HDI 布線空間緊張是高頻遇到的問題。我們在實際設計中發(fā)現(xiàn),材料的介電常數(shù)(Dk)、介質(zhì)厚度和銅箔粗糙度等參數(shù),直接影響布線可行性與信號完整性。以介電常數(shù)為例,常規(guī) FR-4 材料 Dk 約 4.4,而低介電常數(shù)材料(如 Dk 2.2 的 PTFE 材質(zhì))能顯著降低信號傳輸延遲,但價格高出 2-3 倍,且加工難度大幅增加。
采用細線化工藝可有效緩解布線壓力。實踐中,將線寬 / 線距從常規(guī)的 80μm/80μm 縮小至 30μm/30μm,可使布線密度提升近 3 倍。但需注意,細線化對銅箔粗糙度要求極高,RA 值需控制在≤0.5μm,否則會導致特征阻抗波動超標。同時,細線在蝕刻過程中易出現(xiàn)斷線,需將蝕刻因子控制在 1.8-2.2 之間,且良品率會下降 10%-15%。
盲埋孔技術(shù)是優(yōu)化空間的重要手段。通過采用 0.1mm 盲孔替代 0.3mm 通孔,可節(jié)省 60% 以上的布線層占用。但盲孔加工對激光能量控制極為敏感,能量偏差超過 ±5% 就會導致孔壁質(zhì)量下降。在汽車電子等高溫應用場景中,還需考慮盲孔與基材 CTE(熱膨脹系數(shù))的匹配性,常規(guī) FR-4 材料 CTE 約 15ppm/℃,若采用低 CTE 的 BT 樹脂材料(CTE 約 8ppm/℃),雖能提升可靠性,但成本會增加 40% 左右。
扇出布線設計也是常用策略。將 BGA 焊盤通過 0.15mm 微孔扇出,可實現(xiàn)表層布線的高效利用。但這種方式會增加過孔數(shù)量,導致寄生電容增大(每個過孔約引入 0.2pF 電容),影響高速信號傳輸。因此在 10Gbps 以上速率設計時,需嚴格控制過孔數(shù)量,并采用背鉆工藝去除多余的 Stub(殘樁)。
綜合來看,解決 HDI 布線空間緊張問題,需綜合權(quán)衡性能、成本與工藝難度。建議優(yōu)先通過細線化和盲埋孔技術(shù)提升布線密度,同時關(guān)注材料參數(shù)與工藝控制。在成本敏感項目中,可采用階梯式優(yōu)化策略,逐步調(diào)整工藝參數(shù),在滿足設計要求的前提下實現(xiàn)效益最大化。