PTH

Eine durchkontaktierte Bohrung ist eine gebohrte Öffnung in einer Leiterplatte, deren innere Wandungen durch Kupferelektrolyse beschichtet sind. Die Bohrung verläuft vollständig durch die Platte von der Oberseite bis zur Unterseite, und die leitfähige Kupferschicht ermöglicht den Stromfluss zwischen Bauteilen oder Leiterbahnen auf verschiedenen Ebenen. Diese grundlegende Verbindungsmethode ist seit Jahrzehnten das dominierende Montageverfahren geblieben, auch wenn die Oberflächenmontage stark gewachsen ist.

Die Fertigung von durchkontaktierten Bohrungen beginnt mit dem Bohren, anschließend wird die gesamte Platte durch ein Elektrolysebad geführt. Die Kupferschicht, typischerweise 25 bis 50 Mikrometer dick, bedeckt alle freigelegten Oberflächen einschließlich der Bohrungswandungen. Nach der Versilberung wird ein Komponentenanschluss eingesetzt und gelötet; das Lot fließt in die Bohrung und verbindet sich mit dem beschichteten Kupfer zu einer mechanisch und elektrisch zuverlässigen Verbindung. Die Bohrungsdurchmesser reichen von 0,3 mm für feinste Rasterungen bis 2 mm und größer für Stromverbindungen.

Durchkontaktierte Leiterplatten sind Standard für Prototypenfertigung, Hobbyelelektronik und Anwendungen, die mechanische Robustheit oder einfache Reparaturmöglichkeiten erfordern. Ein Techniker kann ein durchkontaktiertes Bauteil ohne Spezialwerkzeug auslöten und austauschen. Allerdings kostet die Herstellung von DLH-Platten mehr als reine SMD-Boards, weil Bohren und Elektrolyse zusätzliche Prozessschritte bedeuten. Großserienhersteller arbeiten oft hybrid: durchkontaktiert für kritische Verbindungen oder Bauteile, die Überarbeitung ermöglichen, Oberflächenmontage für alles andere.

Häufige Ausfallmechanismen und Varianten

Schlecht beschichtete Bohrungen entwickeln Kupfervoid oder unvollständige Bedeckung, was zu Korrosion und elektrischem Ausfall führt. Thermische Wechselbelastung kann die beschichtete Kupferschicht reißen, wenn die Wärmeausdehnungskoeffizienten von Plattenmaterial und Kupfer zu unterschiedlich sind. Durchkontakte, die ähnlich sind aber kleiner und nur für interne Verbindungen statt für Komponentenanschlüsse dienen, erfordern aggressivere Elektrolyseparameter, um ausreichende Bedeckung in kleineren Durchmessern zu gewährleisten. Blind Vias und Buried Vias, die nicht beide Seiten der Platte durchstoßen, erfordern sequenziellen Aufbau oder Laserbohrung und sind teurer.

Der Begriff DLH unterscheidet dieses Durchkontaktierungsverfahren von Oberflächenmontage-Pads und auch von älteren unbeschichteten Bohrungen, die keine leitfähige Beschichtung hatten und bei frühen Boards mit handgestrickten Verbindungen verwendet wurden. Heute bleibt DLH der Referenzstandard für konventionelle Durchkontaktmontage, und das Kürzel findet sich auf nahezu allen Leiterplattenzeichnungen und Montageangaben.