激光加工增强铜包覆氧化铝陶瓷表面亲水性及其在陶瓷均热板中的应用

《Materials Today Communications》：Laser Processing-Based Surface Modification and Evaluation of Copper?clad Alumina Ceramic

本文提出一种低成本、高效率的激光表面改性技术，通过光纤激光在铜包覆氧化铝陶瓷表面制备微沟槽结构，利用高温诱导Cu/Al氧化物形成多孔边缘，实现超亲水特性。改性后基板毛细上升速率达11.63 mm/s，K/reff为3.79 μm，为陶瓷均热板（VC）提供了兼具毛细性能与绝缘特性的功能壳层，显著提升电子器件散热能力。

　　

亮点

本文提出的陶瓷表面改性方法旨在为陶瓷均热板制造提供具有毛细特性的功能壳层。芯吸结构的毛细速度直接影响均热板的导热性能，工作液体回流速率越高，均热板承受热负荷能力越强。通过毛细高度随时间变化曲线对比发现，优化样品SW-6在100毫米行程内平均毛细上升速率达11.63毫米/秒，K/r_eff参数为3.79微米，性能超越多数金属/聚合物芯吸结构。改性陶瓷同时保持优异绝缘性，为高功率电子器件散热提供了创新解决方案。

结论

本文提出一种基于激光技术的铜包覆氧化铝超亲水改性方法，为陶瓷均热板制造提供了具有卓越毛细性能的壳层。系统分析了激光扫描次数、扫描间距等参数对改性陶瓷表面形貌的影响，基于毛细上升实验优化工艺参数。优化样品SW-6展现出快速毛细上升能力与优异绝缘性能，验证了该改性策略在高端电子散热领域的应用潜力。