マイクロチップの製造方法、及びマイクロチップ
【課題】マイクロチップ基板の位置決めを容易にし、マイクロチップ基板同士をより強固に接合することが可能なマイクロチップの製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】マイクロチップ基板１の表面には流路用溝２が形成されている。流路用溝２が形成された面には、表面に直交する方向に突設するピン３が設けられている。マイクロチップ基板４には基板の厚さ方向に貫通する貫通孔５が形成されている。貫通孔５の孔径と、ピン３の径はほぼ等しくなっている。マイクロチップ基板１については流路用溝２が形成された面を内側にし、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板４を重ねることで、ピン３は貫通孔５に挿入される。ピン３を貫通孔５に挿入した状態で、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板４を超音波溶着やレーザ溶着によって接合する。
【解決手段】マイクロチップ基板１の表面には流路用溝２が形成されている。流路用溝２が形成された面には、表面に直交する方向に突設するピン３が設けられている。マイクロチップ基板４には基板の厚さ方向に貫通する貫通孔５が形成されている。貫通孔５の孔径と、ピン３の径はほぼ等しくなっている。マイクロチップ基板１については流路用溝２が形成された面を内側にし、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板４を重ねることで、ピン３は貫通孔５に挿入される。ピン３を貫通孔５に挿入した状態で、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板４を超音波溶着やレーザ溶着によって接合する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、流路を有するマイクロチップを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細加工技術を利用してシリコンやガラス基板上に微細な流路や回路を形成し、微小空間上で核酸、タンパク質、血液などの液体試料の化学反応や、分離、分析などを行うマイクロ分析チップ、あるいはμＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ）と称される装置が実用化されている。このようなマイクロチップの利点としては、サンプルや試薬の使用量又は廃液の排出量が軽減され、省スペースで持ち運び可能な安価なシステムの実現が考えられる。
【０００３】
マイクロチップは、少なくとも一方の部材に微細加工が施された部材２つをはり合わせることにより製造される。従来においては、マイクロチップにはガラス基板が用いられ、様々な微細加工方法が提案されている。しかしながら、ガラス基板は大量生産には向かず、非常に高コストであるため、廉価で使い捨て可能な樹脂製マイクロチップの開発が望まれている。
【０００４】
微細流路が形成されたマイクロチップは、表面に流路用溝が形成された樹脂製のマイクロチップ基板と、流路用溝のカバーとして機能する樹脂製のマイクロチップ基板とを、流路用溝が形成された面を内側にして接合することによって作製される。
【０００５】
微細流路が形成されたマイクロチップにおいては、微細流路内の流体が微細流路の外部に染み出してはならず、微細流路のシール性確保が重要な接合の要件となる。すなわち、流路用溝とカバーとして機能するマイクロチップ基板との間に隙間が生じないように、マイクロチップ基板同士を接合する必要がある。また、微細な流路用溝をマイクロチップ基板に高精度に転写する必要があるため、マイクロチップ基板の平面性を同時に確保することは困難である。平面性が劣るマイクロチップ基板同士を接合する場合、接合面における密着性の確保が困難となり、接合におけるシール性や密着強度も十分ではない。
【０００６】
従来においては、レーザ光に対して透過性の樹脂製部材と、レーザ光に対して非透過性の樹脂製部材とをレーザによって溶着する場合、透過性の樹脂製部材に凹部を形成し、非透過性の樹脂製部材に凸部を形成し、凹部と凸部を嵌合させ、その後、凸部にレーザ光を照射することで凸部を溶融し、そのことによって２つの樹脂製部材を溶着していた（例えば特許文献１）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−７７５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１による方法では、溝状に形成した凹部に凸部を嵌合させ、その状態でレーザ溶着を行っている。しかしながら、当該文献に記載の技術は溶着による他の問題点は何ら認識されていない。従って、係る技術をマイクロチップ基板を製造するにあたって採用した場合、流路用溝を凹部として利用し、当該凹部に対して対応して形成した凸部を嵌合させてレーザ溶着を行うことが考えられるが、その場合、流路用溝の一部が溶融し、変形してしまう問題があった。
【０００９】
この発明は上記の問題を解決するものであり、マイクロチップ基板同士を接合するにあたって、マイクロチップ基板の位置決めを容易にし、さらに、マイクロチップ基板同士をより強固に接合することが可能なマイクロチップの製造方法、及びマイクロチップを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の第１の形態は、２つの樹脂製基板の少なくとも一方の樹脂製基板の表面に流路用溝が形成され、前記流路用溝が形成された面を内側にして前記２つの樹脂製基板を接合するマイクロチップの製造方法であって、前記少なくとも一方の樹脂製基板の前記接合する面には樹脂製の突起部が形成され、他方の樹脂製基板の前記接合する面には、前記流路用溝とは異なる位置に前記突起部が挿入される被挿入部が形成され、前記突起部と前記被挿入部が形成された面を内側にし、前記２つの樹脂製基板を重ねることで前記突起部を前記被挿入部に挿入し、その状態で前記２つの樹脂製基板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。
また、この発明の第２の形態は、第１の形態に係るマイクロチップの製造方法であって、前記突起部は、前記一方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に突設されたピンであり、前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に貫通し、前記ピンの径とほぼ等しい大きさの径を有する貫通孔であり、前記２つの樹脂製基板を重ねることで前記ピンを前記貫通孔に挿入し、その状態で前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする。
また、この発明の第３の形態は、第２の形態に係るマイクロチップの製造方法であって、前記ピンの高さは、前記他方の樹脂製基板の厚さよりも長いことを特徴とする。
また、この発明の第４の形態は、第１の形態に係るマイクロチップの製造方法であって、前記突起部は、先端に向かって幅が徐々に狭くなっており、前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の最表面における幅が前記突起部の先端の幅よりも広く、深さ方向に向かって徐々に狭くなる溝部であり、前記２つの樹脂製基板を重ねることで前記突起部を前記溝部に嵌合させ、その状態で前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする。
また、この発明の第５の形態は、第１の形態に係るマイクロチップの製造方法であって、前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に貫通する貫通孔であり、前記突起部は、前記一方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に突設され、前記他方の樹脂製基板の厚さよりも長い高さを有し、幅が前記貫通孔の幅と略等しい第１突起部と、前記第１突起部の先端に設けられ、幅が前記第１突起部の先端において前記貫通孔の幅よりも広く、先端に向かって徐々に狭くなる第２突起部とを有し、前記２つの樹脂製基板を重ねることで前記突起部を前記貫通孔に挿入し、前記突起部と前記貫通孔とをスナップフィット方式により嵌合させることを特徴とする。
また、この発明の第６の形態は、第１の形態から第５の形態のいずれかに係るマイクロチップの製造方法であって、前記２つの樹脂製基板を重ねた後、その状態で前記２つの樹脂製基板を加熱することで前記接合する面を溶融させ、前記２つの樹脂製基板を加圧することで、前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする。
また、この発明の第７の形態は、第１の形態から第５の形態のいずれかに係るマイクロチップの製造方法であって、前記２つの樹脂製基板を重ねた後、その状態で前記２つの樹脂製基板に対して超音波を印加することで前記接合する面を溶融させ、前記２つの樹脂製基板を加圧することで、前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする。
また、この発明の第８の形態は、第１の形態から第５の形態のいずれかに係るマイクロチップの製造方法であって、前記２つの樹脂製基板を重ねた後、前記突起部の先端部に対して超音波を印加することで前記突起部の先端部を溶融させ前記被挿入部との仮止めを行った後、前記２つの樹脂製基板に対して超音波を印加することで前記接合する面を溶融させ、前記２つの樹脂製基板を加圧することで、前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする。
また、この発明の第９の形態は、第１の形態から第５の形態のいずれかに係るマイクロチップの製造方法であって、前記２つの樹脂製基板を重ねた後、前記突起部の先端部に対して超音波を印加することで前記突起部の先端部を溶融させ前記被挿入部との仮止めを行った後、前記２つの樹脂製基板に対してレーザを照射することで前記接合する面を溶融させ、前記２つの樹脂製基板を加圧することで、前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする。
また、この発明の第１０の形態は、第１の形態から第５の形態のいずれかに係るマイクロチップの製造方法であって、前記２つの樹脂製基板を重ねた後、その状態で前記２つの樹脂製基板に対してレーザを照射することで前記接合する面を溶融させ、前記２つの樹脂製基板を加圧することで、前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする。
また、この発明の第１１の形態は、第１の形態から第５の形態のいずれかに係るマイクロチップの製造方法であって、前記２つの樹脂製基板を重ねた後、前記突起部の先端部に対してレーザを照射することで前記突起部の先端部を溶融させ前記被挿入部との仮止めを行った後、前記２つの樹脂製基板に対してレーザを照射することで前記接合する面を溶融させ、前記２つの樹脂製基板を加圧することで、前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする。
また、この発明の第１２の形態は、第１の形態から第５の形態のいずれかに係るマイクロチップの製造方法であって、前記２つの樹脂製基板を重ねた後、前記突起部の先端部に対してレーザを照射することで前記突起部の先端部を溶融させ前記被挿入部との仮止めを行った後、前記２つの樹脂製基板に対して超音波を印加することで前記接合する面を溶融させ、前記２つの樹脂製基板を加圧することで、前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする。
また、この発明の第１３の形態は、２つの樹脂製基板の少なくとも一方の樹脂製基板の表面に流路用溝が形成され、前記流路用溝が形成された面を内側にして前記２つの樹脂製基板が接合されたマイクロチップであって、前記少なくとも一方の樹脂製基板の接合する面には樹脂製の突起部が形成され、他方の樹脂製基板の前記接合する面には、前記流路用溝とは異なる位置に前記突起部が挿入された被挿入部が形成されていることを特徴とするマイクロチップである。
また、この発明の第１４の形態は、第１３の形態に係るマイクロチップであって、前記突起部は、前記一方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に突設されたピンであり、前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に貫通し、前記ピンの径とほぼ等しい大きさの径を有する貫通孔であることを特徴とする。
また、この発明の第１５の形態は、第１３の形態に係るマイクロチップであって、前記突起部は、先端に向かって幅が徐々に狭くなっており、前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の最表面における幅が前記突起部の先端の幅よりも広く、深さ方向に向かって徐々に狭くなっている溝部であることを特徴とする。
また、この発明の第１６の形態は、第１３の形態に係るマイクロチップであって、前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に貫通する貫通孔であり、前記突起部は、前記一方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に突設され、前記他方の樹脂製基板の厚さよりも長い高さを有し、幅が前記貫通孔の幅と略等しい第１突起部と、前記第１突起部の先端に設けられ、幅が前記第１突起部の先端において前記貫通孔の幅よりも広く、先端に向かって徐々に狭くなる第２突起部とを有し、前記突起部と前記貫通孔とがスナップフィット方式により嵌合されたことを特徴とする。
また、この発明の第１７の形態は、第１３の形態から第１６の形態のいずれかに係るマイクロチップであって、前記２つの樹脂製基板にはそれぞれ流路用溝が形成され、前記流路用溝の少なくとも一方は側面が曲面状に形成されており、前記２つの樹脂製基板は前記流路用溝をそれぞれ内側にして接合されたことを特徴とする。
また、この発明の第１８の形態は、第１３の形態から第１７の形態のいずれかに係るマイクロチップであって、前記突起部及び前記被挿入部の少なくとも一方は曲面状となっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によると、２つの樹脂製基板を接合する際に突起部を被挿入部に挿入することで、２つの樹脂製基板の位置決めを簡便に行うことができる。また、突起部を被挿入部に挿入することで、２つの樹脂製基板の位置ずれを防止することができる。また、突起部において仮止めを行うことで、樹脂製基板同士の密着性を向上させ、樹脂製基板同士を強固に接合することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
［第１の実施形態］
この発明の第１実施形態に係るマイクロチップの製造方法について図１を参照して説明する。図１は、この発明の第１実施形態に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【００１３】
図１（ａ）に示すように、マイクロチップ基板１の表面には、表面に沿って延びた流路用溝２が形成されている。流路用溝２は基板表面に沿って延びた溝状のものである。また、流路用溝２が形成された面には、表面に直交する方向に突設するピン３が設けられている。マイクロチップ基板４には、基板の厚さ方向に貫通する貫通孔５が形成されている。
【００１４】
貫通孔５の孔の形状は例えば円形となっている。ピン３は例えば円柱状の形状を有している。貫通孔５の孔径と、ピン３の径はほぼ等しくなっている。また、ピン３の高さは、マイクロチップ基板４の厚さよりも長くなっている。ピン３と貫通孔５は、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板４を接合するときの基板の位置合わせに用いられる。
【００１５】
なお、貫通孔５の孔の形状は円形状である必要はなく、例えば、多角形状の形状を有していても良い。また、ピン３は円柱状の形状を有している必要はなく、断面が多角形となる柱状のものであっても良い。
【００１６】
また、流路用溝２が形成されたマイクロチップ基板１に、ピンの代わりに貫通孔を形成し、他方のマイクロチップ基板４に、貫通孔の代わりにピンを形成して、ピンと貫通孔によって位置決めを行って、マイクロチップ基板１、４を接合しても良い。また、両方のマイクロチップ基板に、ピンと貫通孔を設けても良い。
【００１７】
さらに、複数のピン３をマイクロチップ基板１に形成し、そのピン３の数と同じ数の貫通孔５をマイクロチップ基板４に形成しても良い。この場合、複数のピン３の配置パターンと複数の貫通孔５の配置パターンが同じパターンとなるように、複数のピン３をマイクロチップ基板１に形成し、複数の貫通孔５をマイクロチップ基板４に形成する。これにより、マイクロチップ基板１、４を重ねることで、複数のピン３のそれぞれが、位置が一致する貫通孔５に挿入され、マイクロチップ基板１、４の位置決めがなされる。
【００１８】
そして、図１（ｂ）に示すように、マイクロチップ基板１については流路用溝２が形成された面を内側にし、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板４を重ねることで、ピン３は貫通孔５に挿入される。ピン３の高さは、マミクロチップ基板４の厚さよりも長くなっているため、貫通孔５に挿入されたピン３は、マイクロチップ基板４を貫通することになる。
【００１９】
ピン３が貫通孔５に挿入されることで、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板４の位置決めを簡便に行うことができ、その位置決めを正確に行うことができる。また、ピン３を貫通孔５に挿入することで、マイクロチップ基板１、４の接合時におけるマイクロチップ基板の位置ずれを防止することができる。
【００２０】
そして、ピン３を貫通孔５に挿入した状態で、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板４を接合する。これにより、微細流路が形成されたマイクロチップが製造される。
【００２１】
マイクロチップ基板１、４の外形形状は、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。マイクロチップ基板１、４の外形形状は、分析手法、分析装置に合わせれば良く、正方形、長方形、円形などの形状が好ましい。
【００２２】
また、マイクロチップ基板１、４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。
【００２３】
また、マイクロチップ基板１には、基板を貫通して形成された貫通孔が形成されている。この貫通孔は流路用溝２に接して形成されており、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板４を接合することで、外部と流路用溝２を繋げる開口部となる。この開口部は、ゲル、試料、緩衝液の導入、保存、排出を行うための孔である。開口部の形状は、円形状や矩形状の他、様々な形状であっても良い。この開口部に、分析装置に設けられたチューブやノズルを接続し、そのチューブやノズルを介して、ゲル、試料、又は緩衝液などを流路用溝２に導入し、又は、流路用溝２から排出する。なお、貫通孔をマイクロチップ基板４に形成して開口部を形成しても良い。
【００２４】
また、流路用溝２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の範囲内の値であることが好ましいが、特に限定されるものではない。また、流路用溝２の幅と深さは、マイクロチップの用途によって決めれば良い。さらに、複数の流路用溝２をマイクロチップ基板１に形成しても良い。
【００２５】
マイクロチップ基板１、４には樹脂が用いられる。その樹脂としては、金型成形における成形性（転写性、離型性）が良いこと、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などが好ましい。特に、ポリメタクリル酸メチル、環状ポリオレフィンなどが好ましい。マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板４とで、同じ材料を用いてもよく、異なる材料を用いても良い。
【００２６】
また、ピン３はマイクロチップ基板１と一体的に形成され、マイクロチップ基板と同じ樹脂で構成されている。
【００２７】
また、ピン３の直径と貫通孔５の孔の直径が１ｍｍ以上であることが好ましい。直径が１ｍｍ以上であると、マイクロチップ基板１、４を重ねたときに、基板の位置ずれをより確実に防止することが可能となるからである。
【００２８】
（接合）
そして、超音波溶着、レーザ溶着、熱圧着、又は接着剤によって、マイクロチップ基板１、４を接合する。
【００２９】
（超音波溶着）
超音波溶着の場合、図１（ｂ）に示すように、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板４を重ねた状態で、マイクロチップ基板１、４のいずれかの基板の表面に超音波を印加するたえのホーンを接触させ、そのホーンによってマイクロチップ基板１、４に超音波を印加することにより、マイクロチップ基板１、４の接合面における樹脂を溶融させ、さらに、マイクロチップ基板１、４を加圧することで両基板を接合する。超音波溶着は公知の方法を採用することができ、例えば特開２００５−７７２３９号公報に記載の方法を採用することができる。このようにマイクロチップ基板１、４を接合することで、図１（ｃ）に示すように、流路用溝２による微細流路が形成されたマイクロチップが製造される。この超音波照射によって、ピン３の先端部が溶融されて潰れた状態になる。
【００３０】
（レーザ溶着）
また、レーザをマイクロチップ基板１、４に照射することで、マイクロチップ基板１、４を接合しても良い。例えば図１（ｂ）に示すように、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板４を重ねた状態で、マイクロチップ基板１、４に対してレーザを照射することにより、マイクロチップ基板１、４の接合面における樹脂を溶融させ、さらに、マイクロチップ基板１、４を加圧することで両基板を接合する。これにより、図１（ｃ）に示すように、流路用溝２による微細流路が形成されたマイクロチップが製造される。レーザ溶着は公知の方法を採用することができ、例えば特開２００５−７４７９６号公報に記載の方法を採用することができる。このレーザ照射によって、ピン３の先端部が溶融されて潰れた状態になる。
【００３１】
また、マイクロチップ基板１、４の接合面を溶融させる前に、ピン３の先端部に対して超音波又はレーザを集中的に照射することで、他の部分よりもピン３の先端部を先に溶融させる。これにより、先端部が溶融されたピン３によってマイクロチップ基板１、４の仮止めが可能となる。この仮止めによって、マイクロチップ基板１、４の接合時におけるマイクロチップ基板１、４の位置ずれを防止することができる。また、仮止めの時点でマイクロチップ基板１、４同士の密着性が確保される。そして、マイクロチップ基板１、４を仮止めした後、マイクロチップ基板１、４の接合面に対して超音波又はレーザを照射することで、マイクロチップ基板１、４の接合面における樹脂を溶融させ、さらに、マイクロチップ基板１、４を加圧することで、両基板を接合する。これにより、マイクロチップ基板１、４を強固に接合することが可能となる。
【００３２】
なお、当該仮止めの構成は、ピン３を貫通孔に挿入する場合について述べたが、その仮止めの構成は、樹脂製基板の一方に形成された突起部と他方の樹脂製基板に形成された被挿入部との関係においても同様に適用可能なものである。
【００３３】
（熱圧着）
また、マイクロチップ基板１、４を加熱することで、マイクロチップ基板１、４を接合しても良い。例えば図１（ｂ）に示すように、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板４を重ねた状態で、マイクロチップ基板１、４を加熱し、マイクロチップ基板１、４の接合面における樹脂を溶融させ、さらに、マイクロチップ基板１、４を加圧することで両基板を接合する。これにより、図１（ｃ）に示すように、流路用溝２による微細流路が形成されたマイクロチップが製造される。この熱圧着によって、ピン３の先端が溶融されて潰れた状態になる。
【００３４】
（接着剤）
また、接着剤によってマイクロチップ基板１、４を接合しても良い。接着剤には、例えば、ＵＶ硬化型接着剤、や遅延硬化型接着剤などが用いられる。例えば、マイクロチップ基板４の表面に接着剤を塗布し、その後、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板４を重ねることで、マイクロチップ基板１、４を接合する。
【００３５】
以上のように、ピン３を貫通孔５に挿入することで、マイクロチップ基板１、４の位置決めを簡便に行い、その位置決めを正確に行うことができる。また、ピン３と貫通孔５によって、マイクロチップ基板１、４の位置ずれを防止することができる。そのことにより、マクロチップ基板１、４の密着性を向上させることができ、マイクロチップ基板１、４を強固に接合することが可能となる。また、凹部を貫通孔とすることで、余分量の接着剤が接合面（流路が形成されている側の面）にはみ出さず、逆の面に流れ出すことで、流路内に入り込むことを防止することができる。
【００３６】
［第２の実施の形態］
次に、この発明の第２実施形態に係るマイクロチップの製造方法について、図２を参照して説明する。図２は、この発明の第２実施形態に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【００３７】
第２実施形態では、一方のマイクロチップ基板の表面に溝部を形成し、他方のマイクロチップ基板の表面に、その溝部に嵌合する突起部を設けた。
【００３８】
図２（ａ）に示すように、マイクロチップ基板６の表面には、表面に沿って延びた流路用溝７が形成されている。流路用溝７は基板表面に沿って延びた溝状のものである。また、流路用溝７が形成された面には、流路用溝７の他に、テーパ状の側面を有する溝部８が形成されている。溝部８の幅は、マイクロチップ基板６の最表面において最大の幅となり、溝の深さ方向に向かって徐々に狭くなっている。なお、説明の便宜上、図２においては、溝部８の側面は直線状となっているが、曲線状となっていても良い。
【００３９】
また、マイクロチップ基板９の表面には、表面に直交する方向に突設する突起部１０が設けられている。溝部８の幅方向における突起部１０の幅は、突起部１０の高さ方向に向けて徐々に狭くなっている。また、溝部８の深さと突起部１０の高さはほぼ等しくなっている。さらに、マイクロチップ基板６の最表面における溝部８の幅は、突起部１０の先端の幅よりも広くなっており、突起部１０を溝部８に嵌合することが可能となっている。溝部８と突起部１０は、マイクロチップ基板６、９を接合するときの基板の位置合わせに用いられる。また、突起部１０はマイクロチップ基板９と一体的に形成され、マイクロチップ基板と同じ樹脂で構成されている。
【００４０】
なお、流路用溝７が形成されたマイクロチップ基板６に、溝部の代わりに突起部を形成し、他方のマイクロチップ基板９に、突起部の代わりに溝部を形成して、突起部と溝部によって位置決めを行って、マイクロチップ基板６、９を接合しても良い。また、両方のマイクロチップ基板に、突起部と溝部を設けても良い。
【００４１】
さらに、複数の溝部８をマイクロチップ基板６に形成し、その溝部８の数と同じ数の突起部１０をマイクロチップ基板９に形成しても良い。この場合、複数の溝部８の配置パターンと複数の突起部１０の配置パターンが同じパターンとなるように、複数の溝部８をマイクロチップ基板６に形成し、複数の突起部１０をマイクロチップ基板９に形成する。これにより、マイクロチップ基板６、９を重ねることで、複数の突起部１０のそれぞれが、位置が一致する溝部８に嵌合され、マイクロチップ基板６、９の位置決めがなされる。
【００４２】
そして、図２（ｂ）に示すように、マイクロチップ基板６については流路用溝７が形成された面を内側にし、マイクロチップ基板９については突起部１０が形成された面を内側にし、溝部８と突起部１０の位置を合わせて、マイクロチップ基板６とマイクロチップ基板９を重ねる。これにより、突起部１０が溝部８に嵌め込まれ、突起部１０の側面と溝部８の側面が接し、その状態で、突起部１０と溝部８とが嵌合することになる。
【００４３】
突起部１０と溝部８が嵌合することで、マイクロチップ基板６とマイクロチップ基板９の位置決めを簡便に行うことができ、その位置決めを正確に行うことができる。また、突起部１０を溝部８に嵌合させることで、マイクロチップ基板６、９の接合時におけるマイクロチップ基板の位置ずれを防止することができる。
【００４４】
そして、突起部１０を溝部８に嵌合させた状態で、マイクロチップ基板６とマイクロチップ基板９を接合する。これにより、微細流路が形成されたマイクロチップが製造される。
【００４５】
（接合）
そして、第１実施形態と同様に、超音波溶着、レーザ溶着、熱圧着、又は接着剤によって、マイクロチップ基板６、９を接合する。
【００４６】
（超音波溶着）
超音波溶着の場合、第１実施形態と同様に、マイクロチップ基板６とマイクロチップ基板９を重ねた状態で、マイクロチップ基板６、９のいずれかの基板の表面に超音波を印加するホーンを設置し、そのホーンによってマイクロチップ基板６、９に超音波を印加することにより、マイクロチップ基板６、９の接合面における樹脂を溶融させ、さらに、マイクロチップ基板６、９を加圧することで両基板を接合する。これにより、図２（ｃ）に示すように、流路用溝７による微細流路が形成されたマイクロチップが製造される。また、超音波溶着においては、特に突起部１０において発熱が収集し、溶着がスムーズに進行する。そのことにより、マイクロチップ基板同士を更に強固に接合することができる。
【００４７】
（レーザ溶着）
また、レーザ溶着の場合、第１実施形態と同様に、マイクロチップ基板６とマイクロチップ基板９を重ねた状態で、レーザをマイクロチップ基板６、９に照射することにより、マイクロチップ基板６、９の接合面における樹脂を溶融させ、さらに、マイクロチップ基板６、９を加圧することで両基板を接合する。
【００４８】
（熱圧着）
また、熱圧着の場合、第１実施形態と同様に、マイクロチップ基板６とマイクロチップ基板９を重ねた状態で、マイクロチップ基板６、９を加熱し、マイクロチップ基板６、９の接合面における樹脂を溶融させ、さらに、マイクロチップ基板６、９を加圧することで両基板を接合する。また、熱圧着においては、特に突起部１０において発熱が収集し、溶着がスムーズに進行する。そのことにより、マイクロチップ基板同士を更に強固に接合することができる。
【００４９】
また、溝部８に突起部１０を嵌合させることで、溝部８の側面と突起部１０の側面が接触し、マイクロチップ基板６とマイクロチップ基板９の接触部分が増える。そのことにより、マイクロチップ基板６とマイクロチップ基板９の接合に供する部分が増えるため、その状態で超音波印加、レーザ照射、又は加熱によってマイクロチップ基板６とマイクロチップ基板９の接合面を溶融させることで、マイクロチップ基板６とマイクロチップ基板９を更に強固に接合することが可能となる。
【００５０】
（接着剤）
また、第１実施形態と同様に、マイクロチップ基板６、９を接着剤によって接合しても良い。
【００５１】
以上のように、突起部１０を溝部８に嵌合させることで、マイクロチップ基板６、９の位置決めを簡便に行い、その位置決めを正確に行うことができる。また、突起部１０と溝部８によって、マイクロチップ基板６、９の位置ずれを防止することができる。そのことにより、マイクロチップ基板６、９の密着性を向上させることができ、マイクロチップ基板６、９を強固に接合することが可能となる。
【００５２】
なお、マイクロチップ基板６、９の形状、サイズ、板厚、材料は、第１実施形態で説明した形状、サイズ、板厚、材料と同じである。
【００５３】
［第３の実施の形態］
次に、この発明の第３実施形態に係るマイクロチップの製造方法について、図３を参照して説明する。図３は、この発明の第３実施形態に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【００５４】
第３実施形態では、一方のマイクロチップ基板に、基板の厚さ方向に貫通する貫通孔を形成し、他方のマイクロチップ基板の表面に、その貫通孔に対してスナップフィット方式により嵌合する突起部を設けた。
【００５５】
なお、スナップフィット方式とは、図３（ａ）に示すように、第１突起部１４とその第１突起部１４の先端部に第１突起部１４より径がわずかに大きい第２突起部１５とからなる突起部１３と、貫通孔１７より構成され、貫通孔１７と第１突起部１４の径は、両者が嵌合する寸法となっている。突起部１３及び貫通孔１７は、例えば樹脂のようにある程度伸縮性に富んだ樹脂からなっており、マイクロチップ基板１１、１６を押圧することで、貫通孔１７より径が大きい第２突起部１５が貫通孔１７に貫通する。第２突起部１５が貫通した後には、貫通孔１７は自身の伸縮性によって元の径に戻り、第１突起部１４と嵌合し、第２突起部１５が仮止め機能を有することになる。
【００５６】
図３（ａ）に示すように、マイクロチップ基板１６には、基板の厚さ方向に貫通する貫通孔１７が形成されている。マイクロチップ基板１１の表面には、表面に沿って延びた流路用溝１２が形成されている。流路用溝１２は基板表面に沿って延びた溝状のものである。また、流路用溝１２が形成された面には、表面に直交する方向に突設され、マイクロチップ基板１６とスナップフィット方式により嵌合する突起部１３が形成されている。突起部１３はマイクロチップ基板１１と一体的に形成され、マイクロチップ基板と同じ樹脂で構成されている。
【００５７】
貫通孔１７の孔の形状は円形となっている。また、突起部１３は、基板表面に突設して形成された円柱状の第１突起部１４と、その第１突起部１４の先端部に形成された第２突起部１５とを備えて構成されている。第２突起部１５の径の大きさは、第１突起部１４の径の大きさよりも大きく、先端に向かって徐々に狭くなっている。さらに、第２突起部１５の径の大きさは、第１突起部１４の先端部において貫通孔１７の径よりも大きくなっており、先端に向かって徐々に狭くなっている。第１突起部１４の高さは、マイクロチップ基板１６の厚さとほぼ同じ長さとなっている。第１突起部１４の径の大きさは、マイクロチップ基板１６に形成された貫通孔１７の径の大きさとほぼ等しい。突起部１３と貫通孔１７は、マイクロチップ基板１１、１６を接合するときの基板の位置合わせに用いられる。
【００５８】
なお、流路用溝１２が形成されたマイクロチップ基板１１に、突起部の代わりに貫通孔を形成し、他方のマイクロチップ基板１６に、貫通孔の代わりに突起部を形成して、突起部と溝部によって位置決めを行って、マイクロチップ基板１１、１６を接合しても良い。また、両方のマイクロチップ基板に、突起部と溝部を設けても良い。
【００５９】
さらに、複数の突起部１３をマイクロチップ基板１１に形成し、その突起部１３の数と同じ数の貫通孔１７をマイクロチップ基板１６に形成しても良い。この場合、複数の突起部１３の配置パターンと複数の貫通孔１７の配置パターンが同じパターンとなるように、複数の突起部１３をマイクロチップ基板１１に形成し、複数の貫通孔１７をマイクロチップ基板１６に形成する。これにより、マイクロチップ基板１１、１６を重ねることで、複数の突起部１３のそれぞれが、位置が一致する貫通孔１７に嵌合され、マイクロチップ基板１１、１６の位置決めがなされる。
【００６０】
そして、図３（ｂ）に示すように、マイクロチップ基板１１については流路用溝１２が形成された面を内側にし、マイクロチップ基板１１とマイクロチップ基板１６を重ねる。これにより、突起部１３は貫通孔１７に挿入される。突起部１３の第１突起部１４の高さは、マイクロチップ基板１６の厚さとほぼ等しいため、第１突起部１４の先端部に形成されている第２突起部１５は、マイクロチップ基板１６に形成された貫通孔１７を貫通することになる。円柱状の第１突起部１４の径の大きさは、貫通孔１７の径の大きさとほぼ等しいため、第１突起部１４は貫通孔１７に嵌合されることになる。これにより、突起部１３と貫通孔１７はスナップフィット方式によって嵌合することになる。
【００６１】
突起部１３が貫通孔１７に挿入されて、スナップフィット方式によって突起部１３と貫通孔１７が嵌合することで、マイクロチップ基板１１とマイクロチップ基板１６の位置決めを簡便に行うことができ、その位置決めを正確に行うことができる。また、突起部１３を貫通孔１７に嵌合させることで、マイクロチップ基板１１、１６の接合時におけるマイクロチップ基板の位置ずれを防止することができる。
【００６２】
さらに、スナップフィット方式による固定手段によって、マイクロチップ基板１１、１６同士を仮止めすることができ、この仮止めによってマイクロチップ基板１１、１６同士の密着性を向上させることができる。このように密着性を向上させることができるため、マイクロチップ基板１１、１６を強固に接合することが可能となる。
【００６３】
そして、突起部１３を貫通孔１７に嵌合させた状態で、マイクロチップ基板１１とマイクロチップ基板１６を接合する。これにより、微細流路が形成されたマイクロチップが製造される。
【００６４】
（接合）
そして、第１実施形態と同様に、超音波溶着、レーザ溶着、熱圧着、又は接着剤によって、マイクロチップ基板１１、１６を接合する。
【００６５】
（超音波溶着）
超音波溶着の場合、第１実施形態と同様に、マイクロチップ基板１１とマイクロチップ基板１６を重ねた状態で、マイクロチップ基板１１、１６のいずれかの基板の表面に超音波を印加するホーンを設置し、そのホーンによってマイクロチップ基板１１、１６に超音波を印加することにより、マイクロチップ基板１１、１６の接合面における樹脂を溶融させ、さらに、マイクロチップ基板１１、１６を加圧することで両基板を接合する。これにより、図３（ｃ）に示すように、流路用溝１２による微細流路が形成されたマイクロチップが製造される。この超音波溶着によって、第２突起部１５は溶融されて潰れた状態になる。
【００６６】
（レーザ溶着）
また、レーザ溶着の場合、第１実施形態と同様に、マイクロチップ基板１１とマイクロチップ基板１６を重ねた状態で、レーザをマイクロチップ基板１１、１６に照射することにより、マイクロチップ基板１１、１６の接合面における樹脂を溶融させ、さらに、マイクロチップ基板１１、１６を加圧することで両基板を接合する。このレーザ溶着によって、第２突起部１５は溶融されて潰れた状態になる。
【００６７】
（熱圧着）
また、熱圧着の場合、第１実施形態と同様に、マイクロチップ基板１１とマイクロチップ基板１６を重ねた状態で、マイクロチップ基板１１、１６を加熱し、マイクロチップ基板１１、１６の接合面における樹脂を溶融させ、さらに、マイクロチップ基板１１、１６を加圧することで両基板を接合する。この熱圧着によって、第２突起部１５は溶融されて潰れた状態になる。
【００６８】
（接着剤）
また、第１実施形態と同様に、マイクロチップ基板１１、１６を接着剤によって接合しても良い。
【００６９】
以上のように、突起部１３を貫通孔１７に嵌合することで、マイクロチップ基板１１，１６の位置決めを簡便に行い、その位置決めを正確に行うことができる。また、突起部１３と貫通孔１７によって、マイクロチップ基板１１、１６を仮止めすることができ、そのことにより、マイクロチップ基板１１、１６の密着性を向上させることができ、マイクロチップ基板１１、１６を強固に接合することが可能となる。
【００７０】
なお、マイクロチップ基板１１、１６の形状、サイズ、板厚、材料は、第１実施形態で説明した形状、サイズ、板厚、材料と同じである。
【００７１】
［変形例］
次に、上記第１実施形態から第３実施形態の変形例について説明する。
【００７２】
（変形例１）
まず、変形例１について図４から図６を参照して説明する。図４から図６は、変形例１に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【００７３】
上述した第１実施形態から第３実施形態では、２つのマイクロチップ基板のうち、いずれか一方のマイクロチップ基板に流路用溝を形成し、２つのマイクロチップ基板を接合することで、その流路用溝による微細流路が形成されたマイクロチップを製造する。これに対して、変形例１では、両方のマイクロチップ基板に流路用溝を形成し、２つのマイクロチップ基板を接合することで、微細流路が形成されたマイクロチップを製造する。
【００７４】
例えば図４（ａ）に示すように、一方のマイクロチップ基板２０の表面には流路用溝２１が形成されている。また、マイクロチップ基板２０の接合の相手方となるマイクロチップ基板２２の表面にも流路用溝２３が形成されている。流路用溝２１、２３は、表面に沿った溝状のものであり、流路用溝２１、２３は同じパターンを有している。なお、図示しないが、マイクロチップ基板２０、２２には、第１実施形態で説明したピンと貫通孔の対、第２実施形態で説明した突起部と溝部の対、又は、第３実施形態で説明した突起部と貫通孔の対が形成されている。ここでは、表面にピン（図示しない）が形成されたマイクロチップ基板２０と、そのピンが挿入される貫通孔（図示しない）が形成されたマイクロチップ基板２２を接合する場合について説明する。
【００７５】
マイクロチップ基板２０に形成された流路用溝２１は、断面形状が矩形状となっており、流路用溝２１の幅は深さ方向において一定となっている。また、マイクロチップ基板２２に形成された流路用溝２３は、側面が曲面状となっており、流路用溝２３の幅は深さ方向に向けて徐々に狭くなっている。マイクロチップ基板２０の最表面における流路用溝２１の幅は、マイクロチップ基板２２の最表面における流路用溝２３の幅と等しくなっている。
【００７６】
そして、第１実施形態から第３実施形態と同様に、マイクロチップ基板２０とマイクロチップ基板２２を重ねて、超音波溶着、レーザ溶着、熱圧着、又は接着剤によってマイクロチップ基板２０、２２を接合する。このとき、マイクロチップ基板２０に形成されたピンと、マイクロチップ基板２２に形成された貫通孔の位置を合わせて、マイクロチップ基板２０、２２を重ね、接合する。なお、ピンと貫通孔の位置合わせによって流路用溝２１と流路用溝２３の位置が一致するように、ピン、貫通孔、流路用溝２１、２３をマイクロチップ基板２０、２２に形成しておく。これにより、図４（ｂ）に示すように、流路用溝２１と流路用溝２３による微細流路２４が形成されたマイクロチップが製造される。
【００７７】
変形例１によると、上述した第１実施形態から第３実施形態における効果に加えて、以下の効果を奏することが可能となる。すなわち、２つのマイクロチップ基板に流路用溝を形成することで、側面の一部分が曲面となっている微細流路２４を形成することが可能となる。１つのマイクロチップ基板に流路用溝を形成して、このような形状の微細流路２４を形成しようとすると、金型上、アンダーカットができてしまうため、作製が非常に困難である。これに対して、変形例１によると、例えば、射出成形によって曲面状の流路用溝２３を形成することが可能であるため、側面の一部分が曲面状の微細流路２４を容易に形成することが可能となる。
【００７８】
以上のように、２つのマイクロチップ基板に流路用溝を形成することで、微細流路の断面形状の自由度を大きくすることが可能となる。
【００７９】
他の例について図５を参照して説明する。例えば図５（ａ）に示すように、一方のマイクロチップ基板２０の表面には流路用溝２１が形成されている。また、マイクロチップ基板２０の接合の相手方となるマイクロチップ基板２５にも流路用溝２６が形成されている。流路用溝２１、２６は、表面に沿った溝状のものであり、流路用溝２１、２６は同じパターンを有している。なお、図示しないが、マイクロチップ基板２０、２５には、第１実施形態で説明したピンと貫通孔の対、第２実施形態で説明した突起部と溝部の対、又は、第３実施形態で説明した突起部と貫通孔の対が形成されている。ここでは、表面にピン（図示しない）が形成されたマイクロチップ基板２０と、そのピンが挿入される貫通孔（図示しない）が形成されたマイクロチップ基板２５を接合する場合について説明する。
【００８０】
マイクロチップ基板２５に形成された流路用溝２６は、側面がテーパ状になっている。これにより、流路用溝２６の幅は、マイクロチップ基板２５の最表面において最大の幅となり、深さ方向に向かって徐々に狭くなり、底面が平面状となっている。マイクロチップ基板２０の最表面における流路用溝２１の幅は、マイクロチップ基板２５の最表面における流路用溝２６の幅と等しくなっている。
【００８１】
そして、第１実施形態から第３実施形態と同様に、マイクロチップ基板２０とマイクロチップ基板２５を重ねて、超音波溶着、レーザ溶着、熱圧着、又は接着剤によってマイクロチップ基板２０、２５を接合する。このとき、マイクロチップ基板２０に形成されたピンと、マイクロチップ基板２５に形成された貫通孔の位置を合わせて、マイクロチップ基板２０、２５を重ね、接合する。なお、ピンと貫通孔の位置合わせによって流路用溝２１と流路用溝２６の位置が一致するように、ピン、貫通孔、流路用溝２１、２６をマイクロチップ基板２０、２５に形成しておく。これにより、図５（ｂ）に示すように、流路用溝２１と流路用溝２６による微細流路２７が形成されたマイクロチップが製造される。
【００８２】
このように、２つのマイクロチップ基板に流路用溝を形成することで、側面の一部分が傾斜した微細流路２７を形成することが可能となる。１つのマイクロチップ基板に流路用溝を形成して、このような形状の微細流路２７を形成しようとすると、金型上、アンダーカットができてしまうため、作製が非常に困難である。これに対して、変形例１によると、例えば、射出成形によってテーパ状の流路用溝２６を形成することが可能であるため、側面の一部分が傾斜した微細流路２７を容易に形成することが可能となる。
【００８３】
他の例について図６を参照して説明する。例えば図６（ａ）に示すように、一方のマイクロチップ基板２０の表面には流路用溝２１が形成されている。また、マイクロチップ基板２０の接合の相手方となるマイクロチップ基板２８には、断面形状がＶ字状の流路用溝２９が形成されている。流路用溝２１、２９は、表面に沿った溝状のものであり、流路用溝２１、２９は同じパターンを有している。なお、図示しないが、マイクロチップ基板２０、２８には、第１実施形態で説明したピンと貫通孔の対、第２実施形態で説明した突起部と溝部の対、又は、第３実施形態で説明した突起部と貫通孔の対が形成されている。ここでは、表面にピン（図示しない）が形成されたマイクロチップ基板２０と、そのピンが挿入される貫通孔（図示しない）が形成されたマイクロチップ基板２８を接合する場合について説明する。
【００８４】
マイクロチップ基板２８に形成されたＶ字の流路用溝２９の幅は、流路用溝２９の幅は、マイクロチップ基板２８の最表面において最大の幅となり、深さ方向に向かって徐々に狭くなっている。マイクロチップ基板２０の最表面における流路用溝２１の幅は、マイクロチップ基板２８の最表面における流路用溝２９の幅と等しくなっている。
【００８５】
そして、第１実施形態から第３実施形態と同様に、マイクロチップ基板２０とマイクロチップ基板２８を重ねて、超音波溶着、レーザ溶着、熱圧着、又は接着剤によってマイクロチップ基板２０、２８を接合する。このとき、マイクロチップ基板２０に形成されたピンと、マイクロチップ基板２８に形成された貫通孔の位置を合わせて、マイクロチップ基板２０、２８を重ね、接合する。なお、ピンと貫通孔の位置合わせによって流路用溝２１と流路用溝２９の位置が一致するように、ピン、貫通孔、流路用溝２１、２９をマイクロチップ基板２０、２８に形成しておく。これにより、図６（ｂ）に示すように、流路用溝２１と流路用溝２９による微細流路２７が形成されたマイクロチップが製造される。
【００８６】
このように、２つのマイクロチップ基板に流路用溝を形成することで、側面の一部分が傾斜した微細流路３０を形成することが可能となる。１つのマイクロチップ基板に流路用溝を形成して、このような形状の微細流路３０を形成しようとすると、金型上、アンダーカットができてしまうため、作製が非常に困難である。これに対して、変形例１によると、例えば、射出成形によってＶ字状の流路用溝２９を射出成形によって形成することが可能であるため、側面の一部分が傾斜した微細流路３０を容易に形成することが可能となる。
【００８７】
（変形例２）
次に、変形例２について図７及び図８を参照して説明する。図７及び図８は、変形例２に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【００８８】
変形例２では、微細流路の内面に機能性膜を形成する。機能性膜は、親水性機能を有する膜などが挙げられる。ここでは、親水性機能を有する膜の１例として、ＳｉＯ２膜を微細流路の内面に形成する場合について説明する。
【００８９】
例えば図７（ａ）に示すように、一方のマイクロチップ基板２０の表面には流路用溝２１が形成されている。また、マイクロチップ基板２０の接合の相手となるマイクロチップ基板３１は平板状の基板である。なお、図示しないが、マイクロチップ基板２０、３１には、第１実施形態で説明したピンと貫通孔の対、第２実施形態で説明した突起部と溝部の対、又は、第３実施形態で説明した突起部と貫通孔の対が形成されている。ここでは、表面にピン（図示しない）が形成されたマイクロチップ基板２０と、そのピンが挿入される貫通孔（図示しない）が形成されたマイクロチップ基板３１を接合する場合について説明する。
【００９０】
そして、図７（ｂ）に示すように、マイクロチップ基板２０に対して、流路用溝２１が形成されている面に機能性の１例としてのＳｉＯ２膜３２を形成し、マイクロチップ基板３１の表面に機能性膜の１例としてのＳｉＯ２膜３３を形成する。マイクロチップ基板２０に対しては、流路用溝２１の内面にもＳｉＯ２膜３２を形成する。ＳｉＯ２膜３２、３３は、ＳｉＯ２を主成分とする膜である。機能性膜は、無機材料又は有機材料を用いることができる。ここでは、機能性膜の１例として親水性機能を有するＳｉＯ２膜を形成する場合について説明する。
【００９１】
（ＳｉＯ２膜の形成方法）
ＳｉＯ２膜３２、３３は、例えば、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ、又は塗布によって形成することができ、その成膜方法は特に限定されない。塗布、スパッタリング、又はＣＶＤによる成膜方法が、流路用溝２１の内面、特に流路用溝２１の垂直壁面に密着性の良好なＳｉＯ２膜を形成できるため、より好ましい方法である。
【００９２】
（塗布によるＳｉＯ２膜の形成例）
例えば、塗布によってＳｉＯ２膜３２、３３を形成する場合、硬化後にＳｉＯ２の膜となる塗布溶液をマイクロチップ基板２０、３１の表面に塗布し、その後、塗布溶液を硬化させることで、マイクロチップ基板２０、３１の表面にＳｉＯ２膜３２、３３を形成することができる。
【００９３】
塗布溶液としては、例えば、アルコキシシランを加水分解、縮重合して得られるポリシロキサンオリゴマーをアルコール溶媒に溶かしたものを用いる。この場合、塗布溶液を加熱してアルコール溶媒を揮発させ、ＳｉＯ２膜を形成する。具体的には、ＪＳＲ社製のグラスカ７００３や、コルコート社製のメチルシリケート５１などが挙げられる。
【００９４】
また、パーヒドロポリシラザンをキシレン、ジブチルエーテル溶媒に溶かしたものを塗布溶液に用いる。この場合、塗布溶液を加熱して溶媒を揮発させると同時に水と反応させて、ＳｉＯ２膜を形成する。具体的には、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製のアクアミカなどが挙げられる。
【００９５】
また、アルコキシシリル基含有ポリマーとアルコキシシランを加水分解・共縮合して得られる無機−有機ハイブリッドポリマーをアルコール溶媒に溶かしたものを塗布溶液に用いる。この場合、加熱してアルコール溶媒を揮発させ、ＳｉＯ２が主成分となるハイブリッド膜を形成する。具体的には、ＪＳＲ社製のグラスカ７５０６などが挙げられる。
【００９６】
（塗布溶液の塗布方法）
塗布溶液をマイクロチップ基板１０、２０に均一に塗布することが重要である。塗布溶液の物性（粘度、揮発性）を考慮し、塗布方法を適宜選択する。例えば、ディッピング、スプレーコーティング、スピンコーティング、スリットコーティング、スクリーン印刷、パッド印刷、インクジェット印刷などが挙げられる。
【００９７】
そして、塗布溶液を硬化させることで、ＳｉＯ２膜３２、３３を形成する。例えば、熱硬化性の塗布溶液を用いた場合は、熱処理を施すことにより塗布溶液を硬化させて、ＳｉＯ２膜３２、３３を形成する。
【００９８】
（塗布溶液の硬化方法）
塗布溶液を硬化させてＳｉＯ２膜を形成する際には、塗布溶液の溶媒を十分に揮発させ、ＳｉＯ２の強固なネットワークを形成できることが望ましい。塗布溶液の物性（粘度、揮発性、触媒）を考慮し、硬化方法を適宜選択する。例えば、常温で塗布溶液を放置して硬化させたり、塗布溶液を６０℃〜１００℃の温度で加熱することで硬化させたり、塗布溶液を高温高湿下（温度６０℃で湿度９０％、温度８０℃で湿度９０％など）で硬化させたりする。また、紫外線硬化や、可視光硬化などを利用して塗布溶液を硬化させても良い。
【００９９】
（スパッタリングによるＳｉＯ２膜の形成例）
また、スパッタリングによってＳｉＯ２膜３２、３３を形成する場合、例えば、シンクロン製スパッタリング装置（装置名：ＲＡＳ−１１００Ｃ）を使用してＳｉＯ２膜３２、３３を形成した。シリコンのメタル成膜室と酸化室に分かれており、基材を貼り付けたドラムを回転させてＳｉＯ２膜３２、３３を形成する。例えば、アルゴンガス流量が２５０ｓｃｃｍ、酸素ガス流量が１２０ｓｃｃｍ、ＲＦ出力が４．５ｋＷ、成膜レートが４Å／ｓｅｃの条件で、ＳｉＯ２膜３２、３３を２００ｎｍ成膜した。
【０１００】
（ＣＶＤによるＳｉＯ２膜の形成例）
また、ＣＶＤによってＳｉＯ２膜３２、３３を形成する場合、例えば、サムコ社製ＣＶＤ装置（装置名：ＰＤ−２７０ＳＴ）を使用してＳｉＯ２膜３２、３３を形成した。ＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａ Ｅｔｈｏｘｙ Ｓｉｌａｎｅ）、ＴＭＯＳ（Ｔｅｔｒａ Ｍｔｈｏｘｙ Ｓｉｌａｎｅ）など、シリコンを含む液体ソースを気化させ、プラズマ空間中で分解、酸化させることでＳｉＯ２膜３２、３３を形成する。例えば、ＴＥＯＳ流量が１２ｓｃｃｍ、酸素ガス流量が４００ｓｃｃｍ、ＲＦ出力が３００Ｗ、圧力が５０Ｐａ、成膜レートが３０Å／ｓｅｃの条件で、ＳｉＯ２膜３２、３３を２００ｎｍ成膜した。
【０１０１】
（ＳｉＯ２膜の膜厚）
ＳｉＯ２膜３２、３３の膜厚は、流路用溝２１の内面がすべてＳｉＯ２で覆われること、流路用溝２１への密着性が確保できること、流路用溝２１を塞いでしまわないことなどを考慮して決定する。塗布によってＳｉＯ２膜を形成する場合は、塗布溶液の特性、種類に応じて膜厚を調整する。例えば、１０ｎｍ〜３μｍの範囲内の値であることが好ましく、１０ｎｍ〜２μｍの範囲内の値であることがより好ましい。また、スパッタリングやＣＶＤによってＳｉＯ２膜を形成する場合であって、緻密なＳｉＯ２膜を形成する場合、ＳｉＯ２膜の内部応力が増加する傾向にあるため、１０ｎｍ〜１μｍの範囲内の値であることが好ましく、１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内の値であることがより好ましい。
【０１０２】
そして、第１実施形態から第３実施形態と同様に、マイクロチップ基板２０については流路用溝２１が形成された面を内側にし、マイクロチップ基板３１についてはＳｉＯ２膜３３が形成された面を内側にして、マイクロチップ基板２０とマイクロチップ基板３１を重ねて、接着剤によってマイクロチップ基板２０、３１を接合する。このとき、マイクロチップ基板２０に形成されたピンと、マイクロチップ基板３１に形成された貫通孔の位置を合わせて、マイクロチップ基板２０、３１を重ね、接合する。これにより、図７（ｃ）に示すように、内部に微細流路３４が形成されたマイクロチップが製造される。微細流路３４の内面には、ＳｉＯ２膜が形成されて、全面がＳｉＯ２膜で覆われている。
【０１０３】
変形例２によると、上述した第１実施形態から第３実施形態における効果に加えて、機能性膜による効果を奏することが可能となる。例えば、ＳｉＯ２膜は親水性機能を有するため、タンパク質などの低分子や高分子の微細流路３４の壁面への付着を抑制することが可能となる。マイクロチップ基板２０、３１は樹脂で構成されているため、通常、疎水性であり、タンパク質などの低分子や高分子は、微細流路３４に付着しやすいが、ＳｉＯ２膜を形成することで、その付着を抑制することが可能となる。
【０１０４】
なお、この変形例２ではＳｉＯ２膜を流路用溝に形成したが、他の機能を有する膜を流路用溝に形成しても良い。例えば、液体試料に対する撥水性、選択的に分子に対する吸着機能を持たせるためのフッ素系樹脂を用いた膜も、ここでいう機能性膜の１例である。
【０１０５】
他の例について図８を参照して説明する。例えば図８（ａ）に示すように、一方のマイクロチップ基板３５の表面には流路用溝３６が形成されている。また、マイクロチップ基板３５の接合の相手方となるマイクロチップ基板３７の表面にも流路用溝３８が形成されている。流路用溝３６、３８は、表面に沿った溝状のものであり、流路用溝３６、３８は同じパターンを有している。なお、図示しないが、マイクロチップ基板３５、３７には、第１実施形態で説明したピンと貫通孔の対、第２実施形態で説明した突起部と溝部の対、又は、第３実施形態で説明した突起部と貫通孔の対が形成されている。ここでは、表面にピン（図示しない）が形成されたマイクロチップ基板３５と、そのピンが挿入される貫通孔（図示しない）が形成されたマイクロチップ基板３７を接合する場合について説明する。
【０１０６】
マイクロチップ基板３５に形成された流路用溝３６は、断面形状が矩形状となっており、流路用溝３６の幅は深さ方向において一定となっている。また、マイクロチップ基板３７に形成された流路用溝３８は、断面形状が矩形状となっており、流路用溝３８の幅は深さ方向において一定となっている。流路用溝３６の幅と流路用溝３８の幅は等しくなっている。なお、流路用溝３６の深さと流路用溝３８の深さは、等しくても良く、異なっていても良い。
【０１０７】
そして、図８（ｂ）に示すように、マイクロチップ基板３５に対して、流路用溝３６が形成されている面に機能性膜の１例としてのＳｉＯ２膜３９を形成し、マイクロチップ基板３７の表面に機能性膜の１例としてのＳｉＯ２膜４０を形成する。流路用溝３６、３８の内面にもＳｉＯ２膜を形成する。
【０１０８】
そして、第１実施形態から第３実施形態と同様に、マイクロチップ基板３５とマイクロチップ基板３７を重ねて、接着剤によってマイクロチップ基板３５、３７を接合する。このとき、マイクロチップ基板３５に形成されたピンと、マイクロチップ基板３７に形成された貫通孔の位置を合わせて、マイクロチップ基板３５、３７を重ね、接合する。なお、ピンと貫通孔の位置合わせによって流路用溝３６と流路用溝３８の位置が一致するように、ピン、貫通孔、流路用溝３６、３８をマイクロチップ基板３５、３７に形成しておく。これにより、図８（ｃ）に示すように、流路用溝３６と流路用溝３８による微細流路４１が形成されたマイクロチップが製造される。微細流路４１の内面には、ＳｉＯ２膜が形成されて、全面がＳｉＯ２膜で覆われている。
【０１０９】
この例によると、微細流路の断面形状の自由度を大きくすることができるとともに、機能性膜の効果を奏することが可能となる。
【０１１０】
（変形例３）
次に、変形例３について図９から図１１を参照して説明する。図９から図１１は、変形例３に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【０１１１】
変形例３では、微細流路の内面に機能性膜を形成する。微細流路の幅が数μｍであるため、流路用溝の内面のみが機能性膜で成膜されるようにマスキングを行ってマイクロチップ基板に機能性膜を形成することは困難である。特に、表面に形成された流路用溝のパターンが複雑の場合、そのパターンの位置に合わせてパターニングによって機能性膜を形成することは困難である。上記変形例２のように、流路用溝を含む面全体に機能性膜を形成した場合、接合の相手方となるマイクロチップ基板との接合面にも機能性膜が形成され、接合面において樹脂同士の接触とならないため、マイクロチップ基板同士を接着剤によって接合する必要がある。
【０１１２】
すなわち、樹脂製のマイクロチップ基板に機能性膜を形成しない場合、超音波溶着、熱圧着、又はレーザ溶着によってマイクロチップ基板同士を接合することができるが、これらの方法では、いずれも基板の樹脂表面を溶かして再度固化させることで樹脂製のマイクロチップ基板同士を接合するため、接合面に機能性膜が形成されている場合は、それらの方法によってマイクロチップ基板同士を接合することが困難になる。
【０１１３】
そこで、変形例３では、超音波溶着、レーザ溶着、又は熱圧着によってマイクロチップ基板同士を接合するために、流路用溝が形成された面に機能性膜を形成した後、粘着部材を用いることで、流路用溝以外の表面に形成された機能性膜を剥離する。これにより、マイクロチップ基板の接合面は樹脂が剥き出しの状態となり、樹脂同士の接合が可能となるため、超音波溶着、レーザ溶着、又は熱圧着によってマイクロチップ基板同士を接合することが可能となる。
【０１１４】
例えば図９（ａ）に示すように、一方のマイクロチップ基板２０の表面には流路用溝２１が形成されている。また、マイクロチップ基板２０の接合の相手となるマイクロチップ基板３１は平板状の基板である。なお、図示しないが、マイクロチップ基板２０、３１には、第1実施形態で説明したピンと貫通孔の対、第２実施形態で説明した突起部と溝部の対、又は第３実施形態で説明した突起部と貫通孔の対が形成されている。ここでは、表面にピン（図示しない）が形成されたマイクロチップ基板２０と、そのピンが挿入される貫通孔（図示しない）が形成されたマイクロチップ基板３１を接合する場合について説明する。
【０１１５】
そして、図９（ｂ）に示すように、マイクロチップ基板２０に対して、流路用溝２１が形成されている面に機能性膜の１例としてのＳｉＯ２膜３２を形成する。このとき、流路用溝２１の内面にもＳｉＯ２膜を形成する。ＳｉＯ２膜３２は、上述した変形例２の成膜方法で成膜することができる。
【０１１６】
そして、図９（ｃ）に示すように、マイクロチップ基板２０の流路用溝２１の内面に形成されたＳｉＯ２膜以外のＳｉＯ２膜を粘着部材によって剥離することで、流路用溝２１の内面にＳｉＯ２膜４２を残存させる。すなわち、マイクロチップ基板２０の流路用溝２１以外の表面に形成されたＳｉＯ２膜を剥離することで、流路用溝２１の内面にＳｉＯ２膜を残存させる。ここで、粘着部材によるＳｉＯ２膜の剥離工程について、図１０を参照して説明する。図１０は、機能性膜の剥離工程を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【０１１７】
まず、図１０（ａ）に示すように、マイクロチップ基板２０の流路用溝２１が形成された面に、粘着部材５０を接着させる。この粘着部材５０には、例えば粘着テープなどのようにシート状の部材が用いられる。粘着テープとしては、例えばＪＩＳ Ｚ１５２２に規定されているセロハン粘着テープが用いられる。その１例として、ニチバン製粘着テープ（ＮＯ４０５）が用いられる。
【０１１８】
また、粘着部材５０は、厚さが０．０９ｍｍ以下、粘着力が１．１８Ｎ／ｃｍ２以上、粘着層の厚さが０．０３ｍｍ程度であることが好ましい。この範囲は、流路用溝の内面以外の表面に形成された機能性膜のみを剥離するための好ましい条件である。すなわち、機能性膜の密着強度を、粘着部材の粘着力以下の範囲で、いかに高い密着強度のものを選択するかという点を製造条件内で考慮した範囲である。
【０１１９】
また、粘着部材５０の粘着力は、１．１８Ｎ／ｃｍ２以上であるため、ＳｉＯ２膜の密着強度を１Ｎ／ｃｍ２程度にすることが好ましい。これにより、流路用溝２１内に残存するＳｉＯ２膜の密着強度を維持しつつ、粘着部材５０が接着された部分のＳｉＯ２膜を剥離することが可能となる。
【０１２０】
流路用溝２１の深さが３０μｍ〜２００μｍの範囲内の値であるため、このような粘着部材５０を用いることで、流路用溝２１内への粘着部材５０の入り込みを防止することができる。そのことにより、流路用溝２１の内面に形成されたＳｉＯ２膜の剥離を防止し、流路用溝２１以外の表面に形成されたＳｉＯ２膜を剥離することができる。換言すると、流路用溝２１の深さは、粘着部材５０が入り込まない深さにする必要がある。
【０１２１】
そして、図１０（ｂ）に示すように、マイクロチップ基板２０から粘着部材５０を剥がすことで、流路用溝２１内に形成されたＳｉＯ２膜４２を残存させて、流路用溝２１以外の表面に形成されたＳｉＯ２膜４４を剥離する。
【０１２２】
以上のように粘着部材を用いることで、流路用溝２１の内面にＳｉＯ２膜を残存させた状態で、流路用溝２１以外の表面に形成されたＳｉＯ２膜を剥離することができる。そのことにより、マイクロチップ基板同士の接合面においては樹脂を剥き出しの状態にすることができる。
【０１２３】
そして、第１実施形態から第３実施形態と同様に、マイクロチップ基板２０については流路用溝２１が形成された面を内側にして、マイクロチップ基板２０とマイクロチップ基板３１を重ねて、超音波溶着、レーザ溶着、又は熱圧着によってマイクロチップ基板２０、３１を接合する。このとき、マイクロチップ基板２０に形成されたピンと、マイクロチップ基板３１に形成された貫通孔の位置を合わせて、マイクロチップ基板２０、３１を重ね、接合する。これにより、図９（ｄ）に示すように、内部に微細流路４３が形成されたマイクロチップが製造される。微細流路４３の内面には、ＳｉＯ２膜４２が形成されている。この例では、流路用溝２１の内面のみにＳｉＯ２膜を形成し、マイクロチップ基板３１にＳｉＯ２膜を形成していないため、微細流路４３の全面がＳｉＯ２膜で覆われることはなく、流路用溝２１の内面に相当する面のみにＳｉＯ２膜が形成されている。
【０１２４】
変形例３によると、上述した第１実施形態から第３実施形態における効果に加えて、以下の効果を奏することができる。すなわち、粘着部材によって接合面に形成されたＳｉＯ２膜を剥離することで、マイクロチップ基板２０の接合面は樹脂が剥き出し状態となり、樹脂同士を接触させることができる。これにより、超音波溶着、レーザ溶着、又は熱圧着によって樹脂を溶融させてマイクロチップ基板２０、３１を接合することができる。その結果、微細流路の内面に機能性膜を形成することができるとともに、マイクロチップ基板２０、３１をより強固に接合することが可能となる。また、レーザ溶着、超音波溶着、又は熱圧着によって接合することができるため、接着剤などの物質を介さずにマイクロチップ基板２０、３１を接合することができる。そのことにより、微細流路４３の内部に接着剤などの物質が染み出すおそれがない。
【０１２５】
また、流路用溝が形成された２つのマイクロチップ基板を接合する場合においても、各マイクロチップ基板の流路用溝が形成された面にＳｉＯ２膜を形成し、上述した粘着部材によって表面のＳｉＯ２膜を剥離することで、流路用溝の内面にＳｉＯ２膜を残存させることができる。
【０１２６】
例えば図１１（ａ）に示すように、一方のマイクロチップ基板２０の表面には流路用溝２１が形成されている。また、マイクロチップ基板２０の接合の相手となるマイクロチップ基板４５の表面には流路用溝４６が形成されている。流路用溝２１と流路用溝４６は同じパターンを有している。流路用溝２１、４６は基板表面に沿った溝状のものであり、流路用溝２１、４６同じパターンを有している。なお、図示しないが、マイクロチップ基板２０、４５には、第１実施形態で説明したピンと貫通孔の対、第２実施形態で説明した突起部と溝部の対、又は、第３実施形態で説明した突起部と貫通孔の対が形成されている。ここでは、表面にピン（図示しない）が形成されたマイクロチップ基板２０と、そのピンが挿入される貫通孔（図示しない）が形成されたマイクロチップ基板４５を接合する場合について説明する。
【０１２７】
また、流路用溝４６の幅は、流路用溝２１の幅と等しくし、１０μｍ〜２００μｍの範囲内の値であることが好ましい。流路用溝４６と流路用溝２１の幅を同じにすることで、幅が一定の微細流路を形成することができる。また、流路用溝４６の深さは、３０μｍ〜２００μｍの範囲内の値であることが好ましい。流路用溝４６の深さは、流路用溝２１の深さと同じであっても良く、異なる深さであっても良い。
【０１２８】
そして、図１１（ｂ）に示すように、マイクロチップ基板２０に対して、流路用溝２１が形成されている面に機能性膜の１例としてのＳｉＯ２膜３２を形成し、マイクロチップ基板４５に対して、流路用溝４６が形成されている面に機能性膜の１例としてのＳｉＯ２膜４７を形成する。流路用溝２１、４６の内面にもＳｉＯ２膜を形成する。
【０１２９】
そして、図１１（ｃ）に示すように、マイクロチップ基板２０の流路用溝２１の内面に形成されたＳｉＯ２膜以外のＳｉＯ２膜を粘着部材によって剥離することで、流路用溝２１の内面にＳｉＯ２膜４２を残存させる。また、マイクロチップ基板４５の流路用溝４６の内面に形成されたＳｉＯ２膜以外のＳｉＯ２膜を粘着部材によって剥離することで、流路用溝４６の内面にＳｉＯ２膜４８を残存させる。
【０１３０】
以上のように粘着部材を用いることで、流路用溝２１の内面にＳｉＯ２膜を残存させた状態で、流路用溝２１以外の表面に形成されたＳｉＯ２膜を剥離することができる。また、流路用溝４６の内面にＳｉＯ２膜を残存させた状態で、流路用溝４６以外の表面に形成されたＳｉＯ２膜を剥離することができる。そのことにより、マイクロチップ基板同士の接合面においては樹脂を剥き出しの状態にすることができる。
【０１３１】
そして、第１実施形態から第３実施形態と同様に、マイクロチップ基板２０については流路用溝２１が形成された面を内側にし、マイクロチップ基板４５については流路用溝４６が形成された面を内側にして、マイクロチップ基板２０とマイクロチップ基板４５を重ねて、超音波溶着、レーザ溶着、又は熱圧着によってマイクロチップ基板２０、４５を接合する。このとき、マイクロチップ基板２０に形成されたピンと、マイクロチップ基板４５に形成された貫通孔の位置を合わせて、マイクロチップ基板２０、４５を重ね、接合する。これにより、図１１（ｄ）に示すように、内部に微細流路４９が形成されたマイクロチップが製造される。微細流路４９の内面には、ＳｉＯ２膜４２、４８が形成されて、全面がＳｉＯ２膜で覆われている。
【０１３２】
以上のように、２つのマイクロチップ基板２０、４５に流路用溝２１、４６を形成し、マイクロチップ基板２０、４５の流路用溝２１、４６の内面に機能性膜を形成し、２つのマイクロチップ基板２０、４５を接合することで、流路用溝によって形成される微細流路４９の全内面を機能性膜で覆うことが可能となる。さらに、マイクロチップ基板２０、４５を超音波溶着、レーザ溶着、又は熱圧着によって接合することができるため、マイクロチップ基板２０、４５をより強固に接合することが可能となる。
【０１３３】
（変形例４）
次に、変形例４について図１２から図１４を参照して説明する。図１２から図１４は、変形例４に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【０１３４】
微細流路が形成されたマイクロチップにおいては、微細流路の外部に流体が染み出してはならず、微細流路のシール性確保が重要な接合の要件となる。また、微細な流路用溝をマイクロチップ基板に高精度に転写する必要があるため、マイクロチップ基板の平面性を同時に確保することは困難である。平面性が劣るマイクロチップ基板同士を接合する場合、接合面における密着性の確保が困難となり、接合におけるシール性や密着強度も十分ではない。
【０１３５】
そこで、この変形例４においては、マイクロチップ基板を意図的に所定方向に反らすことで、マイクロチップ基板同士の接合時における基板の加圧位置を限定し、そのことにより、マイクロチップ基板同士の密着性を向上させる。この場合、基板の反りによる突起部と溝部又は貫通孔との位置ずれが生ずる可能性があるが、その場合、突起部を曲面状、好ましくは球面状とすることが好ましい。突起部を曲面状とすることで、突起部の中心軸と溝部の中心軸とがずれている場合であっても、曲面部と溝部との接触により軸ずれを矯正し、溝部に突起部を挿入することができる。
【０１３６】
例えば図１２（ａ）に示すように、表面に流路用溝６１が形成されたマイクロチップ基板６０と、マイクロチップ基板７０を接合させる。流路用溝６１は基板表面に沿って延びた溝状のものである。また、マイクロチップ基板６０、７０には、第１実施形態で説明したピンと貫通孔の対、第２実施形態で説明した突起部と溝部の対、又は第３実施形態で説明した突起部と貫通孔の対が形成されている。ここでは、１例として、図１２（ａ）に示すように、マイクロチップ基板６０の表面にはピン６２が形成され、そのピンが挿入される貫通孔７１がマイクロチップ基板７０に形成されている。
【０１３７】
マイクロチップ基板６０は、流路用溝６１が形成された面が凸面となるように基板全体が反っている。同様に、マイクロチップ基板７０はマイクロチップ基板６０と接合する面が凸面となるように基板全体が反っている。このように、接合面が凸面となるように意図的に基板全体を反らしたマイクロチップ基板６０、７０を作製する。マイクロチップ基板６０、７０の反りは、例えば１〜２μｍとなっていれば良い。すなわち、基板中心と基板端部との高さの差が１〜２μｍとなっていれば良い。
【０１３８】
そして、図１２（ａ）に示すように、マイクロチップ基板６０については流路用溝６１が形成された面を内側にして、ピン６２と貫通孔７１の位置を合わせて、マイクロチップ基板６０とマイクロチップ基板７０を重ねる。これにより、ピン６２は貫通孔７１に挿入される。そして、超音波溶着、レーザ溶着、又は熱圧着によってマイクロチップ基板６０、７０を接合する。また、図１２（ａ）に示すように、マイクロチップ基板６０を平面状の台８０の上に設置し、マイクロチップ基板６０、７０の周辺部を加圧することで、マイクロチップ基板６０、７０を接合する。これにより、図１２（ｂ）に示すように、流路用溝６１による微細流路が形成されたマイクロチップを作製することが可能となる。
【０１３９】
以上のように接合することで、上述した第１実施形態から第３実施形態による効果に加えて、以下の効果を奏することが可能となる。すなわち、変形例４によると、両マイクロチップ基板がなじむことになり、マイクロチップ基板の全接合面に亘って密着性を確保することが可能となる。すなわち、マイクロチップ基板６０、７０を、接合面が凸面となるように意図的に基板を反らすことで、マイクロチップ基板６０、７０同士の接合時における基板の加圧位置を限定し、その位置を加圧することで、マイクロチップ基板同士の密着性を向上させることができ、基板同士を容易に接合することができる。その結果、流路のシール性を向上させることが可能となる。
【０１４０】
他の例について図１３を参照して説明する。例えば図１３（ａ）に示すように、表面に流路用溝９１が形成されたマイクロチップ基板９０と、マイクロチップ基板１００を接合させる。流路用溝９１は基板表面に沿って延びた溝状のものである。また、マイクロチップ基板９０、１００には、第１実施形態で説明したピンと貫通孔の対、第２実施形態で説明した突起部と溝部の対、又は第３実施形態で説明した突起部と貫通孔の対が形成されている。ここでは、１例として、図１３（ａ）に示すように、マイクロチップ基板９０の表面にはピン９２が形成され、そのピンが挿入される貫通孔１０１がマイクロチップ基板１００に形成されている。
【０１４１】
マイクロチップ基板９０は、流路用溝９１が形成された面が凹面となるように基板全体が反っている。同様に、マイクロチップ基板１００はマイクロチップ基板９０と接合する面が凹面となるように基板全体が反っている。このように、接合面が凹面となるように意図的に基板全体を反らしたマイクロチップ基板９０、１００を作製する。
【０１４２】
そして、図１３（ａ）に示すように、マイクロチップ基板９０については流路用溝９１が形成された面を内側にして、ピン９２と貫通孔１０１の位置を合わせて、マイクロチップ基板９０とマイクロチップ基板１００を重ねる。これにより、ピン９２は貫通孔１０１に挿入される。そして、超音波溶着、レーザ溶着、又は熱圧着によってマイクロチップ基板９０、１００を接合する。また、図１３（ａ）に示すように、マイクロチップ基板９０を台８０の上に設置し、マイクロチップ基板９０、１００の中央部を加圧することで、マイクロチップ基板９０、１００を接合する。これにより、図１３（ｂ）に示すように、流路用溝９１による微細流路が形成されたマイクロチップを作製することが可能となる。
【０１４３】
このように接合することで、マイクロチップ基板の全接合面に亘って密着性を確保することが可能となる。すなわち、マイクロチップ基板９０、１００を、接合面が凹面となるように意図的に基板を反らすことで、マイクロチップ基板９０、１００同士の接合時における基板の加圧位置を限定し、その位置を加圧することで、マイクロチップ基板同士の密着性を向上させることができ、基板同士を容易に接合することができる。その結果、流路のシール性を向上させることが可能となる。
【０１４４】
マイクロチップ基板同士の接合は、超音波溶着、レーザ溶着、熱圧着、又は接着剤によって行われる。
【０１４５】
例えば超音波溶着によってマイクロチップ基板同士を接合する場合、超音波を発するホーンによってマイクロチップ基板を押さ付け、そのホーンによってマイクロチップ基板を加圧しながら、超音波をマイクロチップ基板に印加することで、マイクロチップ基板同士を接合する。例えば、図１２に示すように、接合面が凸面のマイクロチップ基板同士を接合する場合、超音波を発するホーンによってマイクロチップ基板７０の全面を押さえ付け、そのホーンによってマイクロチップ基板７０の周辺部を加圧しながら超音波をマイクロチップ基板６０、７０に印加することで、マイクロチップ基板６０、７０を接合する。また、図１３に示すように、接合面が凹面のマイクロチップ基板同士を接合する場合、超音波を発するホーンによってマイクロチップ基板１００の全面を押さえ付け、そのホーンによってマイクロチップ基板１００の中央部を加圧しながら超音波をマイクロチップ基板９０、１００に印加することで、マイクロチップ基板９０、１００を接合する。
【０１４６】
また、レーザ溶着によってマイクロチップ基板同士を接合する場合、例えば図１４（ａ）に示すように、融着に用いられる波長のレーザを透過させる平板状の基板１１０によって、マイクロチップ基板１００を押さえ付け、その基板１１０によってマイクロチップ基板の中央部を加圧しながらレーザを照射することで、図１４（ｂ）に示すように、マイクロチップ基板同士を接合する。基板１１０には、例えばガラス基板が用いられる。なお、図９に示す例では、接合面が凹面となっているマイクロチップ基板９０とマイクロチップ基板１００とを接合する場合について説明したが、接合面が凸面となっているマイクロチップ基板６０とマイクロチップ基板７０とを接合する場合についても、基板１１０でマイクロチップ基板を押さえ付け、レーザを照射することでマイクロチップ基板同士を接合しても良い。
【０１４７】
また、接合面が凸面となっているマイクロチップ基板６０とマイクロチップ基板７０を接合する場合には、接着剤を用いても良い。接合面が凸面となっているマイクロチップ基板同士を接着剤で接合する場合、余分な接着剤は基板の外側に押し出されるため、マイクロチップ基板同士を均一に接合することができる。
【０１４８】
また、変形例４においても、流路用溝が形成されたマイクロチップ基板同士を接合しても良く、また、機能性膜が表面に形成されたマイクロチップ基板を接合しても良い。
【０１４９】
（実施例）
次に、具体的な実施例について説明する。
【０１５０】
（実施例１）
実施例１では、第１実施形態に係るマイクロチップの製造方法の具体例について説明する。
【０１５１】
（マイクロチップ基板）
射出成形機で透明樹脂材料の環状ポリオレフィン樹脂（日本ゼオン社製、ゼオノア）を成形し、外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状部材に幅５０μｍ、深さ５０μｍの複数の流路用溝と、高さ１．５ｍｍ、直径１ｍｍのピンと、内径２ｍｍの複数の貫通孔とで構成される流路側マイクロチップ基板を作製した。この流路側マイクロチップ基板が、上記第１実施形態における流路用溝２とピン３が形成されたマイクロチップ基板１に相当する。
また、外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状部材に直径１ｍｍの貫通孔が形成されたカバー側マイクロチップ基板を作製した。
このカバー側マイクロチップ基板が、上記第１実施形態における貫通孔５が形成されたマイクロチップ基板４に相当する。
【０１５２】
（超音波溶着による接合）
そして、超音波溶着によって流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を接合した。まず、流路側マイクロチップ基板については流路用溝が形成された面を内側にし、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を重ねた。これにより、ピンを貫通孔に挿入した。
【０１５３】
そして、両基板に対して超音波を照射しながら基板を加圧することで、両基板を接合した。超音波の照射条件と加圧条件を以下に示す。
０．５Ｎの加圧力で流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を加圧した状態で、周波数：１５ｋＨｚの超音波を１秒間印加することで両基板を接合した。
【０１５４】
（レーザ溶着による接合）
また、レーザ溶着によって流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を接合した。まず、流路側マイクロチップ基板については流路用溝が形成された面を内側にし、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を重ねた。これにより、ピンを貫通孔に挿入した。
【０１５５】
そして、両基板に対してレーザを照射しながら基板を加圧することで、両基板を接合した。レーザの照射条件と加圧条件を以下に示す。
１００Nの加圧力で流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を加圧した状態で、波長：８０８ｎｍ、スポット径：φ０．６ｍｍの赤外線レーザを用いて、出力：５Ｗで照射しながら、走査速度：１０ｍｍ／ｓｅｃで全面スキャンすることで両基板を接合した。
【０１５６】
（熱圧着による接合）
また、熱圧着によって流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を接合した。まず、流路側マイクロチップ基板については流路用溝が形成された面を内側にし、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を重ねた。これにより、ピンを貫通孔に挿入した。
【０１５７】
そして、両基板に対して熱を加えながら基板を加圧することで、両基板を接合した。
加熱条件と、加圧条件を以下に示す。
加熱プレス機にて１２０℃、１ｋｇｆ／ｃｍ２の条件下で１分間保持することで、基板同士を接合した。
【０１５８】
（評価）
以上のように、ピンを貫通孔に挿入することで、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板の位置決めを簡便に行うことができ、その位置決めを正確に行うことができた。また、ピンを貫通孔に挿入することで、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板の位置ずれを防止することができ、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を強固に接合することができた。
【０１５９】
（実施例２）
実施例２では、第２実施形態に係るマイクロチップの製造方法の具体例について説明する。
【０１６０】
（マイクロチップ基板）
射出成形機で透明樹脂材料の環状ポリオレフィン樹脂（日本ゼオン社製、ゼオノア）を成形し、外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状部材に、幅５０μｍ、深さ５０μｍの複数の流路用溝と、側面がテーパ状の溝部と、内径２ｍｍの複数の貫通孔で構成される流路側マイクロチップ基板を作製した。このテーパ状の溝部の幅は、基板表面において最大１００μｍとなり、溝の深さ方向に向かって徐々に狭くなっている。また、溝部の深さは１００μｍである。
この流路側マイクロチップ基板が、上記第２実施形態における流路用溝７と溝部８が形成されたマイクロチップ基板６に相当する。
また、外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状部材に幅７０μｍ、高さ５０μｍの突起部が形成されたカバー側マイクロチップ基板を作製した。
このカバー側マイクロチップ基板が、上記第２実施形態における突起部１０が形成されたマイクロチップ基板９に相当する。
【０１６１】
（接合）
そして、実施例１と同様に、流路側マイクロチップ基板については流路用溝が形成された面を内側にし、カバー側マイクロチップ基板については突起部が形成された面を内側にし、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を重ねた。これにより、突起部を溝部に嵌合させた。そして、実施例１と同様に、超音波溶着、レーザ溶着、又は熱圧着によって流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を接合した。
【０１６２】
（評価）
以上のように、突起部を溝部に嵌合させることで、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板の位置決めを簡便に行うことができ、その位置決めを正確に行うことができた。また、突起部を溝部に嵌合させることで、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板の位置ずれを防止することができ、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を強固に接合することができた。
【０１６３】
（実施例３）
実施例３では、第３実施形態に係るマイクロチップの製造方法の具体例について説明する。
【０１６４】
（マイクロチップ基板）
射出成形機で透明樹脂材料の環状ポリオレフィン樹脂（日本ゼオン社製、ゼオノア）を成形し、外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状部材に、幅５０μｍ、深さ５０μｍの複数の流路用溝と、高さ２ｍｍの突起部と、内径２ｍｍの複数の貫通孔で構成される流路側マイクロチップ基板を作製した。この流路側マイクロチップ基板が、上記第３実施形態における流路用溝１２と突起部１３が形成されたマイクロチップ基板１１に相当する。突起部は、高さ１ｍｍ、直径１ｍｍの第１突起部と、その第１突起部の先端に形成された、高さ１ｍｍ、最大の幅が１．１ｍｍの第２突起部とを備えて構成されている。第２突起部の幅は、先端に向かって徐々に狭くなっている。
また、外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状部材に直径１ｍｍの貫通孔が形成されたカバー側マイクロチップ基板を作製した。
このカバー側マイクロチップ基板が、上記第３実施形態における貫通孔１７が形成されたマイクロチップ基板１６に相当する。
【０１６５】
（接合）
そして、実施例１と同様に、流路側マイクロチップ基板については流路用溝が形成された面を内側にし、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を重ねた。これにより、突起部を貫通孔に挿入し、スナップフィット方式によって突起部を貫通孔に嵌合させた。そして、実施例１と同様に、超音波溶着、レーザ溶着、又は熱圧着によって流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を接合した。
【０１６６】
（評価）
以上のように、突起部を貫通孔に挿入してスナップフィット方式によって嵌合させることで、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板の位置決めを簡便に行うことができ、さらに、両基板の仮止めを行うことができた。これにより、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板の密着性が向上したため、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を強固に接合することができた。
【０１６７】
上記実施例１から実施例３において説明したマイクロチップ基板の材料、ピンの寸法、貫通孔の寸法、突起部の寸法、超音波溶着の条件、レーザ溶着の条件、熱圧着の条件、及び接着材は１例であり、この発明がこれらの条件に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１６８】
【図１】この発明の第１実施形態に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【図２】この発明の第２実施形態に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【図３】この発明の第３実施形態に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【図４】変形例１に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【図５】変形例１に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【図６】変形例１に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【図７】変形例２に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【図８】変形例２に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【図９】変形例３に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【図１０】変形例３に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【図１１】変形例３に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【図１２】変形例４に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【図１３】変形例４に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【図１４】変形例４に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【符号の説明】
【０１６９】
１、４、６、９、１１、１６、２０、２２、２５、２８、３１、３５、３７、４５、６０、７０、９０、１００ マイクロチップ基板
２、７、１２、２１、２３、２６、２９、３６、３８、４６、６１、９１ 流路用溝
３、６２、９２ ピン
５、１７、７１、１０１ 貫通孔
８ 溝部
１０、１３ 突起部
１４ 第１突起部
１５ 第２突起部
２４、２７、３０、３４、４１、４３、４９ 微細流路
３２、３３、３９、４０、４２、４７、４８ ＳｉＯ２膜
５０ 粘着部材
８０ 台
１１０ 基板
【技術分野】
【０００１】
この発明は、流路を有するマイクロチップを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細加工技術を利用してシリコンやガラス基板上に微細な流路や回路を形成し、微小空間上で核酸、タンパク質、血液などの液体試料の化学反応や、分離、分析などを行うマイクロ分析チップ、あるいはμＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ）と称される装置が実用化されている。このようなマイクロチップの利点としては、サンプルや試薬の使用量又は廃液の排出量が軽減され、省スペースで持ち運び可能な安価なシステムの実現が考えられる。
【０００３】
マイクロチップは、少なくとも一方の部材に微細加工が施された部材２つをはり合わせることにより製造される。従来においては、マイクロチップにはガラス基板が用いられ、様々な微細加工方法が提案されている。しかしながら、ガラス基板は大量生産には向かず、非常に高コストであるため、廉価で使い捨て可能な樹脂製マイクロチップの開発が望まれている。
【０００４】
微細流路が形成されたマイクロチップは、表面に流路用溝が形成された樹脂製のマイクロチップ基板と、流路用溝のカバーとして機能する樹脂製のマイクロチップ基板とを、流路用溝が形成された面を内側にして接合することによって作製される。
【０００５】
微細流路が形成されたマイクロチップにおいては、微細流路内の流体が微細流路の外部に染み出してはならず、微細流路のシール性確保が重要な接合の要件となる。すなわち、流路用溝とカバーとして機能するマイクロチップ基板との間に隙間が生じないように、マイクロチップ基板同士を接合する必要がある。また、微細な流路用溝をマイクロチップ基板に高精度に転写する必要があるため、マイクロチップ基板の平面性を同時に確保することは困難である。平面性が劣るマイクロチップ基板同士を接合する場合、接合面における密着性の確保が困難となり、接合におけるシール性や密着強度も十分ではない。
【０００６】
従来においては、レーザ光に対して透過性の樹脂製部材と、レーザ光に対して非透過性の樹脂製部材とをレーザによって溶着する場合、透過性の樹脂製部材に凹部を形成し、非透過性の樹脂製部材に凸部を形成し、凹部と凸部を嵌合させ、その後、凸部にレーザ光を照射することで凸部を溶融し、そのことによって２つの樹脂製部材を溶着していた（例えば特許文献１）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−７７５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１による方法では、溝状に形成した凹部に凸部を嵌合させ、その状態でレーザ溶着を行っている。しかしながら、当該文献に記載の技術は溶着による他の問題点は何ら認識されていない。従って、係る技術をマイクロチップ基板を製造するにあたって採用した場合、流路用溝を凹部として利用し、当該凹部に対して対応して形成した凸部を嵌合させてレーザ溶着を行うことが考えられるが、その場合、流路用溝の一部が溶融し、変形してしまう問題があった。
【０００９】
この発明は上記の問題を解決するものであり、マイクロチップ基板同士を接合するにあたって、マイクロチップ基板の位置決めを容易にし、さらに、マイクロチップ基板同士をより強固に接合することが可能なマイクロチップの製造方法、及びマイクロチップを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の第１の形態は、２つの樹脂製基板の少なくとも一方の樹脂製基板の表面に流路用溝が形成され、前記流路用溝が形成された面を内側にして前記２つの樹脂製基板を接合するマイクロチップの製造方法であって、前記少なくとも一方の樹脂製基板の前記接合する面には樹脂製の突起部が形成され、他方の樹脂製基板の前記接合する面には、前記流路用溝とは異なる位置に前記突起部が挿入される被挿入部が形成され、前記突起部と前記被挿入部が形成された面を内側にし、前記２つの樹脂製基板を重ねることで前記突起部を前記被挿入部に挿入し、その状態で前記２つの樹脂製基板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。
また、この発明の第２の形態は、第１の形態に係るマイクロチップの製造方法であって、前記突起部は、前記一方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に突設されたピンであり、前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に貫通し、前記ピンの径とほぼ等しい大きさの径を有する貫通孔であり、前記２つの樹脂製基板を重ねることで前記ピンを前記貫通孔に挿入し、その状態で前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする。
また、この発明の第３の形態は、第２の形態に係るマイクロチップの製造方法であって、前記ピンの高さは、前記他方の樹脂製基板の厚さよりも長いことを特徴とする。
また、この発明の第４の形態は、第１の形態に係るマイクロチップの製造方法であって、前記突起部は、先端に向かって幅が徐々に狭くなっており、前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の最表面における幅が前記突起部の先端の幅よりも広く、深さ方向に向かって徐々に狭くなる溝部であり、前記２つの樹脂製基板を重ねることで前記突起部を前記溝部に嵌合させ、その状態で前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする。
また、この発明の第５の形態は、第１の形態に係るマイクロチップの製造方法であって、前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に貫通する貫通孔であり、前記突起部は、前記一方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に突設され、前記他方の樹脂製基板の厚さよりも長い高さを有し、幅が前記貫通孔の幅と略等しい第１突起部と、前記第１突起部の先端に設けられ、幅が前記第１突起部の先端において前記貫通孔の幅よりも広く、先端に向かって徐々に狭くなる第２突起部とを有し、前記２つの樹脂製基板を重ねることで前記突起部を前記貫通孔に挿入し、前記突起部と前記貫通孔とをスナップフィット方式により嵌合させることを特徴とする。
また、この発明の第６の形態は、第１の形態から第５の形態のいずれかに係るマイクロチップの製造方法であって、前記２つの樹脂製基板を重ねた後、その状態で前記２つの樹脂製基板を加熱することで前記接合する面を溶融させ、前記２つの樹脂製基板を加圧することで、前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする。
また、この発明の第７の形態は、第１の形態から第５の形態のいずれかに係るマイクロチップの製造方法であって、前記２つの樹脂製基板を重ねた後、その状態で前記２つの樹脂製基板に対して超音波を印加することで前記接合する面を溶融させ、前記２つの樹脂製基板を加圧することで、前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする。
また、この発明の第８の形態は、第１の形態から第５の形態のいずれかに係るマイクロチップの製造方法であって、前記２つの樹脂製基板を重ねた後、前記突起部の先端部に対して超音波を印加することで前記突起部の先端部を溶融させ前記被挿入部との仮止めを行った後、前記２つの樹脂製基板に対して超音波を印加することで前記接合する面を溶融させ、前記２つの樹脂製基板を加圧することで、前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする。
また、この発明の第９の形態は、第１の形態から第５の形態のいずれかに係るマイクロチップの製造方法であって、前記２つの樹脂製基板を重ねた後、前記突起部の先端部に対して超音波を印加することで前記突起部の先端部を溶融させ前記被挿入部との仮止めを行った後、前記２つの樹脂製基板に対してレーザを照射することで前記接合する面を溶融させ、前記２つの樹脂製基板を加圧することで、前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする。
また、この発明の第１０の形態は、第１の形態から第５の形態のいずれかに係るマイクロチップの製造方法であって、前記２つの樹脂製基板を重ねた後、その状態で前記２つの樹脂製基板に対してレーザを照射することで前記接合する面を溶融させ、前記２つの樹脂製基板を加圧することで、前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする。
また、この発明の第１１の形態は、第１の形態から第５の形態のいずれかに係るマイクロチップの製造方法であって、前記２つの樹脂製基板を重ねた後、前記突起部の先端部に対してレーザを照射することで前記突起部の先端部を溶融させ前記被挿入部との仮止めを行った後、前記２つの樹脂製基板に対してレーザを照射することで前記接合する面を溶融させ、前記２つの樹脂製基板を加圧することで、前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする。
また、この発明の第１２の形態は、第１の形態から第５の形態のいずれかに係るマイクロチップの製造方法であって、前記２つの樹脂製基板を重ねた後、前記突起部の先端部に対してレーザを照射することで前記突起部の先端部を溶融させ前記被挿入部との仮止めを行った後、前記２つの樹脂製基板に対して超音波を印加することで前記接合する面を溶融させ、前記２つの樹脂製基板を加圧することで、前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする。
また、この発明の第１３の形態は、２つの樹脂製基板の少なくとも一方の樹脂製基板の表面に流路用溝が形成され、前記流路用溝が形成された面を内側にして前記２つの樹脂製基板が接合されたマイクロチップであって、前記少なくとも一方の樹脂製基板の接合する面には樹脂製の突起部が形成され、他方の樹脂製基板の前記接合する面には、前記流路用溝とは異なる位置に前記突起部が挿入された被挿入部が形成されていることを特徴とするマイクロチップである。
また、この発明の第１４の形態は、第１３の形態に係るマイクロチップであって、前記突起部は、前記一方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に突設されたピンであり、前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に貫通し、前記ピンの径とほぼ等しい大きさの径を有する貫通孔であることを特徴とする。
また、この発明の第１５の形態は、第１３の形態に係るマイクロチップであって、前記突起部は、先端に向かって幅が徐々に狭くなっており、前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の最表面における幅が前記突起部の先端の幅よりも広く、深さ方向に向かって徐々に狭くなっている溝部であることを特徴とする。
また、この発明の第１６の形態は、第１３の形態に係るマイクロチップであって、前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に貫通する貫通孔であり、前記突起部は、前記一方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に突設され、前記他方の樹脂製基板の厚さよりも長い高さを有し、幅が前記貫通孔の幅と略等しい第１突起部と、前記第１突起部の先端に設けられ、幅が前記第１突起部の先端において前記貫通孔の幅よりも広く、先端に向かって徐々に狭くなる第２突起部とを有し、前記突起部と前記貫通孔とがスナップフィット方式により嵌合されたことを特徴とする。
また、この発明の第１７の形態は、第１３の形態から第１６の形態のいずれかに係るマイクロチップであって、前記２つの樹脂製基板にはそれぞれ流路用溝が形成され、前記流路用溝の少なくとも一方は側面が曲面状に形成されており、前記２つの樹脂製基板は前記流路用溝をそれぞれ内側にして接合されたことを特徴とする。
また、この発明の第１８の形態は、第１３の形態から第１７の形態のいずれかに係るマイクロチップであって、前記突起部及び前記被挿入部の少なくとも一方は曲面状となっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によると、２つの樹脂製基板を接合する際に突起部を被挿入部に挿入することで、２つの樹脂製基板の位置決めを簡便に行うことができる。また、突起部を被挿入部に挿入することで、２つの樹脂製基板の位置ずれを防止することができる。また、突起部において仮止めを行うことで、樹脂製基板同士の密着性を向上させ、樹脂製基板同士を強固に接合することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
［第１の実施形態］
この発明の第１実施形態に係るマイクロチップの製造方法について図１を参照して説明する。図１は、この発明の第１実施形態に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【００１３】
図１（ａ）に示すように、マイクロチップ基板１の表面には、表面に沿って延びた流路用溝２が形成されている。流路用溝２は基板表面に沿って延びた溝状のものである。また、流路用溝２が形成された面には、表面に直交する方向に突設するピン３が設けられている。マイクロチップ基板４には、基板の厚さ方向に貫通する貫通孔５が形成されている。
【００１４】
貫通孔５の孔の形状は例えば円形となっている。ピン３は例えば円柱状の形状を有している。貫通孔５の孔径と、ピン３の径はほぼ等しくなっている。また、ピン３の高さは、マイクロチップ基板４の厚さよりも長くなっている。ピン３と貫通孔５は、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板４を接合するときの基板の位置合わせに用いられる。
【００１５】
なお、貫通孔５の孔の形状は円形状である必要はなく、例えば、多角形状の形状を有していても良い。また、ピン３は円柱状の形状を有している必要はなく、断面が多角形となる柱状のものであっても良い。
【００１６】
また、流路用溝２が形成されたマイクロチップ基板１に、ピンの代わりに貫通孔を形成し、他方のマイクロチップ基板４に、貫通孔の代わりにピンを形成して、ピンと貫通孔によって位置決めを行って、マイクロチップ基板１、４を接合しても良い。また、両方のマイクロチップ基板に、ピンと貫通孔を設けても良い。
【００１７】
さらに、複数のピン３をマイクロチップ基板１に形成し、そのピン３の数と同じ数の貫通孔５をマイクロチップ基板４に形成しても良い。この場合、複数のピン３の配置パターンと複数の貫通孔５の配置パターンが同じパターンとなるように、複数のピン３をマイクロチップ基板１に形成し、複数の貫通孔５をマイクロチップ基板４に形成する。これにより、マイクロチップ基板１、４を重ねることで、複数のピン３のそれぞれが、位置が一致する貫通孔５に挿入され、マイクロチップ基板１、４の位置決めがなされる。
【００１８】
そして、図１（ｂ）に示すように、マイクロチップ基板１については流路用溝２が形成された面を内側にし、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板４を重ねることで、ピン３は貫通孔５に挿入される。ピン３の高さは、マミクロチップ基板４の厚さよりも長くなっているため、貫通孔５に挿入されたピン３は、マイクロチップ基板４を貫通することになる。
【００１９】
ピン３が貫通孔５に挿入されることで、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板４の位置決めを簡便に行うことができ、その位置決めを正確に行うことができる。また、ピン３を貫通孔５に挿入することで、マイクロチップ基板１、４の接合時におけるマイクロチップ基板の位置ずれを防止することができる。
【００２０】
そして、ピン３を貫通孔５に挿入した状態で、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板４を接合する。これにより、微細流路が形成されたマイクロチップが製造される。
【００２１】
マイクロチップ基板１、４の外形形状は、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。マイクロチップ基板１、４の外形形状は、分析手法、分析装置に合わせれば良く、正方形、長方形、円形などの形状が好ましい。
【００２２】
また、マイクロチップ基板１、４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。
【００２３】
また、マイクロチップ基板１には、基板を貫通して形成された貫通孔が形成されている。この貫通孔は流路用溝２に接して形成されており、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板４を接合することで、外部と流路用溝２を繋げる開口部となる。この開口部は、ゲル、試料、緩衝液の導入、保存、排出を行うための孔である。開口部の形状は、円形状や矩形状の他、様々な形状であっても良い。この開口部に、分析装置に設けられたチューブやノズルを接続し、そのチューブやノズルを介して、ゲル、試料、又は緩衝液などを流路用溝２に導入し、又は、流路用溝２から排出する。なお、貫通孔をマイクロチップ基板４に形成して開口部を形成しても良い。
【００２４】
また、流路用溝２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の範囲内の値であることが好ましいが、特に限定されるものではない。また、流路用溝２の幅と深さは、マイクロチップの用途によって決めれば良い。さらに、複数の流路用溝２をマイクロチップ基板１に形成しても良い。
【００２５】
マイクロチップ基板１、４には樹脂が用いられる。その樹脂としては、金型成形における成形性（転写性、離型性）が良いこと、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などが好ましい。特に、ポリメタクリル酸メチル、環状ポリオレフィンなどが好ましい。マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板４とで、同じ材料を用いてもよく、異なる材料を用いても良い。
【００２６】
また、ピン３はマイクロチップ基板１と一体的に形成され、マイクロチップ基板と同じ樹脂で構成されている。
【００２７】
また、ピン３の直径と貫通孔５の孔の直径が１ｍｍ以上であることが好ましい。直径が１ｍｍ以上であると、マイクロチップ基板１、４を重ねたときに、基板の位置ずれをより確実に防止することが可能となるからである。
【００２８】
（接合）
そして、超音波溶着、レーザ溶着、熱圧着、又は接着剤によって、マイクロチップ基板１、４を接合する。
【００２９】
（超音波溶着）
超音波溶着の場合、図１（ｂ）に示すように、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板４を重ねた状態で、マイクロチップ基板１、４のいずれかの基板の表面に超音波を印加するたえのホーンを接触させ、そのホーンによってマイクロチップ基板１、４に超音波を印加することにより、マイクロチップ基板１、４の接合面における樹脂を溶融させ、さらに、マイクロチップ基板１、４を加圧することで両基板を接合する。超音波溶着は公知の方法を採用することができ、例えば特開２００５−７７２３９号公報に記載の方法を採用することができる。このようにマイクロチップ基板１、４を接合することで、図１（ｃ）に示すように、流路用溝２による微細流路が形成されたマイクロチップが製造される。この超音波照射によって、ピン３の先端部が溶融されて潰れた状態になる。
【００３０】
（レーザ溶着）
また、レーザをマイクロチップ基板１、４に照射することで、マイクロチップ基板１、４を接合しても良い。例えば図１（ｂ）に示すように、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板４を重ねた状態で、マイクロチップ基板１、４に対してレーザを照射することにより、マイクロチップ基板１、４の接合面における樹脂を溶融させ、さらに、マイクロチップ基板１、４を加圧することで両基板を接合する。これにより、図１（ｃ）に示すように、流路用溝２による微細流路が形成されたマイクロチップが製造される。レーザ溶着は公知の方法を採用することができ、例えば特開２００５−７４７９６号公報に記載の方法を採用することができる。このレーザ照射によって、ピン３の先端部が溶融されて潰れた状態になる。
【００３１】
また、マイクロチップ基板１、４の接合面を溶融させる前に、ピン３の先端部に対して超音波又はレーザを集中的に照射することで、他の部分よりもピン３の先端部を先に溶融させる。これにより、先端部が溶融されたピン３によってマイクロチップ基板１、４の仮止めが可能となる。この仮止めによって、マイクロチップ基板１、４の接合時におけるマイクロチップ基板１、４の位置ずれを防止することができる。また、仮止めの時点でマイクロチップ基板１、４同士の密着性が確保される。そして、マイクロチップ基板１、４を仮止めした後、マイクロチップ基板１、４の接合面に対して超音波又はレーザを照射することで、マイクロチップ基板１、４の接合面における樹脂を溶融させ、さらに、マイクロチップ基板１、４を加圧することで、両基板を接合する。これにより、マイクロチップ基板１、４を強固に接合することが可能となる。
【００３２】
なお、当該仮止めの構成は、ピン３を貫通孔に挿入する場合について述べたが、その仮止めの構成は、樹脂製基板の一方に形成された突起部と他方の樹脂製基板に形成された被挿入部との関係においても同様に適用可能なものである。
【００３３】
（熱圧着）
また、マイクロチップ基板１、４を加熱することで、マイクロチップ基板１、４を接合しても良い。例えば図１（ｂ）に示すように、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板４を重ねた状態で、マイクロチップ基板１、４を加熱し、マイクロチップ基板１、４の接合面における樹脂を溶融させ、さらに、マイクロチップ基板１、４を加圧することで両基板を接合する。これにより、図１（ｃ）に示すように、流路用溝２による微細流路が形成されたマイクロチップが製造される。この熱圧着によって、ピン３の先端が溶融されて潰れた状態になる。
【００３４】
（接着剤）
また、接着剤によってマイクロチップ基板１、４を接合しても良い。接着剤には、例えば、ＵＶ硬化型接着剤、や遅延硬化型接着剤などが用いられる。例えば、マイクロチップ基板４の表面に接着剤を塗布し、その後、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板４を重ねることで、マイクロチップ基板１、４を接合する。
【００３５】
以上のように、ピン３を貫通孔５に挿入することで、マイクロチップ基板１、４の位置決めを簡便に行い、その位置決めを正確に行うことができる。また、ピン３と貫通孔５によって、マイクロチップ基板１、４の位置ずれを防止することができる。そのことにより、マクロチップ基板１、４の密着性を向上させることができ、マイクロチップ基板１、４を強固に接合することが可能となる。また、凹部を貫通孔とすることで、余分量の接着剤が接合面（流路が形成されている側の面）にはみ出さず、逆の面に流れ出すことで、流路内に入り込むことを防止することができる。
【００３６】
［第２の実施の形態］
次に、この発明の第２実施形態に係るマイクロチップの製造方法について、図２を参照して説明する。図２は、この発明の第２実施形態に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【００３７】
第２実施形態では、一方のマイクロチップ基板の表面に溝部を形成し、他方のマイクロチップ基板の表面に、その溝部に嵌合する突起部を設けた。
【００３８】
図２（ａ）に示すように、マイクロチップ基板６の表面には、表面に沿って延びた流路用溝７が形成されている。流路用溝７は基板表面に沿って延びた溝状のものである。また、流路用溝７が形成された面には、流路用溝７の他に、テーパ状の側面を有する溝部８が形成されている。溝部８の幅は、マイクロチップ基板６の最表面において最大の幅となり、溝の深さ方向に向かって徐々に狭くなっている。なお、説明の便宜上、図２においては、溝部８の側面は直線状となっているが、曲線状となっていても良い。
【００３９】
また、マイクロチップ基板９の表面には、表面に直交する方向に突設する突起部１０が設けられている。溝部８の幅方向における突起部１０の幅は、突起部１０の高さ方向に向けて徐々に狭くなっている。また、溝部８の深さと突起部１０の高さはほぼ等しくなっている。さらに、マイクロチップ基板６の最表面における溝部８の幅は、突起部１０の先端の幅よりも広くなっており、突起部１０を溝部８に嵌合することが可能となっている。溝部８と突起部１０は、マイクロチップ基板６、９を接合するときの基板の位置合わせに用いられる。また、突起部１０はマイクロチップ基板９と一体的に形成され、マイクロチップ基板と同じ樹脂で構成されている。
【００４０】
なお、流路用溝７が形成されたマイクロチップ基板６に、溝部の代わりに突起部を形成し、他方のマイクロチップ基板９に、突起部の代わりに溝部を形成して、突起部と溝部によって位置決めを行って、マイクロチップ基板６、９を接合しても良い。また、両方のマイクロチップ基板に、突起部と溝部を設けても良い。
【００４１】
さらに、複数の溝部８をマイクロチップ基板６に形成し、その溝部８の数と同じ数の突起部１０をマイクロチップ基板９に形成しても良い。この場合、複数の溝部８の配置パターンと複数の突起部１０の配置パターンが同じパターンとなるように、複数の溝部８をマイクロチップ基板６に形成し、複数の突起部１０をマイクロチップ基板９に形成する。これにより、マイクロチップ基板６、９を重ねることで、複数の突起部１０のそれぞれが、位置が一致する溝部８に嵌合され、マイクロチップ基板６、９の位置決めがなされる。
【００４２】
そして、図２（ｂ）に示すように、マイクロチップ基板６については流路用溝７が形成された面を内側にし、マイクロチップ基板９については突起部１０が形成された面を内側にし、溝部８と突起部１０の位置を合わせて、マイクロチップ基板６とマイクロチップ基板９を重ねる。これにより、突起部１０が溝部８に嵌め込まれ、突起部１０の側面と溝部８の側面が接し、その状態で、突起部１０と溝部８とが嵌合することになる。
【００４３】
突起部１０と溝部８が嵌合することで、マイクロチップ基板６とマイクロチップ基板９の位置決めを簡便に行うことができ、その位置決めを正確に行うことができる。また、突起部１０を溝部８に嵌合させることで、マイクロチップ基板６、９の接合時におけるマイクロチップ基板の位置ずれを防止することができる。
【００４４】
そして、突起部１０を溝部８に嵌合させた状態で、マイクロチップ基板６とマイクロチップ基板９を接合する。これにより、微細流路が形成されたマイクロチップが製造される。
【００４５】
（接合）
そして、第１実施形態と同様に、超音波溶着、レーザ溶着、熱圧着、又は接着剤によって、マイクロチップ基板６、９を接合する。
【００４６】
（超音波溶着）
超音波溶着の場合、第１実施形態と同様に、マイクロチップ基板６とマイクロチップ基板９を重ねた状態で、マイクロチップ基板６、９のいずれかの基板の表面に超音波を印加するホーンを設置し、そのホーンによってマイクロチップ基板６、９に超音波を印加することにより、マイクロチップ基板６、９の接合面における樹脂を溶融させ、さらに、マイクロチップ基板６、９を加圧することで両基板を接合する。これにより、図２（ｃ）に示すように、流路用溝７による微細流路が形成されたマイクロチップが製造される。また、超音波溶着においては、特に突起部１０において発熱が収集し、溶着がスムーズに進行する。そのことにより、マイクロチップ基板同士を更に強固に接合することができる。
【００４７】
（レーザ溶着）
また、レーザ溶着の場合、第１実施形態と同様に、マイクロチップ基板６とマイクロチップ基板９を重ねた状態で、レーザをマイクロチップ基板６、９に照射することにより、マイクロチップ基板６、９の接合面における樹脂を溶融させ、さらに、マイクロチップ基板６、９を加圧することで両基板を接合する。
【００４８】
（熱圧着）
また、熱圧着の場合、第１実施形態と同様に、マイクロチップ基板６とマイクロチップ基板９を重ねた状態で、マイクロチップ基板６、９を加熱し、マイクロチップ基板６、９の接合面における樹脂を溶融させ、さらに、マイクロチップ基板６、９を加圧することで両基板を接合する。また、熱圧着においては、特に突起部１０において発熱が収集し、溶着がスムーズに進行する。そのことにより、マイクロチップ基板同士を更に強固に接合することができる。
【００４９】
また、溝部８に突起部１０を嵌合させることで、溝部８の側面と突起部１０の側面が接触し、マイクロチップ基板６とマイクロチップ基板９の接触部分が増える。そのことにより、マイクロチップ基板６とマイクロチップ基板９の接合に供する部分が増えるため、その状態で超音波印加、レーザ照射、又は加熱によってマイクロチップ基板６とマイクロチップ基板９の接合面を溶融させることで、マイクロチップ基板６とマイクロチップ基板９を更に強固に接合することが可能となる。
【００５０】
（接着剤）
また、第１実施形態と同様に、マイクロチップ基板６、９を接着剤によって接合しても良い。
【００５１】
以上のように、突起部１０を溝部８に嵌合させることで、マイクロチップ基板６、９の位置決めを簡便に行い、その位置決めを正確に行うことができる。また、突起部１０と溝部８によって、マイクロチップ基板６、９の位置ずれを防止することができる。そのことにより、マイクロチップ基板６、９の密着性を向上させることができ、マイクロチップ基板６、９を強固に接合することが可能となる。
【００５２】
なお、マイクロチップ基板６、９の形状、サイズ、板厚、材料は、第１実施形態で説明した形状、サイズ、板厚、材料と同じである。
【００５３】
［第３の実施の形態］
次に、この発明の第３実施形態に係るマイクロチップの製造方法について、図３を参照して説明する。図３は、この発明の第３実施形態に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【００５４】
第３実施形態では、一方のマイクロチップ基板に、基板の厚さ方向に貫通する貫通孔を形成し、他方のマイクロチップ基板の表面に、その貫通孔に対してスナップフィット方式により嵌合する突起部を設けた。
【００５５】
なお、スナップフィット方式とは、図３（ａ）に示すように、第１突起部１４とその第１突起部１４の先端部に第１突起部１４より径がわずかに大きい第２突起部１５とからなる突起部１３と、貫通孔１７より構成され、貫通孔１７と第１突起部１４の径は、両者が嵌合する寸法となっている。突起部１３及び貫通孔１７は、例えば樹脂のようにある程度伸縮性に富んだ樹脂からなっており、マイクロチップ基板１１、１６を押圧することで、貫通孔１７より径が大きい第２突起部１５が貫通孔１７に貫通する。第２突起部１５が貫通した後には、貫通孔１７は自身の伸縮性によって元の径に戻り、第１突起部１４と嵌合し、第２突起部１５が仮止め機能を有することになる。
【００５６】
図３（ａ）に示すように、マイクロチップ基板１６には、基板の厚さ方向に貫通する貫通孔１７が形成されている。マイクロチップ基板１１の表面には、表面に沿って延びた流路用溝１２が形成されている。流路用溝１２は基板表面に沿って延びた溝状のものである。また、流路用溝１２が形成された面には、表面に直交する方向に突設され、マイクロチップ基板１６とスナップフィット方式により嵌合する突起部１３が形成されている。突起部１３はマイクロチップ基板１１と一体的に形成され、マイクロチップ基板と同じ樹脂で構成されている。
【００５７】
貫通孔１７の孔の形状は円形となっている。また、突起部１３は、基板表面に突設して形成された円柱状の第１突起部１４と、その第１突起部１４の先端部に形成された第２突起部１５とを備えて構成されている。第２突起部１５の径の大きさは、第１突起部１４の径の大きさよりも大きく、先端に向かって徐々に狭くなっている。さらに、第２突起部１５の径の大きさは、第１突起部１４の先端部において貫通孔１７の径よりも大きくなっており、先端に向かって徐々に狭くなっている。第１突起部１４の高さは、マイクロチップ基板１６の厚さとほぼ同じ長さとなっている。第１突起部１４の径の大きさは、マイクロチップ基板１６に形成された貫通孔１７の径の大きさとほぼ等しい。突起部１３と貫通孔１７は、マイクロチップ基板１１、１６を接合するときの基板の位置合わせに用いられる。
【００５８】
なお、流路用溝１２が形成されたマイクロチップ基板１１に、突起部の代わりに貫通孔を形成し、他方のマイクロチップ基板１６に、貫通孔の代わりに突起部を形成して、突起部と溝部によって位置決めを行って、マイクロチップ基板１１、１６を接合しても良い。また、両方のマイクロチップ基板に、突起部と溝部を設けても良い。
【００５９】
さらに、複数の突起部１３をマイクロチップ基板１１に形成し、その突起部１３の数と同じ数の貫通孔１７をマイクロチップ基板１６に形成しても良い。この場合、複数の突起部１３の配置パターンと複数の貫通孔１７の配置パターンが同じパターンとなるように、複数の突起部１３をマイクロチップ基板１１に形成し、複数の貫通孔１７をマイクロチップ基板１６に形成する。これにより、マイクロチップ基板１１、１６を重ねることで、複数の突起部１３のそれぞれが、位置が一致する貫通孔１７に嵌合され、マイクロチップ基板１１、１６の位置決めがなされる。
【００６０】
そして、図３（ｂ）に示すように、マイクロチップ基板１１については流路用溝１２が形成された面を内側にし、マイクロチップ基板１１とマイクロチップ基板１６を重ねる。これにより、突起部１３は貫通孔１７に挿入される。突起部１３の第１突起部１４の高さは、マイクロチップ基板１６の厚さとほぼ等しいため、第１突起部１４の先端部に形成されている第２突起部１５は、マイクロチップ基板１６に形成された貫通孔１７を貫通することになる。円柱状の第１突起部１４の径の大きさは、貫通孔１７の径の大きさとほぼ等しいため、第１突起部１４は貫通孔１７に嵌合されることになる。これにより、突起部１３と貫通孔１７はスナップフィット方式によって嵌合することになる。
【００６１】
突起部１３が貫通孔１７に挿入されて、スナップフィット方式によって突起部１３と貫通孔１７が嵌合することで、マイクロチップ基板１１とマイクロチップ基板１６の位置決めを簡便に行うことができ、その位置決めを正確に行うことができる。また、突起部１３を貫通孔１７に嵌合させることで、マイクロチップ基板１１、１６の接合時におけるマイクロチップ基板の位置ずれを防止することができる。
【００６２】
さらに、スナップフィット方式による固定手段によって、マイクロチップ基板１１、１６同士を仮止めすることができ、この仮止めによってマイクロチップ基板１１、１６同士の密着性を向上させることができる。このように密着性を向上させることができるため、マイクロチップ基板１１、１６を強固に接合することが可能となる。
【００６３】
そして、突起部１３を貫通孔１７に嵌合させた状態で、マイクロチップ基板１１とマイクロチップ基板１６を接合する。これにより、微細流路が形成されたマイクロチップが製造される。
【００６４】
（接合）
そして、第１実施形態と同様に、超音波溶着、レーザ溶着、熱圧着、又は接着剤によって、マイクロチップ基板１１、１６を接合する。
【００６５】
（超音波溶着）
超音波溶着の場合、第１実施形態と同様に、マイクロチップ基板１１とマイクロチップ基板１６を重ねた状態で、マイクロチップ基板１１、１６のいずれかの基板の表面に超音波を印加するホーンを設置し、そのホーンによってマイクロチップ基板１１、１６に超音波を印加することにより、マイクロチップ基板１１、１６の接合面における樹脂を溶融させ、さらに、マイクロチップ基板１１、１６を加圧することで両基板を接合する。これにより、図３（ｃ）に示すように、流路用溝１２による微細流路が形成されたマイクロチップが製造される。この超音波溶着によって、第２突起部１５は溶融されて潰れた状態になる。
【００６６】
（レーザ溶着）
また、レーザ溶着の場合、第１実施形態と同様に、マイクロチップ基板１１とマイクロチップ基板１６を重ねた状態で、レーザをマイクロチップ基板１１、１６に照射することにより、マイクロチップ基板１１、１６の接合面における樹脂を溶融させ、さらに、マイクロチップ基板１１、１６を加圧することで両基板を接合する。このレーザ溶着によって、第２突起部１５は溶融されて潰れた状態になる。
【００６７】
（熱圧着）
また、熱圧着の場合、第１実施形態と同様に、マイクロチップ基板１１とマイクロチップ基板１６を重ねた状態で、マイクロチップ基板１１、１６を加熱し、マイクロチップ基板１１、１６の接合面における樹脂を溶融させ、さらに、マイクロチップ基板１１、１６を加圧することで両基板を接合する。この熱圧着によって、第２突起部１５は溶融されて潰れた状態になる。
【００６８】
（接着剤）
また、第１実施形態と同様に、マイクロチップ基板１１、１６を接着剤によって接合しても良い。
【００６９】
以上のように、突起部１３を貫通孔１７に嵌合することで、マイクロチップ基板１１，１６の位置決めを簡便に行い、その位置決めを正確に行うことができる。また、突起部１３と貫通孔１７によって、マイクロチップ基板１１、１６を仮止めすることができ、そのことにより、マイクロチップ基板１１、１６の密着性を向上させることができ、マイクロチップ基板１１、１６を強固に接合することが可能となる。
【００７０】
なお、マイクロチップ基板１１、１６の形状、サイズ、板厚、材料は、第１実施形態で説明した形状、サイズ、板厚、材料と同じである。
【００７１】
［変形例］
次に、上記第１実施形態から第３実施形態の変形例について説明する。
【００７２】
（変形例１）
まず、変形例１について図４から図６を参照して説明する。図４から図６は、変形例１に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【００７３】
上述した第１実施形態から第３実施形態では、２つのマイクロチップ基板のうち、いずれか一方のマイクロチップ基板に流路用溝を形成し、２つのマイクロチップ基板を接合することで、その流路用溝による微細流路が形成されたマイクロチップを製造する。これに対して、変形例１では、両方のマイクロチップ基板に流路用溝を形成し、２つのマイクロチップ基板を接合することで、微細流路が形成されたマイクロチップを製造する。
【００７４】
例えば図４（ａ）に示すように、一方のマイクロチップ基板２０の表面には流路用溝２１が形成されている。また、マイクロチップ基板２０の接合の相手方となるマイクロチップ基板２２の表面にも流路用溝２３が形成されている。流路用溝２１、２３は、表面に沿った溝状のものであり、流路用溝２１、２３は同じパターンを有している。なお、図示しないが、マイクロチップ基板２０、２２には、第１実施形態で説明したピンと貫通孔の対、第２実施形態で説明した突起部と溝部の対、又は、第３実施形態で説明した突起部と貫通孔の対が形成されている。ここでは、表面にピン（図示しない）が形成されたマイクロチップ基板２０と、そのピンが挿入される貫通孔（図示しない）が形成されたマイクロチップ基板２２を接合する場合について説明する。
【００７５】
マイクロチップ基板２０に形成された流路用溝２１は、断面形状が矩形状となっており、流路用溝２１の幅は深さ方向において一定となっている。また、マイクロチップ基板２２に形成された流路用溝２３は、側面が曲面状となっており、流路用溝２３の幅は深さ方向に向けて徐々に狭くなっている。マイクロチップ基板２０の最表面における流路用溝２１の幅は、マイクロチップ基板２２の最表面における流路用溝２３の幅と等しくなっている。
【００７６】
そして、第１実施形態から第３実施形態と同様に、マイクロチップ基板２０とマイクロチップ基板２２を重ねて、超音波溶着、レーザ溶着、熱圧着、又は接着剤によってマイクロチップ基板２０、２２を接合する。このとき、マイクロチップ基板２０に形成されたピンと、マイクロチップ基板２２に形成された貫通孔の位置を合わせて、マイクロチップ基板２０、２２を重ね、接合する。なお、ピンと貫通孔の位置合わせによって流路用溝２１と流路用溝２３の位置が一致するように、ピン、貫通孔、流路用溝２１、２３をマイクロチップ基板２０、２２に形成しておく。これにより、図４（ｂ）に示すように、流路用溝２１と流路用溝２３による微細流路２４が形成されたマイクロチップが製造される。
【００７７】
変形例１によると、上述した第１実施形態から第３実施形態における効果に加えて、以下の効果を奏することが可能となる。すなわち、２つのマイクロチップ基板に流路用溝を形成することで、側面の一部分が曲面となっている微細流路２４を形成することが可能となる。１つのマイクロチップ基板に流路用溝を形成して、このような形状の微細流路２４を形成しようとすると、金型上、アンダーカットができてしまうため、作製が非常に困難である。これに対して、変形例１によると、例えば、射出成形によって曲面状の流路用溝２３を形成することが可能であるため、側面の一部分が曲面状の微細流路２４を容易に形成することが可能となる。
【００７８】
以上のように、２つのマイクロチップ基板に流路用溝を形成することで、微細流路の断面形状の自由度を大きくすることが可能となる。
【００７９】
他の例について図５を参照して説明する。例えば図５（ａ）に示すように、一方のマイクロチップ基板２０の表面には流路用溝２１が形成されている。また、マイクロチップ基板２０の接合の相手方となるマイクロチップ基板２５にも流路用溝２６が形成されている。流路用溝２１、２６は、表面に沿った溝状のものであり、流路用溝２１、２６は同じパターンを有している。なお、図示しないが、マイクロチップ基板２０、２５には、第１実施形態で説明したピンと貫通孔の対、第２実施形態で説明した突起部と溝部の対、又は、第３実施形態で説明した突起部と貫通孔の対が形成されている。ここでは、表面にピン（図示しない）が形成されたマイクロチップ基板２０と、そのピンが挿入される貫通孔（図示しない）が形成されたマイクロチップ基板２５を接合する場合について説明する。
【００８０】
マイクロチップ基板２５に形成された流路用溝２６は、側面がテーパ状になっている。これにより、流路用溝２６の幅は、マイクロチップ基板２５の最表面において最大の幅となり、深さ方向に向かって徐々に狭くなり、底面が平面状となっている。マイクロチップ基板２０の最表面における流路用溝２１の幅は、マイクロチップ基板２５の最表面における流路用溝２６の幅と等しくなっている。
【００８１】
そして、第１実施形態から第３実施形態と同様に、マイクロチップ基板２０とマイクロチップ基板２５を重ねて、超音波溶着、レーザ溶着、熱圧着、又は接着剤によってマイクロチップ基板２０、２５を接合する。このとき、マイクロチップ基板２０に形成されたピンと、マイクロチップ基板２５に形成された貫通孔の位置を合わせて、マイクロチップ基板２０、２５を重ね、接合する。なお、ピンと貫通孔の位置合わせによって流路用溝２１と流路用溝２６の位置が一致するように、ピン、貫通孔、流路用溝２１、２６をマイクロチップ基板２０、２５に形成しておく。これにより、図５（ｂ）に示すように、流路用溝２１と流路用溝２６による微細流路２７が形成されたマイクロチップが製造される。
【００８２】
このように、２つのマイクロチップ基板に流路用溝を形成することで、側面の一部分が傾斜した微細流路２７を形成することが可能となる。１つのマイクロチップ基板に流路用溝を形成して、このような形状の微細流路２７を形成しようとすると、金型上、アンダーカットができてしまうため、作製が非常に困難である。これに対して、変形例１によると、例えば、射出成形によってテーパ状の流路用溝２６を形成することが可能であるため、側面の一部分が傾斜した微細流路２７を容易に形成することが可能となる。
【００８３】
他の例について図６を参照して説明する。例えば図６（ａ）に示すように、一方のマイクロチップ基板２０の表面には流路用溝２１が形成されている。また、マイクロチップ基板２０の接合の相手方となるマイクロチップ基板２８には、断面形状がＶ字状の流路用溝２９が形成されている。流路用溝２１、２９は、表面に沿った溝状のものであり、流路用溝２１、２９は同じパターンを有している。なお、図示しないが、マイクロチップ基板２０、２８には、第１実施形態で説明したピンと貫通孔の対、第２実施形態で説明した突起部と溝部の対、又は、第３実施形態で説明した突起部と貫通孔の対が形成されている。ここでは、表面にピン（図示しない）が形成されたマイクロチップ基板２０と、そのピンが挿入される貫通孔（図示しない）が形成されたマイクロチップ基板２８を接合する場合について説明する。
【００８４】
マイクロチップ基板２８に形成されたＶ字の流路用溝２９の幅は、流路用溝２９の幅は、マイクロチップ基板２８の最表面において最大の幅となり、深さ方向に向かって徐々に狭くなっている。マイクロチップ基板２０の最表面における流路用溝２１の幅は、マイクロチップ基板２８の最表面における流路用溝２９の幅と等しくなっている。
【００８５】
そして、第１実施形態から第３実施形態と同様に、マイクロチップ基板２０とマイクロチップ基板２８を重ねて、超音波溶着、レーザ溶着、熱圧着、又は接着剤によってマイクロチップ基板２０、２８を接合する。このとき、マイクロチップ基板２０に形成されたピンと、マイクロチップ基板２８に形成された貫通孔の位置を合わせて、マイクロチップ基板２０、２８を重ね、接合する。なお、ピンと貫通孔の位置合わせによって流路用溝２１と流路用溝２９の位置が一致するように、ピン、貫通孔、流路用溝２１、２９をマイクロチップ基板２０、２８に形成しておく。これにより、図６（ｂ）に示すように、流路用溝２１と流路用溝２９による微細流路２７が形成されたマイクロチップが製造される。
【００８６】
このように、２つのマイクロチップ基板に流路用溝を形成することで、側面の一部分が傾斜した微細流路３０を形成することが可能となる。１つのマイクロチップ基板に流路用溝を形成して、このような形状の微細流路３０を形成しようとすると、金型上、アンダーカットができてしまうため、作製が非常に困難である。これに対して、変形例１によると、例えば、射出成形によってＶ字状の流路用溝２９を射出成形によって形成することが可能であるため、側面の一部分が傾斜した微細流路３０を容易に形成することが可能となる。
【００８７】
（変形例２）
次に、変形例２について図７及び図８を参照して説明する。図７及び図８は、変形例２に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【００８８】
変形例２では、微細流路の内面に機能性膜を形成する。機能性膜は、親水性機能を有する膜などが挙げられる。ここでは、親水性機能を有する膜の１例として、ＳｉＯ２膜を微細流路の内面に形成する場合について説明する。
【００８９】
例えば図７（ａ）に示すように、一方のマイクロチップ基板２０の表面には流路用溝２１が形成されている。また、マイクロチップ基板２０の接合の相手となるマイクロチップ基板３１は平板状の基板である。なお、図示しないが、マイクロチップ基板２０、３１には、第１実施形態で説明したピンと貫通孔の対、第２実施形態で説明した突起部と溝部の対、又は、第３実施形態で説明した突起部と貫通孔の対が形成されている。ここでは、表面にピン（図示しない）が形成されたマイクロチップ基板２０と、そのピンが挿入される貫通孔（図示しない）が形成されたマイクロチップ基板３１を接合する場合について説明する。
【００９０】
そして、図７（ｂ）に示すように、マイクロチップ基板２０に対して、流路用溝２１が形成されている面に機能性の１例としてのＳｉＯ２膜３２を形成し、マイクロチップ基板３１の表面に機能性膜の１例としてのＳｉＯ２膜３３を形成する。マイクロチップ基板２０に対しては、流路用溝２１の内面にもＳｉＯ２膜３２を形成する。ＳｉＯ２膜３２、３３は、ＳｉＯ２を主成分とする膜である。機能性膜は、無機材料又は有機材料を用いることができる。ここでは、機能性膜の１例として親水性機能を有するＳｉＯ２膜を形成する場合について説明する。
【００９１】
（ＳｉＯ２膜の形成方法）
ＳｉＯ２膜３２、３３は、例えば、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ、又は塗布によって形成することができ、その成膜方法は特に限定されない。塗布、スパッタリング、又はＣＶＤによる成膜方法が、流路用溝２１の内面、特に流路用溝２１の垂直壁面に密着性の良好なＳｉＯ２膜を形成できるため、より好ましい方法である。
【００９２】
（塗布によるＳｉＯ２膜の形成例）
例えば、塗布によってＳｉＯ２膜３２、３３を形成する場合、硬化後にＳｉＯ２の膜となる塗布溶液をマイクロチップ基板２０、３１の表面に塗布し、その後、塗布溶液を硬化させることで、マイクロチップ基板２０、３１の表面にＳｉＯ２膜３２、３３を形成することができる。
【００９３】
塗布溶液としては、例えば、アルコキシシランを加水分解、縮重合して得られるポリシロキサンオリゴマーをアルコール溶媒に溶かしたものを用いる。この場合、塗布溶液を加熱してアルコール溶媒を揮発させ、ＳｉＯ２膜を形成する。具体的には、ＪＳＲ社製のグラスカ７００３や、コルコート社製のメチルシリケート５１などが挙げられる。
【００９４】
また、パーヒドロポリシラザンをキシレン、ジブチルエーテル溶媒に溶かしたものを塗布溶液に用いる。この場合、塗布溶液を加熱して溶媒を揮発させると同時に水と反応させて、ＳｉＯ２膜を形成する。具体的には、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製のアクアミカなどが挙げられる。
【００９５】
また、アルコキシシリル基含有ポリマーとアルコキシシランを加水分解・共縮合して得られる無機−有機ハイブリッドポリマーをアルコール溶媒に溶かしたものを塗布溶液に用いる。この場合、加熱してアルコール溶媒を揮発させ、ＳｉＯ２が主成分となるハイブリッド膜を形成する。具体的には、ＪＳＲ社製のグラスカ７５０６などが挙げられる。
【００９６】
（塗布溶液の塗布方法）
塗布溶液をマイクロチップ基板１０、２０に均一に塗布することが重要である。塗布溶液の物性（粘度、揮発性）を考慮し、塗布方法を適宜選択する。例えば、ディッピング、スプレーコーティング、スピンコーティング、スリットコーティング、スクリーン印刷、パッド印刷、インクジェット印刷などが挙げられる。
【００９７】
そして、塗布溶液を硬化させることで、ＳｉＯ２膜３２、３３を形成する。例えば、熱硬化性の塗布溶液を用いた場合は、熱処理を施すことにより塗布溶液を硬化させて、ＳｉＯ２膜３２、３３を形成する。
【００９８】
（塗布溶液の硬化方法）
塗布溶液を硬化させてＳｉＯ２膜を形成する際には、塗布溶液の溶媒を十分に揮発させ、ＳｉＯ２の強固なネットワークを形成できることが望ましい。塗布溶液の物性（粘度、揮発性、触媒）を考慮し、硬化方法を適宜選択する。例えば、常温で塗布溶液を放置して硬化させたり、塗布溶液を６０℃〜１００℃の温度で加熱することで硬化させたり、塗布溶液を高温高湿下（温度６０℃で湿度９０％、温度８０℃で湿度９０％など）で硬化させたりする。また、紫外線硬化や、可視光硬化などを利用して塗布溶液を硬化させても良い。
【００９９】
（スパッタリングによるＳｉＯ２膜の形成例）
また、スパッタリングによってＳｉＯ２膜３２、３３を形成する場合、例えば、シンクロン製スパッタリング装置（装置名：ＲＡＳ−１１００Ｃ）を使用してＳｉＯ２膜３２、３３を形成した。シリコンのメタル成膜室と酸化室に分かれており、基材を貼り付けたドラムを回転させてＳｉＯ２膜３２、３３を形成する。例えば、アルゴンガス流量が２５０ｓｃｃｍ、酸素ガス流量が１２０ｓｃｃｍ、ＲＦ出力が４．５ｋＷ、成膜レートが４Å／ｓｅｃの条件で、ＳｉＯ２膜３２、３３を２００ｎｍ成膜した。
【０１００】
（ＣＶＤによるＳｉＯ２膜の形成例）
また、ＣＶＤによってＳｉＯ２膜３２、３３を形成する場合、例えば、サムコ社製ＣＶＤ装置（装置名：ＰＤ−２７０ＳＴ）を使用してＳｉＯ２膜３２、３３を形成した。ＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａ Ｅｔｈｏｘｙ Ｓｉｌａｎｅ）、ＴＭＯＳ（Ｔｅｔｒａ Ｍｔｈｏｘｙ Ｓｉｌａｎｅ）など、シリコンを含む液体ソースを気化させ、プラズマ空間中で分解、酸化させることでＳｉＯ２膜３２、３３を形成する。例えば、ＴＥＯＳ流量が１２ｓｃｃｍ、酸素ガス流量が４００ｓｃｃｍ、ＲＦ出力が３００Ｗ、圧力が５０Ｐａ、成膜レートが３０Å／ｓｅｃの条件で、ＳｉＯ２膜３２、３３を２００ｎｍ成膜した。
【０１０１】
（ＳｉＯ２膜の膜厚）
ＳｉＯ２膜３２、３３の膜厚は、流路用溝２１の内面がすべてＳｉＯ２で覆われること、流路用溝２１への密着性が確保できること、流路用溝２１を塞いでしまわないことなどを考慮して決定する。塗布によってＳｉＯ２膜を形成する場合は、塗布溶液の特性、種類に応じて膜厚を調整する。例えば、１０ｎｍ〜３μｍの範囲内の値であることが好ましく、１０ｎｍ〜２μｍの範囲内の値であることがより好ましい。また、スパッタリングやＣＶＤによってＳｉＯ２膜を形成する場合であって、緻密なＳｉＯ２膜を形成する場合、ＳｉＯ２膜の内部応力が増加する傾向にあるため、１０ｎｍ〜１μｍの範囲内の値であることが好ましく、１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内の値であることがより好ましい。
【０１０２】
そして、第１実施形態から第３実施形態と同様に、マイクロチップ基板２０については流路用溝２１が形成された面を内側にし、マイクロチップ基板３１についてはＳｉＯ２膜３３が形成された面を内側にして、マイクロチップ基板２０とマイクロチップ基板３１を重ねて、接着剤によってマイクロチップ基板２０、３１を接合する。このとき、マイクロチップ基板２０に形成されたピンと、マイクロチップ基板３１に形成された貫通孔の位置を合わせて、マイクロチップ基板２０、３１を重ね、接合する。これにより、図７（ｃ）に示すように、内部に微細流路３４が形成されたマイクロチップが製造される。微細流路３４の内面には、ＳｉＯ２膜が形成されて、全面がＳｉＯ２膜で覆われている。
【０１０３】
変形例２によると、上述した第１実施形態から第３実施形態における効果に加えて、機能性膜による効果を奏することが可能となる。例えば、ＳｉＯ２膜は親水性機能を有するため、タンパク質などの低分子や高分子の微細流路３４の壁面への付着を抑制することが可能となる。マイクロチップ基板２０、３１は樹脂で構成されているため、通常、疎水性であり、タンパク質などの低分子や高分子は、微細流路３４に付着しやすいが、ＳｉＯ２膜を形成することで、その付着を抑制することが可能となる。
【０１０４】
なお、この変形例２ではＳｉＯ２膜を流路用溝に形成したが、他の機能を有する膜を流路用溝に形成しても良い。例えば、液体試料に対する撥水性、選択的に分子に対する吸着機能を持たせるためのフッ素系樹脂を用いた膜も、ここでいう機能性膜の１例である。
【０１０５】
他の例について図８を参照して説明する。例えば図８（ａ）に示すように、一方のマイクロチップ基板３５の表面には流路用溝３６が形成されている。また、マイクロチップ基板３５の接合の相手方となるマイクロチップ基板３７の表面にも流路用溝３８が形成されている。流路用溝３６、３８は、表面に沿った溝状のものであり、流路用溝３６、３８は同じパターンを有している。なお、図示しないが、マイクロチップ基板３５、３７には、第１実施形態で説明したピンと貫通孔の対、第２実施形態で説明した突起部と溝部の対、又は、第３実施形態で説明した突起部と貫通孔の対が形成されている。ここでは、表面にピン（図示しない）が形成されたマイクロチップ基板３５と、そのピンが挿入される貫通孔（図示しない）が形成されたマイクロチップ基板３７を接合する場合について説明する。
【０１０６】
マイクロチップ基板３５に形成された流路用溝３６は、断面形状が矩形状となっており、流路用溝３６の幅は深さ方向において一定となっている。また、マイクロチップ基板３７に形成された流路用溝３８は、断面形状が矩形状となっており、流路用溝３８の幅は深さ方向において一定となっている。流路用溝３６の幅と流路用溝３８の幅は等しくなっている。なお、流路用溝３６の深さと流路用溝３８の深さは、等しくても良く、異なっていても良い。
【０１０７】
そして、図８（ｂ）に示すように、マイクロチップ基板３５に対して、流路用溝３６が形成されている面に機能性膜の１例としてのＳｉＯ２膜３９を形成し、マイクロチップ基板３７の表面に機能性膜の１例としてのＳｉＯ２膜４０を形成する。流路用溝３６、３８の内面にもＳｉＯ２膜を形成する。
【０１０８】
そして、第１実施形態から第３実施形態と同様に、マイクロチップ基板３５とマイクロチップ基板３７を重ねて、接着剤によってマイクロチップ基板３５、３７を接合する。このとき、マイクロチップ基板３５に形成されたピンと、マイクロチップ基板３７に形成された貫通孔の位置を合わせて、マイクロチップ基板３５、３７を重ね、接合する。なお、ピンと貫通孔の位置合わせによって流路用溝３６と流路用溝３８の位置が一致するように、ピン、貫通孔、流路用溝３６、３８をマイクロチップ基板３５、３７に形成しておく。これにより、図８（ｃ）に示すように、流路用溝３６と流路用溝３８による微細流路４１が形成されたマイクロチップが製造される。微細流路４１の内面には、ＳｉＯ２膜が形成されて、全面がＳｉＯ２膜で覆われている。
【０１０９】
この例によると、微細流路の断面形状の自由度を大きくすることができるとともに、機能性膜の効果を奏することが可能となる。
【０１１０】
（変形例３）
次に、変形例３について図９から図１１を参照して説明する。図９から図１１は、変形例３に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【０１１１】
変形例３では、微細流路の内面に機能性膜を形成する。微細流路の幅が数μｍであるため、流路用溝の内面のみが機能性膜で成膜されるようにマスキングを行ってマイクロチップ基板に機能性膜を形成することは困難である。特に、表面に形成された流路用溝のパターンが複雑の場合、そのパターンの位置に合わせてパターニングによって機能性膜を形成することは困難である。上記変形例２のように、流路用溝を含む面全体に機能性膜を形成した場合、接合の相手方となるマイクロチップ基板との接合面にも機能性膜が形成され、接合面において樹脂同士の接触とならないため、マイクロチップ基板同士を接着剤によって接合する必要がある。
【０１１２】
すなわち、樹脂製のマイクロチップ基板に機能性膜を形成しない場合、超音波溶着、熱圧着、又はレーザ溶着によってマイクロチップ基板同士を接合することができるが、これらの方法では、いずれも基板の樹脂表面を溶かして再度固化させることで樹脂製のマイクロチップ基板同士を接合するため、接合面に機能性膜が形成されている場合は、それらの方法によってマイクロチップ基板同士を接合することが困難になる。
【０１１３】
そこで、変形例３では、超音波溶着、レーザ溶着、又は熱圧着によってマイクロチップ基板同士を接合するために、流路用溝が形成された面に機能性膜を形成した後、粘着部材を用いることで、流路用溝以外の表面に形成された機能性膜を剥離する。これにより、マイクロチップ基板の接合面は樹脂が剥き出しの状態となり、樹脂同士の接合が可能となるため、超音波溶着、レーザ溶着、又は熱圧着によってマイクロチップ基板同士を接合することが可能となる。
【０１１４】
例えば図９（ａ）に示すように、一方のマイクロチップ基板２０の表面には流路用溝２１が形成されている。また、マイクロチップ基板２０の接合の相手となるマイクロチップ基板３１は平板状の基板である。なお、図示しないが、マイクロチップ基板２０、３１には、第1実施形態で説明したピンと貫通孔の対、第２実施形態で説明した突起部と溝部の対、又は第３実施形態で説明した突起部と貫通孔の対が形成されている。ここでは、表面にピン（図示しない）が形成されたマイクロチップ基板２０と、そのピンが挿入される貫通孔（図示しない）が形成されたマイクロチップ基板３１を接合する場合について説明する。
【０１１５】
そして、図９（ｂ）に示すように、マイクロチップ基板２０に対して、流路用溝２１が形成されている面に機能性膜の１例としてのＳｉＯ２膜３２を形成する。このとき、流路用溝２１の内面にもＳｉＯ２膜を形成する。ＳｉＯ２膜３２は、上述した変形例２の成膜方法で成膜することができる。
【０１１６】
そして、図９（ｃ）に示すように、マイクロチップ基板２０の流路用溝２１の内面に形成されたＳｉＯ２膜以外のＳｉＯ２膜を粘着部材によって剥離することで、流路用溝２１の内面にＳｉＯ２膜４２を残存させる。すなわち、マイクロチップ基板２０の流路用溝２１以外の表面に形成されたＳｉＯ２膜を剥離することで、流路用溝２１の内面にＳｉＯ２膜を残存させる。ここで、粘着部材によるＳｉＯ２膜の剥離工程について、図１０を参照して説明する。図１０は、機能性膜の剥離工程を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【０１１７】
まず、図１０（ａ）に示すように、マイクロチップ基板２０の流路用溝２１が形成された面に、粘着部材５０を接着させる。この粘着部材５０には、例えば粘着テープなどのようにシート状の部材が用いられる。粘着テープとしては、例えばＪＩＳ Ｚ１５２２に規定されているセロハン粘着テープが用いられる。その１例として、ニチバン製粘着テープ（ＮＯ４０５）が用いられる。
【０１１８】
また、粘着部材５０は、厚さが０．０９ｍｍ以下、粘着力が１．１８Ｎ／ｃｍ２以上、粘着層の厚さが０．０３ｍｍ程度であることが好ましい。この範囲は、流路用溝の内面以外の表面に形成された機能性膜のみを剥離するための好ましい条件である。すなわち、機能性膜の密着強度を、粘着部材の粘着力以下の範囲で、いかに高い密着強度のものを選択するかという点を製造条件内で考慮した範囲である。
【０１１９】
また、粘着部材５０の粘着力は、１．１８Ｎ／ｃｍ２以上であるため、ＳｉＯ２膜の密着強度を１Ｎ／ｃｍ２程度にすることが好ましい。これにより、流路用溝２１内に残存するＳｉＯ２膜の密着強度を維持しつつ、粘着部材５０が接着された部分のＳｉＯ２膜を剥離することが可能となる。
【０１２０】
流路用溝２１の深さが３０μｍ〜２００μｍの範囲内の値であるため、このような粘着部材５０を用いることで、流路用溝２１内への粘着部材５０の入り込みを防止することができる。そのことにより、流路用溝２１の内面に形成されたＳｉＯ２膜の剥離を防止し、流路用溝２１以外の表面に形成されたＳｉＯ２膜を剥離することができる。換言すると、流路用溝２１の深さは、粘着部材５０が入り込まない深さにする必要がある。
【０１２１】
そして、図１０（ｂ）に示すように、マイクロチップ基板２０から粘着部材５０を剥がすことで、流路用溝２１内に形成されたＳｉＯ２膜４２を残存させて、流路用溝２１以外の表面に形成されたＳｉＯ２膜４４を剥離する。
【０１２２】
以上のように粘着部材を用いることで、流路用溝２１の内面にＳｉＯ２膜を残存させた状態で、流路用溝２１以外の表面に形成されたＳｉＯ２膜を剥離することができる。そのことにより、マイクロチップ基板同士の接合面においては樹脂を剥き出しの状態にすることができる。
【０１２３】
そして、第１実施形態から第３実施形態と同様に、マイクロチップ基板２０については流路用溝２１が形成された面を内側にして、マイクロチップ基板２０とマイクロチップ基板３１を重ねて、超音波溶着、レーザ溶着、又は熱圧着によってマイクロチップ基板２０、３１を接合する。このとき、マイクロチップ基板２０に形成されたピンと、マイクロチップ基板３１に形成された貫通孔の位置を合わせて、マイクロチップ基板２０、３１を重ね、接合する。これにより、図９（ｄ）に示すように、内部に微細流路４３が形成されたマイクロチップが製造される。微細流路４３の内面には、ＳｉＯ２膜４２が形成されている。この例では、流路用溝２１の内面のみにＳｉＯ２膜を形成し、マイクロチップ基板３１にＳｉＯ２膜を形成していないため、微細流路４３の全面がＳｉＯ２膜で覆われることはなく、流路用溝２１の内面に相当する面のみにＳｉＯ２膜が形成されている。
【０１２４】
変形例３によると、上述した第１実施形態から第３実施形態における効果に加えて、以下の効果を奏することができる。すなわち、粘着部材によって接合面に形成されたＳｉＯ２膜を剥離することで、マイクロチップ基板２０の接合面は樹脂が剥き出し状態となり、樹脂同士を接触させることができる。これにより、超音波溶着、レーザ溶着、又は熱圧着によって樹脂を溶融させてマイクロチップ基板２０、３１を接合することができる。その結果、微細流路の内面に機能性膜を形成することができるとともに、マイクロチップ基板２０、３１をより強固に接合することが可能となる。また、レーザ溶着、超音波溶着、又は熱圧着によって接合することができるため、接着剤などの物質を介さずにマイクロチップ基板２０、３１を接合することができる。そのことにより、微細流路４３の内部に接着剤などの物質が染み出すおそれがない。
【０１２５】
また、流路用溝が形成された２つのマイクロチップ基板を接合する場合においても、各マイクロチップ基板の流路用溝が形成された面にＳｉＯ２膜を形成し、上述した粘着部材によって表面のＳｉＯ２膜を剥離することで、流路用溝の内面にＳｉＯ２膜を残存させることができる。
【０１２６】
例えば図１１（ａ）に示すように、一方のマイクロチップ基板２０の表面には流路用溝２１が形成されている。また、マイクロチップ基板２０の接合の相手となるマイクロチップ基板４５の表面には流路用溝４６が形成されている。流路用溝２１と流路用溝４６は同じパターンを有している。流路用溝２１、４６は基板表面に沿った溝状のものであり、流路用溝２１、４６同じパターンを有している。なお、図示しないが、マイクロチップ基板２０、４５には、第１実施形態で説明したピンと貫通孔の対、第２実施形態で説明した突起部と溝部の対、又は、第３実施形態で説明した突起部と貫通孔の対が形成されている。ここでは、表面にピン（図示しない）が形成されたマイクロチップ基板２０と、そのピンが挿入される貫通孔（図示しない）が形成されたマイクロチップ基板４５を接合する場合について説明する。
【０１２７】
また、流路用溝４６の幅は、流路用溝２１の幅と等しくし、１０μｍ〜２００μｍの範囲内の値であることが好ましい。流路用溝４６と流路用溝２１の幅を同じにすることで、幅が一定の微細流路を形成することができる。また、流路用溝４６の深さは、３０μｍ〜２００μｍの範囲内の値であることが好ましい。流路用溝４６の深さは、流路用溝２１の深さと同じであっても良く、異なる深さであっても良い。
【０１２８】
そして、図１１（ｂ）に示すように、マイクロチップ基板２０に対して、流路用溝２１が形成されている面に機能性膜の１例としてのＳｉＯ２膜３２を形成し、マイクロチップ基板４５に対して、流路用溝４６が形成されている面に機能性膜の１例としてのＳｉＯ２膜４７を形成する。流路用溝２１、４６の内面にもＳｉＯ２膜を形成する。
【０１２９】
そして、図１１（ｃ）に示すように、マイクロチップ基板２０の流路用溝２１の内面に形成されたＳｉＯ２膜以外のＳｉＯ２膜を粘着部材によって剥離することで、流路用溝２１の内面にＳｉＯ２膜４２を残存させる。また、マイクロチップ基板４５の流路用溝４６の内面に形成されたＳｉＯ２膜以外のＳｉＯ２膜を粘着部材によって剥離することで、流路用溝４６の内面にＳｉＯ２膜４８を残存させる。
【０１３０】
以上のように粘着部材を用いることで、流路用溝２１の内面にＳｉＯ２膜を残存させた状態で、流路用溝２１以外の表面に形成されたＳｉＯ２膜を剥離することができる。また、流路用溝４６の内面にＳｉＯ２膜を残存させた状態で、流路用溝４６以外の表面に形成されたＳｉＯ２膜を剥離することができる。そのことにより、マイクロチップ基板同士の接合面においては樹脂を剥き出しの状態にすることができる。
【０１３１】
そして、第１実施形態から第３実施形態と同様に、マイクロチップ基板２０については流路用溝２１が形成された面を内側にし、マイクロチップ基板４５については流路用溝４６が形成された面を内側にして、マイクロチップ基板２０とマイクロチップ基板４５を重ねて、超音波溶着、レーザ溶着、又は熱圧着によってマイクロチップ基板２０、４５を接合する。このとき、マイクロチップ基板２０に形成されたピンと、マイクロチップ基板４５に形成された貫通孔の位置を合わせて、マイクロチップ基板２０、４５を重ね、接合する。これにより、図１１（ｄ）に示すように、内部に微細流路４９が形成されたマイクロチップが製造される。微細流路４９の内面には、ＳｉＯ２膜４２、４８が形成されて、全面がＳｉＯ２膜で覆われている。
【０１３２】
以上のように、２つのマイクロチップ基板２０、４５に流路用溝２１、４６を形成し、マイクロチップ基板２０、４５の流路用溝２１、４６の内面に機能性膜を形成し、２つのマイクロチップ基板２０、４５を接合することで、流路用溝によって形成される微細流路４９の全内面を機能性膜で覆うことが可能となる。さらに、マイクロチップ基板２０、４５を超音波溶着、レーザ溶着、又は熱圧着によって接合することができるため、マイクロチップ基板２０、４５をより強固に接合することが可能となる。
【０１３３】
（変形例４）
次に、変形例４について図１２から図１４を参照して説明する。図１２から図１４は、変形例４に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【０１３４】
微細流路が形成されたマイクロチップにおいては、微細流路の外部に流体が染み出してはならず、微細流路のシール性確保が重要な接合の要件となる。また、微細な流路用溝をマイクロチップ基板に高精度に転写する必要があるため、マイクロチップ基板の平面性を同時に確保することは困難である。平面性が劣るマイクロチップ基板同士を接合する場合、接合面における密着性の確保が困難となり、接合におけるシール性や密着強度も十分ではない。
【０１３５】
そこで、この変形例４においては、マイクロチップ基板を意図的に所定方向に反らすことで、マイクロチップ基板同士の接合時における基板の加圧位置を限定し、そのことにより、マイクロチップ基板同士の密着性を向上させる。この場合、基板の反りによる突起部と溝部又は貫通孔との位置ずれが生ずる可能性があるが、その場合、突起部を曲面状、好ましくは球面状とすることが好ましい。突起部を曲面状とすることで、突起部の中心軸と溝部の中心軸とがずれている場合であっても、曲面部と溝部との接触により軸ずれを矯正し、溝部に突起部を挿入することができる。
【０１３６】
例えば図１２（ａ）に示すように、表面に流路用溝６１が形成されたマイクロチップ基板６０と、マイクロチップ基板７０を接合させる。流路用溝６１は基板表面に沿って延びた溝状のものである。また、マイクロチップ基板６０、７０には、第１実施形態で説明したピンと貫通孔の対、第２実施形態で説明した突起部と溝部の対、又は第３実施形態で説明した突起部と貫通孔の対が形成されている。ここでは、１例として、図１２（ａ）に示すように、マイクロチップ基板６０の表面にはピン６２が形成され、そのピンが挿入される貫通孔７１がマイクロチップ基板７０に形成されている。
【０１３７】
マイクロチップ基板６０は、流路用溝６１が形成された面が凸面となるように基板全体が反っている。同様に、マイクロチップ基板７０はマイクロチップ基板６０と接合する面が凸面となるように基板全体が反っている。このように、接合面が凸面となるように意図的に基板全体を反らしたマイクロチップ基板６０、７０を作製する。マイクロチップ基板６０、７０の反りは、例えば１〜２μｍとなっていれば良い。すなわち、基板中心と基板端部との高さの差が１〜２μｍとなっていれば良い。
【０１３８】
そして、図１２（ａ）に示すように、マイクロチップ基板６０については流路用溝６１が形成された面を内側にして、ピン６２と貫通孔７１の位置を合わせて、マイクロチップ基板６０とマイクロチップ基板７０を重ねる。これにより、ピン６２は貫通孔７１に挿入される。そして、超音波溶着、レーザ溶着、又は熱圧着によってマイクロチップ基板６０、７０を接合する。また、図１２（ａ）に示すように、マイクロチップ基板６０を平面状の台８０の上に設置し、マイクロチップ基板６０、７０の周辺部を加圧することで、マイクロチップ基板６０、７０を接合する。これにより、図１２（ｂ）に示すように、流路用溝６１による微細流路が形成されたマイクロチップを作製することが可能となる。
【０１３９】
以上のように接合することで、上述した第１実施形態から第３実施形態による効果に加えて、以下の効果を奏することが可能となる。すなわち、変形例４によると、両マイクロチップ基板がなじむことになり、マイクロチップ基板の全接合面に亘って密着性を確保することが可能となる。すなわち、マイクロチップ基板６０、７０を、接合面が凸面となるように意図的に基板を反らすことで、マイクロチップ基板６０、７０同士の接合時における基板の加圧位置を限定し、その位置を加圧することで、マイクロチップ基板同士の密着性を向上させることができ、基板同士を容易に接合することができる。その結果、流路のシール性を向上させることが可能となる。
【０１４０】
他の例について図１３を参照して説明する。例えば図１３（ａ）に示すように、表面に流路用溝９１が形成されたマイクロチップ基板９０と、マイクロチップ基板１００を接合させる。流路用溝９１は基板表面に沿って延びた溝状のものである。また、マイクロチップ基板９０、１００には、第１実施形態で説明したピンと貫通孔の対、第２実施形態で説明した突起部と溝部の対、又は第３実施形態で説明した突起部と貫通孔の対が形成されている。ここでは、１例として、図１３（ａ）に示すように、マイクロチップ基板９０の表面にはピン９２が形成され、そのピンが挿入される貫通孔１０１がマイクロチップ基板１００に形成されている。
【０１４１】
マイクロチップ基板９０は、流路用溝９１が形成された面が凹面となるように基板全体が反っている。同様に、マイクロチップ基板１００はマイクロチップ基板９０と接合する面が凹面となるように基板全体が反っている。このように、接合面が凹面となるように意図的に基板全体を反らしたマイクロチップ基板９０、１００を作製する。
【０１４２】
そして、図１３（ａ）に示すように、マイクロチップ基板９０については流路用溝９１が形成された面を内側にして、ピン９２と貫通孔１０１の位置を合わせて、マイクロチップ基板９０とマイクロチップ基板１００を重ねる。これにより、ピン９２は貫通孔１０１に挿入される。そして、超音波溶着、レーザ溶着、又は熱圧着によってマイクロチップ基板９０、１００を接合する。また、図１３（ａ）に示すように、マイクロチップ基板９０を台８０の上に設置し、マイクロチップ基板９０、１００の中央部を加圧することで、マイクロチップ基板９０、１００を接合する。これにより、図１３（ｂ）に示すように、流路用溝９１による微細流路が形成されたマイクロチップを作製することが可能となる。
【０１４３】
このように接合することで、マイクロチップ基板の全接合面に亘って密着性を確保することが可能となる。すなわち、マイクロチップ基板９０、１００を、接合面が凹面となるように意図的に基板を反らすことで、マイクロチップ基板９０、１００同士の接合時における基板の加圧位置を限定し、その位置を加圧することで、マイクロチップ基板同士の密着性を向上させることができ、基板同士を容易に接合することができる。その結果、流路のシール性を向上させることが可能となる。
【０１４４】
マイクロチップ基板同士の接合は、超音波溶着、レーザ溶着、熱圧着、又は接着剤によって行われる。
【０１４５】
例えば超音波溶着によってマイクロチップ基板同士を接合する場合、超音波を発するホーンによってマイクロチップ基板を押さ付け、そのホーンによってマイクロチップ基板を加圧しながら、超音波をマイクロチップ基板に印加することで、マイクロチップ基板同士を接合する。例えば、図１２に示すように、接合面が凸面のマイクロチップ基板同士を接合する場合、超音波を発するホーンによってマイクロチップ基板７０の全面を押さえ付け、そのホーンによってマイクロチップ基板７０の周辺部を加圧しながら超音波をマイクロチップ基板６０、７０に印加することで、マイクロチップ基板６０、７０を接合する。また、図１３に示すように、接合面が凹面のマイクロチップ基板同士を接合する場合、超音波を発するホーンによってマイクロチップ基板１００の全面を押さえ付け、そのホーンによってマイクロチップ基板１００の中央部を加圧しながら超音波をマイクロチップ基板９０、１００に印加することで、マイクロチップ基板９０、１００を接合する。
【０１４６】
また、レーザ溶着によってマイクロチップ基板同士を接合する場合、例えば図１４（ａ）に示すように、融着に用いられる波長のレーザを透過させる平板状の基板１１０によって、マイクロチップ基板１００を押さえ付け、その基板１１０によってマイクロチップ基板の中央部を加圧しながらレーザを照射することで、図１４（ｂ）に示すように、マイクロチップ基板同士を接合する。基板１１０には、例えばガラス基板が用いられる。なお、図９に示す例では、接合面が凹面となっているマイクロチップ基板９０とマイクロチップ基板１００とを接合する場合について説明したが、接合面が凸面となっているマイクロチップ基板６０とマイクロチップ基板７０とを接合する場合についても、基板１１０でマイクロチップ基板を押さえ付け、レーザを照射することでマイクロチップ基板同士を接合しても良い。
【０１４７】
また、接合面が凸面となっているマイクロチップ基板６０とマイクロチップ基板７０を接合する場合には、接着剤を用いても良い。接合面が凸面となっているマイクロチップ基板同士を接着剤で接合する場合、余分な接着剤は基板の外側に押し出されるため、マイクロチップ基板同士を均一に接合することができる。
【０１４８】
また、変形例４においても、流路用溝が形成されたマイクロチップ基板同士を接合しても良く、また、機能性膜が表面に形成されたマイクロチップ基板を接合しても良い。
【０１４９】
（実施例）
次に、具体的な実施例について説明する。
【０１５０】
（実施例１）
実施例１では、第１実施形態に係るマイクロチップの製造方法の具体例について説明する。
【０１５１】
（マイクロチップ基板）
射出成形機で透明樹脂材料の環状ポリオレフィン樹脂（日本ゼオン社製、ゼオノア）を成形し、外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状部材に幅５０μｍ、深さ５０μｍの複数の流路用溝と、高さ１．５ｍｍ、直径１ｍｍのピンと、内径２ｍｍの複数の貫通孔とで構成される流路側マイクロチップ基板を作製した。この流路側マイクロチップ基板が、上記第１実施形態における流路用溝２とピン３が形成されたマイクロチップ基板１に相当する。
また、外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状部材に直径１ｍｍの貫通孔が形成されたカバー側マイクロチップ基板を作製した。
このカバー側マイクロチップ基板が、上記第１実施形態における貫通孔５が形成されたマイクロチップ基板４に相当する。
【０１５２】
（超音波溶着による接合）
そして、超音波溶着によって流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を接合した。まず、流路側マイクロチップ基板については流路用溝が形成された面を内側にし、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を重ねた。これにより、ピンを貫通孔に挿入した。
【０１５３】
そして、両基板に対して超音波を照射しながら基板を加圧することで、両基板を接合した。超音波の照射条件と加圧条件を以下に示す。
０．５Ｎの加圧力で流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を加圧した状態で、周波数：１５ｋＨｚの超音波を１秒間印加することで両基板を接合した。
【０１５４】
（レーザ溶着による接合）
また、レーザ溶着によって流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を接合した。まず、流路側マイクロチップ基板については流路用溝が形成された面を内側にし、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を重ねた。これにより、ピンを貫通孔に挿入した。
【０１５５】
そして、両基板に対してレーザを照射しながら基板を加圧することで、両基板を接合した。レーザの照射条件と加圧条件を以下に示す。
１００Nの加圧力で流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を加圧した状態で、波長：８０８ｎｍ、スポット径：φ０．６ｍｍの赤外線レーザを用いて、出力：５Ｗで照射しながら、走査速度：１０ｍｍ／ｓｅｃで全面スキャンすることで両基板を接合した。
【０１５６】
（熱圧着による接合）
また、熱圧着によって流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を接合した。まず、流路側マイクロチップ基板については流路用溝が形成された面を内側にし、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を重ねた。これにより、ピンを貫通孔に挿入した。
【０１５７】
そして、両基板に対して熱を加えながら基板を加圧することで、両基板を接合した。
加熱条件と、加圧条件を以下に示す。
加熱プレス機にて１２０℃、１ｋｇｆ／ｃｍ２の条件下で１分間保持することで、基板同士を接合した。
【０１５８】
（評価）
以上のように、ピンを貫通孔に挿入することで、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板の位置決めを簡便に行うことができ、その位置決めを正確に行うことができた。また、ピンを貫通孔に挿入することで、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板の位置ずれを防止することができ、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を強固に接合することができた。
【０１５９】
（実施例２）
実施例２では、第２実施形態に係るマイクロチップの製造方法の具体例について説明する。
【０１６０】
（マイクロチップ基板）
射出成形機で透明樹脂材料の環状ポリオレフィン樹脂（日本ゼオン社製、ゼオノア）を成形し、外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状部材に、幅５０μｍ、深さ５０μｍの複数の流路用溝と、側面がテーパ状の溝部と、内径２ｍｍの複数の貫通孔で構成される流路側マイクロチップ基板を作製した。このテーパ状の溝部の幅は、基板表面において最大１００μｍとなり、溝の深さ方向に向かって徐々に狭くなっている。また、溝部の深さは１００μｍである。
この流路側マイクロチップ基板が、上記第２実施形態における流路用溝７と溝部８が形成されたマイクロチップ基板６に相当する。
また、外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状部材に幅７０μｍ、高さ５０μｍの突起部が形成されたカバー側マイクロチップ基板を作製した。
このカバー側マイクロチップ基板が、上記第２実施形態における突起部１０が形成されたマイクロチップ基板９に相当する。
【０１６１】
（接合）
そして、実施例１と同様に、流路側マイクロチップ基板については流路用溝が形成された面を内側にし、カバー側マイクロチップ基板については突起部が形成された面を内側にし、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を重ねた。これにより、突起部を溝部に嵌合させた。そして、実施例１と同様に、超音波溶着、レーザ溶着、又は熱圧着によって流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を接合した。
【０１６２】
（評価）
以上のように、突起部を溝部に嵌合させることで、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板の位置決めを簡便に行うことができ、その位置決めを正確に行うことができた。また、突起部を溝部に嵌合させることで、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板の位置ずれを防止することができ、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を強固に接合することができた。
【０１６３】
（実施例３）
実施例３では、第３実施形態に係るマイクロチップの製造方法の具体例について説明する。
【０１６４】
（マイクロチップ基板）
射出成形機で透明樹脂材料の環状ポリオレフィン樹脂（日本ゼオン社製、ゼオノア）を成形し、外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状部材に、幅５０μｍ、深さ５０μｍの複数の流路用溝と、高さ２ｍｍの突起部と、内径２ｍｍの複数の貫通孔で構成される流路側マイクロチップ基板を作製した。この流路側マイクロチップ基板が、上記第３実施形態における流路用溝１２と突起部１３が形成されたマイクロチップ基板１１に相当する。突起部は、高さ１ｍｍ、直径１ｍｍの第１突起部と、その第１突起部の先端に形成された、高さ１ｍｍ、最大の幅が１．１ｍｍの第２突起部とを備えて構成されている。第２突起部の幅は、先端に向かって徐々に狭くなっている。
また、外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状部材に直径１ｍｍの貫通孔が形成されたカバー側マイクロチップ基板を作製した。
このカバー側マイクロチップ基板が、上記第３実施形態における貫通孔１７が形成されたマイクロチップ基板１６に相当する。
【０１６５】
（接合）
そして、実施例１と同様に、流路側マイクロチップ基板については流路用溝が形成された面を内側にし、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を重ねた。これにより、突起部を貫通孔に挿入し、スナップフィット方式によって突起部を貫通孔に嵌合させた。そして、実施例１と同様に、超音波溶着、レーザ溶着、又は熱圧着によって流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を接合した。
【０１６６】
（評価）
以上のように、突起部を貫通孔に挿入してスナップフィット方式によって嵌合させることで、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板の位置決めを簡便に行うことができ、さらに、両基板の仮止めを行うことができた。これにより、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板の密着性が向上したため、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を強固に接合することができた。
【０１６７】
上記実施例１から実施例３において説明したマイクロチップ基板の材料、ピンの寸法、貫通孔の寸法、突起部の寸法、超音波溶着の条件、レーザ溶着の条件、熱圧着の条件、及び接着材は１例であり、この発明がこれらの条件に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１６８】
【図１】この発明の第１実施形態に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【図２】この発明の第２実施形態に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【図３】この発明の第３実施形態に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【図４】変形例１に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【図５】変形例１に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【図６】変形例１に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【図７】変形例２に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【図８】変形例２に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【図９】変形例３に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【図１０】変形例３に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【図１１】変形例３に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【図１２】変形例４に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【図１３】変形例４に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【図１４】変形例４に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。
【符号の説明】
【０１６９】
１、４、６、９、１１、１６、２０、２２、２５、２８、３１、３５、３７、４５、６０、７０、９０、１００ マイクロチップ基板
２、７、１２、２１、２３、２６、２９、３６、３８、４６、６１、９１ 流路用溝
３、６２、９２ ピン
５、１７、７１、１０１ 貫通孔
８ 溝部
１０、１３ 突起部
１４ 第１突起部
１５ 第２突起部
２４、２７、３０、３４、４１、４３、４９ 微細流路
３２、３３、３９、４０、４２、４７、４８ ＳｉＯ２膜
５０ 粘着部材
８０ 台
１１０ 基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの樹脂製基板の少なくとも一方の樹脂製基板の表面に流路用溝が形成され、前記流路用溝が形成された面を内側にして前記２つの樹脂製基板を接合するマイクロチップの製造方法であって、
前記少なくとも一方の樹脂製基板の前記接合する面には樹脂製の突起部が形成され、
他方の樹脂製基板の前記接合する面には、前記流路用溝とは異なる位置に前記突起部が挿入される被挿入部が形成され、
前記突起部と前記被挿入部が形成された面を内側にし、前記２つの樹脂製基板を重ねることで前記突起部を前記被挿入部に挿入し、その状態で前記２つの樹脂製基板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２】
前記突起部は、前記一方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に突設されたピンであり、
前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に貫通し、前記ピンの径とほぼ等しい大きさの径を有する貫通孔であり、
前記２つの樹脂製基板を重ねることで前記ピンを前記貫通孔に挿入し、その状態で前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする請求項１に記載のマイクロチップの製造方法。
【請求項３】
前記ピンの高さは、前記他方の樹脂製基板の厚さよりも長いことを特徴とする請求項２に記載のマイクロチップの製造方法。
【請求項４】
前記突起部は、先端に向かって幅が徐々に狭くなっており、
前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の最表面における幅が前記突起部の先端の幅よりも広く、深さ方向に向かって徐々に狭くなる溝部であり、
前記２つの樹脂製基板を重ねることで前記突起部を前記溝部に嵌合させ、その状態で前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする請求項１に記載のマイクロチップの製造方法。
【請求項５】
前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に貫通する貫通孔であり、
前記突起部は、前記一方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に突設され、前記他方の樹脂製基板の厚さよりも長い高さを有し、幅が前記貫通孔の幅と略等しい第１突起部と、前記第１突起部の先端に設けられ、幅が前記第１突起部の先端において前記貫通孔の幅よりも広く、先端に向かって徐々に狭くなる第２突起部とを有し、
前記２つの樹脂製基板を重ねることで前記突起部を前記貫通孔に挿入し、前記突起部と前記貫通孔とをスナップフィット方式により嵌合させることを特徴とする請求項１に記載のマイクロチップの製造方法。
【請求項６】
前記２つの樹脂製基板を重ねた後、その状態で前記２つの樹脂製基板を加熱することで前記接合する面を溶融させ、前記２つの樹脂製基板を加圧することで、前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。
【請求項７】
前記２つの樹脂製基板を重ねた後、その状態で前記２つの樹脂製基板に対して超音波を印加することで前記接合する面を溶融させ、前記２つの樹脂製基板を加圧することで、前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。
【請求項８】
前記２つの樹脂製基板を重ねた後、前記突起部の先端部に対して超音波を印加することで前記突起部の先端部を溶融させ前記被挿入部との仮止めを行った後、前記２つの樹脂製基板に対して超音波を印加することで前記接合する面を溶融させ、前記２つの樹脂製基板を加圧することで、前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。
【請求項９】
前記２つの樹脂製基板を重ねた後、前記突起部の先端部に対して超音波を印加することで前記突起部の先端部を溶融させ前記被挿入部との仮止めを行った後、前記２つの樹脂製基板に対してレーザを照射することで前記接合する面を溶融させ、前記２つの樹脂製基板を加圧することで、前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。
【請求項１０】
前記２つの樹脂製基板を重ねた後、その状態で前記２つの樹脂製基板に対してレーザを照射することで前記接合する面を溶融させ、前記２つの樹脂製基板を加圧することで、前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。
【請求項１１】
前記２つの樹脂製基板を重ねた後、前記突起部の先端部に対してレーザを照射することで前記突起部の先端部を溶融させ前記被挿入部との仮止めを行った後、前記２つの樹脂製基板に対してレーザを照射することで前記接合する面を溶融させ、前記２つの樹脂製基板を加圧することで、前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。
【請求項１２】
前記２つの樹脂製基板を重ねた後、前記突起部の先端部に対してレーザを照射することで前記突起部の先端部を溶融させ前記被挿入部との仮止めを行った後、前記２つの樹脂製基板に対して超音波を印加することで前記接合する面を溶融させ、前記２つの樹脂製基板を加圧することで、前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。
【請求項１３】
２つの樹脂製基板の少なくとも一方の樹脂製基板の表面に流路用溝が形成され、前記流路用溝が形成された面を内側にして前記２つの樹脂製基板が接合されたマイクロチップであって、
前記少なくとも一方の樹脂製基板の接合する面には樹脂製の突起部が形成され、
他方の樹脂製基板の前記接合する面には、前記流路用溝とは異なる位置に前記突起部が挿入された被挿入部が形成されていることを特徴とするマイクロチップ。
【請求項１４】
前記突起部は、前記一方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に突設されたピンであり、
前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に貫通し、前記ピンの径とほぼ等しい大きさの径を有する貫通孔であることを特徴とする請求項１３に記載のマイクロチップ。
【請求項１５】
前記突起部は、先端に向かって幅が徐々に狭くなっており、
前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の最表面における幅が前記突起部の先端の幅よりも広く、深さ方向に向かって徐々に狭くなっている溝部であることを特徴とする請求項１３に記載のマイクロチップ。
【請求項１６】
前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に貫通する貫通孔であり、
前記突起部は、前記一方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に突設され、前記他方の樹脂製基板の厚さよりも長い高さを有し、幅が前記貫通孔の幅と略等しい第１突起部と、前記第１突起部の先端に設けられ、幅が前記第１突起部の先端において前記貫通孔の幅よりも広く、先端に向かって徐々に狭くなる第２突起部とを有し、
前記突起部と前記貫通孔とがスナップフィット方式により嵌合されたことを特徴とする請求項１３に記載のマイクロチップ。
【請求項１７】
前記２つの樹脂製基板にはそれぞれ流路用溝が形成され、前記流路用溝の少なくとも一方は側面が曲面状に形成されており、前記２つの樹脂製基板は前記流路用溝をそれぞれ内側にして接合されたことを特徴とする請求項１３から請求項１６のいずれかに記載のマイクロチップ。
【請求項１８】
前記突起部及び前記被挿入部の少なくとも一方は曲面状となっていることを特徴とする請求項１３から請求項１７のいずれかに記載のマイクロチップ。
【請求項１】
２つの樹脂製基板の少なくとも一方の樹脂製基板の表面に流路用溝が形成され、前記流路用溝が形成された面を内側にして前記２つの樹脂製基板を接合するマイクロチップの製造方法であって、
前記少なくとも一方の樹脂製基板の前記接合する面には樹脂製の突起部が形成され、
他方の樹脂製基板の前記接合する面には、前記流路用溝とは異なる位置に前記突起部が挿入される被挿入部が形成され、
前記突起部と前記被挿入部が形成された面を内側にし、前記２つの樹脂製基板を重ねることで前記突起部を前記被挿入部に挿入し、その状態で前記２つの樹脂製基板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２】
前記突起部は、前記一方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に突設されたピンであり、
前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に貫通し、前記ピンの径とほぼ等しい大きさの径を有する貫通孔であり、
前記２つの樹脂製基板を重ねることで前記ピンを前記貫通孔に挿入し、その状態で前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする請求項１に記載のマイクロチップの製造方法。
【請求項３】
前記ピンの高さは、前記他方の樹脂製基板の厚さよりも長いことを特徴とする請求項２に記載のマイクロチップの製造方法。
【請求項４】
前記突起部は、先端に向かって幅が徐々に狭くなっており、
前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の最表面における幅が前記突起部の先端の幅よりも広く、深さ方向に向かって徐々に狭くなる溝部であり、
前記２つの樹脂製基板を重ねることで前記突起部を前記溝部に嵌合させ、その状態で前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする請求項１に記載のマイクロチップの製造方法。
【請求項５】
前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に貫通する貫通孔であり、
前記突起部は、前記一方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に突設され、前記他方の樹脂製基板の厚さよりも長い高さを有し、幅が前記貫通孔の幅と略等しい第１突起部と、前記第１突起部の先端に設けられ、幅が前記第１突起部の先端において前記貫通孔の幅よりも広く、先端に向かって徐々に狭くなる第２突起部とを有し、
前記２つの樹脂製基板を重ねることで前記突起部を前記貫通孔に挿入し、前記突起部と前記貫通孔とをスナップフィット方式により嵌合させることを特徴とする請求項１に記載のマイクロチップの製造方法。
【請求項６】
前記２つの樹脂製基板を重ねた後、その状態で前記２つの樹脂製基板を加熱することで前記接合する面を溶融させ、前記２つの樹脂製基板を加圧することで、前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。
【請求項７】
前記２つの樹脂製基板を重ねた後、その状態で前記２つの樹脂製基板に対して超音波を印加することで前記接合する面を溶融させ、前記２つの樹脂製基板を加圧することで、前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。
【請求項８】
前記２つの樹脂製基板を重ねた後、前記突起部の先端部に対して超音波を印加することで前記突起部の先端部を溶融させ前記被挿入部との仮止めを行った後、前記２つの樹脂製基板に対して超音波を印加することで前記接合する面を溶融させ、前記２つの樹脂製基板を加圧することで、前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。
【請求項９】
前記２つの樹脂製基板を重ねた後、前記突起部の先端部に対して超音波を印加することで前記突起部の先端部を溶融させ前記被挿入部との仮止めを行った後、前記２つの樹脂製基板に対してレーザを照射することで前記接合する面を溶融させ、前記２つの樹脂製基板を加圧することで、前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。
【請求項１０】
前記２つの樹脂製基板を重ねた後、その状態で前記２つの樹脂製基板に対してレーザを照射することで前記接合する面を溶融させ、前記２つの樹脂製基板を加圧することで、前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。
【請求項１１】
前記２つの樹脂製基板を重ねた後、前記突起部の先端部に対してレーザを照射することで前記突起部の先端部を溶融させ前記被挿入部との仮止めを行った後、前記２つの樹脂製基板に対してレーザを照射することで前記接合する面を溶融させ、前記２つの樹脂製基板を加圧することで、前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。
【請求項１２】
前記２つの樹脂製基板を重ねた後、前記突起部の先端部に対してレーザを照射することで前記突起部の先端部を溶融させ前記被挿入部との仮止めを行った後、前記２つの樹脂製基板に対して超音波を印加することで前記接合する面を溶融させ、前記２つの樹脂製基板を加圧することで、前記２つの樹脂製基板を接合することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。
【請求項１３】
２つの樹脂製基板の少なくとも一方の樹脂製基板の表面に流路用溝が形成され、前記流路用溝が形成された面を内側にして前記２つの樹脂製基板が接合されたマイクロチップであって、
前記少なくとも一方の樹脂製基板の接合する面には樹脂製の突起部が形成され、
他方の樹脂製基板の前記接合する面には、前記流路用溝とは異なる位置に前記突起部が挿入された被挿入部が形成されていることを特徴とするマイクロチップ。
【請求項１４】
前記突起部は、前記一方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に突設されたピンであり、
前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に貫通し、前記ピンの径とほぼ等しい大きさの径を有する貫通孔であることを特徴とする請求項１３に記載のマイクロチップ。
【請求項１５】
前記突起部は、先端に向かって幅が徐々に狭くなっており、
前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の最表面における幅が前記突起部の先端の幅よりも広く、深さ方向に向かって徐々に狭くなっている溝部であることを特徴とする請求項１３に記載のマイクロチップ。
【請求項１６】
前記被挿入部は、前記他方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に貫通する貫通孔であり、
前記突起部は、前記一方の樹脂製基板の前記接合する面に対して略直交する方向に突設され、前記他方の樹脂製基板の厚さよりも長い高さを有し、幅が前記貫通孔の幅と略等しい第１突起部と、前記第１突起部の先端に設けられ、幅が前記第１突起部の先端において前記貫通孔の幅よりも広く、先端に向かって徐々に狭くなる第２突起部とを有し、
前記突起部と前記貫通孔とがスナップフィット方式により嵌合されたことを特徴とする請求項１３に記載のマイクロチップ。
【請求項１７】
前記２つの樹脂製基板にはそれぞれ流路用溝が形成され、前記流路用溝の少なくとも一方は側面が曲面状に形成されており、前記２つの樹脂製基板は前記流路用溝をそれぞれ内側にして接合されたことを特徴とする請求項１３から請求項１６のいずれかに記載のマイクロチップ。
【請求項１８】
前記突起部及び前記被挿入部の少なくとも一方は曲面状となっていることを特徴とする請求項１３から請求項１７のいずれかに記載のマイクロチップ。
【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】
【公開番号】特開２００８−２２４４３１（Ｐ２００８−２２４４３１Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６３５２４（Ｐ２００７−６３５２４）
【出願日】平成１９年３月１３日（２００７．３．１３）
【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２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１３日（２００７．３．１３）
【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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