Deska plošných spojů Panasonic MEGTRON 7N pro desky HDI serverů s umělou inteligencí

Panasonic MEGTRON 7N je nejlépe chápán jako platformový materiál pro náročné vysokorychlostní vícevrstvé materiály, nikoli jako univerzální „serverový laminát“. Veřejným produktem Panasonicu je laminát R-5785(N) s prepregem R-5680(N). Panasonic umisťuje řadu MEGTRON 7 pro vysokorychlostní servery a routery s velkými objemy dat a uvádí, že je kompatibilní s HDI, velmi vysokým počtem vrstev a velkoformátovými rozvrženími desek plošných spojů.

Hodnota MEGTRON 7N se projeví, když se setkají elektrické a výrobní požadavky: dlouhé kanály mezi pouzdry, více konektorů, vysoký počet vrstev, silné desky s povrchovou úpravou, hustý únik BGA, mikroprůchodky, hluboké zadní vrtání, velké panely a opakovaná bezolovnatá montáž. V tomto prostředí deska plošných spojů není pasivním nosičem. Je to hlavní segment kanálů, jehož sklo, měď, pryskyřice, průchodky, registrace a procesní variace musí být modelovány a řízeny.

Veřejně dostupná stránka společnosti Panasonic s informacemi o řadách uvádí typické hodnoty pro R-5785(N)/R-5680(N), včetně 200 °C Tg měřené DSC, 210 °C měřené DMA, 400 °C Td, T288 vyšší než 120 minut, 42 ppm/°C CTE v ose z pod Tg, 0.06% absorpce vody a reprezentativních údajů Dk/Df. Společnost Panasonic také zveřejňuje konstrukční tabulky elektrických parametrů pro sestavy MEGTRON 7N; ty by měly být řízeny vydaným souřadnicovým schématem namísto jednoho čísla na úrovni řady.

Proč servery s umělou inteligencí a velké propojovací platformy zatěžují desku plošných spojů

Servery umělé inteligence , přepínače s vysokým radixem, routery, úložné platformy a akcelerační přihrádky umisťují více zařízení, paměti, napájecích stupňů a vysokorychlostních konektorů na větší a silnější desky. Kanál může procházet rozbočovačem pouzdra, několika vrstvami páskových vedení, vysokorychlostním konektorem, meziplošníkem nebo kabelovou sestavou, dalším konektorem a přijímacím pouzdrem. Zároveň musí deska vést tisíce nízkorychlostních sítí, vést vysoký proud, zvládat teplo a přežít montáž.

Materiálové rozhodnutí, které se zaměřuje pouze na Df, tuto interakci opomíjí. MEGTRON 7N sice dokáže udržet stabilní nízkoztrátový svazek, ale nedokáže kompenzovat špatný konektor, nevrtaný pahýl, příliš drsné ošetření vnitřní vrstvy nebo strukturu mikrootvorů, která není mechanicky způsobilá. Architektura, materiál, uspořádání a výroba musí být vydány společně.

Zacházejte s deskou jako se součástí komunikační cesty mezi balíčky

Při vysokých rychlostech drah přispívá deska k distribuovanému útlumu, změnám impedance, zkreslení a fázovému zpoždění. Každé přiřazení vrstvy určuje šířku stopy a rozložení pole; každý měděný povrch ovlivňuje ztráty vodiče; každý propojovací kabel a konektor mění odrazové ztráty; každý typ skla ovlivňuje efektivní Dk a diferenciální zkreslení. Simulace systému by proto měla použít navrhovanou výrobní konstrukci, než bude rozvržení považováno za konečné.

1. Definujte třídy kanálů. Oddělte krátké palubní trasy, středně dlouhé trasy karet, dlouhé spojované trasy a nejhorší dosah platformy.
2. Přiřaďte balíčky a konektory. Použijte S-parametry od dodavatele nebo naměřené parametry s zamýšleným rozměrem a spuštěním.
3. Vytvářejte modely přenosových vedení specifické pro jednotlivé vrstvy. Zahrňte konstrukční údaje R-5785(N)/R-5680(N), profil mědi, konečnou tloušťku, drsnost a teplotu.
4. Modelujte všechny průchozí struktury. Zahrnuje únik BGA, změny vrstev, zbytkové pahýly po zpětném vrtání, návratové průchodky, antipady a pole pro lisování.
5. Spusťte procesní rohy. Tolerance dielektrické tloušťky, leptání, Dk/Df, mědi, zbytkového pahýlu a konektoru.
6. Přidělte marži. Před výběrem vyšší materiálové úrovně rozhodněte, zda je limitujícím prvkem deska, konektor, pouzdro nebo vyrovnání.

Nejdelší trasa by neměla slepě diktovat každou vrstvu

Platforma může rezervovat vybrané vrstvy s nízkými ztrátami pro nejdelší spoje, zatímco jiné vrstvy použije pro krátké trasy, hodiny, řízení a sběrnice s nižší rychlostí. To může zlepšit směrování a náklady, ale materiálový systém a laminace musí zůstat koherentní. Skládání vrstev by mělo identifikovat, které páry vrstev jsou způsobilé pro kterou třídu kanálu, s omezeními délky trasy a počtu propojení, které může rozvržení vynutit.

Používejte data specifická pro danou konstrukci, nikoli jedno marketingové číslo

Konstrukčně specifické údaje MEGTRON 7N jsou jednou z jeho největších technických výhod. Dk a Df se liší v závislosti na typu skla, obsahu pryskyřice, složení jádra/prepregu a frekvenci. Stránka s informacemi o produktech Panasonic také ukazuje, že podobně pojmenované varianty a konstrukce MEGTRON 7 nesdílejí jednu stejnou hodnotu.

Řešte společně HDI, vysoký počet vrstev a velký formát

MEGTRON 7N je často vybírán právě proto, že tento design vyžaduje jak vysokorychlostní, tak i složitou výrobu. HDI vrstvená konstrukce může omezit počet průchozích otvorů a zlepšit únik husté vrstvy BGA, ale sekvenční laminace a vrstvené mikrootvory zvyšují spolehlivost a riziko registrace. Velkoformátová deska s vysokým počtem vrstev také akumuluje rozměrový pohyb napříč panelem.

Vyberte nejjednodušší architekturu propojení, která uzavírá směrování

HDI by se neměl přidávat jen proto, že ho MEGTRON 7N podporuje. Řešení s průchozími otvory s vrtáním může být spolehlivější a ekonomičtější, pokud se setká s kanálem. Naopak mikrootvor může odstranit pahýl a zlepšit únik tam, kde průchozí otvor nemohou. Architektura otvorů by měla být vybrána s ohledem na elektrické výhody, potřeby trasování a osvědčené výrobní okno.

Registrace je elektrický parametr

Na hustém poli BGA nebo konektoru mění registrace mezi vrstvami tvar protilehlých plošek, symetrii návratové cesty a prstencový kroužek. Na velké desce desek se může roztahování a smršťování panelu lišit v závislosti na poloze. První článek by měl mapovat registraci a geometrii kritických průchodů na více než jednom místě panelu a model řešiče pole by měl zahrnovat realistické ofsety pro citlivé přechody.

Měď, mikrootvory, zpětné vrtání a hustota konektorů

Materiálový systém, měď, propojky a konektory musí být navrženy společně. Nízká hodnota Df snižuje dielektrické ztráty, ale surová měď může dominovat ztrátám vodičů na úzkých drahách; hluboké zpětné vrtání může způsobit odchylky; upevnění konektorů může dominovat ztrátám odrazu; a pole pro lisování mohou vytvářet husté struktury s konverzí módů.

Výběr mědi

• Profil laminátové fólie a adhezní úpravu vnitřní vrstvy specifikujte samostatně.
• Použijte fólii s nejnižším profilem, která splňuje požadavky na pevnost v odlupování, dostupnost, zpracování a spolehlivost.
• Modelujte tloušťku hotové mědi a lichoběžníkovou geometrii leptání, nejen základní fólii.
• Korelujte ztráty se skutečným dodavatelem a úpravou; označení „VLP“ není univerzálním modelem drsnosti.
• Změny fólie řiďte technickými změnami, protože mění jak ztráty, tak impedanci.

Zpětné vrtání a zbytkové pahýly

Cíle pro nalezení zbytkového pahýlu při zpětném vrtání by měly zahrnovat odchylku tloušťky desky, hloubku vrtání, odchylku vrtání a registraci vrstev. Výkres by měl definovat metodu měření a odběru vzorků. Pro nejhlubší nebo nejfrekvenčnější dráhy použijte kupón nebo rentgenový snímek/plán řezu, který prokáže zbytkový pahýl bez poškození produktu.

Hustota konektorů

Spuštění konektorů by mělo být simulováno se skutečným propojením MEGTRON 7N, mědí, antipady, zemnícími průchodkami a mechanickými uzávěry. Referenční rozměr konektoru od dodavatele může vyžadovat úpravu dielektrické výšky desky a počtu vrstev. Lisovací konektory také vyžadují mechanické namáhání a tolerance otvorů, které je nutné sladit s geometrií integrity signálu.

MEGTRON 7N versus MEGTRON 8: Stanovení hranic plánu

Společnost Panasonic prezentuje MEGTRON 8 jako nástupce s nižšími ztrátami při přenosu pro náročnější vysokorychlostní kanály. To z něj nedělá automatickou volbu pro každý nový server. Platforma by měla stanovit hranice plánu na základě rychlosti linkových linek, dosahu, architektury konektorů a kvalifikačního horizontu.

Spravedlivé srovnání využívá identickou geometrii vrstev, profil mědi, šířku trasy, topologii konektorů/propojení a frekvenční rozsah. Zahrnuje také dostupnost panelů, typy skla, status UL, lisovací cykly, kvalifikační údaje, regionální dodávky a cenu. Výběr z jednoho hlavního čísla Df může zkreslit skutečný rozdíl v kanálu a výrobě.

Neignorujte přesnou jakost a požadavky UL

Přesná přípona a rozpoznání jsou důležité. „MEGTRON 7“ je řada a R-5785(N)/R-5680(N) je specifický pár materiálů. Veřejně dostupné informace společnosti Panasonic také rozlišují N, GN, GE, R a další jakosti nebo konstrukce. Projekt, který vyžaduje konkrétní uznání UL, stav hořlavosti, maximální provozní teplotu nebo schválení zákazníkem, musí ověřit přesný materiál a složení, spíše než předpokládat ekvivalenci v celé řadě.

• Napište čísla dílů laminátu a prepregu na stoh a nákupní doklady.
• Ověřte přesný soubor/konstrukci UL a zda jsou zahrnuty navrhované měděné vodiče, tloušťka a provedení.
• V případě potřeby zmrazte lomítko IPC nebo třídu zákaznických materiálů.
• Nenahrazujte jinou příponu MEGTRON 7 pouze proto, že má podobné Dk/Df.
• Ověřte dostupnost regionálního výrobce, standardní velikosti panelů, fólie, skla a prepregu.
• Certifikáty a sledovatelnost šarže uchovávejte v záznamech o prvním výrobku a výrobě.

Kvalifikace továrny pro velkou vysokorychlostní platformu

Kvalifikace by měla zdůraznit jak elektrický kanál, tak složitou konstrukci desky. Velká deska s vysokým počtem vrstev může projít testem krátkého SI, ale nesplňuje požadavky na registraci, mikrootvory, zpětné vrtání, PTH nebo deformaci. Plán spolehlivosti síťového přepínače by měl zahrnout vzorky panelu a struktur s nejvyšším rizikem.

Datový balíček by měl zůstat sledovatelný k šarži materiálu, panelu, stohu, fólii, lisovacímu cyklu, receptuře pro vrtání/zpětné vrtání a zkušebnímu přípravku. To umožňuje porovnání pozdějších změn procesu se známou výchozí hodnotou namísto opětovného zahájení kvalifikace na základě neoficiálních výsledků.

RFQ pro platformu serveru, přepínače nebo routeru s umělou inteligencí

RFQ serveru nebo přepínače s umělou inteligencí by měl popisovat třídy tras platformy a extrémy výroby. Neměl by uvádět pouze „MEGTRON 7N, 30 vrstev“ a očekávat, že výrobce odvodí kanál.

Schválení ekvivalentního materiálu by mělo vyžadovat více než podobný poměr Dk/Df. Navrhovaný materiál musí podporovat stejnou konstrukci ze skla/mědi, tloušťku desky, proces HDI, tepelnou spolehlivost, formát panelu, shodu s předpisy a měřený výkon kanálu. Záměna platformy může ovlivnit každou řízenou vrstvu a měla by být považována za formální technickou změnu.

Kdy je MEGTRON 7N tou správnou platformou – a kdy ne

MEGTRON 7N tedy není v marketingovém smyslu „materiálem pro umělou inteligenci“. Jedná se o řízenou, nízkoztrátovou, vysokoteplotní a konstrukčně bohatou platformu pro desky s plošnými spoji, kde je třeba společně řešit dosah kanálů a složitost výroby. Projekt je úspěšný, když souvrství, měď, propojky, konektory, měřítko panelu, testy a dodací dokumentace popisují stejnou konstrukci.

Reference výrobce a poznámky k vydání

Níže uvedené stránky produktů Panasonic identifikují materiálový systém R-5785(N)/R-5680(N), jeho umístění na platformě a srovnávací hranici MEGTRON 8. Vydaný stackup serveru nebo přepínače s umělou inteligencí by si měl zachovat aktuální tabulku řízené konstrukce a potvrdit veškeré požadavky na dostupnost UL, fólie, sklo a regionální požadavky.

• Data o řadách Panasonic MEGTRON 7 a R-5785(N)/R-5680(N)
• Řada Panasonic MEGTRON 8 pro srovnání plánu výroby