KB-6165 مرکز عملکرد خط تولید FR-4 شرکت Kingboard محسوب می‌شود. این ماده با سیستم رزین اپوکسی پخت‌شده با فنولیک، بدون DICY و بدون فیلر، همراه با قابلیت مقاومت در برابر CAF، دارای Tg معمولی 153°C، Td برابر 348°C و انبساط محور Z برابر 3.1% (50–260°C) است و الزامات استاندارد IPC-4101B/124 را برآورده می‌کند. این ماده یکی از پرکاربردترین لمینیت‌های Tg متوسط در سطح جهان است؛ همان ماده‌ای که اکثر طراحان PCB هنگام مشخص کردن عبارت «FR-4 با Tg متوسط» در نظر دارند.
KB-6165 یک خانواده بسیار گسترده از انواع مواد را پوشش می‌دهد؛ از گرید پایه بدون فیلر که در این مقاله بررسی می‌شود تا نسخه‌های دارای فیلر (KB-6165F)، بدون هالوژن (KB-6165G) و کم‌اتلاف (KB-6165GMD). شناخت عملکرد واقعی ماده پایه برای انتخاب نسخه مناسب جهت کاربرد موردنظر ضروری است.
در این راهنما
- فناوری مواد KB-6165: رزین پخت‌شده فنولیک بدون DICY
- مشخصات تأییدشده دیتاشیت رسمی PDF
- قابلیت اطمینان حرارتی: T-260، T-288 و حاشیه اطمینان بدون سرب
- خواص الکتریکی و طراحی امپدانس در 1 GHz
- خانواده KB-6165: هفت نسخه و ارتباط آن‌ها با یکدیگر
- فرآیند تولید و پارامترهای لمینیشن
- کاربردهای هدف: مخابرات، صنعتی، خودرویی، پزشکی
- مقایسه صنعتی با S1000H و IT-158
- نحوه سفارش PCBهای KB-6165 از APTPCB
فناوری مواد KB-6165: رزین پخت‌شده فنولیک بدون DICY با مقاومت ضد CAF
KB-6165 از یک سیستم رزین اپوکسی پخت‌شده فنولیک غیر DICY (بدون دی‌سیان‌دی‌آمید) استفاده می‌کند که با پارچه شیشه‌ای E-glass تقویت شده است. پخت غیر DICY اهمیت زیادی دارد؛ زیرا عوامل پخت سنتی DICY در دماهای بالا تجزیه شده و رطوبت و گاز نیتروژن آزاد می‌کنند که می‌تواند هنگام ریفلو بدون سرب باعث تاول‌زدگی و لایه‌لایه شدن شود. مکانیزم پخت فنولیک این محصولات جانبی را به‌طور کامل حذف کرده و در نتیجه پروفایل حرارتی تمیزتری در چندین مرحله مونتاژ ایجاد می‌کند.
سیستم رزین این ماده بدون فیلر است؛ یعنی هیچ ذره فیلر معدنی به آن اضافه نشده است. این ویژگی باعث می‌شود ثابت دی‌الکتریک آن کمی پایین‌تر از نسخه‌های دارای فیلر (KB-6165F) باشد و عمر استاندارد ابزارهای سوراخ‌کاری حفظ شود، اما در مقابل CTE محور Z آن نسبت به نسخه دارای فیلر کمی بیشتر است.
KB-6165 به‌طور مشخص با قابلیت مقاومت ضد CAF (رشته آندی رسانا) طراحی شده و تحت شرایط 85°C/85% RH با بایاس 50V DC دارای رتبه حداقل 1000 ساعت است. این حالت خرابی الکتروشیمیایی با کاهش گام قطعات به کمتر از 0.5 mm اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.
مشخصات تأییدشده دیتاشیت KB-6165 از PDF رسمی Kingboard
تمام مقادیر از دیتاشیت رسمی محصول KB-6165 شرکت Kingboard استخراج شده‌اند. ضخامت نمونه آزمایش: 1.6 mm (ساختار 8×7628).
خواص حرارتی و عمومی
| مورد آزمون | روش آزمون (IPC-TM-650) | شرایط | مشخصه (IPC-4101B/124) | مقدار معمول |
|---|---|---|---|---|
| تنش حرارتی | 2.4.13.1 | Float 288°C، بدون اچ | ≥10 sec | 60 sec |
| دمای انتقال شیشه‌ای (Tg) | 2.4.25 | E-2/105، DSC | ≥150°C | 153°C |
| CTE محور Z آلفا 1 (زیر Tg) | 2.4.24 | TMA | ≤60 ppm/°C | 55 ppm/°C |
| CTE محور Z آلفا 2 (بالای Tg) | 2.4.24 | TMA | ≤300 ppm/°C | 287 ppm/°C |
| انبساط محور Z (50–260°C) | 2.4.24 | TMA | ≤3.5% | 3.1% |
| T-260 | 2.4.24.1 | TMA | ≥30 min | 50 min |
| T-288 | 2.4.24.1 | TMA | ≥5 min | 23 min |
| Td (کاهش وزن 5%) | 2.4.24.6 | TGA | ≥325°C | 348°C |
| مقاومت CAF | — | 85°C/85%RH، 50V DC | ≥1000 h | 1000 h |
| اشتعال‌پذیری | UL94 | E-24/23 | V-0 | V-0 |
خواص الکتریکی
| مورد آزمون | روش آزمون | شرایط | مشخصه | مقدار معمول |
|---|---|---|---|---|
| مقاومت سطحی | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | ≥1.0×10⁴ MΩ | 1.0×10⁷ MΩ |
| مقاومت حجمی | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | ≥1.0×10⁶ MΩ·cm | 1.0×10⁹ MΩ·cm |
| شکست دی‌الکتریک | 2.5.6 | D-48/50+D0.5/23 | ≥40 kV | 48 kV |
| ثابت دی‌الکتریک (Dk) @ 1 MHz | 2.5.5.2 | اچ‌شده | ≤5.4 | 4.5 |
| ضریب اتلاف (Df) @ 1 MHz | 2.5.5.2 | اچ‌شده | ≤0.035 | 0.018 |
| مقاومت قوس | 2.5.1 | D-48/50+D0.5/23 | ≥60 sec | 125 sec |
خواص مکانیکی
| مورد آزمون | روش آزمون | شرایط | مشخصه | مقدار معمول |
|---|---|---|---|---|
| استحکام کنده‌شدن مس (1 oz) | 2.4.8 | 125°C | ≥0.70 N/mm | 1.35 N/mm |
| استحکام کنده‌شدن مس (1 oz) | 2.4.8 | Float 288°C/10 sec | ≥1.05 N/mm | 1.42 N/mm |
| استحکام خمشی (جهت تار) | 2.4.4 | — | ≥415 N/mm² | 560 N/mm² |
| استحکام خمشی (جهت پود) | 2.4.4 | — | ≥345 N/mm² | 430 N/mm² |
| جذب رطوبت | 2.6.2.1 | D-24/23 | ≤0.35% (حداقل 0.51mm) / ≤0.80% (حداکثر 0.51mm) | 0.16% / 0.30% |
دسترسی لمینیت
- رنگ پایه: زرد
- ضخامت: 0.05 mm–3.2 mm
- پوشش مس: 18 µm (½ oz)، 35 µm (1 oz)، 70 µm (2 oz)، 105 µm (3 oz)
- ابعاد استاندارد پنل: 37"×49" (940×1245mm)، 41"×49" (1042×1245mm)، 43"×49" (1093×1245mm)
تحلیل قابلیت اطمینان حرارتی: T-260، T-288 و حاشیه‌های ریفلو بدون سرب
مقدار T-260 برابر 50 دقیقه و T-288 برابر 23 دقیقه، اعداد کلیدی برای مهندسان فرآیند مونتاژ هستند. برای یک پروفایل معمولی SMT بدون سرب با پیک دمایی 250°C به مدت 60–90 ثانیه، مقدار T-260 برابر 50 دقیقه تقریباً حاشیه اطمینان 30 برابری نسبت به یک مرحله ریفلو منفرد ایجاد می‌کند. حتی با SMT دوطرفه (2 مرحله)، لحیم‌کاری موجی انتخابی و تعمیرات مجدد، KB-6165 برای اکثر سناریوهای مونتاژ تجاری بودجه حرارتی کافی ارائه می‌دهد.
با این حال، مقدار T-288 برابر 23 دقیقه برای مونتاژهای پیچیده نیازمند بررسی دقیق است. هر مرحله ریفلو با پیک 260°C تقریباً 30–45 ثانیه بالاتر از 288°C ایجاد می‌کند. برای بردهایی که به 5+ مرحله ریفلو یا تعمیرات طولانی در دمای بالا نیاز دارند، زمان تجمعی بالاتر از 288°C باید در مقابل بودجه 23 دقیقه‌ای کنترل شود. اگر فرآیند شما به این حد نزدیک می‌شود، ارتقا به KB-6167F (با T-288 معمولی بیش از 35 دقیقه) حاشیه اطمینان بیشتری فراهم می‌کند.
انبساط محور Z برابر 3.1% (50–260°C) تفاوت اصلی KB-6165 با گزینه‌های دارای فیلر است. در یک برد 1.6 mm، مقدار 3.1% تقریباً معادل 50 µm حرکت کلی محور Z است. برای مقایسه، KB-6165F (دارای فیلر) مقدار 3.0% و KB-6167F مقدار 2.6% را ارائه می‌دهد. بهبود 16 درصدی از KB-6165 به KB-6167F مستقیماً باعث افزایش عمر سیکل حرارتی ویا می‌شود؛ معمولاً 30–50% سیکل حرارتی بیشتر پیش از خرابی ویا.
مقدار CTE آلفا 1 برابر 55 ppm/°C (زیر Tg) در مقابل آلفا 2 برابر 287 ppm/°C (بالای Tg) تغییر شدید CTE در نقطه Tg را نشان می‌دهد. از آنجا که برد در استفاده عادی زیر Tg کار می‌کند، مقدار آلفا 1 برابر 55 ppm/°C رفتار ابعادی هنگام سیکل‌های دمایی محیط واقعی را تعیین می‌کند. مقدار آلفا 2 فقط در زمان ریفلو مونتاژ که دما از Tg عبور می‌کند اهمیت دارد.
خواص الکتریکی و تأثیرات طراحی امپدانس در 1 GHz
Dk برابر 4.5 در 1 MHz (طبق دیتاشیت رسمی) و Df برابر 0.018 در 1 MHz، KB-6165 را در محدوده استاندارد FR-4 قرار می‌دهد. توجه داشته باشید که دیتاشیت مقادیر را در 1 MHz گزارش می‌کند، نه 1 GHz. در فرکانس‌های GHz، مقدار Dk معمولاً کمی کاهش یافته و Df افزایش می‌یابد؛ این رفتار در تمام مواد FR-4 مشاهده می‌شود.
برای طراحی‌های کنترل امپدانس، نکته مهم این است که Dk واقعی به‌شدت به درصد رزین پری‌پرگ و نوع بافت شیشه‌ای وابسته است. یک پری‌پرگ 2116 با 50% R/C دارای Dk متفاوتی نسبت به 7628 با 44% R/C خواهد بود. سرویس طراحی استکاپ ما برای مدل‌سازی دقیق امپدانس به‌جای Dk سطح لمینیت که مربوط به یک ساختار مشخص 8×7628 است، از مقادیر Dk اختصاصی پری‌پرگ استفاده می‌کند.
Df برابر 0.018 در 1 MHz، KB-6165 را برای طراحی‌های دیجیتال با عملکرد کمتر از حدود 3 GHz مناسب می‌سازد. برای USB 3.0 (5 Gbps)، SATA III (6 Gbps) یا PCIe Gen 3 (8 GT/s) با طول مسیر کمتر از 4 اینچ، KB-6165 معمولاً کیفیت سیگنال کافی ارائه می‌دهد. برای مسیرهای طولانی‌تر یا رابط‌های سریع‌تر، KB-6165GMD (Df ~0.010) یا KB-6167GLD (Df ~0.006) را در نظر بگیرید.
مقادیر استحکام کنده‌شدن مس—1.35 N/mm در 125°C و 1.42 N/mm پس از تست Float در 288°C—به‌طور قابل توجهی از حداقل مشخصات بالاتر هستند. مقدار استحکام پس از Float حتی از مقدار استحکام در دمای بالا بیشتر است که نشان‌دهنده چسبندگی عالی رزین به مس و بهبود آن در اثر پخت پس از مواجهه حرارتی است.
نقشه انواع خانواده KB-6165: هفت محصول و ارتباط آن‌ها
KB-6165 به‌عنوان پلتفرم پایه برای گسترده‌ترین خانواده مواد Kingboard عمل می‌کند:
| نسخه | تفاوت اصلی | IPC Slash | دارای فیلر | بدون هالوژن | کاربرد اصلی |
|---|---|---|---|---|---|
| KB-6165 | پایه، بدون فیلر | /124 | خیر | خیر | چندلایه استاندارد 4–12L |
| KB-6165F | دارای فیلر، CTE کمتر | /99 | بله | خیر | تعداد لایه بالا، BGA |
| KB-6165C | شیمی HF جایگزین | — | خیر | بله | تأییدیه‌های اختصاصی OEM |
| KB-6165LE | انبساط پایین | — | خیر | خیر | سیکل حرارتی طولانی |
| KB-6165G | بدون هالوژن | — | خیر | بله | انطباق EU/خودرو |
| KB-6165GC | HF با Dk پایین‌تر | — | خیر | بله | HF + SI بهتر |
| KB-6165GMD | کم‌اتلاف | — | خیر | بله | دیجیتال 1–10 Gbps |
این گستردگی به مهندسان اجازه می‌دهد نمونه اولیه را با KB-6165 بسازند و بدون طراحی مجدد استکاپ به یک نسخه دیگر مهاجرت کنند؛ زیرا تمام نسخه‌ها ابعاد مکانیکی مشابهی دارند.
راهنمای فرآیند تولید و پارامترهای لمینیشن
KB-6165 برای کاربردهای کامپیوتر و تجهیزات جانبی، تجهیزات ارتباطی، ابزار دقیق و تجهیزات OA مشخص شده است. در APTPCB، این ماده در خط استاندارد ساخت چندلایه ما با پارامترهای بهینه‌شده بر اساس دستورالعمل‌های Kingboard پردازش می‌شود.
سوراخ‌کاری: به دلیل بدون فیلر بودن، KB-6165 عمر استاندارد ابزار سوراخ‌کاری را ارائه می‌دهد؛ تقریباً 3,000–5,000 ضربه برای ویاهای 0.25–0.40 mm بسته به ضخامت برد. این مقدار 15–20% بهتر از گزینه‌های دارای فیلر مانند KB-6165F است. برای ساختارهای HDI میکروویا، سوراخ‌کاری لیزری UV یا CO₂ بشکه‌های ویا تمیز ایجاد می‌کند.
پرداخت سطح: تمام پرداخت‌های استاندارد سازگار هستند: HASL (Sn/Pb و بدون سرب)، ENIG، OSP، نقره غوطه‌وری و قلع غوطه‌وری. برای بردهایی با مونتاژ BGA با گام ریز، ENIG صاف‌ترین سطح را فراهم می‌کند.
کنترل کیفیت: سیستم کیفیت ما شامل تست امپدانس TDR، AOI و تست الکتریکی کامل (پروب پرنده یا فیکسچر) برای هر سفارش تولیدی است. آنالیز میکرو‌سکشن نمونه اول، کیفیت ویا و ضخامت دی‌الکتریک را تأیید می‌کند. دقت رجیستر لایه داخلی برابر ±2 mil در تمام تعداد لایه‌ها حفظ می‌شود.
کاربردهای هدف: PCBهای مخابراتی، صنعتی، خودرویی و پزشکی
مخابرات: کنترلرهای ایستگاه پایه، سوئیچ‌های شبکه و تجهیزات انتقال نوری با عمر کاری 10 ساله. قابلیت ضد CAF برای کانکتورهای با گام ریز در کابینت‌های بیرونی که در معرض تغییرات رطوبتی هستند حیاتی است. خدمات PCB مخابراتی ما شامل کنترل امپدانس و بک‌دریلینگ است.
کنترل صنعتی: PLCها، درایوهای موتور و ماژول‌های تبدیل توان که در دمای محیطی -20°C تا +85°C کار می‌کنند. استحکام خمشی 560 N/mm² از تاب‌برداشتن تحت بار کانکتور و هیت‌سینک سنگین جلوگیری می‌کند. فرآیندهای استاندارد ساخت PCB قابل استفاده هستند.
خودرویی (غیر ADAS): تجهیزات الکترونیکی بدنه، کنترلرهای روشنایی و بردهای پردازش اطلاعات سرگرمی. برای الزامات PCB خودرویی، APTPCB مستندات PPAP و قابلیت ردیابی مواد در سطح بچ ارائه می‌دهد. توجه: برای کاربردهای زیر کاپوت یا ADAS که به سیکل حرارتی طولانی نیاز دارند، KB-6167F ارتقا دهید.
ابزار پزشکی: تجهیزات تشخیصی و سیستم‌های پایش بیمار. سیستم پخت بدون DICY خروج گاز تمیزتری ایجاد می‌کند که برای نزدیکی به حسگرهای حساس مزیت دارد.
لوازم الکترونیکی مصرفی: محصولات تیراژ بالا که به مونتاژ بدون سرب با هزینه رقابتی نیاز دارند. KB-6165 تعادل بهینه بین قابلیت اطمینان و هزینه برای محصولات عرضه‌شده در بازارهای دارای استانداردهای قانونی است.
مقایسه صنعتی: KB-6165 در برابر Shengyi S1000H و ITEQ IT-158
| پارامتر | KB-6165 | Shengyi S1000H | ITEQ IT-158 | Isola IS410 |
|---|---|---|---|---|
| Tg (DSC) | 153°C | 150°C | 150°C | 150°C |
| Td (TGA) | 348°C | 340°C | 340°C | 340°C |
| Dk @ 1 MHz | 4.5 | 4.5 | 4.4 | 4.4 |
| Df @ 1 MHz | 0.018 | 0.016 | 0.016 | 0.013 |
| Z-CTE (50–260°C) | 3.1% | 2.8% | 2.8% | 3.0% |
| T-260 (معمولی) | 50 min | >30 min | >30 min | >30 min |
| T-288 (معمولی) | 23 min | >15 min | >15 min | >15 min |
| برگه IPC Slash | /124 | /99 یا /124 | /99 | /21 یا /26 |
| دارای فیلر | خیر | نسخه‌ها | خیر | خیر |
KB-6165 معمولاً به دلیل مقیاس تولید Kingboard، مقرون‌به‌صرفه‌ترین گزینه است. Z-CTE برابر 3.1% کمی بالاتر از برخی رقبا است؛ برای طراحی‌هایی که به انبساط کمتر نیاز دارند، KB-6165F (3.0%) یا KB-6167F (2.6%) را در نظر بگیرید. APTPCB تمام برندهای اصلی را پردازش می‌کند و درباره اقتصادی‌ترین گزینه مشاوره ارائه می‌دهد.
نحوه سفارش PCBهای KB-6165 از APTPCB
APTPCB موجودی KB-6165 را در ضخامت‌های استاندارد هسته از 0.1 mm تا 1.6 mm با تمام وزن‌های رایج مس نگهداری می‌کند. فایل‌های Gerber و مشخصات استکاپ خود را برای یک بررسی DFM رایگان شامل تأیید ماده، شبیه‌سازی امپدانس و قیمت‌گذاری رقابتی ارسال کنید.
برای ساخت و مونتاژ یکپارچه PCB، هر دو سرویس را با زمان تحویل بهینه به‌صورت همزمان قیمت‌گذاری می‌کنیم. تولید انبوه از موجودی اختصاصی KB-6165 بدون تأخیر تأمین مواد بهره می‌برد.