マイクロチップ、マイクロチップ用金型及びマイクロチップの製造方法
【課題】ウェルドラインによる流路の短絡を防止する。
【解決手段】上下に貫通する複数の貫通孔２２Ａを有するとともに、少なくとも２つの貫通孔２２Ａの間を接続する溝２１Ａが下面に形成された基板２Ａと、基板２Ａの下面に接合される底材９Ａと、を備えるマイクロチップ１である。基板２Ａは射出成形により形成され、貫通孔２２Ａから延在するウェルドラインが形成される領域に溝２１Ａが形成されていないため、ウェルドラインによって貫通孔２２Ａと溝２１Ａとが短絡しない。
【解決手段】上下に貫通する複数の貫通孔２２Ａを有するとともに、少なくとも２つの貫通孔２２Ａの間を接続する溝２１Ａが下面に形成された基板２Ａと、基板２Ａの下面に接合される底材９Ａと、を備えるマイクロチップ１である。基板２Ａは射出成形により形成され、貫通孔２２Ａから延在するウェルドラインが形成される領域に溝２１Ａが形成されていないため、ウェルドラインによって貫通孔２２Ａと溝２１Ａとが短絡しない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロチップ、マイクロチップ用金型及びマイクロチップの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細な流路、空間内で核酸、タンパク質、血液などの液体試料の反応、分離、分析などを行うマイクロチップ、あるいはμＴＡＳ（ＭｉｃｒｏＴｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ）と称する装置が実用化されている。
【０００３】
マイクロチップは、微細加工技術を利用してシリコン、ガラス、樹脂等の基板に微細な流路、空間を形成し、他の基板と接合して形成される。近年では、廉価で使い捨て可能な樹脂製マイクロチップの開発が特に望まれている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、図２４、図２５に示すような流路１１１や流路１１１への注入孔１１２を有するマイクロチップ１０１は、流路１１１となる溝１２１や注入孔１１２となる貫通孔１２２を有する基板１０２と、底材１０９とを接合して形成される。溝１２１や貫通孔１２２を有する基板１０２は、図２６に示すような金型１０３へ溶融樹脂を射出充填し、冷却することで形成される。
【０００５】
金型１０３は、コア１０４及びコア１０４が挿入されるキャビティ１５１を有する型板１０５とからなる。コア１０４には、溝１２１と対応する形状の突条１４１や、貫通孔１２２と対応する形状のコアピン１４２が設けられている。型板１０５には、キャビティ１５１内に溶融樹脂を注入するためのゲート１５２が形成されている。
【０００６】
基板１０２に貫通孔１２２を形成する場合、コアピン１４２がキャビティ１５１内で型板１０５と当接しているため、ゲート１５２より射出された溶融樹脂は、コアピン１４２により分断された後、コアピン１４２のゲート１５２に対して背面側で合流し融着する。このため、ウェルドライン１２８が発生する場合がある。
【０００７】
ウェルドラインの発生を防ぐために、金型の温度を制御するウェルドレス成形方法もある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２３４６００号公報
【特許文献２】特開昭６３−４２８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ウェルドライン１２８が長くなり、他の溝１２１とつながると、ウェルドライン１２８によって流路１１１と注入孔１１２とが短絡し、マイクロチップ１０１が機能しないおそれがある。
【００１０】
金型の温度を制御するウェルドレス成形方法を実施するには専用の設備が必要となる。また、成形サイクルが長くコストが高くなるという問題がある。
【００１１】
本発明の課題は、ウェルドラインによる流路の短絡を防止することができるマイクロチップ、マイクロチップ用金型及びマイクロチップの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以上の課題を解決するため、第１の発明は、上下に貫通する複数の貫通孔を有するとともに、少なくとも２つの前記貫通孔の間を接続する溝が下面に形成された基板と、前記基板の下面に接合される底材と、を備え、前記基板は射出成形により形成され、前記貫通孔から延在するウェルドラインが形成される領域に前記溝が形成されていないことを特徴とするマイクロチップである。
【００１３】
ここで、「ウェルドラインが形成される領域」とは、ウェルドラインの形状が見える部分及びその周囲の領域をいい、ウェルドラインの形状が見える部分及びその周囲約２０μmより外側の領域に溝を形成することが好ましい。ウェルドラインが見える部分以外の領域でも、溝がウェルドラインに近いと、接合した後の状態によっては、界面の接合が不十分な領域（未接合領域）を通して、ウェルドラインと溝が短絡する場合があるからである。
【００１４】
第１の発明においては、前記基板のゲート跡と前記貫通孔の中心とを結ぶ直線上の、前記貫通孔に対して前記ゲート跡と反対方向の領域には、前記溝が形成されていないことが好ましい。
また、前記基板には、射出成形後、ゲート跡部分に貫通孔が形成されていてもよい。
【００１５】
第２の発明は、一方の面にキャビティが設けられた型板と、前記型板の前記キャビティが設けられた面と対向する面に当接するコアと、を備え、前記型板または前記コアの少なくとも一方に、前記キャビティ内へ溶融樹脂を注入するためのゲートが設けられた金型において、前記コアには前記キャビティの底部に当接するコアピンと、前記コアピンに接続されかつ前記型板とは当接しない突条とが設けられ、前記コアピンによりウェルドラインが形成される領域には、前記突条が形成されていないことを特徴とするマイクロチップ用金型である。
【００１６】
第２の発明においては、前記ゲートと前記コアピンの中心とを結ぶ直線上の、前記コアピンに対して前記ゲートと反対方向の領域には、前記突条が形成されていないことが好ましい。
【００１７】
第３の発明は、第２の発明の金型を用いて射出成形により基板を形成し、次に、前記基板の下面に底材を接合することを特徴とするマイクロチップの製造方法である。
【００１８】
第３の発明においては、前記基板の射出成形後、前記底材の接合前に、前記基板のゲート跡部分に貫通孔を形成してもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ウェルドラインによる流路の短絡を防止することができるマイクロチップ、マイクロチップ用金型及びマイクロチップの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るマイクロチップ１Ａを示す断面図である。
【図２】図１のII−II矢視断面図である。
【図３】図１のIII−III矢視断面図である。
【図４】図１のIV−IV矢視断面図である。
【図５】図１のV−V矢視断面図である。
【図６】金型３Ａの平面図である。
【図７】図６のVII−VII矢視断面図である。
【図８】図６のVIII−VIII矢視断面図である。
【図９】図６のIX−IX矢視断面図である。
【図１０】図６のX−X矢視断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係るマイクロチップ１Ｂを示す断面図である。
【図１２】図１１のXII−XII矢視断面図である。
【図１３】金型３Ｂの平面図である。
【図１４】図１３のXIV−XIV矢視断面図である。
【図１５】マイクロチップ１Ｂの製造方法を示す断面図である。
【図１６】金型３Ｂから取り出した状態の基板２Ｂを示す断面図である。
【図１７】本発明の第３の実施の形態に係るマイクロチップ１Ｃを示す平面図である。
【図１８】図１７のXVIII−XVIII矢視断面図である。
【図１９】金型３Ｃの平面図である。
【図２０】図１９のXIX−XIX矢視断面図である。
【図２１】マイクロチップ１Ｃの製造方法を示す断面図である。
【図２２】金型３Ｃから取り出した状態の基板２Ｃを示す断面図である。
【図２３】他の形態のマイクロチップ１を示す断面図である。
【図２４】従来のマイクロチップ１０１を示す断面図である。
【図２５】図２４のXXV−XXV矢視断面図である。
【図２６】マイクロチップ１０１の製造に用いる金型３を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態について、図を参照して詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
図１は本発明の第１の実施の形態に係るマイクロチップ１Ａを示す平面図であり、図２は図１のII−II矢視断面図である。本実施形態に係るマイクロチップ１Ａは長方形状であるが、その形状は任意である。
マイクロチップ１Ａは、基板２Ａと、底材９Ａとが接合されてなる。
【００２２】
基板２Ａ、底材９Ａには樹脂が用いられる。基板２Ａに用いられる樹脂としては、成形性（転写性、離型性）がよいこと、透明性が高いこと、紫外線や可視光に対する自己蛍光性が低いことなどが条件として挙げられるが、特に限定されるものではない。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等が好ましい。特に、ポリメタクリル酸メチル、環状ポリオレフィン等が好ましい。
【００２３】
底材９Ａは、基板２Ａの下面に接合されている。底材９Ａの厚さは任意であり、板状であってもよいし、フィルム状であってもよい。底材９Ａには基板２Ａと同じ材料を用いてもよく、異なる材料を用いてもよい。底材９Ａと基板２Ａの接合方法は、接着剤を用いる方法、熱溶着技術を用いる方法等、任意である。
【００２４】
基板２Ａには、溝２１Ａと、貫通孔２２Ａとが設けられている。
溝２１Ａは基板２Ａの下面に形成されている。溝２１Ａの下部が底材９Ａにより塞がれることで流路１１Ａが形成される。
貫通孔２２Ａは基板２Ａを上下に貫通している。貫通孔２２Ａが底材９Ａにより塞がれることで注入孔１２Ａが形成される。
流路１１Ａ、注入孔１２Ａは、非常に微細な溝（マイクロ流路）であり、核酸、タンパク質、血液や薬剤などの液体試料の反応、混合、分離、分析などを行うのに好適に用いられる。
【００２５】
溝２１Ａの幅及び貫通孔２２Ａの径は、分析試料、試薬の使用量を少なくできること、成形金型の作成精度、転写性、離型性等を考慮して、幅は１０μｍ〜２００μｍ程度であることが好ましい。
溝２１Ａの深さは、３０μｍ〜１５０μｍ程度であることが好ましく、基板２Ａの厚さよりも浅いことが好ましい。
貫通孔２２Ａにより形成される注入孔１２Ａの深さは基板２Ａの厚さによって定まる。基板２Ａの厚さは３０μｍよりも厚くかつ２００μｍ以下であることが好ましいが、マイクロチップ１Ａの用途、分析手法、分析装置に応じて適宜調整すればよい。
【００２６】
本実施形態に係る基板２Ａは、射出成形により形成されるため、一端にゲート跡２９Ａが形成されている。ゲート跡２９Ａは基板２Ａの金型のゲートに該当する部分である。
図３〜図５はマイクロチップ１Ａの各貫通孔２２Ａの中心とゲート跡２９Ａとを結ぶ線（III−III線、IV−IV線、V−V線）における断面図である。なお、図１のマイクロチップ１Ａは左右対称であるため、図１の左半分の貫通孔２２Ａの中心とゲート跡２９Ａとを結ぶ線における断面図についてのみ記載し、右半分の貫通孔２２Ａについての説明は割愛する。
【００２７】
図３〜図５に示すように、どの貫通孔２２Ａについても、ウェルドラインが形成される領域には、溝２１Ａが形成されていない。
ここで、「ウェルドラインが形成される領域」とは、例えば、貫通孔２２Ａから延在するウェルドラインが形成された場合において、ウェルドラインの形状が見える部分及びその周囲の領域である。
本実施形態においては、ゲート跡２９Ａと貫通孔２２Ａの中心とを結ぶ直線上の、貫通孔２２Ａに対してゲート跡２９Ａと反対方向の領域には、溝２１Ａが形成されていない。
溝２１Ａは、ウェルドラインの形状が見える部分及びその周囲約２０μmより外側の領域に溝を形成することが好ましい。ウェルドラインが見える部分以外の領域でも、溝がウェルドラインに近いと、接合した後の状態によっては、界面の接合が不十分な領域（未接合領域）を通して、ウェルドラインと溝が短絡する場合があるからである。
【００２８】
ここで、基板２Ａの射出成形に用いる金型３Ａについて説明する。図６は金型３Ａの平面図であり、図７は図６のVII−VII矢視断面図である。金型３Ａは、コア４Ａと、型板５Ａと、等から概略構成される。
【００２９】
コア４Ａには、型板５Ａとの対向面に、突条４１Ａ及びコアピン４２Ａが設けられている。突条４１Ａは溝２１Ａと対応する形状であり、コアピン４２Ａは貫通孔２２Ａと対応する形状である。
【００３０】
型板５Ａには、コア４Ａとの対向面に、基板２Ａが形成されるキャビティ５１Ａが設けられている。キャビティ５１Ａの底部にはコアピン４２Ａが当接する。
また、基板２Ａの材料となる溶融樹脂をキャビティ５１Ａ内に射出するためのゲート５９Ａが設けられている。
【００３１】
図８〜図１０は金型３Ａの各コアピン４２Ａの中心とゲート５９Ａとを結ぶ線（VIII−VIII線、IX−IX線、X−X線）における断面図である。なお、図６の金型３Ａは左右対称であるため、図６の左半分のコアピン４２Ａの中心とゲート５９Ａとを結ぶ線における断面図についてのみ記載し、右半分のコアピン４２Ａについての説明は割愛する。
図８〜図１０に示すように、金型３Ａのどのコアピン４２Ａについても、ゲート５９Ａとコアピン４２の中心とを結ぶ直線上の、コアピン４２に対してゲート５９Ａと反対方向の領域には、突条４１Ａが形成されていない。
【００３２】
ここで、マイクロチップ１Ａの製造方法について説明する。まず、図６に示す状態の金型３Ａのキャビティ５１Ａ内に、ゲート５９Ａから基板２Ａの材料となる溶融樹脂を射出充填し、冷却することで基板２Ａを成形する。次に、型板５Ａからコア４Ａを離し、キャビティ５１Ａから基板２Ａを取り出す。なお、突条４１Ａの跡が溝２１Ａに、コアピン４２Ａの跡が貫通孔２２Ａとなる。その後、基板２Ａの下面に底材９Ａを接合する。以上により、マイクロチップ１Ａが完成する。
【００３３】
本実施形態においても、ゲート５９Ａからキャビティ５１Ａ内に充填される溶融樹脂がコアピン４２Ａにより分断された後、コアピン４２Ａのゲート５９Ａに対して背面側で合流し融着することでウェルドラインが形成されるおそれがある。しかし、図８〜図１０に示すように、金型３Ａのどのコアピン４２Ａについても、ゲート５９Ａとコアピン４２Ａの中心とを結ぶ直線上の、コアピン４２Ａに対してゲート５９Ａと反対方向の領域には、すなわち、ウェルドラインが形成される領域には、突条４１Ａが形成されていない。このため、成形後の基板２Ａで溝２１Ａと貫通孔２２Ａとがウェルドラインによって短絡することがない。
【００３４】
〔第２実施形態〕
図１１は本発明の第２の実施の形態に係るマイクロチップ１Ｂを示す平面図であり、図１２は図１１のXII−XII矢視断面図である。なお、第１実施形態と同様の構成については、説明を割愛する。
本実施形態に係るマイクロチップ１Ｂは、図１１、図１２に示すように、円板形状であり、マイクロチップ１Ｂは基板２Ｂと、底材９Ｂとが接合されてなる。
【００３５】
基板２Ｂには、溝２１Ｂ、２３Ｂ、及び、貫通孔２２Ｂ、２４Ｂ、２８Ｂが設けられている。
貫通孔２２Ｂは基板２Ｂの外周部に設けられており、貫通孔２８Ｂは基板２Ｂの中心に設けられている。溝２１Ｂは、基板２Ｂの下面であって、貫通孔２２Ｂと貫通孔２８Ｂとの間に放射状に設けられている。
溝２３Ｂは一部の溝２１Ｂから分岐して設けられており、端部に貫通孔２４Ｂが設けられている。
溝２１Ｂ、２３Ｂの下部が底材９Ｂにより塞がれることで流路１１Ｂ、１３Ｂが形成される。貫通孔２２Ｂ、２４Ｂ、２８Ｂが底材９Ｂにより塞がれることで注入孔１２Ｂ、１４Ｂ、１８Ｂが形成される。
【００３６】
本実施形態においては、どの貫通孔２２Ｂ及び貫通孔２４Ｂについても、貫通孔２８Ｂと貫通孔２２Ｂ、２４Ｂの中心とを結ぶ直線上の、貫通孔２２Ｂ、２４Ｂに対して貫通孔２８Ｂと反対方向の領域には、溝２１Ｂ、２３Ｂが形成されていない。
【００３７】
ここで、基板２Ｂの射出成形に用いる金型３Ｂについて説明する。図１３は金型３Ｂの平面図であり、図１４は図１３のXIV−XIV矢視断面図である。金型３Ｂは、コア４Ｂと、型板５Ｂと、等から概略構成される。
【００３８】
コア４Ｂには、型板５Ｂとの対向面に、突条４１Ｂ、４３Ｂ及びコアピン４２Ｂ、４４Ｂが設けられている。突条４１Ｂ、４３Ｂは溝２１Ｂ、２３Ｂと対応する形状であり、コアピン４２Ｂ、４４Ｂ、は貫通孔２２Ｂ、２４Ｂと対応する形状である。
また、コア４Ｂの中心には、ゲート４９Ｂが設けられている。
型板５Ｂには、コア４Ｂとの対向面に、基板２Ｂが形成されるキャビティ５１Ｂが設けられている。キャビティ５１Ｂの底部にはコアピン４２Ｂ、４４Ｂが当接する。キャビティ５１Ｂ内には、基板２Ｂの材料となる溶融樹脂がゲート４９Ｂより射出される。
【００３９】
本実施形態においても、金型３Ｂのどのコアピン４２Ｂ、４４Ｂについても、ゲート４９Ｂとコアピン４２Ｂ、４４Ｂの中心とを結ぶ直線上の、コアピン４２Ｂ、４４Ｂに対してゲート４９Ｂと反対方向の領域には、突条４１Ｂ、４３Ｂが形成されていない。
【００４０】
ここで、マイクロチップ１Ｂの製造方法について説明する。まず、図１５に示すように、金型３Ｂのキャビティ５１Ｂ内に、ゲート４９Ｂから基板２Ｂの材料となる溶融樹脂を射出充填し、冷却することで成形する。次に、型板５Ｂからコア４Ｂを離し、キャビティ５１Ｂから基板２Ｂを取り出す。なお、突条４１Ｂ、４３Ｂの跡が溝２１Ｂ、２３Ｂに、コアピン４２Ｂ、４４Ｂの跡が貫通孔２２Ｂ、２４Ｂとなる。この状態では、図１６に示すように、基板２Ｂには貫通孔２８Ｂがまだ形成されておらず、ゲート４９Ｂと対応する位置にゲート跡２９Ｂが形成されている。
【００４１】
次に、ゲート跡２９Ｂの部分（図１６の一点鎖線で示す位置）に貫通孔２８Ｂを削孔することで、基板２Ｂが完成する。
その後、基板２Ｂの下面に底材９Ｂを接合する。以上により、マイクロチップ１Ｂが完成する。
【００４２】
本実施形態においても、ゲート４９Ｂからキャビティ５１Ｂ内に充填される溶融樹脂がコアピン４２Ｂ、４４Ｂにより分断された後、コアピン４２Ｂ、４４Ｂのゲート４９Ｂに対して背面側で合流し融着することでウェルドラインが形成されるおそれがある。しかし、金型３Ｂのどのコアピン４２Ｂについても、ゲート４９Ｂとコアピン４２Ｂ、４４Ｂの中心とを結ぶ直線上の、コアピン４２Ｂ、４４Ｂに対してゲート４９Ｂと反対方向の領域には、すなわちウェルドラインが形成される領域には、突条４１Ｂ、４３Ｂが形成されていない。このため、成形後の基板２Ｂで溝２１Ｂ、２３Ｂと貫通孔２２Ｂ、２４Ｂとがウェルドラインによって短絡することがない。
【００４３】
〔第３実施形態〕
図１７は本発明の第３の実施の形態に係るマイクロチップ１Ｃを示す平面図であり、図１８は図１７のXVIII−XVIII矢視断面図である。なお、第２実施形態と同様の構成については、説明を割愛する。
【００４４】
本実施形態に係るマイクロチップ１Ｃは、図１７、図１８に示すように、円板形状であり、マイクロチップ１Ｃは基板２Ｃと、底材９Ｃとが接合されてなる。
【００４５】
基板２Ｃには、溝２１Ｃ、２３Ｃ、及び、貫通孔２２Ｃ、２４Ｃ、２６Ｃ、２８Ｃが設けられている。
貫通孔２２Ｃは基板２Ｃの外周部に設けられており、貫通孔２８Ｃは基板２Ｃの中央部に設けられている。貫通孔２６Ｃは貫通孔２８Ｃの近傍に設けられている。
溝２１Ｃは、基板２Ｃの下面であって、いずれかの貫通孔２２Ｃといずれかの貫通孔２６Ｃとの間に設けられている。
溝２３Ｃは一部の溝２１Ｃから分岐して設けられており、端部に貫通孔２４Ｃが設けられている。
溝２１Ｃ、２３Ｃの下部が底材９Ｃにより塞がれることで流路１１Ｃ、１３Ｃが形成される。貫通孔２２Ｃ、２４Ｃ、２６Ｃ、２８Ｃが底材９Ｃにより塞がれることで注入孔１２Ｃ、１４Ｃ、１６Ｃ、１８Ｃが形成される。
【００４６】
本実施形態においても、どの貫通孔２２Ｃ、２４Ｃ、２６Ｃについても、貫通孔２８Ｃと貫通孔２２Ｃ、２４Ｃ、２６Ｃの中心とを結ぶ直線上の、貫通孔２２Ｃ、２４Ｃ、２６Ｃに対して貫通孔２８Ｃと反対方向の領域には、溝２１Ｃ、２３Ｃが形成されていない。また、貫通孔２２Ｃと貫通孔２８Ｃとの間の領域には、貫通孔２４Ｃ、２６Ｃが形成されていない。
【００４７】
ここで、基板２Ｃの射出成形に用いる金型３Ｃについて説明する。図１９は金型３Ｃの平面図であり、図２０は図１９のXIX−XIX矢視断面図である。金型３Ｃは、コア４Ｃと、型板５Ｃと、等から概略構成される。
【００４８】
コア４Ｃには、型板５Ｃとの対向面に、突条４１Ｃ、４３Ｃ及びコアピン４２Ｃ、４４Ｃ、４６Ｃが設けられている。突条４１Ｃ、４３Ｃは溝２１Ｃ、２３Ｃと対応する形状であり、コアピン４２Ｃ、４４Ｃ、４６Ｃは貫通孔２２Ｃ、２４Ｃ、２６Ｃと対応する形状である。
また、コア４Ｃの中央部には、ゲート４９Ｃが設けられている。
型板５Ｃには、コア４Ｃとの対向面に、基板２Ｃが形成されるキャビティ５１Ｃが設けられている。キャビティ５１Ｃの底部にはコアピン４２Ｃ，４４Ｃ、４６Ｃが当接する。キャビティ５１Ｃ内には、基板２Ｃの材料となる溶融樹脂がゲート４９Ｃより射出される。
【００４９】
本実施形態においても、金型３Ｃのどのコアピン４２Ｃ、４４Ｃ、４６Ｃについても、ゲート４９Ｃとコアピン４２Ｃ、４４Ｃ、４６Ｃの中心とを結ぶ直線上の、コアピン４２Ｃ、４４Ｃ、４６Ｃに対してゲート４９Ｃと反対方向の領域には、突条４１Ｃ、４３Ｃが形成されていない。また、コアピン４２Ｃとゲート４９Ｃとの間の領域には、コアピン４４Ｃ、４６Ｃが形成されていない。
【００５０】
ここで、マイクロチップ１Ｃの製造方法について説明する。まず、図２１に示すように、金型３Ｃのキャビティ５１Ｃ内に、ゲート４９Ｃから基板２Ｃの材料となる溶融樹脂を射出充填し、冷却することで成形する。次に、型板５Ｃからコア４Ｃを離し、キャビティ５１Ｃから基板２Ｃを取り出す。なお、突条４１Ｃ、４３Ｃの跡が溝２１Ｃ、２３Ｃに、コアピン４２Ｃ、４４Ｃ、４６Ｃの跡が貫通孔２２Ｃ、２４Ｃ、２６Ｃとなる。この状態では、図２２に示すように、基板２Ｃには貫通孔２８Ｃがまだ形成されておらず、ゲート４９Ｃと対応する位置にゲート跡２９Ｃが形成されている。
【００５１】
次に、ゲート跡２９Ｃの部分（図２２の一点鎖線で示す位置）に貫通孔２８Ｃを削孔することで、基板２Ｃが完成する。
その後、基板２Ｃの下面に底材９Ｃを接合する。以上により、マイクロチップ１Ｃが完成する。
【００５２】
本実施形態においても、ゲート４９Ｃからキャビティ５１Ｃ内に充填される溶融樹脂がコアピン４２Ｃ、４４Ｃ、４６Ｃにより分断された後、コアピン４２Ｃ、４４Ｃ、４６Ｃのゲート４９Ｃに対して背面側で合流し融着することでウェルドラインが形成されるおそれがある。しかし、金型３Ｃのどのコアピン４２Ｃ、４４Ｃ、４６Ｃについても、ゲート４９Ｃとコアピン４２Ｃ、４４Ｃ、４６Ｃの中心とを結ぶ直線上の、コアピン４２Ｃ、４４Ｃ、４６Ｃに対してゲート４９Ｃと反対方向の領域、すなわちウェルドラインが形成される領域には、突条４１Ｃ、４３Ｃが形成されていない。このため、成形後の基板２Ｃで溝２１Ｃ、２３Ｃと貫通孔２２Ｃ、２４Ｃ、２６Ｃとがウェルドラインによって短絡することがない。
同様に、コアピン４４Ｃ、４６Ｃに対してゲート４９Ｃと反対側の領域、すなわちウェルドラインが形成される領域には、コアピン４２Ｃが形成されていない。このため、成形後の基板２Ｃで貫通孔２２Ｃ、２４Ｃと貫通孔２６Ｃとがウェルドラインによって短絡することがない。
【００５３】
なお、以上の実施形態においては、基板の上面が平坦な例について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、図２３に示すように、注入孔１２の外周部に沿って突起２２ａを有する形状の基板２を用いてマイクロチップ１を形成してもよい。
【００５４】
また、マイクロチップの大きさは、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よい。例えば、１０ｍｍ角〜２００ｍｍ角程度の大きさが好ましく、１０ｍｍ角〜１００ｍｍ角がより好ましい。マイクロチップの形状は、分析手法、分析装置に合わせて任意の形状とすることができる。また、ゲート跡の位置についても任意である。
【００５５】
また、本発明はウェルドラインが形成される領域に流路が形成されなければよく、貫通孔の中心とゲート跡の中心とを結ぶ直線上の、貫通孔からゲート跡に対して反対方向の領域であっても、ウェルドラインが形成されない程度に貫通孔から十分に離れた領域であれば、流路を形成してもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１０１ マイクロチップ
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１１ 流路
１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１１２ 注入孔
１３Ｂ 流路
２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、１０２ 基板
２１、２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、１２１ 溝
２２、２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，１２２ 貫通孔
２２ａ 突起
２３Ｂ 溝
２４Ｂ 貫通孔
２６Ｃ 貫通孔
２８Ｂ、２８Ｃ 貫通孔
２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ ゲート跡
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、１０３ 金型
４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、１０４ コア
４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、１４１ 突条
４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ コアピン
４３Ｂ 突条
４４Ｂ コアピン
４９Ｂ、４９Ｃ ゲート
５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、 型板
５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ キャビティ
５９Ａ ゲート
９、９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、１０９ 底材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロチップ、マイクロチップ用金型及びマイクロチップの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細な流路、空間内で核酸、タンパク質、血液などの液体試料の反応、分離、分析などを行うマイクロチップ、あるいはμＴＡＳ（ＭｉｃｒｏＴｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ）と称する装置が実用化されている。
【０００３】
マイクロチップは、微細加工技術を利用してシリコン、ガラス、樹脂等の基板に微細な流路、空間を形成し、他の基板と接合して形成される。近年では、廉価で使い捨て可能な樹脂製マイクロチップの開発が特に望まれている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、図２４、図２５に示すような流路１１１や流路１１１への注入孔１１２を有するマイクロチップ１０１は、流路１１１となる溝１２１や注入孔１１２となる貫通孔１２２を有する基板１０２と、底材１０９とを接合して形成される。溝１２１や貫通孔１２２を有する基板１０２は、図２６に示すような金型１０３へ溶融樹脂を射出充填し、冷却することで形成される。
【０００５】
金型１０３は、コア１０４及びコア１０４が挿入されるキャビティ１５１を有する型板１０５とからなる。コア１０４には、溝１２１と対応する形状の突条１４１や、貫通孔１２２と対応する形状のコアピン１４２が設けられている。型板１０５には、キャビティ１５１内に溶融樹脂を注入するためのゲート１５２が形成されている。
【０００６】
基板１０２に貫通孔１２２を形成する場合、コアピン１４２がキャビティ１５１内で型板１０５と当接しているため、ゲート１５２より射出された溶融樹脂は、コアピン１４２により分断された後、コアピン１４２のゲート１５２に対して背面側で合流し融着する。このため、ウェルドライン１２８が発生する場合がある。
【０００７】
ウェルドラインの発生を防ぐために、金型の温度を制御するウェルドレス成形方法もある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２３４６００号公報
【特許文献２】特開昭６３−４２８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ウェルドライン１２８が長くなり、他の溝１２１とつながると、ウェルドライン１２８によって流路１１１と注入孔１１２とが短絡し、マイクロチップ１０１が機能しないおそれがある。
【００１０】
金型の温度を制御するウェルドレス成形方法を実施するには専用の設備が必要となる。また、成形サイクルが長くコストが高くなるという問題がある。
【００１１】
本発明の課題は、ウェルドラインによる流路の短絡を防止することができるマイクロチップ、マイクロチップ用金型及びマイクロチップの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以上の課題を解決するため、第１の発明は、上下に貫通する複数の貫通孔を有するとともに、少なくとも２つの前記貫通孔の間を接続する溝が下面に形成された基板と、前記基板の下面に接合される底材と、を備え、前記基板は射出成形により形成され、前記貫通孔から延在するウェルドラインが形成される領域に前記溝が形成されていないことを特徴とするマイクロチップである。
【００１３】
ここで、「ウェルドラインが形成される領域」とは、ウェルドラインの形状が見える部分及びその周囲の領域をいい、ウェルドラインの形状が見える部分及びその周囲約２０μmより外側の領域に溝を形成することが好ましい。ウェルドラインが見える部分以外の領域でも、溝がウェルドラインに近いと、接合した後の状態によっては、界面の接合が不十分な領域（未接合領域）を通して、ウェルドラインと溝が短絡する場合があるからである。
【００１４】
第１の発明においては、前記基板のゲート跡と前記貫通孔の中心とを結ぶ直線上の、前記貫通孔に対して前記ゲート跡と反対方向の領域には、前記溝が形成されていないことが好ましい。
また、前記基板には、射出成形後、ゲート跡部分に貫通孔が形成されていてもよい。
【００１５】
第２の発明は、一方の面にキャビティが設けられた型板と、前記型板の前記キャビティが設けられた面と対向する面に当接するコアと、を備え、前記型板または前記コアの少なくとも一方に、前記キャビティ内へ溶融樹脂を注入するためのゲートが設けられた金型において、前記コアには前記キャビティの底部に当接するコアピンと、前記コアピンに接続されかつ前記型板とは当接しない突条とが設けられ、前記コアピンによりウェルドラインが形成される領域には、前記突条が形成されていないことを特徴とするマイクロチップ用金型である。
【００１６】
第２の発明においては、前記ゲートと前記コアピンの中心とを結ぶ直線上の、前記コアピンに対して前記ゲートと反対方向の領域には、前記突条が形成されていないことが好ましい。
【００１７】
第３の発明は、第２の発明の金型を用いて射出成形により基板を形成し、次に、前記基板の下面に底材を接合することを特徴とするマイクロチップの製造方法である。
【００１８】
第３の発明においては、前記基板の射出成形後、前記底材の接合前に、前記基板のゲート跡部分に貫通孔を形成してもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ウェルドラインによる流路の短絡を防止することができるマイクロチップ、マイクロチップ用金型及びマイクロチップの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るマイクロチップ１Ａを示す断面図である。
【図２】図１のII−II矢視断面図である。
【図３】図１のIII−III矢視断面図である。
【図４】図１のIV−IV矢視断面図である。
【図５】図１のV−V矢視断面図である。
【図６】金型３Ａの平面図である。
【図７】図６のVII−VII矢視断面図である。
【図８】図６のVIII−VIII矢視断面図である。
【図９】図６のIX−IX矢視断面図である。
【図１０】図６のX−X矢視断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係るマイクロチップ１Ｂを示す断面図である。
【図１２】図１１のXII−XII矢視断面図である。
【図１３】金型３Ｂの平面図である。
【図１４】図１３のXIV−XIV矢視断面図である。
【図１５】マイクロチップ１Ｂの製造方法を示す断面図である。
【図１６】金型３Ｂから取り出した状態の基板２Ｂを示す断面図である。
【図１７】本発明の第３の実施の形態に係るマイクロチップ１Ｃを示す平面図である。
【図１８】図１７のXVIII−XVIII矢視断面図である。
【図１９】金型３Ｃの平面図である。
【図２０】図１９のXIX−XIX矢視断面図である。
【図２１】マイクロチップ１Ｃの製造方法を示す断面図である。
【図２２】金型３Ｃから取り出した状態の基板２Ｃを示す断面図である。
【図２３】他の形態のマイクロチップ１を示す断面図である。
【図２４】従来のマイクロチップ１０１を示す断面図である。
【図２５】図２４のXXV−XXV矢視断面図である。
【図２６】マイクロチップ１０１の製造に用いる金型３を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態について、図を参照して詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
図１は本発明の第１の実施の形態に係るマイクロチップ１Ａを示す平面図であり、図２は図１のII−II矢視断面図である。本実施形態に係るマイクロチップ１Ａは長方形状であるが、その形状は任意である。
マイクロチップ１Ａは、基板２Ａと、底材９Ａとが接合されてなる。
【００２２】
基板２Ａ、底材９Ａには樹脂が用いられる。基板２Ａに用いられる樹脂としては、成形性（転写性、離型性）がよいこと、透明性が高いこと、紫外線や可視光に対する自己蛍光性が低いことなどが条件として挙げられるが、特に限定されるものではない。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等が好ましい。特に、ポリメタクリル酸メチル、環状ポリオレフィン等が好ましい。
【００２３】
底材９Ａは、基板２Ａの下面に接合されている。底材９Ａの厚さは任意であり、板状であってもよいし、フィルム状であってもよい。底材９Ａには基板２Ａと同じ材料を用いてもよく、異なる材料を用いてもよい。底材９Ａと基板２Ａの接合方法は、接着剤を用いる方法、熱溶着技術を用いる方法等、任意である。
【００２４】
基板２Ａには、溝２１Ａと、貫通孔２２Ａとが設けられている。
溝２１Ａは基板２Ａの下面に形成されている。溝２１Ａの下部が底材９Ａにより塞がれることで流路１１Ａが形成される。
貫通孔２２Ａは基板２Ａを上下に貫通している。貫通孔２２Ａが底材９Ａにより塞がれることで注入孔１２Ａが形成される。
流路１１Ａ、注入孔１２Ａは、非常に微細な溝（マイクロ流路）であり、核酸、タンパク質、血液や薬剤などの液体試料の反応、混合、分離、分析などを行うのに好適に用いられる。
【００２５】
溝２１Ａの幅及び貫通孔２２Ａの径は、分析試料、試薬の使用量を少なくできること、成形金型の作成精度、転写性、離型性等を考慮して、幅は１０μｍ〜２００μｍ程度であることが好ましい。
溝２１Ａの深さは、３０μｍ〜１５０μｍ程度であることが好ましく、基板２Ａの厚さよりも浅いことが好ましい。
貫通孔２２Ａにより形成される注入孔１２Ａの深さは基板２Ａの厚さによって定まる。基板２Ａの厚さは３０μｍよりも厚くかつ２００μｍ以下であることが好ましいが、マイクロチップ１Ａの用途、分析手法、分析装置に応じて適宜調整すればよい。
【００２６】
本実施形態に係る基板２Ａは、射出成形により形成されるため、一端にゲート跡２９Ａが形成されている。ゲート跡２９Ａは基板２Ａの金型のゲートに該当する部分である。
図３〜図５はマイクロチップ１Ａの各貫通孔２２Ａの中心とゲート跡２９Ａとを結ぶ線（III−III線、IV−IV線、V−V線）における断面図である。なお、図１のマイクロチップ１Ａは左右対称であるため、図１の左半分の貫通孔２２Ａの中心とゲート跡２９Ａとを結ぶ線における断面図についてのみ記載し、右半分の貫通孔２２Ａについての説明は割愛する。
【００２７】
図３〜図５に示すように、どの貫通孔２２Ａについても、ウェルドラインが形成される領域には、溝２１Ａが形成されていない。
ここで、「ウェルドラインが形成される領域」とは、例えば、貫通孔２２Ａから延在するウェルドラインが形成された場合において、ウェルドラインの形状が見える部分及びその周囲の領域である。
本実施形態においては、ゲート跡２９Ａと貫通孔２２Ａの中心とを結ぶ直線上の、貫通孔２２Ａに対してゲート跡２９Ａと反対方向の領域には、溝２１Ａが形成されていない。
溝２１Ａは、ウェルドラインの形状が見える部分及びその周囲約２０μmより外側の領域に溝を形成することが好ましい。ウェルドラインが見える部分以外の領域でも、溝がウェルドラインに近いと、接合した後の状態によっては、界面の接合が不十分な領域（未接合領域）を通して、ウェルドラインと溝が短絡する場合があるからである。
【００２８】
ここで、基板２Ａの射出成形に用いる金型３Ａについて説明する。図６は金型３Ａの平面図であり、図７は図６のVII−VII矢視断面図である。金型３Ａは、コア４Ａと、型板５Ａと、等から概略構成される。
【００２９】
コア４Ａには、型板５Ａとの対向面に、突条４１Ａ及びコアピン４２Ａが設けられている。突条４１Ａは溝２１Ａと対応する形状であり、コアピン４２Ａは貫通孔２２Ａと対応する形状である。
【００３０】
型板５Ａには、コア４Ａとの対向面に、基板２Ａが形成されるキャビティ５１Ａが設けられている。キャビティ５１Ａの底部にはコアピン４２Ａが当接する。
また、基板２Ａの材料となる溶融樹脂をキャビティ５１Ａ内に射出するためのゲート５９Ａが設けられている。
【００３１】
図８〜図１０は金型３Ａの各コアピン４２Ａの中心とゲート５９Ａとを結ぶ線（VIII−VIII線、IX−IX線、X−X線）における断面図である。なお、図６の金型３Ａは左右対称であるため、図６の左半分のコアピン４２Ａの中心とゲート５９Ａとを結ぶ線における断面図についてのみ記載し、右半分のコアピン４２Ａについての説明は割愛する。
図８〜図１０に示すように、金型３Ａのどのコアピン４２Ａについても、ゲート５９Ａとコアピン４２の中心とを結ぶ直線上の、コアピン４２に対してゲート５９Ａと反対方向の領域には、突条４１Ａが形成されていない。
【００３２】
ここで、マイクロチップ１Ａの製造方法について説明する。まず、図６に示す状態の金型３Ａのキャビティ５１Ａ内に、ゲート５９Ａから基板２Ａの材料となる溶融樹脂を射出充填し、冷却することで基板２Ａを成形する。次に、型板５Ａからコア４Ａを離し、キャビティ５１Ａから基板２Ａを取り出す。なお、突条４１Ａの跡が溝２１Ａに、コアピン４２Ａの跡が貫通孔２２Ａとなる。その後、基板２Ａの下面に底材９Ａを接合する。以上により、マイクロチップ１Ａが完成する。
【００３３】
本実施形態においても、ゲート５９Ａからキャビティ５１Ａ内に充填される溶融樹脂がコアピン４２Ａにより分断された後、コアピン４２Ａのゲート５９Ａに対して背面側で合流し融着することでウェルドラインが形成されるおそれがある。しかし、図８〜図１０に示すように、金型３Ａのどのコアピン４２Ａについても、ゲート５９Ａとコアピン４２Ａの中心とを結ぶ直線上の、コアピン４２Ａに対してゲート５９Ａと反対方向の領域には、すなわち、ウェルドラインが形成される領域には、突条４１Ａが形成されていない。このため、成形後の基板２Ａで溝２１Ａと貫通孔２２Ａとがウェルドラインによって短絡することがない。
【００３４】
〔第２実施形態〕
図１１は本発明の第２の実施の形態に係るマイクロチップ１Ｂを示す平面図であり、図１２は図１１のXII−XII矢視断面図である。なお、第１実施形態と同様の構成については、説明を割愛する。
本実施形態に係るマイクロチップ１Ｂは、図１１、図１２に示すように、円板形状であり、マイクロチップ１Ｂは基板２Ｂと、底材９Ｂとが接合されてなる。
【００３５】
基板２Ｂには、溝２１Ｂ、２３Ｂ、及び、貫通孔２２Ｂ、２４Ｂ、２８Ｂが設けられている。
貫通孔２２Ｂは基板２Ｂの外周部に設けられており、貫通孔２８Ｂは基板２Ｂの中心に設けられている。溝２１Ｂは、基板２Ｂの下面であって、貫通孔２２Ｂと貫通孔２８Ｂとの間に放射状に設けられている。
溝２３Ｂは一部の溝２１Ｂから分岐して設けられており、端部に貫通孔２４Ｂが設けられている。
溝２１Ｂ、２３Ｂの下部が底材９Ｂにより塞がれることで流路１１Ｂ、１３Ｂが形成される。貫通孔２２Ｂ、２４Ｂ、２８Ｂが底材９Ｂにより塞がれることで注入孔１２Ｂ、１４Ｂ、１８Ｂが形成される。
【００３６】
本実施形態においては、どの貫通孔２２Ｂ及び貫通孔２４Ｂについても、貫通孔２８Ｂと貫通孔２２Ｂ、２４Ｂの中心とを結ぶ直線上の、貫通孔２２Ｂ、２４Ｂに対して貫通孔２８Ｂと反対方向の領域には、溝２１Ｂ、２３Ｂが形成されていない。
【００３７】
ここで、基板２Ｂの射出成形に用いる金型３Ｂについて説明する。図１３は金型３Ｂの平面図であり、図１４は図１３のXIV−XIV矢視断面図である。金型３Ｂは、コア４Ｂと、型板５Ｂと、等から概略構成される。
【００３８】
コア４Ｂには、型板５Ｂとの対向面に、突条４１Ｂ、４３Ｂ及びコアピン４２Ｂ、４４Ｂが設けられている。突条４１Ｂ、４３Ｂは溝２１Ｂ、２３Ｂと対応する形状であり、コアピン４２Ｂ、４４Ｂ、は貫通孔２２Ｂ、２４Ｂと対応する形状である。
また、コア４Ｂの中心には、ゲート４９Ｂが設けられている。
型板５Ｂには、コア４Ｂとの対向面に、基板２Ｂが形成されるキャビティ５１Ｂが設けられている。キャビティ５１Ｂの底部にはコアピン４２Ｂ、４４Ｂが当接する。キャビティ５１Ｂ内には、基板２Ｂの材料となる溶融樹脂がゲート４９Ｂより射出される。
【００３９】
本実施形態においても、金型３Ｂのどのコアピン４２Ｂ、４４Ｂについても、ゲート４９Ｂとコアピン４２Ｂ、４４Ｂの中心とを結ぶ直線上の、コアピン４２Ｂ、４４Ｂに対してゲート４９Ｂと反対方向の領域には、突条４１Ｂ、４３Ｂが形成されていない。
【００４０】
ここで、マイクロチップ１Ｂの製造方法について説明する。まず、図１５に示すように、金型３Ｂのキャビティ５１Ｂ内に、ゲート４９Ｂから基板２Ｂの材料となる溶融樹脂を射出充填し、冷却することで成形する。次に、型板５Ｂからコア４Ｂを離し、キャビティ５１Ｂから基板２Ｂを取り出す。なお、突条４１Ｂ、４３Ｂの跡が溝２１Ｂ、２３Ｂに、コアピン４２Ｂ、４４Ｂの跡が貫通孔２２Ｂ、２４Ｂとなる。この状態では、図１６に示すように、基板２Ｂには貫通孔２８Ｂがまだ形成されておらず、ゲート４９Ｂと対応する位置にゲート跡２９Ｂが形成されている。
【００４１】
次に、ゲート跡２９Ｂの部分（図１６の一点鎖線で示す位置）に貫通孔２８Ｂを削孔することで、基板２Ｂが完成する。
その後、基板２Ｂの下面に底材９Ｂを接合する。以上により、マイクロチップ１Ｂが完成する。
【００４２】
本実施形態においても、ゲート４９Ｂからキャビティ５１Ｂ内に充填される溶融樹脂がコアピン４２Ｂ、４４Ｂにより分断された後、コアピン４２Ｂ、４４Ｂのゲート４９Ｂに対して背面側で合流し融着することでウェルドラインが形成されるおそれがある。しかし、金型３Ｂのどのコアピン４２Ｂについても、ゲート４９Ｂとコアピン４２Ｂ、４４Ｂの中心とを結ぶ直線上の、コアピン４２Ｂ、４４Ｂに対してゲート４９Ｂと反対方向の領域には、すなわちウェルドラインが形成される領域には、突条４１Ｂ、４３Ｂが形成されていない。このため、成形後の基板２Ｂで溝２１Ｂ、２３Ｂと貫通孔２２Ｂ、２４Ｂとがウェルドラインによって短絡することがない。
【００４３】
〔第３実施形態〕
図１７は本発明の第３の実施の形態に係るマイクロチップ１Ｃを示す平面図であり、図１８は図１７のXVIII−XVIII矢視断面図である。なお、第２実施形態と同様の構成については、説明を割愛する。
【００４４】
本実施形態に係るマイクロチップ１Ｃは、図１７、図１８に示すように、円板形状であり、マイクロチップ１Ｃは基板２Ｃと、底材９Ｃとが接合されてなる。
【００４５】
基板２Ｃには、溝２１Ｃ、２３Ｃ、及び、貫通孔２２Ｃ、２４Ｃ、２６Ｃ、２８Ｃが設けられている。
貫通孔２２Ｃは基板２Ｃの外周部に設けられており、貫通孔２８Ｃは基板２Ｃの中央部に設けられている。貫通孔２６Ｃは貫通孔２８Ｃの近傍に設けられている。
溝２１Ｃは、基板２Ｃの下面であって、いずれかの貫通孔２２Ｃといずれかの貫通孔２６Ｃとの間に設けられている。
溝２３Ｃは一部の溝２１Ｃから分岐して設けられており、端部に貫通孔２４Ｃが設けられている。
溝２１Ｃ、２３Ｃの下部が底材９Ｃにより塞がれることで流路１１Ｃ、１３Ｃが形成される。貫通孔２２Ｃ、２４Ｃ、２６Ｃ、２８Ｃが底材９Ｃにより塞がれることで注入孔１２Ｃ、１４Ｃ、１６Ｃ、１８Ｃが形成される。
【００４６】
本実施形態においても、どの貫通孔２２Ｃ、２４Ｃ、２６Ｃについても、貫通孔２８Ｃと貫通孔２２Ｃ、２４Ｃ、２６Ｃの中心とを結ぶ直線上の、貫通孔２２Ｃ、２４Ｃ、２６Ｃに対して貫通孔２８Ｃと反対方向の領域には、溝２１Ｃ、２３Ｃが形成されていない。また、貫通孔２２Ｃと貫通孔２８Ｃとの間の領域には、貫通孔２４Ｃ、２６Ｃが形成されていない。
【００４７】
ここで、基板２Ｃの射出成形に用いる金型３Ｃについて説明する。図１９は金型３Ｃの平面図であり、図２０は図１９のXIX−XIX矢視断面図である。金型３Ｃは、コア４Ｃと、型板５Ｃと、等から概略構成される。
【００４８】
コア４Ｃには、型板５Ｃとの対向面に、突条４１Ｃ、４３Ｃ及びコアピン４２Ｃ、４４Ｃ、４６Ｃが設けられている。突条４１Ｃ、４３Ｃは溝２１Ｃ、２３Ｃと対応する形状であり、コアピン４２Ｃ、４４Ｃ、４６Ｃは貫通孔２２Ｃ、２４Ｃ、２６Ｃと対応する形状である。
また、コア４Ｃの中央部には、ゲート４９Ｃが設けられている。
型板５Ｃには、コア４Ｃとの対向面に、基板２Ｃが形成されるキャビティ５１Ｃが設けられている。キャビティ５１Ｃの底部にはコアピン４２Ｃ，４４Ｃ、４６Ｃが当接する。キャビティ５１Ｃ内には、基板２Ｃの材料となる溶融樹脂がゲート４９Ｃより射出される。
【００４９】
本実施形態においても、金型３Ｃのどのコアピン４２Ｃ、４４Ｃ、４６Ｃについても、ゲート４９Ｃとコアピン４２Ｃ、４４Ｃ、４６Ｃの中心とを結ぶ直線上の、コアピン４２Ｃ、４４Ｃ、４６Ｃに対してゲート４９Ｃと反対方向の領域には、突条４１Ｃ、４３Ｃが形成されていない。また、コアピン４２Ｃとゲート４９Ｃとの間の領域には、コアピン４４Ｃ、４６Ｃが形成されていない。
【００５０】
ここで、マイクロチップ１Ｃの製造方法について説明する。まず、図２１に示すように、金型３Ｃのキャビティ５１Ｃ内に、ゲート４９Ｃから基板２Ｃの材料となる溶融樹脂を射出充填し、冷却することで成形する。次に、型板５Ｃからコア４Ｃを離し、キャビティ５１Ｃから基板２Ｃを取り出す。なお、突条４１Ｃ、４３Ｃの跡が溝２１Ｃ、２３Ｃに、コアピン４２Ｃ、４４Ｃ、４６Ｃの跡が貫通孔２２Ｃ、２４Ｃ、２６Ｃとなる。この状態では、図２２に示すように、基板２Ｃには貫通孔２８Ｃがまだ形成されておらず、ゲート４９Ｃと対応する位置にゲート跡２９Ｃが形成されている。
【００５１】
次に、ゲート跡２９Ｃの部分（図２２の一点鎖線で示す位置）に貫通孔２８Ｃを削孔することで、基板２Ｃが完成する。
その後、基板２Ｃの下面に底材９Ｃを接合する。以上により、マイクロチップ１Ｃが完成する。
【００５２】
本実施形態においても、ゲート４９Ｃからキャビティ５１Ｃ内に充填される溶融樹脂がコアピン４２Ｃ、４４Ｃ、４６Ｃにより分断された後、コアピン４２Ｃ、４４Ｃ、４６Ｃのゲート４９Ｃに対して背面側で合流し融着することでウェルドラインが形成されるおそれがある。しかし、金型３Ｃのどのコアピン４２Ｃ、４４Ｃ、４６Ｃについても、ゲート４９Ｃとコアピン４２Ｃ、４４Ｃ、４６Ｃの中心とを結ぶ直線上の、コアピン４２Ｃ、４４Ｃ、４６Ｃに対してゲート４９Ｃと反対方向の領域、すなわちウェルドラインが形成される領域には、突条４１Ｃ、４３Ｃが形成されていない。このため、成形後の基板２Ｃで溝２１Ｃ、２３Ｃと貫通孔２２Ｃ、２４Ｃ、２６Ｃとがウェルドラインによって短絡することがない。
同様に、コアピン４４Ｃ、４６Ｃに対してゲート４９Ｃと反対側の領域、すなわちウェルドラインが形成される領域には、コアピン４２Ｃが形成されていない。このため、成形後の基板２Ｃで貫通孔２２Ｃ、２４Ｃと貫通孔２６Ｃとがウェルドラインによって短絡することがない。
【００５３】
なお、以上の実施形態においては、基板の上面が平坦な例について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、図２３に示すように、注入孔１２の外周部に沿って突起２２ａを有する形状の基板２を用いてマイクロチップ１を形成してもよい。
【００５４】
また、マイクロチップの大きさは、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よい。例えば、１０ｍｍ角〜２００ｍｍ角程度の大きさが好ましく、１０ｍｍ角〜１００ｍｍ角がより好ましい。マイクロチップの形状は、分析手法、分析装置に合わせて任意の形状とすることができる。また、ゲート跡の位置についても任意である。
【００５５】
また、本発明はウェルドラインが形成される領域に流路が形成されなければよく、貫通孔の中心とゲート跡の中心とを結ぶ直線上の、貫通孔からゲート跡に対して反対方向の領域であっても、ウェルドラインが形成されない程度に貫通孔から十分に離れた領域であれば、流路を形成してもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１０１ マイクロチップ
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１１ 流路
１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１１２ 注入孔
１３Ｂ 流路
２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、１０２ 基板
２１、２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、１２１ 溝
２２、２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，１２２ 貫通孔
２２ａ 突起
２３Ｂ 溝
２４Ｂ 貫通孔
２６Ｃ 貫通孔
２８Ｂ、２８Ｃ 貫通孔
２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ ゲート跡
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、１０３ 金型
４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、１０４ コア
４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、１４１ 突条
４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ コアピン
４３Ｂ 突条
４４Ｂ コアピン
４９Ｂ、４９Ｃ ゲート
５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、 型板
５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ キャビティ
５９Ａ ゲート
９、９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、１０９ 底材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に貫通する複数の貫通孔を有するとともに、少なくとも２つの前記貫通孔の間を接続する溝が下面に形成された基板と、
前記基板の下面に接合される底材と、を備え、
前記基板は射出成形により形成され、
前記貫通孔から延在するウェルドラインが形成される領域に前記溝が形成されていないことを特徴とするマイクロチップ。
【請求項２】
前記基板のゲート跡と前記貫通孔の中心とを結ぶ直線上の、前記貫通孔に対して前記ゲート跡と反対方向の領域には、前記溝が形成されていないことを特徴とする請求項１に記載のマイクロチップ。
【請求項３】
前記基板には、射出成形後、ゲート跡部分に貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のマイクロチップ。
【請求項４】
一方の面にキャビティが設けられた型板と、
前記型板の前記キャビティが設けられた面と対向する面に当接するコアと、を備え、前記型板または前記コアの少なくとも一方に、前記キャビティ内へ溶融樹脂を注入するためのゲートが設けられた金型において、
前記コアには前記キャビティの底部に当接するコアピンと、前記コアピンに接続されかつ前記型板とは当接しない突条とが設けられ、
前記コアピンによりウェルドラインが形成される領域には、前記突条が形成されていないことを特徴とするマイクロチップ用金型。
【請求項５】
前記ゲートと前記コアピンの中心とを結ぶ直線上の、前記コアピンに対して前記ゲートと反対方向の領域には、前記突条が形成されていないことを特徴とする請求項４に記載のマイクロチップ用金型。
【請求項６】
請求項４または５に記載の金型を用いて射出成形により基板を形成し、
次に、前記基板の下面に底材を接合することを特徴とするマイクロチップの製造方法。
【請求項７】
前記基板の射出成形後、前記底材の接合前に、前記基板のゲート跡部分に貫通孔を形成することを特徴とする請求項６に記載のマイクロチップの製造方法。
【請求項１】
上下に貫通する複数の貫通孔を有するとともに、少なくとも２つの前記貫通孔の間を接続する溝が下面に形成された基板と、
前記基板の下面に接合される底材と、を備え、
前記基板は射出成形により形成され、
前記貫通孔から延在するウェルドラインが形成される領域に前記溝が形成されていないことを特徴とするマイクロチップ。
【請求項２】
前記基板のゲート跡と前記貫通孔の中心とを結ぶ直線上の、前記貫通孔に対して前記ゲート跡と反対方向の領域には、前記溝が形成されていないことを特徴とする請求項１に記載のマイクロチップ。
【請求項３】
前記基板には、射出成形後、ゲート跡部分に貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のマイクロチップ。
【請求項４】
一方の面にキャビティが設けられた型板と、
前記型板の前記キャビティが設けられた面と対向する面に当接するコアと、を備え、前記型板または前記コアの少なくとも一方に、前記キャビティ内へ溶融樹脂を注入するためのゲートが設けられた金型において、
前記コアには前記キャビティの底部に当接するコアピンと、前記コアピンに接続されかつ前記型板とは当接しない突条とが設けられ、
前記コアピンによりウェルドラインが形成される領域には、前記突条が形成されていないことを特徴とするマイクロチップ用金型。
【請求項５】
前記ゲートと前記コアピンの中心とを結ぶ直線上の、前記コアピンに対して前記ゲートと反対方向の領域には、前記突条が形成されていないことを特徴とする請求項４に記載のマイクロチップ用金型。
【請求項６】
請求項４または５に記載の金型を用いて射出成形により基板を形成し、
次に、前記基板の下面に底材を接合することを特徴とするマイクロチップの製造方法。
【請求項７】
前記基板の射出成形後、前記底材の接合前に、前記基板のゲート跡部分に貫通孔を形成することを特徴とする請求項６に記載のマイクロチップの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２０１１−２１２８６７（Ｐ２０１１−２１２８６７Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８０９５６（Ｐ２０１０−８０９５６）
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
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