メンターグラフィックス、�X設��のボトルネックを表��するCAEツールを発表
��EDAツールメーカーのメンターグラフィックス社は、プリント配線基��や半導��実��基��の�X解析する場合に�X流のボトルネックを発見し、�X�B�^を下げるためのショートカット�敢�も�]てる、という使い�M�}のよい�X解析シミュレーションツールを開発した。これまでの�X解析ソフトは�X分布を求め、可��化するだけだったが、今�vのソフトは�敢�までも�h価できるというもの。
図1 �靴��霾�が�Xの流れの�Kいボトルネックを��す 出�Z：メンターグラフィックス
今�vメンターが開発したFloTHERM version 9は、��来の�X解析ソフトであるFloTHERMの�屬法▲椒肇襯優奪�発見機�Δ肇轡隋璽肇�ット�敢�機�Δ鮗��△靴燭發�。シリコンチップを開発、パッケージ基��に実�△垢訃豺腓任�、パッケージ封�VしたICをプリント基��に搭載する場合でも、どの�霾�の�a(b┳)度が高いのかを�瑤襪世韻任呂覆�、どこがボトルネックになって�X流が�qげられているか、を表��する。
これまでのICパッケージやプリント基��実��向けのツールでは�X伝導を調べるため、ICチップの�Xの�a(b┳)度分布は表��できる。このためどこが最も�Xいということは理解できる。しかし、空気という�X流が完��に�Vまってしまう材料(気��)があるとその�霾�を表��できない。しかし空気のような�X�B�^の�j(lu┛)きな材料は�X流のボトルネックとなりやすい。
今�vのv9ツールを使えば、�X流のボトルネックを�靴派戎�する(図1)。ボトルネックとなりうる場所を色分けして、最も�e険な場所を�靴派戎�し、優先順位の低い所ほど�靴�ら�E�Uへと色を変えていく。この�T果、ユーザーは�k�`で最も優先順位の高いボトルネックを解消すべきことがわかる。
プリント基��に開発したICを搭載した様子をFloTHERMのボトルネック機�Δ鮖箸辰謄轡潺絅譟璽轡腑鵑垢襪�、�Xのボトルネックや、�X的にショーカットすべき場所を表��してくれるため、設��時間が早まり、開発コストの削��(f┫)と納期の�]縮を達成できる。プリント基��に実際に搭載して調べると時間がかかりすぎる。
では、このボトルネックをどのようにして���Qし表��しているのか。�X流が細くなっている所がボトルネックといえる�lだが、ボトルネックにおける�X�B�^の不連��の�j(lu┛)きさは�X勾配として表し、�X流のベクトルと�a(b┳)度勾配のベクトルとの内積に両�vの向き（Cosθ）をかけた��(sh┫)��式で表している。
Bn/Bn(max) = |Heat flux|*|Grad T|*|cosθ|
図2 ボトルネックを表現するための実�x 出�Z：メンターグラフィックス
つまり、ボトルネックとしての優先度の高いBnは�X流の向きと�a(b┳)度勾配の向きがどのくらいの角度が�`れているか、を表している。�a(b┳)度勾配という考えを導入したのは、次のような実�xに基づいている。発�X源が100Wで銅��の端を0度に冷やした時に流れている�Xはきれいに分�gしている（図2の左�屐砲�、銅��の真ん中に�X伝導率の小さなプラスチックを��くとその�霾�だけ�X流が�qげられて�靴�なる（図2の左下）。この時プラスチックの�霾�の�a(b┳)度勾配がきつくなり、発�X源の�a(b┳)度は90度から130度へとそのまま並行�‘阿靴��峺�する。銅��の真ん中を細くしてもやはり同じような�T果が�uられる（図2の���屐�。
�屬亮阿�、二つのベクトルに挟まれた角度θ=0ならcosθは最�j(lu┛)値1になる。つまり�a(b┳)度勾配と�X流が同じ向きなら最�j(lu┛)となり、その点がボトルネックという�lだ。Bnは最�j(lu┛)になる値Bn(max)でノーマライズしているが、要は最も�j(lu┛)きな値を�靴派修�、徐々に下がっている点が�Eに�Zづくようにグラフィックスで表��している。
この�靴�なった所に�X�B�^の低い(すなわち�X伝導率の高い)メタルをシリコンICの下に��くと、�a(b┳)度が下がりボトルネックは見られなくなった（図3）。
図3 気密封�Vパッケージの�a(b┳)度分布
図3のような密閉封�Vのパッケージにモジュールを入れる場合(図3の��)、プリント基��の下に搭載したICが最も発�Xすることがわかった(図3の真ん中)。そのICの下に裏�CのパッケージとICとの間のギャップを�mめるようにメタルを��くと発�Xは見られない(図3の下)。
このようにして、�v路設���vは�X設��について配慮しなくてもこのシミュレータを使えば、最適な�X設��ができるようになる。この�T果、�v路設��に集中でき、より良い�v路を�擇濬个垢海箸�できるようになる。
