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JP2006076246A - Substrate lamination method, chip forming method using the lamination method and chip - Google Patents

Substrate lamination method, chip forming method using the lamination method and chip Download PDF

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JP2006076246A
JP2006076246A JP2004265440A JP2004265440A JP2006076246A JP 2006076246 A JP2006076246 A JP 2006076246A JP 2004265440 A JP2004265440 A JP 2004265440A JP 2004265440 A JP2004265440 A JP 2004265440A JP 2006076246 A JP2006076246 A JP 2006076246A
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Japan
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thermoplastic resin
resin substrate
elastomer layer
thermoplastic
substrates
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JP2004265440A
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Japanese (ja)
Inventor
Takaaki Shimazaki
隆章 嶋崎
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Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lamination method capable of laminating substrates with hardly receiving the limitation of the thickness of the substrates and without damaging the substrates. <P>SOLUTION: A lamination method for laminating a first thermoplastic resin substrate and a second thermoplastic resin substrate is provided, wherein the first and second thermoplastic resin substrates are made to face each other and the contact face is subjected to friction and pressing to laminate the same. Because the substrates are bonded together by frictional heat generated in the mutual contact face of the substrates, the heat does not prevail on the whole of the first and second thermoplastic resin substrates and it is possible, therefore, to prevent collapse or deformation of the substrates by heat. Because the energy transmission by friction and pressing is hardly susceptible of the limitation by the thickness of the substrates, the first and second thermoplastic resin substrates can be formed into a relatively thick form. Therefore, it is easy to perform processings such as forming grooves on the substrate surface and also it is possible to enhance the strength of the substrate. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、基板の貼り合わせ方法及びその貼り合わせ方法により製造されるチップに関するものである。   The present invention relates to a substrate bonding method and a chip manufactured by the bonding method.

近年、医療、健康、食品及び製薬などの分野において、DNA(Doexyribo Nucleic Acid)、酵素、蛋白質、抗原、抗体、ウィルス及び細胞等の生体物質及び化学物質を検知、検出及び定量する重要性が増加している。そして、それらを簡便に測定可能な様々なバイオチップ及びマイクロ化学チップなどが提案されている。これらのチップは、2枚の基板を貼り合わせて形成されており、この基板同士を貼り合わせる技術が特に重要である。基板の張り合わせには、例えばホットメルト型接着剤やUV(Ultra Violet)接着剤などの接着剤が用いられている。   In recent years, the importance of detecting, detecting and quantifying biological substances and chemical substances such as DNA (Doexyribo Nucleic Acid), enzymes, proteins, antigens, antibodies, viruses and cells has increased in the fields of medicine, health, food and pharmaceuticals. is doing. Various biochips and microchemical chips that can easily measure them have been proposed. These chips are formed by laminating two substrates, and a technique for laminating the substrates is particularly important. For bonding the substrates, for example, an adhesive such as a hot-melt adhesive or a UV (Ultra Violet) adhesive is used.

ホットメルト型接着剤は、エチレン酢酸ビニル共重合体(EVA:Ethylene Vinyl Acetate)を主成分とする線状高分子の共重合体である。EVAは、80°〜110°で軟化し、160°〜180°で接着可能な流動性を持つ。よって、180°程度で加熱溶融したホットメルト型接着剤を基板の貼り合わせ面に塗布し、冷却することで基板同士を接着可能である。   The hot melt adhesive is a linear polymer copolymer mainly composed of an ethylene vinyl acetate copolymer (EVA). EVA has a fluidity that softens at 80 ° to 110 ° and can be bonded at 160 ° to 180 °. Therefore, the substrates can be bonded together by applying a hot melt adhesive heated and melted at about 180 ° to the bonding surface of the substrates and cooling.

UV接着剤は、光重合開始剤、アクリルオリゴマー及びアクリルモノマーなどを含み、UV光の照射によりUV接着剤を構成するポリマー同士がラジカル重合する接着剤である。基板の貼り合わせ面にUV接着剤を塗布し、40°〜80°に加熱しつつ基板外部から波長150nm〜410nmのUV光を照射する。このとき、光重合開始剤から発生するラジカルによりアクリルオリゴマーとアクリルモノマーとが重合してポリマーを形成することで基板同士の接着が行われる。   The UV adhesive is an adhesive containing a photopolymerization initiator, an acrylic oligomer, an acrylic monomer, and the like, and a polymer constituting the UV adhesive is radically polymerized by irradiation with UV light. A UV adhesive is applied to the bonding surface of the substrate, and UV light having a wavelength of 150 nm to 410 nm is irradiated from the outside of the substrate while being heated to 40 ° to 80 °. At this time, the acrylic oligomer and the acrylic monomer are polymerized by radicals generated from the photopolymerization initiator to form a polymer, thereby bonding the substrates together.

また、特許文献1には、第1基板と第2基板の間にステンシルが挟持されたマイクロ流体デバイスが開示されている。ステンシルの一部は切除または除去されており、このステンシルを接着剤により第1基板または第2基板に接着することでマイクロ構造が形成される。
特表2003−527972号公報
Patent Document 1 discloses a microfluidic device in which a stencil is sandwiched between a first substrate and a second substrate. A part of the stencil is cut or removed, and the microstructure is formed by bonding the stencil to the first substrate or the second substrate with an adhesive.
Special table 2003-527972 gazette

しかし、ホットメルト型接着剤を使用する場合は、160°〜180°程度に加熱した接着剤を使用するため、接着剤が塗布された基板全体が高温になる。よって、基板に形成された流路や試薬貯蔵部などのパターン崩れが生じる。また、流路や試薬貯蔵部などに生体物質や化学物質が固定されている場合には、基板が高温になることによりそれらが失活してしまう。さらに、溶融した接着剤が流路や試薬貯蔵部などに流れ込むことによって生体物質や化学物質の反応が妨げられる。特許文献1においても基板の貼り合わせに接着剤を用いており、接着時の熱によりマイクロ構造の崩れや、マイクロ流体デバイスに固定する物質の失活が生じるおそれがある。   However, in the case of using a hot melt adhesive, since the adhesive heated to about 160 ° to 180 ° is used, the entire substrate to which the adhesive is applied becomes high temperature. Therefore, pattern collapse of the flow path and reagent storage part formed in the substrate occurs. In addition, when biological substances or chemical substances are fixed to the flow path, the reagent storage unit, or the like, they are deactivated due to the high temperature of the substrate. Furthermore, the reaction of the biological substance or the chemical substance is hindered by the molten adhesive flowing into the flow path or the reagent storage part. Also in Patent Document 1, an adhesive is used for bonding the substrates, and there is a possibility that the micro structure may be broken or the substance fixed to the microfluidic device may be deactivated due to heat during bonding.

また、UV接着剤を使用する場合は、基板の材質はUV光を十分に透過するものに限定され、さらに基板の厚みも例えば0.6mm以下程度の薄い基板に限定される。   When using a UV adhesive, the material of the substrate is limited to a material that sufficiently transmits UV light, and the thickness of the substrate is also limited to a thin substrate of about 0.6 mm or less.

そこで、本発明は、基板の厚みの制限を受け難く、かつ基板を損傷することなく基板を貼り合わせることができる貼り合わせ方法を提供することを目的とする。   In view of the above, an object of the present invention is to provide a bonding method capable of bonding substrates without being restricted by the thickness of the substrates and without damaging the substrates.

本願第1発明は、上記の課題を解決するために、第1熱可塑性樹脂基板と第2熱可塑性樹脂基板との貼り合わせ方法であって、前記第1及び第2熱可塑性樹脂基板を対向させてその接触面を摩擦押圧することにより、前記第1及び第2熱可塑性樹脂基板を貼り合わせる貼り合わせ方法を提供する。   A first invention of the present application is a method for bonding a first thermoplastic resin substrate and a second thermoplastic resin substrate to solve the above-mentioned problem, wherein the first and second thermoplastic resin substrates are opposed to each other. And a bonding method for bonding the first and second thermoplastic resin substrates by frictionally pressing the contact surfaces.

第1及び第2熱可塑性樹脂基板を摩擦押圧すると、その接触面の熱可塑性樹脂が摩擦熱により溶融して第1及び第2熱可塑性樹脂基板が貼り合わされる。このように基板の接触面に生じる摩擦熱により基板同士を接着するため、第1及び第2熱可塑性樹脂基板全体に熱が加わらない。よって、熱による基板の崩れや変形を防止することができる。また、摩擦押圧によるエネルギーの伝達は、基板の厚みによる制限を受け難いため、第1及び第2熱可塑性樹脂基板を比較的厚く形成することができる。よって、基板表面に溝を形成するなどの加工が容易であり、また基板強度を高めることができる。   When the first and second thermoplastic resin substrates are frictionally pressed, the thermoplastic resin on the contact surface is melted by frictional heat, and the first and second thermoplastic resin substrates are bonded together. Thus, since the substrates are bonded to each other by frictional heat generated on the contact surfaces of the substrates, no heat is applied to the entire first and second thermoplastic resin substrates. Therefore, the collapse and deformation of the substrate due to heat can be prevented. Moreover, since the transmission of energy by friction pressing is not easily limited by the thickness of the substrate, the first and second thermoplastic resin substrates can be formed relatively thick. Therefore, processing such as forming grooves on the substrate surface is easy, and the substrate strength can be increased.

本願第2発明は、第1発明において、前記第1または第2熱可塑性樹脂基板に超音波による振動を印加することにより前記第1熱可塑性樹脂基板と前記第2熱可塑性樹脂基板との接触面に摩擦を生じさせる貼り合わせ方法を提供する。   According to a second invention of the present application, in the first invention, a contact surface between the first thermoplastic resin substrate and the second thermoplastic resin substrate by applying ultrasonic vibration to the first or second thermoplastic resin substrate. Provided is a method of bonding that causes friction.

第1及び第2熱可塑性樹脂基板に超音波を印加して押圧することで、第1及び第2熱可塑性樹脂基板の接触面に超音波エネルギーが集中し、大きな摩擦熱が生じる。よって、接触面の熱可塑性樹脂の温度が瞬時に上昇して溶融し、第1及び第2熱可塑性樹脂基板が貼り合わされる。   By applying and pressing ultrasonic waves to the first and second thermoplastic resin substrates, ultrasonic energy is concentrated on the contact surfaces of the first and second thermoplastic resin substrates, and a large frictional heat is generated. Therefore, the temperature of the thermoplastic resin on the contact surface instantaneously rises and melts, and the first and second thermoplastic resin substrates are bonded together.

本願第3発明は、熱可塑性エラストマー層を介して前記第1及び第2熱可塑性樹脂基板を対向させ、前記第1熱可塑性樹脂基板と前記熱可塑性エラストマー層との接触面及び前記第2熱可塑性樹脂基板と前記熱可塑性エラストマー層との接触面を摩擦押圧することにより、前記第1熱可塑性樹脂基板、前記第2熱可塑性樹脂基板及び熱可塑性エラストマー層を貼り合わせる貼り合わせ方法を提供する。   According to a third aspect of the present invention, the first and second thermoplastic resin substrates are opposed to each other via a thermoplastic elastomer layer, the contact surface between the first thermoplastic resin substrate and the thermoplastic elastomer layer, and the second thermoplastic resin. Provided is a bonding method in which the first thermoplastic resin substrate, the second thermoplastic resin substrate, and the thermoplastic elastomer layer are bonded together by frictionally pressing a contact surface between a resin substrate and the thermoplastic elastomer layer.

上記のように両基板を熱可塑性エラストマー層を介して対向させることで、第1熱可塑性樹脂基板と熱可塑性エラストマー層とが対向するとともに、第2熱可塑性樹脂基板と熱可塑性エラストマー層とが対向する。この状態で両基板を摩擦押圧すると、熱可塑性エラストマー層と第1及び第2熱可塑性樹脂基板との接触面とが摩擦熱により溶融する。よって、第1及び第2熱可塑性樹脂基板熱可塑性を、熱可塑性エラストマー層を介して貼り合わせることができる。また、熱可塑性エラストマー層は、熱可塑性とともにゴム弾性の性質を有するため、第1及び第2熱可塑性樹脂基板の密着性を高め、水密性や気密性を高めることができる。特に、チップ面積が大きく、ホーン40からチップ全体に摩擦押圧が均等に印加されない場合であっても水密性や気密性を保つことができるので好ましい。   By making both the substrates face each other through the thermoplastic elastomer layer as described above, the first thermoplastic resin substrate and the thermoplastic elastomer layer face each other, and the second thermoplastic resin substrate and the thermoplastic elastomer layer face each other. To do. When the two substrates are frictionally pressed in this state, the contact surface between the thermoplastic elastomer layer and the first and second thermoplastic resin substrates is melted by frictional heat. Therefore, the first and second thermoplastic resin substrate thermoplastics can be bonded together via the thermoplastic elastomer layer. Moreover, since the thermoplastic elastomer layer has the property of rubber elasticity as well as thermoplasticity, it can enhance the adhesion between the first and second thermoplastic resin substrates, and can improve water tightness and air tightness. In particular, even when the tip area is large and the frictional pressure is not uniformly applied from the horn 40 to the whole tip, watertightness and airtightness can be maintained, which is preferable.

本願第4発明は、第3発明において、前記第1及び第2熱可塑性樹脂基板を構成する熱可塑性樹脂の融点と、前記熱可塑性エラストマー層の融点とは概ね同一である貼り合わせ方法を提供する。   A fourth invention of the present application provides the bonding method according to the third invention, wherein the melting point of the thermoplastic resin constituting the first and second thermoplastic resin substrates and the melting point of the thermoplastic elastomer layer are substantially the same. .

熱可塑性樹脂の融点と熱可塑性エラストマー層の融点とが概ね同一であるので、第1及び第2熱可塑性樹脂と熱可塑性エラストマー層とがほぼ同時に溶融する。よって、第1及び第2熱可塑性樹脂基板と熱可塑性エラストマー層との接着を容易に行うことができる。   Since the melting point of the thermoplastic resin and the melting point of the thermoplastic elastomer layer are substantially the same, the first and second thermoplastic resins and the thermoplastic elastomer layer melt almost simultaneously. Therefore, the first and second thermoplastic resin substrates and the thermoplastic elastomer layer can be easily bonded.

本願第5発明は、第3発明において、前記第1または第2熱可塑性樹脂基板に超音波による振動を印加することにより前記第1熱可塑性樹脂基板と前記熱可塑性エラストマー層との接触面及び前記第2熱可塑性樹脂基板と前記熱可塑性エラストマー層との接触面に摩擦を生じさせる貼り合わせ方法を提供する。   A fifth invention of the present application is the third invention, wherein the contact surface between the first thermoplastic resin substrate and the thermoplastic elastomer layer is applied to the first or second thermoplastic resin substrate by applying ultrasonic vibration to the first or second thermoplastic resin substrate. Provided is a bonding method for causing friction on a contact surface between a second thermoplastic resin substrate and the thermoplastic elastomer layer.

本願第6発明は、熱可塑性エラストマー層を介して第1熱可塑性樹脂基板及び第2熱可塑性樹脂基板を対向させ、前記第1熱可塑性樹脂基板、前記熱可塑性エラストマー層及び前記第2熱可塑性樹脂基板の一部をピンにより摩擦押圧することにより、前記第1熱可塑性樹脂基板から前記熱可塑性エラストマー層を貫通する前記第2熱可塑性樹脂基板に至る孔を形成する貼り合わせ方法を提供する。   According to a sixth aspect of the present invention, the first thermoplastic resin substrate and the second thermoplastic resin substrate are opposed to each other through the thermoplastic elastomer layer, and the first thermoplastic resin substrate, the thermoplastic elastomer layer, and the second thermoplastic resin are opposed to each other. A bonding method is provided in which a part of a substrate is frictionally pressed with a pin to form a hole from the first thermoplastic resin substrate to the second thermoplastic resin substrate that penetrates the thermoplastic elastomer layer.

上記の孔はピンにより印加される摩擦押圧により形成されるため、基板を形成する熱可塑性樹脂及び熱可塑性エラストマーが摩擦熱により孔の側壁に沿って溶融する。このとき、溶融した熱可塑性樹脂及び熱可塑性エラストマーが、孔の側壁に沿う膜を形成する。この膜により、第1及び第2熱可塑性樹脂基板が貼り合わされる。また、第1及び第2熱可塑性樹脂基板間には、弾力性を有する熱可塑性エラストマーが介在しているため、形成された孔によるピンポイントでの接着であっても気密性や水密性を保つことができる。さらに、孔を形成する際には、孔を形成する部分を摩擦押圧すれば良いため、孔が形成される部分以外の基板の崩れや変形を防止することができる。また、摩擦押圧のエネルギーを最小化することができる。   Since the holes are formed by frictional pressure applied by pins, the thermoplastic resin and the thermoplastic elastomer forming the substrate are melted along the sidewalls of the holes by frictional heat. At this time, the molten thermoplastic resin and thermoplastic elastomer form a film along the side wall of the hole. By this film, the first and second thermoplastic resin substrates are bonded together. In addition, since a thermoplastic elastomer having elasticity is interposed between the first and second thermoplastic resin substrates, airtightness and watertightness are maintained even when pinpoint bonding is performed by the formed holes. be able to. Furthermore, when the hole is formed, it is only necessary to frictionally press the portion where the hole is formed, so that the collapse or deformation of the substrate other than the portion where the hole is formed can be prevented. Moreover, the energy of frictional press can be minimized.

本願第7発明は、第6発明において、前記第1または第2熱可塑性樹脂基板に超音波による振動を印加することにより、前記第1熱可塑性樹脂基板前記第2熱可塑性樹脂基板及び前記熱可塑性エラストマー層と前記ピンとの接触面に摩擦を生じさせる貼り合わせ方法を提供する。   A seventh invention of the present application is the sixth invention, wherein the first thermoplastic resin substrate, the second thermoplastic resin substrate, and the thermoplastic resin are applied to the first or second thermoplastic resin substrate by applying ultrasonic vibration. Provided is a bonding method for generating friction on a contact surface between an elastomer layer and the pin.

本願第8発明は、第1熱可塑性樹脂基板と第2熱可塑性樹脂基板とを貼り合わせることにより形成されるチップの形成方法であって、前記第1熱可塑性樹脂基板の主面に流路を形成する流路形成ステップと、前記流路が形成された主面が接触するように前記第1熱可塑性樹脂基板と前記第2熱可塑性樹脂基板とを対向させる対向ステップと、前記第1及び第2熱可塑性樹脂基板の接触面を摩擦押圧することにより、前記第1及び第2熱可塑性樹脂基板を貼り合わせる貼り合わせステップとを含むチップの形成方法を提供する。   The eighth invention of the present application is a method of forming a chip formed by bonding a first thermoplastic resin substrate and a second thermoplastic resin substrate, wherein a flow path is formed on a main surface of the first thermoplastic resin substrate. A flow path forming step to be formed, a facing step in which the first thermoplastic resin substrate and the second thermoplastic resin substrate are opposed to each other so that a main surface on which the flow path is formed contacts, (2) A chip forming method including a bonding step of bonding the first and second thermoplastic resin substrates by frictionally pressing a contact surface of the thermoplastic resin substrate.

第1及び第2熱可塑性樹脂基板を摩擦押圧して、基板の接触面に摩擦熱を生じさせることで基板同士を接着するため、第1及び第2熱可塑性樹脂基板全体に熱が加わらない。よって、熱による流路の崩れを防止することができる。また、摩擦押圧による両基板の張り合わせは、基板の厚みによる制限を受け難く、基板を比較的厚く形成することができる。   The first and second thermoplastic resin substrates are frictionally pressed to generate frictional heat on the contact surfaces of the substrates, thereby bonding the substrates to each other. Therefore, heat is not applied to the entire first and second thermoplastic resin substrates. Therefore, it is possible to prevent the channel from collapsing due to heat. Further, the bonding of the two substrates by friction pressing is not easily limited by the thickness of the substrates, and the substrates can be formed relatively thick.

本願第9発明は、第8発明において、前記流路に測定対象物質を検知する検知物質を固定する固定ステップをさらに含む、請求項8に記載のチップの形成方法を提供する。   The ninth invention of the present application provides the chip forming method according to claim 8, further comprising a fixing step of fixing a detection substance for detecting the substance to be measured in the flow channel in the eighth invention.

検知物質としては、例えば酵素、蛋白質、抗原、抗体、細菌、酵母、微生物等の生体物質及び化学物質等が用いられる。第1及び第2熱可塑性樹脂基板の接触面に発生する摩擦熱により基板の張り合わせを行うため、流路が形成された第1熱可塑性樹脂基板全体に熱を加わらない。よって、流路に固定された検知物質の失活や検知物質と測定対象物質との反応が熱により阻害されることを防ぐことができる。   Examples of the detection substance include biological substances such as enzymes, proteins, antigens, antibodies, bacteria, yeasts, and microorganisms, and chemical substances. Since the substrates are bonded together by frictional heat generated on the contact surfaces of the first and second thermoplastic resin substrates, heat is not applied to the entire first thermoplastic resin substrate in which the flow path is formed. Therefore, it is possible to prevent the detection substance fixed in the flow path from being deactivated and the reaction between the detection substance and the measurement target substance from being inhibited by heat.

本願第10発明は、主面に流路が形成されている第1熱可塑性樹脂基板と、前記流路を覆うように前記第1熱可塑性樹脂基板と対向する第2熱可塑性樹脂基板とを含み、前記第1及び第2熱可塑性樹脂基板を互いに対向させて摩擦押圧することにより、前記第1及び第2熱可塑性樹脂基板の接触面が貼り合わされているチップを提供する。前記チップは、本願第1発明と同様の作用効果を奏する。   The tenth invention of the present application includes a first thermoplastic resin substrate having a flow path formed on a main surface, and a second thermoplastic resin substrate facing the first thermoplastic resin substrate so as to cover the flow path. A chip is provided in which the contact surfaces of the first and second thermoplastic resin substrates are bonded to each other by frictionally pressing the first and second thermoplastic resin substrates against each other. The chip has the same effects as the first invention of the present application.

本願第11発明は、主面に流路が形成されている第1熱可塑性樹脂基板と、前記流路を覆うように前記第1熱可塑性樹脂基板と対向する熱可塑性エラストマー層と、前記第1熱可塑性樹脂基板とともに前記熱可塑性エラストマー層を挟み込む第2熱可塑性樹脂基板とを含み、前記熱可塑性エラストマー層を介して前記第1及び第2熱可塑性樹脂基板を対向させ、前記第1熱可塑性樹脂基板と前記熱可塑性エラストマー層との接触面及び前記第2熱可塑性樹脂基板と前記熱可塑性エラストマー層との接触面を摩擦押圧することにより、前記第1熱可塑性樹脂基板、前記第2熱可塑性樹脂基板及び熱可塑性エラストマー層が貼り合わされている、チップを提供する。本願第11発明のチップは、本願第3発明と同様の作用効果を奏する。   The eleventh invention of the present application includes a first thermoplastic resin substrate having a flow path formed on a main surface thereof, a thermoplastic elastomer layer facing the first thermoplastic resin substrate so as to cover the flow path, and the first A second thermoplastic resin substrate sandwiching the thermoplastic elastomer layer together with the thermoplastic resin substrate, the first and second thermoplastic resin substrates facing each other through the thermoplastic elastomer layer, and the first thermoplastic resin By frictionally pressing the contact surface between the substrate and the thermoplastic elastomer layer and the contact surface between the second thermoplastic resin substrate and the thermoplastic elastomer layer, the first thermoplastic resin substrate and the second thermoplastic resin Provided is a chip in which a substrate and a thermoplastic elastomer layer are bonded together. The chip of the eleventh invention of the present application has the same effects as the third invention of the present application.

本願第12発明は、主面に流路が形成されている第1熱可塑性樹脂基板と、前記流路を覆うように前記第1熱可塑性樹脂基板と対向する熱可塑性エラストマー層と、前記第1熱可塑性樹脂基板とともに前記熱可塑性エラストマー層を挟み込む第2熱可塑性樹脂基板とを含み、前記熱可塑性エラストマー層を介して前記第1及び第2熱可塑性樹脂基板を対向させ、前記第1熱可塑性樹脂基板、前記熱可塑性エラストマー層及び前記第2熱可塑性樹脂基板の一部をピンにより摩擦押圧することにより、前記第1熱可塑性樹脂基板から前記熱可塑性エラストマー層を貫通する前記第2熱可塑性樹脂基板に至る孔が形成されているチップを提供する。本願第12発明のチップは、本願第6発明と同様の作用効果を奏する。   The twelfth invention of the present application includes a first thermoplastic resin substrate having a flow path formed on a main surface, a thermoplastic elastomer layer facing the first thermoplastic resin substrate so as to cover the flow path, and the first A second thermoplastic resin substrate sandwiching the thermoplastic elastomer layer together with the thermoplastic resin substrate, the first and second thermoplastic resin substrates facing each other through the thermoplastic elastomer layer, and the first thermoplastic resin The second thermoplastic resin substrate that penetrates the thermoplastic elastomer layer from the first thermoplastic resin substrate by frictionally pressing a part of the substrate, the thermoplastic elastomer layer, and the second thermoplastic resin substrate with pins. Provided is a chip in which a hole leading to is formed. The chip of the twelfth invention of the present application has the same effects as the sixth invention of the present application.

第1及び第2熱可塑性樹脂基板を対向させてその接触面を摩擦押圧することにより、接触面に生じる摩擦熱が生じる。この接触面に生じる摩擦熱により基板同士を接着するため、第1及び第2熱可塑性樹脂基板全体に熱が加わらない。よって、熱による基板の崩れや変形を防止することができる。また、摩擦押圧によるエネルギーの伝達は、基板の厚みによる制限を受け難いため、第1及び第2熱可塑性樹脂基板を比較的厚く形成することができる。   By causing the first and second thermoplastic resin substrates to face each other and frictionally pressing the contact surfaces, frictional heat generated on the contact surfaces is generated. Since the substrates are bonded to each other by frictional heat generated on the contact surface, heat is not applied to the entire first and second thermoplastic resin substrates. Therefore, the collapse and deformation of the substrate due to heat can be prevented. Moreover, since the transmission of energy by friction pressing is not easily limited by the thickness of the substrate, the first and second thermoplastic resin substrates can be formed relatively thick.

<発明の概要>
熱可塑性樹脂である熱可塑性樹脂基板同士の接触面を互いに摩擦押圧することにより張り合わせる。このとき、基板同士の接触面が摩擦熱により溶融し、基板同士が張り合わさる。よって、基板全体に熱が加わらないため、基板の溶融や崩れを防止することができる。
<Outline of the invention>
The contact surfaces of the thermoplastic resin substrates, which are thermoplastic resins, are bonded together by friction pressing. At this time, the contact surfaces of the substrates are melted by frictional heat, and the substrates are bonded to each other. Therefore, since heat is not applied to the entire substrate, melting and collapse of the substrate can be prevented.

<第1実施形態例>
図1(a)は、本発明の第1実施形態例に係るチップの平面図、図1(b)は図1(a)のA−A’線における断面図である。チップ100は、材質が熱可塑性樹脂である第1熱可塑性樹脂基板10及び第2熱可塑性樹脂基板20を含み、各基板が互いに接着されている。熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタラート(PET:Poly Ethylene Terephtalate)、ポリエチレン(Polyethylene)、ポリプロピレン(Polypropylene)、ポリスチレン(Polystyrenes)、ポリカーボネート(Polycarbonate)、PMMA(Poly Methyl Methacrylate)等が挙げられる。
<First embodiment>
FIG. 1A is a plan view of a chip according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. The chip 100 includes a first thermoplastic resin substrate 10 and a second thermoplastic resin substrate 20 that are made of a thermoplastic resin, and the substrates are bonded to each other. Examples of the thermoplastic resin include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (Polyethylene), polypropylene (Polypropylene), polystyrene (Polystyrenes), polycarbonate (Polycarbonate), PMMA (Poly Methyl Methacrylate), and the like.

また、第1熱可塑性樹脂基板10の主面の一部を除去することにより試薬貯蔵部13及び流路15が形成されている。試薬貯蔵部13には、測定対象である測定対象物質の検出などに用いる試薬が貯蔵されている。また、流路15は、第1熱可塑性樹脂基板10に形成された溝及び第2熱可塑性樹脂基板20の主面を側壁として形成されており、測定対象物質が通過する。チップ100の所望の位置における流路15の底部には、図1(a)に示すように金薄膜17を形成し、この金薄膜17上に測定対象物質を検知するための検知物質19を固定しても良い。検知物質19や試薬は、例えばペルオキシダーゼ、コレステロールオキシダーゼ及びコレステロールエステラーゼ等の酵素、蛋白質、抗原、抗体、細菌、酵母、微生物等の生体物質及び化学物質等である。   Moreover, the reagent storage part 13 and the flow path 15 are formed by removing a part of main surface of the 1st thermoplastic resin board | substrate 10. FIG. The reagent storage unit 13 stores a reagent used for detecting a measurement target substance that is a measurement target. The flow path 15 is formed with a groove formed in the first thermoplastic resin substrate 10 and a main surface of the second thermoplastic resin substrate 20 as side walls, and the substance to be measured passes therethrough. As shown in FIG. 1A, a gold thin film 17 is formed at the bottom of the flow path 15 at a desired position of the chip 100, and a detection substance 19 for detecting a measurement target substance is fixed on the gold thin film 17. You may do it. Examples of the detection substance 19 and the reagent include enzymes such as peroxidase, cholesterol oxidase, and cholesterol esterase, proteins, antigens, antibodies, biological substances such as bacteria, yeast, and microorganisms, and chemical substances.

次に、図2を用いて図1に示すチップ100の第1熱可塑性樹脂基板10及び第2熱可塑性樹脂基板20の貼り合わせ方法について説明する。図2は、第1熱可塑性樹脂基板10及び第2熱可塑性樹脂基板20の貼り合わせ方法を示す断面図である。第1熱可塑性樹脂基板10の流路15が形成された主面を第2熱可塑性樹脂基板20に対向させる(図2(a)参照)。そして、対向している第1及び第2熱可塑性樹脂基板10、20の上部からホーン40により摩擦押圧する(図2(b)参照)。ここで、摩擦押圧とは、ホーン40により力を加えつつホーン40を振動させることを言う。摩擦押圧は、例えばホーン40により圧力を加えつつホーン40に超音波を印加することで行う。   Next, a method for bonding the first thermoplastic resin substrate 10 and the second thermoplastic resin substrate 20 of the chip 100 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a method for bonding the first thermoplastic resin substrate 10 and the second thermoplastic resin substrate 20 together. The main surface of the first thermoplastic resin substrate 10 on which the flow path 15 is formed is opposed to the second thermoplastic resin substrate 20 (see FIG. 2A). Then, the horn 40 frictionally presses the first and second thermoplastic resin substrates 10 and 20 facing each other (see FIG. 2B). Here, the frictional press means that the horn 40 is vibrated while applying a force by the horn 40. The frictional pressing is performed, for example, by applying ultrasonic waves to the horn 40 while applying pressure by the horn 40.

このように、ホーン40により対向する第1及び第2熱可塑性樹脂基板10、20の接触面を摩擦押圧することにより、第1及び第2熱可塑性樹脂基板10、20の接触面11に摩擦熱が生じる。第1及び第2熱可塑性樹脂基板10、20は熱可塑性樹脂であるため、その接触面11が摩擦熱により溶融して第1及び第2熱可塑性樹脂基板10、20が互いに貼り合わされる。より具体的には、第2熱可塑性樹脂基板20と接触する第1熱可塑性樹脂基板10の接触面10aと、第1熱可塑性樹脂基板10と接触する第2熱可塑性樹脂基板20の接触面20aとが溶融する。このとき、摩擦熱は、第1及び第2熱可塑性樹脂基板10、20の接触面に生じ、第1及び第2熱可塑性樹脂基板10、20全体に熱が加わらない。そのため、熱による第1及び第2熱可塑性樹脂基板10、20の崩れや変形を防止し、基板内に形成された試薬貯蔵部13や流路15等のパターン崩れを防止することができる。   Thus, frictional heat is applied to the contact surfaces 11 of the first and second thermoplastic resin substrates 10 and 20 by frictionally pressing the contact surfaces of the first and second thermoplastic resin substrates 10 and 20 facing each other by the horn 40. Occurs. Since the first and second thermoplastic resin substrates 10 and 20 are thermoplastic resins, their contact surfaces 11 are melted by frictional heat, and the first and second thermoplastic resin substrates 10 and 20 are bonded to each other. More specifically, the contact surface 10 a of the first thermoplastic resin substrate 10 that contacts the second thermoplastic resin substrate 20 and the contact surface 20 a of the second thermoplastic resin substrate 20 that contacts the first thermoplastic resin substrate 10. And melt. At this time, frictional heat is generated on the contact surfaces of the first and second thermoplastic resin substrates 10 and 20, and no heat is applied to the entire first and second thermoplastic resin substrates 10 and 20. Therefore, collapse and deformation of the first and second thermoplastic resin substrates 10 and 20 due to heat can be prevented, and pattern collapse of the reagent storage unit 13 and the flow path 15 formed in the substrate can be prevented.

また、上記のようにホーン40に圧力及び超音波を印加して第1及び第2熱可塑性樹脂基板に摩擦押圧を印加すると、第1及び第2熱可塑性樹脂基板の接触面に超音波エネルギーが集中し、大きな摩擦熱が生じる。よって、接触面の熱可塑性樹脂の温度が瞬時に上昇して溶融し、第1及び第2熱可塑性樹脂基板が貼り合わされる。ホーン40から圧力を印加する基板は、第1熱可塑性樹脂基板10であっても第2熱可塑性樹脂基板20であっても良い。   In addition, when pressure and ultrasonic waves are applied to the horn 40 as described above and frictional pressure is applied to the first and second thermoplastic resin substrates, ultrasonic energy is applied to the contact surfaces of the first and second thermoplastic resin substrates. Concentrate and generate large frictional heat. Therefore, the temperature of the thermoplastic resin on the contact surface instantaneously rises and melts, and the first and second thermoplastic resin substrates are bonded together. The substrate to which pressure is applied from the horn 40 may be the first thermoplastic resin substrate 10 or the second thermoplastic resin substrate 20.

上記の貼り合わせ方法は、基板のUV透過性などの光透過性を利用するものではない。また、摩擦押圧によるエネルギーの伝達は、基板の厚みによる制限を受け難いため、第1及び第2熱可塑性樹脂基板10、20を比較的厚く形成することができる。よって、試薬貯蔵部13及び流路15等、基板表面に溝を形成するために比較的基板の厚みを大きくすることが可能である。また、このように基板の厚みを大きくすることで加工が容易になるとともに、基板強度を高めることができる。   The above-described bonding method does not use light transmittance such as UV transparency of the substrate. Moreover, since the transmission of energy by friction pressing is not easily limited by the thickness of the substrate, the first and second thermoplastic resin substrates 10 and 20 can be formed relatively thick. Therefore, it is possible to relatively increase the thickness of the substrate in order to form grooves on the substrate surface such as the reagent storage unit 13 and the flow path 15. Further, by increasing the thickness of the substrate in this way, processing becomes easy and the strength of the substrate can be increased.

さらに、試薬貯蔵部13や流路15等に検知物質19が固定されている場合には、第1及び第2熱可塑性樹脂基板10、20全体に熱が加わらないために検知物質19の失活や検知物質19と測定対象物質との反応が阻害されるのを防止することができる。また、試薬貯蔵部13や流路15の側壁が溶融して検知物質19の反応を阻害することを防止することができる。   Furthermore, when the detection substance 19 is fixed to the reagent storage unit 13 or the flow path 15, the detection substance 19 is deactivated because heat is not applied to the entire first and second thermoplastic resin substrates 10 and 20. In addition, it is possible to prevent the reaction between the detection substance 19 and the measurement target substance from being inhibited. In addition, it is possible to prevent the reagent storage unit 13 and the side walls of the flow path 15 from melting and inhibiting the reaction of the detection substance 19.

なお、上記では第1熱可塑性樹脂基板10に流路15を形成しているが、第2熱可塑性樹脂基板20に流路を形成しても良い。   Although the flow path 15 is formed in the first thermoplastic resin substrate 10 in the above, the flow path may be formed in the second thermoplastic resin substrate 20.

<第1実施例>
前記第1実施形態例に係るチップ100の貼り合わせ方法について再び図2を用いて説明する。第1熱可塑性樹脂基板10及び第2熱可塑性樹脂基板20として、厚さ1mm、縦30mm×横30mmのポリエチレンテレフタラート(PET)を用いる。PETは、融点が245℃であり、引張弾性率が421MPaである。
<First embodiment>
The method for bonding the chip 100 according to the first embodiment will be described again with reference to FIG. As the first thermoplastic resin substrate 10 and the second thermoplastic resin substrate 20, polyethylene terephthalate (PET) having a thickness of 1 mm and a length of 30 mm × width of 30 mm is used. PET has a melting point of 245 ° C. and a tensile modulus of 421 MPa.

まず、図2(a)に示すように、第1熱可塑性樹脂基板10の流路15が形成された主面を第2熱可塑性樹脂基板20に対向させる。次に、図2(b)に示すように、第1熱可塑性樹脂基板10の全面上からホーン40により、0.1MPaの加圧の下で50Ws及び20kHzの超音波を0.4秒間印加する。このとき発生する摩擦熱により第1熱可塑性樹脂基板10と第2熱可塑性樹脂基板20との接触面が溶融し、基板同士が張り合わされる。   First, as shown in FIG. 2A, the main surface of the first thermoplastic resin substrate 10 on which the flow path 15 is formed is opposed to the second thermoplastic resin substrate 20. Next, as shown in FIG. 2B, ultrasonic waves of 50 Ws and 20 kHz are applied for 0.4 seconds from the entire surface of the first thermoplastic resin substrate 10 with a horn 40 under a pressure of 0.1 MPa. . The contact surface between the first thermoplastic resin substrate 10 and the second thermoplastic resin substrate 20 is melted by the frictional heat generated at this time, and the substrates are bonded to each other.

<第2実施形態例>
図3(a)は、本発明の第2実施形態例に係るチップの平面図、図3(b)は図3(a)のB−B’線における断面図である。チップ150は、第1熱可塑性樹脂基板10及び第2熱可塑性樹脂基板20の間に熱可塑性エラストマーから形成される熱可塑性エラストマー層30が挟持されている。その他の構成は、第1実施形態例と同様であるので説明を省略する。ここで、流路15は、第1熱可塑性樹脂基板10に形成された溝及び熱可塑性エラストマー層30を側壁として形成されている。また、熱可塑性エラストマーとしては、例えばスチレン系、オレフィン系、塩化ビニル系、ウレタン系、エステル系、アミド系等の重合材料である。
<Second Embodiment>
FIG. 3A is a plan view of a chip according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG. In the chip 150, a thermoplastic elastomer layer 30 formed of a thermoplastic elastomer is sandwiched between the first thermoplastic resin substrate 10 and the second thermoplastic resin substrate 20. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted. Here, the flow path 15 is formed using the grooves formed in the first thermoplastic resin substrate 10 and the thermoplastic elastomer layer 30 as side walls. Examples of the thermoplastic elastomer include polymer materials such as styrene, olefin, vinyl chloride, urethane, ester, and amide.

次に、図4を用いて図3に示すチップ150の熱可塑性エラストマー層30を介した第1熱可塑性樹脂基板10及び第2熱可塑性樹脂基板20の貼り合わせ方法について説明する。図4は、熱可塑性エラストマー層30を介した第1熱可塑性樹脂基板10及び第2熱可塑性樹脂基板20の貼り合わせ方法を示す断面図である。第1及び第2熱可塑性樹脂基板10、20の間に熱可塑性エラストマー層30が挟持されるように、第1及び第2熱可塑性樹脂基板10、20を対向させる。つまり、第1熱可塑性樹脂基板10と熱可塑性エラストマー層30とが対向するとともに、第2熱可塑性樹脂基板20と熱可塑性エラストマー層30とが対向する。このとき、第1熱可塑性樹脂基板10の流路15が形成された主面を熱可塑性エラストマー層30に対向させる(図4(a)参照)。そして、熱可塑性エラストマー層30を介して対向している第1及び第2熱可塑性樹脂基板10、20の上部からホーン40により摩擦押圧する(図4(b)参照)。   Next, a method of bonding the first thermoplastic resin substrate 10 and the second thermoplastic resin substrate 20 through the thermoplastic elastomer layer 30 of the chip 150 shown in FIG. 3 will be described using FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a method for bonding the first thermoplastic resin substrate 10 and the second thermoplastic resin substrate 20 with the thermoplastic elastomer layer 30 interposed therebetween. The first and second thermoplastic resin substrates 10 and 20 are opposed to each other so that the thermoplastic elastomer layer 30 is sandwiched between the first and second thermoplastic resin substrates 10 and 20. That is, the first thermoplastic resin substrate 10 and the thermoplastic elastomer layer 30 face each other, and the second thermoplastic resin substrate 20 and the thermoplastic elastomer layer 30 face each other. At this time, the main surface on which the flow path 15 of the first thermoplastic resin substrate 10 is formed is opposed to the thermoplastic elastomer layer 30 (see FIG. 4A). And it friction-presses with the horn 40 from the upper part of the 1st and 2nd thermoplastic resin substrates 10 and 20 which oppose via the thermoplastic elastomer layer 30 (refer FIG.4 (b)).

このように、ホーン40により摩擦押圧することにより、第1及び第2熱可塑性樹脂基板10、20と接触する熱可塑性エラストマー層30の接触面30a及び30b、熱可塑性エラストマー層30と接触する第1熱可塑性樹脂基板10の接触面10a及び熱可塑性エラストマー層30と接触する第2熱可塑性樹脂基板20の接触面20aが溶融する。よって、第1及び第2熱可塑性樹脂基板熱可塑性10、20を、熱可塑性エラストマー層30を介して貼り合わせることができる。また、熱可塑性エラストマー層30は、熱可塑性とともにゴム弾性の性質を有するため、第1及び第2熱可塑性樹脂基板10、20の密着性を高め、水密性や気密性を高めることができる。特に、チップ面積が大きく、ホーン40からチップ全体に摩擦押圧が均等に印加されない場合であっても水密性や気密性を保つことができる。さらに、第1実施形態例と同様に、第1及び第2熱可塑性樹脂基板10、20、試薬貯蔵部13や流路15等のパターン崩れ等を防止できる。また、基板の厚みによる制限を受け難い。検知物質19が固定されている場合には、検知物質19の失活及び検知物質19の反応の阻害を防止することができる。   Thus, the frictional pressing with the horn 40 causes the contact surfaces 30a and 30b of the thermoplastic elastomer layer 30 in contact with the first and second thermoplastic resin substrates 10 and 20 and the first in contact with the thermoplastic elastomer layer 30. The contact surface 10a of the thermoplastic resin substrate 10 and the contact surface 20a of the second thermoplastic resin substrate 20 that contacts the thermoplastic elastomer layer 30 are melted. Therefore, the first and second thermoplastic resin substrate thermoplastics 10 and 20 can be bonded together via the thermoplastic elastomer layer 30. Moreover, since the thermoplastic elastomer layer 30 has the property of rubber elasticity as well as thermoplasticity, it can enhance the adhesion between the first and second thermoplastic resin substrates 10 and 20 and can improve the water tightness and air tightness. In particular, even when the tip area is large and the frictional pressure is not uniformly applied from the horn 40 to the whole tip, the water tightness and the air tightness can be maintained. Further, as in the first embodiment, it is possible to prevent pattern collapse of the first and second thermoplastic resin substrates 10 and 20, the reagent storage unit 13, the flow path 15, and the like. Moreover, it is hard to receive the restriction | limiting by the thickness of a board | substrate. When the detection substance 19 is fixed, inactivation of the detection substance 19 and inhibition of the reaction of the detection substance 19 can be prevented.

なお、上記では第1熱可塑性樹脂基板10に流路15を形成しているが、第2熱可塑性樹脂基板20に流路15等を形成しても良い。   In the above description, the flow path 15 is formed in the first thermoplastic resin substrate 10, but the flow path 15 and the like may be formed in the second thermoplastic resin substrate 20.

第1熱可塑性樹脂基板10にのみ流路15等を形成する場合には、次のように第1熱可塑性樹脂基板10、第2熱可塑性樹脂基板20及び熱可塑性エラストマー層30を貼り合わせても良い。図5は、熱可塑性エラストマー層30を介した第1熱可塑性樹脂基板10及び第2熱可塑性樹脂基板20の別の貼り合わせ方法を示す断面図である。   When the flow path 15 and the like are formed only on the first thermoplastic resin substrate 10, the first thermoplastic resin substrate 10, the second thermoplastic resin substrate 20, and the thermoplastic elastomer layer 30 may be bonded as follows. good. FIG. 5 is a cross-sectional view showing another method for bonding the first thermoplastic resin substrate 10 and the second thermoplastic resin substrate 20 with the thermoplastic elastomer layer 30 interposed therebetween.

第2熱可塑性樹脂基板20及び熱可塑性エラストマー層30を対向させる。このとき、対向面には接着剤21が塗布されている(図5(a)参照)。そして、熱可塑性エラストマー層30の上部からホーン40により摩擦押圧し、第2熱可塑性樹脂基板20及び熱可塑性エラストマー層30を貼り付ける(図5(b)参照)。さらに、第1熱可塑性樹脂基板10の流路15が形成された主面を熱可塑性エラストマー層30に対向させる(図5(c)参照)。そして第1熱可塑性樹脂基板10の上部からホーン40により摩擦押圧する(図5(d)参照)。   The second thermoplastic resin substrate 20 and the thermoplastic elastomer layer 30 are opposed to each other. At this time, the adhesive 21 is applied to the opposing surface (see FIG. 5A). Then, the second thermoplastic resin substrate 20 and the thermoplastic elastomer layer 30 are attached by friction pressing from the upper part of the thermoplastic elastomer layer 30 with the horn 40 (see FIG. 5B). Further, the main surface of the first thermoplastic resin substrate 10 on which the flow path 15 is formed is opposed to the thermoplastic elastomer layer 30 (see FIG. 5C). And it friction-presses with the horn 40 from the upper part of the 1st thermoplastic resin board | substrate 10 (refer FIG.5 (d)).

このように、ホーン40により摩擦押圧することにより、第1熱可塑性樹脂基板10と接触する熱可塑性エラストマー層30の接触面、熱可塑性エラストマー層30と接触する第1熱可塑性樹脂基板10の接触面が溶融する。よって、第1熱可塑性樹脂基板熱可塑性10と熱可塑性エラストマー層30とを貼り合わせることができる。また、第2熱可塑性樹脂基板20と熱可塑性エラストマー層30との接触面に塗布された接着剤21は、熱可塑性エラストマー層30を通過しないため、第1熱可塑性樹脂基板10の流路15には流れ込まない。   Thus, by frictional pressing with the horn 40, the contact surface of the thermoplastic elastomer layer 30 that contacts the first thermoplastic resin substrate 10, the contact surface of the first thermoplastic resin substrate 10 that contacts the thermoplastic elastomer layer 30. Melts. Therefore, the first thermoplastic resin substrate thermoplastic 10 and the thermoplastic elastomer layer 30 can be bonded together. Further, since the adhesive 21 applied to the contact surface between the second thermoplastic resin substrate 20 and the thermoplastic elastomer layer 30 does not pass through the thermoplastic elastomer layer 30, the adhesive 21 applied to the flow path 15 of the first thermoplastic resin substrate 10. Does not flow.

図6〜図8は、前述の図3(a)のB−B’の断面の別の一例を示す。B−B’の断面は、図6〜図8に示すように形成することもできる。図6では、第1熱可塑性樹脂基板10の流路15が形成されている部分に対応する熱可塑性エラストマー層30が除去されている。図7では、流路15が第1熱可塑性樹脂基板10、熱可塑性エラストマー層30及び第2熱可塑性樹脂基板20に亘って形成されている。図8では、第1熱可塑性樹脂基板10の流路15が形成されている部分に対応する、第2熱可塑性樹脂基板20に溝25が形成されている。その溝15に熱可塑性エラストマー層30が埋め込まれている。   6 to 8 show another example of the cross section taken along the line B-B 'of FIG. The cross section of B-B 'can also be formed as shown in FIGS. In FIG. 6, the thermoplastic elastomer layer 30 corresponding to the portion where the flow path 15 of the first thermoplastic resin substrate 10 is formed is removed. In FIG. 7, the flow path 15 is formed across the first thermoplastic resin substrate 10, the thermoplastic elastomer layer 30, and the second thermoplastic resin substrate 20. In FIG. 8, the groove | channel 25 is formed in the 2nd thermoplastic resin substrate 20 corresponding to the part in which the flow path 15 of the 1st thermoplastic resin substrate 10 is formed. A thermoplastic elastomer layer 30 is embedded in the groove 15.

<第2実施例>
図9(a)は、第2実施例に係るバイオチップ180係るバイオチップの平面図、図9(b)は図9(a)のC−C’線における断面図である。
<Second embodiment>
FIG. 9A is a plan view of a biochip related to the biochip 180 according to the second embodiment, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG. 9A.

バイオチップ180は、第1熱可塑性樹脂基板10及び第2熱可塑性樹脂基板20の間に熱可塑性エラストマー層30が挟持されている。第1熱可塑性樹脂基板10は、厚さ1.5mm、縦30mm×横30mmのポリエチレンテレフタラート(PET)であり、第2熱可塑性樹脂基板20は、厚さ1mm、縦30mm×横30mmのPETである。ここで、PETは、融点が245℃であり引張弾性率が421MPaである。熱可塑性エラストマー層30は、厚さ0.5mmのポリエーテル系の熱可塑性エラストマーである。熱可塑性エラストマー層30は、融点が182℃、引張弾性率が45MPaであり、ゴム硬度(JIS規格タイプD)は40である。   In the biochip 180, the thermoplastic elastomer layer 30 is sandwiched between the first thermoplastic resin substrate 10 and the second thermoplastic resin substrate 20. The first thermoplastic resin substrate 10 is a polyethylene terephthalate (PET) having a thickness of 1.5 mm, a length of 30 mm × a width of 30 mm, and the second thermoplastic resin substrate 20 is a PET having a thickness of 1 mm, a length of 30 mm × width of 30 mm. It is. Here, PET has a melting point of 245 ° C. and a tensile elastic modulus of 421 MPa. The thermoplastic elastomer layer 30 is a polyether thermoplastic elastomer having a thickness of 0.5 mm. The thermoplastic elastomer layer 30 has a melting point of 182 ° C., a tensile elastic modulus of 45 MPa, and a rubber hardness (JIS standard type D) of 40.

第1熱可塑性樹脂基板10の主面には、幅100μm、深さ200μmの流路15が形成されている。また、第1熱可塑性樹脂基板10を貫通し、流路15と接続され、バイオチップ内部及び外部に測定対象物質を導く流入口181、183及び流出口185が形成されている。流路15の表面には、バイオチップ180に導入される測定対象物質の流路壁内への吸着を防止するため、生体適合膜13として2−メタクリロイルオキシエチルホリルコリン(MPC)ポリマーが成膜されている。また、流路15の所望の位置には、図9(b)に示すように、金薄膜17を形成し、その金薄膜17上に検知物質19を固定化する。例えば、特定の抗原と結合する抗体を固定化する。抗体は、一端にカルボキシル基やアミノ基を有し、他端にチオール基を有するアルキル基を介して金薄膜17に固定される。   A flow path 15 having a width of 100 μm and a depth of 200 μm is formed on the main surface of the first thermoplastic resin substrate 10. In addition, inflow ports 181 and 183 and an outflow port 185 that lead through the first thermoplastic resin substrate 10 and are connected to the flow path 15 to guide the substance to be measured inside and outside the biochip are formed. A 2-methacryloyloxyethylphorylcholine (MPC) polymer is formed on the surface of the flow path 15 as the biocompatible film 13 in order to prevent the measurement target substance introduced into the biochip 180 from adsorbing into the flow path wall. Has been. Further, as shown in FIG. 9B, a gold thin film 17 is formed at a desired position of the flow path 15, and the detection substance 19 is immobilized on the gold thin film 17. For example, an antibody that binds to a specific antigen is immobilized. The antibody is fixed to the gold thin film 17 via an alkyl group having a carboxyl group or an amino group at one end and a thiol group at the other end.

次に、図10を用いて図9に示すバイオチップ180の貼り合わせ方法について説明する。図10は、熱可塑性エラストマー層30を介した第1熱可塑性樹脂基板10及び第2熱可塑性樹脂基板20の貼り合わせ方法を示す断面図である。   Next, a method for attaching the biochip 180 shown in FIG. 9 will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view showing a method for bonding the first thermoplastic resin substrate 10 and the second thermoplastic resin substrate 20 with the thermoplastic elastomer layer 30 interposed therebetween.

基板を貼り合わせる前に、流路内の所望の位置に金薄膜17及び検知物質19を固定化しておく。貼り合わせる前に検知物質19である抗体を固定化することで、確実にかつ簡単に抗体を固定化することができる。次に、第1及び第2熱可塑性樹脂基板10、20の間に熱可塑性エラストマー層30が挟持されるように、第1及び第2熱可塑性樹脂基板10、20を対向させる。このとき、第1熱可塑性樹脂基板10の流路15が形成された主面を熱可塑性エラストマー層30に対向させる(図10(a)参照)。そして、熱可塑性エラストマー層30を介して対向している第1及び第2熱可塑性樹脂基板10、20の上部からホーン40により、0.1MPaの加圧の下で80Ws及び20kHzの超音波を0.4秒間印加する。(図10(b)参照)。   Prior to bonding the substrates, the gold thin film 17 and the detection substance 19 are fixed at desired positions in the flow path. By immobilizing the antibody that is the detection substance 19 before bonding, the antibody can be immobilized reliably and easily. Next, the first and second thermoplastic resin substrates 10 and 20 are opposed to each other so that the thermoplastic elastomer layer 30 is sandwiched between the first and second thermoplastic resin substrates 10 and 20. At this time, the main surface on which the flow path 15 of the first thermoplastic resin substrate 10 is formed is opposed to the thermoplastic elastomer layer 30 (see FIG. 10A). Then, an ultrasonic wave of 80 Ws and 20 kHz is applied from the upper part of the first and second thermoplastic resin substrates 10 and 20 facing each other through the thermoplastic elastomer layer 30 by a horn 40 under a pressure of 0.1 MPa. Apply for 4 seconds. (See FIG. 10 (b)).

その後、MPCポリマー溶液を流入口181、183及び流出口185等から流し込み、流路15の内壁にMPCポリマーを成膜してバイオチップ180を完成する。   Thereafter, the MPC polymer solution is poured from the inlets 181 and 183 and the outlet 185, and the MPC polymer is formed on the inner wall of the channel 15 to complete the biochip 180.

上記のように、ホーン40により摩擦押圧することにより、第1熱可塑性樹脂基板10、第2熱可塑性樹脂基板20及び熱可塑性エラストマー層30の接触面が溶融し、互いに貼り合わされる。特に、第1及び第2熱可塑性樹脂基板10、20の融点と熱可塑性エラストマー層30の融点とがほぼ等しいため、同時に溶融して確実に貼り合わされる。   As described above, by frictional pressing with the horn 40, the contact surfaces of the first thermoplastic resin substrate 10, the second thermoplastic resin substrate 20, and the thermoplastic elastomer layer 30 are melted and bonded together. In particular, since the melting points of the first and second thermoplastic resin substrates 10 and 20 and the melting point of the thermoplastic elastomer layer 30 are substantially equal, they are melted at the same time and securely bonded together.

完成したバイオチップ180の流路15には、流入口181、183等から測定対象物質として、蛍光標識した抗原を導入する。ここで、既に固定化されている検知物質19である抗体と抗原が反応する場合には、バイオチップ180外部から光を照射すると蛍光発色が得られる。よって、特定の抗原の存在を検出・測定することができる。   A fluorescently labeled antigen is introduced into the channel 15 of the completed biochip 180 as a substance to be measured from the inflow ports 181 and 183. Here, in the case where an antibody that is already immobilized as the detection substance 19 reacts with an antigen, fluorescence is developed when light is irradiated from the outside of the biochip 180. Therefore, the presence of a specific antigen can be detected and measured.

<第3実施形態例>
図11(a)は、本発明の第3実施形態例に係るチップの平面図、図11(b)は図11(a)のD−D’線における断面図である。チップ200は、第1熱可塑性樹脂基板10及び第2熱可塑性樹脂基板20の間に熱可塑性エラストマー層30が挟持されている。また、チップ200は、1以上の孔50を有しており、孔50の側壁に沿って形成された接着膜55により第1熱可塑性樹脂基板10、第2熱可塑性樹脂基板20及び熱可塑性エラストマー層30が貼り合わされている。
<Third Embodiment>
FIG. 11A is a plan view of a chip according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 11B is a cross-sectional view taken along the line DD ′ of FIG. In the chip 200, the thermoplastic elastomer layer 30 is sandwiched between the first thermoplastic resin substrate 10 and the second thermoplastic resin substrate 20. The chip 200 has one or more holes 50, and the first thermoplastic resin substrate 10, the second thermoplastic resin substrate 20, and the thermoplastic elastomer are formed by an adhesive film 55 formed along the side wall of the hole 50. The layer 30 is bonded.

次に、図12を用いて図11に示すチップ200の熱可塑性エラストマー層30を介した第1熱可塑性樹脂基板10及び第2熱可塑性樹脂基板20の貼り合わせ方法について説明する。図12は、接着膜55が形成された孔50を有するチップ200の張り合わせ方法を示す断面図である。第1及び第2熱可塑性樹脂基板10、20の間に熱可塑性エラストマー層30が挟持されるように、第1及び第2熱可塑性樹脂基板10、20を対向させる。このとき、第1熱可塑性樹脂基板10の流路15が形成された主面を熱可塑性エラストマー層30に対向させる(図12(a)参照)。そして、熱可塑性エラストマー層30を介して対向している第1及び第2熱可塑性樹脂基板10、20の上部から、その底面から突出するピン60を有しているホーン45により摩擦押圧する(図12(b)参照)。   Next, a method of bonding the first thermoplastic resin substrate 10 and the second thermoplastic resin substrate 20 through the thermoplastic elastomer layer 30 of the chip 200 shown in FIG. 11 will be described using FIG. FIG. 12 is a cross-sectional view showing a method for bonding the chip 200 having the hole 50 in which the adhesive film 55 is formed. The first and second thermoplastic resin substrates 10 and 20 are opposed to each other so that the thermoplastic elastomer layer 30 is sandwiched between the first and second thermoplastic resin substrates 10 and 20. At this time, the main surface on which the flow path 15 of the first thermoplastic resin substrate 10 is formed is opposed to the thermoplastic elastomer layer 30 (see FIG. 12A). And from the upper part of the 1st and 2nd thermoplastic resin board | substrates 10 and 20 which oppose through the thermoplastic elastomer layer 30, it frictionally presses with the horn 45 which has the pin 60 which protrudes from the bottom face (FIG. 12 (b)).

このように、ホーン45の底面に形成されたピン60により第1熱可塑性樹脂基板10、熱可塑性エラストマー層30及び第2熱可塑性樹脂基板20を摩擦押圧すると、図12(b)に示すようにピン60が挿入される。よって、第1熱可塑性樹脂基板10から熱可塑性エラストマー層30を貫通して第2熱可塑性樹脂基板20に至る孔50が形成される。このとき、ピン60により印加される摩擦押圧により、ピン60と接触する第1熱可塑性樹脂基板10、熱可塑性エラストマー層30及び第2熱可塑性樹脂基板20が溶融し、孔50に沿って連続した接着膜55が形成される。この接着膜55は、接着膜55が形成された孔50において第1熱可塑性樹脂基板10、熱可塑性エラストマー層30及び第2熱可塑性樹脂基板20を張り合わせる。以上のような孔50の接着膜55は、ピン60により部分的に第1熱可塑性樹脂基板10、熱可塑性エラストマー層30及び第2熱可塑性樹脂基板20を摩擦押圧することにより形成される。そのため、孔50が形成される部分以外の基板の崩れや変形を防止することができる。また、基板全体ではなく基板の一部をピン60により摩擦押圧するため、摩擦押圧のエネルギーを最小化することができる。また、第1及び第2熱可塑性樹脂基板10、20間には、弾力性を有する熱可塑性エラストマー層30が介在しているため、孔50によるピンポイントでの接着であっても気密性や水密性を保つことができる。   Thus, when the first thermoplastic resin substrate 10, the thermoplastic elastomer layer 30, and the second thermoplastic resin substrate 20 are frictionally pressed by the pins 60 formed on the bottom surface of the horn 45, as shown in FIG. The pin 60 is inserted. Therefore, a hole 50 is formed from the first thermoplastic resin substrate 10 through the thermoplastic elastomer layer 30 to the second thermoplastic resin substrate 20. At this time, the first thermoplastic resin substrate 10, the thermoplastic elastomer layer 30, and the second thermoplastic resin substrate 20 that are in contact with the pin 60 are melted by the frictional pressure applied by the pin 60, and are continuous along the hole 50. An adhesive film 55 is formed. The adhesive film 55 bonds the first thermoplastic resin substrate 10, the thermoplastic elastomer layer 30, and the second thermoplastic resin substrate 20 in the hole 50 in which the adhesive film 55 is formed. The adhesive film 55 of the holes 50 as described above is formed by partially pressing the first thermoplastic resin substrate 10, the thermoplastic elastomer layer 30, and the second thermoplastic resin substrate 20 with the pins 60. Therefore, collapse and deformation of the substrate other than the portion where the hole 50 is formed can be prevented. In addition, since not a whole substrate but a part of the substrate is frictionally pressed by the pin 60, the energy of the frictional pressing can be minimized. In addition, since the elastic thermoplastic elastomer layer 30 is interposed between the first and second thermoplastic resin substrates 10 and 20, even if pinpoint bonding is performed by the holes 50, airtightness and watertightness are achieved. Can keep sex.

なお、複数の孔50及び接着膜55を形成する場合には、同時にピン60を当てて摩擦押圧しても良く、あるいは1箇所ずつ摩擦押圧しても良い。複数箇所同時に摩擦押圧して接着膜55を有する孔50を形成する場合には、単位時間当たりのチップの生産効率が向上する。   In addition, when forming the several hole 50 and the adhesive film 55, you may apply the pin 60 simultaneously and may friction-press, or you may friction-press one place at a time. When the hole 50 having the adhesive film 55 is formed by friction pressing simultaneously at a plurality of locations, the chip production efficiency per unit time is improved.

<第3実施例>
前記第3実施形態例に係るチップ100の貼り合わせ方法について再び図12を用いて説明する。第1熱可塑性樹脂基板10及び第2熱可塑性樹脂基板20として、厚さ1mm、縦30mm×横30mmのPETを用いる。
<Third embodiment>
The method for bonding the chip 100 according to the third embodiment will be described again with reference to FIG. As the first thermoplastic resin substrate 10 and the second thermoplastic resin substrate 20, PET having a thickness of 1 mm and a length of 30 mm × width of 30 mm is used.

まず、図12(a)に示すように、第1熱可塑性樹脂基板10の流路15が形成された主面を第2熱可塑性樹脂基板20に対向させる。次に、図12(b)に示すように、ピン60が設けられたホーン45により、ピン60が当接する第1熱可塑性樹脂基板10、熱可塑性エラストマー層30及び第2熱可塑性樹脂基板20を、0.1MPaの加圧の下で30Ws及び20kHzの超音波を0.2秒間印加する。このとき、ピン60と第1熱可塑性樹脂基板10、第2熱可塑性樹脂基板20及び熱可塑性エラストマー層30との接触面が摩擦熱により溶融して接着膜55が形成され、基板同士が張り合わされる。   First, as shown in FIG. 12A, the main surface of the first thermoplastic resin substrate 10 on which the flow path 15 is formed is opposed to the second thermoplastic resin substrate 20. Next, as shown in FIG. 12B, the first thermoplastic resin substrate 10, the thermoplastic elastomer layer 30, and the second thermoplastic resin substrate 20 with which the pins 60 abut are brought together by the horn 45 provided with the pins 60. 30 Ws and 20 kHz ultrasonic waves are applied for 0.2 seconds under a pressure of 0.1 MPa. At this time, the contact surfaces of the pins 60, the first thermoplastic resin substrate 10, the second thermoplastic resin substrate 20, and the thermoplastic elastomer layer 30 are melted by frictional heat to form an adhesive film 55, and the substrates are bonded together. The

<第4実施形態例>
図13(a)は、本発明の第4実施形態例に係るチップ300の平面図、図13(b)は図13(a)のE−E’線における断面図である。
<Example of Fourth Embodiment>
FIG. 13A is a plan view of a chip 300 according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 13B is a cross-sectional view taken along line EE ′ of FIG.

チップ300は、第1熱可塑性樹脂基板10及び第2熱可塑性樹脂基板20の間に熱可塑性エラストマー層30が挟持されている。第1熱可塑性樹脂基板10の主面には、第1開口部80a、第2開口部80b、第1開口部80aと第2開口部80bとを接続する第1流路70及び第2開口部80bとチップ300外部とを接続する第2流路75が設けられている。また、第2熱可塑性樹脂基板20には、チップ300外部又は内部への圧力が印加される第3流路90が設けられている。図13(b)に示すように、第3流路90が第2熱可塑性樹脂基板20の主面において開口する部分は、第1熱可塑性樹脂基板10の第2流路70と対応している。   In the chip 300, the thermoplastic elastomer layer 30 is sandwiched between the first thermoplastic resin substrate 10 and the second thermoplastic resin substrate 20. The main surface of the first thermoplastic resin substrate 10 includes a first opening 80a, a second opening 80b, a first flow path 70 and a second opening that connect the first opening 80a and the second opening 80b. A second flow path 75 that connects 80b and the outside of the chip 300 is provided. Further, the second thermoplastic resin substrate 20 is provided with a third flow path 90 to which a pressure to the outside or the inside of the chip 300 is applied. As shown in FIG. 13B, the portion where the third flow path 90 opens in the main surface of the second thermoplastic resin substrate 20 corresponds to the second flow path 70 of the first thermoplastic resin substrate 10. .

チップ300は、第2実施形態例と同様に摩擦押圧により、第1熱可塑性樹脂基板10、第2熱可塑性樹脂基板20及び熱可塑性エラストマー層30の接触面に摩擦熱が発生して貼り合わせが行われる。よって、第1、第2開口部80a、80b、第1、第2及び第3流路70、75、90等のパターン崩れ等を防止できる。また、熱可塑性エラストマー層30は、熱可塑性とともにゴム弾性の性質を有するため、第1及び第2熱可塑性樹脂基板10、20の密着性を高め、水密性や気密性を高めることができる。   The chip 300 is bonded to the contact surface of the first thermoplastic resin substrate 10, the second thermoplastic resin substrate 20, and the thermoplastic elastomer layer 30 due to frictional pressure as in the second embodiment. Done. Therefore, pattern collapse of the first and second openings 80a and 80b, the first, second, and third flow paths 70, 75, and 90 can be prevented. Moreover, since the thermoplastic elastomer layer 30 has the property of rubber elasticity as well as thermoplasticity, the adhesiveness of the first and second thermoplastic resin substrates 10 and 20 can be improved, and water tightness and air tightness can be improved.

図14(a)及び(b)は、チップ300外部から内部への圧力が印加されるチップ300の動きを説明する説明図、図14(c)は、チップ300内部から外部への圧力が印加されるチップ300の動きを説明する説明図である。図14(a)に示すように、第3流路90にチップ300外部から内部への圧力を印加すると、第3流路90の第2熱可塑性樹脂基板20の主面において開口する部分の熱可塑性エラストマー層30が圧力を受ける。このとき、熱可塑性エラストマー層30は、第1開口部80aと第2開口部80bとを接続する第1流路70の通路が狭くなるように伸張する。よって、第1、第2開口部80a、80b内の流体が第2流路75を介してチップ300外部に導出される(図14(a)参照)。次に、さらに第3流路90にチップ300外部から内部への圧力を印加すると、熱可塑性エラストマー層30が第1流路70を塞ぐように伸張する。よって、第1開口部80a及び第2開口部80b間の流体の流れが停止する(図14(b)参照)。   14A and 14B are explanatory diagrams for explaining the movement of the chip 300 to which pressure from the outside to the inside of the chip 300 is applied, and FIG. 14C is a view for applying pressure from the inside of the chip 300 to the outside. It is explanatory drawing explaining the motion of the chip | tip 300 to be performed. As shown in FIG. 14A, when pressure is applied to the third channel 90 from the outside to the inside of the chip 300, the heat of the portion of the third channel 90 that opens on the main surface of the second thermoplastic resin substrate 20 The plastic elastomer layer 30 is subjected to pressure. At this time, the thermoplastic elastomer layer 30 expands so that the passage of the first flow path 70 connecting the first opening 80a and the second opening 80b becomes narrow. Therefore, the fluid in the first and second openings 80a and 80b is led out of the chip 300 via the second flow path 75 (see FIG. 14A). Next, when pressure from the outside to the inside of the chip 300 is further applied to the third channel 90, the thermoplastic elastomer layer 30 expands so as to block the first channel 70. Therefore, the fluid flow between the first opening 80a and the second opening 80b stops (see FIG. 14B).

次に、図14(c)に示すように、第3流路90にチップ300内部から外部への圧力を印加すると、熱可塑性エラストマー層30は、第2熱可塑性樹脂基板20の方へ引っ張られるように伸張する。よって、例えば第2流路75を介して流体をチップ300内部に取り込む。このように、ゴム弾性を有する熱可塑性エラストマー層30は、第1開口部80a及び第2開口部80bの開閉を行うバルブやポンプとして用いることができる。   Next, as shown in FIG. 14C, when a pressure from the inside of the chip 300 to the outside is applied to the third flow path 90, the thermoplastic elastomer layer 30 is pulled toward the second thermoplastic resin substrate 20. Stretch like so. Therefore, for example, the fluid is taken into the chip 300 through the second flow path 75. Thus, the thermoplastic elastomer layer 30 having rubber elasticity can be used as a valve or a pump for opening and closing the first opening 80a and the second opening 80b.

本発明を用いて貼り合わせが行われた熱可塑性樹脂基板は、熱による基板の崩れや変形を防止することができるとともに、基板の厚みの制限を受けにくい。よって、DNA、酵素、蛋白質、抗原、後退、ウィルス及び細胞等の生体物資及び化学物質を測定するために基板内部に流路や試薬貯蔵部などが形成されるバイオチップ及びマイクロ化学チップなどに適用可能である。   The thermoplastic resin substrate bonded by using the present invention can prevent the substrate from collapsing or deforming due to heat, and is not easily limited by the thickness of the substrate. Therefore, it can be applied to biochips and microchemical chips where channels, reagent storages, etc. are formed inside the substrate to measure biological materials and chemicals such as DNA, enzymes, proteins, antigens, retreats, viruses and cells. Is possible.

(a) 本発明の第1実施形態例に係るチップの平面図。(b) 図1(a)のA−A’線における断面図。(A) The top view of the chip | tip concerning the example of 1st Embodiment of this invention. (B) Sectional drawing in the A-A 'line of Fig.1 (a). (a) 第1熱可塑性樹脂基板10及び第2熱可塑性樹脂基板20の貼り合わせ方法を示す断面図(1)。(b) 第1熱可塑性樹脂基板10及び第2熱可塑性樹脂基板20の貼り合わせ方法を示す断面図(2)。(A) Sectional drawing (1) which shows the bonding method of the 1st thermoplastic resin board | substrate 10 and the 2nd thermoplastic resin board | substrate 20. FIG. (B) Sectional drawing (2) which shows the bonding method of the 1st thermoplastic resin board | substrate 10 and the 2nd thermoplastic resin board | substrate 20. FIG. (a) 本発明の第2実施形態例に係るチップの平面図。(b) 図3(a)のB−B’線における断面図。(A) The top view of the chip | tip concerning the example of 2nd Embodiment of this invention. (B) Sectional drawing in the B-B 'line of Fig.3 (a). (a) 図3に示すチップ150の熱可塑性エラストマー層30を介した第1熱可塑性樹脂基板10及び第2熱可塑性樹脂基板20の貼り合わせ方法を示す断面図(1)。(b) 図3に示すチップ150の熱可塑性エラストマー層30を介した第1熱可塑性樹脂基板10及び第2熱可塑性樹脂基板20の貼り合わせ方法を示す断面図(2)。(A) Sectional drawing (1) which shows the bonding method of the 1st thermoplastic resin board | substrate 10 and the 2nd thermoplastic resin board | substrate 20 through the thermoplastic elastomer layer 30 of the chip | tip 150 shown in FIG. (B) Sectional drawing (2) which shows the bonding method of the 1st thermoplastic resin board | substrate 10 and the 2nd thermoplastic resin board | substrate 20 through the thermoplastic elastomer layer 30 of the chip | tip 150 shown in FIG. (a) 熱可塑性エラストマー層30を介した第1熱可塑性樹脂基板10及び第2熱可塑性樹脂基板20の別の貼り合わせ方法を示す断面図(1)。(b) 熱可塑性エラストマー層30を介した第1熱可塑性樹脂基板10及び第2熱可塑性樹脂基板20の別の貼り合わせ方法を示す断面図(2)。(c) 熱可塑性エラストマー層30を介した第1熱可塑性樹脂基板10及び第2熱可塑性樹脂基板20の別の貼り合わせ方法を示す断面図(3)。(d) 熱可塑性エラストマー層30を介した第1熱可塑性樹脂基板10及び第2熱可塑性樹脂基板20の別の貼り合わせ方法を示す断面図(4)。(A) Sectional drawing (1) which shows another bonding method of the 1st thermoplastic resin board | substrate 10 and the 2nd thermoplastic resin board | substrate 20 through the thermoplastic elastomer layer 30. FIG. (B) Sectional drawing (2) which shows another bonding method of the 1st thermoplastic resin substrate 10 and the 2nd thermoplastic resin substrate 20 through the thermoplastic elastomer layer 30. FIG. (C) Sectional drawing (3) which shows another bonding method of the 1st thermoplastic resin board | substrate 10 and the 2nd thermoplastic resin board | substrate 20 through the thermoplastic elastomer layer 30. FIG. (D) Sectional drawing (4) which shows another bonding method of the 1st thermoplastic resin board | substrate 10 and the 2nd thermoplastic resin board | substrate 20 through the thermoplastic elastomer layer 30. FIG. 図3(a)のB−B’の断面の別の一例(1)。Another example (1) of the cross section of B-B 'of Fig.3 (a). 図3(a)のB−B’の断面の別の一例(2)。Another example (2) of the cross section of B-B 'of Fig.3 (a). 図3(a)のB−B’の断面の別の一例(3)。Another example (3) of the cross section of B-B 'of Fig.3 (a). (a) 第2実施例に係るバイオチップ180係るバイオチップの平面図。(b) 図9(a)のC−C’線における断面図。(A) The top view of the biochip which concerns on the biochip 180 which concerns on 2nd Example. FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line C-C ′ in FIG. (a) 図9に示すバイオチップ180の貼り合わせ方法(1)。(b) 図9に示すバイオチップ180の貼り合わせ方法(2)。(A) The biochip 180 bonding method (1) shown in FIG. (B) The biochip 180 bonding method (2) shown in FIG. (a) 本発明の第3実施形態例に係るチップの平面図。(b) 図11(a)のD−D’線における断面図。(A) The top view of the chip | tip concerning the example of 3rd Embodiment of this invention. (B) Sectional drawing in the D-D 'line | wire of Fig.11 (a). (a) 接着膜55が形成された孔50を有するチップ200の張り合わせ方法を示す断面図(1)。(b) 接着膜55が形成された孔50を有するチップ200の張り合わせ方法を示す断面図(2)。(A) Sectional drawing (1) which shows the bonding method of the chip | tip 200 which has the hole 50 in which the adhesive film 55 was formed. (B) Sectional drawing (2) which shows the bonding method of the chip | tip 200 which has the hole 50 in which the adhesive film 55 was formed. (a) 本発明の第4実施形態例に係るチップ300の平面図。(b) 図13(a)のE−E’線における断面図。(A) The top view of the chip | tip 300 which concerns on the example of 4th Embodiment of this invention. FIG. 13B is a sectional view taken along line E-E ′ in FIG. (a) チップ300外部から内部への圧力が印加されるチップ300の動きを説明する説明図(1)。(b) チップ300外部から内部への圧力が印加されるチップ300の動きを説明する説明図(2)。(c) チップ300内部から外部への圧力が印加されるチップ300の動きを説明する説明図。(A) Explanatory drawing (1) explaining the motion of the chip | tip 300 to which the pressure from the exterior to the inside of the chip | tip 300 is applied. (B) Explanatory drawing (2) explaining the motion of the chip | tip 300 to which the pressure from the exterior to the inside of the chip | tip 300 is applied. (C) Explanatory drawing explaining the motion of the chip | tip 300 to which the pressure from the inside of the chip | tip 300 to the outside is applied.

符号の説明Explanation of symbols

10:第1熱可塑性樹脂基板
15:流路
17:金薄膜
19:検知物質
20:第2熱可塑性樹脂基板
30:熱可塑性エラストマー層
40、45:ホーン
60:ピン
10: first thermoplastic resin substrate 15: flow path 17: gold thin film 19: sensing substance 20: second thermoplastic resin substrate 30: thermoplastic elastomer layer 40, 45: horn 60: pin

Claims (12)

第1熱可塑性樹脂基板と第2熱可塑性樹脂基板との貼り合わせ方法であって、
前記第1及び第2熱可塑性樹脂基板を対向させてその接触面を摩擦押圧することにより、前記第1及び第2熱可塑性樹脂基板を貼り合わせる貼り合わせ方法。
A method for bonding a first thermoplastic resin substrate and a second thermoplastic resin substrate,
A bonding method in which the first and second thermoplastic resin substrates are bonded to each other by causing the first and second thermoplastic resin substrates to face each other and frictionally pressing the contact surfaces.
前記第1または第2熱可塑性樹脂基板に超音波による振動を印加することにより前記第1熱可塑性樹脂基板と前記第2熱可塑性樹脂基板との接触面に摩擦を生じさせる、請求項1に記載の貼り合わせ方法。   2. The friction is generated on the contact surface between the first thermoplastic resin substrate and the second thermoplastic resin substrate by applying ultrasonic vibration to the first or second thermoplastic resin substrate. Method of pasting. 熱可塑性エラストマー層を介して前記第1及び第2熱可塑性樹脂基板を対向させ、前記第1熱可塑性樹脂基板と前記熱可塑性エラストマー層との接触面及び前記第2熱可塑性樹脂基板と前記熱可塑性エラストマー層との接触面を摩擦押圧することにより、前記第1熱可塑性樹脂基板、前記第2熱可塑性樹脂基板及び熱可塑性エラストマー層を貼り合わせる、貼り合わせ方法。   The first and second thermoplastic resin substrates are opposed to each other through a thermoplastic elastomer layer, a contact surface between the first thermoplastic resin substrate and the thermoplastic elastomer layer, and the second thermoplastic resin substrate and the thermoplastic resin. A bonding method in which the first thermoplastic resin substrate, the second thermoplastic resin substrate, and the thermoplastic elastomer layer are bonded together by frictionally pressing a contact surface with the elastomer layer. 前記第1及び第2熱可塑性樹脂基板を構成する熱可塑性樹脂の融点と、前記熱可塑性エラストマー層の融点とは概ね同一である、請求項3に記載の貼り合わせ方法。   The bonding method according to claim 3, wherein a melting point of the thermoplastic resin constituting the first and second thermoplastic resin substrates is substantially the same as a melting point of the thermoplastic elastomer layer. 前記第1または第2熱可塑性樹脂基板に超音波による振動を印加することにより前記第1熱可塑性樹脂基板と前記熱可塑性エラストマー層との接触面及び前記第2熱可塑性樹脂基板と前記熱可塑性エラストマー層との接触面に摩擦を生じさせる、請求項3に記載の貼り合わせ方法。   By applying ultrasonic vibration to the first or second thermoplastic resin substrate, the contact surface between the first thermoplastic resin substrate and the thermoplastic elastomer layer, and the second thermoplastic resin substrate and the thermoplastic elastomer. The bonding method according to claim 3, wherein friction is generated on a contact surface with the layer. 熱可塑性エラストマー層を介して第1熱可塑性樹脂基板及び第2熱可塑性樹脂基板を対向させ、前記第1熱可塑性樹脂基板、前記熱可塑性エラストマー層及び前記第2熱可塑性樹脂基板の一部をピンにより摩擦押圧することにより、前記第1熱可塑性樹脂基板から前記熱可塑性エラストマー層を貫通する前記第2熱可塑性樹脂基板に至る孔を形成する、貼り合わせ方法。   The first thermoplastic resin substrate and the second thermoplastic resin substrate are opposed to each other through the thermoplastic elastomer layer, and the first thermoplastic resin substrate, the thermoplastic elastomer layer, and a part of the second thermoplastic resin substrate are pinned. The bonding method of forming the hole from the said 1st thermoplastic resin substrate to the said 2nd thermoplastic resin substrate which penetrates the said thermoplastic elastomer layer by friction-pressing by. 前記第1または第2熱可塑性樹脂基板に超音波による振動を印加することにより、前記第1熱可塑性樹脂基板前記第2熱可塑性樹脂基板及び前記熱可塑性エラストマー層と前記ピンとの接触面に摩擦を生じさせる、請求項6に記載の貼り合わせ方法。   By applying ultrasonic vibration to the first or second thermoplastic resin substrate, friction is caused on the contact surfaces of the first thermoplastic resin substrate, the second thermoplastic resin substrate, the thermoplastic elastomer layer, and the pins. The bonding method according to claim 6, which is generated. 第1熱可塑性樹脂基板と第2熱可塑性樹脂基板とを貼り合わせることにより形成されるチップの形成方法であって、
前記第1熱可塑性樹脂基板の主面に流路を形成する流路形成ステップと、
前記流路が形成された主面が接触するように前記第1熱可塑性樹脂基板と前記第2熱可塑性樹脂基板とを対向させる対向ステップと、
前記第1及び第2熱可塑性樹脂基板の接触面を摩擦押圧することにより、前記第1及び第2熱可塑性樹脂基板を貼り合わせる貼り合わせステップと、
を含むチップの形成方法。
A method for forming a chip formed by bonding a first thermoplastic resin substrate and a second thermoplastic resin substrate,
A flow path forming step for forming a flow path on a main surface of the first thermoplastic resin substrate;
An opposing step of opposing the first thermoplastic resin substrate and the second thermoplastic resin substrate so that the main surface on which the flow path is formed is in contact;
A bonding step of bonding the first and second thermoplastic resin substrates by frictionally pressing the contact surfaces of the first and second thermoplastic resin substrates;
A method of forming a chip including:
前記流路に測定対象物質を検知する検知物質を固定する固定ステップをさらに含む、請求項8に記載のチップの形成方法。   The chip formation method according to claim 8, further comprising a fixing step of fixing a detection substance for detecting the measurement target substance in the flow path. 主面に流路が形成されている第1熱可塑性樹脂基板と、
前記流路を覆うように前記第1熱可塑性樹脂基板と対向する第2熱可塑性樹脂基板とを含み、
前記第1及び第2熱可塑性樹脂基板を互いに対向させて摩擦押圧することにより、前記第1及び第2熱可塑性樹脂基板の接触面が貼り合わされているチップ。
A first thermoplastic resin substrate having a flow path formed on the main surface;
A second thermoplastic resin substrate facing the first thermoplastic resin substrate so as to cover the flow path,
A chip in which the contact surfaces of the first and second thermoplastic resin substrates are bonded together by friction-pressing the first and second thermoplastic resin substrates against each other.
主面に流路が形成されている第1熱可塑性樹脂基板と、
前記流路を覆うように前記第1熱可塑性樹脂基板と対向する熱可塑性エラストマー層と、
前記第1熱可塑性樹脂基板とともに前記熱可塑性エラストマー層を挟み込む第2熱可塑性樹脂基板とを含み、
前記熱可塑性エラストマー層を介して前記第1及び第2熱可塑性樹脂基板を対向させ、前記第1熱可塑性樹脂基板と前記熱可塑性エラストマー層との接触面及び前記第2熱可塑性樹脂基板と前記熱可塑性エラストマー層との接触面を摩擦押圧することにより、前記第1熱可塑性樹脂基板、前記第2熱可塑性樹脂基板及び熱可塑性エラストマー層が貼り合わされている、チップ。
A first thermoplastic resin substrate having a flow path formed on the main surface;
A thermoplastic elastomer layer facing the first thermoplastic resin substrate so as to cover the flow path;
A second thermoplastic resin substrate sandwiching the thermoplastic elastomer layer together with the first thermoplastic resin substrate,
The first and second thermoplastic resin substrates are opposed to each other through the thermoplastic elastomer layer, the contact surface between the first thermoplastic resin substrate and the thermoplastic elastomer layer, the second thermoplastic resin substrate, and the heat. A chip in which the first thermoplastic resin substrate, the second thermoplastic resin substrate, and the thermoplastic elastomer layer are bonded to each other by frictionally pressing a contact surface with the plastic elastomer layer.
主面に流路が形成されている第1熱可塑性樹脂基板と、
前記流路を覆うように前記第1熱可塑性樹脂基板と対向する熱可塑性エラストマー層と、
前記第1熱可塑性樹脂基板とともに前記熱可塑性エラストマー層を挟み込む第2熱可塑性樹脂基板とを含み、
前記熱可塑性エラストマー層を介して前記第1及び第2熱可塑性樹脂基板を対向させ、前記第1熱可塑性樹脂基板、前記熱可塑性エラストマー層及び前記第2熱可塑性樹脂基板の一部をピンにより摩擦押圧することにより、前記第1熱可塑性樹脂基板から前記熱可塑性エラストマー層を貫通する前記第2熱可塑性樹脂基板に至る孔が形成されている、チップ。
A first thermoplastic resin substrate having a flow path formed on the main surface;
A thermoplastic elastomer layer facing the first thermoplastic resin substrate so as to cover the flow path;
A second thermoplastic resin substrate sandwiching the thermoplastic elastomer layer together with the first thermoplastic resin substrate,
The first and second thermoplastic resin substrates are opposed to each other through the thermoplastic elastomer layer, and the first thermoplastic resin substrate, the thermoplastic elastomer layer, and a part of the second thermoplastic resin substrate are rubbed with pins. The chip | tip in which the hole from the said 1st thermoplastic resin substrate to the said 2nd thermoplastic resin substrate which penetrates the said thermoplastic elastomer layer is formed by pressing.
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