JP2927975B2 - 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 - Google Patents
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Info
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- JP2927975B2 JP2927975B2 JP3006750A JP675091A JP2927975B2 JP 2927975 B2 JP2927975 B2 JP 2927975B2 JP 3006750 A JP3006750 A JP 3006750A JP 675091 A JP675091 A JP 675091A JP 2927975 B2 JP2927975 B2 JP 2927975B2
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- integrated circuit
- temperature
- substrate
- sensor carrier
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73253—Bump and layer connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/153—Connection portion
- H01L2924/1531—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
- H01L2924/15312—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a pin array, e.g. PGA
Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、大型の情報処理装置等
の電子機器を構成する集積回路パッケージの温度を測定
する温度検出構造およびこれに用いられる温度センサキ
ャリアに関する。
の電子機器を構成する集積回路パッケージの温度を測定
する温度検出構造およびこれに用いられる温度センサキ
ャリアに関する。
【０００２】
【従来の技術】情報処理装置等の電子装置では多数の集
積回路素子を搭載した基板を複数枚、架に実装し、架に
取り付けたファンにより強制空冷を行い、その排気温度
を観測し、排気温度が規定値以上になると、集積回路素
子の破壊を防ぐ為に、装置への給電を停止する等の処置
を行うのが一般的である。
積回路素子を搭載した基板を複数枚、架に実装し、架に
取り付けたファンにより強制空冷を行い、その排気温度
を観測し、排気温度が規定値以上になると、集積回路素
子の破壊を防ぐ為に、装置への給電を停止する等の処置
を行うのが一般的である。
【０００３】近年、素子の大規模集積化，実装の高密度
化に伴い、架内の発熱密度が極度に高くなっており、こ
れらを使用した装置では液体冷却方式を採用した集積回
路パッケージを使用している。この方式では集積回路パ
ッケージ毎に温度センサを用意し集積回路パッケージの
温度を検出し、温度が規定以上になると、給電を停止す
る等の保護処理を行っている。
化に伴い、架内の発熱密度が極度に高くなっており、こ
れらを使用した装置では液体冷却方式を採用した集積回
路パッケージを使用している。この方式では集積回路パ
ッケージ毎に温度センサを用意し集積回路パッケージの
温度を検出し、温度が規定以上になると、給電を停止す
る等の保護処理を行っている。
【０００４】従来の集積回路パッケージの温度検出構造
では、例えば特開平２−６０１５１号公報に記載されて
いるように配線基板と冷却器との間に集積回路素子のチ
ップキャリアを挟んで集積回路素子の冷却を行う場合、
集積回路素子のチップキャリアと同一の部品高さを有す
るケースを設けて、このケース内に用意した温度センサ
により温度を検出している。この従来技術では、ケース
の冷却器側にキャップを設けて温度センサを気密封止
し、温度センサを熱伝導性接着剤によってキャップに接
着することにより、冷却器の集積回路との対向面の温度
を測定している。
では、例えば特開平２−６０１５１号公報に記載されて
いるように配線基板と冷却器との間に集積回路素子のチ
ップキャリアを挟んで集積回路素子の冷却を行う場合、
集積回路素子のチップキャリアと同一の部品高さを有す
るケースを設けて、このケース内に用意した温度センサ
により温度を検出している。この従来技術では、ケース
の冷却器側にキャップを設けて温度センサを気密封止
し、温度センサを熱伝導性接着剤によってキャップに接
着することにより、冷却器の集積回路との対向面の温度
を測定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の従来技
術では、ケースにキャップをする構造を採るため、半田
付け工程や洗浄工程において少しの隙間からフラックス
や洗浄液が侵入した場合にこれを取り除くことが困難と
なる。フラックス等が残留した場合、温度センサの両電
極間でショートが発生したり、温度上昇に伴ってフラッ
クスがガス化してケース周囲の部品に付着してショート
を引き起こす等の問題を生じる。
術では、ケースにキャップをする構造を採るため、半田
付け工程や洗浄工程において少しの隙間からフラックス
や洗浄液が侵入した場合にこれを取り除くことが困難と
なる。フラックス等が残留した場合、温度センサの両電
極間でショートが発生したり、温度上昇に伴ってフラッ
クスがガス化してケース周囲の部品に付着してショート
を引き起こす等の問題を生じる。
【０００６】これに対し、侵入したフラックス等を洗い
流せるように、キャップに鉛直するケースの四辺の内で
向かい合う二辺を取り除いて残る二辺のみでキャップを
支えるような構造を採用した場合には、キャップとケー
スとの接続が二辺のみとなり、構造上強度を確保するこ
とが困難になるという問題がある。
流せるように、キャップに鉛直するケースの四辺の内で
向かい合う二辺を取り除いて残る二辺のみでキャップを
支えるような構造を採用した場合には、キャップとケー
スとの接続が二辺のみとなり、構造上強度を確保するこ
とが困難になるという問題がある。
【０００７】
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の集積回路パッケ
ージの温度検出構造は、集積回路素子を搭載する配線基
板と、前記集積回路素子の上面と熱的に連結して前記集
積回路素子を冷却する冷却器と、前記配線基板に搭載さ
れ上面が前記冷却器に熱的に連結された温度センサキャ
リアの基板と、この温度センサキャリアの基板に設けら
れた凹部に固着された温度センサと、この温度センサの
リードおよび前記温度センサキャリアの基板のバンプと
内部配線で接続され前記凹部に設けられたパッドとを含
み、前記温度センサの信号を前記温度センサキャリアの
基板のバンプを介して前記配線基板に伝えさらに前記配
線基板の入出力ピンを経て外部に伝えることを特徴とす
る。
ージの温度検出構造は、集積回路素子を搭載する配線基
板と、前記集積回路素子の上面と熱的に連結して前記集
積回路素子を冷却する冷却器と、前記配線基板に搭載さ
れ上面が前記冷却器に熱的に連結された温度センサキャ
リアの基板と、この温度センサキャリアの基板に設けら
れた凹部に固着された温度センサと、この温度センサの
リードおよび前記温度センサキャリアの基板のバンプと
内部配線で接続され前記凹部に設けられたパッドとを含
み、前記温度センサの信号を前記温度センサキャリアの
基板のバンプを介して前記配線基板に伝えさらに前記配
線基板の入出力ピンを経て外部に伝えることを特徴とす
る。
【００１１】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００１２】図１（ａ）および（ｂ）は本発明の一実施
例の温度センサキャリアを示す縦断面図及び上面図であ
る。図１に示す温度センサキャリア１の基板６には、凹
部５が設けてあり、凹部５に温度センサ３が熱伝導性の
接着剤４で接着される。また、凹部５には、パッド２が
設けてあり、温度センサ３のリード８と接続される。パ
ッド２と、リード８との接続方法としては、Ａｕ／Ｓｎ
（８０／２０ｗｔ％）等の半田付けによるが、金金熱圧
着法でもよい。基板６の下面には、複数のバンプ７が設
けてあり、基板６の内部配線９を介してパッド２と接続
される。
例の温度センサキャリアを示す縦断面図及び上面図であ
る。図１に示す温度センサキャリア１の基板６には、凹
部５が設けてあり、凹部５に温度センサ３が熱伝導性の
接着剤４で接着される。また、凹部５には、パッド２が
設けてあり、温度センサ３のリード８と接続される。パ
ッド２と、リード８との接続方法としては、Ａｕ／Ｓｎ
（８０／２０ｗｔ％）等の半田付けによるが、金金熱圧
着法でもよい。基板６の下面には、複数のバンプ７が設
けてあり、基板６の内部配線９を介してパッド２と接続
される。
【００１３】図２は図１に示す温度センサキャリア１を
実装した集積回路パッケージの縦断面図である。１９は
チップキャリアに搭載された集積回路素子である。
実装した集積回路パッケージの縦断面図である。１９は
チップキャリアに搭載された集積回路素子である。
【００１４】１８は複数個の集積回路素子１９と温度セ
ンサキャリア１を搭載する配線基板であり、集積回路素
子１９が搭載された面と反対の面には多数の入出力ピン
１０が設けられ、外部との信号接続，電源供給を行い、
また外周を囲むよう基板枠１１を固着する。１２は冷却
器で液体冷媒の入口１３出口１４および内部の冷媒流路
１５を有する。冷却器１２は集積回路素子１９の上面に
対向し、微小な間隙を保つよう基板枠１１にねじ１６に
て固定される。冷却器１２と集積回路素子１９との微小
間隙にはペースト状の熱伝導性コンパウンド１７を充填
する。本実施例では液冷方式を採用した場合を述べる
が、空冷とする場合は冷却器１２の代わりに例えばフィ
ンを設けたヒートシンクを取り付ければよい。
ンサキャリア１を搭載する配線基板であり、集積回路素
子１９が搭載された面と反対の面には多数の入出力ピン
１０が設けられ、外部との信号接続，電源供給を行い、
また外周を囲むよう基板枠１１を固着する。１２は冷却
器で液体冷媒の入口１３出口１４および内部の冷媒流路
１５を有する。冷却器１２は集積回路素子１９の上面に
対向し、微小な間隙を保つよう基板枠１１にねじ１６に
て固定される。冷却器１２と集積回路素子１９との微小
間隙にはペースト状の熱伝導性コンパウンド１７を充填
する。本実施例では液冷方式を採用した場合を述べる
が、空冷とする場合は冷却器１２の代わりに例えばフィ
ンを設けたヒートシンクを取り付ければよい。
【００１５】集積回路素子１９で発生した熱は熱伝導性
コンパウンド１７を介して冷却器１２へと伝わり冷媒流
路１５内を流れる液体冷媒へと排熱される。このとき冷
却器１２の集積回路素子１９との対向面の温度は集積回
路素子１９内のＰ−Ｎ接合の温度とある一定の温度差を
持つ。したがって計算または実験によりこの温度差を求
めれば、冷却器１２の集積回路素子１９との対向面の温
度を測定することにより集積回路素子１９のＰ−Ｎ接合
の温度を算出することができる。
コンパウンド１７を介して冷却器１２へと伝わり冷媒流
路１５内を流れる液体冷媒へと排熱される。このとき冷
却器１２の集積回路素子１９との対向面の温度は集積回
路素子１９内のＰ−Ｎ接合の温度とある一定の温度差を
持つ。したがって計算または実験によりこの温度差を求
めれば、冷却器１２の集積回路素子１９との対向面の温
度を測定することにより集積回路素子１９のＰ−Ｎ接合
の温度を算出することができる。
【００１６】温度センサキャリア１は他の集積回路素子
１９と同じ部品高さをもつよう設計されており、温度セ
ンサキャリア１の上面と冷却器１２との微小間隙には熱
伝導性コンパウンド１７を充填してある。また温度セン
サ３は図１に示したように基板６の凹部５に熱伝導性接
着剤４で接着されているため、集積回路パッケージが熱
的に平衡状態にあれば温度センサ３により冷却器１２の
集積回路素子１９との対向面の温度を測定できる。
１９と同じ部品高さをもつよう設計されており、温度セ
ンサキャリア１の上面と冷却器１２との微小間隙には熱
伝導性コンパウンド１７を充填してある。また温度セン
サ３は図１に示したように基板６の凹部５に熱伝導性接
着剤４で接着されているため、集積回路パッケージが熱
的に平衡状態にあれば温度センサ３により冷却器１２の
集積回路素子１９との対向面の温度を測定できる。
【００１７】温度センサ３の出力を内部配線９，バンプ
７を介して配線基板１８に伝え、入出力ピン１０から外
部回路に入力するようにし、集積回路素子１９のＰ−Ｎ
接合が許容最高温度に達したときの冷却器１２の（集積
回路素子１９と対向する面の）温度を温度センサ３が検
知したときに集積回路素子１９への電源供給を停止する
よう外部回路を構成することにより集積回路素子１９の
保護機構を構成することができる。
７を介して配線基板１８に伝え、入出力ピン１０から外
部回路に入力するようにし、集積回路素子１９のＰ−Ｎ
接合が許容最高温度に達したときの冷却器１２の（集積
回路素子１９と対向する面の）温度を温度センサ３が検
知したときに集積回路素子１９への電源供給を停止する
よう外部回路を構成することにより集積回路素子１９の
保護機構を構成することができる。
【００１８】温度センサキャリア１からの信号は他の集
積回路素子１９の信号と同様配線基板１８に設けられた
入出力ピン１０により外部へ接続されるので温度検出の
ために専用のコネクタ等を設ける必要がない。したがっ
て集積回路パッケージの着脱は温度検出信号の接続を全
く意識せずに行うことができる。また集積回路パッケー
ジからの突出部も存在せず持運び時等に損傷を与えるこ
とがない。
積回路素子１９の信号と同様配線基板１８に設けられた
入出力ピン１０により外部へ接続されるので温度検出の
ために専用のコネクタ等を設ける必要がない。したがっ
て集積回路パッケージの着脱は温度検出信号の接続を全
く意識せずに行うことができる。また集積回路パッケー
ジからの突出部も存在せず持運び時等に損傷を与えるこ
とがない。
【００１９】以上説明したように、本発明の集積回路パ
ッケージの温度検出構造は、キャップ等を用いる封止を
必要としない構造であるため、信頼性が高く、製造工程
も簡単である。また、パッドを有する基板自体で断面コ
の字型を一体的に形成することにより、強い強度を確保
することができる。
ッケージの温度検出構造は、キャップ等を用いる封止を
必要としない構造であるため、信頼性が高く、製造工程
も簡単である。また、パッドを有する基板自体で断面コ
の字型を一体的に形成することにより、強い強度を確保
することができる。
【図１】本発明の一実施例の温度センサキャリアを示す
図である。
図である。
【図２】図１に示す温度センサキャリアを実装した集積
回路パッケージの断面図である。
回路パッケージの断面図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 集積回路素子を搭載する配線基板と、 前記集積回路素子の上面と熱的に連結して前記集積回路
素子を冷却する冷却器と、 前記配線基板に搭載され上面が前記冷却器に熱的に連結
されバンプ側の面である下面に凹部を有する温度センサ
キャリアの基板と、 この温度センサキャリアの基板に設けられた前記凹部に
固着された温度センサと、 この温度センサのリードおよび前記温度センサキャリア
の基板のバンプと内部配線で接続され前記凹部に設けら
れたパッドとを含み、 前記温度センサの信号を前記温度センサキャリアの基板
のバンプを介して前記配線基板に伝えさらに前記配線基
板の入出力ピンを経て外部に伝えることを特徴とする集
積回路パッケージの温度検出構造。 - 【請求項２】 バンプ側の面に設けられた凹部にパッド
を形成しこのパッドとバンプとを内部配線を介して接続
した基板と、 前記パッドリードが接続され前記凹部に固着された温度
センサを含むことを特徴とする温度センサキャリア。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3006750A JP2927975B2 (ja) | 1991-01-24 | 1991-01-24 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3006750A JP2927975B2 (ja) | 1991-01-24 | 1991-01-24 | 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04240753A JPH04240753A (ja) | 1992-08-28 |
| JP2927975B2 true JP2927975B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=11646869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3006750A Expired - Lifetime JP2927975B2 (ja) | 1991-01-24 | 1991-01-24 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2927975B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6356498B2 (ja) * | 2014-06-16 | 2018-07-11 | 住友電気工業株式会社 | 測温モジュール、プリント回路板及び測温モジュールの製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61276242A (ja) * | 1985-05-30 | 1986-12-06 | Hitachi Ltd | 半導体モジユ−ル |
| JPH0732217B2 (ja) * | 1988-08-26 | 1995-04-10 | 日本電気株式会社 | 集積回路パッケージの温度検出構造 |
-
1991
- 1991-01-24 JP JP3006750A patent/JP2927975B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04240753A (ja) | 1992-08-28 |
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