(57)【要約】【課題】  金属針の先端の高さ及び金属針同士の間隔の位置精度に優れ、針先端角度や針自体の形状も自由に設定することができ、大量生産が容易でしかも溶液中や特殊な温度環境下での使用も可能となる針体治具およびその製造方法を提供する。【解決手段】  基台から複数の突出した針を有する針体治具およびその製造方法であって、該治具は、平板状の基部とその基部から一体的に突出形成された複数の針を備える針状物部材を有し、前記針状物部材の基部が積層された状態で固定され一体化されるように構成される。【選択図】  図１
2013255985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台から複数の突出した針を有する針体治具であって、
該治具は、
平板状の基部とその基部から一体的に突出形成された複数の針を備える針状物部材を有し、
前記針状物部材の基部が積層された状態で固定され一体化されてなることを特徴とする針体治具。
【請求項２】
さらに、前記針状物部材の平板状の基部に当接配置されるスペーサ部材を有し、
前記針状物部材の基部とスペーサ部材とが積層された状態で固定され一体化されてなる請求項１に記載の針体治具。
【請求項３】
前記スペーサ部材によって、積層方向の針のピッチが規制されている請求項２に記載の
針体治具。
【請求項４】
前記平板状の基部の厚さ、および基部から一体的に突出形成された針の積層方向の厚さによって、積層方向の針のピッチが規制されている請求項１に記載の針体治具。
【請求項５】
前記針状物部材の平板状の基部の集合によって、または前記針状物部材の平板状の基部とスペーサ部材との集合によって、前記針体治具の基台が構成される請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の針体治具。
【請求項６】
前記針体治具の基台を構成する際に、前記針状物部材の平板状の基部には、基部同士を積層させる際の位置合わせ作用部を有するように構成される、または前記針状物部材の平板状の基部およびスペーサ部材には、それぞれ、双方を積層させる際の位置合わせ作用部を有するように構成される請求項５に記載の針体治具。
【請求項７】
前記位置合わせ作用部が、切り欠き部である請求項６に記載の針体治具。
【請求項８】
前記位置合わせ作用部が、孔部である請求項６に記載の針体治具。
【請求項９】
前記針状物部材および前記スペーサ部材は同一の金属から構成される請求項２ないし請求項８のいずれかに記載の針体治具。
【請求項１０】
前記針状物部材および前記スペーサ部材は、互いに、拡散接合可能な金属から構成される請求項２ないし請求項８のいずれかに記載の針体治具。
【請求項１１】
前記針状物部材の基部の固定一体化、または前記針状物部材の基部およびスペーサ部材の固定一体化が、拡散接合により行われる請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の針体治具。
【請求項１２】
前記針状物部材の基部の固定一体化、または前記針状物部材の基部およびスペーサ部材の固定一体化が、穿設された孔部に固定のための棒状体を挿入することにより行われる請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の針体治具。
【請求項１３】
前記針状物部材の基部の固定一体化、または前記針状物部材の基部およびスペーサ部材の固定一体化が、積層体の積層方向の両端部を把持するクランプ部材により行われる請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の針体治具。
【請求項１４】
前記針状物部材の基部の固定一体化、または前記針状物部材の基部およびスペーサ部材の固定一体化が、積層体の積層方向に対する溶接により行われる請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の針体治具。
【請求項１５】
前記基台は、複数の針が突出する主面における輪郭線を構成する少なくとも１辺が、他の基台との連結を可能とする連結辺を構成してなる請求項１ないし請求項１４のいずれかに記載の針体治具。
【請求項１６】
基台から複数の突出した針を有する針体治具の製造方法であって、
当該製造方法は、
金属薄板の主平面にマスクを形成した後、金属薄板の露出部分をエッチングして平板状の基部とその基部から一体的に突出した複数の針を備える針状物部材を形成する針状物部材形成工程と、
前記針状物部材形成工程により形成された針状物部材を積層して積層物を形成し、当該積層物を固定一体化させてなる工程を有することを特徴とする針体治具の製造方法。
【請求項１７】
さらにスペーサ部材を準備する工程を有し、
前記積層物を固定一体化させてなる工程が、前記針状物部材形成工程により形成された針状物部材と、準備されているスペーサ部材とを、積層して積層物を形成し、当該積層物を固定一体化させてなるように構成される請求項１６に記載の針体治具の製造方法。
【請求項１８】
前記スペーサ部材を準備する工程は、金属薄板の主平面にマスクを形成した後、金属薄板の露出部分をエッチングすることにより形成される請求項１７に記載の針体治具の製造方法。
【請求項１９】
基台から突出した複数の針を有する請求項１ないし請求項１５のいずれかに記載の針体治具と、前記突出した複数の針を挿通可能とする挿通孔を有する可動板体とを、挿通孔内に針を挿通させることにより、組み合わせ可能としてなることを特徴とする針状構造体システム。
【請求項２０】
前記基台は、複数の針が突出する主面における輪郭線を構成する少なくとも１辺が、他の基台との連結を可能とする連結辺を構成してなる請求項１９に記載の針状構造体システム。
【請求項２１】
積層後、固定一体化された状態で用いられる針状物部材であって、
前記針状物部材は、平板状の基部と、その基部から一体的に突出形成された複数の針と、を有することを特徴とする針状物部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の突出した針を備える針体治具およびその製造方法に関し、特に、微細流路の形成や、微細な物体の積層に用いられる針体治具およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基台の一主面から複数の金属針を突出させた形態を備えるいわゆる剣山状の針体治具であって、微細構造からなる針体治具は種々の技術分野での適用が期待されている。
【０００３】
例えば、電子部品や化学製品において、予め確保された断面凹状の長い流路の長さ調整を目的として、剣山状の針体治具の針部分を断面凹状の流路の底部に針部分が完全に埋設されるまで突き刺して、針体治具の基台となるベース部分を断面凹状の流路内に流路を塞ぐように載置させることによって、ベース部分を栓ないし蓋として使用してすることができ、これにより、例えば、流路における堰き止め位置を変えたり、流路の長さを調整したりする使用態様が可能となる。
【０００４】
また、他の剣山状の針体治具の使用態様として、例えば、食品や化学分野に利用されている分離フィルターにおける微細流路を形成する際に、従来技術ではドリル加工が主流であるが、アスペクト比が高くなるにつれてその加工は困難となるため、流路が予め確保できる、針体治具の樹脂埋め工法（例えば、針体治具の針部分を樹脂埋めした後に、針体治具を抜いて流路を形成する）がその解決策の１つとして挙げられる。
【０００５】
上記の分離フィルターに関する説明は、剣山状の針体治具を加工手段として用いた場合の例示であるが、針体治具そのものをフィルターの構成部材の一部品として用い、例えば、図１７に示されるようなフィルター立体構造７００を構成することもできる。図１７に示されるフィルター立体構造７００は、図１６に示されるように、四角板形状の基台３５０の上に立設された複数の棒状の金属針３６０を有する剣山状の針体治具３００と、金属基板６１０の上に形成された樹脂層６２０（例えば、ポリイミド層）を有する接合蓋体６００と、を組み合わせて一体化させることによって形成される。つまり、接合蓋体６００の樹脂層６２０の内部に、対向配置されている金属針３６０の尖った先端部３６０ａを、金属針３６０が座屈しない程度に押し込んで埋没させることによって、双方の部材の一体化がなされ、側面方向には流体を流すことができる空間が形成される。そして、図１７に示されるように基台３５０と接合蓋体６００との間隙に、柱状に立設する複数の金属針３６０の集合体によって、いわゆる異物を除去するためのフィルター部が形成される。ろ過対象となる流体は、図１７に示されるように基台３５０と接合蓋体６００との間隙を流通させられ、柱状に立設する複数の金属針３６０の集合体で形成されるフィルター部によって異物が除去される。なお、樹脂層６２０の厚さは、針体治具の針の角度を考慮したり、あるいは針を突き刺す深度等を考慮して適宜、設定することができる。例えば、０．０２〜０．２ｍｍ程度とすることができる。
【０００６】
また、他の剣山状の針体治具の使用態様として、例えば、半導体等の電子部品における検査用治具として、剣山状の針体治具の針先端部分を切断して検査用プローブピン（定ピッチ配列部分を使用することもできる）、あるいは電子プローブのピンとして使用することも利用可能な使用態様の一つであると言える。
【０００７】
また、他の剣山状の針体治具の使用態様として、例えば、生体組織や高分子化合物等の微細な物体を積層加工する際に、平面構造とすることは比較的容易であるが、立体構造にすることは困難であり、ポリマー等を所望の形状としたいわゆる「足場」を作り、それを利用せざるを得なかったが、例えば生体組織への利用に関していえば、ポリマーによるアレルギーや感染症等の潜在的リスクを伴っていた。しかし上記のような針体治具を用いれば、そのリスクを回避でき、更に組み立てられた微細物同士間で、任意に適度な間隙を設けることも可能となり、ドーム状、管状など様々な立体構造の形状にすることも可能となる。これにより細胞の培養といった用途への利用も可能となる。
【０００８】
このように種々の分野で使用され得る図１５（Ｂ）に示されるような剣山状の針体治具３００は、例えば、図１５（Ａ）に示されるように、複数の微細な孔３５１をあけた金属板からなる四角板形状の基台３５０に、その孔３５１と同一径の微細な棒状の金属針３６０を刺し込み、カシメて固定する方法や、孔３５１の径よりも微細な棒状の金属針３６０を刺し込み、孔３５１と金属針３６０との接触部位を溶接や、接着剤により固定等して製作される。
【０００９】
また、上記の剣山形状の治具に類似する構造として、生物組織の保存方法に用いられる金属針集合体の構造が下記特開２０００−１５９６０１号公報（特許文献１）に開示されている。
【００１０】
しかしながら上記したように種々の態様で使用され得る従来の剣山形状の治具３００は、全て手作業で金属針３６０を基部３５０の孔３５１に差し込んでその接続部を固定する方法で製造しているため、金属針３６０先端３６０ａの高さ及び金属針３６０同士の間隔の位置精度が悪く、かつ大量生産が極めて困難である。また、金属針３６０は、市販品を使用しているために、先端の先鋭度及び針自体の形状を、目的に合わせて自由に設定することができない。
【００１１】
また、基部３５０の孔３５１に差し込んだ金属針３６０の保持・固定に接着剤を使用した場合には、溶液中や真空中、高温環境などの特殊な環境下で使用できないという問題があり、所望する操作ができないおそれがある。
【００１２】
また、図１７に示されるようなフィルター立体構造７００と技術分野が関連しているフィルター技術分野における先行技術文献として特許文献２および特許文献３がある。これらについて補足的に説明しておく。特許文献２および特許文献３によれば、金属基板に対してエッチング加工を行い、規則的に配置された孔をフィルターとして適用しているが、当該金属基板に対してエッチング加工される孔を小さくする限界があり、同一位置に孔をエッチング加工された金属基板を積層して、孔の大きさと金属基板の合計板厚で計算されるアスペクト比を著しく向上されることができる。しかしながら、複数枚の金属基板を積層する際、隣り合う孔と孔の位置精度が重要となり、各金属基板にエッチング加工された孔が小さくなればなるほど、当該孔の大きさに対して、目標とする位置公差の比率は大きくなり、隣り合う孔同士に位置ずれによって、見込んでいたフィルター機能を確保できないおそれがあると言える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０００−１５９６０１号公報
【特許文献２】特開２０００−１０９９８５号公報
【特許文献３】特開２０１１−１４７８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
このような実情のもとに本発明は創案されたものであって、その目的は、金属針の先端の高さ及び金属針同士の間隔の位置精度に優れ、針先端角度や針自体の形状も自由に設定することができ、大量生産が容易で、しかも特殊な環境下での使用も可能となる、突出した複数の針を備える針体治具およびその製造方法を提供することにある。さらには、針体治具にさらなる機能部材を付加して構成した針状構造体システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述してきた課題を解決するために、本発明は、基台から複数の突出した針を有する針体治具であって、該治具は、平板状の基部とその基部から一体的に突出形成された複数の針を備える針状物部材を有し、前記針状物部材の基部が積層された状態で固定され一体化されてなるように構成される。
【００１６】
本発明の針体治具の好ましい態様として、さらに、前記針状物部材の平板状の基部に当接配置されるスペーサ部材を有し、前記針状物部材の基部とスペーサ部材とが積層された状態で固定され一体化されてなるように構成される。
【００１７】
本発明の針体治具の好ましい態様として、前記スペーサ部材によって、積層方向の針のピッチが規制されているように構成される。
【００１８】
本発明の針体治具の好ましい態様として、前記平板状の基部の厚さ、および基部から一体的に突出形成された針の積層方向の厚さによって、積層方向の針のピッチが規制されているように構成される。
【００１９】
本発明の針体治具の好ましい態様として、前記針状物部材の平板状の基部の集合によって、または前記針状物部材の平板状の基部とスペーサ部材との集合によって、前記針体治具の基台が構成されるように構成される。
【００２０】
本発明の針体治具の好ましい態様として、前記針体治具の基台を構成する際に、前記針状物部材の平板状の基部には、基部同士を積層させる際の位置合わせ作用部を有するように構成される、または前記針状物部材の平板状の基部およびスペーサ部材には、それぞれ、双方を積層させる際の位置合わせ作用部を有するように構成される。
【００２１】
本発明の針体治具の好ましい態様として、前記位置合わせ作用部が、切り欠き部として構成される。
【００２２】
本発明の針体治具の好ましい態様として、前記位置合わせ作用部が、孔部であるように構成される。
【００２３】
本発明の針体治具の好ましい態様として、前記針状物部材および前記スペーサ部材は同一の金属から構成される。
【００２４】
本発明の針体治具の好ましい態様として、前記針状物部材および前記スペーサ部材は、互いに、拡散接合可能な金属から構成される。
【００２５】
本発明の針体治具の好ましい態様として、前記針状物部材の基部の固定一体化、または前記針状物部材の基部およびスペーサ部材の固定一体化が、拡散接合により行われる。
【００２６】
本発明の針体治具の好ましい態様として、前記針状物部材の基部の固定一体化、または前記針状物部材の基部およびスペーサ部材の固定一体化が、穿設された孔部に固定のための棒状体を挿入することにより行われる。
【００２７】
本発明の針体治具の好ましい態様として、前記針状物部材の基部の固定一体化、または前記針状物部材の基部およびスペーサ部材の固定一体化が、積層体の積層方向の両端部を把持するクランプ部材により行われる。
【００２８】
本発明の針体治具の好ましい態様として、前記針状物部材の基部の固定一体化、または前記針状物部材の基部およびスペーサ部材の固定一体化が、積層体の積層方向に対する溶接により行われる。
【００２９】
本発明の針体治具の好ましい態様として、前記基台は、複数の針が突出する主面における輪郭線を構成する少なくとも１辺が、他の基台との連結を可能とする連結辺を構成してなるように構成される。
【００３０】
本発明の針体治具の製造方法は、基台から複数の突出した針を有する針体治具の製造方法であって、当該製造方法は、金属薄板の主平面にマスクを形成した後、金属薄板の露出部分をエッチングして平板状の基部とその基部から一体的に突出した複数の針を備える針状物部材を形成する針状物部材形成工程と、前記針状物部材形成工程により形成された針状物部材を積層して積層物を形成し、当該積層物を固定一体化させてなる工程を有するように構成される。
【００３１】
本発明の針体治具の製造方法の好ましい態様は、さらにスペーサ部材を準備する工程を有し、前記積層物を固定一体化させてなる工程が、前記針状物部材形成工程により形成された針状物部材と、準備されているスペーサ部材とを、積層して積層物を形成し、当該積層物を固定一体化させてなるように構成される。
【００３２】
本発明の針体治具の製造方法の好ましい態様において、前記スペーサ部材を準備する工程は、金属薄板の主平面にマスクを形成した後、金属薄板の露出部分をエッチングすることにより形成される。
【００３３】
本発明の針状構造体システムは、前記基台から突出した複数の針を有する針体治具と、前記突出した複数の針を挿通可能とする挿通孔を有する可動板体とを、挿通孔内に針を挿通させることにより、組み合わせ可能としてなるように構成される。
【００３４】
本発明の針状構造体システムの好ましい態様として、前記基台は、複数の針が突出する主面における輪郭線を構成する少なくとも１辺が、他の基台との連結を可能とする連結辺を構成してなるように構成される。
【００３５】
本発明は、積層後、固定一体化された状態で用いられる針状物部材であって、前記針状物部材は、平板状の基部と、その基部から一体的に突出形成された複数の針と、を有するように構成される。
【発明の効果】
【００３６】
本発明は、基台から複数の突出した針を有する針体治具およびその製造方法であって、該治具は、平板状の基部とその基部から一体的に突出形成された複数の針を備える針状物部材を有し、前記針状物部材の基部が積層された状態で固定され一体化されて構成されているので、金属針の先端の高さ及び金属針同士の間隔の位置精度に優れ、針先端角度や針自体の形状も自由に設定することができ、大量生産が容易でしかも特殊な環境下での使用も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、本発明の針体治具を構成する際に用いられる針状物部材とスペーサ部材の概略構造を示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の針体治具を構成する際に用いられる針状物部材の概略構造を示す平面図である。
【図３】図３は、本発明の針体治具を構成する際に用いられるスペーサ部材の概略構造を示す平面図である。
【図４】図４（Ａ）は、針状物部材とスペーサ部材とを、実質的に交互に複数配置した状態を示す斜視図であり、さらに、針状物部材とスペーサ部材との積層体の位置合わせに用いられる三角柱の位置合わせ用部材が併記された斜視図であり、図４（Ｂ）は、針状物部材とスペーサ部材との積層体を位置合わせ用部材を用いて一体化させた状態を示す斜視図である。ただし、図４（Ｂ）に示される一体化後の斜視図の状態が理解し易いように、図４（Ｂ）に示される針状物部材とスペーサ部材との配置状態は、図４（Ａ）に示される配置状態とは、便宜上、全く同じに記載されていない。
【図５】図５は、本発明の針体治具を構成する際に用いられる針状物部材の概略構造を示す斜視図であり、特に、針の先端部の厚さが略半分とされた状態（ハーフエッチングされた状態）を示す斜視図である。
【図６】図６（Ａ）は、針状物部材とスペーサ部材との積層体を形成した後、接合界面を拡散接合させて積層体を固定させ一体化させた状態を示す断面図である。図６（Ｂ）は、針状物部材とスペーサ部材との積層体を形成した後、積層体の積層方向に形成されたトンネル状の穴の中に棒状の固定棒（例えば、ピン、ボルト等）を挿入して積層体を固定させ一体化させた状態を示す断面図である。図６（Ｃ）は、針状物部材とスペーサ部材との積層体を形成した後、積層体の積層方向の両端部をクランプ部材を用いて挟持、固定させ一体化させた状態を示す断面図である。図６（Ｄ）は、針状物部材とスペーサ部材との積層体を形成した後、積層体の積層方向の両端部を挟持した状態で溶接して固定させ一体化させた状態を示す断面図である。
【図７】図７（Ａ）〜（Ｆ）は、本発明の針体治具を構成する際に用いられる針状物部材をエッチング法で形成する場合のフローを、経時的に示した断面図である。
【図８】図８（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、針体治具に配置された針の配列例を示す平面図であり、図８（Ａ）には正方形ピッチ配列の状態が示され、図８（Ｂ）には三角形ピッチ配列の状態が示される。
【図９】図９は、針体治具を構成する際に用いられる針状物部材の概略構造を示す斜視図であり、針と基部との接続部までハーフエッチングして形成することにより針状物部材の平板状の基部に厚みを持たせて当該基部をスペーサ部材と同様な役割を果たすように構成した状態を示す斜視図である。
【図１０】図１０（Ａ）は、２つの針体治具を連結して使用する状況を示す平面図であり、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）の正面図である。
【図１１】図１１（Ａ）は、３つ以上の複数の針体治具（図示例は５つ）を連結して使用する状況を示す平面図であり、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）の正面図であり、図１１（Ｃ）は、図１１（Ａ）のさらなる変形例を示す正面図である。
【図１２】図１２は、針体治具１にさらなる機能部材を付加して構成した針状構造体システムを説明するための概略斜視図であって、針体治具と可動板体とを組み合わせる前の状態を示す概略斜視図である。
【図１３】図１３は、針体治具と可動板体とを組み合わせて構成した針状構造体システムの正面図である。なお、二点鎖線で示される部材は、接合蓋体６００である。
【図１４】図１４は、可動板体に形成された好適な挿通孔の一例を示す断面図である。
【図１５】図１５（Ａ）は、従来の針体治具を作る状態を模式的に示す斜視図であり、図１５（Ｂ）は、出来上がった従来の針体治具を模式的に示す斜視図である。
【図１６】図１６は、針体治具そのものをフィルターの構成部材の一部品として用い、剣山状の針体治具と、接合蓋体とを組み合わせてフィルター立体構造を製造する状況を模式的に示した概略斜視図である。
【図１７】図１７は、剣山状の針体治具と、接合蓋体とを組み合わせて形成したフィルター立体構造の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する形態に限定されることはなく、技術思想を逸脱しない範囲において種々変形を行なって実施することが可能である。また、添付の図面においては、説明のために上下、左右の縮尺を誇張して図示することがあり、実際のものとは縮尺が異なる場合がある。また、描かれている針の本数は、一例であり、図面によってその表示されている本数が異なる場合がある。
【００３９】
図１〜図８を参照しつつ本発明の好適な実施形態に係る針体治具について説明する。
【００４０】
本発明の針体治具１は、図１に示される針状物部材１０とスペーサ部材５０とを、例えば、図４（Ａ）の中央部に示されるごとく交互に複数配置し、これらを積層した状態で固定することによって構成される（図４（Ｂ）参照）。なお、スペーサ部材５０は省略することができる。スペーサ部材５０を省略する態様については、後に詳述する。
【００４１】
針状物部材１０とスペーサ部材５０とは交互に配置することが好ましいが、必ずしも交互配置に限定されるものではない。例えば、積層方向に部分的にスペーサ部材５０を介在させない箇所が存在するようにしてもよいし（針状物部材１０同士が重なる箇所が存在する）、積層方向に部分的に針状物部材１０を介在させない箇所が存在するようにしてもよい（スペーサ部材５０同士が重なる箇所が存在する）。例えば、針状物部材１０とスペーサ部材５０とを積層して基台２（図４（Ｂ）参照）を形成する際に、基台２の端部に、スペーサ部材５０を多く配置するようにすることができる。これにより基台２の端部に平坦なスペースを確保することができ、かつ針体治具の載置の安定性を向上させることができる（基台自体の大きさは大きくなるが針を基台の中央部に集中させることができるため）。
【００４２】
針状物部材１０は、図１に示されるように平板状の基部１１と、基部１１の上面１１ａから一体的に突出形成された複数の針１５を有している。ここでいう、「一体的に突出形成された」とは、基部１１と針１５とが同一材質から構成されており、かつ基部１１と針１５とが一度も分離された状態で存在したことがない状態を言う。一例として、１枚の金属板状体を被加工ベース体として、この被加工ベース体を本発明で用いる針状物部材１０の所定形状に、エッチング加工あるいはプレス加工、あるいはプラズマやアーク等の熱による切断加工や、レーザや高圧流体や超音波等のエネルギーによる切断加工を行い、針状物部材１０を得た場合に、上記の「一体的に突出形成された」状態が作り出される。針１５の側面は、直線性を持たせることが通常であるが、例えば、突き刺された物が重力に従い下方に落下することをくい止めるストッパーの役割として、適宜、突起を形成しても良い。
【００４３】
本実施形態において、平板状の基部１１は、前述した複数の針１５が突出する上面１１ａと、組み合わせ使用される後述のスペーサ部材５０の平面と当接することのできる２つの並行な側面１１ｂ、１１ｃと、上面１１ａの反対面である下面１１ｄと、図１において複数の針１５が配列される方向の端部に位置する２つの端面１１ｅ、１１ｆとを有している。
【００４４】
本実施形態において、スペーサ部材５０は、図１に示されるように針状物部材１０の基部１１と同様な形態の平板状の板体５１を有し構成され、板体５１は、前述した針状物部材１０の基部１１の側面１１ｂ、１１ｃと当接することができる２つの並行な側面５１ｂ、５１ｃと、上面５１ａと、上面５１ａの反対面である下面５１ｄと、長手方向の端部に位置する２つの端面５１ｅ、５１ｆとを有している。スペーサ部材５０は、主として、（１）針状物部材１０とスペーサ部材５０との積層方向（以下、単に「積層方向α」と称すことがある）における針１５の配列ピッチＰ２を規定する役割と（図４（Ｂ）参照）、（２）針体治具１の土台となる基台２（図４（Ｂ）参照）の一部を構成する役割を有する。
【００４５】
図１を参照しつつ針状物部材１０の平板状の基部１１の大きさについて説明すると、その厚さＴ（側面１１ｂと１１ｃとで規定）は、５０〜２５０μｍ程度とされ、高さＨ（上面１１ａと下面１１ｄとで規定）は、２〜３０ｍｍ程度とされ、幅Ｌ（両端面１１ｅ、１１ｆで規定）は、５〜５０ｍｍ程度とされる。
【００４６】
図１を参照しつつ針状物部材１０の針１５の大きさおよび配列等の仕様について説明すると、針の幅Ｗ１は、５０〜２５０μｍ程度とされ、針の奥域幅Ｗ２（「積層方向α」の幅Ｗ２）は、前述した基部１１の厚さＴと同程度とされ、針の高さＮHは、２〜２０ｍｍ程度とされ、針の配列ピッチＰ１は、７５〜５００μｍ程度とされる。
【００４７】
図１に示される針１５の先端形状は、針の先端を尖らすための２つのテーパ面１５ａを有し構成され、これらのテーパ面１５ａが先端で合流した箇所が針先端の稜線１５ｂを形成するような山形の形状となっている。図１で示される針先角度θは、１５〜１２０°程度とされる。
【００４８】
しかしながら、針１５の先端形状は、この形状に限定されるものではなく、対象物が穿刺可能な形態であればよい。円錐形状の先端や、多角錐形状の先端や、鋸歯形状の先端や、図５に示されるように針１５の先端の肉厚が半分程度に欠けた状態の形態のもの（ハーフエッチング形状）であってもよい。
【００４９】
図１に示されるスペーサ部材５０の板体５１の大きさについて説明すると、その厚さＴ´（側面５１ｂと５１ｃとで規定）は、５０〜２５０μｍ程度とされ、高さＨ´（上面５１ａと下面５１ｄとで規定）は、２〜３０ｍｍ程度とされ、幅Ｌ´（両端面５１ｅ、５１ｆで規定）は、５〜５０ｍｍ程度とされる。
【００５０】
針状物部材１０の平板状の基部１１の大きさと、スペーサ部材５０の板体５１の大きさとの関係について説明すると、両者は、対応する厚さＴおよびＴ´の寸法を除いて、対応する他の寸法（ＨとＨ´の大きさ、ＬとＬ´の大きさ）は同じとすることが望ましい。繋ぎ目部分に凹凸が少ない基台２（図４（Ｂ）参照）を形成するためである。なお、基台２は、前述したように針状物部材１０の基部１１と、スペーサ部材５０の板体５１との積層体から形成される。ＴおよびＴ´の寸法を独立させるのは、基部１１の厚さＴは、針１５の厚さと直接関連しており針仕様を定める上で独自性が必要であり、また、スペーサ部材５０の板体５１の厚さＴ´は、積層方向αの針の配列ピッチＰ２（図４（Ｂ）；図６参照）を定める上で独自性が必要となるからである。もちろん、ＴおよびＴ´の寸法は結果として同じになってもよい。積層方向αの針の配列ピッチＰ２は、図８に示されるごとく針の配列によっても、異なるが、通常、上記の針の配列ピッチＰ１と同程度とすればよく、例えば、７５〜５００μｍ程度とされる。
【００５１】
なお、本実施の形態では、図１に示されるように、針状物部材１０の基部１１の片方の端部１１ｅ、およびスペーサ部材５０の板体５１の片方の端部５１ｅに、それぞれ、位置合わせ用の切り欠き溝１３、５３が形成されている。切り欠き溝１３、５３の形状は、図示のごとくＶ溝形状が好ましいが、この形状に限定されることなく例えばＵ溝形状、円弧溝形状等であってもよい。これらの切り欠き溝１３、５３は、図４（Ａ）に示されるように、針状物部材１０とスペーサ部材５０との積層体の位置合わせに用いられる。例えば、図４（Ａ）に示される細長い三角柱の位置合わせ用部材６０を用いて、この位置合わせ用部材６０が、位置合わせ用の切り欠き溝１３、５３の中に収納されるように位置合わせを行うことによって、極めて簡易にかつ迅速に針状物部材１０とスペーサ部材５０との積層体の位置合わせができる（図４（Ｂ）参照）。
【００５２】
また、針状物部材１０の基部１１の側面１１ｂ、１１ｃおよびスペーサ部材５０の板体５１の側面５１ｂ、５１ｃには、それぞれ、積層方向αに貫通された２つの貫通孔１６，５６が形成されている。ただしこの貫通孔は２つに特定する必要はなく、２つ以上であれば、複数の貫通孔を持つことが可能である。これらの２つの貫通孔１６、５６は、同一の大きさでかつ同一のピッチで形成されている。このような貫通孔１６、５６は、針状物部材１０とスペーサ部材５０とを積層させて集合体を形成した時に、積層方向αに貫通したトンネル状の穴が形成され、このトンネル状の穴に棒状の固定棒（例えば、ピン、ボルト等）を挿入することによって、針状物部材１０とスペーサ部材５０との積層体を固定させ一体化させること（「固定一体化」と称す場合がある）ができる（図６（Ｂ）参照）。また、このような貫通孔１６、５６を針状物部材１０とスペーサ部材５０との積層体の位置合わせに用いるようにしてもよい。すなわち、貫通孔１６、５６に挿通可能な棒状体を準備してこの棒状体に、針状物部材１０とスペーサ部材５０の貫通孔１６、５６を順次、挿通するようにすればよい。
【００５３】
また、他の位置合わせ手法として、貫通孔１６、５６の径を積層順に徐々に小さく形成しておき、これらを積層した時にできるトンネル状の穴を積層体の片端から見たときに、テーパー状に視認できるようにしておくこともできる。
【００５４】
針状物部材１０は、例えば、ステンレス鋼、チタン、チタン合金、ニッケル、ニッケル合金、ニオブ、タンタル、ジルコニウム、コバルト合金、クロム合金、モリブデン合金、タングステン合金等の金属から構成され、スペーサ部材５０は、ステンレス鋼、チタン、チタン合金、ニッケル、ニッケル合金、ニオブ、タンタル、ジルコニウム、コバルト合金、クロム合金、モリブデン合金、タングステン合金等の金属、あるいはシリコン、リン酸カルシウム等のセラミックスから構成される。
【００５５】
好ましい態様として、針状物部材１０およびスペーサ部材５０は共に同種の金属材料から構成され、しかもこれらが容易に拡散接合できる金属材料から構成されるのがよい。同種の金属材料から構成することにより、以下のメリット、すなわち、異種金属同士の接続により両者の使用環境での自然電位の違いにより局部電池が形成され、卑な金属が腐食してしまうという危惧がなくなる。また、拡散接合できれば、接着剤フリーの接続となり、溶液中や特殊な温度条件でも不都合なく使用することが可能となる。また、固定のための部品を用いる必要なく、生産性も向上する。拡散接合とは、接合する材料同士を密着させ、真空や不活性ガス中などの制御された雰囲気中で、加圧・加熱し、接合面に生じる原子の拡散を利用して接合する方法である。このような好適な材料として、ステンレス鋼、チタン、チタン合金、ニッケル、ニッケル合金、コバルト合金等及び、セラミックスを例示することができる。
【００５６】
図６（Ａ）〜（Ｄ）にはそれぞれ、針状物部材１０とスペーサ部材５０との積層体を形成した後、積層体を種々の方法で固定させ一体化させた状態の模式的断面図が示される。
【００５７】
図６（Ａ）は、積層体を固定させ一体化させる手法として、拡散接合の手法を用いた場合であって、針状物部材とスペーサ部材との積層体を形成した後、積層体の接合界面を拡散接合し、積層体を固定させ一体化させている。
【００５８】
図６（Ｂ）は、積層体を固定させ一体化させる手法として、積層体の積層方向αに形成されたトンネル状の穴の中に棒状の固定棒（例えば、ピン、ボルト等）を挿入する手法を用いた場合であって、トンネル状の穴を形成するための貫通孔を有する針状物部材１０とスペーサ部材５０との積層体を形成した後、積層体の積層方向αに形成されたトンネル状の穴の中に棒状の固定棒を挿入して積層体を固定させ一体化させている。固定させ一体化させる手法は、図示のごとくナット９４とボルト９３の使用によって両端部から締め付けるように行ってもよいし、単純に、棒状の固定棒を圧入するだけで固定を行なうようにしてもよい。
【００５９】
図６（Ｃ）は、積層体を固定させ一体化させる手法として、クランプ部材９５を用いた場合であって、針状物部材１０とスペーサ部材５０との積層体を形成した後、積層体の積層方向αの両端部をクランプ部材９５を用いて挟持し、固定させ一体化させている。
【００６０】
図６（Ｄ）は、積層体を固定させ一体化させる手法として、いわゆるスポット溶接やアーク溶接手法を用いた場合であって、針状物部材１０とスペーサ部材５０との積層体を形成した後、積層体の積層方向αの両端部を挟持した状態で積層体を溶接することによって固定させ一体化させている。接合状態は拡散接合に類似する形態となる。
【００６１】
なお、図６（Ｂ）や図６（Ｃ）示されるような形態では、使用後に積層体をばらして、個々の部材を洗浄したり、積層部品の一部を交換したりした後に、再度、積層体として組み合わせて使用することも可能となる。
【００６２】
（本発明の針体治具１の製造方法）
本発明の基台２から複数の突出した針５０を有する針体治具１は、好適には、以下の工程を経て製造される。すなわち、（１）原材料となる金属薄板の主平面にマスクを形成した後、金属薄板の露出部分をエッチングして平板状の基部とその基部から一体的に突出した複数の針を備える針状物部材を形成する針状物部材形成工程と、（２）スペーサ部材を準備する工程と、（３）前記針状物部材形成工程により形成された針状物部材と、準備されているスペーサ部材とを、積層して積層物を形成し、当該積層物を固定させ一体化させてなる工程を有し構成される。
【００６３】
＜針状物部材形成工程＞
図７（Ａ）〜（Ｆ）を参照しつつ、本発明の針体治具１を構成する際に用いられる針状物部材１０を（ウエット）エッチング法で形成する場合について説明する。
【００６４】
まず、図７（Ａ）に示されるように、原材料となる金属薄板１９が準備される。図７（Ａ）において、金属薄板１９の主平面１９ａは図面の奥域方向となり、図面では金属薄板の厚さｔが表示されている。金属薄板の厚さｔは、そのまま針状物部材の基部１１の厚さＴおよび針１９の幅Ｗ２となる（図１参照）。金属薄板１９は、予め脱脂洗浄処理しておくことが望ましい。次工程におけるフォトレジスト膜の密着性を向上させ、品質・仕上がりを向上させるためである。
【００６５】
次いで、図７（Ｂ）に示されるように、金属薄板の両主平面１９ａにそれぞれマスク形成のためのフォトレジスト膜８０が形成される。フォトレジスト膜８０は塗布形成してもよいし、フィルム状のフォトレジスト膜８０を貼り付けるようにしてもよい（いわゆるラミネート）。２つの主平面１９ａのうち片側にのみフォトレジスト膜８０を形成することも可能であるが、加工精度を担保するためには、図示のごとく両主平面１９ａにそれぞれフォトレジスト膜８０を形成することが望ましい。フォトレジスト膜８０はネガ型、ポジ型、いずれであってもよい。
【００６６】
次いで、図７（Ｃ）に示されるように、フォトレジスト膜８０の上に、露光用のパターンが形成されたパターンフィルム原版８１を配置し、露光処理が行われる。図７（Ｃ）の断面図で示される露光のパターンは、例えば、図２のＡ−Ａ線矢視断面の針１５群の断面図として見て頂きたい。フォトレジスト膜８０がネガ型の場合、露光部分が現像液に対して不溶解性となり、現像後に露光部分が残る。フォトレジスト膜８０がポジ型の場合、露光部分が現像液に対して溶解し、現像後に未露光部分が残る。図７における図示例では、ネガ型の場合が示されている。
【００６７】
次いで、図７（Ｄ）に示されるように、フォトレジストの現像処理が行われ、現像後、露光部分が所定のパターンの（レジスト）マスク８５として残り、露光されていない箇所は、レジストが除去されて金属薄板１９の表面が露出する。
【００６８】
次いで、図７（Ｅ）に示されるように、エッチング処理が行われる。すなわち、マスキングされた金属薄板にエッチング液を付けることによって、上記の現像操作で露出された金属薄板１９の部分だけがエッチングされて、所望の形状に金属薄板が加工される。エッチング液は、使用する金属薄板の種類に応じて適宜選定するようにすればよい。
【００６９】
次いで、図７（Ｆ）に示されるように、エッチング処理後に金属薄板１９に残っているレジスト（マスク）８５を除去し、洗浄・乾燥することによって、針状物部材１０が形成される（例えば、図２に示されるごとく針状物部材１０が形成される）。なお、このエッチング処理によって、位置合わせ用の切り欠き溝１３および２つの貫通孔１６も同時に形成することが好ましい。
【００７０】
なお、図５に示されるように針１５の先端の肉厚が半分程度に欠けた状態の形態のものを製造するには、針の先端部分を覆う両側のマスクの内、肉厚を薄くする側の片側のマスクを部分的に除くようにすればよく、これにより、いわゆるハーフエッチングができる。
【００７１】
なお、上記の針状物部材形成工程におけるエッチングは、好適例としてウエットエッチングを挙げて説明したが、金属薄板の肉厚が極めて薄いものであれば、反応性気体やイオン、ラジカルを用いたドライエッチングを採用することもできる。
【００７２】
＜スペーサ部材を準備する工程＞
スペーサ部材５０は、針状物部材１０に比べれば、形状が複雑でないために、特にその製法に限定はない。しかしながら、スペーサ部材５０は、針状物部材１０と一体化使用されるため高い寸法精度が要求され、上記の針状物部材形成工程に準じてエッチング法で形成することが好ましい。その際、位置合わせ用の切り欠き溝５３および２つの貫通孔５６も同時に形成することが好ましい。
【００７３】
＜針状物部材と、スペーサ部材とを積層して積層物を形成し、当該積層物を固定させ一体化させてなる工程＞
図４（Ａ）に示されるように、前記針状物部材形成工程により形成された針状物部材１０と、準備されたスペーサ部材５０とを、複数枚積層して積層物を形成し、この積層物を、例えば、前述した図６（Ａ）〜図６（Ｄ）に示される種々の方法で固定させ一体化させて、図４（Ｂ）に示されるごとく本発明の複数の突出した針を備える針体治具１を得ることができる。勿論、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）に示される以外の方法で積層体を固定させ一体化するようにしてもよい。
【００７４】
なお、前述したように針体治具１を構成するに際し、スペーサ部材５０は省略することができる。スペーサ部材５０を省略する態様においては、上記のスペーサ部材を準備する工程は不要となる。さらに、上記の積層物を固定一体化させてなる工程は、針状物部材形成工程により形成された針状物部材を、積層して積層物を形成し、当該積層物を固定させ一体化させてなるように構成される。例えば、針１５の幅Ｗ１が、隣接する針１５同士の間隙（Ｐ１−Ｗ１）よりも小さく設計されていることを前提とし、なおかつ針１５の配列を例えば後述する三角形ピッチ配列のように、針の位置をずらせば、ハーフエッチングしていないＴ＝Ｗ２の状態の針状物部材１０を用いて針体治具１（図１参照）を構成することもでき得る。
【００７５】
本発明の複数の突出した針を備える針体治具１の針１５の配列例を図８を参照しつつ説明する。図８（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、針体治具に配置された針の配列例を示す平面図であり、図８（Ａ）には正方形ピッチ配列の状態が示され、図８（Ｂ）には三角形ピッチ配列の状態が示される。例えば、針体治具１をフィルター立体構造として用いる場合、従来技術で説明のごとく金属基板をエッチングにより孔を形成した後、積層して形成した従来のフィルター構造と比べ、積層ずれを懸念することなく、エッチング加工精度のみに依存した構造を得ることができる。図８（Ａ）に示される正方形ピッチ配列（Ｐ１＝Ｐ２）が好ましいが、必ずしもこの形態に限定されるものではない。なお、図８（Ｂ）に示される三角形ピッチ配列が正三角形ピッチ配列（Ｐ１：Ｐ２＝２：√３）の場合、針体治具１をフィルター立体構造として用いた場合、圧力損失の異なる高密度なフィルター立体構造を形成できる。
【００７６】
（針体治具の実施形態の変形例）
上述してきた実施形態の針体治具１は、針状物部材１０とスペーサ部材５０とを、例えば、交互に複数配置し、これらを積層した状態で固定することによって構成していたが、スペーサ部材５０を用いることなく、針状物部材１０のみを直接積層することによって、針体治具１を形成するようにしてもよい。すなわち、例えば、図９に示されるように、針状物部材１０の基部１１にスペーサ部材としての機能を持たせることによって、スペーサ部材の使用を省略することができる。つまり、針状物部材１０の平板状の基部１１の厚さＴを、針状物部材１０の針１５の奥域幅Ｗ２（「積層方向α」の幅Ｗ２）よりも大きくすることにより、基部１１にスペーサ部材として機能を持たせることができる。このような針状物部材１０（図９）は、例えば、図５に示される針１５の先端部のみのハーフエッチングを、針１５と基部１１の接続部まで全体的にハーフエッチングすることにより形成することができる。この場合、積層方向αの針１５のピッチＰ２は、Ｐ２＝Ｔとして形成される。針１５の配列は、正方形ピッチ配列、三角形ピッチ配列のいずれも可能である。
【００７７】
（針体治具１を連結する仕様についての説明）
上述してきた針体治具１は、単独での使用でもよいし、図１０および図１１に示されるように、針体治具１を複数個準備し、これらを互いに連結して用いることもできる。針体治具１を連結する手段としては、公知の種々の手法を用いることが可能であり、例えば、レーザー溶接、スポット溶接、アーク溶接、エポキシやポリイミドなどの樹脂による接着などによって形成することができる。
【００７８】
複数の針体治具１を連結して長物状の治具とすることにより、ニーズに応じた針体治具１の拡張使用が可能となる。例えば、フィルター立体構造を幅方向に拡張することによって、流路幅の拡張に応じたフィルター配置とすることができる。さらに、フィルター立体構造を下流方向に拡張することによって、フィルター機能を向上させることが可能となる。また、医療分野においては、例えば、１つの針体治具では収まりきれない細長い試料等を針に穿刺して固定すること等が可能となる。
【００７９】
図１０（Ａ）は、２つの針体治具１を連結して使用する状況を示す平面図であり、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）の正面図である。２つの針体治具１を連結する場合、連結される互いの基台２は、複数の針が突出する主面における輪郭線を構成する少なくとも１辺が、他の基台との連結を可能とする連結辺２ａを構成している。連結された針体治具においては、連結辺２ａの近傍まで実質的に針が突出形成されていること（換言すれば、連結辺２ａの近傍で針が突出していない基台の端部スペースをできるだけ小さくすること）が望ましい。基台２の連結部における針密度が極端に小さくなるのを防止するためである。「辺２ａの近傍まで実質的に針が突出形成されていること」とは、上記の作用効果が奏するように形成されることであり、具体的には、図１０（Ａ）、（Ｂ）において、針ピッチＰと、連結辺２ａから最も近い針との間隙Ｑと、の関係が、Ｑ＝（１／５）Ｐ〜２Ｐの関係にあることを言う。
【００８０】
図１１（Ａ）は、３つ以上の複数の針体治具（図示例は５つ）を連結して使用する状況を示す平面図であり、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）の正面図であり、図１１（Ｃ）は、図１１（Ａ）の変形例を示す正面図である。
【００８１】
図１１（Ａ）、（Ｂ）に示されるように３つ以上の複数の針体治具（図示例は５つ）を連結して使用する場合、基台２は、複数の針１５が突出する主面における輪郭線を構成する少なくとも対向する２辺２ａが、他の基台との連結を可能とする連結辺２ａを構成している。上述したように連結された針体治具においては、連結辺２ａの近傍まで実質的に針が突出形成されていること（換言すれば、連結辺２ａの近傍で針が突出していない基台の端部スペースをできるだけ小さくすること）が望ましい。「辺２ａの近傍まで実質的に針が突出形成されていること」とは、上記図１０を参照しつつ説明した定義と同義である。なお、図１１（Ａ）、（Ｂ）の図示例では、５つの基台２が全て同様の形態を有し、対向する２辺２ａの近傍まで実質的に針が突出形成されているように構成されているが、基台２間に挟まれていない最初と最後の基台２は、上記図１０に示されるように片側のみ連結辺２ａを形成するように構成してもよい。
【００８２】
また、図１１（Ｃ）に示されるように、複数の針１５が突出する主面における輪郭線を構成する全ての辺２ａを、他の基台との連結を可能とする端部スペースの小さい連結辺２ａとして構成してもよい。この場合には、直線的に連結する以外に種々の連結形態のバリエーションが可能となる。例えば、屈曲するように連結された長物状の形態をとることが可能となる。
【００８３】
（針体治具１を用いた針状構造体システムへの展開についての説明）
図１２〜図１４を参照しつつ、上述してきた本発明の針体治具１にさらなる機能部材を付加して構成した針状構造体システムについて説明する。
【００８４】
図１２は、本発明の針状構造体システムを説明するための概略斜視図であって、針体治具と可動板体とを組み合わせる前の状態を示す図であり、図１３は、針体治具と可動板体とを組み合わせて構成した針状構造体システムの正面図であり、図１３は、可動板体に形成された好適な挿通孔の一例を示す断面図である。
【００８５】
本発明の針状構造体システムは、図１２に示されるように、基台２から突出した複数の針１５を有する針体治具１と、平板状の可動板体４００とを有し構成されている。
【００８６】
平板状の可動板体４００には、図示のごとく肉厚方向に針１５を挿通可能とする複数の挿通孔４０１が形成されており、この挿通孔４０１内に針１５を挿通させることにより、針体治具１と可動板体４００とを組み合わせて一体化できるようになっている。
【００８７】
一体化された針状構造体システムの一例が図１３に示されており、可動板体４００は、複数の針１５の実質的な軸方向に移動可能に挿通された状態で、かつ、通常、任意の場所で係止できるように構成されている。すなわち、突出した複数の針１５に可動板体４００の挿通孔４０１が挿通され、針１５と挿通孔４０１とにより形成される係止部分によって針の軸方向の任意位置で可動板体４００が係止できるように構成されている。さらに、可動板体４００は、針１５の軸方向に適宜上下動することができる。
【００８８】
針１５と挿通孔４０１とが係止される係止部分における係止力は、針１５の外形寸法、挿通孔４０１の孔径寸法等の設定によって、適宜、調整することができる。係止部分は、すべての針１５とすべての挿通孔４０１との関係で係合が生じる必要はなく、一部の針１５と一部の挿通孔４０１との関係でのみ係合が生じるようにしてもよい。可動板体４００が係止して静止できればよいからである。
【００８９】
特に、針１５の本数が多い場合には、係止箇所が増えるために、全体の係止力は増える傾向にあり、針１５の外形寸法に対する挿通孔４０１の孔径は大きめに設定することが可能となる。また、可動板体４００は、その主面が、基台２の上部面と実質的に平行に固定できるように構成されることが望ましい。ここで、実質的に平行とは、平行状態から±３０°の傾斜角度までを許容するものである。この許容範囲を定めるにあたっては、針１５の外形寸法と挿通孔４０１とに生じる隙間と、針状構造体システム内にある針１５の本数等が密接に関係しているが、±３０°を超える傾斜角度になると、針１５が塑性変形を起こしてしまうおそれがあり、さらに繰り返し使用に耐えることが困難となる傾向が生じてしまう。
【００９０】
なお、図１３においては、針体治具１の基台２の上面部からわずかに離れた状態で可動板体４００が係止され固定されているが、係止位置は基台２の上面部と接触するように固定してもよいし、さらに、図１３で示される位置よりもさらに針先端側で係止させるようにしてもよい。また、係止できる位置は、針１５の軸方向（長手方向）に亘って全域に存在するようにすることが望ましいが、限定された一部とすることもできる。
【００９１】
平板状の可動板体４００は、好適には、ステンレス鋼、チタン、チタン合金、ニッケル、ニッケル合金、ニオブ、タンタル、ジルコニウム、コバルト合金、クロム合金、モリブデン合金、タングステン合金等の金属や、あるいはシリコン、リン酸カルシウム、チッカアルミ、ボロンナイトライド等のセラミックスから構成されることが望ましく、その厚さは、５０〜５０００μｍ、好ましくは、１５０〜１０００μｍとされる。
【００９２】
また、可動板体４００に耐熱性や耐久性が要求されない場合には、上記金属やセラミックス以外の樹脂板等を用いることができ、具体的には、ポリイミド、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリル、フッ素、テフロン樹脂等を例示することができる。
【００９３】
また、平板状の可動板体４００の主面の大きさは、少なくとも、針体治具１の複数の針１５が存在するエリアを包含する大きさ程度あればよく、具体的な大きさは、操作性や機能性を考慮して適宜設定することができる。多角形形状や円形状等いずれであってもよい。例えば、四角形状に構成した場合には、一辺の長さを５〜５０ｍｍ程度とすることができる。
【００９４】
また、可動板体４００を把持し易いように把持部を設けるようにしてもよい。また、可動板体そのものを加熱や冷却しやすいようにその大きさを大きめに設定して伝熱面積を拡張させることもできる。
【００９５】
また、可動板体そのものに電極を施し、可動板体そのものを抵抗体として構成することにより、可動板体４００を加熱することができるようにしてもよい。
【００９６】
可動板体４００に形成されている複数の挿通孔４０１は、通常、基台２から突出して形成されている針１５の配置パターンに合わせて挿通可能に配置して形成すればよい。挿通孔４０１の大きさは、針１５の胴部（尖った針先部分以外の箇所）が図示のごとく略ストレートとなっている場合には、針１５の胴部の外径寸法よりもわずかに大きめの寸法となるように設定すればよい。また、針１５の胴部が、針の基部から針先端に向けて徐々に狭まるテーパー形状になっている場合には、可動板体４００を係止して固定させたい位置等を考慮して、挿通孔４０１の大きさを適宜設定することができる。
【００９７】
また、挿通孔４０１の形態は、針１５の胴部の断面形態に類似する形態とすることが一般的であるが、必ずしも類似形態に限定されるものではない。針１５が挿通孔４０１内に挿通でき、かつ、針１５と挿通孔４０１による係止部分が形成できればよい。例えば、針１５の胴部の断面形態を四角形状とし、挿通孔４０１を円形形状とすることもできるし、針１５の胴部の断面形態を円形形状とし、挿通孔４０１を四角形状とすることもできる。
【００９８】
また、図１２に示されるように、針１５の数に合わせてその数だけ挿通孔４０１を形成することが一般的ではあるが、図示していない他の態様として、例えば、針１５の数に対応させた主孔（実際に針を挿通させる孔）を形成させ、これらの主孔を一列に繋いだ一連の挿通孔とすることもできる。また、複数の針１５を纏めて挿通させる長穴状の挿通孔とすることもできる。長穴状の挿通孔は、さらに細分化して複数の長穴に分けても良い。
【００９９】
可動板体４００を金属板として挿通孔４０１を形成するには、例えば、エッチング、レーザ加工、放電加工、プレス、電解研磨、化学研磨、電鋳めっき等により形成することができる。
【０１００】
また、図１４に示されるように、孔径（開口）を厚さ方向に変えて孔径（開口）の大きな方（開口の寸法Ｂ）を基部側に向け、孔径（開口）の小さな方（開口の寸法Ａ）を針先方向に向けるように配置するのも好ましい態様の一つである。針１５に挿通孔４０１を挿通させ易く、また、可動板体４００を図１３に示す流体の流れに対して平行になるように、複数の針１５の途中位置で係止して、仕切板として使用すれば、流体の流れに対して圧力損失を調整する弁の役割を果たすことができる。
【０１０１】
このような針状構造体システムの使用方法の好適例について説明する。ただし、これらの好適例に限定されるものではなく、針状構造体システム、特に可動板体４００が上下動できる作用を活用した種々の用途に応用することができる。
【０１０２】
針状構造体システムは図１３に示されるように、フィルター立体構造７として構成することができる。すなわち、図１３に示されるフィルター立体構造７は、針体治具１と、金属基板６１０の上に形成された樹脂層６２０（例えば、ポリイミド層）を有する接合蓋体６００とを組み合わせて一体化させることによって形成される。つまり、接合蓋体６００の樹脂層６２０の内部に、対向配置されている針１５の尖った先端部を、針１５が座屈しない程度に押し込んで埋没させることによって、双方の部材の一体化がなされ、側面方向には流体を流すことができる空間が形成される。そして、図１３に示されるように基台２と接合蓋体６００との間隙に、柱状に立設する針１５の集合体によって、いわゆる異物を除去するためのフィルター部が形成される。ろ過対象となる流体は、図１３に示されるように基台２と接合蓋体６００との間隙を流通させられ、柱状に立設する複数の針１５の集合体で形成されるフィルター部に異物が引っ掛かることにより、流体中の異物が除去されるようになっている。そして、フィルター部に引っ掛かっている異物を除去してフィルター部を再生する場合には、動板体４００を針１５の軸方向に上下動させて異物を除けばよい。このようなシステム構成とすることにより、簡単かつ迅速にフィルター部の再生を行うことが可能となる。
【０１０３】
また、針状構造体システムは、針１５に穿刺あるいは隣接する針１５間に挟み込むように固定した試料に対して所望の処理を行うためのシステムとして用いることができる。すなわち、突出した複数の針１５に可動板体４００の挿通孔４０１を挿通して、針１５と挿通孔４０１とによる係止部分によって針１５の軸方向（長手方向）の下方位置（基台２に近い位置）に可動板体４００を係止しておく。そして、針１５の先端部から試料を突き刺し、あるいは隣接する針１５間隙に試料を挟み込み、当該試料を可動板体４００の上に載置する。このように構成することによって、試料に対して、可動板体４００を通じて、例えば、冷却操作、加熱操作、保冷操作、脱気操作、加振操作等の所望の操作を行なうことが可能となる。また、このような所定の操作の後、可動板体４００を針１５の先端近傍まで上方に引き上げることによって、あるいは完全に可動板体４００を針１５から抜き取ることによって、試料を針１５から取り出すことができる。これにより、針１５から試料を取り出す操作を極めて簡単にかつ効率良く行うことができる。また、取り出しの際の試料へのダメージも軽減させることができる。なお、上記の使用態様は、可動板体４００を１枚使用した例であったが、可動板体４００の使用枚数には特に制限はなく、２枚以上の複数枚としてもよい。また、複数枚の可動板体４００を用いる場合、これらは互いに重ねた状態で配置されてもよいし、互いの間隔を空けた状態で配置されてもよい。複数枚の可動板体４００を用いる場合、これらは、通常、同一仕様の同一物から形成されるが、要求される機能を発揮できる範囲で異なる仕様としてもよい。例えば、材質、形状、挿通孔４０１の形態や大きさ等を変えることができる。
【０１０４】
なお、試料としては、高分子材料や、器官、筋肉等の細胞試料等を例示することができる。
【０１０５】
なお、上述したように複数の針体治具を連結して使用する場合（図１０および図１１参照）、可動板体４００は、連結後の針の配置パターンに合わせてつくるようにすることができる。この場合、可動板体４００は連結後の針体治具に合わせて作製した１枚の板体とすることもできるし、連結前の個々の針体治具に合わせて作製した個々の板体とすることもできる。
【０１０６】
上述してきた針状構造体システムは、前記針体治具と前記可動板体とを、突出した複数の針に可動板体の挿通孔を挿通するように組み立てることにより製造することができる。
【０１０７】
なお、針状物部材１０を、複数枚積層して積層物を形成するに際しては、平板状の可動板体４００の挿通孔４０１を針１５の位置決めに利用して針体治具１を組み立てるようにしてもよい。すなわち、全ての針状物部材１０の針１５を所定位置の挿通孔４０１に挿通させた状態で保持させることにより、針体治具１の組み立てを容易にすることができる。
【０１０８】
以下に具体的実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定解釈されるものではない。
【実施例】
【０１０９】
［実施例１］
（針状物部材１０の作製）
原材料となる厚さｔ＝１５０μｍのステンレス製金属薄板１９を準備し、この金属薄板１９の両主平面に、それぞれ、厚さ１５μｍのネガ型フォトレジストフィルムを貼り付けた。
【０１１０】
次いで、フォトレジストフィルムの上に、露光用のパターンが形成されたパターンフィルム原版を配置し、露光処理を行なった。次いで、現像処理して所定パターンのマスクを形成した後、エッチング液として、塩化鉄（II）溶液を用いて、エッチング処理を行った後、残余のレジスト（マスク）を除去し、洗浄・乾燥することによって、図１に示されるごとく針状物部材１０を得た。得られた針状物部材１０の各部の寸法は以下のとおりとした。
【０１１１】
・Ｌ＝１５ｍｍ
・Ｈ＝４．５ｍｍ
・Ｔ＝１５０μｍ
・Ｗ１＝１５０μｍ
・Ｗ２＝１５０μｍ
・ＮH＝１０ｍｍ
・Ｐ１＝４００μｍ
・針１５の総本数：２１本
・針先角度θ＝１７．５度
・切り欠き溝１３：Ｖ溝として形成した
【０１１２】
（スペーサ部材５０の作製）
図１に示されるようなスペーサ部材５０を上記の針状物部材１０の製造と同様なエッチング法で作製した。得られたスペーサ部材５０の各部の寸法は以下のとおりとした。
【０１１３】
・Ｌ´＝１５ｍｍ
・Ｈ´＝４．５ｍｍ
・Ｔ´＝２５０μｍ
・切り欠き溝５３：Ｖ溝として形成した（切り欠き溝１３と同じ大きさ）
【０１１４】
上記の要領で作製した針状物部材１０と、スペーサ部材５０とを、図４（Ａ）に示すごとく複数枚交互に積層し、さらに基台２の積層方向αの両端部に平坦なスペースを確保するべく、スペーサ部材５０を、前後各１０枚ずつ積層して積層物を形成した。
【０１１５】
なお、積層物の形成に際しては、三角柱の位置合わせ用部材６０を用いて、この位置合わせ用部材６０が、位置合わせ用の切り欠き溝１３、５３の中に収納されるように配慮して位置合わせをした。ついで、不活性ガス雰囲気中で、積層物を加圧・加熱し、接合面に生じる原子の拡散を利用して拡散接合することにより、図４（Ｂ）に示されるごとく一体化された針体治具１を得た。積層方向αの針１５のピッチＰ２（図４（Ｂ）；図６参照）は、４００μｍとした。また、積層方向αの基部の長さＬ２は、１３．１５ｍｍとした。
【０１１６】
得られた針体治具１の針１５の長さＮHは、目標値１０ｍｍに対して、その位置精度は±５０μｍの範囲に収めることができ、きわめて寸法精度に優れることが確認できた。また、針の先端角度θは、上記の設定角度以外、１５〜１２０度の任意の角度で再現することができ、針先端角度をある程度自由に変えることが確認できた。
【０１１７】
［実施例２］
（針状物部材１０の作製）
下記の要領で、図９に示されるように、針状物部材１０の基部１１にスペーサ部材としての機能を持たせた針状物部材１０を作製した。
【０１１８】
原材料となる厚さｔ＝３００μｍのステンレス製金属薄板１９を準備し、この金属薄板１９の両主平面に、それぞれ、厚さ１５μｍのネガ型フォトレジストフィルムを貼り付けた。
【０１１９】
次いで、フォトレジストフィルムの上に、露光用のパターンが形成されたパターンフィルム原版を配置し、露光処理を行なった。なお、片側面のパターンは、針１５の先端から基部まで全体的にハーフエッチングすることができるように、基部１１の箇所のみをマスキングした。
【０１２０】
次いで、現像処理して所定パターンのマスクを形成した後、エッチング液として、塩化鉄（II）溶液を用いて、エッチング処理を行った後、残余のレジスト（マスク）を除去し、洗浄・乾燥することによって、図９に示されるごとく針状物部材１０を得た。得られた針状物部材１０の各部の寸法は以下のとおりとした。
【０１２１】
・Ｌ＝１５ｍｍ
・Ｈ＝４．５ｍｍ
・Ｔ＝３００μｍ
・Ｗ１＝１５０μｍ
・Ｗ２＝１００μｍ
・ＮH＝１０ｍｍ
・Ｐ１＝３００μｍ
・針１５の総本数：２１本
・針先角度θ＝１７．５度
・切り欠き溝１３：Ｖ溝として形成した
【０１２２】
上記の要領で作製した針状物部材１０を、４０枚、積層して積層物を形成した。
【０１２３】
なお、積層物の形成に際しては、三角柱の位置合わせ用部材６０を用いて、この位置合わせ用部材６０が、位置合わせ用の切り欠き溝１３の中に収納されるように配慮して位置合わせをした。ついで、不活性ガス雰囲気中で、積層物を加圧・加熱し、接合面に生じる原子の拡散を利用して拡散接合することにより、一体化された針体治具１を得た。積層方向αの針１５のピッチＰ２は、３００μｍとした。また、積層方向αの基部の長さＬ２は、１２ｍｍとした。
【０１２４】
得られた針体治具１の針１５の長さＮHは、目標値１０ｍｍに対して、その位置精度は±５０μｍの範囲に収めることができ、きわめて寸法精度に優れることが確認できた。また、針の先端角度θは、上記の設定角度以外にも、１５〜１２０度の任意の角度で再現することができ、針先端角度をある程度自由に変えられることが確認できた。
【０１２５】
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。すなわち、本発明は、基台から複数の突出した針を有する針体治具およびその製造方法であり、該治具は、平板状の基部とその基部から一体的に突出形成された複数の針を備える針状物部材を有し、前記針状物部材の基部が積層された状態で固定され一体化されて構成されているので、金属針の先端の高さ及び金属針同士の間隔の位置精度に優れ、針先端角度や針自体の形状も自由に設定することができ、大量生産が容易でしかも特殊な環境下での使用も可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
例えば、電子部品や化学製品の分野において、予め確保された断面凹状の長い流路の長さを調整するための部材、あるいはフィルター部材、等に利用可能である。また、医療分野においても利用可能である。
【符号の説明】
【０１２７】
１…針体治具
２…基台
１０…針状物部材
１１…基部
１５…針
１３、５３…切り欠き溝
１６、５６…貫通孔
１９…金属薄板
５０…スペーサ部材
８０…フォトレジスト膜
８１…パターンフィルム原版
８５…レジスト（マスク）
９３…ボルト
９４…ナット
９５…クランプ部材
４００…可動板体
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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