電共軛流體微型泵的制作方法
【專利摘要】本實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形成一體化的結構，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與流道槽壁為一體化的緊密連接結構、密封性好，避免了電共軛流體在不同電極對間的不規則流動，也提高了射流效率；三棱柱電極、條狀縫隙電極、流道槽、導電帶通過紫外光刻加工技術形成一體化的結構，使其結構更緊湊、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現。
【專利說明】電共軛流體微型泵
【技術領域】
[0001 ] 本實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】
[0002]電共軛流體是一種特殊的具有良好電流體動力學特性的機能性絕緣流體，當浸入其中的金屬電極被施加數百伏特以上的直流電壓時，電極間流體將產生定向流動而形成射流，且射流強度隨著輸入電壓的提高顯著增強，這種現象被稱為電共軛效應。
[0003]電共軛流體泵是利用電共軛效應制作的能夠輸出一定壓力和流量的流體的流體機械。電共軛流體泵作為新型泵，具備無需機械運動機構，能量可直接轉換，功率密度大，結構緊湊，體積小，無運行噪音等優點；可廣泛應用于電子器件的流體冷卻裝置中，如可應用于計算機液體冷卻系統中。
[0004]電極單元(電極對)是產生電共軛效應的核心器件之一，主要有兩種:一是平面電極對(陣列)，其結構簡單，運用微機電系統制造技術易于制作，但電極的高度不足及密封困難，導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現密封，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下從縫隙電極的縫隙處加速流入下一個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，需要分別將三棱柱電極(陣列)與縫隙電極(陣列)在下殼體中準確定位，受結構設計，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到設計要求，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三棱柱電極一縫隙電極對外，還有電共軛流體會從縫隙電極與下殼體的間隙處不規則流動，也降低了射流效率；采用螺栓聯接上蓋板和下殼體，致使流體泵的外部輪廓尺寸過大，降低了其功率密度。
實用新型內容
[0006]本實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；且其結構緊湊、合理，體積小，功率密度大。
[0007]本實用新型實現其發明目的，所采用的技術方案是，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置有基板，在硅質的基板上通過紫外光刻技術形成有:膠質的高度為300-500um的流道槽，流道槽內依次排列有多個鎳質的電極對，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與流道槽壁緊密連接；
[0009]基板上還通過紫外光刻技術形成有:三棱柱電極導電帶和條狀縫隙電極導電帶，所有的三棱柱電極均與三棱柱電極導電帶電連接，所有的條狀縫隙電極均與條狀縫隙電極導電帶電連接，三棱柱電極導電帶和條狀縫隙電極導電帶的引出端均伸出流道槽并分別與正極引出線和負極引出線焊接；
[0010]基板的上表面粘結硅膠密封板，硅膠密封板上覆蓋上蓋板，上蓋板下表面的側緣與下殼體的側壁頂面粘結；入液短管和出液短管固定在上蓋板上，并通過上蓋板、硅膠密封板的相應通孔分別與流道槽的進液端和出液端相通；正極引出線和負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有硅膠緩沖層。
[0012]硅膠緩沖層能減少基板上的電極、導電帶等微米級的器件在裝配時受到的沖擊，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構是:兩個橫截面呈“L”形的電極的長邊的端部相對，且兩個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，與基板的結合更牢固，可進一步提高制備的成品率和其使用壽命。
[0015]與現有技術相比，本實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形成一體化的結構，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與流道槽壁為一體化的緊密連接結構、密封性好，避免了電共軛流體在不同電極對間的不規則流動，也提高了射流效率；
[0017]二、三棱柱電極、條狀縫隙電極、流道槽、導電帶通過紫外光刻加工技術形成一體化的結構，使其結構更緊湊、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現。
[0018]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步的詳細說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型實施例的分解結構示意圖。
[0020]圖2是本實用新型實施例的外部結構示意圖。
[0021]圖3是本實用新型實施例的基板及其基板上的零部件的俯視結構示意圖。
[0022]圖4是本實用新型實施例的基板剖去三棱柱電極、條狀縫隙電極、流道槽后的俯視結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]實施例
[0024]圖1-4示出，本實用新型的一種【具體實施方式】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的底部設置有基板5,在娃質的基板5上通過紫外光刻形成有:膠質的高度為300-500um的流道槽6，流道槽6內依次排列有多個鎳質的電極對，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的兩側與流道槽6壁緊密連接；
[0026]基板5上還通過紫外光刻技術形成有:三棱柱電極導電帶9和條狀縫隙電極導電帶10，所有的三棱柱電極7均與三棱柱電極導電帶9電連接，所有的條狀縫隙電極8均與條狀縫隙電極導電帶10電連接，三棱柱電極導電帶9和條狀縫隙電極導電帶10的引出端均伸出流道槽6并分別與正極引出線11和負極引出線12焊接；
[0027]基板5的上表面粘結娃膠密封板13,娃膠密封板13上覆蓋上蓋板I,上蓋板I下表面的側緣與下殼體2的側壁頂面粘結；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的相應通孔分別與流道槽6的進液端和出液端相通；正極引出線11和負極引出線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的具體結構是:兩個橫截面呈“L”形的電極的長邊的端部相對，且兩個電極相對的端部間留有縫隙。
[0030]本實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、三棱柱電極導電帶9、條狀縫隙電極導電帶10的加工成形所采用的紫外光刻加工技術為現有技術，如可采用以下的具體操作實現:
[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電帶9、條狀縫隙電極導電帶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電帶9和條狀縫隙電極導電帶10 ; (2)再在基板5上涂布厚層負性光刻膠，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上涂布厚層負性光刻膠，按照流道槽6的形狀進行曝光、顯影即得到膠質的流道槽6。
[0032]本實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，啟動直流高壓電源，數百伏以上的直流高壓的正極經正極引線11、三棱柱電極導電帶9與每一電極對中的三棱柱電極7相連，負極經負極引線12、條狀縫隙電極導電帶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內的電共軛流體由于電共軛效應產生加速定向流動，通過流道槽6中多個電極對的逐級加速，最后經出液短管4以較高的壓力和流量，形成射流輸出。
【權利要求】
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 )的底部設置有基板(5 )，在硅質的基板(5 )上通過紫外光刻技術形成有:膠質的高度為300-500um的流道槽(6)，流道槽(6)內依次排列有多個鎳質的電極對，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)的兩側與流道槽(6)壁緊密連接； 基板(5 )上還通過紫外光刻技術形成有:三棱柱電極導電帶(9 )和條狀縫隙電極導電帶(10)，所有的三棱柱電極(7)均與三棱柱電極導電帶(9)電連接，所有的條狀縫隙電極(8)均與條狀縫隙電極導電帶(10)電連接，三棱柱電極導電帶(9)和條狀縫隙電極導電帶(10)的引出端均伸出流道槽(6)并分別與正極引出線(11)和負極引出線(12)焊接；基板(5)的上表面粘結硅膠密封板(13)，硅膠密封板(13)上覆蓋上蓋板(I )，上蓋板(I)下表面的側緣與下殼體(2)的側壁頂面粘結；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)的相應通孔分別與流道槽的進液端和出液端相通；正極引出線(11)和負極引出線(12)穿出上蓋板(I)。
2.如權利要求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 )之間還設有硅膠緩沖層(14 )。
3.如權利要求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)的具體結構是:兩個橫截面呈“L”形的電極的長邊的端部相對，且兩個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 優先權日:2014年2月28日
【發明者】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