KB-6160 ist das Arbeitspferd in Kingboards FR-4-Produktfamilie und eines der weltweit am häufigsten produzierten Laminate. Es wurde gezielt als Dünnkern-Laminat für Multilayer-Aufbauten entwickelt und nutzt ein klassisches DICY-gehärtetes Epoxidharz mit E-Glas-Verstärkung, um die Prozessfähigkeit, Dimensionsstabilität und Kostenstruktur zu liefern, die Serienfertigung erfordert. Mit einem typischen Tg von 135°C sowie UVB-/AOI-Kompatibilität erfüllt KB-6160 die IPC-4101E/21-Spezifikation.
Um fundierte Materialentscheidungen zu treffen, ist es entscheidend, die realen Datenblattwerte von KB-6160 und seine Grenzen zu verstehen. Dieser Leitfaden liefert die vollständigen verifizierten Spezifikationen sowie eine ehrliche Einordnung, wo KB-6160 stark ist und wo ein Upgrade notwendig wird.
In diesem Leitfaden
- KB-6160-Materialsystem: DICY-gehärtetes Epoxid mit UVB- und AOI-Kompatibilität
- Verifizierte KB-6160-Datenblatt-Spezifikationen
- KB-6060-Prepreg-System: Dk/Df-Daten nach Glasstil
- Laminationsprozess-Parameter und Zyklusvorteile
- Bewertung der Bleifrei-Montagekompatibilität
- Designgrenzen: CTE, Seitenverhältnis und thermisches Budget
- Zielanwendungen und Produktionsökonomie
- Wann ein Upgrade auf höherwertiges FR-4 sinnvoll ist
- So bestellen Sie KB-6160-PCBs bei APTPCB
KB-6160-Materialsystem: DICY-gehärtetes Epoxid mit UVB- und AOI-Kompatibilität
KB-6160 nutzt ein DICY- (Dicyandiamid-) gehärtetes Epoxidharzsystem — den in der FR-4-Industrie am weitesten verbreiteten und kostengünstigsten Aushärtemechanismus. Von Kingboard hervorgehobene Kernmerkmale sind UVB- und AOI-Kompatibilität (automatische optische Inspektion) für höheren Durchsatz und bessere Inspektionsgenauigkeit, sehr gute Dimensionsstabilität, gute Wärmebeständigkeit und mechanische Eigenschaften sowie die Konformität mit IPC-4101E/21.
Die UVB-Blockiereigenschaft verhindert, dass Streu-UV während der Belichtung durch das Substrat dringt. Das ist vor allem bei doppelseitigen Boards und beim Innenlagen-Imagingschritt wichtig. AOI-Kompatibilität bedeutet, dass Farbe und Oberflächenstruktur des Materials einen sauberen Kontrast für automatische Inspektionssysteme liefern.
KB-6160 wird unter UL-Dateinummer E123995 im globalen Kingboard-Fertigungsnetzwerk produziert.
Verifizierte KB-6160-Datenblatt-Spezifikationen aus dem offiziellen Kingboard-PDF
Alle Werte stammen aus Kingboards offiziellem KB-6160-Produktdatenblatt. Prüfkörperdicke: 1,6 mm (8×7628-Aufbau).
Thermische Eigenschaften
| Prüfpunkt | Prüfverfahren | Bedingung | Spezifikation (IPC-4101E/21) | Typischer Wert |
|---|---|---|---|---|
| Thermal Stress | 2.4.13.1 | Float 288°C, ungeätzt | ≥10 s | ≥180 s |
| Glasübergang (Tg) | 2.4.25 | E-2/105, DSC | ≥130°C | 135°C |
| Z-Achsen-CTE Alpha 1 | 2.4.24 | TMA | — | 60 ppm/°C |
| Z-Achsen-CTE Alpha 2 | 2.4.24 | TMA | — | 300 ppm/°C |
| Z-Achsen-Ausdehnung (50–260°C) | 2.4.24 | TMA | — | 4.3% |
| T-260 | 2.4.24.1 | TMA | — | >10 min |
| Td (5% Gewichtsverlust) | 2.4.24.6 | TGA | — | 305°C |
| Entflammbarkeit | UL94 | E-24/23 | V-0 | V-0 |
Hinweis: IPC-4101E/21 definiert keine Mindestanforderungen für CTE-, T-260-, T-288- oder Td-Werte; diese werden nur als typische Referenzwerte angegeben. Das unterscheidet /21 deutlich von bleifreien Slash-Sheets wie /124 oder /126 mit strengen Mindestanforderungen an die thermische Leistung.
Elektrische Eigenschaften
| Prüfpunkt | Prüfverfahren | Bedingung | Spezifikation | Typischer Wert |
|---|---|---|---|---|
| Oberflächenwiderstand | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | ≥10⁴ MΩ | 1.0×10⁶ MΩ |
| Volumenwiderstand | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | ≥10⁶ MΩ·cm | 1.0×10⁸ MΩ·cm |
| Durchschlagsfestigkeit | 2.5.6 | D-48/50+D-0.5/23 | ≥40 kV | 69 kV |
| Dk @ 1 MHz | 2.5.5.2 | geätzt, R/C 50% | ≤5.4 | 4.35 |
| Dk @ 1 GHz | 2.5.5.2 | geätzt, R/C 50% | — | 4.25 |
| Df @ 1 MHz | 2.5.5.2 | geätzt, R/C 50% | ≤0.035 | 0.017 |
| Df @ 1 GHz | 2.5.5.2 | geätzt, R/C 50% | — | 0.018 |
| CTI | IEC 60112 | — | — | ≥175V |
| Lichtbogenfestigkeit | 2.5.1 | D-48/50+D-0.5/23 | ≥60 s | 125 s |
Ein wichtiges Detail im Datenblatt: KB-6160 liefert sowohl 1-MHz- als auch 1-GHz-Dk/Df-Werte — nicht alle Standard-FR-4-Datenblätter bieten GHz-Daten. Dk 4,25 bei 1 GHz ist für Impedanzberechnungen bei Signalen im Bereich mehrerer hundert MHz sehr nützlich.
Mechanische Eigenschaften
| Prüfpunkt | Prüfverfahren | Bedingung | Spezifikation | Typischer Wert |
|---|---|---|---|---|
| Schälfestigkeit (1 oz) | 2.4.8 | 125°C | ≥0.70 N/mm | 1.7 N/mm |
| Schälfestigkeit (1 oz) | 2.4.8 | Float 288°C/10 s | ≥1.05 N/mm | 1.75 N/mm |
| Schälfestigkeit (1 oz) | 2.4.8 | Nach Prozesslösung | ≥0.80 N/mm | 1.3 N/mm |
| Biegefestigkeit (MD) | 2.4.4 | — | ≥415 N/mm² | 565 N/mm² |
| Biegefestigkeit (XD) | 2.4.4 | — | ≥345 N/mm² | 446 N/mm² |
| Feuchtigkeitsaufnahme | 2.6.2.1 | D-24/23 | ≤0.5% | 0.19% |
Die Schälfestigkeitswerte von 1,7 und 1,75 N/mm liegen bemerkenswert hoch im Vergleich zu Mid-Tg- und High-Tg-Materialien. DICY-gehärtete Harze binden im Allgemeinen stärker an Kupfer als phenolisch gehärtete Systeme.
KB-6060-Prepreg-System: vollständige Dk/Df-Daten nach Glasstil bei 1 GHz
KB-6160 wird mit KB-6060-Prepreg kombiniert. Vollständige Prepreg-Dk/Df-Tabelle bei 1 GHz:
| Glasstil | R/C (%) | Dk @ 1 GHz (±0.2) | Df @ 1 GHz (±10%) | Gepresste Dicke (mil) |
|---|---|---|---|---|
| 1080 | 61±2 | 3.8 | 0.018 | 2.8±0.3 |
| 1080 | 63±2 | 3.8 | 0.019 | 3.0±0.4 |
| 1080 | 65±2 | 3.7 | 0.019 | 3.2±0.4 |
| 3313 | 50±2 | 4.0 | 0.018 | 3.6±0.5 |
| 3313 | 55±2 | 3.9 | 0.018 | 3.9±0.5 |
| 2116 | 50±2 | 4.2 | 0.017 | 4.6±0.5 |
| 2116 | 53±2 | 4.1 | 0.019 | 5.0±0.5 |
| 2116 | 55±2 | 4.1 | 0.019 | 5.3±0.5 |
| 1506 | 43±3 | 4.5 | 0.016 | 6.0±0.5 |
| 1506 | 45±3 | 4.4 | 0.016 | 6.4±0.5 |
| 7628 | 44±3 | 4.5 | 0.015 | 7.9±0.8 |
| 7628 | 46±3 | 4.5 | 0.016 | 8.2±0.6 |
| 7628 | 49±3 | 4.4 | 0.016 | 8.9±0.6 |
| 7630 | 49±3 | 4.5 | 0.016 | 9.5±0.8 |
| 7630 | 50±3 | 4.5 | 0.016 | 9.8±0.8 |
Beachten Sie die große Dk-Spanne: von 3,7 (1080 bei 65% R/C) bis 4,5 (7628 bei 44% R/C). Wird für Impedanzsimulationen pauschal der Laminat-Dk 4,25 verwendet, obwohl das Stackup 1080-Prepreg (Dk 3,8) nutzt, entstehen relevante Impedanzfehler. Daher immer prepreg-spezifische Werte einsetzen. Unser Stackup-Design-Service berücksichtigt das.
Laminationsprozess-Parameter und Vorteile im Fertigungszyklus
Kingboards empfohlener Presszyklus für KB-6060-Prepreg:
- Aufheizrate: 1,0–2,5°C/min (80°C–140°C)
- Aushärtetemperatur: >175°C
- Aushärtezeit: >45 Minuten auf Aushärtetemperatur
- Aushärtedruck: 25±5 kgf/cm² (Vakuum-Hydraulikpresse)
Die niedrigere Aushärtetemperatur (>175°C) und kürzere Aushärtezeit (>45 min) gegenüber Mid-Tg-Materialien (>180°C, >60 min) und High-Tg-Materialien (>190°C, >60 min) führen direkt zu kürzeren Presszyklen und höherem Durchsatz — ein wesentlicher Kostenvorteil bei hohen Stückzahlen.
Prepreg-Lagerung: max. 50% RH und max. 23°C für 90 Tage Haltbarkeit oder max. 5°C für 180 Tage Haltbarkeit. Vor dem Einsatz mindestens 4 Stunden auf Raumtemperatur akklimatisieren.
Bleifrei-Montagekompatibilität: eine ehrliche technische Einordnung
Hier ist eine klare Einordnung wichtig: KB-6160 ist KEIN formal bleifrei qualifiziertes Material. Das IPC-4101E/21-Slash-Sheet enthält keine Mindestanforderungen für T-260 oder T-288. Der typische T-260-Wert „>10 min“ bietet zwar gewisse Reserve, aber keine formale Bleifrei-Garantie durch den Hersteller.
In der Praxis überstehen dünne KB-6160-Boards (≤1,0 mm, 2–4 Lagen) häufig 3–5 bleifreie Reflow-Zyklen. Dickere Multilayer mit hohen Via-Seitenverhältnissen zeigen jedoch mit jeder zusätzlichen Exposition bei 260°C steigendes Delaminationsrisiko.
Wenn Ihre Montagevorgabe dokumentierte Bleifrei-Kompatibilität verlangt, wählen Sie eine dieser Alternativen: KB-6160C (kostengünstigstes Bleifrei-Upgrade innerhalb der KB-6160-Familie), KB-6164 (niedriger CTE, Anti-CAF, bleifrei bei normalem Tg) oder KB-6165 (Mid-Tg-Plattform mit vollständiger Bleifrei-Qualifikation).
Designgrenzen: Z-Achsen-CTE, Seitenverhältnis und thermisches Budget
Die Z-Achsen-Ausdehnung von 4,3% (50–260°C) ist die höchste unter den in diesem Leitfaden betrachteten Materialien. Zur Einordnung: Eine 1,6-mm-Platine dehnt sich beim Reflow in Z-Richtung um etwa 69 µm aus, verglichen mit 50 µm bei KB-6165 und 42 µm bei KB-6167F. Diese um 64% höhere Via-Belastung gegenüber KB-6167F begrenzt das zuverlässig beherrschbare Via-Seitenverhältnis auf etwa 6:1 bei üblichen Temperaturzyklus-Anforderungen.
Td 305°C ist für viele Prozesse ausreichend, bietet aber weniger Reserve als Mid-Tg-Alternativen (335°C bei KB-6165). Für Boards mit Rework oder Selektivlöten bei höheren Temperaturen muss dieses geringere Td-Budget berücksichtigt werden.
Für KB-6160 ist keine formale Anti-CAF-Spezifikation angegeben, was bei Fine-Pitch-Designs in feuchten Umgebungen relevant sein kann.
Trotz dieser Grenzen ist KB-6160 für seine Zielanwendungen oft die richtige Wahl: kostensensitive Multilayer-Boards in moderaten Umgebungen, bei denen thermische Extrembedingungen der Bleifrei-Montage beherrschbar sind.
Zielanwendungen und Produktionsökonomie bei hohen Stückzahlen
KB-6160 ist besonders stark in der Serienfertigung von 4- bis 8-lagigen Boards für Unterhaltungselektronik, allgemeine Computer-Peripherie, Kommunikationsausrüstung, Instrumentierung und Office-Automation-Produkte. Der Kostenvorteil beruht auf drei Faktoren: niedrigster Materialpreis in der FR-4-Familie, schnellster Laminationszyklus (niedrigere Aushärtetemperatur und kürzere Zeit) sowie längste Bohrerstandzeit (ohne Füllstoffe).
Bei APTPCB basieren etwa 40–50% der Standard-Multilayer-Aufträge auf KB-6160 oder vergleichbarem konventionellem FR-4. Unsere High-Volume-Produktionslinien sind auf dieses Material für maximalen Durchsatz optimiert. Alle standardmäßigen Oberflächenfinishes sind kompatibel.
Wann ein Upgrade nötig ist: Auslöser für höherwertiges FR-4
| Ihre Anforderung | Empfohlenes Material | Begründung |
|---|---|---|
| Bleifrei-Montage erforderlich | KB-6160C oder KB-6164 | Formale Bleifrei-Thermalspezifikationen |
| Betriebstemperatur >85°C | KB-6165 (Tg 153°C) | Höheres Tg liefert Betriebsreserve |
| Lagenzahl >10 | KB-6165F oder KB-6167F | Niedrigerer CTE, bessere Maßstabilität |
| Signalgeschwindigkeit >1 Gbit/s | KB-6165GMD oder KB-6167GMD | Niedrigerer Df reduziert Einfügedämpfung |
| Anti-CAF erforderlich | KB-6164 oder KB-6165 | Formale CAF-Tests |
| Halogenfrei erforderlich | KB-6165G | HF-Konformität bei Mid-Tg |
So bestellen Sie KB-6160-PCBs bei APTPCB
Laden Sie Ihre Gerber-Dateien mit Stackup-Anforderungen hoch. Unser Engineering-Team prüft die Eignung von KB-6160, simuliert Impedanzen mit prepreg-spezifischen Dk-Werten und liefert in der Regel innerhalb von 24 Stunden DFM-Feedback. Für komplette Fertigungs- und Bestückungsservices erstellen wir ein integriertes Angebot inklusive Material.