设计指南

该上 HDI 还是普通多层板?RFQ 之前先把构造定下来

PCB168 Editorial Team·
该上 HDI 还是普通多层板?RFQ 之前先把构造定下来

「密度不够就上 HDI」是最贵的默认选项

我们收到的 HDI 询价,大多不是从一个决定开始的,而是从一个直觉开始的:布局挤,有人提了 HDI 这个词,它就进了 RFQ。然后报价回来,项目卡住——这正是 *cheap hdi pcb*、*hdi pcb low cost manufacturing* 这类搜索背后的实际情形。搜的人并不是想给 HDI 砍价,而是希望 HDI 能做到普通多层板的价钱。

做不到,而且多数时候也不需要。HDI 不是多层板的高配版本,是另一个工艺族。激光微孔、逐次积层、2mil 细线,每一项都是常规多层板完全不跑的工序。如果你这块板并不真的需要这些工序,为它们付的钱换不回任何东西。

有用的问题不是「我这块板有多密」,而是「到底哪一项具体要求逼着我必须走 HDI 工艺」。这个判断你拿自己的布局数据就能做,不需要先找供应商,而且只落在五项输入上。把它们摊在一页纸上,答案通常不含糊。

判定的起点不是层数,是最细 BGA 节距与扇出通道

层数是大家最先想到的数字,也是这组条件里最弱的信号。一块 16 层板,最细封装只有 0.8mm 节距,那就是一块普通多层板。一块 6 层板挂着 0.4mm 节距的封装,没有微孔可能根本布不出来。

真正决定构造的,是你能不能用常规工艺给出的线宽和孔结构,把最密的那颗封装扇出去。按这个顺序做:

  1. 找出板上最细的节距。 不是平均值,也不是最大那颗器件,是单独最紧的那颗 BGA、CSP 或模块的 footprint。这颗器件给整个叠层定规矩。
  2. 数清相邻孔盘之间需要几条通道。 那颗封装内圈的每一根信号,都得从两个电镀孔之间的缝隙里走出来。
  3. 看这条缝隙装不装得下你的线。 PCB168 常规多层线公布的是最小线宽/间距 3mil/3mil、最小孔 0.1mm(见 /zh/products/multi-layer-pcb/);HDI 线公布的是 2mil/2mil、激光钻 0.075mm(见 /zh/products/hdi-pcb/)。每条通道差 1mil 线宽,单层能走出去的信号数就不一样。
  4. 看改成加层会怎样。 如果 3mil 下靠多铺几层就能扇出,而且加完层仍落在多层板的层数范围内,答案已经出来了,碰不着 HDI。
  5. 只有在常规几何下扇出确实失败时,这项要求才变成结构性的——那才是 HDI 存在的场景。

注意这套顺序不问什么:不问器件总数,不问板子「复杂度」,不问屏幕上看起来挤不挤。这些感受映射不到工艺族上,扇出几何才能。

两条已公布能力线的对照

两条线都在站上,它们之间的差值就是判定依据。下表没有任何推断,每个数字都来自它旁边标注的页面。

输入项 / 常规多层(/zh/products/multi-layer-pcb/) / HDI(/zh/products/hdi-pcb/)
输入项常规多层(/zh/products/multi-layer-pcb/)HDI(/zh/products/hdi-pcb/)
层数4–404–20
最小线宽/间距3mil / 3mil2mil / 2mil
最小孔0.1mm0.075mm 激光
板厚0.4mm – 6.0mm见 /zh/capabilities/(全站 0.2mm – 6.0mm)
阻抗控制±8%±5%,TDR 验证(据 /zh/capabilities/)
孔结构提供盲埋孔技术1+N+1 至 4+N+4 积层、微孔 ≥0.075mm、via-in-pad 填平并盖铜
层间对准该页未公布±25μm
材料FR-4 / 高频FR-4 / BT / ABF

表里有三件事决定了大部分情况。

层数上限跑的方向和直觉相反。 常规多层线到 40 层,HDI 线停在 20 层。如果你的板需要 20 层以上,那么按该页口径公布的 HDI 并不是你要去的方向。极高层数和 HDI 积层是针对不同问题的不同答案;两样都要的板,属于定稿叠层之前就该送工程评审的情况。

阻抗公差在两个页面上是两个数字。 多层产品页写 ±8%,能力页写 ±5% TDR 验证。这不是需要抹平的矛盾——它告诉你更紧的那个数是全站能力表述,而产品页反映的是一块标准多层板默认带的水平。如果你的差分对需要好过 ±8%,就在 RFQ 里写出目标数值,并问清它适用于哪一种构造。不要假设任何叠层上都白送更紧的那档。

材料把两条线分开了。 BT 与 ABF 只出现在 HDI 页。如果你的设计必须用其中之一,那么不管扇出分析怎么说,材料选择已经把你拉进 HDI 工艺族了。

五项输入分别把方案推向哪一侧

拿你的板逐项跑一遍,把每一项的结果写进 RFQ。这一张表对报价工程师的价值,高于一段描述项目背景的文字。

1. 最细 BGA 节距。 3mil/3mil 下扇出失败 → HDI。3mil 下在可接受层数内能扇出 → 常规。卡在边上 → 两版都报,见下文。

2. 板框与层数上限。 板框小且引脚数高,通常推向积层,因为你没法横向买布线面积。但如果解法是加层而且加过 20 层,你就离开了 HDI 页公布的范围。板框和层数上限必须一起读,永远不能分开看。

3. 阻抗公差。 需要紧于 ±8%,理由是把数值明确写出来并指明适用网络,而不是默认它免费。哪一档在你这个具体叠层上可实现,需工程评审确认。

4. 材料。 只要 BT 或 ABF 进了需求,判定就已结束——这两种材料只在 HDI 页出现。FR-4 可接受则两条线都在桌上。

5. via-in-pad 是否必须填平盖铜。 HDI 页把「填平并盖铜」写成公布能力。如果你的细节距封装焊盘上必须落孔并且要求平整可贴装,这一条会把你推向 HDI 侧;如果孔可以打在盘外,压力就消失了。

HDI 并非必需时的三条出路

在常规几何下扇出通过的情况,比大家预期的多。一旦通过,可用的杠杆大致按以下顺序生效:

加层。 公布的多层范围到 40 层,远高于大多数挤得慌的 8 层、10 层设计所在的位置。多两层信号层,经常就能解掉一个看起来结构性的扇出问题。这不是免费的,但它的价格构成和积层工艺完全不同。

把 3mil 用足。 很多布局出于习惯画在 5mil 或 6mil,然后就宣布「布不下」。只在扇出层用到公布的 3mil/3mil 下限——不是整板——往往正好打开你缺的那几条通道。

改扇出策略,而不是改工艺。 错位扇出、改 dog-bone 走法、把某个连接器挪开以释放 BGA 下方区域:布局动作只花工程时间,不增加工序。在决定上积层之前,这些都该先用尽。

三条都用尽而扇出仍然失败,那 HDI 就不是被推销的升级项,而是硬要求;此时话题转向积层深度,那是另一个决定——报价差异项见 HDI 成本驱动项,应用如何塑造构造见 面向 5G 模块、手机与汽车的 HDI 构造选择。

真正五五开的时候:两版一起报

有些板就卡在线上,桌面分析怎么算都定不下来。正确做法不是猜,而是在一份 RFQ 里送两版叠层,要求两版都评审。

为了不来回三轮邮件,要一起给的内容:

  • 两版候选叠层,各自的层数、材料、铜厚与成品板厚。
  • 板上最细节距,以及它属于哪颗封装。
  • 阻抗目标与你真实需要的公差,加上适用的网络。
  • 是否要求 via-in-pad,以及在哪些器件上。
  • 样品数量与量产数量分开给。两者定价方式不同,且分摊行为在两条线上表现不一样——哪些成本永远摊不掉见 HDI 样品与小批量报价。

你拿回来的不只是两个价格,而是「常规那一版对你的扇出到底做不做得出来」这个工程结论。这个结论才是交付物。该送哪些文件的清单已在 HDI 报价资料清单 里写过,这里不重复。

把判定表放在 RFQ 第一页

最后一步最便宜,也最常被省掉。把五项输入和你的结论写在 RFQ 顶部,放在文件清单之前:

> 最细节距:0.4mm BGA,1156 球。3mil 下扇出:内两圈失败。可接受层数上限:12。阻抗:90Ω 差分,24 条网络需 ±7%。材料:FR-4 可接受。via-in-pad:U1、U4 必须。结论:HDI,1+N+1,待确认。

六行。报价工程师看完就知道该报什么、该追问什么、该在开工具前标出什么。没有这六行,同一个工程师只能从 Gerber 里反推你的意图,而他每做一个假设,都是报价偏离你本意的一个入口。

如果你想在定叠层之前先拿到这个判断,把五项输入通过 获取报价 或 工程联系入口 发过来,明确问「我的扇出落在哪一侧」。如果你的需求落在极高密度那一端——细节距 flip-chip、极细线载板——边界问题就换了一个,你的 RFQ 究竟对应哪一种见 HDI 与 IC 载板的边界。积层板背后的工序见 HDI 制造工艺;常规叠层构造见 多层板叠层设计指南。两条线的完整公布规格在 制造能力。

FAQ

同样层数下,HDI 一定比常规多层板贵吗?

两者是不同工艺族,所以「同层数比价」本身不是有意义的比较。HDI 要跑常规板不跑的激光钻孔与逐次积层工序,这些工序在小批量下也不会消失。值得做的比较是你两个可行构造之间的比较——比如 12 层 HDI 1+N+1 与能达到同样扇出的 14 层常规板。这也正是决定接近时建议两版都报的原因。

我这块板 16 层,是不是就得上 HDI?

不是。层数本身决定不了。PCB168 常规多层线公布 4–40 层,16 层稳稳落在常规范围内。决定的是你最细节距那颗封装能不能在 3mil/3mil、最小孔 0.1mm 下扇出。能扇出,16 层就是一块普通多层板。

我需要 20 层以上同时又要微孔,属于哪条线?

HDI 页公布 4–20 层,多层页公布 4–40 层,所以既要高层数又要微孔积层的构造,落在单一公布范围之外。不要假设它套得进任何一页,把叠层送工程评审——这是定稿设计前必须先确认的情况。

常规多层板上能做到 ±5% 阻抗吗?

能力页把 ±5% TDR 验证写成全站能力,多层产品页写的是 ±8%。请写明你需要的公差和适用网络,并要求针对你这个具体叠层给确认。更紧的那一档是否可实现取决于你的层构造与材料,所以需要工程确认,而不是一句笼统的「可以」。

只有两颗 BGA 下面需要微孔,这还算 HDI 板吗?

从工艺上说算。激光钻孔是一道跑或不跑的工序,不能按器件零成本局部施加。但积层深度对价格影响很大:只覆盖那两颗封装下方层的浅层 1+N+1,与 4+N+4 是完全不同的报价。请指明哪些器件需要,让积层深度进评审。

选常规多层板是不是就放弃盲埋孔了?

不是。多层页把盲埋孔技术列为可提供。HDI 线额外给的是 0.075mm 激光微孔、2mil 线宽、±25μm 层间对准,以及填平并盖铜的 via-in-pad。如果机械钻的盲孔或埋孔能解决你的布线问题,那是带孔结构的常规板,不是 HDI 板。

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