AI服務(wù)器中的GPU加速卡集群

在AI 服務(wù)器的高速發(fā)展的市場背景下，AI 服務(wù)器加速卡模組集成度越來越高，盲孔疊層越來越密集帶來PCB的階數(shù)的提升。由于AI加速卡金手指區(qū)域需要滿足PCle5.0協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的要求，這就意味著金手指的厚度是固定的，由于AI加速卡層數(shù)比較高，PCB的厚度大于金手指的厚度，這就需要通過設(shè)計(jì)內(nèi)層埋置手指，之后通過揭蓋工藝將其露出，PCB加工制作難度大幅度提升。

由于AI加速卡會集成多個(gè)GPU，PCB的設(shè)計(jì)將會向高層數(shù)、高密集BGA、高阻抗傳輸速度轉(zhuǎn)變。PCB需要更高等級的高速板材和超低粗糙度的銅箔。AI加速卡的這些需求將會推動(dòng)PCB行業(yè)進(jìn)入一輪新的發(fā)展階段。

AI加速卡采用7階HDI設(shè)計(jì)，內(nèi)層需要埋置揭蓋金手指， 7次壓合已經(jīng)超過了常規(guī)FR4覆銅板的壓合次數(shù)限制。如果疊層設(shè)計(jì)不合理，壓合的時(shí)候板材漲縮控制不夠，那么成品PCB會出現(xiàn)現(xiàn)翹曲、弓曲等問題，導(dǎo)致元器件無法貼裝。

高多層壓合難點(diǎn)

AI加速卡采用了M7等級的材料，與常規(guī)的FR4材料壓合參數(shù)相差較大，M7等級在壓合制作過程中，以下問題較為頻發(fā)：

①多次壓合，板邊區(qū)域多次熔合或打鉚釘，鉚釘區(qū)域位置形成了局部高低差，易導(dǎo)致失壓。

②多次壓合，不同層次的殘銅率，材料漲縮穩(wěn)定性難度大，需要得到穩(wěn)定的漲縮規(guī)律。

③多次壓合，PP的抽濕、子板的棕化前后烤板制作，壓合程式的調(diào)整，棕化到壓合的停留時(shí)間，處理不當(dāng)易導(dǎo)致分層爆板。

④多階HDI，不同厚度芯板，壓合對位要求高，板厚均勻性要求高，一次壓合的對準(zhǔn)度將直接導(dǎo)致后續(xù)HDI 的堆疊對準(zhǔn)度制作。

綜合以上因素，如漲縮、參數(shù)、制作工藝設(shè)計(jì)發(fā)生異常，將直接導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)生分層爆板、內(nèi)層短路、漲縮異常等影響產(chǎn)品質(zhì)量問題。

圖形對位控制難點(diǎn)

該AI加速卡單SET尺寸較大，針對高多層對位要求高、BGA夾線，密集BGA孔到線間距通常只有5mil甚至更小，同時(shí)HDI激光孔徑通常設(shè)計(jì)0.1-0.125mm，單邊環(huán)寬2.5-3mil，圖形對位的精準(zhǔn)度要求難度大。多次壓合對圖形對位的要求高，通常以下問題會導(dǎo)致產(chǎn)品制作難度加大：

①埋孔與激光鉆孔對位，對位要求±2mil 以內(nèi)，制作難度大。

②HDI 激光孔的單邊環(huán)寬2-3mil，激光鉆孔與圖形的對位一致性難度大。

③漲縮差異對鉆孔及圖形制作難度大。

內(nèi)層金手指揭蓋難點(diǎn)

由于設(shè)計(jì)的板厚遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了金手指厚度的要求，因此需要把手指制作成內(nèi)置金手指，再通過揭蓋的方案將其露出，最終完成手指的制作，此工藝制作通常會出現(xiàn)以下難點(diǎn)：

①內(nèi)置手指層需要鍍金，工藝復(fù)雜流程麻煩且難度大，手指位置制作難度高。

②手指位置都是內(nèi)置層，最終揭蓋還要經(jīng)過至少4-6次壓合，金手指位置采用什么方式才可以耐多次干濕流程以及最終保證手指位置無殘膠。

③金手指階梯位置，揭蓋如何保證不溢膠及如何順利揭蓋，邊緣無殘留膠，制作工藝該如何設(shè)計(jì)并完成。

④AI加速卡，手指位置都是PCIe高速信號傳輸?shù)慕涌?，手指區(qū)域內(nèi)層都是基材區(qū)域，手指厚度如何滿足PCIe5.0協(xié)議厚度難度較大。

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