TW201017171A - Microchip - Google Patents
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Description
201017171 六、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於藉由接合形成有流路用溝之樹脂製基板 而製造出的微晶片。 【先前技術】 可使用利用微細加工技術在矽或玻璃基板上形成微細 β 流路或電路,並且在微小空間執行核酸、蛋白質或血液等 之液體試料之化學反應或分離、分析等之被稱爲微分晶片 或 pTAS(Micro Total Analysis Systems)的裝置。就以如此 之微晶片之優點而言,應可實現減少樣品或試藥之使用量 或廢液之排出量,在空間小之環境下進行搬運之低價系 統。 微晶片係藉由在至少一方之構件貼合施有微細加工之 兩個構件而製造出。在以往中,微晶片使用玻璃基板,提 ® 案有各種微細加工方法。但是,玻璃基板不朝大量生產, 因非常高價,故期待開發出低價可拋棄之樹脂製的微晶 片。 爲了樹脂製之微晶片,接合在表面具有流路用溝之樹 脂製基板,和覆蓋流路用溝之樹脂製基板。具有流路用溝 之樹脂製基板係藉由射出成形法、押出成形法或機械加工 法等之方法而製作出。然後,將流路用溝設爲內側,接合 在表面具有流路用溝之樹脂製基板,和覆蓋用之樹脂製基 板。藉由該接合,覆蓋用之樹脂製基板當作流路用溝之蓋 201017171 件(cover)發揮功能,藉由流路用溝形成微細流路。依此, 製造出在內部具有微細流路之微晶片。樹脂製基板彼此之 接合,可舉出使用熱板、熱風、熱滾輪、高音波、振動、 雷射等而加熱樹脂製基板予以接合之溶接方法;使用接著 劑或溶劑接合樹脂製基板之接著方法;利用樹脂製基板本 身之黏著性而予以接合之方法;以及藉由對樹脂製基板施 予電漿處理等之表面處理,接合基板彼此之方法等。 再者,在具有流路用溝之樹脂製基板形成有貫通於樹 脂製基板之厚度方向的貫通孔。該貫通孔連接於流路用 溝。並且,具有流路用溝之樹脂製基板所知的有在與形成 有流路用溝之表面相反側之表面,包圍貫通孔而設置有筒 狀之突起部(例如,專利文獻1)。該突起部嵌合管或噴嘴 等,將液體試料導入至微細流路,再者自微細流路排出液 體試料。 [先行技術文獻] 專利文獻1 :日本特開2006-234600號公報 · 【發明內容】 [發明所欲解決之課題] 如上述般,於包圍貫通孔而所設置之突起部,連接用 以導入或排出液體試料之機器或使流體試料流動之機器。 因此,在突起部要求有用以維持其連接之強度。 再者,因被導入至微細流路之液體試料微量,故於不 流暢執行液體試料之導入、流體試料之流動以及檢測之 -6- 201017171 時,被導入至微細流路之液體試料蒸發,成分濃度變化。 因此,在以上之微晶片中,要求將液體試料流暢導入至微 細流路內。再者,要求用以將液體試料導入至微細流路之 機器,或在微細流路內使液體試料流動之機器,簡便被插 入或連接於微晶圓。例如,要求電極或栗等之機器簡便被 插入或連接於微晶圓。如此一來,因在微晶片之突起部連 接機器,故突起部要求維持其連接之強度。 β 然而,要求能夠在一個微晶片中,執行多數檢查。因 此,以在微晶片設置用以將不同種類之液體試料導入至微 細流路之多數貫通孔爲佳。例如,在微細流路多數設置用 以導入液體試料,使用每一檢查不同的貫通孔,將每一檢 查不同種類之液體試料導入至微細流路內。如此一來,每 檢査變更貫通孔而導入液體試料,依此可以謀求防止因執 行多數檢査而所造成之液體試料彼此污染。 爲了在一個微晶片執行多數檢查,在樹脂製基板設置 ® 多數貫通孔,必須包圍各貫通孔設置用以連接機器之突起 部。爲了在限制大小之微晶片,設置多數貫通孔,必須縮 短貫通孔間之距離。例如,藉由使包圍貫通孔而所設置之 突起部的厚度(厚壁)薄化,縮短貫通孔間之距離,可以在 微晶片設置更多貫通孔。但是,當使突起部之厚度(厚壁) 薄化時,厚度變薄之部分,則產生突起部之強度下降之問 題。 再者,於製造具有突起部之樹脂製基板之時,於成形 中,因突起部之附近中之入熱條件或加壓條件容易成爲不 201017171 均勻,故容易使成形之精度惡化。其結果,在突起部之周 邊的表面平面精度容易惡化。突起部之厚度(厚壁)越厚, 因於成形時,形成突起部之樹脂難以變冷,故流路用之轉 印性容易惡化。其結果,在具有流路用溝之樹脂製基板 中,形成有流路用溝之表面,即是與覆蓋用之樹脂製基板 接合之表面(接合面)之平面性容易惡化。接合面之平面性 惡化之時,則有具有流路用溝之樹脂製基板,和覆蓋用之 樹脂製基板之接合強度下降之問題。 ® 該發明係用以解決上述問題,其目的在於提供一種微 晶片,該微晶片具有連接用以導入或排出液體試料之機 器,或使液體試料流動之機器等之突起部,確保其突起部 之強度。 [用以解決課題之手段] 該發明之第1型態爲一種微晶片,係在兩個樹脂製基 板中,於至少一個樹脂製基板之表面形成流路用溝,上述 ® 兩個樹脂製基板係將形成有上述流路用溝之面設爲內側而 被接合,並且在上述兩個樹脂製基板中之至少一個樹脂製 基板,形成連通外部和上述流路用溝之貫通孔,形成有上 述貫通孔之樹脂製基板之一部份,係從與上述兩個樹脂製 基板之接合面相反側之表面形成在外方具有包圍該貫通孔 之形狀而突出的突起部,構成可通過上述貫通孔而導入液 體試料,其特徵爲:上述突起部之前端部中之壁厚W和 上述突起部之高度T爲滿足 -8- 201017171 (T/10)S WS (T/2)之關係。 再者,該發明之第2型態爲一種微晶片,係在兩個樹 脂製基板中,於至少一個樹脂製基板之表面形成流路用 溝,上述兩個樹脂製基板係將形成有上述流路用溝之面設 爲內側而被接合,並且在上述兩個樹脂製基板中之至少一 個樹脂製基板,形成連通外部和上述流路用溝之貫通孔, 從與上述兩個樹脂製基板之接合面相反側之表面形成在外 β 方具有包圍該貫通孔之形狀而突出的突起部,構成可通過 上述貫通孔而導入液體試料,其特徵爲:上述突起部之上 端部經階差形成厚壁薄之突出部,構成可抑制被導入之液 體試料之液懸垂。 再者,該發明之第3型態係第2型態所涉及之微晶片 中,上述突起部之前端部中之厚壁W和上述突起部之高 度Τ係滿足 (T/10) S WS (Τ/2)之關係。 β 再者,該發明之第4型態係第1型態所涉及之微晶片 中,上述突起部之前端爲平坦面。 再者,該發明之第5型態係第1型態所涉及之微晶片 中,上述突起部之上端部經階差形成厚壁薄之突出部,構 成可抑制被導入之液體試料之液懸垂。 再者,該發明之第6型態係第2、第3或第5型態所 涉及之微晶片中,上述突起部係在較上述突起部之外周部 內側具有階差而被形成。 再者,該發明之第7型態爲一種微晶片,係在兩個樹 -9 * 201017171 脂製基板中,於至少一個樹脂製基板之表面形成流路用 溝,上述兩個樹脂製基板係將形成有上述流路用溝之面設 爲內側而被接合,並且在上述兩個樹脂製基板中之至少一 個樹脂製基板,形成連通外部和上述流路用溝之貫通孔, 從與上述兩個樹脂製基板之接合面相反側之表面形成在外 方具有包圍該貫通孔之形狀而突出的突起部,構成可通過 上述貫通孔而導入液體試料,其特徵爲:上述突起部之前 端呈曲面狀。 φ [發明效果] 當藉由該發明時,對於突起部之高度T,藉由將突起 部之前端部中之厚壁W設爲(T/10)以上,則可充分確保突 起部之強度。例如,可於將經貫通孔導入或排出液體試料 之機器或用以使液體試料流動之機器連接於突起部之時, 則可謀求防止因其連接而導致突起部破損。再者,對於突 起部之高度T,藉由將突起部之前端部中之厚壁W設爲 (T/2)以下,則不會使樹脂製基板之接合面之平面性降 低,可確保突起部之強度。 再者,藉由在突起部之上端部設置突出部,於從貫通 孔拔出被插入至貫通孔內之電極或液體倒入裝置機構之 時,則可抑制導入液體之液懸垂。 再者,藉由將突出部之前端部設爲曲面形狀,於將電 極或機器插入至微晶片之時,因該前端部當作其插入之卡 而發揮功能,故容易對微晶片設置電極或機器。 -10- 201017171 再者,藉由將突起部之前端設爲平坦面,被設置在突 起部之機器和突起部之接觸面積變寬。其結果,可提高突 起部和機器之間的密封性,並可防止突起部中之液體試料 浅漏。 再者,藉由突起部之最前端部被形成在較突起部之外 周部內側,則可將突起部之前端部當作導件,將電極或機 器簡便插入至貫通孔而予以設置。 參 【實施方式】 針對該發明之實施型態所涉及之微晶片,參照第1圖 和第2圖予以說明。第1圖爲該發明之第1實施型態所涉 及之微晶片之俯視圖。第2圖爲表示該發明之第1實施型 態所涉及之微晶片之一部份的截面圖,表示第1圖之II-II截面之一部份的截面圖。 該實施型態所涉及之微晶片1具備樹脂製基板2和樹 ® 脂製基板100而構成。在樹脂製基板2之表面形成有流路 用溝。再者,成爲樹脂製基板2之接合之對方側的樹脂製 基板100爲平板狀之基板。然後,將形成有流路用溝之面 設爲內側,接合樹脂製基板2和樹脂製基板100。依此, 樹脂製基板100當作流路用溝之蓋件(cover)發揮功能,藉 由流路用溝形成微細流路3,而製造出在內部具有依據流 路用溝所形成之微細流路3的微晶片1。 再者,在樹脂製基板2形成有貫通於基板之厚度方向 的貫通孔6。該貫通孔6連接於流路用溝,從與樹脂製基 -11 - 201017171 板2和樹脂製基板100接合之面相反側之面連接於流路用 溝。藉由接合樹脂製基板2和樹脂製基板100,成爲連接 微細流路3和外部之開口部。貫通孔6因連接於流路用 溝,故依據其貫通孔6之開口部連接於微細流路3。開口 部(貫通孔6)爲用以執行凝膠液體試料或緩衝液等之導 入、保存或排出之孔。開口部(貫通孔6)之形狀除圓形狀 或矩形狀之外,即使爲各種形狀亦可。該開口部(貫通孔 6)連接被設置在分析裝置之管或噴嘴,並經其管或噴嘴, ® 將凝膠、液體試料或緩衝液等導入至微細流路3,或是自 微細流路3排出。並且,即使在樹脂製基板100形成貫通 孔而形成開口部亦可。 並且,如第1圖和第2圖所示般,樹脂製基板2係在 與形成流路用溝之表面相反側之表面,形成有圓筒狀之突 起部5。該突起部5突出於樹脂製基板2之厚度方向,包 圍設置貫通孔6。突起部5係被一體性形成在樹脂製基板 2。在該突起部5嵌合管或噴嘴,執行液體試料等之導入 ® 或排出。並且,第1圖所示之突起部5具有圓筒狀之形 狀,但是該爲一例,即使具有多角形之形狀亦可。 樹脂製基板2之外形形狀若爲容易操作、分析之形狀 即可,以正方形或長方形等之形狀爲佳。就以一例而言, 若爲10mm方形〜200mm方形之大小即可。再者,即使爲 10mm方形〜100mm方形之大小亦可。再者,貫通孔6之 內徑若配合分析手法或分析裝置即可,例如若爲2mm左 右即可。 •12- 201017171 微細流路3之形狀以可以減少分析試料、試藥之使用 量,考慮成形模具之製作精度、轉印性、脫模性等,寬 度、深度皆以10 μιη〜200 μιη之範圍內之値爲佳,但並不 特別限定。再者,微細流路3之寬度和深度若藉由微晶片 之用途來決定即可。並且,微細流路3之截面之形狀即使 爲矩形狀亦可,即使爲曲面狀亦可。 形成有流路用溝之樹脂製基板2之板厚,考慮成形 ❹ 性,以 0.2mm〜5mm爲佳,以 0.5mm〜2mm爲更佳。當 作用以覆蓋流路用溝之蓋件(cover)而發揮功能之樹脂製基 板1〇〇之板厚,考慮成形性,以〇.2mm〜5 mm爲佳,以 0.5mm〜2mm爲更佳。再者,於在當作蓋件(cover)發揮功 能之樹脂製基板100不形成流路用溝之時,即使不是板狀 之構件,使用薄膜(片狀之構件)亦可。此時,薄膜之厚度 以30μιη〜300μιη爲佳,以50μιη〜150μπι爲更佳。 在此,將形成有流路用溝之樹脂製基板2之板厚當作 ® 厚度t,將突起部5之高度當作高度Τ。在該實施型態 中,樹脂製基板2之厚度t和突起部5之高度T係滿足下 述式(1)之關係。 〇.5x厚度tg高度TSIOx厚度t…式(1) 再者,將突起部5之前端部之厚壁設爲厚度W之 時,突起部5之前端部之厚度W,和突起部5之高度T 則滿足下述式(2)之關係。 (T/10)S 厚度 WS(T/2)…式(2) 並且,於突起部5之形狀爲圓筒之時,其圓筒之外周 -13- 201017171 之半徑和內周之半徑之差作爲厚壁之厚度W被定義。 在該實施型態中,貫通孔6之直徑係在突起部5之高 度方向中成爲一定。再者,突起部5之外徑也在突起部5 之高度方向成爲一定。即是,突起部5之厚壁W也在突 起部5之高度方向成爲一定。如此一來,在該實施型態所 涉及之微晶片1中,突起部5之厚壁在任何高度中皆成爲 一定。再者,突起部5之最前端部7成爲平坦之面。 如式(2)所示般,藉由將突起部5之前端部之厚壁設 Φ 爲(Ί7 10)以上,則能夠充分保持突起部5之強度。即是, 對於突起部5之高度,藉由將厚度W設爲(T710)以上,則 可充分確保高度T之突起部5的強度。例如,在將液體試 料導入至微晶片1之時,或使微細流路3內之液體試料流 動之時,能夠防止突起部5之破損,並防止液體試料之洩 漏。 再者,藉由將突起部5之前端部之厚壁設爲(T/2)以 下,則能夠邊保持突起部5之強度,邊使接合面之轉印性 Φ 成爲良好,且能夠保持平面性。突起部5之厚壁越厚,因 於樹脂製基板2之成形時,形成突起部5之樹脂難以變 冷,故流路用溝之轉印性容易惡化。其結果,在樹脂製基 板2中,形成有流路用溝之表面的平面性容易惡化。形成 有流路用溝之表面因係與覆蓋用之樹脂製基板1〇〇接合之 表面(接合面),故當其表面之平面性惡化時,則有樹脂製 基板2和樹脂製基板100之接合強度降低之虞。對此,如 該實施型態所涉及之微晶片1般,藉由將突起部5之厚壁 -14- 201017171 設爲(T/2)以下,則不會使樹脂製基板2之接合面之平面 性降低,可確保突起部5之強度。因此,能夠強固接合樹 脂製基板2和樹脂製基板100。 再者,藉由將突起部5之厚壁設爲(Τ/10)以上,(Τ/2) 以下,則能夠邊保持突起部5之強度,邊在樹脂製基板2 設置更多的貫通孔6。即是,越薄化突起部5之厚壁,雖 然可以縮短貫通孔6之間,在樹脂製基板2設置更多貫通 • 孔6,但是薄化之部分,使得突起部5之強度則降低。再 者,爲了保持突起部5之強度,若越增加突起部5之厚壁 之厚度,所增厚之部分,則使得在樹脂製基板2設置突起 部5之空間變少。因此,越增加厚壁之厚度時,設置在樹 脂製基板2之突起部5之數量則受到限制。即是,越增加 突起部5之厚壁時,不得不增大貫通孔6之間隔,可以形 成在樹脂製基板2之貫通孔6之數量受到限制。於是,如 該實施型態般,藉由將突起部5之厚壁設爲(Τ/10)以上, ® (Τ/2)以下,則能夠邊保持突起部5之強度,邊在樹脂製 基板2設置更多的突起部5(貫通孔6)。依此,可使用 一個微晶片1,執行更多之檢查。 並且,突起部5之厚度W就一例而言,以0.1 mm 〜2.0 m m爲佳。 樹脂製基板2、100使用樹脂。其樹脂之條件可舉出 以成形性(轉印性、脫模性)佳,透明性高,對紫外線或 可視光自己螢光性低等。例如樹脂製基板2、100使用熱 可塑性樹脂。作爲熱可塑性樹脂以使用聚碳酸脂、聚甲基 -15- 201017171 丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚對苯二 甲酸乙二酯、耐隆6、耐隆66、聚乙烯醇、聚偏二氯乙 烯、聚丙烯、聚異戊二烯、聚乙烯、聚二甲基矽氧烷、環 狀聚烯烴等爲佳。尤其,以使用聚甲基丙烯酸甲酯、環狀 聚烯烴爲較佳。並且,樹脂製基板2和樹脂製基板100, 即使使用相同材料亦可,即使使用不同材料亦可。再者, 在不形成流路用溝之樹脂製基板100,除熱可塑性樹脂之 外,即使使用熱硬化樹脂或紫外線硬化性樹脂等亦可。作 爲熱硬化樹脂以使用聚二甲基矽氧烷爲佳。 樹脂製基板2、100可以藉由押出成形法、T壓模成 形法、擠塑成形法、壓延成形法、射出成形法、壓制成形 法或是機械加工法等之方法製造。例如,即使藉由射出成 形法,在樹脂製基板表面形成流路用溝或突起部亦可,並 且即使藉由機械加工法,在樹脂製基板之表面形成流路用 溝或突起部亦可。 再者,樹脂製基板2和樹脂製基板1〇〇之接合,藉由 以往技術所涉及之接合方法而執行。例如,使用熱板、熱 風、熱滾輪、超音波、震動或雷射等,加熱樹脂製基板2 和樹脂製基板100而接合。或是,即使使用接著劑或溶 劑’接合樹脂製基板2和樹脂製基板〗00亦可。 並且,在該實施型態中,雖然在形成有流路用溝之樹 脂製基板2形成貫通孔6,並包圍貫通孔6而形成突起部 5 ’但是即使在成爲接合對方之樹脂製基板100形成貫通 ?L ’包圍其貫通孔而形成突起部亦可。再者,即使在樹脂 -16- 201017171 製2和樹脂製基板1 00分別形成流路用溝,藉由接合樹脂 製基板2和樹脂製基板1〇〇,製造出在內部具有微細流路 之微晶片亦可。 再者,即使將突起部5之內周部之側面設爲錐狀亦 可。例如,以貫通孔6之直徑朝向突起部5之前端部漸漸 變大之方式,將突起部5之內周部設爲錐狀。如此一來, 即使將突起部5之內周部之側面設爲錐狀之時,藉由突起 • 部5之前端部之厚壁W滿足上述式(2)所示之關係,則可 以充分確保突起部5之強度。 (變形例1) 針對上述實施型態之變形例1,參照第3圖予以說 明。第3圖爲變形例1所涉及之微晶片之一部份的截面 圖。 變形例1所涉及之微晶片1A具備有在表面形成流路 用溝之樹脂製基板2A,和平板狀之樹脂製基板100。將 ® 形成有流路用溝之面設爲內側,接合樹脂製基板2A和樹 脂製基板1〇〇,藉由流路用溝形成微細流路3,而製造出 在內部具有依據流路用溝所形成之微細流路3的微晶片 1A。 在形成有流路用溝之樹脂製基板2A,形成有貫通於 基板之厚度方向的貫通孔6。該貫通孔6連接於流路用溝 而形成,藉由接合樹脂製基板2A和樹脂製基板1〇〇,成 爲連接微細流路3和外部之開口部。並且,樹脂製基板 2A係在與形成流路用溝之表面相反側之表面,形成有圓 -17- 201017171 筒狀之突起部5A。該突起部5A突出於樹脂製基板2A之 厚度方向,包圍設置貫通孔6而形成。 在變形例1中,突起部5 A之外側之側面8成爲錐 狀。即是,突起部5A之外徑朝向突起部5A之前端部漸 漸變小。再者,突起部5之外周部之側面8成爲直線狀。 另外,貫通孔6之直徑係在突起部5A之高度方向中成爲 一定》即是,貫通孔6之直徑即使在任何高度也成爲一 定。因此,在變形例1中,突起部5A之厚壁朝向突起部 @ 5A之前端部漸漸變小,在最前端部7成爲最窄。再者, 突起部5A之最前端部7成爲平坦之面。 即使在變形例1中,樹脂製基板2A之厚度t,和突 起部5A之高度T滿足上述式(1)所示之關係。再者,突起 部5A之前端部之厚度W,和突起部5A之高度T滿足上 述式(2)所示之關係。在變形例1中,將突起部5A之最前 端部7中的厚壁設爲厚度W,其厚度W滿足上述式(2)所 示之關係。 β 如上述般,在錐狀之突起部5A中,藉由將突起部5A 之最前端部7之厚壁設爲(T/10)以上,則能夠與上述實施 型態相同,充分保持突起部5之強度。尤其,藉由將厚度 變爲最窄之最前端部7之厚壁設爲(T/10)以上,則能夠充 分保持突起部5A之強度。 並且,即使將突起部5A之內周部之側面設爲錐狀亦 可。即使此時,藉由突起部5A之前端部之厚壁W滿足上 述式(2)所示之關係’則可以充分確保突起部5A之強度。 -18- 201017171 (應用例) 接著,針對使用實施型態所涉及之微晶片1,和變形 例1所涉及之微晶片1A的應用例,參照第4圖予以說 明。第4圖爲應用例所涉及之微晶片之一部分的截面圖。 在實施型態所涉及之微晶片1中,突起部5之最前端部7 成爲平坦之面。如此一來,藉由將最前端部7設爲平坦, 與被連接於微晶片1之液體導入機器20的接觸面積變 寬。因此,可提高突起部5和液體導入機器20之間的密 封性,防止突起部5中之液體試料之洩漏。 液體導入機器20具有用以將液體試料導入至微晶片 1之微細流路3之噴嘴21。該噴嘴21之直徑的大小小於 微晶片1之貫通孔6之直徑。於將液體試料導入至微晶片 1之微細流路3之時,將噴嘴21插入至微晶片1之貫通 孔6內,並將液體導入機器20設置在突起部5之最前端 部7之上方。最前端部7因爲平坦之面,故液體導入機器 2〇和最前端部7之接觸面積變寬。其結果,提高最前端 部7和液體導入機器20之間的密封性,難以在最前端部 7和液體導入機器2 0之間產生間隙。依此,可以防止液 體試料從突起部5和液體導入機器20之間洩漏。 即使針對變形例1所涉及之微晶片1A中,突起部5 之最前端部7成爲平坦之面。因此,可提高最前端部7和 液體導入機器20之間的密封性,防止突起部5中之液體 試料之洩漏。 (變形例2) -19- 201017171 針對上述實施型態之變形例2,參照第5圖予以說 明。第5圖爲變形例2所涉及之微晶片之一部份的截面 圖。 變形例2所涉及之微晶片1B具備有在表面形成流路 用溝之樹脂製基板2B,和平板狀之樹脂製基板1〇〇。將形 成有流路用溝之面設爲內側,接合樹脂製基板2B和樹脂 製基板1〇〇,藉由流路用溝形成微細流路3,而製造出在 內部具有依據流路用溝所形成之微細流路3的微晶片 @ 1B。 在形成有流路用溝之樹脂製基板2B,形成有貫通於 基板之厚度方向的貫通孔6。該貫通孔6連接於流路用溝 而形成,藉由接合樹脂製基板2B和樹脂製基板100,成 爲連接微細流路3和外部之開口部。並且,樹脂製基板 2B \系在與形成流路用溝之表面相反側之表面,形成有圓 筒狀之突起部5B。該突起部5B突出於樹脂製基板2B之 厚度方向,包圍設置貫通孔6而形成。 ⑩ 在變形例2中,如第5圖(a)所示般,貫通孔6之直 徑係在突起部5B之高度方向中成爲一定。另外,突起部 5B之外周部之側面9成爲直線狀,在側面9成爲直線狀 之部分,突起部5B之外徑在突起部5B之高度方向成爲 一定。即是,在外周部之側面9成爲直線狀之部分,突起 部5B之厚壁W在突起部5B之高度方向成爲一定。如此 一來,在外周部之側面9成爲直線狀之部分,突起部5B 之厚壁在任何高度也成爲一定。另外,突起部5B之前端 -20- 201017171 部ι〇成爲曲面狀。藉由前端部10成爲曲面狀’突起部 5B之最前端部P被形成在較突起部5B之外周部內側。即 使前端部10之一部份爲曲面狀亦可’即使前端部10之全 體爲曲面狀亦可。如此一來,突起部5B係藉由具有直線 狀之側面9之部分和曲面狀之前端部1〇而構成。 即使在變形例2中,樹脂製基板2B之厚度t,和突 起部5B之高度T滿足上述式(1)所示之關係。 β 在變形例2中,定義直線狀之側面9和曲面狀之前端 部1 〇之境界以作爲直線狀之側面9的終端部。在變形例 2中,於終端部Ε滿足上述式(2)所示之關係。即是,將突 起部5Β之終端部Ε之厚壁定義爲厚度W,其厚度W和突 起部5Β之高度Τ滿足上述式(2)所示之關係。 再者,即使將從突起部5Β之最前端部Ρ含在0.5 mm 左右之範圍內之區域定義突起部5B之前端部亦可。此 時,將含在該區域之前端部之厚壁定義厚度W,其厚度w 胃 和突起部5B之高度T若滿足上述式(2)所示之關係即可。 如上述般,在具有曲面狀之前端部10的突起部5B 中,將突起部5B之前端部的厚壁設爲(T/10)以上,則能 夠與上述實施型態相同,充分保持突起部5B之強度。 接著,第5圖(b)表示變形例2所涉及之微晶片1B之 應用例。在變形例2所涉及之微晶片1B中,突起部5B 之前端部10成爲曲面狀。如此一來,藉由將前端部10設 爲曲面狀,於將電極或機器插入至微晶片之時,前端部 1〇當作其插入之導件而發揮功能。因前端部10當作導件 -21 - 201017171 發揮功能,故容易對微晶片設置電極或機器。因可以將電 極或機器簡便設置在微晶片,可流暢執行檢查。其結果, 在檢查時,可抑制液體試料之蒸發。 例如,第5圖(b)所示般,當將電極30之前端部插入 至貫通孔6內之時.,使電極30之前端部接觸於突起部5B 之曲面狀之前端部10。然後,一面使電極30之前端部接 觸於曲面狀之前端部10,一面將電極30之前端部插入貫 通孔6內。如此一來,藉由將曲面狀之前端部10當作導 © 件使用,則可以將電極30簡便插入至貫通孔6,而設置 在微晶片1 B。 並且,即使將突起部5 B之外周部之側面9與變形例 1所涉及之微晶片1A相同,設爲錐狀亦可。再者,即使 將突起部5B之內周部之側面設爲錐狀亦可。如此一來, 即使將突起部5B之側面設爲錐狀之時,亦可以藉由突起 部5之前端部之厚壁W滿足上述式(2)所示之關係,充分 確保突起部5B之強度。 · (變形例3) 針對上述實施型態之變形例3,參照第6圖予以說 明。第6圖爲變形例3所渉及之微晶片之一部份的截面 圖。 變形例3所涉及之微晶片1C具備有在表面形成流路 用溝之樹脂製基板2C,和平板狀之樹脂製基板1〇0。將形 成有流路用溝之面設爲內側’接合樹脂製基板2C和樹脂 製基板100,藉由流路用溝形成微細流路3,而製造出在 -22- 201017171 內部具有依據流路用溝所形成之微細流路3的微晶片 1C。 在形成有流路用溝之樹脂製基板2C,形成有貫通於 基板之厚度方向的貫通孔6。該貫通孔6連接於流路用溝 而形成,藉由接合樹脂製基板2C和樹脂製基板100,成 爲連接微細流路3和外部之開口部。並且,樹脂製基板 2C係在與形成流路用溝之表面相反側之表面,形成有圓 • 筒狀之突起部5C。該突起部5C突出於樹脂製基板2C之 厚度方向,包圍設置貫通孔6而形成。 在變形例3中,如第6圖(a)所示般,貫通孔6之直 徑係在突起部5C之高度方向中成爲一定。另外,突起部 5C之外周部之側面9成爲直線狀,在側面9成爲直線狀 之部分,突起部5C之外徑在突起部5C之高度方向成爲 一定。即是,在外周部之側面9成爲直線狀之部分,突起 部5C之厚壁W在突起部5C之高度方向成爲一定。如此 ® —來,在外周部之側面9成爲直線狀之部分,突起部5C 之厚壁在任何高度也成爲一定。另外,在突起部5C之上 端部形成有具有凸狀之形狀的突出部11。該突出部11係 如圖示般,相對於突起部5C之厚壁W,在較外周內側具 有階差而被形成。即是,突出部11之基部之寬度(厚壁) 被形成小於突起部5C之厚壁W。並且,形成有突出部11 之突起部5C之上端部即使爲圖式般之平坦面亦可,即使 爲曲面狀亦可。再者,突出部11具有寬度朝向前端漸漸 縮窄之凸狀之形狀。如此一來,藉由在突起部5C之上端 -23- 201017171 部形成突出部11,突出部11之最前端部p被形成在較突 起部5C之外周部內側。再者,突出部11即使被形成在突 起部5C之上端部之一部份亦可,即使被形成在遍及上端 部全體亦可。如此一來,突起部5C係藉由具有直線狀之 側面9之部分和凸狀之突出狀11而構成。並且,突出部 11之高度就以一例而言,若含在0.001 mm〜0.5 mm之範 圍即可。 即使在變形例3中,樹脂製基板2C之厚度t,和突 〇 起部5C之高度T滿足上述式(1)所示之關係。 在變形例3中,將直線狀之側面9和突出部1 1之境 界定義直線狀之側面9之終端部E。在變形例3中,於終 端部E滿足上述式(2)所示之關係。即是,將突起部5C之 終端部E之厚壁定義爲厚度W,其厚度W和突起部5C之 高度T滿足上述式(2)所示之關係。 再者,即使將從突起部5C之最前端部P含在0.5 mm 左右之範圍內之區域定義突起部5C之前端部亦可。此 ® 時,將含在該區域之前端部之厚壁定義厚度W,其厚度W 和突起部5C之高度T若滿足上述式(2)所示之關係即可。 如上述般,在具有凸狀之突出部11之突起部5C中, 藉由將突起部5C之前端部之厚壁設爲(T/10)以上,則能 夠與上述實施型態相同,充分保持突起部5C之強度。 接著,第6圖(b)表示變形例3所涉及之微晶片1C之 應用例。在變形例3所渉及之微晶片1 C中,在突起部5C 之上端部11形成有凸狀之突出部11。如此一來,藉由在 -24- 201017171 突起部5C之上端部形成突出部11,於從貫通孔6拔取被 插入至貫通孔6內之電極或液體導入機器之時,則可抑制 液懸垂。 例如’第6圖(b)所示般,當將液體導入機器20之噴 嘴21自電貫通孔6拔取時,附著於噴嘴21前端之液體 22接觸於突出部11之內側。依此,因接觸於突出部n 之內側的液體22流入貫通孔6內,故可防止液體22垂滴 ® 至突起部5C之外側。 並且,即使將突起部5C之外周部之側面9與變形例 1所涉及之微晶片1 A相同,設爲錐狀亦可。再者,即使 將突起部5C之內周部之側面設爲錐狀亦可。如此一來, 即使將突起部5C之側面設爲錐狀之時,亦可以藉由突起 部5C之前端部之厚壁W滿足上述式(2)所示之關係,充 分確保突起部5C之強度。 [實施例] 接著,針對上述實施型態之具體實施例予以說明。 (樹脂製基板) 藉由以射出成形機成形透明樹脂材料之丙烯酸(旭化 成社製DELPET),製作形成有多數流路用溝和多數貫通 孔和突起部之流路側的樹脂製基板。該流路側之樹脂製基 板相當於上述實施型態中形成有流路用溝和貫通孔6和突 起部5之樹脂製基板2之一例。 以下表示流路側之樹脂製基板之尺寸。 -25- 201017171 —邊之長度=50mm 厚度=1 mm 流路用溝3之寬度,深度= 50μΐη 再者,.使用丙烯酸當作透明樹脂材料,製作基板之厚 度爲1mm,一邊之長度爲5 0mm之覆蓋側之樹脂製基板。 該蓋件側之樹脂製基板相當於上述實施型態中之樹脂製基 板 1〇〇。 (接合) 接著,將形成有流路用溝之表面設爲內側,重疊流路 側之樹脂製基板和蓋件側之樹脂製基板。在其狀態下,使 用加熱沖壓機,藉由加熱至9(TC之熱板,夾著兩個樹脂 製基板,施加9.8N/cm2之壓力,保持一分鐘,依此製作 出微晶片。 當貫通孔6之內徑、突起部5之高度T、突起部5之 外徑以及突起部5之厚壁W當作參數,製作變更各値的 流路側之樹脂製基板,製作出微晶片。第7圖之表自實施 例1至實施例5,以及比較例1、2之結果。 在實施例1至實施例5中,突起部5之厚壁W和突 起部5之高度T如上述式(2)所示般,滿足(T/10)芸WS (T/2)之關係。 在實施例1至實施例5以及比較例1、2中,將貫通 孔 6之內徑設爲1.0mm,將突起部 5之高度T設爲 4.0mm。然後,變更突起部5之外徑和厚壁W。 在實施例1至實施例5中,厚壁W係依上述式(2), 201017171 滿足 0.4mmSWS2.0mm 之關係。 例如在實施例1中,將突起部5之外徑設爲2.0mm, 將突起部5之厚壁W設爲0.5mm。 再者,在實施例2中,藉由將突起部5之外徑設爲 2.4mm,將突起部5之厚壁W設爲0.7mm。 再者,在實施例3中,藉由將突起部5之外徑設爲 3.0mm,將突起部5之厚壁W設爲1.0mm。 再者,在實施例4中,藉由將突起部5之外徑設爲 4.0mm,將突起部5之厚壁W設爲1.5mm。 再者,在實施例5中,藉由將突起部5之外徑設爲 4.6mm,將突起部5之厚壁W設爲1.8mm。 另外,在比較例1中,藉由將突起部5之外徑設爲 l-6mm,將突起部5之厚壁W設爲0.3mm。 再者,在比較例2中,藉由將突起部5之外徑設爲 5.6mm,將突起部5之厚壁W設爲2.3mm。 如上述般,在從實施例1至實施例5中,突起部5之 厚壁W和高度T滿足上述式(2)之關係,在比較例1、2 中’厚壁W和高度T滿足式(2)之關係。 (評估) 然後,針對實施例1至實施例5,以及比較例1、2, 評估突起部5之強度和流路側之樹脂製基板2之平面性。 (突起部5之強度) 突起部5之強度之評估藉由目視執行突起部5之外觀 -27- 201017171 檢察,確認出有無破裂或缺損。在第7圖之表中,圓圈記 號表示無法確認裂紋或缺損等的良品,叉記號表示爲可以 確認出裂紋或缺損等之基板。在實施例1至實施例5中, 在突出部5無法確認出裂紋或缺損等。如此一來,可以確 認出實施例1至實施例5所涉及之突起部5無裂紋或缺 損,可取得充分之強度。 再者,在比較例2中,無法確認在突起部5有裂紋或 缺損等。可想像比較例2所涉及之突起部5因其厚壁W 厚,故取得充分之強度。另外,在比較例1中,確認出在 突起部5有裂紋或缺損等。可想像比較例1所涉及之突起 部5因其厚壁W厚,故無取得充分之強度。 (樹脂製基板2之平面性) 針對樹脂製2之平面性,藉由干渉計測量樹脂製基板 2之接合面之表面粗度來評估。干渉計使用雷射傾斜入射 干渉方式之平面度測量解析裝置(裝置名稱:Flat Master(Corning公司))。具體而言,測量表最大高度和最 小高度之差(PV値),評估樹脂製基板2之平面性。因在 樹脂製基板21之接合面接合覆蓋側之樹脂製基板,故接 合面之表面粗面以低於20 μπι爲佳。因此,將PV値低於 20μιη之基板視爲良品。 從實施例1至實施例5中,因樹脂製基板2之接合面 之PV値低於20 μπι,故確認出滿足良品之基準。另外, 在比較例1、2中,因樹脂製基板2之接合面之PV値成 爲20μιη以上,故確認出無滿足良品之基準。在比較例2 201017171 中,可想像因突起部5之厚壁W過厚,故對樹脂製基板2 之接合面之平面性造成影響。再者,在比較例1中,可想 像突起部5之外觀不良對接合面之平面性造成影響。 如上述般,在從實施例1至實施例5中,藉由突起部 5之高度T和厚壁W之關係滿足上述式(2)之關係,在突 起部5取得充分之強度,再者針對樹脂製基板2之接合 面,取得高平面性。另外,在比較例1中,因突起部5之 ® 厚壁W過薄,故產生外觀不良,樹脂製基板2之接合面 之平面性惡化。再者,在比較例2中,雖然保持突起部5 之強度而不產生外觀不良,但是因厚壁W過厚,故樹脂 製基板2之接合面之平面性惡化。如此一來,當藉由該發 明之實施例時,比起比較例,在突起部5取得充分之強 度,針對接合面取得高平面性。 並且,在上述實施例中所示之樹脂製基板之材料或尺 寸爲一例,該發明並不限定於此。例如,在使用在上述實 ^ 施型態中所舉出之樹脂之時,也取得與實施例相同之結 果。再者,即使針對變形例1至變形例3所涉及之微晶 片,也取得與實施例相同之結果。 【圖式簡單說明】 第1圖爲該發明之第1實施型態所涉及之微晶片之俯 視圖。 第2圖爲表示該發明之第1實施型態所涉及之微晶片 之一部份的截面圖,表示第1圖之Π-II截面之一部份的 -29 - 201017171 截面圖。 第3圖爲變形例1所涉及之微晶片之一部份的截面 圖。 第4圖爲應用例所涉及之微晶片之一部分的截面圖。 第5圖爲變形例2所涉及之微晶片之一部份的截面 圖。 第6圖爲變形例3所涉及之微晶片之一部份的截面 圖。 參 第7圖爲表示實施例之一覽的表。 【主要元件符號說明】 1、 ΙΑ、IB、1C:微晶片 2、 2A、2B、2C、1〇〇··樹脂製基板 3 :微細流路 5、5A、5B、5C:突起部 6:貫通孔 _ 8、9 :側面 10 :前端部 11 :突出部 20:液體導入機器 2 1 :噴嘴 22 :液體 30 :電極 -30-
Claims (1)
- 201017171 七、申請專利範团 1. 一種微晶片,在兩個樹脂製基板中,於至少一個樹 脂製基板之表面形成流路用溝,上述兩個樹脂製基板係將 形成有上述流路用溝之面設爲內側而被接合,並且在上述 兩個樹脂製基板中之至少一個樹脂製基板,形成連通外部 和上述流路用溝之貫通孔,形成有上述貫通孔之樹脂製基 板之一部份,係從與上述兩個樹脂製基板之接合面相反側 ® 之表面形成在外方具有包圍該貫通孔之形狀而突出的突起 部,構成可通過上述貫通孔而導入液體試料,其特徵爲: 上述突起部之前端部中之壁厚w和上述突起部之高 度T爲滿足 (T/10) S WS (T/2)之關係。 2. —種微晶片,在兩個樹脂製基板中’於至少一個樹 脂製基板之表面形成流路用溝,上述兩個樹脂製基板係將 形成有上述流路用溝之面設爲內側而被接合’並且在上述 ® 兩個樹脂製基板中之至少一個樹脂製基板’形成連通外部 和上述流路用溝之貫通孔,從與上述兩個樹脂製基板之接 合面相反側之表面形成在外方具有包圍該貫通孔之形狀而 突出的突起部’構成可通過上述貫通孔而導入液體試料’ 其特徵爲: 上述突起部之上端部經階差形成厚壁薄之突出部’構 成可抑制被導入之液體試料之液懸垂。 3 .如申請專利範圍第2項所記載之微晶片’其中’ 上述突起部之前端部中之壁厚W和上述突起部之高 -31 - 201017171 度T爲滿足 (T/10)$ w‘(Τ/2)之關係。 4.如申請專利範圍第1項所記載之微晶片,其中, 上述突起部之前端爲平坦面。 5 _如申請專利範圍第1項所記載之微晶片,其中, 上述突起部之上端部經階差形成厚壁薄之突出部,構 成可抑制被導入之液體試料之液懸垂。 6. 如申請專利範圍第2、3或5項所記載之微晶片, · 其中, 上述突出部係在較上述突起部之外周部內側具有階差 而被形成。 7. —種微晶片,在兩個樹脂製基板中,於至少一個樹 脂製基板之表面形成流路用溝,上述兩個樹脂製基板係將 形成有上述流路用溝之面設爲內側而被接合,並且在上述 兩個樹脂製基板中之至少一個樹脂製基板,形成連通外部 和上述流路用溝之貫通孔,從與上述兩個樹脂製基板之接 ® 合面相反側之表面形成在外方具有包圍該貫通孔之形狀而 突出的突起部,構成可通過上述貫通孔而導入液體試料’ 其特徵爲: 上述突出部之前端呈曲面狀。 -32-
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