Chip hồn chỉnh

Chip hồn chỉnh được chế tạo gồm PDMS định hình cấu trúc kênh vi lưu và đế PCB. Để hàn gắn chất nền PDMS vào bảng mạch PCB, lớp mỏng PDMS được quay phủ lên bề mặt mạch PCB. Lớp mỏng PDMS này khơng chỉ cung cấp một bề mặt phẳng cĩ thể bịt kín các mấp mơ cĩ thể cĩ trên bề mặt bản mạch PCB để cĩ thể tạo kết dính với một chất nền PDMS khác, mà nĩ cịn là lớp bảo vệ tránh sự tiếp xúc trực tiếp giữa các điện cực của cảm biến điện dung và dung dịch trong vi kênh.

Độ dày của lớp PDMS chủ yếu phụ thuộc vào độ nhớt của PDMS (và do đĩ là tỷ lệ trộn của 2 thành phần), tốc độ và thời gian quay phủ. Lớp PDMS mỏng phụ thuộc vào việc trộn hỗn hợp Prepolymer PDMS và chất làm cứng (catalyst) với tỷ lệ là 10:1. Sau đĩ PDMS được để trong bình hút chân khơng để loại bỏ bọt khí trong 30 phút. Quá trình quay phủ một lớp PDMS mỏng được thực hiện theo 3 bước sau: Bước một quay phủ tốc độ 200 vịng/phút trong thời gian 20 giây để dàn đều PDMS trên bề mặt PCB. Bước hai quay phủ ở tốc độ 5000 vịng/phút trong thời gian 60 giây để xác định độ dầy lớp PDMS. Sau đĩ tốc độ được giảm dần về 1000 vịng/phút trong thời gian 20 giây. Sau khi quay phủ lớp PDMS trên bảng PCB, ngã ba chữ Y của kênh PDMS được căn chỉnh trên bảng mạch PCB tại vị trí được thiết kế các điện cực cảm biến và để trên một tấm nung nĩng (hot plate) ở nhiệt độ 90 độ trong hai giờ tạo liên kết bền vững giữa PDMS và PCB.

Tỉ lệ thành cơng của chip phụ thuộc vào lớp gắn kết giữa PDMS và PCB hay chính là phụ thuộc vào lớp PDMS mỏng quay phủ. Trong quá trình chế tạo chúng tơi đã thử nghiệm rất nhiều những tốc độ và thời gian quay phủ lớp PDMS mỏng khác nhau nhưng tỉ lệ chế tạo thành cơng cịn tương đối thấp, tỷ lệ thành cơng vào khoảng 50% vẫn cần tối ưu nâng cao hiệu suất chế tạo thành cơng.

3.2 Thiết lập hệ thống đo

Hệ đo lường cho hệ thống tạo giọt được thiết lập như trên hình 3.4, bao gồm các thành phần như: Máy bơm, mạch điều khiển và thu thập dữ liệu, kính hiển vi, máy ảnh và máy hiện sĩng với mục đích để đo đạc các q trình tạo giọt cũng như khảo sát tín hiệu của chíp.

Việc thiết lập hệ đo được thực hiện như sau: Hai ống bơm sẽ lần lượt được bơm dung dịch dầu và nước màu ở các lưu lượng khác nhau rồi gắn cố định lên máy bơm. Hệ thống máy bơm dùng để cài đặt tốc độ bơm tự động bằng phần mềm cảm ứng cho hai ống kim tiêm. Ống chứa nước màu cố định ở lưu lượng 20l/phút và 50l/phút trong đĩ ống chứa dầu sẽ cĩ tốc độ thay đổi từ 50l/phút đến 200l/phút mục đích để phân tích hiệu suất tạo giọt của thiết kế đã đề xuất. Sự hình thành giọt và quá trình di chuyển của vi hạt trong kênh dẫn được quan sát và ghi lại thơng qua việc sử dụng kính kiển vi Meiji và máy ảnh ảnh Nikon. Sau đĩ, các điện cực được

kết nối vào mạch đo tín hiệu, lối ra của mạch sẽ được kết nối với một máy hiện sĩng để khảo sát dạng tín hiệu của cảm biến.

Hình 3.4 là hệ thống đo đạc thực tế bao gồm hình ảnh hệ thống hồn chỉnh, hình ảnh chip vi lưu với kênh dẫn và điện cực, hình ảnh vi giọt và điện cực được chụp lại bằng kính hiển vi và máy ảnh.