波托马克 – UMBC 合作开发微流体设备的新型制造技术，并取得了早期且有希望的成果。
微流体是一门设计、制造和开发处理极少量流体的设备和工艺的科学，可用于多种应用，包括传感、药物研发、替代能源和即时诊断。通常在实验室中进行的测试和分析过程现在已经小型化，可以在单个芯片上进行，以提高效率和移动性，并减少样品和试剂量。最近，Potomac 及其在 UMBC 和 Potomac Mesosystems 的合作伙伴已着手开展多个项目，以开发新型微流体制造技术。
用于加热和传感的表面贴装热敏电阻
在我们的第一项研究中，我们研究了亚毫米热敏电阻作为热源和温度传感器的用途。我们使用最小的负温度系数热敏电阻，其尺寸为 0.3 毫米 x 0.6 毫米（0201 尺寸）。
当热敏电阻用于温度传感时，通常会非常小心，以避免传感电流导致热敏电阻自热。在我们的例子中，我们故意让热敏电阻自热，并监测其电阻以推断其温度。这为我们提供了一个温度易于测量的微小热源，可以将其放置在微流体通道附近。
由于典型微流体结构中的热流模式复杂，使用 3D 建模程序来估计温度分布、所需的功率输入、冷却时间常数和其他重要参数非常有帮助。左侧的草图显示了简单热敏电阻加热器布局的横截面以及相应温度分布的 Comsol 模型结果。我们现在正在构建和建模几个单热敏电阻配置。
用于微流体的“热敏电阻”流量传感器
文献中已报道了大量基于微机械加热器和 RTD 的微流体流量传感器。热线流量传感器（热线风速计的模拟）是其中最简单的一种，因为它们可以用单个加热器制造，并且电阻和温度之间具有明确的关系。实现时只需要一个由非常窄而薄的导体制成的电阻加热器，放置在微流体流动流附近。加热器放置在用驱动电流加热的加热器附近，其温度受附近流体流动的冷却效应影响。流量越大，冷却效果越好，加热器温度越低。通过校准温度（即电阻）与流量，可得到简单的流量监测器。加热器尺寸通常如此，通过对亚微米厚度的金属膜进行光刻图案化来制造。为了获得良好的灵敏度，加热器应具有高热阻系数。
我们最近展示了一种小型表面贴装 NTC 热敏电阻可以替代图案化薄金属膜，这对减少与制造相关的工艺步骤和成本、提高集成流量传感器快速原型制作的速度和简化具有重要意义。热敏电阻的温度系数非常高，可提供良好的流量灵敏度，而使用表面贴装电子组装技术可简化制造过程。
在波托马克实验室开展的一项工作中，马里兰大学巴尔的摩分校的博士生阿米尔·哈兰迪 (Amir Harandi) 制作了一个热敏电阻流量传感器，如右图所示。微流体通道的横截面积为 300 微米 x 600 微米，实验中使用了 2Kohm NTC 热敏电阻，封装尺寸为 0201。实验结果总结如下，并展示了 0 至 50 ul/min 之间的流速产生的相对较大的电输出变化。
波托马克拥有各种微加工工具，例如激光器、微型铣床、塑料粘合、热压、分配和拾放设备，可以在短短几个小时内制造出包含电子设备的微流体原型。
30 多年来，Potomac Photonics 一直是微加工和小孔钻孔领域的领导者。Potomac的合同服务涵盖从原型设计到生产，帮助客户开发微型产品并将其推向市场。Potomac 运用尖端制造技术，在医疗设备、电子、航空航天和汽车制造等领域的创新得到了商业和政府机构的认可。Potomac 的高科技工厂位于bwtech@UMBC 研究和技术园区，已通过 ISO 9001 和 ISO 13485 认证。请访问网站www.potomac-laser.com
