HF-140 und HF-170 sind Kingboards halogenfreie Laminatserie — die Bezeichnung „HF“ steht für Halogen-Free und signalisiert die Einhaltung der IEC-61249-2-21-Grenzwerte für Brom, Chlor, Antimon und roten Phosphor. Diese Materialien adressieren den weltweit steigenden Bedarf an umweltkonformen PCB-Substraten, getrieben durch EU-RoHS-/WEEE-Vorgaben, Anforderungen von Automotive-OEMs und Nachhaltigkeitsziele von Unternehmen. Gleichzeitig liefern sie echte Zuverlässigkeitsleistung mit niedrigem Z-Achsen-CTE, Anti-CAF-Fähigkeit und voller Bleifrei-Kompatibilität.
HF-140 mit Tg 141°C (DSC) erfüllt IPC-4101E/127 und ist im Kingboard-Portfolio das halogenfreie Gegenstück zu KB-6164 — ein Normal-Tg-Material mit niedrigem CTE und Bleifrei-Kompatibilität. HF-170 mit Tg 180°C (DSC) erfüllt IPC-4101E/127/128/130 und ist als halogenfreie Alternative zu KB-6167F positioniert — eine High-Tg-Plattform für Server, Backplanes und Automotive-Elektronik. Beide verbinden den Engineering-Vorteil standardnaher FR-4-Verarbeitung mit Halogenfrei-Konformität, Anti-CAF-Leistung und hoher thermischer Belastbarkeit.
In diesem Leitfaden
- Warum halogenfreie PCB-Materialien für moderne Elektronik erforderlich sind
- HF-140: verifizierte Datenblatt-Spezifikationen aus dem offiziellen Kingboard-PDF
- HF-170: verifizierte Datenblatt-Spezifikationen aus dem offiziellen Kingboard-PDF
- HF-140 vs. HF-170: technischer Vergleich und Auswahlkriterien
- PP-HF140- und PP-HF170-Prepreg-Systeme sowie Dk/Df-Daten bei 1 GHz
- Anti-CAF-Leistung und Widerstand gegen elektrochemische Migration
- HF-140/HF-170 vs. KB-6164/KB-6167F und KB-6165G: Auswahl halogenfreier Materialien
- Zielanwendungen: Automotive, Telekom, Server und EU-konforme Consumer-Elektronik
- So bestellen Sie HF-140- und HF-170-PCBs bei APTPCB
Warum halogenfreie PCB-Materialien für moderne Elektronik erforderlich sind
Halogenfreie PCB-Materialien eliminieren brom- und chlorbasierte Flammschutzmittel, die bei der Verbrennung von Elektronikabfällen toxische Dioxine und Furane erzeugen können. Die regulatorischen und kommerziellen Treiber sind stark und nehmen branchenübergreifend weiter zu.
Die EU-Richtlinien RoHS und WEEE verbieten halogenierte Flammschutzmittel in PCB-Substraten zwar nicht direkt, haben aber eine klare Marktnachfrage nach halogenfreien Lösungen erzeugt. Große europäische Automotive-OEMs wie Volkswagen, BMW und Stellantis fordern halogenfreie PCB-Substrate zunehmend in ihren Einkaufsspezifikationen. Japanische Elektronikhersteller setzen seit über einem Jahrzehnt auf halogenfreie Materialien, und chinesische Umweltvorgaben entwickeln sich in eine ähnliche Richtung.
IEC 61249-2-21 definiert halogenfrei wie folgt: Brom <900 ppm, Chlor <900 ppm und Summe aus Brom plus Chlor <1500 ppm. Sowohl HF-140 als auch HF-170 erfüllen diese Grenzwerte und sind zusätzlich frei von Antimon und rotem Phosphor — damit wird das gesamte umweltrelevante Spektrum der Flammschutzchemie abgedeckt.
Die technische Herausforderung halogenfreier Formulierungen besteht darin, UL-94-V-0-Flammschutz ohne hochwirksame, aber umweltkritische bromierte Flammschutzmittel zu erreichen. Kingboards HF-Serie nutzt proprietäre Phosphor-Stickstoff-Synergien, die V-0 ermöglichen und gleichzeitig thermische sowie mechanische Eigenschaften auf Niveau halogenierter Gegenstücke halten.
HF-140: verifizierte Datenblatt-Spezifikationen aus dem offiziellen Kingboard-PDF
Alle Werte stammen aus dem offiziellen HF-140-Produktdatenblatt von Kingboard. Prüfkörperdicke: 1,6 mm (8×7628-Aufbau). ✓ kennzeichnet Werte, die gegen das offizielle PDF verifiziert wurden.
HF-140 Thermische Eigenschaften
| Prüfpunkt | Prüfverfahren | Bedingung | Spezifikation (IPC-4101E/127) | Typischer Wert ✓ |
|---|---|---|---|---|
| Thermal Stress | 2.4.13.1 | Float 288°C, ungeätzt | ≥10 s | ≥240 s |
| Glasübergang (Tg) | 2.4.25 | E-2/105, DSC | ≥140°C | 141°C |
| Z-Achsen-CTE Alpha 1 | 2.4.24 | TMA | ≤60 ppm/°C | 45 ppm/°C |
| Z-Achsen-CTE Alpha 2 | 2.4.24 | TMA | ≤300 ppm/°C | 254 ppm/°C |
| Z-Achsen-Ausdehnung (50–260°C) | 2.4.24 | TMA | ≤4.0% | 3.3% |
| X/Y CTE | 2.4.24 | 40–125°C | — | 12/15 ppm/°C |
| T-260 | 2.4.24.1 | TMA | ≥30 min | >60 min |
| T-288 | 2.4.24.1 | TMA | ≥5 min | >5 min |
| Td (5% Gewichtsverlust) | 2.4.24.6 | TGA | ≥310°C | 350°C |
| Entflammbarkeit | UL94 | E-24/23 | V-0 | V-0 |
HF-140 Elektrische Eigenschaften
| Prüfpunkt | Prüfverfahren | Bedingung | Spezifikation | Typischer Wert ✓ |
|---|---|---|---|---|
| Oberflächenwiderstand | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | ≥10⁴ MΩ | 2.7×10⁸ MΩ |
| Volumenwiderstand | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | ≥10⁶ MΩ·cm | 5.3×10⁹ MΩ·cm |
| Durchschlagsfestigkeit | 2.5.6 | D-48/50+D-0.5/23 | ≥40 kV | ≥45 kV |
| Dk @1 MHz | 2.5.5.2 | geätzt, R/C 50% | ≤5.4 | 4.8 |
| Dk @1 GHz | 2.5.5.2 | geätzt, R/C 50% | — | 4.6 |
| Df @1 MHz | 2.5.5.2 | geätzt, R/C 50% | ≤0.035 | 0.012 |
| Df @1 GHz | 2.5.5.2 | geätzt, R/C 50% | — | 0.013 |
| CTI | IEC 60112 | A | — | >175V |
| Lichtbogenfestigkeit | 2.5.1 | D-48/50+D-0.5/23 | ≥60 s | 120 s |
HF-140 Mechanische Eigenschaften
| Prüfpunkt | Prüfverfahren | Bedingung | Spezifikation | Typischer Wert ✓ |
|---|---|---|---|---|
| Schälfestigkeit (1 oz) | 2.4.8 | 125°C | ≥0.70 N/mm | 1.3 N/mm |
| Schälfestigkeit (1 oz) | 2.4.8 | Float 288°C/10 s | ≥1.05 N/mm | 1.4 N/mm |
| Schälfestigkeit (1 oz) | 2.4.8 | Nach Prozesslösungen | ≥0.80 N/mm | 1.1 N/mm |
| Biegefestigkeit (MD) | 2.4.4 | — | ≥415 N/mm² | 550 N/mm² |
| Biegefestigkeit (XD) | 2.4.4 | — | ≥345 N/mm² | 490 N/mm² |
| Feuchtigkeitsaufnahme | 2.6.2.1 | D-24/23 | ≤0.5% | 0.11% |
HF-170: verifizierte Datenblatt-Spezifikationen aus dem offiziellen Kingboard-PDF
Alle Werte stammen aus dem offiziellen HF-170-Produktdatenblatt von Kingboard. Prüfkörperdicke: 1,6 mm (8×7628-Aufbau). ✓ kennzeichnet gegen das offizielle PDF verifizierte Werte.
HF-170 Thermische Eigenschaften
| Prüfpunkt | Prüfverfahren | Bedingung | Typischer Wert ✓ |
|---|---|---|---|
| Thermal Stress | 2.4.13.1 | Float 288°C, ungeätzt | ≥240 s |
| Glasübergang (Tg, DSC) | 2.4.25 | DSC | 180°C |
| Glasübergang (Tg, DMA) | 2.4.24.4 | DMA | 190°C |
| Z-Achsen-CTE Alpha 1 | 2.4.24 | TMA | 45 ppm/°C |
| Z-Achsen-CTE Alpha 2 | 2.4.24 | TMA | 220 ppm/°C |
| Z-Achsen-Ausdehnung (50–260°C) | 2.4.24 | TMA | 2.2% |
| X/Y CTE | 2.4.24 | 40–125°C | 12/15 ppm/°C |
| T-260 | 2.4.24.1 | TMA | >60 min |
| T-288 | 2.4.24.1 | TMA | >60 min |
| Td (5% Gewichtsverlust) | 2.4.24.6 | TGA | 385°C |
| Entflammbarkeit | UL94 | E-24/125 | V-0 |
HF-170 Elektrische Eigenschaften
| Prüfpunkt | Prüfverfahren | Bedingung | Typischer Wert ✓ |
|---|---|---|---|
| Oberflächenwiderstand | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | 3.6×10⁸ MΩ |
| Volumenwiderstand | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | 4.7×10⁹ MΩ·cm |
| Durchschlagsfestigkeit | 2.5.6 | D-48/50+D-0.5/23 | ≥45 kV |
| Dk @1 GHz | IEC 61189-2-721 | geätzt, R/C 50% | 4.6 |
| Dk @10 GHz | IEC 61189-2-721 | geätzt, R/C 50% | 4.4 |
| Df @1 GHz | IEC 61189-2-721 | geätzt, R/C 50% | 0.011 |
| Df @10 GHz | IEC 61189-2-721 | geätzt, R/C 50% | 0.013 |
| CTI | IEC 60112 | geätzt/0.1% NH₄Cl | ≥200V |
| Lichtbogenfestigkeit | 2.5.1 | D-48/50+D-0.5/23 | 123 s |
HF-170 Mechanische Eigenschaften
| Prüfpunkt | Prüfverfahren | Bedingung | Typischer Wert ✓ |
|---|---|---|---|
| Schälfestigkeit (1 oz) | 2.4.8 | Float 288°C/10 s | 1.40 N/mm |
| Biegefestigkeit (MD) | 2.4.4 | — | 590 N/mm² |
| Biegefestigkeit (XD) | 2.4.4 | — | 510 N/mm² |
| Feuchtigkeitsaufnahme | 2.6.2.1 | D-24/23 | 0.11% |
HF-170 verwendet für die Dielektrizitätsmessung IEC 61189-2-721, während HF-140 IPC-TM-650 2.5.5.2 verwendet — ein relevanter Unterschied für Korrelationsmessungen. HF-170 mit Df 0,011 bei 1 GHz liegt deutlich unter Standard-High-Tg-FR-4 (KB-6167F mit 0,016) und deutet auf eine Mid-Loss-Harzformulierung hin, die für halogenfreie Chemie optimiert wurde.
HF-140 vs. HF-170: technischer Vergleich und Auswahlkriterien
| Eigenschaft | HF-140 ✓ | HF-170 ✓ | Unterschied |
|---|---|---|---|
| Tg (DSC) | 141°C | 180°C | HF-170 +39°C höher |
| Tg (DMA) | — | 190°C | Nur HF-170 |
| Td (TGA) | 350°C | 385°C | HF-170 +35°C höher |
| Z-CTE alpha1 | 45 ppm/°C | 45 ppm/°C | Gleich |
| Z-CTE alpha2 | 254 ppm/°C | 220 ppm/°C | HF-170 13% niedriger |
| Z-CTE 50–260°C | 3.3% | 2.2% | HF-170 33% niedriger |
| T-260 | >60 min | >60 min | Gleich |
| T-288 | >5 min | >60 min | HF-170 klar überlegen |
| Dk @1 GHz | 4.6 | 4.6 | Gleich |
| Df @1 GHz | 0.013 | 0.011 | HF-170 15% niedriger |
| CTI | >175V | ≥200V | HF-170 höher |
| IPC Slash Sheet | /127 | /127/128/130 | HF-170 breiter |
| Halogenfrei | Ja | Ja | Beide |
| Anti-CAF | Ja | Ja | Beide |
| UL-Datei | E123995 | E123995 | Gleich |
HF-140 wählen, wenn: Halogenfrei-Konformität der Haupttreiber ist, die Betriebstemperatur unter 100°C bleibt, die Platinendicke ≤1,6 mm ist und Kosten kritisch sind. Typische Bereiche: Consumer-Elektronik, LED-Beleuchtung, industrielle Instrumente mit EU-Umweltanforderungen.
HF-170 wählen, wenn: maximale thermische Zuverlässigkeit zusätzlich zur Halogenfrei-Konformität gefordert ist. T-288 >60 min (gegenüber >5 min bei HF-140) und Z-CTE 2,2% (gegenüber 3,3%) machen HF-170 zur klaren Wahl für Automotive-Elektronik, Server-Boards, hochkomplexe Multilayer und Anwendungen mit anspruchsvollen bleifreien Reflow-Profilen.
PP-HF140- und PP-HF170-Prepreg-Systeme sowie Dk/Df-Daten bei 1 GHz
PP-HF140-Prepreg Dk/Df-Daten (verifiziert ✓)
| Glasstil | R/C (%) | Dk @1 GHz (±0.2) | Df @1 GHz (±10%) | Gepresste Dicke (mil) |
|---|---|---|---|---|
| 106 | 74±2 | 4.2 | 0.017 | 1.9±0.30 |
| 106 | 76±2 | 4.1 | 0.018 | 2.4±0.40 |
| 1067 | 72±2 | 4.2 | 0.017 | 2.4±0.30 |
| 1067 | 74±2 | 4.1 | 0.018 | 2.8±0.40 |
| 1080 | 62±2 | 4.3 | 0.014 | 2.8±0.30 |
| 1080 | 65±2 | 4.2 | 0.014 | 3.1±0.30 |
| 1080 | 68±2 | 4.2 | 0.014 | 3.4±0.30 |
| 3313 | 52±2 | 4.5 | 0.013 | 3.5±0.30 |
| 3313 | 55±2 | 4.4 | 0.013 | 3.8±0.30 |
| 3313 | 58±2 | 4.4 | 0.013 | 4.0±0.30 |
| 2116 | 52±2 | 4.5 | 0.013 | 4.6±0.30 |
| 2116 | 55±2 | 4.5 | 0.013 | 5.1±0.30 |
| 2116 | 58±2 | 4.4 | 0.013 | 5.4±0.30 |
| 1506 | 48±2 | 4.6 | 0.012 | 6.9±0.50 |
| 1506 | 50±2 | 4.5 | 0.012 | 7.3±0.50 |
| 7628 | 42±2 | 4.7 | 0.012 | 7.1±0.50 |
| 7628 | 45±2 | 4.6 | 0.012 | 7.5±0.50 |
| 7628 | 48±2 | 4.6 | 0.012 | 8.0±0.50 |
Auffällig ist: Die PP-HF140-Prepreg-Df-Werte reichen je nach Glasstil von 0,012 bis 0,018. Die 1080-Glasstile mit hohem Harzgehalt zeigen Df 0,014 — niedriger als der Laminatwert 0,013. Das zeigt, dass bei impedanzkritischen Designs mit prepreg-spezifischen Dk-/Df-Werten gearbeitet werden sollte, statt nur mit Laminatwerten. Unser Stackup-Design-Service nutzt genau diese prepreg-spezifischen Werte für präzise Impedanzmodellierung.
Laminationsprozess-Parameter
| Parameter | HF-140 ✓ | HF-170 |
|---|---|---|
| Aufheizrate | 1.5–2.5°C/min (80–140°C) | 1.5–2.5°C/min (geschätzt) |
| Aushärtetemperatur | >180°C | >190°C (geschätzt) |
| Aushärtezeit | >50 min | >60 min (geschätzt) |
| Aushärtedruck | 350±50 PSI | 350±50 PSI (geschätzt) |
| Prepreg-Lagerung | max. 50% RH, max. 23°C, 90 Tage | Gleich |
| Kühllagerung | max. 5°C, 180 Tage (4h Akklimatisierung) | Gleich |
Anti-CAF-Leistung und Widerstand gegen elektrochemische Migration
Sowohl HF-140 als auch HF-170 verfügen laut offiziellen Datenblättern über Anti-CAF-Fähigkeit (Conductive Anodic Filament). CAF-Resistenz ist besonders wichtig für PCB-Designs mit engen Via-Arrays, hohen Spannungsabständen und Feuchtebelastung — Bedingungen, die in Automotive-Elektronik unter der Haube und in Outdoor-Telekom-Ausrüstung immer häufiger auftreten.
CAF entsteht, wenn elektrochemische Migration entlang der Glasfaser-/Harz-Grenzflächen leitfähige Pfade zwischen benachbarten Leitern bildet. Die halogenfreie Harzchemie in HF-140/HF-170 erzeugt eine Glas-Harz-Bindung, die diesem Mechanismus widersteht und die Isolationsfestigkeit über die Produktlebensdauer unter Bias-Spannung und Feuchtebelastung erhält.
Für Automotive-Designs mit AEC-Q200-Anforderung oder Via-zu-Via-Abständen unter 0,3 mm bei Spannungsdifferenzen über 50V liefert die Anti-CAF-Leistung von HF-140/HF-170 messbare Zuverlässigkeitsvorteile gegenüber standardmäßigen halogenfreien Materialien ohne Anti-CAF-Kennzeichnung.
HF-140/HF-170 vs. KB-6164/KB-6167F und KB-6165G: Auswahl halogenfreier Materialien
Um die HF-Serie korrekt einzuordnen, ist der Vergleich mit dem übrigen Kingboard-Portfolio entscheidend:
| Eigenschaft | HF-140 ✓ | KB-6164 ✓ | HF-170 ✓ | KB-6167F ✓ | KB-6165G |
|---|---|---|---|---|---|
| Tg (DSC) | 141°C | 140°C | 180°C | 175°C | ~150°C |
| Td (TGA) | 350°C | 330°C | 385°C | 349°C | ~340°C |
| Z-CTE 50–260 | 3.3% | 3.5% | 2.2% | 2.6% | ~3.0% |
| T-260 | >60 min | >60 min | >60 min | >60 min | >60 min |
| T-288 | >5 min | >15 min | >60 min | >35 min | — |
| Dk @1 GHz | 4.6 | 4.6 | 4.6 | 4.6 | ~4.6 |
| Df @1 GHz | 0.013 | 0.016 | 0.011 | 0.016 | ~0.014 |
| Anti-CAF | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja |
| Halogenfrei | Ja | Nein | Ja | Nein | Ja |
| IPC Slash | /127 | /101 | /127/128/130 | /126 | /124 |
Wesentliche Beobachtungen:
HF-140 vs. KB-6164: Nahezu identischer Tg und CTE, aber HF-140 bietet Halogenfrei-Konformität bei höherem Td (350°C vs. 330°C) und niedrigerem Df (0,013 vs. 0,016). HF-140 ist das direkte halogenfreie Upgrade zu KB-6164.
HF-170 vs. KB-6167F: HF-170 ist in allen thermischen Kennwerten besser als KB-6167F — höheres Tg (180 vs. 175°C), höheres Td (385 vs. 349°C), niedrigeres Z-CTE (2,2% vs. 2,6%) und besseres T-288 (>60 vs. >35 min) — bei zusätzlicher Halogenfrei-Konformität und niedrigerem Df (0,011 vs. 0,016). HF-170 ist daher nicht nur eine halogenfreie Alternative zu KB-6167F, sondern ein Leistungsupgrade.
HF-170 vs. KB-6165G: KB-6165G bietet Halogenfrei bei Mid-Tg (~150°C), HF-170 bei High-Tg (180°C). Für Anwendungen, die Halogenfrei und hohe thermische Leistung gleichzeitig verlangen, ist HF-170 klar vorzuziehen.
Zielanwendungen: Automotive, Telekom, Server und EU-konforme Consumer-Elektronik
Automotive-Elektronik (HF-170): Europäische OEMs fordern zunehmend halogenfreie Substrate. Die Kombination aus Tg 180°C, Z-CTE 2,2%, T-288 >60 min und Anti-CAF macht HF-170 geeignet für ADAS-Module, Body-Control-Units und Infotainment-Systeme im Bereich -40°C bis +125°C. Die IPC-4101E/127/128/130-Konformität liefert die Nachweise, die Automotive-Qualitätssysteme benötigen.
Telekom-Infrastruktur (HF-170): High-End-Server- und Backpanel-Anwendungen sind im HF-170-Datenblatt explizit genannt. Z-CTE 2,2% unterstützt hochkomplexe Multilayer mit Via-Seitenverhältnissen bis 12:1, und die Halogenfrei-Konformität passt zu Umweltvorgaben großer Telekom-Ausrüster.
Consumer-Elektronik mit EU-Konformität (HF-140): LED-Treiber, Consumer-IoT, Smart-Home-Produkte und Computer-Peripherie, bei denen der EU-Marktzugang nachweisbare Umweltverantwortung verlangt. HF-140 mit Tg 141°C und T-260 >60 min deckt Standard-Bleifrei-Montage ab und ist kostengünstiger als HF-170.
Industrieanlagen (HF-140/HF-170): Messgeräte, Motorsteuerungen und Automatisierungssysteme mit relevanten End-of-Life-Entsorgungsanforderungen. Die Anti-CAF-Fähigkeit adressiert Feuchtebelastung in industriellen Umgebungen.
Wireless-Kommunikationsinfrastruktur (HF-170): Basisstations-Steuerplatinen, Small-Cell-Digitalboards und Netzwerkswitching-Geräte, bei denen Umweltkonformität und hohe thermische Zuverlässigkeit gefordert sind.
So bestellen Sie HF-140- und HF-170-PCBs bei APTPCB
Laden Sie Ihre Design-Dateien zusammen mit Halogenfrei- und Thermikanforderungen hoch. Unser Engineering-Team bewertet die Eignung von HF-140/HF-170, simuliert Impedanzen mit prepreg-spezifischen Dk-Werten und liefert eine DFM-Analyse, die auf halogenfreie Verarbeitung optimiert ist. Für Projekte mit Umwelt-Nachweispflicht stellen wir Materialzertifikate zur IEC-61249-2-21-Konformität bereit. Komplette Fertigungs- und Bestückungsangebote beinhalten Material, Oberflächenfinish-Auswahl und Halogenfrei-Verifikation.