[發明專利]微型液體冷卻裝置

有效

• 申請號: 200910312822.2
• 申請日: 2009-12-30
• 公開（公告）號: CN102118954A
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發明（設計）人: 趙健佑;陳彥志
• 申請（專利權）人: 富瑞精密組件（昆山）有限公司;鴻準精密工業股份有限公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20;H01L23/473
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種冷卻裝置，尤其涉及一種用于冷卻電子元件的微型液體冷卻裝置。

背景技術

目前，對發熱電子元件進行冷卻的液體冷卻裝置一般包括一吸熱體、一散熱體、一泵及若干傳輸管。由該吸熱體、散熱體、泵及傳輸管構成一回路，該回路中填充有冷卻液體，冷卻液體在該吸熱體處吸收電子元件所產生的熱量，經傳輸管傳至散熱體后放出熱量。在該泵的驅動作用下，該冷卻液體在回路中不斷循環，從而源源不斷地帶走該電子元件所產生的熱量。

然而，現有液體冷卻裝置中泵所占用的空間較大，很難符合電子裝置朝向輕薄化方向發展的要求。另外，泵在運行時還會產生較大的噪音，影響使用者的聽覺感受。

介質材料上的電潤濕效應(Flectrowetting?On?Dielectric，EWOD)是一種通過施加電勢來改變液體表面張力的可逆現象。圖1A與圖1B為介質上的電潤濕效應的原理圖。如圖1A所示，下極板10包括一基底11，基底11上設有下電極層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16及一可調電源17，該開關16用于控制電路的斷開與閉合，該可調電源17用來給下極板10與上電極15之間提供施加電壓。當上電極15與下極板10之間不加電壓，即開關16處于斷開狀態時，該下極板10的絕緣層13的表面為疏水的，此時液滴14的靜態接觸角為θ(0)＞90°。如圖1B所示，當開關16閉合時，可調電源17提供一電壓V，在液滴14與下極板10之間產生電勢作用，此時，液滴14的靜態接觸角由原來的θ(0)變化為θ(V)，θ(V)＜θ(0)。當V的大小達到一定值時，θ(V)＜90°，此時絕緣層13的表面變成親水的。當開關16重新斷開時，也就是液滴14與下極板10之間沒有電勢作用時，液滴14的靜態接觸角重新回復到θ(0)。上述的這種現象稱為介質材料上的電潤濕效應。

利用這種介質材料上的電潤濕效應原理，美國杜克大學(Duck?University)的PollackM?G等人首先基于介質材料上的電潤濕效應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“數字微流體(Digital?Microfluidics)”的概念。美國洛杉磯加州大學(UCLA)的Cho?S?K等人成功地利用EWOD效應對直徑為70μm的微液滴進行了微液滴的產生、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?Distal?MicrofluidicCircuits[J].Journal?of?Microelectromechanical?Systems，2003，12(1)：70-80.)?？梢?，基于介質材料上的電潤濕效應是一種十分有效的微流體控制技術。

發明內容

有鑒于此，有必要提供一種占用體積小且具有較好的靜音效果的微型液體冷卻裝置。

一種微型液體冷卻裝置，包括一基板、一環管及若干電極組，該環管設于該基板上，環管的首尾相連并于環管內形成一封閉的回路，該回路中填充有工作液體，這些電極組設于基板上并沿環管的延伸方向呈間隔設置，每一電極組包括一第一電極與一第二電極，該第一電極與第二電極呈相對設置并將環管的管體夾設于該第一電極與第二電極之間，環管的內壁設有一疏水層，第一電極與環管的外壁之間及第二電極與環管的外壁之間分別設有一介電層。

與現有技術相比，該微型液體冷卻裝置制作工藝簡單，適合進行微型化設計，可用于內部空間較小的電子裝置內對電子元件進行散熱。該微型液體冷卻裝置，無需設置泵這類機械傳動件，因此具有良好的靜音效果。

附圖說明

下面參照附圖，結合實施例對本發明作進一步描述。

圖1A與圖1B為介質材料上的電潤濕效應原理的示意圖，其中：圖1A為不加電壓時，液滴的靜態接觸角為θ(0)＞90°的情況；圖1B為施加一定電壓作用下，液滴的靜態接觸角為θ(V)＜90°的情況。

圖2為本發明微型液體冷卻裝置的立體組裝示意圖。

圖3為圖2所示微型液體冷卻裝置沿III-III線的剖視圖，圖中一并示出對該微型液體冷卻裝置的電極組提供電壓的控制電路。

圖4為圖3中IV處的放大圖。

主要元件符號說明

具體實施方式