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WO2009119440A1 - マイクロチップ、及び成形用金型 - Google Patents

マイクロチップ、及び成形用金型 Download PDF

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WO2009119440A1
WO2009119440A1 PCT/JP2009/055433 JP2009055433W WO2009119440A1 WO 2009119440 A1 WO2009119440 A1 WO 2009119440A1 JP 2009055433 W JP2009055433 W JP 2009055433W WO 2009119440 A1 WO2009119440 A1 WO 2009119440A1
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WO
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flow path
groove
resin substrate
depth
path groove
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Application number
PCT/JP2009/055433
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English (en)
French (fr)
Inventor
信 高木
幹司 関原
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Konica Minolta Opto Inc
Original Assignee
Konica Minolta Opto Inc
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/42—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the shape of the moulding surface, e.g. ribs or grooves

Definitions

  • the step portion 5 formed at the intersecting portion 4 where the first channel groove 2 and the second channel groove 3 intersect is used for evaluating the transferability of the channel groove in molding.
  • the resin substrate 1 is manufactured by an injection molding method using a molding die.
  • the molding die is formed with a convex portion corresponding to the first flow channel groove 2 and a convex portion corresponding to the second flow channel groove 3, and the shape of the convex portion of the molding die is a resin.
  • the resin substrate 1 having the first flow path groove 2 and the second flow path groove 3 is produced.
  • a step portion is provided on the upper surface of the convex portion of the molding die, at a position corresponding to the intersecting portion 4 where the first flow path groove 2 and the second flow path groove 3 intersect. Thereby, the step of the molding die is transferred to the resin, and the step portion 5 is formed on the bottom surface of the intersecting portion 4 where the first flow path groove 2 and the second flow path groove 3 intersect.
  • the transferability can be evaluated at a deep portion of the flow path groove.
  • the depth of one of the flow channel grooves becomes deeper than the depth of the other flow channel grooves at the intersecting portion 4.
  • the depth of the second flow path groove 3 is deeper than the depth of the first flow path groove 2.
  • the stepped portion 5 can be easily specified, and further, the stepped portion 5 at the crossing portion 4 can be specified. By confirming the shape, the transferability of the resin substrate 1 can be evaluated.
  • a linear first flow path forming groove 11 and a straight second flow path forming groove 12 are formed on one surface of the electroforming master 10.
  • the first flow path forming groove 11 and the second flow path forming groove 12 are formed orthogonally on the surface of the electroforming master 10.
  • the depth of the first flow path forming groove 11 and the depth of the second flow path forming groove 12 are different, and the intersection where the first flow path forming groove 11 and the second flow path forming groove 12 intersect.
  • a step portion 14 is formed on the bottom surface of 13.
  • the depth of the second flow path forming groove 12 is deeper than the depth of the first flow path forming groove 11. Therefore, a stepped portion 14 that is orthogonal to the length direction of the first flow path forming groove 11 is formed on the bottom surface of the intersecting portion 13 across the width direction of the first flow path forming groove 11.
  • the step portion 14 corresponds to the step portion 5 formed on the resin substrate 1.
  • the second flow path is formed across the width direction of the second flow path forming groove 12 by making the depth of the first flow path forming groove 11 deeper than the depth of the second flow path forming groove 12. You may form the level
  • a method for manufacturing the electroforming master 10 will be described.
  • a metal layer is formed on the surface of the master blank by performing Ni—P plating or Cu plating on the master blank.
  • the first flow path forming groove 11 and the second flow path forming groove 12 are formed by etching the upper surface of the metal layer.
  • the electroforming master 10 obtained in this way becomes a base of a molding die for the resin substrate 1.
  • the first flow path forming groove 11 corresponds to the first flow path groove 2 of the resin substrate 1
  • the second flow path forming groove 12 corresponds to the second flow path groove 3 of the resin substrate 1.
  • the step portion 14 corresponds to the step portion 5 of the resin substrate 1.
  • the metal layer may not be formed on the master blank.
  • the master blank may be made of a material such as an aluminum alloy or oxygen-free copper, and the master blank 10 may be manufactured by etching the master blank.
  • an electroformed body is produced by electroforming the electroformed master 10, and then the electroformed body is released from the electroformed master 10.
  • the molding die which has a convex part corresponding to the groove for channel formation of electroforming master 10 can be produced.
  • a molding die produced by the electroforming master 10 is shown in FIG.
  • a linear first convex portion 21 corresponding to the first flow path forming groove 11 and a linear second convex corresponding to the second flow path forming groove 12 are formed on one surface of the molding die 20, a linear first convex portion 21 corresponding to the first flow path forming groove 11 and a linear second convex corresponding to the second flow path forming groove 12 are formed.
  • a portion 22 is formed.
  • the height of the first convex portion 21 and the height of the second convex portion 22 are different, and a step portion 23 is formed on the upper surface of the intersection where the first convex portion 21 and the second convex portion 22 intersect.
  • the height of the second convex portion 22 is higher than the height of the first convex portion 21.
  • the relationship of height d2> height d1 is established between the height d1 of the first convex portion 21 and the height d2 of the second convex portion 22, and the height difference ⁇ t is It
  • the shape of the step portion 5 formed on the resin substrate 1 is observed with an observation device such as a microscope, and the shape of the step portion 5 and the molding die 20 are formed.
  • the shape of the stepped portion 23 is compared. Then, the transferability is evaluated based on the difference in the shape of the step portion.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a part of the molding die according to the embodiment of the present invention.
  • the resin substrate 1 is manufactured by injection molding using a mold in which a flat groove for forming a cavity is formed and the molding mold 20 according to this embodiment. With the flat groove inside, the molding die 20 and the mold in which the groove is formed face each other and are brought into contact with each other, so that the molding die 20 and the mold in which the groove is formed are in contact with each other. Cavity is formed in By filling the cavity with resin, the resin substrate 1 to which the shape of the first protrusion 21 and the shape of the second protrusion 22 are transferred is produced.
  • the shape of the step portion 23 formed in the molding die 20 is made of resin. Good transfer onto the substrate 1. Specifically, the shape of the corner of the step portion 23 and the shape of the wall portion are transferred to the resin substrate 1, and the step portion 5 having a shape corresponding to the shape of the step portion 23 is formed on the resin substrate 1. The And when the level difference part 5 is observed with observation apparatuses, such as a microscope, the boundary line of the level difference part 5 can be recognized with a comparatively dark line. As a result, the inspector can confirm that the transfer has been successfully performed.
  • the shape of the step portion 23 formed in the molding die 20 is resin. It is not transferred well to the substrate 1. Specifically, the shape of the corner of the step 23 and the shape of the wall are not transferred well to the resin substrate 1, and the corner and wall of the step 5 formed on the resin substrate 1 are curved. Thus, the shape corresponding to the shape of the stepped portion 23 is not formed on the resin substrate 1. And when the level difference part 5 is observed with observation apparatuses, such as a microscope, the boundary line of the level difference part 5 can be recognized blurry. Thereby, the inspector can confirm that the transfer is not performed well.
  • FIG. 8 is a top view of a resin substrate according to a modification.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a resin substrate according to a modification, and is a IX-IX cross-sectional view of FIG. In this modification, a resin substrate in which a T-shaped groove is formed by two channel grooves having different depths will be described.
  • the resin substrate 1A is a plate-shaped substrate, and on one surface of the resin substrate 1A, a linear first flow channel groove 2A and a linear second flow channel groove are formed. 3A is formed.
  • the first flow path groove 2A and the second flow path groove 3A are orthogonally formed on the surface of the resin substrate 1A.
  • the second flow path groove 3A is formed halfway through the first flow path groove 2A.
  • the first channel groove 2A and the second channel groove 3A constitute a T-shaped groove. Since the depth of the second flow path groove 3A is deeper than the depth of the first flow path groove 2A, the intersection of the first flow path groove 2A and the second flow path groove 3A intersects.
  • a step portion 5A is formed on the bottom surface.
  • the depth of the first flow path groove 2A is defined as depth d1
  • the depth of the second flow path groove 3A is defined as depth d2. Since the depth of the second flow path groove 3A is deeper than the depth of the first flow path groove 2A, the relationship of depth d2> depth d1 is established, and the depth difference ⁇ t is the step portion 5A. Of height.
  • a microchip is manufactured by bonding the resin substrate 1A and the flat resin substrate with the surface on which the first flow channel groove 2A and the second flow channel groove 3A are formed inside. To do. As a result, a fine channel is formed by the first channel groove 2A and the second channel groove 3A.
  • the resin substrate 1A is manufactured by an injection molding method using a molding die.
  • the molding die is formed with a convex portion corresponding to the first flow channel groove 2A and a convex portion corresponding to the second flow channel groove 3A, and the shape of the convex portion of the molding die is a resin.
  • the resin substrate 1A having the first flow path groove 2A and the second flow path groove 3A is produced. Further, a step portion is provided on the upper surface of the convex portion of the molding die at a position corresponding to the intersecting portion 4A where the first flow path groove 2A and the second flow path groove 3A intersect.
  • a resin substrate 1A according to the above-described modification was produced.
  • a molding die for producing the resin substrate 1A was produced. Specifically, a molding die having convex portions corresponding to the first channel groove 2A and the second channel groove 3A was produced. Then, by molding PMMA which is a transparent resin material with an injection molding machine using the molding die, the first flow path groove 2A and the second flow path are formed on the surface of a plate-like member having a 30 mm square and a thickness of 1 mm.
  • a resin substrate having a channel groove 3A formed thereon was produced. The dimensions of the groove are shown below.
  • first channel groove 2A 26.5 [ ⁇ m]
  • Depth d2 of second channel groove 3A 26.7 [ ⁇ m]
  • the depth ⁇ t of the step portion 5A 0.18 [ ⁇ m]
  • Width of first flow path groove 2A 40.3 [ ⁇ m] (Evaluation)
  • Two resin substrates 1A were produced by molding PMMA, which is a transparent resin material, using an injection molding machine under two different molding conditions, and the transferability of each resin substrate 1A was examined. The appearance of the stepped portion 5A was observed with a general-purpose optical microscope having a magnification of about 400 times, and the difference in the shape of the stepped portion 5A in the resin substrate 1A could be confirmed. In one resin substrate 1A, the step portion 5A was observed to be thick, and in the other resin substrate 1A, the step portion 5A was observed to be thin.
  • the shape of the two resin substrates 1A was measured with a shape measuring device, and the transferability of the molding was confirmed. It was confirmed that the shape of the resin substrate 1A in which the stepped portion 5A was observed to be thick was largely different from the shape of the molding die, and sufficient molding transfer was not obtained. On the other hand, it was confirmed that the shape of the resin substrate 1A in which the step portion 5A was thinly observed was small in deviation from the shape of the molding die, and sufficient molding transfer was obtained. From the above, the correlation between the observation image by the optical microscope and the molding transferability was confirmed.
  • the materials and dimensions of the resin substrate shown in the above-described embodiments are for confirming the effects of the present invention, and the present invention is not limited to these. For example, even when the resin mentioned in the above-described embodiment is used, transferability in molding can be evaluated by providing a stepped portion.

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  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)

Abstract

　定量的に流路用溝の形状を測定しなくても、成形における転写性を評価することができるマイクロチップを提供する。 樹脂製基板１の一方の表面には、第１流路用溝２と第２流路用溝３とが交差して形成されている。その交差する交差部には、段差部５が設けられている。第１流路用溝２の深さｄ１と第２流路用溝３の深さｄ２との間には、深さｄ２＞深さｄ１の関係が成立し、深さの差分δｔが段差部５の高さになる。樹脂製基板１の流路用溝は成形用金型を用いた成形によって作製される。段差部５は、その成形における転写性の評価に用いられる。顕微鏡などの観察装置によって段差部５の形状を観察し、その観察に基づいて転写性を評価する。

Description

マイクロチップ、及び成形用金型
　この発明は、流路用溝が形成された樹脂製基板を接合することで作製されるマイクロチップに関する。また、この発明は、流路用溝が形成された樹脂製基板を作製するための成形用金型に関する。
　微細加工技術を利用してシリコンやガラス基板上に微細な流路や回路を形成し、微小空間上で核酸、タンパク質、血液などの液体試料の化学反応や、分離、分析などを行うマイクロ分析チップ、あるいはμＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ　Ｔｏｔａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　Ｓｙｓｔｅｍｓ）と称される装置が実用化されている。このようなマイクロチップの利点としては、サンプルや試薬の使用量又は廃液の排出量が軽減され、省スペースで持ち運び可能な安価なシステムの実現が考えられる。
　マイクロチップは、少なくとも一方の部材に微細加工が施された２つの部材をはり合わせることにより製造される。従来においては、マイクロチップにはガラス基板が用いられ、様々な微細加工方法が提案されている。しかしながら、ガラス基板は大量生産には向かず、非常に高コストであるため、廉価で使い捨て可能な樹脂製のマイクロチップの開発が望まれている。
　樹脂製のマイクロチップを製造するためには、流路用溝が形成された樹脂製基板と、流路用溝をカバーする樹脂製基板とを接合する。流路用溝が形成された樹脂製基板は、例えば射出成形によって作製される。従来、微細流路内において液体の旋回流を促すために、成形によって螺旋状の凹凸を流路用溝に形成した複数流路が分岐した流路溝が形成されているマイクロチップが提案されている（特許文献１）。
特開２００６－１４２２１０号公報
　しかしながら、特許文献１にあるように最近の流路用溝は、複数の流路が分岐、交差している複雑なパターンを有するものが多い。このような複雑な流路用溝パターンを射出成形によって形成する場合、成形時の樹脂転写性が流路用溝全体に亘って十分でないことがある。その場合、流路の複数箇所の転写性を測定して評価することとなるが、各流路について転写性を評価することは手間がかかるという問題がある。また当該評価を測定装置に基づく測定結果に基づいて評価する方法は、検査に時間を要し、成形における転写性を簡便に評価することが更に困難であった。また、その測定に用いる測定装置もコストがかかっていた。そのため、検査に要する手間やコストを低減し、かつ、成形による転写性を簡便に評価できる方法が望まれていた。
　この発明は上記の問題を解決するものであり、このような複雑な流路溝パターンを形成した場合でも、各々の流路溝を測定しなくても、成形における転写性を評価することができるマイクロチップ、及び流路用溝が形成された樹脂製基板を作製するための成形用金型を提供することを目的とする。
　この発明の第１の形態は、樹脂を成形することで作製された２つの樹脂製基板のうち、少なくとも一方の樹脂製基板の表面には流路用溝が形成され、前記２つの樹脂製基板を、前記流路用溝が形成された面を内側にして接合されたマイクロチップであって、前記流路用溝は第１流路用溝と、前記第１流路用溝と交差する第２流路用溝とを含み、前記第１流路用溝と前記第２流路用溝とは溝深さが異なることを特徴とするマイクロチップである。
　また、この発明の第２の形態は、第１の形態に係るマイクロチップであって、前記第１流路用溝と前記第２流路用溝とが交差する交差部に形成される段差が、成形における転写性の検査に用いられることを特徴とする。
　また、この発明の第３の形態は、第１の形態又は第２の形態のいずれかに係るマイクロチップであって、前記第１流路用溝と前記第２流路用溝とが交差する交差部の段差の高さは、前記第１流路用溝の溝深さと前記第２流路用溝の溝深さとのうち、深い方の溝深さの０．３％～５％の範囲に設定されていることを特徴とする。
　また、この発明の第４の形態は、少なくとも２つの樹脂製基板のうち、一方の樹脂製基板の表面には少なくとも２つの流路用溝が互いに交差して形成され、前記２つの樹脂製基板を、前記複数の流路用溝が形成された面を内側にして接合されるマイクロチップの前記流路用溝が形成された樹脂製基板を成形するための成形用金型であって、前記交差する少なくとも２つの流路用溝の一方に対応する第１凸部を有し、前記第１凸部の上面であって、前記少なくとも２つの流路用溝が交差する交差部の位置に対応する位置に、前記２つの流路用溝のうち少なくとも一方の溝の幅と同じ幅を有する段差を以って第２凸部が設けられていることを特徴とする成形用金型である。
　また、この発明の第５の形態は、第４の形態に係る成形用金型であって、前記第２凸部が、成形における転写性の検査に用いられることを特徴とする。
　また、この発明の第６の形態は、第４の形態又は第５の形態のいずれかに係る成形用金型であって、前記第２凸部の高さは、前記第１凸部及び前記第２凸部の全体の高さの０．３％～５％の範囲に設定されていることを特徴とする。
　また、この発明の第７の形態は、第４から第６の形態のいずれかに係る成形用金型であって、複数の凹部が交差するように、前記複数の凹部のそれぞれをエッチング加工によって形成することで、前記交差する交差部における前記凹部の底面に段差が形成された電鋳マスターを用いて、電鋳加工によって前記凹部に対応する前記凸部が形成されたことを特徴とする。
　この発明によると、流路用溝が交差する交差部に段差を設けており、当該交差部の段差部により流路溝の転写性を評価する事が可能となる。係る構成は、複数の流路が交差する交差部分が射出成形時における樹脂転写性が最も不十分となる恐れがあるという知見に鑑みて成されたものである。つまり該交差部に形成されている段差部を設けて樹脂転写性の評価を行う事により、各々の流路溝の形状の転写性を一つ一つ評価しなくても、数少ない交差部の評価によって樹脂製基板に対する流路用溝の転写性を評価することが可能となり、手間を軽減でき、また測定装置を使用してのコストの係る評価であってもコストダウンに繋がる。
　また流路の段差よりも更に深い段差部が形成されていることにより、測定装置に基づく測定結果による評価を用いなくても、段差部を顕微鏡などの観察評価で簡易的に転写性を推定する事が可能となるため、その場合、更なるコストダウンにも繋がる。
この発明の実施形態に係る樹脂製基板の上面図である。 この発明の実施形態に係る樹脂製基板の断面図であり、図１のＩＩ－ＩＩ断面図である。 この発明の実施形態に係るマイクロチップの断面図である。 この発明の実施形態に係る電鋳マスターの上面図である。 この発明の実施形態に係る電鋳マスターの断面図であり、図４のＶ－Ｖ断面図である。 この発明の実施形態に係る成形用金型の断面図である。 この発明の実施形態に係る成形用金型の一部を拡大した断面図である。 変形例に係る樹脂製基板の上面図である。 変形例に係る樹脂製基板の断面図であり、図８のＩＸ－ＩＸ断面図である。
符号の説明
　１、１Ａ、６　樹脂製基板
　２、２Ａ　第１流路用溝
　３、３Ａ　第２流路用溝
　４、４Ａ、１３　交差部
　５、５Ａ、１４、２３　段差部
　７　貫通孔
　８　マイクロチップ
　１０　電鋳マスター
　１１　第１流路形成用溝
　１２　第２流路形成用溝
　２０　成形用金型
　２１　第１凸部
　２２　第２凸部
　この発明の実施形態に係るマイクロチップについて、図１から図３を参照して説明する。図１は、この発明の実施形態に係る樹脂製基板の上面図である。図２は、この発明の実施形態に係る樹脂製基板の断面図であり、図１のＩＩ－ＩＩ断面図である。図３は、この発明の実施形態に係るマイクロチップの断面図である。
　図１に示すように、樹脂製基板１は板状の基板であり、樹脂製基板１の一方の表面には、直線状の第１流路用溝２と直線状の第２流路用溝３とが形成されている。この実施形態では、１例として、第１流路用溝２と第２流路用溝３とが直交して樹脂製基板１の表面に形成されている。なお、第１流路用溝２と第２流路用溝３とは直交せずに樹脂製基板１に形成されていても良い。
　また、第１流路用溝２の深さと第２流路用溝３の深さとが異なり、第１流路用溝２と第２流路用溝３とが交差する交差部４の底面に段差部５が形成されている。この実施形態では、第１流路用溝２の深さよりも第２流路用溝３の深さの方が深い。そのため、交差部４の底面に、第１流路用溝２の幅方向に亘って、第１流路用溝２の長さ方向に直交する段差部５が形成される。段差部５は、第１流路用溝２の幅と同じ幅を有している。なお、第１流路用溝２の深さを第２流路用溝３の深さよりも深くすることで、第２流路用溝３の幅方向に亘って、第２流路用溝３の長さ方向に直交する段差部を形成しても良い。
　例えば図２に示すように、第１流路用溝２の深さを深さｄ１とし、第２流路用溝３の深さを深さｄ２とする。この実施形態においては、第１流路用溝２の深さよりも第２流路用溝３の深さの方が深いため、深さｄ２＞深さｄ１の関係が成立し、深さの差分δｔが、段差部５の高さとなる。
　また、樹脂製基板１の接合の相手方となる樹脂製基板６は平板状の基板である。そして、図３に示すように、第１流路用溝２と第２流路用溝３とが形成されている面を内側にして、樹脂製基板１と樹脂製基板６とを接合することでマイクロチップ８を製造する。この接合によって、樹脂製基板６が第１流路用溝２と第２流路用溝３との蓋（カバー）として機能する。そのことにより、樹脂製基板１に形成された第１流路用溝２と樹脂製基板６とによって微細流路が形成され、第２流路用溝３と樹脂製基板６とによって微細流路が形成される。
　また、樹脂製基板６には、第１流路用溝２の両端部に対応する位置と、第２流路用溝３の両端部に対応する位置とに、樹脂製基板６の厚さ方向に貫通する貫通孔７が形成されている。樹脂製基板１と樹脂製基板６と接合することで、貫通孔７に対応する開口部がマイクロチップ８に形成される。この貫通孔７による開口部は、微細流路に繋がっており、ゲル、試料、緩衝液の導入、保存、又は排出を行うための孔である。開口部（貫通孔７）の形状は、円形状や矩形状の他、様々な形状であっても良い。開口部に、分析装置に設けられたチューブやノズルを接続し、そのチューブやノズルを介して、ゲル、試料、又は緩衝液などを微細流路に導入し、又は、微細流路から試料などを排出する。
　なお、樹脂製基板６に貫通孔７を設けずに、樹脂製基板１に貫通孔を設けても良い。例えば、第１流路用溝２の両端部に、樹脂製基板１の厚さ方向に貫通する貫通孔を形成し、第２流路用溝３の両端部に、樹脂製基板１の厚さ方向に貫通する貫通孔を形成する。そして、樹脂製基板１と樹脂製基板６とを接合することで、樹脂製基板１に形成された貫通孔によって、微細流路に繋がる開口部を形成しても良い。
　樹脂製基板１、６の形状は、ハンドリング、分析しやすい形状であればどのような形状であっても良い。例えば、１０ｍｍ角～２００ｍｍ角の大きさが好ましく、１０ｍｍ角～１００ｍｍ角がより好ましい。樹脂製基板１、６の形状は、分析手法、分析装置に合わせれば良く、正方形、長方形、円形などの形状が好ましい。また、貫通孔７の径は、分析手法や分析装置に合わせれば良く、例えば２ｍｍ程度であることが好ましい。
　第１流路用溝２及び第２流路用溝３の形状とは、分析試料、試薬の使用量を少なくできること、成形金型の作製精度、転写性、離型性などを考慮して、幅、深さともに、１０μｍ～２００μｍの範囲内の値であることが好ましいが、特に限定されるものではない。また、アスペクト比（溝の深さ／溝の幅）は、０．１～３が好ましく、０．２～２がより好ましい。また、第１流路用溝２及び第２流路用溝３の幅と深さとは、マイクロチップの用途によって決めれば良い。なお、説明を簡便にするために、図２に示す第１流路用溝２及び第２流路用溝３の断面の形状は矩形状となっているが、この形状は流路用溝の１例であり、曲面状となっていても良い。
　また、第１流路用溝２と第２流路用溝３とが形成された樹脂製基板１の板厚は、成形性を考慮して、０．２ｍｍ～５ｍｍが好ましく、０．５ｍｍ～２ｍｍがより好ましい。第１流路用溝２と第２流路用溝３とを覆うための蓋（カバー）として機能する樹脂製基板６の板厚は、成形性を考慮して、０．２ｍｍ～５ｍｍが好ましく、０．５ｍｍ～２ｍｍがより好ましい。また、蓋（カバー）として機能する樹脂製基板６に流路用溝を形成しない場合、フィルム（シート状の部材）を用いても良い。この場合、フィルムの厚さは、３０μｍ～３００μｍであることが好ましく、５０μｍ～１５０μｍであることがより好ましい。
（樹脂製基板の材料）
　樹脂製基板１、６には樹脂が用いられる。その樹脂としては、成形性（転写性、離型性）が良いこと、透明性が高いこと、紫外線や可視光に対する自己蛍光性が低いことなどが条件として挙げられるが、特に限定されるものではない。例えば、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン６、ナイロン６６、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリイソプレン、ポリエチレン、ポリジメチルシロキサン、環状ポリオレフィンなどが好ましい。特に、ポリメタクリル酸メチル、環状ポリオレフィンなどが好ましい。なお、樹脂製基板１と樹脂製基板６とで、同じ材料を用いても良いし、異なる材料を用いても良い。
（樹脂製基板の接合）
　第１流路用溝２と第２流路用溝３とが形成されている面を内側にして、樹脂製基板１と樹脂製基板６とを接合する。樹脂製基板の接合は、例えば、熱融着、超音波融着、又はレーザ融着によって行うことができる。さらに、紫外線、プラズマ、又はイオンビームによって樹脂製基板の表面を活性化させて樹脂製基板を接合しても良い。
　なお、樹脂製基板６にも流路用溝を形成して、流量用溝が形成された樹脂製基板同士を接合しても良い。例えば、樹脂製基板６に形成された流路用溝を内側にし、樹脂製基板１に形成された流路用溝を内側にして、樹脂製基板１と樹脂製基板６とを接合することでマイクロチップを作製する。また、複数の樹脂製基板を重ねて接合しても良い。
　第１流路用溝２と第２流路用溝３とが交差する交差部４に形成された段差部５は、成形における流路用溝の転写性の評価に用いられる。樹脂製基板１は、成形用金型を用いて射出成形法などによって作製される。成形用金型には、第１流路用溝２に対応する凸部と第２流路用溝３に対応する凸部とが形成されており、成形用金型の凸部の形状が樹脂に転写されることで、第１流路用溝２と第２流路用溝３とを有する樹脂製基板１が作製される。さらに、成形用金型の凸部の上面であって、第１流路用溝２と第２流路用溝３とが交差する交差部４に対応する位置に、段差部を設ける。これにより、成形用金型の段差が樹脂に転写され、第１流路用溝２と第２流路用溝３とが交差する交差部４の底面に段差部５が形成される。
　そして、樹脂製基板１に形成された段差部５の形状を観察することで、第１流路用溝２及び第２流路用溝３の転写性を評価することができる。例えば、顕微鏡などの観察装置を用いて、樹脂製基板１に形成された段差部５の形状と、成形用金型に形成された段差部の形状とを比べ、段差部の形状の差異に基づいて転写性を評価することができる。成形品である樹脂製基板１の段差部５の形状が、成形用金型の段差部の形状からみて維持されていれば、成形用金型に樹脂が十分に充填されて、そこで交差している第１流路用溝２及び第２流路用溝３全体の転写が良好であると判断できる。一方、樹脂製基板１の段差部５の形状が維持されていない場合は、成形用金型に樹脂が十分に充填されておらず、そこで交差している第１流路用溝２及び第２流路用溝３の転写が不十分であると判断できる。このように、この実施形態に係る樹脂製基板１を用いたマイクロチップによると、各々の流路用溝の形状を測定しなくても、係る交差部の段差を測定する事、すなわちもっとも転写性が懸念される交差部の段差を測定する事により、そこで交差している流路用溝全体の転写性を評価する事が可能となる。また流路溝の段差よりもさらに深い段差の形状を備えているため、測定装置で測定し、その測定結果に基づいて評価しなくても、顕微鏡などの観察装置によって、流路用溝の転写性を評価することが可能となる。そのことにより、検査に要するコストを低減し、かつ、成形による転写性を簡便に評価することが可能となる。
　また、第１流路用溝２と第２流路用溝３とが交差する交差部４に段差部５を設けることで、流路用溝が深い部分において転写性を評価することができる。交差部４に段差部５を設けることで、その交差部４において、一方の流路用溝の深さは他の流路用溝の深さよりも深くなる。この実施形態では、第２流路用溝３の深さの方が、第１流路用溝２の深さよりも深くなる。このように、流路用溝が交差する交差部４では、その段差部５によって深さが異なる流路用溝が交差することになる。そのため、その段差部５の形状を観察することで、溝が深い部分において成形の転写性を評価することが可能となり、その評価によって、樹脂製基板１全体に対する流路用溝の転写性を評価することが可能となる。すなわち、溝の深さが深い部分において転写性が良好であれば、溝の深さが浅い部分においても、転写性は良好であると推定できる。このように、交差部４の段差部５を使って評価することにより、一つ一つの溝の転写状態を評価する必要性が軽減され、簡易に流路溝全体の転写が良好になされているかを判定することが可能となる。
　また、このような段差部５は、転写性を検査するときに、位置を比較的容易に特定することができる。そのことにより、検査に要する時間を短縮することができる。仮に、流路用溝の任意の場所に検査用の段差部を設けた場合には、転写性を検査するときに、段差部が設けられた場所を顕微鏡などの検査装置によって探す必要がある。この実施形態では、交差部４に段差部５を備えているため、段差部５は流路パターンで即座に場所を特定することができる。交差部以外の任意の位置での段差の場合には、その発見した段差部が、成形用金型に設けられた段差部に基づく段差部なのか、別の要因で形成された段差部なのかを見極めるのは困難であるため、高い精度で転写性の評価を行うことは困難である。
　また、顕微鏡などの観察装置によって段差部を発見できない場合、成形用金型に段差部が形成されているにも関わらず、転写性が悪いためにその段差部が転写されなかったのか、元々、観察している場所に段差部が設けられていなかったのかを判定することは困難である。そのため、流路用溝のすべての場所を顕微鏡などの観察装置によって観察して、すべての場所で段差部が発見されなかった場合に、流路用溝の転写性が悪いと判断できることになる。また、流路用溝に段差部が発見された場合であっても、上述したように、成形用金型に形成された段差部に基づく段差部なのか否かを判定することは困難である。
　これに対して、この実施形態に係る樹脂製基板１によると、交差部４に段差部５があるため、段差部５を容易に特定することができ、さらに、その交差部４における段差部５の形状を確認することで、樹脂製基板１の転写性を評価することができる。
　なお、段差部５の高さが高すぎると、段差部５において、マイクロチップ内を流れる試料に乱流が発生するおそれがあり、その結果、マイクロチップを用いた分析に影響を与えるおそれがある。特に、係る段差は流路が交差する部分に設けられているため、他の段差に比べ、より厳しい段差高さの制限が要求される。そのため、段差部５の高さδｔは、第２流路用溝３の深さｄ２の０．３％～５％の範囲に設定されていることが好ましい。また、段差部５の高さδｔは、転写が良好に行われた場合に、顕微鏡などによって検査者が段差部５の形状を認識できる高さがあれば良い。例えば、段差部５の高さδｔは、０．０１μｍ～１μｍであることが好ましい。
　この実施形態に係る樹脂製基板１には、１つの交差部４が形成され、その交差部４に段差部５が設けられているが、この発明はこの例に限られない。例えば、複数の交差部が形成されるように、樹脂製基板に複数の流路用溝を形成して、複数の段差部を設けても良い。そして、成形における転写性を評価するときには、各交差部における段差部の形状を顕微鏡などの観察装置で観察し、その観察結果に基づいて転写性を評価しても良い。また、複数の段差部を設ける場合は、各段差部の高さは同じ高さであっても良いし、それぞれで異なる高さであっても良い。例えば、この実施形態に係る樹脂製基板１には、２つの段差部５が形成されている。これら２つの段差部５の高さは同じ高さであっても良いし、異なる高さであっても良い。また、第１流路用溝２の幅方向に亘って段差部５を設けるとともに、第２流路用溝３の幅方向に亘って段差部を更に設けても良い。
　また、この実施形態に係る樹脂製基板１では、第１流路用溝２と第２流路用溝３とを互いに直交させているが、この発明はこの例に限られない。例えば、流路用溝をＹ字状又はＴ字状に形成し、流路用溝が分岐する分岐点や、流路用溝が交差する交差部に、段差部を設けても良い。つまり、この発明に係る「第１流路用溝」と「第２流路用溝」とは、いずれも直線状に形成されている溝であって、それが互いに交差する交差部を備えているものであれば良く、その意味で、前述のＹ字状の流路用溝と、Ｔ字状の流路用溝もこの範疇に含まれる。また、３つ以上の流路用溝が交差する場合、段差部は１つの段差部を設けるものに限らず、２つ又はそれ以上の段差部を設けても良い。なお、流路用溝が分岐する分岐点に段差部を設けた場合も、この実施形態に係る樹脂製基板１と同様に、顕微鏡などの観察装置によってその段差部を観察することで、成形における転写性を評価することができる。
（製造方法）
　段差部５が形成された樹脂製基板１を作製するために、段差部５に対応する段差部が形成された成形用金型を用いる。金型の加工は、公知のエッチング加工によって行う。第１流路用溝２と第２流路用溝３とに対応する凸部を成型用金型に形成し、さらに、段差部５に対応する段差部を凸部の上面に形成する。この実施形態では、凸部の上面であって、第１流路用溝２と第２流路用溝３とが交差する交差部４に対応する位置に、段差部５に対応する段差部を形成する。また、成形用金型を電鋳加工によって作製しても良い。この場合、エッチング加工によって、第１流路用溝２と第２流路用溝３とに対応する流路形成用溝を電鋳マスターに形成する。そして、その電鋳マスターによって成形用金型を作製する。
　ここでは、１例として、電鋳加工によって成形用金型を作製し、その成形用金型を用いて樹脂製基板１を作製する場合について、図４から図６を参照して説明する。図４は、この発明の実施形態に係る電鋳マスターの上面図である。図５は、この発明の実施形態に係る電鋳マスターの断面図であり、図４のＶ－Ｖ断面図である。図６は、この発明の実施形態に係る成形用金型の断面図である。
　図４に示すように、電鋳マスター１０の一方の面には、直線状の第１流路形成用溝１１と直線状の第２流路形成用溝１２とが形成されている。この実施形態では、１例として、第１流路形成用溝１１と第２流路形成用溝１２とが直交して電鋳マスター１０の表面に形成されている。
　また、第１流路形成用溝１１の深さと第２流路形成用溝１２の深さとが異なり、第１流路形成用溝１１と第２流路形成用溝１２とが交差する交差部１３の底面には段差部１４が形成されている。この実施形態では、第１流路形成用溝１１の深さよりも第２流路形成用溝１２の深さの方が深い。そのため、交差部１３の底面に、第１流路形成用溝１１の幅方向に亘って、第１流路形成用溝１１の長さ方向に直交する段差部１４が形成される。この段差部１４は、樹脂製基板１に形成されている段差部５に対応するものである。なお、第１流路形成用溝１１の深さを第２流路形成用溝１２の深さよりも深くすることで、第２流路形成用溝１２の幅方向に亘って、第２流路形成用溝１２の長さ方向に直交する段差部を形成しても良い。
　例えば図５に示すように、第１流路形成用溝１１の深さｄ１と、第２流路形成用溝１２の深さｄ２との間には、深さｄ２＞深さｄ１の関係が成立し、深さの差分δｔが、段差部１４の高さとなる。
　次に、電鋳マスター１０の製造方法について説明する。まず、マスターブランクに対してＮｉ－Ｐめっき加工やＣｕめっき加工を施すことで、マスターブランクの表面に金属層を形成する。その後、金属層の上面にエッチング加工を施すことで、第１流路形成用溝１１と第２流路形成用溝１２とを形成する。こうして得られた電鋳マスター１０は、樹脂製基板１の成形用金型の母体になる。第１流路形成用溝１１が、樹脂製基板１の第１流路用溝２に対応し、第２流路形成用溝１２が樹脂製基板１の第２流路用溝３に対応し、段差部１４が樹脂製基板１の段差部５に対応する。なお、マスターブランクに金属層を形成しなくても良い。例えば、マスターブランクをアルミ合金や無酸素銅などの材料で構成し、このマスターブランクをエッチング加工することで電鋳マスター１０を作製しても良い。
　そして、電鋳マスター１０に電鋳加工を施すことで、電鋳加工体を作製し、その後、電鋳マスター１０から電鋳加工体を離型させる。これにより、電鋳マスター１０の流路形成用溝に対応した凸部を有する成形用金型を作製することができる。
　電鋳マスター１０によって作製された成形用金型を図６に示す。成形用金型２０の一方の面には、第１流路形成用溝１１に対応する直線状の第１凸部２１と、第２流路形成用溝１２に対応する直線状の第２凸部２２とが形成されている。第１凸部２１の高さと第２凸部２２の高さとが異なり、第１凸部２１と第２凸部２２とが交差する交差部の上面に段差部２３が形成されている。この実施形態では、第１凸部２１の高さよりも第２凸部２２の高さの方が高い。第１凸部２１の高さｄ１と、第２凸部２２の高さｄ２との間には、高さｄ２＞高さｄ１の関係が成立し、高さの差分δｔが、段差部２３の高さとなる。
　そして、成形用金型２０を用いて樹脂を射出成形することで、第１流路用溝２と第２流路用溝３と段差部５とが形成された樹脂製基板１を作製する。第１凸部２１によって深さｄ１の第１流路用溝２が形成され、第２凸部２２によって深さｄ２の第２流路用溝３が形成される。また、第１凸部２１と第２凸部２２とが交差する交差部に形成された段差部２３によって、第１流路用溝２と第２流路用溝３とが交差する交差部４に段差部５が形成される。
　そして、樹脂製基板１の転写性を評価するときには、樹脂製基板１に形成された段差部５の形状を顕微鏡などの観察装置で観察し、段差部５の形状と成形用金型２０に形成された段差部２３の形状とを比較する。そして、段差部の形状の差異に基づいて、転写性を評価する。
　ここで、流路用溝の転写性について図７を参照して説明する。図７は、この発明の実施形態に係る成形用金型の一部を拡大した断面図である。例えば、キャビティ形成用の平坦な溝が形成された金型と、この実施形態に係る成形用金型２０とを用いて、射出成形によって樹脂製基板１を作製する。平坦な溝を内側にして、成形用金型２０と溝が形成された金型とを対向して配置して接触させることで、成形用金型２０と溝が形成された金型との間にキャビティを形成する。そのキャビティに樹脂を充填することで、第１凸部２１の形状と第２凸部２２の形状とが転写された樹脂製基板１を作製する。
　例えば図７（ａ）に示すように、成形用金型２０によって形成されたキャビティに樹脂が十分に充填されている場合は、成形用金型２０に形成された段差部２３の形状が樹脂製基板１に良好に転写される。具体的には、段差部２３の角部の形状や壁部の形状が樹脂製基板１に転写されて、段差部２３の形状に対応する形状を有する段差部５が樹脂製基板１に形成される。そして、顕微鏡などの観察装置によって段差部５を観察した場合、段差部５の境界線が比較的濃い線で認識できる。これにより、検査者は転写が良好に行われたことを確認することができる。
　一方、図７（ｂ）に示すように、成形用金型２０によって形成されたキャビティに樹脂が十分に充填されていない場合は、成形用金型２０に形成された段差部２３の形状が樹脂製基板１に良好に転写されない。具体的には、段差部２３の角部の形状や壁部の形状が樹脂製基板１に良好に転写されず、樹脂製基板１に形成された段差部５の角部や壁部が曲線状になり、段差部２３の形状に対応する形状が樹脂製基板１に形成されない。そして、顕微鏡などの観察装置によって段差部５を観察した場合、段差部５の境界線がぼやけて認識できる。これにより、検査者は転写が良好に行われていないことを確認することができる。
　以上のように、樹脂製基板１に形成された段差部５の形状を観察することで、成形用金型２０に形成された凸部の形状が良好に樹脂製基板１に転写されたか否かを評価することが可能となる。これにより、流路用溝の形状を定量的に測定しなくても、簡便な方法によって転写性を評価することが可能となる。
（変形例）
　次に、上述した実施形態の変形例に係るマイクロチップについて図８と図９とを参照して説明する。図８は、変形例に係る樹脂製基板の上面図である。図９は、変形例に係る樹脂製基板の断面図であり、図８のＩＸ－ＩＸ断面図である。この変形例では、深さが異なる２つの流路用溝によってＴ字状の溝が形成された樹脂製基板について説明する。
　図８に示すように、樹脂製基板１Ａは板状の基板であり、樹脂製基板１Ａの一方の表面には、直線状の第１流路用溝２Ａと直線状の第２流路用溝３Ａとが形成されている。この変形例では、１例として、第１流路用溝２Ａと第２流路用溝３Ａとが直交して樹脂製基板１Ａの表面に形成されている。第２流路用溝３Ａは、第１流路用溝２Ａの途中まで形成されている。これにより、第１流路用溝２Ａと第２流路用溝３ＡとによってＴ字状の溝が構成される。第１流路用溝２Ａの深さよりも第２流路用溝３Ａの深さの方が深いため、第１流路用溝２Ａと第２流路用溝３Ａとが交差する交差部４Ａの底面に段差部５Ａが形成されている。例えば図９に示すように、第１流路用溝２Ａの深さを深さｄ１とし、第２流路用溝３Ａの深さを深さｄ２とする。第１流路用溝２Ａの深さよりも第２流路用溝３Ａの深さの方が深いため、深さｄ２＞深さｄ１の関係が成立し、深さの差分δｔが、段差部５Ａの高さとなる。
　そして、第１流路用溝２Ａと第２流路用溝３Ａとが形成されている面を内側にして、樹脂製基板１Ａと平板状の樹脂製基板とを接合することでマイクロチップを製造する。これにより、第１流路用溝２Ａと第２流路用溝３Ａとによって微細流路が形成される。
　なお、樹脂製基板１Ａの寸法は、上述した実施形態に係る樹脂製基板１の寸法と同じであり、第１流路用溝２Ａ及び第２流路用溝３Ａの幅及び深さは、上述した実施形態に係る樹脂製基板１の流路用溝の幅及び深さと同じである。
　上述した実施形態と同様に、樹脂製基板１Ａは、成形用金型を用いて射出成形法などによって作製される。成形用金型には、第１流路用溝２Ａに対応する凸部と第２流路用溝３Ａに対応する凸部とが形成されており、成形用金型の凸部の形状が樹脂に転写されることで、第１流路用溝２Ａと第２流路用溝３Ａとを有する樹脂製基板１Ａが作製される。さらに、成形用金型の凸部の上面であって、第１流路用溝２Ａと第２流路用溝３Ａとが交差する交差部４Ａに対応する位置に、段差部を設ける。これにより、成形用金型の段差が樹脂に転写され、第１流路用溝２Ａと第２流路用溝３Ａとが交差する交差部４Ａの底面に段差部５Ａが形成される。この段差部５Ａの形状を観察することで、第１流路用溝２Ａ及び第２流路用溝３Ａの転写性を評価することができる。
　次に、具体的な実施例について説明する。
　この実施例では、上記の変形例に係る樹脂製基板１Ａを作製した。まず、樹脂製基板１Ａを作製するための成形用金型を作製した。具体的には、第１流路用溝２Ａと第２流路用溝３Ａとに対応する凸部を有する成形用金型を作製した。そして、その成形用金型を用いた射出成形機で透明樹脂材料のＰＭＭＡを成形することで、３０ｍｍ角で厚さが１ｍｍの板状部材の表面に、第１流路用溝２Ａと第２流路用溝３Ａとが形成された樹脂製基板を作製した。溝の寸法を以下に示す。
　第１流路用溝２Ａの深さｄ１＝２６．５［μｍ］
　第２流路用溝３Ａの深さｄ２＝２６．７［μｍ］
　段差部５Ａの深さδｔ＝０．１８［μｍ］
　第１流路用溝２Ａの幅＝４０．３［μｍ］
（評価）
　射出成形機で透明樹脂材料のＰＭＭＡを２つの異なる成形条件によって成形することで、２枚の樹脂製基板１Ａを作製し、それぞれの樹脂製基板１Ａにおける転写性の検査を行った。段差部５Ａの外観を倍率４００倍程度の汎用的な光学顕微鏡によって観察し、樹脂製基板１Ａにおける段差部５Ａの形状の差異を確認することができた。一方の樹脂製基板１Ａにおいては段差部５Ａが太く観察され、他方の樹脂製基板１Ａにおいては段差部５Ａが細く観察された。
　さらに、上記の２つの樹脂製基板１Ａを形状測定装置によって形状を測定し、成形の転写性を確認した。段差部５Ａが太く観察された樹脂製基板１Ａの形状は、成形用金型の形状との乖離が大きく、十分な成形転写が得られていないことが確認された。一方、段差部５Ａが細く観察された樹脂製基板１Ａの形状は、成形用金型の形状との乖離が小さく、十分な成形転写が得られていることが確認された。以上により、光学顕微鏡による観察像と成形転写性との相関が確認された。
　なお、上述した実施例で示した樹脂製基板の材料や寸法は本発明の効果を確認するためのものであり、この発明がこれらに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態で挙げた樹脂を用いた場合も、段差部を設けることで、成形における転写性を評価することができる。

Claims (7)

  1. 　樹脂を成形することで作製された２つの樹脂製基板のうち、少なくとも一方の樹脂製基板の表面には流路用溝が形成され、前記２つの樹脂製基板を、前記流路用溝が形成された面を内側にして接合されたマイクロチップであって、
    　前記流路用溝は第１流路用溝と、前記第１流路用溝と交差する第２流路用溝とを含み、前記第１流路用溝と前記第２流路用溝とは溝深さが異なることを特徴とするマイクロチップ。
  2. 　前記第１流路用溝と前記第２流路用溝とが交差する交差部に形成される段差が、成形における転写性の検査に用いられることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のマイクロチップ。
  3. 　前記第１流路用溝と前記第２流路用溝とが交差する交差部の段差の高さは、前記第１流路用溝の溝深さと前記第２流路用溝の溝深さとのうち、深い方の溝深さの０．３％～５％の範囲に設定されていることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項のいずれかに記載のマイクロチップ。
  4. 　少なくとも２つの樹脂製基板のうち、一方の樹脂製基板の表面には少なくとも２つの流路用溝が互いに交差して形成され、前記２つの樹脂製基板を、前記複数の流路用溝が形成された面を内側にして接合されるマイクロチップの前記流路用溝が形成された樹脂製基板を成形するための成形用金型であって、
    　前記交差する少なくとも２つの流路用溝の一方に対応する第１凸部を有し、
    　前記第１凸部の上面であって、前記少なくとも２つの流路用溝が交差する交差部の位置に対応する位置に、前記２つの流路用溝のうち少なくとも一方の溝の幅と同じ幅を有する段差を以って第２凸部が設けられていることを特徴とする成形用金型。
  5. 　前記第２凸部が、成形における転写性の検査に用いられることを特徴とする請求の範囲第4項に記載の成形用金型。
  6. 　前記第２凸部の高さは、前記第１凸部及び前記第２凸部の全体の高さの０．３％～５％の範囲に設定されていることを特徴とする請求の範囲第４項又は第５項のいずれかに記載の成形用金型。
  7. 　複数の凹部が交差するように、前記複数の凹部のそれぞれをエッチング加工によって形成することで、前記交差する交差部における前記凹部の底面に段差が形成された電鋳マスターを用いて、電鋳加工によって前記凹部に対応する前記凸部が形成されたことを特徴とする請求の範囲第４項から第６項のいずれかに記載の成形用金型。
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