(57)【要約】【課題】  小型化が図れ、高精度な分級が可能で、製造が容易な流体制御方法、マイクロ流体素子およびその製造方法を提供する。【解決手段】  内側管３に微粒子を含む内側流体Ｌ１を導入し、外側導入口２１に外側流体Ｌ２を導入すると、内側流体Ｌ１は、整形部４によって螺旋流となって共通流路Ｒ３に進み、外側流体Ｌ２と接触する。内側流体Ｌ１が共通流路Ｒ３を進むうちに規格外の微粒子は、遠心力により外側の外側流体Ｌ２中に移動し、内側流体Ｌ１および外側流体Ｌ２は、排出口２２から排出される。排出口２２から排出された内側流体Ｌ１には、規格内の微粒子のみが含まれる。【選択図】    図１
2006341140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに接触して同心円状に軸方向に流れる内側流体と外側流体の一方を螺旋状に流すことを特徴とする流体制御方法。
【請求項２】
螺旋状に流れる前記内側流体または前記外側流体は、複数の整流板を円周方向に所定の角度ずつ変位させた整流部に流体を流すことにより得られることを特徴とする請求項１に記載の流体制御方法。
【請求項３】
前記内側流体と前記外側流体の接触は、前記内側流体と前記外側流体との間で所定の処理を行わせることを特徴とする請求項１に記載の流体制御方法。
【請求項４】
前記内側流体と前記外側流体の接触は、前記内側流体および前記外側流体のうち一方の流体に含まれる粒子を前記粒子が含まれていない他方の流体に移動させることを特徴とする請求項１に記載の流体制御方法。
【請求項５】
同心円状に形成され、内側流体が流れる内側流路、および外側流体が流れる外側流路と、
前記内側流路および前記外側流路に連通し、前記内側流体と前記外側流体が接触して流れる共通流路と、
前記内側流路または前記外側流路に設けられ、前記内側流体または前記外側流体に円周方向に沿う流速を付与する整流部とを備えたことを特徴とするマイクロ流体素子。
【請求項６】
前記整流部は、円周方向に所定の角度ずつ変位させた複数の整流板を備えたことを特徴とする請求項５に記載のマイクロ流体素子。
【請求項７】
前記内側流路および前記外側流路は、複数の前記内側流路および前記外側流路が所定の間隔を有して直列に配設されたものであり、
前記共通流路は、前記複数の内側流路および外側流路のそれぞれに連通された複数の共通流路であり、
前記整流部は、前記複数の内側流路および外側流路の前記内側流路または前記外側流路にそれぞれ設けられたことを特徴とする請求項５に記載のマイクロ流体素子。
【請求項８】
前記内側流路および前記外側流路は、複数の前記内側流路および前記外側流路が並列に配設されたものであり、
前記共通流路は、前記複数の内側流路および外側流路に共通して連通され、
前記整流部は、前記複数の内側流路および外側流路の前記内側流路または前記外側流路にそれぞれ設けられたことを特徴とする請求項５に記載のマイクロ流体素子。
【請求項９】
第１の基板上に目的とするマイクロ流体素子の各断面形状に対応した複数の薄膜パターンを形成し、
前記複数の薄膜パターンが形成された前記第１の基板と第２の基板との接合、離間を繰り返すことにより前記第１の基板上の前記複数の薄膜パターンを前記第２の基板上に転写して請求項５乃至８に記載のマイクロ流体素子を製造することを特徴とするマイクロ流体素子の製造方法。
【請求項１０】
前記第１の基板上への前記複数の薄膜パターンの形成は、電鋳法を用いて行うことを特徴とする請求項９に記載のマイクロ流体素子の製造方法。
【請求項１１】
前記第１の基板上への前記複数の薄膜パターンの形成は、半導体プロセスを用いて行うことを特徴とする請求項９に記載のマイクロ流体素子の製造方法。
【請求項１２】
前記第１の基板と前記第２の基板との接合は、常温接合によることを特徴とする請求項９に記載のマイクロ流体素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の流体を制御する流体制御方法、およびその流体制御方法を用いたマイクロ流体素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ流路を形成して、２種類以上の流体（液体および気体）を接触させて流し、その界面で各種化学反応（合成、洗浄など）を行う試みが広く行われている。このような従来のマイクロ流体素子として、同心円状流路を用いたマイクロミキサーが知られていいる（例えば、特許文献１参照。）
【０００３】
このマイクロミキサーは、一方の流体Ａをもう一方の流体Ｂが同心円状に取り囲むように流路を形成したものであり、流体Ａと流体Ｂとは層流となって流れるので、中央を流れる流体Ａは流路壁に接触することがなく、流体Ａが微粒子を含む場合には壁面での閉塞がなくなり都合が良い。
【０００４】
また、マイクロ流路では、２つの液体は層流を形成するため、反応を活発に行わせるためには積極的に攪拌するための工夫が必要となる。このような攪拌構造を有する従来のミキサー装置として、ジグザグ状のバーを２層以上有し、金属鋳造法により製作されたセグメントを用いて２つの液体を混合するものが知られている（例えば、特許文献２参照。）
【０００５】
一方、従来、比重差や浮力差を利用して分級を行う分級装置が知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００６】
この分級装置は、微粒子を環状導入スリットから円盤状の上下のディスク間の分級領域に導入し、外周から分級領域の中心に向かって空気を流入すると、特定流径の微粒子だけが下部のディスクに設けた環状スリットに達し、分級されて引出ダクトからその分級された微粒子を取り出すものである。
【特許文献１】特開２００３−２１０９５９号公報
【特許文献２】特開２０００−０３７６１８号公報（［００３２］、図７）
【特許文献３】特開２００２−２７６６６１号公報（［０００４］、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の同心円状流路を用いたマイクロミキサーによると、２つの流体が軸方向に層流で流れる構成では、一定の反応を得るには長い流路が必要となり、大型化するという欠点がある。また、従来のミキサー装置によると、液体を混合するための構造物の形状が複雑であり、作製が難しい。従来の分級装置では、重力や浮力を利用するもので、長い流路が必要となり、また、比重差や浮力差を利用するため分級の精度があまり良くない。
【０００８】
従って、本発明の目的は、小型化が図れ、高精度な分級が可能な流体制御方法およびマイクロ流体素子を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の目的は、製造が容易なマイクロ流体素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、上記目的を達成するため、互いに接触して同心円状に軸方向に流れる内側流体と外側流体の一方を螺旋状に流すことを特徴とする流体制御方法を提供する。
【００１１】
上記流体制御方法によれば、内側流体と外側流体間に流体が流れる方向の違いや流速差等が生じて様々な処理を行うことが可能となる。内側流体と外側流体の流速は、目的とする処理に応じて設定される。「流体」には、液体や気体、粒子を含む液体や気体が含まれる。
【００１２】
螺旋状に流れる前記内側流体または前記外側流体は、複数の整流板を円周方向に所定の角度ずつ変位させた整流部に流体を流すことにより得られるようにしてもよい。流体を螺旋状にするための特別な駆動源が必要ないため、構成の簡素化を図ることができる。
【００１３】
前記内側流体と前記外側流体の接触は、前記内側流体と前記外側流体との間で所定の処理を行わせてもよい。「所定の処理」には、混合、反応、合成、希釈、洗浄、濃縮等が含まれる。
【００１４】
前記内側流体と前記外側流体の接触は、前記内側流体および前記外側流体のうち一方の流体に含まれる粒子を前記粒子が含まれていない他方の流体に移動させてもよい。これにより、粒子を分級することができる。粒子を含まない流体を粒子を含む流体よりも流速を速くして流路に導入してもよい。これにより、粒子の移動が加速される。
【００１５】
本発明の一態様は、上記目的を達成するため、同心円状に形成され、内側流体が流れる内側流路、および外側流体が流れる外側流路と、前記内側流路および前記外側流路に連通し、前記内側流体と前記外側流体が接触して流れる共通流路と、前記内側流路または前記外側流路に設けられ、前記内側流体または前記外側流体に円周方向に沿う流速を付与する整流部とを備えたことを特徴とするマイクロ流体素子を提供する。
【００１６】
上記マイクロ流体素子によれば、内側流体または外側流体に円周方向に沿う流速を付与すると、円周方向に沿う流速が付与された内側流体または外側流体が螺旋状に流れ、内側流体と外側流体とが共通流路で互いに接触する。共通流路を流れる内側流体と外側流体間に流体が流れる方向の違いや流速差等が生じて様々な処理を行うことが可能となる。
【００１７】
前記整流部は、円周方向に所定の角度ずつ変位させた複数の整流板を備えた構成としてもよい。この構成により、流体が各整流板の表面に沿って移動し、円周方向に沿う流速が与えられる。
【００１８】
前記内側流路および前記外側流路は、複数の前記内側流路および前記外側流路が所定の間隔を有して直列に配設されたものであり、前記共通流路は、前記複数の内側流路および外側流路のそれぞれに連通された複数の共通流路であり、前記整流部は、前記複数の内側流路および外側流路の前記内側流路または前記外側流路にそれぞれ設けられた構成としてもよい。この構成によれば、螺旋状に流れる流体の速度低下を防ぐことが可能となる。
【００１９】
前記内側流路および前記外側流路は、複数の前記内側流路および前記外側流路が並列に配設されたものであり、前記共通流路は、前記複数の内側流路および外側流路に共通して連通され、前記整流部は、前記複数の内側流路および外側流路の前記内側流路または前記外側流路にそれぞれ設けられた構成としてもよい。この構成によれば、例えば、２種類以上の流体を混合させることができる。
【００２０】
本発明の一態様は、上記目的を達成するため、第１の基板上に目的とするマイクロ流体素子の各断面形状に対応した複数の薄膜パターンを形成し、前記複数の薄膜パターンが形成された前記第１の基板と第２の基板との接合、離間を繰り返すことにより前記第１の基板上の前記複数の薄膜パターンを前記第２の基板上に転写して上記マイクロ流体素子を製造することを特徴とするマイクロ流体素子の製造方法を提供する。
【００２１】
上記マイクロ流体素子の製造方法によれば、薄膜パターンを積層することにより、複雑な形状のマイクロ流体素子でも容易に製造することが可能となる。
【００２２】
前記第１の基板上への前記複数の薄膜パターンの形成は、電鋳法を用いて行ってもよい。電鋳法を用いる場合は、第１の基板として、金属製基板、あるいは非金属製基板上に金属膜を着膜したものを用いる。
【００２３】
前記第１の基板上への前記複数の薄膜パターンの形成は、半導体プロセスを用いて行ってもよい。半導体プロセスを用いる場合は、第１の基板として、例えば、Ｓｉウェハ、ガラス基板、石英基板等を用いる。
【００２４】
前記第１の基板と前記第２の基板との接合は、常温接合によるのが好ましい。「常温接合」とは、室温で原子同士を直接接合することをいう。常温接合によれば、常温接合される薄膜の形状や厚みの変化が少なく、高精度な機械デバイスが得られる。薄膜を接合する前に、その表面に中性原子ビーム、イオンビーム等を照射して表面を清浄化するのが好ましい。清浄化により表面が活性化して強固な接合が得られる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の流体制御方法およびマイクロ流体素子によれば、小型化が図れ、高精度な分級が可能となる。
【００２６】
本発明のマイクロ流体素子の製造方法によれば、マイクロ流体素子を容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るマイクロ流体素子を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。このマイクロ流体素子１は、貫通穴２０を有する略ボックス状の素子本体２と、素子本体２の貫通穴２０に同心円状に配置された内側管３とを備える。
【００２８】
内側管３は、管内に内側流体Ｌ１が流れる内側流路Ｒ１が形成されており、管内の後端側に内側流体Ｌ１に円周方向に沿う流速を付与して螺旋流に整形する整形部４を配置し、取付部材５により素子本体２の貫通穴２０に取り付けられている。
【００２９】
整形部４は、十字形状を有する複数の整流板４０からなり、各整流板４０は、図１（ａ）に示すように、内側流体Ｌ１の進行方向に進むに従って内側管３の内壁への接続位置が少しずつ回転方向にずれて内側管３の内壁に接続されている。
【００３０】
素子本体２の貫通穴２０は、内側管３との間に外側流体Ｌ２を導入する外側導入口２１を形成する大径部２０ａと、内径が大径部２０ａよりも小さく、内側管３よりも大きい小径部２０ｂとからなる。また、外側導入口２１から小径部２０ｂと内側管３との間に延びるように外側流路Ｒ２が形成され、その後段に内側流体Ｌ１と外側流体Ｌ２とが接触する共通流路Ｒ３が形成され、小径部２０ｂの後端が第１および流体Ｌ１，Ｌ２の排出口２２となっている。
【００３１】
（第１の実施の形態の製造方法）
次に、第１の実施の形態に係るマイクロ流体素子１の製造方法を図２および図３を参照して説明する。図２は、ドナー基板を示し、図３（ａ）〜（ｆ）は、積層工程を示す。
【００３２】
（１）ドナー基板の作製
ここでは、ドナー基板を電鋳法を用いて作製する。まず、所定の表面粗さを有するステンレス等からなる金属基板１０１を準備し、金属基板１０１の上に厚膜フォトレジストを塗布し、作製するマイクロ流体素子１の各断面形状に対応したフォトマスクにより露光し、フォトレジストを現像して、各断面形状のポジネガ反転したレジストパターンを形成する。次に、このレジストパターンを有する金属基板１０１をめっき浴に浸漬し、フォトレジストに覆われていない金属基板１０１の表面にニッケルめっきを成長させる。
【００３３】
次に、レジストパターンを除去することにより、図２に示すように、金属基板１０１上にマイクロ流体素子１の各断面形状に対応した薄膜パターン１０Ａ１，１０Ａ２，・・・、１０Ｂ１，１０Ｂ２，・・・、１０Ｃ１，１０Ｃ２，１０Ｃ３，１０Ｃ４，・・・、１０Ｄ１，１０Ｄ２，・・・（以下、これらを薄膜パターン１０ともいう。）を形成する。金属基板１０１上に薄膜パターン１０が形成されたものを、以下ドナー基板１００Ａという。
【００３４】
薄膜パターン１０Ａ１，１０Ａ２，・・・は、内側管３が素子本体２から突出している部分に対応するものであり、薄膜パターン１０Ｂ１，１０Ｂ２，・・・は、大径部２０ａが位置する部分に対応するものであり、薄膜パターン１０Ｃ１，１０Ｃ２，１０Ｃ３，１０Ｃ４，・・・は、整形部４が位置する部分に対応するものであり、薄膜パターン１０Ｄ１，１０Ｄ２，・・・は、共通流路Ｒ３が位置する部分に対応するものである。
【００３５】
（２）薄膜パターンの積層
次に、図３（ａ）に示すように、上記ドナー基板１００Ａを真空槽内の図示しない下部ステージ上に配置し、ターゲット基板１１０を真空層内の図示しない上部ステージ上に配置する。続いて、真空槽内を排気して高真空状態あるいは超高真空状態にする。次に、下部ステージを上部ステージに対して相対的に移動させてターゲット基板１１０の直下にドナー基板１００Ａの１層目の薄膜パターン１０を位置させる。次に、ターゲット基板１１０の表面、および第１層目の薄膜パターン１０の表面にアルゴン原子ビームを照射して清浄化する。
【００３６】
次に、図３（ｂ）に示すように、上部ステージを下降させ、所定の荷重力（例えば、１０ｋｇｆ／ｃｍ2）でターゲット基板１１０とドナー基板１００Ａとを所定の時間（例えば、５分間）押圧し、ターゲット基板１１０と１層目の薄膜パターン１０とを常温接合する。なお、薄膜パターン１０の積層順序は、断面積が比較的多い順に積層するのが好ましい。本実施の形態では、薄膜パターン１０Ｄ、１０Ｃ、１０Ｂ、１０Ａの順に積層する。
【００３７】
次に、図３（ｃ）に示すように、上部ステージを上昇させると、１層目の薄膜パターン１０が金属基板１０１から剥離し、ターゲット基板１１０側に転写される。これは、薄膜パターン１０とターゲット基板１１０との密着力が薄膜パターン１０と金属基板１０１との密着力よりも大きいからである。
【００３８】
次に、図３（ｄ）に示すように、下部ステージを移動させ、ターゲット基板１１０の直下にドナー基板１００Ａ上の２層目の薄膜パターン１０を位置させる。次に、ターゲット基板１１０側に転写された薄膜パターン１０の表面（金属基板１０１に接触していた面）、および２層目の薄膜パターン１０の表面を前述したように清浄化する。
【００３９】
次に、図３（ｅ）に示すように、上部ステージを下降させ、１層目と２層目の薄膜パターン１０を接合させ、図３（ｆ）に示すように、上部ステージを上昇させると、２層目の薄膜パターン１０が金属基板１０１から剥離し、ターゲット基板１１０側に転写される。
【００４０】
他の薄膜パターン１０も同様に、ドナー基板１００Ａとターゲット基板１１０との位置決め、接合、離間を繰り返すことにより、マイクロ流体素子１の各断面形状に対応した複数の薄膜パターン１０がターゲット基板１１０上に転写される。ターゲット基板１１０上に転写された積層体を上部ステージから取り外し、ターゲット基板１１０を除去すると、図１に示したマイクロ流体素子１が得られる。
【００４１】
（微粒子の分級動作）
図４は、内側流体および外側流体の流れを示す図である。内側管３に微粒子６を含む内側流体Ｌ１を所定の流速で導入し、外側導入口２１に外側流体Ｌ２を所定の流速で導入すると、内側流体Ｌ１は、整形部４によって螺旋流となって共通流路Ｒ３に進み、外側流体Ｌ２と接触する。内側流体Ｌ１が共通流路Ｒ３を進むうちに重量、大きさ等の所定の規格外の微粒子６は、遠心力あるいは流体Ｌ１，Ｌ２の流れる方向の違い、流速差等により外側の外側流体Ｌ２中に移動し、内側流体Ｌ１および外側流体Ｌ２は、排出口２２から排出される。排出口２２から排出された内側流体Ｌ１には、規格内の微粒子６のみが含まれる。このようにして微粒子６が分級される。なお、外側流体Ｌ２の流速を内側流体Ｌ１よりも速くしてもよい。これにより、規格外の微粒子６の内側流体Ｌ１から外側流体Ｌ２への移動が加速される。
【００４２】
（第１の実施の形態の効果）
第１の実施の形態によれば、内側を流れる内側流体Ｌ１を螺旋流とし、この内側流体Ｌ１と同心円状に外側を流れる外側流体Ｌ２とを接触させるという、遠心力分離あるいは回転分離により微粒子を重さや径等に応じて分級することで、短い流路で高精度の分級を行うことができる。また、薄膜パターン１０を積層するだけでマイクロ流体素子１が得られるので、マイクロ流体素子１を容易に製造することができる。
【００４３】
[第２の実施の形態]
図５は、本発明の第２の実施の形態に係るマイクロ流体素子を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。この第２の実施の形態は、整形部１４を内側管３と素子本体２の小径部２０ｂとの間に配置したものであり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。
【００４４】
整形部１４は、内側管３から放射状に延びて素子本体２の小径部２０ｂに接続された帯状の複数の整流板４１からなり、各整流板４１は、図５（ａ）に示すように、外側流体Ｌ２の進行方向に進むに従って小径部２０ｂへの接続位置が少しづつ回転方向にずれて小径部２０ｂに接続されている。
【００４５】
（第２の実施の形態の製造方法）
次に、第２の実施の形態に係るマイクロ流体素子１の製造方法を図６を参照して説明する。図６は、ドナー基板を示す。
【００４６】
（１）ドナー基板の作製
第１の実施の形態と同様に電鋳法を用いて、図６に示すように、金属基板１０１上にマイクロ流体素子１の断面形状に対応した薄膜パターン１１Ａ１，１１Ａ２，・・・、１１Ｂ１，１１Ｂ２，・・・、１１Ｃ１，１１Ｃ２，１１Ｃ３，１１Ｃ４，・・・、１１Ｄ１，１１Ｄ２，・・・（以下、これらを薄膜パターン１１ともいう。）を形成する。このようにして薄膜パターン１１が形成されたものを、以下ドナー基板１００Ｂという。
【００４７】
薄膜パターン１１Ａ１，１１Ａ２，・・・は、内側管３が素子本体２から突出している部分に対応するものであり、薄膜パターン１１Ｂ１，１１Ｂ２，・・・は、大径部２０ａが位置する部分に対応するものであり、薄膜パターン１１Ｃ１，１１Ｃ２，１１Ｃ３，１１Ｃ４，・・・は、整形部１４が位置する部分に対応するものであり、薄膜パターン１１Ｄ１，１１Ｄ２，・・・は、共通流路Ｒ３が位置する部分に対応するものである。
【００４８】
（２）薄膜パターンの積層
次に、上記ドナー基板１００Ｂを真空槽内に配置し、第１の実施の形態で説明したように、ターゲット基板とドナー基板１００Ｂとの位置決め、接合、離間を繰り返すことにより、図６に示す薄膜パターン１１が金属基板１０１側から剥離し、ターゲット基板側に転写され、マイクロ流体素子１の各断面形状に対応した複数の薄膜パターン１１がターゲット基板上に転写される。ターゲット基板上に転写された積層体を上部ステージから取り外し、ターゲット基板を除去すると、図５に示したマイクロ流体素子１が得られる。
【００４９】
（微粒子の分級動作）
図７は、内側流体および外側流体の流れを示す図である。内側管３に微粒子６を含む内側流体Ｌ１を所定の流速で導入し、外側導入口２１に外側流体Ｌ２を所定の流速で導入すると、外側流体Ｌ２は、整形部１４によって螺旋流となって共通流路Ｒ３に進み、内側流体Ｌ１と接触する。外側流体Ｌ２の螺旋状の動きに引きずられて内側流体Ｌ１も螺旋状に流れる。内側流体Ｌ１が共通流路Ｒ３を進むうちに大きさ、重量等の所定の規格外の微粒子６は、遠心力あるいは流体Ｌ１，Ｌ２の流れる方向の違い、流速差等により外側の外側流体Ｌ２中に移動し、内側流体Ｌ１および外側流体Ｌ２は、排出口２２から排出される。排出口２２から排出された内側流体Ｌ１には、規格内の微粒子６のみが含まれる。このようにして微粒子６が分級される。なお、外側流体Ｌ２の流速を内側流体Ｌ１よりも速くしてもよい。これにより、規格外の微粒子６の内側流体Ｌ１から外側流体Ｌ２への移動が加速される。
【００５０】
（第２の実施の形態の効果）
第２の実施の形態によれば、外側を流れる外側流体Ｌ２を螺旋流とし、この外側流体Ｌ２と同心円状に内側を流れる内側流体Ｌ１とを接触させて微粒子を分級することで、短い流路で高精度の分級を行うことができる。また、薄膜パターン１１を積層するだけでマイクロ流体素子１が得られるので、マイクロ流体素子１を容易に製造することができる。
【００５１】
[第３の実施の形態]
図８は、本発明の第３の実施の形態に係るマイクロ流体素子を示す断面図である。この第３の実施の形態は、第１の実施の形態において、整形部４を直列に複数箇所に設けたものであり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。
【００５２】
１段目の整流部４Ａは、第１の実施の形態と同様の内側管３Ａの内側に配置されており、２段目および３段目の整流部４Ｂ，４Ｃは、整流部４Ｂ，４Ｃの長さと同じ長さの内側管３Ｂ，３Ｃの内側にそれぞれ配置されている。内側管３Ｂ，３Ｃも内側管３Ａと同様に取付部材５により素子本体２の小径部２０ｂに取り付けられている。
【００５３】
この第３の実施の形態によれば、内側流体Ｌ１の螺旋流は内側管３Ａ，３Ｂ，３Ｃあるいは整流部４Ａ，４Ｂ，４Ｃ間の共通流路Ｒ３を進行する際に、内側管３の壁面との摩擦や外側流体Ｌ２との接触により徐々に減衰するが、複数の整流部４Ａ〜４Ｃを直列に配置することにより、内側流体Ｌ１の螺旋流を継続させることができる。
【００５４】
[第４の実施の形態]
図９は、本発明の第４の実施の形態に係るマイクロ流体素子を示す断面図である。この第４の実施の形態は、第１の実施の形態において、整形部４を並列に複数箇所に設けたものであり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。
【００５５】
複数の内側管３Ａ〜３Ｄは、取付部材５によって素子本体２の小径部２０ｂに取り付けられており、各内側管３Ａ〜３Ｄの管内の後端側に整形部４Ａ〜４Ｄを配置している。
【００５６】
素子本体２は、排出口２２の直径を第１の実施の形態よりも小さくし、小径部２０ｂに流入した内側流体Ｌ１，外側流体Ｌ２を受け面２０ｃに衝突させて乱流を起こして内側流体Ｌ１と外側流体Ｌ２とが混合され易くしている。
【００５７】
この第４の実施の形態において、各内側管３Ａ〜３Ｄに同種の内側流体Ｌ１を所定の流速でそれぞれ導入し、外側導入口２１に外側流体Ｌ２を所定の流速で導入すると、内側流体Ｌ１は、整形部４Ａ〜４Ｄによって螺旋流となって共通流路Ｒ３に進み、外側流体Ｌ２と接触する。内側流体Ｌ１と外側流体Ｌ２は素子本体２の受け面２０ｃに衝突し、乱流が起こり、内側流体Ｌ１と外側流体Ｌ２は混合されて排出口２２から排出される。
【００５８】
この第４の実施の形態によれば、２種類の流体を混合することができる。また、２種類の流体が混合された流体を図９に示したのと同様のマイクロ流体素子に繰り返し導入することにより、３種類以上の流体を混合することも可能となる。なお、複数の内側流路と外側流路を並列に配置した構成を直列に複数配置してもよい。
【００５９】
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、その発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々な変形が可能である。また、発明の要旨を逸脱しない範囲内で各実施の形態の構成要素を任意に組み合わせることができる。例えば、図８および図９に示す構成において、整流部を内側流路に設けずに外側流路に設けてもよい。
【００６０】
上記各実施の形態では、ドナー基板を電鋳法を用いて作製したが、半導体プロセスを用いて作製してもよい。例えば、Ｓｉウェハからなる基板を準備し、この基板上にポリイミドからなる離型層をスピンコーティング法により着膜し、この離型層の表面にマイクロ流体素子の構成材料となるＡｌ薄膜をスパッタ法により着膜し、Ａｌ薄膜をフォトリソグラフィー法によりパターニングすることにより、ドナー基板を作製する。
【００６１】
内側流路と外側流路の両方に整流部を設けてもよい。この場合、螺旋方向は同一でも異なるものでもよい。螺旋方向を異ならせることにより、内側流体と外側流体間で円周方向の流速差が大きくなり、分級等の処理を加速させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るマイクロ流体素子を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係るドナー基板を示を示す図である。
【図３】（ａ）〜（ｆ）は、第１の実施の形態の製造工程図である。
【図４】第１の実施の形態における第１および外側流体の流れを示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るマイクロ流体素子を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】第２の実施の形態に係るドナー基板を示を示す図である。
【図７】第２の実施の形態における内側流体および外側流体の流れを示す図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係るマイクロ流体素子の断面図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態に係るマイクロ流体素子の断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  マイクロ流体素子
２  素子本体
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ  内側管
４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ  整流部
５  取付部材
６  微粒子
１０，１１  薄膜パターン
１４  整形部
２０  貫通穴
２０ａ  大径部
２０ｂ  小径部
２０ｃ  受け面
２１  外側導入口
２２  排出口
４０，４１  整流板
１００Ａ，１００Ｂ  ドナー基板
１０１  金属基板
１１０  ターゲット基板
Ｌ１  内側流体
Ｌ２  外側流体
Ｒ１  内側流路
Ｒ２  外側流路
Ｒ３  共通流路
【図１】
2006341140.tif 000003
【図２】
2006341140.tif 000004
【図３】
2006341140.tif 000005
【図４】
2006341140.tif 000006
【図５】
2006341140.tif 000007
【図６】
2006341140.tif 000008
【図７】
2006341140.tif 000009
【図８】
2006341140.tif 000010
【図９】
2006341140.tif 000011