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[IT뉴스]삼성전자, 차세대 HBM 구조 변경 추진…고단 대응 신개념 특허 출원

온카뱅크관리자

2026-06-29 17:07:28

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="UBZS8FKprD">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="12c88187d5ed5b92a6094a68dcba412a231672883ac87457d62b7e947d07152c" dmcf-pid="u8UXdqPKEE" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="삼성전자 〈수직 방향으로 적층된 복수의 반도체 칩을 포함하는 반도체 패키지〉 특허 (KR20260040407A) 구조도." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202606/29/etimesi/20260629170220996nesf.png" data-org-width="500" dmcf-mid="p1hE7TFYDw" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202606/29/etimesi/20260629170220996nesf.png" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            삼성전자 〈수직 방향으로 적층된 복수의 반도체 칩을 포함하는 반도체 패키지〉 특허 (KR20260040407A) 구조도.
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          <p contents-hash="de9ca9866a2a1335fda28d1d473803037c86ac05ed394af7c900d96861f66046" dmcf-pid="76uZJBQ9Dk" dmcf-ptype="general">삼성전자가 고대역폭 메모리(HBM) 패키지의 신뢰성 문제 해결을 위한 신규 특허를 출원한 것으로 확인됐다. HBM4E와 HBM5 등 고적층 시대가 임박하면서 메모리 다이를 보호하는 '더미 다이(Dummy Die)' 구조를 혁신, 구조적 안정성과 수율 안정성을 추구하고 있는 것으로 나타났다.</p>
          <p contents-hash="30a35a4919d83fdcce81f38067cf21a374aa37ba977dfc676947329af62e8a71" dmcf-pid="zP75ibx2Ic" dmcf-ptype="general">28일 해당 HBM 패키징 특허에 따르면 삼성전자는 스택 최상단의 더미 다이 측면을 3단 계단식 +곡면 구조로 가공하는 기술을 개발했다. 고적층 HBM에서 흔히 발생하는 칩 박리(Delamination), 균열(Cracking), 휨(Warpage) 문제를 효과적으로 개선할 수 있는 방식이다.</p>
          <p contents-hash="ff1803c41177cd217424eafa0302f38b48ca2bcef12098cdf79273e40c55b981" dmcf-pid="qQz1nKMVIA" dmcf-ptype="general">HBM은 베이스 다이 위에 다수 메모리 다이를 수직 적층하고, 그 위에 최상부 더미 다이를 올리는 구조다. 더미 다이는 전체 패키지 높이를 규격에 맞추고, 기계적 보호 및 방열 역할을 수행한다.</p>
          <p contents-hash="cd2c1324628970258f12892ad87a8fd655555a63c2df059ab9805e1930e18de3" dmcf-pid="BxqtL9RfEj" dmcf-ptype="general">그러나 적층 수가 12단을 넘어 16단 이상으로 증가하면서 최상부 더미 다이의 신뢰성이 수율과 장기 안정성의 핵심 변수로 부상했다. 통상 8단에서 12단으로 갈 때 수율이 10~20%p 하락하고, 16단로 갈수록 더 급락해 40~60%대로 떨어진다. 이 때 더미 다이 구조 개선은 수율 하락의 중요 원인 중 하나인 휨 문제와 열팽창 차이 문제를 개선해 준다.</p>
          <p contents-hash="0b9e4c51a570e9c1ec1a82a0e417fa7dcc46cf6df6077ad162ae033397d0fe41" dmcf-pid="bMBFo2e4IN" dmcf-ptype="general">삼성전자는 더미 다이에 '딥 그루브 쏘잉(Deep Groove Sawing)' 공정을 활용한다. 딥 그루브 쏘잉은 웨이퍼를 깊게 홈을 파서 칩(다이)을 분리하는 고정밀 절단 공정으로, 기존 일반 블레이드 소잉(기계적 톱질)보다 더 깊고 정밀하게 홈을 만드는 기술이다. 레이저를 기반으로 반도체 결정 구조 손상을 최소화하는 것이 장점이다.</p>
          <p contents-hash="7e1b55ca55d9e9985a10abf56737239b0d17fb749131519fbbe690ed71722cc2" dmcf-pid="KRb3gVd8wa" dmcf-ptype="general">이 구조는 최상부 더미 다이의 하면(접합면)은 좁게 유지하고 상면은 넓어지는 역피라미드 형태로 설계됐다. 측면은 제1·제2·제3 측면으로 구분되며, 각 연결부에서 기울기가 급변하는 불연속 구조와 상부로 볼록한 곡면을 특징으로 한다. 이로 인해 기존 단순 수직 측면 대비 기계적 강도가 크게 향상될 전망이다.</p>
          <p contents-hash="7b2a34493c6986d1d9a465b03b9b83c402779d48b20b5b345db11ed745524d00" dmcf-pid="9eK0afJ6Og" dmcf-ptype="general">또한 비접합 영역(NBR)에 트렌치(Tr)를 미리 형성해 소잉 과정에서 발생하는 잔해물(debris)이 본딩 계면을 오염시키는 문제를 해결했다. 이를 통해 퓨전 본딩(Fusion Bonding) 신뢰성도 강화된다.</p>
          <p contents-hash="eec19d4f4173f3fe1cb0546e4a8d5c0db8e367b7be0f236262a1e8c73adb855b" dmcf-pid="2d9pN4iPro" dmcf-ptype="general">발열 관리 측면에서도 주목할 만하다. 특허는 본딩 절연층 하면과 수평 연장면 사이의 수직 거리를 1~10㎛로 정밀 설계해 열 전달 효율을 기존 수준으로 유지할 수 있도록 했다. 몰딩층(EMC) 부피를 최소화하는 돌출면 구조 변형안도 포함돼, 오히려 열 전달 경로를 개선할 가능성도 제시됐다.</p>
          <p contents-hash="59753193e0ab2f2f944a04d5344a8d3c7b2f527b95bddbcc982655f445c0bd4b" dmcf-pid="VJ2Uj8nQOL" dmcf-ptype="general">삼성전자는 이번 기술을 하이브리드본딩과 HPB(Heat Path Block) 등 기존 HBM 패키징 기술과 연계해 종합적인 신뢰성 경쟁력을 강화, HBM 점유율 확대에 나설 것으로 보인다.</p>
          <p contents-hash="e5d7ec6486a3828c7aed33a2da6cf80d94fbbee653c1b5c554d575d3be260114" dmcf-pid="fiVuA6LxEn" dmcf-ptype="general">업계 관계자는 “실제로 12단 이상 고적층 HBM에서는 최상부 더미 다이의 워피지(휨) 문제가 수율에 큰 영향을 미치는 핵심 변수”라며 “16단 이상 HBM5를 겨냥한 미래 지향적 기술로 보인다”고 설명했다.</p>
          <p contents-hash="93c88f4fcafc7eae7629574f23a2f95226525933940500d459b74c2ec9008b09" dmcf-pid="4nf7cPoMEi" dmcf-ptype="general">이형두 기자 dudu@etnews.com</p>
         </section> 
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        <p class="" data-translation="true">Copyright © 전자신문. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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