随着手持式、便携式电子产品及其线路板的尺寸不断缩小，设计师们正面临解决传统印制板与高密度互连（HDI）之间差异的问题。HDI之所以不断进步，主因是半导体封装技术的带动，但这些差异在互连密度上可能会大于一个数量级。
尽管IC阵列封装的发展缓解了电路布线困难，但产品小型化和性能目标并不容易实现。PCB设计工艺进一步复杂，很多提供多芯片或多功能半导体封装的公司都不得不大幅增加I/O数，同时减小接触尺寸和间距。I/O增多、间距变小的部分原因是OEM需要在不断变小的空间里增加更多性能。传统PCB设计受到挑战，一些公司摒弃了部分或全部的传统半导体封装。
例如系统级封装（System-in-package ，简称SiP），不论是晶片堆叠式还是封装堆叠式，都快速渗透到了主要的细分市场中，其中包括消费类电子产品、手机、汽车、计算机、网络、通讯及医疗电子品。SiP在不同的细分市场会发挥不同的优势，但他们有几个共同点：即上市时间更短、尺寸更小且成本更低。面积效率（单个封装尺寸中具备更多功能）已经最大程度地涉及到了消费类电子产品领域中。这种混合功能式SiP方案已经在小尺寸外形系统中十分常见，例如手机、存储卡及其他便携式电子产品，并且其数量在快速增加。
相比之下，开发商开始普遍采购不加外壳的裸芯片，这种元件用于倒装芯片安装。虽然倒装芯片最初被认为是I/O相对较低的芯片，将芯片四周的接触位置重新布置为更加均匀的排列方式后，体积更大且I/O更高的芯片元件就可应用于商业用途。关于倒装芯片的安装，芯片部分和PCB间的互连通常是通过合金凸点或合金球来实现，至于超细间距应用，虽然凸起的铜柱接触点非常小，但与常规回流焊工艺兼容。
对于很多应用来说，高密度印制电路板的成本一直很高。虽然PCB的复杂程度在不断增加，但HDI的价格却在不断下降，而且专家预测将保持下降趋势。这其中有一部分原因是行业内竞争加剧，但更因为制造工艺方法在不断改进，材料利用的控制程度在不断增强。工艺改进包括更高效的成像能力、蚀刻和电镀化学得到改善、基材与层压方法更精细。很多用户公司鉴定关键供应商的专业水平和能力，建立长期合作关系。关于指定窄铜导线宽度和间距，IPC-2226针对内部位置和外部位置定义了三种HDI复杂程度（表1）。
表1: IPC-2226给出了HDI技术的复杂级别
一些公司生产出了宽度只有25μm (1 mil)的铜导体，但他们会依赖于使用具有很薄层铜箔的介质材料，或者是使用半加成法镀铜工艺的基材。但是在决定采用任何级别的HDI技术之前，设计师应该确定他们选择的PCB供应商能够生产出所要求的复杂级别，并且要在预期产量下达到可接受的工艺成品率。
获得更高密度电路的关键因素是电路成像技术的进步。图形成像传统上依赖于先将电路图形数字成像到聚合物底片上，然后利用接触成像的方式将电路图形转移到涂敷在覆铜板表面的光刻胶上。很多制造商都采用了激光技术直接将电路图形式从CAD文件转移到面板的光阻涂层上，从而简化了工艺流程。激光直接成像（LDI）和数字成像（DI）系统已成为PCB制造业各种细分市场中的主流技术。直接成像消除了准备底片时所需的繁复工艺步骤，避免了聚合物底片因热量及湿度变化而导致的物理变形。
机械钻孔
世界上有很多公司生产钻孔系统，从小批量使用的单轴钻头系统，到大批量生产所需的多轴钻头系统。机械钻孔是电路板成本最低且效率最高的打孔方法。最新几代的精密NC钻孔系统都是为了达到高精度和高产量而设计的，很多系统都支持层压后外形铣板功能。
关于指定导通孔尺寸，机械钻孔和电镀导通孔孔径可达到100 μm至150 μm (4−6 mils)，但选择钻取孔径为200 μm (8 mil)的钻头则更切合实际一些，这样的孔更不容易出现破损，因为钻嘴锋利，使用寿命长。
激光烧蚀
当电路板设计需要孔径小于150 μm (6 mils)的时候，制造商通常会采用二氧化碳激光烧蚀工艺形成通孔，但其他的激光技术可能会在一开始用于烧蚀铜箔。激光烧蚀和电镀导通孔有5个常见种类：通孔、盲孔、埋孔、叠孔及交错孔。激光烧蚀和电镀的通孔通常用于连接线路板外表层的导体，以及实现多层电路结构中内层的连接。除了通孔应用外，激光烧蚀和电镀盲孔可以实现线路板任意一个外表面与指定内层上的导体连接。这些通孔可能会被放置在仅比原始导通孔直径稍大一点的焊盘上。设计师同样还可以将电镀后的盲导通孔放置在元件的焊盘图形中；但这些导通孔一定要标明“电镀封闭”，且与线路板外部铜表面齐平。这是因为焊盘图形表面出现的任何凹陷都会导致焊料界面空洞扩展，尤其对于阵列封装元器件。
通过机械钻孔或激光烧蚀，可在多层板结构中一层及以上的内层制成埋孔。会规定在层压其他层之前这些导通孔是需要电镀还是填充。多层板可以使用垂直叠孔处理工艺来设计。这种工艺用于更复杂的结构，要求电路层依次进行加工和层压，在铜箔上烧蚀和电镀通孔，并且要在层压下一层之前化学蚀刻出电路特征。叠层孔的另一种变体是交错孔，也就是一层上的通孔焊盘会和另一层上的稍有偏移。
导通孔直径与铜及介质总厚度的孔径比是关键问题。导通孔直径与焊盘直径的比例要求可能会因为供应商的不同而不同，但下表可以作为参考依据（表2）。
表2:导通孔直径与焊盘直径比的变化
关于叠孔与交错孔的可靠性比较，一些专家承认，虽然尺寸较小的层对层互连导通孔可以实现稳健的互连解决方案，叠孔的可靠程度要稍逊于交错孔。通常情况下，建议设计师在项目的设计阶段初期就与PCB制造商及时沟通。在挑选材料和规划制造流程时，制造商可为设计师提供最好的指导意见。
