JP2009168216A - Microchip - Google Patents

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Daiji Uehara
大司 上原
Kazumi Nagai
一美 永井
Jun Nishikawa
純 西川
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Nagano Keiki Co Ltd
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Nagano Keiki Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microchip having a fluid control valve excellent in pressure resistance. <P>SOLUTION: In the microchip including a chip main body forming a flow passage FA inside, and the fluid control valve 40 for opening and closing the flow passage FA, the fluid control valve 40 comprises a hole part 41 formed on the chip main body and communicating with the flow passage FA, a blocking member 42 inserted in the hole part 41, a filling member 43 filled between the hole part 41 and the blocking member 42 to support the blocking member 42 on the flow passage FA side so as to be deformable, and removal preventing means 44 for preventing the filling member 43 from being removed from the hole part 41. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、流体制御バルブを有するマイクロチップに関する。より詳しくは、耐圧性を向上させた流体制御バルブを有するマイクロチップに関する。   The present invention relates to a microchip having a fluid control valve. More specifically, the present invention relates to a microchip having a fluid control valve with improved pressure resistance.

従来、微小空間で化学反応等を発生させる反応器として、マイクロチップ(マイクロリアクタともいう)が知られている。マイクロチップは、通常の反応器に比べ、エネルギー効率、反応速度、収率、安全性、装置の設置箇所や対応できる反応、条件の制御性に優れる。
例えば、図8に、特許文献1に記載のマイクロチップ9の分解斜視図を示す。また、マイクロチップ9の平面図を図9に示す。
Conventionally, a microchip (also referred to as a microreactor) is known as a reactor for generating a chemical reaction or the like in a minute space. The microchip is superior in energy efficiency, reaction rate, yield, safety, controllability of reaction, conditions and equipment installation location and response compared to ordinary reactors.
For example, FIG. 8 shows an exploded perspective view of the microchip 9 described in Patent Document 1. A plan view of the microchip 9 is shown in FIG.

図8および図9に示すように、マイクロチップ9は、Y字溝911が刻まれた流路形成面910Aを有する第一基板910と、流路形成面910Aに積層される第二基板920と、を備える。第二基板920によって蓋をされたY字溝911は、流体である試料RG9の流路FA9を形成する。   As shown in FIGS. 8 and 9, the microchip 9 includes a first substrate 910 having a flow path forming surface 910A in which a Y-shaped groove 911 is engraved, and a second substrate 920 stacked on the flow path forming surface 910A. . The Y-shaped groove 911 covered with the second substrate 920 forms a flow path FA9 of the sample RG9 which is a fluid.

第二基板920の、Y字溝911の末端に対応する部分には、3つの孔921が形成されている。この3つの孔921のうちの2つが試料RG91,RG92の導入口922,923とされ、残りの1つが生成物である試料RG93の排出口924とされる。
流路FA9は、平面Y字状であり、3本の経路FA91,FA92,FA93を有する。Y字状の流路FA9の二股部分は、2つの導入口922,923から導入された試料RG91,RG92の合流部JCT9となっている。
Three holes 921 are formed in a portion of the second substrate 920 corresponding to the end of the Y-shaped groove 911. Two of the three holes 921 are used as the inlets 922 and 923 for the samples RG91 and RG92, and the other one is used as the outlet 924 for the sample RG93 which is a product.
The flow path FA9 has a planar Y shape and has three paths FA91, FA92, and FA93. A bifurcated portion of the Y-shaped flow path FA9 serves as a junction JCT9 of the samples RG91 and RG92 introduced from the two inlets 922 and 923.

マイクロチップ9では、2つの導入口922,923から導入された2種類の試料RG91,RG92が、それぞれ経路FA91,FA92を通過し、合流部JCT9で混合される。混合された2種類の試料RG91,RG92は、反応を起こしながら経路FA93を通過し、生成物(試料RG93)となって排出口924から流出する。   In the microchip 9, two types of samples RG91 and RG92 introduced from the two inlets 922 and 923 pass through the paths FA91 and FA92, respectively, and are mixed at the junction JCT9. The two mixed samples RG91 and RG92 pass through the path FA93 while causing a reaction, and flow out from the discharge port 924 as a product (sample RG93).

このようなマイクロチップ9においては、流路FA9内の圧力や試料RG9の流通速度などを制御する手段として、第二基板920の経路FA93に対応する位置に、流体制御バルブ940が設けられている。
図10に、流体制御バルブ940の断面図を示す。図10(A)は、流路FA9(経路FA93)の幅方向における断面図であり、図10(B)は、流路FA9に沿った方向における断面図である。
In such a microchip 9, a fluid control valve 940 is provided at a position corresponding to the path FA93 of the second substrate 920 as means for controlling the pressure in the flow path FA9, the flow rate of the sample RG9, and the like. .
FIG. 10 shows a cross-sectional view of the fluid control valve 940. 10A is a cross-sectional view in the width direction of the flow path FA9 (path FA93), and FIG. 10B is a cross-sectional view in the direction along the flow path FA9.

流体制御バルブ940は、図10に示すように、第二基板920に形成された孔部941と、孔部941に挿入される閉塞部材942と、孔部941と閉塞部材942との間に充填され閉塞部材942を流路FA9側に変位可能に支持する充填部材943と、を有する。
閉塞部材942は、硬質材料によって形成された硬質部材942Aと、この硬質部材942Aに重ねられた弾性部材942Bと、を有する部材である。閉塞部材942は、弾性部材942Bが流路FA9側に位置するように孔部941に挿入される。
閉塞部材942を流路FA9側に押圧すると、弾性部材942BがY字溝911の内周面に倣って弾性変形し、流路FA9が閉塞される。ここで、弾性部材942Bの突出量に応じて流路FA9の断面積が狭くなるので、押圧の強弱によって試料RG9の流れを調整することができる。
As shown in FIG. 10, the fluid control valve 940 is filled between the hole 941 formed in the second substrate 920, the closing member 942 inserted into the hole 941, and the hole 941 and the closing member 942. And a filling member 943 that supports the closing member 942 to be displaceable toward the flow path FA9.
The closing member 942 is a member having a hard member 942A formed of a hard material and an elastic member 942B superimposed on the hard member 942A. The closing member 942 is inserted into the hole 941 so that the elastic member 942B is positioned on the flow path FA9 side.
When the closing member 942 is pressed toward the flow path FA9, the elastic member 942B is elastically deformed following the inner peripheral surface of the Y-shaped groove 911, and the flow path FA9 is closed. Here, since the cross-sectional area of the flow path FA9 becomes narrow according to the protruding amount of the elastic member 942B, the flow of the sample RG9 can be adjusted by the strength of pressing.

特開2006−283965号公報JP 2006-283965 A

特許文献1に記載のマイクロチップ9では、硬質部材942Aを有する閉塞部材942を用いることで、流路FA9の内圧に対する流体制御バルブ940の耐圧性を向上している。
しかしながら、特許文献1に記載のマイクロチップ9においては、充填部材943と第二基板920との接着力によっては、十分な耐圧性が得られないおそれがあった。
例えば、マイクロチップ9の厚さを薄くする必要がある場合、第二基板920も薄くなり、充填部材943と第二基板920との接着面積が減少する。接着面積が小さければ十分な接着力が得られず、流路FA9の内圧が上昇した場合などに、閉塞部材942がマイクロチップ9から離脱するおそれがある。
また、一般的な充填剤との接着性が低いPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)やフッ素系樹脂などを第二基板920として使用した場合にも、充填部材943と第二基板920との接着力が不足するおそれがある。
In the microchip 9 described in Patent Document 1, the pressure resistance of the fluid control valve 940 against the internal pressure of the flow path FA9 is improved by using the closing member 942 having the hard member 942A.
However, in the microchip 9 described in Patent Document 1, there is a possibility that sufficient pressure resistance may not be obtained due to the adhesive force between the filling member 943 and the second substrate 920.
For example, when the thickness of the microchip 9 needs to be reduced, the second substrate 920 is also reduced, and the bonding area between the filling member 943 and the second substrate 920 is reduced. If the adhesion area is small, sufficient adhesion force cannot be obtained, and the blocking member 942 may be detached from the microchip 9 when the internal pressure of the flow path FA9 rises.
Also, when PEEK (polyetheretherketone) or fluorine-based resin having low adhesiveness with a general filler is used as the second substrate 920, the adhesive force between the filling member 943 and the second substrate 920 is low. There may be a shortage.

本発明の目的は、上記の問題点などを解決し、耐圧性に優れた流体制御バルブを有するマイクロチップを提供することにある。   An object of the present invention is to solve the above-described problems and provide a microchip having a fluid control valve excellent in pressure resistance.

本発明のマイクロチップは、第一基板と第二基板とを積層することにより内部に流路を形成したチップ本体と、前記流路を開閉する流体制御バルブと、を備えたマイクロチップであって、前記流体制御バルブは、前記チップ本体に形成され前記流路に連通する孔部と、前記孔部に挿入された閉塞部材と、前記孔部と前記閉塞部材との間に充填され前記閉塞部材を前記流路側に変位可能に支持する充填部材と、前記充填部材の前記孔部からの離脱を防止する離脱防止手段と、を有することを特徴とする。   A microchip of the present invention is a microchip comprising a chip body in which a flow path is formed by laminating a first substrate and a second substrate, and a fluid control valve that opens and closes the flow path. The fluid control valve is formed in the chip body and communicated with the flow path, a closing member inserted into the hole, and filled between the hole and the closing member. And a detachment preventing means for preventing the detachment of the filling member from the hole portion.

本発明によれば、チップ本体に流路と連通する孔部が設けられ、充填部材が、この孔部に挿入された閉塞部材を流路側に変位可能に支持する。ここで、閉塞部材を流路側に変位させれば、流路が閉塞される。つまり、閉塞部材の変位により流路を開閉することができ、流路内の圧力や流路内を流れる流体の速度などを制御することができる。
そして、流体制御バルブが離脱防止手段を有するので、充填部材と孔部との接着力が不足するような場合や、流路の内圧が上昇したような場合であっても、充填部材が孔部から離脱することを防止できる。
したがって、本発明によれば、耐圧性に優れた流体制御バルブを有するマイクロチップを提供することができる。
According to the present invention, the chip body is provided with the hole communicating with the flow path, and the filling member supports the closing member inserted into the hole so as to be displaceable toward the flow path. Here, if the closing member is displaced to the flow path side, the flow path is closed. That is, the flow path can be opened and closed by the displacement of the closing member, and the pressure in the flow path, the velocity of the fluid flowing in the flow path, and the like can be controlled.
And since the fluid control valve has a separation preventing means, even when the adhesive force between the filling member and the hole is insufficient or the internal pressure of the flow path is increased, the filling member is Can be prevented from leaving.
Therefore, according to the present invention, a microchip having a fluid control valve with excellent pressure resistance can be provided.

本発明のマイクロチップにおいて、前記離脱防止手段は、前記孔部の内周面に形成された突起部であることが好ましい。
このような構成によれば、充填部材を孔部から離脱させるような力が作用した場合でも、孔部の内周面に形成した突起部により、充填部材を孔部に係止することができる。
また、微細な突起部を多数形成すれば、アンカー効果により充填部材の孔部からの離脱を防止する力を高めることができる。また、接着界面の一部で剥離が生じた場合でも、微細な突起部の摩擦力により、充填部材の孔部からの離脱を防止することができる。
これにより、流体制御バルブの高い耐圧性を確保することができる。
In the microchip of the present invention, it is preferable that the detachment preventing means is a protrusion formed on the inner peripheral surface of the hole.
According to such a configuration, even when a force for detaching the filling member from the hole is applied, the filling member can be locked to the hole by the protrusion formed on the inner peripheral surface of the hole. .
Further, if a large number of fine protrusions are formed, it is possible to increase the force for preventing the filling member from being detached from the hole due to the anchor effect. Further, even when peeling occurs at a part of the adhesive interface, the filling member can be prevented from being detached from the hole by the frictional force of the fine protrusions.
Thereby, the high pressure resistance of the fluid control valve can be ensured.

本発明のマイクロチップにおいて、前記離脱防止手段は、前記孔部の内周面に形成された雌ネジ部であることが好ましい。
このような構成によれば、充填部材を孔部から離脱させるような力が作用した場合でも、孔部の内周面に形成した雌ネジ部により、充填部材を孔部に係止することができる。
これにより、流体制御バルブの高い耐圧性を確保することができる。
また、雌ネジ部は安価に加工でき、マイクロチップの製造コストを低減することができる。
In the microchip of the present invention, it is preferable that the detachment preventing means is a female screw portion formed on an inner peripheral surface of the hole portion.
According to such a configuration, even when a force that separates the filling member from the hole is applied, the filling member can be locked to the hole by the female screw portion formed on the inner peripheral surface of the hole. it can.
Thereby, the high pressure resistance of the fluid control valve can be ensured.
Further, the female screw portion can be processed at low cost, and the manufacturing cost of the microchip can be reduced.

本発明のマイクロチップにおいて、前記離脱防止手段は、前記孔部の内周面に前記流路側ほど開口が大きくなるように形成されたテーパ部であることが好ましい。
このような構成によれば、流路の内圧が上昇し、充填部材を孔部から離脱させるような力が作用した場合でも、孔部の内周面に形成したテーパ部により、充填部材を孔部に係止することができる。
これにより、流体制御バルブの高い耐圧性を確保することができる。
In the microchip of the present invention, it is preferable that the detachment preventing means is a tapered portion formed on the inner peripheral surface of the hole portion so that the opening becomes larger toward the flow path side.
According to such a configuration, even when the internal pressure of the flow path rises and a force that causes the filling member to detach from the hole is applied, the filling member is perforated by the tapered portion formed on the inner peripheral surface of the hole. It can be locked to the part.
Thereby, the high pressure resistance of the fluid control valve can be ensured.

本発明のマイクロチップにおいて、前記孔部は、第一孔部と、前記第一孔部の前記第一基板側に隣接する第二孔部と、を有し、前記閉塞部材が変位する方向と垂直な面における前記第一孔部の断面積は、前記第二孔部の断面積よりも小さく、前記離脱防止手段は、前記第一孔部と前記第二孔部との間の段差部であることが好ましい。
このような構成によれば、流路の内圧が上昇し、充填部材を孔部から離脱させるような力が作用した場合でも、孔部の内周面に形成した段差部により、充填部材を孔部に係止することができる。
これにより、流体制御バルブの高い耐圧性を確保することができる。
In the microchip of the present invention, the hole portion includes a first hole portion and a second hole portion adjacent to the first substrate side of the first hole portion, and a direction in which the closing member is displaced; A cross-sectional area of the first hole in a vertical plane is smaller than a cross-sectional area of the second hole, and the separation preventing means is a step between the first hole and the second hole. Preferably there is.
According to such a configuration, even when a force that causes the internal pressure of the flow path to increase and the filling member to be detached from the hole portion is applied, the filling member is made to have a hole by the step portion formed on the inner peripheral surface of the hole portion. It can be locked to the part.
Thereby, the high pressure resistance of the fluid control valve can be ensured.

本発明のマイクロチップにおいて、前記チップ本体は、溝が刻まれた流路形成面を有する前記第一基板と、前記流路形成面に積層される前記第二基板と、を有し、前記流路は、前記溝と前記第二基板とによって形成され、前記流体制御バルブは、前記第二基板に設けられることが好ましい。
このような構成によれば、溝が刻まれた流路形成面を有する第一基板と、第二基板とを積層するだけで、流路を有するチップ本体を構成することができるので、マイクロチップの製造が容易である。
また、流体制御バルブが第二基板に設けられるので、従来のマイクロチップと同様の第一基板に、流体制御バルブを設けた第二基板を積層することで、容易に本発明のマイクロチップを得ることができる。
In the microchip of the present invention, the chip body includes the first substrate having a flow path forming surface in which grooves are engraved, and the second substrate stacked on the flow path forming surface. Preferably, the path is formed by the groove and the second substrate, and the fluid control valve is provided on the second substrate.
According to such a configuration, since the chip body having the flow path can be configured simply by stacking the first substrate having the flow path forming surface in which the grooves are engraved and the second substrate, the microchip Is easy to manufacture.
Further, since the fluid control valve is provided on the second substrate, the microchip of the present invention can be easily obtained by laminating the second substrate provided with the fluid control valve on the first substrate similar to the conventional microchip. be able to.

本発明のマイクロチップにおいて、前記第二基板は、ポリエーテルエーテルケトンまたはフッ素樹脂により形成されることが好ましい。
ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)やフッ素樹脂は、耐薬品性に優れ化学・分析用として広く使用されている。しかし、これらの材料は高価であるため、コストを下げるために板厚を薄くする必要がある。板厚が薄いと流体制御バルブの耐圧性が低下する恐れがある。
また、PEEKおよびフッ素樹脂は、一般的な充填剤(例えば、シリコーン系の充填材やフッ素ゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ウレタンなどの接着剤、シール剤など)との接着性が低く、第二基板をPEEKまたはフッ素樹脂で形成した場合、流体制御バルブの耐圧性が低下する恐れがある。
これに対し、本発明では、流体制御バルブが離脱防止手段を有するので、第二基板の材質によらず、流体制御バルブの高い耐圧性を確保することができる。
In the microchip of the present invention, the second substrate is preferably formed of polyetheretherketone or a fluororesin.
Polyetheretherketone (PEEK) and fluororesin are excellent in chemical resistance and are widely used for chemistry and analysis. However, since these materials are expensive, it is necessary to reduce the plate thickness in order to reduce the cost. If the plate thickness is thin, the pressure resistance of the fluid control valve may be reduced.
In addition, PEEK and fluororesin have low adhesiveness with general fillers (for example, silicone-based fillers, fluororubber, nitrile rubber, chloroprene rubber, urethane and other adhesives, sealants, etc.). When the substrate is formed of PEEK or fluororesin, the pressure resistance of the fluid control valve may be reduced.
On the other hand, in the present invention, since the fluid control valve has the separation preventing means, high pressure resistance of the fluid control valve can be ensured regardless of the material of the second substrate.

本発明によれば、離脱防止手段を設けることにより、耐圧性に優れた流体制御バルブを有するマイクロチップを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a microchip having a fluid control valve with excellent pressure resistance by providing a separation preventing means.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1実施形態]
[マイクロチップの構成]
図1に、本発明の第1実施形態に係るマイクロチップ1の分解斜視図を示す。また、マイクロチップ1の平面図を図2に示す。
図1および図2に示すように、マイクロチップ1は、内部に流路FAが形成されたチップ本体100と、流路FAを開閉する流体制御バルブ40と、を備える。
チップ本体100は、Y字溝11が刻まれた流路形成面10Aを有する第一基板10と、流路形成面10Aに積層される第二基板20と、を有する。第二基板20によって蓋をされたY字溝11は、流体である試料RGの流路FAを形成する。
[First Embodiment]
[Configuration of microchip]
FIG. 1 is an exploded perspective view of the microchip 1 according to the first embodiment of the present invention. A plan view of the microchip 1 is shown in FIG.
As shown in FIGS. 1 and 2, the microchip 1 includes a chip body 100 having a flow path FA formed therein, and a fluid control valve 40 that opens and closes the flow path FA.
The chip body 100 includes a first substrate 10 having a flow path forming surface 10A in which a Y-shaped groove 11 is engraved, and a second substrate 20 stacked on the flow path forming surface 10A. The Y-shaped groove 11 covered with the second substrate 20 forms a flow path FA of the sample RG that is a fluid.

第一基板10および第二基板20は、略平板矩形形状の部材である。
第一基板10および第二基板20の材質は、耐圧力性能(強度)、加工性、流路FAに流通させる試料RGに対する耐薬品性などを考慮して選定する必要がある。
第一基板10および第二基板20の材質として、例えば、石英またはホウ珪酸ガラスなどのガラス材料、ポリジメチルシロキサン(PDMS)などのシリコンゴム、ポリメチルメタクリレート(PMMA)などのアクリル樹脂、PEEKなどの特殊エンジニアリングプラスチック、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)などのフッ素系樹脂、サファイア、珪素(シリコン)、および酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などのセラミックス、あるいはステンレスなどの金属材料などが挙げられる。
The first substrate 10 and the second substrate 20 are substantially flat rectangular members.
The materials of the first substrate 10 and the second substrate 20 need to be selected in consideration of pressure resistance performance (strength), workability, chemical resistance to the sample RG circulated through the flow path FA, and the like.
Examples of the material of the first substrate 10 and the second substrate 20 include glass materials such as quartz or borosilicate glass, silicon rubber such as polydimethylsiloxane (PDMS), acrylic resin such as polymethyl methacrylate (PMMA), and PEEK. Special engineering plastics, fluorine resins such as polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), sapphire, silicon (silicon), and aluminum oxide, aluminum nitride, silicon nitride, etc. Examples thereof include ceramics or metal materials such as stainless steel.

なお、光の透過が必要な用途では、ガラス材料などの光の透過率の高い材料が望ましい。スチレン、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート(PET)などの比較的軟質のプラスチック材料を選択する場合は、ある程度の耐食性、および光の透過度が考慮されるが、使い捨てで使用できる安価な汎用材料であること、および加工性も重要な点である。
ここで、第一基板10および第二基板20の材質は同材料に限定されず、第一基板10と第二基板20とが、それぞれ異なる材料で形成されていてもよい。
本発明では、第二基板20は、PEEKまたはフッ素系樹脂により形成されることが好ましい。
In applications that require light transmission, a material having high light transmittance such as a glass material is desirable. When selecting a relatively soft plastic material such as styrene, polyimide, polyethylene terephthalate (PET), etc., a certain degree of corrosion resistance and light transmittance are considered, but it is an inexpensive general-purpose material that can be used disposablely, And processability is also an important point.
Here, the material of the first substrate 10 and the second substrate 20 is not limited to the same material, and the first substrate 10 and the second substrate 20 may be formed of different materials.
In the present invention, the second substrate 20 is preferably formed of PEEK or fluorine resin.

第一基板10および第二基板20は互いに重ね合わされ、第一基板10および第二基板20が重ねられた面には、試料RGの流路FAが形成されている。
この流路FAは、図2に示すように、チップ本体100の長手方向にほぼ沿って延びる平面視Y字状であり、そのY字形状における二股部分は、合流部JCTとなっている。
すなわち、流路FAにおいて、合流部JCTよりも上流側には、試料RG(RG1,RG2)の導入口22,23から合流部JCTにかけて複数方向に流れる経路FA1,FA2があり、合流部JCTよりも下流側は、1本の経路FA3となっている。
経路FA3は、試料RG1,RG2の反応が行われる反応場である。反応場としての経路FA3は、合成、濃縮、抽出、分析など、ユーザの目的に応じ、様々な目的で使用される。
The first substrate 10 and the second substrate 20 are overlapped with each other, and the flow path FA of the sample RG is formed on the surface where the first substrate 10 and the second substrate 20 are overlapped.
As shown in FIG. 2, the flow path FA has a Y-shape in plan view extending substantially along the longitudinal direction of the chip body 100, and a bifurcated portion in the Y-shape is a junction portion JCT.
That is, in the flow path FA, upstream of the junction portion JCT, there are paths FA1, FA2 that flow in a plurality of directions from the inlets 22 and 23 of the sample RG (RG1, RG2) to the junction portion JCT, and from the junction portion JCT. Also on the downstream side, there is one path FA3.
The path FA3 is a reaction field where the reaction of the samples RG1 and RG2 is performed. The route FA3 as a reaction field is used for various purposes such as synthesis, concentration, extraction, and analysis, depending on the purpose of the user.

このような流路FAは、図1および図3(A)に示すように、第一基板10の流路形成面10Aに窪むように形成された断面半円形状のY字溝11の内周面と、このY字溝11と向き合う第二基板20の板面との内側に形成されている。
なお、本実施形態では、経路FA1,FA2,FA3においてY字溝11は同径となっているが、例えば、経路FA3におけるY字溝11の径を経路FA1,FA2におけるY字溝11の径よりも大径にするなど、Y字溝11の径寸法は適宜設定できる。
As shown in FIGS. 1 and 3A, such a flow path FA is an inner peripheral surface of the Y-shaped groove 11 having a semicircular cross section formed so as to be recessed in the flow path forming surface 10A of the first substrate 10. And inside the plate surface of the second substrate 20 facing the Y-shaped groove 11.
In this embodiment, the Y-shaped groove 11 has the same diameter in the paths FA1, FA2, and FA3. For example, the diameter of the Y-shaped groove 11 in the path FA3 is the same as the diameter of the Y-shaped groove 11 in the paths FA1 and FA2. For example, the diameter of the Y-shaped groove 11 can be set as appropriate.

第二基板20は、図1および図2に示すように、第一基板10と重ねられた際に、流路FAのY字形状における3つの端部の位置でY字溝11と連通するように穿孔された孔21を有する。
3つの孔21のうち、Y字溝11の拡開側の両端部に形成されたものがそれぞれ、試料RG1,RG2の導入口22,23とされる。そして、Y字溝11の拡開側と反対側の端部に形成された孔21が、生成物である試料RG3の排出口24とされる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the second substrate 20 communicates with the Y-shaped groove 11 at the positions of the three end portions in the Y-shape of the flow path FA when overlapped with the first substrate 10. Has a hole 21 perforated.
Of the three holes 21, those formed at both ends of the Y-shaped groove 11 on the expansion side are the inlets 22 and 23 for the samples RG 1 and RG 2, respectively. And the hole 21 formed in the edge part on the opposite side to the expansion side of the Y-shaped groove | channel 11 is made into the discharge port 24 of sample RG3 which is a product.

試料RG(RG1,RG2,RG3)は、気体、液体、コロイド溶液など、その態様は任意である。
ここで、本実施形態のRGとしては、例えば、水と水、油と油など、成分が混ざり合う試料RG1と試料RG2とが用いられている。そして、一方の導入口22には試料RG1を導入し、他方の導入口23には試料RG2を導入する。
The sample RG (RG1, RG2, RG3) may have any form such as gas, liquid, colloidal solution, and the like.
Here, as the RG of the present embodiment, for example, a sample RG1 and a sample RG2 in which components such as water and water and oil and oil are mixed are used. Then, the sample RG1 is introduced into one introduction port 22, and the sample RG2 is introduced into the other introduction port 23.

流体制御バルブ40は、第二基板20の経路FA1,FA2に対応する位置に設けられる。
図3に、本実施形態の流体制御バルブ40の断面図を示す。
図3(A)は、流路FA(経路FA1または経路FA2)の幅方向における断面図であり、図3(B)は、流路FAに沿った方向における断面図である。
流体制御バルブ40は、第二基板20に形成され流路FAに連通する孔部41と、孔部41に挿入された閉塞部材42と、孔部41と閉塞部材42との間に充填され閉塞部材42を流路FA側に変位可能に支持する充填部材43と、充填部材43の孔部41からの離脱を防止する離脱防止手段44と、を有する。
The fluid control valve 40 is provided at a position corresponding to the paths FA1 and FA2 of the second substrate 20.
FIG. 3 shows a cross-sectional view of the fluid control valve 40 of the present embodiment.
3A is a cross-sectional view in the width direction of the flow path FA (path FA1 or path FA2), and FIG. 3B is a cross-sectional view in the direction along the flow path FA.
The fluid control valve 40 is formed in the second substrate 20 and communicated with the flow path FA, a closing member 42 inserted into the hole 41, and the hole 41 and the closing member 42 are filled and closed. It has a filling member 43 that supports the member 42 so as to be displaceable to the flow path FA side, and a detachment preventing means 44 that prevents the filling member 43 from being detached from the hole 41.

孔部41は、図2に示すように、平面視円形の孔であり、第一基板10のY字溝11と重なる位置に設けられている。ここで、図2および図3(A)に示すように、孔部41の径がY字溝11の幅よりも大きいので、Y字溝11の幅方向両端部が孔部41の内側にそれぞれ露出している。この露出部分は、図3(A)に示すように、閉塞部材42の配設時に閉塞部材42が配置される被載置面12となっている。
また、孔部41は、図3に示すように、その内周面に突起部としての雌ネジ部411を有する。この雌ネジ部411は、本実施形態における離脱防止手段44として作用する。
As shown in FIG. 2, the hole 41 is a circular hole in a plan view, and is provided at a position overlapping the Y-shaped groove 11 of the first substrate 10. Here, as shown in FIG. 2 and FIG. 3 (A), since the diameter of the hole 41 is larger than the width of the Y-shaped groove 11, both ends in the width direction of the Y-shaped groove 11 are inside the hole 41. Exposed. As shown in FIG. 3A, the exposed portion is a placement surface 12 on which the closing member 42 is disposed when the closing member 42 is disposed.
Moreover, as shown in FIG. 3, the hole part 41 has the internal thread part 411 as a protrusion part in the internal peripheral surface. The female screw portion 411 functions as the separation preventing means 44 in the present embodiment.

閉塞部材42は、直径1mm程度の略円柱形状の部材であり、硬質材料によって形成された硬質部材421と、この硬質部材421に重ねられた弾性部材422とを有する。閉塞部材42は、弾性部材422が流路FA側に位置するように孔部41に挿入される。
硬質部材421の材料としては、ステンレス等の金属やガラス、プラスチック、サファイア、および酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などのセラミックスなどの硬質材料を使用することができる。
一方、弾性部材422の材料として、本実施形態では、耐食性が高いフッ素ゴムを使用している。このほかにも、シリコーンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴムなどの弾性変形が可能な材料を使用することができる。
弾性部材422の流路FA側の表面422Aは平坦であり、第一基板10の被載置面12に対し密着するように配置されている。
The blocking member 42 is a substantially columnar member having a diameter of about 1 mm, and includes a hard member 421 formed of a hard material and an elastic member 422 stacked on the hard member 421. The closing member 42 is inserted into the hole 41 so that the elastic member 422 is positioned on the flow path FA side.
As a material of the hard member 421, a hard material such as a metal such as stainless steel, glass, plastic, sapphire, and ceramics such as aluminum oxide, aluminum nitride, or silicon nitride can be used.
On the other hand, as the material of the elastic member 422, in this embodiment, fluororubber having high corrosion resistance is used. In addition, materials that can be elastically deformed, such as silicone rubber, nitrile rubber, and ethylene propylene rubber, can be used.
The surface 422A on the flow path FA side of the elastic member 422 is flat and is disposed so as to be in close contact with the placement surface 12 of the first substrate 10.

なお、弾性部材422の厚さは、流路FAの深さの0.2〜5倍程度が好ましい。
弾性部材422が流路FAの深さの5倍よりも厚いと、試料RGの流体圧力が高圧となった場合に、流体圧力による弾性部材422の変形量が過大となる。これにより、試料RGの流れに乱れが生じ分析や合成などに悪影響を与える原因となる。
また、弾性変形の程度が大き過ぎて押し込み量が弾性部材422の表面422A(試料RGとの接液面)まで伝わりづらくなり、試料RGの流量などの調節が困難となる。
一方、弾性部材422が流路FAの深さの0.2倍程度よりも薄いと、弾性部材422の変形量が小さ過ぎ、流路FAの閉塞が困難となる。
The thickness of the elastic member 422 is preferably about 0.2 to 5 times the depth of the flow path FA.
If the elastic member 422 is thicker than five times the depth of the flow path FA, the amount of deformation of the elastic member 422 due to the fluid pressure becomes excessive when the fluid pressure of the sample RG becomes high. As a result, the flow of the sample RG is disturbed, causing an adverse effect on analysis and synthesis.
In addition, since the degree of elastic deformation is too large, the amount of pushing becomes difficult to be transmitted to the surface 422A of the elastic member 422 (the liquid contact surface with the sample RG), and it becomes difficult to adjust the flow rate of the sample RG.
On the other hand, if the elastic member 422 is thinner than about 0.2 times the depth of the flow path FA, the deformation amount of the elastic member 422 is too small, and it becomes difficult to close the flow path FA.

充填部材43は、孔部41と閉塞部材42との間に充填され、閉塞部材42を流路FA側に変位可能に支持する充填剤である。
充填部材43は、閉塞部材42を変位可能に支持するため、延性および弾性を有する。
充填部材43の材質としては、一般的な充填剤が利用できる。例えば、シリコーン系の充填材やフッ素ゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴムなどの接着剤、シール剤などを、充填部材43とすることができる。
The filling member 43 is a filler that is filled between the hole 41 and the closing member 42 and supports the closing member 42 so as to be displaceable toward the flow path FA.
Since the filling member 43 supports the closing member 42 so as to be displaceable, the filling member 43 has ductility and elasticity.
As a material of the filling member 43, a general filler can be used. For example, the filling member 43 may be a silicone-based filler, an adhesive such as fluorine rubber, nitrile rubber, chloroprene rubber, urethane rubber, or a sealant.

[マイクロチップの製造方法]
本実施形態に係るマイクロチップ1の具体的な製造方法を次に説明する。
[Microchip manufacturing method]
A specific method for manufacturing the microchip 1 according to the present embodiment will be described next.

[チップ本体の製造手順]
第一基板10の材料がプラスチック以外である場合には、サンドブラスト、エッチング、機械加工などにより、Y字溝11を形成する。
第一基板10の材料がプラスチックである場合には、機械加工、プレス、射出成形などによってY字溝11を形成する。
また、導入口22,23、排出口24および孔部41についても、第二基板20の材料に応じた適当な手段によってそれぞれ形成する。
具体的には、第二基板20の材料がプラスチック以外である場合、サンドブラスト、放電加工、超音波加工、ドリル加工、レーザー加工、エッチングなどにより加工する。
一方、第二基板20の材料がプラスチックである場合には、ドリル加工、レーザー加工、プレス、射出成形などにより形成する。
[Chip body manufacturing procedure]
When the material of the first substrate 10 is other than plastic, the Y-shaped groove 11 is formed by sandblasting, etching, machining, or the like.
When the material of the first substrate 10 is plastic, the Y-shaped groove 11 is formed by machining, pressing, injection molding or the like.
Further, the introduction ports 22 and 23, the discharge port 24, and the hole 41 are also formed by appropriate means corresponding to the material of the second substrate 20, respectively.
Specifically, when the material of the second substrate 20 is other than plastic, it is processed by sand blasting, electric discharge machining, ultrasonic machining, drilling, laser machining, etching, or the like.
On the other hand, when the material of the second substrate 20 is plastic, it is formed by drilling, laser processing, pressing, injection molding or the like.

そして、第一基板10および第二基板20をY字溝11のY字形状と導入口22,23および排出口24との位置が合うように重ね合わせ、熱融着を実施する。
なお、熱融着以外の接合方法として、陽極接合、レーザー接合、ろう付け、表面活性化直接接合などを用いて、第一基板10および第二基板20を接合してもよい。また、接合しないで、第一基板10および第二基板20を互いに重ねた状態で挟み、機械的に固定してもよい。
これにより、チップ本体100が完成する。
Then, the first substrate 10 and the second substrate 20 are overlapped so that the Y-shape of the Y-shaped groove 11 is aligned with the positions of the introduction ports 22 and 23 and the discharge port 24, and heat fusion is performed.
Note that the first substrate 10 and the second substrate 20 may be bonded using anodic bonding, laser bonding, brazing, surface activated direct bonding, or the like as a bonding method other than heat fusion. Further, the first substrate 10 and the second substrate 20 may be sandwiched and mechanically fixed without being joined.
Thereby, the chip body 100 is completed.

[閉塞部材42の製造方法]
金属製、セラミックス製、プラスチック製などのウェーハや板材からダイシング、スライシングなどによって硬質部材421を切り出す。
また、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴムなどのウェーハやシート材からプレス加工などにより切り出したり、型成形により弾性部材422を得る。
硬質部材421に弾性部材422をそれぞれ貼り合わせて閉塞部材42を得る。
なお、この方法によらず、ウェーハや板材の状態である硬質部材421にスピンコート、ディップコート、スプレーコートなどで弾性部材422のゴム材料を塗布したものや、所定の厚さのゴム製シートを貼り付けたものから適宜切り出すことで、閉塞部材42を製作することもできる。
[Method for Manufacturing Closing Member 42]
The hard member 421 is cut out from a metal or ceramic or plastic wafer or plate material by dicing or slicing.
Further, the elastic member 422 is obtained by cutting from a wafer or sheet material such as fluorine rubber, silicone rubber, nitrile rubber, ethylene propylene rubber or the like by press working or by molding.
The closing member 42 is obtained by bonding the elastic member 422 to the hard member 421.
Regardless of this method, a hard member 421 that is in the state of a wafer or a plate is coated with a rubber material of the elastic member 422 by spin coating, dip coating, spray coating, or a rubber sheet having a predetermined thickness. The closing member 42 can also be manufactured by appropriately cutting from the pasted one.

[流体制御バルブ40の製造]
閉塞部材42を、第二基板20の孔部41に挿入する。
孔部41と閉塞部材42との隙間に、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴムなどの弾性変形が可能な充填剤を充填する。充填剤は充填部材43となる。
以上の方法により、流体制御バルブ40を有したマイクロチップ1が完成する。
[Manufacture of fluid control valve 40]
The closing member 42 is inserted into the hole 41 of the second substrate 20.
The gap between the hole 41 and the closing member 42 is filled with a filler that can be elastically deformed, such as silicone rubber, fluorine rubber, nitrile rubber, chloroprene rubber, and urethane rubber. The filler becomes the filling member 43.
By the above method, the microchip 1 having the fluid control valve 40 is completed.

なお、充填剤は適度な粘度の充填剤を用いることにより、流路FA内に充填剤が流入せずに、閉塞部材42が孔部41の内周面に弾性変形可能な状態で接着される。
また、熱硬化や紫外線硬化などによる硬化型の充填剤も使用することができる。
閉塞部材42の、孔部41への配設にあたっては、被載置面12と弾性部材422の表面422Aとを密着させることが好ましい。これにより、閉塞部材42の配設部分に試料RGが溜まり、流れが阻害されたり、試料RGの液量に誤差が生じるのを防止できる。
In addition, by using a filler having an appropriate viscosity as the filler, the blocking member 42 is bonded to the inner peripheral surface of the hole 41 in an elastically deformable state without the filler flowing into the flow path FA. .
A curable filler by heat curing or ultraviolet curing can also be used.
When the blocking member 42 is disposed in the hole 41, it is preferable that the placement surface 12 and the surface 422A of the elastic member 422 are in close contact with each other. Accordingly, it is possible to prevent the sample RG from being accumulated at the portion where the closing member 42 is disposed, thereby preventing the flow from being hindered or causing an error in the liquid amount of the sample RG.

また、次のような製造手順も採用できる。
第一基板10と第二基板20とを接合する前に、閉塞部材42を孔部41に配設する。
閉塞部材42を配設する際には、第二基板20の片面にテフロン(登録商標)シートなどの剥離可能なシート部材(不図示)を貼設し、このシート部材で孔部41の一端側が覆われた状態とする。
この状態で、孔部41の他端側から、閉塞部材42を挿入し、充填剤を孔部41の内周面と閉塞部材42との間に充填する。
Further, the following manufacturing procedure can also be adopted.
Prior to joining the first substrate 10 and the second substrate 20, the closing member 42 is disposed in the hole 41.
When the closing member 42 is disposed, a peelable sheet member (not shown) such as a Teflon (registered trademark) sheet is pasted on one surface of the second substrate 20, and one end side of the hole 41 is attached to the sheet member. Covered.
In this state, the closing member 42 is inserted from the other end side of the hole 41, and the filler is filled between the inner peripheral surface of the hole 41 and the closing member 42.

ここで、孔部41の周縁にシート部材が密着するので、孔部41の内周面から充填剤が第二基板20の板面に回り込まず第二基板20の板面に充填剤が付着しない。このため、第二基板20の板面と弾性部材422の表面422Aとが同一平面になる。
そして、充填剤の充填後、シート部材を剥離し、第一基板10と第二基板20とを重ね合わせて接合する。
Here, since the sheet member is in close contact with the peripheral edge of the hole 41, the filler does not go around the plate surface of the second substrate 20 from the inner peripheral surface of the hole 41, and the filler does not adhere to the plate surface of the second substrate 20. . For this reason, the plate surface of the second substrate 20 and the surface 422A of the elastic member 422 are flush.
And after filling with a filler, a sheet | seat member is peeled and the 1st board | substrate 10 and the 2nd board | substrate 20 are piled up and joined.

この接合の際、第二基板20の板面と弾性部材422の表面422Aとが同一平面に形成されているので、被載置面12と弾性部材422の表面422Aとを正確に密着させることができる。
この方法を用いる場合、第二基板20の厚さが厚い場合においても容易に流体制御バルブ40を形成することができるという利点がある。
At the time of this bonding, the plate surface of the second substrate 20 and the surface 422A of the elastic member 422 are formed in the same plane, so that the placement surface 12 and the surface 422A of the elastic member 422 can be accurately brought into close contact with each other. it can.
When this method is used, there is an advantage that the fluid control valve 40 can be easily formed even when the second substrate 20 is thick.

[流体制御バルブの動作]
次に、マイクロチップ1において試料RGを分析する際の流体制御について説明する。
試料RG1,RG2を分析する際には、図2に示すように、導入口22から試料RG1を、そして、導入口23からは試料RG2を、図示しない装置により所定の圧力または流量または流速でそれぞれ導入する。
すると、試料RG1,RG2は経路FA1,FA2をそれぞれ流れ、合流部JCTに向かう。そして、これらの試料RG1,RG2は、合流部JCTに達すると混合流を形成し、経路FA3を流れて排出口24から排出される。
[Operation of fluid control valve]
Next, fluid control when analyzing the sample RG in the microchip 1 will be described.
When analyzing the samples RG1 and RG2, as shown in FIG. 2, the sample RG1 is introduced from the inlet 22, and the sample RG2 is introduced from the inlet 23 at a predetermined pressure, flow rate or flow rate by a device (not shown). Introduce.
Then, the samples RG1 and RG2 flow through the paths FA1 and FA2, respectively, and travel toward the junction JCT. These samples RG1 and RG2 form a mixed flow when reaching the junction portion JCT, flow through the path FA3, and are discharged from the discharge port 24.

しかし、試料RG1,RG2の圧力、流量、流速は、導入口22,23における圧力抵抗や、流路FAの内周面となるY字溝11や第二基板20の板面の圧力抵抗などにより、変動する。
流体制御バルブ40によれば、このような条件の変動を補償し、試料RG1,RG2を所定の圧力、流量、流速の条件で反応させることができる。
However, the pressure, flow rate, and flow velocity of the samples RG1 and RG2 depend on the pressure resistance at the inlets 22 and 23, the Y-shaped groove 11 that is the inner peripheral surface of the flow path FA, the pressure resistance on the plate surface of the second substrate 20, and the like. ,fluctuate.
According to the fluid control valve 40, such variation in conditions can be compensated, and the samples RG1 and RG2 can be reacted under conditions of a predetermined pressure, flow rate, and flow rate.

閉塞部材42は、図3(A)に示すように、孔部41の内部で被載置面12に支持され、この状態では、流路FAを閉塞しない全開状態となっている。
この閉塞部材42を、任意の押圧手段により、適宜、流路FAとは反対側から押し込むと、弾性部材422は孔部41の周縁およびY字溝11の端部に隙間なく密接した状態でY字溝11の内周面に倣って弾性変形し、流路FAが閉塞される。
すなわち、弾性部材422の被載置面12からの突出量に応じて流路FAの断面積が狭くなり、これによって試料RG1,RG2の流れが絞られる。
As shown in FIG. 3 (A), the closing member 42 is supported by the placement surface 12 inside the hole 41, and in this state, the flow path FA is not fully closed.
When the closing member 42 is appropriately pressed from the side opposite to the flow path FA by an arbitrary pressing means, the elastic member 422 is in close contact with the peripheral edge of the hole 41 and the end of the Y-shaped groove 11 without a gap. The flow path FA is closed by elastic deformation following the inner peripheral surface of the groove 11.
That is, the cross-sectional area of the flow path FA becomes narrow according to the amount of protrusion of the elastic member 422 from the placement surface 12, thereby narrowing the flow of the samples RG 1 and RG 2.

また、弾性部材422をY字溝11の底部まで押し込み、流路FAを全閉状態とすることも可能である。
すなわち、マイクロチップ1の導入口22,23や排出口24に他のマイクロチップの排出口や導入口が連結されたり、マイクロチップ1の流路FAがいくつも連結されてシステムが構築されることもあるから、試料RG1、RG2の反応速度などの理由で流体制御バルブ40を全閉状態として試料RG1、RG2の流れを止める場合も考えられる。
このように、流体制御バルブ40は、開閉切り替えバルブ(ON/OFFバルブ)としても、開閉量調節弁としても使用できる。
It is also possible to push the elastic member 422 to the bottom of the Y-shaped groove 11 to fully close the flow path FA.
In other words, the system is constructed by connecting the outlets 22 and 23 and the outlet 24 of the microchip 1 to the outlets and inlets of other microchips, or by connecting many channels FA of the microchip 1. Therefore, there may be a case where the flow of the samples RG1 and RG2 is stopped by setting the fluid control valve 40 to the fully closed state for reasons such as the reaction rate of the samples RG1 and RG2.
Thus, the fluid control valve 40 can be used as an open / close switching valve (ON / OFF valve) or as an open / close amount adjusting valve.

[第1実施形態の作用効果]
このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
(1)流体制御バルブ40が離脱防止手段44を有するので、充填部材43と孔部41との接着力が不足するような場合や、流路FAの内圧が上昇したような場合であっても、充填部材43が孔部41から離脱することを防止できる。
(2)流体制御バルブ40が離脱防止手段44を有するので、第二基板20(孔部41)の材質によらず、流体制御バルブ40の高い耐圧性を確保することができる。
特に、本発明では、接着性が低いPEEKまたはフッ素系樹脂で第二基板20(孔部41)を形成した場合にも、流体制御バルブ40の耐圧性を確保することができるという利点がある。
[Effects of First Embodiment]
According to this embodiment, there are the following effects.
(1) Since the fluid control valve 40 includes the separation preventing means 44, even when the adhesive force between the filling member 43 and the hole 41 is insufficient or the internal pressure of the flow path FA is increased. The filling member 43 can be prevented from being detached from the hole 41.
(2) Since the fluid control valve 40 has the separation preventing means 44, high pressure resistance of the fluid control valve 40 can be ensured regardless of the material of the second substrate 20 (hole portion 41).
In particular, the present invention has an advantage that the pressure resistance of the fluid control valve 40 can be ensured even when the second substrate 20 (hole portion 41) is formed of PEEK or fluorine resin having low adhesiveness.

(3)充填部材43を孔部41から離脱させるような力が作用した場合でも、孔部41の内周面に形成した雌ネジ部411により、充填部材43を孔部41に係止することができる。これにより、流体制御バルブ40の高い耐圧性を確保することができる。
(4)Y字溝11が刻まれた流路形成面10Aを有する第一基板10と、第二基板20とを積層するだけで、流路FAを有するチップ本体100を構成することができるので、マイクロチップ1の製造が容易である。
(5)流体制御バルブ40が第二基板20に設けられるので、従来のマイクロチップ1と同様の第一基板10に、流体制御バルブ40を設けた第二基板20を積層することで、容易に本発明のマイクロチップ1を得ることができる。
(3) Even when a force for detaching the filling member 43 from the hole 41 is applied, the filling member 43 is locked to the hole 41 by the female screw portion 411 formed on the inner peripheral surface of the hole 41. Can do. Thereby, the high pressure resistance of the fluid control valve 40 can be ensured.
(4) Since the chip body 100 having the flow path FA can be configured simply by laminating the first substrate 10 having the flow path forming surface 10A in which the Y-shaped groove 11 is engraved and the second substrate 20. The microchip 1 can be easily manufactured.
(5) Since the fluid control valve 40 is provided on the second substrate 20, the second substrate 20 provided with the fluid control valve 40 is easily laminated on the first substrate 10 similar to the conventional microchip 1. The microchip 1 of the present invention can be obtained.

(6)硬質部材421および弾性部材422の2つの部材によって閉塞部材42が構成されるので、孔部41に押し込まれる際の変位が硬質部材421を介して弾性部材422に正確に伝達される。これにより、弾性部材422の弾性変形量のコントロールが容易となって、流路FAの開閉量を容易に調節することができる。
(7)弾性部材422が適度な厚さに設けられているため、孔部41に押し込まれた際や、流路FA内の流体圧力を受けた際に、弾性部材422の流路FA側の表面422Aが変形することが防止される。これにより、試料RGの流れが阻害されることなく、試料RGの操作を適切に行うことができる。
(6) Since the closing member 42 is configured by the two members, the hard member 421 and the elastic member 422, the displacement when being pushed into the hole 41 is accurately transmitted to the elastic member 422 via the hard member 421. Thereby, the control of the elastic deformation amount of the elastic member 422 is facilitated, and the opening / closing amount of the flow path FA can be easily adjusted.
(7) Since the elastic member 422 is provided with an appropriate thickness, when the elastic member 422 is pushed into the hole 41 or receives fluid pressure in the flow path FA, The surface 422A is prevented from being deformed. Thereby, operation of sample RG can be performed appropriately, without inhibiting the flow of sample RG.

(8)弾性部材422の流路FA側の表面422Aが平坦に形成されていることにより、弾性部材422が充填部材43を介して孔部41の周縁に隙間無く密接し、試料RGの溜まり部分が生じないので、デッドボリュームを小さくできる。これにより、閉塞部材42の配設部分に試料RGが溜まったり、気泡が生じて試料RGの流れに影響が及ぶことがなく、液量に誤差が生じることもない。また、閉塞部材42の配設部分に試料RGが残ってマイクロチップ1の清浄度を確保できないなどの問題を回避できる。
(9)孔部41の径寸法が流路FAの幅よりも大きいことから、孔部41の内側で流路FAの幅方向端部である被載置面12が閉塞部材42の度当たり(ストッパー)として機能し、流路FA壁面と弾性部材422の表面422Aとがほぼ同一面上に揃うので、試料RGの流れに影響を及ぼすことなく閉塞部材42をマイクロチップ1に配設可能となる。
(10)弾性部材422が高耐食性のフッ素ゴムで形成されていることにより、試料RGが腐食性であっても問題がなく、マイクロチップ1の信頼性および汎用性をさらに向上させることができる。
(8) Since the surface 422A on the flow path FA side of the elastic member 422 is formed flat, the elastic member 422 is in close contact with the peripheral edge of the hole 41 via the filling member 43 without any gap, and the portion where the sample RG is accumulated Therefore, dead volume can be reduced. As a result, the sample RG does not accumulate in the portion where the closing member 42 is disposed, bubbles do not occur and the flow of the sample RG is not affected, and no error occurs in the liquid amount. Further, it is possible to avoid a problem that the cleanliness of the microchip 1 cannot be secured because the sample RG remains in the portion where the closing member 42 is disposed.
(9) Since the diameter dimension of the hole 41 is larger than the width of the flow path FA, the placement surface 12 that is the end in the width direction of the flow path FA on the inner side of the hole 41 hits the closing member 42 ( Since the wall surface of the flow path FA and the surface 422A of the elastic member 422 are substantially flush with each other, the blocking member 42 can be disposed on the microchip 1 without affecting the flow of the sample RG. .
(10) Since the elastic member 422 is formed of highly corrosion-resistant fluororubber, there is no problem even if the sample RG is corrosive, and the reliability and versatility of the microchip 1 can be further improved.

以下の各実施形態のマイクロチップ1は、流体制御バルブ40の構成を除いて、上述の第1実施形態と同様の構成を備える。
よって、共通部分には同一の符号を用い、重複する説明は省略する。
The microchip 1 of each of the following embodiments has the same configuration as that of the first embodiment described above except for the configuration of the fluid control valve 40.
Therefore, the same reference numerals are used for the common parts, and duplicate descriptions are omitted.

[第2実施形態]
図4に、本実施形態の流体制御バルブ40の断面図を示す。
本実施形態では、図4に示したように、孔部41の内周面に流路FA側ほど開口が大きくなるように形成されたテーパ部412が設けられている。
このテーパ部412は、離脱防止手段44として作用する。
本実施形態によれば、前述の第1実施形態の作用効果(3)に代えて次のような効果がある。
(11)流路FAの内圧が上昇し、充填部材43を孔部41から離脱させるような力が作用した場合でも、孔部41の内周面に形成したテーパ部412により、充填部材43を孔部41に係止することができる。これにより、流体制御バルブ40の高い耐圧性を確保することができる。
[Second Embodiment]
FIG. 4 shows a cross-sectional view of the fluid control valve 40 of the present embodiment.
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, a tapered portion 412 is provided on the inner peripheral surface of the hole portion 41 so that the opening becomes larger toward the flow path FA side.
The tapered portion 412 acts as a detachment preventing unit 44.
According to this embodiment, it replaces with the effect (3) of above-mentioned 1st Embodiment, and there exists the following effect.
(11) Even when the internal pressure of the flow path FA rises and a force that causes the filling member 43 to separate from the hole 41 is applied, the taper 412 formed on the inner peripheral surface of the hole 41 causes the filling member 43 to be The hole 41 can be locked. Thereby, the high pressure resistance of the fluid control valve 40 can be ensured.

[第3実施形態]
図5に、本実施形態の流体制御バルブ40の断面図を示す。
本実施形態では、図5に示したように、孔部41が、第一孔部41Aと、第一孔部41Aの第一基板10側に隣接する第二孔部41Bと、を有する。
ここで、閉塞部材42が変位する方向(図5上下方向)と垂直な面における第一孔部41Aの断面積は、第二孔部41Bの断面積よりも小さい。
本実施形態では、第一孔部41Aと第二孔部41Bとの間の段差部413が、離脱防止手段44として作用する。
本実施形態によれば、前述の第1実施形態の作用効果(3)に代えて次のような効果がある。
(12)流路FAの内圧が上昇し、充填部材43を孔部41から離脱させるような力が作用した場合でも、孔部41の内周面に形成した段差部413により、充填部材43を孔部41に係止することができる。これにより、流体制御バルブ40の高い耐圧性を確保することができる。
[Third Embodiment]
FIG. 5 shows a cross-sectional view of the fluid control valve 40 of the present embodiment.
In this embodiment, as shown in FIG. 5, the hole 41 has a first hole 41A and a second hole 41B adjacent to the first substrate 10 side of the first hole 41A.
Here, the cross-sectional area of the first hole 41A in a plane perpendicular to the direction in which the closing member 42 is displaced (the vertical direction in FIG. 5) is smaller than the cross-sectional area of the second hole 41B.
In the present embodiment, the step portion 413 between the first hole portion 41 </ b> A and the second hole portion 41 </ b> B acts as the separation preventing means 44.
According to this embodiment, it replaces with the effect (3) of above-mentioned 1st Embodiment, and there exists the following effect.
(12) Even when the internal pressure of the flow path FA rises and a force that causes the filling member 43 to be detached from the hole 41 is applied, the stepped portion 413 formed on the inner peripheral surface of the hole 41 causes the filling member 43 to be The hole 41 can be locked. Thereby, the high pressure resistance of the fluid control valve 40 can be ensured.

[第4実施形態]
図6に、本実施形態の流体制御バルブ40の断面図を示す。
本実施形態では、図6に示したように、充填部材43および孔部41の、流路FAと逆側の端面を覆うようにして、リング状のストッパ414が設けられている。
このストッパ414が、離脱防止手段44として作用する。
本実施形態によれば、前述の第1実施形態の作用効果(3)に代えて次のような効果がある。
(13)充填部材43を孔部41から離脱させるような力が作用した場合でも、ストッパ414により、充填部材43を孔部41に係止することができる。これにより、流体制御バルブ40の高い耐圧性を確保することができる。
[Fourth Embodiment]
FIG. 6 shows a cross-sectional view of the fluid control valve 40 of the present embodiment.
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, a ring-shaped stopper 414 is provided so as to cover the end surfaces of the filling member 43 and the hole 41 opposite to the flow path FA.
This stopper 414 acts as the detachment preventing means 44.
According to this embodiment, it replaces with the effect (3) of above-mentioned 1st Embodiment, and there exists the following effect.
(13) Even when a force for detaching the filling member 43 from the hole 41 is applied, the filling member 43 can be locked to the hole 41 by the stopper 414. Thereby, the high pressure resistance of the fluid control valve 40 can be ensured.

[変形例]
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成などを含み、以下に示すような変形なども本発明に含まれる。
[Modification]
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, Other modifications etc. which can achieve the objective of this invention are included, The deformation | transformation etc. which are shown below are also contained in this invention.

マイクロチップ1を構成する各部材の材質や形状などは、上述の各実施形態で例示したものに限らない。
例えば、上述の各実施形態において、略円柱形状の閉塞部材42を例示したが、図7に示すように、閉塞部材42の硬質部材421を円錐台形状としてもよい。
なお、図7に示す流体制御バルブ40においては、円錐台形状の硬質部材421にあわせ、孔部41の内周面にテーパ部412を形成している。本変形例に係るマイクロチップ1では、テーパ部412が、離脱防止手段44として作用する。
The material and shape of each member constituting the microchip 1 are not limited to those exemplified in the above embodiments.
For example, in each of the above-described embodiments, the substantially cylindrical blocking member 42 is illustrated, but the hard member 421 of the blocking member 42 may have a truncated cone shape as shown in FIG.
In the fluid control valve 40 shown in FIG. 7, a tapered portion 412 is formed on the inner peripheral surface of the hole 41 in accordance with the frustoconical hard member 421. In the microchip 1 according to this modification, the tapered portion 412 functions as the separation preventing means 44.

上述の第1実施形態において、孔部41の内周面に形成される突起部として、雌ネジ部411を例示したが、これに限定されない。
例えば、サンドブラストなどの適宜の手段により、孔部41の内周面に微細な突起部を多数形成してもよい。
この場合、アンカー効果により充填部材43の孔部41からの離脱を防止する力を高めることができる。また、接着界面の一部で剥離が生じた場合でも、微細な突起部の摩擦力により、充填部材43の孔部41からの離脱を防止することができる。
In the first embodiment described above, the female screw portion 411 is exemplified as the protruding portion formed on the inner peripheral surface of the hole 41, but is not limited thereto.
For example, a number of fine protrusions may be formed on the inner peripheral surface of the hole 41 by appropriate means such as sandblasting.
In this case, the force that prevents the filling member 43 from being detached from the hole 41 can be increased by the anchor effect. Further, even when peeling occurs at a part of the adhesive interface, the filling member 43 can be prevented from being detached from the hole 41 by the frictional force of the fine protrusions.

本発明は、耐圧性を向上させた流体制御バルブを有するマイクロチップとして利用できる。   The present invention can be used as a microchip having a fluid control valve with improved pressure resistance.

本発明の第1実施形態に係るマイクロチップの分解斜視図。1 is an exploded perspective view of a microchip according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係るマイクロチップの平面図。1 is a plan view of a microchip according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係るマイクロチップの流体制御バルブの断面図。Sectional drawing of the fluid control valve of the microchip which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係るマイクロチップの流体制御バルブの断面図。Sectional drawing of the fluid control valve of the microchip which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係るマイクロチップの流体制御バルブの断面図。Sectional drawing of the fluid control valve of the microchip which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係るマイクロチップの流体制御バルブの断面図。Sectional drawing of the fluid control valve of the microchip which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る変形例の流体制御バルブの断面図。Sectional drawing of the fluid control valve of the modification which concerns on embodiment of this invention. 従来のマイクロチップの分解斜視図。The exploded perspective view of the conventional microchip. 従来のマイクロチップの平面図。The top view of the conventional microchip. 従来のマイクロチップの流体制御バルブの断面図。Sectional drawing of the fluid control valve of the conventional microchip.

符号の説明Explanation of symbols

1 マイクロチップ
40 流体制御バルブ
41 孔部
41A 第一孔部
41B 第二孔部
42 閉塞部材
43 充填部材
44 離脱防止手段
100 チップ本体
411 雌ネジ部
412 テーパ部
413 段差部
FA 流路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Microchip 40 Fluid control valve 41 Hole part 41A 1st hole part 41B 2nd hole part 42 Closure member 43 Filling member 44 Detachment prevention means 100 Chip body 411 Female thread part 412 Taper part 413 Step part FA Channel

Claims (7)

第一基板と第二基板とを積層することにより内部に流路を形成したチップ本体と、前記流路を開閉する流体制御バルブと、を備えたマイクロチップであって、
前記流体制御バルブは、
前記チップ本体に形成され前記流路に連通する孔部と、
前記孔部に挿入された閉塞部材と、
前記孔部と前記閉塞部材との間に充填され前記閉塞部材を前記流路側に変位可能に支持する充填部材と、
前記充填部材の前記孔部からの離脱を防止する離脱防止手段と、
を有する
ことを特徴とするマイクロチップ。
A microchip comprising a chip body in which a flow path is formed by laminating a first substrate and a second substrate, and a fluid control valve that opens and closes the flow path,
The fluid control valve is
A hole formed in the chip body and communicating with the flow path;
A blocking member inserted into the hole;
A filling member that is filled between the hole and the closing member and supports the closing member so as to be displaceable on the flow path side;
A detachment preventing means for preventing detachment of the filling member from the hole,
A microchip comprising:
請求項1に記載のマイクロチップにおいて、
前記離脱防止手段は、前記孔部の内周面に形成された突起部である
ことを特徴とするマイクロチップ。
The microchip according to claim 1, wherein
The microchip according to claim 1, wherein the detachment preventing means is a protrusion formed on an inner peripheral surface of the hole.
請求項1に記載のマイクロチップにおいて、
前記離脱防止手段は、前記孔部の内周面に形成された雌ネジ部である
ことを特徴とするマイクロチップ。
The microchip according to claim 1, wherein
The microchip according to claim 1, wherein the separation preventing means is a female screw portion formed on an inner peripheral surface of the hole portion.
請求項1に記載のマイクロチップにおいて、
前記離脱防止手段は、前記孔部の内周面に前記流路側ほど開口が大きくなるように形成されたテーパ部である
ことを特徴とするマイクロチップ。
The microchip according to claim 1, wherein
The microchip according to claim 1, wherein the separation preventing means is a tapered portion formed on an inner peripheral surface of the hole portion so that an opening becomes larger toward the flow path side.
請求項1に記載のマイクロチップにおいて、
前記孔部は、第一孔部と、前記第一孔部の前記第一基板側に隣接する第二孔部と、を有し、
前記閉塞部材が変位する方向と垂直な面における前記第一孔部の断面積は、前記第二孔部の断面積よりも小さく、
前記離脱防止手段は、前記第一孔部と前記第二孔部との間の段差部である
ことを特徴とするマイクロチップ。
The microchip according to claim 1, wherein
The hole has a first hole and a second hole adjacent to the first substrate side of the first hole,
The cross-sectional area of the first hole in a plane perpendicular to the direction in which the closing member is displaced is smaller than the cross-sectional area of the second hole,
The microchip according to claim 1, wherein the separation preventing means is a stepped portion between the first hole and the second hole.
請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のマイクロチップにおいて、
前記チップ本体は、
溝が刻まれた流路形成面を有する前記第一基板と、前記流路形成面に積層される前記第二基板と、を有し、
前記流路は、前記溝と前記第二基板とによって形成され、
前記流体制御バルブは、前記第二基板に設けられる
ことを特徴とするマイクロチップ。
The microchip according to any one of claims 1 to 5,
The chip body is
The first substrate having a flow path forming surface in which grooves are engraved, and the second substrate laminated on the flow path forming surface,
The flow path is formed by the groove and the second substrate,
The microchip according to claim 1, wherein the fluid control valve is provided on the second substrate.
請求項6に記載のマイクロチップにおいて、
前記第二基板は、ポリエーテルエーテルケトンまたはフッ素樹脂により形成される
ことを特徴とするマイクロチップ。
The microchip according to claim 6, wherein
The microchip is characterized in that the second substrate is made of polyetheretherketone or fluororesin.
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