Jetzt wird’s bunt: Drucke und Lacke auf Leiterplatten

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Heatsinkdruck zur Entwärmung des Boards

Der Bedarf, eine Baugruppe zu entwärmen, nimmt mit der Leistungsfähigkeit elektronischer Baugruppen zu. Mit der Konstruktion von Multilayersystemen muss jedoch auch bedacht werden, daß bei FR4-Materialien der passive Wärmetransfer aus dem Inneren der Leiterplatte nach außen nur sehr schlecht abläuft. Um eine stabile Funktion sicherzustellen, muss die Entwärmung aktiv unterstützt werden. Das am einfachsten anzuwendende physikalische Prinzip ist, die Wärme im Inneren aufzunehmen, nach außen zu führen und dort in der Fläche zu verteilen. Der Druck von Heatsinkpaste kann diese Aufgabe leisten, wenn die Leiterplattendicke und der minimale Enddurchmesser der Vias angepasst sind.

Heatsinkpaste wird immer im Siebdruckverfahren auf die Leiterplatte gebracht. Weil die Paste nicht elektrisch leitend ist, kann sie großflächig auf der Leiterplattenoberfläche verteilt werden, vorausgesetzt, die Plazierung der Bauteile lässt das zu. Die Paste für den Heatsinkdruck ist hochviskos, sodass ein grobes Sieb mit großer Maschenöffnung eingesetzt werden muss.

Auch der Heatsinkdruck ist kein Prozess, für den am CAD-System eine Layerspezifikation vordefiniert ist. Bei der Anlage von Flächenstrukturen, die mit Lack bedruckt werden sollen, ist ein Abstand von 500 µm zu nicht zu bedruckenden Flächen einzuhalten. Wichtig ist, dass die Wärme aus dem Inneren eines Multilayers herausgeführt wird. Das geht nur, wenn die Paste in die Hülsen der Vias gedruckt wird und diese zu mindestens 50% verfüllt. Üblich sind 75% und natürlich wären 100% ideal.

Die Leiterplattendicke sollte 1,20 mm nicht unterschreiten. Bedingt durch die hohe Viskosität der Paste ist ein Verfüllen von BlindVias nicht möglich. Der minimale Enddurchmesser sollte für Durchkontaktierungen nicht unter 300 µm liegen, damit die Paste während des Siebdruckes in die Hülse gedrückt werden kann. Je nach Wärmespreizung fällt die Entwärmung unterschiedlich effektiv aus und muss eventuell durch ergänzende Maßnahmen (Konvektion, Kontaktabnahme) aktiv unterstützt werden.

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