專利名稱：用于薄、低輪廓或高縱橫比的電子裝置的電流體動力流體推動技術的制作方法
技術領域：
本申請涉及熱管理，更具體地說，涉及產生離子和電場來推動流體(諸如空氣)的微型冷卻設備作為熱管理解決方案的一部份來散熱。
背景技術：
構造成使用流體的離子運動的設備在文獻中有不同的稱謂，如離子風機、電風機、 電暈風泵、電流體動力(EFD)裝置、電流體動力(EHD)推進器、EHD氣泵以及EHD流體或空氣推動機。這項技術的某些方面也已用于靜電空氣凈化器或電除塵器等裝置中。當作為熱管理解決方案的一部分使用時，離子流體推動器可提高冷卻效率，降低振動、減少能耗、減低電子設備溫度和/或噪音的發生。這些特性可以減少整個使用期費用、設備尺寸或體積，以及在某些情況下，可以改善系統性能或用戶的使用感受。由于電子設備的設計者趨向于越來越小的形狀因數，例如通過蘋果公司售賣 iPhone 和iPad 而普及化的超薄式手持式裝置，因此，部件和子系統的封裝密度造成在熱管理方面的極大挑戰。在某些情況下，可能需要主動散熱策略以便將廢熱排放到周圍環境。 在某些情況下，可以無需越過通風邊界的物質傳遞，但是，可能需要或要求在設備內進行傳熱來減少熱點。離子流體推動器給出了具吸引力的熱管理解決方案的技術部件。所希望的解決方案在于允許離子流體推動器整合在薄的和/或密集式組裝的電子設備中，通常要整合在提供小至2-3mm間隙的處于臨界尺寸的體積中。具體地說，所希望的解決方案在于允許密集封裝高電壓的、產生離子流的EHD部件與電子組件，要不然它們會對靜電放電和/或電磁干擾敏感。在某些情況下，所希望的解決方案在于能控制或減輕某些強場區和/或放電的臭氧副產品。

發明內容
業已發現，在EHD流體推動器設計中用于電磁屏蔽、保留靜電電荷、甚至收集離子流的表面可以有機會形成為電子設備中的其它部件和/或結構的表面或者在電子設備中的其它部件和/或結構的表面上形成。以此方式，可以減小尺寸和增大封裝密度。在某些情況下，EHD流體推動器的靜電操作部份(electrostatically operative portion)形成為外殼、EMI屏蔽、電路板和/或熱管或散熱器的內表面或者在所述內表面上形成。視乎這些靜電操作部份的作用，可以施加電介質、電阻和/或臭氧加強或催化涂料或調節處理。在根據本發明的一些實施例中，一種電子設備包括外殼；至少一個電子組件，所
7述電子組件包括一個或多個設置在所述電子組件之上的熱源；以及EHD流體推動器，所述 EHD流體推動器配置成所述電子裝置的熱管理系統的一部份；其中所述EHD流體推動器的至少一個靜電操作部份構成所述外殼的內表面或在所述外殼的內表面上構成靜電操作部份。在一些情況下，所述電子裝置的厚度小于約10毫米，以及所述電子裝置的一個或多個橫向尺寸長度超過所述厚度至少10 1倍。在一些實施例中，所述EHD流體推動器包括至少一個發射極和至少一個集電極， 其中所述至少一個靜電操作部份包括所述集電極靜電操作部份。在一些實施例中，所述至少一個靜電操作部份包括所述外殼的所述內表面的涂覆電介質的場成形部份，所述場成形部份與所述集電極鄰接靜電操作部份。在某些情況下，所述電介質至少部份地以聚酰亞胺薄膜或帶提供，并至少部份地粘貼在所述內表面上面或之上。在某些情況下，所述電介質在含臭氧流體中有抗老化性能。在某些情況下，所述內表面的所述涂覆電介質的場成形部份在所述發射極的上游延伸約三個C3)發射極到集電極的長度。在一些實施例中，低輪廓裝置還包括所述EHD流體推動器的第二靜電操作部份， 所述第二靜電操作部份覆蓋至少一部份的所述電子組件。在某些情況下，所述電子組件的覆蓋部份限定至少一部份的高壓電源，所述高壓電源耦合成激勵所述EHD流體推動器。在某些情況下，所述電子組件包括一塊或多塊電路板以及顯示器。在某些情況下，熱源包括以下的一項或多項處理器；射頻(RF)或光收發器；以及用于顯示器的照明光源。在一些實施例中，所述外殼基本上密封，以致于由所述EHD流體推動器推動的流體流基本上包含在所述外殼之內。在一些實施例中，所述外殼允許至少一些流體流通過在所述外殼內的內部體積和外部之間的邊界。在某些情況下，通過所述EHD流體推動器的流體通量大大地超過通過所述邊界的流體通量，至少會超過兩倍。在某些情況下，所述外殼包括所述邊界的一個或多個通風部份，基本上全部的由所述EHD流體推動器推動的流體通量通過所述通風部份來進入和排出。在一些實施例中，所述熱源非常靠近所述外殼的內表面，間隙在3毫米以內；所述熱管理系統可操作地使所述熱源發出的熱散布到所述內表面的相當大的部份上。在一些實施例中，所述電子裝置配置成以下的一項或多項手持式移動電話或個人數字助理；便攜式計算機、網本計算機或墊型計算機；以及數字圖書閱讀器、媒體播放器或游戲設備。在一些實施例中，所述電子裝置配置成以下的一項或多項顯示面板；以及電視機。在根據本發明的一些實施例中，一種電子裝置包括至少一個電子組件，所述電子組件包括一個或多個設置在所述電子組件之上的熱源；由導電材料構成的電磁干擾(EMI) 屏蔽；以及EHD流體推動器，所述EHD流體推動器配置成所述電子裝置的熱管理系統的一部份；其中所述EHD流體推動器的至少一個靜電操作部份構成所述EMI屏蔽的表面或在所述 EMI屏蔽的表面上構成。在一些實施例中，所述EMI屏蔽至少部份地覆蓋所述電子組件的一部份。在某些情況下，所述電子組件的覆蓋部份包括至少一部份的高壓電源，所述高壓電源耦合成激勵所述EHD流體推動器。在某些情況下，所述電子組件的一個或多個導電平面或跡線提供所述EMI屏蔽。在一些實施例中，所述電子裝置的厚度小于約10毫米，以及所述電子裝置的一個或多個橫向尺寸長度超過所述厚度至少10 1倍。在一些實施例中，所述EHD流體推動器包括至少一個發射極和至少一個集電極， 其中所述至少一個靜電操作部份包括所述集電極。在一些實施例中，所述至少一個靜電操作部份包括所述EMI屏蔽的所述表面的涂覆電介質的場成形部份，所述場成形部份與所述集電極鄰接。在某些情況下，外露表面的所述涂覆電介質的場成形部份在所述發射極的上游延伸約三個C3)發射極到集電極的長度。在某些情況下，電介質涂層在含臭氧流體中有抗老化性能。在一些實施例中，所述電子組件包括一塊或多塊電路板以及顯示器。在一些實施例中，所述熱源包括以下的一項或多項處理器；射頻(RF)或光收發器；以及用于顯示器的照明光源。在一些實施例中，電子設備還包括基本上密封的外殼，以致于由所述EHD流體推動器推動的流體流基本上包含在所述外殼之內。在一些實施例中，電子設備還包括外殼，所述外殼允許至少一些流體流通過在所述外殼內的內部體積和外部之間的邊界。在某些情況下，通過所述EHD流體推動器的流體通量大大地超過通過所述邊界的流體通量，至少會超過兩倍。在某些情況下，所述外殼包括所述邊界的一個或多個通風部份，基本上全部的由所述EHD流體推動器推動的流體通量通過所述通風部份來進入和排出。在一些實施例中，電子設備還包括外殼；其中所述熱源非常靠近所述外殼的內表面，間隙在3毫米以內；所述熱管理系統可操作地使所述熱源發出的熱散布到所述內表面的相當大的部份上。在一些實施例中，電子設備還包括外殼；其中所述EHD流體推動器的至少一個其它靜電操作部份構成所述外殼的內表面或在所述外殼的內表面上構成。在一些實施例中，所述EMI屏蔽也限定從所述熱源至流動路徑中的傳熱表面的至少一部份導熱路徑，在通電時，流體流通過所述EHD流體推動器沿著所述流動路徑被推動。在根據本發明的一些實施例中，一種電子裝置包括彼此層疊地設置的顯示器、至少一塊電路板、電流體動力(EHD)流體推動器和外殼，以使所述電子裝置的總厚度限定成小于約10毫米。所述EHD流體推動器配置成所述電子裝置的熱管理系統的一部份，并且包括對置的平面式電介質表面、至少一個發射極以及一個或多個集電極，所述發射極設置在所述對置的平面式電介質表面之間并且靠近所述集電極，以便在通電時加速離子朝向所述集電極，從而在所述電子裝置之內推動流體流動；其中所述對置的電介質表面的第一電介質表面構成所述電路板上的EMI屏蔽的表面或在所述EMI屏蔽的表面上構成。在一些實施例中，所述集電極的數量為至少兩個，第一個集電極構成為所述電路板的外露金屬化層或在所述外露金屬化層上構成。在一些實施例中，第二個集電極構成為所述外殼的內表面或在所述內表面上構成。在一些實施例中，所述EMI屏蔽的至少一部份構成為所述電路板的電介質涂覆金屬化層或在所述電介質涂覆金屬化層上構成。在一些實施例中，所述電子裝置還包括導熱路徑，所述導熱路徑從設置在所述電路板上的一個或多個熱源至流動路徑中的傳熱表面，在通電時，流體流通過所述EHD流體推動器沿著所述流動路徑被推動。在某些情況下，所述導熱路徑的至少一部份由所述EMI 屏蔽限定。在一些實施例中，所述熱源在約3毫米之內緊密地靠近所述外殼的內表面；所述熱管理系統可操作地使所述熱源發出的熱散布到所述內表面的相當大的部份上。在一些實施例中，所述外殼基本上密封所述電子裝置，以致于由所述EHD流體推動器推動的流體流基本上包含在所述外殼之內。在一些實施例中，所述外殼允許至少一些流體流通過在所述外殼內的內部體積和外部之間的邊界。在一些實施例中，通過所述EHD 流體推動器的流體通量大大地超過通過所述邊界的流體通量，至少會超過兩倍。在一些實施例中，所述外殼包括所述邊界的一個或多個通風部份，基本上全部的由所述EHD流體推動器推動的流體通量通過所述通風部份來進入和排出。在一些實施例中，所述電子裝置配置成以下的一項或多項手持式移動電話或個人數字助理；便攜式計算機、網本計算機或墊型計算機；以及數字圖書閱讀器、媒體播放器或游戲設備。在一些實施例中，所述電子裝置配置成以下的一項或多項顯示面板以及電視機。在某些實施例中，所述電路板和所述外殼的內表面的其中之一或兩者的至少一部份涂覆為針對臭氧的加強保護涂層。在一些實施例中，所述針對臭氧的加強保護涂層包括由諸如Teflon 材料的四氟乙烯構成的含氟聚合物。在一些實施例中，所述電路板和所述外殼的內表面的其中之一或兩者的至少一部份涂覆對臭氧具有催化作用或反應活性的材料。在根據本發明的一些實施例中，一種電子設備包括電子組件，所述電子組件包括一個或多個設置在所述電子組件之上的熱源；以及熱管理系統，所述熱管理系統包括EHD 流體推動器和導熱路徑，所述導熱路徑從所述熱源至流體的流動路徑中的傳熱表面，所述流體通過所述EHD流體推動器的操作而被推動，所述導熱路徑包括涂覆抗臭氧電介質的表面。在一些實施例中，導熱路徑包括熱管和散熱器的其中一個或兩個。在一些實施例中，至少一部份的導熱路徑涂覆對臭氧具有催化作用或反應活性的材料。通過參照本文的敘述、附圖和所附的權利要求，就會明白這些和其它實施例。


通過參照附圖，本領域的技術人員可更好地理解本發明及其眾多的目的、特征和優點。附圖并不是按比例繪制的，其著重點反而是要示出所述實施例的結構和制造原理。圖IA所示為起說明作用的墊型消費性電子裝置的透視圖，根據本發明的一些實施例，其中的EHD流體推動器容納在總裝置厚度通常小于約10毫米的裝置之內，所述總裝置厚度包括顯示面的厚度，所述顯示面基本上覆蓋了裝置的整個主要表面。圖IB所示為(大體相應于圖IA的裝置的內部體積)說明性的通風氣流的拓撲結構以及EHD流體推動器相對于個別電子組件的布置。圖IC所示為另一說明性的通風氣流的拓撲結構以及EHD流體推動器相對于個別電子組件的布置。圖2A所示為起說明作用的墊型消費性電子裝置的透視圖，再次根據本發明的一些實施例，其中的EHD流體推動器容納在總裝置厚度通常小于約10毫米的裝置之內，所述總裝置厚度包括顯示面的厚度，所述顯示面基本上覆蓋了裝置的整個主要表面。圖2B所示為(大體相應于圖2A的裝置的內部體積)說明性的再循環流體流的拓撲結構以及EHD流體推動器相對于個別電子組件的布置。
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圖2C所示為變型，其中流體流的拓撲結構包括循環流部份以及一些通過通風邊界進入和離開所述裝置的流。圖3、圖5和圖6所示為裝置結構的說明性的截面圖，其中EHD流體推動器的靜電操作部份可形成為裝置外殼和/或覆蓋電子組件的電磁干擾(EMI)屏蔽的相應表面，或者可在所述相應表面上形成。圖5和圖6所示為說明性的截面圖，其中顯示面為包括EHD流體推動器的裝置組套的一部份。圖6所示為說明性的截面圖，其中集電極表面在印刷電路板的金屬噴鍍上形成。圖4所示為說明性的高壓電源結構，其中發射極和集電極通電以便推動流體流。圖7A所示為說明性的、便攜式的消費性電子裝置的透視圖，根據本發明的一些實施例，其中的EHD流體推動器容納在總裝置厚度通常小于約10毫米的裝置之內。圖7B和圖7C所示為(為相應的俯視圖以及大體相應于圖7A的便攜式裝置的底座部份)說明性的在組件和通風氣流之間的位置關系。圖7C所示為具有說明性的EHD空氣推動器的定位圖的內視圖，而圖7B所示則為頂面視圖，其中鍵盤(和其相關的電子組件) 至少部份地覆蓋所述EHD空氣推動器。圖8A和圖8C所示為裝置結構的說明性的截面圖，其中EHD空氣推動器的靜電操作表面可形成為裝置外殼和/或電子組件下面的電磁干擾(EMI)屏蔽的相應表面，或者可在所述相應表面之上形成。在一些實施例中，圖8A大體相應于圖7B和圖7C所示的截面圖。圖8B所示為圖8A所示的EHD空氣推動器的靜電生效、可滲透氣流的表面的局部內視圖。圖8C所示為另一截面圖，其中EHD空氣推動器子配件的外骨骼式結構有助于集電極和發射極相對于彼此的相對位置的固定，其中所述靜電操作表面其中之一的至少一部份在所述外骨骼式結構的一部份之上形成。圖8D示出圖8C所示結構的對應透視剖視圖。圖9A和圖9B所示為裝置結構的另一說明性的截面圖，其中EHD流體推動器的對置的靜電操作表面可形成為相應電子組件之下(或之上)的電磁干擾(EMI)屏蔽的相應表面，或者可在所述相應表面上形成。在一些實施例中，圖9A和圖9B相當于某些變型，其中電路板型電子裝置為包括EHD流體推動器的裝置組套的一部份。圖IOA和圖IOB所示為說明性的平板顯示器型消費性電子裝置的相應的邊緣的側視圖和透視圖，根據本發明的一些實施例，其中的EHD流體推動器容納在總裝置厚度通常小于約10毫米的裝置之內。圖IlA所示為示出組件和通風氣流之間的位置關系的內視圖(大體相應于圖IOA 和圖IOB的平板顯示器裝置)。圖IlB和圖IlC所示為平板顯示器裝置的說明性截面圖，其中相應的EHD空氣推動器的對置的靜電操作部份可形成為裝置外殼和覆蓋顯示器的電磁干擾(EMI)屏蔽的相應表面，或者可在所述相應表面上形成。在不同附圖中所用的相同參考符號表示相類似或相同的物件。
具體實施例方式正如將會理解的那樣，本文所述的許多設計和技術特別適用于密集封裝式裝置和現代消費性電子產品典型的小形狀因素的熱管理挑戰。事實上，本文所述的若干EHD流體/ 空氣推動器的設計和技術有助于電子設備中的主動式熱管理，其中所述電子設備的厚度或工業設計排除或限制了諸如風扇、鼓風機等等的機械式空氣推動器的可行性。在一些實施例中，所述EHD流體/空氣推動器可以完全整合在操作系統中，諸如墊型或便攜式計算機、 投影機或視頻顯示裝置、機頂盒等等。在其它的實施例中，所述EHD流體/空氣推動器可以采用子配件或外殼的形式，其適于為所述系統提供EHD推動流。在一般情況下，可以為靜電操作表面設想各種不同的尺寸、幾何形狀和其它設計的變型，所述靜電操作表面限定場成形部份，或者在功能上構成集電極，以及限定在所述靜電操作表面和給定EHD裝置的發射極和/或集電極之間的各種位置相互關系。為了說明起見，本文專注于若干示范性實施例和若干表面輪廓和與其它組件的位置相互關系。例如，在本文的大量敘述中，對置的平面集電極在外殼的內表面或者在電磁干擾(EMI)屏蔽或印刷電路板(PCB)的暴露表面上形成，并設置成靠近電暈放電式發射線的平行表面，所述發射線移離相應的集電極的前緣部份。盡管如此，其它實施例可以采用其它靜電操作表面結構或其它離子生成技術，在本文提供的敘述范圍內仍可以被理解。在本申請中，本文所示和所述的實施例的若干方面可稱為電流體動力加速器裝置，也可稱為“EHD裝置”、“EHD流體加速器”、“EHD流體推動器”等等。為了說明的目的，一些實施例會相對于特定的EHD裝置結構來敘述，其中在發射極上面或靠近發射極的電暈放電產生離子，所述離子在有電場的情況下被加速，從而推動流體流動。雖然電暈放電型裝置提供有用的敘述內容，但可以理解(基于本說明書)，還可以采用其它的離子生成技術。例如，在一些實施例中，諸如無聲放電、AC放電、電介質勢壘放電(DBD)等等的技術，可用于產生離子，所述離子依次在有電場的情況下被加速以及推動流體流。使用傳熱表面(其在一些實施例中采用傳熱片的形式)，由電子設備(例如微處理器、制圖單元等等)和/或其它組件散發的熱可以傳到EHD推動流體流，并通過通風邊界從外殼排出。通常，當熱管理系統整合入工作環境時，可設置導熱路徑(通常實現為熱管或使用其它技術)，將熱量從散發(或產生)之處轉移到在所述外殼內的一個位置(或多個位置)，其中的由EHD裝置(或多個EHD裝置)推動的氣流會流過傳熱表面。為了說明，會相對于不同的示范性實施例描述傳熱片。然而，根據本說明書可以理解，在一些實施例中，無需設置傳統的散熱片陣列，EHD推動的流體可在暴露的內表面上流動，不論是否靠近或遠離熱量產生裝置(諸如處理器、存儲器、RF部份、光電子或照明源)， 都可以提供足夠的熱量傳遞。在每種情況下，在傳熱表面上提供對臭氧具有催化作用或反應活性的表面/材料是可取的。通常，傳熱表面、場成形表面和集電極的主要的離子收集表面表現出不同的設計挑戰，相對于一些實施例，它們可使用不同結構或通過不同的表面處理來提供。然而，在一些實施例中，單一結構既可用靜電工作(例如形成電場或收集離子)， 又可以將熱傳到EHD推動的流體流。需要注意的是，在一些不通風的實施例中，EHD推動流體流可在外殼之內循環，藉此可放射性地或對流地傳熱到周圍環境。這樣，可以排除或至少可以減少在外殼的外表面上的熱點，即使在沒有大量氣流通過通風邊界的情況下也如是。當然，在一些實施例中，使用EHD推動流既可管理局部的熱點，又可藉由強制對流傳熱而將熱量排到會流過通風邊界的氣流。一般的電流體動力(EHD)流體加速本領域很熟悉電流體動力(EHD)流體流的基本原理，在這方面，Jewell-Larsen等人的題為"Modeling of corona-induced electrohydrodynamic flow with COMSOL multiphysics，，(在"Proceedings of the ESA Annual Meeting on Electrostatics 2008” 中)(以下簡稱“Jewell-Larsen Modeling article")的文章提供了有用的概述。同樣， Krichtafovitch 等人于 1999 年 10 月 14提出的題為“Electrostatic Fluid Accelerator，， 的美國專利6，504，308敘述了可用于若干EHD裝置的若干電極和高壓電源結構。美國專利 6，504，308，連同 “Jewell-Larsen Modeling article” 的章節 “I Qntroduction)， II (Background)，and III (Numerical Modeling) ”在此納入作為參考，以便可參照它們所有的啟示。本文所述的EHD流體推動器設計可以包含一個或多個電暈放電式發射極電極。在一般情況下，所述電暈放電電極包括一個部份(或多個部份)，其顯示出小的半徑曲率和可以采取線、桿、刃或點的形式。所述電暈放電電極還可有其它的形狀，例如，所述電暈放電電極可采用的形狀為刺鐵絲、寬金屬條以及具有尖利和薄部份的鋸齒形板或非鋸齒形板， 在施加高電壓時，所述尖利和薄部份有助于離子在具有小曲率半徑的電極部份上生成。一般而言，電暈放電電極可用各種材料制作。例如，在一些實施例中，可使用諸如在發明者 Krichtafovitch 等人于 2003 年 12 月 2 日提交的題為“Corona Discharge Electrode and Method of Operating the Same”的美國專利7，157，704中所述的組合物。在此結合美國專利7，157，704，目的僅限于作為敘述可用于若干電暈放電型實施例的一些發射極電極的材料。一般來說，高壓電源可在電暈放電極和集電極之間產生電場。本文所述的EHD流體推動器的設計包括離子收集表面，其定位在一個或多個電暈放電極的下游。通常，EHD流體推動器部份的離子收集表面包括在電暈放電極下游延伸的大體平面的集電極的前沿面。在某些情況下，集電極可以作為傳熱表面而具有雙功能。在某些情況下，可以提供可滲透流體的離子收集表面。在一般情況下，集電極的表面可用任何合適的導電材料來制作，諸如鋁或銅。另外，如Krichtafovitch的美國專利6，919，698所述的集電極(文中稱為“加速”電極)可用高電阻材料體制成，迅速傳導電暈電流，但其結果是沿著所述高電阻材料體的電流路徑的電壓下降，使得表面電勢下降，從而抑制或限制火花放電的發生。上述的較高電阻材料的例子包括碳填充塑料、硅、鎵砷化鎵、磷化銦、氮化硼、碳化硅、硒化鎘。在此結合美國專利 6，919，698，目的限于敘述可用于若干實施例的一些集電極的材料。請注意，在本文所述的一些實施例中，可使用高電阻材料表面修整或涂層(與整體高電阻成對照)。一般的薄的、低輪廓或高縱橫比的裝置圖IA所示為起說明作用的墊型消費性電子裝置100的透視圖，所述電子裝置的總厚度d小于約10毫米，其中顯示面101基本上覆蓋所述裝置的整個主要表面。圖IA所示的示范性氣流102可由EHD空氣推動器110推動而流過所述消費電子裝置，所述空氣推動器是根據本發明的一些發明概念來設計和封裝在有限的內部空間之內。在一些實施例中， 可用的內部體積和/或組件只可允許總厚度為5毫米或以下的EHD空氣推動器110。當然， 所示的用于流入流、流出流和傳熱表面120的位置純作為示范，更大體地說，通風邊界可由部件的內部布置、特定裝置結構的熱挑戰和/或工業設計的因素來限定。圖IB所示為(以頂視圖及去除顯示面的方式來顯示)氣流的拓撲結構以及EHD 空氣推動器110相對于說明性設計的布置，在所述說明性設計中，處理器的相應的電子組
13件130，140 (或電路板)(例如CPU, GPU等等)和/或射頻(RF)部份(例如WiFi、WiMax、 3G/4G語音/數據，GPS等等)的定位朝向所述裝置100的上緣，并且設有若干邊緣定位式的通風邊界(例如入口 151和出口 152)。圖IC所示為另一說明性的通風氣流拓撲結構以及EHD空氣推動器110相對于個別電子組件和傳熱表面120的布置。和先前一樣，入口和出口通風邊界(151和15 的定位純粹為示范性，更大體地說，通風邊界可由部件的內部布置、特定裝置結構的熱挑戰和/或工業設計的因素來限定。圖2A所示為另一說明性的低輪廓墊型消費性電子裝置200的透視圖，所述電子裝置的總厚度d小于約10毫米，其中顯示面101基本上覆蓋所述裝置的整個主要表面，但其中的熱管理由所述裝置外殼內的循環空氣(或其它流體)流202來促進，而且其中的推動流無需通過通風邊界。圖2A所示的示范性流體流可通過EHD流體推動器210在所述消費電子裝置之內被推動，所述流體推動器是根據本發明的一些發明概念來設計和封裝在有限的內部空間之內。正如前述，在一些實施例中，可用的內部體積和/或組件只可允許總厚度 d為5毫米或以下的EHD流體推動器210。圖2B所示為(同樣以頂視圖及去除顯示面的方式來顯示)基本包含在所述裝置之內的氣流拓撲結構，EHD流體推動器210的布置相對于處理器的相應的電子組件230， MO(或電路板)和/或射頻(RF)部份定位成朝向所述裝置200的上緣。當然，所示的流拓撲結構純粹為示范性，更大體地說，其可由部件的內部布置、特定裝置結構的熱挑戰和/或工業設計的因素來限定。圖2C所示為一種變型，其中流拓撲結構包括循環流部份202A以及一些通過通風邊界251和252進入和離開所述裝置的流202B。還可以設想到其它的薄的、低輪廓或高縱橫比的裝置。例如，圖7A所示為說明性的、便攜式的消費性電子裝置700的透視圖，根據本發明的一些實施例，其中的EHD流體推動器被容納在總厚度d小于約10毫米的主體部份701A之內。圖7A所示的示范性的流入流 702和流出流703可由EHD空氣推動器710推動而流過所述消費電子裝置，所述空氣推動器是根據本發明的一些發明概念來設計和封裝在有限的內部空間之內。在一些實施例中，可用的內部體積和/或組件只可允許總厚度d為5毫米或以下的EHD空氣推動器710。當然， 所示的用于流入流、流出流和傳熱表面720的位置純作為示范，更大體地說，通風邊界可由部件的內部布置、特定裝置結構的熱挑戰和/或工業設計的因素來限定。圖7B和圖7C所示為(以頂視圖顯示)氣流的拓撲結構以及EHD空氣推動器710 相對于說明性設計的布置，在所述說明性設計中，相應的電子組件，諸如鍵盤組件740和處理器(例如CPU，GPU等等)的電路板730和/或射頻(RF)部份(例如WiFi、WiMax、3G/4G 語音/數據，GPS等等)的定位朝向所述主體部份701A的上緣，并且設有若干邊緣定位式的通風邊界(例如入口 751和出口 752)。為了清晰起見，在圖7B和圖7C的視圖中隱藏了顯示部份701B。在圖7C的視圖中，移除了鍵盤組件740和主體部份701A的上表面，以便揭示說明性的內部布置以及說明性的藉由EHD空氣推動器710在電路板730和/或傳熱表面720上推動(擠壓或抽吸)的內部氣流。熱管(或散熱器)721提供了從電路板730上的選定熱源(例如，CPU 731和圖像處理單元73 到傳熱表面720的導熱路徑，而通過EHD 空氣推動器710在電路板730上抽吸的氣流則提供了額外的冷卻。轉到另一種可設想到的裝置，圖IOA和圖IOB所示為說明性的平板顯示器型消費性電子裝置1000的相應的邊緣的側視圖和透視圖，根據本發明的一些實施例，其中的EHD流體推動器被容納在總厚度d小于約10毫米的主體部份701A之內。圖IOA所示的示范性的流入流1002和流出流1003可由EHD空氣推動器1010推動而流過所述消費電子裝置，所述空氣推動器是根據本發明的一些發明概念來設計和封裝在有限的內部空間之內。在一些實施例中，可用的內部體積和/或組件只可允許總厚度d為5毫米或以下的EHD空氣推動器 1010。當然，所示的用于流入流、流出流和傳熱表面1020的位置純作為示范，更大體地說，通風邊界可由部件的內部布置、特定裝置結構的熱挑戰和/或工業設計的因素來限定。 圖IlA所示的實施例大體與圖IOA和圖IOB所示的一致，其中在邊緣定位的長型照明光源陣列(LED照明器1150)產生的熱在工作期間通過傳熱表面1020以對流方式傳入通過EHD 空氣推動器1010A，1010B推動的氣流(1002,1003)中。在所示的結構中，在底部安裝EHD 空氣推動器的實施例(1010A)將空氣逼入在消費電子裝置1000的底部的外殼中，而在頂部安裝EHD空氣推動器的實施例(1010B)則從頂部排出空氣。上述的墊型、便攜式計算機型和電視型消費類電子產品只起說明作用。實際上，根據本說明書，本領域的普通技術人員將會明白使用本發明概念的這些和其它裝置，其中包括變型和/或改型，它們適用于特定形狀因素、電子組件類型和布置、散熱問題和/或與特定設計有關的工業設計因素。鑒于上述情況，現將轉到適合于整合入所示消費電子裝置的有限厚度之內的EHD空氣推動器的設計。EHD空氣推動器的設計墊型裝置實施例大體參照回圖IA和所示的說明性墊型消費性電子裝置100消費電子裝置，并通過圖3、5和6說明(以截面圖)若干EHD流體(或空氣)推動器結構，其中設計的靜電操作部份形成為在裝置外殼之內的表面，或者在所述表面上形成。在某些情況下，至少一個靜電操作部份形成為外殼本身的內表面，或者在所述內表面上形成。在某些情況下，至少一個靜電操作部份形成為覆蓋諸如電路板或顯示裝置的電子組件的EMI屏蔽的表面，或在所述表面上形成。在每一種情況下，通過將靜電操作部份形成為所述表面，或者在所述表面上形成， 就可使EHD流體/空氣推動器被容納于非常有限的內部空間之內。例如，在薄的、低輪廓或高縱橫比的消費性電子裝置中，諸如圖3、5和6所示的總厚度d最好小于約10毫米的電子裝置中，用印刷電路板(PCB)安裝的集成電路、分立器件、 連接器等等占用很大部份的可用內部空間。PCB安裝的集成電路的實例包括中央處理器 (CPU)、圖形處理器(GPU)、通信處理器和收發器、存儲器等等，它們往往產生相當大部份的裝置熱負荷，而在一些實施例中，它們可通過非常緊密地靠近熱源(或熱耦合片/散熱器) 的EHD流體/空氣推動器來冷卻。在某些情況下，諸如圖3所示那樣，要求將⑴顯示器301、(ii)雙面PCB 361(與其貼附的集成電路[362，363，364]，分立器件365和連接器366)以及(iii)EHD空氣推動器 310全部容納在裝置組套和至少部份地以外殼309為界的體積之內。雖然可用的內部體積和公差通常取決于實施方式和設計，但根據附圖和本說明書就可明白，消費性電子裝置可接受總厚度d為5毫米或以下的EHD空氣推動器310。在一些實施例中，傳熱(HT)片320 也制成特定大小以便適配在所提供的有限厚度之內。圖4所示為(示意圖)說明性的結構，其中高壓電源491耦合在發射極491和集電極492之間以便產生電場，并在某些情況下產生離子，以便在大體下游方向上推動流體流499。在圖中，發射極491耦合在電源491的正高壓端(說明性的值為+3. 5KV，實際設計可選用任何電源、電壓、波形、)，而集電極492則耦合局部接地。電源491的相宜設計的敘述可參見先前結合的美國專利6，508，308。鑒于發射極491和集電極492的前沿面之間包含相當大的電壓差和很短的距離(也許Imm或以下)，所以產生了強電場，向流體中的正電荷離子(或粒子)施加了凈下游推動力。場力線(大體)示出合成電場的空間方面，而所示的場力線的間距可表示電場強度。正如本領域的普通技術人員所理解，可使用電暈放電原理于強電場中在極靠近所述電暈放電式發射極的表面處產生離子。因此，在根據圖4的電暈放電式實施例中，發射極 491附近的流體分子(諸如周圍的空氣分子)被離子化，由此產生的正電荷離子會在電場中向著集電極492加速，在該過程中與中性流體分子碰撞。作為碰撞的結果，動量從離子轉移到中性流體分子，導致流體分子沿凈下游方向相應地移動。帶正電的離子則被吸引到集電極492被中和，所述中和的流體分子以給定的速度通過集電極492(如流體流499所示)。 通過電暈放電原理產生的流體運動有各種稱謂，如“電”風、“電暈”風或“離子”風，大體被限定為從高壓放電電極附近的離子運動所導致的氣體運動。盡管敘述的重點為電暈放電式發射極結構，但本領域的普通技術人員將會明白可以通過其它技術來產生離子，諸如無聲放電、AC放電、電介質勢壘放電(DBD)等等，所述離子一旦產生之后，就如本文所述，可依次在有電場的情況下被加速，以便推動流體流。為了避免疑惑，所有實施例中的發射極不一定是電暈放電型。同樣為了避免疑惑，相對于特定實施例敘述的電源電壓的大小、極性和波形(如果有的話)只純粹起說明作用，有可能不同于其它實施例。根據在發射極491上游設置的若干表面來生成先前所述的電場和/或為向上游移動的離子提供勢壘，可進一步理解本文所述的若干實施例。例如，相對于圖4所示，可設置電介質表面493，其上易于積累正電荷(諸如從電暈放電式發射極491或其它地方產生的離子)。由于電介質表面493不提供到接地的吸引路徑，所以易于積累凈正電荷，并在稍后起靜電作用而排斥相同的電荷。作為結果，電介質表面493通過靜電作用而形成離子向上游移動的勢壘。上游的電介質表面493傾向于靜電屏蔽任何其它的通往接地的吸引路徑， 從而可主要在朝向集電極492的下游方向上產生前述的電場。為了提高性能，可在集電極 492的前沿和電介質表面493的鄰接部份之間設置空氣間隙。例如，在一些實施例中，空氣間隙可以淺溝槽的形式設置于圖4所示的電介質表面493中。或者，在某些實施例中，可在電介質表面493較遠的上游設置一條或多條接地的導電通路494，以便捕捉仍然會向上游移動的離子。在一些通風裝置的實施例中，所述的接地的導電通路494可設置在入口通風口的附近。根據前面的敘述，但現在回頭參照圖3，業已發現，由于在商業上要求的形狀因數和設計之內熱管理解決方案可用的厚度非常有限，靜電操作表面(諸如集電極或場成形電荷收集表面)形成為暴露表面，或者在暴露表面上形成，這有助于節省珍貴的幾毫米的厚度，否則所述幾毫米厚度就會浪費在較傳統的設計中，在傳統設計中，電極可封裝在EHD空氣推動器的子配件的壁中。在這點上，圖3示出一種設計，其中一對大體平面的集電極392 在對置的表面上形成，以便在通過參照圖4所述的高電壓電源供電時與發射極391 —起產
16生大體下游的EHD推動氣流。在所示的結構中，較下的第一集電極392實施例在外殼309的內表面上形成，或形成為所述內表面的一部份。例如，在一些實施例中，導電(如金屬)帶或條可粘貼在大體不導電的殼體或表面的內表面上，并耦合到接地以限定第一集電極實施例。在一般情況下，導電帶或條可裁剪成集電極392要求的形狀和長度。此外，覆蓋接地的導電(如金屬)層或區域的非導電(例如電介質)層可以被蝕刻或選擇性地被移除，以便暴露出具有集電極392 要求的形狀和長度的表面。在某些情況下，接地導電層或區域可以是外殼309，或者可與所述外殼成一體。較上的第二集電極392實施例同樣可在EMI屏蔽308上形成或者形成為所述EMI 屏蔽的一部份，所述EMI屏蔽使EHD空氣推動器310與貼在雙面PCB 361上的集成電路 (362，363，364)、分立器件365和/或連接器366隔離。導電(如金屬)帶或條可粘貼在 EMI屏蔽308的不導電的暴露表面上，并耦合到接地以便限定第二集電極實施例。正如前述，導電帶或條可裁剪成集電極392要求的形狀和長度。此外，，覆蓋EMI屏蔽308的接地導電(如金屬)內層或區域的非導電(例如電介質)層可以被蝕刻或選擇性地被移除，以便暴露出具有集電極392要求的形狀和長度的表面。如同集電極392，相應的較上和較下的電介質表面393實施例可設置在EMI屏蔽 308或外殼309的表面上，或設置成所述表面的一部份。如先前參照圖4所述，所述電介質表面是靜電操作的，有助于EHD流體推動器中的場成形，同時還為離子向上游遷移提供勢壘。具體地說，在EHD流體推動器310的操作期間，電介質表面393積累電荷(諸如從電暈放電式發射極391或其它地方產生的離子)。由于電介質表面393不提供到接地的吸引路徑，所以易于積累凈正電荷，并在稍后起靜電作用而排斥相同的電荷。結果，電介質表面393 通過靜電而作用成離子向上游移動的勢壘。上游的電介質表面393還傾向于靜電屏蔽任何另外的通往接地的吸引路徑，諸如由PCB 361上形成的跡線、貼在其處的部件、電池367、外殼309或其它并沒明確示出的電子元件所提供的路徑，從而可主要在朝向集電極492的下游方向上產生前述的電場。如同集電極392，電介質表面393可在上述表面上形成，或者與上述表面成一體。 在每一種情況下，通過將限定集電極392和電介質表面393的靜電操作表面形成為上述表面，或者在上述表面上形成，EHD空氣推動器310可以包含在諸如圖3所示的非常有限的內部空間之內。在一些實施例中，一個或多個所示的電介質表面可以聚酰亞胺薄膜或帶制作， 諸如由Ε. I. du Pont de Nemours and Company以KAPTON商標行銷的薄膜或帶，貼在EMI 屏蔽或外殼的相應部份上。應該注意，在一些實施例中，至少一部份的表面308上形成有較上的第二集電極 392實施例和電介質場成形表面393，該至少一部份的表面可配置成用作散熱器和EMI屏蔽。在某些情況下，這樣的散熱器可以選擇性地設置如圖3所示的傳熱片320。在這種情況下和取決于空間間隙，設置熱緩沖307(例如閉孔泡沫塑料或其它熱絕緣材料)可能較可取，以避免外殼309的外部的熱點，以及將EHD推動的流體流導引通過傳熱片320。雖然概括地描述了通風和再循環流體流動路徑，但是根據本文的敘述，本領域的普通技術人員會明白，可以在任何特定設計中僅提供通風或再循環流動路徑或者提供兩者。圖5和圖6所示為此處裝置結構的額外變型，其中EHD流體推動器的靜電操作部份可形成為裝置外殼和/或覆蓋電子組件的電磁干擾(EMI)屏蔽的相應表面，或者可在所述相應表面上形成。鑒于圖3所示的顯示面是作為包括EHD流體推動器的裝置組套的一部份，圖5示出一種備選方案，其中具有設定尺寸的裝置組套包括PCB電子組件、貼在其上的組件、定位在外殼509的對置壁之間的EHD流體推動器。圖6所示為另一備選結構，其中 EHD流體推動器的一個集電極使用跡線來提供，所述跡線在包含于外殼609之內的電子組件的PCB上形成。為了便于理解，相似的功能部件使用已參照圖3和4作出敘述的參考數字。基于先前的敘述，本領域的普通技術人就會明白圖5和圖6所示的變型。便攜式的實施例大體參照回圖7A、7B及7C和其中所示的說明性的便攜式的消費性電子裝置 700(和主體部份701幻，現在通過圖8々、8(、94及98來說明(以截面圖的方式)EHD空氣推動器的結構，其中靜電操作部份的設計是形成裝置外殼之內的表面，或者在所述表面上形成。在某些情況下，至少一個靜電操作部份形成為外殼本身的內表面，或者在所述內表面上形成。在某些情況下，至少一個靜電操作部份形成為EMI屏蔽的表面，或是在所述表面上形成，所述EMI屏蔽覆蓋電子組件，諸如鍵盤組件或電路板。在每一種情況下，通過將靜電操作部份形成為所述表面，或在所述表面上形成，就可使EHD流體/空氣推動器被容納在非常有限的內部空間之內。例如，在諸如由圖8A及8C所示的消費性電子裝置中，主體部份701A的截面圖總厚度d可小于約10毫米，鍵盤組件740則占用一部份的可用的垂直部份。回顧圖7C的平面布置圖，圖8A及8C所示的截面允許大體整個內部垂直部份可容納EHD空氣推動器710。另一方面，圖9A和9B所示的類似的但更密實的垂直部份可容納EHD空氣推動器710，印刷電路板(PCB)安裝的集成電路、分立器件、連接器等等，它們占用了大部份可用的內部空間。 正如前述，PCB安裝的集成電路的例子包括中央處理器(CPh)、圖形處理器(GI^s)、通信處理器和收發器、存儲器等等，往往產生相當大部份的裝置熱負荷，在一些實施例中，它們可通過非常緊密地靠近熱源(或熱耦合片/散熱器)的EHD流體/空氣推動器來冷卻。首先轉向圖8A的截面圖，一對大體平面的集電極792形成為主體部份701A的對置內表面，或者在所述內表面上形成。更具體地說，較下的第一集電極792實施例在外殼 709的內表面上形成，或形成為所述內表面的一部份。正如前述，在一些實施例中，導電(如金屬)帶或條可粘貼在大體不導電的殼體或表面的內表面上，并耦合到接地以限定第一集電極實施例。在一般情況下，導電帶或條可裁剪成集電極792要求的形狀和長度。此外，覆蓋接地的導電(如金屬)層或區域的非導電(例如電介質)層可以被蝕刻或選擇性地被移除，以便暴露出具有集電極792要求的形狀和長度的表面。在某些情況下，接地導電層或區域可以是外殼709，或者可與所述外殼成一體。較上的第二集電極792實施例同樣可在EMI屏蔽708上形成或者形成為所述EMI 屏蔽的一部份，所述EMI屏蔽使EHD空氣推動器710與鍵盤組件740隔離。導電(如金屬) 帶或條可粘貼在EMI屏蔽708的不導電的暴露表面上，并耦合到接地以便限定第二集電極實施例。正如前述，導電帶或條可裁剪成集電極792要求的形狀和長度。此外，覆蓋EMI屏蔽708的接地導電(如金屬)內層或區域的非導電(例如電介質)層可以被蝕刻或選擇性地被移除，以便暴露出具有集電極792要求的形狀和長度的表面。集電極792和發射極791耦合在高壓電源(沒有明確地示出，但已大體相對于圖4作出說明)的端子之間以便產生電場(以及在諸如所示的電暈放電型的實施例中產生離子)，所述電場在大體下游方向推動氣流。例如，在某些實施例中，發射極791可以耦合在電源的正高壓端(說明性的值為+3. 5KV，實際設計可選用任何電源、電壓、波形)，集電極792 則耦合局部接地。EHD空氣推動器710的操作大體如同參照圖4所述的一樣。如同集電極一樣，相應的較上和較下的電介質表面793實施例可設置在EMI屏蔽 708或外殼709的表面上，或設置成所述表面的一部份。所述電介質表面是靜電操作的，有助于EHD流體推動器中的場成形，同時還為離子向上游移動提供勢壘。具體地說，在EHD流體推動器710的操作期間，電介質表面793積累電荷(諸如從電暈放電式發射極791或其它地方產生的離子)。結果，電介質表面793通過靜電而作用成離子向上游移動的勢壘。上游的電介質表面793還傾向于靜電屏蔽任何另外的通往接地的吸引路徑，諸如鍵盤組件740、 電池767、外殼709本身或其它并沒明確示出的電子元件的一部份。以此方式，電介質表面 793可主要在朝向集電極792的下游方向產生由EHD空氣推動器710構建的電場。需要注意的是，在圖8A的視圖中，空氣的通風流入流702是通過通孔抽入鍵盤組件740內。圖8B所示為較上的電介質表面793的通孔796的局部底面視圖(從EHD空氣推動器710的內部之內)。雖然圖中示出一系列示范性的圓形通孔，但本領域的普通技術人員將會明白，可以通過較上的電介質表面793設置任何通孔(和其圖案)以便有助于通風流入流702。還會明白的是，在電介質表面793上的所述的靜電操作式電荷積累為離子移動提供了勢壘，所述離子移動從EHD空氣推動器710通過所示的通孔進入鍵盤組件740。在某些實施例中，可以設置額外的離子移動勢壘。例如，在圖8A的視圖中，額外的離子排斥勢壘795被引入，其形體可為電介質網、格、柵或其它的空氣可滲透的屏障，跨過 EHD推動流的上游截面的大部分面積。正如前述，勢壘795積累電荷(諸如從電暈放電式發射極791產生的正離子)，并作用成離子向上游移動的勢壘。在所示的結構中，設置接地導電通路794來捕捉仍然會向上游移動通過所述勢壘795的離子。在某些實施例中，可設置子配件結構(圖8A并沒明確地示出)(例如，固定發射極 791和集電極792相對于彼此的位置)。圖8C提供說明性的外骨骼結構811(例如，部份的子配件外殼)的截面視圖，所述外骨骼結構限定集電極792和發射極791相對于彼此的相對位置固定。要注意，發射極791的相應端的固定點(例如812)雖然在所示的截面圖之外， 但參照圖8D的相應的透視剖視圖就能更好地理解。正如前述，有助于EHD流體推動器中的場成形的靜電操作的較上和較下的電介質表面793同時還為離子向上游移動提供了勢壘。 然而，在圖8C的變型中，所述電介質表面793覆蓋在所示的外骨骼結構811的一部份上并順應地在上游方向延伸，它們(正如前述)分別設置在EMI屏蔽708或外殼709的暴露表面上，或作為所述暴露表面的一部份。要注意，圖8D的透視剖視圖只示出了所述覆蓋的靜電操作的場成形電介質表面793其中較下的一個。在一些實施例中，一個或多個所示的電介質表面可以聚酰亞胺薄膜或帶制作，諸如由Ε. I. du Pont de Nemours and Company以 KAPTON商標行銷的薄膜或帶，貼在EHD子配件的外骨骼結構、EMI屏蔽或外殼的相應部份上。在圖8A和8C的實施例中，正如前述，由于在商業上要求的形狀因數和設計之內熱管理解決方案可用的厚度非常有限，靜電操作表面(諸如集電極或場成形電荷收集表面) 形成為暴露表面，或者在暴露表面上形成，這有助于節省珍貴的幾毫米的厚度，否則所述幾毫米厚度就會浪費在較傳統的設計中，在傳統設計中，電極可封裝在EHD空氣推動器的子配件的壁中。在這點上，圖9A和9B所示為剛剛敘述的設計的變型，其中(i)鍵盤組件740， (ii)EHD空氣推動器910和(iii)雙面PCB 761 (與其貼附的集成電路[多處理器762，存儲器763]，分立器件765和連接器766)全部被容納在裝置組套和至少部份地以外殼909為界的體積之內。雖然可用的內部體積和公差通常取決于實施方式和設計，但根據附圖和本說明書就可明白，消費性電子裝置可接受總厚度d為5毫米或以下的EHD空氣推動器910。在一些實施例(諸如圖9A所示的實施例)中，傳熱片920制成特定大小以便適配在所提供的有限厚度之內。在一些實施例(諸如圖9B所示的實施例)中，氣流通路可容納較大的傳熱片 920。在每一種情況下，限定集電極792和/或電介質表面793的靜電操作表面形成為上述表面，或者在上述表面上形成，就能夠將EHD空氣推動器910包含在諸如圖9A和9B所示的非常有限的內部空間之內。如前所述，盡管為簡化說明而省略，外骨骼結構(例如部份的子配件外殼)可使集電極792和發射極791相對于彼此作相對位置固定。在該種情況下，電介質表面793 (諸如聚酰亞胺薄膜或帶)可覆蓋在所述外骨骼結構(沒明確地示出，但可回想圖8C及8D)的一部份上并順應地在上游方向延伸，它們設置在EMI屏蔽908的表面上，或作為所述表面的一部份。電視或顯示器實施例大體參照回圖10AU0B和IlA以及其中所示的說明性的平板顯示器1000，現在通過圖IlB和IlC來說明(以截面圖的方式)用于顯示器的下部和上部的EHD空氣推動器的結構，該設計的靜電操作部份形成裝置外殼之內的表面，或者在所述表面上形成。在某些情況下，至少一個靜電操作部份形成為外殼本身的內表面，或者在所述內表面上形成。在某些情況下，至少一個靜電操作部份形成為EMI屏蔽的表面，或是在所述表面上形成，所述EMI 屏蔽覆蓋電子組件，諸如顯示器。在每一種情況下，通過將靜電操作部份形成為所述表面， 或在所述表面上形成，就可使EHD流體/空氣推動器被容納在非常有限的內部空間之內。例如，在平板顯示器1000中，截面IlB和IlC的總厚度d可小于約10毫米。回顧圖IlA的透視圖和其中所示的頂部及底部的EHD空氣推動器，在圖IlB所示的截面IlB中， 大體整個內部深度容納底部的EHD空氣推動器1010A。同樣地，在圖IlC所示的截面IlC中， 顯示面1001和頂部的EHD空氣推動器1010B皆容納在平板顯示器1000的深度中。在所示的從底至頂的氣流中，頂部的EHD空氣推動器1010B容納在顯示面1001的背后，因此，其靜電操作的功能部件比所述底部的EHD空氣推動器1010A的類似功能部件更緊密地封裝。盡管如此，相應的空氣推動器的設計和操作基本上相同。對于EHD空氣推動器1010A(參見圖11B)，靜電操作表面可以(至少部份地)在子配件結構上形成。如前所述，外骨骼結構(例如部份的子配件外殼)可使集電極1192和發射極1191相對于彼此作相對位置固定。在該種情況下，電介質表面1193(例如聚酰亞胺薄膜或帶)可覆蓋在外骨骼結構1111的一部份上并順應地在上游方向延伸，它們設置在EMI 屏蔽1108的表面上，或作為所述表面的一部份。或者(雖然圖IlB并沒明確地示出)平面集電極1192可以形成為外殼1109的對置的內表面，或者可更直接地在所述內表面上形成。如同本文所述的用于墊型和便攜式裝置的若干集電極設計，在一些平板顯示器
201000的實施例中，導電(如金屬)帶或條可粘貼在大體不導電的殼體或其表面的內表面上， 并耦合到接地以限定每一集電極1192。在一般情況下，導電帶或條可裁剪成集電極1192要求的形狀和長度。此外，覆蓋接地導電(如金屬)層或區域的非導電(例如電介質)層可以被蝕刻或擇性地被移除，以便暴露出具有集電極1192要求的形狀和長度的表面。在某些情況下，接地導電層或區域可以是外殼1109，或者可與所述外殼成一體。對于EHD空氣推動器1010B (參見圖11C)而言，集電極1192的第一實施例可以上述任何一種方式形成，集電極上1192的第二實施例則可在EMI屏蔽1108上形成，或形成為所述EMI屏蔽的部份，所述EMI屏蔽使EHD空氣推動器1010B與顯示面1001隔離。為簡化說明省略了 EHD子配件的外骨骼結構(雖然已在一些實施例中提供)。正如前述，導電(如金屬)帶或條可粘貼在EMI屏蔽1108的不導電的暴露表面上，并耦合到接地以便限定第二集電極實施例。同樣正如前述，導電帶或條可裁剪成集電極1192要求的形狀和長度。此外， 覆蓋EMI屏蔽1108的接地導電(如金屬)內層或區域的非導電(例如電介質)層可以被蝕刻或選擇性地被移除，以便暴露出具有集電極1192要求的形狀和長度的表面。對于EHD空氣推動器1010A和EHD空氣推動器1010B兩者而言，相應的集電極1192 和發射極1191的實施例耦合在高壓電源(沒有明確地示出，但已大體相對于圖4作出說明)的端子之間以便產生電場以及(在諸如所示的電暈放電型的實施例中)離子，如所示那樣在大體向上的下游方向推動氣流。正如在前述的墊型和便攜式設計中，在某些實施例中，發射極791實施例可以耦合在電源的正高壓端(說明性的值為+3. 5KV，實際設計可選用任何電源、電壓、波形)，集電極1192則耦合局部接地。EHD空氣推動器1010A和1010B的操作大體如同參照圖4所述的一樣。如同集電極一樣，對置的電介質表面1193實施例可設置在EMI屏蔽1108或外殼 1109的表面上，或設置成所述表面的一部份。所述電介質表面是靜電操作的，有助于相應的 EHD流體推動器中的場成形，同時還為離子向上游移動提供勢壘。具體地說，在EHD空氣推動器1010A和1010B的操作期間，相應的電介質表面1193積累電荷(諸如從電暈放電式發射極1191產生的離子)。結果，電介質表面1193通過靜電而作用成離子向上游移動的勢壘，并傾向于靜電屏蔽任何另外的通往接地的吸引路徑，諸如外殼1109本身或(尤其是在 EHD空氣推動器1010A的情況下)顯示面或其它并沒明確示出的電子元件的部份。以此方式，相應的電介質表面1193可主要在朝向相應的集電極1192的下游方向(圖IlA和IlB 中為向上)上產生由EHD空氣推動器1010A構建的電場。還可以設置額外的離子移動勢壘。例如，在圖IlB和IlC的視圖中，額外的離子排斥勢壘1195被引入，其形體可為電介質網、格、柵或其它的空氣可滲透的屏蔽，跨過EHD推動流上游截面的大部分面積。正如前述，勢壘1195積累電荷(同樣從電暈放電式發射極 1191產生的正離子)，并作用成離子向上游移動的勢壘。在所示的結構中，設置接地導電通路1194來捕捉仍然會向上游移動通過所述勢壘1195的離子。雖然可用的內部體積和公差通常取決于實施方式和設計，但根據附圖和本說明書就可明白，薄的平板顯示器可接受總厚度d為5毫米或以下的EHD空氣推動器1010B或 IOlOAo在此處描述的結構中，提供了從平板顯示器1001的底部進入(1002)和在其頂部排出(100 的單向氣流，EHD空氣推動器則定位成為在傳熱片1120的上游的相應位置來推動氣流，所述傳熱片熱耦合到在邊緣定位的長型照明光源陣列(LED照明器1150)，該照明光源陣列產生的熱相當大部份會從外殼1109排出。雖然所述氣流和所述定位使EHD空氣推動器1010B放置在顯示面1001之后的更受限的深度內，但這使得還原臭氧的材料(如臭氧還原催化劑或反應活性材料)可放置在兩表面上的空氣推動器的下游，諸如傳熱片1120 本身(或散熱器、LED照明組件等等)，所述傳熱片的表面有助于增大臭氧還原的效能。其它的實施例雖然業已參照示范性實施例對本文所述的EHD裝置的技術和實施方式作出了敘述，但本領域的技術人員會明白，可以在不背離所附權利要求的保護范圍下，進行各種不同的改變以及用等同物來替換其中的部件。此外，在不偏離其實質范圍下，可對本發明的教導進行許多修改，以適應特定的情況或材料。因此，本文所揭示的具體實施例、實施方式和技術、若干設想用于實現所述實施例、實施方式和技術的較佳方式，不是為了要限制所附權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種電子裝置，所述電子裝置包括 夕卜殼；至少一個電子組件，所述電子組件包括一個或多個設置在所述電子組件之上的熱源；以及EHD流體推動器，所述EHD流體推動器配置成所述電子裝置的熱管理系統的一部份； 其中，所述EHD流體推動器的至少一個靜電操作部份構成所述外殼的內表面或在所述外殼的內表面上構成。
2.如權利要求1所述的電子裝置，其特征在于 所述電子裝置的厚度小于約10毫米，以及所述電子裝置的一個或多個橫向尺寸長度超過所述厚度至少10 1倍。
3.如權利要求1所述的電子裝置，其特征在于所述EHD流體推動器包括至少一個發射極和至少一個集電極，其中所述至少一個靜電操作部份包括所述集電極。
4.如權利要求1所述的電子裝置，其特征在于所述EHD流體推動器包括至少一個發射極和至少一個集電極，其中所述至少一個靜電操作部份包括所述外殼的所述內表面的涂覆電介質的場成形部份，所述場成形部份與所述集電極鄰接。
5.如權利要求4所述的電子裝置，其特征在于所述電介質至少部份地作為聚酰亞胺薄膜或帶來提供，并至少部份地粘貼在所述內表面的上面或之上。
6.如權利要求4所述的電子裝置，其特征在于 所述電介質在含臭氧流體中有抗老化性能。
7.如權利要求4所述的電子裝置，其特征在于所述內表面的所述涂覆電介質的場成形部份在所述發射極的上游延伸約三個(3)發射極到集電極的長度。
8.如權利要求1所述的電子裝置，其特征在于所述電子裝置還包括所述EHD流體推動器的第二靜電操作部份，所述第二靜電操作部份覆蓋至少一部份的所述電子組件。
9.如權利要求8所述的電子裝置，其特征在于所述電子組件的覆蓋部份限定至少一部份的高壓電源，所述高壓電源耦合成激勵所述 EHD流體推動器。
10.如權利要求1所述的電子裝置，其特征在于 所述電子組件包括一塊或多塊電路板以及顯示器。
11.如權利要求1所述的電子裝置，其特征在于所述熱源包括以下的一項或多項 處理器；射頻(RF)或光收發器；以及用于顯示器的照明光源。
12.如權利要求1所述的電子裝置，其特征在于所述外殼基本上密封，以致于由所述EHD流體推動器推動的流體流基本上包含在所述外殼之內。
13.如權利要求1所述的電子裝置，其特征在于所述外殼允許至少一些流體流通過在所述外殼內的內部體積和外部之間的邊界。
14.如權利要求13所述的電子裝置，其特征在于通過所述EHD流體推動器的流體通量大大地超過通過所述邊界的流體通量，至少會超過兩倍。
15.如權利要求13所述的電子裝置，其特征在于所述外殼包括所述邊界的一個或多個通風部份，基本上全部的由所述EHD流體推動器推動的流體通量通過所述通風部份來進入和排出。
16.如權利要求1所述的電子裝置，其特征在于所述熱源非常靠近所述外殼的內表面，間隙在3毫米之內；所述熱管理系統可操作地使所述熱源發出的熱散布到所述內表面的相當大的部份上。
17.如權利要求1所述的電子裝置，其特征在于所述電子裝置配置成以下的一項或多項手持式移動電話或個人數字助理；便攜式計算機、網本計算機或墊型計算機；以及數字圖書閱讀器、媒體播放器或游戲設備。
18.如權利要求1所述的電子裝置，其特征在于所述電子裝置配置成以下的一項或多項顯示面板；以及電視機。
19.一種電子裝置，所述電子裝置包括至少一個電子組件，所述電子組件包括一個或多個設置在所述電子組件之上的熱源； 由導電材料構成的電磁干擾(EMI)屏蔽；以及EHD流體推動器，所述EHD流體推動器配置成所述電子裝置的熱管理系統的一部份； 其中，所述EHD流體推動器的至少一個靜電操作部份構成所述EMI屏蔽的表面或在所述EMI屏蔽的表面上構成。
20.如權利要求19所述的電子裝置，其特征在于 所述EMI屏蔽至少部份地覆蓋所述電子組件的一部份。
21.如權利要求20所述的電子裝置，其特征在于所述電子組件的覆蓋部份包括至少一部份的高壓電源，所述高壓電源耦合成激勵所述 EHD流體推動器。
22.如權利要求19所述的電子裝置，其特征在于所述電子組件的一個或多個導電平面或跡線提供所述EMI屏蔽。
23.如權利要求19所述的電子裝置，其特征在于 所述電子裝置的厚度小于約10毫米，以及所述電子裝置的一個或多個橫向尺寸長度超過所述厚度至少10 1倍。
24.如權利要求19所述的電子裝置，其特征在于所述EHD流體推動器包括至少一個發射極和至少一個集電極，其中所述至少一個靜電操作部份包括所述集電極。
25.如權利要求19所述的電子裝置，其特征在于所述EHD流體推動器包括至少一個發射極和至少一個集電極，其中所述至少一個靜電操作部份包括所述EMI屏蔽的所述表面的涂覆電介質的場成形部份，所述場成形部份與所述集電極鄰接。
26.如權利要求25所述的電子裝置，其特征在于 電介質涂層在含臭氧流體中有抗老化性能。
27.如權利要求19所述的電子裝置，其特征在于 所述電子組件包括一塊或多塊電路板以及顯示器。
28.如權利要求19所述的電子裝置，其特征在于所述熱源包括以下的一項或多項 處理器；射頻(RF)或光收發器；以及用于顯示器的照明光源。
29.如權利要求19所述的電子裝置，其特征在于所述電子裝置還包括基本上密封的外殼，以致于由所述EHD流體推動器推動的流體流基本上包含在所述外殼之內。
30.如權利要求19所述的電子裝置，其特征在于外殼，所述外殼允許至少一些流體流通過在所述外殼內的內部體積和外部之間的邊界。
31.如權利要求30所述的電子裝置，其特征在于通過所述EHD流體推動器的流體通量大大地超過通過所述邊界的流體通量，至少會超過兩倍。
32.如權利要求30所述的電子裝置，其特征在于所述外殼包括所述邊界的一個或多個通風部份，基本上全部的由所述EHD流體推動器推動的流體通量通過所述通風部份來進入和排出。
33.如權利要求19所述的電子裝置，其特征在于所述電子裝置還包括 夕卜殼；其中，所述熱源非常靠近所述外殼的內表面，間隙在3毫米以內； 所述熱管理系統可操作地使所述熱源發出的熱散布到所述內表面的相當大的部份上。
34.如權利要求19所述的電子裝置，其特征在于所述電子裝置還包括 夕卜殼；其中，所述EHD流體推動器的至少一個其它靜電操作部份構成所述外殼的內表面或在所述外殼的內表面上構成。
35.如權利要求19所述的電子裝置，其特征在于所述EMI屏蔽也限定從所述熱源至流動路徑中的傳熱表面的至少一部份導熱路徑，在通電時，流體流通過所述EHD流體推動器沿著所述流動路徑被推動。
36.一種電子裝置，所述電子裝置包括彼此層疊地設置的顯示器、至少一塊電路板、電流體動力(EHD)流體推動器和外殼，以使所述電子裝置的總厚度限定成小于約10毫米；所述EHD流體推動器配置成所述電子裝置的熱管理系統的一部份，并且包括對置的平面式電介質表面、至少一個發射極以及一個或多個集電極，所述發射極設置在所述對置的平面式電介質表面之間并且靠近所述集電極，以便在通電時加速離子朝向所述集電極，從而在所述電子裝置之內推動流體流；其中，所述對置的電介質表面的第一電介質表面構成所述電路板上的EMI屏蔽的表面或在所述EMI屏蔽的表面上構成。
37.如權利要求36所述的電子裝置，其特征在于所述集電極的數量為至少兩個，第一個集電極構成為所述電路板的外露金屬化層或在所述外露金屬化層上構成。
38.如權利要求37所述的電子裝置，其特征在于第二個集電極構成為所述外殼的內表面或在所述內表面上構成。
39.如權利要求36所述的電子裝置，其特征在于所述一個或多個集電極構成為所述外殼的內表面或在所述內表面上構成。
40.如權利要求36所述的電子裝置，其特征在于所述EMI屏蔽的至少一部份構成為所述電路板的電介質涂覆金屬化層或在所述電介質涂覆金屬化層上構成。
41.如權利要求36所述的電子裝置，其特征在于所述電子裝置還包括導熱路徑，所述導熱路徑從設置在所述電路板上的一個或多個熱源至流動路徑中的傳熱表面，在通電時，流體流通過所述EHD流體推動器沿著所述流動路徑被推動。
42.如權利要求41所述的電子裝置，其特征在于所述導熱路徑的至少一部份由所述EMI屏蔽限定。
43.如權利要求36所述的電子裝置，其特征在于所述熱源非常靠近所述外殼的內表面，間隙在3毫米以內；所述熱管理系統可操作地使所述熱源發出的熱散布到所述內表面的相當大的部份上。
44.如權利要求36所述的電子裝置，其特征在于所述外殼基本上密封所述電子裝置，以致于由所述EHD流體推動器推動的流體流基本上包含在所述外殼之內。
45.如權利要求36所述的電子裝置，其特征在于所述外殼允許至少一些流體流通過在所述外殼內的內部體積和外部之間的邊界。
46.如權利要求45所述的電子裝置，其特征在于通過所述EHD流體推動器的流體通量大大地超過通過所述邊界的流體通量，至少會超過兩倍。
47.如權利要求45所述的電子裝置，其特征在于所述外殼包括所述邊界的一個或多個通風部份，基本上全部的由所述EHD流體推動器推動的流體通量通過所述通風部份來進入和排出。
48.如權利要求36所述的電子裝置，其特征在于所述電子裝置配置成以下的一項或多項手持式移動電話或個人數字助理；便攜式計算機、網本計算機或墊型計算機；以及數字圖書閱讀器、媒體播放器或游戲設備。
49.如權利要求36所述的電子裝置，其特征在于所述電子裝置配置成以下的一項或多項顯示面板；以及電視機。
50.如權利要求36所述的電子裝置，其特征在于所述電路板和所述外殼的內表面的其中之一或兩者的至少一部份涂覆針對臭氧的加強保護涂層。
51.如權利要求50所述的電子裝置，其特征在于所述針對臭氧的加強保護涂層包括由諸如Teflon 材料的四氟乙烯構成的含氟聚合物。
52.如權利要求36所述的電子裝置，其特征在于所述電路板和所述外殼的內表面的其中之一或兩者的至少一部份涂覆對臭氧具有催化作用或反應活性的材料。
全文摘要
公開了用于薄、低輪廓或高縱橫比的電子裝置的電流體動力流體推動技術。在EHD流體推動器設計中用于電磁屏蔽、保留靜電電荷、甚至收集離子流的表面可以形成為電子設備中的其它部件和/或結構的表面或者在電子設備中的其它部件和/或結構的表面上形成。以此方式，可以減小尺寸和增大封裝密度。在某些情況下，EHD流體推動器的靜電操作部份形成為外殼、EMI屏蔽、電路板和/或熱管或散熱器的表面或者在所述表面上形成。視乎這些靜電操作部份的作用，可以施加電介質、電阻和/或臭氧加強或催化涂料或調節處理。
文檔編號H05K9/00GK102264214SQ20111015199
公開日2011年11月30日 申請日期2011年5月25日 優先權日2010年5月26日
發明者K·A·霍納, M·K·舒維伯特, N·朱厄爾-拉森, R·戈德曼 申請人:德塞拉股份有限公司