7109068 シクロオレフィンポリマーの接合方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-21

(45)【発行日】2022-07-29

(54)【発明の名称】シクロオレフィンポリマーの接合方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 65/14 20060101AFI20220722BHJP

   G01N 37/00 20060101ALI20220722BHJP

【ＦＩ】

B29C65/14

G01N37/00 101

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2018133378

(22)【出願日】2018-07-13

(65)【公開番号】P2020011403

(43)【公開日】2020-01-23

【審査請求日】2021-02-12

(73)【特許権者】

【識別番号】392022570

【氏名又は名称】サムコ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001069

【氏名又は名称】特許業務法人京都国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】舩橋 理佐

(72)【発明者】

【氏名】寺井 弘和

(72)【発明者】

【氏名】橋本 泰知

【審査官】清水 研吾

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－１７８１９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０２４３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００７／１１９５５２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００５－０５２９６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２９４８６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－２８６２２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ６５／００－６５／８２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シクロオレフィンポリマー（COP）である第１材料と、第２材料を接合する方法であって、
少なくとも前記第１材料の接合面を、圧力が0.1～200Paの範囲内にある処理空間で、H₂Oプラズマに曝すステップと、
前記第１材料の接合面と前記第２材料の接合面を、前記第１材料のガラス転移温度及び前記第２材料のガラス転移温度のいずれか低い方よりも50℃低い温度以下の温度雰囲気下で合わせるステップと、
を含み、
H ₂ Oプラズマに曝すステップにおいて前記H ₂ Oプラズマを発生させる高周波電力のパワーが0.3～336mW/cm ² である、シクロオレフィンポリマーの接合方法。

【請求項2】

前記第２材料もCOPであることを特徴とする請求項１に記載のシクロオレフィンポリマーの接合方法。

【請求項3】

前記接合面を合わせるステップにおける雰囲気温度を5～50℃とすることを特徴とする請求項１又は２に記載のシクロオレフィンポリマーの接合方法。

【請求項4】

前記雰囲気温度を5～40℃とすることを特徴とする請求項３に記載のシクロオレフィンポリマーの接合方法。

【請求項5】

前記雰囲気温度を5～20℃とすることを特徴とする請求項４に記載のシクロオレフィンポリマーの接合方法。

【請求項6】

前記第１材料の接合面及び前記第２材料の接合面の表面粗さが共にRa10nm以下であることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載のシクロオレフィンポリマーの接合方法。

【請求項7】

前記H₂OプラズマにおけるH₂Oの分圧が20%以上であることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載のシクロオレフィンポリマーの接合方法。

【請求項8】

流路溝が形成されたシクロオレフィンポリマー製の流路板と、開口が形成されたシクロオレフィンポリマー製の閉鎖板とを接合して成るマイクロ流路チップの製造方法において
前記流路板と前記閉鎖板の各接合面を、圧力が0.1～200Paの範囲内にある処理空間で、H₂Oプラズマに曝すステップと、
前記流路板と前記閉鎖板の各接合面を50℃以下の温度雰囲気下で合わせるステップと、
を含み、
H ₂ Oプラズマに曝すステップにおいて前記H ₂ Oプラズマを発生させる高周波電力のパワーが0.3～336mW/cm ² である、シクロオレフィンポリマー製マイクロ流路チップの製造方法。

【請求項9】

前記接合面を合わせるステップにおける雰囲気温度を5～50℃とすることを特徴とする請求項８に記載のシクロオレフィンポリマー製マイクロ流路チップの製造方法。

【請求項10】

前記雰囲気温度を5～40℃とすることを特徴とする請求項９に記載のシクロオレフィンポリマー製マイクロ流路チップの製造方法。

【請求項11】

前記雰囲気温度を5～20℃とすることを特徴とする請求項１０に記載のシクロオレフィンポリマー製マイクロ流路チップの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シクロオレフィンポリマー（COP）を相手材料に接合する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

飽和炭化水素系の非晶質プラスチックであるシクロオレフィンポリマー (COP) は、可視光領域において透明で複屈折が小さいという優れた光学特性を有する上、水による膨張が少ないことから、光学レンズに多く用いられる。また、バックグラウンドの蛍光強度がガラスに匹敵するほど低いことから、蛍光検出系のマイクロ流路デバイス（マイクロ流路チップ）への利用が考えられている。さらには、材料内での電気エネルギーの損失の度合いを示す誘電正接が小さく、高周波特性に優れている点に着目して、電子材料としての応用も期待されている。なお、その共重合体であるシクロオレフィンコポリマー(COC)も、これらの点についてはほぼ同様の特性を持つことから、本明細書ではシクロオレフィンポリマー(COP)にはシクロオレフィンコポリマー(COC)を含むとして扱う。

【0003】

しかし、COPは疎水性樹脂であり、濡れ性や接着性が低いことから、マイクロ流路チップ等の光学デバイスを製造する際には困難性を伴う。そこで、エキシマUV光の照射によりCOPの表面を改質し、接着剤を使うことなくCOP同士を接合することが報告されている（非特許文献１）。また、酸素プラズマ処理によりCOPの表面を改質し、接着剤を使うことなくCOPとシリコン（あるいはガラス）を接合する技術も提案されている（特許文献１）。さらに、特許文献２には、COPとガラスを酸素プラズマ処理した後、水蒸気ガスを吸着させて接合媒体層を形成し、該接合媒体層を挟圧しつつ50℃、80℃、100℃で1分、5分、10分加熱することにより接合することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開2011-104886号公報

【文献】国際公開WO2011/010738A1

【非特許文献】

【0005】

【文献】「光表面活性化によるシクロオレフィンポリマーの接合：接合強度評価とマイクロ流路への応用」、谷口義尚他、表面技術 Vol. 65(2014), No. 5, p. 234-239

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

前記のようにCOPの表面をエキシマUV光の照射や酸素プラズマ処理により改質する方法では、改質された表面を合わせるだけでは十分な接合強度が得られないため、更に加圧や加熱を施す必要があった。例えば、エキシマUV光の照射によって表面を改質する方法の場合、3N/cm²以上の接合強度を得るためには3.6MPa以上の加圧及び70℃以上の加熱を必要とするとされている（非特許文献１）。また、特許文献２では、表面に接合媒体層を形成した後、50～100℃に加熱しつつ加圧している。しかし、マイクロ流路チップを製造する場合には、このような加圧や加熱によって流路のパターンが変形したり、親水化された表面が疎水性になってしまうという問題が生じる。また、この方法で十分な接合強度を得るためには、エキシマUV光の照射時間を3分以上とすることが望ましい、ともされている（非特許文献１）。しかし、エキシマUV光の照射時間が長くなるにつれてCOPの蛍光強度が高くなるため、蛍光検出系のマイクロ流路チップの製造において3分以上のエキシマUV光の照射は好ましくない。また、特許文献２では、湿度80%の恒温恒湿槽内に１時間静置して表面に接合媒体層を形成した後、40℃に加熱している。しかし接合媒体層の形成に長時間を要し好ましくない。

【0007】

本発明はこのような課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、COPを、大きな圧力や高い温度を付加することなく、また、光学特性を変化させることなく、相手材料に接合する方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために成された本発明は、
シクロオレフィンポリマー（COP）である第１材料と、COP又はその他の材料である第２材料を接合する方法であって、
少なくとも前記第１材料の接合面をH₂Oプラズマに曝すステップと、
前記第１材料の接合面と前記第２材料の接合面を、第１材料のガラス転移温度及び第２材料のガラス転移温度のいずれか低い方よりも50℃低い温度以下の温度雰囲気下で合わせるステップと、
を含むことを特徴とする。

【0009】

上記の方法において、前述のとおり、シクロオレフィンポリマー（COP）にはシクロオレフィンコポリマー（COC）を含む。COPに接合される相手材料（第２材料）は、COPであってもよいしCOP以外の材料であってもよく、具体的には例えば、COP（シクロオレフィンコポリマー（COC）を含む）、ガラス等が第２材料として想定される。
更に具体的には第２材料は、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、ポリシロキサン、フエノール樹脂、ポリサルフアイド、ポリアセタール、ポリアクリロニトリル、ポリビニルクロライド、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアセタート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイソプレン、ポリカーボネート、ポリエーテル、ポリイミド、ポリベンゾイミダゾール、ポリベンズオキサゾール、ポリベンゾチアゾール、ポリオキサジアゾール、ポリトリアゾール、ポリキノキサリン、ポリイミダゾピロロン、エポキシ樹脂、並びに芳香族成分及びビニルやシクロブタン基から選択される成分を含む共重合体のような有機物であってもよく、あるいは、ガラス、サファイア、酸化亜鉛、酸化インジウムスズ（ITO）のような無機物であってもよい。

【0010】

また、上記の方法において、両材料のそれぞれの接合面は、その表面粗さがRa10nm以下となっていることが好ましい。

【0011】

また、少なくとも第１材料の接合面が曝されるH₂Oプラズマの電極面積当たりの投入電力（パワー密度）が0.3～336mW/cm²であることが好ましい。このようなH₂Oプラズマであれば、これに曝されることによってCOPの光学特性が変化することがない。

【0012】

また、このときのH₂Oプラズマの圧力は、0.1～200Pa程度とするのが好ましい。

【0013】

また、接合面をH₂Oプラズマに曝す時間は、1～3600秒であることが好ましい。

【0014】

なお、ここにおける「H₂Oプラズマ」とは、H₂Oの分圧が20%以上のプラズマのことをいい、プラズマガス中にH₂O以外に酸素（O₂）、窒素（N₂）、アンモニア(NH₃)、水素(H₂)、アルゴン(Ar)、ヘリウム(He)、等のその他のガスが少量含まれていてもよい。

【0015】

少なくとも第１材料の接合面をH₂Oプラズマに曝した後、第１材料と第２材料の両接合面を5～50℃の温度雰囲気下で合わせることにより、両材料は接合される。その際、接合面に圧力を付与する必要はほとんどなく、0.2g程度の材料の場合、その自重で十分強固な接合が成される。ただし、圧力を付与することを排除するものではなく、通常のマイクロ流路チップの場合（例えば、流路の幅が100μm以下、深さが50μm以下程度の場合）、30kPa程度の圧力を付加することが可能である。これにより接合をより確実にすることができる。

【0016】

上記本発明に係る接合方法でCOP同士を接合した場合（すなわち、第２材料がCOPである場合）、単に接合が機械的に強固であるばかりではなく、その接合面において両側の材料が光学的にも一体化し、接合面が光学的に現れなくなる。すなわち、接合面において光の屈折や反射が生じず、光は接合面をそのまま直進するようになる。これにより、光学的検出法を用いる場合のノイズを抑えることができる。

【0017】

また、上記本発明に係る接合方法の一つの適用例として、前記マイクロ流路チップを挙げることができる。この場合、流路が形成されたCOP製の基板の該流路形成面と、同じくCOP製のもう1枚の基板を上記の接合方法で接合することにより、強固に一体化されたCOP製マイクロ流路チップを製造することができる。

【0018】

このマイクロ流路チップは、上記のように接合面、すなわち、流路以外の部分において光の屈折や反射が生じないため、検出系に光学的手法を用いる場合、流路における測定対象流体の測定の精度が上がる。

【発明の効果】

【0019】

本発明に係るCOPの接合方法では、COPを、接合面に圧力をほとんど付与することなく、また、温度を大きく上げることなく、また、COPの光学特性を変化させることもなく、相手材料に十分強固に接合することができる。特に、本発明に係る方法でCOP同士を接合した場合、単に接合が機械的に強固であるばかりではなく、その接合面において両側の材料が光学的にも一体化する。このため、2個以上の部品を接合して光学デバイスとする場合に適した接合方法となる。また、COPの高周波特性に着目して、それを電子部品の材料として用いた場合も、部品を接合した面において高周波が反射や屈折を生じることがないため、低損失の電子部品を得ることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の好適な実施形態であるマイクロ流路チップ製造方法で用いるプラズマ処理装置の一例の概略構成図。

【図2】前記実施形態であるマイクロ流路チップ製造方法のフローチャート。

【図3】2枚のCOP板の接合試験において用いられる2枚のCOP板の平面図(a)及び側面図(b)。

【図4】前記接合試験における接合時の試験片の配置を示す平面図(a)及び接合時の加圧の状態を示す側面図(b)。

【図5】前記接合試験における引張試験の際の試験片の様子を示す側面図。

【図6】前記接合試験における接合時の試験片の温度と接合強度の関係を示すグラフ。

【図7】前記接合試験において、80～120℃の各温度で押圧接合した後の試験片の状態を示す外観写真。

【図8】前記試験片を用いた、保持温度と濡れ性（純水接触角）の関係を示すグラフ。

【図9】前記接合試験において、5～120℃の各温度で押圧接合し、引張試験で剥離した後の剥離面の状態を示す光学顕微鏡写真。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の好適な実施形態であるマイクロ流路チップの製造方法の一例について、図面を参照しつつ説明する。
＜１．装置構成＞
まず、本発明を実施するために用いるプラズマ処理装置の一例について、その概略構成図である図１を参照しながら説明する。該プラズマ処理装置１００は図１に示されるとおり平行平板型（容量結合型）プラズマ処理装置であり、処理すべき対象物が配置される処理空間Ｖを内部に形成するプラズマ処理室１０、処理空間Ｖに水（具体的には、気体状の水である水蒸気）を導入する水導入部３０、処理空間Ｖを排気する排気部４０、処理空間Ｖに対向配置された一対の電極１１，１２、及びこれら各部を制御する制御部２０を備える。

【0022】

プラズマ処理室１０には、処理空間Ｖ内にガスを導入するガス導入口１３と、処理空間Ｖ内を排気するための排気口１４とが設けられている。ガス導入口１３には、後述する配管３１が接続されている。また、排気口１４には、後述する配管４１が接続されている。

【0023】

水導入部３０は、一端がガス導入口１３と接続され、他端が水供給源３５と接続された配管３１を備える。配管３１の途中には、バルブ３２と、配管３１を流れるガスの流量を自動調整するマスフローコントローラ３３と、導入される流体を気化する（ここでは、水を気化して水蒸気とする）ヴェーパライザ（気化装置）３４とが設けられている。これら各部３２，３３，３４は制御部２０と電気的に接続されており、制御部２０によって処理空間Ｖへの水蒸気の導入及び停止が制御される。

【0024】

排気部４０は、一端が排気口１４と接続され、他端が排気ラインに接続された配管４１を備える。配管４１の途中にはバルブ４２と真空ポンプ４３とが設けられている。これら各部４２，４３は制御部２０と電気的に接続されており、制御部２０によって、処理空間Ｖ内からのガスの排気が制御される。

【0025】

プラズマ処理室１０内に対向配置された一対の電極１１，１２のうち、一方の電極１１には、コンデンサ５１を介してRF電源５２から電力が供給される（以下、この電極１１を「パワード電極１１」と呼ぶ）。また、他方の電極１２は接地される（以下、この電極１２を「接地電極１２」と呼ぶ）。この構成において、パワード電極１１にRF電力が供給されることによって、処理空間Ｖ内に導入されているガスがプラズマ化される。このパワード電極１１へのRF電力の供給も制御部２０により制御される。

【0026】

なお、このプラズマ処理装置１００では、処理するべき対象物（６１，６２）をパワード電極１１上に載置するRIE（Reactive Ion Etching）モード、接地電極１２上に載置するPE（Plasma Etching）モードの二つのモードから選択してプラズマ処理を行うことができるが、本発明を実施するにあたっては、どちらのモードを用いてもよい。図１ではPEモードでプラズマ処理する場合の配置が例示されている。

【0027】

対象物（６１，６２）が載置される予定の電極（図１の例では接地電極１２）には、対象物（６１，６２）を該電極に固定するための対象物固定機構と、対象物（６１，６２）のプラズマ処理中の温度を制御するための温度制御機構が設けられている。対象物固定機構としては例えば静電チャックを用いることができる。また、温度制御機構としては、プラズマ処理による処理対象物の温度上昇を制御（抑制）するための冷却機構の他、積極的に加熱するためのヒーターを用いることができる。これら対象物固定機構及び温度制御機構も制御部２０により制御される。

【0028】

制御部２０は、上記の各要素を制御して、一連の処理を実行させる。制御部２０は、パーソナルコンピュータをハードウエア資源とし、該パーソナルコンピュータにインストールされた専用の制御・処理ソフトウエアを実行することにより、該制御に必要な各種の機能ブロックが具現化される構成とすることができる。

【0029】

＜２．処理の流れ＞
本発明の一実施形態として、上記プラズマ処理装置１００を用いた2枚のCOP板の接合方法を図２のフローチャートを参照しながら説明する。

【0030】

ステップＳ１：まず、接合対象物である2枚のCOP板（第１板６１及び第２板６２）の接合面に対し、H₂Oプラズマで表面処理を行う。なお、その前に、第１板６１及び第２板６２の接合面の表面粗さは、共にRa10nm以下としておくことが望ましい。これら第１板６１及び第２板６２を、図示しない搬入口を介してプラズマ処理室１０に搬入し、接地電極１２上に載置する。両板６１、６２を接地電極１２上にセットした後、対象物固定機構で該電極上に固定する。なお、前述のとおり、処理モードによっては対象物である第１板６１及び第２板６２を載置するのはパワード電極１１上となる。

【0031】

続いて、処理空間ＶにH₂Oプラズマを形成する。具体的には、前記搬入口を閉鎖してプラズマ処理室１０を密閉した後、処理空間Ｖへの水蒸気（H₂Oガス）の導入を行い、これと同時に、処理空間Ｖの排気を行って、処理空間Ｖ内の圧力が5Paとなるようにする。この圧力は、0.1～200Paの範囲内としておくことが望ましい。処理空間Ｖ内に導入される水蒸気（H₂Oガス）の流量は20sccmである（本実施形態では、処理空間Ｖの容積は120,000cm³である）。この流量は、1～400sccmとしておくことが望ましい。続いて、パワード電極１１に100Wの高周波電力を投入する（本実施形態では、パワード電極１１の面積は2975cm²であり、100Wの場合、パワー密度は33mW/cm²となる）。パワー密度は、0.3～336mW/cm²の範囲内としておくことが望ましい。

【0032】

これにより、処理空間Ｖ内に導入されている水蒸気がプラズマ化されてH₂Oプラズマが形成され、該H₂Oプラズマに曝されている両板６１，６２の上面（接合面）のプラズマ処理が進行する。

【0033】

H₂Oプラズマによる処理が開始されてから所定時間が経過すると、制御部２０はバルブ３２を閉鎖して水蒸気の供給を停止するとともに高周波電力の供給を停止して、処理を終了する。この所定時間（すなわち、両板６１，６２の接合面をH₂Oプラズマに曝す時間）は、80秒程度とする。この時間は、1～3600秒の範囲内としておくことが望ましい。

【0034】

このH₂Oプラズマ処理により、第１板６１と第２板６２の上面（接合面）に存在している高分子の一部が酸化されて脱離する（すなわ、表面がエッチングされる）。また、接合面に存在している高分子の主鎖が切断されて低分子量化する。これらにより、接合面が平滑化され（すなわち、表面粗さが小さくなり）、接合しやすい状態が形成されると考えられる。ただし、このような反応が過度に進むと逆に表面粗さが大きくなる可能性があるが、H₂Oプラズマのパワー密度を小さく（具体的には336mW/cm²以下）することで、或いは、処理時間を短く（具体的には3600秒以下）することで、表面粗さが大きくなるまでには至らないようにできるものと考えられる。

【0035】

また、COP（COCも）は、環状構造（脂環構造）を有する飽和炭化水素系ポリマーであるところ、この環状構造が破壊されてしまうと接合面が荒れて接合が困難になる。また、環状構造が破壊されると、透明度の低下といった光学特性の変化も生じ得る。しかし、H₂Oプラズマのパワー密度を小さく（具体的には336mW/cm²以下）すれば、環状構造が破壊されずに維持されると考えられる。

【0036】

更に、H₂Oプラズマに含まれるヒドロキシルラジカル、原子状水素、および、原子状酸素が、接合面の界面に存在している高分子の官能基（OH基、COOH基、C=O基等）を修飾し、これにより接合面が親水化されると考えられる。

【0037】

H₂Oプラズマ処理が終了した後、処理空間Ｖが大気圧に戻され、第１板６１及び第２板６２が前記搬入口を介してプラズマ処理室１０から搬出される。

【0038】

ステップＳ２：続いて、第１板６１と第２板６２を接合する。なお、この接合処理は、H₂Oプラズマ処理が終了してから30分以内に行うことが好ましい。この接合は、第１板６１及び第２板６２を重ねた上、所定の低い温度の下で行う。この接合時の温度については、後に詳しく検討する。なお、この際、第１板６１と第２板６２には0.5MPa以下の小さな圧力を加えるだけで十分である。これにより、第１板６１と第２板６２は光学的にも一体化し、接合面が光学的に現れなくなる。

【0039】

＜４．評価実験＞
接合の際の雰囲気温度の効果を調べるため、試験片として、共にCOPであるZEONOR 1060R（日本ゼオン株式会社製。ZEONORは登録商標。）を素材とし、縦15mm、横10mm、厚さが0.5mmである板を用いた。これら2枚の試験片（第１板６１、第２板６２）に対し上記H₂Oプラズマ処理を施した後、次のような条件で接合を行った。

【0040】

まず、第１板６１と第２板６２を図３(a)、(b)のように互いに直交するように重ねる。こうして重ねた第１板６１と第２板６２のセットを3組用意し、図４(a)及び(b)に示すように、2枚の剛性のある平板６５、６６の間に挟む。これを水平な台の上に置き、上の平板６５の上に重錘６７を置く。平板６５、６６としては厚さ625μmのシリコンウエハを使用し、重錘６７は質量1kgのものを使用した。重錘６７の質量と比べると上の平板６５及び第１板６１自身の質量は無視できる程度であるため、第１板６１と第２板６２の接合面に負荷される圧力は約0.33kgf/cm²（約33kPa）である。

【0041】

こうして圧力を加えた状態で、雰囲気の温度を5～120℃の範囲内の様々な値（5℃、20℃、40℃、60℃、80℃、90℃、100℃、120℃）に維持し、15分（900秒）間保持した。

【0042】

この接合処理が終了した後、第１板６１と第２板６２のセットを取り出すと、いずれの温度で保持したものについても、第１板６１と第２板６２は接合されていた。各温度による両板６１、６２の接合の強さ（接合強度）を調べるため、図５に示すように、第１板６１及び第２板６２にそれぞれボルト６８、６９を接着剤で接合し、両ボルト６８、６９を引張試験機で引っ張った。このようにして行った接合強度試験の結果を図６に示す。

【0043】

しかし、80℃、90℃、100℃、120℃で接合した試験片の外観写真である図７が示すように、接合時の温度を100℃及び120℃とした試験片では、各板の著しい変形が見られた。従って、微細な流路が形成されるマイクロ流路チップを製造する際には、このような温度で接合することは好ましくないことが分かる。

【0044】

実際、前記の引張試験で分離した第１板６１と第２板６２の分離面を光学顕微鏡で観察（×150）すると、図９に示すように、90℃以下で接合した試験片では分離面に多数の平行な曲線（貝殻模様）が見られるのに対し、100℃以上で接合した試験片ではそのような模様が見られない。これは、100℃以上で接合した試験片では接合面で溶融が生じたことを推測させる。

【0045】

次に、上記H₂Oプラズマ処理を行った同じZEONOR 1060Rの板について、接合することなく、上記と同じ5～120℃の範囲内の様々な温度（5℃、20℃、40℃、60℃、80℃、90℃、100℃、120℃）に15分（900秒）間保持し、その後の表面における純水の接触角を調べた。その結果を図８に示す。一般に、マイクロ流路チップの流路に水（又は水溶性の液）を流す場合、大きな抵抗なく水が流れるためには、その純水接触角が30゜以下であることが望ましいとされている。この基準に照らした場合、ZEONOR 1060Rを素材としてマイクロ流路チップを製造する際には接合時の温度を100℃以上の温度にすることは避けなければならないことが分かる。また、接合時の温度を5～20℃とすることにより、より良好な濡れ性（低い純水接触角）が得られ、マイクロ流路チップとして良好な水溶性試料流通性能が得られることが期待される。

【0046】

以上は、ZEONOR 1060Rについて行った測定であるが、ZEONOR 1060Rのガラス転移温度が100℃であることを考慮すると、接合時のCOP板の温度はそのガラス転移温度よりも十分低い温度、すなわちガラス転移温度よりも50℃程度低い温度（例えばZEONOR 1060Rの場合、50℃）以下の温度とすることが望ましいと言える。また、COPはZEONOR 1060R以外にも様々な種類のものが市販されているが、その多くはガラス転移温度が100℃以上であることから、接合時の温度を50℃以下としておくことにより、ほとんどのCOP製板の（H₂0プラズマ表面処理後の）接合を十分に行うことができると考えられる。

【0047】

また、上記濡れ性の試験結果からすると、接合時の温度は5～20℃とすることが更に望ましいと言える。

【0048】

以上の知見は、マイクロ流路チップの製造に有効に用いることができる。すなわち、前記第１板６１を、一方の面に流路溝を形成したCOP板（流路板）とし、前記第２板６２を、該流路溝の端部又は中間に対応する箇所に貫通開口（試料導入口又は試料／気体排出口）を設けたCOP板（閉鎖板）として、これら流路板の流路溝形成面と閉鎖板の接合面を上記のようにH₂Oプラズマ処理し、その後、上記のようにCOPのガラス転移温度よりも50℃程度低い温度以下の温度で合わせる（加圧もしくは非加圧）ことにより、変形の無い、しかも十分な光学一体性を有するマイクロ流路チップを得ることができる。

【符号の説明】

【0049】

１０…プラズマ処理室
１００…プラズマ処理装置
１１…パワード電極
１２…接地電極
１３…ガス導入口
１４…排気口
２０…制御部
３０…水導入部
４０…排気部
５２…RF電源
６１…第１板
６２…第２板
６５，６６…剛性平板
６７…重錘

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】