Arten von Durchkontaktierungen in den Leiterplatten

Durchkontaktierungen haben die Aufgabe, die einzelnen Schichten einer Leiterplatte miteinander zu verbinden und so eine dauerhafte elektrische Verbindung in Leiterplatten sicherzustellen. Die Art der Durchkontaktierung wird je nach den Anforderungen des jeweiligen Entwurfs ausgewählt. Das erleichtert die Bestückung und gewährleistet den korrekten Betrieb des Endgeräts.

Welche Arten von Durchkontaktierungen gibt es und welche Funktion haben sie?

Durchkontaktierungen, d. h. metallisierte Öffnungen im Laminat, sorgen für eine ordnungsgemäße Verbindung zwischen den einzelnen Kupferschichten in einer Leiterplatte: sowohl den äußeren als auch den inneren (im Fall von Mehrlagenleiterplatten). Dank der Durchkontaktierungen ist es möglich, komplexe Leiterplatten zu bauen, die aus mehreren separaten Schichten bestehen. 

Wir unterscheiden zwischen 3 Grundtypen von Durchkontaktierungen:

1. Der Grundtyp der Durchkontaktierung ist die Standard-Durchkontaktierung, PTH (Plated Through Vias), die durch alle Schichten des Laminats führt. Sie verbindet also die Ober- (TOP) und die Unterseite (BOTTOM) der Leiterplatte – einschließlich der Innenlagen (Mehrlagenleiterplatten).
2. Eine andere Art von Durchkontaktierungen sind blinde Durchkontaktierungen (blind vias). Sie werden nur in mehrlagigen Leiterplatten verwendet. Sie haben den Zweck, eine elektrische Verbindung zwischen einer der äußeren Kupferlagen und einer oder mehreren inneren Schichten der Leiterplatte herzustellen.
3. Die letzte Art von Durchkontaktierungen sind die so genannten vergrabenen Durchkontaktierungen (buried vias). Ihre Aufgabe ist es, eine elektrische Verbindung zwischen den inneren Lagen der Leiterplatte herzustellen.

Die Durchkontaktierungen werden mithilfe von CNC-Bohrmaschinen gefertigt, in der Regel in der Anfangsphase der Leiterplattenproduktion. Da die blinden und vergrabenen Durchkontaktierungen, die nur in Mehrlagenleiterplatten verwendet werden, auch von innen verkupfert werden müssen, werden die Bohrungen noch vor dem Pressen aller Lagen des Laminats gefertigt. Leiterplatten mit diesen Durchkontaktierungen durchlaufen daher zweimal die Galvanisierungslinie – das erste Mal vor dem genannten Pressvorgang und nach dem Pressen – um die Metallisierung in den übrigen Durchkontaktierungen (PTH) aufzutragen.

Durchkontaktierungsarten nach der Norm IPC 4761  

Es gibt außerdem eine Klassifizierung von Durchkontaktierungen nach der Norm IPC 4761. Diese Norm definiert die Arten der Sicherungsverfahren der Durchkontaktierungen in den Leiterplatten durch Abdecken und Füllen (Verstopfen). 

• Typ I – Durchkontaktierungen, die mit sog. Trockenmaske abgedeckt sind, 
• Typ II – Durchkontaktierungen, die mit einer Trockenmaske und anschließend mit einer feuchten Maske abgedeckt werden

Bei den Typen I und II bleibt das Innere der Durchkontaktierung leer – es wird nicht gefüllt,

• Typ III – Durchkontaktierungen, die mit dielektrischem Material verschlossen sind. 
• Typ IV – Durchkontaktierungen, die mit dielektrischem Material verschlossen und mit einer Nassmaske abgedeckt sind,
• Typ V – Durchkontaktierungen, die durchgehend mit dielektrischem Material gefüllt sind,
• Typ VI – Durchkontaktierungen, die durchgehend mit dielektrischem Material gefüllt und mit sog. Trockenmaske oder Nassmaske abgedeckt sind,
• Typ VII – Durchkontaktierungen, die durchgehend mit dielektrischem Material gefüllt sind und anschließend mit Kupfer abgedeckt werden (sogenannte plattierte Abdeckungen gefüllter Öffnungen).

Man sollte dabei im Auge behalten, dass es bei den Typen I bis IV und VI zwei Arten der Herstellung gibt, nämlich die einseitige und die doppelseitige. Informationen über die Art der Durchkontaktierungen und deren Ausführung werden vom Leiterplattenbesteller zur Verfügung gestellt. Der eingereichte Leiterplattenentwurf wird von den Fachleuten des Herstellers geprüft, die ggf. alternative Lösungen vorschlagen.