流路体
【課題】 基体と蓋体とを分離した際、蓋体の破片が流路内に残留してしまうことを抑制できる流路体を提供する。
【解決手段】 本発明の流路体は内部に流路１ａが形成された基体１と、流路１ａと基板１の外面との間に設けられ、流路１ａを密閉するように基体１に一体成形され、機械的負荷を与えることによって基体１から分離可能な蓋体２と、蓋体２の外表面に接合された接合部材４が平面視で蓋体２の大きさ以下の凸状部材３とを備えていることから、蓋体２に凸状部材３を介して機械的負荷を与えることによって基体１と蓋体２とを分離した際、蓋体２と凸状部材３とが接合されているので、蓋体２が分割されることを抑制するとともに、蓋体２が流路１ａ内に入り込むことを抑制することができる。
【解決手段】 本発明の流路体は内部に流路１ａが形成された基体１と、流路１ａと基板１の外面との間に設けられ、流路１ａを密閉するように基体１に一体成形され、機械的負荷を与えることによって基体１から分離可能な蓋体２と、蓋体２の外表面に接合された接合部材４が平面視で蓋体２の大きさ以下の凸状部材３とを備えていることから、蓋体２に凸状部材３を介して機械的負荷を与えることによって基体１と蓋体２とを分離した際、蓋体２と凸状部材３とが接合されているので、蓋体２が分割されることを抑制するとともに、蓋体２が流路１ａ内に入り込むことを抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に微小な流路を持つ流路体に関し、特に微小な流路内で複数流体の混合を行なう微小混合デバイス（マイクロミキサ）や、流体の加熱、冷却を行なう微小熱交換デバイス、および化学、生化学または物理化学反応を行なう微小反応デバイス（マイクロリアクタ）等のマイクロ流体デバイスに用いられる流路体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のマイクロ流体デバイスの分野では、シリコン（Ｓｉ）基板からなる基体の内部に、レーザー加工やエッチング加工等の手段によって細かい溝を形成して、液体または気体等の流体を流すための流路を設けるとともに、流路の端に開口する流入口および流出口を設けてなる流路体が用いられていた。
【０００３】
このような流路体は、運搬する際や保管する際に流入口から埃等が入ることや、温度の変動等によって流路内部に結露が生じるなど、流路内部への異物の侵入を防止しにくい場合があった。また、流路が微小であるため異物の除去や流路内の洗浄も容易ではなかった。
【０００４】
また、流路体の表面に配線導体が形成され、この配線導体にめっき層を形成する場合には、めっき液が流路内部に入り込んでしまうと、このめっき液を除去しにくいという問題があった。このように流路内部に異物が存在した状態で、たとえば流路内で化学反応を行なった場合には、異物が所望する化学反応の阻害物質として作用する可能性があり、進入した異物の体積によっては異物の存在する箇所が圧力損失の特異点となってしまい、期待される反応結果が安定して得られないのではという懸念が生じる。
【０００５】
そこで、流路内部への汚染要素（コンタミネーション）の防止策として、流路を密閉するように基体に一体成形され、負荷を与えることによって基体から分離可能となる蓋体を備えているものが知られている（特許文献１を参照。）。このような流路体では、蓋体に負荷を与えて基体と蓋体とを分離することにより、流路に繋がる流入口および流出口を形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2008−253858号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のような蓋体を備えた従来の流路体では、蓋体に負荷を与えて割ることで、蓋体を基体から分離する際、蓋体の破片が流路内に入って、流路内に引っかかることがある。このような破片が流路内に残留してしまうと、流路を塞いでしまい、流路内に所望の気体や液体等の流体を良好に流すことができなくなり、期待される反応結果が安定して得られないことがある。
【０００８】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、基体と蓋体とを分離した際、蓋体の破片が流路内に残留してしまうことを抑制できる流路体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の流路体は、内部に流路が形成された基体と、前記流路と前記基体の外面との間に設けられ、前記流路を密閉するように前記基体に一体成形され、機械的負荷を与えることによって前記基体から分離可能な蓋体と、該蓋体の外表面に設けられた接合部が平面視で前記蓋体の大きさ以下の凸状部材とを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の流路体によれば、内部に流路が形成された基体と、流路と基板の外面との間に設けられ、流路を密閉するように基体に一体成形され、機械的負荷を与えることによって基体から分離可能な蓋体と、蓋体の外表面に接合された接合部が平面視で蓋体の大きさより小さい凸状部材とを備えることから、蓋体に機械的負荷を与えることによって基体と蓋体とを分離する際に、凸状部材に負荷を加えて凸状部材に接合された蓋体を取り除いているので、蓋体が小さな破片に分割されて、流路内に入り込むことを抑制できる。このことによって、蓋体および蓋体の破片が流路内に残留することを抑制でき、流路内に所望の気体や液体等の流体を良好に流すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の流路体の実施の形態の一例を示す平面図である。
【図２】（ａ）は図１のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図３】図２（ａ）のＡ部における要部拡大断面図である。
【図４】（ａ）は図１の流路体の基体と蓋体とを分離後の状態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図５】（ａ）は本発明の流路体の実施の形態の他の例を示す要部拡大断面図であり、（ｂ）は（ａ）の流路体の基体と蓋体とを分離後の状態を示す要部拡大断面図である。
【図６】（ａ）は本発明の流路体の実施の形態の他の例を示す要部拡大断面図であり、（ｂ）は（ａ）の流路体の基体と蓋体とを分離後の状態を示す要部拡大断面図である。
【図７】（ａ）は本発明の流路体の実施の形態の他の例を示す要部拡大断面図であり、（ｂ）は（ａ）の上面図である。
【図８】（ａ）は本発明の流路体の実施の形態の他の例を示す要部拡大断面図であり、（ｂ）は（ａ）の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の流路体について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１〜図８において、１は基体、１ａは流路、１ｂは流入口、１ｃは流出口、２は蓋体、３は凸状部材、４は接合部材、５は配線導体、６は接合材、７は溝、８は金属層である。
【００１３】
本発明の流路体は、図１〜図８に示す例のように、内部に流路１ａが形成された基体１と、流路１ａと基板１の外面との間に設けられ、流路１ａを密閉するように基体１に一体成形され、機械的負荷を与えることによって基体１から分離可能な蓋体２と、蓋体２の外表面に設けられた接合部材４が平面視で蓋体２の大きさ以下の凸状部材３とを備えていることから、蓋体２に機械的負荷を与えることによって基体１と蓋体２とを分離する際、凸状部材３に負荷を加えて凸状部材３とともに凸状部材３に接合された蓋体２を取り除いているので、蓋体２が小さな破片に分割されて、流路１ａ内に入り込むことを抑制できる。このことによって、蓋体２および蓋体２の破片が流路１ａ内に残留することを抑制でき、流路１ａ内に所望の気体や液体等の流体を良好に流すことができるようになる。
【００１４】
ここで基体１は、セラミックス，ガラス，石英，シリコン（Ｓｉ），金属または樹脂等から成り、基体１の内部にエッチング法、切削法および金型を用いた成形法などにより被処理流体が流通される微小な幅の流路１ａが形成されている。そして、この流路１ａに被処理流体を流入させるための流入口１ｂと流出口１ｃとが基体１の厚み方向の一方の表面
に形成されている。このように、基体１に流路１ａ、流入口１ｂおよび流出口１ｃが形成されることによって流路体となる。基体１の材料としては、被処理流体によって侵されない材料を適宜選択すればよい。
【００１５】
基体１がセラミックス材料からなる場合には、例えば、酸化アルミニウム質焼結体（Ａｌ２Ｏ３），ムライト質焼結体（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２），窒化アルミニウム質焼結体（ＡｌＮ），炭化珪素質焼結体，窒化珪素質焼結体，ガラスセラミックス等のセラミック材料から成る単数の絶縁層または複数の絶縁層が積層されて成る。この基体１の内部には、被処理流体が流通される流路１ａが形成されており、流路１ａに被処理流体を流入させるための流入口１ｂおよび流路１ａから被処理流体を流出させるための流出口１ｃが基体１の表面に配置されている。そして、流路１ａと基体１の外面との間に、流入口１ｂおよび流出口１ｃを塞いで、流路１ａを密閉するように蓋体２が配置されている。また、基体１の表面および内部には、タングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ），銅（Ｃｕ），銀（Ａｇ）等の金属粉末メタライズや、スパッタリングまたはＣＶＤ法により形成されるアルミニウム（Ａｌ），インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、銀（Ａｇ）またはニッケル（Ｎｉ）等の薄膜から成る配線導体５が形成されている。
【００１６】
基体１は、絶縁層が例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウム，酸化珪素，酸化マグネシウムおよび酸化カルシウム等のセラミック原料粉末に適当な有機バインダー，溶剤，可塑剤および分散剤等を添加混合して得たセラミックスラリーを従来周知のドクターブレード法等のシート成形方法を採用してシート状に成形してセラミックグリーンシートを得た後、セラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともにこれを複数枚積層して、基体１となる生成形体を作製して、約1500℃〜1800℃の温度で焼成することで、複数の絶縁層からなるものが製作される。
【００１７】
流路１ａは、図２（ｂ）に示す例のように、流路１ａの延びる方向に対して垂直な方向の断面の幅が５μｍ〜５００μｍであり、高さが５μｍ〜５００μｍである断面矩形状の微小な流路として設けられる。また、上記の流路１ａの断面形状は、円形、三角形またはその他の多角形であってもよい。なお、上記の流路１ａの断面形状は、円形状としておくと、流路１ａ内に角部が無いので流路１ａに被処理流体が溜まることを抑制して、被処理流体を流路１ａ内部に良好に流すことができる。
【００１８】
流路１ａは、基体１がセラミックスからなる場合には、いくつかのセラミックグリーンシートに金型やパンチングによる打ち抜き方法またはレーザ加工等の加工方法により流路１ａ用の貫通孔を形成した後、このセラミックグリーンシートの上下に他のセラミックグリーンシートを積層し、高温で焼成することで、基体１の内部に形成される。
【００１９】
図１に示す例においては、流入口１ｂが２箇所と流出口１ｃが１箇所設けられ、２箇所の流入口１ｂから流れてくる披処理流体が合流して流出口１ｃへ流れるように流路１ａが形成されている。流路１ａとしては、たとえば、流入口１ｂと流出口１ｃとが２箇所以上の複数箇所に設けられ、複数箇所の流入口１ｂのそれぞれに接続された複数本の流路１ａを所定の順序で合流させてもよい。また、流路１ａから流出口１ｃに向かって複数本の流路１ａに分岐する構成としてもよい。また流路１ａは、必要に応じて直線状に配置されていてもよいし、曲線状やミアンダ状に配置されていてもよい。なお、流路１ａが経路中で屈曲している場合には、被処理流体を屈曲部でも良好に流すために屈曲部を曲面状に形成されていると、流路１ａ内に角部がないので被処理流体が溜まって流れにくくなることを抑制できるので好ましい。
【００２０】
このようにして得られた流路体は、たとえば、流路１ａで被処理流体を加熱したり冷却したり、さらに流体同士を混合させて反応させる化学、生化学または物理化学反応を行な
わせるマイクロ化学リアクター等に好適に用いることができる。
【００２１】
蓋体２は、図２（ａ）および図３に示す例のように、流路１ａが縦方向に延びて外部と繋がる部分と基体１の外面との間に流入口１ｂ或いは流出口１ｃを塞ぐように配置されている。すなわち、流路１ａと外部空間とが連通すべき部位に設けられ、流路体成形後から流路体を使用するまでの間の流路１ａ内部への異物の侵入を防止する。このとき蓋体２は基体１と同じ材料で、流路体を構成する基体１の一部と一体成形すれば、蓋体２を形成する工程を簡略化することが可能となる。このような蓋体２がセラミックからなる場合には、流路１ａ用の穴を形成したセラミックグリーンシート積層体に、流路１ａ用の穴を塞ぐようにセラミックグリーンシートを積層し、焼成することによって蓋体２を形成できる。また、蓋体２の形成に用いるセラミックグリーンシートの厚みを調整することによって、蓋体２の厚みを調整することができる。
【００２２】
蓋体２の形状は、蓋体２が塞ぐ流入口１ｂまたは流出口１ｃの形状となり、平面視で円形状や楕円形状のような角のない形状であることが好ましい。このような形状とすることによって、基体１と蓋体２とを分離するために機械的負荷を与えた際、負荷の集中しやすい角部がないのでバリ等が発生し難く、蓋体２の外縁に沿って基体１と蓋体２とを良好に分離することができる。また、蓋体２の外縁に沿って力を均等に加えて、より良好に分離するには、円形状であることが好ましい。
【００２３】
蓋体２は、基体１の材料、流入口１ｂおよび流出口１ｃの形状や内径等によるが、機械的な負荷によって容易に分離可能である必要性から、できる限り薄いことが望ましいが、流路体製造プロセスおよび、その保管環境により流路１ａの外部からの密閉が所望の要求品質で維持されなければならないため、蓋体２の割れ、異物（気体など）の蓋体２の透過等が生じない程度の厚みや形状にしておく必要がある。
【００２４】
凸状部材３は、蓋体２との接合部が平面視で蓋体２の大きさ以下で、蓋体２の外表面に接合された接合部材４によって蓋体２に接合されており、接合部は蓋体２より一回り小さい大きさであることが好ましい。凸状部材３は、例えば、Ｆｅ−29質量％Ｎｉ−17質量％Ｃｏ合金，Ｆｅ−42質量％Ｎｉ合金，Ｃｕ−2.35質量％Ｆｅ−0.12質量％Ｚｎ−0.03質量％Ｐ合金，Ｃｕ等の金属や酸化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体，炭化珪素質焼結体，窒化珪素質焼結体，ガラスセラミックス等のセラミックスから成る。凸状部材３が金属からなる場合、凸状部材３を接合部材４に突き当てて銀−銅合金等から成るろう材等の接合材６を介してろう付けすることによって、蓋体２の上面に立設される。また、ろう材中にＴｉ等の活性金属を添加した活性金属ろう材を用いれば、基体１にろう材のみを介して凸状部材３を接合できる。なお、凸状部材３と接合部材４または基体１とがろう材等の接合材６を介して接する部分を接合部と呼ぶ。
【００２５】
また、凸状部材３が円柱状である場合には、平面視で、接合部が凸状部材３の上面の径よりも大きい径の円板状のネイルヘッド部を有する形状であっても構わない。このようなネイルヘッド部を有する形状としておくと、図２，図３，図５〜図８の例に示すように、ネイルヘッド部の上面および側面を接合材６で被覆して、凸状部材３と接合部とを強固に接合することができる。したがって、基体１と蓋体２とを分離するために凸状部材３に力を加えた際に、凸状部材３が接合部材４または接合部６から剥がれることを抑制するのに有効である。
【００２６】
また、凸状部材３は、接合部側の面が接合部と反対側の面よりも小さい円錐台状または角錐台状であってもよいし、凸状部材３の接合部側と接合部の反対側との間（凸状部材３の高さ方向の途中）に上方に向かって広くなるような段差部を有した形状であってもよい。このように、接合部の面よりも接合部と反対側の面を大きくすると、凸状部材３に力を
加えやすい。また、上記の段差部があると、段差部に治具等を引っかけることができるので、凸状部材３に力を加えるのにより有効である。
【００２７】
また、接合部および接合部材４の形状は蓋体２と略同一の形状で、接合部および接合部材４の大きさは、蓋体２が0.1ｍｍ〜３ｍｍ程度の場合、蓋体２の大きさの60％〜90％程
度であることが好ましく、60％以上であると、基体１と蓋体２とを分離する際、蓋体２の縁に沿って分離しやすくし、95％以下であると、製作時の接合部材４のずれにより、凸状部材３が基体１の上面に形成されることを抑制することができる。また、図１〜図８に示す例のように、基体１に接合部材４を介して凸状部材３を接合する場合には、平面視で、接合部と接合部材４とを同じ形状で同じ程度の大きさとして、接合部よりも接合部材４を大きくしておけばよい。
【００２８】
接合部材４は、タングステン，モリブデン，銅または銀等の金属粉末メタライズや、スパッタリングまたはＣＶＤ法により形成されるアルミニウム（Ａｌ），インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、銀（Ａｇ）またはニッケル（Ｎｉ）等の薄膜から成る。このような接合部材４は、配線導体５と同様な材料および方法によって、蓋体２の上面に形成することができる。また、接合部材４は、蓋体２の形状と同一形状としておくと、基体１と蓋体２とを分離する際、蓋体２の縁に沿って良好に分離しやすくなる。
【００２９】
また、接合部および接合部材４は、蓋体２の形状と同一形状としておくと、基体１と蓋体２とを分離する際、蓋体２の縁に沿って良好に分離しやすくなる。
【００３０】
配線導体５は、本実施の形態では、たとえば図２に示す例のように流路１ａ直下、基体１の厚み方向において流路１ａの一方側に配置される。配線導体５は、電流を流すことによって、流路１ａ中を流れる披処理流体を、所望の温度に抵抗加熱する抵抗加熱ヒーターとして作用し、披処理流体の最適な反応を促すことができる。また、配線導体５は一箇所に配置されていてもよいし、複数の箇所に配置されていてもよい。また、図２に示す例では、配線導体５は流路１ａの直下に配置されているが、基体１全面を加熱するように配置されていてもよい。また、配線導体５は抵抗加熱ヒータに用いるばかりでなく、目的に合わせて種々の利用が可能であり、例えば、温度センサ、誘導性センサおよび容量センサ等の各種センサや、誘導加熱ヒータ、披処理流体へ電圧印加端子またはローレンツ力駆動コイル等の種々の素子への利用が可能である。また、基体１に電子部品が搭載される場合には、これらの電子部品へ電力（電圧）を供給する電気配線や接続部として利用することができる。
【００３１】
配線導体５には、基体１の表面や絶縁層間に配置される配線導体層と、絶縁層を貫通して上下に位置する配線導体層同士を電気的に接続する貫通導体とがある。配線導体層は、基体１用のセラミックグリーンシートにスクリーン印刷法等の印刷手段によって配線導体層用のメタライズペーストを印刷塗布し、基体１用の生成形体とともに焼成することによって形成する。貫通導体は、配線導体５を形成するためのメタライズペーストの印刷塗布に先立って基体１用のセラミックグリーンシートに金型やパンチングによる打ち抜き加工またはレーザ加工等の加工方法によって貫通導体用の貫通孔を形成し、この貫通孔に貫通導体用のメタライズペーストをスクリーン印刷法等の印刷手段によって充填しておき、基体１となる生成形体とともに焼成することによって形成する。メタライズペーストは、主成分の金属粉末に有機バインダーおよび有機溶剤、また必要に応じて分散剤等を加えてボールミル，三本ロールミルまたはプラネタリーミキサー等の混練手段によって混合および混練することで作製する。また、セラミックグリーンシートの焼結挙動に合わせたり、焼成後の基体１との接合強度を高めたりするために、ガラスやセラミックスの粉末を添加してもよい。貫通導体用のメタライズペーストは、有機バインダーや有機溶剤の種類や添加量によって、充填に適した、一般的に配線導体層用のメタライズペーストよりも高い粘度
に調整される。
【００３２】
基体１の接合部材４および配線導体５の露出する表面には、電解めっき法あるいは無電解めっき法等のめっき法によりめっき層が被着される。これによって、接合部材４と配線導体５が腐食することを効果的に抑制することができるとともに、接合部材４と凸状部材３との接合、配線導体５と電子部品との接合、配線導体５とボンディングワイヤとの接合、および配線導体５と外部電気回路基板の配線導体との接合等を強固にすることができる。また、例えば、接合部材４および配線導体５の露出する表面には、厚さ１μｍ〜10μｍ程度のニッケルめっき層と厚さ0.1μｍ〜３μｍ程度の金めっき層とが、電解めっき法も
しくは無電解めっき法によって順次被着される。
【００３３】
上記のような流路体では、蓋体２が流路１ａを密閉するように設けられているので、この流路体を保管する際に流入口１ｂから埃等が入り込んだり、外気温の変動などにより流路内部に結露が生じるなど、流路内部への異物の侵入を防止することができる。また、接合部材４および配線導体５の露出する表面にめっき層を被着させるために、流路体をめっき液に浸漬した際に、めっき液が流路１ａ内部に入り込んでしますことを良好に抑制することができる。
【００３４】
そして、凸状部材３に引っ張る力や倒す力を加えることで、凸状部材３を介して蓋体２に機械的負荷を与えて基体１と蓋体２とを分離することによって、図４に示す例のように、基体１の外側に開放された流路１ａが形成される。
【００３５】
また、凸状部材３の形成されていない流路体の蓋体２を分離する場合には、棒状の除去具で蓋体２を押し割るように破壊しつつ吸引することや、流路体の蓋体２の配置された面を下向きにした後に蓋体２を破壊して、流路内に破壊された蓋体２の破片が入りにくくすることがあったが、上記の流路体のように凸状部材３を設けていれば、蓋体２を基体１から分離する際、吸引装置等の大きな装置を用いる必要がなく、流路体の蓋体２の配置された面を下向きにする必要もない。
【００３６】
また、蓋体２は、図５に示す例のように、基体１の外面側あるいは流路１ａ側に凸になっていても構わない。このような場合には、蓋体２の凸となっている方向とは逆方向に凸状部材３に機械的負荷を与えて動かすことによって、蓋体２の縁に反って応力を集中しやすくして、蓋体２を縁に反って分離するのに有効である。このような蓋体２は、例えば、基体１となるセラミックグリーンシート同士を、積層する際に積層時の圧力によって蓋体２となる領域が基体１の外面側あるいは流路１ａ側に凸になるように変形させたり、積層後に、蓋体２となる領域に押圧や吸引を施すことにより、凸になるように変形させたりすることにより形成することができる。または、基体１となる生成形体を焼成する際に、基体１の外面側あるいは流路１ａ側に凸になるように蓋体２を変形させることにより形成することができる。
【００３７】
また、蓋体２は、図６に示す例のように、基体１の表面から流路１ａ内側に入って形成された凹部の底面となるようにしておいても構わない。このような場合には、基体１と蓋体２とを分離した際に、蓋体２が最表面に設けられた場合と比較して、蓋体２の周囲の基体１側へクラックが発生することを抑制することができる。
【００３８】
また、図７に示す例のように、基体１の表面に、蓋体２の縁に沿って溝７が形成されていても構わない。図７（ｂ）の上面図は、凸状部材３を省略して示している。図７に示す例では、蓋体２（流入口１ｂまたは流出口１ｃ）が円形状であるので、溝７はその外周に沿って円環状に形成されている。このような場合には、基体１と蓋体２とを分離する際、溝７に沿って蓋体２が基体１から分離されやすく、流入口１ｂまたは流出口１ｃが流路１
ａ内部の径よりも狭くなることを抑制することができる。このような溝７は、例えば、蓋体２の外縁に沿ってレーザー加工等を施すことにより形成することができる。なお、溝７をレーザー加工により形成する場合には、切削加工と比較して、溝７を形成する際の削り屑が抑制され、削り屑等が配線導体５の表面に付着することを抑制するのに有効である。
【００３９】
また、図８に示す例のように、蓋体２の周囲の基体１に、蓋体２の縁に沿って枠状の金属層８が形成されていても構わない。図８（ｂ）の上面図は、凸状部材３を省略して示している。このような構成にしておくと、基体１と蓋体２とを分離する際、基体１にクラックが生じることを抑制することができる。このような枠状の金属層８は、上述の配線導体５と同様な材料および方法によって、蓋体２の縁に沿って枠状に形成することができる。図８に示す例では、金属層８は、基体１の内部に上下に２重に形成しているが、基体１の表面に形成しておいてもよいし、１つであっても構わない。
【００４０】
基体１の材料は、ガラス，石英，シリコン，樹脂およびセラミックのいずれかによって形成されることが望ましい。この構成によって、ステンレス鋼のような延性金属材料とは異なり、凸状部材３を介して与えた負荷のみで蓋体２が分離可能な、製造効率のよい流路体を提供することができる。上記材料のうち、樹脂以外は脆性材料であるため、蓋体２と基体１との接合部分で割ることで基体１から蓋体２が分離可能である。また、上記のように蓋体２は凸状部材３からの負荷のみで、蓋体２と基体１との接合部分で割れる厚みに形成される。延性金属材料では厚みを薄くしたところで分離よりも先に蓋体３の変形が起こってしまうため、本発明のような分離方法は望めない。延性金属材料を除去するためには、切削、せん断といったプロセスが必要となるが、治工具が煩雑となり、また除去中の削りかす等の発生もコンタミネーション防止という観点からは採用しがたい。基体１を樹脂で構成する場合は、蓋体２の厚みを薄くしておくことで容易に切断することが可能となる。
【００４１】
また蓋体２は、その周縁部が基体１の一表面に接触するように基体１から突出して、基体１に一体に成形されてもよい。この場合には、基体１および蓋体２をセラミックスによって形成するとよい。このような流路体は、例えば、製造過程において、基体１となるセラミックグリーンシートと、蓋体２となるセラミックグリーンシートとの間にバインダを塗布せずにこれらを積層し、前述と同様に焼成して流路体を形成する。これによって、基体１と蓋体２とは、その接合力がバインダを塗布して焼成した場合に比べて弱いものとなり、蓋体２に所定の負荷を与えることで基体１から容易に分離することができ、前述の各実施の形態と同様の効果を得ることができるとともに、蓋体２を基体１から容易に分離することができるので、蓋体２の除去残渣が発生しにくい。
【００４２】
なお、本発明は、上述の実施の形態の例に限定されるものではなく、種々の変更は可能である。例えば、上述の図１〜図８においては、蓋体２の外表面に接合部材４を設けているが、流路１ａ側の蓋体２の内表面に接合部材４と同様な方法により形成された金属層を設けておいても構わない。これにより、外縁を除く領域において、蓋体２の機械的強度を高くすることができ、基体１と蓋体２とを良好に分離することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１・・・・・基体
１ａ・・・・流路
１ｂ・・・・流入口
１ｃ・・・・流出口
２・・・・・蓋体
３・・・・・凸状部材
４・・・・・接合部材
５・・・・・配線導体
６・・・・・接合材
７・・・・・溝
８・・・・・金属層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に微小な流路を持つ流路体に関し、特に微小な流路内で複数流体の混合を行なう微小混合デバイス（マイクロミキサ）や、流体の加熱、冷却を行なう微小熱交換デバイス、および化学、生化学または物理化学反応を行なう微小反応デバイス（マイクロリアクタ）等のマイクロ流体デバイスに用いられる流路体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のマイクロ流体デバイスの分野では、シリコン（Ｓｉ）基板からなる基体の内部に、レーザー加工やエッチング加工等の手段によって細かい溝を形成して、液体または気体等の流体を流すための流路を設けるとともに、流路の端に開口する流入口および流出口を設けてなる流路体が用いられていた。
【０００３】
このような流路体は、運搬する際や保管する際に流入口から埃等が入ることや、温度の変動等によって流路内部に結露が生じるなど、流路内部への異物の侵入を防止しにくい場合があった。また、流路が微小であるため異物の除去や流路内の洗浄も容易ではなかった。
【０００４】
また、流路体の表面に配線導体が形成され、この配線導体にめっき層を形成する場合には、めっき液が流路内部に入り込んでしまうと、このめっき液を除去しにくいという問題があった。このように流路内部に異物が存在した状態で、たとえば流路内で化学反応を行なった場合には、異物が所望する化学反応の阻害物質として作用する可能性があり、進入した異物の体積によっては異物の存在する箇所が圧力損失の特異点となってしまい、期待される反応結果が安定して得られないのではという懸念が生じる。
【０００５】
そこで、流路内部への汚染要素（コンタミネーション）の防止策として、流路を密閉するように基体に一体成形され、負荷を与えることによって基体から分離可能となる蓋体を備えているものが知られている（特許文献１を参照。）。このような流路体では、蓋体に負荷を与えて基体と蓋体とを分離することにより、流路に繋がる流入口および流出口を形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2008−253858号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のような蓋体を備えた従来の流路体では、蓋体に負荷を与えて割ることで、蓋体を基体から分離する際、蓋体の破片が流路内に入って、流路内に引っかかることがある。このような破片が流路内に残留してしまうと、流路を塞いでしまい、流路内に所望の気体や液体等の流体を良好に流すことができなくなり、期待される反応結果が安定して得られないことがある。
【０００８】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、基体と蓋体とを分離した際、蓋体の破片が流路内に残留してしまうことを抑制できる流路体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の流路体は、内部に流路が形成された基体と、前記流路と前記基体の外面との間に設けられ、前記流路を密閉するように前記基体に一体成形され、機械的負荷を与えることによって前記基体から分離可能な蓋体と、該蓋体の外表面に設けられた接合部が平面視で前記蓋体の大きさ以下の凸状部材とを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の流路体によれば、内部に流路が形成された基体と、流路と基板の外面との間に設けられ、流路を密閉するように基体に一体成形され、機械的負荷を与えることによって基体から分離可能な蓋体と、蓋体の外表面に接合された接合部が平面視で蓋体の大きさより小さい凸状部材とを備えることから、蓋体に機械的負荷を与えることによって基体と蓋体とを分離する際に、凸状部材に負荷を加えて凸状部材に接合された蓋体を取り除いているので、蓋体が小さな破片に分割されて、流路内に入り込むことを抑制できる。このことによって、蓋体および蓋体の破片が流路内に残留することを抑制でき、流路内に所望の気体や液体等の流体を良好に流すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の流路体の実施の形態の一例を示す平面図である。
【図２】（ａ）は図１のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図３】図２（ａ）のＡ部における要部拡大断面図である。
【図４】（ａ）は図１の流路体の基体と蓋体とを分離後の状態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図５】（ａ）は本発明の流路体の実施の形態の他の例を示す要部拡大断面図であり、（ｂ）は（ａ）の流路体の基体と蓋体とを分離後の状態を示す要部拡大断面図である。
【図６】（ａ）は本発明の流路体の実施の形態の他の例を示す要部拡大断面図であり、（ｂ）は（ａ）の流路体の基体と蓋体とを分離後の状態を示す要部拡大断面図である。
【図７】（ａ）は本発明の流路体の実施の形態の他の例を示す要部拡大断面図であり、（ｂ）は（ａ）の上面図である。
【図８】（ａ）は本発明の流路体の実施の形態の他の例を示す要部拡大断面図であり、（ｂ）は（ａ）の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の流路体について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１〜図８において、１は基体、１ａは流路、１ｂは流入口、１ｃは流出口、２は蓋体、３は凸状部材、４は接合部材、５は配線導体、６は接合材、７は溝、８は金属層である。
【００１３】
本発明の流路体は、図１〜図８に示す例のように、内部に流路１ａが形成された基体１と、流路１ａと基板１の外面との間に設けられ、流路１ａを密閉するように基体１に一体成形され、機械的負荷を与えることによって基体１から分離可能な蓋体２と、蓋体２の外表面に設けられた接合部材４が平面視で蓋体２の大きさ以下の凸状部材３とを備えていることから、蓋体２に機械的負荷を与えることによって基体１と蓋体２とを分離する際、凸状部材３に負荷を加えて凸状部材３とともに凸状部材３に接合された蓋体２を取り除いているので、蓋体２が小さな破片に分割されて、流路１ａ内に入り込むことを抑制できる。このことによって、蓋体２および蓋体２の破片が流路１ａ内に残留することを抑制でき、流路１ａ内に所望の気体や液体等の流体を良好に流すことができるようになる。
【００１４】
ここで基体１は、セラミックス，ガラス，石英，シリコン（Ｓｉ），金属または樹脂等から成り、基体１の内部にエッチング法、切削法および金型を用いた成形法などにより被処理流体が流通される微小な幅の流路１ａが形成されている。そして、この流路１ａに被処理流体を流入させるための流入口１ｂと流出口１ｃとが基体１の厚み方向の一方の表面
に形成されている。このように、基体１に流路１ａ、流入口１ｂおよび流出口１ｃが形成されることによって流路体となる。基体１の材料としては、被処理流体によって侵されない材料を適宜選択すればよい。
【００１５】
基体１がセラミックス材料からなる場合には、例えば、酸化アルミニウム質焼結体（Ａｌ２Ｏ３），ムライト質焼結体（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２），窒化アルミニウム質焼結体（ＡｌＮ），炭化珪素質焼結体，窒化珪素質焼結体，ガラスセラミックス等のセラミック材料から成る単数の絶縁層または複数の絶縁層が積層されて成る。この基体１の内部には、被処理流体が流通される流路１ａが形成されており、流路１ａに被処理流体を流入させるための流入口１ｂおよび流路１ａから被処理流体を流出させるための流出口１ｃが基体１の表面に配置されている。そして、流路１ａと基体１の外面との間に、流入口１ｂおよび流出口１ｃを塞いで、流路１ａを密閉するように蓋体２が配置されている。また、基体１の表面および内部には、タングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ），銅（Ｃｕ），銀（Ａｇ）等の金属粉末メタライズや、スパッタリングまたはＣＶＤ法により形成されるアルミニウム（Ａｌ），インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、銀（Ａｇ）またはニッケル（Ｎｉ）等の薄膜から成る配線導体５が形成されている。
【００１６】
基体１は、絶縁層が例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウム，酸化珪素，酸化マグネシウムおよび酸化カルシウム等のセラミック原料粉末に適当な有機バインダー，溶剤，可塑剤および分散剤等を添加混合して得たセラミックスラリーを従来周知のドクターブレード法等のシート成形方法を採用してシート状に成形してセラミックグリーンシートを得た後、セラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともにこれを複数枚積層して、基体１となる生成形体を作製して、約1500℃〜1800℃の温度で焼成することで、複数の絶縁層からなるものが製作される。
【００１７】
流路１ａは、図２（ｂ）に示す例のように、流路１ａの延びる方向に対して垂直な方向の断面の幅が５μｍ〜５００μｍであり、高さが５μｍ〜５００μｍである断面矩形状の微小な流路として設けられる。また、上記の流路１ａの断面形状は、円形、三角形またはその他の多角形であってもよい。なお、上記の流路１ａの断面形状は、円形状としておくと、流路１ａ内に角部が無いので流路１ａに被処理流体が溜まることを抑制して、被処理流体を流路１ａ内部に良好に流すことができる。
【００１８】
流路１ａは、基体１がセラミックスからなる場合には、いくつかのセラミックグリーンシートに金型やパンチングによる打ち抜き方法またはレーザ加工等の加工方法により流路１ａ用の貫通孔を形成した後、このセラミックグリーンシートの上下に他のセラミックグリーンシートを積層し、高温で焼成することで、基体１の内部に形成される。
【００１９】
図１に示す例においては、流入口１ｂが２箇所と流出口１ｃが１箇所設けられ、２箇所の流入口１ｂから流れてくる披処理流体が合流して流出口１ｃへ流れるように流路１ａが形成されている。流路１ａとしては、たとえば、流入口１ｂと流出口１ｃとが２箇所以上の複数箇所に設けられ、複数箇所の流入口１ｂのそれぞれに接続された複数本の流路１ａを所定の順序で合流させてもよい。また、流路１ａから流出口１ｃに向かって複数本の流路１ａに分岐する構成としてもよい。また流路１ａは、必要に応じて直線状に配置されていてもよいし、曲線状やミアンダ状に配置されていてもよい。なお、流路１ａが経路中で屈曲している場合には、被処理流体を屈曲部でも良好に流すために屈曲部を曲面状に形成されていると、流路１ａ内に角部がないので被処理流体が溜まって流れにくくなることを抑制できるので好ましい。
【００２０】
このようにして得られた流路体は、たとえば、流路１ａで被処理流体を加熱したり冷却したり、さらに流体同士を混合させて反応させる化学、生化学または物理化学反応を行な
わせるマイクロ化学リアクター等に好適に用いることができる。
【００２１】
蓋体２は、図２（ａ）および図３に示す例のように、流路１ａが縦方向に延びて外部と繋がる部分と基体１の外面との間に流入口１ｂ或いは流出口１ｃを塞ぐように配置されている。すなわち、流路１ａと外部空間とが連通すべき部位に設けられ、流路体成形後から流路体を使用するまでの間の流路１ａ内部への異物の侵入を防止する。このとき蓋体２は基体１と同じ材料で、流路体を構成する基体１の一部と一体成形すれば、蓋体２を形成する工程を簡略化することが可能となる。このような蓋体２がセラミックからなる場合には、流路１ａ用の穴を形成したセラミックグリーンシート積層体に、流路１ａ用の穴を塞ぐようにセラミックグリーンシートを積層し、焼成することによって蓋体２を形成できる。また、蓋体２の形成に用いるセラミックグリーンシートの厚みを調整することによって、蓋体２の厚みを調整することができる。
【００２２】
蓋体２の形状は、蓋体２が塞ぐ流入口１ｂまたは流出口１ｃの形状となり、平面視で円形状や楕円形状のような角のない形状であることが好ましい。このような形状とすることによって、基体１と蓋体２とを分離するために機械的負荷を与えた際、負荷の集中しやすい角部がないのでバリ等が発生し難く、蓋体２の外縁に沿って基体１と蓋体２とを良好に分離することができる。また、蓋体２の外縁に沿って力を均等に加えて、より良好に分離するには、円形状であることが好ましい。
【００２３】
蓋体２は、基体１の材料、流入口１ｂおよび流出口１ｃの形状や内径等によるが、機械的な負荷によって容易に分離可能である必要性から、できる限り薄いことが望ましいが、流路体製造プロセスおよび、その保管環境により流路１ａの外部からの密閉が所望の要求品質で維持されなければならないため、蓋体２の割れ、異物（気体など）の蓋体２の透過等が生じない程度の厚みや形状にしておく必要がある。
【００２４】
凸状部材３は、蓋体２との接合部が平面視で蓋体２の大きさ以下で、蓋体２の外表面に接合された接合部材４によって蓋体２に接合されており、接合部は蓋体２より一回り小さい大きさであることが好ましい。凸状部材３は、例えば、Ｆｅ−29質量％Ｎｉ−17質量％Ｃｏ合金，Ｆｅ−42質量％Ｎｉ合金，Ｃｕ−2.35質量％Ｆｅ−0.12質量％Ｚｎ−0.03質量％Ｐ合金，Ｃｕ等の金属や酸化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体，炭化珪素質焼結体，窒化珪素質焼結体，ガラスセラミックス等のセラミックスから成る。凸状部材３が金属からなる場合、凸状部材３を接合部材４に突き当てて銀−銅合金等から成るろう材等の接合材６を介してろう付けすることによって、蓋体２の上面に立設される。また、ろう材中にＴｉ等の活性金属を添加した活性金属ろう材を用いれば、基体１にろう材のみを介して凸状部材３を接合できる。なお、凸状部材３と接合部材４または基体１とがろう材等の接合材６を介して接する部分を接合部と呼ぶ。
【００２５】
また、凸状部材３が円柱状である場合には、平面視で、接合部が凸状部材３の上面の径よりも大きい径の円板状のネイルヘッド部を有する形状であっても構わない。このようなネイルヘッド部を有する形状としておくと、図２，図３，図５〜図８の例に示すように、ネイルヘッド部の上面および側面を接合材６で被覆して、凸状部材３と接合部とを強固に接合することができる。したがって、基体１と蓋体２とを分離するために凸状部材３に力を加えた際に、凸状部材３が接合部材４または接合部６から剥がれることを抑制するのに有効である。
【００２６】
また、凸状部材３は、接合部側の面が接合部と反対側の面よりも小さい円錐台状または角錐台状であってもよいし、凸状部材３の接合部側と接合部の反対側との間（凸状部材３の高さ方向の途中）に上方に向かって広くなるような段差部を有した形状であってもよい。このように、接合部の面よりも接合部と反対側の面を大きくすると、凸状部材３に力を
加えやすい。また、上記の段差部があると、段差部に治具等を引っかけることができるので、凸状部材３に力を加えるのにより有効である。
【００２７】
また、接合部および接合部材４の形状は蓋体２と略同一の形状で、接合部および接合部材４の大きさは、蓋体２が0.1ｍｍ〜３ｍｍ程度の場合、蓋体２の大きさの60％〜90％程
度であることが好ましく、60％以上であると、基体１と蓋体２とを分離する際、蓋体２の縁に沿って分離しやすくし、95％以下であると、製作時の接合部材４のずれにより、凸状部材３が基体１の上面に形成されることを抑制することができる。また、図１〜図８に示す例のように、基体１に接合部材４を介して凸状部材３を接合する場合には、平面視で、接合部と接合部材４とを同じ形状で同じ程度の大きさとして、接合部よりも接合部材４を大きくしておけばよい。
【００２８】
接合部材４は、タングステン，モリブデン，銅または銀等の金属粉末メタライズや、スパッタリングまたはＣＶＤ法により形成されるアルミニウム（Ａｌ），インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、銀（Ａｇ）またはニッケル（Ｎｉ）等の薄膜から成る。このような接合部材４は、配線導体５と同様な材料および方法によって、蓋体２の上面に形成することができる。また、接合部材４は、蓋体２の形状と同一形状としておくと、基体１と蓋体２とを分離する際、蓋体２の縁に沿って良好に分離しやすくなる。
【００２９】
また、接合部および接合部材４は、蓋体２の形状と同一形状としておくと、基体１と蓋体２とを分離する際、蓋体２の縁に沿って良好に分離しやすくなる。
【００３０】
配線導体５は、本実施の形態では、たとえば図２に示す例のように流路１ａ直下、基体１の厚み方向において流路１ａの一方側に配置される。配線導体５は、電流を流すことによって、流路１ａ中を流れる披処理流体を、所望の温度に抵抗加熱する抵抗加熱ヒーターとして作用し、披処理流体の最適な反応を促すことができる。また、配線導体５は一箇所に配置されていてもよいし、複数の箇所に配置されていてもよい。また、図２に示す例では、配線導体５は流路１ａの直下に配置されているが、基体１全面を加熱するように配置されていてもよい。また、配線導体５は抵抗加熱ヒータに用いるばかりでなく、目的に合わせて種々の利用が可能であり、例えば、温度センサ、誘導性センサおよび容量センサ等の各種センサや、誘導加熱ヒータ、披処理流体へ電圧印加端子またはローレンツ力駆動コイル等の種々の素子への利用が可能である。また、基体１に電子部品が搭載される場合には、これらの電子部品へ電力（電圧）を供給する電気配線や接続部として利用することができる。
【００３１】
配線導体５には、基体１の表面や絶縁層間に配置される配線導体層と、絶縁層を貫通して上下に位置する配線導体層同士を電気的に接続する貫通導体とがある。配線導体層は、基体１用のセラミックグリーンシートにスクリーン印刷法等の印刷手段によって配線導体層用のメタライズペーストを印刷塗布し、基体１用の生成形体とともに焼成することによって形成する。貫通導体は、配線導体５を形成するためのメタライズペーストの印刷塗布に先立って基体１用のセラミックグリーンシートに金型やパンチングによる打ち抜き加工またはレーザ加工等の加工方法によって貫通導体用の貫通孔を形成し、この貫通孔に貫通導体用のメタライズペーストをスクリーン印刷法等の印刷手段によって充填しておき、基体１となる生成形体とともに焼成することによって形成する。メタライズペーストは、主成分の金属粉末に有機バインダーおよび有機溶剤、また必要に応じて分散剤等を加えてボールミル，三本ロールミルまたはプラネタリーミキサー等の混練手段によって混合および混練することで作製する。また、セラミックグリーンシートの焼結挙動に合わせたり、焼成後の基体１との接合強度を高めたりするために、ガラスやセラミックスの粉末を添加してもよい。貫通導体用のメタライズペーストは、有機バインダーや有機溶剤の種類や添加量によって、充填に適した、一般的に配線導体層用のメタライズペーストよりも高い粘度
に調整される。
【００３２】
基体１の接合部材４および配線導体５の露出する表面には、電解めっき法あるいは無電解めっき法等のめっき法によりめっき層が被着される。これによって、接合部材４と配線導体５が腐食することを効果的に抑制することができるとともに、接合部材４と凸状部材３との接合、配線導体５と電子部品との接合、配線導体５とボンディングワイヤとの接合、および配線導体５と外部電気回路基板の配線導体との接合等を強固にすることができる。また、例えば、接合部材４および配線導体５の露出する表面には、厚さ１μｍ〜10μｍ程度のニッケルめっき層と厚さ0.1μｍ〜３μｍ程度の金めっき層とが、電解めっき法も
しくは無電解めっき法によって順次被着される。
【００３３】
上記のような流路体では、蓋体２が流路１ａを密閉するように設けられているので、この流路体を保管する際に流入口１ｂから埃等が入り込んだり、外気温の変動などにより流路内部に結露が生じるなど、流路内部への異物の侵入を防止することができる。また、接合部材４および配線導体５の露出する表面にめっき層を被着させるために、流路体をめっき液に浸漬した際に、めっき液が流路１ａ内部に入り込んでしますことを良好に抑制することができる。
【００３４】
そして、凸状部材３に引っ張る力や倒す力を加えることで、凸状部材３を介して蓋体２に機械的負荷を与えて基体１と蓋体２とを分離することによって、図４に示す例のように、基体１の外側に開放された流路１ａが形成される。
【００３５】
また、凸状部材３の形成されていない流路体の蓋体２を分離する場合には、棒状の除去具で蓋体２を押し割るように破壊しつつ吸引することや、流路体の蓋体２の配置された面を下向きにした後に蓋体２を破壊して、流路内に破壊された蓋体２の破片が入りにくくすることがあったが、上記の流路体のように凸状部材３を設けていれば、蓋体２を基体１から分離する際、吸引装置等の大きな装置を用いる必要がなく、流路体の蓋体２の配置された面を下向きにする必要もない。
【００３６】
また、蓋体２は、図５に示す例のように、基体１の外面側あるいは流路１ａ側に凸になっていても構わない。このような場合には、蓋体２の凸となっている方向とは逆方向に凸状部材３に機械的負荷を与えて動かすことによって、蓋体２の縁に反って応力を集中しやすくして、蓋体２を縁に反って分離するのに有効である。このような蓋体２は、例えば、基体１となるセラミックグリーンシート同士を、積層する際に積層時の圧力によって蓋体２となる領域が基体１の外面側あるいは流路１ａ側に凸になるように変形させたり、積層後に、蓋体２となる領域に押圧や吸引を施すことにより、凸になるように変形させたりすることにより形成することができる。または、基体１となる生成形体を焼成する際に、基体１の外面側あるいは流路１ａ側に凸になるように蓋体２を変形させることにより形成することができる。
【００３７】
また、蓋体２は、図６に示す例のように、基体１の表面から流路１ａ内側に入って形成された凹部の底面となるようにしておいても構わない。このような場合には、基体１と蓋体２とを分離した際に、蓋体２が最表面に設けられた場合と比較して、蓋体２の周囲の基体１側へクラックが発生することを抑制することができる。
【００３８】
また、図７に示す例のように、基体１の表面に、蓋体２の縁に沿って溝７が形成されていても構わない。図７（ｂ）の上面図は、凸状部材３を省略して示している。図７に示す例では、蓋体２（流入口１ｂまたは流出口１ｃ）が円形状であるので、溝７はその外周に沿って円環状に形成されている。このような場合には、基体１と蓋体２とを分離する際、溝７に沿って蓋体２が基体１から分離されやすく、流入口１ｂまたは流出口１ｃが流路１
ａ内部の径よりも狭くなることを抑制することができる。このような溝７は、例えば、蓋体２の外縁に沿ってレーザー加工等を施すことにより形成することができる。なお、溝７をレーザー加工により形成する場合には、切削加工と比較して、溝７を形成する際の削り屑が抑制され、削り屑等が配線導体５の表面に付着することを抑制するのに有効である。
【００３９】
また、図８に示す例のように、蓋体２の周囲の基体１に、蓋体２の縁に沿って枠状の金属層８が形成されていても構わない。図８（ｂ）の上面図は、凸状部材３を省略して示している。このような構成にしておくと、基体１と蓋体２とを分離する際、基体１にクラックが生じることを抑制することができる。このような枠状の金属層８は、上述の配線導体５と同様な材料および方法によって、蓋体２の縁に沿って枠状に形成することができる。図８に示す例では、金属層８は、基体１の内部に上下に２重に形成しているが、基体１の表面に形成しておいてもよいし、１つであっても構わない。
【００４０】
基体１の材料は、ガラス，石英，シリコン，樹脂およびセラミックのいずれかによって形成されることが望ましい。この構成によって、ステンレス鋼のような延性金属材料とは異なり、凸状部材３を介して与えた負荷のみで蓋体２が分離可能な、製造効率のよい流路体を提供することができる。上記材料のうち、樹脂以外は脆性材料であるため、蓋体２と基体１との接合部分で割ることで基体１から蓋体２が分離可能である。また、上記のように蓋体２は凸状部材３からの負荷のみで、蓋体２と基体１との接合部分で割れる厚みに形成される。延性金属材料では厚みを薄くしたところで分離よりも先に蓋体３の変形が起こってしまうため、本発明のような分離方法は望めない。延性金属材料を除去するためには、切削、せん断といったプロセスが必要となるが、治工具が煩雑となり、また除去中の削りかす等の発生もコンタミネーション防止という観点からは採用しがたい。基体１を樹脂で構成する場合は、蓋体２の厚みを薄くしておくことで容易に切断することが可能となる。
【００４１】
また蓋体２は、その周縁部が基体１の一表面に接触するように基体１から突出して、基体１に一体に成形されてもよい。この場合には、基体１および蓋体２をセラミックスによって形成するとよい。このような流路体は、例えば、製造過程において、基体１となるセラミックグリーンシートと、蓋体２となるセラミックグリーンシートとの間にバインダを塗布せずにこれらを積層し、前述と同様に焼成して流路体を形成する。これによって、基体１と蓋体２とは、その接合力がバインダを塗布して焼成した場合に比べて弱いものとなり、蓋体２に所定の負荷を与えることで基体１から容易に分離することができ、前述の各実施の形態と同様の効果を得ることができるとともに、蓋体２を基体１から容易に分離することができるので、蓋体２の除去残渣が発生しにくい。
【００４２】
なお、本発明は、上述の実施の形態の例に限定されるものではなく、種々の変更は可能である。例えば、上述の図１〜図８においては、蓋体２の外表面に接合部材４を設けているが、流路１ａ側の蓋体２の内表面に接合部材４と同様な方法により形成された金属層を設けておいても構わない。これにより、外縁を除く領域において、蓋体２の機械的強度を高くすることができ、基体１と蓋体２とを良好に分離することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１・・・・・基体
１ａ・・・・流路
１ｂ・・・・流入口
１ｃ・・・・流出口
２・・・・・蓋体
３・・・・・凸状部材
４・・・・・接合部材
５・・・・・配線導体
６・・・・・接合材
７・・・・・溝
８・・・・・金属層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に流路が形成された基体と、前記流路と前記基板の外面との間に設けられ、前記流路を密閉するように前記基体に一体成形され、機械的負荷を与えることによって前記基体から分離可能な蓋体と、該蓋体の外表面に設けられた接合部が平面視で前記蓋体の大きさ以下の凸状部材とを備えることを特徴とする流路体。
【請求項１】
内部に流路が形成された基体と、前記流路と前記基板の外面との間に設けられ、前記流路を密閉するように前記基体に一体成形され、機械的負荷を与えることによって前記基体から分離可能な蓋体と、該蓋体の外表面に設けられた接合部が平面視で前記蓋体の大きさ以下の凸状部材とを備えることを特徴とする流路体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−７１２４１（Ｐ２０１２−７１２４１Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１７２００（Ｐ２０１０−２１７２００）
【出願日】平成２２年９月２８日（２０１０．９．２８）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２８日（２０１０．９．２８）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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