Płyta główna Panasonic MEGTRON 7N do płyt HDI serwera AI

Panasonic MEGTRON 7N najlepiej rozumieć jako materiał platformowy do wymagających, szybkich układów wielowarstwowych, a nie jako uniwersalny „laminat serwerowy”. Publicznym produktem Panasonic jest laminat R-5785(N) z prepregiem R-5680(N). Panasonic pozycjonuje rodzinę MEGTRON 7 jako przeznaczoną do szybkich serwerów i routerów obsługujących duże ilości danych, zapewniając jednocześnie kompatybilność z układami HDI, bardzo dużą liczbą warstw i wielkoformatowymi płytkami PCB.

Wartość MEGTRON 7N staje się oczywista, gdy jednocześnie pojawiają się wymagania elektryczne i produkcyjne: długie kanały między obudowami, wiele złączy, duża liczba warstw, grube płytki drukowane, gęste wyprowadzenia BGA, mikroprzelotki, głębokie nawiercenia, duże panele i wielokrotny montaż bezołowiowy. W takim środowisku płytka PCB nie jest pasywnym nośnikiem. Jest to główny segment kanałów, w którym szkło, miedź, żywica, przelotki, pasowanie i zmienność procesu muszą być modelowane i kontrolowane.

Strona serii Panasonica zawiera typowe wartości dla R-5785(N)/R-5680(N), w tym Tg 200°C metodą DSC, 210°C metodą DMA, Td 400°C, T288 powyżej 120 minut, współczynnik rozszerzalności cieplnej (CTE) 42 ppm/°C na osi Z poniżej Tg, absorpcję wody 0.06% oraz reprezentatywne dane Dk/Df. Panasonic publikuje również tabele elektryczne dla konkretnych konstrukcji MEGTRON 7N; powinny one stanowić podstawę do wydania stosu, a nie tylko pojedynczej wartości liczbowej dla danej rodziny.

Dlaczego serwery AI i duże platformy połączeń obciążają płytkę PCB

Serwery AI , przełączniki o wysokiej częstotliwości, routery, platformy pamięci masowej i tacki akceleratorów umieszczają więcej urządzeń, pamięci, stopni mocy i szybkich złączy na większych, grubszych płytkach. Kanał może przechodzić przez wyprowadzenie sygnału z obudowy, kilka warstw linii pasmowych, złącze wysokiej prędkości, płytę pośrednią lub zespół kabli, kolejne złącze i obudowę odbiornika. Jednocześnie płytka musi poprowadzić tysiące sieci o niższej prędkości, przenosić wysokie natężenie prądu, odprowadzać ciepło i przetrwać montaż.

Decyzja materiałowa uwzględniająca jedynie współczynnik Df pomija tę interakcję. MEGTRON 7N może obsługiwać stabilny stos o niskich stratach, ale nie jest w stanie zrekompensować słabego złącza, nienawierconego otworu, zbyt szorstkiej warstwy wewnętrznej ani struktury mikroprzelotek, która nie spełnia wymagań mechanicznych. Architektura, materiał, układ i produkcja muszą zostać opracowane razem.

Traktuj Zarząd jako część kanału pakiet-pakiet

Przy wysokich częstotliwościach torów, płytka generuje rozproszone tłumienie, zmienność impedancji, asymetrię i opóźnienie fazowe. Każde przypisanie warstwy determinuje szerokość ścieżki i rozkład pola; każda powierzchnia miedzi wpływa na straty przewodnika; każda przelotka i złącze zmienia straty odbiciowe; każdy typ szkła wpływa na efektywne Dk i asymetrię różnicową. Dlatego symulacja systemu powinna uwzględniać proponowaną konstrukcję produkcyjną, zanim układ zostanie uznany za ostateczny.

1. Zdefiniuj klasy kanałów. Oddzielne krótkie trasy pokładowe, trasy o średniej długości, długie trasy łącznikowe i najgorszy zasięg peronu.
2. Przypisz pakiety i łączniki. Użyj parametrów S dostawcy lub zmierzonych parametrów S przy zamierzonym zasięgu i uruchomieniu.
3. Zbuduj modele linii transmisyjnych zależne od warstw. Należy uwzględnić dane konstrukcyjne R-5785(N)/R-5680(N), profil miedzi, grubość końcową, chropowatość i temperaturę.
4. Modeluj wszystko za pomocą struktur. Uwzględniają one ucieczkę BGA, zmiany warstw, resztkowe otwory powrotne, przelotki powrotne, antypady i pola wciskane.
5. Uruchom narożniki procesu. Grubość dielektryka zamiatającego, trawienie, Dk/Df, miedź, resztkowy odcinek i tolerancje złącza.
6. Przydziel margines. Przed wyborem materiału wyższej klasy zdecyduj, czy elementem ograniczającym jest płytka, złącze, obudowa czy korektor.

Najdłuższa trasa nie powinna ślepo dyktować każdej warstwie

Platforma może zarezerwować wybrane warstwy o niskiej stratności dla najdłuższych łączy, a inne warstwy wykorzystać do obsługi krótkich tras, zegarów, sterowania i magistrali o niższej prędkości. Może to poprawić routing i koszty, ale system materiałowy i laminacja muszą pozostać spójne. Układ powinien identyfikować, które pary warstw są kwalifikowane do danej klasy kanału, z limitami długości tras i liczby przelotek, które może egzekwować układ.

Używaj danych specyficznych dla branży budowlanej, a nie jednego numeru marketingowego

Specyficzne dla konstrukcji parametry MEGTRON 7N stanowią jedną z jego największych zalet inżynieryjnych. Wartości Dk i Df różnią się w zależności od rodzaju szkła, zawartości żywicy, budowy rdzenia/prepregu i częstotliwości. Strona internetowa firmy Panasonic pokazuje również, że warianty i konstrukcje MEGTRON 7 o podobnej nazwie nie mają identycznej wartości.

Rozwiąż problemy HDI, dużej liczby warstw i dużego formatu

MEGTRON 7N jest często wybierany właśnie dlatego, że projekt wymaga zarówno dużej prędkości, jak i złożonej produkcji. Konstrukcja HDI stack-up pozwala zredukować liczbę przelotek przelotowych i poprawić gęstość wyjść BGA, ale sekwencyjne laminowanie i ułożone mikroprzelotki zwiększają niezawodność i ryzyko rejestracji. Wielkoformatowa płytka wielowarstwowa akumuluje również ruch wymiarowy na panelu.

Wybierz najprostszą architekturę via, która zamyka routing

Nie należy dodawać HDI tylko dlatego, że obsługuje je MEGTRON 7N. Rozwiązanie z przelotką przelotową z otworami wierconymi może być bardziej niezawodne i ekonomiczne, jeśli styka się z kanałem. Z drugiej strony, mikroprzelotka może usunąć pustkę i poprawić ucieczkę tam, gdzie przelotka przelotowa nie jest w stanie tego zrobić. Architekturę przelotki należy dobrać na podstawie korzyści elektrycznych, potrzeb w zakresie trasowania oraz sprawdzonego okna produkcyjnego.

Rejestracja jest parametrem elektrycznym

W gęstym polu BGA lub złącza, rejestracja międzywarstwowa zmienia kształt antypadów, symetrię ścieżki powrotnej i pierścień pierścieniowy. Na dużej płytce rozciąganie i kurczenie panelu może się różnić w zależności od położenia. Pierwszy artykuł powinien odwzorowywać rejestrację i krytyczną geometrię przelotową w więcej niż jednym położeniu panelu, a model rozwiązania pola powinien uwzględniać realistyczne przesunięcia dla wrażliwych przejść.

Miedź, mikroprzelotki, otwór zwrotny i gęstość złącza

System materiałowy, miedź, przelotki i złącza muszą być projektowane wspólnie. Niski współczynnik Df zmniejsza straty dielektryczne, ale szorstka miedź może zdominować straty przewodnika na wąskich ścieżkach; głębokie nawiercenia mogą wprowadzać zmienność; złącza mogą zdominować straty odbiciowe; a pola wciskane mogą tworzyć gęste struktury konwersji modów.

Wybór miedzi

• Należy osobno określić profil folii laminowanej oraz sposób klejenia warstwy wewnętrznej.
• Użyj folii o najniższym profilu, która spełnia wymagania dotyczące wytrzymałości na odrywanie, dostępności, produkcji i niezawodności.
• Modeluj grubość gotowej miedzi i trapezową geometrię trawienia, nie tylko folię bazową.
• Należy skorelować stratę z rzeczywistym dostawcą i metodą obróbki; etykieta „VLP” nie jest uniwersalnym modelem chropowatości.
• Kontroluj zmiany folii w miarę zmian technicznych, ponieważ zmieniają one zarówno straty, jak i impedancję.

Wiercenie wsteczne i resztkowe czopy

Docelowe wartości resztkowego wiertła powinny obejmować zmienność grubości płyty, głębokość wiercenia, błąd wiertła oraz rejestrację warstw. Rysunek powinien określać metodę pomiaru i próbkowanie. W przypadku ścieżek o największej głębokości lub najwyższej częstotliwości należy użyć próbki lub planu rentgenowskiego/przekroju, który potwierdzi obecność resztkowego wiertła bez uszkadzania produktu.

Gęstość złącza

Wyprowadzenia złącza powinny być symulowane z wykorzystaniem rzeczywistego układu MEGTRON 7N, miedzi, antypadów, przelotek uziemiających i mechanicznych punktów zabezpieczających. Referencyjny footprint dostawcy złącza może wymagać dostosowania do wysokości dielektrycznej płytki i liczby warstw. Złącza wciskane generują również naprężenia mechaniczne i tolerancje otworów, które muszą być zgodne z geometrią integralności sygnału.

MEGTRON 7N kontra MEGTRON 8: Wyznaczanie granic mapy drogowej

Panasonic pozycjonuje MEGTRON 8 jako następcę o niższych stratach transmisji dla bardziej wymagających kanałów o dużej przepustowości. Nie oznacza to jednak, że będzie to automatyczny wybór dla każdego nowego serwera. Platforma powinna określić granice planu działania w oparciu o przepustowość, zasięg, architekturę złączy i horyzont kwalifikacji.

Rzetelne porównanie opiera się na identycznej geometrii warstw, profilu miedzi, szerokości ścieżki, topologii złącza/przelotki i zakresie częstotliwości. Uwzględnia również dostępność paneli, typy szkła, status UL, cykle tłoczenia, dane kwalifikacyjne, regionalne dostawy i cenę. Wybór tylko jednego numeru Df może zafałszować rzeczywistą różnicę w kanale i produkcji.

Nie ignoruj ​​dokładnych wymagań dotyczących klasy i UL

Dokładny sufiks i identyfikacja mają znaczenie. „MEGTRON 7” to rodzina, a R-5785(N)/R-5680(N) to konkretna para materiałów. Publiczne informacje firmy Panasonic rozróżniają również klasy N, GN, GE, R i inne rodzaje lub konstrukcje. Projekt wymagający określonego uznania UL, statusu palności, maksymalnej temperatury pracy lub zatwierdzenia przez klienta musi zweryfikować dokładny materiał i jego zgodność, a nie zakładać równoważności w całej rodzinie.

• Wpisz numery części laminatu i prepregu na dokumentach zakupu i składowania.
• Sprawdź dokładny plik/konstrukcję UL i czy proponowana miedź, grubość i konstrukcja są objęte gwarancją.
• W razie potrzeby zamroź arkusz IPC lub klasę materiałów klienta.
• Nie należy zastępować go innym sufiksem MEGTRON 7 tylko dlatego, że ma podobne Dk/Df.
• Potwierdź dostępność regionalnej produkcji, standardowych rozmiarów paneli, folii, szkła i prepregu.
• Zachowaj certyfikaty i możliwość śledzenia partii w dokumentach dotyczących pierwszego artykułu i produkcji.

Kwalifikacja fabryczna dla dużej platformy dużej prędkości

Kwalifikacja powinna uwzględniać zarówno kanał elektryczny, jak i złożoną konstrukcję płytki. Duża płytka o wysokiej warstwie może przejść krótki odcinek SI, nie spełniając wymagań dotyczących rejestracji, mikroprzelotek, nawierceń, PTH lub odkształceń. Plan niezawodności przełącznika sieciowego powinien obejmować próbkowanie panelu i struktur o najwyższym ryzyku.

Pakiet danych powinien być identyfikowalny z partią materiału, panelem, układem warstw, folią, cyklem prasy, recepturą wiercenia/wiercenia wstecznego i osprzętem testowym. Pozwala to na porównanie późniejszych zmian w procesie ze znaną wartością bazową, zamiast ponownego rozpoczynania kwalifikacji na podstawie wyników anegdotycznych.

Zapytanie ofertowe na platformę serwera, przełącznika lub routera AI

Zapytanie ofertowe na serwer lub przełącznik AI powinno opisywać klasy tras platformy i ekstremalne parametry produkcyjne. Nie powinno ujawniać jedynie „MEGTRON 7N, 30 warstw” i oczekiwać, że producent sam wywnioskuje kanał.

Zatwierdzenie równoważnego materiału powinno wymagać więcej niż podobnych współczynników Dk/Df. Proponowany materiał musi charakteryzować się taką samą konstrukcją ze szkła/miedzi, grubością płyty, procesem HDI, niezawodnością termiczną, formatem panelu, zgodnością i zmierzoną wydajnością kanału. Zamiana platformy może wpłynąć na każdą kontrolowaną warstwę i powinna być traktowana jako formalna zmiana inżynierska.

Kiedy MEGTRON 7N jest odpowiednią platformą, a kiedy nie

MEGTRON 7N nie jest zatem „materiałem AI” w rozumieniu marketingowym. Jest to kontrolowana, niskostratna, wysokotemperaturowa, bogata w rozwiązania konstrukcyjne platforma dla płytek drukowanych, gdzie zasięg kanałów i złożoność produkcji muszą być rozwiązane jednocześnie. Projekt kończy się sukcesem, gdy stackup, miedź, przelotki, złącza, skala panelu, testy i dokumentacja dostawy opisują tę samą konstrukcję.

Odniesienia do producentów i informacje o wydaniach

Poniższe strony produktów Panasonic zawierają informacje o systemie materiałowym R-5785(N)/R-5680(N), jego pozycjonowaniu na platformie oraz granicy porównania MEGTRON 8. Wydany stos serwerów lub przełączników AI powinien zachować aktualną tabelę kontrolowanej konstrukcji i potwierdzić wszelkie wymagania dotyczące UL, folii, szkła i dostępności regionalnej.

• Dane dotyczące serii Panasonic MEGTRON 7 i R-5785(N)/R-5680(N)
• Seria Panasonic MEGTRON 8 do porównania planów działania