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JP4449853B2 - Microchip substrate bonding equipment - Google Patents
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JP4449853B2 - Microchip substrate bonding equipment - Google Patents

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JP4449853B2 JP2005223123A JP2005223123A JP4449853B2 JP 4449853 B2 JP4449853 B2 JP 4449853B2 JP 2005223123 A JP2005223123 A JP 2005223123A JP 2005223123 A JP2005223123 A JP 2005223123A JP 4449853 B2 JP4449853 B2 JP 4449853B2
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Description

この発明は、吸光高度法により溶液分析を行うために使用するチップ基板を貼り合わせるマイクロチップ基板貼り合わせ装置に関し、詳しくは、樹脂製のチップ基板が互いに接着されることにより、内部に微小流路を有するマイクロチップが得られるマイクロチップ基板貼り合わせ装置に関する。   The present invention relates to a microchip substrate laminating apparatus for laminating a chip substrate used for performing solution analysis by an absorption height method, and more specifically, a resin-made chip substrate is bonded to each other to thereby form a microchannel inside. The present invention relates to a microchip substrate laminating apparatus from which a microchip having the following can be obtained.

近年、幅10〜数100μm、深さ10〜数100μm程度の微少流路を有するマイクロチップの研究が盛んに行われており、微量の試料による安価な分析が可能であり、小型化を図ることができる検査システムの実現が期待されている。微小流路を有するマイクロチップは、一般的には少なくとも一方のチップ基板に微小な溝部が刻まれており、2つ以上のチップ基板を貼り合わせることで製造されている。これまでに、マイクロチップ基板の部材として、ガラス、樹脂などが用いられているが、ガラスに比べ、樹脂では、生産性、コストの面で有益である。   In recent years, research on a microchip having a micro flow channel having a width of 10 to several hundreds of micrometers and a depth of about 10 to several hundreds of micrometers has been actively conducted. Realization of an inspection system that can A microchip having a microchannel is generally manufactured by attaching a microgroove to at least one chip substrate and bonding two or more chip substrates together. So far, glass, resin, and the like have been used as members of the microchip substrate. However, compared to glass, resin is beneficial in terms of productivity and cost.

このような樹脂製のマイクロチップ基板の貼り合わせには、微小な溝部の封鎖や変形が生じないように、溝部以外の全面を接着させなければならない。また、溝部に血液等を流すため、水密性も保たなければならない。また、チップ基板によっては表面状態が粗く、チップ基板自体の成型時に数μmの凸凹を有するものもあり、密着して貼り合わせることが困難な場合もある。これらのチップ基板の接着には、微小な溝部の形状の維持が必須であり、現在多くの手法で接合がなされており、熱溶着または接着剤を用いたものが主に行われている。接着剤に関しては、微小な溝部への液漏れによって、溝部の封鎖や汚染が生じる可能性があり、この問題に取り組んだ接着方法も特開2002−207027号公報で提案されているが、生産性、環境面などの問題が解決されていない。   When bonding such resin-made microchip substrates, the entire surface other than the groove portions must be adhered so that the minute groove portions are not blocked or deformed. Moreover, in order to flow blood etc. into a groove part, watertightness must also be maintained. In addition, some chip substrates have a rough surface, and have some irregularities of several μm when the chip substrate itself is molded, which may make it difficult to adhere closely. In order to bond these chip substrates, it is essential to maintain the shape of the minute grooves, and bonding is currently performed by many methods, and those using thermal welding or an adhesive are mainly performed. With regard to the adhesive, there is a possibility that the groove is blocked or contaminated due to liquid leakage into the minute groove, and an adhesive method that addresses this problem is also proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-207027. , Environmental problems are not solved.

熱溶着方法としては、熱源として熱板、熱風、超音波、光源などを用いたものがある。熱板などによる接合方法は、低価格ではあるが樹脂に熱変形が発生し、外観が悪いという欠点があり、マイクロチップにおける接着には不向きである。超音波を用いても、振動や熱による影響がある。光源としては、レーザ透過性樹脂とレーザ吸収性樹脂を用いたレーザ溶着法は、熱変形を比較的小さく抑えることができ、微小な溝部の封鎖や汚染の可能性も少ない。しかしながら、機材が高価格、一括に大面積照射が不可能であり生産性が悪いという問題がある。この他、溶着方法としてはフラッシュランプによる溶着が考えられる。   As a heat welding method, there is a method using a hot plate, hot air, ultrasonic waves, a light source or the like as a heat source. The bonding method using a hot plate or the like is low in cost, but has a drawback that the resin is thermally deformed and has a poor appearance, and is not suitable for bonding on a microchip. Even if ultrasonic waves are used, they are affected by vibration and heat. As a light source, a laser welding method using a laser-transmitting resin and a laser-absorbing resin can suppress thermal deformation to a relatively small level, and there is little possibility of blocking a minute groove or contamination. However, there is a problem that the equipment is expensive and the large area irradiation cannot be performed at once and the productivity is poor. In addition, as a welding method, welding with a flash lamp is conceivable.

フラッシュランプは、短いパルス時間で点灯できるために接着表層のみを溶融できるため、マイクロチップの外観形状を保った貼り合わせができ、さらに一括大面積照射が可能であり生産性などの面でも有益である。しかしながら、接着面を加熱し溶融させ接着させるため、密着性が重要となり、マイクロチップ基板を固定して加圧することなどで密着性を上げなければならない。密着していない部分は密着している部分に比べ、過剰な熱エネルギーを注入しなければならない。すでに述べたが、マイクロチップ基板においても、溝部側の表面状態は、チップ基板自体の成型時に発生する凹凸があり、マイクロチップ基板を加圧した際に、密着不十分で隙間が発生する部分があり、密着性が均一にならず、局部的に密着が過剰または不足の状態になる。このようなフラッシュランプでの樹脂基板の接着面の隙間を改善する方法としては、一般的には弾性体を用いる方法がある。   Since the flash lamp can be lit in a short pulse time and only the adhesive surface layer can be melted, it can be bonded while maintaining the external shape of the microchip. is there. However, since the adhesive surface is heated and melted for adhesion, adhesion is important, and the adhesion must be increased by fixing and pressing the microchip substrate. Excess heat energy must be injected into the non-adhered part compared to the adhering part. As described above, even in the microchip substrate, the surface state on the groove side has irregularities that occur when the chip substrate itself is molded, and there are portions where gaps are generated due to insufficient adhesion when the microchip substrate is pressurized. Yes, the adhesion is not uniform, and the adhesion is locally excessive or insufficient. As a method for improving the gap on the bonding surface of the resin substrate in such a flash lamp, there is generally a method using an elastic body.

特開平7−266732号公報には、透明樹脂基材層と、近赤外吸収発熱材料である光熱変換層と、シリコン樹脂等よりなる離型剤層と、熱可塑性樹脂よりなる透明な保護層よりなる保護膜形成体と受容層を持つ樹脂製の被記録体を重ね合わせ、キセノンフラッシュ光を照射して、光熱変換層を光加熱し、その熱で保護膜層と被記録体を接着させる保護膜形成装置が記載されている。マイクロチップ基板は、加圧部材及び支持部材によって密着される。この発明の特徴は、加圧部材及び支持部材の少なくとも一方の構成を規定したことにある。この構成の1つとして、加圧部材または支持部材が弾性体よりなるものがある。しかしながら、マイクロチップにおける貼り合せにおいては、この方法では溝部上にも弾性体による圧力がかかるため、溝部に沿ってマイクロチップが凹んでしまうため適応できないという問題がある。
特開2002−207027号公報 特開平7−266732号公報
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-266732 discloses a transparent resin base layer, a photothermal conversion layer that is a near-infrared absorbing heat generating material, a release agent layer made of silicon resin, etc., and a transparent protective layer made of a thermoplastic resin. A protective film forming body and a resin recording medium having a receiving layer are superposed, irradiated with xenon flash light, and the photothermal conversion layer is light-heated, and the heat is applied to bond the protective film layer and the recording medium. A protective film forming apparatus is described. The microchip substrate is in close contact with the pressure member and the support member. The feature of the present invention is that the configuration of at least one of the pressure member and the support member is defined. One of the configurations is one in which the pressure member or the support member is made of an elastic body. However, there is a problem that this method cannot be applied to bonding on a microchip because the microchip is recessed along the groove portion because pressure is applied to the groove portion by this method.
JP 2002-207027 A JP-A-7-266732

本発明は、このようなフラッシュランプでのマイクロチップ基板の貼り合わせにおける問題を解決するべく、樹脂製のチップ基板を、微小な溝部の形状が維持された状態で確実に貼り合わせて、低い製造コストで高品質のマイクロチップを得ることができ、高い生産性が得られるマイクロチップ基板貼り合わせ装置を提供することを目的とする。   In order to solve the problem in the bonding of the microchip substrate in such a flash lamp, the present invention reliably bonds the resin-made chip substrate in a state in which the shape of the minute groove portion is maintained, thereby reducing the production. An object of the present invention is to provide a microchip substrate laminating apparatus that can obtain a high-quality microchip at low cost and that can achieve high productivity.

本発明は、上述の目的を達成するために、光透過性樹脂からなる光透過性チップ基板と、光吸収性樹脂からなる光吸収性チップ基板とを、互いに積重された状態において貼り合わせるマイクロチップ基板貼り合わせ装置であって、光透過性チップ基板と光吸収性チップ基板の接合面とされる面の少なくとも一方に、幅10〜500μm、深さ10〜500μmの微小な溝部が形成されており、積重状態にある光透過性チップ基板と光吸収性チップ基板をその積重方向に加圧する加圧機構と、光透過性チップ基板を介して光吸収性チップ基板に光を照射するフラッシュ光照射手段とを具え、マイクロチップの微小な溝部に対応したパターンが刻まれた弾性体をマイクロチップの少なくとも一方の表面に設けたことを特徴とする。   In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a microchip in which a light-transmitting chip substrate made of a light-transmitting resin and a light-absorbing chip substrate made of a light-absorbing resin are bonded together. A chip substrate laminating apparatus, in which a minute groove having a width of 10 to 500 μm and a depth of 10 to 500 μm is formed on at least one of surfaces to be joined to a light transmitting chip substrate and a light absorbing chip substrate. A pressurizing mechanism that pressurizes the light-transmitting chip substrate and the light-absorbing chip substrate in the stacking direction, and a flash that irradiates the light-absorbing chip substrate through the light-transmitting chip substrate. It is characterized in that an elastic body is provided on at least one surface of the microchip.

また、本発明の第2の発明は、2枚の光透過性樹脂からなる光透過性チップ基板と、これらの光透過性チップ基板の間に介挿された光吸収性樹脂からなる光吸収性チップ基板とを互いに積重された状態において貼り合わせるマイクロチップ基板貼り合わせ装置であって、光透過性チップ基板の各々および光吸収性チップ基板における接合面とされる面の少なくとも一方に、幅10〜500μm、深さ10〜500μmの微小な溝部が形成されており、積重状態の2枚の光透過性チップ基板と光吸収性チップ基板をその積重方向に加圧する加圧機構と、各光透過性チップ基板を介して光吸収性チップ基板に光を照射するフラッシュ光照射手段とを具え、マイクロチップの微小な溝部に対応したパターンが刻まれた弾性体をマイクロチップの表面に設けたことを特徴とする。   Further, the second invention of the present invention is a light-absorbing material comprising a light-transmitting chip substrate made of two light-transmitting resins and a light-absorbing resin interposed between the light-transmitting chip substrates. A microchip substrate laminating apparatus for laminating chip substrates in a stacked state, wherein each of the light transmissive chip substrates and at least one of the surfaces to be joined surfaces of the light absorptive chip substrate has a width of 10 A minute groove portion having a depth of ˜500 μm and a depth of 10 to 500 μm is formed, and a pressurizing mechanism that pressurizes two stacked light-transmitting chip substrates and a light-absorbing chip substrate in the stacking direction, A flash light irradiation means for irradiating light to the light-absorbing chip substrate through the light-transmitting chip substrate, and an elastic body having a pattern corresponding to a minute groove portion of the microchip on the surface of the microchip. It is provided.

また、本発明の第3の発明は、光透過性樹脂からなる光透過性チップ基板と、光吸収性樹脂からなる光吸収性チップ基板とを、互いに積重された状態において貼り合わせるマイクロチップ基板貼り合わせ装置であって、光透過性チップ基板と光吸収性チップ基板の接合面とされる面の少なくとも一方に、幅10〜500μm、深さ10〜500μmの微小な溝部が形成されており、積重状態にある光透過性チップ基板と光吸収性チップ基板をその積重方向に加圧する加圧機構と、光透過性チップ基板を介して光吸収性チップ基板に光を照射するフラッシュ光照射手段とを具え、マイクロチップの少なくとも一方の表面に弾性体を設け、弾性体の加圧方向と反対の面にマイクロチップの微小な溝部に対応したパターンが刻まれた板状剛体を配置したことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a microchip substrate in which a light transmitting chip substrate made of a light transmitting resin and a light absorbing chip substrate made of a light absorbing resin are bonded together in a stacked state. In the bonding apparatus, a micro groove having a width of 10 to 500 μm and a depth of 10 to 500 μm is formed on at least one of the surfaces to be joined between the light transmitting chip substrate and the light absorbing chip substrate. Pressurization mechanism that pressurizes the light-transmitting chip substrate and the light-absorbing chip substrate in the stacking direction, and flash light irradiation that irradiates the light-absorbing chip substrate through the light-transmitting chip substrate A plate-like rigid body in which an elastic body is provided on at least one surface of the microchip, and a pattern corresponding to a minute groove portion of the microchip is engraved on a surface opposite to the pressing direction of the elastic body. It is characterized by that.

また、本発明の第4の発明は、2枚の光透過性樹脂からなる光透過性チップ基板と、これらの光透過性チップ基板の間に介挿された光吸収性樹脂からなる光吸収性チップ基板とを互いに積重された状態において貼り合わせるマイクロチップ基板貼り合わせ装置であって、光透過性チップ基板の各々と光吸収性チップ基板における接合面とされる面の少なくとも一方に、幅10〜500μm、深さ10〜500μmの微小な溝部が形成されており、積重状態の2枚の光透過性チップ基板と光吸収性チップ基板をその積重方向に加圧する加圧機構と、各光透過性チップ基板を介して光吸収性チップ基板に光を照射するフラッシュ光照射手段とを具え、マイクロチップの表面に弾性体を設け、弾性体の加圧方向と反対の面にマイクロチップの微小な溝部に対応したパターンが刻まれた板状剛体を配置したことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a light-absorbing resin comprising a light-transmitting chip substrate made of two light-transmitting resins and a light-absorbing resin interposed between the light-transmitting chip substrates. A microchip substrate laminating apparatus for laminating chip substrates in a state of being stacked on each other, wherein each of the light transmissive chip substrates and at least one of the surfaces to be joined surfaces of the light absorptive chip substrate has a width of 10 A minute groove portion having a depth of ˜500 μm and a depth of 10 to 500 μm is formed, and a pressurizing mechanism that pressurizes two stacked light-transmitting chip substrates and a light-absorbing chip substrate in the stacking direction, Flash light irradiating means for irradiating light to the light-absorbing chip substrate through the light-transmitting chip substrate, providing an elastic body on the surface of the microchip, and the microchip on the surface opposite to the pressing direction of the elastic body. Minute groove A plate-like rigid body in which a pattern corresponding to the portion is engraved is arranged.

また、本発明の第5の発明は、フラッシュ光照射手段から光吸収性チップ基板に照射される光から、接合面の微小な溝部に照射される光の少なくとも一部を遮断する手段を具えたことを特徴とする。   The fifth invention of the present invention further includes means for blocking at least part of light irradiated to the minute groove portion of the bonding surface from light irradiated to the light-absorbing chip substrate from the flash light irradiation means. It is characterized by that.

本発明に係るマイクロチップ基板貼り合わせ装置によれば、マイクロチップの微小な溝部に対応した部分では、光透過性チップ基板と光吸収性チップ基板が加圧面と接しないので、積重方向に加圧する力が働かない。これより、光透過性チップ基板と光吸収性チップ基板とが溝部に沿ってマイクロチップが凹むことがなく、微小な溝部を除いて均一に貼り合わせることができる。さらに、フラッシュ光は例えばレーザなどと比して一度に大きな面積に対して照射することができるために、一度に多数のマイクロチップを得ることもでき、高い生産性が得られるマイクロチップ基板貼り合わせ装置を提供することができる。   According to the microchip substrate bonding apparatus according to the present invention, the light transmitting chip substrate and the light absorbing chip substrate do not contact the pressing surface in the portion corresponding to the minute groove portion of the microchip. The pressing force does not work. Accordingly, the light-transmitting chip substrate and the light-absorbing chip substrate can be bonded uniformly except for the minute groove portion without the microchip being recessed along the groove portion. Furthermore, since flash light can be irradiated to a large area at a time compared to, for example, a laser, etc., a large number of microchips can be obtained at one time, and high-productivity microchip substrate bonding can be achieved. An apparatus can be provided.

以下、本発明について、微小流路が形成されたチップ基板を貼り合わせることによりマイクロチップが得られるマイクロチップ基板貼り合わせ装置を説明する。   Hereinafter, a microchip substrate laminating apparatus in which a microchip can be obtained by laminating a chip substrate on which a microchannel is formed will be described.

図1に、本願発明のマイクロチップ基板貼り合わせ装置の概略断面図を示し、図2に本発明のマイクロチップ基板貼り合わせ装置のマイクロチップの概略図を示す。   FIG. 1 shows a schematic sectional view of a microchip substrate bonding apparatus according to the present invention, and FIG. 2 shows a schematic diagram of a microchip of the microchip substrate bonding apparatus according to the present invention.

図2に示すように、マイクロチップ1は、例えばポリエチレンテレフタラート(PET)樹脂、ボリメタクリル酸メチル(PMMA)樹脂などのアクリル樹脂類、ポリカーボネート(PC)樹脂などの熱可塑性樹脂からなり、フラッシュ光を透過する光透過性チップ基板11と、熱可塑性樹脂に例えばカーボンブラックなどの光吸収発熱体を分散させたものからなり、光を吸収して発熱すると共に、その熱により溶融して接着性を有する光吸収性チップ基板12とを、互いに重ね合わせて、光透過性チップ基板11と光吸収性チップ基板12が積重された状態において貼り合わせたものである。   As shown in FIG. 2, the microchip 1 is made of, for example, acrylic resin such as polyethylene terephthalate (PET) resin, polymethyl methacrylate (PMMA) resin, or thermoplastic resin such as polycarbonate (PC) resin. A light-transmitting chip substrate 11 that transmits light and a thermoplastic resin in which a light-absorbing heating element such as carbon black is dispersed. The light-absorbing heating element absorbs light and generates heat, and melts by the heat to provide adhesiveness. The light-absorbing chip substrate 12 is stacked on top of each other and bonded together in a state where the light-transmitting chip substrate 11 and the light-absorbing chip substrate 12 are stacked.

光吸収性チップ基板12の厚みは、例えば0.1〜1.0mmとされ、フラッシュ光が照射されたときに光吸収性チップ基板12自体の形状を維持できる程度の厚みが必要とされる。光透過性チップ基板11の厚みは、必要とするマイクロチップ1の厚さやその一面に形成される溝部13の深さなどに応じて適宜に選択され、例えば0.1〜5.0mmとされ、フラッシュ光が照射されたときに光吸収性チップ基板12自体の形状を維持できる程度の厚みが必要とされる。また光透過性チップ基板12には、幅10〜500μm、深さ10〜500μmの微小な溝部13が予め形成され、光透過性チップ基板11と光吸収性チップ基板12が貼り合わされることで、溝部13が接合面14に経路を形成している。   The thickness of the light-absorbing chip substrate 12 is, for example, 0.1 to 1.0 mm, and is required to be thick enough to maintain the shape of the light-absorbing chip substrate 12 itself when irradiated with flash light. The thickness of the light-transmitting chip substrate 11 is appropriately selected according to the required thickness of the microchip 1 and the depth of the groove 13 formed on one surface thereof, for example, 0.1 to 5.0 mm. The thickness is required to maintain the shape of the light-absorbing chip substrate 12 itself when irradiated with flash light. In addition, a minute groove 13 having a width of 10 to 500 μm and a depth of 10 to 500 μm is formed in advance in the light transmissive chip substrate 12, and the light transmissive chip substrate 11 and the light absorptive chip substrate 12 are bonded together, The groove 13 forms a path on the joint surface 14.

このようなマイクロチップ1を形成するためには、図1に示すマイクロチップ基板貼り合わせ装置において、光透過性樹脂からなる光透過性チップ基板11と、光吸収性樹脂からなる光吸収性チップ基板12とを、互いに重ね合わせて、積重された状態において、加圧機構40によって、狭圧することによりその積重方向(図1において上下方向)に加圧し、そして、フラッシュランプ7を照射して、光透過性チップ基板11を介して光吸収性チップ基板12を加熱する必要がある。   In order to form such a microchip 1, in the microchip substrate bonding apparatus shown in FIG. 1, a light transmitting chip substrate 11 made of a light transmitting resin and a light absorbing chip substrate made of a light absorbing resin. 12 in a state where they are stacked on top of each other, and are pressed in the stacking direction (vertical direction in FIG. 1) by narrowing the pressure by the pressurizing mechanism 40, and the flash lamp 7 is irradiated. It is necessary to heat the light-absorbing chip substrate 12 through the light-transmitting chip substrate 11.

マイクロチップ1を形成する光透過性チップ基板11と光吸収性チップ基板12を加圧する加圧機構40は、例えば、箱型の機枠41によって固定された、狭圧用基板の一方を構成する加圧窓6と、ゴム弾性体よりなる介挿体42を介して配置されるジャッキ43によって加圧窓6に近接する方向(図1において上方)に押し上げられる支持部材5とを備えている。加圧機構40によってマイクロチップ1に加えられる加圧力は、例えば0.1〜2.0MPaの範囲であることが好ましい。このマイクロチップ1に加えられる加圧力が0.1MPa未満であると、マイクロチップ1における光透過性チップ基板11および光吸収性チップ基板12との密着が不十分となり、接合面14において所望の形状の微小流路が得られない恐れがある。また、マイクロチップ1に加えられる加圧力が2.0MPaを越えると、マイクロチップ1に加えられた過大な圧力に起因して、溝部13の損傷が発生する恐れがある。   The pressurizing mechanism 40 that pressurizes the light-transmitting chip substrate 11 and the light-absorbing chip substrate 12 forming the microchip 1 is, for example, an additional component constituting one of the narrow-pressure substrates fixed by a box-shaped machine frame 41. A pressure window 6 and a support member 5 pushed up in a direction (upward in FIG. 1) close to the pressure window 6 by a jack 43 disposed via an insertion body 42 made of a rubber elastic body are provided. The pressure applied to the microchip 1 by the pressurizing mechanism 40 is preferably in the range of 0.1 to 2.0 MPa, for example. If the pressure applied to the microchip 1 is less than 0.1 MPa, the microchip 1 is not sufficiently adhered to the light-transmitting chip substrate 11 and the light-absorbing chip substrate 12, and a desired shape is formed on the bonding surface 14. There is a possibility that a micro flow path of the above cannot be obtained. Further, if the pressure applied to the microchip 1 exceeds 2.0 MPa, the groove portion 13 may be damaged due to the excessive pressure applied to the microchip 1.

この加圧機構40の支持部材5上に光透過性チップ基板11と光吸収性チップ基板12を載置し、これらを位置決めピン8に押し当てることにより所定の位置に設置する。マイクロチップ1の加圧機構40に対する位置決めをするためには、縦と横の2面を指定する必要があり、最低2ヶ所に位置決めピン7を支持部材5に設置しなければならない。位置決めピン7は、例えばアルミよりなり、ネジにより支持部材上に固定され、ネジと一体となっているネジ止めピンであることが好ましい。フラッシュランプ7側からは光透過性部材からなる加圧窓6、マイクロチップ1を載置する支持部材5側からは弾性体2を介して、光透過性チップ基板11と光吸収性チップ基板12の表面を両側からはさみこんで、その積重方向に加圧する。   The light-transmitting chip substrate 11 and the light-absorbing chip substrate 12 are placed on the support member 5 of the pressurizing mechanism 40, and they are placed at predetermined positions by pressing them against the positioning pins 8. In order to position the microchip 1 with respect to the pressurizing mechanism 40, it is necessary to designate two surfaces, vertical and horizontal, and the positioning pins 7 must be installed on the support member 5 in at least two places. The positioning pin 7 is preferably made of, for example, aluminum, is fixed on the support member with a screw, and is a screw fixing pin integrated with the screw. From the flash lamp 7 side, a light-transmitting chip substrate 11 and a light-absorbing chip substrate 12 via a pressure window 6 made of a light-transmitting member and from the supporting member 5 side on which the microchip 1 is placed via an elastic body 2. Is sandwiched from both sides and pressurized in the stacking direction.

そして、フラッシュランプ7を1ショット当りのパルス幅が0.1〜100ms、好ましくは0.5〜20msで光吸収性チップ基板12の接合面14における照射エネルギー密度が0.1〜10J/cm、好ましくは1〜7J/cmとなる光を照射する特定の作動条件に従って照射すると、フラッシュランプ7からの光は加圧窓6及び光透過性チップ基板11を通過し、光吸収性チップ基板12により吸収され、加熱される。そして、光吸収性チップ基板12は、軟化、溶融され、光透過性チップ基板11に熱を伝え、接合面14付近のみが溶融された光透過性チップ基板11の樹脂と光吸収性チップ基板12の樹脂を、接着させることが可能となる。 The flash lamp 7 has a pulse width per shot of 0.1 to 100 ms, preferably 0.5 to 20 ms, and an irradiation energy density on the bonding surface 14 of the light-absorbing chip substrate 12 of 0.1 to 10 J / cm 2. The light from the flash lamp 7 passes through the pressure window 6 and the light-transmitting chip substrate 11 when irradiated in accordance with specific operating conditions for irradiating light of preferably 1 to 7 J / cm 2 , so 12 is absorbed and heated. Then, the light-absorbing chip substrate 12 is softened and melted, transfers heat to the light-transmitting chip substrate 11, and only the vicinity of the bonding surface 14 is melted and the resin and the light-absorbing chip substrate 12 are melted. It is possible to bond the resin.

弾性体2としては、光透過性チップ基板11の樹脂や光吸収性チップ基板12の樹脂よりも弾力のあるもので、光透過性チップ基板11と光吸収性チップ基板12の接合面14の隙間を埋める程度の弾性変形をするもので良い。加圧機構40によって光透過性チップ基板11と光吸収性チップ基板12の積重された状態に加えられる加圧圧力0.1MPa〜2.0MPa程度で10〜30μm程度の変形量を有する材料でよく、具体的にはショアA硬度で20〜90°程度の硬度を有するゴムを用いることが好ましい。例えば、シリコンゴム、フッ素ゴム、天然ゴム、ウレタンゴム、スチレンブタジエンゴム、イソブテンイソプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴムなどの各種ゴムがあげられ、金属、樹脂などと複合したシートや硬度の異なる弾性体を組み合わせたものでもよい。また、光加熱による熱損傷などを防ぐため、耐熱性に優れたものや透明、半透明の素材のものが好ましい。弾性体2の厚さとしては、0.1mm〜10mm程度のものが好ましい。ただし、板状部材が平面ではない形状をとる場合は、厚さが薄すぎると弾性体2としての機能を損なう恐れがあるので、その形状等に合わせて弾性体の形状を加工することが好ましい。   The elastic body 2 is more elastic than the resin of the light-transmitting chip substrate 11 or the resin of the light-absorbing chip substrate 12, and the gap between the bonding surface 14 between the light-transmitting chip substrate 11 and the light-absorbing chip substrate 12. It may be elastically deformed to fill the surface. A material having a deformation amount of about 10 to 30 μm at a pressure of about 0.1 MPa to 2.0 MPa applied to the stacked state of the light transmitting chip substrate 11 and the light absorbing chip substrate 12 by the pressurizing mechanism 40. Specifically, it is preferable to use rubber having a Shore A hardness of about 20 to 90 °. For example, various rubbers such as silicon rubber, fluoro rubber, natural rubber, urethane rubber, styrene butadiene rubber, isobutene isoprene rubber, acrylonitrile butadiene rubber, ethylene propylene rubber, chloroprene rubber, etc. A combination of different elastic bodies may be used. Moreover, in order to prevent the heat damage by light heating, the thing excellent in heat resistance, and the transparent and translucent material are preferable. The thickness of the elastic body 2 is preferably about 0.1 mm to 10 mm. However, when the plate-like member has a non-planar shape, if the thickness is too thin, the function as the elastic body 2 may be impaired. Therefore, it is preferable to process the shape of the elastic body according to the shape or the like. .

光透過性チップ基板11と光吸収性チップ基板12の表面にこのような弾性体2によって加圧すると、光透過性チップ基板11と光吸収性チップ基板12は隙間を埋めるように変形し、樹脂同士が密着した状態となるが、図3(a)に示すように、溝部上でも溝部13と光吸収性チップ基板12の空間を埋めようとして、光吸収性チップ基板12が溝部13に押し込まれ、フラッシュランプ7による加熱によって、光吸収性チップ基板12は溝部13に押し込まれた状態のまま熱変形してしまうことになる。このため、溝部13に沿った熱変形を抑えることが必要である。   When the elastic body 2 pressurizes the surfaces of the light-transmitting chip substrate 11 and the light-absorbing chip substrate 12, the light-transmitting chip substrate 11 and the light-absorbing chip substrate 12 are deformed so as to fill the gap, and the resin As shown in FIG. 3A, the light-absorbing chip substrate 12 is pushed into the groove 13 so as to fill the space between the groove 13 and the light-absorbing chip substrate 12 even on the groove. As a result of the heating by the flash lamp 7, the light-absorbing chip substrate 12 is thermally deformed while being pushed into the groove portion 13. For this reason, it is necessary to suppress thermal deformation along the groove 13.

そこで、本発明のマイクロチップ基板貼り合わせ装置では、弾性体2にマイクロチップ1の微小な溝部13に対応したパターン21を刻んでいる。溝部13に沿ってパターン21が刻まれた弾性体2を設置して、マイクロチップ1の表面を加圧すれば、図3(b)に示すように、溝部13上には圧力がかからないので、光吸収性チップ基板12は変形せず、溝部13の形状を維持したまま光透過性チップ基板11と密着することができる。   Therefore, in the microchip substrate bonding apparatus of the present invention, a pattern 21 corresponding to the minute groove 13 of the microchip 1 is carved on the elastic body 2. If the elastic body 2 in which the pattern 21 is engraved along the groove portion 13 is installed and the surface of the microchip 1 is pressurized, no pressure is applied on the groove portion 13 as shown in FIG. The light-absorbing chip substrate 12 is not deformed and can be in close contact with the light-transmitting chip substrate 11 while maintaining the shape of the groove 13.

また、弾性体2に刻むパターン21はマイクロチップ1の微小な溝部13を必ずしも忠実に再現する必要はない。溝部13の形状を維持できる程度に、溝部13に圧力がかからない構造ならばよい。具体的には、弾性体2に刻まれた溝部13に沿ったパターン21は、マイクロチップのパターン幅に対して0〜100μm程度広い幅であることが好ましい。パターン幅が大きいとマイクロチップが溝部13の内部に押し込まれないので、溝部の接合面14は良好な溝部13の形状を保つことができる。ただし、パターン21の幅を大きくしすぎると、十分に加圧できず、光透過性チップ基板11と光吸収性チップ基板12の接合面14に隙間が発生してしまい、水密性を保つことができなくなる。また、パターン21の幅が小さすぎると、マイクロチップ1の溝部13の内部にまで大きな圧力が加わり、光吸収性チップ基板12は溝部13に押し込まれた状態のまま熱変形してしまう恐れがある。   Further, the pattern 21 carved into the elastic body 2 does not necessarily need to faithfully reproduce the minute groove 13 of the microchip 1. Any structure that does not apply pressure to the groove 13 to such an extent that the shape of the groove 13 can be maintained may be used. Specifically, it is preferable that the pattern 21 along the groove 13 carved in the elastic body 2 has a width about 0 to 100 μm wider than the pattern width of the microchip. If the pattern width is large, the microchip is not pushed into the groove 13, so that the bonding surface 14 of the groove can maintain a good shape of the groove 13. However, if the width of the pattern 21 is too large, sufficient pressurization cannot be performed, and a gap is generated in the joint surface 14 between the light-transmitting chip substrate 11 and the light-absorbing chip substrate 12 to maintain watertightness. become unable. If the width of the pattern 21 is too small, a large pressure is applied to the inside of the groove portion 13 of the microchip 1 and the light absorbing chip substrate 12 may be thermally deformed while being pushed into the groove portion 13. .

また、弾性体2に刻むパターン21の深さは、パターン21の幅に対し深すぎると弾性体2が異常変形する可能性がある。図4(b)のように、パターン21の深さが大きすぎると、加圧したときに弾性体2の押圧部分22に圧力が集中し、図4(c)のように、押圧部分22に異常変形が生じる。そのため、図4(a)のように、弾性体2のパターン21の深さはパターン2の幅に対して5〜20%程度であることが好ましい。加圧機構により加圧された光透過性チップ基板11と光吸収性チップ基板12は、弾性体2により数μm変形され、溝部13以外を密着させることが可能になる。   Moreover, if the depth of the pattern 21 carved into the elastic body 2 is too deep with respect to the width of the pattern 21, the elastic body 2 may be deformed abnormally. If the depth of the pattern 21 is too large as shown in FIG. 4B, the pressure concentrates on the pressing portion 22 of the elastic body 2 when pressed, and the pressing portion 22 is pressed as shown in FIG. Abnormal deformation occurs. Therefore, as shown in FIG. 4A, the depth of the pattern 21 of the elastic body 2 is preferably about 5 to 20% with respect to the width of the pattern 2. The light-transmitting chip substrate 11 and the light-absorbing chip substrate 12 pressurized by the pressurizing mechanism are deformed by several μm by the elastic body 2, so that the portions other than the grooves 13 can be brought into close contact with each other.

さらに、図5のように、パターンの入っていない平らな弾性体2とマイクロチップ1の微小な溝部13に対応したパターン31が刻まれた板状剛体3を重ね合わせることで、パターン21が刻まれた弾性体2の代わりとすることも可能である。例えば、金属板、ガラス、セラミックスのような板状剛体3から、マイクロチップ1の微小な溝部13に対応したパターン31を型抜きし、これを弾性体3の支持部材5側から重ね合わせて、光透過性チップ基板11と光吸収性チップ基板12をその積重方向に挟み込み加圧する。このように、弾性体2の加圧方向と反対の面にマイクロチップ1の微小な溝部13に対応したパターンが刻まれた板状剛体3を配置したことによって、光透過性チップ基板11と光吸収性チップ基板12をその積重方向に挟み込み加圧しても溝部13には圧力がかからないので、光吸収性チップ基板12は変形せず、溝部13の形状を維持したまま光透過性チップ基板11と密着することができる。   Further, as shown in FIG. 5, the pattern 21 is engraved by superimposing the flat elastic body 2 having no pattern and the plate-like rigid body 3 engraved with the pattern 31 corresponding to the minute groove 13 of the microchip 1. It is also possible to replace the elastic body 2 that has been provided. For example, a pattern 31 corresponding to the minute groove 13 of the microchip 1 is punched out from a plate-like rigid body 3 such as a metal plate, glass, or ceramic, and this is overlapped from the support member 5 side of the elastic body 3. The light-transmitting chip substrate 11 and the light-absorbing chip substrate 12 are sandwiched and pressed in the stacking direction. Thus, by arranging the plate-like rigid body 3 in which the pattern corresponding to the minute groove portion 13 of the microchip 1 is engraved on the surface opposite to the pressing direction of the elastic body 2, the light-transmitting chip substrate 11 and the light Even if the absorbent chip substrate 12 is sandwiched and pressed in the stacking direction, no pressure is applied to the groove 13. Therefore, the light absorbent chip substrate 12 is not deformed, and the light transmissive chip substrate 11 is maintained while maintaining the shape of the groove 13. Can be in close contact with.

このとき、板状剛体3に刻むパターン31はマイクロチップ1の微小な溝部13を必ずしも忠実に再現する必要はない。弾性体2の場合と同様に、板状剛体3に刻まれる溝部13に沿ったパターン31は、マイクロチップ1の溝部13の幅に対して0〜100μm程度広い幅であることが好ましい。また、パターン21が刻まれていない平らな弾性体31とマイクロチップ1の微小な溝部13に対応したパターン31が刻まれた板状剛体3を重ね合わせることで、溝部13に沿ったパターン21が刻まれた弾性体2を設置した場合と同様の効果が得られる。   At this time, the pattern 31 carved in the plate-like rigid body 3 does not necessarily need to faithfully reproduce the minute groove 13 of the microchip 1. As in the case of the elastic body 2, the pattern 31 along the groove 13 engraved in the plate-like rigid body 3 is preferably wider than the width of the groove 13 of the microchip 1 by about 0 to 100 μm. In addition, by overlapping the flat elastic body 31 on which the pattern 21 is not engraved and the plate-like rigid body 3 on which the pattern 31 corresponding to the minute groove 13 of the microchip 1 is superimposed, the pattern 21 along the groove 13 is formed. The same effect as when the engraved elastic body 2 is installed can be obtained.

さらに、図6にフラッシュランプ7側にマイクロチップ1の溝部13のパターンに沿ったマスク4を設置したときの概略図を示す。図6(a)のように、マスク4を設置しない場合では、溝部13上の光吸収性チップ基板12と光透過性チップ基板11は接着していないが、光吸収性チップ基板12は光透過性チップ基板11に接していないので、熱を伝えることができなくなる。このため、溝部13上の光吸収性チップ基板12は、溝部13以外の密着部15よりも高温状態になり、過熱により熱分解などを引き起こし、溝部13を損傷する恐れがある。このため、図6(b)のように溝部13の上に遮光板としてマスク4を設置して、フラッシュランプ7からの溝部13への照射光を遮断し溝部13の光吸収性チップ基板12の過熱を防ぐことができる。   Further, FIG. 6 shows a schematic view when the mask 4 along the pattern of the groove 13 of the microchip 1 is installed on the flash lamp 7 side. As shown in FIG. 6A, when the mask 4 is not installed, the light-absorbing chip substrate 12 and the light-transmitting chip substrate 11 on the groove 13 are not bonded, but the light-absorbing chip substrate 12 is light-transmitting. Since it is not in contact with the conductive chip substrate 11, heat cannot be transferred. For this reason, the light-absorbing chip substrate 12 on the groove portion 13 is in a higher temperature state than the close contact portion 15 other than the groove portion 13, which may cause thermal decomposition or the like due to overheating and damage the groove portion 13. For this reason, as shown in FIG. 6B, a mask 4 is installed on the groove 13 as a light shielding plate to block the irradiation light from the flash lamp 7 to the groove 13 and the light absorbing chip substrate 12 in the groove 13. Overheating can be prevented.

マスク4の配置位置は、マイクロチップ1に隣接して設置することが好ましい。具体的には加圧窓部材のマイクロチップ側表面にアルミニウムなどの金属膜をコーティングする方法が好ましい。また、加圧窓6にガラスのような部材を用いて、ガラス間に金属膜を挟み込むことも可能である。金属膜は、マイクロチップ1の微少な溝部13と同様の形状に、塗布する薄膜の材料、厚さ、耐久性、コストなどを考慮して、コーティングされている。具体的には、無電解メッキ、ディッピング、スプレー、CVD、スパッタリング、ゾルゲル法などがあり、膜はフォトリソグラフィなどの微細パターニングによって微少な溝部13の形状に形成できる。また、金属膜はマイクロチップ1の加圧体に含まれるため、膜厚は、できる限り薄いほうが好ましく、1μm程度以下であることが望ましい。また、マスク4は溝部13の形状に型抜きした金属板より設けることも可能である。   The arrangement position of the mask 4 is preferably set adjacent to the microchip 1. Specifically, a method of coating a metal film such as aluminum on the surface of the pressure window member on the microchip side is preferable. It is also possible to use a member such as glass for the pressure window 6 and sandwich a metal film between the glasses. The metal film is coated in the same shape as the minute groove 13 of the microchip 1 in consideration of the material, thickness, durability, cost, and the like of the thin film to be applied. Specifically, there are electroless plating, dipping, spraying, CVD, sputtering, sol-gel method, etc., and the film can be formed in the shape of the minute groove 13 by fine patterning such as photolithography. Further, since the metal film is included in the pressure member of the microchip 1, the film thickness is preferably as thin as possible, and is desirably about 1 μm or less. The mask 4 can also be provided from a metal plate that is die-cut into the shape of the groove 13.

図7はマスクを設置したときの密着部15の熱伝導と光吸収性チップ基板12の温度分布の簡易図である。マスク4によって照射光は遮断されるが、光吸収性チップ基板12の熱伝導により溝部13側にも熱が伝わり温度は上昇する。溝部13周りは、水密性を保ち、無損傷であることが必要とされるので、熱伝導効果を考慮すると、マスク4のパターンは溝部13よりも10〜100μm程度大きな幅で設け、余分な熱伝導を遮断できるように設計されることが好ましい。   FIG. 7 is a simplified diagram of the heat conduction of the contact portion 15 and the temperature distribution of the light-absorbing chip substrate 12 when a mask is installed. Although the irradiation light is blocked by the mask 4, heat is transferred to the groove 13 side by the heat conduction of the light-absorbing chip substrate 12, and the temperature rises. Since the periphery of the groove 13 is required to be watertight and undamaged, in consideration of the heat conduction effect, the pattern of the mask 4 is provided with a width approximately 10 to 100 μm larger than the groove 13, and excess heat It is preferably designed to be able to block conduction.

以上、マイクロチップ1の微小な溝部13に対応したパターン21を刻んだ弾性体2が支持部材5側に設けられた例について説明したが、弾性体2は支持部材5側と加圧窓6側のどちらに設けられてもよく、さらに両側に設けられても本願発明と同様の効果を有する。ただし、フラッシュランプ7側に弾性体2を設ける場合には、光を透過する部材であることを必要とする。また、マイクロチップ1の微小な溝部13に対応したパターン21を刻んだ弾性体2やマイクロチップ1の微小な溝部13に対応したパターン31が刻まれた板状剛体3は、少なくとも一方の弾性体2に設ければ、本願発明の効果を有する。   The example in which the elastic body 2 engraved with the pattern 21 corresponding to the minute groove portion 13 of the microchip 1 is provided on the support member 5 side has been described. The elastic body 2 is provided on the support member 5 side and the pressure window 6 side. Even if it is provided on either side, and further provided on both sides, it has the same effect as the present invention. However, when the elastic body 2 is provided on the flash lamp 7 side, it needs to be a member that transmits light. The elastic body 2 engraved with the pattern 21 corresponding to the minute groove 13 of the microchip 1 and the plate-like rigid body 3 engraved with the pattern 31 corresponding to the minute groove 13 of the microchip 1 are at least one elastic body. If it is provided in 2, it has the effect of the present invention.

また、得られるマイクロチップ1において微小流路となる、光透過性チップ基板11と光吸収性チップ基板12の積重体における溝部13は、光透過性チップ基板11に形成されていることに限定されず、例えば光吸収性チップ基板12に形成されていてもよく、また、光透過性チップ基板11と光吸収性チップ基板12の両方に形成された溝部13が、接合面14で連通していてもよい。   Further, the groove 13 in the stacked body of the light-transmitting chip substrate 11 and the light-absorbing chip substrate 12 that becomes a micro flow path in the obtained microchip 1 is limited to being formed in the light-transmitting chip substrate 11. For example, it may be formed on the light-absorbing chip substrate 12, and the groove 13 formed on both the light-transmitting chip substrate 11 and the light-absorbing chip substrate 12 communicates with the bonding surface 14. Also good.

また、図8のように、光吸収性チップ基板12の両面に光透過性チップ基板11を貼り合わせて、光吸収性チップ基板12の両面に微小な溝部13を形成することも可能である。このようにマイクロチップ1に2層の溝部13を形成するためには、光吸収性チップ基板12の両側からフラッシュランプ7を照射する必要がある。また、弾性体2および支持部材5は、光を透過する部材であることを必要とする。   Further, as shown in FIG. 8, it is also possible to attach the light-transmitting chip substrate 11 to both surfaces of the light-absorbing chip substrate 12 and form the minute groove portions 13 on both surfaces of the light-absorbing chip substrate 12. Thus, in order to form the two-layer groove 13 in the microchip 1, it is necessary to irradiate the flash lamp 7 from both sides of the light-absorbing chip substrate 12. The elastic body 2 and the support member 5 need to be members that transmit light.

2層の溝部13を形成するマイクロチップ1を貼り合わせるとき、図9(a)のように、マイクロチップ1の微小な溝部13に対応したパターン21を刻んだ弾性体2を、それぞれ光透過性チップ基板11のフラッシュランプ1の照射側に配置する。このとき、弾性体2はそれぞれに隣接するマイクロチップ1の接合面14に形成された微小な溝部13に対応したパターン21を刻む必要があるので、光吸収性チップ基板12の両側に配置された2つの弾性体2の両方に、マイクロチップ1の微小な溝部13に対応したパターン21を刻む必要がある。また、図9(b)のように、パターンの入っていない平らな弾性体2とマイクロチップ1の微小な溝部13に対応したパターン31が刻まれた板状剛体3を重ね合わせることで、パターン21が刻まれた弾性体2の代わりとすることも可能である。なお、弾性体2や板状剛体3に刻む微小な溝部13に対応したパターンは、光吸収性チップ基板12の片面だけに光透過性チップ基板11を貼り合わせる場合と同様に、マイクロチップ1の溝部13の幅に対して0〜100μm程度広い幅であることが好ましい。また、弾性体2に刻むパターン21の深さはパターン21の幅に対して5〜20%程度であることが好ましい。さらに、光吸収性チップ基板12の両面に光透過性チップ基板11を貼り合わせる場合にも、フラッシュランプ7の照射光を遮断するようにマイクロチップ1の溝部13のパターンに沿ったマスク4を設置することが可能である。   When the microchips 1 forming the two-layer groove portions 13 are bonded together, the elastic bodies 2 engraved with the patterns 21 corresponding to the minute groove portions 13 of the microchip 1 as shown in FIG. The chip substrate 11 is arranged on the irradiation side of the flash lamp 1. At this time, the elastic body 2 needs to be engraved with patterns 21 corresponding to the minute groove portions 13 formed on the bonding surfaces 14 of the microchips 1 adjacent to each other, and thus is disposed on both sides of the light-absorbing chip substrate 12. It is necessary to engrave a pattern 21 corresponding to the minute groove 13 of the microchip 1 in both of the two elastic bodies 2. Further, as shown in FIG. 9B, a flat elastic body 2 without a pattern and a plate-like rigid body 3 engraved with a pattern 31 corresponding to the minute groove 13 of the microchip 1 are overlapped to form a pattern. It is also possible to replace the elastic body 2 engraved with 21. The pattern corresponding to the minute grooves 13 carved in the elastic body 2 or the plate-like rigid body 3 is similar to the case where the light-transmitting chip substrate 11 is bonded to only one surface of the light-absorbing chip substrate 12. The width is preferably about 0 to 100 μm wider than the width of the groove 13. Moreover, it is preferable that the depth of the pattern 21 carved in the elastic body 2 is about 5 to 20% with respect to the width of the pattern 21. Further, when the light-transmitting chip substrate 11 is bonded to both surfaces of the light-absorbing chip substrate 12, the mask 4 along the pattern of the groove portion 13 of the microchip 1 is installed so as to block the irradiation light of the flash lamp 7. Is possible.

次に、本発明のマイクロチップ基板貼り合わせ装置について、その効果を確認した実験について説明する。
図1に示す構成のマイクロチップ基板貼り合わせ装置であって、マイクロチップとしては、ポリエチレンテレフタレートからなる微小な溝部が刻まれた光透過性チップ基板(厚さ1.5mm)と光吸収性チップ基板(厚さ0.5mm)を使用した。フラッシュランプはキセノンガスを450torr封入したもので、弾性体(厚さ1.0mm)には、硬度60°のシリコンゴムを用い、シリコンゴムに微少な溝部に沿った深さ50μm、幅は、微少な溝部に対して10μm大きくしたパターンを刻んだ。加圧窓は、厚さ15mmの石英ガラスを用い、光照射側から加圧窓、光透過性チップ基板、光吸収性チップ基板、弾性体の順で重ねあわせ加圧窓と支持部材でマイクロチップ基板を加圧した。加圧窓のマイクロチップ側の表面は、微少な溝部に照射される光を遮断するようにアルミニウム膜を分散させてマスクを配置した。比較例として、同条件で弾性体にマイクロチップの微小な溝部に対応するパターンを刻まないマイクロチップ基板貼り合わせ装置を作成し、これについても光照射実験を行った。
Next, the experiment which confirmed the effect is demonstrated about the microchip board | substrate bonding apparatus of this invention.
1 is a microchip substrate laminating apparatus having the configuration shown in FIG. 1, and the microchip includes a light-transmitting chip substrate (thickness 1.5 mm) and a light-absorbing chip substrate in which minute grooves made of polyethylene terephthalate are engraved. (Thickness 0.5 mm) was used. The flash lamp is filled with 450 torr of xenon gas. Silicon rubber with a hardness of 60 ° is used for the elastic body (thickness: 1.0 mm), the depth of the rubber is 50 μm along the minute groove, and the width is very small. A pattern having a size of 10 μm was cut into a groove. The pressure window is made of quartz glass with a thickness of 15 mm. The pressure window, the light-transmitting chip substrate, the light-absorbing chip substrate, and the elastic body are stacked in this order from the light irradiation side. The substrate was pressurized. On the surface of the pressure window on the microchip side, an aluminum film was dispersed and a mask was arranged so as to block the light irradiated to the minute grooves. As a comparative example, a microchip substrate bonding apparatus in which a pattern corresponding to a minute groove of a microchip was not formed on an elastic body under the same conditions was prepared, and a light irradiation experiment was also performed on this.

上記条件で照射エネルギー密度を2J/cm、パルス幅0.1ms、板状部材の表面の加圧圧力0.4MPaとして照射実験を行った。マスクを設置した条件では溝部以外の全面にマイクロチップを接着することができ、溝部に沿った光吸収性チップ基板の凹みはみられなく外観は良好であった。また、溝部に液体を注入したところリークは発生せず、水密性にも優れていた。パターンを刻まない弾性体を設置した場合では、全面にマイクロチップを接着することができたが、溝部に沿った光吸収性チップ基板の凹みがあった。溝部に液体を注入したところ、凹みが発生した部分での液流れが通常よりも悪くなった。 An irradiation experiment was conducted under the above conditions with an irradiation energy density of 2 J / cm 2 , a pulse width of 0.1 ms, and a pressure of 0.4 MPa on the surface of the plate member. Under the conditions where the mask was installed, the microchip could be adhered to the entire surface other than the groove, and the appearance of the light-absorbing chip substrate along the groove was not seen and the appearance was good. Further, when a liquid was injected into the groove, no leak occurred and the water tightness was excellent. In the case where an elastic body not engraved with a pattern was installed, the microchip could be adhered to the entire surface, but there was a recess in the light absorbing chip substrate along the groove. When liquid was poured into the groove, the liquid flow at the portion where the dent was generated was worse than usual.

本発明のマイクロチップ基板貼り合わせ装置の概略断面図Schematic sectional view of the microchip substrate bonding apparatus of the present invention 本発明のマイクロチップ基板貼り合わせ装置のマイクロチップの概略図Schematic of the microchip of the microchip substrate bonding apparatus of the present invention 本発明のマイクロチップ基板貼り合わせ装置の拡大断面図The expanded sectional view of the microchip substrate pasting device of the present invention 本発明のマイクロチップ基板貼り合わせ装置の拡大断面図The expanded sectional view of the microchip substrate pasting device of the present invention 本発明のマイクロチップ基板貼り合わせ装置の拡大断面図The expanded sectional view of the microchip substrate pasting device of the present invention 本発明のマイクロチップ基板貼り合わせ装置の拡大断面図The expanded sectional view of the microchip substrate pasting device of the present invention 本発明のマイクロチップ基板貼り合わせ装置の拡大断面図The expanded sectional view of the microchip substrate pasting device of the present invention 本発明のマイクロチップ基板貼り合わせ装置の概略断面図Schematic sectional view of the microchip substrate bonding apparatus of the present invention 本発明のマイクロチップ基板貼り合わせ装置の拡大断面図The expanded sectional view of the microchip substrate pasting device of the present invention

符号の説明Explanation of symbols

1 マイクロチップ
2 弾性体
3 板状剛体
4 マスク
5 支持部材
6 加圧窓
7 フラッシュランプ
8 位置決めピン
11 光透過性チップ基板
12 光吸収性チップ基板
13 溝部
14 接合面
15 密着部
21 パターン
22 押圧部分
31 パターン
40 加圧機構
41 機枠
42 介挿体
43 ジャッキ

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Microchip 2 Elastic body 3 Plate-like rigid body 4 Mask 5 Support member 6 Pressure window 7 Flash lamp 8 Positioning pin 11 Light-transmitting chip substrate 12 Light-absorbing chip substrate 13 Groove part 14 Bonding surface 15 Contact part 21 Pattern 22 Pressing part 31 Pattern 40 Pressurizing mechanism 41 Machine frame 42 Insertion body 43 Jack

Claims (5)

光透過性樹脂からなる光透過性チップ基板と、光吸収性樹脂からなる光吸収性チップ基板とを、互いに積重された状態において貼り合わせるマイクロチップ基板貼り合わせ装置であって、
光透過性チップ基板および光吸収性チップ基板の接合面とされる面の少なくとも一方に、幅10〜500μm、深さ10〜500μmの微小な溝部が形成されており、
積重状態にある光透過性チップ基板および光吸収性チップ基板をその積重方向に加圧する加圧機構と、
光透過性チップ基板を介して光吸収性チップ基板に光を照射するフラッシュ光照射手段とを具え、
マイクロチップの微小な溝部に対応したパターンが刻まれた弾性体をマイクロチップの少なくとも一方の表面に設けたことを特徴とするマイクロチップ基板貼り合わせ装置。
A microchip substrate laminating apparatus for laminating a light transmissive chip substrate made of a light transmissive resin and a light absorptive chip substrate made of a light absorptive resin in a stacked state,
A minute groove having a width of 10 to 500 μm and a depth of 10 to 500 μm is formed on at least one of the surfaces to be joined to the light transmitting chip substrate and the light absorbing chip substrate,
A pressurizing mechanism that pressurizes the light-transmitting chip substrate and the light-absorbing chip substrate in a stacked state in the stacking direction;
Flash light irradiation means for irradiating light to the light-absorbing chip substrate through the light-transmitting chip substrate,
A microchip substrate laminating apparatus, wherein an elastic body in which a pattern corresponding to a minute groove portion of a microchip is engraved is provided on at least one surface of the microchip.
2枚の光透過性樹脂からなる光透過性チップ基板と、これらの光透過性チップ基板の間に介挿された光吸収性樹脂からなる光吸収性チップ基板とを互いに積重された状態において貼り合わせるマイクロチップ基板貼り合わせ装置であって、
光透過性チップ基板の各々および光吸収性チップ基板における接合面とされる面の少なくとも一方に、幅10〜500μm、深さ10〜500μmの微小な溝部が形成されており、
積重状態の2枚の光透過性チップ基板および光吸収性チップ基板をその積重方向に加圧する加圧機構と、
各光透過性チップ基板を介して光吸収性チップ基板に光を照射するフラッシュ光照射手段とを具え、
マイクロチップの微小な溝部に対応したパターンが刻まれた弾性体をマイクロチップの表面に設けたことを特徴とするマイクロチップ基板貼り合わせ装置。
In a state in which a light-transmitting chip substrate made of two light-transmitting resins and a light-absorbing chip substrate made of a light-absorbing resin interposed between these light-transmitting chip substrates are stacked on each other A microchip substrate laminating apparatus for laminating,
A minute groove having a width of 10 to 500 μm and a depth of 10 to 500 μm is formed on each of the light-transmitting chip substrates and at least one of the surfaces to be bonded to the light-absorbing chip substrate.
A pressurizing mechanism that pressurizes the two light-transmitting chip substrates and the light-absorbing chip substrate in the stacking state;
Flash light irradiation means for irradiating light to the light-absorbing chip substrate through each light-transmitting chip substrate,
A microchip substrate bonding apparatus, characterized in that an elastic body in which a pattern corresponding to a minute groove of a microchip is engraved is provided on the surface of the microchip.
光透過性樹脂からなる光透過性チップ基板と、光吸収性樹脂からなる光吸収性チップ基板とを、互いに積重された状態において貼り合わせるマイクロチップ基板貼り合わせ装置であって、
光透過性チップ基板および光吸収性チップ基板の接合面とされる面の少なくとも一方に、幅10〜500μm、深さ10〜500μmの微小な溝部が形成されており、
積重状態にある光透過性チップ基板および光吸収性チップ基板をその積重方向に加圧する加圧機構と、
光透過性チップ基板を介して光吸収性チップ基板に光を照射するフラッシュ光照射手段とを具え、
マイクロチップの少なくとも一方の表面に弾性体を設け、弾性体の加圧方向と反対の面にマイクロチップの微小な溝部に対応したパターンが刻まれた板状剛体を配置したことを特徴とするマイクロチップ基板貼り合わせ装置。
A microchip substrate laminating apparatus for laminating a light transmissive chip substrate made of a light transmissive resin and a light absorptive chip substrate made of a light absorptive resin in a stacked state,
A minute groove having a width of 10 to 500 μm and a depth of 10 to 500 μm is formed on at least one of the surfaces to be joined to the light transmitting chip substrate and the light absorbing chip substrate,
A pressurizing mechanism that pressurizes the light-transmitting chip substrate and the light-absorbing chip substrate in a stacked state in the stacking direction;
Flash light irradiation means for irradiating light to the light-absorbing chip substrate through the light-transmitting chip substrate,
A micro-chip characterized in that an elastic body is provided on at least one surface of the microchip, and a plate-like rigid body in which a pattern corresponding to a minute groove portion of the microchip is engraved on a surface opposite to the pressing direction of the elastic body. Chip substrate bonding equipment.
2枚の光透過性樹脂からなる光透過性チップ基板と、これらの光透過性チップ基板の間に介挿された光吸収性樹脂からなる光吸収性チップ基板とを互いに積重された状態において貼り合わせるマイクロチップ基板貼り合わせ装置であって、
光透過性チップ基板の各々および光吸収性チップ基板における接合面とされる面の少なくとも一方に、幅10〜500μm、深さ10〜500μmの微小な溝部が形成されており、
積重状態の2枚の光透過性チップ基板および光吸収性チップ基板をその積重方向に加圧する加圧機構と、
各光透過性チップ基板を介して光吸収性チップ基板に光を照射するフラッシュ光照射手段とを具え、
マイクロチップの表面に弾性体を設け、弾性体の加圧方向と反対の面にマイクロチップの微小な溝部に対応したパターンが刻まれた板状剛体を配置したことを特徴とするマイクロチップ基板貼り合わせ装置。
In a state in which a light-transmitting chip substrate made of two light-transmitting resins and a light-absorbing chip substrate made of a light-absorbing resin interposed between these light-transmitting chip substrates are stacked on each other A microchip substrate laminating apparatus for laminating,
A minute groove having a width of 10 to 500 μm and a depth of 10 to 500 μm is formed on each of the light-transmitting chip substrates and at least one of the surfaces to be bonded to the light-absorbing chip substrate.
A pressurizing mechanism that pressurizes the two light-transmitting chip substrates and the light-absorbing chip substrates in the stacking state;
Flash light irradiation means for irradiating light to the light-absorbing chip substrate through each light-transmitting chip substrate,
A microchip substrate attached, characterized in that an elastic body is provided on the surface of the microchip, and a plate-like rigid body in which a pattern corresponding to a minute groove portion of the microchip is engraved on the surface opposite to the pressing direction of the elastic body. Alignment device.
前記フラッシュ光照射手段から光吸収性チップ基板に照射される光から、前記接合面の微小な溝部に照射される光の少なくとも一部を遮断する手段を具えたことを特徴とする請求項1乃至請求項4に記載のマイクロチップ基板貼り合わせ装置。

2. The apparatus according to claim 1, further comprising means for blocking at least a part of light irradiated to a minute groove portion of the bonding surface from light irradiated to the light-absorbing chip substrate from the flash light irradiation means. The microchip board | substrate bonding apparatus of Claim 4.

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