JP2008238090A - Microflow channel body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内部に微小な流路を持つマイクロ流路体に関し、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、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)等のマイクロケミカルデバイスに用いられるマイクロ流路体に関する。 The present invention relates to a microchannel body having a microchannel inside, and in particular, a micromixing device (micromixer) that mixes a plurality of fluids in a microchannel, and microheat exchange that heats and cools a fluid The present invention relates to a microchannel body used in devices and microchemical devices such as microreaction devices (microreactors) that perform chemical, biochemical and physicochemical reactions.
従来、セラミックスから成る基体の内部に、流体を流すための流路を設けたマイクロ流路体において、流路を加熱する導電性材料を蛇行した形状等に配置したヒーターを基体の内部に形成し、流路に熱を供給するものがあった(例えば、下記の特許文献1参照)。
しかしながら、流路を加熱するヒーターはマイクロ流路体の一部の領域のみを加熱するものであるため、マイクロ流路体周囲の温度変化によっては、ヒーターより供給された熱がマイクロ流路体の加熱部以外の領域に逃げてしまいやすく、流路内を流れる流体が所定の温度に加熱されない場合があり、期待される反応結果が安定して得られないという問題点が発生していた。 However, since the heater that heats the flow path heats only a part of the micro flow path body, depending on the temperature change around the micro flow path body, the heat supplied from the heater may be The fluid that easily escapes to the area other than the heating section may not be heated to a predetermined temperature, and the expected reaction result cannot be stably obtained.
また、上記従来のマイクロ流路体においては、ヒーターによる加熱温度を高くすると、ヒーター形成領域とヒーター非形成領域との間で大きな温度差が生じて、ヒーター形成領域とヒーター非形成領域との間において熱膨張差による熱応力が発生し、極端な場合、この熱応力によってセラミックスから成る基体にクラック等の破損が生じてしまう場合があった。この場合、流路から流体が漏れてしまうという問題点が発生してしまう。 In addition, in the conventional microchannel body, when the heating temperature by the heater is increased, a large temperature difference is generated between the heater formation region and the heater non-formation region, and the heater formation region and the heater non-formation region are between. In this case, a thermal stress due to a difference in thermal expansion occurs, and in extreme cases, the thermal stress may cause breakage such as cracks in the ceramic substrate. In this case, the problem that the fluid leaks from the flow path occurs.
本発明は上記問題点に鑑み案出されたもので、その目的は、流路内を流れる流体を所定の温度に加熱できるマイクロ流路体を提供することにある。 The present invention has been devised in view of the above problems, and an object thereof is to provide a micro-channel body that can heat a fluid flowing in the channel to a predetermined temperature.
本発明のマイクロ流路体は、基体内部に設けられた流体が流通される流路と、前記流路に隣接する第1領域に設けられた第1のヒーターと、前記第1領域を介して前記流路に隣接し、前記第1領域よりも広い第2領域に設けられた第2のヒーターとを具備していることを特徴とする。 The microchannel body of the present invention includes a channel provided inside the base body through which a fluid flows, a first heater provided in a first region adjacent to the channel, and the first region. And a second heater provided in a second region adjacent to the flow path and wider than the first region.
好ましくは、本発明のマイクロ流路体において、前記第1のヒーターは、前記第2のヒーターよりも高温に発熱することを特徴とする。 Preferably, in the microchannel body of the present invention, the first heater generates heat at a higher temperature than the second heater.
好ましくは、本発明のマイクロ流路体において、前記第1のヒーターおよび前記第2のヒーターは、前記流路に沿って折り返すように、導電性部材が蛇行した形状に配置されて成ることを特徴とする。 Preferably, in the microchannel body according to the present invention, the first heater and the second heater are formed by meandering conductive members so as to be folded along the channel. And
好ましくは、本発明のマイクロ流路体において、前記第1のヒーターおよび前記第2のヒーターは、前記流路の延設方向に交差するように、導電性部材が蛇行した形状に配置されて成ることを特徴とする。 Preferably, in the microchannel body according to the present invention, the first heater and the second heater are arranged in a meandering shape with a conductive member so as to intersect the extending direction of the channel. It is characterized by that.
好ましくは、本発明のマイクロ流路体において、前記基体は、セラミックスから成ることを特徴とする。 Preferably, in the microchannel body of the present invention, the substrate is made of ceramics.
好ましくは、本発明のマイクロ流路体において、前記基体は、90質量%以上のアルミナを含んでいることを特徴とする。 Preferably, in the microchannel body of the present invention, the substrate includes 90% by mass or more of alumina.
好ましくは、本発明のマイクロ流路体において、前記基体は、セラミックグリーンシート積層法によって形成されて成ることを特徴とする。 Preferably, in the microchannel body of the present invention, the substrate is formed by a ceramic green sheet lamination method.
本発明のマイクロ流路体は、基体内部に設けられた流体が流通される流路と、流路に隣接する第1領域に設けられた第1のヒーターと、第1領域を介して前記流路に隣接し、第1領域よりも広い第2領域に設けられた第2のヒーターとを具備していることから、第2のヒーターによって第2領域も加熱され第1領域から第2領域に熱が逃げ難くなって、流路周辺の第1領域の温度制御がし易くなる。その結果、流路内に流通される流体を所定の温度に加熱でき、期待される反応結果が安定して得られるようになる。 The micro-channel body of the present invention includes a channel provided inside the substrate for flowing a fluid, a first heater provided in a first region adjacent to the channel, and the flow through the first region. And the second heater provided in the second region wider than the first region, and the second region is also heated by the second heater, so that the first region is changed to the second region. It becomes difficult for heat to escape, and it becomes easier to control the temperature of the first region around the flow path. As a result, the fluid flowing in the flow path can be heated to a predetermined temperature, and an expected reaction result can be stably obtained.
好ましくは、本発明のマイクロ流路体において、第1のヒーターは第2のヒーターよりも高温に発熱する場合、流路からマイクロ流路体の外周にかけて温度分布を高温から低温に保持させることができ、ヒーター形成領域とヒーター非形成領域との間に生じる熱応力を低減することができる。 Preferably, in the microchannel body of the present invention, when the first heater generates heat at a higher temperature than the second heater, the temperature distribution from the channel to the outer periphery of the microchannel body can be maintained from high temperature to low temperature. It is possible to reduce the thermal stress generated between the heater formation region and the heater non-formation region.
好ましくは、本発明のマイクロ流路体において、第1のヒーターおよび第2のヒーターは、流路に沿って折り返すように、導電性部材が蛇行した形状に配置されて成る場合、第1のヒーターおよび第2のヒーターの長さを調節し易くなるので、ヒーター設計が容易になる。 Preferably, in the microchannel body of the present invention, when the first heater and the second heater are arranged in a meandering shape so that the conductive member is folded along the channel, the first heater And since it becomes easy to adjust the length of the second heater, the heater design is facilitated.
好ましくは、本発明のマイクロ流路体において、第1のヒーターおよび第2のヒーターは流路の延設方向に交差するように、導電性部材が蛇行した形状に配置されて成る場合、蛇行数を多くすることができ、流路内に流通される流体を加熱し易くすることができる。 Preferably, in the microchannel body of the present invention, when the first heater and the second heater are arranged in a meandering shape so that the first member and the second heater intersect with the extending direction of the channel, the number of meanders And the fluid flowing in the flow path can be easily heated.
好ましくは、本発明のマイクロ流路体において、基体は、セラミックスから成る場合、耐薬品性に優れたマイクロ流路体とすることができる。 Preferably, in the microchannel body of the present invention, when the substrate is made of ceramics, the microchannel body can be made excellent in chemical resistance.
好ましくは、本発明のマイクロ流路体において、基体は、90質量%以上のアルミナを含んでいることから、機械的強度が高く、酸,アルカリ等の薬品の侵食に耐える耐薬品性に非常に優れたセラミック製マイクロ流路体を提供することができる。 Preferably, in the microchannel body of the present invention, the substrate contains 90% by mass or more of alumina, so that the mechanical strength is high and the chemical resistance that resists the attack of chemicals such as acid and alkali is very high. An excellent ceramic micro-channel body can be provided.
好ましくは、本発明のマイクロ流路体において、基体は、セラミックグリーンシート積層法によって形成される場合、セラミックグリーンシートに、流路,第1のヒーター,第2のヒーターをそれぞれ形成し、これらを積層することによって、容易に所定形状のマイクロ流路体を形成することができ、製造効率の良いマイクロ流路体を提供することができる。 Preferably, in the microchannel body of the present invention, when the substrate is formed by a ceramic green sheet lamination method, the channel, the first heater, and the second heater are formed on the ceramic green sheet, respectively. By laminating, a microchannel body having a predetermined shape can be easily formed, and a microchannel body with high manufacturing efficiency can be provided.
本発明のマイクロ流路体について以下に詳細に説明する。図1(a)は本発明のマイクロ流路体の実施の形態の一例を示す斜視図、図1(b)は本発明のマイクロ流路体の実施の形態の他の例を示す斜視図である。図2(a),(b)はそれぞれ本発明のマイクロ流路体の実施の形態のさらに他の例を示す平面図である。図3は本発明のマイクロ流路体の実施の形態のさらに他の例を示す分解斜視図である。これらの図において、1はマイクロ流路体、2は基体、2aは流路、2bは流入口、2cは流出口、3aは第1のヒーター、3bは第2のヒーターを示す。 The microchannel body of the present invention will be described in detail below. FIG. 1A is a perspective view showing an example of an embodiment of a microchannel body of the present invention, and FIG. 1B is a perspective view showing another example of an embodiment of a microchannel body of the present invention. is there. FIGS. 2A and 2B are plan views showing still other examples of the embodiment of the microchannel body of the present invention. FIG. 3 is an exploded perspective view showing still another example of the embodiment of the microchannel body of the present invention. In these figures, 1 is a microchannel body, 2 is a substrate, 2a is a channel, 2b is an inlet, 2c is an outlet, 3a is a first heater, and 3b is a second heater.
本発明のマイクロ流路体1は、図1(a),(b)に示すように、基体2内部に、流体が流通される流路2aが設けられ、流路2aの周囲の第1領域に流路2aと並行するように第1のヒーター3aが設けられるとともに、第1領域に隣接し第1領域を介して流路2aに隣接する第1領域よりも広い面積の第2領域に、第2のヒーター3bが設けられる。例えば、マイクロ流路体1の平面視において、流路2aを透して第2領域は第1領域に重なるように第1領域の奥に位置し、第1の領域に設けられた第1のヒーター3aの奥に、第1のヒーター3aよりも広い面積で第2のヒーター3bが設けられる。
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the microchannel body 1 of the present invention is provided with a
ここで基体2は、アルミナ(Al2O3)質焼結体,窒化アルミニウム(AlN)質焼結体,ムライト(3Al2O3・2SiO2)質焼結体,ガラスセラミックス等のセラミックスや、ガラス、石英、Si、あるいは金属、樹脂等から成り、基体2の内部にエッチング法や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幅が微小な流路2aが形成されている。そして、この流路2aに被処理流体を流入させるための流入口2bと流出口2cとが形成されている。
Here
流入口2bと流出口2cとは流路2aを外部に接続可能なように外部と流路2aとの間に貫通孔状に設けられたもので、例えば、図1(a)に示すように基体2の表面に貫通孔が設けられていたり、図1(b)に示すように基体2と一体で基体2の表面から突出する筒状部2dの内側に設けられたりしている。図1(b)において、筒状部2dの表面には、外部から流体が流入または流出可能なように流入口2bまたは流出口2cの開口が形成され、流入口2bまたは流出口2cの他端は流路2aに接続されている。また、筒状部2dは、外周面に外部接続用チューブを差し込めるように円柱状や外部接続用チューブの回転防止等の目的で全体または一部が多角形筒状とされている。基体2および筒状部2dは被処理流体によって侵されない材質を適宜選択すればよい。
The
図1(b)に示すように、流路2aに流体を流入させる流入口2bまたは流出させる流出口2cが基体2と一体の基体2の表面から突出する筒状部2dとされている場合、流入口2bおよび流出口2cを流路2aに対して所定位置に接続することができる。また、筒状部2dの外周部に外部接続用チューブの内周面を必要長さ嵌め込むことが可能となり、外部接続用チューブをマイクロ流路体1の所定の位置に確実に固定することができる。これによって、流体を流す際に流入口2bおよび流出口2cで生ずる圧力損失を小さなものにすることができる。また、マイクロ流路体1の厚みが薄いものであっても、外部接続用チューブをしっかりと固定することができる。その結果、流路2a内で化学反応等を行なった場合においても、流入口2bおよび流出口2cが圧力損失の特異点となってしまうことがなく、期待される反応結果を安定して得ることができる。
As shown in FIG. 1B, when the
また基体2には、流路2aの周囲の第1領域に第1のヒーター3aが設けられるとともに、流路2aおよび第1領域を結ぶ方向に直交する面内に、マイクロ流路体1の平面視において第1領域に重なるとともに第1領域よりも広い第2領域の面を有し、この第2領域の面内に第2のヒーター3bが設けられている。
The
この構成により、第2のヒーター3bによって第2領域も加熱され、流路2aと第2領域との間の温度差勾配を小さくすることができるので、第1領域から第2領域に熱が逃げ難くなって、流路2a周辺の第1領域の温度制御がし易くなる。その結果、流路2a内に流通される流体を所定の温度に加熱でき、期待される反応結果が安定して得られるようになる。
With this configuration, the second region is also heated by the
また上記構成により、第1領域は第1のヒーター3aと第2のヒーター3bが設けられて高い温度で保持されるとともに、第2領域は第2のヒーター3bが設けられて第1領域よりも低い温度で保持されるようにする。即ち、流路2aの周辺部の第1領域では流路2a内に流通される流体を所定の温度に加熱可能な温度とし、その外側の第2領域では第1領域からの熱が逃げ難くなるように第1領域が保温される温度として、第1領域よりも低い温度とし、さらに第2領域の外側では第2領域よりも低い温度とすることによって、第1領域,第2領域,第2領域の外側の順に順次温度が低くなる温度分布とされている。従って、流路2a形成領域のマイクロ流路体1の中心側が高温で外側に向かうにつれ順次温度が低くなっており、ヒーター形成領域とヒーター非形成領域との間で大きな温度差が生じることがなく、ヒーター形成領域とヒーター非形成領域との間において熱膨張差によって大きな熱応力が生じ難く、そのために基体2にクラック等の破損が生じ難くなる。その結果、流路2aから流体が漏れるのを防止できる。
In addition, with the above configuration, the first region is provided with the
また、第2のヒーター3bの温度は、第1のヒーター3aのみ点灯とした場合に第1のヒーター3aによって加熱されて達する第2領域の温度より高い温度に設定されるのがよい。これによって、第1領域と第2領域との間の温度勾配が第2のヒーター3bが設けられていない場合よりも緩いものとなり、第1領域の保温が容易なものとなる。また、第2領域の面積が第1領域の面積よりも大きく、第2領域の熱容量が第1領域の熱容量よりも大きいものとなるので、第1領域の温度変化を小さなものとできる。
Further, the temperature of the
この第1のヒーター3aおよび第2のヒーター3bは導電性部材によって形成され、第1のヒーター3aおよび第2のヒーター3bのそれぞれの両端が基体2の表面に引き出されるとともに、この両端をそれぞれ外部電気回路に接続して電流を流すことによって、第1のヒーター3aおよび第2のヒーター3bが発熱し、ヒーターとして機能するものである。第1のヒーター3aおよび第2のヒーター3bとなる導電性部材としては、ニクロム(Ni−Cr合金)等から成る金属線や金属箔により形成されたものであったり、タングステン(W),モリブデン(Mo),マンガン(Mn)等の高融点金属から成るメタライズ層によって形成されたものであったりする。
The
以上のように、基体2に流路2a,流入口2b,流出口2c,第1のヒーター3a,および第2のヒーター3bが形成されることによってマイクロ流路体1が構成される。
As described above, the
ここで流路2aは、5〜500μmの微小な幅および高さが5〜500μmの断面矩形状の微小な流路として設けられる。なお、流路2aの断面は円形であってもよいし、三角形その他多角形であってもよい。
Here, the
このようにして得られたマイクロ流路体1は、例えば、流路2aで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、物理化学反応を行なわせるマイクロ化学チップ、アルコールを水素に改質する改質器等に好適に用いることができる。
The microchannel body 1 obtained in this way is, for example, a microchannel that performs chemical, biochemical, or physicochemical reactions in which the fluid is heated or cooled in the
流路2aの配置としては、例えば、図1(a)に示すように流入口2bと流出口2cが1箇所ずつ設けられ、流入口2bと流出口2cとを結ぶように流路2aが形成されている形態であったり、図1(b)に示すように流入口2bと流出口2cとが2箇所あるいはそれ以上の複数箇所に設けられ、複数箇所の流入口2bに接続された複数本の流路2aを所定順序で合流させ、さらに流路2aから流出口2cに向け複数本の流路2aに分岐する形態であったりする。流路2aは直線状に配置されていても良いし、曲線状に配置されていてもよい。また、第1または第2のヒーター3a,3bのようなミアンダ状に蛇行していてもよい。流路2aの配置は、図1(a),(b)に示す形態に限定されることはなく、目的に合わせて種々の形態とし得る。
As for the arrangement of the
ここで第1のヒーター3aは、第2のヒーター3bよりも高温に発熱するヒーター性能を有しているのがよい。これにより、加熱される流体が流通する流路2a部分を高い温度に加熱することができる。
Here, the
好ましくは、図1(a),図1(b),図2(a),図2(b)に示すように、第1のヒーター3aおよび第2のヒーター3bは導電性部材がS字を連ねた形状で折り返すように蛇行した形状に配置されるのがよい。この構成により、蛇行する部分で熱が発生し易くなり第1のヒーター3aおよび第2のヒーター3bの加熱性能を高いものとすることができる。
Preferably, as shown in FIGS. 1 (a), 1 (b), 2 (a), and 2 (b), the
第1のヒーター3aおよび第2のヒーター3bは、図2(a)に示すように、流路2aに沿って折り返すように、導電性部材が蛇行した形状に配置される。または、図1(a),図1(b),図2(b)に示すように、流路2aの延設方向に交差するように導電性部分が蛇行した形状に配置される。流路2aの延設方向とは、流路2aを全体として見た場合の配置される方向をいう。例えば、図1,図2のように流路2aが直線状に配置されている場合は、流入口2bと流出口2cとを結ぶ方向が延設方向と考えることができるが、流路2aがこの延設方向を複数回横切るように蛇行して配置された場合も、流路2a全体としての延設方向は、同じく流入口2bと流出口2cとを結ぶ方向と考えてよい。
As shown in FIG. 2A, the
図2(a)に示すように、流路2aに沿って、流路2aの端部で折り返すように導電性部材を蛇行した形状に配置すると、導電性部材の長さを適宜の長さに調節し易くなるので、ヒーター設計が容易になるとともに、流路2aに沿って流路2aを均一に加熱し易いものとなる。
As shown in FIG. 2A, when the conductive member is arranged in a meandering shape so as to be folded back at the end of the
好ましくは、図1(a),図1(b)に示すように、第1のヒーター3aおよび第2のヒーター3bは流路2aの延設方向に交差するように、導電性部材が蛇行した形状に配置される。この構成により、流路2aの周囲の一定範囲を加熱することができ、流路2a内に流通される流体を均一に加熱し易くできる。また、蛇行数を多くすることにより、流路2a内に流通される流体を加熱し易くすることができる。
Preferably, as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the conductive member meanders so that the
また、図示しないが、第1のヒーター3aおよび第2のヒーター3bは金属箔やメタライズ層によって形成される場合、平板状に形成されてもよいし、第1のヒーター3aおよび第2のヒーター3bが金属線から成る場合、コイル状の形状とされてもよく、第1のヒーター3aおよび第2のヒーター3bは種々の形状とし得る。
Although not shown, when the
好ましくは、図2(b)に示すように、第1のヒーター3aおよび第2のヒーター3bの外部電気回路との接続部周辺が幅広に形成されているのがよい。この構成により、ヒーターとして機能させる必要のない接続部周辺は幅広として抵抗値を小さくして発熱しないようにし、接続部周辺で電力が消費されないようにすることができる。そして、第1のヒーター3aおよび第2のヒーター3bの接続部周辺を除く残部のみで効率良く発熱できるようになる。また、接続部において外部電気回路基板との接続が容易なものとすることができる。
Preferably, as shown in FIG.2 (b), the periphery of the connection part with the external electric circuit of the
好ましくは、基体2は、セラミックスから成るのがよい。具体的に基体2を形成するセラミックスとしては、Al2O3質焼結体,AlN質焼結体,3Al2O3・2SiO2質焼結体,ガラスセラミックス等が挙げられる。この構成により、機械的強度や耐熱性や耐圧性および耐薬品性に優れたマイクロ流路体1とすることができる。
Preferably, the
好ましくは、基体2は、90質量%以上のアルミナを含んでいるのがよい。この構成により、機械的強度が高く、酸,アルカリ等の薬品の腐食にも耐える耐薬品性に非常に優れたセラミック製のマイクロ流路体1とすることができる。
Preferably, the
好ましくは、基体2は、セラミックグリーンシート積層法によって形成される。
Preferably, the
例えば、基体2がAl2O3質焼結体から成る場合であれば、Al2O3,酸化珪素(SiO2),酸化マグネシウム(MgO),酸化カルシウム(CaO)等の原料粉末に適当な有機バインダ,溶剤,可塑剤,分散剤等を混合添加して泥漿状となすとともに、これからドクターブレード法やカレンダーロール法を採用することによってセラミックグリーンシート(セラミック生シート)を形成し、しかる後に、このセラミックグリーンシートに流路2a等と成る適当な打ち抜き加工を施した後に、このグリーンシートを複数枚積層し、約1600℃の温度で焼成することによって作製される。
For example, if the
セラミックグリーンシートを流路2aの形状で打ち抜くことによって、容易に所定形状の流路2aを形成することができ、製造効率の良いマイクロ流路体1を提供することができる。
By punching out the ceramic green sheet in the shape of the
特に、金型による打ち抜き部(開口22a,貫通孔21a)同士の位置ずれは数10μm以下に抑えることができ、寸法精度の高いマイクロ流路体1とすることができる。 In particular, the positional deviation between the punched portions (openings 22a, through holes 21a) by the mold can be suppressed to several tens of μm or less, and the microchannel body 1 with high dimensional accuracy can be obtained.
次に、本発明のマイクロ流路体1の製造方法の一例を、図3(a)を用いて詳細に説明する。 Next, an example of the manufacturing method of the microchannel body 1 of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
まず、基体2の最上層と成るセラミックグリーンシートとして、第1のセラミックグリーンシート21を準備する。この第1のセラミックグリーンシート21には、流入口2bと流出口2cと成る箇所に貫通孔21aを金型を用いて打ち抜き加工を施す。
First, a first ceramic green sheet 21 is prepared as a ceramic green sheet that is the uppermost layer of the
次いで、第1のセラミックグリーンシート21の下側に積層される第2のセラミックグリーンシート22を準備する。この第2のセラミックグリーンシート22には、流路2aの側面と成る打ち抜き孔を金型を用いて打ち抜き加工を施すか、または押し型によって流路2aとなる溝を加工する。打ち抜き孔または溝の開口22aは、流入口2bまたは流出口2cと繋がる第1貫通孔21aの部分を除いて第1のセラミックグリーンシート21の下面によって覆われるようにして塞がれる。
Next, a second ceramic
次いで、第2のセラミックグリーンシート22の下側に積層される第3のセラミックグリーンシート23を準備する。この第3のセラミックグリーンシート23は、流路2aの下側開口を下側から蓋をする役割を果たし平板状に形成される。
Next, a third ceramic green sheet 23 to be laminated on the lower side of the second ceramic
次いで、第3のセラミックグリーンシート23の下側に積層される第4のセラミックグリーンシート24を準備する。この第4のセラミックグリーンシート24は、平板状に形成され、WやMo,Mn等の高融点金属粉末に適当な有機バインダ、可塑剤、溶剤等を添加混合して得た金属ペーストを、スクリーン印刷法等の厚膜形成技術により印刷塗布して、第1のヒーター3aとなる第1のメタライズ層24aを所定パターンに形成する。
Next, a fourth ceramic green sheet 24 to be laminated below the third ceramic green sheet 23 is prepared. The fourth ceramic green sheet 24 is formed in a flat plate shape, and a metal paste obtained by adding and mixing an appropriate organic binder, plasticizer, solvent, etc. to a refractory metal powder such as W, Mo, Mn or the like is screened. The
次いで、第4のセラミックグリーンシート24の下側に積層され、最下層と成る第5のセラミックグリーンシート25を準備する。この第5のセラミックグリーンシート25は、平板状に形成され、WやMo,Mn等の高融点金属粉末に適当な有機バインダ、可塑剤、溶剤等を添加混合して得た金属ペーストを、スクリーン印刷法等の厚膜形成技術により印刷塗布して、第2のヒーター3bとなる第2のメタライズ層25aを所定パターンに形成する。
Next, a fifth ceramic
そして、これらの第1から第5のセラミックグリーンシート21〜25のそれぞれを所定の順序で積層し、約1600℃の温度で焼成することによって基体2が作製される。
Each of the first to fifth ceramic green sheets 21 to 25 is laminated in a predetermined order and fired at a temperature of about 1600 ° C., whereby the
以上のようにして、セラミックグリーンシート積層法により、セラミックスから成るマイクロ流路体1を効率良く製造することができる。 As described above, the microchannel body 1 made of ceramics can be efficiently manufactured by the ceramic green sheet lamination method.
なお、上記の例で第1のヒーター3aとなる第1のメタライズ層24aおよび第2のヒーター3bとなる第2のメタライズ層25aは、流路2aとなる打ち抜き孔または溝の開口が形成されるセラミックグリーンシートよりも下側に位置するセラミックグリーンシートに形成されている例を示したが、流路2aとなる打ち抜き孔または溝の開口が形成されるセラミックグリーンシートよりも上側に位置するセラミックグリーンシートに形成されるようにしても構わない。またこの場合、流路2aが溝として加工され、下側開口を有さない場合は、流路2aの下側開口を下側から蓋をする役割を果たし平板状に形成される第3のセラミックグリーンシート23は省略してもよい。
In the above example, the
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を施すことは何等差し支えない。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications may be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、上記実施の形態例において、流入口2bと流出口2cは基体2の上側主面に設けられているものとしたが、基体2の流路2aが延びる方向と平行な側面または流路2aが延びる方向と交わり該方向を横切る側面に設けてもよい。この場合、流路2aが延びる方向と流入口2bまたは流出口2cとを平行に配置することができ、流入口2bから流出口2cにかけての圧力損失を低いものとすることができる。
For example, in the above embodiment, the
また、流路2aの上側または下側の少なくとも一方が透光性材料から成っていてもよい。この構成により、流路2a内の流体の流通を視覚的に確認できる。また、流路2a内に光を照射させることで、流路2a内の流体を化学的に反応させることもできる。
Moreover, at least one of the upper side or the lower side of the
また、流路2aが形成される部分を金属製とし、ヒーター形成領域をセラミック,樹脂等の絶縁材料で形成する等、基体2は異なる材料から成るものが組み合わされて形成されていてもよい。
Further, the
また、第1のヒーター3aおよび第2のヒーター3bの外部電気回路との接続部には金属製のリード端子が接合されていてもよく、外部電気回路との接続がし易いものとなる。
Moreover, the metal lead terminal may be joined to the connection part with the external electric circuit of the
また、上記実施の形態の説明において上下左右という用語は、単に図面上の位置関係を説明するために用いたものであり、実際の使用時における位置関係を意味するものではない。 In the description of the above embodiment, the terms “upper, lower, left and right” are merely used to describe the positional relationship in the drawings, and do not mean the positional relationship in actual use.
1:マイクロ流路体
2:基体
2a:流路
2b:流入口
2c:流出口
3a:第1のヒーター
3b:第2のヒーター
1: Microchannel body 2:
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