Inferenzserver-Leiterplatte: Hochgeschwindigkeits-Designspezifikationen, thermische Regeln und Fertigungscheckliste

Inferenzserver-Leiterplatte: Kurzantwort (30 Sekunden)

Das Design und die Herstellung einer Inferenzserver-Leiterplatte erfordert ein Gleichgewicht zwischen der Integrität von Hochgeschwindigkeitssignalen und einer hohen thermischen Dichte. Im Gegensatz zu Allzweck-Computerplatinen müssen diese Leiterplatten einen dauerhaften Durchsatz für KI-Workloads ohne Latenzspitzen unterstützen, die durch Signalverschlechterung oder thermisches Throttling verursacht werden.

  • Materialauswahl ist entscheidend: Standard-FR-4 ist für PCIe Gen5/6-Geschwindigkeiten unzureichend. Sie müssen Materialien mit extrem geringen Verlusten (z. B. Panasonic Megtron 6/7/8 oder Isola Tachyon) verwenden, um die Einfügedämpfung zu minimieren.
  • Backdrilling ist obligatorisch: Um Signalreflexionen in Hochgeschwindigkeitsverbindungen (>25 Gbit/s) zu reduzieren, müssen Via-Stubs bis auf 8-10 mil an die Signalschicht entfernt (rückgebohrt) werden.
  • Dickes Kupfer für die Stromversorgung: Inferenzbeschleuniger ziehen erheblichen Strom. Stromversorgungsebenen erfordern oft 2oz oder 3oz Kupfer, um den IR-Abfall zu minimieren und die Wärmeverteilung zu steuern.
  • Strenge Impedanzkontrolle: Differenzielle Paare erfordern normalerweise 85Ω oder 100Ω ±5% Toleranz. Abweichungen verursachen Jitter und Datenpaketverluste in KI-Verarbeitungsströmen.
  • Strategie für das Wärmemanagement: Layouts mit hoher Dichte in 1U- oder 2U-Gehäuseformaten erfordern oft das Einbetten von Kupfer-Coins oder die VIPPO-Technologie (Via-in-Pad Plated Over), um Wärme von GPUs oder ASICs abzuleiten.
  • Lagenanzahl und Stackup: Die meisten Inferenzserverplatinen reichen von 12 bis 24 Lagen, um eine dichte Verdrahtung zu ermöglichen und Hochgeschwindigkeitssignale zwischen Masseebenen zu isolieren.

Modelle (INFERENZ)-Server-PCBs zum Einsatz kommen (und wann nicht)

Das Verständnis des spezifischen Einsatzbereichs einer Inferenz-Server-Leiterplatte (PCB) stellt sicher, dass Sie einen einfachen Controller nicht überdimensionieren oder einen missionskritischen KI-Knoten nicht unterspezifizieren.

Wann Inferenz-Server-PCB-Standards anzuwenden sind:

  • KI/ML-Edge-Bereitstellung: Sie bauen Server, die darauf ausgelegt sind, vortrainierte Modelle (Inferenz) für Videoanalyse, natürliche Sprachverarbeitung oder Datenverarbeitung für autonomes Fahren auszuführen.
  • Integration von Hochgeschwindigkeitsbeschleunigern: Die Platine muss mehrere PCIe-basierte Beschleuniger (GPUs, TPUs, FPGAs) hosten oder mit ihnen verbunden sein, die PCIe Gen5- oder CXL-Schnittstellen erfordern.
  • Dichte Rechenknoten: Sie entwerfen 1U Server-PCB- oder 2U Server-PCB-Formfaktoren, bei denen der Luftstrom eingeschränkt ist und die Wärmeleitfähigkeit der Leiterplatte ein primärer Kühlpfad ist.
  • Anforderungen an geringe Latenz: Die Anwendung erfordert Echtzeitverarbeitung, bei der Signaljitter oder Rauschen der Stromversorgungsintegrität zu inakzeptabler Latenz führen könnten (z. B. Finanzhandel oder Sicherheitssysteme).
  • ARM-basierte Architekturen: Sie verwenden ARM Server-PCB-Designs mit hoher Kernanzahl (wie Ampere Altra), die spezifische Impedanzen des Stromversorgungsnetzwerks (PDN) erfordern.

Wann stattdessen Standard-PCB-Regeln gelten:

  • Allgemeines Webhosting: Standard-Commodity-Server, die grundlegenden Webverkehr verarbeiten, benötigen nicht die teuren verlustarmen Materialien, die für die KI-Inferenz erforderlich sind.
  • IoT-Sensorknoten: Geräte zur Datenerfassung mit niedriger Geschwindigkeit benötigen keine impedanzkontrollierten Leiterplatten mit hoher Lagenzahl.
  • Massive Modell-Trainingscluster: Obwohl ähnlich, haben "Trainings"-Server oft noch höhere Leistungsdichten (Kilowatt pro Platine) und andere Verbindungstopologien (NVLink/Infinity Fabric) im Vergleich zu Standard-Inferenzknoten.
  • Ältere Industriesteuerungen: Systeme, die mit Frequenzen unter 1 GHz oder Standard-Ethernet-Geschwindigkeiten laufen, benötigen kein Backdrilling oder ultra-glatte Kupferfolie.

Regeln und Spezifikationen für Inferenzserver-Leiterplatten (Schlüsselparameter und Grenzwerte)

Regeln und Spezifikationen für Inferenzserver-Leiterplatten (Schlüsselparameter und Grenzwerte)

Die folgende Tabelle beschreibt die nicht verhandelbaren Fertigungsparameter für eine hochzuverlässige Inferenzserver-Leiterplatte. APTPCB (APTPCB PCB Factory) verwendet diese Baselines, um sicherzustellen, dass die Leiterplatten die Leistungsstufen der IPC-6012 Klasse 3 erfüllen.

Regelkategorie Empfohlener Wert / Bereich Warum es wichtig ist Wie zu überprüfen Bei Nichtbeachtung (Fehlermodus)
Basismaterial Geringe Verluste / Extrem geringe Verluste (Df < 0,005 bei 10 GHz) Verhindert Signaldämpfung über lange Leiterbahnen, die typisch für Serverplatinen sind. IPC-TM-650 Testmethode; Materialdatenblatt prüfen (z.B. Megtron 7). Massiver Datenpaketverlust; System kann bei Gen5-Geschwindigkeiten keine Verbindung herstellen.
Lagenanzahl Kupferfolienrauheit Impedanztoleranz Tiefe der Rückbohrung Aspektverhältnis (Bohrung)
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12 – 24 Lagen Bietet ausreichende Routing-Kanäle und Masseabschirmung für Hochgeschwindigkeitsleitungen. Überprüfung des Lagenaufbaudiagramms; Querschnittsanalyse (Mikroschliff). Übermäßiges Übersprechen; Unfähigkeit, alle Signale zu routen; EMI-Fehler.
HVLP (Hyper Very Low Profile) oder VLP-2 Raues Kupfer wirkt bei hohen Frequenzen wie ein Widerstand (Skin-Effekt) und erhöht den Verlust. SEM (Rasterelektronenmikroskop)-Inspektion der Folienoberfläche. Erhöhte Einfügedämpfung; Signalintegritätsverschlechterung bei >10GHz.
±5% (Ziel 85Ω oder 100Ω) Passt die Treiber-/Empfängerimpedanz an, um Signalreflexionen zu verhindern. TDR (Zeitbereichsreflektometrie)-Coupons auf der Produktionsplatte. Signalreflexion (Ringing); reduzierte Augenöffnungsbreite; Datenfehler.
Stummelänge < 10 mil (0,25mm) Lange Via-Stummel wirken als Antennen/Kondensatoren und verursachen Resonanzen und Signal-Notches. Röntgeninspektion; Querschnittsanalyse. "Bitfehlerraten"-Spitzen; bestimmte Frequenzen werden vollständig blockiert.
10:1 bis 12:1 (Standard); bis zu 16:1 (Fortgeschritten) Stellt sicher, dass die Plattierungslösung den Via-Zylinder zuverlässig durchdringen und plattieren kann. Mikroschliffanalyse der Plattierungsdicke in der Mitte des Vias. Unterbrechungen in Vias (Barrel-Risse) während des thermischen Zyklus.
Plattierungsdicke > 25µm (1 mil) durchschnittlich im Loch Bietet mechanische Festigkeit, um der Wärmeausdehnung dicker Leiterplatten standzuhalten. CMI- oder Querschnittsmessung. Eckrisse oder Zylinderermüdung, die zu intermittierenden Ausfällen führen.
Lötstopplacksteg Min. 3-4 mil (0,075-0,1 mm) Verhindert Lötbrücken zwischen Fine-Pitch-BGA-Pads. AOI (Automatische Optische Inspektion). Kurzschlüsse unter teuren BGA-Komponenten (GPUs/CPUs).
Verzug / Wölbung & Verdrehung < 0,5 % (IPC Klasse 3 Ziel) Große Serverplatinen (E-ATX) müssen für die BGA-Montage flach bleiben. Schatten-Moiré-Messwerkzeug. Offene BGA-Lötstellen (Head-in-Pillow-Defekte); Montagefehler.
Glasübergang (Tg) Hohe Tg (> 170°C) Verhindert Materialerweichung und Z-Achsen-Ausdehnung während des Reflow-Lötens und Betriebs. DSC (Differential-Scanning-Kalorimetrie). Pad-Kraterbildung; Delamination während der Montage oder des Betriebs unter hoher Last.
CAF-Beständigkeit Anti-CAF-Materialien erforderlich Hohe Vorspannung in Server-Leistungsschichten kann das Wachstum leitfähiger Filamente verursachen. SIR-Tests (Oberflächenisolationswiderstand); CAF-Testcoupons. Katastrophale Kurzschlüsse, die sich Monate nach der Bereitstellung entwickeln.
Via-in-Pad VIPPO (überplattiert) für BGAs Ermöglicht das Routing von Fine-Pitch-BGAs (0,8 mm oder weniger) ohne Dog-Bone-Leiterbahnen. Sichtprüfung; Querschnitt. Lötstellenhohlräume in BGA-Verbindungen, wenn nicht korrekt verschlossen/plattiert.

Implementierungsschritte für Inferenzserver-Leiterplatten (Prozess-Checkpoints)

Implementierungsschritte für Inferenzserver-Leiterplatten (Prozess-Checkpoints)

Der Übergang von einem Schaltplan zu einer physischen Inferenzserver-Leiterplatte (PCB) erfordert einen disziplinierten Arbeitsablauf. Jeder der folgenden Schritte umfasst eine spezifische Aktion und eine Abnahmekontrolle, um kostspielige Neuentwicklungen zu vermeiden.

  1. Lagenaufbau-Definition & Materialauswahl

    • Aktion: Definieren Sie den Lagenaufbau (z.B. 16 Lagen) unter Verwendung einer Materialbibliothek für Hochgeschwindigkeits-Leiterplatten. Balancieren Sie die Kupferstärke (Leistung) mit der Dielektrikumsdicke (Impedanz).
    • Parameter: Sorgen Sie für Symmetrie, um Verzug zu verhindern. Wählen Sie Prepreg-Glasgewebetypen (z.B. 1035, 1078), um den Fasergeflechteffekt zu minimieren.
    • Prüfung: Führen Sie eine Impedanzlöser-Simulation durch. Bestätigen Sie, dass die Leiterbahnbreiten herstellbar sind (z.B. >3,5 mil).
  2. Floorplanning & Thermische Simulation

    • Aktion: Platzieren Sie Hochleistungskomponenten (CPUs, Beschleuniger, VRMs), um den Luftstrom im 1U/2U-Gehäuse zu optimieren.
    • Parameter: Halten Sie Hochgeschwindigkeits-Transceiver nahe an den Kantensteckverbindern oder Backplane-Schnittstellen, um die Leiterbahnlängen zu verkürzen.
    • Prüfung: Führen Sie eine vorläufige thermische Simulation durch. Stellen Sie sicher, dass sich Hotspots nicht überlappen.
  3. Power Integrity (PI) Analyse

    • Aktion: Entwerfen Sie das Stromversorgungsnetzwerk (PDN), um hohe transiente Ströme (di/dt) zu bewältigen, die typisch für KI-Workloads sind.
    • Parameter: Ziel ist eine PDN-Impedanz unter 10 mΩ bis 100 MHz.
    • Prüfung: Verifizieren Sie, dass der DC-IR-Abfall auf allen wichtigen Schienen <2% beträgt.
  4. Hochgeschwindigkeits-Routing & Backdrill-Definition

  • Aktion: Leiten Sie zuerst PCIe Gen5/6- und DDR5-Leitungen. Weisen Sie spezifische Lagen zu, um Via-Übergänge zu minimieren.
    • Parameter: Markieren Sie alle Hochgeschwindigkeits-Vias für das Rückbohren. Definieren Sie die "nicht zu schneidenden" Lagen klar in den Designdateien.
    • Prüfung: Führen Sie eine Signalintegritäts- (SI) Simulation durch (Kanalbetriebsmarge).
  1. DFM (Design for Manufacturing) Überprüfung

    • Aktion: Senden Sie Gerber-Dateien an APTPCB für eine umfassende DFM-Prüfung vor der Fertigung.
    • Parameter: Überprüfen Sie minimale Ringbreiten, Seitenverhältnisse und Abstände auf internen Leistungsebenen.
    • Prüfung: Bestätigen Sie, dass die Toleranzen der Rückbohrtiefe erreichbar sind (üblicherweise ±5 mil).
  2. Fertigung: Laminierung & Bohren

    • Aktion: Der Hersteller führt sequentielle Laminierung (bei HDI) oder Standardlaminierung durch.
    • Parameter: Kontrollieren Sie die Presstemperatur, um eine vollständige Harzaushärtung ohne Hohlräume zu gewährleisten.
    • Prüfung: Röntgenprüfung der Lagenregistrierung (Bohr-zu-Kupfer-Ausrichtung).
  3. Fertigung: Plattierung & Oberflächenveredelung

    • Aktion: Kupferplattierung gefolgt von Oberflächenveredelung (ENIG, Immersion Silver oder ENEPIG) auftragen.
    • Parameter: Sicherstellen, dass die Kupferdicke der Lochwand Klasse 3 (>25µm) erfüllt.
    • Prüfung: Querschnittsanalyse eines Testcoupons zur Überprüfung der Plattierungsintegrität.
  4. Elektrische Prüfung (BBT & TDR)

    • Aktion: 100% Netlist-Prüfung (Flying Probe oder Bed of Nails) und Impedanzprüfung.
  • Parameter: TDR-Coupons müssen innerhalb von ±5 % oder ±10 % wie angegeben bestehen.
    • Check: Konformitätsbescheinigung (CoC), die TDR-Pass-Ergebnisse zeigt.

Fehlerbehebung für Inference Server PCBs (Fehlermodi und Korrekturen)

Wenn eine Inference Server PCB ausfällt, liegt dies oft an subtilen Signalintegritätsproblemen oder thermischer Belastung und nicht an einfachen Unterbrechungen. Verwenden Sie diese Anleitung, um die Grundursachen zu diagnostizieren.

Symptom 1: Hohe Bitfehlerrate (BER) auf PCIe-Links

  • Mögliche Ursachen:
    • Falsche Rückbohrtiefe (Stummel zu lang gelassen).
    • Fasergewebseffekt (Schiefe zwischen den Schenkeln des Differentialpaares).
    • Impedanzfehlanpassung durch Überätzung.
  • Prüfungen: TDR-Analyse der fehlerhaften Verbindung; Querschnitt des Via-Stummels; VNA-Messung der Einfügedämpfung.
  • Behebung: Neuentwicklung mit engerer Rückbohrtoleranz oder Verwendung von "Zig-Zag"-Routing (10-Grad-Winkel) zur Minderung des Fasergewebseffekts.
  • Prävention: "Spread Glass" oder mechanisch gespreiztes Gewebe in den Materialhinweisen angeben.

Symptom 2: Intermittierende Systemabstürze unter Last

  • Mögliche Ursachen:
    • Power-Integrity-Fehler (Spannungsabfall), der CPU/GPU-Instabilität verursacht.
    • Thermische Abschaltung aufgrund schlechter Wärmeübertragung durch die Leiterplatte.
  • Prüfungen: Messen Sie die Spannungsrippel an den Lastkondensatoren mit einem Oszilloskop; Überprüfen Sie Wärmebildkameraaufnahmen auf Hotspots.
  • Behebung: Entkopplungskondensatoren hinzufügen; Kupfergewicht auf Leistungsebenen erhöhen; Schwer-Kupfer-Leiterplatten-Technologie verwenden.
  • Prävention: Während des Designs eine rigorose PI-Simulation (DC-Abfall und AC-Impedanz) durchführen.

Symptom 3: BGA-Pad-Kraterbildung oder Lötstellenbruch

  • Mögliche Ursachen:
    • Wärmeausdehnungskoeffizienten (WAK)-Fehlanpassung zwischen dem großen BGA-Gehäuse und dem Leiterplattenmaterial.
    • Übermäßige Platinenbiegung während der Montage oder Installation.
  • Prüfungen: Färbe- und Aufreißtest; Mikroschliff der gebrochenen Lötstelle.
  • Behebung: Ein Material mit höherem Tg und niedrigerem Z-Achsen-WAK verwenden; Eckkleber/Underfill zu BGAs hinzufügen.
  • Prävention: Symmetrie des Lagenaufbaus sicherstellen, um Verzug zu reduzieren; Harzgefüllte Vias (VIPPO) für bessere mechanische Unterstützung verwenden.

Symptom 4: Leitfähige Anodische Filamente (CAF)-Kurzschlüsse

  • Mögliche Ursachen:
    • Feuchtigkeitseintritt in die Glasfaserbündel in Kombination mit hoher Spannungs-Vorspannung.
    • Schlechte Bohrqualität (Mikrorisse im Harz).
  • Prüfungen: Isolationswiderstandsprüfung; Mikroschliff, der Kupferwachstum entlang der Glasfasern zeigt.
  • Behebung: Ausschussplatinen können nicht repariert werden. Die Neuproduktion muss Anti-CAF-Materialien verwenden.
  • Prävention: "Anti-CAF" oder "CAF-beständiges" Laminat spezifizieren (z.B. Isola 370HR oder Megtron-Serie).

Symptom 5: Delamination nach dem Reflow-Löten

  • Mögliche Ursachen:
    • In der Leiterplatte eingeschlossene Feuchtigkeit (Popcorning).
    • Inkompatible Harzsysteme in Hybrid-Lagenaufbauten.
  • Prüfungen: Sichtprüfung auf Blasenbildung; Akustische Rastermikroskopie (SAM).
  • Behebung: Platinen vor der Bestückung backen (120°C für 4-6 Stunden).
  • Vorbeugung: PCBs in vakuumversiegelten Beuteln mit Feuchtigkeitsindikatorkarten lagern; MSL-Richtlinien befolgen.

So wählen Sie die Leiterplatte für einen Inferenzserver aus (Designentscheidungen und Kompromisse)

Die Wahl der richtigen Spezifikation für eine Inferenzserver-Leiterplatte erfordert das Abwägen von Kompromissen zwischen Leistung, Wärmekapazität und Kosten.

1. Material: Mittlere Dämpfung vs. Ultra-geringe Dämpfung

  • Mittlere Dämpfung (z.B. Isola 370HR): Akzeptabel für PCIe Gen3 oder kurze Gen4-Leiterbahnen. Geringere Kosten, einfacher zu verarbeiten.
  • Ultra-geringe Dämpfung (z.B. Megtron 7, Tachyon): Obligatorisch für PCIe Gen5/6 und lange Leiterbahnen (>10 Zoll). Deutlich teurer und erfordert spezielle Laminierungsparameter.
  • Entscheidung: Wenn Ihr Inferenzserver Gen5-Beschleuniger verwendet, müssen Sie Materialien mit geringer Dämpfung verwenden. Gehen Sie hier keine Kompromisse ein.

2. Formfaktor: 1U vs. 2U/4U

  • 1U Server-Leiterplatte: Extrem platzbeschränkt. Erfordert horizontale Speicherslots und optimierte Luftstromkanäle. Das Wärmemanagement hängt stark davon ab, dass die Leiterplatte die Wärme auf das Gehäuse verteilt.
  • 2U/4U Server-Leiterplatte: Ermöglicht vertikale Riser-Karten und größere Kühlkörper. Das Leiterplattenlayout kann etwas weniger dicht sein, aber die schiere Größe der Platine (oft E-ATX oder kundenspezifisch) führt zu Verzugsproblemen.
  • Entscheidung: 1U-Designs erfordern oft HDI (High Density Interconnect), um die Leiterbahnführung unterzubringen, was die Platinenkosten erhöht, aber Rack-Platz spart.

3. Durchkontaktierung vs. HDI (High Density Interconnect)

  • Durchkontaktierung: Standard-Mehrlagenplatinen. Günstiger, begrenzt aber die Leiterbahndichte unter großen BGAs.
  • HDI (Microvias): Verwendet lasergebohrte Sack- und Vergrabene Vias. Unerlässlich für die Leiterbahnführung von BGAs mit 0,65 mm oder kleinerem Rastermaß, die in modernen KI-Chips zu finden sind.
  • Entscheidung: Die meisten High-End-Designs für KI-Server-PCBs erfordern heute mindestens Typ 3 HDI (gestapelte Microvias), um die Hochgeschwindigkeitssignale vom Hauptprozessor herauszuführen.

4. Oberflächenveredelung: ENIG vs. Tauchsilber vs. OSP

  • ENIG: Ausgezeichnete Haltbarkeit und ebene Oberfläche. Gut für die meisten Anwendungen, kann aber bei unzureichender Kontrolle unter "Black Pad" leiden.
  • Tauchsilber: Besser für sehr hochfrequente Signale (kein Nickel-Skin-Effekt). Häufig in Supercomputer-/Serverplatinen.
  • OSP: Am günstigsten, aber kürzeste Haltbarkeit. Selten für hochzuverlässige Serverplatinen verwendet.
  • Entscheidung: Wählen Sie Tauchsilber für erstklassige Signalintegrität; wählen Sie ENIG für allgemeine Zuverlässigkeit und Haltbarkeit.

FAQ zu Inference-Server-PCBs (Kosten, Lieferzeit, häufige Defekte, Abnahmekriterien, DFM-Dateien)

F: Wie hoch ist die typische Lagenanzahl für eine KI-Inferenz-Server-PCB? A: Die meisten Inferenz-Serverplatinen haben zwischen 12 und 24 Lagen.

  • 12-16 Lagen: Üblich für Single-Socket-Edge-Inferenz-Server.
  • 18-24 Lagen: Erforderlich für Dual-Socket-Rechenzentrumsserver mit mehreren Beschleunigerkarten, um die Routing-Dichte und die Stromversorgungsebenen zu verwalten.

F: Wie beeinflusst das Rückbohren die Kosten der Leiterplatte? A: Das Rückbohren erhöht die Kosten um 10-20%, abhängig von der Anzahl der Bohrhübe.

  • Es fügt einen sekundären CNC-Bohrprozess hinzu.
  • Es erfordert eine spezielle Inspektion (Röntgen), um die Tiefenkontrolle zu überprüfen.
  • Es ist jedoch günstiger als das Hinzufügen weiterer Lagen, um Stummel zu vermeiden.

F: Kann ich FR-4 für einen PCIe Gen5 Inferenzserver verwenden? A: Im Allgemeinen nein. Standard-FR-4 hat einen zu hohen Verlustfaktor (Df) (~0,02), was zu übermäßigem Signalverlust bei 16-32 GHz führt.

  • Sie benötigen Materialien mit Df < 0,005 (z.B. Megtron 6/7).
  • Die Verwendung von FR-4 führt wahrscheinlich zu einem Kanal, der die Konformitätstests nicht besteht.

F: Was sind die Abnahmekriterien für Class 3 Server-Leiterplatten? A: IPC-6012 Klasse 3 "Hohe Zuverlässigkeit" ist der Standard.

  • Ringwulst: Kein Ausbruch erlaubt (Tangentialität ist nicht akzeptabel).
  • Beschichtung: Mindestens 25µm Durchschnitt in den Löchern.
  • Visuell: Kein freiliegendes Kupfer, keine Blasenbildung, strenge Lötstopplack-Registrierung.
  • Zuverlässigkeit: Muss thermische Stresstests ohne Delamination bestehen.

F: Welche Dateien muss ich für eine DFM-Überprüfung senden? A: Um ein genaues Angebot und DFM zu erhalten, senden Sie:

  • Gerber-Dateien (RS-274X): Alle Kupferschichten, Lötstopplack, Siebdruck, Bohrdateien.
  • IPC-356 Netzliste: Entscheidend für die Überprüfung der elektrischen Konnektivität anhand der Grafiken.
  • Fertigungszeichnung: Spezifikation von Material, Lagenaufbau, Impedanztabellen und Bohrbild.
  • Readme: Hinweise auf besondere Anforderungen wie "Backdrill Lagen X bis Y" oder "Press-fit-Steckverbinderlöcher".

F: Wie handhaben Sie das Wärmemanagement für KI-Server mit über 1000W? A: Wir verwenden verschiedene Techniken:

  • Dickkupfer: 2oz oder 3oz Innenlagen für die Stromverteilung.
  • Thermische Vias: Dichte Anordnungen von Vias unter heißen Komponenten, um Wärme auf innere Ebenen zu übertragen.
  • Eingebettete Münzen: Einsetzen einer massiven Kupfermünze direkt in die Leiterplatte unter der GPU/CPU (fortgeschrittene Fähigkeit).

F: Wie lange ist die Lieferzeit für die Herstellung von Inference Server PCBs? A: Die Lieferzeiten sind aufgrund der Materialverfügbarkeit und Komplexität länger als bei Standardplatinen.

  • Standard: 15-20 Arbeitstage.
  • Expressfertigung: 8-12 Arbeitstage (wenn Material auf Lager ist).
  • Hinweis: Hochgeschwindigkeitsmaterialien (Megtron, Tachyon) können eigene Beschaffungszeiten von 2-4 Wochen haben, wenn sie nicht auf Lager sind.

F: Warum ist die Impedanzkontrolle für diese Platinen so entscheidend? A: Bei hohen Geschwindigkeiten fungiert die Leiterbahn auf der Leiterplatte als Übertragungsleitung.

  • Wenn sich die Impedanz ändert (z.B. die Leiterbahnbreite variiert), wird ein Teil des Signals zurückreflektiert.
  • Diese Reflexion verursacht Rauschen (Jitter) und schließt das "Augendiagramm", wodurch 0en und 1en ununterscheidbar werden.

F: Unterstützen Sie Press-fit-Steckverbinder für Server-Backplanes? A: Ja, Press-fit-Steckverbinder sind Standard für Server-I/O.

  • Die Lochtoleranz ist extrem eng (z.B. ±0,05mm).
  • Wir kontrollieren die fertige Lochgröße (FHS) streng, um eine ordnungsgemäße Stiftfixierung ohne Beschädigung des Barrels zu gewährleisten.

F: Was ist der Unterschied zwischen "Core"- und "Foil"-Konstruktion in Lagenaufbauten? A: Dies beeinflusst Kosten und Registrierung.

  • Core-Konstruktion: Verwendet ausgehärtete Laminatkerne. Bessere Dimensionsstabilität.
  • Foil-Konstruktion: Verwendet mehr Prepreg. Kann günstiger sein, kann aber während der Laminierung mehr Bewegung aufweisen.
  • Empfehlung: Für Serverplatinen mit hoher Lagenzahl empfehlen wir spezifische Core-Konstruktionen, um Verzug zu minimieren.

Ressourcen für Inference Server PCBs (verwandte Seiten und Tools)

Um Sie bei Ihrem Design- und Beschaffungsprozess weiter zu unterstützen, bietet APTPCB detaillierte Anleitungen zu verwandten Technologien:

Glossar für Inferenzserver-Leiterplatten (Schlüsselbegriffe)

Begriff Definition Kontext in Inferenzserver-Leiterplatten
PCIe Gen5 Peripheral Component Interconnect Express, Generation 5. Die Standardschnittstelle zum Anschluss von KI-Beschleunigern, die mit 32 GT/s läuft. Erfordert eine Leiterplatte mit extrem geringen Verlusten.
Einfügedämpfung Der Verlust der Signalleistung, wenn es sich entlang einer Leiterbahn ausbreitet. Gemessen in dB/Zoll. Muss minimiert werden, um sicherzustellen, dass die Signale den Empfänger intakt erreichen.
Backdrilling (Rückbohren) Tiefengesteuertes Bohren zur Entfernung des ungenutzten Teils einer durchkontaktierten Bohrung (Stumpf). Unerlässlich zur Reduzierung von Signalreflexionen in Hochgeschwindigkeits-Vias (>10 Gbit/s).
Df (Verlustfaktor) Ein Maß dafür, wie viel Energie vom Isoliermaterial absorbiert wird. Niedriger ist besser. Standard-FR4 liegt bei ~0,02; Server-Qualität ist <0,005.
Dk (Dielektrizitätskonstante) Ein Maß für die Fähigkeit des Materials, elektrische Energie zu speichern. Beeinflusst die Signalausbreitungsgeschwindigkeit und Impedanz. Eine stabile Dk ist entscheidend.
PAM4 Pulsamplitudenmodulation 4-stufig. Ein Kodierungsschema, das in Hochgeschwindigkeitsverbindungen (wie PCIe Gen6/Ethernet) verwendet wird und sehr empfindlich gegenüber Rauschen ist.
WAK (Wärmeausdehnungskoeffizient) Wie stark sich das Material beim Erhitzen ausdehnt. Eine Fehlanpassung zwischen Leiterplatte und Komponenten führt zu Rissen in den Lötstellen.
Tg (Glasübergangstemperatur) Die Temperatur, bei der das Leiterplattenharz von hart zu weich wird. Serverplatinen benötigen eine hohe Tg (>170°C), um die Montage und Hitze zu überstehen.
VIPPO Via-in-Pad Plated Over. Eine Technologie, bei der Vias in Pads platziert, mit Harz gefüllt und überplattiert werden. Wird für dichte BGAs verwendet.
Fasergeflechteffekt Signalversatz, verursacht durch das Glasfasermuster im Leiterplattenlaminat. Kann Timing-Fehler in Differentialpaaren verursachen. Abgemildert durch "Zick-Zack"-Routing oder gespreiztes Glas.
Impedanzkontrolle Herstellungsprozess, um sicherzustellen, dass der Leiterbahnwiderstand dem Design entspricht (z.B. 85Ω). Entscheidend zur Vermeidung von Signalreflexionen.
Press-Fit Eine lötlose Verbindungsmethode, bei der nachgiebige Stifte in Leiterplattenlöcher gedrückt werden. Standard für Serversteckverbinder (RJ45, Käfige), um thermische Belastungen durch Löten zu vermeiden.

Modelle (INFERENZ)-Server-Leiterplatte (DFM-Überprüfung + Preisgestaltung)

Bereit, Ihre Inferenz-Server-Leiterplatte vom Design zur Produktion zu bringen? APTPCB ist spezialisiert auf mehrlagige Hochgeschwindigkeits-Serverplatinen mit strenger Class-3-Konformität.

Senden Sie uns Ihre Daten für eine umfassende DFM-Überprüfung:

  1. Gerber-Dateien: Vollständiger Satz einschließlich Bohrdateien.
  2. Lagenaufbau-Diagramm: Angabe des Materialtyps (z.B. Megtron 7) und der Lagenreihenfolge.
  3. Bohrzeichnung: Deutliche Kennzeichnung der Backdrill-Positionen und -Tiefen.
  4. Impedanzanforderungen: Zielwerte und spezifische Lagen.
  5. Volumen & Lieferzeit: Prototypenmenge vs. Massenproduktionsziele.

Fazit: Nächste Schritte für Inferenzserver-PCBs

Die erfolgreiche Herstellung einer Inferenzserver-Leiterplatte ist eine Meisterleistung der Präzisionstechnik, die eine perfekte Synchronisation von verlustarmen Materialien, kontrolliertem Tiefenbohren und strengen Impedanztests erfordert. Ob Sie eine kompakte 1U-Server-Leiterplatte für Edge-Analysen oder eine massive KI-Server-Leiterplatte für das Rechenzentrum bauen, der Unterschied zwischen Erfolg und Misserfolg liegt oft in den Fertigungsdetails. Durch die Einhaltung strenger Designregeln und die Zusammenarbeit mit einem fähigen Hersteller stellen Sie sicher, dass Ihre Hardware die geringe Latenz und den hohen Durchsatz liefert, die für moderne KI-Workloads erforderlich sind.