Investigación sobre el mecanismo de taponamiento de PCB y el método de control eficaz

Microcámaras presurizadas

Una microcámara presurizada es un medio eficaz para transportar líquidos en dispositivos de laboratorio en PCB. Funciona almacenando energía neumática y liberándola a través de una abertura en una microválvula. La microválvula se activa eléctricamente mediante un hilo de oro de unos 25 m de diámetro.

Actualmente se están desarrollando dispositivos Lab-on-PCB para una amplia gama de aplicaciones biomédicas, pero aún no están disponibles comercialmente. Sin embargo, la investigación en este campo está creciendo rápidamente y existe un importante potencial para obtener dispositivos comercializables. Se han desarrollado varios métodos de conducción de flujo, entre ellos la electrowetting sobre dieléctricos, la conducción de flujo electroosmótica y la conducción de flujo basada en el cambio de fase.

El uso de fuentes externas para mover líquidos dentro de los sistemas lab-on-PCB se ha utilizado durante mucho tiempo en investigación, pero no es una solución especialmente práctica para un sistema portátil. Las bombas de jeringa externas también reducen la portabilidad del dispositivo. Sin embargo, ofrecen una oportunidad interesante para integrar sensores y actuadores en un dispositivo microfluídico.

Las bombas electroosmóticas también suelen integrarse en las placas de circuito impreso para manipular fluidos. Ofrecen un flujo continuo de fluidos de bajo coste y sin pulsaciones, pero requieren microcanales estrechos y depósitos externos de líquido. Una activación inadecuada puede provocar electrólisis y el bloqueo de los microcanales. Además, los electrodos de cobre no son ideales porque pueden contaminar el fluido y bloquear los microcanales. Además, los electrodos de cobre requieren pasos de fabricación adicionales y aumentan el coste.

Laboratorio sobre PCB

El laboratorio en placa de circuito impreso (LoP) es un tipo de dispositivo que integra un circuito electrónico en una placa de circuito impreso. Este tipo de dispositivo se utiliza para realizar diversos experimentos en circuitos electrónicos. También se utiliza en aplicaciones que requieren la integración de distintos materiales. Estos dispositivos son compatibles con las técnicas de conducción de flujo y también pueden fabricarse mediante métodos fotolitográficos o de resistencia seca. Además, estos dispositivos también incorporan componentes electrónicos montados en superficie que están diseñados para medir datos. Un ejemplo de ello es un dispositivo que integra un LED azul y un sensor de temperatura integrados.

Otra opción para mover líquidos en los Lab-on-PCB es utilizar microcámaras presurizadas. Las cámaras presurizadas pueden almacenar energía neumática y pueden liberarse abriendo una microválvula. Las microválvulas se activan eléctricamente. Una ventaja de este tipo de mecanismo es que es portátil y puede utilizarse varias veces. Además, puede soportar altas presiones.

Uno de los principales retos de la implantación de microválvulas en placas de circuito impreso es la dificultad de integrarlas en la placa. También es difícil integrar actuadores con piezas móviles en una PCB. Sin embargo, los investigadores han desarrollado microbombas basadas en PCB que utilizan actuadores piezoeléctricos.

El proceso de utilizar PCB de laboratorio para controlar líquidos es muy complejo y puede resultar bastante difícil. Este método presenta numerosos inconvenientes, y la principal dificultad es el complejo proceso de fabricación. Además, el método de ensamblaje de los LoP también añade complejidad al dispositivo.