소개
첨단 패키징은 접합 계면에 빠른 반응을 요구하면서 그 주변 구조에는 점점 낮은 열예산을 허용한다. 두 요구는 서로 충돌한다. 조립체 전체를 데웠다 식히는 방식 대신 에너지가 결합되는 지점을 공간과 시간에 따라 전환하는 접근을 HBM 본딩과 CPO 집적 두 공정에서 정리했다.
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요약
첨단 패키징은 접합 계면에서 빠른 반응을 요구하면서 주변 구조에는 점점 낮은 열예산을 허용한다. 조립체 전체를 데우고 식히는 방식으로는 두 요구를 동시에 만족할 수 없다. 에너지가 결합되는 지점을 공간과 시간에 따라 전환하는 접근을 HBM 본딩과 CPO 집적 두 공정에서 정리한다. ISMP 2026 발표 초록의 국문판이며, 영문 원문을 문서 뒤에 그대로 실었다.
결론
서멀클러치는 열이 흐르는 경로를 전환하고, 옵티컬클러치는 빛이 흡수되는 경로를 전환한다. 다루는 물리량은 다르지만 구조는 같다. 접합을 계면에만 선택적으로 에너지를 전달하는 문제로 다시 정의하는 것이다. HBM 열압착 본딩에서는 가열 단계에 히터와 결합되는 열질량을 최소화하고, 접합 직후 고열전도 AlN 열수용체를 히터 뒷면에 접촉시킨다. 이 시점부터 냉각은 공기 대류가 아니라 고체 전도로 일어난다. 열을 받은 수용체는 분리되어 별도 히트싱크에서 재생되며, 그 재생이 다음 다이를 집어 정렬하는 동안 이루어지므로 열을 버리는 시간이 본딩 택트타임에 들어가지 않는다. 양산용 TCB 히터를 개조한 검증에서 11mm×11mm HBM3E 다이 10회 반복 사이클을 측정해 본딩 사이클이 7.0초에서 3.4초로 51% 단축되었다. CPO 집적에서는 같은 원리가 빛으로 구현된다. 1.45~1.60마이크로미터 파장의 빛은 실리콘의 밴드갭보다 에너지가 낮아 Si PIC를 거의 손실 없이 통과하고, EIC와 PIC 사이 접합선의 얇은 계면층에 도달해서야 흡수된다. 짧은 광펄스를 쓰면 Si PIC 본체와 도파로, 전자 다이, 주변 유전체로 열이 퍼지기 전에 가열이 끝난다. 이 관점에서 보면 HBM 조립을 빠르게 하는 것과 CPO 접합에서 벌크 열예산을 거의 없애는 것은 서로 다른 과제가 아니다.
주제
- 열제어
- HBM
