熱傳導-TC 散熱模擬軟體參數與產品實際過熱狀況差異 - 以散熱銅材為例
不管哪一種散熱模擬軟體，在散熱模擬通常需要鍵入材料特性，但材料特性資料庫明顯選擇不多，就算是知道金屬型號或是純銅, 其目錄熱傳導數據與實際材質仍有相當大差異。
模擬軟體的材料資料庫，SEMIMES Simcenter Flowtherm software
就算是同一型號金屬，會因不同金屬來源品牌及製造商，熱傳導係數差異仍然很大
以最常見散熱用銅材料為例，其中的純銅材料也還分類成，無氧銅 (Oxygen-Free Copper, OFC) 氧含量通常低於10ppm例如C1020，電解韌銅（Electrolytic Tough Pitch ,ETP氧含量100ppm~500ppm）例如C1100，一般純銅也是C1100 雜質與電解純銅C1100也有差異，而銅合金 如C26000、C75200、C80100…幾十種甚至百種銅合金，熱傳導差異非常大。無氧銅熱傳導係數最高可以測得420 W/m.k，但電解銅因為含有低濃度氧氣及雜質但熱傳導係數也會下降到380 W/m.k，銅合金會因為含有Co, Cu, Mn, Ni, Zn…元素，熱傳導係數甚至會降至30 W/m.k，所以明顯且確定的是低濃度其他元素必定會影響熱傳導係數，差距甚至10倍，其他金屬如鋁合金，不鏽鋼材質也是同樣狀況，不同廠牌的銅材，也會因為製程及純度或是不純物種類造成熱傳導係數Thermal Conductivity差異，所以使用材料目錄上的熱傳導係數或是資訊做為散熱模流模擬之用的參數，參數使用與正確性就是模擬時最大的變數。
五種不同99.9%純銅樣品為例，兩種無氧銅C1020-1 及C1020-2，三種電解銅C1100-1、C1100-2、C1100-3的Hot Disk TPS 3500熱傳導儀器測試數據（根據ISO-22007-2及ASTM E3088-2025標準方法），熱傳導係數及熱擴散係數測試數據
| 樣品編號 | 熱傳導係數 (W/m·K) | 熱擴散係數 (mm²/s) |
|---|---|---|
| C1020-1 | 422.4 | 125.0 |
| C1020-2 | 385.2 | 115.6 |
| C1100-1 | 352.7 | 106.0 |
| C1100-2 | 359.7 | 105.8 |
| C1100-3 | 377.3 | 109.5 |
結語
不管是電子零件，主機板，封裝材料，塑膠材料，熱介面材料，散熱膏，金屬鰭片…其中鍵入參數包括常見熱參數如：比熱，熱傳導係數，熱擴散係數，這些常見參數如果使用常用資料庫，跟實際上使用材料有相當大的差異，也是模擬軟體與實際電子產品發熱現象差異甚大的主要原因之一，如果不同品牌純銅金屬散熱片差距10倍還可以接受，那熱介面材料（Thermal Interface Material）傳導係數有1W/m.k~2W/m.k（常見一般散熱片）與15 W/m.k（常見日系散熱片）熱傳導係數差距高達15倍，模擬軟體也因此不容易模擬出實際產品散熱狀況。
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