KR20110114660A - 반응 장치 및 반응 장치의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

반응 장치는, 제1 도입로와, 제2 도입로와, 상기 제1 도입로의 하류측과 상기 제2 도입로의 하류측에 연결되는 합류로와, 이 합류로의 하류측에 연결되는 반응로를 갖는 유로를 내부에 갖는 유로 구조체를 구비하고, 상기 유로 구조체는, 기판과, 그 기판의 한쪽의 면을 덮은 상태에서 그 면에 접합되어 있는 제1 밀봉 부재와, 상기 기판의 다른 쪽의 면을 덮은 상태에서 그 면에 접합되어 있는 제2 밀봉 부재를 갖고, 상기 기판의 한쪽의 면에는, 상기 제1 도입로를 구성하는 제1 도입홈이 형성되어 있음과 동시에, 상기 반응로를 구성하는 반응홈이 형성되어 있는 한편, 상기 기판의 다른 쪽의 면에는, 상기 제2 도입로를 구성하는 제2 도입홈이 형성되어 있고, 상기 기판에는, 상기 합류로를 구성하는 합류 구멍이 상기 제1 도입홈 및 상기 제2 도입홈과 상기 반응홈 사이에서 당해 기판의 상기 한쪽의 면으로부터 상기 다른 쪽의 면으로 관통하여 그들 도입홈의 하류측 단부와 반응홈의 상류측 단부를 연결하도록 형성되고, 상기 반응홈 중 상기 합류 구멍에 연결되는 부분의 깊이는, 상기 제1 도입홈 중 상기 합류 구멍에 연결되는 부분의 깊이보다도 크다.

Description

반응 장치 및 반응 장치의 제조 방법 {REACTOR AND METHOD FOR PRODUCING A REACTOR}

본 발명은, 반응 장치 및 반응 장치의 제조 방법에 관한 것이다.

종래, 제1 반응제와 제2 반응제를 접촉시킨 상태에서 유통시키면서 그들 양 반응제를 서로 반응시킴으로써 원하는 반응 생성물을 제조하는 것이 행해지고 있다. 이와 같은 생성물의 제조에는, 예를 들어 하기 특허문헌 1에 개시된 반응 장치가 사용된다.

도 10과 도 11에는 이 특허문헌 1에 개시된 반응 장치의 예가 각각 도시되어 있다.

도 10에 도시한 반응 장치는, 반응제를 유통시키는 유로가 내부에 형성된 유로 구조체(102)를 구비하고 있다. 유로 구조체(102) 내의 유로는, 제1 반응제가 도입되는 제1 도입로(104)와, 제2 반응제가 도입되는 제2 도입로(106)와, 그들 각 도입로(104, 106)를 통하여 흐르는 양 반응제를 합류시키는 합류로(108)와, 그 합류로(108)에 있어서 합류된 양 반응제를 유통시키면서 서로 반응시키기 위한 반응로(110)에 의해 구성되어 있다.

그리고, 유로 구조체(102)는, 기판(112)과, 그 기판(112)을 사이에 끼워 넣은 상태에서 그 기판(112)과 일체화된 한 쌍의 밀봉판(114, 116)에 의해 구성되어 있다. 기판(112)의 한쪽의 면에는, 제1 도입로(104)를 구성하는 제1 도입홈(118)과, 반응로(110)를 구성하는 반응홈(120)이 형성되어 있고, 기판(112)의 다른 쪽의 면에는, 제2 도입로(106)를 구성하는 제2 도입홈(122)이 형성되어 있다. 또한, 합류로(108)를 구성하는 합류 구멍(124)이, 양 도입홈(118, 122)의 하류측 단부와 반응홈(120)의 상류측 단부 사이에서 그들 각 홈(118, 122, 120)을 연결하도록 기판(4)의 한쪽의 면으로부터 다른 쪽의 면으로 관통하고 있다. 이들 각 홈(118, 122, 120) 및 합류 구멍(124)의 각각의 개구부가 대응하는 밀봉판(114, 116)에 의해 덮여짐으로써, 제1 도입로(104), 제2 도입로(106), 합류로(108) 및 반응로(110)가 형성되어 있다. 그리고, 이 반응 장치에서는, 제1 도입홈(118)의 저면과 반응홈(120)의 저면이 동일한 높이로 형성되어 있다.

상기 구성에서는, 제1 도입홈(118)의 저면과 반응홈(120)의 저면이 동일한 높이로 형성되어 있는 것에 기인하여, 제1 반응제가 직선적으로 원활하게 흐르는 한편, 기판(112) 중 제1 도입홈(118) 및 반응홈(120)이 형성된 면과 반대측의 면에 제2 도입홈(122)이 형성되어 있는 것에 기인하여, 상기 직선적으로 흐르는 제1 반응제에 대하여 제2 반응제가 도중으로부터 합류한다. 이 때문에, 제1 반응제에 대한 제2 반응제의 충분한 혼입이 비교적 어려워지고, 그 결과, 양 반응제의 혼합의 균일성을 높이는 것이 어려워진다.

따라서, 도 11에 도시한 반응 장치의 유로 구조체(132)와 같이, 제1 도입로(104)로부터 합류로(108)를 거쳐 반응로(110)에 이르는 경로를 제1 반응제가 기판(112)의 한쪽의 면측으로부터 다른 쪽의 면측으로 이동하면서 하류측으로 흐르도록 하는 굴곡한 형상으로 구성함과 동시에, 제2 도입로(106)로부터 합류로(108)를 거쳐 반응로(110)에 이르는 경로를 제2 반응제가 기판(112)의 다른 쪽의 면측으로부터 한쪽의 면측으로 이동하면서 하류측으로 흐르도록 하는 굴곡한 형상으로 구성하면, 양 반응제가 서로 접근하는 방향으로 이동하면서 합류하고, 그 결과, 양 반응제의 혼합의 균일성을 높이는 것이 가능하다.

그러나, 도 11에 도시한 유로 구조체(132)를 형성하려고 하면, 제1 도입로(104), 제2 도입로(106), 반응로(110) 및 합류로(108)에 각각 대응하는 각 홈부를 기판(112)에 형성하기 위한 에칭에 더하여, 양 밀봉판(114, 116) 중 반응로(110)에 대응하는 부분만이 돌출되도록 양 밀봉판(114, 116)을 에칭할 필요가 있어, 에칭 공정이 증대된다. 또한, 그와 같이 에칭한 기판(112) 중 반응로(110)에 대응하는 부분에 양 밀봉판(114, 116)의 상기 돌출된 부분이 끼워 넣어지도록 양 밀봉판(114, 116)을 기판(112)에 대하여 위치 정렬하면서 접합할 필요가 있어, 밀봉판(114, 116)과 기판(112)의 접합 공정이 번잡해진다. 따라서, 이 구성에서는 반응 장치의 제조 공정이 번잡해진다고 하는 문제점이 있다.

일본 공개 특허 제2008-168173호 공보

본 발명의 목적은, 상술한 문제를 해결한 반응 장치 및 반응 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 반응 장치에 있어서의 반응제의 혼합의 균일성을 높이면서, 반응 장치의 제조 공정이 번잡해지는 것을 방지하는 것이다.

본 발명의 일국면에 따른 반응 장치는, 제1 반응제와 제2 반응제를 유통시키면서 그들을 반응시키는 반응 장치이며, 상기 제1 반응제가 도입되는 제1 도입로와, 상기 제2 반응제가 도입되는 제2 도입로와, 상기 제1 도입로의 하류측과 상기 제2 도입로의 하류측에 연결되며, 상기 제1 도입로를 통하여 흐르는 상기 제1 반응제와 상기 제2 도입로를 통하여 흐르는 상기 제2 반응제를 합류시키기 위한 합류로와, 이 합류로의 하류측에 연결되며, 그 합류로에 있어서 합류된 양 반응제를 유통시키면서 서로 반응시키기 위한 반응로를 갖는 유로를 내부에 갖는 유로 구조체를 구비하고, 상기 유로 구조체는, 기판과, 그 기판의 한쪽의 면을 덮은 상태에서 그 면에 접합되어 있는 제1 밀봉 부재와, 상기 기판의 다른 쪽의 면을 덮은 상태에서 그 면에 접합되어 있는 제2 밀봉 부재를 갖고, 상기 기판의 한쪽의 면에는, 상기 제1 도입로를 구성하는 제1 도입홈이 형성되어 있음과 동시에, 상기 반응로를 구성하는 반응홈이 형성되어 있는 한편, 상기 기판의 다른 쪽의 면에는, 상기 제2 도입로를 구성하는 제2 도입홈이 형성되어 있고, 상기 기판에는, 상기 합류로를 구성하는 합류 구멍이 상기 제1 도입홈 및 상기 제2 도입홈과 상기 반응홈 사이에서 당해 기판의 상기 한쪽의 면으로부터 상기 다른 쪽의 면으로 관통하여 그들 도입홈의 하류측 단부와 반응홈의 상류측 단부를 연결하도록 형성되고, 상기 반응홈 중 상기 합류 구멍에 연결되는 부분의 깊이는, 상기 제1 도입홈 중 상기 합류 구멍에 연결되는 부분의 깊이보다도 크다.

본 발명의 다른 국면에 따른 반응 장치의 제조 방법은, 제1 반응제 및 제2 반응제를 유통시키는 유로가 내부에 형성된 유로 구조체를 구비하는 반응 장치를 제조하기 위한 방법이며, 상기 유로가, 상기 제1 반응제가 도입되는 제1 도입로와, 상기 제2 반응제가 도입되는 제2 도입로와, 상기 제1 도입로의 하류측과 상기 제2 도입로의 하류측에 연결되며, 상기 제1 도입로를 통하여 흐르는 상기 제1 반응제와 상기 제2 도입로를 통하여 흐르는 상기 제2 반응제를 합류시키기 위한 합류로와, 이 합류로의 하류측에 연결되며, 그 합류로에 있어서 합류된 양 반응제를 유통시키면서 서로 반응시키기 위한 반응로를 갖도록 상기 유로 구조체를 형성하는 구조체 형성 공정을 구비하고, 상기 구조체 형성 공정은, 기판의 한쪽의 면에 상기 제1 도입로를 구성하는 제1 도입홈을 에칭에 의해 형성하는 제1 도입홈 형성 공정과, 상기 기판의 한쪽의 면에 상기 반응로를 구성하는 반응홈을 에칭에 의해 형성하는 반응홈 형성 공정과, 상기 기판의 다른 쪽의 면에 상기 제2 도입로를 구성하는 제2 도입홈을 에칭에 의해 형성하는 제2 도입홈 형성 공정과, 상기 합류로를 구성하는 합류 구멍을 에칭에 의해 상기 제1 도입홈 및 상기 제2 도입홈의 하류측 단부끼리를 연결함과 동시에 그들 하류측 단부와 상기 반응홈의 상류측 단부를 연결하는 형상으로 상기 기판을 관통하도록 형성하는 합류 구멍 형성 공정과, 상기 기판의 상기 한쪽의 면을 덮도록 그 한쪽의 면에 제1 밀봉 부재를 접합함으로써, 상기 제1 도입홈, 상기 반응홈 및 상기 합류 구멍의 각각의 당해 한쪽의 면측의 개구부를 밀봉하는 제1 밀봉 공정과, 상기 기판의 상기 다른 쪽의 면을 덮도록 그 다른쪽의 면에 제2 밀봉 부재를 접합함으로써, 상기 제2 도입홈 및 상기 합류 구멍의 각각의 당해 다른 쪽의 면측의 개구부를 밀봉하는 제2 밀봉 공정을 포함하고, 상기 제1 도입홈 형성 공정은, 상기 기판의 한쪽의 면을 제1 깊이까지 에칭하여 상기 제1 도입홈 중 적어도 상기 합류 구멍에 연결되는 부분을 형성하는 제1 도입홈 접속부 형성 공정을 포함하고, 상기 반응홈 형성 공정은, 상기 기판의 한쪽의 면을 상기 제1 깊이보다도 큰 제2 깊이까지 에칭하여 상기 반응홈 중 적어도 상기 합류 구멍에 연결되는 부분을 형성하는 반응홈 접속부 형성 공정을 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 반응 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 반응 장치의 유로 장치를 구성하는 제1 유로 구조체 및 제2 유로 구조체의 분해 사시도이다.
도 3은 제1 유로 구조체에 있어서의 제1 도입로의 그룹과, 제2 도입로의 그룹과, 합류로의 그룹과, 반응로의 그룹의 위치 관계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 제1 유로 구조체를 구성하는 기판의 한쪽의 면의 평면도이다.
도 5는 제1 유로 구조체를 구성하는 기판의 다른 쪽의 면의 평면도이다.
도 6은 제1 유로 구조체 중 합류로 근방의 부분의 유로를 따른 단면도이다.
도 7은 도 6 중의 Ⅶ-Ⅶ선을 따른 제1 유로 구조체의 부분적인 단면도이다.
도 8은 도 6 중의 Ⅷ-Ⅷ선을 따른 제1 유로 구조체의 부분적인 단면도이다.
도 9는 도 6 중의 Ⅸ-Ⅸ선을 따른 제1 유로 구조체의 부분적인 단면도이다.
도 10은 종래의 일례에 의한 반응 장치의 유로 구조체의 유로를 따른 단면도이다.
도 11은 종래의 다른 예에 의한 반응 장치의 유로 구조체의 유로를 따른 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다.

우선, 도 1 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 반응 장치의 구성에 대하여 설명한다.

본 실시 형태에 따른 반응 장치는, 도 1에 도시한 바와 같은 유로 장치(S)를 구비하고 있다. 이 유로 장치(S)는, 반응제를 유통시키는 복수의 유로(2)를 내부에 갖는 제1 유로 구조체(1a)와, 열매체를 유통시키는 복수의 열매체 유로를 내부에 갖는 제2 유로 구조체(1b)가 교대로 각각 복수 적층됨으로써 구성되어 있다. 또한, 이들 2개의 유로 구조체(1a, 1b) 중 제1 유로 구조체(1a)가, 본 발명의 유로 구조체의 개념에 포함되는 것이다.

그리고, 본 실시 형태에 따른 반응 장치는, 일반적으로 마이크로 리액터로 불리는 것이고, 이 반응 장치는, 제1 유로 구조체(1a) 내에 형성된 복수의 미소한 유로(2)에 제1 반응제와 제2 반응제를 유통시키면서 그들을 반응시킴으로써 원하는 반응 생성물을 제조한다.

구체적으로는, 제1 유로 구조체(1a)는, 기판(4)과, 제1 밀봉 부재(6)와, 제2 밀봉 부재(8)에 의해 구성되어 있다. 이들 기판(4), 제1 밀봉 부재(6) 및 제2 밀봉 부재(8)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 각각 직사각 형상의 평판으로 이루어진다. 제1 밀봉 부재(6)는, 기판(4)의 한쪽의 면을 덮은 상태에서 그 면에 접합되어 있다. 제2 밀봉 부재(8)는, 기판(4)의 다른 쪽의 면을 덮은 상태에서 그 면에 접합되어 있다. 즉, 제1 밀봉 부재(6)와 제2 밀봉 부재(8) 사이에 기판(4)이 끼워 넣어진 상태에서 이들 밀봉 부재(6, 8) 및 기판(4)이 일체화됨으로써 제1 유로 구조체(1a)가 구성되어 있다.

그리고, 제1 유로 구조체(1a) 내에는, 상기 복수의 유로(2)가 기판(4)을 따라 당해 제1 유로 구조체(1a)의 폭 방향으로 배열되어 배치되어 있다. 각 유로(2)는, 제1 도입로(10)와, 제2 도입로(12)와, 합류로(14)(도 6 참조)와, 반응로(16)(도 6 참조)에 의해 구성되어 있다. 제1 도입로(10)는, 제1 반응제가 도입되는 부분이다. 제2 도입로(12)는, 제2 반응제가 도입되는 부분이다. 합류로(14)는, 제1 도입로(10)의 하류측과 제2 도입로(12)의 하류측에 연결되어 있다. 이 합류로(14)는, 제1 도입로(10)를 통하여 흐르는 제1 반응제와 제2 도입로(12)를 통하여 흐르는 제2 반응제를 합류시키기 위한 부분이다. 반응로(16)는, 합류로(14)의 하류측에 연결되어 있다. 이 반응로(16)는, 합류로(14)에 있어서 합류된 양 반응제를 유통시키면서 서로 반응시키기 위한 부분이다.

또한, 제1 유로 구조체(1a)에 있어서, 각 유로(2)의 제1 도입로(10)로 이루어지는 그룹과, 각 유로(2)의 제2 도입로(12)로 이루어지는 그룹과, 각 유로(2)의 합류로(14)로 이루어지는 그룹과, 각 유로(2)의 반응로(16)로 이루어지는 그룹은, 도 3에 도시한 위치 관계로 각각 배치되어 있다.

각 제1 도입로(10)는, 제1 유로 구조체(1a)의 폭 방향의 한쪽 단부에 도입구(10a)를 갖고 있다. 그리고, 각 제1 도입로(10)는, 그 도입구(10a)로부터 제1 유로 구조체(1a)의 폭 방향으로 직선적으로 연장된 후, 90° 굴곡하여 제1 유로 구조체(1a)의 길이 방향으로 직선적으로 연장되어 있다. 각 제1 도입로(10)의 도입구(10a)에는, 제1 반응제 공급부(50a)(도 1 참조)가 접속되어 있다. 그 제1 반응제 공급부(50a)로부터 제1 반응제가 각 제1 도입로(10)에 배분되어 도입된다.

그리고, 각 제1 도입로(10)는, 각각 유로 길이가 다르다. 구체적으로는, 각 제1 도입로(10)는, 제1 유로 구조체(1a)의 폭 방향으로 등간격으로 병렬 배치되어 있고, 각 제1 도입로(10)가 굴곡한 개소에서 그 굴곡 개소의 외측에 배치된 제1 도입로(10)일수록, 내측에 배치된 제1 도입로(10)보다도 유로 길이가 크게 되어 있다. 여기서, 각 제1 도입로(10)에서는, 유로 길이에 따라서 각 부의 상당 직경이 적절하게 설정됨으로써, 당해 각 제1 도입로(10) 각각의 전체의 압력 손실이 동등한 값으로 설정되어 있다.

구체적으로는, 각 제1 도입로(10)는, 그 하류측 단부가 도 7에 도시한 바와 같이 제1 반응제의 유통 방향과 직교하는 단면에 있어서 반원 형상의 단면 형상을 갖고 있다. 또한, 각 제1 도입로(10)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 폭의 크기가 다른 것에 의해 상당 직경이 다른 각 부분을 포함하고 있다. 유로 길이가 큰 제1 도입로(10)일수록, 유로 길이가 작은 제1 도입로(10)에 비해 압력 손실은 커지지만, 제1 도입로(10)의 각 부의 상당 직경이 적절하게 설정됨으로써, 그 유로 길이의 차에 기인하는 압력 손실의 차를 없애, 각 제1 도입로(10)의 압력 손실이 균등화되어 있다. 구체적으로는, 제1 도입로(10) 중 상당 직경이 작은 부분은, 압력 손실이 커지는 한편, 상당 직경이 큰 부분은, 압력 손실이 작아지므로, 각 제1 도입로(10) 중 유로 길이가 큰 것일수록 상당 직경이 큰 부분, 즉 폭이 큰 부분을 늘림과 함께 상당 직경이 작은 부분, 즉 폭이 작은 부분을 줄임으로써 각 제1 도입로(10)의 전체의 압력 손실이 균등화되어 있다. 그리고, 각 제1 도입로(10)의 압력 손실이 균등화되어 있는 것에 기인하여, 상기 반응제 공급부로부터 각 제1 도입로(10)에 배분되어 흐르는 제1 반응제의 유량이 균일화된다.

각 제2 도입로(12)는, 제1 유로 구조체(1a)의 길이 방향의 한쪽 단부에 도입구(12a)를 갖고 있다. 그리고, 각 제2 도입로(12)는, 그 도입구(12a)로부터 제1 유로 구조체(1a)의 길이 방향으로 직선적으로 연장되어 있다. 이 각 제2 도입로(12)는, 대응하는 제1 도입로(10) 중 제1 유로 구조체(1a)의 길이 방향으로 연장되는 부분과 제1 유로 구조체(1a)의 두께 방향으로 배열되어 배치되어 있음과 동시에 서로 평행하게 배치되어 있다. 각 제2 도입로(12)의 도입구(12a)에는, 제2 반응제 공급부(50b)(도 1 참조)가 접속되어 있다. 그 제2 반응제 공급부(50b)로부터 제2 반응제가 각 제2 도입로(12)에 배분되어 도입된다.

각 제2 도입로(12)는, 제1 유로 구조체(1a)의 폭 방향으로 등간격으로 병렬 배치되어 있다. 각 제2 도입로(12)는, 도 7에 도시한 바와 같이 제2 반응제의 유통 방향과 직교하는 단면에 있어서 반원 형상의 단면 형상을 갖고 있다. 또한, 각 제2 도입로(12)는, 그 전체 길이에 걸쳐 폭이 일정하고, 전체 길이에 걸쳐 상당 직경이 일정하게 되어 있다. 그리고, 각 제2 도입로(12)는, 각각 동등한 유로 길이 및 동등한 상당 직경을 갖고 있다. 이에 의해, 각 제2 도입로(12)의 전체의 압력 손실이 균등하게 되어 있다. 각 제2 도입로(12)의 압력 손실이 균등화되어 있는 것에 기인하여, 반응제 공급부로부터 각 제2 도입로(12)에 배분되어 흐르는 제2 반응제의 유량이 균일화된다.

각 합류로(14)는, 대응하는 제1 도입로(10)의 하류측과 대응하는 제2 도입로(12)의 하류측에 연결되어 있다. 그리고, 각 합류로(14)는, 제1 도입로(10) 중 제1 유로 구조체(1a)의 길이 방향으로 연장되는 부분 및 제2 도입로(12)와 동일 방향으로 직선적으로 연장되어 있다. 즉, 이 합류로(14)에는, 대응하는 제1 도입로(10) 중 제1 유로 구조체(1a)의 길이 방향으로 연장되는 부분과 대응하는 제2 도입로(12)가 동일 방향으로부터 합류하고 있다. 합류로(14)는, 제1 도입로(10)를 통하여 흐르는 제1 반응제와 제2 도입로(12)를 통하여 흐르는 제2 반응제를 제1 유로 구조체(1a)의 길이 방향으로 흘리면서 합류시킨다. 각 합류로(14)는, 도 8에 도시한 바와 같이, 그 길이 방향에 직교하는 단면에 있어서 2개의 반원이 원호의 정점 근방에서 서로 결합한 듯한 단면 형상을 갖는다. 또한, 각 합류로(14)는, 상기 제1 도입로(10)의 상당 직경 및 상기 제2 도입로(12)의 상당 직경보다도 큰 상당 직경을 갖는다.

각 반응로(16)는, 대응하는 합류로(14)의 하류측에 연결되어 있고, 그 합류로(14)와 동일 방향으로 직선적으로 연장되어 있다. 이 각 반응로(16)는, 합류로(14)에 있어서 합류된 제1 반응제와 제2 반응제를 제1 유로 구조체(1a)의 길이 방향으로 흘리면서 서로 반응시킨다. 각 반응로(16)는, 제1 유로 구조체(1a)에 있어서 기판(4)의 한쪽의 면측에 형성되어 있다. 각 반응로(16)는, 제1 유로 구조체(1a)의 폭 방향으로 등간격으로 병렬 배치되어 있다. 각 반응로(16)는, 도 9에 도시한 바와 같이 그 길이 방향과 직교하는 단면에 있어서 반원 형상의 단면 형상을 갖고 있다. 또한, 각 반응로(16)는, 그 전체 길이에 걸쳐 폭이 일정하고, 전체 길이에 걸쳐 상당 직경이 일정하게 되어 있다. 그리고, 각 반응로(16)는, 각각 동등한 유로 길이 및 동등한 상당 직경을 갖고 있다. 이에 의해, 각 반응로(16)의 압력 손실이 균등하게 되어 있다.

본 실시 형태에서는, 각 제1 도입로(10)를 구성하는 각 제1 도입홈(18)과, 각 제2 도입로(12)를 구성하는 각 제2 도입홈(20)과, 각 합류로(14)를 구성하는 각 합류 구멍(22)과, 각 반응로(16)를 구성하는 각 반응홈(24)이 기판(4)에 각각 형성되어 있다. 그리고, 그 각 홈(18, 20, 24)의 개구부 및 각 합류 구멍(22)의 개구부를 밀봉 부재(6, 8)가 단순히 덮는 것만으로 제1 유로 구조체(1a) 내의 각 유로(2)가 형성되어 있다.

구체적으로는, 기판(4)의 한쪽의 면에 복수의 제1 도입홈(18)(도 4 참조)이 평행 또한 병렬로 형성되어 있다. 이 기판(4)의 한쪽의 면에 형성된 각 제1 도입홈(18)의 개구부가 상기 제1 밀봉 부재(6)에 의해 밀봉됨으로써 상기 각 제1 도입로(10)가 형성되어 있다. 따라서, 각 제1 도입로(10)는, 제1 유로 구조체(1a) 내에 있어서 기판(4)의 한쪽의 면측에 평행 또한 병렬로 배치되어 있다. 또한, 각 제1 도입홈(18)은, 후술하는 합류 구멍(22)에 연결되는 제1 도입홈 접속부(18a)를 갖고 있다. 이 제1 도입홈 접속부(18a)는, 깊이 d1(도 6 참조)을 갖는다. 이 깊이 d1은, 본 발명의 제1 깊이의 개념에 포함되는 것이다. 각 제1 도입홈(18)은, 그 전체 길이에 걸쳐 균일한 깊이 d1을 갖고 있다. 또한, 제1 도입홈 접속부(18a)는, 제1 반응제의 유통 방향과 직교하는 단면에 있어서 반원 형상의 단면 형상을 갖는다. 제1 도입홈(18) 중 제1 도입홈 접속부(18a) 이외의 부분에서, 상기 제1 도입로(10)의 상당 직경이 다른 각 부분에 대응하는 부분은, 그 깊이 d1은 일정하게 형성되어 있는 한편, 폭을 다르게 하여 형성되어 있다.

또한, 기판(4)의 다른 쪽의 면에는, 복수의 제2 도입홈(20)(도 5 참조)이 평행 또한 병렬로 형성되어 있다. 이 기판(4)의 다른 쪽의 면에 형성된 각 제2 도입홈(20)의 개구부가 상기 제2 밀봉 부재(8)에 의해 밀봉됨으로써, 상기 각 제2 도입로(12)가 형성되어 있다. 따라서, 각 제2 도입로(12)는, 제1 유로 구조체(1a) 내에서 기판(4)의 다른 쪽의 면측에 있어서, 평행 또한 병렬로 배치되어 있다. 또한, 각 제2 도입홈(20)은, 후술하는 합류 구멍(22)에 연결되는 제2 도입홈 접속부(20a)를 갖고 있다. 이 제2 도입홈 접속부(20a)는, 깊이 d3(도 6 참조)을 갖는다. 이 깊이 d3은, 본 발명의 제3 깊이의 개념에 포함되는 것이다. 이 깊이 d3은, 기판(4)의 판 두께와 후술하는 반응홈(24)의 깊이 d2의 차보다도 크고, 또한, 기판(4)의 판 두께와 상기 제1 도입홈(18)의 깊이 d1의 차보다도 작은 깊이로 설정되어 있다. 또한, 각 제2 도입홈(20)은, 그 전체 길이에 걸쳐 균일한 깊이 d3을 갖고 있다. 또한, 제2 도입홈(20)은, 제2 반응제의 유통 방향과 직교하는 단면에 있어서 반원 형상의 단면 형상을 갖는다.

상기 각 합류로(14)는, 기판(4)에 형성된 각 합류 구멍(22)의 양 개구부가 밀봉됨으로써 형성되어 있다. 즉, 기판(4)에는, 복수의 합류 구멍(22)이 당해 기판(4)의 폭 방향으로 병렬로 형성되어 있다. 각 합류 구멍(22)은, 상기 각 제1 도입홈(18) 및 상기 각 제2 도입홈(20) 중 대응하는 도입홈(18, 20)과 그 도입홈(18, 20)에 대응하는 후술하는 반응홈(24) 사이에서 기판(4)의 한쪽의 면으로부터 다른 쪽의 면으로 관통하고 있다. 그리고, 각 합류 구멍(22)은, 대응하는 도입홈(18, 20)의 하류측 단부와 대응하는 반응홈(24)의 상류측 단부를 연결하도록 형성되어 있다. 그리고, 기판(4)의 한쪽의 면에 형성된 당해 각 합류 구멍(22)의 개구부가 상기 제1 밀봉 부재(6)에 의해 밀봉됨과 동시에 기판(4)의 다른 쪽의 면에 형성된 당해 각 합류 구멍(22)의 개구부가 상기 제2 밀봉 부재(8)에 의해 밀봉됨으로써, 각 합류로(14)가 형성되어 있다. 또한, 각 합류 구멍(22)은, 상기 합류로(14)의 단면 형상에 대응한 단면 형상을 갖는다. 즉, 각 합류 구멍(22)은, 그 길이 방향에 직교하는 단면에 있어서 2개의 반원이 원호의 정점 근방에서 서로 결합된 단면 형상을 갖는다.

또한, 기판(4)의 한쪽의 면에는, 복수의 반응홈(24)(도 4 참조)이 평행 또한 병렬로 형성되어 있다. 이 기판(4)의 한쪽의 면에 형성된 각 반응홈(24)의 개구부가 상기 제1 밀봉 부재(6)에 의해 밀봉됨으로써, 상기 각 반응로(16)가 형성되어 있다. 또한, 각 반응홈(24)은, 상기 합류 구멍(22)에 연결되는 반응홈 접속부(24a)를 갖고 있다. 이 반응홈 접속부(24a)는, 깊이 d2(도 6 참조)를 갖는다. 이 깊이 d2는, 본 발명의 제2 깊이의 개념에 포함되는 것이다. 이 깊이 d2는, 상기 제1 도입홈(18)의 깊이 d1보다도 크고, 상기 제2 도입홈(20)의 깊이 d3과 동등한 깊이로 되어 있다. 그리고, 이 깊이 d2와 상기 깊이 d3은, 그들의 합이 기판(4)의 판 두께보다도 커지도록 하는 깊이로 설정되어 있다. 또한, 각 반응홈(24)은, 그 전체 길이에 걸쳐 균일한 깊이 d3을 갖고 있다. 또한, 반응홈(24)은, 그 길이 방향과 직교하는 단면에 있어서 반원 형상의 단면 형상을 갖는다.

그리고, 상기와 같이 반응홈 접속부(24a)의 깊이 d2가 제1 도입홈(18)의 깊이 d1보다도 큰 것에 의해, 반응홈 접속부(24a)의 저면은, 제1 도입홈 접속부(18a)의 저면보다도 기판(4)의 다른 쪽의 면측에 위치하고 있다. 이에 의해, 제1 도입홈 접속부(18a)의 저면과 반응홈 접속부(24a)의 저면 사이에는 단차가 형성되어 있다. 이와 같이 제1 도입홈 접속부(18a)의 저면과 반응홈 접속부(24a)의 저면 사이에 단차가 형성되어 있는 것에 기인하여, 제1 반응제는, 제1 도입홈 접속부(18a)로부터 합류 구멍(22)을 거쳐 반응홈 접속부(24a)에 이르는 경로에 있어서 기판(4)의 한쪽의 면측으로부터 다른 쪽의 면측을 향하여 이동하면서 하류측으로 흐르도록 되어 있다. 한편, 제2 도입홈(20)이 기판(4)의 다른 쪽의 면에 형성되어 있음과 동시에 반응홈(24)이 기판(4)의 한쪽의 면에 형성되어 있는 것에 기인하여, 제2 도입홈(20)으로부터 합류 구멍(22)을 거쳐 반응홈(24)에 이르는 경로는 굴곡하고 있고, 이 경로를 흐르는 제2 반응제는 기판(4)의 다른 쪽의 면측으로부터 한쪽의 면측으로 이동하면서 하류측으로 흐른다.

제2 유로 구조체(1b)는, 상기한 바와 같이 열매체를 유통시키는 복수의 열매체 유로(도시 생략)를 내부에 갖는 것이다. 이 복수의 열매체 유로는, 제2 유로 구조체(1b) 내에 있어서 당해 제2 유로 구조체(1b)의 폭 방향으로 등간격으로 배치되어 있다. 각 열매체 유로는, 유로 장치(S)에 있어서 상기 제2 도입로(12)의 도입구(12a)가 형성된 면과 반대측에 위치하는 면에 도시 생략한 도입구를 갖고 있다. 그리고, 각 열매체 유로는, 그 도입구로부터 제2 유로 구조체(1b)의 폭 방향으로 직선적으로 연장된 후, 90° 굴곡하여 제2 유로 구조체(1b)의 길이 방향으로 직선적으로 연장되어 있다. 각 열매체 유로 중 제2 유로 구조체(1b)의 길이 방향으로 연장되는 부분은, 상기 각 제1 도입로(10) 중 제1 유로 구조체(1a)의 길이 방향으로 연장되는 부분 및 각 반응로(16)와 대응하는 위치에 배치되어 있다.

이 제2 유로 구조체(1b)는, 열매체 유로 기판(26)과, 밀봉 부재(28)에 의해 구성되어 있다. 이들 열매체 유로 기판(26) 및 밀봉 부재(28)는, 상기 제1 유로 구조체(1a)를 구성하는 기판(4), 제1 밀봉 부재(6), 제2 밀봉 부재(8)와 동형(同形)의 직사각 형상의 평판이며, 밀봉 부재(28)는, 제2 밀봉 부재(8)와 겸용되고 있다. 또한, 밀봉 부재(28)는, 열매체 유로 기판(26)의 표면을 덮은 상태에서 그 표면에 접합되어 있다. 그리고, 각 열매체 유로는, 열매체 유로 기판(26)의 표면에 형성된 홈부(32)(도 2 참조)의 개구부가 밀봉 부재(28)에 의해 밀봉됨으로써 형성되어 있다.

그리고, 각 열매체 유로의 도입구에는, 열매체 공급부(50c)(도 1 참조)가 접속되어 있다. 이 열매체 공급부(50c)로부터 열매체가 각 열매체 유로에 배분되어 도입된다. 이에 의해, 각 열매체 유로를 흐르는 열매체와 상기 제1 유로 구조체(1a)의 각 반응로(16)를 흐르는 제1 반응제 및 제2 반응제의 열교환이 행해져, 각 반응로(16)에 있어서의 제1 반응제와 제2 반응제의 반응이 촉진된다.

다음으로, 본 실시 형태의 반응 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다.

본 실시 형태의 반응 장치의 제조 방법에서는, 제1 유로 구조체(1a)의 내부에 복수의 유로(2)를 형성함과 동시에, 그 각 유로(2)가 상기 제1 도입로(10), 상기 제2 도입로(12), 상기 합류로(14) 및 상기 반응로(16)로 이루어지도록 제1 유로 구조체(1a)를 형성한다.

구체적으로는, 기판(4)의 한쪽의 면에 복수의 상기 제1 도입홈(18)과, 복수의 상기 반응홈(24)과, 복수의 상기 합류 구멍(22) 중 당해 기판(4)의 한쪽의 면으로부터 소정 깊이의 부분(22a)(도 8 참조)을 각각 포토에칭에 의해 형성함과 동시에, 기판(4)의 다른 쪽의 면에 복수의 상기 제2 도입홈(20)과, 복수의 상기 합류 구멍(22) 중 당해 기판(4)의 다른 쪽의 면으로부터 소정 깊이의 부분(22b)(도 8 참조)을 각각 포토에칭에 의해 형성한다.

이때, 우선, 기판(4)의 양면의 정면(整面) 및 청정화를 행하고, 그 후, 그 기판(4)의 양면에 각각 포토레지스트를 도포한다. 그리고, 기판(4)의 한쪽의 면에서는, 포토마스크를 통하여 각 제1 도입홈(18), 각 반응홈(24) 및 각 합류 구멍(22) 각각의 형성 영역 이외의 영역에 노광을 행한다. 또한, 기판(4)의 다른 쪽의 면에서는, 다른 포토마스크를 통하여 각 제2 도입홈(20) 및 각 합류 구멍(22) 각각의 형성 영역 이외의 영역에 노광을 행한다. 그 후, 미노광의 포토레지스트를 기판(4)의 양면으로부터 제거함으로써, 각 제1 도입홈(18), 각 제2 도입홈(20), 각 반응홈(24) 및 각 합류 구멍(22)의 각각의 형성 영역을 노출시킨다.

다음으로, 기판(4)의 한쪽의 면 중 제1 도입홈(18)의 형성 영역 상만을 마스킹 테이프 등의 피복재에 의해 덮는다. 그 후, 기판(4)의 양면에 에칭액을 내뿜어 그 양면의 에칭을 동시에 행한다. 이때, 상기 피복재에 의해 덮여진 각 제1 도입홈(18)의 형성 영역은 에칭되지 않고, 노출되어 있는 각 제2 도입홈(20)의 형성 영역, 각 반응홈(24)의 형성 영역 및 각 합류 구멍(22)의 형성 영역만이 에칭된다. 그리고, 각 반응홈(24)의 형성 영역 및 각 합류 구멍(22)의 형성 영역을 기판(4)의 한쪽의 면으로부터 상기 깊이 d2(=상기 깊이 d3)와 상기 깊이 d1의 차에 상당하는 깊이까지 에칭함과 동시에, 각 제2 도입홈(20)의 형성 영역 및 각 합류 구멍(22)의 형성 영역을 기판(4)의 다른 쪽의 면으로부터 마찬가지의 깊이까지 에칭하면, 에칭을 일단 중지한다.

이 후, 상기 피복재를 제거하여 각 제1 도입홈(18)의 형성 영역을 노출시키고, 그 후, 에칭을 재개한다. 이 재개한 에칭 공정에 있어서, 각 제1 도입홈(18)의 형성 영역, 각 반응홈(24)의 형성 영역 및 각 합류 구멍(22)의 형성 영역을 기판(4)의 한쪽의 면측으로부터 상기 깊이 d1의 분만큼 에칭하는 것과 동시에, 각 제2 도입홈(20)의 형성 영역 및 각 합류 구멍(22)의 형성 영역을 기판(4)의 다른 쪽의 면측으로부터 마찬가지의 깊이만큼 에칭한다. 이에 의해, 기판(4)의 한쪽의 면으로부터 깊이 d1의 각 제1 도입홈(18)이 형성됨과 동시에, 각 제2 도입홈(20)의 형성 영역 및 각 반응홈(24)의 형성 영역은, (d2-d1)+d1=d2의 깊이까지 각각 에칭된다. 이 각 반응홈(24)의 형성 영역 및 각 제2 도입홈(20)의 형성 영역의 에칭에 의해, 기판(4)의 한쪽의 면으로부터 깊이 d2의 각 반응홈(24)과 기판(4)의 다른 쪽의 면으로부터 깊이 d2=d3의 각 제2 도입홈(20)이 형성된다. 또한, 각 합류 구멍(22)의 형성 영역은, 기판(4)의 한쪽의 면측으로부터 반응홈(24)과 동일한 깊이 d2까지 에칭됨과 동시에, 기판(4)의 다른 쪽의 면측으로부터 제2 도입홈(20)과 동일한 깊이 d3까지 에칭된다. 이에 의해, 그 기판(4)의 한쪽의 면으로부터 깊이 d2까지 에칭된 부분(22a)과 기판(4)의 다른 쪽의 면으로부터 깊이 d3까지 에칭된 부분(22b)이 연결되어 각 합류 구멍(22)이 관통한다. 즉, 각 합류 구멍(22)은, 각 반응홈(24)을 형성하기 위한 에칭과 각 제2 도입홈(20)을 형성하기 위한 에칭을 이용하여 형성된다. 이 후, 기판(4)의 세정 및 레지스트막의 제거를 행한다.

또한, 다른 공정에 있어서, 제2 유로 구조체(1b)를 구성하는 열매체 유로 기판(26)에 복수의 상기 홈부(32)를 형성한다. 구체적으로는, 열매체 유로 기판(26)의 한쪽의 면에, 상기와 마찬가지의 포토에칭에 의해 복수의 상기 홈부(32)를 형성한다.

마지막으로, 상기와 같이 에칭 가공을 행한 기판(4) 및 열매체 유로 기판(26)과, 제1 밀봉 부재(6)와, 제2 밀봉 부재(8)[밀봉 부재(28)]를 도 1과 같이 적층하고, 그들을 확산 접합에 의해 일체화함으로써 유로 장치(S)를 제작한다.

그리고, 이와 같이 제작한 유로 장치(S)에 대하여 제1 반응제 공급부(50a), 제2 반응제 공급부(50b), 열매체 공급부(50c) 등의 다른 구성 부재를 설치하여 본 실시 형태에 따른 반응 장치를 제작한다.

다음으로, 본 실시 형태에 따른 반응 장치를 사용한 반응 방법에 대하여 설명한다.

이 반응 방법에서는, 우선, 제1 반응제 공급부(50a)로부터 제1 반응제를 각 유로(2)의 제1 도입로(10)에 도입함과 동시에, 제2 반응제 공급부(50b)로부터 제2 반응제를 각 유로(2)의 제2 도입로(12)에 도입한다. 제1 반응제는, 각 제1 도입로(10)의 전체의 압력 손실이 균등화되어 있는 것에 기인하여, 각 제1 도입로(10)에 균일한 유량으로 배분되어 흐른다. 또한, 제2 반응제는, 각 제2 도입로(12)의 전체의 압력 손실이 균등화되어 있는 것에 기인하여, 각 제2 도입로(12)에 균일한 유량으로 배분되어 흐른다.

그리고, 제1 도입로(10)를 통과한 제1 반응제와, 제2 도입로(12)를 통과한 제2 반응제는, 서로 접근하는 방향으로 각각 이동하면서 합류로(14)에 유입하여 합류하고, 균일하게 혼합된다. 그리고, 합류한 양 반응제는, 합류로(14)로부터 반응로(16)에 유입함과 동시에, 그 반응로(16) 내를 하류측으로 흐르면서 서로 반응한다. 그것에 의해 소정의 반응 생성물이 제조된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 반응홈 접속부(24a)의 저면이 제1 도입홈 접속부(18a)의 저면보다도 기판(4)의 다른 쪽의 면에 가까운 위치에 형성되기 때문에, 반응홈 접속부(24a)의 저면과 제1 도입홈 접속부(18a)의 저면이 동일한 높이인 경우보다도 제1 반응제와 제2 반응제의 균일성이 높은 혼합이 가능해진다. 즉, 본 실시 형태에서는, 반응홈 접속부(24a)의 저면이 제1 도입홈 접속부(18a)의 저면보다도 기판(4)의 다른 쪽의 면에 가까운 위치에 형성되는 것에 기인하여 제1 반응제가 기판(4)의 한쪽의 면측으로부터 다른 쪽의 면측을 향하여 이동하면서 하류측으로 흐른다. 그 한편, 본 실시 형태에서는, 제2 도입홈(20)이 기판(4)의 다른 쪽의 면에 형성됨과 동시에 반응홈(24)이 기판(4)의 한쪽의 면에 형성되는 것에 기인하여 제2 도입홈(20)으로부터 합류 구멍(22)을 거쳐 반응홈(24)에 이르는 경로가 굴곡하고 있다. 이 때문에, 이 경로를 흐르는 제2 반응제는, 기판(4)의 다른 쪽의 면측으로부터 한쪽의 면측으로 이동하면서 하류측으로 흐른다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 제1 반응제와 제2 반응제가 서로 접근하는 방향으로 각각 이동하면서 합류하여 하류측으로 흐르므로, 반응홈 접속부(24a)의 저면과 제1 도입홈 접속부(18a)의 저면이 동일한 높이로 형성되어 있어, 직선적으로 원활하게 흐르는 제1 반응제에 대하여 제2 반응제가 도중으로부터 합류하는 경우에 비해, 제1 반응제와 제2 반응제가 양호하게 혼합된다. 그 결과, 본 실시 형태에서는, 양 반응제의 혼합의 균일성을 높일 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 기판(4)에 제1 도입홈(18), 제2 도입홈(20), 반응홈(24) 및 합류 구멍(22)이 형성되고, 제1 밀봉 부재(6)가 기판(4)에 형성된 제1 도입홈(18)의 개구부, 반응홈(24)의 개구부 및 합류 구멍(22)의 한쪽의 개구부를 덮음과 동시에, 제2 밀봉 부재(8)가 기판(4)에 형성된 제2 도입홈(20)의 개구부 및 합류 구멍(22)의 다른 쪽의 개구부를 덮는 것만으로 제1 도입로(10), 제2 도입로(12), 합류로(14) 및 반응로(16)가 형성된다. 이 때문에, 본 실시 형태에서는, 에칭 가공으로서, 기판(4)에 제1 도입홈(18), 제2 도입홈(20), 반응홈(24) 및 합류 구멍(22)을 형성하기 위한 에칭 가공을 행하는 것만으로 되고, 양 밀봉 부재(6, 8)의 에칭 가공을 행하지 않아도 된다. 이 때문에, 기판의 에칭 가공에 더하여 양 밀봉 부재 중 반응로에 대응하는 부분이 돌출되도록 그 양 밀봉 부재를 에칭 가공할 필요가 있는 종래의 구성에 비해, 에칭의 공정수를 적게 할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 단순히 양 밀봉 부재(6, 8)를 기판(4)에 접합하여 기판(4)에 형성된 각 홈(18, 20, 24) 및 합류 구멍(22) 각각의 개구부를 그 밀봉 부재(6, 8)로 덮는 것만으로 유로(2)가 형성되기 때문에, 양 밀봉 부재(6, 8)를 기판(4)에 대하여 위치 정렬하면서 접합한다고 하는 번잡한 작업을 행하지 않아도 된다. 이 때문에, 본 실시 형태에서는, 반응 장치의 제조 공정이 번잡해지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 반응 장치에 있어서의 반응제의 혼합의 균일성을 높이면서, 반응 장치의 제조 공정이 번잡해지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 반응홈(24)의 형성과 동시에 합류 구멍(22)의 형성 영역을 기판(4)의 한쪽의 면으로부터 깊이 d2까지 에칭함과 동시에, 제2 도입홈(20)의 형성과 동시에 합류 구멍(22)의 형성 영역을 기판(4)의 다른 쪽의 면으로부터 깊이 d3까지 에칭함으로써, 기판(4)의 한쪽의 면으로부터 깊이 d2까지 에칭한 부분(22a)과 기판(4)의 다른 쪽의 면으로부터 깊이 d3까지 에칭한 부분(22b)이 연결되어 합류 구멍(22)이 관통한다. 이 때문에, 본 실시 형태에서는, 반응홈(24)을 형성하는 에칭과 제2 도입홈(20)을 형성하는 에칭을 이용하여 합류 구멍(22)을 형성할 수 있다. 그 결과, 본 실시 형태에서는, 합류 구멍(22)을 형성하기 위한 전용의 에칭 공정이나 레이저 가공 등에 의해 합류 구멍(22)을 형성하는 공정 등을 별도로 행할 필요가 없어, 반응 장치의 제조 공정을 간소화할 수 있다.

또한, 금회 개시된 실시 형태는, 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 실시 형태의 설명이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 나타내어지며, 또한 특허 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함된다.

예를 들어, 제1 도입로(10), 제2 도입로(12), 합류로(14) 및 반응로(16)는, 상기 이외의 형상 및/또는 배치로 제1 유로 구조체(1a)에 형성되어 있어도 된다.

구체적으로는, 각 제1 도입로(10)를 제1 유로 구조체(1a)의 길이 방향으로 직선적으로 연장되도록 형성해도 된다. 또한, 각 제2 도입로(12)를 상기 각 제1 도입로(10)와 같이 굴곡한 형상으로 형성해도 된다. 또한, 제2 도입로(12)를 구성하는 제2 도입홈(20)의 깊이 d3은, 제1 도입홈(18)의 깊이 d1보다도 작아도 된다.

또한, 반응 장치는, 상기와 같이 적층된 복수의 제1 유로 구조체(1a) 및 복수의 제2 유로 구조체(1b)를 반드시 구비하고 있을 필요는 없고, 단일의 제1 유로 구조체(1a)만을 구비하고 있어도 된다.

또한, 제1 유로 구조체(1a) 내에 단일의 유로(2)만이 형성되어 있어도 된다.

또한, 각 제1 도입로(10)[각 제1 도입홈(18)]가 다른 방향으로 연장되어 있어도 된다. 또한, 각 제2 도입로(12)[각 제2 도입홈(20)]가 다른 방향으로 연장되어 있어도 된다. 또한, 각 반응로(16)[각 반응홈(24)]가 다른 방향으로 연장되어 있어도 된다.

또한, 상기 실시 형태에 있어서, 제1 도입홈(18), 제2 도입홈(20) 및 반응홈(24)의 각 홈에 있어서 상기 반원 형상의 단면 형상을 갖는 부분은, 그 저면의 부분에 기판(4)에 평행한 직선부를 가짐과 동시에 그 직선부의 양측에 원호 형상의 부분이 각각 연결된 형상의 단면 형상을 갖고 있어도 된다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 반응홈(24)의 깊이 d2와 제2 도입홈(20)의 깊이 d3이 동등한 경우를 예로 들어 설명하였지만, 반응홈(24)의 깊이 d2와 제2 반응홈(20)의 깊이 d3의 합이 기판(4)의 판 두께보다도 크면, 그들 깊이 d2와 깊이 d3은 달라도 된다.

예를 들어, 깊이 d2가 깊이 d3보다도 큰 경우에는, 이하와 같은 에칭 공정에 의해 기판(4)에 제1 도입홈(18), 제2 도입홈(20), 반응홈(24) 및 합류 구멍(22)을 형성한다.

즉, 상기 실시 형태와 마찬가지로 기판(4)의 양면 중 각 제1 도입홈(18), 각 제2 도입홈(20), 각 반응홈(24) 및 각 합류 구멍(22)의 각각의 형성 영역 이외의 영역을 노광된 포토레지스트로 덮여진 상태로 한다.

다음으로, 기판(4)의 한쪽의 면의 제1 도입홈(18)의 형성 영역 상 및 기판(4)의 다른 쪽의 면의 제2 도입홈(20)의 형성 영역 상을 마스킹 테이프 등의 피복재에 의해 각각 덮고, 그 후, 기판(4)의 양면의 에칭을 동시에 행한다. 이때, 노출되어 있는 각 반응홈(24)의 형성 영역 및 각 합류 구멍(22)의 형성 영역을 기판(4)의 한쪽의 면으로부터 상기 깊이 d2와 상기 깊이 d3의 차에 상당하는 깊이(d2-d3)까지 에칭함과 동시에, 각 합류 구멍(22)의 형성 영역을 기판(4)의 다른 쪽의 면으로부터 마찬가지의 깊이까지 에칭하면, 제2 도입홈(20)의 형성 영역 상을 덮는 피복재를 제거한다.

그 후, 각 반응홈(24)의 형성 영역 및 각 합류 구멍(22)의 형성 영역을 상기 깊이 d3과 상기 깊이 d1의 차에 상당하는 깊이(d3-d1)의 분만큼 기판(4)의 한쪽의 면측으로부터 에칭하는 것과 동시에, 각 제2 도입홈(20)의 형성 영역 및 각 합류 구멍(22)의 형성 영역을 동일한 깊이만큼 기판(4)의 다른 쪽의 면측으로부터 에칭한다. 이 후, 제1 도입홈(18)의 형성 영역 상을 덮는 피복재를 제거한다.

그 후, 각 제1 도입홈(18)의 형성 영역, 각 반응홈(24)의 형성 영역 및 각 합류 구멍(22)의 형성 영역을 상기 깊이 d1의 분만큼 기판(4)의 한쪽의 면측으로부터 에칭하는 것과 동시에, 각 제2 도입홈(20)의 형성 영역 및 각 합류 구멍(22)의 형성 영역을 동일한 깊이의 분만큼 기판(4)의 다른 쪽의 면측으로부터 에칭한다. 이에 의해, 기판(4)의 한쪽의 면으로부터 깊이 d1의 각 제1 도입홈(18)이 형성된다. 또한, 각 반응홈(24)의 형성 영역은, 기판(4)의 한쪽의 면으로부터 (d2-d3)+(d3-d1)+d1=d2의 깊이까지 에칭되고, 그 결과, 기판(4)의 한쪽의 면으로부터 깊이 d2의 각 반응홈(24)이 형성된다. 또한, 각 제2 도입홈(20)의 형성 영역은, 기판(4)의 다른 쪽의 면으로부터 (d3-d1)+d1=d3의 깊이까지 에칭된다. 이에 의해, 기판(4)의 다른 쪽의 면으로부터 깊이 d3의 각 제2 도입홈(20)이 형성된다. 또한, 각 합류 구멍(22)의 형성 영역은, 기판(4)의 한쪽의 면측으로부터 반응홈(24)과 동일한 깊이 d2까지 에칭됨과 동시에, 기판(4)의 다른 쪽의 면측으로부터 제2 도입홈(20)과 동일한 깊이 d3까지 에칭된다. 이에 의해, 그 기판(4)의 한쪽의 면으로부터 깊이 d2까지 에칭된 부분과 기판(4)의 다른 쪽의 면으로부터 깊이 d3까지 에칭된 부분이 연결되어 각 합류 구멍(22)이 관통된다. 즉, 이 구성에 있어서도, 각 합류 구멍(22)은, 각 반응홈(24)을 형성하기 위한 에칭과 각 제2 도입홈(20)을 형성하기 위한 에칭을 이용하여 형성된다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 기판(4)의 양면을 동시에 에칭 가공하는 경우를 설명하였지만, 기판(4)의 한쪽의 면과 다른 쪽의 면을 각각 따로따로 에칭 가공해도 된다.

또한, 기판(4)을 에칭 가공하는 공정에서는, 기판(4)의 한쪽의 면을 깊이 d1까지 에칭하여 제1 도입홈(18) 중 적어도 제1 도입홈 접속부(18a)를 형성하면 되고, 또한, 기판(4)의 한쪽의 면을 깊이 d2까지 에칭하여 반응홈(24) 중 적어도 반응홈 접속부(24a)를 형성하면 된다. 또한, 이 공정에 있어서, 기판(4)의 다른 쪽의 면을 깊이 d3까지 에칭하여 제2 도입홈(20) 중 적어도 제2 도입홈 접속부(20a)를 형성하면 된다. 즉, 제1 도입홈(18) 중 제1 도입홈 접속부(18a) 이외의 부분은, 깊이 d1과 다른 깊이로 형성해도 되고, 반응홈(24) 중 반응홈 접속부(24a) 이외의 부분은, 깊이 d2와 다른 깊이로 형성해도 되고, 또한, 제2 도입홈(20) 중 제2 도입홈 접속부(20a) 이외의 부분은, 깊이 d3과 다른 깊이로 형성해도 된다. 그리고, 이 경우에는, 반응홈(24) 중 반응홈 접속부(24a)를 형성하는 에칭과, 제2 도입홈(20) 중 제2 도입홈 접속부(20a)를 형성하는 에칭을 이용하여 합류 구멍(22)을 형성하면 된다.

[실시 형태의 개요]

상기 실시 형태를 요약하면, 이하와 같다.

즉, 상기 실시 형태에 따른 반응 장치는, 제1 반응제와 제2 반응제를 유통시키면서 그들을 반응시키는 반응 장치이며, 상기 제1 반응제가 도입되는 제1 도입로와, 상기 제2 반응제가 도입되는 제2 도입로와, 상기 제1 도입로의 하류측과 상기 제2 도입로의 하류측에 연결되며, 상기 제1 도입로를 통하여 흐르는 상기 제1 반응제와 상기 제2 도입로를 통하여 흐르는 상기 제2 반응제를 합류시키기 위한 합류로와, 이 합류로의 하류측에 연결되며, 그 합류로에 있어서 합류된 양 반응제를 유통시키면서 서로 반응시키기 위한 반응로를 갖는 유로를 내부에 갖는 유로 구조체를 구비하고, 상기 유로 구조체는, 기판과, 그 기판의 한쪽의 면을 덮은 상태에서 그 면에 접합되어 있는 제1 밀봉 부재와, 상기 기판의 다른 쪽의 면을 덮은 상태에서 그 면에 접합되어 있는 제2 밀봉 부재를 갖고, 상기 기판의 한쪽의 면에는, 상기 제1 도입로를 구성하는 제1 도입홈이 형성되어 있음과 동시에, 상기 반응로를 구성하는 반응홈이 형성되어 있는 한편, 상기 기판의 다른 쪽의 면에는, 상기 제2 도입로를 구성하는 제2 도입홈이 형성되어 있고, 상기 기판에는, 상기 합류로를 구성하는 합류 구멍이 상기 제1 도입홈 및 상기 제2 도입홈과 상기 반응홈 사이에서 당해 기판의 상기 한쪽의 면으로부터 상기 다른 쪽의 면으로 관통하여 그들 도입홈의 하류측 단부와 반응홈의 상류측 단부를 연결하도록 형성되고, 상기 반응홈 중 상기 합류 구멍에 연결되는 부분의 깊이는, 상기 제1 도입홈 중 상기 합류 구멍에 연결되는 부분의 깊이보다도 크다.

그리고, 이 반응 장치는, 제1 반응제 및 제2 반응제를 유통시키는 유로가 내부에 형성된 유로 구조체를 구비하는 반응 장치를 제조하기 위한 방법이며, 상기 유로가, 상기 제1 반응제가 도입되는 제1 도입로와, 상기 제2 반응제가 도입되는 제2 도입로와, 상기 제1 도입로의 하류측과 상기 제2 도입로의 하류측에 연결되며, 상기 제1 도입로를 통하여 흐르는 상기 제1 반응제와 상기 제2 도입로를 통하여 흐르는 상기 제2 반응제를 합류시키기 위한 합류로와, 이 합류로의 하류측에 연결되며, 그 합류로에 있어서 합류된 양 반응제를 유통시키면서 서로 반응시키기 위한 반응로를 갖도록 상기 유로 구조체를 형성하는 구조체 형성 공정을 구비하고, 상기 구조체 형성 공정은, 기판의 한쪽의 면에 상기 제1 도입로를 구성하는 제1 도입홈을 에칭에 의해 형성하는 제1 도입홈 형성 공정과, 상기 기판의 한쪽의 면에 상기 반응로를 구성하는 반응홈을 에칭에 의해 형성하는 반응홈 형성 공정과, 상기 기판의 다른 쪽의 면에 상기 제2 도입로를 구성하는 제2 도입홈을 에칭에 의해 형성하는 제2 도입홈 형성 공정과, 상기 합류로를 구성하는 합류 구멍을 에칭에 의해 상기 제1 도입홈 및 상기 제2 도입홈의 하류측 단부끼리를 연결함과 동시에 그들 하류측 단부와 상기 반응홈의 상류측 단부를 연결하는 형상으로 상기 기판을 관통하도록 형성하는 합류 구멍 형성 공정과, 상기 기판의 상기 한쪽의 면을 덮도록 그 한쪽의 면에 제1 밀봉 부재를 접합함으로써, 상기 제1 도입홈, 상기 반응홈 및 상기 합류 구멍의 각각의 당해 한쪽의 면측의 개구부를 밀봉하는 제1 밀봉 공정과, 상기 기판의 상기 다른 쪽의 면을 덮도록 그 다른쪽의 면에 제2 밀봉 부재를 접합함으로써, 상기 제2 도입홈 및 상기 합류 구멍의 각각의 당해 다른 쪽의 면측의 개구부를 밀봉하는 제2 밀봉 공정을 포함하고, 상기 제1 도입홈 형성 공정은, 상기 기판의 한쪽의 면을 제1 깊이까지 에칭하여 상기 제1 도입홈 중 적어도 상기 합류 구멍에 연결되는 부분을 형성하는 제1 도입홈 접속부 형성 공정을 포함하고, 상기 반응홈 형성 공정은, 상기 기판의 한쪽의 면을 상기 제1 깊이보다도 큰 제2 깊이까지 에칭하여 상기 반응홈 중 적어도 상기 합류 구멍에 연결되는 부분을 형성하는 반응홈 접속부 형성 공정을 포함하는, 반응 장치의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.

이 반응 장치 및 그 제조 방법에 의하면, 반응홈 중 합류 구멍에 연결되는 부분의 저면이 제1 도입홈 중 합류 구멍에 연결되는 부분의 저면보다도 기판의 다른 쪽의 면에 가까운 위치에 형성되기 때문에, 반응홈 중 합류 구멍에 연결되는 부분의 저면과 제1 도입홈 중 합류 구멍에 연결되는 부분의 저면이 동일한 높이인 경우보다도 제1 반응제와 제2 반응제의 균일성이 높은 혼합이 가능해진다. 즉, 본 구성에서는, 반응홈 중 합류 구멍에 연결되는 부분의 저면이 제1 도입홈 중 합류 구멍에 연결되는 부분의 저면보다도 기판의 다른 쪽의 면에 가까운 위치에 형성되는 것에 기인하여 제1 반응제가 기판의 한쪽의 면측으로부터 다른 쪽의 면측을 향하여 이동하면서 하류측으로 흐른다. 그 한편, 본 구성에서는, 제2 도입홈이 기판의 다른 쪽의 면에 형성됨과 동시에 반응홈이 기판의 한쪽의 면에 형성되는 것에 기인하여 제2 도입홈으로부터 합류 구멍을 거쳐 반응홈에 이르는 경로는 굴곡한다. 이 때문에, 이 경로를 흐르는 제2 반응제는, 기판의 다른 쪽의 면측으로부터 한쪽의 면측으로 이동하면서 하류측으로 흐른다. 따라서, 본 구성에서는, 제1 반응제와 제2 반응제가 서로 접근하는 방향으로 각각 이동하면서 합류하여 하류측으로 흐르므로, 반응홈 중 합류 구멍에 연결되는 부분의 저면과 제1 도입홈 중 합류 구멍에 연결되는 부분의 저면이 동일한 높이로 형성되어 있어, 직선적으로 원활하게 흐르는 제1 반응제에 대하여 제2 반응제가 도중으로부터 합류하는 종래의 구성에 비해, 제1 반응제와 제2 반응제가 양호하게 혼합된다. 그 결과, 양 반응제의 혼합의 균일성을 높일 수 있다.

또한, 본 구성에서는, 기판에 제1 도입홈, 제2 도입홈, 반응홈 및 합류 구멍이 형성되고, 제1 밀봉 부재가 기판에 형성된 제1 도입홈의 개구부, 반응홈의 개구부 및 합류 구멍의 한쪽의 개구부를 덮음과 동시에, 제2 밀봉 부재가 기판에 형성된 제2 도입홈의 개구부 및 합류 구멍의 다른 쪽의 개구부를 덮는 것만으로 제1 도입로, 제2 도입로, 합류로 및 반응로가 형성된다. 이 때문에, 본 구성에서는, 에칭 가공으로서, 기판에 제1 도입홈, 제2 도입홈, 반응홈 및 합류 구멍을 형성하기 위한 에칭 가공을 행하는 것만으로 되고, 양 밀봉 부재의 에칭 가공을 행하지 않아도 된다. 이 때문에, 기판의 에칭 가공에 더하여 양 밀봉 부재 중 반응로에 대응하는 부분이 돌출되도록 그 양 밀봉 부재를 에칭 가공할 필요가 있는 종래의 구성에 비해, 에칭의 공정수를 적게 할 수 있다. 또한, 본 구성에서는, 단순히 양 밀봉 부재를 기판에 접합하여 기판에 형성된 각 홈 및 합류 구멍의 각각의 개구부를 그 밀봉 부재로 덮는 것만으로 유로가 형성되기 때문에, 양 밀봉 부재를 기판에 대하여 위치 정렬하면서 접합한다고 하는 번잡한 작업을 행하지 않아도 된다. 이 때문에, 본 구성에서는, 반응 장치의 제조 공정이 번잡해지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 구성에서는, 반응 장치에 있어서의 반응제의 혼합의 균일성을 높이면서, 반응 장치의 제조 공정이 번잡해지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 반응 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 제2 도입홈 형성 공정은, 상기 기판의 다른 쪽의 면을 당해 기판의 판 두께와 상기 제2 깊이의 차보다도 크고, 또한, 당해 기판의 판 두께와 상기 제1 깊이의 차보다도 작은 제3 깊이까지 에칭하여 상기 제2 도입홈 중 적어도 상기 합류 구멍에 연결되는 부분을 형성하는 제2 도입홈 접속부 형성 공정을 포함하고, 상기 합류 구멍 형성 공정은, 상기 반응홈 접속부 형성 공정과 동시에 행해지며, 상기 기판의 상기 한쪽의 면 중 상기 합류 구멍의 형성 영역을 상기 제2 깊이까지 에칭하는 제1 공정과, 상기 제2 도입홈 접속부 형성 공정과 동시에 행해지며, 상기 기판의 상기 다른 쪽의 면 중 상기 합류 구멍의 형성 영역을 상기 제3 깊이까지 에칭하는 제2 공정을 포함하고, 상기 제1 공정에서 상기 제2 깊이까지 에칭한 부분과 상기 제2 공정에서 상기 제3 깊이까지 에칭한 부분이 연결되어 상기 합류 구멍이 관통하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성하면, 반응홈 접속부 형성 공정의 에칭과 제2 도입홈 접속부 형성 공정의 에칭을 이용하여 합류 구멍을 형성할 수 있기 때문에, 합류 구멍을 형성하기 위한 전용의 에칭 공정이나 레이저 가공 등에 의해 합류 구멍을 형성하는 공정 등을 별도로 행할 필요가 없다. 이 때문에, 반응 장치의 제조 공정을 간소화할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 상기 실시 형태에 따르면, 반응 장치에 있어서의 반응제의 혼합의 균일성을 높이면서, 반응 장치의 제조 공정이 번잡해지는 것을 방지할 수 있다.

Claims (3)

1. 제1 반응제와 제2 반응제를 유통시키면서 그들을 반응시키는 반응 장치이며,
   상기 제1 반응제가 도입되는 제1 도입로와, 상기 제2 반응제가 도입되는 제2 도입로와, 상기 제1 도입로의 하류측과 상기 제2 도입로의 하류측에 연결되며, 상기 제1 도입로를 통하여 흐르는 상기 제1 반응제와 상기 제2 도입로를 통하여 흐르는 상기 제2 반응제를 합류시키기 위한 합류로와, 이 합류로의 하류측에 연결되며, 그 합류로에 있어서 합류된 양 반응제를 유통시키면서 서로 반응시키기 위한 반응로를 갖는 유로를 내부에 갖는 유로 구조체를 구비하고,
   상기 유로 구조체는, 기판과, 그 기판의 한쪽의 면을 덮은 상태에서 그 면에 접합되어 있는 제1 밀봉 부재와, 상기 기판의 다른 쪽의 면을 덮은 상태에서 그 면에 접합되어 있는 제2 밀봉 부재를 갖고,
   상기 기판의 한쪽의 면에는, 상기 제1 도입로를 구성하는 제1 도입홈이 형성되어 있음과 동시에, 상기 반응로를 구성하는 반응홈이 형성되어 있는 한편, 상기 기판의 다른 쪽의 면에는, 상기 제2 도입로를 구성하는 제2 도입홈이 형성되어 있고,
   상기 기판에는, 상기 합류로를 구성하는 합류 구멍이 상기 제1 도입홈 및 상기 제2 도입홈과 상기 반응홈 사이에서 당해 기판의 상기 한쪽의 면으로부터 상기 다른 쪽의 면으로 관통하여 그들 도입홈의 하류측 단부와 반응홈의 상류측 단부를 연결하도록 형성되고,
   상기 반응홈 중 상기 합류 구멍에 연결되는 부분의 깊이는, 상기 제1 도입홈 중 상기 합류 구멍에 연결되는 부분의 깊이보다도 큰, 반응 장치.
2. 제1 반응제 및 제2 반응제를 유통시키는 유로가 내부에 형성된 유로 구조체를 구비하는 반응 장치를 제조하기 위한 방법이며,
   상기 유로가, 상기 제1 반응제가 도입되는 제1 도입로와, 상기 제2 반응제가 도입되는 제2 도입로와, 상기 제1 도입로의 하류측과 상기 제2 도입로의 하류측에 연결되며, 상기 제1 도입로를 통하여 흐르는 상기 제1 반응제와 상기 제2 도입로를 통하여 흐르는 상기 제2 반응제를 합류시키기 위한 합류로와, 이 합류로의 하류측에 연결되며, 그 합류로에 있어서 합류된 양 반응제를 유통시키면서 서로 반응시키기 위한 반응로를 갖도록 상기 유로 구조체를 형성하는 구조체 형성 공정을 구비하고,
   상기 구조체 형성 공정은, 기판의 한쪽의 면에 상기 제1 도입로를 구성하는 제1 도입홈을 에칭에 의해 형성하는 제1 도입홈 형성 공정과, 상기 기판의 한쪽의 면에 상기 반응로를 구성하는 반응홈을 에칭에 의해 형성하는 반응홈 형성 공정과, 상기 기판의 다른 쪽의 면에 상기 제2 도입로를 구성하는 제2 도입홈을 에칭에 의해 형성하는 제2 도입홈 형성 공정과, 상기 합류로를 구성하는 합류 구멍을 에칭에 의해 상기 제1 도입홈 및 상기 제2 도입홈의 하류측 단부끼리를 연결함과 동시에 그들 하류측 단부와 상기 반응홈의 상류측 단부를 연결하는 형상으로 상기 기판을 관통하도록 형성하는 합류 구멍 형성 공정과, 상기 기판의 상기 한쪽의 면을 덮도록 그 한쪽의 면에 제1 밀봉 부재를 접합함으로써, 상기 제1 도입홈, 상기 반응홈 및 상기 합류 구멍의 각각의 당해 한쪽의 면측의 개구부를 밀봉하는 제1 밀봉 공정과, 상기 기판의 상기 다른 쪽의 면을 덮도록 그 다른쪽의 면에 제2 밀봉 부재를 접합함으로써, 상기 제2 도입홈 및 상기 합류 구멍의 각각의 당해 다른 쪽의 면측의 개구부를 밀봉하는 제2 밀봉 공정을 포함하고,
   상기 제1 도입홈 형성 공정은, 상기 기판의 한쪽의 면을 제1 깊이까지 에칭하여 상기 제1 도입홈 중 적어도 상기 합류 구멍에 연결되는 부분을 형성하는 제1 도입홈 접속부 형성 공정을 포함하고,
   상기 반응홈 형성 공정은, 상기 기판의 한쪽의 면을 상기 제1 깊이보다도 큰 제2 깊이까지 에칭하여 상기 반응홈 중 적어도 상기 합류 구멍에 연결되는 부분을 형성하는 반응홈 접속부 형성 공정을 포함하는, 반응 장치의 제조 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 제2 도입홈 형성 공정은, 상기 기판의 다른 쪽의 면을 당해 기판의 판 두께와 상기 제2 깊이의 차보다도 크고, 또한, 당해 기판의 판 두께와 상기 제1 깊이의 차보다도 작은 제3 깊이까지 에칭하여 상기 제2 도입홈 중 적어도 상기 합류 구멍에 연결되는 부분을 형성하는 제2 도입홈 접속부 형성 공정을 포함하고,
   상기 합류 구멍 형성 공정은, 상기 반응홈 접속부 형성 공정과 동시에 행해지며, 상기 기판의 상기 한쪽의 면 중 상기 합류 구멍의 형성 영역을 상기 제2 깊이까지 에칭하는 제1 공정과, 상기 제2 도입홈 접속부 형성 공정과 동시에 행해지며, 상기 기판의 상기 다른 쪽의 면 중 상기 합류 구멍의 형성 영역을 상기 제3 깊이까지 에칭하는 제2 공정을 포함하고,
   상기 제1 공정에서 상기 제2 깊이까지 에칭한 부분과 상기 제2 공정에서 상기 제3 깊이까지 에칭한 부분이 연결되어 상기 합류 구멍이 관통하는, 반응 장치의 제조 방법.

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