Yüksek Verimli Mikroakışkan Hızlı ve Düşük Maliyetli Prototipleme Paketleme Yöntemleri

Bu prosedürün genel amacı, mikroakışkan hızlı prototipleme platformları için farklı seçenekler sunmaktır. Bu, önce PDMS kullanılarak çıkarılabilir bir ara bağlantı üretilerek gerçekleştirilir. İkinci adım, mikro tüpleri ara bağlantıda veya doğrudan mikroakışkan çipe sabitlemektir.

Daha sonra, mikroakışkan çipler monte edilir ve bir elektrik arayüzüne bağlanır. Sonuç olarak, sıvı ara bağlantıdan ve mikroakışkan çipe farklı hızlarda akar. PDMS Ara Konektörünün gücünü değerlendirmek için, ilk olarak yüksek elektrik giriş çıkışlı bir mikroakışkan çip tasarlarken bu yöntem için fikrim vardı ve çok sayıda ENC kanal elektrotu ile farklı ENC kanalı elektrik alanı yayılımını test etmek için kolayca çıkarılabilir bir ara bağlantıya ihtiyacım vardı.

Başlamak için, PDMS'yi ve kürleme maddesini 10'a bir oranında karıştırarak PDMS'yi hazırlayın ve ardından karışımı 60 dakika boyunca düşük bir vakum altına koyarak gazını alın. Ardından, önceden ısıtın ve fırın sıcaklığını 80 santigrat dereceye getirin ve fırın ısınırken sıcaklığın dengelenmesini bekleyin. PDMS ara konektörünün yerleştirileceği mikroakışkan çipin yüzeyini etanol kullanarak temizleyin.

Tozsuz bir yerde kurumaya bırakın. PDMS kabını önceden ısıtılmış fırına aktarın ve PDMS'nin 80 santigrat derecede 12 ila 15 dakika hafifçe polimerize olmasına izin verin, bağlantının yapılacağı mikroakışkan çipi PDMS tabakası ile fırına yerleştirin, böylece 15 dakika sonra aynı sıcaklıkta olacaktır. PDMS'yi ve mikroakışkan çipi kürleme fırınından çıkarın.

Ardından, beş x beş milimetrelik bir PDMS parçasını kesmek için bir tıraş bıçağı kullanın. Ardından PDMS katmanından iki adet iki milimetrelik delik açın. PDMS'yi Petri kaplarından çıkarın ve mikroakışkan çipin üzerine yerleştirin.

Delikleri tam olarak hizalamaya dikkat edin ve ardından PDMS'yi yavaşça yerine bastırın. Ara bağlantı yerindeyken, 100 mikron iç çapa sahip iki milimetre çapındaki Teflon tüpleri, mikro tüpün kenarı uzunluğuna dik olarak kesilecek şekilde yeni bir bıçak kullanarak kesin. Boru, ara bağlantı üzerine herhangi bir baskı uygulamadan bir şırınga pompasına bağlanacak kadar uzun olmalıdır.

Gerekirse bir mikro konumlandırıcı kullanarak tüpleri PDMS ara bağlantı katmanından geçirin, daha iyi yapışma için tüp ile PDMS arasına epoksi ekleyin. Ardından tüplerin diğer ucunu sıvı enjeksiyon sistemine bağlayın. PDMS bazlı ara bağlantıya alternatif olarak, mikro tüpleri kalıcı olarak yerine sabitlemek için epoksi kullanılabilir.

Bunu başarmak için, mikro tüpü mikroakışkan çipin erişim deliğine dikkatlice yerleştirmek için mikro konumlandırıcıyı kullanın. Daha sonra erişim deliklerinin etrafına UV ile kürlenebilen veya standart bir epoksi uygulayın ve üretici spesifikasyonlarına göre kürleyin. Lehimlemeye başlamak için yüzeye monte edin, elektrik konektörlerini bir baskılı devre kartına bağlayın.

Daha sonra mikroakışkan çipin elektrikli pedlerini inceleyin ve gerekli temizlik miktarına bağlı olarak daha fazla veya daha az süre ile yaklaşık 10 dakika plazma oksijenine maruz bırakarak herhangi bir yüzey kirliliğini temizleyin. Yüzey kirliliği bulunmazsa, pedleri etanol ile temizlemeniz yeterlidir. Daha sonra, iletken bandı mikroakışkan çiplerle aynı boyutlarda olacak şekilde iki milimetreye bir milimetrelik küçük parçalar halinde kesmek için keskin bir bıçak kullanın.

Elektrikli pedler. Ardından, iletken bandı baskılı devre kartına elektrik pedlerinin üzerine yerleştirmek için temiz forseps kullanın. Mikroakışkan çipi, baskılı devre kartının üzerinde zaten yerinde olan ara bağlantı ile hizalayın.

Bir hizalama makinesi kullanarak, kısa devreleri önlemek için baskılı devre kartına kağıt gibi bir yalıtım katmanı yerleştirin ve ardından montaj tamamlandığında makine vidaları ve somunlarını kullanarak metal braketi takın. Şırınga pompasından deiyonize su akıtarak bireysel kurulumları test etmeye başlayın. Sistem sızıntı yapmaya başlayana kadar pompa hızını yavaşça artırın, bu noktada maksimum basınca ulaşıldı.

Deneyinizin ardından makine vidalarını, somunlarını ve metal braketleri çıkarın. Ardından mikroakışkan çipi ve baskılı devre kartını nazikçe ayırın. Son olarak, yeniden montajdan önce baskılı devre kartı ve mikroakışkan çip üzerindeki elektrik pedlerinden iletken bant yapıştırıcısını çıkarmak için etanol kullanın.

Burada gösterilen tabloda üç farklı ara bağlantı borusu bağlantı tekniği karşılaştırılmıştır. PDMS ara konektörünün, mikroakışkan tasarımın ortaya çıkarılması gerektiğinde ve hızlı prototipleme gerektirdiğinde düşük basınçlı uygulamalarla kullanılması önerilir. Standart ve UV epoksi, güçlü bir ara bağlantı sağlar ve hem düşük hem de yüksek basınçlı uygulamalar için kullanılabilir, ancak cihazla istenmeyen kalıcı bir sızdırmazlık oluşturur.

PDMS ara bağlantıları, daha yaygın ara bağlantı kurulumlarından bazılarıyla karşılaştırıldığında burada gösterilmektedir. Bir milimetre kalınlığındaki PDMS ara bağlantısı, 0,45 milimetre kalınlığındaki ara konektörün üç katı basınca dayanabilir. Bu, 0,45 milimetre ara bağlantıya kıyasla bir milimetre kalınlığındaki ara bağlantı için akış hızının beş katı ile ilgilidir Bir kez ustalaştıktan sonra, bu teknik düzgün bir şekilde yapılırsa 10 ila 20 dakika içinde tamamlanabilir.