PCB 플러그 메커니즘 및 효과적인 제어 방법 연구

가압 마이크로 챔버

가압 마이크로 챔버는 실험실용 PCB 장치에서 액체를 운반하는 효과적인 수단입니다. 이 장치는 공압 에너지를 저장했다가 마이크로밸브의 구멍을 통해 방출하는 방식으로 작동합니다. 마이크로브이브는 직경 약 25m의 금선을 사용하여 전기적으로 활성화됩니다.

현재 다양한 생물의학 응용 분야를 위해 Lab-on-PCB 디바이스가 개발되고 있지만 아직 상업적으로 이용 가능하지는 않습니다. 그러나 이 분야의 연구는 빠르게 성장하고 있으며 시장성 있는 디바이스를 확보할 수 있는 상당한 잠재력이 있습니다. 유전체에서의 전기 습윤, 전기 삼투성 흐름 구동, 위상 변화 기반 흐름 구동 등 다양한 흐름 구동 방식이 개발되었습니다.

랩온PCB 시스템 내부에서 액체를 이동하기 위해 외부 소스를 사용하는 것은 연구 분야에서 오랫동안 사용되어 왔지만 휴대용 시스템에는 특히 실용적인 솔루션이 아닙니다. 외부 시린지 펌프는 또한 장치의 휴대성을 떨어뜨립니다. 하지만 미세 유체 장치에 센서와 액추에이터를 통합할 수 있는 흥미로운 기회를 제공합니다.

전기 삼투 펌프는 일반적으로 유체 조작을 위해 PCB에 통합되기도 합니다. 이 펌프는 저비용으로 펄스 없이 유체를 지속적으로 흐르게 하지만 좁은 마이크로 채널과 외부 액체 저장소가 필요합니다. 부적절한 활성화는 전기 분해 및 마이크로 채널 차단을 초래할 수 있습니다. 또한 구리 전극은 유체 오염과 미세 채널 막힘을 유발할 수 있으므로 이상적이지 않습니다. 또한 구리 전극은 추가 제작 단계가 필요하고 비용이 증가합니다.

실험실 온 PCB

LoP(실험실 온 PCB)는 전자 회로를 PCB에 통합하는 장치 유형입니다. 이 유형의 장치는 전자 회로에서 다양한 실험을 수행하는 데 사용됩니다. 또한 다양한 재료의 통합이 필요한 응용 분야에도 사용됩니다. 이러한 장치는 흐름 구동 기술과 호환되며 포토리소그래피 또는 드라이 레지스트 방법으로도 제작할 수 있습니다. 또한 이러한 장치에는 데이터를 측정하도록 설계된 표면 실장 전자 부품도 통합되어 있습니다. 예를 들어 내장형 청색 LED와 통합 온도 센서가 통합된 디바이스가 있습니다.

Lab-on-PCB에서 액체를 이동하는 또 다른 옵션은 가압 마이크로 챔버를 사용하는 것입니다. 가압 챔버는 공압 에너지를 저장할 수 있으며 마이크로밸브를 열어 방출할 수 있습니다. 마이크로 밸브는 전기적으로 활성화됩니다. 이러한 유형의 메커니즘의 한 가지 장점은 휴대가 간편하고 여러 번 사용할 수 있다는 것입니다. 또한 높은 압력에도 견딜 수 있습니다.

마이크로바이옴을 PCB에 구현할 때의 주요 과제 중 하나는 마이크로바이옴을 PCB에 통합하는 것이 어렵다는 점입니다. 또한 움직이는 부품이 있는 액추에이터를 PCB에 통합하는 것도 어렵습니다. 그러나 연구자들은 압전 액추에이터를 사용하여 PCB 기반의 마이크로 펌프를 개발했습니다.

랩온PCB를 사용하여 액체를 제어하는 과정은 매우 복잡하고 매우 어려울 수 있습니다. 이 방법에는 여러 가지 단점이 있으며, 가장 큰 어려움은 복잡한 제작 과정입니다. 또한 LoP의 조립 방법도 장치의 복잡성을 더합니다.