(57)【要約】【課題】ナノポアを用いた遺伝子の解析方法に用いられるのに好適な遺伝子解析用配線基板を提供すること。【解決手段】第１の絶縁層２と、第１の絶縁層２の上面にマトリックス状に配設された複数の検出用電極９と、第１の絶縁層２上に積層されており、検出用電極９を底面とする検出用凹部１０がレーザ加工により形成された第２の絶縁層３と、第２の絶縁層３の上面に形成されており、検出用電極９に電気的に接続された外部接続用端子１３とを具備して成る遺伝子解析用配線基板である。レーザ加工により形成された寸法制度の高い微小な検出用凹部１０を有するとともに外部との接続が良好となるので、ナノポアを用いた遺伝子の解析方法に用いられるのに好適な遺伝子解析用配線基板を提供することができる。【選択図】図１
2013042681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の絶縁層と、該第１の絶縁層の上面にマトリックス状に配設された複数の検出用電極と、前記第１の絶縁層上に積層されており、前記検出用電極を底面とする検出用凹部がレーザ加工により形成された第２の絶縁層と、前記第２の絶縁層の上面に形成されており、前記検出用電極に電気的に接続された外部接続用端子とを具備して成ることを特徴とする遺伝子解析用配線基板。
【請求項２】
前記第１の絶縁層と第２の絶縁層とが同じ絶縁材料から形成されていることを特徴とする請求項１記載の遺伝子解析用配線基板。
【請求項３】
前記第２の絶縁層が前記第１の絶縁層よりも薄いことを特徴とする請求項１または２に記載の配線基板。
【請求項４】
前記第１の絶縁層と第２の絶縁層との間に少なくとも前記外部接続用端子を投影した部分を占有するダミーの電極が配設されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の遺伝子解析用配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遺伝子を解析するために用いれらる遺伝子解析用配線基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、遺伝子を解析する技術は、急速な進歩を遂げている。このような遺伝子を解析する技術の中で、ナノポアを用いた遺伝子の解析方法が注目されている。このナノポアを用いた遺伝子の解析方法は、遺伝子の分子よりも僅かに大きなサイズの細孔であるナノポアを遺伝子が通過する際の電流の変化を検出して塩基配列を読み取るものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２４２１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、ナノポアを用いた遺伝子の解析方法に用いられるのに好適な遺伝子解析用配線基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の遺伝子解析用配線基板は、第１の絶縁層と、この第１の絶縁層の上面にマトリックス状に配設された複数の検出用電極と、第１の絶縁層上に積層されており、検出用電極を底面とする検出用凹部がレーザ加工により形成された第２の絶縁層と、第２の絶縁層の上面に形成されており、検出用電極に電気的に接続された外部接続用端子とを具備して成ることを特徴とするものである。
【０００６】
また本発明の遺伝子解析用配線基板は、前記第１の絶縁層と第２の絶縁層とが同じ絶縁材料から形成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
さらに本発明の遺伝子解析用配線基板は、前記第２の絶縁層が前記第１の絶縁層よりも薄いことを特徴とするものである。
【０００８】
またさらに本発明の遺伝子解析用配線基板は、前記第１の絶縁層と第２の絶縁層との間に少なくとも前記外部接続用端子を投影した部分を占有するダミーの電極が配設されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の遺伝子解析用配線基板によれば、第１の絶縁層と、第１の絶縁層の上面にマトリックス状に配設された複数の検出用電極と、第１の絶縁層上に積層されており、検出用電極を底面とする検出用凹部がレーザ加工により形成された第２の絶縁層と、第２の絶縁層の上面に形成されており、検出用電極に電気的に接続された外部接続用端子とを具備して成ることから、レーザ加工により形成された寸法制度の高い微小な検出用凹部を有するとともに外部との接続が良好となるので、ナノポアを用いた遺伝子の解析方法に用いられるのに好適な遺伝子解析用配線基板を提供することができる。
【００１０】
また、第１の絶縁層と第２の絶縁層とを同じ絶縁材料で形成すると、基板の反りを低減できるとともに第１の絶縁層と第２の絶縁層とを強固に積層することができる。
【００１１】
さらに、第２の絶縁層を第１の絶縁層よりも薄くすると、第２の絶縁層にレーザ加工により微細で寸法制度に優れる検出用凹部を容易に形成することができる。
【００１２】
またさらに、第１の絶縁層と第２の絶縁層との間に少なくとも外部接続用端子を投影した部分を占有するダミーの電極を配設すると、外部接続用端子における平坦性を良好に保つことができ、それにより外部との接続をより良好なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の遺伝子解析用配線基板の実施形態の一例を示す概略断面図である。
【図２】図２は、図１に示す遺伝子解析用配線基板の上面図である。
【図３】図３は、本発明の遺伝子解析用配線基板の使用方法を説明するための要部拡大概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明の遺伝子解析用配線基板の実施形態の一例を図１、図２を基にして説明する。図１に示すように、本例の遺伝子解析用配線基板１０は、コア基板１の上下面に絶縁層２および絶縁層３を積層して成る。
【００１５】
コア基板１は、例えばガラス繊維束を縦横に織ったガラスクロスにビスマレイミドトリアジン樹脂やエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた電気絶縁材料から成る。コア基板１の厚みは１００〜１０００μｍ程度であり、コア基板１の上面から下面にかけては直径が１００〜３００μｍ程度のスルーホール４が形成されている。
【００１６】
コア基板１の上下面およびスルーホール４の内壁にはコア導体層５が被着されている。コア導体層５は、例えば厚みが５〜２５μｍ程度の銅箔や銅めっき層等の良導電性の金属材料から成る。さらに、コア導体層５が被着されたスルーホール４の内部はエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から成る孔埋め樹脂６が充填されている。
【００１７】
このようなコア基板１は、以下のようにして形成される。先ず、ガラスクロスに熱硬化性樹脂を含浸させた絶縁板の上下両面に厚みが５〜３５μｍ程度の銅箔が被着された両面銅張板を準備する。次に、両面銅張板にドリル加工やレーザ加工によりスルーホール４を穿孔する。次に、スルーホール４内をデスミア処理した後、スルーホール４内および上下の銅箔表面に無電解銅めっき層および電解銅めっき層を順次被着させる。無電解銅めっき層の厚みは０．１〜１μｍ程度、電解銅めっき層の厚みは５〜２５μｍ程度とする。次に、電解銅めっき層が施されたスルーホール４の内部に孔埋め樹脂６を充填する。孔埋め樹脂６の充填は、ペースト状の熱硬化性樹脂をスクリーン印刷法によりスルーホール４内に充填した後、それを熱硬化させることにより行なう。充填された孔埋め樹脂６は、その上下端を上下面の銅めっき層とともに研磨により平坦化する。次に、平坦化された孔埋め樹脂６の上下端面および上下面の銅めっき層上に無電解銅めっき層および電解銅めっき層を順次被着する。無電解銅めっき層の厚みは０．１〜１μｍ程度、電解銅めっき層の厚みは５〜２５μｍ程度とする。最後に、銅箔およびその上の銅めっき層を周知のサブトラクティブ法によりパターン加工してコア導体層５を得る。
【００１８】
絶縁層２は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含む絶縁材料から成る。絶縁層２の厚みは３０〜５０μｍ程度であり、絶縁層２の上面から下面にかけては直径が５０〜１００μｍ程度のビアホール７が形成されている。このような絶縁層２は、例えば以下のようにして形成される。まず、コア基板１の上下面に熱硬化性の樹脂フィルムを積層する。積層には真空プレス機を用いる。樹脂フィルムは、未硬化の熱硬化性樹脂成分と無機絶縁フィラーとを含んでいる。最後に、樹脂フィルムを熱硬化させた後、その表面からレーザ加工を施してビアホール７を穿孔する。なお、ビアホール７を穿孔した後は、必要に応じてデスミア処理やソフトエッチング処理を施す。
【００１９】
絶縁層２の表面およびビアホール７内には導体層８が被着されている。導体層８は、厚みが５〜２５μｍ程度の銅めっき層等の良導電性の金属材料から成る。導体層８の一部は、絶縁層２の上面で遺伝子の塩基配列に応じた電流を検出するための検出用電極９を形成している。検出用電極９は直径が５０〜１００μｍ程度の円形であり、１００〜２００μｍ程度のピッチでマトリックス状に配設されている。
【００２０】
このような導体層８は、以下のようにして形成される。まず、絶縁層２の表面およびビアホール７内に、無電解銅めっき層を被着させる。無電解銅めっき層の厚みは０．１〜１μｍ程度とする。次に、無電解銅めっき層の上に、導体層８のパターンに対応した開口部を有するめっきレジスト層を被着する。めっきレジスト層は感光性を有する熱硬化性の樹脂フィルムを無電解めっき層上に貼着するとともに周知のフォトリソグラフィ技術を採用して所定のパターンに露光および現像することにより形成する。次にめっきレジスト層の開口内に露出する無電解銅めっき層の上に電解銅めっき層を被着する。電解銅めっき層の厚みは、５〜２５μｍ程度とする。最後に、めっきレジスト層を剥離除去した後、電解銅めっき層から露出する無電解銅めっき層をエッチング除去することにより導体層８が形成される。
【００２１】
絶縁層３は、絶縁層２と同じ電気絶縁材料から成る。絶縁層３の厚みは、２０〜３０μｍ程度であり、絶縁層２よりも５〜２５μｍ程度薄い。絶縁層３には、検出用電極９を底面とする検出用凹部１０がレーザ加工により形成されている。検出用凹部１０の開口径は３０〜５０μｍ程度である。さらに絶縁層３には、ビアホール１１が形成されている。ビアホール１１の直径は、５０〜１００μｍ程度である。
【００２２】
このような絶縁層３は、以下のようにして形成される。先ず、導体層８が被着された絶縁層２の表面に熱硬化性の樹脂フィルムを積層する。積層には真空プレス機を用いる。最後に、樹脂フィルムを熱硬化させた後、その表面からレーザ加工を施して検出用凹部１０およびビアホール１１を穿孔する。なお検出用凹部１０およびビアホール１１を穿孔した後は、必要に応じてデスミア処理やソフトエッチング処理を施す。
【００２３】
絶縁層３の表面およびビアホール１１内には導体層１２が被着されている。導体層１２は、厚みが５〜２５μｍ程度の銅めっき層等の良導電性の金属材料から成る。導体層１２の一部は、絶縁層３の端部における表面で外部の分析装置に接続される外部接続端子１３を形成している。この外部接続端子１３と検出用電極９とは、所定のもの同士が導体層８やコア導体層５を介して互いに電気的に接続されている。また、絶縁層２と絶縁層３との間には、少なくとも外部接続用端子１３を投影した部分を占有するダミーの電極１４が導体層８により配設されている。ダミーの電極１４は、外部接続用端子１３と実質的に同一のパターンであっも良いし、ベタ状のパターンであっても良い。
【００２４】
このような導体層１２は、導体層８と同様の方法により形成される。まず、絶縁層３の表面およびビアホール１１内に無電解銅めっき層を被着させる。無電解銅めっき層の厚みは０．１〜１μｍ程度とする。次に、無電解銅めっき層の上に、導体層１２のパターンに対応した開口部を有するめっきレジスト層を被着する。めっきレジスト層は感光性を有する熱硬化性の樹脂フィルムを無電解めっき層上に貼着するとともに周知のフォトリソグラフィ技術を採用して所定のパターンに露光および現像することにより形成する。次にめっきレジスト層の開口内に露出する無電解銅めっき層の上に電解銅めっき層を被着する。電解銅めっき層の厚みは、５〜２５μｍ程度とする。最後に、めっきレジスト層を剥離除去した後、電解銅めっき層から露出する無電解銅めっき層をエッチング除去することにより導体層１２が形成される。
【００２５】
そして、本例の遺伝子解析用配線基板によれば、図３に要部拡大模式断面図で示すように、検出用凹部１０を覆うようにしてナノポアPを有する膜Ｍを被着するとともに遺伝子ＧがナノポアＰを通過する際にその塩基配列に応じて発生する電流を検出し、その電流を外部接続端子１３に接続された外部の解析装置で解析することによって遺伝子Ｇの塩基配列を特定することができる。
【００２６】
なお、外部接続端子１３と外部の解析装置との接続は、外部解析装置に外部接続端子１３に対応したソケットを設けておき、そのソケットに外部接続端子１３が形成された端部を挿入することによって行なわれる。
【００２７】
このとき、検出用凹部１０は、レーザ加工により絶縁層３に形成されているので、開口径が３０〜５０μｍの微細な検出用凹部１０における寸法精度が高いものとなり、それによりナノポアＰを通過する遺伝子Ｇの塩基配列に応じて発生する電流を正確に検出することができる。また、外部接続端子１３は最表層の絶縁層３の表面に形成されていることから、外部の解析装置に設けられたソケットに挿入した際に外部の解析装置との接続を良好なものとすることができる。したがって、本例の遺伝子解析用配線基板によれば、ナノポアを用いた遺伝子の解析方法に用いられるのに好適な遺伝子解析用配線基板を提供することができる。
【００２８】
なお、絶縁層２と絶縁層３とを同じ絶縁材料で形成すると、基板の反りを低減することができるとともに絶縁層２と絶縁層３との積層を強固なものとすることができる。したがって、絶縁層２と絶縁層３とは、同じ絶縁材料で形成することが好ましい。
【００２９】
さらに、絶縁層３の厚みを絶縁層２の厚みよりも薄くすると、絶縁層３にレーザ加工により微細で寸法制度に優れる検出用凹部を容易に形成することができる。したがって、絶縁層３の厚みを絶縁層２の厚みよりも薄くすることが好ましい。
【００３０】
またさらに、絶縁層２と絶縁層３との間に、少なくとも外部接続用端子１３を投影した部分を占有するダミーの電極１４を配設すると、外部接続用端子１３における平坦性を良好に保つことができ、それにより外部との接続をより確実なものとすることができる。したがって、絶縁層２と絶縁層３との間に、少なくとも外部接続用端子１３を投影した部分を占有するダミーの電極１４を配設することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明の遺伝子解析用配線基板は、遺伝子以外の物質の解析についても利用可能である。
【符号の説明】
【００３２】
２    第１の絶縁層
３    第２の絶縁層
１０  検出用電極
１１  検出用凹部
１３  外部接続用端子
１４  ダミーの電極
【図１】
2013042681.tif 000003
【図２】
2013042681.tif 000004
【図３】
2013042681.tif 000005