WCSP 在克服各种挑战的同时不断发展

图 3WCSP的未来发展趋势是堆叠封装配置结构，其包括WCSP与 TSV、无源组件、MEMS 和 IC 的组合。

图 3 描述了堆叠WCSP封装概念。底部 TSV 晶圆可以是一个有源 WCSP 器件（一个中介层）或者是一个集成无源中介层，而顶部则可以为一个 IC、MEMS 器件、分立无源器件或者另一个此类器件。

由于这种堆叠 WCSP 封装组装的配置结构和方法有很多种，因此在选择产品集成流程或路径以前，需要仔细考虑集成方案、可靠性问题、商业模式（供应链）和成本。就 TSV 制造来说，较普遍的流程是“中间过孔”工艺（BEOL 层中晶圆变薄以前形成的过孔），然后是“后过孔”工艺（完成包括变薄等 WCSP 晶圆处理以后形成的过孔）。

后过孔工艺成本较低，因为 TSV 和后端 RDL 同时生产。要求细间距和更小过孔直径时，中间过孔工艺具有优势；这些要求的目的是获得高性能，以及实现芯片尺寸符合要求。随后，堆叠组件的组装涉及使用引线接合、SMT 或者倒装片工艺的连接，之后是二次成型步骤（如果需要）。另外一种可能性是，最终封装仅为一种独立 TSV-WCSP，各种组件堆叠在其上面，同 POP（堆叠式封装）类似，也可以简单地将其嵌入到基板或 PCB 层压板中。

堆叠 WCSP 制造流程的重点开发领域之一是 TSV 蚀刻及电镀步骤（部分或者全部填充）、组件堆叠互连及组装方法（取决于散热预算）、二次成型材料的选择（可产生最小晶圆级和封装级扭曲变形）、兼容二氧化物沉淀和堆叠组件组装工艺的载体晶圆粘合剂的选择以及薄未模塑或模塑晶圆或者薄裸片的承载和出货。

WCSP 的小体积和高可实现引脚数将带来许多新的应用机遇。

所有这些都要求追加资金实现载体晶圆支持系统，用于接合/剥落器件晶圆或堆叠晶圆配件、芯片到晶圆 (C2W) 抓放或倒装片接合机、晶圆级模机、后端光刻以及氧化物沉积工具等。

正如任何新的封装技术一样，都会面临巨大的可靠性和可制造性挑战。在 WCSP 封装中使用倒装片底层填充和模具复合材料后，封装湿度敏感水平 (MSL) 级别不再是 MSL1。中间过程步骤期间和最终封装级的扭曲控制，对避免出现 SMT 问题至关重要。

TSV 裸片本身的强度较低，其会转化成裸片开裂或者电介质开裂和脱层问题。其他一些潜在的可靠性问题还包括 TSV 氧化物衬垫开裂、CTE 错位带来的空隙、微凸块或互连可靠性以及 RDL 层脱层或线迹开裂等。
结论

对于那些寻求更低成本和更短产品上市时间的一些客户来说，WCSP 具有明显的优势，但却并非没有挑战。随着时间的推移，WCSP 将会不断发展，对它的需求也会不断增加。我们今天面临的挑战正逐一得到克服，为新一代封装铺平了道路——包括集成技术和 3D 结构，它们将会为半导体产品增加更多的功能。