微細流路構造体及び微細流路構造体の製造方法
【課題】 流路を流れる流体の温度を高精度に計測することができる微細流路構造体及び微細流路構造体の製造方法を提供する。
【解決手段】 少なくとも１つの面に流路１１が設けられた流路板２と、流路が設けられた面に積層された封止板３０と、封止板３０の流路板２に接する面に設けられた第１の金属２２と、流路に対応する位置に第１の金属２２との測温接点２４が位置するように封止板３０の流路板２に接する面に設けられた第２の金属２３とを備える。また少なくとも１つの面に流路が設けられた流路板の前記流路が設けられた１つの面に積層される絶縁部材の表面上に第１の金属膜２２を形成する工程と、第１の金属膜２２上にその一部が接触する第２の金属膜２３を形成し、第１の金属膜２２と第２の金属膜２３とが接触する部分に測温接点２４を形成する工程と、絶縁部材の裏面上において、測温接点２４に対峙する領域に加熱体３１を形成する工程とを備える。
【解決手段】 少なくとも１つの面に流路１１が設けられた流路板２と、流路が設けられた面に積層された封止板３０と、封止板３０の流路板２に接する面に設けられた第１の金属２２と、流路に対応する位置に第１の金属２２との測温接点２４が位置するように封止板３０の流路板２に接する面に設けられた第２の金属２３とを備える。また少なくとも１つの面に流路が設けられた流路板の前記流路が設けられた１つの面に積層される絶縁部材の表面上に第１の金属膜２２を形成する工程と、第１の金属膜２２上にその一部が接触する第２の金属膜２３を形成し、第１の金属膜２２と第２の金属膜２３とが接触する部分に測温接点２４を形成する工程と、絶縁部材の裏面上において、測温接点２４に対峙する領域に加熱体３１を形成する工程とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細流路構造体に関し、特に微量な化学物質の反応や合成分析を行うマイクロチップの微細流路構造体及び微細流路構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療や環境などの分析に用いるサンプルや試薬量の極小化、反応の高速化が可能なことからマイクロチップにおけるマイクロ空間で化学反応を行うことが注目を集めている。例えば遺伝子解析に用いられるマイクロチップとして、非特許文献１に示されているように、遺伝子増幅及び遺伝子解析を同一チップ上で行うようになされた高速かつ簡便なものが開発されている。
【０００３】
化学分析に用いられるマイクロチップにおいては、微細流路を流れる試薬を、混合、加熱等の処理により反応させることにより、特定物質の検出や化学反応のメカニズムを分析するようになされている。このようなマイクロチップにおいては、微細流路を流れる試薬の温度を温度センサを用いて計測することにより温度管理するようにもなされている。
【０００４】
微細流路を流れる試薬の温度を計測するための温度センサの実装形態として、例えば特許文献１に提案されているように、微細流路に隣接する構造体（メンブラン）の内部に熱電対等の温度センサを埋め込んだ構成のものが考えられている。
【非特許文献１】栄研化学株式会社、News Release「ＬＡＭＰ法を利用した簡便・高感度・迅速な新型マイクロチップ技術の開発に成功」、2004年6月21日、http://www.eiken.co.jp/news/pdf/2004621-1.pdf
【特許文献１】特開２００３−３５６１１号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、構造体の内部に温度センサを埋め込んだ構成では、微細流路を流れる試薬等に温度センサが直接触れることがなく、微細流路に隣接する構造体の温度により間接的に試薬の温度を計測することになる。このように従来の温度センサを実装したマイクロチップにおいては、微細流路を流れる試薬の正確な温度を計測することが困難であった。
【０００６】
本発明は、このような技術的課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、流路を流れる流体の温度を高精度に計測することができる微細流路構造体及び微細流路構造体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】
【０００７】
本発明の実施の形態に係る特徴は、微細流路構造体において、少なくとも１つの面に流路が設けられた流路板と、流路が設けられた少なくとも１つの面に積層された封止板と、封止板の流路板に接する面に設けられた第１の金属と、流路に対応する位置に第１の金属との測温接点が位置するように封止板の流路板に接する面に設けられた第２の金属とを備えることである。
【０００８】
また、本発明の実施の形態に係る特徴は、微細流路構造体において、少なくとも１つの面に流路が設けられた流路板と、流路が設けられた面に積層された可撓性部材と、可撓性部材を挟んで流路板に積層された封止板と、可撓性部材の流路板に接する面に設けられた第１の金属と、流路に対応する位置に第１の金属との測温接点が位置するように可撓性部材の流路板に接する面に設けられた第２の金属とを備え、測温接点は、可撓性部材において、部分的に切り起こして流路内に吊下げられた位置に配設されていることである。
【０００９】
また、本発明の実施の形態に係る特徴は、微細流路構造体の製造方法において、少なくとも１つの面に流路が設けられた流路板の流路が設けられた少なくとも１つの面に積層される絶縁部材の表面上に第１の金属膜を形成する工程と、第１の金属膜上にその一部が接触する第２の金属膜を形成し、第１の金属膜と第２の金属膜とが接触する部分に測温接点を形成する工程と、絶縁部材の裏面上において、測温接点に対峙する領域に加熱体を形成する工程とを備えたことである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、微細流路を流れる流体の温度を高精度で計測することができる微細流路構造体を提供することができる。また本発明によれば、微細流路を流れる流体の温度を高精度で計測することができる微細流路構造体を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１２】
（第１の実施形態）
[微細流路構造体の構成]
本発明の第１の実施形態に係る微細流路構造体であるマイクロチップ１は、図１に示すように、流体が移動するための流路１１と、流路１１内に測温接点２４が配設された薄膜熱電対２１とを備える。
【００１３】
図１に示すマイクロチップ１は、その全体が概ね数ｍｍ〜数十ｍｍオーダの大きさであり、試薬等の流体が移動するための微細流路１１が内部に設けられ、この微細流路１１を外部に連通させる試料導入孔１２、１３と、試料導出孔１４とが設けられている。試料導入孔１２、１３から試薬等の流体を微細流路１１に導入すると共に、微細流路１１を流れた流体を試料導出孔１４から導出するようになされている。微細流路１１の幅、高さは数μｍ〜数百μｍが好ましいが、用途に応じて数μｍ以下のもの及び数百μｍ以上のものも考えられる。
【００１４】
マイクロチップ１においては、微細流路１１の一部に微細流路１１を流れる流体の温度を計測するための温度センサとして、薄膜熱電対２１が設けられている。この薄膜熱電対２１は、第１の金属膜２２と第２の金属膜２３とが接触部位（以下これを測温接点と呼ぶ）２４において接触しており、第１の金属膜２２及び第２の金属膜２３の各出力端Ｔ１及びＴ２間において、測温接点２４の温度に応じた熱起電力が得られるようになされている。この実施形態においては、第１の金属膜２２の材質としてクロメルが使用され、第２の金属膜２３の材質としてアルメルが使用される。測温接点２４は、微細流路１１内に配設され、これにより第１の金属膜２２及び第２の金属膜２３の各出力端Ｔ１及びＴ２間においては、微細流路１１内の温度に応じた熱起電力が得られる。すなわちこの熱起電力により微細流路１１内の温度を計測することができる。
【００１５】
またマイクロチップ１には、微細流路１１の第１の金属膜２２と第２の金属膜２３との測温接点２４が配設された領域を加熱するための加熱体３１が設けられている。この加熱体３１には、電極３２Ａ、３２Ｂが引き回されており、この電極３２Ａ、３２Ｂを介して通電することにより、加熱体３１を加熱させることができる。
【００１６】
図２は、マイクロチップ１の構造を示し、このマイクロチップ１は、エッチングや転写成形により微細流路１１が設けられた流路板２と、流路板２の微細流路１１が設けられた面と接する面に第１の金属２１及び第２の金属膜２２でなる薄膜熱電対がパターニングされていると共に他方の面に加熱体３１及びその電極３２Ａ、３２Ｂが形成された封止板３０とを積層した構成を有する。封止板３０には、流路板２の微細流路１１に連通する試料導入孔１２Ａ、１３Ａと、試料導出孔１４Ａが形成されている。
【００１７】
流路板２は、材質として、石英又はホウ珪酸ガラス等のガラス材料やポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）等のシリコンゴムあるいはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂などが使用可能である。さらに流路板２の材質としては、二重構造の上層には光を透過させるために透明なガラス材料が望まれているが、この場合には下層に用いられる材料の材質として、加工性がよく耐薬品性が高いＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、シリコン、ステンレス等の金属材料が用いられる。また全体に不透明なＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、シリコン、ステンレス等の金属材料が用いられる場合もある。
【００１８】
封止板３０の材質としては、石英又はホウ珪酸ガラス等のガラス材料やポリイミド等の樹脂材料が用いられる。
【００１９】
封止板３０の流路板２に接する面に形成された薄膜熱電対２１は、その第１の金属２１と第２の金属膜２３との測温接点２４が微細流路１１に対して露出するように配設されている。また封止板３０の他方の面には、薄膜熱電対２１の接触部位２１に対向する位置に加熱体３１が形成されている。
【００２０】
図３は、図１のＡ−Ａ線を断面にとって示す断面図であり、流路板２に対して封止板３０を積層した状態においては、薄膜熱電対２１の第１の金属膜２２と第２の金属膜２３との測温接点２４が微細流路１１を流れる流体に直接接するようになされている。これにより流体の温度を高精度で計測することができる。
【００２１】
また封止板３０においては、微細流路１１に接する面とは反対側の面において、薄膜熱電対２１の測温接点２４に対向する位置に加熱体３１が形成されており、これにより、加熱体３１による流体の加熱と、第１の金属膜２２と第２の金属膜２３との測温接点２４による温度計測とが近接した位置においてなされる。かくして微細流路１１においては、ほぼ同一地点において加熱及び温度計測が行われることにより、微細流路１１における局所的な加熱及び温度計測を実現することができる。
【００２２】
[薄膜熱電対及び加熱体の形成方法]
次に、本発明の実施形態に係るマイクロチップ１に用いられる薄膜熱電対２１及び加熱体３１の形成方法について、図４〜図８を用いて説明する。
【００２３】
薄膜熱電対２１の形成工程として、まず、封止板３０の表面に第１の金属であるクロメルのパターンを形成する。すなわち、図４（ａ）に示すように、石英又はホウ珪酸ガラス等のガラス材料やポリイミド等の樹脂材料でなる封止板３０に第１の金属膜２２であるクロメルをスパッタリングにより成膜する。この膜厚は、薄すぎるとオーバーエッチングとなった際に断線し易くなる等、信頼性を確保することが難しくなり、これに対して厚すぎると生産性が落ちると共に膜の応力によって密着性が低下する原因となる。これによりクロメルの膜厚は、１００ｎｍ〜１０００ｎｍが望ましい。この実施形態においては、この膜厚を１００ｎｍ〜３００ｎｍに設定する。
【００２４】
クロメルを成膜した後、図４（ｂ）に示すように、クロメル層の表面にフォトレジストを滴下し、スピンコートによってレジスト膜４１を形成する。そして図４（ｃ）に示すように、石英ガラス上にＣｒ等によってクロメルの必要なパターンが描かれたマスク４２をフォトレジスト４１の表面から離れた位置に配置し、紫外線を照射することにより、フォトレジスト４１上にパターンを転写する。
【００２５】
さらに図５（ａ）に示すように、紫外線が照射された露光部を現像液によって除去することにより、フォトレジスト４１のパターンを形成する。その後、オーブン等を用いて加熱し、フォトレジスト４１を焼結させる。
【００２６】
そして図５（ｂ）に示すように、エッチング液を用いて第１の金属膜２２であるクロメルをエッチングした後、図５（ｃ）に示すように、レジスト剥離剤を用いてフォトレジスト４１を剥離させる。これにより、封止板３０の表面に第１の金属膜２２であるクロメルのパターンが形成される。
【００２７】
次に、クロメルのパターンが形成された封止板３０に第２の金属膜２３であるアルメルのパターンを形成する。すなわち、図６（ａ）に示すように、第１の金属膜２２であるクロメルのパターンが形成された封止板３０の表面に対して、第２の金属膜２３であるアルメルをスパッタリングにより成膜する。この場合、第２の金属膜（アルメル）２３の膜厚は、第１の金属膜（クロメル）２２の膜厚に対して同等以上にすることが好ましい。
【００２８】
これは、封止板３０に第１の金属膜（クロメル）２２が形成されていない領域から、封止板３０に第１の金属膜（クロメル）２２が形成されている領域に、第２の金属膜（アルメル）２３がまたがる部分において、第２の金属膜（アルメル）２３の断線に対する信頼性が向上するためである。従って、この実施形態では、第２の金属膜（アルメル）２３の膜厚は、第１の金属膜（クロメル）２２の膜厚に対して３倍に設定されている。
【００２９】
そして成膜された第２の金属膜（アルメル）２３に対して、フォトレジスト塗布、露光、現像、エッチングの手順により、アルメルを選択エッチングすることにより、図６（ｂ）に示すような第２の金属膜（アルメル）２３のパターンを形成する。
【００３０】
かくして封止板３０の表面には、第１の金属膜（クロメル）２２と第２の金属膜（アルメル）２３とが測温接点２４において接触した薄膜熱電対２１が形成される。なお、微細流路１１内を流れる流体が薄膜熱電対２１を腐食しない場合は、この状態で薄膜熱電対２１を用いることになるが、流体が薄膜熱電対２１を腐食する可能性がある場合には、薄膜熱電対２１を保護、絶縁するためのシリコン酸化膜をスパッタリングにより成膜する。これにより図６（ｃ）に示すように、薄膜熱電対２１が形成された封止板３０の表面に保護膜４３が形成される。なおこの保護膜４３としては、ポリイミド等の樹脂材を用いてもよく、この場合には、樹脂材を表面に塗布することにより保護膜４３を形成する。
【００３１】
次に、薄膜熱電対２１が形成された封止板３０に対して、薄膜熱電対２１が形成された面とは反対側の面に加熱手段としての加熱体３１を形成する。この加熱体３１の形成工程において、まず、図７（ａ）に示すように、封止板３０の表面に電気抵抗体であるＩＴＯ（酸化インジウムスズ）膜（透明抵抗膜）をスパッタリングにより成膜する。
【００３２】
そしてＩＴＯ膜に対して、フォトレジスト塗布、露光、現像、エッチングの手順によってエッチング処理を施すことにより、図７（ｂ）に示すように、ＩＴＯ膜でなる加熱体３１を形成する。さらに加熱体３１に電流を流すための電極３２Ａ、３２Ｂを形成するため、図７（ｃ）に示すように、抵抗値の低い金属膜（例えばＡｕ膜）３２をスパッタリングにより成膜する。但し成膜する金属としてＡｕを用いる場合、酸化膜や樹脂材等に対して十分な密着性を保つことが困難であることにより、下地としてＣｒ等の薄膜を密着層として成膜することが好ましい。また、長期使用により封止板３０と金属膜３２とが金属拡散によって強度が低下する可能性がある場合、バリアメタルとしてＴｉやＮｉ等を成膜することが好ましい。
【００３３】
そして金属膜３２に対して、フォトレジスト塗布、露光、現像、エッチングの手順によってエッチング処理を施すことにより、図７（ｄ）に示すように、加熱体用の電極３２Ａ、３２Ｂをパターニングする。これにより、封止板３０において、薄膜熱電対２１が形成された面とは反対側の面に加熱体３１及び加熱体３１の電極２３Ａ、３２Ｂが形成される。
【００３４】
なお、薄膜熱電対２１から信号を取り出すための構成として、薄膜熱電対２１の端子Ｔ１、Ｔ２（図１）に対してハンダにより補償導線を接続する構成が考えられるが、薄膜熱電対２１が微細化、多点化した構成にあっては、熱圧着異方性導電膜を用いる。この場合、図８に示すように、封止板３０の一辺に複数の薄膜熱電対２１の各電極Ｔ１、Ｔ２を並列に形成し、この電極Ｔ１、Ｔ２に対して異方性導電膜（ＡＣＦ）４４を介してフレキシブル基板（ＦＰＣ）４５を熱圧着する。これにより電極Ｔ１、Ｔ２が微細化した構成においても、薄膜熱電対２１の信号を確実に取り出すことができる。
【００３５】
なお本実施形態においては、封止板３０の一方の面に薄膜熱電対２１を形成し、他方の面に加熱体３１を形成する場合について述べたが、本発明はこれに限られるものではなく、薄膜熱電対２１に保護膜４３を形成した場合（図６（ｃ））には、この保護膜４３上に加熱体３１を形成するようにしてもよい。
【００３６】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係るマイクロチップ１は、第１の実施形態に係るマイクロチップ１において、薄膜熱電対２１の取り付け構造を代えた例を説明するものである。すなわち図９に示すように、第２の実施形態に係るマイクロチップ１は、加熱体３１が形成された封止板３０と流路板２との間に、薄膜熱電対２１がパターニングされた可撓性を有する可撓性部材であるフィルム部材２０を挿入した構成を有する。
【００３７】
フィルム部材２０の材質としては、ポリイミド等の樹脂材料が用いられ、その流路板２と接する面に薄膜熱電対２１がパターニングされている。またフィルム部材２０には、薄膜熱電対２１の第１の金属膜２２と第２の金属膜２３との測温接点２４を取り囲む位置に一辺を残して切り込み２６が形成されている。この切り込み２６の幅Ｌは、微細流路１１の幅よりも小さく形成されており、この切り込み２６に囲まれた部分を微細流路１１側に折り曲げることにより、この折り曲げ部分２７を微細流路１１内の中央部分に配設することができる。この折り曲げ部分２７には、第１の金属膜２２と第２の金属膜２３との測温接点２４が含まれており、これによりこの測温接点２４は、微細流路１１内の中央部分に吊下される。
【００３８】
図１０は、微細流路１１内へのフィルム部材２０の折り曲げ状態を示し、微細流路１１内に折り曲げられたフィルム部材２０の折り曲げ部分２７には、第１の金属膜２２と第２の金属膜２３との測温接点２４がパターニングされており、この測温接点２４が微細流路１１の中央部分に配設される。これにより温度検出部を構成する測温接点２４は、微細流路１１を流れる流体のみに接触することとなり、微細流路１１の周囲の構造体である封止板３０の温度に影響されることなく、流体の温度を高精度で計測することができる。
【００３９】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係るマイクロチップ１は、図１１に示すように、微細流路１１が設けられた第１の部材である流路板２を封止する第２の部材である封止板３０の一部に微細流路１１と外部とを連通させる貫通孔を形成し、この貫通孔を介して薄膜熱電対２１を外部から微細流路１１内に挿入した構成を有する。この場合、薄膜熱電対２１の先端部の測温接点２４は、微細流路１１内の中央部に配設される。なお図１１においては、加熱体３１を省略して示しているが、封止板３０の微細流路１１に対峙する位置に加熱体３１が設けられているものとする。
【００４０】
この薄膜熱電対２１は、ポリイミド樹脂等でなる絶縁部材としての基板５０の表裏両面に第１の金属膜（クロメル）２２と第２の金属膜（アルメル）とが成膜されてなり、このポリイミド基板５０の一側面である端部においては、第１の金属膜２２と第２の金属とが回り込んで互いに積層された構造を有する。
【００４１】
この薄膜熱電対２１の製造方法は、図１２（ａ）に示すように、基板５０の一方の面にＰＶＤ法（物理蒸着法）により第１の金属膜（クロメル）２２を全面成膜した後、図１２（ｂ）に示すように、一方の面に第１の金属膜２２が成膜された基板５０の一方の面に対向する他方の面に、ＰＶＤ法により第２の金属膜（アルメル）２３を全面成膜する。このように、ＰＶＤ法により第１の金属膜２２と第２の金属膜２３とを基板５０の両面に成膜することにより、基板５０の一方の面及び他方の面に続く端部をなす一側面である側縁部５０Ａにおいては、第１の金属膜２２が回り込んで成膜された後、第２の金属膜２３が第１の金属膜２２の上に回り込んで成膜されることになる。これにより、この側縁部５０Ａにおいては、第１の金属膜２２と第２の金属とが積層された測温接点２４が構成される。なお、第１の金属膜２２を一方の面（表面）に成膜する際には、他方の面（裏面）をマスクし、第２の金属膜２３を他方の面（裏面）に成膜する際には、一方の面（表面）をマスクするようにしてもよい。
【００４２】
その後、図１３に示すように、第１の金属膜２２と第２の金属膜２３とが全面成膜された基板５０を、第１の金属膜２２と第２の金属膜２３とが積層された側縁部５０Ａに直交する方向に設定された切断線Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３に沿ってレーザー等の微細カッターにより切断することにより、薄膜熱電対２１が得られる。
【００４３】
第３の実施形態のマイクロチップ１において、薄膜熱電対２１の測温接点２４は、微細流路１１を流れる流体のみに接触することとなり、微細流路１１の周囲の構造体である封止板３０の温度に影響されることなく、流体の温度を高精度で計測することができる。
【００４４】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態に係るマイクロチップ１は、図１４に示すように、微細流路１１が設けられた流路板２と、この流路板２に対して微細流路１１が設けられた部位に対峙する流体貯留部６２が設けられてなる流体貯留部材６１と、これらの間に介挿される封止部材としてのフィルム部材２０及び絶縁部材６６とを備える。
【００４５】
このフィルム部材２０は、ポリイミド等の樹脂材でなり、その表面には、図１５（ａ）に示すように、第１の金属膜（クロメル）２２と第２の金属膜（アルメル）２３とが成膜され、その接触部位を測温接点２４とした薄膜熱電対２１を構成している。また図１５（ｂ）に示すように、フィルム部材２０には、一方の面から他方の面に貫通する複数の貫通孔６３が形成されている。
【００４６】
また図１６（ａ）に示すように、フィルム部材２０に積層される絶縁部材６６の表面には、フィルム部材２０に形成された薄膜熱電対２１の測温接点２４に対峙する位置に加熱体３１及びこの電極３２Ａ、３２Ｂが形成されている。この絶縁部材６６には、図１６（ｂ）に示すように、フィルム部材２０に形成された複数の貫通孔６３に連通する複数の貫通孔６７が一方の面から他方の面に貫通するように形成されている。
【００４７】
このようにして互いに積層されてなるフィルム部材２０及び絶縁部材６６を挟み込むように流体貯留部材６１が設けられる。この流体貯留部材６１は、流路板２と同様にして、石英又はホウ珪酸ガラス等のガラス材料やポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）等のシリコンゴムあるいはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂などが使用可能である。
【００４８】
流体貯留部材６１の流体貯留部６２は、フィルム部材２０に形成された貫通孔６３と、この貫通穴６３に連通する絶縁部材６６の貫通孔６７とを介して、流路板２の微細流路１１に連通するように構成される。
【００４９】
第４の実施形態のマイクロチップ１においては、微細流路１１を流れる流体が、フィルム部材２０及び絶縁部材６６に形成された貫通孔６３、６７を介して流体貯留部材６１の流体貯留部６２に貯留される。これにより流路１１と流体貯留部６２とが連通することとなり、この結果、薄膜熱電対２１の測温接点２４及び加熱体３１は、流体内に浸漬された状態となる。かくして薄膜熱電対２１においては、流体の温度を直接計測することができ、また加熱体３１においては、絶縁部材６６を挟んで測温接点２４に対峙する位置に形成されていることにより、流路内において加熱及び温度計測を同一地点で行うことができる。
【００５０】
なお第４の実施形態においては、流体貯留部６２を設けて薄膜熱電対２１の測温接点２４及び加熱体３１を流体内に浸漬する場合について述べたが、これに限られるものではなく、流体貯留部６２を設けることなく、微細流路１１内に直接浸漬するようにしてもよい。すなわち図１８に示すように、このマイクロチップ１は、互いに連通する微細流路１１Ａ、１１Ｂを有する流路板２Ａ、２Ｂの間に、薄膜熱電対２１及び加熱体３１を形成したフィルム部材２０を介挿する構成を有する。
【００５１】
フィルム部材２０において、一方の面には薄膜熱電対２１が形成され、他方の面には、薄膜熱電対２１に対峙するように加熱体３１が形成されている。また加熱体３１が形成された面には、絶縁部材７１が積層されている。またフィルム部材２１及び絶縁部材７１には、複数の貫通孔７２が形成されている。
【００５２】
このようなフィルム部材２０及び絶縁部材７１を流路板２Ａ、２Ｂ間に介挿することにより、図１９に示すように、微細流路１１Ａ、１１Ｂの連通部分に薄膜熱電対２１の第１の金属膜２２と第２の金属膜２３との接触部位である測温接点と、加熱体３１と、貫通孔７２が配設される。これにより、微細流路１１Ａ、１１Ｂを流れる流体は、貫通孔７２を介して流れることにより、この流体内に測温接点及び加熱体３１が浸漬されることになる。従って流体の温度を高精度で計測することができる。またフィルム部材２０の一方の面に薄膜熱電対２１の測温接点２４を形成し、他方の面の測温接点２４に対峙する位置に加熱体３１を形成してこれらを流路内に配設するようにしたことにより、流路内において加熱及び温度計測を同一地点で行うことができる。
【００５３】
因みに、図１８及び図１９に示すマイクロチップ１においては、薄膜熱電対２１と加熱体３１とを併設した構成を有しているが、薄膜熱電対２１のみを設ける構成とする場合には、例えば図２０に示すように、一方の面に薄膜熱電対２１のみを形成したフィルム部材２０を流路板２Ａ、２Ｂ間に介挿するように構成すればよい。この場合、加熱体３１が設けられていないことにより、図１８及び図１９について上述した絶縁部材７１を設ける必要はない。
【００５４】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態に係るマイクロチップ１は、図２１に示すように、微細流路１１が凹設された第１の部材である流路板２と、この流路板２に対して微細流路１１が設けられた部位に対峙する空隙部８２が設けられてなる空隙槽８１と、これらの間に介挿される遮蔽部材であるフィルム部材２０とを備える。
【００５５】
フィルム部材２０において、微細流路１１に面した一方の面には第１の金属膜（クロメル）２２と第２の金属膜（アルメル）２３とが成膜されて薄膜熱電対２１が形成されている。この薄膜熱電対２１の第１の金属膜２２と第２の金属膜２３との接触部位である測温接点２４が微細流路１１に露出するように構成されている。またフィルム部材２０において、空隙槽８１の空隙部８２に面した他方の面には、加熱体３１及びこの電極３２Ａ、３２Ｂが形成されており、加熱体３１は、空隙部８２に露出するように構成されている。
【００５６】
これにより図２２に示すように、空隙部８２及び微細流路１１に挟まれた位置に加熱体３１と薄膜熱電対２１の測温接点２４が配設される。
【００５７】
この第５の実施形態のマイクロチップ１においては、微細流路１１内に薄膜熱電対２１の測温接点２４が配設されることにより、流路を流れる流体の温度を直接計測することができる。また、加熱体３１が空隙部８２に面した位置に配設されることにより、空隙部８２が断熱層を構成することになり、これにより加熱体３１の熱を効率良く流体に伝えることができる。またフィルム部材２０の一方の面に薄膜熱電対２１の測温接点２４を形成し、他方の面の測温接点２４に対峙する位置に加熱体３１を形成するように構成したことにより、流路の同一地点において加熱及び温度計測を行うことができる。
【００５８】
なお、薄膜熱電対２１の表面に酸化シリコンやポリイミドの保護膜を形成するようにしてもよい。このようにすれば、薄膜熱電対２１を侵食する流体を用いる場合に薄膜熱電対２１の侵食を防止することができる。
【００５９】
（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態に係るマイクロチップ１は、図２３に示すように、流体が移動するための流路１１が設けられた流路板９１と、流路１１が設けられた面に積層された封止板９５と、封止板９５の流路板９１に接する面の裏面側において、流路１１外に絶縁部材９４を介して測温接点２４が配設された薄膜熱電対２１と、一方の端部が測温接点２４に接触すると共に他方の端部が流路１１内に配設され、例えば銅のように薄膜熱電対２１の金属膜に比べて熱伝導率が高い温度計測子９３とを備える。
【００６０】
第６の実施形態のマイクロチップ１においては、温度計測子９３が微細流路１１内の流体に直接接することにより、この温度計測子９３を介して流体の熱が微細流路１１外に設けられた薄膜熱電対２１の測温接点２４に伝達される。これにより、測温接点２４を微細流路１１内に設けることなく、流体の温度を高精度で計測することができる。
【００６１】
（第７の実施形態）
本発明の第７の実施形態に係るマイクロチップ１は、図２４に示すように、第２の部材であるフィルム部材２０の表面上において、第１の方向に延設し、第１の方向と交差する第２の方向に一定間隔を持って配列された複数の第１の金属線（線状の金属膜２２）と、フィルム部材２０の表面上において、第２の方向に延設し、第１の方向に一定間隔を持って配列された複数の第２の金属線（線状の金属膜２３）と、を更に備え、複数の第１の金属線の一部の第１の金属線、及び複数の第２の金属線の一部の第２の金属線を切断し、この切断されない他部の第１の金属線と他部の第２の金属線との交差した領域を、薄膜熱電対２１の測温接点２４として使用する。
【００６２】
すなわち図２４において、マイクロチップ１は、複数の線状の第１の金属膜（クロメル）２２と複数の線状の第２の金属膜（アルメル）２３とがメッシュ状に形成されたポリイミド樹脂等の材料でなるフィルム部材２０を、微細流路が設けられた流路板に積層された構成を有する。フィルム部材２０において、複数の第１の金属膜２２と複数の第２の金属とがメッシュ状に形成されていることにより、これらの接触部位である測温接点２４が複数形成されている。
【００６３】
図２５に示すように、流路板２及びフィルム部材２０は、複数の測温接点２４のいずれかが微細流路１１内に配設されるように積層されており、微細流路１１内に配設された測温接点２４によって微細流路１１を流れる流体の温度を直接計測するようになされている。
【００６４】
またフィルム部材２０において、各測温接点２４の配設位置の裏面側には、図２１について上述した場合と同様にして、ＩＴＯ等の電気抵抗体でなる加熱体（図示せず）が形成されており微細流路１１を流れる流体を加熱することができる。
【００６５】
因みに図２５に示すように、フィルム部材２０において、各測温接点２４の配設位置の裏面側には、熱伝導率の低い構造部材１０１に囲まれた空隙部１００が設けられており、さらにこの空隙部１００は裏打ち構造部材１０２によって閉塞されている。このように各測温接点２４に対して空隙部１００が設けられていることにより、この空隙部１００の断熱作用によって隣接する測温接点２４への熱の伝達を抑制することができる。因みに、構造部材１０１の熱伝導率が十分に低い場合には、空隙部１００を設ける必要はない。
【００６６】
ここで、複数の測温接点２４のいずれかを選択的に使用する場合、図２６に示すように、微細流路１１に配設される複数の第１の金属膜２２と複数の第２の金属膜２３との各接触部位のうち、微細流路１１に配設される接触部位（測温接点２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ）のみが導通状態となるように第１の金属膜２２及び第２の金属膜２３の必要個所を切断する。
【００６７】
この場合、複数の第１の金属膜２２と複数の第２の金属膜２３の各接触部位間に設けられた複数の加熱体（図示せず）のいずれかを加熱することにより、この加熱体に隣接した第１の金属膜２２又は第２の金属を蒸発させてこれらの金属を切断することができる。
【００６８】
このようにして微細流路１１に配設される測温接点２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃのみを導通状態とした後、計測部１１１、１１２、１１３によって各測温接点２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃの温度を計測する。
【００６９】
かくして複数の測温接点２４のうちいずれか１つ又は２つ以上を選択的に使用し得るフィルム部材２０を用いれば、微細流路１１の形成位置が異なる種々の流路板２に対して、容易に測温接点２４を位置決めすることができる。
【００７０】
なお図２７に示すように、フィルム部材２０においては、それぞれ複数の測温接点２４が形成された複数のクラスタ２０Ａ、２０Ｂ、……が並設されていることにより、クラスタ内での微細流路１１に合わせた測温接点２４の選択に加えて、広範囲での測温接点２４の選択ができ、これにより例えば流路板２に形成された微細流路１１の複数箇所での温度計測や、微細流路１１が複数設けられている場合における各微細流路１１の温度計測等を容易に行うことができる。なお図２７においては、図２４、図２６において図示を省略した第１の金属膜２２及び第２の金属膜２３をそれぞれ切断する加熱体１３０を示している。
【００７１】
なお上述の実施形態においては、加熱体によって第１の金属膜２２及び第２の金属膜２３の一部を切断して測温接点２４を選択するようにしたが、測温接点２４の選択方法はこれに限らず、例えば図２８に示すように、複数の第１の金属膜２２のいずれかを選択的に切り換える一端子選択ユニット１２１と、複数の第２の金属膜２３のいずれかを選択的に切り替える一端子選択ユニット１２２を設け、これらによって選択した第１の金属膜２２と第２の金属膜２３とから得られる温度計測結果を計測部１２３によって計測するようにしてもよい。このようにすれば、第１の金属膜２２及び第２の金属膜２３を切断することなく、所望の測温接点２４を使用することができ、必要に応じて温度計測位置を切り換えることができる。なお測温接点２４を含む金属膜からの引出し線のループが複数あっても、各ループ相互に絶縁を図るようにすれば、金属膜の選択は１組に限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るマイクロチップの模式図である。
【図２】図１のマイクロチップの構成を示す斜視図である。
【図３】図１のマイクロチップのＡ−Ａ線を断面にとって示す断面図である。
【図４】図１のマイクロチップに用いられる薄膜熱電対の製造工程を示す略線図である。
【図５】図１のマイクロチップに用いられる薄膜熱電対及び加熱体の製造工程を示す略線図である。
【図６】図１のマイクロチップに用いられる薄膜熱電対及び加熱体の製造工程を示す略線図である。
【図７】図１のマイクロチップに用いられる薄膜熱電対及び加熱体の製造工程を示す略線図である。
【図８】薄膜熱電対の電極の接続方法を示す斜視図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るマイクロチップの構成を示す斜視図である。
【図１０】図９のマイクロチップの断面図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係るマイクロチップの構成を示す斜視図である。
【図１２】図１１のマイクロチップに用いられる薄膜熱電対の製造工程を示す略線図である。
【図１３】図１１のマイクロチップに用いられる薄膜熱電対の製造工程を示す略線図である。
【図１４】本発明の第４の実施形態に係るマイクロチップの構成を示す斜視図である。
【図１５】図１４のマイクロチップに用いられる薄膜熱電対の構成を示す斜視図である。
【図１６】図１４のマイクロチップに用いられる加熱体の構成を示す斜視図である。
【図１７】図１４のマイクロチップの構成を示す斜視図である。
【図１８】第４の実施形態の変形例を示す斜視図である。
【図１９】第４の実施形態の変形例を示す斜視図である。
【図２０】第４の実施形態の変形例を示す斜視図である。
【図２１】本発明の第５の実施形態に係るマイクロチップの構成を示す断面図である。
【図２２】図２１のマイクロチップの空隙部を示す略線的平面図である。
【図２３】本発明の第６の実施形態に係るマイクロチップの構成を示す断面図である。
【図２４】本発明の第７の実施形態に係るマイクロチップの構成を示す略線的平面図である。
【図２５】図２４のマイクロチップの構成を示す断面図である。
【図２６】図２４のマイクロチップの測温接点の選択方法の説明に供する略線的平面図である。
【図２７】図２４のマイクロチップの薄膜熱電対の形成状態を示す略線的平面図である。
【図２８】図２４のマイクロチップの変形例を示す略線的平面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１ マイクロチップ
２ 流路板
１１ 微細流路
２０ フィルム部材
２２ 第１の金属
２３ 第２の金属
２４ 測温接点
２７ 折り曲げ部分
３０ 封止板
３１ 加熱体
３２Ａ、３２Ｂ 電極
４４ 異方性導電膜
４５ フレキシブル基板
６１ 流体貯留部材
６２ 流体貯留部
６３、６７ 貫通孔
８１ 空隙槽
８２、１００ 空隙部
９３ 熱伝導部材
１０１ 構造部材
１０２ 裏打ち部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細流路構造体に関し、特に微量な化学物質の反応や合成分析を行うマイクロチップの微細流路構造体及び微細流路構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療や環境などの分析に用いるサンプルや試薬量の極小化、反応の高速化が可能なことからマイクロチップにおけるマイクロ空間で化学反応を行うことが注目を集めている。例えば遺伝子解析に用いられるマイクロチップとして、非特許文献１に示されているように、遺伝子増幅及び遺伝子解析を同一チップ上で行うようになされた高速かつ簡便なものが開発されている。
【０００３】
化学分析に用いられるマイクロチップにおいては、微細流路を流れる試薬を、混合、加熱等の処理により反応させることにより、特定物質の検出や化学反応のメカニズムを分析するようになされている。このようなマイクロチップにおいては、微細流路を流れる試薬の温度を温度センサを用いて計測することにより温度管理するようにもなされている。
【０００４】
微細流路を流れる試薬の温度を計測するための温度センサの実装形態として、例えば特許文献１に提案されているように、微細流路に隣接する構造体（メンブラン）の内部に熱電対等の温度センサを埋め込んだ構成のものが考えられている。
【非特許文献１】栄研化学株式会社、News Release「ＬＡＭＰ法を利用した簡便・高感度・迅速な新型マイクロチップ技術の開発に成功」、2004年6月21日、http://www.eiken.co.jp/news/pdf/2004621-1.pdf
【特許文献１】特開２００３−３５６１１号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、構造体の内部に温度センサを埋め込んだ構成では、微細流路を流れる試薬等に温度センサが直接触れることがなく、微細流路に隣接する構造体の温度により間接的に試薬の温度を計測することになる。このように従来の温度センサを実装したマイクロチップにおいては、微細流路を流れる試薬の正確な温度を計測することが困難であった。
【０００６】
本発明は、このような技術的課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、流路を流れる流体の温度を高精度に計測することができる微細流路構造体及び微細流路構造体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】
【０００７】
本発明の実施の形態に係る特徴は、微細流路構造体において、少なくとも１つの面に流路が設けられた流路板と、流路が設けられた少なくとも１つの面に積層された封止板と、封止板の流路板に接する面に設けられた第１の金属と、流路に対応する位置に第１の金属との測温接点が位置するように封止板の流路板に接する面に設けられた第２の金属とを備えることである。
【０００８】
また、本発明の実施の形態に係る特徴は、微細流路構造体において、少なくとも１つの面に流路が設けられた流路板と、流路が設けられた面に積層された可撓性部材と、可撓性部材を挟んで流路板に積層された封止板と、可撓性部材の流路板に接する面に設けられた第１の金属と、流路に対応する位置に第１の金属との測温接点が位置するように可撓性部材の流路板に接する面に設けられた第２の金属とを備え、測温接点は、可撓性部材において、部分的に切り起こして流路内に吊下げられた位置に配設されていることである。
【０００９】
また、本発明の実施の形態に係る特徴は、微細流路構造体の製造方法において、少なくとも１つの面に流路が設けられた流路板の流路が設けられた少なくとも１つの面に積層される絶縁部材の表面上に第１の金属膜を形成する工程と、第１の金属膜上にその一部が接触する第２の金属膜を形成し、第１の金属膜と第２の金属膜とが接触する部分に測温接点を形成する工程と、絶縁部材の裏面上において、測温接点に対峙する領域に加熱体を形成する工程とを備えたことである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、微細流路を流れる流体の温度を高精度で計測することができる微細流路構造体を提供することができる。また本発明によれば、微細流路を流れる流体の温度を高精度で計測することができる微細流路構造体を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１２】
（第１の実施形態）
[微細流路構造体の構成]
本発明の第１の実施形態に係る微細流路構造体であるマイクロチップ１は、図１に示すように、流体が移動するための流路１１と、流路１１内に測温接点２４が配設された薄膜熱電対２１とを備える。
【００１３】
図１に示すマイクロチップ１は、その全体が概ね数ｍｍ〜数十ｍｍオーダの大きさであり、試薬等の流体が移動するための微細流路１１が内部に設けられ、この微細流路１１を外部に連通させる試料導入孔１２、１３と、試料導出孔１４とが設けられている。試料導入孔１２、１３から試薬等の流体を微細流路１１に導入すると共に、微細流路１１を流れた流体を試料導出孔１４から導出するようになされている。微細流路１１の幅、高さは数μｍ〜数百μｍが好ましいが、用途に応じて数μｍ以下のもの及び数百μｍ以上のものも考えられる。
【００１４】
マイクロチップ１においては、微細流路１１の一部に微細流路１１を流れる流体の温度を計測するための温度センサとして、薄膜熱電対２１が設けられている。この薄膜熱電対２１は、第１の金属膜２２と第２の金属膜２３とが接触部位（以下これを測温接点と呼ぶ）２４において接触しており、第１の金属膜２２及び第２の金属膜２３の各出力端Ｔ１及びＴ２間において、測温接点２４の温度に応じた熱起電力が得られるようになされている。この実施形態においては、第１の金属膜２２の材質としてクロメルが使用され、第２の金属膜２３の材質としてアルメルが使用される。測温接点２４は、微細流路１１内に配設され、これにより第１の金属膜２２及び第２の金属膜２３の各出力端Ｔ１及びＴ２間においては、微細流路１１内の温度に応じた熱起電力が得られる。すなわちこの熱起電力により微細流路１１内の温度を計測することができる。
【００１５】
またマイクロチップ１には、微細流路１１の第１の金属膜２２と第２の金属膜２３との測温接点２４が配設された領域を加熱するための加熱体３１が設けられている。この加熱体３１には、電極３２Ａ、３２Ｂが引き回されており、この電極３２Ａ、３２Ｂを介して通電することにより、加熱体３１を加熱させることができる。
【００１６】
図２は、マイクロチップ１の構造を示し、このマイクロチップ１は、エッチングや転写成形により微細流路１１が設けられた流路板２と、流路板２の微細流路１１が設けられた面と接する面に第１の金属２１及び第２の金属膜２２でなる薄膜熱電対がパターニングされていると共に他方の面に加熱体３１及びその電極３２Ａ、３２Ｂが形成された封止板３０とを積層した構成を有する。封止板３０には、流路板２の微細流路１１に連通する試料導入孔１２Ａ、１３Ａと、試料導出孔１４Ａが形成されている。
【００１７】
流路板２は、材質として、石英又はホウ珪酸ガラス等のガラス材料やポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）等のシリコンゴムあるいはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂などが使用可能である。さらに流路板２の材質としては、二重構造の上層には光を透過させるために透明なガラス材料が望まれているが、この場合には下層に用いられる材料の材質として、加工性がよく耐薬品性が高いＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、シリコン、ステンレス等の金属材料が用いられる。また全体に不透明なＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、シリコン、ステンレス等の金属材料が用いられる場合もある。
【００１８】
封止板３０の材質としては、石英又はホウ珪酸ガラス等のガラス材料やポリイミド等の樹脂材料が用いられる。
【００１９】
封止板３０の流路板２に接する面に形成された薄膜熱電対２１は、その第１の金属２１と第２の金属膜２３との測温接点２４が微細流路１１に対して露出するように配設されている。また封止板３０の他方の面には、薄膜熱電対２１の接触部位２１に対向する位置に加熱体３１が形成されている。
【００２０】
図３は、図１のＡ−Ａ線を断面にとって示す断面図であり、流路板２に対して封止板３０を積層した状態においては、薄膜熱電対２１の第１の金属膜２２と第２の金属膜２３との測温接点２４が微細流路１１を流れる流体に直接接するようになされている。これにより流体の温度を高精度で計測することができる。
【００２１】
また封止板３０においては、微細流路１１に接する面とは反対側の面において、薄膜熱電対２１の測温接点２４に対向する位置に加熱体３１が形成されており、これにより、加熱体３１による流体の加熱と、第１の金属膜２２と第２の金属膜２３との測温接点２４による温度計測とが近接した位置においてなされる。かくして微細流路１１においては、ほぼ同一地点において加熱及び温度計測が行われることにより、微細流路１１における局所的な加熱及び温度計測を実現することができる。
【００２２】
[薄膜熱電対及び加熱体の形成方法]
次に、本発明の実施形態に係るマイクロチップ１に用いられる薄膜熱電対２１及び加熱体３１の形成方法について、図４〜図８を用いて説明する。
【００２３】
薄膜熱電対２１の形成工程として、まず、封止板３０の表面に第１の金属であるクロメルのパターンを形成する。すなわち、図４（ａ）に示すように、石英又はホウ珪酸ガラス等のガラス材料やポリイミド等の樹脂材料でなる封止板３０に第１の金属膜２２であるクロメルをスパッタリングにより成膜する。この膜厚は、薄すぎるとオーバーエッチングとなった際に断線し易くなる等、信頼性を確保することが難しくなり、これに対して厚すぎると生産性が落ちると共に膜の応力によって密着性が低下する原因となる。これによりクロメルの膜厚は、１００ｎｍ〜１０００ｎｍが望ましい。この実施形態においては、この膜厚を１００ｎｍ〜３００ｎｍに設定する。
【００２４】
クロメルを成膜した後、図４（ｂ）に示すように、クロメル層の表面にフォトレジストを滴下し、スピンコートによってレジスト膜４１を形成する。そして図４（ｃ）に示すように、石英ガラス上にＣｒ等によってクロメルの必要なパターンが描かれたマスク４２をフォトレジスト４１の表面から離れた位置に配置し、紫外線を照射することにより、フォトレジスト４１上にパターンを転写する。
【００２５】
さらに図５（ａ）に示すように、紫外線が照射された露光部を現像液によって除去することにより、フォトレジスト４１のパターンを形成する。その後、オーブン等を用いて加熱し、フォトレジスト４１を焼結させる。
【００２６】
そして図５（ｂ）に示すように、エッチング液を用いて第１の金属膜２２であるクロメルをエッチングした後、図５（ｃ）に示すように、レジスト剥離剤を用いてフォトレジスト４１を剥離させる。これにより、封止板３０の表面に第１の金属膜２２であるクロメルのパターンが形成される。
【００２７】
次に、クロメルのパターンが形成された封止板３０に第２の金属膜２３であるアルメルのパターンを形成する。すなわち、図６（ａ）に示すように、第１の金属膜２２であるクロメルのパターンが形成された封止板３０の表面に対して、第２の金属膜２３であるアルメルをスパッタリングにより成膜する。この場合、第２の金属膜（アルメル）２３の膜厚は、第１の金属膜（クロメル）２２の膜厚に対して同等以上にすることが好ましい。
【００２８】
これは、封止板３０に第１の金属膜（クロメル）２２が形成されていない領域から、封止板３０に第１の金属膜（クロメル）２２が形成されている領域に、第２の金属膜（アルメル）２３がまたがる部分において、第２の金属膜（アルメル）２３の断線に対する信頼性が向上するためである。従って、この実施形態では、第２の金属膜（アルメル）２３の膜厚は、第１の金属膜（クロメル）２２の膜厚に対して３倍に設定されている。
【００２９】
そして成膜された第２の金属膜（アルメル）２３に対して、フォトレジスト塗布、露光、現像、エッチングの手順により、アルメルを選択エッチングすることにより、図６（ｂ）に示すような第２の金属膜（アルメル）２３のパターンを形成する。
【００３０】
かくして封止板３０の表面には、第１の金属膜（クロメル）２２と第２の金属膜（アルメル）２３とが測温接点２４において接触した薄膜熱電対２１が形成される。なお、微細流路１１内を流れる流体が薄膜熱電対２１を腐食しない場合は、この状態で薄膜熱電対２１を用いることになるが、流体が薄膜熱電対２１を腐食する可能性がある場合には、薄膜熱電対２１を保護、絶縁するためのシリコン酸化膜をスパッタリングにより成膜する。これにより図６（ｃ）に示すように、薄膜熱電対２１が形成された封止板３０の表面に保護膜４３が形成される。なおこの保護膜４３としては、ポリイミド等の樹脂材を用いてもよく、この場合には、樹脂材を表面に塗布することにより保護膜４３を形成する。
【００３１】
次に、薄膜熱電対２１が形成された封止板３０に対して、薄膜熱電対２１が形成された面とは反対側の面に加熱手段としての加熱体３１を形成する。この加熱体３１の形成工程において、まず、図７（ａ）に示すように、封止板３０の表面に電気抵抗体であるＩＴＯ（酸化インジウムスズ）膜（透明抵抗膜）をスパッタリングにより成膜する。
【００３２】
そしてＩＴＯ膜に対して、フォトレジスト塗布、露光、現像、エッチングの手順によってエッチング処理を施すことにより、図７（ｂ）に示すように、ＩＴＯ膜でなる加熱体３１を形成する。さらに加熱体３１に電流を流すための電極３２Ａ、３２Ｂを形成するため、図７（ｃ）に示すように、抵抗値の低い金属膜（例えばＡｕ膜）３２をスパッタリングにより成膜する。但し成膜する金属としてＡｕを用いる場合、酸化膜や樹脂材等に対して十分な密着性を保つことが困難であることにより、下地としてＣｒ等の薄膜を密着層として成膜することが好ましい。また、長期使用により封止板３０と金属膜３２とが金属拡散によって強度が低下する可能性がある場合、バリアメタルとしてＴｉやＮｉ等を成膜することが好ましい。
【００３３】
そして金属膜３２に対して、フォトレジスト塗布、露光、現像、エッチングの手順によってエッチング処理を施すことにより、図７（ｄ）に示すように、加熱体用の電極３２Ａ、３２Ｂをパターニングする。これにより、封止板３０において、薄膜熱電対２１が形成された面とは反対側の面に加熱体３１及び加熱体３１の電極２３Ａ、３２Ｂが形成される。
【００３４】
なお、薄膜熱電対２１から信号を取り出すための構成として、薄膜熱電対２１の端子Ｔ１、Ｔ２（図１）に対してハンダにより補償導線を接続する構成が考えられるが、薄膜熱電対２１が微細化、多点化した構成にあっては、熱圧着異方性導電膜を用いる。この場合、図８に示すように、封止板３０の一辺に複数の薄膜熱電対２１の各電極Ｔ１、Ｔ２を並列に形成し、この電極Ｔ１、Ｔ２に対して異方性導電膜（ＡＣＦ）４４を介してフレキシブル基板（ＦＰＣ）４５を熱圧着する。これにより電極Ｔ１、Ｔ２が微細化した構成においても、薄膜熱電対２１の信号を確実に取り出すことができる。
【００３５】
なお本実施形態においては、封止板３０の一方の面に薄膜熱電対２１を形成し、他方の面に加熱体３１を形成する場合について述べたが、本発明はこれに限られるものではなく、薄膜熱電対２１に保護膜４３を形成した場合（図６（ｃ））には、この保護膜４３上に加熱体３１を形成するようにしてもよい。
【００３６】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係るマイクロチップ１は、第１の実施形態に係るマイクロチップ１において、薄膜熱電対２１の取り付け構造を代えた例を説明するものである。すなわち図９に示すように、第２の実施形態に係るマイクロチップ１は、加熱体３１が形成された封止板３０と流路板２との間に、薄膜熱電対２１がパターニングされた可撓性を有する可撓性部材であるフィルム部材２０を挿入した構成を有する。
【００３７】
フィルム部材２０の材質としては、ポリイミド等の樹脂材料が用いられ、その流路板２と接する面に薄膜熱電対２１がパターニングされている。またフィルム部材２０には、薄膜熱電対２１の第１の金属膜２２と第２の金属膜２３との測温接点２４を取り囲む位置に一辺を残して切り込み２６が形成されている。この切り込み２６の幅Ｌは、微細流路１１の幅よりも小さく形成されており、この切り込み２６に囲まれた部分を微細流路１１側に折り曲げることにより、この折り曲げ部分２７を微細流路１１内の中央部分に配設することができる。この折り曲げ部分２７には、第１の金属膜２２と第２の金属膜２３との測温接点２４が含まれており、これによりこの測温接点２４は、微細流路１１内の中央部分に吊下される。
【００３８】
図１０は、微細流路１１内へのフィルム部材２０の折り曲げ状態を示し、微細流路１１内に折り曲げられたフィルム部材２０の折り曲げ部分２７には、第１の金属膜２２と第２の金属膜２３との測温接点２４がパターニングされており、この測温接点２４が微細流路１１の中央部分に配設される。これにより温度検出部を構成する測温接点２４は、微細流路１１を流れる流体のみに接触することとなり、微細流路１１の周囲の構造体である封止板３０の温度に影響されることなく、流体の温度を高精度で計測することができる。
【００３９】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係るマイクロチップ１は、図１１に示すように、微細流路１１が設けられた第１の部材である流路板２を封止する第２の部材である封止板３０の一部に微細流路１１と外部とを連通させる貫通孔を形成し、この貫通孔を介して薄膜熱電対２１を外部から微細流路１１内に挿入した構成を有する。この場合、薄膜熱電対２１の先端部の測温接点２４は、微細流路１１内の中央部に配設される。なお図１１においては、加熱体３１を省略して示しているが、封止板３０の微細流路１１に対峙する位置に加熱体３１が設けられているものとする。
【００４０】
この薄膜熱電対２１は、ポリイミド樹脂等でなる絶縁部材としての基板５０の表裏両面に第１の金属膜（クロメル）２２と第２の金属膜（アルメル）とが成膜されてなり、このポリイミド基板５０の一側面である端部においては、第１の金属膜２２と第２の金属とが回り込んで互いに積層された構造を有する。
【００４１】
この薄膜熱電対２１の製造方法は、図１２（ａ）に示すように、基板５０の一方の面にＰＶＤ法（物理蒸着法）により第１の金属膜（クロメル）２２を全面成膜した後、図１２（ｂ）に示すように、一方の面に第１の金属膜２２が成膜された基板５０の一方の面に対向する他方の面に、ＰＶＤ法により第２の金属膜（アルメル）２３を全面成膜する。このように、ＰＶＤ法により第１の金属膜２２と第２の金属膜２３とを基板５０の両面に成膜することにより、基板５０の一方の面及び他方の面に続く端部をなす一側面である側縁部５０Ａにおいては、第１の金属膜２２が回り込んで成膜された後、第２の金属膜２３が第１の金属膜２２の上に回り込んで成膜されることになる。これにより、この側縁部５０Ａにおいては、第１の金属膜２２と第２の金属とが積層された測温接点２４が構成される。なお、第１の金属膜２２を一方の面（表面）に成膜する際には、他方の面（裏面）をマスクし、第２の金属膜２３を他方の面（裏面）に成膜する際には、一方の面（表面）をマスクするようにしてもよい。
【００４２】
その後、図１３に示すように、第１の金属膜２２と第２の金属膜２３とが全面成膜された基板５０を、第１の金属膜２２と第２の金属膜２３とが積層された側縁部５０Ａに直交する方向に設定された切断線Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３に沿ってレーザー等の微細カッターにより切断することにより、薄膜熱電対２１が得られる。
【００４３】
第３の実施形態のマイクロチップ１において、薄膜熱電対２１の測温接点２４は、微細流路１１を流れる流体のみに接触することとなり、微細流路１１の周囲の構造体である封止板３０の温度に影響されることなく、流体の温度を高精度で計測することができる。
【００４４】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態に係るマイクロチップ１は、図１４に示すように、微細流路１１が設けられた流路板２と、この流路板２に対して微細流路１１が設けられた部位に対峙する流体貯留部６２が設けられてなる流体貯留部材６１と、これらの間に介挿される封止部材としてのフィルム部材２０及び絶縁部材６６とを備える。
【００４５】
このフィルム部材２０は、ポリイミド等の樹脂材でなり、その表面には、図１５（ａ）に示すように、第１の金属膜（クロメル）２２と第２の金属膜（アルメル）２３とが成膜され、その接触部位を測温接点２４とした薄膜熱電対２１を構成している。また図１５（ｂ）に示すように、フィルム部材２０には、一方の面から他方の面に貫通する複数の貫通孔６３が形成されている。
【００４６】
また図１６（ａ）に示すように、フィルム部材２０に積層される絶縁部材６６の表面には、フィルム部材２０に形成された薄膜熱電対２１の測温接点２４に対峙する位置に加熱体３１及びこの電極３２Ａ、３２Ｂが形成されている。この絶縁部材６６には、図１６（ｂ）に示すように、フィルム部材２０に形成された複数の貫通孔６３に連通する複数の貫通孔６７が一方の面から他方の面に貫通するように形成されている。
【００４７】
このようにして互いに積層されてなるフィルム部材２０及び絶縁部材６６を挟み込むように流体貯留部材６１が設けられる。この流体貯留部材６１は、流路板２と同様にして、石英又はホウ珪酸ガラス等のガラス材料やポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）等のシリコンゴムあるいはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂などが使用可能である。
【００４８】
流体貯留部材６１の流体貯留部６２は、フィルム部材２０に形成された貫通孔６３と、この貫通穴６３に連通する絶縁部材６６の貫通孔６７とを介して、流路板２の微細流路１１に連通するように構成される。
【００４９】
第４の実施形態のマイクロチップ１においては、微細流路１１を流れる流体が、フィルム部材２０及び絶縁部材６６に形成された貫通孔６３、６７を介して流体貯留部材６１の流体貯留部６２に貯留される。これにより流路１１と流体貯留部６２とが連通することとなり、この結果、薄膜熱電対２１の測温接点２４及び加熱体３１は、流体内に浸漬された状態となる。かくして薄膜熱電対２１においては、流体の温度を直接計測することができ、また加熱体３１においては、絶縁部材６６を挟んで測温接点２４に対峙する位置に形成されていることにより、流路内において加熱及び温度計測を同一地点で行うことができる。
【００５０】
なお第４の実施形態においては、流体貯留部６２を設けて薄膜熱電対２１の測温接点２４及び加熱体３１を流体内に浸漬する場合について述べたが、これに限られるものではなく、流体貯留部６２を設けることなく、微細流路１１内に直接浸漬するようにしてもよい。すなわち図１８に示すように、このマイクロチップ１は、互いに連通する微細流路１１Ａ、１１Ｂを有する流路板２Ａ、２Ｂの間に、薄膜熱電対２１及び加熱体３１を形成したフィルム部材２０を介挿する構成を有する。
【００５１】
フィルム部材２０において、一方の面には薄膜熱電対２１が形成され、他方の面には、薄膜熱電対２１に対峙するように加熱体３１が形成されている。また加熱体３１が形成された面には、絶縁部材７１が積層されている。またフィルム部材２１及び絶縁部材７１には、複数の貫通孔７２が形成されている。
【００５２】
このようなフィルム部材２０及び絶縁部材７１を流路板２Ａ、２Ｂ間に介挿することにより、図１９に示すように、微細流路１１Ａ、１１Ｂの連通部分に薄膜熱電対２１の第１の金属膜２２と第２の金属膜２３との接触部位である測温接点と、加熱体３１と、貫通孔７２が配設される。これにより、微細流路１１Ａ、１１Ｂを流れる流体は、貫通孔７２を介して流れることにより、この流体内に測温接点及び加熱体３１が浸漬されることになる。従って流体の温度を高精度で計測することができる。またフィルム部材２０の一方の面に薄膜熱電対２１の測温接点２４を形成し、他方の面の測温接点２４に対峙する位置に加熱体３１を形成してこれらを流路内に配設するようにしたことにより、流路内において加熱及び温度計測を同一地点で行うことができる。
【００５３】
因みに、図１８及び図１９に示すマイクロチップ１においては、薄膜熱電対２１と加熱体３１とを併設した構成を有しているが、薄膜熱電対２１のみを設ける構成とする場合には、例えば図２０に示すように、一方の面に薄膜熱電対２１のみを形成したフィルム部材２０を流路板２Ａ、２Ｂ間に介挿するように構成すればよい。この場合、加熱体３１が設けられていないことにより、図１８及び図１９について上述した絶縁部材７１を設ける必要はない。
【００５４】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態に係るマイクロチップ１は、図２１に示すように、微細流路１１が凹設された第１の部材である流路板２と、この流路板２に対して微細流路１１が設けられた部位に対峙する空隙部８２が設けられてなる空隙槽８１と、これらの間に介挿される遮蔽部材であるフィルム部材２０とを備える。
【００５５】
フィルム部材２０において、微細流路１１に面した一方の面には第１の金属膜（クロメル）２２と第２の金属膜（アルメル）２３とが成膜されて薄膜熱電対２１が形成されている。この薄膜熱電対２１の第１の金属膜２２と第２の金属膜２３との接触部位である測温接点２４が微細流路１１に露出するように構成されている。またフィルム部材２０において、空隙槽８１の空隙部８２に面した他方の面には、加熱体３１及びこの電極３２Ａ、３２Ｂが形成されており、加熱体３１は、空隙部８２に露出するように構成されている。
【００５６】
これにより図２２に示すように、空隙部８２及び微細流路１１に挟まれた位置に加熱体３１と薄膜熱電対２１の測温接点２４が配設される。
【００５７】
この第５の実施形態のマイクロチップ１においては、微細流路１１内に薄膜熱電対２１の測温接点２４が配設されることにより、流路を流れる流体の温度を直接計測することができる。また、加熱体３１が空隙部８２に面した位置に配設されることにより、空隙部８２が断熱層を構成することになり、これにより加熱体３１の熱を効率良く流体に伝えることができる。またフィルム部材２０の一方の面に薄膜熱電対２１の測温接点２４を形成し、他方の面の測温接点２４に対峙する位置に加熱体３１を形成するように構成したことにより、流路の同一地点において加熱及び温度計測を行うことができる。
【００５８】
なお、薄膜熱電対２１の表面に酸化シリコンやポリイミドの保護膜を形成するようにしてもよい。このようにすれば、薄膜熱電対２１を侵食する流体を用いる場合に薄膜熱電対２１の侵食を防止することができる。
【００５９】
（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態に係るマイクロチップ１は、図２３に示すように、流体が移動するための流路１１が設けられた流路板９１と、流路１１が設けられた面に積層された封止板９５と、封止板９５の流路板９１に接する面の裏面側において、流路１１外に絶縁部材９４を介して測温接点２４が配設された薄膜熱電対２１と、一方の端部が測温接点２４に接触すると共に他方の端部が流路１１内に配設され、例えば銅のように薄膜熱電対２１の金属膜に比べて熱伝導率が高い温度計測子９３とを備える。
【００６０】
第６の実施形態のマイクロチップ１においては、温度計測子９３が微細流路１１内の流体に直接接することにより、この温度計測子９３を介して流体の熱が微細流路１１外に設けられた薄膜熱電対２１の測温接点２４に伝達される。これにより、測温接点２４を微細流路１１内に設けることなく、流体の温度を高精度で計測することができる。
【００６１】
（第７の実施形態）
本発明の第７の実施形態に係るマイクロチップ１は、図２４に示すように、第２の部材であるフィルム部材２０の表面上において、第１の方向に延設し、第１の方向と交差する第２の方向に一定間隔を持って配列された複数の第１の金属線（線状の金属膜２２）と、フィルム部材２０の表面上において、第２の方向に延設し、第１の方向に一定間隔を持って配列された複数の第２の金属線（線状の金属膜２３）と、を更に備え、複数の第１の金属線の一部の第１の金属線、及び複数の第２の金属線の一部の第２の金属線を切断し、この切断されない他部の第１の金属線と他部の第２の金属線との交差した領域を、薄膜熱電対２１の測温接点２４として使用する。
【００６２】
すなわち図２４において、マイクロチップ１は、複数の線状の第１の金属膜（クロメル）２２と複数の線状の第２の金属膜（アルメル）２３とがメッシュ状に形成されたポリイミド樹脂等の材料でなるフィルム部材２０を、微細流路が設けられた流路板に積層された構成を有する。フィルム部材２０において、複数の第１の金属膜２２と複数の第２の金属とがメッシュ状に形成されていることにより、これらの接触部位である測温接点２４が複数形成されている。
【００６３】
図２５に示すように、流路板２及びフィルム部材２０は、複数の測温接点２４のいずれかが微細流路１１内に配設されるように積層されており、微細流路１１内に配設された測温接点２４によって微細流路１１を流れる流体の温度を直接計測するようになされている。
【００６４】
またフィルム部材２０において、各測温接点２４の配設位置の裏面側には、図２１について上述した場合と同様にして、ＩＴＯ等の電気抵抗体でなる加熱体（図示せず）が形成されており微細流路１１を流れる流体を加熱することができる。
【００６５】
因みに図２５に示すように、フィルム部材２０において、各測温接点２４の配設位置の裏面側には、熱伝導率の低い構造部材１０１に囲まれた空隙部１００が設けられており、さらにこの空隙部１００は裏打ち構造部材１０２によって閉塞されている。このように各測温接点２４に対して空隙部１００が設けられていることにより、この空隙部１００の断熱作用によって隣接する測温接点２４への熱の伝達を抑制することができる。因みに、構造部材１０１の熱伝導率が十分に低い場合には、空隙部１００を設ける必要はない。
【００６６】
ここで、複数の測温接点２４のいずれかを選択的に使用する場合、図２６に示すように、微細流路１１に配設される複数の第１の金属膜２２と複数の第２の金属膜２３との各接触部位のうち、微細流路１１に配設される接触部位（測温接点２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ）のみが導通状態となるように第１の金属膜２２及び第２の金属膜２３の必要個所を切断する。
【００６７】
この場合、複数の第１の金属膜２２と複数の第２の金属膜２３の各接触部位間に設けられた複数の加熱体（図示せず）のいずれかを加熱することにより、この加熱体に隣接した第１の金属膜２２又は第２の金属を蒸発させてこれらの金属を切断することができる。
【００６８】
このようにして微細流路１１に配設される測温接点２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃのみを導通状態とした後、計測部１１１、１１２、１１３によって各測温接点２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃの温度を計測する。
【００６９】
かくして複数の測温接点２４のうちいずれか１つ又は２つ以上を選択的に使用し得るフィルム部材２０を用いれば、微細流路１１の形成位置が異なる種々の流路板２に対して、容易に測温接点２４を位置決めすることができる。
【００７０】
なお図２７に示すように、フィルム部材２０においては、それぞれ複数の測温接点２４が形成された複数のクラスタ２０Ａ、２０Ｂ、……が並設されていることにより、クラスタ内での微細流路１１に合わせた測温接点２４の選択に加えて、広範囲での測温接点２４の選択ができ、これにより例えば流路板２に形成された微細流路１１の複数箇所での温度計測や、微細流路１１が複数設けられている場合における各微細流路１１の温度計測等を容易に行うことができる。なお図２７においては、図２４、図２６において図示を省略した第１の金属膜２２及び第２の金属膜２３をそれぞれ切断する加熱体１３０を示している。
【００７１】
なお上述の実施形態においては、加熱体によって第１の金属膜２２及び第２の金属膜２３の一部を切断して測温接点２４を選択するようにしたが、測温接点２４の選択方法はこれに限らず、例えば図２８に示すように、複数の第１の金属膜２２のいずれかを選択的に切り換える一端子選択ユニット１２１と、複数の第２の金属膜２３のいずれかを選択的に切り替える一端子選択ユニット１２２を設け、これらによって選択した第１の金属膜２２と第２の金属膜２３とから得られる温度計測結果を計測部１２３によって計測するようにしてもよい。このようにすれば、第１の金属膜２２及び第２の金属膜２３を切断することなく、所望の測温接点２４を使用することができ、必要に応じて温度計測位置を切り換えることができる。なお測温接点２４を含む金属膜からの引出し線のループが複数あっても、各ループ相互に絶縁を図るようにすれば、金属膜の選択は１組に限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るマイクロチップの模式図である。
【図２】図１のマイクロチップの構成を示す斜視図である。
【図３】図１のマイクロチップのＡ−Ａ線を断面にとって示す断面図である。
【図４】図１のマイクロチップに用いられる薄膜熱電対の製造工程を示す略線図である。
【図５】図１のマイクロチップに用いられる薄膜熱電対及び加熱体の製造工程を示す略線図である。
【図６】図１のマイクロチップに用いられる薄膜熱電対及び加熱体の製造工程を示す略線図である。
【図７】図１のマイクロチップに用いられる薄膜熱電対及び加熱体の製造工程を示す略線図である。
【図８】薄膜熱電対の電極の接続方法を示す斜視図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るマイクロチップの構成を示す斜視図である。
【図１０】図９のマイクロチップの断面図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係るマイクロチップの構成を示す斜視図である。
【図１２】図１１のマイクロチップに用いられる薄膜熱電対の製造工程を示す略線図である。
【図１３】図１１のマイクロチップに用いられる薄膜熱電対の製造工程を示す略線図である。
【図１４】本発明の第４の実施形態に係るマイクロチップの構成を示す斜視図である。
【図１５】図１４のマイクロチップに用いられる薄膜熱電対の構成を示す斜視図である。
【図１６】図１４のマイクロチップに用いられる加熱体の構成を示す斜視図である。
【図１７】図１４のマイクロチップの構成を示す斜視図である。
【図１８】第４の実施形態の変形例を示す斜視図である。
【図１９】第４の実施形態の変形例を示す斜視図である。
【図２０】第４の実施形態の変形例を示す斜視図である。
【図２１】本発明の第５の実施形態に係るマイクロチップの構成を示す断面図である。
【図２２】図２１のマイクロチップの空隙部を示す略線的平面図である。
【図２３】本発明の第６の実施形態に係るマイクロチップの構成を示す断面図である。
【図２４】本発明の第７の実施形態に係るマイクロチップの構成を示す略線的平面図である。
【図２５】図２４のマイクロチップの構成を示す断面図である。
【図２６】図２４のマイクロチップの測温接点の選択方法の説明に供する略線的平面図である。
【図２７】図２４のマイクロチップの薄膜熱電対の形成状態を示す略線的平面図である。
【図２８】図２４のマイクロチップの変形例を示す略線的平面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１ マイクロチップ
２ 流路板
１１ 微細流路
２０ フィルム部材
２２ 第１の金属
２３ 第２の金属
２４ 測温接点
２７ 折り曲げ部分
３０ 封止板
３１ 加熱体
３２Ａ、３２Ｂ 電極
４４ 異方性導電膜
４５ フレキシブル基板
６１ 流体貯留部材
６２ 流体貯留部
６３、６７ 貫通孔
８１ 空隙槽
８２、１００ 空隙部
９３ 熱伝導部材
１０１ 構造部材
１０２ 裏打ち部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの面に流路が設けられた流路板と、
前記流路が設けられた少なくとも１つの面に積層された封止板と、
前記封止板の前記流路板に接する面に設けられた第１の金属と、
前記流路に対応する位置に前記第１の金属との測温接点が位置するように前記封止板の前記流路板に接する面に設けられた第２の金属と、
を備えることを特徴とする微細流路構造体。
【請求項２】
少なくとも１つの面に流路が設けられた流路板と、
前記流路が設けられた面に積層された可撓性部材と、
前記可撓性部材を挟んで前記流路板に積層された封止板と、
前記可撓性部材の前記流路板に接する面に設けられた第１の金属と、
前記流路に対応する位置に前記第１の金属との測温接点が位置するように前記可撓性部材の流路板に接する面に設けられた第２の金属と、
を備え、前記測温接点は、前記可撓性部材において、部分的に切り起こして前記流路内に吊下げられた位置に配設されていることを特徴とする微細流路構造体。
【請求項３】
少なくとも１つの面に流路が設けられた流路板と、
前記流路が設けられた少なくとも１つの面に積層された封止板と、
絶縁部材の一方の面から該一方の面に続く前記絶縁部材の端部をなす一側面に沿って配設された第１の金属と、前記絶縁部材の前記一方の面に対向する他方の面から該他方の面に続く前記一側面に沿って配設され、前記一側面において前記第１の金属上に積層され、前記第１の金属との測温接点を構成する第２の金属とを有し、前記流路内に前記測温接点が位置するように前記封止板の貫通孔に挿入された測温部と、
を備えることを特徴とする微細流路構造体。
【請求項４】
少なくとも１つの面に流路が設けられた流路板と、
前記流路が設けられた少なくとも１つの面に積層され、前記流路に対応する位置において前記流路板に接する面から該接する面の裏面側に貫通する貫通孔を有する封止部材と、
前記封止部材の一方の面に設けられた第１の金属と、
前記流路に対応する位置に前記第１の金属との測温接点が位置するように前記封止部材の前記一方の面に設けられた第２の金属と、
前記封止部材の貫通孔を介して前記流路に連通する流体貯留部を有する流体貯留部材と、
を備えることを特徴とする微細流路構造体。
【請求項５】
少なくとも１つの面に流路が設けられた流路板と、
前記流路が設けられた少なくとも１つの面に積層された封止部材と、
前記封止部材の前記流路板に接する面に設けられた第１の金属と、
前記流路に対応する位置に前記第１の金属との測温接点が位置するように前記封止部材の前記流路板に接する面に設けられた第２の金属と、
前記流路板に接する面の裏面側において前記流路に対応する位置に空隙部を有する空隙槽と、
前記第１及び第２の金属に対して絶縁膜を介して形成された加熱体と、
を備えることを特徴とする微細流路構造体。
【請求項６】
少なくとも１つの面に流路が設けられた流路板と、
前記流路が設けられた少なくとも１つの面に積層された封止板と、
前記封止板の前記流路板に接する面の裏面側に設けられた第１の金属と、
前記裏面側において前記流路に対応する位置に前記第１の金属との測温接点が位置するように設けられた第２の金属と、
一方の端部が前記測温接点に接触すると共に他方の端部が前記流路内に配設され、前記第１及び第２の金属に比べて熱伝導率が高い温度計測子と、
を備えることを特徴とする微細流路構造体。
【請求項７】
前記第１及び第２の金属に対して少なくとも絶縁部材を介して形成された加熱体を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４、請求項６のいずれかに記載の微細流路構造体。
【請求項８】
前記封止板の表面上において、第１の方向に延設し、前記第１の方向と交差する第２の方向に一定間隔を持って配列された線状の複数の前記第１の金属と、
前記封止板の表面上において、前記第２の方向に延設し、前記第１の方向に一定間隔を持って配列された線状の複数の前記第２の金属と、を更に備え、
前記複数の第１の金属のいずれか１つ又は２つ以上、及び前記複数の第２の金属のいずれか１つ又は２つ以上を切断し、この切断されない第１の金属と第２の金属との交差した領域を、前記測温接点として使用することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の微細流路構造体。
【請求項９】
前記複数の第１の金属と前記複数の第２の金属との各交差点間において、前記第１の金属に交差しこの第１の金属を溶融し切断する第１の発熱体と、
前記各交差点間において、前記第２の金属に交差しこの第２の金属を溶融し切断する第２の発熱体と、
を更に備えることを特徴とする請求項８に記載の微細流路構造体。
【請求項１０】
少なくとも１つの面に流路が設けられた流路板の前記流路が設けられた少なくとも１つの面に積層される絶縁部材の表面上に第１の金属膜を形成する工程と、
前記第１の金属膜上にその一部が接触する第２の金属膜を形成し、前記第１の金属膜と前記第２の金属膜とが接触する部分に測温接点を形成する工程と、
前記絶縁部材の裏面上において、前記測温接点に対峙する領域に加熱体を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする微細流路構造体の製造方法。
【請求項１】
少なくとも１つの面に流路が設けられた流路板と、
前記流路が設けられた少なくとも１つの面に積層された封止板と、
前記封止板の前記流路板に接する面に設けられた第１の金属と、
前記流路に対応する位置に前記第１の金属との測温接点が位置するように前記封止板の前記流路板に接する面に設けられた第２の金属と、
を備えることを特徴とする微細流路構造体。
【請求項２】
少なくとも１つの面に流路が設けられた流路板と、
前記流路が設けられた面に積層された可撓性部材と、
前記可撓性部材を挟んで前記流路板に積層された封止板と、
前記可撓性部材の前記流路板に接する面に設けられた第１の金属と、
前記流路に対応する位置に前記第１の金属との測温接点が位置するように前記可撓性部材の流路板に接する面に設けられた第２の金属と、
を備え、前記測温接点は、前記可撓性部材において、部分的に切り起こして前記流路内に吊下げられた位置に配設されていることを特徴とする微細流路構造体。
【請求項３】
少なくとも１つの面に流路が設けられた流路板と、
前記流路が設けられた少なくとも１つの面に積層された封止板と、
絶縁部材の一方の面から該一方の面に続く前記絶縁部材の端部をなす一側面に沿って配設された第１の金属と、前記絶縁部材の前記一方の面に対向する他方の面から該他方の面に続く前記一側面に沿って配設され、前記一側面において前記第１の金属上に積層され、前記第１の金属との測温接点を構成する第２の金属とを有し、前記流路内に前記測温接点が位置するように前記封止板の貫通孔に挿入された測温部と、
を備えることを特徴とする微細流路構造体。
【請求項４】
少なくとも１つの面に流路が設けられた流路板と、
前記流路が設けられた少なくとも１つの面に積層され、前記流路に対応する位置において前記流路板に接する面から該接する面の裏面側に貫通する貫通孔を有する封止部材と、
前記封止部材の一方の面に設けられた第１の金属と、
前記流路に対応する位置に前記第１の金属との測温接点が位置するように前記封止部材の前記一方の面に設けられた第２の金属と、
前記封止部材の貫通孔を介して前記流路に連通する流体貯留部を有する流体貯留部材と、
を備えることを特徴とする微細流路構造体。
【請求項５】
少なくとも１つの面に流路が設けられた流路板と、
前記流路が設けられた少なくとも１つの面に積層された封止部材と、
前記封止部材の前記流路板に接する面に設けられた第１の金属と、
前記流路に対応する位置に前記第１の金属との測温接点が位置するように前記封止部材の前記流路板に接する面に設けられた第２の金属と、
前記流路板に接する面の裏面側において前記流路に対応する位置に空隙部を有する空隙槽と、
前記第１及び第２の金属に対して絶縁膜を介して形成された加熱体と、
を備えることを特徴とする微細流路構造体。
【請求項６】
少なくとも１つの面に流路が設けられた流路板と、
前記流路が設けられた少なくとも１つの面に積層された封止板と、
前記封止板の前記流路板に接する面の裏面側に設けられた第１の金属と、
前記裏面側において前記流路に対応する位置に前記第１の金属との測温接点が位置するように設けられた第２の金属と、
一方の端部が前記測温接点に接触すると共に他方の端部が前記流路内に配設され、前記第１及び第２の金属に比べて熱伝導率が高い温度計測子と、
を備えることを特徴とする微細流路構造体。
【請求項７】
前記第１及び第２の金属に対して少なくとも絶縁部材を介して形成された加熱体を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４、請求項６のいずれかに記載の微細流路構造体。
【請求項８】
前記封止板の表面上において、第１の方向に延設し、前記第１の方向と交差する第２の方向に一定間隔を持って配列された線状の複数の前記第１の金属と、
前記封止板の表面上において、前記第２の方向に延設し、前記第１の方向に一定間隔を持って配列された線状の複数の前記第２の金属と、を更に備え、
前記複数の第１の金属のいずれか１つ又は２つ以上、及び前記複数の第２の金属のいずれか１つ又は２つ以上を切断し、この切断されない第１の金属と第２の金属との交差した領域を、前記測温接点として使用することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の微細流路構造体。
【請求項９】
前記複数の第１の金属と前記複数の第２の金属との各交差点間において、前記第１の金属に交差しこの第１の金属を溶融し切断する第１の発熱体と、
前記各交差点間において、前記第２の金属に交差しこの第２の金属を溶融し切断する第２の発熱体と、
を更に備えることを特徴とする請求項８に記載の微細流路構造体。
【請求項１０】
少なくとも１つの面に流路が設けられた流路板の前記流路が設けられた少なくとも１つの面に積層される絶縁部材の表面上に第１の金属膜を形成する工程と、
前記第１の金属膜上にその一部が接触する第２の金属膜を形成し、前記第１の金属膜と前記第２の金属膜とが接触する部分に測温接点を形成する工程と、
前記絶縁部材の裏面上において、前記測温接点に対峙する領域に加熱体を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする微細流路構造体の製造方法。
【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２７】
【図２８】
【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２７】
【図２８】
【公開番号】特開２００６−１３３１８９（Ｐ２００６−１３３１８９Ａ）
【公開日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３２５４９４（Ｐ２００４−３２５４９４）
【出願日】平成１６年１１月９日（２００４．１１．９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９１１２４７６５）ジオマテック株式会社 (35)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月９日（２００４．１１．９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９１１２４７６５）ジオマテック株式会社 (35)
【Ｆターム（参考）】
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