JP2008224431A - マイクロチップの製造方法、及びマイクロチップ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】マイクロチップ基板1の表面には流路用溝2が形成されている。流路用溝2が形成された面には、表面に直交する方向に突設するピン3が設けられている。マイクロチップ基板4には基板の厚さ方向に貫通する貫通孔5が形成されている。貫通孔5の孔径と、ピン3の径はほぼ等しくなっている。マイクロチップ基板1については流路用溝2が形成された面を内側にし、マイクロチップ基板1とマイクロチップ基板4を重ねることで、ピン3は貫通孔5に挿入される。ピン3を貫通孔5に挿入した状態で、マイクロチップ基板1とマイクロチップ基板4を超音波溶着やレーザ溶着によって接合する。
【選択図】図1
Description
また、この発明の第2の形態は、第1の形態に係るマイクロチップの製造方法であって、前記突起部は、前記一方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に突設されたピンであり、前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に貫通し、前記ピンの径とほぼ等しい大きさの径を有する貫通孔であり、前記2つの樹脂製基板を重ねることで前記ピンを前記貫通孔に挿入し、その状態で前記2つの樹脂製基板を接合することを特徴とする。
また、この発明の第3の形態は、第2の形態に係るマイクロチップの製造方法であって、前記ピンの高さは、前記他方の樹脂製基板の厚さよりも長いことを特徴とする。
また、この発明の第4の形態は、第1の形態に係るマイクロチップの製造方法であって、前記突起部は、先端に向かって幅が徐々に狭くなっており、前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の最表面における幅が前記突起部の先端の幅よりも広く、深さ方向に向かって徐々に狭くなる溝部であり、前記2つの樹脂製基板を重ねることで前記突起部を前記溝部に嵌合させ、その状態で前記2つの樹脂製基板を接合することを特徴とする。
また、この発明の第5の形態は、第1の形態に係るマイクロチップの製造方法であって、前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に貫通する貫通孔であり、前記突起部は、前記一方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に突設され、前記他方の樹脂製基板の厚さよりも長い高さを有し、幅が前記貫通孔の幅と略等しい第1突起部と、前記第1突起部の先端に設けられ、幅が前記第1突起部の先端において前記貫通孔の幅よりも広く、先端に向かって徐々に狭くなる第2突起部とを有し、前記2つの樹脂製基板を重ねることで前記突起部を前記貫通孔に挿入し、前記突起部と前記貫通孔とをスナップフィット方式により嵌合させることを特徴とする。
また、この発明の第6の形態は、第1の形態から第5の形態のいずれかに係るマイクロチップの製造方法であって、前記2つの樹脂製基板を重ねた後、その状態で前記2つの樹脂製基板を加熱することで前記接合する面を溶融させ、前記2つの樹脂製基板を加圧することで、前記2つの樹脂製基板を接合することを特徴とする。
また、この発明の第7の形態は、第1の形態から第5の形態のいずれかに係るマイクロチップの製造方法であって、前記2つの樹脂製基板を重ねた後、その状態で前記2つの樹脂製基板に対して超音波を印加することで前記接合する面を溶融させ、前記2つの樹脂製基板を加圧することで、前記2つの樹脂製基板を接合することを特徴とする。
また、この発明の第8の形態は、第1の形態から第5の形態のいずれかに係るマイクロチップの製造方法であって、前記2つの樹脂製基板を重ねた後、前記突起部の先端部に対して超音波を印加することで前記突起部の先端部を溶融させ前記被挿入部との仮止めを行った後、前記2つの樹脂製基板に対して超音波を印加することで前記接合する面を溶融させ、前記2つの樹脂製基板を加圧することで、前記2つの樹脂製基板を接合することを特徴とする。
また、この発明の第9の形態は、第1の形態から第5の形態のいずれかに係るマイクロチップの製造方法であって、前記2つの樹脂製基板を重ねた後、前記突起部の先端部に対して超音波を印加することで前記突起部の先端部を溶融させ前記被挿入部との仮止めを行った後、前記2つの樹脂製基板に対してレーザを照射することで前記接合する面を溶融させ、前記2つの樹脂製基板を加圧することで、前記2つの樹脂製基板を接合することを特徴とする。
また、この発明の第10の形態は、第1の形態から第5の形態のいずれかに係るマイクロチップの製造方法であって、前記2つの樹脂製基板を重ねた後、その状態で前記2つの樹脂製基板に対してレーザを照射することで前記接合する面を溶融させ、前記2つの樹脂製基板を加圧することで、前記2つの樹脂製基板を接合することを特徴とする。
また、この発明の第11の形態は、第1の形態から第5の形態のいずれかに係るマイクロチップの製造方法であって、前記2つの樹脂製基板を重ねた後、前記突起部の先端部に対してレーザを照射することで前記突起部の先端部を溶融させ前記被挿入部との仮止めを行った後、前記2つの樹脂製基板に対してレーザを照射することで前記接合する面を溶融させ、前記2つの樹脂製基板を加圧することで、前記2つの樹脂製基板を接合することを特徴とする。
また、この発明の第12の形態は、第1の形態から第5の形態のいずれかに係るマイクロチップの製造方法であって、前記2つの樹脂製基板を重ねた後、前記突起部の先端部に対してレーザを照射することで前記突起部の先端部を溶融させ前記被挿入部との仮止めを行った後、前記2つの樹脂製基板に対して超音波を印加することで前記接合する面を溶融させ、前記2つの樹脂製基板を加圧することで、前記2つの樹脂製基板を接合することを特徴とする。
また、この発明の第13の形態は、2つの樹脂製基板の少なくとも一方の樹脂製基板の表面に流路用溝が形成され、前記流路用溝が形成された面を内側にして前記2つの樹脂製基板が接合されたマイクロチップであって、前記少なくとも一方の樹脂製基板の接合する面には樹脂製の突起部が形成され、他方の樹脂製基板の前記接合する面には、前記流路用溝とは異なる位置に前記突起部が挿入された被挿入部が形成されていることを特徴とするマイクロチップである。
また、この発明の第14の形態は、第13の形態に係るマイクロチップであって、前記突起部は、前記一方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に突設されたピンであり、前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に貫通し、前記ピンの径とほぼ等しい大きさの径を有する貫通孔であることを特徴とする。
また、この発明の第15の形態は、第13の形態に係るマイクロチップであって、前記突起部は、先端に向かって幅が徐々に狭くなっており、前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の最表面における幅が前記突起部の先端の幅よりも広く、深さ方向に向かって徐々に狭くなっている溝部であることを特徴とする。
また、この発明の第16の形態は、第13の形態に係るマイクロチップであって、前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に貫通する貫通孔であり、前記突起部は、前記一方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に突設され、前記他方の樹脂製基板の厚さよりも長い高さを有し、幅が前記貫通孔の幅と略等しい第1突起部と、前記第1突起部の先端に設けられ、幅が前記第1突起部の先端において前記貫通孔の幅よりも広く、先端に向かって徐々に狭くなる第2突起部とを有し、前記突起部と前記貫通孔とがスナップフィット方式により嵌合されたことを特徴とする。
また、この発明の第17の形態は、第13の形態から第16の形態のいずれかに係るマイクロチップであって、前記2つの樹脂製基板にはそれぞれ流路用溝が形成され、前記流路用溝の少なくとも一方は側面が曲面状に形成されており、前記2つの樹脂製基板は前記流路用溝をそれぞれ内側にして接合されたことを特徴とする。
また、この発明の第18の形態は、第13の形態から第17の形態のいずれかに係るマイクロチップであって、前記突起部及び前記被挿入部の少なくとも一方は曲面状となっていることを特徴とする。
この発明の第1実施形態に係るマイクロチップの製造方法について図1を参照して説明する。図1は、この発明の第1実施形態に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
そして、超音波溶着、レーザ溶着、熱圧着、又は接着剤によって、マイクロチップ基板1、4を接合する。
超音波溶着の場合、図1(b)に示すように、マイクロチップ基板1とマイクロチップ基板4を重ねた状態で、マイクロチップ基板1、4のいずれかの基板の表面に超音波を印加するたえのホーンを接触させ、そのホーンによってマイクロチップ基板1、4に超音波を印加することにより、マイクロチップ基板1、4の接合面における樹脂を溶融させ、さらに、マイクロチップ基板1、4を加圧することで両基板を接合する。超音波溶着は公知の方法を採用することができ、例えば特開2005−77239号公報に記載の方法を採用することができる。このようにマイクロチップ基板1、4を接合することで、図1(c)に示すように、流路用溝2による微細流路が形成されたマイクロチップが製造される。この超音波照射によって、ピン3の先端部が溶融されて潰れた状態になる。
また、レーザをマイクロチップ基板1、4に照射することで、マイクロチップ基板1、4を接合しても良い。例えば図1(b)に示すように、マイクロチップ基板1とマイクロチップ基板4を重ねた状態で、マイクロチップ基板1、4に対してレーザを照射することにより、マイクロチップ基板1、4の接合面における樹脂を溶融させ、さらに、マイクロチップ基板1、4を加圧することで両基板を接合する。これにより、図1(c)に示すように、流路用溝2による微細流路が形成されたマイクロチップが製造される。レーザ溶着は公知の方法を採用することができ、例えば特開2005−74796号公報に記載の方法を採用することができる。このレーザ照射によって、ピン3の先端部が溶融されて潰れた状態になる。
また、マイクロチップ基板1、4を加熱することで、マイクロチップ基板1、4を接合しても良い。例えば図1(b)に示すように、マイクロチップ基板1とマイクロチップ基板4を重ねた状態で、マイクロチップ基板1、4を加熱し、マイクロチップ基板1、4の接合面における樹脂を溶融させ、さらに、マイクロチップ基板1、4を加圧することで両基板を接合する。これにより、図1(c)に示すように、流路用溝2による微細流路が形成されたマイクロチップが製造される。この熱圧着によって、ピン3の先端が溶融されて潰れた状態になる。
また、接着剤によってマイクロチップ基板1、4を接合しても良い。接着剤には、例えば、UV硬化型接着剤、や遅延硬化型接着剤などが用いられる。例えば、マイクロチップ基板4の表面に接着剤を塗布し、その後、マイクロチップ基板1とマイクロチップ基板4を重ねることで、マイクロチップ基板1、4を接合する。
次に、この発明の第2実施形態に係るマイクロチップの製造方法について、図2を参照して説明する。図2は、この発明の第2実施形態に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
そして、第1実施形態と同様に、超音波溶着、レーザ溶着、熱圧着、又は接着剤によって、マイクロチップ基板6、9を接合する。
超音波溶着の場合、第1実施形態と同様に、マイクロチップ基板6とマイクロチップ基板9を重ねた状態で、マイクロチップ基板6、9のいずれかの基板の表面に超音波を印加するホーンを設置し、そのホーンによってマイクロチップ基板6、9に超音波を印加することにより、マイクロチップ基板6、9の接合面における樹脂を溶融させ、さらに、マイクロチップ基板6、9を加圧することで両基板を接合する。これにより、図2(c)に示すように、流路用溝7による微細流路が形成されたマイクロチップが製造される。また、超音波溶着においては、特に突起部10において発熱が収集し、溶着がスムーズに進行する。そのことにより、マイクロチップ基板同士を更に強固に接合することができる。
また、レーザ溶着の場合、第1実施形態と同様に、マイクロチップ基板6とマイクロチップ基板9を重ねた状態で、レーザをマイクロチップ基板6、9に照射することにより、マイクロチップ基板6、9の接合面における樹脂を溶融させ、さらに、マイクロチップ基板6、9を加圧することで両基板を接合する。
また、熱圧着の場合、第1実施形態と同様に、マイクロチップ基板6とマイクロチップ基板9を重ねた状態で、マイクロチップ基板6、9を加熱し、マイクロチップ基板6、9の接合面における樹脂を溶融させ、さらに、マイクロチップ基板6、9を加圧することで両基板を接合する。また、熱圧着においては、特に突起部10において発熱が収集し、溶着がスムーズに進行する。そのことにより、マイクロチップ基板同士を更に強固に接合することができる。
また、第1実施形態と同様に、マイクロチップ基板6、9を接着剤によって接合しても良い。
次に、この発明の第3実施形態に係るマイクロチップの製造方法について、図3を参照して説明する。図3は、この発明の第3実施形態に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
そして、第1実施形態と同様に、超音波溶着、レーザ溶着、熱圧着、又は接着剤によって、マイクロチップ基板11、16を接合する。
超音波溶着の場合、第1実施形態と同様に、マイクロチップ基板11とマイクロチップ基板16を重ねた状態で、マイクロチップ基板11、16のいずれかの基板の表面に超音波を印加するホーンを設置し、そのホーンによってマイクロチップ基板11、16に超音波を印加することにより、マイクロチップ基板11、16の接合面における樹脂を溶融させ、さらに、マイクロチップ基板11、16を加圧することで両基板を接合する。これにより、図3(c)に示すように、流路用溝12による微細流路が形成されたマイクロチップが製造される。この超音波溶着によって、第2突起部15は溶融されて潰れた状態になる。
また、レーザ溶着の場合、第1実施形態と同様に、マイクロチップ基板11とマイクロチップ基板16を重ねた状態で、レーザをマイクロチップ基板11、16に照射することにより、マイクロチップ基板11、16の接合面における樹脂を溶融させ、さらに、マイクロチップ基板11、16を加圧することで両基板を接合する。このレーザ溶着によって、第2突起部15は溶融されて潰れた状態になる。
また、熱圧着の場合、第1実施形態と同様に、マイクロチップ基板11とマイクロチップ基板16を重ねた状態で、マイクロチップ基板11、16を加熱し、マイクロチップ基板11、16の接合面における樹脂を溶融させ、さらに、マイクロチップ基板11、16を加圧することで両基板を接合する。この熱圧着によって、第2突起部15は溶融されて潰れた状態になる。
また、第1実施形態と同様に、マイクロチップ基板11、16を接着剤によって接合しても良い。
次に、上記第1実施形態から第3実施形態の変形例について説明する。
まず、変形例1について図4から図6を参照して説明する。図4から図6は、変形例1に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
次に、変形例2について図7及び図8を参照して説明する。図7及び図8は、変形例2に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
SiO2膜32、33は、例えば、蒸着、スパッタリング、CVD、又は塗布によって形成することができ、その成膜方法は特に限定されない。塗布、スパッタリング、又はCVDによる成膜方法が、流路用溝21の内面、特に流路用溝21の垂直壁面に密着性の良好なSiO2膜を形成できるため、より好ましい方法である。
例えば、塗布によってSiO2膜32、33を形成する場合、硬化後にSiO2の膜となる塗布溶液をマイクロチップ基板20、31の表面に塗布し、その後、塗布溶液を硬化させることで、マイクロチップ基板20、31の表面にSiO2膜32、33を形成することができる。
塗布溶液をマイクロチップ基板10、20に均一に塗布することが重要である。塗布溶液の物性(粘度、揮発性)を考慮し、塗布方法を適宜選択する。例えば、ディッピング、スプレーコーティング、スピンコーティング、スリットコーティング、スクリーン印刷、パッド印刷、インクジェット印刷などが挙げられる。
塗布溶液を硬化させてSiO2膜を形成する際には、塗布溶液の溶媒を十分に揮発させ、SiO2の強固なネットワークを形成できることが望ましい。塗布溶液の物性(粘度、揮発性、触媒)を考慮し、硬化方法を適宜選択する。例えば、常温で塗布溶液を放置して硬化させたり、塗布溶液を60℃〜100℃の温度で加熱することで硬化させたり、塗布溶液を高温高湿下(温度60℃で湿度90%、温度80℃で湿度90%など)で硬化させたりする。また、紫外線硬化や、可視光硬化などを利用して塗布溶液を硬化させても良い。
また、スパッタリングによってSiO2膜32、33を形成する場合、例えば、シンクロン製スパッタリング装置(装置名:RAS−1100C)を使用してSiO2膜32、33を形成した。シリコンのメタル成膜室と酸化室に分かれており、基材を貼り付けたドラムを回転させてSiO2膜32、33を形成する。例えば、アルゴンガス流量が250sccm、酸素ガス流量が120sccm、RF出力が4.5kW、成膜レートが4Å/secの条件で、SiO2膜32、33を200nm成膜した。
また、CVDによってSiO2膜32、33を形成する場合、例えば、サムコ社製CVD装置(装置名:PD−270ST)を使用してSiO2膜32、33を形成した。TEOS(Tetra Ethoxy Silane)、TMOS(Tetra Mthoxy Silane)など、シリコンを含む液体ソースを気化させ、プラズマ空間中で分解、酸化させることでSiO2膜32、33を形成する。例えば、TEOS流量が12sccm、酸素ガス流量が400sccm、RF出力が300W、圧力が50Pa、成膜レートが30Å/secの条件で、SiO2膜32、33を200nm成膜した。
SiO2膜32、33の膜厚は、流路用溝21の内面がすべてSiO2で覆われること、流路用溝21への密着性が確保できること、流路用溝21を塞いでしまわないことなどを考慮して決定する。塗布によってSiO2膜を形成する場合は、塗布溶液の特性、種類に応じて膜厚を調整する。例えば、10nm〜3μmの範囲内の値であることが好ましく、10nm〜2μmの範囲内の値であることがより好ましい。また、スパッタリングやCVDによってSiO2膜を形成する場合であって、緻密なSiO2膜を形成する場合、SiO2膜の内部応力が増加する傾向にあるため、10nm〜1μmの範囲内の値であることが好ましく、10nm〜200nmの範囲内の値であることがより好ましい。
次に、変形例3について図9から図11を参照して説明する。図9から図11は、変形例3に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
次に、変形例4について図12から図14を参照して説明する。図12から図14は、変形例4に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
次に、具体的な実施例について説明する。
実施例1では、第1実施形態に係るマイクロチップの製造方法の具体例について説明する。
射出成形機で透明樹脂材料の環状ポリオレフィン樹脂(日本ゼオン社製、ゼオノア)を成形し、外形寸法が50mm×50mm×1mmの板状部材に幅50μm、深さ50μmの複数の流路用溝と、高さ1.5mm、直径1mmのピンと、内径2mmの複数の貫通孔とで構成される流路側マイクロチップ基板を作製した。この流路側マイクロチップ基板が、上記第1実施形態における流路用溝2とピン3が形成されたマイクロチップ基板1に相当する。
また、外形寸法が50mm×50mm×1mmの板状部材に直径1mmの貫通孔が形成されたカバー側マイクロチップ基板を作製した。
このカバー側マイクロチップ基板が、上記第1実施形態における貫通孔5が形成されたマイクロチップ基板4に相当する。
そして、超音波溶着によって流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を接合した。まず、流路側マイクロチップ基板については流路用溝が形成された面を内側にし、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を重ねた。これにより、ピンを貫通孔に挿入した。
0.5Nの加圧力で流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を加圧した状態で、周波数:15kHzの超音波を1秒間印加することで両基板を接合した。
また、レーザ溶着によって流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を接合した。まず、流路側マイクロチップ基板については流路用溝が形成された面を内側にし、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を重ねた。これにより、ピンを貫通孔に挿入した。
100Nの加圧力で流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を加圧した状態で、波長:808nm、スポット径:φ0.6mmの赤外線レーザを用いて、出力:5Wで照射しながら、走査速度:10mm/secで全面スキャンすることで両基板を接合した。
また、熱圧着によって流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を接合した。まず、流路側マイクロチップ基板については流路用溝が形成された面を内側にし、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を重ねた。これにより、ピンを貫通孔に挿入した。
加熱条件と、加圧条件を以下に示す。
加熱プレス機にて120℃、1kgf/cm2の条件下で1分間保持することで、基板同士を接合した。
以上のように、ピンを貫通孔に挿入することで、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板の位置決めを簡便に行うことができ、その位置決めを正確に行うことができた。また、ピンを貫通孔に挿入することで、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板の位置ずれを防止することができ、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を強固に接合することができた。
実施例2では、第2実施形態に係るマイクロチップの製造方法の具体例について説明する。
射出成形機で透明樹脂材料の環状ポリオレフィン樹脂(日本ゼオン社製、ゼオノア)を成形し、外形寸法が50mm×50mm×1mmの板状部材に、幅50μm、深さ50μmの複数の流路用溝と、側面がテーパ状の溝部と、内径2mmの複数の貫通孔で構成される流路側マイクロチップ基板を作製した。このテーパ状の溝部の幅は、基板表面において最大100μmとなり、溝の深さ方向に向かって徐々に狭くなっている。また、溝部の深さは100μmである。
この流路側マイクロチップ基板が、上記第2実施形態における流路用溝7と溝部8が形成されたマイクロチップ基板6に相当する。
また、外形寸法が50mm×50mm×1mmの板状部材に幅70μm、高さ50μmの突起部が形成されたカバー側マイクロチップ基板を作製した。
このカバー側マイクロチップ基板が、上記第2実施形態における突起部10が形成されたマイクロチップ基板9に相当する。
そして、実施例1と同様に、流路側マイクロチップ基板については流路用溝が形成された面を内側にし、カバー側マイクロチップ基板については突起部が形成された面を内側にし、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を重ねた。これにより、突起部を溝部に嵌合させた。そして、実施例1と同様に、超音波溶着、レーザ溶着、又は熱圧着によって流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を接合した。
以上のように、突起部を溝部に嵌合させることで、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板の位置決めを簡便に行うことができ、その位置決めを正確に行うことができた。また、突起部を溝部に嵌合させることで、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板の位置ずれを防止することができ、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を強固に接合することができた。
実施例3では、第3実施形態に係るマイクロチップの製造方法の具体例について説明する。
射出成形機で透明樹脂材料の環状ポリオレフィン樹脂(日本ゼオン社製、ゼオノア)を成形し、外形寸法が50mm×50mm×1mmの板状部材に、幅50μm、深さ50μmの複数の流路用溝と、高さ2mmの突起部と、内径2mmの複数の貫通孔で構成される流路側マイクロチップ基板を作製した。この流路側マイクロチップ基板が、上記第3実施形態における流路用溝12と突起部13が形成されたマイクロチップ基板11に相当する。突起部は、高さ1mm、直径1mmの第1突起部と、その第1突起部の先端に形成された、高さ1mm、最大の幅が1.1mmの第2突起部とを備えて構成されている。第2突起部の幅は、先端に向かって徐々に狭くなっている。
また、外形寸法が50mm×50mm×1mmの板状部材に直径1mmの貫通孔が形成されたカバー側マイクロチップ基板を作製した。
このカバー側マイクロチップ基板が、上記第3実施形態における貫通孔17が形成されたマイクロチップ基板16に相当する。
そして、実施例1と同様に、流路側マイクロチップ基板については流路用溝が形成された面を内側にし、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を重ねた。これにより、突起部を貫通孔に挿入し、スナップフィット方式によって突起部を貫通孔に嵌合させた。そして、実施例1と同様に、超音波溶着、レーザ溶着、又は熱圧着によって流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を接合した。
以上のように、突起部を貫通孔に挿入してスナップフィット方式によって嵌合させることで、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板の位置決めを簡便に行うことができ、さらに、両基板の仮止めを行うことができた。これにより、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板の密着性が向上したため、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を強固に接合することができた。
2、7、12、21、23、26、29、36、38、46、61、91 流路用溝
3、62、92 ピン
5、17、71、101 貫通孔
8 溝部
10、13 突起部
14 第1突起部
15 第2突起部
24、27、30、34、41、43、49 微細流路
32、33、39、40、42、47、48 SiO2膜
50 粘着部材
80 台
110 基板
Claims (18)
- 2つの樹脂製基板の少なくとも一方の樹脂製基板の表面に流路用溝が形成され、前記流路用溝が形成された面を内側にして前記2つの樹脂製基板を接合するマイクロチップの製造方法であって、
前記少なくとも一方の樹脂製基板の前記接合する面には樹脂製の突起部が形成され、
他方の樹脂製基板の前記接合する面には、前記流路用溝とは異なる位置に前記突起部が挿入される被挿入部が形成され、
前記突起部と前記被挿入部が形成された面を内側にし、前記2つの樹脂製基板を重ねることで前記突起部を前記被挿入部に挿入し、その状態で前記2つの樹脂製基板を接合することを特徴とするマイクロチップの製造方法。 - 前記突起部は、前記一方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に突設されたピンであり、
前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に貫通し、前記ピンの径とほぼ等しい大きさの径を有する貫通孔であり、
前記2つの樹脂製基板を重ねることで前記ピンを前記貫通孔に挿入し、その状態で前記2つの樹脂製基板を接合することを特徴とする請求項1に記載のマイクロチップの製造方法。 - 前記ピンの高さは、前記他方の樹脂製基板の厚さよりも長いことを特徴とする請求項2に記載のマイクロチップの製造方法。
- 前記突起部は、先端に向かって幅が徐々に狭くなっており、
前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の最表面における幅が前記突起部の先端の幅よりも広く、深さ方向に向かって徐々に狭くなる溝部であり、
前記2つの樹脂製基板を重ねることで前記突起部を前記溝部に嵌合させ、その状態で前記2つの樹脂製基板を接合することを特徴とする請求項1に記載のマイクロチップの製造方法。 - 前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に貫通する貫通孔であり、
前記突起部は、前記一方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に突設され、前記他方の樹脂製基板の厚さよりも長い高さを有し、幅が前記貫通孔の幅と略等しい第1突起部と、前記第1突起部の先端に設けられ、幅が前記第1突起部の先端において前記貫通孔の幅よりも広く、先端に向かって徐々に狭くなる第2突起部とを有し、
前記2つの樹脂製基板を重ねることで前記突起部を前記貫通孔に挿入し、前記突起部と前記貫通孔とをスナップフィット方式により嵌合させることを特徴とする請求項1に記載のマイクロチップの製造方法。 - 前記2つの樹脂製基板を重ねた後、その状態で前記2つの樹脂製基板を加熱することで前記接合する面を溶融させ、前記2つの樹脂製基板を加圧することで、前記2つの樹脂製基板を接合することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。
- 前記2つの樹脂製基板を重ねた後、その状態で前記2つの樹脂製基板に対して超音波を印加することで前記接合する面を溶融させ、前記2つの樹脂製基板を加圧することで、前記2つの樹脂製基板を接合することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。
- 前記2つの樹脂製基板を重ねた後、前記突起部の先端部に対して超音波を印加することで前記突起部の先端部を溶融させ前記被挿入部との仮止めを行った後、前記2つの樹脂製基板に対して超音波を印加することで前記接合する面を溶融させ、前記2つの樹脂製基板を加圧することで、前記2つの樹脂製基板を接合することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。
- 前記2つの樹脂製基板を重ねた後、前記突起部の先端部に対して超音波を印加することで前記突起部の先端部を溶融させ前記被挿入部との仮止めを行った後、前記2つの樹脂製基板に対してレーザを照射することで前記接合する面を溶融させ、前記2つの樹脂製基板を加圧することで、前記2つの樹脂製基板を接合することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。
- 前記2つの樹脂製基板を重ねた後、その状態で前記2つの樹脂製基板に対してレーザを照射することで前記接合する面を溶融させ、前記2つの樹脂製基板を加圧することで、前記2つの樹脂製基板を接合することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。
- 前記2つの樹脂製基板を重ねた後、前記突起部の先端部に対してレーザを照射することで前記突起部の先端部を溶融させ前記被挿入部との仮止めを行った後、前記2つの樹脂製基板に対してレーザを照射することで前記接合する面を溶融させ、前記2つの樹脂製基板を加圧することで、前記2つの樹脂製基板を接合することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。
- 前記2つの樹脂製基板を重ねた後、前記突起部の先端部に対してレーザを照射することで前記突起部の先端部を溶融させ前記被挿入部との仮止めを行った後、前記2つの樹脂製基板に対して超音波を印加することで前記接合する面を溶融させ、前記2つの樹脂製基板を加圧することで、前記2つの樹脂製基板を接合することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。
- 2つの樹脂製基板の少なくとも一方の樹脂製基板の表面に流路用溝が形成され、前記流路用溝が形成された面を内側にして前記2つの樹脂製基板が接合されたマイクロチップであって、
前記少なくとも一方の樹脂製基板の接合する面には樹脂製の突起部が形成され、
他方の樹脂製基板の前記接合する面には、前記流路用溝とは異なる位置に前記突起部が挿入された被挿入部が形成されていることを特徴とするマイクロチップ。 - 前記突起部は、前記一方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に突設されたピンであり、
前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に貫通し、前記ピンの径とほぼ等しい大きさの径を有する貫通孔であることを特徴とする請求項13に記載のマイクロチップ。 - 前記突起部は、先端に向かって幅が徐々に狭くなっており、
前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の最表面における幅が前記突起部の先端の幅よりも広く、深さ方向に向かって徐々に狭くなっている溝部であることを特徴とする請求項13に記載のマイクロチップ。 - 前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に貫通する貫通孔であり、
前記突起部は、前記一方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に突設され、前記他方の樹脂製基板の厚さよりも長い高さを有し、幅が前記貫通孔の幅と略等しい第1突起部と、前記第1突起部の先端に設けられ、幅が前記第1突起部の先端において前記貫通孔の幅よりも広く、先端に向かって徐々に狭くなる第2突起部とを有し、
前記突起部と前記貫通孔とがスナップフィット方式により嵌合されたことを特徴とする請求項13に記載のマイクロチップ。 - 前記2つの樹脂製基板にはそれぞれ流路用溝が形成され、前記流路用溝の少なくとも一方は側面が曲面状に形成されており、前記2つの樹脂製基板は前記流路用溝をそれぞれ内側にして接合されたことを特徴とする請求項13から請求項16のいずれかに記載のマイクロチップ。
- 前記突起部及び前記被挿入部の少なくとも一方は曲面状となっていることを特徴とする請求項13から請求項17のいずれかに記載のマイクロチップ。
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