基板が製造ルート・光学特性・化学耐性・熱安定性・コスト・アプリケーション適合性を決定します。3種類の基板ファミリーすべてを一施設で対応します。
ガラスは高性能マイクロ流体チップのワークホース基板です:蛍光検出向け光学透明性・DNAシーケンシングと電気泳動向け化学不活性性・電気化学チップ向けアノーディックボンディング対応。最大500×600mmパネルでチップあたりのコストを最小化。標準ガラス材料:ホウケイ酸(Eagle XG・Pyrex)・石英(200nm励起向けUV透過)・溶融石英(最高純度)。
シリコンはガラスやポリマーでは利用できない能力を提供します:DRIEが高アスペクト比チャネル・ピラー・メンブレンを作成。CMOS互換でモノリシック電子集積を実現。KrFステッパー・マスクアライナーによる1µm以下フィーチャー分解能。薄膜堆積がPt・TiN・AlNをSi基板に直接成膜。
ポリマーチップが生体医療研究とPOC診断を席巻しているのは技術的優位性ではなくコストと速度のためです。PDMSソフトリソグラフィーが3〜5日のターンアラウンドで研究グレードの試作品を提供。量産向けには射出成形PC・COP・PMMAが同じ形状をはるかに低いコストで実現。
バイオチップ製造はリソグラフィー・エッチング・薄膜成膜・レプリケーション・ボンディングを組み合わせます - しばしば同一チップ上の複数スケールで。
バイオチップの構築:基板からセンシング層まで - 4層構造の分解図
Eビーム(20nm)・KrFステッパー(50nm、12インチまで)・マスクアライナー(4µm、500×600mmまで)・ポリマーフィルムリソグラフィー。表裏アライメント対応。SU-8最大500µm厚。
等方性丸型マイクロチャネル向けホウケイ酸・石英ガラスのHFエッチング(電気泳動チップの標準)。KOH・TMAH Siエッチング。DRIE 35:1アスペクト比。ICP-RIE ガラス(垂直壁)。ナノ流体向けRa <0.5nm。
バイオチップ基板に統合した50nm以下のナノ構造向けUVおよびサーマルナノインプリントリソグラフィー。DNAシーケンシングナノポア。LSPRセンシング向けAuナノ構造。Si/Niマスターモールド。
PVDスパッタリングとEビーム蒸着による生体適合性電極金属成膜:チオール生体機能化向けAu・電気化学向けPt・透明電極向けITO・容量センシング向けTiN。リフトオフ5µm以下フィーチャー。ニューラルチップ向けMEA。
研究グレードマイクロ流体チップの標準ラピッドプロトタイピングルート。シリコン上のSU-8フォトリソグラフィーでマスターモールドを作成。O₂プラズマボンディング。Quake空気圧バルブ対応。3〜5日ターンアラウンド。
量産(数千〜数百万チップ)向けPC・COP・PMMAの射出成形でPDMS研究チップよりはるかに低いコストで同じ形状を実現。Si/Niモールドツーリング。成形時にナノフィーチャーを同時形成。
バイオチップアプリケーションは標準UVリソグラフィーでは見えないナノスケールフィーチャーを必要としています。NILとEビームが生体医療に不可欠なナノ精度構造を実現します。
DNAは幅2nm。タンパク質は5〜50nm。イオンチャネルは<1nm。このスケールで生物学と相互作用するバイオチップの製造は、ウェーハレベルのナノ加工能力を必要とします。
直径5〜50nm · SiNメンブレン。NILがレジスト内の細孔形状を定義し、ドライエッチングでフリースタンディングSiNまたはSi₃N₄メンブレンに転写。均一な細孔アレイ。DNAシーケンシング対応。
Auピラー/ホール 50〜200nm · NIL + リフトオフ。局所表面プラズモン共鳴によるラベルフリーバイオセンシング。NILとリフトオフでパターニングされた金ナノ構造。抗体/アプタマープローブ対応。
チャネル深さ<100nm · Eビーム + DRIE。Eビームリソグラフィーが単一DNA分子伸長・エントロピー低減プレコンセントレーション向けの100nm以下コンファインメントチャネルを定義。
フェムトリットルウェル · ポリマー上NIL。デジタルELISA単一分子酵素アッセイ向けフェムトリットル容量ナノウェルアレイ。NILがポリマー上でウェル形状を定義。
ボンディングがマイクロ流体チャネルを封止し、チップ収率を最も左右するステップです。誤ったボンディング方式はチャネル変形・化学汚染・封止失敗を引き起こします。
両面O₂プラズマ活性化後コンタクトボンディング。ラボオンチップ研究の業界標準。光学的透明。
多層マイクロ流体チップ向け2つのPDMS層のプラズマボンディング。Quake空気圧バルブ制御チャネルを実現。
堅牢で再利用可能なマイクロ流体フィクスチャー向けステンレス鋼またはアルミニウムバッキングへのPDMSボンディング。
静電場下250〜450°Cでのアノーディックボンディング。中間層なしで真の気密ガラス-Si封止を実現。オートクレーブ互換。
最もクリーンな光学的透明チップ向けガラス-ガラス直接フュージョンボンディング。プラズマ活性化。接着剤なし。UV透過。
ガラス転移温度わずかに上での熱プレスによる硬質熱可塑性チップのサーマルボンディング。接着剤なし。射出成形対応。
| パラメータ | ガラス | シリコン | ポリマー(PDMS/PC/COP) |
|---|---|---|---|
| 最大基板サイズ | 500×600mmパネル | 最大12インチ(300mm) | PDMS:キャスト;モールド:最大12インチ |
| チャネルパターニング | HFウェットエッチング · ICP-RIE · レーザー | DRIE(35:1)· KOH · TMAH | ソフトリソグラフィー(PDMS)· 射出成形 · NIL |
| 最小フィーチャーサイズ | ~2µm(ICP-RIE) | ~0.5µm(DRIE) | ~5µm(モールド);<100nm(NIL) |
| 光学透明性 | 優秀(UV〜NIR) | 不透明(IR のみ) | PDMS:優秀;COP:非常に良好 |
| 化学耐性 | 優秀、ほぼ全有機溶剤に不活性 | 優秀(酸化膜パッシベーション) | PDMS:有機溶剤で膨潤;COP:良好 |
| 生体適合性 | 優秀、ISO 10993 | 良好(酸化膜表面) | PDMS:優秀;グレードPIポリイミド:ISO 10993 |
| 熱安定性 | 最大600°C(石英) | 最大1000°C | PDMS:200°C;PI:400°C |
| 電極統合 | Au · Pt · ITO、直接成膜 | Au · Pt · TiN、標準CMOS | 限定的、低温金属のみ |
| CMOS統合 | ハイブリッドチップのTSV経由 | ネイティブ、同一ウェーハ | - |
| ボンディング方式 | アノーディック · フュージョン · 接着剤 | アノーディック(ガラスへ)· フュージョン | O₂プラズマ(PDMS)· サーマル(PC/COP) |
| コスト(チップあたり) | 中程度、500×600mmスケールで低 | 中〜高 | 最低(PDMS研究;モールド:非常に低い) |
| 試作ターンアラウンド | 1〜3週間 | 2〜4週間 | PDMS:3〜5日;モールド:4〜8週間 |
ナノポアシーケンシングと光学シーケンシング向けNIL定義ナノポアアレイと精密マイクロチャネルを持つガラスフローセル。ガラスフュージョンボンド · NILナノポア · 500×600mm · UV透過。
ラテラルフローアッセイ・RT-PCR・イムノアッセイ・CRISPRベース診断向けCOP射出成形チップ。COPの低自家蛍光で検出感度最大化。COP射出成形 · LFA · RT-PCR · CRISPR対応。
組織エンジニアリングと臓器模倣(肺・腸・血液脳関門)向けQuake空気圧バルブ・蠕動ポンプ・機械的伸張メンブレンを持つ多層PDMSチップ。PDMS多層 · Quakeバルブ · OOC / MPS。
NILとリフトオフによるガラス基板上の金ナノ構造アレイ(ナノピラー・ナノホール・ナノスリット)。表面プラズモン共鳴シフトが抗体/アプタマープローブによる標的結合を検出。
サイズベース血球分類向けSiリコンDRIEマイクロピラーアレイ(決定論的横方向変位)。ITPまたはPt電極によるDEP(誘電泳動)トラッピング。液体生検対応。
神経信号記録と刺激向けガラスまたはSi基板上Ptまたは TiN電極の多電極アレイ(MEA)。SU-8パッシベーション · DRIE · ポリイミドRDL対応。BCIアプリケーション向け。
DNA伸長と単一分子蛍光マッピング向けEビームパターンナノ流体チャネル(<100nm深さ)。Auフィルム内ZMW(ゼロモード導波路)。ナノウェルアレイ・デジタルELISA対応。
単分散エマルション生成・マイクロカプセル化・薬物搭載ナノ粒子向けPDMSおよびガラスの液滴マイクロ流体チップ。T字路・フォーカシング型 · CV <2%対応。
500×600mmガラスパネルで処理された大型フォーマットガラスマルチウェルプレートとフロースルー細胞培養チャンバー。Au/ITO TEER電極。SU-8 3Dスキャフォールド対応。
4〜6インチウェーハより大幅に多いチップを1ランで処理するため、4または6インチウェーハより単位面積あたりのコストが大幅に低くなります。DNAシーケンシングフローセルのスケールアップ向け。
50nm以下のNILナノポアをマイクロ流体チップに統合。基板を別のナノ加工施設に転送することなく実現。ナノから機能的デバイスまで一貫して管理。
光学バイオチップ向けガラス・Bio-MEMSとCMOS集積向けシリコン・ソフトリソグラフィー試作向けPDMS・量産向けCOP/PC。材料の妥協なし。
PDMSで試作(3〜5日ターンアラウンド)後、同じチャネル設計で射出成形COPまたはPCへ移行。設計を最初からやり直す必要はありません。
PDMS-ガラスとPDMS-PDMSのO₂プラズマ、ガラス-Si気密アノーディック、ガラス-ガラスUV透過フュージョン、PC/COPサーマル。単一施設で基板の組み合わせに合わせて選択。
バイオチップ設計(チャネルレイアウト・電極形状・表面化学プロトコル・アッセイ設計)は知的財産です。設計データ共有前にNDAで保護できます。最初のお問い合わせはNDA不要。
基板タイプ・チャネル寸法・ボンディング要件・生産数量をお知らせください。エンジニアが1営業日以内にご返信いたします。