Investigação sobre o mecanismo de ligação de PCB e o método de controlo eficaz

Microcâmaras pressurizadas

Uma microcâmara pressurizada é um meio eficaz de transporte de líquidos em dispositivos lab-on-PCB. Funciona armazenando energia pneumática e libertando-a através de uma abertura numa microválvula. A microválvula é activada eletricamente, utilizando um fio de ouro com cerca de 25 m de diâmetro.

Os dispositivos Lab-on-PCB estão atualmente a ser desenvolvidos para uma vasta gama de aplicações biomédicas, mas ainda não estão disponíveis comercialmente. No entanto, a investigação neste domínio está a crescer rapidamente e existe um potencial significativo para a obtenção de dispositivos comercializáveis. Foram desenvolvidos vários métodos de condução de fluxo, incluindo a electro-humilhação em dieléctricos, a condução de fluxo electroosmótico e a condução de fluxo baseada na mudança de fase.

A utilização de fontes externas para movimentar líquidos no interior de sistemas lab-on-PCB é utilizada há muito tempo na investigação, mas não é uma solução particularmente prática para um sistema portátil. As bombas de seringa externas também reduzem a portabilidade do dispositivo. No entanto, constituem uma oportunidade interessante para integrar sensores e actuadores num dispositivo microfluídico.

As bombas electroosmóticas são também normalmente integradas em placas de circuito impresso para manipulação de fluidos. Oferecem um fluxo contínuo de fluido de baixo custo e sem impulsos, mas requerem microcanais estreitos e reservatórios externos de líquido. Uma ativação inadequada pode resultar em eletrólise e bloqueio dos microcanais. Além disso, os eléctrodos de cobre não são ideais porque podem provocar a contaminação do fluido e o bloqueio dos microcanais. Além disso, os eléctrodos de cobre requerem etapas de fabrico adicionais e aumentam o custo.

Laboratório sobre PCBs

O Laboratory-on-PCBs (LoP) é um tipo de dispositivo que integra um circuito eletrónico numa placa de circuito impresso. Este tipo de dispositivo é utilizado para realizar várias experiências em circuitos electrónicos. É também utilizado em aplicações que requerem a integração de diferentes materiais. Estes dispositivos são compatíveis com as técnicas de flow-driving e podem também ser produzidos por métodos fotolitográficos ou de resistência seca. Além disso, estes dispositivos também integram componentes electrónicos montados à superfície, concebidos para medir dados. Um exemplo é um dispositivo que integra um LED azul incorporado e um sensor de temperatura integrado.

Outra opção para movimentar líquidos em Lab-on-PCBs é utilizar microcâmaras pressurizadas. As câmaras pressurizadas podem armazenar energia pneumática e podem ser libertadas através da abertura de uma microválvula. As microválvulas são activadas eletricamente. Uma vantagem deste tipo de mecanismo é o facto de ser portátil e poder ser utilizado várias vezes. Além disso, pode suportar pressões elevadas.

Um dos principais desafios da implementação de microválvulas em PCB é a dificuldade de as integrar na PCB. Também é difícil integrar actuadores com partes móveis numa PCB. No entanto, os investigadores desenvolveram microbombas com base em PCB e utilizaram actuadores piezoeléctricos.

O processo de utilização de lab-on-PCBs para controlar líquidos é altamente complexo e pode ser bastante difícil. Este método apresenta numerosos inconvenientes e a principal dificuldade é o complexo processo de fabrico. Além disso, o método de montagem dos LoPs também aumenta a complexidade do dispositivo.