多孔吸液芯均熱板的現狀研究

鄧文昊 譚躍龍 方俊露

南華大學

0 引言

隨著時代的進步，技術的不斷革新，電子產品為了滿足人們的需求在不斷變小變薄，但功耗卻在不斷變大，因此需要排出的熱流也水漲船高。例如，用于現代雷達的LED 芯片和功率放大器芯片的熱通量分別已經達到100 W/cm2[1］和500 W/cm2[2］，而用于軍事和航空航天的能帶間隙放大器更是超過1 000 W/cm2[3］。在電子芯片行業，2006 年電子行業所能制造的電子芯片每平方厘米的晶體管從1億個[4］到2019 年飛增到了103 億個，而其芯片面積僅為1.13 cm2，更小的散熱面積以及更大的功耗使得芯片熱通量和工作溫度的控制問題十分嚴峻。一旦熱流無法及時排出，將會導致產品性能表現變差甚至燒壞，因此，高熱通量的去除已經成為設計所需冷卻系統主要問題之一。

在許多情況下，基于被動相變的均熱板在熱管理領域得到了廣泛的應用。而事實證明，由毛細力驅動的熱載體，均熱板（VC）已是最有效的被動冷卻設備之一[5］。一般來說均熱板的重要組成部分有蒸發端和冷凝端（殼體）、吸液芯、工質、支撐柱。以厚度方向為熱量傳遞方向的普通均熱板為例，均熱板的工作循環過程為工質在蒸發端吸收來自熱源的熱量后受熱蒸發進入到蒸汽腔，蒸汽腔內的蒸氣工質在真空蒸汽腔中受蒸氣壓差推動，在遇到冷凝端后受冷冷凝相變為液態工質，并在吸液芯的毛細力作用下回流到蒸發端（見圖1）。

圖1 均熱板工作原理示意圖

均熱板工作是一個循環過程，氣液蒸發/冷凝相變，蒸氣擴散和液體回流四個環節都決定著均熱板能否正常工作。要實現循環過程，其內部要滿足壓降平衡，即吸液芯驅動工質回流的毛細力△Pcap，需要能夠克服蒸氣工質在蒸汽腔的流動阻力△Pv，以及液態工質從冷凝端回流到蒸發端的流動阻力△Pl和液體重力壓降△Pg。

本文將根據循環過程分成三個部分相變傳熱、蒸氣擴散、液體回流，以多孔材料為吸液芯的均熱板為例（粉末燒結吸液芯，泡沫金屬吸液芯），來概述均熱板研究原理，綜述國內外對均熱板優化工作研究現狀。

1 相變傳熱

在均熱板的正常工作中，燒干現象的產生表示工質與蒸發端連續接觸的結束[6］。而當均熱板工作達到臨界熱通量時，如果從蒸發端傳遞來的熱量大于吸液芯內工質蒸發的相變換熱量，便會導致燒干現象的發生。

1.1 燒干現象

當燒干現象發生時，便意味著均熱板內循環的斷路，也意味著均熱板由于蒸發端相變換熱到達燒干極限而被迫到達它的臨界熱通量。所以，想要提高均熱板的臨界熱通量必須要做到提高燒干極限的閾值，就要考慮燒干現象的原因，一方面可能單純是吸液芯毛細性能不夠，液體工質的補充量小于熱源熱量所需的相變工質的量，另一方面是補充的工質分布不均，導致蒸發端部分區域無法及時獲得相變工質從而發生燒干現象。因此，需要從兩方面來解決，一是提高吸液芯的毛細性能，從而使得液態工質得到及時補充，二是改善蒸發端吸液芯的設計，使得熱量在吸液芯中均勻合理地被相變換熱帶走。

首先要考慮采用何種吸液芯，在粉末燒結吸液芯[9-11，14，16-22，35-38］、泡沫金屬吸液芯[13］、微溝槽吸液芯[26，31-32］、絲網燒結吸液芯[15，23-25，28］、復合結構吸液芯[33-34］、微納復合尺度吸液芯[12，37-38，54］中考慮優缺點進行選擇。

除不同種類吸液芯帶來的毛細性能差異，研究者們還提出了異構分層的方法來提高多孔結構吸液芯的毛細能力[35-36，38］，SUN Zhen 等[36］制作了一種新型的非對稱均熱板，蒸發側吸液芯由銅粉燒結而成，其中心加熱區域采用57 μm 銅粉顆粒燒結，其它區域采用100 μm 銅粉顆粒燒結。實驗表明，這種非對稱均熱板可顯著降低加熱側的溫度。王宙等[35］提出了一種具有梯度結構的燒結銅粉吸液芯，將吸液芯分為中心加熱區域和回流區域，不同區域的吸液芯采用不同粒徑，同時設置兩個區域采用單粒形和雙粒形作一組對比，結果表明中心加熱區域采取大粒徑，回流部分采用小粒徑且均采用雙粒形銅粉的吸液芯設置表現性能更優異。部分研究者通過微納技術，對燒結銅粉結構吸液芯表面進行蝕刻來獲得吸液芯一些親水性能以及更好的毛細能力。Min 等[38］在多路徑熱管散熱器的基礎上進行了優化，蒸發側和支撐柱由燒結的銅粉制成，并對表面進行氧化蝕刻以提高潤濕性。為了降低熱阻，蒸發側采用60 μm 小顆粒銅粉燒結吸液芯，而支撐柱用滲透率較大的150 μm銅粉燒結吸液。

對于蒸發端吸液芯工質供給不均的問題，研究者們提出了蒸發端吸液芯均勻化和圖案化的解決方案。Peng 和Liu 等[39-43］提出了一種基于蒸騰作用下葉脈液體轉運生物學現象的仿生燈芯。燈芯由葉脈狀分形網絡和微鰭針陣列組成（如圖2 所示）。仿真和實驗結果表明，與傳統吸芯相比，仿生吸液芯具有良好的毛細能力和較低的傳熱性。

圖2 由多孔介質和葉脈狀分形結構組成的仿生燈芯的概念結構

1.2 液體薄膜蒸發理論

由于研究者們需要關注吸液芯毛細力抽吸過來的工質的量是否滿足帶走蒸發端的傳熱量所需，液體薄膜蒸發理論便應運而生。液體薄膜的蒸發機理如圖3所示[44］。這是一個跨越多個尺度的復雜的流動-熱-傳質過程。多孔結構中的薄膜蒸發是蒸發端吸液芯的一個基本科學問題，它結合了動量傳遞、能量傳遞、界面轉移和分子動力學[44-47］的多物理特性。從研究尺度上來看，宏觀尺度上，液體薄膜蒸發包括吸液芯中的液體輸送和氣液界面上的液體蒸發兩個耦合過程。在孔隙尺度上，薄膜蒸發涉及彎月板的熱傳質和孔隙內微流場的相互作用。在分子尺度上，界面分子通過吸收輸入的熱量，獲得足夠的動能，不斷突破界面結合力，擴散到氣相中。從時間尺度、空間尺度和氣液界面的熱力學性質來看，液體薄膜蒸發中各個物理過程的機理值得研究[44］。

圖3 液體薄膜蒸發機理

具體來看，由于液膜的表面張力和液體與壁面之間的分離壓力的共同作用，便在吸液芯內的微通道中形成了膨脹的彎月板。由于傳質情況的不同，彎月板可以分成非蒸發平衡薄膜區域、蒸發薄膜區域和固有彎月面區域[48-50］三個區域（如圖4 所示）[44］。首先，在非蒸發平衡薄膜區域，該處的液膜表面張力遠低于分離壓力，而分離壓力主要由固體分子和液體膜分子之間的長程范德華力所主導。足夠的分離壓力可以保持液膜過熱而不發生蒸發。其次，在蒸發薄膜區，隨著液膜厚度的逐漸增加，表面張力和減弱的分離壓力共同影響著界面的形貌和蒸發量。蒸發區域的液體輸送是由分離壓力的梯度和界面曲率的變化共同驅動的。最后，在固有彎月面區域，足夠的液體膜厚度允許分離壓力被忽略。因此，存在一個由表面張力主導的恒定界面曲率。

圖4 非蒸發平衡薄膜區域、蒸發薄膜區域和固有彎月面區域

Derjaguin 等人[51］首先提出了分離壓力的概念，并建立了氣液界面上力與熱傳質之間的關系。Wayner 等人[52］，通過Kelvin-Clapeyron 公式指出了分離壓力對蒸發的抑制作用，以及毛細管壓力和界面溫度跳躍的影響。這些研究工作為開發分離壓力和蒸發系數的關系表達式等相關物理模型奠定了基礎[48］。

1.3 設計參數的影響機理研究

基于液體薄膜蒸發機理，研究者們對在實際均熱板蒸發端的設計中各個設計參數的影響機理作出了進一步的研究。

蒸發端吸液芯的熱阻反映了自發傳熱過程的難度，而這與過熱度（ΔT）和等效傳熱系數（HTC）的設置又密切相關。因為對于具有較高熱阻或較低HTC 的蒸發器，需要更大的過熱度來傳遞相同的熱流，而這種情況對電子元件的高效運行不利。S.Sudhakar 等人[53］，通過設計一種蒸發端吸液芯為兩層的異構吸液芯，研究發現設計的兩層蒸發器吸液芯中實現的液體供給方法可顯著增強燒干極限熱通量的同時保持低熱阻。M.M. Rahman 等人[54］通過對吸液芯表面進行納米結構處理，經過實驗得到了芯吸能力對CHF 增強作用的定量測量。然而，多孔燈芯結構的復雜性仍給通過物理模型準確描述流體流動和熱傳熱的過程帶來了巨大的麻煩。近年來，微柱陣列吸液芯熱性能的可預測性引起了廣泛的關注[55-58］。S. Adera 等人[55］通過建立一個半解析模型來確定受毛細力限制下的燒干極限熱通量和吸液芯壁面溫度，其精確度在±20%，同時與試驗相對照。該模型為設計和優化下一代熱管理設備的微柱芯提供了一個通用平臺。

同時，液態工質的充液率也直接影響著工質蒸發的過程，不同的充液率代表著不同的液膜厚度和大小以及熱傳導面積（液態工質與吸液芯）。Tsai等人[59］實驗研究了一種用于電子冷卻的兩相封閉溫差換流均熱板系統，其總熱阻為0.495 ℃/W，有著約為62 W/cm2的熱流量，充液率為20%。Lips等[60］研究了充液率和蒸汽腔厚度對FPHP 性能的綜合影響。實驗結果表明，蒸汽腔厚度和熱通量對FPHP的熱性能有重要影響。較小的蒸汽腔厚度會導致液體滯留在FPHP 的邊邊角角，因此即使在液體工質的量大于最佳值的情況下，也會降低系統的熱阻。Wang 等[61］實驗研究了以交錯的狹窄溝槽或通道作為吸液芯結構的FPHPs。對于填充比為65%的矩形窄通道，其最小熱阻為0.183 K/W，對于填充比為70%的圓形通道，其最小熱阻為0.071 K/W。

Naphon 等人[62］研究了一種兩相VC 技術在個人電腦硬盤驅動器冷卻中的應用。有VC 冷卻系統的硬盤平均溫度比沒有VC 冷卻系統的溫度低15.2%。作者指出，相變傳熱過程的熱阻也隨液膜厚度的增加而增加。因此，在測試的其它充液率中，20%充液率的VC 可以做到最低的硬盤溫度。Peng 等人[63］使用丙酮和蒸餾水混合物作為工質，實驗研究了充液率（CR）（10%＜CR＜50%）范圍內的鋁FPHP 的熱性能。在相同的充液率下，使用丙酮的熱性能優于使用蒸餾水。Peng 等人[63］使用充液率（0＜CR＜80%）的去離子水測試了一種基于直徑為90 mm的葉脈系統的新型VC的性能。實驗結果表明，當充液率為63%時，其熱阻最低。

2 蒸氣擴散

在均熱板工作循環中，當工質在蒸發端吸熱相變為蒸氣后，此時蒸氣便要靠蒸汽腔內的壓差進行擴散運動來到冷凝端進行放熱冷凝，在這個過程中如何減少蒸氣擴散的阻力便是重點所在。從最直接的蒸汽腔大小來看，當蒸汽腔的大小足夠大時，蒸氣擴散的阻力便可以減小。

2.1 非超薄均熱板

影響蒸汽腔大小的首要因素便是實際設計尺寸的大小，而實際尺寸大小的選擇最終還是服務于需求，因此對于尺寸要求并未有太多限制的普通非超薄均熱板如厚度方向為傳熱方向的氣液異面均熱板（其通常需要在上下殼板布置兩層吸液芯，中間支撐起蒸汽腔空間，因此厚度無法太?。?，此類均熱板的應用場景：一是滿足散熱的均勻性，防止熱點的產生，使得熱源和熱沉兩端都具有良好的均溫性；二是能滿足通過較大的熱量，使得熱源的熱量能夠足量且及時地排出。

由于蒸汽腔內為真空內外壓差大，所以需要考慮支撐柱的設置防止塌陷，而同時支撐柱往往還是工質回流的通道，所以其體積往往不能忽略，其在蒸汽腔中對蒸氣擴散造成的阻力也不可小覷。李聰[64］通過建立均熱板傳熱傳質的數值仿真計算模型，分析了均熱板內支撐柱結構的尺寸、數量、間距以及支撐柱結構類型等因素對均熱板傳熱性能的影響，發現計算結果能夠較好吻合文獻數據與實驗數據，與試驗數據最大誤差約為2%。

2.2 超薄均熱板

對于實際尺寸有超薄要求的應用場景，如在智能手機這樣的產品，則需要應用到超薄均熱板技術。有研究表明，當蒸汽腔厚度減小至0.3 mm以后，超薄均熱板熱阻急劇增加，并且隨著蒸汽腔厚度進一步減小，蒸汽流動產生的熱阻占據超薄均熱板總熱阻的比重也越來越大[64］（如圖5所示）。

圖5 理論熱阻隨蒸汽腔厚度變化曲線

超薄均熱板的氣液通道排布方式可分為氣液異面結構排布和氣液共面結構排布兩種。兩種排布類型的超薄均熱板氣液運行與傳熱機理示意圖如圖6所示。由圖6a可知，氣液異面超薄均熱板蒸汽通道和液體通道在厚度方向(Z軸)上是相互分離的，并且蒸汽流動與液體流動在不同的平面(XOY平面)進行。圖6b 所示為新型氣液共面超薄均熱板氣液運行與傳熱機理示意圖，該類型超薄均熱板蒸汽通道和液體通道在厚度方向(Z軸)上是不可分離的，并且蒸汽流動與液體流動在同一平面(XOY平面)內進行。兩種氣液運行與傳熱過程類似，都是蒸發段吸液芯中的工質液體吸收外界輸入熱量，發生蒸發相變變成工質蒸汽，并在壓差作用下沿著蒸汽腔長度方向(Y軸)流動至冷凝段，工質蒸汽在冷凝段被帶走熱量，發生相變凝結變成工質液體，并在吸液芯毛細壓力推動下流回至蒸發段，進行下一步吸熱蒸發過程[65］。

圖6 氣液異面與氣液共面結構超薄均熱板傳熱示意圖

由于在厚度方向傳熱的均熱板存在需兩層吸液芯的厚度限制，其無法在超薄的路上走得更遠，研究者們發現超薄均熱板沿著長度方向傳熱更具實際效益，其既可以保證均溫性，同時也能保證芯片熱量快速傳遞至電子設備殼體，而且只需要一層吸液芯結構。SHI 等[66］報道了一種厚度為0.65 mm 的氣液異面超薄均熱板，采用陣列微柱作為支撐柱，與吸液芯結構在厚度方向上相互分離。CHEN等[67］設計制造了一種厚度僅為0.43 mm 的氣液異面銅超薄均熱板，該超薄均熱板采用口徑為46 μm(300目)絲網作為吸液芯，濕法蝕刻加工支撐柱作為蒸汽腔，吸液芯和蒸汽腔在厚度方向上相互分離，兩者厚度分別為0.15 mm 和0.08 mm（如圖7 所示）。大量學者均采用該類氣液異面結構(蒸汽腔層為柱狀支撐柱組成的腔體，吸液芯層為整層多孔結構)的設計制造超薄均熱板[68-70］。

圖7 支撐柱-吸液芯分離氣液異面超薄均熱板

因為氣液異面結構設計需要考慮總厚度為蒸汽腔厚度加上吸液芯厚度，所以在超薄化上只能在減少蒸汽腔厚度和吸液芯厚度上取舍，而無論是蒸汽腔厚度減小可能需要考慮的微尺度效應以及液塞，還是吸液芯厚度減小可能導致的蒸發相變傳熱受到影響都是無法接受的。華南理工大學湯勇教授團隊創新性地提出氣液共面新型氣液通道排布方式，將蒸汽通道(蒸汽腔) 與液體通道(吸液芯)排布在厚度方向上的同一平面上，蒸汽和液體流動在同一平面上進行，超薄均熱板總體厚度可進一步下降。另外，通過氣液通道的交替設置，氣液共面均熱板在寬度方向可以較好地擴展，特別適用于散熱面積較大的場合。這逐漸受到其他研究者的關注。陳恭[71］提出一種厚度為0.27 mm 的新型氣液共面結構超薄均熱板設計與制造方法,圍繞新型氣液共面結構超薄均熱板的運行機理、結構設計、制造方法以及性能表征進行了系統且深入的研究。

2.3 工質的選擇

除開蒸汽腔大小對蒸氣擴散的阻力影響外，便是需要考慮工質選擇帶來的阻力改變了。在許多情況下均熱板無法獲得比較長的使用壽命往往與工質的錯誤選擇有關，例如工質與吸液芯和壁面材料的不兼容性導致均熱板的腐蝕以及不可凝氣體的產生，致使均熱板內部循環阻力持續增大，最終無法正常工作。迄今為止，均熱板的大多數實驗都是采用銅和鋁材料進行的封裝，以水[7-8，26］，丙酮[7，26-27］，甲醇[16，26，28-29］，乙醇[7］和正戊烷[30］。

一般來說選擇合適的工作流體取決于均熱板的工作溫度范圍和所需的熱通量上限。其它主要考慮因素是與吸液芯和封裝壁面材料的兼容性、熱穩定性、吸液芯和壁材料的潤濕性，以及綜合考慮在工作溫度范圍內蒸氣壓是否過高或過低。同時，合適的工質還需擁有高潛熱、高導熱性、低液體黏度和蒸汽黏度、高表面張力和可接受的凝結或蒸發點。圖8 展示了部分材料和工質的兼容性關系[72］。

圖8 部分材料和工質的兼容性關系

3 液體回流

如果把熱源輸入的熱量看作是均熱板循環的“驅動力”，那么由吸液芯主導的液體回流便是使均熱板循環構成閉環的“慣性力”了。當蒸氣工質在冷凝端相變放熱凝結進入冷凝端吸液芯時，液體回流便開始了，液體工質在吸液芯毛細力的作用下克服阻力回流到蒸發端。以多孔吸液芯為例，在這個過程中，吸液芯作為運載主體，工質作為運載對象，便需要細致的研究設計來達到目的。吸液芯所提供的毛細壓力需能做到克服所有阻力，即令公式（1）成立。除此之外，工質在吸液芯內的滲透率需足夠大，使得液體工質回流到蒸發端的速度達到要求，避免燒干現象的產生。

3.1 毛細力與滲透率

3.1.1 毛細力與滲透率的概念

對于多孔材料為吸液芯的均熱板，孔隙率ε是影響多孔介質內流體傳輸性能的重要參數之一，是指塊狀材料中孔隙體積與材料在自然狀態下總體積的百分比[73］。一般主要采用密度計算法來測量孔隙率，如式（2）：

其中Mw為吸液芯的總質量，Vw為吸液芯總體積，Vc為吸液芯材料總體積，Vp為空隙總體積。

在一定壓差下，材料允許流體通過的能力即為材料的滲透率，在狀態穩定的情況下，由于流速較低，吸液芯內的液體滲流，可認為是層流流動，在慣性效應忽略的情況下，可以根據達西(Darcy)定律來計算吸液芯的滲透率[74］。

其中，μl為液體黏度,L為吸液芯樣品的長度，ΔP為吸液芯進出口壓降，V為液體滲流速度，m?為液體的質量流速，Aw為液體在吸液芯內部的流動橫截面積，ρl為液體的密度。

對于銅粉燒結式吸液芯滲透率也可用Blake-Kozeny 方程[75］計算：

式中，dp為燒結銅粉的平均粒徑。

對于銅粉燒結吸液芯的毛細壓力可用Laplace-Young方程[76］來表示:

式中,σ和rp分別為液體的表面張力和孔隙半徑,θ為接觸角，通常將孔隙半徑和接觸角余弦值的比值用有效毛細半徑(reff)[78］來代替:

3.1.2 滲透率和毛細壓力的測量

根據式（3），黃豆等[73］建立一套燒結銅粉吸液芯的滲透率測試實驗系統（如圖9 所示）, 其工質為去離子水，去離子水在重力的作用下流入實驗段,實驗段由不銹鋼基體流動腔體、密封硅膠墊、有機玻璃板組成。在不銹鋼基體流動腔體中間加工出與吸液芯樣品尺寸匹配的矩形槽道，矩形槽道兩端加工同深度的漸縮漸擴槽道，在不銹鋼基體流動腔體的進出口分別加工一個長方體的聯箱，深度為25 mm，使流入吸液芯的去離子水的流速更均勻更穩定，在進口聯箱處安裝絕對壓力傳感器(OmegaPX309-050A5V)測量吸液芯入口壓力，出口與大氣相通，認為壓力保持不變。流體流出測試段以后,采用燒杯進行收集,通過高精度電子秤(精度為0.1 mg)稱量,同時利用秒表進行計時，以便獲得流體在吸液芯內的流速。

圖9 滲透率測試實驗系統

而對于毛細壓力的測量，通過式（6）可以知道先得到有效毛細半徑，對于燒結銅粉吸液芯材料，可利用經驗公式[77］：

當然也有具體的測量實驗方法，即氣泡點測試法[78-80］，裝置如圖10（兩種系統）。其原理為通過測量燈芯被液體覆蓋時所能承受的氣體壓力，可以估計燈芯的有效孔隙半徑。

圖10 氣泡點測試系統

3.2 毛細性能

吸液芯的綜合毛細性能主要受毛細壓力和滲透率的影響，而毛細壓力和滲透率有一定的制約關系,兩者均不能單獨描述吸液芯的毛細性能。一般采用毛細性能因子K/reff，即滲透率和有效毛細半徑的比值，來評價吸液芯的綜合毛細性能[81］。

現有的研究方法中，有種高效且簡單的表征吸液芯毛細性能的實驗方法，便是上升速率法了[79，82］,其原理為當吸液芯浸沒在工作液體中時，在吸液芯所提供的毛細壓力作用下，液體會在吸液芯結構中爬升一定高度，由于工作液體和吸液芯結構的發射率不同，可通過紅外成像儀觀測到上升的過程，通過此得到毛細爬升高度以及爬升速率，以此來表征吸液芯的毛細能力（如圖11）。

圖11 毛細上升紅外測試系統

由于吸液芯在實驗期間垂直放置，因此重力和毛細壓力存在平衡。毛細壓力和壓降的關系可以采用式(8)進行描述[82］。

式中,等式左端為毛細壓力,等式右端第一項為達西定律表示的滲流阻力,即黏性摩擦力,μ和h 分別為液體的動力黏度和吸液芯的毛細上升高度是毛細上升速度，ρ、g、ε分別為液體的密度、重力加速度及吸液芯結構的孔隙率。

對上式兩邊積分可得到一個關于reff的復雜的超越方程[82］：

以此超越方程為基礎，利用MIATLAB 編程基于一組輸入的毛細爬升高度h 和假設的reff數據集、K 數據集對生成的一組時間t 采用最小二乘法來分析[83］。為了分析這組數據，利用滲透率和有效毛細半徑值的樣本空間，為每對有效毛細半徑和滲透率值生成多組時間值。每組時間值以最小二乘法與來自實驗數據集的時間值進行比較。所尋求的是滿足實驗數據集的時間t 與從樣本空間生成的時間集t 之間的偏差平方和最小時對應的滲透率和有效毛細半徑。如此之行，便是為了得到滲透率與有效毛細半徑的合理配比，從而獲得吸液芯比較好的毛細性能。

4 結論與展望

從目前的研究趨勢來看，均熱板的應用場景越來越偏向于超薄化的發展，那么可以預見在未來的研究中，氣液共面排布的均熱板研究會更受到青睞，其在厚度方向繼續減小的潛力更大。同時，在吸液芯結構的研究上，利用微納復合尺度技術會成為研究者們攻克的一個方向，例如對吸液芯不同區域進行不同的處理，提升吸液芯毛細能力的同時增強冷凝端和蒸發端相變換熱的能力以及獲得更好的傳熱均勻性和工質輸送穩定性。

同時，在未來由于電子設備的緊湊化和高功率化，要求均熱板能夠長時間穩定工作，研究者們需要更多地去嘗試工質與封裝材料以及吸液芯材料的搭配，避免凝氣現象的發生，延長產品壽命周期，同時獲得可大規模應用且高效可行的封裝方法，嘗試實現規?；鸵幏痘a方法的突破。

在吸液芯種類選擇上，可以預見的是由于電子產品功率的上升，吸液芯毛細能力的要求會更高，同時厚度的限制之下對吸液芯結構的穩定性需求也更大，因此對于目前微溝槽吸液芯毛細能力上限低，而多孔材料吸液芯在厚度極度減少時強度不足的情況，本文認為應該多進行復合結構吸液芯的嘗試，取長補短。