良好に維持した状
態で流すことができるチャネルとすることができる。
チップのチャネル形成方法によれば、略矩形の大きさが
幅０．５ｍｍ以下深さ０．５ｍｍ以下であるので、相溶
しない２液における界面を垂直方向に良好に維持した状
態で流すことができるチャネルとすることができる。
【００８７】以上詳細に説明したように、請求項１５記
載のチャネルパターンによれば、チャネルパターンが請
求項１乃至１４のいずれか１項に記載のマイクロ化学シ
ステム用チップのチャネル形成方法によってチャネルが
形成されたので、所定のパターンを有するチャネルが形
成されたマイクロ化学システム用チップ部材を提供する
ことができる。
載のチャネルパターンによれば、チャネルパターンが請
求項１乃至１４のいずれか１項に記載のマイクロ化学シ
ステム用チップのチャネル形成方法によってチャネルが
形成されたので、所定のパターンを有するチャネルが形
成されたマイクロ化学システム用チップ部材を提供する
ことができる。
【図１】本発明の実施の形態に係るマイクロ化学システ
ム用チップのチャネル形成方法を示すフローチャートで
ある。
ム用チップのチャネル形成方法を示すフローチャートで
ある。
【図２】図１のステップＳ３における状態を説明する図
である。
である。
【図３】図１の処理におけるトンネル連続炉内における
温度〔℃〕と時間〔ｍｉｎ〕との関係を示す図である。
温度〔℃〕と時間〔ｍｉｎ〕との関係を示す図である。
【図４】形成されたチャネル２０の肩ダレ部９０を示す
図である。
図である。
【図５】深さの異なるチャネル２０が形成されたガラス
基板１１の断面図である。
基板１１の断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るチャネルを有するマ
イクロ化学システム用チップ部材を備えるマイクロ化学
システム用チップの概略構成を示す斜視図である。
イクロ化学システム用チップ部材を備えるマイクロ化学
システム用チップの概略構成を示す斜視図である。
【図７】図１のマイクロ化学システム用チップの分解斜
視図である。
視図である。
【図８】図２のプレス成形型５０の底面図である。
【図９】図８の線IX−IXに関する断面図である。
【図１０】図８のプレス成形型５０の突状部５３の断面
図である。
図である。
１ マイクロ化学システム用チップ
１１ ガラス基板
２０ チャネル
５０ プレス成形型
５２ 突状部
５３ 突状面
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 北森 武彦
東京都文京区本郷２丁目32番地２−304
(72)発明者 渡慶次 学
神奈川県川崎市高津区坂戸３−２−１ Ｋ
ＳＰ東棟508
Ｆターム(参考） 4G015 AA01 AA08 AB03 AB05 AB10
4G075 AA39 AA65 BA10 BD15 EE12
FA01
Claims (15)
- 【請求項１】 所定のパターンを有すると共に所定の断
面形状のチャネルをガラス基板に形成するマイクロ化学
システム用チップ部材のチャネル形成方法において、プ
レス法を用いて前記ガラス基板に前記チャネルの形成を
行うことを特徴とするマイクロ化学システム用チップ部
材のチャネル形成方法。 - 【請求項２】 前記プレス法は、当該ガラス基板を昇温
する昇温工程と、前記昇温工程後に徐冷点よりも高い温
度雰囲気において保温しながら前記ガラス基板を押圧す
るプレス工程と、前記プレス工程後に前記ガラス基板を
冷却する冷却工程とを有し、前記昇温工程から前記冷却
工程までを連続して行うことを特徴とする請求項１記載
のマイクロ化学システム用チップ部材のチャネル形成方
法。 - 【請求項３】 前記昇温工程では、当該ガラス基板を徐
冷点以下の温度雰囲気において保温する当該ガラス基板
の予熱を行うことを特徴とする請求項２記載のマイクロ
化学システム用チップ部材のチャネル形成方法。 - 【請求項４】 前記冷却工程では、前記徐冷点以下の温
度雰囲気において前記ガラス基板への押圧を終了するこ
とを特徴とする請求項２又は３記載のマイクロ化学シス
テム用チップ部材のチャネル形成方法。 - 【請求項５】 前記徐冷点よりも高い温度は、前記ガラ
ス基板の粘度ｌｏｇηが３．４〜４．４であるときの軟
化点から成ることを特徴とする請求項２乃至４のいずれ
か１項に記載のマイクロ化学システム用チップ部材のチ
ャネル形成方法。 - 【請求項６】 前記プレス法ではプレス成形型を使用
し、当該プレス成形型の凸部はその表面部に向かってテ
ーパ形状を有することを特徴とする請求項１乃至５のい
ずれか１項に記載のマイクロ化学システム用チップ部材
のチャネル形成方法。 - 【請求項７】 前記テーパ形状の角度は１０°以上であ
ることを特徴とする請求項６記載のマイクロ化学システ
ム用チップ部材のチャネル形成方法。 - 【請求項８】 前記プレス成形型の凸部の高さは、前記
チャネルの深さの長さよりも所定量大きいことを特徴と
する請求項６又は７記載のマイクロ化学システム用チッ
プ部材のチャネル形成方法。 - 【請求項９】 前記所定量は、０〜５０μｍであること
を特徴とする請求項８記載のマイクロ化学システム用チ
ップ部材のチャネル形成方法。 - 【請求項１０】 前記所定量は、２０μｍ以上であるこ
とを特徴とする請求項９記載のマイクロ化学システム用
チップ部材のチャネル形成方法。 - 【請求項１１】 前記プレス法では、深さの異なるチャ
ネルを前記ガラス基板の一方の面に同時に形成すること
を特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の
マイクロ化学システム用チップ部材のチャネル形成方
法。 - 【請求項１２】 前記プレス法では、所定のパターンを
有するチャネルを前記ガラス基板の双方の面に同時に形
成することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１
項に記載のマイクロ化学システム用チップ部材のチャネ
ル形成方法。 - 【請求項１３】 前記所定のパターンは曲線を含んでい
ることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に
記載のマイクロ化学システム用チップ部材のチャネル形
成方法。 - 【請求項１４】 前記所定の断面形状が、幅０．５ｍｍ
以下深さ０．５ｍｍ以下の略矩形であることを特徴とす
る請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のマイクロ化
学システム用チップ部材のチャネル形成方法。 - 【請求項１５】 請求項１乃至１４のいずれか１項に記
載のマイクロ化学システム用チップのチャネル形成方法
によってチャネルが形成されたことを特徴とするマイク
ロ化学システム用チップ部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002081675A JP2003275575A (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | マイクロ化学システム用チップ部材のチャネル形成方法、及び該形成方法によってチャネルが形成されたマイクロ化学システム用チップ部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002081675A JP2003275575A (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | マイクロ化学システム用チップ部材のチャネル形成方法、及び該形成方法によってチャネルが形成されたマイクロ化学システム用チップ部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003275575A true JP2003275575A (ja) | 2003-09-30 |
Family
ID=29206612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002081675A Withdrawn JP2003275575A (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | マイクロ化学システム用チップ部材のチャネル形成方法、及び該形成方法によってチャネルが形成されたマイクロ化学システム用チップ部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003275575A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2002
- 2002-03-22 JP JP2002081675A patent/JP2003275575A/ja not_active Withdrawn
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