KB-6165F ist Kingboards gefüllte Variante der KB-6165-Mid-Tg-Plattform. Durch die Zugabe anorganischer Füllstoffe in das phenolisch gehärtete Epoxidharz werden Z-Achsen-Ausdehnung reduziert, Harzfluss während der Laminierung stabilisiert und die Dimensionsstabilität verbessert — drei Eigenschaften, die ab Lagenzahlen über 8 zunehmend kritisch werden. Mit typischem Tg 157°C, Td 346°C und T-288 über 30 Minuten erfüllt KB-6165F IPC-4101E/99 mit deutlicher Reserve, bei weiterhin deutlich geringeren Materialkosten als High-Tg-Alternativen.
KB-6165F zählt weltweit zu den meistverwendeten Mid-Tg-Laminaten. Die Kombination aus Bleifrei-Kompatibilität, Anti-CAF-Fähigkeit und wettbewerbsfähiger Preisstruktur durch Kingboards Fertigungsskala macht es zur Standardwahl für kostenoptimierte Multilayer-Fertigung oberhalb von Standard-FR-4.
In diesem Leitfaden
- Materialsystem und Aufbau
- Vollständige Datenblatt-Spezifikationen
- Vertiefung thermische Zuverlässigkeit
- Elektrische Eigenschaften und Impedanzdesign
- KB-6065F-Prepreg-Daten
- Laminationsprozess-Parameter
- KB-6165F vs. KB-6165 Vergleich
- Application Engineering
- Industrie-Äquivalente
- Start mit APTPCB
KB-6165F-Materialsystem: Wie anorganische Füllstoffe die Zuverlässigkeit verbessern
KB-6165F verwendet ein nicht-DICY- (phenolisch) gehärtetes Epoxidharz mit anorganischen Füllstoffen und E-Glas-Verstärkung. Die nicht-DICY-Härtung vermeidet Feuchte- und Stickstoff-Ausgasung, die bei dicyandiamidbasierten Systemen unter höheren Temperaturen auftreten kann — ein Vorteil bei bleifreiem Reflow mit 245–260°C Peak.
Die Füllstoffzugabe erfüllt drei Funktionen: Sie begrenzt den Z-Achsen-CTE durch low-CTE-Partikel im Harz, reduziert den Harzfluss während der Laminierung für gleichmäßigere Dielektrikdicken und verbessert die Glas-Harz-Grenzflächenfestigkeit für bessere Anti-CAF-Leistung.
KB-6165F ist unter UL-Datei E123995 gelistet und erfüllt IPC-4101E /99. Das zugehörige Prepreg heißt KB-6065F.
Verifizierte KB-6165F-Datenblatt-Spezifikationen aus dem offiziellen Kingboard-PDF
Alle Daten aus dem offiziellen KB-6165F-Datenblatt. Prüfkörperdicke für typische Werte: 1,6 mm (8×7628-Aufbau).
Thermische Eigenschaften
| Prüfpunkt | Prüfverfahren | Bedingung | Spezifikation (IPC-4101E/99) | Typisch |
|---|---|---|---|---|
| Thermal Stress | 2.4.13.1 | Float 288°C, ungeätzt | ≥10 s | >240 s |
| Glasübergang (Tg) | 2.4.25 | E-2/105, DSC | ≥150°C | 157°C |
| Z-Achsen-CTE Alpha 1 (unter Tg) | 2.4.24 | TMA | ≤60 ppm/°C | 40 ppm/°C |
| Z-Achsen-CTE Alpha 2 (über Tg) | 2.4.24 | TMA | ≤300 ppm/°C | 230 ppm/°C |
| Z-Achsen-Ausdehnung (50–260°C) | 2.4.24 | TMA | ≤3.5% | 3.0% |
| 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 | >30 min |
| Td (5% Gewichtsverlust) | 2.4.24.6 | TGA | ≥325°C | 346°C |
| Entflammbarkeit | UL94 | E-24/23 | V-0 | V-0 |
Elektrische Eigenschaften
| Prüfpunkt | Prüfverfahren | Bedingung | Spezifikation | Typisch |
|---|---|---|---|---|
| Oberflächenwiderstand | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | ≥10⁴ MΩ | 2.6×10⁸ MΩ |
| Volumenwiderstand | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | ≥10⁶ MΩ·cm | 3.4×10⁹ MΩ·cm |
| Durchschlagsfestigkeit | 2.5.6 | D-48/50+D0.5/23 | ≥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 | 0.015 |
| Df @ 1 GHz | 2.5.5.2 | geätzt, R/C 50% | — | 0.016 |
| CTI | IEC 60112 | — | — | >175V |
| Lichtbogenfestigkeit | 2.5.1 | D-48/50+D-0.5/23 | ≥60 s | 127 s |
Mechanische Eigenschaften
| Prüfpunkt | Prüfverfahren | Bedingung | Spezifikation | Typisch |
|---|---|---|---|---|
| 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 | 1.5 N/mm |
| Schälfestigkeit (1 oz) | 2.4.8 | Nach Prozesslösung | ≥0.80 N/mm | 1.1 N/mm |
| Biegefestigkeit (MD) | 2.4.4 | — | ≥415 N/mm² | 540 N/mm² |
| Biegefestigkeit (XD) | 2.4.4 | — | ≥345 N/mm² | 480 N/mm² |
| Feuchtigkeitsaufnahme | 2.6.2.1 | D-24/23 | ≤0.5% | 0.10% |
Analyse der thermischen Zuverlässigkeit: T-260 >60 min und Z-CTE 3,0%
Die wesentliche Differenz von KB-6165F gegenüber Standard-FR-4 und ungefüllten Mid-Tg-Materialien liegt in der kumulativen Thermik-Performance. T-260 >60 Minuten ist besonders relevant für komplexe Baugruppen mit mehreren Lötzyklen. Ein typisches doppelseitiges SMT-Board sieht zwei Reflow-Durchläufe (Top/Bottom), ggf. Selektivlöten und Rework — jeweils nahe 260°C.
Mit T-260 >60 min bietet KB-6165F für Standardprozesse sehr hohe Reserve. Selbst Boards mit 10+ Reflow-Durchläufen (z. B. sequentielle Montage mehrerer Sub-Baugruppen) bleiben in der Regel im sicheren Bereich.
Das Zusammenspiel aus Tg und Z-Achsen-CTE ist entscheidend. Unterhalb Tg (157°C) liegt Z-CTE bei 40 ppm/°C, oberhalb steigt er auf 230 ppm/°C (nahezu Faktor 6). Daher ist die Gesamt-Z-Ausdehnung von 3,0% (50–260°C) der kritischste Wert für Via-Zuverlässigkeit.
Elektrische Eigenschaften und Impedanzdesign mit gefüllten Harzsystemen
KB-6165F mit Dk 4,6 @1 GHz und Df 0,016 @1 GHz ist elektrisch nahezu identisch zu KB-6167F. Für viele Impedanzberechnungen und SI-Simulationen können beide mit sehr ähnlichen Parametern betrachtet werden.
Für ein typisches 50Ω-Single-Ended-Microstrip auf 4 mil Dielektrikum (2116-Prepreg, Dk 4,5) liegt die Leiterbahnbreite ungefähr bei 7,2 mil. Für 100Ω-Differentialpaare mit 5 mil Abstand liegt sie bei etwa 4,5 mil. Unsere Impedanz-/Stackup-Tools nutzen prepreg-spezifische Dk-Werte aus der folgenden Tabelle.
KB-6065F-Prepreg-Daten nach Glasstil bei 1 GHz
| Glasstil | R/C (%) | Dk @ 1 GHz (±0.2) | Df @ 1 GHz (±10%) | Gepresste Dicke (mil) |
|---|---|---|---|---|
| 1037 | 74±2 | 4.0 | 0.017 | 2.0±0.30 |
| 1037 | 76±2 | 4.0 | 0.017 | 2.1±0.30 |
| 106 | 70±2 | 4.1 | 0.017 | 1.9±0.30 |
| 106 | 73±2 | 4.0 | 0.017 | 2.2±0.40 |
| 106 | 75±2 | 3.9 | 0.018 | 2.3±0.40 |
| 1080 | 62±2 | 4.3 | 0.016 | 2.8±0.30 |
| 1080 | 65±2 | 4.2 | 0.017 | 3.1±0.40 |
| 1080 | 68±2 | 4.2 | 0.017 | 3.4±0.40 |
| 2116 | 52±2 | 4.5 | 0.016 | 4.6±0.40 |
| 2116 | 55±2 | 4.5 | 0.016 | 5.0±0.40 |
| 2116 | 58±2 | 4.4 | 0.016 | 5.4±0.50 |
| 3313 | 52±2 | 4.5 | 0.015 | 3.5±0.30 |
| 3313 | 55±2 | 4.4 | 0.015 | 3.8±0.30 |
| 3313 | 58±2 | 4.4 | 0.016 | 4.2±0.40 |
| 7628 | 43±2 | 4.7 | 0.015 | 7.3±0.40 |
| 7628 | 45±2 | 4.6 | 0.015 | 7.7±0.50 |
| 7628 | 48±2 | 4.6 | 0.016 | 8.3±0.50 |
Diese Daten stammen direkt aus dem offiziellen Kingboard-Datenblatt. Toleranzen von ±0,2 (Dk) und ±10% (Df) sollten in Worst-Case-Impedanzberechnungen berücksichtigt werden.
Laminationsprozess-Parameter und Fertigungsrichtlinien
Empfohlener Presszyklus für KB-6065F-Prepreg:
- Aufheizrate: 1,5–2,5°C/min (80°C–140°C)
- Aushärtetemperatur: >180°C (niedriger als KB-6167F mit >190°C)
- Aushärtezeit: >60 min auf Aushärtetemperatur
- Aushärtedruck: 350±50 PSI (Vakuum-Hydraulikpresse)
Bei APTPCB nutzt unsere Multilayer-Fertigung dedizierte Pressprogramme für KB-6165F, validiert per Microsection-Analyse und Schälfestigkeitsprüfung. Vollvakuum während des Zyklus verhindert Voids — besonders wichtig bei dünnen Prepreg-Stilen wie 1037/106.
Bohrhinweise: Durch die Füllstoffbeladung ist KB-6165F abrasiver als ungefülltes KB-6165. Entry- und Backup-Material sollten darauf abgestimmt sein. Typische Hit-Counts pro Bohrer liegen 15–20% unter ungefüllten Materialien. Für HDI-Microvias sind UV-/CO₂-Laserprozesse von Füllstoffen deutlich weniger betroffen.
KB-6165F vs. KB-6165 (ungefüllt): detaillierter Vergleich
| Eigenschaft | KB-6165F (gefüllt) | KB-6165 (ungefüllt) | Bedeutung |
|---|---|---|---|
| Tg (DSC typisch) | 157°C | 153°C | Geringer Unterschied |
| Td (TGA typisch) | 346°C | 335°C | Bessere thermische Reserve |
| T-260 (typisch) | >60 min | 50 min | Höhere Ausdauer |
| T-288 (typisch) | >30 min | 23 min | Deutlich besser |
| Z-CTE Alpha 1 | 40 ppm/°C | 55 ppm/°C | 27% niedriger, relevant |
| Z-CTE 50–260°C | 3.0% | 3.1% | Moderate Verbesserung |
| Dk @ 1 GHz | 4.6 | 4.5 | Leicht höher durch Füllstoffe |
| Df @ 1 GHz | 0.016 | 0.016 | Gleich |
| Feuchtigkeitsaufnahme | 0.10% | 0.30% | 67% niedriger |
| IPC Slash Sheet | /99 | /124 | Unterschiedliche Normbasis |
| Bohrerstandzeit | Niedriger (15–20%) | Standard | Kosten-Trade-off |
Die größte Verbesserung liegt bei Alpha-1-Z-CTE: 40 statt 55 ppm/°C. Unterhalb Tg — also im typischen Betrieb — reduziert diese 27%-Senkung die per-Zyklus-Dehnung und verbessert die Langzeitzuverlässigkeit deutlich.
Application Engineering: Telekom-Infrastruktur und Industrieanlagen
Hohe Lagenzahlen (10–20 Lagen): Kontrollierter Harzfluss sorgt für gleichmäßige Dielektrikdicke und hilft, Impedanzen auch auf 16-Lagen-Aufbauten in ±7% zu halten. Innerlayer-Registration profitiert von der besseren Maßstabilität.
Fine-Pitch-BGA und µBGA-Substrate: Via-in-Pad mit Resin-Plugging und Planarisierung benötigt konsistente Füllqualität. Die gefüllte Harzchemie liefert hier stabilere Ergebnisse.
Automotive-Body-Elektronik: Klima-/Lichtsteuerungen und Infotainment-Boards bis 105°C Umgebung. APTPCB Automotive-Services unterstützen KB-6165F mit vollständiger Material-Rückverfolgbarkeit.
Telekom und Networking: Switch-/Router-Boards für Telekom-Infrastruktur mit 10+ Jahren Service-Anforderungen und Bleifrei-Standardprozessen.
Industrie-Cross-Reference: KB-6165F vs. Shengyi S1000-2M und Isola IS415
| Parameter | KB-6165F | Shengyi S1000H | ITEQ IT-158 | Isola IS415 |
|---|---|---|---|---|
| Tg (DSC) | 157°C | 150°C | 150°C | 150°C |
| Dk @ 1 GHz | 4.6 | 4.4 | 4.4 | 4.4 |
| Df @ 1 GHz | 0.016 | 0.016 | 0.016 | 0.013 |
| Z-CTE (50–260°C) | 3.0% | 2.8% | 2.8% | 3.0% |
| IPC Slash Sheet | /99 | /99 | /99 | /99 |
APTPCB verarbeitet alle gängigen Marken und gibt im DFM-Review Äquivalenzempfehlungen. Bei kostenkritischen Projekten prüfen wir verfügbare Inventare markenübergreifend.
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