專利名稱：微芯片及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有流路的微芯片及其制造方法。
背景技術(shù)：
利用微細(xì)加工技術(shù)在硅或玻璃基板上形成微細(xì)的流路用槽，并接合平板狀密封 部件在該基板上形成流路或電路，從而在微小空間上進(jìn)行核酸、蛋白質(zhì)、血液等液體試樣 的化學(xué)反應(yīng)、分離、分析等，這樣的被稱為微分析芯片或yTAS(Micro Total Analysis Systems)的裝置正在實用化。作為這樣的微芯片的優(yōu)點(diǎn)，通常認(rèn)為包括，可以減少樣品、試 劑的使用量或者廢液的排出量，以及能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)省空間且可攜帶搬運(yùn)的廉價系統(tǒng)。另外，由于希望可以削減制造成本，因此也正在對通過樹脂制造的微分析芯片的 基板、密封部件來制造的方法進(jìn)行研究。作為用于接合樹脂基板和樹脂密封部件的方法，已知有如下方法利用粘接劑的 方法、通過溶劑溶解樹脂表面進(jìn)行接合的方法、利用超聲波熔接的方法、利用激光熔接的方 法、利用熱熔接的方法等。但是，在接合平板狀密封部件來形成流路時，在基體材料和密封 部件的形狀即使產(chǎn)生很小的翹曲或彎曲時都會難以生成均勻的流路，特別是在制造要求高 精度的微分析芯片時有時會出現(xiàn)問題。因此，對在形成有微細(xì)流路用槽的樹脂基板上接合有樹脂膜的微分析芯片進(jìn)行了 研究。該微分析芯片由下述部件制成在表面上形成流路用槽、并形成有設(shè)置在流路用槽 的終端等上的貫通孔(試劑導(dǎo)入、排出孔)的樹脂基板，以及接合在樹脂基板表面上的樹脂膜。與由上述樹脂基板和平板狀密封部件構(gòu)成的微分析芯片相同，接合樹脂基板和樹 脂膜的方法可以列舉利用粘接劑的方法、通過溶劑溶解樹脂表面進(jìn)行接合的方法、利用超 聲波熔接的方法、利用激光熔接的方法、通過平板狀或輥狀加壓裝置進(jìn)行熱熔接的方法等。 其中，由于熱熔接可以以低成本實施，因此適合作為以大量生產(chǎn)為前提的接合方法。作為這樣的微分析芯片，已經(jīng)提出在聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸類樹脂基板上， 熱熔接同樣的丙烯酸類樹脂膜而形成的芯片(例如，專利文獻(xiàn)1)。然而，就在樹脂制基體材料上接合樹脂膜而形成的微分析芯片而言，在制造步驟 中由于微細(xì)流路的變形、分析試樣的漏液等有時會給正確的分析帶來障礙，希望可以對其 進(jìn)行改善。專利文獻(xiàn)1 日本特開2000-310613號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題在利用微分析芯片進(jìn)行分析時，為了確保分析精度，通常通過下述方法進(jìn)行固定 在微分析芯片的周邊部上抵接(當(dāng)接)定位銷(位置決力^ > )等固定部件、或通過鉤爪 狀的定位夾具(治具)等壓制微分析芯片的側(cè)面部和上面部來進(jìn)行固定。這種情況下，有時設(shè)置在周邊部上的樹脂膜會從樹脂基板上剝離，產(chǎn)生漏液等問題。另外，在搬運(yùn)微分析芯片時，為了避免與流路接觸，利用手或搬運(yùn)工具來支撐微分 析芯片的側(cè)面部以進(jìn)行搬運(yùn)，這樣有時還是會發(fā)生周邊部的樹脂膜剝離，成為漏液等的原 因。然而，由于設(shè)置在微分析芯片上的流路是非常微細(xì)的，在為了提高樹脂膜和樹脂 基板的接合力而增加粘接劑的量或增高熱熔接時的壓力的情況下，在制造步驟中可能會 使流路形狀產(chǎn)生變形、堵塞流路的現(xiàn)象，難以獲得穩(wěn)定的分析精度，并且沒有有效的應(yīng)對方 法，因此有待對其進(jìn)行改良。為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種微芯片及其制造方法，該微芯片 是在樹脂基板上接合有樹脂膜的微芯片，其能夠防止由于周邊部的剝離而引起的漏液，并 同時可以防止微細(xì)流路的變形和堵塞。解決問題的方法為了解決上述問題，權(quán)利要求1記載的發(fā)明涉及一種微芯片，其包括具有形成有 流路用槽的第1表面和位于所述第1表面相反側(cè)的第2表面的樹脂基板，以及接合在所述 樹脂基板的第1表面上的樹脂膜，其中，所述樹脂基板和所述樹脂膜的接合面由下述區(qū)域 構(gòu)成包含形成有所述流路用槽的區(qū)域的中央?yún)^(qū)域，以及位于該中央?yún)^(qū)域外周的周邊區(qū)域， 在所述中央?yún)^(qū)域，所述樹脂基板和所述樹脂膜的接合強(qiáng)度大于0. 098N/cm，所述接合面的至 少一部分周邊區(qū)域的接合強(qiáng)度大于所述中央?yún)^(qū)域的接合強(qiáng)度。另外，權(quán)利要求2記載的發(fā)明涉及權(quán)利要求1中記載的微芯片，其中，在所述樹脂 基板第1表面的包含邊緣的部分區(qū)域上，設(shè)置有未設(shè)置所述樹脂膜的非接合區(qū)域。另外，權(quán)利要求3記載的發(fā)明涉及一種微芯片，其包括具有形成有流路用槽的第 1表面和位于所述第1表面相反側(cè)的第2表面的樹脂基板，以及接合在所述樹脂基板的第1 表面上的樹脂膜，其中，所述樹脂基板和所述樹脂膜的接合強(qiáng)度大于0. 098N/cm，在所述樹 脂基板第1表面的包含邊緣的部分區(qū)域上設(shè)置有未設(shè)置所述樹脂膜的非接合區(qū)域。另外，權(quán)利要求4記載的發(fā)明涉及一種微芯片的制造方法，該方法包括下述步驟第1接合步驟在具有形成有流路用槽的第1表面和位于所述第1表面相反側(cè)的 第2表面的樹脂基板的第1表面上，接合樹脂膜，以形成接合面，所述接合面由下述區(qū)域構(gòu) 成所述包含形成有流路用槽的區(qū)域的中央?yún)^(qū)域，以及位于該中央?yún)^(qū)域外周的周邊區(qū)域；第2接合步驟在所述第1接合步驟后，對所述接合面的至少一部分周邊區(qū)域的接 合強(qiáng)度進(jìn)行強(qiáng)化，其中，在所述接合面的中央?yún)^(qū)域，所述樹脂基板和所述樹脂膜的接合強(qiáng)度大于0. 098N/ cm0發(fā)明效果根據(jù)權(quán)利要求1記載的發(fā)明，在樹脂基板和樹脂膜的接合面上，由于在含有微細(xì) 流路的中央?yún)^(qū)域的外周設(shè)置的至少一部分周邊區(qū)域的接合強(qiáng)度大于所述中央?yún)^(qū)域的接合 強(qiáng)度，因此不會引起微細(xì)流路的變形，可以抑制作為分析時出現(xiàn)不良狀況的主要原因即從 接合面周邊區(qū)域開始的膜剝離和漏液。另外，由于接合面中央?yún)^(qū)域的接合強(qiáng)度大于0. 098N/ cm,因此不會發(fā)生從周邊區(qū)域開始的膜剝離，從而可以防止微細(xì)流路發(fā)生漏液。接合面中央 區(qū)域的接合強(qiáng)度在大于0. 098N/cm的范圍內(nèi)，并可以適當(dāng)調(diào)整為不會引起流路變形的接合
4強(qiáng)度。根據(jù)權(quán)利要求2記載的發(fā)明，在采用微分析芯片進(jìn)行分析時，通過使固定部件抵 接在所述非接合區(qū)域上，可以進(jìn)一步抑制膜剝離等問題。另外，在搬運(yùn)所述微分析芯片時， 也可以進(jìn)一步抑制由于所述非接合區(qū)域與搬運(yùn)工具或手相抵接來進(jìn)行搬運(yùn)時所導(dǎo)致的膜 剝離等問題。根據(jù)權(quán)利要求3記載的發(fā)明，與權(quán)利要求第2項同樣，在采用微分析芯片進(jìn)行分析 時，通過使固定部件抵接在所述非接合區(qū)域上，可以抑制膜剝離等問題。另外，在搬運(yùn)所述 微分析芯片時，也可以抑制由于所述非接合區(qū)域與搬運(yùn)工具或手相抵接來進(jìn)行搬運(yùn)時所導(dǎo) 致的膜剝離等問題。另外，由于接合面中央?yún)^(qū)域的接合強(qiáng)度大于0. 098N/cm,因此不會引起 從周邊區(qū)域開始的膜剝離，從而可以防止微細(xì)流路漏液的發(fā)生。接合面中央?yún)^(qū)域的接合強(qiáng) 度在大于0. 098N/cm的范圍內(nèi)，并可以適當(dāng)調(diào)整為不引起流路變形的接合強(qiáng)度。另外，根據(jù)權(quán)利要求4記載的發(fā)明，可以通過簡單的方法制造權(quán)利要求1記載的膜 剝離和漏液得到抑制的微分析芯片，該方法不會引起微細(xì)流路變形。


[圖1](a)是本發(fā)明實施方式中涉及的微芯片的平面圖，(b)是(a)的IB-IB線剖 面圖。[圖2](a)是使樹脂膜的端部向樹脂基板的中央部方向縮進(jìn)的微芯片的平面圖， (b)是(a)的IIB-IIB線剖面圖。[圖3]是示出樹脂膜接合在樹脂基板的表面上的強(qiáng)度的范圍的圖。[圖4]是將接合在樹脂基板表面的樹脂膜通過粘接劑進(jìn)行再接合而形成的微芯 片的剖面圖。[圖5](a)是使用了定位夾具的微芯片滑動(摺動)試驗的說明圖，(b)是(a)的 VB-VB線剖面圖。符號說明
10樹脂基板
11流路用槽
12表面
13底面
14壁面
15貫通孔
17中央部
18周邊部
181邊緣
20樹脂膜
21下表面
22端部
30定位銷
40粘接劑
50定位夾具
具體實施例方式參照圖1，對本發(fā)明實施方式中涉及的微芯片(有時也稱為微分析芯片)及其制造 方法進(jìn)行說明。圖1(a)是本發(fā)明實施方式中涉及的微芯片的平面圖，(b)是(a)的IB-IB 線剖面圖，(c)是微細(xì)流路部分的放大剖面圖。(微芯片的結(jié)構(gòu))如圖1(a)和(b)所示，在樹脂基板10的表面12(有時也稱為第1表面)上形成 流路用槽11。在樹脂基板10的形成有流路用槽11的表面12上接合有樹脂膜20。通過接 合樹脂基板10和樹脂膜20來制造微芯片。樹脂基板10的表面12與樹脂膜20的下表面 21進(jìn)行接合的面相當(dāng)于微芯片的接合面。如圖1 (a)和(c)所示，通過流路用槽11的底面13和壁面14、及樹脂膜20的下表 面21來構(gòu)成微細(xì)流路。為了向微芯片內(nèi)的微細(xì)流路中注入液體試樣(分析試樣、溶劑試樣、試劑)，形成 有被稱為貫通孔15的孔。該孔也稱為穴(well)。通常，在樹脂基板10的流路用槽11的 終端或中間預(yù)先形成貫通孔15，并通過在樹脂基板10的表面12上粘貼樹脂膜20來形成。 從與粘貼有樹脂膜20的表面12相反側(cè)的面(有時也稱為第2表面)導(dǎo)入液體試樣。樹脂基板10和樹脂膜20使用樹脂。作為該樹脂，可以列舉出符合成形性(轉(zhuǎn)印 性、脫模性)良好、透明性高、對于紫外線或可見光的自熒光性低等條件的樹脂，但沒有特 別限定。例如，優(yōu)選聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚對苯 二甲酸乙二醇酯、尼龍6、尼龍66、聚乙酸乙烯酯、聚偏二氯乙烯、聚丙烯、聚異戊二烯、聚乙 烯、聚二甲基硅氧烷、環(huán)狀聚烯烴等。特別優(yōu)選聚甲基丙烯酸甲酯、環(huán)狀聚烯烴等。樹脂基 板10和樹脂膜20可以使用相同的材料，也可以使用不同的材料。樹脂基板10的形狀只要是容易對微芯片進(jìn)行操作的形狀、容易進(jìn)行分析的形狀 即可，可以是任意形狀，例如，優(yōu)選IOmm見方 200mm見方左右的大小，更優(yōu)選為IOmm見 方 IOOmm見方。樹脂基板10、樹脂膜20的形狀與分析方法、分析裝置配合即可，優(yōu)選為正 方形、長方形、圓形等形狀。微細(xì)流路的形狀要考慮能夠減少分析試樣、試劑的使用量、成形模具的制造精度、 轉(zhuǎn)印性、脫模性等，優(yōu)選寬度、深度均為ΙΟμπι 200μπι范圍內(nèi)的值，但沒有特別限定。另 外，長寬比(槽的深度/槽的寬度)優(yōu)選為0.1 3左右，更優(yōu)選為0.2 2左右。另外， 可以根據(jù)微芯片的用途來決定微細(xì)流路的寬度和深度。需要說明的是，為了方便說明，圖1 所示的微細(xì)流路的剖面的形狀為矩形，但該形狀是微細(xì)流路的一個實例，也可以為曲面狀。另外，考慮到成形性，形成有微細(xì)流路的樹脂基板10的板厚優(yōu)選為0. 2mm 5mm 左右，更優(yōu)選為0. 5mm 2mm。發(fā)揮用于覆蓋微細(xì)流路的蓋(cover)的作用的樹脂膜20(片 狀部件)的板厚優(yōu)選為30 μ m 300 μ m,更優(yōu)選為50 μ m 200 μ m。接下來，參照圖1 圖3，對樹脂膜20接合在樹脂基板10的表面12上的強(qiáng)度進(jìn)行 說明。圖2(a)是使樹脂膜的端部向樹脂基板的中央部方向縮進(jìn)的微芯片的平面圖，即，在 樹脂基板10的包含邊緣在內(nèi)的至少部分區(qū)域設(shè)置有未設(shè)置樹脂膜的非接合區(qū)域的微芯片 的平面圖，圖2 (b)是圖2 (a)的IIB-IIB線剖面圖，圖3是示出樹脂基板10的表面12與樹脂膜20的接合強(qiáng)度不同范圍的圖。首先，對在樹脂基板10和樹脂膜20的接合面的中央部17 (有時也稱為中央?yún)^(qū) 域)、以及周邊部18 (有時也稱為周邊區(qū)域)的定義進(jìn)行說明。樹脂基板10和樹脂膜20的 接合面的中央部17是指表面12中形成有流路用槽11和貫通孔15的區(qū)域及其周圍區(qū)域。 在此，對周圍區(qū)域的范圍沒有特別限定，但中央部17的范圍至少為與樹脂膜20的端部不相 連接的范圍，并包含流路用槽11和貫通孔15。另外，在樹脂基板10和樹脂膜20的接合面上的周邊部18是指從所述中央部17 的外周直到樹脂膜20邊緣為止的區(qū)域。樹脂基板10和樹脂膜20的接合面的接合強(qiáng)度，只要在不發(fā)生微細(xì)流路變形的范 圍內(nèi)即可，可以進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，但如果接合強(qiáng)度過弱，則由于會成為漏液的原因，因此必須 大于0. 098N/cm。需要說明的是，在設(shè)置有微細(xì)流路的中央部17上的接合面的接合強(qiáng)度 隨樹脂基板10的材質(zhì)和厚度等發(fā)生變化，但從抑制流路變形的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選小于1. 96N/ cm。因此，接合面中央部17的接合強(qiáng)度優(yōu)選為0. 098 1. 96N/cm。為了有效地抑制漏液和膜剝離，樹脂基板10和樹脂膜20的接合面上的周邊部18 的接合強(qiáng)度，必需大于中央部17。在周邊部18上，由于即使增大接合強(qiáng)度也不會引起流路 變形，由此不限定接合強(qiáng)度的上限。但是，當(dāng)在通過再接合來強(qiáng)化周邊部18的接合強(qiáng)度的 情況下，如果施加過度的熱或壓力，則樹脂基板10本身變形較大，有時會影響分析時的定 位，為此優(yōu)選在樹脂基板10不發(fā)生變形的范圍下對該接合強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整。最為優(yōu)選的接合 強(qiáng)度是不導(dǎo)致接合面的中央部17的接合強(qiáng)度引起流路變形的范圍下的最大接合強(qiáng)度，且 周邊部18的接合強(qiáng)度大于中央部17的接合強(qiáng)度。如以上進(jìn)行說明，樹脂基板10和樹脂膜的接合面的中央部17的接合強(qiáng)度的范圍、 以及接合面周邊部18的接合強(qiáng)度的范圍相當(dāng)于圖3中的陰影部分。下面，將樹脂基板10和樹脂膜的接合面的中央部17的接合強(qiáng)度簡稱為“接合面中 央部17的接合強(qiáng)度”。另外，將樹脂基板10和樹脂膜的接合面的周邊部18的接合強(qiáng)度簡 稱為“接合面周邊部18的接合強(qiáng)度”。需要說明的是，在本發(fā)明中，只要接合面周邊部18的至少部分的接合強(qiáng)度大于接 合面中央部17的接合強(qiáng)度即可，該部分之外的周邊部18的接合強(qiáng)度可以與接合面的中央 部17上的接合強(qiáng)度相同。由此，即使當(dāng)操作人員等與微芯片的周邊部直接接觸時，由于強(qiáng) 化了接觸區(qū)域的接合強(qiáng)度，由此可以防止其與樹脂膜20的剝離。在對微芯片進(jìn)行操作時，以及，接合樹脂膜20時，樹脂膜20的端部22由于與操作 人員等直接接觸，因此有可能從樹脂基板10上剝離。作為不會導(dǎo)致樹脂膜20剝離的結(jié)構(gòu)， 包括例如如下的結(jié)構(gòu)樹脂膜20的端部22，即樹脂基板10和樹脂膜20的接合面的端部22 不與操作人員直接接觸的結(jié)構(gòu)，還包括使接合面的周邊部18上的接合強(qiáng)度大于接合面的 中央部17上的接合強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)。下面，參照圖1及圖2，對樹脂膜20的端部22不與操作人員等直接接觸的結(jié)構(gòu)進(jìn) 行說明。圖1示出了樹脂膜20的端部22不與定位銷30直接接觸的微芯片的一個實例。圖1示出了通過使作為樹脂基板10周邊部18的邊緣181的四邊與4個定位銷30 分別抵接，來對樹脂基板10進(jìn)行定位的微芯片。在圖1示出的微芯片中，樹脂膜20的端部 22 (四邊)分別在樹脂基板10的表面12的邊緣181內(nèi)，并且在包含該邊緣181 (各邊)的區(qū)域上設(shè)置有未設(shè)置樹脂膜20的非接合面。非接合面從所述樹脂基板的端部22算起的寬 度為例如0. 25mm左右。其特定的長度，可以根據(jù)微芯片的定位夾具的形狀等進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào) 節(jié)。需要說明的是，圖1中示出的是在樹脂膜20端部22 (四邊)的各個外側(cè)上設(shè)置非 接合面的微芯片，但也可以是在樹脂基板10表面12的包含邊緣181在內(nèi)的至少部分區(qū)域 上設(shè)置有未設(shè)置樹脂膜20的非接合面的微芯片。在圖2中，在包含與4個定位銷30對應(yīng)的樹脂基板10的邊緣181 (4處)的區(qū)域 上設(shè)置有未設(shè)置樹脂膜20的非接合面。需要說明的是，可以根據(jù)定位銷30的位置來定位 非接合面的位置。另外，不限于定位銷的位置，例如，也可以在當(dāng)操作人員對微芯片進(jìn)行操 作時，操作人員與樹脂膜20直接接觸的部位，例如在角落部位設(shè)置未設(shè)置樹脂膜20的非接 合面。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于操作人員不會與樹脂膜20直接接觸，因此可以有效地防止樹脂 膜20的剝離和漏液。接下來，參照圖4對下述結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，在該結(jié)構(gòu)中，樹脂基板10和樹脂膜20的 接合面的周邊部18的接合強(qiáng)度大于接合面中央部17上的接合強(qiáng)度。圖4是將接合在樹脂 基板10的表面12的樹脂膜20通過粘接劑40進(jìn)行再接合的微芯片的剖面圖。圖4示出了 如下微芯片在樹脂基板10的表面12上接合樹脂膜20，通過粘接劑40對該經(jīng)接合后的樹 脂膜20的端部22的整體(四邊)進(jìn)行再接合而得到的微芯片。需要說明的是，也可以通過粘接劑40對樹脂膜20的一部分端部22進(jìn)行再接合。 另外，根據(jù)樹脂基板10及樹脂膜20的材料等可以適宜地選擇粘接劑40的種類。另外，在 樹脂基板10上再接合樹脂膜20的方法不限于采用粘接劑40，還包括例如激光熔粘、高頻熔 粘、熱板熔粘(熱二 f溶著)及超聲波熔粘等。另夕卜，圖1或圖2所示的微芯片是在樹脂基板10的表面12的邊緣181 (四邊)內(nèi)， 且包含其邊緣181 (各邊)的區(qū)域上，設(shè)置有未設(shè)置樹脂膜20的非接合面的微芯片，就該微 芯片而言，優(yōu)選利用例如粘接劑40對樹脂膜20的端部22的一部分或整體進(jìn)行再接合。根 據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過再接合，可以增大樹脂膜20與樹脂基板10的周邊部18的接合強(qiáng)度，為 此，即使例如當(dāng)操作人員與樹脂膜20直接接觸時，也可以防止樹脂膜20的剝離。接下來，對微芯片的制造方法進(jìn)行說明。該制造方法是分別制作樹脂基板10及樹 脂膜20，并將樹脂基板10和樹脂膜20接合的方法。利用注塑成型機(jī)使樹脂基板10成形為特定的大小及厚度。另外，在該成形時，同 時形成流路用槽11及貫通孔15。需要說明的是，流路用槽11及貫通孔15也可以在注塑成 型后形成。另外，將特定厚度的膜切割成特定大小以制作樹脂膜20。在樹脂基板10和樹脂膜20的接合中，包括下述1次接合步驟接合樹脂膜，形成 由包含所述形成有流路用槽的區(qū)域的中央?yún)^(qū)域、以及該中央?yún)^(qū)域外周的周邊區(qū)域構(gòu)成的接 合面。另外，在1次接合步驟之后，還可以含有下述2次接合步驟，該步驟是對接合在樹脂 基板10的表面12上的樹脂膜20與樹脂基板10的表面12的至少一部分周邊部18進(jìn)行再 接合的步驟。在樹脂基板10和樹脂膜20的接合中，是否包括2次接合步驟，是依據(jù)該微芯片是 否在樹脂基板10的包括邊緣181 (各邊)在內(nèi)的區(qū)域上設(shè)置未設(shè)置樹脂膜20的非接合面 來進(jìn)行適當(dāng)選擇的。
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(剝離試驗)下面，對本發(fā)明中用于測定接合強(qiáng)度的微芯片剝離試驗進(jìn)行說明。為了評價樹脂膜與樹脂基板的接合強(qiáng)度，以JIS Z 0237中規(guī)定的90°剝離法為 基準(zhǔn)進(jìn)行測定。在測定本發(fā)明的接合強(qiáng)度時，為了確保有發(fā)生剝離的部分，切取與樹脂膜相同的 材料構(gòu)成的膜，并使在4邊中的至少1邊上比樹脂基板多余出IOmm左右，通過接合力強(qiáng)的 粘接劑等將其堅固地接合在接合有樹脂膜的微芯片的樹脂膜上。隨后，用夾具夾住從樹脂 基板上露出的長度IOmm的樹脂膜，在90度垂直方向上進(jìn)行拉伸，并以剝離負(fù)重除以發(fā)生剝 離的接合面的接合寬度得到的值作為接合強(qiáng)度。接合面的周邊區(qū)域的接合強(qiáng)度采用從接 合面的邊緣剝離2mm時的平均值，微芯片中央部的接合強(qiáng)度采用將接合面的周邊區(qū)域剝離 后，從包含接合面中央部(重心)的區(qū)域剝離2mm時的平均值。(周邊部的再接合)下面，對微芯片周邊部的再接合進(jìn)行說明。作為僅對樹脂基板和樹脂膜的接合面的周邊部進(jìn)行強(qiáng)化的方法，可以列舉利用粘 接劑、激光熔粘、高頻熔粘、熱板熔粘、超聲波熔粘等方法等，但并不限于上述這些方法，只 要是能夠僅強(qiáng)化微芯片周邊部的接合力的方法即可。(基板和膜的材料)下面，對樹脂基板10和樹脂膜20的材料進(jìn)行說明。樹脂基板10的材料沒有特 別限定，可以使用聚烯烴類樹脂、聚乙烯類樹脂、丙烯酸類樹脂、有機(jī)硅樹脂、聚碳酸酯類 樹脂等，但特別優(yōu)選使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等丙烯酸類樹脂。丙烯酸類樹脂包括 Mitsubishi Rayon公司(三菱^ ^ 3 >社)制造的Acrypet ( 7夕U :ν卜)、住友化學(xué)公 司制造的Sumipex ( ^ ^ ^ )、旭化成公司制造的Delpet ( r ^ “ 7卜)、Kuraray公 司(夕，>社)制造的Parapet ( ^，《7卜)等。作為樹脂膜20的材料，可以使用與樹 脂基板相同的樹脂，沒有特別的限定，但優(yōu)選使用丙烯酸類樹脂。作為在樹脂膜中使用的丙 烯酸類樹脂有Mitsubishi Rayon公司制造的Acryplen ( r >7 V > )、住友化學(xué)公司制 造的Technolloy (歹々7 口 4 ) ,Kaneka公司(力才、力社)制造的Sandyuren (寸 > 尹二 l· > )等。但是，樹脂基板10的材料和樹脂膜20的材料并不限于上述這些材料。[實施例]下面，參照圖1和表1，對具體的實施例及比較例進(jìn)行說明。表1為表示微芯片的 制作條件及評價結(jié)果的表。以下，對各實施例進(jìn)行說明。實施例1 實施例5是在樹脂基板10和樹脂膜20 接合后，進(jìn)行再度接合的實例。實施例6是在樹脂基板10和樹脂膜20接合后，不進(jìn)行再度 接合的實例。(實施例1) 下面，對實施例1進(jìn)行說明。(微芯片的接合)在樹脂基板10的制作中，利用注塑成型機(jī)使丙烯酸類樹脂(旭化成制造，Delpet 70NH)成形。由此，在外形尺寸為50. OmmX 50. OmmX Imm的板狀部件上成形寬度50 μ m，深 度50 μ m的多個流路用槽11和內(nèi)徑2mm的多個貫通孔15。
在樹脂膜20的制作中，將丙烯酸類樹脂膜(三菱Mitsubishi Rayon制造， Acryplen,厚度75 μ m)切割成50. Omm X 50. 0mm。樹脂基板10相對于樹脂膜20的尺寸差在 縱橫方向上均為0. 0mm。在樹脂基板10和樹脂膜20的接合中，在形成有流路用槽11的樹脂基板10的表 面12上，準(zhǔn)確地疊合樹脂膜20，利用熱壓機(jī)，以90°C的壓制溫度、98N/cm2的壓力對樹脂膜 20整體進(jìn)行壓合(壓著)，使樹脂基板10和樹脂膜20接合。在樹脂基板10和樹脂膜20的再接合中，將亞克力(7々U > )用UV粘接劑 (Adell( ^-r^ )制造，0PM55)40涂布在接合面的周邊(四邊)，利用3000mJ UV光進(jìn)行 照射使其固化。(接合強(qiáng)度的測定)分別對接合面中心區(qū)域的接合強(qiáng)度及周邊區(qū)域的接合強(qiáng)度進(jìn)行測定，結(jié)果顯示接 合面中央?yún)^(qū)域上的接合強(qiáng)度為0. 147N/cm，接合面周邊區(qū)域上的接合強(qiáng)度為4. 9N/cm。(接合后的微芯片評價)樹脂基板10和樹脂膜20進(jìn)行再接合后，對微芯片的外觀進(jìn)行檢查、并進(jìn)行漏液試 驗及滑動試驗。(滑動試驗)參照圖5，對滑動試驗的方法進(jìn)行說明。圖5(a)是使用定位夾具50的微芯片滑動 試驗說明圖，(b)是沿(a)的VB-VB線剖面圖。本發(fā)明的微芯片充分利用了可以廉價地大 量的特征，可以考慮將其應(yīng)用于醫(yī)療診斷(蛋白質(zhì)、DNA分析)。為了降低每次診斷成本，希 望實現(xiàn)分析系統(tǒng)的自動化，并且還期望能夠?qū)崿F(xiàn)自動地進(jìn)行微芯片的安裝。此時，需要在流 路寬度為幾十微米的流路檢出部分上聚焦激光等，為此必需準(zhǔn)確地進(jìn)行微芯片的安裝和定 位。此時，認(rèn)為與定位夾具接觸會引發(fā)膜的剝離。因此，為了對膜的抗剝離性進(jìn)行評價，假 定其為實際的自動分析裝置，進(jìn)行如附圖所示的滑動試驗。如圖5(a)、(b)所示在微芯片的4個角落上設(shè)置定位夾具50。通過設(shè)置使定位夾 具50的內(nèi)側(cè)尺寸比樹脂基板10的外形尺寸寬20微米。在豎直方向上，對10片粘貼有樹 脂膜20的微芯片進(jìn)行嵌入、取出的操作，并觀察樹脂膜20接合狀態(tài)的變化。如果10片中 有1片出現(xiàn)剝離，則從試驗的可靠性的觀點(diǎn)來看，由于無法將其裝入自動分析裝置中，因此 僅0片剝離時為合格。(漏液試驗)對漏液試驗進(jìn)行說明。利用水性油墨(Pilot ( "Μ 口 7卜)制造，Blue Black ( &一y 7 η)對制成的微芯片進(jìn)行漏液試驗。具體地，向各流路、貫通孔15中裝滿水性 油墨，常溫放置24小時后，通過顯微鏡來確認(rèn)是否有水性油墨從流路周邊、貫通孔15周邊 滲漏。觀察到油墨滲漏時用X表示，沒有觀察到時用〇表示。在微芯片的外觀檢查中，對微芯片的接合面和微細(xì)流路進(jìn)行觀察。由于受再接合 的影響的僅為微芯片的周邊部，因此未產(chǎn)生微細(xì)流路的變形。另外，確認(rèn)了在微芯片的漏液 試驗及滑動試驗中均未出現(xiàn)問題。從上述結(jié)果可以判斷根據(jù)實施例1的條件制成的微芯片能夠用于實際應(yīng)用。對實 施例1微芯片的評價如表1所示。
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權(quán)利要求
一種微芯片，其包括樹脂基板，其具備形成有流路用槽的第1表面和位于所述第1表面相反側(cè)的第2表面；以及樹脂膜，其接合在所述樹脂基板的第1表面上，其中，所述樹脂基板和所述樹脂膜的接合面由下述區(qū)域構(gòu)成包含形成有所述流路用槽的區(qū)域的中央?yún)^(qū)域，以及位于該中央?yún)^(qū)域外周的周邊區(qū)域，在所述中央?yún)^(qū)域，所述樹脂基板和所述樹脂膜的接合強(qiáng)度大于0.098N/cm，所述接合面的至少一部分周邊區(qū)域的接合強(qiáng)度大于所述中央?yún)^(qū)域的接合強(qiáng)度。
2.權(quán)利要求1中所記載的微芯片，其中，在所述樹脂基板第1表面的包含邊緣在內(nèi)的部 分區(qū)域上，設(shè)置有未設(shè)置所述樹脂膜的非接合區(qū)域。
3.—種微芯片，其包括樹脂基板，其具有形成有流路用槽的第1表面和位于所述第1表面相反側(cè)的第2表面；以及樹脂膜，其接合在所述樹脂基板的第1表面上，其中， 所述樹脂基板和所述樹脂膜的接合強(qiáng)度大于0. 098N/cm,所述樹脂基板第1表面的包含邊緣在內(nèi)的部分區(qū)域上設(shè)置有未設(shè)置所述樹脂膜的非 接合區(qū)域。
4.一種微芯片的制造方法，其包括下述步驟第1接合步驟在具有形成有流路用槽的第1表面和位于所述第1表面相反側(cè)的第2 表面的樹脂基板的第1表面上，接合樹脂膜，以形成接合面，所述接合面由下述區(qū)域構(gòu)成 所述包含形成有流路用槽的區(qū)域的中央?yún)^(qū)域、以及位于該中央?yún)^(qū)域外周的周邊區(qū)域；第2接合步驟在所述第1接合步驟后，對所述接合面的至少一部分周邊區(qū)域的接合強(qiáng) 度進(jìn)行強(qiáng)化，其中，在所述接合面的中央?yún)^(qū)域，所述樹脂基板和所述樹脂膜的接合強(qiáng)度大于0. 098N/cm0 全文摘要
本發(fā)明提供一種微芯片及其制造方法，所述微芯片是在樹脂基板上接合有樹脂膜的微芯片，其可以防止由于周邊部的剝離而導(dǎo)致的漏液，并同時防止微細(xì)流路的變形和堵塞。本發(fā)明所提供的微芯片，其包括具有形成有流路用槽的第1表面和與所述第1表面相反側(cè)的第2表面的樹脂基板，以及接合在所述樹脂基板的第1表面上的樹脂膜，其中，所述樹脂基板和所述樹脂膜的接合面由下述區(qū)域構(gòu)成包含形成有所述流路用槽的區(qū)域的中央?yún)^(qū)域，及該中央?yún)^(qū)域外周的周邊區(qū)域，在中央?yún)^(qū)域上樹脂基板和所述樹脂膜的接合強(qiáng)度大于0.098N/cm，且至少部分接合面的周邊區(qū)域的接合強(qiáng)度大于中央?yún)^(qū)域的接合強(qiáng)度。
文檔編號B81B1/00GK101952731SQ20098010490
公開日2011年1月19日 申請日期2009年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月15日
發(fā)明者平山博士, 波多野卓史 申請人:柯尼卡美能達(dá)精密光學(xué)株式會社