HDIלוח מסדר שני מתייחס להגדלת מספר השכבות של חורים עיוורים בלייזר על בסיס הסדר הראשון, כך שניתן לקדוח אותם ישירות מהמשטח לשכבה השלישית. בהשוואה לטכנולוגיית HDI מסדר ראשון, הקושי של לוחות מסדר שני גדול בהרבה.
בעת הכנת צלחות מסדר שני, ישנם שני תהליכי כבישה נפוצים לבחירה. השיטה הראשונה היא ליצור תחילה 2-7 שכבות של לוחות ולאחר מכן ללחוץ אותן יחד. לאחר השלמת הלמינציה, ההטמעה דרך החור של השכבות 2-7 הושלמה. לאחר מכן, הוסף שכבות 1 ו-8 ללמינציה, וקדח חורים דרוכים 1-8 כדי ליצור את הלוח כולו. השיטה השנייה היא לסטות את המיקומים של כל הזמנה, וכאשר יש צורך לחבר את השכבות הסמוכות, לחבר אותן באמצעות חוטים בשכבה האמצעית. גישה זו מקבילה לערום שני לוחות HDI מסדר ראשון.
בנוסף, עבור לוחות מודפסים HDI רגילים עם הערמה משנית (כגון לוחות 8-שכבות, עם מבנה הערמה של (1+1+4+1+1)), למרות שזהו מבנה לוח הערמה משני, בגלל החורים הקבורים לא בין (3-6) שכבות, אלא בין (2-7) שכבות, עיצוב זה יכול גם להפחית את מספר הלמינציות באחת. לוח ה-HDI, שבמקור דרש שלושה תהליכי לחיצה לערמה משנית, עבר אופטימיזציה וניתן להשלים אותו עם שני תהליכי לחיצה בלבד.