JPH0812890B2 - モジュール封止方法 - Google Patents

モジュール封止方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 熱伝導冷却方式の冷却装置を備えたプリント板のモジ
ュールにおいて、基板の裏面の全周と冷却装置コールド
プレート側のフランジを気密に封止する封止方法に関
し、 基板とフランジの接合部で機械的、熱的な力を緩和し
て基板の損傷を防ぎ且つモジュール内部の気密性を保つ
ことができることを目的とし、 プリント基板の裏面の全周に、熱伝導冷却用コールド
プレートに取付けられる連結金具のフランジを接合して
封止するモジュール封止方法において、基板の裏面の周
縁に、中間を切断した溝部を有するポリイミド層を所定
の厚さに設け、該ポリイミド層及び溝部の表面に金属薄
膜層を塗布し、該金属薄膜層とフランジを半田付けして
接合する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、熱伝導冷却方式の冷却装置を備えたプリン
ト板のモジュールにおいて、基板の裏面の全周と冷却装
置コールドプレート側のフランジを気密に封止する封止
方法に関する。
近年、電算機等の電子装置のプリント板は、多層セラ
ミック基板に高密度の集積回路素子が多数実装されて高
密度及び高速化が著しく、このため発熱量も多い。従っ
て、安定した稼働を行うには効果的に冷却する必要があ
り、そこで冷却効果の大きい冷媒を用いて各集積回路素
子を直接冷却する熱伝導冷却方式が採用されている。
ここで、かかる熱伝導冷却方式ではプリント板の表面
の素子の直上に、冷媒の通路、ベローズ等を有するコー
ルドプレートが配置され、湿度の多い雰囲気になる。こ
のため、コールドプレートとプリント板の間の空間を封
止して、内部に窒素、ヘリウム等のガスを一定の圧力で
封入して乾燥状態に保ち、素子、基板パターン、接合材
料の腐食による信頼性劣化を防いでいる。
〔従来の技術〕
そこで、従来上記モジュール封止は第３図（ａ）、
（ｂ）のように行われている。即ち、（ａ）のようにプ
リント板１は多層セラミックの基板２の表面2aに集積回
路素子３が多く実装され、裏面2bに入出力ピン４が突出
して成る。また、熱伝導冷却装置５は下方が開口した箱
形のコールドプレート６を有し、このコールドプレート
６の内部に冷媒の通路７が設けられ、且つ通路７と連通
したベローズ８が吊設される。そこで、プリント板１の
各素子３にベローズ８の底の受熱板９を密着するように
コールドプレート６を被着し、このプレート６の下に環
状の連結金具10を取付ける。そして、金具10の内方に突
出するフランジ10aを基板２の裏面2bの全周に掛けて固
定することで、モジュール11を構成している。
一方、基板２の裏面2bとフランジ10aの封止は、
（ｂ）のように予め基板裏面2bの周縁に金属薄膜層12が
設けられており、この金属薄膜層12とフランジ10aが半
田13により接合されて封止される。そして、コールドプ
レート６とプリント板１との間の密閉した空間14の内部
に窒素等のガスが封入されるのである。
これにより、素子３、基板２のパターン等はガスによ
り乾燥状態に保持され、素子３で生じる熱がベローズ８
の冷媒により除去して冷却されることになる。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、上記従来例のものにあっては、基板２の裏
面2bの全周にフランジ10aが直接半田付けして封止され
る。このため、ベローズ８の押付力が基板２の周縁とフ
ランジ10aの接合部に直接的にかかり、この接合部には
更に熱膨張差による熱応力も逃げの無い状態でかかる。
これにより、機械的に弱いガラスセラミック等の基板２
は剥離又は破損することがある。
本発明は、かかる問題点に鑑みなされたもので、その
目的とするろころは、基板とフランジの接合部で機械
的、熱的な力を緩和して基板の損傷を防ぎ且つ、モジュ
ール内部の気密性を保つことができるモジュール封止方
法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため、本発明のモジュール封止方
法は、 ポリイミド層が基板に対する接着性が良く、比較的厚
く塗布することでその弾性により機械的、熱的な力を分
散、吸収し得る点に着目している。
ここで、基板の裏面の周縁に先ず、ポリイミド層を厚
目に設け、この厚の中間に厚形成時又は厚形成後に切断
した吸水防止用の溝部を設ける。
そして、ポリイミド層及び溝部に金属薄膜層を設け
て、フランジに半田付けして接合し、気密に封止するも
のである。
〔作用〕
上記モジュール封止方法により、基板側の金属薄膜層
はポリイミド層により強固に接着してフランジとの接合
力が増大する。また、ポリイミド層の弾性により接合部
にかかる機械的、熱的な力が分散又は吸収されて、基板
側に無理な力が作用しなくなり、外部からポリイミド層
に吸引される水分は溝部の金属薄膜層により阻止される
ことになる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。
第１図において、符号２は多層セラミック基板、2bは
裏面、10aはフランジであり、基板２の裏面2bとフラン
ジ10aの接合による封止部のみが図示され、プリント板
及び熱伝導冷却装置は第３図（ａ）と全く同一であって
省略してある。
そこで、第２図（ａ）のように基板２の裏面2bの周縁
にポリイミド層15を厚目の厚さに付着し、次いで（ｂ）
のようにポリイミド層15の中間をエッチング法により切
断除去して溝部15aを設ける。そして、（ｃ）のように
ポリイミド層15と溝部15aの表面に金属薄膜層12を均一
にスパッタ法により付着して半田付け可能にする。
その後、第１図のように基板２の金属薄膜層12とフラ
ンジ10aを合致し、両者の間に半田13を充填して接合す
ることで封止するのである。
これにより、基板２側の金属薄膜層12はポリイミド層
15に強固に接着し、これに伴い基板２とフランジ10aは
強力に接合することになる。また、ポリイミド層15は比
較的厚いことで弾性を有し、このためベローズ押付力が
基板２にかかると、これに伴いポリイミド層15が変形し
てその略全域で押付力を受けるように分散する。一方、
熱応力がかかるとポリイミド層15が同様に変形して吸収
するのであり、これにより基板２には無理な力が作用し
なくなって損傷しないように保護される。
ポリイミド層15は吸水性を有するため、外部の水分が
ポリイミド層15に吸引されるが、中間の溝部15aで金属
薄膜層12によりポリイミド層15が分断されている。この
ため、侵入した水分は溝部15aの金属薄膜層12により進
行が阻止され、これにより基板２の内側は乾燥状態を安
定して保つ。
以上、本発明の実施例について述べたが、ポリイミド
層15の溝部15aは２条以上でも良く、その場合は半田13
の付着面積が増して接合力が増大する。
〔発明の効果〕
以上述べてきたように、本発明によれば、 基板とフランジの封止において、基板側の金属薄膜層
の下にポリイミド層が設けられて、接合力を強化し、基
板を無理な力がかからないように支えるので、基板の損
傷が防止されて信頼性が向上する。
ポリイミド層の吸水は阻止されるので、乾燥低下等の
不具合を生じない。
ポリイミド層の付加により構造、製造が容易である。
ポリイミド層の弾性等の特性は厚さ、巾等により調整
できて、最適化し得る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のモジュール封止方法の実施例を示す断
面図、 第２図（ａ）ないし（ｃ）は基板側の各層形成状態を示
す断面図、 第３図（ａ）はモジュールの一例を、（ｂ）は従来の封
止方法を示す断面図である。 図において、 ２は基板、 2bは裏面、 10aはフランジ、 12は金属薄膜層、 15はポリイミド層、 15aは溝部を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】プリント基板（２）の裏面（2b）の全周
    に、熱伝導冷却用コールドプレート（６）に取付けられ
    る連結金具（10）のフランジ（10a）を接合して封止す
    るモジュール封止方法において、 基板（２）の裏面（2b）の周縁に、中間を切断した溝部
    （15a）を有するポリイミド層（15）を所定の厚さに設
    け、 該ポリイミド層（15）及び溝部（15a）の表面に金属薄
    膜層（12）を設け、 該金属薄膜層（12）とフランジ（10a）を半田付けして
    接合するモジュール封止方法。
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