説明

遺伝子解析用配線基板

【課題】ナノポアを用いた遺伝子の解析方法に用いられるのに好適な遺伝子解析用配線基板を提供すること。
【解決手段】第1の絶縁層2と、第1の絶縁層2の上面にマトリックス状に配設された複数の検出用電極9と、第1の絶縁層2上に積層されており、検出用電極9を底面とする検出用凹部10がレーザ加工により形成された第2の絶縁層3と、第2の絶縁層3の上面に形成されており、検出用電極9に電気的に接続された外部接続用端子13とを具備して成る遺伝子解析用配線基板である。レーザ加工により形成された寸法制度の高い微小な検出用凹部10を有するとともに外部との接続が良好となるので、ナノポアを用いた遺伝子の解析方法に用いられるのに好適な遺伝子解析用配線基板を提供することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、遺伝子を解析するために用いれらる遺伝子解析用配線基板に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、遺伝子を解析する技術は、急速な進歩を遂げている。このような遺伝子を解析する技術の中で、ナノポアを用いた遺伝子の解析方法が注目されている。このナノポアを用いた遺伝子の解析方法は、遺伝子の分子よりも僅かに大きなサイズの細孔であるナノポアを遺伝子が通過する際の電流の変化を検出して塩基配列を読み取るものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2001−242135号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明が解決しようとする課題は、ナノポアを用いた遺伝子の解析方法に用いられるのに好適な遺伝子解析用配線基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の遺伝子解析用配線基板は、第1の絶縁層と、この第1の絶縁層の上面にマトリックス状に配設された複数の検出用電極と、第1の絶縁層上に積層されており、検出用電極を底面とする検出用凹部がレーザ加工により形成された第2の絶縁層と、第2の絶縁層の上面に形成されており、検出用電極に電気的に接続された外部接続用端子とを具備して成ることを特徴とするものである。
【0006】
また本発明の遺伝子解析用配線基板は、前記第1の絶縁層と第2の絶縁層とが同じ絶縁材料から形成されていることを特徴とするものである。
【0007】
さらに本発明の遺伝子解析用配線基板は、前記第2の絶縁層が前記第1の絶縁層よりも薄いことを特徴とするものである。
【0008】
またさらに本発明の遺伝子解析用配線基板は、前記第1の絶縁層と第2の絶縁層との間に少なくとも前記外部接続用端子を投影した部分を占有するダミーの電極が配設されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0009】
本発明の遺伝子解析用配線基板によれば、第1の絶縁層と、第1の絶縁層の上面にマトリックス状に配設された複数の検出用電極と、第1の絶縁層上に積層されており、検出用電極を底面とする検出用凹部がレーザ加工により形成された第2の絶縁層と、第2の絶縁層の上面に形成されており、検出用電極に電気的に接続された外部接続用端子とを具備して成ることから、レーザ加工により形成された寸法制度の高い微小な検出用凹部を有するとともに外部との接続が良好となるので、ナノポアを用いた遺伝子の解析方法に用いられるのに好適な遺伝子解析用配線基板を提供することができる。
【0010】
また、第1の絶縁層と第2の絶縁層とを同じ絶縁材料で形成すると、基板の反りを低減できるとともに第1の絶縁層と第2の絶縁層とを強固に積層することができる。
【0011】
さらに、第2の絶縁層を第1の絶縁層よりも薄くすると、第2の絶縁層にレーザ加工により微細で寸法制度に優れる検出用凹部を容易に形成することができる。
【0012】
またさらに、第1の絶縁層と第2の絶縁層との間に少なくとも外部接続用端子を投影した部分を占有するダミーの電極を配設すると、外部接続用端子における平坦性を良好に保つことができ、それにより外部との接続をより良好なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】図1は、本発明の遺伝子解析用配線基板の実施形態の一例を示す概略断面図である。
【図2】図2は、図1に示す遺伝子解析用配線基板の上面図である。
【図3】図3は、本発明の遺伝子解析用配線基板の使用方法を説明するための要部拡大概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
次に、本発明の遺伝子解析用配線基板の実施形態の一例を図1、図2を基にして説明する。図1に示すように、本例の遺伝子解析用配線基板10は、コア基板1の上下面に絶縁層2および絶縁層3を積層して成る。
【0015】
コア基板1は、例えばガラス繊維束を縦横に織ったガラスクロスにビスマレイミドトリアジン樹脂やエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させた電気絶縁材料から成る。コア基板1の厚みは100〜1000μm程度であり、コア基板1の上面から下面にかけては直径が100〜300μm程度のスルーホール4が形成されている。
【0016】
コア基板1の上下面およびスルーホール4の内壁にはコア導体層5が被着されている。コア導体層5は、例えば厚みが5〜25μm程度の銅箔や銅めっき層等の良導電性の金属材料から成る。さらに、コア導体層5が被着されたスルーホール4の内部はエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から成る孔埋め樹脂6が充填されている。
【0017】
このようなコア基板1は、以下のようにして形成される。先ず、ガラスクロスに熱硬化性樹脂を含浸させた絶縁板の上下両面に厚みが5〜35μm程度の銅箔が被着された両面銅張板を準備する。次に、両面銅張板にドリル加工やレーザ加工によりスルーホール4を穿孔する。次に、スルーホール4内をデスミア処理した後、スルーホール4内および上下の銅箔表面に無電解銅めっき層および電解銅めっき層を順次被着させる。無電解銅めっき層の厚みは0.1〜1μm程度、電解銅めっき層の厚みは5〜25μm程度とする。次に、電解銅めっき層が施されたスルーホール4の内部に孔埋め樹脂6を充填する。孔埋め樹脂6の充填は、ペースト状の熱硬化性樹脂をスクリーン印刷法によりスルーホール4内に充填した後、それを熱硬化させることにより行なう。充填された孔埋め樹脂6は、その上下端を上下面の銅めっき層とともに研磨により平坦化する。次に、平坦化された孔埋め樹脂6の上下端面および上下面の銅めっき層上に無電解銅めっき層および電解銅めっき層を順次被着する。無電解銅めっき層の厚みは0.1〜1μm程度、電解銅めっき層の厚みは5〜25μm程度とする。最後に、銅箔およびその上の銅めっき層を周知のサブトラクティブ法によりパターン加工してコア導体層5を得る。
【0018】
絶縁層2は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含む絶縁材料から成る。絶縁層2の厚みは30〜50μm程度であり、絶縁層2の上面から下面にかけては直径が50〜100μm程度のビアホール7が形成されている。このような絶縁層2は、例えば以下のようにして形成される。まず、コア基板1の上下面に熱硬化性の樹脂フィルムを積層する。積層には真空プレス機を用いる。樹脂フィルムは、未硬化の熱硬化性樹脂成分と無機絶縁フィラーとを含んでいる。最後に、樹脂フィルムを熱硬化させた後、その表面からレーザ加工を施してビアホール7を穿孔する。なお、ビアホール7を穿孔した後は、必要に応じてデスミア処理やソフトエッチング処理を施す。
【0019】
絶縁層2の表面およびビアホール7内には導体層8が被着されている。導体層8は、厚みが5〜25μm程度の銅めっき層等の良導電性の金属材料から成る。導体層8の一部は、絶縁層2の上面で遺伝子の塩基配列に応じた電流を検出するための検出用電極9を形成している。検出用電極9は直径が50〜100μm程度の円形であり、100〜200μm程度のピッチでマトリックス状に配設されている。
【0020】
このような導体層8は、以下のようにして形成される。まず、絶縁層2の表面およびビアホール7内に、無電解銅めっき層を被着させる。無電解銅めっき層の厚みは0.1〜1μm程度とする。次に、無電解銅めっき層の上に、導体層8のパターンに対応した開口部を有するめっきレジスト層を被着する。めっきレジスト層は感光性を有する熱硬化性の樹脂フィルムを無電解めっき層上に貼着するとともに周知のフォトリソグラフィ技術を採用して所定のパターンに露光および現像することにより形成する。次にめっきレジスト層の開口内に露出する無電解銅めっき層の上に電解銅めっき層を被着する。電解銅めっき層の厚みは、5〜25μm程度とする。最後に、めっきレジスト層を剥離除去した後、電解銅めっき層から露出する無電解銅めっき層をエッチング除去することにより導体層8が形成される。
【0021】
絶縁層3は、絶縁層2と同じ電気絶縁材料から成る。絶縁層3の厚みは、20〜30μm程度であり、絶縁層2よりも5〜25μm程度薄い。絶縁層3には、検出用電極9を底面とする検出用凹部10がレーザ加工により形成されている。検出用凹部10の開口径は30〜50μm程度である。さらに絶縁層3には、ビアホール11が形成されている。ビアホール11の直径は、50〜100μm程度である。
【0022】
このような絶縁層3は、以下のようにして形成される。先ず、導体層8が被着された絶縁層2の表面に熱硬化性の樹脂フィルムを積層する。積層には真空プレス機を用いる。最後に、樹脂フィルムを熱硬化させた後、その表面からレーザ加工を施して検出用凹部10およびビアホール11を穿孔する。なお検出用凹部10およびビアホール11を穿孔した後は、必要に応じてデスミア処理やソフトエッチング処理を施す。
【0023】
絶縁層3の表面およびビアホール11内には導体層12が被着されている。導体層12は、厚みが5〜25μm程度の銅めっき層等の良導電性の金属材料から成る。導体層12の一部は、絶縁層3の端部における表面で外部の分析装置に接続される外部接続端子13を形成している。この外部接続端子13と検出用電極9とは、所定のもの同士が導体層8やコア導体層5を介して互いに電気的に接続されている。また、絶縁層2と絶縁層3との間には、少なくとも外部接続用端子13を投影した部分を占有するダミーの電極14が導体層8により配設されている。ダミーの電極14は、外部接続用端子13と実質的に同一のパターンであっも良いし、ベタ状のパターンであっても良い。
【0024】
このような導体層12は、導体層8と同様の方法により形成される。まず、絶縁層3の表面およびビアホール11内に無電解銅めっき層を被着させる。無電解銅めっき層の厚みは0.1〜1μm程度とする。次に、無電解銅めっき層の上に、導体層12のパターンに対応した開口部を有するめっきレジスト層を被着する。めっきレジスト層は感光性を有する熱硬化性の樹脂フィルムを無電解めっき層上に貼着するとともに周知のフォトリソグラフィ技術を採用して所定のパターンに露光および現像することにより形成する。次にめっきレジスト層の開口内に露出する無電解銅めっき層の上に電解銅めっき層を被着する。電解銅めっき層の厚みは、5〜25μm程度とする。最後に、めっきレジスト層を剥離除去した後、電解銅めっき層から露出する無電解銅めっき層をエッチング除去することにより導体層12が形成される。
【0025】
そして、本例の遺伝子解析用配線基板によれば、図3に要部拡大模式断面図で示すように、検出用凹部10を覆うようにしてナノポアPを有する膜Mを被着するとともに遺伝子GがナノポアPを通過する際にその塩基配列に応じて発生する電流を検出し、その電流を外部接続端子13に接続された外部の解析装置で解析することによって遺伝子Gの塩基配列を特定することができる。
【0026】
なお、外部接続端子13と外部の解析装置との接続は、外部解析装置に外部接続端子13に対応したソケットを設けておき、そのソケットに外部接続端子13が形成された端部を挿入することによって行なわれる。
【0027】
このとき、検出用凹部10は、レーザ加工により絶縁層3に形成されているので、開口径が30〜50μmの微細な検出用凹部10における寸法精度が高いものとなり、それによりナノポアPを通過する遺伝子Gの塩基配列に応じて発生する電流を正確に検出することができる。また、外部接続端子13は最表層の絶縁層3の表面に形成されていることから、外部の解析装置に設けられたソケットに挿入した際に外部の解析装置との接続を良好なものとすることができる。したがって、本例の遺伝子解析用配線基板によれば、ナノポアを用いた遺伝子の解析方法に用いられるのに好適な遺伝子解析用配線基板を提供することができる。
【0028】
なお、絶縁層2と絶縁層3とを同じ絶縁材料で形成すると、基板の反りを低減することができるとともに絶縁層2と絶縁層3との積層を強固なものとすることができる。したがって、絶縁層2と絶縁層3とは、同じ絶縁材料で形成することが好ましい。
【0029】
さらに、絶縁層3の厚みを絶縁層2の厚みよりも薄くすると、絶縁層3にレーザ加工により微細で寸法制度に優れる検出用凹部を容易に形成することができる。したがって、絶縁層3の厚みを絶縁層2の厚みよりも薄くすることが好ましい。
【0030】
またさらに、絶縁層2と絶縁層3との間に、少なくとも外部接続用端子13を投影した部分を占有するダミーの電極14を配設すると、外部接続用端子13における平坦性を良好に保つことができ、それにより外部との接続をより確実なものとすることができる。したがって、絶縁層2と絶縁層3との間に、少なくとも外部接続用端子13を投影した部分を占有するダミーの電極14を配設することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【0031】
本発明の遺伝子解析用配線基板は、遺伝子以外の物質の解析についても利用可能である。
【符号の説明】
【0032】
2 第1の絶縁層
3 第2の絶縁層
10 検出用電極
11 検出用凹部
13 外部接続用端子
14 ダミーの電極

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の絶縁層と、該第1の絶縁層の上面にマトリックス状に配設された複数の検出用電極と、前記第1の絶縁層上に積層されており、前記検出用電極を底面とする検出用凹部がレーザ加工により形成された第2の絶縁層と、前記第2の絶縁層の上面に形成されており、前記検出用電極に電気的に接続された外部接続用端子とを具備して成ることを特徴とする遺伝子解析用配線基板。
【請求項2】
前記第1の絶縁層と第2の絶縁層とが同じ絶縁材料から形成されていることを特徴とする請求項1記載の遺伝子解析用配線基板。
【請求項3】
前記第2の絶縁層が前記第1の絶縁層よりも薄いことを特徴とする請求項1または2に記載の配線基板。
【請求項4】
前記第1の絶縁層と第2の絶縁層との間に少なくとも前記外部接続用端子を投影した部分を占有するダミーの電極が配設されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の遺伝子解析用配線基板。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2013−42681(P2013−42681A)
【公開日】平成25年3月4日(2013.3.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−181195(P2011−181195)
【出願日】平成23年8月23日(2011.8.23)
【出願人】(304024898)京セラSLCテクノロジー株式会社 (213)
【Fターム(参考)】