Pokyny HDI PCB pro serverové základní desky

Kritéria pro přijetí HDI pro serverové základní desky

Sestavení serverových základních desek: Příklady HDI stackupu , pravidla pro mikroprocesory/VIPPO, materiály, impedanční měření a tipy DFM pro snížení nákladů a dodací lhůty. Serverové základní desky a desky akcelerátorů umělé inteligence posouvají hustotu, šířku pásma a výkon daleko za hranice standardních konstrukcí. HDI je oprávněné, když:

• Balíčky s jemným roztečem tónů dominují (patice CPU, čipsety, BMC, retimery; BGA ≤ 0.5 mm, až 0.3–0.4 mm s VIPPO).
• Vysokorychlostní tkaniny (PCIe Gen5/6, CXL, NVLink/PCIe retimery) vyžadují krátké vertikální přechody a minimální počet pahýlů (stubů).
• Topologie paměti (DDR5 RDIMM/LRDIMM, HBM mezaniny/moduly) vyžadují přesně řízenou impedanci a zešikmení.
• Tlak úniku I/O v okolí CPU/GPU stop by jinak došlo k explozi počtu vrstev nebo k vynucení velkého zpětného vrtání.
• Mechanická omezení (obrysy EEB/CEB/serverových karet, výztuhy, chladiče, výztuhy) omezují směrovací kanály.

Od kritérií pro přijetí HDI k možnostem stackupu pro základní desky serverů

Definovali jste, proč je HDI potřeba. Tato část se zabývá těmito kritérii a ukazuje, jak nakonfigurovat stackup tak, aby hustota trasování, SI/PI, spolehlivost a sestava byly v souladu.

Vstupy návrhu → Co řídí ve stackupu

• Rozteč BGA a hustota I/O → Pořadí HDI (nejprve vnější vrstvy µvia), strategie střídavého vs. vrstvení, VIPPO rozsah, anulární prstencové terče a počet cyklů laminace.
• Vysokorychlostní fabric (PCIe Gen5/6, CXL, retimery) → přechody µvia vnější vrstvy pro minimalizaci pahýlů, výběr třídy dielektrických ztrát, těsné sousedství rovin a jakékoli kontrolované zbytky po zpětném vrtání.
• Topologie paměti (moduly DDR5 RDIMM/LRDIMM, HBM) → možnosti rozprostřeného skla, možnosti dielektrických kroků, řízení zešikmení a strategie kupónů podle topologie.
• Výkon a teplo → zónování podle hmotnosti mědi, pomocí farem/tepelných propojení, symetrická měď pro zachycení deformace panelu, terče s lukem/kroucením.
• Mechanický obal (EEB/CEB, chladiče, výztuhy) → dostupnost směrovacích kanálů, rozpočtování vrstev, plánování řízené omezením vstupu.
• Montáž a testování → Rovinnost VIPPO, šablonová pravidla pro rozteč 01005/0.3 mm, rentgenová okna, přístup ICT/boundary scan.

Praktický postup výběru

1. Opravte rozteče BGA a únikové vzory kolem CPU/GPU/ASIC stop.
2. Kdykoli je to možné, zvolte nejnižší řád HDI, který čistě uniká pomocí střídavých mikroprůchodů.
3. Uzamkněte jednu rodinu dielektrik na panel a cílové hodnoty impedance; zpětně vyřešte šířky/mezery s tolerancí pro vnější vrstvu pokovení.
4. Vyvažte měď a ověřte cykly laminace; přidávejte vrstvené mikroprůchodky pouze tehdy, když je to nutné z hlediska trasování.
5. Definujte specifikace výplně/rovinnosti VIPPO; umístěte impedanční kupony a oblasti rentgenových vzorků.
6. Spusťte FA s impedancí a mikrořezy; proveďte drobné dielektrické úpravy a poté zmrazte sériově vyráběný stackup.

Typické výsledky pro základní desky serverů

• Základní deska pro regály: nízký až střední řád HDI; mikropropustnosti vnější vrstvy, omezený počet zakopaných struktur; minimální cykly lam. Tyto návrhy často tvoří základ pro sestava plošných spojů základní desky serveru projektů.
• Hustý nosič GPU/akcelerátoru: VIPPO pod jemně roztečnými BGA, selektivní zapuštěné prostupy; střední pořadí HDI s pečlivým vyvážením mědi. Taková uspořádání jsou stále relevantnější pro Základní desky s umělou inteligencí, kde dominují vysokorychlostní tkaniny a těsné směrování.
• Desky třídy OAM/SXM: extrémní hustota I/O; vyšší řád HDI, přísná planarita a řízení procesů, nelineární citlivost na náklady. Tyto špičkové konfigurace jsou v souladu s Výroba hardwaru pro výpočetní techniku ​​s umělou inteligencí (AI) požadavky.

Pokyny HDI DFM pro serverové základní desky: Od příkladů k výrobě

S ohledem na příklady sestavení desek plošných spojů HDI pro serverové základní desky je dalším krokem převedení těchto vizuálních prvků do sestavitelného sestavovacího celku, který splňuje cíle v oblasti nákladů, výtěžnosti a dodací lhůty. Použijte následující pravidla DFM, abyste zůstali ve stabilním výrobním okně.

Velikosti směrování a prvků

• Stopa/prostor (vnější/vnitřní): Typická je 75/75 µm. Pokud cílíte na 60/60 µm, ověřte tloušťku mědi a impedanci, aby okraje pokovování neposunuly SI.
• Laserové mikrootvory: Průměr 75–100 µm, poměr stran ≤ 1:1, mezikruží ≥ 50–60 µm pro spolehlivost a výtěžnost pokovování.
• Schované vs. stohované: Preferujte potácel mikroprůchodky; pokud je stohování nevyhnutelné, omezte se na ≤ 2 stohované páry na stranu.
• Směs slepého/zakopaného prostoru: Minimalizujte počet laminací; struktura 1+N+1 často překonává strukturu 2+N+2 u serverových základních desek z hlediska nákladů a harmonogramu.
• Vrtání do mědi (vnitřní vrstvy): ≥ 200 µm pro snížení rizika CAF a citlivosti na odchylku vrtáku.

VIPPO, pájecí maska ​​a panelizace

• VIPPO (propojovací podložka, pokovená): Specifikujte IPC-4761 typ VII, výplňový materiál, minimální procento výplně a tloušťku překrývající desku. Definujte cílovou rovinnost předem.
• Maska BGA s jemným roztečem: V případě úniků jiných než VIPPO udržujte vrstvu masky ≥ 80–100 µm, aby se zabránilo vzlínání pájky.
• Bilance mědi: Zachovejte symetrii a přidejte třpytky tam, kde je lokální pokrytí > 60 %, abyste omezili deformaci u velkých podlahových lišt.
• Panelizace: Použijte rozměry 18″×24″ nebo 21″×24″ a pro stabilizaci impedance a meze výtěžnosti použijte jednu řadu pryskyřic na panel.

Páky primárních nákladů a dodací lhůty

• Cykly laminace: největší hnací síla – vyberte nejnižší řád HDI, který čistě uniká vašim BGA.
• Počet mikrootvorů a výška vrstvy: upřednostňují odstupňované postupy, aby se ochránil výtěžek pokovování a doba cyklu.
• Materiálové systémy: Jedna rodina pryskyřic na panel snižuje variabilitu a zjednodušuje kvalifikaci.
• Povrchová úprava: ENIG / ENEPIG / OSP – vyberte pro tok montáže a počet přetavení.
• Tolerance: Přesné specifikace impedance, tloušťky a deformace prodlužují dobu procesu a zvyšují náklady – ponechte je pouze tam, kde na nich záleží.

Jak Highleap Electronics pomáhá týmům pro výrobu základních desek serverů

• Společný návrh Stackupu: Převeďte svůj příklad sestavení do vyrobitelné sestavy s potvrzenými materiály, dielektrickými kroky a povolenými pokovovacími tolerancemi.
• Impedanční signál: poskytnout návrh kupónů a akceptační pásma; provést FA s impedancí a mikrořezy před hromadnou výrobou.
• VIPPO a via kvalita: definovat specifikace výplně/rovinnosti, rentgenové vzorkování a kritéria pro ochrannou vrstvu BGA.
• DFM založené na riziku: dodat seřazený seznam (SI/PI, deformace, vrtání po měď, strategie panelu) s praktickými zmírňujícími opatřeními.
• Možnosti sestavení: prototypové, pilotní a sériové HDI PCB + kompletní PCBA pro serverové základní desky a související karty (OCP NIC, PCIe risers, NVMe backplane).

Jste připraveni zkontrolovat svůj návrh? Sdílejte své cílové impedance, materiálové preference a výrobní data (Gerber/ODB++/IPC-2581). Vrátíme vám návrh uspořádání, poznámky k DFM a jasné kompromisy – nejprve pro inženýry, připraveno k výrobě.

Výběr materiálu a řízení impedance pro desky plošných spojů HDI pro základní desky serverů

Vyberte dielektrické systémy pro cílovou datovou rychlost a tepelný profil a poté před prvními články zablokujte impedanci pomocí kupónů.

Materiální strategie

• Datové rychlosti: NRZ s rychlostí 10–28 Gb/s je kompatibilní s nízkoztrátovými FR-4+; pro ≥ 28 Gb/s nebo PAM4 jsou obvykle vyžadovány pryskyřičné systémy se středními/nízkými ztrátami.
• Sklo a pryskyřice: Modelujte Dk/Df, typ skla, obsah pryskyřice a drsnost mědi; zvažte rozptýlené sklo nebo metodu route-on-bias pro zmírnění zkreslení vyvolaného vazbou na DDR5.
• Tepelná odolnost: Pro vícenásobné přetavení a tepelné šoky, které jsou běžné při sestavování základních desek serverů, použijte dielektrika s vysokým Tg (≥ 170 °C) a nízkým CTE.
• Shoda s předpisy a spolehlivost: Pokud jsou vyžadovány limity pro bezhalogenové, cínové nebo CAF, uveďte ve specifikacích zkušební metody a prahové hodnoty.

Průtok signálu impedance

1. Uveďte tabulku cílové impedance (např. 50 Ω SE / 100 Ω Diff, ±10 %) s zamýšlenou topologií referenční roviny pro každou vrstvu.
2. Získejte kandidátské vrstvy s vyřešenými šířkami/mezerami a tolerancemi pro pokovení vnější vrstvy.
3. Společně zmrazte tloušťku hotové mědi, dielektrické tolerance, návrh/umístění kupónů a akceptační pásma.
4. Proveďte měření impedance a mikrořezu prvního výrobku; v případě potřeby proveďte drobné úpravy a poté zablokujte hromadnou výrobu.

Poznámky k základním deskám serverů připravené k kopírování

Řízená impedance: 50 Ω SE / 100 Ω Diff (±10 %). Použijte dodavatelem potvrzené skládací a standardní kupóny; šířky vnější vrstvy zahrnují přídavek na pokovení.
Materiál: Jedna nízkoztrátová řada napříč všemi dielektriky; konzistentní typ skla a obsah pryskyřice pro udržení stabilní hodnoty Dk/Df. Míchání mezi řadami není povoleno.

Mikropropojky, VIPPO a společný návrh sestav pro serverové základní desky

Spolehlivost základních desek serverů závisí na struktuře propojení, výplňové rovinnosti a profilu přetavení – považujte je za jednu uzavřenou smyčku.

Prostřednictvím kvality a rovinnosti

• Prostřednictvím kvality výplně: V poznámkách k výrobě definujte typ výplně, minimální procento výplně a planarizaci/překrytí (např. ≥ 20 µm).
• Planarita VIPPO: Zvyšuje smáčení a tvorbu pórů v BGA; zahrnuje rentgenový odběr vzorků a posouzení pórů v FA (cíl < 10–15 %).
• Známé režimy selhání: Praskání v mikroviálném kolenu, recese pryskyřice a elektromigrace v přechodech; validace pomocí vícenásobného přetavení (např. 6× při 260 °C) a IST/tepelného šoku dle potřeby.

Kontrolní seznam pro spolupráci na montáži

• Profil přetavení: Zarovnejte s chemií Tg/CTE a VIPPO; vyhněte se nadměrnému maximálnímu teplotnímu/TAL vrcholu, který zvyšuje napětí mezi kovem a pryskyřicí.
• BGA úniky: Preferujte VIPPO; jinak použijte pájecí masky/okénka, abyste zabránili nasávání při jemném stoupání.
• Ovládání warpu: Symetrický svazek, vyvážení mědi a správné nástroje/podpěra; nastavená specifikace deformace panelu (např. ≤ 0.7 %).
• Připravenost na jemné funkce: U BGA s roztečí 01005 nebo 0.3 mm souřadnice otvorů šablony, tolerancí a případných lokálních kroků dolů/zvýšení.
• Povrchová úprava: ENIG pro obecné pájení s jemnou roztečí; ENEPIG pro kombinované pájení/drátové spoje; OSP je ekonomický, ale citlivý na přetavování; ImmAg/ImmSn vyžadují skladování a kontrolu obsahu síry/cínových vousů.

Kontrolní seznam balíčků RFQ pro základní desky serverů

• Gerber / ODB++ / IPC-2581 (preferujte ODB++ nebo IPC-2581)
• Tabulka skládání (značka/model, dielektrická tloušťka, hmotnost mědi)
• Cílové hodnoty impedance a požadavky na kupóny
• Vrtací tabulka (laserové/mechanické, VIPPO, vrtání zpět, zakopané)
• Povrchová úprava, pájecí maska/legenda, stupeň hořlavosti
• Pravidla pro panelizaci a depanelizaci (V-řez/tab-trasa), kritické tolerance obrysu
• Pro PCBA: kusovník, těžiště (XYRS), navádění šablony, cílový profil přetavení

Jste připraveni stavět? Sdílejte svůj cílový souhrn, cíle impedance a výrobní data. Highleap Electronics vám vrátí návrh vyrobitelnosti, seznam rizik DFM/SI/PI s hodnocením a jasné možnosti povrchových úprav, cyklů laminace a materiálů – připraveno k výrobě pro inženýry.

Co děláme pro serverové základní desky

1) Společný návrh architektury a Stackupu

• HDI stackupy od 1. do 8. řádu přizpůsobené rozteči BGA, hustotě tažení a rozpočtu.
• Plánování impedance pro PCIe Gen5/6, CXL, DDR5 a řetězce retimerů, včetně strategie rovin a kontinuity návratové cesty.
• Návrh a umístění kupónu pro signalizaci s řízenou impedancí; pokyny pro zmírnění vlivu skleněné vazby a vyvážení mědi.
• Analýza kompromisů mezi zpětným vrtáním a HDI pro minimalizaci pahýlů a cyklů laminace.

2) Přehled DFM s registrem hodnocených rizik

• Řádek/mezera, poměr stran mikrootvorů, strategie skládaného vs. střídavého uspořádání, požadavky VIPPO, pravidla pro vrtání po měď a maskování v blízkosti jemně roztečných BGA.
• Seznam seřazený podle závažnosti (dopad, hlavní příčina, oprava), aby váš návrhářský tým přesně věděl, co a proč má změnit – ještě před vytvořením prototypů.

3) Strategie materiálů a povrchových úprav

• Výběr mezi nízkoztrátovými až ultranízkotrátovými pryskyřičnými systémy na základě rychlosti přenosu dat, tepelného profilu a rizika dodávky.
• Pokud je to možné, použijte jednu řadu pryskyřic na panel pro stabilizaci impedance a meze.
• Kompromisy v dokončení (ENIG / ENEPIG / OSP / ImmAg / ImmSn) zarovnané s postupem montáže a počtem přetavení.

4) NPI, FA a pilotní sestavení

• První články s měřením impedance a mikroskopickými řezy; rentgenové vzorkování VIPPO a jemně roztečných BGA oblastí.
• Možnosti DOE pro vyplnění/rovinnost via, ovládání deformace a parametry šablony/přetavení na rozteči 01005 / 0.3 mm.
• Kontroly spolehlivosti koordinované dle potřeby (např. tepelné cyklování, IST) s jasnými kritérii přijetí.

5) Deska plošných spojů na klíč pro serverové programy

• Návrh šablony (otvory, stupně nahoru/dolů), profilování přetavením přizpůsobené chemii Tg/CTE a VIPPO.
• SPI, AOI, rentgen, flying-probe/ICT, kde je to relevantní; integrace boundary scan/řetězce JTAG a základní spolupráce funkčních kabelových svazků.
• Možnost přepracování jemně propojených BGA a velkých CPU/ASIC; serializace/sledovatelnost a dokumentace na úrovni šarže.

6) Související desky ve stejném programu

• Základní desky (NVMe/SAS/SATA), rozšiřující karty/retimery PCIe, síťové karty OCP/mezz, rozvodné desky napájení, desky pro správu a regulaci ventilátorů, desky plošných spojů I/O na předním panelu. Ty jsou často součástí větších výroba serverových desek plošných spojů programy.
• Pokud je to proveditelné, zarovnejte vrstvy/materiálové skupiny napříč těmito deskami, aby se zjednodušila kontrola impedance, kupóny, zajištění zdrojů a kvalifikace.

7) Podpora dodavatelského řetězce a životního cyklu

• Proveditelnost kusovníku a alternativy, sladění AVL, hodnocení rizik LTB/EOL a návrhy druhého zdroje.
• Dokumentační balíčky na úrovni šarže (údaje o materiálech, výsledky testů, cestující) a podpora FA pro jakékoli vrácení z pole.

8) Vytvořte podle svých kritérií pro přijetí

• Vyrábíme podle norem a kritérií pro přijetí specifikovaných zákazníkem (např. IPC-A-600/610 třída 2/3, pokud je specifikována), s naměřenými daty přiloženými k prvním výrobkům. Pro aplikace zaměřené na výkon je tento přístup úzce sladěn s výroba vysoce výkonných počítačů s deskami plošných spojů a Výroba desek plošných spojů pro grafické procesory (GPU).