嵌埋功率模块的PCB结构中加入高导热的AMB(活性金属钎焊)陶瓷基板,在提供绝缘性能的前提下,其导热性能达到80 - 90W/mK,是FR4的数十倍乃至上百倍,成为解决高压、大功率场景下散热瓶颈的技术路径,在基于AMB的功率模块PCB嵌埋方案简介中介绍了该方案的核心优势,AMB基板嵌入PCB封装集成功率模块及制作方法,以解决功率模块受限于封装方式而杂感、热阻等性能参数难以提升的问题。

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本文将继续介绍AMB基板嵌入PCB封装集成功率模块及工艺流程,更多相关技术,敬请期待8月26日,陶瓷基板暨功率半导体产业论坛

步骤①:芯片贴装

将功率芯片贴装在AMB(活性金属钎焊陶瓷)基板的上表面覆铜层上,可选择采用焊接、烧结、扩散焊等金属连接工艺 。 

步骤②:制备带有空槽的嵌入基板

将第三金属层(铜)、第四金属层(铜)以及夹在中间的第三绝缘介质层组合成一个嵌入基板 ,并在该嵌入基板的中央位置划出合适大小的空槽 。  

步骤③:基板嵌入与第一层压

将贴装有功率芯片的AMB基板放入上述嵌入基板的空槽中 ,随后在功率芯片、AMB基板与嵌入基板的上方,依次叠加第一绝缘介质层和第一金属层进行整体压合 ,压合过程中,绝缘介质层经过融化、流动、固化,将所有材料连接在一起并填满空槽 ,最后在第一金属层上蚀刻出所需的电流路径 。  

步骤④:制作第一层金属导通孔

通过激光(镭射)及电镀等工艺 ,在第一绝缘介质层中制作出金属导通孔 。使功率芯片电极和AMB基板的上表面覆铜层,通过这些导通孔连接到第一金属层的电流路径上 。  

步骤⑤:第二层压与控制电路集成

为了集成控制电路,在完成步骤④之后,再次于第一金属层上叠加第二绝缘介质层和第二金属层进行压合连接 ,同样利用激光和电镀工艺,在第二绝缘介质层中制作连接第一金属层与第二金属层的金属导通孔 ,并在第二金属层上蚀刻电流路径 ,使两层金属的电流路径相连通,形成完整的功率和逻辑回路,随后在第二金属层的表层覆设防焊绝缘层 。  

步骤⑥:模块整体切割

根据AMB基板的实际尺寸 ,对压合连接后的整体结构(含AMB基板、芯片、嵌入基板、各绝缘层及金属层)进行整体切割,分离形成单个独立的集成功率模块 。  

步骤⑦:连接散热器

将模块底部的AMB基板下表面覆铜层与散热器进行连接,形成散热通道 。

连接方式分为两种,直接连接:直接将AMB下表面覆铜层焊接在散热器上 ;间接连接:在AMB下表面覆铜层与散热器之间涂覆或贴装绝缘导热材料(如导热硅脂)后再进行连接 。

来源:《一种AMB基板嵌入PCB封装集成功率模块及制作方法》

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(议题更新至5月18日)

 

序号
拟定议题
拟邀嘉宾
1
创新基于DAB陶瓷基板的嵌入式封装技术
江苏富乐华功率半导体研究院有限公司  战略规划部部长  柳珩
2
面向高压功率模块的无银活性钎焊 (AMB) 覆铜陶瓷基板:材料创新与可靠性研究
江苏瀚思瑞半导体科技有限公司  副总经理  陈天华
3
议题待定
浙江紫宸激光智能装备有限公司
4
议题待定
湖南金博碳素股份有限公司
5
议题待定
广东汇成真空科技股份有限公司
6
议题待定
中南大学 教授 李明钢
7
氨解法氮化硅粉体项目
青岛桥海陶瓷新材料科技有限公司 总经理 刘在翔
8
面向先进封装的DPC陶瓷基板关键技术及创新应用
江西晶弘新材料科技有限责任公司 总经理 吴朝晖
9
车规级功率模块混合封装技术设计
拟邀请模块/汽车企业/高校研究所
10
高功率密度 SiC 功率模块设计与开发方案
拟邀请模块/汽车企业/高校研究所
11
IGBT器件的结构研究进展
拟邀请IGBT企业/高校研究所
12
厚膜印刷技术制备高导热氮化硅陶瓷电路板的研究进展
拟邀请厚膜基板企业/高校研究所
13
车规级 IGBT 技术挑战与解决方案探究
拟邀请模块/汽车企业/高校研究所
14
厚膜金属化氮化硅陶瓷基板高低温冲击可靠性研究
拟邀请陶瓷基板企业/高校研究所
15
陶瓷基板PCB嵌入式封装技术研究进展
拟邀请陶瓷基板、PCB企业/高校研究所
16
功率器件封装陶瓷基板研究与应用
拟邀请陶瓷基板封装企业/高校研究所
17
透明氧化铝陶瓷基板在半导体封装中的应用
拟邀请陶瓷基板封装、陶瓷基板企业/高校研究所
18
铜浆在多层陶瓷封装外壳制备技术中的研究与应用
拟邀请陶瓷封装/浆料企业/高校研究所
19
AMB的功率模块PCB嵌埋研发与关键技术
拟邀请陶瓷基板、PCB企业/高校研究所
20
光器件用氮化硅基板激光金属化与孔加工一体化工艺
拟邀请陶瓷基板企业/高校研究所
21
高功率密度与高可靠性封装的核心技术突破
拟邀请陶瓷封装、功率器件企业/高校研究所
22
三维集成陶瓷封装技术的挑战与解决方案
拟邀请陶瓷封装企业/高校研究所
23
功率半导体材料技术发展动态探究
拟邀请功率半导体材料企业/高校研究所

 

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作者 ab, 808