JPWO2010016399A1 - マイクロチップ、マイクロチップの製造方法及びマイクロチップの製造装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、表面に突起部の設けられたマイクロチップを均一かつ強固な接合強度で製造する製造方法、製造装置、及び該製造方法により製造されたマイクロチップを提供する。積層されて内側に微細流路１５，１６を形成した２つの樹脂製基板１０，２０の腹面同士を加熱接合するマイクロチップの製造装置５は、互いに対向して間に樹脂製基板１０，２０を挟んで加熱接合する２つの押圧手段６，７を備える。樹脂製基板１０は、突起部４１が背面１０Ｂに設けられている。押圧手段６，７は、押圧手段６によって樹脂製基板１０における突起部４１の先端４１１と基端面４１０とを樹脂製基板２０側に押圧するとともに、押圧手段７によって樹脂製基板２０の背面２０Ｂを樹脂製基板１０側に押圧して、これら樹脂製基板１０，２０を加熱接合する。

Description

本発明は、マイクロチップ、マイクロチップの製造方法及びマイクロチップの製造装置に関する。

従来、微小空間内で核酸、タンパク質、血液などの液体試料の化学反応や分離、分析などを行う技術分野においては、内部に微細な流路や回路を形成したマイクロチップが実用化されている。

このようなマイクロチップは、樹脂などで形成された２つの基板を有しており、少なくとも一方の基板に対して微細加工を施した後、これら２つの基板を熱板の間に挟んで貼り合わせる等によって製造されている。

ところで、上記のマイクロチップとして、チューブ等に嵌合されて試料の導入や排出を行う突起部が表面に設けられたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−２３４６００号公報

しかしながら、特許文献１には、突起部の設けられた基板を当該突起部の側から加圧して基板同士を接合する具体的な手法が開示されていないため、単純にこのようなマイクロチップを製造すると、基板同士の接合強度が低下したり、接合面内でばらついたりしてしまう。

本発明の課題は、表面に突起部の設けられたマイクロチップを均一かつ強固な接合強度で製造することのできるマイクロチップ、マイクロチップの製造方法及びマイクロチップの製造装置を提供することである。

本発明の第１の側面によれば、積層されて内側に流路を形成した２つの基板を、互いに対向する２つの押圧手段の間に挟み、これら基板の腹面同士を加熱接合するマイクロチップの製造方法において、
前記２つの基板のうち、一方の基板として、少なくとも１つの突起部が背面に設けられたものを用い、
前記２つの押圧手段のうち、一方の押圧手段によって前記一方の基板における前記突起部の先端と基端面との少なくとも一方を他方の基板側に押圧するとともに、他方の押圧手段によって前記他方の基板の背面を前記一方の基板側に押圧して、これら基板を加熱接合する接合工程を行うことを特徴とする。

本発明のマイクロチップの製造方法においては、
前記一方の押圧手段として、
前記一方の基板の背面に対向するよう配設され、各突起部に対する対向位置に当該突起部を収容する孔部が厚み方向に貫通して形成されるとともに、各突起部の長さ寸法より厚みの大きい板状部材と、
各孔部に対して相対移動可能な状態で、当該孔部に収容された柱状部材と、
を有するものを用い、
前記接合工程では、
前記板状部材と、各柱状部材とを前記一方の基板に対する接離方向に独立して移動させ、
前記突起部の基端面を、前記板状部材によって前記他方の基板側に押圧するとともに、
前記孔部の内部に位置する前記突起部の先端を、前記柱状部材によって前記他方の基板側に押圧することが好ましい。

また、本発明のマイクロチップの製造方法においては、
前記一方の押圧手段として、
前記一方の基板の背面に対向するよう配設され、各突起部に対する対向位置に当該突起部を収容する孔部が厚み方向に貫通して形成されるとともに、各突起部の長さ寸法より厚みの小さい第１の板状部材と、
前記第１の板状部材における前記一方の基板側の面とは反対側の面に対向して配設された第２の板状部材と、
を有するものを用い、
前記接合工程では、
前記第１の板状部材と、前記第２の板状部材とを前記一方の基板に対する接離方向に独立して移動させ、
前記突起部の基端面を、前記第１の板状部材によって前記他方の基板側に押圧するとともに、
前記孔部から突出した前記突起部の先端を、前記第２の板状部材によって前記他方の基板側に押圧することが好ましい。

また、本発明のマイクロチップの製造方法においては、
前記一方の押圧手段として、
前記一方の基板の背面に対向するよう配設され、各突起部に対する対向位置に当該突起部を収容する孔部が厚み方向に貫通して形成された板状部材を有するものを用い、
前記接合工程では、
前記板状部材を前記一方の基板に対する接離方向に移動させ、
前記突起部の基端面を、前記板状部材によって前記他方の基板側に押圧することが好ましい。

また、本発明のマイクロチップの製造方法においては、
前記一方の押圧手段として、
前記一方の基板の背面に対向するよう配設されるとともに各突起部と対向する１枚の板状部材を有するものを用い、
前記接合工程では、
前記板状部材を前記一方の基板に対する接離方向に移動させ、
前記突起部の先端を、前記板状部材によって前記他方の基板側に押圧することが好ましい。

また、本発明のマイクロチップの製造方法においては、
前記一方の押圧手段として、
前記一方の基板の背面に対向するよう配設され、各突起部に対する対向位置に当該突起部を収容するとともに前記突起部の長さ寸法に対応する深さの孔部が厚み方向に形成された板状部材を有するものを用い、
前記接合工程では、
前記板状部材を前記一方の基板に対する接離方向に移動させ、
前記突起部の基端面を、前記板状部材の表面によって前記他方の基板側に押圧するとともに、
前記孔部の内部に位置する前記突起部の先端を、当該孔部の底面によって前記他方の基板側に押圧することが好ましい。

また、本発明の第２の側面によれば、マイクロチップにおいて、
本発明のマイクロチップの製造方法によって製造されたことを特徴とする。

また、本発明の第３の側面によれば、積層されて内側に流路を形成した２つの基板の腹面同士を加熱接合するマイクロチップの製造装置において、
互いに対向して間に前記２つの基板を挟んで加熱接合する２つの押圧手段を備え、
前記２つの基板のうち、一方の基板は、少なくとも１つの突起部が背面に設けられており、
前記２つの押圧手段は、
一方の押圧手段によって前記一方の基板における前記突起部の先端と基端面との少なくとも一方を他方の基板側に押圧するとともに、
他方の押圧手段によって前記他方の基板の背面を前記一方の基板側に押圧して、
これら基板を加熱接合することを特徴とする。

本発明のマイクロチップの製造装置においては、
前記一方の押圧手段は、
前記一方の基板の背面に対向するよう配設され、各突起部に対する対向位置に当該突起部を収容する孔部が厚み方向に貫通して形成されるとともに、各突起部の長さ寸法より厚みの大きい板状部材と、
各孔部に対して相対移動可能な状態で、当該孔部に収容された柱状部材と、
前記板状部材及び各柱状部材を前記一方の基板に対する接離方向に独立して移動させる移動手段と、
を有し、
前記突起部の基端面を、前記板状部材によって前記他方の基板側に押圧するとともに、
前記孔部の内部に位置する前記突起部の先端を、前記柱状部材によって前記他方の基板側に押圧することが好ましい。

また、本発明のマイクロチップの製造装置においては、
前記一方の押圧手段は、
前記一方の基板の背面に対向するよう配設され、各突起部に対する対向位置に当該突起部を収容する孔部が厚み方向に貫通して形成されるとともに、各突起部の長さ寸法より厚みの小さい第１の板状部材と、
前記第１の板状部材における前記一方の基板側の面とは反対側の面に対向して配設された第２の板状部材と、
前記第１の板状部材及び前記第２の板状部材を前記一方の基板に対する接離方向に独立して移動させる移動手段と、
を有し、
前記突起部の基端面を、前記第１の板状部材によって前記他方の基板側に押圧するとともに、
前記孔部から突出した前記突起部の先端を、前記第２の板状部材によって前記他方の基板側に押圧することが好ましい。

また、本発明のマイクロチップの製造装置においては、
前記一方の押圧手段は、
前記一方の基板の背面に対向するよう配設され、各突起部に対する対向位置に当該突起部を収容する孔部が厚み方向に貫通して形成された板状部材と、
前記板状部材を前記一方の基板に対する接離方向に移動させる移動手段と、
を有し、
前記突起部の基端面を、前記板状部材によって前記他方の基板側に押圧することが好ましい。

また、本発明のマイクロチップの製造装置においては、
前記一方の押圧手段は、
前記一方の基板の背面に対向するよう配設されるとともに各突起部と対向する１枚の板状部材と、
前記板状部材を前記一方の基板に対する接離方向に移動させる移動手段と、
を有し、
前記突起部の先端を、前記板状部材によって前記他方の基板側に押圧することが好ましい。

また、本発明のマイクロチップの製造装置においては、
前記一方の押圧手段は、
前記一方の基板の背面に対向するよう配設され、各突起部に対する対向位置に当該突起部を収容するとともに前記突起部の長さ寸法に対応する深さの孔部が厚み方向に形成された板状部材と、
前記板状部材を前記一方の基板に対する接離方向に移動させる移動手段と、
を有し、
前記突起部の基端面を、前記板状部材の表面によって前記他方の基板側に押圧するとともに、
前記孔部の内部に位置する前記突起部の先端を、当該孔部の底面によって前記他方の基板側に押圧することが好ましい。

本発明によれば、２つの基板のうち、一方の基板として、少なくとも１つの突起部が背面に設けられたものを用い、２つの押圧手段のうち、一方の押圧手段によって一方の基板における突起部の先端と基端面との少なくとも一方を他方の基板側に押圧するとともに、他方の押圧手段によって他方の基板の背面を一方の基板側に押圧して、これら基板を加熱接合するので、基板同士の接合強度が低下したり、接合面内でばらついたりしてしまうのが防止される。従って、表面に突起部の設けられたマイクロチップを均一かつ強固な接合強度で製造することができる。

本発明に係るマイクロチップの上面図である。 本発明に係るマイクロチップの断面図であり、図１のＩＶ―ＩＶ断面図である。 流路用溝の形成された樹脂製基板の上面図である。 本発明に係るマイクロチップの製造装置の概略構成を示す概念図である。 柱状部材７１の樹脂製基板２０に対向する面と、突起部４１の先端４１１との間に生じた隙間７３の概要を示す概念図である。 本発明に係るマイクロチップの製造装置の変形例の概略構成を示す概念図である。 本発明に係るマイクロチップの製造装置の変形例の概略構成を示す概念図である。 本発明に係るマイクロチップの製造装置の変形例の概略構成を示す概念図である。 本発明に係るマイクロチップの製造装置の変形例の概略構成を示す概念図である。

以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。

図１は、本発明に係るマイクロチップ１の上面図であり、図２は図１のＩＶ−ＩＶ断面図である。

これらの図に示すように、マイクロチップ１は、積層され内側の腹面１０Ａ，２０Ａ同士で互いに貼合せられた２枚の矩形板状の樹脂製基板１０，２０を備えている。

このうち、樹脂製基板１０の腹面１０Ａには、図２，図３に示すように、直線状の流路用溝１２，１３が形成されている。また、図３に示すように、これら流路用溝１２，１３の両端部には、樹脂製基板１０の厚さ方向に貫通する貫通孔１４がそれぞれ形成されている。なお、本実施形態における流路用溝１２と流路用溝１３とは、互いに直交して形成されているが、直交せずに形成されていても良い。

また、樹脂製基板１０の背面１０Ｂのうち、各貫通孔１４の周囲には、円筒状の突起部４１が設けられている。これらの突起部４１は、貫通孔１４を囲んで樹脂製基板１０の厚さ方向に突出しており、分析装置（図示せず）のチューブやノズルに嵌合されて、試料などの導入や排出を行うようになっている。なお、このような突起部４１は円筒状の形状を有していても良いし、多角形状など、他の形状を有していても良い。また、突起部４１の寸法は、チューブやノズルの寸法に合わせて任意に設定される。

一方、図２に示すように、樹脂製基板２０は、表面の平滑な部材であり、樹脂製基板１０における腹面１０Ａ（流路用溝１２，１３の形成面）に対して接合されている。この接合によって樹脂製基板２０は流路用溝１２、１３や貫通孔１４の蓋（カバー）として機能し、樹脂製基板１０の流路用溝１２との間に微細流路１５を、流路用溝１３との間に微細流路１６を、貫通孔１４とで開口部１７を形成している。

ここで、微細流路１５，１６（流路用溝１２，１３）の形状は、分析試料、試薬の使用量を少なくできること、成形金型の作製精度、転写性、離型性などを考慮して、幅、深さともに１０μｍ〜２００μｍの範囲内の形状であることが好ましいが、特に限定されるものではなく、マイクロチップの用途によって決めれば良く、また、微細流路１５と微細流路１６とで同じであっても良いし、異なっていても良い。本実施の形態においては、微細流路１５、１６の断面の形状は矩形状となっているが、この形状は１例であり、円形状など、他の形状となっていても良い。

また、上述のように樹脂製基板１０の貫通孔１４は流路用溝１２、１３と繋がっているため、この貫通孔１４により形成される開口部１７は微細流路１５、１６に繋がっている。この開口部１７は、ゲル、試料、緩衝液の導入、保存、排出を行うための孔であり、分析装置（図示せず）に設けられたチューブやノズルに接続されて、このチューブやノズルを介してゲルや試料、緩衝液などを微細流路１５、１６に導入したり、微細流路１５、１６から排出したりする。なお、開口部１７（貫通孔１４）の形状は、円形状に限らず、矩形状など、他の様々な形状であっても良い。また、開口部１７（貫通孔１４）の内径は、分析手法や分析装置に合わせれば良く、例えば２ｍｍ程度であることが好ましい。

以上の樹脂製基板１０，２０の形状は、ハンドリング、分析しやすい形状であればどのような形状であっても良いが、例えば正方形、長方形、円形などの形状が好ましい。また、樹脂製基板１０，２０の大きさは、１０ｍｍ角〜２００ｍｍ角程度が好ましく、１０ｍｍ角〜１００ｍｍ角がより好ましい。また、流路用溝１２、１３が形成された樹脂製基板１０の板厚は、成形性を考慮して、０．２ｍｍ〜５ｍｍ程度が好ましく、０．５ｍｍ〜２ｍｍがより好ましい。蓋（カバー）として機能する樹脂製基板２０の板厚は、成形性を考慮して、０．２ｍｍ〜５ｍｍ程度が好ましく、０．５ｍｍ〜２ｍｍがより好ましい。但し、本実施の形態のように樹脂製基板２０に流路用溝を形成しない場合には、樹脂製基板２０として、板状の部材ではなく、フィルム（シート状の部材）を用いても良い。この場合、フィルムの厚さは、３０μｍ〜３００μｍであることが好ましく、５０μｍ〜１５０μｍであることがより好ましい。

また、樹脂製基板１０、２０の材料には樹脂が用いられる。この樹脂としては、成形性（転写性、離型性）が良く、透明性が高く、紫外線や可視光に対する自己蛍光性が低いものが好ましく、例えば熱可塑性樹脂が用いられる。

熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン６、ナイロン６６、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリイソプレン、ポリエチレン、ポリジメチルシロキサン、環状ポリオレフィンなどを用いることが好ましい。特に好ましいのは、ポリメタクリル酸メチル、環状ポリオレフィンを用いることである。なお、樹脂製基板１０と樹脂製基板２０とで、同じ材料を用いても良いし、異なる材料を用いても良い。

また、流路用溝が形成されない樹脂製基板２０には、熱可塑性樹脂の他、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂などを用いても良い。熱硬化性樹脂としては、ポリジメチルシロキサンを用いることが好ましい。

また、流路用溝１２，１３の形成される樹脂製基板１０は射出成形法またはプレス成形法によって形成されることが好ましく、流路用溝が形成されていない樹脂製基板２０は押出成形法、Ｔダイ成形法、インフレーション成形法、又はカレンダ成形法などの射出成形法以外の方法によって作製されていても良いし、射出成形法によって作製されていても良い。

続いて、上記のマイクロチップ１の製造装置について説明する。

図４は、マイクロチップの製造装置（以下、製造装置とする）５の概略構成を示す概念図である。なお、この図では、マイクロチップ１を簡略化して図示している。

この図に示すように、製造装置５は、樹脂製基板１０，２０を挟んで加熱接合する２つの押圧手段６，７を備えている。なお、以下の説明においては、押圧手段６，７の間には、樹脂製基板２０が上側、樹脂製基板１０が下側となるように配設されて、これら樹脂製基板１０，２０が挟まれることとして説明する。

このうち、樹脂製基板２０を樹脂製基板１０の側に押圧する押圧手段６は、樹脂製基板２０の背面２０Ｂに対向する板状の熱板６０と、当該熱板６０を樹脂製基板２０に対する接離方向（図中の上下方向）に移動させる移動手段６２とを有している。ここで、熱板６０は、樹脂製基板２０に当接した状態で当該樹脂製基板２０を加熱可能に構成されており、樹脂製基板２０の背面２０Ｂよりも大きな寸法に形成されている。このような熱板６０や移動手段６２としては、従来より公知のものを用いることができる。

以上の押圧手段６は、熱板６０によって樹脂製基板２０の背面２０Ｂを樹脂製基板１０の側に押圧するようになっている。

一方、樹脂製基板１０を樹脂製基板２０の側に押圧する押圧手段７は、樹脂製基板１０の背面１０Ｂに対向するとともに各突起部４１の対向位置に孔部７００が厚み方向へ貫通して形成された板状の熱板７０と、孔部７００に対して相対移動可能な状態で各孔部７００に収容された柱状部材７１と、熱板７０及び各柱状部材７１を樹脂製基板１０に対する接離方向（図中の上下方向）に独立して移動させる移動手段７２とを有している。

ここで、熱板７０は、樹脂製基板１０に当接した状態で当該樹脂製基板１０を加熱可能に構成されており、樹脂製基板１０における背面１０Ｂよりも大きく、かつ各突起部４１の長さ寸法より厚みの大きい寸法に形成されている。また、本実施の形態における熱板７０の上面（樹脂製基板１０側の面）には、樹脂製基板１０の側周面と嵌合する環状の突出部７０１が形成されており、樹脂製基板１０の横方向への移動を拘束するようになっているが、この突出部７０１は形成されていなくても良い。また、熱板７０の孔部７００は突起部４１を収容可能な寸法に形成されており、本実施の形態においては、突起部４１を遊嵌させるようになっているが、突起部４１を嵌合させることとしても良い。また、柱状部材７１は孔部７００に嵌合される寸法に形成されているが、孔部７００に相対移動可能な限りにおいて、孔部７００に遊嵌される寸法に形成されていても良い。この柱状部材７１は、樹脂製基板１０を加熱可能に構成されていても良い。

樹脂製基板１０，２０を上下に重ね、熱板６０，７０の間に配設した際に、各柱状部材７１の樹脂製基板２０に対向する面は、突起部４１の先端４１１に当接する。しかし、樹脂製基板２０の作製誤差等により、図５に示すように、隙間７３が生じる場合がある。隙間７３が生じると柱状部材７１を樹脂製基板２０の方向へ移動手段７２を用いて移動させた際に、各突起部４１にかかる力の間にアンバランスが生じ、樹脂製基板１０，２０同士を十分な接合強度で接合することが難しくなる可能性がある。そこで、隙間７３が生じた場合には、隙間７３の厚みに相当する図示しないスペーサを挿入し、隙間７３を埋めることが好ましい。隙間７３を埋め、各柱状部材７１が各突起部４１の先端４１１に加える力を均一化することで、樹脂製基板１０，２０同士を十分な接合強度で接合することが可能となる。

以上の押圧手段７は、突起部４１の基端面４１０、つまり樹脂製基板１０の背面１０Ｂを熱板７０によって樹脂製基板２０の側に押圧するとともに、孔部７００の内部に位置する突起部４１の先端４１１を柱状部材７１によって樹脂製基板２０の側に押圧するようになっている。

続いて、マイクロチップ１の製造方法について説明する。

まず、２枚の熱板６０，７０の内側面（熱板６０の下面，熱板７０の上面）に対し、樹脂製基板１０，２０の貼り付きを防止する剥離剤（図示せず）を塗布する（塗布工程）。なお、このような剥離剤としては、従来より公知のものを用いることができる。

次に、樹脂製基板１０における流路用溝１２，１３の形成面（腹面１０Ａ）を内側（上側）に向けた状態で樹脂製基板１０，２０を上下に重ね、熱板６０，７０の間に配設する。このとき、樹脂製基板１０の突起部４１を熱板７０の孔部７００に対向させる。

次に、移動手段６２によって熱板６０を熱板７０に近接させ、移動手段７２によって熱板７０及び各柱状部材７１を熱板６０に独立して近接させることにより、熱板６０，７０や柱状部材７１で樹脂製基板１０，２０を挟む。隙間７３が生じた場合には、図示しないスペーサを挿入して隙間７３を埋める。このとき、押圧手段６が熱板６０によって樹脂製基板２０の背面２０Ｂを樹脂製基板１０の側に押圧する。また、押圧手段７が突起部４１の基端面４１０（樹脂製基板１０の背面１０Ｂ）を熱板７０によって樹脂製基板２０の側に押圧するとともに、各孔部７００の内部に位置する突起部４１の先端４１１を各柱状部材７１によって樹脂製基板２０の側に押圧する（図４中の矢印を参照）。

そして、この状態で樹脂製基板１０，２０を加圧しながら加熱接合した後（接合工程）、移動手段６２，７２によって熱板６０，７０を互いに離間させることにより、マイクロチップ１が製造される。

ここで、樹脂製基板１０と樹脂製基板２０との接合は、熱圧着又は熱ラミネートなどの加熱溶着によって行われる。樹脂製基板１０、２０に対して熱圧着又は熱ラミネートを施すことにより、樹脂製基板１０、２０の接合面（腹面１０Ａ，２０Ａ）における樹脂が溶融して、樹脂製基板１０と樹脂製基板２０とが接合されてマイクロチップ１が形成される。なお、加熱温度としては、例えば、７０℃〜２００℃の温度を用いることができる。また、熱圧着や熱ラミネートの代わりに、レーザ溶着又は超音波溶着によって樹脂製基板１０と樹脂製基板２０とを接合しても良い。レーザ溶着の場合には、樹脂製基板１０，２０を重ねた状態で、樹脂製基板１０，２０に対してレーザを照射することで接合面を溶融させ、さらに、樹脂製基板１０と樹脂製基板２０とを加圧することで接合する。例えば、０．１Ｗ〜２０Ｗのレーザ強度で樹脂製基板上を走査することで、基板同士を接合する。また、超音波溶着の場合には、樹脂製基板１０，２０を重ねた状態で、樹脂製基板１０，２０に対して超音波を照射することで接合面を溶融させ、さらに、樹脂製基板１０と樹脂製基板２０とを加圧することで接合する。例えば、１０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの超音波を印加しながら樹脂製基板を加圧することで、基板同士を接合する。樹脂製基板１０，２０の接合をレーザ溶着又は超音波溶着で行う場合には、押圧手段６，７によって加圧を行うこととなる。

以上のマイクロチップの製造装置５によれば、樹脂製基板１０として突起部４１が背面１０Ｂに設けられたものを用い、押圧手段６の熱板６０によって樹脂製基板２０の背面２０Ｂを樹脂製基板１０の側に押圧するとともに、押圧手段７の熱板７０及び柱状部材７１によって樹脂製基板１０における突起部４１の基端面４１０及び先端４１１を樹脂製基板２０の側に押圧して、これら樹脂製基板１０，２０を加熱接合するので、樹脂製基板１０，２０同士の接合強度が低下したり、接合面内でばらついたりしてしまうのが防止される。従って、表面に突起部４１の設けられたマイクロチップ１を均一かつ強固な接合強度で製造することができる。

また、熱板７０及び柱状部材７１によって樹脂製基板１０における突起部４１の基端面４１０及び先端４１１をそれぞれ樹脂製基板２０の側に押圧するので、何れか一方のみを押圧する場合と比較して、広い面で押圧を行うことができる。従って、マイクロチップ１をより均一かつ強固な接合強度で製造することができる。

また、各突起部４１の先端４１１を各柱状部材７１によって独立に押圧するので、突起部４１の長さにばらつきがある場合であっても、確実に各突起部４１の先端４１１を押圧することができる。従って、マイクロチップ１をより均一かつ強固な接合強度で製造することができる。

このことは、特に突起部４１の高さ寸法のばらつきが３０μｍ以上と大きい場合に有効である。
［変形例（１）］
続いて、本発明に係るマイクロチップの製造装置の変形例（１）について説明する。なお、上記の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図６に示すように、本変形例（１）におけるマイクロチップの製造装置５Ａは、押圧手段７の代わりに押圧手段７Ａを備えている。

この押圧手段７Ａは、２つの熱板７０Ａ，７０Ｂと、移動手段７２Ａとを有している。

このうち、熱板７０Ａは、樹脂製基板１０の背面１０Ｂに対向する板状部材であり、樹脂製基板１０に当接した状態で当該樹脂製基板１０を加熱可能に構成されている。この熱板７０Ａは、樹脂製基板１０における背面１０Ｂよりも大きく、かつ各突起部４１の長さ寸法より厚みの小さい寸法に形成されている。この熱板７０Ａにおける各突起部４１の対向位置には、突起部４１を収容する孔部７００Ａが厚み方向へ貫通して形成されている。なお、本変形例（１）においては、孔部７００Ａは突起部４１を遊嵌させる寸法に形成されている。

熱板７０Ｂは、熱板７０Ａにおける樹脂製基板１０側の面とは反対側の面（図中、下側の面）に対向する板状部材であり、樹脂製基板１０における突起部４１に当接した状態で樹脂製基板１０を加熱可能に構成されている。この熱板７０Ｂは、本変形例（１）においては、当該反対面と同じ寸法に形成されている。なお、熱板７０Ｂは、樹脂製基板１０を加熱しない板状の部材としても良い。

移動手段７２Ａは、熱板７０Ａ，７０Ｂを樹脂製基板１０に対する接離方向に独立して移動させるようになっている。

このような製造装置５Ａにおいては、樹脂製基板１０の突起部４１を熱板７０Ａの孔部７００Ａに対向させて樹脂製基板１０，２０を熱板６０，７０Ａの間に配設した後、移動手段６２によって熱板６０を熱板７０Ａに近接させ、移動手段７２Ａによって熱板７０Ａ，７０Ｂを熱板６０に独立して近接させることにより、熱板６０と、熱板７０Ａ，７０Ｂとで樹脂製基板１０，２０を挟む。このとき、突起部４１の基端面４１０を熱板７０Ａによって樹脂製基板２０の側に押圧するとともに、孔部７００Ａから突出した突起部４１の先端４１１を熱板７０Ｂによって樹脂製基板２０の側に押圧する（図中の矢印を参照）。そして、この状態で接合工程が行われる。

以上の製造装置５Ａによれば、樹脂製基板１０として突起部４１が背面１０Ｂに設けられたものを用い、押圧手段６の熱板６０によって樹脂製基板２０の背面２０Ｂを樹脂製基板１０の側に押圧するとともに、押圧手段７Ａの熱板７０Ａ，７０Ｂによって樹脂製基板１０における突起部４１の基端面４１０及び先端４１１を樹脂製基板２０の側に押圧して、これら樹脂製基板１０，２０を加熱接合するので、樹脂製基板１０，２０同士の接合強度が低下したり、接合面内でばらついたりしてしまうのが防止される。従って、表面に突起部４１の設けられたマイクロチップ１を均一かつ強固な接合強度で製造することができる。

また、熱板７０Ａ，７０Ｂによって樹脂製基板１０における突起部４１の基端面４１０及び先端４１１をそれぞれ樹脂製基板２０の側に押圧するので、何れか一方のみを押圧する場合と比較して、広い面で押圧を行うことができる。従って、マイクロチップ１をより均一かつ強固な接合強度で製造することができる。

このことは、前述した実施形態と異なり、突起部４１の高さ寸法のばらつきが５〜３０μｍ程度の場合に有効である。
［変形例（２）］
続いて、本発明に係るマイクロチップの製造装置の変形例（２）について説明する。なお、上記の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図７に示すように、本変形例（２）におけるマイクロチップの製造装置５Ｃは、押圧手段７の代わりに押圧手段７Ｃを備えている。

この押圧手段７Ｃは、熱板７０Ｃと、移動手段７２Ｃとを有している。

このうち、熱板７０Ｃは、樹脂製基板１０の背面１０Ｂに対向する板状部材であり、樹脂製基板１０に当接した状態で当該樹脂製基板１０を加熱可能に構成されている。この熱板７０Ｃは、樹脂製基板１０における背面１０Ｂよりも大きい寸法に形成されている。熱板７０Ｃにおける各突起部４１の対向位置には、突起部４１を収容する孔部７００Ｃが厚み方向へ貫通して形成されている。なお、本変形例（２）においては、熱板７０Ｃは各突起部４１の長さ寸法より厚みが大きく形成されており、孔部７００Ｃは突起部４１を遊嵌させる寸法に形成されている。

移動手段７２Ｃは、熱板７０Ｃを樹脂製基板１０に対する接離方向に移動させるようになっている。

このような製造装置５Ｃにおいては、樹脂製基板１０の突起部４１を熱板７０Ｃの孔部７００Ｃに対向させて樹脂製基板１０，２０を熱板６０，７０Ｃの間に配設した後、移動手段６２によって熱板６０を熱板７０Ｃに近接させ、移動手段７２Ｃによって熱板７０Ｃを熱板６０に近接させることにより、熱板６０と、熱板７０Ｃとで樹脂製基板１０，２０を挟む。このとき、突起部４１の基端面４１０を熱板７０Ｃによって樹脂製基板２０の側に押圧する（図中の矢印を参照）。そして、この状態で接合工程が行われる。

以上の製造装置５Ｃによれば、樹脂製基板１０として突起部４１が背面１０Ｂに設けられたものを用い、押圧手段６の熱板６０によって樹脂製基板２０の背面２０Ｂを樹脂製基板１０の側に押圧するとともに、押圧手段７Ｃの熱板７０Ｃによって樹脂製基板１０における突起部４１の基端面４１０を樹脂製基板２０の側に押圧して、これら樹脂製基板１０，２０を加熱接合するので、樹脂製基板１０，２０同士の接合強度が低下したり、接合面内でばらついたりしてしまうのが防止される。従って、表面に突起部４１の設けられたマイクロチップ１を均一かつ強固な接合強度で製造することができる。

このことは、特に熱板７０Ｃの孔部７００Ｃが貫通した状態又は突起部４１の先端４１１との間に十分な隙間を生じる深さの場合に有効である。各突起部４１に寸法誤差がある場合や、元々高さが異なる場合であっても、突起部４１の基端面４１０に押圧力が作用するためである。

その他、本変形例（２）は孔部７００Ｃの内径が例えば５ｍｍ以下と小さい場合や、突起部４１の先端４１１の面積に対して基端面４１０の面積が大きい場合にも他の変形例と比較して強固な接合強度が得られる点で有効である。
［変形例（３）］
続いて、本発明に係るマイクロチップの製造装置の変形例（３）について説明する。なお、上記の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図８に示すように、本変形例（３）におけるマイクロチップの製造装置５Ｄは、押圧手段７の代わりに押圧手段７Ｄを備えている。

この押圧手段７Ｄは、熱板７０Ｄと、移動手段７２Ｄとを有している。

このうち、熱板７０Ｄは、樹脂製基板１０の背面１０Ｂに対向する板状部材であり、樹脂製基板１０に当接した状態で当該樹脂製基板１０を加熱可能に構成されている。この熱板７０Ｄは、樹脂製基板１０における背面１０Ｂよりも大きい寸法に形成されている。熱板７０Ｄにおける各突起部４１の対向位置には、突起部４１を収容する有底の孔部７００Ｄが厚み方向に形成されている。なお、本変形例（３）においては、熱板７０Ｄは各突起部４１の長さ寸法より厚みが大きく形成されており、孔部７００Ｄは突起部４１を遊嵌させるとともに、底面で突起部４１の先端４１１に当接する寸法に形成されている。また、本実施の形態における熱板７０Ｄの上面には、樹脂製基板１０の側周面と遊嵌する環状の突出部７０１Ｄが形成されており、樹脂製基板１０の横方向への移動を拘束するようになっているが、この突出部７０１Ｄは形成されていなくても良い。

移動手段７２Ｄは、熱板７０Ｄを樹脂製基板１０に対する接離方向に移動させるようになっている。

このような製造装置５Ｄにおいては、樹脂製基板１０の突起部４１を熱板７０Ｄの孔部７００Ｄに対向させて樹脂製基板１０，２０を熱板６０，７０Ｄの間に配設した後、移動手段６２によって熱板６０を熱板７０Ｄに近接させ、移動手段７２Ｄによって熱板７０Ｄを熱板６０に近接させることにより、熱板６０と、熱板７０Ｄとで樹脂製基板１０，２０を挟む。このとき、突起部４１の先端４１１を熱板７０Ｄにおける孔部７００Ｄの底面で樹脂製基板２０の側に押圧する（図中の矢印を参照）。そして、この状態で接合工程が行われる。

以上の製造装置５Ｄによれば、樹脂製基板１０として突起部４１が背面１０Ｂに設けられたものを用い、押圧手段６の熱板６０によって樹脂製基板２０の背面２０Ｂを樹脂製基板１０の側に押圧するとともに、押圧手段７Ｄの熱板７０Ｄによって樹脂製基板１０における突起部４１の先端４１１を樹脂製基板２０の側に押圧して、これら樹脂製基板１０，２０を加熱接合するので、樹脂製基板１０，２０同士の接合強度が低下したり、接合面内でばらついたりしてしまうのが防止される。従って、表面に突起部４１の設けられたマイクロチップ１を均一かつ強固な接合強度で製造することができる。

なお、上記の変形例（３）では、熱板７０Ｄが孔部７００Ｄを有し、この孔部７００Ｄの底面で突起部４１の先端４１１を押圧することとして説明したが、突起部４１の先端４１１を押圧する限りにおいて、平板状に形成され、表面で突起部４１の先端４１１を押圧することとしても良い。

なお本変形例（３）の構成は、突起部４１の基端面４１０を押圧できないものの、孔部７００Ｄの内径が比較的大きい場合（例えば５ｍｍ以上の場合）や、突起部４１の基端面４１０の面積に対して、突起部４１の先端４１１の面積が大きい場合に、他の変形例に比べて強固な接合強度を得るのに有効である。
［変形例（４）］
続いて、本発明に係るマイクロチップの製造装置の変形例（４）について説明する。なお、上記の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１，図３，図９に示すように、本変形例（４）におけるマイクロチップ１Ｅは樹脂製基板１０の代わりに樹脂製基板１０Ｅを有しており、当該樹脂製基板１０Ｅには突起部４１の代わりに突起部４１Ｅが設けられている。

この突起部４１Ｅは、基端側から先端側に向かって径が細くなっている点で、突起部４１と異なっている。

また、図９に示すように、本変形例（４）におけるマイクロチップの製造装置５Ｅは、押圧手段７の代わりに押圧手段７Ｅを備えている。

この押圧手段７Ｅは、熱板７０Ｅと、移動手段７２Ｅとを有している。

このうち、熱板７０Ｅは、樹脂製基板１０Ｅの背面１０Ｂに対向する板状部材であり、樹脂製基板１０Ｅに当接した状態で当該樹脂製基板１０Ｅを加熱可能に構成されている。この熱板７０Ｅは、樹脂製基板１０Ｅにおける背面１０Ｂよりも大きい寸法に形成されている。熱板７０Ｅにおける各突起部４１Ｅの対向位置には、突起部４１Ｅを収容するとともに、突起部４１Ｅの長さ寸法に対応する深さの孔部７００Ｅが厚み方向へ形成されている。なお、本変形例（４）においては、熱板７０Ｅは各突起部４１Ｅの長さ寸法より厚みが大きく形成されており、孔部７００Ｅは突起部４１Ｅを嵌合させるとともに、底面で突起部４１Ｅの先端４１１に当接する寸法に形成されている。

移動手段７２Ｅは、熱板７０Ｅを樹脂製基板１０Ｅに対する接離方向に移動させるようになっている。

このような製造装置５Ｅにおいては、樹脂製基板１０Ｅの突起部４１Ｅを熱板７０Ｅの孔部７００Ｅに対向させて樹脂製基板１０Ｅ，２０を熱板６０，７０Ｅの間に配設した後、移動手段６２によって熱板６０を熱板７０Ｅに近接させ、移動手段７２Ｅによって熱板７０Ｅを熱板６０に近接させることにより、熱板６０と、熱板７０Ｅとで樹脂製基板１０Ｅ，２０を挟む。このとき、突起部４１Ｅの基端面４１０を熱板７０Ｅの表面によって樹脂製基板２０の側に押圧するとともに、孔部７００Ｅの内部に位置する突起部４１Ｅの先端４１１や側周面を当該孔部７００Ｅの底面や内壁面によって樹脂製基板２０の側に押圧する（図中の矢印を参照）。そして、この状態で接合工程が行われる。

以上の製造装置５Ｅによれば、樹脂製基板１０Ｅとして突起部４１Ｅが背面１０Ｂに設けられたものを用い、押圧手段６の熱板６０によって樹脂製基板２０の背面２０Ｂを樹脂製基板１０Ｅの側に押圧するとともに、押圧手段７Ｅにおける熱板７０Ｅの表面や孔部７００Ｅの底面によって樹脂製基板１０Ｅにおける突起部４１Ｅの基端面４１０及び先端４１１を樹脂製基板２０の側に押圧して、これら樹脂製基板１０Ｅ，２０を加熱接合するので、樹脂製基板１０Ｅ，２０同士の接合強度が低下したり、接合面内でばらついたりしてしまうのが防止される。従って、表面に突起部４１Ｅの設けられたマイクロチップ１を均一かつ強固な接合強度で製造することができる。

また、熱板７０Ｅの表面や孔部７００Ｅの底面によって樹脂製基板１０Ｅにおける突起部４１Ｅの基端面４１０及び先端４１１をそれぞれ樹脂製基板２０の側に押圧するので、何れか一方のみを押圧する場合と比較して、広い面で押圧を行うことができる。従って、マイクロチップ１Ｅをより均一かつ強固な接合強度で製造することができる。

また、孔部７００Ｅの内周面によって突起部４１Ｅの側周面を樹脂製基板２０の側に押圧するので、より広い面で押圧を行うことができる。従って、マイクロチップ１Ｅをより均一かつ強固な接合強度で製造することができる。

なお、本発明は上記の実施形態及び変形例に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。

例えば、上記実施形態及び変形例では、貫通孔１４や突起部４１，４１Ｅを樹脂製基板１０に形成することとして説明したが、樹脂製基板２０に形成することで、微細流路と繋がる開口部を形成しても良い。

また、樹脂製基板１０，１０Ｅの背面１０Ｂに設けられる凹凸部材は、上述の突起部４１に限定されず、例えば、微細流路内を流れる試料の流動を制御するためのスイッチや、分析装置からの光を集光するためのレンズなどであっても良い。

また、製造装置５，５Ａには、押圧手段６の移動手段６２と、押圧手段７，７Ａの移動手段７２，７２Ａとの２つの移動手段が設けられることとして説明したが、押圧手段７，７Ａの移動手段７２，７２Ａのみが設けられることとしても良い。一方、製造装置５Ｃ〜５Ｅには、押圧手段６の移動手段６２と、押圧手段７Ｃ〜７Ｅの移動手段７２Ｃ〜７２Ｅとの２つの移動手段が設けられることとして説明したが、何れか一方のみが設けられることとしても良い。

１，１Ｅ マイクロチップ
５，５Ａ〜５Ｅ 製造装置（マイクロチップの製造装置）
６ 押圧手段（他方の押圧手段）
７，７Ａ〜７Ｅ 押圧手段（一方の押圧手段）
１０，１０Ｅ 樹脂製基板（一方の基板）
１０Ａ 樹脂製基板の腹面（一方の基板の腹面）
１０Ｂ 樹脂製基板の背面（一方の基板の背面）
１５，１６ 微細流路（流路）
２０ 樹脂製基板（他方の基板）
２０Ａ 樹脂製基板の腹面（他方の基板の腹面）
２０Ｂ 樹脂製基板の背面（他方の基板の背面）
４１，４１Ｅ 突起部
７０Ａ 熱板（第１の板状部材）
７０Ｂ 熱板（第２の板状部材）
７１ 柱状部材
７２，７２Ａ〜７２Ｅ 移動手段
７０，７０Ｃ〜７０Ｅ 熱板（板状部材）
４１０ 突起部の基端面
４１１ 突起部の先端
７００，７００Ａ〜７００Ｅ 孔部

Claims (13)

1. 積層されて内側に流路を形成した２つの基板を、互いに対向する２つの押圧手段の間に挟み、これら基板の腹面同士を加熱接合するマイクロチップの製造方法において、
   前記２つの基板のうち、一方の基板として、少なくとも１つの突起部が背面に設けられたものを用い、
   前記２つの押圧手段のうち、一方の押圧手段によって前記一方の基板における前記突起部の先端と基端面との少なくとも一方を他方の基板側に押圧するとともに、他方の押圧手段によって前記他方の基板の背面を前記一方の基板側に押圧して、これら基板を加熱接合する接合工程を行うことを特徴とするマイクロチップの製造方法。
2. 請求項１記載のマイクロチップの製造方法において、
   前記一方の押圧手段として、
   前記一方の基板の背面に対向するよう配設され、各突起部に対する対向位置に当該突起部を収容する孔部が厚み方向に貫通して形成されるとともに、各突起部の長さ寸法より厚みの大きい板状部材と、
   各孔部に対して相対移動可能な状態で、当該孔部に収容された柱状部材と、
   を有するものを用い、
   前記接合工程では、
   前記板状部材と、各柱状部材とを前記一方の基板に対する接離方向に独立して移動させ、
   前記突起部の基端面を、前記板状部材によって前記他方の基板側に押圧するとともに、
   前記孔部の内部に位置する前記突起部の先端を、前記柱状部材によって前記他方の基板側に押圧することを特徴とするマイクロチップの製造方法。
3. 請求項１記載のマイクロチップの製造方法において、
   前記一方の押圧手段として、
   前記一方の基板の背面に対向するよう配設され、各突起部に対する対向位置に当該突起部を収容する孔部が厚み方向に貫通して形成されるとともに、各突起部の長さ寸法より厚みの小さい第１の板状部材と、
   前記第１の板状部材における前記一方の基板側の面とは反対側の面に対向して配設された第２の板状部材と、
   を有するものを用い、
   前記接合工程では、
   前記第１の板状部材と、前記第２の板状部材とを前記一方の基板に対する接離方向に独立して移動させ、
   前記突起部の基端面を、前記第１の板状部材によって前記他方の基板側に押圧するとともに、
   前記孔部から突出した前記突起部の先端を、前記第２の板状部材によって前記他方の基板側に押圧することを特徴とするマイクロチップの製造方法。
4. 請求項１記載のマイクロチップの製造方法において、
   前記一方の押圧手段として、
   前記一方の基板の背面に対向するよう配設され、各突起部に対する対向位置に当該突起部を収容する孔部が厚み方向に貫通して形成された板状部材を有するものを用い、
   前記接合工程では、
   前記板状部材を前記一方の基板に対する接離方向に移動させ、
   前記突起部の基端面を、前記板状部材によって前記他方の基板側に押圧することを特徴とするマイクロチップの製造方法。
5. 請求項１記載のマイクロチップの製造方法において、
   前記一方の押圧手段として、
   前記一方の基板の背面に対向するよう配設されるとともに各突起部と対向する１枚の板状部材を有するものを用い、
   前記接合工程では、
   前記板状部材を前記一方の基板に対する接離方向に移動させ、
   前記突起部の先端を、前記板状部材によって前記他方の基板側に押圧することを特徴とするマイクロチップの製造方法。
6. 請求項１記載のマイクロチップの製造方法において、
   前記一方の押圧手段として、
   前記一方の基板の背面に対向するよう配設され、各突起部に対する対向位置に当該突起部を収容するとともに前記突起部の長さ寸法に対応する深さの孔部が厚み方向に形成された板状部材を有するものを用い、
   前記接合工程では、
   前記板状部材を前記一方の基板に対する接離方向に移動させ、
   前記突起部の基端面を、前記板状部材の表面によって前記他方の基板側に押圧するとともに、
   前記孔部の内部に位置する前記突起部の先端を、当該孔部の底面によって前記他方の基板側に押圧することを特徴とするマイクロチップの製造方法。
7. 請求項１〜６の何れか一項に記載のマイクロチップの製造方法によって製造されたことを特徴とするマイクロチップ。
8. 積層されて内側に流路を形成した２つの基板の腹面同士を加熱接合するマイクロチップの製造装置において、
   互いに対向して間に前記２つの基板を挟んで加熱接合する２つの押圧手段を備え、
   前記２つの基板のうち、一方の基板は、少なくとも１つの突起部が背面に設けられており、
   前記２つの押圧手段は、
   一方の押圧手段によって前記一方の基板における前記突起部の先端と基端面との少なくとも一方を他方の基板側に押圧するとともに、
   他方の押圧手段によって前記他方の基板の背面を前記一方の基板側に押圧して、
   これら基板を加熱接合することを特徴とするマイクロチップの製造装置。
9. 請求項８記載のマイクロチップの製造装置において、
   前記一方の押圧手段は、
   前記一方の基板の背面に対向するよう配設され、各突起部に対する対向位置に当該突起部を収容する孔部が厚み方向に貫通して形成されるとともに、各突起部の長さ寸法より厚みの大きい板状部材と、
   各孔部に対して相対移動可能な状態で、当該孔部に収容された柱状部材と、
   前記板状部材及び各柱状部材を前記一方の基板に対する接離方向に独立して移動させる移動手段と、
   を有し、
   前記突起部の基端面を、前記板状部材によって前記他方の基板側に押圧するとともに、
   前記孔部の内部に位置する前記突起部の先端を、前記柱状部材によって前記他方の基板側に押圧することを特徴とするマイクロチップの製造装置。
10. 請求項８記載のマイクロチップの製造装置において、
    前記一方の押圧手段は、
    前記一方の基板の背面に対向するよう配設され、各突起部に対する対向位置に当該突起部を収容する孔部が厚み方向に貫通して形成されるとともに、各突起部の長さ寸法より厚みの小さい第１の板状部材と、
    前記第１の板状部材における前記一方の基板側の面とは反対側の面に対向して配設された第２の板状部材と、
    前記第１の板状部材及び前記第２の板状部材を前記一方の基板に対する接離方向に独立して移動させる移動手段と、
    を有し、
    前記突起部の基端面を、前記第１の板状部材によって前記他方の基板側に押圧するとともに、
    前記孔部から突出した前記突起部の先端を、前記第２の板状部材によって前記他方の基板側に押圧することを特徴とするマイクロチップの製造装置。
11. 請求項８記載のマイクロチップの製造装置において、
    前記一方の押圧手段は、
    前記一方の基板の背面に対向するよう配設され、各突起部に対する対向位置に当該突起部を収容する孔部が厚み方向に貫通して形成された板状部材と、
    前記板状部材を前記一方の基板に対する接離方向に移動させる移動手段と、
    を有し、
    前記突起部の基端面を、前記板状部材によって前記他方の基板側に押圧することを特徴とするマイクロチップの製造装置。
12. 請求項８記載のマイクロチップの製造装置において、
    前記一方の押圧手段は、
    前記一方の基板の背面に対向するよう配設されるとともに各突起部と対向する１枚の板状部材と、
    前記板状部材を前記一方の基板に対する接離方向に移動させる移動手段と、
    を有し、
    前記突起部の先端を、前記板状部材によって前記他方の基板側に押圧することを特徴とするマイクロチップの製造装置。
13. 請求項８記載のマイクロチップの製造装置において、
    前記一方の押圧手段は、
    前記一方の基板の背面に対向するよう配設され、各突起部に対する対向位置に当該突起部を収容するとともに前記突起部の長さ寸法に対応する深さの孔部が厚み方向に形成された板状部材と、
    前記板状部材を前記一方の基板に対する接離方向に移動させる移動手段と、
    を有し、
    前記突起部の基端面を、前記板状部材の表面によって前記他方の基板側に押圧するとともに、
    前記孔部の内部に位置する前記突起部の先端を、当該孔部の底面によって前記他方の基板側に押圧することを特徴とするマイクロチップの製造装置。