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JP2014006049A - Method for manufacturing micro flow channel chip - Google Patents

Method for manufacturing micro flow channel chip Download PDF

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JP2014006049A
JP2014006049A JP2012139603A JP2012139603A JP2014006049A JP 2014006049 A JP2014006049 A JP 2014006049A JP 2012139603 A JP2012139603 A JP 2012139603A JP 2012139603 A JP2012139603 A JP 2012139603A JP 2014006049 A JP2014006049 A JP 2014006049A
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JP
Japan
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film
substrate
flow channel
manufacturing
heating
Prior art date
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Pending
Application number
JP2012139603A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takuro Yoshikuni
拓郎 吉國
Susumu Saito
晋 斎藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Sumitomo Bakelite Co Ltd filed Critical Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a micro flow channel chip, capable of removing the recess of a film without unnecessarily heating a substrate.SOLUTION: A manufacturing method includes the first step of joining a film covering a flow channel to the surface of a substrate having a flow channel groove opened in one surface, and the second step of holding the substrate having the film jointed thereto with face down and heating the film by a heat source disposed below the film. When a part corresponding to the flow channel groove of the film is recessed into the flow channel groove in the first step, in the second step, the recessed part of the film can be returned flat. Thus, the recess of the film is removed without unnecessarily heating the substrate.

Description

本発明は、マイクロ流路チップの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a microchannel chip.

近年、マイクロリアクターやマイクロアナリシスシステムと呼ばれる化学反応システムや分析システムの微小化の研究が盛んに行われている。システムの微小化の利点として、微量の検体量で試験が可能となること、廃液の排出量が軽減されることなどが挙げられる。また、省スペースで持ち運びが可能であり、かつ、安価なシステムを構築することができる。   In recent years, research on miniaturization of chemical reaction systems and analysis systems called microreactors and microanalysis systems has been actively conducted. Advantages of miniaturization of the system include that a test can be performed with a very small amount of specimen and that the amount of discharged waste liquid is reduced. In addition, it is possible to carry a space-saving and inexpensive system.

このようなシステムは、核酸、タンパク質、糖鎖などの分析や合成、微量化学物質の迅速分析、医薬品・薬物のハイスループットスクリーニングへの応用が期待されている。また、体積に対する表面積の比率が向上することにより、熱移動・物質移動の高速化が実現できるため、反応や分離の精密な制御、高速・高効率化、副反応の抑制が期待される。   Such a system is expected to be applied to analysis and synthesis of nucleic acids, proteins, sugar chains and the like, rapid analysis of trace chemical substances, and high-throughput screening of pharmaceuticals and drugs. Further, since the ratio of the surface area to the volume is improved, heat transfer and mass transfer can be speeded up, so that precise control of reaction and separation, high speed and high efficiency, and suppression of side reactions are expected.

具体的なシステムとして、マイクロ流路を持つマイクロ流路チップを用いる検討がなされている。一般にマイクロ流路チップは微細加工によりマイクロ流路を形成した基板に他の基板又は膜を貼り合わせること等により製造されている。基板や膜には高精度の寸法が要求されるため、加工が容易な樹脂基板や樹脂フィルムが多く使用される。しかしながら、マイクロ流路を形成した樹脂基板に樹脂フィルムを貼り付けると樹脂フィルムがマイクロ流路内へと凹み、マイクロ流路の寸法にバラツキが生じるという課題があった。   As a specific system, studies using a microchannel chip having a microchannel have been made. In general, a microchannel chip is manufactured by bonding another substrate or a film to a substrate on which a microchannel is formed by fine processing. Since the substrate and the film are required to have high-precision dimensions, many resin substrates and resin films that are easy to process are used. However, when a resin film is affixed to a resin substrate on which microchannels are formed, the resin film is recessed into the microchannels, resulting in variations in the dimensions of the microchannels.

このような課題を解決するため特許文献1に開示される方法が提案されている。特許文献1に開示される方法は、樹脂基板と樹脂フィルムを熱融着により接合した後、これらの樹脂基板と樹脂フィルムとを熱アニールすることにより凹みを解消するものである。   In order to solve such a problem, a method disclosed in Patent Document 1 has been proposed. In the method disclosed in Patent Document 1, after the resin substrate and the resin film are joined by thermal fusion, the resin substrate and the resin film are thermally annealed to eliminate the dent.

国際公開第2009/110270号パンフレットInternational Publication No. 2009/110270 Pamphlet

しかしながら特許文献1に記載される方法では樹脂基板と樹脂フィルムの全体を加熱するため、樹脂基板を不要に加熱してしまう。樹脂基板の不要な加熱は樹脂基板に歪みや反りを生じさせる可能性がある。さらに特許文献1に記載の方法では長い加熱時間を要するため、樹脂基板に歪みや反りを生じさせ得る。   However, since the method described in Patent Document 1 heats the entire resin substrate and resin film, the resin substrate is unnecessarily heated. Unnecessary heating of the resin substrate may cause distortion or warpage of the resin substrate. Furthermore, since the method described in Patent Document 1 requires a long heating time, the resin substrate can be distorted or warped.

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、基板を不要に加熱することなく膜の凹みを解消することができるマイクロ流路チップの製造方法を提供するものである。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a method of manufacturing a microchannel chip that can eliminate the dent of the film without unnecessarily heating the substrate.

このような目的は、下記(1)〜(6)に記載の本発明により達成される。
(1)一方の面に開放する流路溝を有する基板の前記面に前記流路溝を覆う膜を接合する第1の工程と、前記膜を接合した前記基板を前記膜を下側に向けて保持し、前記膜よりも下方に設けた熱源により前記膜を加熱する第2の工程とを有し、前記第1の工程において前記膜の前記流路溝に対応する部分が前記流路溝内に陥入した場合に、前記第2の工程において前記膜の陥入した部分を平坦に戻すことを特徴とするマイクロ流路チップの製造方法。
(2)前記熱源は、前記膜から離間して設けられている(1)に記載のマイクロ流路チップの製造方法。
(3)前記熱源は、前記基板の前記面よりも大きい加熱面を有する(1)又は(2)に記載のマイクロ流路チップの製造方法。
(4)前記第2の工程において、前記基板の前記面と前記加熱面とを平行に配置して加熱する(3)に記載のマイクロ流路チップの製造方法。
(5)前記第2の工程において、前記基板の前記面と前記加熱面との距離を一定に保つスペーサを前記加熱面と前記膜との間に設ける(1)ないし(4)のいずれか一項に記載のマイクロ流路チップの製造方法。
(6)前記第2の工程は、前記流路溝内を加圧する工程と前記膜の外側を減圧する工程の少なくとも一方を含む(1)ないし(5)のいずれか一項に記載のマクロ流路チップの製造方法。
Such an object is achieved by the present invention described in the following (1) to (6).
(1) A first step of bonding a film covering the flow channel groove to the surface of the substrate having a flow channel groove opened on one surface; and the substrate having the film bonded is directed downward. And a second step of heating the film by a heat source provided below the film, and a portion corresponding to the flow channel groove of the film in the first step is the flow channel groove A method of manufacturing a microchannel chip, characterized in that, when the film is invaded, the indented portion of the film is returned flat in the second step.
(2) The method of manufacturing a microchannel chip according to (1), wherein the heat source is provided apart from the film.
(3) The microchannel chip manufacturing method according to (1) or (2), wherein the heat source has a heating surface larger than the surface of the substrate.
(4) In the second step, the microchannel chip manufacturing method according to (3), in which the surface of the substrate and the heating surface are arranged in parallel and heated.
(5) In the second step, any one of (1) to (4), wherein a spacer that keeps a distance between the surface of the substrate and the heating surface constant is provided between the heating surface and the film. The manufacturing method of the microchannel chip | tip of description.
(6) The macro flow according to any one of (1) to (5), wherein the second step includes at least one of a step of pressurizing the inside of the channel groove and a step of depressurizing the outside of the membrane. Road chip manufacturing method.

本発明によれば、膜を下側に向けて保持して加熱するため、重力等の働きにより素早く凹みを解消することができる。また、膜の側から熱源により加熱するため、基板を不要に加熱することがなく、基板の歪みや反りの発生を効果的に防止できる。   According to the present invention, since the film is heated while being held downward, the dent can be quickly eliminated by the action of gravity or the like. In addition, since the substrate is heated from the side of the film, the substrate is not unnecessarily heated, and the occurrence of distortion and warpage of the substrate can be effectively prevented.

本発明の実施形態に係るマイクロ流路チップの斜視図である。It is a perspective view of the microchannel chip concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るマイクロ流路チップの製造工程を説明した断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing process of the microchannel chip which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るマイクロ流路チップの製造工程を説明した断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing process of the microchannel chip which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るマイクロ流路チップの製造工程を説明した断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing process of the microchannel chip which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るマイクロ流路チップの製造工程を説明した断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing process of the microchannel chip which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るマイクロ流路チップの製造工程を説明した断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing process of the microchannel chip which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明のマイクロ流路チップの製造方法の好適な実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。   Hereinafter, a preferred embodiment of a method for producing a microchannel chip of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

まず、本実施形態に係るマイクロ流路チップ1について説明する。
図1は本実施形態に係るマイクロ流路チップ1の斜視図である。本実施形態のマイクロ流路チップ1は、供給された試料を内部のマイクロ流路内で反応させ、又は分析するための器具である。
First, the microchannel chip 1 according to the present embodiment will be described.
FIG. 1 is a perspective view of a microchannel chip 1 according to the present embodiment. The microchannel chip 1 of this embodiment is an instrument for reacting or analyzing a supplied sample in an internal microchannel.

図1に示すように、本実施形態のマイクロ流路チップ1は、流路溝21が形成された基板2と、流路溝21を覆うように基板2に接合された膜3とを備える。なお、図1において流路溝21は実線で表しているがマイクロ流路チップ1の表面に形成されたものではなく、基板2に形成されたものである。   As shown in FIG. 1, the microchannel chip 1 of this embodiment includes a substrate 2 on which a channel groove 21 is formed and a film 3 bonded to the substrate 2 so as to cover the channel groove 21. In FIG. 1, the flow channel 21 is indicated by a solid line, but is not formed on the surface of the micro flow channel chip 1 but formed on the substrate 2.

本実施形態では、基板2は板状をなしており、その一方の面22に開放するように流路溝21が形成されている。
基板2の材料としては、熱可塑性樹脂を用いることができ、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリメチルペンテン(PMP)などのポリオレフィン、ポリスチレン(PS)などのポリビニル、ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)などのポリアクリル、シクロオレフィンポリマー(COP)やシクロオレフィンコポリマー(COC)などを用いることができる。特に、成形性や成形した基板の硬度、耐薬液性の点からCOPや、COCを用いることが好ましい。
In the present embodiment, the substrate 2 has a plate shape, and a flow channel 21 is formed so as to open to one surface 22 thereof.
As the material of the substrate 2, a thermoplastic resin can be used. For example, polyolefin such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), polymethylpentene (PMP), polyvinyl such as polystyrene (PS), polycarbonate (PC). Polyacryl such as polymethyl methacrylate (PMMA), cycloolefin polymer (COP), cycloolefin copolymer (COC), and the like can be used. In particular, it is preferable to use COP or COC in terms of moldability, hardness of the molded substrate, and chemical resistance.

流路溝21は、供給した試料を反応させ、又は分析する部分である。本実施形態では、流路溝21は、基板2の長手方向に沿って1本形成されている。また、流路溝21の横断面形状は、矩形をなしている。   The channel groove 21 is a part for reacting or analyzing the supplied sample. In the present embodiment, one channel groove 21 is formed along the longitudinal direction of the substrate 2. Moreover, the cross-sectional shape of the flow channel 21 is rectangular.

なお、流路溝21の横断面形状は矩形に限られず、マイクロ流路チップの使用目的に応じて三角形や五角形などの多角形、半円や長円などに形成することができる。また、流路溝の本数も1本に限られず複数本形成してもよい。また、流路溝21の端部や途中に液体貯留部を設けてもよい。   The cross-sectional shape of the channel groove 21 is not limited to a rectangle, and can be formed in a polygon such as a triangle or a pentagon, a semicircle, or an ellipse according to the purpose of use of the microchannel chip. Further, the number of flow channel grooves is not limited to one, and a plurality of flow channel grooves may be formed. In addition, a liquid reservoir may be provided at the end of the channel groove 21 or in the middle thereof.

流路溝21の表面は、親水化処理や表面処置官能基の形成処理等の表面処理を施してもよい。このような表面処理として、例えば含酸素官能基を導入する処理が行われる。含酸素官能基を導入することにより、樹脂表面の親水性が向上し、スムーズな試料の送液が可能になる。導入される含酸素官能基としては例えば、アルデヒド基やケトン基などのカルボニル基、カルボキシル基、水酸基、エーテル基、パーオキサイト基、エポキシ基などの極性を有した官能基群が挙げられる。また、その導入処理としては例えば、プラズマ処理、コロナ放電処理、エキシマレーザー処理、フレーム処理などを用いることができる。   The surface of the channel groove 21 may be subjected to a surface treatment such as a hydrophilization treatment or a surface treatment functional group formation treatment. As such a surface treatment, for example, a treatment for introducing an oxygen-containing functional group is performed. By introducing the oxygen-containing functional group, the hydrophilicity of the resin surface is improved, and smooth sample feeding becomes possible. Examples of the oxygen-containing functional group to be introduced include functional groups having polarity such as carbonyl groups such as aldehyde groups and ketone groups, carboxyl groups, hydroxyl groups, ether groups, peroxide groups, and epoxy groups. As the introduction process, for example, plasma process, corona discharge process, excimer laser process, flame process, or the like can be used.

膜3は基板2の面22に接合され、流路溝21を封止する。本実施形態では膜3として樹脂フィルムが用いられる。膜3の材料としては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリメチルペンテン(PMP)などのポリオレフィン、ポリスチレン(PS)などのポリビニル、ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)などのポリアクリル、シクロオレフィンポリマー(COP)やシクロオレフィンコポリマー(COC)などを用いることができる。   The film 3 is bonded to the surface 22 of the substrate 2 and seals the flow channel 21. In the present embodiment, a resin film is used as the film 3. Examples of the material of the film 3 include polyolefins such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), and polymethylpentene (PMP), polyvinyls such as polystyrene (PS), polycarbonate (PC), and polymethyl methacrylate (PMMA). Polyacryl, cycloolefin polymer (COP), cycloolefin copolymer (COC), and the like can be used.

膜3には、必要により流路溝21に試料を供給する注入口(図示せず)が設けられている。注入口は予め形成してもよいが、膜3に脆弱部を設け使用直前に注入口を形成するようにするとコンタミネーションを良好に防止することができ好ましい。   The membrane 3 is provided with an inlet (not shown) for supplying a sample to the channel groove 21 as necessary. The injection port may be formed in advance, but it is preferable to provide a fragile portion in the membrane 3 and form the injection port immediately before use, since contamination can be prevented well.

ここで本実施形態のマイクロ流路チップ1の代表的な寸法例について説明する。基板2は縦10mm以上30mm以下程度、横10mm以上100mm以下程度であり、厚さは0.5mm以上3.0mm以下程度である。膜3は縦横の寸法が基板2と同等程度であり、厚さは0.1mm以上0.3mm以下程度である。流路溝21の大きさは、用途によって適宜設計することができる。流路溝21の幅はマイクロメートル単位でもミリメートル単位でもよく、サンプルや試薬の使用量又は廃液の排出量の低減、熱移動・物質移動の高速化の観点からは、1μm以上1000μm以下が好ましく、100μm以上300μm以下がさらに好ましい。また、流路溝21の深さは、10μm以上100μm以下が好ましい。   Here, a typical dimension example of the microchannel chip 1 of the present embodiment will be described. The substrate 2 has a length of about 10 mm to 30 mm, a width of about 10 mm to 100 mm, and a thickness of about 0.5 mm to 3.0 mm. The film 3 has a vertical and horizontal dimension equivalent to that of the substrate 2 and a thickness of about 0.1 mm to 0.3 mm. The size of the channel groove 21 can be appropriately designed depending on the application. The width of the channel groove 21 may be a micrometer unit or a millimeter unit, and is preferably 1 μm or more and 1000 μm or less from the viewpoint of reducing the amount of sample or reagent used or the amount of waste liquid discharged, and increasing the speed of heat transfer and mass transfer More preferably, it is 100 μm or more and 300 μm or less. The depth of the flow channel 21 is preferably 10 μm or more and 100 μm or less.

なお、本実施形態のマイクロ流路チップには、膜体、ポンプ、バルブ、センサー、モーター、ミキサー、ギア、クラッチ、マイクロレンズ、電気回路等を組み合わせて複合化させることも可能であり、種々の用途に用いることができる。   The microchannel chip of the present embodiment can be combined with a film body, a pump, a valve, a sensor, a motor, a mixer, a gear, a clutch, a microlens, an electric circuit, etc. Can be used for applications.

次に、図2から図6に基づいて本実施形態のマイクロ流路チップ1の製造方法について説明する。図2から図6は、本実施形態に係るマイクロ流路チップ1の製造工程を説明した断面図である。図2は第1の工程を説明した図である。図3は基板2と膜3の接合により膜3に凹みが生じた状態を表した図である。図4は第2の工程において膜3を加熱する前の状態を説明した図であり、図5は加熱した後の状態を説明した図である。図6は膜3の凹みが解消した状態のマイクロ流路チップ1を表した図である。   Next, a method for manufacturing the microchannel chip 1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2-6 is sectional drawing explaining the manufacturing process of the microchannel chip 1 which concerns on this embodiment. FIG. 2 is a diagram illustrating the first step. FIG. 3 is a view showing a state in which a dent is generated in the film 3 due to the bonding of the substrate 2 and the film 3. FIG. 4 is a diagram illustrating a state before the film 3 is heated in the second step, and FIG. 5 is a diagram illustrating a state after the heating. FIG. 6 is a view showing the microchannel chip 1 in a state in which the dent of the film 3 is eliminated.

本実施形態の製造方法は、流路溝21が形成された基板2に膜3を接合する工程(第1の工程)と、基板2を膜3を下側に向けて保持し、さらに下方に設けた熱源4により膜3を加熱する工程(第2の工程)とを有する。以下では各工程について詳細に説明する。   The manufacturing method of the present embodiment includes a step of bonding the film 3 to the substrate 2 on which the flow channel 21 is formed (first step), holding the substrate 2 with the film 3 facing downward, and further downward A step of heating the film 3 by the provided heat source 4 (second step). Below, each process is demonstrated in detail.

第1の工程に先立ち、基板2及び膜3を用意する。基板2は例えば射出成形により作製すればよい。このときあらかじめ流路溝21に対応する部分を成形型に形成しておくと、これらを同時に一体成形することができるので、大量生産に適する。なお、流路溝21を後加工する場合は、ドリル等の機械加工、ホットエンボスによる加工、レーザーによる加工、ドライエッチングパターン加工、ウェットエッチングパターン加工等の加工方法を選択すればよい。また、膜3は例えば押出成形により作製することができる。   Prior to the first step, the substrate 2 and the film 3 are prepared. The substrate 2 may be produced by, for example, injection molding. At this time, if a portion corresponding to the channel groove 21 is formed in the mold in advance, these can be integrally formed at the same time, which is suitable for mass production. In the case of post-processing the channel groove 21, a processing method such as machining by a drill, processing by hot embossing, processing by laser, dry etching pattern processing, wet etching pattern processing, or the like may be selected. Moreover, the film | membrane 3 can be produced by extrusion molding, for example.

(第1の工程)
次いで、基板2の面22に膜3を接合し、基板2と膜3が一体化したマイクロ流路チップ1を作製する。
接合は、例えば熱プレス機を用いた熱圧着により行う。すなわち、図2に示すように、熱プレス機(図示せず)に基板2と膜3とを載置し、膜3に力Fをかけた状態で加熱する。基板2と膜3の接合を熱圧着により行うと、流路溝21が微小である場合にも流路溝21に影響を与えないよう製造条件のコントロールが容易であり好ましい。
なお、接合には熱圧着のほかに接着剤を用いた方法、超音波融着、レーザー融着など種々の方法を用いることができる。
(First step)
Next, the film 3 is bonded to the surface 22 of the substrate 2 to produce the microchannel chip 1 in which the substrate 2 and the film 3 are integrated.
The joining is performed, for example, by thermocompression using a hot press. That is, as shown in FIG. 2, the substrate 2 and the film 3 are placed on a hot press machine (not shown), and the film 3 is heated with a force F applied thereto. It is preferable to bond the substrate 2 and the film 3 by thermocompression because the manufacturing conditions can be easily controlled so that the flow channel 21 is not affected even when the flow channel 21 is very small.
In addition to the thermocompression bonding, various methods such as a method using an adhesive, ultrasonic fusion, and laser fusion can be used for joining.

熱圧着では、熱プレス機を用いて一定時間、基板2又は膜3に用いられる樹脂の軟化点又はガラス転移温度付近の温度をかけることで接合を行う。このときの温度条件としては、用いる樹脂材料によって異なるが70℃以上200℃以下の温度で接合を行うことが好ましい。例えば、基板2及び膜3の材料としてシクロオレフィンポリマーを用いた場合、温度80℃以上100℃以下程度、圧力1MPa以上10MPa以下程度、時間5分以上20分以下程度が好ましい。温度、圧力および時間のいずれかが上記下限を下回ると基板同士が十分に圧着されないことがあり、基板間に隙間が残る場合がある。また、温度、圧力および時間のいずれかが上記上限を上回ると、基板が過度に溶融し流路溝21等に寸法誤差が生じることがある。   In thermocompression bonding, bonding is performed by applying a temperature near the softening point or glass transition temperature of the resin used for the substrate 2 or the film 3 for a certain period of time using a heat press. The temperature condition at this time varies depending on the resin material to be used, but it is preferable to perform bonding at a temperature of 70 ° C. or higher and 200 ° C. or lower. For example, when a cycloolefin polymer is used as the material of the substrate 2 and the film 3, a temperature of about 80 ° C. to 100 ° C., a pressure of about 1 MPa to 10 MPa, and a time of about 5 minutes to 20 minutes are preferable. If any of temperature, pressure, and time falls below the lower limit, the substrates may not be sufficiently bonded together, and a gap may remain between the substrates. If any of temperature, pressure, and time exceeds the upper limit, the substrate may be melted excessively and a dimensional error may occur in the flow channel 21 and the like.

第1の工程により接合した基板2と膜3は図3に示すように膜3が流路溝21に凹み、膜3が湾曲した状態となっている。これは、加熱により柔らかくなった膜3が加圧されることにより流路溝21に押し込まれるために生じると考えられる。このように膜3が凹むと流路溝21の断面積が小さくなるため正確な分析等に支障をきたす可能性がある。また、予め凹み量を考慮して設計するとしても凹み量を制御しがたく、高精度のマイクロ流路チップ1を得ることは難しい。したがって、本実施形態では第2の工程で凹みの解消を行う。   As shown in FIG. 3, the substrate 2 and the film 3 bonded in the first step are in a state where the film 3 is recessed in the flow channel 21 and the film 3 is curved. This is considered to occur because the film 3 softened by heating is pressed into the channel groove 21 by being pressurized. If the membrane 3 is recessed in this way, the cross-sectional area of the flow channel groove 21 becomes small, which may hinder accurate analysis and the like. Further, even if the design is made in consideration of the dent amount in advance, the dent amount is difficult to control, and it is difficult to obtain a highly accurate micro-channel chip 1. Therefore, in this embodiment, the dent is eliminated in the second step.

(第2の工程)
第2の工程では、第1の工程で基板2に接合した膜3を再度加熱することにより凹みを解消する。図4に示すように、加熱の際には膜3を接合した基板2を、膜3の側を下側にして保持する。そして、膜3よりも下方に設けた熱源4により膜3を加熱する。すなわち、マイクロ流路チップ1を一方面から加熱して凹みの除去を行う。
(Second step)
In the second step, the dent is eliminated by heating again the film 3 bonded to the substrate 2 in the first step. As shown in FIG. 4, the substrate 2 to which the film 3 is bonded is held with the film 3 side facing down during heating. Then, the film 3 is heated by a heat source 4 provided below the film 3. That is, the microchannel chip 1 is heated from one surface to remove the dent.

加熱は基板2と膜3の熱圧着温度よりも高く、かつ、膜3が軟化する程度の温度で行う。膜3をこのような温度で加熱すると、基板2と膜3の接合部分への影響を小さくした状態で、膜3の流路溝21を覆う部分を軟化させることができる。膜3の軟化した部分は重力の働きにより下方、すなわち基板2の外側へと変形する。これにより膜3の凹みが解消され、図5に示すように膜3の流路溝21を覆う部分は平坦となる。   Heating is performed at a temperature that is higher than the thermocompression bonding temperature of the substrate 2 and the film 3 and that the film 3 is softened. When the film 3 is heated at such a temperature, it is possible to soften the portion of the film 3 that covers the flow channel 21 in a state where the influence on the bonding portion between the substrate 2 and the film 3 is reduced. The softened portion of the film 3 is deformed downward, that is, outside the substrate 2 by the action of gravity. Thereby, the dent of the film | membrane 3 is eliminated, and the part which covers the flow-path groove | channel 21 of the film | membrane 3 becomes flat as shown in FIG.

加熱条件は基板2及び膜3の材質や流路溝21の寸法、凹みの大きさ等によって適宜調整される。例えば基板2及び膜3としてポリカーボネート(PC)を用いる場合には、加熱温度を150〜200℃程度、加熱時間を60〜180秒程度とすると膜3の凹みが良好に解消できる。   The heating conditions are appropriately adjusted depending on the material of the substrate 2 and the film 3, the size of the flow channel 21 and the size of the recess. For example, when polycarbonate (PC) is used as the substrate 2 and the film 3, the depression of the film 3 can be satisfactorily eliminated by setting the heating temperature to about 150 to 200 ° C. and the heating time to about 60 to 180 seconds.

なお、加熱の際には流路溝21内に加圧流体を導入して流路溝21内を加圧してもよい。または、膜3の外側を減圧してもよく、あるいは加圧と減圧の双方を行ってもよい。このような加圧又は減圧は膜3の凹みを解消させる方向に作用する。したがって、加圧や減圧を行うことにより、より迅速に凹みを解消させることができる。   When heating, a pressurized fluid may be introduced into the flow channel 21 to pressurize the flow channel 21. Alternatively, the outside of the membrane 3 may be depressurized, or both pressurization and depressurization may be performed. Such pressurization or depressurization acts in a direction to eliminate the dent of the membrane 3. Therefore, dents can be eliminated more quickly by applying pressure or reducing pressure.

また、膜3の加熱は可能な限り膜3の全面に均一に熱がかかるように行うことが好ましい。均一に熱をかけることにより、マイクロ流路チップ1の様々な位置で生じる凹みを一律に除去することができる。   Moreover, it is preferable to heat the film 3 so that the entire surface of the film 3 is heated as much as possible. By applying heat uniformly, dents generated at various positions of the microchannel chip 1 can be uniformly removed.

均一な加熱を行う一例として、熱源4を膜3と離間して設け、空気を介して膜3を間接的に加熱する方法が挙げられる。空気を介在させることにより、熱源4を膜3に直接接触させることに比べて、膜3を均一に加熱できる。また、空気が介在すると、熱源4の温度の変動による加熱ムラを低減することができる。   As an example of performing uniform heating, there is a method in which the heat source 4 is provided separately from the film 3 and the film 3 is indirectly heated through air. By interposing air, the film 3 can be heated more uniformly than when the heat source 4 is brought into direct contact with the film 3. In addition, when air is present, heating unevenness due to fluctuations in the temperature of the heat source 4 can be reduced.

また、他の例として膜3よりも大きい加熱面を有する熱源4により加熱する方法が挙げられる。膜3よりも加熱面が大きいことにより膜3の均一な加熱が可能となる。さらに、熱源4の加熱面と膜3とを平行に配置するとより均一な加熱ができる。   Another example is a method of heating with a heat source 4 having a heating surface larger than that of the film 3. Since the heating surface is larger than that of the film 3, the film 3 can be heated uniformly. Furthermore, when the heating surface of the heat source 4 and the film 3 are arranged in parallel, more uniform heating can be performed.

本実施形態では熱源4としてホットプレートを用いる。図4、図5に示すように、ホットプレート上にスペーサ5を置き、スペーサ5の上に膜3を下側にしてマイクロ流路チップ1を載置する。スペーサ5はゴム板等の熱伝導率の低い材質で形成され、ホットプレート(熱源4)と膜3とを平行に保つ。このようにすると、膜3はホットプレートから離間した状態で、かつ、ホットプレートと平行に配される。したがって、膜3全体を均一に加熱することができる。   In the present embodiment, a hot plate is used as the heat source 4. As shown in FIGS. 4 and 5, the spacer 5 is placed on the hot plate, and the microchannel chip 1 is placed on the spacer 5 with the film 3 facing downward. The spacer 5 is formed of a material having low thermal conductivity such as a rubber plate, and keeps the hot plate (heat source 4) and the film 3 in parallel. If it does in this way, the film | membrane 3 will be arrange | positioned in the state spaced apart from the hotplate, and parallel to a hotplate. Therefore, the entire film 3 can be heated uniformly.

第2の工程の後、マイクロ流路チップ1を冷却して膜3を硬化させ、図6に示すマイクロ流路チップ1を得る。冷却は例えば室温にて放冷すればよい。また、冷却はマイクロ流路チップ1のどちらの面を上側として行ってもよい。   After the second step, the microchannel chip 1 is cooled to cure the film 3 to obtain the microchannel chip 1 shown in FIG. The cooling may be allowed to cool at room temperature, for example. Cooling may be performed with either surface of the microchannel chip 1 as the upper side.

以上のようにして、基板2と膜3の接合時に生じた膜3の凹みを再度の加熱により解消することができ、寸法精度の高い流路溝21を備えるマイクロ流路チップ1を得られる。   As described above, the recess of the film 3 generated when the substrate 2 and the film 3 are joined can be eliminated by heating again, and the microchannel chip 1 having the channel grooves 21 with high dimensional accuracy can be obtained.

1 マイクロ流路チップ
2 基板
21 流路溝
22 面
3 膜
4 熱源
5 スペーサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Microchannel chip 2 Substrate 21 Channel groove 22 Surface 3 Film 4 Heat source 5 Spacer

Claims (6)

一方の面に開放する流路溝を有する基板の前記面に前記流路溝を覆う膜を接合する第1の工程と、
前記膜を接合した前記基板を前記膜を下側に向けて保持し、前記膜よりも下方に設けた熱源により前記膜を加熱する第2の工程とを有し、
前記第1の工程において前記膜の前記流路溝に対応する部分が前記流路溝内に陥入した場合に、前記第2の工程において前記膜の陥入した部分を平坦に戻すことを特徴とするマイクロ流路チップの製造方法。
A first step of bonding a film covering the flow channel to the surface of the substrate having a flow channel opened to one surface;
Holding the substrate to which the film is bonded with the film facing downward, and heating the film with a heat source provided below the film; and
In the first step, when a portion corresponding to the flow channel groove of the film is indented into the flow channel groove, the indented portion of the film is returned flat in the second step. A method of manufacturing a microchannel chip.
前記熱源は、前記膜から離間して設けられている請求項1に記載のマイクロ流路チップの製造方法。   The method of manufacturing a microchannel chip according to claim 1, wherein the heat source is provided apart from the film. 前記熱源は、前記基板の前記面よりも大きい加熱面を有する請求項1又は2に記載のマイクロ流路チップの製造方法。   The method of manufacturing a microchannel chip according to claim 1, wherein the heat source has a heating surface larger than the surface of the substrate. 前記第2の工程において、前記基板の前記面と前記加熱面とを平行に配置して加熱する請求項3に記載のマイクロ流路チップの製造方法。   4. The method of manufacturing a microchannel chip according to claim 3, wherein in the second step, the surface of the substrate and the heating surface are arranged in parallel and heated. 前記第2の工程において、前記基板の前記面と前記加熱面との距離を一定に保つスペーサを前記加熱面と前記膜との間に設ける請求項1ないし4のいずれか一項に記載のマイクロ流路チップの製造方法。   5. The micro according to claim 1, wherein in the second step, a spacer is provided between the heating surface and the film to maintain a constant distance between the surface of the substrate and the heating surface. A manufacturing method of a channel chip. 前記第2の工程は、前記流路溝内を加圧する工程と前記膜の外側を減圧する工程の少なくとも一方を含む請求項1ないし5のいずれか一項に記載のマクロ流路チップの製造方法。   6. The method of manufacturing a macro flow channel chip according to claim 1, wherein the second step includes at least one of a step of pressurizing the inside of the flow channel groove and a step of depressurizing the outside of the film. .
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