Penelitian tentang Mekanisme Steker PCB dan Metode Kontrol yang Efektif

Ruang mikro bertekanan

Ruang mikro bertekanan adalah cara yang efektif untuk mengangkut cairan dalam perangkat lab-on-PCB. Alat ini bekerja dengan menyimpan energi pneumatik dan melepaskannya melalui bukaan pada katup mikro. Katup mikro diaktifkan secara elektrik, menggunakan kawat emas berdiameter sekitar 25 m.

Perangkat Lab-on-PCB saat ini sedang dikembangkan untuk berbagai aplikasi biomedis, tetapi belum tersedia secara komersial. Namun, penelitian di bidang ini berkembang pesat dan ada potensi yang signifikan untuk mendapatkan perangkat yang dapat dipasarkan. Berbagai metode penggerak aliran telah dikembangkan, termasuk electrowetting pada dielektrik, penggerak aliran elektroosmotik, dan penggerak aliran berbasis perubahan fase.

Penggunaan sumber eksternal untuk memindahkan cairan di dalam sistem lab-on-PCB telah lama digunakan dalam penelitian, tetapi ini bukan solusi yang praktis untuk sistem portabel. Pompa jarum suntik eksternal juga mengurangi portabilitas perangkat. Namun, mereka memberikan kesempatan yang menarik untuk mengintegrasikan sensor dan aktuator dalam perangkat mikrofluida.

Pompa elektroosmotik juga biasanya diintegrasikan pada PCB untuk manipulasi cairan. Pompa ini menawarkan aliran fluida kontinu berbiaya rendah dan bebas pulsa, tetapi membutuhkan saluran mikro yang sempit dan reservoir cairan eksternal. Aktivasi yang tidak tepat dapat menyebabkan elektrolisis dan pemblokiran saluran mikro. Selain itu, elektroda tembaga tidak ideal karena dapat menyebabkan kontaminasi cairan dan pemblokiran saluran mikro. Selanjutnya, elektroda tembaga memerlukan langkah fabrikasi tambahan dan meningkatkan biaya.

Laboratorium-on-PCB

Laboratory-on-PCB (LoP) adalah jenis perangkat yang mengintegrasikan sirkuit elektronik ke PCB. Jenis perangkat ini digunakan untuk melakukan berbagai eksperimen dalam sirkuit elektronik. Perangkat ini juga digunakan dalam aplikasi yang memerlukan integrasi berbagai bahan. Perangkat ini kompatibel dengan teknik flow-driving dan juga dapat diproduksi dengan metode fotolitografi atau dry resist. Selain itu, perangkat ini juga menggabungkan komponen elektronik yang dipasang di permukaan yang dirancang untuk mengukur data. Salah satu contohnya adalah perangkat yang mengintegrasikan LED biru tertanam dan sensor suhu terintegrasi.

Pilihan lain untuk memindahkan cairan di Lab-on-PCB adalah dengan menggunakan ruang mikro bertekanan. Ruang bertekanan dapat menyimpan energi pneumatik dan dapat dilepaskan dengan membuka katup mikro. Katup mikro diaktifkan secara elektrik. Salah satu keuntungan dari jenis mekanisme ini adalah sifatnya yang portabel dan dapat digunakan beberapa kali. Selain itu, dapat menahan tekanan tinggi.

Salah satu tantangan utama dalam mengimplementasikan katup mikro ke dalam PCB adalah kesulitan mengintegrasikannya ke dalam PCB. Juga sulit untuk mengintegrasikan aktuator dengan bagian yang bergerak ke dalam PCB. Namun, para peneliti telah mengembangkan pompa mikro yang berbasis PCB, dan memanfaatkan aktuator piezoelektrik.

Proses penggunaan lab-on-PCB untuk mengontrol cairan sangat kompleks dan bisa sangat sulit. Ada banyak kekurangan dari metode ini, dan kesulitan utamanya adalah proses fabrikasi yang rumit. Selain itu, metode perakitan LoP juga menambah kerumitan perangkat.