随着电子元器件不断微型化和功率密度不断增加,使得下一代电子元器件所需的散热功率大幅增加,现有的电子冷却技术无法满足电子器件所需的散热功率。　　 本文针对大功率电子芯片的散热问题,提出一种基于MEMS加工技术的新型微型电液动力泵,电液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,不产生附加磁场,不会干扰电子元件工作,微型电液动力泵在微流道冷却系统和微机电系统具有良好的应用前景。本论文研究了离子拖曳式微型电液动力泵技术,通过理论分析和实验研究,分析离子拖曳泵的工作机理,模拟分析离子拖曳泵的电场特性；对微泵的结构参数和制作工艺进行优化,并制作多种结构类型的离子拖曳微泵。通过实验测试了离子拖曳泵的泵送性能和运行特性。主要研究内容包括以下五个方面:　　 1.本论文讨论了电液动力效应原理及微型电液动力泵的工作机理和分类；建立平面电极形式离子拖曳泵的微泵模型；研究离子注入现象及离子拖曳微泵的工作机理；从工作流体的所受电体积力入手,分析电场中电流密度的变化规律及对应的微泵运行特点；推导微泵系统的泵送压力和工作流体流速等应用公式；　　 2.本论文从离子拖曳微泵材料的选取,微电极的优化设计及微泵的封装工艺几方面研究了离子拖曳微泵的制作过程:采用MEMS加工工艺制作微电极是离子拖曳微泵制作的核心,本研究采用数值模拟方法,研究了电极形状,尺寸对于电场强度和离子拖曳微泵性能的影响；测试了多种电极材料,优化加工多种形.状尺寸的电极:实验中分别试验了电镀工艺和剥离工艺两种工艺方法,结果表明相比电镀工艺,剥离工艺能更好的提高电极的制作质量,工艺也更容易控制,使用剥离工艺制作的电极质量要明显好于使用电镀工艺制作的电极；优化微泵的微流道结构及封装工艺,实验中使用PDMS制作了微流道,并采用低温键合技术改进微泵的封装工艺。　　 3)本论文研制了离子拖曳泵样机,采用HFE7100和无水乙醇为工作流体,进行了微泵静压力实验,对于金电极的微泵,当施加电压为108V时,最高能得到282Pa的静压头；实验得到如下结论:(a)离子拖曳泵的泵送性能同电场中离子注入和电荷密度密切相关,微泵的泵送压力同模拟结果较好吻合；(b)离子拖曳微泵的泵送压力同施加电压呈二次曲线关系,同电极间距呈正比关系,而同流道高度成反比。(c)离子拖曳微泵的性能同电极材料及工作流体性质有密切关系,采用具有高介电常数和低流体黏度的工作流体会产生高的泵送压力。实验结果显示采用金等贵金属能提高微泵性能和工作寿命。　　 4)本论文采用了开路设计,搭建基于微型电液动力泵的冷却测试系统,将离子拖曳泵同高热流电子芯片集成,以无水乙醇为工作流体,测试了微冷却系统的工质流量速率和散热量性能关系,在驱动电压为108V时候,100μm高流道的微泵驱动流体的最大流速可以达到1.035g/min,散热量达到2.09 W/cm2。本论文通过实验数据分析了基于微型电液动力泵的散热能力及应用前景。　　 5)本论文研究分析了离子拖曳泵的失效机理,并提出了相应的改进措施方案。总结分析了离子拖曳微泵各种结构参数和外界影响因素对于微型电液动力泵性能和使用寿命的影响。本论文分析了微泵与热管相结合解决大功率电子芯片的散热问题前景,微泵所驱动的液体在热管的蒸发段完全蒸发,可实现的最大散热能力能达到1 OOW/cm2。