高效散熱新突破：多級結構銅網革新電子設備熱管理技術

  中國報告大廳網訊，隨著電子設備性能的持續提升，高效的熱管理系統已成為保障其穩定運行的核心技術之一。傳統散熱方案如毛細蒸發與池沸騰雖被廣泛應用，但存在傳熱極限低或氣泡滯留導致效率下降等問題。針對這一挑戰，新型多級有序穿孔（HOP）銅網結構應運而生，在提升散熱性能的同時實現了規模化生產的可行性。

  一、兩相散熱機制的困境與突破方向

  中國報告大廳發布的《2025-2030年中國電子設備行業發展趨勢及競爭策略研究報告》指出，當前主流的電子設備散熱技術主要依賴兩種模式：毛細蒸發和池沸騰。前者通過封裝液體的均溫板實現薄液膜蒸發，但易因液膜蒸乾導致傳熱效率受限；後者雖能利用氣泡浮升帶走熱量，卻在高功率場景下面臨氣體膜覆蓋發熱面的問題。這種矛盾長期制約著高性能晶片與智算中心等領域的散熱能力提升。

  二、液膜沸騰技術的創新性改良

  研究團隊通過引入多級有序穿孔銅網結構，重構了液膜沸騰過程的核心機制。該設計在銅基板上構建了三層穿孔陣列，並結合微納尺度的表面處理工藝：首先形成層間液體流道以增強毛細輸運能力，其次利用高密度微孔穴作為氣泡成核位點加速蒸發起始，最後通過定向雷射穿孔引導氣泡快速脫離。這種多級協同作用使氣泡生成速率提升30%以上，並有效避免了傳統方案中的氣體膜覆蓋問題。

  三、工藝創新實現規模化生產

  HOP銅網的製備流程包含三項關鍵步驟：（1）雷射穿孔形成基礎陣列結構；（2）熱擴散鍵合技術將多層銅網與基板結合，構建低阻力流道網絡；（3）化學蝕刻在材料表面生成微米級孔穴。值得注意的是，所有工藝均採用現有工業設備即可完成，原材料成本較傳統方案降低40%。實驗數據顯示，在5×5平方毫米的加熱區域中，HOP銅網實現了超過文獻報導的最佳被動式散熱性能。

  四、技術驗證與產業化前景

  實驗證明，該結構在2.5kW/cm²的極端功率密度下仍能保持穩定散熱效率，較傳統方案提升了近兩倍。這種突破性表現源於其獨特的多級穿孔設計：層間流道保證了充足的液體供給，微納孔穴確保氣泡高效成核，定向脫離路徑則避免了局部過熱堆積。研究團隊強調，該材料可直接通過常規工業生產線批量生產，為智慧型手機、伺服器晶片乃至新能源汽車電池等高發熱設備提供了極具潛力的散熱解決方案。

  這項技術標誌著液膜沸騰領域的重要進展，其兼顧性能與成本的優勢將推動電子設備熱管理進入新階段。通過重新定義氣泡生成與傳輸機制，HOP銅網不僅突破了現有散熱方案的物理極限，更為未來超高密度集成系統的可靠運行奠定了技術基礎。隨著規模化生產的逐步落地，這一創新有望成為下一代高功率電子設備的核心散熱技術之一。

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