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2007 Fiscal Year Annual Research Report

ナノインプリントとナノメッキを融合した微小デバイス一体型積層基板に関する研究

Research Project

Project/Area Number 18560350
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

水野 潤  Waseda University, 付置研究所, 准教授 (60386737)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 齊藤 美紀子  早稲田大学, 付置研究所, 客貴准教授(専任扱い) (80386739)
Keywordsナノデバイス造形 / MEMS / マイクロファブリケーション / ナノ構造化学 / 電気化学 / ナノインプリント / ナノメッキ
Research Abstract

高分子材料の1つであるPMMA樹脂と、その中でも有機系薬品に耐性のあるCOP樹脂(シクロオレフィンポリマー)のバルク基板に注目し、ホットエンボスの技術を使い、シリコン製の金型で3次元構造を持つマイクロ流路を作製することが可能な技術を確立した。
その要素技術で重要な、(1)3次元権造シリコン金型の設計、これについては、プロセスからのフィードバックを最重要とし、順テーパの突起構造にすることによって成形しやすいことを確認した。次に、(2)作製方法、ここではドライエッチング加工のBosch法を改良し、シリコン金型の壁面が滑らかになるDeep-RIEによる高アスペクト3次元構造の段差エッチングを開発した。最後に、(3)離型方法、ここでは加工基板がPMMAの場合は、シランカップリング剤をシリコン金型にデイピングする方法及びその治具の開発を行い、加工基板がCOP(シクロオレフィンポリマー)の場合はシリコン金型の表面には不要であることを確認することができた。確立することができた。一つのマイクロチップとして完成するために欠かせない、マイクロ流路基板と蓋基板の低温接合技術についても検討を行なった。
その結果、接合前に上記2つの接合面に、(1)酸素プラズマ照射、(2)窒素プラズマ照射、
(3)エキシマUV光照射、(4)エキシマUV+オゾン照射により、接合界面を活性化することにより、
マイクロ流路に液体を流しても漏れが無いこと、及び流路断面形状の変形がないことを確認することができた。樹脂材のガラス転移温度以下による低温接合技術を確立することが可能できた。出来上がったマイクロ流路チップに対し、0.5MPaの圧力に対し漏れがなく、十分な接合強度を得ることができた。
上述の技術を使い、電気泳動マイクロ流路チップ、全血で調べることができるマイクロ
流路チップを作製し、評価することが可能になった。

  • Research Products

    (22 results)

All 2008 2007

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (15 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Application of cycloolefin polymer chip directly integrated with an electronanospray tip to electrophoretic separation and mass spectrometric detection2007

    • Author(s)
      Fumihiko Kitagawa, Hidetoshi Shinohara, Jun Mizuno, Koji Otsuka
    • Journal Title

      11th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences(uTAS 2007)

      Pages: 1405-1407

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] UV Nanoimprint Lithography and Its Application for Nanodevices2007

    • Author(s)
      Makoto Fukuhara, Hiroshi Ono, Tamano Hirasawa, Jun Mizuno, Shuichi Shoji
    • Journal Title

      Journal of 24th Conference of Photopolymer Science and Technology

      Pages: 549-554

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article]2007

    • Author(s)
      Hiroshi ONO, Yoshinobu ONO, Kenji KASAHARA, Jun MIZUNO, and Shuichi SHOJI
    • Journal Title

      Japanese Journa l of Applied Physics Vol.47

      Pages: 2

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article]2007

    • Author(s)
      Hidetoshi SHINOHARA, Jun MIZUNO, and Shuichi SHOJI
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics Vol.46.No.6A

      Pages: 3661-3664

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Low-temperature Direct Bonding of poiy(methyl methacrrylate)for polymer Microchips2007

    • Author(s)
      Hidetoshi Shinohara, Jun Mizuno, Shuichi Shoji
    • Journal Title

      TRANSACTIONS ON ELECTRICAL AND ELECTRONIC ENGINEERING IEEJ Trans 2007 2

      Pages: 301-306

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] めっきPtナノ電極による金属ナノ粒子の生成2008

    • Author(s)
      西久保 英郎, 藤原 英道, 斎藤 美紀子, 水野 潤, 本間 敬之
    • Organizer
      第117回表面技術講演大会
    • Place of Presentation
      日本大学
    • Year and Date
      2008-03-13
  • [Presentation] UV-ナノインプリント(UV-NIL)を用いためっきPtナノ電極の形成2008

    • Author(s)
      斎藤 美紀子, 水野 潤, 西久保 英郎, 藤原 英道, 本間 敬之
    • Organizer
      第117回表面技術講演大会
    • Place of Presentation
      日本大学
    • Year and Date
      2008-03-13
  • [Presentation] Microchip electrophoresis-mass spectrometry on polymer microfluidic device directly integrated with a nano ESI tip2007

    • Author(s)
      Fumihiko Kitagawa, Hidetoshi Shinohara, Jun Mizuno, Koji Otsuka
    • Organizer
      7th Asia-Pacific International Symposium on Microscale Separations and Analysis (APCE 2007)
    • Place of Presentation
      Singapore
    • Year and Date
      20071216-19
  • [Presentation] ナノESI-体型ポリマ-製マイクロチップによる電気泳動分離-質量分析検出2007

    • Author(s)
      北川 文彦, 鈴木 崇章, 篠原 秀敏, 水野 潤, 庄子 習一, 大塚 浩二
    • Organizer
      第27回キャピラリー電気泳動シンポジウム(SCE 2007)
    • Place of Presentation
      クリエート浜松
    • Year and Date
      20071114-16
  • [Presentation] Electrophoretic separation and mass spectrometric detection on polymer chip directly integrated with an electronanospray tip2007

    • Author(s)
      Fumihiko Kitagawa, Hidetoshi Shinohara, Jun Mizuno, Koji Otsuka
    • Organizer
      1st Shenyang international Colloquium on Microfluidics(SICOM I)
    • Place of Presentation
      China
    • Year and Date
      20071021-24
  • [Presentation] マイクロチップ電気泳動分離-質量分析検出用ポリマー製デバイスの開発2007

    • Author(s)
      北川 文彦, 鈴木 崇章, 篠原 秀敏, 水野 潤, 庄子 習一, 大塚 浩二
    • Organizer
      日本分析化学会第56年会
    • Place of Presentation
      徳島大学
    • Year and Date
      20070919-21
  • [Presentation] POLYMER MICROCHIP FOR ELECTROPHORESIS-MASS SPECTROMETRY FABRICATED BY HOT EMBOSSING AND LOW TEMPERATURE DIRECT BONDING2007

    • Author(s)
      T.Suzuki, F.Kitagawa, H.Shinohara, J.Mizuno, K.Otsuka, and SShoji
    • Organizer
      The 14th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems
    • Place of Presentation
      Lyon
    • Year and Date
      20070610-14
  • [Presentation] SURFACE HYDROPHILIC POLYUREA FILM FOR PMMA BLOOD ANALYSIS CHIP REAL IZED BY VACUUM ULTRAVIOLET LIGHT IRRADIATION2007

    • Author(s)
      H.Shinohara, Y.Takahashi, T.Nishi, J.Mizuno and S.Shoji
    • Organizer
      The 14th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems
    • Place of Presentation
      Lyon
    • Year and Date
      20070610-14
  • [Presentation] FABRICATION OF MULTILAYER INTERCONNECTION USING ULTRAVIOLET NANOIMPRINTLIT LITHOGRAPHY2007

    • Author(s)
      Hiroshi Ono, Mikiko Saito, Jun Mizunoand Shuichi Shoji
    • Organizer
      INSS2006
    • Place of Presentation
      Braunschweig
    • Year and Date
      20070606-08
  • [Presentation] High Performance Liquid Chromatograohv (HPLC)用カラムのチップ化に関する研究2007

    • Author(s)
      佐伯 亮, 鈴木 崇章, 青山 千顕, 白崎 善隆, 水野 潤, 船津 高志, 庄子 習一
    • Organizer
      第15回化学とマイクロナノシステム研究会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      20070525-26
  • [Presentation] シクロオレフィンポリマーチップによる電気泳動分離-質量分析検出2007

    • Author(s)
      北川 文彦, 鈴木 崇章, 篠原 秀敏, 水野 潤, 庄子 習一, 大塚 浩二
    • Organizer
      第15回化学とマイクロナノシステム研究会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      20070525-26
  • [Presentation] 真空紫外線を用いたポリ尿素膜親水化処理とその血液チップへの応用2007

    • Author(s)
      篠原 秀敏, 高橋 善和, 西 泰治, 植村 邦彦, 高橋 千栄子, 水野 潤, 庄子 習一
    • Organizer
      第15回化学とマイクロナノシステム研究会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      20070525-26
  • [Presentation] 電気泳動分離-質量分析検出用ポリマー製マイクロチップの作製2007

    • Author(s)
      北川 文彦, 鈴木 崇章, 篠原 秀敏, 水野 潤, 庄子 習一, 大塚 浩二
    • Organizer
      日本材料学会第56期学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      20070519-20
  • [Presentation] 電気泳動分離-質量分析検出用シクロオレフィンポリマーマイクロチップの作製(2)2007

    • Author(s)
      北川 文彦, 鈴木 崇章, 篠原 秀敏, 水野 潤, 庄子 習一, 大塚 浩二
    • Organizer
      第55回質量分析総合討論会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場
    • Year and Date
      20070515-17
  • [Presentation] 電気泳動分離-質量分析検出用シクロオレフィンポリマーマイクロチップの作製2007

    • Author(s)
      北川 文彦, 鈴木 崇章, 篠原 秀敏, 水野 潤, 庄子 習一, 大塚 浩二
    • Organizer
      第14回クロマトグラフィーシンポジウム
    • Place of Presentation
      富山
    • Year and Date
      20070509-11
  • [Patent(Industrial Property Rights)] モールド支持構造及びモールド支持方法2007

    • Inventor(s)
      水野 潤, 大野 浩志, 福原 誠
    • Industrial Property Number
      特許公開2007-305944
    • Filing Date
      2007-11-22
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 転写装置及び転写方法2007

    • Inventor(s)
      水野 潤, 大野 浩志, 福原 誠
    • Industrial Property Number
      特許公開2007-305945
    • Filing Date
      2007-11-22

URL: 

Published: 2010-02-04   Modified: 2016-04-21  

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