JPH07335788A - 制御された雰囲気を電子回路パッケージ内に維持する装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は集積回路チップの如くの電子部品を
汚染物のない制御された雰囲気中に維持する装置及び方
法の提供を目的とする。 【構成】 本発明の装置は、多チップモジュールに実装
された部品を封止された閉じ込め部に閉じ込め、汚染物
のない純粋窒素の如くの正圧のガスを閉じ込め部に維持
する。閉じ込め部に制御的に接続された加圧ガス源が設
けられ、保守のために内部にアクセスする必要のある場
合に排気弁が閉じ込め部内の圧力を平衡化するため使用
される。閉じ込め部内の適切な圧力レベルを監視、維持
する制御装置が設けられ、閉じ込め部を周期的に洗い流
すため使用し得る。１以上のゲッター材料用キャニスタ
ーは汚染物を除去するため閉じ込め部に取付けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の集積回路チップ
を被う多チップのモジュールに係り、特に、超小型電子
(micro-electronic)部品の劣化を防止するため制御され
た雰囲気中で上記モジュールを維持する方法及び装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】電子装置のサイズの縮小化と動作周波数
の高域化が続くため、複数の集積回路（ＩＣ）チップを
取り付け、相互接続する多チップモジュールを使用する
ことが徐々に重要性を増すと共に一般化している。上記
モジュールにおいて、チップは１以上のチップ担持用基
板に取り付けられる。かかる基板は、典型的には多層化
され、動作すべきチップに必要とされる種々の信号、電
源及び接地線を含む。多数のチップを多チップのモジュ
ールに実装することにより非常に高いチップ密度を実現
することができるので、チップ間の信号経路の長さは最
小限に抑えられ、多数のチップを比較的狭い空間に含め
ることができる。しかし、上記利点を実現するため、使
用される多層基板は極めて複雑になる。一般的な一つの
構成法において、屡々、上記の多層基板はパターニング
された金属層の間に複数のポリイミド材料製誘電性層を
含む。

【０００３】多チップのモジュールが構成されると、多
数の複雑かつ高集積化された能動形半導体装置と、バイ
パスキャパシタ及び抵抗の如くの受動形半導体装置が、
必要な電気的接点と、線と、装置への電源及び接地の供
給に使用され装置間の通信及びモジュールと外部との通
信に使用される別の構造体と共にかかるモジュールに含
まれる。上記構造体の殆どは、水蒸気のような反応性の
ガス汚染物に晒される場合に壊れやすい。かかる点に関
し多チップのモジュールに頻繁に使用されるポリイミド
層は、吸着し易く水蒸気を除気し易いことに注意が必要
である。

【０００４】チップ、他の装置又は構造体が場合によっ
ては有害性のあるガスに晒されることを防止する従来技
術の一つの解決法は封止である。かかる解決法は、一般
的に多層基板を利用しない単一チップのパッケージとの
組合せにおいては多少役立つ可能性はあるが、複雑な多
チップのモジュールとの組合せの場合には有用ではな
い。単一チップモジュールとは異なり、多チップモジュ
ールの場合に、モジュール全体を交換するのではなくモ
ジュール内で個々の部品を修理又は交換し得ることが屡
々望ましい。モジュール全体が封止されている場合に、
上記のモジュール内の修理又は交換は、一般的に極めて
困難であるか、或いは、不可能である。その上、封止は
封止された構造内に溜まった水蒸気の移動が壊れやすい
部品に達することを防止しない。

【０００５】単一チップ及び多チップモジュールの両方
と共に使用される別の解決法は、窒素又はヘリウムの如
くの化学的不活性ガスが流され、かつ、充たされる気密
に封止された室に壊れやすい部品を置くことである。こ
の方法には以下の二つの問題点がある。第一に、上記パ
ッケージは小さい亀裂又は孔に起因して最終的に漏れを
生じるので、不活性ガスが漏出し有害なガスが漏入する
可能性がある。上記の点に関し、チップのパッケージは
亀裂の発生前に、シール上に実質的に機械的応力を生じ
る実質的な温度範囲に亘る繰り返しの熱的サイクルに晒
されることに注意すべきである。第二に、パッケージ自
体からの汚染物が封止された室に漏入し損傷を与える可
能性がある。例えば、ポリイミド層又は他の表面からの
水蒸気は、封止された室内に除気され、そこに留まる。
かくして、湿気は、外部からの漏れ、或いは、内部の部
品からの除気によって超小型電子回路に入る。水は、か
なりの湿気が存在する可能性のある通常の雰囲気の状態
に晒される場合に、その双極性のため多数の表面に容易
に付着するので水蒸気の除気は特に難しい問題である。
次いで、吸着した水蒸気は、表面が封止された湿気のな
い閉じ込め部の内部に置かれる際に徐々に除気する。

【０００６】真空管の構成の如くのある種の電子応用に
おいて、上記の問題は、封止前に吸着したガスを取り除
くため上記の晒された表面を「取り出す（ブレークアウ
トする）」ことにより解決される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方法
は、非常に高温に加熱されると壊れる半導体チップ等の
ような超小型電子装置の場合に非常に有用という訳では
ない。ＩＣチップは湿気を取り除くため典型的に加熱さ
れるが、真空管のような壊れにくい部品に使用される場
合に比べ、加熱温度は低く加熱時間は一般的に短い。同
様に、汚染ガスを完全に除去するためチップモジールを
充分高温に上昇させることは、修理のためにパッケージ
が開けられ部品が雰囲気に晒される可能性のあるフィー
ルドで必要とされる修理を伴う場合には実際的ではな
い。最後に、高温の場合でさえ吸着したガスの取り出し
にはかなりの時間を要するので、生産コストの増大、或
いは、フィールドで行なわれる場合に装置を「オンライ
ン状態」に戻す際の遅れが増大する。

【０００８】従って、超小型電子部品が活性ガスの有害
な影響から保護されるよう超小型電子部品を多チップモ
ジュールにパッケージングする改良された装置及び方法
が必要とされる。従って、本発明は、壊れやすい超小型
電子部品が被われ、制御された不活性な雰囲気内に維持
される多チップモジュールの提供を目的とする。

【０００９】本発明の他の目的は、制御された雰囲気
が、汚染物の漏れ、或いは、除気に係わらず維持される
よう電子パッケージ内の壊れやすい電子部品の周囲に非
反応性の雰囲気を維持する手段を提供することである。
本発明の他の目的は、壊れやすい電子部品を収容する囲
われた容器を非反応性又は選択的反応性ガスを用いて浄
化する手段を提供し、除気の問題を緩和することであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】図面及び特許請求の範囲
の記載と共に発明の詳細な説明を読むことにより当業者
にとって明らかになる上記及び他の本発明の目的は、集
積回路チップの如くの壊れやすい超小型電子部品を収容
する室に制御された所望のガスの雰囲気を維持する新規
の装置及び方法によって実現される。

【００１１】本発明による装置において、集積回路チッ
プ等の超小型電子部品は、囲われ、好ましくは、気密封
止され加圧ガス源に流体的に連通する室内に収められ
る。上記室内部に正圧が維持されるよう上記室を洗い流
し上記ガスを供給する手段が設けられている。好ましく
は、室内の圧力は圧力検出手段を使用する制御手段によ
り監視され、かかる制御手段は、洗い流しの間と、所望
の正圧を維持する間に室内のガスの流出入を制御する。
好ましくは、上記ガスは、封止された室内の材料及び部
品に対し化学的に不活性であり、窒素、或いは、ヘリウ
ム又はアルゴンの如くの希ガスを含んでもよい。室内部
に維持される雰囲気は、不活性ガスの混合物、或いは、
閉じ込め部の内部の部品には影響を与えないが、例え
ば、水蒸気の如くの潜在的な汚染物と反応するガスを含
んでもよい。上記装置は、例えば、室内部の部品を交換
又は修理するため室へのアクセスが所望される際に、室
を浄化し、室を減圧し得る制御可能なガス放出手段を更
に有する。特に好ましい一実施例において、室内部の表
面及び部品から除気され、或いは、室に入るあらゆる有
害な材料が損傷を加え得る前に捉えられるよう１以上の
ゲッターが室に取り付けられる。かかる実施例には、上
記ゲッターを逆流によって周期的に取り替える手段が含
まれる。本発明は更なる面において、制御装置に作動的
に接続されて閉じ込め部を監視するセンサと、容器が封
止されているときに汚染物の除気を促進させるヒーター
を含んでもよい。

【００１２】本発明の幅広い面による方法は、室内部に
電子部品を閉じ、上記室をガス源に結合し、上記室を洗
い流し、上記室内部の上記ガスの実質的に一定な所定の
正圧を自動的に維持する段階よりなる。他の面におい
て、ガスは、室内部に留まるあらゆる汚染物を除去する
ため所定の間隔、或いは、センサに応じて室の中を洗い
流すことができる。他の一実施例において、室内部のガ
スはゲッターで除去される。

【００１３】

【作用】本発明によれば、集積回路チップ等の超小型電
子部品は、封止され、汚染ガスを含まないガスによって
正圧に維持された室内に収められる。従って、壊れやす
い超小型電子部品は、室内に閉じ込められ、制御された
不活性な雰囲気内に維持される。

【００１４】本発明の他の面によれば、室内の圧力は圧
力検出手段を使用する制御手段により監視され、洗い流
しの間と、所望の正圧を維持する間に室内の不活性ガス
の流出入を制御するので、汚染物の漏れ、或いは、除気
に係わらず電子パッケージ内の壊れやすい電子部品の周
囲に非反応性の雰囲気が維持される。本発明の他の面に
よれば、電子部品を収容する囲われた室は非反応性又は
選択的反応性ガスを用いて浄化されるので、除気による
汚染物が除去される。

【００１５】

【実施例】図１に示す水蒸気の如くの有害なガスによっ
て壊されやすい超小型電子部品を維持する装置を以下に
説明する。本発明によれば、例えば、多チップモジュー
ル内の剥きだしのＩＣチップの如くの部品は、不活性ガ
スの雰囲気が維持されている封止された閉じ込め部又は
室１００に閉じ込められる。一例として、各々は複数の
ＩＣチップ１２０を搭載する二つの基板１１０が閉じ込
め部１００の内部に置かれている様子が図示されてい
る。閉じ込め部の内部の基板１１０を互いに、及び、外
部の装置と相互に接続する電源及び信号線と共に、種々
の他の能動又は受動電子部品を閉じ込め部１００の中に
収めてよいことは当業者により認められよう。上述の如
く、基板１１０は電源、接地及び信号線がその中に埋め
られた多層状でもよい。しかし、典型的な多層構造は、
雰囲気に晒される際に容易に水蒸気を吸収し、後に除気
するポリイミドよりなる誘電性の層を使用する。多チッ
プモジュールと他の超小型電子部品とを閉じ込め部１０
０の内部に構成し相互に接続する方法の詳細は、当業者
にとって周知であり、これ以上詳細な説明を行なわな
い。

【００１６】閉じ込め部１００は箱形で概略的に示され
ているが、当業者は実際には別の形状が一般的に好まし
いことを認めるであろう。特に、閉じ込め部の容積を最
小限に抑え、その内部に閉じ込められた部品と一致する
よう閉じ込め部の形状を適合させることが一般的に好ま
しい。その上、本発明の好ましい実施例において、閉じ
込め部１００は、繰り返し開閉し得るよう両面で封止し
てもよい。これにより、部品の修理、交換、及び／又は
試験の目的で閉じ込め部の内部に閉じ込められた部品を
アクセスすることができる。閉じ込め部用の両面のシー
ルを形成する種々の方法が周知である。例えば、フラン
ジと、ガスケット又はＯ−リングのシールの組合せを使
用し得る。かかる両面のシールは図１の参照符号１０５
に概略的に示されている。両面で封止された閉じ込め部
の構成法の詳細は周知である。

【００１７】加圧ガス源１３０はガスライン１３５及び
弁１４０を介して閉じ込め部１００の内部に流体的に連
通する。本発明と共に使用されるガスは、好ましくは、
窒素又はヘリウムの如くの不活性ガスである。希ガスは
効果的に、完全に、化学的に不活性であるので、何れで
も使用することができる。しかし、本発明の場合に、用
語「不活性」は、閉じ込め部１００の内部に閉じ込めら
れた部品及び材料に相対的であることを意図している。
かくして、ある条件下である材料に対し化学的活性のあ
る窒素は、本明細書の場合に、閉じ込め部の内部に存在
する条件で超小型電子部品に典型的に使用される材料と
の有害な反応性はないので不活性であると考えられる。
潜在的な汚染物と選択的な反応特性を有するガスを使用
してもよい。例えば、関心のある特定の化合物が閉じ込
め部１００の内部の表面から除気することが分かってい
る場合に、当該化合物と反応し中和するガスは、本質的
にゲッターとして機能するよう選ばれる。かかる選択的
反応性ガスは室１００の内部の超小型電子部品に対し不
活性である。

【００１８】制御装置１７０によって開閉される弁１４
０は、容器１３０から閉じ込め部１００へのガスの流れ
を始動する。圧力放出弁１５０は、閉じ込め部の内部の
圧力が所定のレベルを上回らないことを確実にするため
閉じ込め部１００に接続される。弁座と気密的に合うバ
ネ調整ボールからなる簡単な弁を使用してもよい。かか
る弁において、圧力がバネの力を上回る際に、ボールは
座を離れ弁が開く。所定の圧力レベルで開く他の同様の
弁を使用してもよい。

【００１９】制御装置１７０によって開閉し得る排気弁
１６０は、閉じ込め部からガスを制御的に放出し得るよ
う使用される。かかる構成部品の動作は後述する。最後
に、圧力ゲージ１８０は、閉じ込め部１００の内部の全
ガス圧を測定する。好ましい一実施例において、圧力の
読み出し値は信号線１８５を介して制御装置１７０に通
知される。

【００２０】制御装置１７０は多チップモジュールとは
別個のものとして示されているが、上記モジュールがコ
ンピュータ又は必要な入出力装置を有するマイクロプロ
セッサよりなる場合に、装置の制御はかかるコンピュー
タにより行なうことが可能である。勿論、必要があれば
別個の制御装置を使用し得る。かかる装置は、典型的に
は、マイクロコントローラと、入出力装置と、読み出し
専用メモリの如くの以下に説明する必要なプログラムを
格納する手段とからなる。以下に説明する性能を有する
制御装置を構成しプログラミングする方法の詳細は、当
業者にとって周知である。

【００２１】動作時に、閉じ込め部１００の内部に閉じ
込められるべき超小型電子部品が閉じ込め部の内部に適
切に置かれた後に、閉じ込め部は封止される。以下に説
明する理由のため、かかる封止は気密又は密封的である
ことが好ましいが、本発明の利点の一つは、完全な封止
を必要とせず、ある程度の漏れが許容されることであ
る。閉じ込め部を封止すると同時に、制御装置１７０は
作動され始動ルーチンを開始する。制御装置１７０は、
閉じ込め部１００の内部の圧力が実質的に雰囲気圧であ
るかどうかを圧力ゲージ１８０から判定する。この時点
で、制御装置はガス源１３０からガスが閉じ込め部に流
れ込むようガス供給弁１４０を作動させる。当業者にと
って明らかな如く、減圧器及び／又は流れ制御器は高圧
に加圧されたガス容器１３０と閉じ込め部１００との間
に接続される。減圧器及び／又は流れ制御器は弁１４０
に組み込んでもよい。

【００２２】一実施例において、始動ルーチンの一部と
して、圧力放出弁１６０は開けられ、次いで、封止され
るときの閉じ込め部１００に最初に含まれる雰囲気ガス
は、ガスが閉じ込め部を流れる際に装置から流れ出る。
所定の時間間隔に亘りガスを閉じ込め部に流した後、或
いは、調節された量のガスを使用した後に、弁１６０は
閉じられ、閉じ込め部内の圧力は上昇する。圧力ゲージ
１８０で読み取られる際の閉じ込め部内の圧力が所定の
レベルに達したときに、弁１４０は閉じられる。所定の
圧力レベルは、好ましくは、雰囲気圧を僅かに上回るだ
けなので、かかる圧力は閉じ込め部を構成する壁又はシ
ールに過剰な機械的力を加えることはない。一実施例に
おいて、雰囲気圧を１平方インチ当たり１ポンド上回る
圧力（１ｐｓｉ）が使用される。しかし、漏れが発生す
る場合にガスが室１００から流れ出る正圧が必要であ
る。

【００２３】他の一実施例において、排気弁１６０は、
始動ルーチンと引き続く閉じ込め部のガスの流入の間で
閉じたままである。かかる実施例において、始動時に閉
じ込め部は封止され、弁１４０はガス容器１３０から閉
じ込め部１００にガスを流し込み得るよう開けられる。
閉じ込め部内の圧力が圧力放出弁１５０の逃げ圧に上昇
するときに、弁１５０は押し開けられる。その後、弁１
４０はガスが引き続き閉じ込め部に流入し、圧力放出弁
１５０を通して流出し得るよう開いたままである。すべ
ての雰囲気性ガスの閉じ込め部を洗い流す。閉じ込め部
の洗い流しが完了すると、弁１４０は閉じられ、閉じ込
め部の圧力は圧力放出弁１５０の逃げ圧で安定化する。
従って、かかる実施例において、弁１５０の逃げ圧は作
動する閉じ込め部の所望の圧力であるよう選ばれる。

【００２４】閉じ込め部１００内の圧力が所望のレベル
で安定化された後に、好ましくは、閉じ込め部内の雰囲
気が不活性のままであり続けるよう閉じ込め部へのガス
の流入、流出はない。しかし、圧力は監視され、ガスが
閉じ込め部から漏出する場合には、制御装置１７０は不
活性ガスの供給を補うため弁１４０を自動的に開く。そ
の上、著しい漏れが検出される場合には、制御装置１７
０は作業者にエラーメッセージを送るか、或いは、警報
を告げることが可能である。或いは、制御装置１７０
は、エラーメッセージ又は警報は、漏れが著しい、例え
ば、所望の圧力を維持し得ない場合だけにトリガーされ
るようプログラミングしてもよい。

【００２５】動作時に多チップモジュール１１０は加熱
され、閉じ込め部内のガスの加熱を生じさせることに注
意すべきである。これにより、ガス圧は上昇し圧力安全
弁１４０からガスが損失する場合がある。かかる圧力損
失は圧力ゲージ１８０によって検出され、制御装置１７
０は圧力を所望のレベルに戻すため弁１４０を開ける。

【００２６】本発明の他の面によれば、閉じ込め部１０
０内のガスは、ガス源１３０から閉じ込め部に新鮮なガ
スを流す弁１４０を開くことにより所定の間隔で洗い流
される。一実施例において弁１６０を上記の目的で開け
てもよい。ガスが流された後に、弁１４０は閉じられ、
ガスの過圧は上記の如く維持される。好ましい実施例に
おいて、閉じ込め部の中を流されるガス容積は、存在す
る汚染物の実質的に全部を洗い流すことを保証するため
閉じ込め部の容積の少なくとも１０倍である。

【００２７】閉じ込め部を周期的に洗い流すことは、閉
じ込め部の表面から徐々に除気され、最初の洗い流しで
完全には除去されない汚染物を取り除去するために有用
である。或いは、洗い流しは周期的ではない所定の間隔
で行なってよい。当業者によって認められる如く、除気
の速度は逆指数関数曲線に略一致するので、除気の速度
は閉じ込め部が封止された直後に最大になり、時間をか
けてゼロに漸近する。従って、制御装置１７０は、先に
説明した上記曲線に略一致する洗い流し過程を実現する
ようプログラミングしてもよく、即ち、上記プログラム
は、時間をかけて周波数が減少し、上記始動ルーチンの
後に続く自動的な洗い流しが屡々起こるよう設定され
る。

【００２８】或いは、当該汚染物のレベルを監視するた
め制御装置１７０に接続された一つ以上のセンサを閉じ
込め部１００内に配置してもよく、制御装置は汚染物の
閾値レベルが検知された場合に閉じ込め部の洗い流しを
開始するようプログラムされる。他の実施例において、
弁１４０は、閉じ込め部が連続的に洗い流されるよう少
量のガスが閉じ込め部に流れるのを許容するため連続的
に開いたままにしておくことが可能である。流速は漏れ
が生じる場合に必要に応じて制御装置１７０により調節
し得る流れ制御装置によって制御される。この方法はよ
り多くのガスを使用し、より高価な精密流れ制御装置を
必要とするので最も費用がかかる。しかし、閉じ込め部
１００内の部品が汚染物で著しく壊れやすい場合には、
この方法が好ましい。

【００２９】例えば、部品を交換又は修理するために閉
じ込め部１００の内部にアクセスすることが必要とされ
る場合に、作業者は制御装置１７０に指令を出すか、或
いは、作動させ、制御装置は閉じ込め部内の圧力がシー
ルの破損前に平衡化されるよう弁１６０を開ける。圧力
の平衡化は、突然に圧力が放出される場合に生じる突然
の機械的力が閉じ込め部内の部品に加えられるのを防止
するために望ましい。勿論、弁１６０は上記目的のため
に手動的に操作可能であってもよい。

【００３０】閉じ込め部と、不活性ガスを閉じ込め部に
供給する装置は、保守（例えば、試験、修理又は交換）
のために室が開けられる際に、超小型電子部品が汚染性
ガスに晒されるのを最小限に抑えるため不活性ガスが壊
れやすい超小型電子部品の全体に流れるよう構成される
ことが好ましい。次いで、図２を参照するに、付加的な
特徴を有する本発明の特に好ましい一実施例が示されて
いる。同図において、図１に関し説明した要素と同一の
要素には、先頭の数字として１ではなく２を使用する同
様の参照符号が付けられている。図２において、装置の
多数の要素は制御装置２７０によって制御される。簡明
性のため、全ての制御ラインが完全に示されている訳で
はなく；多くの要素と制御装置との間の結合は、その一
端が矢印である点線を用いて表わされている。

【００３１】図２において、ゲッターは閉じ込め部内に
除気する汚染物を除去するため多チップモジュール閉じ
込め部２００と流体的に連通する。同図に示す如く、ゲ
ッターは、ゲッター材料で充たされたキャニスターの形
で取り付けられることが好ましい。図示した実施例にお
いて、異なる二種類からなる実質的に同一の二つのキャ
ニスターが使用されている。キャニスター２２５と２２
５’は水蒸気ゲッターを含み、キャニスター２２６と２
２６’は酸素ゲッターを含む。上記用途の適当なゲッタ
ー材料は当業者にとって周知であり、これ以上詳細に説
明する必要はない。従って、一例として酸素ゲッターに
ついて説明するが、当業者は、他のゲッター材料を入手
することが可能であり、関心のある特定の汚染物を制御
するために使用し得ることを認めるであろう。

【００３２】図２の実施例において、制御装置２７０に
接続されたヒーター２９０は、表面から閉じ込め部２０
０内部への汚染物の除気を促進するために使用される。
装置が最初に封止され、上述の如く洗い流された後に、
ヒーター２９０は閉じ込め部２００内の表面の温度を上
げるため作動させられる。好ましくは、弁２６０が閉じ
られる前にヒーター２９０は止められ、温度は雰囲気温
度に戻される。上述の如く、閉じ込め部２００内の部品
の温度は、損傷を与える可能性のあるレベル未満に維持
する必要があるので、ヒーターだけの使用では、水蒸気
のような汚染物を妥当な時間内に完全に除去するには不
十分である。しかし、前述の如く、除気の速度は逆指数
関数を近似する曲線に従い、閉じ込め部が最初に封止さ
れる際の閉じ込め部の加熱によって上記の速度が本来的
に最も大きい場合の除気が促進されるので、後でゲッタ
ー材料によって吸収する必要のある量が実質的に低減さ
れる。

【００３３】図２に示すヒーター２９０は、閉じ込め部
２００内に取り付けられるように示されているが、ヒー
ターは閉じ込め部の外面に置いても不都合のないことは
当業者により認められるであろう。かかる場合に、ヒー
ターは、熱エネルギーが閉じ込め部の内面に効率的に伝
えられるよう非常に熱伝導性の良い表面に置かれること
が好ましい。

【００３４】隔離弁２４７ａ−２４７ｄは、閉じ込め部
２００の内部と、キャニスター２２５、２２６の内部と
の流体的な接続を開閉するために使用される。弁２４５
ａ−２４５ｄと２４６ａ−２４６ｄは、キャニスターと
流体的に連通し、以下の如く使用される。閉じ込められ
た多チップモジュール装置の通常動作中に、弁２４７ａ
−２４７ｄは開かれ、弁２４５ａ−２４５ｄ及び弁２４
６ａ−２４６ｄは閉じられる。上記構成において、ゲッ
ター材料の四つの例示的なキャニスターの全ては閉じ込
め部と同時に流体的に連通し、除気等によって閉じ込め
部に導入される汚染物は全てのキャニスター内でゲッタ
ー材料により吸収される。他の実施例において、１組の
キャニスター、例えば、キャニスター２２５と２２６
は、閉じ込め部と流体的に連通し、別のキャニスター
対、例えば、キャニスター２２５’と２２６’は、予備
に確保される。これは、弁２４７ａ及び弁２４７ｂを開
き、同時に弁２４７ｃ及び弁２４７ｄを閉じることによ
り実現される。

【００３５】本発明の装置が動作する際に時間をかけ
て、キャニスター内のゲッター材料は汚染物を吸収する
のに伴ってその効率が損なわれる。そのままにして置か
れると、最終的にゲッター材料は飽和し、汚染物の吸収
能力を完全に失う。この状況を制御するため、キャニス
ターは周期的に交換、或いは、洗い流して回復してもよ
い。例えば、キャニスター２２５を洗い流すために、弁
２４７ａはこのキャニスターを隔離するよう閉じられ、
浄化ガスが浄化ガス源（図示しない）に接続された弁２
４５ａを開くことによって導入される。キャニスター２
２５の中を流れた後、浄化ガスは開かれた弁２４６ａを
介して出る。上述の如く、キャニスター２２５’が予備
に確保されている場合には、キャニスター２２５が洗い
流されている間に弁２４７ｃは開かれていてもよい。か
かる方法で洗い流されるキャニスターは、キャニスター
の回復過程を促進するため同時に加熱してもよい。或い
は、使用されたキャニスターは隔離後に取り除き、交換
することも可能である。取り除かれたキャニスターは取
り外された後に回復させ得る。

【００３６】図２の実施例において、センサ２８２は汚
染物の存在を検知するため閉じ込め部内に置かれる。図
示された例示的な実施例には、二つのセンサがあり、一
方は水蒸気の存在の検知用であり、他方は酸素の検知用
である。かかるセンサは、好ましくは、図１に関連して
説明した如く装置を洗い流すことによってバックグラウ
ンドレベルを上回る汚染物の存在に応答する制御装置２
７０に接続される。その上、作業者はエラーメッセージ
又は警報によって警告を受ける。制御装置２７０は、一
つ以上のキャニスターを自動的に隔離し、逆流させるよ
うプログラムすることが可能であることは当業者にとっ
て明らかであろう。同様に制御プログラムは、所定の時
間間隔でキャニスターの回復処理を自動的に始動するよ
う設定することが可能である。更に、キャニスター自体
に、参照符号２８４で示す如く、キャニスターの効率を
監視するためにセンサを取り付けてもよい。

【００３７】図２の実施例における連続的なゲッタリン
グ（除去）は、汚染物センサに応答して閉じ込め部を洗
い流すだけの装置に対し利点がある。パッケージ内の不
安定な部品は、汚染物に対し高い親和力を有し、本質的
に汚染物の収集器又はゲッターとして機能する場合があ
る。従って、パッケージ内にかかる部品が存在する場合
に、センサが汚染物の閾値を検知する機能が阻害される
可能性がある。一方、適切に選ばれたゲッターをパッケ
ージ内で使用することは、別の内部のパッケージ表面に
匹敵する好結果が得られる。その上、非常に小型のパッ
ケージで汚染物レベルを正確に検知することは困難な場
合がある。その一方で、ゲッター材料の湿気の含有量を
判定することは比較的容易である。

【００３８】本発明をその好ましい幾つかの実施例に関
して説明したが、本発明の精神を逸脱することなく他の
変形及び実施例を行い得ることは当業者により認められ
るであろう。従って、本発明の範囲は、特許請求の範囲
の記載だけを参照して構成されるべきである。

【００３９】

【発明の効果】上記の如く本発明によれば、チップモジ
ュールを高温に加熱することなく水蒸気等の汚染物を除
去することができるので、高温によって壊れやすい多チ
ップモジュールを封止するパッケージが得られる。更
に、高温に加熱する必要がないので、モジュールが雰囲
気に晒されるフィールドにおける多チップモジュール内
の部品の交換、修理等の作業を実際的に行なえるように
なり、その上、作業に要する時間が短縮される利点が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の閉じたチップモジールの略断面図であ
る。

【図２】本発明の閉じたチップモジュールの他の一実施
例の略断面図である。

【符号の説明】

１００，２００ 室（閉じ込め部） １０５ 両面シール １１０ 基板 １２０ ＩＣチップ １３０ 加圧ガス源 １３５ ガスライン １４０ 弁 １５０ 圧力放出弁 １６０，２６０ 排気弁 １７０，２７０ 制御装置 １８０ 圧力ゲージ １８５ 信号線 ２２５，２２５’，２２６，２２６’ キャニスター ２４５ａ，２４５ｂ，２４５ｃ，２４５ｄ，２４６ａ，
２４６ｂ，２４６ｃ，２４６ｄ 弁 ２４７ａ，２４７ｂ，２４７ｃ，２４７ｄ 隔離弁 ２８２，２８４ センサ ２９０ ヒーター

Claims (36)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 汚染ガスによって壊れやすい電子的な超
   小型電子部品を上記汚染ガスのない制御された雰囲気内
   に維持する装置であって、 超小型電子部品を収容する囲われた室と；該室と流体的
   に連通する加圧ガス源と；該室を該加圧ガスで洗い流す
   ガス流制御手段と；該ガスの実質的に一定の正圧を該室
   内で維持する圧力制御手段とからなる装置。
2. 【請求項２】 前記ガス流制御手段に作動的に結合され
   た自動的な装置制御手段と、該装置制御手段に作動的に
   結合され前記室内の上記ガス圧を判定する圧力検出手段
   とを更に有する請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 開いているときに該室内の圧力が雰囲気
   圧と平衡するよう前記室内からガスを放出する排気弁を
   更に有する請求項２記載の装置。
4. 【請求項４】 前記排気弁は前記装置制御手段に作動的
   に結合されている請求項３記載の装置。
5. 【請求項５】 前記ガスは不活性である請求項１記載の
   装置。
6. 【請求項６】 前記ガスは前記室から汚染物を除去する
   反応性材料を含む請求項１記載の装置。
7. 【請求項７】 前記室内の前記正圧は通常動作中に雰囲
   気圧より約１ｐｓｉ上で維持される請求項１記載の装
   置。
8. 【請求項８】 前記室を気密的に隔離する両面の封止手
   段を更に有する請求項１記載の装置。
9. 【請求項９】 前記ガス流制御手段は前記加圧ガス源か
   ら前記室に連続的なガスの流れを生じさせる請求項１記
   載の装置。
10. 【請求項１０】 前記室と流体的に連通し、該室から汚
    染ガスを除去するゲッター手段を更に有する請求項１記
    載の装置。
11. 【請求項１１】 １種類以上の汚染ガスを上記装置から
    除去するよう複数のゲッター手段を更に有する請求項１
    ０記載の装置。
12. 【請求項１２】 前記室が動作している間前記ゲッター
    手段を該室から隔離する手段を有する請求項１０記載の
    装置。
13. 【請求項１３】 前記ゲッター手段を前記室から取外す
    ことが可能である請求項１２記載の装置。
14. 【請求項１４】 前記ゲッター手段を逆流させる手段を
    更に有する請求項１２記載の装置。
15. 【請求項１５】 前記ゲッター手段を隔離する前記手段
    と、該ゲッター手段を逆流させる前記手段と、自動制御
    装置に作動的に結合されている請求項１４記載の装置。
16. 【請求項１６】 前記室内の汚染ガスの存在を検知する
    検知手段を更に有する請求項２記載の装置。
17. 【請求項１７】 前記制御装置は、所定の閾値レベルを
    上回る汚染物が前記室内で検知されるときに、該室を洗
    い流す請求項１６記載の装置。
18. 【請求項１８】 前記制御装置は所定の間隔で前記室を
    洗い流す請求項２記載の装置。
19. 【請求項１９】 表面に吸着した汚染ガスを除去するよ
    う、前記室の内部と熱的に導通し該室内の表面温度を上
    昇させる加熱手段を更に有する請求項１記載の装置。
20. 【請求項２０】 少なくとも一のポリイミド層からなる
    多チップのモジュールに取り付けられた複数の集積回路
    チップを制御された雰囲気中に維持する装置であって：
    該多チップのモジュールを収容する両面で封止可能な閉
    じ込め部と；該閉じ込め部に流体的に連通する不活性ガ
    ス源と；該不活性ガスの該閉じ込め部への流れを制御す
    る流れ制御手段と；該閉じ込め部内からガスを放出する
    排気手段と；該閉じ込め部と該流れ制御手段に接続され
    該流れ制御手段と該排気手段を自動的に制御する装置制
    御手段とからなり、該装置制御手段は該閉じ込め部内で
    所望の正圧を実質的に維持するよう適合させられている
    装置。
21. 【請求項２１】 前記装置制御手段に接続され前記室内
    の圧力を測定する圧力ゲージを更に有し、該装置制御手
    段は前記室の該圧力が所定のレベルより低下するときに
    ユーザに警告する通知手段を更に有する、請求項２０記
    載の装置。
22. 【請求項２２】 前記閉じ込め部に接続され汚染ガスを
    除去するゲッター手段を更に有する請求項２０記載の装
    置。
23. 【請求項２３】 超小型電子部品を室内に閉じ込め；該
    室を不活性ガス源に接続し；該室が封止されているとき
    に該室内の実質的に全ての汚染ガスが該室から排出され
    るよう該室を該不活性ガスで洗い流し；該室内の該不活
    性ガスの所定の正圧を自動的に維持する段階からなる、
    超小型電子部品を制御された雰囲気中に維持する方法。
24. 【請求項２４】 前記室内の所定の正圧を自動的に維持
    する段階は、上記室内の圧力を検出する段階を有する請
    求項２３記載の方法。
25. 【請求項２５】 前記正圧を前記室から排出し、次い
    で、前記超小型電子部品が維持、修理又は交換され得る
    よう上記室を開ける段階を更に有する請求項２３記載の
    方法。
26. 【請求項２６】 汚染物の存在に関し上記室を監視し、
    汚染物が検出されたときに上記室を該不活性ガスで洗い
    流す段階を更に有する請求項２３記載の方法。
27. 【請求項２７】 所定の間隔で前記室を前記不活性ガス
    で洗い流す段階を更に有する請求項２３記載の方法。
28. 【請求項２８】 前記所定の間隔は周期的である請求項
    ２７記載の方法。
29. 【請求項２９】 前記所定の間隔は逆指数関数曲線に略
    一致する請求項２７記載の方法。
30. 【請求項３０】 前記室を洗い流す段階は所定量のガス
    を該室の中に流す段階からなる請求項２３記載の方法。
31. 【請求項３１】 前記室が洗い流されている間に前記室
    内の表面を加熱する段階を更に有する請求項２３記載の
    方法。
32. 【請求項３２】 前記室が開いている間に前記不活性ガ
    スを前記超小型電子部品の全体に流す段階を更に有する
    請求項２５記載の装置。
33. 【請求項３３】 前記室内の汚染ガスをそれによって除
    去するよう該封止された室に流体的に連通するゲッター
    材料を置く段階を更に有する請求項２３記載の方法。
34. 【請求項３４】 前記ゲッター材料は前記室から隔離さ
    れ得る別の容器に保持され、該容器を該室から隔離する
    段階を更に有する請求項３３記載の方法。
35. 【請求項３５】 前記ゲッター材料の容器を逆流させる
    段階を更に有する請求項３４記載の方法。
36. 【請求項３６】 前記室は前記不活性ガスで実質的に連
    続的に洗い流される請求項２３記載の方法。