專利名稱：微型液體冷卻裝置及其所采用的微液滴產(chǎn)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微型液體冷卻裝置，特別是關(guān)于一種用于對發(fā)熱電子元件進行冷
卻的微型液體冷卻裝置，本發(fā)明還涉及該微型液體冷卻裝置所采用的一種微液滴產(chǎn)生器。
背景技術(shù)：
隨著電腦產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，CPU追求高速度化，高功能化及小型化所衍生的散熱問題越來越嚴重，這在筆記本電腦等內(nèi)部空間狹小的電子裝置中更為突出。如果無法將筆記本電腦內(nèi)的CPU等電子元件所產(chǎn)生的熱量及時有效地散發(fā)出去，將極大地影響電子元件的工作性能，同時還會縮減電子元件的使用壽命，因此業(yè)界通常采用一冷卻裝置來對電子元件散熱。
在眾多的冷卻技術(shù)中，液體冷卻是一種極為有效的冷卻方式。傳統(tǒng)的液體冷卻裝置為由吸熱體、散熱體、泵及傳輸管所構(gòu)成的一回路，該回路中填充有冷卻液，冷卻液在該吸熱體處吸收電子元件所產(chǎn)生的熱量，經(jīng)傳輸管傳至散熱體后放出熱量。在該泵的驅(qū)動作用下，該冷卻液在回路中不斷循環(huán)，從而源源不斷地帶走該電子元件所產(chǎn)生的熱量。
目前，液體冷卻裝置已被業(yè)者用于桌上型電腦中對CPU進行散熱，然而由于傳統(tǒng)的液體冷卻裝置中泵所占用的空間較大，很難適用于內(nèi)部空間狹小的筆記本電腦內(nèi)對電子元件散熱。另外，泵在運行時還會產(chǎn)生較大的噪音，影響使用者的聽覺感受。伴隨著筆記本電腦等電子裝置朝向微型化及高性能化方向設(shè)計，發(fā)熱量增加的同時散熱裝置所能占據(jù)的空間卻在不斷減少。如何設(shè)計出能適用于筆記本電腦等內(nèi)部空間狹小的電子裝置中內(nèi)對電子元件進行有效散熱的新型液體冷卻裝置，對于業(yè)者來說是又一個新的研究課題。
介質(zhì)材料上的電潤濕效應(yīng)(Electrowetting On Dielectric,EW0D)是一禾中通過施加電勢來改變液體表面張力的可逆現(xiàn)象。圖1A與圖IB為介質(zhì)上的電潤濕效應(yīng)的原理圖。如圖1A所示，下極板IO包括一基底ll，基底11上設(shè)有下電極層12，該下電極層12被一層絕緣層13覆蓋，液滴14位于絕緣層13的表面，上電極15插入液滴14的內(nèi)部。該上電極15與下電極層12之間通過電源線連接有一開關(guān)16及一可調(diào)電源17，該開關(guān)16用于控制電路的斷開與閉合，該可調(diào)電源17用來給下極板10與上電極15之間提供施加電壓。當(dāng)上電極15與下極板10之間不加電壓，即開關(guān)16處于斷開狀態(tài)時，該下極板10的絕緣層13的表面為疏水的，此時該液滴14的靜態(tài)接觸角為9 (0) >90° 。如圖1B所示，當(dāng)開關(guān)16閉合時，可調(diào)電源17提供一電壓V，在液滴14與下極板10之間產(chǎn)生電勢作用，此時，液滴14的
靜態(tài)接觸角由原來的eo變化為e (v)， e (v) < e (o)。當(dāng)v的大小達到一定值時，e (v)
<90° ，此時絕緣層13的表面變成親水的。當(dāng)開關(guān)16重新斷開時，也就是液滴14與下電
極板io之間沒有電勢作用時，液滴i4的靜態(tài)接觸角重新回復(fù)到e (o)。上述的這種現(xiàn)象稱
為介質(zhì)材料上的電潤濕效應(yīng)。 利用這種介質(zhì)材料上的電潤濕效應(yīng)原理，美國杜克大學(xué)(Duck University)的PollackM G等人首先基于介質(zhì)材料上的電潤濕效應(yīng)并采用微機械制作的微電極陣列進行了微液滴的運動控制，并提出了"數(shù)字微流體(Digital Microfluidics)"的概念。美國洛杉磯加州大學(xué)(UCLA)的Cho S K等人成功地利用EWOD效應(yīng)對直徑為70iim的微液滴進行了微液滴的產(chǎn)生、傳輸、混合和分裂四個基本操作，并在25V的交流電壓下得到了 250mm/s的微液滴移動速度(Cho S K， Moon H， Kim C J. Creating, Transporting,Cutting,and MergingLiquid Droplets by Electrowetting—Based Actuation for DistalMicrofluidicCircuits[J]. Journal of Microelectromechanical Systems,2003，12 (1):70-80.)?？梢?，基于介質(zhì)材料上的電潤濕效應(yīng)是一種十分有效的微流體控制技術(shù)。然而，就目前而言，采用EW0D效應(yīng)所能傳輸?shù)奈⒁旱蔚闹睆降拇笮∵€相當(dāng)有限。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種占用體積小、具有較好的靜音效果且傳輸量大的微型
液體冷卻裝置。本發(fā)明還提供一種該微型液體冷卻裝置所采用的微液滴產(chǎn)生器。 —種微液滴產(chǎn)生器，包括一第一極板及位于該第一極板上的一第二極板，該第一
極板與第二極板之間設(shè)有一中隔板，該第一極板與第二極板之間形成一液滴通道，所述液
滴通道由中隔板分隔成上、下兩層液滴傳輸通道，該微液滴產(chǎn)生器在該液滴通道的一端與
另一端分別設(shè)有與該雙層液滴通道相連通的一進液口與一出液口 ，該第一極板上對應(yīng)該雙
層液滴通道間隔設(shè)置有若干控制電極，該第二極板上設(shè)有一參考電極層，該中隔板包括一
介電層，該參考電極層與這些控制電極通過一控制電路電連接，通過控制電路規(guī)律性地對
各控制電極施加電壓，自進液口進入到微液滴產(chǎn)生器的液體將產(chǎn)生出雙液滴并分別沿該
上、下兩層液滴傳輸通道向出液口運動。 —種微型液體冷卻裝置，該微型液體冷卻裝置包括一吸熱體、一散熱體、一微液滴產(chǎn)生器及若干傳輸管，這些傳輸管將該吸熱體、散熱體及微液滴產(chǎn)生器串接形成一回路，該回路中填充有一定量的冷卻液，冷卻液在該微液滴產(chǎn)生器的作用下產(chǎn)生液滴并在該回路中循環(huán)流動，該微液滴產(chǎn)生器包括一第一極板、位于該第一極板上的一第二極板及設(shè)于第一極板與第二極板之間的一中隔板，該第一極板與第二極板之間形成一液滴通道，所述液滴通道由中隔板分隔成上、下兩層液滴傳輸通道，該微液滴產(chǎn)生器在液滴通道的一端與另一端分別設(shè)有與該雙層液滴通道相連通的一進液口與一出液口 ，所述進液口與吸熱體和散熱體的其中之一相連接，所述出液口與吸熱體和散熱體的其中之另一相連接，該第一極板上對應(yīng)該雙層液滴通道間隔設(shè)置有若干控制電極，該第二極板上設(shè)有一參考電極層，該中隔板包括一介電層，該參考電極層與這些控制電極通過一控制電路電連接，通過控制電路規(guī)律性地對各控制電極施加電壓，自進液口進入到微液滴產(chǎn)生器的液體將產(chǎn)生出雙液滴并分別沿該上、下兩層液滴傳輸通道向出液口運動。 與傳統(tǒng)的液體冷卻裝置相比，本發(fā)明的微型液冷散熱裝置中采用一微液滴產(chǎn)生器來對冷卻液進行傳輸。該微液滴產(chǎn)生器制作工藝簡單，適合進行微型化設(shè)計，可用于內(nèi)部空間較小的電子裝置內(nèi)對電子元件進行散熱。該微液滴產(chǎn)生器中，由于對冷卻液傳輸未采用像泵這類機械傳動件，因此具有良好的靜音效果。第一極板與第二極板之間形成一液滴通道，通過在第一極板與第二極板之間設(shè)置一具介電層的中隔板，將液滴通道分隔成上、下兩層液滴傳輸通道，從而有效地提升微液滴產(chǎn)生器的傳輸效率。


下面參照附圖，結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步描述。
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圖1A與圖1B為介質(zhì)材料上的電潤濕效應(yīng)原理的示意圖，其中，圖1A為不加電壓時，液滴的靜態(tài)接觸角為9 (0) >90°的情況，圖IB為施加一定電壓作用下，液滴的靜態(tài)接觸角為9 (V) <90°的情況。 圖2本發(fā)明微型液體冷卻裝置其中一較佳實施例的立體組裝示意圖。 圖3是圖2中微型液體冷卻裝置中的微液滴產(chǎn)生器的立體分解示意圖。 圖4是圖3微液滴產(chǎn)生器的立體組裝示意圖。 圖5是圖4中微液滴產(chǎn)生器的局部剖視圖。 圖6A、6B及6C為微液滴的產(chǎn)生過程的示意圖。 圖7A、7B及7C為微液滴傳輸過程的示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明旨在將基于介質(zhì)材料上的電潤濕效應(yīng)這一微流體控制技術(shù)應(yīng)用于微型液體冷卻裝置中。 如圖2所示為本發(fā)明微型液體冷卻裝置200其中一較佳實施例的立體組裝圖。該微型液體冷卻裝置200包括一吸熱體20、一散熱體30、一微液滴產(chǎn)生器40及若干傳輸管50。該吸熱體20、散熱體30及微液滴產(chǎn)生器40通過這些傳輸管50串接而形成一回路，該回路中填充有冷卻液(圖未示)。該吸熱體20用于與一發(fā)熱電子元件熱連接并吸收其所產(chǎn)生的熱量，該散熱體30用于對流經(jīng)其內(nèi)部的冷卻液進行冷卻。在微液滴產(chǎn)生器40的驅(qū)動作用下，冷卻液在該回路中循環(huán)流動，從而源源不斷地將吸熱體20所吸收的熱量帶走。
該吸熱體20用于貼設(shè)在一發(fā)熱電子元件(圖未示)的表面以吸收其所產(chǎn)生的熱量。在本實施例中，該吸熱體20為一長方體塊狀的吸熱塊。該吸熱體20包括一上蓋21與一底座22，該底座22內(nèi)設(shè)有供冷卻液流經(jīng)的流道(圖未示)，該流道的入口及出口分別通過傳輸管50與散熱體30及微液滴產(chǎn)生器40相連通。該吸熱體20并不局限于圖2中所示的形狀及結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)不同的散熱需求，對該吸熱體20進行合理地設(shè)計。
該散熱體30用于對經(jīng)吸熱體20加熱后的冷卻液進行冷卻。本實施例中，該散熱體30為一散熱器，其包括一基座31及設(shè)于該基座31上的若干散熱片32。該基座31內(nèi)也設(shè)有供冷卻液流經(jīng)的流道(圖未示)，該基座31內(nèi)的流道的入口及出口通過傳輸管50分別與微液滴產(chǎn)生器40及吸熱體20相連通。該基座31的流道內(nèi)還可以設(shè)置各種散熱結(jié)構(gòu)如散熱柱等以增加散熱體30與冷卻液之間的換熱效率。經(jīng)基座31的流道的入口流入基座31內(nèi)的冷卻液與散熱體30進行熱交換，冷卻液被降低溫度后流向吸熱體20。該散熱體30并不局限于圖2中所示的形狀及結(jié)構(gòu)，還可以為其他的形狀及結(jié)構(gòu)。例如用于筆記本電腦內(nèi)時，該散熱體30可以是設(shè)于顯示屏背面的一設(shè)有流道的冷卻板。 如圖3及圖4所示，該微液滴產(chǎn)生器40包括一下極板42、位于該下極板42上的一上極板44、連接于下極板42與上極板44之間的相應(yīng)的控制電路43、設(shè)于上極板42與下極板44之間的一中隔板45、兩對支撐件46、47以及第一、第二端蓋48、49。
該下極板42為一長方體板狀結(jié)構(gòu)，其具有與上極板44相對的一表面425。該下極板42的左右兩端分別自該表面425向內(nèi)凹陷形成有矩形的第一、第二凹槽426、427，該第一、第二凹槽426、427分別用來收容與之相對應(yīng)的第一、第二端蓋48、49。請一并參閱圖5，該下極板42包括一下基層421、若干控制電極422、一介電層423及一疏水層424。該下基層421可以為一玻璃基板或一硅基板，在本實施例中，該下基層421為一玻璃基板。這些控制電極422呈間隔設(shè)置于下基層421上，并排列于下基層421的中央位置。這些控制電極422的表面覆蓋有介電層423，該介電層423是通過在控制電極422的表面沉積一層絕緣材料所形成。該介電層423的表面覆蓋有一層很薄的疏水材料作為疏水層424。
請繼續(xù)參照圖3，下極板42上于最左端的控制電極422與第一凹槽426之間設(shè)有一圓柱形的儲液槽428以用來儲存冷卻液，該最左端的控制電極422延伸至與儲液槽428的邊緣相接。該下極板42的表面425上于這些控制電極422的中間位置設(shè)有一具有較小寬度的溝槽429，該溝槽429的左端與儲液槽428相連通，其右端與第二凹槽427相連通。由于該溝槽429的寬度較小，對進入該溝槽429內(nèi)的冷卻液能夠產(chǎn)生毛細吸力作用，從而使得外接的控制電路43僅需在下極板42與上極板44之間施加一較小的電壓就可以將液滴從儲液槽428中產(chǎn)生出來并沿控制電極422運動。由于該溝槽429的設(shè)置，將每一控制電極422分成彼此相連通的三部分，即位于溝槽429兩側(cè)的電極部分4221及位于溝槽429內(nèi)的電極部分4222。該下極板42的表面425上對應(yīng)每一控制電極422還設(shè)有一外接電極430，并通過一引線431將相應(yīng)的控制電極422與外接電極430相連通。這些外接電極430可以分布在這些控制電極422的兩側(cè)，也可以僅分布在這些控制電極422的一側(cè)。在本實施例中，這些外接電極430分布在這些控制電極422的兩側(cè)。該下極板42上還設(shè)有若干用于安裝固定第一、第二端蓋48、49的安裝孔432及若干用于安裝固定支撐件46、47、中隔板45及上極板44的安裝孔433。 該中隔板45也為一長方體板狀結(jié)構(gòu)，設(shè)于下極板42與上極板44之間，并在中隔板45與上極板44之間及中隔板45與下板板42之間分別支撐件46、47。該中隔板45包括一介電層451及覆蓋于該介電層451的上、下表面上的兩疏水層452，所述介電層451是由一層絕緣材料所構(gòu)成。其中，所述中隔板45也可以僅包括介電層451。該中隔板45上對應(yīng)下極板42上的安裝孔433設(shè)有相應(yīng)的安裝孔453。 該上極板44同樣為一長方體板狀結(jié)構(gòu)，其包括一上基層441、一參考電極層442及一疏水層443 (圖5所示)。該上基層441可以為一玻璃基板或一硅基板，在本實施例中，該上基層441為一玻璃基板。該參考電極層442覆蓋于該上基層441與下極板42相對的一表面上，該參考電極層442的表面覆蓋有一層很薄的疏水材料作為疏水層443，其中該參考電極層442與疏水層443之間也可以設(shè)置一層很薄的介電層。該上極板44上對應(yīng)下極板42上的安裝孔433設(shè)有相應(yīng)的安裝孔444。 該支撐件46、47均為狹長的板體，支撐件46、47分別設(shè)于上極板44與中隔板45之間及中隔板45與下極板42之間以用于支撐上極板44及中隔板45。所述支撐件46、47上對應(yīng)下極板42上的安裝孔433設(shè)有相應(yīng)的安裝孔461 、471 。本實施例中，所述支撐件46、47為與上、下極板44、42及中隔板45相分離的板體?？梢岳斫獾?，支撐件46、47也可以分別一體形成于上極板44及中隔板45上，也可以是支撐件46、47均一體形成于中隔板45上。
該第一、第二端蓋48、49均為一長方體塊狀結(jié)構(gòu)，其中該第一端蓋48上設(shè)有一進液口，該第二端蓋49上設(shè)有一出液口。該進液口與出液口均包括一入口端與一出口端，其中進液口的入口端及出口端的形狀分別與出液口的出口端及入口端的形狀相對應(yīng)，圖3中僅示出進液口的出口端481及出液口的出口端491。該第一端蓋48內(nèi)還可以在其入口端與出口端481之間設(shè)置一儲液空間以用來儲存冷卻液。同樣地，該第二端蓋49內(nèi)也可以
7在其入口端與出口端491之間設(shè)置一儲液空間。該進液口的入口端及出液口的出口端491 分別用來與一傳輸管50相連接。將第一、第二端蓋48、49設(shè)于下極板42的第一、第二凹槽 426、427內(nèi)時，該進液口與下極板42上的儲液槽428相對，該出液口則與下極板42上的溝 槽429的末端相對。另外，該第一、第二端蓋48、49上對應(yīng)下極板42的安裝孔432相應(yīng)地 設(shè)有安裝孔482 、492。 為使對本發(fā)明中的微液滴產(chǎn)生器40的制作有一個清楚的認識，現(xiàn)對本實施例中 微液滴產(chǎn)生器40的下極板42及上極板44的制作過程作如下說明 下極板42的制作過程為首先在玻璃基板上利用機械加工或濕法刻蝕的方法制 作出第一、第二凹槽426、427、儲液槽428、溝槽429及安裝孔432、433，然后利用化學(xué)氣相沉 積法(Chemical V即or D印osition)在玻璃基板上沉積一層具有導(dǎo)電能力的IT0 (Indium Tin0xide)透明玻璃層；對IT0層進行圖形化光刻蝕，形成具有一定形狀且呈間隔分布的控 制電極422、外接電極430及引線431 ;然后利用氣相沉積法在這些控制電極422的表面沉 積一層氮化硅(Si3N4)作為介電層423 ;然后再通過旋轉(zhuǎn)覆蓋(Spin Coat)的方法在介電 層423上涂布一層Teflon作為疏水層424。 下極板45的制作過程為首先采用絕緣材料如氮化硅(Si3N4)制造一介電層451 并加工出安裝孔453，然后再通過旋轉(zhuǎn)覆蓋(Spin Coat)的方法在介電層451的上下表面上 涂布一層Teflon作為疏水層452。 上極板44的制作過程為首先在玻璃基板上利用機械加工或濕法刻蝕的方法制 作出安裝孔444 ;然后利用化學(xué)氣相沉積法在玻璃基板上形成一層均勻的IT0層作為參考 電極層442 ;然后在IT0層上利用旋轉(zhuǎn)覆蓋的方法涂布一層Teflon作為疏水層443。
如圖4所示，將制作好的各部件組裝成微液滴產(chǎn)生器40時，兩支撐件47設(shè)于下極 板42上并位于下極板42的控制電極422的兩側(cè)，兩支撐件47設(shè)于中隔板45上并位于中 隔板45的兩側(cè)，從而下極板42與上極板44之間形成一液滴通道，并由中隔板45將該液滴 通道分隔成上、下兩層液滴傳輸通道，即在下極板42與中隔板45之間及中隔板45與上極 板44之間于對應(yīng)控制電極422的位置均形成一用于傳輸液滴的液滴傳輸通道，即形成上、 下兩層液滴傳輸通道。支撐件47位于下極板42的控制電極422與外接電極430之間，即 下極板422的外接電極430位于支撐件47的外側(cè)，這樣可以便于將外接電極430與外部的 控制電路43電連接。該上極板44位于該兩支撐件46上，并通過螺栓等連接件穿過下極板 42、支撐件47、中隔板45、支撐件46及上極板44上所設(shè)的安裝孔433、471、453、461、444，從 而將其固定在一起。該支撐件46 、47對上極板44進行支撐的同時還將微液滴產(chǎn)生器40的 兩側(cè)進行密封。為增加密封效果，還可以在支撐件46、47與下極板42、中隔板45及上極板 44之間涂一層密封膠或設(shè)置一密封件。該第一、第二端蓋48、49分別收容于下極板42的兩 端所設(shè)的第一、第二凹槽426、427內(nèi)并將上極板44、中隔板45夾設(shè)于該第一、第二端蓋48、 49之間，再通過螺栓等連接件穿過第一、第二端蓋48、49及下極板42上所設(shè)的安裝孔482、 492、432以將第一、第二端蓋48、49與下極板42固定在一起，從而將微液滴產(chǎn)生器40的兩 端密封。同樣地，為增加密封效果，該第一、第二端蓋48、49與下極板42及上極板44之間 也可以涂一層密封膠或設(shè)置一密封件。該第一、第二端蓋48、49安裝至下極板42的兩端第 一、第二凹槽426、427內(nèi)時，第一端蓋48上所設(shè)的進液口與儲液槽428相連通，而第二端蓋 49所設(shè)的出液口則與控制電極422相對，亦即該儲液槽428與液滴通道的上、下兩層液滴傳
8輸通道的左端連通，該出液口則與液滴通道的上、下兩層液滴傳輸通道的右端連通。
繼續(xù)參照所示，將微型液體冷卻裝置200組裝在一起時，通過傳輸管50將微液滴 產(chǎn)生器40、吸熱體20及散熱體30依次串接從而形成一回路，在該回路中充入一定量的冷卻 液。該冷卻液為可電解的、可極化的、具有導(dǎo)電能力的或帶電的液體。在本實施例中，該冷 卻液為去離子水。微液滴產(chǎn)生器40的上極板44的參考電極層442及下極板42的外接電 極422通過導(dǎo)線與外部的控制電路43進行電連接。外部的控制電路43采用計算機程序來 控制施加于各控制電極422上的電壓的施加時間及施加順序，所施加的電壓的大小由電源 控制，該控制電極陣列的控制方法及電壓大小的控制方法采用常規(guī)的控制方法。
如圖6A至圖6C所示，液滴D從微液滴產(chǎn)生器40的儲液槽428產(chǎn)生出來的過程為 首先通過外接的控制電路43對控制電極422a (為使敘述方便，將控制電極從左至右依次命 名為422a、422b、422c……)施加一定的電壓，由于電潤濕效應(yīng)，與該控制電極422a相接觸 的冷卻液的接觸角會變小，接觸角的變小表現(xiàn)為冷卻液的表面張力的變化，當(dāng)施加的電壓 達到一定值時，冷卻液會自儲液槽428沿電極422a向右運動(圖6A所示)；冷卻液運動至 與電極422b接觸時對電極422b施加同樣的電壓，從而使冷卻液沿控制電極422b繼續(xù)向右 運動(圖6B所示)；當(dāng)冷卻液運動至與控制電極422c接觸時，對控制電極422c施加電壓 的同時取消控制電極422b上所施加的電壓，冷卻液在控制電極422a、422c上所加電壓的作 用下在控制電極422b處斷開，從而形成液滴D (圖6C所示)。 如圖7A至圖7C所示，液滴D的傳輸過程為當(dāng)液滴D接觸到控制電極422d時，對 控制電極422d施加電壓的同時取消422c上所施加的電壓，從而使液滴D由控制電極422c 所在位置運動到控制電極422d所在位置；當(dāng)液滴D運動至與控制電極422e接觸時，對控制 電極422e施加電壓的同時取消控制電極422d上所施加的電壓，從而使液滴D從控制電極 422d所在位置運動到控制電極422e所在位置。通過這樣有規(guī)律性地對各控制電極422施 加電壓，就可以實現(xiàn)將儲液槽428中所產(chǎn)生出的液滴D沿控制電極422的從左向右傳輸。
請繼續(xù)參照圖2，液冷散熱系統(tǒng)200工作時，吸熱體20貼設(shè)于一發(fā)熱電子元件(圖 未示)上。利用外接的控制電路43對微液滴產(chǎn)生器40的各控制電極422上電壓的施加時 間及施加順序進行控制，可以從儲液槽428中產(chǎn)生出液滴，并沿液滴通道的上、下兩層液滴 傳輸通道向右傳輸。液滴傳到這些控制電極422的最右端時因具有一定的速度會繼續(xù)向前 運動，并經(jīng)第二端蓋49所設(shè)出液口的入口端流入到該第二端蓋49內(nèi)。通過控制電路43對 這些控制電極422進行循環(huán)控制，就可以不斷地從儲液槽428中產(chǎn)生出液滴并傳輸?shù)降诙?端蓋49內(nèi)，從而將第二端蓋49內(nèi)的冷卻液壓出并經(jīng)傳輸管50流向散熱體30。冷卻液經(jīng)散 熱體30冷卻后再經(jīng)傳輸管50流向吸熱體20。冷卻液在吸熱體20內(nèi)與吸熱體20發(fā)生熱交 換，被加熱后的冷卻液經(jīng)傳輸管50流向微液滴產(chǎn)生器40的第一端蓋48內(nèi)，再經(jīng)第一端蓋 48進液口流回至微液滴產(chǎn)生器40的儲液槽428內(nèi)，從而完成一次循環(huán)流動。
該液冷散熱系統(tǒng)200中，由微液滴產(chǎn)生器40、散熱體30、吸熱體20及傳輸管50串 接形成一回路，吸熱體20用來吸收電子所產(chǎn)生的熱量，該微液滴產(chǎn)生器40對冷卻液進行傳 輸，使冷卻液在該回路中循環(huán)流動，從而源源不斷地將吸熱體20所吸收的熱量帶走。
該微液滴產(chǎn)生器40制作工藝簡單，適合進行微型化設(shè)計，可用于內(nèi)部空間較小的 筆記本電腦等電子裝置內(nèi)對電子元件進行散熱。該微型液體冷卻裝置200中，采用微液滴 產(chǎn)生器40來對冷卻液進行傳輸，沒有像泵這類機械傳動件，因此具有良好的靜音效果。
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由于在上極板44與下極板42之間設(shè)置有中隔板45，可以帶動雙液滴分別在液滴 通道的上、下兩層液滴傳輸通道內(nèi)傳輸，從而解決了采用單層液滴傳輸通道傳輸時液滴大 小受限使得傳輸效率低下的問題。該具上、下兩層液滴傳輸通道的微液滴產(chǎn)生器40能夠有 效地提升液滴傳輸?shù)男?，從而增加液冷散熱系統(tǒng)200的散熱性能。 上述實施例中，微液滴產(chǎn)生器40的下極板42的兩端分別設(shè)有第一、第二凹槽426、 427，第一、第二端蓋48、49收容于該第一、第二凹槽426、427內(nèi)以將微液滴產(chǎn)生器40的兩 端密封?？梢岳斫獾兀摰谝?、第二端蓋48、49也可以與下極板42或上極板44一體成型，當(dāng) 第一、第二端蓋48、49與下極板42 —體成型時，則不需要再在下極板42的兩端設(shè)置第一、 第二凹槽426、427。 上述實施例中，微液滴產(chǎn)生器40的進液口設(shè)于第一端蓋48上?？梢岳斫獾?，該微 液滴產(chǎn)生器40的進液口也可設(shè)置于上極板44上并與儲液槽428相對。
上述實施例中，微液滴產(chǎn)生器40的下極板42上設(shè)有一儲液槽428?？梢岳斫獾?， 該儲液槽428內(nèi)也可以設(shè)置一控制電極，該儲液槽428內(nèi)的控制電極可以通過一引線與一 外接電極相連，并利用導(dǎo)線將該外接電極與外部的控制電路43電相連。該儲液槽428內(nèi)的 控制電極可以用于在產(chǎn)生液滴時將斷裂后的液體拉回儲液槽428內(nèi)。 另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可于本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，只要其不偏離本發(fā)明的 技術(shù)效果均可。這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護的范圍的 內(nèi)。
權(quán)利要求
一種微液滴產(chǎn)生器，包括一第一極板及位于該第一極板上的一第二極板，其特征在于該第一極板與第二極板之間還設(shè)有一中隔板，該第一極板與第二極板之間形成一液滴通道，所述液滴通道由中隔板分隔成上、下兩層液滴傳輸通道，該微液滴產(chǎn)生器在液滴通道的一端與另一端分別設(shè)有與該液滴通道相連通的一進液口與一出液口，該第一極板上對應(yīng)該液滴通道間隔設(shè)置有若干控制電極，該第二極板上設(shè)有一參考電極層，該中隔板包括一介電層，該參考電極層與這些控制電極通過一控制電路電連接，通過控制電路規(guī)律性地對各控制電極施加電壓，自進液口進入到微液滴產(chǎn)生器的液體將產(chǎn)生出雙液滴并分別沿該上、下兩層液滴傳輸通道向出液口運動。
2. 如權(quán)利要求l所述的微液滴產(chǎn)生器，其特征在于該第一極板包括一第一基層、一介 電層及一第一疏水層，這些控制電極位于該第一基層上，該介電層覆蓋于這些控制電極的 表面，該第一疏水層覆蓋于該介電層的表面，該第二極板包括一第二基層，該參考電極層位 于該第二基層朝向第一極板的表面上，該參考電極層上覆蓋有一層第二疏水層。
3. 如權(quán)利要求1所述的微液滴產(chǎn)生器，其特征在于該微液滴產(chǎn)生器還包括一第一端 蓋及一第二端蓋，該第一極板的兩端對應(yīng)第一、第二端蓋分別設(shè)有第一、第二凹槽，該第一、 第二端蓋分別收容在該第一、第二凹槽內(nèi)并將第二極板夾設(shè)于該第一、第二端蓋之間。
4. 如權(quán)利要求l所述的微液滴產(chǎn)生器，其特征在于該第一極板上設(shè)有一儲液槽，該儲 液槽位于進液口與該液滴通道之間且將進液口與該液滴通道連通，該第一極板上沿該液滴 通道的延伸方向設(shè)有一溝槽，該溝槽的一端與儲液槽相連通，另一端與出液口連通。
5. 如權(quán)利要求l所述的微液滴產(chǎn)生器，其特征在于該中隔板的介電層的上、下表面分 別設(shè)有一疏水層。
6. 如權(quán)利要求1所述的微液滴產(chǎn)生器，其特征在于該第一極板上對應(yīng)每一控制電極 還設(shè)有一外接電極，該控制電極與外接電極之間通過一引線連接，所述控制電路通過導(dǎo)線 與這些外接電極電連接。
7. —種微型液體冷卻裝置，該微型液體冷卻裝置包括一吸熱體、一散熱體、一微液滴產(chǎn)生器及若干傳輸管，這些傳輸管將該吸熱體、散熱體及微液滴產(chǎn)生器串接形成一回路，該回 路中填充有一定量的冷卻液，冷卻液在該微液滴產(chǎn)生器的作用下產(chǎn)生液滴并在該回路中循環(huán)流動，其特征在于該微液滴產(chǎn)生器包括一第一極板、位于該第一極板上的一第二極板及 設(shè)于第一極板與第二極板之間的一中隔板，該第一極板與第二極板之間形成一液滴通道， 所述液滴通道由中隔板分隔成上、下兩層液滴傳輸通道，該微液滴產(chǎn)生器在液滴通道的一 端與另一端分別設(shè)有與該液滴通道相連通的一進液口與一出液口 ，所述進液口與吸熱體和 散熱體的其中之一相連接，所述出液口與吸熱體和散熱體的其中之另一相連接，該第一極 板上對應(yīng)該液滴通道間隔設(shè)置有若干控制電極，該第二極板上設(shè)有一參考電極層，該中隔 板包括一介電層，該參考電極層與這些控制電極通過一控制電路電連接，通過控制電路規(guī) 律性地對各控制電極施加電壓，自進液口進入到微液滴產(chǎn)生器的液體將產(chǎn)生出雙液滴并分 別沿該上、下兩層液滴傳輸通道向出液口運動。
8. 如權(quán)利要求7所述的微型液體冷卻裝置，其特征在于該第一極板包括一第一基層、 一介電層及一第一疏水層，這些控制電極位于該第一基層上，該介電層覆蓋于這些控制電 極的表面，該第一疏水層覆蓋于該介電層的表面，該第二極板包括一第二基層，該參考電極 層位于該第二基層朝向第一極板的表面上，該參考電極層上覆蓋有一層第二疏水層。
9. 如權(quán)利要求7所述的微型液體冷卻裝置，其特征在于該微液滴產(chǎn)生器還包括一第 一端蓋及一第二端蓋，該第一極板的兩端對應(yīng)第一、第二端蓋分別設(shè)有第一、第二凹槽，該 第一、第二端蓋分別收容在該第一、第二凹槽內(nèi)并將第二極板夾設(shè)于該第一、第二端蓋之 間。
10. 如權(quán)利要求7所述的微型液體冷卻裝置，其特征在于該第一極板上設(shè)有一儲液 槽，該儲液槽位于進液口與該液滴通道之間且將進液口與該液滴通道連通，該第一極板上 沿該液滴通道的延伸方向設(shè)有一溝槽，該溝槽的一端與儲液槽相連通，另一端與出液口連 通。
全文摘要
一種微液滴產(chǎn)生器，包括一第一極板及位于該第一極板上的一第二極板，第一極板與第二極板之間設(shè)有一中隔板，第一極板與第二極板之間形成一液滴通道，液滴通道由中隔板分隔成上、下兩層液滴傳輸通道，該微液滴產(chǎn)生器在液滴通道的一端與另一端分別設(shè)有與該液滴通道相連通的一進液口與一出液口，第一極板上對應(yīng)該液滴通道間隔設(shè)置有若干控制電極，第二極板上設(shè)有一參考電極層，該中隔板包括一介電層，該參考電極層與這些控制電極通過一控制電路電連接，通過控制電路規(guī)律性地對各控制電極施加電壓，自進液口進入到微液滴產(chǎn)生器的液體將產(chǎn)生出雙液滴并分別沿該上、下兩層液滴傳輸通道向出液口運動。本發(fā)明還涉及一采用微液滴產(chǎn)生器的微型液體冷卻裝置。
文檔編號H01L23/34GK101742889SQ200810305560
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月14日
發(fā)明者陳彥志 申請人:富準精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻準精密工業(yè)股份有限公司