本發(fā)明涉及流體動(dòng)力和微制造領(lǐng)域，尤其涉及一種圓柱形電流體動(dòng)力微泵及其制造方法。

背景技術(shù)：

隨著電子制造技術(shù)的發(fā)展，電子元件的集成度越來(lái)越高。摩爾定律指出，集成電路的晶體管密度每隔18個(gè)月就增加一倍。電子元件的集成度越高，熱流密度越大。電子元件的可靠性和壽命將越來(lái)越依賴于熱控制系統(tǒng)的完善程度。相關(guān)研究表明，電子元件的工作溫度每升高10℃，系統(tǒng)的可靠性和電子元件的壽命將會(huì)下降一半左右。目前高熱流器件的散熱功率已達(dá)〖10〗^6w/m^2的量級(jí)，而下一代電子元器件的散熱將超過(guò)〖10〗^7w/m^2。這些熱量需要及時(shí)排出以保證芯片的溫度處于所允許的范圍內(nèi)，現(xiàn)有的風(fēng)冷技術(shù)是不可能滿足如此高的熱流密度的散熱需求。通過(guò)對(duì)芯片散熱的研究，研究人員發(fā)現(xiàn)芯片上部散熱量約占總散熱量的20％，從芯片底部散的熱量約為80％，而風(fēng)冷和傳統(tǒng)的液體冷卻技術(shù)只針對(duì)芯片上方局部散熱，不能從根本上解決問(wèn)題，現(xiàn)有的電子冷卻技術(shù)無(wú)法滿足電子器件所需的散熱功率。大功率電子芯片的散熱問(wèn)題已經(jīng)成為微電子行業(yè)發(fā)展的一個(gè)瓶頸，也是目前電子器件封裝和應(yīng)用必須解決的核心問(wèn)題。

在微電子散熱領(lǐng)域，研究發(fā)現(xiàn)在微通道熱沉中對(duì)工質(zhì)進(jìn)行強(qiáng)制對(duì)流會(huì)使散熱效果有顯著地提高而液體工質(zhì)在微通道結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生很高的流動(dòng)壓差，因此常規(guī)的流體的驅(qū)動(dòng)方法在微管道中是不可行的。這就需要一種既不增加熱沉體積又能夠穩(wěn)定工作提供足夠流體出口壓力的工質(zhì)驅(qū)動(dòng)器來(lái)作為工質(zhì)流動(dòng)的動(dòng)力源。傳統(tǒng)機(jī)械泵具有體積大、功耗高、噪聲大、流量控制不精準(zhǔn)等缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

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，提供一種工藝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行高效穩(wěn)定的圓柱形電流體動(dòng)力微泵及其制造方法。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種圓柱形電流體動(dòng)力微泵，包括圓柱形泵殼1和設(shè)置在其內(nèi)的電極陣列2；所述電極陣列2包括相互間隔的陰極和陽(yáng)極，所述陰極和陽(yáng)極分別通過(guò)焊接在其上的電極導(dǎo)線3與圓柱形泵殼1外部的電源連接。所述電極陣列2中的一個(gè)陰極和與之相鄰的一個(gè)陽(yáng)極構(gòu)成一組電極對(duì)，并且陰極與陽(yáng)極之間交錯(cuò)排布。

所述電極陣列2卷成具有彈性的圓筒狀結(jié)構(gòu)，并與圓柱形泵殼1的內(nèi)壁面緊密貼合。

所述電極陣列2通過(guò)其與圓柱形泵殼1內(nèi)壁面的摩擦力獲得軸向及徑向的固定。

所述電極陣列2的陰極和陽(yáng)極具有彈性。

所述電極導(dǎo)線3與圓柱形泵殼1的接合處涂覆有硅膠；硅膠用于密封電極導(dǎo)線3與圓柱形泵殼1的接合處的縫隙。

所述電極陣列2附著在柔性基板上。

所述電極導(dǎo)線3為漆包線。

所述電極陣列2為梳齒狀電極陣列、三角狀電極陣列或者半圓狀電極陣列。

本發(fā)明圓柱形電流體動(dòng)力微泵的制備方法如下：

以平板形柔性電路板作為基板，通過(guò)剝離加工工藝，通過(guò)附著在其表面的金屬層，制備出電極陣列2的陰極的電極片和陽(yáng)極的的電極片，并分別在陰極和陽(yáng)極上焊接上兩根電極導(dǎo)線3；

把平板形柔性電路板卷成圓筒狀并置于圓柱形泵殼1內(nèi)，由于電極片為彈性金屬材質(zhì)，利用其彈力作用，使平板形柔性電路板附帶著電極陣列2完全貼合在泵殼內(nèi)壁上；接著，把兩根電極導(dǎo)線3穿過(guò)圓柱形泵殼1引到外部與電源連接，并在電極導(dǎo)線3與圓柱形泵殼1之間的接合處涂覆硅膠密封；

電極陣列2通過(guò)其與圓柱形泵殼1內(nèi)壁面的摩擦力獲得軸向及徑向的固定；圓柱形電流體動(dòng)力微泵以介電工質(zhì)的工作液體，當(dāng)其工作時(shí)，工作液體從一端流入其內(nèi)，并在泵送力的作用下從另一端流出。

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：

本發(fā)明圓柱形電流體動(dòng)力微泵，可以靈活地與各種圓柱形管道連接，電極陣列2的電極片具有超薄、柔性的性能特點(diǎn)。電極片由陰極和陽(yáng)極構(gòu)成，并且它們之間相互間隔并交錯(cuò)排布分布，卷成圓柱形的電極陣列2可以串聯(lián)多組電極，增強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)液體中離子的拖拽作用。

本發(fā)明電流體動(dòng)力泵為無(wú)運(yùn)動(dòng)部件、運(yùn)行可靠、功耗低、容易制作和無(wú)需維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，并且可以直接同芯片或流道集成，無(wú)需獨(dú)立空間，不產(chǎn)生附加磁場(chǎng)，不會(huì)干擾電子元件工作。

本發(fā)明把平板形柔性電路板卷成圓筒狀并置于圓柱形泵殼1內(nèi)，由于電極片為彈性金屬材質(zhì)，利用其彈力作用，使平板形柔性電路板附帶著電極陣列2完全貼合在泵殼內(nèi)壁上。這種工藝結(jié)構(gòu)特征不僅是加工制備更加簡(jiǎn)單，無(wú)需額外通過(guò)其他固定部件，并可將電極陣列2固定在圓柱形泵殼1內(nèi)部。本發(fā)明運(yùn)行高效穩(wěn)定，可以運(yùn)用在微流體冷卻系統(tǒng)、藥物輸送和微機(jī)電系統(tǒng)等領(lǐng)域。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明圓柱形電流體動(dòng)力微泵結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明圓柱形電流體動(dòng)力微泵的截面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為電極陣列平展時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

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。

實(shí)施例

如圖1至3所示。本發(fā)明公開(kāi)了一種圓柱形電流體動(dòng)力微泵，包括圓柱形泵殼1和設(shè)置在其內(nèi)的電極陣列2；所述電極陣列2包括相互間隔的陰極和陽(yáng)極，所述陰極和陽(yáng)極分別通過(guò)焊接在其上的電極導(dǎo)線3與圓柱形泵殼1外部的電源連接。電極陣列2(FPC)是以柔性電路板作為基板通過(guò)剝離加工工藝制作而成。

所述電極陣列2中的一個(gè)陰極和與之相鄰的一個(gè)陽(yáng)極構(gòu)成一組電極對(duì)，并且陰極與陽(yáng)極之間交錯(cuò)排布。所述電極導(dǎo)線3可采用漆包線，漆包線具有較好的耐腐蝕性能和絕緣性能。所述電極陣列2卷成具有彈性的圓筒狀結(jié)構(gòu)，并與圓柱形泵殼1的內(nèi)壁面緊密貼合。所述電極陣列2通過(guò)其與圓柱形泵殼1內(nèi)壁面的摩擦力獲得軸向及徑向的固定。

所述電極陣列2的陰極和陽(yáng)極具有彈性，可采用附著在柔性基板上的具有彈性的金屬片制備。

所述電極導(dǎo)線3與圓柱形泵殼1的接合處涂覆有硅膠；硅膠用于密封電極導(dǎo)線3與圓柱形泵殼1的接合處的縫隙。

所述電極陣列2為梳齒狀電極陣列、三角狀電極陣列或者半圓狀電極陣列。當(dāng)然根據(jù)具體要求，還可以是其他任意形狀。

本發(fā)明圓柱形電流體動(dòng)力微泵的制備方法，可通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn)：

以平板形柔性電路板作為基板，通過(guò)剝離加工工藝，通過(guò)附著在其表面的金屬層，制備出電極陣列2(FPC)的陰極的電極片和陽(yáng)極的的電極片，并分別在陰極和陽(yáng)極上焊接上兩根電極導(dǎo)線3；

把平板形柔性電路板卷成圓筒狀并置于圓柱形泵殼1內(nèi)，由于電極片為彈性金屬材質(zhì)，利用其彈力作用，使平板形柔性電路板附帶著電極陣列2完全貼合在泵殼內(nèi)壁上；接著，把兩根電極導(dǎo)線3穿過(guò)圓柱形泵殼1引到外部與電源連接，并在電極導(dǎo)線3與圓柱形泵殼1之間的接合處涂覆硅膠密封；

電極陣列2通過(guò)其與圓柱形泵殼1內(nèi)壁面的摩擦力獲得軸向及徑向的固定；圓柱形電流體動(dòng)力微泵以介電工質(zhì)的工作液體，當(dāng)其工作時(shí)，工作液體從一端流入其內(nèi)，并在泵送力的作用下從另一端流出。該圓柱形電流體動(dòng)力微泵連接電源工作時(shí)，其內(nèi)電極片絕不能與空氣接觸，電極間距的大小會(huì)影響到微泵的泵壓和流速。

如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。

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)。