半导体封装公司Kools开发了一种键合技术，可抑制超大型人工智能（AI）半导体封装的翘曲。该技术采用高刚性盖板来控制封装翘曲，并使用热离合器来缩短加热和冷却时间。其设计旨在防止超大型封装（例如英伟达的下一代AI加速器Rubin Ultra）出现键合缺陷。
Kools公司于9月16日宣布，其通过将高刚性盖板与其专有的热离合器相结合，开发出超大型半导体封装键合技术。与在芯片和中介层键合完成后才进行散热的传统封装方式不同，该技术在键合之前就安装了盖板。通过对盖板顶部施加压力，保持封装平整直至焊料凝固，从而抑制键合过程中的翘曲变形。
热离合器旨在解决生产效率问题。高刚度盖板较厚且热容量大，会增加热压粘合 (TCB) 过程中的加热和冷却时间。热离合器可在加热过程中阻止热量散失到冷却部分。在冷却过程中，它可连接热传递路径，从而快速散发粘合区域的热量。
该技术将超大型 180×70mm 封装的加热和冷却时间从一分钟以上缩短到不到 10 秒。粘合后的翘曲小于 0.1mm。
随着半导体封装尺寸的不断增大，热压键合（TCB）工艺正逐渐取代回流焊工艺成为键合工艺中的主流方法。尺寸较大的封装更容易因硅芯片和有机材料之间热膨胀系数（CTE）的差异而发生变形，从而导致翘曲和键合缺陷。回流焊工艺通过加热熔化焊料，而热压键合则同时施加热量和压力，以在键合过程中保持封装的平整度。
然而，随着粘合面积的增加，TCB的生产效率会降低，因为加热和冷却所需的时间更长。高热输出和翘曲控制是大面积TCB工艺的关键挑战。Kools公司提出通过使用高刚度盖来约束封装，并利用其热离合器缩短加热和冷却时间来解决这些问题。
Kools公司首席执行官赵镇铉表示：“传统的TCB工艺需要一分钟以上才能完成180×70mm超大型封装的加热和冷却，但热离合器可以将这一时间缩短到10秒以内。通过高刚性盖板保持封装形状，同时缩短键合时间，我们可以确保超大型四GPU封装的生产效率。”
超大型封装，例如英伟达的下一代人工智能加速器 Rubin Ultra，是其目标应用之一。英伟达最初设想 Rubin Ultra 采用四颗 GPU 芯片和 16 个第七代高带宽内存 (HBM4E) 器件集成于单个封装中。半导体市场研究公司 SemiAnalysis 在 6 月份报道称，由于制造方面的担忧，英伟达放弃了四 GPU 设计，转而采用双 GPU 架构。
Cho表示：“英伟达最初的Rubin Ultra设计将四个GPU并排放置在一个封装内，使它们能够像单个芯片一样并行运行。应用Kools的技术可以抑制翘曲并缩短粘合时间，即使是在细长的超大封装中，也能提高四GPU结构的制造效率。”
Kools公司表示，已获得该技术的专利。其知识产权组合共包含277项资产。该公司计划将该技术的应用拓展至下一代先进封装领域，该领域可集成包括GPU和HBM在内的多个半导体芯片。
（来源：theelec）
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