ヒートスプレッダ

ヒートスプレッダ（heat spreader）は、正式にはインテグレーテッドヒートスプレッダ（integrated heat spreader、略称：IHS）と呼ばれ、電子機器や機械装置において、発熱する部品と放熱を行う部品の間に介在させることで、熱の伝達効率を高める役割を担う構造体です。特に、LSI（大規模集積回路）などの半導体デバイスから発生する熱を効率的に外部へ放出するために用いられます。

通常、発熱体と放熱器の間には、材料の接触状態や熱伝導率の差によって生じる「界面熱抵抗」が存在します。この抵抗は、熱の移動を妨げる要因となり、伝熱経路における全ての界面の抵抗を合計することで、その影響は増大します。特に、放熱器が複雑な構造を持っている場合や、ヒートスプレッダが存在する場合は、界面熱抵抗による熱移動の阻害は顕著になります。

しかし、熱は拡散しない状態では直線的に移動する性質を持っているため、小さな発熱体に対して大きな放熱器を直接接触させるよりも、中程度の大きさの緩衝材であるヒートスプレッダを介在させた方が、放熱特性が向上する場合があります。これは、放熱器の各部から発熱体を見た際に、直線的に熱の移動経路を確保し、熱が移動する距離を短縮できるためです。特に、発熱体と放熱器の大きさが大きく異なる場合に、この構造は有効となります。

ヒートスプレッダの代表的な使用例として、デスクトップパソコンなどのCPU（中央処理装置）の冷却が挙げられます。CPUは動作中に大量の熱を発生するため、効果的な放熱対策が不可欠です。CPUの上にヒートスプレッダを配置することで、発生した熱を均一に拡散させ、ヒートシンクなどの放熱器へ効率的に伝えることができます。これにより、CPUの温度上昇を抑制し、安定した動作を維持することが可能になります。

ヒートスプレッダは、多くの場合、金属製の板状の部品で構成されており、熱伝導率の高い材料が用いられます。例えば、銅やアルミニウムなどがよく使用されます。また、CPUとヒートスプレッダの間には、熱伝導グリスなどの熱伝導材が塗布され、接触面における熱抵抗を低減する工夫も行われています。

このように、ヒートスプレッダは、熱管理において重要な役割を果たしており、電子機器の信頼性向上に貢献しています。

関連語として、ヒートシンク（heat sink）があります。ヒートシンクは、ヒートスプレッダから伝達された熱を、空気中などの外部へ放出するための部品で、通常、フィン状の形状をしています。ヒートスプレッダとヒートシンクは、組み合わせて使用されることで、効果的な放熱システムを構成します。

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