一、仿真分析方法

 （一）仿真工具选择

ANSYS SIwave 和 Icepak 是仿真厚铜板铜厚与温升关系的优秀工具组合。SIwave 可精确建模厚铜板几何结构、材料属性，Icepak 能模拟散热条件，两者无缝集成，提供准确仿真结果。Cadence Sigrity 和 Altium Designer 也具备一定仿真能力，但精度和功能稍逊。

 （二）模型建立要点

1. 精确构建厚铜板模型：详细建模厚铜板各层，包括芯板、铜箔、过孔和绝缘层，准确设置铜厚、线宽、线距。例如，为 4oz（140μm）铜厚的厚铜板建模时，需确保铜箔厚度与实际一致。

2. 设置材料属性：根据实际材料，设定各层热导率、电导率。铜的热导率约 380 - 400W/m·K，FR4 约 0.2 - 0.3W/m·K。

3. 定义边界条件与载荷：模拟实际工作环境，设置工作温度范围、散热方式（如自然对流、强迫风冷）、加载电流大小和通电时间。例如，测试 100A 电流、40℃环境下的温升，需准确输入这些参数。

 （三）仿真结果评估

仿真重点关注厚铜板温度分布、热点位置及温升值。热点温度过高可能影响性能和可靠性，温升过高会导致铜箔与基材分层。仿真可评估不同铜厚的载流能力，为设计优化提供依据。

 二、实际测试方法

 （一）测试样品制备

根据仿真模型，制作多块不同铜厚（如 2oz、4oz、6oz）的厚铜板测试样品。确保制程符合设计要求，以保障测试结果的准确性。

 （二）测试设备与环境搭建

选用高精度温度测试设备，如红外热像仪，搭配数据采集系统。将测试样品置于稳定环境的测试平台，精确调控温度、湿度和气流速度，以模拟实际工作条件。

 （三）测试过程与数据记录

通入设定电流，实时监测厚铜板温度变化，记录稳定时的温度分布和热点温度。例如，测试 100A 电流下的温升，记录通电 30 分钟后的温度数据，作为稳态温升结果。

 三、对比分析

 （一）仿真与实际测试结果对比

对比仿真与实际测试的温升结果，发现趋势一致，但存在偏差。例如，4oz 铜厚厚铜板在 100A 电流下的仿真温升为 25℃，实际测试为 30℃，偏差约 16.7%。此偏差源于仿真模型简化、材料属性和边界条件的假设与实际差异。

 （二）偏差原因分析

1. 模型简化与假设：仿真中厚铜板结构简化、材料属性均质化处理，与实际复杂结构和非均匀材料属性有差异。

2. 材料属性与工艺差异：实际材料的热导率、电导率受工艺影响，与理论值不同。例如，电镀工艺会影响铜箔表面粗糙度，进而影响热传导。

3. 测试误差与环境因素：测试设备精度、环境条件控制精度等也会影响结果。例如，温度测试设备的精度通常为 ±0.5℃ - ±1℃，可能带来一定误差。

 （三）优化建议

1. 优化仿真模型：细化模型，精准定义材料属性和边界条件。例如，在 SIwave 中细化铜箔与基材界面模型，考虑界面热阻。

2. 改进测试方法：提升测试精度，严格控制环境条件。例如，采用更高精度的温度传感器，优化测试环境的温湿度和气流速度控制。

3. 设计裕量与验证：设计时预留裕量，仿真与实际测试后验证和优化。例如，根据仿真结果预留 10% - 20% 的温升裕量，通过测试验证后调整设计。