JP2000357766A - モジュール内への液体冷媒の封止方法 - Google Patents
モジュール内への液体冷媒の封止方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高密度化、高集積化した電子回路部品の実装
基板を収納した高密度モジュールに気泡をほとんど存在
させることなく液体冷媒を封止しすることが可能な、モ
ジュール内への液体冷媒の封止方法を提供すること。 【解決手段】 電子回路部品２０を収容した未封止のモ
ジュール１を、密閉可能なチャンバー５内に配置し、チ
ャンバー５内の圧力を真空圧と大気圧との間の冷媒充填
圧に設定し、モジュール１内に液体冷媒Ｃを充填し、液
体冷媒Ｃの充填後にチャンバー５内の圧力を冷媒充填圧
と大気圧との間の封止圧に加圧し、モジュール１を密閉
してモジュール１内に液体冷媒Ｃを封止し、チャンバー
５内の圧力を大気圧にする。
基板を収納した高密度モジュールに気泡をほとんど存在
させることなく液体冷媒を封止しすることが可能な、モ
ジュール内への液体冷媒の封止方法を提供すること。 【解決手段】 電子回路部品２０を収容した未封止のモ
ジュール１を、密閉可能なチャンバー５内に配置し、チ
ャンバー５内の圧力を真空圧と大気圧との間の冷媒充填
圧に設定し、モジュール１内に液体冷媒Ｃを充填し、液
体冷媒Ｃの充填後にチャンバー５内の圧力を冷媒充填圧
と大気圧との間の封止圧に加圧し、モジュール１を密閉
してモジュール１内に液体冷媒Ｃを封止し、チャンバー
５内の圧力を大気圧にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、汎用コンピュータ
に搭載されるモジュール、特に、高密度モジュール内へ
の液体冷媒の封止に用いて好適な、モジュール内への液
体冷媒の封止方法に関する。
に搭載されるモジュール、特に、高密度モジュール内へ
の液体冷媒の封止に用いて好適な、モジュール内への液
体冷媒の封止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】汎用コンピュータに搭載される高密度モ
ジュール（以下、単にモジュールともいう。）は、Ｉ
Ｃ、ＬＳＩ等の電子回路部品を複数搭載した多層セラミ
ック基板を底面部としたハウジングを主体として構成さ
れ、このハウジング内に、伝熱性を有する液体冷媒を充
填・封止した状態でコンピュータに実装される。そし
て、当該電子回路部品から発生する熱を、封止した液体
冷媒、当該電子回路部品の上面に配設した櫛歯状のマイ
クロフィン、このマイクロフィンと当該モジュールの蓋
体との間に配設された冷却部材及び当該モジュールの蓋
体の上面部に配設した空冷フィンを介して、外部に放熱
している。
ジュール（以下、単にモジュールともいう。）は、Ｉ
Ｃ、ＬＳＩ等の電子回路部品を複数搭載した多層セラミ
ック基板を底面部としたハウジングを主体として構成さ
れ、このハウジング内に、伝熱性を有する液体冷媒を充
填・封止した状態でコンピュータに実装される。そし
て、当該電子回路部品から発生する熱を、封止した液体
冷媒、当該電子回路部品の上面に配設した櫛歯状のマイ
クロフィン、このマイクロフィンと当該モジュールの蓋
体との間に配設された冷却部材及び当該モジュールの蓋
体の上面部に配設した空冷フィンを介して、外部に放熱
している。
【０００３】斯かる高密度モジュールにおいては、充填
した液体冷媒内に気泡が残存する問題がある。すなわ
ち、モジュール内には、電子回路部品と基板との隙間、
マイクロフィンと冷却部材との隙間等多くの隙間が存在
するため、これらの隙間に当該液体冷媒を完全に充填す
ることは困難で、隙間に気泡が巻き込まれた状態とな
る。このような気泡の存在は、電子回路部品の発熱を効
果的に冷却する際の妨げとなり、局所的な冷却効率の低
下は、電子回路部品の処理能力の低下を来すこととな
る。
した液体冷媒内に気泡が残存する問題がある。すなわ
ち、モジュール内には、電子回路部品と基板との隙間、
マイクロフィンと冷却部材との隙間等多くの隙間が存在
するため、これらの隙間に当該液体冷媒を完全に充填す
ることは困難で、隙間に気泡が巻き込まれた状態とな
る。このような気泡の存在は、電子回路部品の発熱を効
果的に冷却する際の妨げとなり、局所的な冷却効率の低
下は、電子回路部品の処理能力の低下を来すこととな
る。
【０００４】斯かる問題を解決する従来技術として、特
開平９−２１３８５４号公報に開示された技術が知られ
ている。この従来技術は、モジュール内への液体冷媒の
封止方法において、モジュールの蓋体を外した状態で、
当該モジュール内に予め液体冷媒を注入しておき、この
モジュールを密閉可能なチャンバー内に収納し、チャン
バー内の圧力を略真空状態にまで減圧し、その後、前記
チャンバーの内に不活性ガスを導入して、チャンバー内
部の圧力を大気圧と略真空状態の間の圧力とした状態で
前記モジュールを密閉し、さらに前記チャンバーの内部
の圧力を大気圧になるまで加圧して、前記モジュール内
に液体冷媒を封止するものである。そして、この方法で
は、モジュール内に充填された液体冷媒中の気泡を、チ
ャンバー内の圧力を略真空状態まで減圧する際に除去し
ている。
開平９−２１３８５４号公報に開示された技術が知られ
ている。この従来技術は、モジュール内への液体冷媒の
封止方法において、モジュールの蓋体を外した状態で、
当該モジュール内に予め液体冷媒を注入しておき、この
モジュールを密閉可能なチャンバー内に収納し、チャン
バー内の圧力を略真空状態にまで減圧し、その後、前記
チャンバーの内に不活性ガスを導入して、チャンバー内
部の圧力を大気圧と略真空状態の間の圧力とした状態で
前記モジュールを密閉し、さらに前記チャンバーの内部
の圧力を大気圧になるまで加圧して、前記モジュール内
に液体冷媒を封止するものである。そして、この方法で
は、モジュール内に充填された液体冷媒中の気泡を、チ
ャンバー内の圧力を略真空状態まで減圧する際に除去し
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、コンピュー
タのコンパクト化および処理速度の向上に伴い、モジュ
ール内に実装される電子回路部品はさらに高密度化、高
集積化が進み、ＬＳＩと基板との接続端子数が増加する
ことにより、はんだボール等の接続端子及びその配設間
隔の微細化もさらに進んでいる。このため、電子回路部
品とこれを搭載する多層セラミック基板の隙間も狭間隙
化が進み、このように狭間隙化した隙間に取り込まれた
気泡の除去が望まれている。
タのコンパクト化および処理速度の向上に伴い、モジュ
ール内に実装される電子回路部品はさらに高密度化、高
集積化が進み、ＬＳＩと基板との接続端子数が増加する
ことにより、はんだボール等の接続端子及びその配設間
隔の微細化もさらに進んでいる。このため、電子回路部
品とこれを搭載する多層セラミック基板の隙間も狭間隙
化が進み、このように狭間隙化した隙間に取り込まれた
気泡の除去が望まれている。
【０００６】従って、本発明の目的は、高密度化、高集
積化した電子回路部品の実装基板を収納した高密度モジ
ュール内に、気泡をほとんど存在させることなく液体冷
媒を封止しすることが可能な、モジュール内への液体冷
媒の充填方法を提供することにある。
積化した電子回路部品の実装基板を収納した高密度モジ
ュール内に、気泡をほとんど存在させることなく液体冷
媒を封止しすることが可能な、モジュール内への液体冷
媒の充填方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、電子回路部品を収容した未封止のモジュール
を、密閉可能なチャンバー内に配置し、該チャンバー内
の圧力を真空圧と大気圧との間の冷媒充填圧に設定し、
前記モジュール内に液体冷媒を充填し、該液体冷媒の充
填後に前記チャンバー内の圧力を前記冷媒充填圧と大気
圧との間の封止圧に加圧し、前記モジュールを密閉して
該モジュール内に該液体冷媒を封止し、前記チャンバー
内の圧力を大気圧にすることを第１の特徴としている。
本発明は、電子回路部品を収容した未封止のモジュール
を、密閉可能なチャンバー内に配置し、該チャンバー内
の圧力を真空圧と大気圧との間の冷媒充填圧に設定し、
前記モジュール内に液体冷媒を充填し、該液体冷媒の充
填後に前記チャンバー内の圧力を前記冷媒充填圧と大気
圧との間の封止圧に加圧し、前記モジュールを密閉して
該モジュール内に該液体冷媒を封止し、前記チャンバー
内の圧力を大気圧にすることを第１の特徴としている。
【０００８】また、本発明は、前記第１の特徴を有する
発明において、前記封止圧が、前記電子回路部品が動作
して前記モジュール内へ封止した前記液体冷媒の温度が
上昇したときに、該モジュール内の圧力が大気圧より低
くなるように設定されていることを第２の特徴としてい
る。
発明において、前記封止圧が、前記電子回路部品が動作
して前記モジュール内へ封止した前記液体冷媒の温度が
上昇したときに、該モジュール内の圧力が大気圧より低
くなるように設定されていることを第２の特徴としてい
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて説明する。なお、本発明は、本実施形態
に限定されるものではない。
図面に基づいて説明する。なお、本発明は、本実施形態
に限定されるものではない。
【００１０】図1は、本実施形態において使用するモジ
ュールを示したものである。図において、符号１は、モ
ジュールを示している。
ュールを示したものである。図において、符号１は、モ
ジュールを示している。
【００１１】同図に示したように、モジュール１は、当
該モジュール１の底面部を構成するセラミック配線基板
２と、このセラミック配線基板２上に搭載されたＬＳＩ
（電子回路部品）２０を囲繞するように当該セラミック
配線基板２にはんだ接合されたフレーム３と、このフレ
ーム３の開口部３０を覆う蓋体４とを主体として構成さ
れている。
該モジュール１の底面部を構成するセラミック配線基板
２と、このセラミック配線基板２上に搭載されたＬＳＩ
（電子回路部品）２０を囲繞するように当該セラミック
配線基板２にはんだ接合されたフレーム３と、このフレ
ーム３の開口部３０を覆う蓋体４とを主体として構成さ
れている。
【００１２】ＬＳＩ２０は、直径が数十ミクロンの複数
のはんだボール２１を介してセラミック配線基板２上に
固定されている。また、ＬＳＩ２０の上面には、冷却フ
ィン２２が配設されている。この冷却フィン２２は、当
該冷却フィン２２と冷却部材４９との間にばね（図示せ
ず）を介装させその付勢力でＬＳＩ２０に密着させてい
る。
のはんだボール２１を介してセラミック配線基板２上に
固定されている。また、ＬＳＩ２０の上面には、冷却フ
ィン２２が配設されている。この冷却フィン２２は、当
該冷却フィン２２と冷却部材４９との間にばね（図示せ
ず）を介装させその付勢力でＬＳＩ２０に密着させてい
る。
【００１３】フレーム３の上端部には、水平方向に広が
るフランジ部３１が設けられており、このフランジ部３
１には、蓋体４との密閉を確実にするための耐熱性のシ
ール材３２を配設する溝３３と、蓋体４を緊締するため
の締結ねじ４０用のねじ孔３４とが設けられている。
るフランジ部３１が設けられており、このフランジ部３
１には、蓋体４との密閉を確実にするための耐熱性のシ
ール材３２を配設する溝３３と、蓋体４を緊締するため
の締結ねじ４０用のねじ孔３４とが設けられている。
【００１４】蓋体４の周縁部には、フレーム３のフラン
ジ部３１に設けられた溝３３及びねじ孔３４に対応した
溝４３及びねじ孔４４が設けられている。また、溝４３
の内側には、液体冷媒を充填する際の注入口となる封止
孔４５が２カ所設けられており、この封止孔４５には、
ねじ溝及びフランジが設けられている。そして、液体冷
媒を充填後に封止ねじ４６で、フランジに配置したＯリ
ング４７を押圧してモジュール１を密閉できるようにな
してある。さらに、蓋体４の上面部には、空冷ヒートシ
ンク４８が接着固定されており、また、蓋体４の下面部
には、冷却フィン２２の形状に対応したフィンを備えた
冷却部材４９が接着固定されている。
ジ部３１に設けられた溝３３及びねじ孔３４に対応した
溝４３及びねじ孔４４が設けられている。また、溝４３
の内側には、液体冷媒を充填する際の注入口となる封止
孔４５が２カ所設けられており、この封止孔４５には、
ねじ溝及びフランジが設けられている。そして、液体冷
媒を充填後に封止ねじ４６で、フランジに配置したＯリ
ング４７を押圧してモジュール１を密閉できるようにな
してある。さらに、蓋体４の上面部には、空冷ヒートシ
ンク４８が接着固定されており、また、蓋体４の下面部
には、冷却フィン２２の形状に対応したフィンを備えた
冷却部材４９が接着固定されている。
【００１５】次に、上記モジュール１内に液体冷媒を充
填・封止する際に使用するチャンバーについて説明す
る。
填・封止する際に使用するチャンバーについて説明す
る。
【００１６】図２は、密閉可能なチャンバー内に上記モ
ジュール１を配置した状態を示したものである。同図に
おいて、符号５はチャンバーを示している。
ジュール１を配置した状態を示したものである。同図に
おいて、符号５はチャンバーを示している。
【００１７】同図に示したように、チャンバー５は、モ
ジュール１を位置決め固定するｘｙテーブル６と、モジ
ュール１の蓋体４の封止孔４５を封止ねじ４６で緊締す
る締結ユニット７と、蓋体４の封止孔４５を通じてモジ
ュール１内に液体冷媒を充填する充填ユニット８と、不
活性ガスを供給するガス供給装置９と、チャンバー５内
を脱気する油回転式の真空ポンプ１０とを備えている。
ジュール１を位置決め固定するｘｙテーブル６と、モジ
ュール１の蓋体４の封止孔４５を封止ねじ４６で緊締す
る締結ユニット７と、蓋体４の封止孔４５を通じてモジ
ュール１内に液体冷媒を充填する充填ユニット８と、不
活性ガスを供給するガス供給装置９と、チャンバー５内
を脱気する油回転式の真空ポンプ１０とを備えている。
【００１８】ｘｙテーブル６は、水平面内における直交
する２方向（ｘｙ方向）に移動自在に設けられた周知の
移動テーブルであり、ｘｙ方向に沿って配設された送り
ねじ、この送りねじを回転するモーター、エンコーダー
並びにこの送りねじ及びガイドに沿って移動するテーブ
ル（いずれも図示せず）を備えたものである。ｘｙテー
ブル６上にはモジュール１を位置決め固定するセット治
具６０が配設されている。なお、チャンバー５内には、
上記封止ねじ４６を把持するチャック６１が付設されて
いる。
する２方向（ｘｙ方向）に移動自在に設けられた周知の
移動テーブルであり、ｘｙ方向に沿って配設された送り
ねじ、この送りねじを回転するモーター、エンコーダー
並びにこの送りねじ及びガイドに沿って移動するテーブ
ル（いずれも図示せず）を備えたものである。ｘｙテー
ブル６上にはモジュール１を位置決め固定するセット治
具６０が配設されている。なお、チャンバー５内には、
上記封止ねじ４６を把持するチャック６１が付設されて
いる。
【００１９】締結ユニット７は、封止ねじ４６に対応し
たドライバービット７１を備えた電動のドライバー７２
と、このドライバー７２をガイド７３に沿って昇降させ
る昇降装置７４とを備えており、ドライバー７２は、締
結時のトルクを調整するトルクコントローラ７５を備え
ている。
たドライバービット７１を備えた電動のドライバー７２
と、このドライバー７２をガイド７３に沿って昇降させ
る昇降装置７４とを備えており、ドライバー７２は、締
結時のトルクを調整するトルクコントローラ７５を備え
ている。
【００２０】冷媒充填ユニット８は、封止孔４５に挿入
可能な供給ノズル８１を備えたシリンジ８２と、このシ
リンジ８２をガイド８３に沿って昇降させる昇降装置８
４とを備えている。シリンジ８２は、ピストン８５及び
供給ノズル８１から供給する液体冷媒の量を調整できる
ようバルブ８６を備えており、このバルブ８６を開放す
ることにより、後述するようにピストン８５の自重及び
大気圧と減圧されたチャンバー５の内圧との圧力差で液
体冷媒を供給するようになしてある。
可能な供給ノズル８１を備えたシリンジ８２と、このシ
リンジ８２をガイド８３に沿って昇降させる昇降装置８
４とを備えている。シリンジ８２は、ピストン８５及び
供給ノズル８１から供給する液体冷媒の量を調整できる
ようバルブ８６を備えており、このバルブ８６を開放す
ることにより、後述するようにピストン８５の自重及び
大気圧と減圧されたチャンバー５の内圧との圧力差で液
体冷媒を供給するようになしてある。
【００２１】ガス供給装置９は、圧力調整用の窒素ガス
を圧縮充填したガスボンベ９１と、このガスボンベ９１
内の窒素ガスをチャンバー５内に導く配管９２とを備え
ており、配管９２には、供給する窒素ガスの流量を調整
する流量調整弁９３とを備えている。
を圧縮充填したガスボンベ９１と、このガスボンベ９１
内の窒素ガスをチャンバー５内に導く配管９２とを備え
ており、配管９２には、供給する窒素ガスの流量を調整
する流量調整弁９３とを備えている。
【００２２】次に、上記モジュール１への液体冷媒の封
止方法の手順について図３のフローチャート並びに図２
及び図４に基づいて説明する。なお、以下に示すモジュ
ール１への液体冷媒の封止は、常温にて行う。
止方法の手順について図３のフローチャート並びに図２
及び図４に基づいて説明する。なお、以下に示すモジュ
ール１への液体冷媒の封止は、常温にて行う。
【００２３】まず、Ｓｔｅｐ１として、図２に示したよ
うに、未封止（液体冷媒充填前）のモジュール１をチャ
ンバー５内に配設されたｘｙテーブル６上のセット治具
６０で位置決め固定する。このとき、モジュール１は、
フレーム３と蓋体５とを締結ねじ４０で締結しておく。
図４に示したように、このときの、チャンバー５及びモ
ジュール１内は大気圧Ｐ０である。
うに、未封止（液体冷媒充填前）のモジュール１をチャ
ンバー５内に配設されたｘｙテーブル６上のセット治具
６０で位置決め固定する。このとき、モジュール１は、
フレーム３と蓋体５とを締結ねじ４０で締結しておく。
図４に示したように、このときの、チャンバー５及びモ
ジュール１内は大気圧Ｐ０である。
【００２４】また、冷媒充填ユニット８のシリンジ８２
にも液体冷媒Ｃを充填しておく。液体冷媒Ｃとしては、
熱伝導性、絶縁性、耐熱性を有するオイルが好ましく、
本実施形態では、ポリαオレフィンを使用する。また、
このときに使用する液体冷媒Ｃ自身も、脱気チャンバー
及びスターラー等の脱気装置（図示せず）を用いて、予
め充分に脱気させたものを使用することが好ましい。
にも液体冷媒Ｃを充填しておく。液体冷媒Ｃとしては、
熱伝導性、絶縁性、耐熱性を有するオイルが好ましく、
本実施形態では、ポリαオレフィンを使用する。また、
このときに使用する液体冷媒Ｃ自身も、脱気チャンバー
及びスターラー等の脱気装置（図示せず）を用いて、予
め充分に脱気させたものを使用することが好ましい。
【００２５】充填する液体冷媒Ｃの量は、モジュール１
が通常垂直状態で使用されるため、このモジュールを垂
直状態としたときに液体冷媒Ｃで最上位に位置するＬＳ
Ｉ及びこれに接着した冷却フィンが当該液体冷媒で略浸
される量とする。したがって、封止後のモジュール１の
内には一部窒素ガスも封止されるが、この窒素ガスは、
液体冷媒Ｃの酸化を防止するとともに、液体冷媒Ｃの体
積が膨張したときに、この液体冷媒Ｃの体積膨張分を窒
素ガスによって吸収し、フレーム３の変形や、フレーム
３とセラミック配線基板２との接合不良を防止する。モ
ジュール１の内部空間における液体冷媒Ｃの充填・封止
後における液体冷媒Ｃと気体との体積比率は、例えば、
８：２とする。
が通常垂直状態で使用されるため、このモジュールを垂
直状態としたときに液体冷媒Ｃで最上位に位置するＬＳ
Ｉ及びこれに接着した冷却フィンが当該液体冷媒で略浸
される量とする。したがって、封止後のモジュール１の
内には一部窒素ガスも封止されるが、この窒素ガスは、
液体冷媒Ｃの酸化を防止するとともに、液体冷媒Ｃの体
積が膨張したときに、この液体冷媒Ｃの体積膨張分を窒
素ガスによって吸収し、フレーム３の変形や、フレーム
３とセラミック配線基板２との接合不良を防止する。モ
ジュール１の内部空間における液体冷媒Ｃの充填・封止
後における液体冷媒Ｃと気体との体積比率は、例えば、
８：２とする。
【００２６】次にＳｔｅｐ２として、チャンバー５の真
空ポンプ１０を動作させ、チャンバー５内の圧力を大気
圧Ｐ０から略真空圧Ｐ１まで低下させる（図４参照）。
この圧力Ｐ１は、真空ポンプの処理能力にもよるが、本
実施形態では、０．２Ｔｏｒｒまで低下させて、チャン
バー５内及びモジュール１内を略真空状態に脱気する。
空ポンプ１０を動作させ、チャンバー５内の圧力を大気
圧Ｐ０から略真空圧Ｐ１まで低下させる（図４参照）。
この圧力Ｐ１は、真空ポンプの処理能力にもよるが、本
実施形態では、０．２Ｔｏｒｒまで低下させて、チャン
バー５内及びモジュール１内を略真空状態に脱気する。
【００２７】次にＳｔｅｐ３として、真空ポンプ１０を
停止し、流量調整弁９３を開放してチャンバー５内の圧
力が所定の冷媒充填圧Ｐ２となるように、ガスボンベ９
１から窒素ガスを導入する。窒素ガスの導入に伴う圧力
上昇により、チャンバー５内及びモジュール１内の圧力
は冷媒充填圧Ｐ２に加圧される。冷媒充填圧Ｐ２は、本
実施形態では、５０〜１５０ｔｏｒｒとする。
停止し、流量調整弁９３を開放してチャンバー５内の圧
力が所定の冷媒充填圧Ｐ２となるように、ガスボンベ９
１から窒素ガスを導入する。窒素ガスの導入に伴う圧力
上昇により、チャンバー５内及びモジュール１内の圧力
は冷媒充填圧Ｐ２に加圧される。冷媒充填圧Ｐ２は、本
実施形態では、５０〜１５０ｔｏｒｒとする。
【００２８】そして、Ｓｔｅｐ４として、この冷媒充填
圧Ｐ２下において、供給ノズル８１を昇降装置８４によ
り降下させ、供給ノズル８１の先端をモジュール１の封
止孔４５に挿入する。そして、バルブ８６を開放し、シ
リンジ８２に蓄液されている液体冷媒Ｃの封止孔４５を
通じたモジュール１内への充填する。この充填の際に
は、モジュール内は大気圧よりも減圧下にあるので、こ
の圧力差とピストンの自重により、液体冷媒Ｃが注入さ
れるが、モジュール１内は真空圧より加圧された状態に
あるので、シリンジ８２とノズル８１の接合部分からの
気泡の混入やモジュール１の封止孔４５からの液体冷媒
の逆噴を防止でき、充填時の気泡の混入を極力抑えたス
ムーズな充填が可能となる。
圧Ｐ２下において、供給ノズル８１を昇降装置８４によ
り降下させ、供給ノズル８１の先端をモジュール１の封
止孔４５に挿入する。そして、バルブ８６を開放し、シ
リンジ８２に蓄液されている液体冷媒Ｃの封止孔４５を
通じたモジュール１内への充填する。この充填の際に
は、モジュール内は大気圧よりも減圧下にあるので、こ
の圧力差とピストンの自重により、液体冷媒Ｃが注入さ
れるが、モジュール１内は真空圧より加圧された状態に
あるので、シリンジ８２とノズル８１の接合部分からの
気泡の混入やモジュール１の封止孔４５からの液体冷媒
の逆噴を防止でき、充填時の気泡の混入を極力抑えたス
ムーズな充填が可能となる。
【００２９】次にＳｔｅｐ５として、上記液体冷媒Ｃの
充填完了後、再び流量調整弁９３を開放してチャンバー
５内の圧力が冷媒充填圧Ｐ２と大気圧Ｐ０の間の封止圧
Ｐ３となるように、ガスボンベ９１から窒素ガスを導入
する。この窒素ガスの導入に伴う圧力上昇により、チャ
ンバー５内及びモジュール１内の圧力は封止圧力Ｐ３に
加圧される。この封止圧力Ｐ３は、ＬＳＩ２０が動作し
てその温度が許容上限温度、例えば、７０℃にまで上昇
し、液体冷媒Ｃの温度が上昇したときにも、モジュール
１内の圧力が大気圧Ｐ０より低くなる圧力に設定する。
本実施形態では、４００〜５００Ｔｏｒｒに調整する。
充填完了後、再び流量調整弁９３を開放してチャンバー
５内の圧力が冷媒充填圧Ｐ２と大気圧Ｐ０の間の封止圧
Ｐ３となるように、ガスボンベ９１から窒素ガスを導入
する。この窒素ガスの導入に伴う圧力上昇により、チャ
ンバー５内及びモジュール１内の圧力は封止圧力Ｐ３に
加圧される。この封止圧力Ｐ３は、ＬＳＩ２０が動作し
てその温度が許容上限温度、例えば、７０℃にまで上昇
し、液体冷媒Ｃの温度が上昇したときにも、モジュール
１内の圧力が大気圧Ｐ０より低くなる圧力に設定する。
本実施形態では、４００〜５００Ｔｏｒｒに調整する。
【００３０】次にＳｔｅｐ６として、ｘｙテーブル６で
モジュール１をその封止孔４５が締結ユニット７の下方
に位置するように位置決めする。そして、ドライバービ
ット７１を昇降装置７４で降下させ、モーター７２を駆
動させ、ドライバービット７１でチャック６１で把持し
てある封止ねじ４６を封止孔４５に締結する。この際、
トルクコントローラ７５にて、Ｏリング４７を変形させ
るに十分なトルクで締結出来るようにトルクを調整す
る。
モジュール１をその封止孔４５が締結ユニット７の下方
に位置するように位置決めする。そして、ドライバービ
ット７１を昇降装置７４で降下させ、モーター７２を駆
動させ、ドライバービット７１でチャック６１で把持し
てある封止ねじ４６を封止孔４５に締結する。この際、
トルクコントローラ７５にて、Ｏリング４７を変形させ
るに十分なトルクで締結出来るようにトルクを調整す
る。
【００３１】この締結操作をｘｙテーブル６でモジュー
ル１を移動させながら、封止孔４５の配設箇所分（本実
施形態では２カ所）繰り返し、モジュール１を密閉して
モジュール１への液体冷媒Ｃの封止を完了する。
ル１を移動させながら、封止孔４５の配設箇所分（本実
施形態では２カ所）繰り返し、モジュール１を密閉して
モジュール１への液体冷媒Ｃの封止を完了する。
【００３２】次にＳｔｅｐ７として、流量調整弁９３を
閉じてガスボンベ９１からの窒素ガスの供給を停止し、
真空ポンプ１０のリーク弁（図示せず）を開放し、チャ
ンバー５内に外気を導入する。そして、当該チャンバー
５内が大気圧Ｐ０に戻ったことを確認した後、モジュー
ル１をチャンバー５から取り出して作業を終了する。
閉じてガスボンベ９１からの窒素ガスの供給を停止し、
真空ポンプ１０のリーク弁（図示せず）を開放し、チャ
ンバー５内に外気を導入する。そして、当該チャンバー
５内が大気圧Ｐ０に戻ったことを確認した後、モジュー
ル１をチャンバー５から取り出して作業を終了する。
【００３３】このように、本実施形態によれば、液体冷
媒Ｃをモジュール１内に充填する際に、チャンバー５内
を負圧である充填圧Ｐ２にしているので、従来のように
大気圧で充填する場合に比べて、充填時に発生する気泡
を極力抑えることができる。従って、モジュール１の冷
却性能の向上を図ることができる。
媒Ｃをモジュール１内に充填する際に、チャンバー５内
を負圧である充填圧Ｐ２にしているので、従来のように
大気圧で充填する場合に比べて、充填時に発生する気泡
を極力抑えることができる。従って、モジュール１の冷
却性能の向上を図ることができる。
【００３４】また、封止圧Ｐ３が、ＬＳＩ２０が動作し
てモジュール１内へ封止した液体冷媒Ｃの温度が上昇し
たときにも、モジュール１内の圧力が大気圧より低くな
るように設定されているので、温度上昇に伴って液体冷
媒Ｃの体積が膨張しても、フレーム３が変形したり、セ
ラミック配線基板２とフレーム３との接合不良を起こす
ことがなく、モジュール１の動作中において液体冷媒Ｃ
の漏れを抑えることができる。
てモジュール１内へ封止した液体冷媒Ｃの温度が上昇し
たときにも、モジュール１内の圧力が大気圧より低くな
るように設定されているので、温度上昇に伴って液体冷
媒Ｃの体積が膨張しても、フレーム３が変形したり、セ
ラミック配線基板２とフレーム３との接合不良を起こす
ことがなく、モジュール１の動作中において液体冷媒Ｃ
の漏れを抑えることができる。
【００３５】上記実施形態においては、液体冷媒を封止
するモジュールとして、蓋体４に空冷ヒートシンク４８
を備えた空冷式のモジュールを対象に説明したが、本発
明に係るモジュールへの液体冷媒の封止方法は、注入口
となる封止孔を有するものであれば、モジュールの蓋体
の内部に冷却水路を設けた水冷式のモジュールにも適用
できることはいうまでもない。
するモジュールとして、蓋体４に空冷ヒートシンク４８
を備えた空冷式のモジュールを対象に説明したが、本発
明に係るモジュールへの液体冷媒の封止方法は、注入口
となる封止孔を有するものであれば、モジュールの蓋体
の内部に冷却水路を設けた水冷式のモジュールにも適用
できることはいうまでもない。
【００３６】また、圧力調整用のガスとしては、上記実
施形態におけるように、不活性ガスである窒素ガスを採
用する事が好ましいが、ヘリウム、アルゴン、ネオンな
どの他の不活性ガスや本発明の効果を損なわないもので
あれば、他のガスを採用することができることはいうま
でもない。
施形態におけるように、不活性ガスである窒素ガスを採
用する事が好ましいが、ヘリウム、アルゴン、ネオンな
どの他の不活性ガスや本発明の効果を損なわないもので
あれば、他のガスを採用することができることはいうま
でもない。
【００３７】また、上記実施形態では、注入口としての
封止孔２を２つ形成したが、１つあるいは２つ以上とし
てもよいことはいうまでもない。
封止孔２を２つ形成したが、１つあるいは２つ以上とし
てもよいことはいうまでもない。
【００３８】また、上記実施形態では、常温において封
止作業を行うようにしたが、本発明の奏する効果を損な
わない範囲において作業温度を適宜変更できることはい
うまでもない。
止作業を行うようにしたが、本発明の奏する効果を損な
わない範囲において作業温度を適宜変更できることはい
うまでもない。
【００３９】
【発明の効果】本発明によれば、以下の効果を奏するこ
とができる。
とができる。
【００４０】上記第１の特徴を有する発明によれば、液
体冷媒をモジュール内に充填する際に、チャンバー内を
減圧状態にしているので、従来のように大気圧で充填す
る場合に比べて、充填時に発生する気泡を極力抑えるこ
とができる。従って、従来に比べて、モジュールの冷却
性能の向上、ひいては当該モジュールを搭載したコンピ
ュータの処理性能の向上を図ることができる。
体冷媒をモジュール内に充填する際に、チャンバー内を
減圧状態にしているので、従来のように大気圧で充填す
る場合に比べて、充填時に発生する気泡を極力抑えるこ
とができる。従って、従来に比べて、モジュールの冷却
性能の向上、ひいては当該モジュールを搭載したコンピ
ュータの処理性能の向上を図ることができる。
【００４１】上記第２の特徴を有する発明によれば、電
子回路部品が動作してモジュール内へ封止した液体冷媒
の温度が上昇したときにも、モジュール内の圧力が大気
圧より低くなるように設定されているので、温度上昇に
伴って液体冷媒の体積が膨張しても、モジュールが変形
したりすることがなく、モジュールの動作中において液
体冷媒の漏れを抑えることができる。
子回路部品が動作してモジュール内へ封止した液体冷媒
の温度が上昇したときにも、モジュール内の圧力が大気
圧より低くなるように設定されているので、温度上昇に
伴って液体冷媒の体積が膨張しても、モジュールが変形
したりすることがなく、モジュールの動作中において液
体冷媒の漏れを抑えることができる。
【図１】本発明の一実施形態によるモジュール内への液
体冷媒の封止方法に使用するモジュールの封止前の概略
断面図である。
体冷媒の封止方法に使用するモジュールの封止前の概略
断面図である。
【図２】本発明の一実施形態によるモジュール内への液
体冷媒の封止方法において、チャンバー内にモジュール
を配置した状態を示す概略図である。
体冷媒の封止方法において、チャンバー内にモジュール
を配置した状態を示す概略図である。
【図３】同実施形態の手順を示すフローチャートであ
る。
る。
【図４】同実施形態によるモジュール内への液体冷媒の
封止方法の各ステップにおけるチャンバー内の圧力を示
す図である。
封止方法の各ステップにおけるチャンバー内の圧力を示
す図である。
１：モジュール、５：チャンバー、２０：ＬＳＩ（電子
回路部品）、Ｃ：液体冷媒、Ｐ０：大気圧、Ｐ１：真空
圧、Ｐ２：冷媒充填圧、Ｐ３：封止圧。
回路部品）、Ｃ：液体冷媒、Ｐ０：大気圧、Ｐ１：真空
圧、Ｐ２：冷媒充填圧、Ｐ３：封止圧。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桐生 栄一 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社日 立製作所エンタープライズサーバ事業部内 Ｆターム(参考） 5F036 AA01 BA05 BA10 BC09 BE09
Claims (2)
- 【請求項１】 電子回路部品を収容した未封止のモジュ
ールを、密閉可能なチャンバー内に配置し、該チャンバ
ー内の圧力を真空圧と大気圧との間の冷媒充填圧に設定
し、前記モジュール内に液体冷媒を充填し、該液体冷媒
の充填後に前記チャンバー内の圧力を前記冷媒充填圧と
大気圧との間の封止圧に加圧し、前記モジュールを密閉
して該モジュール内に該液体冷媒を封止し、前記チャン
バー内の圧力を大気圧にすることを特徴とするモジュー
ル内への液体冷媒の封止方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載のモジュール内への液体
冷媒の封止方法において、前記封止圧が、前記電子回路
部品が動作して前記モジュール内へ封止した前記液体冷
媒の温度が上昇したときに、該モジュール内の圧力が大
気圧より低くなるように設定されていることを特徴とす
るモジュール内への液体冷媒の封止方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11167042A JP2000357766A (ja) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | モジュール内への液体冷媒の封止方法 |
| US09/592,649 US6457228B1 (en) | 1999-06-14 | 2000-06-13 | Method for sealing liquid coolant into module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11167042A JP2000357766A (ja) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | モジュール内への液体冷媒の封止方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000357766A true JP2000357766A (ja) | 2000-12-26 |
Family
ID=15842317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11167042A Pending JP2000357766A (ja) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | モジュール内への液体冷媒の封止方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6457228B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000357766A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006339239A (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Toyota Motor Corp | 半導体装置 |
| JP7308379B1 (ja) | 2022-10-07 | 2023-07-14 | 健治 大沢 | 冷媒液注入及び封止方法 |
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| US6680128B2 (en) * | 2001-09-27 | 2004-01-20 | Agilent Technologies, Inc. | Method of making lead-free solder and solder paste with improved wetting and shelf life |
| TWI312906B (en) * | 2005-08-24 | 2009-08-01 | Chunghwa Picture Tubes Ltd | Coolant injection process and fixture for the same |
| US7602609B2 (en) * | 2007-05-31 | 2009-10-13 | Liebert Corporation | Cooling system and method of use |
| US8369090B2 (en) | 2009-05-12 | 2013-02-05 | Iceotope Limited | Cooled electronic system |
| WO2010130993A2 (en) * | 2009-05-12 | 2010-11-18 | Iceotope Limited | Cooled electronic system |
| JP7334507B2 (ja) * | 2019-07-03 | 2023-08-29 | 東京エレクトロン株式会社 | シール構造、真空処理装置及びシール方法 |
| CN111627837B (zh) * | 2020-06-02 | 2023-05-05 | 青岛佳恩半导体有限公司 | 一种快恢复整流二极管的封装装置及制造方法 |
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| US4341432A (en) * | 1979-08-06 | 1982-07-27 | Cutchaw John M | Liquid cooled connector for integrated circuit packages |
| JPH065700B2 (ja) * | 1987-07-22 | 1994-01-19 | 株式会社日立製作所 | 電子回路デバイスの冷却装置 |
| EP0341950B1 (en) * | 1988-05-09 | 1994-09-14 | Nec Corporation | Flat cooling structure of integrated circuit |
| US4928207A (en) * | 1989-06-15 | 1990-05-22 | International Business Machines Corporation | Circuit module with direct liquid cooling by a coolant flowing between a heat producing component and the face of a piston |
| CA2053055C (en) * | 1990-10-11 | 1997-02-25 | Tsukasa Mizuno | Liquid cooling system for lsi packages |
| FR2699365B1 (fr) * | 1992-12-16 | 1995-02-10 | Alcatel Telspace | Système de dissipation de l'énergie calorifique dégagée par un composant électronique. |
| US5459352A (en) * | 1993-03-31 | 1995-10-17 | Unisys Corporation | Integrated circuit package having a liquid metal-aluminum/copper joint |
| US5485671A (en) * | 1993-09-10 | 1996-01-23 | Aavid Laboratories, Inc. | Method of making a two-phase thermal bag component cooler |
| US5413965A (en) * | 1993-09-13 | 1995-05-09 | Motorola, Inc. | Method of making microelectronic device package containing a liquid |
| US5373417A (en) * | 1994-02-28 | 1994-12-13 | Motorola, Inc. | Liquid-cooled circuit package with micro-bellows for controlling expansion |
| US5390077A (en) * | 1994-07-14 | 1995-02-14 | At&T Global Information Solutions Company | Integrated circuit cooling device having internal baffle |
| JP3634480B2 (ja) | 1996-02-06 | 2005-03-30 | 株式会社日立製作所 | モジュール内への液体冷媒の封止方法 |
| US5986884A (en) * | 1998-07-13 | 1999-11-16 | Ford Motor Company | Method for cooling electronic components |
-
1999
- 1999-06-14 JP JP11167042A patent/JP2000357766A/ja active Pending
-
2000
- 2000-06-13 US US09/592,649 patent/US6457228B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2006339239A (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Toyota Motor Corp | 半導体装置 |
| JP7308379B1 (ja) | 2022-10-07 | 2023-07-14 | 健治 大沢 | 冷媒液注入及び封止方法 |
| JP2024055440A (ja) * | 2022-10-07 | 2024-04-18 | 健治 大沢 | 冷媒液注入及び封止方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6457228B1 (en) | 2002-10-01 |
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