JPH0332223B2 - - Google Patents
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- JPH0332223B2 JPH0332223B2 JP60117368A JP11736885A JPH0332223B2 JP H0332223 B2 JPH0332223 B2 JP H0332223B2 JP 60117368 A JP60117368 A JP 60117368A JP 11736885 A JP11736885 A JP 11736885A JP H0332223 B2 JPH0332223 B2 JP H0332223B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- cooling
- semiconductor
- semiconductor module
- housing
- Prior art date
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
- H10W40/70—Fillings or auxiliary members in containers or in encapsulations for thermal protection or control
- H10W40/77—Auxiliary members characterised by their shape
- H10W40/776—Arrangements for jet impingement, e.g. for spraying
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/851—Dispositions of multiple connectors or interconnections
- H10W72/874—On different surfaces
- H10W72/877—Bump connectors and die-attach connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W90/00—Package configurations
- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/721—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bump connectors
- H10W90/724—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bump connectors between a chip and a stacked insulating package substrate, interposer or RDL
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、密閉循環型水冷却方式のマルチチツ
プ半導体モジユールの改良に係り、特に気密封止
された半導体モジユール内のLSI裸チツプを冷却
構造体からの水もれから保護するための保守技術
に関する。
プ半導体モジユールの改良に係り、特に気密封止
された半導体モジユール内のLSI裸チツプを冷却
構造体からの水もれから保護するための保守技術
に関する。
〔発明の背景〕
最近のマルチチツプ半導体モジユールにおいて
は、半導体技術の発達に伴い１個のチツプ素子か
ら発生する熱量は増加を続け、強制空冷型の手段
では半導体チツプを充分に冷却することができ
ず、事実上ほぼ空冷型の冷却性能の限界に達して
いる。このため、特に高速データ処理装置や同種
の装置における半導体モジユールに関しては、例
えば特開昭57−159050号公報に開示されているよ
うな浸漬型沸騰冷却方式や特公昭56−31743号公
報に開示されているような密閉循環型水冷却方式
など液体を用いた冷却装置が考案されている。
は、半導体技術の発達に伴い１個のチツプ素子か
ら発生する熱量は増加を続け、強制空冷型の手段
では半導体チツプを充分に冷却することができ
ず、事実上ほぼ空冷型の冷却性能の限界に達して
いる。このため、特に高速データ処理装置や同種
の装置における半導体モジユールに関しては、例
えば特開昭57−159050号公報に開示されているよ
うな浸漬型沸騰冷却方式や特公昭56−31743号公
報に開示されているような密閉循環型水冷却方式
など液体を用いた冷却装置が考案されている。
前者の浸漬型沸騰冷却方式は、後者の水冷却方
式に比べて冷却効率が低いものの、半導体モジユ
ールを封止した密閉容器内に誘電性冷却媒体を封
入するだけでよく、構造が後者の冷却方式に比べ
て簡単であるという利点がある。しかしながら、
現在最も分解に対して安定であるパーフルオロカ
ーボン系の低沸点冷却媒体を用いた場合でもそれ
が微量ながら水分と反応して沸化水素を発生し、
配線材料や半導体素子そのものを損傷する恐れが
あること、また冷却媒体そのものが一種の有機溶
媒であるため、有機系の多層配線基板を用いるこ
とができないといつた問題がある。
式に比べて冷却効率が低いものの、半導体モジユ
ールを封止した密閉容器内に誘電性冷却媒体を封
入するだけでよく、構造が後者の冷却方式に比べ
て簡単であるという利点がある。しかしながら、
現在最も分解に対して安定であるパーフルオロカ
ーボン系の低沸点冷却媒体を用いた場合でもそれ
が微量ながら水分と反応して沸化水素を発生し、
配線材料や半導体素子そのものを損傷する恐れが
あること、また冷却媒体そのものが一種の有機溶
媒であるため、有機系の多層配線基板を用いるこ
とができないといつた問題がある。
一方後者の密閉循環型水冷却方式では、冷却効
率が最も高くしかも配線や半導体素子への直接的
な悪影響がないという利点があるものの、冷却構
造体が複雑でかつ薄肉材を用いる必要があるた
め、腐食などによる冷却構造体の長期的信頼性が
乏しく、冷却水の漏れによる回路の誤動作や半導
体素子の損傷の可能性が高いという問題がある。
率が最も高くしかも配線や半導体素子への直接的
な悪影響がないという利点があるものの、冷却構
造体が複雑でかつ薄肉材を用いる必要があるた
め、腐食などによる冷却構造体の長期的信頼性が
乏しく、冷却水の漏れによる回路の誤動作や半導
体素子の損傷の可能性が高いという問題がある。
このように浸漬型沸騰冷却方式及び密閉循環型
水冷却方式にはそれぞれ固有の問題点があるが、
後者の水冷却方式は冷却構造体の信頼性を増しか
つ水漏れ対策を講じれば実用上の問題が解決で
き、前者の沸騰冷却方式に比べて有望と考えられ
る。しかし現在まで、特に超高速大型計算機の半
導体モジユールを対象とした液体冷却方式や構造
について種々の提案がされているものの、その水
漏れ対策のための保守管理面については具体的な
アイデアが提案されていない。
水冷却方式にはそれぞれ固有の問題点があるが、
後者の水冷却方式は冷却構造体の信頼性を増しか
つ水漏れ対策を講じれば実用上の問題が解決で
き、前者の沸騰冷却方式に比べて有望と考えられ
る。しかし現在まで、特に超高速大型計算機の半
導体モジユールを対象とした液体冷却方式や構造
について種々の提案がされているものの、その水
漏れ対策のための保守管理面については具体的な
アイデアが提案されていない。
事前に水漏れ対策を講ずるべく水漏れ発生時期
を予め予知するために、冷却構造体の腐食状況を
モニタリングする方法が考えられる。この方法に
は冷却水中に溶出した金属イオンの量を検出する
方法や冷却水の電気抵抗を測定する方法が考えら
れるが、これらは全体の平均的な腐食状況しか判
定できず、〓間腐食や孔食などの局部腐食に対し
ては腐食進行状況のモニタリングが困難であり、
水漏れ対策に十分であるとは言い難い。
を予め予知するために、冷却構造体の腐食状況を
モニタリングする方法が考えられる。この方法に
は冷却水中に溶出した金属イオンの量を検出する
方法や冷却水の電気抵抗を測定する方法が考えら
れるが、これらは全体の平均的な腐食状況しか判
定できず、〓間腐食や孔食などの局部腐食に対し
ては腐食進行状況のモニタリングが困難であり、
水漏れ対策に十分であるとは言い難い。
本発明の目的は、密閉循環型水冷却方式のマル
チチツプ半導体モジユールにおいて、冷却構造体
が腐食等により水漏れを生じた場合に、半導体モ
ジユール内に急激に水が侵入するのを防ぎかつ即
座に水漏れの発生を検知して保守処置を講じるこ
とができ、以て半導体モジユールの損傷を防止す
ることを可能にすることにある。
チチツプ半導体モジユールにおいて、冷却構造体
が腐食等により水漏れを生じた場合に、半導体モ
ジユール内に急激に水が侵入するのを防ぎかつ即
座に水漏れの発生を検知して保守処置を講じるこ
とができ、以て半導体モジユールの損傷を防止す
ることを可能にすることにある。
本発明に係る半導体モジユールは、半導体チツ
プを複数個搭載した配線基板と、該半導体チツプ
を個々に冷却する密閉循環水冷却構造体と、該水
冷却構造体、半導体チツプおよび少くとも配線基
板の該半導体チツプ搭載側を密封収容した密閉ハ
ウジングと、該密閉ハウジング内の空間の絶対湿
度の時間的変化を検出するために該密閉ハウジン
グ内に設置された金属酸化物系の湿度センサとを
具備したことを特徴とする。
プを複数個搭載した配線基板と、該半導体チツプ
を個々に冷却する密閉循環水冷却構造体と、該水
冷却構造体、半導体チツプおよび少くとも配線基
板の該半導体チツプ搭載側を密封収容した密閉ハ
ウジングと、該密閉ハウジング内の空間の絶対湿
度の時間的変化を検出するために該密閉ハウジン
グ内に設置された金属酸化物系の湿度センサとを
具備したことを特徴とする。
本発明の一実施例を第１図および第２図を用い
て説明する。第１図は、電着ベローズを用いた水
冷却構造体に有機膜をコーテイングし、Siチツプ
上に金属酸化物膜を構成した湿度センサをLSIチ
ツプと共に実装した半導体モジユールの構成を示
す図であり、また第２図は、第１図の半導体モジ
ユールを複数個実装した半導体装置の保守システ
ムを示す図である。
て説明する。第１図は、電着ベローズを用いた水
冷却構造体に有機膜をコーテイングし、Siチツプ
上に金属酸化物膜を構成した湿度センサをLSIチ
ツプと共に実装した半導体モジユールの構成を示
す図であり、また第２図は、第１図の半導体モジ
ユールを複数個実装した半導体装置の保守システ
ムを示す図である。
第１図において、ハウジング６の天壁に天井板
３、仕切り板４および底板５で形成された２段構
造の給水及び排水通路２３，２４を設け、ハウジ
ング６のモジユール内側にはLSIチツプ１４に対
応した位置に排水通路２４に開口する電着ベロー
ズ８をろう付けし、電着ベローズ８の先には金属
製キヤツプ９と熱伝導性が良く電気絶縁体である
セラミツク板１０とから構成される冷却ブロツク
をろう付してある。電着ベローズ８の内部には給
水通路２３から分岐したパイプ７を設けてあり、
給水口１９から給水通路２３および該パイプ７を
通つて冷却ブロツクへ効率よく冷却水が送られ、
そこから電着ベローズ８内および排水通路２４を
経て排水口２０へ冷却水が排出する構造となつて
いる。冷却ブロツクのセラミツク板１０とLSIチ
ツプ１４は、メタライズ膜１１，１３を介しては
んだ接続１２されている。LSIチツプ１４は多層
配線基板１８上にはんだ接続により搭載してあ
り、１５，１７は夫々端子、１６ははんだを示
す。多層配線基板１８上のあいたスペースには数
ケの湿度センサ２をLSIチツプ１４と同様はんだ
接続により搭載してある。湿度センサ２は1ppm
からの水分を検出できる高感度の金属酸化物系の
湿度センサであつて、Siチツプ上に金属酸化物膜
を形成したものとし、そのSiチツプの裏側にはは
んだ付用の金属パツドを形成し、湿度センサの電
極と該パツドを電気的に接続したものとするのが
好ましい。ハウジング６のスカート部下端は低融
点はんだ２１により多層配線基板１８に気密接合
してある。モジユール内においては、前記のハウ
ジング６と電着ベローズ８と冷却ブロツクとから
構成される冷却構造体の表面に、真空蒸着法によ
り形成した透湿性の有機薄膜１をコーテイングし
てある。有機薄膜のコーテイング方法は、真空蒸
着法の他にモノマーの液中に漬け電圧をかけて重
合させる電極法や、溶媒で希釈したモノマーの液
中に浸漬した後加熱して重合させる方法でも可能
である。また、モジユール内の密閉空間Ａは、一
度真空状態にした後、水分を1ppm以下にした高
純度のHeガスを充填してある。
３、仕切り板４および底板５で形成された２段構
造の給水及び排水通路２３，２４を設け、ハウジ
ング６のモジユール内側にはLSIチツプ１４に対
応した位置に排水通路２４に開口する電着ベロー
ズ８をろう付けし、電着ベローズ８の先には金属
製キヤツプ９と熱伝導性が良く電気絶縁体である
セラミツク板１０とから構成される冷却ブロツク
をろう付してある。電着ベローズ８の内部には給
水通路２３から分岐したパイプ７を設けてあり、
給水口１９から給水通路２３および該パイプ７を
通つて冷却ブロツクへ効率よく冷却水が送られ、
そこから電着ベローズ８内および排水通路２４を
経て排水口２０へ冷却水が排出する構造となつて
いる。冷却ブロツクのセラミツク板１０とLSIチ
ツプ１４は、メタライズ膜１１，１３を介しては
んだ接続１２されている。LSIチツプ１４は多層
配線基板１８上にはんだ接続により搭載してあ
り、１５，１７は夫々端子、１６ははんだを示
す。多層配線基板１８上のあいたスペースには数
ケの湿度センサ２をLSIチツプ１４と同様はんだ
接続により搭載してある。湿度センサ２は1ppm
からの水分を検出できる高感度の金属酸化物系の
湿度センサであつて、Siチツプ上に金属酸化物膜
を形成したものとし、そのSiチツプの裏側にはは
んだ付用の金属パツドを形成し、湿度センサの電
極と該パツドを電気的に接続したものとするのが
好ましい。ハウジング６のスカート部下端は低融
点はんだ２１により多層配線基板１８に気密接合
してある。モジユール内においては、前記のハウ
ジング６と電着ベローズ８と冷却ブロツクとから
構成される冷却構造体の表面に、真空蒸着法によ
り形成した透湿性の有機薄膜１をコーテイングし
てある。有機薄膜のコーテイング方法は、真空蒸
着法の他にモノマーの液中に漬け電圧をかけて重
合させる電極法や、溶媒で希釈したモノマーの液
中に浸漬した後加熱して重合させる方法でも可能
である。また、モジユール内の密閉空間Ａは、一
度真空状態にした後、水分を1ppm以下にした高
純度のHeガスを充填してある。
次に第２図において、前記の如く配線基板１８
にハウジング６を気密封止してなる半導体モジユ
ールを数段（図では三段）重ね、マザーボード２
７，３０により電気的に接続して半導体装置を構
成し、全体を気密容器２８内に納めてある。冷却
水は送水ポンプ３１により給水管３４から各半導
体モジユールの給水口１９に送り、排水口２０か
らの水は熱交換器３９で冷却しイオン交換樹脂を
内蔵した純水精製装置４３により再生して送水ポ
ンプ３１にもどし、循環させている。各半導体モ
ジユールの湿度センサ２の出力及び気密容器２８
内に設置した湿度センサ２９出力は監視制御装置
３６でモニタしており、そして、もしこれら湿度
センサにより夫々の密閉空間内の絶対湿度の上昇
が検出されたなら、直ちに現在処理中のデータを
記憶装置３７に転送させ、電源の供給を停止し、
さらに送水ポンプ３１を停止し、同時に吸引ポン
プ４０を駆動させて冷却水循環パイプ３４，３５
内が負圧となるように制御する。また、警報装置
３８により作業員に警告する。
にハウジング６を気密封止してなる半導体モジユ
ールを数段（図では三段）重ね、マザーボード２
７，３０により電気的に接続して半導体装置を構
成し、全体を気密容器２８内に納めてある。冷却
水は送水ポンプ３１により給水管３４から各半導
体モジユールの給水口１９に送り、排水口２０か
らの水は熱交換器３９で冷却しイオン交換樹脂を
内蔵した純水精製装置４３により再生して送水ポ
ンプ３１にもどし、循環させている。各半導体モ
ジユールの湿度センサ２の出力及び気密容器２８
内に設置した湿度センサ２９出力は監視制御装置
３６でモニタしており、そして、もしこれら湿度
センサにより夫々の密閉空間内の絶対湿度の上昇
が検出されたなら、直ちに現在処理中のデータを
記憶装置３７に転送させ、電源の供給を停止し、
さらに送水ポンプ３１を停止し、同時に吸引ポン
プ４０を駆動させて冷却水循環パイプ３４，３５
内が負圧となるように制御する。また、警報装置
３８により作業員に警告する。
本実施例によれば、冷却構造体が腐食等の理由
により水漏れを発生した場合でも、前記の有機薄
膜１は水漏れ量が急激に増加するのを防止すると
共に一時的に裸のLSIチツプ上に水滴が落ちるの
を該有機膜で防止し得る。さらに、通常、半導体
モジユールは50℃前後の湿度で使用されるため、
冷却構造体から漏れた水が微量な状態ではこれは
ほとんど気化する。このため生じた僅かな絶対湿
度の変化は1ppmからの水分を検出できる高感度
の金属酸化物系の湿度センサ２により水漏れの発
生として即座に検知されて前記の如き保守対策が
行われるため、裸のLSIチツプに水がかかつたり
湿度が高くなつたりすることによる半導体モジユ
ールの損傷を防止することが可能である。また、
Siチツプ上に金属酸化物を形成した湿度センサを
用いているので、半導体モジユールを組立てると
き、湿度センサを特別に実装する工程が不要であ
り、またその電気配線も多層配線基板内に予め布
線しておくことが可能なため、従来の半導体モジ
ユール実装工程と全く同様のはんだ付け工程によ
つて湿度センサを組込んだ半導体モジユールの組
立てが可能となる。また高純度のHeガス雰囲気
下ではセンサとして長期に亘る安定性が高いため
半導体装置としての信頼性が高くなる。
により水漏れを発生した場合でも、前記の有機薄
膜１は水漏れ量が急激に増加するのを防止すると
共に一時的に裸のLSIチツプ上に水滴が落ちるの
を該有機膜で防止し得る。さらに、通常、半導体
モジユールは50℃前後の湿度で使用されるため、
冷却構造体から漏れた水が微量な状態ではこれは
ほとんど気化する。このため生じた僅かな絶対湿
度の変化は1ppmからの水分を検出できる高感度
の金属酸化物系の湿度センサ２により水漏れの発
生として即座に検知されて前記の如き保守対策が
行われるため、裸のLSIチツプに水がかかつたり
湿度が高くなつたりすることによる半導体モジユ
ールの損傷を防止することが可能である。また、
Siチツプ上に金属酸化物を形成した湿度センサを
用いているので、半導体モジユールを組立てると
き、湿度センサを特別に実装する工程が不要であ
り、またその電気配線も多層配線基板内に予め布
線しておくことが可能なため、従来の半導体モジ
ユール実装工程と全く同様のはんだ付け工程によ
つて湿度センサを組込んだ半導体モジユールの組
立てが可能となる。また高純度のHeガス雰囲気
下ではセンサとして長期に亘る安定性が高いため
半導体装置としての信頼性が高くなる。
第３図は、１つの冷却ブロツク（９，１０より
なる）に各２個のマイクロベローズ８1，８2を用
いて冷却水を循環させる冷却構造体を用いた半導
体モジユールの場合の本発明の実施例を示す。第
１図と同じ符号は前述と同様の部分を示す。本実
施例では、第１図の２段構造の給水、排水通路２
３，２４ではなくて、横並び構造の給水、排水通
路６４，６５をハウジング天壁に形成してあり、
また第１図の湿度センサ２の代りにセラミツク板
上に電極と多孔質アルミナ膜を形成した湿度セン
サ４５をハウジング６のスカート部内面に実装し
てある。また、湿度センサの入出力リード線５
９，６０はハーメチツクシール５８により上記ス
カート部から外部に導出している。
なる）に各２個のマイクロベローズ８1，８2を用
いて冷却水を循環させる冷却構造体を用いた半導
体モジユールの場合の本発明の実施例を示す。第
１図と同じ符号は前述と同様の部分を示す。本実
施例では、第１図の２段構造の給水、排水通路２
３，２４ではなくて、横並び構造の給水、排水通
路６４，６５をハウジング天壁に形成してあり、
また第１図の湿度センサ２の代りにセラミツク板
上に電極と多孔質アルミナ膜を形成した湿度セン
サ４５をハウジング６のスカート部内面に実装し
てある。また、湿度センサの入出力リード線５
９，６０はハーメチツクシール５８により上記ス
カート部から外部に導出している。
第４図は本発明の更に他の実施例を示し、この
実施例では、冷却構造体として、ハウジング６天
壁との間に冷却水通路６７を形成するフレキシブ
ル金属薄膜６８に、一端にフイン８６を有する良
熱伝導性のブロツク形の熱伝導媒体７０をろう付
けし、この熱伝導媒体７０の他端をLSIチツプ１
４に接続し、上記通路６７に給水口８１から冷却
水８５を流して、上記ブロツク７０を介してチツ
プ１４を冷却するようになつている。ハウジング
６、金属薄膜６８、ブロツク７０の表面には、前
述実施例と同様、透湿性有機薄膜１が施してあ
る。図中、第１図と同じ符号は同様の部分を示
す。本実施例では、LSIチツプと同様にSiチツプ
８０の下面に金属酸化物系のセンサ回路７９と電
極及びはんだ付端子７５を形成した湿度センサを
実装している。
実施例では、冷却構造体として、ハウジング６天
壁との間に冷却水通路６７を形成するフレキシブ
ル金属薄膜６８に、一端にフイン８６を有する良
熱伝導性のブロツク形の熱伝導媒体７０をろう付
けし、この熱伝導媒体７０の他端をLSIチツプ１
４に接続し、上記通路６７に給水口８１から冷却
水８５を流して、上記ブロツク７０を介してチツ
プ１４を冷却するようになつている。ハウジング
６、金属薄膜６８、ブロツク７０の表面には、前
述実施例と同様、透湿性有機薄膜１が施してあ
る。図中、第１図と同じ符号は同様の部分を示
す。本実施例では、LSIチツプと同様にSiチツプ
８０の下面に金属酸化物系のセンサ回路７９と電
極及びはんだ付端子７５を形成した湿度センサを
実装している。
以上の第３図、第４図の実施例によつても、冷
却構造体からの水漏れを抑制し、かつ即座に水漏
れを検知し保守対策を行つて、半導体モジユール
の損傷を防止することができる効果があること、
この場合、第２図に示したと同様の保守システム
を用いることは勿論である。
却構造体からの水漏れを抑制し、かつ即座に水漏
れを検知し保守対策を行つて、半導体モジユール
の損傷を防止することができる効果があること、
この場合、第２図に示したと同様の保守システム
を用いることは勿論である。
なお、第２図における半導モジユールの据え付
けを上下逆さにしてもよい。そのようにすれば、
冷却構造体に水漏れが発生した場合でも、直接水
が裸のLSIチツプにかかることがなくなり、半導
体モジユールの損傷の可能性が低くなる。
けを上下逆さにしてもよい。そのようにすれば、
冷却構造体に水漏れが発生した場合でも、直接水
が裸のLSIチツプにかかることがなくなり、半導
体モジユールの損傷の可能性が低くなる。
本発明では、密閉循環型水冷却方式を採用した
半導体モジユールにおいて、半導体モジユールを
封止した密閉容器内に金属酸化物系の湿度センサ
を設置し、該容器内の絶対湿度の僅かな時間的変
化をもモニタリングするようにしたから、密閉循
環型の冷却構造体が腐食や破壊等の理由により僅
かに水漏れを生じた場合に、これが上記絶対湿度
の変化として即座に検知され、裸のLSIチツプに
水がかかつたり湿度が高くなつて半導体モジユー
ルが損傷する前に、水漏れ発生のごく初期におい
て、電気回路の電源スイツチを切つたり、冷却装
置系を制御して水圧を負圧した水漏れを抑制する
対策を行い、半導体モジユールを保守することが
可能となり、その損傷を防止し得る。
半導体モジユールにおいて、半導体モジユールを
封止した密閉容器内に金属酸化物系の湿度センサ
を設置し、該容器内の絶対湿度の僅かな時間的変
化をもモニタリングするようにしたから、密閉循
環型の冷却構造体が腐食や破壊等の理由により僅
かに水漏れを生じた場合に、これが上記絶対湿度
の変化として即座に検知され、裸のLSIチツプに
水がかかつたり湿度が高くなつて半導体モジユー
ルが損傷する前に、水漏れ発生のごく初期におい
て、電気回路の電源スイツチを切つたり、冷却装
置系を制御して水圧を負圧した水漏れを抑制する
対策を行い、半導体モジユールを保守することが
可能となり、その損傷を防止し得る。
さらには水冷却構造体の密閉容器内に含まれる
表面全面を透湿性の有機膜で覆うことにより、水
冷却構造体が腐食等の理由により水漏れを発生し
た場合でも一時的に裸のLSIチツプ上に水滴が落
下するのを防ぐことができ、その間に湿度センサ
により水もれを検知し保守対策ができるため、半
導体モジユールの保守が確実となる。
表面全面を透湿性の有機膜で覆うことにより、水
冷却構造体が腐食等の理由により水漏れを発生し
た場合でも一時的に裸のLSIチツプ上に水滴が落
下するのを防ぐことができ、その間に湿度センサ
により水もれを検知し保守対策ができるため、半
導体モジユールの保守が確実となる。
第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は
第１図の半導体モジユールを用いて構成した半導
体装置の保守システム図、第３図および第４図は
夫々本発明の他の実施例の断面図である。 １……有機薄膜、２……湿度センサ、６……ハ
ウジング、７……パイプ、８，８1，８2……ベロ
ーズ、９……キヤツプ、１０……セラミツク板、
１１，１３……メタライズ膜、１２……低融点は
んだ、１４……LSIチツプ、１８……多層配線基
板、１９……給水口、２０……排水口、２１……
低融点はんだ、２２……メタライズ膜、２３……
給水通路、２４……排水通路、２７，３０……マ
ザーボード、２８……気密容器、２９……湿度セ
ンサ、３１……送水ポンプ、３２，３３……電磁
バルブ、３４……給水管、３５……排水管、３６
……監視制御装置、３７……記憶装置、３８……
警報装置、３９……熱交換器、４０……吸引ポン
プ、４１……吸引管、４２……電源装置、４３…
…純水精製装置、４５……湿度センサ、６４……
給水ダクト、６５……排水ダクト、６７……冷却
水通路、６８……フレキシブル金属薄板、７０…
…熱伝達媒体、７９……センサ回路、８０……Si
チツプ、８１……給水口、８６……冷却フイン。
第１図の半導体モジユールを用いて構成した半導
体装置の保守システム図、第３図および第４図は
夫々本発明の他の実施例の断面図である。 １……有機薄膜、２……湿度センサ、６……ハ
ウジング、７……パイプ、８，８1，８2……ベロ
ーズ、９……キヤツプ、１０……セラミツク板、
１１，１３……メタライズ膜、１２……低融点は
んだ、１４……LSIチツプ、１８……多層配線基
板、１９……給水口、２０……排水口、２１……
低融点はんだ、２２……メタライズ膜、２３……
給水通路、２４……排水通路、２７，３０……マ
ザーボード、２８……気密容器、２９……湿度セ
ンサ、３１……送水ポンプ、３２，３３……電磁
バルブ、３４……給水管、３５……排水管、３６
……監視制御装置、３７……記憶装置、３８……
警報装置、３９……熱交換器、４０……吸引ポン
プ、４１……吸引管、４２……電源装置、４３…
…純水精製装置、４５……湿度センサ、６４……
給水ダクト、６５……排水ダクト、６７……冷却
水通路、６８……フレキシブル金属薄板、７０…
…熱伝達媒体、７９……センサ回路、８０……Si
チツプ、８１……給水口、８６……冷却フイン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体チツプを複数個搭載した配線基板と、
該半導体チツプを個々に冷却する密閉循環水冷却
構造体と、該水冷却構造体、半導体チツプおよび
少くとも配線基板の該半導体チツプ搭載側を密封
収容した密閉ハウジングと、該密閉ハウジング内
の空間の絶対湿度の時間的変化を検出するために
該密閉ハウジング内に設置された金属酸化物系の
湿度センサとを具備したことを特徴とする半導体
モジユール。 ２ 前記金属酸化物系の湿度センサはSiチツプ上
に形成され、他の半導体チツプと同様にはんだ接
続によつて前記配線基板上に実装された特許請求
の範囲第１項記載の半導体モジユール。 ３ 前記密閉ハウジング内の空間に面する前記水
冷却構造体の表面および密閉ハウジングの内面は
透湿性の有機薄膜で覆われている特許請求の範囲
第１項記載の半導体モジユール。 ４ 前記密閉ハウジング内の空間には、水分含有
量が多くとも1ppmを越えない不活性ガスが封入
されている特許請求の範囲第１項記載の半導体モ
ジユール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60117368A JPS61276242A (ja) | 1985-05-30 | 1985-05-30 | 半導体モジユ−ル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60117368A JPS61276242A (ja) | 1985-05-30 | 1985-05-30 | 半導体モジユ−ル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61276242A JPS61276242A (ja) | 1986-12-06 |
| JPH0332223B2 true JPH0332223B2 (ja) | 1991-05-10 |
Family
ID=14709929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60117368A Granted JPS61276242A (ja) | 1985-05-30 | 1985-05-30 | 半導体モジユ−ル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61276242A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1327710C (en) * | 1987-12-07 | 1994-03-15 | Kazuhiko Umezawa | Cooling system for ic package |
| DE68918156T2 (de) * | 1988-05-09 | 1995-01-12 | Nippon Electric Co | Flache Kühlungsstruktur für integrierte Schaltung. |
| US4975766A (en) * | 1988-08-26 | 1990-12-04 | Nec Corporation | Structure for temperature detection in a package |
| JPH06100408B2 (ja) * | 1988-09-09 | 1994-12-12 | 日本電気株式会社 | 冷却装置 |
| CA1304830C (en) * | 1988-09-20 | 1992-07-07 | Toshifumi Sano | Cooling structure |
| JP2927975B2 (ja) * | 1991-01-24 | 1999-07-28 | 日本電気株式会社 | 集積回路パッケージの温度検出構造および温度センサキャリア |
| JP2728105B2 (ja) * | 1991-10-21 | 1998-03-18 | 日本電気株式会社 | 集積回路用冷却装置 |
| JP2852148B2 (ja) * | 1991-10-21 | 1999-01-27 | 日本電気株式会社 | 集積回路パッケージの冷却構造 |
-
1985
- 1985-05-30 JP JP60117368A patent/JPS61276242A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61276242A (ja) | 1986-12-06 |
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