高效散热新突破：多级结构铜网革新电子设备热管理技术

  中国报告大厅网讯，随着电子设备性能的持续提升，高效的热管理系统已成为保障其稳定运行的核心技术之一。传统散热方案如毛细蒸发与池沸腾虽被广泛应用，但存在传热极限低或气泡滞留导致效率下降等问题。针对这一挑战，新型多级有序穿孔（HOP）铜网结构应运而生，在提升散热性能的同时实现了规模化生产的可行性。

  一、两相散热机制的困境与突破方向

  中国报告大厅发布的《2025-2030年中国电子设备行业发展趋势及竞争策略研究报告》指出，当前主流的电子设备散热技术主要依赖两种模式：毛细蒸发和池沸腾。前者通过封装液体的均温板实现薄液膜蒸发，但易因液膜蒸干导致传热效率受限；后者虽能利用气泡浮升带走热量，却在高功率场景下面临气体膜覆盖发热面的问题。这种矛盾长期制约着高性能芯片与智算中心等领域的散热能力提升。

  二、液膜沸腾技术的创新性改良

  研究团队通过引入多级有序穿孔铜网结构，重构了液膜沸腾过程的核心机制。该设计在铜基板上构建了三层穿孔阵列，并结合微纳尺度的表面处理工艺：首先形成层间液体流道以增强毛细输运能力，其次利用高密度微孔穴作为气泡成核位点加速蒸发起始，最后通过定向激光穿孔引导气泡快速脱离。这种多级协同作用使气泡生成速率提升30%以上，并有效避免了传统方案中的气体膜覆盖问题。

  三、工艺创新实现规模化生产

  HOP铜网的制备流程包含三项关键步骤：（1）激光穿孔形成基础阵列结构；（2）热扩散键合技术将多层铜网与基板结合，构建低阻力流道网络；（3）化学蚀刻在材料表面生成微米级孔穴。值得注意的是，所有工艺均采用现有工业设备即可完成，原材料成本较传统方案降低40%。实验数据显示，在5×5平方毫米的加热区域中，HOP铜网实现了超过文献报道的最佳被动式散热性能。

  四、技术验证与产业化前景

  实验证明，该结构在2.5kW/cm²的极端功率密度下仍能保持稳定散热效率，较传统方案提升了近两倍。这种突破性表现源于其独特的多级穿孔设计：层间流道保证了充足的液体供给，微纳孔穴确保气泡高效成核，定向脱离路径则避免了局部过热堆积。研究团队强调，该材料可直接通过常规工业生产线批量生产，为智能手机、服务器芯片乃至新能源汽车电池等高发热设备提供了极具潜力的散热解决方案。

  这项技术标志着液膜沸腾领域的重要进展，其兼顾性能与成本的优势将推动电子设备热管理进入新阶段。通过重新定义气泡生成与传输机制，HOP铜网不仅突破了现有散热方案的物理极限，更为未来超高密度集成系统的可靠运行奠定了技术基础。随着规模化生产的逐步落地，这一创新有望成为下一代高功率电子设备的核心散热技术之一。

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