PCB Fiş Mekanizması ve Etkin Kontrol Yöntemi Üzerine Araştırma

Basınçlı mikro odalar

Basınçlı bir mikro hazne, PCB üzerinde laboratuvar cihazlarında sıvı taşımanın etkili bir yoludur. Pnömatik enerjiyi depolayarak ve bir mikro valf içindeki bir açıklıktan serbest bırakarak çalışır. Mikro valf, yaklaşık 25 m çapında bir altın tel kullanılarak elektriksel olarak etkinleştirilir.

Lab-on-PCB cihazları şu anda çok çeşitli biyomedikal uygulamalar için geliştirilmektedir, ancak henüz ticari olarak mevcut değildir. Bununla birlikte, bu alandaki araştırmalar hızla artmaktadır ve pazarlanabilir cihazlar elde etmek için önemli bir potansiyel vardır. Dielektrikler üzerinde elektrowetting, elektroosmotik akış sürüşü ve faz değişimi tabanlı akış sürüşü dahil olmak üzere çeşitli akış sürüş yöntemleri geliştirilmiştir.

Sıvıları PCB üzerinde laboratuvar sistemleri içinde hareket ettirmek için harici kaynakların kullanımı araştırmalarda uzun süredir kullanılmaktadır, ancak taşınabilir bir sistem için özellikle pratik bir çözüm değildir. Harici şırınga pompaları da cihazın taşınabilirliğini azaltır. Bununla birlikte, sensörleri ve aktüatörleri mikroakışkan bir cihaza entegre etmek için ilginç bir fırsat sağlarlar.

Elektroosmotik pompalar da genellikle sıvı manipülasyonu için PCB'lere entegre edilir. Düşük maliyetli, darbesiz sürekli sıvı akışı sunarlar, ancak dar mikro kanallar ve harici sıvı rezervuarları gerektirirler. Uygunsuz aktivasyon elektroliz ve mikrokanal tıkanmasına neden olabilir. Ayrıca, bakır elektrotlar ideal değildir çünkü sıvı kontaminasyonuna ve mikrokanal tıkanmasına neden olabilirler. Ayrıca, bakır elektrotlar ek üretim adımları gerektirir ve maliyeti artırır.

PCB'ler Üzerine Laboratuvar

PCB'ler üzerinde laboratuvar (LoP), bir elektronik devreyi PCB üzerine entegre eden bir cihaz türüdür. Bu tip cihazlar elektronik devrelerde çeşitli deneyler yapmak için kullanılır. Ayrıca farklı malzemelerin entegrasyonunu gerektiren uygulamalarda da kullanılır. Bu cihazlar flow-driving teknikleri ile uyumludur ve fotolitografik veya kuru direnç yöntemleri ile de üretilebilir. Ayrıca, bu cihazlar veri ölçmek için tasarlanmış yüzeye monte elektronik bileşenler de içerir. Bu tür bir örnek, gömülü bir mavi LED ve entegre bir sıcaklık sensörü içeren bir cihazdır.

Lab-on-PCB'lerde sıvıları hareket ettirmek için bir başka seçenek de basınçlı mikro odacıklar kullanmaktır. Basınçlı bölmeler pnömatik enerji depolayabilir ve bir mikro valf açılarak serbest bırakılabilir. Mikrovalfler elektriksel olarak etkinleştirilir. Bu tür bir mekanizmanın bir avantajı taşınabilir olması ve birden çok kez kullanılabilmesidir. Ayrıca, yüksek basınçlara dayanabilir.

Mikro valfleri PCB'lere uygulamanın ana zorluklarından biri, bunları PCB'ye entegre etmenin zorluğudur. Hareketli parçalara sahip aktüatörleri bir PCB'ye entegre etmek de zordur. Bununla birlikte, araştırmacılar PCB tabanlı mikro pompalar geliştirmiş ve piezoelektrik aktüatörlerden yararlanmışlardır.

Sıvıları kontrol etmek için lab-on-PCB'leri kullanma süreci oldukça karmaşıktır ve oldukça zor olabilir. Bu yöntemin çok sayıda dezavantajı vardır ve temel zorluk karmaşık üretim sürecidir. Ayrıca, LoP'lerin montaj yöntemi de cihazın karmaşıklığına katkıda bulunur.