專利名稱：微芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及接合的微芯片，尤其涉及二個樹脂基板之一具有立體構(gòu)造的微芯片。
背景技術(shù)：
利用微細加工技術(shù)在硅和玻璃基板上形成微細流路和回路、在微小空間進行核酸、蛋白質(zhì)或血液等液體試劑的化學(xué)反應(yīng)、分離、分析等的微芯片，或被稱之為μ TAS(Micro Total Analysis Systems)的裝置，已經(jīng)實用化。這種微芯片的優(yōu)點在于可以減少樣品和試劑的使用量或廢液排出量，實現(xiàn)省空間能夠攜帶的廉價系統(tǒng)。微芯片是通過粘合在至少一個部件上實施了微細加工的二個部件來制造的。以往的微芯片中采用玻璃基板，有建議各種微細加工方法。但是玻璃基板不適合于大量生產(chǎn)，成本非常高，所以，希望開發(fā)廉價的能夠一次性使用的樹脂制微芯片。制造樹脂微芯片時，是接合表面具有流路用槽的樹脂基板和覆蓋流路用槽的樹脂基板。具有流路用槽的樹脂基板通過注射成型法、模壓成型法或機械加工等方法制造。然后使流路用槽在內(nèi)側(cè)地接合表面具有流路用槽的樹脂基板和覆蓋用樹脂基板。通過該接合， 覆蓋用樹脂基板起到流路用槽的蓋子的功能，通過流路用槽形成微細流路，由此制造內(nèi)部具有微細流路的微芯片。樹脂基板與樹脂基板的接合可以舉出用熱板、熱風(fēng)、熱輥、超聲波、 振動、激光等加熱壓接樹脂基板的熔接方法、用粘結(jié)劑和溶劑接合樹脂基板的粘結(jié)方法、利用樹脂基板本身粘性接合的方法以及在樹脂基板上實施等離子處理等表面處理來互相接合基板的方法等。另外，在具有流路用槽的樹脂基板上形成了貫通樹脂基板厚度方向的貫通孔。該貫通孔與流路用槽連通。并且在具有流路用槽的樹脂基板上，在形成了流路用槽之表面的反面上，設(shè)有圍著貫通孔的筒狀突起部(例如專利文獻1)。在該突起部上嵌合插管、管嘴等，將液體試劑導(dǎo)入流路用槽，或從流路用槽排出液體試劑。如圖7所示，用上述方法接合二個樹脂基板100、200 (以下稱之為“基板”)時，用夾具D夾住二個基板100、200。圖7(》表示被夾具0夾住的二個基板100、200。接合二個基板100、200時，必須使夾具D均勻地接觸必須與夾具D接觸的基板100、200的全面。先行技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1 特開2006-2；34600號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明欲解決的課題用夾具夾住二個平坦基板時比較容易使夾具均勻地接觸必須與夾具接觸的基板的全面。但如圖7(a)所示，在一個基板100具有突起部120等立體構(gòu)造時，則難以使夾具 D與其他平坦部位一樣均勻地接觸突起部120的上面122，存在問題。例如在夾具D上加工立體構(gòu)造時，接觸突起部120上面122的夾具D的實際尺寸與接觸突起部120下部121的夾具D的實際尺寸，相互之間相對設(shè)計值有數(shù)十ym程度的加工尺寸誤差。用具有這種加工尺寸誤差的夾具D夾持基板100、200時，出現(xiàn)由于夾具D對突起部120上面122的作用力強對其他平坦部位面的作用力弱而施加在突起部120上的壓力P超過所定值的情況，相反，還有由于夾具D對突起部120上面122的作用力弱對其他平坦部位面的作用力強而施加在突起部120上的壓力P不滿所定值的情況。施加在突起部120上的壓力P超過所定值時，貫通孔130的底端側(cè)邊131變形，壓損具有深度Ta的流路用槽110，2個基板100、200在流路用槽100被壓損的狀態(tài)下接合，存在問題。圖7(b)中出示了壓損狀態(tài)的流路用槽110。反之，施加在突起部120上面122的壓力不滿所定壓力時，貫通孔130底端側(cè)邊131周邊(突起部120正下方)出現(xiàn)未接合部分，存在問題。圖7(c)中出示貫通孔130底端側(cè)邊131周邊出現(xiàn)的未接合部分。在上述液體試劑的化學(xué)反應(yīng)等試驗中，采用如上所述在流路用槽110被壓損狀態(tài)下接合的2個基板100、200的微芯片，或貫通孔130底端側(cè)邊131周邊有未接合部分的微芯片時，從同樣的試劑和條件并不一定能夠得到同樣的結(jié)果，即再現(xiàn)性低下。本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供一種再現(xiàn)性優(yōu)異的微芯片。用來解決課題的手段為了解決上述課題，本發(fā)明的第一形態(tài)是一種微芯片，它是在二個樹脂基板中的至少一個樹脂基板表面形成流路用槽，使形成了所述流路用槽的面在內(nèi)側(cè)地接合所述二個樹脂基板，在所述二個樹脂基板的任何一個樹脂基板上，形成從所述二個樹脂基板的接合面的反面連通所述流路用槽的略圓形截面形狀的貫通孔，同時，在所述反面上形成圍著所述貫通孔設(shè)置的在所述樹脂基板的厚度方向上突出的突起部，微芯片的特征在于，在所述二個樹脂基板的一個或另一個樹脂基板的所述接合面的、從略垂直于所述接合面的方向投影所述突起部時的所述接合面上，形成與所述貫通孔同心的略圓形截面形狀的在所述樹脂基板厚度方向的相同方向上具有深度的空隙部，若以從所述略垂直方向在所述接合面上投影所述貫通孔的底端側(cè)邊時所述貫通孔的底端側(cè)邊的徑為Φ3，與所述接合面相接的所述空隙部的邊緣的徑為Φ(，則滿足關(guān)系>本發(fā)明的第二形態(tài)是第一形態(tài)涉及的微芯片，其特征在于，若以從所述略垂直方向在所述接合面上投影所述突起部的底端時所述突起部底端的徑為Φ、則滿足關(guān)系 2. 5Χ <jib > Φ。本發(fā)明的第三形態(tài)是第二形態(tài)涉及的微芯片，其特征在于，滿足關(guān)系ctb ^本發(fā)明的第四形態(tài)，是第一至第三形態(tài)的任何之一涉及的微芯片，其特征在于，所述空隙部被形成在所述二個樹脂基板中形成了所述流路用槽的樹脂基板的所述接合面上， 并且，所述空隙部具有即使在接合所述二個樹脂基板時也在所述貫通孔的底端側(cè)邊與所述接合面之間留有間隙的所述深度。本發(fā)明的第五形態(tài)是第四形態(tài)涉及的微芯片，其特征在于，若以所述空隙部的深度為Tc、所述樹脂基板的厚度為Τ、所述流路用槽的深度為Ta，則滿足關(guān)系Ta ^ Tc ^ Τ/2。本發(fā)明的第六形態(tài)是第四形態(tài)涉及的微芯片，其特征在于，所述空隙部具有從所述空隙部的邊緣向所述貫通孔的底端側(cè)邊傾斜的周壁面。本發(fā)明的第七形態(tài)是第四形態(tài)涉及的微芯片，其特征在于，所述空隙部具有從所述空隙部的邊緣向所述貫通孔的先端側(cè)邊傾斜的周壁面。
發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的第一形態(tài)，在一個樹脂基板上具有突起部時接合二個基板的情況時，能夠保持流路用槽所望的形狀，防止出現(xiàn)未接合部分，能夠提高再現(xiàn)性。另外，根據(jù)本發(fā)明的第二及第三形態(tài)，能夠提高再現(xiàn)性。并且，根據(jù)本發(fā)明的第四形態(tài)，接合二個基板時，能夠保持流路用槽所定的形狀。并且，根據(jù)本發(fā)明的第五至第七形態(tài)，接合二個基板時，進一步能夠保持流路用槽所定的形狀。


圖1 :(a) (C)是本發(fā)明第一實施方式微芯片沿貫通孔中心截開的截面圖，是空隙部形狀各不相同的圖。圖2 (a)是微芯片制造裝置的截面圖，(b)是(a)的b_b線截面圖，(c)是(a)的 c-c線截面圖。圖3 :(a) (C)是本發(fā)明第二實施方式微芯片沿貫通孔中心截開的截面圖，是空隙部形狀各不相同的圖。圖4:(a) (C)是本發(fā)明第三實施方式微芯片沿貫通孔中心截開的截面圖，是空隙部形狀各不相同的圖。圖5 :(a)及(b)是本發(fā)明第四實施方式微芯片沿貫通孔中心截開的截面圖，是空隙部形狀各不相同的圖。圖6 微芯片的試驗結(jié)果示意圖。圖7 以往例子微芯片制造裝置的截面圖。
具體實施例方式第一實施方式參照圖1、圖2，對本發(fā)明第一實施方式的微芯片作說明。圖1(a) (c)是本發(fā)明第一實施方式微芯片沿貫通孔中心截開的截面圖，圖2(a)是微芯片制造裝置的截面圖， (b)是(a)的b-b線截面圖，(c)是(a)的c-c線截面圖。本實施方式的微芯片備有樹脂基板10和樹脂基板20。樹脂基板10表面形成了流路用槽11。與樹脂基板10接合的對方樹脂基板20是平板狀基板，采用片狀和薄膜狀等基板。然后，使形成了流路用槽11的面在內(nèi)側(cè)地接合樹脂基板10和樹脂基板20。于是，樹脂基板20起到流路用槽11的蓋子的功能，通過流路用槽11形成微細流路，制造內(nèi)部具有由流路用槽U形成的微細流路的微芯片。樹脂基板10上形成了在基板厚度方向上貫通的貫通孔13。該貫通孔13與流路用槽11相接，從樹脂基板10與樹脂基板20接合的面的反面，與流路用槽11連通。這里的 “接合面”是指形成了流路用槽11之樹脂基板10的面，以及/或者，與樹脂基板10的面接合的樹脂基板20的面。通過接合樹脂基板10與樹脂基板20，成為連接流路用槽11和外部的開口部。因為貫通孔13與流路用槽11相通，所以，貫通孔13的開口部與微細流路連通。 開口部(貫通孔13)是用來導(dǎo)入、保存或排出凝膠體、液體試劑或緩沖液等的孔。在該開口部(貫通孔1 上連接分析裝置上設(shè)有的試管和管嘴，經(jīng)由試管和管嘴，向微細流路導(dǎo)入或從流路用槽11排出凝膠體、液體試劑或緩沖液等。樹脂基板10上，在形成了流路用槽11之表面的相反表面，進一步設(shè)有凹凸部件。 例如如圖1(a)所示，樹脂基板10上，在形成了流路用槽11之表面的相反表面上，設(shè)有圓錐臺狀的突起部12。該突起部12在樹脂基板10的厚度方向上突出，圍著貫通孔13。本例中， 突起部12與樹脂基板10構(gòu)成一體，但也可以作為分開的部件成型突起部12，再接合到樹脂基板10上。在該突起部12上嵌合試管和管嘴，進行液體試劑等的導(dǎo)入和排出。圖1(a) 中所示的突起部12具有截面形狀呈圓錐臺狀的形狀，但這只不過是一例，也可以具有圓柱狀、角柱狀、圓錐臺狀、角錐臺狀等形狀。樹脂基板10的外形形狀只要是容易操作和分析的形狀即可，優(yōu)選正方形、長方形等形狀。作為一例，可以是IOmm方 200mm方的大小。也可以是IOmm方 IOOmm方的大小。貫通孔13的內(nèi)徑只要與分析手法和分析裝置相適即可，例如可以為2mm左右。至于微細流路的形狀，考慮可以減少分析試劑試藥的使用量和成型模具的制作精度、轉(zhuǎn)印性、脫模性等，優(yōu)選寬、深度值都為10 μ m 20 μ m范圍內(nèi)，但并不局限于此。另外， 流路用槽11的寬和深度可以根據(jù)微芯片的用途決定。流路用槽11的截面形狀可以是矩形形狀也可以是曲面形狀。形成流路用槽11的樹脂基板10的板厚，考慮成型性優(yōu)選0. 2mm 5mm，較優(yōu)選 0. 5mm 2mm。起到用來覆蓋流路用槽11之蓋子功能的樹脂基板20的板厚，考慮成型性優(yōu)選0. 2mm 5mm，較優(yōu)選0. 5mm 2mm。另外，在起到蓋子功能的樹脂基板20上不形成流路用槽11時，也可以不采用板狀部件而采用薄膜(片狀部件)。此時，薄膜的厚度優(yōu)選30 μ m 300 μ m, 50 μ m ~ 150 μ m。本實施方式中，突起部12的外徑向著貫通孔13的開口方向漸漸減小。突起部12 的最先端部分是平坦面。另外，貫通孔13的直徑在突起部12的高度方向一定。在圖1(a)、 圖2中出示突起部12的底端12a以及貫通孔13的底端側(cè)邊13a。以從垂直于接合面的方向在接合面上投影貫通孔13的底端側(cè)邊13a時貫通孔13 底端側(cè)邊13a的徑為Φι另外，以從垂直于接合面的方向在接合面上投影突起部12底端 12a時突起部12底端12a的徑為ΦΚ在圖1 (a)中出示投影時貫通孔13的底端側(cè)邊1 以及投影時突起部12的底端12b。作為注入孔的貫通孔13，是用來供給包括電泳用緩沖液、分子篩選用聚合物等分離用媒質(zhì)的泳動液和包括分析對象物質(zhì)的試劑液等的液體滯留部，必須是貫通板厚方向的形狀，且形成一個以上的孔。注入孔的尺寸只要是能夠注入泳動液和試劑液的大小即可，沒有特殊限定，但從注入操作觀點出發(fā)，優(yōu)選內(nèi)徑設(shè)定在0. 5 IOmm范圍，較優(yōu)選1 5mm。作為排出孔的貫通孔13，是用來排出包括電泳用緩沖液、分子篩選用聚合物等分離用媒質(zhì)的泳動液和包括分析對象物質(zhì)的試劑液等的液體滯留部，必須是貫通或非貫通板厚方向的形狀，且形成一個以上的孔。排出孔的尺寸只要是足夠能夠排出被注入注入孔的泳動液和試劑液的大小即可，沒有特殊限定，但從操作上的觀點出發(fā)，優(yōu)選內(nèi)徑設(shè)定在1 IOmm范圍，較優(yōu)選2 5mm。在從略垂直于二樹脂基板10、20接合面的方向在接合面上投影突起部12底端12a 時的接合面上，形成了與貫通孔13同心的略圓形截面形狀的、在樹脂基板10厚度方向的相同方向具有深度的空隙部14?？障恫?4可以設(shè)在樹脂基板10的接合面或樹脂基板20的接合面的至少一面上。圖1(a)中出示了形成在樹脂基板10接合面上的空隙部14、與接合面相接的空隙部14的邊緣14a、以及空隙部14邊緣14a的徑Φ C?？障恫?4邊緣14a的徑Φο只要滿足關(guān)系Φ(3> Φ a，沒有特殊限定，但優(yōu)選滿足關(guān)系2. 5X (jib > Φ c，更優(yōu)選滿足關(guān)系(jib彡Φ c。圖1(a)中出示滿足關(guān)系C^b = Φο 的空隙部14。在圖1(b)出示滿足關(guān)系2. 5Χ (tb> Φ( > Φ 3的空隙部14。在圖1(c)出示滿足關(guān)系小卜> Φο > Φ a的空隙部14?？障恫?4具有即使在二樹脂基板10、20接合時也在貫通孔13底端側(cè)邊13a與接合面之間留有間隙之深度。若以接合時貫通孔13底端側(cè)邊13a的變形量(樹脂基板板厚方向的變形量)為I空隙部14深度為Tc，則空隙部14深度Tc只要滿足關(guān)系Tc> δ即可，沒有特殊限定。然而，若以樹脂基板10板厚為Τ，流路用槽11深度為Ta，則出于防止突起部12強度低下，優(yōu)選持有關(guān)系Ta ^ Tc ^ Τ/2,出于樹脂基板10的成型容易度，更優(yōu)選滿足關(guān)系:Ta = Tc。在圖1 (a)、圖2中出示樹脂基板10板厚T、流路用槽11深度Ta以及空隙部14深度Tc。滿足上關(guān)系的空隙部14的深度Tc，在圖1(b)、(c)中分別出示的徑的大小不同的空隙部14的情況時也都一樣。所采用的樹脂基板10、20的材料，考慮通過UV吸收和熒光等檢測，必須是透明或半透明的材料，但沒有特殊限定。從提高再現(xiàn)性之觀點出發(fā)，優(yōu)選能夠注射成型的玻璃、熱固化性樹脂、熱塑性樹脂等能夠用模具成型的材料。出于絕緣性和成型自由度，較優(yōu)選樹脂材料。另外，樹脂材料具有彈性，可以通過面壓確保接觸面積，與玻璃基材相比電條件有利， 優(yōu)選。從生產(chǎn)性面來說，樹脂基板10、20采用熱塑性樹脂材料。作為熱塑性樹脂材料，優(yōu)選采用例如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、尼龍6、尼龍66、聚醋酸乙烯酯、聚偏二氯乙烯、聚丙烯、聚異戊二烯、聚乙烯、聚二甲基硅氧烷、環(huán)狀聚烯烴等。尤其優(yōu)選采用聚甲基丙烯酸甲酯、環(huán)狀聚烯烴等。樹脂基板10和樹脂基板20可以采用相同材料，也可以采用不同材料。另外，不形成流路用槽的樹脂基板20除了熱塑性樹脂之外還可以采用熱固化性樹脂和紫外線固化性樹脂等。作為熱固化性樹脂，優(yōu)選采用聚甲基矽氧烷。樹脂基板10、20可以通過擠壓成型法、T-die成型法、膨脹成型法、碾壓成型法、 注射成型法、模壓成型法或機械加工法等方法制作。例如可以通過注射成型法在樹脂基板表面形成流路用槽和突起部，也可以通過機械加工法在樹脂基板表面形成流路用槽和突起部。本實施方式中采用的薄膜狀樹脂基板20是具有電極(圖示省略)的部件，為了形成微細流路，必須與板狀樹脂基板10上形成了流路用槽11的面接合。這里是設(shè)想電泳試劑分析，以薄膜狀樹脂基板20上設(shè)有電極的方式作說明，但也可以是電極設(shè)在樹脂基板10 上從貫通孔13導(dǎo)入的方式。非電泳試劑分析時，當(dāng)然可以不設(shè)電極。接下去參照圖2，對樹脂基板10與樹脂基板20的接合作說明。圖2是具有滿足小匕=Φ c關(guān)系的圖1(a)所示的空隙部14的樹脂基板10、20和夾具D的示意圖。樹脂基板10與樹脂基板20的接合采用以往技術(shù)的接合方法進行。用例如熱板、 熱風(fēng)、熱輥、超聲波、振動或激光等加熱壓接樹脂基板10和樹脂基板20。也可以用粘結(jié)劑和溶劑接合樹脂基板10和樹脂基板20，但如果粘結(jié)劑和溶劑引起流路徑變動的話，則分析再現(xiàn)性有時惡化，所以優(yōu)選加熱壓接方式。樹脂基板10、20接合時，以樹脂基板10突起部12的底端12a為境界，使夾具D接觸底端1 外側(cè)(突起部12中心的相反側(cè))的樹脂基板10表面。這樣夾具D不接觸突起部12。在圖2(a)中出示作為境界的突起部12底端12a，以及夾具D與突起部12上面(最先端面)之間設(shè)有的空隙S。因為夾具D只要接觸突起部12以外的平坦面部分，不需要夾具D靠壓突起部12，所以，即使是在存在加工精度誤差的情況時，也能夠防止突起部12變形和向接合面方向推出突起部12引起流路變形。以往技術(shù)中，由于夾具D對突起部120的作用較強，超過所定值的壓力P施加在突起部120上，所以如圖7(b)所示，貫通孔130底端側(cè)邊131的變形量δ與流路用槽110的深度幾乎為相同值，流路用槽110有可能被壓損。而本實施方式中，因為夾具D不接觸突起部12，所以，能夠使貫通孔13底端側(cè)邊13a的變形量δ相對流路用槽11的深度來說是微小值。因此，樹脂基板10、20接合時，不會由于貫通孔13底端側(cè)邊13a變形而壓損流路用槽11。另外以往技術(shù)中，由于夾具D對突起部120的作用較弱或不接觸，不滿所定值的壓力P施加在突起部120上，所以如圖7(c)所示，貫通孔130底端側(cè)邊131周邊有可能出現(xiàn)未接合的部分，本實施方式中，由于存在空隙部14，通過施加在平坦部上的壓力，夾具D能夠?qū)ω炌?30底端側(cè)邊131周邊也施加所定的壓力P，所以能夠防止發(fā)生未接合部分。詳細如下，因為夾具D接觸并對樹脂基板10突起部12底端1 施加所定壓力P， 所以，在接合面上投影突起部12底端12a時的突起部12底端12b被與樹脂基板20接合。 這是因為突起部12底端12b的徑Ctb與空隙部14邊緣14a的徑Φ c滿足關(guān)系(^b= Φο, 所以空隙部14邊緣1 被接合到樹脂基板20上，能夠防止發(fā)生未接合部分。在圖2 (b)、 (c)中出示夾具D接觸并施加所定壓力P的樹脂基板10的突起部12的底端12a。以上，對具有滿足關(guān)系ctb = Φ c的圖1 (a)所示的空隙部14的樹脂基板10和樹脂基板20的接合作了說明。接下去，對具有滿足關(guān)系2. 5X (tb > Φο的圖1 (b)所示空隙部14的樹脂基板10 和樹脂基板20的接合，以及具有滿足關(guān)系Φ(3> eta的圖1(c)所示空隙部14的樹脂基板 10和樹脂基板20的接合作說明。如圖1 (b)所示，具有滿足關(guān)系2. 5X (tb > Φ c的空隙部14的樹脂基板10和樹脂基板20接合時，夾具D可以至突起部12底端12a外周為止加壓，也可以使夾具D接觸相當(dāng)于空隙部14邊緣1 外側(cè)的樹脂基板10表面并加壓。由于空隙部14邊緣1 在突起部12底端12a的外側(cè)，夾具D —直充分加壓到邊緣14a，所以空隙部14邊緣1 被接合到樹脂基板20上，能夠防止發(fā)生未接合部分。另外， 使空隙部14邊緣14a的徑Φ c小于貫通孔13底端側(cè)邊13a的徑(^b的2. 5倍，這樣，即使夾具D —直加壓到突起部12底端12a，也能夠避免流路用槽11發(fā)生變形地確切接合，優(yōu)選。具有滿足關(guān)系Φ b > Φ c > Φ a的圖1 (c)所示空隙部14的樹脂基板10和樹脂基板20接合時，夾具D與樹脂基板10、20的關(guān)系，與具有滿足關(guān)系(^b = Φ c的圖1 (a)所示空隙部14的樹脂基板10和樹脂基板20接合時的情況相同。以突起部12底端1 為境界，優(yōu)選夾具D接觸相當(dāng)于底端1 外側(cè)的樹脂基板10的表面。通過夾具D接觸突起部12底端12a并施加所定的壓力P，空隙部14邊緣14a也被施加最小所需以上的壓力。于是，空隙部14邊緣14a被接合到樹脂基板20上，能夠防止發(fā)生未接合部分。為了得到本發(fā)明的效果，只要Φ(3> ΦΒ即可，但為了到空隙部14邊緣 Ha都確切接合，在(tb > Φο > Φ a時，進一步優(yōu)選滿足Φο彡Φ a+((tb-Φ a) Λ。通過滿足這一范圍，能夠?qū)障恫?4邊緣1 施加恰當(dāng)?shù)膲毫?。第二實施方式參照圖3，對本發(fā)明第二實施方式微芯片作說明。圖3(a) (c)是微芯片沿貫通孔中心截開時的截面圖，是各空隙部形狀不同的圖。以下主要說明第二實施方式微芯片的結(jié)構(gòu)與第一實施方式的不同點，省略說明與第一實施方式相同的點。第二實施方式中，空隙部14設(shè)在起到用來覆蓋流路用槽11之蓋子的功能的樹脂基板20上。空隙部14邊緣14a的徑Φο只要滿足關(guān)系Φ(3> Φ a，沒有特殊限定，但優(yōu)選滿足關(guān)系2. 5X(tb> Φ c，更優(yōu)選滿足關(guān)系(jib彡Φ C。在圖3(a)出示滿足關(guān)系(^b= Φο 的空隙部14。在圖3(b)出示滿足關(guān)系2. 5Χ (tb> Φ( > Φ 3的空隙部14。在圖3(c)出示滿足關(guān)系小卜> Φο > Φ a的空隙部14。空隙部14具有即使在二樹脂基板10、20接合時也在貫通孔13底端側(cè)邊13a與接合面之間留有間隙之深度。若以接合時貫通孔13底端側(cè)邊13a的變形量(樹脂基板板厚方向的變形量)為I空隙部14深度為Tc，則空隙部14深度Tc只要滿足關(guān)系Tc> δ即可，沒有特殊限定。然而，若以樹脂基板20板厚為Τ，則出于防止樹脂基板20強度低下，優(yōu)選持有關(guān)系TcST/2。在圖3(a)中出示樹脂基板20板厚T及空隙部14深度Tc。滿足上關(guān)系的空隙部14的深度Tc，在圖3(b)、(c)中分別出示的徑的大小不同的空隙部14的情況時也都一樣。樹脂基板10、20接合時，以樹脂基板10突起部12的底端12a為境界，使夾具D接觸底端1 外側(cè)的樹脂基板10表面。這樣夾具D不接觸突起部12。因為夾具D不接觸突起部12，所以，能夠使貫通孔13底端側(cè)邊13a的變形量δ相對流路用槽11的深度來說是微小值。因此，樹脂基板10、20接合時，不會由于貫通孔13底端側(cè)邊13a變形而壓損流路用槽11。另外，空隙部14邊緣Ha被接合到樹脂基板20上，能夠防止發(fā)生未接合部分。具有滿足關(guān)系2. 5 X Φ b > Φ c的圖3 (b)所示空隙部14的樹脂基板10和樹脂基板20接合時，夾具D可以直至突起部12底端12a外周為止加壓，也可以使夾具D接觸相當(dāng)于空隙部14邊緣1 外側(cè)的樹脂基板10表面并加壓。第三實施方式參照圖4，對本發(fā)明第三實施方式微芯片作說明。圖4(a) (c)是微芯片沿貫通孔中心截開時的截面圖，是各空隙部形狀不同的圖。以下主要說明第三實施方式微芯片的結(jié)構(gòu)與第一實施方式的不同點，省略說明與第一實施方式相同的點。第三實施方式中，空隙部14設(shè)在形成了流路用槽11的樹脂基板 20上?？障恫?4具有從空隙部14邊緣1 向貫通孔13底端側(cè)邊13a傾斜的周壁面14b。 以在接合面上投影貫通孔13底端側(cè)邊13a時貫通孔13底端側(cè)邊13b的徑為Φι若以與接合面相接的空隙部14邊緣14a的徑為Φο，則滿足關(guān)系Φ(3> ΦΒ0另外，若以在接合面上投影突起部12底端1 時突起部12底端12b的徑為Φ13，則滿足關(guān)系Φ 3彡Φ C。由上述可以得到，空隙部14邊緣14a的徑Φ c滿足關(guān)系Φ 3彡Φο > 在圖4(a)中出示滿足關(guān)系小卜=Φο的空隙部14。在圖4(b)中出示滿足關(guān)系Ctb > Φο > eta的空隙部14。若以樹脂基板10板厚為Τ，空隙部14深度為Tc，流路用槽11深度為Ta，則出于防止樹脂基板20強度低下，優(yōu)選空隙部14維持關(guān)系Ta<Tc<T。在圖4(a) (c)中出示滿足關(guān)系Tc = T的空隙部14。滿足上關(guān)系的空隙部14的深度Tc，在圖4(b)、(c)中分別出示的徑的大小不同的空隙部14的情況時也都一樣。第四實施方式參照圖5，對本發(fā)明第四實施方式微芯片作說明。圖5(a) (c)是微芯片沿貫通孔中心截開時的截面圖，是各空隙部形狀不同的圖。以下主要說明第四實施方式微芯片的結(jié)構(gòu)與第一實施方式的不同點，省略說明與第一實施方式相同的點。第四實施方式中，空隙部14設(shè)在形成了流路用槽11的樹脂基板 20上?？障恫?4具有從空隙部14邊緣1 向貫通孔13先端側(cè)邊13c傾斜的周壁面14b。 此時，貫通孔13的先端側(cè)邊13c也是貫通孔13的底端側(cè)邊13a。因此，以在接合面上投影貫通孔13先端側(cè)緣13c時貫通孔13底端側(cè)邊13b的徑為Φι若以與接合面相接的空隙部14邊緣14a的徑為Φ c，則滿足關(guān)系Φο > Φι另外，若以在接合面上投影突起部12底端1 時突起部12底端12b的徑為Φ b，則滿足關(guān)系 (jib彡etc。由上述可以得到，空隙部14邊緣14a的徑滿足關(guān)系(tb彡Φο > Φ&。出于防止樹脂基板20強度低下，優(yōu)選空隙部14滿足關(guān)系Ctb彡Φο。在圖5(a) 中出示滿足關(guān)系Ctb = Φο的空隙部14。在圖5(b)中出示滿足關(guān)系Φ 3> Φο > Φει的空隙部14。若以樹脂基板10板厚為Τ，空隙部14深度為Tc，以貫通孔深度為Td，則空隙部14 滿足關(guān)系T < Tc彡Td0在圖5(a)、(b)中出示滿足關(guān)系Tc = Td的空隙部14。實施例接下去對上述實施方式的具體實施例作說明。[樹脂基板]用注射成型機成型透明樹脂材料丙烯(三菱麗陽株式會社生產(chǎn)的“ACRYPLEN” )， 制作形成了多個流路用槽、多個貫通孔、突起部的帶流路樹脂基板。該帶流路樹脂基板相當(dāng)于上述實施方式中形成了流路用槽11、突起部12、貫通孔13的樹脂基板10 —例。帶流路樹脂基板的尺寸如下一邊的長度=50mm厚度=Imm流路用槽11的寬、深度=50 μ m另外，采用透明樹脂材料丙烯，制作基板厚度為75 μ m、一邊長度為50mm的蓋子樹脂基板。該蓋子樹脂基板相當(dāng)于上述實施方式中的樹脂基板20。[接合]
接下去使形成了流路用槽的表面在內(nèi)地重合帶流路樹脂基板和蓋子樹脂基板。在重合的狀態(tài)下用夾具D夾住2樹脂基板，在90°C加熱下施加lkg/cm2壓力，保持1分鐘，制作微芯片。樹脂基板10、20接合時，以樹脂基板10突起部12的底端12a為境界，使夾具D接觸底端1 外側(cè)(突起部12中心的相反側(cè))的樹脂基板10表面。這樣夾具D不接觸突起部12。該接合方法在以下制作實施例1至實施例6及比較例1的微芯片時也同樣。改變空隙部14各值制作帶流路樹脂基板，然后制作微芯片。在圖6表中出示實施例1至實施例6及比較例1的結(jié)果。實施例1至實施例6及比較例1中，空隙部14深度Tc 和流路用槽11深度iTa滿足關(guān)系Ta = Tc。實施例1至實施例6中，貫通孔13底端的徑Φ&、突起部底端的徑Ctb及空隙部 14邊緣的徑Φ c滿足關(guān)系Φ a < Φ c。例如實施例1中，在樹脂基板10上制作Φ a+Mb-Φ a)/4的空隙部，熱壓接合三菱麗陽株式會社生產(chǎn)的“ACRYPLEN”制75 μ m的樹脂基板20。實施例2中，在樹脂基板10上制作(^b的空隙部，熱壓接合三菱麗陽株式會社產(chǎn)生的“ACRYPLEN”制75 μ m的樹脂基板20。實施例3中，在樹脂基板10上制作2X (^b的空隙部，熱壓接合三菱麗陽株式會社產(chǎn)生的“ACRYPLEN”制75 μ m的樹脂基板20。實施例4中，在樹脂基板10上制作2. 5X (^b的空隙部，熱壓接合三菱麗陽株式會社產(chǎn)生的“ACRYPLEN”制75 μ m的樹脂基板20。實施例5中，在樹脂基板10上制作Φ a+(Ctb-Φ a)/2的空隙部，熱壓接合三菱麗陽株式會社生產(chǎn)的“ACRYPLEN”制75 μ m的樹脂基板20。實施例6中，在三菱麗陽株式會社生產(chǎn)的“ACRYPLEN”制75 μ m的樹脂基板20上， 將模具加熱到80°C按下，形成(^b的空隙部，與沒有空隙部的樹脂基板10熱壓接合。比較例1中，熱壓接合沒有空隙部的樹脂基板和三菱麗陽株式會社生產(chǎn)的 “ACRYPLEN”制75 μ m的樹脂基板20。如上所述，實施例1到實施例3、實施例5及實施例6中空隙部的徑Φ c滿足關(guān)系 Φβ < Φο < 2. 5Χ (tb，實施例4中不滿足關(guān)系< 2. 5Χ ΦΚ[評價]對實施例1到實施例6，評價本發(fā)明效果的微芯片的再現(xiàn)性。對用相同條件制作的樣品作三次評價，取平均值作為評價結(jié)果。[再現(xiàn)性試驗]如圖6所示，在制成的樣品的流路用槽中注入10 μ升純水，用注射器施加0. IMpa 壓力，測量從施加壓力到純水到達相反側(cè)突起部的時間差。圖6表中，「X」表示差在1秒以上，「Δ」表示差在1秒以內(nèi)，「〇」表示差在0. 5 秒以內(nèi)，「◎」表示差在0. 1秒以內(nèi)。實施例1到實施例6中，確認(rèn)到時間差在1秒以內(nèi)?？梢哉J(rèn)為，實施例1到實施例 6的樣品因為接合面上沒有發(fā)生未接合部分，所以得到了充分的再現(xiàn)性。比較例中確認(rèn)到時間差在1秒以上。可以認(rèn)為，比較例1的樣品因為在貫通孔底端側(cè)邊周邊發(fā)生未接合部分，所以沒能得到充分的再現(xiàn)性。
進一步對實施例1到實施例6評價了微芯片的強度。強度試驗中與再現(xiàn)性試驗相同，對用相同條件制作的樣品作三次評價。[強度試驗]用AS ONE制造的小型模壓機對突起部上部施加3kN壓力，檢查樣品的變形程度。圖6表中，「Δ」表示三次試驗中有樣品出現(xiàn)使用上不成問題范圍的微小裂縫； 「〇」表示三次試驗中有樣品出現(xiàn)突起部底端(根基)變形，且停止加壓后微小變形殘留； 「◎」表示三次試驗中樣品雖然有加壓引起的突起部底端變形，但停止加壓后變形完全消失。實施例1、實施例2、實施例5及實施例6中，停止加壓后變形完全消失，表示出優(yōu)異的強度。由此，確認(rèn)到實施例1至實施例3、實施例5及實施例6的樣品能夠得到充分的強度。實施例3中，有時停止加壓突起部底端(根基)也出現(xiàn)微小變形。實施例4中，有時突起部底端(根基)出現(xiàn)使用上不成問題的微小裂縫。[歸納]比較例1中制作的樣品再現(xiàn)性試驗結(jié)果不良，3個樣品出現(xiàn)不同的值?？梢哉J(rèn)為這是因為突起部底端(根基)等出現(xiàn)未接合部分，還有加壓粘結(jié)不充分的部分剝離，流動不均勻，而本發(fā)明樣品都顯示出優(yōu)異的再現(xiàn)性，尤其是滿足關(guān)系c^a+Qb-cta)/^彡Φο 的空隙部較優(yōu)選。實施例4中制作的樣品雖然使用上不成問題但由于空隙部大，所以突起部底端比較脆弱，對樣品上下施加加壓時出現(xiàn)微小裂縫。由上述可知，空隙部在 Φ a+ ( Φ b- Φ a) /2 ^ Φ c < 2. 5 X Φ c 范圍較優(yōu)選。上述實施例中出示的樹脂基板的材料和尺寸只不過是一例，本發(fā)明并不局限于此。例如上述實施例中，空隙部14的略圓形截面形狀在深度方向上是相同的形狀，但也可以使空隙部14略圓形截面形狀的徑在深度方向漸漸減小，由此，使之具有從空隙部14邊緣 14a向貫通孔13底端側(cè)邊13a傾斜的周壁面，還可以使之具有從空隙部14邊緣14a向貫通孔13先端側(cè)緣13c傾斜的周壁面。采用例如上述實施方式中例舉的樹脂時，也能夠得到與實施例同樣的結(jié)果。符號說明
10樹脂基板
11流路用槽
12突起部
12a底端
12b投影到接合面上時的突起部的底端
13貫通孔
13a底端側(cè)邊
13b投影到接合面上時的貫通孔的底端側(cè)邊
13c先端側(cè)邊
14空隙部
14a邊緣
20樹脂基板
權(quán)利要求
1.一種微芯片，是在二個樹脂基板中的至少一個樹脂基板表面形成流路用槽，使形成了所述流路用槽的面在內(nèi)側(cè)地接合所述二個樹脂基板，在所述二個樹脂基板的任何一個樹脂基板上，形成從所述二個樹脂基板的接合面的反面連通所述流路用槽的略圓形截面形狀的貫通孔，同時，在所述反面上形成圍著所述貫通孔設(shè)置的在所述樹脂基板的厚度方向上突出的突起部，微芯片的特征在于，在所述二個樹脂基板的一個或另一個樹脂基板的所述接合面的、從略垂直于所述接合面的方向投影所述突起部時的所述接合面上，形成與所述貫通孔同心的略圓形截面形狀的在所述樹脂基板厚度方向的相同方向上具有深度的空隙部，若以從所述略垂直方向在所述接合面上投影所述貫通孔的底端側(cè)邊時所述貫通孔的底端側(cè)邊的徑為φ 與所述接合面相接的所述空隙部的邊緣的徑為φ(3，則滿足以下關(guān) ^ Φ c > <J>a。
2.如權(quán)利要求1中記載的微芯片，其特征在于，若以從所述略垂直方向在所述接合面上投影所述突起部的底端時所述突起部底端的徑為Φ、則滿足以下關(guān)系2. 5Χ Ctb > Φ C。
3.如權(quán)利要求2中記載的微芯片，滿足以下關(guān)系(^b彡
4.如權(quán)利要求1至3的任何一項中記載的微芯片，其特征在于，所述空隙部被形成在所述二個樹脂基板中形成了所述流路用槽的樹脂基板的所述接合面上，并且，所述空隙部具有即使在接合所述二個樹脂基板時也在所述貫通孔的底端側(cè)邊與所述接合面之間留有間隙的所述深度。
5.如權(quán)利要求4中記載的微芯片，其特征在于，若以所述空隙部的深度為Tc、所述樹脂基板的厚度為Τ、所述流路用槽的深度為Ta，則滿足以下關(guān)系Ta ^ Tc ^ Τ/2。
6.如權(quán)利要求4中記載的微芯片，其特征在于，所述空隙部具有從所述空隙部的邊緣向所述貫通孔的底端側(cè)邊傾斜的周壁面。
7.如權(quán)利要求4中記載的微芯片，其特征在于，所述空隙部具有從所述空隙部的邊緣向所述貫通孔的先端側(cè)邊傾斜的周壁面。
全文摘要
在二個樹脂基板中的至少一個樹脂基板表面形成流路用槽，使形成了流路用槽的面在內(nèi)側(cè)地接合二個樹脂基板，在二個樹脂基板的任何一個樹脂基板上，形成從二個樹脂基板的接合面的反面連通流路用槽的略圓形截面形狀的貫通孔，同時，在反面上形成圍著貫通孔設(shè)置的在樹脂基板的厚度方向上突出的突起部，在從略垂直于接合面的方向投影突起部時的接合面上，形成與貫通孔同心的略圓形截面形狀的在樹脂基板厚度方向的相同方向上具有深度的空隙部，若以從略垂直方向在接合面上投影貫通孔的底端側(cè)邊時貫通孔的底端側(cè)邊的徑為φa，與接合面相接的空隙部的邊緣的徑為φc，則滿足以下關(guān)系φc＞φa。
文檔編號G01N37/00GK102422164SQ20108002071
公開日2012年4月18日 申請日期2010年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月15日
發(fā)明者平山博士, 鷲巢貴志 申請人:柯尼卡美能達精密光學(xué)株式會社