AI服務器中的GPU加速卡集群

在AI 服務器的高速發展的市場背景下，AI 服務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的階數的提升。由于AI加速卡金手指區域需要滿足PCle5.0協議標準的要求，這就意味著金手指的厚度是固定的，由于AI加速卡層數比較高，PCB的厚度大于金手指的厚度，這就需要通過設計內層埋置手指，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GPU，PCB的設計將會向高層數、高密集BGA、高阻抗傳輸速度轉變。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PCB行業進入一輪新的發展階段。

AI加速卡采用7階HDI設計，內層需要埋置揭蓋金手指， 7次壓合已經超過了常規FR4覆銅板的壓合次數限制。如果疊層設計不合理，壓合的時候板材漲縮控制不夠，那么成品PCB會出現現翹曲、弓曲等問題，導致元器件無法貼裝。

高多層壓合難點

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

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

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

③多次壓合，PP的抽濕、子板的棕化前后烤板制作，壓合程式的調整，棕化到壓合的停留時間，處理不當易導致分層爆板。

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，一次壓合的對準度將直接導致后續HDI 的堆疊對準度制作。

綜合以上因素，如漲縮、參數、制作工藝設計發生異常，將直接導致產品發生分層爆板、內層短路、漲縮異常等影響產品質量問題。

圖形對位控制難點

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HDI激光孔徑通常設計0.1-0.125mm，單邊環寬2.5-3mil，圖形對位的精準度要求難度大。多次壓合對圖形對位的要求高，通常以下問題會導致產品制作難度加大：

①埋孔與激光鉆孔對位，對位要求±2mil 以內，制作難度大。

②HDI 激光孔的單邊環寬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。

內層金手指揭蓋難點

由于設計的板厚遠遠超過了金手指厚度的要求，因此需要把手指制作成內置金手指，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以下難點：

①內置手指層需要鍍金，工藝復雜流程麻煩且難度大，手指位置制作難度高。

②手指位置都是內置層，最終揭蓋還要經過至少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，制作工藝該如何設計并完成。

④AI加速卡，手指位置都是PCIe高速信號傳輸的接口，手指區域內層都是基材區域，手指厚度如何滿足PCIe5.0協議厚度難度較大。

明陽電路的高速技術專家團隊針對AI加速卡類產品比較常見的問題及制作難點制定了一整套的解決方案。可深入配合客戶進行AI加速卡前期的設計仿真及后期的PCB可制造性的生產策劃，滿足客戶的高密度高速互聯需求。