PI-515G und PI-520G bilden die höchste thermische Leistungsklasse im Kingboard-Laminatportfolio. Trotz „PI“-Präfix (oft mit Polyimid assoziiert) teilen diese Materialien die halogenfreien IPC-4101E-/127-/128-/130-Klassen mit der HF-170-Familie und werden als Ultra-High-Tg-halogenfreie Laminate klassifiziert, nicht als klassische Polyimid-Substrate. PI-520G liefert verifiziert Tg 204°C (DSC), Td 412°C und Z-CTE nur 1,9% (50–260°C) — damit das thermisch leistungsfähigste Material im gesamten Kingboard-Programm.
Die entscheidende Positionierung: Wenn HF-170 (Tg 180°C) nicht ausreicht und klassisches Polyimid (Tg >250°C, 5–10× Kosten) überdimensioniert ist, schließen PI-515G und PI-520G die Lücke mit 200°C+-Tg-Leistung bei einem Bruchteil der Polyimidkosten, bei gleichzeitiger Halogenfrei-Konformität und Anti-CAF-Fähigkeit. Das prädestiniert sie für anspruchsvolle Server-, Backplane-, Wireless-Infrastruktur- und Automotive-Anwendungen, in denen jeder Grad thermischer Reserve zählt.
In diesem Leitfaden
- Positionierung von PI-515G und PI-520G im thermischen Leistungsbereich von Kingboard
- PI-520G verifizierte Datenblatt-Spezifikationen aus dem offiziellen Kingboard-PDF
- PI-515G geschätzte Spezifikationen und Vergleich mit PI-520G
- Analyse der thermischen Beständigkeit: warum Td 412°C und T-288 >60 min relevant sind
- PI-520G vs HF-170 vs KB-6167F: High-Tg-Materialvergleich
- Z-Achsen-CTE 1,9%: Einfluss auf Via-Zuverlässigkeit in High-Layer-Count-Boards
- Zielanwendungen: Server, Backplanes und Elektronik mit extremer Zuverlässigkeit
- Fertigungsaspekte für Ultra-High-Tg-Materialien
- So bestellen Sie PI-515G- und PI-520G-PCBs bei APTPCB
Positionierung von PI-515G und PI-520G im thermischen Leistungsbereich von Kingboard
Kingboards Tg-Hierarchie: KB-6150/6160 (132–135°C) → KB-6164 (140°C) → HF-140 (141°C) → KB-6165/6165F (153–157°C) → KB-6167F (175°C) → HF-170 (180°C) → PI-515G (~190°C geschätzt) → PI-520G (204°C). Die PI-Serie bietet damit das höchste Tg im gesamten Kingboard-Portfolio — 24°C über HF-170 und 29°C über KB-6167F.
PI-520G verifizierte Datenblatt-Spezifikationen aus dem offiziellen Kingboard-PDF
Alle Werte stammen aus dem offiziellen PI-520G-Datenblatt von Kingboard (kblaminates.com). Prüfkörperdicke: 1,6 mm (8×7628). IPC-4101E/127/128/130 ✓. UL: E115974 ✓
Thermische Eigenschaften
| Prüfpunkt | Prüfverfahren | Bedingung | Typischer Wert ✓ |
|---|---|---|---|
| Thermal Stress | 2.4.13.1 | Float 288°C, ungeätzt | ≥240 s |
| Glasübergang (Tg, DSC) | 2.4.25 | DSC | 204°C |
| Glasübergang (Tg, DMA) | 2.4.24.4 | DMA | 215°C |
| Z-Achsen-CTE Alpha 1 | 2.4.24 | TMA | 36 ppm/°C |
| Z-Achsen-CTE Alpha 2 | 2.4.24 | TMA | 210 ppm/°C |
| Z-Achsen-Ausdehnung (50–260°C) | 2.4.24 | TMA | 1.9% |
| X/Y CTE (40–125°C) | 2.4.24 | TMA | 12/15 ppm/°C |
| T-260 | 2.4.24.1 | TMA | >60 min |
| T-288 | 2.4.24.1 | TMA | >60 min |
| Td (5% Gewichtsverlust) | 2.4.24.6 | TGA | 412°C |
| Entflammbarkeit | UL94 | E-24/125 | V-0 |
Elektrische Eigenschaften
| Prüfpunkt | Prüfverfahren | Bedingung | Typischer Wert ✓ |
|---|---|---|---|
| Oberflächenwiderstand | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | 5.0×10⁸ MΩ |
| Volumenwiderstand | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | 6.2×10⁹ MΩ·cm |
| Durchschlagsfestigkeit | 2.5.6 | D-48/50+D-0.5/23 | ≥45 kV |
| Dk @1 GHz | IEC 61189-2-721 | geätzt, R/C 50% | 4.6 |
| Dk @10 GHz | IEC 61189-2-721 | geätzt, R/C 50% | 4.5 |
| Df @1 GHz | IEC 61189-2-721 | geätzt, R/C 50% | 0.011 |
| Df @10 GHz | IEC 61189-2-721 | geätzt, R/C 50% | 0.013 |
| CTI | IEC 60112 | geätzt, 0.1% NH₄Cl | ≥200V |
| Lichtbogenfestigkeit | 2.5.1 | D-48/50+D-0.5/23 | 124 s |
Mechanische Eigenschaften
| Prüfpunkt | Prüfverfahren | Bedingung | Typischer Wert ✓ |
|---|---|---|---|
| Schälfestigkeit (1 oz) | 2.4.8 | Float 288°C/10 s | 1.30 N/mm |
| Biegefestigkeit (MD) | 2.4.4 | — | 600 N/mm² |
| Biegefestigkeit (XD) | 2.4.4 | — | 530 N/mm² |
| Feuchtigkeitsaufnahme | 2.6.2.1 | D-24/23 | 0.10% |
Schlüsselfeatures (aus offiziellem Datenblatt)
- Halogenfrei: Kein Brom, Antimon oder roter Phosphor (IEC 61249-2-21)
- Anti-CAF-Fähigkeit: Hohe Beständigkeit gegen elektrochemische Migration
- UL-Datei: E115974 (abweichend von E123995 vieler anderer Kingboard-FR-4-Produkte)
PI-515G geschätzte Spezifikationen und Vergleich mit PI-520G
Ein offizielles PI-515G-Datenblatt-PDF wurde nicht unabhängig verifiziert. Die Werte sind aus Namenssystematik und PI-520G-Referenzdaten geschätzt:
| Eigenschaft | PI-515G (geschätzt) | PI-520G (verifiziert ✓) |
|---|---|---|
| Tg (DSC) | ~190°C | 204°C |
| Tg (DMA) | ~200°C | 215°C |
| Td (TGA) | ~400°C | 412°C |
| Z-CTE Alpha 1 | ~38 ppm/°C | 36 ppm/°C |
| Z-CTE (50–260°C) | ~2.1% | 1.9% |
| T-260 / T-288 | >60 min | >60 min |
| Dk @1 GHz | ~4.6 | 4.6 |
| Df @1 GHz | ~0.012 | 0.011 |
| Halogenfrei | Ja (geschätzt) | Ja ✓ |
| Anti-CAF | Ja (geschätzt) | Ja ✓ |
| Kosten vs KB-6167F | ~1.3–1.5× | ~1.5–2.0× |
Hinweis zur Datensicherheit: PI-515G-Werte sind Schätzungen. Für Produktionsqualifikation bitte offizielles Datenblatt bei Kingboard oder APTPCB anfordern.
Analyse der thermischen Beständigkeit: warum Td 412°C und T-288 >60 min relevant sind
PI-520G mit Td 412°C hebt sich im Kingboard-Portfolio deutlich ab:
| Material | Td (°C) ✓ | Reserve über 260°C | Reserve über 288°C |
|---|---|---|---|
| KB-6160 | 305 | 45°C | 17°C |
| KB-6165 | 339 | 79°C | 51°C |
| KB-6167F | 349 | 89°C | 61°C |
| HF-170 | 385 | 125°C | 97°C |
| PI-520G | 412 | 152°C | 124°C |
T-288 >60 min bedeutet, dass PI-520G kontinuierliche 288°C-Belastung über mehr als eine Stunde ohne Delamination übersteht. Für Boards mit mehreren BGA-Rework-Zyklen bei 288°C bietet PI-520G die größte thermische Sicherheitsreserve im Kingboard-Portfolio.
PI-520G vs HF-170 vs KB-6167F: High-Tg-Materialvergleich
| Eigenschaft | KB-6167F ✓ | HF-170 ✓ | PI-520G ✓ |
|---|---|---|---|
| Tg (DSC) | 175°C | 180°C | 204°C |
| Tg (DMA) | — | 190°C | 215°C |
| Td (TGA) | 349°C | 385°C | 412°C |
| Z-CTE (50–260°C) | 2.6% | 2.2% | 1.9% |
| Z-CTE Alpha 1 | 40 ppm/°C | 45 ppm/°C | 36 ppm/°C |
| T-288 | >35 min | >60 min | >60 min |
| Dk @1 GHz | 4.6 | 4.6 | 4.6 |
| Df @1 GHz | 0.016 | 0.011 | 0.011 |
| Anti-CAF | Ja | Ja | Ja |
| Halogenfrei | Nein | Ja | Ja |
| UL-Datei | E123995 | E115974 ✓ | E115974 |
PI-520G und HF-170 teilen dieselben IPC-Slash-Sheets (/127/128/130), dieselbe Dk/Df-Charakteristik und dieselben Halogenfrei-/Anti-CAF-Features. PI-520G kann als verstärkte HF-170-Variante betrachtet werden — mit 24°C höherem Tg und 27°C höherem Td.
Z-Achsen-CTE 1,9%: Einfluss auf Via-Zuverlässigkeit in High-Layer-Count-Boards
Der Z-CTE-Wert 1,9% (50–260°C) ist der niedrigste in Kingboards halogenfreier Produktpalette. Bei High-Layer-Count-Boards (16+ Lagen) mit dicken Stackups (>3,0 mm) ist Via-Barrel-Fatigue der dominante Ausfallmechanismus im Temperaturzyklus.
Via-Spannungsvergleich für ein 3,2-mm-Board im 260°C-Reflow:
| Material | Z-CTE 50-260°C | Z-Ausdehnung (3,2 mm) | Relative Spannung |
|---|---|---|---|
| KB-6167F | 2.6% | 83 µm | 1.37× |
| HF-170 | 2.2% | 70 µm | 1.16× |
| PI-520G | 1.9% | 61 µm | 1.00× |
Die Reduktion um 22 µm gegenüber KB-6167F führt direkt zu längerer Via-Ermüdungslebensdauer — besonders wichtig bei Produkten mit 15–20 Jahren Feldlebensdauer.
Zielanwendungen: Server, Backplanes und Elektronik mit extremer Zuverlässigkeit
High-End-Server: Next-Gen-Serverboards mit hoher Lagenzahl (20+), hoher Via-Dichte und Halogenfrei-Anforderung, bei denen HF-170-Reserve nicht mehr ausreicht.
Backplanes: Komplexe Backplanes für Telekom-Switches, Data-Center-Router und Storage-Systeme mit geforderter 20+ Jahre Zuverlässigkeit bei kontinuierlicher thermischer Belastung.
Wireless-Kommunikationsinfrastruktur: Basisstationen und Netzwerktechnik mit verpflichtender Telecom-Grade Halogenfrei-Konformität.
Automotive-Elektronik (Hochvolt): EV-Power-Management, BMS und ADAS-Rechenmodule mit Betriebstemperaturen nahe 150°C. Automotive-PCB-Kompetenz umfasst PI-520G-Verarbeitung.
Industrielle Steuerungssysteme: Prozesssteuerungen, Motorantriebe und Leistungselektronik in erhöhten Umgebungstemperaturen.
Defense und Aerospace: Kein klassisches MIL-Spec-Polyimid (Tg >250°C DSC), aber mit 204°C Tg und hoher thermischer Ausdauer für viele militärische Anwendungen mit Halogenfrei-Vorgabe geeignet.
Fertigungsaspekte für Ultra-High-Tg-Materialien
Das Ultra-High-Tg-Niveau von PI-520G erfordert angepasste Laminationsparameter. Typisch sind Cure-Temperaturen >200°C (gegenüber >190°C bei KB-6167F). Für genaue Prozessparameter sollte der PP-PI520G-Processing-Guide von Kingboard oder APTPCB genutzt werden.
Bohren: Das dichte Harzsystem kann den Bohrerverschleiß erhöhen. Reduzierte Hit-Counts sowie optimierte Vorschub-/Drehzahlparameter sind empfohlen.
Kupferhaftung: Schälfestigkeit 1,30 N/mm (Float 288°C) erfüllt IPC-Anforderungen, liegt aber unter Standard-FR-4 (KB-6160: 1,75 N/mm). Kupfergeometrien sollten entsprechend robust ausgelegt werden.
Feuchteempfindlichkeit: Wasseraufnahme 0,10% ist sehr gut. Vorbacken vor Laminierung wird bei Material außerhalb der Lagerfrist empfohlen.
Alle gängigen Oberflächenfinishs sind kompatibel. Für maximale Zuverlässigkeit bei High-Layer-Count wird häufig ENIG bevorzugt.
So bestellen Sie PI-515G- und PI-520G-PCBs bei APTPCB
Übermitteln Sie Ihre Design-Dateien mit klarer Materialangabe PI-515G oder PI-520G. Unser Engineering-Team bewertet thermische Umgebung, Lagenzahl und Halogenfrei-Anforderungen zur Eignungsprüfung und empfiehlt bei Bedarf HF-170, wenn PI-520G wirtschaftlich nicht erforderlich ist. Für komplette Fertigung und Bestückung bieten wir integrierte Angebote inklusive Qualitätsdokumentation mit Halogenfrei-Nachweisen.