JP4072175B2 - Substrate bonding method, chip forming method, and chip - Google Patents

Description

本発明は、基板の貼り合わせ方法及びチップ形成方法及びチップに関するものである。   The present invention relates to a method for bonding substrates, a chip forming method, and a chip.

近年、医療、健康、食品及び製薬などの分野において、ＤＮＡ（Deoxyribo 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、数百μｍの幅を持つ流路の中に微量な試料や検体を流し込むことで短時間に反応を終了させることができる特徴がある。これらのチップの作成は２枚の基板を貼り合わせることにより行われており、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 (Deoxyribo 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 characterized in that the reaction can be completed in a short time by pouring a small amount of sample or specimen into a flow channel having a width of several hundred μm. These chips are produced by bonding two substrates, and a technique for bonding these 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。２枚の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 surfaces of the two substrates, 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、第１基板と第２基板を対向させて超音波をかけながら押圧することで、基板同士を貼り合わせる超音波溶着も検討されている。   Further, ultrasonic welding for bonding substrates together by pressing the first substrate and the second substrate while applying ultrasonic waves has been studied.

しかし、ホットメルト型接着剤やＵＶ接着剤などの接着剤を使用する場合は、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パターン崩れが発生し、流路内の流体の流れが阻害される。また、流路に流れこんだ接着剤によって生体物質や化学物質の反応が妨げられる。特に、ホットメルト型接着剤を用いる方法では、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。さらに、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。また、超音波溶着を用いる方法では、第１基板及び第２基板の押圧により基板内の流路等や基板自体に歪みや崩れが生じる場合がある。   However, when using an adhesive such as a hot-melt adhesive or UV adhesive, pattern collapse occurs when the molten adhesive flows into the flow path or reagent reservoir, and the flow of fluid in the flow path Is inhibited. In addition, the reaction of biological substances and chemical substances is hindered by the adhesive flowing into the flow path. In particular, in the method 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. Furthermore, when biological materials 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. Further, in the method using ultrasonic welding, there are cases where the flow path in the substrate or the substrate itself is distorted or collapsed due to the pressing of the first substrate and the second substrate.

そこで、本発明は、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。   Then, an object of this invention is to provide the bonding method which can bond a board | substrate without damaging a board | substrate.

本願第１発明は、上記の課題を解決するために、第１基板と第２基板との貼り合わせ方法であって、前記第１基板及び前記第２基板の少なくとも一方の主体を、光を透過する光透過性材質で形成するステップと、前記第１基板及び前記第２基板の貼り合わせ面のうち少なくとも一部を、光を吸収する光吸収物質を含む熱可塑性樹脂で形成するステップと、前記光を透過する基板を介して前記貼り合わせ面の光吸収物質に光を照射することにより、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせるステップとを含む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 substrate and a second substrate in order to solve the above-described problem, and transmits light through at least one of the first substrate and the second substrate. Forming a light transmissive material, forming at least a part of a bonding surface of the first substrate and the second substrate with a thermoplastic resin containing a light absorbing material that absorbs light, There is provided a bonding method including a step of bonding the first substrate and the second substrate by irradiating light to a light-absorbing substance on the bonding surface through a substrate that transmits light.

本願第１発明は、上記の課題を解決するために、第１基板と第２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基板及び前記第２基板の少なくとも一方の主体を、光を透過する光透過性材質で形成するステップと、前記第１基板及び前記第２基板の貼り合わせ面のうち少なくとも一部を、光を吸収する光吸収物質を含む熱可塑性樹脂で形成するステップと、前記第１基板及び／または前記第２基板の主面に流路を形成するステップと、前記流路を覆うように前記第１基板と前記第２基板とを対向させ、前記光を透過する基板を介して前記貼り合わせ面の光吸収物質に光を照射することにより、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせるステップとを含み、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせるステップでは、
前記第１基板及び前記第２基板の少なくともいずれかにおける、前記貼り合わせ面と異なる主面が、凹凸の表面を有する透明板を介して透明ガラス板から加圧を受けることにより、前記第１基板と前記第２基板とが貼り合わせされる、チップの形成方法を提供する。 A first invention of the present application is a method of forming a chip formed by bonding a first substrate and a second substrate in order to solve the above-described problem, and includes at least one of the first substrate and the second substrate. Forming one main body of a light-transmitting material that transmits light, and at least a part of a bonding surface of the first substrate and the second substrate including a light-absorbing material that absorbs light; Forming with resin, forming a channel on the main surface of the first substrate and / or the second substrate, and making the first substrate and the second substrate face each other so as to cover the channel Irradiating the light-absorbing material on the bonding surface with light through the light-transmitting substrate, thereby bonding the first substrate and the second substrate, and including the first substrate and the Bonding with the second substrate In the step,
A main surface different from the bonding surface in at least one of the first substrate and the second substrate is pressurized from a transparent glass plate through a transparent plate having an uneven surface, whereby the first substrate And a method of forming a chip, wherein the second substrate and the second substrate are bonded together .

例えば、第１基板が光を透過する光透過性材質で形成されている場合、第１基板と第２基板とを接触させて第１基板の上部から光を照射する。この光は、第１基板を透過して第１基板と第２基板との貼り合わせ面の少なくとも一部に形成された光吸収物質に到達する。そして、光吸収物質が光を吸収することで光吸収物質を含む熱可塑性樹脂が加熱され溶融する。溶融した熱可塑性樹脂が冷却されて硬化することにより、第１基板と第２基板が貼り合わされる。
この貼り合わせ方法によれば、基板の貼り合わせに接着剤を用いる必要がない。よって、接着剤の流出によって基板内のパターンに変形が生じるなどの基板の損傷や、流路内の流体の流れが阻害されるのを防止することができる。
また、基板を透過した光が貼り合わせ面に位置する光吸収物質により吸収されることで、貼り合わせ面が局所的に発熱する。つまり、第１基板と第２基板全体に熱を加えることなく、局所的な発熱により貼り合わせ面の熱可塑性樹脂が溶融して基板同士を接着する。よって、熱による基板全体の崩れや変形を防止することができる。また、貼り合わせの際に既に生体物質などの検知物質が基板内に配置されている場合においても、基板全体が発熱することにより検知物質が失活するのを防止することができる。さらに、基板内の流路等の側壁が溶融して検知物質の反応を阻害することを防止することもできる。
また、貼り合わせの際に基板同士を強く押圧する必要がないため、基板内に形成された試薬貯蔵部や流路などのパターンが強い押圧により崩れたり変形したりするのを防ぐことができる。また、強い押圧による基板自体の崩れや変形も防止することができる。
前述のように、第１基板及び／又は第２基板と透明ガラス板との間に、凹凸表面を有する透明板を介在させることで、第１基板及び／又は第２基板と透明ガラス板との吸着を防ぐことができる。 For example, when the first substrate is formed of a light-transmitting material that transmits light, the first substrate and the second substrate are brought into contact with each other, and light is irradiated from above the first substrate. The light passes through the first substrate and reaches a light absorbing material formed on at least a part of the bonding surface of the first substrate and the second substrate. Then, as the light absorbing material absorbs light, the thermoplastic resin containing the light absorbing material is heated and melted. The melted thermoplastic resin is cooled and cured, whereby the first substrate and the second substrate are bonded together.
According to this bonding method, it is not necessary to use an adhesive for bonding the substrates. Therefore, it is possible to prevent damage to the substrate such as deformation of the pattern in the substrate due to the outflow of the adhesive and obstruction of the flow of fluid in the flow path.
Moreover, the light which permeate | transmitted the board | substrate is absorbed by the light absorption material located in a bonding surface, and a bonding surface heat | fever-generates locally. That is, without applying heat to the entire first substrate and the second substrate, the thermoplastic resin on the bonding surface is melted and bonded to each other by local heat generation. Therefore, it is possible to prevent the entire substrate from being collapsed or deformed by heat. Further, even when a detection substance such as a biological substance is already disposed in the substrate at the time of bonding, it is possible to prevent the detection substance from being deactivated due to heat generation of the entire substrate. Furthermore, it is possible to prevent the side walls of the flow paths and the like in the substrate from melting and inhibiting the reaction of the detection substance.
Moreover, since it is not necessary to strongly press the substrates at the time of bonding, it is possible to prevent the patterns such as the reagent storage part and the flow path formed in the substrates from being collapsed or deformed by the strong pressing. In addition, the collapse and deformation of the substrate itself due to strong pressing can be prevented.
As described above, by interposing a transparent plate having an uneven surface between the first substrate and / or the second substrate and the transparent glass plate, the first substrate and / or the second substrate and the transparent glass plate. Adsorption can be prevented.

本願第２発明は、第１発明において、前記透明板と接する前記貼り合わせ面と異なる主面が、溶剤処理されているチップの形成方法を提供する。
表面改質や表面コートなどの表面処理、その他洗浄や殺菌のために溶剤処理が行われる。溶剤処理を施した場合には、前述の貼り合わせ面と異なる主面が弾性を有するように処理される場合がある。第１基板及び／又は第２基板と透明ガラス板との間に、凹凸表面を有する透明板を介在させることで、これらの吸着を防ぐことができる。 A second invention of the present application provides a method for forming a chip according to the first invention, wherein a main surface different from the bonding surface in contact with the transparent plate is treated with a solvent.
Solvent treatment is performed for surface modification such as surface modification and surface coating, and other cleaning and sterilization. When the solvent treatment is performed, the main surface different from the above-described bonding surface may be treated so as to have elasticity. These adsorption | suction can be prevented by interposing the transparent board which has an uneven | corrugated surface between a 1st board | substrate and / or a 2nd board | substrate, and a transparent glass plate.

本願第３発明は、第１発明において、前記光吸収物質としてはカーボンブラックを用い、前記カーボンブラックを含有する層におけるカーボンブラックの含有量を０．０１体積％以上、０．０２５体積％以下とするチップの形成方法を提供する。
カーボンブラックの含有量を０．０１体積％以上、０．０２５体積％以下とすることで、カーボンブラックの溶液への溶出を抑制することができる。よって、チップ内に形成された流路内の溶液中において生化学反応を正常に行わせることができ、また試料等を正確に定量することができる。また、この範囲の含有量であれば、基板に色むらを発生させることなく、基板同士の貼り合わせ強度を十分に確保できる。このように、カーボンブラックの含有量を前述の範囲とすることで、カーボンブラックの特性を活かしつつ、効率良く利用することができる。 The third invention of the present application is the first invention, wherein carbon black is used as the light absorbing material, and the carbon black content in the layer containing carbon black is 0.01 vol% or more and 0.025 vol% or less. A method for forming a chip is provided.
By making the content of carbon black 0.01% by volume or more and 0.025% by volume or less, elution of carbon black into the solution can be suppressed. Therefore, the biochemical reaction can be normally performed in the solution in the channel formed in the chip, and the sample or the like can be accurately quantified. Moreover, if it is content of this range, the bonding intensity | strength of board | substrates can fully be ensured, without generating a nonuniform color in a board | substrate. Thus, by making the content of carbon black in the above-described range, it can be efficiently used while utilizing the characteristics of carbon black.

本願第４発明は、第３発明において、前記カーボンブラックを含有する層は、射出成形により形成されるチップの形成方法を提供する。
射出成形は基板の成形に一般的に用いられる簡単な製造方法であるため、前述の含有量の場合に射出成形に適していることは、カーボンブラックを含有する基板の生産性や生産コスト面に優れる。 A fourth invention of the present application provides the chip forming method according to the third invention, wherein the layer containing carbon black is formed by injection molding.
Since injection molding is a simple manufacturing method that is generally used for substrate molding, it is suitable for injection molding in the case of the above-mentioned content in terms of productivity and production cost of substrates containing carbon black. Excellent.

本願第５発明は、第１発明において、前記流路に対応する部分に前記光を遮断するマスクを配置するステップをさらに含み、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせるステップでは、前記マスクの上部から前記貼り合わせ面の光吸収物質に光を照射するチップの形成方法を提供する。
検知物質や基板内のパターンに対応して配置されたマスクの上部から光を照射することで、検知物質や流路などのパターンへの光の照射を防ぐことができる。よって、発熱による検知物質の失活や流路などの変形を防ぐことができる。 The fifth invention of the present application further includes the step of disposing a mask for blocking the light in a portion corresponding to the flow path in the first invention, and in the step of bonding the first substrate and the second substrate, Provided is a chip forming method for irradiating light onto a light-absorbing material on the bonding surface from above a mask.
By irradiating light from the upper part of the mask arranged corresponding to the detection substance or the pattern in the substrate, it is possible to prevent the light from being applied to the pattern such as the detection substance or the channel. Therefore, it is possible to prevent the detection substance from being deactivated due to heat generation and the deformation of the flow path.

本願第６発明は、第１発明において、前記光吸吸収物質は色素であるチップを提供する。
色素としては、例えばカーボンブラックなどが挙げられる。 A sixth invention of the present application provides the chip according to the first invention, wherein the light absorbing / absorbing substance is a pigment.
Examples of the dye include carbon black.

本願第７発明は、第１発明において、前記光吸吸収物質は、測定対象物質ごとに異なる色を有する色素であるチップの形成方法を提供する。
測定対象物質は、例えばグルコースやコレステロールなど種々挙げられる。よって、測定対象物質ごとに異なる色を有する色素を用いることで、測定者は測定に用いるチップを容易に確認することができる。よって、測定時のチップの取り違えを防止することができる。 A seventh invention of the present application provides the method for forming a chip according to the first invention, wherein the light absorbing / absorbing substance is a dye having a different color for each substance to be measured.
Examples of the measurement target substance include glucose and cholesterol. Therefore, by using a pigment having a different color for each measurement target substance, the measurer can easily confirm the chip used for the measurement. Therefore, it is possible to prevent the chip from being mistaken at the time of measurement.

本願第８発明は、第１基板と第２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基板及び前記第２基板の少なくとも一方の主体を、光を透過する光透過性材質で形成するステップと、前記第１基板及び前記第２基板の貼り合わせ面のうち少なくとも一部を、光を吸収する光吸収物質を含む熱可塑性樹脂で形成するステップと、前記第１基板及び／または前記第２基板の主面に流路を形成するステップと、前記流路を覆うように前記第１基板と前記第２基板とを対向させ、前記光を透過する基板を介して前記貼り合わせ面の光吸収物質に光を照射することにより、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせるステップとを含み、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせるステップでは、前記第１基板及び前記第２基板の少なくともいずれかにおける、前記貼り合わせ面と異なる主面が、透明ガラス板から加圧を受けることにより、前記第１基板と前記第２基板とが貼り合わされており、前記貼り合わせ面と異なる主面と接する前記透明ガラス板の主面に、透明樹脂膜が形成されているチップの形成方法を提供する。本発明の透明樹脂膜を用いれば、第１発明と同様の作用効果を得ることができる。 An eighth invention of the present application is a method for forming a chip formed by bonding a first substrate and a second substrate, and transmits light through at least one of the first substrate and the second substrate. Forming a light transmissive material, forming at least a part of a bonding surface of the first substrate and the second substrate with a thermoplastic resin containing a light absorbing material that absorbs light, A step of forming a flow path on a main surface of one substrate and / or the second substrate, and a first substrate and the second substrate facing each other so as to cover the flow path, and through a substrate that transmits the light. Irradiating light onto the light-absorbing material on the bonding surface to bond the first substrate and the second substrate, and bonding the first substrate and the second substrate , The first substrate and A main surface different from the bonding surface in at least one of the second substrates is pressurized by a transparent glass plate, whereby the first substrate and the second substrate are bonded, and the bonding is performed. Provided is a chip forming method in which a transparent resin film is formed on a main surface of the transparent glass plate in contact with a main surface different from the surface. If the transparent resin film of this invention is used, the effect similar to 1st invention can be acquired.

本願第９発明は、第８発明において、前記透明ガラス板の透明樹脂膜と接する前記貼り合わせ面と異なる主面が、溶剤処理されているチップの形成方法を提供する。本発明の構成を用いれば、第２発明と同様の効果を得ることができる。 A ninth invention of the present application provides the method for forming a chip according to the eighth invention, wherein a main surface different from the bonding surface in contact with the transparent resin film of the transparent glass plate is treated with a solvent. If the structure of this invention is used, the effect similar to 2nd invention can be acquired.

本願第１０発明は、第８発明において、前記光吸収物質としてはカーボンブラックを用い、前記カーボンブラックを含有する層におけるカーボンブラックの含有量を０．０１体積％以上、０．０２５体積％以下とするチップの形成方法を提供する。本発明は、前記第３発明と同様の作用効果を奏する。   The tenth invention of the present application is the eighth invention, wherein carbon black is used as the light absorbing material, and the carbon black content in the layer containing carbon black is 0.01 vol% or more and 0.025 vol% or less. A method for forming a chip is provided. The present invention has the same effects as the third invention.

本願第１１発明は、第１０発明において、前記カーボンブラックを含有する層は、射出成形により形成されるチップの形成方法を提供する。本発明は、前記第４発明と同様の作用効果を奏する。   The eleventh invention of the present application provides the chip forming method according to the tenth invention, wherein the layer containing carbon black is formed by injection molding. The present invention has the same effects as the fourth invention.

本願第１２発明は、第８発明において、前記流路に対応する部分に前記光を遮断するマスクを配置するステップをさらに含み、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせるステップでは、前記マスクの上部から前記貼り合わせ面の光吸収物質に光を照射するチップの形成方法を提供する。本発明は、前記第５発明と同様の作用効果を奏する。   The twelfth invention of the present application further includes the step of disposing a mask for blocking the light in a portion corresponding to the flow path in the eighth invention, and in the step of bonding the first substrate and the second substrate, Provided is a chip forming method for irradiating light onto a light-absorbing material on the bonding surface from above a mask. The present invention has the same effects as the fifth invention.

本願第１３発明は、第８発明において、前記光吸収物質は色素である、チップの形成方法を提供する。本発明は、前記第６発明と同様の作用効果を奏する。   A thirteenth invention of the present application provides the method for forming a chip according to the eighth invention, wherein the light absorbing material is a pigment. The present invention has the same effects as the sixth invention.

本願第１４発明は、第８発明において、前記光吸吸収物質は、測定対象物質ごとに異なる色を有する色素である、チップの形成方法を提供する。本発明は、前記第７発明と同様の作用効果を奏する。   14th invention of this application provides the formation method of a chip | tip in which the said light absorption / absorption substance is a pigment | dye which has a different color for every measuring object substance in 8th invention. The present invention has the same effects as the seventh invention.

前記第１基板及び／または第２基板には測定対象物質を検知する検知物質が配置されており、前記光の波長は４００ｎｍから２．５μｍの範囲であると好ましい。
測定対象物質としては、例えば血液中のグルコースやコレステロールなど種々挙げられる。また、検知物質は測定対象物質と反応する物質であり、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。ここで、ＵＶ光などの短波長の光はエネルギーが高いため、これらの検知物質の共有結合を切って失活させるおそれがある。一方、４００ｎｍから２．５μｍの範囲の波長の光のエネルギーは検知物質の結合解離エネルギー以下であるため、検知物質の失活を防ぐことができる。 A detection substance that detects a measurement target substance is disposed on the first substrate and / or the second substrate, and the wavelength of the light is preferably in the range of 400 nm to 2.5 μm.
Examples of the substance to be measured include various substances such as glucose and cholesterol in blood. The detection substance is a substance that reacts with the substance to be measured. For example, biological substances such as enzymes, proteins, antigens, antibodies, bacteria, yeasts, and microorganisms, and chemical substances are used. Here, since light having a short wavelength such as UV light has high energy, there is a possibility that the covalent bond of these detection substances is cut and deactivated. On the other hand, since the energy of light having a wavelength in the range of 400 nm to 2.5 μm is equal to or lower than the bond dissociation energy of the detection substance, the detection substance can be prevented from being deactivated.

前記第１基板及び／または前記第２基板は固定された検知物質の固定場所、または前記第１基板及び／または第２基板に形成されたパターンの形成場所に対応する部分に前記光を遮断するマスクを配置し、前記マスクの上部から前記貼り合わせ面の光吸収物質に光を照射すると好ましい。
検知物質や基板内のパターンに対応して配置されたマスクの上部から光を照射することで、検知物質や流路などのパターンへの光の照射を防ぐことができる。よって、発熱による検知物質の失活や流路などの変形を防ぐことができる。 The first substrate and / or the second substrate block the light at a portion corresponding to a fixed location of a fixed sensing substance or a pattern forming location formed on the first substrate and / or the second substrate. It is preferable to arrange a mask and irradiate light from the upper part of the mask onto the light-absorbing substance on the bonding surface.
By irradiating light from the upper part of the mask arranged corresponding to the detection substance or the pattern in the substrate, it is possible to prevent the light from being applied to the pattern such as the detection substance or the channel. Therefore, it is possible to prevent the detection substance from being deactivated due to heat generation and the deformation of the flow path.

前記第１基板及び前記第２基板は熱可塑性樹脂基板であり、前記第１基板及び前記第２基板の融点は概ね同一であると好ましい。
例えば両基板のうち第１基板を光透過性材質の熱可塑性樹脂基板で形成する。また、第２基板を、第１基板との貼り合わせ面に光吸収物質が含まれる熱可塑性樹脂基板で形成する。このとき、第１基板と第２基板の融点が概ね同一の熱可塑性樹脂基板で形成すると、光吸収物質に光が照射されることで第１基板と第２基板の貼り合わせ面がほぼ同時に溶融し基板同士が接着し易い。 Preferably, the first substrate and the second substrate are thermoplastic resin substrates, and the melting points of the first substrate and the second substrate are substantially the same.
For example, the first substrate of the two substrates is formed of a light-transmitting thermoplastic resin substrate. In addition, the second substrate is formed of a thermoplastic resin substrate in which a light-absorbing substance is included on the bonding surface with the first substrate. At this time, when the first substrate and the second substrate are formed of thermoplastic resin substrates having substantially the same melting point, the light-absorbing material is irradiated with light, so that the bonding surfaces of the first substrate and the second substrate are melted almost simultaneously. The substrates are easily bonded to each other.

前記流路に測定対象物質を検知する検知物質が固定されていると好ましい。測定対象物質としては、例えば血液中のグルコースやコレステロールなど種々挙げられる。また、検知物質は測定対象物質と反応する物質であり、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。流路に検知物質を固定することで、流路を通過した溶液中から検知物質と反応する測定対象物質を検出することができる。   It is preferable that a detection substance for detecting the measurement target substance is fixed in the flow path. Examples of the substance to be measured include various substances such as glucose and cholesterol in blood. The detection substance is a substance that reacts with the substance to be measured. For example, biological substances such as enzymes, proteins, antigens, antibodies, bacteria, yeasts, and microorganisms, and chemical substances are used. By fixing the detection substance in the flow path, the measurement target substance that reacts with the detection substance can be detected from the solution that has passed through the flow path.

前記検知物質は前記光吸収物質の導入位置から１００μｍ以上離隔して固定されていると好ましい。
光吸収物質は、照射された光を吸収して発熱する。この光吸収物質から所定の距離分だけ離隔して検知物質を配置することで、基板貼り合わせ時の発熱による検知物質の失活を防ぐことができる。 The detection substance is preferably fixed at a distance of 100 μm or more from the introduction position of the light absorbing substance.
The light absorbing material generates heat by absorbing the irradiated light. By disposing the detection material at a predetermined distance from the light absorption material, it is possible to prevent the detection material from being deactivated due to heat generation when the substrates are bonded together.

本発明によると、基板の貼り合わせに接着剤を用いる必要がない。よって、接着剤の流出による基板内のパターンに変形が生じるなど基板の損傷が無く、流路内の流体の流れが阻害されることがない。   According to the present invention, it is not necessary to use an adhesive for bonding the substrates. Therefore, there is no damage to the substrate such as a deformation in the pattern in the substrate due to the outflow of the adhesive, and the flow of fluid in the flow path is not hindered.

＜発明の概要＞
第１基板及び第２基板を貼り合わせることにより形成されるマイクロ流体チップにおいて、第１基板及び第２基板の少なくとも一方の主体を、光を透過する光透過性材質で形成する。また、第１基板及び第２基板の貼り合わせ面のうち少なくとも一部を、光を吸収する光吸収物質を含む熱可塑性樹脂で形成する。ここで、光を透過する基板の上部から光を照射すると、光は前記貼り合わせ面の光吸収物質に到達する。この光吸収物質が光を吸収することで、光吸収物質を含む熱可塑性樹脂が加熱され溶融する。そして、溶融した熱可塑性樹脂が冷却されて硬化することにより、第１及び第２基板が貼り合わされる。 <Outline of the invention>
In the microfluidic chip formed by bonding the first substrate and the second substrate, at least one main body of the first substrate and the second substrate is formed of a light-transmitting material that transmits light. In addition, at least a part of the bonding surfaces of the first substrate and the second substrate is formed of a thermoplastic resin containing a light absorbing material that absorbs light. Here, when light is irradiated from above the substrate that transmits light, the light reaches the light-absorbing substance on the bonding surface. As the light absorbing material absorbs light, the thermoplastic resin containing the light absorbing material is heated and melted. And the 1st and 2nd board | substrate is bonded together when the fuse | melted thermoplastic resin is cooled and hardened | cured.

以上のようなマイクロ流体チップは、その貼り合わせに接着剤を用いないため、接着剤の流出によって基板内のパターンに変形が生じるなどの基板の損傷を抑制することができる。そのため、流路内の流体の流れが阻害されることが無く、流れ制御性の良いマイクロ流体チップを作成することができる。また、貼り合わせ面に位置する光吸収物質により貼り合わせ面が局所的に発熱するため、熱による基板自体の崩れや変形、基板内の生体物質の失活を防止することができる。   Since the microfluidic chip as described above does not use an adhesive for bonding, substrate damage such as deformation of the pattern in the substrate due to the outflow of the adhesive can be suppressed. Therefore, the flow of fluid in the flow path is not hindered, and a microfluidic chip with good flow controllability can be created. In addition, since the bonded surface locally generates heat due to the light absorbing material located on the bonded surface, it is possible to prevent the substrate itself from being deformed or deformed by heat and the inactivation of the biological material in the substrate.

また、基板同士の貼り合わせの際に基板同士を強く押圧する必要がないため、基板内のパターンや基板自体の損傷を防止することができる。   Further, since it is not necessary to strongly press the substrates together when the substrates are bonded to each other, it is possible to prevent damage to the patterns in the substrates and the substrates themselves.

＜第１実施形態例＞
｛チップ構成｝
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、各基板が貼り合わせ面２４を介して互いに接着されている。ここで、第１熱可塑性樹脂基板１０の貼り合わせ面２４ａと第２熱可塑性樹脂基板２０の貼り合わせ面２４ｂとを貼り合わせる。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）、ＡＢＳ（Acrylonitrile-butadiene-styrene）樹脂、ポリアセタール（polyoxymethylene）、ポリアミド（polyamide）等が挙げられる。 <First embodiment>
{Chip configuration}
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 through a bonding surface 24. Here, the bonding surface 24a of the first thermoplastic resin substrate 10 and the bonding surface 24b of the second thermoplastic resin substrate 20 are bonded together. Examples of the thermoplastic resin include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (Polyethylene), polypropylene (Polypropylene), polystyrene (Polystyrenes), polycarbonate (Polycarbonate), PMMA (Poly Methyl Methacrylate), ABS (Acrylonitrile-butadiene). -styrene) resin, polyacetal (polyoxymethylene), polyamide (polyamide) and the like.

第２熱可塑性樹脂基板２０には、光を吸収する光吸収剤としてカーボンブラックが分散されている。カーボンブラックは、粒子系が約２０ｎｍの黒鉛の微粒子でありレーザー光を吸収する。ここで、第２熱可塑性樹脂基板２０は、カーボンブラックを練り込んだ熱可塑性樹脂をパターンニングすることにより作成する。一方、第１熱可塑性樹脂基板１０は、光を透過可能なように光吸収剤を含んでいない。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。また、測定対象物質としては、血液中のグルコースやコレステロールなど種々挙げられる。   Carbon black is dispersed in the second thermoplastic resin substrate 20 as a light absorber that absorbs light. Carbon black is a fine particle of graphite having a particle system of about 20 nm and absorbs laser light. Here, the 2nd thermoplastic resin board | substrate 20 is created by patterning the thermoplastic resin which knead | mixed carbon black. On the other hand, the 1st thermoplastic resin board | substrate 10 does not contain the light absorber so that light can permeate | transmit. 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. A detection substance 19 for detecting a substance to be measured may be fixed to the bottom of the flow path 15 at a desired position of the chip 100 as shown in FIG. 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. Moreover, various substances such as glucose and cholesterol in blood are exemplified as the measurement target substance.

｛基板の貼り合わせ方法｝
（１）全面照射による貼り合わせ
次に、図２（ａ）、（ｂ）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（ａ）、（ｂ）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。 {Board bonding method}
(1) Bonding by whole surface irradiation Next, a bonding method of the first thermoplastic resin substrate 10 and the second thermoplastic resin substrate 20 of the chip 100 shown in FIG. 1 using FIGS. 2 (a) and 2 (b). explain. 2A and 2B are cross-sectional views showing a method for bonding the first thermoplastic resin substrate 10 and the second thermoplastic resin substrate 20 together.

まず、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。つまり、第１熱可塑性樹脂基板１０の貼り合わせ面２４ａと第２熱可塑性樹脂基板２０の貼り合わせ面２４ｂとを対向させる（図２（ａ）参照）。そして、対向している第１熱可塑性樹脂基板１０の上部からレーザー光を第１及び第２熱可塑性樹脂基板１０、２０の貼り合わせ面２４（貼り合わせ面２４ａび貼り合わせ面２４ｂ）に向けて照射する。（図２（ｂ）参照）。   First, the main surface on which the flow path 15 of the first thermoplastic resin substrate 10 is formed is opposed to the second thermoplastic resin substrate 20. That is, the bonding surface 24a of the first thermoplastic resin substrate 10 is opposed to the bonding surface 24b of the second thermoplastic resin substrate 20 (see FIG. 2A). Then, laser light is directed toward the bonding surfaces 24 (bonding surface 24a and bonding surface 24b) of the first and second thermoplastic resin substrates 10 and 20 from the upper part of the first thermoplastic resin substrate 10 facing each other. Irradiate. (See FIG. 2 (b)).

ここで、第１熱可塑性樹脂基板１０はカーボンブラックを含んでおらず、照射されたレーザー光は第１熱可塑性樹脂基板１０を透過する。また、第１熱可塑性樹脂基板１０を透過したレーザー光は、カーボンブラックを練り込んで形成された第２熱可塑性樹脂基板２０と第１熱可塑性樹脂基板１０との貼り合わせ面２４に到達する。特に、レーザー光はコヒーレント光であるため、焦点である貼り合わせ面２４付近を局所的に照射可能である。貼り合わせ面２４に到達したレーザー光は、第２熱可塑性樹脂基板２０内の貼り合わせ面２４付近に位置するカーボンブラックに吸収され熱に変換される。この熱が貼り合わせ面２４付近の第１熱可塑性樹脂基板１０及び／または第２熱可塑性樹脂基板２０の融点以上になると、第１熱可塑性樹脂基板１０及び／または第２熱可塑性樹脂基板２０が溶融する。そして、溶融した熱可塑性樹脂が冷却されて硬化することにより、第１熱可塑性樹脂基板１０及び第２熱可塑性樹脂基板２０が貼り合わされる。   Here, the first thermoplastic resin substrate 10 does not contain carbon black, and the irradiated laser light passes through the first thermoplastic resin substrate 10. The laser light transmitted through the first thermoplastic resin substrate 10 reaches the bonding surface 24 between the second thermoplastic resin substrate 20 and the first thermoplastic resin substrate 10 formed by kneading carbon black. In particular, since the laser light is coherent light, the vicinity of the bonding surface 24 that is the focal point can be locally irradiated. The laser light reaching the bonding surface 24 is absorbed by the carbon black located near the bonding surface 24 in the second thermoplastic resin substrate 20 and converted into heat. When this heat exceeds the melting point of the first thermoplastic resin substrate 10 and / or the second thermoplastic resin substrate 20 in the vicinity of the bonding surface 24, the first thermoplastic resin substrate 10 and / or the second thermoplastic resin substrate 20 is Melt. And the 1st thermoplastic resin board | substrate 10 and the 2nd thermoplastic resin board | substrate 20 are bonded together when the fuse | melted thermoplastic resin is cooled and hardened | cured.

（２）部分照射による貼り合わせ
上記では、第１熱可塑性樹脂基板１０にレーザー光を全面照射しているが、次に示すようにマスクを用いてレーザー光を部分照射することもできる。図３は、マスクを用いた部分照射による基板の張り合わせ方法を示す断面図である。図３に示すように、検知物質１９が固定された流路１５の対応する部分に、レーザー光を遮断するマスク４１を配置する。マスク４１の上部から第１熱可塑性樹脂基板１０にレーザー光を照射した場合、マスク４１に対応する図中α部分にはレーザー光が照射されない。よって、流路１５内に固定化された検知物質１９にレーザー光が照射されないため、検知物質１９の失活を防止することができる。また、α部分にレーザー光が照射されないため、α部分の第２熱可塑性樹脂基板２０の表面における発熱が生じず基板が溶融しない。これにより、基板の溶融による流路１５の変形を防止することができ、流路１５内の流体の流れが阻害されることがない。 (2) Bonding by Partial Irradiation In the above, the entire surface of the first thermoplastic resin substrate 10 is irradiated with laser light. However, as shown below, laser light can be partially irradiated using a mask. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a method for bonding substrates by partial irradiation using a mask. As shown in FIG. 3, a mask 41 that blocks the laser beam is disposed in a corresponding portion of the flow path 15 to which the detection substance 19 is fixed. When the first thermoplastic resin substrate 10 is irradiated with laser light from the top of the mask 41, the laser light is not irradiated on the α portion in the drawing corresponding to the mask 41. Therefore, since the detection substance 19 fixed in the flow path 15 is not irradiated with laser light, the detection substance 19 can be prevented from being deactivated. In addition, since the α portion is not irradiated with laser light, heat is not generated on the surface of the second thermoplastic resin substrate 20 in the α portion, and the substrate does not melt. Thereby, the deformation | transformation of the flow path 15 by melting | fusing of a board | substrate can be prevented, and the flow of the fluid in the flow path 15 is not inhibited.

また、マスク４１を用いた場合には、図４に示すように第２熱可塑性樹脂基板２０の表面に検知物質１９を固定化することができる。図４は、第２熱可塑性樹脂基板２０の表面に検知物質１９が固定化されており、図３とは検知物質１９の固定位置が異なる場合を示す説明図である。前記の図２に示す全面照射により貼り合わせを行う場合には、検知物質１９は第２熱可塑性樹脂基板２０の表面ではなく第１熱可塑性樹脂基板１０に固定化する方が好ましい。これは、流路１５を形成する第２熱可塑性樹脂基板２０の表面、つまり貼り合わせ面２４がレーザー光の照射により発熱して、検知物質１９が失活する場合があるからである。よって、図１や図２においては、第１熱可塑性樹脂基板１０内の流路１５に検知物質１９を固定している。しかし、図３及び図４に示すようにマスク４１を用いてレーザー光を照射する場合には、第２熱可塑性樹脂基板２０の表面の発熱を防止することができる。そのため、第２熱可塑性樹脂基板２０の表面に検知物質１９を固定化しつつ、検知物質１９の失活を防止することができる。よって、検知物質１９の固定位置に関して自由度がある。   When the mask 41 is used, the detection substance 19 can be immobilized on the surface of the second thermoplastic resin substrate 20 as shown in FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a case where the detection substance 19 is fixed on the surface of the second thermoplastic resin substrate 20 and the fixing position of the detection substance 19 is different from that in FIG. 3. When bonding is performed by whole-surface irradiation shown in FIG. 2, it is preferable that the detection substance 19 is fixed to the first thermoplastic resin substrate 10 instead of the surface of the second thermoplastic resin substrate 20. This is because the surface of the second thermoplastic resin substrate 20 forming the flow path 15, that is, the bonding surface 24, may generate heat due to laser light irradiation, and the detection substance 19 may be deactivated. Therefore, in FIGS. 1 and 2, the detection substance 19 is fixed to the flow path 15 in the first thermoplastic resin substrate 10. However, when the laser beam is irradiated using the mask 41 as shown in FIGS. 3 and 4, heat generation on the surface of the second thermoplastic resin substrate 20 can be prevented. Therefore, deactivation of the detection substance 19 can be prevented while fixing the detection substance 19 on the surface of the second thermoplastic resin substrate 20. Therefore, there is a degree of freedom regarding the fixed position of the detection substance 19.

（３）レーザー光について
基板に照射されるレーザー光は、例えば半導体レーザーを用いたレーザー発振器により生成される。ただし、発振器の種類は、波長とパワーが適切に設定できれば限定されない。 (3) About laser light The laser light irradiated to a board | substrate is produced | generated by the laser oscillator which used the semiconductor laser, for example. However, the type of the oscillator is not limited as long as the wavelength and power can be set appropriately.

また、照射するレーザー光の波長は、第１熱可塑性樹脂基板１０に対する光透過性、第２熱可塑性樹脂基板２０内の光吸収剤の性質、試薬貯蔵部１３内の試薬の性質、流路１５内の検知物質１９の性質等に応じて選択する。   Further, the wavelength of the laser beam to be irradiated is such that the light transmittance with respect to the first thermoplastic resin substrate 10, the property of the light absorbent in the second thermoplastic resin substrate 20, the property of the reagent in the reagent storage unit 13, the flow path 15. It selects according to the property etc. of the detection substance 19 in the inside.

例えば、カーボンブラックは波長に反比例して光を吸収するため、短波長ほど効率よく光を吸収して発熱する。第１熱可塑性樹脂基板１０は、約３００ｎｍ〜２．５μｍの範囲内の波長を有するレーザー光を透過する。また、検知物質１９が高分子で構成される生体物質である場合は、レーザー光による光化学反応により分解され失活しないようにする必要がある。例えば、ＵＶ光などの短波長の光はエネルギーが高いため、これらの検知物質の共有結合を切って失活させるおそれがある。ここで、高分子を構成するＣ−Ｃ結合、Ｃ−Ｎ結合、Ｃ−Ｏ結合などの結合解離エネルギーは約３００ｋＪ／ｍｏｌ以上である。よって、検知物質１９が失活しないように、波長が約４００ｎｍ以上のレーザー光を選択する必要がある。以上を考慮して、照射するレーザー光の波長として例えば約４００ｎｍ以上〜２．５μｍ以下の範囲で種々の樹脂材料に適合した波長を選択する。   For example, since carbon black absorbs light in inverse proportion to the wavelength, the shorter the wavelength, the more efficiently the light is absorbed and heat is generated. The first thermoplastic resin substrate 10 transmits laser light having a wavelength in the range of about 300 nm to 2.5 μm. Further, when the detection substance 19 is a biological substance composed of a polymer, it is necessary to prevent the substance from being decomposed and deactivated by a photochemical reaction by laser light. For example, light having a short wavelength such as UV light has high energy, and there is a possibility that the covalent bond of these detection substances is cut and deactivated. Here, the bond dissociation energy of the C—C bond, C—N bond, C—O bond, etc. constituting the polymer is about 300 kJ / mol or more. Therefore, it is necessary to select a laser beam having a wavelength of about 400 nm or more so that the detection substance 19 is not deactivated. Considering the above, a wavelength suitable for various resin materials is selected as the wavelength of the laser beam to be irradiated, for example, in the range of about 400 nm to 2.5 μm.

なお、レーザー光の照射時間を短時間に制御することで、発生する熱を貼り合わせ面に局在化させることができる。   Note that the generated heat can be localized on the bonding surface by controlling the irradiation time of the laser light to a short time.

｛作用効果｝
この貼り合わせ方法によれば、基板の貼り合わせに接着剤を用いる必要がない。よって、接着剤の流出によって基板内のパターンに変形が生じるなどの基板の損傷が無く、流路１５内の流体の流れが阻害されることがない。 {Function and effect}
According to this bonding method, it is not necessary to use an adhesive for bonding the substrates. Therefore, there is no damage to the substrate such as deformation of the pattern in the substrate due to the outflow of the adhesive, and the flow of fluid in the flow path 15 is not hindered.

また、第１熱可塑性樹脂基板１０を透過した光が貼り合わせ面２４付近に位置するカーボンブラックにより吸収されることで、貼り合わせ面２４が局所的に発熱する。つまり第１及び第２熱可塑性樹脂基板１０、２０全体に熱を加えることなく、局所的な発熱により貼り合わせ面２４の熱可塑性樹脂が溶融して基板同士が接着する。よって、基板全体が発熱することによる基板全体の崩れや変形、さらには第１熱可塑性樹脂基板１０の流路１５内に配置された検知物質１９の失活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。   Moreover, the light which permeate | transmitted the 1st thermoplastic resin board | substrate 10 is absorbed by the carbon black located in the bonding surface 24 vicinity, and the bonding surface 24 generates heat | fever locally. That is, without applying heat to the first and second thermoplastic resin substrates 10 and 20, the thermoplastic resin on the bonding surface 24 is melted by local heat generation, and the substrates are bonded to each other. Therefore, the entire substrate can be prevented from being deformed or deformed due to heat generation, and further, the detection substance 19 disposed in the flow path 15 of the first thermoplastic resin substrate 10 can be prevented from being deactivated. 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.

また、貼り合わせの際に基板同士を押圧する必要がないため、第１熱可塑性樹脂基板１０内に形成された試薬貯蔵部１３や流路１５などのパターンが押圧により崩れたり変形したりするのを防ぐことができる。また、押圧による基板自体の崩れや変形も防止することができる。   Further, since it is not necessary to press the substrates together at the time of bonding, the patterns such as the reagent storage unit 13 and the flow path 15 formed in the first thermoplastic resin substrate 10 are broken or deformed by the pressing. Can be prevented. In addition, the collapse or deformation of the substrate itself due to pressing can be prevented.

＜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図５（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図５（ａ）、（ｂ）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及び第２熱可塑性樹脂基板２０として、厚さ１ｍｍ、縦２５ｍｍ×横２５ｍｍのポリエチレンテレフタラート(ＰＥＴ)を用いる。なお、第２熱可塑性樹脂基板２０は、カーボンブラックを分散させたＰＥＴを用いた。ＰＥＴは、融点が２４５℃であり、引張弾性率が４２１Ｋｇｆ／ｍｍ²である。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、流体の流れを制御するために、流路１５の一部に酢酸セルロールをキャスト法により塗布し、別の部分にはポリスチレンを塗布して乾燥させた。また、第１熱可塑性樹脂基板１０には、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、検知物質１９として流路１５の一部にタンパク質と反応する抗体を固定化した。なお、検知物質１９は、カーボンブラックの導入されている位置から１００μｍ以上離隔するように、第１熱可塑性樹脂基板１０内に固定化した。つまり、基板の貼り合わせの際に発生する熱の影響から保護するため、第１及び第２熱可塑性樹脂基板１０、２０の貼り合わせ面２４から検知物質１９を離隔させた。 <First embodiment>
A method for bonding the chip 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views showing a method for bonding the first thermoplastic resin substrate 10 and the second thermoplastic resin substrate 20. 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 25 mm × width of 25 mm is used. The second thermoplastic resin substrate 20 is made of PET in which carbon black is dispersed. PET has a melting point of 245 ° C. and a tensile modulus of 421 Kgf / mm ² . 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. Further, in order to control the flow of the fluid, cellulose acetate was applied to a part of the flow path 15 by a casting method, and polystyrene was applied to another part and dried. Further, as shown in FIGS. 5A and 5B, an antibody that reacts with a protein is immobilized on a part of the flow path 15 as the detection substance 19 on the first thermoplastic resin substrate 10. The detection substance 19 was fixed in the first thermoplastic resin substrate 10 so as to be separated from the position where the carbon black was introduced by 100 μm or more. In other words, the detection substance 19 is separated from the bonding surface 24 of the first and second thermoplastic resin substrates 10 and 20 in order to protect from the influence of heat generated when the substrates are bonded.

具体的に貼り合わせ方法について説明する。まず、図５（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。ここで、第１熱可塑性樹脂基板１０の貼り合わせ面２４ａと第２熱可塑性樹脂基板２０の貼り合わせ面２４ｂとを対向させる。次に、図５（ｂ）に示すように、石英ガラス４０を介して第１熱可塑性樹脂基板１０の全面上から０．３ＭＰａの加圧を行うことで、第１及び第２熱可塑性樹脂基板１０、２０を密着させた。なお、過度の加圧を行うと流路１５等のパターンが崩れてしまうため、基板の強度に応じて加圧を行う。   The bonding method will be specifically described. First, as shown in FIG. 5A, 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. Here, the bonding surface 24a of the first thermoplastic resin substrate 10 and the bonding surface 24b of the second thermoplastic resin substrate 20 are opposed to each other. Next, as shown in FIG. 5 (b), the first and second thermoplastic resin substrates are pressed by applying 0.3 MPa from the entire surface of the first thermoplastic resin substrate 10 through the quartz glass 40. 10 and 20 were brought into close contact with each other. In addition, since the pattern of the flow path 15 etc. will collapse if excessive pressurization is performed, pressurization is performed according to the strength of the substrate.

次に、図５（ｂ）に示すように、波長９４０μｍ、パワー３０Ｗのレーザー光を石英ガラス４０を介して第１熱可塑性樹脂基板１０に照射した。レーザー光のスポットサイズの直径は５ｍｍ、スキャンスピードは２０ｍｍ／ｓで照射を行った。このとき、あるポイントでの照射時間は０．２５秒であった。   Next, as shown in FIG. 5 (b), the first thermoplastic resin substrate 10 was irradiated with a laser beam having a wavelength of 940 μm and a power of 30 W through the quartz glass 40. Irradiation was performed with a laser beam spot size diameter of 5 mm and a scan speed of 20 mm / s. At this time, the irradiation time at a certain point was 0.25 seconds.

照射されたレーザー光によって、第１及び第２熱可塑性樹脂基板１０、２０の貼り合わせ面２４の温度がＰＥＴの融点２４５℃になると、貼り合わせ面２４が溶解して基板同士が張り合わさった。ここで、熱分布は貼り合わせ面から１００μｍ以内の局所的な範囲に限られることを発見した。また、照射時間は０．２５秒と短時間であるため貼り合わせ面に発生した熱の拡散も防止できた。そして、貼り合わせ面から１００μｍ以上離隔した位置に検知物質１９を固定化したので、貼り合わせ面に発生した熱による検知物質１９の失活を防止することができた。さらに、流路１５に塗布した酢酸セルロース及びポリスチレンにより、流路１５内における高い流れ制御性を実現することができた。これは、流路１５の有る部分に親水性高分子膜である酢酸セルロースを塗布し、別の部分に疎水性高分子であるポリスチレンを塗布することで、流路１５内での流れを制御することができるからである。   When the temperature of the bonding surface 24 of the first and second thermoplastic resin substrates 10 and 20 reached the melting point of 245 ° C. of PET by the irradiated laser light, the bonding surface 24 was dissolved and the substrates were bonded to each other. Here, it was discovered that the heat distribution is limited to a local range within 100 μm from the bonding surface. Further, since the irradiation time was as short as 0.25 seconds, diffusion of heat generated on the bonding surface could be prevented. And since the detection substance 19 was fixed to the position separated from the bonding surface by 100 μm or more, the deactivation of the detection substance 19 due to the heat generated on the bonding surface could be prevented. Furthermore, high flow controllability in the flow channel 15 could be realized by cellulose acetate and polystyrene applied to the flow channel 15. This is because the flow in the flow path 15 is controlled by applying cellulose acetate, which is a hydrophilic polymer film, to a part where the flow path 15 is present and applying polystyrene, which is a hydrophobic polymer, to another part. Because it can.

＜第２実施形態例＞
｛チップ構成｝
（１）全面的な光吸収層
図６（ａ）は、本発明の第２実施形態例に係るチップの平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ’線における断面図、図６（ｃ）は光吸収層の形成方法を示す断面図である。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、各基板が貼り合わせ面２４を介して互いに接着されている。 <Second Embodiment>
{Chip configuration}
(1) Entire light absorption layer FIG. 6A is a plan view of a chip according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. FIG. 6C is a cross-sectional view showing a method for forming the light absorption layer. 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 through a bonding surface 24.

第２熱可塑性樹脂基板２０は、光を吸収する光吸収剤２３としてカーボンブラックを含む光吸収層２７を有している。ここで、光吸収層２７は、図６（ｃ）に示すように第２熱可塑性樹脂基板２０の全表面に例えばカーボンブラックを含有する溶液をスピンコートすることにより形成される。第１及び第２熱可塑性樹脂基板１０、２０は、第２熱可塑性樹脂基板２０の光吸収層２７と第１熱可塑性樹脂基板１０との貼り合わせ面２４を介して互いに接着している。一方、第１熱可塑性樹脂基板１０は、光を透過可能なように光吸収剤を含んでおらず、主面の一部を除去することにより形成された試薬貯蔵部１３及び流路１５を有している。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６（ａ）に示すよう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。   The second thermoplastic resin substrate 20 has a light absorption layer 27 containing carbon black as a light absorber 23 that absorbs light. Here, the light absorption layer 27 is formed by spin-coating a solution containing, for example, carbon black on the entire surface of the second thermoplastic resin substrate 20 as shown in FIG. 6C. The first and second thermoplastic resin substrates 10 and 20 are bonded to each other via a bonding surface 24 between the light absorption layer 27 of the second thermoplastic resin substrate 20 and the first thermoplastic resin substrate 10. On the other hand, the first thermoplastic resin substrate 10 does not contain a light absorber so as to transmit light, and has a reagent storage portion 13 and a flow path 15 formed by removing a part of the main surface. is doing. 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. A detection substance 19 for detecting a measurement target substance may be fixed to the bottom of the flow path 15 at a desired position of the chip 100 as shown in FIG.

（２）部分的な光吸収層
上記図６（ａ）〜（ｃ）では、第２熱可塑性樹脂基板２０の全面に光吸収層２７を設けているが、次に示すように部分的な光吸収層２８を設けることもできる。図７（ａ）は部分的な光吸収層２８を有する基板の断面図、図７（ｂ）は部分的な光吸収層２８の形成方法を示す断面図である。 (2) Partial Light Absorbing Layer In FIGS. 6A to 6C, the light absorbing layer 27 is provided on the entire surface of the second thermoplastic resin substrate 20, but the partial light absorption is performed as shown below. An absorption layer 28 can also be provided. FIG. 7A is a cross-sectional view of a substrate having a partial light absorption layer 28, and FIG. 7B is a cross-sectional view illustrating a method for forming the partial light absorption layer 28.

部分的な光吸収層２８は、図７（ｂ）に示すように、流路１５に対応する図中β部分にマスク４３配置し、このマスク４３を介して第２熱可塑性樹脂基板２０の表面に光吸収剤２３を注入することにより形成される。そして、第１及び第２熱可塑性樹脂基板１０、２０は、第２熱可塑性樹脂基板２０の部分的な光吸収層２８と第１熱可塑性樹脂基板１０との貼り合わせ面２４を介して互いに接着している。このとき、図７（ａ）に示すように流路１５の壁面に光吸収剤２３を含む光吸収層が接していない。よって、第１熱可塑性樹脂基板１０の上部からレーザー光を照射した場合であっても、レーザー光は第２熱可塑性樹脂基板２０のβ部分を通過する。そのため、β部分に位置する流路１５の壁面が発熱して溶融しない。これにより、流路１５の壁面の一部を構成する第２熱可塑性樹脂基板２０の表面にも検知物質１９を固定できるなど、検知物質１９の固定位置に関して自由度がある。   As shown in FIG. 7B, the partial light absorption layer 28 is disposed in the β portion in the figure corresponding to the flow path 15, and the surface of the second thermoplastic resin substrate 20 is interposed through the mask 43. It is formed by injecting the light absorber 23 into the substrate. The first and second thermoplastic resin substrates 10 and 20 are bonded to each other through the bonding surface 24 between the partial light absorption layer 28 of the second thermoplastic resin substrate 20 and the first thermoplastic resin substrate 10. is doing. At this time, as shown in FIG. 7A, the light absorption layer containing the light absorber 23 is not in contact with the wall surface of the flow path 15. Therefore, even when the laser beam is irradiated from the upper part of the first thermoplastic resin substrate 10, the laser beam passes through the β portion of the second thermoplastic resin substrate 20. Therefore, the wall surface of the flow path 15 located in the β portion generates heat and does not melt. Accordingly, there is a degree of freedom with respect to the fixing position of the detection substance 19 such that the detection substance 19 can be fixed to the surface of the second thermoplastic resin substrate 20 constituting a part of the wall surface of the flow path 15.

｛基板の貼り合わせ方法｝
次に、図８（ａ）、（ｂ）を用いて図６（ａ）、（ｂ）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８（ａ）、（ｂ）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。 {Board bonding method}
Next, a method of bonding the first thermoplastic resin substrate 10 and the second thermoplastic resin substrate 20 of the chip 100 shown in FIGS. 6A and 6B will be described with reference to FIGS. To do. FIGS. 8A and 8B are cross-sectional views illustrating a method for bonding the first thermoplastic resin substrate 10 and the second thermoplastic resin substrate 20 together.

まず、第１熱可塑性樹脂基板１０の流路１５が形成された主面と、第２熱可塑性樹脂基板２０の光吸収層２７と対向させる。このとき、光吸収層２７が形成されていないβ部分と第１熱可塑性樹脂基板１０の流路１５とが対応するように対向させる（図８（ａ）参照）。そして、対向している第１熱可塑性樹脂基板１０の上部からレーザー光を第１及び第２熱可塑性樹脂基板１０、２０の貼り合わせ面２４に向けて照射する。（図８（ｂ）参照）。   First, the main surface of the first thermoplastic resin substrate 10 on which the flow path 15 is formed is opposed to the light absorption layer 27 of the second thermoplastic resin substrate 20. At this time, the β portion where the light absorption layer 27 is not formed is opposed to the flow path 15 of the first thermoplastic resin substrate 10 (see FIG. 8A). Then, a laser beam is irradiated from the upper part of the first thermoplastic resin substrate 10 facing each other toward the bonding surface 24 of the first and second thermoplastic resin substrates 10 and 20. (See FIG. 8B).

ここで、第１熱可塑性樹脂基板１０を透過したレーザー光は、第２熱可塑性樹脂基板２０の光吸収層２７と第１熱可塑性樹脂基板１０との貼り合わせ面２４に到達する。これにより、光吸収層２７内のカーボンブラックが熱を発生し、貼り合わせ面２４の第１熱可塑性樹脂基板１０及び／または第２熱可塑性樹脂基板２０が溶融して互いに貼り合わされる。   Here, the laser light transmitted through the first thermoplastic resin substrate 10 reaches the bonding surface 24 between the light absorption layer 27 of the second thermoplastic resin substrate 20 and the first thermoplastic resin substrate 10. Thereby, the carbon black in the light absorption layer 27 generates heat, and the first thermoplastic resin substrate 10 and / or the second thermoplastic resin substrate 20 on the bonding surface 24 are melted and bonded to each other.

なお、第１実施形態例の図３に示すように、部分照射による貼り合わせを行っても良い。つまり、レーザー光を照射して基板同士の貼り合わせを行う場合に、検知物質１９が固定された流路１５の対応する部分に、レーザー光を遮断するマスク４１を配置する。これにより、流路１５に対応する光吸収層２７にはレーザー光が照射されないため、溶融による流路１５の変形を防止することができ、また流路１５内の流体の流れが阻害されることがない。さらに、流路１５を形成する光吸収層２７が発熱しないため、光吸収層２７上に検知物質１９を固定した場合でも失活を防止することができる。よって、検知物質１９の固定位置に関して自由度がある。   In addition, as shown in FIG. 3 of the first embodiment, bonding by partial irradiation may be performed. In other words, when the substrates are bonded to each other by irradiating the laser beam, the mask 41 that blocks the laser beam is disposed in a corresponding portion of the flow path 15 to which the detection substance 19 is fixed. Thereby, since the laser beam is not irradiated to the light absorption layer 27 corresponding to the flow path 15, deformation of the flow path 15 due to melting can be prevented, and the flow of fluid in the flow path 15 is inhibited. There is no. Furthermore, since the light absorption layer 27 forming the flow path 15 does not generate heat, even when the detection substance 19 is fixed on the light absorption layer 27, deactivation can be prevented. Therefore, there is a degree of freedom regarding the fixed position of the detection substance 19.

｛作用効果｝
第２熱可塑性樹脂基板２０の表面に光吸収層２７を設けることで発熱部分を基板表面に留め、より局所的にすることができる。よって、基板全体が発熱することによる基板の変形や基板内に形成された流路などのパターンの変形をより防止することができる。また、第１熱可塑性樹脂基板１０の流路１５内に配置された検知物質１９の熱による失活を防止することができる。さらに、試薬貯蔵部１３や流路１５の側壁が発熱により溶融して検知物質１９の反応を阻害することを防止することができる。 {Function and effect}
By providing the light absorption layer 27 on the surface of the second thermoplastic resin substrate 20, the heat generation portion can be retained on the substrate surface and can be made more local. Therefore, it is possible to further prevent deformation of the substrate due to heat generation of the entire substrate and deformation of the pattern such as the flow path formed in the substrate. In addition, the detection substance 19 disposed in the flow path 15 of the first thermoplastic resin substrate 10 can be prevented from being deactivated by heat. Furthermore, it is possible to prevent the side walls of the reagent storage unit 13 and the flow path 15 from melting due to heat generation and inhibiting the reaction of the detection substance 19.

また、第２熱可塑性樹脂基板２０全体が光吸収剤を含んでいる場合、レーザー光を照射する時間を短時間に設定して発熱の広がりを抑制する必要がある。しかし、第２熱可塑性樹脂基板２０の表面のみに光吸収層２７を設けることで、レーザー光の照射時間による制御を行うことなく発熱の広がりを抑制することができる。   Moreover, when the 2nd thermoplastic resin board | substrate 20 whole contains the light absorber, it is necessary to set the time which irradiates a laser beam to a short time, and to suppress the spreading | diffusion of a heat_generation | fever. However, by providing the light absorption layer 27 only on the surface of the second thermoplastic resin substrate 20, it is possible to suppress the spread of heat generation without performing control according to the irradiation time of the laser light.

さらに、基板表面に光吸収層２７を設けるため、カーボンブラックなどの光吸収剤の量を少量に抑えることができる。   Furthermore, since the light absorption layer 27 is provided on the substrate surface, the amount of the light absorber such as carbon black can be suppressed to a small amount.

また、第１実施形態例と同様に次のような効果を得ることができる。第２実施形態例の貼り合わせ方法によれば、接着剤の流出による基板内のパターンの変形や、流路１５内の流体の流れが阻害されることがない。さらに、貼り合わせの際に基板同士を強く押圧する必要がないため、押圧による基板内のパターンや基板自体の崩れ及び変形なども防止することができる。   In addition, the following effects can be obtained as in the first embodiment. According to the bonding method of the second embodiment, the deformation of the pattern in the substrate due to the outflow of the adhesive and the flow of the fluid in the flow path 15 are not hindered. Furthermore, since it is not necessary to strongly press the substrates together at the time of bonding, it is possible to prevent the pattern in the substrate or the collapse or deformation of the substrate itself due to the pressing.

＜第３実施形態例＞
｛チップ構成｝
図９（ａ）は、本発明の第３実施形態例に係るチップの平面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＣ−Ｃ’線における断面図である。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の間に光吸収基板２９が挟持されている。ここでは、光吸収基板２９として、光吸収剤２３としてカーボンブラックを含む熱可塑性エラストマーを用いる。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。 <Third Embodiment>
{Chip configuration}
FIG. 9A is a plan view of a chip according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG. 9A. In the chip 100, a light absorption substrate 29 is sandwiched between a first thermoplastic resin substrate 10 and a second thermoplastic resin substrate 20 which are made of a thermoplastic resin. Here, as the light absorbing substrate 29, a thermoplastic elastomer containing carbon black is used as the light absorbing agent 23. Examples of the thermoplastic elastomer include polymer materials such as styrene, olefin, vinyl chloride, urethane, ester, and amide.

第１及び第２第１熱可塑性樹脂基板１０、２０は、光を透過可能なように光吸収剤を含んでいない。また、第１熱可塑性樹脂基板１０には、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。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光吸収基板２９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９（ａ）に示すよう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。   The 1st and 2nd 1st thermoplastic resin board | substrates 10 and 20 do not contain the light absorber so that light can permeate | transmit. Moreover, the reagent storage part 13 and the flow path 15 are formed in the 1st thermoplastic resin board | substrate 10 by removing a part of main surface. Further, the flow path 15 is formed with the grooves formed in the first thermoplastic resin substrate 10 and the main surface of the light absorption substrate 29 as side walls, and the substance to be measured passes therethrough. A detection substance 19 for detecting a measurement target substance may be fixed to the bottom of the flow path 15 at a desired position of the chip 100 as shown in FIG. 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.

｛基板の貼り合わせ方法｝
次に、図１０（ａ）〜（ｄ）を用いて図９（ａ）、（ｂ）に示すチップ１００の光吸収基板２９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１０（ａ）〜（ｄ）は、光吸収基板２９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。 {Board bonding method}
Next, the first thermoplastic resin substrate 10 and the second thermoplastic resin substrate through the light absorption substrate 29 of the chip 100 shown in FIGS. 9A and 9B using FIGS. The 20 bonding method will be described. FIGS. 10A to 10D are cross-sectional views illustrating a method for bonding the first thermoplastic resin substrate 10 and the second thermoplastic resin substrate 20 with the light absorption substrate 29 interposed therebetween.

まず、第２熱可塑性樹脂基板２０及び光吸収基板２９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１０（ａ）参照）。そして、光吸収基板２９の上部からホーン４５により押圧し、第２熱可塑性樹脂基板２０及び光吸収基板２９を貼り付ける（図１０（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光吸収基板２９に対向させる。ここで、第１熱可塑性樹脂基板１０の貼り合わせ面２４ａと光吸収基板２９の貼り合わせ面２４ｂとを対向させる（図１０（ｃ）参照）。そして第１熱可塑性樹脂基板１０の上部からレーザー光を第１及び第２熱可塑性樹脂基板１０及び光吸収基板２９の貼り合わせ面２４（貼り合わせ面２４ａ及び貼り合わせ面２４ｂ）に向けて照射する。（図１０（ｄ）参照）。   First, the second thermoplastic resin substrate 20 and the light absorption substrate 29 are opposed to each other. At this time, the adhesive 21 is applied to the opposing surface (see FIG. 10A). And it presses with the horn 45 from the upper part of the light absorption board | substrate 29, and the 2nd thermoplastic resin board | substrate 20 and the light absorption board | substrate 29 are affixed (refer FIG.10 (b)). Further, the main surface of the first thermoplastic resin substrate 10 on which the flow path 15 is formed is opposed to the light absorption substrate 29. Here, the bonding surface 24a of the first thermoplastic resin substrate 10 and the bonding surface 24b of the light absorption substrate 29 are opposed to each other (see FIG. 10C). Then, the laser beam is irradiated from above the first thermoplastic resin substrate 10 toward the bonding surfaces 24 (bonding surface 24a and bonding surface 24b) of the first and second thermoplastic resin substrates 10 and the light absorption substrate 29. . (See FIG. 10D).

ここで、第１熱可塑性樹脂基板１０はカーボンブラックを含んでおらず、照射されたレーザー光は第１熱可塑性樹脂基板１０に透過する。また、第１熱可塑性樹脂基板１０を透過したレーザー光は、カーボンブラックを含む光吸収基板２９と第１熱可塑性樹脂基板１０との貼り合わせ面２４に到達する。これにより、光吸収基板２９内のカーボンブラックが熱を発生し、貼り合わせ面２４の第１熱可塑性樹脂基板１０及び／または光吸収基板２９が溶融して互いに貼り合わされる。   Here, the first thermoplastic resin substrate 10 does not contain carbon black, and the irradiated laser light is transmitted through the first thermoplastic resin substrate 10. In addition, the laser light transmitted through the first thermoplastic resin substrate 10 reaches the bonding surface 24 between the light absorbing substrate 29 containing carbon black and the first thermoplastic resin substrate 10. As a result, the carbon black in the light absorption substrate 29 generates heat, and the first thermoplastic resin substrate 10 and / or the light absorption substrate 29 on the bonding surface 24 is melted and bonded together.

｛作用効果｝
上述の光吸収基板２９は、熱可塑性エラストマーに限定されず、例えば基板と同じ材質の熱可塑性樹脂であっても良い。ただし、光吸収基板２９を熱可塑性エラストマーで形成すると、水密性や気密性を高めることができる。これは、熱可塑性エラストマーが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の密着性を高めることができるからである。特に、チップ面積が大きい場合であっても水密性や気密性を保つことができる。 {Function and effect}
The light absorbing substrate 29 described above is not limited to the thermoplastic elastomer, and may be a thermoplastic resin made of the same material as the substrate, for example. However, when the light absorption substrate 29 is formed of a thermoplastic elastomer, water tightness and air tightness can be improved. This is because the thermoplastic elastomer has the property of rubber elasticity as well as thermoplasticity, so that the adhesion between the first and second thermoplastic resin substrates 10 and 20 can be enhanced. In particular, watertightness and airtightness can be maintained even when the chip area is large.

さらに、第３実施形態例では、第１実施形態例と同様に次のような効果を得ることができる。接着剤の流出による基板内のパターンの変形や、流路１５内の流体の流れが阻害されることがない。さらに、貼り合わせの際に基板同士を強く押圧する必要がないため、押圧による基板内のパターンや基板自体の崩れ及び変形なども防止することができる。   Furthermore, in the third embodiment, the following effects can be obtained as in the first embodiment. The deformation of the pattern in the substrate due to the outflow of the adhesive and the flow of the fluid in the flow path 15 are not hindered. Furthermore, since it is not necessary to strongly press the substrates together at the time of bonding, it is possible to prevent the pattern in the substrate or the collapse or deformation of the substrate itself due to the pressing.

＜第４実施形態例＞
図１１（ａ）は、本発明の第４実施形態例に係るチップ１００の平面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＥ−Ｅ’線における断面図である。 <Example of Fourth Embodiment>
FIG. 11A is a plan view of a chip 100 according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 11B is a cross-sectional view taken along the line EE ′ of FIG.

チップ１００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の間に光吸収基板２９が挟持されている。ここで、第１熱可塑性樹脂基板１０及び第２熱可塑性樹脂基板２０は、材質が熱可塑性樹脂である。また、光吸収基板２９は、光吸収剤２３としてカーボンブラックを含む熱可塑性エラストマーである。   In the chip 100, a light absorption substrate 29 is sandwiched between the first thermoplastic resin substrate 10 and the second thermoplastic resin substrate 20. Here, the material of the first thermoplastic resin substrate 10 and the second thermoplastic resin substrate 20 is a thermoplastic resin. The light absorbing substrate 29 is a thermoplastic elastomer containing carbon black as the light absorbing agent 23.

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１００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１００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１１（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１流路７０と対応している。   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 100 is provided. In addition, the second thermoplastic resin substrate 20 is provided with a third flow path 90 to which pressure to the outside or the inside of the chip 100 is applied. As shown in FIG. 11B, the portion where the third flow path 90 opens in the main surface of the second thermoplastic resin substrate 20 corresponds to the first flow path 70 of the first thermoplastic resin substrate 10. .

チップ１００は、レーザー光の照射により次のように形成されている。第１熱可塑性樹脂基板１０はカーボンブラックを含んでおらず、照射されたレーザー光は第１熱可塑性樹脂基板１０に透過する。また、第１熱可塑性樹脂基板１０を透過したレーザー光は、カーボンブラックを含む光吸収基板２９と第１熱可塑性樹脂基板１０との貼り合わせ面２４に到達する。これにより、光吸収基板２９内のカーボンブラックが熱を発生し、貼り合わせ面２４の第１熱可塑性樹脂基板１０及び／または光吸収基板２９が溶融して互いに貼り合わされる。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、光吸収基板２９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 100 is formed as follows by irradiation with laser light. The first thermoplastic resin substrate 10 does not contain carbon black, and the irradiated laser light is transmitted through the first thermoplastic resin substrate 10. In addition, the laser light transmitted through the first thermoplastic resin substrate 10 reaches the bonding surface 24 between the light absorbing substrate 29 containing carbon black and the first thermoplastic resin substrate 10. As a result, the carbon black in the light absorption substrate 29 generates heat, and the first thermoplastic resin substrate 10 and / or the light absorption substrate 29 on the bonding surface 24 is melted and bonded together. 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 light absorption board | substrate 29 has the property of rubber elasticity with thermoplasticity, it can improve the adhesiveness of the 1st and 2nd thermoplastic resin board | substrates 10 and 20, and can improve watertightness and airtightness.

図１２（ａ）及び（ｂ）は、チップ１００外部から内部への圧力が印加されるチップ１００の動きを説明する説明図、図１２（ｃ）は、チップ１００内部から外部への圧力が印加されるチップ１００の動きを説明する説明図である。図１２（ａ）に示すように、第３流路９０にチップ１００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光吸収基板２９が圧力を受ける。このとき、光吸収基板２９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１００外部に導出される（図１２（ａ）参照）。次に、さらに第３流路９０にチップ１００外部から内部への圧力を印加すると、光吸収基板２９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１２（ｂ）参照）。   FIGS. 12A and 12B are explanatory diagrams for explaining the movement of the chip 100 to which pressure from the outside to the inside of the chip 100 is applied, and FIG. 12C is a drawing for applying pressure from the inside of the chip 100 to the outside. It is explanatory drawing explaining the motion of the chip | tip 100 to be performed. As shown in FIG. 12A, when a pressure from the outside to the inside of the chip 100 is applied to the third flow path 90, the light in the portion that opens on the main surface of the second thermoplastic resin substrate 20 in the third flow path 90. The absorption substrate 29 receives pressure. At this time, the light absorption substrate 29 extends 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 100 through the second flow path 75 (see FIG. 12A). Next, when a pressure from the outside to the inside of the chip 100 is further applied to the third channel 90, the light absorption substrate 29 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. 12B).

次に、図１２（ｃ）に示すように、第３流路９０にチップ１００内部から外部への圧力を印加すると、光吸収基板２９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１００内部に取り込む。このように、ゴム弾性を有する光吸収基板２９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. 12C, when pressure is applied to the third flow path 90 from the inside of the chip 100 to the outside, the light absorbing substrate 29 is pulled toward the second thermoplastic resin substrate 20. Stretch to. Therefore, for example, the fluid is taken into the chip 100 through the second flow path 75. Thus, the light-absorbing substrate 29 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.

＜その他の実施形態例＞
（１）
上記において、貼り合わせる基板同士の融点を同程度にすると、基板同士の貼り合わせ面付近の光吸収剤に光が照射されることで両基板の貼り合わせ面がほぼ同時に溶融し基板同士が接着し易い。 <Other embodiment examples>
(1)
In the above, if the melting points of the substrates to be bonded are set to the same level, the light absorbing agent in the vicinity of the bonding surfaces of the substrates is irradiated with light, so that the bonding surfaces of both substrates are melted almost simultaneously and the substrates are bonded to each other. easy.

（２）
上記では、光吸収剤としてカーボンブラックを用いているが、その他の色の色素であっても良い。また、測定対象物質ごとに異なる色を有する色素を用いると、測定者は測定に用いるチップを容易に確認することができ好ましい。例えばグルコースやコレステロールなど種々の測定対象物質を測定する際に、チップの取り違えを防止することができる。 (2)
In the above, carbon black is used as the light absorber, but other color pigments may be used. In addition, it is preferable to use a dye having a different color for each substance to be measured because the measurer can easily confirm the chip used for the measurement. For example, when measuring various measurement target substances such as glucose and cholesterol, it is possible to prevent the chip from being mixed up.

（３）
上述において、基板内に形成された試薬貯蔵部１３や流路１５には、その内部を通過する流体の性質、貯蔵される試薬の性質、固定される検知物質１９の性質などに応じてその表面に高分子膜を配置しても良い。例えば、粘度が約４〜１５である血液を測定対象物質とし、チップ内部の試薬等の粘度が１であるとする。このように粘度が大きく異なる溶液を１つのチップ内で混合、反応、検出する場合には、流体の制御が難しい。例えば、粘性が高い溶液や表面張力が大きい溶液は、その粘性により溶液が停滞したり、表面張力により溶液がはじかれて流れ難くなるおそれがある。一方、粘性が小さい溶液は、流路１５内を抵抗を受けることなく流れる。このように、粘度が異なると混合や反応が不完全となり、正確な検査対象物質の検出が困難である。そこで、流路等のある部分の表面に親水性処理を施し、別の部分の表面に疎水性処理を施して流路内の流体を制御する。親水性高分子膜としては、例えば酢酸セルロース、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）等が挙げられる。疎水性高分子としては、例えばポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）、テフロン（登録商標）、シリコン等が挙げられる。 (3)
In the above description, the surface of the reagent storage section 13 or the flow path 15 formed in the substrate has a surface depending on the properties of the fluid passing through the interior, the properties of the stored reagent, the properties of the detection substance 19 to be fixed, and the like. A polymer film may be disposed on the substrate. For example, it is assumed that blood having a viscosity of about 4 to 15 is a substance to be measured and the viscosity of a reagent or the like inside the chip is 1. Thus, when mixing, reacting, and detecting solutions having greatly different viscosities in one chip, it is difficult to control the fluid. For example, a solution having a high viscosity or a solution having a large surface tension may cause the solution to stagnate due to the viscosity, or the solution may be repelled by the surface tension and difficult to flow. On the other hand, a solution having a low viscosity flows through the flow path 15 without receiving resistance. As described above, when the viscosities are different, mixing and reaction are incomplete, and it is difficult to accurately detect a substance to be inspected. Therefore, the surface of a certain part such as a flow path is subjected to a hydrophilic treatment, and the surface of another part is subjected to a hydrophobic treatment to control the fluid in the flow path. Examples of the hydrophilic polymer film include cellulose acetate, polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl pyrrolidone (PVP), and the like. Examples of the hydrophobic polymer include polystyrene (PS), polyethylene (PE), Teflon (registered trademark), and silicon.

（４）
上述において、検知物質を光吸収物質の導入位置から１００μｍ以上離隔して固定すると好ましい。光吸収物質は、照射された光を吸収して発熱する。この光吸収物質から所定の距離分だけ離隔して検知物質を配置することで、基板貼り合わせ時の発熱による検知物質の失活を防ぐことができる。 (4)
In the above, it is preferable that the detection substance is fixed at a distance of 100 μm or more from the position where the light absorbing substance is introduced. The light absorbing material generates heat by absorbing the irradiated light. By disposing the detection material at a predetermined distance from the light absorption material, it is possible to prevent the detection material from being deactivated due to heat generation when the substrates are bonded together.

（５）
上記では、コヒーレント光であるレーザー光を用いて第１及び第２熱可塑性樹脂基板１０、２０の貼り合わせ面にレーザー光を照射しているが、貼り合わせ面に光を照射することができれば良くレーザー光に限定されない。 (5)
In the above, laser light is applied to the bonding surfaces of the first and second thermoplastic resin substrates 10 and 20 using laser light that is coherent light, but it is only necessary that the bonding surfaces can be irradiated with light. It is not limited to laser light.

（６）
上記では、貼り合わせる両基板をともに熱可塑性樹脂で形成したが、少なくとも一方が熱可塑性樹脂で有れば良い。例えば、一方が熱可塑性樹脂基板で、もう一方が金属、ガラスなどであっても良い。このとき、金属やガラスなどと比較して加工が容易な熱可塑性樹脂基板に試薬貯蔵部や流路などのパターンを形成すると好ましい。 (6)
In the above, both the substrates to be bonded are formed of the thermoplastic resin, but at least one of the substrates may be made of the thermoplastic resin. For example, one may be a thermoplastic resin substrate and the other may be a metal, glass, or the like. At this time, it is preferable to form a pattern such as a reagent reservoir or a flow path on a thermoplastic resin substrate that is easier to process than metal or glass.

（７）
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。また、第１熱可塑性樹脂基板１０内に形成した溝と第２熱可塑性樹脂基板２０内に形成した溝とを組み合わせることにより流路１５を形成しても良い。 (7)
In the above description, the flow path 15 is formed in the first thermoplastic resin substrate 10, but the flow path may be formed in the second thermoplastic resin substrate 20. Further, the flow path 15 may be formed by combining a groove formed in the first thermoplastic resin substrate 10 and a groove formed in the second thermoplastic resin substrate 20.

（８）
上記第１実施形態例の第２熱可塑性樹脂基板２０はカーボンブラックを練り込んで形成されているが、第２熱可塑性樹脂基板２０のカーボンブラックの含有量は、０．０１体積％以上、０．０２５体積％以下であるのが好ましい。 (8)
The second thermoplastic resin substrate 20 of the first embodiment is formed by kneading carbon black. The carbon black content of the second thermoplastic resin substrate 20 is 0.01% by volume or more, 0 It is preferably 0.025% by volume or less.

上述の通り、図２の流路１５等には、試料である血液や試薬などの溶液が導入され、生化学反応が行われる。流路１５の一部は、第２熱可塑性樹脂基板２０により形成されており、流路１５に導入された溶液と第２熱可塑性樹脂基板２０とは接触する。このとき、光吸収物質としてのカーボンブラックが第２熱可塑性樹脂基板２０に過剰に含有されていると、カーボンブラックが第２熱可塑性樹脂基板２０から流路１５内の溶液中に溶出してしまう。例えば、従来、カーボンブラックの含有量は、０．０５体積％以上、０．１体積％以下の範囲内であるが、この範囲では含有量が多く、カーボンブラックは第２熱可塑性樹脂基板２０から流路１５内の溶液中に溶出する。そのため、溶出したカーボンブラックにより、流路１５内での生化学反応等が妨害される可能性がある。また、溶液が導入された流路１５に光を照射し、通過した透過光の強度、透過光のスペクトル、散乱光の強度を測定するなどの分光法を用いる場合、流路１５に溶出したカーボンブラックが透過光を吸収するなど阻害物質として働く。よって、生化学反応等により生成された生成物の定量など試料の定量が正確に行えなくなる。一方、第２熱可塑性樹脂基板２０におけるカーボンブラックの含有量が少ない場合には、光吸収が十分に行われず基板の貼り合わせが不十分となる。また、色素としてのカーボンブラックの含有量が少ないために基板に色むらが発生し、これによっても基板の貼り合わせが不十分となる。   As described above, a solution such as blood or a reagent as a sample is introduced into the flow path 15 of FIG. 2, and a biochemical reaction is performed. A part of the flow path 15 is formed by the second thermoplastic resin substrate 20, and the solution introduced into the flow path 15 and the second thermoplastic resin substrate 20 are in contact with each other. At this time, if carbon black as a light absorbing material is excessively contained in the second thermoplastic resin substrate 20, the carbon black is eluted from the second thermoplastic resin substrate 20 into the solution in the flow path 15. . For example, conventionally, the carbon black content is in the range of 0.05% by volume or more and 0.1% by volume or less. However, in this range, the content is large, and the carbon black is from the second thermoplastic resin substrate 20. It elutes into the solution in the flow path 15. For this reason, the eluted carbon black may interfere with biochemical reaction or the like in the flow path 15. In addition, when using a spectroscopic method such as irradiating light to the channel 15 into which the solution has been introduced and measuring the intensity of transmitted light, the spectrum of transmitted light, and the intensity of scattered light, the carbon eluted into the channel 15 Black acts as an inhibitor, such as absorbing transmitted light. Therefore, the sample cannot be accurately quantified such as quantification of a product generated by a biochemical reaction or the like. On the other hand, when the content of carbon black in the second thermoplastic resin substrate 20 is small, light absorption is not sufficiently performed and the substrates are not sufficiently bonded. In addition, since the content of carbon black as a coloring matter is small, color unevenness occurs on the substrate, which also causes insufficient bonding of the substrates.

図１３は、カーボンブラックの含有量及び基板の製造方法を変えた場合において、製造されたそれぞれの基板での光の吸収特性を示す実験結果である。ここで、基板としては、射出成形により形成したカーボンブラックの含有量０．０１２５体積％、０．０１６体積％、０．０２５体積％、０．０５体積％の基板と、押し出し成形により形成したカーボンブラックの含有量０．０５体積％の基板とを準備した。そして、これらの基板を純粋に浸漬した後、紫外線分光測定器にてカーボンブラックの溶出の度合いを検出した。カーボンブラックは、波長２７０ｎｍ付近の光を特異的に吸収するため、溶出したカーボンブラックの存在を確認できる。図１３に示すように、従来のカーボンブラックの含有量０．０５体積％では、最も吸光度が最も大きくカーボンブラックの溶出が最も著しいことが分かる。しかし、本発明のように含有量を０．０２５体積％以下とすることで、カーボンブラックの溶出が抑制されていることが分かる。   FIG. 13 is an experimental result showing the light absorption characteristics of each manufactured substrate when the carbon black content and the substrate manufacturing method are changed. Here, as a substrate, carbon black content 0.0125 vol%, 0.016 vol%, 0.025 vol%, 0.05 vol% formed by injection molding and carbon formed by extrusion molding are used. A substrate having a black content of 0.05% by volume was prepared. And after immersing these substrates purely, the elution degree of carbon black was detected with the ultraviolet spectrometer. Since carbon black specifically absorbs light having a wavelength of about 270 nm, the presence of eluted carbon black can be confirmed. As shown in FIG. 13, it can be seen that the conventional carbon black content of 0.05% by volume has the highest absorbance and the most remarkable elution of carbon black. However, it can be seen that elution of carbon black is suppressed by setting the content to 0.025% by volume or less as in the present invention.

本発明のように、第２熱可塑性樹脂基板２０におけるカーボンブラックの含有量を０．０２５体積％以下にすれば、カーボンブラックの溶液への溶出を抑制することができる。よって、流路１５内の溶液中において生化学反応を正常に行わせることができ、また試料等を正確に定量することができる。また、カーボンブラックの含有量を０．０１体積％以上にすれば、基板に色むらを発生させることなく、基板同士の貼り合わせ強度を十分に確保できる。なお、射出成形は基板の成形に一般的に用いられる簡単な製造方法であるため、前述の含有量の場合に射出成形に適していることは、カーボンブラックを含有する基板の生産性や生産コスト面に優れる。このように、カーボンブラックの含有量を前述の範囲とすることで、カーボンブラックの特性を活かしつつ、効率良く利用することができる。   If the carbon black content in the second thermoplastic resin substrate 20 is 0.025% by volume or less as in the present invention, elution of the carbon black into the solution can be suppressed. Therefore, the biochemical reaction can be normally performed in the solution in the flow path 15, and the sample or the like can be accurately quantified. Further, if the carbon black content is 0.01% by volume or more, the bonding strength between the substrates can be sufficiently secured without causing uneven color in the substrates. In addition, since injection molding is a simple manufacturing method that is generally used for molding a substrate, it is suitable for injection molding in the case of the above-mentioned content. Excellent surface. Thus, by making the content of carbon black in the above-described range, it can be efficiently used while utilizing the characteristics of carbon black.

なお、前述のようなカーボンブラックの含有量は、第２実施形態例のカーボンブラックを含む光吸収層２７及び部分的な光吸収層２８や、第３及び第４実施形態例の光吸収基板２９等にも適用可能である。   The content of carbon black as described above is the same as the light absorption layer 27 and the partial light absorption layer 28 containing the carbon black of the second embodiment, and the light absorption substrate 29 of the third and fourth embodiments. The present invention can also be applied.

（９）
第１実施形態例においては、第１熱可塑性樹脂基板１０と第２熱可塑性樹脂基板２０との間の浮き上がりを防止するために、図５（ｂ）等に示すように、平坦性及び剛性に優れる石英ガラス４０を介して第１熱可塑性樹脂基板１０上を均一に加圧している。ここで、第１熱可塑性樹脂基板１０と石英ガラス４０との間に、凹凸表面を有する透明板を介在させると好ましい。 (9)
In the first embodiment, in order to prevent the floating between the first thermoplastic resin substrate 10 and the second thermoplastic resin substrate 20, as shown in FIG. The first thermoplastic resin substrate 10 is uniformly pressed through the excellent quartz glass 40. Here, it is preferable that a transparent plate having an uneven surface is interposed between the first thermoplastic resin substrate 10 and the quartz glass 40.

ここで、第１熱可塑性樹脂基板１０は樹脂であるため、石英ガラス４０よりも比較的その表面が凹凸を有するように粗く形成されている。一方で、前述のように石英ガラス４０の表面は、平坦であり平滑に形成されている。よって、第１熱可塑性樹脂基板１０と石英ガラス４０とを接触させると、第１熱可塑性樹脂基板１０の凹凸が吸盤の役割を果たし、石英ガラス４０が第１熱可塑性樹脂基板１０に吸着してしまう。そして、一旦、真空状態となって吸着すると、石英ガラス４０を第１熱可塑性樹脂基板から取り外せなくなり、チップを加圧装置の外へ取り出せなくなる。また、石英ガラス４０を強い力で引っ張り、第１熱可塑性樹脂基板１０から剥がすと、第１熱可塑性樹脂基板１０と第２熱可塑性樹脂基板２０との接着が剥がれてしまう場合がある。特に、表面改質や表面コートなどの表面処理、その他洗浄や殺菌のために、第１熱可塑性樹脂基板１０に溶剤処理を施した場合には、第１熱可塑性樹脂基板１０の表面が弾性を有するように形成され、上述のような問題が顕著となる。   Here, since the 1st thermoplastic resin board | substrate 10 is resin, it is formed more coarsely so that the surface may have an unevenness | corrugation rather than the quartz glass 40. FIG. On the other hand, as described above, the surface of the quartz glass 40 is flat and smooth. Therefore, when the first thermoplastic resin substrate 10 and the quartz glass 40 are brought into contact with each other, the unevenness of the first thermoplastic resin substrate 10 serves as a sucker, and the quartz glass 40 is adsorbed to the first thermoplastic resin substrate 10. End up. And once it is adsorbed in a vacuum state, the quartz glass 40 cannot be removed from the first thermoplastic resin substrate, and the chip cannot be taken out of the pressure device. In addition, when the quartz glass 40 is pulled with a strong force and peeled off from the first thermoplastic resin substrate 10, the adhesion between the first thermoplastic resin substrate 10 and the second thermoplastic resin substrate 20 may be peeled off. In particular, when the first thermoplastic resin substrate 10 is subjected to a solvent treatment for surface treatment such as surface modification, surface coating, or other cleaning or sterilization, the surface of the first thermoplastic resin substrate 10 becomes elastic. The above-mentioned problem becomes remarkable.

図１４は、第１熱可塑性樹脂基板１０と石英ガラス４０との間に、凹凸表面を有する透明板を介在させた場合の製造工程を示す説明図である。図１４に示すように、第１熱可塑性樹脂基板１０と石英ガラス４０との間に、凹凸表面を有する透明板５０を介在させることで、第１熱可塑性樹脂基板１０と凹凸表面を有する透明板５０との吸着を防ぐことができる。これは、透明板５０の表面が凹凸を有して粗く形成されており、また透明板５０に接する第１熱可塑性樹脂基板１０の表面もまた粗く形成されているため、前述のような吸着が生じないためである。これにより、第１熱可塑性樹脂基板１０と石英ガラス４０との吸着を防止することができる。   FIG. 14 is an explanatory view showing a manufacturing process when a transparent plate having an uneven surface is interposed between the first thermoplastic resin substrate 10 and the quartz glass 40. As shown in FIG. 14, the first thermoplastic resin substrate 10 and the transparent plate having the concavo-convex surface are provided by interposing the transparent plate 50 having the concavo-convex surface between the first thermoplastic resin substrate 10 and the quartz glass 40. Adsorption with 50 can be prevented. This is because the surface of the transparent plate 50 is rough and uneven, and the surface of the first thermoplastic resin substrate 10 in contact with the transparent plate 50 is also rough, so that the above-described adsorption is performed. This is because it does not occur. Thereby, adsorption | suction with the 1st thermoplastic resin substrate 10 and the quartz glass 40 can be prevented.

また、凹凸表面を有する透明板５０としては、例えばＰＭＭＡ、ＡＰＯ（非晶質ポリオレフィン）、ポリカーボネート、ポリ４メチルペンテン−１等を使用可能である。また、厚みのある透明板５０ではなく、これらの材料を、透明ポリアミド（ナイロン）のようなシート状薄膜に加工して用いても良い。   Further, as the transparent plate 50 having an uneven surface, for example, PMMA, APO (amorphous polyolefin), polycarbonate, poly-4-methylpentene-1 or the like can be used. Further, instead of the thick transparent plate 50, these materials may be processed into a sheet-like thin film such as transparent polyamide (nylon).

また、加圧時に、基板どうしの貼り合わせ面に圧力を均一にかけるためには、剛性が大きな石英ガラス４０と微少な凹凸を有する透明板５０とを組み合わせるのが最適である。微少な凹凸とは、例えば約０．１μｍ〜約１．０μｍ以上の凹凸を言う。なお、石英ガラス４０と透明板５０との組み合わせの代わりに、剛性が大きな透明樹脂板を用いても良い。   In order to apply pressure uniformly to the bonding surfaces of the substrates during pressing, it is optimal to combine the quartz glass 40 having high rigidity and the transparent plate 50 having minute irregularities. The fine unevenness means, for example, unevenness of about 0.1 μm to about 1.0 μm or more. Instead of the combination of the quartz glass 40 and the transparent plate 50, a transparent resin plate having high rigidity may be used.

さらに、第１熱可塑性樹脂基板１０との接触面側にフッ素樹脂やシリコン樹脂などの透明樹脂膜がコーティングされた石英ガラス４０を用いても同様の効果を得ることができる。   Further, the same effect can be obtained even if quartz glass 40 in which a transparent resin film such as a fluororesin or a silicon resin is coated on the contact surface side with the first thermoplastic resin substrate 10 is used.

また、上記では第１熱可塑性樹脂基板１０と接触する側に凹凸を有する透明板５０を配置しているが、第２熱可塑性樹脂基板２０と加圧装置との接触面にも透明板５０を設けても良いし、両方に設けても良い。   Moreover, although the transparent plate 50 which has an unevenness | corrugation is arrange | positioned at the side which contacts the 1st thermoplastic resin board | substrate 10 above, the transparent board 50 is also provided in the contact surface of the 2nd thermoplastic resin board | substrate 20 and a pressurization apparatus. You may provide, and you may provide in both.

なお、透明板５０の凹凸の大きさと第１熱可塑性樹脂基板１０の凹凸の大きさの組み合わせとしては、透明板５０と第１熱可塑性樹脂基板１０とが互いに吸着しない程度の組み合わせであれば限定されない。   In addition, as a combination of the unevenness | corrugation magnitude | size of the transparent plate 50, and the unevenness | corrugation magnitude | size of the 1st thermoplastic resin board | substrate 10, if the combination of the grade which the transparent board 50 and the 1st thermoplastic resin board | substrate 10 do not adsorb | suck mutually, it is limited. Not.

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。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 using the present invention can prevent the substrate from being deformed or deformed by heat. 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. マスクを用いた部分照射による基板の張り合わせ方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the bonding method of the board | substrate by the partial irradiation using a mask. 第２熱可塑性樹脂基板の表面に検知物質が固定化されているチップの断面図。Sectional drawing of the chip | tip with which the detection substance is fix | immobilized on the surface of the 2nd thermoplastic resin board | substrate. （ａ） 本発明の第１実施例に係るチップの貼り合わせ方法を示す断面図（１）。（ｂ） 本発明の第１実施例に係るチップ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 chip | tip which concerns on 1st Example of this invention. (B) Sectional drawing (2) which shows the chip | tip bonding method based on 1st Example of this invention. （ａ） 本発明の第２実施形態例に係るチップの平面図。（ｂ） 図６（ａ）のＢ−Ｂ’線における断面図。（ｃ） 光吸収層の形成方法を示す断面図。(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.6 (a). (C) Sectional drawing which shows the formation method of a light absorption layer. （ａ） 部分的な光吸収層を有する基板の断面図。（ｂ） 部分的な光吸収層２８の形成方法を示す断面図。(A) Sectional drawing of the board | substrate which has a partial light absorption layer. (B) Sectional drawing which shows the formation method of the partial light absorption layer 28. FIG. （ａ） 本発明の第２実施形態例に係るチップの貼り合わせ方法を示す断面図（１）。（ｂ） 本発明の第２実施形態例に係るチップ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 chip | tip which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. (B) Sectional drawing (2) which shows the chip | tip bonding method based on 2nd Embodiment of this invention. （ａ） 本発明の第３実施形態例に係るチップの平面図。（ｂ） 図９（ａ）のＣ−Ｃ’線における断面図。(A) The top view of the chip | tip concerning the example of 3rd Embodiment of this invention. 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の貼り合わせ方法を示す断面図（１）。（ｂ） 図９に示すバイオチップ１８０の貼り合わせ方法を示す断面図（２）。（ｃ） 図９に示すバイオチップ１８０の貼り合わせ方法を示す断面図（３）。（ｄ） 図９に示すバイオチップ１８０の貼り合わせ方法を示す断面図（４）。(A) Sectional drawing (1) which shows the bonding method of the biochip 180 shown in FIG. (B) Sectional drawing (2) which shows the bonding method of the biochip 180 shown in FIG. (C) Sectional drawing (3) which shows the bonding method of the biochip 180 shown in FIG. (D) Sectional drawing (4) which shows the bonding method of the biochip 180 shown in FIG. （ａ） 本発明の第４実施形態例に係るチップ１００の平面図。（ｂ） 図１１（ａ）のＥ−Ｅ’線における断面図。(A) The top view of the chip | tip 100 which concerns on the example of 4th Embodiment of this invention. (B) Sectional drawing in the E-E 'line of Fig.11 (a). （ａ） チップ１００外部から内部への圧力が印加されるチップ１００の動きを説明する説明図（１）。（ｂ） チップ１００外部から内部への圧力が印加されるチップ１００の動きを説明する説明図（２）。（ｃ） チップ１００内部から外部への圧力が印加されるチップ１００の動きを説明する説明図。(A) Explanatory drawing (1) explaining the motion of the chip | tip 100 to which the pressure from the exterior to the inside of the chip | tip 100 is applied. (B) Explanatory drawing (2) explaining the motion of the chip | tip 100 to which the pressure from the inside to the inside of the chip | tip 100 is applied. (C) Explanatory drawing explaining the motion of the chip | tip 100 to which the pressure from the inside of the chip | tip 100 is applied to the exterior. カーボンブラックの含有量及び基板の製造方法を変えた場合において、製造されたそれぞれの基板での光の吸収特性を示す実験結果。The experimental result which shows the light absorption characteristic in each manufactured board | substrate when changing content of carbon black and the manufacturing method of a board | substrate. 第１熱可塑性樹脂基板１０と石英ガラス４０との間に、凹凸表面を有する透明板を介在させた場合の製造工程を示す説明図。Explanatory drawing which shows the manufacturing process at the time of interposing the transparent plate which has an uneven surface between the 1st thermoplastic resin substrate 10 and the quartz glass 40. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０：第１熱可塑性樹脂基板
１５：流路
１９：検知物質
２０：第２熱可塑性樹脂基板
２３：光吸収剤
２７：光吸収層
２８：部分的な光吸収層
２９：光吸収基板 10: first thermoplastic resin substrate 15: flow path 19: sensing substance 20: second thermoplastic resin substrate 23: light absorber 27: light absorption layer 28: partial light absorption layer 29: light absorption substrate

Claims (14)

第１基板と第２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基板及び前記第２基板の少なくとも一方の主体を、光を透過する光透過性材質で形成するステップと、
前記第１基板及び前記第２基板の貼り合わせ面のうち少なくとも一部を、光を吸収する光吸収物質を含む熱可塑性樹脂で形成するステップと、
前記第１基板及び／または前記第２基板の主面に流路を形成するステップと、
前記流路を覆うように前記第１基板と前記第２基板とを対向させ、前記光を透過する基板を介して前記貼り合わせ面の光吸収物質に光を照射することにより、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせるステップとを含み、
前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせるステップでは、
前記第１基板及び前記第２基板の少なくともいずれかにおける、前記貼り合わせ面と異なる主面が、凹凸の表面を有する透明板を介して透明ガラス板から加圧を受けることにより、前記第１基板と前記第２基板とが貼り合わせされる、チップの形成方法。 A method of forming a chip formed by bonding a first substrate and a second substrate,
Forming at least one main body of the first substrate and the second substrate with a light-transmitting material that transmits light;
Forming at least a part of the bonding surfaces of the first substrate and the second substrate with a thermoplastic resin containing a light absorbing material that absorbs light;
Forming a flow path on a main surface of the first substrate and / or the second substrate;
The first substrate and the second substrate are made to face each other so as to cover the flow path, and light is irradiated to the light-absorbing substance on the bonding surface through the substrate that transmits the light, thereby the first substrate. And bonding the second substrate together ,
In the step of bonding the first substrate and the second substrate,
A main surface different from the bonding surface in at least one of the first substrate and the second substrate is pressurized from a transparent glass plate through a transparent plate having an uneven surface, whereby the first substrate And a method of forming a chip, wherein the second substrate is bonded together . 前記透明板と接する前記貼り合わせ面と異なる主面が、溶剤処理されている、請求項１に記載のチップの形成方法。   The chip forming method according to claim 1, wherein a main surface different from the bonding surface in contact with the transparent plate is treated with a solvent. 前記光吸収物質としてはカーボンブラックを用い、前記カーボンブラックを含有する層におけるカーボンブラックの含有量を０．０１体積％以上、０．０２５体積％以下とする、請求項１に記載のチップの形成方法。   2. The chip formation according to claim 1, wherein carbon black is used as the light absorbing material, and the carbon black content in the layer containing the carbon black is 0.01 volume% or more and 0.025 volume% or less. Method. 前記カーボンブラックを含有する層は、射出成形により形成される、請求項３に記載のチップの形成方法。   The chip forming method according to claim 3, wherein the layer containing carbon black is formed by injection molding. 前記流路に対応する部分に前記光を遮断するマスクを配置するステップをさらに含み、  Further comprising disposing a mask that blocks the light in a portion corresponding to the flow path;
前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせるステップでは、前記マスクの上部から前記貼り合わせ面の光吸収物質に光を照射する、請求項１に記載のチップの形成方法。  2. The chip formation method according to claim 1, wherein in the step of bonding the first substrate and the second substrate, light is irradiated from above the mask to the light-absorbing substance on the bonding surface. 前記光吸収物質は色素である、請求項１に記載のチップの形成方法。  The chip formation method according to claim 1, wherein the light absorbing material is a pigment. 前記光吸吸収物質は、測定対象物質ごとに異なる色を有する色素である、請求項１に記載のチップの形成方法。  The chip formation method according to claim 1, wherein the light absorbing / absorbing substance is a pigment having a different color for each measurement target substance. 第１基板と第２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基板及び前記第２基板の少なくとも一方の主体を、光を透過する光透過性材質で形成するステップと、
前記第１基板及び前記第２基板の貼り合わせ面のうち少なくとも一部を、光を吸収する光吸収物質を含む熱可塑性樹脂で形成するステップと、
前記第１基板及び／または前記第２基板の主面に流路を形成するステップと、
前記流路を覆うように前記第１基板と前記第２基板とを対向させ、前記光を透過する基板を介して前記貼り合わせ面の光吸収物質に光を照射することにより、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせるステップとを含み、
前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせるステップでは、
前記第１基板及び前記第２基板の少なくともいずれかにおける、前記貼り合わせ面と異なる主面が、透明ガラス板から加圧を受けることにより、前記第１基板と前記第２基板とが貼り合わされており、
前記貼り合わせ面と異なる主面と接する前記透明ガラス板の主面に、透明樹脂膜が形成されている、請求項５に記載のチップの形成方法。 A method of forming a chip formed by bonding a first substrate and a second substrate,
Forming at least one main body of the first substrate and the second substrate with a light-transmitting material that transmits light;
Forming at least a part of the bonding surfaces of the first substrate and the second substrate with a thermoplastic resin containing a light absorbing material that absorbs light;
Forming a flow path on a main surface of the first substrate and / or the second substrate;
The first substrate and the second substrate are made to face each other so as to cover the flow path, and light is irradiated to the light-absorbing substance on the bonding surface through the substrate that transmits the light, thereby the first substrate. And bonding the second substrate together,
In the step of bonding the first substrate and the second substrate,
A main surface different from the bonding surface in at least one of the first substrate and the second substrate receives pressure from a transparent glass plate, whereby the first substrate and the second substrate are bonded to each other. And
The method for forming a chip according to claim 5, wherein a transparent resin film is formed on a main surface of the transparent glass plate in contact with a main surface different from the bonding surface. 前記透明ガラス板の透明樹脂膜と接する前記貼り合わせ面と異なる主面が、溶剤処理されている、請求項８に記載のチップの形成方法。   The chip forming method according to claim 8, wherein a main surface different from the bonding surface in contact with the transparent resin film of the transparent glass plate is treated with a solvent. 前記光吸収物質としてはカーボンブラックを用い、前記カーボンブラックを含有する層におけるカーボンブラックの含有量を０．０１体積％以上、０．０２５体積％以下とする、請求項８に記載のチップの形成方法。  The chip formation according to claim 8, wherein carbon black is used as the light absorbing material, and the carbon black content in the layer containing carbon black is 0.01 vol% or more and 0.025 vol% or less. Method. 前記カーボンブラックを含有する層は、射出成形により形成される、請求項１０に記載のチップの形成方法。  The chip forming method according to claim 10, wherein the layer containing carbon black is formed by injection molding. 前記流路に対応する部分に前記光を遮断するマスクを配置するステップをさらに含み、  Further comprising disposing a mask that blocks the light in a portion corresponding to the flow path;
前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせるステップでは、前記マスクの上部から前記貼り合わせ面の光吸収物質に光を照射する、請求項８に記載のチップの形成方法。  9. The method of forming a chip according to claim 8, wherein in the step of bonding the first substrate and the second substrate, light is irradiated onto the light-absorbing material on the bonding surface from above the mask. 前記光吸収物質は色素である、請求項８に記載のチップの形成方法。  The method for forming a chip according to claim 8, wherein the light absorbing material is a pigment. 前記光吸吸収物質は、測定対象物質ごとに異なる色を有する色素である、請求項８に記載のチップの形成方法。  The chip formation method according to claim 8, wherein the light absorption / absorption substance is a pigment having a different color for each measurement target substance.

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