冷分割、高精细，探寻纳飞光电皮秒激光器在SiP封装的应用

当前，人们对智能手表、智能手机、智能眼镜及其它可穿戴设备的需求趋向功能复杂但结构紧凑，既要小巧时尚，又要长续航。于是，具有异构集成、开发周期短、开发成本低等优势的SIP封装方案大面积应用，助力可穿戴设备或便携式设备实现体积微型化、功能高度集中。

SiP封装(System in a Package系统级封装)，是一种电子器件封装方案，从封装和组装的角度，借助后段先进封装和高精度 SMT 工艺，将多种功能芯片，包括处理器、存储器、传感器等功能芯片集成在一个封装内，形成具有系统功能的高性能微型组件。

为了提高生产效率和节约材料，在制造过程中，大多数SIP的组装工作都是以阵列组合的方式进行，将几十到几百颗SiP器件制作在一块大基板上，在完成模塑与测试工序以后再进行划分，分割成为单个的器件。

传统的划分分割曾采用冲压/金刚石切割工艺，但面对不断缩小的封装后器件尺寸要求具有明显的局限性，而且SiP 结构设计受空间尺寸限制，往往较为紧凑，形状复杂且不规则，甚至可能还带有切口，此外某些器件的沟槽甚至会直接深入到模塑复合材料，直到连接到铜接地层，该工艺在导电屏蔽层覆盖器件之前完成，导电屏蔽层主要用于完全覆盖SiP区域，使得与其他高频元器件隔离。因此，无论是前期的开槽，还是后期的切割分片，对切割开槽的精确度要求都是非常高的，传统冲压分片容易出现基板碎裂和分层，以及产生较大的碎屑，从而可能导致组件装置发生故障。

SiP封装技术趋势为激光器应用创造了大量机会，尤其是以“冷”加工和近乎无热影响区为特点的皮秒激光器，能够完全胜任这类高精度切割任务。相对于传统纳秒激光，皮秒激光加工精度度更高、热影响区（HAZ）小、切割边缘光滑、崩边小等优点；相对于飞秒激光，皮秒激光结构相对简单，不需要为了放大而展宽和压缩脉冲，且加工效果足以媲美飞秒激光微细加工，成本效益更高。

纳飞光电研发设计的皮秒激光器，具有10ps左右的超窄脉宽和高的稳定性，以及优异的光束质量，性能非凡，稳定可靠，可以用于SiP封装的切割应用中。

高稳定性。经测试，其脉冲稳定性和功率稳定性均小于1%RMS，在进行冷切割的同时，保证输出脉冲的稳定和均衡，让切割切缝均匀，一致性高，可以从容的精确控制切口位置和深度，对于提高良品率大有裨益。

高光束质量（M²＜1.3）。这使得输出的激光束可以更加轻易进行聚焦，达到微米量级，可以完成非常细微切缝切割，最大限度利用基板材料，降低原材料成本。此外，激光光路的高度灵活性还可以进行曲线、轮廓或切口切割，满足个性化、定制化的需求。

如今，SiP系统级封装的作用越来越重要，其中的穿戴设备是SiP的一大推动力。有数据显示，2020年可穿戴SiP市场的业务规模是1.84亿美元，预估到2026年，可穿戴设备SiP市场将达到3.98亿美元，巨大的市场将为皮秒激光器为代表的超快激光器提供了广阔的使用空间，是助力实现产业升级的高效利器。

加点料：

在Sip封装的制造过程中，即采用皮秒激光器切割分板之前还需要进行激光打标，通过激光打标工艺在封装模块的顶表面标记制造商的信息、国家、器件代码等信息。在这个制造工序中，可以采用纳飞光电355nm紫外纳秒激光器，20ns左右的脉宽，优异的光束质量（M²＜1.2），冷标记，效果好，足以进行高分辨率、高清晰度、永久性的图片、文字打标。