HDI(高密度互连)板设计确实能极大提升布线密度,但实践中我们常常因为一些误区而陷入麻烦。今天就跟大家聊聊我这些年踩过的五个典型“坑”。
首先,很多人在HDI设计中过度追求微细线宽线距,比如盲目采用50/50μm。通常我们认为更精细的线宽能提供更高的布线密度,但实践中发现,这会显著增加制造难度和成本。铜箔的厚度、平整度,以及蚀刻过程中的侧蚀效应,都会让实际成品率大打折扣。需注意,并非所有信号都需极限线宽,合理评估信号速率与完整性要求,在性能与成本间做取舍,往往更明智。
其次,对盲埋孔的应用缺乏审慎。HDI的核心优势之一就是通过盲埋孔连接表层与内层。但常见误区是,不管信号走向如何,一律采用最小孔径和孔环。这忽略了孔密度对层压和钻孔工艺的压力。过多的、过小的孔会导致层压变形、孔壁粗糙甚至断路。需注意,应根据信号优先级和层间连接需求,规划孔径、孔环和分布密度,避免“遍地开花”带来的工艺风险和成本飙升。
第三,忽视散热问题。HDI板通常集成度高、功率密度大。实践中发现,设计时容易只关注信号走线,而忽略了大面积铜箔和密集布线对散热的不利影响。铜的导热系数约398W/mK,远高于普通树脂基板,密集铜区会形成“热岛”。需注意,在发热元件周围,要主动规划散热路径,比如增加散热焊盘、优化铜皮分割,甚至采用高导热系数的基材。否则,热阻累积,可能导致器件温升超标,影响可靠性。
第四,对基板材料特性理解不深。比如CTE和Tg。通常我们认为普通FR-4即可,但在HDI的高密度、高应力环境下,差异会放大。高阶HDI常使用BT树脂或特殊聚酰亚胺,它们的CTE更匹配铜箔,Tg更高。实践中发现,选用CTE失配或Tg不足的材料,在焊接、温度循环中易引发分层、起泡甚至焊点失效。需注意,根据产品的工作温度和可靠性要求,仔细甄选基材,这往往是容易被忽视的成本和质量控制点。
最后,布线层级规划不合理。HDI设计往往有多重布线层。常见误区是前期规划不足,导致信号线、电源/地平面、参考平面相互干扰。比如,高速信号紧邻未滤波的电源层,或参考平面不连续。这会引发串扰、阻抗不连续等问题。实践中发现,合理的层叠设计,明确区分信号、电源、地层,并保证关键信号有连续的参考平面,是保证信号完整性的基础。需注意,层叠设计应尽早确定,并贯穿整个设计流程。
HDI设计没有一劳永逸的捷径,多了解工艺限制,多模拟验证,才能少踩坑。希望这些经验能给大家带来一些启发。