브리프열제어
서멀클러치
승온 시 냉각체를 분리해 열손실 경로를 차단하고, 접합 완료 시점에 정밀 접촉시켜 고체 전도로 열을 흡수하는 열제어 모듈입니다.
서멀클러치 / Thermal Clutch / 热离合
공기제트의 상한
간극은 작동 유체 자체가 정합니다. 유량을 높여도 좁혀지지 않습니다. 열적 이득이 오기 전에 진동과 파티클이 접합 정밀도를 먼저 제약하기 때문입니다.
| 공기제트 | 고체 전도 | |
|---|---|---|
| 열전도율 | 0.026~0.037 W/m·K | 170~400 W/m·K |
| 계면 열전달계수 h | 500~1,000 W/m²K | 20,000~50,000 W/m²K |
계면 열전달계수는 약 40배 차이입니다. 위 범위에서 쿨스가 산정한 값입니다.
한 사이클의 작동
01
분리
승온과 가압 동안 냉각체가 떨어져 있어 본드 라인의 열이 새지 않습니다.
02
접촉
접합이 끝나는 시점에 냉각체가 본드 헤드에 정밀하게 닿습니다.
03
흡수
열이 고체 계면을 건너 냉각체로 들어옵니다.
04
배출
흡수한 열이 짧은 배출 경로로 빠져나갑니다.
05
다시 분리
다음 사이클의 승온 전에 냉각체가 떨어집니다.
왜 클러치인가
고체 접촉은 냉각에 유리하고 승온에 불리합니다. 상시 접촉형 냉각판으로는 성립하지 않습니다. 같은 계면이 어느 순간에는 있고 다음 순간에는 없어야 해서 클러치가 필요합니다.
성능
실측과 설계 도달점을 나누어 각각 조건과 함께 적습니다. 같은 종류의 숫자가 아닙니다.
| 항목 | 값 | 구분 | 조건 |
|---|---|---|---|
| 냉각 구간 | 7.0초 → 3.4초 (51%) | 실측 | 1차 검증 장비, 동일 접합 품질 기준 |
| 접합 1회당 냉각 | 4초 → 0.5초 | 설계 도달점 | 계면 접촉 조건이 요구 수치에 도달할 때, 일반 TCB 사이클 기준 |
| 본더 생산성 | 최대 3배 | 설계 도달점 | 전체 사이클에서 냉각이 점유하는 비중에 따라 결정 |
| 누적 열노출 | 약 85% 감소 | 설계 도달점 | 다층 적층 시 |
기존 본더에 붙이는 법
배관 2개, 밸브 채널 1개
배관 2개와 밸브 채널 1개로 기존 TCB 본더에 장착합니다. 무전력으로 구동됩니다.
레시피는 그대로
본딩 레시피와 언더필을 건드리지 않습니다. HBM3E와 HBM4에 같은 모듈을 씁니다.
TIM 과 혼동하지 않기
서멀클러치
장치입니다. 열경로를 필요할 때 연결하고 차단합니다.
열계면소재 (TIM)
소재입니다. 계면에 상시 개재되어 있습니다.