(57)【要約】【課題】基板と、基板上にマイクロディスペンサ等でPDMSやエポキシ樹脂やアクリル樹脂を土手状に盛り上げ形成した流路壁と蓋板からなる、製造時間が縮小できる、柔軟な設計変更に対応できる、少量多品種生産を容易に実現することが可能となる、微小流路基板と微小流路製造方法を提供する。【解決手段】微小流路基板は、基板401と流路壁402と流路孔406のある蓋板405からなる。流路壁402の材質はPDMSやアクリル樹脂やエポキシ樹脂であり、流路壁402はマイクロディスペンサにより盛られる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスや樹脂の基板と、基板上にマイクロディスペンサでPDMSまたはエポキシ樹脂またはアクリル樹脂またはガラスペーストを土手状に盛り上げ硬化し形成した流路壁と、流路壁に対応する位置に流路孔が配置されたガラスまたは樹脂の蓋板、から構成されることを特徴とする微小流路基板。
【請求項２】
前記基板と前記蓋板のあいだにスペーサを流路壁の外側に配置した請求項１に記載の微小流路基板。
【請求項３】
前記流路壁を構成するＰＤＭＳまたはエポキシ樹脂またはガラスペーストが粘着性を持つことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の微小流路基板。
【請求項４】
前記流路壁を構成するＰＤＭＳまたはエポキシ樹脂が弾力性を持つことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の微小流路基板。
【請求項５】
前記基板と前記蓋板は接着剤により接合されていることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項４に記載の微小流路基板。
【請求項６】
前記基板と前記蓋板はボルト・ナットにより接合されていることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項４に記載の微小流路基板。
【請求項７】
前記基板と前記蓋板はリベットにより接合されていることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項４に記載の微小流路基板。
【請求項８】
前記基板と前記蓋板は着脱可能な、スプリング等で基板と蓋板を押しつけ合うような治具により接合されていることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項４に記載の微小流路基板。
【請求項９】
基板上にマイクロディスペンサでPDMSまたはエポキシ樹脂またはアクリル樹脂またはガラスペーストを土手状に盛り上げ硬化することで流路壁を形成する工程を特徴とする微小流路形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は微小流路を有する基板およびその製造方法に関するものである。より詳細には、医療、生化学、創薬、有機合成などの分野において微小量の流体を操作するために用いられる微小流路を有する基板とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、微小流路を有する基板はエッチングや切削やPDMSを用いたモールディング、キャスティングなどで作成される。従来手法により製造される微小流路構造の例を図１に示す。基板102上に流路104を作成する方法に、石英基板に溝を作る方法による流路作成、樹脂を用い流路を残してモールディング、キャスティングによる流路形成がある。
【０００３】
ガラス基板や石英基板に対して流路を形成する構造の一例を説明する。基板102上に溝状に流路104をエッチングや切削などの方法で作成する。問題点はレジスト処理やエッチング処理における処理時間がかかることや工数が増えることである。マイクロミルを利用した切削などの方法も切削処理において時間がかかることや切削工具の摩耗による精度低下などの問題点がある。（特許文献１）
【０００４】
樹脂基板に対して流路形成する構造の一例を説明する。基板102は流路104を備えた状態で、樹脂を使いモールディングまたはキャスティングにより作成される。流路孔103を備えた蓋板101を基板102に接合することで微小流路基板を作成する。本方式は型を作成するのに時間がかかるといった問題点がある。（特許文献２）
【特許文献１】特開２００４−０７４３３９公報
【特許文献２】特開２００１−１５７８５５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
微小流路基板を作成する従来の方法では、利用者が手にするまでに２週間〜１ヶ月の微小流路作成時間がかかる、設計の変更に柔軟に対応できないといった課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１記載の微小流路基板は、切削やエッチングによる手法ではなく、基板上にマイクロディスペンサでPDMSやエポキシ樹脂やアクリル樹脂やガラスペーストを土手状に盛り上げ硬化し流路壁を形成し、蓋板で上部を覆う構造とすることで流路を形成する。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の微小流路基板の基板と蓋板の間にスペーサをいれた構成である。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の微小流路基板の基板と蓋板は、流路壁の接着力により接合されている。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の微小流路基板の流路壁は弾力性もしくは塑性がある。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の微小流路基板の基板と蓋板は、接着剤により接合されている。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の微小流路基板の基板と蓋板は、ボルト・ナットにより接合されていることで、ボルト・ナットを操作することで基板と蓋板を取り外し分解できる。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の微小流路基板の基板と蓋板は、リベットにより接合されている。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の微小流路基板の基板と蓋板は、治具（例えばクリップ）により接合されている。治具を操作することで基板と蓋板を取り外し分解できる。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、マイクロディスペンサでPDMSやエポキシ樹脂やアクリル樹脂やガラスペーストを土手状に盛り上げ硬化することで流路壁を形成する工程を特徴とする微小流路形成方法。
【発明の効果】
【００１５】
本微小流路と微小流路製造法を利用することで、硬化接着に要する時間に左右されるがおよそ１日〜２日で微小流路基板が作成できる、その場で柔軟に研究試作段階に必要な試行錯誤と頻繁な修正設計変更に対応できる、少量多品種生産を容易に実現することが可能となる。
【００１６】
流路壁に弾性もしくは塑性のある素材を用いることで平行度や平坦度に左右されることなく液漏れのない微小流路を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図２に、本発明である微小流路基板と基板製造方法の概略図を示す。図２(a)は斜視図であり、図２(b)は図２(a)の断面Aにおける断面図である。図２に示すように本発明では基板301上に流路壁のパターンを、例えばXYステージ303のついたマイクロディスペンサ304などで作画しながら樹脂やガラスペーストを盛ることで流路壁302を形成する。
【００１８】
図３と図４と図５の図面を参照しながら第１の微小流路の説明をする。微小流路は、流路孔406を備え、流体を流路孔から入出力する機能をもつ。流路孔406は流路403に接続され、流路403は、例えばYの字型をし、流体の反応を行うなどための構造を持つ。基板401と蓋板405を接合するために流路壁402に接着性を持たせているのが特徴である。スペーサ404は流路壁403を確保するために設置されている。
【００１９】
図３と図６と図７の図面を参照しながら第２の微小流路の説明をする。微小流路の機能は第１の微小流路と同様である。基板401上に流路壁402を盛り流路403を形成する。基板401と蓋板405は接着剤407により接合されているのが特徴である。
【００２０】
図３と図８の図面を参照しながら第３の微小流路の説明をする。微小流路の機能は第１の微小流路と同様である。基板401上に流路壁402を盛り流路403を形成する。基板401と蓋板408はボルト・リベット穴409を貫通するボルト・ナットやリベットにより接合されているのが特徴である。
【００２１】
図３と図９の図面を参照しながら第４の微小流路の説明をする。微小流路の機能は第１の微小流路と同様である。基板401上に流路壁402を盛り流路403を形成する。基板401と蓋板405は治具410により接合されているのが特徴である。
【００２２】
図１０に微小流路の製造手順その１を示す。１．基板上に流路壁をマイクロディスペンサで描画する。スペーサを設置し基板と蓋板の間で流路が確保されるようにする。蓋板を設置し流路壁を硬化させ、基板と蓋板を接合する。
【００２３】
図１１に微小流路の製造手順その２を示す。基板上に流路壁をマイクロディスペンサで描画する。流路壁を硬化し、スペーサを設置する。基板上に接着剤を塗布し蓋板を設置し、接着剤を硬化させ、基板と蓋板を接合する。
【００２４】
図１２に微小流路の製造手順その３を示す。基板上に流路壁をマイクロディスペンサで描画する。流路壁を硬化させる。スペーサを設置する。蓋板を設置し、ボルト・ナットまたはリベットまたは治具などで基板と蓋板を接合する。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、微小流路を必要とするユーザ自身が手軽に微小流路の製造を短時間かつ低コストででき、なおかつ、設計変更に即時柔軟に対応できるという点で従来製造方法にはない特徴がある。よって研究試作を行う用途や少量多品種を必要とする用途の期待に応えうるため、利用の可能性は大きいと思われる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来製法による微小流路概略図
【図２】微小流路概略図
【図３】微小流路図  その１
【図４】微小流路図  その２
【図５】微小流路図  その３
【図６】微小流路図  その４
【図７】微小流路図  その５
【図８】微小流路図  その６
【図９】微小流路図  その７
【図１０】微小流路製造手順  その１
【図１１】微小流路製造手順  その２
【図１２】微小流路製造手順  その３
【符号の説明】
【００２７】
１０１    蓋板  （材質：ガラス、樹脂）
１０２    基板  （材質：ガラス、樹脂）
１０３    流路孔
１０４    流路
３０１    基板  （材質：ガラス、アクリル樹脂）
３０２    流路壁  （材質：PDMS、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ガラスペースト）
３０３    XYステージ
３０４    マイクロディスペンサ
４０１    基板  （材質：ガラス、アクリル樹脂）
４０２    流路壁  （材質：PDMS、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ガラスペースト）
４０３    流路
４０４    スペーサ
４０５    蓋板  （材質：ガラス、アクリル樹脂）
４０６    流路孔
４０７    接着剤  （材質：PDMS、エポキシ樹脂、アクリル樹脂）
４０８    ボルト・リベット用穴付き蓋板  （材質：ガラス、アクリル樹脂）
４０９    ボルト・リベット穴
４１０    治具（クリップ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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