HDI板在高密度互连、高速信号场景中应用广泛。但正因为其结构复杂,调试过程中一旦出问题,定位难度显著高于传统多层板。我们在实践中总结出几个关键排查路径,供遇到类似问题的工程师参考。
从原理图和设计入手,排除逻辑设计和规则冲突
通常我们认为,第一步应回到原理图与PCB设计文件,确认逻辑正确性,尤其是高速接口(如MIPI、DDR、SerDes)是否满足拓扑要求。实践中发现,HDI板层叠结构复杂,若走线未完全遵守设计规则(如阻抗连续性、参考层切换规则),即便布线看似无误,也会引发信号完整性问题,表现为链路不通、误码、随机掉线等。
需注意,一些EDA工具的DRC规则在处理盲埋孔/微孔时并不充分,可能漏报reference plane切换引起的阻抗突变,建议手动审查关键高速线的return path连续性。
检查叠层结构和通孔工艺是否合理
HDI板的叠层设计对电气性能有直接影响。比如,常见的1+N+1结构在有限层数下很难同时兼顾布线资源与屏蔽效果。实践中,我们排查过多个因中间电源层未对称或未良好接地,导致地弹与串扰过高的问题。
此外,盲埋孔的不当使用也常引起连接异常。尤其是激光微孔如果未控制好铜厚与激光能量,可能导致接触不良或孔壁残铜,建议重点检查从顶层到第2层、或底层到倒数第2层的信号通断性(可使用ICT或飞针测试验证)。
关注表面处理与焊接质量
对于HDI板,ENIG(化金)、OSP、沉银等表面处理方式可能对BGA、QFN等底部焊接器件的可焊性产生显著影响。我们曾遇到一批板ENIG金厚控制过厚,导致焊球润湿性不足,回流后出现“头枕效应”,表面看似焊好,实则虚焊。
需注意,OSP工艺在多次回流焊中抗氧化性能有限,不建议用于需两次贴片或暴露时间长的场景。
BGA是HDI板中最常用的封装之一,其焊接问题是调试重点。实践中发现,即便外观无异常,也可能存在桥连、空焊、气泡等内层缺陷。推荐使用X-Ray配合自动缺陷识别(AXI),对照焊球对位偏差、焊点空洞率等指标评估焊接可靠性。
特别提醒,一些桥连现象在低温回流或钢网厚度选型不合理时更易出现,建议回查贴片工艺参数。
最后,HDI板常用于高性能SoC、射频模块等场景,对电源完整性要求极高。实践中我们还遇到供电滤波器件在板层间分布不均,或者地层未连续覆盖,造成高频噪声未能有效抑制,需结合电源网络仿真(如PI分析)进行补偿设计。