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TMC2026嵌入式专题(下)——大乙、PNJ、北一和芯华睿嵌入式分享

07/30 08:23
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“国弈常争一着先,诸家淬砺向幽玄。”,嵌入式封装经过近两年市场上不断地打磨,初步成型,但还是有许多地方需要并且也在不断的优化当中......

上期我们针对广汽集团以及英飞凌在TMC2026半导体分论坛上分享的嵌入式内容做了相关的讨论,今天我们继续完成剩下的几家嵌入式封装的分享,分别是铜烧结的大乙半导体、派恩杰半导体、北一半导体和芯华睿半导体。

大乙半导体

铜烧结在功率模块/嵌入式领域的应用

来自香港大学,大乙半导体的首席科学家黄明欣教授分享了他们独特的铜烧结材料在嵌入式封装的应用。

嵌入式封装要求芯片表面需要一定厚度的铜层来进行互连,铜层太薄,激光镭射的适合容易损坏芯片,太厚对于晶圆厂来说又是一大挑战,所以在板厂和晶圆厂的博弈下,目前芯片表面铜层厚度在十几微米左右。大一乙半导体推出了固态铜片做烧结,铜片的厚度可以定义,可以做到30um以上,政府公差2um以内,同时芯片下方的也可以使用铜片进行连接,相对于银烧结孔隙率可以做得更小,可靠性得到提升。并且大乙能够满足很多颗芯片一次性进行压完。另外从材料的塑性应变量和断裂韧性两个参数展示了其铜烧结的优异性能,这里黄教授也提到了TST的重要性,也给我们展示了相应的测试结果。

另外,目前嵌入式在电动汽车领域相对火热,黄教授展示了在无人机和机器人关节等应用嵌入式GaN模块的机会。

传统封装也可以应用铜烧结来替代银烧结,昨天正好看到臻驱科技发布的新一代SlimPACK-II模块(下图,来源臻驱科技官微),依托大面积铜烧结、铜键合等核心底层技术突破,持续提升产品可靠性与综合性价比。

派恩杰半导体

基于嵌入式PCB技术与传统散热架构的碳化硅主驱逆变器半桥模块

派恩杰的柯博给我们介绍了PNJ在芯片技术和制造以及模块封装的相关规划,同时也带来了他们嵌入式封装的介绍。

PNJ目前嵌入式封装路线从芯片往下采用了和传统功率模块相同的方式,前端的烧结和焊接沿用传统的方式适合客户快速替代。同时展示了其1500V耐压,4并联400A的嵌入式模块,从截面来看,芯片上半部分考虑到和RDL铜层的绝缘问题,层间大概140um的距离,采用了>40kV/mm的绝缘材料,芯片表面采取多个通孔方式,满足较大的载流能力。并且基于三相逆变器进行了800V母线,10kHz开关频率,360Arms的长时间无功测试,表面最高温度低于120℃。

北一半导体

量产SiC模块设计方法向PCB嵌入式先进封装的迁移与重构

北一半导体科技(广东)有限公司研发二部负责人李明达李总带来了传统碳化硅模块封装向PCB嵌入式的迁移和重构。

主要介绍了TPAK,HPD,DSC模块封装的特点,以及北一半导体对于量产SiC模块的设计方法总结。随后介绍了PCB嵌入式封装,北一基于ED3封装尺寸研发了嵌入式方案,杂散电感做到了5.52nH。同时李总也表示目前PCB打样,简单的做一些动静态测试还是相对容易的,但完成并通过类似于AQG324可靠性测试还是有不少挑战的。

芯华睿半导体

面向新能源汽车主驱逆变的嵌入式封装低电感、低损耗与高可靠性设计

芯华睿半导体市场销售部市场总监乔振华乔总针分享了他们关于嵌入式封装的研究成果。

首先,从性能提升、寿命提升、成本下降、快速迭代和应用拓展五个方面介绍了PCB嵌入式的优势。

乔总提到了铜Cell埋入型和AMB埋入型两大主流结构,芯华睿目前重点开发方向是AMB埋入式,AMB埋入式又分中间挖槽埋入芯片和平面AMB额外加小铜片以减少后期镭射工艺的难度,目前芯华睿主要研究前者。乔总介绍了他们嵌入式核心工艺的关键工艺,主要的是合适的芯片镀铜,以及Power Cell方案,单Cell,多合一Cell,AMB Cell,再者就是整个PCB的埋入,后续的系统焊接,到电源或电驱系统。这里乔总展开分享了他们在芯片镀铜,Power Cell和PCB埋入的相关经验。其中提到了一种陶瓷-铜-陶瓷的方案,应该就是富乐华有在之前某论坛上展示的DBA陶瓷Cell方案,中间层金属也可以是铜,这种方式来提高芯片嵌入后的位置精度和平整度,提高PCB的垂直互连的性能。

最后,乔总也分享了他们基于现有样品的测试成果。

小结

关于TMC2026半导体论坛上关于PCB嵌入式封装的一些内容就分享到这里了,主要有广汽,英飞凌,大乙,派恩杰,北一和芯华睿带来的有关嵌入式的演讲。就PCB嵌入式而言,目前各大厂家都在布局,不断地自我打磨和提升。应用端主要还是以电动汽车厂家最为关注,同时大部分都是以协同自身合作半导体厂家,以及配套和能力较为强劲的板厂,三方合作的这种方式进行,期待不久的未来能够看到真正批量的产品。

 

今天的内容希望你们能够喜欢!

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公众号“功率半导体那些事儿”主笔,热衷于功率半导体行业,并且从事相关工作,喜欢关于相关行业的各种信息,知识和应用。珍惜时光,自由在高处。