流路デバイスの製造方法
【課題】 特に、安定して高精細の流路部を形成することが可能な流路デバイスの製造方法を提供することを目的としている。
【解決手段】 本発明の流路デバイスの製造方法は、第１基材１の基材表面に流路の形状パターンからなるマスク層３を形成する工程、前記基材表面から前記マスク層の表面にかけて第２基材２を接合する工程、前記第１基材あるいは前記第２基材の少なくとも一方に前記マスク層３にまで貫通する貫通孔４を形成する工程、前記貫通孔４から前記マスク層３を除去して前記流路を形成する工程、
を有することを特徴とする。
【解決手段】 本発明の流路デバイスの製造方法は、第１基材１の基材表面に流路の形状パターンからなるマスク層３を形成する工程、前記基材表面から前記マスク層の表面にかけて第２基材２を接合する工程、前記第１基材あるいは前記第２基材の少なくとも一方に前記マスク層３にまで貫通する貫通孔４を形成する工程、前記貫通孔４から前記マスク層３を除去して前記流路を形成する工程、
を有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材間に中空状の流路を安定して高精細に形成するための流路デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記に示す特許文献には、マイクロ流路デバイスに関する発明が開示されている。
マイクロ流路デバイスには基材間に中空状のマイクロ流路が形成されている。従来では、マイクロ流路を、基材にミリングやブラスト等の機械加工により形成し、あるいは、基材に抜き型プレス等により抜き落とし加工にて形成し、又は、感光性樹脂よりなる基材にフォトリソグラフィ技術を用いて形成していた。そして、凹形状のマイクロ流路が形成された基材表面に接着層を介して蓋をして、基材間に中空状のマイクロ流路を構成していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２８４６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来のマイクロ流路の形成方法では、高精細化に限界があった。また、蓋材をプレス加工によりマイクロ流路が形成された基材表面に接合するときに、蓋材が変形したり、あるいは蓋材と基材間を接合するための接着層がマイクロ流路内部にはみ出し、マイクロ流路の形状が変形したり、マイクロ流路を閉塞する恐れがあった。
【０００５】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、特に、安定して高精細の流路部を形成することが可能な流路デバイスの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明における流路デバイスの製造方法は、
第１基材の基材表面に流路の形状パターンからなるマスク層を形成する工程、
前記基材表面から前記マスク層の表面にかけて第２基材を接合する工程、
前記第１基材あるいは前記第２基材の少なくとも一方に前記マスク層にまで貫通する貫通孔を形成する工程、
前記貫通孔から前記マスク層を除去して前記流路を形成する工程、
を有することを特徴とするものである。
【０００７】
このように、本発明では、第１基材の基材表面に流路の形状パターンからなるマスク層を形成し、第１基材の基材表面側を第２基材で覆った後、第１基材あるいは第２基材にマスク層にまで通じる貫通孔を形成し、前記貫通孔から腐食溶解液等を注入し前記マスク層を溶解除去して第１基材と第２基材間に中空状の流路を形成する。これにより本発明では従来の機械加工等と異なって高精細の流路を適切且つ簡単に形成することができる。また、従来のようにプレス加工時や接着層の流入により生じやすかった流路の閉塞を適切に回避することができる。以上により、本発明では安定して高精細の流路を形成することができ、微細な流路を有する流路デバイスの量産化を図ることが可能になる。
【０００８】
本発明では、前記流路は、幅狭流路部と、前記幅狭流路部に連結する前記幅狭流路部よりも幅が広い幅広流路部とを有し、
前記マスク層を、前記幅狭流路部の形状パターンと前記幅広流路部の形状パターンとを有して形成し、
前記貫通孔を、前記マスク層の前記幅広流路部の形状パターンと対向する位置に形成し、
前記マスク層を除去して、前記幅狭流路部と前記幅広流路部とを有する前記流路を形成することが可能である。
【０００９】
本発明では、流路の一部に幅が狭い、具体的には幅が数十μｍ〜数μｍ程度の幅狭流路部が形成される形態であっても前記幅狭流路部を再現性良く高精細に形成することが可能である。
【００１０】
また本発明では、フォトリソグラフィ技術により、前記流路の形状パターンからなる前記マスク層を形成することが好ましい。これにより、高精細の流路を安価に形成することが可能になる。
【００１１】
また本発明では、前記第１基材あるいは前記第２基材の一方に、一部流路パターンの前記貫通孔を形成し、他方に、導入口パターン及び導出口パターンの前記貫通孔を形成し、前記一部流路パターンの貫通孔が形成された側の基材表面に、前記マスク層の除去後、第３基材を接合して、前記一部流路パターンの貫通孔側を塞ぐことが好ましい。これにより、導入口及び導出口を有するとともに、一部流路パターンの貫通孔と、マスク層を除去して前記第１基材と第２基材との間に形成された流路とが一体化された流路を形成することができる。
【００１２】
上記において、前記第３基材の表面に電極部を形成し、前記第３基材を前記一部流路パターンの貫通孔内に設置することが可能である。これにより流体を流路に流しながら、前記流体に対する電気的な測定を行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では従来の機械加工等と異なって高精細の流路を適切且つ簡単に形成することができる。また、従来のようにプレス加工時や接着層の流入により生じやすかった流路の閉塞を適切に回避することができる。以上により、本発明では安定して高精細の流路を形成することができ、微細な流路を有する流路デバイスの量産化を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１の各図は、本実施形態における流路形成の原理を説明するための工程図（縦断面）、
【図２】図２（ａ）は、本実施形態における流路デバイス１０の部分縦断面を模式図で示したものである。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す流路デバイス１０に形成される中空状のマイクロ流路１４の外形（点線で示す）と前記マイクロ流路１４に通じる導入口１５及び導出口１６の形状を示す平面図、図２（ｃ）は、前記マイクロ流路１４のうち第１基材１１に形成される一部流路１７，１７の外形を示す平面図、
【図３】図３（ａ）は、本実施形態における流路デバイスの製造工程を示す部分縦断面図であり、図３（ｂ）は、レジスト層の平面図、
【図４】図４（ａ）は、図３（ａ）の次に行われる製造工程を示す流路デバイスの部分縦断面図であり、図４（ｂ）は、マスク層の平面図、
【図５】図５は、図４（ａ）の次に行われる製造工程を示す流路デバイスの部分縦断面図、
【図６】図６（ａ）は、図５の次に行われる製造工程を示す流路デバイスの部分縦断面図、図６（ｂ）は、第２基材１２上の銅箔２５に形成される抜きパターンの平面図、図６（ｃ）は、第１基材１１下の銅箔２１に形成される抜きパターンの裏面図、
【図７】図６（ａ）の次に行われる製造工程を示す流路デバイスの部分縦断面図、
【図８】図８（ａ）は、図７の次に行われる製造工程を示す流路デバイスの部分縦断面図、図８（ｂ）は、図８の工程にて除去されたマスク層の形状、すなわちマイクロ流路の形状を点線で示すとともに、導入口パターン及び導出口パターンの貫通孔２６，２７の平面図、図８（ｃ）は、流路デバイスを真下から見たときに現れる一部流路パターンの貫通孔２８，２８と、導入口パターン及び導出口パターンの貫通孔２６，２７の裏面図、
【図９】図８（ａ）の次に行われる製造工程を示す流路デバイスの部分縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
まずは図１を用いて本実施形態におけるマイクロ流路の製造方法の原理を説明する。図１の各図は、製造工程における流路デバイスの縦断面を模式図で示したものである。
【００１６】
図１（ａ）の工程では、第１基材１の上面１ａにマイクロ流路の形状パターンからなるマスク層３を形成する。第１基材１には樹脂やガラス等を使用できるが、ポリイミド樹脂を用いることが好適である。また、マスク層３の材質は問わないが銅、アルミニウム、ニッケル等の溶解しやすい金属を用いることが好適である。たとえば、マスク層３を銅箔にて形成することができる。本実施形態では、第１基材１と基材表面に銅箔が形成されたフレキシブルプリント基板用の銅貼り基板を用いることが出来る。
【００１７】
図１（ａ）の工程では、第１基材１の上面１ａに形成された銅箔に対し、フォトリソグラフィ技術を用いて、マイクロ流路の形状パターンとなるマスク層３を形成することができる。
【００１８】
次に図１（ｂ）の工程では、第２基材２を第１基材１の上面１ａからマスク層３の表面にかけて接合する。第１基材１と第２基材２間を熱圧着させることができ、あるいは接着層を用いて基材１，２間を接合することができる。第２基材２も第１基材１と同様にポリイミドであることが好適である。
【００１９】
図１（ｂ）の工程によりマスク層３の上下面及び側面全体が基材１，２で覆われた状態になる。
【００２０】
次に図１（ｃ）の工程では、第１基材１の下面１ｂに、マスク層３にまで通じる複数の貫通孔４，４を形成する。図１（ｃ）には図示していないが、第１基材１の下面１ｂには銅箔が設けられており、前記銅箔に対し、フォトリソグラフィ技術を用いて貫通孔４，４を形成すべき部分に抜きパターンを形成する。そして前記抜きパターンから露出する第１基材１をエッチングにより除去し、図１（ｃ）に示す貫通孔４、４を形成する。ポリイミド樹脂からなる第１基材１をエッチングする際に使用されるエッチング液はアルカリ性であり、このとき、マスクである銅箔は除去されない。
【００２１】
図１（ｃ）に示すように貫通孔４，４はマスク層３の一部に対向して形成されるため、貫通孔４，４からは、マスク層３の一部が露出した状態となっている。
【００２２】
そして図１（ｄ）に示す工程では、貫通孔４，４から酸性のエッチング液を注入して銅箔で形成された前記マスク層３を除去する。このときポリイミド樹脂で形成された基材１，２はエッチングの影響を受けない。
【００２３】
図１（ｄ）に示すように、第１基材１と第２基材２との間に、中空状のマイクロ流路５を形成することができる。マイクロ流路５は、第１基材１に形成した貫通孔４，４と一体化している。
【００２４】
なお図１では第１基材１に貫通孔４を設けてマスク層３を除去しているが、第２基材２にマスク層３にまで通じる貫通孔を設けてマスク層３を除去することもできる。
【００２５】
図２（ａ）は、本実施形態における流路デバイス１０の部分縦断面を模式図で示したものである。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す流路デバイス１０に形成される中空状のマイクロ流路１４の外形（点線で示す）と前記マイクロ流路１４に通じる導入口１５及び導出口１６の形状を示す平面図、図２（ｃ）は、前記マイクロ流路１４のうち第１基材１１に形成される一部流路１７，１７の外形を示す平面図である。
【００２６】
図２（ａ）に示すように流路デバイス１０は、第１基材１１と、第１基材１１の上面１１ａに形成された第２基材１２と、第１基材１１の下面１１ｂに形成された第３基材１３との積層構造で形成される。
【００２７】
各基材１１，１２，１３は樹脂やガラス等で形成されるが、本実施形態の流路デバイス１０を血液等の流体をマイクロ流路１４に流して所定の実験を行う用途に使用する場合には、耐薬品性や親水性の高いポリイミド樹脂を使用することが好適である。
【００２８】
図２（ａ）（ｂ）に示すように流路デバイス１０には中空状のマイクロ流路１４が形成される。マイクロ流路１４は、幅が狭い幅狭流路部１４ａと、幅狭流路部１４ａの両側に形成される幅狭流路部１４ａよりも幅が広い幅広流路部１４ｂとを有して形成される。幅狭流路部１４ａと幅広流路部１４ｂとは連結して形成されている。本実施形態では、幅狭流路部１４ａの幅寸法を数十μｍ〜数μｍの範囲で形成することが可能である。
【００２９】
図２（ａ）に示すように幅狭流路部１４ａは、第１基材１１と第２基材１２の間に形成される。図２（ａ）に示すように幅狭流路部１４ａの位置には第１基材１１の一部１１ｃが残されているが、幅広流路部１４ｂの位置では第１基材１１が除去されており、幅広流路部１４ｂは、第２基材１２と第３基材１３との間に形成される。図２（ａ）に示すように、幅広流路部１４ｂの高さ寸法は、幅狭流路部１４ａよりも第１基材１１の厚さ分だけ大きくなっている。
【００３０】
幅広流路部１４ｂの形状を考察すると、第１基材１１の部分では、図２（ｃ）に示すように、幅狭流路部１４ａが形成されていない一部流路１７の形態となっている。
【００３１】
図２（ａ）（ｂ）に示すように、第２基材１２には、幅広流路部１４ｂに通じる導入口１５と導出口１６が形成されている。よって、導入口１５から中空状のマイクロ流路１４へ流体を流し、マイクロ流路１４内を流れた前記流体を導出口１６から排出することが可能である。
【００３２】
図２（ｂ）では、導入口１５及び導出口１６の平面形状が円形状であるが形状を限定するものではない。導入口１５及び導入出口１６の幅寸法は、幅広流路部１４ｂの幅寸法よりも小さく形成される。
【００３３】
図２（ａ）に示すように、第３基材１３の上面１３ａには、電極層１８が形成され、前記電極層１８は第１基材１１に形成された一部流路１７の位置に配置される。電極層１８の材質は特に限定するものではないが、後述する製造方法によれば銅で形成することが可能である。
【００３４】
図２に示す流路デバイス１０は、血液等の流体をマイクロ流路１４に流しながら電気的な測定を行うことが可能な医療用や個人用の検査プレートを構成できる。
【００３５】
図２に示す構造の流路デバイス１０は、図１に示すマイクロ流路の形成方法を利用して製造することができる。
【００３６】
図３〜図９を用いて図２に示す流路デバイス１０の製造方法を説明する。
図３（ａ）は、本実施形態における流路デバイスの製造工程を示す部分縦断面図であり、図３（ｂ）は、レジスト層の平面図を示す。
【００３７】
図３（ａ）の工程では、例えばポリイミド樹脂から成る第１基材１１の上下に銅箔２０，２１が形成されたフレキシブルプリント基板用の両面銅貼り基板２２を用意する。第１基材１１の厚さ寸法は数十μｍ、銅箔２０，２１の厚さ寸法は数μm〜数十μｍであり、図３（ａ）に示すように、第１基材１１の厚さ寸法は、銅箔２０，２１よりも大きい。
【００３８】
銅箔２０上の全面にレジスト層を塗布し、露光現像により図３（ａ）（ｂ）に示す形状のレジスト層２３を残す。図３（ｂ）に示すレジスト層２３の平面形状は、マイクロ流路の形状パターンであり、幅狭流路部の形状パターン２３ａと、幅広流路部の形状パターン２３ｂとを有している。本実施形態では、幅狭流路部の形状パターン２３ａを数十μｍ〜数μｍの微細な幅寸法に高精度に形成することが可能である。
【００３９】
図４（ａ）は、図３（ａ）の次に行われる製造工程を示す流路デバイスの部分縦断面図であり、図４（ｂ）は、マスク層の平面図を示す。
【００４０】
図４（ａ）の工程では、図３（ａ）のレジスト層２３に覆われていない銅箔２０をエッチングにて除去する。エッチングはウエットエッチングであってもドライエッチングであってもよい。このとき、レジスト層２３に覆われていない銅箔２０は除去されるが、第１基材１１はエッチングの影響を受けないエッチング条件でエッチングを行う。エッチング後、レジスト層２３を除去する。
【００４１】
これにより図４（ｂ）に示す平面形状の銅箔２０がマスク層２４として残される。図４（ｂ）に示すように、マスク層２４は、幅狭流路部の形状パターン２４ａと幅広流路部の形状パターン２４ｂとを有して構成される。
【００４２】
なお銅貼り基板２２には基準穴（図示しない）をＮＣドリル等で形成しておくことが好ましい。基準穴に基づいてマスク層２４の形成位置等を調整することができる。
【００４３】
図５は、図４（ａ）の次に行われる製造工程を示す流路デバイスの部分縦断面図である。
【００４４】
図５に示す工程では、例えばポリイミド樹脂からなる第２基材１２と第２基材１２の片面に形成された銅箔２５とを有するフレキシブルプリント基板用の片面銅貼り基板３１を用意する。第２基材１２の厚さ寸法は第１基材１１の厚さ寸法と同程度である。そして図５に示すように第２基材１２の銅箔２５が形成されていない側の面１２ａを第１基材１１の上面１１ａからマスク層２４の表面にかけて例えば熱圧着により接合する。第１基材１１及び第２基材１２に熱可塑性ポリイミドを用いることで、第１基材１１と第２基材１２とを適切に熱圧着させることが出来る。あるいは接着層を用いて片面銅貼り基板３１を第１基材１１の上面１１ａからマスク層２４の表面にかけて接合してもよい。なお、片面銅貼り基板３１の接合の際に基準穴が塞がらないように片面銅貼り基板３１には予め大きめに基準穴（図示しない）を開口させておくことが好適である。
【００４５】
図６（ａ）は、図５の次に行われる製造工程を示す流路デバイスの部分縦断面図、図６（ｂ）は、第２基材１２上の銅箔２５に形成される抜きパターンの平面図、図６（ｃ）は、第１基材１１下の銅箔２１に形成される抜きパターンの裏面図、である。
【００４６】
図６（ａ）の工程では、第２基材１２上の銅箔２５に対して図示しないレジスト層を用いて図６（ａ）（ｂ）に示す導入口の抜きパターン２５ａ及び導出口の抜きパターン２５ｂを形成する。このようにフォトリソグラフィ技術を用いて高精度に抜きパターン２５ａ，２５ｂを形成することができる。
【００４７】
図６（ａ）では、抜きパターン２５ａ，２５ｂを、マスク層２４の幅広流路部の形状パターン２４ｂと高さ方向にて対向する位置に形成する。抜きパターン２５ａ，２５ｂの形状は図６（ｂ）に示すように円形状であってもよいし円形状以外の形状であってもよい。抜きパターン２５ａ，２５ａを、血液等の流体を注入・排出することが可能な程度の大きさで形成する。
【００４８】
また図６（ａ）の工程では、第１基材１１下の銅箔２１に対して図示しないレジスト層を用いて図６（ａ）（ｃ）に示す一部流路の抜きパターン２１ａを形成する。このようにフォトリソグラフィ技術を用いて高精度に抜きパターン２１ａを形成することができる。
【００４９】
図６（ａ）では、抜きパターン２１ａを、マスク層２４の幅広流路部の形状パターン２４ｂと高さ方向にて対向する位置に形成する。例えば、抜きパターン２１ａの平面形状は図６（ｂ）に示すようにマスク層２４に形成される幅広流路部の形状パターン２４ｂ（図４（ｂ）参照）のうち、幅狭流路部の形状パターン２４ａに近い部分を除いた形状で形成される。このため、図６（ａ）に示すように、銅箔２１の一部２１ｂが、マスク層２４の幅狭流路部の形状パターン２４ａと高さ方向で対向する位置に残される。
【００５０】
図７は、図６（ａ）の次に行われる製造工程を示す流路デバイスの部分縦断面図を示す。
【００５１】
図７に示す工程では、残された銅箔２５をマスクとして、抜きパターン２５ａ，２５ｂから露出する第２基材１２をエッチングにより除去し、マスク層２４にまで通じる貫通孔２６，２７を形成する。同様に、残された銅箔２１をマスクとして、抜きパターン２１ａから露出する第１基材１１をエッチングにより除去し、マスク層２４にまで通じる貫通孔２８を形成する。このとき、第１基材１１及び第２基材１２をエッチングにて除去できるが、銅箔２１，２５はエッチングの影響を受けない条件でエッチングを行う。例えばアルカリ液を用いてポリイミドから成る第１基材１１及び第２基材１２のみを適切にエッチングでき、第１基材１１及び第２基材１２にマスク層２４にまで通じる各貫通孔２６，２７，２８，２８を形成することができる。
【００５２】
図７に示す工程により、第１基材１１には、一部流路パターンの貫通孔２８を形成でき、第２基材１２には、導入口パターン及び導出口パターンの貫通孔２６，２７を形成することができる。貫通孔２８，２８の間には、マスク層２４の幅狭流路部の形状パターン２４ａと対向する位置に第１基材１１の一部１１ｃが残される。
【００５３】
なお図７に示す導入口パターン及び導出口パターンの貫通孔２６，２７を第１基材１１に、一部流路パターンの貫通孔２８を第２基材１２に形成するようにしてもよい。
【００５４】
図８（ａ）は、図７の次に行われる製造工程を示す流路デバイスの部分縦断面図、図８（ｂ）は、図８の工程にて除去されたマスク層の形状、すなわちマイクロ流路の形状を点線で示すとともに、導入口パターン及び導出口パターンの貫通孔２６，２７の平面図、図８（ｃ）は、流路デバイスを真下から見たときに現れる一部流路パターンの貫通孔２８，２８と、導入口パターン及び導出口パターンの貫通孔２６，２７の裏面図である。
【００５５】
図８（ａ）の工程では、貫通孔２６，２７，２８からマスク層２４をエッチングにて除去する。例えば、酸性のエッチング液を貫通孔２６，２７，２８から注入してマスク層２４を腐食溶解させる。このとき、ポリイミド樹脂から成る第１基材１１及び第２基材１２はエッチングの影響を受けない。また、マスクとして残されていた銅箔２１，２５（図７参照）もこの工程で除去される。
【００５６】
エッチング液はいずれかの貫通孔２６，２７，２８から注入すればよいが、大きく開口している貫通孔２８を利用することで、マスク層２４を確実且つ迅速に除去することが可能である。
【００５７】
図８（ａ）に示す工程を行うことで、マスク層２４を除去した部分にマイクロ流路１４を形成することができる。マイクロ流路１４は図２で説明したと同様に、幅狭流路部１４ａと、幅狭流路部１４ａの両側に位置する幅広流路部１４ｂとで構成される（図８（ｂ）参照）。
【００５８】
図８（ａ）に示すように、マイクロ流路１４の幅狭流路部１４ａの部分には第１基材１１の一部１１ｃが残されており、幅狭流路部１４ａの高さ寸法は、マスク層２４の厚さ寸法となっている。一方、幅広流路部１４ｂの高さ寸法は、図８（ａ）（ｃ）に示す第１基材１１に形成された一部流路を構成する貫通孔２８の部分も加わり、マスク層２４の厚さ寸法＋第１基材１１の厚さ寸法となっている。
【００５９】
図９は、図８（ａ）の次に行われる製造工程を示す流路デバイスの部分縦断面図である。
【００６０】
図９の工程では、例えばポリイミド樹脂から成る第３基材１３の上面１３ａに銅箔が形成されたフレキシブルプリント基板用の銅貼り基板２９を用意する。そしてフォトリソグラフィ技術を用いて、前記銅箔から電極層１８，１８を形成する。この電極層１８，１８の厚さ寸法は第１基材１１よりも薄く形成される。
【００６１】
図９では電極層１８を第１基材１１に形成された貫通孔２８，２８に対向する位置に形成する。
【００６２】
次に図９の工程では、第３基材１３の表面１３ａの第１基材１１と対向する位置に接着層３０を設ける。接着層３０は例えば感光性接着シートであり、第３基材１３の表面１３ａから電極層１８の表面にかけて付与された感光性接着シートを露光現像して電極部１８及びマイクロ流路１４の部分に位置する感光性接着シートを除去し、第１基材１１と接合させる部分に前記感光性接着シートを残す。
【００６３】
そして、図９の矢印で示すように、第１基材１１と第３基材１３とを接着層３０を介して接合する。これにより、第１基材１１に形成された貫通孔２８を塞ぐことができ、前記貫通孔２８を第１基材１１と第２基材１２間に形成されたマイクロ流路１４と一体化した図２に示す一部流路１７として機能させることができる。一方、第２基材１２側に形成された貫通孔２６，２７は図２に示す導入口１５及び導出口１６を構成する。
【００６４】
本実施形態では、図１や図３ないし図９に示す流路デバイスの製造方法に示すように、第１基材１，１１の基材表面にマイクロ流路の形状パターンからなるマスク層３，２４を形成し、第１基材１，１１の基材表面からマスク層３，２４にかけて第２基材２，１２で覆った後、第１基材１，１１あるいは第２基材２，１２にマスク層３，２４にまで通じる貫通孔４，２６，２７，２８を形成し、前記貫通孔から例えばエッチング液を注入し前記マスク層３，２４を溶解除去して基材間に中空状のマイクロ流路５，１４を形成する。
【００６５】
これにより本実施形態では従来の機械加工等と異なって高精細のマイクロ流路５，１４を適切且つ簡単に形成することができる。また、従来のようにプレス加工時や接着層の流入により生じやすかったマイクロ流路の変形や閉塞を適切に回避することができる。以上により、本実施形態では安定して高精細のマイクロ流路５，１４を形成することができ、量産化を図ることが可能になる。
【００６６】
本実施形態では、図３ないし図９に示した流路デバイスの製造方法では例えば、図９の工程で接着層３０を用いて第１基材１１と第３基材１３間を接合しているが、仮に接着層３０がマイクロ流路１４にはみ出しても、接着層３０がマイクロ流路１４にはみ出す領域は、高い高さ寸法を有し、且つ幅寸法が広い幅広流路部１４ｂであり、非常に幅の狭い幅狭流路部１４ａに接着層が流入することはない。
【００６７】
また図８の工程で、幅の広い貫通孔２８を利用してマスク層２４を除去することで、幅狭流路部の形状パターン２４ａ及び幅広流路部の形状パターン２４ｂを有するマスク層２４全体を確実に除去できる。
【００６８】
このため幅が狭く従来において閉塞されやすかった幅狭流路部１４ａを本実施形態では、再現性良く高精細に形成することができる。
【００６９】
また本実施形態では、フォトリソグラフィ技術により、マイクロ流路の形状パターンからなるマスク層３，２４を形成することができるため、安価に高精細のマイクロ流路５，１４の形成が可能になる。
【００７０】
図３ないし図９に示す流路デバイスの製造方法では、図８，図７工程により、第１基材１１に、一部流路パターンの貫通孔２８を形成し、第２基材１２に導入口パターン及び導出口パターンの貫通孔２６，２７を形成している。そして、図８のマスク層２４の除去後、一部流路パターンの貫通孔２８を形成した第１基材１１側に第３基材１３を接合して、前記一部流路パターンの貫通孔２８側を塞いでいる。
【００７１】
これにより、マイクロ流路１４に通じる導入口１５及び導出口１６を簡単に形成できるとともに、貫通孔２８を、マスク層１４を除去して形成されたマイクロ流路１４と一体化して一部流路１７にでき、第１基材１１，第２基材１２及び第３基材１３の積層内に、中空状のマイクロ流路１４を安定して高精細に形成することができる。
【００７２】
また本実施形態では図９に示す工程で、第３基材１３の表面に電極部１８を形成し、電極層１８を一部流路となる第１基材１１に形成された貫通孔２８内に設置している。これにより、電極層１８を高い高さ寸法で形成され幅寸法が広い幅広流路部の位置に設置でき、マイクロ流路１４に流体を流しながら所定の電気的な検査を行うことが可能な検査プレートを簡単且つ適切に製造することが可能になる。
【符号の説明】
【００７３】
１、１１ 第１基材
２、１２ 第２基材
３ マスク層
４、２６、２７、２８ 貫通孔
５、１４ マイクロ流路
１０ 流路デバイス
１３ 第３基材
１４ａ 幅狭流路部
１４ｂ 幅広流路部
１５ 導入口
１６ 導出口
１７ 一部流路
１８ 電極層
２０、２１ 銅箔
２２、２９、３１ 銅貼り基板
２３ レジスト層
２４ マスク層
２４ａ 幅狭流路部の形状パターン
２４ｂ 幅広流路部の形状パターン
３０ 接着層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材間に中空状の流路を安定して高精細に形成するための流路デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記に示す特許文献には、マイクロ流路デバイスに関する発明が開示されている。
マイクロ流路デバイスには基材間に中空状のマイクロ流路が形成されている。従来では、マイクロ流路を、基材にミリングやブラスト等の機械加工により形成し、あるいは、基材に抜き型プレス等により抜き落とし加工にて形成し、又は、感光性樹脂よりなる基材にフォトリソグラフィ技術を用いて形成していた。そして、凹形状のマイクロ流路が形成された基材表面に接着層を介して蓋をして、基材間に中空状のマイクロ流路を構成していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２８４６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来のマイクロ流路の形成方法では、高精細化に限界があった。また、蓋材をプレス加工によりマイクロ流路が形成された基材表面に接合するときに、蓋材が変形したり、あるいは蓋材と基材間を接合するための接着層がマイクロ流路内部にはみ出し、マイクロ流路の形状が変形したり、マイクロ流路を閉塞する恐れがあった。
【０００５】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、特に、安定して高精細の流路部を形成することが可能な流路デバイスの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明における流路デバイスの製造方法は、
第１基材の基材表面に流路の形状パターンからなるマスク層を形成する工程、
前記基材表面から前記マスク層の表面にかけて第２基材を接合する工程、
前記第１基材あるいは前記第２基材の少なくとも一方に前記マスク層にまで貫通する貫通孔を形成する工程、
前記貫通孔から前記マスク層を除去して前記流路を形成する工程、
を有することを特徴とするものである。
【０００７】
このように、本発明では、第１基材の基材表面に流路の形状パターンからなるマスク層を形成し、第１基材の基材表面側を第２基材で覆った後、第１基材あるいは第２基材にマスク層にまで通じる貫通孔を形成し、前記貫通孔から腐食溶解液等を注入し前記マスク層を溶解除去して第１基材と第２基材間に中空状の流路を形成する。これにより本発明では従来の機械加工等と異なって高精細の流路を適切且つ簡単に形成することができる。また、従来のようにプレス加工時や接着層の流入により生じやすかった流路の閉塞を適切に回避することができる。以上により、本発明では安定して高精細の流路を形成することができ、微細な流路を有する流路デバイスの量産化を図ることが可能になる。
【０００８】
本発明では、前記流路は、幅狭流路部と、前記幅狭流路部に連結する前記幅狭流路部よりも幅が広い幅広流路部とを有し、
前記マスク層を、前記幅狭流路部の形状パターンと前記幅広流路部の形状パターンとを有して形成し、
前記貫通孔を、前記マスク層の前記幅広流路部の形状パターンと対向する位置に形成し、
前記マスク層を除去して、前記幅狭流路部と前記幅広流路部とを有する前記流路を形成することが可能である。
【０００９】
本発明では、流路の一部に幅が狭い、具体的には幅が数十μｍ〜数μｍ程度の幅狭流路部が形成される形態であっても前記幅狭流路部を再現性良く高精細に形成することが可能である。
【００１０】
また本発明では、フォトリソグラフィ技術により、前記流路の形状パターンからなる前記マスク層を形成することが好ましい。これにより、高精細の流路を安価に形成することが可能になる。
【００１１】
また本発明では、前記第１基材あるいは前記第２基材の一方に、一部流路パターンの前記貫通孔を形成し、他方に、導入口パターン及び導出口パターンの前記貫通孔を形成し、前記一部流路パターンの貫通孔が形成された側の基材表面に、前記マスク層の除去後、第３基材を接合して、前記一部流路パターンの貫通孔側を塞ぐことが好ましい。これにより、導入口及び導出口を有するとともに、一部流路パターンの貫通孔と、マスク層を除去して前記第１基材と第２基材との間に形成された流路とが一体化された流路を形成することができる。
【００１２】
上記において、前記第３基材の表面に電極部を形成し、前記第３基材を前記一部流路パターンの貫通孔内に設置することが可能である。これにより流体を流路に流しながら、前記流体に対する電気的な測定を行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では従来の機械加工等と異なって高精細の流路を適切且つ簡単に形成することができる。また、従来のようにプレス加工時や接着層の流入により生じやすかった流路の閉塞を適切に回避することができる。以上により、本発明では安定して高精細の流路を形成することができ、微細な流路を有する流路デバイスの量産化を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１の各図は、本実施形態における流路形成の原理を説明するための工程図（縦断面）、
【図２】図２（ａ）は、本実施形態における流路デバイス１０の部分縦断面を模式図で示したものである。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す流路デバイス１０に形成される中空状のマイクロ流路１４の外形（点線で示す）と前記マイクロ流路１４に通じる導入口１５及び導出口１６の形状を示す平面図、図２（ｃ）は、前記マイクロ流路１４のうち第１基材１１に形成される一部流路１７，１７の外形を示す平面図、
【図３】図３（ａ）は、本実施形態における流路デバイスの製造工程を示す部分縦断面図であり、図３（ｂ）は、レジスト層の平面図、
【図４】図４（ａ）は、図３（ａ）の次に行われる製造工程を示す流路デバイスの部分縦断面図であり、図４（ｂ）は、マスク層の平面図、
【図５】図５は、図４（ａ）の次に行われる製造工程を示す流路デバイスの部分縦断面図、
【図６】図６（ａ）は、図５の次に行われる製造工程を示す流路デバイスの部分縦断面図、図６（ｂ）は、第２基材１２上の銅箔２５に形成される抜きパターンの平面図、図６（ｃ）は、第１基材１１下の銅箔２１に形成される抜きパターンの裏面図、
【図７】図６（ａ）の次に行われる製造工程を示す流路デバイスの部分縦断面図、
【図８】図８（ａ）は、図７の次に行われる製造工程を示す流路デバイスの部分縦断面図、図８（ｂ）は、図８の工程にて除去されたマスク層の形状、すなわちマイクロ流路の形状を点線で示すとともに、導入口パターン及び導出口パターンの貫通孔２６，２７の平面図、図８（ｃ）は、流路デバイスを真下から見たときに現れる一部流路パターンの貫通孔２８，２８と、導入口パターン及び導出口パターンの貫通孔２６，２７の裏面図、
【図９】図８（ａ）の次に行われる製造工程を示す流路デバイスの部分縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
まずは図１を用いて本実施形態におけるマイクロ流路の製造方法の原理を説明する。図１の各図は、製造工程における流路デバイスの縦断面を模式図で示したものである。
【００１６】
図１（ａ）の工程では、第１基材１の上面１ａにマイクロ流路の形状パターンからなるマスク層３を形成する。第１基材１には樹脂やガラス等を使用できるが、ポリイミド樹脂を用いることが好適である。また、マスク層３の材質は問わないが銅、アルミニウム、ニッケル等の溶解しやすい金属を用いることが好適である。たとえば、マスク層３を銅箔にて形成することができる。本実施形態では、第１基材１と基材表面に銅箔が形成されたフレキシブルプリント基板用の銅貼り基板を用いることが出来る。
【００１７】
図１（ａ）の工程では、第１基材１の上面１ａに形成された銅箔に対し、フォトリソグラフィ技術を用いて、マイクロ流路の形状パターンとなるマスク層３を形成することができる。
【００１８】
次に図１（ｂ）の工程では、第２基材２を第１基材１の上面１ａからマスク層３の表面にかけて接合する。第１基材１と第２基材２間を熱圧着させることができ、あるいは接着層を用いて基材１，２間を接合することができる。第２基材２も第１基材１と同様にポリイミドであることが好適である。
【００１９】
図１（ｂ）の工程によりマスク層３の上下面及び側面全体が基材１，２で覆われた状態になる。
【００２０】
次に図１（ｃ）の工程では、第１基材１の下面１ｂに、マスク層３にまで通じる複数の貫通孔４，４を形成する。図１（ｃ）には図示していないが、第１基材１の下面１ｂには銅箔が設けられており、前記銅箔に対し、フォトリソグラフィ技術を用いて貫通孔４，４を形成すべき部分に抜きパターンを形成する。そして前記抜きパターンから露出する第１基材１をエッチングにより除去し、図１（ｃ）に示す貫通孔４、４を形成する。ポリイミド樹脂からなる第１基材１をエッチングする際に使用されるエッチング液はアルカリ性であり、このとき、マスクである銅箔は除去されない。
【００２１】
図１（ｃ）に示すように貫通孔４，４はマスク層３の一部に対向して形成されるため、貫通孔４，４からは、マスク層３の一部が露出した状態となっている。
【００２２】
そして図１（ｄ）に示す工程では、貫通孔４，４から酸性のエッチング液を注入して銅箔で形成された前記マスク層３を除去する。このときポリイミド樹脂で形成された基材１，２はエッチングの影響を受けない。
【００２３】
図１（ｄ）に示すように、第１基材１と第２基材２との間に、中空状のマイクロ流路５を形成することができる。マイクロ流路５は、第１基材１に形成した貫通孔４，４と一体化している。
【００２４】
なお図１では第１基材１に貫通孔４を設けてマスク層３を除去しているが、第２基材２にマスク層３にまで通じる貫通孔を設けてマスク層３を除去することもできる。
【００２５】
図２（ａ）は、本実施形態における流路デバイス１０の部分縦断面を模式図で示したものである。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す流路デバイス１０に形成される中空状のマイクロ流路１４の外形（点線で示す）と前記マイクロ流路１４に通じる導入口１５及び導出口１６の形状を示す平面図、図２（ｃ）は、前記マイクロ流路１４のうち第１基材１１に形成される一部流路１７，１７の外形を示す平面図である。
【００２６】
図２（ａ）に示すように流路デバイス１０は、第１基材１１と、第１基材１１の上面１１ａに形成された第２基材１２と、第１基材１１の下面１１ｂに形成された第３基材１３との積層構造で形成される。
【００２７】
各基材１１，１２，１３は樹脂やガラス等で形成されるが、本実施形態の流路デバイス１０を血液等の流体をマイクロ流路１４に流して所定の実験を行う用途に使用する場合には、耐薬品性や親水性の高いポリイミド樹脂を使用することが好適である。
【００２８】
図２（ａ）（ｂ）に示すように流路デバイス１０には中空状のマイクロ流路１４が形成される。マイクロ流路１４は、幅が狭い幅狭流路部１４ａと、幅狭流路部１４ａの両側に形成される幅狭流路部１４ａよりも幅が広い幅広流路部１４ｂとを有して形成される。幅狭流路部１４ａと幅広流路部１４ｂとは連結して形成されている。本実施形態では、幅狭流路部１４ａの幅寸法を数十μｍ〜数μｍの範囲で形成することが可能である。
【００２９】
図２（ａ）に示すように幅狭流路部１４ａは、第１基材１１と第２基材１２の間に形成される。図２（ａ）に示すように幅狭流路部１４ａの位置には第１基材１１の一部１１ｃが残されているが、幅広流路部１４ｂの位置では第１基材１１が除去されており、幅広流路部１４ｂは、第２基材１２と第３基材１３との間に形成される。図２（ａ）に示すように、幅広流路部１４ｂの高さ寸法は、幅狭流路部１４ａよりも第１基材１１の厚さ分だけ大きくなっている。
【００３０】
幅広流路部１４ｂの形状を考察すると、第１基材１１の部分では、図２（ｃ）に示すように、幅狭流路部１４ａが形成されていない一部流路１７の形態となっている。
【００３１】
図２（ａ）（ｂ）に示すように、第２基材１２には、幅広流路部１４ｂに通じる導入口１５と導出口１６が形成されている。よって、導入口１５から中空状のマイクロ流路１４へ流体を流し、マイクロ流路１４内を流れた前記流体を導出口１６から排出することが可能である。
【００３２】
図２（ｂ）では、導入口１５及び導出口１６の平面形状が円形状であるが形状を限定するものではない。導入口１５及び導入出口１６の幅寸法は、幅広流路部１４ｂの幅寸法よりも小さく形成される。
【００３３】
図２（ａ）に示すように、第３基材１３の上面１３ａには、電極層１８が形成され、前記電極層１８は第１基材１１に形成された一部流路１７の位置に配置される。電極層１８の材質は特に限定するものではないが、後述する製造方法によれば銅で形成することが可能である。
【００３４】
図２に示す流路デバイス１０は、血液等の流体をマイクロ流路１４に流しながら電気的な測定を行うことが可能な医療用や個人用の検査プレートを構成できる。
【００３５】
図２に示す構造の流路デバイス１０は、図１に示すマイクロ流路の形成方法を利用して製造することができる。
【００３６】
図３〜図９を用いて図２に示す流路デバイス１０の製造方法を説明する。
図３（ａ）は、本実施形態における流路デバイスの製造工程を示す部分縦断面図であり、図３（ｂ）は、レジスト層の平面図を示す。
【００３７】
図３（ａ）の工程では、例えばポリイミド樹脂から成る第１基材１１の上下に銅箔２０，２１が形成されたフレキシブルプリント基板用の両面銅貼り基板２２を用意する。第１基材１１の厚さ寸法は数十μｍ、銅箔２０，２１の厚さ寸法は数μm〜数十μｍであり、図３（ａ）に示すように、第１基材１１の厚さ寸法は、銅箔２０，２１よりも大きい。
【００３８】
銅箔２０上の全面にレジスト層を塗布し、露光現像により図３（ａ）（ｂ）に示す形状のレジスト層２３を残す。図３（ｂ）に示すレジスト層２３の平面形状は、マイクロ流路の形状パターンであり、幅狭流路部の形状パターン２３ａと、幅広流路部の形状パターン２３ｂとを有している。本実施形態では、幅狭流路部の形状パターン２３ａを数十μｍ〜数μｍの微細な幅寸法に高精度に形成することが可能である。
【００３９】
図４（ａ）は、図３（ａ）の次に行われる製造工程を示す流路デバイスの部分縦断面図であり、図４（ｂ）は、マスク層の平面図を示す。
【００４０】
図４（ａ）の工程では、図３（ａ）のレジスト層２３に覆われていない銅箔２０をエッチングにて除去する。エッチングはウエットエッチングであってもドライエッチングであってもよい。このとき、レジスト層２３に覆われていない銅箔２０は除去されるが、第１基材１１はエッチングの影響を受けないエッチング条件でエッチングを行う。エッチング後、レジスト層２３を除去する。
【００４１】
これにより図４（ｂ）に示す平面形状の銅箔２０がマスク層２４として残される。図４（ｂ）に示すように、マスク層２４は、幅狭流路部の形状パターン２４ａと幅広流路部の形状パターン２４ｂとを有して構成される。
【００４２】
なお銅貼り基板２２には基準穴（図示しない）をＮＣドリル等で形成しておくことが好ましい。基準穴に基づいてマスク層２４の形成位置等を調整することができる。
【００４３】
図５は、図４（ａ）の次に行われる製造工程を示す流路デバイスの部分縦断面図である。
【００４４】
図５に示す工程では、例えばポリイミド樹脂からなる第２基材１２と第２基材１２の片面に形成された銅箔２５とを有するフレキシブルプリント基板用の片面銅貼り基板３１を用意する。第２基材１２の厚さ寸法は第１基材１１の厚さ寸法と同程度である。そして図５に示すように第２基材１２の銅箔２５が形成されていない側の面１２ａを第１基材１１の上面１１ａからマスク層２４の表面にかけて例えば熱圧着により接合する。第１基材１１及び第２基材１２に熱可塑性ポリイミドを用いることで、第１基材１１と第２基材１２とを適切に熱圧着させることが出来る。あるいは接着層を用いて片面銅貼り基板３１を第１基材１１の上面１１ａからマスク層２４の表面にかけて接合してもよい。なお、片面銅貼り基板３１の接合の際に基準穴が塞がらないように片面銅貼り基板３１には予め大きめに基準穴（図示しない）を開口させておくことが好適である。
【００４５】
図６（ａ）は、図５の次に行われる製造工程を示す流路デバイスの部分縦断面図、図６（ｂ）は、第２基材１２上の銅箔２５に形成される抜きパターンの平面図、図６（ｃ）は、第１基材１１下の銅箔２１に形成される抜きパターンの裏面図、である。
【００４６】
図６（ａ）の工程では、第２基材１２上の銅箔２５に対して図示しないレジスト層を用いて図６（ａ）（ｂ）に示す導入口の抜きパターン２５ａ及び導出口の抜きパターン２５ｂを形成する。このようにフォトリソグラフィ技術を用いて高精度に抜きパターン２５ａ，２５ｂを形成することができる。
【００４７】
図６（ａ）では、抜きパターン２５ａ，２５ｂを、マスク層２４の幅広流路部の形状パターン２４ｂと高さ方向にて対向する位置に形成する。抜きパターン２５ａ，２５ｂの形状は図６（ｂ）に示すように円形状であってもよいし円形状以外の形状であってもよい。抜きパターン２５ａ，２５ａを、血液等の流体を注入・排出することが可能な程度の大きさで形成する。
【００４８】
また図６（ａ）の工程では、第１基材１１下の銅箔２１に対して図示しないレジスト層を用いて図６（ａ）（ｃ）に示す一部流路の抜きパターン２１ａを形成する。このようにフォトリソグラフィ技術を用いて高精度に抜きパターン２１ａを形成することができる。
【００４９】
図６（ａ）では、抜きパターン２１ａを、マスク層２４の幅広流路部の形状パターン２４ｂと高さ方向にて対向する位置に形成する。例えば、抜きパターン２１ａの平面形状は図６（ｂ）に示すようにマスク層２４に形成される幅広流路部の形状パターン２４ｂ（図４（ｂ）参照）のうち、幅狭流路部の形状パターン２４ａに近い部分を除いた形状で形成される。このため、図６（ａ）に示すように、銅箔２１の一部２１ｂが、マスク層２４の幅狭流路部の形状パターン２４ａと高さ方向で対向する位置に残される。
【００５０】
図７は、図６（ａ）の次に行われる製造工程を示す流路デバイスの部分縦断面図を示す。
【００５１】
図７に示す工程では、残された銅箔２５をマスクとして、抜きパターン２５ａ，２５ｂから露出する第２基材１２をエッチングにより除去し、マスク層２４にまで通じる貫通孔２６，２７を形成する。同様に、残された銅箔２１をマスクとして、抜きパターン２１ａから露出する第１基材１１をエッチングにより除去し、マスク層２４にまで通じる貫通孔２８を形成する。このとき、第１基材１１及び第２基材１２をエッチングにて除去できるが、銅箔２１，２５はエッチングの影響を受けない条件でエッチングを行う。例えばアルカリ液を用いてポリイミドから成る第１基材１１及び第２基材１２のみを適切にエッチングでき、第１基材１１及び第２基材１２にマスク層２４にまで通じる各貫通孔２６，２７，２８，２８を形成することができる。
【００５２】
図７に示す工程により、第１基材１１には、一部流路パターンの貫通孔２８を形成でき、第２基材１２には、導入口パターン及び導出口パターンの貫通孔２６，２７を形成することができる。貫通孔２８，２８の間には、マスク層２４の幅狭流路部の形状パターン２４ａと対向する位置に第１基材１１の一部１１ｃが残される。
【００５３】
なお図７に示す導入口パターン及び導出口パターンの貫通孔２６，２７を第１基材１１に、一部流路パターンの貫通孔２８を第２基材１２に形成するようにしてもよい。
【００５４】
図８（ａ）は、図７の次に行われる製造工程を示す流路デバイスの部分縦断面図、図８（ｂ）は、図８の工程にて除去されたマスク層の形状、すなわちマイクロ流路の形状を点線で示すとともに、導入口パターン及び導出口パターンの貫通孔２６，２７の平面図、図８（ｃ）は、流路デバイスを真下から見たときに現れる一部流路パターンの貫通孔２８，２８と、導入口パターン及び導出口パターンの貫通孔２６，２７の裏面図である。
【００５５】
図８（ａ）の工程では、貫通孔２６，２７，２８からマスク層２４をエッチングにて除去する。例えば、酸性のエッチング液を貫通孔２６，２７，２８から注入してマスク層２４を腐食溶解させる。このとき、ポリイミド樹脂から成る第１基材１１及び第２基材１２はエッチングの影響を受けない。また、マスクとして残されていた銅箔２１，２５（図７参照）もこの工程で除去される。
【００５６】
エッチング液はいずれかの貫通孔２６，２７，２８から注入すればよいが、大きく開口している貫通孔２８を利用することで、マスク層２４を確実且つ迅速に除去することが可能である。
【００５７】
図８（ａ）に示す工程を行うことで、マスク層２４を除去した部分にマイクロ流路１４を形成することができる。マイクロ流路１４は図２で説明したと同様に、幅狭流路部１４ａと、幅狭流路部１４ａの両側に位置する幅広流路部１４ｂとで構成される（図８（ｂ）参照）。
【００５８】
図８（ａ）に示すように、マイクロ流路１４の幅狭流路部１４ａの部分には第１基材１１の一部１１ｃが残されており、幅狭流路部１４ａの高さ寸法は、マスク層２４の厚さ寸法となっている。一方、幅広流路部１４ｂの高さ寸法は、図８（ａ）（ｃ）に示す第１基材１１に形成された一部流路を構成する貫通孔２８の部分も加わり、マスク層２４の厚さ寸法＋第１基材１１の厚さ寸法となっている。
【００５９】
図９は、図８（ａ）の次に行われる製造工程を示す流路デバイスの部分縦断面図である。
【００６０】
図９の工程では、例えばポリイミド樹脂から成る第３基材１３の上面１３ａに銅箔が形成されたフレキシブルプリント基板用の銅貼り基板２９を用意する。そしてフォトリソグラフィ技術を用いて、前記銅箔から電極層１８，１８を形成する。この電極層１８，１８の厚さ寸法は第１基材１１よりも薄く形成される。
【００６１】
図９では電極層１８を第１基材１１に形成された貫通孔２８，２８に対向する位置に形成する。
【００６２】
次に図９の工程では、第３基材１３の表面１３ａの第１基材１１と対向する位置に接着層３０を設ける。接着層３０は例えば感光性接着シートであり、第３基材１３の表面１３ａから電極層１８の表面にかけて付与された感光性接着シートを露光現像して電極部１８及びマイクロ流路１４の部分に位置する感光性接着シートを除去し、第１基材１１と接合させる部分に前記感光性接着シートを残す。
【００６３】
そして、図９の矢印で示すように、第１基材１１と第３基材１３とを接着層３０を介して接合する。これにより、第１基材１１に形成された貫通孔２８を塞ぐことができ、前記貫通孔２８を第１基材１１と第２基材１２間に形成されたマイクロ流路１４と一体化した図２に示す一部流路１７として機能させることができる。一方、第２基材１２側に形成された貫通孔２６，２７は図２に示す導入口１５及び導出口１６を構成する。
【００６４】
本実施形態では、図１や図３ないし図９に示す流路デバイスの製造方法に示すように、第１基材１，１１の基材表面にマイクロ流路の形状パターンからなるマスク層３，２４を形成し、第１基材１，１１の基材表面からマスク層３，２４にかけて第２基材２，１２で覆った後、第１基材１，１１あるいは第２基材２，１２にマスク層３，２４にまで通じる貫通孔４，２６，２７，２８を形成し、前記貫通孔から例えばエッチング液を注入し前記マスク層３，２４を溶解除去して基材間に中空状のマイクロ流路５，１４を形成する。
【００６５】
これにより本実施形態では従来の機械加工等と異なって高精細のマイクロ流路５，１４を適切且つ簡単に形成することができる。また、従来のようにプレス加工時や接着層の流入により生じやすかったマイクロ流路の変形や閉塞を適切に回避することができる。以上により、本実施形態では安定して高精細のマイクロ流路５，１４を形成することができ、量産化を図ることが可能になる。
【００６６】
本実施形態では、図３ないし図９に示した流路デバイスの製造方法では例えば、図９の工程で接着層３０を用いて第１基材１１と第３基材１３間を接合しているが、仮に接着層３０がマイクロ流路１４にはみ出しても、接着層３０がマイクロ流路１４にはみ出す領域は、高い高さ寸法を有し、且つ幅寸法が広い幅広流路部１４ｂであり、非常に幅の狭い幅狭流路部１４ａに接着層が流入することはない。
【００６７】
また図８の工程で、幅の広い貫通孔２８を利用してマスク層２４を除去することで、幅狭流路部の形状パターン２４ａ及び幅広流路部の形状パターン２４ｂを有するマスク層２４全体を確実に除去できる。
【００６８】
このため幅が狭く従来において閉塞されやすかった幅狭流路部１４ａを本実施形態では、再現性良く高精細に形成することができる。
【００６９】
また本実施形態では、フォトリソグラフィ技術により、マイクロ流路の形状パターンからなるマスク層３，２４を形成することができるため、安価に高精細のマイクロ流路５，１４の形成が可能になる。
【００７０】
図３ないし図９に示す流路デバイスの製造方法では、図８，図７工程により、第１基材１１に、一部流路パターンの貫通孔２８を形成し、第２基材１２に導入口パターン及び導出口パターンの貫通孔２６，２７を形成している。そして、図８のマスク層２４の除去後、一部流路パターンの貫通孔２８を形成した第１基材１１側に第３基材１３を接合して、前記一部流路パターンの貫通孔２８側を塞いでいる。
【００７１】
これにより、マイクロ流路１４に通じる導入口１５及び導出口１６を簡単に形成できるとともに、貫通孔２８を、マスク層１４を除去して形成されたマイクロ流路１４と一体化して一部流路１７にでき、第１基材１１，第２基材１２及び第３基材１３の積層内に、中空状のマイクロ流路１４を安定して高精細に形成することができる。
【００７２】
また本実施形態では図９に示す工程で、第３基材１３の表面に電極部１８を形成し、電極層１８を一部流路となる第１基材１１に形成された貫通孔２８内に設置している。これにより、電極層１８を高い高さ寸法で形成され幅寸法が広い幅広流路部の位置に設置でき、マイクロ流路１４に流体を流しながら所定の電気的な検査を行うことが可能な検査プレートを簡単且つ適切に製造することが可能になる。
【符号の説明】
【００７３】
１、１１ 第１基材
２、１２ 第２基材
３ マスク層
４、２６、２７、２８ 貫通孔
５、１４ マイクロ流路
１０ 流路デバイス
１３ 第３基材
１４ａ 幅狭流路部
１４ｂ 幅広流路部
１５ 導入口
１６ 導出口
１７ 一部流路
１８ 電極層
２０、２１ 銅箔
２２、２９、３１ 銅貼り基板
２３ レジスト層
２４ マスク層
２４ａ 幅狭流路部の形状パターン
２４ｂ 幅広流路部の形状パターン
３０ 接着層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基材の基材表面に流路の形状パターンからなるマスク層を形成する工程、
前記基材表面から前記マスク層の表面にかけて第２基材を接合する工程、
前記第１基材あるいは前記第２基材の少なくとも一方に前記マスク層にまで貫通する貫通孔を形成する工程、
前記貫通孔から前記マスク層を除去して前記流路を形成する工程、
を有することを特徴とする流路デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記流路は、幅狭流路部と、前記幅狭流路部に連結する前記幅狭流路部よりも幅が広い幅広流路部とを有し、
前記マスク層を、前記幅狭流路部の形状パターンと前記幅広流路部の形状パターンとを有して形成し、
前記貫通孔を、前記マスク層の前記幅広流路部の形状パターンと対向する位置に形成し、
前記マスク層を除去して、前記幅狭流路部と前記幅広流路部とを有する前記流路を形成する請求項１記載の流路デバイスの製造方法。
【請求項３】
フォトリソグラフィ技術により、前記流路の形状パターンからなる前記マスク層を形成する請求項１又は２に記載の流路デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記第１基材あるいは前記第２基材の一方に、一部流路パターンの前記貫通孔を形成し、他方に、導入口パターン及び導出口パターンの前記貫通孔を形成し、前記一部流路パターンの貫通孔が形成された側の基材表面に、前記マスク層の除去後、第３基材を接合して、前記一部流路パターンの貫通孔側を塞ぐ請求項１ないし３のいずれか１項に記載の流路デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記第３基材の表面に電極部を形成し、前記第３基材を前記一部流路パターンの貫通孔内に設置する請求項４記載の流路デバイスの製造方法。
【請求項１】
第１基材の基材表面に流路の形状パターンからなるマスク層を形成する工程、
前記基材表面から前記マスク層の表面にかけて第２基材を接合する工程、
前記第１基材あるいは前記第２基材の少なくとも一方に前記マスク層にまで貫通する貫通孔を形成する工程、
前記貫通孔から前記マスク層を除去して前記流路を形成する工程、
を有することを特徴とする流路デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記流路は、幅狭流路部と、前記幅狭流路部に連結する前記幅狭流路部よりも幅が広い幅広流路部とを有し、
前記マスク層を、前記幅狭流路部の形状パターンと前記幅広流路部の形状パターンとを有して形成し、
前記貫通孔を、前記マスク層の前記幅広流路部の形状パターンと対向する位置に形成し、
前記マスク層を除去して、前記幅狭流路部と前記幅広流路部とを有する前記流路を形成する請求項１記載の流路デバイスの製造方法。
【請求項３】
フォトリソグラフィ技術により、前記流路の形状パターンからなる前記マスク層を形成する請求項１又は２に記載の流路デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記第１基材あるいは前記第２基材の一方に、一部流路パターンの前記貫通孔を形成し、他方に、導入口パターン及び導出口パターンの前記貫通孔を形成し、前記一部流路パターンの貫通孔が形成された側の基材表面に、前記マスク層の除去後、第３基材を接合して、前記一部流路パターンの貫通孔側を塞ぐ請求項１ないし３のいずれか１項に記載の流路デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記第３基材の表面に電極部を形成し、前記第３基材を前記一部流路パターンの貫通孔内に設置する請求項４記載の流路デバイスの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−５０９５１（Ｐ２０１２−５０９５１Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９７３５２（Ｐ２０１０−１９７３５２）
【出願日】平成２２年９月３日（２０１０．９．３）
【出願人】（５９３１２４８１９）株式会社三陽 (1)
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３日（２０１０．９．３）
【出願人】（５９３１２４８１９）株式会社三陽 (1)
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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