JP2017140667A - Manufacturing method of micro channel device and micro channel device - Google Patents

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悠一 廣瀬
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a micro channel device and the micro channel device capable of making flow rate of liquid and gas flowing through the interior of a micro channel constant without increasing a cost.SOLUTION: In a manufacturing method of a micro channel device, two substrates having a groove which constitutes a micro channel on at least one of the substrates are superimposed and joined and, thereby, the micro channel device inside which the micro channel is manufactured. Therein, the groove is formed so as to scan a laser beam in an extension direction of a side wall of the groove on the basis of a shape of the groove and, at the same time, execute the scanning a plurality of times while shifting the scanning in the width direction of the groove.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、マイクロ流路デバイスの作製方法およびマイクロ流路デバイスに関し、さらに詳細には、平板状の２つの基板を接合して作製するマイクロ流路デバイスの作製方法および平板状の２つの基板を接合して作製されたマイクロ流路デバイスに関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a microchannel device and a microchannel device, and more specifically, a method for manufacturing a microchannel device in which two flat substrates are bonded to each other, and two flat substrates The present invention relates to a microchannel device manufactured by bonding.

近年、マイクロリアクターやマイクロトータルアナリシスシステム（μＴＡＳ）と称される技術が注目されている。   In recent years, a technique called a microreactor or a micrototal analysis system (μTAS) has attracted attention.

こうした技術では、内部にマイクロメートルオーダーの中空の流路（つまり、マイクロ流路である。）が形成されたデバイスたるマイクロ流路デバイスが用いられる。   In such a technique, a microchannel device is used, which is a device in which a hollow channel (that is, a microchannel) in the order of micrometers is formed.

こうしたマイクロ流路デバイスは、例えば、同じ樹脂材料により構成された２つの平板状の基板より作製される。   Such a microchannel device is produced from, for example, two flat substrates formed of the same resin material.

具体的には、一方の基板の表面に貫通穴や溝などにより構成される任意のパターンを形成した後に、当該表面におけるパターンを形成していない領域に接着剤を塗布し、当該表面に他方の基板を接合することとで、内部にマイクロ流路が形成されたマイクロ流路デバイスを作製する。
Specifically, after forming an arbitrary pattern composed of a through hole or a groove on the surface of one substrate, an adhesive is applied to a region on the surface where the pattern is not formed, and the other surface is applied to the surface. By joining the substrates, a microchannel device having a microchannel formed therein is manufactured.

ところで、パターンとして基板の表面に溝を形成する際には、所定の方向のみに走査するレーザー光を、当該溝の幅方向にずらしながら複数回走査するようにしていた。   By the way, when a groove is formed on the surface of the substrate as a pattern, a laser beam scanned only in a predetermined direction is scanned a plurality of times while being shifted in the width direction of the groove.

このため、基板表面に形成された溝の底面には、レーザー光の走査に伴う微細な凹凸が形成される。   For this reason, the fine unevenness | corrugation accompanying the scanning of a laser beam is formed in the bottom face of the groove | channel formed in the substrate surface.

具体的には、形成された溝は、当該溝におけるレーザー光の走査方向と一致する方向に延長している領域では、溝の底面となる切削表面に、溝の形状に沿って延長する微細な凹凸が形成され、当該溝におけるレーザー光の走査方向に対して傾斜して延長している領域では、溝の底面となる切削表面に、溝の形状に対して傾斜して延長する微細な凹凸が形成される（図１（ａ）（ｂ）を参照する。）。   Specifically, in the region where the formed groove extends in a direction that coincides with the scanning direction of the laser beam in the groove, a fine groove that extends along the shape of the groove is formed on the cutting surface that is the bottom surface of the groove. In the region where the unevenness is formed and extends with an inclination with respect to the scanning direction of the laser beam in the groove, a fine unevenness extending with an inclination with respect to the shape of the groove is formed on the cutting surface serving as the bottom surface of the groove. Formed (see FIGS. 1A and 1B).

即ち、溝におけるレーザー光の走査方向と一致する方向に延長している領域では、溝の底面に、溝の形状に沿って直線状に延長した凹形状および凸形状が交互に並んで形成され、溝におけるレーザー光の走査方向に対して傾斜して延長している領域では、溝の底面に、溝の形状に対して傾斜して直線状に延長した凹形状および凸形状が交互に並んで形成される。   That is, in the region extending in the direction that coincides with the scanning direction of the laser beam in the groove, concave and convex shapes extending linearly along the shape of the groove are formed alternately on the bottom surface of the groove, In the region extending incline with respect to the scanning direction of the laser beam in the groove, a concave shape and a convex shape that are inclined with respect to the shape of the groove and linearly extended are formed alternately on the bottom surface of the groove. Is done.

従って、作製されたマイクロ流路デバイスでは、マイクロ流路の内壁面に、マイクロ流路の形状に沿って延長する微細な凹凸が形成された部分と、マイクロ流路の形状に対して傾斜して微細な凹凸が形成された部分とが形成される。   Therefore, in the manufactured microchannel device, the inner wall surface of the microchannel is inclined with respect to the microchannel shape and the portion where the fine unevenness extending along the shape of the microchannel is formed. A portion where fine irregularities are formed is formed.

このため、マイクロ流路内を流れる液体あるいは気体は、内壁面に形成された微細な凹凸形状に影響され、マイクロ流路の形状に沿って延長する微細な凹凸が形成された部分と、マイクロ流路の形状に対して傾斜して延長する微細な凹凸が形成された部分とで、その流速に差が生じてしまうことが問題点として指摘されていた。   For this reason, the liquid or gas flowing in the microchannel is influenced by the fine irregularities formed on the inner wall surface, and the microfluidic portion extending along the shape of the microchannel and the microflow It has been pointed out as a problem that there is a difference in the flow velocity between the portion where the fine irregularities extending inclinedly with respect to the shape of the road are formed.

即ち、マイクロ流路の形状に沿って延長する微細な凹凸が形成された部分に対して、マイクロ流路の形状に対して傾斜して延長する微細な凹凸が形成された部分では、凹凸形状のマイクロ流路に対する傾斜角度が大きくなるほど、マイクロ流路内を流れる液体あるいは気体の流速が遅くなってしまっていた。
That is, in the portion where the fine unevenness extending obliquely with respect to the shape of the microchannel is formed in the portion where the fine unevenness extending along the shape of the microchannel is formed, the uneven shape The greater the inclination angle with respect to the microchannel, the slower the flow rate of the liquid or gas flowing in the microchannel.

なお、こうした問題点を解決するための手法として、レーザー光の１回の走査により形成されるラインの幅を小さくする、つまり、レーザー加工による解像度を向上する技術が用いられるが、こうした技術を用いた場合には、基板上にレーザー加工によりパターンを形成するための加工装置が高価になるなど、生産コストが上昇するという新たな問題が生じてしまっていた。
As a technique for solving these problems, a technique of reducing the width of a line formed by a single scan of laser light, that is, improving the resolution by laser processing, is used. In such a case, there has been a new problem that the production cost is increased, for example, a processing apparatus for forming a pattern on a substrate by laser processing becomes expensive.

なお、本願出願人が特許出願のときに知っている先行技術は、文献公知発明に係る発明ではないため、本願明細書に記載すべき先行技術文献情報はない。   Note that the prior art that the applicant of the present application knows at the time of filing a patent application is not an invention related to a known literature invention, and therefore there is no prior art document information to be described in the present specification.

本発明は、上記したような従来の技術の有する種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、コスト高を招来することなく、マイクロ流路内を流れる液体および気体の流速を一定にすることができるマイクロ流路デバイスの作製方法およびマイクロ流路デバイスを提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of the various problems of the prior art as described above, and the object of the present invention is to provide liquids and gases that flow in the microchannel without incurring high costs. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a microchannel device and a microchannel device that can maintain a constant flow rate of the microchannel.

上記目的を達成するために、本発明によるマイクロ流路デバイスの作製方法は、少なくともいずれか一方の基板にマイクロ流路を構成する溝が形成された２つの基板を重ね合わせて接合することで、内部にマイクロ流路が形成されたマイクロ流路デバイスを作製するマイクロ流路デバイスの作製方法において、溝は、上記溝の形状に基づいて、上記溝の側壁の延長方向に沿ってレーザー光を走査するとともに、該走査を上記溝の幅方向にずらしながら複数回実行して形成するようにしたものである。   In order to achieve the above object, a method for producing a microchannel device according to the present invention includes superposing and joining two substrates on which grooves constituting a microchannel are formed on at least one of the substrates, In the method of manufacturing a microchannel device in which a microchannel device having a microchannel formed therein is manufactured, the groove scans laser light along the extending direction of the side wall of the groove based on the shape of the groove. In addition, the scanning is performed a plurality of times while shifting in the width direction of the groove.

また、本発明によるマイクロ流路デバイスは、少なくともいずれか一方の基板にマイクロ流路を構成する溝が形成された２つの基板を重ね合わせて接合することで、内部にマイクロ流路が形成されたマイクロ流路デバイスにおいて、溝の底面に、上記溝の側壁の延長方向に沿って延長する微細な凹凸が形成されるようにしたものである。   Further, in the microchannel device according to the present invention, the microchannel is formed inside by superposing and joining two substrates on which grooves forming the microchannel are formed on at least one of the substrates. In the microchannel device, fine unevenness extending along the extending direction of the side wall of the groove is formed on the bottom surface of the groove.

本発明は、以上説明したように構成されているので、コスト高を招来することなく、マイクロ流路内を流れる液体および気体の流速を一定にすることができるという優れた効果を奏するものである。   Since the present invention is configured as described above, it has an excellent effect that the flow velocity of the liquid and gas flowing in the microchannel can be made constant without incurring high costs. .

図１（ａ）は、基板に形成された溝を示す説明図であり、また、図１（ｂ）は、レーザーの走査方向と一致する部分に形成された微細な凹凸およびレーザーの走査方向に対して傾斜する部分に形成された微細な凹凸を示す説明図である。FIG. 1A is an explanatory view showing grooves formed in the substrate, and FIG. 1B is a diagram showing fine irregularities formed in a portion that coincides with the laser scanning direction and the laser scanning direction. It is explanatory drawing which shows the fine unevenness | corrugation formed in the part inclined with respect to it. 図２（ａ）は、本発明によるマイクロ流路デバイスの概略構成斜視説明図であり、また、図２（ｂ）は、図２（ａ）のマイクロ流路デバイスにおけるマイクロ流路となるパターンが形成された基板の概略構成を示す平面説明図であり、また、図２（ｃ）は、溝における湾曲領域の一部を拡大した拡大説明図である。FIG. 2A is a schematic configuration perspective view of a microchannel device according to the present invention, and FIG. 2B shows a pattern that becomes a microchannel in the microchannel device of FIG. FIG. 2C is an explanatory plan view showing a schematic configuration of the formed substrate, and FIG. 2C is an enlarged explanatory view in which a part of a curved region in the groove is enlarged. 図３は、基板に任意のパターンを形成することが可能な加工装置の概略構成斜視説明である。FIG. 3 is a perspective view of the schematic configuration of a processing apparatus capable of forming an arbitrary pattern on a substrate.

以下、添付の図面を参照しながら、本発明によるマイクロ流路デバイスの作製方法およびマイクロ流路デバイスの実施の形態の一例を詳細に説明することとする。
Hereinafter, an example of an embodiment of a method for producing a microchannel device and a microchannel device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図２（ａ）には、本発明によるマイクロ流路デバイスの概略構成斜視説明図が示されており、また、図２（ｂ）には、図２（ａ）のマイクロ流路デバイスにおけるマイクロ流路となるパターンが形成された基板の概略構成を示す平面説明図が示されており、また、図２（ｃ）には、溝における湾曲領域の一部を拡大した拡大説明図が示されている。   FIG. 2 (a) shows a perspective view of a schematic configuration of a microchannel device according to the present invention, and FIG. 2 (b) shows a micro flow in the microchannel device of FIG. 2 (a). An explanatory plan view showing a schematic configuration of a substrate on which a pattern to be a path is formed is shown, and FIG. 2C shows an enlarged explanatory view in which a part of a curved region in a groove is enlarged. Yes.

図２（ａ）に示すマイクロ流路デバイス１０は、互いに同じ樹脂材料により構成され、平板状に形成された基板１２、１４を貼り合わせて作製されている。   The microchannel device 10 shown in FIG. 2A is made of the same resin material and is manufactured by bonding substrates 12 and 14 formed in a flat plate shape.

基板１２には、表面１２ａから裏面１２ｂに貫通するように、３つの貫通穴１６、１８、２０が形成されている。   In the substrate 12, three through holes 16, 18, and 20 are formed so as to penetrate from the front surface 12a to the back surface 12b.

また、基板１２の裏面１２ｂには、２つの貫通穴１６、１８、２０を連通するように、溝２２が形成されている。   Further, a groove 22 is formed on the back surface 12 b of the substrate 12 so as to communicate the two through holes 16, 18, 20.

即ち、マイクロ流路デバイス１０は、３つの貫通穴１６、１８、２０と溝２２とによりマイクロ流路３０のパターンが構成される。
That is, in the microchannel device 10, the pattern of the microchannel 30 is configured by the three through holes 16, 18, 20 and the groove 22.

ここで、溝２２は、貫通穴１６から直線状に延長する直線領域２２−１と、分岐点Ｐにおいて分岐し、分岐点Ｐから湾曲部分と直線部分とを備えながら貫通穴１８に延長する湾曲領域２２−２と、分岐点Ｐから湾曲部分と直線部分とを備えながら貫通穴２０に延長する湾曲領域２２−３とにより構成されている。   Here, the groove 22 is bent at the branch point P, the straight region 22-1 extending linearly from the through hole 16, and is curved from the branch point P to the through hole 18 with a curved portion and a straight portion. A region 22-2 and a curved region 22-3 extending from the branch point P to the through hole 20 while having a curved portion and a straight portion are formed.

そして、この溝２２は、底面２２ａと側壁２２ｂ、２２ｃにより構成され、レーザー光を溝２２の形状に沿って（溝２２の側壁２２ｂ、２２ｃの延長方向に沿って）走査する処理を、溝２２の幅方向にずらしながら複数回行って形成される。   And this groove | channel 22 is comprised by the bottom face 22a and side wall 22b, 22c, and the process which scans a laser beam along the shape of the groove | channel 22 (along the extension direction of the side wall 22b, 22c of the groove | channel 22) is carried out. It is formed a plurality of times while shifting in the width direction.

従って、直線領域２２−１では、直線領域２２−１の側壁の延長方向に沿って直線状にレーザー光が走査され、湾曲領域２２−２、２２−３では、湾曲部分は湾曲部分の側壁の延長方向に沿って湾曲してレーザー光が走査され、直線部分は直線部分の側壁の延長方向に沿って直線状にレーザー光が走査される。   Therefore, in the straight region 22-1, the laser beam is scanned linearly along the extending direction of the side wall of the straight region 22-1, and in the curved regions 22-2 and 22-3, the curved portion is the side wall of the curved portion. The laser beam is scanned while being curved along the extending direction, and the laser beam is scanned linearly along the extending direction of the side wall of the linear portion.

なお、こうして形成された溝２２では、底面２２ａに、溝２２の側壁２２ｂ、２２ｃの延長方向の沿って微細な凹凸が形成される。   In the groove 22 thus formed, fine irregularities are formed on the bottom surface 22a along the extending direction of the side walls 22b and 22c of the groove 22.

即ち、直線領域２２−１では、直線領域２２−１の側壁の延長方向に沿って直線状に延長した凹形状および凸形状が交互に並んで形成される。また、湾曲領域２２−２、２２−３では、湾曲部分は湾曲部分の側壁に沿って当該湾曲部分の湾曲度と一致した湾曲度で延長した凹形状および凸形状が交互に形成され、直線部分は直線部分の側壁の延長方向に沿って直線状に延長した凹形状および凸形状が交互に並んで形成される。
That is, in the linear region 22-1, the concave shape and the convex shape that are linearly extended along the extending direction of the side wall of the linear region 22-1 are alternately formed. Further, in the curved regions 22-2 and 22-3, the curved portions are alternately formed with concave shapes and convex shapes extending along the side walls of the curved portions with a degree of curvature that matches the degree of curvature of the curved portions. Are formed by alternately arranging concave and convex shapes extending linearly along the extending direction of the side wall of the straight portion.

そして、マイクロ流路デバイス１０は、基板１２の裏面１２ｂの貫通穴１６、１８、２０および溝２２が形成されていない領域に塗布された接着剤により、基板１４と接合されている。   The microchannel device 10 is bonded to the substrate 14 with an adhesive applied to a region where the through holes 16, 18, 20 and the groove 22 of the back surface 12 b of the substrate 12 are not formed.

なお、本実施の形態においては、マイクロ流路３０を構成するために基板１２に３つの貫通穴１６、１８、２０および溝２２のパターンを形成するようにしたが、マイクロ流路３０を構成するためのパターンとしては、３つの貫通穴１６、１８、２０および直線領域および湾曲領域が混合した溝２２に限定されるものではなく、屈曲した溝や矩形形状の凹部など各種のパターンを用いて構成するようにしてもよいことは勿論である。
In the present embodiment, the pattern of the three through holes 16, 18, 20 and the groove 22 is formed in the substrate 12 in order to configure the microchannel 30. However, the microchannel 30 is configured. The pattern for use is not limited to the three through holes 16, 18, 20 and the groove 22 in which the straight region and the curved region are mixed. Of course, you may make it do.

以上の構成において、マイクロ流路デバイス１０を作製する場合には、まず、加工装置１００を用いて、基板１２に対してレーザー光により貫通穴１６、１８、２０および溝２２を形成する。   In the above configuration, when the microchannel device 10 is manufactured, first, the processing apparatus 100 is used to form the through holes 16, 18, 20 and the groove 22 with respect to the substrate 12 by laser light.

ここで、図３を参照しながら、レーザー光により基板１２に対して任意のパターンを形成することが可能な加工装置１００について説明する。
Here, a processing apparatus 100 capable of forming an arbitrary pattern on the substrate 12 with laser light will be described with reference to FIG.

図３には、基板に任意のパターンを形成することが可能な加工装置の概略構成斜視説明図が示されている。   FIG. 3 shows a schematic configuration perspective view of a processing apparatus capable of forming an arbitrary pattern on a substrate.

この図３に示す加工装置１００は、固定系のベース部材１０２上に、基板１２などの被加工物を載置する平板状のテーブル１−４が配設されている。   In the processing apparatus 100 shown in FIG. 3, a flat table 1-4 on which a workpiece such as a substrate 12 is placed is disposed on a fixed base member 102.

また、ベース部材１０２におけるテーブル１０４のＸＹＺ直交座標系のＸ軸方向の両端部近傍には、Ｙ軸方向に延長した一対のレール１０６が配設されている。   In addition, a pair of rails 106 extending in the Y-axis direction are disposed in the vicinity of both ends in the X-axis direction of the XYZ orthogonal coordinate system of the table 104 in the base member 102.

このレール１０６上には、移動自在にガイドレール１０８が配設され、このガイドレール１０８は、Ｘ軸方向に延長した形状を備えるとともに、両端部がレール１０６上にそれぞれ配設されてＺ軸方向に立ち上がり形成されてなる門型形状となっている。   A guide rail 108 is movably disposed on the rail 106. The guide rail 108 has a shape extending in the X-axis direction, and both ends thereof are disposed on the rail 106 so as to extend in the Z-axis direction. It is a gate-shaped shape that is formed by standing up.

ガイドレール１０８には、Ｘ軸方向に移動自在にレーザーヘッド１１０が配設されている。   A laser head 110 is disposed on the guide rail 108 so as to be movable in the X-axis direction.

そして、加工装置１００は、その全体の動作をマイクロコンピューター１１２によって制御されている。   The processing apparatus 100 is controlled by a microcomputer 112 for the entire operation thereof.

マイクロコンピューター１１２は、入力されたパターン形状を表すデータから加工データ（ＮＣコード）を生成する生成部１１８を備えており、この生成部１１８により生成された加工データなどの各種の情報に基づいて、ガイドレール１０８やレーザーヘッド１１０の動作を制御する制御部１１４を備えている。   The microcomputer 112 includes a generation unit 118 that generates machining data (NC code) from data representing the input pattern shape. Based on various information such as the machining data generated by the generation unit 118, A control unit 114 that controls the operation of the guide rail 108 and the laser head 110 is provided.

また、マイクロコンピューター１１２は、入力されたパターン形状を表すデータや生成部１１８で生成した加工データなどの各種の情報を記憶する記憶部１１６を備えている。   In addition, the microcomputer 112 includes a storage unit 116 that stores various types of information such as input pattern shape data and processing data generated by the generation unit 118.

生成部１１８では、入力されたパターン形状を表すデータにおいて、溝（例えば、所定の長さを超えて延長して形成される部位である。）を抽出し、抽出した溝を、当該溝の形状に沿って（溝の側壁の延長方向に沿って）なされるレーザー光の移動を、溝の幅方向にずらしながら複数回実行するようにしたレーザー光の移動経路を表す加工データ（ＮＣコード）を生成する。なお、入力されたパターン形状とは、基板１２、１４に形成する貫通孔や溝などのパターンである。
The generation unit 118 extracts a groove (for example, a part formed by extending beyond a predetermined length) in the data representing the input pattern shape, and uses the extracted groove as the shape of the groove. Machining data (NC code) representing the movement path of the laser beam, which is executed a plurality of times while moving along the groove width direction (along the extending direction of the side wall of the groove) while shifting in the width direction of the groove Generate. The input pattern shape is a pattern such as a through-hole or a groove formed in the substrates 12 and 14.

こうした構成の加工装置１００により基板１２に対して貫通穴１６、１８、２０および溝２２を形成するには、貫通穴１６、１８、２０および溝２２で構成された所定のパターン形状を表すデータを入力するとともに、基板１２を裏面１２ｂを上方側に向けた状態でテーブル１０４上に載置し、操作子を操作して切削加工の開始を指示して、まず、生成部１１８において、入力された所定のパターン形状を表すデータから溝２２を抽出する。   In order to form the through holes 16, 18, 20 and the grooves 22 in the substrate 12 by the processing apparatus 100 having such a configuration, data representing a predetermined pattern shape constituted by the through holes 16, 18, 20 and the grooves 22 is used. In addition to the input, the substrate 12 is placed on the table 104 with the back surface 12b facing upward, and the operation unit is operated to instruct the start of the cutting process. The groove 22 is extracted from data representing a predetermined pattern shape.

次に、生成部１１８において、抽出した溝２２から、溝２２の形状に沿って（溝２２の側壁２２ｂ、２２ｃの延長方向に沿って）なされるレーザー光の移動を、溝２２の幅方向にずらしながら複数回実行するようにしたレーザー光の移動経路を表す加工データ（ＮＣコード）を生成する。なお、貫通穴１６、１８、２０については、生成部１１８において従来より公知の技術により加工データ（ＮＣコード）を生成するため、その詳細な説明は省略することとする。   Next, in the generation unit 118, the movement of the laser light that is performed from the extracted groove 22 along the shape of the groove 22 (along the extending direction of the side walls 22 b and 22 c of the groove 22) is performed in the width direction of the groove 22. Machining data (NC code) representing a laser beam movement path that is executed a plurality of times while being shifted is generated. In addition, about the through holes 16, 18, and 20, since the production | generation part 118 produces | generates process data (NC code) by a conventionally well-known technique, suppose that the detailed description is abbreviate | omitted.

その後、制御部１１４により、生成した加工データに基づいて基板１２の裏面１２ｂに対してレーザー光が照射され、これにより、裏面１２ｂに貫通穴１６、１８、２０および溝２２が形成される。   Thereafter, the control unit 114 irradiates the back surface 12b of the substrate 12 with laser light based on the generated processing data, thereby forming the through holes 16, 18, 20 and the grooves 22 in the back surface 12b.

このとき、溝２２の底面２２ａには、溝２２の形状に沿って（溝２２の側壁２２ｂ、２２ｃの延長方向に沿って）延長する微細な凹凸が形成される。   At this time, fine irregularities extending along the shape of the groove 22 (along the extending direction of the side walls 22b and 22c of the groove 22) are formed on the bottom surface 22a of the groove 22.

即ち、溝２２の底面２２ａには、レーザー光が移動した移動経路上には凹形状が形成され、レーザー光が移動した移動経路の間には凸形状が形成される。   That is, on the bottom surface 22a of the groove 22, a concave shape is formed on the movement path along which the laser light has moved, and a convex shape is formed between the movement paths along which the laser light has moved.

つまり、基板１２に形成された溝２２の底面２２ａには、直線領域２２−１では、直線領域２２−１の側壁の延長方向に沿って直線状に延長した凹形状および凸形状が交互に並んで形成され、湾曲領域２２−２、２２−３では、湾曲部分は湾曲部分の側壁に沿って当該湾曲部分の湾曲度と一致した湾曲度で延長した凹形状および凸形状が交互に並んで形成されるとともに、直線部分は直線部分の側壁の延長方向に沿って直線状に延長した凹形状および凸形状が交互に並んで形成される。
In other words, on the bottom surface 22a of the groove 22 formed on the substrate 12, in the linear region 22-1, concave and convex shapes extending linearly along the extending direction of the side wall of the linear region 22-1 are alternately arranged. In the curved regions 22-2 and 22-3, the curved portion is formed by alternately arranging the concave shape and the convex shape extending along the side wall of the curved portion with a curvature matching the curvature of the curved portion. In addition, the straight portion is formed by alternately arranging concave shapes and convex shapes extending linearly along the extending direction of the side wall of the straight portion.

基板１２に貫通穴１６、１８、２０および溝２２により構成された所定のパターンが形成されると、次に、基板１２の裏面１２ｂの当該所定のパターンが形成されていない領域に接着剤を塗布する。   After the predetermined pattern constituted by the through holes 16, 18, 20 and the groove 22 is formed on the substrate 12, next, an adhesive is applied to the area of the back surface 12b of the substrate 12 where the predetermined pattern is not formed. To do.

その後、基板１２の裏面１２ｂに基板１４を重ね合わせ、基板１２および基板１４を互いに圧接する方向に、例えば、２つの基板１２、１４が変形や破壊されない程度の一定の力で加圧する。   Thereafter, the substrate 14 is overlaid on the back surface 12b of the substrate 12, and the substrate 12 and the substrate 14 are pressed in a direction in which the substrate 12 and the substrate 14 are in pressure contact with each other, for example, with a constant force that does not deform or destroy the two substrates 12.

そして、接着剤を硬化する処理を行って、基板１２と基板１４とを接合することで、マイクロ流路デバイスの作製が終了する。

以上において説明したように、本発明によるマイクロ流路デバイス１０は、基板１２および基板１４とを接合して作製するものであって、基板１２の基板１４との接合面たる裏面１２ｂに、貫通穴１６、１８、２０および溝２２により構成される所定のパターンをレーザー加工により形成するようにした。 Then, the process of curing the adhesive is performed, and the substrate 12 and the substrate 14 are bonded to complete the production of the microchannel device.

As described above, the microchannel device 10 according to the present invention is manufactured by bonding the substrate 12 and the substrate 14, and the through-holes are formed on the back surface 12 b that is the bonding surface of the substrate 12 to the substrate 14. A predetermined pattern constituted by 16, 18, 20 and the groove 22 was formed by laser processing.

このとき、溝２２は、溝２２の形状に沿って（溝２２の側壁２２ｂ、２２ｃの延長方向に沿ってレーザー光を走査するとともに、この走査を前記溝の幅方向にずらしながら複数回実行して形成するようにした。   At this time, the groove 22 scans the laser light along the shape of the groove 22 (along the extending direction of the side walls 22b and 22c of the groove 22, and performs this scanning a plurality of times while shifting in the width direction of the groove. To form.

これにより、基板１２に形成された溝２２の底面２２ａには、直線領域２２−１では、直線領域２２−１の側壁の延長方向に沿って直線状に延長した凹形状および凸形状が交互に並んで形成され、湾曲領域２２−２、２２−３では、湾曲部分は湾曲部分の側壁の延長方向に沿って当該湾曲部分の湾曲度と一致した湾曲度で延長した凹形状および凸形状が交互に並んで形成されるとともに、直線部分は直線部分の側壁の延長方向に沿って直線状に延長した凹形状および凸形状が交互に並んで形成されるようになる。   Thereby, on the bottom surface 22a of the groove 22 formed in the substrate 12, in the linear region 22-1, concave and convex shapes extending linearly along the extending direction of the side wall of the linear region 22-1 are alternately arranged. In the curved regions 22-2 and 22-3, the curved portions are alternately formed with concave shapes and convex shapes extending along the extending direction of the side walls of the curved portions with the same degree of curvature as the curved portions. In addition, the rectilinear portion is formed by alternately arranging the concave shape and the convex shape extending linearly along the extending direction of the side wall of the linear portion.

このため、本発明によるマイクロ流路デバイス１０においては、マイクロ流路３０が湾曲や屈曲して延長している場合でも、マイクロ流路３０内に、マイクロ流路の形状に沿って延長した微細な凹凸が形成されるようになる。   For this reason, in the microchannel device 10 according to the present invention, even when the microchannel 30 is curved and bent and extended, the microchannel device 10 has a fine structure extending along the shape of the microchannel in the microchannel 30. Unevenness is formed.

従って、本発明によるマイクロ流路デバイス１０によれば、マイクロ流路が湾曲や屈曲している場合などに、マイクロ流路内にマイクロ流路の形状に沿って延長した微細な凹凸と、マイクロ流路の形状に対して傾斜して延長した微細な凹凸とが形成される従来の技術によるマイクロ流路デバイスと比較して、マイクロ流路３０内を一定の流速で液体あるいは気体を流すことができるようになる。
Therefore, according to the microchannel device 10 of the present invention, when the microchannel is curved or bent, the micro unevenness extending along the shape of the microchannel in the microchannel and the microchannel Compared with a microchannel device according to the prior art in which fine irregularities extending with an inclination with respect to the shape of the path are formed, a liquid or gas can flow through the microchannel 30 at a constant flow rate. It becomes like this.

また、本発明によるマイクロ流路デバイス１０は、加工装置１００において、基板１２における溝２２の形状に合わせてレーザー光の移動経路を表す加工データ（ＮＣコード）を生成し、当該加工データに基づいて加工するようにしたため、加工装置の解像度を向上するようにした従来の技術を用いて作製したマイクロ流路デバイスと比較して、コスト高を招来することなく作製することができるようになる。
Further, the micro-channel device 10 according to the present invention generates processing data (NC code) representing a moving path of laser light in accordance with the shape of the groove 22 in the substrate 12 in the processing apparatus 100, and based on the processing data. Since it is processed, it can be manufactured without incurring high costs compared with a microchannel device manufactured using a conventional technique that improves the resolution of the processing apparatus.

なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（５）に示すように変形するようにしてもよい。   The embodiment described above may be modified as shown in the following (1) to (5).

（１）上記した実施の形態においては、基板１２、１４を樹脂材料より構成するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、例えば、基板１２、１４を石英ガラスなど、従来より公知のマイクロ流路デバイスに用いられる種々の材料により構成するようにしてもよい。   (1) In the above-described embodiment, the substrates 12 and 14 are made of a resin material. However, the present invention is not limited to this. For example, the substrates 12 and 14 are made of quartz glass or the like. You may make it comprise with the various material used for a conventionally well-known microchannel device.

（２）上記した実施の形態においては、基板１２に貫通穴１６、１８、２０および溝２２を形成するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、基板１２の基板１４との接合面に貫通穴１６、１８、２０を形成し、基板１４の基板１２との接合面に溝２２を形成するようにしてもよい。   (2) In the above embodiment, the through holes 16, 18, 20 and the groove 22 are formed in the substrate 12. However, the present invention is not limited to this, and the substrate 14 of the substrate 12 is not limited thereto. The through holes 16, 18, and 20 may be formed on the bonding surface of the substrate 14, and the groove 22 may be formed on the bonding surface of the substrate 14 with the substrate 12.

（３）上記した実施の形態においては、生成部１１８では、入力されたパターン形状を表すデータに基づいて加工データ（ＮＣコード）を生成するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論である。   (3) In the above-described embodiment, the generation unit 118 generates the machining data (NC code) based on the data representing the input pattern shape. However, the present invention is not limited to this. Of course.

即ち、加工装置１１０において、基板１２に形成するパターン形状を作成する作成部を設け、当該作成部においてユーザーの入力に基づいてパターン形状を作成し、生成部１１８では、当該作成部で作成されたパターン形状に基づいて加工データ（ＮＣコード）を生成するようにしてもよい。   That is, in the processing apparatus 110, a creation unit that creates a pattern shape to be formed on the substrate 12 is provided, and the creation unit 118 creates a pattern shape based on a user input, and the creation unit 118 creates the pattern shape. Processing data (NC code) may be generated based on the pattern shape.

（４）上記した実施の形態においては、マイクロコンピューター１１２の生成部１１８において、パターン形状を表すデータから溝を抽出し、抽出した溝について、溝の形状に沿ってなされるレーザー光の移動を溝の幅方向にずらしながら複数回実行するようにしたレーザー光の移動経路を表す加工データ（ＮＣコード）を生成するようにしたが、生成部１１８においてなされる加工データ（ＮＣコード）の生成を、加工装置１０と別体で設けられたパーソナルコンピューターにより実行するようにしてもよいことは勿論である。   (4) In the above-described embodiment, the generation unit 118 of the microcomputer 112 extracts a groove from the data representing the pattern shape, and moves the laser light along the groove shape for the extracted groove. The machining data (NC code) representing the movement path of the laser beam that is executed a plurality of times while being shifted in the width direction is generated, but the generation of the machining data (NC code) performed in the generation unit 118 is performed. Of course, it may be executed by a personal computer provided separately from the processing apparatus 10.

なお、この場合には、生成した加工データは、加工処理を開始する前に加工装置１０に入力される。   In this case, the generated machining data is input to the machining apparatus 10 before the machining process is started.

（５）上記した実施の形態ならびに上記した（１）および（４）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。   (5) You may make it combine the above-mentioned embodiment and the modification shown in above-mentioned (1) and (4) suitably.

本発明は、化学反応、化学分析を実施するためのマイクロ流路デバイスとして用いて好適である。   The present invention is suitable for use as a microchannel device for carrying out chemical reactions and chemical analyses.

１０ マイクロ流路デバイス、１２、１４ 基板、１６、１８、２０ 貫通穴、２２ 溝、１００ 加工装置   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Microchannel device, 12, 14 Substrate, 16, 18, 20 Through hole, 22 Groove, 100 Processing apparatus

Claims (2)

少なくともいずれか一方の基板にマイクロ流路を構成する溝が形成された２つの基板を重ね合わせて接合することで、内部にマイクロ流路が形成されたマイクロ流路デバイスを作製するマイクロ流路デバイスの作製方法において、
溝は、前記溝の形状に基づいて、前記溝の側壁の延長方向に沿ってレーザー光を走査するとともに、該走査を前記溝の幅方向にずらしながら複数回実行して形成する
ことを特徴とするマイクロ流路デバイスの作製方法。 A microchannel device for producing a microchannel device in which a microchannel is formed by superimposing and bonding two substrates on which grooves constituting the microchannel are formed on at least one of the substrates In the production method of
The groove is formed by scanning a laser beam along the extending direction of the side wall of the groove based on the shape of the groove and performing the scanning a plurality of times while shifting in the width direction of the groove. A method for manufacturing a microchannel device. 少なくともいずれか一方の基板にマイクロ流路を構成する溝が形成された２つの基板を重ね合わせて接合することで、内部にマイクロ流路が形成されたマイクロ流路デバイスにおいて、
溝の底面に、前記溝の側壁の延長方向に沿って延長する微細な凹凸が形成された
ことを特徴とするマイクロ流路デバイス。 In the microchannel device in which the microchannel is formed inside by superimposing and joining two substrates on which grooves forming the microchannel are formed on at least one of the substrates,
A microchannel device characterized in that fine irregularities extending along the extending direction of the side wall of the groove are formed on the bottom surface of the groove.
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