TWI429035B - 微型液體冷卻裝置及其所採用之微液滴產生器 - Google Patents

Description

微型液體冷卻裝置及其所採用之微液滴產生器

本發明係涉及一種微型液體冷卻裝置，尤係關於一種用於對發熱電子元件進行冷卻的微型液體冷卻裝置，本發明還涉及該微型液體冷卻裝置所採用的一種微液滴產生器。

隨著電腦產業的迅速發展，CPU追求高速度化，高功能化及小型化所衍生的散熱問題越來越嚴重，這在筆記型電腦等內部空間狹小的電子裝置中更為突出。如果無法將筆記型電腦內的CPU等電子元件所產生的熱量及時有效地散發出去，將極大地影響電子元件的工作性能，同時還會縮減電子元件的使用壽命，故業界通常採用一冷卻裝置來對電子元件散熱。

在眾多的冷卻技術中，液體冷卻係一種極為有效的冷卻方式。習知液體冷卻裝置為由吸熱體、散熱體、泵及傳輸管所構成的一回路，該回路中填充有冷卻液，冷卻液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後放出熱量。在該泵的驅動作用下，該冷卻液在回路中不斷循環，從而源源不斷地帶走該電子元件所產生的熱量。

目前，液體冷卻裝置已被業者用於桌上型電腦中對CPU進行散熱，然而由於習知液體冷卻裝置中泵所佔用的 空間較大，很難適用於內部空間狹小的筆記型電腦內對電子元件散熱。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。伴隨著筆記型電腦等電子裝置朝向微型化及高性能化方向設計，發熱量增加的同時散熱裝置所能佔據的空間卻在不斷減少。如何設計出能適用於筆記型電腦等內部空間狹小的電子裝置中內對電子元件進行有效散熱的新型液體冷卻裝置，對於業者來說係又一新的研究課題。

介質材料上的電潤濕效應(Electrowetting On Dielectric，EWOD)係一種藉由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位於絕緣層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之間藉由電源線連接有一開關16及一可調電源17，該開關16用於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處於斷開狀態時，該下極板10的絕緣層13的表面為疏水的，此時該液滴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，即液滴14與下電極板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Pollack M G等人首先基於介質材料上的電潤濕效應並採用微機械製作的微電極陣列進行了微液滴的運動控制，並提出了“數位微流體(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70 μm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，並在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 Merging Liquid Droplets by Electrowetting－Based Actuation for Distal Microfluidic Circuits[J].Journal of Microelectromechanical Systems,2003,12(1)：70－80.)。可見，基於介質材料上的電潤濕效應係一種十分有效的微流體控制技術。然而，就目前而言，採用EWOD效應所能傳輸的微液滴的直徑的大小還相當有限。

有鑒於此，有必要提供一種佔用體積小、具有較好的靜音效果且傳輸量大的微型液體冷卻裝置。本發明還提供一種該微型液體冷卻裝置所採用的微液滴產生器。

一種微液滴產生器，包括一第一極板及位於該第一極板上的一第二極板，該第一極板與第二極板之間設有一中隔板，該第一極板與第二極板之間形成一液滴通道，所述液滴通道由中隔板分隔成上、下兩層液滴傳輸通道，該微液滴產生器在該液滴通道的一端與另一端分別設有與該雙層液滴通道相連通的一進液口與一出液口，該第一極板上對應該雙層液滴通道間隔設置有複數控制電極，該第二極板上設有一參考電極層，該中隔板包括一介電層，該參考電極層與該等控制電極藉由一控制電路電連接，藉由控制電路規律性地對各控制電極施加電壓，自進液口進入到微液滴產生器的液體將產生出雙液滴並分別沿該上、下兩層液滴傳輸通道向出液口運動。

一種微型液體冷卻裝置，該微型液體冷卻裝置包括一吸熱體、一散熱體、一微液滴產生器及複數傳輸管，該等傳輸管將該吸熱體、散熱體及微液滴產生器串接形成一回路，該回路中填充有一定量的冷卻液，冷卻液在該微液滴產生器的作用下產生液滴並在該回路中循環流動，該微液滴產生器包括一第一極板、位於該第一極板上的一第二極板及設於第一極板與第二極板之間的一中隔板，該第一極板與第二極板之間形成一液滴通道，所述液滴通道由中隔板分隔成上、下兩層液滴傳輸通道，該微液滴產生器在液滴通道的一端與另一端分別設有與該雙層液滴通道相連通的一進液口與一出液口，所述進液口與吸熱體和散熱體的其中之一相連接，所述出液口與吸熱體和散熱體的其中之 另一相連接，該第一極板上對應該雙層液滴通道間隔設置有複數控制電極，該第二極板上設有一參考電極層，該中隔板包括一介電層，該參考電極層與該等控制電極藉由一控制電路電連接，藉由控制電路規律性地對各控制電極施加電壓，自進液口進入到微液滴產生器的液體將產生出雙液滴並分別沿該上、下兩層液滴傳輸通道向出液口運動。

與習知液體冷卻裝置相比，本發明的微型液冷散熱裝置中採用一微液滴產生器來對冷卻液進行傳輸。該微液滴產生器製作工藝簡單，適合進行微型化設計，可用於內部空間較小的電子裝置內對電子元件進行散熱。該微液滴產生器中，由於對冷卻液傳輸未採用像泵這類機械傳動件，故具有良好的靜音效果。第一極板與第二極板之間形成一液滴通道，藉由在第一極板與第二極板之間設置一具介電層的中隔板，將液滴通道分隔成上、下兩層液滴傳輸通道，從而有效地提升微液滴產生器的傳輸效率。

下面參照附圖，結合實施例對本發明作進一步描述。

本發明旨在將基於介質材料上的電潤濕效應這一微流體控制技術應用於微型液體冷卻裝置中。

如圖2所示為本發明微型液體冷卻裝置200其中一較佳實施例的立體組裝圖。該微型液體冷卻裝置200包括一吸熱體20、一散熱體30、一微液滴產生器40及複數傳輸管50。該吸熱體20、散熱體30及微液滴產生器40藉由該等傳輸管50串接而形成一回路，該回路中填充有冷卻液(圖 未示)。該吸熱體20用於與一發熱電子元件熱連接並吸收其所產生的熱量，該散熱體30用於對流經其內部的冷卻液進行冷卻。在微液滴產生器40的驅動作用下，冷卻液在該回路中循環流動，從而源源不斷地將吸熱體20所吸收的熱量帶走。

該吸熱體20用於貼設在一發熱電子元件(圖未示)的表面以吸收其所產生的熱量。在本實施例中，該吸熱體20為一長方體塊狀的吸熱塊。該吸熱體20包括一上蓋21與一底座22，該底座22內設有供冷卻液流經的流道(圖未示)，該流道的入口及出口分別藉由傳輸管50與散熱體30及微液滴產生器40相連通。該吸熱體20並不局限於圖2中所示的形狀及結構，可以根據不同的散熱需求，對該吸熱體20進行合理地設計。

該散熱體30用於對經吸熱體20加熱後的冷卻液進行冷卻。本實施例中，該散熱體30為一散熱器，其包括一基座31及設於該基座31上的複數散熱片32。該基座31內亦設有供冷卻液流經的流道(圖未示)，該基座31內的流道的入口及出口藉由傳輸管50分別與微液滴產生器40及吸熱體20相連通。該基座31的流道內還可以設置各種散熱結構如散熱柱等以增加散熱體30與冷卻液之間的換熱效率。經基座31的流道的入口流入基座31內的冷卻液與散熱體30進行熱交換，冷卻液被降低溫度後流向吸熱體20。該散熱體30並不局限於圖2中所示的形狀及結構，還可以為其他的形狀及結構。例如用於筆記型電腦內時，該散熱 體30可為設於顯示幕背面的一設有流道的冷卻板。

如圖3及圖4所示，該微液滴產生器40包括一下極板42、位於該下極板42上的一上極板44、連接於下極板42與上極板44之間的相應的控制電路43、設於上極板42與下極板44之間的一中隔板45、兩對支撐件46、47以及第一、第二端蓋48、49。

該下極板42為一長方體板狀結構，其具有與上極板44相對的一表面425。該下極板42的左右兩端分別自該表面425向內凹陷形成有矩形的第一、第二凹槽426、427，該第一、第二凹槽426、427分別用來收容與之相對應的第一、第二端蓋48、49。請一併參閱圖5，該下極板42包括一下基層421、複數控制電極422、一介電層423及一疏水層424。該下基層421可以為一玻璃基板或一矽基板，在本實施例中，該下基層421為一玻璃基板。該等控制電極422呈間隔設置於下基層421上，並排列於下基層421的中央位置。該等控制電極422的表面覆蓋有介電層423，該介電層423係藉由在控制電極422的表面沉積一層絕緣材料所形成。該介電層423的表面覆蓋有一層很薄的疏水材料作為疏水層424。

請繼續參照圖3，下極板42上於最左端的控制電極422與第一凹槽426之間設有一圓柱形的儲液槽428以用來儲存冷卻液，該最左端的控制電極422延伸至與儲液槽428的邊緣相接。該下極板42的表面425上於該等控制電極422的中間位置設有一具有較小寬度的溝槽429，該溝槽429 的左端與儲液槽428相連通，其右端與第二凹槽427相連通。由於該溝槽429的寬度較小，對進入該溝槽429內的冷卻液能夠產生毛細吸力作用，從而使得外接的控制電路43僅需在下極板42與上極板44之間施加一較小的電壓就可以將液滴從儲液槽428中產生出來並沿控制電極422運動。由於該溝槽429的設置，將每一控制電極422分成彼此相連通的三部分，即位於溝槽429兩側的電極部分4221及位於溝槽429內的電極部分4222。該下極板42的表面425上對應每一控制電極422還設有一外接電極430，並藉由一引線431將相應的控制電極422與外接電極430相連通。該等外接電極430可以分佈在該等控制電極422的兩側，亦可以僅分佈在該等控制電極422的一側。在本實施例中，該等外接電極430分佈在該等控制電極422的兩側。該下極板42上還設有複數用於安裝固定第一、第二端蓋48、49的安裝孔432及複數用於安裝固定支撐件46、47、中隔板45及上極板44的安裝孔433。

該中隔板45亦為一長方體板狀結構，設於下極板42與上極板44之間，並在中隔板45與上極板44之間及中隔板45與下板板42之間分別支撐件46、47。該中隔板45包括一介電層451及覆蓋於該介電層451的上、下表面上的兩疏水層452，所述介電層451係由一層絕緣材料所構成。其中，所述中隔板45亦可以僅包括介電層451。該中隔板45上對應下極板42上的安裝孔433設有相應的安裝孔453。

該上極板44同樣為一長方體板狀結構，其包括一上基層441、一參考電極層442及一疏水層443(圖5所示)。該上基層441可以為一玻璃基板或一矽基板，在本實施例中，該上基層441為一玻璃基板。該參考電極層442覆蓋於該上基層441與下極板42相對的一表面上，該參考電極層442的表面覆蓋有一層很薄的疏水材料作為疏水層443，其中該參考電極層442與疏水層443之間亦可以設置一層很薄的介電層。該上極板44上對應下極板42上的安裝孔433設有相應的安裝孔444。

該支撐件46、47均為狹長的板體，支撐件46、47分別設於上極板44與中隔板45之間及中隔板45與下極板42之間以用於支撐上極板44及中隔板45。所述支撐件46、47上對應下極板42上的安裝孔433設有相應的安裝孔461、471。本實施例中，所述支撐件46、47為與上、下極板44、42及中隔板45相分離的板體。可以理解地，支撐件46、47亦可以分別一體形成於上極板44及中隔板45上，還可以為支撐件46、47均一體形成於中隔板45上。

該第一、第二端蓋48、49均為一長方體塊狀結構，其中該第一端蓋48上設有一進液口，該第二端蓋49上設有一出液口。該進液口與出液口均包括一入口端與一出口端，其中進液口的入口端及出口端的形狀分別與出液口的出口端及入口端的形狀相對應，圖3中僅示出進液口的出口端481及出液口的出口端491。該第一端蓋48內還可以在其入口端與出口端481之間設置一儲液空間以用來儲存 冷卻液。同樣地，該第二端蓋49內亦可以在其入口端與出口端491之間設置一儲液空間。該進液口的入口端及出液口的出口端491分別用來與一傳輸管50相連接。將第一、第二端蓋48、49設於下極板42的第一、第二凹槽426、427內時，該進液口與下極板42上的儲液槽428相對，該出液口則與下極板42上的溝槽429的末端相對。另外，該第一、第二端蓋48、49上對應下極板42的安裝孔432相應地設有安裝孔482、492。

為使對本發明中的微液滴產生器40的製作有一個清楚的認識，現對本實施例中微液滴產生器40的下極板42及上極板44的製作過程作如下說明：下極板42的製作過程為：首先在玻璃基板上利用機械加工或濕法刻蝕的方法製作出第一、第二凹槽426、427、儲液槽428、溝槽429及安裝孔432、433，然後利用化學氣相沉積法(Chemical Vapor Deposition)在玻璃基板上沉積一層具有導電能力的ITO(Indium Tin Oxide)透明玻璃層；對ITO層進行圖形化光刻蝕，形成具有一定形狀且呈間隔分佈的控制電極422、外接電極430及引線431；然後利用氣相沉積法在該等控制電極422的表面沉積一層氮化矽(Si3N4)作為介電層423；然後再藉由旋轉覆蓋(Spin Coat)的方法在介電層423上塗布一層Teflon作為疏水層424。

下極板45的製作過程為：首先採用絕緣材料如氮化矽(Si3N4)製造一介電層451並加工出安裝孔453，然後再 藉由旋轉覆蓋(Spin Coat)的方法在介電層451的上下表面上塗布一層Tef1on作為疏水層452。

上極板44的製作過程為：首先在玻璃基板上利用機械加工或濕法刻蝕的方法製作出安裝孔444；然後利用化學氣相沉積法在玻璃基板上形成一層均勻的ITO層作為參考電極層442；然後在ITO層上利用旋轉覆蓋的方法塗布一層Teflon作為疏水層443。

如圖4所示，將製作好的各部件組裝成微液滴產生器40時，兩支撐件47設於下極板42上並位於下極板42的控制電極422的兩側，兩支撐件47設於中隔板45上並位於中隔板45的兩側，從而下極板42與上極板44之間形成一液滴通道，並由中隔板45將該液滴通道分隔成上、下兩層液滴傳輸通道，即在下極板42與中隔板45之間及中隔板45與上極板44之間於對應控制電極422的位置均形成一用於傳輸液滴的液滴傳輸通道，即形成上、下兩層液滴傳輸通道。支撐件47位於下極板42的控制電極422與外接電極430之間，即下極板422的外接電極430位於支撐件47的外側，這樣可以便於將外接電極430與外部的控制電路43電連接。該上極板44位於該兩支撐件46上，並藉由螺栓等連接件穿過下極板42、支撐件47、中隔板45、支撐件46及上極板44上所設的安裝孔433、471、453、461、444，從而將其固定在一起。該支撐件46、47對上極板44進行支撐的同時還將微液滴產生器40的兩側進行密封。為增加密封效果，還可以在支撐件46、47與下極板42、中隔板 45及上極板44之間塗一層密封膠或設置一密封件。該第一、第二端蓋48、49分別收容於下極板42的兩端所設的第一、第二凹槽426、427內並將上極板44、中隔板45夾設於該第一、第二端蓋48、49之間，再藉由螺栓等連接件穿過第一、第二端蓋48、49及下極板42上所設的安裝孔482、492、432以將第一、第二端蓋48、49與下極板42固定在一起，從而將微液滴產生器40的兩端密封。同樣地，為增加密封效果，該第一、第二端蓋48、49與下極板42及上極板44之間亦可以塗一層密封膠或設置一密封件。該第一、第二端蓋48、49安裝至下極板42的兩端第一、第二凹槽426、427內時，第一端蓋48上所設的進液口與儲液槽428相連通，而第二端蓋49所設的出液口則與控制電極422相對，亦即該儲液槽428與液滴通道的上、下兩層液滴傳輸通道的左端連通，該出液口則與液滴通道的上、下兩層液滴傳輸通道的右端連通。

繼續參照所示，將微型液體冷卻裝置200組裝在一起時，藉由傳輸管50將微液滴產生器40、吸熱體20及散熱體30依次串接從而形成一回路，在該回路中充入一定量的冷卻液。該冷卻液為可電解的、可極化的、具有導電能力的或帶電的液體。在本實施例中，該冷卻液為去離子水。微液滴產生器40的上極板44的參考電極層442及下極板42的外接電極422藉由導線與外部的控制電路43進行電連接。外部的控制電路43採用電腦程式來控制施加於各控制電極422上的電壓的施加時間及施加順序，所施加的電壓 的大小由電源控制，該控制電極陣列的控制方法及電壓大小的控制方法採用常規的控制方法。

如圖6A至圖6C所示，液滴D從微液滴產生器40的儲液槽428產生出來的過程為：首先藉由外接的控制電路43對控制電極422a(為使敍述方便，將控制電極從左至右依次命名為422a、422b、422c......)施加一定的電壓，由於電潤濕效應，與該控制電極422a相接觸的冷卻液的接觸角會變小，接觸角的變小表現為冷卻液的表面張力的變化，當施加的電壓達到一定值時，冷卻液會自儲液槽428沿電極422a向右運動(圖6A所示)；冷卻液運動至與電極422b接觸時對電極422b施加同樣的電壓，從而使冷卻液沿控制電極422b繼續向右運動(圖6B所示)；當冷卻液運動至與控制電極422c接觸時，對控制電極422c施加電壓的同時取消控制電極422b上所施加的電壓，冷卻液在控制電極422a、422c上所加電壓的作用下在控制電極422b處斷開，從而形成液滴D(圖6C所示)。

如圖7A至圖7C所示，液滴D的傳輸過程為：當液滴D接觸到控制電極422d時，對控制電極422d施加電壓的同時取消422c上所施加的電壓，從而使液滴D由控制電極422c所在位置運動到控制電極422d所在位置；當液滴D運動至與控制電極422e接觸時，對控制電極422e施加電壓的同時取消控制電極422d上所施加的電壓，從而使液滴D從控制電極422d所在位置運動到控制電極422e所在位置。藉由這樣有規律性地對各控制電極422施加電壓，就 可以實現將儲液槽428中所產生出的液滴D沿控制電極422的從左向右傳輸。

請繼續參照圖2，液冷散熱系統200工作時，吸熱體20貼設於一發熱電子元件(圖未示)上。利用外接的控制電路43對微液滴產生器40的各控制電極422上電壓的施加時間及施加順序進行控制，可以從儲液槽428中產生出液滴，並沿液滴通道的上、下兩層液滴傳輸通道向右傳輸。液滴傳到該等控制電極422的最右端時因具有一定的速度會繼續向前運動，並經第二端蓋49所設出液口的入口端流入到該第二端蓋49內。藉由控制電路43對該等控制電極422進行循環控制，就可以不斷地從儲液槽428中產生出液滴並傳輸到第二端蓋49內，從而將第二端蓋49內的冷卻液壓出並經傳輸管50流向散熱體30。冷卻液經散熱體30冷卻後再經傳輸管50流向吸熱體20。冷卻液在吸熱體20內與吸熱體20發生熱交換，被加熱後的冷卻液經傳輸管50流向微液滴產生器40的第一端蓋48內，再經第一端蓋48進液口流回至微液滴產生器40的儲液槽428內，從而完成一次循環流動。

該液冷散熱系統200中，由微液滴產生器40、散熱體30、吸熱體20及傳輸管50串接形成一回路，吸熱體20用來吸收電子所產生的熱量，該微液滴產生器40對冷卻液進行傳輸，使冷卻液在該回路中循環流動，從而源源不斷地將吸熱體20所吸收的熱量帶走。

該微液滴產生器40製作工藝簡單，適合進行微型化設 計，可用於內部空間較小的筆記型電腦等電子裝置內對電子元件進行散熱。該微型液體冷卻裝置200中，採用微液滴產生器40來對冷卻液進行傳輸，沒有像泵這類機械傳動件，故具有良好的靜音效果。

由於在上極板44與下極板42之間設置有中隔板45，可以帶動雙液滴分別在液滴通道的上、下兩層液滴傳輸通道內傳輸，從而解決了採用單層液滴傳輸通道傳輸時液滴大小受限使得傳輸效率低下的問題。該具上、下兩層液滴傳輸通道的微液滴產生器40能夠有效地提升液滴傳輸的效率，從而增加液冷散熱系統200的散熱性能。

上述實施例中，微液滴產生器40的下極板42的兩端分別設有第一、第二凹槽426、427，第一、第二端蓋48、49收容於該第一、第二凹槽426、427內以將微液滴產生器40的兩端密封。可以理解地，該第一、第二端蓋48、49亦可以與下極板42或上極板44一體成型，當第一、第二端蓋48、49與下極板42一體成型時，則不需要再在下極板42的兩端設置第一、第二凹槽426、427。

上述實施例中，微液滴產生器40的進液口設於第一端蓋48上。可以理解地，該微液滴產生器40的進液口亦可設置於上極板44上並與儲液槽428相對。

上述實施例中，微液滴產生器40的下極板42上設有一儲液槽428。可以理解地，該儲液槽428內亦可以設置一控制電極，該儲液槽428內的控制電極可以藉由一引線與一外接電極相連，並利用導線將該外接電極與外部的控制 電路43電相連。該儲液槽428內的控制電極可以用於在產生液滴時將斷裂後的液體拉回儲液槽428內。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

<本發明>

200‧‧‧微型液體冷卻裝置

20‧‧‧吸熱體

21‧‧‧上蓋

22‧‧‧底座

30‧‧‧散熱體

31‧‧‧基座

32‧‧‧散熱片

40‧‧‧微液滴產生器器

42‧‧‧下極板

421‧‧‧下基層

423、451‧‧‧介電層

425‧‧‧表面

4221、4222‧‧‧電極部分

424、443、452‧‧‧疏水層

426‧‧‧第一凹槽

427‧‧‧第二凹槽

428‧‧‧儲液槽

429‧‧‧溝槽

43‧‧‧控制電路

430‧‧‧外接電極

431‧‧‧引線

44‧‧‧上極板

441‧‧‧上基層

442‧‧‧參考電極層

45‧‧‧中隔板

46、47‧‧‧支撐件

48‧‧‧第一端蓋

481、491‧‧‧出口端

49‧‧‧第二端蓋

50‧‧‧傳輸管

D‧‧‧液滴

422、422a、422b、422c、422d、422e、422f‧‧‧控制電極

432、433、444、453、461、471、482、492‧‧‧安裝孔

<習知>

10‧‧‧下極板

11‧‧‧基底

12‧‧‧下電極層

13‧‧‧絕緣層

14‧‧‧液滴

15‧‧‧上電極

16‧‧‧開關

17‧‧‧可調電源

θ(0)、θ(V)‧‧‧靜態接觸角

圖1A與圖1B係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係本發明微型液體冷卻裝置其中一較佳實施例的立體組裝示意圖。

圖3係圖2中微型液體冷卻裝置中的微液滴產生器的立體分解示意圖。

圖4係圖3微液滴產生器的立體組裝示意圖。

圖5係圖4中微液滴產生器的局部剖視圖。

圖6A、6B及6C係微液滴的產生過程的示意圖。

圖7A、7B及7C係微液滴傳輸過程的示意圖。

42‧‧‧下極板

421‧‧‧下基層

422‧‧‧控制電極

423、451‧‧‧介電層

424、443、452‧‧‧疏水層

43‧‧‧控制電路

44‧‧‧上極板

441‧‧‧上基層

442‧‧‧參考電極層

D‧‧‧液滴

45‧‧‧中隔板

Claims (10)

1. 一種微液滴產生器，包括一第一極板及位於該第一極板上的一第二極板，其改良在於：該第一極板與第二極板之間還設有一中隔板，該第一極板與第二極板之間形成一液滴通道，所述液滴通道由中隔板分隔成上、下兩層液滴傳輸通道，該微液滴產生器在液滴通道的一端與另一端分別設有與該液滴通道相連通的一進液口與一出液口，該第一極板上對應該液滴通道間隔設置有複數控制電極，該第二極板上設有一參考電極層，該中隔板包括一介電層，該參考電極層與這些控制電極通過一控制電路電連接，通過控制電路規律性地對各控制電極施加電壓，自進液口進入到微液滴產生器的液體將產生出雙液滴並分別沿該上、下兩層液滴傳輸通道向出液口運動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之微液滴產生器，其中該第一極板包括一第一基層、一介電層及一第一疏水層，這些控制電極位於該第一基層上，該介電層覆蓋於這些控制電極的表面，該第一疏水層覆蓋於該介電層的表面，該第二極板包括一第二基層，該參考電極層位於該第二基層朝向第一極板的表面上，該參考電極層上覆蓋有一層第二疏水層。
3. 如申請專利範圍第1項所述之微液滴產生器，其中該微液滴產生器還包括一第一端蓋及一第二端蓋，該第一極板的兩端對應第一、第二端蓋分別設有第一、第二凹槽， 該第一、第二端蓋分別收容在該第一、第二凹槽內並將第二極板夾設於該第一、第二端蓋之間。
4. 如申請專利範圍第1項所述之微液滴產生器，其中該第一極板上設有一儲液槽，該儲液槽位於進液口與該液滴通道之間且將進液口與該液滴通道連通，該第一極板上沿該液滴通道的延伸方向設有一溝槽，該溝槽的一端與儲液槽相連通，另一端與出液口連通。
5. 如申請專利範圍第1項所述之微液滴產生器，其中該中隔板的介電層的上、下表面分別設有一疏水層。
6. 如申請專利範圍第1項所述之微液滴產生器，其中該第一極板上對應每一控制電極還設有一外接電極，該控制電極與外接電極之間通過一引線連接，所述控制電路通過導線與這些外接電極電連接。
7. 一種微型液體冷卻裝置，該微型液體冷卻裝置包括一吸熱體、一散熱體、一微液滴產生器及複數傳輸管，這些傳輸管將該吸熱體、散熱體及微液滴產生器串接形成一回路，該回路中填充有一定量的冷卻液，冷卻液在該微液滴產生器的作用下產生液滴並在該回路中循環流動，其改良在於：該微液滴產生器包括一第一極板、位於該第一極板上的一第二極板及設於第一極板與第二極板之間的一中隔板，該第一極板與第二極板之間形成一液滴通道，所述液滴通道由中隔板分隔成上、下兩層液滴傳輸通道，該微液滴產生器在液滴通道的一端與另一端分 別設有與該液滴通道相連通的一進液口與一出液口，所述進液口與吸熱體和散熱體的其中之一相連接，所述出液口與吸熱體和散熱體的其中之另一相連接，該第一極板上對應該液滴通道間隔設置有複數控制電極，該第二極板上設有一參考電極層，該中隔板包括一介電層，該參考電極層與這些控制電極通過一控制電路電連接，通過控制電路規律性地對各控制電極施加電壓，自進液口進入到微液滴產生器的液體將產生出雙液滴並分別沿該上、下兩層液滴傳輸通道向出液口運動。
8. 如申請專利範圍第7項所述之微型液體冷卻裝置，其中該第一極板包括一第一基層、一介電層及一第一疏水層，這些控制電極位於該第一基層上，該介電層覆蓋於這些控制電極的表面，該第一疏水層覆蓋於該介電層的表面，該第二極板包括一第二基層，該參考電極層位於該第二基層朝向第一極板的表面上，該參考電極層上覆蓋有一層第二疏水層。
9. 如申請專利範圍第7項所述之微型液體冷卻裝置，其中該微液滴產生器還包括一第一端蓋及一第二端蓋，該第一極板的兩端對應第一、第二端蓋分別設有第一、第二凹槽，該第一、第二端蓋分別收容在該第一、第二凹槽內並將第二極板夾設於該第一、第二端蓋之間。
10. 如申請專利範圍第7項所述之微型液體冷卻裝置，其中該第一極板上設有一儲液槽，該儲液槽位於進液口與該液滴通道之間且將進液口與該液滴通道連通，該第一極 板上沿該液滴通道的延伸方向設有一溝槽，該溝槽的一端與儲液槽相連通，另一端與出液口連通。