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智能手机主板:HDI技术是如何演进的?

2025
06/30
本篇文章来自
捷多邦

HDI在智能手机主板中的应用,从最早的一阶板演变至如今的任意层互联,并非一次性“跃迁”,而是在需求牵引、工艺配合和成本权衡中逐步演进的结果。以实际设计角度来看,每一次迭代都伴随着参数权衡、可靠性考量及成本压力。

 

早期主板采用的1HDI(即1+N+1结构),主要解决的是空间不足问题。通过激光盲孔(如L1-L2)引出BGA信号层,避免长通孔对布线资源的侵占。此阶段我们通常采用50μm激光孔径,板厚控制在0.8~1.0mm之间,足以应对低引脚数的处理器或基带芯片。但这种结构受限明显,信号层有限、走线密度不高、适配多芯片协同困难。

 

随着SoC整合度上升,2阶甚至3HDI成为主流。典型如iPhone 6代之后的主板,采用对称阶数+埋盲孔设计(如L1-L2/L2-L3盲孔 + L3-L4埋孔),解决了更高I/O密度芯片带来的扇出挑战。实践中我们发现,阶数增加不仅提升走线自由度,还能优化高速信号的层间过渡路径(减少stub效应)。但代价也明显:

 

成本成倍上升,特别是阶数不对称时,激光钻孔对位精度要求极高

层间叠构复杂,压合窗口变窄,容易出现层偏或树脂空洞

微盲孔积碳、开口异常等失效模式频发,需加强品质管理(例如采用LDI和自动AOI

 

进一步的演进是任意层HDIAny Layer HDI),例如三星Galaxy系列常见的芯片嵌入式任意互联结构(ELIC)。这种结构将激光盲孔拓展为“层层可通”的垂直互联,不再依赖传统阶数限制。我们通常搭配任意层HDI使用超细线路(30μm/30μm),以最大化主板利用率并支持封装减薄。但这类设计需特别注意以下限制:

 

材料方面需选用更高Tg、高流动性树脂,普通FR-4无法胜任

全板采用激光钻孔+电镀+填孔,制造周期拉长,量产窗口受限

任意互联虽提升灵活性,但重工难度极高,一旦设计错误或后段异常几乎不可修复

可靠性测试需更严格,尤其在热循环、跌落、电迁移等维度

 

需注意,许多团队在切入任意层HDI时,忽视了与封装协同设计的重要性。尤其在核心器件采用PoPSiP堆叠封装结构时,板内HDI结构若无提前规划,很容易在EMC或散热测试阶段暴露问题。例如HDI叠构位置不当,导致封装下沉区形成热积聚盲区。

 

总结来看,HDI在智能手机主板的演进不是单纯追求阶数提升或互联自由度,而是基于SoC发展、电源管理、EMC、封装工艺等多重变量协同设计的产物。在高端终端产品开发中,盲目堆叠HDI阶数或追求任意层,并非优解,更多时候是一个逐步试错与优化的过程。


the end