AI电源、汽车逆变器都在盯上的芯片嵌入PCB封装:面板级功率模块为什么开始升温?

描述

 

 

面板级芯片嵌入功率封装不是单纯把芯片藏进基板,而是在重构AI电源和汽车逆变器的电流路径、散热路径和寄生参数。

这里最关键的判断是:AI侧要同时嵌入芯片和被动件,汽车侧要靠厚铜RDL、金属互连和可靠界面把SiC模块工程化。

这个话题聚焦于芯片嵌入封装,应用于AI数据中心近端供电xEV逆变/电源领域。

这个话题最值得看的地方,不是简单展示一种更薄的封装,而是把两个正在快速升温的应用放到了一起:AI/Data Center的近端供电,以及EV逆变器的高电流SiC功率模块。两者场景不同,但共同诉求很一致,都是更低电阻、更低电感、更短热路径和更高集成度

今天我们聊的,不仅仅是想解释chip embedded“把芯片埋进PCB”的工艺路线。这里真正讨论的是:面板级功率封装能不能成为一种可扩展制造平台

在AI电源里,把VR、控制芯片和被动件压到更薄更近

在汽车逆变器里,用厚铜RDL、铜通孔和金属互连改善热电路径

功率模块

这篇技术方案快报,大家可以看成一个关于功率封装边界迁移的判断封装不再只是保护芯片,而是在决定电源完整性、寄生参数、热阻、芯片并联和可靠性验证

这里想说明的,不只是“芯片可以嵌入封装内部”,而是“当AI电源和EV逆变器同时要求低阻抗、低电感、高散热和薄型化时,面板级芯片嵌入技术必须与厚铜RDL、铜通孔、Ag烧结和界面可靠性一起闭环,才可能成为现实的功率模块平台”。

一、这份材料真正想说明什么?

芯片嵌入封装的核心价值,是把功率路径从二维板级连接,压缩成更短、更厚、更低寄生的三维互连。AOI把动机讲得很清楚:更小、更薄、更低电阻、更低电感对AI电源和车载逆变器而言,这些指标已经不是外观优势,而是效率、热和EMI的基础变量

功率模块

图片来源:AOI 

SysPro备注: 这里的重点不是“埋芯片”这个动作本身,而是埋完以后能否形成可控的电流路径、散热路径和制造路径。功率封装和普通逻辑SiP最大的差异,在于铜厚、热阻、绝缘、界面应力和可靠性验证难度都更高。

二、趋势背景:AI电源和EV逆变器给了同一个封装压力

AI/Data Center场景,要求电源更靠近负载,电压轨更多,瞬态更快,被动件更难继续外置堆叠。

汽车逆变器场景,则要求高电流、低寄生电感、高功率循环能力可扩展量产

以上两者共同把封装从“芯片载体”推向“系统电源结构件”

功率模块

图片来源:AOI

AOI关于薄型多芯片VR思路很有代表性:

通过集成电压调节器把中高压供电送到更靠近chiplet的位置再在本地buck到合适电压。这里的封装价值不仅是薄,而是电源完整性和被动件体积被一起改变

功率模块

图片来源:AOI 

三、本质逻辑:面板级不是尺寸概念,而是制造和并联扩展概念

AOI方案里用到了300 mm面板级功率封装。

面板级功率封装的潜台词,是把功率模块的制造从单颗组装向更高并行度迁移,并通过依托半加成扇出版级工艺实现厚铜互连、铜通孔芯片并联结构成型

功率模块

图片来源:AOI 

这对汽车逆变器尤其重要。

SiC模块往往需多个芯片并联电流分配、寄生电感热扩散都会影响效率与可靠性。因此,我们会看到功率芯粒并联方案,本质上是在尝试用封装层面的几何和铜互连来解决并联芯片的一致性问题。

功率模块

图片来源:AOI

可能的质疑:有人可能会问,功率模块已经有DBC、AMB、铜夹和双面散热,为什么还要做芯片嵌入?
答案是:传统模块确实成熟,但在更薄、更低寄生、更高并联密度和面板级制造上仍有边界。
但这并不意味着:芯片嵌入会立刻替代所有功率模块,它更可能先在低寄生、高密度、强集成场景里打开窗口。

四、核心矛盾:低阻低感很诱人,但界面可靠性才是硬门槛

我们知道,芯片嵌入封装能带来低电阻、低电感、薄型化和更短热路径,也能让AI VR和车载SiC模块获得更高集成度。

但,这也会导致:芯片、树脂、铜RDL、铜通孔、Ag烧结层和金属基底之间形成更多关键界面热循环、功率循环、层间剥离、空洞、BLT铜表面氧化都会影响长期可靠性

因此:评估面板级嵌入式功率封装,不能只看电阻和热阻的漂亮数字,还必须看界面粘接、烧结工艺窗口、厚铜应力、分层失效汽车级验证是否闭环。

功率模块

图片来源:AOI

五、核心洞察:功率封装正在从器件封装变成电源架构

最后,AOI提到:AI/Data Center和EV市场都在要求更低电阻、更低电感;AI侧关键不仅是嵌入半导体,还包括被动件嵌入;EV逆变器侧关键是芯片与金属基底互连以及厚铜RDL。

功率模块

图片来源:AOI

这说明Embedded Power Package的竞争点已经不在单一封装结构,而在系统级协同:AI看电源完整性和多电压轨,汽车看SiC高电流和热循环,制造端看面板级良率和成本,可靠性端看界面分层和互连寿命。

功率模块

图片来源:AOI

小编总结

这个主题的价值,在于它把AI电源和汽车逆变器放进同一个封装趋势里。

芯片嵌入不是单纯做薄,而是在把电流路径、热路径、寄生参数和制造方式重新组织。真正值得关注的是:谁能在厚铜RDL、铜通孔、Ag烧结和界面可靠性上形成稳定工艺窗口?

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本篇为主题《封装、散热与可靠性_芯片嵌入式面板级功率封装技术》学习总结,相关参考资料与扩展阅读已整理在「SysPro电力电子技术」知识星球中。本文聚焦功率封装、面板级封装、厚铜重布线、银烧结、低寄生互连、界面可靠性等话题,应用于 AI 电压调节模块、车用逆变器、碳化硅功率模块。

功率模块

 

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