JP4480608B2 - Wiring board - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、DNA(デオキシリボ核酸)や蛋白質等の生体物質(検体)の解析、照合、合成、増幅等に用いられる配線基板に関するものである。   The present invention relates to a wiring board used for analysis, verification, synthesis, amplification, and the like of biological substances (specimens) such as DNA (deoxyribonucleic acid) and proteins.

従来より、DNAや蛋白質等の生体物質(検体)を照合、合成、増幅するのに、所定の流路(チャネルやキャピラリーともいう)を有した配線基板が用いられており、一般にマイクロ化学チップと呼ばれている。   Conventionally, a wiring substrate having a predetermined flow path (also referred to as a channel or a capillary) has been used to collate, synthesize, and amplify biological substances (analytes) such as DNA and proteins. being called.

このような従来の配線基板としては、セラミックスから成る絶縁基体の表面等に配線導体が形成されるとともに、流路形成用の溝加工を施した構造のものが知られている。   As such a conventional wiring substrate, a substrate having a structure in which a wiring conductor is formed on the surface of an insulating base made of ceramics and a groove for forming a flow path is provided.

かかる配線基板は、従来周知のセラミックグリーンシート(セラミック生シートで、以下、グリーンシートともいう)積層法により以下のようにして製作される。   Such a wiring board is manufactured as follows by a conventionally known ceramic green sheet (ceramic raw sheet, hereinafter also referred to as green sheet) lamination method.

即ち、まず、アルミナ等から成るセラミック原料粉末にガラス粉末,有機バインダー,溶剤,可塑剤等を添加混合して泥漿状となし、これをドクターブレード法やカレンダーロール法等によってシート状に成形してグリーンシートを得、流路や泳動路となる溝や穴をプレス打抜き加工法等によって形成する。さらに、セラミック層間を貫通する貫通導体の形成ための微細な穴をプレス打抜き加工法等によって形成し、その穴に、タングステン(W),モリブデン(Mo)等の金属粉末に所望のガラス粉末,有機バインダー,溶剤,可塑剤等を添加混合して得られる金属ペーストを埋込む。その後、グリーンシート表面に、タングステン(W),モリブデン(Mo)等の金属粉末に所望のガラス粉末,有機バインダー,溶剤,可塑剤等を添加混合して得られる金属ペーストを、スクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布し熱電対を載置形成する。しかる後、このグリーンシートを複数枚積層して積層体となすとともに、この積層体を800〜1650℃程度の温度で焼成することによって製品としての配線基板が完成する。   That is, first, glass powder, organic binder, solvent, plasticizer, etc. are added to and mixed with ceramic raw material powder made of alumina or the like to form a mud, which is formed into a sheet by the doctor blade method or calendar roll method. A green sheet is obtained, and grooves and holes that become flow paths and migration paths are formed by a press punching method or the like. Furthermore, a fine hole for forming a through conductor penetrating the ceramic layer is formed by a press punching method or the like, and a metal powder such as tungsten (W), molybdenum (Mo) or the like, desired glass powder, organic A metal paste obtained by adding and mixing a binder, solvent, plasticizer, etc. is embedded. After that, a metal paste obtained by adding and mixing desired glass powder, organic binder, solvent, plasticizer, etc. to metal powder such as tungsten (W), molybdenum (Mo), etc. on the green sheet surface is predetermined by screen printing. A pattern is printed and applied to form a thermocouple. Thereafter, a plurality of the green sheets are laminated to form a laminated body, and the laminated body is fired at a temperature of about 800 to 1650 ° C. to complete a wiring board as a product.

また、このような、DNAの解析、照合用等に使用される配線基板は、DNAの2鎖を1鎖に分解する分鎖作業を行なう際、流路内の検体を70〜100℃程度まで加熱する必要があるため、加熱機能と測温機能とが別途、必要とされる。   In addition, such a wiring board used for DNA analysis, verification, etc., allows the sample in the flow path to be about 70 to 100 ° C. when performing a splitting operation to decompose two strands of DNA into one strand. Since it is necessary to heat, a heating function and a temperature measurement function are separately required.

加熱機能は、配線基板内部に高抵抗材料の白金−レニウム(Pt−Re)合金やタングステン−レニウム(W−Re)合金から成るヒーター導体によって形成されるのが一般的であり、印刷等によって形成されたヒーター導体に電流を流がし、ジュール熱を発生させることによって加熱するようにしている。この方法はヒーター導体の位置が被加熱物に近く、周囲に奪われる熱量が小さいために被加熱物を効率良く加熱することができる。またヒーター導体の位置が被加熱物に近いので温度コントロールを精度良く行なうことができる利点もある。なお、他の加熱方法としては、湯洗や卓上ヒーター導体の加熱源の上に流路の付いた配線基板を乗せ、間接的に被加熱物を加熱する方法が知られている。   The heating function is generally formed by a heater conductor made of a platinum-rhenium (Pt-Re) alloy or tungsten-rhenium (W-Re) alloy, which is a high resistance material, inside the wiring board, and is formed by printing or the like. The heater is heated by passing an electric current through the heater conductor and generating Joule heat. In this method, the position of the heater conductor is close to the object to be heated, and the amount of heat taken away by the surroundings is small, so that the object to be heated can be efficiently heated. Further, since the heater conductor is close to the object to be heated, there is an advantage that temperature control can be performed with high accuracy. As another heating method, a method is known in which a wiring board with a flow path is placed on a heating source of hot water washing or a desktop heater conductor to indirectly heat an object to be heated.

他方、測温機能は、アルメル−クロメル熱電対、鉄(Fe)−コンスタンタン熱電対、クロメル−コンスタンタン熱電対、白金−白金ロジウム合金熱電対等の熱電対の素線を、配線基板の温度測定部近傍に穴を設け、その穴に線状の熱電対を挿入し温度測定を行なう方法、配線基板上に熱電対の取付け治具をロウ材や耐熱性接着剤等を用いて接合し、その取付け治具に線状の熱電対を固定し温度測定を行なう方法、または軟化点が350〜500℃程度の低軟化点ガラスや耐熱性接着剤等を用いて配線基板に直接固定し温度測定を行なう方法等が知られている。   On the other hand, the temperature measuring function can be used for the thermocouple element such as an alumel-chromel thermocouple, iron (Fe) -constantan thermocouple, chromel-constantan thermocouple, platinum-platinum rhodium alloy thermocouple, etc. A method of measuring the temperature by inserting a linear thermocouple into the hole, and joining a thermocouple mounting jig on the wiring board using a brazing material or a heat-resistant adhesive, etc. A method of measuring temperature by fixing a linear thermocouple to a tool, or a method of measuring temperature by directly fixing to a wiring board using a low softening point glass having a softening point of about 350 to 500 ° C. or a heat resistant adhesive Etc. are known.

しかしながら、これらの熱電対を配線基板に直接取付ける方法では、配線基板上において熱電対を取付けるための広いスペースを確保する必要があるため、小型化、高密度化が進む配線基板において熱電対を取付けるための広い面積を確保することは困難な状況となりつつある。特に、DNA等の検体を照合、合成、増幅するための流路を有した配線基板においては、検体を液状の試薬中で泳動させるための流路幅が小型化により年々細くなってきており、そのような状況の中で配線基板の表面に熱電対の素線を取付けるための広い面積を確保することは極めて困難なものとなっている。   However, in the method of directly attaching these thermocouples to the wiring board, it is necessary to secure a wide space for attaching the thermocouple on the wiring board, so that the thermocouple is attached to the wiring board that is becoming smaller and higher in density. Therefore, it is becoming difficult to secure a large area. In particular, in a wiring board having a channel for collating, synthesizing, and amplifying a sample such as DNA, the channel width for migrating the sample in a liquid reagent is becoming smaller year by year. Under such circumstances, it is extremely difficult to secure a large area for mounting the thermocouple element wire on the surface of the wiring board.

また、検体を照合、合成、増幅する過程において、強酸性、強アルカリ性の化学薬品による処理が施されることから、化学薬品により侵食される金属のロウ材や取付け金具は使用に制限が生じる。   Further, in the process of collating, synthesizing, and amplifying the specimen, treatment with a strong acidic or strong alkaline chemical is performed, so that the use of a metal brazing material and a mounting bracket that are eroded by the chemical is limited.

そこで、近年、配線基板の内部に熱電対を形成する方法として、アルミナ等から成るグリーンシートに、配線導体としてタングステン(W),モリブデン(Mo)等の金属ペーストを、熱電対として白金と白金−ロジウム合金との金属ペーストを印刷形成してグリーンシートを積層し、1650℃程度で焼成する方法が提案されている。
特開昭54−137141号公報 特開平11−214127号公報
Therefore, in recent years, as a method of forming a thermocouple inside a wiring board, a metal sheet such as tungsten (W) or molybdenum (Mo) is used as a wiring conductor on a green sheet made of alumina or the like, and platinum and platinum- A method has been proposed in which a metal paste with a rhodium alloy is formed by printing, a green sheet is laminated, and fired at about 1650 ° C.
JP 54-137141 A JP-A-11-214127

しかしながら、上述した従来の配線基板においては、その内部に白金−白金ロジウム合金から成る熱電対を形成した場合、DNA解析における検体の分解温度や、ICチップの自己発熱温度または使用環境温度である300℃以下の温度において、発生する起電力が100〜2400μV程度と小さく、それ故、電圧計測機器の配線や接続線等により発生するノイズや使用雰囲気によるドリフトにより、測定精度が安定せず、測定起電力に補正を加えて使用することが必要であるという問題点があった。   However, in the conventional wiring board described above, when a thermocouple made of a platinum-platinum rhodium alloy is formed therein, the decomposition temperature of the specimen in DNA analysis, the self-heating temperature of the IC chip or the use environment temperature is 300. At temperatures below ℃, the generated electromotive force is as small as about 100 to 2400 μV. Therefore, the measurement accuracy is not stable due to noise generated by wiring and connection lines of voltage measurement equipment and drift due to the operating atmosphere. There is a problem that it is necessary to use the power after correcting it.

そこで、このような問題点を解決するために、300℃における起電力が12209μVと大きく、補正しなくても安定した測定精度が得られる、アルメル−クロメル熱電対や鉄(Fe)−コンスタンタン熱電対、クロメル−コンスタンタン熱電対等の比較的低融点金属から成る熱電対を使用することが考えられる。   Therefore, in order to solve such problems, an electromotive force at 300 ° C. is as large as 12209 μV, and stable measurement accuracy can be obtained without correction, an alumel-chromel thermocouple or an iron (Fe) -constantan thermocouple. It is conceivable to use a thermocouple made of a relatively low melting point metal such as a chromel-constantan thermocouple.

しかしながら、このような低融点金属から成る熱電対は、それを構成する金属の融点が900〜1700℃程度であることから、使用限界温度が800〜1000℃程度と低い。そのため、従来のアルミナ等から成るグリーンシートに、配線導体としてタングステン(W),モリブデン(Mo)等の金属ペーストを、熱電対として白金と白金ロジウム合金の金属ペーストを印刷形成してグリーンシートを積層し、1650℃程度で焼成する方法においては、熱電対の金属接点において金属の相互拡散が進み、熱電対としての機能が喪失される欠点が誘発される。   However, the thermocouple made of such a low melting point metal has a low use limit temperature of about 800 to 1000 ° C. because the melting point of the metal constituting the thermocouple is about 900 to 1700 ° C. Therefore, a green sheet made of alumina or the like is laminated on a green sheet by printing a metal paste such as tungsten (W) or molybdenum (Mo) as a wiring conductor and a platinum and platinum rhodium alloy metal paste as a thermocouple. However, in the method of firing at about 1650 ° C., the metal interdiffusion proceeds at the metal contact of the thermocouple, thereby inducing the disadvantage that the function as the thermocouple is lost.

また、DNAや蛋白質等の検体の泳動解析を行なう際、鎖列の分子間力を小さくし、分離しやすくしたり、薬液の密着をより良好にしたり、薬液との化学反応を良好としたりするために、流路に収容される検体は、通常、70〜100℃程度に加熱される。これは検体の温度を上げることで分子振動を大きくし、分子間力を破壊することで鎖列の分離を行うためであり、近年では、DNAや蛋白質などの検体の泳動解析の精度を向上させるために±1.0℃以内の温度制御が必要とされている。   In addition, when performing electrophoretic analysis of samples such as DNA and proteins, the intermolecular force of the strands is reduced to facilitate separation, better chemical solution adhesion, and good chemical reaction with the chemical solution. Therefore, the specimen accommodated in the flow path is usually heated to about 70 to 100 ° C. This is because the molecular vibration is increased by raising the temperature of the specimen, and the strand train is separated by breaking the intermolecular force. In recent years, the accuracy of electrophoretic analysis of specimens such as DNA and proteins has been improved. Therefore, temperature control within ± 1.0 ° C. is required.

このような温度制御が必要とされる場合、湯洗や卓状ヒーター導体等で流路を加熱する方法では、周囲に奪われる熱量が大きく、被加熱物を効率良く加熱することができない上に、流路と加熱源の距離が離れているために、流路内の検体温度を正確に制御することが難しく、DNAや蛋白質等の分離や薬液との反応を十分に行なうことができず、泳動解析の精度を向上させることができない。   When such temperature control is required, the method of heating the flow path with a hot water wash or a table heater conductor, etc., can not heat the object to be heated efficiently because the amount of heat taken away is large. Because the distance between the flow path and the heating source is far away, it is difficult to accurately control the sample temperature in the flow path, and it is not possible to sufficiently perform the separation of DNA or protein or the reaction with the chemical solution, The accuracy of electrophoretic analysis cannot be improved.

一方、配線基板内にヒーター導体を内蔵する手法では、近年のDNAや蛋白質の泳動解析においては作業効率や作業処理量を向上させるためにDNAや蛋白質の質量にして数十〜数千ngといった広いレンジでの泳動解析が行われている。DNAや蛋白質はアデニン、チミン、シトシン、グアニンの配列により構成されており、それぞれの電気陰性度が異なるためにDNA鎖としては極性を持っている。泳動解析においてヒーター導体に電流が流れた場合、ヒーター導体の周囲には電界が発生するため、ヒーター導体と流路が接近していると、電界の電気力線がDNAや蛋白質に影響し、フレミングの法則に従い力が加わることとなる。そのため、DNAや蛋白質は流路を正確に流れなくなり、泳動に時間を要したり、また質量が数十ngの小さなDNAや蛋白質片は流路を流れず、解析の精度が低下するという欠点が誘発される。   On the other hand, in the method of incorporating the heater conductor in the wiring board, in recent electrophoretic analysis of DNA or protein, the mass of DNA or protein is as wide as several tens to several thousand ng in order to improve work efficiency and work throughput. Electrophoretic analysis is performed in the range. DNA and protein are composed of adenine, thymine, cytosine, and guanine sequences, and each has a different electronegativity, and therefore has a polarity as a DNA chain. When an electric current flows through the heater conductor in electrophoretic analysis, an electric field is generated around the heater conductor. Therefore, if the heater conductor and the flow path are close to each other, the electric field lines of the electric field affect DNA and protein, and the framing Power will be applied according to the law. For this reason, DNA and proteins do not flow accurately through the flow path, and it takes time for migration, and small DNA and protein fragments with a mass of several tens of ng do not flow through the flow path, resulting in a decrease in analysis accuracy. Be triggered.

また、モニターされる温度および設定温度は、流路を流れる検体の温度であるために、アルメル−クロメル熱電対素線の測温部をできるだけ流路に近づけて設置する必要がある。このため、セラミック配線基板においては、流路の下側のセラミック層の層厚みをできる限り薄くして、流路に熱電対を近く設置する方法が取られている。   Further, since the monitored temperature and the set temperature are the temperature of the specimen flowing through the flow path, it is necessary to install the temperature measuring unit of the alumel-chromel thermocouple element as close to the flow path as possible. For this reason, in the ceramic wiring board, a method is adopted in which the layer thickness of the ceramic layer on the lower side of the flow path is made as thin as possible and a thermocouple is installed close to the flow path.

尚、流路の形成方法としては、グリーンシート単層にて形成する場合、金型上に成形された凸状の流路パターンをグリーンシートに加圧し押し付けて凹状の溝を形成する方法が用いられている。   In addition, as a method of forming the flow path, when forming with a green sheet single layer, a method of forming a concave groove by pressing and pressing a convex flow path pattern formed on a mold against the green sheet is used. It has been.

しかしながら、このような方法で流路を形成した場合、凸状の流路パターンがグリーンシートに加圧され食込んでいく際に、グリーンシートに加わる圧力が流路部とその周辺部で異なるため、グリーンシートに割れやクラックが発生したり、グリーンシート内の比重に部分的に差が生じ、これが原因となって配線基板の焼成時に焼結収縮量に差が生じ、配線基板に割れやクラックが発生する場合がある。   However, when the flow path is formed by such a method, the pressure applied to the green sheet when the convex flow path pattern is pressurized and bites into the green sheet differs between the flow path portion and its peripheral portion. Cracks and cracks occur in the green sheet, or there is a partial difference in the specific gravity in the green sheet, which causes a difference in the amount of sintering shrinkage when firing the wiring board, causing cracks and cracks in the wiring board. May occur.

そこで、第1層目のグリーンシートに流路となる貫通したパターン形状を金型で打抜き加工して形成し、この流路加工を施した第1層目のグリーンシートの下層に、別の第2層目のグリーンシートをプレス機等で積層加圧して流路の底を形成して流路と成す方法が考えられる。   Therefore, a penetrating pattern shape to be a flow path is formed in the first layer green sheet by punching with a mold, and another first layer is formed on the lower layer of the first layer green sheet subjected to the flow path processing. A method of forming a bottom of the flow path by laminating and pressing the second green sheet with a press or the like to form a flow path is conceivable.

しかしながら、このような方法で流路を形成する場合、熱電対素線が載置される第3層目のグリーンシートを、打抜き加工された第1のグリーンシートを積層した第2層目のグリーンシートの下面に位置決めしプレス等で加圧積層するが、その後の焼成の際のガラスセラミックスの厚み収縮により、流路の形成箇所では第2層目のグリーンシートや熱電対素線が載置された第3層目のグリーンシートよりも密度が低くなる。そのため、流路の底部が流路内へ押し出されて凸形状となり、その結果、流路に検体を泳動させ解析する際に、流路底部の凸部が検体の泳動を妨げ、正しい検出ができないという問題点がある。   However, when the flow path is formed by such a method, the second layer green sheet in which the third green sheet on which the thermocouple element is placed is laminated with the first green sheet that has been punched is stacked. Positioned on the lower surface of the sheet and pressure laminated with a press or the like, but due to the shrinkage of the thickness of the glass ceramics during subsequent firing, the second layer green sheet or thermocouple wire is placed at the location where the flow path is formed The density is lower than that of the third-layer green sheet. Therefore, the bottom of the flow path is pushed into the flow path to form a convex shape. As a result, when the sample is migrated into the flow path and analyzed, the convex portion at the bottom of the flow path prevents the sample from migrating and cannot be detected correctly. There is a problem.

そこで、流路底部が流路内側へ押し出されて凸形状になることを防止するために、第1層目のグリーンシートに流路となる貫通したパターン形状を金型で打抜き加工して形成した後、この打ち抜き穴にアルミナ粉末等の単独では焼結しない密度の高い難焼結性粉末を充填することによって、流路底部が流路内側へ押し出されて凸形状に変形することを防止する手法が考えられる。   Therefore, in order to prevent the bottom of the flow path from being pushed into the flow path and forming a convex shape, the first layer of the green sheet was formed by punching a pattern shape penetrating the flow path with a mold. After that, by filling this punched hole with high-sintering non-sinterable powder such as alumina powder alone, the bottom of the channel is prevented from being pushed into the channel and deformed into a convex shape. Can be considered.

しかしながら、このような手法を用いた場合であっても、配線基板の焼成時に流路底部とアルミナ粉末等の変形防止用の難焼結性粉末とが押し合った結果、流路底部に難焼結性粉末の圧痕が付くことから、流路底部が平坦面にならず、流路底部の凹凸が検体の泳動を妨げ、正しい検出ができないという問題を有している。   However, even when this method is used, the bottom of the flow path and the non-sinterable powder for preventing deformation such as alumina powder are pressed against each other at the time of firing the wiring substrate. Since the indentation of the cohesive powder is attached, the bottom of the flow channel does not become a flat surface, and the unevenness of the bottom of the flow channel prevents the migration of the specimen, thus causing a problem that correct detection cannot be performed.

本発明は、上述の問題点を解決すべく案出されたもので、その目的は、安定した測定を可能とし、且つ解析精度を向上させることができる配線基板を提供することにある。   The present invention has been devised to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a wiring board capable of stable measurement and improving analysis accuracy.

本発明の配線基板は、ガラスセラミックスから成る複数の絶縁層を積層して成る絶縁基板と、絶縁層の層間および絶縁層の表面に形成された配線導体と、絶縁層を貫通して形成された貫通導体と、絶縁層に形成された、生体物質を含む被処理流体を収容するための流路と、絶縁層の層間および絶縁層の表面に形成され、流路と接近して配置されたヒーター導体と、配線導体及び/または貫通導体に電気的に接続された低融点金属から成る熱電対と、流路及びヒーター導体間に配置され、基準電位に接続される接地導体と、を含んで成ることを特徴とするものである。
The wiring board of the present invention is formed by laminating a plurality of insulating layers made of glass ceramics , wiring conductors formed between the insulating layers and on the surface of the insulating layers, and penetrating the insulating layers. A through conductor, a flow path for accommodating a fluid to be processed containing a biological material , formed in an insulating layer, and a heater formed in the interlayer of the insulating layer and on the surface of the insulating layer and arranged close to the flow path a conductor, and the conductor and / or electrically connected to the through conductors, low melting point metal formed Ru thermocouples, disposed between the channel and the heater conductor, a ground conductor connected to the reference potential, including It is characterized by comprising.

またさらに、本発明の配線基板は、ヒーター導体及び流路が、接地導体を挟んで対向するように配置されていることを特徴とするものである。   Furthermore, the wiring board of the present invention is characterized in that the heater conductor and the flow path are arranged so as to face each other with the ground conductor interposed therebetween.

さらにまた、本発明の配線基板は、配線導体及び貫通導体が、銀、銅、パラジウムおよび白金のうち少なくとも一種を主成分とする導体から成ることを特徴とするものである。   Furthermore, the wiring board of the present invention is characterized in that the wiring conductor and the through conductor are made of a conductor mainly composed of at least one of silver, copper, palladium and platinum.

またさらに、本発明の配線基板は、配線導体と熱電対との接続部に銀、パラジウム、白金および金のうち少なくとも一種を主成分とする導体材料から成る接続配線部が形成されていることを特徴とするものである。   Furthermore, in the wiring board of the present invention, the connection wiring portion made of a conductive material mainly composed of at least one of silver, palladium, platinum and gold is formed in the connection portion between the wiring conductor and the thermocouple. It is a feature.

本発明の配線基板は好ましくは、前記ヒーター導体が前記流路の底面よりも下方に配置され、前記接地導体の一部が、前記流路の側方に、間に前記流路を挟んで対向するように配置されていることを特徴とする。   In the wiring board of the present invention, preferably, the heater conductor is disposed below the bottom surface of the flow path, and a part of the ground conductor faces the side of the flow path with the flow path therebetween. It arrange | positions so that it may do.

本発明の配線基板は好ましくは、前記流路の側方に位置する接地導体が列状に配置された複数の貫通導体から成ることを特徴とする。   The wiring board of the present invention is preferably characterized by comprising a plurality of through conductors in which ground conductors located on the side of the flow path are arranged in a line.

本発明の配線基板は好ましくは、前記流路が前記絶縁基板の表面に露出して形成されており、前記流路は、露出する面が導電性のシールド蓋体で覆われていることを特徴とする。   The wiring board of the present invention is preferably formed such that the flow path is exposed on the surface of the insulating substrate, and the exposed surface of the flow path is covered with a conductive shield cover. And

本発明の配線基板によればガラスセラミックスから成る複数の絶縁層を積層して成る絶縁基板と、絶縁層の層間および絶縁層の表面に形成された配線導体と、絶縁層を貫通して形成された貫通導体と、絶縁層に形成された、生体物質を含む被処理流体を収容するための流路と、絶縁層の層間および絶縁層の表面に形成され、流路と接近して配置されたヒーター導体と、配線導体及び/または貫通導体に電気的に接続された低融点金属から成る熱電対と、流路及びヒーター導体間に配置され、基準電位に接続される接地導体と、を含んで成ることから、ヒーター導体の加熱時に流れる電流により発生する電界が基準電位に接続された接地導体によって遮られ、電界が流路に及ぶのを有効に防止することができるため、極性をもつDNAや蛋白質は電気力線の影響を殆ど受けることなく流路内を泳動するようになる。よって、泳動中のDNAや蛋白質が停止したり、泳動速度が速くなったり、遅くなったりすることは少なくなり、解析精度を向上させることが可能となる。またこの場合、接地導体はガラスセラミックス等から成る絶縁層よりも熱伝導率が高いことから、流路を流れる被処理流体の温度を測定する場合に、被処理流体の熱を接地導体で拡散されることなく熱電対に伝えることができ、より正確な温度測定が可能となる。また、1000℃以上の焼成では溶融し配線導体を形成しない低融点でかつ低抵抗の金属を配線導体として形成することができるとともに、アルメル−クロメル熱電対や鉄(Fe)−コンスタンタン熱電対、クロメル−コンスタンタン熱電対等の比較的低融点の金属からなる起電力が大きい熱電対を使用することができるようになる。これにより、測定起電力に補正等を加えることなく、測定精度の安定化を図ることが可能となる。また、配線基板をDNAや蛋白質等の生体物質を分析するマイクロ化学チップ等に適用する際に、高い精度で生体物質を分析できるマイクロ化学チップが得られる。
According to the wiring board of the present invention, the insulating board formed by laminating a plurality of insulating layers made of glass ceramics , the wiring conductor formed between the insulating layers and on the surface of the insulating layer, and the insulating layer are formed so as to penetrate therethrough. Formed in the insulating layer, the flow path for containing the fluid to be treated containing biological material , formed between the insulating layer and the surface of the insulating layer, and disposed close to the flow path and a heater conductor, and a thermocouple Ru formed of a low-melting-point metal which is electrically connected to the wiring conductor and / or through conductor, disposed between the channel and the heater conductor, a ground conductor connected to the reference potential, the Therefore , the electric field generated by the current flowing when the heater conductor is heated is blocked by the ground conductor connected to the reference potential, so that the electric field can be effectively prevented from reaching the flow path, and thus has polarity. DNA and protein Is as migrating the flow path hardly affected lines of electric force. Thus, it can stop DNA and protein in the electrophoresis, or become faster migration speed, often a useful led to slow is reduced, it becomes possible to improve the accuracy of analysis. In this case, since the ground conductor has higher thermal conductivity than the insulating layer made of glass ceramics or the like, the heat of the fluid to be treated is diffused by the ground conductor when the temperature of the fluid to be treated flowing through the flow path is measured. Can be transmitted to the thermocouple without any problem, and more accurate temperature measurement is possible. In addition, a low melting point and low resistance metal that does not melt and does not form a wiring conductor when fired at 1000 ° C. or higher can be formed as a wiring conductor. -A thermocouple having a large electromotive force made of a metal having a relatively low melting point such as a constantan thermocouple can be used. As a result, it is possible to stabilize the measurement accuracy without correcting the measurement electromotive force. In addition, when the wiring board is applied to a microchemical chip or the like for analyzing a biological material such as DNA or protein, a microchemical chip capable of analyzing the biological material with high accuracy can be obtained.

また、本発明の配線基板は好ましくは、流路と熱電対との間にガラスセラミックスから成る絶縁層よりも熱伝導率の高い銀、銅、パラジウムおよび白金から成る接地導体を形成することにより、流路を流れる検体の温度を測定する際に、測定する温度をより正確に熱電対に伝えることが可能となる。
In the wiring board of the present invention, preferably , a ground conductor made of silver, copper, palladium and platinum having a higher thermal conductivity than the insulating layer made of glass ceramics is formed between the flow path and the thermocouple, When measuring the temperature of the specimen flowing through the flow path, the temperature to be measured can be more accurately transmitted to the thermocouple.

た、本発明の配線基板は好ましくは、ヒーター導体と流路とを、間に接地導体を挟んで対向するように設けることにより、ヒーター導体から発生する電界は基準電位に接続される接地導体に当たり、接地導体内で渦電流となり接地されるので流路に届くことは殆どない。これによっても、測定精度に優れた配線基板を得ることができる。
Also, the wiring board is preferably of the present invention, the heater conductor and the flow path is provided so that face each other across the ground conductor between the ground conductor an electric field generated from the heater conductors which are connected to a reference potential In this case, since it is grounded as an eddy current in the ground conductor, it hardly reaches the flow path. This also makes it possible to obtain a wiring board with excellent measurement accuracy.

た、本発明の配線基板は好ましくは、配線導体および貫通導体を、銀、銅、パラジウムおよび白金のうちの少なくとも一種を主成分とする導体材料により形成することにより、配線導体および貫通導体の抵抗率が1.59〜1.67μΩcmと低くなり、熱電対の起電力を損失させることなく計測機器へ伝達することができ、精度の高い測定を行なうことができるようになる。
Also, the wiring board is preferably of the present invention, the wiring conductor and the through conductor, silver, copper, by forming a conductive material mainly composed of at least one of palladium and platinum, of the wiring conductor and the through conductor The resistivity is as low as 1.59 to 1.67 μΩcm, so that the electromotive force of the thermocouple can be transmitted to the measuring instrument without loss, and highly accurate measurement can be performed.

た、本発明の配線基板は好ましくは、配線導体と熱電対との接続部に、銀、パラジウ
ム、白金および金のうちの少なくとも一種を主成分とする導体材料から成る接続配線部を形成することにより、熱電対の基本的組成を成す金属であるニッケルと配線導体や貫通導体との間に酸化ニッケルが形成されることなくなり、配線導体と熱電対とを良好に接続することができる。
Also, the wiring board is preferably of the present invention, is formed in the connecting portion of the wiring conductor and the thermocouple, silver, palladium, a connection wiring portion made of a conductive material mainly containing at least one of platinum and gold it makes without nickel oxide between the nickel metal constituting the basic composition of the thermocouple wire conductor or through hole conductor is formed and a wiring conductor and the thermocouple can be satisfactorily connected .

本発明の配線基板は好ましくは、ヒーター導体が流路の底面よりも下方に配置され、接地導体の一部が、流路の側方に、間に流路を挟んで対向するように配置されていることから、ヒーター導体および周囲の測定機器や加熱機器や攪拌機器から発生する電界は、流路とヒーター導体との間に配置された接地導体および流路の側方に位置する接地導体に当たり、これらの接地導体内で渦電流となり接地される。そのため、接地導体および流路の側方に位置する接地導体で流路を取り囲むことによって流路をより効果的にシールドすることができ、ヒーター導体および周囲の測定機器や加熱機器や攪拌機器から発生する電界が流路を流れる被処理流体の泳動に影響を与えることを効果的に抑制することができる。その結果、DNAやたんぱく質の質量が数ngと極端に小さい場合にも測定精度に優れた配線基板とすることができる。   In the wiring board of the present invention, the heater conductor is preferably disposed below the bottom surface of the flow path, and a part of the ground conductor is disposed so as to face the side of the flow path with the flow path therebetween. Therefore, the electric field generated from the heater conductor and the surrounding measuring equipment, heating equipment, and stirring equipment hits the ground conductor arranged between the flow path and the heater conductor and the ground conductor located on the side of the flow path. These eddy currents are grounded in the ground conductor. For this reason, the flow path can be shielded more effectively by surrounding the flow path with the ground conductor and the ground conductor located on the side of the flow path, and generated from the heater conductor and the surrounding measuring, heating, and stirring equipment. It is possible to effectively suppress the electric field that affects the migration of the fluid to be processed flowing through the flow path. As a result, even when the mass of DNA or protein is extremely small, such as several ng, it is possible to obtain a wiring board with excellent measurement accuracy.

さらに、接地導体を銀、銅、パラジウムおよび白金のうち少なくとも一種を主成分とする熱伝導率の高い材料で形成した場合には、ヒーター導体からの熱がこれら接地導体からも伝熱され、流路を均一に加熱することも可能となる。   Further, when the ground conductor is formed of a material having high thermal conductivity mainly composed of at least one of silver, copper, palladium, and platinum, the heat from the heater conductor is also transferred from the ground conductor to flow. It is also possible to heat the path uniformly.

また、本発明の配線基板は好ましくは、流路の側方に位置する接地導体が列状に配置された複数の貫通導体から成ることから、接地導体および貫通導体で流路を取り囲むことによって、流路をより効果的にシールドすることができるとともに、流路の側方に位置する接地導体の熱膨張を絶縁基板によって拘束して応力が生じるのを有効に抑制することができる。その結果、ヒーター導体および周囲の測定機器や加熱機器や攪拌機器から発生する電界が流路を流れる被処理流体の泳動に影響を与えることを効果的に抑制することができるとともに絶縁基体にクラック等の破損が生じるのを有効に防止して流路を流れる被処理流体の泳動を良好に維持することができる。   In addition, the wiring board of the present invention is preferably composed of a plurality of through conductors in which the ground conductors located on the side of the flow path are arranged in a row, so that by surrounding the flow path with the ground conductor and the through conductor, The flow path can be shielded more effectively, and the thermal expansion of the ground conductor located on the side of the flow path can be effectively restrained from being restrained by the insulating substrate. As a result, it is possible to effectively suppress the influence of the electric field generated from the heater conductor and the surrounding measuring device, heating device, and stirring device on the migration of the fluid to be processed flowing through the flow path, and to crack the insulating substrate. It is possible to effectively prevent migration of the fluid to be processed flowing through the flow path by effectively preventing the occurrence of breakage.

さらに、流路の側方に位置する接地導体を列状に配置された複数の貫通導体で形成すると、信号伝達用の貫通導体と同じ工程にて製作されることとなり、工程を増やす必要が無くなる。   Furthermore, if the ground conductors located on the side of the flow path are formed of a plurality of through conductors arranged in a row, the conductors are manufactured in the same process as the signal transmission through conductors, and there is no need to increase the number of processes. .

また、本発明の配線基板によれば好ましくは上記構成において、流路が絶縁基板の表面に露出して形成されており、流路は、露出する面が導電性のシールド蓋体で覆われていることから、流路を流れる液体を泳動させる場合に、ヒーター導体や、周囲の測定機器,加熱機器,攪拌機器等から発生する電界を、導電性のシールド蓋体内で渦電流として接地することにより、発生した電界が流路を流れる被処理流体の泳動に影響を与えることをより効果的に抑制することができる。その結果、DNAやたんぱく質の質量が数ngと極端に小さい場合にも測定精度に優れた配線基板とすることができる。   According to the wiring board of the present invention, preferably, in the above configuration, the flow path is formed to be exposed on the surface of the insulating substrate, and the exposed surface of the flow path is covered with a conductive shield lid. Therefore, when the liquid flowing in the flow path is migrated, the electric field generated by the heater conductor, surrounding measuring equipment, heating equipment, stirring equipment, etc. is grounded as eddy current in the conductive shield lid. It is possible to more effectively suppress the generated electric field from affecting the migration of the fluid to be processed flowing through the flow path. As a result, even when the mass of DNA or protein is extremely small, such as several ng, it is possible to obtain a wiring board with excellent measurement accuracy.

さらに、流路の露出する面を電界シールド蓋体で覆ったことから、流路を流れる液体の熱が逃げることが抑制されるために、流路を流れる液体の液温度を一定に保つことが可能となる。   Furthermore, since the exposed surface of the flow path is covered with the electric field shield cover, the heat of the liquid flowing through the flow path is prevented from escaping, so that the liquid temperature of the liquid flowing through the flow path can be kept constant. It becomes possible.

以上のように、本発明の配線基板によれば、例えば、DNAや蛋白質等の生体物質(検体)を解析、照合、合成、増幅するマイクロ化学チップとして用いる場合、配線基板上での諸反応温度を正確に安定して計測することができるとともに、検体の照合不良や合成不良、増幅率低下を有効に防止することができ、DNA解析の信頼性向上および照合時間の短縮化を実現することが可能となる。   As described above, according to the wiring board of the present invention, for example, when used as a microchemical chip for analyzing, collating, synthesizing, and amplifying biological substances (analytes) such as DNA and proteins, various reaction temperatures on the wiring board. Can be accurately and stably measured, and can effectively prevent sample verification failure, synthesis failure, and amplification rate reduction, and improve the reliability of DNA analysis and shorten verification time. It becomes possible.

本発明の配線基板を以下に説明する。図1,図2は本発明の配線基板の実施の形態の一例を示し、図1(a)は配線基板の内層の構成を一部示す部分切欠斜視図、(b)は配線基板の斜視図、図2は図1の配線基板の断面図である。図1,図2において、1は絶縁層(絶縁基体)、2は基準電位に接続される接地導体(電気的に接地された金属層等。以下単に接地導体という)、3は配線導体、4は貫通導体、5は線状の熱電対素線である。また、6は熱電対に接合され、熱電対の起電力を外部へ引き出す内層の配線導体(以下、引き出し配線ともいう)、7は熱電対と引き出し配線6との間の接続配線部、8は耐薬品性の保護膜を有するICチップ、9はDNAや蛋白質等の被処理流体(検体)を泳動させる溝状の流路、10は流路を流通する生体物質等を含む被処理流体を加熱するためのヒーター導体である。   The wiring board of the present invention will be described below. 1 and 2 show an example of an embodiment of a wiring board according to the present invention. FIG. 1 (a) is a partially cutaway perspective view partially showing the configuration of an inner layer of the wiring board, and FIG. 1 (b) is a perspective view of the wiring board. 2 is a cross-sectional view of the wiring board of FIG. 1 and 2, reference numeral 1 is an insulating layer (insulating base), 2 is a ground conductor (electrically grounded metal layer, etc., hereinafter simply referred to as a ground conductor) connected to a reference potential, 3 is a wiring conductor, 4 Is a through conductor, and 5 is a linear thermocouple wire. Further, 6 is joined to a thermocouple, an inner-layer wiring conductor (hereinafter also referred to as lead-out wiring) that draws the electromotive force of the thermocouple to the outside, 7 is a connection wiring portion between the thermocouple and the lead-out wiring 6, and 8 is An IC chip having a chemical-resistant protective film, 9 is a groove-like flow path for migrating a fluid to be treated (specimen) such as DNA or protein, and 10 is a fluid to be treated containing a biological substance or the like flowing through the flow path. This is a heater conductor.

絶縁層1は、ガラスセラミックス、セラミック焼結体、セラミック粉末と樹脂との複合材料等から成り、かかる絶縁層1を複数、積層することにより絶縁基板が形成されている。なお、図2は、第1層目の絶縁層11、第2層目の絶縁層12、第3層目の絶縁層13、第4層目の絶縁層14で絶縁基板を形成した例を示したものである。被処理流体を収容するための流路9は、第1層目の絶縁層11に形成されている。   The insulating layer 1 is made of glass ceramics, a ceramic sintered body, a composite material of ceramic powder and resin, etc., and an insulating substrate is formed by laminating a plurality of such insulating layers 1. FIG. 2 shows an example in which an insulating substrate is formed by the first insulating layer 11, the second insulating layer 12, the third insulating layer 13, and the fourth insulating layer 14. It is a thing. A flow path 9 for accommodating the fluid to be processed is formed in the first insulating layer 11.

流路9に収容されている被処理流体は、ヒーター導体10および熱電対で所定の温度に制御されて加熱され、電気泳動分析等の化学分析等の処理が施される。処理結果はICチップ8で解析されて電気信号として外部に送信される。
The fluid to be processed accommodated in the flow path 9 is heated to a predetermined temperature controlled by the heater conductor 10 and the thermocouple, and subjected to processing such as chemical analysis such as electrophoresis analysis. The processing result is analyzed by the IC chip 8 and transmitted to the outside as an electric signal.

本形態において、絶縁層1はガラスセラミックス質焼結体により形成されており、かかるガラスセラミックス質焼結体は、ガラス成分とフィラー成分とで構成され、ガラス成分としては、例えばSiO−B系、SiO−B−Al系、SiO−B−Al−MO系(但し、MはCa,Sr,Mg,BaまたはZnを示す)、SiO−Al−MO−MO系(但し、MおよびMは同じまたは異なっており、Ca,Sr,Mg,BaまたはZnを示す)、SiO−B−Al−MO−MO系(但し、MおよびMは上記と同じである)、SiO−B−M O系(但し、MはLi,NaまたはKを示す)、SiO−B−Al−M O系(但し、Mは上記と同じである)、Pb系ガラス、Bi系ガラス等が挙げられる。 In this embodiment, the insulating layer 1 is formed of a glass ceramic sintered body, and the glass ceramic sintered body is composed of a glass component and a filler component. Examples of the glass component include SiO 2 -B 2. O 3 system, SiO 2 —B 2 O 3 —Al 2 O 3 system, SiO 2 —B 2 O 3 —Al 2 O 3 —MO system (where M represents Ca, Sr, Mg, Ba or Zn) , SiO 2 —Al 2 O 3 —M 1 O—M 2 O (wherein M 1 and M 2 are the same or different and represent Ca, Sr, Mg, Ba or Zn), SiO 2 —B 2 O 3 —Al 2 O 3 —M 1 O—M 2 O system (where M 1 and M 2 are the same as above), SiO 2 —B 2 O 3 —M 3 2 O system (where M 3 Represents Li, Na or K), SiO 2 − B 2 O 3 —Al 2 O 3 —M 3 2 O (where M 3 is the same as above), Pb glass, Bi glass, and the like can be given.

一方、フィラー成分としては、例えばAl,SiO,ZrOとアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物、TiOとアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物、AlおよびSiOから選ばれる少なくとも1種を含む複合酸化物(例えばスピネル,ムライト,コージェライト)等が挙げられる。 On the other hand, examples of the filler component include a composite oxide of Al 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2 and an alkaline earth metal oxide, a composite oxide of TiO 2 and an alkaline earth metal oxide, and Al 2 O 3. And composite oxides containing at least one selected from SiO 2 (for example, spinel, mullite, cordierite) and the like.

また、接地導体2は、例えば銀(Ag),銅(Cu),パラジウム(Pd),白金(Pt)等の金属の粉末を主成分とするメタライズ層からなる。このメタライズ層は、上記金属の粉末を含む導体ペーストを焼結させることにより得られる。接地導体2は、ヒーター導体10の加熱時に流れる電流により発生する電界を遮り、流路9に電界が生じることを防止する作用を為す。このため、極性をもつDNAや蛋白質が電気力線による影響を受けることは少なく、流路9を泳動させることが可能となる。その結果、泳動中のDNAや蛋白質が停止したり、泳動速度が速くなったり、遅くなったりすることがなくなるので解析精度を向上させることができる。   The ground conductor 2 is made of a metallized layer mainly composed of a metal powder such as silver (Ag), copper (Cu), palladium (Pd), platinum (Pt). The metallized layer is obtained by sintering a conductor paste containing the metal powder. The ground conductor 2 blocks the electric field generated by the current that flows when the heater conductor 10 is heated, and prevents the electric field from being generated in the flow path 9. For this reason, polar DNA and protein are hardly affected by the lines of electric force, and the flow path 9 can be migrated. As a result, the analysis accuracy can be improved because the DNA or protein being migrated is not stopped, and the migration speed is neither increased nor decreased.

なお、基準電位に接続される接地導体2は、例えば、接地された上記メタライズ層等の金属層から成り、接地導体2の接地は、接地導体2の外縁部分から、絶縁基板1の表面や内部を通って側面や底面、上面の外周部等に導出され接地配線(図示せず)を形成しておき、この接地配線を、外部電気回路基板の接地端子に半田接合やネジ止め等で接続する等の手段により行なわれる。   The ground conductor 2 connected to the reference potential is made of, for example, a grounded metal layer such as the metallized layer. The ground conductor 2 is grounded from the outer edge portion of the ground conductor 2 to the surface of the insulating substrate 1 or the inside. A ground wiring (not shown) is formed by being led to the outer surface of the side surface, bottom surface, top surface, etc., and this ground wiring is connected to the ground terminal of the external electric circuit board by soldering or screwing. It is performed by such means.

接地配線は、銀(Ag),銅(Cu),パラジウム(Pd),白金(Pt)等の金属の粉末を主成分とするメタライズ層からなり、例えば、上記金属の粉末を含む導体ペーストを焼結させることにより得られる。この場合、導体ペーストの焼成収縮とガラスセラミックスの焼成収縮とを合わせたり、絶縁層1との接合強度を確保したりするために、導体ペースト中にガラス粉末やセラミック粉末を添加してもよい。   The ground wiring is composed of a metallized layer mainly composed of a metal powder such as silver (Ag), copper (Cu), palladium (Pd), or platinum (Pt). For example, a conductor paste containing the metal powder is baked. It is obtained by ligating. In this case, glass powder or ceramic powder may be added to the conductor paste in order to match the firing shrinkage of the conductor paste and the firing shrinkage of the glass ceramic, or to ensure the bonding strength with the insulating layer 1.

また、絶縁層1をガラスセラミックスで形成する場合、その焼結温度は、それに含まれる主たる成分のガラス粉末やアルミナ粉末の平均粒径に依存するが、接地導体2の焼結温度は、それに含まれる主たる成分の金属粉末の融点に依存し、一般的には金属の固相焼結の開始温度は融点K(ケルビン)の45〜65%である。このことから、ガラスセラミックスに含まれるガラス粉末やアルミナ粉末の平均粒径を調整し所望の焼結温度とし、その後、接地導体2に含まれる金属粉末の融点が適当な金属組成を選択することで、接地導体2の焼結温度を絶縁層1よりも低くすることができる。   Further, when the insulating layer 1 is formed of glass ceramics, the sintering temperature depends on the average particle size of the main component glass powder or alumina powder contained therein, but the sintering temperature of the ground conductor 2 is included in it. Generally, the starting temperature of solid phase sintering of metal is 45 to 65% of the melting point K (Kelvin) depending on the melting point of the main component metal powder. From this, by adjusting the average particle size of the glass powder and alumina powder contained in the glass ceramics to a desired sintering temperature, and then selecting a metal composition with an appropriate melting point of the metal powder contained in the ground conductor 2 The sintering temperature of the ground conductor 2 can be made lower than that of the insulating layer 1.

このように、絶縁層1がガラスセラミックス等の焼結体から成り、熱電対が絶縁層1との同時焼成で形成される場合、流路9と熱電対との間に絶縁層1より焼結温度の低い金属から成る接地導体2が形成されていることから、配線基板の焼成時に、まず、接地導体2が焼結し硬くなり、その後、絶縁層1が焼結収縮するため、金属表面層の他方主面に形成された熱電対が金属表面層に食い込もうとしても、接地導体2は焼結収縮が進み密度が高くなっているので熱電対が食い込まず、金属表面層は流路9側に凸となることがない。このため、流路9の底部が流路9の内側へ押し出されて凸形状になるのが有効に防止され、平坦な底部を有した流路9を得ることができる。これにより、流路9の底面の表面の粗さを小さくでき、スムーズに検体を泳動させることが可能となる。
As described above, when the insulating layer 1 is made of a sintered body such as glass ceramics and the thermocouple is formed by simultaneous firing with the insulating layer 1, the insulating layer 1 is sintered between the flow path 9 and the thermocouple. since the ground conductor 2 made of a low temperature metal is formed, during the firing of the wiring board, first, it hardens the ground conductor 2 by sintering, then, since the insulating layer 1 is sintering shrinkage, the metal surface Even if the thermocouple formed on the other main surface of the layer tries to bite into the metal surface layer, since the ground conductor 2 is sintered and shrinks and the density is high, the thermocouple does not bite, and the metal surface layer does not flow There is no convex to the 9 side. For this reason, it is effectively prevented that the bottom portion of the flow channel 9 is pushed into the inside of the flow channel 9 to form a convex shape, and the flow channel 9 having a flat bottom portion can be obtained. Thereby, the roughness of the surface of the bottom surface of the flow path 9 can be reduced, and the sample can be migrated smoothly.

また、接地導体2の材料を選ぶ場合は、絶縁層1より接地導体2を早く焼結収縮させることが好ましいので、まず、絶縁層1となるグリーンシートを焼成炉で焼成してTg(ガラス転移点)や収縮挙動曲線のデータを得る。これより絶縁層1となるガラスセラミックス等の材料の焼結温度を確認することができるので、基準電位に接続される接地導体2の材料は所望のガラスセラミックスの焼結温度より低い焼結温度である金属材料を選ぶことができる。   Further, when selecting the material of the ground conductor 2, it is preferable to sinter and shrink the ground conductor 2 earlier than the insulating layer 1. Therefore, first, the green sheet to be the insulating layer 1 is fired in a firing furnace to obtain Tg (glass transition). Point) and shrinkage behavior curve data. Since the sintering temperature of the material such as glass ceramics that becomes the insulating layer 1 can be confirmed from this, the material of the grounding conductor 2 connected to the reference potential is a sintering temperature lower than the sintering temperature of the desired glass ceramics. A certain metal material can be selected.

本形態においては、絶縁層1に含まれるガラス粉末にSiO−B、平均粒径(D50)1.2〜5.0μmのものを適用した。その結果、焼結開始温度が700、焼結終了温度が850となったため、基準電位に接続される接地導体2の材料として融点が962の銀(Ag)を選定した。これにより、接地導体2の焼結温度を絶縁層1よりも低くすることとした。併せて流路を流れる検体の温度を測定する場合において、より正確に熱電対に伝えるために熱伝導率が427/m・Kである銀(Ag)を選定した。
In this embodiment, the SiO 2 -B 2 O 3 -based the glass powder contained in the insulating layer 1, average particle size (D50) was applied ones 1.2~5.0Myuemu. As a result, since the sintering start temperature was 700 ° C. and the sintering end temperature was 850 ° C. , silver (Ag) having a melting point of 962 ° C. was selected as the material of the ground conductor 2 connected to the reference potential. Thus, the sintering temperature of the ground conductor 2 is set lower than that of the insulating layer 1. In addition , silver (Ag) having a thermal conductivity of 427 W / m · K was selected in order to transmit the temperature of the specimen flowing through the flow channel 9 more accurately to the thermocouple.

なお、ここで“D50”とは、粉末の粒径分布を表す指標であり、分布中の粒径の小さい粉末から積算して50%の位置にある粒径のことを意味する。   Here, “D50” is an index representing the particle size distribution of the powder, and means a particle size at a position of 50% integrated from a powder having a small particle size in the distribution.

また、本形態においては、配線基板の流路9と熱電対との間に、ガラスセラミックスから成る絶縁層1よりも熱伝導率の高い銀、銅、パラジウムおよび白金から成る接地導体2が形成されている。そのため、流路9を流れる検体の温度を測定する際、検体の温度をより正確に熱電対に伝えることができる。なお、ガラスセラミックスの熱伝導率は1.5〜10.0/m・Kであるのに対し、銀、銅、パラジウムおよび白金の熱伝導率はそれぞれ427、398、75.5、71.4/m・Kである。
In this embodiment, a ground conductor 2 made of silver, copper, palladium and platinum having a higher thermal conductivity than the insulating layer 1 made of glass ceramics is formed between the flow path 9 of the wiring board and the thermocouple . ing. Therefore, when measuring the temperature of the sample flowing through the duct 9, it is possible to tell the temperature of the sample more accurately thermocouple. The thermal conductivity of glass ceramics is 1.5 to 10.0 W / m · K, whereas the thermal conductivities of silver, copper, palladium and platinum are 427, 398, 75.5, 71. 4 W / m · K.

さらにこの場合、接地導体2の熱伝導率はガラスセラミックスから成る絶縁層1よりも高くなっていることから、ヒーター導体10にて流路9を流れる検体を加熱する場合に、ヒーター導体10の発する熱は、接地導体2で拡散されることが少なく、流路9の下部に効率良く伝導するようになっており、検体に対してより均一に熱を伝えることができる。   Further, in this case, since the thermal conductivity of the ground conductor 2 is higher than that of the insulating layer 1 made of glass ceramics, the heater conductor 10 emits when the specimen flowing through the flow path 9 is heated by the heater conductor 10. The heat is hardly diffused by the ground conductor 2, and is efficiently conducted to the lower part of the flow path 9, so that the heat can be more uniformly transmitted to the specimen.

尚、配線導体3および貫通導体4は、銀(Ag),銅(Cu),パラジウム(Pd)及び白金(Pt)のうち少なくとも一種を主成分とする導体材料により形成することが好ましい。この場合、配線導体3及び貫通導体4は抵抗率が1.59〜1.67μΩcmと低く、熱電対の起電力を大きく損失させることなく計測機器へ伝達することができ、精度の高い測定をすることができる。なお、上記銀(Ag)等の金属材料について、主成分にする、というのは、配線導体3及び貫通導体4の抵抗率が上記のように低くなるように、銀(Ag)等の金属材料を多くの割合で含有しているという意味である。   In addition, it is preferable that the wiring conductor 3 and the through conductor 4 are formed of a conductive material mainly containing at least one of silver (Ag), copper (Cu), palladium (Pd), and platinum (Pt). In this case, the resistivity of the wiring conductor 3 and the through conductor 4 is as low as 1.59 to 1.67 μΩcm, so that the electromotive force of the thermocouple can be transmitted to the measuring device without losing a large amount, and the measurement is performed with high accuracy. be able to. The metal material such as silver (Ag) is used as a main component because the metal material such as silver (Ag) is used so that the resistivity of the wiring conductor 3 and the through conductor 4 becomes low as described above. Is contained in a large proportion.

また、引き出し配線6についても、上記配線導体3と同様の導体材料で形成することが好ましい。   Also, the lead-out wiring 6 is preferably formed of the same conductive material as that of the wiring conductor 3.

配線導体3及び引き出し配線6は、例えば、銀(Ag),銅(Cu),パラジウム(Pd),白金(Pt)等の金属の粉末を主成分とするメタライズ層からなる。このメタライズ層は、上記金属の粉末を含む導体ペーストを焼結させることにより得られるが、導体ペーストの焼成収縮とガラスセラミックスの焼成収縮とを合わせたり、絶縁層1との接合強度を確保したりするために、導体ペースト中にガラス粉末やセラミック粉末を添加してもよい。また、配線導体3および引き出し配線6は、それぞれ添加するガラス粉末やセラミック粉末の種類および添加量が異なっていてもよい。   The wiring conductor 3 and the lead-out wiring 6 are made of, for example, a metallized layer containing a metal powder such as silver (Ag), copper (Cu), palladium (Pd), platinum (Pt) as a main component. This metallized layer can be obtained by sintering a conductor paste containing the above metal powder. The metal paste can be combined with the firing shrinkage of the conductor paste and the firing shrinkage of the glass ceramic, or the bonding strength with the insulating layer 1 can be ensured. In order to do this, glass powder or ceramic powder may be added to the conductor paste. Further, the wiring conductor 3 and the lead-out wiring 6 may be different in the kind and amount of glass powder or ceramic powder added.

貫通導体4は、例えば、銀(Ag),銅(Cu),パラジウム(Pd),白金(Pt)等の金属の粉末を主成分とするメタライズ層からなる。このメタライズ層は、上記金属の粉末を含む導体ペーストを焼結させることにより得られるが、導体ペーストの焼成収縮とガラスセラミックスの焼成収縮とを合わせたり、絶縁層1との接合強度を確保したりするために、導体ペースト中にガラス粉末やセラミック粉末を添加してもよい。また、配線導体3及び引き出し配線6は、それぞれ添加するガラス粉末やセラミック粉末の種類及び添加量が異なっていてもよい。   The through conductor 4 is made of, for example, a metallized layer mainly composed of metal powder such as silver (Ag), copper (Cu), palladium (Pd), platinum (Pt). This metallized layer can be obtained by sintering a conductor paste containing the above metal powder. The metal paste can be combined with the firing shrinkage of the conductor paste and the firing shrinkage of the glass ceramic, or the bonding strength with the insulating layer 1 can be ensured. In order to do this, glass powder or ceramic powder may be added to the conductor paste. Further, the wiring conductor 3 and the lead-out wiring 6 may be different in the kind and amount of glass powder or ceramic powder added.

線状の熱電対素線5は、例えばアルメル−クロメル熱電対や鉄(Fe)−コンスタンタン熱電対,クロメル−コンスタンタン熱電対等から成るが、特に工業用として最も多く使用されているアルメル−クロメル熱電対について最良の結果が得られた。   The linear thermocouple element 5 is composed of, for example, an alumel-chromel thermocouple, an iron (Fe) -constantan thermocouple, a chromel-constantan thermocouple, etc., and particularly an alumel-chromel thermocouple most frequently used for industrial use. The best results were obtained.

線状の熱電対素線5と接合され、熱電対の起電力を外部へ引き出すための引き出し配線6は、例えば、銀(Ag),銅(Cu),パラジウム(Pd),白金(Pt)等の金属の粉末を主成分とするメタライズ層からなる。このメタライズ層は、上記金属の粉末を含有する導体ペーストを焼結させることにより得られるが、導体ペーストの焼成収縮とガラスセラミックスの焼成収縮とを合わせたり、絶縁層1との接合強度を確保したりするために、導体ペースト中にガラス粉末やセラミック粉末を添加してもよい。   For example, silver (Ag), copper (Cu), palladium (Pd), platinum (Pt) or the like is used as the lead-out wiring 6 that is joined to the linear thermocouple wire 5 and draws the electromotive force of the thermocouple to the outside. It consists of a metallized layer composed mainly of a metal powder. This metallized layer is obtained by sintering a conductor paste containing the above metal powder, and combines the firing shrinkage of the conductor paste with the firing shrinkage of the glass ceramic, or ensures the bonding strength with the insulating layer 1. For example, glass powder or ceramic powder may be added to the conductor paste.

線状の熱電対素線5と引き出し配線6との間の接続配線部7は、例えば、銀(Ag),パラジウム(Pd),白金(Pt),金(Au)またはそれらの少なくとも1種を含む合金からなる。この接続配線部7は、熱電対の周囲にめっき法や蒸着法、印刷法等より形成される。接続配線部7は、熱電対の感温部、すなわちアルメルとクロメルとの接合部に形成してはならない。これは、例えばアルメルとクロメルにまたがって導電性物質が接触すると、アルメルとクロメルとの電位差がなくなり、起電力が発生せず、熱電対として機能しなくなるためである。   The connection wiring portion 7 between the linear thermocouple element 5 and the lead wiring 6 is made of, for example, silver (Ag), palladium (Pd), platinum (Pt), gold (Au), or at least one of them. It consists of an alloy containing. The connection wiring portion 7 is formed around the thermocouple by plating, vapor deposition, printing, or the like. The connection wiring part 7 must not be formed at the temperature sensitive part of the thermocouple, that is, at the joint between alumel and chromel. This is because, for example, when a conductive substance contacts across alumel and chromel, the potential difference between alumel and chromel disappears, no electromotive force is generated, and the thermocouple does not function.

ヒーター導体10は、例えば、白金−レニウム(Pt−Re)やタングステン−レニウム(W−Re)等の金属の粉末を主成分とするメタライズ層からなる。このメタライズ層は、上記金属の粉末を含む導体ペーストを焼結させることにより得られる。   The heater conductor 10 is made of, for example, a metallized layer mainly composed of a metal powder such as platinum-rhenium (Pt-Re) or tungsten-rhenium (W-Re). The metallized layer is obtained by sintering a conductor paste containing the metal powder.

ここで、本形態の配線基板について、アルメル−クロメル熱電対を用いた場合の−40℃〜300℃の温度領域における起電力曲線の測定結果を表1および図3のグラフに示す。

Figure 0004480608
Here, with respect to the wiring board of this embodiment, the measurement results of the electromotive force curve in the temperature range of −40 ° C. to 300 ° C. when an alumel-chromel thermocouple is used are shown in the graph of Table 1 and FIG.
Figure 0004480608

表1及び図3によれば、起電力の理論値とほぼ一致した特性を得ていることが判る。   According to Table 1 and FIG. 3, it can be seen that the characteristic almost coincident with the theoretical value of electromotive force is obtained.

本発明の配線基板は好ましくは、図4に示すように、ヒーター導体10が流路9の底面よりも下方に配置され、接地導体2の一部が、流路9の側方に、間に流路9を挟んで対向するように配置されているのがよい。これにより、ヒーター導体10および周囲の測定機器や加熱機器や攪拌機器から発生する電界は、流路9とヒーター導体10との間に配置された接地導体2および流路9の側方に位置する接地導体15に当たり、これらの接地導体2,15内で渦電流となり接地される。そのため、接地導体2および流路9の側方に位置する接地導体15で流路9を取り囲むことによって流路9をより効果的にシールドすることができ、ヒーター導体10および周囲の測定機器や加熱機器や攪拌機器から発生する電界が流路9を流れる被処理流体の泳動に影響を与えることを効果的に抑制することができる。その結果、DNAやたんぱく質の質量が数ngと極端に小さい場合にも測定精度に優れた配線基板とすることができる。   In the wiring board of the present invention, preferably, as shown in FIG. 4, the heater conductor 10 is disposed below the bottom surface of the flow path 9, and a part of the ground conductor 2 is disposed on the side of the flow path 9. It is good to arrange | position so that the flow path 9 may be pinched | interposed. Thereby, the electric field generated from the heater conductor 10 and the surrounding measuring device, heating device, and stirring device is located on the side of the ground conductor 2 and the flow channel 9 disposed between the flow channel 9 and the heater conductor 10. It hits the ground conductor 15 and is grounded as an eddy current in these ground conductors 2 and 15. Therefore, the flow path 9 can be shielded more effectively by surrounding the flow path 9 with the ground conductor 2 and the ground conductor 15 located on the side of the flow path 9, and the heater conductor 10 and the surrounding measuring equipment and heating It is possible to effectively suppress the electric field generated from the device or the stirring device from affecting the migration of the fluid to be processed flowing through the flow path 9. As a result, even when the mass of DNA or protein is extremely small, such as several ng, it is possible to obtain a wiring board with excellent measurement accuracy.

さらに、接地導体2を銀、銅、パラジウムおよび白金のうち少なくとも一種を主成分とする熱伝導率の高い材料で形成した場合には、ヒーター導体10からの熱がこれら接地導体2からも伝熱され、流路9を均一に加熱することも可能となる。   Furthermore, when the ground conductor 2 is formed of a material having a high thermal conductivity mainly composed of at least one of silver, copper, palladium, and platinum, heat from the heater conductor 10 is also transferred from the ground conductor 2. In addition, the flow path 9 can be heated uniformly.

このような流路9の側方に、間に流路9を挟んで対向するように配置された接地導体15は流路9に沿って形成された壁状の導体であってもよく、流路9の側方に列状に配置された複数の貫通導体であってもよい。   The ground conductor 15 disposed so as to face the side of the flow channel 9 with the flow channel 9 interposed therebetween may be a wall-shaped conductor formed along the flow channel 9. A plurality of through conductors arranged in a line on the side of the path 9 may be used.

次に、上述した配線基板の製造方法について、絶縁層1をガラスセラミックにより形成して説明する。
Next, a manufacturing method of the wiring substrate described above will be described with the insulating layer 1 is formed of glass ceramics.

まずセラミック粉末,ガラス粉末等の原料粉末に所望の有機バインダー,可塑剤,有機溶剤等を添加混合して泥漿状となし、これを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法によりシート状に成形してガラスセラミックグリーンシート(以下、グリーンシートともいう)を作製する。また、銅,銀等の低融点金属の粉末に所望の有機溶剤,溶媒を添加混合して導体ペーストを作製する。ここで、絶縁層1となるグリーンシートに含まれるガラス粉末およびアルミナ粉末の平均粒径(D50)を所望の大きさとして、各々のグリーンシートを製作する。   First, a desired organic binder, plasticizer, organic solvent, etc. are added to the raw material powder such as ceramic powder and glass powder to form a slurry, which is then formed into a sheet by a conventionally known doctor blade method or calendar roll method. A glass ceramic green sheet (hereinafter also referred to as a green sheet) is prepared. Further, a conductor paste is prepared by adding and mixing a desired organic solvent and solvent to a powder of a low melting point metal such as copper or silver. Here, each green sheet is manufactured by setting the average particle diameter (D50) of the glass powder and alumina powder contained in the green sheet to be the insulating layer 1 to a desired size.

次に、第1層目の絶縁層11となるグリーンシートにDNAや蛋白質を泳動させる流路としての溝9を形成するために、溝パターンが凸状に形成された金型等を用いて、50〜150℃の温度、3〜200MPaの圧力でグリーンシートを加圧打抜きし、グリーンシートの表面に所定パターンの溝9を形成する。   Next, in order to form the groove 9 as a channel for migrating DNA or protein to the green sheet to be the first insulating layer 11, using a mold or the like in which the groove pattern is formed in a convex shape, The green sheet is pressed and punched at a temperature of 50 to 150 ° C. and a pressure of 3 to 200 MPa to form grooves 9 having a predetermined pattern on the surface of the green sheet.

次に、溝9を形成した第1層目の絶縁層11となるグリーンシートに、例えば打抜き法により貫通導体4や流路9の側方に列状に配置された複数の貫通導体15を形成するための貫通孔を形成し、例えばスクリーン印刷法によりその貫通孔に導体ペーストを充填する。続いて、配線導体3や引き出し配線6を、各グリーンシート表面に所定パターンで印刷塗布する。   Next, a plurality of through conductors 15 arranged in a row on the side of the through conductors 4 and the flow paths 9 are formed on the green sheet to be the first insulating layer 11 having the grooves 9 by, for example, a punching method. A through hole is formed, and a conductive paste is filled in the through hole by, for example, a screen printing method. Subsequently, the wiring conductor 3 and the lead wiring 6 are printed and applied in a predetermined pattern on the surface of each green sheet.

次に、溝9を形成した第1層目の絶縁層11となるグリーンシートの下層にあたる第2層目の絶縁層12となるグリーンシートに、例えば打抜き法により貫通導体4流路9の側方に列状に配置された複数の貫通導体15を形成するための貫通孔を形成し、例えばスクリーン印刷法によりその貫通孔に導体ペーストを充填する。続いて、配線導体3を第2層目の絶縁層12となるグリーンシートの表面に所定パターンで印刷塗布する。   Next, the green sheet to be the second insulating layer 12 that is the lower layer of the green sheet to be the first insulating layer 11 in which the grooves 9 are formed is formed on the side of the through conductor 4 channel 9 by, for example, a punching method. Through holes for forming a plurality of through conductors 15 arranged in a row are formed, and the paste is filled in the through holes by, for example, screen printing. Subsequently, the wiring conductor 3 is printed and applied in a predetermined pattern on the surface of the green sheet serving as the second insulating layer 12.

次に、第2層目の絶縁層12となるグリーンシートの下層にあたる第3層目の絶縁層13となるグリーンシートに、例えば打抜き法により貫通導体4を形成するための貫通孔を形成し、例えばスクリーン印刷法によりその貫通孔に導体ペーストを充填する。続いて、接地導体2と配線導体3を第3層目の絶縁層13となるグリーンシートの表面に所定パターンで印刷塗布する。   Next, a through hole for forming the through conductor 4 is formed in the green sheet to be the third insulating layer 13 which is the lower layer of the green sheet to be the second insulating layer 12, for example, by a punching method, For example, the through-hole is filled with a conductive paste by a screen printing method. Subsequently, the ground conductor 2 and the wiring conductor 3 are printed and applied in a predetermined pattern on the surface of the green sheet to be the third insulating layer 13.

次に、第3層目の絶縁層13となるグリーンシートの下層にあたる第4層目の絶縁層14となるグリーンシートに、例えば打抜き法により貫通導体4を形成するための貫通孔を形成し、例えばスクリーン印刷法によりその貫通孔に導体ペーストを充填する。続いて、配線導体3や引き出し配線6、ヒーター導体10を、第4層目の絶縁層14となるグリーンシートの表面に所定パターンで印刷塗布する。   Next, a through hole for forming the through conductor 4 is formed in the green sheet to be the fourth insulating layer 14 which is the lower layer of the green sheet to be the third insulating layer 13 by, for example, a punching method, For example, the through-hole is filled with a conductive paste by a screen printing method. Subsequently, the wiring conductor 3, the lead-out wiring 6, and the heater conductor 10 are printed and applied in a predetermined pattern on the surface of the green sheet to be the fourth insulating layer.

次に、熱電対素線5の所定位置に接続配線部7を形成するために、めっき法やプリント法等によってパラジウム膜を形成する。しかる後、第4層目の絶縁層14となるグリーンシート上の引き出し配線6の所定位置に、パラジウム膜が形成された熱電対素線5を位置決めして載置し、その後、溝9を形成した第1層目の絶縁層となるグリーンシート11から第4層目の絶縁層となるグリーンシート14を重ね、3〜200MPaの圧力で加圧し、熱電対をグリーンシート内に固定する。この時に流路9の側方に列状に配置された複数の貫通導体15は第3層目の絶縁層13上の接地導体2と接続される。なお、パラジウム膜に限らず、銀や白金,金から成る膜を形成してもよい。   Next, in order to form the connection wiring portion 7 at a predetermined position of the thermocouple element 5, a palladium film is formed by a plating method, a printing method, or the like. Thereafter, the thermocouple element 5 on which the palladium film is formed is positioned and placed at a predetermined position of the lead-out wiring 6 on the green sheet to be the fourth insulating layer 14, and then the groove 9 is formed. The green sheet 11 that is the fourth insulating layer is overlapped with the green sheet 11 that is the first insulating layer, and is pressed with a pressure of 3 to 200 MPa to fix the thermocouple in the green sheet. At this time, the plurality of through conductors 15 arranged in a row on the side of the flow path 9 are connected to the ground conductor 2 on the third insulating layer 13. In addition, you may form the film | membrane which consists not only of a palladium film but silver, platinum, and gold | metal | money.

次に、溝9を形成した第1層目の絶縁層となるグリーンシート11から第4層目の絶縁層となるグリーンシート14の積層体に所望のグリーンシートとを重ねて積層し、必要に応じて50〜100℃の温度で3〜200MPaの圧力で圧着し、約800〜950℃の温度で焼成する。   Next, a desired green sheet is laminated on the laminate of the green sheet 11 serving as the first insulating layer in which the grooves 9 are formed to the green sheet 14 serving as the fourth insulating layer. Accordingly, pressure bonding is performed at a temperature of 50 to 100 ° C. at a pressure of 3 to 200 MPa, and firing is performed at a temperature of about 800 to 950 ° C.

そして最後に、配線基板の主面に露出する配線導体3や引き出し配線6の表面に、腐食防止等のために、ニッケルめっき、パラジウムめっきおよび金めっき等を被着させる。   Finally, nickel plating, palladium plating, gold plating, or the like is applied to the surfaces of the wiring conductor 3 and the lead-out wiring 6 exposed on the main surface of the wiring board in order to prevent corrosion.

以上のようにして製造した本形態の配線基板は、ガラスセラミックスから成る複数の絶縁層が積層されて成る絶縁基板と、絶縁層の層間および絶縁層の表面に形成された配線導体と、絶縁層を貫通して形成された貫通導体と、絶縁層の層内および絶縁層の表面に形成された流路と、配線導体または貫通導体に電気的に接続される熱電対とを具備しており、流路と熱電対との間に絶縁層より焼結温度の低い金属から成る接地導体が形成されている。即ち、流路としての溝と熱電対との間に、絶縁層より焼結温度の低い接地導体から成る変形防止層が形成されている。 The wiring board of the present embodiment manufactured as described above includes an insulating board formed by laminating a plurality of insulating layers made of glass ceramics, a wiring conductor formed between the insulating layers and on the surface of the insulating layer, and an insulating layer. and through conductor formed through the, and comprises a channel formed in the surface of the layer and in the insulating layer of the insulating layer, and a thermocouple is electrically connected to the wiring conductor or through hole conductor, grounding conductors are formed consisting of metal having a low sintering temperature Ri by an insulating layer between the flow path and the thermocouple. That is, between the groove and the thermocouple as the channel, the deformation preventing layer made of low ground conductors or et of sintering temperature Ri by an insulating layer is formed.

これにより、DNAなどの検体を照合、合成、増幅するための流路付きの配線基板において、流路底部が熱電対により凸形状に変形することがなく、流路を検体がスムーズに泳動するので、配線基板上での諸反応温度を正確に安定して計測できる。その結果、検体の照合不良や合成不良、増幅率低下を有効に防止することができるようになり、DNA解析の信頼性を向上せしめ、照合時間を短縮することが可能となる。   As a result, in a wiring board with a channel for collating, synthesizing, and amplifying a sample such as DNA, the bottom of the channel is not deformed into a convex shape by a thermocouple, and the sample migrates smoothly through the channel. The reaction temperatures on the wiring board can be measured accurately and stably. As a result, it is possible to effectively prevent sample verification failure, synthesis failure, and amplification factor reduction, thereby improving the reliability of DNA analysis and shortening the verification time.

なお、本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、改良等が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.

例えば、上述した実施の形態では、図2のように接地導体2が配線基板端部まで構成される事例について説明したが、接地導体2が絶縁層1の内部に構成される形状になしても構わない。また、被処理流体に施される処理は、ICチップ8を利用した電気泳動等の化学分析に限らず、合成や分解等の種々の化学反応によるものでも構わない。この場合も、反応温度を高い精度で制御できること、不要な電界の作用が防止されること、被処理流体の流れがスムーズであることから、化学反応等の制御を容易で精度を向上させることができる。   For example, in the above-described embodiment, the case where the ground conductor 2 is configured up to the end of the wiring board as illustrated in FIG. 2 has been described, but the ground conductor 2 may be configured to be configured inside the insulating layer 1. I do not care. Further, the treatment applied to the fluid to be treated is not limited to chemical analysis such as electrophoresis using the IC chip 8, but may be based on various chemical reactions such as synthesis and decomposition. Also in this case, the reaction temperature can be controlled with high accuracy, the action of an unnecessary electric field is prevented, and the flow of the fluid to be treated is smooth, so that it is easy to control chemical reactions and improve accuracy. it can.

(a),(b)は本発明の配線基板の実施の形態の一例を示し、(a)は配線基板の内層の構成を一部示す部分切欠斜視図、(b)は配線基板の斜視図である。(A), (b) shows an example of the embodiment of the wiring board of the present invention, (a) is a partially cutaway perspective view partially showing the configuration of the inner layer of the wiring board, (b) is a perspective view of the wiring board. It is. 図1の配線基板の断面図である。It is sectional drawing of the wiring board of FIG. 図1の配線基板について、アルメル−クロメル熱電対を用いた場合の起電力曲線の測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the electromotive force curve at the time of using an alumel-chromel thermocouple about the wiring board of FIG. 本発明の配線基板の実施の形態の他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of embodiment of the wiring board of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:絶縁層(絶縁基体)
2:基準電位に接続される接地導体
3:配線導体
4:貫通導体
5:熱電対素線
6:引き出し配線
7:接続配線部
8:ICチップ
9:流路(溝)
10:ヒーター導体
11:第1層目の絶縁層
12:第2層目の絶縁層
13:第3層目の絶縁層
14:第4層目の絶縁層
15:流路の側方に、間に流路を挟んで対向するように配置された接地導体の一部
1: Insulating layer (insulating base)
2: Grounding conductor connected to the reference potential 3: Wiring conductor 4: Through conductor 5: Thermocouple element 6: Lead-out wiring 7: Connection wiring portion 8: IC chip 9: Channel (groove)
10: Heater conductor 11: First layer insulating layer 12: Second layer insulating layer 13: Third layer insulating layer 14: Fourth layer insulating layer 15: On the side of the flow path Part of the ground conductor that is placed so as to face each other across the flow path

Claims (7)

ガラスセラミックスから成る複数の絶縁層を積層して成る絶縁基板と、前記絶縁層の層間および絶縁層の表面に形成された配線導体と、前記絶縁層を貫通して形成された貫通導体と、前記絶縁層に形成された、生体物質を含む被処理流体を収容するための流路と、前記絶縁層の層間および絶縁層の表面に形成され、前記流路と接近して配置されたヒーター導体と、前記配線導体及び/または前記貫通導体に電気的に接続された低融点金属から成る熱電対と、前記流路及び前記ヒーター導体間に配置され、基準電位に接続される接地導体と、を含んで成ることを特徴とする配線基板。 An insulating substrate formed by laminating a plurality of insulating layers made of glass ceramic, a wiring conductor formed in said interlayer and the surface of the insulating layer of the insulating layer, and a through conductor formed through the insulating layer, the insulating layer formed, a flow path for containing the fluid to be treated containing biological material, is formed on the surface of the insulating layer of the interlayer and the insulating layer, a heater which is disposed close to the flow path a conductor, the wiring conductor and / or said through-conductors electrically connected to the low melting point metal formed Ru thermocouple from being disposed between the passage and the heater conductor, a ground conductor connected to the reference potential A wiring board comprising: 前記ヒーター導体及び前記流路が、前記接地導体を挟んで対向するように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の配線基板。   The wiring board according to claim 1, wherein the heater conductor and the flow path are disposed so as to face each other with the ground conductor interposed therebetween. 前記配線導体及び前記貫通導体が、銀、銅、パラジウムおよび白金のうち少なくとも一種を主成分とする導体材料から成ることを特徴とする請求項1または請求項に記載の配線基板。 The wiring conductor and the through conductor, silver, copper, a wiring board according to claim 1 or claim 2, characterized in that it comprises at least one of palladium and platinum from the conductive material mainly. 前記配線導体と前記熱電対との接続部に、銀、パラジウム、白金および金のうち少なくとも一種を主成分とする導体材料から成る接続配線部が形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれかに記載の配線基板。 The connection wiring part which consists of a conductor material which has at least 1 type as a main component among silver, palladium, platinum, and gold | metal | money is formed in the connection part of the said wiring conductor and the said thermocouple. The wiring board according to claim 3 . 前記ヒーター導体が前記流路の底面よりも下方に配置され、前記接地導体の一部が、前記流路の側方に、間に前記流路を挟んで対向するように配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれかに記載の配線基板。 The heater conductor is disposed below the bottom surface of the flow path, and a part of the ground conductor is disposed so as to be opposed to the side of the flow path with the flow path therebetween. wiring board according to any one of claims 1 to 4, characterized. 前記流路の側方に位置する前記接地導体が列状に配置された複数の貫通導体から成ることを特徴とする請求項5に記載の配線基板。 6. The wiring board according to claim 5, wherein the grounding conductor located on the side of the flow path is composed of a plurality of through conductors arranged in a row. 前記流路が前記絶縁基板の表面に露出して形成されており、前記流路は、露出する面が導電性のシールド蓋体で覆われていることを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれかに記載の配線基板。 The channel is formed by exposing the surface of the insulating substrate, wherein the flow path preceding claims, characterized in that exposed surface is covered with a conductive shield lid 6 A wiring board according to any one of the above.
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