يُعد KB-6164 من أكثر مواد Kingboard التي لا تحظى بالتقدير الكافي. فهو نظام راتنج إيبوكسي محشو ومعالج فينوليًا بقيمة Tg عادية تبلغ 140°C، لكنه يقدم خصائص أداء تنافس مواد mid-Tg: تمدد منخفض على المحور Z، مقاومة anti-CAF، وقيمة T-260 تتجاوز 60 دقيقة، وكل ذلك بتكلفة أقل. إذا كان الاختيار مبنيًا على Tg وحدها، فغالبًا يتم تجاهل KB-6164 رغم أنه يقدم توازنًا أفضل للعديد من تطبيقات multilayer الخالية من الرصاص.
تقوم Kingboard وعدة مصانع PCB كبرى بالترويج لـ KB-6164 كبديل مباشر لـ KB-6160 وKB-6160C، وأحيانًا دون زيادة سعرية. المنطق واضح: تحسن الاعتمادية يقلل أعطال الحقل وإعادة العمل بما يعوض أي فرق بسيط في تكلفة المادة.
في هذا الدليل
- لماذا Z-axis CTE أهم من Tg في كثير من الحالات
- المواصفات المعتمدة لـ KB-6164
- نظام KB-6064 Prepreg وبيانات Dk/Df حسب نوع القماش
- أداء anti-CAF والاعتمادية الكهروكيميائية
- مقارنة تفصيلية: KB-6164 مقابل KB-6160 مقابل KB-6165
- تحليل الاعتمادية الحرارية للتجميع الخالي من الرصاص
- معلمات التصفيح وإرشادات التصنيع
- التطبيقات المستهدفة وتوصيات التصميم
- مقارنة صناعية ومواد مكافئة
- طلب لوحات KB-6164 من APTPCB
لماذا Z-Axis CTE أهم من Tg
اعتمد قطاع PCB تاريخيًا على Tg كمعيار رئيسي (قياسي ~130°C، متوسط ~150°C، مرتفع ~170°C). لكن هذا التصنيف وحده قد يكون مضللًا في تطبيقات lead-free.
نمط الفشل الأكثر شيوعًا في لوحات multilayer الخالية من الرصاص هو تشقق جدار الثقب المطلي (PTH barrel cracking) نتيجة التمدد على المحور Z أثناء الدورات الحرارية. عند تسخين اللوحة إلى قمة reflow (260°C) يتمدد اللامينيت رأسيًا، فيجبر جدار النحاس في الـ via على الاستطالة. إذا تجاوز الإجهاد الحد المطاوع للنحاس، تبدأ شقوق دقيقة تتطور لاحقًا إلى انقطاع كهربائي.
المؤشر الحرج هنا ليس Tg وحده، بل إجمالي تمدد المحور Z من 50°C إلى 260°C:
| Material | Tg (DSC) | Z-CTE 50–260°C | Z-CTE Alpha 1 |
|---|---|---|---|
| KB-6160 | 135°C | 4.3% ✓ | 60 ppm/°C ✓ |
| KB-6164 | 140°C | 3.5% ✓ | 45 ppm/°C ✓ |
| KB-6165 | 153°C | 3.1% ✓ | 55 ppm/°C ✓ |
| KB-6167F | 175°C | 2.6% ✓ | 40 ppm/°C ✓ |
✓ = من ورقة بيانات Kingboard الرسمية
يخفض KB-6164 قيمة Z-CTE بنحو 19% مقارنةً بـ KB-6160 (3.5% مقابل 4.3%) مع زيادة Tg بمقدار 5°C فقط. في لوحة 1.6 مم عند 260°C، ينتج KB-6164 تمددًا يقارب 56 µm مقابل 69 µm في KB-6160، وهذا فرق مباشر في إجهاد via.
المواصفات المعتمدة لـ KB-6164 وتوافق IPC-4101E/101
القيم أدناه من ورقة بيانات KB-6164 الرسمية (إصدار 2025). سماكة العينة: 1.6 مم (8×7628). مرجع IPC: IPC-4101E/101.
الخصائص الحرارية والعامة
| Test Item | Test Method (IPC-TM-650) | Condition | Spec (IPC-4101E/101) | Typical Value |
|---|---|---|---|---|
| Thermal Stress | 2.4.13.1 | Float 288°C, Unetched | ≥10 sec | ≥240 sec |
| Glass Transition (Tg) | 2.4.25 | DSC | ≥135°C | 140°C |
| Z-axis CTE Alpha 1 (below Tg) | 2.4.24 | TMA | ≤60 ppm/°C | 45 ppm/°C |
| Z-axis CTE Alpha 2 (above Tg) | 2.4.24 | TMA | ≤300 ppm/°C | 240 ppm/°C |
| Z-axis Expansion (50–260°C) | 2.4.24 | TMA | ≤4.0% | 3.5% |
| X/Y CTE (40–125°C) | 2.4.24 | TMA | — | 12/15 ppm/°C |
| T-260 | 2.4.24.1 | TMA | ≥30 min | >60 min |
| T-288 | 2.4.24.1 | TMA | ≥5 min | >15 min |
| Td (5% weight loss) | 2.4.24.6 | TGA | >310°C | 330°C |
| Flammability | UL94 | E-24/125 | V-0 | V-0 |
الخصائص الكهربائية
| Test Item | Test Method | Condition | Spec | Typical Value |
|---|---|---|---|---|
| Surface Resistivity | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | ≥10⁴ MΩ | 2.2×10⁸ MΩ |
| Volume Resistivity | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | ≥10⁶ MΩ·cm | 3.1×10⁹ MΩ·cm |
| Dielectric Breakdown | 2.5.6 | D-48/50+D-0.5/23 | ≥40 kV | ≥45 kV |
| Dielectric Constant (Dk) @ 1 MHz | 2.5.5.9 | Etched (RC50%) | ≤5.4 | 4.8 |
| Dielectric Constant (Dk) @ 1 GHz | 2.5.5.9 | Etched (RC50%) | — | 4.6 |
| Dissipation Factor (Df) @ 1 MHz | 2.5.5.9 | Etched (RC50%) | ≤0.035 | 0.015 |
| Dissipation Factor (Df) @ 1 GHz | 2.5.5.9 | Etched (RC50%) | — | 0.016 |
| CTI | IEC 60112 | Etched/0.1% NH4Cl | — | ≥175V |
| Arc Resistance | 2.5.1 | D-48/50+D-0.5/23 | ≥60 sec | 125 sec |
الخصائص الميكانيكية
| Test Item | Test Method | Condition | Spec | Typical Value |
|---|---|---|---|---|
| Peel Strength (1 oz.) | 2.4.8 | Float 288°C / 10 sec | ≥1.05 N/mm | 1.60 N/mm |
| Flexural Strength (MD) | 2.4.4 | Lengthwise | ≥415 N/mm² | 550 N/mm² |
| Flexural Strength (XD) | 2.4.4 | Crosswise | ≥345 N/mm² | 496 N/mm² |
| Moisture Absorption | 2.6.2.1 | D-24/23 | ≤0.5% | 0.10% |
نظام KB-6064 Prepreg: بيانات Dk/Df حسب نوع القماش
يستخدم KB-6164 نظام prepreg من نوع KB-6064، وهو نظام محشو ومتوافق مع كيمياء الراتنج الخاصة بهذه العائلة.
| Glass Style | Resin Content | Dk @ 1 GHz (±0.2) | Df @ 1 GHz (±10%) | Pressed Thickness |
|---|---|---|---|---|
| 106 | 74±2% | 4.1 | 0.017 | 2.1±0.30 mil |
| 106 | 76±2% | 4.1 | 0.018 | 2.4±0.40 mil |
| 1067 | 72±2% | 4.2 | 0.017 | 2.5±0.30 mil |
| 1067 | 74±2% | 4.1 | 0.018 | 2.8±0.40 mil |
| 1080 | 62±2% | 4.3 | 0.016 | 2.8±0.30 mil |
| 1080 | 65±2% | 4.2 | 0.017 | 3.1±0.40 mil |
| 1080 | 68±2% | 4.2 | 0.017 | 3.4±0.40 mil |
| 3313 | 55±2% | 4.5 | 0.017 | 3.8±0.30 mil |
| 3313 | 58±2% | 4.4 | 0.017 | 4.2±0.40 mil |
| 2116 | 52±2% | 4.5 | 0.016 | 4.6±0.40 mil |
| 2116 | 55±2% | 4.5 | 0.016 | 5.0±0.40 mil |
| 2116 | 58±2% | 4.4 | 0.016 | 5.4±0.50 mil |
| 1506 | 48±2% | 4.6 | 0.015 | 6.4±0.40 mil |
| 1506 | 50±2% | 4.5 | 0.016 | 6.8±0.50 mil |
| 7628 | 43±2% | 4.7 | 0.015 | 7.3±0.40 mil |
| 7628 | 45±2% | 4.6 | 0.015 | 7.7±0.50 mil |
| 7628 | 48±2% | 4.6 | 0.015 | 8.3±0.50 mil |
يوفر KB-6064 خيارات glass styles أكثر من KB-6060، بما فيها 106 و1067 و3313 و1506، ما يمنح مرونة أفضل في التحكم بسماكة العازل لتصميمات المعاوقة.
أداء anti-CAF: مقاومة الهجرة الكهروكيميائية
CAF هو نمط فشل كهروكيميائي تنمو فيه خيوط نحاس موصلة على واجهة الألياف الزجاجية/الراتنج تحت تأثير الرطوبة والمجال الكهربائي، ما قد يؤدي لقصر بين vias متقاربة أو بين via وموصل مجاور.
يزداد خطر CAF عند:
- تقارب المسافات (أقل من 0.5 مم)
- رطوبة عالية
- جهد DC مستمر مرتفع
يدمج KB-6164 تقنية anti-CAF عبر تركيبة الراتنج المحشو، حيث تحسن الجسيمات غير العضوية متانة واجهة الزجاج/الراتنج وتقلل مسارات نمو الخيوط الموصلة. وهذه ميزة مهمة مقارنةً بـ KB-6160 وKB-6160C.
مقارنة تفصيلية: KB-6164 مقابل KB-6160 مقابل KB-6165
| Parameter | KB-6160 ✓ | KB-6164 ✓ | KB-6165 ✓ | KB-6165F ✓ |
|---|---|---|---|---|
| IPC Slash Sheet | 4101E/21 | 4101E/101 | 4101B/124 | 4101E/99 |
| Cure Chemistry | DICY | Phenolic (filled) | Phenolic (unfilled) | Phenolic (filled) |
| Tg (DSC) | 135°C | 140°C | 153°C | 157°C |
| Td (TGA) | 305°C | 330°C | 335°C | 346°C |
| T-260 | Not spec'd | >60 min | 50 min | >60 min |
| T-288 | Not spec'd | >15 min | 23 min | >30 min |
| Z-CTE 50–260°C | 4.3% | 3.5% | 3.1% | 3.0% |
| Z-CTE Alpha 1 | 60 ppm/°C | 45 ppm/°C | 55 ppm/°C | 40 ppm/°C |
| Dk @ 1 GHz | 4.25 | 4.6 | 4.5 | 4.6 |
| Df @ 1 GHz | 0.018 | 0.016 | 0.016 | 0.016 |
| Anti-CAF | No | Yes | Yes (≥1000h) | Yes |
| Moisture Absorption | 0.19% | 0.10% | 0.16% | 0.10% |
| Cost Index | 1.00× | ~1.10× | 1.25× | 1.25× |
ملاحظات مهمة:
- KB-6164 يمتلك T-260 أعلى من KB-6165 بفضل تأثير الحشوات.
- Alpha 1 في KB-6164 أقل من KB-6165 (45 مقابل 55 ppm/°C) وهذا يفيد دورات التشغيل اليومية.
- امتصاص الرطوبة أقل في KB-6164 (0.10% مقابل 0.16%).
تحليل الاعتمادية الحرارية للتجميع الخالي من الرصاص
يجمع KB-6164 بين T-260 >60 دقيقة وT-288 >15 دقيقة، وهو هامش قوي لعمليات التجميع lead-free. في لوحة 1.6 مم، تمدد المحور Z عند 260°C يقارب 56 µm، وهو أقل بوضوح من KB-6160.
نتيجة اختبار thermal stress عند 288°C (≥240 ثانية) تعطي ثقة إضافية لعمليات اللحام الموجي أو الانتقائي. عمليًا، يقدم KB-6164 أداءً كان يُربط سابقًا غالبًا بمواد mid/high-Tg الأعلى سعرًا.
معلمات التصفيح وإرشادات التصنيع
معلمات التصفيح الموثقة من Kingboard:
| Parameter | Value |
|---|---|
| Heat-up rate | 1.5–2.5°C/min (80°C–140°C) |
| Curing temperature | >180°C |
| Curing time | >50 min at cure temperature |
| Curing pressure | 350±50 PSI (vacuum hydraulic press) |
تخزين prepreg:
| Storage Condition | Shelf Life |
|---|---|
| ≤50% RH, ≤23°C | 90 days |
| ≤5°C (cold storage, 4h warm-up before use) | 180 days |
التحضير في KB-6164 أكثر تطلبًا قليلًا من KB-6160، لكنه أسهل من KB-6167F. ويحتاج الحفر إلى مراعاة تآكل أعلى قليلًا للأدوات بسبب الحشوات.
التطبيقات المستهدفة: إلكترونيات القدرة والسيارات والتصميمات الحساسة لـ anti-CAF
الإلكترونيات الاستهلاكية والحوسبة: لوحات كثيفة تحتاج اعتمادية vias أعلى.
إلكترونيات السيارات (غير ADAS): وحدات body control والترفيه والإضاءة.
الأجهزة الصناعية: أنظمة قياس وتحكم بعمر خدمة طويل.
معدات الشبكات والاتصالات: حتى حدود 1 Gbps حيث Dk/Df في KB-6164 مناسبة.
توصيات التصميم: حتى 12 طبقة عادةً مناسبة. نسب via حتى 8:1 مدعومة بشكل جيد. فوق ذلك، قد تكون KB-6165F أو KB-6167F خيارًا أفضل.
مقارنة صناعية: KB-6164 مقابل Isola IS410 وShengyi S1141 وTUC TU-662
| Manufacturer | Product | Tg (DSC) | Z-CTE 50–260°C | Anti-CAF | Halogen-Free |
|---|---|---|---|---|---|
| Kingboard | KB-6164 | 140°C | 3.5% | Yes | No |
| Shengyi | S1141 | 140°C | ~3.8% | Yes | No |
| ITEQ | IT-140 | 140°C | ~3.5% | Yes | No |
| Nan Ya | NP-140TL | 140°C | ~3.8% | Yes | No |
يوجد أيضًا إصدار KB-6164F المحشو بدرجة أعلى، لكن توفره في المخزون أقل شيوعًا مقارنةً بـ KB-6164 القياسي.
كيفية طلب لوحات KB-6164 من APTPCB
تحتفظ APTPCB بمخزون من KB-6164 laminate وKB-6064 prepreg عبر المقاسات القياسية وأوزان النحاس الشائعة. تدعم قدرات التصنيع لدينا بناءات من طبقتين حتى 12 طبقة، مع خيارات قياسية وخيارات تحكم معاوقة.
المادة متاحة للنماذج الأولية وللدُفعات الصغيرة ولـ الإنتاج الكمي بزمن توريد قريب من FR-4 القياسي. ارفع ملفات Gerber للحصول على مراجعة DFM وعرض سعر خاص بالمادة.