一種基于雙極片復(fù)合電場(chǎng)的電流體動(dòng)力微泵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微電子散熱領(lǐng)域和微流控領(lǐng)域，尤其涉及一種基于雙極片復(fù)合電場(chǎng)的電流體動(dòng)力微泵。
【背景技術(shù)】
[0002]在微電子散熱領(lǐng)域，隨著電子元器件的集成度越來(lái)越高，電子芯片的功率密度不斷增加，其熱流密度也開(kāi)始顯著增加。芯片的溫度極大地影響著芯片的壽命，為保證芯片能夠在適宜的溫度范圍內(nèi)工作，必須采用良好的散熱解決方案將其產(chǎn)生的熱量及時(shí)排出。
[0003]在微通道熱沉中對(duì)工質(zhì)進(jìn)行強(qiáng)制對(duì)流會(huì)使散熱效果顯著提高；而通過(guò)對(duì)芯片熱源的研宄發(fā)現(xiàn)，從芯片上部散失的熱量約占總散熱量的20%，總熱量的80%是集中于芯片的底部，而目前最常用的風(fēng)冷和傳統(tǒng)的液體冷卻技術(shù)只是針對(duì)芯片上方局部進(jìn)行散熱，不能從根本上解決問(wèn)題。因此為滿足未來(lái)電子產(chǎn)品的散熱需求，研宄人員提出新型冷卻方案，即針對(duì)芯片熱源核心部分制備微通道散熱結(jié)構(gòu)，將芯片與微通道結(jié)構(gòu)集成，采用液體冷卻的方式來(lái)對(duì)芯片的溫度進(jìn)行調(diào)控。
[0004]然而，液體工質(zhì)在微通道結(jié)構(gòu)中流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生很高的流動(dòng)壓差，常規(guī)的流體驅(qū)動(dòng)方法(如常規(guī)齒輪泵，柱塞泵等)在微通道中是不適用的，同時(shí)集成的芯片對(duì)尺寸又有著嚴(yán)格的限制；這就需要一種既不占用太多體積又能夠?yàn)槲⒘鞯乐辛黧w提供充足動(dòng)力，穩(wěn)定工作的驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)作為工質(zhì)流動(dòng)的動(dòng)力源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種能有效提升微泵的動(dòng)力性能的基于雙極片復(fù)合電場(chǎng)的電流體動(dòng)力微泵。
[0006]本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]一種基于雙極片復(fù)合電場(chǎng)的電流體動(dòng)力微泵，包括自上而下依次設(shè)置、并且邊緣相互密封結(jié)合的上層電極片3、硅膠膜4和下層電極片5 ;
[0008]所述上層電極片3與下層電極片5的相向面，均由凸起的集電極和發(fā)射極構(gòu)成，集電極與發(fā)射極之間相互間隔并交錯(cuò)排布，構(gòu)成上下梳齒狀電極陣列3-1、5-1 ;集電極和發(fā)射極的末端分別用導(dǎo)線引至梳齒狀電極陣列之外；
[0009]所述硅膠膜4的中部開(kāi)設(shè)有槽孔4-1 ;在對(duì)應(yīng)于上梳齒狀電極陣列3-1的兩端的上層電極片3上分別開(kāi)設(shè)有液體流入孔I和液體流出孔2 ;液體流入孔I和液體流出孔2均連通槽孔4-1 ;槽孔4-1以及上下梳齒狀電極陣列構(gòu)成微泵腔室；
[0010]上下梳齒狀電極陣列同時(shí)產(chǎn)生電場(chǎng)，分別作用于微泵腔室內(nèi)液體；液體流入孔I作為微泵入口，使液體分布微泵腔室內(nèi)，并通過(guò)液體流出孔2流出。
[0011]所述下梳齒狀電極陣列5-1的整體長(zhǎng)度大于上梳齒狀電極陣列3-1的整體長(zhǎng)度。
[0012]所述上下梳齒狀電極陣列3-1、5_1中各相鄰的集電極與發(fā)射極構(gòu)成一對(duì)電極對(duì)，上梳齒狀電極陣列3-1中的電極對(duì)對(duì)數(shù)為11對(duì)，下梳齒狀電極陣列5-1中的電極對(duì)對(duì)對(duì)數(shù)為24對(duì)。
[0013]所述上下梳齒狀電極陣列3-1、5_1中的發(fā)射極末端均連接直流電源正極，集電極末端均連接直流電源負(fù)極。
[0014]所述槽孔4-1為圓角矩形槽孔。
[0015]所述圓角矩形槽孔長(zhǎng)度為18mm，寬度為3mm。
[0016]所述上下梳齒狀電極陣列3-1、5-1的電極梳線線寬為0.3mm，電極對(duì)的兩個(gè)梳線之間的距離為0.2mm，電極對(duì)之間的距離為0.3mm。
[0017]所述上梳齒狀電極陣列3-1外圍尺寸為11.SmmX 6.6mm，下梳齒狀電極陣列5-1外圍尺寸為 26.1mm X 6.6mm。
[0018]所述娃膠膜4厚度為0.3mm。
[0019]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果:
[0020]本發(fā)明上層電極片與下層電極片的相向面，均由凸起的集電極和發(fā)射極構(gòu)成，集電極與發(fā)射極之間相互間隔并交錯(cuò)排布，構(gòu)成上下梳齒狀電極陣列；上下梳齒狀電極陣列相對(duì)放置，同時(shí)產(chǎn)生電場(chǎng)，形成復(fù)合電場(chǎng)，從而有效提高了電場(chǎng)強(qiáng)度。復(fù)合電場(chǎng)作用于微泵腔室內(nèi)的液體，增強(qiáng)了對(duì)液體內(nèi)離子的拖拽作用，大幅度提升了電流體動(dòng)力微泵的動(dòng)力效果O
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明基于雙極片復(fù)合電場(chǎng)的電流體動(dòng)力微泵(未組裝前)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為圖1所示硅膠膜結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3為圖1所示上層電極片結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖4為圖1所示下層電極片結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]注:圖3、圖4中，A代表發(fā)射極，B代表集電極。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步具體詳細(xì)描述。
[0027]實(shí)施例
[0028]如圖1至4所示。本發(fā)明一種基于雙極片復(fù)合電場(chǎng)的電流體動(dòng)力微泵，包括自上而下依次設(shè)置、并且邊緣相互密封結(jié)合的上層電極片3、硅膠膜4和下層電極片5 ;
[0029]所述上層電極片3與下層電極片5的相向面，均由凸起的集電極和發(fā)射極構(gòu)成，集電極與發(fā)射極之間相互間隔并交錯(cuò)排布，構(gòu)成上下梳齒狀電極陣列3-1、5-1 ;集電極和發(fā)射極的末端分別用導(dǎo)線引至梳齒狀電極陣列之外；
[0030]所述硅膠膜4的中部開(kāi)設(shè)有槽孔4-1 ;在對(duì)應(yīng)于上梳齒狀電極陣列3-1的兩端的上層電極片3上分別開(kāi)設(shè)有液體流入孔I和液體流出孔2 ;液體流入孔I和液體流出孔2均連通槽孔4-1 ;槽孔4-1以及上下梳齒狀電極陣列構(gòu)成微泵腔室；
[0031]上下梳齒狀電極陣列同時(shí)產(chǎn)生電場(chǎng)，分別作用于微泵腔室內(nèi)液體；液體流入孔I作為微泵入口，使液體分布微泵腔室內(nèi)，并通過(guò)液體流出孔2流出。
[0032]所述下梳齒狀電極陣列5-1的整體長(zhǎng)度大于上梳齒狀電極陣列3-1的整體長(zhǎng)度。
[0033]所述上下梳齒狀電極陣列3-1、5_1中各相鄰的集電極與發(fā)射極構(gòu)成一對(duì)電極對(duì)，上梳齒狀電極陣列3-1中的電極對(duì)對(duì)數(shù)為11對(duì)，下梳齒狀電極陣列5-1中的電極對(duì)對(duì)對(duì)數(shù)為24對(duì)。
[0034]所述上下梳齒狀電極陣列3-1、5_1中的發(fā)射極末端均連接直流電源正極，集電極末端均連接直流電源負(fù)極。
[0035]所述槽孔4-1為圓角矩形槽孔。
[0036]所述圓角矩形槽孔長(zhǎng)度為18mm，寬度為3mm。
[0037]所述上下梳齒狀電極陣列3-1、5_1的電極梳線線寬為0.3mm，電極對(duì)的兩個(gè)梳線之間的距離為0.2mm，電極對(duì)之間的距離為0.3mm。
[0038]所述上梳齒狀電極陣列3-1外圍尺寸為11.SmmX6.6mm，下梳齒狀電極陣列5-1外圍尺寸為 26.1mm X 6.6mm。
[0039]所述娃膠膜4厚度為0.3mm。
[0040]使用時(shí)，液體流入孔I及液體流出孔2通過(guò)硅膠管1-1、1_2分別作為微泵入口和出口連接外部循環(huán)系統(tǒng)，讓液體充滿整個(gè)微泵腔室。上下兩層電極片的發(fā)射極末端與電源正極相連，集電極末端與電源負(fù)極相連，利用電流體動(dòng)力效應(yīng)驅(qū)動(dòng)微泵腔室內(nèi)液體流動(dòng)。電源為500V可調(diào)直流電源。
[0041 ] 如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
[0042]本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于雙極片復(fù)合電場(chǎng)的電流體動(dòng)力微泵，其特征在于包括自上而下依次設(shè)置、并且邊緣相互密封結(jié)合的上層電極片(3)、硅膠膜(4)和下層電極片(5); 所述上層電極片⑶與下層電極片(5)的相向面，均由凸起的集電極和發(fā)射極構(gòu)成，集電極與發(fā)射極之間相互間隔并交錯(cuò)排布，構(gòu)成上下梳齒狀電極陣列(3-1、5-1);集電極和發(fā)射極的末端分別用導(dǎo)線引至梳齒狀電極陣列之外； 所述硅膠膜(4)的中部開(kāi)設(shè)有槽孔(4-1);在對(duì)應(yīng)于上梳齒狀電極陣列(3-1)的兩端的上層電極片(3)上分別開(kāi)設(shè)有液體流入孔(I)和液體流出孔(2);液體流入孔(I)和液體流出孔⑵均連通槽孔(4-1);槽孔(4-1)以及上下梳齒狀電極陣列構(gòu)成微泵腔室； 上下梳齒狀電極陣列同時(shí)產(chǎn)生電場(chǎng)，分別作用于微泵腔室內(nèi)液體；液體流入孔(I)作為微泵入口，使液體分布微泵腔室內(nèi)，并通過(guò)液體流出孔(2)流出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流體動(dòng)力微泵，其特征在于:所述下梳齒狀電極陣列(5-1)的整體長(zhǎng)度大于上梳齒狀電極陣列(3-1)的整體長(zhǎng)度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流體動(dòng)力微泵，其特征在于:所述上下梳齒狀電極陣列(3-1、5-1)中各相鄰的集電極與發(fā)射極構(gòu)成一對(duì)電極對(duì)，上梳齒狀電極陣列(3-1)中的電極對(duì)對(duì)數(shù)為11對(duì)，下梳齒狀電極陣列(5-1)中的電極對(duì)對(duì)對(duì)數(shù)為24對(duì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電流體動(dòng)力微泵，其特征在于:所述上下梳齒狀電極陣列(3-1、5-1)中的發(fā)射極末端均連接直流電源正極，集電極末端均連接直流電源負(fù)極。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電流體動(dòng)力微泵，其特征在于:所述槽孔(4-1)為圓角矩形槽孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電流體動(dòng)力微泵，其特征在于:所述圓角矩形槽孔長(zhǎng)度為18mm,寬度為3mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電流體動(dòng)力微泵，其特征在于:所述上下梳齒狀電極陣列(3-1、5-1)的電極梳線線寬為0.3mm，電極對(duì)的兩個(gè)梳線之間的距離為0.2mm，電極對(duì)之間的距離為0.3mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電流體動(dòng)力微泵，其特征在于:所述上梳齒狀電極陣列(3-1)外圍尺寸為11.8mmX6.6mm，下梳齒狀電極陣列(5-1)外圍尺寸為26.lmmX6.6mm0
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電流體動(dòng)力微泵，其特征在于:所述硅膠膜(4)厚度為.0.3mmο
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于雙極片復(fù)合電場(chǎng)的電流體動(dòng)力微泵，包括自上而下依次設(shè)置、并且邊緣相互密封結(jié)合的上層電極片、硅膠膜和下層電極片；上下層電極片的相向面具有梳齒狀電極陣列；硅膠膜的中部開(kāi)設(shè)有槽孔；在對(duì)應(yīng)于上梳齒狀電極陣列的兩端的上層電極片上分別開(kāi)設(shè)有液體流入孔和液體流出孔；液體流入孔和液體流出孔均連通槽孔；槽孔以及上下梳齒狀電極陣列構(gòu)成微泵腔室；上下梳齒狀電極陣列相對(duì)放置，同時(shí)產(chǎn)生電場(chǎng)，形成復(fù)合電場(chǎng)，從而有效提高了電場(chǎng)強(qiáng)度。復(fù)合電場(chǎng)作用于微泵腔室內(nèi)的液體，增強(qiáng)了對(duì)液體內(nèi)離子的拖拽作用，大幅度提升了電流體動(dòng)力微泵的動(dòng)力效果。
【IPC分類(lèi)】H02K44-04
【公開(kāi)號(hào)】CN104767354
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510121117
【發(fā)明人】陳伯扦, 邵浩然, 萬(wàn)珍平, 馬明怡, 柳俊城, 謝松汝
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年3月19日