JP2008216121A - マイクロチップの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】流路のシール性を向上させ、かつ、マイクロチップ基板同士をより強固に接合することが可能なマイクロチップの製造方法を提供する。
【解決手段】マイクロチップ基板１の表面には流路用溝２が形成されている。マイクロチップ基板３の表面には突起部４が形成されている。流路用溝２、突起部４が形成された面を内側にして、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板３を重ねることで、突起部４を流路用溝２に嵌合させる。その状態でマイクロチップ基板１、３に超音波又はレーザを照射することで、接合する面を溶融させ、基板を加圧することで、マイクロチップ基板１、３を接合する。
【選択図】図１

Description

この発明は、流路を有するマイクロチップを製造する方法に関する。

微細加工技術を利用してシリコンやガラス基板上に微細な流路や回路を形成し、微小空間上で核酸、タンパク質、血液などの液体試料の化学反応や、分離、分析などを行うマイクロ分析チップ、あるいはμＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ）と称される装置が実用化されている。このようなマイクロチップの利点としては、サンプルや試薬の使用量又は廃液の排出量が軽減され、省スペースで持ち運び可能な安価なシステムの実現が考えられる。

マイクロチップは、少なくとも一方の部材に微細加工が施された部材２つをはり合わせることにより製造される。従来においては、マイクロチップにはガラス基板が用いられ、様々な微細加工方法が提案されている。しかしながら、ガラス基板は大量生産には向かず、非常に高コストであるため、廉価で使い捨て可能な樹脂製マイクロチップの開発が望まれている。

微細流路が形成されたマイクロチップは、表面に流路用溝が形成された樹脂製のマイクロチップ基板と、流路用溝のカバーとして機能する樹脂製のマイクロチップ基板とを、流路用溝が形成された面を内側にして接合することによって作製される。

微細流路が形成されたマイクロチップにおいては、微細流路内の流体が微細流路の外部に染み出してはならず、微細流路のシール性確保が重要な接合の要件となる。すなわち、流路用溝とカバーとして機能するマイクロチップ基板との間に隙間が生じないように、マイクロチップ基板同士を接合する必要がある。

従来においては、レーザ光に対して透過性の樹脂製部材と、レーザ光に対して非透過性の樹脂製部材とをレーザによって溶着する場合、透過性の樹脂製部材に凹部を形成し、非透過性の樹脂製部材に凸部を形成し、凹部と凸部を嵌合させ、その後、凸部にレーザ光を照射することで凸部を溶融し、そのことによって２つの樹脂製部材を溶着していた（例えば特許文献１）。

特開２００５−７７５９号公報

しかしながら、上記特許文献１による方法では、溶着しようとする部材の一方がレーザ光に対して非透過性の必要がある。そのため、溶着しようとする両部材が透過性の部材の場合には、上記特許文献１の方法によって部材同士を溶着することはできなかった。

この発明は上記の問題を解決するものであり、第１の目的は、マイクロチップ基板が光透過性か否かに関係なく、マイクロチップ基板同士をより強固に接合することが可能なマイクロチップの製造方法を提供することを目的とする。また、第２の目的は、流路のシール性を向上させることを目的とする。

この発明の第１の形態は、表面に流路用溝が形成された第１の樹脂製基板と、表面に突起部が形成された第２の樹脂製基板とを、前記流路用溝が形成された面と前記突起部が形成された面を内側にし、前記流路用溝と前記突起部の位置合わせを行って前記第１の樹脂製基板と前記第２の樹脂製基板を重ねることで、前記突起部を前記流路用溝に嵌合させ、その状態で前記第１の樹脂製基板と前記第２の樹脂製基板に対して超音波を印加することで前記第１の樹脂製基板と前記第２の樹脂製基板の接合する面を溶融させ、前記第１の樹脂製基板と前記第２の樹脂製基板を加圧することで、前記第１の樹脂製基板と前記第２の樹脂製基板を接合することを特徴とするマイクロチップの製造方法である。
また、この発明の第２の形態は、表面に流路用溝が形成された光透過性の第１の樹脂製基板と、表面に突起部が形成された光透過性の第２の樹脂製基板とを、前記流路用溝が形成された面と前記突起部が形成された面を内側にし、前記流路用溝と前記突起部の位置合わせを行って、光吸収剤を介して前記第１の樹脂製基板と前記第２の樹脂製基板を重ねることで、前記突起部を前記流路用溝に嵌合させ、その状態で前記第１の樹脂製基板と前記第２の樹脂製基板に対してレーザを照射することで前記第１の樹脂製基板と前記第２の樹脂製基板の接合する面を溶融させ、前記第１の樹脂製基板と前記第２の樹脂製基板を加圧することで、前記第１の樹脂製基板と前記第２の樹脂製基板を接合することを特徴とするマイクロチップの製造方法である。
また、この発明の第３の形態は、第１の形態又は第２の形態のいずれかに係るマイクロチップの製造方法であって、前記流路用溝の深さＤと前記突起部の高さＨは、深さＤ＞高さＨの関係が成立することを特徴とする。
また、この発明の第４の形態は、第１の形態から第３の形態のいずれかに係るマイクロチップの製造方法であって、前記流路用溝の幅Ｗは、前記流路用溝の深さ方向において一定であることを特徴とする。
また、この発明の第５の形態は、第１の形態から第３の形態のいずれかに係るマイクロチップの製造方法であって、前記流路用溝の少なくとも一部分の幅は、前記流路用溝の深さ方向に向かって徐々に狭くなっていることを特徴とする。
また、この発明の第６の形態は、第１の形態から第５の形態のいずれかに係るマイクロチップの製造方法であって、前記流路用溝の幅方向における前記突起部の幅Ｌは、前記突起部の高さ方向において一定であることを特徴とする。
また、この発明の第７の形態は、第１の形態から第５の形態のいずれかに係るマイクロチップの製造方法であって、前記流路用溝の幅方向における前記突起部の幅Ｌは、前記突起部の先端に向かって徐々に狭くなっていることを特徴とする。
また、この発明の第８の形態は、第７の形態に係るマイクロチップの製造方法であって、前記突起部は平面状の側面を有し、幅Ｌが前記先端に向かって徐々に狭くなっていることを特徴とする。
また、この発明の第９の形態は、第７の形態に係るマイクロチップの製造方法であって、前記突起部は曲面状の側面を有し、幅Ｌが前記先端に向かって徐々に狭くなっていることを特徴とする。
また、この発明の第１０の形態は、第１の形態から第３の形態のいずれかに係るマイクロチップの製造方法であって、前記流路用溝の幅Ｗは、前記流路用溝の深さ方向に向かって徐々に狭くなっており、前記流路用溝の幅方向における前記突起部の幅Ｌは、前記突起部の高さ方向において一定であり、前記流路用溝の最大の幅と、前記突起部の幅Ｌがほぼ等しいことを特徴とする。
また、この発明の第１１の形態は、第１の形態から第３の形態のいずれかに係るマイクロチップの製造方法であって、前記流路用溝の幅Ｗは、前記流路用溝の深さ方向において一定であり、前記流路用溝の幅方向における前記突起部の幅Ｌは、前記突起部の先端に向かって徐々に狭くなっており、前記流路用溝の幅Ｗと前記突起部の最大の幅がほぼ等しいことを特徴とする。
また、この発明の第１２の形態は、第１の形態から第３の形態のいずれかに係るマイクロチップの製造方法であって、前記流路用溝の幅Ｗは、前記流路用溝の深さ方向に向かって徐々に狭くなっており、前記流路用溝の幅方向における前記突起部の幅Ｌは、前記突起部の先端に向かって徐々に狭くなっていることを特徴とする。
また、この発明の第１３の形態は、第１の形態から第３の形態のいずれかに係るマイクロチップの製造方法であって、前記流路用溝の幅Ｗは、前記流路用溝の深さ方向において一定であり、前記突起部は曲面状の側面を有し、前記流路用溝の幅方向における前記突起部の幅Ｌは、前記突起部の先端に向かって徐々に狭くなっており、前記流路用溝の幅Ｗと、前記突起部の最大の幅が等しいことを特徴とする。
また、この発明の第１４の形態は、第１の形態から第３の形態のいずれかに係るマイクロチップの製造方法であって、前記流路用溝の幅Ｗは、前記流路用溝の深さ方向に向かって徐々に狭くなっており、前記突起部は曲面状の側面を有し、前記流路用溝の幅方向における前記突起部の幅Ｌは、前記突起部の先端に向かって徐々に狭くなっており、前記流路用溝の最大の幅と、前記突起部の最大の幅がほぼ等しいことを特徴とする。
なお、この発明において「突起部の幅と流路用溝の幅がほぼ等しい」という場合の、突起部と流路用溝の幅の大小関係で「ほぼ等しい」とは、突起部が流路用溝に挿入可能であって、両者の幅が所定寸法範囲内で大小の差があるものを包含するものである。なお、所定寸法範囲内とは、例えば、突起部と流路用溝の幅が、０．００１ｍｍ〜０．１ｍｍの寸法差の範囲内にあるものをいう。

この発明によると、流路用溝に突起部を嵌合させることで、流路用溝の側面と突起部が接触し、樹脂製基板同士の接触部分が増える。そのことにより、樹脂製基板同士の接合に供する部分が増えるため、その状態でレーザの照射によって樹脂製基板の接合面を溶融させることで、樹脂製基板同士を強固に接合することが可能となる。超音波溶着で接合する場合においても、流路用溝の側面と突起部が直接接触することにより、流路部分で特に強固な接合を達成することが可能となる。

さらに、流路用溝と突起部との組み合わせによって、樹脂製基板同士が点接触又は線接触となるため、その状態で超音波を印加することによって、接触部のみに溶融を集中させることで、樹脂製基板同士を強固に接合することが可能となる。

また、突起部を流路用溝に嵌合させ、その状態で樹脂製基板の接合面を溶融させることで、流路用溝と樹脂製基板との間の隙間が埋まるため、流路用溝によって形成される流路のシール性を向上させることが可能となる。

［第１の実施形態］
この発明の第１実施形態に係るマイクロチップの製造方法について図１を参照して説明する。図１は、この発明の第１実施形態に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。

図１（ａ）に示すように、樹脂製のマイクロチップ基板１の表面には、表面に沿って延びた流路用溝２が形成されている。また、樹脂製のマイクロチップ基板３の表面には、表面に沿って延びた突起部４が形成されている。流路用溝２は基板表面に沿って延びた溝状のものであり、突起部４は基板表面に沿って延びた凸状のものである。そして、マイクロチップ基板１については流路用溝２が形成された面を内側にし、マイクロチップ基板３については突起部４が形成された面を内側にして、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板３を重ねることで、突起部４を流路用溝２に嵌合させる。その状態で、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板３の接合する面を溶融させることで、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板３を接合する。これにより、微細流路が形成されたマイクロチップが製造される。なお、マイクロチップ基板１がこの発明の「第１の樹脂製基板」の１例に相当し、マイクロチップ基板３がこの発明の「第２の樹脂製基板」の１例に相当する。

マイクロチップ基板１には、基板を貫通して形成された貫通孔が形成されている。この貫通孔は流路用溝２に接して形成されており、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板３を接合することで、外部と流路用溝２を繋げる開口部となる。この開口部は、ゲル、試料、緩衝液の導入、保存、排出を行うための孔である。開口部の形状は、円形状や矩形状の他、様々な形状であっても良い。この開口部に、分析装置に設けられたチューブやノズルを接続し、そのチューブやノズルを介して、ゲル、試料、又は緩衝液などを流路用溝２に導入し、又は、流路用溝２から排出する。なお、貫通孔をマイクロチップ基板３に形成して開口部を形成しても良い。

マイクロチップ基板１、３の形状は、ハンドリング、分析しやすい形状であればどのような形状であってもよい。例えば、１０ｍｍ角〜２００ｍｍ角程度の大きさが好ましく、１０ｍｍ角〜１００ｍｍ角がより好ましい。マイクロチップ基板１、３の形状は、分析手法、分析装置に合わせれば良く、正方形、長方形、円形などの形状が好ましい。

また、マイクロチップ基板１、３の板厚は、成形性を考慮して、０．２ｍｍ〜５ｍｍ程度が好ましく、０．５ｍｍ〜２ｍｍがより好ましい。また、流路用溝を形成していないマイクロチップ基板３にフィルム状の材料を使用しても良く、その場合には、マイクロチップ基板３の厚さは、０．０１〜０．０５ｍｍであることが好ましい。

流路用溝２は矩形状の断面を有し、流路用溝２の幅Ｗは、溝の深さ方向において一定となっている。流路用溝２の幅、深さは、ともに、１μｍ〜１０００μｍの範囲内の値となっている。また、流路用溝２の形状は、分析試料、試薬の使用量を少なくできること、成形金型の作製精度、転写性、離型性などを考慮して、幅、深さともに、１０μｍ〜２００μｍの範囲内の値であることが好ましいが、特に限定されるものではない。また、微細流路１１の幅と深さは、マイクロチップの用途によって決めればよい。

突起部４は矩形状の断面を有し、流路用溝２の幅方向における突起部４の幅Ｌは、突起部４の高さ方向において一定となっている。また、流路用溝２の深さＤと突起部４の高さＨは、深さＤ＞高さＨの関係が成立している。突起部４の高さＨよりも流路用溝２の深さＤの方が、大きいことにより、突起部４が流路用溝２に嵌合したときに、突起部４によって流路用溝２が全て埋まってしまうことはなく、流路用溝２によって微細流路を形成することができる。また、第１実施形態では、突起部４が流路用溝２に嵌合するように、突起部４の幅Ｌと流路用溝２の幅Ｗは等しいか、又は０．００１ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲で、幅Ｌの方が幅Ｗよりも狭くなっている。

マイクロチップ基板１、３には樹脂が用いられる。その樹脂としては、成形性（転写性、離型性）が良いこと、透明性が高いこと、紫外線や可視光に対する自己蛍光性が低いことなどが条件として挙げられるが、特に限定されるものではない。例えば、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン６、ナイロン６６、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリイソプレン、ポリエチレン、ポリジメチルシロキサン、環状ポリオレフィンなどが好ましい。特に、ポリメタクリル酸メチル、環状ポリオレフィンなどが好ましい。マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板３とで、同じ材料を用いてもよく、異なる材料を用いてもよい。

（超音波溶着）
そして、図１（ｂ）に示すように、マイクロチップ基板１については流路用溝２が形成された面を内側にし、マイクロチップ基板３については突起部４が形成された面を内側にし、流路用溝２と突起部４の位置を合わせて、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板３を重ねる。これにより、突起部４は流路用溝２に嵌合する。

マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板３を重ねた状態で、マイクロチップ基板１、３に対して超音波を印加することにより、マイクロチップ基板１、３の接合面における樹脂を溶融させて、さらに、マイクロチップ基板１、３を加圧することで両基板を接合する。超音波溶着は公知の方法を採用することができ、例えば特開２００５−７７２３９号公報に記載の方法を採用することができる。１例として、１０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの周波数を印加しながら、０．１Ｎ〜５Ｎの力で加圧することで、マイクロチップ基板１、３を接合する。

第１実施形態においては、流路用溝２に突起部４を嵌合させることで、流路用溝２の側面と突起部４が接触し、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板３の接触部分が増える。そのことにより、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板３の接合に供する部分が増えるため、その状態で超音波を照射することによってマイクロチップ基板１とマイクロチップ基板３の接合面を溶融させることで、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板３を強固に接合することが可能となる。

また、突起部４を流路用溝２に嵌合させた状態で超音波を照射することで、突起部４が発熱し、突起部４が溶融する。これにより、流路用溝２とマイクロチップ基板３との間の隙間を埋めて、流路用溝２によって形成される微細流路のシール性を向上させることが可能となる。

特に、突起部４の側面と流路用溝２の側面とが面接触となるため、超音波溶着では、その接触している部分での発熱が集中し、溶着がスムーズに進行する。そのことにより、マイクロチップ基板同士を強固に接合することができ、微細流路のシール性を向上させることができる。

以上のようにマイクロチップ基板１、３を接合することで、図１（ｃ）に示すように、流路用溝２による微細流路が形成されたマイクロチップが製造される。

なお、超音波溶着によってマイクロチップ基板１、３を接合する場合、マイクロチップ基板１、３には、レーザ光に対して透過性の樹脂を用いても良く、レーザ光に対して非透過性の樹脂を用いても良い。

（レーザ溶着）
また、超音波照射の代わりに、レーザをマイクロチップ基板１とマイクロチップ基板３に照射することで、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板３を接合しても良い。レーザ照射によって接合する場合、マイクロチップ基板１又はマイクロチップ基板３の表面に光吸収剤を塗布する。例えば、ディスペンサーやスタンプ方式によって、マイクロチップ基板１又はマイクロチップ基板３の接合面に光吸収剤を塗布する。

光吸収剤には、レーザ光の波長によって、赤外線吸収剤又は紫外線吸収剤を用いる。

光吸収剤を塗布した後、図１（ｂ）に示すように、マイクロチップ基板１については流路用溝２が形成された面を内側にし、マイクロチップ基板３については突起部４が形成された面を内側にし、流路用溝２と突起部４の位置を合わせて、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板３を重ねる。これにより、突起部４は流路用溝２に嵌合する。

そして、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板３に対してレーザを照射することにより、レーザは光吸収剤で吸収され、その部分で発熱し、接合面における樹脂を溶融する。その状態で、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板３を加圧することで両基板を接合する。これにより、図１（ｃ）に示すように、流路用溝２による微細流路が形成されたマイクロチップが製造される。レーザ溶着は公知の方法を採用することができ、例えば特開２００５−７４７９６号公報に記載の方法を採用することができる。１例として、０．１Ｗ〜２０Ｗの出力の赤外線レーザにてマイクロチップ基板１、３上を走査することで、マイクロチップ基板１、３を接合する。

上述したように、流路用溝２に突起部４を嵌合させることで、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板３の接合に供する部分が増えるため、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板３を強固に接合することが可能となる。また、レーザ照射によって突起部４が発熱し、突起部４が溶融する。これにより、流路用溝２とマイクロチップ基板３との間の隙間を埋めて、流路用溝２によって形成される微細流路のシール性を向上させることが可能となる。

なお、レーザ溶着によってマイクロチップ基板１、３を接合する場合、マイクロチップ基板１、３には、レーザ光に対して透過性の樹脂を用いる。例えば、ポリメタクリル酸メチル、環状ポリオレフィンなどは波長８００ｎｍ程度のレーザ光に対して透過性を有するため、マイクロチップ基板１、３にはこれらの樹脂を用いる。

また、マイクロチップ基板１を金型で作製する際に、流路用溝２と位置決め部（マーク）とを同時に加工して作製し、マイクロチップ基板３を金型で作製する際に、突起部４と位置決め部（マーク）とを同時に加工して作製することで、接合時における位置合わせが簡便になる。

［第２の実施の形態］
次に、この発明の第２実施形態に係るマイクロチップの製造方法について、図２を参照して説明する。図２は、この発明の第２実施形態に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。

第２実施形態においては、流路用溝の側面をテーパ状にすることで、流路用溝の幅を、溝の深さ方向に向けて徐々に狭くした。突起部が形成されたマイクロチップ基板には、第１実施形態で説明したマイクロチップ基板３を用いた。

図２（ａ）に示すように、樹脂製のマイクロチップ基板１０の表面には、表面に沿って延びた流路用溝１１が形成されている。流路用溝１１は基板表面に沿って延びた溝状のものである。流路用溝１１の側面をテーパ状にしている。これにより、流路用溝１１の幅は、マイクロチップ基板１０の最表面において最大の幅Ｗ１となり、溝の深さ方向に向かって徐々に狭くなって、溝の底面において最小の幅Ｗ２となっている。なお、説明の便宜上、図２においては、流路用溝１１の側面は直線状となっているが、曲線状となっていても良い。

流路用溝１１の深さＤと突起部４の高さＨは、第１実施形態と同様に、深さＤ＞高さＨの関係が成立する。また、突起部４が流路用溝１１に嵌合するように、突起部４の幅Ｌと、流路用溝１１の最表面における幅Ｗ１は等しいか、又は０．００１ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲内で、幅Ｌの方が幅Ｗ１よりも狭くなっている。すなわち、深さＨ（＝高さＨ）の位置での流路用溝１１の幅を幅ＷＨとすると、幅ＷＨ＜幅Ｌ≦幅Ｗ１の関係が成り立つ。

さらに、第２実施形態においては、突起部４の幅Ｌは、流路用溝１１の底面における幅Ｗ２よりも広くなっている。これにより、突起部４が流路用溝１１に嵌め込まれることで、突起部４の先端の角部が流路用溝１１の側面に接した状態で、突起部４と流路用溝１１とが嵌合することになる。

すなわち、図２（ｂ）に示すように、マイクロチップ基板１０については流路用溝１１が形成された面を内側にし、マイクロチップ基板３については突起部４が形成された面を内側にし、流路用溝１１と突起部４の位置を合わせて、マイクロチップ基板１０とマイクロチップ基板３を重ねる。これにより、突起部４が流路用溝１１にはめ込まれ、突起部４の先端の角部が流路用溝１１の側面に接し、その状態で、突起部４と流路用溝１１とが嵌合することになる。なお、マイクロチップ基板１０がこの発明の「第１の樹脂製基板」の１例に相当し、マイクロチップ基板３がこの発明の「第２の樹脂製基板」の１例に樋相当する。

（超音波溶着）
そして、第１実施形態と同様に、マイクロチップ基板１０とマイクロチップ基板３を重ねた状態で、マイクロチップ基板３、１０に対して超音波を印加することにより、マイクロチップ基板３、１０の接合面に溶融が集中することで樹脂を容易に溶融させて、さらに、マイクロチップ基板３、１０を加圧することで両基板を接合する。これにより、図２（ｃ）に示すように、流路用溝１１による微細流路が形成されたマイクロチップが製造される。

（レーザ溶着）
また、超音波照射の代わりに、第１実施形態と同様に、レーザをマイクロチップ基板１０とマイクロチップ基板３に照射することで、マイクロチップ基板１０とマイクロチップ基板３を接合しても良い。この場合、第１実施形態と同様に、マイクロチップ基板１０又はマイクロチップ基板３の表面に光吸収剤を塗布した後、マイクロチップ基板３、１０を重ね、その後、レーザ照射を行って基板同士を接合する。

以上のように、流路用溝１１に突起部４を嵌合させることで、マイクロチップ基板１０とマイクロチップ基板３の接触部分が溝端部となるため、マイクロチップ基板１０とマイクロチップ基板３を強固に接合することが可能となる。また、超音波印加又はレーザ照射によって突起部４が発熱し、突起部４が溶融する。これにより、流路用溝１１とマイクロチップ基板３との間の隙間を埋めて、流路用溝１１によって形成される微細流路のシール性を向上させることが可能となる。

特に、突起部４の先端の角部と流路用溝１１の側面とが点接触となるため、超音波溶着では、その接触している部分での発熱が集中し、溶着がスムーズに進行する。そのことにより、マイクロチップ基板同士を強固に接合することができ、微細流路のシール性を向上させることができる。

接触面積が大きい平面の基板同士を超音波溶着によって接合することは、超音波印加のエネルギーが分散することになり、強固な溶着が困難である。これに対して、第２実施形態では、突起部４と流路用溝１１とが嵌合することで、その嵌合している部分でのみ両基板が接触するため、エネルギーがその嵌合している部分に集中する。そして、エネルギーが集中している部分から溶着が進行するため、スムーズかつ強固な溶着が行える。

また、流路用溝１１に突起部４を嵌合させることで、シール性が要求される溝端部の接合強度が大きくなるため、シール性を向上させることができる。レーザ溶着においても、接触する部分から溶着が進行するため、超音波溶着と同様の効果を奏することができる。

なお、マイクロチップ基板１０の形状、サイズ、板厚は第１実施形態に係るマイクロチップ基板１と同じである。さらに、マイクロチップ基板１０には、第１実施形態に係るマイクロチップ基板１と同様に、外部と流路用溝１１を繋げるための貫通孔が形成されている。

［第３の実施の形態］
次に、この発明の第３実施形態に係るマイクロチップの製造方法について、図３を参照して説明する。図３は、この発明の第３実施形態に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。

第３実施形態においては、突起部の側面をテーパ状にすることで、突起部の幅を、突起部の高さ方向に向けて徐々に狭くした。流路用溝が形成されたマイクロチップ基板には、第１実施形態で説明したマイクロチップ基板１を用いた。

図３（ａ）に示すように、樹脂製のマイクロチップ基板２０の表面には、表面に沿って延びた突起部２１が形成されている。突起部２１は基板表面に沿って延びた凸状のものである。突起部２１の側面をテーパ状にしている。これにより、流路用溝２の幅方向における突起部２１の幅は、突起部２１の底面において最大の幅Ｌ１となり、先端に向かって徐々に狭くなって、先端において最小の幅Ｌ２となっている。

流路用溝２の深さＤと突起部２１の高さＨは、第１実施形態と同様に、深さＤ＞高さＨの関係が成立する。また、突起部２１が流路用溝２に嵌合するように、突起部２１の幅Ｌ１と、流路用溝２の幅Ｗは等しいか、又は０．００１ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲内で、幅Ｌ１の方が幅Ｗよりも広くなっている。すなわち、幅Ｌ２＜幅Ｗ≦幅Ｌ１の関係が成り立っている。なお、マイクロチップ基板１がこの発明の「第１の樹脂製基板」の１例に相当し、マイクロチップ基板２０がこの発明の「第２の樹脂製基板」の１例に相当する。

（超音波溶着）
そして、図３（ｂ）に示すように、マイクロチップ基板１については流路用溝２が形成された面を内側にし、マイクロチップ基板２０については突起部２１が形成された面を内側にし、流路用溝２と突起部２１の位置を合わせて、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板２０を重ねる。これにより、突起部２１が流路用溝２に嵌合する。

そして、第１実施形態と同様に、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板２０を重ねた状態で、マイクロチップ基板１、２０に対して超音波を印加することで、マイクロチップ基板１、２０の接合面における樹脂を溶融させて、さらに、マイクロチップ基板１、２０を加圧することで両基板を接合する。これにより、図３（ｃ）に示すように、流路用溝２による微細流路が形成されたマイクロチップが製造される。

（レーザ溶着）
また、超音波照射の代わり、第１実施形態と同様に、レーザをマイクロチップ基板１とマイクロチップ基板２０に照射することで、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板２０を接合しても良い。この場合、第１実施形態と同様に、マイクロチップ基板１又はマイクロチップ基板２０の表面に光吸収剤を塗布した後、マイクロチップ基板１、２０を重ね、その後、レーザ照射を行って基板同士を接合する。

以上のように、流路用溝２に突起部２１を嵌合させることで、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板２０の接触部分が溝端部となるため、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板２０を強固に接合することが可能となる。また、突起部２１によって流路用溝２とマイクロチップ基板２０との間の隙間を埋めて、流路用溝２によって形成される微細流路のシール性を向上させることが可能となる。

特に、突起部２１の側面と流路用溝２の角部とが点接触となるため、超音波溶着では、その接触している部分での発熱が集中し、溶着がスムーズに進行する。そのことにより、マイクロチップ基板同士を強固に接合することができ、微細流路のシール性を向上させることができる。

［第４の実施の形態］
次に、この発明の第４実施形態に係るマイクロチップの製造方法について、図４を参照して説明する。図４は、この発明の第４実施形態に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。

第４実施形態においては、流路用溝の一部分の側面をテーパ状にすることで、流路用溝の幅を、溝の深さ方向に向けて所定の深さまで徐々に狭くし、それ以上の深さにおいては幅を一定にした。また、突起部の側面をテーパ状にすることで、突起部の幅を、突起部の高さ方向（先端）に向けて徐々に狭くした。

図４（ａ）に示すように、樹脂製のマイクロチップ基板３０の表面には、表面に沿って延びた流路用溝３１が形成されている。流路用溝３１は基板表面に沿って延びた溝状のものである。流路用溝３１の一部分の側面をテーパ状にしている。これにより、流路用溝３１の幅は、マイクロチップ基板３０の最表面において最大の幅Ｗ３となり、溝の深さ方向に向かって深さＤ１まで徐々に狭くなって最小の幅Ｗ４となり、それ以上の深さにおいては幅Ｗ４で一定となっている。なお、第４実施形態においては、流路用溝３１の一部分の側面をテーパ状としたが、第２実施形態のように全ての側面をテーパ状にしても良い。

また、樹脂製のマイクロチップ基板４０の表面には、表面に沿って延びた突起部４１が形成されている。突起部４１は基板表面に沿って延びた凸状のものである。突起部４１の側面をテーパ状にしている。これにより、流路用溝３１の幅方向における突起部４１の幅は、突起部４１の底面において最大の幅Ｌ３となり、先端に向けて徐々に狭くなって、先端において最小の幅Ｌ４となっている。

また、流路用溝３１の深さＤと突起部４１の高さＨは、第１実施形態と同様に、深さＤ＞高さＨの関係が成立する。

この第４実施形態では、１例として、流路用溝３１の幅Ｗ４と突起部４１の先端の幅Ｌ４とが等しいか、又は幅Ｗ４＜幅Ｌ４（＜幅Ｗ３）とし、流路用溝３１の幅Ｗ３と突起部４１の幅Ｌ３とを等しくしている。さらに、突起部４１の高さＨと、流路用溝３１のテーパ状となっている部分の深さＤ１とを等しくしている。これにより、突起部４１が、流路用溝３１のテーパ状になっている部分に嵌合されることになり、突起部４１の側面は、流路用溝３１のテーパ状になっている側面に接触することになる。なお、マイクロチップ基板３０がこの発明の「第１の樹脂製基板」の１例に相当し、マイクロチップ基板４０がこの発明の「第２の樹脂製基板」の１例に相当する。

（超音波溶着）
そして、図４（ｂ）に示すように、マイクロチップ基板３０については流路用溝３１が形成された面を内側にし、マイクロチップ基板４０については突起部４１が形成された面を内側にし、流路用溝３１と突起部４１の位置を合わせて、マイクロチップ基板３０とマイクロチップ基板４０を重ねる。これにより、突起部４１は流路用溝３１に嵌合する。

そして、第１実施形態と同様に、マイクロチップ基板３０とマイクロチップ基板４０を重ねた状態で、マイクロチップ基板３０、４０に対して超音波を印加することで、マイクロチップ基板３０、４０の接合面における樹脂を溶融させて、さらに、マイクロチップ基板３０、４０を加圧することで両基板を接合する。これにより、図４（ｃ）に示すように、流路用溝３１による微細流路が形成されたマイクロチップが製造される。

（レーザ溶着）
また、超音波照射の代わりに、第１実施形態と同様に、レーザをマイクロチップ基板３０とマイクロチップ基板４０に照射することで、マイクロチップ基板３０とマイクロチップ基板４０を接合しても良い。この場合、第１実施形態と同様に、マイクロチップ基板３０又はマイクロチップ基板４０の表面に光吸収剤を塗布した後、マイクロチップ基板３０、４０を重ね、その後、レーザ照射を行って基板同士を接合する。

以上のように、突起部４１を流路用溝３１に嵌合させることで、突起部４１のテーパ状になっている側面が、流路用溝３１のテーパ状になっている側面に接するため、マイクロチップ基板３０とマイクロチップ基板４０の接触部分が溝端部となる。これにより、マイクロチップ基板３０とマイクロチップ基板４０を強固に接合することが可能となる。また、突起部４１によって流路用溝３１とマイクロチップ基板４０との間の隙間を埋めて、流路用溝３１によって形成される微細流路のシール性を向上させることが可能となる。

特に、突起部４１の側面と流路用溝３１のテーパ状の側面とが線接触となるため、超音波溶着では、その接触している部分での発熱が集中し、溶着がスムーズに進行する。そのことにより、マイクロチップ基板同士を強固に接合することができ、微細流路のシール性を向上させることができる。

［第５の実施の形態］
次に、この発明の第５実施形態に係るマイクロチップの製造方法について、図５を参照して説明する。図５は、この発明の第５実施形態に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。

第５実施形態においては、突起部の側面を曲面とし、突起部の幅を、突起部の高さ方向（先端）に向けて徐々に狭くした。流路用溝が形成されたマイクロチップ基板には、第１実施形態で説明したマイクロチップ基板１を用いた。

図５（ａ）に示すように、樹脂製のマイクロチップ基板５０の表面には、表面に沿って延びた突起部５１が形成されている。突起部５１は基板表面に沿って延びた凸状のものである。突起部５１の側面は曲面となっている。流路用溝２の幅方向における突起部５１の幅は、突起部５１の底面において最大の幅Ｌ５となり、先端に向けて徐々に狭くなっている。

流路用溝２の深さＤと突起部５１の高さＨは、第１実施形態と同様に、深さＤ＞高さＨの関係が成立する。また、突起部５１が流路用溝２に嵌合するように、突起部５１の底面の幅Ｌ５と流路用溝２の幅Ｗは等しいか、又は０．００１ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲内で幅Ｌ５の方が幅Ｗよりも広くなっている。なお、マイクロチップ基板１がこの発明の「第１の樹脂製基板」の１例に相当し、マイクロチップ基板５０がこの発明の「第２の樹脂製基板」の１例に相当する。

（超音波溶着）
そして、図５（ｂ）に示すように、マイクロチップ基板１については流路用溝２が形成された面を内側にし、マイクロチップ基板５０については突起部５１が形成された面を内側にし、流路用溝２と突起部５１の位置を合わせて、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板５０を重ねる。これにより、突起部５１は流路用溝２に嵌合する。

そして、第１実施形態と同様に、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板５０を重ねた状態で、マイクロチップ基板１、５０に対して超音波を印加することで、マイクロチップ基板１、５０の接合面における樹脂を溶融させて、さらに、マイクロチップ基板１、５０を加圧することで両基板を接合する。これにより、図５（ｃ）に示すように、流路用溝２による微細流路が形成されたマイクロチップが製造される。

（レーザ溶着）
また、超音波照射の代わりに、第１実施形態と同様に、レーザをマイクロチップ基板１とマイクロチップ基板５０に照射することで、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板５０を接合しても良い。この場合、第１実施形態と同様に、マイクロチップ基板１又はマイクロチップ基板５０の表面に光吸収剤を塗布した後、マイクロチップ基板１、５０を重ね、その後、レーザ照射を行って基板同士を接合する。

以上のように、突起部５１を流路用溝２に嵌合させることで、突起部５１の曲面となっている側面が、流路用溝２の側面に接するため、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板５０の接触部分が溝端部となる。これにより、マイクロチップ基板１とマイクロチップ基板５０を強固に接合することが可能となる。また、突起部５１によって流路用溝２とマイクロチップ基板５０との間の隙間を埋めて、流路用溝２によって形成される微細流路のシール性を向上させることが可能となる。

特に、突起部５１の側面が曲面状となっているため、突起部５１の側面と流路用溝２の角部とが線接触となる。そのため、超音波溶着では、その接触している部分での発熱が集中し、溶融がスムーズに進行する。そのことにより、マイクロチップ基板同士を強固に接合することができ、微細流路のシール性を向上させることができる。

［第６の実施の形態］
次に、この発明の第６実施形態に係るマイクロチップの製造方法について、図６を参照して説明する。図６は、この発明の第６実施形態に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。

第６実施形態においては、突起部の側面を曲面とし、突起部の幅を、突起部の高さ方向（先端）に向けて徐々に狭くした。また、流路用溝の一部分の側面をテーパ状とすることで、流路用溝の幅を、溝の深さ方向に向けて所定の深さまで徐々に狭くし、それ以上の深さにおいては幅を一定にした。

図６（ａ）に示すように、樹脂製のマイクロチップ基板６０の表面には、表面に沿って伸びた流路用溝６１が形成されている。流路用溝６１は基板表面に沿って延びた溝状のものである。流路用溝６１の一部分の側面をテーパ状にしている。これにより、流路用溝６１の幅は、マイクロチップ基板６０の最表面おいて最大の幅Ｗ５となり、溝の深さ方向に向けて深さＤ２まで徐々に狭くなって最小の幅Ｗ６となり、それ以上の深さにおいては幅Ｗ６で一定となっている。なお、第６実施形態においては、流路用溝６１の一部分の側面をテーパ状としたが、第２実施形態のように全ての側面をテーパ状にしても良い。

この第６実施形態では、マイクロチップ基板６０と、側面が曲面状の突起部５１が形成されたマイクロチップ基板５０とを接合することで、マイクロチップを製造する。

流路用溝６１の深さＤと突起部５１の高さＨは、第１実施形態と同様に、深さＤ＞高さＨの関係が成立する。また、この第６実施形態では、１例として、流路用溝６１の幅Ｗ５と突起部５１の幅Ｌ５とを等しくしている。これにより、突起部５１が流路用溝６１のテーパ状となっている部分に嵌合されることにより、突起部５１の側面は、流路用溝６１のテーパ状となっている側面に接触することになる。なお、マイクロチップ基板６０がこの発明の「第１の樹脂製基板」の１例に相当し、マイクロチップ基板５０がこの発明の「第２の樹脂製基板」の１例に相当する。

（超音波溶着）
そして、図６（ｂ）に示すように、マイクロチップ基板６０については流路用溝６１が形成された面を内側にし、マイクロチップ基板５０については突起部５１が形成された面を内側にし、流路用溝６１と突起部５１の位置を合わせて、マイクロチップ基板５０とマイクロチップ基板６０を重ねる。これにより、突起部５１は流路用溝６１に嵌合する。

そして、第１実施形態と同様に、マイクロチップ基板５０とマイクロチップ基板６０を重ねた状態で、マイクロチップ基板５０、６０に対して超音波を印加することで、マイクロチップ基板５０、６０の接合面における樹脂を溶融させ、さらに、マイクロチップ基板５０、６０を加圧することで両基板を接合する。これにより、図６（ｃ）に示すように、流路用溝６１による微細流路が形成されたマイクロチップが製造される。

（レーザ溶着）
また、超音波照射の代わりに、第１実施形態と同様に、レーザをマイクロチップ基板５０とマイクロチップ基板６０に照射することで、マイクロチップ基板５０とマイクロチップ基板６０を接合しても良い。この場合、第１実施形態と同様に、マイクロチップ基板５０又はマイクロチップ基板６０の表面に光吸収剤を塗布した後、マイクロチップ基板５０、６０を重ね、その後、レーザ照射を行って基板同士を接合する。

以上のように、突起部５１を流路用溝６１に嵌合させることで、突起部５１の曲面になっている側面が、流路用溝６１のテーパ状になっている側面に接するため、マイクロチップ基板５０とマイクロチップ基板６０の接触部分が溝端部となる。これにより、マイクロチップ基板５０とマイクロチップ基板６０を強固に接合することが可能となる。また、突起部５１によって流路用溝６１とマイクロチップ基板５０との間の隙間を埋めて、流路用溝６１によって形成される微細流路のシール性を向上させることが可能となる。

特に、突起部５１の側面が曲面状となっているため、突起部５１の側面と流路用溝６１の角部とが線接触となる。そのため、超音波溶着では、その接触している部分での発熱が集中し、溶融がスムーズに進行する。そのことにより、マイクロチップ基板同士を強固に接合することができ、微細流路のシール性を向上させることができる。

［第７の実施の形態］
次に、この発明の第７実施形態に係るマイクロチップの製造方法について、図７から図９を参照して説明する。図７から図９は、この発明の第７実施形態に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。

微細流路が形成されたマイクロチップにおいては、微細流路の外部に流体が染み出してはならず、微細流路のシール性確保が重要な接合の要件となる。また、微細な流路用溝をマイクロチップ基板に高精度に転写する必要があるため、マイクロチップ基板の平面性を同時に確保することは困難である。平面性が劣るマイクロチップ基板同士を接合する場合、接合面における密着性の確保が困難となり、接合におけるシール性や密着強度も十分ではない。

そこで、この第７実施形態においては、マイクロチップ基板を意図的に所定方向に反らすことで、マイクロチップ基板同士の接合時における基板の加圧位置を限定し、そのことにより、マイクロチップ基板同士の密着性を向上させる。

例えば図７（ａ）に示すように、表面に流路用溝７１が形成されたマイクロチップ基板７０と、表面に突起部８１が形成されたマイクロチップ基板８０を接合させる。流路用溝７１は基板表面に沿って延びた溝状のものであり、突起部８１は基板表面に沿って延びた凸状のものである。

マイクロチップ基板７０は、流路用溝７１が形成された面が凸面となるように基板全体が反っている。同様に、マイクロチップ基板８０は、突起部８１が形成された面が凸面となるように基板全体が反っている。このように、接合面が凸面となるように意図的に基板全体を反らしたマイクロチップ基板７０、８０を作製する。マイクロチップ基板７０、８０の反りは、例えば１〜１０μｍとなっていれば良い。すなわち、基板中心と基板端部との高さの差が１〜１０μｍとなっていれば良い。

そして、図７（ａ）に示すように、マイクロチップ基板７０については流路用溝７１が形成された面を内側にし、マイクロチップ基板８０については突起部８１が形成された面を内側にし、流路用溝７１と突起部８１の位置合わせを行って、マイクロチップ基板７０とマイクロチップ基板８０を接合する。このとき、図７（ａ）に示すように、マイクロチップ基板７０を平面状の台９０の上に設置し、マイクロチップ基板７０、８０の周辺部を加圧することで、マイクロチップ基板７０、８０を接合する。これにより、図７（ｂ）に示すように、流路用溝７１に突起部８１が嵌合し、流路用溝７１による微細流路が形成されたマイクロチップを作製することが可能となる。

このように接合することで、両基板がなじむことになり、マイクロチップ基板の全接合面に亘って密着性を確保することが可能となる。すなわち、マイクロチップ基板７０、８０を、接合面が凸面となるように意図的に基板を反らすことで、マイクロチップ基板７０、８０同士の接合時における基板の加圧位置を限定し、その位置を加圧することで、マイクロチップ基板同士の密着性を向上させることができ、基板同士を容易に接合することができる。その結果、流路のシール性を向上させることが可能となる。

また、図８（ａ）に示すように、表面に流路用溝１０１が形成されたマイクロチップ基板１００と、表面に突起部１１１が形成されたマイクロチップ基板１１０を接合させる。流路用溝１０１は基板表面に沿って延びた溝状のものであり、突起部１１１は基板表面に沿って延びた凸状のものである。

マイクロチップ基板１００は、流路用溝１０１が形成された面が凹面となるように基板全体が反っている。同様に、マイクロチップ基板１１０は、突起部１１１が形成された面が凹面となるように基板全体が反っている。このように、接合面が凹面となるように意図的に基板全体を反らしたマイクロチップ基板１００、１１０を作製する。

そして、図８（ａ）に示すように、マイクロチップ基板１００については流路用溝１０１が形成された面を内側にし、マイクロチップ基板１１０については突起部１１１が形成された面を内側にし、流路用溝１０１と突起部１１１の位置合わせを行って、マイクロチップ基板１００とマイクロチップ基板１１０を接合する。このとき、図８（ａ）に示すように、マイクロチップ基板１００を台９０の上に設置し、マイクロチップ基板１００、１１０の中央部を加圧することで、マイクロチップ基板１００、１１０を接合する。これにより、図８（ｂ）に示すように、流路用溝１０１に突起部１１１が嵌合し、流路用溝１０１による微細流路が形成されたマイクロチップを作製することが可能となる。

このように接合することで、マイクロチップ基板の全接合面に亘って密着性を確保することが可能となる。すなわち、マイクロチップ基板１００、１１０を、接合面が凹面となるように意図的に基板を反らすことで、マイクロチップ基板１００、１１０同士の接合時における基板の加圧位置を限定し、その位置を加圧することで、マイクロチップ基板同士の密着性を向上させることができ、基板同士を容易に接合することができる。その結果、流路のシール性を向上させることが可能となる。

マイクロチップ基板同士の接合は、超音波溶着、レーザ溶着、又は接着剤による接合によって行われる。

超音波溶着の場合、超音波を発するホーンによってマイクロチップ基板を押さえ付け、そのホーンによってマイクロチップ基板を加圧しながら、超音波をマイクロチップ基板に印加することで、マイクロチップ基板同士を接合する。例えば、図７に示すように、接合面が凸面のマイクロチップ基板同士を接合する場合、超音波を発するホーンによってマイクロチップ基板８０の全面を押さえ付け、そのホーンによってマイクロチップ基板８０の周辺部を加圧しながら超音波をマイクロチップ基板７０、８０に照射することで、マイクロチップ基板７０、８０を接合する。また、図８に示すように、接合面が凹面のマイクロチップ基板同士を接合する場合、超音波を発するホーンによってマイクロチップ基板１００の全面を押さえ付け、そのホーンによってマイクロチップ基板１００の中央部を加圧しながら超音波をマイクロチップ基板１００、１１０に照射することで、マイクロチップ基板１００、１１０を接合する。

また、レーザ融着の場合は、例えば図９（ａ）に示すように、融着に用いられる波長のレーザを透過させる平板状の基板１２０によって、マイクロチップ基板１１０を押さえ付け、その基板１２０によってマイクロチップ基板の中央部を加圧しながらレーザを照射することで、図９（ｂ）に示すように、マイクロチップ基板同士を接合する。基板１２０には、例えばガラス基板が用いられる。なお、図９に示す例では、接合面が凹面となっているマイクロチップ基板１００とマイクロチップ基板１１０とを接合する場合について説明したが、接合面が凸面となっているマイクロチップ基板７０とマイクロチップ基板８０とを接合する場合についても、基板１２０でマイクロチップ基板を押さえ付け、レーザを照射することでマイクロチップ基板同士を接合しても良い。

なお、流路用溝が形成されたマイクロチップ基板７０、１００には、第１実施形態から第６実施形態で説明した流路用溝が形成されたマイクロチップ基板を用いることができる。また、突起部が形成されたマイクロチップ基板８０、１１０には、第１実施形態から第６実施形態で説明した突起部が形成されたマイクロチップ基板を用いることができる。

（実施例）
次に、具体的な実施例について説明する。

（実施例１）
実施例１では、第１実施形態に係るマイクロチップの製造方法の具体例について説明する。

（マイクロチップ基板）
射出成形機で透明樹脂材料の環状ポリオレフィン樹脂（日本ゼオン社製、ゼオノア）を成形し、外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状部材に幅５０μｍ、深さ５０μｍの複数の流路用溝と、内径２ｍｍの複数の貫通孔で構成される流路側マイクロチップ基板を作製した。この流路側マイクロチップ基板が、上記第１実施形態における流路用溝２が形成されたマイクロチップ基板１に相当する。
また、同様に外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状部材に幅５０μｍ、高さ１０μｍの複数の突起部が形成されたカバー側マイクロチップ基板を作製した。
流路側マイクロチップ基板に形成された複数の流路用溝と、カバー側マイクロチップ基板に形成された複数の突起部は、同じパターンを有している。
このカバー側マイクロチップ基板が、上記第１実施形態における突起部４が形成されたマイクロチップ基板３に相当する。

（レーザ溶着による接合）
そして、レーザ溶着によって流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を接合した。まず、流路側マイクロチップ基板の表面にスタンプ方式によって光吸収剤を塗布した。光吸収剤には、赤外線吸収剤としてGENTEX社製のClearweldを用いた。その後、流路側マイクロチップ基板については流路用溝を内側にし、カバー側マイクロチップ基板については突起部を内側にし、流路用溝と突起部の位置を合わせて、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を重ねた。これにより、突起部を流路用溝に嵌合させた。

そして、両基板に対してレーザを照射しながら基板を加圧することで、両基板を接合した。レーザの照射条件と加圧条件を以下に示す。
１００Nの加圧力で流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を加圧した状態で、波長：８０８ｎｍ、スポット径：φ０．６ｍｍの赤外線レーザを用いて、出力：５Ｗで照射しながら、走査速度：１０ｍｍ／ｓｅｃで全面スキャンすることで両基板を接合した。

（評価）
以上のように、流路用溝に突起部を嵌合させた状態で超音波溶着を行うことにより、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を強固に接合することができた。また、流路用溝によって形成された微細流路のシール性を向上させることができた。

微細流路のシール性の評価方法として、例えば１５０ｋＰａの圧力で微細流路内に着色した液体（例えば水）を注入し、顕微鏡で漏れやにじみを観察した。その漏れやにじみの有無によって微細流路のシール性の評価を行った。実施例１に係る方法によって作製されたマイクロチップにおいては、漏れやにじみは観察されず、シール性が良好であることが確認された。

また複数の独立した微細流路が接近した状態で形成されている場合においては、各微細流路に導電性を有する流体を充填し、数千〜数万Ｖの電圧を印加して絶縁性を指標として代替評価を行った。実施例１に係る方法によって作製されたマイクロチップにおいては、良好な絶縁性を示した。これにより、シール性が良好であることが確認された。

なお、実施例１ではレーザ溶着によって流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を接合したが、超音波溶着によって両基板を接合しても良い。

（実施例２）
実施例２では、第２実施形態に係るマイクロチップの製造方法の具体例について説明する。

（マイクロチップ基板）
射出成形機で透明樹脂材料の環状ポリオレフィン樹脂（日本ゼオン社製、ゼオノア）を成形し、外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状部材に、側面がテーパ状の複数の流路用溝と、内径２ｍｍの複数の貫通孔で構成される流路側マイクロチップ基板を作製した。この流路用溝の幅は、基板表面において最大６０μｍとなり、溝の深さ方向に向かって徐々に狭くなって、溝の底面において最小５０μｍとなっている。また、流路用溝の深さは５０μｍである。
この流路側マイクロチップ基板が、上記第２実施形態における流路用溝１１が形成されたマイクロチップ基板１０に相当する。
また、外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状部材に幅５８μｍ、高さ１５μｍの複数の突起部が形成されたカバー側マイクロチップ基板を作製した。
流路側マイクロチップ基板に形成された複数の流路用溝と、カバー側マイクロチップ基板に形成された複数の突起部は、同じパターンを有している。
このカバー側マイクロチップ基板が、上記第２実施形態における突起部４が形成されたマイクロチップ基板３に相当する。

（超音波溶着による接合）
そして、超音波溶着によって流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を接合した。まず、流路側マイクロチップ基板については流路用溝を内側にし、カバー側マイクロチップ基板については突起部を内側にし、流路用溝と突起部の位置を合わせて、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を重ねた。これにより、突起部を流路用溝に嵌合させた。

そして、両基板に対して超音波を印加しながら基板を加圧することで、両基板を接合した。超音波の照射条件と加圧条件を以下に示す。
０．５Ｎの加圧力で流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を加圧した状態で、周波数：１５ｋＨｚの超音波を１秒間印加することで両基板を接合した。

（評価）
以上のように、流路用溝に突起部を嵌合させた状態で超音波溶着を行うことにより、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を強固に接合することができた。また、流路用溝によって形成された微細流路のシール性を向上させることができた。また、液体の漏れやにじみによるシール性の評価においても、漏れやにじみは観察されず、シール性が良好であることが確認された。

なお、実施例２では超音波溶着によって流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を接合したが、レーザ溶着によって両基板を接合しても良い。

（実施例３）
実施例３では、第３実施形態に係るマイクロチップの製造方法の具体例について説明する。

（マイクロチップ基板）
射出成形機で透明樹脂材料の環状ポリオレフィン樹脂（日本ゼオン社製、ゼオノア）を成形し、外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状部材に幅５０μｍ、深さ５０μｍの複数の流路用溝と、内径２ｍｍの複数の貫通孔で構成される流路側マイクロチップ基板を作製した。この流路側マイクロチップ基板が、上記第３実施形態における流路用溝２が形成されたマイクロチップ基板１に相当する。
また、外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状部材に、側面がテーパ状の複数の突起部が形成されたカバー側マイクロチップ基板を作製した。この突起部の幅は、突起部の底面において最大４９μｍとなり、先端に向かって徐々に狭くなって、先端において最小４８μｍとなっている。また突起部の高さは１５μｍとなっている。
流路側マイクロチップ基板に形成された複数の流路用溝と、カバー側マイクロチップ基板に形成された複数の突起部は、同じパターンを有している。
このカバー側マイクロチップ基板が、上記第３実施形態における突起部２１が形成されたマイクロチップ基板２０に相当する。

（接合）
そして、実施例１又は実施例２と同様に、超音波溶着又はレーザ溶着によって流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を接合した。超音波溶着の条件とレーザ溶着の条件は実施例１の条件と同じである。

（評価）
以上のように、流路用溝に突起部を嵌合させた状態で超音波溶着を行うことにより、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を強固に接合することができた。また、流路用溝によって形成された微細流路のシール性を向上させることができた。また、液体の漏れやにじみによるシール性の評価においても、漏れやにじみは観察されず、シール性が良好であることが確認された。

（実施例４）
実施例４では、第４実施形態に係るマイクロチップの製造方法の具体例について説明する。

（マイクロチップ基板）
射出成形機で透明樹脂材料の環状ポリオレフィン樹脂（日本ゼオン社製、ゼオノア）を成形し、外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状部材に、一部分の側面がテーパ状複数の流路用溝と、内径２ｍｍの複数の貫通孔で構成される流路側マイクロチップ基板を作製した。この流路用溝の幅は、基板表面において最大６０μｍとなり、溝の深さ方向に向かって深さ２０μｍまで徐々に狭くなって最小の幅５０μｍとなり、それ以上の深さにおいては幅５０μｍで一定となっている。また、流路用溝の深さは５０μｍとなっている。
この流路側マイクロチップ基板が、上記第４実施形態における流路用溝３１が形成されたマイクロチップ基板３０に相当する。
また、外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状部材に、側面がテーパ状の複数の突起部が形成されたカバー側マイクロチップ基板を作製した。この突起部の幅は、突起部の底面において最大５８μｍとなり、先端に向かって徐々に狭くなって、先端において最小５５μｍとなっている。また、突起部の高さは１５μｍとなっている。
流路側マイクロチップ基板に形成された複数の流路用溝と、カバー側マイクロチップ基板に形成された複数の突起部は、同じパターンを有している。
このカバー側マイクロチップ基板が、上記第４実施形態における突起部４１が形成されたマイクロチップ基板４０に相当する。

（接合）
そして、実施例１又は実施例２と同様に、超音波溶着又はレーザ溶着によって流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を接合した。超音波溶着の条件とレーザ溶着の条件は実施例１の条件と同じである。

（評価）
以上のように、流路用溝に突起部を嵌合させた状態で超音波溶着を行うことにより、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を強固に接合することができた。また、流路用溝によって形成された微細流路のシール性を向上させることができた。また、液体の漏れやにじみによるシール性の評価においても、漏れやにじみは観察されず、シール性が良好であることが確認された。

（実施例５）
実施例５では、第５実施形態に係るマイクロチップの製造方法の具体例について説明する。

（マイクロチップ基板）
射出成形機で透明樹脂材料の環状ポリオレフィン樹脂（日本ゼオン社製、ゼオノア）を成形し、外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状部材に幅５０μｍ、深さ５０μｍの複数の流路用溝と、内径２ｍｍの複数の貫通孔で構成される流路側マイクロチップ基板を作製した。この流路側マイクロチップ基板が、上記第５実施形態における流路用溝２が形成されたマイクロチップ基板１に相当する。
また、外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状部材に、側面が曲面状の複数の突起部が形成されたカバー側マイクロチップ基板を作製した。この突起部の幅は、突起部の底面において最大５５μｍとなり、先端に向かって徐々に狭くなっている。また突起部の高さは１５μｍとなっている。
流路側マイクロチップ基板に形成された複数の流路用溝と、カバー側マイクロチップ基板に形成された複数の突起部は、同じパターンを有している。
このカバー側マイクロチップ基板が、上記第５実施形態における突起部５１が形成されたマイクロチップ基板５０に相当する。

（接合）
そして、実施例１又は実施例２と同様に、超音波溶着又はレーザ溶着によって流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を接合した。超音波溶着の条件とレーザ溶着の条件は実施例１の条件と同じである。

（評価）
以上のように、流路用溝に突起部を嵌合させた状態で超音波溶着を行うことにより、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を強固に接合することができた。また、流路用溝によって形成された微細流路のシール性を向上させることができた。また、液体の漏れやにじみによるシール性の評価においても、漏れやにじみは観察されず、シール性が良好であることが確認された。

（実施例６）
実施例６では、第６実施形態に係るマイクロチップの製造方法の具体例について説明する。

（マイクロチップ基板）
射出成形機で透明樹脂材料の環状ポリオレフィン樹脂（日本ゼオン社製、ゼオノア）を成形し、外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状部材に、一部分の側面がテーパ状複数の流路用溝と、内径２ｍｍの複数の貫通孔で構成される流路側マイクロチップ基板を作製した。この流路用溝の幅は、基板表面において最大６０μｍとなり、溝の深さ方向に向かって深さ２０μｍまで徐々に狭くなって最小の幅５０μｍとなり、それ以上の深さにおいては幅５０μｍで一定となっている。また、流路用溝の深さは５０μｍとなっている。
この流路側マイクロチップ基板が、上記第６実施形態における流路用溝６１が形成されたマイクロチップ基板６０に相当する。
また、外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状部材に、側面が曲面状の複数の突起部が形成されたカバー側マイクロチップ基板を作製した。この突起部の幅は、突起部の底面において最大６０μｍとなり、先端に向かって徐々に狭くなっている。また突起部の高さは１５μｍとなっている。
流路側マイクロチップ基板に形成された複数の流路用溝と、カバー側マイクロチップ基板に形成された複数の突起部は、同じパターンを有している。
このカバー側マイクロチップ基板が、上記第６実施形態における突起部５１が形成されたマイクロチップ基板５０に相当する。

（接合）
そして、実施例１又は実施例２と同様に、超音波溶着又はレーザ溶着によって流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を接合した。超音波溶着の条件とレーザ溶着の条件は実施例１の条件と同じである。

（評価）
以上のように、流路用溝に突起部を嵌合させた状態で超音波溶着を行うことにより、流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を強固に接合することができた。また、流路用溝によって形成された微細流路のシール性を向上させることができた。また、液体の漏れやにじみによるシール性の評価においても、漏れやにじみは観察されず、シール性が良好であることが確認された。

（比較例）
次に、上記実施例に対する比較例について説明する。

（マイクロチップ基板）
射出成形機で透明樹脂材料の環状ポリオレフィン樹脂（日本ゼオン社製、ゼオノア）を成形し、外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの板状部材に幅５０μｍ、深さ５０μｍの複数の流路用溝と、内径２ｍｍの複数の貫通孔で構成される流路側マイクロチップ基板を作製した。また、外形寸法が５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍの平板状のカバー側マイクロチップ基板を作製した。

（接合）
そして、実施例１又は実施例２と同様に、超音波溶着又はレーザ溶着によって流路側マイクロチップ基板とカバー側マイクロチップ基板を接合した。超音波溶着の条件とレーザ溶着の条件は実施例１の条件と同じである。

（評価）
そして、実施例１と同様に、１５０ｋＰａの圧力で微細流路内に着色した液体を注入し、顕微鏡で漏れやにじみを観察した。比較例に係る方法によって作製されたマイクロチップにおいては、顕微鏡観察の結果、一部に着色流体の漏れやにじみが認められた。

以上のように、この発明の実施例によると、比較例と比べて、マイクロチップ基板同士を強固に接合することができ、さらに、微細流路のシール性を向上させることができた。なお、実施例１から実施例６において説明したマイクロチップ基板の材料、流路用溝の寸法、突起部の寸法、超音波溶着の条件、及びレーザ溶着の条件は１例であり、この発明がこれらの条件に限定されるものではない。

この発明の第１実施形態に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。 この発明の第２実施形態に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。 この発明の第３実施形態に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。 この発明の第４実施形態に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。 この発明の第５実施形態に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。 この発明の第６実施形態に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。 この発明の第７実施形態に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。 この発明の第７実施形態に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。 この発明の第７実施形態に係るマイクロチップの製造方法を説明するためのマイクロチップ基板の断面図である。

符号の説明

１、３、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、１００、１１０ マイクロチップ基板
２、１１、３１、６１、７１、１０１ 流路用溝
４、２１、４１、５１、８１、１１１ 突起部
９０ 台
１２０ 基板

Claims (14)

1. 表面に流路用溝が形成された第１の樹脂製基板と、表面に突起部が形成された第２の樹脂製基板とを、前記流路用溝が形成された面と前記突起部が形成された面を内側にし、前記流路用溝と前記突起部の位置合わせを行って前記第１の樹脂製基板と前記第２の樹脂製基板を重ねることで、前記突起部を前記流路用溝に嵌合させ、その状態で前記第１の樹脂製基板と前記第２の樹脂製基板に対して超音波を印加することで前記第１の樹脂製基板と前記第２の樹脂製基板の接合する面を溶融させ、前記第１の樹脂製基板と前記第２の樹脂製基板を加圧することで、前記第１の樹脂製基板と前記第２の樹脂製基板を接合することを特徴とするマイクロチップの製造方法。
2. 表面に流路用溝が形成された光透過性の第１の樹脂製基板と、表面に突起部が形成された光透過性の第２の樹脂製基板とを、前記流路用溝が形成された面と前記突起部が形成された面を内側にし、前記流路用溝と前記突起部の位置合わせを行って、光吸収剤を介して前記第１の樹脂製基板と前記第２の樹脂製基板を重ねることで、前記突起部を前記流路用溝に嵌合させ、その状態で前記第１の樹脂製基板と前記第２の樹脂製基板に対してレーザを照射することで前記第１の樹脂製基板と前記第２の樹脂製基板の接合する面を溶融させ、前記第１の樹脂製基板と前記第２の樹脂製基板を加圧することで、前記第１の樹脂製基板と前記第２の樹脂製基板を接合することを特徴とするマイクロチップの製造方法。
3. 前記流路用溝の深さＤと前記突起部の高さＨは、深さＤ＞高さＨの関係が成立することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。
4. 前記流路用溝の幅Ｗは、前記流路用溝の深さ方向において一定であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。
5. 前記流路用溝の少なくとも一部分の幅は、前記流路用溝の深さ方向に向かって徐々に狭くなっていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。
6. 前記流路用溝の幅方向における前記突起部の幅Ｌは、前記突起部の高さ方向において一定であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。
7. 前記流路用溝の幅方向における前記突起部の幅Ｌは、前記突起部の先端に向かって徐々に狭くなっていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。
8. 前記突起部は平面状の側面を有し、幅Ｌが前記先端に向かって徐々に狭くなっていることを特徴とする請求項７に記載のマイクロチップの製造方法。
9. 前記突起部は曲面状の側面を有し、幅Ｌが前記先端に向かって徐々に狭くなっていることを特徴とする請求項７に記載のマイクロチップの製造方法。
10. 前記流路用溝の幅Ｗは、前記流路用溝の深さ方向に向かって徐々に狭くなっており、前記流路用溝の幅方向における前記突起部の幅Ｌは、前記突起部の高さ方向において一定であり、前記流路用溝の最大の幅と、前記突起部の幅Ｌとがほぼ等しいことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。
11. 前記流路用溝の幅Ｗは、前記流路用溝の深さ方向において一定であり、前記流路用溝の幅方向における前記突起部の幅Ｌは、前記突起部の先端に向かって徐々に狭くなっており、前記流路用溝の幅Ｗと前記突起部の最大の幅とがほぼ等しいことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。
12. 前記流路用溝の幅Ｗは、前記流路用溝の深さ方向に向かって徐々に狭くなっており、前記流路用溝の幅方向における前記突起部の幅Ｌは、前記突起部の先端に向かって徐々に狭くなっていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。
13. 前記流路用溝の幅Ｗは、前記流路用溝の深さ方向において一定であり、前記突起部は曲面状の側面を有し、前記流路用溝の幅方向における前記突起部の幅Ｌは、前記突起部の先端に向かって徐々に狭くなっており、前記流路用溝の幅Ｗと、前記突起部の最大の幅とがほぼ等しいことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。
14. 前記流路用溝の幅Ｗは、前記流路用溝の深さ方向に向かって徐々に狭くなっており、前記突起部は曲面状の側面を有し、前記流路用溝の幅方向における前記突起部の幅Ｌは、前記突起部の先端に向かって徐々に狭くなっており、前記流路用溝の最大の幅と、前記突起部の最大の幅とがほぼ等しいことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のマイクロチップの製造方法。

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