يمثل KB-6165 نقطة التوازن المثالية في خط مواد FR-4 من Kingboard. فهو نظام راتنج إيبوكسي غير محشو، معالج فينوليًا وخالٍ من DICY، مع قدرة anti-CAF، ويقدم Tg نموذجيًا 153°C، وTd بقيمة 348°C، وتمددًا على المحور Z بنسبة 3.1% (من 50 إلى 260°C)، مع الالتزام بمتطلبات IPC-4101B/124. وهو من أكثر مواد mid-Tg تحديدًا عالميًا، وغالبًا هو المقصود فعليًا عندما يذكر المصممون "FR-4 mid-Tg".
تشمل عائلة KB-6165 عددًا كبيرًا من الإصدارات، من الدرجة الأساسية غير المحشوة الموضحة هنا، إلى الإصدارات المحشوة (KB-6165F)، والخالية من الهالوجين (KB-6165G)، ومتوسطة الفاقد (KB-6165GMD). وفهم الأداء الحقيقي للدرجة الأساسية ضروري لاختيار الإصدار المناسب لكل تطبيق.
في هذا الدليل
- تقنية مادة KB-6165: راتنج فينولي خالٍ من DICY
- المواصفات المعتمدة من ورقة البيانات الرسمية PDF
- الاعتمادية الحرارية: T-260 وT-288 وهوامش إعادة الانصهار الخالية من الرصاص
- الخصائص الكهربائية وتأثيرها على تصميم المعاوقة عند 1 GHz
- عائلة KB-6165: سبعة إصدارات وعلاقتها ببعضها
- إرشادات التصنيع ومعلمات التصفيح
- التطبيقات المستهدفة: الاتصالات، الصناعة، السيارات، والأجهزة الطبية
- مقارنة صناعية مرجعية مقابل S1000H وIT-158
- كيفية طلب لوحات KB-6165 من APTPCB
تقنية مادة KB-6165: راتنج معالج فينوليًا وخالٍ من DICY مع مقاومة anti-CAF
يستخدم KB-6165 نظام راتنج إيبوكسي معالجًا فينوليًا غير معتمد على DICY (خالٍ من الديسيانديايميد)، ومدعمًا بنسيج ألياف زجاجية من نوع E-glass. أهمية غياب DICY كبيرة: عوامل المعالجة التقليدية المعتمدة على DICY قد تتحلل عند درجات الحرارة المرتفعة وتطلق رطوبة وغاز النيتروجين، ما قد يسبب الفقاعات والتقشر أثناء إعادة الانصهار الخالية من الرصاص. آلية المعالجة الفينولية تتجنب هذه النواتج الثانوية وتمنح سلوكًا حراريًا أنظف عبر دورات التجميع المتعددة.
نظام الراتنج غير محشو، أي بدون جسيمات حشو غير عضوية. هذا يحافظ على ثابت عزل أقل قليلًا مقارنة بالنسخ المحشوة (KB-6165F) ويوفر عمرًا قياسيًا لأدوات الحفر، لكنه يؤدي إلى CTE أعلى قليلًا على المحور Z مقارنة بالنسخة المحشوة.
تم تصميم KB-6165 صراحةً بمقاومة anti-CAF (الخيط الأنودي الموصل)، بتصنيف ≥1000 ساعة تحت 85°C/85% RH وجهد انحياز 50V DC. ويصبح هذا النمط من الفشل الكهروكيميائي أكثر أهمية مع تقلص المسافات إلى أقل من 0.5 مم.
المواصفات المعتمدة لـ KB-6165 من ملف Kingboard الرسمي
جميع القيم مأخوذة من ورقة البيانات الرسمية لمادة KB-6165 من Kingboard. سُمك العينة: 1.6 مم (بنية 8×7628).
الخصائص الحرارية والعامة
| Test Item | Test Method (IPC-TM-650) | Condition | Spec (IPC-4101B/124) | Typical Value |
|---|---|---|---|---|
| Thermal Stress | 2.4.13.1 | Float 288°C, Unetched | ≥10 sec | 60 sec |
| Glass Transition (Tg) | 2.4.25 | E-2/105, DSC | ≥150°C | 153°C |
| Z-axis CTE Alpha 1 (below Tg) | 2.4.24 | TMA | ≤60 ppm/°C | 55 ppm/°C |
| Z-axis CTE Alpha 2 (above Tg) | 2.4.24 | TMA | ≤300 ppm/°C | 287 ppm/°C |
| Z-axis Expansion (50–260°C) | 2.4.24 | TMA | ≤3.5% | 3.1% |
| T-260 | 2.4.24.1 | TMA | ≥30 min | 50 min |
| T-288 | 2.4.24.1 | TMA | ≥5 min | 23 min |
| Td (5% weight loss) | 2.4.24.6 | TGA | ≥325°C | 348°C |
| CAF Resistance | — | 85°C/85%RH, 50V DC | ≥1000 h | 1000 h |
| Flammability | UL94 | E-24/23 | V-0 | V-0 |
الخصائص الكهربائية
| Test Item | Test Method | Condition | Spec | Typical Value |
|---|---|---|---|---|
| Surface Resistivity | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | ≥1.0×10⁴ MΩ | 1.0×10⁷ MΩ |
| Volume Resistivity | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | ≥1.0×10⁶ MΩ·cm | 1.0×10⁹ MΩ·cm |
| Dielectric Breakdown | 2.5.6 | D-48/50+D0.5/23 | ≥40 kV | 48 kV |
| Dielectric Constant (Dk) @ 1 MHz | 2.5.5.2 | Etched | ≤5.4 | 4.5 |
| Dissipation Factor (Df) @ 1 MHz | 2.5.5.2 | Etched | ≤0.035 | 0.018 |
| Arc Resistance | 2.5.1 | D-48/50+D0.5/23 | ≥60 sec | 125 sec |
الخصائص الميكانيكية
| Test Item | Test Method | Condition | Spec | Typical Value |
|---|---|---|---|---|
| Peel Strength (1 oz) | 2.4.8 | 125°C | ≥0.70 N/mm | 1.35 N/mm |
| Peel Strength (1 oz) | 2.4.8 | Float 288°C/10 sec | ≥1.05 N/mm | 1.42 N/mm |
| Flexural Strength (Warp) | 2.4.4 | — | ≥415 N/mm² | 560 N/mm² |
| Flexural Strength (Fill) | 2.4.4 | — | ≥345 N/mm² | 430 N/mm² |
| Moisture Absorption | 2.6.2.1 | D-24/23 | ≤0.35% (min 0.51mm) / ≤0.80% (max 0.51mm) | 0.16% / 0.30% |
توفر اللامينيت
- اللون الأساسي: أصفر
- السماكة: 0.05 مم–3.2 مم
- كسوة النحاس: 18 µm (½ oz)، 35 µm (1 oz)، 70 µm (2 oz)، 105 µm (3 oz)
- مقاسات الألواح القياسية: 37"×49" (940×1245mm)، 41"×49" (1042×1245mm)، 43"×49" (1093×1245mm)
تحليل الاعتمادية الحرارية: T-260 وT-288 وهوامش إعادة الانصهار الخالية من الرصاص
قيمة T-260 البالغة 50 دقيقة وقيمة T-288 البالغة 23 دقيقة هما الرقمين الأهم لمهندسي عمليات التجميع. في ملف SMT خالٍ من الرصاص نموذجي بقمة 250°C لمدة 60–90 ثانية، يمنح T-260 البالغ 50 دقيقة هامشًا يقارب 30 مرة مقارنة بمرور إعادة انصهار واحد. وحتى مع SMT على الجهتين (مروران)، ولحام موجي انتقائي، وإعادة عمل، يوفر KB-6165 ميزانية حرارية كافية لمعظم سيناريوهات التجميع التجارية.
مع ذلك، تتطلب قيمة T-288 (23 دقيقة) مراجعة دقيقة في التجميعات المعقدة. كل مرور إعادة انصهار بقمة 260°C يمثل عادةً 30–45 ثانية فوق 288°C. في اللوحات التي تحتاج 5 مرات إعادة انصهار أو أكثر، أو إعادة عمل طويلة عند درجات مرتفعة، يجب تتبع الزمن التراكمي فوق 288°C مقابل حد 23 دقيقة. إذا اقتربت العملية من هذا الحد، فإن الترقية إلى KB-6167F (قيمة T-288 نموذجية >35 دقيقة) تضيف هامش أمان إضافيًا.
تمدد المحور Z بنسبة 3.1% (50–260°C) هو الفارق الرئيسي بين KB-6165 والبدائل المحشوة. في لوحة سماكتها 1.6 مم، تعني 3.1% حركة كلية على المحور Z تقارب 50 µm. للمقارنة، يحقق KB-6165F (محشو) نسبة 3.0% ويحقق KB-6167F نسبة 2.6%. هذا التحسن من KB-6165 إلى KB-6167F ينعكس مباشرة في عمر ثقوب الربط، وغالبًا ما يعني زيادة 30–50% في دورات الحرارة قبل فشل الـ via.
وتوضح قيمة Alpha 1 البالغة 55 ppm/°C (تحت Tg) مقابل Alpha 2 البالغة 287 ppm/°C (فوق Tg) التغير الكبير في CTE عند Tg. لأن اللوحة تعمل غالبًا تحت Tg أثناء الاستخدام، فإن Alpha 1 هي التي تحدد السلوك البعدي في دورات حرارة التشغيل الميداني. أما Alpha 2 فتظهر أهميتها أساسًا أثناء إعادة الانصهار عندما تتجاوز الحرارة Tg.
الخصائص الكهربائية وتأثيرها على تصميم المعاوقة عند 1 GHz
قيمة Dk لمادة KB-6165 عند 1 MHz هي 4.5 (من ورقة البيانات الرسمية)، وقيمة Df عند 1 MHz هي 0.018، ما يضعها بوضوح ضمن فئة FR-4 القياسية. لاحظ أن ورقة البيانات تعرض القيم عند 1 MHz وليس 1 GHz. عند ترددات الجيجاهرتز، ينخفض Dk عادةً بشكل طفيف بينما يرتفع Df، وهي سمة شائعة في مواد FR-4.
في تصميمات المعاوقة المضبوطة، النقطة الأساسية أن Dk الفعلي يعتمد بقوة على نسبة الراتنج ونمط نسيج الزجاج في الـ prepreg. على سبيل المثال، prepreg من نوع 2116 عند 50% R/C يعطي Dk مختلفًا عن 7628 عند 44% R/C. خدمة تصميم الـ stackup لدينا تعتمد قيم Dk الخاصة بكل prepreg لتحقيق نمذجة معاوقة دقيقة، بدل الاعتماد على Dk الخاص باللامينيت الذي يعكس بنية 8×7628 محددة.
قيمة Df البالغة 0.018 عند 1 MHz تجعل KB-6165 مناسبة للتصميمات الرقمية حتى حدود تقارب 3 GHz. في USB 3.0 (5 Gbps)، وSATA III (6 Gbps)، وPCIe Gen 3 (8 GT/s) مع أطوال مسارات أقل من 4 بوصات، غالبًا ما تقدم KB-6165 جودة إشارة كافية. للمسارات الأطول أو الواجهات الأسرع، فكر في KB-6165GMD (Df ~0.010) أو KB-6167GLD (Df ~0.006).
قِيَم قوة التقشير 1.35 N/mm عند 125°C و1.42 N/mm بعد اختبار float عند 288°C تتجاوز حدود المواصفة بشكل واضح. بل إن قيمة التقشير بعد float أعلى من القيمة عند الحرارة المرتفعة، ما يشير إلى التصاق ممتاز بين الراتنج والنحاس يتحسن بتأثير المعالجة اللاحقة الناتجة عن التعرض الحراري.
خريطة إصدارات عائلة KB-6165: سبعة منتجات وعلاقاتها
يُعد KB-6165 منصة الأساس لأوسع عائلة مواد لدى Kingboard:
| Variant | Key Difference | IPC Slash | Filled | Halogen-Free | Primary Application |
|---|---|---|---|---|---|
| KB-6165 | Base, unfilled | /124 | No | No | Standard multilayer 4–12L |
| KB-6165F | Filled, lower CTE | /99 | Yes | No | High layer count, BGA |
| KB-6165C | Alt HF chemistry | — | No | Yes | OEM-specific approvals |
| KB-6165LE | Low expansion | — | No | No | Extended thermal cycling |
| KB-6165G | Halogen-free | — | No | Yes | EU/automotive compliance |
| KB-6165GC | HF, lower Dk | — | No | Yes | HF + better SI |
| KB-6165GMD | Mid-loss | — | No | Yes | 1–10 Gbps digital |
هذا الاتساع يسمح للمهندسين بإنجاز النماذج الأولية على KB-6165 ثم الانتقال إلى إصدار آخر دون إعادة تصميم كاملة للـ stackup، لأن جميع الإصدارات تتشارك أبعادًا ميكانيكية متقاربة.
إرشادات التصنيع ومعلمات التصفيح
تم تحديد KB-6165 لتطبيقات الحواسيب وملحقاتها، ومعدات الاتصالات، والأجهزة، ومعدات الأتمتة المكتبية. في APTPCB نقوم بمعالجته على خط تصنيع متعدد الطبقات القياسي لدينا مع معلمات مضبوطة وفق إرشادات Kingboard.
الحفر: باعتباره مادة غير محشوة، يوفر KB-6165 عمر أدوات حفر قياسيًا، بحدود 3,000–5,000 ثقب لفتحات via قطر 0.25–0.40 مم حسب سماكة اللوحة. وهذا أفضل بنحو 15–20% من البدائل المحشوة مثل KB-6165F. ولِبُنى HDI microvia، يعطي الحفر بالليزر UV أو CO₂ جدران فتحات نظيفة.
تشطيبات السطح: جميع التشطيبات القياسية متوافقة: HASL (Sn/Pb والخالي من الرصاص)، ENIG، OSP، الفضة الغاطسة، والقصدير الغاطس. للوحـات BGA ذات المسافات الدقيقة، يوفر ENIG أعلى درجة تسطح.
ضبط الجودة: يتضمن نظام الجودة لدينا اختبار معاوقة TDR، وفحص AOI، واختبارًا كهربائيًا كاملًا (flying probe أو fixture) لكل طلب إنتاج. كما يضمن تحليل المقاطع الدقيقة للعينة الأولى جودة الثقوب والسماكات العازلة. وتُحافَظ دقة محاذاة الطبقات الداخلية عند ±2 mil عبر مختلف أعداد الطبقات.
التطبيقات المستهدفة: لوحات الاتصالات والصناعة والسيارات والطب
الاتصالات: وحدات تحكم المحطات الأساسية، ومحولات الشبكات، ومعدات النقل الضوئي بعمر خدمة يصل إلى 10 سنوات. مقاومة anti-CAF مهمة جدًا للموصلات دقيقة التباعد داخل الخزائن الخارجية المعرضة لدورات الرطوبة. وتشمل خدمات PCB للاتصالات لدينا التحكم في المعاوقة والحفر الخلفي.
التحكم الصناعي: PLC، ومحركات الحركة، ووحدات تحويل الطاقة العاملة ضمن -20°C إلى +85°C. قوة الانحناء 560 N/mm² تحد من الالتواء تحت أحمال الموصلات والمشتتات الحرارية الثقيلة. ويمكن تطبيق عمليات التصنيع القياسية مباشرة.
السيارات (غير ADAS): إلكترونيات الهيكل، ووحدات تحكم الإضاءة، ولوحات معالجة المعلومات والترفيه. ضمن متطلبات PCB للسيارات، توفر APTPCB وثائق PPAP وتتبعًا كاملًا للمواد على مستوى كل دفعة. ملاحظة: للتطبيقات تحت غطاء المحرك أو أنظمة ADAS ذات دورات الحرارة الممتدة، يوصى بالترقية إلى KB-6167F.
الأجهزة الطبية: معدات التشخيص وأنظمة مراقبة المرضى. نظام المعالجة الخالي من DICY يعطي انبعاث غازات أنظف، وهو مفيد بالقرب من الحساسات الحساسة.
الإلكترونيات الاستهلاكية: منتجات كبيرة الحجم تتطلب تجميعًا خاليًا من الرصاص بتكلفة تنافسية. يوفر KB-6165 توازنًا ممتازًا بين الاعتمادية والاقتصاد للمنتجات الموجهة للأسواق المنظمة.
مقارنة صناعية مرجعية: KB-6165 مقابل Shengyi S1000H وITEQ IT-158
| Parameter | KB-6165 | Shengyi S1000H | ITEQ IT-158 | Isola IS410 |
|---|---|---|---|---|
| Tg (DSC) | 153°C | 150°C | 150°C | 150°C |
| Td (TGA) | 348°C | 340°C | 340°C | 340°C |
| Dk @ 1 MHz | 4.5 | 4.5 | 4.4 | 4.4 |
| Df @ 1 MHz | 0.018 | 0.016 | 0.016 | 0.013 |
| Z-CTE (50–260°C) | 3.1% | 2.8% | 2.8% | 3.0% |
| T-260 (typical) | 50 min | >30 min | >30 min | >30 min |
| T-288 (typical) | 23 min | >15 min | >15 min | >15 min |
| IPC Slash Sheet | /124 | /99 or /124 | /99 | /21 or /26 |
| Filled | No | Variants | No | No |
غالبًا ما يكون KB-6165 الأكثر تنافسية في التكلفة بفضل حجم إنتاج Kingboard الكبير. قيمة Z-CTE البالغة 3.1% أعلى قليلًا من بعض المنافسين، لذا إذا كان التصميم يحتاج تمددًا أقل يمكن اختيار KB-6165F (3.0%) أو KB-6167F (2.6%). تقوم APTPCB بمعالجة جميع العلامات الرئيسية وتوصي بالخيار الأكثر كفاءة من حيث التكلفة.
كيفية طلب لوحات KB-6165 من APTPCB
تحتفظ APTPCB بمخزون KB-6165 بسماكات core قياسية من 0.1 مم إلى 1.6 مم ومع جميع أوزان النحاس الشائعة. أرسل ملفات Gerber ومواصفات الـ stackup للحصول على مراجعة DFM مجانية تشمل التحقق من المادة، ومحاكاة المعاوقة، وتسعيرًا تنافسيًا.
ولخدمة التصنيع والتجميع المتكاملة، نقدم تسعيرًا موحدًا للخدمتين مع تحسين زمن التسليم. كما تستفيد طلبات الإنتاج الكمي من مخزون KB-6165 مخصص بدون تأخير توريد للمواد.