Thermische Vias

Wärmeableitung durch metallisierte Bohrungen

Thermovias sind mechanisch gebohrte Durchkontaktierungen von TOP nach BOTTOM. Hiebei sind die Vias idealerweise direkt unter den Bauelementen platziert und ausschließlich zur Ableitung von Wärme vorgesehen. Grundsätzlich sollten diese Durchkontaktierungen mit erhöhter Kupferschichtdicke in der Hülse (mindestens 25µm) spezifiziert werden. Dadurch wird die Wärmeableitung durch die Leiterplatte weiter verbessert. Ein optimaler Enddurchmesser ist 0,30mm und der ideale Abstand von Bohrung zu Bohrung (Pitch) beträgt 0,80mm.. Andere Durchmesser sind für Thermovias möglich. Um eine gute Lötbarkeit der Bauelemente auf diesen Via-Flächen zu erreichen sollten die Durchkontaktierungen mit Harz gefüllt und mit Kupfer abgedeckt sein („filled and caped Vias“).Durch die Füllung und Deckelung ergibt sich eine vollständig geschlossene Lötfläche und der Lotabfluss wird verhindert. Gefüllte und gedeckelte Thermovias finden bei Leiterplattenanwendungen, die dicker als 0,7 mm sind, ihren Einsatz.

Die gute vertikale Wärmeleitung über Thermovias in der Z – Achse ist besonders wichtig, um eine laterale Verteilung auf große Flächen in der Leiterplatte zu ermöglichen. Diese großen Flächen sind eine wichtige Voraussetzung, um eine hohe Potentialdifferenz zwischen der Wärmequelle und der Wärmesenke zu schaffen und so einen hohen vertikalen Wärmeübergang durch thermisch weniger gut leitende Materialien, wie z. B. Prepregs oder Kerne, zu gewährleisten.

Microvias in Kombination mit Buried Vias

Bei komplexeren Aufbauten (Multilayern) ist die Kombination von Microvias (lasergebohrte Vias) für die Außenlagen und Buried Vias (mechanisch gebohrte Vias) für die Innenlagen eine weitere Möglichkeit der effizienten Wärmeableitung durch die Leiterplatte. Der Kupferanteil in der Leiterplatte unterhalb der Leistungsbauteile wird hierdurch nochmals erhöht. Ebenfalls garantiert der Einsatz von Microvias eine gute Lötbarkeit.