｜CO2超微光路應用於IC封裝打印系統

摘要：IC封裝雷射打印製程，以往技術以CO₂ Laser為主，不過隨著科技的進步，要求打印的尺寸愈來愈小，相對的雷射加工光點要求也愈來愈小。目前最新封裝技術QFN的各項特性幾乎都比傳統的SOP優良，所以可預期的QFN封裝技術將逐漸建取代傳統的SOP封裝技術；而QFN封裝尺寸只有SOP的七分之一，因此以往常被使用的長波長（10.6μm）CO₂雷射漸漸無法達到規格要求，取而代之的需要使用高單價的短波長UV YAG雷射（355nm）。但是UV YAG雷射一台動則一百多萬台幣，比以往只需20~30萬台幣的CO₂雷射成本增加許多，因此開發CO2雷射超微光路模組，有其市場需求性，本文將針對開發超微CO₂光路系統與其關鍵零組件掃描透鏡開發做進一步探討。

Abstract: The CO₂ Laser is usually used in the IC packaging process on the laser printer. However, the IC size is smaller and smaller with the advancement of technology. The IC size of printer character is request smaller than before. Now, it must be used expensive UV laser for smaller printer character, such as QFN packaging, because the present’s CO₂ laser couldn’t. This article will introduce new CO₂ marking system for smaller printer character to replace expensive UV marking system.

關鍵詞：二氧化碳雷射、掃描透鏡、遠心透鏡、振鏡、雷射打印

Keywords：CO₂ Laser, F-Theta Lens, Telecentric Lens, Galvanometer, Laser Marking

前言
台灣在IC半導體產業的上中下游占有重要的角色，譬如IC設計上游的聯發科、IC製造中游的台積電，以及IC封裝下游的日月光，不僅在台灣是產業龍頭公司，在世界IC產業也都是舉足輕重的地位，甚至都是世界的領導廠商。在IC封裝製程上有一必要的雷射打印製程，其主要的目的要在每個IC零件上標示其生產日期與號碼，作為未來識別與問題的追蹤。此製程所需之主要設備為雷射打印機，不過隨著科技的進步，要求打印的尺寸愈來愈小。以LED驅動晶片為例，LED驅動晶片傳統SOP與最近QFN封裝情況比較，如表一所示，由比較表可知，最新封裝技術QFN幾乎各項特性都比傳統的SOP優良，所以可預期的是QFN封裝技術逐漸建取代傳統的SOP封裝技術，QEN與SOP的比較如圖一及圖二所示；而一般在使用的SOP其尺寸面積為104 mm² （8×13mm²），而QFN相對的尺寸只有16mm² （4×4mm²），只有SOP的七分之一，因此可打印的面積變成只有原來的七分之一，因此以往常被使用的長波長（10.6μm）CO₂雷射漸漸無法達到規格要求，進一步需要使用高單價的短波長UV YAG雷射（355nm），但是YAG雷射一台動則新台幣一百多萬台幣甚至二百萬，比以往只需新台幣20~30萬台幣的CO₂雷射成本增加許多，因此如何提升CO₂雷射超微光路模組開發是刻不容緩的工作。