CN116326255A - 用于制造基于mems的冷却系统的方法和系统 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于提供冷却系统的方法。该方法包括提供多个片材。每个片材包括用于多个冷却单格中的每个冷却单格中的层级的至少一个结构。每个冷却单格的特定层级包括具有第一侧和第二侧的冷却元件。冷却元件构造成经历振动运动以将流体从第一侧驱动到第二侧。该方法还包括对准片材、附接片材以形成包括冷却单格的层压部，以及将层压部分离成区段。每个区段包括至少一个冷却单格。

Description

用于制造基于MEMS的冷却系统的方法和系统

相关申请的交叉引用

本申请请求享有于2020年9月16日提交的名称为“METHOD AND SYSTEM FORFABRICATING MEMS-BASED COOLING SYSTEMS”的美国临时专利申请第63/079,460号的优先权，该申请出于所有目的通过引用并入本文中。

背景技术

随着计算装置在速度和计算能力方面的增长，由计算装置生成的热也增加。已经提出了各种机构来解决热的生成。可使用主动装置(诸如风扇)来驱动空气通过较大的计算装置(诸如膝上型计算机或台式计算机)。被动冷却装置(诸如散热器)可在较小的移动计算装置(诸如智能手机、虚拟现实装置和平板计算机)中使用。然而，这样的主动装置和被动装置可能无法充分冷却移动装置(诸如智能手机)和较大的装置(诸如膝上型计算机和台式计算机)两者。因此，期望用于计算装置的附加冷却解决方案。

附图说明

在以下详细描述和附图中公开了本发明的各种实施例。

图1A-1F描绘了包括在中心锚固的冷却元件的主动冷却系统的实施例。

图2A-2B描绘了可在包括在中心锚固的冷却元件的主动冷却系统中使用的冷却元件的实施例。

图3A-3B描绘了可在包括在中心锚固的冷却元件的主动冷却系统中使用的冷却元件的实施例。

图4A-4B描绘了包括在中心锚固的冷却元件的主动冷却系统的实施例。

图5A-5E描绘了在拼贴片(tile)中形成的主动冷却系统的实施例。

图6是描绘用于使用片材层级制造(sheet level fabrication)来提供(多个)冷却系统的方法的实施例的流程图。

图7A-7G描绘了在制造期间的层压冷却系统的实施例。

图8A-8C是描绘层压冷却系统800A,800B和800C的实施例的图，其指示使用片材层级制造的制造。

图9是描绘在制造期间并且其中使用焊接部的冷却系统的实施例的图。

图10是描绘用于使用片材层级制造来提供(多个)冷却系统的方法的实施例的流程图。

图11A-11D描绘了在制造期间的层压冷却系统的实施例。

图12A-12D描绘了使用片材层级制造形成的冷却元件的部分的实施例。

具体实施方式

本发明可以以多种方式实施，包括实施为过程；设备；系统；物质的组成；体现在计算机可读存储介质上的计算机程序产品；和/或处理器，诸如配置成执行存储在联接到处理器的存储器上和/或由其提供的指令的处理器。在本说明书中，这些实施方式或本发明可采取的任何其它形式可称为技术。大体上，在本发明的范围内，可改变所公开过程的步骤的顺序。除非另有说明，否则描述为配置成执行任务的诸如处理器或存储器的构件可实施为临时配置成在给定时间执行任务的通用构件或制造成执行该任务的专用构件。如本文中所用，术语“处理器”是指配置成处理诸如计算机程序指令的数据的一个或多个装置、电路和/或处理核。

下面提供了对本发明的一个或多个实施例的详细描述以及示出本发明原理的附图。结合这样的实施例描述了本发明，但是本发明不限于任何实施例。本发明的范围仅由权利要求书限制，并且本发明涵盖许多备选方案、改型和等同方案。在下面的描述中阐述了许多具体细节，以便提供对本发明的透彻理解。这些细节为了举例的目的而提供，并且本发明可在没有这些特定细节中的一些或全部的情况下根据权利要求来实践。为了清楚起见，与本发明相关的技术领域中已知的技术材料没有详细描述，从而不会不必要地使本发明晦涩难懂。

随着半导体装置变得越来越强大，在操作期间生成的热也增长。例如，用于诸如智能手机、平板计算机、笔记本计算机和虚拟现实装置的移动装置的处理器可以以高时钟速度操作，但会产生大量热。由于产生的热量，因此处理器可能仅在相对较短的时间段内以全速运行。在此时间到期之后，发生节流(例如，处理器时钟速度减慢)。尽管节流可减少热生成，但其也不利地影响处理器速度，并且因此影响使用处理器的装置的性能。随着技术向5G及以后发展，这个问题预计会加剧。

诸如膝上型计算机或台式计算机的较大的装置包括带有旋转叶片的电风扇。风扇可响应于内部构件的温度升高来供能。风扇驱动空气通过较大的装置以冷却内部构件。然而，这样的风扇对于诸如智能手机的移动装置或对于诸如平板计算机的较薄的装置来说通常太大。风扇也可能由于存在于构件的表面处的空气的边界层而具有有限的功效，为跨期望被冷却的热表面的气流提供有限的空气速度，并且可能生成过量的噪音。被动冷却解决方案可包括诸如散热器和热管或蒸汽室(vapor chamber)的构件以将热传递到热交换器。尽管散热器在一定程度上减轻了热点处的温度升高，但可能无法充分解决当前和未来装置中产生的热量。类似地，热管或蒸汽室可能提供的热传递量不足以去除生成的过多热。

计算装置的不同配置进一步使热管理复杂化。例如，诸如膝上型计算机的计算装置常常对外部环境开放，而诸如智能手机的其它计算装置大体上对外部环境封闭。因此，用于开放式装置的主动热管理解决方案(诸如风扇)可能不适用于封闭式装置。将经加热的流体从计算装置的内部驱动到外部环境的风扇对于诸如智能手机的封闭计算装置来说可能太大，并且可能提供有限的流体流。另外，即使风扇可结合到封闭式计算装置中，封闭式计算装置也没有用于经加热的流体的出口。因此，由这样的开放式装置机构提供的热管理可能具有有限的功效。即使对于开放式计算装置来说，入口和/或出口的位置也可针对不同装置而不同地构造。例如，可能期望膝上型计算机中用于风扇驱动的流体流的出口远离用户的手或可能位于经加热的流体的流出流内的其它结构安置。这样的构造不仅防止了用户的不适，而且允许风扇提供期望的冷却。具有不同构造的其它移动装置可能需要入口和/或出口不同地构造，可能减少这样的热管理系统的功效并且可能阻碍这样的热管理系统的使用。因此，期望用于改进计算装置中的冷却的机构。

描述了一种用于提供冷却系统的方法。该方法包括提供多个片材。每个片材包括用于多个冷却单格中的每个冷却单格中的层级的至少一个结构。每个冷却单格的特定层级包括具有第一侧和第二侧的冷却元件。冷却元件构造成经历振动运动以将流体从第一侧驱动到第二侧。该方法还包括对准片材、附接片材以形成包括冷却单格的层压部，以及将层压部分离成区段。每个区段包括至少一个冷却单格。

提供片材可包括提供孔板片材、提供主动元件片材和提供顶板片材。孔板片材在其中包括孔口。主动元件片材包括用于每个冷却单格的冷却元件。冷却元件具有中心区域和周边。顶板片材在其中包括用于冷却单格中的每一个的至少一个通风口。在一些这样的实施例中，对准包括将主动元件片材安置在顶板片材与孔板片材之间。附接片材可包括附连片材，使得主动元件片材附连到孔板片材，框架片材附连到主动元件片材，并且顶板片材附连到框架片材。还可提供框架片材。框架片材的一部分形成用于每个冷却单格的单格壁。

在一些实施例中，提供主动元件片材进一步包括选择性地蚀刻基板以提供具有多个高度的多个区域。另外，在基板的一部分上提供压电层。在一些这样的实施例中，提供主动元件片材进一步包括在钢基板上提供绝缘屏障并且在绝缘屏障上提供底部电极。压电层位于底部电极上。该方法还可包括将底部电极连接到基板。连接底部电极可包括在底部电极与基板之间提供跨接器，或者在提供底部电极之前在绝缘屏障中提供(多个)通孔并且在(多个)通孔中提供(多个)导体(例如金属)。基板可包括钢(例如不锈钢)、Al(例如Al合金)和/或Ti(例如，诸如Ti6Al-4V的Ti合金)中的一种或多种或由其构成。作为提供主动元件片材的一部分，可从主动元件片材的一部分限定用于冷却元件的支承结构。

还描述了一种冷却系统。该冷却系统包括：包括多个片材的层压冷却单格。每个片材包括用于层压冷却单格中的层级的至少一个结构。主动元件片材包括具有第一侧和第二侧的冷却元件。冷却元件构造成经历振动运动以将流体从第一侧驱动到第二侧。片材可进一步包括孔板片材和顶板片材。孔板片材在其中包括孔口。顶板片材在其中具有至少一个通风口。主动元件片材位于孔板片材与顶板片材之间。冷却元件具有中心区域和构造成经历振动运动的周边。在一些实施例中，主动元件片材进一步包括在冷却元件的中心区域处的支承结构。主动元件片材由支承结构联接到孔板片材。在一些实施例中，主动元件片材包括压电层。在这样的实施例中，冷却元件包括基板、基板上的绝缘屏障、绝缘屏障上的底部电极，以及底部电极与不锈钢基板之间的电连接器。压电层位于底部电极上。片材可进一步包括框架片材。框架片材的一部分形成用于层压冷却单格的单格壁。框架片材可位于主动元件片材与顶板片材之间。

描述了一种包括多个层压冷却单格的冷却系统。层压冷却单格包括多个片材。片材中的每一个包括用于层压冷却单格中的层级的至少一个结构。片材进一步包括孔板片材、主动元件片材和顶板片材。孔板片材在其中具有用于每个冷却单格的多个孔口。主动元件片材包括用于每个层压冷却单格的冷却元件。冷却元件具有第一侧和第二侧。冷却元件构造成经历振动运动以将流体从第一侧驱动到第二侧。在一些实施例中，冷却元件具有中心区域和至少一个悬臂。(多个)悬臂经历振动运动。主动元件片材还可包括用于冷却元件的支承结构。支承结构位于冷却元件的中心部分处，并且联接到孔板。顶板片材在其中具有用于层压冷却单格中的每一个的至少一个通风口。主动元件片材位于孔板片材与顶板片材之间。片材可进一步包括框架片材。框架片材的一部分形成用于层压冷却单格中的每一个的单格壁。在一些实施例中，框架片材位于主动元件片材与顶板片材之间。

图1A-1F是描绘可与热生成结构102一起使用并且包括在中心锚固的冷却元件120或120'的主动冷却系统100的示例性实施例的图。冷却元件120在图1A-1E中示出，并且冷却元件120'在图1F中示出。为了清楚起见，仅示出了某些构件。图1A-1F未按比例绘制。尽管示为对称的，但冷却系统100不一定是对称的。

冷却系统100包括其中具有通风口112的顶板110、冷却元件120、其中具有孔口132的孔板130、支承结构(或“锚固件”)160以及在其中形成的室140和150(统称为室140/150)。冷却元件120在其中心区域处由锚固件160支承。更靠近冷却元件的周边的部分并且包括其的冷却元件120的区域(例如端头121)在被致动时振动。在一些实施例中，冷却元件120的端头121包括离锚固件160最远的周边的一部分并且在冷却元件120的致动期间经历最大的偏转。为了清楚起见，在图1A中标记了冷却元件120的仅一个端头121。

图1A描绘了处于中性位置中的冷却系统100。因此，冷却元件120示为基本上平坦的。对于同相操作，冷却元件120被驱动成在图1B和图1C中所示的位置之间振动。这种振动运动以高速和/或高流速将流体(例如空气)抽吸到通风口112中，通过室140和150并且离开孔口132。例如，流体撞击热生成结构102的速度可为至少每秒三十米。在一些实施例中，流体由冷却元件120以至少每秒四十五米的速度朝向热生成结构102驱动。在一些实施例中，流体由冷却元件120以至少每秒六十米的速度朝向热生成结构102驱动。在一些实施例中，其它速度也是可能的。冷却系统100还构造成使得很少或没有流体由冷却元件120的振动运动通过孔口132抽吸回到室140/150中。

期望热生成结构102由冷却系统100冷却。在一些实施例中，热生成结构102生成热。例如，热生成结构可为集成电路。在一些实施例中，期望热生成结构102被冷却但本身不生成热。热生成结构102可传导热(例如来自生成热的附近物体)。例如，热生成结构102可为散热器或蒸汽室。因此，热生成结构102可包括(多个)半导体构件，其包括单独的集成电路构件，诸如处理器、(多个)其它集成电路和/或(多个)芯片封装；(多个)传感器；(多个)光学装置；一个或多个电池；诸如计算装置的电子装置的(多个)其它构件；散热器；热管；期望被冷却的(多个)其它电子构件和/或(多个)其它装置。在一些实施例中，热生成结构102可为包含冷却系统100的模块的导热部分。例如，冷却系统100可附连到热生成结构102，该热生成结构可联接到其它散热器、蒸汽室、集成电路或期望被冷却的其它单独结构。

在其中期望使用冷却系统100的装置也可能在其中具有有限空间以放置冷却系统。例如，冷却系统100可在计算装置中使用。这样的计算装置可包括但不限于智能手机、平板计算机、膝上型计算机、平板电脑、二合一膝上型机、手持游戏系统、数码相机、虚拟现实头戴设备、增强现实头戴设备、混合现实头戴设备和较薄的其它装置。冷却系统100可为能够位于在至少一个维度上具有有限空间的移动计算装置和/或其它装置内的微机电系统(MEMS)冷却系统。例如，冷却系统100的总高度(从热生成结构102的顶部到顶板110的顶部)可小于2毫米。在一些实施例中，冷却系统100的总高度不超过1.5毫米。在一些实施例中，该总高度不超过1.1毫米。在一些实施例中，总高度不超过一毫米。在一些实施例中，总高度不超过两百五十微米。类似地，孔板130的底部与热生成结构102的顶部之间的距离y可很小。在一些实施例中，y为至少两百微米且不超过1.2毫米。在一些实施例中，y为至少五百微米且不超过一毫米。在一些实施例中，y为至少两百微米且不超过三百微米。因此，冷却系统100可在在至少一个维度上具有有限空间的计算装置和/或其它装置中使用。然而，并不妨碍冷却系统100在对空间具有较少限制的装置中的使用和/或用于除冷却之外的目的的使用。尽管示出了一个冷却系统100(例如一个冷却单格)，但是可结合热生成结构102使用多个冷却系统100。例如，可利用冷却单格的一维或二维阵列。

冷却系统100与用于冷却热生成结构102的流体连通。流体可为气体或液体。例如，流体可为空气。在一些实施例中，流体包括来自冷却系统100所在的装置外部的流体(例如，通过装置中的外部通风口提供)。在一些实施例中，流体在冷却系统所在的装置内(例如在封闭装置中)循环。

冷却元件120可认作是将主动冷却系统100的内部分成顶部室140和底部室150。顶部室140由冷却元件120、侧部和顶板110形成。底部室150由孔板130、侧部、冷却元件120和锚固件160形成。顶部室140和底部室150在冷却元件120的外围处连接并且一起形成室140/150(例如冷却系统100的内部室)。

顶部室140的大小和构造可取决于单格(冷却系统100)尺寸、冷却元件120运动和操作的频率。顶部室140具有高度h1。顶部室140的高度可选择成提供足够的压力以将流体以期望的流速和/或速度驱动至底部室150并且通过孔口132。顶部室140还足够高使得冷却元件120在被致动时不接触顶板110。在一些实施例中，顶部室140的高度为至少五十微米且不超过五百微米。在一些实施例中，顶部室140具有至少两百且不超过三百微米的高度。

底部室150具有高度h2。在一些实施例中，底部室150的高度足以适应冷却元件120的运动。因此，在正常操作期间，冷却元件120的任何部分都不接触孔板130。底部室150大体上小于顶部室140并且可有助于减少流体回流到孔口132中。在一些实施例中，底部室150的高度是冷却元件120的最大偏转加上至少五微米且不超过十微米。在一些实施例中，冷却元件120的偏转(例如端头121的偏转)z具有至少十微米且不超过一百微米的幅度。在一些这样的实施例中，冷却元件120的偏转幅度为至少十微米且不超过六十微米。然而，冷却元件120的偏转幅度取决于诸如通过冷却系统100的期望流速和冷却系统100的构造的因素。因此，底部室150的高度大体上取决于通过冷却系统100的其它构件的流速。

顶板110包括通风口112，流体可通过该通风口抽吸到冷却系统100中。顶部通风口112可具有基于室140中期望的声压选择的大小。例如，在一些实施例中，通风口112的宽度w为至少五百微米且不超过一千微米。在一些实施例中，通风口112的宽度为至少两百五十微米且不超过两千微米。在所示的实施例中，通风口112是顶板110中在中心安置的孔隙。在其它实施例中，通风口112可位于别处。例如，通风口112可更靠近顶板110的边缘中的一个。通风口112可具有圆形、矩形或其它形状的占用面积(footprint)。尽管示出了单个通风口112，但可使用多个通风口。例如，通风口可朝向顶部室140的边缘偏移或位于顶部室140的(多个)侧部上。尽管顶板110示为基本上平坦的，但在一些实施例中，沟槽和/或其它结构可设在顶板110中，以修改顶部室140和/或顶板110上方的区域的构造。

锚固件(支承结构)160在冷却元件120的中心部分处支承冷却元件120。因此，冷却元件120的周边的至少一部分未固连(unpinned)并且可自由振动。在一些实施例中，锚固件160沿冷却元件120的中心轴线(例如，垂直于图1A-1E中的页面)延伸。在这样的实施例中，振动的冷却元件120的部分(例如，包括端头121)以悬臂方式移动。因此，冷却元件120的部分可以以类似于蝴蝶的翅膀(即同相)和/或类似于跷跷板(即异相)的方式移动。因此，以悬臂方式振动的冷却元件120的部分在一些实施例中同相而在其它实施例中异相。在一些实施例中，锚固件160不沿冷却元件120的轴线延伸。在这样的实施例中，冷却元件120的周边的所有部分都可自由振动(例如类似于水母)。在所示的实施例中，锚固件160从冷却元件120的底部支承冷却元件120。在其它实施例中，锚固件160可以以其它方式支承冷却元件120。例如，锚固件160可从顶部支承冷却元件120(例如冷却元件120悬挂在锚固件160上)。在一些实施例中，锚固件160的宽度a为至少0.5毫米且不超过4毫米。在一些实施例中，锚固件160的宽度为至少两毫米且不超过2.5毫米。锚固件160可占据冷却元件120的至少百分之十且不超过百分之五十。

冷却元件120具有远离热生成结构102的第一侧和邻近热生成结构102的第二侧。在图1A-1E中所示的实施例中，冷却元件120的第一侧是冷却元件120的顶部(更靠近顶板110)并且第二侧是冷却元件120的底部(更靠近孔板130)。如图1A-1E中所示，冷却元件120被致动成经历振动运动。冷却元件120的振动运动将流体从远离热生成结构102的冷却元件120的第一侧(例如从顶部室140)驱动到邻近热生成结构102的冷却元件120的第二侧(例如到底部室150)。冷却元件120的振动运动也将流体抽吸通过通风口112并且进入到顶部室140中；将流体从顶部室140迫使到底部室150；并且将流体从底部室150驱动通过孔板130的孔口132。因此，冷却元件120可视为致动器。尽管在单个连续冷却元件的上下文中进行了描述，但在一些实施例中，冷却元件120可由两个(或更多个)冷却元件形成。冷却元件中的每一个的一个部分固连(例如，由支承结构160支承)并且相对的部分未固连。因此，单个在中心支承的冷却元件120可由多个在边缘处支承的冷却元件的组合形成。

冷却元件120具有长度L，该长度取决于期望冷却元件120振动的频率。在一些实施例中，冷却元件120的长度为至少四毫米且不超过十毫米。在一些这样的实施例中，冷却元件120具有至少六毫米且不超过八毫米的长度。冷却元件120的深度(例如，垂直于图1A-1E中所示的平面)可从L的四分之一到L的两倍变化。例如，冷却元件120可具有与长度相同的深度。冷却元件120的厚度t可基于冷却元件120的构造和/或期望冷却元件120被致动的频率而变化。在一些实施例中，对于具有八毫米的长度并且以至少二十千赫兹且不超过二十五千赫兹的频率驱动的冷却元件120，冷却元件厚度为至少两百微米且不超过三百五十微米。室140/150的长度C接近冷却元件120的长度L。例如，在一些实施例中，冷却元件120的边缘与室140/50的壁之间的距离d为至少一百微米且不超过五百微米。在一些实施例中，d为至少两百微米且不超过三百微米。

冷却元件120可以以在顶部室140中的流体的压力波的声共振的共振频率和冷却元件120的结构共振的共振频率的频率下或在其附近的频率被驱动。冷却元件120的经历振动运动的部分在冷却元件120的共振(“结构共振”)下或在其附近被驱动。在一些实施例中，冷却元件120的经历振动的该部分可为悬臂区段。结构共振的振动频率称为结构共振频率。在驱动冷却元件120中使用结构共振频率减少了冷却系统100的功率消耗。冷却元件120和顶部室140也可构造成使得该结构共振频率对应于驱动通过顶部室140的流体中的压力波的共振(顶部室140的声共振)。这样的压力波的频率称为声共振频率。在声共振下，压力波节出现在通风口112附近并且压力波腹出现在冷却系统100的外围附近(例如，冷却元件120的端头121附近以及顶部室140与底部室150之间的连接处附近)。这两个区域之间的距离是C/2。因此，C/2＝nλ/4，其中λ是流体的声波长度，而n是奇数(例如n＝1、3、5等)。对于最低阶模式，C＝λ/2。由于室140的长度(例如C)接近冷却元件120的长度，故在一些实施例中，L/2＝nλ/4也是近似正确的，其中λ是流体的声波长度，而n是奇数。因此，驱动冷却元件120的频率ν在冷却元件120的结构共振频率下或在其附近。频率ν也在至少顶部室140的声共振频率下或在其附近。与冷却元件120的结构共振频率相比，顶部室140的声共振频率大体上随诸如温度和大小的参数的变化而没那么急剧变化。因此，在一些实施例中，冷却元件120可以以处于(或更靠近)结构共振频率而不是声共振频率被驱动。

孔板130在其中具有孔口132。尽管示出了特定数量和分布的孔口132，但可使用其它数量和/或其它分布。单个孔板130用于单个冷却系统100。在其它实施例中，多个冷却系统100可共享孔板。例如，可以以期望的构造一起提供多个单格100。在这样的实施例中，单格100可为相同的大小和构造或者(多个)不同的大小和/或构造。孔口132示为具有法向于热生成结构102的表面定向的轴线。在其它实施例中，一个或多个孔口132的轴线可成其它角度。例如，轴线的角度可选自基本零度和非零的锐角。孔口132还具有基本上平行于孔板130的表面的法线的侧壁。在一些实施例中，孔口可具有与孔板130的表面的法线成非零角度的侧壁。例如，孔口132可为锥状的。此外，尽管孔板130示为基本上平坦的，但在一些实施例中，沟槽和/或其它结构可设在孔板130中，以修改底部室150和/或孔板130与热生成结构102之间的区域的构造。

孔口132的大小、分布和位置选择成控制驱动到热生成结构102的表面的流体的流速。孔口132的位置和构造可构造成增加/最大化从底部室150通过孔口132到喷射通道(孔板130的底部与热生成结构102的顶部之间的区域)的流体流。孔口132的位置和构造也可选择成减少/最小化从喷射通道通过孔口132的吸入流(例如回流)。例如，期望孔口的位置足够远离端头121使得减少冷却元件120的上行冲程(端头121远离孔板13移动)中的吸力，该吸力将流体通过孔口132拉到底部室150中。还期望孔口的位置足够接近端头121使得冷却元件120的上行冲程中的吸力也允许来自顶部室140的较高压力将流体从顶部室140推到底部室150中。在一些实施例中，在上行冲程中从顶部室140进入到底部室150中的流速与从喷射通道通过孔口132的流速的比(“净流量比”)大于2:1。在一些实施例中，净流量比为至少85:15。在一些实施例中，净流量比为至少90:10。为了提供期望的压力、流速、吸力和净流量比，期望孔口132距端头121至少距离r1，并且距冷却元件120的端头121不超过距离r2。在一些实施例中，r1为至少一百微米(例如r1≥100μm)，而r2不超过一毫米(例如r2≤1000μm)。在一些实施例中，孔口132距冷却元件120的端头121至少两百微米(例如r1≥200μm)。在一些这样的实施例中，孔口132距冷却元件120的端头121至少三百微米(例如r1≥300μm)。在一些实施例中，孔口132具有至少一百微米且不超过五百微米的宽度o。在一些实施例中，孔口132具有至少两百微米且不超过三百微米的宽度。在一些实施例中，孔口间距s为至少一百微米且不超过一毫米。在一些这样的实施例中，孔口间距为至少四百微米且不超过六百微米。在一些实施例中，还期望孔口132占据孔板130的面积的特定份额。例如，孔口132可覆盖孔板130的占用面积的至少百分之五且不超过百分之十五，以便实现流体通过孔口132的期望流速。在一些实施例中，孔口132覆盖孔板130的占用面积的至少百分之八且不超过百分之十二。

在一些实施例中，冷却元件120使用压电体来致动。因此，冷却元件120可为压电冷却元件。冷却元件120可由安装在冷却元件120上或集成到冷却元件120中的压电体驱动。在一些实施例中，冷却元件120以其它方式被驱动，包括但不限于将压电体设在冷却系统100中的其它结构上。冷却元件120和类似的冷却元件在下文中称为压电冷却元件，但可以使用除压电体之外的机构来驱动冷却元件。在一些实施例中，冷却元件120包括基板上的压电层。基板可为不锈钢、Ni合金和/或哈氏合金基板。在一些实施例中，压电层包括在基板上形成为薄膜的多个子层。在其它实施例中，压电层可为附连到基板的主体层。这样的压电冷却元件120还包括用于激活压电体的电极。在一些实施例中，基板用作电极。在其它实施例中，底部电极可设在基板与压电层之间。压电冷却元件中可包括其它层，包括但不限于种晶层、封盖层、钝化层或其它层。因此，冷却元件120可使用压电体来致动。

在一些实施例中，冷却系统100包括通气道(未示出)或其它管道。这样的管道为经加热的流体提供了用于远离热生成结构102流动的路径。在一些实施例中，管道将流体返回到顶板110的远离热生成结构102的一侧。在一些实施例中，管道可改为在平行于热生成结构102或垂直于热生成结构102但在相反方向(例如朝向页面的底部)的方向上引导流体远离热生成结构102。对于在冷却系统100中使用装置外部的流体的装置，管道可将经加热的流体导引至通风口。在这样的实施例中，可从入口通风口提供附加的流体。在装置封闭的实施例中，管道可提供返回到接近通风口112并且远离热生成结构102的区域的迂回路径。这样的路径允许流体在重新使用以冷却热生成结构102之前散热。在其它实施例中，管道可省略或以其它方式构造。因此，允许流体从热生成结构102带走热。

在图1A-1E的上下文中描述了冷却系统100的操作。尽管在特定压力、间隙大小和流动时间的上下文中进行了描述，但是冷却系统100的操作不依赖于本文中的阐释。图1B-1C描绘了冷却系统100的同相操作。参看图1B，冷却元件120被致动，使得其端头121远离顶板110移动。因此可认为图1B描绘了冷却元件120的下行冲程的结束。由于冷却元件120的振动运动，因此底部室150的间隙152的大小减小并且示为间隙152B。相反，顶部室140的间隙142的大小增加并且示为间隙142B。在下行冲程期间，当冷却元件120处于中性位置处时，在外围处形成较低(例如，最小)压力。随着下行冲程继续，如图1B中所示，底部室150的大小减小而顶部室140的大小增加。因此，流体在垂直于孔板130的表面和/或热生成结构102的顶部表面或接近垂直于其的方向上被驱动出孔口132。流体以高速(例如超过每秒三十五米)从孔口132朝向热生成结构102驱动。在一些实施例中，流体然后沿热生成结构102的表面并且朝向热生成结构102的外围行进，在那里压力比孔口132附近更低。同样在下行冲程中，顶部室140的大小增加并且较低的压力存在于顶部室140中。结果，流体通过通风口112抽吸到顶部室140中。流体进入到通风口112中，穿过孔口132并且沿热生成结构102的表面的运动在图1B中由未标记的箭头示出。

冷却元件120也被致动，使得端头121远离热生成结构102并且朝向顶板110移动。因此可认为图1C描绘了冷却元件120的上行冲程的结束。由于冷却元件120的运动，因此间隙142的大小减小并且示为间隙142C。间隙152的大小增加并且示为间隙152C。在上行冲程期间，当冷却元件120处于中性位置处时，在外围处形成较高(例如，最大)压力。随着上行冲程继续，如图1C中所示，底部室150的大小增加而顶部室140的大小减小。因此，流体从顶部室140(例如室140/150的外围)驱动到底部室150。因此，当冷却元件120的端头121向上移动时，顶部室140用作喷嘴用于使进入的流体加速并且朝向底部室150驱动。流体进入到底部室150中的运动在图1C中由未标记的箭头示出。冷却元件120和孔口132的位置和构造选择成减少吸力，并且因此减少在上行冲程期间从喷射通道(在热生成结构102与孔板130之间)进入到孔口132中的流体回流。因此，冷却系统100能够将流体从顶部室140驱动到底部室150，而没有过量的经加热的流体从喷射通道进入底部室140的回流。此外，冷却系统100可操作成使得流体通过通风口112抽吸进入并且通过孔口132驱动离开，而冷却元件120不接触顶板110或孔板130。因此，如本文中所述，在室140和150内形成压力，其有效地打开和关闭通风口112和孔口132，使得流体被驱动通过冷却系统100。

重复图1B和图1C中所示位置之间的运动。因此，冷却元件120经历图1A-1C中所指示的振动运动，以将流体从顶板110的远侧抽吸通过通风口112进入到顶部室140中；将流体从顶部室140传递到底部室150；并且将流体推动通过孔口132并且朝向热生成结构102。如上所述，冷却元件120被驱动成在冷却元件120的结构共振频率下或在其附近振动。此外，冷却元件120的结构共振频率配置成与室140/150的声共振对准。结构共振频率和声共振频率大体上选择成在超声波范围内。例如，冷却元件120的振动运动可在从15kHz至30kHz的频率下。在一些实施例中，冷却元件120在至少20kHz且不超过30kHz的一个频率/多个频率下振动。冷却元件120的结构共振频率在冷却系统100的声共振频率的百分之十以内。在一些实施例中，冷却元件120的结构共振频率在冷却系统100的声共振频率的百分之五以内。在一些实施例中，冷却元件120的结构共振频率在冷却系统100的声共振频率的百分之三以内。因此，可提高效率和流速。然而，可使用其它频率。

朝向热生成结构102驱动的流体可基本上法向(垂直)于热生成结构102的顶部表面移动。在一些实施例中，流体运动可相对于热生成结构102的顶部表面的法线具有非零锐角。在任一情况下，流体可在热生成结构102处的流体的边界层中变薄和/或形成孔隙。结果，可改进来自热生成结构102的热的传递。流体偏转离开热生成结构102，以沿热生成结构102的表面行进。在一些实施例中，流体在基本上平行于热生成结构102的顶部的方向上移动。因此，来自热生成结构102的热可由流体提取。流体可在冷却系统100的边缘处离开孔板130与热生成结构102之间的区域。冷却系统100的边缘处的通气道或其它管道(未示出)允许从热生成结构102带走流体。在其它实施例中，经加热的流体可以以其它方式从热生成结构102进一步传递。流体可交换从热生成结构102传递到其它结构或传递到周围环境的热。因此，顶板110的远侧处的流体可保持相对较冷，以允许附加的热提取。在一些实施例中，循环流体，以在冷却之后返回到顶板110的远侧。在其它实施例中，经加热的流体被带走，并且在冷却元件120的远侧处由新流体替换。结果，可冷却热生成结构102。

图1D-1E描绘了包括在中心锚固的冷却元件120的主动冷却系统100的实施例，其中冷却元件异相驱动。更具体地，冷却元件120在锚固件160的相对侧上(和因此在由锚固件160支承的冷却元件120的中心区域的相对侧上)的区段被驱动成异相振动。在一些实施例中，冷却元件120在锚固件160的相对侧上的区段在一百八十度异相下或在其附近被驱动。因此，冷却元件120的一个区段朝向顶板110振动，而冷却元件120的另一个区段朝向孔板130/热生成结构102振动。冷却元件120的区段朝向顶板110的移动(上行冲程)将顶部室140中的流体驱动到锚固件160的那一侧上的底部室150。冷却元件120的区段朝向孔板130的移动通过孔口132并且朝向热生成结构102驱动流体。因此，以高速(例如，相对于同相操作描述的速度)行进的流体被交替地驱动出锚固件160的相对侧上的孔口132。流体的移动由图1D和图1E中未标记的箭头示出。

重复图1D和图1E中所示的位置之间的运动。因此，冷却元件120经历图1A、图1D和图1E中所指示的振动运动，以交替地将流体从顶板110的远侧通过通风口112抽吸到顶部室140中用于冷却元件120的每一侧；将流体从顶部室140的每一侧传递到底部室150的对应侧；并且通过锚固件160的每一侧上的孔口132并且朝向热生成结构102推动流体。如上所述，冷却元件120被驱动成在冷却元件120的结构共振频率下或在其附近振动。此外，冷却元件120的结构共振频率配置成与室140/150的声共振对准。结构共振频率和声共振频率大体上选择成在超声波范围内。例如，冷却元件120的振动运动可处于针对同相振动所描述的频率。冷却元件120的结构共振频率在冷却系统100的声共振频率的百分之十以内。在一些实施例中，冷却元件120的结构共振频率在冷却系统100的声共振频率的百分之五以内。在一些实施例中，冷却元件120的结构共振频率在冷却系统100的声共振频率的百分之三以内。因此，可提高效率和流速。然而，可使用其它频率。

朝向热生成结构102驱动以进行异相振动的流体可以以类似于上文针对同相操作所述的方式基本上法向(垂直)于热生成结构102的顶部表面移动。类似地，冷却系统100的边缘处的通气道或其它管道(未示出)允许从热生成结构102带走流体。在其它实施例中，经加热的流体可以以其它方式从热生成结构102进一步传递。流体可交换从热生成结构102传递到其它结构或传递到周围环境的热。因此，顶板110的远侧处的流体可保持相对较冷，以允许附加的热提取。在一些实施例中，循环流体，以在冷却之后返回到顶板110的远侧。在其它实施例中，经加热的流体被带走，并且在冷却元件120的远侧处由新流体替换。结果，可冷却热生成结构102。

尽管在图1A-1E中在均匀冷却元件的上下文中示出，但冷却系统100可利用具有不同形状的冷却元件。图1F描绘了工程冷却元件120'的实施例，其具有定制的几何形状并且可在诸如冷却系统100的冷却系统中使用。冷却元件120'包括锚固区域122和悬臂123。锚固区域122在冷却系统100中由锚固件160支承(例如保持在适当位置)。悬臂123响应于被致动的冷却元件120'而经历振动运动。每个悬臂123包括台阶区域124、延伸区域126和外部区域128。在图1F中所示的实施例中，锚固区域122在中心安置。台阶区域124从锚固区域122向外延伸。延伸区域126从台阶区域124向外延伸。外部区域128从延伸区域126向外延伸。在其它实施例中，锚固区域122可在致动器的一个边缘处，而外部区域128可在相对的边缘处。在这样的实施例中，致动器是边缘锚固的。

延伸区域126具有如下厚度(延伸厚度)，该厚度小于台阶区域124的厚度(台阶厚度)并且小于外部区域128的厚度(外部厚度)。因此，延伸区域126可视为凹陷的。延伸区域126也可视为提供较大的底部室150。在一些实施例中，外部区域128的外部厚度与台阶区域124的台阶厚度相同。在一些实施例中，外部区域128的外部厚度不同于台阶区域124的台阶厚度。在一些实施例中，外部区域128和台阶区域124各自具有至少三百二十微米且不超过三百六十微米的厚度。在一些实施例中，外部厚度比延伸厚度厚至少五十微米且不超过两百微米。换句话说，台阶(台阶厚度和延伸厚度的差异)为至少五十微米且不超过两百微米。在一些实施例中，外部台阶(外部厚度和延伸厚度的差异)为至少五十微米且不超过两百微米。外部区域128可具有至少一百微米且不超过三百微米的宽度o。在一些实施例中，延伸区域具有至少0.5毫米且不超过1.5毫米的从台阶区域向外延伸的长度e。在一些实施例中，外部区域128在从锚固区域122的方向上具有比延伸区域126更高的每单位长度质量。该质量差异可能是由于外部区域128的较大大小、冷却元件120的部分之间的密度差异和/或其它机构所致。

工程冷却元件120'的使用可进一步改进冷却系统100的效率。延伸区域126比台阶区域124和外部区域128更薄。这导致冷却元件120'的底部中对应于延伸区域126的腔。该腔的存在有助于改进冷却系统100的效率。每个悬臂123在上行冲程中朝向顶板110振动，并且在下行冲程中远离顶板110振动。当悬臂123朝向顶板110移动时，顶部室140中的较高压力流体抵抗悬臂123的运动。此外，底部室150中的吸力也抵抗悬臂123在上行冲程期间的向上运动。在悬臂123的下行冲程中，底部室150中增加的压力和顶部室140中的吸力抵抗悬臂123的向下运动。然而，悬臂123中对应于延伸区域126的腔的存在在上行冲程期间减轻了底部室150中的吸力。该腔还在下行冲程期间减少了底部室150中的压力增加。由于吸力和压力增加在幅度上减少，因此悬臂123可更容易地移动通过流体。这可在基本上保持顶部室140中的驱动流体流过冷却系统100的较高压力的同时来实现。此外，外部区域128的存在可改进悬臂123移动通过被驱动通过冷却系统100的流体的能力。外部区域128具有较高的每单位长度质量，并且因此具有较高的动量。因此，外部区域128可改进悬臂123移动通过被驱动通过冷却系统100的流体的能力。悬臂123的偏转的幅度也可增加。通过使用较厚的台阶区域124，可在保持悬臂123的刚度的同时实现这些益处。此外，外部区域128的较大厚度可有助于在下行冲程的底部处夹断流动。因此，可改进冷却元件120'提供防止通过孔口132回流的阀的能力。因此，可改进采用冷却元件120'的冷却系统100的性能。

使用被致动用于冷却元件120和/或120'的同相振动或异相振动的冷却系统100，通过通风口112抽吸进入并且驱动通过孔口132的流体可有效地消散来自热生成结构102的热。由于流体以足够的速度(例如每秒至少三十米)并且在一些实施例中基本上法向于热生成结构撞击在热生成结构上，因此热生成结构处的流体的边界层可变薄和/或部分去除。因此，改进了热生成结构102与移动流体之间的热传递。由于热生成结构更有效地冷却，因此对应的集成电路可以以更高的速度和/或功率运行更长时间。例如，如果热生成结构对应于高速处理器，则这样的处理器可能在节流之前运行较长时间。因此，可改进利用冷却系统100的装置的性能。此外，冷却系统100可为MEMS装置。因此，冷却系统100可适合在可用空间有限的较小装置和/或移动装置中使用，诸如智能手机、其它移动电话、虚拟现实头戴设备、平板电脑、二合一计算机、可穿戴设备和手持游戏机。因此可改进这样的装置的性能。由于冷却元件120/120'可能在15kHz或更高的频率下振动，因此用户可能听不到与冷却元件的致动相关联的任何噪音。如果在结构共振频率和/或声共振频率下或在其附近进行驱动，则操作冷却系统中使用的功率可能会显著降低。冷却元件120/120'在振动期间不物理接触顶板110或孔板130。因此，可更容易地保持冷却元件120/120'的共振。更具体地，冷却元件120/120'与其它结构之间的物理接触扰乱了冷却元件120/120'的共振条件。扰乱这些条件可能会驱使冷却元件120/120'脱离共振。因此，将需要使用附加的功率来保持冷却元件120/120'的致动。此外，可减少由冷却元件120/120'驱动的流体流。如上所述，通过压差和流体流的使用可避免这些问题。利用有限的附加功率可实现改进的、安静的冷却的益处。此外，冷却元件120/120'的异相振动允许冷却元件100的质心的位置保持更稳定。尽管转矩施加在冷却元件120/120'上，但是减少或消除了由于质心的运动引起的力。结果，可减少由于冷却元件120/120'的运动引起的振动。此外，通过针对冷却元件120/120'的两侧使用异相振动运动可改进冷却系统100的效率。因此，可改进结合冷却系统100的装置的性能。此外，冷却系统100可在期望较高流体流和/或速度的其它应用(例如，具有或不具有热生成结构102)中使用。

图2A-2B描绘了冷却系统200A和200B的实施例的平面视图，冷却系统200A和200B类似于诸如冷却系统100的主动冷却系统。图2A和图2B未按比例绘制。为简单起见，仅分别示出了冷却元件220A和220B的部分以及锚固件260A和260B。冷却元件220A和220B类似于冷却元件120/120'。因此，用于冷却元件220A和/或220B的大小和/或材料可类似于用于冷却元件120/120'的大小和/或材料。锚固件(支承结构)260A和260B类似于锚固件160并且由虚线指示。

对于冷却元件220A和220B，锚固件260A和260B分别在中心安置并且沿冷却元件220A和220B的中心轴线延伸。因此，被致动成振动的悬臂部分位于锚固件260A和260B的右侧和左侧。在一些实施例中，(多个)冷却元件220A和/或220B是连续结构，其两部分被致动(例如，锚固件260A和260B外部的悬臂部分)。在一些实施例中，(多个)冷却元件220A和/或220B包括单独的悬臂部分，悬臂部分中的每一个分别附接到锚固件260A和260B并且被致动。冷却元件220A和220B的悬臂部分因此可构造成以类似于蝴蝶的翅膀(同相)或类似于跷跷板(异相)的方式振动。在图2A和图2B中，L是冷却元件的长度，类似于图1A-1E中描绘的长度。同样在图2A和图2B中，指示了冷却元件220A和220B的深度P。

在图2A-2B中也由虚线示出了压电体223。压电体223用于致动冷却元件220A和220B。在一些实施例中，压电体223可位于其它区域中和/或具有不同的构造。尽管在压电体的上下文中进行了描述，但是可利用用于致动冷却元件220A和220B的其它机构。这样的其它机构可在压电体223的位置处或可位于别处。在冷却元件220A中，压电体223可附连到悬臂部分或可集成到冷却元件220A中。此外，尽管压电体223在图2A和图2B中示为具有特定形状和大小，但是可使用其它构造。

在图2A中所示的实施例中，锚固件260A延伸冷却元件220A的整个深度。因此，冷却元件220A的周边的一部分是固连的。冷却元件220A的周边的未固连部分是悬臂区段的经历振动运动的部分。在其它实施例中，锚固件不需要延伸中心轴线的整个长度。在这样的实施例中，冷却元件的整个周边是未固连的。然而，这样的冷却元件仍具有构造成以本文中所述的方式振动的悬臂区段。例如，在图2B中，锚固件260B没有延伸到冷却元件220B的周边。因此，冷却元件220B的周边是未固连的。然而，锚固件260B仍沿冷却元件220B的中心轴线延伸。冷却元件220B仍被致动，使得悬臂部分振动(例如类似于蝴蝶的翅膀)。

尽管冷却元件220A描绘为矩形，但是冷却元件可具有其它形状。在一些实施例中，冷却元件220A的拐角可为倒圆的。图2B的冷却元件220B具有倒圆悬臂区段。其它形状也是可能的。在图2B中所示的实施例中，锚固件260B是空心的并且包括孔隙263。在一些实施例中，冷却元件220B在锚固件260B的区域中具有(多个)孔隙。在一些实施例中，冷却元件220B包括多个部分，使得(多个)孔隙存在于锚固件260B的区域中。结果，流体可抽吸通过冷却元件220B并且通过锚固件260B。因此，冷却元件220B可用于代替诸如顶板110的顶板。在这样的实施例中，冷却元件220B中的孔隙和孔隙263可以以类似于通风口112的方式起作用。此外，尽管冷却元件200A和200B描绘为在中心区域中支承，但是在一些实施例中，可省略冷却元件220A和/或220B的一个悬臂区段。在这样的实施例中，冷却元件220A和/或220B可认作是在一个边缘处或附近支承或锚固，而至少相对边缘的至少一部分自由地经历振动运动。在一些这样的实施例中，冷却元件220A和/或220B可包括经历振动运动的单个悬臂区段。

图3A-3B描绘了类似于诸如冷却系统100的主动冷却系统的冷却系统300A和300B的实施例的平面视图。图3A和图3B未按比例绘制。为简单起见，分别仅示出了冷却元件320A和320B以及锚固件360A和360B。冷却元件320A和320B类似于冷却元件120/120'。因此，用于冷却元件320A和/或320B的大小和/或材料可类似于用于冷却元件120/120'的大小和/或材料。锚固件360A和360B类似于锚固件160并且由虚线指示。

对于冷却元件320A和320B，锚固件360A和360B分别限制在冷却元件320A和320B的中心区域。因此，围绕锚固件360A和360B的区域经历振动运动。冷却元件320A和320B因此可构造成以类似于水母或类似于伞的打开/关闭的方式振动。在一些实施例中，冷却元件320A和320B的整个周边同相振动(例如所有都一起向上或向下移动)。在其它实施例中，冷却元件320A和320B的周边部分异相振动。在图3A和图3B中，L是冷却元件的长度(例如直径)，类似于图1A-1E中描绘的长度。尽管冷却元件320A和320B描绘为圆形，但是冷却元件可具有其它形状。此外，可使用压电体(图3A-3B中未示出)和/或其它机构来驱动冷却元件320A和320B的振动运动。

在图3B中所示的实施例中，锚固件360B是空心的并且具有孔隙363。在一些实施例中，冷却元件320B在锚固件360B的区域中具有(多个)孔隙。在一些实施例中，冷却元件320B包括多个部分，使得(多个)孔隙存在于锚固件360B的区域中。结果，流体可抽吸通过冷却元件320B并且通过锚固件360B。流体可通过孔隙363离开。因此，冷却元件320B可用于代替诸如顶板110的顶板。在这样的实施例中，冷却元件320B中的孔隙和孔隙363可以类似于通风口112的方式起作用。

诸如冷却系统100的冷却系统可利用(多个)冷却元件220A,220B,320A,320B和/或类似的冷却元件。这样的冷却系统也可共享冷却系统100的益处。使用(多个)冷却元件220A,220B,320A,320B和/或类似冷却元件的冷却系统可更有效地将流体以高速朝向热生成结构驱动。因此，改进了热生成结构与移动流体之间的热传递。由于热生成结构被更有效地冷却，因此对应的装置可表现出改进的操作，诸如以更高的速度和/或功率运行更长时间。采用(多个)冷却元件220A,220B,320A,320B和/或类似冷却元件的冷却系统可适合在可用空间有限的较小装置和/或移动装置中使用。因此，可改进这样的装置的性能。由于(多个)冷却元件220A,220B,320A,320B和/或类似的冷却元件可能在15kHz或更高的频率下振动，因此用户可能听不到与冷却元件的致动相关联的任何噪音。如果在(多个)冷却元件220A,220B,320A,320B和/或类似冷却元件的声学共振频率和/或结构共振频率下或在其附近进行驱动，则可显著减少操作冷却系统中使用的功率。(多个)冷却元件220A,220B,320A,320B和/或类似的冷却元件在使用期间可不物理接触板，以允许更容易地保持共振。利用有限的附加功率可实现改进的、安静的冷却的益处。因此，可改进结合(多个)冷却元件220A,220B,320A,320B和/或类似冷却元件的装置的性能。

图4A-4B描绘了包括在顶部中心锚固的冷却元件的主动冷却系统400的实施例。图4A描绘了处于中性位置中的冷却系统400的侧视图。图4B描绘了冷却系统400的顶部视图。图4A-4B未按比例绘制。为简单起见，仅示出了冷却系统400的部分。参看图4A-10B，冷却系统400类似于冷却系统100。因此，类似的构件具有类似的标记。例如，冷却系统400与类似于热生成结构102的热生成结构402结合使用。

冷却系统400包括具有通风口412的顶板410、冷却元件420、包括孔口432的孔板430、具有间隙的顶部室440、具有间隙的底部室450、流动室440/450和锚固件(即支承结构)460，它们分别类似于具有通风口112的顶板110、冷却元件220、包括孔口132的孔板130、具有间隙142的顶部室140、具有间隙152的底部室150、流动室140/150和锚固件(即支承结构)160。因此，冷却元件420由锚固件460在中心支承，使得冷却元件420的周边的至少一部分可自由振动。在一些实施例中，锚固件460沿冷却元件420的轴线延伸(例如以类似于锚固件260A和/或260B的方式)。在其它实施例中，锚固件460仅在冷却元件420的中心部分附近(例如类似于锚固件460C和/或460D)。尽管在图4A和图4B中没有明确标记，但冷却元件420包括锚固区域以及包括台阶区域、延伸区域和外部区域的悬臂，它们类似于冷却元件120'的锚固区域122、悬臂123、台阶区域124、延伸区域126和外部区域128。在一些实施例中，冷却元件420的悬臂同相驱动。在一些实施例中，冷却元件420的悬臂异相驱动。在一些实施例中，可使用诸如冷却元件120的简单冷却元件。

锚固件460从上方支承冷却元件420。因此，冷却元件420悬挂在锚固件460上。锚固件460悬挂在顶板410上。顶板410包括通风口413。锚固件460的侧部上的通风口412为流体提供了流入到室440的侧部中的路径。

如上文相对于冷却系统100所论述的那样，冷却元件420可被驱动成在冷却元件420的结构共振频率下或在其附近振动。此外，冷却元件420的结构共振频率可配置成与室440/1050的声学共振对准。结构共振频率和声共振频率大体上选择成在超声波范围内。例如，冷却元件420的振动运动可在相对于冷却系统100描述的频率下。因此，可提高效率和流速。然而，可使用其它频率。

冷却系统400以类似于冷却系统100的方式操作。冷却系统400因此共享冷却系统100的益处。因此，可改进采用冷却系统400的装置的性能。另外，将冷却元件420悬挂在锚固件460上可进一步提高性能。特别地，可减少冷却系统400中可能影响其它冷却单格(未示出)的振动。例如，由于冷却元件420的运动，因此可在顶板410中引起较小的振动。因此，可减少冷却系统400与其它冷却系统(例如其它单格)或结合冷却系统400的装置的其它部分之间的串扰。因此，可进一步增强性能。

图5A-5E描绘了主动冷却系统500的实施例，其包括构造为拼贴片或阵列的多个冷却单格。图5A描绘了顶部视图，而图5B-5E描绘了侧视图。图5A-5E未按比例绘制。冷却系统500包括四个冷却单格501A,501B,501C和501D(统称或通称为501)，它们类似于本文中所述的一个或多个冷却系统。更具体地，冷却单格501类似于冷却系统100和/或400。尽管示出了2x2构造的四个冷却单格501，但在一些实施例中，可采用其它数量和/或其它构造的冷却单格501。在所示的实施例中，冷却单格501包括具有孔隙512的共享的顶板510、冷却元件520、包括孔口532的共享的孔板530、顶部室540、底部室550和锚固件(支承结构)560，它们类似于具有孔隙112的顶板110、冷却元件120、具有孔口132的孔板130、顶部室140、底部室150和锚固件160。在一些实施例中，冷却单格501可制造在一起，并且例如通过切穿顶板510、冷却单格501之间的侧壁和孔板530来分离。因此，尽管在共享的顶板510和共享的孔板530的上下文中进行了描述，但在制造之后可分离冷却单格501。在一些实施例中，突片(未示出)和/或诸如锚固件560的其它结构可连接冷却单格501。此外，拼贴片500可附连到热生成结构(例如散热器、集成电路或其它结构)，该热生成结构可为包括拼贴片500的集成系统的一部分或可与拼贴片500分离。另外，还可包括用于将流体流引导到冷却单格501外部、机械稳定性或保护的罩或其它机构。与冷却单格501的电连接也未在图5A-5E中示出。冷却元件520异相驱动(即以类似于跷跷板的方式)。此外，如图5B-5C和图5D-5E中可见，一个单格中的冷却元件520与(多个)相邻单格中的(多个)冷却元件520异相驱动。在图5B-5C中，一排中的冷却元件520异相驱动。因此，单格501A中的冷却元件520与单格501B中的冷却元件520异相。类似地，单格501C中的冷却元件520与单格501D中的冷却元件520异相。在图5D-5E中，一列中的冷却元件520异相驱动。因此，单格501A中的冷却元件520与单格501C中的冷却元件520异相。类似地，单格501B中的冷却元件520与单格501D中的冷却元件520异相。通过异相驱动冷却元件520，可减少冷却系统500中的振动。

冷却系统500的冷却单格501以类似于(多个)冷却系统100,400和/或类似冷却系统的方式起作用。因此，本文中所述的益处可由冷却系统500共享。由于附近单格中的冷却元件异相驱动，因此可减少冷却系统500中的振动。由于使用了多个冷却单格501，因此冷却系统500可享有增强的冷却能力。此外，多个单独的冷却单格501和/或冷却系统500可以以各种方式组合以获得冷却单格的期望占用面积。

图6是描绘用于使用片材层级制造来形成(多个)冷却系统的方法600的实施例的流程图。为简单起见，未示出所有步骤。此外，步骤可以以其它顺序执行、包括子步骤和/或进行组合。方法600主要在制造多个冷却系统的上下文中进行描述。然而，可形成单个冷却系统。

在602处，提供用于冷却系统中的各种结构的(多个)片材。每个片材包括用于每个冷却单格中的层级的至少一个结构。每个片材大体上还包括用于多个冷却单格的(多个)结构。冷却单格的特定层级包括具有第一侧和第二侧的冷却元件。一旦制造了(多个)冷却单格，冷却元件就构造成经历振动运动以将流体从第一侧驱动到第二侧。例如，作为602的一部分，可形成主动元件片材。主动元件片材包括冷却元件并且位于冷却单格的特定层级处。因此，作为在602处形成主动元件片材的一部分，可为每个单格提供用于诸如冷却元件120,420和/或520的冷却元件的基板和(多个)压电层。类似地，作为602的一部分，可提供包括用于每个单格的孔板的孔板片材和/或包括用于每个单格的顶板的顶板片材。因此，可形成孔板130,430和/或530以及顶板110,410和/或510。在602处，也在片材中和/或在片材上提供结构。因此，可将腔、沟槽、通孔、锥形和其它特征蚀刻到各种片材中。例如，可为孔板片材中的每个孔板形成孔口。通风口可形成在顶板片材的每个顶板中。可为主动元件片材中的每个冷却元件形成简单的冷却元件和/或工程冷却元件的台阶区域、延伸区域和外部区域。在一些实施例中，作为602的一部分，锚固件由主动元件片材形成。例如，可蚀刻用于片材的基板以形成锚固件以及冷却元件。备选地，锚固件可由不同的片材单独形成。作为602的一部分，也可在片材上制造压电层、绝缘层、传导层和/或其它构件。在一些实施例中，这样的结构中的一些或所有可在片材已附连到一个或多个其它片材之后在对应的片材上提供。因此，在602处，可形成冷却元件、锚固件、孔板、顶板、孔口、通风口、室壁和/或结构的其它特征。在一些实施例中，在602处，单独形成用于单独单格的结构。在一些实施例中，在602处，形成用于多个单格的结构。例如，在602处，可为多个单格提供包括多组孔口的单个大孔板。在602处制造的片材是独立的，并且在一些实施例中，在物理上是分离的。因此，可将在602处制造的每个片材与其它片材分离。

在604处，对准片材。在606处，附接片材以形成冷却单格。在一些实施例中，606将层层压以形成包括多个冷却单格的较大片材。可交替地执行过程604和606。例如，可在604处将主动元件片材与孔板片材对准并且在606处附接两个片材。在一些实施例中，在孔板片材和/或顶板片材上制造单独单格的室壁的部分。在一些实施例中，在604处对准框架和/或形成室壁的附加部件，并且在606处将其安装在孔板片材和/或主动元件片材上。在604和606处，将顶板片材对准并且安装到冷却元件或框架片材。因此，对准和组装了用于冷却单格的层。片材的其它构造和顺序是可能的。

在一些实施例中，在606处，使用环氧树脂、焊接和/或其它类型的粘合剂和/或工艺来附连层。在一些实施例中，可分配和固化液体环氧树脂。在一些实施例中，使用模具来对准和附接冷却系统的层。在一些实施例中，在606处，利用各种粘合剂来附连冷却单格的构件。粘合剂可包括填料以提供期望的特性。例如，粘合剂可包括导电填料、增加杨氏模量的填料、用于控制所形成的冷却单格的高度的填料和/或用于其它目的的填料。在一些实施例中，可使用焊接部来附连结构中的一些或所有。例如，可利用焊接部的线、点和/或组合图案以及填角焊接部、填料焊接部、贯穿焊接部和/或其它焊接部。因此，在606处，可形成包括多个层压冷却单格的层压部。

在608处，将冷却单格可选地分离成多个区段。每个区段包括至少一个冷却单格。例如，如果在606处形成包括多个冷却单格的较大片材，则在608处可从片材切割单独单格(例如冷却系统100)或拼贴片(例如拼贴片500)。因此，在608处，可形成单格的2x2阵列。在一些实施例中，在608处，可分离其它大小的(多个)单格阵列。可执行608，例如，可将单个单格、单格的4x4阵列和/或其它构造与片材分离。可将拼贴片内的单格彼此分离以改进振动隔离。例如，孔口和/或顶板可能仅由突片连接。在一些实施例中，608包括激光切割拼贴片和/或单格。在一些实施例中，608可包括为了诸如振动隔离的其它目的而进行附加的切割。

使用方法600，可形成冷却系统、拼贴片和/或冷却单格，诸如100,400,500和/或501。因此，可实现这样的冷却系统、拼贴片和/或冷却单格的益处。此外，简化了制造，并且可容易按比例生产大量拼贴片和/或冷却单格。

例如，图7A-7G描绘了在使用方法600的制造期间的层压冷却系统710的实施例。为简单起见，仅示出了一些构件，并且未标记所有论述的结构。在其它实施例中，可使用其它构件和/或其它布置。图7A-7G大体上未按比例绘制。尽管示出了特定数量的冷却单格，但片材和/或层压部可包括其它数量的冷却单格。图7A、图7B-7C和图7D描绘了片材710,721和730。在一些实施例中，片材710,721和/或730可包括或可为在处理之前至少五十微米厚且不超过一毫米厚的片材。例如，片材(诸如片材721)可包括钢、Al(例如Al合金)和/或Ti(例如，诸如Ti6Al-4V的Ti合金)中的一种或多种，或者由其构成。图7A的片材710是顶板片材。因此，作为602的一部分，通风口712已形成在顶板片材710中。例如，通风口710可蚀刻到片材710中。图7D描绘了在602处形成的孔板片材730。因此，孔口732已蚀刻到孔板730中。为待提供的每个冷却单格形成两组孔口732。在一些实施例中，可在片材710和/或720中或在其上形成其它结构。

图7B和图7C描绘了在602处形成的主动元件片材721的截面视图和顶部视图。因此，作为602的一部分，形成了冷却元件720和锚固件760。还形成了孔隙725。因此，冷却元件720和锚固件760是集成结构的一部分。因此，可选择性地蚀刻主动元件片材721以形成锚固件760，和冷却元件720以及将冷却元件720与冷却单格壁分离的孔隙725。在图7B-7C中，仅明确描绘了由片材721形成的冷却元件720的部分。例如，用于驱动冷却元件720的压电体和/或其它结构未在图7B-7C中示出。如图7C中可见，大量冷却元件720可由相同的片材721形成。在图7C中所示的实施例中，冷却元件720形成为组724以更容易地形成诸如拼贴片500的拼贴片。因此，冷却元件720形成为四个一组724以在诸如拼贴片500的四单格拼贴片中使用。顶板片材710和孔板片材730也可具有形成为类似于组724的组的结构。在所示的实施例中，孔隙725已蚀刻贯穿并且因此在图7C中以黑色示出。组724的轮廓和组724中不同单格的冷却元件720之间的分界可部分地蚀刻贯穿或以其它方式限定，以便于稍后在制造中分离组724和单独单格。

图7C还描绘了突片726。突片726机械地连接组724或拼贴片内的单格。在所示实施例中，突片726在组724的占用面积外部。在其它实施例中，突片可位于组724的占用面积内。例如，突片可能直接位于组724内的冷却元件720之间。尽管仅针对主动元件片材721示出，但突片726可为多个片材的一部分，包括但不限于顶板片材710和孔板片材730。此外，突片726中的一些或所有可稍后在制造中去除。在一些实施例中，突片726保留在最终装置中并且可提供附加的机械稳定性。

图7E描绘了在606处对准片材710,721和730并且在608处附接其之后的层压部700。图7E中还示出了用于将顶板片材710与主动元件片材721间隔开的框架780。尽管未示出，但还提供了压电层、电子器件和/或用于致动冷却元件720的其它构件。在一些实施例中，作为602的一部分，在将主动元件片材721对准并且附连到孔板片材730和/或顶板片材710之前，形成这些构件。在一些实施例中，作为602的一部分，在将主动元件片材721对准并且附连到孔板片材之后但在添加顶板片材710之前，形成这些构件。还示出了用于附连片材710,721,730和780的环氧树脂或(多个)其它粘合剂(包括焊接部)770。主动元件片材721、孔板片材730以及(在一些实施例中)用于附连片材721和730的环氧树脂770的热膨胀系数(CTE)可紧密匹配。例如，CTE在一些实施例中可匹配到百分之十以内，并且在一些这样的实施例中可匹配到百分之五以内。类似的CTE可改进对正在制造的冷却单格的几何控制，并且减少主动元件片材721和孔板片材730的结构之间的应力。虚线指示冷却单格可分离的区域。例如，可在虚线处或在虚线附近进行切割，诸如激光切割。在一些实施例中，限定单独单格的至少一些孔隙已经存在。例如，预先存在的孔隙限定图7C中所示的组724。因此，层压部700包括已制造、对准和附接的多个片材，以形成冷却单格。

图7F描绘了层压部700'的另一个实施例。层压部700'包括：包括通风口712的顶板片材710、框架780、具有冷却元件720的主动元件片材721、其中具有孔口732的孔板片材730，以及环氧树脂或(多个)其它粘合剂770。虚线指示例如可经由激光或其它切割而分离单独单格的区域。还示出了锚固片材760'，锚固件760'由其形成。因此，锚固片材760'经由环氧树脂或(多个)其它粘合剂770附连到孔板片材730。锚固片材760'经由环氧树脂770'或其它粘合剂附连到主动元件片材721。层压部700'因此包括多个冷却单格，其中锚固件760'单独制造成片材并且结合到主动元件片材721。

图7G描绘了层压部700"的另一个实施例。层压部700”包括：包括通风口712的顶板片材710、框架780、具有冷却元件720的主动元件片材721、其中具有孔口732的孔板片材730，以及环氧树脂或(多个)其它粘合剂770。虚线指示例如可经由激光或其它切割而分离单独单格的区域。代替锚固片材或集成锚固件，环氧树脂和/或(多个)其它粘合剂形成锚固件760/770”。层压部700'因此包括多个冷却单格，其中锚固件760'在片材721和730的结合期间单独形成。在另一个实施例中，锚固件可由孔板片材730形成。例如，可蚀刻孔板片材730以不仅形成孔隙732，而且去除期望形成的锚固件的区域周围的材料。在一些实施例中，可以以其它方式在孔板片材730上制造锚固结构。

因此，可形成层压冷却单格和/或冷却拼贴片。因此，可实现这样的冷却系统、拼贴片和/或冷却单格的益处。此外，制造被简化，并且可容易按比例生产大量拼贴片和/或冷却单格。

图8A-8C是描绘冷却系统800A,800B和800C的实施例的图，其指示使用片材层级制造的制造。因此，冷却系统800A,800B和800C是层压冷却系统。为简单起见，仅示出了一些构件，并且未标记所有论述的结构。在其它实施例中，可使用其它构件和/或其它布置。图8A-8C未按比例绘制。冷却系统800A,800B和800C也可为诸如拼贴片500的拼贴片的一部分。冷却系统800A,800B和800C因此可认作是层压冷却单格。

图8A描绘了冷却系统800A。冷却系统800A包括具有孔隙812的顶板810、冷却元件820、其中包括孔口的孔板830、顶部室、底部室和锚固件(支承结构)860，它们类似于具有孔隙112的顶板110、冷却元件120、具有孔口132的孔板130、顶部室140、底部室150和锚固件160。期望与冷却系统800A一起使用的热生成结构802的位置由虚线指示。

如图8A中可见，多层的结构已制造、附接，并且在一些实施例中分离以形成冷却系统800A。因此，除了上述结构之外，还示出了结合层880,882,884和886。这样的结合层用于附接诸如孔板830、框架870和顶板810的结构。在一些实施例中，框架870标称为一百微米厚。然而，可使用其它厚度。还示出了用于冷却元件820的结合层824，其可在602处形成并且用于将压电体826附连到基板822。在一些实施例中，基板822可为不锈钢、Al合金(仅包括Al)和/或诸如Ti6Al-4V的Ti合金。当压电体826被驱动时，基板822可认作是弯曲。因此，在一些实施例中，基板822认作是用于冷却元件820的致动器。在一些实施例中，冷却元件820中的所有都可认作是致动器。结合层824,880,882,884和/或886可使用环氧树脂粘合剂形成。这样的环氧粘合剂可具有较高模量。在一些实施例中，环氧粘合剂可作为膜或片材施加，通过针、丝网印刷、喷墨、喷涂作为液体分配。也可使用热固化或经由紫外线辐射固化的环氧树脂。也可使用其它粘合剂，诸如压敏粘合剂、丙烯酸粘合剂等。

在一些实施例中，可填充粘合剂以定制性能。例如，填料可用于调整热导率、电导率、厚度(例如结合高度)、模量和/或其它特性。例如，图8B描绘了类似于冷却系统800的冷却系统800B。冷却系统800B包括与冷却系统800中的构件类似的构件。这样的构件具有类似的标记。此外，分别示出了类似于结合部882和824的填充结合部882B和824B。填充结合部882B包括用于控制冷却系统800B的高度的填料。填充结合部824B包括导电填料。因此，压电体826可电联接到填充结合部824。另外，填充结合部824可电联接到基板822。

在一些实施例中，可焊接一个或多个结构。例如，系统800C描绘了冷却单格，其中已使用焊接部来将锚固件附连到孔板，将锚固件附连到冷却元件，并且将室壁附连到孔板。图8C中还指示了其中形成焊接部图案的区域890和892。在所示的实施例中，较高密度的焊接部890用于锚固件860。较低密度的焊接部892可用于冷却单格800A和/或800B的边缘(壁)。由于焊接会产生较高机械强度的结合部，因此可能期望焊接。如图8C中所指示，可使用不同的焊接部图案来减轻热和基板变形。

图8A-8C中所示系统的形成可使用方法600来执行。此外，可一起形成多个冷却系统。例如，对于冷却系统800，在602处，冷却元件820的层822,824和826可形成在片材中。同样在602处，可通过去除基板822的一部分来形成锚固件860。在这样的实施例中，锚固件860集成到冷却元件820中。如果冷却元件820具有类似于冷却元件120'的形状，则可蚀刻基板822以形成台阶区域、延伸区域和外部区域。由于多个冷却元件820可形成在片材中，因此在602处形成多个锚固件860。同样在602处，可将单独的冷却元件820与片材分离以用于组装。在一些实施例中，冷却元件稍后在制造中分离。同样在602处，可形成孔板830中的孔口。孔板830也可形成在包括对应于孔板830的多组孔口的片材中。在602处，还可提供顶板810中的孔隙812。顶板810也可形成在包括对应于顶板810的多个孔隙812的片材中。在604和606处，将结构与其期望位置对准并且附接。在一些实施例中，将单独的冷却元件820与孔口之间的区域对准并且附接到用于孔板830的片材。在一些实施例中，将用于冷却元件820的片材对准并且例如经由结合层880和/或884附接。在锚固件860未集成到冷却元件820中的实施例中，锚固件860单独附接到包含孔板830的片材。然后可蚀刻片材以将冷却元件820与室壁分离。同样在606处，框架870(作为602的一部分提供)可经由结合层886附接。包含顶板810的片材也经由结合层882对准和附接。然后在608处，可将单独的冷却系统800或成组的冷却系统(例如拼贴片)与片材分离。可利用类似的过程来制造冷却系统800B和/或800C。

图9是描绘其中在制造期间使用焊接部的冷却系统900的实施例的图。因此，示出了冷却系统900的一部分。为简单起见，仅示出了一些构件，并且未标记所有论述的结构。在其它实施例中，可使用其它构件和/或其它布置。图9未按比例绘制。

冷却系统900包括冷却元件920、孔板930和锚固件960。未示出完成冷却单格900的顶板和其它结构。此外，未示出类似于孔口132,432,532,732和832的孔口。更具体地，各种焊接部用于锚固件960和致动器/冷却元件920。如图9中所指示，可使用激光焊接部来将锚固件附连到孔板中的对应孔隙。也可提供激光焊接填料。致动器920也可使用(多个)焊接部附连到锚固件960。在这样的实施例中，方法600的604和606可包括将锚固件960与包含孔板的片材中的对应孔隙对准，完成各种焊接部，将包含冷却元件920的片材与其期望位置对准，以及完成锚固件960与冷却元件920之间的焊接部。因此，多种构造可在经由片材层级制造的制造冷却单格中使用。

图10是描绘用于使用片材层级制造来提供(多个)冷却系统的方法1000的实施例的流程图。为简单起见，未示出所有步骤。此外，步骤可以以其它顺序执行、包括子步骤和/或进行组合。方法1000主要在制造多个冷却系统的上下文中进行描述。然而，可形成单个冷却系统。

在1002处，选择性蚀刻每个片材以形成期望的结构。例如，可掩蔽和蚀刻片材的区域以在其中形成孔隙。可去除和替换掩模并且蚀刻片材以改变片材的厚度。这样的在厚度方面的变化可用于提供诸如锚固件的结构或其它特征。此外，由于片材在物理上是可分离的，因此可蚀刻片材的仅顶部、仅底部、或者顶部和底部两者。例如，顶板片材中的孔隙可通过从两侧蚀刻片材来形成。相似地。可形成在顶部(面向顶板)表面和底部(面向孔板)表面两者中具有变化的工程冷却元件。

在1004处，在片材上提供用于每个片材的附加构件。例如，可在主动元件片材上提供压电层、种晶层和/或其它电连接层。由于片材在物理上是可分离的，因此可在片材的顶部和/或底部上提供结构。在一些实施例中，在特定片材自由时执行1002和1004。在一些实施例中，可在片材附连到其它片材时执行1002和/或1004。因此，1002和1004可视为对应于方法600的602。

在1006处，完成层压部的制造。例如，可将每个片材对准并且附连到其余的(多个)片材，可分离单格和/或拼贴片，并且/或者可形成附加的结构。

图11A-11D描绘了在使用方法1000的制造期间层压冷却系统的一部分的实施例。特别地，示出了主动元件片材1121。为简单起见，仅示出了一些构件，并且未标记所有论述的结构。在其它实施例中，可使用其它构件和/或其它布置。图11A-11D大体上未按比例绘制。尽管示出了特定数量的冷却单格，但是片材和/或层压部可包括其它数量的冷却单格。

图11A描绘了处理之前的主动元件片材1121。在一些实施例中，主动元件片材1121是不锈钢片材、Al合金片材或诸如Ti6Al-4V的Ti合金片材。图11B描绘了作为1002的一部分形成孔隙1125之后的主动元件片材1121。孔隙1125将形成的冷却元件与冷却单格的壁分离。然而，在一些实施例中，冷却元件的一部分(未示出)保持连接。孔隙1125可通过蚀刻主动元件片材1121的顶侧和/或后侧来制造。图11C描绘了作为1002的一部分进一步蚀刻之后的主动元件片材1121。因此，形成了锚固件1160。另外，制造了具有变化厚度的工程冷却元件1120。因此，可蚀刻主动元件片材1121的后侧蚀刻以形成结构1120和/或1160的部分。图11D描绘了作为1004的一部分提供压电层1127之后的主动元件片材1121。作为1004的一部分，也可提供其它结构。在1006处，形成包括主动元件片材1121的层压冷却单格(未示出)。

因此，片材可制造并且集成到层压冷却单格和/或层压冷却拼贴片中。因此，可实现这样的冷却系统、拼贴片和/或冷却单格的益处。此外，简化了制造，并且可容易按比例生产大量拼贴片和/或冷却单格。

图12A-12D描绘了冷却元件1200A,1200B,1200C和1200D的部分的实施例，其指示了允许基板电连接到电极的制造。如图12A,12B,12C和12D中可见，冷却元件1200A,1200B,1200C和1200D分别至少各自包括第一绝缘体1220、不锈钢、Al合金和/或Ti合金基板(例如片材)1210，以及第二绝缘体1230A,1230B,120C和1230D。冷却元件1200A,1200B,1200C和1200D还分别包括电极(例如底部电极)1240A,1240B,1240C和1240D，其也可分别用作用于压电层1250A,1250B,1250C和150D的种晶层。冷却元件1200B包括附加传导层1260B。为了形成基板1120与电极1240C之间的电接触，冷却元件1200C包括金属层1270C或跨接器。为了确保基板1120与电极1240C之间的接触，去除了绝缘体1230C的一部分。在冷却元件1200D中，该电接触通过在电极层1240D的沉积之前在绝缘体1230D中形成通孔来实现。因此，基板1220可与底部电极1240A,1240B,1240C或1240D电连接。

可制造包括由片材形成的多个冷却元件的层压部。可将单独的层压冷却单格和/或层压拼贴片与层压分离。因此，可在简化制造的同时实现这样的冷却系统、拼贴片和/或冷却单格的益处。这样的制造也可容易按比例生产大量拼贴片和/或冷却单格。因此可改进冷却单格的性能和制造。

尽管出于清楚理解的目的已经详细地描述了前述实施例，但是本发明不限于所提供的细节。存在许多实施本发明的备选方式。所公开的实施例是示范性的而非限制性的。

Claims (20)

1.一种用于提供冷却系统的方法，其包括：

提供多个片材，所述多个片材中的每一个包括用于多个冷却单格中的每个冷却单格中的层级的至少一个结构，所述多个冷却单格中的每个冷却单格的特定层级包括具有第一侧和第二侧的冷却元件，所述冷却元件构造成经历振动运动以将流体从所述第一侧驱动到所述第二侧；

对准所述多个片材；

附接所述多个片材以形成层压部，所述层压部包括所述多个冷却单格；以及

将所述层压部分离成多个区段，所述多个区段中的每一个包括所述多个冷却单格中的至少一个冷却单格。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述提供所述多个片材进一步包括：

提供孔板片材，所述孔板片材在其中具有多个孔口；

提供主动元件片材，所述主动元件片材包括用于所述多个冷却单格中的每个冷却单格的所述冷却元件，所述冷却元件具有中心区域和周边，所述周边的至少一部分自由地经历所述振动运动；以及

提供顶板片材，所述顶板片材在其中包括用于所述多个冷却单格中的每个冷却单格的至少一个通风口。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述对准进一步包括：

将所述主动元件片材安置在所述顶板片材与所述孔板片材之间。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述提供所述多个片材进一步包括：

提供框架片材，所述框架片材的一部分形成用于所述多个冷却单格中的每个冷却单格的单格壁。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，附接进一步包括：

附连所述多个片材，使得所述主动元件片材附连到所述孔板片材，所述框架片材附连到所述主动元件片材或所述顶板片材，并且所述顶板片材附连到所述框架片材或如同附连到所述主动元件片材那样附连到所述框架片材。

6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述提供所述主动元件片材进一步包括：

选择性地蚀刻基板以提供具有多个高度的多个区域，所述基板包括不锈钢、Al合金和Ti合金中的至少一种；以及

在所述基板的一部分上提供压电层。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述提供所述主动元件片材进一步包括：

在所述基板上提供绝缘屏障；

在所述绝缘屏障上提供底部电极，所述压电层位于所述底部电极上；以及

将所述底部电极连接到所述基板，所述连接所述底部电极包括选自以下的过程：在所述底部电极与所述基板之间提供跨接器，以及在所述提供所述底部电极之前在所述绝缘屏障中提供至少一个通孔。

8.根据权利要求2所述的方法，其中，提供所述主动元件片材进一步包括：从所述主动元件片材的一部分限定用于所述冷却元件的支承结构。

9.一种冷却系统，其包括：

包括多个片材的层压冷却单格，所述多个片材中的每一个包括用于所述层压冷却单格中的层级的至少一个结构，所述多个片材中的主动元件板包括具有第一侧和第二侧的冷却元件，所述冷却元件构造成经历振动运动以将流体从所述第一侧驱动到所述第二侧。

10.根据权利要求9所述的冷却系统，其中，所述多个片材进一步包括：

孔板片材，所述孔板片材在其中具有多个孔口；以及

顶板片材，所述顶板片材在其中具有至少一个通风口，所述主动元件片材位于所述孔板片材与所述顶板片材之间，所述冷却元件具有中心区域和周边，所述周边构造成经历所述振动运动。

11.根据权利要求10所述的冷却系统，其中，所述主动元件片材进一步包括所述冷却元件的中心区域处的支承结构，所述主动元件片材由所述支承结构联接到所述孔板片材。

12.根据权利要求10所述的冷却系统，其中，所述多个片材进一步包括：

框架片材，所述框架片材的一部分形成用于所述层压冷却单格的单格壁。

13.根据权利要求12所述的冷却系统，其中，所述框架片材位于所述主动元件片材与所述顶板片材之间。

14.根据权利要求10所述的冷却系统，其中，所述主动元件片材进一步包括压电层。

15.根据权利要求14所述的冷却系统，其中，所述冷却元件进一步包括：

基板，所述基板包括不锈钢、Al合金和Ti合金中的至少一种；

所述基板上的绝缘屏障；

所述绝缘屏障上的底部电极，所述压电层位于所述底部电极上；以及

所述底部电极与所述基板之间的电连接器。

16.一种冷却系统，其包括：

包括多个片材的多个层压冷却单格，所述多个片材中的每一个包括用于所述多个层压冷却单格的层压冷却单格中的层级的至少一个结构，所述多个片材进一步包括：

孔板片材，所述孔板片材在其中具有用于所述多个层压冷却单格中的每一个的多个孔口；

主动元件片材，所述主动元件片材包括用于所述多个层压冷却单格中的每一个的冷却元件，所述冷却元件具有第一侧和第二侧，所述冷却元件构造成经历振动运动以将流体从所述第一侧驱动到所述第二侧；以及

顶板片材，所述顶板片材在其中具有用于所述多个层压冷却单格中的每一个的至少一个通风口，所述主动元件片材位于所述孔板片材与所述顶板片材之间。

17.根据权利要求16所述的冷却系统，其中，所述冷却元件具有中心区域和至少一个悬臂，所述至少一个悬臂经历所述振动运动。

18.根据权利要求16所述的冷却系统，其中，所述多个片材进一步包括：

框架片材，所述框架片材的一部分形成用于多个层压冷却单格中的每一个的单格壁。

19.根据权利要求18所述的冷却系统，其中，所述框架片材位于所述主动元件片材与所述顶板片材之间。

20.根据权利要求18所述的冷却系统，其中，所述主动元件片材进一步包括：

用于所述冷却元件的支承结构，所述支承结构在所述冷却元件的中心部分处，所述支承结构联接到所述孔板。

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