KB-6160F und KB-6160LC stehen für zwei unterschiedliche Wege, die Standardplattform KB-6160 für bleifreie Baugruppen zu verbessern, wobei jede Variante andere Ausfallmechanismen adressiert. KB-6160F ergänzt anorganische Füllstoffe, um den Z-Achsen-CTE zu senken und die Bohrgenauigkeit zu verbessern. KB-6160LC und die bleifrei erweiterte Version KB-6160LC(C) verfolgen dagegen einen anderen Ansatz mit einer gezielt modifizierten Harzformulierung zur Reduktion der Z-Richtungsausdehnung. Beide Materialien behalten die Kosteneffizienz der Standard-Tg-Plattform bei und schließen zugleich die Zuverlässigkeitslücken, die Standard-KB-6160 bei bleifreier Assembly offenlässt.
Für Produktionsingenieure lautet die Kernfrage bei der Bewertung dieser Materialien: Werden die Vorteile eines gefüllten Materials gebraucht, also bessere Dimensionsstabilität und geringerer Drill Wander, oder geht es ausschließlich um geringere thermische Ausdehnung? Und ist der moderate Mehrpreis gerechtfertigt, oder sollte stattdessen direkt auf das leistungsfähigere KB-6164 umgestellt werden?
In diesem Leitfaden
- Die Variantenfamilie auf Basis von KB-6160 verstehen
- Technische Daten von KB-6160F: Was Füllstoffe verändern
- Spezifikationen von KB-6160LC und KB-6160LC(C)
- Wie anorganische Füllstoffe die PCB-Zuverlässigkeit verbessern
- KB-6160F vs. KB-6160LC vs. KB-6164: Welche Variante passt
- Prepreg-Kompatibilität und Stackup-Aspekte
- Fertigungsunterschiede gegenüber Standard-KB-6160
- Zielanwendungen für jede Variante
- Kostenvergleich und Volumenpreis-Aspekte
- Bestellung bei APTPCB
Die gefüllte Variantenfamilie von KB-6160 verstehen: KB-6160F, KB-6160LC und KB-6160LC(C)
Die KB-6160-Familie von Kingboard umfasst fünf Varianten, die alle auf derselben Standard-Tg-DICY/Phenol-Epoxidplattform basieren. Jede Version ist jedoch auf ein anderes Verhältnis von Kosten, thermischer Zuverlässigkeit und mechanischen Eigenschaften optimiert:
| Variante | Zentrale Modifikation | Hauptnutzen |
|---|---|---|
| KB-6160 | Basismaterial, ungefüllt, DICY | Niedrigste Kosten |
| KB-6160A | UVB-blockierend, für Doppelseiter optimiert | Doppelseitige Leiterplattenfertigung |
| KB-6160C | Höhere thermische Belastbarkeit | Bleifrei kompatibel |
| KB-6160F | Anorganische Füllstoffe zugesetzt | Niedrigerer CTE, besseres Bohren |
| KB-6160LC / LC(C) | Harz mit niedrigem CTE | Minimale Z-Achsenausdehnung |
Die Benennung folgt dem üblichen Kingboard-System: „F“ steht für filled, „LC“ für low CTE, „C“ für bleifrei-kompatibel. Kombinationen wie „LC(C)“ kennzeichnen folglich low CTE mit zusätzlicher Bleifrei-Optimierung. Dieses klare System hilft Entwicklern, genau die Eigenschaften auszuwählen, die sie wirklich brauchen, ohne für überflüssige Leistung zu bezahlen.
Technische Daten von KB-6160F: Was Füllstoffe verändern
Die Werte für KB-6160F sind auf Basis des bei Kingboard erkennbaren Füllstoffmusters aus verifizierten Datenblättern für KB-6164 und KB-6165F geschätzt. Für Produktionsfreigaben sollten die offiziellen Datenblattwerte von KB-6160F jedoch direkt mit Kingboard bestätigt werden.
| Eigenschaft | KB-6160 (verifiziert ✓) | KB-6160F (geschätzt) | Änderung |
|---|---|---|---|
| Tg (DSC) | 135°C | ~135°C | Keine Änderung |
| Td (TGA) | 305°C | ~310°C | +5°C |
| Z-CTE Alpha 1 | 60 ppm/°C | ~50 ppm/°C | -17% |
| Z-CTE 50–260°C | 4.3% | ~3.8% | -12% |
| Dk bei 1 GHz | 4.25 | ~4.4 | +4% |
| Df bei 1 GHz | 0.018 | ~0.017 | -6% |
| Feuchtigkeitsaufnahme | 0.19% | ~0.12% | -37% |
| Standzeit Bohrwerkzeug | Basiswert | 10–15% geringer | Abrasiver Füllstoff |
Die Zugabe anorganischer Füllstoffe bewirkt drei wesentliche Eigenschaftsänderungen. Erstens sinkt der Z-Achsen-CTE, weil die Partikel mit niedrigem CTE die Harzausdehnung mechanisch begrenzen. Zweitens steigt die Dielektrizitätskonstante leicht an, weil typische Füllstoffe wie Silika oder Aluminiumoxid höhere Dk-Werte haben als reines Epoxidharz. Drittens sinkt die Feuchtigkeitsaufnahme, weil hydrophiles Harzvolumen durch Partikel ersetzt wird.
Der Nachteil liegt im höheren Bohrerverschleiß. Anorganische Partikel sind härter als Epoxidharz und beschleunigen den Abtrag an Hartmetallwerkzeugen. In der Großserienfertigung führt das zu 10–15% häufigeren Bohrerwechseln und zu leicht erhöhten Bohrkosten pro Loch.
Spezifikationen von KB-6160LC und KB-6160LC(C)
KB-6160LC reduziert den CTE auf anderem Weg. Statt Füllstoffe einzusetzen, wird die Harzchemie selbst so angepasst, dass die thermische Ausdehnung von Grund auf geringer ausfällt. KB-6160LC(C) erweitert dieses Konzept zusätzlich um eine bessere Eignung für bleifreie Assembly, ähnlich wie KB-6160C Standard-KB-6160 erweitert.
| Eigenschaft | KB-6160LC (geschätzt) | KB-6160LC(C) (geschätzt) |
|---|---|---|
| Tg (DSC) | ~135°C | ~135°C |
| Td (TGA) | ~305°C | ~310°C |
| Z-CTE Alpha 1 | ~50 ppm/°C | ~50 ppm/°C |
| Z-CTE 50–260°C | ~3.8% | ~3.8% |
| T-260 | Nicht garantiert | >10 min |
| T-288 | Nicht garantiert | >5 min |
| Anti-CAF | Nein | Nein |
| Dk bei 1 GHz | ~4.3 | ~4.3 |
| Gefüllt | Nein | Nein |
Der wesentliche Unterschied zwischen KB-6160F als gefülltem Material und KB-6160LC als ungefülltem Low-CTE-Material ist damit klar: KB-6160F senkt den CTE durch mechanische Begrenzung mittels Füllstoff, KB-6160LC durch veränderte Harzchemie. Praktisch bedeutet das, dass KB-6160LC die normale Bohrerstandzeit beibehält und ein etwas niedrigeres Dk hat, während KB-6160F einen kleinen Vorteil bei Dimensionsstabilität und potenziell geringerer Feuchtigkeitsaufnahme bietet.
Da beide Varianten ähnliche Z-CTE-Ziele von rund 3,8% erreichen, entscheidet in der Praxis oft die Nebenanforderung: KB-6160F eignet sich eher, wenn Bohrqualität und Dimensionsstabilität im Vordergrund stehen; KB-6160LC ist attraktiver, wenn das Dk möglichst niedrig bleiben soll.
Wie anorganische Füllstoffe die PCB-Zuverlässigkeit verbessern
Die Rolle anorganischer Füllstoffe erklärt, warum gefüllte Materialien wie KB-6160F, KB-6164, KB-6165F und KB-6167F in hochzuverlässigen Anwendungen so verbreitet sind.
Typischerweise werden anorganische Partikel, meist Silika mit Partikelgrößen von 1 bis 5 µm, im Epoxidharz verteilt. Diese Partikel haben einen etwa zehnfach geringeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als ausgehärtetes Epoxidharz. Während Silika etwa 0,5 ppm/°C aufweist, liegt gehärtetes Epoxidharz bei ungefähr 50–60 ppm/°C. Beim Erwärmen begrenzen die starren Partikel die Ausdehnung des umgebenden Harzes, wodurch der gesamte CTE sinkt.
Die Vorteile gehen über die CTE-Senkung hinaus. Füllstoffe verbessern die Dimensionsstabilität während Ätzen und Lamination, weil sie den Harzfluss in der Ebene einschränken. Sie verringern Harzrückzug während des Desmear-Prozesses, was zu saubereren Via-Wänden führt. Außerdem reduzieren sie die feuchtigkeitsbedingte Ausdehnung und damit Warpage, die durch Feuchtegradienten ausgelöst wird.
Allerdings macht genau diese Härte die Füllstoffe auch abrasiv gegenüber Bohrern. Produktionsingenieure müssen daher die Zuverlässigkeitsvorteile gefüllter Materialien gegen höhere Bohrkosten abwägen. Bei Designs mit weniger als 10.000 Bohrtreffern pro Panel ist der Kosteneffekt gering. Bei sehr hohen Lochzahlen von mehr als 50.000 Treffern pro Panel kann der Bohrkostenanteil jedoch relevant werden.
KB-6160F vs. KB-6160LC vs. KB-6164: Welche Variante passt
| Kriterium | KB-6160F | KB-6160LC(C) | KB-6164 ✓ |
|---|---|---|---|
| Z-CTE 50–260°C | ~3.8% | ~3.8% | 3.5% |
| T-260 | Begrenzt | >10 min | >60 min |
| Anti-CAF | Nein | Nein | Ja |
| Dk bei 1 GHz | ~4.4 | ~4.3 | 4.6 |
| Gefüllt | Ja | Nein | Ja |
| Einfluss auf Bohrwerkzeuge | +10–15% Verschleiß | Kein Zusatzverschleiß | +10–15% Verschleiß |
| Aushärtungschemie | DICY/Phenolic | DICY | Phenolic |
| Kosten vs. KB-6160 | ~1.05× | ~1.05× | ~1.10× |
✓ = aus offiziellem Kingboard-Datenblatt verifiziert
Unsere Empfehlung: In den meisten Fällen ist KB-6164 die bessere Wahl. Für ungefähr 5% Mehrkosten gegenüber KB-6160F oder KB-6160LC(C) bietet KB-6164 deutlich bessere T-260-Werte, Anti-CAF-Fähigkeit, niedrigeren Z-CTE und ein vollständiges Prepreg-System mit verifizierten Dk-/Df-Daten.
KB-6160F und KB-6160LC bleiben dort relevant, wo bestehende Freigaben explizit bestimmte Materialnummern verlangen oder wo das konkrete KB-6160-Prepreg-System für die Stackup-Kompatibilität beibehalten werden muss. Für neue Entwicklungen sollte KB-6164 als Standardmaterial für bleifreie Standard-Tg-Anwendungen ernsthaft in Betracht gezogen werden.
Prepreg-Kompatibilität und Stackup-Aspekte
KB-6160F verwendet das Prepreg-System KB-6060F, also die gefüllte Variante von KB-6060. KB-6160LC nutzt dagegen das Standard-Prepreg KB-6060 oder je nach Stackup-Anforderung eine Low-CTE-Variante.
Bei impedanzkontrollierten Designs ist beim Wechsel von ungefülltem KB-6060 auf gefülltes KB-6060F vor allem der höhere Dk-Wert relevant. Gefüllte Prepregs liegen typischerweise um 0,1 bis 0,3 Dk-Punkte über den ungefüllten Vergleichstypen bei gleichem Harzgehalt und gleicher Glasgewebeklasse. Leiterbahnbreiten, die für ungefülltes KB-6060 ausgelegt wurden, führen auf KB-6060F daher zu leicht veränderten Impedanzen und müssen neu berechnet werden.
Wenn ein bestehendes KB-6160-Design auf KB-6160F migriert werden soll, sollte beim PCB-Fertiger ein aktualisiertes Impedanzmodell mit den Dk-Werten des KB-6060F-Prepregs angefordert werden. Ein Impedanzversatz von 5–7% ist typisch und kann je nach Spezifikation eine Anpassung der Leiterbahnbreite erforderlich machen.
Für KB-6160LC gelten die Standarddaten des KB-6060-Prepregs direkt, da die Low-CTE-Modifikation im Laminatharz und nicht im Prepreg selbst liegt.
Fertigungsunterschiede gegenüber Standard-KB-6160
Fertigungshinweise für KB-6160F:
Die Laminationsparameter liegen nahe bei Standard-KB-6160: Aufheizrate 1,0–2,5°C/min, Aushärtezeit über 45 min bei mehr als 175°C, Druck 25±5 kgf/cm², also ungefähr 350 PSI. Das Füllstoffsystem verändert das Laminationsfenster nicht grundlegend.
Beim Bohren ist stärker auf Werkzeugverschleiß zu achten. Empfehlenswert sind automatische Bohrerqualitätskontrollen oder um 10–15% reduzierte Hit-Limits gegenüber den Baselines für ungefüllte Materialien. Auch sollten Back-up-Boards verwendet werden, die für gefüllte Materialien ausgelegt sind. Entry-Boards mit Aluminiumfolie helfen dabei, Oberseiten-Gratbildung zu verringern.
Die Desmear-Behandlung kann längere Permanganat-Zyklen benötigen, um gefüllte Harzreste vollständig aus den Via-Wänden zu entfernen. Standard-Permanganat mit 15–20 g/L KMnO₄ für 8–12 min ist meist ausreichend, sollte aber an Erstmuster-Panels validiert werden.
Fertigungshinweise für KB-6160LC:
Die Verarbeitung ist praktisch identisch mit Standard-KB-6160. Anpassungen am Bohren sind nicht nötig, und die Laminationsparameter folgen dem bekannten KB-6160-Profil. Die Low-CTE-Harzmodifikation bleibt für den Fertigungsprozess weitgehend transparent.
Zielanwendungen: Consumer Electronics, Telecom und Industrie-PCBs
KB-6160F eignet sich besonders für:
- Leiterplatten mit hoher Via-Zahl über 20.000 Löchern pro Panel, bei denen die CTE-Reduktion den Mehraufwand beim Bohren rechtfertigt
- Designs mit besseren Anforderungen an Maßhaltigkeit und Feinausrichtung
- Multi-up-Panels, bei denen Panel-zu-Panel-Konsistenz kritisch ist
- Anwendungen mit bestehenden Freigaben für gefüllte Standard-Tg-Materialien
KB-6160LC(C) eignet sich besonders für:
- Designs, die niedrigen CTE wollen, ohne den Bohrerverschleiß gefüllter Materialien zu akzeptieren
- Anwendungen, deren Impedanzdesign auf KB-6060-Prepreg-Daten basiert und keinen Dk-Shift durch gefülltes Prepreg toleriert
- Upgrade-Pfade von KB-6160 oder KB-6160C mit möglichst geringer Prozessänderung
- Lochzahl-intensive Designs, bei denen Bohrkosten ein echter Budgetfaktor sind
Beide Varianten passen zu folgenden Einsatzfeldern:
- Consumer Electronics: PCB-Assembly für Smartphones, Tablets, Wearables und IoT-Geräte
- Netzwerktechnik: Router, Switches und Wireless Access Points
- LED-Beleuchtung: Treiberboards und Netzteilmodule
- Allgemeine Industrie: Mess-, Steuer- und Datenerfassungsboards
Kostenvergleich und Volumenpreis-Aspekte
| Material | Kostenindex | Bleifrei | Z-CTE | Anti-CAF | Optimal für |
|---|---|---|---|---|---|
| KB-6160 | 1.00× | Nein | 4.3% | Nein | Niedrigste Kosten, nicht bleifrei |
| KB-6160C | 1.05× | Ja | 4.3% | Nein | Günstigste bleifreie Option |
| KB-6160F | ~1.05× | Begrenzt | ~3.8% | Nein | CTE + Bohrqualität |
| KB-6160LC(C) | ~1.05× | Ja | ~3.8% | Nein | Niedriger CTE ohne Füllstoff |
| KB-6164 | ~1.10× | Ja | 3.5% | Ja | Bestes Gesamtpaket |
Im Produktionsmaßstab sind die Rohmaterialkostenunterschiede zwischen KB-6160F, KB-6160LC(C) und KB-6164 gering und liegen bei typischen 18"×24"-Panels meist unter 3 US-Dollar. In die Gesamtkostenbewertung sollten jedoch auch Bohrkosten, Yield-Effekte und Feldausfallkosten einfließen.
Für neue Produkte ohne Altfreigaben empfiehlt APTPCB, KB-6164 als Standardmaterial für bleifreie Standard-Tg-Anwendungen zu setzen. Der Aufpreis ist gering, der Zugewinn an Zuverlässigkeit aber deutlich.
So bestellen Sie KB-6160F- und KB-6160LC-PCBs bei APTPCB
APTPCB unterstützt alle Varianten der KB-6160-Familie, einschließlich KB-6160F und KB-6160LC(C). Unser Engineering-Team bewertet Ihre konkreten Designanforderungen und empfiehlt die passende Materialvariante unter Berücksichtigung von Lagenzahl, Via-Dichte, Assembly-Profil und Budget.
Laden Sie Ihre Designdaten hoch, um ein umfassendes DFM-Review und ein materialspezifisches Angebot zu erhalten. Bei bestehenden Designs auf Basis von KB-6160 oder KB-6160C, die von einem Material-Upgrade profitieren könnten, liefern wir den Variantenvergleich ohne zusätzliche Kosten.