傳統(tǒng)Si基功率模塊大多采用引線鍵合實現(xiàn)芯片的二維平面封裝，鍵合線連接芯片頂部與陶瓷基板，以實現(xiàn)芯片頂部電極的互連，該封裝方案以其低成本、工藝成熟等特點，已被市場廣泛采用。而由于芯片布局與電流回路設計的限制，鍵合線長度始終難以縮短，加之在實際應用中，鍵合線需要拉起較高的弧高以防止高壓擊穿，多種因素的共同作用使鍵合線引入的寄生電感居高不下，如傳統(tǒng)的62mm功率模塊，其寄生電感高達20nH。

與Si IGBT相比，SiC MOSFET高過前者5~10倍的開關頻率令其對功率模塊內(nèi)部的寄生電感更加敏感，若仍采取傳統(tǒng)的引線鍵合方式封裝SiC MOSFET，將會帶出諸多問題：

在功率回路方面，引用過大的寄生電感帶來的風險

在高頻應用的開關過程中，功率回路的寄生電感會與器件的寄生電容形成諧振回路，產(chǎn)生高頻振蕩。

SiC功率模塊較高的開關速度帶來了較高的di/dt，這將誘使功率回路的寄生電感產(chǎn)生感應電壓過沖并帶來額外損耗。同時，過大的電壓過沖可能會超過器件的最高耐受電壓額定值，造成失效風險。

在驅(qū)動回路方面，引用過大的寄生電感帶來的風險

寄生電感產(chǎn)生的感應電壓將拖慢芯片驅(qū)動電壓上升或下降到預定值的時間，從而限制了芯片的最大開關速度，對于需要高速開關以發(fā)揮其性能優(yōu)勢的SiC MOSFET，這一影響將會被進一步放大;

寄生電感將引起較大的柵極電壓振蕩，造成橋臂的串擾與誤開通、增大柵極過壓擊穿風險、縮短芯片柵氧層壽命;

在米勒平臺期間出現(xiàn)的電壓振蕩將延長開關時間，直接導致開關損耗增加，疊加功率回路方面的損耗增加，最終，模塊的散熱壓力將會增大，尤其在高頻應用中，這一問題會變得非常突出。

為減小寄生電感帶來的影響，近年來興起的一種全新互連封裝方案——嵌入式封裝(Chip Embedded Package)，采用類似PCB的加工工藝，消除了模塊內(nèi)部所有的鍵合線，具有優(yōu)良電熱性能的同時融合了PCB加工的高產(chǎn)量、低成本優(yōu)勢，現(xiàn)已成為各大廠商追逐的炙熱焦點。

嵌入式封裝（Chip Embedded Package）

PART.1核心理念

將芯片表面的電極通過盲孔垂直引出并分布在頂部多層電路，這將帶來以下五點性能優(yōu)勢：

低寄生電感核心

以填銅盲孔取代鍵合線，能夠?qū)崿F(xiàn)模塊內(nèi)部所有鍵合線的消除，使得驅(qū)動回路與功率回路的寄生電感大幅下降。

低結溫

相較傳統(tǒng)功率模塊，嵌入式模塊的寄生電感大幅減小導致開關損耗顯著降低，這意味著更低的發(fā)熱量與芯片結溫。

高功率密度

陶瓷基板上的部分電流回路能夠分解至嵌入式模塊頂部的多層電路，有效降低陶瓷基板的電路設計復雜度并減小其尺寸，進而使功率模塊的尺寸縮減，功率密度提升。

高通流能力

與細長的鍵合引線相比，嵌入式封裝在模塊頂部引入的填銅盲孔陣列和多層大面積銅電路能夠顯著增大承載電流的橫截面積，降低功率芯片頂層互聯(lián)結構的寄生電阻，從而有效降低線路的發(fā)熱。同時，頂層銅電路所帶來的較大散熱面也能夠顯著提升線路的散熱能力。因此，嵌入式封裝能夠顯著提升模塊的電流等級，更加適應SiC MOSFET對高通流密度的需求。

高設計自由度

得益于多層電路設計，嵌入式封裝的電極引出位置靈活可變，能夠兼容各類現(xiàn)行封裝方案的引腳設計，同時便于與驅(qū)動電路進行高度集成，進而減小驅(qū)動電路的寄生電感。

PART.2生產(chǎn)制造端優(yōu)勢

在生產(chǎn)制造端，采用類PCB的加工工藝能夠大幅提升模塊產(chǎn)量，同時降低成本，主要得益于以下三個方面：

并行批量加工：借鑒PCB加工流程，嵌入式模塊在生產(chǎn)時同樣可以進行拼板，許多個模塊拼成一個較大的面板，在流程上同時經(jīng)歷所有加工步驟，一次生產(chǎn)流程就可以產(chǎn)出數(shù)十甚至上百個模塊，極大地攤薄了單顆模塊的加工時間和成本。

自動化生產(chǎn)：PCB工業(yè)經(jīng)過數(shù)十年發(fā)展，已經(jīng)實現(xiàn)了高度自動化，設備可以24小時不間斷運行，最大限度地降低了人為錯誤和由此導致的生產(chǎn)中斷，保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性和一致性。

工藝標準化：PCB加工是極其成熟的標準化工藝，全球有大量的設備供應商和材料供應商，價格競爭充分，且供應鏈體系十分成熟。

基于以上優(yōu)勢，派恩杰推出了功率模塊的嵌入式解決方案，鍵合線的消除使得模塊的整體尺寸大幅縮減，占地面積甚至不到銀行卡的1/2，驅(qū)動回路寄生電感低至1.5nH、功率回路寄生電感低至3nH。

此外，派恩杰還支持向客戶提供表面鍍銅芯片，以滿足更多元的使用場景。同時，派恩杰的下一代嵌入式模塊也將搭載表面鍍銅芯片，進一步減小模塊厚度并降低成本。

新技術，需要新應用;新模塊，期待新客戶。我們已準備就緒，歡迎各行業(yè)客戶前來咨詢、測試與合作。無論您致力于提升系統(tǒng)整體效率，還是希望優(yōu)化成本結構、實現(xiàn)節(jié)能降耗，這款高度集成、性能卓越的嵌入式功率模塊，都將為您提供可靠的技術支撐與創(chuàng)新路徑。期待與您共同探索更多潛在應用場景，將前沿技術轉(zhuǎn)化為可行、可推廣的系統(tǒng)解決方案，攜手推進產(chǎn)業(yè)升級與綠色轉(zhuǎn)型。歡迎通過以下方式與我們?nèi)〉寐?lián)系，開啟高效節(jié)能的新篇章。

派恩杰半導體

成立于2018年9月，是國內(nèi)領先的第三代半導體功率器件設計與解決方案提供商。作為國際標準委員會 JC-70 成員單位之一，我們深度參與寬禁帶半導體功率器件國際標準制定。

公司已量產(chǎn)超過百款 650V / 1200V / 1700V SiC SBD 與 SiC MOSFET 產(chǎn)品，GaN HEMT 系列同步布局。其中，SiC MOSFET 芯片已大規(guī)模導入新能源乘用車及Tier-1動力平臺。

我們的器件廣泛應用于數(shù)據(jù)中心、AI計算、5G基站、儲能與充電樁、軌道交通、高端家電與航空航天等高要求場景，以高效率、高可靠性和高能量密度，助力全球能源轉(zhuǎn)型。