一种高端AI算力卡阶梯金手指工艺方法及系统与流程

本发明涉及印制电路板制造，具体地涉及一种高端ai算力卡阶梯金手指工艺方法及系统。

背景技术：

1、随着人工智能训练、推理及高性能计算技术的快速发展，gpu加速卡、ai推理卡等高端ai算力卡对高速信号传输、大电流供电及散热能力提出了更高要求。为满足多路高速信号布线、电源完整性以及热管理需求，ai算力卡通常采用高层数、多铜厚和高密度互连的印制电路板结构，使得算力卡主体区域的整体板厚相较普通扩展卡明显增加。与此同时，算力卡通常需要通过设置于板边的金手指与服务器主板插槽或扩展接口进行电气连接，而金手指区域的插拔厚度受到接口结构和行业标准限制，不能随主体板厚同步增加。现有技术因此需要在保持主体区域较大板厚的同时，对金手指区域进行局部减薄，以形成具有高度差的阶梯结构。高算力性能带来的板厚增加与金手指区域约1.67mm的接口厚度要求之间存在矛盾。

2、现有局部减薄方式主要包括刚柔结合板、局部挖槽、控深铣削以及揭盖等工艺。其中，刚柔结合板虽然能够形成不同厚度区域，但其材料体系、压合流程及加工过程复杂，制造成本较高；局部挖槽或单纯采用机械控深加工时，需要在多层板压合完成后从板面向内去除金手指上方介质层，由于金手指被埋置于板内，实际位置难以直接观察，而多层板在压合过程中还可能产生涨缩、翘曲、局部树脂流动及厚度波动，因此按设计坐标和统一设定深度加工时，容易出现局部残留介质过厚或者锣切过深的问题。锣切不足会增加后续开盖难度，锣切过深则可能损伤金手指镀层甚至造成露铜，影响插拔可靠性和电气性能。

3、此外，部分工艺采用紫外激光对机械加工后剩余的介质层进行精细去除，但传统uv开盖通常依据预设扫描次数、固定能量或人工观察判断加工终点。当不同区域的剩余介质厚度存在差异时，固定工艺参数难以兼顾加工效率与安全性：扫描不足容易产生树脂残留，扫描过度又可能使保护膜烧蚀、镀金层受热变色或受到激光损伤。同时，板面不同位置的高度差、局部铜面覆盖率以及机械设备的锣切深度误差均会影响实际剩余介质厚度，采用单一锣切深度难以保证较长金手指区域以及不同板件之间的阶梯加工一致性。

4、另一方面，现有阶梯金手指加工过程中的定位、控深、开盖和成品检测通常分别进行，检测结果较少用于后续板件加工参数的针对性修正。当板材批次、压合状态、刀具磨损或uv加工状态发生变化时，易出现同类缺陷重复发生的问题。因此，如何在满足高端ai算力卡主体板厚和金手指接口厚度要求的基础上，提高压合后金手指区域的定位精度和锣切深度控制精度，可靠判断uv开盖终点，并根据不同加工区域及历史加工结果对加工参数进行适应性调整，是阶梯金手指制造过程中有待解决的技术问题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明公开一种高端ai算力卡阶梯金手指工艺方法及系统。该方法在内层铜箔形成金手指图形、定位标记和深度标定单元，在金手指表面电镀镍层和硬金层并贴合复合pi保护膜；压合后通过x射线配准设计坐标与实测坐标，确定实际开盖边界并划分加工分区，结合表面高度、预留介质厚度及超深误差确定基准锣切深度；分区锣切后采用uv逐层扫描，并依据荧光基准值与净荧光强度判断开盖终点；利用分区高度差、铜面覆盖率、定位配准残差及历史主轴负载构建图注意力模型，对锣切深度和uv扫描次数补偿，并依据残余介质和表面缺陷修正后续加工参数。本发明可提高阶梯金手指定位、控深及开盖精度，降低镀层损伤并提升批量制造一致性。

2、本技术提供一种高端ai算力卡阶梯金手指工艺方法，包括步骤：

3、s1、在内层铜箔上形成金手指图形、至少四个定位标记和深度标定单元，所述至少四个定位标记中至少三个定位标记的中心不共线，并在金手指图形表面依次电镀镍层和硬金层；

4、s2、将复合pi保护膜的pi基膜贴合硬金层，使荧光识别层位于pi基膜背离硬金层的一侧；使标定单元与金手指区具有相同保护膜，沿设计开盖边界切割复合pi保护膜后叠置介质层和外层铜箔，压合并制作外层图形；在多层板的工艺边设置由所述复合pi保护膜形成的荧光标定窗口；

5、s3、x射线成像后，将定位标记实测坐标与设计坐标采用最小二乘配准，并将设计开盖边界映射为压合后的实际开盖边界，将实际开盖边界以内的区域划分为多个加工分区，扫描获得第i加工分区的表面高度和深度标定单元处的表面高度；

6、s4、在荧光标定窗口获取荧光基准值f0；在深度标定单元逐级试锣，每级停刀清屑后以波长365nm的检测光照射，连续采集三次430～480nm波段的荧光强度并扣除背景强度后的强度f；当三次f均不小于0.85f0且相邻两次净荧光强度之差的绝对值均小于0.05f0时，由z向位移传感器记录实际深度，按计算基准锣切深度，为预留介质厚度，为设备正向超深误差上限；

7、s5、以为基准分区锣切，对预留介质逐层uv扫描，每次扫描后停光并采用与s4相同的采集方式采集三次f，满足所述条件时停止扫描；

8、s6、揭膜后检测残余介质和表面缺陷，修正同批后续板的锣切及uv参数。

9、优选地，所述复合pi保护膜包括厚度为15～25μm的pi基膜以及厚度为3～8μm的荧光识别层，所述荧光识别层涂覆并固化于pi基膜背离硬金层的一侧；所述荧光识别层的制备原料以可溶性聚酰亚胺树脂100质量份为基准，包括硫酸钡微粒8～12质量份、六方氮化硼微粒3～5质量份、香豆素类荧光剂0.05～0.15质量份及硅烷偶联剂0.5～1.0质量份；所述硫酸钡微粒的体积中值粒径为0.2～0.8μm，所述六方氮化硼微粒的体积中值粒径为0.5～2μm，所述香豆素类荧光剂在365nm检测光激发下的荧光发射峰位于440～470nm。

10、优选地，s2中，在所述复合pi保护膜与外层铜箔之间设置厚度为60～120μm的局部低流胶介质片，所述局部低流胶介质片覆盖金手指区并延伸至深度标定单元上方，使深度标定单元上方与金手指区上方具有相同的复合pi保护膜、介质材料、介质厚度及层叠顺序；所述局部低流胶介质片由玻璃纤维布浸渍低流胶树脂组合物并经半固化形成，所述低流胶树脂组合物以双酚f型环氧树脂100质量份为基准，包括苯并噁嗪树脂20～30质量份、酚氧树脂8～12质量份、球形二氧化硅40～55质量份、六方氮化硼5～10质量份及潜伏型咪唑固化促进剂0.5～1.0质量份；完成外层图形制作后，深度标定单元上方与金手指区上方的外层铜面覆盖率之差不超过5个百分点。

11、优选地，所述荧光标定窗口设置于多层板的工艺边，其复合pi保护膜与金手指区的复合pi保护膜由同一连续膜材形成，并使所述荧光标定窗口在压合后能够露出荧光识别层；s4中，在荧光标定窗口选取七个采样点，在各采样点分别关闭365nm检测光采集对应的背景强度，再开启365nm检测光采集430～480nm波段的检测强度，并分别扣除对应采样点的背景强度，得到七个净荧光强度；删除所述七个净荧光强度中的最大值和最小值，将其余五个净荧光强度的算术平均值作为荧光基准值f0；深度标定单元和各加工分区的荧光检测采用与荧光标定窗口相同的检测光功率、光斑尺寸、入射角度、照射距离、探测器增益及积分时间。

12、优选地，所述至少四个定位标记分布于金手指区长度方向的两端及宽度方向的两侧，其中一个定位标记具有区别于其余定位标记的几何轮廓，并设置于金手指区的预设角部以形成方向基准；s3中，对x射线图像进行尺度标定及几何畸变校正，将各定位标记的图像坐标转换至多层板物理坐标系；根据各定位标记的设计坐标和实测坐标，采用最小二乘法确定设计坐标系至实测坐标系的仿射变换关系，并利用所述仿射变换关系将设计开盖边界映射为压合后的实际开盖边界；根据各定位标记经仿射变换后的预测坐标与对应实测坐标之间的距离确定定位标记配准残差，并按照加工分区与各定位标记之间的距离对所述定位标记配准残差进行加权，获得各加工分区的估计配准残差。

13、优选地，s3中，对每一加工分区及深度标定单元分别执行不少于三次表面高度扫描，将各次扫描结果的算术平均值分别作为对应加工分区的表面高度和深度标定单元处的表面高度，并获得各加工分区高度测量值的标准差以及该加工分区与相邻加工分区之间的最大高度差；s4中，根据各加工分区的高度测量值标准差和最大高度差确定对应的预留介质厚度，使所述预留介质厚度随高度测量值标准差或最大高度差的增大而增大，并将预留介质厚度限定在30～150μm范围内；采用与正式锣切相同的板材、刀具、主轴转速及进给速度，在标定试片上进行不少于十次定深锣切，通过独立于锣机进给控制的z向位移传感器分别获取实际锣切深度，将实际锣切深度超出对应设定锣切深度的最大值确定为所述设备正向超深误差上限；确定各加工分区的基准锣切深度时，同时扣除对应加工分区的预留介质厚度和所述设备正向超深误差上限。

14、优选地，将实际开盖边界以内的区域划分为边长为0.8～2mm的矩形加工分区，并将与实际开盖边界相交的矩形加工分区沿实际开盖边界裁切形成边界加工分区；分区锣切时，先沿实际开盖边界执行轮廓粗锣，所述轮廓粗锣深度为对应边界加工分区基准锣切深度的60％～80％，再按照与金手指长度方向平行的往复路径对各加工分区进行面锣，最后沿实际开盖边界锣切至对应边界加工分区的基准锣切深度；当相邻两个加工分区的基准锣切深度差大于20μm时，在相邻两个加工分区之间形成深度过渡区，使锣切深度在所述深度过渡区内连续变化；锣切完成后采用紫外加工激光对预留介质逐层扫描，每完成一次扫描即停止加工并采集三次净荧光强度，在达到荧光终点条件之前继续逐层扫描，在达到所述荧光终点条件时停止对应加工分区的uv加工。

15、优选地，将各加工分区分别构建为图节点，将具有公共边界的两个加工分区对应的图节点建立图边；针对每一图节点构建节点特征，所述节点特征包括对应加工分区相对于深度标定单元的高度差、高度测量值标准差、与相邻加工分区的最大高度差、该加工分区下方各导电层的平均铜面覆盖率、估计配准残差以及同叠层、同材料批次的前一合格多层板对应加工分区的历史主轴负载；将所述节点特征输入第一图注意力层，所述第一图注意力层采用四头注意力，每个注意力头输出8维特征，并将四个注意力头的输出拼接为32维特征；将所述32维特征输入第二图注意力层，所述第二图注意力层采用单头注意力并输出16维特征；将第二图注意力层输出的16维特征分别输入锣切补偿输出支路和uv扫描输出支路，获得各加工分区的锣切深度补偿量和uv初始扫描次数；将所述锣切深度补偿量限制在－20～20μm范围内，并在保证实际锣切深度不超过扣除设备正向超深误差后对应安全锣切深度的条件下，对确定的基准锣切深度进行补偿。

16、优选地，s6中，在定深锣切完成且uv扫描开始前，保持多层板的装夹状态不变，对各加工分区的锣切面进行三维扫描，根据锣切前后的表面高度差确定各加工分区的实际锣切深度和实际预留介质厚度；完成uv扫描并揭除复合pi保护膜后，将残余介质、划伤、露铜、荧光识别层碳化及pi基膜烧蚀的缺陷位置分别与对应加工分区和锣切路径进行坐标匹配；当加工分区存在预留介质残留且不存在荧光识别层碳化及pi基膜烧蚀时，提高同批后续板对应加工分区的uv初始扫描次数；当加工分区存在与锣切路径重合的划伤时，减小同批后续板对应加工分区的锣切深度补偿量；当加工分区不存在介质残留但存在荧光识别层碳化或pi基膜烧蚀时，降低同批后续板对应加工分区的uv单脉冲能量，并重新标定单次uv扫描的介质去除厚度；当同一加工分区同时存在介质残留与荧光识别层碳化或pi基膜烧蚀，或者划伤、露铜缺陷不与锣切路径重合时，将对应加工分区标记为异常样本并排除于图注意力模型的参数更新数据之外；利用其余有效加工分区的实际预留介质厚度偏差、实际uv扫描次数及相邻加工分区之间的锣切深度补偿差异，对所述图注意力模型进行迭代更新。

17、本技术还提供一种高端ai算力卡阶梯金手指工艺系统，包括：内层制作单元，在内层铜箔上形成金手指图形、至少四个定位标记和深度标定单元，所述至少四个定位标记中至少三个定位标记的中心不共线，并在金手指图形表面依次电镀镍层和硬金层；

18、保护膜及压合单元，将复合pi保护膜的pi基膜贴合硬金层，使荧光识别层位于pi基膜背离硬金层的一侧；使标定单元与金手指区具有相同保护膜，沿设计开盖边界切割复合pi保护膜后叠置介质层和外层铜箔，压合并制作外层图形；在多层板的工艺边设置由所述复合pi保护膜形成的荧光标定窗口；

19、检测配准单元，x射线成像后，将定位标记实测坐标与设计坐标采用最小二乘配准，并将设计开盖边界映射为压合后的实际开盖边界，将实际开盖边界以内的区域划分为多个加工分区，扫描获得第i加工分区的表面高度和深度标定单元处的表面高度；

20、标定锣切单元，在荧光标定窗口获取荧光基准值f0；在深度标定单元逐级试锣，每级停刀清屑后以波长365nm的检测光照射，连续采集三次430～480nm波段的荧光强度并扣除背景强度后的强度f；当三次f均不小于0.85f0且相邻两次净荧光强度之差的绝对值均小于0.05f0时，由z向位移传感器记录实际深度，按计算基准锣切深度，为预留介质厚度，为设备正向超深误差上限；

21、uv开盖单元，以为基准分区锣切，对预留介质逐层uv扫描，每次扫描后停光并采用与s4相同的采集方式采集三次f，满足所述条件时停止扫描；

22、质量检测及修正单元，揭膜后检测残余介质和表面缺陷，修正同批后续板的锣切及uv参数。

23、与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

24、（1）本发明通过在内层铜箔上同步设置多个定位标记和深度标定单元，在压合后利用x射线实测坐标与设计坐标进行最小二乘配准，将设计开盖边界转换为实际开盖边界，并结合各加工分区与深度标定单元的表面高度差确定基准锣切深度。同时，根据板面高度波动设置预留介质厚度，并引入设备正向超深误差进行安全补偿，使锣切深度能够随压合涨缩、板面起伏及设备加工误差进行分区调整。由此可降低统一深度锣切造成的局部欠切或过切风险，在保证加工效率的同时减少pi保护膜、硬金层及金手指图形受到机械损伤，提高阶梯区域厚度和平整度的一致性。

25、（2）本发明在pi基膜背离硬金层的一侧设置含荧光组分的荧光识别层，并在工艺边设置由同一复合pi保护膜形成的荧光标定窗口，通过365nm检测光获取430～480nm波段的净荧光基准值。机械锣切仅去除大部分覆盖介质并保留预设厚度的介质层，随后采用uv逐层扫描，在每次扫描后采集净荧光强度，根据荧光强度达到基准值的比例及连续检测结果的稳定程度判断是否到达荧光识别层。该方式将传统依赖固定扫描次数或人工观察的终点判断转化为材料特征反馈控制，可减少介质残留以及uv过度加工引起的pi烧蚀、镀金层变色和露铜，提高开盖精度及金手指表面质量。

26、（3）本发明进一步将各加工分区构建为图节点，以相邻加工分区建立图边，并综合表面高度差、高度测量波动、相邻区域高度变化、局部铜面覆盖率、定位配准残差及历史主轴负载形成节点特征，通过两级图注意力结构提取相邻区域之间的加工关联信息，分别输出锣切深度补偿量和uv初始扫描次数。在加工完成后，再根据实际预留介质厚度、介质残留、划伤、露铜以及荧光识别层碳化等检测结果，对有效加工分区进行模型迭代和工艺参数修正，从而使后续同叠层、同材料批次板件能够针对局部结构及设备状态自适应调整，降低同类缺陷重复发生概率，提高阶梯金手指批量制造的一致性、良率和稳定性。