库尔斯开发超大型低翘曲键合技术，瞄准Rubin Ultra四GPU单一中介层

半导体键合技术企业库尔斯（Kools，주식회사 쿨스）9月10日表示，已完成用于实现英伟达Rubin Ultra四GPU单一中介层的超大型低翘曲键合技术开发。

该技术在键合前先结合高刚性盖板，将超大型封装平坦约束，并通过热离合器仅对键合界面进行快速加热与冷却。库尔斯称，采用该技术后，180×70毫米级超大型封装的加热与冷却时间缩短至10秒以内，键合后的翘曲被抑制在0.1毫米以下。

Rubin Ultra最初的构想，是把4颗GPU与16颗HBM4E集成在一个超大型CoWoS-L封装内。但此后不断有报道称，由于制造实现与封装良率问题，四芯片封装被缩减为双芯片结构。业界认为，把大尺寸中介层键合到ABF基板时产生的翘曲是主要原因之一。封装尺寸越大，中介层与基板之间的热膨胀差异累积越多，仅靠现有的炉内回流焊难以维持平坦的键合面。

库尔斯的第一个解法是高刚性盖板。与键合完成后再贴装盖板的既有方式不同，该技术在键合前先结合高刚性盖板，在整个封装被平坦约束的状态下对中介层与基板加压键合，并将加压保持到焊料完全凝固为止。这不是对已经翘曲的封装做事后矫正，而是从一开始就把封装按住、不让其变形后再键合。

不过，高刚性盖板厚、热容量大，若使用普通热压键合（TCB），仅加热与冷却就需要1分钟以上，属于抑制了翘曲却牺牲量产效率的结构。第二项核心技术热离合器解决了这一瓶颈。加热时切断热路径，防止键合头的热量流向冷却部，使键合界面快速升温；键合结束后立即把热路径切换至冷却侧，排出盖板与键合部的热量。冷却过程中仍保持加压，直至焊料凝固区间为止都把封装维持在平坦状态。

库尔斯认为，台积电近期公开的超大型CoWoS-L键合结构，很可能抵触公司此前提交申请的专利。其判断依据是，键合前结合高刚性盖板、对大面积封装进行平坦约束、加压保持至焊料凝固这一核心结构与工艺顺序存在直接重叠。

库尔斯代表理事Cho Jin-hyun（조진현）表示：“台积电似乎已采用的高刚性盖板与热压键合的结合方式，与库尔斯此前开发并申请专利的方向在核心结构上重叠”，“库尔斯在此基础上加入热离合器，取消了炉内回流焊，同时解决了超大型封装的翘曲与生产效率问题。”

Cho Jin-hyun用扑克比喻四GPU单一中介层与两个双GPU封装之间的差别，称“四GPU单一中介层是四条，两个双GPU封装是两对”，“就像同样是四张牌但牌面价值不同一样，即使GPU数量相同，系统集成程度不同，性能所处的层级也不同。”

库尔斯计划向台积电提出技术构成确认、许可协商以及超大型低翘曲键合设备的共同评估。同时，公司将以277件知识产权组合为基础推进180×70毫米级超大型低翘曲键合设备的商业化，并把应用对象扩大到三星电子、SK海力士及全球封测厂的下一代AI封装。