Controllo qualità per i data center dedicati all’intelligenza artificiale
Componenti affidabili per le infrastrutture di intelligenza artificiale
I data center dedicati all’intelligenza artificiale, spesso indicati come data center IA, costituiscono l’infrastruttura fondamentale delle moderne applicazioni di intelligenza artificiale. Forniscono la potenza di calcolo necessaria per software di IA, servizi cloud e applicazioni che elaborano enormi quantità di dati. Con l’aumento della capacità di calcolo crescono anche i requisiti relativi alla trasmissione dei dati, all’alimentazione elettrica e al raffreddamento. Chip specializzati per l’IA, server e rack devono interagire in modo affidabile 24 ore su 24, garantendo prestazioni elevate e riducendo al minimo il rischio di guasti. La produzione di componenti destinati ai data center IA deve quindi soddisfare requisiti qualitativi particolarmente rigorosi. Sistemi di raffreddamento, cavi, connettori, package e substrati devono essere realizzati con precisione, lavorati mediante processi stabili e controllati in modo affidabile. Anche difetti microscopici possono compromettere la dissipazione del calore, la trasmissione dei segnali o la durata dei componenti. Precitec supporta i produttori nelle fasi critiche della produzione di componenti per data center IA: dal controllo dei sistemi di raffreddamento a liquido al monitoraggio della saldatura di cavi e connettori, fino all’ispezione dei cordoni di saldatura e alla metrologia ad alta precisione per la produzione di semiconduttori.
Tre aree produttive strategiche
Raffreddamento a liquido
Individuare tempestivamente i potenziali rischi di perdita mediante il monitoraggio della saldatura laser e l’ispezione ottica dei cordoni di saldatura critici.
Cavi e connettori
Valutare in modo affidabile le connessioni elettriche saldate al laser, controllando la stabilità del processo, la resistenza all’estrazione e la riproducibilità della qualità.
Package e substrati
Monitorare e controllare la microlavorazione laser ad alta precisione di circuiti stampati, substrati HDI e ABF e Through-Glass Via.
Calcolo, connessione e raffreddamento: tre funzioni essenziali
I data center IA ad alte prestazioni devono fornire un’elevata capacità di calcolo, trasferire enormi quantità di dati e dissipare in modo sicuro il calore generato.
L’area del calcolo comprende chip specializzati per l’IA, processori, package elettronici e substrati.
La connettività comprende le connessioni elettriche e ottiche tra chip, server e rack.
Il raffreddamento comprende piastre fredde, canali, tubazioni e sistemi di raffreddamento a liquido.
Con l’aumento della densità di potenza, le tolleranze di produzione diventano sempre più ristrette. I processi di saldatura laser, le connessioni elettriche e le operazioni di microlavorazione devono quindi essere monitorati costantemente.
La qualità dei componenti non deve essere verificata soltanto al termine della produzione, ma deve essere controllata e documentata direttamente durante il processo produttivo.
Raffreddamento a liquido: rilevare le perdite prima che diventino critiche
Nei data center dedicati all’intelligenza artificiale, una parte significativa dell’energia elettrica utilizzata viene trasformata in calore. I moderni sistemi di raffreddamento a liquido svolgono quindi un ruolo essenziale per le prestazioni e l’affidabilità dell’infrastruttura. Il rischio principale è rappresentato dalle perdite. Una perdita in una tubazione, in un canale di raffreddamento, in una piastra fredda o in un giunto saldato può danneggiare i sensibili componenti elettronici o ridurre l’efficienza del raffreddamento. Particolarmente impegnativi sono i giunti saldati al laser realizzati in acciaio inossidabile, rame o combinazioni di materiali differenti, come acciaio inossidabile e rame. Il monitoraggio in linea consente di rilevare anomalie critiche già durante il processo di saldatura laser. Tra queste rientrano, ad esempio, le espulsioni di materiale, note anche come blow-out, che possono indicare potenziali punti deboli o futuri rischi di perdita. Le analisi basate sull’intelligenza artificiale consentono inoltre di classificare le anomalie e di fornire indicazioni sui possibili tipi di difetto. Dopo la saldatura, i cordoni possono essere sottoposti a un’ispezione ottica per individuare pori, irregolarità e minime anomalie superficiali, anche in presenza di geometrie complesse e strutture nell’ordine dei micrometri.
Cavi e connettori: connessioni affidabili per elevati flussi di dati
Tra chip, server e rack vengono trasmesse enormi quantità di dati. Cavi, connettori e contatti elettrici devono quindi garantire stabilità meccanica, affidabilità elettrica e una qualità di produzione riproducibile. La resistenza all’estrazione costituisce un importante parametro qualitativo. Se è insufficiente, cavi e connettori possono danneggiarsi durante il montaggio, il funzionamento o la manutenzione. Le aree di contatto sono spesso realizzate in rame o leghe di rame e possono essere saldate, ad esempio, mediante laser verdi, particolarmente adatti alla lavorazione del rame. Il monitoraggio intelligente del processo consente di valutare direttamente durante la produzione la qualità dei cavi e dei connettori saldati al laser. La resistenza all’estrazione può così essere stimata in linea e in tempo reale. Anche punti di saldatura estremamente brevi, realizzati in pochi millisecondi, possono essere rilevati e analizzati in modo affidabile. I produttori possono quindi individuare tempestivamente eventuali deviazioni del processo, ridurre gli scarti e documentare in modo tracciabile la qualità dei componenti elettrici destinati ai data center IA.
Microlavorazione laser e metrologia per package e substrati
Con l’aumento delle prestazioni dei chip per l’intelligenza artificiale crescono anche i requisiti relativi ai processi produttivi. Nella produzione di semiconduttori, wafer, package, substrati e strutture di interconnessione estremamente sottili devono essere lavorati e controllati con la massima precisione. Questa accuratezza è essenziale per garantire una trasmissione affidabile dei segnali e realizzare elevate densità di integrazione.
Il rapido sviluppo dell’intelligenza artificiale aumenta anche le esigenze nel campo della metrologia industriale. Le strutture diventano più sottili, i processi più rapidi e le tolleranze qualitative più ristrette.
I produttori necessitano quindi di sistemi di misura rapidi, senza contatto, altamente precisi e facilmente integrabili nei processi industriali.
Precitec risponde a queste esigenze con tecnologie ottiche di misura e ispezione per il controllo qualità nella produzione di semiconduttori.
Microstrutture, superfici, distanze, planarità e spessori degli strati possono essere rilevati, analizzati e documentati con precisione, direttamente durante il processo oppure in una successiva fase di controllo.
La microlavorazione laser ad alta precisione viene utilizzata, tra l’altro, per circuiti stampati, substrati HDI e ABF, processi di lavorazione dei wafer e Through-Glass Via.
Anche le moderne tecnologie di advanced packaging, come Chip-on-Wafer-on-Substrate e Chip-on-Panel-on-Substrate, impongono requisiti elevati in termini di qualità delle strutture, stabilità del processo e riproducibilità.
Precitec soddisfa tali requisiti grazie a tecnologie ottiche di misurazione e controllo per la garanzia della qualità nella produzione di semiconduttori. Strutture sottili, superfici, distanze, planarità o spessori degli strati possono essere rilevati, valutati e documentati con precisione, direttamente durante il processo o nella fase di controllo a valle.
La microlavorazione laser ad alta precisione trova applicazione nei substrati PCB, HDI e ABF, nei processi a contatto con i wafer e nei through-glass via. Anche le moderne tecnologie di packaging, come il «chip-on-wafer-on-substrate» o il «chip-on-panel-on-substrate», pongono requisiti elevati in termini di qualità strutturale, stabilità di processo e riproducibilità.
Rendere visibile la qualità prima che si verifichino guasti
I componenti destinati ai data center IA devono funzionare in modo affidabile per lunghi periodi. La loro qualità deve quindi essere verificata già durante la produzione, e non soltanto durante il controllo finale o dopo la comparsa di scarti e guasti.
Le soluzioni Precitec consentono di monitorare in linea i processi critici, individuare tempestivamente eventuali anomalie e documentare i dati qualitativi in modo affidabile e riproducibile.
I produttori possono così stabilizzare i propri processi e garantire la qualità dei componenti essenziali per il calcolo, il raffreddamento e la trasmissione dei dati nei moderni data center dedicati all’intelligenza artificiale.
Soluzioni per i componenti dei data center IA
A seconda dell’applicazione e della fase produttiva, possono essere utilizzate diverse soluzioni Precitec: monitoraggio in linea dei processi, classificazione dei difetti basata sull’intelligenza artificiale, ispezione ottica dei cordoni di saldatura e misura ad alta precisione delle microstrutture.
Laser Welding Monitor LWM AI – Monitoraggio in linea del processo con classificazione dei difetti basata sull’intelligenza artificiale, previsione della qualità e tracciabilità dei dati di produzione.
SeamControl – Ispezione ottica dei cordoni di saldatura laser per il rilevamento di pori, irregolarità e anomalie visibili sulla superficie della saldatura.
Chromatic Line Sensor CLS – Misura ad alta precisione di strutture estremamente piccole, ad esempio per il controllo della planarità e il rilevamento di difetti nella produzione di chip per l’IA, nella microlavorazione e nell’advanced packaging. Il sensore consente inoltre di controllare micro-bump e altre microstrutture.
Flying Spot Scanner – Misura ad alta precisione della planarità e dello spessore per il controllo qualità nella produzione di semiconduttori e nelle applicazioni di microlavorazione.