JP5515254B2 - 針状体製造方法および針状体 - Google Patents
針状体製造方法および針状体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5515254B2 JP5515254B2 JP2008210522A JP2008210522A JP5515254B2 JP 5515254 B2 JP5515254 B2 JP 5515254B2 JP 2008210522 A JP2008210522 A JP 2008210522A JP 2008210522 A JP2008210522 A JP 2008210522A JP 5515254 B2 JP5515254 B2 JP 5515254B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- needle
- silicon substrate
- crystal silicon
- single crystal
- shape
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M37/00—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin
- A61M37/0015—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin by using microneedles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
- B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
- B81C1/00023—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems without movable or flexible elements
- B81C1/00111—Tips, pillars, i.e. raised structures
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M37/00—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin
- A61M37/0015—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin by using microneedles
- A61M2037/0046—Solid microneedles
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M37/00—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin
- A61M37/0015—Other apparatus for introducing media into the body; Percutany, i.e. introducing medicines into the body by diffusion through the skin by using microneedles
- A61M2037/0053—Methods for producing microneedles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
- B81B2201/05—Microfluidics
- B81B2201/055—Microneedles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B2207/00—Microstructural systems or auxiliary parts thereof
- B81B2207/05—Arrays
- B81B2207/056—Arrays of static structures
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
- B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
- B81C2201/0101—Shaping material; Structuring the bulk substrate or layers on the substrate; Film patterning
- B81C2201/0128—Processes for removing material
- B81C2201/013—Etching
- B81C2201/0133—Wet etching
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Anesthesiology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Hematology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Micromachines (AREA)
- Media Introduction/Drainage Providing Device (AREA)
Description
前記単結晶シリコン基板上に形成され、アレイ状に配列された複数の針状体形状と、前記単結晶シリコン基板と前記針状体形状の根元との境界部に前記針状体形状の先端部の傾斜角とは異なる傾斜角を持つ根元斜面と、前記アレイ状に配列された複数の針状体形状を支持する凸部の台座と、を備え、前記根元斜面の結晶面はSi{111}面であり、前記複数の針状体形状を支持する凸部の台座は、凸部の台座の外縁部がSi{111}面により面取りされていることを特徴とする針状体である。
まず、単結晶シリコン基板上に、針状体形状を形成する。
針状体形状の形成方法は、公知の技術を用いて形成して良いが、機械加工やエッチング加工、リソグラフィ加工の様に同一構造の針状体をアレイ状に一括形成出来る方法が好ましい。
このとき、形成する針状体形状は針状体用途に応じて適宜設計される。例えば、針状体形状がアレイ状に配列された針状体であってもよい。ここで、「アレイ状」とは、各単位針状体が規則的に並んでいる状態を示すものであり、例えば、碁盤目状、蜂の巣状(ハニカム構造)、同心円状などのパターンを含むものとする。
次に、針状体形状が形成された単結晶シリコン基板に結晶異方性ウェットエッチング処理を施す。結晶異方性ウェットエッチング処理は適宜公知の方法を用いてよい。
また、結晶異方性ウェットエッチング溶液は、シリコンに対して有効なKOH溶液やTMAH溶液を用いるのが好ましい。KOH溶液やTMAH溶液を用いたシリコンのエッチングでは、Si{111}面が他の面に対して、極端にエッチングレートが遅いために、エッチングの進行と共にSi{111}面が析出する。
基板表面垂直方向および針状体形状の斜面垂直方向は、結晶異方性ウェットエッチングにより、エッチングされながら後退していく。このため、「基板表面の結晶面がSi{100}面である単結晶シリコン基板であり、単結晶シリコン基板に針状体形状を形成する工程にあたり、針状体形状は基板表面に対し略垂直の方向に屹立するように形成すること」により、単結晶シリコン基板と針状体形状の根元との境界部に根元斜面としてSi{111}面が析出する。ここで、基板面がSi{100}面の場合、根元斜面は基板面に対して54.7度の面角度である。
よって、先端部と根元部で異なる傾斜角を持ち、先端部は穿刺能の高い傾斜を保持したままで、強度の高い針状体を好適に製造することが出来る。
従来技術では、針状体の先端部から根元部までの傾斜角が常に一定で構成されており、穿刺能の高い先端傾斜角を根元まで継続した形状では、針状体のようなアスペクト比の高い構造では穿刺に耐え得る強度が低下する。逆に穿刺に耐え得るだけの傾斜を根元部に持たせ、その傾斜を先端部まで継続すると穿刺能が低下する恐れがある。
結晶異方性ウェットエッチング処理を施す工程より以前に、凸部の台座を形成した場合、該凸部の台座は結晶異方性エッチングにより、外縁部にSi{111}面が析出する(図2(b))。このため、凸部の台座の外縁部に析出したSi{111}面は、外形の面取りの効果を果たす。
このように、凸部の台座の外縁部が面取りされることにより、人体に針状体の穿刺を行う際に、皮膚への刺激を緩和できるという効果を奏する。
また、本針状体を原版として転写による複製を行う際に、上記面取り形状が転写時にかかる応力を緩和する役割を果たし、複製版の破損を抑制するという効果を奏する。
また、本発明の針状体製造方法を用いて製造された針状体を原版とした複製版を形成し、前記複製版を用いて転写加工成形を行ってもよい。
以下、具体的に、転写加工成形について説明を行う。
針状体材料は特に制限されない。また、針状体材料の充填方法についての制限は無いが、生産性の観点から、インプリント法、ホットエンボス法、射出成形法、押し出し成形法およびキャスティング法を好適に用いることが出来る。
このとき、複製版の剥離性を向上させるために、針状体材料の充填前に、複製版の表面上に離型効果を増すための離型層を形成してもよい。
離型層としては、例えば広く知られているフッ素系の樹脂を用いることが出来る。
また、離型層の形成方法としては、PVD法、CVD法、スピンコート法、ディップコート法等の薄膜形成手法を好適に用いることができる。
まず、基板として、基板表面の結晶面がSi{100}面である厚さ525μmの単結晶シリコン基板10を用意した(図1(a))。
このとき、研削加工によって形成される針状体形状11の上部平面を一辺の長さが10μmの正方形状とした。また、加工深さは250μmとした。
これにより、Si{111}面が選択的に表出し、針状体形状の根元に針状体形状の先端部の傾斜角とは異なる傾斜角を持つ根元斜面が形成された(図1(d))。
実施例1で作製した針状体を原版とし、転写加工成形を行った。
充填する針状体材料として、ポリカーボネート樹脂を用いた。
前記広範な分野としては、例えば、半導体デバイス、光学素子、配線回路、データストレージメディア(ハードディスク、光学メディアなど)、医療用部材(分析検査用チップ、マイクロニードルなど)、化粧品用途マイクローニードル、バイオデバイス(バイオセンサ、細胞培養基板など)、精密検査機器用部材(検査プローブ、試料保持部材など)、ディスプレイパネル、パネル部材、エネルギーデバイス(太陽電池、燃料電池など)、マイクロ流路、マイクロリアクタ、MEMSデバイスなどが挙げられる。
11……針状体形状
12……凸部の台座
13……ウェットエッチング溶液
14……Si{111}面
15……針状体
Claims (4)
- 基板表面の結晶面がSi{100}面である単結晶シリコン基板に、該単結晶シリコン基板表面に対し略垂直の方向に屹立するように形成されるアレイ状に配列された複数の針状体形状および、該アレイ状に配列された複数の針状体形状を支持する凸部の台座を形成する工程と、
前記針状体形状および前記凸部の台座が形成された前記単結晶シリコン基板に結晶異方性ウェットエッチング処理を施す工程と、を備えたこと
を特徴とする針状体製造方法。 - 請求項1に記載の針状体製造方法を用いて製造された針状体を原版とした複製版を形成し、前記複製版を用いて転写加工成形を行うこと
を特徴とした針状体製造方法。 - 単結晶シリコン基板と、
前記単結晶シリコン基板上に形成され、アレイ状に配列された複数の針状体形状と、
前記単結晶シリコン基板と前記針状体形状の根元との境界部に前記針状体形状の先端部の傾斜角とは異なる傾斜角を持つ根元斜面と、前記アレイ状に配列された複数の針状体形状を支持する凸部の台座と、を備え、
前記根元斜面の結晶面はSi{111}面であり、
前記複数の針状体形状を支持する凸部の台座は、凸部の台座の外縁部がSi{111}面により面取りされていること
を特徴とする針状体。 - 請求項3に記載の針状体を転写加工成形することにより形成された針状体であって、
根元斜面の傾斜角度は略54.7度であること
を特徴とする針状体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008210522A JP5515254B2 (ja) | 2008-08-19 | 2008-08-19 | 針状体製造方法および針状体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008210522A JP5515254B2 (ja) | 2008-08-19 | 2008-08-19 | 針状体製造方法および針状体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010046722A JP2010046722A (ja) | 2010-03-04 |
JP5515254B2 true JP5515254B2 (ja) | 2014-06-11 |
Family
ID=42064262
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008210522A Active JP5515254B2 (ja) | 2008-08-19 | 2008-08-19 | 針状体製造方法および針状体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5515254B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102187985B1 (ko) | 2012-11-09 | 2020-12-07 | 도판 인사츠 가부시키가이샤 | 바늘 형상 구조체 및 그 제조 방법 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004058265A (ja) * | 2002-06-04 | 2004-02-26 | Sanwa Kagaku Kenkyusho Co Ltd | 針状構造体の作製方法 |
JP5098237B2 (ja) * | 2006-07-07 | 2012-12-12 | 凸版印刷株式会社 | 針状体の製造方法 |
JP4930899B2 (ja) * | 2006-08-01 | 2012-05-16 | 凸版印刷株式会社 | 針状体の製造方法 |
-
2008
- 2008-08-19 JP JP2008210522A patent/JP5515254B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010046722A (ja) | 2010-03-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4396776B2 (ja) | マイクロニードルの製造方法 | |
JP5401061B2 (ja) | 針状体製造方法、および研削刃 | |
JP5020080B2 (ja) | 医薬物運搬用器具の製造方法 | |
JP6372353B2 (ja) | 針状構造体及びその製造方法 | |
JP2008237673A (ja) | 針状体およびその製造方法 | |
JP2009240410A (ja) | 針状体アレイおよび針状体アレイ製造方法 | |
JP2010213845A (ja) | 針状体製造方法および針状体転写版 | |
JP5173331B2 (ja) | 針状体チップおよびその製造方法 | |
JP2010068840A (ja) | 針状体および針状体製造方法 | |
JP5338021B2 (ja) | 針状体の製造方法 | |
JP5515254B2 (ja) | 針状体製造方法および針状体 | |
JP4888011B2 (ja) | 針状体およびその製造方法 | |
JP2010030201A (ja) | 針状体製造方法、針状体および針状体複製版 | |
JP5412045B2 (ja) | 針状体アレイおよびそのアレイ製造方法 | |
JP5098237B2 (ja) | 針状体の製造方法 | |
JP2009225987A (ja) | 針状体 | |
JP5568234B2 (ja) | 針状体および針状体製造方法 | |
JP6476799B2 (ja) | 針状体の製造方法 | |
JP5034777B2 (ja) | 針状体の作製方法ならびに製造方法及び針状体 | |
TW568790B (en) | Hollow microneedle array and method for fabricating the same | |
JP5205016B2 (ja) | 針状体、針状体製造方法 | |
JP2009190213A (ja) | 針状体の製造方法 | |
JP5593355B2 (ja) | 針状体および針状体製造方法 | |
JP2010075374A (ja) | 針状体デバイスおよび針状体デバイスの製造方法 | |
JP2009142465A (ja) | 医薬物運搬用器具とその製造方法及び金型とその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110804 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121221 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130108 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130207 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130820 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131010 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140304 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140317 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5515254 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |