平板電腦、手機、手錶和其他可穿戴式裝置變得愈加精密和小巧。為了順應這一趨勢，半導體裸晶片業和封裝裝置的尺寸也在不斷縮小。事實證明，對於微電子產品的開發而言，其重要性不亞於摩爾定律定義的無盡小型化。
鐳射器具有可加工材料廣泛、加工精度高、熱影響區域 (HAZ) 小等獨特功能，因此這一尖端封裝趨勢給鐳射器的應用帶來了大量機會。其中，鐳射器在以下領域的應用變得日益廣泛：晶圓切割、封裝分離、光學剝離、μ 級導孔鑽孔、RDL（層結構重分配）、劃片膠帶切割（EMI 遮蔽）、焊接、退火和粘合等。
在不同的領域，適合選用哪種鐳射器呢？以下是三種選擇：
系統級封裝 (SiP) 技術可在高階可穿戴式裝置或行動式裝置的極小空間內提供超強功能。SiP 裝置由整合在 PCB 基板（包含嵌入式銅引線）上的處理器、記憶體卡、通訊晶片和感測器等電路元件組成。整個裝配件一般封裝在一個模塑膠中，其外部會覆加導電塗層實現電磁遮蔽。整個 SiP 裝置的厚度通常約為 1 mm，而模塑膠的厚度通常佔據該值的一半。
在製造過程中，一開始先在一塊大面積板材上製作多個 SiP 裝置，然後再對各個裝置進行分離。此外，在一些應用中，甚至會在單個裝置的模塑膠上開槽並一直延伸至銅製接地層。 上述步驟均需在為裝置覆加導電塗層前完成（此塗層用於完全包覆 SiP 子區域，將其遮蔽起來，免受其他高頻子元件干擾）。
無論是進行分離還是開槽，切口的位置和深度都必須精確無誤，無燒蝕現象並且沒有碎屑。此外，切割工藝一旦產生諸如熱損害、分層或微裂紋等影響，就會對給電路元件造成無法接受的故障風險。
目前，實現 SiP 切割使用的主要是 20-40 W 納秒脈寬 UV 固體鐳射器。但是，採用納秒鐳射源時需權衡輸出功率和切割質量，尤其和邊緣質量和碎屑形成有關。所以，單純提高鐳射器功率並不能提升加工速度。
相較於納秒鐳射器，皮秒和飛秒鐳射器的切縫更細、HAZ 面積更小，而且產生的碎屑更少，在某些情況下還可以提高生產效率，而超短脈衝鐳射光源的不足之處在於投資成本較高。
對於幾乎所有型別的微電子產品高階封裝（包括覆晶、晶片級封裝、扇出圓片級封裝、嵌入式 IC 和 2.5D/3D 封裝），重分配層 (RDL) 都有至關重要的意義。RDL 是由蝕刻金屬和介電層產生的路由電路，可實現各個矽片與裸晶片的互連。RDL 透過這樣的方式實現裸晶片輸入/輸出訊號的重新傳送。
目前，大量 RDL 都藉助“光電可定義”的電解質構成，其中所需的電路圖形可透過影印石版術打印出來，然後採用溼法顯影技術去除曝光或未曝光的區域。光電可定義的聚合物有幾個缺點，包括成本高、加工過程較複雜以及與要粘合材料的熱膨脹係數 (CTE) 匹配度較差。此外，殘留物可能會引發電路故障，導致良好裸晶片有損壞風險。
新的解決方案是使用合適的非光電介質材料並採用 308 nm 準分子鐳射器直接燒蝕圖案。這些非光電介質比光電可定義材料的成本低得多，應力較小、CTE 匹配度更好，而且還可以極大改善機械和電氣效能。
鐳射穿過包含所需圖案的掩膜板投射到基板上，然後開始燒蝕基板（比投射的圖案面積大），調整基板位置並再次燒蝕，直到所有區域都印上所需圖案為止。相較於光電可定義電介質印圖法，準分子鐳射器燒蝕法的步驟更少且無需採用溼法顯影技術，因此這種工藝不僅更加環保，而且成本效益和生產效率都更高。
此外，經事實證明，準分子鐳射器燒蝕可以很好地控制圖案深度和“牆角”。
由於在加工斜度較大的圖案時，可以在側面進行“遮蔽”來減少對後續金屬噴濺或氣相沉積工藝的需求，準分子鐳射器具有重要的用途。
低溫共燒陶瓷 (LTCC) 也是一種重要的封裝應用。隨著微電子基板在電力或通訊裝置中的採用，這種應用也日趨流行。初加工的 LTCC 是一層厚度通常在50 μm至250 μm範圍內的綠光（未燒製）陶瓷，裝配在厚度約為40 μm至60 μm的聚三氯乙烯 (PET) 帶層上。
在 LTCC 電路製造過程中，鐳射器可用於執行兩個關鍵任務：劃線（分離）和鑽孔。
過去，LTCC 劃線一直使用 CO2 鐳射器完成。 鐳射器的作用是加工一排緊密排列且穿透基板孔（即劃線）然後，施加機械力沿著該劃線卡住材料。
如今，CO 鐳射器日益成為該領域的替代技術。在幾年前由相干公司推入市場的工業 CO 鐳射器與 CO2 類似，唯一不同的是其輸出波長大約為 5 μm。這種短波在 LTCC 中的吸收率遠低於波長為 10.6 μm 的 CO2。這可讓鐳射進一步滲透到基板中，形成更深的劃線，並且更易於折斷（參見圖3）。此外，低吸收率還可以縮小 HAZ 面積。
經比較證明，CO 鐳射器的劃線穿透力更強，並且由於其在陶瓷中的吸收率比較低，因此所形成鑽孔的縱橫比較高。此外，CO2 工藝在入口處產生的碳化程度較高，而且鑽孔的直徑更大。
LTCC 鑽孔曾經也依賴使用 CO2 鐳射器完成，但在此加工領域，綠光波長的超短脈衝鐳射器最終成為代替 CO2 的首選替代技術。這是因為超短脈衝鐳射器能夠在品質和產能方面實現更好的平衡。具體而言，在每秒超過 2000 個孔的加工速率下，50 W的綠光超短脈衝鐳射器可在厚度為 0.60 mm的陶瓷上加工 30 μm的鑽孔。
CO鐳射器可作為超短脈衝鐳射器的替代品。CO鐳射器已證實可在每秒大約 1000 個孔的加工速率下，在厚度為 0.65 mm 的燒製陶瓷上加工大約40 μm 的鑽孔。因此在 LTCC 應用領域，超短脈衝鐳射器和 CO鐳射器都是理想的鑽孔技術選擇，具體選擇哪項技術取決於陶瓷的厚度和所需的直徑。
總之，雖然半導體封裝目前採用的鐳射技術多種多樣，但這些技術提供的根本優勢類似。具體而言，這些優勢包括以非接觸工藝形成高精度圖案、對周圍材料的影響較小，以及產能較高。此外，鐳射加工通常無需使用危險或難以處置的化學物質，因此是一項“綠色環保”的技術。
平板電腦、手機、手錶和其他可穿戴式裝置變得愈加精密和小巧。為了順應這一趨勢，半導體裸晶片業和封裝裝置的尺寸也在不斷縮小。事實證明，對於微電子產品的開發而言，其重要性不亞於摩爾定律定義的無盡小型化。
鐳射器具有可加工材料廣泛、加工精度高、熱影響區域 (HAZ) 小等獨特功能，因此這一尖端封裝趨勢給鐳射器的應用帶來了大量機會。其中，鐳射器在以下領域的應用變得日益廣泛：晶圓切割、封裝分離、光學剝離、μ 級導孔鑽孔、RDL（層結構重分配）、劃片膠帶切割（EMI 遮蔽）、焊接、退火和粘合等。
在不同的領域，適合選用哪種鐳射器呢？以下是三種選擇：
一、藉助納秒和皮秒鐳射器實現 SiP 分離系統級封裝 (SiP) 技術可在高階可穿戴式裝置或行動式裝置的極小空間內提供超強功能。SiP 裝置由整合在 PCB 基板（包含嵌入式銅引線）上的處理器、記憶體卡、通訊晶片和感測器等電路元件組成。整個裝配件一般封裝在一個模塑膠中，其外部會覆加導電塗層實現電磁遮蔽。整個 SiP 裝置的厚度通常約為 1 mm，而模塑膠的厚度通常佔據該值的一半。
在製造過程中，一開始先在一塊大面積板材上製作多個 SiP 裝置，然後再對各個裝置進行分離。此外，在一些應用中，甚至會在單個裝置的模塑膠上開槽並一直延伸至銅製接地層。 上述步驟均需在為裝置覆加導電塗層前完成（此塗層用於完全包覆 SiP 子區域，將其遮蔽起來，免受其他高頻子元件干擾）。
無論是進行分離還是開槽，切口的位置和深度都必須精確無誤，無燒蝕現象並且沒有碎屑。此外，切割工藝一旦產生諸如熱損害、分層或微裂紋等影響，就會對給電路元件造成無法接受的故障風險。
目前，實現 SiP 切割使用的主要是 20-40 W 納秒脈寬 UV 固體鐳射器。但是，採用納秒鐳射源時需權衡輸出功率和切割質量，尤其和邊緣質量和碎屑形成有關。所以，單純提高鐳射器功率並不能提升加工速度。
相較於納秒鐳射器，皮秒和飛秒鐳射器的切縫更細、HAZ 面積更小，而且產生的碎屑更少，在某些情況下還可以提高生產效率，而超短脈衝鐳射光源的不足之處在於投資成本較高。
二、用準分子鐳射器實現層結構重分配對於幾乎所有型別的微電子產品高階封裝（包括覆晶、晶片級封裝、扇出圓片級封裝、嵌入式 IC 和 2.5D/3D 封裝），重分配層 (RDL) 都有至關重要的意義。RDL 是由蝕刻金屬和介電層產生的路由電路，可實現各個矽片與裸晶片的互連。RDL 透過這樣的方式實現裸晶片輸入/輸出訊號的重新傳送。
目前，大量 RDL 都藉助“光電可定義”的電解質構成，其中所需的電路圖形可透過影印石版術打印出來，然後採用溼法顯影技術去除曝光或未曝光的區域。光電可定義的聚合物有幾個缺點，包括成本高、加工過程較複雜以及與要粘合材料的熱膨脹係數 (CTE) 匹配度較差。此外，殘留物可能會引發電路故障，導致良好裸晶片有損壞風險。
新的解決方案是使用合適的非光電介質材料並採用 308 nm 準分子鐳射器直接燒蝕圖案。這些非光電介質比光電可定義材料的成本低得多，應力較小、CTE 匹配度更好，而且還可以極大改善機械和電氣效能。
鐳射穿過包含所需圖案的掩膜板投射到基板上，然後開始燒蝕基板（比投射的圖案面積大），調整基板位置並再次燒蝕，直到所有區域都印上所需圖案為止。相較於光電可定義電介質印圖法，準分子鐳射器燒蝕法的步驟更少且無需採用溼法顯影技術，因此這種工藝不僅更加環保，而且成本效益和生產效率都更高。
此外，經事實證明，準分子鐳射器燒蝕可以很好地控制圖案深度和“牆角”。
由於在加工斜度較大的圖案時，可以在側面進行“遮蔽”來減少對後續金屬噴濺或氣相沉積工藝的需求，準分子鐳射器具有重要的用途。
三、藉助 CO2和 CO 鐳射器實現 LTCC 劃線和鑽孔低溫共燒陶瓷 (LTCC) 也是一種重要的封裝應用。隨著微電子基板在電力或通訊裝置中的採用，這種應用也日趨流行。初加工的 LTCC 是一層厚度通常在50 μm至250 μm範圍內的綠光（未燒製）陶瓷，裝配在厚度約為40 μm至60 μm的聚三氯乙烯 (PET) 帶層上。
在 LTCC 電路製造過程中，鐳射器可用於執行兩個關鍵任務：劃線（分離）和鑽孔。
過去，LTCC 劃線一直使用 CO2 鐳射器完成。 鐳射器的作用是加工一排緊密排列且穿透基板孔（即劃線）然後，施加機械力沿著該劃線卡住材料。
如今，CO 鐳射器日益成為該領域的替代技術。在幾年前由相干公司推入市場的工業 CO 鐳射器與 CO2 類似，唯一不同的是其輸出波長大約為 5 μm。這種短波在 LTCC 中的吸收率遠低於波長為 10.6 μm 的 CO2。這可讓鐳射進一步滲透到基板中，形成更深的劃線，並且更易於折斷（參見圖3）。此外，低吸收率還可以縮小 HAZ 面積。
經比較證明，CO 鐳射器的劃線穿透力更強，並且由於其在陶瓷中的吸收率比較低，因此所形成鑽孔的縱橫比較高。此外，CO2 工藝在入口處產生的碳化程度較高，而且鑽孔的直徑更大。
LTCC 鑽孔曾經也依賴使用 CO2 鐳射器完成，但在此加工領域，綠光波長的超短脈衝鐳射器最終成為代替 CO2 的首選替代技術。這是因為超短脈衝鐳射器能夠在品質和產能方面實現更好的平衡。具體而言，在每秒超過 2000 個孔的加工速率下，50 W的綠光超短脈衝鐳射器可在厚度為 0.60 mm的陶瓷上加工 30 μm的鑽孔。
CO鐳射器可作為超短脈衝鐳射器的替代品。CO鐳射器已證實可在每秒大約 1000 個孔的加工速率下，在厚度為 0.65 mm 的燒製陶瓷上加工大約40 μm 的鑽孔。因此在 LTCC 應用領域，超短脈衝鐳射器和 CO鐳射器都是理想的鑽孔技術選擇，具體選擇哪項技術取決於陶瓷的厚度和所需的直徑。
總之，雖然半導體封裝目前採用的鐳射技術多種多樣，但這些技術提供的根本優勢類似。具體而言，這些優勢包括以非接觸工藝形成高精度圖案、對周圍材料的影響較小，以及產能較高。此外，鐳射加工通常無需使用危險或難以處置的化學物質，因此是一項“綠色環保”的技術。