JPH09213854A - モジュール内への液体冷媒の封止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、モジュール内の隙間に気泡が
巻き込まれることなく、液体冷媒を確実に充填すること
のできるモジュール内への液体冷媒の封止方法を提供す
るにある。 【解決手段】電子回路部品であるＩＣ２０を収納した上
部の開口したセラミック配線基板１０とフレーム３０か
ら構成されるモジュール内に液体冷媒７０を注入する。
このモジュールを密閉したチャンバー１００内に収納
し、チャンバー１００内の圧力を第１の圧力Ｐ1まで低
下させて気泡を除去し、その後、チャンバー１００内に
不活性ガスを導入して、チャンバー１００の内部圧を大
気圧と第１の圧力Ｐ1の中間の圧力Ｐ2とした状態で、モ
ジュールの上部に冷却構造体４０の蓋を載置し、さら
に、チャンバー１００の内部の圧力が大気圧になるまで
戻して、モジュール内に液体冷媒を封止するようにして
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モジュール内への
液体冷媒の封止方法に係り、特に、電子計算機等に使用
されている電子回路部品を収納する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】従来、電子計算機に使用されるモジュー
ルは、ＩＣ（集積回路）を多数実装したセラミック基板
をキャップで封止した構造となっており、このモジュー
ル内に、Ｈｅガスを封入して、ＩＣの周囲を伝熱効果の
あるＨｅガス雰囲気としていた。ＩＣからの発熱は、Ｈ
ｅガス及び放冷部品を介して、外部に放熱されていた。

【０００３】しかしながら、電子計算機のコンパクト化
及び処理速度の向上のニーズと共に、モジュール内に実
装されるＩＣは、高密度化、高集積化され、それととも
に、ＩＣの発熱量が増大してきている。その結果、Ｈｅ
ガスを用いる方式では、十分な冷却を行うことができな
いため、冷媒として、Ｈｅガスに代えて液体冷媒を使用
する方式が考えられている。

【０００４】液体冷媒を使用する方式としては、例え
ば、特開平４ー３１４３５８号公報や特開平４ー１４７
６５６号公報に記載されているように、モジュール内に
クロロフルオロカーボンのような液体冷媒を流通させる
ものが知られている。

【０００５】しかしながら、液体冷媒を流通させる方式
では、モジュール内のＩＣの故障等により、モジュール
全体の交換が必要な際、モジュールからの液体冷媒の流
出の防止を講じる必要があることや、複数のモジュール
の内の一つのモジュールを交換する際交換が容易でない
等のモジュールの保守性の点で問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、モジュール内
に液体冷媒を流通させる方式に対しては、モジュール内
に、気体冷媒であるＨｅガスを封入した方式と同様にし
て、液体冷媒を封入する方式が好ましいが、この方式に
あっては、以下に述べるような気泡の問題が発生する。

【０００７】即ち、ＩＣ等は、基板上に取り付けられる
が、このＩＣと基板の間には隙間が形成され、また、Ｉ
Ｃからの放熱を促進するフィン状の放冷部品と、この放
冷部品からの熱をモジュールの外部に伝熱するための別
の放冷部品の間にも隙間が形成される。液体冷媒を封入
する際には、これらの隙間に液体冷媒を完全に重点する
ことは難しく、隙間に気泡が巻き込まれた状態となる。

【０００８】気泡は、液体冷媒に比べて、熱伝導率が低
いため、気泡と接触する部分の放熱が十分に行えなくな
る。モジュール内の温度、即ち、液体冷媒の温度を、例
えば、７０℃となるように温度制御したとしても、気泡
のある部分は、この温度以上になるため、モジュール内
の温度分布にアンバランスが生じることになる。電子計
算機用のＩＣは、所定温度以上になると、処理速度が低
下するため、気泡と接触するＩＣの中の一部における処
理速度の低下を引き起こすことになる。

【０００９】本発明の目的は、モジュール内の隙間に気
泡が巻き込まれることなく、液体冷媒を確実に充填する
ことのできるモジュール内への液体冷媒の封止方法を提
供するにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、電子回路部品を収納した上部の開口した
モジュール内に液体冷媒を注入し、このモジュールを密
閉したチャンバー内に収納し、このチャンバー内の圧力
を第１の圧力まで低下させ、その後、上記チャンバー内
に不活性ガスを導入して、上記チャンバーの内部圧を大
気圧と上記第１の圧力の中間の圧力とした状態で、上記
モジュールの上部に蓋を載置し、その後、さらに、上記
チャンバーの内部の圧力が大気圧になるまで戻して、上
記モジュール内に液体冷媒を封止するようにしたもので
あり、かかる方法とすることにより、モジュール内の気
泡の除去して、液体冷媒をモジュール内に封止し得るも
のとなる。

【００１１】上記モジュール内への液体冷媒の封止方法
において、好ましくは、上記中間の圧力は、上記モジュ
ール内に収納された電子回路部品が動作して上記モジュ
ール内の上記液体冷媒の温度が上昇した時点で、上記モ
ジュール内の圧力が大気圧以下となるように、設定する
ようにしたものであり、かかる方法とすることにより、
電子回路動作時のモジュール内部からのリークを防止し
得るものとなる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態によ
るモジュール内への液体冷媒の封止方法について、図１
乃至図７を用いて説明する。図１は、本発明の一実施の
形態によるモジュール内への液体冷媒の封止方法によっ
て液体冷媒の封止されたモジュールの断面図である。

【００１３】セラミック配線基板１０の上には、電子回
路部品である複数のＩＣ２０が、半田等の接続部２２に
よって接続固定されている。配線基板１０の裏面には、
図示しない入出力ピンが設けられており、これらの入出
力ピンは、配線基板１０内の配線を通じてＩＣ２０に電
気的に接続されている。セラミック配線基板１０のＩＣ
が搭載されている面の外周部には、枠状のフレーム３０
が載置されている。フレーム３０の下部と配線基板１０
は、半田３２によって接合されている。フレーム３０の
上方は、外側に広がっており、フランジ部３４を形成し
ている。

【００１４】冷却構造体４０は、その内部に冷却水の流
れる冷却通路４２を有している。冷却通路４２は、冷却
構造体４０の中央部内に設けられており、それぞれが連
通している。冷却構造体４０の上部には、冷却水流入口
４４及び冷却水流出口４６が設けられており、冷却水流
入口４４から流入した冷却水は、冷却通路４２を経て、
冷却水流出口４６から流出する。冷却構造体４０の外周
部は、フランジ部４８となっている。フレーム３０のフ
ランジ部３４と冷却構造体４０のフランジ部４８とは、
ゴム製のＯリング等のシール部材５０を介して、ボルト
５２により締結されている。

【００１５】ＩＣ２０の上部には、フィン状の放冷部品
６０が固定されている。放冷部品６０の上には、放冷部
品６０のくし歯と係合するように、フィン状の放冷部品
６２が載置されている。

【００１６】フレーム３０の内部の空間には、液体冷媒
７０が充填されている。液体冷媒７０としては、熱伝導
性があるとともに絶縁性を有するオイルが使用され、例
えば、鉱物油が使用される。液体冷媒７０は、放冷部品
６０及び放冷部品６２と接する位置まで充填されてい
る。また、放冷部品６２と冷却構造体４０の間は、液体
冷媒７２を介して密着している。

【００１７】従って、ＩＣ２０からの発熱は、放冷部品
６０，液体冷媒７０，放冷部品６２，液体冷媒７２，冷
却構造体４０を介して、冷却通路４２を流れる冷却水に
よって外部に放熱される。冷却水流入口４４から、常温
の冷却水を流すことにより、ＩＣ２０の温度は、最高で
７０℃程度に押さえられるように、冷却通路４２を流れ
る冷却水の流量や放冷部品６０，６２の形状は設計され
ている。

【００１８】フレーム３０の内部の空間に充填される液
体冷媒７０は、所定量となるように定量されて充填され
ており、フレーム３０の内部の空間には、一部気体８０
が封入されている。ここで気体８０としては、不活性ガ
ス、例えば、窒素を使用している。不活性ガスを用いる
ことにより、鉱物油等の液体冷媒７０の酸化を防止する
とともに、ＩＣ２０の温度が上昇し、液体冷媒７０の体
積が膨張した時に、この液体冷媒の体積膨張分を気体に
よって吸収し、フレーム３０の膨張を防止している。フ
レーム３０の内部空間における液体冷媒７０の充填時お
よび気体８０の封入時の液体冷媒７０と気体８０の体積
比率は、例えば、８：２となっている。

【００１９】また、以上のような構造を有するモジュー
ルは、図１に図示するように、水平状態で用いられるだ
けでなく、一般には、垂直状態で、電子計算機本体の内
部に実装されるが、そのときには、液体冷媒７０の量
は、一番上部側に位置するＩＣ２０の放冷部品６０とそ
の放冷部品６０と係合する放冷部品６２の間隙の一部が
液体冷媒７０と接触するような量となるようしてある。
そのような液体冷媒の量とすることにより、放冷部品６
０と放冷部品６２との間隙から毛細管現象によって液体
冷媒７０が上昇し、放冷部品６０と放冷部品６２とを液
体冷媒７０によって密着させ、放冷部品６０から放冷部
品６２への熱伝達を確保している。

【００２０】また、フレーム３０の内部の空間に封入さ
れる気体８０の封入時の圧力は、大気圧よりも低い圧力
となっている。気体８０の封入は常温で行われ、一方、
ＩＣ２０への通電時には、ＩＣ２０の温度は約７０℃に
上昇する。従って、気体８０の温度も約７０℃に上昇
し、気体８０の圧力が上昇し、また、液体冷媒７０の温
度上昇による体積膨張の影響でも気体８０の圧力が上昇
する。しかしながら、この時のフレーム３０の内部空間
の圧力が、大気圧よりも低くなるように、封入時の気体
の圧力を規定している。封入時の気体の圧力は、大気圧
（７６０Ｔｏｒｒ）に対して、例えば、５３２Ｔｏｒｒ
（＝７６０×０．７）としてある。

【００２１】封入時の気体の圧力が大気圧相当である
と、ＩＣ２０への通電時、フレーム３０の内部圧力が大
気圧よりも高くなり、内部に封止された気体８０や液体
冷媒７０のリークの問題が発生するが、ＩＣ２０への通
電時のフレーム３０の内部空間の圧力が、大気圧よりも
低くなるように、封入時の気体の圧力を規定することに
より、かかるリークの問題が発生することはない。

【００２２】図２は、本発明の一実施の形態によるモジ
ュール内への液体冷媒の封止方法において、フレーム内
に液体冷媒が注入される前の状態を示すモジュールの断
面図である。

【００２３】セラミック配線基板１０の上には、複数の
ＩＣ２０が、半田等の接続部２２によって接続固定され
ている。セラミック配線基板１０のＩＣが搭載されてい
る面の外周部には、枠状のフレーム３０が半田３２によ
って接合されている。

【００２４】ＩＣ２０の上部には、放冷部品６０が固定
されており、放冷部品６０の上には、放冷部品６２が組
み込まれている。また、フレーム３０のフランジ部３４
の溝には、シール部材５０が係合している。

【００２５】図３は、本発明の一実施の形態によるモジ
ュール内への液体冷媒の封止方法において、フレーム内
に液体冷媒が注入される状態を示すモジュールの断面図
である。図２と同一符号は、同一部品を示している。

【００２６】フレーム３０の内部の空間には、デイスペ
ンサー９０を用いて、液体冷媒７０が一定量注入され
る。

【００２７】ここで、液体冷媒７０の注入は、フレーム
３０の上方の、配線基板１０とほぼ同じ大きさを有する
開口から行えるので、液体冷媒の供給も簡単な操作で行
える。モジュール内に液体冷媒を注入する方法として
は、注入口を設ける方法も考えられるが、モジュールの
側壁等に注入口を設ける必要があるため、モジュールの
構造が複雑化する。

【００２８】それに対して、フレームの上方を大きく開
口した状態で液体冷媒を注入する本方式では、特別な注
入口は不要となり、構造も簡単となる。

【００２９】なお、図３に示したように、フレームの内
部空間に液体冷媒を注入しただけのモジュールの状態で
は、例えば、矢印Ａで示す配線基板１０とＩＣ２０の間
の隙間や、矢印Ｂで示す放冷部品６０と放冷部品６２の
間の隙間内に、気泡を残したままの状態となっている
が、これらの気泡は、後述する方法で除去される。

【００３０】図４は、本発明の一実施の形態によるモジ
ュール内への液体冷媒の封止方法において、フレーム内
に液体冷媒が注入されたモジュールをチャンバー内に設
置した状態を示す断面図である。図２と同一符号は、同
一部品を示している。

【００３１】チャンバー１００は、密閉された空間を形
成している。チャンバー１００には、真空ポンプ１１０
が接続されており、チャンバー１００の内部空間を真空
排気できる。真空ポンプ１１０としては、例えば、油回
転真空ポンプを用い、チャンバー１００の内部空間を約
１分で、０．２Ｔｏｒｒの圧力まで真空引きできる。

【００３２】また、チャンバー１００には、バルブ１２
２を介して、不活性ガスである窒素ボンベ１２０が接続
されており、チャンバー１００の内部圧力を監視しなが
ら、窒素ガスを導入することができる。

【００３３】チャンバー１００の内部に固定された取付
台１３０の上には、図３で示したフレームの内部に液体
冷媒の注入されたモジュールが位置決めされて載置され
る。チャンバー１００の上部には、上下機構１４０が取
り付けられている。上下機構１４０の保持部１４２は、
ベローズ１４４を介して、チャンバー１００内に上下動
可能に支持されている。保持部１４２は、冷却構造体取
付部１４６によって、モジュールの上方の所定位置に、
冷却構造体４０を保持している。

【００３４】この状態で、真空ポンプ１１０を動作さ
せ、チャンバー１００の内部を、例えば、０．２Ｔｏｒ
ｒの真空状態に真空排気することにより、配線基板１０
とＩＣ２０の間の隙間や、放冷部品６０と放冷部品６２
の間の隙間内に残存する気泡を除去する。

【００３５】その後、バルブ１２２を開いて、窒素ガス
ボンベ１２０から窒素ガスをチャンバー１００内に導入
する。この時、チャンバー１００の内部の圧力を監視し
て、その圧力が大気圧よりも低い、例えば、５３２Ｔｏ
ｒｒになるまで、窒素ガスを導入する。この時点で、一
旦、バルブ１２２を閉じ、窒素ガスの導入を停止する。
チャンバー１００内は、真空排気された後、窒素ガスが
導入されるため、窒素ガス雰囲気となっている。この状
態で、上下機構１４０を動作させ、冷却構造体４０を下
降して、フレーム３０の上に載置される。ここで、上述
したように、冷却構造体４０とフレーム３０は、それぞ
れ、チャンバー１００内で、位置決めされており、冷却
構造体４０のフランジ部４８とフレーム３０のフランジ
部３４がシール部材５０を介して対面する。冷却構造体
４０とフレーム３０によって囲まれるモジュールの空間
内には、液体冷媒７０および窒素ガスが存在し、窒素ガ
スの圧力は５３２Ｔｏｒｒである。

【００３６】上下機構１４０により、冷却構造体４０を
フレーム３０の上に載置した状態で、再度、バルブ１２
２を開き、窒素ガスを導入して、チャンバー１００内を
大気圧に戻す。冷却構造体４０とフレーム３０によって
囲まれるモジュールの空間内の窒素ガスの圧力は５３２
Ｔｏｒｒであり、外部の空間は大気圧となるため、この
圧力差によって、冷却構造体４０は、フレーム３０に密
着する。

【００３７】この圧力差が大きすぎると、モジュール内
の電子回路部品にかなりの応力が加わることになるが、
２２８Ｔｏｒｒ（＝７６０Ｔｏｒｒ−５３２Ｔｏｒｒ）
程度であれば、モジュールへの応力の影響はないもので
ある。また、モジュール内への液体冷媒および窒素ガス
の封止作業は、常温下で行われるのに対して、電子回路
部品に通電し、電子計算機等を動作させた状態では、モ
ジュール内の液体冷媒の温度は、７０℃程度まで上昇す
る。従って、窒素ガスの温度も上昇し、窒素ガスの体積
膨張と、液体冷媒の体積膨張の影響で、内部圧力も上昇
する。しかしながら、封入時の圧力を５３２Ｔｏｒｒと
しておくことにより、電子回路部品への通電時にも、モ
ジュールの内部圧力を大気圧よりも低く維持し、モジュ
ール内部からのリークを防止できる。なお、封入時のガ
ス圧力は、モジュール内部空間の体積や、電子回路動作
時のモジュール内部の温度に応じて、適宜変え得るもの
である。

【００３８】その後、モジュールをチャンバー１００よ
り取出し、冷却構造体４０とＯリング等のシール部材５
０の気密性が確保されているかを、冷却構造体４０を人
手にて持ち上げることで確認する。

【００３９】さらに、一定時間が経過した後に上述作業
を行っても気密性が維持されていれば、図１に示される
ように、冷却構造体４０のフランジ部４８とフレーム３
０のフランジ部３４を、最終のネジ５２の締結を行い、
作業を終了する。もし、Ｏリング部等の傷発生により、
圧力がリークした場合は、冷却構造体４０を持ち上げた
際に、冷却構造体４０が簡単に外れることから、モジュ
ールを組立ながらにして、容易に気密性の確認も可能と
なる。

【００４０】次に、本発明の一実施の形態によるモジュ
ール内への液体冷媒の封止方法の一連のシーケンスにつ
いて、図５乃至図７を用いて説明する。図５は、本発明
の一実施の形態によるモジュール内への液体冷媒の封止
方法のシーケンスの前半部分を示すフロー図であり、図
６は、本発明の一実施の形態によるモジュール内への液
体冷媒の封止方法のシーケンスの後半部分を示すフロー
図であり、図７は、図５及び図６に示したフロー図を圧
力と時間（ステップ）の関係で示す図である。なお、図
５及び図６において、図１及び図４と同一符号は、同一
部品を表している。

【００４１】図５及び図７において、最初に、モジュー
ル及び冷却用部品が用意される。モジュールは、図５
（イ）に示すように、セラミック配線基板１０の上に
は、ＩＣ２０が接続部２２によって接続固定され、ＩＣ
２０の上には、放冷部品６０が固定され、その外周部に
は、フレーム３０が半田３２によって接合されて構成さ
れている。また、モジュールの一部として、冷却構造体
が別途用意されている。冷却用部品としては、フィン状
の放冷部品が用意されている。

【００４２】ステップ２００において、冷却用部品のモ
ジュールへの組込みが行われる。この組込みは、図５
（ロ）に示すように、ＩＣ２０側の放冷部品６０の上
に、放冷部品６２を載置することにより行われる。セラ
ミック配線基板１０の上には、数十個のＩＣ２０が固定
されており、それぞれの放冷部品６０の上に、放冷部品
６２が載置される。また、Ｏリング等のシール部材５０
が、フレーム３０のフランジ部３４に形成された環状の
溝の中に挿入される。

【００４３】次に、液体冷媒が用意され、液体冷媒は、
デイスペンサー９０によって定量される。ステップ２０
２において、図５（ハ）に示すように、デイスペンサー
９０による所定量の液体冷媒であるオイルのモジュール
内への注入が行われる。また、同時に、放冷部品６２の
上面に液体冷媒が、所定間隔毎に滴下され、オイルのポ
ッテイングが行われる。ポッテイングされたオイルは、
後述するように、放冷部品６２の上に冷却構造体４０が
密着載置された時、放冷部品６２と冷却構造体４０の間
隙に広がり、放冷部品６２から冷却構造体４０への熱伝
達を向上させる。

【００４４】なお、以上のステップ２００および２０２
の作業は、チャンバー装置外で行われる。

【００４５】次に、治具取付け及び装置内セットが行わ
れ、チャンバー１００の内部に固定された取付台１３０
の上には、ステップ２０２でフレームの内部に液体冷媒
の注入されたモジュールが位置決めされて載置される。
チャンバー１００の上部の上下機構１４０の保持部１４
２には、モジュールの上方の所定位置に、冷却構造体４
０を保持される。

【００４６】ステップ２０４において、真空引きによる
部材間の気泡除去が行われる。チャンバー１００は、外
気から遮断された状態で、真空ポンプ１１０を動作さ
せ、チャンバー１００の内部の大気を排気する。

【００４７】図７に示すように、時間Ｔ0において、チ
ャンバー１００の内部の圧力は、体気圧Ｐ0であるが、
真空ポンプにより排気することにより、時間Ｔ1には、
チャンバー１００の内部の圧力は、Ｐ1となる。圧力Ｐ1
を０．２Ｔｏｒｒとすると、チャンバー１００の内部容
積にもよるが、時間Ｔ1は、約１分程度の短時間であ
る。チャンバー１００内の圧力低下とともに、配線基板
１０とＩＣ２０の間の隙間や、放冷部品６０と放冷部品
６２の間の隙間内に残存する気泡が次第に除去される。
内部圧力がＰ1となった後、その圧力のまま、時間Ｔ2ま
で圧力を維持し、部材間の気泡除去の完璧化を図る。こ
こで、圧力Ｐ1に維持する時間（Ｔ2−Ｔ1）は、約１分
である。

【００４８】次に、図５に続くフローである図６及び図
７において、ステップ２０６のおいて、不活性ガスの導
入及び封止圧コントロールが行われる。図５（ホ）に示
すように、不活性ガスボンベ１２０から不活性ガスであ
る窒素ガスがチャンバー１００内に導入される。

【００４９】不活性ガスの導入は、図７に示すように、
時間Ｔ2から始まり、チャンバー内部の圧力がＰ1から封
止圧Ｐ2になるまで行われ、時間Ｔ3で完了する。封止圧
Ｐ2は、ここでは、５３２Ｔｏｒｒとしてあり、封止圧
戻しに要する時間（Ｔ3−Ｔ2）は、数秒である。

【００５０】次に、ステップ２０８において、上下機構
による冷却構造体であるジャケットの下降が行われ、モ
ジュールの封止を行う。図６（ヘ）に示すように、上下
機構１４０を動作させ、冷却構造体４０を下降して、フ
レーム３０の上に載置される。

【００５１】ジャケット下降に要する時間（Ｔ4−Ｔ3）
は、１分間程度である。冷却構造体４０とフレーム３０
は、それぞれ、チャンバー１００内で、位置決めされて
いるため、冷却構造体４０のフランジ部４８とフレーム
３０のフランジ部３４がシール部材５０を介して対面さ
せるには、単に、上下機構１４０により、冷却構造体４
０を所定距離下降するだけでよいため、短時間に作業を
行える。

【００５２】ステップ２１０において、チャンバー内へ
不活性ガスを導入し、大気圧への戻しが行われる。これ
は、図６（ヘ）に示すように、冷却構造体４０をフレー
ム３０の上に載置した状態で、窒素ガスボンベ１２０か
ら窒素ガスを導入して、チャンバー１００内を大気圧に
戻すことにより行われる。大気圧戻しは、時間Ｔ5に終
了する。

【００５３】冷却構造体４０は、モジュールの空間内の
圧力（５３２Ｔｏｒｒ）と外部の空間の圧力（大気圧）
との圧力差によって、フレーム３０に密着する。

【００５４】以上説明したステップ２４０，２０６，２
０８及び２１０の作業は、チャンバー装置内で行われ
る。

【００５５】次に、ステップ２１２において、モジュー
ルをチャンバー１００から取出し、治具を外す。

【００５６】さらに、ステップ２１４において、モジュ
ールの封止のリークチェックを行う。リークチェック
は、冷却構造体４０とＯリング等のシール部材５０の気
密性が確保されているかを確認するもので、冷却構造体
４０を人手にて持ち上げることで行う。

【００５７】さらに、ステップ２１６において、一定時
間が経過した後に、冷却構造体を人手で持ち上げる作業
を行っても気密性が維持されていれば、図５（ト）に示
されるように、冷却構造体４０のフランジ部４８とフレ
ーム３０のフランジ部３４を、最終のネジ５２の締結を
行い、作業を終了する。

【００５８】ステップ２１２，２１４及び２１６の作業
は、チャンバー装置外の作業となる。

【００５９】放冷部品の組み込み、液体冷媒の注入及び
ネジ締結といった複雑な作業が全て装置外での作業とな
り、設備面でも低コストな封止ができる。封入口から液
体冷媒を注入させ、その後、この封入口を封止する方法
を採用すると、液体冷媒の注入やネジの締結といった作
業を所定圧に維持したチャンバー装置内で行う必要があ
り、非常に手間がかかり、作業時間がかかるとともに、
液体冷媒の注入や封入口の封止を自動的に行うための設
備も必要であり、設備が大型化、複雑化するが、上述し
た本実施の形態では、かかる問題も解消される。

【００６０】本実施の形態によれば、液体冷媒を注入し
た際に発生する部材間の気泡を真空排気によって除去
し、気泡を残さない液体冷媒の封入ができるので、気泡
によるモジュールの冷却性能の低下を防止できる。

【００６１】また、モジュール内外での圧力差を持たせ
るようにキャップを封止することでモジュールの気密性
を組み立てながらにして容易に確認することができる。

【００６２】さらに、モジュール内は、液体冷媒で充満
させることなく、一部に気体層を設けることにより、電
子回路部品の動作時の液体冷媒の温度上昇によるモジュ
ール内部の液体冷媒の体積膨張に対して、気体層がダン
パーとして作用するので、モジュールの内部圧の上昇に
よる電子回路部品への応力を緩和できる。

【００６３】また、モジュール内への気体の封入圧は、
電子回路部品の動作時の温度上昇により、気体の圧力が
上昇したときでも、大気圧以下となるように設定してい
るので、モジュール内圧力の上昇による内部からのリー
クを防止できる。

【００６４】また、冷却構造体からなるジャケットをシ
ール部材を介してフレームに封止する構造としたため、
液体冷媒を注入する注入口を不要にできる。その結果、
放冷部品の組み込み、液体冷媒の注入及びネジ締結とい
った複雑な作業が全て装置外での作業となり、設備面で
も低コストな封止ができる。

【００６５】

【発明の効果】本発明によれば、モジュール内への液体
冷媒の封止方法において、モジュール内の隙間に気泡が
巻き込まれることなく、液体冷媒を確実に充填すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態によるモジュール内への
液体冷媒の封止方法によって液体冷媒の封止されたモジ
ュールの断面図である。

【図２】本発明の一実施の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、フレーム内に液体冷媒が
注入される前の状態を示すモジュールの断面図である。

【図３】本発明の一実施の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、フレーム内に液体冷媒が
注入される状態を示すモジュールの断面図である。

【図４】本発明の一実施の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、フレーム内に液体冷媒が
注入されたモジュールをチャンバー内に設置した状態を
示す断面図である。

【図５】本発明の一実施の形態によるモジュール内への
液体冷媒の封止方法のシーケンスの前半部分を示すフロ
ー図である。

【図６】本発明の一実施の形態によるモジュール内への
液体冷媒の封止方法のシーケンスの後半部分を示すフロ
ー図である。

【図７】図５及び図６に示したフロー図を圧力と時間
（ステップ）の関係で示す図である。

【符号の説明】

１０…セラミック配線基板 ２０…ＩＣ ２２…接合部 ３０…フレーム ３２…半田 ３４，４８…フランジ部 ４０…冷却構造体 ４２…冷却通路 ４４…冷却水流入口 ４６…冷却水流出口 ５０…シール部材 ５２…ボルト ６０，６２…放冷部品 ７０…液体冷媒 ８０…気体 ９０…ディスペンサ １００…チャンバー １１０…真空ポンプ １２０…窒素ガスボンベ １２２…バルブ １３０…取付台 １４０…上下機構 １４２…保持部 １４４…ベローズ １４６…冷却構造体取付部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小田島 均 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子回路部品を収納した上部の開口した
   モジュール内に液体冷媒を注入し、 このモジュールを密閉したチャンバー内に収納し、この
   チャンバー内の圧力を第１の圧力まで低下させ、 その後、上記チャンバー内に不活性ガスを導入して、上
   記チャンバーの内部圧を大気圧と上記第１の圧力の中間
   の圧力とした状態で、上記モジュールの上部に蓋を載置
   し、 その後、さらに、上記チャンバーの内部の圧力が大気圧
   になるまで戻して、上記モジュール内に液体冷媒を封止
   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。
2. 【請求項２】 請求項１記載のモジュール内への液体冷
   媒の封止方法において、 上記中間の圧力は、上記モジュール内に収納された電子
   回路部品が動作して上記モジュール内の上記液体冷媒の
   温度が上昇した時点で、上記モジュール内の圧力が大気
   圧以下となるように、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。