Nutzbare Flächen dank Blind- und Buried-Vias bei Multilayer-Leiterplatten

Wenn die Bauteil- und Leiterbahnendichte eines mehrlagigen Leiterplattendesigns so ausgeprägt ist, dass selbst kleine Durchkontaktierungen mit 150 oder 200 µm das Layout stören, kann der Einsatz verdeckter und partieller Durchkontaktierungen (Blind- und Buried-Vias) hilfreich sein, um nutzbare Fläche auf der Oberseite zu gewinnen. Blind- und Buried-Vias werden üblicherweise bei Micro-Ball-Grid-Arrays, Flip-Chips und großen BGAs verwendet.

Die Bohrung von Micro-Vias, mit einem Durchmesser gemäß Definition von ≤ 150 µm, auf HDI-Platinen erfolgt üblicherweise mittels Laser und alternativ auch mit Bohrern. Wenn das Ziel ein Blind-Vias mit 100 µm ist, sollte die Außenlage inklusive Kupfers eine Dicke von circa 100 µm aufweisen. Sollte für die Blind-Vias ein konischer Bohrer zum Einsatz kommen, würde die Dicke der Außenlage etwa 150–200 µm betragen. Aus diesem Grund wurden neue Basis-Leiterplattenmaterialien für mehrere Lagen entwickelt. Im Gegensatz zu einfachen Durchkontaktierungen (PTH, Plated Through-Hole-Vias) erfordert die Nutzung von Buried-Vias einen zusätzlichen Metallisierungsschritt für die Lagen des inneren Kerns. Ein Design, bei dem auf Ober- und Unterseite neben PTH nur Blind-Vias und keine Buried-Vias verwendet werden, erfordert ein Bohrwerkzeug mit Tiefensteuerung.

So kann beispielsweise bei einer sechslagigen Platine eine beidseitige Kernlage verwendet werden. Im Falle von Buried-Vias wird nach der Strukturierung der inneren Lagen 3 und 4 der erste Stapel zusammengepresst. Auf das Bohren der Buried-Vias folgen die Metallisierung der Durchkontaktierungen (THP, Through-hole Plating) und die Strukturierung der Lagen 2 und 5. In der zweiten Pressphase wird der komplette mehrlagige, zuvor strukturierte Stapel mit zwei Kernen mit einer weiteren Prepreglage und der Kupferfolie auf beiden Außenseiten hergestellt. Nach dem Bohren von PTH und Blind-Vias erfolgen das chemische Metallisieren der Durchkontaktierungen und die Top-Bottom-Strukturierung.

Für den Einsatz von Blind-Vias auf vierlagigen Platinen gibt es seitens der Designer unterschiedliche Gründe. So ist es möglich, freie Verbindung der Masseflächen an der Oberseite mit inneren Masselagen ohne Beeinträchtigung der äußeren Lagen zu erstellen. Des Weiteren können Lötpads, im Falle von lasergebohrten Blind-Vias mit 100 µm, verringert werden. Allerdings wird für Blind-Vias ein zusätzliches Bohrwerkzeug benötigt.