以下完整內容發表在「SysPro電力電子技術」知識星球-《功率芯片嵌入式封裝：從實驗室到量產的全鏈路解析》三部曲- 文字原創，素材來源：TMC現場記錄、西安交大、網絡、半導體廠商
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- 1400+最新全球汽車動力系統相關的報告與解析已上傳知識星球

導語：在2025年汽車半導體的舞臺上，芯片內嵌式PCB逆變器技術以顛覆性的姿態驚艷亮相。采埃孚CIPB方案、麥格納嵌入式功率模塊、保時捷&博世Dauerpower逆變器等創新成果，共同勾勒出電力電子技術發展的新圖景。作為電力電子系統的心臟，功率器件的性能直接決定了整個系統的能效與可靠性。傳統封裝方式在面對寬禁帶半導體（如碳化硅、氮化鎵）時，暴露出散熱困難、寄生參數過大、集成度受限等瓶頸。芯片內嵌技術通過將功率芯片直接嵌入PCB基板內部，實現了電氣連接、散熱路徑和機械結構的全面優化，為電動汽車、新能源、工業自動化等領域帶來了顯著的性能提升。

圖片來源：網絡在之前的文章中，我們已對這一技術方案做過系統性的解讀：芯片內嵌式PCB封裝技術全面解析的"七部曲"。6月初，也有幸參加了第十七屆國際汽車動力系統技術年會（TMC2025），來自西安交通大學電氣工程學院的楊旭教授，在功率芯片嵌入式封裝相關的主題報告中，介紹了CIPB(Chip In PCB)嵌入式封裝技術，從實驗室研究到量產應用的全鏈路創新的研究進展。今天，我們結合楊教授的報告內容，結合實踐和市場產品技術方案信息做了一定程度拓展，再次學習、深度解析下這一技術路徑，探討其創新點、挑戰、解決方案、封裝工藝實踐解析、未來前景，以為工程實踐和技術產品落地提供指導。|SysPro備注：內容較多，分上、中、下三部分發布

圖片來源：SysPro系統工程智庫

目錄

上篇：寬禁帶器件發展與封裝瓶頸(已發布)

中篇：芯片內嵌PCB封裝的多維度協同創新-互聯、散熱、基材、絕緣可靠性(已發布)

下篇：芯片內嵌 PCB 封裝-主流工藝實踐的深度解析(本篇)

10 芯片內嵌PCB封裝工藝方法指南

10.1 GaN期間的PCB內埋封裝

10.2 芯片內嵌PCB封裝工藝的全流程解析

10.3 Step2 - 鍍銅芯片 · 工藝制程解析(知識星球發布)

10.4 Step3 - Cell 單元 · 工藝制程解析(知識星球發布)

10.5 Step4 - PCB 嵌入 · 工藝制程解析(知識星球發布)

10.6 小結

11 總結

|SysPro備注：本文為概述，更多記錄與解讀請在知識星球中查閱

下篇芯片內嵌 PCB 封裝-主流工藝實踐的深度解析

導語：在上篇中，我們了解了為什么封裝是制約寬禁帶器件發展的重要瓶頸？明確了好器件需要好封裝來匹配。為了最大程度的發揮出寬禁帶器件優勢，我們需要搞明白電、熱、可靠性層面的問題，以及它們的“聯動搞事” 背后邏輯。

在中篇中，我們深入探討了寬禁帶器件封裝所面臨的電性能、散熱及可靠性等多維度挑戰，并從空間維度（結構設計優化）、材料維度（基材性能突破）及可靠性維度（長期穩定性評估）三個方向，系統闡述了PCB封裝技術的創新路徑與解決方案。

然而，技術突破不僅需理論支撐，更需實踐驗證。下篇，將聚焦芯片內嵌PCB封裝的主流工藝實踐，從內埋GaN器件的PCB封裝結構解析，到全流程工藝制程的深度拆解，再到關鍵工藝步驟（如鍍銅芯片、Cell單元集成、PCB嵌入等）的詳細說明，我們將通過具體工藝案例，揭示如何將理論方案轉化為實際產品，并探討該技術在電力電子系統中的創新應用與未來拓展方向。

圖片來源：ASK

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芯片內嵌PCB封裝工藝方法指南

10.1 內嵌GaN器件的PCB內埋式封裝結構說明

最后，我們聊一聊這一技術方案的工藝制程。

芯片內嵌PCB封裝的核心目標是通過將芯片（如SiC、GaN等功率半導體芯片）嵌入PCB內部，實現高集成度、高性能的封裝解決方案。正如我們上面所述，整個制程包含互連設計、結構優化、層壓工藝，只有掌握這些，才能為后續實踐打下基礎。

我們借助下圖，一起先來看看PCB內埋式封裝的基本結構。

下圖所示為芯片內嵌式PCB技術的概念圖 (Power Chip Embedding)。整體結構分為頂部連接（top connections）、隔離層（isolation）和底部連接（bottom connections），通過特殊的制程工藝，將功率芯片直接嵌入到PCB板間，實現器件與PCB的一體化。

圖片來源：網絡

簡單些理解，就是將傳統的三維結構功率半導體模塊轉化為平面化配置的形式，用鍍銅連接(Plated Cu Connections)替代了傳統的鍵合線工藝(Bonding Wires)。

圖片來源：HAL

了解了PCB內埋式封裝的基本結構后，那么內埋PCB封裝工藝的全流程是什么樣子呢？我們接著往下看。

10.2 芯片內嵌PCB封裝工藝的全流程解析

下圖芯片內嵌PCB封裝工藝的全流程。概述下來一共6個關鍵環節：

Step1- 晶圓：作為整個流程的起始點，功率芯片以晶圓形態輸入，這是后續所有工藝的基礎器件來源

Step2 - 鍍銅芯片：對晶圓進行鍍銅處理，正面采用 Al/Cu 鍍層，厚度控制在10 - 15μm；背面則采用 Ti/Ni/Au 鍍層。這一工藝的主要目的是優化芯片的電氣連接和散熱性能，為后續的集成和應用打下良好基礎

Step3 - Cell 單元：通過燒結連接工藝，將鍍銅芯片集成到 Cell 單元中，實現模塊化預處理。這一步驟將單個芯片轉化為具有一定功能的單元模塊，便于后續在 PCB 中的集成

Step4 - PCB 嵌入：在 PCB 嵌入環節，采用板內絕緣和半橋拓撲工藝，將Cell 單元埋入 PCB中，構建出特定的電路拓撲結構，如半橋結構。這一步驟是芯片與 PCB 深度融合的關鍵，決定了整個電路的基本架構和性能

Step5 - 全橋焊接：根據客戶的定制化需求，采用回流焊工藝完成全橋電路的焊接，形成完整的功能模塊。這一步驟將多個單元模塊連接成一個完整的電路，使其具備特定的電力電子變換功能。

Step6 - 系統應用：經過前面五個環節的處理，最終將研制出的產品應用于電驅系統、電源系統等電力電子系統中，實現電力電子變換功能，為系統的正常運行提供支持。

下面我們對其中的最為關鍵的幾個環節進行展開，說明其中的細分工藝制程方法，關鍵！

圖片來源：西安交大

10.3Step2 - 鍍銅芯片 · 工藝制程解析

(知識星球發布)

鍍銅芯片，指對晶圓進行鍍銅處理，目的是優化芯片的電氣連接和散熱性能。這一步至關重要，它直接關系到芯片與PCB之間互連的可靠性和性能。特別是在功率半導體應用中，高質量的鍍層能夠滿足高頻、高功率的需求。整個工藝流程包含十個關鍵環節，每一步都緊密相連，共同構建起高質量的銅電鍍層...

10.4Step3 -Cell 單元· 工藝制程解析

(知識星球發布)

下面我們接著看看另一個關鍵工藝：PCB封裝Cell單元的工藝，這一步用于將芯片與DTS層集成，形成可用于PCB封裝的功能單元。整個過程包含6個關鍵步驟...

10.5Step4 - 芯片PCB嵌入· 工藝制程解析

(知識星球發布)

下面我們聊聊整個工藝制程中最為重要的一部：芯片的PCB嵌入...

圖片來源：Schweizer

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內埋式PCB封裝工藝的拓展和創新應用

(知識星球發布)

...

12 總結

到此，關于功率芯片PCB內埋式封裝 · 從概念到量產的全鏈路解析就基本結束了，內容比較多，我們再將上、中、下三篇串起來，進行總結。

在上篇中，我們了解了電力電子器件的發展歷程中，封裝技術的重要性日益凸顯。寬禁帶器件的開關速度快、功率密度高，對封裝技術提出了更高要求，尤其在電性能、散熱和可靠性方面。

傳統封裝技術在面對寬禁帶器件時暴露出諸多問題，如雜散電感過大、散熱困難、熱應力導致的可靠性下降等。這些問題相互耦合，形成復雜的技術挑戰。因此，先進封裝技術需圍繞電性能、散熱和可靠性三個核心問題展開。

【上篇 · 鏈接】功率芯片PCB內埋式封裝：從概念到量產的全鏈路解析

圖片來源：西安交大

在中篇中，針對這些挑戰，提出了多種解決方案。

在電性能方面，通過高密度多層布線和低寄生電感設計來提升性能；在散熱方面，選用高熱導率基板和優化散熱結構來強化熱管理；在可靠性方面，通過減小熱應力、優化材料匹配來提高器件壽命。

圖片來源：西安交大

PCB封裝作為一種有潛力的解決方案，通過高密度互連、集成化設計和成熟工藝，實現了低成本、高性能的封裝目標。然而，PCB封裝也面臨散熱差、熱應力大和絕緣可靠性等問題。針對這些問題，我們從空間維度、材料維度和可靠性維度出發，探討了了結構創新、材料改進和可靠性評估等綜合解決方案。

圖片來源：西安交大

從電、熱、力學維度出發，通過高密度布線降電感、高熱導基板強化散熱、匹配熱膨脹系數減應力；還創新 PCB 封裝，利用其高密度互連、集成化優勢適配寬禁帶特性，同時攻克其散熱、應力、絕緣短板。

【中篇 · 鏈接】功率芯片PCB內埋式封裝：從概念到量產的全鏈路解析(中篇)

圖片來源：網絡

最后，在下篇中，我們學習、深度解讀芯片內嵌PCB封裝工藝的全流程，一共6大關鍵環節。我們了解了其核心是通過鍍銅芯片、Cell單元集成、PCB嵌入等關鍵工藝步驟，實現了功率半導體芯片與PCB的高質量集成，在此基礎上對上述三大工藝制程的細分步驟進行了詳細說明。

以上功率芯片PCB內埋式封裝從概念到量產的全鏈路解析。感謝你的閱讀，希望有所幫助！

圖片來源：SysPro車展拍攝（已在知識星球發布）

以上《功率芯片PCB內埋式封裝：從概念到量產的全鏈路解析》的下篇：封裝工藝制程全解析（節選），完整內容、相關產品技術方案資料、深度解讀、視頻解析已在在知識星球「SysPro電力電子技術EE」中發布，全文18500字+，歡迎進一步查閱、學習，希望有所幫助！