KB-6160A ist Kingboards Standard-FR-4-Variante, die gezielt für die Fertigung doppelseitiger Leiterplatten mit zwei Lagen optimiert wurde. Zwar teilt das Material die IPC-4101D/21-Klassifizierung mit KB-6150 und KB-6160, doch KB-6160A ergänzt die Harzformulierung um eine UVB-Sperrfunktion. Dadurch wird die doppelseitige Belichtung vereinfacht, was bei LED-Treibern, Netzteilen, Motorsteuerungen, HMI-Panels und industrieller Steuerungstechnik einen echten Produktionsvorteil bringt.
Der Markt für doppelseitige Leiterplatten ist gemessen am Panelvolumen das größte Einzelsegment der weltweiten PCB-Produktion. In diesem volumenstarken und preissensiblen Umfeld führen selbst kleine Prozessvorteile zu messbaren Yield-Gewinnen über Millionen von Leiterplatten hinweg. Genau auf diese Produktionseffizienz zielt KB-6160A ab, ohne auf die Standard-FR-4-Leistung zu verzichten, die Zweilagendesigns benötigen.
In diesem Leitfaden
- Warum die Fertigung doppelseitiger Leiterplatten von materialspezifischer Optimierung profitiert
- Technische Daten von KB-6160A und verfügbarer Kerndickenbereich
- UVB-Sperre: Wie sie den Yield der doppelseitigen Belichtung verbessert
- KB-6160A vs. KB-6160 vs. KB-6160C: Welche Standard-FR-4-Klasse passt
- Kerndickenbereich und Aufbau von Single-Lamination-Boards
- Anwendungen in LED-Treibern, Netzteilen und industrieller Steuerung
- Fertigungsvorteile für die Zweilagenproduktion
- Wann der Wechsel zu multilayerfähigen Materialien nötig wird
- So bestellen Sie KB-6160A-PCBs bei APTPCB
Warum die Fertigung doppelseitiger Leiterplatten von materialspezifischer Optimierung profitiert
Doppelseitige Leiterplatten stellen grundlegend andere Anforderungen an die Fertigung als Multilayer-Aufbauten. Bei Multilayern werden mehrere Kerne mit dünnen Prepreg-Lagen unter Hitze und Druck verpresst. Bei einer doppelseitigen Leiterplatte ist dagegen ein einzelner Kern mit definierter Dicke bereits das fertige Endprodukt, es gibt also keinen Laminationsschritt. Damit bestimmen die Materialeigenschaften des Kerns im Anlieferungszustand direkt den Produktionsertrag.
Die größte Herausforderung in der doppelseitigen Fertigung liegt in der Ausrichtung der Belichtung und in der Kontrolle der UV-Exposition. Wird das Leiterbild auf der Oberseite belichtet, darf das UV-Licht nicht durch den Kern dringen und den Fotolack auf der Unterseite vorbelichten. Standard-FR-4-Kerne, insbesondere unterhalb von 0,8 mm, können genügend UV-Energie durchlassen, um auf der Gegenseite Belichtungsartefakte zu erzeugen. Das führt zu Schaltungsfehlern, die Nacharbeit oder Ausschuss verursachen.
KB-6160A löst dieses Problem mit einer Harzformulierung, die die in der Belichtung verwendeten UVB-Wellenlängen blockiert. Dadurch entfallen lichtblockierende Zwischenlagen zwischen den Panels während der Stapelbelichtung, der Imaging-Prozess wird einfacher und der Yield dünner doppelseitiger Leiterplatten steigt unmittelbar.
Technische Daten von KB-6160A und verfügbarer Kerndickenbereich
Thermische und allgemeine Eigenschaften
| Eigenschaft | KB-6160A (geschätzt) | Prüfverfahren |
|---|---|---|
| Glasübergangstemperatur (Tg, DSC) | ~130°C | IPC-TM-650 2.4.25 |
| Zersetzungstemperatur (Td) | ~300°C | IPC-TM-650 2.4.24.6 |
| Z-Achsen-CTE (α1, unterhalb Tg) | ~65 ppm/°C | TMA |
| Z-Achsen-CTE (50–260°C) | ~4.5% | TMA |
| Feuchtigkeitsaufnahme | ≤0.35% | IPC-TM-650 2.6.2.1 |
| Entflammbarkeit | V-0 | UL 94 |
| IPC Slash Sheet | IPC-4101D/21 | — |
| UL-Datei | E123995 | — |
| Kerndickenbereich | 0.4–3.2 mm | — |
| UV-Sperreigenschaft | Ja (UVB) | — |
Elektrische Eigenschaften
| Eigenschaft | KB-6160A (geschätzt) | Prüfverfahren |
|---|---|---|
| Dk bei 1 MHz | ~4.5 | IPC-TM-650 2.5.5.9 |
| Dk bei 1 GHz | ~4.3 | IPC-TM-650 2.5.5.9 |
| Df bei 1 MHz | ~0.018 | IPC-TM-650 2.5.5.9 |
| Df bei 1 GHz | ~0.020 | IPC-TM-650 2.5.5.9 |
| CTI | ≥175V | IEC 60112 |
Mechanische Eigenschaften
| Eigenschaft | KB-6160A (geschätzt) | Prüfverfahren |
|---|---|---|
| Schälfestigkeit (nach Float bei 288°C) | ≥1.05 N/mm | IPC-TM-650 2.4.8 |
| Biegefestigkeit (MD) | ~520 N/mm² | IPC-TM-650 2.4.4 |
Hinweis zur Datensicherheit: Die Werte für KB-6160A sind aus der IPC-4101D/21-Klassifizierung abgeleitet. Der entscheidende Unterschied zu KB-6160 liegt in der UVB-blockierenden Harzformulierung und in der Mindestkerndicke von 0,4 mm statt 0,05 mm. Für konkrete Dicken- und Kupferoptionen sollte Kingboard direkt kontaktiert werden.
UVB-Sperre: Wie sie den Yield der doppelseitigen Belichtung verbessert
In der Fertigung doppelseitiger Leiterplatten werden beide Seiten eines kupferkaschierten Kerns mit Fotolack beschichtet, und jede Seite muss separat belichtet werden. Die Schwierigkeit entsteht dadurch, dass Standard-FR-4 für die in Belichtungsanlagen verwendeten UVB-Wellenlängen von 300 bis 400 nm teilweise durchlässig ist.
Das Problem ohne UV-Sperre: Wird Seite A belichtet, kann die UV-Energie durch Kerne mit 0,4 bis 0,8 mm Dicke dringen und den Fotolack auf Seite B teilweise mitbelichten. Dieses Print-through erzeugt Geisterbilder und verursacht Schaltungsfehler, insbesondere bei Fine-Pitch-Designs nahe der Auflösungsgrenze.
Die klassische Gegenmaßnahme: Leiterplattenhersteller verwenden schwarzes Zwischenlagenpapier oder opake Rückplatten während der Belichtung. Das schafft jedoch zusätzliche Handhabungsschritte, erhöht die Zykluszeit um 10 bis 15 % und bringt ein zusätzliches Kontaminationsrisiko mit sich. Bei Kernen unter 0,6 mm verhindert selbst diese Maßnahme Print-through nicht immer vollständig.
Die Lösung mit KB-6160A: Ein UVB-absorbierender Zusatzstoff blockiert die kritischen Wellenlängen direkt im Material. Dadurch verschwindet Print-through unabhängig von der Kerndicke. Die direkte doppelseitige Belichtung ohne Zwischenlagen verkürzt die Imaging-Zeit und beseitigt eine Kontaminationsquelle, ohne elektrische, thermische oder mechanische Eigenschaften messbar zu verändern.
Besonders groß ist der Effekt in der Serienfertigung: Schon eine Yield-Verbesserung von 0,5 % über 100K Panels bedeutet 500 Panels weniger Ausschuss. Dieser Materialkostenvorteil übersteigt jeden möglichen Preisaufschlag von KB-6160A gegenüber KB-6150 deutlich.
KB-6160A vs. KB-6160 vs. KB-6160C: Welche Standard-FR-4-Klasse passt
| Eigenschaft | KB-6160A | KB-6160 (verifiziert) | KB-6160C |
|---|---|---|---|
| Tg (DSC) | ~130°C | 135°C ✓ | ~140°C |
| Td (TGA) | ~300°C | 305°C ✓ | ~310°C |
| Z-CTE (50–260°C) | ~4.5% | 4.3% ✓ | ~4.0% |
| Dk bei 1 GHz | ~4.3 | 4.25 ✓ | ~4.3 |
| IPC Slash Sheet | /21 | /21 ✓ | /24 |
| UV-Sperre | Ja | Nein | Nein |
| Minimale Kerndicke | 0.4 mm | 0.05 mm | — |
| Prepreg-System | Eingeschränkt | KB-6060 (vollständig) | KB-6060C |
| Bleifrei qualifiziert | Nein | Nein | Ja |
| Primäre Anwendung | Doppelseitig | Allgemeiner Multilayer | Bleifreier Multilayer |
| Kostenposition | ~1.0× | 1.0× | ~1.15× |
KB-6160A wählen, wenn: Sie Zweilagenleiterplatten bauen, besonders im Bereich 0,4 bis 1,0 mm, wo UV-Print-through den Yield beeinträchtigen kann. Das Material passt ideal zu volumenstarker doppelseitiger Fertigung mit normalen thermischen Anforderungen.
KB-6160 wählen, wenn: Sie Multilayer-PCBs mit vier oder mehr Lagen fertigen und das vollständige KB-6060-Prepreg-System mit charakterisierten Dk-/Df-Daten benötigen. Es ist die Standardwahl für allgemeine Anwendungen bei normalem Tg.
KB-6160C wählen, wenn: eine bleifreie Qualifizierung mit formalen T-260- und T-288-Spezifikationen gemäß IPC-4101 /24 erforderlich ist.
Kerndickenbereich und Aufbau von Single-Lamination-Boards
Der Kerndickenbereich von 0,4 bis 3,2 mm bei KB-6160A ist gezielt auf Single-Lamination-Boards ohne Pressvorgang ausgelegt. Das unterscheidet sich grundlegend von KB-6160, dessen Bereich bereits bei 0,05 mm beginnt, weil dieses Material für Innenlagenkerne in Multilayern vorgesehen ist, die später mit Prepreg laminiert werden.
Standard-Kerndicken von KB-6160A und typische Anwendungen:
| Kerndicke | Fertige Leiterplattendicke (mit Kupfer) | Typische Anwendung |
|---|---|---|
| 0.4 mm | ~0.5 mm | Dünne LED-Treiberboards, platzkritische Module |
| 0.6 mm | ~0.7 mm | Kompakte Netzteilsteuerungen, IoT-Sensorboards |
| 0.8 mm | ~0.9 mm | Standard-LED-Treiber, Relaisboards |
| 1.0 mm | ~1.1 mm | Kleine Motorsteuerungen, Interface-Boards |
| 1.2 mm | ~1.3 mm | HMI-Steuerungsboards, Stromverteilung |
| 1.6 mm | ~1.7 mm | Standard-Doppelseiter (am häufigsten) |
| 2.0 mm | ~2.1 mm | Leistungsboards mit dickem Kupfer, strukturtragende Boards |
| 3.2 mm | ~3.3 mm | Dicke Stromverteilung, Stecker-Backplanes |
Dass im Bereich von KB-6160A keine dünnen Kerne unter 0,4 mm vorkommen, ist beabsichtigt. Solche Dicken werden hauptsächlich als Innenlagen in Multilayern eingesetzt und fallen damit in den Anwendungsbereich von KB-6160. KB-6160A konzentriert sich auf Dicken, die für eigenständige Zweilagenleiterplatten benötigt werden.
Wichtige Einschränkung: Für KB-6160A gibt es kein passendes Prepreg-System. Es handelt sich um ein reines Kernmaterial. Wenn Ihr Design einen Multilayer-Aufbau mit vier oder mehr Lagen verlangt, müssen Sie KB-6160-Kerne mit KB-6060-Prepreg kombinieren oder eine andere Materialfamilie mit passendem Prepreg-System wählen.
Anwendungen in LED-Treibern, Netzteilen und industrieller Steuerung
LED-Beleuchtungstreiber: Das ist die größte Einzelanwendung für doppelseitige Leiterplatten. LED-Treiberschaltungen arbeiten meist bei moderaten Temperaturen unter 85°C Umgebungstemperatur und benötigen lediglich ein einfaches Zweilagenrouting für die Leistungstopologie. Besonders bei dünnen LED-Treiberboards von 0,4 bis 0,8 mm, die in kompakte Leuchtengehäuse passen müssen, zahlt sich die UVB-Sperre von KB-6160A aus.
Schaltnetzteile: Zweilagige Netzteilplatinen für Notebook-Ladegeräte, USB-C-PD-Adapter, Telefonladegeräte und industrielle Stromversorgungen. Die Standarddicke von 1,6 mm deckt die meisten Netzteildesigns ab und bietet ausreichend Kupferquerschnitt für die Stromtragfähigkeit.
Industrielle HMI-Panels: Steuerplatinen hinter Touchscreen-Displays. Diese Panels nutzen doppelseitige PCBs für Display-Schnittstellen, Taster- und LED-Schaltungen sowie Kommunikationsschnittstellen. Unsere Fähigkeiten für industrielle Leiterplatten decken den Einsatz von KB-6160A in industriellen Steuerungsanwendungen ab.
Motorsteuerungen: Einfache BLDC-Steuerungen für Lüfter, Pumpen und Kleingeräte. Der Zweilagenaufbau bietet ausreichend Platz für Gate-Treiber, Strommessung und Leistungsrouting. Bei leistungsstärkeren Motorsteuerungen mit 2 bis 3 oz Kupfer sorgen KB-6160A-Kerne mit 1,6 bis 2,0 mm für die nötige Steifigkeit des Substrats.
Automotive-Zubehörplatinen: Innenraumlichtsteuerungen, Fensterschaltermodule, Sitzheizungssteuerungen und andere sicherheitsunkritische Automotive-Anwendungen. Für Temperaturbereiche von -40°C bis +85°C im Innenraum bietet ein Tg von rund 130°C ausreichend Reserve. Für sicherheitskritische oder unter der Haube eingesetzte Anwendungen empfiehlt sich ein Wechsel zu KB-6167F mit Tg über 170°C.
Haushaltsgeräte-Steuerungen: Dazu zählen Waschmaschinensteuerungen, Display-Boards für Mikrowellen, HVAC-Thermostatplatinen und ähnliche Elektronik, bei der der Zweilagenaufbau Standard ist und die Produktionsmenge eine materialspezifische Optimierung rechtfertigt.
Fertigungsvorteile für die Zweilagenproduktion
Der Nutzen von KB-6160A geht über die UVB-Sperrfunktion hinaus und zeigt sich in der gesamten Optimierung für den Zweilagenprozess:
Vereinfachter Prozessablauf: Doppelseitige Leiterplatten überspringen den kompletten Multilayer-Laminationsprozess. Es gibt keine Innenlagenbelichtung, keine Oxidbehandlung, kein Prepreg-Lay-up und keinen Presszyklus. Der Ablauf führt direkt vom Kernmaterial zur Außenlagenbelichtung, zum Bohren, Galvanisieren und zur Endoberfläche. Das verkürzt die Lieferzeit und senkt die Fertigungskosten.
Bohrverhalten: Das ungefüllte, DICY-gehärtete Standardharz von KB-6160A lässt sich mit üblichen Hartmetallbohrern und Standardparametern sauber bearbeiten. Der Werkzeugverschleiß ist unter den Kingboard-Materialkategorien besonders niedrig, weil weder Füllstoffe noch hoch-Tg-Harze die Bearbeitung erschweren.
Galvanik-Kompatibilität: Standardprozesse für chemisches Kupfer und elektrolytische Kupferabscheidung können ohne Anpassung eingesetzt werden. Durchkontaktierungen auf doppelseitigen Leiterplatten benötigen nur einen einzigen Galvanikdurchlauf statt mehrerer Zyklen wie bei Multilayern mit Blind- oder Buried-Vias.
Oberflächenoptionen: Alle Standard-Finishes sind kompatibel: HASL mit und ohne Blei, ENIG, chemisch Silber, chemisch Zinn und OSP. In kostenkritischer Großserie bieten HASL oder OSP die niedrigsten Finish-Kosten.
Unser Fertigungsprozess ist auf volumenstarke doppelseitige Produktion mit automatisiertem Panel-Handling für KB-6160A optimiert.
Wann der Wechsel zu multilayerfähigen Materialien nötig wird
Die Stärke von KB-6160A liegt klar bei Zweilagenleiterplatten. Sobald die Designanforderungen darüber hinausgehen, muss die Materialwahl neu getroffen werden:
| Designanforderung | Warum KB-6160A nicht passt | Empfohlene Alternative |
|---|---|---|
| Multilayer mit 4+ Lagen | Kein verfügbares Prepreg-System | KB-6160 + KB-6060 Prepreg |
| Bleifrei qualifizierte Baugruppe | Keine T-260-/T-288-Spezifikation | KB-6160C |
| Betriebstemperatur >100°C | Tg ~130°C bietet zu wenig Reserve | KB-6165 (Tg 153°C) |
| Kontrollierte Impedanz ±5% | Dk nicht nach Glasstil charakterisiert | KB-6160 (charakterisierte Dk-Daten) |
| Halogenfrei-Anforderung | Keine halogenfreie Formulierung | KB-6165G |
| High-Speed-Signale >1 Gbps | Df ~0.020 mit zu hohen Verlusten | KB-6165GMD oder höher |
| Vias mit hohem Aspect Ratio | Z-CTE ~4.5% begrenzt die Zuverlässigkeit | KB-6165 oder KB-6167F |
Der Wechsel von KB-6160A zu multilayerfähigen Materialien ist nicht nur ein Material-Upgrade, sondern markiert eine neue Komplexitätsstufe im Design. Solange sich die Schaltung auf zwei Lagen routen lässt, ist KB-6160A das wirtschaftlichste Substrat. Sobald jedoch eine dritte Signallage erforderlich wird, muss das Materialsystem eine Prepreg-basierte Laminierung unterstützen.
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