[发明专利]一种层压式电流体动力微泵

说明书

本发明涉及一种层压式电流体动力微泵，包括负极导线、正极导线和由下往上依次叠设的多个电极对单元，所述的电极对单元包括由下往上依次叠设的第二绝缘垫片、集电极件、第一绝缘垫片、发射极件；所述第二绝缘垫片的厚度大于第一绝缘垫片的厚度，所述的负极导线依次穿过每个电极对单元的集电极件，所述的正极导线依次穿过每个电极对单元的发射极件；所述发射极件、第一绝缘垫片、集电极件、第二绝缘垫片的端面均设有中心通孔，从上往下看，所述的所有中心通孔形成流动通道。本发明能良好的驱动流体的流动，达到良好的散热效果，属于微电子散热和微流控的技术领域。

技术领域

本发明涉及微电子散热和微流控的技术领域，尤其涉及一种层压式电流体动力微泵。

背景技术

在微电子散热领域，随着电子元器件的集成度越来越高，电子芯片的功率密度不断增加，其热流密度也开始显著增加。芯片的温度极大地影响着芯片的寿命，为保证芯片能够在适宜的温度范围内工作，必须采用良好的散热解决方案将其产生的热量及时排出。

研究者们通过对散热结构的研究发现，在微通道热沉中对流体工质进行强制对流会显著提高散热效果；而通过对芯片热源的研究发现，从芯片上部散失的热量约占总散热量的20％，总热量的80％集中于芯片的底部，而目前最常用的风冷和传统的流体冷却技术只是针对芯片上方局部进行散热，不能从根本上解决问题。因此为满足未来电子产品的散热需求，研究人员提出新型冷却方案，即针对芯片热源核心部分制备微通道散热结构，将芯片与微通道结构集成，采用流体冷却的方式来对芯片的温度进行调控。

然而，流体工质在微通道结构中流动会产生很高的流动压差，常规的流体驱动方法(如常规齿轮泵，柱塞泵等)在微通道结构中是不适用的，同时集成的芯片对尺寸又有着严格的限制；这就需要一种既不占用太多体积又能够为微流道结构中的流体提供充足动力、稳定工作的驱动装置来作为流体工质流动的动力源。

在微流控领域，研究微流体器件时，常常需要考虑怎样实现流体的驱动、控制流体的流向和速度、增强流体之间的混合或者分离不同的离子等问题。微流体的驱动技术是微流控芯片的运作基础，微流体的驱动与控制又是微流控系统的操作核心，所有涉及的进样、混合、反应、分离等过程都需要在可控微流体的运动中才能完成。

根据目前微流控系统的发展需求，微泵成为解决微流控系统中流体驱动技术的首选方案。微流控系统对于微泵主要有体积，流量和泵压三个方面的要求。在体积方面，在保证性能的前提下微泵的尺寸要尽可能小，这样才能够实现微泵与芯片或者其他微系统的集成；在流量方面，要求流量的稳定性和精确可控性；在泵压方面，不同的微分析系统由于应用场合的不同都有着各自不同的要求。在微流控芯片色谱分析系统中，对驱动系统的要求较高，一般流量在50nl/min～50μl/min，液流脉动小于3％，流量控制精度在±5％等。除此之外，在微流控系统中微泵还需具有以下特点：易于操控，寿命长，更换流体方便，易于清洁，对于不同种类流体适应性广，耐腐蚀等。

由此可见，原本的可以作为流体动力源的传统机械泵由于体积大，功耗高，噪声大，流量控制精度差等缺点无论是在微电子散热领域还是在微流控方面都表现出了严重的不适应性；而微泵却由于自身具有体积小，功耗低等特点，在微流体驱动方面表现出了独特的价值和广阔的应用前景。

电流体动力泵具有无运动部件、运行可靠、低耗、容易制作和无需维护等优点；并且可以直接同芯片或流道集成，无需独立空间，采用直流驱动(但有些电流体动力泵也可以不采用直流驱动)，不产生附加磁场，不会干扰电子元件工作。这类微泵不仅被认是解决微电子行业中高热流器件的冷却问题的一个突破，还可以被运用在微流体冷却系统,药物输送和微机电系统等领域。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种层压式电流体动力微泵，能良好的驱动流体的流动，达到良好的散热效果。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：