最近我們做一款 AI加速卡核心板 的打樣時,碰到了一次埋容埋阻的典型失效,整個過程印象特別深刻,值得分享。
背景
這塊板子主要是給高頻SerDes接口供電,芯片周邊原本需要上百顆去耦電容。為了節(jié)省空間和降低寄生電感,我們決定將約 40% 的小容量去耦電容改為埋容,同時在差分線終端做了部分埋阻。板子疊層是 12 層,電源和地層對稱設(shè)計。
問題出現(xiàn)
首批樣板出來后,我們在PI/EMI測試中發(fā)現(xiàn),電源噪聲比預(yù)期高,而且部分高速鏈路眼圖明顯劣化。更糟的是,X射線檢測顯示幾顆埋容層出現(xiàn)氣泡或?qū)娱g分層。
失效分析
壓合溫度控制不當(dāng):廠方在壓合多層板時溫度略高,埋容薄膜局部起泡,導(dǎo)致局部容量失效。
薄膜厚度不均:埋容材料厚度批差較大,導(dǎo)致有些點容量偏低,影響電源噪聲響應(yīng)。
埋阻阻值漂移:蝕刻精度稍有偏差,部分阻值漂移超過 ±10%,在差分終端形成不平衡,導(dǎo)致眼圖劣化。
設(shè)計未留調(diào)試余量:部分去耦原本計劃全埋,發(fā)現(xiàn)問題時無法臨時加貼片電容,只能重新打樣。
進行調(diào)整:
壓合溫度嚴(yán)格控制在材料廠推薦范圍內(nèi),并在關(guān)鍵層增加預(yù)壓。
對埋容薄膜厚度進行全板檢測,剔除批差大的材料。
對埋阻進行在線阻值測試,保證阻值在 ±5% 內(nèi)。
保留部分外部貼片去耦,用作調(diào)試和補償。
經(jīng)過上述調(diào)整后的二批樣板,PI/EMI指標(biāo)達到設(shè)計要求,眼圖改善明顯,埋容和埋阻性能穩(wěn)定。