JP2009166416A - Method for manufacturing microchip, and microchip - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、流路用溝が形成された樹脂製基板を接合することでマイクロチップを製造する方法、及び、その接合によって製造されるマイクロチップに関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a microchip by bonding a resin substrate on which a channel groove is formed, and a microchip manufactured by the bonding.
微細加工技術を利用してシリコンやガラス基板上に微細な流路や回路を形成し、微小空間上で核酸、タンパク質、血液などの液体試料の化学反応や、分離、分析などを行うマイクロ分析チップ、あるいはμTAS(Micro Total Analysis Systems)と称される装置が実用化されている。このようなマイクロチップの利点としては、サンプルや試薬の使用量又は廃液の排出量が軽減され、省スペースで持ち運び可能な安価なシステムの実現が考えられる。 A micro-analysis chip that uses microfabrication technology to form fine channels and circuits on silicon and glass substrates, and to perform chemical reactions, separation, and analysis of liquid samples such as nucleic acids, proteins, and blood in a minute space Alternatively, an apparatus called μTAS (Micro Total Analysis Systems) has been put into practical use. As an advantage of such a microchip, it is conceivable to realize an inexpensive system that can be carried in a small space because the amount of sample or reagent used or the amount of discharged waste liquid is reduced.
マイクロチップは、少なくとも一方の部材に微細加工が施された2つの部材をはり合わせることにより製造される。従来においては、マイクロチップにはガラス基板が用いられ、様々な微細加工方法が提案されている。しかしながら、ガラス基板は大量生産には向かず、非常に高コストであるため、廉価で使い捨て可能な樹脂製のマイクロチップの開発が望まれている。 A microchip is manufactured by laminating two members having at least one member subjected to fine processing. Conventionally, a glass substrate is used for the microchip, and various fine processing methods have been proposed. However, since glass substrates are not suitable for mass production and are extremely expensive, development of inexpensive and disposable resin microchips is desired.
樹脂製のマイクロチップを製造する方法として、流路用溝が形成された樹脂製基板と、流路用溝をカバーする樹脂製基板とを接合する方法がある。樹脂製基板同士の接合には、熱板、熱風、熱ロール、超音波、振動、レーザなどを用いて樹脂製基板を加熱して接合する溶着方法、接着剤や溶剤を用いて樹脂製基板を接合する接着方法、樹脂製基板自体の粘着性を利用して接合する方法、及び、樹脂製基板にプラズマ処理などの表面処理を施すことで基板同士を接合する方法などが挙げられる。 As a method of manufacturing a resin microchip, there is a method of joining a resin substrate on which a channel groove is formed and a resin substrate that covers the channel groove. For bonding between resin substrates, a welding method for heating and bonding resin substrates using hot plates, hot air, hot rolls, ultrasonic waves, vibration, laser, etc., and bonding resin substrates using adhesives and solvents Examples include a bonding method for bonding, a method for bonding using the adhesiveness of the resin substrate itself, and a method for bonding substrates by performing a surface treatment such as plasma treatment on the resin substrate.
しかしながら、接着方法においては、接合に用いる接着剤や溶剤が流路内に染み出てしまい、流路を汚染してしまう問題があった。そこで、従来においては、接着剤や溶剤が流路内に染み出ることを防止するために、流路用溝が形成された基板とカバー部材とに接着剤を逃がすための逃げ部を形成し、流路近傍とそれ以外の接合面とを分割して樹脂製基板同士を接合していた(例えば特許文献1、及び特許文献2)。
However, in the bonding method, there is a problem that an adhesive or a solvent used for bonding oozes out into the flow path and contaminates the flow path. Therefore, in the past, in order to prevent the adhesive or solvent from seeping out into the flow path, a relief portion for allowing the adhesive to escape is formed on the substrate and the cover member in which the flow path groove is formed, The vicinity of the flow path and the other bonding surfaces are divided to bond the resin substrates together (for example,
また、熱板を用いた熱圧着法や熱ロールを用いた熱ラミネート法によって樹脂製基板同士を接合する場合、流路用溝が形成された樹脂製基板に、接合の位置決め用の孔を形成しておき、カバー部材は、その位置決め用の孔を覆うことがないように、流路用溝が形成された樹脂製基板よりも所定寸法小さく形成して接合していた(例えば特許文献3)。 In addition, when bonding resin substrates by thermocompression bonding using a hot plate or heat laminating using a heat roll, a bonding positioning hole is formed in the resin substrate with a channel groove formed. In addition, the cover member is formed with a predetermined dimension smaller than the resin substrate on which the channel groove is formed so as not to cover the positioning hole (for example, Patent Document 3). .
ところで、樹脂製基板の接合面が剥離してしまう場合があり、流路近傍の接合面の剥離は、流路から分析試料が漏れる原因になる。その剥離が、顕微鏡で観察しなければ確認できないような小さい剥離であっても、流路内での分析試料の流れや移動が変わってしまうおそれがある。そのため、マイクロチップには、強固な接合強度が求められている。 By the way, the joint surface of the resin substrate may be peeled off, and peeling of the joint surface near the flow path causes the analysis sample to leak from the flow path. Even if the separation is a small separation that cannot be confirmed without observation with a microscope, the flow and movement of the analysis sample in the flow path may change. Therefore, strong bonding strength is required for the microchip.
一方、流路用溝が形成された樹脂製基板を成形する方法には、射出成形法、プレス成形法、又は機械加工法などの方法がある。特に、射出成形法は量産性に優れた方法である。しかしながら、射出成形法によると、接合面を含む樹脂製基板の表面の平面精度が悪化しやすく、成形型の面精度が転写されるため、成形型にも高い面精度が要求される。また、射出成形法では、成形型によって形成されたキャビティ空間に射出成形のゲート部を通して樹脂を射出することにより、流路用溝が表面に形成された樹脂製基板を作製する。この射出成形によって作製された樹脂製基板においては、射出成形のゲート部近傍が特に変形しやすく、ゲート部近傍の表面において高い平面精度を保つことが困難であった。 On the other hand, there are methods such as an injection molding method, a press molding method, and a machining method as a method of molding a resin substrate on which a channel groove is formed. In particular, the injection molding method is excellent in mass productivity. However, according to the injection molding method, the planar accuracy of the surface of the resin substrate including the bonding surface is likely to deteriorate, and the surface accuracy of the molding die is transferred, so that the molding die is also required to have high surface accuracy. In the injection molding method, a resin substrate having a channel groove formed on the surface is manufactured by injecting resin into a cavity space formed by a molding die through an injection molding gate. In the resin substrate produced by this injection molding, the vicinity of the gate portion of the injection molding is particularly easily deformed, and it is difficult to maintain high planar accuracy on the surface in the vicinity of the gate portion.
さらに、樹脂製基板のなかでも流路用溝が形成されている樹脂製基板は、単純な平板状の樹脂製基板ではないため、成形するときに特に樹脂の流れも複雑になり、ゲート部近傍の表面において高い平面精度を保つことがより困難であった。 Furthermore, among resin substrates, resin substrates with flow channel grooves are not simple plate-shaped resin substrates, so the flow of resin is particularly complicated when molding, and the vicinity of the gate It was more difficult to maintain high plane accuracy on the surface of
また、樹脂を効率良くキャビティ空間に射出するために、ゲート部の幅の長さはある程度の長さが求められるが、射出成形後、そのような長さの幅を有するゲート部を切断する際に、切断の応力によって、さらにゲート部近傍の表面において平面精度が低下するという問題も発生していた。その結果、ゲート部近傍における平面精度が低下するために、2つの樹脂製基板を重ねたときに隙間が生じてしまい、樹脂製基板同士の接合強度が低くなってしまい、接合面の剥離がおきやすくなるという問題があった。 In addition, in order to efficiently inject the resin into the cavity space, a certain length of the width of the gate portion is required, but after injection molding, when the gate portion having such a width is cut. In addition, there is a problem that the plane accuracy is further lowered on the surface in the vicinity of the gate portion due to the cutting stress. As a result, since the planar accuracy in the vicinity of the gate portion is lowered, a gap is generated when two resin substrates are overlapped, the bonding strength between the resin substrates is reduced, and the bonding surface is peeled off. There was a problem that it became easier.
上述した特許文献1と特許文献2に記載の方法では、射出成形のゲート部近傍における基板表面の平面精度が悪化する問題は解決されておらず、また、接合強度のばらつきにも問題がある。また、接着剤を逃がすための逃げ部を設けているため、その逃げ部によっても基板表面の平面精度が悪化するおそれがあり、さらに、マイクロチップのサイズが拡大してしまう問題がある。また、上述した特許文献3に記載の方法においても、ゲート部近傍で発生する平面精度低下の問題には一切触れておらず、射出成形のゲート部近傍における基板表面の平面精度が悪化する問題は解決されていない。
In the methods described in
また、流路用溝が形成された樹脂製基板を射出成形法によって作製する場合であっても、ヒートサイクル成形を用いることにより、表面の平面精度を向上させることができる。しかしながら、ヒートサイクル成形に用いる設備の導入や、成形サイクルの長時間化によって、樹脂製基板の製造コストが高くなってしまう問題がある。また、面精度を向上させることができても、成形した樹脂製基板と射出成形のゲート部とを切り離す工程において、ゲート部近傍における基板表面の平面精度が悪化してしまう問題があった。 Further, even when a resin substrate having a channel groove formed thereon is manufactured by an injection molding method, the planar accuracy of the surface can be improved by using heat cycle molding. However, there is a problem that the manufacturing cost of the resin substrate increases due to the introduction of equipment used for heat cycle molding and the prolonged molding cycle. Even if the surface accuracy can be improved, there is a problem that the planar accuracy of the substrate surface in the vicinity of the gate portion deteriorates in the step of separating the molded resin substrate and the injection molded gate portion.
以上のように、樹脂製基板の平面精度が悪化することにより、2つの樹脂製基板の接合面の密着性が低下し、その結果、樹脂製基板の接合強度が低下してしまう問題があった。 As described above, there is a problem in that the planarity of the resin substrate deteriorates, so that the adhesion of the bonding surfaces of the two resin substrates decreases, and as a result, the bonding strength of the resin substrates decreases. .
この発明は上記の問題を解決するものであり、射出成形法で作製された樹脂製基板の接合強度を高めることが可能なマイクロチップの製造方法、及び樹脂製基板の接合強度が高められたマイクロチップを提供することを目的とする。 The present invention solves the above problem, and a method of manufacturing a microchip capable of increasing the bonding strength of a resin substrate manufactured by an injection molding method, and a micro chip having an increased bonding strength of a resin substrate. The purpose is to provide a chip.
この発明の第1の形態は、2つの樹脂製基板のうち少なくとも1つの樹脂製基板の表面には流路用溝が形成され、前記2つの樹脂製基板のうち少なくとも1つの樹脂製基板には貫通孔が形成され、前記2つの樹脂製基板を、前記流路用溝が形成されている面を内側にして接合するマイクロチップの製造方法であって、成形型によって形成されたキャビティ空間に射出成形のゲート部を通して樹脂を射出し、前記ゲート部を切断することで、前記流路用溝が前記表面に形成された樹脂製基板を作製する基板作製工程と、前記流路用溝が形成された前記樹脂製基板の前記ゲート部近傍の表面を他の樹脂製基板が覆わないように、前記流路用溝が形成されている面を内側にして前記2つの樹脂製基板を接合する接合工程と、を含み、切断される前記ゲート部の幅が、前記流路用溝が形成された前記樹脂製基板の幅の15%以上、90%以下であり、前記貫通孔と前記流路用溝とは繋がっていることを特徴とするマイクロチップの製造方法である。
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、前記貫通孔が形成された樹脂製基板には、前記貫通孔を囲んで前記樹脂製基板の厚さ方向に突出する突起部が設けられていることを特徴とする。
また、この発明の第3の形態は、第1の形態又は第2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、前記基板作製工程では、前記ゲート部を通して樹脂を射出することで、前記流路用溝が前記表面に形成され、前記ゲート部を切断することにより、射出成形のときに使用された前記ゲート部の中に残された成形体が外周部に突出して残された樹脂製基板を作製し、前記接合工程では、前記成形体の近傍の表面を避けて、前記流路用溝が形成されている面を内側にして前記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4の形態は、第1から第3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、前記接合工程では、前記ゲート部近傍の表面を避けるとともに、前記2つの樹脂製基板のうちの一方の樹脂製基板の角から1mm以内の範囲に含まれる表面を避けて、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から第4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、前記接合工程では、前記2つの樹脂製基板のうちの一方の樹脂製基板のすべての端部から1mm以内の範囲に含まれる表面を避けて、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6の形態は、第1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つの樹脂製基板のうち、一方の樹脂製基板の表面には前記流路用溝が形成され、他方の樹脂製基板は、前記一方の樹脂製基板に形成された前記流路用溝に沿った形状を有する基板であり、前記接合工程では、前記ゲート部近傍の表面を避けるとともに、前記他方の樹脂製基板を、前記一方の樹脂製基板に形成された前記流路用溝の位置に合わせて前記一方の樹脂製基板に重ねて、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6の形態に係るマイクロチップの製造方法であって、前記他方の樹脂製基板のすべての端部は、前記他方の樹脂製基板を前記一方の樹脂製基板に形成された前記流路用溝の位置に合わせて前記一方の樹脂製基板に重ねたときに、前記一方の樹脂製基板に形成された前記流路用溝から2mm以内の範囲に含まれることを特徴とする。
また、この発明の第8の形態は、第1から第7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、前記流路用溝は、互いに繋がりがない独立した複数の溝を含み、前記2つの樹脂製基板のうち、一方の樹脂製基板の表面には前記流路用溝が形成され、他方の樹脂製基板は、前記複数の溝の数に応じた複数の個別基板を備え、前記接合工程では、前記複数の個別基板のそれぞれを、前記一方の樹脂製基板に形成された前記複数の溝のそれぞれの位置に合わせ、独立した溝ごとに前記個別基板と前記一方の樹脂製基板と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8の形態に係るマイクロチップの製造方法であって、前記個別基板のすべての端部は、前記複数の個別基板を前記一方の樹脂製基板に形成された前記溝の位置に合わせて前記一方の樹脂製基板に重ねたときに、前記一方の樹脂製基板に形成された前記溝から2mm以内の範囲に含まれることを特徴とする。
また、この発明の第10の形態は、第1から第9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つの樹脂製基板は熱可塑性樹脂により構成されていることを特徴とする。
また、この発明の第11の形態は、第1から第10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、前記接合工程では、前記2つの樹脂製基板を重ねた状態で前記2つの樹脂製基板を溶着することで前記接合を行うことを特徴とする。
また、この発明の第12の形態は、第1から第11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、前記接合によって、電気泳動分析に用いるマイクロチップを製造することを特徴とする。
また、この発明の第13の形態は、2つの樹脂製基板のうち少なくとも1つの樹脂製基板の表面には流路用溝が形成され、前記2つの樹脂製基板のうち少なくとも1つの樹脂製基板には貫通孔が形成され、前記2つの樹脂製基板を、前記流路用溝が形成されている面を内側にして接合されたマイクロチップであって、前記貫通孔と前記流路用溝とは繋がっており、前記流路用溝が形成された樹脂製基板は、成形型によって形成されたキャビティ空間に射出成形のゲート部を通して樹脂を射出し、前記ゲート部を切断することで形成された基板であり、前記切断したゲート部の一部が前記樹脂製基板の外周部に突出しており、前記ゲート部の幅が、前記流路用溝が形成された前記樹脂製基板の幅の15%以上、90%以下であり、前記2つの樹脂製基板は、前記流路用溝が形成された前記樹脂製基板の前記ゲート部近傍の表面を、他の樹脂製基板が覆わないように接合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、前記貫通孔が形成された樹脂製基板には、前記貫通孔の周囲に前記樹脂製基板の厚さ方向に突出する突起部が設けられていることを特徴とする。
また、この発明の第15の形態は、第13の形態又は第14の形態のいずれかに係るマイクロチップであって、前記ゲート部近傍の表面を避けるとともに、前記2つの樹脂製基板のうちの一方の樹脂製基板の角から1mm以内の範囲に含まれる表面を避けて、前記2つの樹脂製基板が接合されていることを特徴とする。
また、この発明の第16の形態は、第13から第15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つの樹脂製基板のうち、一方の樹脂製基板のすべての端部から1mm以内の範囲に含まれる表面を避けて、前記2つの樹脂製基板が接合されていることを特徴とする。
また、この発明の第17の形態は、第13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つの樹脂製基板のうち、一方の樹脂製基板の表面には前記流路用溝が形成され、他方の樹脂製基板は、前記一方の樹脂製基板に形成された前記流路用溝に沿った形状を有する基板であり、前記他方の樹脂製基板は、前記ゲート部近傍の表面を避けるとともに、前記一方の樹脂製基板に形成された前記流路用溝の位置に合わせて前記一方の樹脂製基板と接合されていることを特徴とする。
また、この発明の第18の形態は、第17の形態に係るマイクロチップであって、前記他方の樹脂製基板のすべての端部が、前記一方の樹脂製基板に形成された前記流路用溝から2mm以内の範囲に含まれていることを特徴とする。
また、この発明の第19の形態は、第13から第18の形態のいずれかに係るマイクロチップであって、前記流路用溝は、互いに繋がりがない独立した複数の溝を含み、前記2つの樹脂製基板のうち、一方の樹脂製基板の表面には前記流路用溝が形成され、他方の樹脂製基板は、前記複数の溝の数に応じた複数の個別基板を備え、前記複数の個別基板はそれぞれ、前記一方の樹脂製基板に形成された前記複数の溝のそれぞれの位置に合わせて、独立した溝ごとに前記一方の樹脂製基板と接合されていることを特徴とする。
また、この発明の第20の形態は、第19の形態に係るマイクロチップであって、前記個別基板のすべての端部が、前記一方の樹脂製基板に形成された前記溝から2mm以内の範囲に含まれていることを特徴とする。
また、この発明の第21の形態は、第13から第20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つの樹脂製基板は熱可塑性樹脂により構成されていることを特徴とする。
また、この発明の第22の形態は、第13から第21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つの樹脂製基板は、溶着することで接合されたことを特徴とする。
また、この発明の第23の形態は、第13から第22の形態のいずれかに係るマイクロチップであって、電気泳動分析に用いられることを特徴とする。
In the first aspect of the present invention, a channel groove is formed on the surface of at least one of the two resin substrates, and at least one of the two resin substrates has A microchip manufacturing method in which a through hole is formed and the two resin substrates are joined with the surface on which the channel groove is formed facing inside, and injected into a cavity space formed by a mold By injecting resin through a molding gate part and cutting the gate part, a substrate manufacturing process for producing a resin substrate having the channel groove formed on the surface, and the channel groove are formed. A joining step of joining the two resin substrates with the surface on which the channel groove is formed facing inward so that the surface in the vicinity of the gate portion of the resin substrate is not covered with another resin substrate. And including and being cut The width of the gate portion is 15% or more and 90% or less of the width of the resin substrate on which the channel groove is formed, and the through hole and the channel groove are connected to each other. This is a method for manufacturing a microchip.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a microchip manufacturing method according to the first aspect, wherein the resin substrate on which the through hole is formed surrounds the through hole. Protrusions protruding in the thickness direction are provided.
According to a third aspect of the present invention, there is provided a microchip manufacturing method according to the first aspect or the second aspect. In the substrate manufacturing step, a resin is injected through the gate portion. The flow path groove is formed on the surface, and the gate portion is cut, so that the molded body left in the gate portion used at the time of injection molding is left protruding on the outer peripheral portion. A resin substrate is produced, and in the bonding step, the two resin substrates are bonded with the surface on which the flow channel groove is formed inside avoiding the surface in the vicinity of the molded body. And
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a microchip manufacturing method according to any one of the first to third aspects, wherein in the joining step, the surface in the vicinity of the gate portion is avoided and the two The two resin substrates are bonded to each other while avoiding a surface within a range of 1 mm from the corner of one of the resin substrates.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a microchip manufacturing method according to any one of the first to fourth aspects, wherein in the joining step, one of the two resin substrates is made of resin. The two resin substrates are bonded to each other while avoiding a surface included in a range within 1 mm from all end portions of the substrate.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a microchip manufacturing method according to any one of the first to fifth aspects, wherein one of the two resin substrates has a surface on one resin substrate. The flow channel groove is formed, and the other resin substrate is a substrate having a shape along the flow channel groove formed in the one resin substrate, and in the bonding step, in the vicinity of the gate portion. The two resin substrates are overlapped on the one resin substrate in accordance with the position of the channel groove formed in the one resin substrate. It is characterized by joining.
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a microchip manufacturing method according to the sixth aspect, wherein all end portions of the other resin substrate are connected to the other resin substrate. Included within the range of 2 mm or less from the channel groove formed on the one resin substrate when the channel is overlapped with the one resin substrate according to the position of the channel groove formed on the substrate. It is characterized by that.
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a microchip manufacturing method according to any one of the first to seventh aspects, wherein the flow path groove includes a plurality of independent grooves that are not connected to each other. The channel groove is formed on the surface of one of the two resin substrates, and the other resin substrate includes a plurality of individual substrates corresponding to the number of the plurality of grooves. In the bonding step, each of the plurality of individual substrates is aligned with each of the plurality of grooves formed on the one resin substrate, and the individual substrate and the one resin substrate are provided for each independent groove. The substrate is bonded to the substrate.
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a microchip manufacturing method according to the eighth aspect, wherein the plurality of individual substrates are formed on the one resin substrate at all ends of the individual substrates. When overlapped with the one resin substrate in accordance with the position of the groove formed, it is included in a range within 2 mm from the groove formed on the one resin substrate.
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a microchip manufacturing method according to any one of the first to ninth aspects, wherein the two resin substrates are made of a thermoplastic resin. And
According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided a microchip manufacturing method according to any one of the first to tenth aspects, wherein in the joining step, the two resin substrates are overlapped with each other. The bonding is performed by welding two resin substrates.
A twelfth aspect of the present invention is a method of manufacturing a microchip according to any one of the first to eleventh aspects, wherein a microchip used for electrophoretic analysis is manufactured by the bonding. To do.
According to a thirteenth aspect of the present invention, a channel groove is formed on the surface of at least one resin substrate out of two resin substrates, and at least one resin substrate out of the two resin substrates. Is a microchip in which the two resin substrates are joined with the surface on which the channel groove is formed inside, the through hole and the channel groove The resin substrate on which the channel groove is formed is formed by injecting resin through a gate part of injection molding into a cavity space formed by a molding die and cutting the gate part. A part of the cut gate portion protrudes from the outer peripheral portion of the resin substrate, and the width of the gate portion is 15% of the width of the resin substrate on which the channel groove is formed. Above, 90% or less, the two trees Manufactured substrate, the gate portion surface in the vicinity of the flow the resin substrate road groove is formed, a microchip which is characterized in that it is joined so as not to cover other resin substrate.
A fourteenth aspect of the present invention is the microchip according to the thirteenth aspect, wherein the resin substrate on which the through hole is formed has a thickness direction of the resin substrate around the through hole. A protruding portion that protrudes from the surface is provided.
According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided a microchip according to any one of the thirteenth and fourteenth aspects, wherein a surface in the vicinity of the gate portion is avoided, and one of the two resin substrates. The two resin substrates are bonded to each other while avoiding a surface included in a range within 1 mm from a corner of one resin substrate.
According to a sixteenth aspect of the present invention, there is provided a microchip according to any one of the thirteenth to fifteenth aspects, wherein 1 mm from all ends of one of the two resin substrates. The two resin substrates are bonded to each other while avoiding the surface included in the range.
According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided a microchip according to any one of the thirteenth to sixteenth aspects, wherein the flow path is formed on a surface of one of the two resin substrates. And the other resin substrate is a substrate having a shape along the flow path groove formed in the one resin substrate, and the other resin substrate is in the vicinity of the gate portion. And is bonded to the one resin substrate according to the position of the channel groove formed in the one resin substrate.
An eighteenth aspect of the present invention is the microchip according to the seventeenth aspect, wherein all end portions of the other resin substrate are formed on the one resin substrate. It is included in the range within 2 mm from the groove.
A nineteenth aspect of the present invention is the microchip according to any one of the thirteenth to eighteenth aspects, wherein the flow path groove includes a plurality of independent grooves that are not connected to each other. Of the two resin substrates, the flow path groove is formed on the surface of one resin substrate, and the other resin substrate includes a plurality of individual substrates corresponding to the number of the plurality of grooves. Each of the individual substrates is bonded to the one resin substrate for each independent groove in accordance with the position of each of the plurality of grooves formed in the one resin substrate.
A twentieth aspect of the present invention is the microchip according to the nineteenth aspect, wherein all end portions of the individual substrate are within a range of 2 mm from the groove formed in the one resin substrate. It is included in.
A twenty-first aspect of the present invention is a microchip according to any one of the thirteenth to twentieth aspects, wherein the two resin substrates are made of a thermoplastic resin.
According to a twenty-second aspect of the present invention, there is provided a microchip according to any one of the thirteenth to twenty-first aspects, wherein the two resin substrates are joined by welding.
According to a twenty-third aspect of the present invention, there is provided a microchip according to any one of the thirteenth to twenty-second aspects, wherein the microchip is used for electrophoretic analysis.
この発明によると、ゲート部近傍の表面を避けて樹脂製基板同士を接合することで、平面精度が悪い部分が発生しやすい射出成形によってマイクロチップを製造したとしても、平面精度が比較的悪い表面を避けて樹脂製基板同士を接合することが可能となる。そのことにより、平面精度が比較的良好な表面を接合面として2つの樹脂製基板を接合することが可能となるため、マイクロチップの接合強度を高めることが可能となる。 According to the present invention, even if a microchip is manufactured by injection molding in which a portion having poor planar accuracy is likely to occur by joining the resin substrates while avoiding the surface in the vicinity of the gate portion, the surface having relatively poor planar accuracy. This makes it possible to bond the resin substrates together. As a result, the two resin substrates can be bonded using a surface having relatively good planar accuracy as a bonding surface, so that the bonding strength of the microchip can be increased.
[第1の実施の形態]
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と、その製造方法により製造されたマイクロチップについて、図1から図4を参照して説明する。図1は、この発明の第1実施形態に係る樹脂製基板の上面図である。図2は、この発明の第1実施形態に係る樹脂製基板の断面図であり、図1のII−II断面図である。図3は、この発明の第1実施形態に係るマイクロチップの上面図である。図4は、この発明の第1実施形態に係るマイクロチップの断面図であり、図3のIV−IV断面図である。
[First Embodiment]
A microchip manufacturing method according to a first embodiment of the present invention and a microchip manufactured by the manufacturing method will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a top view of a resin substrate according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the resin substrate according to the first embodiment of the present invention, which is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. FIG. 3 is a top view of the microchip according to the first embodiment of the present invention. 4 is a cross-sectional view of the microchip according to the first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG.
図1に示すように、樹脂製基板10の一方の表面には、直線状の流路用溝12と直線状の流路用溝13とが形成されている。この実施形態では、1例として流路用溝12と流路用溝13とが直交して樹脂製基板10の表面に形成されている。なお、流路用溝12と流路用溝13とは直交せずに樹脂製基板10に形成されていても良い。また、図1と図2に示すように、流路用溝12と流路用溝13の両端部には、樹脂製基板10の厚さ方向に貫通する貫通孔14が形成されている。貫通孔14は、流路用溝12と流路用溝13の両端部に繋がっている。
As shown in FIG. 1, a
また、樹脂製基板10の外周部の一部に、突起部11が設けられている。この突起部11は、射出成形のときに使用されたゲート部の中に残された成形体である。樹脂製基板10は射出成形によって作製される。射出成形によって樹脂製基板10を作製するときには、成形型に、成形型中のキャビティ空間に樹脂を導くためのゲート部(注入口)が設けられる。そして、樹脂が固まって成形品が形成され、ゲート部で切断されるとき、ゲート部の中に入っていた樹脂も、成形品の一部に繋がった形で取り出されることになる。そのゲート部の中に残された成形体が突起部11として、樹脂製基板10の外周部に設けられている。なお、キャビティ空間に樹脂を効率良く射出するために、ゲート部の名残である突起部11の幅の長さAは、樹脂製基板10の幅の長さXの15%以上、90%以下となっており、30%以上、80%以下であることが更に好ましい。
Further, a
また、図3と図4に示すように、樹脂製基板10の接合の相手方となる樹脂製基板20は平板状の基板である。流路用溝12、13が形成されている面を内側にして、樹脂製基板10と樹脂製基板20とを接合することでマイクロチップを製造する。この接合によって、樹脂製基板20が流路用溝12、13の蓋(カバー)として機能し、樹脂製基板10に形成されている流路用溝12は微細流路15となり、流路用溝13は微細流路16となる。さらに、樹脂製基板10には、流路用溝12と流路用溝13との両端部に貫通孔14が形成されており、樹脂製基板10と樹脂製基板20とを接合することで、マイクロチップに開口部17が形成される。このように、第1実施形態に係るマイクロチップは、樹脂製基板10と樹脂製基板20とを備えて構成されている。マイクロチップの内部には、直線状の微細流路15と微細流路16とが互いに直交して形成されており、さらに、微細流路15と微細流路16の両端部には開口部17が形成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
なお、第1実施形態では、突起部11を樹脂製基板10に残したまま、樹脂製基板10と樹脂製基板20とを接合している。これは接合の1例であり、樹脂製基板10から突起部11を切断や研磨などによって取り除き、その後、樹脂製基板10と樹脂製基板20とを接合しても良い。
In the first embodiment, the
樹脂製基板10の貫通孔14は流路用溝12、13と繋がっているため、その貫通孔14による開口部17は微細流路15、16に繋がっている。この開口部17は、ゲル、試料、緩衝液の導入、保存、排出を行うための孔である。開口部17(貫通孔14)の形状は、円形状や矩形状の他、様々な形状であっても良い。開口部17に、分析装置に設けられたチューブやノズルを接続し、そのチューブやノズルを介して、ゲル、試料、又は緩衝液などを微細流路15、16に導入し、又は、微細流路15、16から試料などを排出する。
Since the through
樹脂製基板10、20の形状は、ハンドリング、分析しやすい形状であればどのような形状であっても良い。例えば、10mm角〜200mm角程度の大きさが好ましく、10mm角〜100mm角がより好ましい。樹脂製基板10、20の形状は、分析手法や分析装置に合わせれば良く、正方形、長方形、円形などの形状が好ましい。また、貫通孔14の内径は、分析手法や分析装置に合わせれば良く、例えば2mm程度であることが好ましい。
The shapes of the
第1実施形態においては、樹脂製基板10の表面であって、射出成形に用いられたゲート部近傍の表面を避けて、樹脂製基板10と樹脂製基板20とを接合することでマイクロチップを作製する。具体的には、流路用溝12、13が形成された樹脂製基板10よりも樹脂製基板20の寸法を小さくし、ゲート部近傍の表面を避けて樹脂製基板10と樹脂製基板20とを接合する。例えば、樹脂製基板10の接合面において、ゲート部が設けられた外周部から所定距離dの範囲を避けて、樹脂製基板10と樹脂製基板20とを接合する。
In the first embodiment, the microchip is formed by joining the
例えば、突起部11を樹脂製基板10に残したまま接合する場合、図3と図4に示すように、樹脂製基板10に形成された突起部11の近傍を避けて、樹脂製基板10と樹脂製基板20とを接合する。例えば、樹脂製基板10の接合面において、突起部11が設けられた外周部から所定距離dの範囲を避けて、樹脂製基板10と樹脂製基板20とを接合する。
For example, in the case where the
射出成形によって樹脂製基板10を作製するとき、ゲート部近傍の表面(突起部11の近傍の表面)は変形しやすく、高い平面精度を保つことが困難である。特に、流路用溝が形成されているような、単純な平板ではない樹脂製基板を作製する場合には、その困難さがより増大する。また、ゲート部で切断する際に、ゲート部近傍の表面の平面精度が更に低下してしまう。例えば、ゲート部近傍の表面(突起部11の近傍の表面)においては、うねりの最大高さと最小高さとの差、すなわち、PV(peak to valley)値が、それ以外の表面よりも大きくなってしまう。例えば、ゲート部近傍では、PV値が3μm以上になり、10μm以上になる場合もある。そのため、ゲート部近傍の表面(突起部11の近傍の表面)を含めて2つの樹脂製基板を接合すると、接合強度が低くなってしまう。例えば、ゲート部が設けられた位置(突起部11が設けられた位置)から距離dの範囲内における表面の平面精度が低い場合、その部分を含めて樹脂製基板10と樹脂製基板20とを接合すると、接合強度が低くなってしまう。そこで、この実施形態では、外周部から距離dの範囲を避けて樹脂製基板10と樹脂製基板20とを接合することにより、樹脂製基板10において平面精度が比較的低い表面を避けて接合することが可能となる。そのことにより、平面精度が比較的高い表面を接合面として樹脂製基板10と樹脂製基板20とを接合することが可能となるため、マイクロチップの接合強度を高めることが可能となる。つまり、換言すれば、流路用溝を有する樹脂製基板の表面において、PV値が10μm以上である場所(好ましくは、3μm以上である場所)を避けて、他方の樹脂製基板を接合することが好ましい。
When the
第1実施形態では、辺の長さが樹脂製基板10の辺の長さよりも短い樹脂製基板20を用いることで、樹脂製基板20の寸法を樹脂製基板10の寸法よりも小さくして、ゲート部近傍の表面(突起部11の近傍の表面)を避けて樹脂製基板10と樹脂製基板20とを接合する。例えば、正方形の形状を有する樹脂製基板10と、長方形の形状を有する樹脂製基板20とを接合する。樹脂製基板20の短辺の長さを、樹脂製基板10の辺の長さよりも短くすることで、樹脂製基板20の寸法を樹脂製基板10よりも小さくする。このように、短辺の長さが樹脂製基板10の辺の長さよりも短い長方形の樹脂製基板20を用いて、ゲート部近傍の表面(突起部11の近傍の表面)を避けて樹脂製基板10と樹脂製基板20とを接合する。
In 1st Embodiment, the dimension of the resin-made board |
例えば、樹脂製基板10の辺の長さを長さXとし、樹脂製基板20の長辺の長さを長さXとし、樹脂製基板20の短辺の長さを長さYとする(長さY<長さX)。そして、樹脂製基板20の短辺の長さYを、樹脂製基板10の辺の長さXよりも距離d以上短くする。すなわち、長さX−長さY≧距離dの関係が成立するように、樹脂製基板10の辺の長さXと、樹脂製基板20の短辺の長さYを規定する。なお、樹脂製基板10に設けられた突起部11の長さであって、樹脂製基板10の辺に沿った長さを長さAとする。このように、樹脂製基板20の短辺の長さYを、樹脂製基板10の辺の長さXよりも距離d以上短くすることで、ゲート部近傍の表面(突起部11の近傍の表面)を避けて樹脂製基板10と樹脂製基板20とを接合することができる。そのことにより、平面精度が比較的高い表面を接合面として樹脂製基板10と樹脂製基板20とを接合することが可能となるため、マイクロチップの接合強度を高めることが可能となる。
For example, the length of the side of the
なお、第1実施形態では、1例として、樹脂製基板20の短辺の長さYを樹脂製基板10の辺の長さXよりも距離dだけ短くしている。換言すると、樹脂製基板20の短辺の長さYと距離dとを加算した長さが、樹脂製基板10の辺の長さXとなっている。この例は1例であり、樹脂製基板20の短辺の長さYが、樹脂製基板10の辺の長さXよりも距離d以上短くなっていれば、この実施形態に係る効果を奏することができる。
In the first embodiment, as an example, the length Y of the short side of the
1例として、突起部11が設けられた外周部からの距離dを1[mm]とする。この距離d内の範囲を避けて樹脂製基板10と樹脂製基板20とを接合するために、樹脂製基板10の一辺の長さXを50[mm]とし、樹脂製基板20の長辺の長さXを50[mm]、短辺の長さYを49[mm]とする。このような寸法の樹脂製基板10と樹脂製基板20とを接合することで、平面精度が比較的に低くなる距離d(=1[mm])内の範囲を避けて、接合することが可能となる。また、突起部11の幅は、7.5[mm]以上、45[mm]以下であることが好ましく、15[mm]以上、40[mm]以下であることが更に好ましい。
As an example, the distance d from the outer periphery where the
また、樹脂製基板10、20には樹脂が用いられる。その樹脂としては、成形性(転写性、離型性)が良いこと、透明性が高いこと、紫外線や可視光に対する自己蛍光性が低いことなどが条件として挙げられる。例えば、樹脂製基板10、20には熱可塑性樹脂が用いられる。
Resin is used for the
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン6、ナイロン66、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリイソプレン、ポリエチレン、ポリジメチルシロキサン、環状ポリオレフィンなどを用いることが好ましい。特に好ましいのは、ポリメタクリル酸メチル、環状ポリオレフィンを用いることである。なお、樹脂製基板10と樹脂製基板20とで、同じ材料を用いても良いし、異なる材料を用いても良い。
Examples of the thermoplastic resin include polycarbonate, polymethyl methacrylate, polystyrene, polyacrylonitrile, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, nylon 6, nylon 66, polyvinyl acetate, polyvinylidene chloride, polypropylene, polyisoprene, polyethylene, polydimethyl. It is preferable to use siloxane, cyclic polyolefin or the like. It is particularly preferable to use polymethyl methacrylate and cyclic polyolefin. The
また、流路用溝が形成されない樹脂製基板20には、熱可塑性樹脂の他、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂などを用いても良い。熱硬化性樹脂としては、ポリジメチルシロキサンを用いることが好ましい。
In addition to the thermoplastic resin, a thermosetting resin, an ultraviolet curable resin, or the like may be used for the
また、蓋(カバー)として機能する樹脂製基板20は、押出成形法、Tダイ成形法、インフレーション成形法、又はカレンダ成形法などの射出成形法以外の方法によって作製されていても良いし、射出成形法によって作製されていても良い。流路用溝が形成されていない樹脂製基板20は形状が単純であるため、流路用溝が形成される樹脂製基板に比べて、平面精度が比較的良好であるため、カバー側の樹脂製基板のゲート部近傍の表面が、流路用溝が形成されている樹脂製基板によって覆われていても良い。
Further, the
なお、微細流路15、16の形状は、分析試料、試薬の使用量を少なくできること、成形金型の作製精度、転写性、離型性などを考慮して、幅、深さともに、10μm〜200μmの範囲内の値であることが好ましいが、特に限定されるものではない。また、微細流路15、16の幅と深さは、マイクロチップの用途によって決めれば良い。なお、説明を簡便にするために、微細流路15、16の断面の形状は矩形状となっているが、この形状は1例であり、曲面状となっていても良い。また、溝の幅と高さは、微細流路15と微細流路16とで同じであっても良いし、異なっていても良い。
Note that the shape of the
また、流路用溝12、13が形成された樹脂製基板10の板厚は、成形性を考慮して、0.2mm〜5mm程度が好ましく、0.5mm〜2mmがより好ましい。流路用溝12、13を覆うための蓋(カバー)として機能する樹脂製基板20の板厚は、成形性を考慮して、0.2mm〜5mm程度が好ましく、0.5mm〜2mmがより好ましい。また、蓋(カバー)として機能する樹脂製基板20に流路用溝を形成しない場合、板状の部材ではなく、フィルム(シート状の部材)を用いても良い。この場合、フィルムの厚さは、30μm〜300μmであることが好ましく、50μm〜150μmであることがより好ましい。
In addition, the plate thickness of the
(接合)
樹脂製基板10と樹脂製基板20との接合は、熱圧着又は熱ラミネートなどの加熱溶着によって行われる。樹脂製基板10、20に対して熱圧着又は熱ラミネートを施すことにより、樹脂製基板10、20の接合面における樹脂を溶融させて、樹脂製基板10と樹脂製基板20とを接合する。
(Joining)
The
例えば熱圧着の場合、流路用溝12、13が形成された面を内側にして、樹脂製基板10と樹脂製基板20とを重ねる。その状態で、樹脂製基板10と樹脂製基板20とを加熱することで接合面を溶融させ、さらに、樹脂製基板10と樹脂製基板20とを加圧することで接合する。例えば、70℃〜200℃の範囲で樹脂製基板10、20を加熱し、その状態で樹脂製基板10、20を加圧することで、基板同士を接合する。また、熱ラミネートの場合、樹脂製基板10、20を加熱した状態で、ロールによって樹脂製基板10、20を加圧することで、基板同士を接合する。
For example, in the case of thermocompression bonding, the
また、熱圧着及び熱ラミネートの他、レーザ溶着又は超音波溶着によって樹脂製基板10と樹脂製基板20とを接合しても良い。
Further, the
レーザ溶着の場合、流路用溝12、13が形成された面を内側にして、樹脂製基板10と樹脂製基板20とを重ねる。その状態で、樹脂製基板10と樹脂製基板20に対してレーザを照射することで接合面を溶融させ、さらに、樹脂製基板10と樹脂製基板20とを加圧することで接合する。例えば、0.1W〜20Wのレーザ強度で樹脂製基板上を走査することで、基板同士を接合する。
In the case of laser welding, the
また、超音波溶着の場合、流路用溝12、13が形成された面を内側にして、樹脂製基板10と樹脂製基板20とを重ねる。その状態で、樹脂製基板10と樹脂製基板20に対して超音波を照射することで接合面を溶融させ、さらに、樹脂製基板10と樹脂製基板20とを加圧することで接合する。例えば、10kHz〜50kHzの超音波を印加しながら樹脂製基板を加圧することで、基板同士を接合する。
In the case of ultrasonic welding, the
以上のように、溶着によって接合する場合は、接着のように接着剤を介して2つの樹脂製基板を接合するのではなく、2つの樹脂製基板を直接、接触させて接合させるため、樹脂製基板の表面の平面精度が接合状態に大きく影響する。この実施形態のように、ゲート部近傍を避けて2つの樹脂製基板を接合することにより、溶着のように2つの樹脂製基板を直接接触させる場合であっても、強固な接合強度を得ることが可能となる。 As described above, when joining by welding, two resin substrates are not directly joined via an adhesive as in the case of adhesion, but two resin substrates are directly contacted and joined. The planar accuracy of the substrate surface greatly affects the bonding state. As in this embodiment, by joining two resin substrates while avoiding the vicinity of the gate portion, even when two resin substrates are directly contacted as in welding, a strong bonding strength is obtained. Is possible.
また、微細流路15と微細流路16とが直交して形成されたマイクロチップは、例えば電気泳動法に用いられる。例えば、開口部17から微細流路15の内部に試料や緩衝液を加圧注入し、さらに、マイクロチップの開口部17の2箇所に電極を差し込み、高電圧をかけて電気泳動を行う。1例として、開口部17から微細流路15の内部にポリマーを含む緩衝液を加圧注入し、つづいて蛍光標識したDNAサンプルを注入する。さらに、開口部17の2箇所に電極を差し込み、高電圧をかけて電気泳動を行い、蛍光検出器によりDNAサンプルを検出する。
Moreover, the microchip in which the
なお、第1実施形態では、樹脂製基板10に貫通孔14を形成しているが、貫通孔を樹脂製基板20に形成することで、微細流路と繋がる開口部を形成しても良い。
In the first embodiment, the through
[第2の実施の形態]
次に、この発明の第2実施形態に係るマイクロチップについて図5を参照して説明する。図5は、この発明の第2実施形態に係る樹脂製基板とマイクロチップの上面図である。図5(a)は、カバー側の樹脂製基板の上面図であり、図5(b)は、マイクロチップの上面図である。
[Second Embodiment]
Next, a microchip according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a top view of a resin substrate and a microchip according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5A is a top view of the resin substrate on the cover side, and FIG. 5B is a top view of the microchip.
第2実施形態では、カバー側の基板として、第1実施形態に係る樹脂製基板20の代わりに、図5(a)に示す樹脂製基板30を用いて、樹脂製基板10と樹脂製基板30とを接合する。カバー側の樹脂製基板30は平板状の基板であり、樹脂製基板30の一辺の一部には、基板の外周部から基板の内側に凹んだ形状を有する切り欠け部31が形成されている。この切り欠け部31は、樹脂製基板30の一辺のすべてにわたって形成されておらず、一辺の一部分に形成されている。
In the second embodiment, instead of the
切り欠け部31は、樹脂製基板10と樹脂製基板30とを接合するときに、ゲート部近傍の表面(突起部11の近傍の表面)と樹脂製基板30の表面との接触を避けるために形成されている。従って、切り欠け部31の凹みの幅は、樹脂製基板30の外周部から内側に距離d以上となっている。図5に示す例では、切り欠け部31の凹みの幅は距離dとなっているが、これは1例であり、凹みの幅は距離d以上となっていれば良い。さらに、切り欠け部31の長さであって樹脂製基板30の辺に沿った長さBは、突起部11の長さであって樹脂製基板10の辺に沿った長さAよりも長くなっている(長さA<長さB)。
In order to avoid contact between the surface in the vicinity of the gate portion (the surface in the vicinity of the protrusion 11) and the surface of the
そして、樹脂製基板30の切り欠け部31が形成されている辺の位置と、樹脂製基板10の突起部11が形成されている辺の位置とを合わせて、樹脂製基板10と樹脂製基板30とを接合することでマイクロチップを製造する。図5(b)に、樹脂製基板10と樹脂製基板30とが接合されたマイクロチップを示す。図5(b)に示すように、樹脂製基板30に形成された切り欠け部31によって、ゲート部近傍の表面(突起部11の近傍の表面)を避けて、樹脂製基板10と樹脂製基板30とを接合することができる。すなわち、切り欠け部31は樹脂製基板30の外周部から内側に凹んでいるため、その凹みによってゲート部近傍の表面(突起部11の近傍の表面)と樹脂製基板30の表面とを接触させずに、樹脂製基板10と樹脂製基板30とを接合することができる。
Then, the
切り欠け部31の凹みの幅は距離d以上であるため、ゲート部が設けられた位置(突起部11が設けられた位置)から距離dの範囲内において、樹脂製基板10の表面と樹脂製基板30の表面とは接触することがない。そのことにより、平面精度が比較的低い表面、即ち、PV値が3μm以上である表面を避けて、平面精度が比較的高い表面を接合面にして、樹脂製基板10と樹脂製基板30とを接合することができる。その結果、マイクロチップの接合強度を高めることが可能となる。
Since the width of the recess of the
1例として、距離dを1[mm]とし、樹脂製基板10の一辺の長さXを50[mm]とし、樹脂製基板30の一辺の長さXを50[mm]とする。また、突起部11の長さAを25[mm]とし、切り欠け部31の長さBを25[mm]よりも長くする。このような寸法の切り欠け部30を樹脂製基板31に形成することで、距離d(=1[mm])内の範囲を避けて、樹脂製基板10と樹脂製基板30とを接合することが可能となる。
As an example, the distance d is 1 [mm], the length X of one side of the
なお、樹脂製基板30の材料は第1実施形態における樹脂製基板20と同じ材料が用いられる。また、樹脂製基板10と樹脂製基板30との接合の方法は、第1実施形態に係る方法と同じである。また、樹脂製基板の突起部11の大きさなどについても第1実施形態と同様である。
The material of the
[第3の実施の形態]
次に、この発明の第3実施形態に係るマイクロチップについて図6から図9を参照して説明する。図6は、この発明の第3実施形態に係る樹脂製基板の上面図である。図7は、この発明の第3実施形態に係る樹脂製基板の断面図であり、図6のVII−VII断面図である。図8は、この発明の第3実施形態に係るマイクロチップの上面図である。図9は、この発明の第3実施形態に係るマイクロチップの断面図であり、図8のIX−IX断面図である。
[Third Embodiment]
Next, a microchip according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a top view of a resin substrate according to the third embodiment of the present invention. FIG. 7 is a cross-sectional view of a resin substrate according to the third embodiment of the present invention, and is a VII-VII cross-sectional view of FIG. FIG. 8 is a top view of a microchip according to a third embodiment of the present invention. FIG. 9 is a cross-sectional view of a microchip according to a third embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line IX-IX in FIG.
図6に示すように、樹脂製基板40の一方の表面には、第1実施形態に係る樹脂製基板10と同様に、流路用溝12、13が形成されている。また、流路用溝12、13の両端部には、樹脂製基板40の厚さ方向に貫通する貫通孔14が形成されている。さらに、樹脂製基板40の外周部の一部には、射出成形のときに使用されたゲート部中に残された成形体が突起部11として設けられている。第1実施形態と同様に、突起部11を樹脂製基板40に残したまま接合しても良いし、突起部11を樹脂製基板40から取り除いた後に接合しても良い。なお、突起部11の大きさなどについては第1実施形態と同様である。
As shown in FIG. 6, flow
さらに、図6と図7に示すように、樹脂製基板40には、流路用溝12、13が形成されている表面とは反対側の表面であって貫通孔14の周囲に、円筒状の突起部41が設けられている。突起部41は、貫通孔14を囲み、樹脂製基板40の厚さ方向に突出している。この突起部41に、チューブやノズルを嵌合して、試料などの導入や排出を行う。なお、図6に示す突起部41は円筒状の形状を有しているが、これは1例であり、多角形の形状を有していても良い。
Further, as shown in FIGS. 6 and 7, the
以上のように、樹脂製基板40は、突起部41を除いて第1実施形態に係る樹脂製基板10と同じ構成を有している。
As described above, the
また、図8と図9に示すように、第1実施形態と同様に、樹脂製基板40の接合の相手方となる樹脂製基板20は平板状の基板である。そして、流路用溝13、14が形成されている面を内側にして、樹脂製基板40と樹脂製基板40とを接合することでマイクロチップを製造する。この接合によって、マイクロチップの内部には、直線状の微細流路15と微細流路16とが互いに直交して形成され、さらに、微細流路15と微細流路16の両端部には開口部17が形成される。そして、突起部41にチューブやノズルを嵌合し、そのチューブやノズルを介して、ゲル、試料、又は緩衝液などを微細流路に導入し、又は、微細流路15、16から試料などを排出する。
Further, as shown in FIGS. 8 and 9, the
そして、図8と図9に示すように、第1実施形態と同様に、樹脂製基板40に形成された突起部11の近傍を避けて、樹脂製基板40と樹脂製基板20とを接合する。具体的には、流路用溝12、13が形成された樹脂製基板40よりも、樹脂製基板20の寸法を小さくして、ゲート部近傍の表面(突起部11の近傍の表面)を避けて樹脂製基板40と樹脂製基板20とを接合する。例えば、樹脂製基板20の短辺の長さYを、樹脂製基板40の辺の長さXよりも距離d以上短くすることで、ゲート部近傍の表面(突起部11の近傍の表面)を避けて樹脂製基板40と樹脂製基板20とを接合する。これにより、平面精度が比較的高い表面を接合面として樹脂製基板40と樹脂製基板20とを接合することが可能となり、その結果、マイクロチップの接合強度を高めることが可能となる。
Then, as shown in FIGS. 8 and 9, the
さらに、射出成形によって樹脂製基板40の貫通孔14の周囲に突起部41を形成する場合、樹脂製基板40が偏肉するため、樹脂製基板40における接合面の平面精度はより低くなる。より詳しく説明すると、突起部41を形成することで、樹脂製基板40の厚さが部分的に異なる。厚さが部分的に異なることで、成形中、樹脂製基板40の各部分における冷却過程がそれぞれ変わってしまい、その結果、樹脂製基板40の表面に歪みができやすくなる。その結果、突起部41を形成した場合には、樹脂製基板40における接合面の平面精度がより低くなる。また、突起部を設けたことによる平面精度の劣化は、樹脂製基板の基板全体にも及ぶため、ゲート部近傍においては、突起部を設けない場合に比べて平面精度がより劣化してしまう。従って、突起部41を設けた樹脂製基板40を接合する場合は、接合強度がより低くなってしまうおそれがある。
Furthermore, when the
これに対して、突起部11の近傍の表面を避けて樹脂製基板40と樹脂製基板20とを接合することで、接合面がより狭くなるため、接合において平面精度の影響を受けにくくすることが可能となる。その結果、接合強度がより低くなり得る突起部41を形成した場合であっても、マイクロチップの接合強度を高めることが可能となる。また、ゲート部近傍を避けて接合することにより、接合強度を高めるという効果がより顕著となる。
On the other hand, by joining the
この第3実施形態においては、分析装置と接続するための突起部41を貫通孔14の周囲に設けた例について説明したが、樹脂製基板40の表面に設けられる凹凸部材は、この突起部41に限定されない。例えば、微細流路内を流れる試料の流動を制御するためのスイッチや、分析装置からの光を集光するためのレンズなどを樹脂製基板40の表面に形成しても良い。このような凹凸部材を射出成形によって樹脂製基板40に形成した場合も、突起部41を形成した場合と同様に、樹脂製基板40の表面の平面精度が低くなってしまう。そのような場合であっても、この第3実施形態によれば、接合において平面精度の影響を受けにくくして、マイクロチップの接合強度を高めることが可能となる。
In the third embodiment, the example in which the
また、突起部41(凹凸部材)が設けられた樹脂製基板40と、第2実施形態に係るカバー側の樹脂製基板30とを接合してマイクロチップを作製しても、この実施形態に係る効果を奏することができる。
Further, even if the
なお、樹脂製基板40の材料は第1実施形態における樹脂製基板10と同じ材料が用いられる。また、樹脂製基板40と樹脂製基板20との接合の方法は、第1実施形態に係る方法と同じである。
The material of the
[第4の実施の形態]
次に、この発明の第4実施形態に係るマイクロチップについて図10から図12を参照して説明する。図10は、この発明の第4実施形態に係る樹脂製基板の上面図である。図11は、この発明の第4実施形態に係るマイクロチップの上面図である。図12は、この発明の第4実施形態に係るマイクロチップの断面図であり、図11のXII−XII断面図である。
[Fourth Embodiment]
Next, a microchip according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a top view of a resin substrate according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 11 is a top view of a microchip according to a fourth embodiment of the present invention. 12 is a cross-sectional view of a microchip according to a fourth embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line XII-XII of FIG.
第4実施形態では、カバー側の基板として、第1実施形態に係る樹脂製基板20の代わりに、図10に示す樹脂製基板50を用いて、樹脂製基板10と樹脂製基板50とを接合する。樹脂製基板50は、樹脂製基板10に設けられた突起部11の近傍の表面を避けて、さらに、樹脂製基板10の角の近傍を避けて樹脂製基板10と接合するために用いられる。樹脂製基板50は平板状の基板であり、略台形の形状を有している。具体的には、樹脂製基板50は、下辺51から上辺52に向けて所定距離の間、幅が一定となっており、その所定距離の位置から上辺52までの間に2つの傾斜部53が形成されて、幅が徐々に狭くなっている。換言すると、樹脂製基板50は、第1実施形態に係る樹脂製基板20の2つの角が斜めに削られた形状を有している。なお、傾斜部53は直線状になっているが、これは1例であり、曲線状になっていても良い。2つの傾斜部53は、樹脂製基板10の角の位置に対応して形成されており、樹脂製基板10と樹脂製基板50とを接合するときに、樹脂製基板10の角の近傍と樹脂製基板50の表面との接触を避けるために形成されている。また、台形の形状を有する樹脂製基板50の下辺51から上辺52までの長さYは、樹脂製基板10の一辺の長さXよりも、距離d以上短くなっている。また、下辺51の長さは、長さXとなっている。
In the fourth embodiment, instead of the
そして、樹脂製基板10と樹脂製基板50とを接合することで、マイクロチップを製造する。図11と図12に、樹脂製基板10と樹脂製基板50とが接合されたマイクロチップを示す。第1実施形態と同様に、ゲート部近傍の表面(突起部11の近傍の表面)を避けて、樹脂製基板10と樹脂製基板50とを接合する。具体的には、樹脂製基板50の下辺51側を樹脂製基板10の突起部11に向けて、突起部11から距離d離れた位置に樹脂製基板50を樹脂製基板10に重ねる。これにより、平面精度が比較的低いゲート部近傍の表面(突起部11近傍の表面)を避けて、平面精度が比較的高い表面を接合面として、樹脂製基板10と樹脂製基板50とを接合することが可能となる。なお、第1実施形態と同様に、突起部11を樹脂製基板10に残したまま接合しても良いし、突起部11を樹脂製基板10から取り除いた後に接合しても良い。また、突起部11の大きさなどについては第1実施形態と同様である。
Then, the microchip is manufactured by bonding the
さらに、傾斜部53を樹脂製基板50に形成することで、樹脂製基板10の角を避けて、樹脂製基板10と樹脂製基板50とを接合することができる。射出成形によって樹脂製基板10を作製する場合、樹脂製基板10の端部や角が盛り上がるおそれがある。そのことにより、端部や角において平面精度が比較的低くなり、基板同士の接合強度が低くなってしまう。特に角において平面精度が低下しやすい。例えば、樹脂製基板10の角から1mmの範囲内は、平面精度が比較的低くなるおそれがある。
Furthermore, by forming the
そこで、樹脂製基板10の角の位置に対応する傾斜部53を樹脂製基板50に形成することで、樹脂製基板10の角を避けて樹脂製基板10と樹脂製基板50とを接合することが可能となる。そのことにより、平面精度が比較的低い表面を避けて、樹脂製基板10と樹脂製基板50とを接合することが可能となり、マイクロチップの接合強度をより高めることが可能となる。例えば、樹脂製基板10の角から1mm以内の範囲内を避けるように、傾斜部53を樹脂製基板50に形成することで、平面精度が比較的低い表面を避けて樹脂製基板10と樹脂製基板50とを接合することが可能となる。
Therefore, the
また、マイクロチップは基板の角から剥がれやすいため、樹脂製基板10の角を避けて樹脂製基板10と樹脂製基板50とを接合することで、角から剥がれにくいマイクロチップを作製することができる。
In addition, since the microchip is easily peeled off from the corner of the substrate, the microchip that is difficult to peel off from the corner can be manufactured by joining the
また、傾斜部53が形成されたカバー側の樹脂製基板50と、第3実施形態に係る突起部41(凹凸部材)が設けられた樹脂製基板40とを接合してマイクロチップを作製しても、この実施形態に係る効果を奏することができる。
Further, a microchip is manufactured by joining the
なお、樹脂製基板50の材料は第1実施形態における樹脂製基板20と同じ材料が用いられる。また、樹脂製基板10と樹脂製基板50との接合の方法は、第1実施形態に係る方法と同じである。
The material of the
[第5の実施の形態]
次に、この発明の第5実施形態に係るマイクロチップについて図13と図14を参照して説明する。図13は、この発明の第5実施形態に係るマイクロチップの上面図である。図14は、この発明の第5実施形態に係るマイクロチップの断面図であり、図13のXIV−XIV断面図である。
[Fifth Embodiment]
Next, a microchip according to a fifth embodiment of the invention is described with reference to FIGS. FIG. 13 is a top view of a microchip according to a fifth embodiment of the present invention. 14 is a cross-sectional view of a microchip according to a fifth embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line XIV-XIV in FIG.
第5実施形態では、カバー側の基板として、第1実施形態に係る樹脂製基板20の代わりに、図13と図14に示す樹脂製基板60を用いて、樹脂製基板10と樹脂製基板60とを接合する。樹脂製基板60は、ゲート部近傍の表面(突起部11の近傍の表面)を避けて、さらに、樹脂製基板10のすべての端部から所定距離の範囲の表面を避けて樹脂製基板10と接合するために用いられる。樹脂製基板60は平板状の基板であり、樹脂製基板10の寸法よりも小さくなっている。例えば、樹脂製基板60の大きさは、樹脂製基板60を樹脂製基板10に重ねたときに、樹脂製基板10のすべての端部から1mm以内の範囲に含まれる表面を覆わない大きさとなっている。
In the fifth embodiment, instead of the
上述したように、射出成形によって樹脂製基板10を作製する場合、樹脂製基板10の端部や角が盛り上がり、平面精度が低くなってしまうおそれがある。そこで、第6実施形態では、樹脂製基板10の端部から所定距離(1mm以内)の範囲に含まれる表面を覆わない大きさの樹脂製基板60を用いることで、樹脂製基板10の端部の周辺を避けて、樹脂製基板10と樹脂製基板60とを接合することが可能となる。そのことにより、平面精度が比較的低い表面を避けて、樹脂製基板10と樹脂製基板60とを接合することが可能となり、マイクロチップの接合強度をより高めることが可能となる。
As described above, when the
また、マイクロチップは、基板の端部(外周部)から剥がれやすいため、樹脂製基板10のすべての端部の周辺を避けて樹脂製基板10と樹脂製基板60とを接合することで、端部から剥がれにくいマイクロチップを作製することができる。
Further, since the microchip is easily peeled off from the end portion (peripheral portion) of the substrate, the end portions of the
また、樹脂製基板10の端部から所定距離(1mm以内)の範囲に含まれる表面を覆わない大きさの樹脂製基板60を用いることで、ゲート部近傍の表面(突起部11の近傍の表面)を避けて、樹脂製基板10と樹脂製基板60とを接合することが可能となる。これにより、平面精度が比較的低いゲート部近傍の表面(突起部11近傍の表面)を避けて、平面精度が比較的高い表面を接合面として、樹脂製基板10と樹脂製基板60とを接合することが可能となる。その結果、マイクロチップの接合強度を高めることが可能となる。なお、第1実施形態と同様に、突起部11を樹脂製基板10に残したまま接合しても良いし、突起部11を樹脂製基板10から取り除いた後に接合しても良い。また、突起部11の大きさなどについては第1実施形態と同様である。
Further, by using the
なお、図13に示す樹脂製基板60の形状は1例である。図13に示す例では、樹脂製基板60の端部は曲線状となっているが、これに限定されず、直線状の形状であっても良い。すなわち、樹脂製基板10の端部から所定距離の範囲の表面を覆わない形状であれば、樹脂製基板60の形状は円形状であっても良いし、矩形状であっても良い。
The shape of the
また、樹脂製基板60と、第3実施形態に係る突起部41(凹凸部材)が設けられた樹脂製基板40とを接合してマイクロチップを作製しても、この実施形態に係る効果を奏することができる。
Moreover, even if the
なお、樹脂製基板60の材料は第1実施形態における樹脂製基板20と同じ材料が用いられる。また、樹脂製基板10と樹脂製基板60との接合の方法は、第1実施形態に係る方法と同じである。
The material of the
[第6の実施の形態]
次に、この発明の第6実施形態に係るマイクロチップについて図15と図16を参照して説明する。図15は、この発明の第6実施形態に係るマイクロチップの上面図である。図16は、この発明の第6実施形態に係るマイクロチップの断面図であり、図15のXVI−XVI断面図である。
[Sixth Embodiment]
Next, a microchip according to a sixth embodiment of the present invention is described with reference to FIGS. FIG. 15 is a top view of a microchip according to a sixth embodiment of the present invention. 16 is a cross-sectional view of a microchip according to a sixth embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line XVI-XVI of FIG.
第6実施形態では、カバー側の基板として、第1実施形態に係る樹脂製基板20の代わりに、図15と図16に示す樹脂製基板70を用いて、樹脂製基板10と樹脂製基板70とを接合する。樹脂製基板70は平板状の基板である。また、樹脂製基板70の形状は、樹脂製基板10の表面に形成された流路用溝12、13の形状と、貫通孔14が形成されている位置とに依存する。例えば、樹脂製基板70の形状は、流路用溝12、13と貫通孔14とに沿った形状となっている。具体的には、樹脂製基板70のすべての端部が、流路用溝12、13が形成されている位置と貫通孔14が形成されている位置とから、所定の距離以内の範囲に含まれる形状となっている。これにより、樹脂製基板10の表面に形成された流路用溝12、13の位置に合わせて樹脂製基板70を樹脂製基板10に重ねて接合したときに、樹脂製基板70のすべての端部が、微細流路15、16と開口部17とから所定の距離以内の範囲に含まれることになる。1例として、樹脂製基板70のすべての端部が、微細流路15、16と開口部17とから、2mm以内の範囲に含まれることが好ましく、0.2mm〜2mmの範囲内に含まれていることがより好ましい。
In the sixth embodiment, instead of the
例えば、樹脂製基板10には、直線状の流路用溝12と直線状の流路用溝13とが直交して形成され、流路用溝12、13のそれぞれの両端部には貫通孔14が形成されている。そのため、カバー側の樹脂製基板70は、流路用溝12に沿った直線状の部材と、流路用溝13に沿った直線状の部材とを備えて構成されている。なお、図15に示す樹脂製基板70の形状は1例であり、流路用溝と貫通孔とが形成されている位置に応じて、カバー側の樹脂製基板の形状を変えれば良い。
For example, a linear flow path groove 12 and a straight flow path groove 13 are formed in the
以上のように、カバー側の樹脂製基板70のすべての端部が、流路用溝12、13と貫通孔14とから所定の距離以内の範囲に含まれる形状とすることで、樹脂製基板10と樹脂製基板70とが接合する面をより狭くすることが可能となる。このように接合面が狭くなることで、接合において平面精度の影響を受ける範囲がより狭くなる。そのことにより、平面精度が比較的低い表面があっても、その表面の影響を受けにくくして、樹脂製基板10と樹脂製基板70とを接合することが可能となる。その結果、樹脂製基板10と樹脂製基板70との接合強度をより高くすることが可能となる。
As described above, by forming all the end portions of the
また、カバー側の樹脂製基板70のすべての端部が、流路用溝12、13と貫通孔14とから所定の距離(0.2mm〜2mm)の範囲に含まれる形状とすることで、樹脂製基板10に形成された突起部11の近傍の表面(ゲート部近傍の表面)を避けて、樹脂製基板10と樹脂製基板70とを接合することが可能となる。これにより、平面精度が比較的低いゲート部近傍の表面(突起部11近傍の表面)を避けて、平面精度が比較的高い表面を接合面として、樹脂製基板10と樹脂製基板70とを接合することが可能となる。その結果、マイクロチップの接合強度を高めることが可能となる。
Moreover, by making all the edge parts of the
また、樹脂製基板70と、第3実施形態に係る突起部41(凹凸部材)が設けられた樹脂製基板40とを接合してマイクロチップを作製しても、この実施形態に係る効果を奏することができる。
Moreover, even if the
なお、樹脂製基板70の材料は第1実施形態における樹脂製基板20と同じ材料が用いられる。また、樹脂製基板10と樹脂製基板70との接合の方法は、第1実施形態に係る方法と同じである。また、樹脂製基板の突起部11の大きさなどについても第1実施形態と同様である。
The material of the
[第7の実施の形態]
次に、この発明の第7実施形態に係るマイクロチップについて図17から図19を参照して説明する。図17は、この発明の第7実施形態に係る樹脂製基板の上面図である。図18は、この発明の第7実施形態に係るマイクロチップの上面図である。図19は、この発明の第7実施形態に係るマイクロチップの断面図であり、図18のXIX−XIX断面図である。
[Seventh Embodiment]
Next, a microchip according to a seventh embodiment of the invention is described with reference to FIGS. FIG. 17 is a top view of a resin substrate according to a seventh embodiment of the present invention. FIG. 18 is a top view of a microchip according to a seventh embodiment of the present invention. FIG. 19 is a cross-sectional view of a microchip according to a seventh embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view of XIX-XIX in FIG.
図17に示すように、樹脂製基板80の一方の表面には、流路用溝81と流路用溝84とが形成されている。流路用溝81、84は、1例として、直線状の溝とその直線状の溝に交差する2つの溝とを含んで構成されている。流路用溝81と流路用溝84とは繋がっておらず、それぞれ独立した溝である。また、流路用溝81の端部には、樹脂製基板80の厚さ方向に貫通する貫通孔82が形成されている。同様に、流路用溝84の端部には、樹脂製基板80の厚さ方向に貫通する貫通孔85が形成されている。さらに、図17に示すように、樹脂製基板80には、流路用溝81、84が形成されている表面とは反対側の表面に、円筒状の突起部83、86が設けられている。突起部83は、貫通孔82の周囲に設けられ、突起部86は、貫通孔85の周囲に設けられている。突起部83、86に、チューブやノズルを嵌合して、試料などの導入や排出を行う。さらに、樹脂製基板80の外周部の一部には、射出成形のときに使用されたゲート部中に残された成形体が突起部11として設けられている。なお、この実施形態では、突起部83、86が設けられている例いついて説明するが、突起部83、86が設けられていなくても、この実施形態と同じ効果を奏することができる。
As shown in FIG. 17, a
第7実施形態では、カバー側の基板として、2つの樹脂製基板を用いる。例えば、図19と図20に示すように、樹脂製基板90と樹脂製基板100とをカバー側の基板として用いる。なお、樹脂製基板90、100が、この発明の「個別基板」の1例に相当する。樹脂製基板90、100はそれぞれ平板状の基板である。樹脂製基板90は、樹脂製基板80の表面に形成された流路用溝81をカバーする基板である。一方、樹脂製基板100は、樹脂製基板80の表面に形成された流路用溝84をカバーする基板である。このように、流路用溝ごとに別個の基板を接合する。
In the seventh embodiment, two resin substrates are used as the cover-side substrate. For example, as shown in FIGS. 19 and 20, a
樹脂製基板90の形状は、樹脂製基板80の表面に形成された流路用溝81の形状と貫通孔82が形成されている位置とに依存する。例えば、樹脂製基板90の形状は、流路用溝81と貫通孔82とに沿った形状となっている。具体的には、樹脂製基板90のすべての端部が、流路用溝81が形成されている位置と貫通孔82が形成されている位置とから、所定の距離以内の範囲に含まれる形状となっている。これにより、樹脂製基板80の表面に形成された流路用溝81の位置に合わせて樹脂製基板90を樹脂製基板80に重ねて接合したときに、樹脂製基板90のすべての端部が、微細流路201と開口部202とから所定の距離以内の範囲に含まれることになる。1例として、樹脂製基板90のすべての端部が、微細流路201と開口部202とから、2mm以内の範囲に含まれることが好ましく、0.2mm〜2mmの範囲内に含まれることがより好ましい。
The shape of the
同様に、樹脂製基板100の形状は、流路用溝84の形状と貫通孔85が形成されている位置とに依存し、流路用溝84と貫通孔85とに沿った形状となっている。具体的には、樹脂製基板100のすべての端部が、流路用溝84が形成されている位置と貫通孔85が形成されている位置とから、所定の距離以内の範囲に含まれる形状となっている。これにより、樹脂製基板80の表面に形成された流路用溝84の位置に合わせて樹脂製基板100を樹脂製基板80に重ねて接合したときに、樹脂製基板100のすべての端部が、微細流路211と開口部212とから所定の距離以内の範囲に含まれることになる。1例として、樹脂製基板100のすべての端部が、微細流路211と開口部212とから、2mm以内の範囲に含まれることが好ましく、0.2mm〜2mmの範囲内に含まれることがより好ましい。
Similarly, the shape of the
以上のように、カバー側の樹脂製基板90のすべての端部が、流路用溝81と貫通孔82とから所定の距離以内の範囲に含まれる形状とすることで、樹脂製基板80と樹脂製基板90とが接合する面をより狭くすることが可能となる。このように接合面が狭くなることで、接合において平面精度の影響を受ける範囲がより狭くなる。そのことにより、平面精度が比較的低い表面があっても、その表面の影響を受けにくくして、樹脂製基板80と樹脂製基板90とを接合することが可能となる。その結果、樹脂製基板80と樹脂製基板90との接合強度をより高くすることが可能となる。樹脂製基板100についても、流路用溝84と貫通孔85とから所定の距離以内の範囲に含まれる形状とすることで、樹脂製基板80と樹脂製基板100との接合強度をより高くすることが可能となる。
As described above, all the end portions of the
また、カバー側の樹脂製基板90のすべての端部が、流路用溝81と貫通孔82とから所定の距離(0.2mm〜2mm)の範囲に含まれる形状とすることで、樹脂製基板80に形成された突起部11の近傍の表面(ゲート部近傍の表面)を避けて、樹脂製基板80と樹脂製基板90とを接合することが可能となる。これにより、平面精度が比較的低いゲート部近傍の表面(突起部11近傍の表面)を避けて、平面精度が比較的高い表面を接合面として、樹脂製基板80と樹脂製基板90とを接合することが可能となる。その結果、マイクロチップの接合強度を高めることが可能となる。樹脂製基板100についても、突起部11近傍の表面を避けて樹脂製基板80と接合することができるため、接合強度を高めることが可能となる。なお、第1実施形態と同様に、突起部11を樹脂製基板80に残したまま接合しても良いし、突起部11を樹脂製基板80から取り除いた後に接合しても良い。また、突起部11の大きさなどについては第1実施形態と同様である。
Further, all the end portions of the
なお、樹脂製基板80の材料は第1実施形態に係る樹脂製基板10と同じ材料が用いられ、樹脂製基板90、100の材料は第1実施形態に係る樹脂製基板20と同じ材料が用いられる。また、樹脂製基板80と樹脂製基板90、100との接合の方法は、第1実施形態に係る方法と同じである。
The
また、この実施形態においては、複数のカバー側の樹脂製基板を流路用溝に沿った形状としたが、この形状に限定されない。例えば、流路用溝に沿った形状とせずに、それぞれの流路用溝を複数のカバー側の樹脂製基板で覆うようにしても良い。この場合であっても、単独のカバー側の樹脂製基板で複数の流路用溝を覆う場合に比べて、接合面積を低減できるため、平面精度が劣化した場合であっても、接合強度を高めることができる。 In this embodiment, the plurality of cover-side resin substrates are formed along the flow path grooves, but the present invention is not limited to this shape. For example, each channel groove may be covered with a plurality of resin substrates on the cover side, instead of having a shape along the channel groove. Even in this case, the bonding area can be reduced as compared with the case where a plurality of flow path grooves are covered with a single resin substrate on the cover side. Can be increased.
[第8の実施の形態]
次に、この発明の第8実施形態に係るマイクロチップについて図20と図21を参照して説明する。図20は、この発明の第8実施形態に係るマイクロチップの上面図である。図21は、この発明の第8実施形態に係るマイクロチップの断面図であり、図20のXXI−XXI断面図である。
[Eighth Embodiment]
Next, a microchip according to an eighth embodiment of the invention is described with reference to FIGS. FIG. 20 is a top view of a microchip according to an eighth embodiment of the present invention. 21 is a cross-sectional view of a microchip according to an eighth embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view of XXI-XXI in FIG.
第8実施形態では、射出成形で作製された2つの樹脂製基板を接合する場合について説明する。第8実施形態に係るマイクロチップは、表面に流路用溝12、13が形成された樹脂製基板10と、平板状の樹脂製基板110とを備えて構成されている。樹脂製基板10は、第1実施形態に係る基板と同じ構成を有しているため、説明を省略する。樹脂製基板110は平板状の基板であり、樹脂製基板10と同様に射出成形によって作製される。従って、樹脂製基板110の外周部の一部には、ゲート部中に残った成形体である突起部111が設けられている。
In the eighth embodiment, a case where two resin substrates produced by injection molding are joined will be described. The microchip according to the eighth embodiment includes a
このように、射出成形で作製された樹脂製基板10と樹脂製基板110とを接合する場合であっても、樹脂製基板10の突起部11から距離d以内の範囲内を樹脂製基板110が覆わないようし、同様に、樹脂製基板110の突起部111から距離d以内の範囲内を樹脂製基板10が覆わないようして、樹脂製基板10と樹脂製基板110とを重ねて接合する。例えば、図20と図21に示すように、樹脂製基板10と樹脂製基板110とを互い違いに重ねる。これにより、突起部11と突起部111のそれぞれの近傍、すなわち、それぞれのゲート部近傍の表面を避けて、樹脂製基板10と樹脂製基板110とを接合することが可能となる。その結果、平面精度が比較的低い表面を避けて、樹脂製基板10と樹脂製基板110とを接合することが可能となり、接合強度が高いマイクロチップを作製することが可能となる。なお、第1実施形態と同様に、突起部11を樹脂製基板10に残し、突起部111を樹脂製基板110に残したまま接合しても良いし、突起部11を樹脂製基板10から取り除き、突起部111を樹脂製基板110から取り除いた後に接合しても良い。
As described above, even when the
なお、この実施形態では、樹脂製基板110に流路用溝や貫通孔が形成されていない例について説明したが、樹脂製基板10の接合の相手となる基板はこれに限定されない。例えば、射出成形によって樹脂製基板110の表面に流路用溝を形成しても良いし、基板の厚さ方向に貫通する貫通孔を形成しても良い。このように、流路用溝や貫通孔が形成された樹脂製基板110と樹脂製基板10とを接合する場合であっても、突起部11と突起部111のそれぞれの近傍の表面を避けて接合することで、接合強度が高いマイクロチップを作製することが可能となる。また、第3実施形態に係る突起部41(凹凸部材)を樹脂製基板110に設けても良い。
In this embodiment, the example in which the channel groove and the through hole are not formed in the
なお、上述した第1から第8実施形態においては、一方の樹脂製基板のみに流路用溝を形成したが、両方の樹脂製基板に流路用溝を形成しても良い。両方の樹脂製基板に流路用溝を形成した場合であっても、ゲート部中に残された成形体である突起部から距離d以内の範囲内を接合の相手方の樹脂製基板が覆わないように、2つの樹脂製基板を接合すれば良い。これにより、上述した実施形態と同じ効果を奏することが可能となる。 In the first to eighth embodiments described above, the channel groove is formed only on one resin substrate, but the channel groove may be formed on both resin substrates. Even when the flow path grooves are formed on both resin substrates, the resin substrate of the mating partner does not cover the area within the distance d from the protrusions that are the molded bodies left in the gate portion. Thus, what is necessary is just to join two resin-made substrates. Thereby, it becomes possible to produce the same effect as the above-described embodiment.
また、樹脂製基板の表面に形成する流路用溝の数は限定されない。互いに独立した3個以上の流路用溝を、樹脂製基板の表面に形成しても良い。 Further, the number of flow path grooves formed on the surface of the resin substrate is not limited. Three or more channel grooves independent of each other may be formed on the surface of the resin substrate.
さらに、第1から第8実施形態においては、2つの樹脂製基板を接合しているが、3つ以上の樹脂製基板を重ねて接合しても良い。3つ以上の樹脂製基板を接合する場合であっても、ゲート部中に残された成形体である突起部から距離d以内の範囲内を接合の相手方の樹脂製基板が覆わないように、樹脂製基板を接合すればよい。これにより、上述した実施形態と同じ効果を奏することが可能となる。 Furthermore, in the first to eighth embodiments, two resin substrates are bonded, but three or more resin substrates may be stacked and bonded. Even when three or more resin substrates are bonded, the bonding resin resin substrate is not covered within the range within the distance d from the protrusion which is the molded body left in the gate portion. What is necessary is just to join a resin-made board | substrate. Thereby, it becomes possible to produce the same effect as the above-described embodiment.
また、ゲート部中に残された成形体である突起部は、複数の箇所に設けられていても良い。この場合、各突起部から距離d以内の範囲内をカバー側の樹脂製基板が覆わないように、樹脂製基板を接合すれば良い。 Moreover, the protrusion part which is the molded object left in the gate part may be provided in several places. In this case, the resin substrate may be bonded so that the cover-side resin substrate does not cover the range within the distance d from each protrusion.
[第9の実施の形態]
次に、この発明の第9実施形態に係るマイクロチップについて図22と図23とを参照して説明する。図22は、この発明の第9実施形態に係るマイクロチップの上面図である。図23は、この発明の第9実施形態に係るマイクロチップの断面図であり、図22のXXIII−XXIII断面図である。
[Ninth Embodiment]
Next, a microchip according to a ninth embodiment of the invention is described with reference to FIGS. FIG. 22 is a top view of a microchip according to a ninth embodiment of the present invention. FIG. 23 is a cross-sectional view of the microchip according to the ninth embodiment of the present invention, which is a cross-sectional view taken along the line XXIII-XXIII of FIG.
第9実施形態では、カバー側の基板として、第6実施形態に係る樹脂製基板70と同じ形状であるが、貫通孔121が形成された樹脂製基板120を用いている点が異なる。また、樹脂製基板10Aには、樹脂製基板10と同様に、流路用溝12、13が形成され、突起部11が設けられているが、貫通孔が形成されていない。第9実施形態では、第6実施形態に係る樹脂製基板70の代わりに、図22と図23とに示す樹脂製基板120を用い、樹脂製基板10の代わりに樹脂製基板10Aを用いて、樹脂製基板10Aと樹脂製基板120とを接合する。樹脂製基板120は、貫通孔121を有する平板状の基板である。また、樹脂製基板120の形状は、樹脂製基板70と同様に、樹脂製基板10Aの表面に形成された流路用溝12、13の形状に依存する。例えば、樹脂製基板120の形状は、流路用溝12、13に沿った形状となっている。具体的には、樹脂製基板120のすべての端部が、流路用溝12、13が形成されている位置から、所定の距離以内の範囲に含まれる形状となっている。これにより、樹脂製基板10Aの表面に形成された流路用溝12、13の位置に合わせて樹脂製基板120を樹脂製基板10Aに重ねて接合したときに、樹脂製基板120のすべての端部が、微細流路15、16から所定の距離以内の範囲に含まれることになる。1例として、樹脂製基板120のすべての端部が、微細流路15、16から、2mm以内の範囲に含まれることが好ましく、0.2mm〜2mmの範囲内に含まれることがより好ましい。
In the ninth embodiment, the substrate on the cover side has the same shape as the
例えば、樹脂製基板10Aには、直線状の流路用溝12と直線状の流路用溝13とが直交して形成されている。そのため、カバー側の樹脂製基板120は、流路用溝12に沿った直線状の部材と、流路用溝13に沿った直線状の部材とを備えて構成されている。なお、図22に示す樹脂製基板120の形状は1例であり、流路用溝が形成されている位置に応じて、カバー側の樹脂製基板の形状を変えれば良い。
For example, a linear flow path groove 12 and a straight flow path groove 13 are formed orthogonally on the
以上のように、カバー側の樹脂製基板120のすべての端部が、流路用溝12、13から所定の距離以内の範囲に含まれる形状とすることで、樹脂製基板10Aと樹脂製基板120とが接合する面をより狭くすることが可能となる。このように接合面が狭くなることで、接合において平面精度の影響を受ける範囲がより狭くなる。そのことにより、平面精度が比較的低い表面があっても、その表面の影響を受けにくくして、樹脂製基板10Aと樹脂製基板120とを接合することが可能となる。その結果、樹脂製基板10Aと樹脂製基板120との接合強度をより高くすることが可能となる。
As described above, the
また、カバー側の樹脂製基板120のすべての端部が、流路用溝12、13から所定の距離(0.2mm〜2mm)の範囲に含まれる形状とすることで、樹脂製基板10Aに形成された突起部11の近傍の表面(ゲート部近傍の表面)を避けて、樹脂製基板10Aと樹脂製基板120とを接合することが可能となる。これにより、平面精度が比較的低いゲート部近傍の表面(突起部11近傍の表面)を避けて、平面精度が比較的高い表面を接合面として、樹脂製基板10Aと樹脂製基板120とを接合することが可能となる。その結果、マイクロチップの接合強度を高めることが可能となる。
Further, by forming all the end portions of the
なお、樹脂製基板120の材料は第1実施形態における樹脂製基板20と同じ材料が用いられる。また、樹脂製基板10Aと樹脂製基板120との接合の方法は、第1実施形態に係る方法と同じである。また、樹脂製基板の突起部11の大きさなどについても第1実施形態と同様である。
The
[実施例]
次に、具体的な実施例について説明する。この実施例では、上記第1実施形態の具体例を説明する。
[Example]
Next, specific examples will be described. In this example, a specific example of the first embodiment will be described.
(樹脂製基板)
射出成形機で透明樹脂材料のアクリル(旭化成社製デルペット)を成形し、複数の流路用溝と複数の貫通孔とが形成された流路側の樹脂製基板を作製した。この流路側の樹脂製基板が、上述した第1実施形態における流路用溝12、13と貫通孔14とが形成された樹脂製基板10の1例に相当する。流路側の樹脂製基板には、射出成形のときに使用されたゲート部中に残された成形体が、基板の外周部の一部に形成されている。この成形体が、上記第1実施形態における突起部11の1例に相当する。
流路側の樹脂製基板の寸法を以下に示す。
幅X=50mm
ゲート部の幅=15mm
厚さ=1mm
突起部11の長さA=25mm
流路用溝の幅、深さ=50μm
貫通孔の内径=2mm
(Resin substrate)
A transparent resin material acrylic (Delpet manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.) was molded by an injection molding machine to produce a resin substrate on the flow path side in which a plurality of flow grooves and a plurality of through holes were formed. This flow path side resin substrate corresponds to an example of the
The dimensions of the resin substrate on the flow path side are shown below.
Width X = 50mm
Gate width = 15mm
Thickness = 1mm
Length of protrusion 11 A = 25 mm
The width and depth of the channel groove = 50 μm
Inside diameter of the through hole = 2mm
また、透明樹脂材料としてアクリルを用い、押出成形法によって、カバー側の樹脂製基板を作製した。このカバー側の樹脂製基板が、第1実施形態に係る蓋(カバー)として機能する樹脂製基板20に相当する。
カバー側の樹脂製基板の寸法を以下に示す。
幅X(長辺)=50mm
幅Y(短辺)=49mm
厚さ=1mm
Moreover, the acrylic resin was used as the transparent resin material, and a resin substrate on the cover side was produced by an extrusion method. The resin substrate on the cover side corresponds to the
The dimensions of the resin substrate on the cover side are shown below.
Width X (long side) = 50mm
Width Y (short side) = 49mm
Thickness = 1mm
(接合)
次に、流路用溝が形成された表面を内側にして、流路側の樹脂製基板とカバー側の樹脂製基板とを重ねた。このとき、突起部11が形成された位置から1mm以内の範囲に含まれる表面を避けて、2つの樹脂製基板を重ねた。その状態で、加熱プレス機を用いて、90℃に加熱された熱板によって2つの樹脂製基板を挟み、1kgf/cm2の圧力を加えて、1分間保持することでマイクロチップを作製した。
(Joining)
Next, the resin substrate on the channel side and the resin substrate on the cover side were overlapped with the surface on which the channel groove was formed facing inside. At this time, the two resin substrates were overlapped while avoiding the surface included in the range within 1 mm from the position where the
(評価)
上述した方法で作製したマイクロチップの接合面を顕微鏡で観察したところ、この実施例において、2つの樹脂製基板は全面溶着されていた。
(Evaluation)
When the bonding surface of the microchip produced by the method described above was observed with a microscope, the two resin substrates were welded to the entire surface in this example.
(比較例)
次に、上述した実施例に対する比較例を説明する。
(Comparative example)
Next, a comparative example for the above-described embodiment will be described.
(樹脂製基板)
射出成形機で透明樹脂材料のアクリル(旭化成社製、デルペット)を成形し、外形寸法が幅50mm×幅50mm×厚さ1mmの板状部材に幅50μm、深さ50μmの複数の微細流路と、内径2mmの複数の貫通孔で構成される流路側の樹脂製基板を作製した。同様に、外形寸法が幅50mm×幅50mm×厚さ1mmのカバー側の樹脂製基板を作製した。このカバー側の樹脂製基板が、流路用溝の蓋(カバー)として機能する。
(Resin substrate)
A transparent resin material acrylic (Delpet manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.) is molded by an injection molding machine, and a plurality of fine channels having a width of 50 μm and a depth of 50 μm are formed on a plate-like member having an outer dimension of 50 mm width × 50 mm width × 1 mm thickness. Then, a resin substrate on the flow path side constituted by a plurality of through holes having an inner diameter of 2 mm was produced. Similarly, a resin substrate on the cover side having an outer dimension of
(接合)
次に、流路用溝が形成された表面を内側にして、流路側の樹脂製基板とカバー側の樹脂製基板とを重ねた。その状態で、加熱プレス機を用いて、90℃に加熱された熱板によって2つの樹脂製基板を挟み、1kgf/cm2の圧力を加えて、1分間保持することでマイクロチップを作製した。
(Joining)
Next, the resin substrate on the channel side and the resin substrate on the cover side were overlapped with the surface on which the channel groove was formed facing inside. In this state, a microchip was manufactured by sandwiching two resin substrates with a hot plate heated to 90 ° C. using a heating press, applying a pressure of 1 kgf /
(評価)
比較例に係るマイクロチップの接合面を顕微鏡で観察したところ、ゲート部近傍からゲート部に近い開口部にかけて未溶着の範囲が観察された。
(Evaluation)
When the bonding surface of the microchip according to the comparative example was observed with a microscope, an unwelded range was observed from the vicinity of the gate portion to the opening portion near the gate portion.
以上のように、この発明の実施例によると、比較例と比べて、樹脂製基板同士の接合強度が高くなることが確認できた。 As described above, according to the example of the present invention, it was confirmed that the bonding strength between the resin substrates was higher than that of the comparative example.
なお、上述した実施例で示した樹脂製基板の材料や寸法は1例であり、この発明がこれらに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態で挙げた樹脂を用いた場合も、比較例と比べて、樹脂製基板同士の接合強度を高くすることが可能である。また、上述した実施例では、外周部に突起部を残したままの樹脂製基板を用いた例について説明したが、突起部と取り除いた後に接合を行っても良い。突起部を取り除いた後の樹脂製基板を用いて、ゲート部近傍の表面を避けて接合を行っても、上述した実施例と同じ効果を奏することができる。 The material and dimensions of the resin substrate shown in the above-described embodiments are only examples, and the present invention is not limited to these. For example, even when the resins mentioned in the above-described embodiments are used, it is possible to increase the bonding strength between the resin substrates compared to the comparative example. In the above-described embodiment, the example in which the resin substrate is used with the protruding portion remaining on the outer peripheral portion has been described. However, the bonding may be performed after removing the protruding portion. Even if bonding is performed by avoiding the surface in the vicinity of the gate portion using the resin substrate after removing the protruding portion, the same effect as the above-described embodiment can be obtained.
10、20、30、40、50、60、70、80、90 樹脂製基板
11、41、83、86 突起部
12、13、81、84 流路用溝
14、82、85 貫通孔
15、16、201、211 微細流路
17、202、212 開口部
31 切り欠け部
53 傾斜部
10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90
Claims (23)
成形型によって形成されたキャビティ空間に射出成形のゲート部を通して樹脂を射出し、前記ゲート部を切断することで、前記流路用溝が前記表面に形成された樹脂製基板を作製する基板作製工程と、
前記流路用溝が形成された前記樹脂製基板の前記ゲート部近傍の表面を他の樹脂製基板が覆わないように、前記流路用溝が形成されている面を内側にして前記2つの樹脂製基板を接合する接合工程と、
を含み、
切断される前記ゲート部の幅が、前記流路用溝が形成された前記樹脂製基板の幅の15%以上、90%以下であり、
前記貫通孔と前記流路用溝とは繋がっていることを特徴とするマイクロチップの製造方法。 A channel groove is formed on the surface of at least one of the two resin substrates, and a through hole is formed in at least one of the two resin substrates. A method of manufacturing a microchip for joining a resin substrate with a surface on which the channel groove is formed facing inside,
A substrate manufacturing step of manufacturing a resin substrate in which the channel groove is formed on the surface by injecting resin through a gate portion of injection molding into a cavity space formed by a molding die and cutting the gate portion. When,
The two channels are formed with the surface on which the channel groove is formed inward so that the surface of the resin substrate on which the channel groove is formed is not covered with another resin substrate. A bonding step of bonding a resin substrate;
Including
The width of the gate part to be cut is 15% or more and 90% or less of the width of the resin substrate on which the channel groove is formed,
The microchip manufacturing method, wherein the through hole and the channel groove are connected to each other.
前記接合工程では、前記成形体の近傍の表面を避けて、前記流路用溝が形成されている面を内側にして前記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又は請求項2のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。 In the substrate manufacturing step, the flow path groove is formed on the surface by injecting resin through the gate portion, and the gate portion is cut to form the gate portion used at the time of injection molding. The molded body left inside is made to protrude from the outer peripheral part and a resin substrate is left,
2. The joining step includes joining the two resin substrates with a surface on which the flow channel groove is formed inside avoiding a surface in the vicinity of the molded body. Item 3. A method for producing a microchip according to Item 2.
前記接合工程では、前記ゲート部近傍の表面を避けるとともに、前記他方の樹脂製基板を、前記一方の樹脂製基板に形成された前記流路用溝の位置に合わせて前記一方の樹脂製基板に重ねて、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。 Of the two resin substrates, the channel groove is formed on the surface of one resin substrate, and the other resin substrate is formed in the channel groove formed on the one resin substrate. A substrate having a shape along
In the joining step, the surface near the gate portion is avoided, and the other resin substrate is aligned with the position of the channel groove formed on the one resin substrate to the one resin substrate. 6. The method of manufacturing a microchip according to claim 1, wherein the two resin substrates are bonded to each other.
前記接合工程では、前記複数の個別基板のそれぞれを、前記一方の樹脂製基板に形成された前記複数の溝のそれぞれの位置に合わせ、独立した溝ごとに前記個別基板と前記一方の樹脂製基板とを接合することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。 The channel groove includes a plurality of independent grooves that are not connected to each other, and the channel groove is formed on the surface of one of the two resin substrates, and the other resin substrate. The substrate includes a plurality of individual substrates according to the number of the plurality of grooves,
In the joining step, each of the plurality of individual substrates is aligned with each position of the plurality of grooves formed on the one resin substrate, and the individual substrate and the one resin substrate are provided for each independent groove. The method for manufacturing a microchip according to any one of claims 1 to 7, wherein:
前記貫通孔と前記流路用溝とは繋がっており、
前記流路用溝が形成された樹脂製基板は、成形型によって形成されたキャビティ空間に射出成形のゲート部を通して樹脂を射出し、前記ゲート部を切断することで形成された基板であり、
前記切断したゲート部の一部が前記樹脂製基板の外周部に突出しており、
前記ゲート部の幅が、前記流路用溝が形成された前記樹脂製基板の幅の15%以上、90%以下であり、
前記2つの樹脂製基板は、前記流路用溝が形成された前記樹脂製基板の前記ゲート部近傍の表面を、他の樹脂製基板が覆わないように接合されていることを特徴とするマイクロチップ。 A channel groove is formed on the surface of at least one of the two resin substrates, and a through hole is formed in at least one of the two resin substrates. A resin chip is a microchip joined with the surface on which the channel groove is formed inside,
The through hole and the channel groove are connected,
The resin substrate in which the channel groove is formed is a substrate formed by injecting resin through a gate part of injection molding into a cavity space formed by a molding die and cutting the gate part.
A part of the cut gate portion protrudes from the outer peripheral portion of the resin substrate,
The width of the gate portion is 15% or more and 90% or less of the width of the resin substrate on which the channel groove is formed,
The two resin substrates are bonded so that the surface in the vicinity of the gate portion of the resin substrate on which the flow path grooves are formed is not covered with another resin substrate. Chip.
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