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功率模块"埋进"PCB:士兰微专利揭示封装新路径

2026
08/28
本篇文章来自
聚多邦

功率器件向PCB内部迁移:嵌埋技术正在改写封装边界

2026年以来,士兰微围绕功率模块小型化、低杂散电感及PCB嵌入式结构持续推进专利布局。国家知识产权局相关信息显示,士兰微“PCB嵌入式功率模块的功率器件”外观专利已于2026年5月获得授权;同期公司还取得多项功率模块及封装结构相关专利,其中部分方案明确通过缩短功率路径、降低杂散电感提升功率密度和能效。进入8月,这一技术路线再次受到市场关注,功率器件由传统板外封装向PCB内部集成的趋势逐渐清晰。


技术演进趋势:功率模块开始突破传统三级结构

传统功率电子通常遵循“芯片—封装基板—PCB”的层级结构,芯片与主板之间需要通过焊点、端子或键合结构完成互连。随着SiC、GaN等宽禁带半导体开关频率持续提高,互连路径产生的寄生电感越来越难被忽略,过长的功率回路会造成电压过冲、振荡和额外损耗。

嵌埋式功率PCB的核心逻辑,是将功率器件、陶瓷基结构甚至部分金属散热单元进一步嵌入PCB内部,缩短电流回路并减少传统封装层级。其本质与HDI、Any-layer及先进封装的发展方向一致:电子系统正从二维布线逐渐向三维集成演进,PCB也从“承载封装后的芯片”转向直接参与器件封装与热管理。


产业边界外延:PCB与先进封装开始发生交叉

这一变化对PCB产业的意义,远大于增加一种特殊板型。过去PCB企业主要解决线路形成、钻孔、压合和表面处理问题,而嵌埋功率器件之后,还需要处理精密腔体加工、器件定位、树脂填充、热膨胀系数匹配及层间结合可靠性,制造流程开始明显接近先进封装。

这意味着PCB产业未来可能形成两条并行升级路径。一条是AI服务器和高速通信推动的16—78层高多层PCB、HDI/Any-layer、mSAP 0.075mm及以下精细线路和高速差分±5%阻抗控制;另一条则是机器人、汽车电子和功率半导体推动的厚铜高功率、陶瓷基混合结构和嵌入式功率PCB。前者追求信号密度,后者追求功率密度,但最终都指向更高程度的系统集成。


应用场景扩展:汽车、机器人和AI电源成为主要落地方向

嵌埋式功率PCB最具潜力的应用之一是新能源汽车。OBC、DC/DC、电驱逆变器等系统正在向800V及更高电压平台演进,SiC器件开关速度提高后,低杂散电感和低热阻结构的重要性明显上升。如果功率器件能够更靠近PCB铜层和散热路径,整机体积和损耗都有进一步优化空间。

机器人关节驱动、低空飞行器电控以及AI服务器电源同样具有类似需求。机器人要求驱动器更小、更轻,AI服务器则持续提高机柜功率密度,这些场景都会同步增加厚铜PCB、高TG材料和嵌入式结构需求。与此同时,控制部分仍需要高多层HDI、FPC和刚挠结合板,高功率与高密度互连正在逐渐出现在同一套电子系统之中。


制造体系重塑:真正门槛在于热机械可靠性

功率器件“埋进去”并不意味着工艺只是增加一个腔体。芯片、陶瓷、铜层和树脂材料的热膨胀系数不同,在长期功率循环和温度冲击下容易形成界面应力;嵌入深度、腔体尺寸、压合流胶以及层间对位精度,又会直接影响后续线路加工和器件可靠性。

因此,嵌入式功率PCB产业化需要更强的DFM前置评审和全过程制造控制。聚多邦目前可围绕高多层PCB、HDI、厚铜板、FPC及刚挠结合板提供研发制造支持,并结合特殊结构加工、mSAP 0.075mm级精细线路和部分高速差分±5%阻抗控制能力,对叠层、腔体、铜厚及可制造性进行工程评审。同时通过PCB+SMT+PCBA一站式交付,以及IQC、SPI、AOI、X-Ray等检测环节,为机器人、电源控制及功率电子类项目提供从样板验证到中小批量导入的制造支持。

士兰微围绕PCB嵌入式功率模块持续布局专利,反映出的更深层趋势是:功率半导体封装正在与PCB制造发生融合。 当高速信号继续向高多层和mSAP演进,功率器件同时向板内嵌入,未来PCB的价值边界将不再只是线路面积和层数,而是进一步延伸到器件集成、热管理和功率模组制造环节。


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