(57)【要約】【課題】マイクロチップなどの微細な部品を簡易かつ高精度に作製することができる新規な技術を提供する。【解決手段】ガラス基板１１とシリコーンゴム１２とを密着させ、ガラス基板１１側から波長２００ｎｍ以下の真空紫外光を照射し、シリコーンゴム１２中に前記真空紫外光によって光酸化反応を生ぜしめ、シリコーンゴム１２の、ガラス基板１１側において酸化層１２Ａを形成する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板とシリコーンゴムとを密着する工程と、
前記ガラス基板側から真空紫外光を照射して、前記シリコーンゴムの、少なくとも前記ガラス基板と接触する側に光酸化反応を生ぜしめて酸化層を形成し、前記酸化層を介して前記ガラス基板と前記シリコーンゴムとを固着する工程と、
を具えることを特徴とする、光接着方法。
【請求項２】
前記酸化層の厚さが０．２ｎｍ〜１０ｎｍであることを特徴とする、請求項１に記載の光接着方法。
【請求項３】
前記真空紫外光の強度が１ｍＷ／ｃｍ２以上であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の光接着方法。
【請求項４】
シリコーンゴムの表面部分にマイクロ流路を形成する工程と、
前記シリコーンゴムとガラス基板とを密着する工程と、
前記ガラス基板側から真空紫外光を照射して、前記シリコーンゴムの、少なくとも前記ガラス基板と接触する側に光酸化反応を生ぜしめて酸化層を形成し、前記酸化層を介して前記ガラス基板と前記シリコーンゴムとを固着し、前記マイクロ流路を有するマイクロチップを形成する工程と、
を具えることを特徴とする、マイクロチップの作製方法。
【請求項５】
前記酸化層の厚さが０．２ｎｍ〜１０ｎｍであることを特徴とする、請求項４に記載のマイクロチップの作製方法。
【請求項６】
前記真空紫外光の強度が１ｍＷ／ｃｍ２以上であることを特徴とする、請求項４又は５に記載のマイクロチップの作製方法。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか一に記載の方法により作製されたことを特徴とする、化学分析用マイクロチップ。
【請求項８】
請求項４〜６のいずれか一に記載の方法により作製されたことを特徴とする、医療用マイクロチップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ化学／生化学分析チップ作製のための要素技術として使用することができる、光接着方法及びそれを用いたマイクロチップの作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロ化学や生化学の分野においては、微細なマイクロチップを作製することが望まれ、そのための技術の確立が急務となっている。従来、上述したようなマイクロチップは、シリコーンゴムとガラス基板とを接着剤を用いて接着することによって作製していた。しかしながら、シリコーンゴムはその表面が疎水性であるために、接着剤との濡れ性が悪く、十分な接着強度を得ることができないでいた。
【０００３】
このため、シリコーンゴム表面の接着剤との濡れ性を向上させるべく、その表面に対して活性化処理を施すことが試みられていたが、このような活性化処理によってもシリコーンゴム表面の接着剤に対する接着強度を十分に向上させることはできないでいた。
【０００４】
一方、上述したシリコーンゴムに代えてエポキシ系接着剤を使用することも試みられていたが、加熱処理を必須とし、また微細な部品を接着する際には、微小な接着面への塗布が困難であり、熟練した技術及び補助器具を必要とするという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、マイクロチップなどの微細な部品を簡易かつ高精度に作製することができる新規な技術を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明は、
ガラス基板とシリコーンゴムとを接着する工程と、
前記ガラス基板側から真空紫外光を照射して、前記シリコーンゴムの、少なくとも前記ガラス基板と接触する側に光酸化反応を生ぜしめて酸化層を形成し、前記酸化層を介して前記ガラス基板と前記シリコーンゴムとを固着する工程と、
を具えることを特徴とする、光接着方法に関する。
【０００７】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討を実施した。その結果、シリコーンゴムに対して波長２００ｎｍ以下の真空紫外光を所定の強度で照射することにより、前記シリコーンゴムが光酸化反応によって酸化し、その結果形成された酸化層が強力な接着層として機能し、前記シリコーンゴムとガラス基板とを強固に接着することを見出した。
【０００８】
本発明の方法によれば、シリコーンゴム自体の化学的な変質を利用しているので、シリコーンゴムの表面の活性及び不活性などに起因した濡れ性や、エポキシ系接着剤などの使用する際の部品の大小及び技術的な熟練を必要とすることなく、微細な部品を接着することができる。したがって、マイクロ化学や生化学の分野においては、微細なマイクロチップの作製などの好適に用いることができる。
【０００９】
本発明の詳細、その他の特徴及び利点については、以下の発明の実施の形態において詳述する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明の光接着方法を説明するための工程図である。最初に、図１に示すように、ガラス基板１１とシリコーンゴム１２とを密着させ、ガラス基板１１側から波長２００ｎｍ以下の真空紫外光を照射する。すると、シリコーンゴム１２中には前記真空紫外光によって光酸化反応が生じ、図２に示すように、シリコーンゴム１２の、ガラス基板１１側において酸化層１２Ａが形成される。この酸化層１２Ａは強力な接着層として機能し、これによってガラス基板１１とシリコーンゴム１２とが強力に固着するようになる。
【００１１】
なお、前記真空紫外光を照射するための光源としては、エキシマランプ、Ｆ２エキシマレーザ、低圧水銀ランプ及びシンクロトロン放射光を例示することができる。
【００１２】
また、前記真空紫外光の強度についても、上述したような光酸化反応を生ぜしめて酸化層を形成し、ガラス基板１１とシリコーンゴム１２との接着を行うことができれば特に限定されるものではないが、好ましくは１ｍＷ／ｃｍ２以上に設定する。真空紫外光の強度が１ｍＷ／ｃｍ２より小さいと、ガラス基板による真空紫外光の吸収のために実際の照射強度が減少し、十分な光酸化反応を生ぜしめることができずに、光接着を行うことができない場合がある。
【００１３】
さらに、酸化層１２Ａの厚さｔについても特に限定されるものではないが、好ましくは０．２ｎｍ〜１０ｎｍに設定し、さらには好ましくは１ｎｍ〜５ｎｍに設定することが好ましい。酸化層１２Ａの厚さｔが０．２ｎｍより小さい場合は、十分な接着強度を得ることができない場合がある。また、酸化層１２Ａの厚さｔが１０ｎｍより大きい場合は、真空紫外光の照射時間が長くなるにも拘わらず、接着強度の更なる向上が望めないので非効率的となる。
【００１４】
なお、図１及び図２においては、酸化層１２Ａはシリコーンゴム１２の、ガラス基板１１側において所定の厚さに形成しているが、シリコーンゴム１２自体を比較的薄く形成した場合は、シリコーンゴム１２の全体に対して光酸化反応を生ぜしめ、シリコーンゴム１２全体を酸化させることもできる。
【００１５】
図３〜図５は、上述した光接着方法を用いたマイクロ流路を有するマイクロチップの作製方法を説明するための工程図である。
【００１６】
最初に、図３に示すように、シリコーンゴム１２の表面部分に対して機械加工やその他公知の加工処理を施して、所定のマイクロ流路１３を形成する。次いで、図４に示すように、シリコーンゴム１２とガラス基板１１とを密着させ、ガラス基板１１側から真空紫外光を照射する。これによって、シリコーンゴム１２の、ガラス基板１１側の部分に対して光酸化反応を生ぜしめ、酸化層を形成して、ガラス基板１１とシリコーンゴム１２とを固着し、図５に示すようなマイクロ流路１３を有するマイクロチップ１５を形成する。
【００１７】
図５に示すようなマイクロチップ１５は、化学分析や医療用の生化学分析などの分析装置及び医療用診断装置の要素として好適に用いることができる。
【００１８】
【実施例】
厚さ２００μｍの石英ガラス基板を準備するとともに、厚さ１０００μｍのシリコーンゴムを準備し、これらを図１に示すように密着させた。次いで、エキシマランプより波長１７２ｎｍの真空紫外光を照射強度１０ｍＷ／ｃｍ２、照射時間１０分で、前記石英ガラス基板側よりシリコーンゴムに照射し、光酸化反応を生ぜしめ、前記石英ガラス基板と前記シリコーンゴムとを固着させた。
【００１９】
前記石英ガラス基板と前記シリコーンゴムとを剥離しようとしたところ、前記シリコーンゴムが破壊する程度の外力を加えた場合においても、両者の剥離は生じなかった。なお、このときに生じた酸化層の厚さは２ｎｍであった。
【００２０】
以上、具体例を挙げながら発明の実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明してきたが、本発明は上記内容に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、マイクロチップなどの微細な部品を簡易かつ高精度に作製することができる新規な技術としての光接着方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光接着方法を説明するための工程図である。
【図２】同じく、本発明の光接着方法を説明するための工程図である。
【図３】本発明の光接着方法を用いた、マイクロ流路を有するマイクロチップの作製方法を説明するための工程図である。
【図４】同じく、本発明の光接着方法を用いた、マイクロ流路を有するマイクロチップの作製方法を説明するための工程図である。
【図５】同じく、本発明の光接着方法を用いた、マイクロ流路を有するマイクロチップの作製方法を説明するための工程図である。
【符号の説明】
１１  ガラス基板
１２  シリコーンゴム
１２Ａ  酸化層
１３  マイクロ流路
１５  マイクロチップ
【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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