一種基于雙極片復合電場的電流體動力微泵的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及微電子散熱領域和微流控領域，尤其涉及一種基于雙極片復合電場的電流體動力微泵。
【背景技術】
[0002]在微電子散熱領域，隨著電子元器件的集成度越來越高，電子芯片的功率密度不斷增加，其熱流密度也開始顯著增加。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工作，必須采用良好的散熱解決方案將其產生的熱量及時排出。
[0003]在微通道熱沉中對工質進行強制對流會使散熱效果顯著提高；而通過對芯片熱源的研宄發現，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，而目前最常用的風冷和傳統的液體冷卻技術只是針對芯片上方局部進行散熱，不能從根本上解決問題。因此為滿足未來電子產品的散熱需求，研宄人員提出新型冷卻方案，即針對芯片熱源核心部分制備微通道散熱結構，將芯片與微通道結構集成，采用液體冷卻的方式來對芯片的溫度進行調控。
[0004]然而，液體工質在微通道結構中流動會產生很高的流動壓差，常規的流體驅動方法(如常規齒輪泵，柱塞泵等)在微通道中是不適用的，同時集成的芯片對尺寸又有著嚴格的限制；這就需要一種既不占用太多體積又能夠為微流道中流體提供充足動力，穩定工作的驅動裝置來作為工質流動的動力源。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種能有效提升微泵的動力性能的基于雙極片復合電場的電流體動力微泵。
[0006]本發明通過下述技術方案實現:
[0007]一種基于雙極片復合電場的電流體動力微泵，包括自上而下依次設置、并且邊緣相互密封結合的上層電極片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射極構成，集電極與發射極之間相互間隔并交錯排布，構成上下梳齒狀電極陣列3-1、5-1 ;集電極和發射極的末端分別用導線引至梳齒狀電極陣列之外；
[0009]所述硅膠膜4的中部開設有槽孔4-1 ;在對應于上梳齒狀電極陣列3-1的兩端的上層電極片3上分別開設有液體流入孔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成微泵腔室；
[0010]上下梳齒狀電極陣列同時產生電場，分別作用于微泵腔室內液體；液體流入孔I作為微泵入口，使液體分布微泵腔室內，并通過液體流出孔2流出。
[0011]所述下梳齒狀電極陣列5-1的整體長度大于上梳齒狀電極陣列3-1的整體長度。
[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射極構成一對電極對，上梳齒狀電極陣列3-1中的電極對對數為11對，下梳齒狀電極陣列5-1中的電極對對對數為24對。
[0013]所述上下梳齒狀電極陣列3-1、5_1中的發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，電極對的兩個梳線之間的距離為0.2mm，電極對之間的距離為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]本發明相對于現有技術，具有如下的優點及效果:
[0020]本發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射極構成，集電極與發射極之間相互間隔并交錯排布，構成上下梳齒狀電極陣列；上下梳齒狀電極陣列相對放置，同時產生電場，形成復合電場，從而有效提高了電場強度。復合電場作用于微泵腔室內的液體，增強了對液體內離子的拖拽作用，大幅度提升了電流體動力微泵的動力效果O
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明基于雙極片復合電場的電流體動力微泵(未組裝前)結構示意圖。
[0022]圖2為圖1所示硅膠膜結構示意圖。
[0023]圖3為圖1所示上層電極片結構示意圖。
[0024]圖4為圖1所示下層電極片結構示意圖。
[0025]注:圖3、圖4中，A代表發射極，B代表集電極。
【具體實施方式】
[0026]下面結合具體實施例對本發明作進一步具體詳細描述。
[0027]實施例
[0028]如圖1至4所示。本發明一種基于雙極片復合電場的電流體動力微泵，包括自上而下依次設置、并且邊緣相互密封結合的上層電極片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射極構成，集電極與發射極之間相互間隔并交錯排布，構成上下梳齒狀電極陣列3-1、5-1 ;集電極和發射極的末端分別用導線引至梳齒狀電極陣列之外；
[0030]所述硅膠膜4的中部開設有槽孔4-1 ;在對應于上梳齒狀電極陣列3-1的兩端的上層電極片3上分別開設有液體流入孔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成微泵腔室；
[0031]上下梳齒狀電極陣列同時產生電場，分別作用于微泵腔室內液體；液體流入孔I作為微泵入口，使液體分布微泵腔室內，并通過液體流出孔2流出。
[0032]所述下梳齒狀電極陣列5-1的整體長度大于上梳齒狀電極陣列3-1的整體長度。
[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射極構成一對電極對，上梳齒狀電極陣列3-1中的電極對對數為11對，下梳齒狀電極陣列5-1中的電極對對對數為24對。
[0034]所述上下梳齒狀電極陣列3-1、5_1中的發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，電極對的兩個梳線之間的距離為0.2mm，電極對之間的距離為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，液體流入孔I及液體流出孔2通過硅膠管1-1、1_2分別作為微泵入口和出口連接外部循環系統，讓液體充滿整個微泵腔室。上下兩層電極片的發射極末端與電源正極相連，集電極末端與電源負極相連，利用電流體動力效應驅動微泵腔室內液體流動。電源為500V可調直流電源。
[0041 ] 如上所述，便可較好地實現本發明。
[0042]本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種基于雙極片復合電場的電流體動力微泵，其特征在于包括自上而下依次設置、并且邊緣相互密封結合的上層電極片(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射極構成，集電極與發射極之間相互間隔并交錯排布，構成上下梳齒狀電極陣列(3-1、5-1);集電極和發射極的末端分別用導線引至梳齒狀電極陣列之外； 所述硅膠膜(4)的中部開設有槽孔(4-1);在對應于上梳齒狀電極陣列(3-1)的兩端的上層電極片(3)上分別開設有液體流入孔(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成微泵腔室； 上下梳齒狀電極陣列同時產生電場，分別作用于微泵腔室內液體；液體流入孔(I)作為微泵入口，使液體分布微泵腔室內，并通過液體流出孔(2)流出。
2.根據權利要求1所述的電流體動力微泵，其特征在于:所述下梳齒狀電極陣列(5-1)的整體長度大于上梳齒狀電極陣列(3-1)的整體長度。
3.根據權利要求1所述的電流體動力微泵，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射極構成一對電極對，上梳齒狀電極陣列(3-1)中的電極對對數為11對，下梳齒狀電極陣列(5-1)中的電極對對對數為24對。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的電流體動力微泵，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極。
5.根據權利要求4所述的電流體動力微泵，其特征在于:所述槽孔(4-1)為圓角矩形槽孔。
6.根據權利要求5所述的電流體動力微泵，其特征在于:所述圓角矩形槽孔長度為18mm,寬度為3mm。
7.根據權利要求4所述的電流體動力微泵，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，電極對的兩個梳線之間的距離為0.2mm，電極對之間的距離為0.3mm。
8.根據權利要求4所述的電流體動力微泵，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.根據權利要求4所述的電流體動力微泵，其特征在于:所述硅膠膜(4)厚度為.0.3mmο
【專利摘要】本發明公開了一種基于雙極片復合電場的電流體動力微泵，包括自上而下依次設置、并且邊緣相互密封結合的上層電極片、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；硅膠膜的中部開設有槽孔；在對應于上梳齒狀電極陣列的兩端的上層電極片上分別開設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成微泵腔室；上下梳齒狀電極陣列相對放置，同時產生電場，形成復合電場，從而有效提高了電場強度。復合電場作用于微泵腔室內的液體，增強了對液體內離子的拖拽作用，大幅度提升了電流體動力微泵的動力效果。
【IPC分類】H02K44-04
【公開號】CN104767354
【申請號】CN201510121117
【發明人】陳伯扦, 邵浩然, 萬珍平, 馬明怡, 柳俊城, 謝松汝
【申請人】華南理工大學
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月19日