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[IEEE 2019年第14届国际微系统、封装、组装与电路技术会议(IMPACT) - 中国台北(2019.10.23-2019.10.25)] 2019年第14届国际微系统、封装、组装与电路技术会议(IMPACT) - 激光烧蚀技术实现的创新系统级封装设计

DOI：10.1109/impact47228.2019.9024998 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 5G革命在全球移动、汽车、工业自动化和医疗保健等领域带来了众多创新性影响及应用商机。因此，集成电路封装设计的多功能集成、小型化形态及快速上市成为电子组装技术的必然趋势。显然，系统级封装（SiP）是满足这些需求的有效解决方案，目前已广泛应用于物联网、汽车和传感器?？榱煊颉Ｈ欢?，传统刀片切割工艺存在毛刺残留、封装形态不灵活以及公差控制精度不足等挑战，导致良率低下且封装形态设计受限。本研究展示了激光烧蚀技术在各类系统级封装应用中的切割与金属盖板处理方案，通过皮秒脉冲激光技术成功消除了金属盖板变色和毛刺残留问题——该技术缩短了激光光子到电子的能量吸收时间，降低了烧蚀过程中锯切边缘的热影响区（HAZ）损伤。实验设计（DOE）表明，采用紫外激光烧蚀工艺后，金属盖板变色率从25%大幅降至0%，且完全解决了毛刺残留问题。此外，本文还研究了紫外激光实现的封装形态加工，在30微米切割公差范围内成功制备了圆形、六边形和八边形等多种几何形态的封装外观，切割边缘无任何崩边残留，该技术已广泛应用于智能手机和汽车行业的指纹传感器及特殊?？榱煊颉５湫涂煽啃圆馐裕ㄎ露妊肥匝?、高温存储试验和无偏压HAST试验）结果验证了其有效性。相比传统刀片切割工艺，这种先进的紫外激光烧蚀技术能显著提升封装成型质量和切割精度。毫无疑问，结合皮秒脉冲技术的紫外激光烧蚀无疑是实现5G时代高质量系统级封装设计的创新利器。
作者： Jay Li，Yu-wei Yeh，Frank Chu，J. Y. Chen，Yu-Po Wang
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为了展示激光烧蚀技术在系统级封装（SiP）设计中的应用，以克服传统刀片切割技术的局限性，例如毛刺残留、封装形状成型不灵活以及公差控制不精确等问题。

研究成果

皮秒脉冲激光烧蚀技术显著提升了封装成型质量和切割精度控制，消除了毛刺残留和变色效应。该技术可实现灵活的封装形状成型并满足可靠性标准，是5G时代高质量系统级封装（SiP）设计的理想解决方案。

研究不足

该研究聚焦于特定应用（指纹识别、汽车及可穿戴?？椋?，可能未涵盖所有潜在的SiP设计方案。比较范围仅限于皮秒脉冲激光、纳秒脉冲激光和传统刀片切割技术。

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