Onderzoek naar PCB Plug Mechanisme en Effectieve Controle Methode

Microkamers onder druk

Een microkamer onder druk is een effectieve manier om vloeistof te transporteren in lab-op-PCB-apparaten. Het werkt door pneumatische energie op te slaan en vrij te geven via een opening in een microklep. De microklep wordt elektrisch geactiveerd met een gouddraad van ongeveer 25 m in diameter.

Lab-on-PCB apparaten worden momenteel ontwikkeld voor een groot aantal biomedische toepassingen, maar zijn nog niet commercieel beschikbaar. Het onderzoek op dit gebied groeit echter snel en er is een aanzienlijk potentieel voor het verkrijgen van verkoopbare apparaten. Er zijn verschillende stromingsmethoden ontwikkeld, waaronder elektrowetting op diëlektrica, elektroosmotische stromingssturing en stromingssturing op basis van faseverandering.

Het gebruik van externe bronnen voor het verplaatsen van vloeistoffen in lab-on-PCB systemen wordt al lang gebruikt in onderzoek, maar het is geen bijzonder praktische oplossing voor een draagbaar systeem. Externe spuitpompen verminderen ook de draagbaarheid van het apparaat. Ze bieden echter wel een interessante mogelijkheid om sensoren en actuatoren te integreren in een microfluïdisch apparaat.

Elektro-smotische pompen worden ook vaak geïntegreerd op PCB's voor vloeistofmanipulatie. Ze bieden een goedkope, pulsvrije continue vloeistofstroom, maar vereisen smalle microkanalen en externe vloeistofreservoirs. Onjuiste activering kan leiden tot elektrolyse en blokkering van het microkanaal. Bovendien zijn koperen elektroden niet ideaal omdat ze vloeistofvervuiling en microkanaalverstopping kunnen veroorzaken. Bovendien vereisen koperen elektroden extra fabricagestappen en verhogen ze de kosten.

Laboratorium-op-PCB's

Laboratorium-op-PCB's (LoP) is een type apparaat dat een elektronisch circuit integreert op een PCB. Dit type apparaat wordt gebruikt om verschillende experimenten met elektronische schakelingen uit te voeren. Het wordt ook gebruikt in toepassingen die de integratie van verschillende materialen vereisen. Deze apparaten zijn compatibel met flow-driven technieken en kunnen ook geproduceerd worden met fotolitografische of droge resist methoden. Bovendien bevatten deze apparaten ook aan het oppervlak gemonteerde elektronische componenten die ontworpen zijn om gegevens te meten. Een voorbeeld hiervan is een apparaat met een ingebouwde blauwe LED en een geïntegreerde temperatuursensor.

Een andere optie voor het verplaatsen van vloeistoffen in Lab-on-PCB's is het gebruik van microkamers onder druk. De drukkamers kunnen pneumatische energie opslaan en kunnen worden vrijgegeven door een microklep te openen. De microkleppen worden elektrisch geactiveerd. Een voordeel van dit type mechanisme is dat het draagbaar is en meerdere keren gebruikt kan worden. Bovendien is het bestand tegen hoge druk.

Een van de grootste uitdagingen bij het implementeren van microkleppen in printplaten is de moeilijkheid om ze in de printplaat te integreren. Het is ook moeilijk om actuatoren met bewegende delen in een printplaat te integreren. Onderzoekers hebben echter micropompen ontwikkeld die PCB-gebaseerd zijn en gebruik maken van piëzo-elektrische actuatoren.

Het proces om lab-on-PCB's te gebruiken om vloeistoffen te controleren is zeer complex en kan behoorlijk moeilijk zijn. Er zijn veel nadelen aan deze methode en het grootste probleem is het complexe fabricageproces. Bovendien maakt de assemblagemethode van LoP's het apparaat nog complexer.