[发明专利]用于薄、低轮廓或高纵横比的电子装置的电流体动力流体推动技术

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年5月26日提交的美国临时专利申请号61/348,716的优先权，并将其全文引入本文作为参考。

技术领域

本申请涉及热管理，更具体地说，涉及产生离子和电场来推动流体(诸如空气)的微型冷却设备作为热管理解决方案的一部份来散热。

背景技术

构造成使用流体的离子运动的设备在文献中有不同的称谓，如离子风机、电风机、电晕风泵、电流体动力(EFD)装置、电流体动力(EHD)推进器、EHD气泵以及EHD流体或空气推动机。这项技术的某些方面也已用于静电空气净化器或电除尘器等装置中。

当作为热管理解决方案的一部分使用时，离子流体推动器可提高冷却效率，降低振动、减少能耗、减低电子设备温度和/或噪音的发生。这些特性可以减少整个使用期费用、设备尺寸或体积，以及在某些情况下，可以改善系统性能或用户的使用感受。

由于电子设备的设计者趋向于越来越小的形状因数，例如通过苹果公司售卖iPhone^TM和iPad^TM而普及化的超薄式手持式装置，因此，部件和子系统的封装密度造成在热管理方面的极大挑战。在某些情况下，可能需要主动散热策略以便将废热排放到周围环境。在某些情况下，可以无需越过通风边界的物质传递，但是，可能需要或要求在设备内进行传热来减少热点。

离子流体推动器给出了具吸引力的热管理解决方案的技术部件。所希望的解决方案在于允许离子流体推动器整合在薄的和/或密集式组装的电子设备中，通常要整合在提供小至2-3mm间隙的处于临界尺寸的体积中。具体地说，所希望的解决方案在于允许密集封装高电压的、产生离子流的EHD部件与电子组件，要不然它们会对静电放电和/或电磁干扰敏感。在某些情况下，所希望的解决方案在于能控制或减轻某些强场区和/或放电的臭氧副产品。

发明内容

业已发现，在EHD流体推动器设计中用于电磁屏蔽、保留静电电荷、甚至收集离子流的表面可以有机会形成为电子设备中的其它部件和/或结构的表面或者在电子设备中的其它部件和/或结构的表面上形成。以此方式，可以减小尺寸和增大封装密度。在某些情况下，EHD流体推动器的静电操作部份(electrostatically operative portion)形成为外壳、EMI屏蔽、电路板和/或热管或散热器的内表面或者在所述内表面上形成。视乎这些静电操作部份的作用，可以施加电介质、电阻和/或臭氧加强或催化涂料或调节处理。

在根据本发明的一些实施例中，一种电子设备包括：外壳；至少一个电子组件，所述电子组件包括一个或多个设置在所述电子组件之上的热源；以及EHD流体推动器，所述EHD流体推动器配置成所述电子装置的热管理系统的一部份；其中所述EHD流体推动器的至少一个静电操作部份构成所述外壳的内表面或在所述外壳的内表面上构成静电操作部份。在一些情况下，所述电子装置的厚度小于约10毫米，以及所述电子装置的一个或多个横向尺寸长度超过所述厚度至少10∶1倍。

在一些实施例中，所述EHD流体推动器包括至少一个发射极和至少一个集电极，其中所述至少一个静电操作部份包括所述集电极静电操作部份。在一些实施例中，所述至少一个静电操作部份包括所述外壳的所述内表面的涂覆电介质的场成形部份，所述场成形部份与所述集电极邻接静电操作部份。在某些情况下，所述电介质至少部份地以聚酰亚胺薄膜或带提供，并至少部份地粘贴在所述内表面上面或之上。在某些情况下，所述电介质在含臭氧流体中有抗老化性能。在某些情况下，所述内表面的所述涂覆电介质的场成形部份在所述发射极的上游延伸约三个(3)发射极到集电极的长度。

在一些实施例中，低轮廓装置还包括所述EHD流体推动器的第二静电操作部份，所述第二静电操作部份覆盖至少一部份的所述电子组件。在某些情况下，所述电子组件的覆盖部份限定至少一部份的高压电源，所述高压电源耦合成激励所述EHD流体推动器。在某些情况下，所述电子组件包括一块或多块电路板以及显示器。在某些情况下，热源包括以下的一项或多项：处理器；射频(RF)或光收发器；以及用于显示器的照明光源。