HF-140 et HF-170 sont la série de stratifiés sans halogène de Kingboard. La désignation "HF" signifie Halogen-Free, indiquant la conformité aux exigences IEC 61249-2-21 sur les teneurs en brome, chlore, antimoine et phosphore rouge. Ces matériaux répondent à la demande mondiale croissante en substrats PCB conformes aux contraintes environnementales (directives UE RoHS/WEEE, exigences OEM automobile et objectifs de durabilité), tout en apportant de vraies performances de fiabilité : faible CTE sur l'axe Z, capacité anti-CAF et compatibilité complète sans plomb.
HF-140 avec Tg 141°C (DSC) répond à l'IPC-4101E/127 et se positionne comme l'équivalent sans halogène du KB-6164 dans le portefeuille Kingboard : un matériau Tg standard, faible CTE et compatible sans plomb. HF-170 avec Tg 180°C (DSC) répond à l'IPC-4101E/127/128/130 et se positionne comme l'alternative sans halogène au KB-6167F : une plateforme high-Tg pour serveurs, backplanes et électronique automobile. Les deux conservent l'avantage d'ingénierie clé : procédé FR-4 standard + conformité sans halogène + performance anti-CAF + excellente endurance thermique.
Dans ce guide
- Pourquoi les matériaux PCB sans halogène sont requis dans l'électronique moderne
- Spécifications HF-140 vérifiées depuis le PDF officiel Kingboard
- Spécifications HF-170 vérifiées depuis le PDF officiel Kingboard
- HF-140 vs HF-170 : comparaison technique et critères de sélection
- Systèmes de prepreg PP-HF140 et PP-HF170, et données Dk/Df à 1 GHz
- Performance anti-CAF et résistance à la migration électrochimique
- HF-140/HF-170 vs KB-6164/KB-6167F et KB-6165G : sélection matière sans halogène
- Applications cibles : automobile, télécom, serveurs et électronique grand public conforme UE
- Comment commander des PCB HF-140 et HF-170 chez APTPCB
Pourquoi les matériaux PCB sans halogène sont requis dans l'électronique moderne
Les matériaux PCB sans halogène éliminent les retardateurs de flamme à base de brome et de chlore, qui génèrent des dioxines et furanes toxiques lors de l'incinération des déchets électroniques. Les moteurs réglementaires et commerciaux sont importants et s'accélèrent dans tous les secteurs.
Les directives européennes RoHS et WEEE, bien qu'elles n'interdisent pas directement les retardateurs halogénés dans les substrats PCB, ont créé une forte préférence marché pour les solutions sans halogène. Les principaux OEM automobiles européens, dont Volkswagen, BMW et Stellantis, imposent de plus en plus des substrats sans halogène dans leurs spécifications achats. Les fabricants électroniques japonais ont adopté cette orientation depuis plus de dix ans, et les réglementations environnementales chinoises suivent des trajectoires similaires.
L'IEC 61249-2-21 définit le "sans halogène" comme suit : brome <900 ppm, chlore <900 ppm, et total brome + chlore <1500 ppm. HF-140 et HF-170 respectent ces limites et sont en plus exempts d'antimoine et de phosphore rouge, couvrant l'ensemble des préoccupations environnementales liées à la chimie des retardateurs de flamme.
Le défi technique des formulations sans halogène consiste à atteindre l'inflammabilité UL 94 V-0 sans recourir aux retardateurs bromés, très efficaces mais problématiques pour l'environnement. La série HF de Kingboard utilise des systèmes retardateurs phosphore-azote synergétiques propriétaires, capables d'atteindre V-0 tout en conservant des propriétés thermiques et mécaniques comparables aux versions halogénées.
Spécifications HF-140 vérifiées depuis le PDF officiel Kingboard
Toutes les valeurs proviennent de la fiche technique officielle HF-140 de Kingboard. Épaisseur d'éprouvette : 1,6 mm (construction 8×7628). Le symbole ✓ indique une valeur vérifiée sur le PDF officiel.
Propriétés thermiques HF-140
| Élément de test | Méthode | Condition | Spécification (IPC-4101E/127) | Valeur typique ✓ |
|---|---|---|---|---|
| Contrainte thermique | 2.4.13.1 | Float 288°C, non gravé | ≥10 sec | ≥240 sec |
| Transition vitreuse (Tg) | 2.4.25 | E-2/105, DSC | ≥140°C | 141°C |
| Z-axis CTE Alpha 1 | 2.4.24 | TMA | ≤60 ppm/°C | 45 ppm/°C |
| Z-axis CTE Alpha 2 | 2.4.24 | TMA | ≤300 ppm/°C | 254 ppm/°C |
| Expansion axe Z (50–260°C) | 2.4.24 | TMA | ≤4.0% | 3.3% |
| CTE X/Y | 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 | >5 min |
| Td (perte de masse 5%) | 2.4.24.6 | TGA | ≥310°C | 350°C |
| Inflammabilité | UL94 | E-24/23 | V-0 | V-0 |
Propriétés électriques HF-140
| Élément de test | Méthode | Condition | Spécification | Valeur typique ✓ |
|---|---|---|---|---|
| Résistivité de surface | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | ≥10⁴ MΩ | 2.7×10⁸ MΩ |
| Résistivité volumique | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | ≥10⁶ MΩ·cm | 5.3×10⁹ MΩ·cm |
| Rigidité diélectrique | 2.5.6 | D-48/50+D-0.5/23 | ≥40 kV | ≥45 kV |
| Dk @1 MHz | 2.5.5.2 | Gravé, R/C 50% | ≤5.4 | 4.8 |
| Dk @1 GHz | 2.5.5.2 | Gravé, R/C 50% | — | 4.6 |
| Df @1 MHz | 2.5.5.2 | Gravé, R/C 50% | ≤0.035 | 0.012 |
| Df @1 GHz | 2.5.5.2 | Gravé, R/C 50% | — | 0.013 |
| CTI | IEC 60112 | A | — | >175V |
| Résistance à l'arc | 2.5.1 | D-48/50+D-0.5/23 | ≥60 sec | 120 sec |
Propriétés mécaniques HF-140
| Élément de test | Méthode | Condition | Spécification | Valeur typique ✓ |
|---|---|---|---|---|
| Peel Strength (1 oz) | 2.4.8 | 125°C | ≥0.70 N/mm | 1.3 N/mm |
| Peel Strength (1 oz) | 2.4.8 | Float 288°C/10 sec | ≥1.05 N/mm | 1.4 N/mm |
| Peel Strength (1 oz) | 2.4.8 | Après solution de process | ≥0.80 N/mm | 1.1 N/mm |
| Résistance à la flexion (MD) | 2.4.4 | — | ≥415 N/mm² | 550 N/mm² |
| Résistance à la flexion (XD) | 2.4.4 | — | ≥345 N/mm² | 490 N/mm² |
| Absorption d'humidité | 2.6.2.1 | D-24/23 | ≤0.5% | 0.11% |
Spécifications HF-170 vérifiées depuis le PDF officiel Kingboard
Toutes les valeurs proviennent de la fiche technique officielle HF-170 de Kingboard. Épaisseur d'éprouvette : 1,6 mm (construction 8×7628). Le symbole ✓ indique une valeur vérifiée sur le PDF officiel.
Propriétés thermiques HF-170
| Élément de test | Méthode | Condition | Valeur typique ✓ |
|---|---|---|---|
| Contrainte thermique | 2.4.13.1 | Float 288°C, non gravé | ≥240 sec |
| Transition vitreuse (Tg, DSC) | 2.4.25 | DSC | 180°C |
| Transition vitreuse (Tg, DMA) | 2.4.24.4 | DMA | 190°C |
| Z-axis CTE Alpha 1 | 2.4.24 | TMA | 45 ppm/°C |
| Z-axis CTE Alpha 2 | 2.4.24 | TMA | 220 ppm/°C |
| Expansion axe Z (50–260°C) | 2.4.24 | TMA | 2.2% |
| CTE X/Y | 2.4.24 | 40–125°C | 12/15 ppm/°C |
| T-260 | 2.4.24.1 | TMA | >60 min |
| T-288 | 2.4.24.1 | TMA | >60 min |
| Td (perte de masse 5%) | 2.4.24.6 | TGA | 385°C |
| Inflammabilité | UL94 | E-24/125 | V-0 |
Propriétés électriques HF-170
| Élément de test | Méthode | Condition | Valeur typique ✓ |
|---|---|---|---|
| Résistivité de surface | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | 3.6×10⁸ MΩ |
| Résistivité volumique | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | 4.7×10⁹ MΩ·cm |
| Rigidité diélectrique | 2.5.6 | D-48/50+D-0.5/23 | ≥45 kV |
| Dk @1 GHz | IEC 61189-2-721 | Gravé, R/C 50% | 4.6 |
| Dk @10 GHz | IEC 61189-2-721 | Gravé, R/C 50% | 4.4 |
| Df @1 GHz | IEC 61189-2-721 | Gravé, R/C 50% | 0.011 |
| Df @10 GHz | IEC 61189-2-721 | Gravé, R/C 50% | 0.013 |
| CTI | IEC 60112 | Gravé/0.1% NH₄Cl | ≥200V |
| Résistance à l'arc | 2.5.1 | D-48/50+D-0.5/23 | 123 sec |
Propriétés mécaniques HF-170
| Élément de test | Méthode | Condition | Valeur typique ✓ |
|---|---|---|---|
| Peel Strength (1 oz) | 2.4.8 | Float 288°C/10 sec | 1.40 N/mm |
| Résistance à la flexion (MD) | 2.4.4 | — | 590 N/mm² |
| Résistance à la flexion (XD) | 2.4.4 | — | 510 N/mm² |
| Absorption d'humidité | 2.6.2.1 | D-24/23 | 0.11% |
HF-170 utilise la méthode IEC 61189-2-721 pour la constante diélectrique, tandis que HF-140 utilise IPC-TM-650 2.5.5.2. Cette différence mérite d'être prise en compte en corrélation de mesures. Le Df de 0,011 à 1 GHz pour HF-170 est sensiblement plus bas qu'un FR-4 high-Tg standard (KB-6167F à 0,016), suggérant une formulation résine à pertes intermédiaires optimisée pour la chimie sans halogène.
HF-140 vs HF-170 : comparaison technique et critères de sélection
| Propriété | HF-140 ✓ | HF-170 ✓ | Écart |
|---|---|---|---|
| Tg (DSC) | 141°C | 180°C | HF-170 +39°C |
| Tg (DMA) | — | 190°C | HF-170 uniquement |
| Td (TGA) | 350°C | 385°C | HF-170 +35°C |
| Z-CTE alpha1 | 45 ppm/°C | 45 ppm/°C | Identique |
| Z-CTE alpha2 | 254 ppm/°C | 220 ppm/°C | HF-170 13% plus faible |
| Z-CTE 50–260°C | 3.3% | 2.2% | HF-170 33% plus faible |
| T-260 | >60 min | >60 min | Identique |
| T-288 | >5 min | >60 min | HF-170 largement supérieur |
| Dk @1 GHz | 4.6 | 4.6 | Identique |
| Df @1 GHz | 0.013 | 0.011 | HF-170 15% plus faible |
| CTI | >175V | ≥200V | HF-170 supérieur |
| IPC Slash Sheet | /127 | /127/128/130 | HF-170 plus large |
| Sans halogène | Oui | Oui | Les deux |
| Anti-CAF | Oui | Oui | Les deux |
| UL File | E123995 | E123995 | Identique |
Choisir HF-140 quand : la conformité sans halogène est la priorité, la température de service reste sous 100°C, l'épaisseur carte est ≤1,6 mm et le coût est critique. Électronique grand public, éclairage LED, instrumentation industrielle avec contraintes environnementales UE.
Choisir HF-170 quand : la fiabilité thermique maximale est requise avec conformité sans halogène. Le T-288 >60 min (contre >5 min pour HF-140) et le Z-CTE 2,2% (contre 3,3%) font de HF-170 le choix naturel pour électronique automobile, cartes serveurs, multicouches complexes et applications avec refusion sans plomb exigeante.
Systèmes de prepreg PP-HF140 et PP-HF170, et données Dk/Df à 1 GHz
Données Dk/Df prepreg PP-HF140 (vérifiées ✓)
| Style de verre | R/C (%) | Dk @1 GHz (±0.2) | Df @1 GHz (±10%) | Épaisseur pressée (mil) |
|---|---|---|---|---|
| 106 | 74±2 | 4.2 | 0.017 | 1.9±0.30 |
| 106 | 76±2 | 4.1 | 0.018 | 2.4±0.40 |
| 1067 | 72±2 | 4.2 | 0.017 | 2.4±0.30 |
| 1067 | 74±2 | 4.1 | 0.018 | 2.8±0.40 |
| 1080 | 62±2 | 4.3 | 0.014 | 2.8±0.30 |
| 1080 | 65±2 | 4.2 | 0.014 | 3.1±0.30 |
| 1080 | 68±2 | 4.2 | 0.014 | 3.4±0.30 |
| 3313 | 52±2 | 4.5 | 0.013 | 3.5±0.30 |
| 3313 | 55±2 | 4.4 | 0.013 | 3.8±0.30 |
| 3313 | 58±2 | 4.4 | 0.013 | 4.0±0.30 |
| 2116 | 52±2 | 4.5 | 0.013 | 4.6±0.30 |
| 2116 | 55±2 | 4.5 | 0.013 | 5.1±0.30 |
| 2116 | 58±2 | 4.4 | 0.013 | 5.4±0.30 |
| 1506 | 48±2 | 4.6 | 0.012 | 6.9±0.50 |
| 1506 | 50±2 | 4.5 | 0.012 | 7.3±0.50 |
| 7628 | 42±2 | 4.7 | 0.012 | 7.1±0.50 |
| 7628 | 45±2 | 4.6 | 0.012 | 7.5±0.50 |
| 7628 | 48±2 | 4.6 | 0.012 | 8.0±0.50 |
Observation notable : les valeurs Df des prepregs PP-HF140 vont de 0,012 à 0,018 selon les styles de verre. Les styles 1080 à forte teneur en résine montrent Df 0,014, différent de la valeur stratifié 0,013 ; cela confirme qu'en conception critique d'impédance il faut utiliser les valeurs Dk/Df spécifiques prepreg plutôt que les valeurs globales du stratifié. Notre service de conception de stackup utilise ces valeurs par prepreg pour un modèle d'impédance précis.
Paramètres de laminage
| Paramètre | HF-140 ✓ | HF-170 |
|---|---|---|
| Vitesse de montée en température | 1.5–2.5°C/min (80–140°C) | 1.5–2.5°C/min (est.) |
| Température de cure | >180°C | >190°C (est.) |
| Temps de cure | >50 min | >60 min (est.) |
| Pression de cure | 350±50 PSI | 350±50 PSI (est.) |
| Stockage prepreg | Max 50% RH, Max 23°C, 90 jours | Identique |
| Stockage froid | Max 5°C, 180 jours (acclimatation 4h) | Identique |
Performance anti-CAF et résistance à la migration électrochimique
HF-140 et HF-170 intègrent une capacité anti-CAF (Conductive Anodic Filament), telle qu'indiquée dans leurs fiches techniques officielles. La résistance CAF est critique pour les designs avec réseaux de vias à pas fin, exigences d'isolement à haute tension et exposition à l'humidité, des conditions de plus en plus courantes en électronique automobile sous capot et en équipements télécom extérieurs.
Le CAF se forme lorsque la migration électrochimique le long de l'interface fibre de verre/résine crée des chemins conducteurs entre conducteurs adjacents. La chimie résine sans halogène de HF-140/HF-170 fournit une liaison verre-résine qui résiste à ce mécanisme, maintenant la résistance d'isolement sur la durée de vie produit même sous polarisation et humidité.
Pour les applications automobiles nécessitant une qualification AEC-Q200, ou les conceptions avec espacement via-à-via <0,3 mm et écart de potentiel >50V, la performance anti-CAF de HF-140/HF-170 apporte une amélioration de fiabilité mesurable face aux matériaux sans halogène standard non classés anti-CAF.
HF-140/HF-170 vs KB-6164/KB-6167F et KB-6165G : sélection matière sans halogène
Comprendre la relation entre la série HF et le reste du portefeuille Kingboard est essentiel pour une bonne sélection matière :
| Propriété | HF-140 ✓ | KB-6164 ✓ | HF-170 ✓ | KB-6167F ✓ | KB-6165G |
|---|---|---|---|---|---|
| Tg (DSC) | 141°C | 140°C | 180°C | 175°C | ~150°C |
| Td (TGA) | 350°C | 330°C | 385°C | 349°C | ~340°C |
| Z-CTE 50–260 | 3.3% | 3.5% | 2.2% | 2.6% | ~3.0% |
| T-260 | >60 min | >60 min | >60 min | >60 min | >60 min |
| T-288 | >5 min | >15 min | >60 min | >35 min | — |
| Dk @1 GHz | 4.6 | 4.6 | 4.6 | 4.6 | ~4.6 |
| Df @1 GHz | 0.013 | 0.016 | 0.011 | 0.016 | ~0.014 |
| Anti-CAF | Oui | Oui | Oui | Oui | Oui |
| Sans halogène | Oui | Non | Oui | Non | Oui |
| IPC Slash | /127 | /101 | /127/128/130 | /126 | /124 |
Points clés :
HF-140 vs KB-6164 : Tg et CTE très proches, mais HF-140 ajoute la conformité sans halogène avec un Td plus élevé (350°C vs 330°C) et un Df plus faible (0,013 vs 0,016). HF-140 est la mise à niveau sans halogène directe de KB-6164.
HF-170 vs KB-6167F : HF-170 dépasse KB-6167F sur toutes les métriques thermiques : Tg plus élevé (180 vs 175°C), Td plus élevé (385 vs 349°C), Z-CTE plus faible (2,2% vs 2,6%), et T-288 supérieur (>60 vs >35 min), tout en ajoutant la conformité sans halogène et un Df plus faible (0,011 vs 0,016). HF-170 n'est pas seulement une alternative sans halogène à KB-6167F ; c'est aussi une amélioration de performance.
HF-170 vs KB-6165G : KB-6165G propose du sans halogène en milieu de Tg (~150°C), alors que HF-170 propose du sans halogène en high-Tg (180°C). Si l'application exige les deux, HF-170 est le meilleur choix.
Applications cibles : automobile, télécom, serveurs et électronique grand public conforme UE
Électronique automobile (HF-170) : les OEM européens imposent de plus en plus des substrats sans halogène. La combinaison Tg 180°C, Z-CTE 2,2%, T-288 >60 min et anti-CAF rend HF-170 adapté aux modules ADAS, aux body control units et aux systèmes infotainment fonctionnant de -40°C à +125°C. La conformité IPC-4101E/127/128/130 fournit la base documentaire demandée par les systèmes qualité automobile.
Infrastructure télécom (HF-170) : les applications serveurs haut de gamme et backpanels sont explicitement listées dans la section application de HF-170. Le Z-CTE 2,2% prend en charge les multicouches complexes avec rapports d'aspect via jusqu'à 12:1, tandis que la conformité sans halogène répond aux politiques environnementales des grands fabricants télécom.
Électronique grand public conforme UE (HF-140) : drivers LED, objets connectés, produits maison intelligente et périphériques informatiques où l'accès au marché UE exige une responsabilité environnementale démontrable. Le Tg 141°C et le T-260 >60 min de HF-140 couvrent l'assemblage sans plomb standard, avec un coût inférieur à HF-170.
Équipements industriels (HF-140/HF-170) : instruments, contrôleurs moteurs et automatismes où la réglementation de fin de vie s'applique. La capacité anti-CAF aide en environnement humide.
Infrastructure de communication sans fil (HF-170) : cartes de contrôle station de base, cartes de traitement numérique small cell et équipements de commutation réseau où conformité environnementale et fiabilité thermique élevée sont toutes deux requises.
Comment commander des PCB HF-140 et HF-170 chez APTPCB
Importez vos fichiers de conception avec vos exigences sans halogène et thermiques. Notre équipe engineering évalue l'adéquation HF-140/HF-170, simule l'impédance avec des valeurs Dk spécifiques prepreg et fournit une analyse DFM optimisée pour le process sans halogène. Pour les projets nécessitant des documents de conformité environnementale, nous fournissons les certificats matière confirmant la conformité IEC 61249-2-21. Les devis fabrication + assemblage complets incluent matière, choix de finition de surface et vérification sans halogène.