KB-6167F steht an der Spitze von Kingboards konventioneller FR-4-Hierarchie. Das Material basiert auf einem multifunktionalen, phenolisch gehärteten Harzsystem mit anorganischen Füllstoffen und liefert typischerweise Tg 175°C (DSC), eine Zersetzungstemperatur von 349°C sowie T-288 über 35 Minuten — deutlich oberhalb der Mindestanforderungen von IPC-4101E/126. Wenn Automotive-ECUs, Enterprise-Server oder komplexe Multilayer ein Substrat brauchen, das nicht zum Zuverlässigkeitsengpass wird, ist KB-6167F die bevorzugte Wahl.
Das Material wurde von führenden OEMs in Automotive, Telekommunikation und Computing qualifiziert. Die Kombination aus hoher thermischer Belastbarkeit, geringer Z-Achsen-Ausdehnung, Anti-CAF-Fähigkeit und standardnaher FR-4-Prozessierbarkeit macht es zu einem der weltweit vertrauenswürdigsten High-Tg-Laminate.
In diesem Leitfaden
- Materialtechnologie und Harzsystem
- Vollständige Datenblatt-Spezifikationen
- Analyse der thermischen Leistung
- Elektrische Eigenschaften
- KB-6067F-Prepreg-System
- Fertigungs- und Prozessrichtlinien
- Anwendungsbereiche
- Industrie-Cross-Reference und Alternativen
- Qualität und Zertifizierung
KB-6167F-Materialtechnologie: phenolisch gehärtetes, gefülltes Harz für maximale thermische Performance
KB-6167F verwendet ein multifunktionales, phenolisch gehärtetes Epoxidharzsystem — grundlegend anders als die DICY- (Dicyandiamid-)Härtung in Standard-FR-4 wie KB-6160. Die phenolische Härtung erzeugt ein thermisch stabileres, stärker vernetztes Polymernetzwerk, das bei hohen Temperaturen weder Feuchtigkeit noch Stickstoff freisetzt. Deshalb kann KB-6167F 288°C über mehr als 35 Minuten ohne Delamination überstehen.
Anorganische Füllstoffe werden dem Harz zugesetzt, um die thermische Z-Achsen-Ausdehnung zu reduzieren, die Dimensionsstabilität während der Laminierung zu verbessern und den Harzfluss in komplexen Multilayer-Aufbauten zu kontrollieren. Diese Füllstoffe senken die CTE-Werte, erhöhen jedoch den Bohrerverschleiß — ein Trade-off, der mit passenden Werkzeugparametern gut beherrschbar ist.
Das Harzsystem ist außerdem auf Anti-CAF (Conductive Anodic Filament) ausgelegt. CAF ist ein elektrochemischer Ausfallmechanismus, bei dem leitfähige Kupferfilamente entlang der Glasfaser/Harz-Grenzfläche unter Spannungs- und Feuchtebelastung wachsen. KB-6167F erreicht eine CAF-Beständigkeit von über 1000 Stunden bei 85°C/85%RH unter 50V DC-Bias und ist damit für Fine-Pitch-Designs in feuchten Umgebungen geeignet.
KB-6167F ist unter UL-Datei E123995 gelistet und erfüllt IPC-4101E, Slash Sheet /126.
KB-6167F verifizierte Datenblatt-Spezifikationen aus dem offiziellen Kingboard-PDF
Die folgenden Daten stammen aus dem offiziellen Produktdatenblatt von Kingboard. Prüfkörperdicke für typische Werte: 1,6 mm (8×7628-Aufbau).
Thermische Eigenschaften
| Prüfpunkt | Prüfverfahren (IPC-TM-650) | Bedingung | Spezifikation (IPC-4101E/126) | 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 | ≥170°C | 175°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 | ≤3.0% | 2.6% |
| 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 | ≥15 min | >35 min |
| Td (5% Gewichtsverlust) | 2.4.24.6 | TGA | >340°C | 349°C |
| Entflammbarkeit | UL94 | E-24/23 | V-0 | V-0 |
Elektrische Eigenschaften
| Prüfpunkt | Prüfverfahren | Bedingung | Spezifikation | Typischer Wert |
|---|---|---|---|---|
| Oberflächenwiderstand | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | ≥10⁴ MΩ | 2×10⁸ MΩ |
| Volumenwiderstand | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | ≥10⁶ MΩ·cm | 6.5×10⁹ MΩ·cm |
| Durchschlagsfestigkeit | 2.5.6 | D-48/50+D0.5/23 | ≥40 kV | ≥45 kV |
| Dielektrizitätskonstante (Dk) @ 1 MHz | 2.5.5.2 | geätzt, R/C 50% | ≤5.4 | 4.8 |
| Dielektrizitätskonstante (Dk) @ 1 GHz | 2.5.5.2 | geätzt, R/C 50% | — | 4.6 |
| Verlustfaktor (Df) @ 1 MHz | 2.5.5.2 | geätzt, R/C 50% | ≤0.035 | 0.015 |
| Verlustfaktor (Df) @ 1 GHz | 2.5.5.2 | geätzt, R/C 50% | — | 0.016 |
| CTI (Comparative Tracking Index) | IEC 60112 | — | — | >175V |
| Lichtbogenfestigkeit | 2.5.1 | D-48/50+D-0.5/23 | ≥60 s | 129 s |
Mechanische Eigenschaften
| Prüfpunkt | Prüfverfahren | Bedingung | Spezifikation | Typischer Wert |
|---|---|---|---|---|
| Schälfestigkeit (1 oz) | 2.4.8 | 125°C | ≥0.70 N/mm | 1.2 N/mm |
| Schälfestigkeit (1 oz) | 2.4.8 | Float 288°C/10 s | ≥1.05 N/mm | 1.3 N/mm |
| Schälfestigkeit (1 oz) | 2.4.8 | Nach Prozesslösung | ≥0.80 N/mm | 1.1 N/mm |
| Biegefestigkeit (Längsrichtung) | 2.4.4 | — | ≥415 N/mm² | 540 N/mm² |
| Biegefestigkeit (Querrichtung) | 2.4.4 | — | ≥345 N/mm² | 480 N/mm² |
| Feuchtigkeitsaufnahme | 2.6.2.1 | D-24/23 | ≤0.5% | 0.09% |
Analyse der thermischen Leistung: T-260 >60 min und Z-CTE 2,6% verifiziert
Die thermischen Daten von KB-6167F liegen deutlich über den IPC-4101E/126-Mindestwerten. Der typische T-288-Wert von >35 Minuten ist mehr als doppelt so hoch wie die geforderten ≥15 Minuten und bietet große Reserven für komplexe Montageabläufe mit mehreren Reflow-Durchläufen, Selektivlöten und Rework.
Besonders relevant ist die Z-Achsen-Ausdehnung von 2,6% im Bereich 50°C bis 260°C: Dieser Gesamtwert umfasst den Übergang über Tg bei 175°C, bei dem der CTE von Alpha 1 (40 ppm/°C) auf Alpha 2 (230 ppm/°C) ansteigt. Bei einer 1,6-mm-Platine entspricht das rund 42 µm Gesamtbewegung in Z-Richtung während Reflow — ein zentraler Parameter für die Berechnung der Via-Barrel-Belastung.
Im Vergleich zu Mid-Tg-Alternativen: KB-6165 (ungefüllt, Tg 153°C) zeigt im gleichen Bereich 3,1% Z-Ausdehnung. KB-6167F reduziert die Via-Belastung damit um etwa 16%. Bei einer 16-Lagen-Platine mit 2,0 mm Gesamtdicke bedeutet das rund 10 µm weniger Z-Bewegung pro Reflow-Zyklus — kumulativ oft der Unterschied zwischen Viarissen nach 500 Zyklen oder stabiler Funktion über 2.000+.
Die X/Y-CTE-Werte von 12/15 ppm/°C (40–125°C) liegen nahe bei Kupferfolie (17 ppm/°C). Das reduziert In-Plane-Spannungen zwischen Kupfer und Laminat im Temperaturzyklus und senkt das Risiko für Innenlagen-Risse und Pad-Cratering in Fine-Pitch-BGA-Designs.
Elektrische Eigenschaften: Dk 4,6 und Df 0,016 bei 1 GHz
Die dielektrischen Eigenschaften von KB-6167F entsprechen einem leistungsfähigen Standard-High-Tg-FR-4. Mit Dk 4,6 bei 1 GHz und Df 0,016 bei 1 GHz ist das Material für Impedanzdesigns bis ungefähr 3 GHz gut geeignet. Für die praktische Impedanzberechnung hängt der reale Dk jedoch vom Harzanteil des jeweils eingesetzten Glasstils ab.
Für signalintegritätskritische Designs oberhalb 5 GHz — etwa PCIe Gen 5 (16 GT/s pro Lane) oder 10G-Ethernet — führt Df 0,016 zu messbarer Einfügedämpfung. In solchen Fällen empfiehlt sich ein hybrider Aufbau mit KB-6167GLD (Df ~0,006 bei 1 GHz) oder KB-6167GMD (Df ~0,010 bei 1 GHz) als Prepreg auf High-Speed-Lagen, während KB-6167F-Kerne für Power- und Ground-Lagen genutzt werden. So bleibt die thermische Zuverlässigkeit von KB-6167F erhalten und die elektrische Performance wird dort verbessert, wo sie zählt.
Die sehr geringe Feuchtigkeitsaufnahme von 0,09% (typisch, gegenüber 0,5% Spezifikation) stabilisiert Dk und Df auch bei wechselnder Luftfeuchte — wichtig für Outdoor-Telekom-Hardware und Automotive-Anwendungen mit nicht perfekter Abdichtung.
KB-6067F-Prepreg-System: vollständige Dk/Df-Daten nach Glasstil
KB-6167F-Laminate werden im Multilayer-Aufbau mit KB-6067F-Prepreg kombiniert. Die Prepreg-Dk- und Df-Werte bei 1 GHz variieren nach Glasstil und Harzanteil:
| Glasstil | Harzanteil (%) | Dk @ 1 GHz (±0.2) | Df @ 1 GHz (±10%) | Gepresste Dicke (mil) |
|---|---|---|---|---|
| 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 | 53±2 | 4.5 | 0.016 | 4.7±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 |
| 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 |
Für die Impedanzsimulation sollte immer der Dk-Wert des gewählten Glasstils und Harzgehalts verwendet werden — nicht pauschal der Laminat-Dk 4,6, der auf einem konkreten 8×7628-Aufbau basiert. Unser Stackup-Design-Service nutzt diese prepreg-spezifischen Werte für genaue Impedanzmodelle.
Die Prepreg-Lagerung erfordert max. 50%RH und max. 23°C für 90 Tage Haltbarkeit oder Kühlung bei max. 5°C für 180 Tage. Vor der Verwendung muss das Material mindestens 4 Stunden auf Raumtemperatur akklimatisieren.
Anforderungen an den Fertigungsprozess und High-Tg-Laminationsparameter
Kingboards empfohlener Laminationsprozess für KB-6067F-Prepreg:
- Aufheizrate: 1,5–2,5°C/min von 80°C bis 140°C
- Aushärtetemperatur: >190°C (höher als bei Mid-Tg-Materialien mit >180°C)
- Aushärtezeit: >60 Minuten auf Aushärtetemperatur
- Aushärtedruck: 350±50 PSI (Vakuum-Hydraulikpresse)
Die erhöhte Aushärtetemperatur von >190°C (gegenüber >180°C bei KB-6165F) resultiert aus dem höher-Tg-Harzsystem, das mehr Energie für vollständige Vernetzung benötigt. Unvollständige Aushärtung reduziert Tg-, Td- und Thermal-Endurance-Werte — daher ist ein korrektes Laminationsprofil entscheidend, um die Datenblattleistung zu erreichen.
Bei APTPCB folgen unsere Laminationsprozesse den Kingboard-Vorgaben und werden zusätzlich per SPC überwacht. Die Temperaturgleichmäßigkeit über die Pressfläche wird auf ±3°C verifiziert, um gleichmäßige Aushärtung über die gesamte Nutzfläche sicherzustellen.
Bohren: Das anorganische Füllstoffsystem erhöht den Bohrerverschleiß gegenüber ungefülltem FR-4 wie KB-6165 um ca. 15–20%. Mit Hartmetallwerkzeugen, geeignetem Entry/Backup und angepassten Parametern bleibt die Lochqualität stabil. Bei Microvias ist Laserbohren von Füllstoffen weitgehend unbeeinflusst und liefert sauberere Via-Barrels.
Kupferfolie: KB-6167F ist mit HTE- (Standard ED) und RTF- (Reverse Treated) Folie von 1/3 oz bis 6 oz verfügbar. Für Hochfrequenzanwendungen sollten RTF- oder VLP-Folien spezifiziert werden, um Leiterverluste zu reduzieren.
Panelgrößen: Standardformate sind 37"×49", 41"×49", 43"×49", 74"×49", 82"×49" und 86"×49". Der Kerndickenbereich liegt bei 0,05–3,20 mm.
Zielanwendungen: Server-, Automotive-, Telekom- und Aerospace-PCBs
Kingboard nennt als Hauptanwendungen Server, Instrumentierung, Consumer-Elektronik und Automotive-Elektronik. Praktisch wird das Material in einem breiteren Spektrum anspruchsvoller Designs eingesetzt:
Automotive-Elektronik: Motorsteuergeräte (ECU), Batterie-Management-Systeme (BMS) für EVs, Powertrain-Controller und ADAS-Rechenboards. Diese Anwendungen fordern -40°C bis +125°C und 1.000+ Thermoschock-Zyklen gemäß AEC-Q100 und ähnlichen Standards. Mit Tg 175°C, T-288 >35 min und Z-CTE 2,6% bietet KB-6167F deutliche Reserve. APTPCBs Automotive-PCB-Fertigung unterstützt PPAP-Dokumentation und vollständige Materialrückverfolgbarkeit.
Enterprise-Server und Rechenzentren: Motherboards, RAID-Controller und Switch-Fabric-Boards mit 12–20+ Lagen und erwarteter Lebensdauer von 10+ Jahren. Die geringe Feuchtigkeitsaufnahme (0,09%) stabilisiert Dk in Rechenzentrumsumgebungen mit wechselnder Luftfeuchte. Unsere Multilayer-Fertigung verarbeitet KB-6167F bis zu 30+ Lagen.
Telekommunikationsinfrastruktur: Base-Station-Controller, optische Transportmodule und Carrier-Switches in Outdoor-Schränken mit großen Temperaturschwankungen. Unsere Telecom-PCB-Kompetenz umfasst kontrollierte Impedanz und Backdrilling auf KB-6167F.
Industrie-Steuerungen: PLCs, Motorantriebe und Leistungselektronik in Fabrikumgebungen mit 60–85°C Umgebungstemperatur. Die Biegefestigkeit von 540 N/mm² hilft, Verzug unter schweren Bauteillasten zu vermeiden.
High-Layer-Count-Designs: Bei Platinen mit mehr als 12 Lagen stellt das hohe Tg von KB-6167F sicher, dass auch sequentielle Laminationen deutlich innerhalb der thermischen Grenze bleiben. Die Innenlagen-Registriergenauigkeit profitiert von der hohen Dimensionsstabilität des gefüllten Harzsystems über mehrere Presszyklen.
Industrie-Cross-Reference: KB-6167F vs Isola 370HR, Shengyi S1000-2 und ITEQ IT-180A
| Parameter | KB-6167F | Shengyi S1000-2 | Isola 370HR | ITEQ IT-180A | TUC TU-768 |
|---|---|---|---|---|---|
| Tg (DSC) | 175°C | 175°C | 180°C | 175°C | 175°C |
| Td (TGA) | 349°C | 345°C | 340°C | 350°C | 345°C |
| Dk @ 1 GHz | 4.6 | 4.4 | 4.4 | 4.4 | 4.5 |
| Df @ 1 GHz | 0.016 | 0.015 | 0.016 | 0.015 | 0.014 |
| Z-CTE (50–260°C) | 2.6% | 2.8% | 2.7% | 2.8% | 2.5% |
| T-288 (min) | >35 | >15 | 15 | >15 | >30 |
| IPC Slash Sheet | /126 | /126 | /121/130 | /126 | /126 |
Der Wettbewerbsvorteil von KB-6167F liegt stark im Preis: Als weltweit größter CCL-Hersteller kann Kingboard KB-6167F günstiger anbieten als viele kleinere Anbieter vergleichbarer Materialien. Dk 4,6 liegt leicht über manchen Alternativen. Für Impedanzdesigns mit KB-6167F muss deshalb konsequent mit materialgenauem Dk gerechnet werden, nicht mit generischen FR-4-Werten.
Eine Cross-Qualifizierung zwischen diesen Materialien ist üblich, sofern Dk-Differenzen in der Impedanzrechnung berücksichtigt werden. APTPCB verarbeitet alle wichtigen Laminatmarken auf unseren Fertigungslinien mit material-spezifischen Pressprofilen.
Innerhalb von Kingboard: Wann KB-6167F statt Alternativen wählen
| Szenario | Empfohlenes Material | Begründung |
|---|---|---|
| Standard-Multilayer, ≤8 Lagen, Raumtemperatur | KB-6165 | Niedrigere Kosten, Tg 153°C ausreichend |
| Nur Bleifrei-Anforderung, geringe thermische Last | KB-6164 | Niedrigere Kosten, bleifrei ausreichend |
| Automotive / raue Umgebung | KB-6167F | Höchste thermische FR-4-Zuverlässigkeit |
| Signalgeschwindigkeit >5 Gbps + High-Tg | KB-6167GMD oder KB-6167GLD | Niedrigeres Df für bessere SI |
| Extreme Temperaturzyklen, Aerospace | KB-6168LE | Noch geringerer Z-CTE |
| Dauerbetrieb >150°C | PI-515G oder PI-520G | Polyimid-Klasse erforderlich |
Qualitätszertifizierung, IPC-Konformität und Bestellung bei APTPCB
KB-6167F wird in Kingboards nach ISO 9001, ISO 14001 und IATF 16949 zertifizierten Qualitätssystemen gefertigt. Die UL-Anerkennung unter E123995 deckt den gesamten Dicken- und Kupfergewichtsbereich ab. REACH-Konformitätsberichte werden von Kingboard regelmäßig aktualisiert.
Bei APTPCB ergänzt unser Qualitätsmanagementsystem diese Basis durch Wareneingangsprüfung, First-Article-Microsection, In-Process-Impedanztests sowie elektrische Endprüfung (Flying Probe oder Fixture) für jeden Serienauftrag. Für Automotive-Projekte liefern wir PPAP Level 3 inklusive Materialzertifikaten, Prozessfähigkeitsnachweisen und Zuverlässigkeitstestdaten.
Senden Sie Ihre Design-Dateien inkl. Stackup-Anforderungen für eine kostenlose DFM-Prüfung mit Materialvalidierung und Impedanzsimulation. Für One-Stop PCB-Fertigung und -Bestückung kalkulieren wir beide Leistungen mit optimierten Lieferzeiten — typischerweise innerhalb von 24 Stunden.