SiC Power Devices Ramp: Layered Purchasing for Ceramic Substrates and High-Voltage Heavy-Copper PCBs
How SiC splits heat and voltage handling across DBC/AMB ceramic substrates and 13 OZ heavy-copper interconnect boards, with RFQ structuring advice for purchasers.
碳化矽（SiC）功率器件正在把 PCB 供應鏈推向兩條路：一條是陶瓷基板（AlN、Al₂O₃）承接晶片級散熱，另一條是高耐壓厚銅 PCB 承接模組級互連。過去兩年 SiC 主驅模組和光儲逆變器放量，功率封裝的選型邏輯已經從"PCB 能不能裝下"變成"熱和電壓在哪一級被處理掉"。對採購而言，理解這條分層結構，比單純壓低 PCB 單價更能決定專案成敗。
一、SiC 為什麼改變了散熱與耐壓的分工
SiC 器件開關頻率高、結溫上限高（常見 175 °C 甚至更高），帶來的直接後果是：損耗密度上去了，封裝必須在更小的面積內把熱匯出去。傳統 FR-4（導熱率約 0.3 W/m·K）在晶片正下方已經不夠用，行業普遍的分工是——晶片與散熱之間用陶瓷基板或覆銅陶瓷板（DBC/AMB，AlN 導熱率 170 W/m·K 以上）做第一級散熱，PCB 只承擔控制、驅動和低壓互連。這意味著採購清單裡會同時出現陶瓷基板和 PCB 兩個品類，且兩者的製程視窗、供應商體系、驗收標準完全不同，不能用同一套詢價模板。
二、模組級互連：厚銅與高耐壓是 PCB 側的核心要求
在功率模組的驅動與母排轉接板上，需求集中在三點：
- 厚銅載流。主功率迴路普遍要求 3–6 OZ，母排轉接板會到 10 OZ 以上，本站厚銅最高可做 13 OZ。厚銅的難點不在電鍍而在層壓填膠與蝕刻均勻性，評審時要確認工廠有厚銅壓合的歷史良率資料。
- 爬電與電氣間隙。800 V 母線對應的最小爬電距離按汙染等級 2 計算明顯大於低壓板，佈線階段就要按 IPC-2221 的表格預留，而不是出貨前改版。高耐壓還常要求板材 CTI ≥ 600（對應 UL 等級較高檔），選材時要寫進規格。
- 耐焊接熱與散熱導通孔。大功率器件迴流焊接時板面區域性溫度高，厚銅與鋁基板混合疊構、或散熱導通孔陣列（孔徑 0.3 mm、間距 1.0–1.2 mm）是常見做法。導通孔填充質量直接決定長期可靠度，驗收時要包含切片。
三、陶瓷基板與 PCB 的介面：採購側最容易出錯的三處
- 把 DBC/AMB 當 PCB 詢價。陶瓷基板走的是厚膜/共燒製程體系，報價按基片尺寸和銅層厚度計價，與 PCB 的平米單價邏輯不同。混在一個 RFQ 裡，兩邊報價都會失真。
- 忽略了 CTE 失配。AlN 的熱膨脹係數約 4.5 ppm/K，與 FR-4（約 14–17 ppm/K）差異大，陶瓷基板直接貼裝在大面積 PCB 上，溫度迴圈下焊點承受剪下應力。設計上要麼留緩衝（柔性互連、應力釋放焊墊），要麼在打樣階段就做溫度迴圈驗證。
- 驗收標準缺位。PCB 按 IPC-6012 Class 3 驗收是行業共識，但陶瓷基板的驗收（銅層剝離強度、基片良率分級）常被遺漏，導致來料批次波動無法追溯。建議 RFQ 裡把兩類物料的驗收條款分開寫清。
四、趨勢判斷與採購節奏
未來兩三年，SiC 在主驅、光儲、充電樁三個場景的滲透率還會繼續抬升，功率封裝會進一步分化：超高功率走 AMB 陶瓷 + 引線/銀燒結封裝，中小功率走標準模組 + 高耐壓厚銅 PCB。對採購的節奏建議是：陶瓷基板這類受上游粉體和燒結產能約束的物料，宜提前鎖定季度框架；厚銅 PCB 產能相對彈性大，可按專案批次下單，但要把 24 小時急件打樣渠道留在手裡，用於設計迭代期的快速驗證。
五、給採購的三條執行建議
- 把"第一級散熱"與"模組互連"拆成兩條詢價線，分別對應陶瓷基板供應商和厚銅 PCB 供應商。
- 功率板 RFQ 固定附上：載流回路銅厚、爬電/間隙要求、CTI 等級、切片驗收點，缺一項都應在評審階段退回。
- 新專案首版就用真實疊構打樣並做溫度迴圈，不要等量產整改——SiC 應用的失效成本遠高於打樣成本。
總結：SiC 時代的功率 PCB 採購，本質是在分層結構裡為每級選對製程與供應商。AIPCB.cc 支援 1–44 層高多層板製造，厚銅最高 13 OZ，最大加工尺寸 610×1100 mm，24 小時急件打樣，可為功率模組轉接板與高耐壓互連板提供疊構評審與打樣驗證。歡迎聯絡 info@ipcba.com.cn 或 +86 138 2310 9230。
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