(57)【要約】【課題】効率的に熱放散のできる、１個以上の要素を有する電子パッケージを提供する。【解決手段】第１の熱膨張係数を有する基板１０２と、基板に取付けられ、蒸気チャンバ１６０を有する蓋１３０とを備え、蓋は、第２の熱膨張係数を有し、第１の熱膨張係数は、第２の熱膨張係数に適合し、各要素の裏面と、蓋の下部壁の外面とに接触する伝熱媒体と、基板の上面に電気的に接続された各要素とを備える。したがって熱膨張係数不適合により誘起されるパッケージの応力を最小にしながら、蒸気チャンバにより効率的に冷却できる。【選択図】　　　図１
2004056126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１個以上の要素を有する電子パッケージであって、
第１の熱膨張係数を有する基板と、
前記基板に取付けられ、蒸気チャンバを有する蓋とを備え、前記蓋は、第２の熱膨張係数を有し、前記第１の熱膨張係数は、前記第２の熱膨張係数に適合し、
各要素の裏面と、前記蓋の下部壁の外面とに接触する伝熱媒体と、
前記基板の上面に電気的に接続された各要素とを備える、電子パッケージ。
【請求項２】
前記蓋の下部壁は、第３の熱膨張係数を有し、前記要素は、第４の熱膨張係数を有し、前記第３の熱膨張係数は、前記第４の熱膨張係数に適合する、請求項１に記載の電子パッケージ。
【請求項３】
前記蓋の上部壁の外面に実装され、第５の熱膨張係数を有するヒートシンクをさらに備え、前記第５の熱膨張係数は、前記第２の熱膨張係数に適合する、請求項１に記載の電子パッケージ。
【請求項４】
前記蓋の下部壁は、突出領域を有し、これら突出領域は、前記要素のうちの厚い要素上に、薄い領域によって保持されるのと等価な前記伝熱媒体との接触を、前記要素のうちの薄い要素上に保持する、請求項１に記載の電子パッケージ。
【請求項５】
前記蒸気チャンバ内で、前記蒸気チャンバの上部壁と前記下部壁との間に、支持体をさらに有し、いくつかのまたはすべての前記支持体は、いくつかのまたはすべての前記要素上に配置される、請求項１に記載の電子パッケージ。
【請求項６】
前記支持体は、前記蓋と一体に形成される、請求項５に記載の電子パッケージ。
【請求項７】
前記電子パッケージは、ボールグリッドアレイ・モジュール，ランドグリッドアレイ・モジュール，およびＨｙｐｅｒＢＧＡモジュールよりなる群から選択される、請求項１に記載の電子パッケージ。
【請求項８】
前記蓋は、アルミニウム，銅，アンバー，金，銀，ニッケル，アルミニウム−シリコンカーバイド，プラスチック，セラミック，および複合材料から選択される材料により作製される、請求項１に記載の電子パッケージ。
【請求項９】
前記基板は、セラミック，ファイバガラス，ポリテトラフルオロエチレン，およびポリマよりなる群から選択される、請求項１に記載の電子パッケージ。
【請求項１０】
１個以上の要素を有する電子パッケージからの熱を放散する方法であって、
第１の熱膨張係数を有する基板を設けるステップと、
蒸気チャンバを有する蓋を、前記基板に取付けるステップとを含み、前記蓋は、第２の熱膨張係数を有し、
前記第１の熱膨張係数を、前記第２の熱膨張係数に適合させるステップと、
各要素の裏面と、前記蓋の下部壁の外面とに接触する伝熱媒体とを設けるステップと、
各要素を、前記基板の上面に電気的に接続するステップとを含む、
方法。
【請求項１１】
前記蓋の下部壁は、第３の熱膨張係数を有し、前記要素は、第４の熱膨張係数を有し、前記第３の熱膨張係数を、前記第４の熱膨張係数に適合させる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
第５の熱膨張係数を有するヒートシンクを、前記蓋の上部壁の外面に実装するステップと、
前記第５の熱膨張係数を、前記第２の熱膨張係数に適合させるステップとをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記蓋の下部壁は、突出領域を有し、これら突出領域は、前記要素のうちの厚い要素上に、薄い領域によって保持されるのと等価な前記伝熱媒体との接触を、前記要素のうちの薄い要素上に保持する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記蒸気チャンバ内で、前記蒸気チャンバの上部壁と前記下部壁との間に、支持体をさらに有し、いくつかのまたはすべての前記支持体は、いくつかのまたはすべての前記要素上に配置される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記電子パッケージは、ボールグリッドアレイ・モジュール，ランドグリッドアレイ・モジュール，およびＨｙｐｅｒＢＧＡモジュールよりなる群から選択される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記蓋は、アルミニウム，銅，アンバー，金，銀，ニッケル，アルミニウム−シリコンカーバイド，プラスチック，セラミック，複合材料から選択される材料により作製される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
前記基板は、セラミック，ファイバガラス，ポリテトラフルオロエチレン，およびポリマよりなる群から選択される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
１個以上の要素を有する電子パッケージであって、
第１の熱膨張係数を有する基板と、
前記基板に取付けられ、蒸気チャンバを有する蓋とを備え、前記蓋は、第２の熱膨張係数を有し、前記第１の熱膨張係数は、前記第２の熱膨張係数の約２５％〜約７００％であり、
各要素の裏面と、前記蓋の下部壁の外面とに接触する伝熱媒体と、
前記基板の上面に電気的に接続された各要素とを備える、電子パッケージ。
【請求項１９】
前記蓋の下部壁は、第３の熱膨張係数を有し、前記要素は、第４の熱膨張係数を有し、前記第３の熱膨張係数は、前記第４の熱膨張係数の約５０％〜約７００％である、請求項１８に記載の電子パッケージ。
【請求項２０】
前記蓋の上部壁の外面に実装され、第５の熱膨張係数を有するヒートシンクをさらに備え、前記第５の熱膨張係数は、前記第２の熱膨張係数に適合する、請求項１８に記載の電子パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、集積回路モジュールによって発生された熱を放散することに関し、特に、集積回路用の有効的な低減応力のパッケージに関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の集積回路（ＩＣ）チップ（各チップは、数千個の回路素子を有する）を有するマルチチップ・モジュール（ＭＣＭ）の出現によって、非常に小さい容積内に、非常に多数個の電子要素を収容することができるようになった。周知のように、ＩＣは、それらの動作中に、多量の熱を発生する。大半の半導体デバイスまたはソリッドステート・デバイスは、過度の温度に敏感であるので、ＭＣＭ内で互いに近接するＩＣチップによる熱の発生の問題に対する解決方法は、工業上の関心事である。
【０００３】
ＭＣＭ内に含まれるデバイスが、プリント回路板／プリント配線板上に配置される電子システム内の要素を冷却する従来の手法は、モジュールを通る冷却空気の流れを管理することである。さらに、ヒートシンクをモジュールに取付けて、気流の有効性を増大させることができる。
【０００４】
冷却のための簡単な気流／ヒートシンク手法における冷却容量の制限は、カード実装のＭＣＭの冷却のためのより進歩した手法である、他の技術の使用を必要とする。この進歩した手法は、ヒートパイプ技術を利用している。ヒートパイプ自体は、もちろん周知であり、蒸気チャンバの形態のヒートパイプは、一般的になりつつある。関連技術では、また、カード上に実装された電子要素によって発生される熱を放散するヒートパイプ／蒸気チャンバの技術が存在する。しかし、ヒートパイプ／蒸気チャンバ技術は、ＭＣＭに適用される場合に、いくつかの制限を有している。１つの制限は、ヒートパイプ／蒸気チャンバと、集積回路チップおよびＭＣＭモジュール基板との間の熱膨張係数（ＣＴＥ）の不適合によって生じる、熱的に誘起されたパッケージ、特にチップの応力である。他の制限は、非常に薄い壁のヒートパイプ／蒸気チャンバが用いられるときに、薄い壁がたわみ、これがランド−グリッド・アレイ（ＬＧＡ）モジュールと共に用いることを不適切にすることである。ＬＧＡモジュールは、圧力がＬＧＡ接続部に保持されることを必要とするからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、ＣＴＥ不適合によって誘起されたパッケージおよびチップの応力を最小にしながら、蒸気チャンバ冷却を用い、および広範囲のＭＣＭタイプに適した、効率的に冷却されるＭＣＭの必要性が存在する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様は、１個以上の要素を有する電子パッケージであって、第１の熱膨張係数を有する基板と、基板に取付けられ、蒸気チャンバを有する蓋とを備え、蓋は、第２の熱膨張係数を有し、第１の熱膨張係数は、第２の熱膨張係数に適合し、各要素の裏面と、蓋の下部壁の外面とに接触する伝熱媒体と、基板の上面に電気的に接続された各要素とを備えている。
【０００７】
本発明の第２の態様は、１個以上の要素を有する電子パッケージからの熱を放散する方法であって、第１の熱膨張係数を有する基板を設けるステップと、蒸気チャンバを有する蓋を、基板に取付けるステップとを含み、蓋は、第２の熱膨張係数を有し、第１の熱膨張係数を、第２の熱膨張係数に適合させるステップと、各要素の裏面と、蓋の下部壁の外面とに接触する伝熱媒体とを設けるステップと、各要素を、基板の上面に電気的に接続するステップとを含んでいる。
【０００８】
本発明の第３の態様は、１個以上の要素を有する電子パッケージであって、第１の熱膨張係数を有する基板と、基板に取付けられ、蒸気チャンバを有する蓋とを備え、蓋は、第２の熱膨張係数を有し、第１の熱膨張係数は、第２の熱膨張係数の約２５％〜約７００％であり、各要素の裏面と、蓋の下部壁の外面とに接触する伝熱媒体と、基板の上面に電気的に接続された各要素とを備えている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のこの開示では、プリント回路板（ＰＣＢ）およびプリント配線板という用語は、等価な用語である。この用語では、”接触の（ｉｎ　ｃｏｎｔａｃｔ）”および”接触している（ｃｏｎｔａｃｔｉｎｇ）”は、機械的および熱的な接触を示している。
【００１０】
図１は、ＰＣＢに実装され、本発明の蓋を有するマルチチップ・モジュールの第１の実施例の断面図である。図１において、ＭＣＭ１００は、実装された多数の要素１０５を有する基板１０２を有している。各要素は、表面１１０および裏面１１５を有している。ＭＣＭ１００は、多数のハンダボール１２５によって、ＰＣＢ１２０に実装されている。基板１０２は、シングルレベルまたはマルチレベルの基板とし、およびセラミック，ファイバガラス，またはポリマをベースとしたものとすることができる。ＭＣＭ１００は、また、蓋１３０を有している。蓋１３０は、蓋支持体１３２によって、基板１０２に取付けられている。この蓋支持体は、蓋１３０の周囲を基板１０２の周囲に接続している。蓋支持体１３２は、蓋１３０と同じ材料で作製でき、蓋と一体にすることができる。あるいはまた、蓋支持体１３２は、蓋１３０とは異なる材料で作製することもできる。蓋支持体１３２は、蓋１３０と基板１０２との間に、ハーメチックシールを与えることができる。
【００１１】
蓋１３０は、外面１４０を有する下部壁１３５と、外面１５０を有する上部壁１４５と、蒸気チャンバ１６０を形成する側部壁１５５とを備えている。蒸気チャンバ１６０は、特に、水，フレオン，またはグリコールのような伝熱流体を含んでいる。要素１０５の正面１１０は、基板１０２の上面１６５に電気的に接続されている。要素１０５は、基板１０２へフリップチップ接続，ワイヤボンディング接続，またはハンダ付け接続することができる。伝熱媒体１７０が、要素１０５の裏面１１５と、蓋１３０の下部壁１３５の外面１４０と接触して、接触領域上での、熱的接触，機械的拘束，および圧力支持を可能にしている。伝熱媒体１７０は、要素１０５の動作によって発生された熱を、効率的に蓋１３０に伝えることを可能にする。
【００１２】
蒸気チャンバ１６０によって蓋１３０に与えられた優れた伝熱能力の故に、蓋を、アルミニウム，銅，ニッケル，金，またはアンバー（Ｉｎｖａｒ）を含む多くの異なる材料、およびプラスチック，セラミック，複合材料のような他の材料（これらには限定されない）により、作製することができる。利用できる材料の広範囲性の故に、蓋１３０は、基板１０２のＣＴＥに適合（ｍａｔｃｈ）したＣＴＥ（基板１０２のＣＴＥの約２５％〜７００％）を有する材料により、あるいは基板と同じ材料により、作製することができる。例えば、ＭＣＭ１００がＨｙｐｅｒＢＧＡ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｂｕｓｉｎｅｓｓ　Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｃｏｒｐ．の登録商標）であり、基板１０２が、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）をベースした材料（約１０〜１２ｐｐｍ／℃のＣＴＥを有する）である場合には、蓋１３０は、約１０ｐｐｍ／℃のＣＴＥを有するアルミニウム−シリコンカーバイドの複合材料により作製することができる。要素１０５の熱誘起された機械的応力を最小にするためには、蓋１３０の下部壁１３５を、薄く作製する。例えば、蓋が銅（約１７ｐｐｍ／℃のＣＴＥを有する）により作製され、要素１０５が単結晶シリコン（約３ｐｐｍ／℃のＣＴＥを有する）により作製されるならば、薄い壁は、柔軟性の故に、ＣＴＥの不適合により発生する応力を軽減するであろう。一実施例では、下部壁１３５の厚さは、約２５０ミクロン以下である。
【００１３】
伝熱媒体１７０は、熱的接着材，熱的グリース，伝熱パッド，相転移材料，または技術上既知の他の材料とすることができる。
【００１４】
ＭＣＭ１００を、図１に示し、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）モジュールとして説明したが、ＭＣＭ１００を、ピングリッドアレイ（ＰＧＡ）モジュールとすることもできる。
【００１５】
図２は、プリント回路板に実装され、本発明の蓋を有するマルチチップ・モジュールの第２の実施例の断面図である。図２において、蓋１３０Ａの下部壁１３５Ａは、厚い突出領域１８０を有し、この突出領域は、厚い要素１０５Ｂ上の薄い領域１８５によって保持されるのと同一または等価の接触圧と、熱的接触とを、薄い要素１０５Ａ上に保持する。その他、蓋１３０Ａは、図１に示し説明した蓋１３０と同じである。２つの異なる厚さを有する要素を図２に示したが、本発明の第２の実施例は、異なる３つ以上の厚さを有する要素と共に用いるように、拡張することができる。例えば、異なる厚さで作製された半導体ウェハ（すなわち、２００および３００ミリメータ直径のウェハ）から、あるいは異なる最終厚さを必要とするデバイス（すなわち、論理デバイス，メモリデバイス，受動デバイス）から、要素を作製することができる。
【００１６】
図３は、プリント回路板上に実装され、本発明の蓋を有するマルチチップ・モジュールの第３の実施例の断面図である。図３において、蓋１３０Ｂは、外面１４０Ｂを有する独立した下部壁１３５Ｂと、本体部１９０とを備えている。本体部は、外面１５０を有する上部壁１４５と、蒸気チャンバ１６０を形成する側部壁１５５とを有している。下部壁１３５Ｂは、適切な接着材１９５によって、側部壁１５５に取付けられている。この場合、下部壁１３５ＢのＣＴＥが、本体部１９０のＣＴＥとかなり異なるときには、弾性接着材が望ましい。蓋１３０Ｂおよび下部壁１３５Ｂは、アルミニウム，銅，またはアンバー（Ｉｎｖａｒ）のような金属、プラスチック、セラミック、複合材料（これらに限定されない）を含む多くの異なる材料により作製することができる。本体部１９０および下部壁１３５Ｂは、同一または異なる材料により、作製することができる。本体部１９０は、基板１０２のＣＴＥ（の約２５％〜７００％）に適合したＣＴＥを有する材料により作製でき、他方、下部壁１３５Ｂは、要素１０５の材料のＣＴＥ（の５０％〜７００％）に適合したＣＴＥを有する材料により、作製することができる。例えば、ＭＣＭがＨｙｐｅｒＢＧＭ（約１０〜１２ｐｐｍ／℃のＣＴＥ）であり、要素１０５が単結晶シリコン（約３ｐｐｍ／℃のＣＴＥ）であるならば、本体部１９０は、アルミニウム−シリコンカーバイド複合材料（約１０ｐｐｍ／℃のＣＴＥ）により作製でき、下部壁１３５Ｂは、ガラスセラミック（約３ｐｐｍ／℃のＣＴＥ），シリコン（約３ｐｐｍ／℃のＣＴＥ），またはアルミナ（約６ｐｐｍ／℃のＣＴＥ）により作製することができる。要素１０５Ｂの熱誘起された機械的応力の量を最小にするには、下部壁１３５Ｂを薄くなるように作製する。例えば、下部壁１３５Ｂが銅（約１７ｐｐｍ／℃のＣＴＥ）により作製され、要素１０５が、単結晶シリコン（約３ｐｐｍ／℃のＣＴＥ）により作製されるならば、薄い壁は、伸張してたわむ故に、ＣＴＥの不適合により発生する応力を軽減するであろう。一実施例では、下部壁１３５Ｂの厚さは、約２５０ミクロン以下である。
【００１７】
蓋支持体１３２は、蓋１３０Ｂと同一または異なる材料により作製でき、蓋と一体にすることができる。蓋支持体１３２は、蓋１３０Ｂと基板１０２との間に、ハーメチックシールを与える。
【００１８】
図４（Ａ）は、プリント回路板上に実装され、本発明の蓋を有するマルチチップ・モジュールの第４の実施例の断面図である。図４（Ａ）において、下部壁１３５Ｃは、突出する厚い領域１８０を有している。この領域は、厚い要素１０５Ｂ上で薄い領域１８５によって保持されるのと等価の接触圧を、薄い要素１０５Ａ上に保持する。その他、蓋１３０Ｃは、図３に示し説明した蓋１３０Ｂと同一である。２つの異なる厚さを有する要素を、図４（Ａ）に示したが、本発明の第４の実施例は、異なる３つ以上の厚さを有する要素と共に用いるように、拡張することができる。図４（Ｂ）は、下部壁１３５（図４（Ａ）参照）の厚い領域１８０の他の例の断面を示す。図４（Ｂ）において、領域１８０Ａの壁の厚さは、薄い領域１８５（図４（Ａ）参照）と同じであるが、領域１８０Ａは、薄い要素１０５Ａの方へ偏位して、薄い壁を維持しながら、伝熱媒体１７０と薄い要素１０５Ａとの間に接触を保持する。
【００１９】
図５は、プリント回路板に実装され、本発明の蓋を有するマルチチップ・モジュールの第５実施例の断面図である。この第５実施例は、以下の点を除いて、第１の実施例に類似している。すなわち、非常に柔軟性のある下部壁１３５の場合に生じるたわみ制限は、第５の実施例では克服されている。図５において、蓋１３０Ｄの外面１５０に接触する伸張板２００は、留め具２０５によって、ＭＣＭ１００をＰＣＢ１２０に固定する。留め具２０５は、図５では、ＰＣＢ１２０内のネジ切り受け部に係合するネジとして示されているが、スプリング・クリップまたは他の適切な締結手段を用いることができる。
【００２０】
蒸気チャンバ１６０内には、圧力下で、上部壁１４５および下部壁１３５に接触する支持体２１５が設けられている。支持体２１５は、要素１０５上に配置されている。選択的に、いくつかのまたはすべての支持体を、いくつかのまたはすべての要素１０５上に配置して、下部壁１３５の過度のたわみおよび座屈を防止する。支持体２１５は、伸張板２００によって蓋１３０Ｄに加えられる圧力を、各要素１０５に一様に拡散させる。ハンダボール１２５（図１参照）の代わりに、ランドグリッドアレイ（ＬＧＡ）接続部２２０が、基板１０２とＰＣＢ１２０との間に示されている。ＬＧＡ接続部２２０は、粗い（ａｓｐｅｒｉｔｙ）接触接続部であるので、一般には、ある程度の圧力を接続部に保持して、良好な導電性を確保しなければならない。支持体２１５は、蓋１３０と同じ材料で、あるいは異なる材料で作製することができる。
【００２１】
図５には、ＭＣＭ１００が示され、ＬＧＡモジュールとして説明されているが、ＭＣＭ１００は、ＢＧＡモジュールまたはＰＧＡモジュールとすることもできる。
【００２２】
図６は、プリント回路板に実装され、本発明の蓋を有するマルチチップ・モジュールの第６の実施例の断面図である。図６において、蓋１３０Ｅの下部壁１３５Ａは、厚い突出領域１８０を有し、この突出領域は、厚い要素１０５Ｂ上の薄い領域１８５によって保持されるのと等価の接触圧を、薄い要素１０５Ａ上に保持する。その他、蓋１３０Ｅは、図５に示し説明した蓋１３０と同じである。２つの異なる厚さを有する要素を図６に示したが、本発明の第６の実施例は、異なる３つ以上の厚さを有する要素と共に用いるように、拡張することができる。
【００２３】
図７は、プリント回路板上に実装され、本発明の蓋を有する、マルチチップ・モジュールの第７の実施例の断面図である。図７において、蓋１３０Ｇは、外面１５０を有する独立した下部壁１３５Ｂと、本体部１９０とを備えている。本体部は、外面１５０を有する上部壁１４５と、蒸気チャンバ１６０を形成する側部壁１５５とを有している。下部壁１３５Ｂは、適切な接着材１９５によって、側部壁１５５に取付けられている。この場合、下部壁１３５ＢのＣＴＥが、本体部１９０のＣＴＥとかなり異なるときには、弾性接着材が望ましい。蓋１３０Ｇおよび下部壁１３５Ｂは、アルミニウム，銅，またはアンバーのような金属、プラスチック、セラミック、複合材料（これらに限定されない）を含む多くの異なる材料により作製することができる。本体部１９０は、基板１０２のＣＴＥ（の約２５％〜７００％）に適合したＣＴＥを有する材料により作製でき、他方、下部壁１３５Ｂは、要素１０５の材料のＣＴＥ（の５０％〜７００％）に適合したＣＴＥを有する材料により、作製することができる。
【００２４】
蒸気チャンバ１６０内には、上部壁１４５および下部壁１３５Ｂに接触する支持体２１５が設けられている。支持体２１５は、要素１０５上に配置されている。支持体２１５は、伸張板２００によって蓋１３０Ｇに加えられる圧力を、各要素１０５に一様に拡散させる。蓋支持体１３２および支持体２１５は、本体１９０と同じ材料で、あるいは異なる材料で、作製することができる。
【００２５】
図８（Ａ）は、プリント回路板上に実装され、本発明の蓋１３０Ｆを有するマルチチップ・モジュールの第８の実施例の断面図である。図８（Ａ）において、下部壁１３５Ｃは、厚い領域１８０を有している。この領域は、厚い要素１０５Ｂ上で薄い領域１８５によって保持されるのと等価の接触圧を、薄い要素１０５Ａ上に保持する。その他、蓋１３０Ｆは、図７に示し説明した蓋１３０Ｇと同一である。２つの異なる厚さを有する要素を、図８（Ａ）に示したが、本発明の第８の実施例は、異なる３つ以上の厚さを有する要素と共に用いるように、拡張することができる。図８（Ｂ）は、下部壁１３５Ｃ（図８（Ａ）参照）の厚い領域１８０の他の例の断面を示す。図８（Ｂ）において、領域１８０Ａの壁の厚さは、薄い領域１８５（図８（Ａ）参照）と同じであるが、領域１８０Ａは、薄い要素１０５Ａの方へ偏位させて（スタンピングまたはモールディングによって）、薄い壁を維持しながら、薄い要素１０５Ａに接触を保持する。
【００２６】
図９は、本発明の第５および第６の実施例と共に用いることのできる他の蓋構造の断面図である。図９において、蓋１３０Ｈは、一体下部壁１３５，一体上部壁１４５，および一体側部壁１５５を有している。一体内部支持体２１５が、上部壁１４５と下部壁１３５とを結合している。
【００２７】
図１０および図１１は、本発明の第７および第８の実施例と共に用いることのできる２つの他の蓋構造の断面図である。図１０において、蓋１３０Ｊは、独立した下部壁１３５と本体部１９０とを備え、本体部１９０は、一体上部壁１４５と一体側部壁１５５とを有している。支持体２１５は、下部壁１３５Ｄと一体であり、上部壁１４５と接触している。下部壁１３５Ｄは、接着材１９５によって側部壁１５５に結合されている。図１１において、蓋１３０Ｋは、独立した下部壁１３５Ｂと本体部１９０Ａとを備え、本体部１９０Ａは、一体上部壁１４５と、一体側部壁１５５と、一体支持部２１５Ｃとを有している。支持体２１５Ｃは、下部壁１３５Ｄと接触する。下部壁１３５Ｂは、接着材１９５によって側部壁１５５に結合される。
【００２８】
図１２および図１３は、本発明の第３，第４，第７，第８の実施例と共に用いることのできる２つの他の蓋構造の断面図である。図１２において、蓋１３０Ｌは、独立した下部壁１３５Ｆと本体部１９０Ｂとを備え、本体部１９０は、一体上部壁１４５と一体側部壁１５５Ａとを有している。下部壁１３５Ｆは、接着材１９５Ａによって側部壁１５５Ａに結合される。図１３において、蓋１３０Ｍは、独立した下部壁１３５Ｆと独立した上部壁１４５Ａとを有している。これらの各周辺は、ベロー２２０によって接続されている。図１０および図１１に示し説明した内部支持体（図示せず）を、同様に用いることができる。
【００２９】
図１４は、本発明の第７および第８の実施例と共に用いることのできる他の蓋構造の断面図である。図１４において、蓋１３０Ｎは、独立した下部壁１３５Ｆと独立した上部壁１４５Ａとを有している。これらの各周辺は、ベロー２２０によって接続されている。複数の内部ベロー２２５が、上部壁１４５Ａおよび下部壁１３５Ｆに接触している。各内部ベロー２２５は、対応する要素１０５上に配置されている。
【００３０】
図１５および図１６は、本発明の第５，第６，第７，第８の実施例と共に用いることができる２つの他の蓋レイアウトの平面図である。図１５において、蓋１３０は、蒸気チャンバ１６０を囲む側部壁１５５と、複数の独立した支持体２１５とを有している。各支持体２１５は、対応する要素１０５上に配置されている。図１６において、蓋１３０は、第１対の対向する側部壁１５５Ａ，１５５Ｂと、第２対の対向する側部壁２３５Ａ，２３５Ｂと、側部壁２３５Ａと２３５Ｂとの間に延びる１組の細長支持体２１５Ａとを有している。前述した蓋１３０の側部壁と、支持体２１５Ａとは、それぞれ、副蒸気チャンバ１６０Ａを有している。支持体２１５Ａは、１組の副蒸気チャンバ１６０Ａを形成する。各支持体２１５Ａは、多数の要素１０５上に配置される。
【００３１】
図１７は、図１６の１７−１７線断面図である。図１７において、支持体２１５Ａは、選択的に、複数個の穴２４０を有している。穴２４０は、副蒸気チャンバ１６０Ａ（図１６参照）を、互いに相互接続する。
【００３２】
図１８は、本発明の取付けヒートシンクを有する蓋の断面図である。図１８において、伸張板２００（図５参照）は、複数の垂直フィン２５０を有するヒートシンク２４５で置き換えられている。ヒートシンク２４５は、アルミニウム，銅，ベリリウム，ホワイトメタル，または高熱伝導率を有する他の適切な金属により、作製することができる。
【００３３】
ヒートシンク２４５は、例えば図７に示し説明したように、下部壁１３５が蓋１３０Ｄと別個の部材である場合に、蓋１３０Ｄまたは上部壁１４５のＣＴＥ（の約２５％〜７００％）に適合したＣＴＥを有する材料により、作製することができる。さらに、下部壁１３５が、蓋１３０Ｄと別個の部材である場合に、要素１０５のＣＴＥ（の約５０％〜７００％）に適合したＣＴＥを有する材料により、作製することができる。
【００３４】
あるいはまた、図示した一体蓋１３０Ｄに対して、ヒートシンク２４５および蓋１３０Ｄの材料を、次のように選ぶ。すなわち、ヒートシンクのＣＴＥが蓋のＣＴＥ（の約２５％〜７００％）に適合し、蓋のＣＴＥが要素のＣＴＥ（の約５０％〜７００％）に適合するようにする。
【００３５】
したがって、ＣＴＥ不適合により誘起されるパッケージおよびチップの応力を最小にしながら、蒸気チャンバ冷却を用い、広範囲の要素サイズ，厚さ，ＭＣＭタイプに適した、効率的に冷却されるＭＣＭを説明した。
【００３６】
実施例の説明は、本発明を理解させるために行った。本発明は、上述した特定の実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変形，再構成，置換，組合せが可能なことは、当業者には明らかであろう。たとえば、シングルチップ・モジュール（ＳＣＭ）を、説明したＭＣＭに置き換えることができる。さらに、内部蒸気チャンバを、伸張板なしにＭＣＭ内に用いることができ、および伸張板およびヒートシンクは、内部蒸気チャンバ支持体を有さない蓋に実装することができる。
【００３７】
まとめとして、本発明の構成に関して以下の事項を開示する。
（１）１個以上の要素を有する電子パッケージであって、
第１の熱膨張係数を有する基板と、
前記基板に取付けられ、蒸気チャンバを有する蓋とを備え、前記蓋は、第２の熱膨張係数を有し、前記第１の熱膨張係数は、前記第２の熱膨張係数に適合し、
各要素の裏面と、前記蓋の下部壁の外面とに接触する伝熱媒体と、
前記基板の上面に電気的に接続された各要素とを備える、電子パッケージ。
（２）前記蓋の下部壁は、第３の熱膨張係数を有し、前記要素は、第４の熱膨張係数を有し、前記第３の熱膨張係数は、前記第４の熱膨張係数に適合する、上記（１）に記載の電子パッケージ。
（３）前記蓋の上部壁の外面に実装され、第５の熱膨張係数を有するヒートシンクをさらに備え、前記第５の熱膨張係数は、前記第２の熱膨張係数に適合する、上記（１）に記載の電子パッケージ。
（４）前記蓋の下部壁は、突出領域を有し、これら突出領域は、前記要素のうちの厚い要素上に、薄い領域によって保持されるのと等価な前記伝熱媒体との接触を、前記要素のうちの薄い要素上に保持する、上記（１）に記載の電子パッケージ。
（５）前記蒸気チャンバ内で、前記蒸気チャンバの上部壁と前記下部壁との間に、支持体をさらに有し、いくつかのまたはすべての前記支持体は、いくつかのまたはすべての前記要素上に配置される、上記（１）に記載の電子パッケージ。
（６）前記支持体は、前記蓋と一体に形成される、上記（５）に記載の電子ッケージ。
（７）前記電子パッケージは、ボールグリッドアレイ・モジュール，ランドグリッドアレイ・モジュール，およびＨｙｐｅｒＢＧＡモジュールよりなる群から選択される、上記（１）に記載の電子パッケージ。
（８）前記蓋は、アルミニウム，銅，アンバー，金，銀，ニッケル，アルミニウム−シリコンカーバイド，プラスチック，セラミック，および複合材料から選択される材料により作製される、上記（１）に記載の電子パッケージ。
（９）前記基板は、セラミック，ファイバガラス，ポリテトラフルオロエチレン，およびポリマよりなる群から選択される、上記（１）に記載の電子パッケージ。
（１０）１個以上の要素を有する電子パッケージからの熱を放散する方法であって、
第１の熱膨張係数を有する基板を設けるステップと、
蒸気チャンバを有する蓋を、前記基板に取付けるステップとを含み、前記蓋は、第２の熱膨張係数を有し、
前記第１の熱膨張係数を、前記第２の熱膨張係数に適合させるステップと、
各要素の裏面と、前記蓋の下部壁の外面とに接触する伝熱媒体とを設けるステップと、
各要素を、前記基板の上面に電気的に接続するステップとを含む、
方法。
（１１）前記蓋の下部壁は、第３の熱膨張係数を有し、前記要素は、第４の熱膨張係数を有し、前記第３の熱膨張係数を、前記第４の熱膨張係数に適合させる、上記（１０）に記載の方法。
（１２）第５の熱膨張係数を有するヒートシンクを、前記蓋の上部壁の外面に実装するステップと、
前記第５の熱膨張係数を、前記第２の熱膨張係数に適合させるステップとをさらに含む、上記（１０）に記載の方法。
（１３）前記蓋の下部壁は、突出領域を有し、これら突出領域は、前記要素のうちの厚い要素上に、薄い領域によって保持されるのと等価な前記伝熱媒体との接触を、前記要素のうちの薄い要素上に保持する、上記（１０）に記載の方法。
（１４）前記蒸気チャンバ内で、前記蒸気チャンバの上部壁と前記下部壁との間に、支持体をさらに有し、いくつかのまたはすべての前記支持体は、いくつかのまたはすべての前記要素上に配置される、上記（１０）に記載の方法。
（１５）前記電子パッケージは、ボールグリッドアレイ・モジュール，ランドグリッドアレイ・モジュール，およびＨｙｐｅｒＢＧＡモジュールよりなる群から選択される、上記（１０）に記載の方法。
（１６）前記蓋は、アルミニウム，銅，アンバー，金，銀，ニッケル，アルミニウム−シリコンカーバイド，プラスチック，セラミック，複合材料から選択される材料により作製される、上記（１０）に記載の方法。
（１７）前記基板は、セラミック，ファイバガラス，ポリテトラフルオロエチレン，およびポリマよりなる群から選択される、上記（１０）に記載の方法。
（１８）１個以上の要素を有する電子パッケージであって、
第１の熱膨張係数を有する基板と、
前記基板に取付けられ、蒸気チャンバを有する蓋とを備え、前記蓋は、第２の熱膨張係数を有し、前記第１の熱膨張係数は、前記第２の熱膨張係数の約２５％〜約７００％であり、
各要素の裏面と、前記蓋の下部壁の外面とに接触する伝熱媒体と、
前記基板の上面に電気的に接続された各要素とを備える、電子パッケージ。
（１９）前記蓋の下部壁は、第３の熱膨張係数を有し、前記要素は、第４の熱膨張係数を有し、前記第３の熱膨張係数は、前記第４の熱膨張係数の約５０％〜約７００％である、上記（１８）に記載の電子パッケージ。
（２０）前記蓋の上部壁の外面に実装され、第５の熱膨張係数を有するヒートシンクをさらに備え、前記第５の熱膨張係数は、前記第２の熱膨張係数に適合する、上記（１８）に記載の電子パッケージ。
【図面の簡単な説明】
【図１】プリント回路板に実装され、本発明の蓋を有するマルチチップ・モジュールの第１の実施例の断面図である。
【図２】プリント回路板に実装され、本発明の蓋を有するマルチチップ・モジュールの第２の実施例の断面図である。
【図３】プリント回路板に実装され、本発明の蓋を有するマルチチップ・モジュールの第３の実施例の断面図である。
【図４】プリント回路板に実装され、本発明の蓋を有するマルチチップ・モジュールの第４の実施例の断面図である。
【図５】プリント回路板に実装され、本発明の蓋を有するマルチチップ・モジュールの第５の実施例の断面図である。
【図６】プリント回路板に実装され、本発明の蓋を有するマルチチップ・モジュールの第６の実施例の断面図である。
【図７】プリント回路板に実装され、本発明の蓋を有するマルチチップ・モジュールの第７の実施例の断面図である。
【図８】プリント回路板に実装され、本発明の蓋を有するマルチチップ・モジュールの第８の実施例の断面図である。
【図９】本発明の第５および第６の実施例と共に用いることのできる他の蓋構造の断面図である。
【図１０】本発明の第７および第８の実施例と共に用いることのできる他の蓋構造の断面図である。
【図１１】本発明の第７および第８の実施例と共に用いることのできる他の蓋構造の断面図である。
【図１２】本発明の第３，第４，第７，第８の実施例と共に用いることのできる他の蓋構造の断面図である。
【図１３】本発明の第３，第４，第７，第８の実施例と共に用いることのできる他の蓋構造の断面図である。
【図１４】本発明の第７および第８の実施例と共に用いることのできる他の蓋構造の断面図である。
【図１５】本発明の第５，第６，第７，第８の実施例と共に用いることのできる他の蓋レイアウトの平面図である。
【図１６】本発明の第５，第６，第７，第８の実施例と共に用いることのできる他の蓋レイアウトの平面図である。
【図１７】図１６の１７−１７線断面図である。
【図１８】本発明の取付けヒートシンクを有する蓋の断面図である。
【符号の説明】
１００　ＭＣＭ
１０２　基板
１０５　要素
１２０　ＰＣＢ
１２５　ハンダボール
１３０　蓋
１３２　蓋支持体
１３５　下部壁
１４５　上部壁
１５５　側部壁
１６０　蒸気チャンバ
１７０　伝熱媒体
１８０　厚い突出領域
１９０　本体部
２００　伸張板
２２０　ベロー
２４５　ヒートシンク
２５０　垂直フィン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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