ヒートスプレッド — CAE用語解説

小さな発熱源から出た熱が、板の面方向に拡がっていく現象のことだ。例えばCPUダイの熱がIHS（ヒートスプレッダ）の中を横に広がるとき、その「広がり」自体がヒートスプレッドだよ。単純な1D伝導とは違って、3D的に熱が拡散するから追加の温度上昇が生じるのがポイントだ。

板全体に均一に熱が入る理想状態に比べて、局所的な発熱源から面方向に拡散させるには余分な温度勾配が必要になる。その分だけ発熱源直下の温度が上がるんだ。これが「拡がり熱抵抗（spreading resistance）」で、発熱面積が小さいほど大きくなる。

メッシュの解像度だね。発熱源の直下では面方向に急激な温度勾配があるから、そこを粗いメッシュで切ると拡がり熱抵抗を過小評価してしまう。ダイサイズに対して最低でも3～5要素分の解像は欲しい。

Songらの解析解が有名で、発熱面積・拡散板の面積・厚さ・熱伝導率・裏面の熱伝達係数を入れれば拡がり熱抵抗が求まる。3D解析の結果と比較して検証するのにも使えるから、覚えておいて損はないよ。

この2つは直結するよ。

• ヒートスプレッダ ― ヒートスプレッド現象を利用する代表的な部品
• 熱抵抗 ― 拡がり熱抵抗は全体の熱抵抗の中で見落とされやすい成分

まずはSongの解析解で概算してみて、3D解析結果と比べてみるといい練習になるよ。