電共軛流體微型泵的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種電共軛流體微型泵，其三棱柱電極、條狀縫隙電極、流道槽通過紫外光刻加工技術(shù)形成一體化的結(jié)構(gòu)，使三棱柱電極和條狀縫隙電極的對中精度高，射流性能好，條狀縫隙電極的兩側(cè)與流道槽壁為一體化的緊密連接結(jié)構(gòu)、密封性好，避免了電共軛流體在不同電極對間的不規(guī)則流動(dòng)，也提高了射流效率；三棱柱電極、條狀縫隙電極、流道槽、導(dǎo)電帶通過紫外光刻加工技術(shù)形成一體化的結(jié)構(gòu)，使其結(jié)構(gòu)更緊湊、合理，體積小，功率密度大；上蓋板與下殼體之間的粘接裝配方式，進(jìn)一步使其外部輪廓尺寸小，功率密度大。使得電共軛流體泵的微型化得以實(shí)現(xiàn)。
【專利說明】電共軛流體微型泵
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種流體泵，尤其涉及一種電共軛流體微型泵。
【背景技術(shù)】
[0002]電共軛流體是一種特殊的具有良好電流體動(dòng)力學(xué)特性的機(jī)能性絕緣流體，當(dāng)浸入其中的金屬電極被施加數(shù)百伏特以上的直流電壓時(shí)，電極間流體將產(chǎn)生定向流動(dòng)而形成射流，且射流強(qiáng)度隨著輸入電壓的提高顯著增強(qiáng)，這種現(xiàn)象被稱為電共軛效應(yīng)。
[0003]電共軛流體泵是利用電共軛效應(yīng)制作的能夠輸出一定壓力和流量的流體的流體機(jī)械。電共軛流體泵作為新型泵，具備無需機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，能量可直接轉(zhuǎn)換，功率密度大，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，無運(yùn)行噪音等優(yōu)點(diǎn)；可廣泛應(yīng)用于電子器件的流體冷卻裝置中，如可應(yīng)用于計(jì)算機(jī)液體冷卻系統(tǒng)中。
[0004]電極單元(電極對)是產(chǎn)生電共軛效應(yīng)的核心器件之一，主要有兩種:一是平面電極對(陣列)，其結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)用微機(jī)電系統(tǒng)制造技術(shù)易于制作，但電極的高度不足及密封困難，導(dǎo)致流體泵功率密度較低。二是三棱柱電極一縫隙電極對(陣列)，其高度大于數(shù)百微米保證了泵良好的密封能力和性能。因此，三棱柱電極一縫隙電極對是目前電共軛流體泵電極單元的最佳選擇。
[0005]已有的基于三棱柱電極一縫隙電極對的電共軛流體泵的組成是:下殼體中的三棱柱電極一縫隙電極對(陣列)，下殼體通過上蓋板及密封圈實(shí)現(xiàn)密封，三棱柱電極一縫隙電極對(陣列)與下殼體外的電源電連接。下殼體中的電共軛流體在三棱柱電極、縫隙電極的電共軛效應(yīng)下從縫隙電極的縫隙處加速流入下一個(gè)三棱柱電極一縫隙電極對，然后被逐級加速，最后從出液口向外射出。其核心部件(電極)的尺寸較大，裝配時(shí)，需要分別將三棱柱電極(陣列)與縫隙電極(陣列)在下殼體中準(zhǔn)確定位，受結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，電極(陣列)加工工藝，裝配誤差等因素的影響，該流體泵中三棱柱電極、縫隙電極間的配合精度難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，流體泵輸出性能不甚理想；電共軛流體除了從縫隙電極的縫隙處加速流入下一個(gè)三棱柱電極一縫隙電極對外，還有電共軛流體會(huì)從縫隙電極與下殼體的間隙處不規(guī)則流動(dòng)，也降低了射流效率；采用螺栓聯(lián)接上蓋板和下殼體，致使流體泵的外部輪廓尺寸過大，降低了其功率密度。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種電共軛流體微型泵，其三棱柱電極、條狀縫隙電極間的配合精度高，條狀縫隙電極與流道槽間的密封性好，射流效率高；且其結(jié)構(gòu)緊湊、合理，體積小，功率密度大。
[0007]本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的，所采用的技術(shù)方案是，一種電共軛流體微型泵，包括上蓋板、下殼體、入液短管和出液短管，其特征在于:
[0008]所述的下殼體的底部設(shè)置有基板，在硅質(zhì)的基板上通過紫外光刻技術(shù)形成有:膠質(zhì)的高度為300-500um的流道槽，流道槽內(nèi)依次排列有多個(gè)鎳質(zhì)的電極對，電極對的高度與流道槽的高度相同，每一電極對由三棱柱電極和條狀縫隙電極組成，三棱柱電極的尖端與條狀縫隙電極的縫隙相對，條狀縫隙電極的兩側(cè)與流道槽壁緊密連接；
[0009]基板上還通過紫外光刻技術(shù)形成有:三棱柱電極導(dǎo)電帶和條狀縫隙電極導(dǎo)電帶，所有的三棱柱電極均與三棱柱電極導(dǎo)電帶電連接，所有的條狀縫隙電極均與條狀縫隙電極導(dǎo)電帶電連接，三棱柱電極導(dǎo)電帶和條狀縫隙電極導(dǎo)電帶的引出端均伸出流道槽并分別與正極引出線和負(fù)極引出線焊接；
[0010]基板的上表面粘結(jié)硅膠密封板，硅膠密封板上覆蓋上蓋板，上蓋板下表面的側(cè)緣與下殼體的側(cè)壁頂面粘結(jié)；入液短管和出液短管固定在上蓋板上，并通過上蓋板、硅膠密封板的相應(yīng)通孔分別與流道槽的進(jìn)液端和出液端相通；正極引出線和負(fù)極引出線穿出上蓋板。
[0011]上述的下殼體的底部與基板之間還設(shè)有硅膠緩沖層。
[0012]硅膠緩沖層能減少基板上的電極、導(dǎo)電帶等微米級的器件在裝配時(shí)受到的沖擊，提高制備的成品率，降低制備成本。
[0013]上述的條狀縫隙電極的具體結(jié)構(gòu)是:兩個(gè)橫截面呈“L”形的電極的長邊的端部相對，且兩個(gè)電極相對的端部間留有縫隙。
[0014]“L”形的電極較之“I”形的電極，與基板的結(jié)合更牢固，可進(jìn)一步提高制備的成品率和其使用壽命。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0016]一、三棱柱電極、條狀縫隙電極、流道槽通過紫外光刻加工技術(shù)形成一體化的結(jié)構(gòu)，使三棱柱電極和條狀縫隙電極的對中精度高，射流性能好，條狀縫隙電極的兩側(cè)與流道槽壁為一體化的緊密連接結(jié)構(gòu)、密封性好，避免了電共軛流體在不同電極對間的不規(guī)則流動(dòng)，也提高了射流效率；
[0017]二、三棱柱電極、條狀縫隙電極、流道槽、導(dǎo)電帶通過紫外光刻加工技術(shù)形成一體化的結(jié)構(gòu)，使其結(jié)構(gòu)更緊湊、合理，體積小，功率密度大；上蓋板與下殼體之間的粘接裝配方式，進(jìn)一步使其外部輪廓尺寸小，功率密度大。使得電共軛流體泵的微型化得以實(shí)現(xiàn)。
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的分解結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的外部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的基板及其基板上的零部件的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的基板剖去三棱柱電極、條狀縫隙電極、流道槽后的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]實(shí)施例
[0024]圖1-4示出，本實(shí)用新型的一種【具體實(shí)施方式】是，一種電共軛流體微型泵，包括上蓋板1、下殼體2、入液短管3和出液短管4，其特征在于:
[0025]所述的下殼體2的底部設(shè)置有基板5,在娃質(zhì)的基板5上通過紫外光刻形成有:膠質(zhì)的高度為300-500um的流道槽6，流道槽6內(nèi)依次排列有多個(gè)鎳質(zhì)的電極對，電極對的高度與流道槽6的高度相同，每一電極對由三棱柱電極7和條狀縫隙電極8組成，三棱柱電極7的尖端與條狀縫隙電極8的縫隙相對，條狀縫隙電極8的兩側(cè)與流道槽6壁緊密連接；
[0026]基板5上還通過紫外光刻技術(shù)形成有:三棱柱電極導(dǎo)電帶9和條狀縫隙電極導(dǎo)電帶10，所有的三棱柱電極7均與三棱柱電極導(dǎo)電帶9電連接，所有的條狀縫隙電極8均與條狀縫隙電極導(dǎo)電帶10電連接，三棱柱電極導(dǎo)電帶9和條狀縫隙電極導(dǎo)電帶10的引出端均伸出流道槽6并分別與正極引出線11和負(fù)極引出線12焊接；
[0027]基板5的上表面粘結(jié)娃膠密封板13,娃膠密封板13上覆蓋上蓋板I,上蓋板I下表面的側(cè)緣與下殼體2的側(cè)壁頂面粘結(jié)；入液短管3和出液短管4固定在上蓋板I上，并通過上蓋板1、硅膠密封板13的相應(yīng)通孔分別與流道槽6的進(jìn)液端和出液端相通；正極引出線11和負(fù)極引出線12穿出上蓋板I。
[0028]圖1還示出，本例的下殼體2的底部與基板5之間還設(shè)有硅膠緩沖層14。
[0029]圖1、3示出，本例的條狀縫隙電極8的具體結(jié)構(gòu)是:兩個(gè)橫截面呈“L”形的電極的長邊的端部相對，且兩個(gè)電極相對的端部間留有縫隙。
[0030]本實(shí)用新型中基板上的三棱柱電極7、條狀縫隙電極8、流道槽6、三棱柱電極導(dǎo)電帶9、條狀縫隙電極導(dǎo)電帶10的加工成形所采用的紫外光刻加工技術(shù)為現(xiàn)有技術(shù)，如可采用以下的具體操作實(shí)現(xiàn):
[0031](I)在基板5上依次制備鈦薄膜、金薄膜，涂布正性光刻膠，曝光、顯影得到與擬加工的三棱柱電極導(dǎo)電帶9、條狀縫隙電極導(dǎo)電帶10形狀一致的光刻膠，依次刻蝕掉未被光刻膠遮蓋的金薄膜、鈦薄膜，再將余下的光刻膠去掉，保留的鈦一金薄膜帶即為三棱柱電極導(dǎo)電帶9和條狀縫隙電極導(dǎo)電帶10 ; (2)再在基板5上涂布厚層負(fù)性光刻膠，曝光、顯影得到與擬加工的三棱柱電極7和條狀縫隙電極8形狀互補(bǔ)的光刻膠，在去除光刻膠的部分通過微電鑄得到拓升的三棱柱電極7和條狀縫隙電極8，最后去掉光刻膠；(3)在基板5上涂布厚層負(fù)性光刻膠，按照流道槽6的形狀進(jìn)行曝光、顯影即得到膠質(zhì)的流道槽6。
[0032]本實(shí)用新型電共軛流體微型泵的工作原理是:將電共軛流體通過入液短管3注入到流道槽6后，啟動(dòng)直流高壓電源，數(shù)百伏以上的直流高壓的正極經(jīng)正極引線11、三棱柱電極導(dǎo)電帶9與每一電極對中的三棱柱電極7相連，負(fù)極經(jīng)負(fù)極引線12、條狀縫隙電極導(dǎo)電帶10與每一電極對中的條狀縫隙電極8相連。三棱柱電極7與條狀縫隙電極8間的直流高壓使流道槽6內(nèi)的電共軛流體由于電共軛效應(yīng)產(chǎn)生加速定向流動(dòng)，通過流道槽6中多個(gè)電極對的逐級加速，最后經(jīng)出液短管4以較高的壓力和流量，形成射流輸出。
【權(quán)利要求】
1.一種電共軛流體微型泵，包括上蓋板(I)、下殼體(2 )、入液短管(3 )和出液短管(4 )，其特征在于: 所述的下殼體(2 )的底部設(shè)置有基板(5 )，在硅質(zhì)的基板(5 )上通過紫外光刻技術(shù)形成有:膠質(zhì)的高度為300-500um的流道槽(6)，流道槽(6)內(nèi)依次排列有多個(gè)鎳質(zhì)的電極對，電極對的高度與流道槽(6)的高度相同，每一電極對由三棱柱電極(7)和條狀縫隙電極(8)組成，三棱柱電極(7)的尖端與條狀縫隙電極(8)的縫隙相對，條狀縫隙電極(8)的兩側(cè)與流道槽(6)壁緊密連接； 基板(5 )上還通過紫外光刻技術(shù)形成有:三棱柱電極導(dǎo)電帶(9 )和條狀縫隙電極導(dǎo)電帶(10)，所有的三棱柱電極(7)均與三棱柱電極導(dǎo)電帶(9)電連接，所有的條狀縫隙電極(8)均與條狀縫隙電極導(dǎo)電帶(10)電連接，三棱柱電極導(dǎo)電帶(9)和條狀縫隙電極導(dǎo)電帶(10)的引出端均伸出流道槽(6)并分別與正極引出線(11)和負(fù)極引出線(12)焊接；基板(5)的上表面粘結(jié)硅膠密封板(13)，硅膠密封板(13)上覆蓋上蓋板(I )，上蓋板(I)下表面的側(cè)緣與下殼體(2)的側(cè)壁頂面粘結(jié)；入液短管(3)和出液短管(4)固定在上蓋板(I)上，并通過上蓋板(I )、硅膠密封板(13)的相應(yīng)通孔分別與流道槽的進(jìn)液端和出液端相通；正極引出線(11)和負(fù)極引出線(12)穿出上蓋板(I)。
2.如權(quán)利要求1所述一種電共軛流體微型泵，其特征在于:所述的下殼體(2)的底部與基板(5 )之間還設(shè)有硅膠緩沖層(14 )。
3.如權(quán)利要求1所述一種電共軛流體微型泵，其特征在于，所述的條狀縫隙電極(8)的具體結(jié)構(gòu)是:兩個(gè)橫截面呈“L”形的電極的長邊的端部相對，且兩個(gè)電極相對的端部間留有縫隙。
【文檔編號】H01L23/46GK203754410SQ201420091891
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】王海波, 張如照, 鄒海龍, 金俊完, 橫田真一 申請人:西南交通大學(xué)