专利名称：通道结构及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种具有形成通道的沟槽的通道结构及其制造方法。
背景技术：
在化学合成反应、生物化学反应等领域中，传统地，具有微型通道的微型反应器已作为用于极少量样本流体进行反应的微型容器。例如日本特开平10-337173号公报公开了一种在硅基板中通过各向异性蚀刻形成通道而且所述通道的表面被平板覆盖的微型反应器。在这种微型反应器中，使样本流体从多个注入口流入并混合以在所述通道内进行反应，且将反应物从排出口取出。日本特开2002-27984号公报公开了一种通过形成蜿蜒延伸的通道以延长样本流体混合时间的技术。
日本特开2002-27984号公报公开了一种技术，其中，多个分隔通道交替布置并会合，两种类型样本流体的任一种流体均可在所述多个分隔通道的各分隔通道中流动，而且两种类型层状样本流体在混合通道内多次交替地层叠以在短时间内有效地形成层叠状的样本混合体。日本特开平11-512645号公报公开了一种提高混合效率的技术，其中，混合通道垂直分隔并再次会合以增加样本流体的层叠数。另一方面，日本特开2004-33907号公报公开了一种通过使由底板和盖板夹持且具有多个通孔的多个供通道用基板层叠来形成微型反应器通道的技术。日本特开2004-124918号公报和2002-361261号公报公开了一种改进流体在管路中流动的技术。
在利用具有多个通孔的供通道用基板米形成微型通道的情况下，有时在处理供通道用基板(诸如形成和层叠这些基板)时会产生问题。例如，在形成蜿蜒通道时，由多个蜿蜒通道夹持的悬臂状部分可能会变形。在形成分隔通道时，在多个通孔之间的部分可能会与该部分周围的供通道用基板相分离。
发明内容
本发明旨在提供一种通道结构，其具有由盖元件封闭以形成通道的沟槽，且本发明的目的在于容易地将供通道用的具有通孔的元件作为一个元件进行处理，并简化制造该通道结构的过程。
本发明涉及一种具有由盖元件封闭以形成通道的沟槽的通道结构。依据本发明，该通道结构包括板状或片状底部元件，其垂直于预定层叠方向；以及板状或片状中间元件，其具有通道区域，所述通道区域包括沿层叠方向形成的的通孔，用以形成沟槽的至少一部分，而且该中间元件层叠在该底部元件上以将该通道区域的一个开口封闭；而且在该通道结构中，该中间元件包括板状连接部，该连接部用于沿该沟槽的纵向在预定位置使该通道区域两侧的部分连接，而且该连接部比在所述通道区域两侧的所述部分薄。
本发明可容易地将具有包含通孔的通道区域的中间元件作为一个元件进行处理，并由此简化制造该通道结构的过程。
依据本发明的一个优选实施例，该连接部在形成该中间元件的过程中通过蚀刻而形成，该连接部的一个主表面与在所述两侧的所述部件的主表而共而。
依据本发明的另一优选实施例，分别包括在所述通道区域两侧的所述部分的两个独立元件单元仅由至少一个用于使所述通道区域两侧的所述部分连接的板状连接部来连接，该连接部比在所述通道区域两侧的所述部分薄。
依据本发明的再一优选实施例，该通道结构还包括在与该底部元件相对的一侧直接或间接地层叠在该中间元件上，用于封闭该沟槽的开口的盖元件，而且该盖元件包括凹部，该凹部与该沟槽一起形成通道的至少一部分。由此可使该通道结构更薄。
依据本发明的一个方案，该通道结构还包括半透明的盖元件，其在与该底部元件相对的一侧直接或间接地层叠在该中间元件上，用于封闭该沟槽的开口。由此可将光照射到该通道内的流体上。
依据本发明的另一个方案，该通道结构还包括用于将磁场施加到该沟槽的至少一部分上的磁场产生部件。由此可减少在该通道内流动的流体簇团尺寸。
本发明还旨在提供一种制造通道结构的方法，其中该通道结构具有由盖元件封闭以形成通道的沟槽。
从下列结合附图的本发明的详细说明中，本发明的这些及其它目的、特征、方案和优点将变得更清晰。
图1为微型通道结构的基本结构的横断面图；图2为依据第一优选实施例的微型通道结构的俯视图；图3和图4为分别示出微型反应器的部分剖视图；图5为中间基板的俯视图；图6为示出微型反应器的部分剖视图；图7为制造微型反应器的过程步骤的流程图；图8为形成中间基板的过程步骤的流程图；图9和图10为分别示出中间基板的部分剖视图；图11为示出依据第二优选实施例的微型反应器的部分剖视图；图12为示出依据第三优选实施例的微型反应器的正视图；图13为微型反应器的另一实例的正视图；图14和图15为分别示出微型通道结构的另一实例的部分剖视图；以及图16和图17为分别示出另一个中间基板的俯视图。
具体实施例方式
图1是示出作为依据本发明的通道结构的微型通道结构1基本结构的横断面图。图1为由垂直于微型通道14的纵向(换句话说，流体在微型通道14内流动的流动方向)的平面所截取的该微型通道结构1的剖视图，微型通道14为在该微型通道结构1内部形成的通道。如图1所示，微型通道结构1包括第一基板11，其用作垂直于预定层叠方向(即图1的Z方向)的最下层基板的底部元件；中间基板12，其用作沿Z方向层叠在第一基板11上的中间元件；以及第二基板13，其在第一基板的相对侧直接层叠在中间基板12上。第一基板11、中间基板12和第二基板13为由具有100μm或大于100μm的相同厚度的相同金属材料制成的板状(或片状)元件。
在微型通道结构1中，由第一基板11和中间基板12形成沟槽，而且该沟槽的开口由作为盖元件的第二基板13封闭以形成供流体流动的微型通道14。图1示出了在平行部140内的横断面，该平行部140为沿纵向方向并平行于第一基板11的微型通道14的一部分。该平行部140由通过各向同性蚀刻分别形成在第一基板11和第二基板13上的第一凹部111和第二凹部131以及通过各向同性蚀刻在中间基板12中沿层叠方向形成的通孔121而形成。该通孔121沿层叠方向穿透中间基板12。在微型通道结构1中，使平行部140在层叠方向上的宽度(下文中称为“高度”)等于或大于平行部140在垂直于该层叠方向的方向(即Y方向)上的宽度(以下称为“横向宽度”)的两倍。
如图1所示，平行部140内壁表面在Z方向上位于两端的部分(下文中，在-Z侧的部分称为下端部1401，在+Z侧的部分称为上端部1403)分别存在于第一基板11和第二基板13上。换句话说，下端部1401为凹进表面，该凹进表面为在第一基板11上形成的第一凹部111的内壁表面；上端部1403为凹进表面，该凹进表面为在第二基板13上形成的第二凹部131的内壁表面。在平行部140的内壁表面中，在下端部1401和上端部1403之间的中间部1402由通孔121形成。
在该微型通道结构1中，可存在着一种结构，其中多个中间基板12层叠在第一基板11和第二基板13之间，而且微型通道14的平行部140由第一基板11的第一凹部111、穿透多个中间基板12形成的通孔121以及第二基板13的第二凹部131而形成。此外，可存在着另外一种结构，其中第二凹部131不形成在第二基板13上，而第二基板13在-Z侧的平的主表面的一部分作为在平行部140内壁表面内的上端部1403(同样适用于第一基板11，由此可省略第一凹部111)。在该微型通道结构1中，在除了微型通道14的平行部140以外的部分中，微型通道14的底面和上表面可以相对于水平面(即XY平面)倾斜以沿纵向逐渐增加(或减少)微型通道14的高度。
接下来，将讨论具有以上基本结构的微型通道1的具体形式。图2为依据本发明第一优选实施例的微型通道结构1的俯视图。该微型通道机构1为用于混合并使两种类型流体进行反应的微型容器，而且下文中将其称为“微型反应器1”。该微型反应器1具有由第一基板11、中间基板12以及第二基板13构成的三层结构，而且图2中虚线表示的微型通道14由这些基板形成。
如图2所示，微型反应器1包括位于微型通道14的-X侧的两个供给口143，分别从这两个供给口供应两种极少量流体；以及位于微型通道14的+X侧的排出口144，从该排出口将流经微型通道14的流体排出。微型通道14包括两个供给通道141，其用于使分别从在微型反应器1的+Z侧主表面上形成的两个供给口143供入的流体通过；以及混合通道142，其与两个供给通道141连接，用于使两种流体的混合流体通过。
在混合通道142中，该混合通道的一部分可分为两个部分，如图2所示。下文中，混合通道142的分隔部分称为“分隔部1422”，除此以外的其他部分称为“会合部1421”。在混合通道142中，通过使该混合流体反复分开和会合来提高混合两种流体的效率。在混合流体通过作为部分微型通道14的混合通道142之后，该混合流体从在微型反应器1的+Z侧主表面上形成的排出口144排出。
在微型反应器1中，两个分隔通道即供给通道141的每一个分隔通道都用作平行于第一基板11的一个平行部140，而与两个供给通道141连接的混合通道142用作平行于第一基板11的另一平行部140。图3和图4为由在图2的位置A-A和B-B处分别垂直于供给通道141和混合通道142的会合部1421(换句话说，垂直于X方向)的两个平面所截取的微型反应器1的部分剖视图。混合通道142的分隔部1422的断面形状与图3中供给通道141的断面形状相同，而两个通道的各自间隔彼此不同。
在微型反应器1中，供给通道141和会合部1421的横截面积确定为可显著地平衡作用到在每个进给通道141内流动的流体上的阻力和作用到在混合通道142的会合部1421内流动的流体上的阻力(这同样适用于分隔部1422)。但是，该横截面积的确定是在该通道的横向宽度和高度不应该非常小的前体条件下作出的。如图3和图4所示，混合通道142的会合部1421的横向宽度大于每个供给通道141(及混合通道142的每个分隔部1422)的横向宽度。两个供给通道141的总横向宽度小于或等于混合通道142的会合部1421的横向宽度，且每个供给通道141的高度大于或等于连接部1421的高度(这同样适用于两个分隔部1422)。
结果，在微型通道14分隔前后，可抑制作用到在微型通道14内流动的流体上的阻力变化，并减少由用作多个分隔通道的多个供给通道141所占据的横向宽度(包括两个供给通道141之间的间隙的横向宽度)。同样，可减少由微型通道14的两个分隔部1422所占据的横向宽度。由此，在微型通道1内，利用通过自由组合各个部的横向宽度和高度所确定的微型通道14各个部的横截面积，可依据需要来减小微型通道14的横向宽度并实现微型通道14的高密度地布置。
图5为从+Z侧所视的微型反应器1的中间基板12的俯视图。如图5所示，中间基板12包括通道区域120，该通道区域120包括沿Z方向穿透中间基板12以形成部分微型通道14的通孔121；和多个连接部122，用于沿微型通道14的纵向在预定位置使位于通道区域120两侧的部分连接。
图6由在与图5的C-C对应的位置处垂直于X方向的平面所截取的微型反应器1的部分剖视图。在图6中，为了便于理解，第一基板11、中间基板12和第二基板13以分解方式示出。如图6所示，中间基板12的通道区域120的开口123在-Z侧由第一基板11封闭。连接部122为平片状部分，其比在设有连接部122的通道区域120的两侧(+Y侧和-Y侧)上的部分薄，而且连接部122在+Z侧的主表面与通道区域120两侧的部分在+Z侧的主表面共面。
如图5所示，在中间基板12中，由与两个供给通道141相对应的通道区域120夹持的部分通过多个连接部122(在该优选实施例中为3个)连接到在所述供给通道141外侧的部分上。由与混合通道142的两个分隔部1422相对应的通道区域120夹持的大体呈菱形的隔离部124与隔离部124周围的周边部125相独立，并仅由多个连接部122(在该优选实施例中为四个)连接到周边部125上。换句话说，隔离部124和周边部125为中间基板12的独立元件单元，在它们之间插入所述连接部122。隔离部124包括在设有连接部122的通道区域120两侧上的部分中的一个部分，而周边部125包括在通道区域120两侧上的其它部分。依次类推，如果隔离部124较小(例如，隔离部124的尺寸与连接部122的尺寸几乎相同)，那么隔离部124可仅由一个连接部122连接到周边部125上。
图7为用于制造微型反应器1的过程步骤的流程图。在制造微型反应器1中，首先准备用于第一基板11、中间基板12和第二基板13的金属板(换句话说，这些金属板是加工成各个基板前的材料，且在下文中称为“原材料”)。这三个原材料由相同的金属制成并具有相同厚度。
在将原材料准备好之后，将光致抗蚀剂涂布在一个原材料的两个主表面上，并对+Z侧的主表面进行曝光和显影，以在除了与第一凹部111对应的蚀刻区域以外的区域形成抗蚀层。此后，在该蚀刻区域上进行各向同性蚀刻以形成第一凹部111，随后将抗蚀层从该原材料上去掉以形成第一基板11(步骤S11)。
在形成第一基板之后，对另一原材料进行处理以形成中间基板12(步骤S12)。图8为用于形成中间基板12的过程步骤的流程图。图9和图10为分别示出了正在形成的中间基板12的部分剖视图，并分别示出了在图5的C-C和D-D位置处作出的中间基板12的横截面。下文中，将参照图8至图10来讨论用于形成中间基板12的过程步骤。
在形成中间基板12的过程中，首先将光致抗蚀剂涂布在该原材料的两个主表面上(步骤S121)。随后，如图9和图10所示，对在该原材料的-Z侧主表面上的光致抗蚀剂进行曝光和显影，在除通道区域120以外的区域形成第一抗蚀层91(步骤S122)。此外，对在该原材料的+Z侧主表面上的光致抗蚀剂进行曝光和显影，在除了通道区域120以外的区域和与连接部122相对应的区域形成第二抗蚀层92(步骤S123)。
可以通过同时或依次对该原材料的-Z侧和+Z侧主表面曝光而后同时或依次对所述两个主表面进行显影来形成第一抗蚀层91和第二抗蚀层92。光致抗蚀剂可以是显影时仅去除光照射部分的正性型光致抗蚀剂，或是显影时光照射部分硬化并留下的负性型光致抗蚀剂。对原材料的曝光可由通过具有开口图案的掩膜的光照射来完成，或者可通过扫描并发射已调制的光束以直接绘制图案的直接绘制而成。
在形成第一抗蚀层91和第二抗蚀层92之后，将喷淋状或雾状蚀刻剂涂布在该原材料上，以在两个主表面上除了第一抗蚀层91和第二抗蚀层92以外的区域上进行各向同性蚀刻；随后将在图9和图10中由点划线表示的部分去除，以形成包括通孔121和连接部122在内的通道区域120(步骤124)。此后，将第一抗蚀层91和第二抗蚀层92从原材料上去除以完全形成中间基板12(步骤S125)。由此，在形成中间基板12的过程步骤中，在形成通道区域120的过程中通过蚀刻在形成通孔121的同时可容易地形成多个连接部122。蚀刻剂的涂布可以通过将原材料浸入在蚀刻剂中来完成。
在完全形成中间基板12之后，像在步骤S11中一样，对另一原材料进行光致抗蚀剂涂布、曝光、显影、各向同性蚀刻以及去掉抗蚀层，以形成在该材料的-Z侧主表面内设有第二凹部131的第二基板13(步骤S13)。如果在相同的条件下处理第一基板11、中间基板12和第二基板13，那么可以在一个工序中进行光致抗蚀剂涂布、曝光、显影以及各向同性蚀刻的各个步骤。此后，将中间基板12层叠在第一基板上，且对这些基板进行扩散连接以形成作为部分微型通道14的沟槽；随后进一步地将用作封闭该沟槽的开口的盖元件的第二基板13直接层叠在中间基板12上(在相对于第一基板11的一侧)，随后对这些基板进行扩散连接，以形成内设有高度大于或等于横向宽度两倍的微型通道14的微型反应器1(步骤S14)。这些基板的连接可以由粘接或板状密封来完成。
如上所讨论的，因为由与两个供给通道141相对应的两个通道区域120夹持的悬臂状部分通过在微型反应器1的中间基板12内的多个连接部122连接到位于两个供给通道141外的部分，所以可以防止该悬臂状部分在诸如将中间基板12层叠在第一基板11上等处理中间基板12的过程中变形。因为彼此独立的隔离部124和周边部125通过多个连接部122彼此相互连接，所以可以防止部分中间基板12分离。因此，在形成和处理中间基板12的过程中，可以容易地将中间基板12作为一个元件来处理，而无需将其固定在抗蚀刻板等上，并可简化微型反应器1的制造过程。
在微型反应器1中，通过将设有多个通孔121的中间基板12层叠在第一基板11和第二基板13之间，可以采用各向同性蚀刻容易地形成具有横向宽度小而高度大的微型通道14。由于多个薄原材料被蚀刻以形成多个通孔121等并且这些原材料层叠以形成微型通道14，所以与在厚的原材料中形成具有相同高度的微型通道相比，可减少每个原材料的蚀刻量且可用更短的时间形成微型通道14。此外，由于用作底部元件的第一基板11和用作盖元件的第二基板13分别设有形成部分微型通道14的第一凹部111和第二凹部131，所以为了该微型通道14的所需高度可将微型反应器1制得更薄。
在微型反应器1中，由于第一基板11、中间基板12和第二基板13具有相同的厚度且由相同金属材料制成，所以在制造微型反应器1中可以对这些基板采用诸如弯曲和延伸之类的相同运输条件。因此，可以简化制造微型反应器1的装置。通过确定每个基板的厚度为100μm或100μm以上，作用到这些基板上的压力的均匀性得以改善，而且这些基板可以更可靠地以基板扩散连接的方式连接。因此，可以防止流体从微型通道14中泄漏。
在工厂等内进行混合的过程中，如果待处理的流体总量大，通常依据流体的总量来扩展该通道，但是在微型反应器1的情况下，因为其本体薄，所以可采用接连叠置的多个微型反应器1。这可防止在大量生产时的混合条件变化，并由此可保持混合流体的质量。这也可使用于混合过程的设备尺寸缩减。
图11为依据本发明第二优选实施例的微型反应器1a的部分剖视图。从+Z侧到-Z侧所视的微型反应器1a的形状与图2所示的微型反应器1的形状相同，而且图11示出了在与图5的C-C相对应的位置处截取的微型反应器1的横截面。如图11所示，微型反应器1a包括在第一基板11和第二基板13之间形成的两个中间基板12。除了上述结构特征以外，第二优选实施例的微型反应器1a与第一实施例的结构特征相同，且微型反应器1a的组成部分由相同附图标记来表示。除了要进行两次用于形成中间基板12的步骤以形成两个中间基板12外，制造微型反应器1a的过程步骤与第一优选实施例的过程步骤相同，因此省略了它的讨论。
在微型反应器1a中，第二基板13由半透明材料(例如玻璃)制成并用作盖元件以封闭在由第一基板11和两个中间基板12形成的沟槽的+Z侧开口。与第一优选实施例相比，第二基板13在与第一基板11相对的侧(即在+Z侧)间接地层叠在一个已层叠在第一基板11上的中间基板12上，同时将另一个中间基板12置于第二基板13和该中间基板12之间。除了第二基板13以外的三个基板由相同的金属材料制成且与第一优选实施例中的基板的厚度相同。
在微型反应器1a中，能利用透过第二基板13的光照射微型通道14内的流体。由此，微型反应器1a适于样本流体光致反应的容器。在微型反应器1a中，还可可视地观察在微型通道14内的流体。
在微型反应器1a中，像第一优选实施例一样，因为连接部122设在两个中间基板12上，所以可以防止部分中间基板12分离并可在形成和处理中间基板12的过程中轻易地将每个中间基板作为一个元件进行处理，从而可简化制造微型反应器1a的过程步骤。
在微型反应器1a中，因为设有多个通孔121的两个中间基板12层叠在第一基板11和第二基板13之间，所以可以通过各向同性蚀刻容易地形成横向宽度小而高度大的微型通道14；而且因为部分微型通道14形成在第一基板11和第二基板13上，所以可使微型反应器1a更薄。此外，可以减少由多个分隔通道(供给通道141和混合通道142的分隔部1422)占据的横向宽度，同时抑制作用在微型通道14内流动的流体上的阻力在微型通道14分隔前后发生变化，由此通过按照需要减小微型通道14的横向宽度可将微型通道14高密度地布置。
在微型反应器1a中，因为第一基板11和两个中间基板12具有相同的厚度而且由相同的金属材料制成，所以可以简化用于制造微型反应器1a的装置。通过将第一基板11和两个中间基板12中的每个基板厚度确定为100μm或100μm以上，可以更可靠地将第一基板11和两个第二基板12连接。
图12为依据本发明第三优选实施例的微型反应器1b的正视图。微型反应器1b除了还包括永久磁体41和永久磁体42以外，其具有的结构特征与第一优选实施例的结构特征相同，而且在下面的讨论中其组成部分由相同附图标记来表示。
如图12所示，永久磁体41和永久磁体42分别设在第一基板11的-Z侧和第二基板13的+Z侧且彼此相对，在永久磁体41和42间夹持着第一基板11、中间基板12和第二基板13。永久磁体41和永久磁体42的相对部分具有相反极性。由此，在微型反应器1b中，永久磁体41和永久磁体42用作磁场产生部件，用于将磁场施加到由第一基板11、中间基板12和第二基板13形成的微型通道14的至少一部分上(见图2)。永久磁体41和永久磁体42的相对部分可以具有相同极性。
在微型反应器1b中，由永久磁体41和永久磁体42将磁场施加到在微型通道14内流动的流体上。结果，可减小流体的簇团尺寸，并且由此可改善流体的反应性或减小从微型通道14内壁表面作用到流体上的阻力以使流体的流动顺利。
图13为设有电磁构件43以代替永久磁体41和永久磁体42作为磁场产生部件的微型反应器1c的正视图。如图13所示，电磁构件43包括围绕第一基板11、中间基板12和第二基板13形成的线圈431和连接到线圈431上的电源432。在电磁构件43中，通过从电源432将直流电、交流电或脉冲电流供给线圈431，将磁场施加到微型通道14的至少部分上(见图2)。
在微型反应器1c中，因为由电磁构件43将磁场施加到在微型通道14内流动的流体上，所以可以像在图12所示的微型反应器1b中一样来减小流体的簇团尺寸。
磁场产生部件可以具有除了上述以外的任意各种结构。可以为另一种情形，其中磁场产生部件设在分别与微型反应器的供给口143和排出口144连接的供给管和排出管内，并将磁场施加到在供给管和排出管中流动的流体上。
尽管以上已经讨论了本发明的优选实施例，但是本发明不局限于以上讨论的优选实施例，而是可以允许有各种变化。
例如，构成微型反应器的每个基板可由诸如金属、玻璃、陶瓷、硅或树脂之类的任意各种材料制成。在该微型反应器中可混合各种流体。例如可以混合不同成分的两种流体，或者可混合不同状态(例如气相和液相)的两种流体。此外，可混合三种或三种以上的流体。该微型反应器可用于针对混合流体的各种目的，诸如由多种流体的混合导致的化学反应、无化学反应的简单混合或由流体和气体的混合生成的雾化或起泡等。
上述优选实施例的微型通道结构适合用于两种类型流体混合和反应的微型反应器，而且可用于微型流动分析设备等的混合部件。通过设置三个或三个以上的流体供给口，该微型通道结构可用于三种或三种以上流体的混合和反应。该微型通道结构可用于例如燃料电池等的任意各种目的。在将微型通道用作燃料电池的情况下，如图14所示，诸如离子交换膜的功能膜作为第二基板13层叠在第一基板11和中间基板12上，且具有多个通孔121的第二中间基板12a和设有凹部的第四基板17层叠在第二基板13上，以形成彼此相对且其间夹持第二基板13的第一微型通道14和第二微型通道14a。如图15所示，通过在图14所示的该微型通道结构的第二基板13和第二中间基板12a之间进一步设置两个第三中间基板12b和离子交换膜13a，从而可形成具有夹持两层离子交换膜的三层叠层的微型通道。
微型通道14的形状和使用可以以各种方式变化。图16和图17为分别示出了具有通道区域120a的中间基板12的俯视图，该通道区域120a所具有的形状不同于在上述优选实施例中的那些形状。如图16所示，在中间基板12中，在Y方向上长并由蜿蜒通道区域120a夹持的带状部通过连接部122连接到周边部，且连接部122的+Z侧主表面与中间基板12的+Z侧主表面共面。如图17所示，在将两个独立的旋绕通道区域120a设在中间基板12中的情况下，由通道区域120a围绕的部分通过多个连接部122连接到周边部。采用这种结构，可以防止由旋绕通道区域120a夹持的悬臂状部分在处理中间基板12的过程中变形。
在上述优选实施例中，尽管中间基板的通道区域的整个开口在-Z侧由第一基板11封闭，但是该整个开口不一定是封闭，而且可以按照需要由第一基板11封闭整个开口的一部分而使其它部分敞开。例如，在用于流体的供给口和排出口设在第一基板11的侧面上的情况下，与供给口和排出口对应的开口区域为敞开而其它区域由第一基板11封闭。
在上述优选实施例中，尽管在本发明的通道结构中已讨论了内设有微型通道的微型通道结构，但是该通道不局限于微型通道(例如具有高度或横向宽度约为0.1-2毫米)，而是可以提供高度或横向宽度约为20毫米的通道。
虽然已详细示出并说明了本发明，但是前述说明在各个方面都是示范性的而且是非限制性的。因此，应该理解只要不脱离本发明的范围，可以对本发明进行多种修改和变更。
权利要求
1.一种通道结构，其具有由盖元件封闭以形成通道的沟槽，其包括板状或片状底部元件，其垂直于预定层叠方向；以及板状或片状中间元件，其具有通道区域，所述通道区域包括沿所述层叠方向形成的通孔，用以形成沟槽的至少一部分，所述中间元件层叠在所述底部元件上，由此将所述通道区域的一个开口封闭；其中，所述中间元件包括板状连接部，所述连接部用于沿所述沟槽的纵向在预定位置使所述通道区域两侧的部分连接，且所述连接部比在所述通道区域两侧的所述部分薄。
2.如权利要求1所述的通道结构，其中，所述连接部是在形成所述中间元件的过程中通过蚀刻形成，且所述连接部的一个主表面与所述通道区域两侧的所述部分的主表面共面。
3.如权利要求1所述的通道结构，其中，分别包括在所述通道区域两侧的所述部分的两个独立元件单元仅由至少一个用于使所述通道区域两侧的所述部分连接的板状连接部来连接，所述连接部比在所述通道区域两侧的所述部分薄。
4.如权利要求1所述的通道结构，其中，该通道结构还包括盖元件，其在与所述底部元件相对的一侧直接或间接地层叠在所述中间元件上，用于封闭所述沟槽的开口；其中所述盖元件包括凹部，该凹部与所述沟槽一起形成通道的至少一部分。
5.如权利要求1所述的通道结构，其中，该通道结构还包括半透明盖元件，其在与所述底部元件相对的一侧直接或间接地层叠在所述中间元件上，用于封闭所述沟槽的开口。
6.如权利要求1所述的通道结构，其中，该通道结构还包括磁场产生部件，其用于将磁场施加至所述沟槽的至少部分上。
7.一种制造通道结构的方法，其中该通道结构具有由盖元件封闭以形成通道的沟槽，该方法包括下列步骤形成板状或片状底部元件；形成板状或片状中间元件，其具有通孔和板状连接部；所述连接部用于沿所述通道区域的纵向在预定位置，使在包括所述通孔的所述通道区域两侧的部分连接；所述连接部比在所述通道区域两侧的所述部分薄；以及通过使所述中间元件层叠在所述底部元件上来形成至少部分所述沟槽，由此将所述通道区域的一个开口封闭；其中，形成所述中间元件的所述步骤包括下述步骤在处理前，在材料的一个主表面上除了所述通道区域以外的区域上形成第一抗蚀层；在除了所述通道区域以外的区域和在所述材料的另一个主表面上与所述连接部对应的区域中形成第二抗蚀层；蚀刻所述材料两个主表面上除了所述第一抗蚀层和所述第二抗蚀层以外的区域；以及从所述材料上去除所述第一抗蚀层和所述第二抗蚀层。
全文摘要
本发明涉及一种具有形成通道的沟槽的通道结构及其制造方法。在微型反应器中，由第一基板(11)和层叠在第一基板(11)上的中间基板(12)形成沟槽，而且该沟槽的开口由用作盖元件的第二基板(13)封闭以形成供流体流动的微型通道。中间基板(12)包括通道区域(120)，该通道区域(120)包括形成部分微型通道的通孔；以及板状连接部(122)，其比该通道区域(120)两侧的部分薄，用于沿纵向在微型通道的预定位置使所述两侧的部分连接。在该微型反应器中，在形成和处理中间基板(12)的过程中可容易地将中间基板(12)作为一个元件进行处理，并可简化制造该微型反应器的过程。
文档编号C12Q1/00GK1766645SQ200510106329
公开日2006年5月3日 申请日期2005年9月22日 优先权日2004年10月26日
发明者三宅孝志, 西洼宏昭 申请人:大日本网目版制造株式会社